光线ML是指从液晶面板18的某一点出射的发散光中离开主光线PL而行进的周 边部的光线。
[0042] 用图3说明上述构成的效果。图3中，光线MLll及光线ML12是通过中间像II的 点頂1的周边光线，光线ML21及光线ML22是通过中间像II的点頂2的周边光线。另外， 中间像II和单透镜42a的距离较短时的单透镜42a的光入射面的位置用ILl表示，中间像 II和单透镜42a的距离较长时的单透镜42a的光入射面的位置用IL2表示。单透镜42a的 光入射面在位置IL2配置时，光线MLll和光线ML22以相互重叠的状态入射单透镜42a。因 此，难以以可良好控制光线MLll和光线ML22双方的方式来设计单透镜42a。另一方面，单 透镜42a的光入射面在位置ILl配置时，光线MLll和光线ML22以相互不重叠的状态入射单 透镜42a。因此，容易以可良好控制光线MLll和光线ML22双方的方式来设计单透镜42a。 图3中，以中间像II在单透镜42a的光入射侧形成的情况为例说明了效果，但是，中间像II 在单透镜42a的光出射侧形成时也可以获得同样效果。这样，根据本发明，高的像高部中， 在单透镜42a的附近使中间像II成像，所以可以按各像高控制周边光线ML的光路。从而， 可以显著提高投影透镜40的成像性能。即，即使用较小的凹面镜41a放大投影通过与中间 像II中的高的像高部的光LI对应的周边部分的光线，也可以形成比较良好的画质。
[0043] 第2光学系统42的单透镜42a不限于非球面透镜，也可以采用自由曲面透镜。在 该情况下，可以容易地对高的像高部的光LI降低像差，更细地控制屏幕上的成像状态。另 外，单透镜42a可以是玻璃制，也可以是塑料制。采用玻璃时，即使是复杂非球面形状，温度 和/或外力导致的变形也小，可以实现稳定的投影性能。采用塑料时，可以实现具有拐点那 样的复杂面形状，可以更细地控制光线。
[0044] 构成第3光学系统43的透镜没有特别限制，可以采用球面透镜、非球面透镜等组 合而成的透镜，材料可以使用玻璃、塑料等，也可以组装入混合透镜。在第3光学系统43，可 以组装聚焦功能，也可以组装变焦功能。
[0045] 图4(A)及4(B)是对图2的中间像II说明成像位置的概念图。从物体面的某一 点出射的光线由于彗形像差，不会聚到一点。因而，在包括从物体面的某一点出射的光线中 的主光线PL的截面中，将从物体面的某一点出射的光线中第1最外周边光线MLl和主光线 PL的交点设为交点Cl，将第2最外周边光线ML2和主光线PL的交点设为交点C2时，将连 结交点Cl和交点C2的线段设为成像点或成像区间。但是，如第1实施方式的投影透镜40 那样的接近投影型的透镜中，一般发生非点像差，主光线PL的周围的成像特性并非一定一 致。因而，在主光线PL的周围中以适当的角度间隔设定多个截面CS，确定各截面CS中的交 点Cl和交点C2。然后，将包括各截面中的成像区间的全部的区间设为是从物体面的某一 点出射的光线的成像点或成像区间SG。即，准确地说，图2所示中间像II是具有与图4(B) 所示成像区间SG对应的厚度的层状区域（图2及图4(C)中虚线表示的区域AI)。
[0046] 〔实施例1〕
[0047] 以下，说明第1实施方式的投影透镜40的具体的实施例1。另外，实施例1的投影 透镜形成为与作为第1实施方式在图2所示的投影透镜40相同的构成。
[0048] 构成实施例1的投影透镜的透镜面的数据如以下的表1所示。另外，表1等的面 编号栏中，"OBJ"是指物体面即液晶面板18(18G、18R、18B)的像形成面，"IMG"是指屏幕面。 "A1"~"A5"是指非球面，"R"是指反射面。而且，材质栏中，"BSC7JTOYA"表示材料名，数 值表示折射率。包括表1的以下的表中，10的幂乘数（例如5. 26X 10 °6)用E表示（例如 5· 26E-06)。
[0049] 〔表 1〕
[0050]
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[0052] 实施例1的投影透镜所包括的5个非球面（Al~A5)的数据如以下的表2所示。
[0053] 〔表 2〕
[0054]
[0055] 3
'5·
[0056] 〔第2实施方式〕
[0057] 以下，详细说明第2实施方式的投影透镜。第2实施方式的投影透镜变更了第1实 施方式的投影透镜的一部分，未特别说明的部分与第1实施方式的投影透镜同样。第2实 施方式的投影透镜也组装到图1所示投影机2。
[0058] 如图5所示，第2实施方式的投影透镜40从放大侧按顺序具备第1光学系统41、 第2光学系统42、第3光学系统43。第1光学系统41包括1枚凹面镜41a。第2光学系 统42包括单透镜42a。第3光学系统43包括多个透镜Ll~L14。这里，在透镜LlO和透 镜Lll之间设置光圈S。第3光学系统43和第2光学系统42合起来具有正光焦度。从而， 在第3光学系统43和第1光学系统41之间形成中间像II。该中间像II与第2光学系统 42交叉。即，中间像II的一部分以进入第2光学系统42即单透镜42a的方式成像。
[0059] 在本实施方式时，提高了第2光学系统42的单透镜42a对于通过与高的像高部的 光LI对应的周边部分的光线的补正功能。即，为了控制单透镜42a的非球面的高次项，若优 化为使得在与尚的像尚部对应的周边部242b具备大的折射力，则可以使尚的像尚部的光 LI有选择地向光轴OA侧倾斜。从而，可以减小第1光学系统41。与图2的第1实施方式 比较，可知为图5的第2实施方式时，通过单透镜42a的高的像高部的光LI相对于光轴OA 形成小角度，高的像高部的光LI向第1光学系统41的凹面镜41a入射的位置朝上侧（光 轴OA侧）移动。
[0060] 〔实施例2〕
[0061] 以下，说明第2实施方式的投影透镜40的具体的实施例2。另外，实施例2的投影 透镜形成为与作为第2实施方式在图5所示的投影透镜40相同的构成。
[0062] 构成实施例2的投影透镜的透镜面的数据如以下的表3所示。
[0063] 〔表 3〕
[0064]
[0066] 实施例2的投影透镜所包括的5个非球面（Al~A5)的数据如以下的表4所示。
[0067] 〔表 4〕
[0070] 〔第3实施方式〕
[0071] 以下，详细说明第3实施方式的投影透镜。第3实施方式的投影透镜变更了第1实 施方式的投影透镜的一部分，未特别说明的部分与第1实施方式的投影透镜同样。第3实 施方式的投影透镜也组装到图1所示的投影机2。
[0072] 如图6所示，第3实施方式的投影透镜40从放大侧按顺序具备第1光学系统341、 第2光学系统42、第3光学系统43。第1光学系统341包括多个透镜L31~L37,作为整体， 具有正光焦度。第2光学系统42包括单透镜342a。第3光学系统43包括多个透镜Ll~ L9。第3光学系统43具有正光焦度，在第2光学系统42的单透镜342a的内部形成中间像 II。可以说中间像II以进入单透镜342a的方式成像。
[0073] 在本实施方式时，第1光学系统341是包括透镜L31~L37的折射系统。在第1 光学系统341如上述包括透镜系统而构成时，可使光LI的出射方向与液晶面板18的光出 射面一致，作为产品，投影光学系统的配置的自由度增大。
[0074] 〔实施例3〕
[0075] 以下，说明第3实施方式的投影透镜40的具体的实施例3。另外，实施例3的投影 透镜形成为与作为第3实施方式在图6所示的投影透镜40相同的构成。
[0076] 构成实施例3的投影透镜的透镜面的数据如以下的表5所示。
[0077] 〔表 5〕
[0078]
[0080] 实施例3的投影透镜所包括的10的非球面（Al~A10)的数据如以下的表6所示。
[0081] 〔表 6〕
[0084] 本发明不限于上述实施方式或实施例，在不脱离其主旨的范围能以各种形态实 施。
[0085] 例如，第2光学系统42可以包括多个透镜构成，或者可以取代第2光学系统42的 单透镜42a等而采用反射镜。
[0086] 另外，由投影透镜40放大投射的对象不限于由液晶面板也可以是由数字微镜器 件等的光调制元件形成的图像。
【主权项】
1. 一种投影透镜，其特征在于， 从放大侧按顺序具备第1光学系统、第2光学系统、第3光学系统，中间像的至少一部 分以进入上述第2光学系统的方式成像。2. 权利要求1所述的投影透镜，其特征在于， 上述第2光学系统具有至少一个透镜，上述中间像的至少一部分以进入上述透镜的方 式成像。3. 权利要求2所述的投影透镜，其特征在于， 设置在上述第2光学系统的上述透镜是非球面透镜。4. 权利要求1~3的任一项所述的投影透镜，其特征在于， 上述第1光学系统包括凹面镜，上述第3光学系统包括至少1枚透镜。5. 权利要求2及3的任一项所述的投影透镜，其特征在于， 上述第1光学系统包括1枚凹面镜，上述第2光学系统包括单透镜，上述第3光学系统 包括多个透镜而构成。6. 权利要求1~5的任一项所述的投影透镜，其特征在于， 使上述第2光学系统与上述第3光学系统合起来具有正光焦度。7. -种投影机，其特征在于，具备： 权利要求1~6的任一项所述的投影透镜；和 设置在上述投影透镜的光路前级的像形成光学部。
【专利摘要】本发明提供可抑制出射侧的光学系统的大型化并实现高画质的投影透镜及组装了它的投影机。投影透镜(40)从放大侧按顺序具备第1光学系统(41)、第2光学系统(42)、第3光学系统(43)，中间像(II)的至少一部分以进入第2光学系统(42)的方式成像。
【IPC分类】G03B21/14, G02B13/00, G02B13/18
【公开号】CN105093496
【申请号】CN201510235793
【发明人】守国荣时, 峰藤延孝
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年5月11日
【公告号】US20150323767