投射用光学系统以及投射型显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供在形成中间像的投射用光学系统中实现小型化并且为广角且良好地修正了各种像差的具有高投射性能的投射用光学系统及具备该投射用光学系统的投射型显示装置。该投射用光学系统从缩小侧起依次由使图像显示元件上的图像成像为中间像的第一光学系统和将中间像成像到放大侧共轭面上的第二光学系统构成，第二光学系统从缩小侧起依次由具有正光焦度的第一透镜组、利用反射面将光路弯折的第一光路弯折机构、具有正光焦度的第二透镜组、利用反射面将光路弯折的第二光路弯折机构、具有负光焦度的第三透镜组构成，满足下述条件式(1)和(2)：0.05＜|f23|/D223＜0.50(1)，5.0＜D212/|f|＜20.0(2)。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及投射用光学系统以及投射型显示装置，尤其是涉及适合在搭载有液晶显示元件、DMD(Digital Micromirror Device：注册商标)等光阀的投射型显示装置中使用的投射用光学系统以及使用该投射用光学系统的投射型显示装置。
技术介绍
近年来，搭载有液晶显示元件、DMD(Digital Micromirror Device：注册商标)等光阀的投射型显示装置(也称为投影仪)得以广泛普及，并且趋于高性能化。尤其是伴随着光阀的分辨率有所提高，对于投射用光学系统的分辨性能也有着高度的迫切期望。另外，考虑到提高到屏幕为止的距离设定的自由度、室内空间内的设置性，将实现了紧凑的结构、更高性能、更广角化的通用性高的投射用光学系统搭载于投射型显示装置这样的迫切期望也日益增强。为了应对这样的迫切期望，提出有利用由多片透镜构成的第一光学系统形成中间像、并利用同样由多片透镜构成的第二光学系统进行再次成像的投射用光学系统。(参照专利文献1、2)仅由通常的未形成中间像的光学系统构成的投射用光学系统在要缩短焦距而实现广角化时，放大侧的透镜不可避免地变得过大，但在如上述那样进行中间成像的方式的投射用光学系统中，能够缩短第二光学系统的后焦距，并且能够减小第二光学系统的放大侧的透镜直径，也适于缩短焦距而实现广角化。在先技术文献专利文献1：国际公开第09/107553号专利文献2：日本特开2006-330410号公报然而，专利文献1中，第二光学系统为鱼眼透镜，在最终像面残存有
较大的歪曲像差，因此不适合作为通常的投射用光学系统。另外，专利文献2中，以中间像为界，在第一光学系统、第二光学系统中独立地进行像差修正，因此无法达到近来要求的等级的广角化。此外，专利文献1、2都形成一次中间像，因此透镜全长不可避免地变大。
技术实现思路
本技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种在形成中间像的投射用光学系统中实现了小型化、并且为广角且良好地修正了各种像差的具有高投射性能的投射用光学系统以及具备该投射用光学系统的投射型显示装置。解决方案本技术的投射用光学系统将配置于缩小侧共轭面上的图像显示元件所显示的图像以放大像的形式投射到放大侧共轭面上，其特征在于，所述投射用光学系统从缩小侧起依次由第一光学系统和第二光学系统构成，该第一光学系统由多个透镜构成，并使图像显示元件上的图像成像为中间像，该第二光学系统由多个透镜构成，并将中间像成像到放大侧共轭面上，第二光学系统从缩小侧起依次由具有正光焦度的第一透镜组、利用反射面将光路弯折的第一光路弯折机构、具有正光焦度的第二透镜组、利用反射面将光路弯折的第二光路弯折机构、以及具有负光焦度的第三透镜组构成，并且满足下述条件式(1)和(2)：0.05＜|f23|/D223＜0.50…(1)5.0＜D212/|f|＜20.0…(2)其中，f：整个系统的焦距；f23：第三透镜组的焦距；D212：第一透镜组与第二透镜组的光轴上的间隔；D223：第二透镜组与第三透镜组的光轴上的间隔。在本技术的投射用光学系统中，优选满足下述条件式(1-1)和/或(2-1)：0.10＜|f23|/D223＜0.35…(1-1)5.0＜D212/|f|＜15.0…(2-1)。另外，优选满足下述条件式(3)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(3-1)。5.0＜f22/|f|＜20.0…(3)6.0＜f22/|f|＜15.0…(3-1)其中，f22：第二透镜组的焦距；f：整个系统的焦距。另外，优选满足下述条件式(4)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(4-1)。1.50＜f2/|f|＜2.80…(4)1.52＜f2/|f|＜2.20…(4-1)其中，f2：第二光学系统的焦距；f：整个系统的焦距。另外，优选满足下述条件式(5)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(5-1)。其中，缩小侧的有效像圆直径；f2：第二光学系统的焦距；f：整个系统的焦距。另外，优选满足下述条件式(6)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(6-1)。0.020＜enP/TL2＜0.160…(6)0.050＜enP/TL2＜0.145…(6-1)其中，enP：从第二光学系统的最靠放大侧的面到将放大侧设为入射侧时的入射光瞳位置为止的光轴上的距离；TL2：从第二光学系统的最靠缩小侧的面到最靠放大侧的面为止的光轴上的距离。另外，优选满足下述条件式(7)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(7-1)。其中，缩小侧的有效像圆直径；TL2：从第二光学系统的最靠缩小侧的面到最靠放大侧的面为止的光轴上的距离。另外，优选满足下述条件式(8)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(8-1)。4.0＜Bf/|f|…(8)5.0＜Bf/|f|＜20.0…(8-1)其中，Bf：整个系统的后焦距(空气换算距离)；f：整个系统的焦距。另外，优选第三透镜组仅由负透镜构成。另外，优选最大视场角的主光线与第二光学系统的光轴在第一透镜组与第二透镜组之间相交。另外，也可以构成为，中间像的周边部与光轴中心相比向第一光学系统侧像面弯曲。另外，优选第一光路弯折机构和/或第二光路弯折机构为反射镜。另外，优选第一光路弯折机构和/或第二光路弯折机构配置在将光路弯折90度的方向上。另外，优选将图像显示元件所显示的图像以放大像的形式向反转了180度的方向进行投射。本技术的投射型显示装置的特征在于，具备：光源；供来自光源的光入射的光阀；以及上述本技术的投射用光学系统，其作为将由光阀调光后的光所产生的光学像投射到屏幕上的投射用光学系统。需要说明的是，上述“放大侧”是指被投射侧(屏幕侧)，在缩小投射的情况下，为了便于说明也将屏幕侧称为放大侧。另一方面，上述“缩小侧”是指图像显示元件侧(光阀侧)，在缩小投射的情况下，为了便于说明也将光阀侧称为缩小侧。另外，上述“由～构成”是指，除了作为构成要素而列举的构件以外，也可以包含不具有屈光力的透镜、光阑、掩膜、玻璃罩、滤光片等透镜以外的光学要素等。另外，上述“透镜组”并非必须由多个透镜构成，也包含仅由一片透镜构成的情况。另外，关于“后焦距”，是考虑到放大侧、缩小侧分别相当于通常的摄像透镜的物侧、像侧而将放大侧、缩小侧分别设为前侧、后侧时设定的。另外，上述能够根据例如投射用光学系统的规格、供投射用光学系统搭载的装置的规格而求出。另外，上述的透镜的面形状、光焦度的标号在包含有非球面的情况下是在近轴区域考虑的。技术效果本技术的投射用光学系统将配置于缩小侧共轭面上的图像显示元件所显示的图像以放大像的形式投射到放大侧共轭面上，该投射用光学系统从缩小侧起依次由第一光学系统和第二光学系统构成，该第一光学系统由多个透镜构成，并使图像显示元件上的图像成像为中间像，该第二光学系统由多个透镜构成，并将中间像成像到放大侧共轭面上，第二光学系统从缩小侧起依次由具有正光焦度的第一透镜组、利用反射面将光路弯折的第一光路弯折机构、具有正光焦度的第二透镜组、利用反射面将光路弯折的第二光路弯折机构、以及具有负光焦度的第三透镜组构成，并且满足下述条件式(1)以及(2)，因此能够成为实现了小型化、并且为广角且良好地修正了各种像差的具有高投射性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投射用光学系统，其将配置于缩小侧共轭面上的图像显示元件所显示的图像以放大像的形式投射到放大侧共轭面上，所述投射用光学系统的特征在于，从缩小侧起依次由第一光学系统和第二光学系统构成，所述第一光学系统由多个透镜构成，并使所述图像显示元件上的图像成像为中间像，所述第二光学系统由多个透镜构成，并将所述中间像成像到所述放大侧共轭面上，所述第二光学系统从缩小侧起依次由具有正光焦度的第一透镜组、利用反射面将光路弯折的第一光路弯折机构、具有正光焦度的第二透镜组、利用反射面将光路弯折的第二光路弯折机构、以及具有负光焦度的第三透镜组构成，所述投射用光学系统满足下述条件式(1)和(2)：0.05＜|f23|/D223＜0.50...(1)5.0＜D212/|f|＜20.0...(2)其中，f：整个系统的焦距；f23：所述第三透镜组的焦距；D212：所述第一透镜组与所述第二透镜组的光轴上的间隔；D223：所述第二透镜组与所述第三透镜组的光轴上的间隔。

【技术特征摘要】
2015.02.25 JP 2015-0350831.一种投射用光学系统，其将配置于缩小侧共轭面上的图像显示元件所显示的图像以放大像的形式投射到放大侧共轭面上，所述投射用光学系统的特征在于，从缩小侧起依次由第一光学系统和第二光学系统构成，所述第一光学系统由多个透镜构成，并使所述图像显示元件上的图像成像为中间像，所述第二光学系统由多个透镜构成，并将所述中间像成像到所述放大侧共轭面上，所述第二光学系统从缩小侧起依次由具有正光焦度的第一透镜组、利用反射面将光路弯折的第一光路弯折机构、具有正光焦度的第二透镜组、利用反射面将光路弯折的第二光路弯折机构、以及具有负光焦度的第三透镜组构成，所述投射用光学系统满足下述条件式(1)和(2)：0.05＜|f23|/D223＜0.50...(1)5.0＜D212/|f|＜20.0...(2)其中，f：整个系统的焦距；f23：所述第三透镜组的焦距；D212：所述第一透镜组与所述第二透镜组的光轴上的间隔；D223：所述第二透镜组与所述第三透镜组的光轴上的间隔。2.根据权利要求1所述的投射用光学系统，其特征在于，所述投射用光学系统满足下述条件式(1-1)和/或(2-1)：0.10＜|f23|/D223＜0.35...(1-1)5.0＜D212/|f|＜15.0...(2-1)。3.根据权利要求1或2所述的投射用光学系统，其特征在于，所述投射用光学系统满足下述条件式(3)：5.0＜f22/|f|＜20.0...(3)其中，f22：所述第二透镜组的焦距。4.根据权利要求3所述的投射用光学系统，其特征在于，所述投射用光学系统满足下述条件式(3-1)：6.0＜f22/|f|＜15.0...(3-1)。5.根据权利要求1或2所述的投射用光学系统，其特征在于，所述投射用光学系统满足下述条件式(4)：1.50＜f2/|f|＜2.80...(4)其中，f2：所述第二光学系统的焦距。6.根据权利要求5所述的投射用光学系统，其特征在于，所述投射用光学系统满足下述条件式(4-1)：1.52＜f2/|f|＜2.20...(4-1)。7.根据权利要求1或2所述的投射用光学系统，其特征在于，所述投射用光学系统满足下述条件式(5)：其中，缩小侧的有效像圆直径；f2：所述第二光学系统的焦距。8.根据权利要求7所述的投射...

【专利技术属性】
技术研发人员：天野贤，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：新型
国别省市：日本;JP