[发明专利]图像显示装置、投影光学系统以及图像显示系统

权利要求书

1.一种图像显示装置，包括：

光源；

图像生成器，所述图像生成器调制从所述光源发射的光，并生成图像光；以及

投影光学系统，所述投影光学系统包括

透镜系统，所述透镜系统被配置为以在所生成的图像光入射的位置上的基准轴为基准，并在整体上具有正折射力，以及

凹面反射面，所述凹面反射面基于所述基准轴被配置，并将从所述透镜系统发射的所述图像光朝投影目标反射，其中，

所述凹面反射面将入射在所述凹面反射面上的所述图像光中包括的至少一个或多个光束朝与沿着所述基准轴的方向呈80度或以上的角度相交的方向反射，

所述凹面反射面被配置为具有与所述基准轴一致的旋转对称轴，并且

所述图像显示装置被配置为满足关系：

1|Z’(1.0·hmax)-Z’(0.9·hmax)|/|Z’ave.|20，

其中，h表示光束距离所述基准轴的高度，Z’(h)表示通过将函数Z(h)相对于光束的高度微分而获得的导数函数，所述函数Z(h)表示与所述光束的高度相对应的所述凹面反射面的形状，hmax表示与最远离反射所述图像光的所述基准轴的反射点相对应的光束的高度，以及Z’ave.表示从所述基准轴到所述光束的高度hmax的Z’(h)的平均值。

2.如权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述图像光包括多个像素光束，并且

所述凹面反射面将所述多个像素光束中的至少一个光束朝沿着与所述基准轴的方向呈80度或以上的角度相交的方向反射。

3.如权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述图像显示装置被配置为满足关系：

80度≤θ1max≤160度，

其中，θ1表示沿着所述基准轴的方向与由所述凹面反射面反射的所述图像光中包括的各光束的传播方向之间的相交角度，以及θ1max表示具有最大角度θ1的光束的角度θ1。

4.如权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述基准轴是通过延伸所述透镜系统中包括的最靠近所述图像生成器的透镜的光轴而获得的轴。

5.如权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述透镜系统被配置为包括具有与所述基准轴一致的各光轴的一个或多个光学部件。

6.如权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述凹面反射面是被配置为具有与所述基准轴一致的旋转对称轴的旋转对称非球面。

7.如权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述凹面反射面是没有旋转对称轴的自由曲面。

8.一种对通过调制从光源发射的光而生成的图像光进行投影的投影光学系统，包括：

透镜系统，所述透镜系统被配置为以在所生成的图像光入射的位置上的基准轴为基准，并在整体上具有正折射力；以及

凹面反射面，所述凹面反射面基于所述基准轴被配置，并将从所述透镜系统发射的所述图像光朝投影目标反射，其中，

所述凹面反射面将入射在所述凹面反射面上的所述图像光中包括的至少一个或多个光束朝与沿着所述基准轴的方向呈80度或以上的角度相交的方向反射，其中，

所述凹面反射面被配置为具有与所述基准轴一致的旋转对称轴，并且

所述图像显示装置被配置为满足关系：

1|Z’(1.0·hmax)-Z’(0.9·hmax)|/|Z’ave.|20，

其中，h表示光束距离所述基准轴的高度，Z’(h)表示通过将函数Z(h)相对于光束的高度微分而获得的导数函数，所述函数Z(h)表示与所述光束的高度相对应的所述凹面反射面的形状，hmax表示与最远离反射所述图像光的所述基准轴的反射点相对应的光束的高度，以及Z’ave.表示从所述基准轴到所述光束的高度hmax的Z’(h)的平均值。