[發明專利]投影光學系統以及使用該系統的圖像顯示設備

有效

• 申請號: 201610991632.8
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN106873137B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 辰野響
• 申請（專利權）人: 株式會社理光
• 主分類號: G02B13/16
• 分類號: G02B13/16;G02B17/08;G03B21/00;G03B21/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 萬里晴

本發明涉及一種投影光學系統，該系統用于一種具有圖像顯示元件的圖像顯示設備，包括：包含多個透鏡的折射光學系統、限制從所述圖像顯示元件被引導到所述折射光學系統的光量的光圈、布置在所述圖像顯示元件和所述光圈之間的、具有正屈光力的、以及相對于圖像顯示元件具有低場曲率的透鏡組、以及具有跨越所述折射光學系統、光圈以及透鏡組布置在所述圖像顯示元件的對面的凹面鏡的鏡子光學系統。

本申請是以下發明專利申請的分案申請：申請號：201210420943.0，申 請日：2012年10月29日，發明名稱：投影光學系統以及使用該系統的圖像 顯示設備。

技術領域

本發明涉及一種投影光學系統以及使用這種投影光學系統的圖像顯示設 備。該顯示設備是一種投影式設備，其使用一種反射式光閥，并且可以各種 類型的投影儀格式獲得。

背景技術

下面將參照圖1來解釋使用反射式光閥的投影式圖像顯示設備通用構成 和功能。

圖1是闡述一種作為投影式圖像顯示設備的通用投影儀的光學布置的解 釋性示意圖。

在圖1中，參考代號LV、LS、IR、LN、M、CM以及POS分別代表光 閥、燈光源、積分器桿、照明用透鏡、鏡子、曲面鏡以及投影光學系統。

光閥LV是一種圖像顯示元件，并且是反射式的。

燈光源LS具有燈LP以及反射器RF，并且發射用于照亮光閥LV的照明 光。

積分器桿IR、照明用透鏡LN、鏡子M以及曲面鏡CM構成了照明光學 系統，該系統將燈光源LS發射出的照明光導向光閥LV。

積分器桿IR是一種光管，其中四個鏡子以隧道方式結合在一起，并且通 過鏡子表面反射從入口部分入射的光，以及將該光引導到出口部分。

投影光學系統POS將來自光閥LV的反射光投射到諸如屏幕等的投影表 面，并將顯示在光閥LV上的圖像放大并形成在該投影表面上。

光閥LV例如是一種DMD(數字微鏡設備)，在其上以陣列方式布置有 多個微小鏡子。每個鏡子的法線都是可在例如±12度的范圍內獨立地改變。

反射器RF反射燈LP發射的光，并且光匯聚向積分器桿IR的入口部分。 從入口部分入射的光在積分器桿IR中被反復地反射并被引導到出口，并且作 為均勻照明度的光發射出去，其中照明的非均勻性從出口部分被均勻。

從積分器桿發射出的光經過照明光學系統的用于照明的透鏡LN、鏡子 M、以及曲面鏡CM來照明光閥LV。

來自積分器桿IR的出口部分的發射光作為均勻照明度的表面光源，其中 光量的非均勻性被均勻，用于照明光學系統的照明用透鏡LN以及曲面鏡 CM，并且表面光源的圖像形成光閥LV上。即，光閥LV被均勻照明度的照 明光所照明。

例如，定義這樣的情況，當光閥LV上的微鏡的傾斜角度為例如-12度該 微鏡反射的光被入射到投影光學系統POS，并且當光閥LV上的一個微鏡的 傾斜角度為+12度，該微鏡反射的光沒有入射到該投影光學系統POS，并且 光閥LV和投影光學系統POS之間的位置關系被定義。并且，此外，照明光 從曲面鏡CM到光閥LV上的入射方向被設置。

根據將被投影和形成在投影表面上的圖像的像素，每個微鏡的傾斜度被 調整，并由此將圖像顯示在光閥LV上。

當圖像顯示在光閥LV上并且光閥LV以這種方式被照明光所照明時，入 射到投影光學系統POS的每個微鏡的反射光就通過投影光學系統POS成為成 像光通量，并且作為圖像的放大圖像被投射和形成在投影表面上。

由于光閥LV被均勻照明度分布的光照明，因此投影表面上的圖像作為 放大的圖像也具有均勻的照明度分布。因此，圖像顯示在投影表面。

上面是通過一種通用的投影儀對圖像顯示的解釋。