CN115145013B - 附属光学***以及投影显示*** - Google Patents

附属光学***以及投影显示*** Download PDF

Info

Publication number
CN115145013B
CN115145013B CN202210315918.XA CN202210315918A CN115145013B CN 115145013 B CN115145013 B CN 115145013B CN 202210315918 A CN202210315918 A CN 202210315918A CN 115145013 B CN115145013 B CN 115145013B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical system
projection
optical axis
optical
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210315918.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115145013A (zh
Inventor
柳泽博隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN115145013A publication Critical patent/CN115145013A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115145013B publication Critical patent/CN115145013B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0816—Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which not all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry, e.g. at least one of the mirrors is warped, tilted or decentered with respect to the other elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/02—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
    • G02B15/10—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective by adding a part, e.g. close-up attachment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/10—Mirrors with curved faces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/28—Reflectors in projection beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

附属光学***以及投影显示***。能够使朝向屏幕的投射光到达投射显示装置的投射光学***的光轴的延长线上。附属光学***可装卸地安装在投影显示装置具备的投影光学***的放大侧，将从投影光学***射出的投影光投影到与投影光学***的放大侧成像面不同的成像面上。附属光学***具有光学元件，该光学元件具有配置在投影光学***的第1光轴的延长线上的第2光轴。光学元件具有：配置在第2光轴上的入射面；反射从入射面射出的光的第1反射面；反射由第1反射面反射的光的第2反射面；使由第2反射面反射的光透过的出射面。第1反射面和出射面在光通过第2光轴和第1光轴的轴上区域内连续。

Description

附属光学***以及投影显示***
技术领域
本发明涉及附属光学***以及投影显示***。
背景技术
专利文献1记载了可装卸地安装在投影仪的投影光学***上的附属光学***。该文献的附属光学***具有：由绕中心轴旋转对称的2个反射面和2个透射面构成的前组；以及绕中心轴旋转对称且具有正屈光力的后组。前组是由透明介质构成的一个光学元件。按照光线前进的顺序，前组由以下部分构成：从远方入射到前组的具有正屈光力的第1透射面；与第1透射面隔着中心轴而配置在后组侧的具有正屈光力的第1反射面；配置在与第1反射面相同侧，比第1反射面远离后组而配置的第2反射面；以及配置在最靠后组侧的具有负屈光力的第2透射面。
附属光学***使其中心轴与投影光学***的光轴一致地安装在投影仪上。在附属光学***安装于投影仪的状态下，第1透射面位于投影光学***的光轴的延长线上。第1反射面以及第2反射面位于投影光学***的光轴的一侧。第2透射面隔着投影光学***的光轴位于与第1反射面以及第2反射面相反的一侧，与投影光学***的光轴的延长线分离。因此，在该文献中，从投影仪射出并经由附属光学***朝向屏幕的投影光向不与投影仪的投影光学***的光轴的延长线重叠的方向射出。其结果，经由投影光学***和附属光学***投影的投影图像的放大像形成在绕投影光学***的光轴沿周向延伸的圆弧形状的成像面上。
专利文献1：日本特开2011-257630号公报
在将附属光学***安装于投影仪的投影光学***时，要求使经由附属光学***朝向屏幕的投影光到达投影仪的投影光学***的光轴的延长线上。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的附属光学***可装卸地安装在投影显示装置具有的投影光学***的放大侧，并将从所述投影光学***射出的投影光投影到与所述投影光学***的放大侧成像面不同的成像面上。附属光学***具备光学元件，所述光学元件具有配置在所述投影光学***的第1光轴的延长线上的第2光轴。所述光学元件具有：配置在所述第2光轴上的入射面；反射从所述入射面射出的光的第1反射面；反射由所述第1反射面反射的光的第2反射面；以及使由所述第2反射面反射的光透过的出射面。所述第1反射面和所述出射面在光通过所述第2光轴和所述第1光轴的轴上区域内连续。
另外，本发明的投影显示***具备：上述的附属光学***；以及具有投影光学***的投影显示装置。所述附属光学***可装卸地安装在所述投影光学***上。
附图说明
图1是示意性地示出可安装实施例1的附属光学***的投影仪的整体的光线图。
图2是投影仪的投影光学***的光线图。
图3是示意性地示出实施例1的投影仪***的整体的光线图。
图4是投影仪的投影光学***和实施例1的附属光学***的光线图。
图5是实施例1的附属光学***的结构图。
图6是示出实施例1的投影仪***的放大侧的MTF的图。
图7是示意性地示出实施例2的投影仪***的整体的光线图。
图8是投影仪的投影光学***和实施例2的附属光学***的光线图。
图9是实施例2的附属光学***的结构图。
图10是示出实施例2的投影仪***的放大侧的MTF的图。
标号说明
1投影仪；2光调制元件；3投影光学***；4框体；5棱镜；10A、10B附属光学***；11前组；12后组；20中间像；21光学元件；22第1部件；23第2部件；26第1外侧面部分；27第2外侧面部分；31正透镜；32正透镜；33负透镜；34接合透镜；40轴上光束通过区域；41入射面；42第1反射面；43第2反射面；44出射面；100A、100B投影仪***；431第1反射部；432第2反射部；B1第1投影光；B2第2投影光；F0～F10光束；L1～L11透镜；N第1光轴；M第2光轴；S1、S2屏幕。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明作为本发明的投影显示***的实施方式的投影仪***。
(实施例1)
图1是示意性地示出可安装附属光学***10A的投影仪1的整体的光线图。图2是投影仪1的投影光学***3的光线图。图3是示意性地示出投影仪***100A的整体的光线图。图4是投影仪1的投影光学***3以及附属光学***10A的光线图。
图5是附属光学***10A的结构图。在图1～5中，通过光束F0～F10示意性地示出从投影仪1以及投影仪***100A射出的光束。光束F0是从投影仪1以及投影仪***100A射出并在投影光学***3的第1光轴N上通过的光束。光束F10是到达像高最高的位置的光束。光束F1～F9是分别到达光束F0和光束F10的中间位置的光束。
本例的投影仪***100A具备：作为投影显示装置的投影仪1；和以可装卸的方式安装于投影仪1具备的投影光学***3的放大侧的附属光学***10A。以下，首先说明投影仪1，接着说明附属光学***10A。
如图1所示，投影仪1具备调制来自光源的光而形成投影图像的光调制元件2；放大并投射由光调制元件2形成的投影图像的投影光学***3；以及支承投影光学***3的框体4。光调制元件2收容在框体4的内部。
如图2所示，投影光学***3是具有多个透镜的折射光学***。光调制元件2是液晶面板。光调制元件2配置在投影光学***3的缩小侧成像面上。缩小侧成像面与投影光学***3的第1光轴N垂直。光调制元件2相对于第1光轴N在下方形成投影图像。如图1所示，从投影光学***3射出的第1投影光B1相对于第1光轴N向左右方向及上侧扩散。如图1所示，在以单体的形式使用投影仪1的情况下，在投影光学***3的放大侧成像面配置屏幕S1。放大侧成像面与投影光学***3的第1光轴N垂直。
接着，如图3所示，附属光学***10A安装在投影仪1的投影光学***3的前端部分。在本例中，为了在将附属光学***10A安装于投影仪1的前后使投影光扩散的方向一致，在使投影仪1的上下反转后，将附属光学***10A安装于投影光学***3。因此，在安装附属光学***10A的时刻，如图4所示，投影仪1的光调制元件2相对于投影光学***3的第1光轴N在上侧形成投影图像。投影仪1的第1投影光B1相对于第1光轴N向左右方向以及下侧扩散。
附属光学***10A具有前组11和后组12(透镜组)。在本例中，前组11由1个光学元件21构成。后组12由1个正透镜31(第1透镜)构成。正透镜31相对于光学元件21配置在投影光学***3侧，具有正屈光力。后组12位于前组11和投影光学***3之间。附属光学***10A的第2光轴M位于投影光学***3的第1光轴N的延长线上。第2光轴M是光学元件21的光轴，且是正透镜31的光轴。
投影仪***100A的成像面即投影光学***3和附属光学***10A的成像面具有球体被分割而成的球体部分的内侧面的形状。在本例中，附属光学***10A的成像面是将球体四等分后的球体部分的内侧面的形状。投影仪***100A的成像面的形状与投影光学***3的放大侧成像面的形状不同。换言之，由投影光学***3和附属光学***10A构成的投影仪***100A的光学***能够将投影图像投影到与投影光学***3不同的成像面上。在使用投影仪***100A的情况下，在投影光学***3和附属光学***10A的成像面上配置将球体四等分后的球体部分的内侧面的形状的屏幕S2。从附属光学***10A射出的第2投影光B2相对于第2光轴M向左右方向及上侧扩散。
在以下的说明中，为了方便起见，将相互正交的3轴设为X轴、Y轴以及Z轴。另外，将沿着投影光学***3的第1光轴N以及附属光学***10A的第2光轴M的光轴方向设为Z方向。将作为投影光学***3和附属光学***10A的成像面的屏幕S2的宽度方向设为X轴方向，将屏幕S2的上下方向设为Y方向。进而，在Z方向上，设投影光学***3所处的一侧为Z1方向，设附属光学***10A所处的一侧为Z2方向。另外，设下侧及下方为Y1方向，设上侧及上方为Y2方向。。
(投影光学***和附连光学***的细节)
如图4所示，投影光学***3从缩小侧朝向放大侧依次具备透镜L1至透镜L14。在投影光学***3的缩小侧成像面配置有光调制元件2。光调制元件2在投影光学***3的第1光轴N的Y2方向上形成投影图像。在光调制元件2与投影光学***3之间配置有棱镜5。来自投影光学***3的第1投影光B1从透镜L14朝向Z2方向靠Y1方向射出。
附属光学***10A从投影光学***3侧起，具有后组12和前组11。在本例中，后组12是1个正透镜31(第1透镜)，前组11是1个光学元件21。光学元件21由部分地实施了反射涂层的透明光学部件构成。光学元件21具备：使来自正透镜31的光透过的入射面41；反射透过了入射面41的光的第1反射面42；反射来自第1反射面42的光的第2反射面43；以及使来自第2反射面43的光透过的出射面44。即，光学元件21具有：入射面41；反射从入射面41射出的光的第1反射面42；反射由第1反射面42反射的光的第2反射面43；使从第2反射面43反射的光透过的出射面44。入射面41、第1反射面42、第2反射面43以及出射面44均具有绕第2光轴M旋转对称的形状。
入射面41位于第2光轴M。入射面41具备向Z2方向凹陷的凹面形状。即，入射面41具有在沿着第2光轴M的光轴方向上向与投影光学***3相对于光学元件21所处的Z1方向(第1方向)相反的Z2方向(第2方向)凹陷的凹面形状。第1反射面42位于入射面41的Z2方向。另外，第1反射面42相对于第2光轴M配置在Y1方向。第1反射面42具有向Z1方向突出的凸面形状。第2反射面43位于第1反射面42的Z1方向。另外，第2反射面43与第1反射面42同样，相对于第2光轴M配置在Y1方向。第2反射面43具有向Z1方向凹陷的凹面形状。出射面44位于第2反射面43的Z2方向。另外，出射面44相对于第2光轴M配置在Y2方向。出射面44具有向Z2方向突出的凸面形状。
如图5所示，第1反射面42和出射面44在Y方向上，在通过第2光轴M的轴上光束的轴上光束通过区域(轴上区域)40内连续。即，轴上光束通过区域40是第1反射面42的一部分，并且是出射面44的一部分。轴上光束是在将附属光学***10A安装于投影仪1时在第1光轴N上及第2光轴M上通过的光。即，轴上光束通过区域40是光通过第1光轴N和第2光轴M的光学元件21的区域。在此，第2光轴M是光学元件21的设计轴。轴上光束通过区域40是在设计光学元件21时唯一地规定的区域。
第1反射面42是通过在光学元件21的Y2方向的外侧面设置反射涂层而形成的。在第1反射面42上，在与轴上光束通过区域40重叠的部分，设有半反射镜涂层作为反射涂层。半反射镜涂层将与第2光轴M交叉的光向Z1方向反射，使与第2光轴M平行的光向Z2方向透射。由此，使在第2光轴M上朝向Z2方向的光到达屏幕S2。
另外，第1反射面42、第2反射面43以及出射面44在从Z方向观察的情况下，靠近第2光轴M的一侧的部分与入射面41重叠。在此，在第2反射面43中，从Z方向观察时不与入射面41重叠的第1反射部431是通过在光学元件21的Z1方向的外侧面设置反射涂层而形成的。在第2反射面43中，在从Z方向观察的情况下与入射面41重叠的第2反射部432作为反射涂层是通过设置使朝向Z2方向的光透过并反射朝向Z1方向的光的半反射镜涂层而形成的。另外，为了设置半反射镜涂层，光学元件21由第1部件22和第2部件23这2个光学部件构成，第1部件22在Z1方向的外侧面具备转印了第2反射面43的表面形状的凸面形状的第1外侧面部分26，第2部件23在Z2方向的外侧面具备与第2反射面43的表面形状对应的凹形状的第2外侧面部分27。第1部件22在第1外侧面部分26中，在从Z方向观察时不与入射面41重叠的部分具备反射涂层，在从Z方向观察时与入射面41重叠的部分具备半反射镜涂层。第2部件23从Z1方向侧与设置有反射涂层以及半反射镜涂层的第1部件22接合。
在此，在光学元件21的内部形成与投影在成像面上的放大像共轭的中间像20。中间像20也与形成在投影光学***3的缩小侧成像面上的投影图像共轭。在本例中，中间像20形成在第2反射面43与出射面44之间。
(透镜数据)
由投影光学***3和附属光学***10A构成的投影仪***100A的光学***的数值孔径是0.291。该光学***的透镜数据如下。从缩小侧到放大侧依次附加面编号。符号是液晶面板、棱镜、透镜、正透镜、第1透射面、第1反射面、第2反射面、第2透射面及屏幕的符号。与液晶面板、棱镜、透镜、正透镜、第1透射面、第1反射面、第2反射面、第2透射面以及屏幕不对应的面编号的数据是虚设数据。R是曲率半径。D是轴上面间隔。C是光圈半径。R、D、C的单位为mm。另外，玻璃材料中所示的数值的整数部分表示折射率乘以10的6次方的值，小数部分表示阿贝数乘以10的2次方的值。
各非球面系数如下。
(作用效果)
根据本例，通过在投影仪1的投影光学***3的放大侧安装附属光学***10A，能够将来自投影光学***3的第1投影光B1投影到与该投影光学***3的放大侧成像面不同的成像面上。在本例中，投影仪***100A的成像面是将球体四等分后的球体部分的内侧面的形状。因此，如果在该成像面的内侧观看放大像，则观看者能够获得被影像包围的感觉。
在此，附属光学***10A具有光学元件21，该光学元件具有：入射面41；反射透过入射面41的光的第1反射面42；反射来自第1反射面42的光的第2反射面43；以及使来自第2反射面43的光透过的出射面44。在附属光学***10A安装于投影光学***3时，光学元件21的第2光轴M位于投影光学***3的第1光轴N的延长线上，第1反射面42和出射面44在通过第2光轴M及第1光轴N的轴上光束的轴上光束通过区域40内连续。因此，能够使经由附属光学***10A朝向屏幕S2的第2投影光B2到达投影光学***3的第1光轴N的延长线上。
另外，附属光学***10A包括：具有向Z2方向凹陷的凹面形状的入射面41；具有向Z1方向突出的凸面形状的第1反射面42；具有向Z1方向凹陷的凹面形状的第2反射面43；以及具有向Z2方向突出的凸面形状的出射面44。由于具备这些结构，因此，附属光学***10A容易将来自投影光学***3的第1投影光B1更广角地投影，并且以短焦点成像。
进而，在本例中，一个光学元件21具备作为2个反射面的第1反射面42和第2反射面43、以及作为2个透射面的入射面41和出射面44。因此，能够抑制附属光学***10A中的光学部件的数量。
另外，在本例中，在光学元件21的内侧形成与投影在成像面上的放大像共轭的中间像20。即，光学元件21在内部形成中间像20，使该中间像20在成像面上再次成像。因此，在附属光学***10A中，投影图像的成像性能提高。另外，如果在光学元件21的内侧形成有中间像20，则通过光学元件21容易变换投射投影图像的投影方向。
进而，在本例中，附属光学***10A具有配置在光学元件21的投影光学***3侧的正透镜31。由于具备该正透镜31，因此，能够提高附属光学***10A的成像性能。
图6是示出投影仪***的放大侧的MTF的图。图6的横轴是空间频率，纵轴是对比度再现比。如图6所示，本例的投影仪***100A具有高分辨率。
在此，在本例中，在使投影仪1的上下反转后，在投影光学***3上安装附属光学***10A。由此，如图3所示，投影仪1的光调制元件2相对于投影光学***3的第1光轴N在上侧形成投影图像。来自投影光学***3的第1投影光B1从第1光轴N相对于该第1光轴N向下侧扩散。另一方面，附属光学***10A的出射面44相对于第2光轴M位于上侧，第1反射面42和第2反射面43相对于第2光轴M位于下侧。由此，来自附属光学***10A的第2投影光B2从第2光轴M相对于该第2光轴M向上侧扩散。这样，能够在将附属光学***10A安装于投影仪1的前后，使投射光扩散的方向一致。
另外，在投影仪1例如具备将光调制元件2支承成能够在投影光学***3的缩小侧成像面沿Y方向移动的移位机构的情况下，能够在不使投影仪1的上下反转的情况下将附属光学***10A安装于投影光学***3。在该情况下，代替使投影仪1的上下反转，而通过移位机构使光调制元件2沿着与第1光轴N正交的方向移动，光调制元件2相对于第1光轴N在上侧形成投影图像。由此，从投影光学***3射出的第1投影光B1从第1光轴N相对于该第1光轴N向左右及下侧扩散。因此，在将附属光学***10A安装于投影光学***3时，如果使出射面44相对于第2光轴M位于上侧、使第1反射面42和第2反射面43相对于第2光轴M位于下侧，则从附属光学***10A射出的第2投影光B2从第2光轴M相对于该第2光轴M向上侧扩散。
(实施例2)
图7是示意性地示出实施例2的投影仪***100B的整体的光线图。图8是投影仪1的投影光学***3以及附属光学***10B的光线图。图9是附属光学***10B的结构图。
如图7所示，实施例2的本例的投影仪***100B由投影仪1和可装卸地安装于投影仪1的投影光学***3的附属光学***10B构成。在将附属光学***10B安装于投影仪1时，附属光学***10B的第2光轴M位于投影光学***3的第1光轴N的延长线上。由投影光学***3和附属光学***10B构成的投影仪***100B的光学***的成像面是与投影光学***3的第1光轴N垂直的平面。投影仪***100B的光学***的成像面即附属光学***10B的成像面具有球体被分割而成的球体部分的内侧面的形状。在本例中，附属光学***10B的成像面也是将球体四等分后的球体部分的内侧面的形状。在本例中，投影仪1与实施例1相同。
如图8所示，附属光学***10B具有前组11和后组12(透镜组)。在本例中，前组11由1个光学元件21构成。后组12从缩小侧朝向放大侧依次具备正透镜32(第2透镜)及负透镜33(第3透镜)。正透镜32和负透镜33相对于光学元件21配置在投影光学***3侧。正透镜32具有正屈光力。负透镜33配置在正透镜32的放大侧，具有负屈光力。正透镜32和负透镜33的阿贝数不同。在本例中，正透镜32及负透镜33是接合而成的1个接合透镜34。
如图9所示，光学元件21具有：使来自接合透镜34的光透过的入射面41；，反射透过了入射面41的光的第1反射面42；反射来自第1反射面42的光的第2反射面43；以及使来自第2反射面43的光透过的出射面44。即，光学元件21具有：入射面41；反射从入射面41射出的光的第1反射面42；反射由第1反射面42反射的光的第2反射面43；以及使从第2反射面43反射的光透过的出射面44。入射面41、第1反射面42、第2反射面43以及出射面44均具有绕第2光轴M旋转对称的形状。入射面41位于第2光轴M上。入射面41具备向Z2方向凹陷的凹面形状。即，入射面41具有在沿着第2光轴M的光轴方向上向与投影光学***3相对于光学元件21所处的Z1方向(第1方向)相反的Z2方向(第2方向)凹陷的凹面形状。第1反射面42位于入射面41的Z2方向。另外，第1反射面42相对于第2光轴M配置在Y1方向。第1反射面42具有向Z1方向突出的凸面形状。第2反射面43位于第1反射面42的Z1方向。另外，第2反射面43与第1反射面42同样，相对于第2光轴M配置在Y1方向。第2反射面43具有向Z1方向凹陷的凹面形状。出射面44位于第2反射面43的Z2方向。另外，出射面44相对于第2光轴M配置在Y2方向。出射面44具有向Z2方向突出的凸面形状。
如图9所示，第1反射面42和出射面44在Y方向上，在通过第2光轴M的轴上光束的轴上光束通过区域(轴上区域)40内连续。即，轴上光束通过区域40是第1反射面42的一部分，并且是出射面44的一部分。轴上光束是在将附属光学***10B安装于投影仪1时在第1光轴N上及第2光轴M上通过的光。即，轴上光束通过区域40是光通过第1光轴N和第2光轴M的光学元件21的区域。在此，第2光轴M是光学元件21的设计轴。轴上光束通过区域40是在设计光学元件21时唯一地规定的区域。
第1反射面42是通过在光学元件21的Z2方向的外侧面设置反射涂层而形成的。在第1反射面42上，在与轴上光束通过区域40重叠的部分上，设有半反射镜涂层作为反射涂层。由此，使在第2光轴M上朝向Z2方向的光到达屏幕S2。另外，第1反射面42、第2反射面43以及出射面44在从Z方向观察的情况下，靠近第2光轴M的一侧的部分与入射面41重叠。在第2反射面43中，从Z方向观察时不与入射面41重叠的第1反射部431是通过在光学元件21的Z1方向的外侧面设置反射涂层而形成的。在第2反射面43中，在从Z方向观察时与入射面41重叠的第2反射部432上，作为反射涂层是通过设置使朝向Z2方向的光透过并反射朝向Z1方向的光的半反射镜涂层而形成的。
在此，在光学元件21的内部形成与投影在成像面上的放大像共轭的中间像20。中间像20也与形成在投影光学***3的缩小侧成像面上的投影图像共轭。在本例中，中间像20形成在第2反射面43与出射面44之间。
(透镜数据)
由投影光学***3和附属光学***10B构成的投影仪***100B的光学***的数值孔径是0.291。该光学***的透镜数据如下。从缩小侧到放大侧依次附加面编号。符号是液晶面板、棱镜、透镜、正透镜、负透镜、第1透射面、第1反射面、第2反射面、第2透射面及屏幕的符号。与液晶面板、棱镜、透镜、正透镜、负透镜、第1透射面、第1反射面、第2反射面、第2透射面以及屏幕不对应的面编号的数据是虚设数据。R是曲率半径。D是轴上面间隔。C是光圈半径。R、D、C的单位为mm。另外，玻璃材料中所示的数值的整数部分表示折射率乘以10的6次方的值，小数部分表示阿贝数乘以10的2次方的值。
各非球面系数如下。
正透镜32和负透镜33的阿贝数vd如下。
(作用效果)
根据本例的投影仪***100B，能够得到与上述投影仪***100A同样的作用效果。
另外，在本例中，附属光学***10B具有配置在光学元件21的Z1方向上的具有正屈光力的后组12。因此，能够提高附属光学***10B的成像性能。
另外，构成后组12的正透镜32和负透镜33的阿贝数不同。因此，根据本例的投影仪***100B，容易校正色像差。
图10是示出投影仪***100B的放大侧的MTF的图。图10的横轴是空间频率，纵轴是对比度再现比。如图10所示，本例的投影仪***100B具有高分辨率。

Claims (7)

1.一种附属光学***，其特征在于，其可装卸地安装在投影显示装置具有的投影光学***的放大侧，将从所述投影光学***射出的投影光投影到与所述投影光学***的放大侧成像面不同的成像面上，
所述附属光学***具备光学元件，所述光学元件具有配置在所述投影光学***的第1光轴的延长线上的第2光轴，
所述光学元件具有：配置在所述第2光轴上的入射面；反射从所述入射面射出的光的第1反射面；反射由所述第1反射面反射的光的第2反射面；以及使由所述第2反射面反射的光透过的出射面，
所述第1反射面和所述出射面在轴上区域内连续，所述轴上区域供光通过所述第2光轴和所述第1光轴，
所述附属光学***的所述成像面具有球体被分割而成的球体部分的内侧面的形状。
2.根据权利要求1所述的附属光学***，其特征在于，
所述入射面具有在沿着所述第2光轴的光轴方向上向与所述投影光学***相对于所述光学元件所处的第1方向相反的第2方向凹陷的凹面形状，
所述第1反射面具有向所述第1方向突出的凸面形状，
所述第2反射面具有向所述第1方向凹陷的凹面形状，
所述出射面具有向所述第2方向突出的凸面形状。
3.根据权利要求1所述的附属光学***，其特征在于，
在所述光学元件的内部形成与投影到所述成像面的放大像共轭的中间像。
4.根据权利要求1所述的附属光学***，其特征在于，
所述附属光学***还具备相对于所述光学元件配置在所述投影光学***侧的具有正屈光力的第1透镜。
5.根据权利要求1所述的附属光学***，其特征在于，
所述附属光学***还具备相对于所述光学元件配置在所述投影光学***侧的具有正屈光力的透镜组，
所述透镜组包括具有正屈光力的第2透镜和具有负屈光力的第3透镜，
所述第2透镜和所述第3透镜的阿贝数互不相同。
6.一种投影显示***，其特征在于，其具有：
权利要求1至5中的任意一项所述的附属光学***；以及
具有投影光学***的投影显示装置，
所述附属光学***可装卸地安装于所述投影光学***。
7.根据权利要求6所述的投影显示***，其特征在于，
所述投影显示装置具有对从光源射出的光进行调制而形成投影图像的光调制元件，
所述光调制元件配置在所述投影光学***的缩小侧成像面上，相对于所述投影光学***的所述第1光轴在一侧形成所述投影图像，
从所述投影光学***射出的第1投影光相对于所述第1光轴向另一侧扩散，
所述第1反射面和所述第2反射面相对于所述第2光轴配置在另一侧，
所述出射面相对于所述第2光轴配置在一侧，
从所述附属光学***射出的第2投影光相对于所述第2光轴向一侧扩散。
CN202210315918.XA 2021-03-31 2022-03-29 附属光学***以及投影显示*** Active CN115145013B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021060379A JP2022156601A (ja) 2021-03-31 2021-03-31 アタッチメント光学系、および投写表示システム
JP2021-060379 2021-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115145013A CN115145013A (zh) 2022-10-04
CN115145013B true CN115145013B (zh) 2024-03-01

Family

ID=83406945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210315918.XA Active CN115145013B (zh) 2021-03-31 2022-03-29 附属光学***以及投影显示***

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220317428A1 (zh)
JP (1) JP2022156601A (zh)
CN (1) CN115145013B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473474A (en) * 1993-07-16 1995-12-05 National Research Council Of Canada Panoramic lens
JPH11249014A (ja) * 1998-03-03 1999-09-17 Olympus Optical Co Ltd 撮像光学系及びそれを用いた撮像装置
JP2006058412A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Olympus Corp パノラマアタッチメント光学系
JP2006058354A (ja) * 2004-08-17 2006-03-02 Olympus Corp パノラマアタッチメント光学系
JP2006126323A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Olympus Corp 光学系
JP2020024377A (ja) * 2018-07-27 2020-02-13 セイコーエプソン株式会社 投写光学系および投写型画像表示装置
CN110888288A (zh) * 2018-09-07 2020-03-17 理光工业解决方案有限公司 投影光学***及图像投影装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473474A (en) * 1993-07-16 1995-12-05 National Research Council Of Canada Panoramic lens
JPH11249014A (ja) * 1998-03-03 1999-09-17 Olympus Optical Co Ltd 撮像光学系及びそれを用いた撮像装置
JP2006058354A (ja) * 2004-08-17 2006-03-02 Olympus Corp パノラマアタッチメント光学系
JP2006058412A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Olympus Corp パノラマアタッチメント光学系
JP2006126323A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Olympus Corp 光学系
JP2020024377A (ja) * 2018-07-27 2020-02-13 セイコーエプソン株式会社 投写光学系および投写型画像表示装置
CN110888288A (zh) * 2018-09-07 2020-03-17 理光工业解决方案有限公司 投影光学***及图像投影装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20220317428A1 (en) 2022-10-06
CN115145013A (zh) 2022-10-04
JP2022156601A (ja) 2022-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11262581B2 (en) Axially asymmetric image source for head-up displays
US6752500B1 (en) Rear surface projection type display device
JP5545394B2 (ja) 画像表示装置
JP6738543B2 (ja) 表示装置及びヘッドアップディスプレイ
JP2006235516A (ja) 投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置
JP2015025979A (ja) 投射光学系および画像投射装置
WO2017138430A1 (ja) 表示装置及びヘッドアップディスプレイ
JPWO2002069018A1 (ja) 照明光学系及びそれを用いたプロジェクタ
JP5544711B2 (ja) プロジェクタ
CN113176698B (zh) 投射光学***和投影仪
US6417820B1 (en) Head mounted display and optical system for use in HMD
JP2017142284A (ja) 表示装置及びヘッドアップディスプレイ
JP5767771B2 (ja) プロジェクター
CN115145013B (zh) 附属光学***以及投影显示***
CN115145014B (zh) 附属光学***以及投影显示***
JP2008102536A (ja) 背面投写型表示装置
JP2014170186A (ja) 投射光学系およびプロジェクタ
JP2022040640A (ja) 光学系、プロジェクター、および撮像装置
JP3094393B2 (ja) コンピュータ画像表示用の映写装置
CN113167989B (zh) 图像显示装置和投影光学***
JP7088217B2 (ja) 投写光学系およびプロジェクター
JP6803764B2 (ja) 投射光学系および画像表示装置
JP2021117277A (ja) 投写光学系、およびプロジェクター
JP2021117276A (ja) 投写光学系、およびプロジェクター
EP3474061A1 (en) Axially asymmetric image source for head-up displays

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant