[发明专利]光射出装置以及图像显示系统

说明书

本发明提供光射出装置以及图像显示系统，能够采用阵列化的透镜实现装置的小型化和组装精度的降低，并抑制由于阵列化的透镜引起的强度偏差、衍射的产生，从而维持良好的光的射出状态。采用由多个小透镜(331、431)构成的光学元件(33、43)。在此基础上，并且，多个小透镜(331、431)的阵列间距P相对于准直器(32、42)的焦距f处于根据两者的比例关系确定的规定的数值范围内。

技术领域

本发明涉及例如能够应用于作为图像显示系统的投影仪的光射出装置以及使用光射出装置的图像显示系统。

背景技术

以往，公知有如下的图像显示系统：检测在显示有图像的显示面上进行操作的指示体(例如，笔或使用者的手指等)的位置，并根据该检测结果来进行与指示体的轨迹对应的显示或显示的变更。例如，公开了如下的图像显示系统：具有投影仪和沿着投影仪进行投射的投射面射出光的光射出装置，投影仪通过在投射面上进行操作的指示体对光的反射来检测指示体的位置，进行基于该检测结果的投射(例如，参照专利文献1)。

专利文献1所记载的光射出装置具有：光源；准直器，其是使从光源射出的光平行化的透镜；指向性透镜(鲍威尔透镜)，其使由准直器平行化后的光中的、沿着投射面的方向(第1方向)的光广角化。另外，关于鲍威尔透镜，在从与第1方向垂直的第2方向观察时，光入射侧为凸面状且光射出侧形成为平坦状，在从第1方向观察时，形成为矩形。

但是，在上述专利文献1中，关于专利文献1所记载的光射出装置，在光源与鲍威尔透镜的位置产生偏移时，投射面上的光强度的偏差变得显著，因此，投影仪难以高精度地检测指示体的位置。因此，专利文献1所记载的光射出装置存在用于光源与鲍威尔透镜的对位的工时增加的课题。

为了解决上述问题，考虑使鲍威尔透镜进行阵列化。通过进行阵列化，可期待小型化、以及实现组装精度的降低。但是，为了减少组装精度引起的强度偏差，需要使阵列间距小至一定程度以上，但另一方面，当使阵列间距过小时，有可能产生光的衍射，出现干涉条纹。

专利文献1：日本特开2015-111385号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种光射出装置以及使用该光射出装置的图像显示系统，能够使用阵列化后的透镜实现装置的小型化、组装精度的降低，并抑制由于阵列化的透镜引起的强度偏差、衍射的产生，从而维持良好的光射出状态。

本发明的光射出装置具有：光源，其射出光；准直器，其使从光源射出的光平行化；以及光学元件，其具有多个透镜，所述多个透镜使通过了准直器的光在与第1方向和第2方向中的第1方向对应的方向上广角化，该第1方向和第2方向相对于光源的光轴在相互不同的方向上延伸，多个透镜沿着第1方向排列，相对于准直器的焦距的多个透镜的第1方向上的阵列间距在基于比例关系的规定的数值范围内。

在上述光射出装置中，通过使用由多个透镜构成的光学元件，实现了装置的小型化、组装精度的降低。在此基础上，并且，多个透镜的阵列间距相对于准直器的焦距在根据两者的比例关系确定的规定的数值范围内，由此能够抑制由于构成光学元件的多个透镜引起的强度偏差、衍射的产生，从而维持良好的光的射出状态。

在本发明的具体方面中，相对于准直器的焦距的多个透镜的阵列间距根据来自光源的光的射出状态来确定。在该情况下，能够根据例如来自光源的光的波长和扩展程度等使多个透镜成为适当的多个透镜。

在本发明的另一方面中，在设准直器的焦距为fmm、多个透镜的第1方向上的阵列间距为Pmm、来自光源的光的波长为λμm、光源的第1方向的宽度为Lμm、来自光源的光的第1方向上的角度宽度为W°的情况下，满足

在该情况下，能够通过满足上式(1)而抑制衍射的产生，并且，能够通过满足上式(2)而抑制强度偏差。