CN101430488A - 投影型图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够容易地达成小型化、低成本化并能够应对广角化的要求的投影型图像显示装置。投影型图像显示装置(100)，具备：屏幕(10)；具有配置于屏幕(10)的投影侧的曲面镜(21)的反射光学部(20)；设置于反射光学部(20)的光路前级，并配置于屏幕(10)的非投影侧的弯曲镜(30)；设置于反射光学部(20)的光路前级，并配置于屏幕(10)的非投影侧的折射光学部(40)；和设置于屏幕(10)的非投影侧的像形成光学部(60)。由此，能够实现投影型图像显示装置(100)的小型化、低成本化，并能够在屏幕(10)上得到大投影尺寸。

Description

投影型图像显示装置

技术领域

本发明涉及用于将通过液晶面板等所形成的图像投影于屏幕的投影型图像显示装置。

背景技术

作为在屏幕附近配置投影型图像显示装置、将其图像投影于屏幕的方法，有如下方法：在屏幕下部配置投影型图像显示装置，由上部镜进行反射而投影于屏幕的方法(例如专利文献1)；以及，在屏幕里侧配置投影机，由2块平面板反复进行投影的方法(例如专利文献2)。并且，还有在伸出于屏幕前方的臂部直接安装投影型图像显示装置的方法(例如专利文献3)。并且，还有在投影光学系统中具有包括多个透镜的折射光学系统和反射镜，在屏幕上进行放大近距投影的方法(例如专利文献4、5)。

【专利文献1】日本特开平2—196230号公报

【专利文献2】日本特开平10—206969号公报

【专利文献3】日本特表2002—538508号公报

【专利文献4】日本特开2004—258620号公报

【专利文献5】日本特开2006—235516号公报

可是，在专利文献1、专利文献2的采用了折射透镜系统的投影光学系统中，即使是所谓广角的透镜也是半视场角(画角)45°程度，无论如何投影尺寸都小。该情况下，为了得到大的投影尺寸，必需充分加长透镜与镜体的距离。因此，存在镜体也大型化的问题。

另一方面，在如专利文献3的投影方法中，通过大型非球面镜的采用，可以实现用于近距投影而将半视场角接近60°的超广角透镜安装于臂部的方式的投影系统。但是，即使在采用了如此的超广角透镜的投影光学系统中，为了投影于80英寸程度的屏幕也需要1m程度的投影距离。因此，必需加强臂部强度、增强支撑整体的屏幕框架的强度，存在系统整体的大型化、成本增加的问题。

并且，在如专利文献4、专利文献5的投影方法中，投影光学系统之中的折射系统垂直屏幕地延伸，在装置整体的小型化方面存在极限。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供能够容易地实现小型化、低成本化并能够应对广角化的要求的投影型图像显示装置。

为了解决上述问题，本发明中的投影型图像显示装置，特征为，具备：屏幕；反射光学部，其具有配置于屏幕的投影侧的至少一个曲面镜；弯曲镜，其设置于反射光学部的光路前级，并配置于屏幕的非投影侧及延伸平面上的任一方；折射光学部，其设置于反射光学部的光路前级，并至少具有配置于屏幕的非投影侧及延伸平面上的任一方的部分；和像形成光学部，其设置于折射光学部的光路前级，并配置于屏幕的非投影侧。

在上述投影型图像显示装置中，将折射光学部的全部或一部分与像形成光学部设置于屏幕的非投影侧或延伸平面上。此时，通过弯曲镜，能够使来自像形成光学部的投影光在屏幕的附近弯曲，导向屏幕前方。所弯曲的投影光，能够到达设置于屏幕的投影侧的反射光学部，朝向屏幕上进行近距投影。例如通过夹着屏幕而设置折射光学部与反射光学部，能够在屏幕的非投影侧及投影侧使反射光学部与折射光学部与像形成光学部平衡性好而节省空间进行配置，能够使投影型图像显示装置整体变薄。并且，由于反射光学部为曲面镜，能够将该曲面镜等小型化，能够减少投影型图像显示装置朝向屏幕的投影侧的伸出。通过以上，能够实现投影型图像显示装置的小型化、低成本化，并能够在屏幕上得到大的投影尺寸。

在本发明的其他方式中，特征为：曲面镜，具有凹面及凸面的任一方作为曲面反射面。在曲面镜为凹面的情况下，能够使曲面镜朝向下方的突出比曲面镜为凸面的情况少，能够使屏幕前面的投影空间变得窄小而使投影图像变大。另外，在曲面镜为凸面的情况下，能够使投影尺寸比曲面镜为凹面的情况大。并且，与凹面镜相比较，能够使曲率小而可以容易地制造。在此，曲面反射面，是在曲面镜中对实际的投影光进行反射的反射光学面。

在本发明的另外的方式中，特征为：从曲面镜的反射曲面到屏幕的投影距离，比从曲面镜的反射曲面到弯曲镜的距离短。该情况下，因为将曲面镜配置于屏幕投影侧、而将像形成光学部配置于屏幕非投影侧，所以重量平衡性变好，无需屏幕的框架、腿部的强化、大型化。在此，反射曲面，是包括曲面镜的非实体曲面并以通过光轴的面顶点为基准的假想面。

在本发明的另外的方式中，特征为：折射光学部具有多个透镜。该情况下，通过多个透镜能够以高精度扩大视场角，进而还能够附加变倍功能。

在本发明的另外的方式中，特征为：弯曲镜，设置于多个透镜之间。该情况下，能够缩短曲面镜与折射光学部的射出侧端部之间的距离，能够使曲面镜的尺寸比较小型化。

在本发明的另外的方式中，特征为：多个透镜的光轴的全部或一部分，在屏幕的非投影侧及延伸平面上的任一方中相对于屏幕的延伸平面平行。该情况下，多个透镜在屏幕的非投影侧或延伸平面上平行地配置，能够使折射光学部的配置空间紧凑化。

在本发明的另外的方式中，特征为：弯曲镜，设置于折射光学部的射出侧。该情况下，成为将折射光学部及像形成光学部配置于屏幕非投影侧或延伸平面上的简单的结构，来自折射光学部的射出光在屏幕附近通过弯曲镜弯曲于屏幕前方。因为所弯曲的投影光进一步由配置于屏幕附近的曲面镜所反射，所以能够使屏幕前面的投影空间狭窄而增大投影图像。

在本发明的另外的方式中，特征为：像形成光学部，具有图像形成元件。该情况下，能够将通过图像形成元件所形成的各种各样的图像朝向屏幕进行投影。在图像形成元件中，例如有液晶光阀。

附图说明

图1是对第1实施方式中的投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的概念图。

图2是表示在图1的投影型图像显示装置内的光线的状态的图。

图3是图2的光线的状态的放大图。

图4是对像形成光学部进行说明的概念图。

图5是对第1实施方式中的投影型图像显示装置的设置例进行说明的图。

图6是对第2实施方式中的投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的概念图。

图7是表示在图6的投影型图像显示装置内的光线的状态的图。

图8是图7的光线的状态的放大图。

图9是对第3实施方式中的投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的概念图。

图10是表示在图9的投影型图像显示装置内的光线的状态的图。

图11是图10的光线的状态的放大图。

图12(A)～(C)是对第4实施方式中的投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的侧视图、俯视图、及主视图。

图13是对图5的设置例的变形例进行说明的图。

符号说明

1、2、3...投影光学系统，10、110、210...屏幕，20、120、220...反射光学部，21、121、221...曲面镜，30...弯曲镜，40、140、240...折射光学部，60...像形成光学部，67...十字分色棱镜，100、200、300、400...投影型图像显示装置，OA...光轴，OS...物面

具体实施方式

第1实施方式

图1～图3，是表示本发明的第1实施方式中的投影型图像显示装置的要部的侧视图。图1是对投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的概念图，图2是表示在投影型图像显示装置内的光线的状态的图，图3是图2的放大图。

本实施方式中的投影型图像显示装置100，具备：屏幕10，反射光学部20，弯曲镜30，折射光学部40，和像形成光学部60。在此，反射光学部20及折射光学部40构成投影光学系统1。并且，在图1～图3中，关于像形成光学部60，仅示出作为其一部分的十字分色棱镜67，省略了其他的部分。

屏幕10，为反射型投影板，通过对投影光以屏幕投影面10a进行漫射反射而显示图像。屏幕10，例如以白色塑料板所形成。并且，屏幕10，能够设为在基板表面涂敷有包括珠(beads)、珍珠(pearl)的涂料，在基板表面埋置微透镜、微镜。

反射光学部20，具有1个曲面镜21。曲面镜21，是由以光轴OA为轴的旋转对称面所构成的凸面反射镜。曲面镜21，在光轴OA的下侧具有反射光学面20a(图1等的实线部分)，使从屏幕10的非投影侧即里面侧射出于前方的投影光朝向屏幕投影面10a反射。在此，图1等的虚线部分即光轴OA的上侧表示作为曲面镜21的假想延伸面的非实体曲面20b。曲面镜21，配置于屏幕10的投影侧上方的空间。

弯曲镜30，为平面反射板，使从折射光学部40射出于上方的投影光通过反射面30a弯曲于屏幕10的前方，将投影光导向屏幕10的投影侧即表面侧。弯曲镜30，配置于屏幕10的非投影侧上方且在折射光学部40的射出侧的空间。也就是说，成为如下配置：弯曲镜30和光轴OA的交点30c与曲面镜21的面顶点20c的距离s’，比曲面镜21的面顶点20c与屏幕投影面10a的距离s长。并且，弯曲镜30，相对于曲面镜21的光轴与折射光学部40的光轴OA具有45°的倾斜。

折射光学部40，配置于屏幕10的非投影侧且在像形成光学部60的射出侧。折射光学部40，由多个折射透镜所构成。

以下，关于折射光学部40的具体的透镜构成进行说明。

示于图1等的折射光学部40，用于将物面OS上的图像放大投影于屏幕10上。折射光学部40，具备：第1透镜L1，第2透镜L2，第3透镜L3，第4透镜L4，第5透镜L5，第6透镜L6，第7透镜L7，第8透镜L8，第9透镜L9，和可变光阑(

り)45。

透镜L1～L9，从作为缩小侧的物面OS侧(图1中的下侧)朝向作为放大侧的屏幕10上方侧(图1中的上侧)按从第1透镜L1到第9透镜L9的顺序所配设。并且，各透镜L1～L9的光轴即折射光学部40的光轴OA，相对于屏幕10的延伸平面10b平行地配置。在此，可变光阑45，设置于第5透镜L5与第6透镜L6之间。

第1透镜L1及第8透镜是非球面透镜。并且第2透镜L2是双凸透镜，第3透镜L3是双凸的3片接合透镜。并且，第4透镜L4、第5透镜L5、及第7透镜L7是双凹透镜。并且，第6透镜L6及第9透镜L9，是弯月形透镜(meniscus lens)。还有，各透镜L1～L9的配置，根据与反射光学部20的形状、配置的关系调整成能够进行最适于屏幕10的投影。

折射光学部40，构成为物面OS侧大致远心。并且，在作为折射光学部40的前端的第1透镜L1、与配置液晶面板的物面OS之间，配置用于合成3色的像的十字分色棱镜67。还有，关于应当配置其他2色的液晶面板的物面，省略了图示，但是成为与图示的物面OS等效即共轭的配置。在图1等中，从物面OS上的各物点，射出以垂直于物面OS并平行于光轴OA的主光线为中心、具有一定的扩展的光束，向上侧行进，通过折射光学部40由反射光学部20等所反射而投影于屏幕投影面10a上。

表1，表示折射光学部40的透镜数据。

表1

透镜数据

  面序号　　　　　　　　R　　　　　D　 　　　Nd　       Nv

       0               无限        22.50

       1               无限        38.00     1.51680    64.2  棱镜

       2               无限        3.00

       3非球面         300.000     4.50      1.52473    56.7

       4非球面         -200.000    2.00

       5               212.269     8.00      1.58913    61.3

       6               -50.578     0.10

       7               109.704     10.50     1.49700    81.6

       8               -31.149     2.50      1.80518    25.5

       9               77.554      7.50      1.48749    70.4

      10               -121.247    1.51

      11               无限        16.77

      12               -124.749    2.00      1.69895    30.1

      13               183.928     10.14

      14               551.842     4.50      1.84666    23.8

      15               -58.941     21.48

可变光阑               无限        9.53

      17               118.349     3.00      1.84666    23.8

      18               193.631     77.04

      19               -39.998     2.00      1.84666    23.8

      20               216.629     15.07

      21非球面         -16.108     3.50      1.52473    56.7

      22非球面         -19.866     0.00

      23               无限        9.44

      24               -205.607    12.50     1.69680    55.5

      25               -74.503     100.00

      26               无限        0.00   反射面              平面镜

      27               无限        -280.00

      28非球面         -63.261     0.00   反射面              曲面镜

      29               无限        0.00

      30               无限        220.00

    屏幕               无限        0.00

非球面系数

面序号        K          A04         A06         A08        A10         A12

     3   0.0000E+00  4.1772E-06  6.3960E-09  0.0000E+00  0.0000E+00  0.0000E+00

     4   0.0000E+00  4.2093E-06  5.3389E-09  1.3885E-12  0.0000E+00  0.0000E+00

    21  -2.0647E+00 -4.9272E-06 -3.2124E-09 -2.6878E-11  0.0000E+00  0.0000E+00

    22  -1.3492E+00  1.6609E-05 -2.6133E-08  9.3100E-12  0.0000E+00  0.0000E+00

    28  -3.8298E+00  4.6586E-09 -5.9724E-14  4.3236E-19 -1.3096E-24  0.0000E+00

在该表1的上栏中，“面序号”，是从物面OS侧按顺序附加于各透镜的面的序号。并且，“r”，表示曲率半径，“D”，表示与下一面之间的透镜厚度或者空气空间。进而，“Nd”，表示透镜材料的d线中的折射率，“Nv”，表示透镜材料的d线中的阿贝数。

在本实施方式中，透镜L1～L9，基本上以球面所形成，但是第1透镜L1的入出射面(表1的3面及4面)、与第8透镜L8的入出射面(表1的21面及22面)为非球面。并且，曲面镜21的反射面(表1的28面)为非球面。并且，第3透镜L3以3片透镜的接合透镜所构成。当以c为近轴曲率半径的倒数、以h为距光轴的高度、以k为圆锥系数(圆锥常数)、以A04～A12为高阶非球面系数时，这些非球面形状的光轴方向的距面顶点的位移量x，以下式所表示。

数1

$x=\frac{c\·h^2}{1+\sqrt{1-(1+k)\·c^2\·h^2}}+A04\·h^4+A06\·h^6+A08\·h^8+A10\·h^{10}+A12\·h^{12}$

在本实施方式的情况下，关于上述非球面式中的各系数“k”、“A04”～“A12”的值，如表1的下栏中所示。

图4，是像形成光学部60的概念图。像形成光学部60，具备：沿系统光轴SA射出均匀化的光源光的光源装置61，将从光源装置61所射出的照明光分离成红、绿、蓝的3色的分离照明系统63，通过从分离照明系统63所射出的各色的照明光所照明的光调制部65，和对经过了光调制部65的各色的调制光进行合成的十字分色棱镜67。像形成光学部60，配置于示于图1的屏幕10的非投影侧即里面侧。从十字分色棱镜67所射出的像光，投影于折射光学部40。

在此，光源装置61，具备：射出光源光的光源单元61a，和将从该光源单元61a所射出的光源光变换成均匀且预定的偏振方向的照明光的均匀化光学系统61c。光源单元61a，具有光源灯61m、反射器61n。并且，均匀化光学系统61c，具备：用于将光源光分割成部分光束的第1透镜阵列61d，对分割后的部分光束的扩展进行调节的第2透镜阵列61e，使各部分光束的偏振方向一致的偏振变换装置61g，和使各部分光束重叠入射于作为对象的照明区域的重叠透镜61i。

分离照明系统63，具备：第1及第2分色镜63a、63b，和光路弯曲用的镜体63m、63n、63o，通过使系统光轴SA分支为3个光路OP1～OP3，将照明光分离成蓝色光LB、绿色光LG、及红色光LR这3个光束。还有，关于中继透镜LL1、LL2，将形成于入射侧的第1中继透镜LL1的紧跟前的像，基本原状传递到射出侧的场透镜63h，由此防止由光的漫射等引起的光的利用效率的下降。

光调制部65，具备3色的照明光LB、LG、LR分别进行入射的3个液晶光阀65a、65b、65c，对经由场透镜63f、63g、63h而入射于各液晶光阀65a、65b、65c的各色光LB、LG、LR，相应于驱动信号以像素单位进行强度调制。还有，各液晶光阀65a、65b、65c，为具有以一对偏振板夹持液晶面板的结构的图像形成元件。并且，构成各液晶光阀65a、65b、65c的液晶面板，对应于示于图1等的物面OS。

十字分色棱镜67，具备相交叉的分色膜67a、67b，射出对来自各液晶光阀65a、65b、65c的调制光进行了合成的像光。以十字分色棱镜67所合成的像光，通过作为投影透镜的折射光学部40以适当的放大率作为彩色图像投影于未图示的屏幕10上。

以下，参照图5，关于上述的投影型图像显示装置100的设置例进行说明。

在图5中，投影型图像显示装置100的光学系统，收置于壳体100a，固定于屏幕10的支撑部11上。壳体100a，包括屏幕10的投影侧的投影部100b、与屏幕10的非投影侧的主体部100c。在投影部100b，以从投影部100b的前端部稍微突出的方式收置反射光学部20。另一方面，虽然对一部分图示进行省略，但是在主体部100c，收置弯曲镜30、折射光学部40、和像形成光学部60。在该投影型图像显示装置100中，投影部100b与主体部100c夹持屏幕10配置于前后，前后的重量平衡好。并且，因为壳体100a位于屏幕投影面10a的左右方向上的中央，所以左右的重量平衡也好。由此，若与通过臂部对投影机主体进行设置的方法相比较，则屏幕的框架、腿部的强化、大型化的必要性小。

从像形成光学部60所射出的投影光RL，由折射光学部40放大像，通过弯曲镜30而朝向屏幕10投影侧弯曲。所弯曲的投影光RL，被反射光学部20的曲面镜21所反射，以比较少的失真投影于屏幕投影面10a上。

以上说明的投影型图像显示装置100，能够将通过弯曲镜30在屏幕10非投影侧上方附近所弯曲的投影光，通过设置于屏幕10的投影侧的反射光学部20朝向屏幕投影面10a上进行近距投影。并且，通过夹持屏幕10而设置反射光学部20与折射光学部40及像形成光学部60，能够在屏幕10非投影侧及投影侧均衡性高地配置反射光学部20、折射光学部40与像形成光学部60，能够使投影型图像显示装置100整体变薄。并且，通过相对于屏幕10的延伸平面10b平行地配置折射光学部40的光轴，能够使折射光学部40的配置空间紧凑化。并且，由于反射光学部20为曲面镜21，能够使曲面镜21等小型化，能够减小投影型图像显示装置100的朝向屏幕10投影侧的伸出。通过以上，能够实现投影型图像显示装置100的小型化、低成本化，并能够在屏幕10上进行大视场角的投影。

第2实施方式

图6～图8，是表示本发明的第2实施方式中的投影型图像显示装置的要部的侧视图。图6是对投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的概念图，图7是表示在投影型图像显示装置内的光线的状态的图，图8是图7的放大图。本实施方式的投影型图像显示装置200，对示于图1等的第1实施方式的投影型图像显示装置100进行了变形，未特别说明的部分具有与第1实施方式的投影型图像显示装置100相同的结构。

本实施方式中的投影型图像显示装置200，具备：屏幕10，反射光学部120，弯曲镜30，折射光学部140，和像形成光学部60。在此，反射光学部120及折射光学部140构成投影光学系统2。并且，在图6～图8中，仅示出作为像形成光学部60的一部分的十字分色棱镜67，省略了其他的部分。

反射光学部120，具有1个曲面镜121。曲面镜121，是由以光轴OA为轴的旋转对称面所构成的凹面反射镜。曲面镜121，在光轴OA的下侧具有反射光学面120a(图6等的实线部分)，使从屏幕10的非投影侧所投影的投影光朝向屏幕投影面10a反射。在此，图6等的虚线部分即光轴OA的上侧表示曲面镜121的非实体曲面120b。曲面镜121，配置于屏幕10的投影侧上方。

弯曲镜30，为平面反射板，使投影光由反射面30a弯曲于屏幕10的前方，将投影光导向屏幕10的投影侧。弯曲镜30，配置于屏幕10的非投影侧上方且配置在后述的折射光学部140的多个透镜之间。也就是说，成为如下配置：弯曲镜30和光轴OA的交点30c与曲面镜121的面顶点120c的距离s’，比曲面镜121的面顶点120c与屏幕投影面10a之间的距离s长。并且，弯曲镜30，相对于曲面镜121的光轴与折射光学部140的光轴OA具有45°的倾斜。

折射光学部140，配置于像形成光学部60的射出侧。折射光学部140，由多个透镜所构成，能够将物面OS上的图像放大投影于屏幕10上。

折射光学部140，具备：透镜前组140A，透镜后组140B，和可变光阑145。在此，透镜前组140A，包括第1透镜L101、第2透镜L102、第3透镜L103、和第4透镜L104。另一方面，透镜后组140B，包括第5透镜L105、第6透镜L106、第7透镜L107、第8透镜L108、和第9透镜L109。透镜前组140A，设置于屏幕10的非投影侧，透镜后组140B，设置于屏幕10的投影侧。第3透镜L103由3片透镜的接合透镜所构成。可变光阑145，设置于透镜前组140A与透镜后组140B之间。还有，各透镜L101～L109的配置，根据与反射光学部120的形状、配置的关系调整成能够进行最适于屏幕10的投影。

在本实施方式中，从像形成光学部60所投影的投影光，经过折射光学部140的透镜前组140A及可变光阑145，被弯曲镜30的反射面30a所弯曲，朝向透镜后组140B行进。从折射光学部140所射出的投影光由曲面镜121的反射光学面120a所反射，投影于屏幕投影面10a上。

以上说明的投影型图像显示装置200，与投影型图像显示装置100同样地，能够实现小型化、低成本化，并能够在屏幕10上进行大视场角的投影。

并且，通过使曲面镜121成为凹面，较之凸面的情况能够减小朝向曲面镜121下方的伸出，能够使屏幕10前面的投影空间狭窄、并使投影图像变大。

并且，由于弯曲镜30设置于折射光学部140的多个透镜之间，能够缩短曲面镜121与折射光学部140的射出侧端部之间的距离，能够使曲面镜121的尺寸小型化。

第3实施方式

图9～图11，是表示本发明的第3实施方式中的投影型图像显示装置的要部的侧视图。图9是对投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的概念图，图10是表示在投影型图像显示装置内的光线的状态的图，图11是图10放大图。本实施方式的投影型图像显示装置300，对示于图1、图6等的第1及第2实施方式的投影型图像显示装置100、200进行了变形，未特别说明的部分具有与第1及第2实施方式的投影型图像显示装置100、200相同的结构。

本实施方式中的投影型图像显示装置300，具备：屏幕10，反射光学部220，弯曲镜30，折射光学部240，和像形成光学部60。在此，反射光学部220及折射光学部240构成投影光学系统3。并且，在图9～图11中，仅示出作为像形成光学部60的一部分的十字分色棱镜67，省略了其他的部分。

反射光学部220，具有1个曲面镜221。曲面镜221，是由以光轴OA为轴的旋转对称面所构成的凸面反射镜。曲面镜221，是设置于光轴OA的下侧的在表面具有折射层的反射光学面220a(图9等的实线部分)，具有使从折射光学部240所射出的投影光折射的折射面221a，和使投影光进行反射的反射面221b。曲面镜221，使从屏幕10的非投影侧所投影的投影光朝向屏幕投影面10a进行反射。在此，图9等的虚线部分即光轴OA的上侧表示曲面镜221的非实体曲面220b。曲面镜221，配置于屏幕10的投影侧上方。

弯曲镜30，为平面反射板，使投影光由反射面30a弯曲于屏幕10的前方，将投影光导向屏幕10的投影侧。弯曲镜30，配置于屏幕10的非投影侧上方且配置于后述的折射光学部240的多个透镜之间。也就是说，成为如下配置：弯曲镜30和光轴OA的交点30c与曲面镜221的面顶点220c的距离s’，比曲面镜221的面顶点220c与屏幕投影面10a之间的距离s长。并且，弯曲镜30，相对于曲面镜221的光轴与折射光学部240的光轴OA具有45°的倾斜。

折射光学部240，配置于像形成光学部60的射出侧。折射光学部240，由多个透镜所构成，能够将物面OS上的图像放大投影于屏幕10上。

折射光学部240，具备：透镜前组240A，透镜后组240B，和可变光阑245。在此，透镜前组240A，包括第1透镜L201、第2透镜L202、第3透镜L203、第4透镜L204、和第5透镜L205。另一方面，透镜后组240B，包括第6透镜L206、第7透镜L207、和第8透镜L208。透镜前组240A，设置于屏幕10的非投影侧，透镜后组240B，设置于屏幕10的投影侧。第2透镜L202，由3片透镜的接合透镜所构成。可变光阑245，设置于透镜前组240A与透镜后组240B之间。还有，各透镜L201～L208的配置，根据与反射光学部220的形状、配置的关系调整成能够进行最适于屏幕10的投影。

在本实施方式中，从像形成光学部60所投影的投影光，经过折射光学部240的透镜前组240A及可变光阑245，被弯曲镜30的反射面30a所弯曲，朝向透镜后组240B行进。从折射光学部240所射出的投影光由曲面镜221的反射光学面220a所反射，投影于屏幕投影面10a上。

以上说明的投影型图像显示装置300，与投影型图像显示装置100等同样地，能够实现小型化、低成本化，并能够在屏幕10上进行大视场角的投影。

并且，由于弯曲镜30设置于折射光学部240的多个透镜之间，能够缩短曲面镜221与折射光学部240的射出侧端部之间的距离，能够使曲面镜221的尺寸小型化。

第4实施方式

图12，是对本发明的第4实施方式中的投影型图像显示装置的要部的构成进行说明的概念图。图12(A)～(C)，分别是从X轴、Y轴、及Z轴方向看投影型图像显示装置的要部的构成的侧视图、俯视图、及主视图。本实施方式的投影型图像显示装置400，对示于图9等的第3实施方式的投影型图像显示装置300进行了变形，未特别说明的部分具有与第3实施方式的投影型图像显示装置300相同的结构。

本实施方式中的投影型图像显示装置400，具备：屏幕10，反射光学部220，弯曲镜30，折射光学部240，和像形成光学部60。在此，反射光学部220及折射光学部240构成投影光学系统3。并且，在图12中，仅示出作为像形成光学部60的一部分的十字分色棱镜67，省略了其他部分。该情况下，像形成光学部60，设置于屏幕10的延伸平面10b上。

反射光学部220，具有1个曲面镜221。曲面镜221，使从屏幕10的延伸平面10b上投影的投影光朝向屏幕投影面10a进行反射。

弯曲镜30，配置于屏幕10的延伸平面10b上且配置在后述的折射光学部240的多个透镜之间。也就是说，成为如下配置：弯曲镜30和光轴OA的交点30c与曲面镜221的面顶点220c的距离s’，比曲面镜221的面顶点220c与屏幕投影面10a之间的距离s长。并且，弯曲镜30，相对于曲面镜221的光轴与折射光学部240的光轴OA具有45°的倾斜。

折射光学部240，配置于像形成光学部60的射出侧。折射光学部240，由多个透镜所构成，能够将物面OS上的图像放大投影于屏幕10上。

折射光学部240，与第3实施方式同样地具备：透镜前组240A，透镜后组240B，和可变光阑245。只是，透镜前组240A，设置于屏幕10的延伸平面10b上，透镜后组240B，设置于屏幕10的投影侧。还有，各透镜L201～L208的配置，根据与反射光学部220的形状、配置的关系调整成能够进行最适于屏幕10的投影。

在本实施方式中，从像形成光学部60所投影的投影光，沿屏幕10的延伸平面10b上在X轴方向行进，经过折射光学部240的透镜前组240A及可变光阑245，被弯曲镜30的反射面30a垂直于屏幕10的延伸平面10b上地弯曲，朝向透镜后组240B行进。从折射光学部240所射出的投影光由曲面镜221的反射光学面220a所反射，投影于屏幕投影面10a上。

还有，将弯曲镜30、折射光学部240、及像形成光学部60配置于屏幕10的延伸平面10b上的构成，在第1实施方式、第2实施方式中也可以实现。

以上说明的投影型图像显示装置400，与投影型图像显示装置300同样地，能够实现小型化、低成本化，并且能够在屏幕10上进行大视场角的投影。

还有，本发明并不限于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内以各种方式进行实施，例如也可以为如下的变形。

虽然在上述实施方式中，将反射光学部20、120、220及弯曲镜30配置于屏幕10上方，但是也可以如示于图13地配置于屏幕10下方。在此，图13(A)，示出了这样的例子：例如在台架111之上的屏幕110的前面配置投影部100b、在屏幕110的背面配置主体部100c、从屏幕110下方将投影光RL投影于屏幕投影面110a。并且，图13(B)，示出了这样的例子：例如在台架211之上在薄型电视机212的前面左下方配置投影部100b、并在薄型电视机212的背面配置了主体部100c。在图13(B)的情况下，当欣赏大画面时，通过在薄型电视机212前面降下屏幕210而能够将投影光RL投影于屏幕投影面210a。还有，屏幕210，在不使用投影型图像显示装置100等时，收置于卷收置部213。

并且，虽然在上述实施方式中，在像形成光学部60中作为图像形成元件采用液晶光阀65a、65b、65c，但是也可以采用如通过微镜构成像素的器件这样的光调制装置、如薄膜、幻灯片这样的图像形成用具。

Claims (8)

1.一种投影型图像显示装置，其特征在于，具备：

屏幕；

反射光学部，其具有配置于前述屏幕的投影侧的至少一个曲面镜；

弯曲镜，其设置于前述反射光学部的光路前级，并配置于前述屏幕的非投影侧及延伸平面上的任一方；

折射光学部，其设置于前述反射光学部的光路前级，并至少具有配置于前述屏幕的前述非投影侧及前述延伸平面上的任一方的部分；和

像形成光学部，其设置于前述折射光学部的光路前级，并配置于前述屏幕的前述非投影侧。

2.按照权利要求1所述的投影型图像显示装置，其特征在于：

前述曲面镜，具有凹面及凸面的任一方作为曲面反射面。

3.按照权利要求1或2所述的投影型图像显示装置，其特征在于：

从前述曲面镜的反射曲面到前述屏幕的投影距离，比从前述曲面镜的前述反射曲面到前述弯曲镜的距离短。

4.按照权利要求1～3中的任何一项所述的投影型图像显示装置，其特征在于：前述折射光学部，具有多个透镜。

5.按照权利要求4所述的投影型图像显示装置，其特征在于：前述弯曲镜，设置于前述多个透镜之间。

6.按照权利要求4或5所述的投影型图像显示装置，其特征在于：

前述多个透镜的光轴的全部或一部分，在前述屏幕的前述非投影侧及前述延伸平面上的任一方中相对于前述屏幕的前述延伸平面平行。

7.按照权利要求1～6中的任何一项所述的投影型图像显示装置，其特征在于：前述弯曲镜，设置于前述折射光学部的射出侧。

8.按照权利要求1～7中的任何一项所述的投影型图像显示装置，其特征在于：前述像形成光学部，具有图像形成元件。

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