光学元件、光射出装置以及图像显示系统制造方法及图纸

光学元件、光射出装置以及显示系统。在使用对小透镜进行阵列化而得到的光学元件的情况下，抑制由于光入射到在小透镜的接缝处产生的塌边而引起的衍射噪声。光射出装置具有第1光射出部和第2光射出部。第1光射出部具有对第1光源的光进行广角化的第1光学元件，第2光射出部具有对第2光源的光进行广角化的第2光学元件。在第1光学元件的第1入射面上排列有多个第1小透镜。第1小透镜是使第1小透镜的切线与第1入射面所成的角度的最大值大于第1光与第1入射面所成的角度的形状，因此，第1光不会入射到相邻的第1小透镜的接缝。第2光学元件也同样地构成。

Optical elements, light emission devices and image display system

【技术实现步骤摘要】
光学元件、光射出装置以及图像显示系统
本专利技术涉及光学元件和具有光学元件的光射出装置、以及具有光射出装置的图像显示系统。
技术介绍
在专利文献1中公开了如下的图像显示系统：检测在显示图像的屏幕等显示面上操作的笔、手指等指示体的位置，进行与指示体的轨迹对应的显示、操作。专利文献1的图像显示系统具有投影仪和沿着投影仪投射的投射面(显示面)射出光的光射出装置，通过从光射出装置射出的光，生成覆盖投射面的光帘。投影仪根据在投射面上操作的指示体对光的反射来检测指示体的位置，根据其检测结果进行投射。专利文献1的光射出装置具有光射出部和壳体。光射出部具有：光源；准直仪，其是使从光源射出的光大致平行的透镜；以及定向性透镜，其对通过准直仪而大致平行化后的光中的沿着投射面的方向(第1方向)的光进行广角化。在专利文献1中，使用鲍威尔透镜作为定向性透镜。关于鲍威尔透镜，从与第1方向正交的第2方向观察时，光入射侧为凸面状，并且光射出侧为平坦状，从第1方向观察时为矩形状。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-111385号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题当使用单一的鲍威尔透镜作为定向性透镜时，在鲍威尔透镜与光源的位置发生偏移的情况下，沿着投射面的方向的光的强度分布的偏移显著。因此，提出了使定向性透镜的入射面成为对凸面状的小透镜进行阵列化而得到的形状的方案。通过对小透镜进行阵列化，使通过小透镜分别广角化后的光重叠。因此，即使鲍威尔透镜与光源的位置精度降低，也能够抑制沿着投射面的方向的光的强度分布的偏移。但是，对小透镜进行阵列化而得到的光学元件在构成阵列的小透镜的接缝处产生塌边。对小透镜进行阵列化而得到的光学元件在其制造时不能消除小透镜的接缝的塌边。当光入射到产生了塌边的部分时，存在由于阵列化而产生的衍射噪声被放大的问题。鉴于上述问题点，本专利技术的课题在于，在使用对小透镜进行阵列化而得到的光学元件的情况下，抑制由于光入射到在小透镜的接缝处产生的塌边而引起的衍射噪声。用于解决课题的手段本专利技术的光射出装置的特征在于，所述光射出装置具有：第1光源；第1准直仪，其使从所述第1光源射出的光与第1光轴大致平行；第1光学元件，其具有第1入射面，在该第1入射面上形成有在与所述第1光轴不同的第1方向上对从所述第1准直仪射出的第1光进行广角化的多个第1小透镜；第2光源；第2准直仪，其使从所述第2光源射出的光与第2光轴大致平行；第2光学元件，其具有第2入射面，在该第2入射面上形成有在与所述第2光轴不同且与所述第1方向相同的方向上对从所述第2准直仪射出的第2光进行广角化的多个第2小透镜，所述第1小透镜是使所述第1小透镜的切线与所述第1入射面所成的角度的最大值大于所述第1光与所述第1入射面所成的角度的形状，所述第2小透镜是使所述第2小透镜的切线与所述第2入射面所成的角度的最大值大于所述第2光与所述第2入射面所成的角的形状。在本专利技术中，所述第1小透镜是如下形状：在相对于沿与所述第1光相同的方向延伸的所述第1小透镜的切线的切点靠所述第1小透镜的接缝侧的区域中，所述第1小透镜的切线与所述第1入射面所成的角度大于所述第1光与所述第1入射面所成的角度。在本专利技术中，所述第2小透镜是如下形状：在相对于沿与所述第2光相同的方向延伸的所述第2小透镜的切线的切点靠所述第2小透镜的接缝侧的区域中，所述第2小透镜的切线与所述第2入射面所成的角度大于所述第2光与所述第2入射面所成的角度。在本专利技术中，所述第1小透镜是鲍威尔透镜。在本专利技术中，所述第2小透镜是鲍威尔透镜。在本专利技术中，设置在所述第1光学元件上的所述多个第1小透镜包含多个尺寸的所述第1小透镜。在本专利技术中，设置在所述第2光学元件上的所述多个所述第2小透镜包含多个尺寸的所述第2小透镜。在本专利技术中，在所述光学元件的下游侧设置有曲面形状的透镜罩。在本专利技术中，所述透镜罩能够以与所述第1方向大致平行的旋转轴线为中心进行旋转。本专利技术的图像显示系统的特征在于，所述图像显示系统具有：上述光射出装置；检测装置，其检测从所述光射出装置射出的光的反射位置；以及投射装置，其投射与由所述检测装置检测到的检测结果对应的图像。本专利技术的光学元件具有入射面，该入射面形成有在与光轴不同的第1方向上对通过准直仪而与所述光轴大致平行的第1光进行广角化的多个小透镜，其特征在于，所述小透镜是使所述小透镜的切线与所述入射面所成的角度的最大值大于所述第1光与所述入射面所成的角度的形状。在本专利技术中，所述小透镜是鲍威尔透镜。附图说明图1是示出本实施方式的图像显示系统的概略结构的示意图。图2是示出投影仪的概略结构的框图。图3是示出本实施方式的光射出装置的概略结构的示意图。图4是示出从光射出装置射出的光的沿着投射面的区域中的强度分布的图。图5是示出从光射出装置射出的光的理论强度分布的曲线图。图6是示出第1光学元件的一部分的俯视图。图7是示出对从小透镜的接缝处不存在塌边的光学元件射出的光的强度分布进行模拟的结果的曲线图。图8是示出对从小透镜的接缝处存在塌边的光学元件射出的光的强度分布进行模拟的结果的曲线图。图9是示出对从小透镜的接缝处存在突起的光学元件射出的光的强度分布进行模拟的结果的曲线图。图10是示出变形例1的光射出装置的概略结构的示意图。图11是示出变形例2的光射出装置的概略结构的示意图。标号说明1：投影仪；2、2A、2B：光射出装置；3：第1光射出部；3A：第1光轴；4：第2光射出部；4A：第2光轴；10：笔；11：投射用光源；12：光调制装置；13：投射镜头；14：控制部；15：投射装置；16：摄像装置；22：透镜罩；31：第1光源；32：第1准直仪；33、133、233：第1光学元件；33N：第1入射面；33S：第1平面；34：光学元件体；41：第2光源；42：第2准直仪；43、143、243：第2光学元件；43N：第2入射面；43S：第2平面；100：图像显示系统；330：第1小透镜；331：中心轴；332：透镜中心面；333：第1面；334：第2面；334a：第1区域；334b：第2区域；335：接缝；336：边界；430：第2小透镜；C1：第1切点；E1：第1光；E2：第2光；F1：第1切线；GL：影像光；H：宽度方向；L：第1轴；LC：光帘；M：支承装置；Pv：假想中心面；RL：反射光；SC：投射面；V：层叠方向；X：左右方向；Y：前后方向；Z：铅直方向。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，在以下所示的各图中，设各结构要素为附图上能够识别的程度的大小，因此，使各结构要素的尺寸、比例与实际情况适当不同。(图像显示系统的结构)图1是示出本实施方式的图像显示系统100的概略结构的示意图。如图1所示，图像显示系统100具有投影仪1和光射出装置2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光射出装置，其特征在于，其具有：/n第1光源；/n第1准直仪，其使从所述第1光源射出的光与第1光轴大致平行；/n第1光学元件，其具有第1入射面，在该第1入射面上形成有在与所述第1光轴不同的第1方向上对从所述第1准直仪射出的第1光进行广角化的多个第1小透镜；/n第2光源；/n第2准直仪，其使从所述第2光源射出的光与第2光轴大致平行；/n第2光学元件，其具有第2入射面，在该第2入射面上形成有在与所述第2光轴不同且与所述第1方向相同的方向上对从所述第2准直仪射出的第2光进行广角化的多个第2小透镜，/n所述第1小透镜是使所述第1小透镜的切线与所述第1入射面所成的角度的最大值大于所述第1光与所述第1入射面所成的角度的形状，/n所述第2小透镜是使所述第2小透镜的切线与所述第2入射面所成的角度的最大值大于所述第2光与所述第2入射面所成的角度的形状。/n

【技术特征摘要】
20180827 JP 2018-1580741.一种光射出装置，其特征在于，其具有：
第1光源；
第1准直仪，其使从所述第1光源射出的光与第1光轴大致平行；
第1光学元件，其具有第1入射面，在该第1入射面上形成有在与所述第1光轴不同的第1方向上对从所述第1准直仪射出的第1光进行广角化的多个第1小透镜；
第2光源；
第2准直仪，其使从所述第2光源射出的光与第2光轴大致平行；
第2光学元件，其具有第2入射面，在该第2入射面上形成有在与所述第2光轴不同且与所述第1方向相同的方向上对从所述第2准直仪射出的第2光进行广角化的多个第2小透镜，
所述第1小透镜是使所述第1小透镜的切线与所述第1入射面所成的角度的最大值大于所述第1光与所述第1入射面所成的角度的形状，
所述第2小透镜是使所述第2小透镜的切线与所述第2入射面所成的角度的最大值大于所述第2光与所述第2入射面所成的角度的形状。


2.根据权利要求1所述的光射出装置，其特征在于，
所述第1小透镜是如下形状：在相对于沿与所述第1光相同的方向延伸的所述第1小透镜的切线的切点靠所述第1小透镜的接缝侧的区域中，所述第1小透镜的切线与所述第1入射面所成的角度大于所述第1光与所述第1入射面所成的角度。


3.根据权利要求1或2所述的光射出装置，其特征在于，
所述第2小透镜是如下形状：在相对于沿与所述第2光相同的方向延伸的所述第2小透镜的切线的切点靠所述第2小透镜的接缝侧的区域中，所述第2小透镜的切线与所述第2入射面所成的角度大于所述第2光与所述第2入射面所成的角度。


4.根据权利要求1所述的光射出装置，其特征在于，
在从与包含所述第1光轴和所述第2光轴的面正交的方向观察的情况下，所述第1光轴在所述第1准直仪与所述第1光学元件之间的光路上与所述第2光轴交叉。...

【专利技术属性】
技术研发人员：大谷信，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP