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

本发明专利技术提供一种在具有宽视角的同时较小地抑制光学元件的直径、具有良好的光学性能的成像光学系统、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。成像光学系统形成位于与放大侧成像面共轭的位置的第1中间像和位于比第1中间像更靠缩小侧的光路上且位于与第1中间像共轭的位置的第2中间像，从放大侧向缩小侧沿光路依次包括第1光学系统、第2光学系统及第3光学系统，缩小侧以远心的方式构成。成像光学系统满足预先确定的条件式。条件式。条件式。

【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


[0001]本专利技术的技术涉及一种成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置。

技术介绍

[0002]以往，将显示于液晶显示元件或DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜器件：注册商标)等光阀上的图像放大投射到屏幕等的投射型显示装置被广泛使用。作为能够适用于投射型显示装置的光学系统，例如已知下述专利文献1、下述专利文献2及下述专利文献3中记载的光学系统。
[0003]专利文献1中记载了一种成像光学系统，其能够将显示于配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件上的图像投射到放大侧共轭面上作为放大像，并且实质上从放大侧依次包括第1光学系统和第2光学系统。该成像光学系统构成为，第2光学系统使图像显示元件上的图像成像作为中间像，第1光学系统使该中间像成像于放大侧共轭面上。
[0004]专利文献2及专利文献3中记载了一种系统，其构成为从缩小侧的第1像面向放大侧的第2像面进行投射，并且使2个中间像成像，在比其中的放大侧的中间像更靠放大侧包括正光焦度的反射面。
[0005]专利文献1：日本特开2017-211477号公报
[0006]专利文献2：国际公开第2014/103324号
[0007]专利文献3：国际公开第2016/068269号
[0008]投射型显示装置要求具有宽视角，近年来还要求能够应对更大的图像显示元件。专利文献1的成像光学系统为仅使中间像成像1次的结构，因此若欲适用于更大的图像显示元件，则最靠放大侧的透镜直径变大，变得难以制造，并且导致装置的大型化。
[0009]在专利文献2及专利文献3的系统中，放大侧的中间像上的光线在发散方向上扩展，因此比该中间像更靠放大侧的光学元件的直径变大，导致装置的大型化。

技术实现思路

[0010]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种在具有宽视角的同时较小地抑制光学元件的直径、具有良好的光学性能的成像光学系统、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。
[0011]本专利技术的技术的一方式所涉及的成像光学系统使放大侧成像面和缩小侧成像面共轭，上述成像光学系统形成位于与放大侧成像面共轭的位置的第1中间像和位于比第1中间像更靠缩小侧的光路且位于与第1中间像共轭的位置的第2中间像，缩小侧以远心的方式构成，从放大侧向缩小侧沿光路依次包括第1光学系统、第2光学系统及第3光学系统，第1光学系统的所有透镜的放大侧的面位于比第1中间像更靠放大侧的光路上，第2光学系统的所有透镜的放大侧的面位于比第1中间像更靠缩小侧且比第2中间像更靠放大侧的光路上，第3光学系统的所有透镜的放大侧的面位于比第2中间像更靠缩小侧的光路上，在将缩小侧成像面上的最大像高设为Ymax、使光线从缩小侧成像面与光轴平行地以距光轴Ymax的高度入
射于成像光学系统的情况下，在第1中间像位于空气间隔的内部时，将第1中间像所处的空气间隔设为第1空气间隔，在第1中间像位于透镜的内部时，将与第1中间像所处的透镜的放大侧相邻的空气间隔设为第1空气间隔，将延长第1空气间隔内的光线而得的第1延长线与光轴所成的角度设为θ，将第1延长线与光轴的交点即第1交点位于比第1中间像更靠放大侧时的θ的符号设为负，将第1交点位于比第1中间像更靠缩小侧时的θ的符号设为正，θ的单位设为度，在这种情况下，
[0012]该成像光学系统满足下述条件式(1)，
[0013]-15＜θ＜13
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(1)
[0014]而且，
[0015]在将成像光学系统的焦距设为f的情况下，
[0016]该成像光学系统满足下述条件式(2)，
[0017]2.15＜|Ymax/f|＜5
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(2)。
[0018]上述方式的成像光学系统优选满足下述条件式(1-1)及(2-1)中的至少一个条件式。
[0019]-15＜θ＜10
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(1-1)
[0020]2.15＜|Ymax/f|＜3.8
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(2-1)
[0021]在使光线从缩小侧成像面与光轴平行地以距光轴Ymax的高度入射于成像光学系统的情况下，将第2光学系统的最靠放大侧的透镜面上的光线距光轴的高度设为h1，将第1交点与第2光学系统的最靠放大侧的透镜面在光轴上的距离设为dd1，将第3光学系统的最靠放大侧的透镜面上的光线距光轴的高度设为h2，在第2中间像位于空气间隔的内部时，将第2中间像所处的空气间隔设为第2空气间隔，在第2中间像位于透镜的内部时，将第2中间像所处的透镜的放大侧相邻的空气间隔设为第2空气间隔，将延长第2空气间隔内的光线而得的第2延长线与光轴的交点设为第2交点，将第2交点与第3光学系统的最靠放大侧的透镜面在光轴上的距离设为dd2，将|h1/dd1|及|h2/dd2|中大的值设为hdA，将小的值设为hdB，在这种情况下，上述成像光学系统优选满足下述条件式(3)及(4)。并且，上述方式的成像光学系统优选在满足条件式(3)及(4)的基础上满足条件式(3-1)及(4-1)中的至少一个条件式。
[0022]0.1＜hdA＜1
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(3)
[0023]0.03＜hdB＜0.3
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(4)
[0024]0.1＜hdA＜0.85
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(3-1)
[0025]0.1＜hdB＜0.3
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(4-1)
[0026]在将成像光学系统的缩小侧的后焦距设为Bf、将成像光学系统的焦距设为f的情况下，上述方式的成像光学系统优选满足下述条件式(5)，更优选满足下述条件式(5-1)。
[0027]5＜|Bf/f|
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(5)
[0028]6＜|Bf/f|＜20
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(5-1)
[0029]上述方式的成像光学系统优选不包括具有光焦度的反射部件。
[0030]在将第1光学系统的焦距设为f1、将成像光学系统的焦距设为f的情况下，上述方式的成像光学系统优选满足下述条件式(6)，更优选满足下述条件式(6-1)。
[0031]1＜|f1/f|＜5
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(6)
[0032]1.5＜|f1/f|＜3
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(6-1)
[0033]在将第1光学系统和第2光学系统的合成焦距设为f12、将成像光学系统的焦距设为f的情况下，上述方式的成像光学系统优选满足下述条件式(7)，更优选满足下述条件式(7-1)。
[0034]0.8＜|f12/f|＜3
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(7)
[0035]1＜|f12/f|＜2
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(7-1)
[0036]包括在上述方式的成像光学系统中的所有光学元件优选具有共同的光轴。
[0037]上述方式的成像光学系统可以构成为包括使光路弯曲的2个以上的光路偏转部件。
[0038]本专利技术的技术的另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像光学系统，其使放大侧成像面和缩小侧成像面共轭，所述成像光学系统形成位于与所述放大侧成像面共轭的位置的第1中间像和位于比所述第1中间像更靠缩小侧的光路且位于与所述第1中间像共轭的位置的第2中间像，缩小侧以远心的方式构成，从放大侧向缩小侧沿光路依次包括第1光学系统、第2光学系统及第3光学系统，所述第1光学系统的所有透镜的放大侧的面位于比所述第1中间像更靠放大侧的光路上，所述第2光学系统的所有透镜的放大侧的面位于比所述第1中间像更靠缩小侧且比所述第2中间像更靠放大侧的光路上，所述第3光学系统的所有透镜的放大侧的面位于比所述第2中间像更靠缩小侧的光路上，在将所述缩小侧成像面上的最大像高设为Ymax、使光线从所述缩小侧成像面与光轴平行地以距光轴Ymax的高度入射于所述成像光学系统的情况下，在所述第1中间像位于空气间隔的内部时，将所述第1中间像所处的空气间隔设为第1空气间隔，在所述第1中间像位于透镜的内部时，将与所述第1中间像所处的透镜的放大侧相邻的空气间隔设为第1空气间隔，将延长了所述第1空气间隔内的所述光线而得的第1延长线与光轴所成的角度设为θ，将所述第1延长线与光轴的交点即第1交点位于比所述第1中间像更靠放大侧时的θ的符号设为负，将所述第1交点位于比所述第1中间像更靠缩小侧时的θ的符号设为正，将θ的单位设为度，在这种情况下，所述成像光学系统满足下述条件式(1)，-15＜θ＜13
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(1)而且，在将所述成像光学系统的焦距设为f的情况下，所述成像光学系统满足下述条件式(2)，2.15＜|Ymax/f|＜5
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(2)。2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，在使所述光线从所述缩小侧成像面与光轴平行地以距光轴Ymax的高度入射于所述成像光学系统的情况下，将所述第2光学系统的最靠放大侧的透镜面上的所述光线距光轴的高度设为h1，将所述第1交点与所述第2光学系统的最靠放大侧的透镜面在光轴上的距离设为dd1，将所述第3光学系统的最靠放大侧的透镜面上的所述光线距光轴的高度设为h2，在所述第2中间像位于空气间隔的内部时，将所述第2中间像所处的空气间隔设为第2空气间隔，在所述第2中间像位于透镜的内部时，将与所述第2中间像所处的透镜的放大侧相邻的空气间隔设为第2空气间隔，将延长了所述第2空气间隔内的所述光线而得的第2延长线与光轴的交点设为第2交点，将所述第2交点与所述第3光学系统的最靠放大侧的透镜面在光轴上的距离设为dd2，将|h1/dd1|及|h2/dd2|中大的值设为hdA，将小的值设为hdB，在这种情况下，
所述成像光学系统满足下述条件式(3)及(4)，0.1＜hdA＜1
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(3)0.03＜h...

【专利技术属性】
技术研发人员：永利由纪子，永原晓子，天野贤，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：