投射光学系统和投影仪装置制造方法及图纸

本申请涉及一种投射光学系统和投影仪装置。投射光学系统是从缩小侧的第一像面向放大侧的第二像面进行投射的光学系统。该投射光学系统具有：第一光学系统，其包括多个透镜，将由从缩小侧入射的光在该第一光学系统的内部成像的第一中间像在比该第一光学系统靠放大侧的位置处成像为第二中间像；第二光学系统，其包括第一反射面，该第一反射面位于比第二中间像靠放大侧的位置处，具有正的折射力；以及玻璃块，其配置于第一光学系统与第一反射面之间，从第一光学系统到达第二中间像的光线通过该玻璃块。

Projection optical system and projector device

【技术实现步骤摘要】
投射光学系统和投影仪装置本申请是申请号为201580059225.7、申请日为2015年10月30日、专利技术创造名称为“投射光学系统和投影仪装置”的申请的分案申请。
本专利技术涉及一种投影仪装置的投射光学系统。
技术介绍
日本专利公开公报2004-258620号(文献1)中记载了实现如下的投射光学系统和使用这样的投射光学系统的图像投射装置，该投射光学系统为了实现投射画面的大画面化并且缩小投射装置外的投影空间而采用包括反射面的成像光学系统，并且也能够校正色像差。因此，文献1中记载了以下内容：从灯泡侧起至灯泡的投影侧，将第一光学系统、第二光学系统按上述顺序配置，第一光学系统包括一个以上的折射光学系统，具有正的焦度，第二光学系统包括一个以上的具有焦度的反射面，具有正的焦度，使由灯泡形成的图像在第一光学系统和第二光学系统的光路上成像为中间像，将中间像进一步放大后投射到屏幕上。
技术实现思路
在展示用、学校教育用等各种用途中，迫切期望更为小型且能够支持广角化的要求的投射光学系统。本专利技术的一个方式是从缩小侧的第一像面向放大侧的第二像面进行投射的投射光学系统。该投射光学系统具有：第一光学系统，其包括多个透镜，将第一中间像在比该第一光学系统靠放大侧的位置处成像为第二中间像，该第一中间像是由从缩小侧入射的光在该第一光学系统的内部成像得到的；第二光学系统，其包括第一反射面，该第一反射面位于比第二中间像靠放大侧的位置处，具有正的折射力；以及玻璃块，其配置于第一光学系统与第一反射面之间，从第一光学系统到达第二中间像的光线通过该玻璃块。在想要将玻璃块插入到光路中来控制光路的情况下，在使用凸面镜的系统中，对于凸面镜而言的入射光和出射光通过玻璃块，因此入射光与出射光发生干扰。因此，很难插入玻璃块。在使用凹面镜的系统中，从透镜系统到达放大侧的凹面镜的光束散射，特别是，在想要以广角对像进行投影的系统中，从透镜系统到达凹面镜的光线宽度变大，很难以对其间的全部光线大致均等地产生作用的方式插入玻璃块。对此，本申请的专利技术人发现，通过采用在内部形成中间像的第一光学系统，能够将第一中间像置于缩小侧的第一像面同形成于第一光学系统与第一反射面之间的第二中间像之间，能够抑制从第一光学系统到达第一反射面的光线的散射。因而，在本专利技术的投射光学系统中，能够对从第一光学系统到达第一反射面的全部光线产生作用，还能够将玻璃块以不与从第一反射面输出的光发生干扰的方式插入。当想要将视场角高的图像投影到第二像面时，第一反射面的大小(直径)变大，若想要抑制直径的增加则第一光学系统的焦度变大，从而难以进行各像差的校正。通过组合在内部形成中间像的第一光学系统，能够抑制从第一光学系统到达第一反射面的光束的散射。因此，能够使用小型的第一反射面对视场角高的图像进行投影。并且，通过在从第一光学系统到第一反射面的光路中配置作为折射率高的介质的玻璃块，能够降低光线高度，不增强第一光学系统特别是缩小侧的光学系统的焦度就能够抑制第一反射面变大，从而能够提供更为小型的投射光学系统。第一光学系统也可以是在内部形成多个中间像的结构。典型地，第一光学系统包括第一折射光学系统和第二折射光学系统，该第一折射光学系统配置于缩小侧，用于形成第一中间像，该第二折射光学系统配置于放大侧，用于将第一中间像形成于第一反射面的缩小侧。典型地，具有正的折射力的第一反射面为凹面镜，将第二中间像向第二像面进行放大投影。第一反射面既可以是旋转对称的，也可以是非旋转对称的。在该投射光学系统中，能够使第一反射面相对于缩小侧的第一像面的像高来说小型。在投射光学系统中也可以是，第一像面的像高Ih与第一反射面的直径MR满足以下的式子。2.0＜MR/Ih＜4.5···(1)在该投射光学系统中，对由第一反射面的大致半圆的部分反射的光进行投影。因而也可以是，第一像面的像高Ih与第一反射面的半径Mr满足以下的式子。1.0＜Mr/Ih＜2.25···(2)在该投射光学系统中，使在第一反射面中使用的面积相对于第一像面的发光面积变小。因而也可以是，第一像面的发光面积Vs与第一反射面的有效面积Ms满足以下的式子。1.0＜Ms/Vs＜6.0···(3)在该投射光学系统中，能够使第二中间像缩小。因而也可以是，第一像面的发光面积Vs与第二中间像的面积I2s满足以下的式子。1.0＜I2s/Vs＜3.0···(4)在该投射光学系统中期望的是，第一像面的发光面积Vs与第一中间像的面积I1s满足以下的式子。能够提供性能与尺寸之间取得良好的平衡的投射光学系统。0.5＜I1s/Vs＜2.0···(5)玻璃块也可以配置于第一光学系统与第二中间像之间。通过将第二中间像形成于玻璃块之外，能够防止在第二中间像中呈现出玻璃块的物理影响、例如伤痕、污物的影响，能够抑制最终投影到第二像面的图像的质量降低。也可以是，玻璃块包括靠第一光学系统侧的入射面、靠第一反射面侧的出射面以及出射面与入射面之间的侧面，侧面的至少一部分相对于第一光学系统与第一反射面之间的光轴倾斜。例如也可以是，侧面包括以与从第一反射面到达第二像面的投射光的下限光线大致平行的方式倾斜的面。能够抑制下限光线与玻璃块之间的干扰。也可以是，玻璃块的侧面包括对从第一光学系统到达第一反射面的光线进行反射的内部反射面。期望的是，玻璃块的沿着上述第一光学系统与第一反射面之间的光轴的长度GBL同第一光学系统与第一反射面之间的沿着光轴的长度LML满足以下的式子。0.1＜GBL/LML＜0.9···(6)期望的是，玻璃块的沿着第一光学系统与第一反射面之间的光轴的长度GBL、第一光学系统与第一反射面之间的沿着光轴的长度LML以及玻璃块的折射率GBn满足以下的式子。0.05＜GBL/GBn/LML＜0.7···(7)期望的是，玻璃块的阿贝数GBv满足以下的式子。30＜GBv＜100···(8)期望的是，第一光学系统在隔着离第一中间像的广角侧最近的非球面透镜的广角侧包括折射力为正的透镜组G2r，透镜组G2r的焦距G2rF满足以下的式子。0＜G2rF＜1000···(9)更为优选的是，第一光学系统与第一反射面之间的最周边像高的上限光线的光路长度OP1d和下限光线的光路长度OP2d满足以下的式子。1＜OP1d/OP2d＜1.15···(10)本专利技术的不同的方式之一是具有上述的投射光学系统和在第一像面形成图像的调光器的投影仪。投影仪也可以包括对第一像面进行照明的照明光学系统。附图说明图1的(a)～(d)是表示包括玻璃块的类型的投射光学系统的布局和不包括玻璃块的类型的投射光学系统的布局的图。图2的(a)是表示各类型的各数值的图，图2的(b)是表示各类型的条件的图，图2的(c)和(d)是表示像高和反射镜尺寸的图。图3是包括玻璃块的投射光学系统的一例。图4是表示透镜数据的图。图5是表示非球面数据的图。图6是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投射光学系统，从缩小侧的第一像面向放大侧的第二像面进行投射，该投射光学系统具有：/n第一光学系统，其包括多个透镜，将第一中间像在比该第一光学系统靠放大侧的位置处成像为第二中间像，该第一中间像是由从缩小侧入射的光在该第一光学系统的内部成像得到的；/n第二光学系统，其包括第一反射面，该第一反射面位于比所述第二中间像靠放大侧的位置处，具有正的折射力；以及/n玻璃块，其配置于所述第一光学系统与所述第一反射面之间，从所述第一光学系统到达所述第二中间像的光线通过该玻璃块，/n其中，所述玻璃块包括：/n靠所述第一光学系统侧的入射面；/n靠所述第一反射面侧的出射面；以及/n所述出射面与所述入射面之间的侧面，该侧面的至少一部分相对于所述第一光学系统与所述第一反射面之间的光轴倾斜，以使得所述出射面相对于所述入射面向所述光轴的与投影侧相反的一侧偏移。/n

【技术特征摘要】
20141031 JP 2014-2223431.一种投射光学系统，从缩小侧的第一像面向放大侧的第二像面进行投射，该投射光学系统具有：
第一光学系统，其包括多个透镜，将第一中间像在比该第一光学系统靠放大侧的位置处成像为第二中间像，该第一中间像是由从缩小侧入射的光在该第一光学系统的内部成像得到的；
第二光学系统，其包括第一反射面，该第一反射面位于比所述第二中间像靠放大侧的位置处，具有正的折射力；以及
玻璃块，其配置于所述第一光学系统与所述第一反射面之间，从所述第一光学系统到达所述第二中间像的光线通过该玻璃块，
其中，所述玻璃块包括：
靠所述第一光学系统侧的入射面；
靠所述第一反射面侧的出射面；以及
所述出射面与所述入射面之间的侧面，该侧面的至少一部分相对于所述第一光学系统与所述第一反射面之间的光轴倾斜，以使得所述出射面相对于所述入射面向所述光轴的与投影侧相反的一侧偏移。


2.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述侧面包括以与从所述第一反射面到达所述第二像面的投射光的下限光线大致平行的方式倾斜的面。


3.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述侧面包括对从所述第一光学系统到达所述第一反射面的光线进行反射的内部反射面。


4.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第一像面的像高Ih与所述第一反射面的直径MR满足以下的式子，
2.0＜MR/Ih＜4.5。


5.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第一像面的像高Ih与所述第一反射面的半径Mr满足以下的式子，
1.0＜Mr/Ih＜2.25。


6.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第一像面的发光面积Vs与所述第一反射面的有效面积Ms满足以下的式子，
1.0＜Ms/Vs＜6.0。


7.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第一像面的发光面积Vs与所述第二中间像的面积I2s满足以下的式子，
1.0＜I2s/Vs＜3.0。


8.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第一像面的发光面积Vs与所述第一中间像的面积I1s满足以下的式子，
0.5＜I1s/Vs＜2.0。


9.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述玻璃块的沿着所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：松尾恭彦，
申请(专利权)人：株式会社日东，
类型：发明
国别省市：日本;JP