圖像投影裝置和圖像投影方法相關(guān)申請的交叉參考本申請要求于2013年2月6日提交的日本在先專利申請JP2013-021705的利益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。技術(shù)領(lǐng)域本公開涉及一種包括投影光學(xué)系統(tǒng)的圖像投影裝置，以及使用所述圖像投影裝置的圖像投影方法。

背景技術(shù)：
一種投影機(圖像投影裝置)已被公知，其包括使用鹵素?zé)簟⒔饘冫u化物燈等作為光源的照明光學(xué)系統(tǒng)(照明裝置)，以及包括光調(diào)制設(shè)備和投影透鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)，(例如，參見日本未經(jīng)審查專利申請公開號2011-2611)。被稱為微型投影機的小(手掌大小)型重量輕的便攜式投影機，現(xiàn)在開始被廣泛應(yīng)用在這樣的投影機領(lǐng)域。在這樣的微型投影機中，發(fā)光二極管(LED)主要被用作照明裝置的光源。近年來，激光的使用在擴展色彩再現(xiàn)范圍和降低功耗方面引起關(guān)注。另一方面，已經(jīng)提出了包括短焦距投影透鏡的圖像投影裝置，并且該圖像投影裝置能夠通過改變所述圖像投影裝置的姿態(tài)(圖像投影裝置放置的安裝面)，在投影到墻面(垂直平面)和投影到地板面(水平面)之間進(jìn)行選擇(例如，參見日本未經(jīng)審查專利申請公開號2010-160476)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
然而，近日，這樣的投影機被要求進(jìn)一步小型化以提高用戶便利性。理想的是提供一種盡管其結(jié)構(gòu)更加緊湊，但是能夠表現(xiàn)出優(yōu)異顯示性能的圖像投影裝置，以及一種能夠投影具有優(yōu)良質(zhì)量的圖像而無需使用大的圖像投影裝置的圖像投影方法。根據(jù)本公開的一個實施方式(1)，提供了一種圖像投影裝置，包括投影光學(xué)系統(tǒng)，其包括從光入射到其上的光入射側(cè)依次設(shè)置的一個或多個透鏡、凹面鏡和平面鏡，并且被配置成使用入射光來投影圖像。一個或多個透鏡在凹面鏡的近側(cè)上形成中間聚焦圖像，并且平面鏡的縱橫比為1.9或更大。根據(jù)本公開的一個實施方式(2)，提供了一種圖像投影裝置，包括投影光學(xué)系統(tǒng)，其包括從光入射到其上的光入射側(cè)依次設(shè)置的一個或多個透鏡、凹面鏡和平面光學(xué)基板，并且被配置成使用入射光來投影圖像。一個或多個透鏡在凹面鏡的近側(cè)上形成中間聚焦圖像，平面光學(xué)基板被配置以反射入射光的一部分，同時允許入射光的其余部分由此穿過。根據(jù)本公開的一個實施方式(3)，提供了一種圖像投影裝置，包括：投影光學(xué)系統(tǒng)，其包括從光入射到其上的光入射側(cè)依次設(shè)置的一個或多個透鏡、凹面鏡和平面鏡，并且被配置成使用入射光來投影圖像；以及切換機構(gòu)。一個或多個透鏡在凹面鏡的近側(cè)上形成中間聚焦圖像，切換機構(gòu)被配置為在第一投影模式和第二投影模式之間切換，同時保持一個或多個透鏡的姿態(tài)和凹面鏡的姿態(tài)，其中，所述第一投影模式將平面鏡置于來自凹面鏡的反射光的光路上，而第二投影模式不將平面鏡置于光路上。在根據(jù)本公開上述各實施方式(1)至(3)的圖像投影裝置中，投影光學(xué)系統(tǒng)包括從光入射側(cè)依次設(shè)置的一個或多個透鏡、凹面鏡，以及平面鏡或者平面光學(xué)基板，從而能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)本公開的一個實施方式(4)，提供了一種圖像投影方法，包括：在形成光的中間聚焦圖像之后，由凹面鏡反射穿過一個或多個透鏡的光；并且通過由縱橫比為1.9或更大的平面鏡反射由凹面鏡反射的光，將圖像投影到投影平面上。根據(jù)本公開的一個實施方式(5)，提供了一種圖像投影方法，包括：在形成光的中間聚焦圖像之后，由凹面鏡反射穿過一個或多個透鏡的光；通過由設(shè)置在反射光通路上的平面鏡反射由凹面鏡反射的反射光，然后通過將平面鏡反射的光施加到投影平面上來投影圖像，或者在不將平面鏡設(shè)置在反射光通路上的情況下，通過將凹面鏡反射的光施加到投影平面上來投影圖像。在根據(jù)本公開的上述各實施方式(4)和(5)的圖像投影方法中，穿過一個或多個透鏡的光的中間聚焦圖像是在光到達(dá)凹面鏡之前形成的，從而可以減少一個或多個透鏡和凹面鏡之間的距離。根據(jù)本公開的上述各實施方式(1)至(3)的圖像投影裝置的任意一個，實現(xiàn)更緊湊的結(jié)構(gòu)，而不會降低光學(xué)性能。此外，根據(jù)本公開的上述各實施方式(4)和(5)的圖像投影方法的任意一個，投影優(yōu)質(zhì)的圖像，而無需使用大的圖像投影裝置。應(yīng)當(dāng)理解的是，前面的一般描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性的，并且旨在提供所要求保護(hù)的技術(shù)的進(jìn)一步解釋。附圖說明附圖被包括以提供本公開的進(jìn)一步理解，并且被并入并構(gòu)成本說明書的一部分。附圖示出了實施方式，并與說明書一起，用于解釋本技術(shù)的原理。圖1是示出根據(jù)本公開的一個實施方式的投影機的示例性整體結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是示出圖1所示的投影光學(xué)系統(tǒng)的詳細(xì)示例性配置的說明圖。圖3是示出圖2所示的投影光學(xué)系統(tǒng)的角度調(diào)整機構(gòu)的立體圖。圖4A是示出在圖2所示的投影光學(xué)系統(tǒng)中所用平面鏡的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖4B是示出在圖2所示的投影光學(xué)系統(tǒng)中所用平面鏡的另一種結(jié)構(gòu)的說明圖。圖5A是用于說明在圖2所示的投影光學(xué)系統(tǒng)中的平面鏡的反射面縱橫比的第一說明圖。圖5B是用于說明在圖2所示的投影光學(xué)系統(tǒng)中的平面鏡的反射面縱橫比的第二說明圖。圖6是用于說明在圖2所示的投影光學(xué)系統(tǒng)中，從透鏡的中心軸線到透明平板的距離的說明圖。圖7是用于說明在圖2所示的投影光學(xué)系統(tǒng)中，從透鏡的中心軸線到平面鏡的距離的說明圖。圖8是用于說明在圖2所示的投影光學(xué)系統(tǒng)中，從透鏡的中心軸線到透明平板的距離的說明圖。圖9A是示出根據(jù)第一變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)的第一投影模式下的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖9B是示出根據(jù)第一變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)的第二投影模式下的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖9C是示出根據(jù)第一變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)的切換機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖10是示出根據(jù)第二變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖11是說明根據(jù)第三變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖12A是示出根據(jù)第四變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)的第一投影模式下的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖12B是示出根據(jù)第四變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)的第三投影模式下的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖12C是示出根據(jù)第四變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)的第二投影模式下的結(jié)構(gòu)的說明圖。具體實施方式在下文中，參考附圖對本公開的一些實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。[投影機的結(jié)構(gòu)]圖1示出了根據(jù)本公開的一個實施方式的投影機的整體結(jié)構(gòu)。此投影機是投影型顯示裝置(圖像投影裝置)，其被配置以將圖像(圖像光)投影到屏幕4(用于投影的平面)上。投影機包括照明裝置1、被配置以使用來自照明裝置1的照明光來執(zhí)行圖像顯示的投影光學(xué)系統(tǒng)2、以及容納照明光學(xué)系統(tǒng)1和投影光學(xué)系統(tǒng)2的框架3。照明光學(xué)系統(tǒng)1和投影光學(xué)系統(tǒng)2相對于彼此固定。例如，投影光學(xué)系統(tǒng)2可以被固定到框架3。(照明裝置1)照明裝置1包括，在殼體10中，紅色激光器11R，綠色激光器11G，藍(lán)色激光器11B，耦合透鏡12R、12G和12B，分色棱鏡(dichroicprism)131和132，蠅眼透鏡14和聚光透鏡15。在該圖中，Z0表示光軸。紅色激光器11R、綠色激光器11G和藍(lán)色激光器11B是三種類型的激光源，其分別能夠發(fā)出紅色激光、綠色激光和藍(lán)色激光。這樣的激光源構(gòu)成光源部分。例如，紅色激光器11R、綠色激光器11G和藍(lán)色激光器11B可以各自發(fā)出脈沖光。具體來說，例如，每個激光器能夠以預(yù)定的發(fā)光頻率(以預(yù)定的光發(fā)射周期)間歇性地發(fā)射激光。例如，紅色激光器11R、綠色激光器11G和藍(lán)色激光器11B的每一個可以由半導(dǎo)體激光器、固態(tài)激光器等構(gòu)成。在每個激光器是由半導(dǎo)體激光器構(gòu)成的情況下，例如，紅色激光的波長λr為約600nm至約700nm，包括兩端點，綠色激光的波長λg為約500nm至約600nm，包括兩端點，而藍(lán)色激光的波長λb為約400nm至約500nm，包括兩端點。耦合透鏡12G是透鏡(耦合透鏡)，其校準(zhǔn)從綠色激光器11G發(fā)射的綠色激光，并允許準(zhǔn)直光(即，將綠色激光轉(zhuǎn)換成平行光，并允許平行光)與分色棱鏡131耦合。類似地，耦合透鏡12B是透鏡(耦合透鏡)，其校準(zhǔn)從藍(lán)色激光器11B發(fā)射的藍(lán)色激光，并允許準(zhǔn)直光與分色棱鏡131耦合。耦合透鏡12R是透鏡(耦合透鏡)，其校準(zhǔn)從紅色激光器11R發(fā)射的紅色激光，并允許準(zhǔn)直光與分色棱鏡132耦合。雖然在這種情況下每個耦合透鏡12R、12G和12B校準(zhǔn)進(jìn)入的激光(將進(jìn)入的激光轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄?，但是這不是限定性的。激光可能不被每個耦合透鏡12R、12G和12B校準(zhǔn)(轉(zhuǎn)換為平行光)。然而，因為裝置結(jié)構(gòu)的尺寸減小，所以激光可以如上所述根據(jù)需要被準(zhǔn)直。分色棱鏡131是選擇性地透射通過耦合透鏡12B進(jìn)入的藍(lán)色激光并同時選擇性地反射通過耦合透鏡12G進(jìn)入的綠色激光的棱鏡。分色棱鏡132是選擇性地透射從分色棱鏡131發(fā)射出的藍(lán)色激光和綠色激光并同時選擇性地反射通過耦合透鏡12R進(jìn)入的紅色激光的棱鏡。因此，顏色組合(光路組合)是對紅色激光、綠色激光和藍(lán)色激光進(jìn)行的。蠅眼透鏡14為光學(xué)元件(積分器)，其包括二維排列在基板上的多個透鏡(晶胞)，并在空間上將入射光束分割為與這樣布置的透鏡對應(yīng)的光束，并且發(fā)射分割后的光束。在此配置中，蠅眼透鏡14被設(shè)置在分色棱鏡132和聚光透鏡15之間的光路上。蠅眼透鏡14以疊加的方式發(fā)射被分割的光束。這將從蠅眼透鏡14射出的光均勻化(均勻化在一個平面上的光量分布)。在蠅眼透鏡14中，為了有效地利用傾斜入射的光作為照明光，晶胞(每一個都具有預(yù)定曲率)可以優(yōu)選地不僅在蠅眼透鏡14的光入射側(cè)而且在其發(fā)光側(cè)上形成。聚光透鏡15會聚從蠅眼透鏡14射出的光，并射出會聚的光作為照明光。照明裝置1還包括反射型液晶面板16作為光調(diào)制設(shè)備和偏振分束器(PBS)17。PBS17是光學(xué)元件，其選擇性地透射特定類型的偏振光(例如，p偏振光)，并選擇性地反射另一種類型的偏振光(例如，s偏振光)。因此，來自照明裝置1的照明光(例如，s偏振光)被選擇性地反射，并進(jìn)入反射型液晶面板16，從反射型液晶面板16發(fā)射的圖像光(例如，p偏振光)以選擇性的方式透射過PBS17，并進(jìn)入后述透鏡23。未圖示的場透鏡可以被設(shè)置在PBS17和反射型液晶面板16之間的光路上。場透鏡使照明光向遠(yuǎn)心地(telecentrically)進(jìn)入反射式液晶面板16，從而導(dǎo)致照明裝置1的小型化。反射型液晶面板16是光調(diào)制設(shè)備，其反射來自照明裝置1的照明光，同時調(diào)制照明光，基于從未圖示的顯示控制部分提供的圖像信號，從而發(fā)射出圖像光。在此操作中，反射型液晶面板16反射照明光，使得光入射時偏振光的類型變得與發(fā)光時偏振光的類型不同。例如，這樣的反射型液晶面板16可以由液晶設(shè)備，例如硅上液晶(LCOS)構(gòu)成。(投影光學(xué)系統(tǒng)2)圖2示出了投影光學(xué)系統(tǒng)2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。例如，投影光學(xué)系統(tǒng)2可以從光入射側(cè)依次包括一個或多個投影透鏡23(為了便于描述，在下文中簡稱為“透鏡”)、凹面鏡22和平面鏡21。例如，投影光學(xué)系統(tǒng)2可以被配置成使用入射光來投影圖像IMG到地板面FS。透鏡23被容納在鏡筒24中。透鏡23均為(擴張地)投影由反射型液晶面板16調(diào)制的照明光(圖像光)到屏幕4(圖1)上的透鏡。透鏡23在凹面鏡22的近側(cè)上形成中間聚焦的圖像M。中間聚焦圖像M的形成位置可以是透鏡23和凹面鏡22之間或每個透鏡23內(nèi)，只要該位置是在凹面鏡22的近側(cè)。投影光學(xué)系統(tǒng)2在凹面鏡22連接到平面鏡21的光路上還包括透明平板25，其可由玻璃等構(gòu)成。投影光學(xué)系統(tǒng)2被容納在框架3中，除了平面鏡21。凹面鏡22連同透鏡23可以被容納在鏡筒24。例如，通過設(shè)置在框架3的外表面的支撐部分30，平面鏡21可以被支撐在框架3的外側(cè)。框架3在連接凹面鏡22到平面鏡21的光學(xué)路徑上具有開口3K，而透明平板25被設(shè)置為不留空間以密封開口3K。投影光學(xué)系統(tǒng)2投影圖像IMG到設(shè)置在地板面(floorface)FS作為投影平面的屏幕4上，其相對于平面鏡21的反射面21S規(guī)定角度θ(例如，θ＝45°)，作為投影光學(xué)系統(tǒng)2的最終表面。舉例來說，通過圖3中所示的角度調(diào)整機構(gòu)20，平面鏡21的角度θ是可變的。角度調(diào)整機構(gòu)20包括保持反射鏡21的夾持基片20A，以及設(shè)置在夾持基片20A四角的四個調(diào)節(jié)螺釘20B。夾持基片20A被固定在框架3的支撐部分30，并且通過旋轉(zhuǎn)每個螺絲20B，框架3與支撐部分30的傾斜角是可變的。角度調(diào)整機構(gòu)20有利于平面鏡21的傾斜的調(diào)整，而沒有手指等在投影圖像中反映。舉例來說，到平面鏡21的反射表面21S的入射角可以在5°至60°的很寬范圍中，包括兩個端點；因此，銀(Ag)作為平面鏡21反射膜的構(gòu)成材料是最可取的。這是因為銀涂層，能夠?qū)崿F(xiàn)超過可見光在上述角度范圍內(nèi)的整個區(qū)域上95％以上的反射效率?；蛘?，平面鏡21的反射膜也可以由電介質(zhì)薄膜構(gòu)成。特別是，在使用激光源的情況下，電介質(zhì)膜的反射率的優(yōu)化與使用銀的情況相比能夠廉價地制造反射膜，同時只保持在所希望的波長的反射率。另一方面，鋁膜的反射根據(jù)入射角變化很大，可能不是優(yōu)選的平面鏡21的反射膜的構(gòu)成材料。在平面鏡21的反射膜由銀構(gòu)成的情況下，需要通過以下技術(shù)防止銀的氧化。例如，如圖4A所示，由銀構(gòu)成的反射膜21A可以形成在基板21B上，保護(hù)膜21C可以被設(shè)置以覆蓋反射膜21A。這減少了反射膜21A與外部空氣的接觸，從而防止了反射膜21A的氧化。其結(jié)果是，與反射膜21A的保護(hù)膜21C相接觸的表面可以用作反射面21S?；蛘撸鐖D4B所示，由銀構(gòu)成的反射膜21A可以形成在基板21B中，與反射膜21A的基板21B相接觸的表面可以用作反射面21S。在這種情況下，基板21B可以形成為諸如玻璃的透明部件。根據(jù)基板21B的厚度21t可能引起重影；因此，可以使厚度21t足夠大(例如，理想的是3f或更多)以防止重影，其中的“f”表示投影光學(xué)系統(tǒng)2的焦點距離。當(dāng)“f”為約1.5mm或更小時，投影光學(xué)系統(tǒng)2的總長度為約150mm，平面鏡21的寬度為150mm或更小，因此其對于實現(xiàn)小型化是有利的。特別地，當(dāng)“f”為1.0mm時，投影光學(xué)系統(tǒng)2的總長度為約100mm，平面鏡21的寬度為100mm或更小，使得可以實現(xiàn)進(jìn)一步的小型化。此外，平面鏡21的反射面21S的縱橫比可以是優(yōu)選的1.9或更大。這是因為，由此可以實現(xiàn)更緊湊的結(jié)構(gòu)。如圖5A和5B所示，當(dāng)投影到地板面FS的圖像IMG的屏幕寬高比被定義為W0，平面鏡21的反射面21S的縱橫比W對應(yīng)于屏幕的寬高比W0到傾斜角θ的表面的映射；因此，縱橫比W表示如下：W≥W0/cosθ在此，平面鏡21沒有多余部分，從而產(chǎn)生更緊湊的結(jié)構(gòu)。到屏幕中心的投影角度θ可以是理想的45度或更大。這是因為由此折疊被激活。例如，在16:9的屏幕寬高比的情況下，W0為1.78，使得θ為45°的情況下W等于或大于2.5能夠減少平面鏡21的尺寸。在4:3的屏幕寬高比的情況下，W0為1.33，W可以優(yōu)選等于或大于1.9。圖5A是示出投影光學(xué)系統(tǒng)2中透明平板25、平面鏡21和圖像IMG之間關(guān)系的說明圖，圖5B是圖5A的展開圖。透鏡23被配置為設(shè)置在一個中心軸線S的對稱光學(xué)系統(tǒng)。透明平板25最好大致平行于透鏡23的中心軸線S延伸。在透明平板25的光入射側(cè)的經(jīng)過光束矩心位置(beamcentroidposition)和光發(fā)射側(cè)上的經(jīng)過光束矩心位置都被理想地設(shè)置在到透鏡23的中心軸線S的距離X處，其可以是投影光學(xué)系統(tǒng)2的焦距f的4.6倍或更小。其中一個原因現(xiàn)在被說明。期望的是，透明平板25盡可能地小。透明平板25是窗口部分，其被設(shè)置在框架3的開口3K，透射來自凹面鏡22的光，并且其較小的尺寸可以更容易清洗。此外，這種小型化導(dǎo)致了輕量化和成本降低，例如材料成本。例如，如圖6所示，在比凹面鏡22放置得更靠近入射側(cè)的透鏡23被設(shè)置在同一中心軸線S上的情況下，來自每個圖像高度的光被凹面鏡22反射，然后被暫時集中在中心軸線S。在本實施方式中，為了像差平衡，透明平板25上的入射角可以是理想的60°或更小。因此，隨著從中心軸線S到透明平板25位置的距離增大，透明平板25的尺寸急劇增大。當(dāng)中心軸線S與透明平板25之間的距離被定義為X時，根據(jù)下面的關(guān)系式，光束半徑R增大：鑒于使減少像差的功率和尺寸，凹面鏡22的焦距f1最好滿足與投影光學(xué)系統(tǒng)2的焦距f的以下關(guān)系式：|f1|≤4.0×|f|凹面鏡22的反射面22S的曲率半徑Rm被表示為Rm＝2×|f1|。如果半徑R超過2×|f1|，那么透明平板25的平面尺寸超過了凹面鏡22的反射表面22S的平面尺寸，導(dǎo)致框架3的尺寸的增大。因此，最好滿足以下關(guān)系式：Rm≥R，以及給出的以下關(guān)系式：8.0×和而且在的情況下，有必要滿足以下關(guān)系式：4.6×和|f|≥X例如，當(dāng)焦距f為1mm時，有必要滿足以下關(guān)系式：4.6≥X[mm]開口3K中這樣的部分是不僅適合于透明平板25的放置，而且適用于光學(xué)元件(例如波長板或過濾器)的放置。平面鏡21的位置也可以被控制在一定范圍內(nèi)，從而允許投影光學(xué)系統(tǒng)2的小型化。具體來說，在圖7中，平面鏡21的光束矩心位置21P和透鏡23的中心軸線S之間的距離Y可以優(yōu)選地是凹面鏡22的曲率半徑Rm的1.42倍或更多。平面鏡21的高度可以足夠高，以避免來自平面鏡21的光束干擾凹面鏡22，但是要足夠低，以將平面鏡21本身的尺寸減少到一定的水平。如圖7所示，平面鏡21可以在一定的高度位置設(shè)置，以避免投影的最接近透鏡23的光束的光暈。具體地講，可以優(yōu)選滿足以下關(guān)系式：D2-D1≥f1如果不滿足關(guān)系式D2-D1≥f1，那么由平面鏡21反射的光束可能會干擾凹面鏡22。這里，D1是透鏡23的中心軸線S上的一個距離，在凹面鏡22的焦點22FP與平面鏡21的光束矩心位置21P之間。D2是中心軸線S上的一個距離，在由平面鏡21反射的光束的光束矩心位置21P和發(fā)射點21LP之間。當(dāng)平面鏡21與中心軸線S的角度被定義為ψ時，距離Y表示如下：或在ψ＝45°的情況下，最小視角到達(dá)光束的可優(yōu)選為40°或更小。因此，給出以下關(guān)系式：Y≥2.84×|f1|＝1.42×|Rm|。在Rm＝-7mm的情況下，有必要滿足以下關(guān)系式：Y≥9.9mm平面鏡21的高度，即距離Y可以優(yōu)選盡可能低。這是因為由此實現(xiàn)了投影光學(xué)系統(tǒng)2厚度的減小。[平面玻璃與平面鏡結(jié)合的位置]特別是，在使用透明平板25的情況下，透明平板25與透鏡23的光軸(中心軸線S)之間的距離X，可以優(yōu)選為平面鏡21的光束矩心位置21P和透鏡23的中心軸線S之間距離Y的0.3倍或更小。這是因為，如圖8所示，當(dāng)透明平板25位于從凹面鏡22的焦點22FP到最近的反射光束的跨度D3之內(nèi)，任何反射的光束被避免，這在光學(xué)上是有利的。由于以下關(guān)系式成立有必要滿足以下關(guān)系式：D3≥X，以及在ψ＝45°的情況下，在透鏡設(shè)計中最好是40°或更小。因此，更好的是滿足以下關(guān)系式：0.3×Y≥X。基于這樣的前提，在Y＝9.9mm的情況下，下面的關(guān)系式成立：2.9[mm]≥X[投影機的顯示操作]根據(jù)本實施方式的投影機可以操作如下。如圖1所示，首先，在照明裝置1中，從紅色激光器11R、綠色激光器11G和藍(lán)色激光器11B發(fā)射的各顏色的激光(紅色激光、綠色激光和藍(lán)色激光)分別由耦合透鏡12R、12G和12B校準(zhǔn)為平行光。其后，這幾種顏色的激光作為平行光由分色棱鏡131和132進(jìn)行顏色組合(光路組合)。經(jīng)過光路組合的所述顏色的激光依次通過蠅眼透鏡14和聚光透鏡15，從而可以形成照明光，其隨后進(jìn)入PBS17。在此操作中，蠅眼透鏡14均勻化進(jìn)入PBS17(均勻化在一個平面上的光量分布)的光。已進(jìn)入PBS17的照明光被選擇性地由PBS17反射，并進(jìn)入反射型液晶面板16。反射型液晶面板16反射照明光，同時基于圖像信號調(diào)制照明光，從而發(fā)出調(diào)制光作為圖像光。在此操作中，因為光入射時偏振光的類型與發(fā)光時偏振光的類型不同，所以從反射式液晶面板16射出的圖像光以選擇性的方式穿過PBS17，并進(jìn)入透鏡23。通過包括透鏡23的投影光學(xué)系統(tǒng)2，已進(jìn)入透鏡23的圖像光被(擴張地)投影到屏幕4。具體而言，圖像光穿過透鏡23，從而形成其中間聚焦圖像M，然后由凹面鏡22反射，以被導(dǎo)向平面鏡21。平面鏡21進(jìn)一步反射由凹面鏡22反射的圖像光以擴張地將圖像投影到屏幕4。此時，例如，紅色激光器11R、綠色激光器11G和藍(lán)色激光器11B的每一個能夠以預(yù)定的光發(fā)射頻率進(jìn)行間歇性發(fā)光操作。其結(jié)果是，各顏色的激光(紅色激光、綠色激光和藍(lán)色激光)以時分方式被依次射出。在反射式液晶面板16中，根據(jù)各顏色分量(紅色分量、綠色分量和藍(lán)色顏色分量)的圖像信號，相應(yīng)顏色的激光以時分方式被順序調(diào)制。以這種方式，投影機可以根據(jù)圖像信號進(jìn)行彩色圖像顯示。[投影機的操作和效果]根據(jù)本實施方式的投影機，通過這樣的配置實現(xiàn)更緊湊的結(jié)構(gòu)，而沒有光學(xué)性能下降。例如，在本實施方式中，平面鏡21被設(shè)置為最接近投影光學(xué)系統(tǒng)2的圖像的部件。平面鏡21的反射面21S被提供作為最終表面，由此，在投影光學(xué)系統(tǒng)2具有典型的超短焦鏡頭配置并且具有大覆蓋區(qū)(footprint)和小高度(見圖2)的同時，圖像允許被投影到地板面FS。此外，投影光學(xué)系統(tǒng)2從光入射側(cè)依次包括透鏡23、凹面鏡22和平面鏡21，中間聚焦圖像M被形成在凹面鏡22的近側(cè)上，從而可以減少平面鏡21的尺寸。此外，平面鏡21的反射面21S被制成縱橫比為1.9或更大，從而實現(xiàn)更緊湊的結(jié)構(gòu)。此外，在本實施方式中，透鏡23可以被配置為設(shè)置在一個中心軸線S的對稱光學(xué)系統(tǒng)，透明平板25可以大致平行于中心軸線S延伸，并且可以被設(shè)置在與中心軸線S的距離X，其可以是焦距f的4.6倍或更小。這對實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的小型化是有利的。然而，透明平面板25可以不平行于中心軸線S。[變形例1]圖9A和9B各示出了投影機，其包括根據(jù)上述實施方式的第一變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)2A。在變形例1的投影光學(xué)系統(tǒng)2A中，在其中平面鏡21被設(shè)置在來自凹面鏡22的圖像光(反射光)的光路(通路)上的第一投影模式(圖9A)與其中平面鏡21沒有被設(shè)置在光路上的第二投影模式(圖9B)之間進(jìn)行切換。具體而言，在第一投影模式中，由凹面鏡22反射的光進(jìn)一步被設(shè)置在光通路上的平面鏡21反射，由平面鏡21反射的光被施加到投影平面用于圖像投影。另一方面，在第二投影模式中，由凹面鏡22反射的光被施加到投影平面上用于圖像投影，而不設(shè)置平面鏡21。投影光學(xué)系統(tǒng)2A具有切換機構(gòu)31，其在第一投影模式和第二投影模式之間進(jìn)行切換，同時例如保持透鏡23和凹面鏡22的姿態(tài)。例如，如圖9C所示，切換機構(gòu)31包括保持平面鏡21的夾持基片32的一端，所述一端沿著夾持基片32的一側(cè)可繞旋轉(zhuǎn)軸Z31樞轉(zhuǎn)地附接到框架3。詳細(xì)地說，例如，在旋轉(zhuǎn)軸Z31上，齒輪33和圓柱形凸起34可以被設(shè)置在夾持基片32的一端，而另一個圓柱狀突起34可以被設(shè)置在另一端。例如，齒輪33可與固定在電動機驅(qū)動軸的齒輪(未示出)嚙合，并且，例如，突起34可以被匹合(fit)到設(shè)置于框架3上的匹合孔(未示出)。在切換機構(gòu)31中，當(dāng)齒輪33被例如電動機驅(qū)動從而繞旋轉(zhuǎn)軸Z31旋轉(zhuǎn)，平面鏡21連同夾持基片32繞旋轉(zhuǎn)軸Z31旋轉(zhuǎn)。在此操作中，在第一投影模式中，平面鏡21角度的精度是很重要的；因此，具有高位置精度的止動器(未示出)可優(yōu)選地被設(shè)置在框架3，使得平面鏡21可旋轉(zhuǎn)直到抵接在止動器上。此外，例如，圖3所示的調(diào)節(jié)機構(gòu)可以被進(jìn)一步設(shè)置為相對于夾持基片32精細(xì)地調(diào)節(jié)平面鏡21的傾斜?；蛘?，平面鏡21和保持平面鏡21的夾持基片32被設(shè)置為可以從框架3上拆卸下來，而代替切換機構(gòu)31。在圖9A的第一投影模式中，由平面鏡21反射的光被投影到地板面FS，其作為沿框架3的安裝面上的投影平面(例如，平行于框架3覆蓋區(qū)的投影平面)，用于圖像IMG的投影。另一方面，在圖9B的第二投影模式中，來自凹面鏡22的光被投影到墻面WS上，不穿過平面鏡21，所述墻面WS作為投影平面與框架3的安裝面相交(例如，垂直于框架3覆蓋區(qū)的投影平面)，用于圖像IMG的投影。以這種方式，在變形例1中，平面鏡21從框架3上被拆下，或被移動，以便關(guān)閉光路，從而防止平面鏡21與從凹面鏡22定向到投影平面的光束相干擾。此外，投影光學(xué)系統(tǒng)2A被配置為即使從凹面鏡22定向到投影平面的光束被平面鏡21折疊，光束也不會與框架3等干擾。因此，圖像IMG到地板面FS和壁面WS二者的投影以簡單的方式執(zhí)行，而不改變主體的姿態(tài)。除去或移動平面鏡21的具體技術(shù)并不限于上述技術(shù)。手動或電動的技術(shù)都可以使用。此外，一個可行的方法包括使平面鏡21脫離與光軸相交的橫向方向的技術(shù)，以及折疊平面鏡21的技術(shù)。即使平面鏡21是以這種方式被分離或移動的，凹面鏡22上的防塵功能和反接觸功能仍然由透明平板25維護(hù)。[變形例2]圖10示出了包括根據(jù)上述實施方式第二變形例的投影光學(xué)系統(tǒng)2B的投影機。變形例2的投影光學(xué)系統(tǒng)2B具有與上述實施方式的投影光學(xué)系統(tǒng)2類似的結(jié)構(gòu)，不同之處在于設(shè)置非偏振光分離膜26以代替平面鏡21(變形例2)。非偏振光分離膜26是一種所謂的半反射鏡。例如，非偏振光分離膜26可以是堆疊的層制成的多層膜，每層包括電介質(zhì)或金屬材料。非偏振光分離膜26不具有波長選擇性和偏振選擇性，并透射具有入射激光光量約一半光量的激光，并反射具有剩余的另一半光量的激光?；蛘?，也可以使用具有波長選擇性的非偏振光分離膜26，只要該非偏振光分離膜26傳輸具有波長處于特定波長范圍內(nèi)的入射激光光量大約一半光量的激光，并且反射具有剩余的另一半光量的激光。穿過非偏振光分離膜26的激光的光量與非偏振光分離膜26反射的激光的光量的比例可以被適當(dāng)?shù)剡x擇，即，可以不限定于1:1的比例。以這種方式，在變形例2中，入射光的一部分被傳輸，而入射光的其他部分被反射，這使得可以同時執(zhí)行圖像IMG到地板面FS和墻面WS二者的投影，從而提高用戶便利性。例如，感測裝置可以被設(shè)置在地板面?zhèn)?，并且到地板面FS和墻面WS的同步投影可以利用透射率和反射率均為50％的非偏振光分離膜26進(jìn)行。例如，在一個可能的用法中，投影到地板面FS的圖像可以被用作用于輸入的圖像，而投影到墻墻面WS的圖像可以被用作用于顯示的圖像。例如，投影到地板面FS的圖像上的手指的位置可以由感測裝置感測到，并且可以進(jìn)行信息處理以移除投影屏幕上的手指。這使得用戶對相對接觸地板面上的圖像進(jìn)行操作，同時在相對可見墻面WS上觀看圖像。在超短焦距投影機，在一般情況下，當(dāng)手指等被放置在投影平面上時，手指的拉伸陰影被示出，其可以干擾投影信息的顯示。在所述方法中，然而，即使進(jìn)行指示，墻面WS上的信息也不會被干擾，而某些屏幕信息也被顯示在地板面FS的圖像上，導(dǎo)致極高的用戶便利性。為了在地板面FS顯示某些信息，非偏振光分離膜26的反射率Rf可以被理想地調(diào)整如下：20％≤Rf。當(dāng)非偏振光分離膜26具有波長選擇性時，利用這種波長選擇性，允許不同的圖像有選擇性地被投影到壁面WS和地板面FS。[變形例3]此外，正如圖11所示的投影光學(xué)系統(tǒng)2C，偏振光分離膜27可以被設(shè)置以代替非偏振光分離膜26(變形例3)。在變形例3中，激光的偏振是在光源中切換的，從而可以選擇性地投影不同圖像到地板面FS和墻面WS。例如，偏振轉(zhuǎn)換裝置28可以被放置在反射型液晶面板16和透鏡23之間，并且，當(dāng)兩種類型的圖像(IMG1和IMG2)在反射型液晶面板16上暫時變化時，與暫時圖像變化同步，偏振方向暫時由偏振轉(zhuǎn)換裝置28改變。這允許，例如，在S偏振光的情況下投影圖像IMG1到地板面FS上，在P偏振光的情況下投影圖像IMG2到墻面WS上，從而有可能通過一個設(shè)備在兩個方向上投影不同的圖像。[變形例4]此外，正如圖12A至圖12C所示的投影光學(xué)系統(tǒng)2D，投影光學(xué)系統(tǒng)可以被配置為使得其中平面鏡21被放置在光路上的狀態(tài)(圖12A)、其中非偏振光分離膜26被放置在光路上的狀態(tài)(圖上12B)、以及這樣的元件沒有被設(shè)置在光路上的狀態(tài)(圖12C)可以相互切換。在變形例4中，例如，平面鏡21的一端和非偏振光分離膜26的一端是繞同一軸SS可旋轉(zhuǎn)的。雖然已經(jīng)通過示例性實施方式及其變形例對本技術(shù)進(jìn)行了說明，但是所述技術(shù)并不局限于此，可以進(jìn)行各種修改或改變。例如，雖然在示例性情況，即多個(紅、綠和藍(lán))光源每一個都是激光源的情況下對上述實施方式和變形例進(jìn)行了說明，但是這不是限制性的，可以使用其他光源(例如，LED等)?；蛘?，可以對激光源和其他光源(例如，LED等等)進(jìn)行組合使用。此外，雖然在示例性情況，即光調(diào)制設(shè)備是一種反射型液晶裝置的情況下對上述實施方式和變形例進(jìn)行了說明，但是這不是限制性的。具體來說，例如，光調(diào)制設(shè)備可以是透射式液晶裝置，或者可以是除液晶裝置以外的其他光調(diào)制設(shè)備(例如，數(shù)字微鏡裝置(DMD))。此外，在示例性情況，即使用發(fā)射不同波長光的三種類型光源的情況下，對上述實施方式和變形例進(jìn)行了說明。然而，例如，可以使用一個光源，兩種類型的光源，或四個或更多類型的光源代替三種類型的光源。此外，雖然對上述實施方式和變形例進(jìn)行了說明，同時具體列出了照明裝置和投影機的部件(光學(xué)系統(tǒng))，但是這些元件可能沒有完全被設(shè)置，或者可以另外設(shè)置其他部件。具體來說，例如，設(shè)置二向色鏡代替分色棱鏡131和132。此外，所述技術(shù)包含部分或所有本文所說明和并入本文中的各種實施方式的任何可能組合。從本公開的上述示例性實施方式中至少可以實現(xiàn)以下配置。(1)一種圖像投影裝置，包括：投影光學(xué)系統(tǒng)，其包括從入射光入射到其上的光入射側(cè)依次設(shè)置的一個或多個透鏡、凹面鏡和平面鏡，并且被配置為使用所述入射光來投影圖像，其中，所述一個或多個透鏡在所述凹面鏡的近側(cè)上形成中間聚焦圖像，以及所述平面鏡的縱橫比為1.9或更大。(2)根據(jù)(1)所述的圖像投影裝置，其在連接所述凹面鏡與所述平面鏡的光學(xué)路徑上還包括透明平板。(3)根據(jù)(2)所述的圖像投影裝置，其中，所述一個或多個透鏡構(gòu)成設(shè)置在所述一個或多個透鏡的光軸上的對稱光學(xué)系統(tǒng)，以及在所述透明平板的所述光入射側(cè)的光束矩心位置和所述透明平板的光發(fā)射側(cè)上的光束矩心位置都被設(shè)置在距所述一個或多個透鏡的光軸的一定距離處，該距離可以是所述投影光學(xué)系統(tǒng)的焦距的4.6倍或更小。(4)根據(jù)(3)所述的圖像投影裝置，其中，所述平面鏡的光束矩心位置與所述一個或多個透鏡的光軸之間的距離為所述凹面鏡的曲率半徑的1.42倍或更大。(5)根據(jù)(4)所述的圖像投影裝置，其中，所述透明平板與所述一個或多個透鏡的光軸之間的距離是所述平面鏡的光束矩心位置與所述一個或多個透鏡的光軸之間距離的0.3倍或更小。(6)根據(jù)(1)到(5)中的任一項所述的圖像投影裝置，其還包括被配置為調(diào)整所述平面鏡角度的角度調(diào)整機構(gòu)。(7)根據(jù)(1)到(6)中的任一項所述的圖像投影裝置，其還包括切換機構(gòu)，其被配置為在第一投影模式和第二投影模式之間進(jìn)行切換，同時保持所述一個或多個透鏡的姿態(tài)和所述凹面鏡的姿態(tài)，所述第一投影模式將所述平面鏡置于來自所述凹面鏡的反射光的光路上，而所述第二投影模式不將所述平面鏡置于所述光路上。(8)根據(jù)(7)所述的圖像投影裝置，其還包括容納所述一個或多個透鏡和所述凹面鏡的殼體，其中，在所述第一投影模式中，由所述平面鏡反射的光被投影到沿所述殼體安裝面的一個平面上，并且在所述第二投影模式中，來自所述凹面鏡的光被投影到與所述殼體的所述安裝面相交的一個平面上，而不經(jīng)過所述平面鏡。(9)根據(jù)(7)或(8)所述的圖像投影裝置，其中，所述圖像被投影到相對于所述平面鏡形成約45度角的投影平面上。(10)根據(jù)(1)到(9)中的任一項所述的圖像投影裝置，其還包括：照明光學(xué)系統(tǒng)；以及光調(diào)制設(shè)備，其被配置以根據(jù)圖像信號調(diào)制來自所述照明光學(xué)系統(tǒng)的照明光。(11)一種圖像投影裝置，其包括投影光學(xué)系統(tǒng)，其包括從入射光入射到其上的光入射側(cè)依次設(shè)置的一個或多個透鏡、凹面鏡和平面光學(xué)基板，并且被配置成使用所述入射光來投影圖像，其中，所述一個或多個透鏡在所述凹面鏡的近側(cè)上形成中間聚焦圖像，以及所述平面光學(xué)基板被配置為反射所述入射光的一部分，同時允許所述入射光的其余部分由此透射。(12)根據(jù)(11)所述的圖像投影裝置，其中，所述平面光學(xué)基板根據(jù)所述入射光的波長反射所述入射光或允許所述入射光透射，或根據(jù)所述入射光的偏振反射所述入射光或允許所述入射光透射。(13)一種圖像投影裝置，其包括：投影光學(xué)系統(tǒng)，其包括從入射光入射到其上的光入射側(cè)依次設(shè)置的一個或多個透鏡、凹面鏡和平面鏡，并且被配置為使用所述入射光來投影圖像；以及切換機構(gòu)，其中，所述一個或多個透鏡在所述凹面鏡的近側(cè)上形成中間聚焦圖像，并且所述切換機構(gòu)被配置為在第一投影模式和第二投影模式之間切換，同時保持所述一個或多個透鏡的姿態(tài)和所述凹面鏡的姿態(tài)，所述第一投影模式將所述平面鏡置于來自所述凹面鏡的反射光的光路上，而所述第二投影模式不將所述平面鏡置于所述光路上。(14)根據(jù)(13)所述的圖像投影裝置，其還包括容納所述一個或多個透鏡和所述凹面鏡的殼體，其中，在所述第一投影模式中，由所述平面鏡反射的光被投影到沿所述殼體的安裝面的一個平面上，而在所述第二投影模式中，來自所述凹面鏡的光被投影到與所述殼體的所述安裝面大致正交的一個平面上，而沒有經(jīng)過所述平面鏡。(15)根據(jù)(14)所述的圖像投影裝置，其還包括透明平板，其中，所述殼體在連接所述凹面鏡和所述平面鏡的光學(xué)路徑上具有開口，以及所述透明平板被設(shè)置在所述開口而不留空間。(16)根據(jù)(13)到(15)中的任一項所述的圖像投影裝置，其還包括被配置為反射所述入射光的一部分同時允許所述入射光的其余部分由此透射的所述平面光學(xué)基板。(17)一種圖像投影方法，其包括：在形成光的中間聚焦圖像之后，由凹面鏡反射透射過一個或多個透鏡的所述光；以及通過由縱橫比為1.9或更大的平面鏡反射由所述凹面鏡反射的光，將圖像投影到投影平面上。(18)一種圖像投影方法，包括：在形成光的中間聚焦圖像之后，由凹面鏡反射透射過一個或多個透鏡的所述光；以及通過由設(shè)置在由所述凹面鏡反射的反射光的通路上的平面鏡反射所述反射光，然后通過將所述平面鏡反射的光施加到投影平面上，或者在不將所述平面鏡設(shè)置在所述反射光的通路上的情況下，通過將所述凹面鏡反射的光施加到投影平面上來投影圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計需求和其他因素，在所附權(quán)利要求或其等價物范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合、以及更改。