[發明專利]透鏡和投射型圖像顯示裝置

有效

• 申請號: 201910676884.5
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110780514B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 守國榮時
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G03B21/14
• 分類號: G03B21/14;G03B21/28
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李慶澤;鄧毅

透鏡和投射型圖像顯示裝置。能夠抑制放大側成像面的上側的周邊部的光量降低。透鏡從縮小側朝向放大側依次具有第1透過面、反射面、第2透過面。第1透過面和反射面位于在Z軸方向上延伸的假想軸的下方，第2透過面位于假想軸的上方。反射面具有凹形狀，第2透過面具有向放大側突出的凸形狀。連接上側交點和下側交點的假想線相對于YZ平面中與假想軸垂直的假想垂直線傾斜，上側交點是通過第2透過面的有效光線范圍的Y軸方向的上端的上端光束的上周邊光線和通過有效光線范圍的Y軸方向的下端的下端光束的上周邊光線在YZ平面上交叉的交點，下側交點是上端光束的下周邊光線和下端光束的下周邊光線在YZ平面上交叉的交點。

技術領域

本發明涉及在2個透過面之間具有凹形狀的反射面的透鏡和投射型圖像顯示裝置。

背景技術

在專利文獻1中記載了使顯示元件形成的圖像成像在屏幕上的光學系統。該文獻的光學系統從縮小側朝向放大側依次具有前組、開口光圈和后組。前組包含透過面和凹形狀的反射面。后組包含朝向放大側成為凸形狀的透過面。開口光圈的開口部相對于前組的光軸垂直設置。光學系統的光瞳與光軸垂直。光學系統是透鏡。

專利文獻1：日本特開2017-156713號公報

發明內容

發明要解決的課題

在使用專利文獻1的透鏡向屏幕投射圖像的情況下，存在這樣的問題：在屏幕上成像的最終像的上側的周邊部變暗。

本發明的課題在于，鑒于這種情況，提供能夠抑制放大側成像面的上側的周邊部的光量降低的透鏡。此外，提供具有這種透鏡的投射型圖像顯示裝置。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，本發明的透鏡的特征在于，所述透鏡從縮小側朝向放大側依次具有第1透過面、反射面和第2透過面，在設相互正交的3軸為X軸、Y軸和Z軸、排列有所述第1透過面和所述反射面的方向為Z軸方向、所述Y軸的一側為上方、所述Y軸的另一側為下方、與所述X軸垂直且包含所述Y軸和所述Z軸的面為YZ平面的情況下，所述第1透過面和所述反射面位于在所述Z軸方向上延伸的假想軸的下方，所述第2透過面位于所述假想軸的上方，所述反射面具有凹形狀，所述第2透過面具有向所述放大側突出的凸形狀，連接上側交點和下側交點的假想線相對于在所述YZ平面中與所述假想軸垂直的假想垂直線傾斜，該上側交點是通過所述第2透過面的有效光線范圍的Y軸方向的上端的上端光束的上周邊光線和通過該有效光線范圍的Y軸方向的下端的下端光束的上周邊光線在YZ平面上交叉的交點，該下側交點是所述上端光束的下周邊光線和所述下端光束的下周邊光線在所述YZ平面上交叉的交點。

在本發明中，能夠設為所述第1透過面、所述反射面和所述第2透過面是具有相對于所述假想軸旋轉對稱的面的共軸光學系統，所述假想軸是設計基準軸。

在本發明中，能夠設為在設所述假想線的所述上側交點側相對于所述假想垂直線以該假想垂直線與該假想線的交點為軸而逆時針旋轉的傾斜角度為θ、所述下端光束的下周邊光線與所述假想軸交叉的從該假想軸起的角度為γ的情況下，滿足以下條件式：0°θ90°+γ··(1)。

此外，本發明能夠設為滿足以下條件式(2)：90°θ··(2)。

在本發明中，能夠設為所述第1透過面、所述反射面和所述第2透過面中的任意一個是非球面。

在本發明中，能夠設為所述透鏡具有遮光部，該遮光部對沿著所述假想線傾斜并從該假想線上的有效光線范圍偏離的光線進行遮光。

在本發明中，能夠設為所述第1透過面、所述反射面和所述第2透過面中的任意一個為自由曲面。

接著，本發明的投射型圖像顯示裝置的特征在于，所述投射型圖像顯示裝置具有：上述透鏡；以及圖像形成部，其在所述透鏡的縮小側成像面上顯示投射圖像。