投影光學(xué)系統(tǒng)以及投影型顯示裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種既實(shí)現(xiàn)小型化以及低成本化，又能以較短的投射距離在屏幕上顯示足夠大小的放大影像的投影光學(xué)系統(tǒng)。在將在縮小側(cè)共軛面上配置的圖像顯示元件D所顯示的圖像作為放大圖像投影在放大側(cè)共軛面上的投影光學(xué)系統(tǒng)中，從縮小側(cè)起依次具備：折射光學(xué)系統(tǒng)、和具有負(fù)光焦度的反射光學(xué)系統(tǒng)R，且滿(mǎn)足下述條件式(1)：L/D+2ωmin/ωmax≤1.01…(1)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】投影光學(xué)系統(tǒng)W及投影型顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種采用折射光學(xué)系統(tǒng)W及反射光學(xué)系統(tǒng)使在圖像顯示元件所 顯示的圖像在屏幕上成像的投影光學(xué)系統(tǒng)W及具備該投影光學(xué)系統(tǒng)的投影型顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為具備采用折射光學(xué)系統(tǒng)W及反射光學(xué)系統(tǒng)使在圖像顯示元件所顯示的圖像 在屏幕上成像的投影光學(xué)系統(tǒng)的投影型顯示裝置，公知有下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1?4所記載的裝 置。
[0003] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 ;日本特開(kāi)2007-323047號(hào)公報(bào)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 ;日本特開(kāi)2007-334052號(hào)公報(bào)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 ;專(zhuān)利第4731808號(hào)說(shuō)明書(shū)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 ;專(zhuān)利第4889289號(hào)說(shuō)明書(shū) 發(fā)明概要
[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 在上述該樣的投影光學(xué)系統(tǒng)W及具備該投影光學(xué)系統(tǒng)的投影型顯示裝置中，要求 裝置的進(jìn)一步小型化W及低成本化、在屏幕上顯示足夠大小的放大影像的同時(shí)，縮短投射 距離。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]
[0012] 本實(shí)用新型鑒于上述狀況而作出，其目的在于提供一種既實(shí)現(xiàn)裝置的小型化W及 低成本化，又能夠W較短的投射距離在屏幕上顯示足夠大小的放大影像的投影光學(xué)系統(tǒng)W 及具備該投影光學(xué)系統(tǒng)的投影型顯示裝置。
[0013] 用于解決課題的技術(shù)手段
[0014] 本實(shí)用新型的投影光學(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 圖像作為放大圖像投影在放大側(cè)共輛面上，其特征在于，
[0015] 從縮小側(cè)起依次具備；折射光學(xué)系統(tǒng)、和具有負(fù)光焦度的反射光學(xué)系統(tǒng)，
[0016] L/D+2 comin/COmax《1. Ol... (1)
[0017] 其中，L表示反射光學(xué)系統(tǒng)與放大側(cè)共輛面之間在光軸上的距離，D表示放大圖像 的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度，Wmin表示向放大側(cè)共輛面入射的主光線(xiàn)的最小入射角度，Wmax表示向放 大側(cè)共輛面入射的主光線(xiàn)的最大入射角度。
[0018] 本實(shí)用新型的投影光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選折射光學(xué)系統(tǒng)與反射光學(xué)系統(tǒng)具有公共的光 軸。
[0019] 另外，優(yōu)選折射光學(xué)系統(tǒng)與反射光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)。
[0020] 另外，優(yōu)選反射光學(xué)系統(tǒng)包括具有負(fù)光焦度的1片反射鏡。
[0021] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（2):
[0022] comin/co max《0. 60…似。
[0023] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（3):
[0024] 0. 095《L/D《0. 45…（3)。
[00巧]另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（4):
[0026] I COS 0 -2cos COS ￥ I《0. 6." (4)
[0027] 其中，0表示來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)從折射光學(xué)系統(tǒng)射出時(shí)與光軸之間所形成 的角度，4表示來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)向反射光學(xué)系統(tǒng)入射的點(diǎn)處的、反射光學(xué)系統(tǒng)的 法線(xiàn)與光軸之間所形成的角度，V表示來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)向反射光學(xué)系統(tǒng)入射的點(diǎn) 處的、主光線(xiàn)與反射光學(xué)系統(tǒng)的法線(xiàn)之間所形成的角度。
[0028] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式巧）：
[0029] 0. 5《狂L+ZD)/血《2. 1 …巧）
[0030] 其中，化表折射光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)，ZD表折射光學(xué)系統(tǒng)與反射光學(xué)系統(tǒng)之間在 光軸上的距離，血表示反射光學(xué)系統(tǒng)的反射面中的最大有效直徑。
[0031] 另外，在折射光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選在將包含具有球面形狀的面中的配置在最靠放大 側(cè)的面在內(nèi)的光學(xué)要素（單透鏡或者接合透鏡）設(shè)為L(zhǎng)p時(shí)，該Lp與反射光學(xué)系統(tǒng)之間至 少具有1片非球面透鏡。
[0032] 另外，優(yōu)選在折射光學(xué)系統(tǒng)中，在將Lp與反射光學(xué)系統(tǒng)之間配置的透鏡系統(tǒng)（不 含Lp)作為第1透鏡群、且將包含Lp且比Lp配置在更靠縮小側(cè)的透鏡系統(tǒng)作為第2透鏡 群時(shí)，第2透鏡群作為整體具有正折射力。
[0033] 另外，第1透鏡群既可W包括兩片透鏡，該兩片透鏡從放大側(cè)起依次是具有負(fù)折 射力的非球面透鏡和具有正折射力的非球面透鏡，也可W包括具有負(fù)折射力的1片非球面 透鏡。
[0034] 另外，優(yōu)選Lp的最靠放大側(cè)的面具有向放大側(cè)凸起的形狀。
[0035] 另外，優(yōu)選Lp的最靠縮小側(cè)的面具有向縮小側(cè)凹陷的形狀。
[0036] 另外，優(yōu)選Lp具有負(fù)折射力。
[0037] 另外，第2透鏡群，既可W包括第2a透鏡群和第化透鏡群，且該第2a透鏡群從放 大側(cè)起依次配置有Lp、凸面朝向放大側(cè)的正透鏡、凹面朝向放大側(cè)的負(fù)透鏡、凸面朝向縮小 側(cè)的正透鏡、和至少1片具有雙凸形狀的正透鏡，該第化透鏡群，比該第2a透鏡群配置在 更靠縮小側(cè)，且最靠放大側(cè)的光學(xué)要素（單透鏡或者接合透鏡）具有負(fù)折射力；也可W包括 第2a透鏡群和第化透鏡群，該第2a透鏡群從放大側(cè)起依次配置有Lp、凹面朝向放大側(cè)的 負(fù)透鏡、凸面朝向縮小側(cè)的正透鏡、至少1片具有雙凸形狀的正透鏡，該第化透鏡群，比該 第2a透鏡群配置在更靠縮小側(cè)，且最靠放大側(cè)的光學(xué)要素（單透鏡或者接合透鏡）具有負(fù) 折射力。
[0038] 另外，優(yōu)選第2a透鏡群整體具有正折射力。
[0039] 另外，優(yōu)選第化透鏡群整體具有正折射力。
[0040] 另外，優(yōu)選第化透鏡群至少具有1片非球面透鏡。
[0041] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（1-1):
[0042] L/D+2 Wmin/ Wmax《0. 97…（1-1)。
[0043] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（2-1):
[0044] comin/co max《0. 45…（2-1)。
[0045] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（3-1):
[0046] 0. 11《L/D《0. 35…（3-1)。
[0047] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（4-1):
[0048] I COS 0 -2cos COS ￥ I《0. 4." (4-1)
[0049] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式巧-1):
[0050] 1. 0《狂L+ZD) /血《1. 6." (5-1)。
[0051] 本實(shí)用新型的投影型顯示裝置，其特征在于，具備；光源；來(lái)自光源的光所入射的 光閥；和將通過(guò)光閥進(jìn)行光調(diào)制后的光所形成的光學(xué)圖像投影在屏幕上的投影光學(xué)系統(tǒng)、 即上述本實(shí)用新型的投影光學(xué)系統(tǒng)。
[0052] 另外，上述"包括"，除了作為結(jié)構(gòu)要素列舉的透鏡群W外，還意圖也可W包含實(shí)質(zhì) 上不具有光焦度的透鏡、光圈、防護(hù)罩、防護(hù)玻璃罩、濾波器等透鏡W外的光學(xué)要素、透鏡凸 緣、透鏡鏡筒、攝像元件、手抖補(bǔ)正機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)部分等。
[0053] 另外，上述透鏡的面形狀、折射力的符號(hào)，在包含非球面的情況下，設(shè)為近軸區(qū)域 中考慮的形狀和符號(hào)。
[0054] 另外，上述所謂"主光線(xiàn)"，是指在入射光瞳位置處與光軸相交的光線(xiàn)。
[00對(duì)發(fā)明效果
[0056] 本實(shí)用新型的投影光學(xué)系統(tǒng)，是將在縮小側(cè)共輛面上配置的圖像顯示元件所顯示 的圖像作為放大圖像投影在放大側(cè)共輛面上的投影光學(xué)系統(tǒng)，從縮小側(cè)起依次具備：折射 光學(xué)系統(tǒng)、和具有負(fù)光焦度的反射光學(xué)系統(tǒng)，并滿(mǎn)足下述條件式（1)，因此能夠既實(shí)現(xiàn)光學(xué) 系統(tǒng)的小型化W及低成本化，又W較短的投射距離在屏幕上顯示足夠大小的放大影像。
[0057] L/D+2 Wmin/Wmax《1. Ol... (1)
[0058] 本實(shí)用新型的投影型顯示裝置，由于具備本實(shí)用新型的投影光學(xué)系統(tǒng)，因此能夠 既實(shí)現(xiàn)裝置的小型化W及低成本化，又W較短的投射距離在屏幕上顯示足夠大小的放大影 像。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0059] 圖1是表示本實(shí)用新型的一實(shí)施方式涉及的投影光學(xué)系統(tǒng)（與實(shí)施例1相同）的 結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0060] 圖2是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例2的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0061] 圖3是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例3的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0062] 圖4是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例4的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0063] 圖5是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例5的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0064] 圖6是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例6的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0065] 圖7是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例7的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0066] 圖8是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例8的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0067] 圖9是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例9的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0068] 圖10是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例10的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0069] 圖11是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例11的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0070] 圖12是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例12的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0071] 圖13是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例13的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0072] 圖14是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例14的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0073] 圖15是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例15的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0074] 圖16是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例16的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。 [00巧]圖17是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例17的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0076] 圖18是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例1的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0077] 圖19是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例2的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0078] 圖20是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例3的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0079] 圖21是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例4的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0080] 圖22是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例5的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0081] 圖23是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例6的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0082] 圖24是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例7的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0083] 圖25是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例8的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0084] 圖26是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例9的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0085] 圖27是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例10的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0086] 圖28是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例11的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0087] 圖29是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例12的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0088] 圖30是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例13的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0089] 圖31是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例14的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0090] 圖32是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例15的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0091] 圖33是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例16的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0092] 圖34是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例17的投影光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)變性能的圖。
[0093] 圖35是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例1的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0094] 圖36是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例2的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0095] 圖37是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例3的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0096] 圖38是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例4的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0097] 圖39是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例5的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0098] 圖40是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例6的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0099] 圖41是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例7的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0100] 圖42是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例8的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0101] 圖43是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例9的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0102] 圖44是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例10的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0103] 圖45是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例11的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0104] 圖46是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例12的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0105] 圖47是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例13的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0106] 圖48是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例14的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0107] 圖49是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例15的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[010引圖50是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例16的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0109] 圖51是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例17的投影光學(xué)系統(tǒng)的光斑性能的圖。
[0110] 圖52是表示圖像顯示元件內(nèi)的評(píng)價(jià)點(diǎn)的圖。
[0111] 圖53是表示放大側(cè)共輛面上的放大圖像內(nèi)的評(píng)價(jià)點(diǎn)的圖。
[0112] 圖54是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及的投影型顯示裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0113] W下，針對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式參照附圖詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)用新 型的一實(shí)施方式涉及的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖1所示的結(jié)構(gòu)例，與后述的實(shí)施 例1的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同。圖1中，左側(cè)是縮小側(cè)，右側(cè)是放大側(cè)。
[0114] 如圖1所示，該投影光學(xué)系統(tǒng)，是將在縮小側(cè)共輛面上配置的圖像顯示元件D顯示 的圖像作為放大圖像投影在放大側(cè)共輛面上的投影光學(xué)系統(tǒng)，具備：沿著光軸Z從縮小側(cè) 按順序依次由透鏡Ll?L12組成的折射光學(xué)系統(tǒng)；和具備負(fù)的光焦度的反射光學(xué)系統(tǒng)R。
[0115] 另外，圖像顯示元件D配置于成為全位移（化11 shift) W上的位置，使得顯示面 整體不與光軸Z相交。
[0116] 在將該投影光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于投影型顯示裝置時(shí)，根據(jù)裝置的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選在圖像顯 示元件D與折射光學(xué)系統(tǒng)之間配置防護(hù)玻璃罩、棱鏡、紅外線(xiàn)阻斷濾波器、低通濾波器等各 種濾波器，因此，圖1中，示出了將假設(shè)了該些部件的平行平面板狀的光學(xué)部件PP配置在圖 像顯示元件D與折射光學(xué)系統(tǒng)之間的例子。
[0117] 上述投影光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為滿(mǎn)足下述條件式（1)。由此，能夠既實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型 化W及低成本化，又W較短的投射距離在屏幕上顯示足夠大小的放大影像。另外，如果滿(mǎn)足 下述條件式（1-1)，則能夠成為更加良好的特性。
[0118] L/D+2 Wmin/Wmax《1. Ol... (1)
[0119] L/D+2 CO min/ CO max《0. 97…（1-1)
[0120] 其中，假設(shè)L ;反射光學(xué)系統(tǒng)與放大側(cè)共輛面之間在光軸上的距離，D ;放大圖像的 對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度，Wmin ;向放大側(cè)共輛面入射的主光線(xiàn)的最小入射角度，《max;向放大側(cè)共輛 面入射的主光線(xiàn)的最大入射角度。
[0121] 在上述投影光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選折射光學(xué)系統(tǒng)與反射光學(xué)系統(tǒng)R之間具有公共的光 軸。另外，優(yōu)選折射光學(xué)系統(tǒng)與反射光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)。另外，優(yōu)選反射光學(xué)系 統(tǒng)由具有負(fù)光焦度的1片反射鏡組成。該樣，由于能夠簡(jiǎn)化投影光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造，因此有助 于低成本化。
[0122] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（2)。由此，能夠W較短的投射距離在屏幕上顯示足夠 大小的放大影像。另外，如果滿(mǎn)足下述條件式（2-1)，則能夠成為更加良好的特性。
[012引 comin/comax《0. 60...似
[0124] comin/ comax《0. 45". (2-1)
[0125] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（3)。通過(guò)使之不超過(guò)該條件式（3)的上限，能夠W較 短的投射距離在屏幕上顯示足夠大小的放大影像。另外，通過(guò)使之不低于條件式（3)的下 限，從而能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化W及低成本化。另外，如果滿(mǎn)足下述條件式（3-1)，則能 夠成為更加良好的特性。
[0126] 0. 095《L/D《0. 45…（3)
[0127] 0. 11《L/D《0. 35…（3-1)
[012引另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式（4)。該樣，便能夠既實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化W及低成 本化，又W較短的投射距離在屏幕上顯示足夠大小的放大影像。另外，如果滿(mǎn)足下述條件式 (4-1)，則能夠成為更加良好的特性。
[0129] I COS 0 -2cos COS ￥ I《0. 6." (4)
[0130] I COS 0 -2cos COS ￥ I《0. 4." (4-1)
[0131] 其中，假設(shè)0 :來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)從折射光學(xué)系統(tǒng)射出時(shí)與光軸之間所形 成的角度，4 :來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)向反射光學(xué)系統(tǒng)入射的點(diǎn)處的、反射光學(xué)系統(tǒng)的法 線(xiàn)與光軸之間所形成的角度，V ;來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)向反射光學(xué)系統(tǒng)入射的點(diǎn)處的、 主光線(xiàn)與反射光學(xué)系統(tǒng)的法線(xiàn)之間所形成的角度。
[0132] 另外，優(yōu)選滿(mǎn)足下述條件式巧）。該樣，能夠既實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化W及低成本 化，又W較短的投射距離在屏幕上顯示足夠大小的放大影像。另外，如果滿(mǎn)足下述條件式 巧-1)，則能夠成為更加良好的特性。
[013引 0. 5《狂L+ZD)/血《2. 1…巧）
[0134] 1. 0《狂L+ZD)/血《1. 6 …巧-1)
[01巧]其中，假設(shè)化：折射光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)，ZD ;折射光學(xué)系統(tǒng)與反射光學(xué)系統(tǒng)之間在光 軸上的距離，血：反射光學(xué)系統(tǒng)的反射面的最大有效直徑。
[0136] 另外，在折射光學(xué)系統(tǒng)中，在將包含具有球面形狀的面中的最靠放大側(cè)配置的面 在內(nèi)的光學(xué)要素（單透鏡或者接合透鏡）設(shè)為L(zhǎng)p時(shí)，優(yōu)選Lp與反射光學(xué)系統(tǒng)R之間至少 具有1片非球面透鏡。該樣，便能夠良好地修正反射光學(xué)系統(tǒng)R中產(chǎn)生的各種象差。另外， 本實(shí)施方式中，透鏡LlO相當(dāng)于Lp,在Lp與反射光學(xué)系統(tǒng)R之間具有2片非球面透鏡Lll、 112。
[0137] 另外，在折射光學(xué)系統(tǒng)中，在將Lp與反射光學(xué)系統(tǒng)R之間配置的透鏡系統(tǒng)（不含 Lp)作為第1透鏡群，將含有Lp且配置在比Lp靠近縮小側(cè)的透鏡系統(tǒng)作為第2透鏡群時(shí)， 優(yōu)選第2透鏡群整體具有正折射力。該樣，便能夠良好地修正反射光學(xué)系統(tǒng)R中產(chǎn)生的各 種象差。
[013引另外，第1透鏡群，既可W由2片透鏡組成，該2片透鏡從放大側(cè)起依次是具有負(fù) 折射力的非球面透鏡和具有正折射力的非球面透鏡，也可W由具有負(fù)折射力的1片非球面 透鏡組成，如果由正負(fù)2片非球面透鏡組成，則能夠進(jìn)一步良好地修正反射光學(xué)系統(tǒng)R中產(chǎn) 生的各種象差，如果由具有負(fù)折射力的1片非球面透鏡組成，則能夠簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)，且抑制 裝配和調(diào)整的難度。另外，在本實(shí)施方式中，假設(shè)第1透鏡群由從放大側(cè)起依次是具有負(fù)折 射力的非球面透鏡L12和具有正折射力的非球面透鏡Lll的2片組成。
[0139] 另外，優(yōu)選Lp的最靠放大側(cè)的面具有向放大側(cè)凸起的形狀。另外，優(yōu)選Lp的最靠 縮小側(cè)的面具有向縮小側(cè)凹陷的形狀。該樣，便能夠良好地修正反射光學(xué)系統(tǒng)R中產(chǎn)生的 各種象差。
[0140] 另外，優(yōu)選Lp具有負(fù)折射力。該樣，便能夠既W較短的投射距離在屏幕上顯示足 夠大小的放大影像，又良好地修正在反射光學(xué)系統(tǒng)R產(chǎn)生的各種象差。
[0141] 另外，第2透鏡群，既可W由下述的第2a透鏡群和第化透鏡群組成，其中該第2a 透鏡群從放大側(cè)起依次配置有Lp、凸面朝向放大側(cè)的正透鏡、凹面朝向放大側(cè)的負(fù)透鏡、凸 面朝向縮小側(cè)的正透鏡、至少具有1片雙凸形狀的正透鏡；該第2a透鏡群比該第2a透鏡群 更靠縮小側(cè)配置，且最靠放大側(cè)的光學(xué)要素（單透鏡或者接合透鏡）具有負(fù)折射力，第2透 鏡群也可W由下述的第2a透鏡群和第化透鏡群組成，其中該第2a透鏡群從放大側(cè)起依次 配置有Lp、凹面朝向放大側(cè)的負(fù)透鏡、凸面朝向縮小側(cè)的正透鏡、至少具有1片雙凸形狀的 正透鏡，該第化透鏡群與該第2a透鏡群相比更加靠近縮小側(cè)配置，且最靠放大側(cè)的光學(xué)要 素（單透鏡或者接合透鏡）具有負(fù)折射力。該樣，便能夠良好地修正由反射光學(xué)系統(tǒng)R產(chǎn) 生的各種象差。
[0142] 另外，優(yōu)選第2a透鏡群整體具有正折射力。另外，優(yōu)選第化透鏡群整體具有正折 射力。另外，優(yōu)選第化透鏡群至少具有1片非球面透鏡。該樣，便能夠良好地修正反射光 學(xué)系統(tǒng)R中產(chǎn)生的各種象差。
[0143] 另外，在圖1所示的例子中，示出了在圖像顯示元件D與折射光學(xué)系統(tǒng)之間配置了 光學(xué)部件PP的示例，但代替在圖像顯示元件D與折射光學(xué)系統(tǒng)之間配置低通濾波器或阻斷 特定波段的各種濾波器等，也可W在各透鏡之間配置該些各種濾波器，或者也可W對(duì)任一 透鏡的透鏡面實(shí)施具有與各種濾波器相同作用的涂覆，或者實(shí)施保護(hù)用的多層膜涂覆、用 于降低使用時(shí)的疊影光的防反射涂覆等。
[0144] 接著，針對(duì)本實(shí)用新型的投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0145] 首先，針對(duì)實(shí)施例1的投影光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖1示出表示實(shí)施例1的投影光 學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的剖面圖。另外，在圖1 W及與后述的實(shí)施例2?17對(duì)應(yīng)的圖2?17中，光 學(xué)部件PP也同時(shí)示出，左側(cè)為縮小側(cè)，右側(cè)為放大側(cè)。
[0146] 表1示出實(shí)施例1的投影光學(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，針對(duì)表中的標(biāo)號(hào)的意義，W實(shí)施例為例進(jìn) 行說(shuō)明，但關(guān)于實(shí)施例2?17也基本相同。
[0147] 在表1的透鏡數(shù)據(jù)中，在Si欄示出將最靠縮小側(cè)的結(jié)構(gòu)要素的面作為第1個(gè)隨著 朝向放大側(cè)而依次增加的第Ui = 1、2、3、…）個(gè)面的編號(hào)，在化欄表示第i個(gè)面的曲率 半徑，在Di欄表示第i個(gè)面和第i+1個(gè)面之間在光軸Z上的面間隔。另外，Ndj欄示出將 最靠縮小側(cè)的光學(xué)要素作為第1個(gè)隨著朝向放大側(cè)依次增加的第j個(gè)（j = 1、2、3、…）光 學(xué)要素的d線(xiàn)（波長(zhǎng)587. 6nm)對(duì)應(yīng)的折射率，Vdj欄同樣地示出該第j個(gè)光學(xué)要素的d線(xiàn) (波長(zhǎng)587. 6nm)對(duì)應(yīng)的阿貝數(shù)。
[0148] 在此，關(guān)于曲率半徑的符號(hào)，將面形狀為朝向縮小側(cè)凸起的情況設(shè)為正，將面形狀 為朝向放大側(cè)凸起的情況設(shè)為負(fù)。還包含光學(xué)部件PP在內(nèi)顯示在基本透鏡數(shù)據(jù)中。
[0149] 與表2的各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)示出了 F值FNo.、整體視場(chǎng)角2?的值。
[0150] 在基本透鏡數(shù)據(jù)、與各種因素相關(guān)的數(shù)據(jù)中，采用度作為角度的單位，采用mm作 為長(zhǎng)度的單位，即使光學(xué)系統(tǒng)成比例放大或者成比例縮小，也可W采用可使用的其他合適 的單位。
[0151] 在表1的透鏡數(shù)據(jù)中，對(duì)非球面的面編號(hào)附加*標(biāo)記，示出近軸的曲率半徑的數(shù)值 作為非球面的曲率半徑。在表3的與非球面系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)中，示出非球面的面編號(hào)Si、和 與該些非球面相關(guān)的非球面系數(shù)。非球面系數(shù)，是由W下的式（A)表示的非球面式中的各 系數(shù) KA、AmOn = 4、6、8、".20)的值。
[0巧引 Zd = C ? h2/{l+(l-KA ? c2 ? h2)i/2}+ E Am ? h-…（A)
[0153] 其中，Zd ;非球面深度（從高度h的非球面上的點(diǎn)起，向與非球面頂點(diǎn)相接的光軸 相垂直的平面落下的垂線(xiàn)的長(zhǎng)度）
[0154] h ;高度（與光軸之間的距離）
[0155] C ;近軸曲率半徑的倒數(shù)
[015引 KA、Am ;非球面系數(shù)（m = 3、4、5、".20)
[0巧7]【表1】
[015引實(shí)施例1 ?透鏡數(shù)據(jù)（n、V是d線(xiàn)）
[0159]
【權(quán)利要求】
1. 一種投影光學(xué)系統(tǒng)，將在縮小側(cè)共軛面上配置的圖像顯示元件所顯示的圖像作為放 大圖像投影在放大側(cè)共軛面上，其特征在于， 從縮小側(cè)起依次具備：折射光學(xué)系統(tǒng)、和具有負(fù)光焦度的反射光學(xué)系統(tǒng)， 且滿(mǎn)足下述條件式（1): L/D+2 comin/ comax < I. Ol…（1) 其中， L表示所述反射光學(xué)系統(tǒng)與所述放大側(cè)共軛面之間在光軸上的距離， D表示所述放大圖像的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度， ωmin表示向所述放大側(cè)共軛面入射的主光線(xiàn)的最小入射角度， ωmax表示向所述放大側(cè)共軛面入射的主光線(xiàn)的最大入射角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述折射光學(xué)系統(tǒng)與所述反射光學(xué)系統(tǒng)具有公共的光軸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述折射光學(xué)系統(tǒng)與所述反射光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述反射光學(xué)系統(tǒng)包括具有負(fù)光焦度的1片反射鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 滿(mǎn)足下述條件式（2): comin/comax < 0· 60... (2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 滿(mǎn)足下述條件式（3): 0· 095 彡 L/D 彡 0· 45…（3)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 滿(mǎn)足下述條件式（4): cos Θ -2cos Φ cos Ψ I ^ 0. 6··· (4) 其中， Θ表不來(lái)自趣面最外圍的主光線(xiàn)從所述折射光學(xué)系統(tǒng)射出時(shí)與光軸之間所形成的角 度， Φ表不來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)向所述反射光學(xué)系統(tǒng)入射的點(diǎn)處的、所述反射光學(xué)系 統(tǒng)的法線(xiàn)與光軸之間所形成的角度， Ψ表示來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)向所述反射光學(xué)系統(tǒng)入射的點(diǎn)處的、所述主光線(xiàn)與所 述反射光學(xué)系統(tǒng)的法線(xiàn)之間所形成的角度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 滿(mǎn)足下述條件式（5): 0· 5 彡（ZL+ZD)/Hm 彡 2. 1... (5) 其中， ZL表示所述折射光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)， ZD表示所述折射光學(xué)系統(tǒng)與所述反射光學(xué)系統(tǒng)之間在光軸上的距離， Hm表示所述反射光學(xué)系統(tǒng)的反射面中的最大有效直徑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 在所述折射光學(xué)系統(tǒng)中，在將包含具有球面形狀的面當(dāng)中的配置在最靠放大側(cè)的面在 內(nèi)的光學(xué)要素設(shè)為L(zhǎng)p時(shí)，該Lp與所述反射光學(xué)系統(tǒng)之間至少具有1片非球面透鏡。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 在所述折射光學(xué)系統(tǒng)中，在將所述Lp與所述反射光學(xué)系統(tǒng)之間配置的透鏡系統(tǒng)作為 第1透鏡群、且將包含所述Lp且比Lp配置在更靠縮小側(cè)的透鏡系統(tǒng)作為第2透鏡群時(shí)，所 述第2透鏡群作為整體具有正折射力。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第1透鏡群包括兩片透鏡，該兩片透鏡從放大側(cè)起依次是具有負(fù)折射力的非球面 透鏡和具有正折射力的非球面透鏡。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第1透鏡群包括具有負(fù)折射力的1片非球面透鏡。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述Lp的最靠放大側(cè)的面具有向放大側(cè)凸起的形狀。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述Lp的最靠縮小側(cè)的面具有向縮小側(cè)凹陷的形狀。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述Lp具有負(fù)折射力。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第2透鏡群包括第2a透鏡群和第2b透鏡群，該第2a透鏡群從放大側(cè)起依次配 置有所述Lp、凸面朝向放大側(cè)的正透鏡、凹面朝向放大側(cè)的負(fù)透鏡、凸面朝向縮小側(cè)的正透 鏡、和至少1片具有雙凸形狀的正透鏡，該第2b透鏡群比該第2a透鏡群配置在更靠縮小 偵L且最靠放大側(cè)的光學(xué)要素具有負(fù)折射力。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第2透鏡群包括第2a透鏡群和第2b透鏡群，該第2a透鏡群從放大側(cè)起依次配置 有所述Lp、凹面朝向放大側(cè)的負(fù)透鏡、凸面朝向縮小側(cè)的正透鏡、至少1片具有雙凸形狀的 正透鏡，該第2b透鏡群比該第2a透鏡群配置在更靠縮小側(cè)，且最靠放大側(cè)的光學(xué)要素具有 負(fù)折射力。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第2a透鏡群整體具有正折射力。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第2b透鏡群整體具有正折射力。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第2b透鏡群至少具有1片非球面透鏡。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 滿(mǎn)足下述條件式（1-1): L/D+2c〇min/c〇max < 0· 97…（1-1)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 滿(mǎn)足下述條件式（2-1): comin/comax < 0· 45..· (2-1)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 滿(mǎn)足下述條件式（3-1): 0· 11 彡 L/D 彡 0· 35…（3-1)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 滿(mǎn)足下述條件式（4-1): cos Θ -2cos Φ cos Ψ I ^ 0. 4··· (4-1) 其中， Θ表不來(lái)自趣面最外圍的主光線(xiàn)從所述折射光學(xué)系統(tǒng)射出時(shí)與光軸之間所形成的角 度， Φ表不來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)向所述反射光學(xué)系統(tǒng)入射的點(diǎn)處的、所述反射光學(xué)系 統(tǒng)的法線(xiàn)與光軸之間所形成的角度， Ψ表示來(lái)自畫(huà)面最外圍的主光線(xiàn)向所述反射光學(xué)系統(tǒng)入射的點(diǎn)處的、所述主光線(xiàn)與所 述反射光學(xué)系統(tǒng)的法線(xiàn)之間所形成的角度。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 滿(mǎn)足下述條件式（5-1): I. O 彡（ZL+ZD)/Hm 彡 1. 6... (5-1) 其中， ZL表示所述折射光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)， ZD表示所述折射光學(xué)系統(tǒng)與所述反射光學(xué)系統(tǒng)之間在光軸上的距離， Hm表示所述反射光學(xué)系統(tǒng)的反射面中的最大有效直徑。
26. -種投影型顯示裝置，其特征在于， 具備： 光源； 來(lái)自該光源的光所入射的光閥；和 將通過(guò)該光閥進(jìn)行光調(diào)制后的光所形成的光學(xué)圖像投影在屏幕上的投影光學(xué)系統(tǒng)、即 權(quán)利要求1?25中任一項(xiàng)所述的投影光學(xué)系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G02B17/08GK204129426SQ201420531655
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】馬場(chǎng)智之, 川名正直, 天野賢, 神谷毅 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社