[實用新型]投射光學系統以及投射型圖像顯示裝置

有效

• 申請號: 201420577943.6
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN204215094U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 鹽川浩司
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18;G02B13/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本實用新型涉及適合組裝到對圖像顯示元件的圖像進行放大投影的投影儀上的投射光學系統以及安裝有該投射光學系統的投射型圖像顯示裝置。

背景技術

近年來，對小型投影儀的需求增加，對于組裝到該投影儀上的投射用透鏡，也期望能夠既維持明亮度等的性能又實現小型化。

作為透鏡片數較少的投射用透鏡，公開了例如從放大側依次配置具有負屈光力的第1透鏡組、具有正屈光力的第2透鏡組和具有正屈光力的第3透鏡組而構成的光學系統(參照專利文獻1)。這里，第1透鏡組從放大側依次由2片透鏡構成，即由負透鏡構成的第1透鏡和由雙面是非球面的負非球面透鏡構成的第2透鏡，第3透鏡組由4片透鏡構成，整體成為7片結構的光學系統。

另外，作為同樣的投射用透鏡，公開了由7片透鏡構成的在縮小側遠心的光學系統(參照專利文獻2)。這里，第1透鏡組由至少包含1片負透鏡的2片透鏡構成，第2透鏡組從放大側依次由使凸面朝向放大側的正第2組第1透鏡、使凹面朝向放大側的負第2組第2透鏡、使凸面朝向縮小側的正第2組第3透鏡、正第2組第4透鏡以及正第2組第5透鏡構成。

作為其它投射用透鏡，公開了從放大側依次配置負第1透鏡、正第2透鏡、負透鏡組以及正第3透鏡而構成的光學系統(參照專利文獻3)。這里，在第2以及第3透鏡間配置的透鏡組由正負一對透鏡構成，整體成為5片結構的光學系統。

但是，專利文獻1、2的投射用透鏡都是7片結構的光學系統，雖然容易確保性能，但很難說充分滿足了小型化的要求。

另外，專利文獻3的投射用透鏡是5片結構的光學系統，雖然可以說容易實現小型化，但F值為2.0左右，較暗，并包含像差，很難說具有高性能。

專利文獻1：日本特開2009-228106號公報

專利文獻2：日本特開2012-42697號公報

專利文獻3：美國專利第7679832號說明書

實用新型內容

本實用新型是鑒于上述背景而完成的，其目的是提供小型、明亮、較高性能的投射光學系統。

另外，本實用新型的目的是提供安裝有上述投射光學系統的投射型圖像顯示裝置。

為了實現上述目的，本實用新型的投射光學系統由從放大側依次配置的第1透鏡、第2透鏡、第3透鏡、第4透鏡、第5透鏡、第6透鏡構成，其特征在于，所述第1透鏡是具有負屈光度、縮小側的彎曲量的絕對值大于放大側的彎曲量的絕對值的雙面非球面的透鏡，所述第2透鏡是雙凸透鏡，所述第3透鏡是朝縮小側凸出的凹凸透鏡，所述第4透鏡是與縮小側相比在放大側具有更強的曲率并朝放大側凹陷的透鏡，所述第3透鏡和第4透鏡相互接合而形成接合透鏡，所述第5透鏡是雙凸透鏡，所述第6透鏡是具有正屈光度、放大側的彎曲量的絕對值大于縮小側的彎曲量的絕對值且至少縮小側的面為非球面的非球面透鏡。

根據上述投射光學系統，成為由第1～第6透鏡構成的6片結構，由此能夠獲得片數少、小型、廉價且明亮的投射鏡頭。從放大側向縮小側依次配置第1～第6透鏡。這里，將第1透鏡設為負屈光度，將剩余的第2～第6透鏡設為正屈光度，由此，實現負焦類型的光學系統。

另外，使第3透鏡成為朝縮小側凸出的凹凸透鏡，由此，將凹面側配置在放大側，能夠有效地校正球面像差。在本說明書中，放大側表示屏幕側，縮小側表示顯示元件側。

通過在縮小側配置第5透鏡和第6透鏡、使第5透鏡成為雙凸透鏡，能夠確保投射光學系統的遠心性。另外，因為能夠減輕第6透鏡的焦距調整的負擔，所以容易形成具有非球面的第6透鏡。另外，關于第6透鏡，可使縮小側的面成為非球面，由此能夠有效地校正像面彎曲和彗差。此外，還可以通過使放大側的面成為非球面，既分散校正面又增加校正面，能夠提高校正效果。

根據本實用新型的一方面，設放大側的投影距離無限大時的后焦距為BF，設整個系統的焦距為f，滿足條件式2.1≥BF/f≥1.3。在此情況下，既能夠維持性能又能夠確保后焦距充分長，能夠充分地確保配置光合成用棱鏡等的空間。

根據本實用新型的另一方面，所述第1透鏡以及第6透鏡由樹脂材料形成。在此情況下，可廉價地制造出提高了非球面自由度的高精度的第1以及第6透鏡。

根據本實用新型的另一方面，設所述第2透鏡的折射率為nd2，滿足條件式nd2≥1.6。

這樣，通過使第2透鏡的折射率成為1.6以上，可實現佩茲伐和小且前透鏡直徑緊湊的投射鏡頭。