图像投影装置和图像投影方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及图像投影装置和图像投影方法，其中，图像投影方法包括：在形成光的中间聚焦图像之后，由凹面镜反射穿过一个或多个透镜的光；并且通过由纵横比为1.9或更大的平面镜反射由凹面镜反射的光，将图像投影到投影平面上。

【技术实现步骤摘要】
图像投影装置和图像投影方法相关申请的交叉参考本申请要求于2013年2月6日提交的日本在先专利申请JP2013-021705的利益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种包括投影光学系统的图像投影装置，以及使用所述图像投影装置的图像投影方法。
技术介绍
一种投影机(图像投影装置)已被公知，其包括使用卤素灯、金属卤化物灯等作为光源的照明光学系统(照明装置)，以及包括光调制设备和投影透镜的投影光学系统，(例如，参见日本未经审查专利申请公开号2011-2611)。被称为微型投影机的小(手掌大小)型重量轻的便携式投影机，现在开始被广泛应用在这样的投影机领域。在这样的微型投影机中，发光二极管(LED)主要被用作照明装置的光源。近年来，激光的使用在扩展色彩再现范围和降低功耗方面引起关注。另一方面，已经提出了包括短焦距投影透镜的图像投影装置，并且该图像投影装置能够通过改变所述图像投影装置的姿态(图像投影装置放置的安装面)，在投影到墙面(垂直平面)和投影到地板面(水平面)之间进行选择(例如，参见日本未经审查专利申请公开号2010-160476)。
技术实现思路
然而，近日，这样的投影机被要求进一步小型化以提高用户便利性。理想的是提供一种尽管其结构更加紧凑，但是能够表现出优异显示性能的图像投影装置，以及一种能够投影具有优良质量的图像而无需使用大的图像投影装置的图像投影方法。根据本公开的一个实施方式(1)，提供了一种图像投影装置，包括投影光学系统，其包括从光入射到其上的光入射侧依次设置的一个或多个透镜、凹面镜和平面镜，并且被配置成使用入射光来投影图像。一个或多个透镜在凹面镜的近侧上形成中间聚焦图像，并且平面镜的纵横比为1.9或更大。根据本公开的一个实施方式(2)，提供了一种图像投影装置，包括投影光学系统，其包括从光入射到其上的光入射侧依次设置的一个或多个透镜、凹面镜和平面光学基板，并且被配置成使用入射光来投影图像。一个或多个透镜在凹面镜的近侧上形成中间聚焦图像，平面光学基板被配置以反射入射光的一部分，同时允许入射光的其余部分由此穿过。根据本公开的一个实施方式(3)，提供了一种图像投影装置，包括：投影光学系统，其包括从光入射到其上的光入射侧依次设置的一个或多个透镜、凹面镜和平面镜，并且被配置成使用入射光来投影图像；以及切换机构。一个或多个透镜在凹面镜的近侧上形成中间聚焦图像，切换机构被配置为在第一投影模式和第二投影模式之间切换，同时保持一个或多个透镜的姿态和凹面镜的姿态，其中，所述第一投影模式将平面镜置于来自凹面镜的反射光的光路上，而第二投影模式不将平面镜置于光路上。在根据本公开上述各实施方式(1)至(3)的图像投影装置中，投影光学系统包括从光入射侧依次设置的一个或多个透镜、凹面镜，以及平面镜或者平面光学基板，从而能够实现紧凑的整体结构。根据本公开的一个实施方式(4)，提供了一种图像投影方法，包括：在形成光的中间聚焦图像之后，由凹面镜反射穿过一个或多个透镜的光；并且通过由纵横比为1.9或更大的平面镜反射由凹面镜反射的光，将图像投影到投影平面上。根据本公开的一个实施方式(5)，提供了一种图像投影方法，包括：在形成光的中间聚焦图像之后，由凹面镜反射穿过一个或多个透镜的光；通过由设置在反射光通路上的平面镜反射由凹面镜反射的反射光，然后通过将平面镜反射的光施加到投影平面上来投影图像，或者在不将平面镜设置在反射光通路上的情况下，通过将凹面镜反射的光施加到投影平面上来投影图像。在根据本公开的上述各实施方式(4)和(5)的图像投影方法中，穿过一个或多个透镜的光的中间聚焦图像是在光到达凹面镜之前形成的，从而可以减少一个或多个透镜和凹面镜之间的距离。根据本公开的上述各实施方式(1)至(3)的图像投影装置的任意一个，实现更紧凑的结构，而不会降低光学性能。此外，根据本公开的上述各实施方式(4)和(5)的图像投影方法的任意一个，投影优质的图像，而无需使用大的图像投影装置。应当理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性的，并且旨在提供所要求保护的技术的进一步解释。附图说明附图被包括以提供本公开的进一步理解，并且被并入并构成本说明书的一部分。附图示出了实施方式，并与说明书一起，用于解释本技术的原理。图1是示出根据本公开的一个实施方式的投影机的示例性整体结构的示意图。图2是示出图1所示的投影光学系统的详细示例性配置的说明图。图3是示出图2所示的投影光学系统的角度调整机构的立体图。图4A是示出在图2所示的投影光学系统中所用平面镜的结构的说明图。图4B是示出在图2所示的投影光学系统中所用平面镜的另一种结构的说明图。图5A是用于说明在图2所示的投影光学系统中的平面镜的反射面纵横比的第一说明图。图5B是用于说明在图2所示的投影光学系统中的平面镜的反射面纵横比的第二说明图。图6是用于说明在图2所示的投影光学系统中，从透镜的中心轴线到透明平板的距离的说明图。图7是用于说明在图2所示的投影光学系统中，从透镜的中心轴线到平面镜的距离的说明图。图8是用于说明在图2所示的投影光学系统中，从透镜的中心轴线到透明平板的距离的说明图。图9A是示出根据第一变形例的投影光学系统的第一投影模式下的结构的说明图。图9B是示出根据第一变形例的投影光学系统的第二投影模式下的结构的说明图。图9C是示出根据第一变形例的投影光学系统的切换机构的结构的说明图。图10是示出根据第二变形例的投影光学系统的结构的说明图。图11是说明根据第三变形例的投影光学系统的结构的说明图。图12A是示出根据第四变形例的投影光学系统的第一投影模式下的结构的说明图。图12B是示出根据第四变形例的投影光学系统的第三投影模式下的结构的说明图。图12C是示出根据第四变形例的投影光学系统的第二投影模式下的结构的说明图。具体实施方式在下文中，参考附图对本公开的一些实施方式进行详细描述。[投影机的结构]图1示出了根据本公开的一个实施方式的投影机的整体结构。此投影机是投影型显示装置(图像投影装置)，其被配置以将图像(图像光)投影到屏幕4(用于投影的平面)上。投影机包括照明装置1、被配置以使用来自照明装置1的照明光来执行图像显示的投影光学系统2、以及容纳照明光学系统1和投影光学系统2的框架3。照明光学系统1和投影光学系统2相对于彼此固定。例如，投影光学系统2可以被固定到框架3。(照明装置1)照明装置1包括，在壳体10中，红色激光器11R，绿色激光器11G，蓝色激光器11B，耦合透镜12R、12G和12B，分色棱镜(dichroicprism)131和132，蝇眼透镜14和聚光透镜15。在该图中，Z0表示光轴。红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B是三种类型的激光源，其分别能够发出红色激光、绿色激光和蓝色激光。这样的激光源构成光源部分。例如，红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B可以各自发出脉冲光。具体来说，例如，每个激光器能够以预定的发光频率(以预定的光发射周期)间歇性地发射激光。例如，红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的每一个可以由半导体激光器、固态激光器等构成。在每个激光器是由半导体激光器构成的情况下，例如，红色激光的波长λr为约600nm至约700nm，包括两端点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像投影装置，包括：投影光学系统，其包括从入射光入射到其上的光入射侧依次设置的一个或多个透镜、凹面镜和平面镜，并且被配置为使用所述入射光来投影图像，其中，所述一个或多个透镜在所述凹面镜的近侧上形成中间聚焦图像，以及所述平面镜的纵横比为1.9或更大。

【技术特征摘要】
2013.02.06 JP 2013-0217051.一种图像投影装置，包括：投影光学系统，其包括从入射光入射到其上的光入射侧依次设置的一个或多个透镜、凹面镜和平面镜，并且被配置为使用所述入射光来投影图像，在连接所述凹面镜与所述平面镜的光学路径上还包括透明平板，其中，所述一个或多个透镜在所述凹面镜的近侧上形成中间聚焦图像，以及所述平面镜的纵横比为1.9或更大，其中，所述一个或多个透镜构成设置在所述一个或多个透镜的光轴上的对称光学系统，所述透明平板平行于所述一个或多个透镜的所述光轴延伸，其中，在所述透明平板的所述光入射侧的光束矩心位置和所述透明平板的光发射侧上的光束矩心位置都被设置在距所述一个或多个透镜的光轴的一定距离处，该距离是所述投影光学系统的焦距的4.6倍或更小。2.根据权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述平面镜的光束矩心位置与所述一个或多个透镜的光轴之间的距离为所述凹面镜的曲率半径的1.42倍或更大。3.根据权利要求2所述的图像投影装置，其中，所述透明平板与所述一个或多个透镜的光轴之间的距离是所述平面镜的光束矩心位置与所述一个或多个透镜的光轴之间距离的0.3倍或更小。4.根据权利要求1所述的图像投影装置，其还包括被配置为调整所述平面镜的角度的角度调整机构。5.根据权利要求1所述的图像投影装置，其还包括切换机构，所述切换机构被配置为在第一投影模式和第二投影模式之间进行切换，同时保持所述一个或多个透镜的姿态和所述凹面镜的姿态，所述第一投影模式将所述平面镜置于来自所述凹面镜的反射光的光路上，而所述第二投影模式将所述平面镜置于所述光路之外。6.根据权利要求5所述的图像投影装置，其还包括容纳所述一个或多个透镜和所述凹面镜的壳体，其中，在所述第一投影模式中，由所述平面镜反射的光被投影到沿所述壳体的安装面的一个平面上，并且在所述第二投影模式中，来自所述凹面镜的光被投影到与所述壳体的所述安装面相交的一个平面上，而不经过所述平面镜。7.根据权利要求5所述的图像投影装置，其中，所述图像被投影到相对于所述平面镜形成约45度角的投影平面上。8.根据权利要求1所述的图像投影装置，其还包括：照明光学系统；以及光调制设备，其被配置以根据图像信号调制来自所述照明光学系统的照明光。9.一种图像投影装置，其包括：投影光学系统，其包括从入射光入射到其上的光入射侧依次设置的一个或多个透镜、凹面镜和平面光学基板，并且被配置成使用所述入射光来投影图像，在连接所述凹面镜与平面光学基板的光学路径上还包括透明平板，其中，所述一个或多个透镜在所述凹面镜的近侧上形成中间聚焦图像，以及所述平面光学基板被配置为反射所述入射光的一部分，同时允许所述入射光的其余部分由此透射，其中，所述一个或多个透镜构成设置在所述一个或多个透镜的光轴上的对称光学系统，所述透明平板平行于所述一个或多个透镜的所述光轴延伸，其中，在所述透明平板的所述光入射侧的光束矩心位置和所述透明平板的光发射侧上的光束矩心位置都被设置在距所述一个或多个透镜的光轴的一定距离处，该距离是所述投影光学系统的焦距的4.6倍或更小。10.根据权利要求9所述的图像投影装置，其中，所述平面光学基板根据所述入射光的波长反射所述入射光或允许所述入射光透射，或根据所述入射光的偏振反射所述入射光或允许所述入射光透射。11.一种图像投影装置，其包括：投影光学系统，其包括从入射光入射...

【专利技术属性】
技术研发人员：安井利文，松田干宪，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP