投影光学系统及图像投影装置制造方法及图纸

一种投影光学系统及图像投影装置，投影光学系统是从缩小侧到放大侧依次配置第一折射光学系统、反射光学系统及第二折射光学系统而成的，反射光学系统具有凹面镜，第一折射光学系统具有将显示于图像显示元件的图像的中间图像成像于凹面镜的缩小侧的功能，第二折射光学系统为透镜系统，且具有一个以上非球面，将第一折射光学系统的光轴作为基准光轴，并将图像显示元件的有效图像显示区域中以距基准光轴最远的位置为物点的主光线作为最外角主光线，从最外角主光线入射凹面镜的位置到基准光轴之间的光路长度DM、在第二折射光学系统中从最外角主光线朝向配置于最靠近放大侧的透镜的入射面的入射位置到基准光轴之间的光路长度DR满足第一条件。

Projection optical system and image projection device

【技术实现步骤摘要】
投影光学系统及图像投影装置
本专利技术涉及一种投影光学系统及图像投影装置。
技术介绍
“图像投影装置”作为投影仪装置已广为人知，并且已对此提出了各种方案。已经提出了各种类型的投影光学系统作为用于图像投影装置来将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上，作为其中的一种类型，已知有包括折射光学系统和具有折射力的反射光学系统、将通过反射光学系统来反射从配置于图像显示元件侧的折射光学系统出射的成像光束并使其在被投影面上成像的类型(专利文献1等)。专利文献1：日本特愿2014-80509
技术实现思路
本专利技术的课题在于实现具有折射光学系统和反射光学系统的新型投影光学系统。本专利技术的投影光学系统是一种将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上的投影光学系统，所述投影光学系统是从缩小侧朝向放大侧依次配置第一折射光学系统、反射光学系统及第二折射光学系统而成的，所述反射光学系统具有一个凹面镜，所述第一折射光学系统具有将显示于所述图像显示元件的图像的中间图像成像于所述凹面镜的所述缩小侧的功能，所述第二折射光学系统是透镜系统，且具有一个以上非球面，将所述第一折射光学系统的光轴作为基准光轴，并将在所述图像显示元件的有效图像显示区域中以距离所述基准光轴最远的位置为物点的主光线作为最外角主光线，从所述最外角主光线入射到所述凹面镜的位置到所述基准光轴之间的光路长度DM、在所述第二折射光学系统中从配置于最靠近放大侧的透镜的入射面到所述基准光轴之间的光路长度DR满足第一条件：0.2<DR/DM<3.0。根据本专利技术，能够实现具有折射光学系统和反射光学系统的新型投影光学系统。附图说明图1为用于说明投影光学系统的实施例1的图。图2为用于说明投影光学系统的实施例2的图。图3为用于说明投影光学系统的实施例3的图。图4为用于说明投影光学系统的实施例4的图。图5为用于说明投影光学系统的实施例5的图。图6为用于说明投影光学系统的实施例6的图。图7为用于说明投影光学系统的实施例7的图。图8为用于说明投影光学系统的实施例8的图。图9为用于说明投影光学系统的实施例9的图。图10为表示实施例1的数据的图。图11为表示实施例1的非球面数据的图。图12为实施例1的像差图。图13为表示实施例2的数据的图。图14为表示实施例2的非球面数据的图。图15为实施例2的像差图。图16为表示实施例3的数据的图。图17为表示实施例3的非球面数据的图。图18为实施例3的像差图。图19为表示实施例4的数据的图。图20为表示实施例4的非球面数据的图。图21为实施例4的像差图。图22为表示实施例5的数据图。图23为表示实施例5的非球面数据的图。图24为实施例5的像差图。图25为表示实施例6的数据的图。图26为表示实施例6的非球面数据的图。图27为实施例6的像差图。图28为表示实施例7的数据的图。图29为表示实施例7的非球面数据的图。图30为实施例7的像差图。图31为表示实施例8的数据的图。图32为表示实施例8的非球面数据的图。图33为实施例8的像差图。图34为表示实施例9的数据的图。图35为表示实施例9的非球面数据的图。图36为实施例9的像差图。图37为列表表示实施例1至实施例9中的条件的参数的值的图。附图标记说明10…图像显示元件的图像显示面；Elm…有效图像显示区域；11…颜色合成棱镜；I…第一折射光学系统；II…反射光学系统(凹面镜)；III…第二折射光学系统。具体实施方式在说明具体的实施方式之前，将对本专利技术的结构进行说明。本专利技术的投影光学系统具备如下“基本结构”。即，一种投影光学系统，将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上，所述投影光学系统是从缩小侧朝向放大侧依次配置第一折射光学系统、反射光学系统、第二折射光学系统而成的，“反射光学系统”具有一个凹面镜。“第一折射光学系统”在系统内具有光圈，并具有将显示于图像显示元件的图像的中间图像成像于凹面镜的缩小侧的功能。“第二折射光学系统”是透镜系统，具有一个以上非球面。由于第二折射光学系统是透镜系统，因此，它能够由一个以上透镜构成。需要指出，缩小侧是图像显示元件侧，放大侧是被投影面侧。在该基本结构中，将所述第一折射光学系统的光轴作为“基准光轴”，并将所述图像显示元件的有效图像显示区域中以距离所述基准光轴最远的位置为物点的主光线作为“最外角主光线”。“有效图像显示区域”是指在图像显示元件的显示面中“应该被投影光学系统作为放大图像投影的图像”所显示的面积区域。此时，从所述最外角主光线入射到所述凹面镜的位置到所述基准光轴之间的光路长度DM、在所述第二折射光学系统中从配置于最靠近放大侧的透镜的入射面到所述基准光轴之间的光路长度DR满足条件(1)：0.2<DR/DM<3.0，将该投影光学系统的结构称为“结构1”。另外，在所述基本结构中，从最外角主光线朝向最靠近放大侧的透镜的入射面的入射位置距离所述基准光轴的高度YLB、所述反射光学系统的凹面镜的镜面上的所述最外角主光线距离所述基准光轴的高度YMR满足条件(2)：0.2<YLBYMR<3.5。将此时的投影光学系统的结构称为“结构2”。在所述基本结构中，所述基准光轴与有效图像显示区域之间的最大高度Yi、从最靠近所述图像显示面侧的透镜面到所述凹面镜的镜面的所述基准光轴上的距离OAL满足条件(3)：5.0<OAL/Yi<30.0。将此时的投影光学系统的结构称为“结构3”。在基本结构中，所述第一折射光学系统的焦距f1A、整个系统的焦距f满足条件(4)：0.04<f/f1A<0.5。将此时的投影光学系统的结构称为“结构4”。在基本结构中，从所述基准光轴到所述有效图像显示区域的最大高度Yi、从所述凹面镜的所述最外角主光线距离所述基准光轴的高度YMR满足条件(5)：1.5<YMR/Yi<5.0。将此时的投影光学系统的结构称为“结构5”。在基本结构中，当由在所述第一折射光学系统中最靠近放大侧的透镜的顶点到每个图像高度处的主光线与上光线或下光线相交的位置中更靠近所述图像显示面的位置的距离来定义所述中间图像时，在所述有效图像显示区域中最靠近所述基准光轴的图像高度处的中间图像位置TA、距离所述基准光轴最远图像高度处的中间图像位置TB满足条件(6)：0.10<TB/TA<0.80。将此时的投影光学系统的结构称为“结构6”。在基本结构中，被反射至所述凹面镜反射的所述最外角主光线相对于所述基准光轴的角θ满足条件(7)：1.5<tanθ<10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影光学系统，将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上，其特征在于，/n所述投影光学系统是从缩小侧朝向放大侧依次配置第一折射光学系统、反射光学系统及第二折射光学系统而成的，/n所述反射光学系统具有一个凹面镜，/n所述第一折射光学系统具有将显示于所述图像显示元件的图像的中间图像成像于所述凹面镜的所述缩小侧的功能，/n所述第二折射光学系统是透镜系统，且具有一个以上非球面，/n将所述第一折射光学系统的光轴作为基准光轴，并将在所述图像显示元件的有效图像显示区域中以距离所述基准光轴最远的位置为物点的主光线作为最外角主光线，/n从所述最外角主光线入射至所述凹面镜的位置到所述基准光轴之间的光路长度DM、在所述第二折射光学系统中从所述最外角主光线朝向配置于最靠近放大侧的透镜的入射面的入射位置到所述基准光轴之间的光路长度DR满足第一条件：0.2<DR/DM<3.0。/n

【技术特征摘要】
20180829 JP 2018-1605961.一种投影光学系统，将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上，其特征在于，
所述投影光学系统是从缩小侧朝向放大侧依次配置第一折射光学系统、反射光学系统及第二折射光学系统而成的，
所述反射光学系统具有一个凹面镜，
所述第一折射光学系统具有将显示于所述图像显示元件的图像的中间图像成像于所述凹面镜的所述缩小侧的功能，
所述第二折射光学系统是透镜系统，且具有一个以上非球面，
将所述第一折射光学系统的光轴作为基准光轴，并将在所述图像显示元件的有效图像显示区域中以距离所述基准光轴最远的位置为物点的主光线作为最外角主光线，
从所述最外角主光线入射至所述凹面镜的位置到所述基准光轴之间的光路长度DM、在所述第二折射光学系统中从所述最外角主光线朝向配置于最靠近放大侧的透镜的入射面的入射位置到所述基准光轴之间的光路长度DR满足第一条件：0.2<DR/DM<3.0。


2.一种投影光学系统，将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上，其特征在于，
所述投影光学系统是从缩小侧朝向放大侧依次配置第一折射光学系统、反射光学系统及第二折射光学系统而成的，
所述反射光学系统具有一个凹面镜，
所述第一折射光学系统具有将显示于所述图像显示元件的图像的中间图像成像于所述凹面镜的所述缩小侧的功能，
所述第二折射光学系统是透镜系统，且具有一个以上非球面，
将所述第一折射光学系统的光轴作为基准光轴，并将在所述图像显示元件的有效图像显示区域中以距离所述基准光轴最远的位置为物点的主光线作为最外角主光线，
最外角主光线朝向最靠近放大侧的透镜的入射面的入射位置距离所述基准光轴的高度YLB、从所述反射光学系统的凹面镜的镜面上的所述最外角主光线距离所述基准光轴的高度YMR满足第二条件：0.2<YLB/YMR<3.5。


3.一种投影光学系统，将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上，其特征在于，
所述投影光学系统是从缩小侧朝向放大侧依次配置第一折射光学系统、反射光学系统及第二折射光学系统而成的，
所述反射光学系统具有一个凹面镜，
所述第一折射光学系统具有将显示于所述图像显示元件的图像的中间图像成像于所述凹面镜的所述缩小侧的功能，
所述第二折射光学系统是透镜系统，具有一个以上非球面，
所述基准光轴与有效图像显示区域之间的最大高度Yi、从最靠近所述图像显示面侧的透镜面到所述凹面镜的镜面的所述基准光轴上的距离OAL满足第三条件：5.0<OAL/Yi<30.0。


4.一种投影光学系统，将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上，其特征在于，
所述投影光学系统是所述缩小侧朝向放大侧依次配置第一折射光学系统、反射光学系统及第二折射光学系统而成的，
所述反射光学系统具有一个凹面镜，
所述第一折射光学系统具有将显示于所述图像显示元件的图像的中间图像成像于所述凹面镜的所述缩小侧的功能，
所述第二折射光学系统是透镜系统，且具有一个以上非球面，
所述第一折射光学系统的焦距f1A、整个系统的焦距f满足第四条件：0.04<f/f1A<0.5。


5.一种投影光学系统，将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上，其特征在于，
所述投影光学系统是从缩小侧朝向放大侧依次配置第一折射光学系统、反射光学系统及第二折射光学系统而成的，
所述反射光学系统具有一个凹面镜，
所述第一折射光学系统具有将显示于所述图像显示元件的图像的中间图像成像于所述凹面镜的所述缩小侧的功能，
所述第二折射光学系统是透镜系统，且具有一个以上非球面，
将所述第一折射光学系统的光轴作为基准光轴，并将在所述图像显示元件的有效图像显示区域中以距离所述基准光轴最远的位置为物点的主光线作为最外角主光线，
从所述基准光轴到所述有效图像显示区域的最大高度Yi、所述凹面镜上的所述最外角主光线距离所述基准光轴的高度YMR满足第五条件：1.5<YMR/Yi<5.0。


6.一种投影光学系统，将显示于图像显示元件的图像作为放大图像投影在被投影面上，其特征在于，
所述投影光学系统是从缩小侧到放大侧依次配置有第一折射光学系统、反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫健二，
申请(专利权)人：理光工业解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP