CN102177459A - 折射光学系统及投射式映像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提涉及一种投射式映像显示装置及设于投射式映像显示装置的投射光学系统。投射光学系统具有折射光学系统及反射光学系统。在折射光学系统中,在反射光学系统侧所设置的透镜(非圆形透镜)具有构成以折射光学系统的光轴中心为中心的假想圆区域的一部分的非圆形形状。即,非圆形透镜具有将与折射光学系统的光轴中心相同的光轴中心的假想圆形透镜的一部分切出的形状。
Description
技术领域
本发明涉及构成投射光学系统一部分的折射光学系统及投射式映像显示装置,该投射光学系统具有反射光学系统。
背景技术
目前,公知有具有对光源发出的光进行调制的光调制元件、和使从光调制元件出射的光投射到屏幕上的投射光学系统的投射式映像显示装置。
在此,为了在屏幕上使映像较大地显示,就需要使投射光学系统和屏幕之间的距离(以下、投射距离)增长。对此,已提案了通过利用反射镜使从光调制元件出射的光向屏幕侧反射从而实现投射距离缩短的投射式显示系统(例如,专利文献1)。
在此,在要实现投射距离缩短时,投射式映像显示装置就与屏幕更近,且投射式映像显示装置易于进入用户的视场。因而,需要从屏幕的上下或横向进行倾斜投射。例如,在上述的投射式显示系统中,通过将光调制元件和投射光学系统的位置关系在上下方向进行移位、且使用凹面镜作为反射镜,由此兼得投射距离缩短和倾斜投射双方。
需要说明的是,作为简单地实现投射距离缩短的技术,也已提案使用广角镜头作为构成投射光学系统的透镜的技术(例如,专利文献2)。
然而,在使用反射镜的技术中,除现有构成以外追加了反射镜。在使用广角镜头作为构成投射光学系统的透镜的技术中,构成投射光学系统的透镜的尺寸大小比现有构成更大。另一方面,为了获得便携或配置的自由度,理想的是投射式显示系统的小型化、轻量化。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2006-235516号公报
专利文献2:(日本)特表2007-513384号公报
发明内容
一特征所涉及的折射光学系统,其构成投射光学系统的一部分、且具有多个透镜组,该投射光学系统包括具有至少一个反射镜的反射光学系统。折射光学系统具备:所述多个透镜组中的在所述反射光学系统侧所设置的非圆形透镜(例如,透镜41、透镜42)、具有保持所述非圆形透镜的内壁面(例如,内壁面21)且具有环状的截面的保持件(例如,前段筐体20)。所述非圆形透镜具有与所述折射光学系统的光轴中心相同的光轴中心、且具有构成以所述折射光学系统的光轴中心为中心的假想圆区域的一部分的非圆形形状。所述非圆形透镜的光轴中心与由所述内壁面构成的圆筒的中心轴不同。
在上述的特征中,折射光学系统具备:具有保持所述保持件(例如,保持件120)的内壁面(内壁面227)且具有环状的截面的第一镜框(第一镜框220)、和具有保持所述第一镜框的内壁面(内壁面327)且具有环状的截面的第二镜框(第二镜框320)。所述保持件具有向由所述保持件的内壁面构成的圆的径向外侧突出的导销(例如,导销121A)。所述第一镜框具有在沿着所述折射光学系统的光轴的方向延伸的直进槽(例如,直进槽221)。所述第二镜框具有在相对于所述折射光学系统的光轴倾斜的方向延伸的凸轮槽(例如,凸轮槽321)。将所述导销嵌插于所述直进槽及所述凸轮槽。
在上述的特征中,所述第二镜框具有向由所述第二镜框的内壁面构成的圆的径向外侧突出的调整件(调整件324)。
在上述的特征中,将所述非圆形透镜设置在与所述折射光学系统的光轴中心不重合的位置。
在上述的特征中,所述反射镜是凹面镜。
一特征所涉及的投射式映像显示装置具备光调制元件、及将所述光调制元件所出射的光进行投射的投射光学系统。所述投射光学系统具备由多个透镜构成的折射光学系统、和具有至少一个反射镜的反射光学系统。所述折射光学系统具有:所述多个透镜中的在所述反射光学系统侧所设置的非圆形透镜、和具有保持所述非圆形透镜的内壁面且具有环状的截面的保持件。所述非圆形透镜具有与所述折射光学系统的光轴中心相同的光轴中心、且具有构成以所述折射光学系统的光轴中心为中心的假想圆区域的一部分的非圆形形状。所述非圆形透镜的光轴中心与由所述内壁面构成的圆筒的中心轴不同。将所述光调制元件设置在从所述折射光学系统的光轴中心移位的位置。
附图说明
图1是表示第一实施方式的折射光学系统100的图;
图2是表示第一实施方式的折射光学系统100的图;
图3是表示第一实施方式的变更例1的折射光学系统100的图;
图4是表示第一实施方式的变更例1的前段筐体20的图;
图5是表示第一实施方式的变更例2的折射光学系统100的图;
图6是表示第一实施方式的变更例2的保持件120的图;
图7是表示第一实施方式的变更例2的第一镜框220的图;
图8是表示第一实施方式的变更例2的第二镜框320的图;
图9是表示第一实施方式的变更例2的前段筐体20的图;
图10是表示第一实施方式的变更例3的保持件420A的图;
图11是表示第一实施方式的变更例3的保持件420B的图;
图12是表示第一实施方式的变更例3的保持件420C的图;
图13是表示第一实施方式的变更例3的第一镜框220的图;
图14是表示第一实施方式的变更例3的第二镜框320的图;
图15是表示第一实施方式的变更例4的保持件120的图;
图16是表示第一实施方式的变更例4的前段筐体20的截面的图;
图17是表示第一实施方式的变更例4的前段筐体20的立体图;
图18是表示在第一实施方式的变更例5的第一透镜单元及第二透镜单元所设置的镜框的图;
图19是表示在第一实施方式的变更例5的第一透镜单元及第二透镜单元所设置的镜框的图;
图20是用于说明第一实施方式的变更例6的非圆形透镜的位置调整的手法的图;
图21是用于说明第一实施方式的变更例6的非圆形透镜的位置调整的手法的图;
图22是用于说明第一实施方式的变更例6的非圆形透镜的位置调整的手法的图;
图23是用于说明第一实施方式的变更例6的非圆形透镜的位置调整的手法的图;
图24是用于说明第一实施方式的变更例6的非圆形透镜的位置调整的手法的图;
图25是表示第二实施方式的投射式映像显示装置600的第一构成例的图;
图26是表示第二实施方式的投射式映像显示装置600的第二构成例的图;
图27是主要表示第二实施方式的映像光生成部700的图。
具体实施方式
以下,关于本发明的实施方式的折射光学系统及投射式映像显示装置,参照附图进行说明。另外,在以下的附图的记载中,对于同一或类似的部分附加同一或类似的符号。
但是,应注意附图是示意性的,各尺寸的比率等是与现实的不同的。因而,具体的尺寸等应参考以下的说明加以判断。另外,当然在附图相互间也包含彼此的尺寸的关系或比率不同的部分。
[实施方式的概要]
实施方式涉及实现倾斜投射的投射式映像显示装置、及设于投射式映像显示装置的投射光学系统。投射光学系统具有折射光学系统及反射光学系统。在折射光学系统中,在反射光学系统侧所设置的透镜(非圆形透镜)具有:构成以折射光学系统的光轴中心为中心的假想圆区域的一部分的非圆形形状。即,非圆形透镜具有将与折射光学系统的光轴中心相同的光轴中心的假想圆形透镜的一部分切出的形状。
背景技术中,采用了具有与折射光学系统的光轴中心相同的光轴中心的圆形透镜(即,假想圆形透镜)。对此,实施方式中,通过使用构成假想圆形透镜一部分的非圆形透镜,可以实现用于收容非圆形透镜的筐体的小型化。并且,可以实现透镜重量的轻量化。
[第一实施方式]
(折射光学系统的构成)
以下,关于第一实施方式的折射光学系统,参照附图进行说明。图1及图2是表示第实施方式的折射光学系统100的图。
如图1所示,折射光学系统100构成将映像光生成部(未图示)所生成的映像光进行投射的投射光学系统的一部分。投射光学系统如后述的第二实施方式所示,具有将折射光学系统100所出射的光进行反射的反射光学系统。
具体地说,折射光学系统100具有在与映像光生成部接近一侧所设置的后段筐体10、和在从映像光生成部远离一侧所设置的前段筐体20。
后段筐体10具有圆筒形状。即,后段筐体10具有环状的截面。后段筐体10的截面的中心是与折射光学系统100的光轴中心L相同的。如后所述,后段筐体10收容圆形形状的透镜。
前段筐体20具有圆筒形状。即,前段筐体20具有环状的截面。前段筐体20的中心从折射光学系统100的光轴中心L移位。如后所述,前段筐体20收容非圆形形状的透镜。
在此,由前段筐体20所收容的非圆形形状的透镜,构成以折射光学系统100的光轴中心L为中心的假想圆形形状的透镜(以下、假想圆形透镜)的一部分。就假想圆形透镜的直径而言,为了将映像光进行广角投射,就比由后段筐体10所收容的圆形形状的透镜的直径大。
需要说明的是,图1的虚线表示可收容假想圆形透镜的前段筐体(以下、假想前段筐体)。需要假想圆形透镜的光轴中心要求与折射光学系统100的光轴中心L相同。因而,假想前段筐体的截面的中心是与折射光学系统100的光轴中心L相同的。
如图2所示,后段筐体10具有圆筒形状。即,后段筐体10具有环状的截面。后段筐体10具有多个透镜组(透镜31~透镜34)。
如上所述,透镜31~透镜34为圆形形状的透镜。透镜31~透镜34的光轴中心是与折射光学系统100的光轴中心L相同的。透镜31~透镜34将从映像光生成部所设置的光调制元件540出射的光向前段筐体20引导。
具体地说,将光调制元件540移位得比折射光学系统100的光轴中心L更靠A侧(参照图2)。透镜31~透镜34将光调制元件540所出射的光引导得比折射光学系统100的光轴中心L更靠B侧(参照图2)。由此来实现从光调制元件540出射的光的倾斜投射。
需要说明的是,“A侧”及“B侧”并非是特别限定上下左右。在此,“A侧”及“B侧”只不过是说明在夹着折射光学系统100的光轴中心L下相反侧的意思的用语。
前段筐体20具有圆筒形状。即,前段筐体20如X-X截面所示,具有环状的截面。前段筐体20具有多个透镜组(透镜41及透镜42)。
透镜41及透镜42为非圆形形状的透镜。透镜41及透镜42的光轴中心是与折射光学系统100的光轴中心L相同的。如上所述,透镜41及透镜42构成具有与折射光学系统100的光轴中心L相同的光轴中心的假想圆形透镜(假想圆区域)的一部分。
换言之,透镜41及透镜42具有在从折射光学系统100的光轴中心L移位后的位置所设置的有效区域P所对应的非圆形形状。有效区域P是从后段筐体10收容的透镜31~透镜34所出射的光通过的区域。
具体地说,从透镜31~透镜34所出射的光被引导得比折射光学系统100的光轴中心L更靠B侧(参照图2)。因而,有效区域P被设置在比折射光学系统100的光轴中心L更靠B侧(参照图2)移位后的位置。即,透镜41及透镜42被设置在比折射光学系统100的光轴中心L更靠B侧(参照图2)移位后的位置。
在此,就透镜41及透镜42的有效区域P而言,为了实现投射距离缩短及锐角的倾斜投射,优选被设置在不与折射光学系统100的光轴中心L重合的位置。
需要说明的是,在前段筐体20所设置的各非圆形透镜的有效区域P互不相同。例如,透镜41的有效区域P和透镜42的有效区域P互不相同。
前段筐体20具有保持透镜41及透镜42的内壁面21。由于前段筐体20为圆筒形状,在前段筐体20的截面中,内壁面21构成圆。折射光学系统100的光轴中心L(透镜41及透镜42)的光轴中心L与由内壁面21构成的圆筒的中心轴C不同。具体地说,将中心轴C移位得比光轴中心L更靠B侧(参照图2)。
第一实施方式中,前段筐体20构成保持透镜41及透镜42的保持件。
需要说明的是,图2的虚线表示具有与折射光学系统100的光轴中心L相同的光轴中心的假想圆形透镜。假想前段筐体必须收容假想圆形透镜。如上所述,由于透镜41及透镜42构成假想圆形透镜的一部分,因此,相比于假想前段筐体,可以实现前段筐体20的小型化。
(作用及效果)
第一实施方式中透镜41及透镜42构成具有与折射光学系统的光轴中心L相同的光轴中心的假想圆形透镜的一部分。因而,与将假想圆形透镜收容在假想前段筐体的情形相比,可以实现前段筐体20的小型化,从而能够实现透镜41及透镜42的重量的轻量化。
[变更例1]
以下,关于第一实施方式的变更例1参照附图进行说明。下面,主要对与第一实施方式的不同点进行说明。具体地说,变更例1中,在前段筐体20所收容的透镜组中的至少一部分的透镜,由在前段筐体20的内壁面21所设置的支承部支承。
(折射光学系统的构成)
以下,关于变更例1的折射光学系统参照附图进行说明。图3及图4是表示变更例1的折射光学系统100的图。
如图3及图4所示,前段筐体20中,代替透镜41及透镜42而具有透镜141~透镜144。前段筐体20具有支承透镜141的支承部141A、支承透镜142的支承部142A、支承透镜143的支承部143A。另外,透镜144由前段筐体20的内壁面21保持。
如Y-Y截面所示,透镜141~透镜144按照与透镜41及透镜42同样的方式构成具有与折射光学系统100的光轴中心L相同的光轴中心的假想圆形透镜(假想圆区域)的一部分。透镜141~透镜144具有从折射光学系统100的光轴中心L移位后的有效区域P所对应的非圆形形状。另外,透镜141~透镜144的光轴中心是与折射光学系统100的光轴中心L相同的。
和第一实施方式同样地,折射光学系统100的光轴中心L(透镜141~透镜144的光轴中心)是与由前段筐体20的内壁面21构成的圆筒的中心轴C不同的。具体地说,将中心轴C移位得比光轴中心L更靠B侧(参照图3)。
如图4所示,将支承部141A~支承部143A设置在前段筐体20的内壁面21。
另外,图3的虚线表示具有与折射光学系统100的光轴中心L相同的光轴中心的假想圆形透镜。如上所述,由于透镜141~透镜144构成假想圆形透镜的一部分,所以应注意到实现前段筐体20的小型化。
在此,如上所述,设置于前段筐体20的各非圆形透镜的有效区域P互不相同。因而,内壁面21构成收容在前段筐体20所设置的多个非圆形透镜中的具有最大的有效区域P的非圆形透镜的圆筒。
(作用及效果)
变更例1中,和第一实施方式同样地,采用构成具有与折射光学系统的光轴中心L相同的光轴中心的假想圆形透镜的一部分的透镜141~透镜144。因而可以实现小型化及轻量化。
变更例1中,透镜141~透镜143由在前段筐体20的内壁面21所设置的支承部141A~支承部143A支承。因而,即使透镜141~透镜143的尺寸大小各不相同,也能够将透镜141~透镜143收容于前段筐体20。
[变更例2]
以下,关于第一实施方式的变更例2参照附图进行说明。下面主要对与第一实施方式的变更例1的不同点进行说明。具体地说,变更例2中,由前段筐体20所收容的透镜组中的至少一部分透镜以可移动的方式构成。
(折射光学系统的构成)
以下,关于变更例2的折射光学系统参照附图进行说明。图5是表示变更例2的折射光学系统100的图。
如图5所示,前段筐体20具有:保持件120、第一镜框220、第二镜框320。
如Z-Z截面所示,保持件120具有环状的截面。保持件120具有保持非圆形形状的透镜的内壁面127。在保持件120的截面中,内壁面127构成圆。折射光学系统100的光轴中心L(非圆形透镜的光轴中心)和由内壁面127构成的圆筒的中心轴C互不相同。
第一镜框220具有圆筒形状。即,如Z-Z截面所示,第一镜框220具有环状的截面。第一镜框220具有对保持件120进行保持的内壁面227。在第一镜框220的截面中,内壁面227构成圆。折射光学系统100的光轴中心L(非圆形透镜的光轴中心)和由内壁面227构成的圆筒的中心轴C互不相同。由内壁面227构成的圆优选是与由保持件120的外周构成的圆大致相同形状。
第二镜框320具有圆筒形状。即,如Z-Z截面所示,第二镜框320具有环状的截面。第二镜框320具有保持第一镜框220的内壁面327。在第二镜框320的截面中,内壁面327构成圆。折射光学系统100的光轴中心L(非圆形透镜的光轴中心)和由内壁面327构成的圆筒的中心轴C互不相同。由内壁面327所构成的圆优选是与由第一镜框220的外周所构成的圆大致同形状。
如图6所示,保持件120由保持件120A~保持件120C构成。保持件120A~保持件120C具有环状形状。保持件120A具有保持透镜141(未图示)的内壁面127A。同样地,保持件120B具有保持透镜142(未图示)的内壁面127B,保持件120C具有保持透镜143(未图示)的内壁面127C。
保持件120A具有向由内壁面127A构成的圆的径向外侧突出的导销121A。同样地,保持件120B具有向由内壁面127B构成的圆的径向外侧突出的导销121B,保持件120C具有向由内壁面127C构成的圆的径向外侧突出的导销121C。
如图7所示,第一镜框220具有圆筒形状。第一镜框220具有在沿着折射光学系统100的光轴中心L的方向延伸的多个直进槽(直进槽221、直进楷222及直进槽223)。在直进槽221中嵌插有导销121A。同样地,在直进槽222中嵌插有导销121B,在直进槽223中嵌插有导销121C。
第一镜框220具有比第一镜框220的胴体部分更向由内壁面227构成的圆的径向外侧伸出的卡止部224及卡止部225。将卡止部224及卡止部225设置在沿着折射光学系统100的光轴中心L的方向上的第一镜框220的两端。卡止部224及卡止部225将第二镜框320卡定在卡止部224和卡止部225之间。
如图8所示,第二镜框320具有圆筒形状。第二镜框320具有在相对于折射光学系统100的光轴中心L倾斜的方向延伸的多个凸轮槽(凸轮槽321、凸轮槽322及凸轮槽323)。在凸轮槽321中嵌插有导销121A。同样地,在凸轮槽322中嵌插有导销121B,在凸轮槽323中嵌插有导销121C。相对于光轴中心L的凸轮槽321、凸轮槽322及凸轮槽323的倾斜互不相同也可。
第二镜框320具有用于使第二镜框320转动的调整件324。调整件324具有例如向由内壁面327构成的圆的径向外侧突出的形状。但是,调整件324的形状并不限定于此。
如图9所示,由保持件120、第一镜框220及第二镜框320构成前段筐体20。导销121A嵌插于直进槽221及凸轮槽321。同样地,导销121B嵌插于直进槽222及凸轮槽322,导销121C嵌插于直进槽223及凸轮槽323。
当利用调整件324使第二镜框320转动时,由保持件120保持的非圆形形状的透镜的朝向不变,保持件120沿着折射光学系统100的光轴中心L进行移动。即,通过第二镜框320的转动,透镜141~透镜143沿折射光学系统100的光轴中心L进行移动。
需要说明的是,保持件120A优选具有一对导销121A。同样地,优选保持件120B具有一对导销121B、保持件120C具有一对导销121C。
在这样的情形下,第一镜框220按照导销121A具有一对直进槽221。同样地,第一镜框220按照导销121B具有一对直进槽222、按照导销121C具有一对直进槽223。
另外,第二镜框320按照导销121A具有一对凸轮槽321。同样地,第二镜框320按照导销121B具有一对凸轮槽322、按照导销121C具有一对凸轮槽323。
(作用及效果)
变更例2中,和第一实施方式同样地,采用构成具有与折射光学系统的光轴中心L相同的光轴中心的假想圆形透镜的一部分的透镜141~透镜144。因而,可以实现小型化及轻量化。
在此,透镜141~透镜143具有非圆形形状。因而,在为了变焦调整或聚焦调整等而使透镜141~透镜143移动时,不能使透镜141~透镜143旋转。
变更例2中,将导销121A~导销121C嵌插于直进槽221~直进槽223及凸轮槽321~凸轮槽323。因而,通过第二镜框320的转动,能够在不使透镜141~透镜143旋转下移动透镜141~透镜143。
变更例2中,在第二镜框320设有调整件324。因而,可以利用调整件324容易地转动第二镜框320。
[变更例3]
以下,关于第一实施方式的变更例3参照附图进行说明。下面主要对与第一实施方式的变更例2的不同点进行说明。具体地说,变更例3中,保持件120的构成和变更例2不同。
(折射光学系统的构成)
以下,关于变更例3的折射光学系统参照附图进行说明。折射光学系统100的构成除保持件120的构成以外,和变更例2同样,因此省略有关详细的说明。折射光学系统100具有保持件420(保持件420A~保持件420C)以代替保持件120(保持件120A~保持件120C)。
如图10所示,保持件420A以与保持件120A同样的方式具有保持透镜141的内壁面427A。保持件420A具有圆筒形状。即,保持件420A具有环状的截面。
保持件420A具有向由内壁面427A构成的圆的径向外侧突出的导销421A。
如图11所示,保持件420B以与保持件120B同样的方式具有保持透镜142的内壁面427B。保持件420B具有圆筒形状。即,保持件420B具有环状的截面。
在内壁面427B的内侧保持有保持件420A。当然,在内壁面427B的内侧,按照保持件420A及透镜142不碰撞的方式可调整在光轴中心L的保持件420B(内壁面427B)的长度或透镜142的位置。
保持件420B具有向由内壁面427B所构成的圆的径向外侧突出的导销421B。保持件420B具有在沿着折射光学系统100的光轴中心L的方向延伸的直进槽423B。在直进槽423B中嵌插有导销421A。
如图12所示,保持件420C以与保持件120C同样的方式具有保持透镜143的内壁面427C。保持件420C具有圆筒形状。即,保持件420C具有环状的截面。
在内壁面427C的内侧保持有保持件420B。当然,在内壁面427C的内侧,按照保持件420B及透镜143不碰撞的方式可调整在光轴中心L的保持件420C(内壁面427C)的长度或透镜143的位置。
保持件420C具有向由内壁面427C构成的圆的径向外侧突出的导销421C。保持件420C具有在沿着折射光学系统100的光轴中心L的方向延伸的直进槽422C及直进槽423C。在直进槽422C中嵌插有导销421B。在直进槽423C中嵌插有导销421A。
如图13所示,第一镜框220具有和变更例2(参照图7)同样的构成。另外,如图14所示,第二镜框320具有和变更例2(存在图8)同样的构成。
在此,前段筐体20由保持件420A、保持件420B、保持件420C、第一镜框220及第二镜框320构成。保持件420A、保持件420B、保持件420C、第一镜框220、第二镜框320从前段筐体20的内侧起按照保持件420A、保持件420B、保持件420C、第一镜框220、第二镜框320的顺序被设置。
需要说明的是,导销421A嵌插于直进槽423B、直进槽423C、直进槽221及凸轮槽321。导销421B嵌插于直进槽422C、直进槽222及凸轮槽322。导销421C嵌插于直进槽223及凸轮槽323。
和变更例2同样地,当利用调整件324使第二镜框320转动时,由保持件420保持的非圆形形状的透镜的朝向不会改变,保持件420沿着折射光学系统100的光轴中心L进行移动。即,通过第二镜框320的转动,透镜141~透镜143沿折射光学系统100的光轴中心L进行移动。
(作用及效果)
变更例3中,和变更例2同样地,能够在不使透镜141~透镜143旋转下移动透镜141~透镜143。
[变更例4]
以下,关于第一实施方式的变更例4参照附图进行说明。下面主要对与第一实施方式的变更例2的不同点进行说明。具体地说,变更例4中,在保持件设置有三个导销。
图15是表示变更例4的保持件120的图。如图15所示,保持件120具有三个导销121(导销121-1~导销121-3)。
图16是表示变更例4的前段筐体20的截面的图。图17是表示变更例4的前段筐体20的立体图。
如图16及图17所示,第一镜框220按照设于保持件120的三个导销121而具有三个直进槽(例如,直进槽222-1~直进槽222-3)。第二镜框320按照设于保持件120的三个导销121而具有三个凸轮槽(例如,凸轮槽322-1~凸轮槽322-3)。
在此,虽然对与变更例2的不同点进行了说明,但在变更例3中,不用说保持件也可以具有三个导销。即,在保持件420A~保持件420C设置三个导销也可。
需要说明的是,优选将三个导销在保持件120的外周以等间隔设置。同样地,优选三个直进槽在第一镜框220的外周以等间隔设置,优选三个凸轮槽在第二镜框320的外周以等间隔设置。
(作用及效果)
变更例4中,由在保持件120所设置的三个导销121将保持件120支承于第一镜框220及第二镜框320。因而,可以将保持件120在稳定地支承的同时进行移动。
[变更例5]
以下,关于第一实施方式的变更例5参照附图进行说明。下面主要对与第一实施方式的变更例2或变更例3的不同点进行说明。具体地说,变更例5中,前段筐体20具有多种类的透镜单元。
(前段筐体的概略)
以下,对变更例5的前段筐体的概略进行说明。具体地说,前段筐体20具有第一透镜单元和第二透镜单元。
第一透镜单元以可转动的方式构成、且是用于例如聚焦调整的单元。第一透镜单元保持有非圆形透镜,且通过第一透镜单元的转动使非圆形透镜进行移动。由此,实现聚焦调整。
在此,虽然省略了详细的说明,但和上述的变更例2或变更例3同样地,第一透镜单元包括具有直进槽的镜框及具有凸轮槽的镜框,通过第一透镜单元的转动在不使非圆形透镜旋转下移动非圆形透镜。另外,第一透镜单元以与第二透镜单元可独立地转动的方式构成。
第二透镜单元以可转动的方式构成、且是用于例如变焦调整的单元。第二透镜单元保持有非圆形透镜,通过第二透镜单元的转动使非圆形透镜移动。由此,实现变焦调整。
在此,虽然省略了详细的说明,但和上述的变更例2或变更例3同样地,第二透镜单元包括具有直进槽的镜框及具有凸轮槽的镜框,通过第二透镜单元的转动在不使非圆形透镜旋转下移动非圆形透镜。另外,第二透镜单元以与第一透镜单元可独立地转动的方式构成。
(镜框的构成)
下面,参照附图对变更例5的镜框的构成进行说明。图18及图19是表示在变更例5的第一透镜单元及第二透镜单元所设置的镜框的图。在此,仅关于在第一透镜单元及第二透镜单元所设置的多个镜框中的设有凸轮槽的镜框进行说明。
如图18及图19所示,第一透镜单元具有设置了凸轮槽911的镜框910A。另一方面,第二透镜单元具有设置了凸轮槽921~凸轮槽923的镜框920A。
在此,凸轮槽911具有用于在聚焦调整中移动非圆形透镜的倾斜度。凸轮槽921~凸轮槽923具有用于在变焦调整中移动非圆形透镜的倾斜度。
例如,在以变更例5适用于变更例2及变更例3的情形进行示例时,前段筐体20新具备第一透镜单元、且具备具有第二镜框320作为镜框920A的第二透镜单元。
(作用及效果)
变更例5中,第一透镜单元及第二透镜单元以可独立地转动的方式构成。另外,第一透镜单元具有设置了用于在聚焦调整中移动非圆形透镜的凸轮槽911的镜框910A。第二透镜单元具有设置了用于在变焦调整中移动非圆形透镜的凸轮槽921~凸轮槽923的镜框920A。
由此,可实现聚焦调整及变焦调整双方。需要说明的是,当然在变更例5中也可获得与变更例2或变更例3同样的效果。
[变更例6]
以下,关于第一实施方式的变更例6参照附图进行说明。变更例6中,对于非圆形透镜的位置调整的手法参照图20~图24依次进行说明。另外,变更例6可适用于第一实施方式、变更例1~变更例5中的任一例。
第一,如图20所示,将定位孔1011及定位孔1012形成于非圆形透镜1010。
第二,如图21所示,将定位孔1021及定位孔1022形成于保持件1020。
第三,如图22所示,将非圆形透镜1010插入保持件1020,使定位孔1011及定位孔1021重合、且使定位孔1012及定位孔1022重合。接着,在定位孔1011及定位孔1021中插入有销(未图示),在定位孔1012及定位孔1022中插入有销(未图示)。由此,非圆形透镜1010被临时固定在保持件1020上。
第四,如图23所示,通过设于保持件1020的按压部件1031及按压部件1032,将非圆形透镜1010压接于保持件1020。接着,在非圆形透镜1010以一定程度的张力被压接于保持件1020的状态下,对非圆形透镜1010的位置进行调芯。使用例如偏心显微镜等对非圆形透镜1010的位置进行调芯。
第五,如图24所示,在非圆形透镜1010的位置的调芯结束后,用粘接剂1041~胶粘剂1044将非圆形透镜1010固定于保持件1020。
[第二实施方式]
以下,关于第二实施方式参照附图进行说明。第二实施方式中,关于设置了具有上述的折射光学系统的投射光学系统的投射式映像显示装置进行说明。
(投射式映像显示装置的构成例)
以下,关于投射式映像显示装置的构成例参照附图进行说明。图25是表示投射式映像显示装置600的第一构成例的图。图26是表示投射式映像显示装置600的第二构成例的图。
如图25及图26所示,投射式映像显示装置600具有投射光学系统300、映像光生成部700、防护罩800。
投射光学系统300将映像光生成部700所出射的映像光投射在投射面710上。具体地说,具有折射光学系统100及反射光学系统200。折射光学系统100由于具有与第一实施方式、变更例1~变更例3同样的构成,因此关于折射光学系统100的说明省略。
反射光学系统200具有反射镜210。反射镜210将折射光学系统100所出射的映像光进行反射。反射镜210在使映像光集光的基础上对映像光进行广角投射。例如,反射镜210是在映像光生成部700侧具有凹面的非球面镜。
映像光生成部700生成映像光。具体地说,映像光生成部700至少具有出射映像光的光调制元件540。光调制元件540被设置在相对于折射光学系统100的光轴中心L移位后的位置。光调制元件540是例如反射型液晶面板、透射型液晶面板、DMD(Digital Micromirror Device)等。
防护罩800是保护反射镜210的护罩。防护罩800至少被设置在由反射镜210反射后的映像光的光路上。防护罩800具有透射映像光的透射区域810。另外,优选反射镜210在透射区域810的附近使映像光集光。
如图25所示,投射式映像显示装置600的第一构成例中,折射光学系统100的光轴未被折弯。另一方面,如图26所示,投射式映像显示装置600的第二构成例中,折射光学系统100的光轴被折弯。
这样,投射式映像显示装置600的第二构成例中,相比投射式映像显示装置600的第一构成例,可以缩短投射距离H。
另外,如图26所示,第二构成例中,投射式映像显示装置600具有台架820。台架820在图26所示的状态(例如,床面投射)下不必特别使用。另一方面,在使投射式映像显示装置600从图26所示的状态旋转90°的状态(例如,壁面投射)下,台架820作为支承投射式映像显示装置600的部材起作用。另外,台架820也可作为投射式映像显示装置600的便携中所用的手柄(把手)起作用。
(映像光生成部的构成)
以下,关于第二实施方式的映像光生成部的构成参照附图进行说明。图27是主要表示第二实施方式的映像光生成部70的图。映像光生成部700除图27所示的构成以外,还具有电源电路(未图示)、映像信号处理电路(未图示)等。在此,对光调制元件540为透射型液晶面板的情形进行例示。
映像光生成部700具有光源510、蝇眼透镜单元520、PBS阵列530、多个液晶面板540(液晶面板540R、液晶面板540G、液晶面板540B)、交叉二向色棱镜550。
光源510是由灯头及反射器构成的UHP灯泡等。光源510发出的光包含红成分光、绿成分光及蓝成分光。
蝇眼透镜单元520使光源510发出的光均一化。具体地说,蝇眼透镜单元520由蝇眼透镜520a及蝇眼透镜520b构成。
蝇眼透镜520a及蝇眼透镜520b分别由多个微透镜构成。各微透镜按照将光源510所发出的光照射到液晶面板540的整个面的方式使光源510所发出的光集光。
PBS阵列530使从蝇眼透镜单元520所出射的光的偏振状态一致。第一实施方式中,PBS阵列530使从蝇眼透镜单元520所出射的光与P偏振光一致。
液晶面板540R中,通过使红成分光的偏振光方向旋转,由此对红成分光进行调制。在液晶面板540R的光入射面侧设有入射侧偏振光板541R,其使具有一偏振光方向(例如,P偏振光)的光透射而使具有另一偏振光方向(例如,S偏振光)的光遮断。在液晶面板540R的光出射面侧设有出射侧偏振光板542R,其使具有一偏振光方向(例如,P偏振光)的光遮断而使具有另一偏振光方向(例如,S偏振光)的光透射。
同样地,液晶面板540G及液晶面板540B中,分别通过使绿成分光及蓝成分光的偏振光方向旋转,由此调制绿成分光及蓝成分光。在液晶面板540G的光入射面侧设有入射侧偏振光板541G,在液晶面板540G的光出射面侧设有出射侧偏振光板542G。在液晶面板540B的光入射面侧设有入射侧偏振光板541B,在液晶面板540B的光出射面侧设有出射侧偏振光板542B。
交叉二向色棱镜550对从液晶面板540R、液晶面板540G及液晶面板540B所出射的光进行合成。交叉二向色棱镜550向投射光学系统300侧出射合成光(映像光)。
另外,映像光生成部700具有镜组(二向色镜611、二向色镜612、反射镜621~反射镜623)、透镜组(聚光透镜631、聚光透镜640R、聚光透镜640G、聚光透镜640B、中继透镜651~中继透镜652)。
二向色镜611使从PBS阵列530所出射的光中的红成分光及绿成分光透射。二向色镜611对从PBS阵列530所出射的光中的蓝成分光进行反射。
二向色镜612使透过了二向色镜611的光中的红成分光透射。二向色镜612对透过了二向色镜611的光中的绿成分光进行反射。
反射镜621通过反射蓝成分光而将蓝成分光导向液晶面板540B侧。反射镜622及反射镜623通过反射红成分光而将红成分光导向液晶面板540R侧。
聚光透镜631是对光源510发出的白色光进行集光的透镜。
聚光透镜640R以向液晶面板540R照射红成分光的方式使红成分光大致平行光化。聚光透镜640G以向液晶面板540G照射绿成分光的方式使绿成分光大致平行光化。聚光透镜640B以向液晶面板540B照射蓝成分光的方式使蓝成分光大致平行光化。
中继透镜651~中继透镜652抑制红成分光的扩大,同时使红成分光在液晶面板540R上大致成像。
[其它的实施方式]
本发明虽然通过上述的实施方式进行了说明,但作为该公开的一部分的论述及附图不应理解为是对该发明的限定。本领域技术人员从该公开应可以明了各种各样的代替实施方式、实施例及运用技术。
第一实施方式中,虽然前段筐体20收容多个非圆形形状的透镜,但并不限定于此。由前段筐体20所收容的非圆形形状的透镜为任意个也可。
在上述的实施方式中,非圆形透镜在作为成型品上具有非圆形的形状。但是,实施方式并不限定于此。例如,非圆形透镜只要具有非圆形形状的有效区域P,作为成型品具有圆形的形状也可。
产业上的可利用性
根据本发明,可以提供能够实现小型化、轻量化的折射光学系统及投射式映像显示装置。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种折射光学系统,其构成投射光学系统的一部分、且具有多个透镜组,该投射光学系统包括具有至少一个反射镜的反射光学系统,其特征在于,
所述折射光学系统具备:
所述多个透镜组中的在所述反射光学系统侧所设置的非圆形透镜;
具有保持所述非圆形透镜的内壁面且具有环状的截面的保持件,
并且,所述非圆形透镜具有与所述折射光学系统的光轴中心相同的光轴中心、且具有构成以所述折射光学系统的光轴中心为中心的假想圆区域的一部分的非圆形形状,
所述非圆形透镜的光轴中心与由所述内壁面构成的圆筒的中心轴不同。
2.如权利要求1所述的折射光学系统,其特征在于,
包括:具有保持所述保持件的内壁面、且具有环状的截面的第一镜框;具有保持所述第一镜框的内壁面、且具有环状的截面的第二镜框,
所述保持件具有向由所述保持件的内壁面构成的圆的径向外侧突出的导销,
所述第一镜框具有在沿着所述折射光学系统的光轴的方向延伸的直进槽,
所述第二镜框具有在相对于所述折射光学系统的光轴倾斜的方向延伸的凸轮槽,
将所述导销嵌插于所述直进槽及所述凸轮槽。
3.如权利要求2所述的折射光学系统,其特征在于,
所述第二镜框具有向由所述第二镜框的内壁面构成的圆的径向外侧突出的调整件。
4.(修改后)如权利要求1所述的折射光学系统,其特征在于,
将所述非圆形透镜的有效区域设置在与所述折射光学系统的光轴中心不重合的位置。
5.如权利要求1所述的折射光学系统,其特征在于,
所述反射镜是凹面镜。
6.一种投射式映像显示装置,具备光调制元件及将所述光调制元件所出射的光进行投射的投射光学系统,其特征在于,
所述投射光学系统具备由多个透镜构成的折射光学系统、和具有至少一个反射镜的反射光学系统,
所述折射光学系统具有:所述多个透镜中的在所述反射光学系统侧所设置的非圆形透镜、和具有保持所述非圆形透镜的内壁面且具有环状的截面的保持件,
所述非圆形透镜具有与所述折射光学系统的光轴中心相同的光轴中心、且具有构成以所述折射光学系统的光轴中心为中心的假想圆区域的一部分的非圆形形状,
所述非圆形透镜的光轴中心与由所述内壁面构成的圆筒的中心轴不同,
将所述光调制元件设置在从所述折射光学系统的光轴中心移位的位置。
Claims (6)
1.一种折射光学系统,其构成投射光学系统的一部分、且具有多个透镜组,该投射光学系统包括具有至少一个反射镜的反射光学系统,其特征在于,
所述折射光学系统具备:
所述多个透镜组中的在所述反射光学系统侧所设置的非圆形透镜;
具有保持所述非圆形透镜的内壁面且具有环状的截面的保持件,
并且,所述非圆形透镜具有与所述折射光学系统的光轴中心相同的光轴中心、且具有构成以所述折射光学系统的光轴中心为中心的假想圆区域的一部分的非圆形形状,
所述非圆形透镜的光轴中心与由所述内壁面构成的圆筒的中心轴不同。
2.如权利要求1所述的折射光学系统,其特征在于,
包括:具有保持所述保持件的内壁面、且具有环状的截面的第一镜框;具有保持所述第一镜框的内壁面、且具有环状的截面的第二镜框,
所述保持件具有向由所述保持件的内壁面构成的圆的径向外侧突出的导销,
所述第一镜框具有在沿着所述折射光学系统的光轴的方向延伸的直进槽,
所述第二镜框具有在相对于所述折射光学系统的光轴倾斜的方向延伸的凸轮槽,
将所述导销嵌插于所述直进槽及所述凸轮槽。
3.如权利要求2所述的折射光学系统,其特征在于,
所述第二镜框具有向由所述第二镜框的内壁面构成的圆的径向外侧突出的调整件。
4.如权利要求1所述的折射光学系统,其特征在于,
将所述非圆形透镜设置在与所述折射光学系统的光轴中心不重合的位置。
5.如权利要求1所述的折射光学系统,其特征在于,
所述反射镜是凹面镜。
6.一种投射式映像显示装置,具备光调制元件及将所述光调制元件所出射的光进行投射的投射光学系统,其特征在于,
所述投射光学系统具备由多个透镜构成的折射光学系统、和具有至少一个反射镜的反射光学系统,
所述折射光学系统具有:所述多个透镜中的在所述反射光学系统侧所设置的非圆形透镜、和具有保持所述非圆形透镜的内壁面且具有环状的截面的保持件,
所述非圆形透镜具有与所述折射光学系统的光轴中心相同的光轴中心、且具有构成以所述折射光学系统的光轴中心为中心的假想圆区域的一部分的非圆形形状,
所述非圆形透镜的光轴中心与由所述内壁面构成的圆筒的中心轴不同,
将所述光调制元件设置在从所述折射光学系统的光轴中心移位的位置。
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