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兼顾高精度的温度补偿和高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。本发明专利技术的一种具备多个透镜的成像光学系统，其具备：透镜对，包括邻近的2片透镜，2片透镜的彼此邻近的2个面的曲率半径相近且满足规定的条件式。

Imaging optical system, projection display device and camera device

【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
本公开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
作为适用于数码相机或投影仪等光学装置的成像光学系统，例如已知有下述专利文献1中记载的成像光学系统。专利文献1：日本特开2016-142883号公报若在成像光学系统中发生温度变动，则会发生焦点位置发生变动的所谓的温度漂移。成像光学系统的温度漂移的程度取决于透镜的材料及形状、以及透镜保持框的材料等，但尤其很大程度上取决于透镜。为了抑制该温度漂移，通常改变透镜材料或改变透镜形状来进行抑制温度漂移的设计。例如，在温度上升时焦点向延伸的方向发生变化的情况下，进行如下设计：在正透镜中使用透镜材料的折射率的温度系数为正的材料，在负透镜中使用透镜材料的折射率的温度系数为负的材料来进行校正以使温度上升时的焦点回缩。相反地，在温度上升时焦点向回缩的方向发生变化的情况下，进行如下设计：在正透镜中使用透镜材料的折射率的温度系数为负的材料，在负透镜中使用透镜材料的折射率的温度系数为正的材料来进行校正以使温度上升时的焦点延伸。为了精确地校正温度导致的焦点位置的变动，需要控制透镜形状，但若为了温度补偿而改变透镜形状，则会导致像差性能变差，从而难以兼顾温度补偿和光学性能。专利文献1中，记载了使用接合透镜进行温度特性的改善的内容。在该设计例中，实现了温度补偿，但若想要在不同的规格中应用，则因上述问题而难以兼顾温度补偿和光学性能。并且，在将成像光学系统组装到数码相机中时，因从数码相机的成像元件产生的热量的影响，在成像光学系统内的成像元件附近温度变得容易上升，在将成像光学系统组装到投影仪中时，来自光源的强光被成像光学系统内的光圈吸收，在成像光学系统内的光圈附近温度变得容易上升等，将成像光学系统组装到光学装置中使用时，有时在成像光学系统内产生温度分布。此时，会发生与成像光学系统整体的温度均匀地上升不同的焦点位置的变动。这种温度分布难以准确地预测，因此无法在设计段階准确地校正温度导致的焦点位置的变动。近年来，随着搭载于光学装置中的图像显示元件的高像素化，对成像光学系统也要求高分辨力化。因此，温度漂移的影响变得明显，要求高精度的温度补偿。
技术实现思路
本公开是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种兼顾高精度的温度补偿和高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。用于解决上述问题的具体方法包括以下方式。<1>一种成像光学系统，具备多个透镜，其具备：透镜对，包括邻近的2片透镜，2片透镜的彼此邻近的2个面的曲率半径相近，在将透镜对的2片透镜中的透镜材料的折射率的温度系数小的透镜设为透镜a、透镜材料的折射率的温度系数大的透镜设为透镜b、将透镜a的20～40℃下的折射率的温度系数设为(dNa/dT)×10-6、将透镜b的20～40℃下的折射率的温度系数设为(dNb/dT)×10-6、将透镜a的d线下的折射率设为Na、将透镜b的d线下的折射率设为Nb、将透镜a的d线下的色散系数设为va、将透镜b的d线下的色散系数设为vb时，满足以下表示的条件式(1)、(2)及(3)。2＜(dNb/dT-dNa/dT)/(Na-1)(1)|Nb-Na|×105＜100(2)|vb-va|＜0.8(3)<2>根据<1>所述的成像光学系统，其在将透镜对的有效直径内的光轴方向上的厚度的最小值设为D、将透镜对的放大侧的面及缩小侧的面的有效半径的最大值设为H时，满足以下表示的条件式(4)。0.05＜D/H(4)<3>根据<1>或<2>所述的成像光学系统，其具备变倍功能，在将广角端下的透镜对的放大侧的面及缩小侧的面的近轴光线高度的最大值设为hpw、将广角端下的整个系统的透镜面的近轴光线高度的最大值设为hmaxw时，满足以下表示的条件式(5)。0.3＜|hpw/hmaxw|(5)<4>根据<1>至<3>中任一项所述的成像光学系统，其具备变倍功能，在将长焦端下的透镜对的放大侧的面及缩小侧的面的近轴光线高度的最大值设为hpt、将长焦端下的整个系统的透镜面的近轴光线高度的最大值设为hmaxt时，满足以下表示的条件式(6)。0.3＜|hpt/hmaxt|(6)<5>根据<1>或<2>所述的成像光学系统，其为单焦点光学系统，在将透镜对的放大侧的面及缩小侧的面的近轴光线高度的最大值设为hp、将整个系统的透镜面的近轴光线高度的最大值设为hmax时，满足以下表示的条件式(7)。0.3＜|hp/hmax|(7)<6>根据<1>至<5>中任一项所述的成像光学系统，其具备2个透镜对。<7>根据<1>所述的成像光学系统，其满足以下表示的条件式(1-1)。4＜(dNb/dT-dNa/dT)/(Na-1)＜20(1-1)<8>根据<1>所述的成像光学系统，其满足以下表示的条件式(2-1)。0≤|Nb-Na|×105＜50(2-1)<9>根据<1>所述的成像光学系统，其满足以下表示的条件式(3-1)。0≤|vb-va|＜0.5(3-1)<10>根据<2>所述的成像光学系统，其满足以下表示的条件式(4-1)。0.1＜D/H＜5(4-1)<11>根据<3>所述的成像光学系统，其满足以下表示的条件式(5-1)。0.5＜|hpw/hmaxw|＜1(5-1)<12>根据<4>所述的成像光学系统，其满足以下表示的条件式(6-1)。0.5＜|hpt/hmaxt|＜1(6-1)<13>根据<5>所述的成像光学系统，其满足以下表示的条件式(7-1)。0.5＜|hp/hmax|＜1(7-1)<14>一种投射型显示装置，其具备：光阀，输出基于图像数据的光学像；及<1>至<13>中任一项所述的成像光学系统，成像光学系统将从光阀输出的光学像投射到屏幕上。<15>一种摄像装置，其具备<1>至<13>中任一项所述的成像光学系统。本说明书的“包括～”、“包括～的”表示，除了所举出的构成要件以外，还可以包括：实质上不具有屈光力的透镜；光圈、滤波器及盖玻璃等透镜以外的光学要件；以及透镜法兰、镜筒、成像元件及手抖校正机构等机构部分等。并且，在将最大像高设为10来标准化时，各条件式下的“近轴光线高度”通过从放大侧射入与光轴平行且高度1的光线来进行计算。各条件式中使用的值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成像光学系统，具备多个透镜，其特征在于，/n具备：透镜对，包括邻近的2片透镜，所述2片透镜的彼此邻近的2个面的曲率半径相近，/n在将所述透镜对的所述2片透镜中，透镜材料的折射率的温度系数小的透镜设为透镜a、透镜材料的折射率的温度系数大的透镜设为透镜b、/n将所述透镜a的20～40℃下的折射率的温度系数设为(dNa/dT)×10

【技术特征摘要】
20180925 JP 2018-179427;20190207 JP 2019-0210431.一种成像光学系统，具备多个透镜，其特征在于，
具备：透镜对，包括邻近的2片透镜，所述2片透镜的彼此邻近的2个面的曲率半径相近，
在将所述透镜对的所述2片透镜中，透镜材料的折射率的温度系数小的透镜设为透镜a、透镜材料的折射率的温度系数大的透镜设为透镜b、
将所述透镜a的20～40℃下的折射率的温度系数设为(dNa/dT)×10-6、
将所述透镜b的20～40℃下的折射率的温度系数设为(dNb/dT)×10-6、
将所述透镜a的d线下的折射率设为Na、
将所述透镜b的d线下的折射率设为Nb、
将所述透镜a的d线下的色散系数设为νa、
将所述透镜b的d线下的色散系数设为νb时，
满足以下表示的条件式(1)、(2)及(3)，
2＜(dNb/dT-dNa/dT)/(Na-1)(1)；
|Nb-Na|×105＜100(2)；
|νb-νa|＜0.8(3)。


2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，
在将所述透镜对的有效直径内的光轴方向上的厚度的最小值设为D、
将所述透镜对的放大侧的面及缩小侧的面的有效半径的最大值设为H时，
满足以下表示的条件式(4)，
0.05＜D/H(4)。


3.根据权利要求1或2所述的成像光学系统，其中，
所述成像光学系统具备变倍功能，
在将广角端下的所述透镜对的放大侧的面及缩小侧的面的近轴光线高度的最大值设为hpw、
将广角端下的整个系统的透镜面的近轴光线高度的最大值设为hmaxw时，
满足以下表示的条件式(5)，
0.3＜|hpw/hmaxw|(5)。


4.根据权利要求1或2所述的成像光学系统，其中，
所述成像光学系统具备变倍功能，
在将长焦端下的所述透镜对的放大侧的面及缩小侧的面的近轴光线高度的最大值设为hpt、
将长焦端下的整个系统的透镜面的近轴光线高度的最大值设为hmaxt时，
满足以下表示的条件式(6...

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