CN204479896U - 投射型显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种小型且杂散光少的投射型显示装置。投射型显示装置(100)具备：光源部(101)；第一光学系统(103)，其供来自积分器部(102)的光束入射；第二光学系统(104)，其供来自第一光学系统(103)的光束入射；图像显示元件(106)，其供来自第二光学系统(104)的光束入射；投射透镜(107)，其将由图像显示元件(106)进行了光调制后的光束所产生的光学像放大投射到屏幕(108)上，第二光学系统(104)成为使从图像显示元件(106)射出的光束再次透过并向投射透镜(107)入射的结构，其中，第一光学系统(103)包括至少一个反射光学元件(103M)，第二光学系统(104)包括两片正透镜(L21、L22)。

Description

投射型显示装置
技术领域
本实用新型涉及一种使用反射型光阀、尤其是涉及使用排列有微镜并通过使该微镜偏转来进行调制的DMD的投射型显示装置。
背景技术
近年来，投影仪市场随着个人电脑的普及而有了很大发展。作为在该投影仪中使用的光阀(图像显示元件)，公知有将透射型或反射型的液晶显示元件或微镜规则地排列的DMD(Digital Micromirror Device)元件等，而尤其是使用了微镜的DMD元件的响应速度高，且能够实现将各RGB的照明光分时而依次向单片板的光阀照射的结构，因而适合小型化。
在投影仪中，在将DMD元件用作光阀的光学系统中，大体上公知有三种类型。第一种是使用全反射棱镜来分离照明光束与投射光束的类型，由于使用全反射棱镜，因而存在着导致装置的大型化、成本增高的问题。第二种是使投射透镜缩小侧为入射光瞳位置，且使投射透镜相对于光阀大幅移位，由此分离照明光束与投射光束的类型，由于不能完全地分离照明光束与投射光束，因而存在着发生照度不均，并且向放大侧的光瞳位置相对于投射图像的中心不对称这一问题。
因此，在谋求投影仪的小型化时，优选第三种类型的将向场透镜配置于光阀附近而分离照明光与投射光的类型。作为具有这样的结构的投射型显示装置，公知有专利文献1～3所记载的装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4159840号说明书
专利文献2：日本专利第4599391号说明书
专利文献3：美国专利第7204613号说明书
实用新型要解决的课题
然而，在通过向场透镜来分离照明光束与投射光束的类型中，存在着产生由向场透镜引起的杂散光的问题、在缩短向场透镜的焦点距离时会产生像面弯曲，从而不得不增加向场透镜的焦点距离而难以实现小型化的问题。
但是，在专利文献1～3所记载的投射型显示装置中，均没有提出对杂散光的对策、或考虑了照明光束与投射光束的分离的小型化的对策。
实用新型内容
本实用新型鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种小型且杂散光少的投射型显示装置。
本实用新型的投射型显示装置具有：光源部；第一光学系统，其供来自光源部的光束入射；第二光学系统，其供来自第一光学系统的光束入射；图像显示元件，其供来自第二光学系统的光束入射；投射透镜，其将由图像显示元件进行了光调制后的光束所产生的光学像放大投射到屏幕上，第二光学系统成为使从图像显示元件射出的光束再次透过并向投射透镜入射的结构，投射型显示装置的特征在于，第一光学系统包括至少一个反射光学元件，第二光学系统包括两片正透镜。
在本实用新型的投射型显示装置中，优选第二光学系统的最靠投射透镜侧的面为凹形状。
另外，优选反射光学元件为平面镜。
另外，优选第一光学系统的具有放大率的光学元件从光源部侧起依次包括负透镜、正透镜、正透镜。
另外，优选在光源部与第一光学系统之间具有积分器部，该积分器部实现与来自光源部的光束的光轴垂直的截面上的光量分布的均匀化。
需要说明的是，上述“包括”是指除列举的构成要素以外，也可以包括实质上不具有放大率的透镜、光阑、掩模、玻璃罩、滤光片等的透镜以外的光学要素、透镜凸缘、透镜镜筒、摄像元件、手抖修正机构等的机构部分等。
另外，就上述的透镜的面形状、光焦度的符号而言，包含非球面的情况在近轴区域进行考虑。
实用新型效果
本实用新型的投射型显示装置具有：光源部；第一光学系统，其供来自光源部的光束入射；第二光学系统，其供来自第一光学系统的光束入射；图像显示元件，其供来自第二光学系统的光束入射；投射透镜，其将由图像显示元件进行了光调制后的光束所产生的光学像放大投射到屏幕上，第二光学系统成为使从图像显示元件射出的光束再次透过并向投射透镜入射的结构，第一光学系统包括至少一个反射光学元件，第二光学系统包括两片正透镜，因而能够实现小型且杂散光少的投射型显示装置。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施方式所涉及的投射型显示装置(与实施例1通用)的结构图。
图2是本实用新型的实施例2的投射型显示装置的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。图1是本实用新型的一个实施方式所涉及的投射型显示装置的结构图。图1示出的结构例与后述的实施例1的投射型显示装置的结构通用。
该投射型显示装置100具有：光源部101；积分器部102，其实现在与来自光源部101的光束的光轴垂直的截面上的光量分布的均匀化；第一光学系统103，其供来自积分器部102的光束入射；第二光学系统104，其供来自第一光学系统103的光束入射；作为图像显示元件的DMD106，其供来自第二光学系统104的光束入射；平行平面板状的光学构件105，其在DMD106的前方配置且假定了各种滤光片、玻璃罩等；以及投射透镜107，其将由DMD106进行了光调制后的光束所产生的光学像放大投射到屏幕108上，第二光学系统104成为使从DMD106射出的光束再次透过并向投射透镜107入射的结构。
在第一光学系统103的最靠第二光学系统104侧，配置有作为反射光学元件的平面镜103M。这样，通过使用平面镜103M对来自光源部101的光束进行弯折，从而能够在减小照明光束(向DMD106的入射光束)与投射光束(从DMD106的出射光束)之间的角度的状态下，将第一光学系统103和投射透镜107以不产生物理干涉的方式配置，因而能够使光学系统整体小型化。
需要说明的是，通过使用平面镜作为反射光学元件，与使用反射棱镜等其他元件的情况相比能够缩短从第一光学系统103到第二光学系统104为止的距离，因而能够使光学系统整体进一步小型化。另外，通过使用平面镜作为反射光学元件，与使用反射棱镜等其他元件的情况相比能够实现低成本化、轻量化。
另外，在第一光学系统103中，不限于如上述那样仅设置一个反射光学元件的方式，也可以使用多个反射光学元件对光路进行弯折。
作为向场透镜发挥功能的第二光学系统104由两片正透镜L21、L22构成。通过这样由两片正透镜构成，与仅由一片正透镜构成的情况相比能够分散正的放大率，因而能够减小像面弯曲。
需要说明的是，在向场透镜中的尤其是与投射透镜107对置的面存在强放大率的凸面时，来自第一光学系统103的光束有可能由该凸面反射且向投射透镜107入射而成为杂散光。因此，通过将这些透镜L21、L22设为使曲率半径的绝对值小的面朝向缩小侧(DMD106侧)的具有正的光焦度的透镜，并减小各透镜的投射透镜107侧面的凸的放大率，从而能够减少杂散光。
另外，优选第二光学系统104的最靠投射透镜107侧的面为凹形状。通过采用这样的结构，能够进一步减少杂散光。
在本实施方式的投射型显示装置100中，第一光学系统103的具有放大率的光学元件优选从光源部101侧起依次包括负透镜L11、正透镜L12、正透镜L13。即使在缩窄积分器部102与第一光学系统103之间的间隔的情况下，通过使第一光学系统103的最靠光源部101侧的透镜L11为负透镜，由此也能够使来自积分器部102的光束先扩散，然后利用正透镜L12及正透镜L13使之会聚，从而使照明光束(向DMD106的入射光束)成为良好的状态。进而，通过使第一光学系统103的透镜配置为如上述的方式，能够缩短从光源部101到第一光学系统103为止的距离，因而能够使光学系统整体小型化。
另外，当为了抑制像面弯曲而增加向场透镜的焦点距离时，第一光学系统103与第二光学系统104之间的距离变长，通过使第一光学系统103的透镜结构如上述那样从光源部101侧起依次为负·正·正，由此即使第一光学系统103与第二光学系统104之间的距离变长，也能够将积分器部102与第一光学系统103之间的距离保持为较短，因而能够抑制光学系统整体大型化。
在该投射型显示装置100中，从光源101R、101G、101B分别射出的三原色光(R、G、B)从光源部101分时而依次射出，且从光源部101射出的光束通过积分器部102而实现在与光束的光轴垂直的截面上的光量分布的均匀化，并且由第一光学系统103内的反射镜103M反射而向DMD106照射。此时，从第一光学系统103射出的光透过作为投射透镜107的向场透镜发挥功能的第二光学系统104而向DMD106入射。在DMD106中，与入射光的色的切换相应地进行向该色光用的调制切换。由DMD106进行了光调制后的光透过第二光学系统104而向投射透镜107入射。投射透镜107将由DMD106进行了光调制后的光所产生的光学像投射到屏幕108上。
需要说明的是，也可以使用其他光阀代替DMD106，例如，也可以使用透射型液晶显示元件、反射型液晶显示元件作为光阀。
接下来，对本实用新型的投射型显示装置的实施例进行说明。首先，对实施例1的投射型显示装置进行说明。实施例1的投射型显示装置的结构图如图1所示。另外，实施例1的投射型显示装置中的第一光学系统的透镜数据如表1所示。需要说明的是，表1所示的数值以仅第一光学系统的焦点距离成为1.0的方式进行了标准化。以下，关于表中的符号的意思以实施例1的符号为例进行说明，关于实施例2也同样。
在表1的透镜数据中，在面编号一栏中示出以最靠光源部侧的构成要素的面为第一个而随着朝向像侧依次增加的面编号，在曲率半径一栏中示出各面的曲率半径，在面间隔一栏中示出各面与其下一个面的在光轴Z上的间隔。另外，在nd一栏中示出各光学要素的相对于d线(波长587.6nm)的折射率，在v d一栏中示出各光学要素的相对于d线(波长587.6nm)的阿贝数。此处，就曲率半径的符号而言，使面形状向物侧凸出的情况为正，使面形状向像侧凸出的情况为负。
【表1】
实施例1·透镜数据
面编号 曲率半径 面间隔 nd vd
OBJ 0.0000 0.9576
1 -1.2614 0.2499 1.83400 37.16
2 -1.0048 0.0165
3 -2.6141 0.2577 1.83400 37.16
4 -1.4254 0.0165
5 6.2456 0.3026 1.83400 37.16
6 -2.6055 3.7554
IMG ∞ 0.0000
接下来，对实施例2的投射型显示装置进行说明。实施例2的投射型显示装置的结构图如图2所示。另外，实施例2的投射型显示装置中的第-光学系统的透镜数据如表2所示，关于非球面系数的数据如表3所示。需要说明的是，表2、3所示的数值以仅第一光学系统的焦点距离成为1.0的方式进行了标准化。
在表2的透镜数据中，非球面的面编号中附有＊符号，作为非球面的曲率半径而表示近轴的曲率半径的数值。在表3的关于非球面系数的数据中，示出非球面的面编号和关于这些非球面的非球面系数。非球面系数是由下式表示的在非球面式中的各系数KA、Am(m＝4、6…12)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点向非球面顶点相切的与光轴垂直的平面引出的垂线的长度)
h：高度(距光轴的距离)
C：近轴曲率半径的倒数
KA、Am：非球面系数(m＝4、6…12)
【表2】
实施例2·透镜数据
面编号 曲率半径 面间隔 nd vd
OBJ 0.0000 0.4682
1 -0.5065 0.3820 1.83400 37.16
2 -1.4518 0.0322
*3 3.4677 0.8618 1.52400 55.20
*4 -1.0890 0.0203
5 3.5470 0.6415 1.83400 37.16
6 -3.0897 4.2850
IMG ∞ 0.0000
【表3】
实施例2·非球面系数
面编号 3 4
KA 1.5806476E+01 2.1792783E-01
A4 -5.1114209E-01 -6.3461099E-02
A6 2.5864930E-01 -2.5807973E-02
A8 2.7929223E-01 -6.8756196E-03
A10 4.6529357E-02 -4.7073356E-03
A12 -7.3192935E-01 5.7396650E-02
以上，列举实施方式及实施例而对本实用新型进行了说明，然而本实用新型并不限定于上述实施方式及实施例，也能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等的值并不限定于上述各数值实施例所示的值，也可以取其他的值。
另外，作为本实用新型的投射型显示装置，也不限于上述结构的装置，例如所使用的光阀、在光束分离或光束合成中使用的光学构件不限于上述结构，能够进行各种方式的变更。

Claims (9)

1.一种投射型显示装置，其具有：
光源部；
第一光学系统，其供来自该光源部的光束入射；
第二光学系统，其供来自该第一光学系统的光束入射；
图像显示元件，其供来自该第二光学系统的光束入射；
投射透镜，其将由该图像显示元件进行了光调制后的光束所产生的光学像放大投射到屏幕上，
所述第二光学系统成为使从所述图像显示元件射出的光束再次透过并向所述投射透镜入射的结构，
所述投射型显示装置的特征在于，
所述第一光学系统包括至少一个反射光学元件，
所述第二光学系统包括两片正透镜。
2.根据权利要求1所述的投射型显示装置，其中，
所述第二光学系统的最靠所述投射透镜侧的面为凹形状。
3.根据权利要求1所述的投射型显示装置，其中，
所述反射光学元件为平面镜。
4.根据权利要求2所述的投射型显示装置，其中，
所述反射光学元件为平面镜。
5.根据权利要求1所述的投射型显示装置，其中，
所述第一光学系统的具有放大率的光学元件从所述光源部侧起依次包括负透镜、正透镜、正透镜。
6.根据权利要求2所述的投射型显示装置，其中，
所述第一光学系统的具有放大率的光学元件从所述光源部侧起依次包括负透镜、正透镜、正透镜。
7.根据权利要求3所述的投射型显示装置，其中，
所述第一光学系统的具有放大率的光学元件从所述光源部侧起依次包括负透镜、正透镜、正透镜。
8.根据权利要求4所述的投射型显示装置，其中，
所述第一光学系统的具有放大率的光学元件从所述光源部侧起依次包括负透镜、正透镜、正透镜。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的投射型显示装置，其中，
在所述光源部与所述第一光学系统之间具有积分器部，该积分器部实现与来自所述光源部的光束的光轴垂直的截面上的光量分布的均匀化。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106896500A (zh) * 2015-12-18 2017-06-27 台达电子工业股份有限公司 显示装置
CN110944162A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 富士胶片株式会社 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置
CN111684355A (zh) * 2018-01-19 2020-09-18 德克萨斯仪器股份有限公司 Dlp彩色投影仪

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10409031B2 (en) * 2015-11-18 2019-09-10 Maxell, Ltd. Image projection apparatus
CN106921855A (zh) * 2017-04-20 2017-07-04 苏州佳世达光电有限公司 无棱镜模组、非远心架构的投影机

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60239817D1 (de) 2001-10-01 2011-06-01 Panasonic Corp Anzeigeeinheit des projektionstyps, rückprojektor und mehrfachsichtsystem
JP4159840B2 (ja) 2001-10-01 2008-10-01 松下電器産業株式会社 投写型表示装置、リアプロジェクタ及びマルチビジョンシステム
JP3589225B2 (ja) * 2002-02-08 2004-11-17 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタ
US7204613B2 (en) 2002-03-07 2007-04-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Projection display device
JP4538598B2 (ja) * 2003-01-08 2010-09-08 ジーイーオー セミコンダクター インコーポレイテッド 軸外れ投影システムおよび方法
TWI239428B (en) * 2003-04-18 2005-09-11 Benq Corp Projection display apparatus
TWI282487B (en) * 2003-05-23 2007-06-11 Canon Kk Projection optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2008209811A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Hitachi Ltd 表示装置及び投写型照明装置
JP5365155B2 (ja) * 2008-11-21 2013-12-11 ソニー株式会社 投射型画像表示装置および投射光学系
JP6496977B2 (ja) * 2013-03-13 2019-04-10 株式会社リコー 投射光学系、およびプロジェクタ装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106896500A (zh) * 2015-12-18 2017-06-27 台达电子工业股份有限公司 显示装置
CN111684355A (zh) * 2018-01-19 2020-09-18 德克萨斯仪器股份有限公司 Dlp彩色投影仪
CN111684355B (zh) * 2018-01-19 2022-05-31 德克萨斯仪器股份有限公司 Dlp彩色投影仪
CN110944162A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 富士胶片株式会社 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置
CN110944162B (zh) * 2018-09-25 2022-12-02 富士胶片株式会社 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置

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Publication number Publication date
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US20150268545A1 (en) 2015-09-24
JP2015184306A (ja) 2015-10-22

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