投影型显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种投影型显示装置，具备：反射型的图像显示元件(DP)，其通过使照明光在图像显示面反射从而变换成图像光并射出；棱镜单元(PU1)，其实施照明光的光路的曲折和图像光的透过；投影透镜系统(PO)，其使透过棱镜单元的图像光投影在屏幕上。棱镜单元(PU1)具有相对于从图像显示面的中心射出的图像光的主光线而倾斜的气隙(AG)，投影透镜系统(PO)内的至少一个透镜(DL)相对于投影透镜系统(PO)的光轴而偏心，以便消除图像光在透过该气隙(AG)时产生的彗形像差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】投影型显示装置
本专利技术涉及一种投影型显示装置，例如具备数字微镜器件(digitalmicromirrordevice)等反射型图像显示元件的投影型显示装置。
技术介绍
在DLP(digitallightprocessing，数字光处理；美国德州仪器公司的注册商标)方式的投影器中，利用内置了数百万个小镜子(微镜)的DLP芯片之类的光半导体来进行图像投影。在采用3枚DLP芯片的三芯片类型的DLP方式的情况下，通过特殊的棱镜将灯的光分解为RGB光的三原色，并对各DLP芯片进行照明从而显示彩色图像。另外，在采用1枚DLP芯片的单芯片类型的DLP方式的情况下，通过划分了RGB三色后的1枚色轮而将灯的光分解为RGB光的三原色，并通过对1枚DLP芯片进行照明来显示彩色图像。由于色轮高速旋转，并且微镜也相应地高速切换开/关，因此，人的眼睛能够通过余像效果而看到合成了RGB的彩色图像。以上述DLP芯片为代表的数字微镜器件，作为投影器用的反射型图像显示元件是普遍存在的。数字微镜器件，具有由多个微小的微镜组成的图像显示面，通过该图像显示面而对各个镜面的倾斜度进行控制，以便对照明光进行强度调制，从而形成图像。也就是说，数字微镜器件的各像素的开/关，例如通过以相对于图像显示面的各边呈45°的角度的旋转轴为中心的±12°的镜面的转动(即，针对一个轴的微镜驱动)来表现。关于该微镜的活动，也熟知有针对正交的两个轴而进行微镜驱动的新的动作类型的数字微镜器件(Tilt&RollPixelDMD)。作为搭载了上述数字微镜器件这样的反射型的图像显示元件的投影器，现有技术中提出了各种类型的投影型显示装置(例如，参照专利文献1。)，另外，寻求一种明亮且高清晰度的投影器。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-37044号公报专利技术所要解决的课题在如上所述那样寻求高清晰度的投影器的过程中采用了反射型的图像显示元件的现有的投影型显示装置中，用于使照明光产生全反射从而导向图像显示元件的气隙(airgap)，会使所透过的图像光产生图像劣化(彗形像差所引起的光斑)。因此，如果以现状不变，则在高清晰度方面存在限制。例如，在专利文献1所记载的投影型显示装置中，为了对由倾斜的二向色滤光片(dichroicfilter)所产生的像散进行修正，在透镜系统内增加了相对于透镜单元的光轴而非对称的光学元件(倾斜的楔板或自由曲面透镜等)。这些光学元件，是为了进行像散的修正而预先被最优化设计了的元件。因此，在原来存在的透镜系统中，很难在之后作为修正单元后而进行追加。另外，在专利文献1的情况下，由于装置内不存在气隙，因此并未提及由此而引起的彗形像差。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的状况而提出的，其目的在于提供一种减少因在棱镜单元内产生的彗形像差所导致的光斑从而提高画质的投影型显示装置。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的投影型显示装置，具备：反射型的图像显示元件，其通过使照明光在图像显示面反射，从而将照明光变换成图像光并射出；棱镜单元，其进行照明光的光路的弯折和图像光的透过；投影透镜系统，其将透过所述棱镜单元的图像光投影在屏幕上，所述投影型显示装置的特征在于，所述棱镜单元具有相对于从所述图像显示面的中心射出的图像光的主光线而倾斜的气隙，所述投影透镜系统内的至少一个透镜相对于所述投影透镜系统的光轴而偏心，以便消除在所述图像光透过该气隙时所产生的彗形像差。本专利技术的有益效果如下：根据本专利技术，能够减少因在棱镜单元内所产生的彗形像差而导致的光斑，从而提高画质，其结果是，能够实现明亮且高清晰度的投影型显示装置。附图说明图1是表示投影型显示装置的第一实施方式的简要结构图。图2是表示投影型显示装置的第二实施方式的简要结构图。图3是表示投影型显示装置的第三实施方式的简要结构图。图4是表示第三实施方式的主要部分的一个示例的俯视图。图5是表示投影型显示装置的第四实施方式的简要结构图。图6是表示第四实施方式的主要部分的一个示例的俯视图。图7是表示第三实施方式中的照明光和图像光的光路分离的光路图。图8是将图7中的主要部分M1放大显示的光路图。图9是表示与第三实施方式对应的投影型显示装置的实施例的光路图。图10是表示实施例中的彗形像差在修正前和修正后(透镜移动偏心)的MTF的曲线图。图11是表示实施例中的彗形像差的修正后(透镜旋转偏心)的MTF的曲线图。图12是表示实施例中的彗形像差的修正前和修正后(透镜移动偏心)的横向色差的曲线图。图13是表示实施例中的彗形像差的修正后(透镜旋转偏心)的横向色差的曲线图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术所涉及的投影型显示装置的实施方式等进行说明。另外，对于实施方式等中相互相同的部分或者相当的部分标注相同的符号，并适当省略重复说明。在图1、图2中作为投影型显示装置的第一、第二实施方式而分别示出单芯片类型的投影器PJ1、PJ2。图3中作为投影型显示装置的第三实施方式而示出三芯片类型的投影器PJ3，其主要部分的一个示例示于图4中。图5中作为投影型显示装置的第四实施方式而示出三芯片类型的投影器PJ4，其主要部分的一个示例示于图6中。在图1、图2、图3、图5中，全局正交坐标系成为与以数字微镜器件DP的图像显示面DS的中心为原点的局部正交坐标系(X、Y、Z)一致的绝对坐标系，X方向是与图像显示面DS的面法线平行的方向，Z方向是与气隙AG的倾斜旋转轴平行的方向，Y方向是与X方向以及Z方向正交的方向。因此，图1、图2、图3、图5的纸面相当于XY平面，图4、图6的纸面相当于XZ平面。单芯片类型的投影器PJ1、PJ2(图1、图2)成为具备光源装置1、色轮2、整体杆3、照明光学系统IL、投影透镜系统PO以及数字微镜器件DP等的结构。另外，三芯片类型的投影器PJ3、PJ4(图3、图5)成为具备光源装置1、整体杆3、照明光学系统IL、投影透镜系统PO以及数字微镜器件DP等的结构。在投影器PJ1、PJ2、PJ3、PJ4中作为产生照明光L1的光源装置1，可列列举有例如氙气灯、激光光源等。投影器PJ1、PJ2、PJ3中采用的光源装置1是白色光源，投影器PJ4中采用的光源装置1是分别产生三个波段：R(红色)·G(绿色)·B(蓝色)的光的彩色光源。光源装置1中，在由椭圆面构成的灯光反射器的反射面的焦点位置处配置有发光点，并成为使从光源装置1射出的会聚光入射到整体杆3(图3、图5)或者色轮2(图1、图2)中的结构。也就是说，成为在投影器PJ3、PJ4中使会聚光向整体杆3入射并在投影器PJ1、PJ2中使会聚光向色轮2入射的结构，并使通过色轮2的光束入射到整体杆3中。搭载在投影器PJ1、PJ2中的色轮2，由使R·G·B三色的光透过的三种色滤器而构成。通过使色轮2旋转，从而使进行照明的色光按时间顺序依次切换，并通过将与各种颜色对应的图像信息显示在数字微镜器件DP上，从而能够对投影图像进行彩色化。在此所假设的整体杆3、是将4枚平面反射镜贴合而成的中空的杆式的光强度均匀化元件。从整体杆3的入口侧端面(杆入口面)入射进来的照明光L1通过反复被整体杆3的侧面(即内壁面)多次反射，从而被混合，照明光L1的空间上的能量分布被均匀化并从出口侧端面(杆出口面)R0射出。整体杆3的出口侧端面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影型显示装置，具备：反射型的图像显示元件，其通过使照明光在图像显示面反射，从而变换成图像光后射出；棱镜单元，其实施照明光的光路的弯折和图像光的透过；投影透镜系统，其将透过所述棱镜单元的图像光投影在屏幕上，所述投影型显示装置的特征在于，所述棱镜单元具有相对于从所述图像显示面的中心射出的图像光的主光线而倾斜的气隙，所述投影透镜系统内的至少一个透镜相对于所述投影透镜系统的光轴而偏心，以便消除所述图像光透过该气隙时产生的彗形像差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.10 JP 2016-1576731.一种投影型显示装置，具备：反射型的图像显示元件，其通过使照明光在图像显示面反射，从而变换成图像光后射出；棱镜单元，其实施照明光的光路的弯折和图像光的透过；投影透镜系统，其将透过所述棱镜单元的图像光投影在屏幕上，所述投影型显示装置的特征在于，所述棱镜单元具有相对于从所述图像显示面的中心射出的图像光的主光线而倾斜的气隙，所述投影透镜系统内的至少一个透镜相对于所述投影透镜系统的光轴而偏心，以便消除所述图像光透过该气隙时产生的彗形像差。2.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于，相对于所述投影透镜系统的光轴而偏心的透镜，是向与所述投影透镜系统的光轴以及所述气隙的倾斜旋转轴垂直的方向而移动偏心的偏心透镜。3.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其特征在于，相对于所述投影透镜系统的光轴而偏心的透镜，是以与所述气隙的倾斜旋转轴平...

【专利技术属性】
技术研发人员：今冈雅之，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP