[发明专利]投影光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及适合组装于将图像显示元件的图像进行放大投影的投影机的投影光学系统。

背景技术

作为由于具有半视场角60度左右的广视场角而能够从近距离投影来得到大画面的投影机用的投影光学系统，提出了由多个透镜构成的折射光学系统的方案(参照专利文献1)。但是，在欲利用仅包括透镜的折射光学系统得到非常广的视场角的情况下，具有尤其是位于放大侧的透镜会非常大的缺点。另外，还考虑到当利用折射光学系统进行广视场角化时，尤其为了校正由位于放大侧的光焦度强的负弯月透镜产生的倍率色像差，而需要非常多的透镜个数。

作为消除折射光学系统的缺点的方法，提出了使用由多个透镜构成的折射光学系统和至少1个曲面反射镜的折射/反射混合光学系统的方案(例如参照专利文献2、3等)。在上述折射/反射型混合光学系统中，使用反射镜作为得到最终的广视场角的手段，因而，与仅使用上述的透镜的折射光学系统相比较，具有不易产生倍率色像差的特征。

但是，例如在专利文献2(日本特开2006-235516号)中，使用折射光学系统和凹面反射镜而具有非常广的视场角，但是曲面反射镜非常大，此外，全长也非常长。另外，在专利文献3(日本特开2007-079524号)中，例如第8实施例中视场角为60度左右，并且通过将凹面反射镜与凸面反射镜组合而使反射镜尺寸变小。然而，与上述的专利文献2同样，全长非常长。另外，F数(F-number)为3左右，较暗，作为使用透射型的液晶的光学系统，在明亮度这一点上也是无法令人满意的。此外，构成的2个反射镜是非球面，从精度、装配的观点出发难度也非常高。

如上所述，在折射/反射型混合光学系统中，虽能够得到超广视场角，但是存在难以缩短全长、并且反射镜的尺寸会变大这一缺点，例如无法面向如前投影机那样重视可移动性(便携性)的设备。

与此相对，已知有在正投影机用途中使用反射镜的光学系统(专利文献4、5等)。例如，在专利文献4(日本特开2008-250296号)中，通过将1或2个非球面透镜配置在非球面反射镜前来形成为紧凑的构成，但在F数为1.7左右的明亮的系统中，变倍的范围窄至1.2倍左右。相反地，在变倍范围为2倍左右的系统中，F数为1.85左右，较暗。另外，例如在专利文献5(日本特开2012-203139号)中，通过在折射光学系统的最靠反射镜侧配置正透镜而能够使反射镜小型化，进而，能够使光学系统整体小型化。然而，由于仅能应对到F数为1.8左右，因此，在明亮度这点上仍有不足之处。

另外，以往，针对固定的屏幕，接近用途的投影机多在天花板设置、壁面设置之类的设置时被以固定的方式使用。但是，近年来，要求渐高，不仅期望其能够应对将投影机纵置、以比较小的投影尺寸来向桌面投影的用途，还期望其能够应对使上述投影机在比较宽敞的房间等中移动而进行大画面投影的用途。在进行大画面投影的情况下，为了在比较明亮的场所也能够得到足够的对比度，而要求哪怕只有一点也希望再亮一些的光学系统。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2007-147970号公报

专利文献2：日本特开2006-235516号公报

专利文献3：日本特开2007-079524号公报

专利文献4：日本特开2008-250296号公报

专利文献5：日本特开2012-203139号公报

发明内容

本发明鉴于上述背景而提出，目的在于提供在针对接近型投影机的应用中，能够覆盖大的变倍范围并且还能够与高分辨率的图像显示元件相适应的投影光学系统。

为了达成上述目的，本发明的投影光学系统是从缩小侧起依次包括第1光学组和第2光学组的投影光学系统，所述第1光学组包括多个透镜，具有正的光焦度，所述第2光学组包括1个具有凹面非球面形状的反射面，所述投影光学系统的特征在于，第1光学组包括以最宽的空气间隔为界在缩小侧的第1-1透镜组和在放大侧的第1-2透镜组，所述第1-1透镜组具有正的光焦度，所述第1-2透镜组具有比第1-1透镜组的光焦度弱的正光焦度或负光焦度，第1-2透镜组具有放大侧固定透镜组和在伴随变倍的对焦时沿光轴方向移动的至少一个移动透镜组，所述放大侧固定透镜组配置在最靠放大侧，并且，在伴随变倍的对焦(变倍时的对焦)之际被固定，包括具有至少1个非球面的多个透镜。在此，关于透镜或者透镜组的光焦度的比较，相对地弱是指在比较光焦度的绝对值的情况下小。即，上述中意味着第1-2透镜组所具有的光焦度的绝对值比第1-1透镜组所具有的光焦度的绝对值小。