投射光学系统和投影仪技术方案

投射光学系统和投影仪，是与以往相比能够小型化的短焦点的投射光学系统。投射光学系统从缩小侧朝向放大侧按顺序具有第1和第2光学系统。第2光学系统从缩小侧朝向放大侧按顺序具有：光学元件，其具有凹形状的反射面；第1透镜，其具有负的屈光力。在设第1透镜的最大半径为LL、反射面的最大半径为MR、从光轴到图像形成元件的最大像高的第1距离为imy、从光轴到放大像的最大像高的第2距离除以第1距离而得的投射倍率为M、投射距离除以第2距离而得的投射比为TR、图像形成元件的数值孔径为NA时，满足以下的条件式(1)和(2)：3.5≤(LL+MR)/imy

【技术实现步骤摘要】
投射光学系统和投影仪


[0001]本专利技术涉及投射光学系统和投影仪。

技术介绍

[0002]在专利文献1中记载了利用投射光学系统将显示于图像显示元件的投射图像放大并投射到屏幕上的投影仪。投射光学系统从缩小侧朝向放大侧按顺序具有第1折射光学系统、反射光学系统以及第2折射光学系统。第1折射光学系统具有多个折射透镜。反射光学系统具有凹面镜，将来自第1折射光学系统的光线朝向图像显示元件侧在与第1折射光学系统的光轴交叉的方向上反射。第2折射光学系统由1片折射透镜构成。折射透镜是在投射光学系统中位于最靠放大侧的放大侧透镜。来自凹面镜的光线从与放大侧透镜的光轴交叉的方向入射到放大侧透镜。
[0003]专利文献1所公开的投射光学系统的实施例中，投射距离最短的投射光学系统的投射距离为257.6mm。该投射光学系统的放大侧透镜的有效半径为79.7mm。另外，该投射光学系统的投射比为0.154。
[0004]专利文献1：日本特开2020
‑
34690号公报
[0005]投影仪中，投射光学系统的投射比越小，投射规定大小的放大像时的投射距离越短。因此，对于在室内等使用的投影仪所搭载的投射光学系统，要求投射比为0.2以下的短焦点的投射光学系统。
[0006]这里，当使投射光学系统短焦化时，在放大侧产生的像差容易变大。因此，需要增大来自凹面镜的光线倾斜地通过的放大侧透镜的有效半径，在放大侧透镜中进行每个像高的光线的校正。但是，当为了确保有效半径而使放大侧透镜大型化时，放大侧透镜从第1折射光学系统的第1光轴向径向突出的突出量变大，投射光学系统整体变粗。因此，搭载投射光学系统的投影仪的小型化受到阻碍。

技术实现思路

[0007]为了解决上述课题，本专利技术的投射光学系统用于对配置于缩小侧共轭面的图像形成元件所形成的投射图像进行放大并将放大像投射到放大侧共轭面，该投射光学系统的特征在于，从缩小侧朝向放大侧按顺序具有第1光学系统和第2光学系统，所述第1光学系统具有光圈，所述第2光学系统从缩小侧朝向放大侧按顺序具有：光学元件，其具有凹形状的反射面；以及第1透镜，其具有负的屈光力，在所述第1光学系统与所述第2光学系统之间，形成有与所述缩小侧共轭面以及所述放大侧共轭面共轭的中间像，比所述第1光学系统靠缩小侧是远心的，在将所述第1透镜的最大半径设为LL，将所述反射面的最大半径设为MR，将从光轴到所述图像形成元件的最大像高的第1距离设为imy，将投射距离除以从所述光轴到所述放大像的最大像高的第2距离而得到的投射比设为TR，将所述图像形成元件的数值孔径设为NA时，满足以下的条件式(1)以及(2)：
[0008]3.5≤(LL+MR)/imy
×
TR
×
(1/NA)≤6.0(1)
[0009]TR≤0.2
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(2)。
[0010]此外，本专利技术的投射光学系统用于对配置于缩小侧共轭面的图像形成元件所形成的投射图像进行放大并将放大像投射到放大侧共轭面，该投射光学系统的特征在于，从缩小侧朝向放大侧按顺序具有第1光学系统和第2光学系统，所述第2光学系统从缩小侧朝向放大侧按顺序具有：光学元件，其具有凹形状的反射面；以及第1透镜，其具有负的屈光力，在所述第1光学系统与所述第2光学系统之间，形成有与所述缩小侧共轭面以及所述放大侧共轭面共轭的中间像，将所述第1透镜的缩小侧的缩小侧透镜面中的光束通过区域投影到光轴上而得到的第1区域与将所述反射面中的光束通过区域投影到所述光轴上而得到的第2区域相互重叠。
[0011]其次，本专利技术的投影仪的特征在于，该投影仪具有：上述投射光学系统；以及所述图像形成元件，其在所述投射光学系统的所述缩小侧共轭面上形成投射图像。
附图说明
[0012]图1是表示具有本专利技术的投射光学系统的投影仪的概略结构的图。
[0013]图2是实施例1的投射光学系统的光线图。
[0014]图3是实施例1的投射光学系统的基准距离处的横向像差的图。
[0015]图4是实施例1的投射光学系统的基准距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0016]图5是实施例1的投射光学系统的近距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0017]图6是实施例1的投射光学系统的远距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0018]图7是实施例2的投射光学系统的光线图。
[0019]图8是实施例2的投射光学系统的基准距离处的横向像差的图。
[0020]图9是实施例2的投射光学系统的基准距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0021]图10是实施例2的投射光学系统的近距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0022]图11是实施例2的投射光学系统的远距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0023]图12是实施例3的投射光学系统的光线图。
[0024]图13是实施例3的投射光学系统的基准距离处的横向像差的图。
[0025]图14是实施例3的投射光学系统的基准距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0026]图15是实施例3的投射光学系统的近距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0027]图16是实施例3的投射光学系统的远距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0028]图17是实施例4的投射光学系统的光线图。
[0029]图18是实施例4的投射光学系统的基准距离处的横向像差的图。
[0030]图19是实施例4的投射光学系统的基准距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0031]图20是实施例4的投射光学系统的近距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0032]图21是实施例4的投射光学系统的远距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0033]图22是实施例5的投射光学系统的光线图。
[0034]图23是实施例5的投射光学系统的基准距离处的横向像差的图。
[0035]图24是实施例5的投射光学系统的基准距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0036]图25是实施例5的投射光学系统的近距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0037]图26是实施例5的投射光学系统的远距离处的球面像差、像散以及畸变的图。
[0038]标号说明
[0039]1：投影仪；2：图像形成部；3、3A、3B、3C、3D、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：积分透镜；12：积分透镜；13：偏振转换元件；14：重叠透镜；15：分色镜；16：反射镜；17R：场透镜；17G：场透镜；17B：场透镜；18(18B、18R、18G)：液晶面板；19：十字分色棱镜；21：分色镜；22：中继透镜；23：反射镜；24：中继透镜；25：反射镜；30：中间像；31：第1光学系统；32：第2光学系统；33：光学元件；34：第1透镜；36：第1面；37：第2面；41：第1透射面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投射光学系统，其用于对配置于缩小侧共轭面的图像形成元件所形成的投射图像进行放大并将放大像投射到放大侧共轭面，该投射光学系统的特征在于，从缩小侧朝向放大侧按顺序具有第1光学系统和第2光学系统，所述第1光学系统具有光圈，所述第2光学系统从缩小侧朝向放大侧按顺序具有：光学元件，其具有凹形状的反射面；以及第1透镜，其具有负的屈光力，在所述第1光学系统与所述第2光学系统之间，形成有与所述缩小侧共轭面以及所述放大侧共轭面共轭的中间像，比所述第1光学系统靠缩小侧是远心的，在将所述第1透镜的最大半径设为LL，将所述反射面的最大半径设为MR，将从光轴到所述图像形成元件的最大像高的第1距离设为imy，将投射距离除以从所述光轴到所述放大像的最大像高的第2距离而得到的投射比设为TR，将所述图像形成元件的数值孔径设为NA时，满足以下的条件式(1)以及(2)：3.5≤(LL+MR)/imy
×
TR
×
(1/NA)≤6.0(1)TR≤0.2
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(2)。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光学系统在比所述光圈靠放大侧具有2片以上的非球面透镜。3.根据权利要求2所述的投射光学系统，其特征在于，所述非球面透镜在对焦时分别沿光轴方向移动。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，所述第1光学系统在比所述光圈靠放大侧具有接合透镜。5.根据权利要求1～3中的任意一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳泽博隆，峯藤延孝，平野整，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：