投射光学系统和投射型图像显示装置制造方法及图纸

投射光学系统和投射型图像显示装置。提供即使在缩短投射距离的情况下也能够抑制配置在第2中间像的放大侧的凹形状的反射面大型化的投射光学系统。投射光学系统从缩小侧朝向放大侧依次由第1光学系统和第2光学系统构成，在缩小侧成像面与放大侧成像面之间形成第1中间像和第2中间像。第2光学系统是透镜。透镜具有第1透过面、反射面和第2透过面。第1透过面和反射面位于在Z轴方向上延伸的假想轴的下方，第2透过面位于假想轴的上方。反射面具有凹形状，第2透过面具有向放大侧突出的凸形状。在透镜内规定的假想线相对于在YZ平面中与假想轴垂直的假想垂直线倾斜，第2中间像位于第1透过面与反射面之间。

Projection optical system and projection image display device

【技术实现步骤摘要】
投射光学系统和投射型图像显示装置
本专利技术涉及在中间像的放大侧具有凹形状的反射面的投射光学系统和具有该投射光学系统的投射型图像显示装置。
技术介绍
在专利文献1中记载了通过投射光学系统将图像形成部形成的投射图像放大并进行投射的投射型图像显示装置。该文献的投射光学系统从缩小侧朝向放大侧依次由第1光学系统和第2光学系统构成。第1光学系统具有折射光学系统。第2光学系统由具有凹形状的反射面的反射镜构成。图像形成部具有光源和光阀。图像形成部在投射光学系统的缩小侧成像面形成投射图像。投射光学系统形成2个中间像，向配置在放大侧成像面上的屏幕投射最终像。位于缩小侧的第1中间像位于第1光学系统中。位于放大侧的第2中间像位于第1光学系统与反射面之间。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/005444号
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1的投射光学系统中，当缩短投射距离时，接近反射面的第2中间像在沿着第1光学系统的光轴的方向上倾斜。这里，第2中间像随着倾斜而变大。当第2中间像变大时，需要增大位于第2中间像的放大侧的反射面。因此，在第2中间像的放大侧仅具有凹形状的反射面的投射光学系统中，在缩短投射距离的情况下，存在反射面容易大型化这样的问题。本专利技术的课题在于，鉴于这种情况，提供即使在缩短投射距离的情况下也能够抑制配置在第2中间像的放大侧的凹形状的反射面大型化的投射光学系统。此外，提供具有这种投射光学系统的投射型图像显示装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的投射光学系统从缩小侧朝向放大侧依次由第1光学系统和第2光学系统构成，在缩小侧成像面与放大侧成像面之间形成第1中间像和第2中间像，其特征在于，所述第2光学系统是透镜，所述透镜从缩小侧朝向放大侧依次具有第1透过面、反射面和第2透过面，在设相互正交的3个轴为X轴、Y轴和Z轴、排列有所述第1透过面和所述反射面的方向为Z轴方向、所述Y轴的一侧为上方、所述Y轴的另一侧为下方、与所述X轴垂直且包含所述Y轴和所述Z轴的面为YZ平面的情况下，所述第1透过面和所述反射面位于在所述Z轴方向上延伸的假想轴的下方，所述第2透过面位于所述假想轴的上方，所述反射面具有凹形状，所述第2透过面具有向所述放大侧突出的凸形状，连结上侧交点和下侧交点的假想线相对于在所述YZ平面中与所述假想轴垂直的假想垂直线倾斜，该上侧交点是通过所述第2透过面的有效光线范围的Y轴方向的上端的上端光束的上周边光线和通过该有效光线范围的Y轴方向的下端的下端光束的上周边光线在YZ平面上交叉的交点，该下侧交点是所述上端光束的下周边光线和所述下端光束的下周边光线在所述YZ平面上交叉的交点，所述第1中间像位于所述第1光学系统中，所述第2中间像位于所述透镜中的所述第1透过面与所述反射面之间。在本专利技术中，所述第1光学系统可以是折射光学系统。在本专利技术中，所述假想轴可以与所述第1光学系统的光轴一致。在本专利技术中，优选在所述第1光学系统与所述第2光学系统之间，主光线彼此的间隔随着接近所述第2光学系统而变窄。在本专利技术中，优选所述第1透过面、所述反射面和所述第2透过面中的任意一方是非球面。在本专利技术中，优选所述第1透过面是非球面。在本专利技术中，所述第2中间像可以是以对形成在放大侧成像面上的最终像的梯形畸变进行校正的方式发生畸变的形状。在本专利技术中，所述第1透过面、所述反射面和所述第2透过面可以是具有相对于所述假想轴旋转对称的面的共轴光学系统，所述假想轴设计基准轴。在本专利技术中，在设所述假想线的所述上侧交点侧以该假想垂直线与该假想线的交点为轴相对于所述假想垂直线逆时针旋转的倾斜角度为θ、所述下端光束的下周边光线与所述假想轴交叉的从该假想轴起的角度为γ的情况下，所述投射光学系统满足以下条件式：0°<θ<90°+γ··(1)。在本专利技术中，优选所述投射光学系统满足以下条件式(2)：90°<θ··(2)。接着，本专利技术的投射型图像显示装置的特征在于，所述投射型图像显示装置具有：上述投射光学系统；以及图像形成部，其在所述投射光学系统的缩小侧成像面上形成投射图像。在本专利技术中，所述图像形成部可以在所述第1光学系统的光轴的一侧形成所述投射图像，所述第1中间像以将所述光轴夹在所述第1中间像与所述投射图像之间的方式位于与所述投射图像相反的另一侧，所述第2中间像位于所述假想轴的下方。附图说明图1是具有本专利技术的投射光学系统的投射型图像显示装置的概略结构图。图2是示出实施例1的投射光学系统的整体的光线图。图3是图2的A部分的局部放大图。图4是图2的B部分的局部放大图。图5是实施例1的投射光学系统的光线图。图6是将实施例1的投射光学系统的第2光学系统的部分放大后的光线图。图7是第2光学系统仅具有反射面的情况下的倍率的说明图。图8是第2光学系统具有反射面和第2透过面的情况下的倍率的说明图。图9是示出实施例1的投射光学系统的放大侧的MTF的图。图10是实施例1的投射光学系统的点列图。图11是示出比较例的投射光学系统的整体的光线图。图12是比较例的投射光学系统的光线图。图13是示出比较例的投射光学系统的放大侧的MTF的图。图14是比较例的投射光学系统的点列图。图15是示出实施例2的投射光学系统的整体的光线图。图16是实施例2的投射光学系统的光线图。图17是将实施例2的投射光学系统的第2光学系统的部分放大后的光线图。图18是示出实施例2的投射光学系统的放大侧的MTF的图。图19是实施例2的投射光学系统的点列图。图20是示出实施例3的投射光学系统的整体的光线图。图21是实施例3的投射光学系统的光线图。图22是将实施例3的投射光学系统的第2光学系统的部分放大后的光线图。图23是示出实施例3的投射光学系统的放大侧的MTF的图。图24是实施例3的投射光学系统的点列图。图25是示出实施例3的变形例的投射光学系统的整体的光线图。图26是实施例3的变形例的投射光学系统的光线图。标号说明1：投射型图像显示装置；2：图像形成部；3、3A、3B、3C、3E：投射光学系统；4：控制部；6：图像处理部；7：显示驱动部；10：光源；11：第1积分透镜；12：第2积分透镜；13：偏振转换元件；14：重叠透镜；15：第1分色镜；16：反射镜；17B：场透镜；17G：场透镜；17R：场透镜；18B：液晶面板；18G：液晶面板；18R：液晶面板；19：十字分色棱镜；21：第2分色镜；22：中继透镜；23：反射镜；24：中继透镜；25：反射镜；31：第1光学系统；32：第2光学系统；33：第1中间像；34：第2中间像；35：透镜；37：反射镜；41：第1透过面；42：反射面；43：第2透过面；44：光瞳；50：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投射光学系统，其由从缩小侧朝向放大侧依次配置的、第1光学系统和第2光学系统构成，在缩小侧成像面与放大侧成像面之间形成第1中间像和第2中间像，其特征在于，/n所述第2光学系统是透镜，/n所述透镜从缩小侧朝向放大侧依次具有第1透过面、反射面和第2透过面，/n在设相互正交的3个轴为X轴、Y轴和Z轴、排列有所述第1透过面和所述反射面的方向为Z轴方向、所述Y轴的一侧为上方、所述Y轴的另一侧为下方、与所述X轴垂直且包含所述Y轴和所述Z轴的面为YZ平面的情况下，/n所述第1透过面和所述反射面位于在所述Z轴方向上延伸的假想轴的下方，/n所述第2透过面位于所述假想轴的上方，/n所述反射面具有凹形状，/n所述第2透过面具有向所述放大侧突出的凸形状，/n连结上侧交点和下侧交点的假想线相对于在所述YZ平面中与所述假想轴垂直的假想垂直线倾斜，该上侧交点是通过所述第2透过面的有效光线范围的Y轴方向的上端的上端光束的上周边光线和通过该有效光线范围的Y轴方向的下端的下端光束的上周边光线在YZ平面上交叉的交点，该下侧交点是所述上端光束的下周边光线和所述下端光束的下周边光线在所述YZ平面上交叉的交点，/n所述第1中间像位于所述第1光学系统中，/n所述第2中间像位于所述透镜中的所述第1透过面与所述反射面之间。/n...

【技术特征摘要】
20180730 JP 2018-1422131.一种投射光学系统，其由从缩小侧朝向放大侧依次配置的、第1光学系统和第2光学系统构成，在缩小侧成像面与放大侧成像面之间形成第1中间像和第2中间像，其特征在于，
所述第2光学系统是透镜，
所述透镜从缩小侧朝向放大侧依次具有第1透过面、反射面和第2透过面，
在设相互正交的3个轴为X轴、Y轴和Z轴、排列有所述第1透过面和所述反射面的方向为Z轴方向、所述Y轴的一侧为上方、所述Y轴的另一侧为下方、与所述X轴垂直且包含所述Y轴和所述Z轴的面为YZ平面的情况下，
所述第1透过面和所述反射面位于在所述Z轴方向上延伸的假想轴的下方，
所述第2透过面位于所述假想轴的上方，
所述反射面具有凹形状，
所述第2透过面具有向所述放大侧突出的凸形状，
连结上侧交点和下侧交点的假想线相对于在所述YZ平面中与所述假想轴垂直的假想垂直线倾斜，该上侧交点是通过所述第2透过面的有效光线范围的Y轴方向的上端的上端光束的上周边光线和通过该有效光线范围的Y轴方向的下端的下端光束的上周边光线在YZ平面上交叉的交点，该下侧交点是所述上端光束的下周边光线和所述下端光束的下周边光线在所述YZ平面上交叉的交点，
所述第1中间像位于所述第1光学系统中，
所述第2中间像位于所述透镜中的所述第1透过面与所述反射面之间。


2.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第1光学系统是折射光学系统。


3.根据权利要求2所述的投射光学系统，其特征在于，
所述假想轴与所述第1光学系统的光轴一致。


4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的投射光学系统，其特征在于，
在所述第1光学系统与所述第2光学系统之间，主光线彼此的间隔随着接近所述第2光学系统而变窄。...

【专利技术属性】
技术研发人员：守国荣时，
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