[發明專利]投影型圖像顯示裝置

有效

• 申請號: 200910173880.1
• 申請日: 2005-12-07
• 公開（公告）號: CN101685200A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 吉川博樹;久田隆紀;大石哲;平田浩二;小倉直之
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;H04N5/74;H04N9/31
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍 淳;劉春成

本申請是申請日為2005年12月7日、申請號為200510127941.2、發明名稱 為“投影光學單元和用它的投影型圖像顯示裝置”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及將彩色的放大圖像投影到屏幕上進行圖像顯示的投影 型圖像顯示裝置，特別是涉及相對屏幕將圖像傾斜地投影而在屏幕上 形成放大圖像的投影型圖像顯示裝置和用于它的投影光學單元。

背景技術

在將用反射型、透過型液晶面板和微小鏡子的顯示元件放大顯示 在屏幕上的投影型圖像顯示裝置中，當然要求能夠在它的屏幕上得到 充分大的放大圖像，同時，要求縮短裝置的縱深尺寸。為了實現這種 要求，如日本特開2001-264627號專利公報中記載那樣的，用于相對屏 幕從傾斜方向放大/投影(以下，將它稱為“傾斜投影”)的投影光學單 元是眾所周知的。又，關于在將曲面鏡用于這種傾斜投影情形中的光 學調整，例如，日本特開2002-350774號專利公報中記載的那樣是眾所 周知的。

當傾斜投影，即對屏幕主平面的法線，以規定角度(例如從屏幕 下方)投影圖像時，在投影在屏幕上的圖像中，產生梯形畸變和從屏 幕上下的投影距離之差生成的像差。為了消除它們，在上述日本特開 2001-264627號公報中，通過配置在投影光學系統和屏幕之間的具有負 放大率的自由曲面鏡對梯形畸變進行校正。另一方面，關于像差，通 過對共軸投影光學系統平行移動圖像顯示元件，或者對非軸對稱的投 影光學系統傾斜并平行移動圖像顯示元件進行校正。

但是，在這種像差校正中，存在著屏幕上的圖像在縱方向偏移的 可能性，需要為此而設的校正機構。又，在使用共軸投影光學系統的 情形中，因為要求非常大的畫角，所以透鏡的數量增多，口徑也增大。

在上述日本特開2002-350774號專利公報中，揭示了通過自由曲面 鏡的移動進行調整的方法，但是沒有考慮上述的像差校正。

這樣，在已有技術中，因為用不同的部件分別校正梯形畸變和像 差，所以必須既增大需要的透鏡直徑，又也增多透鏡的數量。即，上 述已有技術，在傾斜投影中，要一面很好地減少梯形畸變和像差一面 減少圖像顯示裝置的縱深尺寸和/屏幕下部的高度(以下將它稱為“裝 置緊湊化”)是困難的。

發明內容

本發明就是鑒于上述課題提出的，本發明的目的是提供適合于能 夠一面顯示減少了梯形畸變和像差的圖像一面實現裝置緊湊化的技 術。

又，本發明提供在背面投影型的圖像顯示裝置中，可以容易地制 造具有上述那樣的顯示特性的緊湊化了的裝置或者進行組裝調整的技 術。

本發明備有，在進行傾斜投影中，包含具有凹向光射出方向的面 并且持有對光軸旋轉非對稱的形狀的至少一個非對稱透鏡的投影透鏡 的第一光學系統、和包含至少一部分反射面凸向反射方向的至少一個 的凸面鏡的第二光學系統。而且本發明將上述第一光學系統和第二光 學系統搭載并固定在共同的光學系統支撐單元上。

上述非對稱透鏡是向著它的屏幕下端的光線通過的部分的曲率比 向著上述屏幕上端的光線通過的部分的曲率大的自由曲面鏡。又，上 述凸面鏡是反射向著它的屏幕的下方的光的部分的曲率比反射向著上 述屏幕的上方的光的部分的曲率大，或者反射向著屏幕的下方的光的 部分形成在該光的反射方向凸出的形狀，反射向著屏幕的上方的光的 部分形成在光的反射方向凹入的形狀的自由曲面鏡。

又本發明備有如下機構中的至少某一個機構：用于可以進行來自 包含圖像顯示元件的圖像發生源的光的射出方向與上述投影透鏡光軸 的角度的調整、和上述圖像發生源與上述投影透鏡的光學距離的調整 中的至少某一方的機構；用于使上述自由曲面鏡，以將該自由曲面鏡 的大致中心作為中心軸而進行旋轉的機構；或用于可以使上述投影透 鏡中最大正放大率的透鏡組沿上述投影透鏡的光軸方向移動的機構。

如果根據上述那樣的本發明的構成，則可以一面減少由圖像的傾 斜投影產生的梯形畸變和/或像差得到良好的圖像，一面使裝置緊湊化。

附圖說明

圖1是表示本發明的圖像顯示裝置的一個實施方式的截面圖。

圖2是表示本發明的投影光學單元的基本構成的截面圖。

圖3是表示本發明的一個實施例的構成和光路的YZ截面圖。