[发明专利]投射光学系统和投影仪装置

说明书

本申请涉及一种投射光学系统和投影仪装置。投射光学系统是从缩小侧的第一像面向放大侧的第二像面进行投射的光学系统。该投射光学系统具有：第一光学系统，其包括多个透镜，将由从缩小侧入射的光在该第一光学系统的内部成像的第一中间像在比该第一光学系统靠放大侧的位置处成像为第二中间像；第二光学系统，其包括第一反射面，该第一反射面位于比第二中间像靠放大侧的位置处，具有正的折射力；以及玻璃块，其配置于第一光学系统与第一反射面之间，从第一光学系统到达第二中间像的光线通过该玻璃块。

本申请是申请号为201580059225.7、申请日为2015年10月30日、发明创造名称为“投射光学系统和投影仪装置”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种投影仪装置的投射光学系统。

背景技术

日本专利公开公报2004-258620号(文献1)中记载了实现如下的投射光学系统和使用这样的投射光学系统的图像投射装置，该投射光学系统为了实现投射画面的大画面化并且缩小投射装置外的投影空间而采用包括反射面的成像光学系统，并且也能够校正色像差。因此，文献1中记载了以下内容：从灯泡侧起至灯泡的投影侧，将第一光学系统、第二光学系统按上述顺序配置，第一光学系统包括一个以上的折射光学系统，具有正的焦度，第二光学系统包括一个以上的具有焦度的反射面，具有正的焦度，使由灯泡形成的图像在第一光学系统和第二光学系统的光路上成像为中间像，将中间像进一步放大后投射到屏幕上。

发明内容

在展示用、学校教育用等各种用途中，迫切期望更为小型且能够支持广角化的要求的投射光学系统。

本发明的一个方式是从缩小侧的第一像面向放大侧的第二像面进行投射的投射光学系统。该投射光学系统具有：第一光学系统，其包括多个透镜，将第一中间像在比该第一光学系统靠放大侧的位置处成像为第二中间像，该第一中间像是由从缩小侧入射的光在该第一光学系统的内部成像得到的；第二光学系统，其包括第一反射面，该第一反射面位于比第二中间像靠放大侧的位置处，具有正的折射力；以及玻璃块，其配置于第一光学系统与第一反射面之间，从第一光学系统到达第二中间像的光线通过该玻璃块。

在想要将玻璃块插入到光路中来控制光路的情况下，在使用凸面镜的系统中，对于凸面镜而言的入射光和出射光通过玻璃块，因此入射光与出射光发生干扰。因此，很难插入玻璃块。在使用凹面镜的系统中，从透镜系统到达放大侧的凹面镜的光束散射，特别是，在想要以广角对像进行投影的系统中，从透镜系统到达凹面镜的光线宽度变大，很难以对其间的全部光线大致均等地产生作用的方式插入玻璃块。对此，本申请的发明人发现，通过采用在内部形成中间像的第一光学系统，能够将第一中间像置于缩小侧的第一像面同形成于第一光学系统与第一反射面之间的第二中间像之间，能够抑制从第一光学系统到达第一反射面的光线的散射。因而，在本发明的投射光学系统中，能够对从第一光学系统到达第一反射面的全部光线产生作用，还能够将玻璃块以不与从第一反射面输出的光发生干扰的方式插入。

当想要将视场角高的图像投影到第二像面时，第一反射面的大小(直径)变大，若想要抑制直径的增加则第一光学系统的焦度变大，从而难以进行各像差的校正。通过组合在内部形成中间像的第一光学系统，能够抑制从第一光学系统到达第一反射面的光束的散射。因此，能够使用小型的第一反射面对视场角高的图像进行投影。并且，通过在从第一光学系统到第一反射面的光路中配置作为折射率高的介质的玻璃块，能够降低光线高度，不增强第一光学系统特别是缩小侧的光学系统的焦度就能够抑制第一反射面变大，从而能够提供更为小型的投射光学系统。

第一光学系统也可以是在内部形成多个中间像的结构。典型地，第一光学系统包括第一折射光学系统和第二折射光学系统，该第一折射光学系统配置于缩小侧，用于形成第一中间像，该第二折射光学系统配置于放大侧，用于将第一中间像形成于第一反射面的缩小侧。典型地，具有正的折射力的第一反射面为凹面镜，将第二中间像向第二像面进行放大投影。第一反射面既可以是旋转对称的，也可以是非旋转对称的。