投射用光學(xué)系統(tǒng)以及投射型顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供在形成中間像的投射用光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了小型化、并且為廣角且良好地修正了各種像差的具有高投射性能的投射用光學(xué)系統(tǒng)以及具備該投射用光學(xué)系統(tǒng)的投射型顯示裝置。該投射用光學(xué)系統(tǒng)從縮小側(cè)起依次由使圖像顯示元件上的圖像成像為中間像的第一光學(xué)系統(tǒng)、利用反射面將光路彎折的第一光路彎折機(jī)構(gòu)、將中間像成像到放大側(cè)共軛面上的第二光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，第二光學(xué)系統(tǒng)從縮小側(cè)起依次由具有正光焦度的第一透鏡組、利用反射面將光路彎折的第二光路彎折機(jī)構(gòu)、具有正光焦度的第二透鏡組構(gòu)成，滿足下述條件式(1)和(2)：10.0＜TL1/|f|＜50.0...(1)，4.0＜TL21/|f|＜30.0...(2)。
【專利說(shuō)明】
投射用光學(xué)系統(tǒng)從及投射型顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及投射用光學(xué)系統(tǒng)W及投射型顯示裝置，尤其是設(shè)及適合在搭載有 液晶顯示元件、DMD化igital Micromirror Device:注冊(cè)商標(biāo))等光閥的投射型顯示裝置中 使用的投射用光學(xué)系統(tǒng)W及使用該投射用光學(xué)系統(tǒng)的投射型顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，搭載有液晶顯示元件、DMD(Digi1:al Micromirror Device:注冊(cè)商標(biāo)）等 光閥的投射型顯示裝置(也稱為投影儀)得W廣泛普及，并且趨于高性能化。尤其是伴隨著 光閥的分辨率有所提高，對(duì)于投射用光學(xué)系統(tǒng)的分辨性能也有著高度的迫切期望。
[0003] 另外，考慮到提高到屏幕為止的距離設(shè)定的自由度、室內(nèi)空間內(nèi)的設(shè)置性，欲將實(shí) 現(xiàn)了緊湊的結(jié)構(gòu)、更高性能且更廣角化的通用性高的投射用光學(xué)系統(tǒng)搭載于投射型顯示裝 置運(yùn)樣的迫切期望也日益增強(qiáng)。
[0004] 為了應(yīng)對(duì)運(yùn)樣的迫切期望，提出有利用由多片透鏡構(gòu)成的第一光學(xué)系統(tǒng)形成中間 像、并利用同樣由多片透鏡構(gòu)成的第二光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行再次成像的投射用光學(xué)系統(tǒng)。（參照專 利文獻(xiàn)1、2)
[0005] 僅由通常的未形成中間像的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成的投射用光學(xué)系統(tǒng)在要縮短焦距而實(shí) 現(xiàn)廣角化時(shí)，放大側(cè)的透鏡不可避免地變得過(guò)大，但在如上述那樣進(jìn)行中間成像的方式的 投射用光學(xué)系統(tǒng)中，能夠縮短第二光學(xué)系統(tǒng)的后焦距，并且能夠減小第二光學(xué)系統(tǒng)的放大 側(cè)的透鏡直徑，也適于縮短焦距而實(shí)現(xiàn)廣角化。
[0006] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第09/107553號(hào) [000引專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2006-330410號(hào)公報(bào)
[0009] 然而，專利文獻(xiàn)1中，第二光學(xué)系統(tǒng)為魚(yú)眼透鏡，在最終像面殘存有較大的歪曲像 差，因此不適合作為通常的投射用光學(xué)系統(tǒng)。另外，專利文獻(xiàn)2中，W中間像為界，在第一光 學(xué)系統(tǒng)、第二光學(xué)系統(tǒng)中獨(dú)立地進(jìn)行像差修正，因此無(wú)法達(dá)到近來(lái)要求的等級(jí)的廣角化。此 夕h專利文獻(xiàn)1、2都形成一次中間像，因此透鏡全長(zhǎng)不可避免地變大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010] 本實(shí)用新型是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種在形成中間像的投射 用光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了小型化、并且為廣角且良好地修正了各種像差的具有高投射性能的投 射用光學(xué)系統(tǒng)W及具備該投射用光學(xué)系統(tǒng)的投射型顯示裝置。
[00川解決方案
[0012]本實(shí)用新型的投射用光學(xué)系統(tǒng)將在縮小側(cè)共輛面上配置的圖像顯示元件所顯示 的圖像W放大像的形式投射到放大側(cè)共輛面上，其特征在于，該投射用光學(xué)系統(tǒng)從縮小側(cè) 起依次由第一光學(xué)系統(tǒng)、利用反射面將光路彎折的第一光路彎折機(jī)構(gòu)、W及第二光學(xué)系統(tǒng) 構(gòu)成，該第一光學(xué)系統(tǒng)由多個(gè)透鏡構(gòu)成，并使圖像顯示元件上的圖像成像為中間像，該第二 光學(xué)系統(tǒng)由多個(gè)透鏡構(gòu)成，并將中間像成像到放大側(cè)共輛面上，第二光學(xué)系統(tǒng)從縮小側(cè)起 依次由具有正光焦度的第一透鏡組、利用反射面將光路彎折的第二光路彎折機(jī)構(gòu)、W及具 有正光焦度的第二透鏡組構(gòu)成，該投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(1)W及(2):
[0013] 10.0<TLl/|f I <50.0. . .(1)
[0014] 4.0<TL21/|f| <30.0. . .(2)
[0015] 其中，
[0016] 化1:從第一光學(xué)系統(tǒng)的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離；
[0017] TL21:從第一透鏡組的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離； [001引f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0019] 在本實(shí)用新型的投射用光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下述條件式(1-1)和/或(2-1):
[0020] 15.0<TLl/|f| <40.0. . .(1-1)
[0021] 6.0<TL21/|f| <20.0. . .(2-1)。
[0022] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式（3) W及(4)。需要說(shuō)明的是，更優(yōu)選滿足下述條件式 (3-1)和/或（4-1)。
[0023] 8.0<D12/|f I <30.0. ..(3)
[0024] 10.0<D12/|f I <25.0. ..(3-1)
[00巧]5.0<D212/|f| <20.0. . .(4)
[0026] 6.0<D212/|f I <15.0. ..(4-1)
[0027] 其中，
[0028] D12:第一光學(xué)系統(tǒng)與第二光學(xué)系統(tǒng)的光軸上的間隔；
[00巧]D212:第一透鏡組與第二透鏡組的光軸上的間隔；
[0030] f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0031] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(5)。需要說(shuō)明的是，更優(yōu)選滿足下述條件式(5-1)。
[0032] 1.50<f2/|f I <2.80. ..(5)
[0033] 1.52<f2/|f I <2.20. ..(5-1)
[0034] 其中，
[00巧]f2:第二光學(xué)系統(tǒng)的焦距；
[0036] f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0037] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(6)。需要說(shuō)明的是，更優(yōu)選滿足下述條件式(6-1)。
[003引 8.20<1ιιιφ · β/Τ:<20.00... (6)
[0039] 8.30<hmp，巧Zf2<16.00... (6-1)
[0040] 其中，
[0041 ] limp:縮小側(cè)的有效像圓直徑；
[0042] f2:第二光學(xué)系統(tǒng)的焦距；
[0043] f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0044] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(7)。需要說(shuō)明的是，更優(yōu)選滿足下述條件式(7-1)。
[0045] 0.020<enP/TL2<0.160. . .(7)
[0046] 0.050<enP/TL2<0.145. . .(7-1)
[0047]其中，
[004引enP:從第二光學(xué)系統(tǒng)的最靠放大側(cè)的面到將放大側(cè)設(shè)為入射側(cè)時(shí)的入射光瞳位 置為止的光軸上的距離；
[0049] 化2:從第二光學(xué)系統(tǒng)的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離。
[0050] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(8)。需要說(shuō)明的是，更優(yōu)選滿足下述條件式(8-1)。
[0051] 0.125< 1ιηφ/ΤΙ..2 <0.240... ( 8)
[005^ 0.130<Im(f)/TL2<0.200... (8-1)
[0053] 其中，
[0054] 扣雌;縮小側(cè)的有效像圓直徑；
[0055] 化2:從第二光學(xué)系統(tǒng)的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離。
[0056] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(9)。需要說(shuō)明的是，更優(yōu)選滿足下述條件式(9-1)。
[0化7] 0.30<f22/f2K2.00. ..(9)
[005引 0.40<f22/f21<1.70. . .(9-1)
[0059] 其中，
[0060] f21:第一透鏡組的焦距；
[0061] f 22:第二透鏡組的焦距。
[0062] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(10)。需要說(shuō)明的是，更優(yōu)選滿足下述條件式(10-1)。
[0063] 4.0<Bf/|f I . . .(10)
[0064] 5.0<Bf/|f I <20.0. . .(10-1)
[00化]其中，
[0066] Bf:整個(gè)系統(tǒng)的后焦距(空氣換算距離）；
[0067] f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0068] 另外，優(yōu)選的是，最大視場(chǎng)角的主光線與第二光學(xué)系統(tǒng)的光軸在第一透鏡組與第 二透鏡組之間相交。
[0069] 另外，也可W構(gòu)成為，中間像的周邊部與光軸中屯、相比向第一光學(xué)系統(tǒng)側(cè)像面彎 曲。
[0070] 另外，優(yōu)選第一光路彎折機(jī)構(gòu)和/或第二光路彎折機(jī)構(gòu)為反射鏡。
[0071] 另外，優(yōu)選第一光路彎折機(jī)構(gòu)和/或第二光路彎折機(jī)構(gòu)配置在將光路彎折90度的 方向上。
[0072] 另外，優(yōu)選將圖像顯示元件所顯示的圖像W放大像的形式向反轉(zhuǎn)了 180度的方向 進(jìn)行投射。
[0073] 本實(shí)用新型的投射型顯示裝置的特征在于，具備:光源;供來(lái)自光源的光入射的光 閥；W及上述本實(shí)用新型的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其作為將由光閥調(diào)光后的光所產(chǎn)生的光學(xué)像 投射到屏幕上的投射用光學(xué)系統(tǒng)。
[0074] 需要說(shuō)明的是，上述"放大側(cè)"是指被投射側(cè)(屏幕側(cè)），在縮小投射的情況下，為了 便于說(shuō)明也將屏幕側(cè)稱為放大側(cè)。另一方面，上述"縮小側(cè)"是指圖像顯示元件側(cè)(光閥側(cè)）， 在縮小投射的情況下，為了便于說(shuō)明也將光閥側(cè)稱為縮小側(cè)。
[0075] 另外，上述"由~構(gòu)成"是指，除了作為構(gòu)成要素而列舉的構(gòu)件W外，也可W包含不 具有屈光力的透鏡、光闊、掩膜、玻璃罩、濾光片等透鏡w外的光學(xué)要素等。
[0076] 另外，上述"透鏡組"并非必須由多個(gè)透鏡構(gòu)成，也包含僅由一片透鏡構(gòu)成的情況。
[0077] 另外，關(guān)于"后焦距"，是考慮到放大側(cè)、縮小側(cè)分別相當(dāng)于通常的攝像透鏡的物 側(cè)、像側(cè)而將放大側(cè)、縮小側(cè)分別設(shè)為前側(cè)、后側(cè)時(shí)設(shè)定的。
[0078] 另外，上述'?ιηφ"能夠根據(jù)例如投射用光學(xué)系統(tǒng)的規(guī)格、搭載投射用光學(xué)系統(tǒng)的 裝置的規(guī)格而求出。
[0079] 另外，上述的透鏡的面形狀、光焦度的標(biāo)號(hào)在包含有非球面的情況下是在近軸區(qū) 域考慮的。
[0080] 實(shí)用新型效果
[0081] 本實(shí)用新型的投射用光學(xué)系統(tǒng)將在縮小側(cè)共輛面上配置的圖像顯示元件所顯示 的圖像W放大像的形式投射到放大側(cè)共輛面上，該投射用光學(xué)系統(tǒng)從縮小側(cè)起依次由第一 光學(xué)系統(tǒng)、利用反射面將光路彎折的第一光路彎折機(jī)構(gòu)、W及第二光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，該第一光 學(xué)系統(tǒng)由多個(gè)透鏡構(gòu)成，并使圖像顯示元件上的圖像成像為中間像，該第二光學(xué)系統(tǒng)由多 個(gè)透鏡構(gòu)成，并將中間像成像到放大側(cè)共輛面上，第二光學(xué)系統(tǒng)從縮小側(cè)起依次由具有正 光焦度的第一透鏡組、利用反射面將光路彎折的第二光路彎折機(jī)構(gòu)、W及具有正光焦度的 第二透鏡組構(gòu)成，該投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式（1)W及(2)，因此能夠提供實(shí)現(xiàn)了小 型化、并且為廣角且良好地修正了各種像差的具有高投射性能的投射用光學(xué)系統(tǒng)。
[0082] 10.0<TLl/|f I <50.0. . .(1)
[0083] 4.0<TL21/|f| <30.0. . .(2)
[0084] 另外，本實(shí)用新型的投射型顯示裝置由于具備本實(shí)用新型的投射用光學(xué)系統(tǒng)，因 此能夠使裝置小型化，并且能夠W廣角投射高畫(huà)質(zhì)的圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0085] 圖1是示出本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的投射用光學(xué)系統(tǒng)（與實(shí)施例1共用）的結(jié)構(gòu) 的剖視圖。
[0086] 圖2是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例2的投射用光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0087] 圖3是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例3的投射用光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0088] 圖4是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例4的投射用光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0089] 圖5是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例5的投射用光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0090] 圖6是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例6的投射用光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0091] 圖7是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例7的投射用光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0092] 圖8是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的投射用光學(xué)系統(tǒng)的各像差圖。
[0093] 圖9是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的投射用光學(xué)系統(tǒng)的各像差圖。
[0094] 圖10是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的投射用光學(xué)系統(tǒng)的各像差圖。
[00M]圖11是本實(shí)用新型的實(shí)施例4的投射用光學(xué)系統(tǒng)的各像差圖。
[0096] 圖12是本實(shí)用新型的實(shí)施例5的投射用光學(xué)系統(tǒng)的各像差圖。
[0097] 圖13是本實(shí)用新型的實(shí)施例6的投射用光學(xué)系統(tǒng)的各像差圖。
[0098] 圖14是本實(shí)用新型的實(shí)施例7的投射用光學(xué)系統(tǒng)的各像差圖。
[0099] 圖15是本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的投射型顯示裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0100] W下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出本實(shí)用新型的 一實(shí)施方式的投射用光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖1所示的結(jié)構(gòu)例與后述的實(shí)施例1的投射 用光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)共用。在圖1中，圖像顯示面Sim側(cè)為縮小側(cè)，第二光學(xué)系統(tǒng)G2的最終透鏡 L32側(cè)為放大側(cè)，圖示的孔徑光闊St并非一定表示大小、形狀，而表示在光軸Z上的位置。另 夕h圖1中還一并示出軸上光束waW及最大視場(chǎng)角的光束wb。
[0101] 該投射用光學(xué)系統(tǒng)例如能夠作為搭載于投射型顯示裝置并將光閥所顯示的圖像 信息向屏幕投射的投射用光學(xué)系統(tǒng)來(lái)使用。在圖1中，假定搭載于投射型顯示裝置的情形， 還一并圖示出假定了在顏色合成部或照明光分離部中使用的濾光片、棱鏡等的光學(xué)構(gòu)件 PP、W及位于光學(xué)構(gòu)件PP的縮小側(cè)的面上的光閥的圖像顯示面Sim。在投射型顯示裝置中， 在圖像顯示面Sim上被賦予了圖像信息的光束經(jīng)由光學(xué)構(gòu)件PP而入射至該投射用光學(xué)系 統(tǒng)，通過(guò)該投射用光學(xué)系統(tǒng)被投射到未圖示的屏幕上。
[0102] 如圖1所示，該投射用光學(xué)系統(tǒng)從縮小側(cè)起依次由第一光學(xué)系統(tǒng)G1、利用反射面將 光路彎折的第一光路彎折機(jī)構(gòu)R1、W及第二光學(xué)系統(tǒng)G2構(gòu)成，該第一光學(xué)系統(tǒng)G1由多個(gè)透 鏡構(gòu)成，并使圖像顯示元件上的圖像成像為中間像，該第二光學(xué)系統(tǒng)G2由多個(gè)透鏡構(gòu)成，并 將中間像成像到放大側(cè)共輛面上。
[0103] 第二光學(xué)系統(tǒng)G2從縮小側(cè)起依次由具有正光焦度的第一透鏡組G21、利用反射面 將光路彎折的第二光路彎折機(jī)構(gòu)R2、W及具有正光焦度的第二透鏡組G22構(gòu)成。
[0104] 僅由通常的未形成中間像的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成的投射用光學(xué)系統(tǒng)在要縮短焦距而實(shí) 現(xiàn)廣角化時(shí)，放大側(cè)的透鏡不可避免地變得過(guò)大，但在如本實(shí)施方式那樣進(jìn)行中間成像的 方式的投射用光學(xué)系統(tǒng)中，能夠縮短第二光學(xué)系統(tǒng)G2的后焦距，并且能夠減小第二光學(xué)系 統(tǒng)G2的放大側(cè)的透鏡直徑，適于縮短焦距而實(shí)現(xiàn)廣角化。
[0105] 另外，通過(guò)在投射用光學(xué)系統(tǒng)的中間位置處配置光路彎折機(jī)構(gòu)，與在投射用光學(xué) 系統(tǒng)的放大側(cè)配置光路彎折機(jī)構(gòu)的情況相比，能夠使光路彎折機(jī)構(gòu)小型化。另外，通過(guò)在投 射用光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)光路彎折機(jī)構(gòu)，投射用光學(xué)系統(tǒng)整體的小型化、投射方向的控制 變得容易。
[0106] 需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式的投射用光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為，縮小側(cè)為遠(yuǎn)屯、結(jié)構(gòu)。在此 "縮小側(cè)為遠(yuǎn)屯、結(jié)構(gòu)"是指，在從放大側(cè)朝向縮小側(cè)的方向上對(duì)光束進(jìn)行觀察時(shí)，在聚光于 作為縮小側(cè)共輛面的圖像顯示面Sim的任意點(diǎn)的光束剖面上，上側(cè)的最大光線與下側(cè)的最 大光線之間的角平分線與光軸Z接近于平行的狀態(tài)。但并不限于完全為遠(yuǎn)屯、結(jié)構(gòu)的情況，即 并不限于上述角平分線相對(duì)于光軸Z完全平行的情況，也包括存在少許誤差的情況。在此 "存在少許誤差的情況"是指，上述角平分線相對(duì)于光軸Z的斜率為-3°~+3°的范圍內(nèi)的情 況。
[0107] 另外，構(gòu)成為滿足下述條件式(1)W及(2)。
[0108] 條件式（1)規(guī)定了第一光學(xué)系統(tǒng)G1的透鏡長(zhǎng)與整個(gè)系統(tǒng)的焦距之比，通過(guò)滿足條 件式（1)，能夠良好地保持第一光學(xué)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)像(relay)倍率，在兼顧廣角化和各種像差的 修正的同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化。通過(guò)避免成為條件式（1)的上限W上，能夠抑制第一光學(xué)系統(tǒng)G1的 透鏡長(zhǎng)變得過(guò)大，從而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。通過(guò)避免成為條件式（1)的下限W下，能夠抑制第 一光學(xué)系統(tǒng)G1的轉(zhuǎn)像倍率變得過(guò)大，其結(jié)果是能夠防止第二光學(xué)系統(tǒng)G2的透鏡直徑的大型 化。另外，在第二光學(xué)系統(tǒng)G2中的歪曲像差、像面彎曲的修正也變得容易。此外，由于能夠抑 制從第一光學(xué)系統(tǒng)G1向第二光學(xué)系統(tǒng)G2的射出角在發(fā)散方向上變得過(guò)大，因此容易確保用 于光路彎折的空間。
[0109] 條件式(2)規(guī)定了第一透鏡組G21的透鏡長(zhǎng)與整個(gè)系統(tǒng)的焦距之比，通過(guò)滿足條件 式(2)，能夠在適當(dāng)?shù)乇３值谝还饴窂澱蹤C(jī)構(gòu)R1與第二光路彎折機(jī)構(gòu)R2的間隔的同時(shí)實(shí)現(xiàn) 小型化。通過(guò)避免成為條件式(2)的上限W上，能夠抑制第一透鏡組G21的透鏡長(zhǎng)變得過(guò)大， 因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。通過(guò)避免成為條件式(2)的下限W下，能夠抑制第一光路彎折機(jī)構(gòu)R1 與第二光路彎折機(jī)構(gòu)R2的間隔變得過(guò)窄，因此能夠消除干設(shè)的可能性。
[0110] 需要說(shuō)明的是，若滿足下述條件式(1-1)和/或(2-1)，則能夠獲得更好的特性。
[0111] 10.0<TLl/|f I <50.0. . .(1)
[0112] 15.0<TLl/|f| <40.0. . .(1-1)
[011引 4.0<TL21/|f| <30.0. . .(2)
[0114] 6.0<TL21/|f I <20.0. . .(2-1)
[0115] 其中，
[0116] 化1:從第一光學(xué)系統(tǒng)的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離；
[0117] TL21:從第一透鏡組的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離； [011引f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0119] 在本實(shí)施方式的投射用光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下述條件式(3) W及(4)。
[0120] 條件式(3)規(guī)定了第一光學(xué)系統(tǒng)G1與第二光學(xué)系統(tǒng)G2的間隔和整個(gè)系統(tǒng)的焦距之 比，通過(guò)避免成為條件式(3)的上限W上，能夠抑制第一光學(xué)系統(tǒng)G1與第二光學(xué)系統(tǒng)G2的間 隔變得過(guò)大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。通過(guò)避免成為條件式(3)的下限W下，能夠確保放入第 一光路彎折機(jī)構(gòu)R1的空間充裕，因此能夠避開(kāi)中間像的成像面附近地配置第一光路彎折機(jī) 構(gòu)R1，因此能夠降低在第一光路彎折機(jī)構(gòu)R1上的灰塵、傷痕等映在屏幕上的可能性。
[0121] 條件式（4)規(guī)定了第一透鏡組G21與第二透鏡組G22的間隔和整個(gè)系統(tǒng)的焦距之 比，通過(guò)避免成為條件式(4)的上限W上，能夠抑制第一透鏡組G21與第二透鏡組G22的間隔 變得過(guò)大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。通過(guò)避免成為條件式(4)的下限W下，能夠確保放入第二 光路彎折機(jī)構(gòu)R2的空間充裕。
[0122] 需要說(shuō)明的是，若滿足下述條件式(3-1)和/或(4-1)，則能夠獲得更好的特性。
[0123] 8.0<D12/|f I <30.0. ..(3)
[0124] 10.0<D12/|f I <25.0. ..(3-1)
[0125] 5.0<D212/|f I <20.0. ..(4)
[0126] 6.0<D212/|f I <15.0. ..(4-1)
[0127] 其中，
[0128] D12:第一光學(xué)系統(tǒng)與第二光學(xué)系統(tǒng)的光軸上的間隔；
[01巧]D212:第一透鏡組與第二透鏡組的光軸上的間隔；
[0130] f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0131] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(5)。條件式(5)規(guī)定了第二光學(xué)系統(tǒng)G2與整個(gè)系統(tǒng)的 焦距之比，運(yùn)相當(dāng)于形成中間像的第一光學(xué)系統(tǒng)G1的轉(zhuǎn)像倍率，通過(guò)滿足條件式(5)，能夠 適當(dāng)?shù)卦O(shè)定w轉(zhuǎn)像方式實(shí)現(xiàn)廣角化所需要的轉(zhuǎn)像倍率，由此能夠?qū)崿F(xiàn)廣角化，并且能夠適 當(dāng)?shù)匦拚驈V角化而成為問(wèn)題的各種像差。通過(guò)避免成為條件式巧）的上限W上，能夠抑制 轉(zhuǎn)像倍率變大而使中間像的尺寸變大的情況，因此能夠防止第二光學(xué)系統(tǒng)G2的透鏡直徑的 大型化。另外，能夠容易修正第二光學(xué)系統(tǒng)G2中的歪曲像差、像面彎曲。第二光學(xué)系統(tǒng)G2所 要求的FNo.是整個(gè)系統(tǒng)的FNo.X轉(zhuǎn)像倍率，通過(guò)避免成為條件式(5)的下限W下，能夠防止 第二光學(xué)系統(tǒng)G2所要求的F值(FNo.)變得過(guò)小，因此能夠容易進(jìn)行與廣角化和適度小的F值 的透鏡對(duì)應(yīng)的像差修正(尤其是球面像差、像散）。需要說(shuō)明的是，若滿足下述條件式(5-1)， 則能夠獲得更好的特性。
[0132] 1.50<f2/|f I <2.80. ..(5)
[0133] 1.52<f2/|f I <2.20. ..(5-1)
[0134] 其中，
[01巧]f2:第二光學(xué)系統(tǒng)的焦距；
[0136] f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0137] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(6)。條件式(6)規(guī)定了縮小側(cè)的有效像圓直徑、第二光 學(xué)系統(tǒng)G2的焦距、整個(gè)系統(tǒng)的焦距的關(guān)系，通過(guò)避免成為條件式(6)的上限W上，能夠防止 有效像圓直徑相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的焦距變得過(guò)大，并且能夠防止第二光學(xué)系統(tǒng)G2的屈光力相 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的焦距變得過(guò)弱，因此能夠?qū)崿F(xiàn)第二光學(xué)系統(tǒng)G2的透鏡直徑的小型化、W及 整個(gè)系統(tǒng)的小型化。通過(guò)避免成為條件式(6)的下限W下，能夠防止有效像圓直徑相對(duì)于整 個(gè)系統(tǒng)的焦距變得過(guò)小，并且能夠防止第二光學(xué)系統(tǒng)G2的屈光力相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的焦距變 得過(guò)強(qiáng)，因此第二光學(xué)系統(tǒng)G2所要求的像差修正(尤其是球面像差、像散)得W緩和，因此能 夠容易實(shí)現(xiàn)高性能。需要說(shuō)明的是，若滿足下述條件式(6-1)，則能夠獲得更好的特性。
[013引 8.20<扣1巧·巧樂(lè)<20.㈱...（反）
[0139] 8.30<Ιπιφ · β/#<16.00... (6-1)
[0140] 其中，
[0141] I ιηφ;縮小側(cè)的有效像圓直徑；
[0142] f2:第二光學(xué)系統(tǒng)的焦距；
[0143] f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0144] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(7)。條件式(7)規(guī)定了從第二光學(xué)系統(tǒng)G2的最靠放大 側(cè)的面到將放大側(cè)設(shè)為入射側(cè)時(shí)的入射光瞳位置為止的光軸上的距離與第二光學(xué)系統(tǒng)G2 的透鏡全長(zhǎng)之比，在未形成一次中間像的通常的光學(xué)系統(tǒng)中，需要確保較長(zhǎng)的后焦距，但在 本實(shí)施方式中，通過(guò)形成一次中間像，無(wú)需在第二光學(xué)系統(tǒng)G2中確保較長(zhǎng)的后焦距，因此與 未形成一次中間像的通常的光學(xué)系統(tǒng)相比，能夠使入射光瞳位置更靠近放大側(cè)，能夠減小 第二光學(xué)系統(tǒng)G2的最靠放大側(cè)的透鏡直徑并且實(shí)現(xiàn)廣角化，條件式(7)用于滿足運(yùn)種情況。 通過(guò)避免成為條件式(7)的上限W上，能夠使入射光瞳位置更加位于放大側(cè)，容易確保所希 望的視場(chǎng)角。通過(guò)避免成為條件式(7)的下限W下，能夠抑制第二光學(xué)系統(tǒng)G2的透鏡全長(zhǎng)過(guò) 大，并且能夠抑制第二光學(xué)系統(tǒng)G2的最靠放大側(cè)的透鏡直徑的大型化。需要說(shuō)明的是，若滿 足下述條件式(7-1)，則能夠獲得更好的特性。
[0145] 0.020<enP/TL2<0.160. . .(7)
[0146] 0.050<enP/TL2<0.145. . .(7-1)
[0147] 其中，
[0148] enP:從第二光學(xué)系統(tǒng)的最靠放大側(cè)的面到將放大側(cè)設(shè)為入射側(cè)時(shí)的入射光瞳位 置為止的光軸上的距離；
[0149] 化2:從第二光學(xué)系統(tǒng)的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離。
[0150] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(8)。條件式(8)規(guī)定了縮小側(cè)的有效像圓直徑與第二 光學(xué)系統(tǒng)G2的透鏡全長(zhǎng)之比，通過(guò)避免成為條件式(8)的上限W上，能夠抑制因過(guò)度的小型 化而引起的第二光學(xué)系統(tǒng)G2內(nèi)的單個(gè)透鏡的誤差靈敏度過(guò)高，能夠維持制造性。通過(guò)避免 成為條件式(8)的下限W下，能夠獲得所希望的有效像圓直徑的大小，并且能夠抑制第二光 學(xué)系統(tǒng)G2的透鏡全長(zhǎng)過(guò)大。需要說(shuō)明的是，若滿足下述條件式(8-1)，則能夠獲得更好的特 性。
[0151] 0.125 <iin(p/TL2<0.240... (8)
[015^ 0.130<InK()/TL2<0.20()... (8-.1)
[0153] 其中，
[0154] 比專嫌小側(cè)的有效像圓直徑；
[0155] 化2:從第二光學(xué)系統(tǒng)的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離。
[0156] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式(9)。條件式(9)規(guī)定了第二光學(xué)系統(tǒng)G2的第一透鏡組 G21與第二透鏡組G22的焦距之比，通過(guò)避免成為條件式(9)的上限W上，能夠抑制第一透鏡 組G21的屈光力相對(duì)于第二透鏡組G22過(guò)強(qiáng)，能夠防止用于向第一光學(xué)系統(tǒng)G1入射的入射角 增大，因此能夠容易進(jìn)行第一光學(xué)系統(tǒng)G1中的像差修正。通過(guò)避免成為條件式(9)的下限W 下，能夠抑制第二透鏡組G22的屈光力相對(duì)于第一透鏡組G21過(guò)強(qiáng)，因此容易進(jìn)行第二透鏡 組G22中的歪曲像差的修正。需要說(shuō)明的是，若滿足下述條件式(9-1)，則能夠獲得更好的特 性。
[0157] 0.30<f22/f2K2.00. ..(9)
[015引 0.40<f22/f21<1.70. . .(9-1)
[0159] 其中，
[0160] f 21:第一透鏡組的焦距；
[0161] f 22:第二透鏡組的焦距。
[0162] 另外，優(yōu)選滿足下述條件式（10)。條件式（10)規(guī)定了整個(gè)系統(tǒng)的后焦距，且設(shè)定了 在整個(gè)系統(tǒng)的縮小側(cè)配置顏色合成用的棱鏡等的空間所需的足夠的后焦距。通過(guò)避免成為 條件式（10)的下限W下，能夠抑制后焦距過(guò)短，因此容易進(jìn)行顏色合成棱鏡等的配置。需要 說(shuō)明的是，若滿足下述條件式（10-1)，則能夠獲得更好的特性。通過(guò)避免成為條件式(10-1) 的上限W上，能夠抑制后焦距過(guò)長(zhǎng)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
[0163] 4.0<Bf/|f I . . .(10)
[0164] 5.0<Bf/|f I <20.0. . .(10-1)
[01化]其中，
[0166] Bf:整個(gè)系統(tǒng)的后焦距(空氣換算距離）；
[0167] f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0168] 另外，優(yōu)選最大視場(chǎng)角的主光線與第二光學(xué)系統(tǒng)G2的光軸在第一透鏡組G21與第 二透鏡組G22之間相交。通過(guò)采用運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)，能夠使在第二光學(xué)系統(tǒng)G2上配置的第二光路 彎折機(jī)構(gòu)R2的尺寸小型化。
[0169] 另外，也可W構(gòu)成為，中間像的周邊部與光軸中屯、相比向第一光學(xué)系統(tǒng)側(cè)像面彎 曲。運(yùn)樣，第一光學(xué)系統(tǒng)G1與第二光學(xué)系統(tǒng)G2不是獨(dú)立地進(jìn)行像差修正，而進(jìn)行使歪曲像 差、像散等殘留在第一光學(xué)系統(tǒng)中并在第二光學(xué)系統(tǒng)G2中將它們抵消運(yùn)樣的像差修正，由 此即便是較少的透鏡片數(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)廣角化并且能夠改善各種像差。
[0170] 另外，優(yōu)選第一光路彎折機(jī)構(gòu)和/或第二光路彎折機(jī)構(gòu)為反射鏡。運(yùn)樣，通過(guò)使用 反射鏡，與棱鏡相比，不會(huì)導(dǎo)致因構(gòu)件的透射率引起的光量降低，也難W受到熱的影響，在 重量方面還能夠?qū)崿F(xiàn)輕型化。另外，由于運(yùn)樣的原因，在構(gòu)成為在各光路彎折機(jī)構(gòu)的部分處 進(jìn)行水平方向振動(dòng)、垂直方向振動(dòng)的情況下，在特性、制造性方面也是有利的。
[0171] 另外，優(yōu)選第一光路彎折機(jī)構(gòu)和/或第二光路彎折機(jī)構(gòu)配置在將光路彎折90度的 方向上。通過(guò)采用運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)，能夠高效地實(shí)現(xiàn)投射用光學(xué)系統(tǒng)整體的小型化。
[0172] 另外，優(yōu)選將圖像顯示元件所顯示的圖像W放大像的形式向反轉(zhuǎn)了 180度的方向 進(jìn)行投射。通過(guò)采用運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)，能夠使包括從屏幕到投射用光學(xué)系統(tǒng)在內(nèi)的系統(tǒng)整體的 尺寸小型化。
[0173] 接著，對(duì)本實(shí)用新型的投射用光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0174] 首先，對(duì)實(shí)施例1的投射用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖1示出表示實(shí)施例1的投射用光學(xué) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。需要說(shuō)明的是，在圖及與后述的實(shí)施例2~7對(duì)應(yīng)的圖2~7中，圖 像顯示面Sim側(cè)為縮小側(cè)，第二光學(xué)系統(tǒng)G2的最終透鏡L32(僅在實(shí)施例5中是最終透鏡L34) 側(cè)為放大側(cè)，圖示的孔徑光闊St并非一定表示大小、形狀，而表示在光軸Z上的位置。另外， 圖1~7中還一并示出軸上光束waW及最大視場(chǎng)角的光束wb。
[0175] 實(shí)施例1的投射用光學(xué)系統(tǒng)從縮小側(cè)起依次由第一光學(xué)系統(tǒng)G1、第一光路彎折機(jī) 構(gòu)R1、W及第二光學(xué)系統(tǒng)G2構(gòu)成，第一光學(xué)系統(tǒng)G1由透鏡L1~L10運(yùn)10片透鏡構(gòu)成，第二光 學(xué)系統(tǒng)G2由透鏡L21~L32運(yùn)12片透鏡構(gòu)成。另外，第二光學(xué)系統(tǒng)G2從縮小側(cè)起依次由第一 透鏡組G21、第二光路彎折機(jī)構(gòu)R2、W及第二透鏡組G22構(gòu)成，第一透鏡組G21由透鏡L21~ L26運(yùn)6片透鏡構(gòu)成，第二透鏡組G22由透鏡L27~L32運(yùn)6片透鏡構(gòu)成。
[0176] 表1示出實(shí)施例1的投射用光學(xué)系統(tǒng)的基本透鏡數(shù)據(jù)，表2示出與各種因素相關(guān)的 數(shù)據(jù)，表3示出與非球面系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)。W下關(guān)于表中的標(biāo)號(hào)的含義，W實(shí)施例1的投射用 光學(xué)系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明，但關(guān)于實(shí)施例2~7也基本相同。
[0177] 在表1的透鏡數(shù)據(jù)中，面編號(hào)一欄示出將最靠放大側(cè)的構(gòu)成要素的面設(shè)為第一個(gè) 隨著朝向縮小側(cè)而依次增加的面編號(hào)，曲率半徑一欄示出各面的曲率半徑，面間隔一欄示 出各面與其下一個(gè)面的光軸Z上的間隔。另外，nd-欄示出各光學(xué)要素的相對(duì)于d線（波長(zhǎng) 587.6皿)的折射率，vd-欄示出各光學(xué)要素的相對(duì)于d線(波長(zhǎng)587.6皿)的阿貝數(shù)。運(yùn)里，關(guān) 于曲率半徑的標(biāo)號(hào)，W面形狀向放大側(cè)凸出的情況作為正，W面形狀向縮小側(cè)凸出的情況 作為負(fù)?；就哥R數(shù)據(jù)中還一并示出孔徑光闊St、光學(xué)構(gòu)件PP。相對(duì)于孔徑光闊St的面的面 編號(hào)一欄中與面編號(hào)一起記載有(光闊)運(yùn)樣的語(yǔ)句。
[017引表2的與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)示出焦距f、后焦距Bf、F值FNo、全視場(chǎng)角2 ω的值。
[0179]需要說(shuō)明的是，基本透鏡數(shù)據(jù)W及與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)所示的數(shù)值是W整個(gè)系 統(tǒng)的焦距的絕對(duì)值為1的方式而進(jìn)行了規(guī)格化。另外，各表的數(shù)值是取整為規(guī)定位數(shù)的值。
[0180] 在表1的透鏡數(shù)據(jù)中，在非球面的面編號(hào)上標(biāo)注有*記號(hào)，作為非球面的曲率半徑 而示出近軸的曲率半徑的數(shù)值。表3的與非球面系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)示出非球面的面編號(hào)、W及 與運(yùn)些非球面相關(guān)的非球面系數(shù)。非球面系數(shù)是下述公式所表示的非球面式中的各系數(shù) KA、Am(m = 3 ~17)的值。
[0181] Zd = C · h2/{l+(l-KA · C2 · h2)i/2}+SAm ·護(hù)
[0182] 其中，
[0183] Zd:非球面深度(從高度為h的非球面上的點(diǎn)向非球面頂點(diǎn)相接的垂直于光軸的平 面引出的垂線的長(zhǎng)度）；
[0184] h:高度(距光軸的距離）；
[0185] C:近軸曲率半徑的倒數(shù)；
[0186] KA、Am:非球面系數(shù)(m = 3~17)。
[0187] 【表1】
[0188] 實(shí)施例1·透鏡數(shù)據(jù)
[0189]
[0190] ~第二光路彎折機(jī)構(gòu):從12面起向縮小側(cè)4.9115的I位置 ' '
[0191] 第一光路彎折機(jī)構(gòu):從22面起向縮小側(cè)10.0606的位置
[0192] 【表2】
[0193] 實(shí)施例1 .各種因素(d線）
[0194]
[0195] 【表3】
[0196] 實(shí)施例1·非球面系數(shù)
[0197] _
~圖8示出實(shí)施例1的投射用光學(xué)系統(tǒng)的各像差圖。需要說(shuō)明的是，從圖8中的左側(cè)起I 依次示出球面像差、像散、歪曲像差、倍率色差。在表示球面像差、像散、歪曲像差的各像差 圖中，示出Wd線(波長(zhǎng)587.6nm)為基準(zhǔn)波長(zhǎng)的像差。在球面像差圖中，分別W實(shí)線、長(zhǎng)虛線、 短虛線的實(shí)線示出關(guān)于d線(波長(zhǎng)587.6nm)、C線(波長(zhǎng)656.3nm)、F線(波長(zhǎng)486.1nm)的像差。 在像散圖中，分別W實(shí)線和短虛線示出徑向、切向的像差。在倍率色差圖中，分別W長(zhǎng)虛線、 短虛線示出關(guān)于C線（波長(zhǎng)656.化m)、F線（波長(zhǎng)486.1nm)的像差。球面像差圖的FNo.是指F 值，其他像差圖的ω是指半視場(chǎng)角。
[0200] 需要說(shuō)明的是，基本透鏡數(shù)據(jù)W及與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)所示的數(shù)值、各像差圖 全部是有限的投射距離下的數(shù)值、各像差圖，在實(shí)施例1中示出投射距離為121.950時(shí)的數(shù) 據(jù)。
[0201] 只要未特別說(shuō)明，則上述的實(shí)施例1的說(shuō)明所述的各數(shù)據(jù)的記號(hào)、含義、記載方法 在W下的實(shí)施例中也相同，因此W下省略重復(fù)說(shuō)明。
[0202] 接著，對(duì)實(shí)施例2的投射用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖2示出表示實(shí)施例2的投射用光學(xué) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。實(shí)施例2的投射用光學(xué)系統(tǒng)除了第一光學(xué)系統(tǒng)G1由透鏡L1~L9運(yùn)9片 透鏡構(gòu)成W外，是與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)。另外，表4示出實(shí)施例2的投射用光學(xué)系統(tǒng)的基本 透鏡數(shù)據(jù)，表5示出與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)，表6示出與非球面系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，圖9示出各 像差圖。在實(shí)施例2中，示出投射距離為121.933時(shí)的數(shù)據(jù)。
[0203] 【表4】
[0204] 實(shí)施例2 .透鏡數(shù)據(jù)
[02 化]_
[0206] ~第二光路彎折機(jī)構(gòu):從12面起向縮小側(cè)4.9674的位置
[0207] 第一光路彎折機(jī)構(gòu):從22面起向縮小側(cè)11.3838的位置 [020引【表5】
[0209] 實(shí)施例2 ·各種因素(d線）
[0210]
[0211] 【表6】
[0212] 實(shí)施例2·非球面系數(shù)
[0213]
[0214]
[0215] 接著，對(duì)實(shí)施例3的投射用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖3示出表示實(shí)施例3的投射用光學(xué) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。實(shí)施例3的投射用光學(xué)系統(tǒng)除了第一光學(xué)系統(tǒng)G1由透鏡L1~L9運(yùn)9片 透鏡構(gòu)成W外，是與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)。另外，表7示出實(shí)施例3的投射用光學(xué)系統(tǒng)的基本 透鏡數(shù)據(jù)，表8示出與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)，表9示出與非球面系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，圖10示出各 像差圖。在實(shí)施例3中，示出投射距離為121.682時(shí)的數(shù)據(jù)。
[0216] 【表7】
[0217] 實(shí)施例3.透鏡數(shù)據(jù) [021 引
[0219] ~~第二光路彎折機(jī)構(gòu):從12面起向縮小側(cè)3.9396的位置
[0220] 第一光路彎折機(jī)構(gòu):從22面起向縮小側(cè)10.7955的位置
[0221] 【表8】
[0222] 實(shí)施例3 ·各種因素 (d線）
[0223]
[0224] 【表9】
[02巧]實(shí)施例3 ·非球面系數(shù)
[0226]
[022引接著，對(duì)實(shí)施例4的投射用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖4示出表示實(shí)施例4的投射用光學(xué) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。實(shí)施例4的投射用光學(xué)系統(tǒng)是與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)。另外，表10示出 實(shí)施例4的投射用光學(xué)系統(tǒng)的基本透鏡數(shù)據(jù)，表11示出與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)，表12示出與 非球面系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，圖11示出各像差圖。在實(shí)施例4中，示出投射距離為121.811時(shí)的數(shù) 據(jù)。
[0229] 【表10】
[0230] 實(shí)施例4 .透鏡數(shù)據(jù)
[0231]
[0232] 第二光路彎折機(jī)構(gòu):從12面起向縮小側(cè)5.1903的位置
[0233 ] 第一光路彎折機(jī)構(gòu):從22面起向縮小側(cè)10.9631的位置
[0234] 【表11】
[0235] 實(shí)施例4·各種因素(d線）
[0236]
[0237] 【表12】
[0238] 實(shí)施例4 ·非球面系數(shù)
[0239]
[0240]_
胃[0241]接著，對(duì)實(shí)施例5的投射用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖5示出表示實(shí)施例5的投射用光學(xué) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。實(shí)施例5的投射用光學(xué)系統(tǒng)中，第一光學(xué)系統(tǒng)G1由透鏡L1~L8運(yùn)8片 透鏡構(gòu)成，第二光學(xué)系統(tǒng)G2的第一透鏡組G21由透鏡L21~L27運(yùn)7片透鏡構(gòu)成，第二透鏡組 G22由透鏡L28~L34運(yùn)7片透鏡構(gòu)成。另外，表13示出實(shí)施例5的投射用光學(xué)系統(tǒng)的基本透鏡 數(shù)據(jù)，表14示出與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)，表15示出與非球面系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，圖12示出各像 差圖。在實(shí)施例5中，示出投射距離為193.485時(shí)的數(shù)據(jù)。
[0242] 【表13】
[0243] 實(shí)施例5 .透鏡數(shù)據(jù)
[0244]
[0245] 第二光路彎折機(jī)構(gòu):從14面起向縮小側(cè)5.4792的位置
[0246] 第一光路彎折機(jī)構(gòu):從26面起向縮小側(cè)13.9124的位置
[0247] 【表14】
[0248] 實(shí)施例5 ·各種因素(d線）
[0249]
[ο巧0]【表15】
[0251] 實(shí)施例5 ·非球面系數(shù)
[0 巧 2]
[0254]接著，對(duì)實(shí)施例6的投射用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖6示出表示實(shí)施例6的投射用光學(xué) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。實(shí)施例6的投射用光學(xué)系統(tǒng)除了第一光學(xué)系統(tǒng)G1由透鏡L1~L9運(yùn)9片 透鏡構(gòu)成W外，是與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)。另外，表16示出實(shí)施例6的投射用光學(xué)系統(tǒng)的基本 透鏡數(shù)據(jù)，表17示出與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)，表18示出與非球面系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，圖13示出 各像差圖。在實(shí)施例6中，示出投射距離為193.30別寸的數(shù)據(jù)。
[0巧5]【表16】
[0256]實(shí)施例6 .透鏡數(shù)據(jù) 「0巧71
[0258] ~第二光路彎折機(jī)構(gòu):從12面起向縮小側(cè)5.2780的位置 ' '
[0259] 第一光路彎折機(jī)構(gòu):從22面起向縮小側(cè)10.8979的位置
[0260] 【表17】
[0261] 實(shí)施例6·各種因素(d線）
[0262] _
[0%3]【表18】
[0264] 實(shí)施例6 ·非球面系數(shù)
[0%5]_
[0267]接著，對(duì)實(shí)施例7的投射用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖7示出表示實(shí)施例7的投射用光學(xué) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。實(shí)施例7的投射用光學(xué)系統(tǒng)除了第一光學(xué)系統(tǒng)G1由透鏡L1~L8運(yùn)8片 透鏡構(gòu)成W外，是與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)。另外，表19示出實(shí)施例7的投射用光學(xué)系統(tǒng)的基本 透鏡數(shù)據(jù)，表20示出與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)，表21示出與非球面系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，圖14示出 各像差圖。在實(shí)施例7中，示出投射距離為193.142時(shí)的數(shù)據(jù)。
[0%引【表19】
[0269] 實(shí)施例7 .透鏡數(shù)據(jù)
[0270]
[0271 ] 第二光路彎折機(jī)構(gòu):從12面起向縮小側(cè)5.5874的位置
[0272] 第一光路彎折機(jī)構(gòu):從22面起向縮小側(cè)12.2873的位置
[0273] 【表20】
[0274] 實(shí)施例7 ·各種因素(d線）
[0275] _
腳6]【表21】
[0277] 實(shí)施例7 ·非球面系數(shù) [027引
[0280]表22示出實(shí)施例1~7的投射用光學(xué)系統(tǒng)的與條件式（1)~（10)對(duì)應(yīng)的值。需要說(shuō) 明的是，所有實(shí)施例均Wd線作為基準(zhǔn)波長(zhǎng)，下述的表22所示的值是在該基準(zhǔn)波長(zhǎng)下的值。
[0281] 【表22】
[0282]
[0283] 根據(jù)W上的數(shù)據(jù)可知，實(shí)施例1~7的投射用光學(xué)系統(tǒng)全部滿足條件式（1)~（10)， 是實(shí)現(xiàn)小型化、并且具有135° W上的廣角且良好地修正了各種像差的具有高投射性能的投 射用光學(xué)系統(tǒng)。
[0284] 接著，使用圖15對(duì)本實(shí)用新型所設(shè)及的投射型顯示裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖 15是本實(shí)用新型的一實(shí)施方式的投射型顯示裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0285] 圖15所示的投射型顯示裝置100具備本實(shí)用新型的實(shí)施方式的投射用光學(xué)系統(tǒng) 10、光源20、作為與各顏色光對(duì)應(yīng)的光閥的透射型顯示元件11a~11c、W及將來(lái)自光源20的 光束導(dǎo)入光閥的照明光學(xué)部30。照明光學(xué)部30具有用于顏色分解的二向色鏡12、13;用于顏 色合成的十字二向色棱鏡14;聚光透鏡16a~16c; W及全反射鏡18a~18c。需要說(shuō)明的是， 圖15中概要地圖示出投射用光學(xué)系統(tǒng)10。另外，在光源20與二向色鏡12之間配置有復(fù)眼等 (fly-eye)積分儀（integrator )，但圖15中省略了其圖示。
[0286] 來(lái)自光源20的白色光在照明光學(xué)部30中被二向色鏡12、13分解成Ξ種顏色光光束 (G光、B光、R光)之后，分別通過(guò)全反射鏡18a~18c而使光路偏置并經(jīng)由聚光透鏡16a~16c 入射至與各顏色光光束分別對(duì)應(yīng)的透射型顯示元件11a~11c并被調(diào)光，在通過(guò)十字二向色 棱鏡14進(jìn)行了顏色合成之后，入射至投射用光學(xué)系統(tǒng)10。投射用光學(xué)系統(tǒng)10將由透射型顯 示元件11a~11c調(diào)光后的光所產(chǎn)生的光學(xué)像投射到未圖示的屏幕上。
[0287] 作為透射型顯示元件11a~11c，能夠使用例如透射型液晶顯示元件等。需要說(shuō)明 的是，圖15中示出使用透射型顯示元件作為光閥的例子，但本實(shí)用新型的投射型顯示裝置 所具備的光閥并不局限于此，也可W使用反射型液晶顯示元件或DMD等其他的調(diào)光機(jī)構(gòu)。
[0288] 本實(shí)施方式的投射型顯示裝置100具備本實(shí)用新型的投射用光學(xué)系統(tǒng)10,因此能 夠使裝置小型化，并且能夠W廣角投射高畫(huà)質(zhì)的圖像。
[0289] W上，列舉實(shí)施方式W及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不局 限于上述實(shí)施方式W及實(shí)施例，能夠進(jìn)行各種變形。例如，各透鏡的曲率半徑、面間隔、折射 率、阿貝數(shù)、非球面系數(shù)的值并不局限于上述各實(shí)施例所示的值，能夠采用其他值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種投射用光學(xué)系統(tǒng)，其將在縮小側(cè)共輒面上配置的圖像顯示元件所顯示的圖像以 放大像的形式投射到放大側(cè)共輒面上， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)的特征在于， 從縮小側(cè)起依次由第一光學(xué)系統(tǒng)、利用反射面將光路彎折的第一光路彎折機(jī)構(gòu)、以及 第二光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，所述第一光學(xué)系統(tǒng)由多個(gè)透鏡構(gòu)成，并使所述圖像顯示元件上的圖像 成像為中間像，所述第二光學(xué)系統(tǒng)由多個(gè)透鏡構(gòu)成，并將所述中間像成像到所述放大側(cè)共 輒面上， 所述第二光學(xué)系統(tǒng)從縮小側(cè)起依次由具有正光焦度的第一透鏡組、利用反射面將光路 彎折的第二光路彎折機(jī)構(gòu)、以及具有正光焦度的第二透鏡組構(gòu)成， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(1)和(2): 10.0<TLl/|f | <50.0. . .(1) 4.0<TL21/|f | <30.0. . .(2) 其中， TL1:從所述第一光學(xué)系統(tǒng)的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離； TL21:從所述第一透鏡組的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離； f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(1-1)和/或(2-1): 15.0<TLl/|f| <40.0. . .(1-1) 6.0<TL21/|f| <20.0. ? .(2-1)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(3)和(4): 8.0<D12/|f | <30.0. . .(3) 5.0<D212/|f | <20.0. . .(4) 其中， D12:所述第一光學(xué)系統(tǒng)與所述第二光學(xué)系統(tǒng)的光軸上的間隔； D212:所述第一透鏡組與所述第二透鏡組的光軸上的間隔。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(3-1)和/或(4-1): 10.0<D12/|f| <25.0. . .(3-1) 6.0<D212/|f| <15.0. ? .(4-1)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(5): 1.50<f2/|f | <2.80. . .(5) 其中， f2:所述第二光學(xué)系統(tǒng)的焦距。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(5-1): 1.52<f2/|f| <2.20. ? .(5-1)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(6): 8.20<Im(|) ? f2/f <20.00... (6) 其中， I m tp:縮小側(cè)的有效像圓直徑； f2:所述第二光學(xué)系統(tǒng)的焦距。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(6-1): OOCImtp ? Q/fc 16.00... (6-i)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(7): 0.020<enP/TL2<0.160. . .(7) 其中， enP:從所述第二光學(xué)系統(tǒng)的最靠放大側(cè)的面到將放大側(cè)設(shè)為入射側(cè)時(shí)的入射光瞳位 置為止的光軸上的距離； TL2:從所述第二光學(xué)系統(tǒng)的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(7-1): 0.050<enP/TL2<0.145. . ,(7-1)〇11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(8): 0.125<lni(p/TL2<0.240... (8) 其中， Iracp;縮小側(cè)的有效像圓直徑； TL2:從所述第二光學(xué)系統(tǒng)的最靠縮小側(cè)的面到最靠放大側(cè)的面為止的光軸上的距離。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(8-1): (U30<Im(p/TL2<0.200... (8-1)。13. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(9): 0.30<f22/f21<2.00. . .(9) 其中， m:所述第一透鏡組的焦距； f22:所述第二透鏡組的焦距。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(9-1): 0.40<f22/f21<1.70. ? .(9-1)。15. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投射用光學(xué)系統(tǒng)滿足下述條件式(10): 4.0<Bf/|f | . . .(10) 其中， Bf:整個(gè)系統(tǒng)的后焦距。16. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 最大視場(chǎng)角的主光線與所述第二光學(xué)系統(tǒng)的光軸在所述第一透鏡組與所述第二透鏡 組之間相交。17. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述中間像的周邊部與光軸中心相比向所述第一光學(xué)系統(tǒng)側(cè)像面彎曲。18. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一光路彎折機(jī)構(gòu)和/或所述第二光路彎折機(jī)構(gòu)配置在將光路彎折90度的方向 上。19. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 將所述圖像顯示元件所顯示的圖像以所述放大像的形式向反轉(zhuǎn)了 180度的方向進(jìn)行投 射。20. -種投射型顯示裝置，其特征在于， 所述投射型顯示裝置具備： 光源； 供來(lái)自該光源的光入射的光閥；以及 權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的投射用光學(xué)系統(tǒng)，其作為將由該光閥調(diào)光后的光所產(chǎn) 生的光學(xué)像投射到屏幕上的投射用光學(xué)系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G02B13/22GK205485026SQ201620133306
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年2月22日
【發(fā)明人】天野賢
【申請(qǐng)人】富士膠片株式會(huì)社