成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种具有广视角并且适当校正各像差且将透镜直径控制为较小的成像光学系统、具备该成像光学系统的投射型显示装置及具备该成像光学系统的摄像装置。所述成像光学系统从放大侧依次包括第1光学系统(G1)及第2光学系统(G2)，第2光学系统(G2)将图像显示面(Sim)上的图像作为中间像来成像，第1光学系统(G1)将中间像成像在放大侧共轭面上，在各透镜面中的最大视角的主光线高度中，整个系统的最靠放大侧的透镜面上的最大视角的主光线高度成为最大，并且满足规定的条件式(1)及(2)：0.03＜H×|f|/(L×I)＜0.09……(1)，0.35＜I/d1……(2)。

Imaging optical system, projective display device and camera device

The utility model provides an imaging optical system with wide viewing angle and proper correction of aberrations, and controls the lens diameter to a smaller size. The projection display device with the imaging optical system and an imaging device equipped with the imaging optical system are provided. The imaging optical system includes first side from the amplified optical system (G1) and the 2 optical system (G2), second (G2) of the optical system image display surface (Sim) of the image as the intermediate image to imaging optical system (G1), first intermediate image in magnification of the conjugate plane, the main the maximum height in the light angle lens surface in the main light lens surface by the maximum magnification of the entire system on the height of the largest, and meet the conditions specified in formula (1) and (2):0.03 < H * |f|/ (L * I) < 0.09...... (1), 0.35 < I/d1... (2).

【技术实现步骤摘要】
成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置
本技术尤其涉及一种适合用于液晶显示元件及DMD(DigitalMicromirrorDevice：注册商标)等搭载有光阀的投射型显示装置的成像光学系统、具备该成像光学系统的投射型显示装置及具备该成像光学系统的摄像装置。
技术介绍
近年来，广泛普及液晶显示元件及DMD等搭载有光阀的投射型显示装置(也称为投影仪)，且逐渐高性能化。并且，受到近年来的光阀性能提高的影响，与光阀组合的成像光学系统中要求与光阀的分辨率相称的良好的像差校正。而且，考虑到展示用等比较狭窄的室内空间中使用的情况，强烈要求更为广角的成像光学系统。为了响应这种要求，提出有在包括多片透镜的缩小侧光学系统中形成中间像，并在同样包括多片透镜的放大侧光学系统中再次成像的成像光学系统。(参考专利文献1～3)仅以通常的不生成中间像的光学系统构成的成像光学系统若要缩短焦距来进行广角化，则无论怎样放大侧的透镜也会变得过大，但如上所述，在进行中间成像的方式的成像光学系统中，能够缩短放大侧光学系统的后焦距，并且能够缩小放大侧光学系统的放大侧的透镜直径，从而也适合缩短焦距来进行广角化。专利文献1：日本特开2014-029392号公报专利文献2：日本特开2015-060062号公报专利文献3：日本特开2005-128286号公报然而，专利文献1的实施例3、5的成像光学系统的视角较窄，除此以外的实施例的成像光学系统的视角较广，但存在透镜直径较大这一问题。并且，专利文献2的成像光学系统存在透镜直径较大这一问题。并且，专利文献3的成像光学系统存在畸变像差较大且成像性能不充分的问题。技术内容本技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种具有广视角并且适当校正各像差且将透镜直径控制为较小的成像光学系统、具备该成像光学系统的投射型显示装置及具备该成像光学系统的摄像装置。本技术的成像光学系统是能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，第2光学系统将图像显示元件上的图像作为中间像来成像，第1光学系统将中间像成像在放大侧共轭面上，在各透镜面中的最大视角的主光线高度中，整个系统的最靠放大侧的透镜面上的最大视角的主光线高度成为最大，并且满足下述条件式(1)及(2)。0.03＜H×|f|/(L×I)＜0.09……(1)0.35＜I/d1……(2)其中，设为H：通过最靠放大侧的透镜面与光轴的交点且与光轴正交的平面上的最大视角的主光线的高度；f：整个系统的焦距；L：最靠放大侧的透镜面与最靠缩小侧的透镜面的光轴上的距离；I：缩小侧的最大像高；d1：系统内的光轴上的最大空气间隔。在本技术的成像光学系统中，优选满足下述条件式(1-1)和/或(2-1)。0.04＜H×|f|/(L×I)＜0.08……(1-1)0.38＜I/d1＜0.55……(2-1)并且，优选满足下述条件式(3)，更优选满足下述条件式(3-1)。4＜b/a＜10……(3)5＜b/a＜8……(3-1)其中，设为b：设计F值的5倍的F值时的最大像高的子午方向的光束直径；a：设计F值的5倍的F值时的轴上光束直径。另外，a、b的光束直径设为将投射距离设成无限远时的比最靠放大侧的透镜面更靠放大侧的光束直径。并且，计算a、b时用于确定F值的光圈的位置设为在第2光学系统内主光线与光轴交叉的位置。并且，b的光束直径设为与主光线垂直的方向上的光束直径。并且，优选满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。0.8＜H×f2/(fo×I2)＜1.3……(4)0.84＜H×f2/(fo×I2)＜1.2……(4-1)其中，设为H：通过最靠放大侧的透镜面与光轴的交点且与光轴正交的平面上的最大视角的主光线的高度；f：整个系统的焦距；fo：第1光学系统的焦距；I：缩小侧的最大像高。并且，优选满足下述条件式(5)。1＜fo/|f|＜1.8……(5)其中，设为fo：第1光学系统的焦距；f：整个系统的焦距。并且，优选满足下述条件式(6)。1＜enp/I＜2……(6)其中，设为enp：从最靠放大侧的透镜面至放大侧的光瞳位置的光轴上的距离；I：缩小侧的最大像高。另外，光瞳位置设为由最大视角的主光线确定。并且，与中间像的成像位置的放大侧或缩小侧相邻而具有将凹面朝向缩小侧的正新月形透镜，与该正新月形透镜的缩小侧相邻而具有将凹面朝向放大侧的负透镜，并且优选满足下述条件式(7)，更优选满足下述条件式(7-1)。0＜(Rpr+Rmf)/(Rpr-Rmf)＜0.8……(7)0.2＜(Rpr+Rmf)/(Rpr-Rmf)＜0.6……(7-1)其中，设为Rpr：正新月形透镜的缩小侧的面的曲率半径；Rmf：负透镜的放大侧的面的曲率半径。本技术的投射型显示装置的特征在于，具备光源、供来自光源的光入射的光阀、及作为将基于被光阀光调制的光的光学像投射在屏幕上的成像光学系统的上述本技术的成像光学系统。本技术的摄像装置的特征在于，具备上述所记载的本技术的成像光学系统。另外，上述“放大侧”表示被投射侧(屏幕侧)，方便起见进行缩小投射时将屏幕侧也称为放大侧。另一方面，上述“缩小侧”表示图像显示元件侧(光阀侧)，方便起见进行缩小投射时起见将光阀侧也称为缩小侧。并且，上述“包括～”表示除了包括作为构成要件所举出的构件以外，还可以包括实际上不具有光焦度的透镜、不具有光焦度的反射镜或光圈或俺模或盖玻璃或滤光片等透镜以外的光学要件等。并且，上述“透镜组”并不一定是指由多个透镜构成的透镜组，还可以包括仅由1片透镜构成的透镜组。并且，关于上述透镜的面形状及屈光力的符号，当包括非球面时，设为在近轴区域中考虑。技术效果本技术的成像光学系统是能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上的成像光学系统，且设成所述成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，第2光学系统将图像显示元件上的图像作为中间像来成像，第1光学系统将中间像成像在放大侧共轭面上，在各透镜面中的最大视角的主光线高度中，整个系统的最靠放大侧的透镜面上的最大视角的主光线高度成为最大，并且满足下述条件式(1)及(2)，因此能够设为具有广视角并且适当校正各像差且将透镜直径控制为较小的成像光学系统。0.03＜H×|f|/(L×I)＜0.09……(1)0.35＜I/d1……(2)本技术的投射型显示装置具备本技术的成像光学系统，因此能够投射广视角且高像素的图像，并且能够实现装置的小型化。本技术的摄像装置具备本技术的成像光学系统，因此能够获得广视角且高像素的图像，并且能够实现装置的小型化。附图说明图1是表示本技术的一实施方式所涉及的成像光学系统(与实施例1通用)的结构的剖视图。图2是表示本技术的实施例2的成像光学系统的结构的剖视图。图3是表示本技术的实施例3的成像光学系统的结构的剖视图。图4是表示本技术的实施例4的成像光学系统的结构的剖视图。图5是本技术的实施例1的成像光学系统的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像光学系统，其能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上，所述成像光学系统的特征在于，所述成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，所述第2光学系统将所述图像显示元件上的图像作为中间像来成像，所述第1光学系统将所述中间像成像在所述放大侧共轭面上，在各透镜面中的最大视角的主光线高度中，整个系统的最靠放大侧的透镜面上的最大视角的主光线高度成为最大，并且满足下述条件式(1)及(2)：0.03＜H×|f|/(L×I)＜0.09……(1)0.35＜I/d1……(2)其中，设为H：通过最靠放大侧的透镜面与光轴的交点且与光轴正交的平面上的最大视角的主光线的高度；f：整个系统的焦距；L：最靠放大侧的透镜面与最靠缩小侧的透镜面的光轴上的距离；I：缩小侧的最大像高；d1：系统内的光轴上的最大空气间隔。

【技术特征摘要】
2016.05.25 JP 2016-1041201.一种成像光学系统，其能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上，所述成像光学系统的特征在于，所述成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，所述第2光学系统将所述图像显示元件上的图像作为中间像来成像，所述第1光学系统将所述中间像成像在所述放大侧共轭面上，在各透镜面中的最大视角的主光线高度中，整个系统的最靠放大侧的透镜面上的最大视角的主光线高度成为最大，并且满足下述条件式(1)及(2)：0.03＜H×|f|/(L×I)＜0.09……(1)0.35＜I/d1……(2)其中，设为H：通过最靠放大侧的透镜面与光轴的交点且与光轴正交的平面上的最大视角的主光线的高度；f：整个系统的焦距；L：最靠放大侧的透镜面与最靠缩小侧的透镜面的光轴上的距离；I：缩小侧的最大像高；d1：系统内的光轴上的最大空气间隔。2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，满足下述条件式(3)：4＜b/a＜10……(3)其中，设为b：设计F值的5倍的F值时的最大像高的子午方向的光束直径；a：设计F值的5倍的F值时的轴上光束直径。3.根据权利要求1或2所述的成像光学系统，其中，满足下述条件式(4)：0.8＜H×f2/(fo×I2)＜1.3……(4)其中，设为fo：所述第1光学系统的焦距。4.根据权利要求1或2所述的成像光学系统，其中，满足下述条件式(5)：1＜fo/|f|＜1.8……(5)其中，设为fo：所述第1光学系统的焦距。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：永利由纪子，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：新型
国别省市：日本,JP