投影光学系统技术方案

本发明专利技术提供一种投影光学系统，在针对接近型的投影机的应用中，能够覆盖大的变倍范围，并且，也能够与高分辨率的图像显示元件相适应。在第1-2透镜组(42)中，在变倍时的对焦之际分为多个的3个透镜组(F1～F3)而使之移动。由此，在第2光学组(40b)由1个反射镜(MR)构成的情况下，也能够使1次像包含适度的像差而使得经由第2光学组(40b)最终投影在屏幕上的图像为像差少的良好的图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合组装于对图像显示元件的图像进行放大投影的投影机的投影光学系统。
技术介绍
作为通过具有半视场角为60度左右的广视场角而能够从近距离投影来得到大画面的投影机用的投影光学系统，提出了由多个透镜构成的折射光学系统的方案(参照专利文献1)。但是，在欲利用仅包括透镜的折射光学系统得到非常广的视场角的情况下，具有尤其是位于放大侧的透镜会非常大的缺点。另外，还考虑到当利用折射光学系统进行广视场角化时，尤其是为了校正由位于放大侧的光焦度(power)强的负弯月透镜产生的倍率色像差，而需要非常多的透镜个数。作为消除折射光学系统的缺点的方法，提出了使用由多个透镜构成的折射光学系统和至少1个曲面反射镜的折射/反射混合光学系统的方案(例如参照专利文献2、3等)。在这些折射/反射型混合光学系统中，使用反射镜作为得到最终的广视场角的手段，因而，与仅使用上述的透镜的折射光学系统相比较，具有不易产生倍率色像差的特征。但是，例如在专利文献2(日本特开2006-235516号)中，使用折射光学系统和凹面反射镜而具有非常广的视场角，但是曲面反射镜非常大，此外，全长也非常长。另外，在专利文献3(日本特开2007-079524号)中，例如第8实施例中视场角为60度左右，并且通过将凹面反射镜与凸面反射镜组合而使反射镜尺寸变小。然而，与上述的专利文献2同样，全长非常长。另外，F数(F-number)为3左右，较暗，作为使用透射型的液晶的光学系统，在明亮度这一点上也是无法令人满意的。此外，构成的2个反射镜是非球面，从精度、装配的观点出发难度也非常高。如上所述，在折射/反射型混合光学系统中，虽能够得到超广视场角，但是存在难以缩短全长、并且反射镜的尺寸会变大这一缺点，例如无法适用于如投影机那样的重视可移动性(便携性)的设备。与此相对，已知有在正投影机用途中使用反射镜的光学系统(专利文献4、5等)。例如，在专利文献4(日本特开2008-250296号)中，通过将1或2个非球面透镜配置在非球面反射镜前来形成为紧凑的构成，但在F数为1.7左右的明亮的系统中，变倍的范围窄至1.2倍左右。相反地，在变倍范围为2倍左右的系统中，F数为1.85左右，较暗。另外，例如在专利文献5(日本特开2012-203139号)中，通过在折射光学系统的最靠反射镜侧配置正透镜而能够使反射镜小型化，进而，能够使光学系统整体小型化。然而，由于仅能应对到F数为1.8左右，因此，得不到足够的明亮度。另外，以往，针对固定的屏幕，接近用途的投影机多在天花板设置、壁面设置之类的设置时被以固定的方式使用。但是，近年来，要求渐高，不仅期望其能够应对将投影机纵置、以比较小的投影尺寸来向桌面投影的用途，还期望其能够应对使上述投影机在比较宽敞的房间等中移动而进行大画面投影的用途。在进行大画面投影的情况下，为了在比较明亮的场所也能够得到足够的对比度，而要求哪怕只有一点也希望再亮一些的光学系统。现有技术文献专利文献1：日本特开2007-147970号公报专利文献2：日本特开2006-235516号公报专利文献3：日本特开2007-079524号公报专利文献4：日本特开2008-250296号公报专利文献5：日本特开2012-203139号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述背景而提出，目的在于提供一种在针对接近型投影机的应用中，能够覆盖大的变倍范围并且还能够与高分辨率的图像显示元件相适应的投影光学系统。为了达成上述目的，本专利技术的投影光学系统是从缩小侧起依次包括第1光学组和第2光学组的投影光学系统，第1光学组包括多个透镜，具有正的光焦度，第2光学组包括1个具有凹面非球面形状的反射面，投影光学系统的特征在于，第1光学组包括第1-1透镜组和第1-2透镜组，第1-1透镜组在变倍时的对焦之际固定，并且具有正的光焦度，第1-2透镜组在变倍时的对焦之际移动，并且包括多个透镜组，整体上具有正的光焦度，第1-2透镜组具有F2透镜组、F3透镜组、正的F1透镜组这3个透镜组，F1透镜组、F2透镜组以及F3透镜组在变倍时的对焦之际分别独立地移动，F1透镜组包括至少2个透镜，F2透镜组包括2个透镜，F3透镜组包括1个负透镜。首先，在上述那样的构成的情况下，第1光学组发挥使物体即面板的像暂时在第2光学组的反射镜的近前成像而形成用于利用第2光学组的反射镜在屏幕上再次成像的1次像的作用。此时，由于第2光学组仅由1个反射镜构成，所以难以单独地对像差进行校正，因此，为了利用第2光学组最终在屏幕上得到像差少的图像，需要在第1光学组中形成包含像差的1次像。进而，在上述那样的构成的超广角投影光学系统中，若使投影倍率变化，则由于视场角非常大，像差变动容易增大，第1光学组需要形成包含即便使成像倍率变化也能够与其相适应的像差的1次像。对此，本专利技术的投影光学系统中，如上所述，在第1光学组中的第1-2透镜组中，在变倍时的对焦之际分为3个透镜组而使其移动，因此，能够形成为了在屏幕上得到良好的图像所需的1次像。即，在针对接近型的投影机的应用中，能够覆盖大的变倍范围，并且，还能够与高分辨率的图像显示元件相适应。根据本专利技术的具体的方面，第1-2透镜组包括1个由树脂形成的非球面透镜作为配置在最靠放大侧的F3透镜组。为了经过第2光学组的非球面反射镜而最终得到良好的图像，第1光学组需要形成包含与其对应的像差的1次像。另外，为了形成与大的变倍范围对应的1次图像，需要使至少1个非球面透镜包括于作为调焦组的第1-2透镜组。在由1个非球面透镜构成调焦组的情况下，使其包括于紧邻第2光学组(非球面反射镜)之前的透镜组即F3透镜组(配置在最靠放大侧的透镜组)是有效的，在变倍时的对焦之际通过使F3透镜组与第2光学组的距离变化，能够最终得到对比度高、歪曲小的最终图像。另外，在超广角的折射与反射的混合(复合)光学系统中，从包括折射光学系统的第1光学组射出的光束被第2光学组的反射镜反射而向第1光学组这边返回，所以第1光学组中的第2光学组侧的透镜有可能会与从第2光学组返回来的光束干涉。因此，需要形成为例如不是圆形形状，而是一部分被切掉那样的形状。因此，使用由树脂形成的透镜在低成本化、小型化这点上是有效的。根据本专利技术的其它方面，构成第1-2透镜组的3个透镜组中的F2透镜组从缩小侧起依次包括双凸透镜和双凹透镜。该情况下，在第1-2透镜组中，F2透镜组能够限制向F3透镜组入射的光线的角度。F3透镜组可以选用例如由树脂形成的非球面透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影光学系统，从缩小侧起依次包括第1光学组和第2光学组，所述第1光学组包括多个透镜，具有正的光焦度，所述第2光学组包括1个具有凹面非球面形状的反射面，其特征在于，所述第1光学组包括第1‑1透镜组和第1‑2透镜组，所述第1‑1透镜组在变倍时的对焦之际固定，并且具有正的光焦度，所述第1‑2透镜组在变倍时的对焦之际移动，并且包括多个透镜组，整体上具有正的光焦度，所述第1‑2透镜组具有F2透镜组、F3透镜组、正的F1透镜组这3个透镜组，所述F1透镜组、所述F2透镜组以及所述F3透镜组在变倍时的对焦之际分别独立地移动，所述F1透镜组包括至少2个透镜，所述F2透镜组包括2个透镜，所述F3透镜组包括1个负透镜。

【技术特征摘要】
2015.01.27 JP 2015-0130311.一种投影光学系统，从缩小侧起依次包括第1光学组和第2光学组，所述第1光学组包
括多个透镜，具有正的光焦度，所述第2光学组包括1个具有凹面非球面形状的反射面，其特
征在于，
所述第1光学组包括第1-1透镜组和第1-2透镜组，所述第1-1透镜组在变倍时的对焦之
际固定，并且具有正的光焦度，所述第1-2透镜组在变倍时的对焦之际移动，并且包括多个
透镜组，整体上具有正的光焦度，
所述第1-2透镜组具有F2透镜组、F3透镜组、正的F1透镜组这3个透镜组，所述F1透镜
组、所述F2透镜组以及所述F3透镜组在变倍时的对焦之际分别独立地移动，所述F1透镜组
包括至少2个透镜，所述F2透镜组包括2个透镜，所述F3透镜组包括1个负透镜。
2.根据权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，
所述第1-2透镜组包括1个由树脂形成的非球面透镜作为配置在最靠放大侧的所述F3
透镜组。
3.根据权利要求1或2所述的投影光学系统，其特征在于，
构成所述第1-2透镜组的3个透镜组中的所述F2透镜组从缩小侧起依次包括双凸透镜
和双凹透镜。
4.根据权利要求3所述的投影光学系统，其特征在于，
构成所述F2透镜组的正透镜和负透镜为接合透镜。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
所述第1-2透镜组的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：峯藤延孝，
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