投影光學系統及具備該投影光學系統的投影機技術方案

提供能防止投影機的大型化和圖像的退化的投影光學系統及組裝這個投影光學系統的投影機。第2組40關于液晶面板18G(18R、18B)的縱橫方向有不同的放大率，作為包含第1組30的投影光學系統20的全系統，在縱橫方向也有不同的焦點距離，液晶面板18G(18R、18B)的圖像的橫縱比和在屏幕SC上投影的圖像的橫縱比也可不同。另外，通過在靠近液晶面板18G(18R、18B)的第2組40設置的第1光學要素組41、42、141、142，對關于縱橫方向的放大率設置差使橫縱比變化，在靠近液晶面板18G(18R、18B)的位置沿著比較靠近像高的路徑使各像高的光線通過變得容易，光線的控制變得容易，可以提高性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及能切換投影像的橫縱比(aspect ratio)的投影光學系統及具備該投影光學系統的投影機，特別地，涉及可裝卸橫縱比變換用的光學部的投影光學系統及投影機。
技術介紹
作為投影機的投影光學系統中使用的橫縱比變換用的轉換器，存在可進退地配置于本來的投影光學系統的前面位置即像側正面的前配置型的轉換器。然而，這種轉換器被設置為從投影機主體獨立的外置的光學部，使投影機大型化，同時，將包含轉換器的全投影光學系統的調整變復雜，或者使圖像顯著劣化。 另外，如果不是投影機的投影光學系統，作為照相機等的拍攝光學系統中使用的橫縱比變換用的轉換器，存在配置于成像光學系統的像側的后配置型的變形轉換器(anamorphic converter)和變形攝像系統(參照專利文獻1、2)。專利文獻I的變形轉換器包括第I透鏡單元、包含變形透鏡的第2透鏡單元、有正的光學放大率的第3透鏡單元，第2透鏡單元可以在配置于第I透鏡單元及第3透鏡單元之間的工作位置的第I狀態、和從工作位置避開的第2狀態移動。另外，專利文獻2的變形攝像系統，在互相不同的方向包括有放大率的多個透鏡要素。然而，專利文獻I的變形轉換器等用于攝像光學系統，在投影光學系統中原樣使用時，產生各種制約。例如，在如專利文獻I所述的拍攝光學系統中，可進行透鏡更換成為基本的前提，在不使用變形轉換器的場合，成像光學系統直接固定在拍攝部，并單獨被使用。為此，在要維持成像光學系統的性能時，變形轉換器變長。另一方面，在投影光學系統中，一般不進行透鏡更換，所以不需要作為可安裝各種更換透鏡的通用轉換器的功能。另外，在投影光學系統中，一般地利用仰投(使顯示面板對透鏡光軸在垂直的方向偏移或移位)是常識，但是，在攝像光學系統中，那樣的功能不需要，所以并未考慮上述的仰投涉及的課題，例如，對于在以仰投狀態插入變形轉換器時在屏幕上產生圖像的位置偏離的解決方案等?，F有技術文獻專利文獻專利文獻I特開2005-300928號公報專利文獻2特表2008-511018號公報
技術實現思路
本專利技術鑒于上述
技術介紹
的問題而作出，其目的在于提供能防止投影機的大型化和圖像的退化的投影光學系統及組裝這個投影光學系統的投影機。為了解決上述課題，達成目的，本專利技術涉及的投影光學系統，在被投影面上放大投影光調制元件的圖像時，使光調制元件的圖像的橫縱比與在被投影面上投影的圖像的橫縱比成為不同，上述投影光學系統，從上述被投影面側按順序，包括第I組，作為包含例如變倍光學系統(縮放透鏡)的放大光學系統；第2組，包含對光軸有旋轉非對稱的面、并且含有至少I個以上的光學系統的調整光學要素，其中，以上述光調制元件的縱方向和橫方向中至少一方向為進行由壓縮或伸展而弓I起的變換調整的調整方向，在縱方向和橫方向有不同的放大率；第3組，包含對光軸有旋轉對稱的面的修正光學要素。根據上述投影光學系統，第2組在光調制元件的縱方向和橫方向有不同的放大率，作為包含第I組的投影光學系統的全系統，在縱橫方向有不同的焦點距離，縱橫方向的放大倍率也成為不同，光調制元件的圖像的橫縱比和在被投影面上投影的圖像的橫縱比不同。也就是說，根據本投影光學系統，可以進行寬度和高度的比即橫縱比(aspect比)的變換。另外，通過在靠近光調制元件的第2組設置的調整光學要素，對關于縱橫方向的放大率設置差使橫縱比變化，在靠近光調制元件的位置沿著比較靠近像高的路徑使各像高的光線通過變得容易，光線的控制變得容易，成像性能的提高變成可能。一般地，旋轉非對稱的光學要素的制造很難，為了提高精度小型化是必要條件。上述投影光學系統的場合，在靠近光調制元件的位置，光線的擴展少，透鏡變得小型，所以可期待高精度的透鏡加工，在性能提高的同時，也可以降低成本。并且，在光調制元件的最近，包括作為第3組的修正光學要素，`能使作為投影光學系統全部的像差修正進行，能期望顯著的性能提高。根據本專利技術的具體的方面，上述投影光學系統中，第2組在光路上可以進退；在第2組從光路上避開而通過上述第I組和上述第3組放大投影時，光調制元件的圖像的橫縱比和在被投影面上投影的圖像的橫縱比一致。這個場合，第I組擔任與一般的投影光學系統相同的放大光學系統的功能，可通過第I組和第3組在被投影面上放大投影光調制元件的圖像，并且，由于第2組避開，由第2組的透射率的降低不存在，可以以明亮的狀態投影。并且，使第2組在光路上進退時，不需要很大地移動第I組和第3組，機器機構等的負擔少。根據本專利技術的另外的方面，第2組可以替換為沒有放大率的平板；在代替上述第2組并在光路上配置平板時，上述光調制元件的圖像的橫縱比和上述被投影面上的圖像的橫縱比一致。由此，在替換第2組和平板的場合，能很少地抑制透射率的變化，所以不需要在替換的前后調整圖像的亮度。另外，如果恰當地選擇平板的材料，能降低替換時的色差的差。并且，能解除由第2組的進退引起的成像面的偏離。根據本專利技術又另外的方面，第2組從具有不同的調整光學要素的多個第2組單元中選擇任意I個第2組單元配置于光路上。這個場合，可選擇2種以上與光調制元件的圖像的橫縱比不同的橫縱比，在被投影面上投影相對應的縱橫比的圖像。根據本專利技術又另外的方面，通過上述光調制元件的中心的法線、和上述投影光學系統的光軸以平行配置的方式構成。這個場合，不需要使光調制元件的中心和投影光學系統的光軸一致，通過從投影光學系統的光軸偏離配置光調制元件的中心，可僅以其偏離的量與投影光學系統的倍率相乘的量進行被投影面在反方向偏離的精密的移位投影，用戶可不會被投影機遮住而能視聽投影圖像。根據本專利技術又另外的方面，投影光學系統包括對通過上述光調制元件的中心的法線，平行地保持上述投影光學系統的光軸而使之移動的移位機構。這個場合，調整投影光學系統的移位量，按照其移位量也可以進行被投影面移動的比較精密的投影。由此，可以隨意調整投影機和屏幕的設置位置，按照用戶的視聽位置能在最適合的位置投影圖像。并且，在放大光學系統具備變倍功能的場合，以利用移位的狀態進行投影光學系統的變倍時，被投影面的移位量對移動共計增減，從被投影面躍出，所以通過用移位機構修正這個量，以在被投影面收納的方式投影圖像的變得容易。根據本專利技術又另外的方面，調整光學要素的一部分或全部是柱面透鏡。柱面透鏡，容易高精度的加工，調整光學要素進而可以降低投影光學系統的成本。根據本專利技術又另外的方面，調整光學要素的一部分或全部是變形透鏡(環面或超環面透鏡)。變形透鏡，在縱橫的兩斷面能控制曲率，所以可降低影響像散像差等的曲率差的各像差，可期待投影光學系統的高性能化。根據本專利技術又另外的方面，調整光學要素的一部分或全部具有用非球面式表示包括上述投影光學系統的光軸的斷面的形狀。用非球面式表示的非球面透鏡，可以降低各像差，特別是利用高階的非球面系數，可以修正高像高部。在本專利技術，比較靠近面板的、各像高的光線是以靠近像高的高度通過的面，可以更有效地修正像差，能期待投影光學系統的高性能化。 根據本專利技術又另外的方面，調整光學要素的一部分或全部是自由曲面透鏡。通過自由曲面透鏡，關于光調制元件的縱橫方向以外的斜方向的投影狀態的優化也變得容易，達成投影光學系統的高性能化。根據本專利技術又另外的方面，第2組包括作為上述調整光學要素的至少一部分的I個以上的旋轉非對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種投影光學系統，其特征在于，在被投影面上放大投影光調制元件的圖像時，使上述光調制元件的圖像的橫縱比與在上述被投影面上投影的圖像的橫縱比成為不同，上述投影光學系統，從上述被投影面側按順序，包括：第1組，作為放大光學系統；第2組，包含含有至少1個以上的光學系統的調整光學要素，該調整光學要素對光軸有旋轉非對稱的面、并且以上述光調制元件的縱方向和橫方向中至少一方向為進行由壓縮或伸展而引起的變換調整的調整方向，在上述調整方向和其他方向有不同的放大率；第3組，包含對光軸有旋轉對稱的面的修正光學要素。

【技術特征摘要】
2011.06.17 JP 134868/2011;2012.05.02 JP 105145/201.一種投影光學系統，其特征在于，在被投影面上放大投影光調制元件的圖像時，使上述光調制元件的圖像的橫縱比與在上述被投影面上投影的圖像的橫縱比成為不同， 上述投影光學系統，從上述被投影面側按順序，包括第I組，作為放大光學系統；第2組，包含含有至少I個以上的光學系統的調整光學要素，該調整光學要素對光軸有旋轉非對稱的面、并且以上述光調制元件的縱方向和橫方向中至少一方向為進行由壓縮或伸展而引起的變換調整的調整方向，在上述調整方向和其他方向有不同的放大率；第3組，包含對光軸有旋轉對稱的面的修正光學要素。2.如權利要求I所述的投影光學系統，其特征在于， 上述第2組在光路上可以進退； 在上述第2組從光路上避開而通過上述第I組和上述第3組放大投影時，上述光調制元件的圖像的橫縱比和在上述被投影面上投影的圖像的橫縱比一致。3.如權利要求I所述的投影光學系統，其特征在于， 上述第2組可以替換為沒有放大率的平板； 在代替上述第2組并在光路上配置平板時，上述光調制元件的圖像的橫縱比和上述被投影面上的圖像的橫縱比一致。4.如權利要求I所述的投影光學系統，其特征在于， 上述第2組從具有不同的調整光學要素的多個第2組單元中選擇任意I個第2組單元配置于光路上。5.如權利要求I至權利要求4的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 通過上述光調制元件的中心的法線和上述投影光學系統的光軸以平行配置的方式構成。6.如權利要求5所述的投影光學系統，其特征在于， 上述投影光學系統包括對通過上述光調制元件的中心的法線，平行地保持上述投影光學系統的光軸而使之移動的移位機構。7.如權利要求I至權利要求6的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 上述調整光學要素的一部分或全部是柱面透鏡。8.如權利要求I至權利要求6的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 上述調整光學要素的一部分或全部是變形透鏡。9.如權利要求I至權利要求6的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 上述調整光學要素的一部分或全部具有用非球面式表示包括上述投影光學系統的光軸的斷面的形狀。10.如權利要求I至權利要求6的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 上述調整光學要素的一部分或全部是自由曲面透鏡。11.如權利要求I至權利要求10的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 上述第2組包括作為上述調整光學要素的至少一部分的I個以上的旋轉非對稱透鏡，并且，包括I個以上的旋轉對稱透鏡。12.如權利要求I至權利要求11的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 上述第2組，作為上述調整光學要素，在上述光調制元件的縱方向的斷面，從上述被投影面側按順序，包括有正放大率的第I光學要素組、有負放大率的第2光學要素組。13.如權利要求I至權利要求11的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 上述第2組，作為上述調整光學要素，在上述光調制元件的橫方向的斷面，從上述被投影面側按順序，包括有負放大率的第I光學要素組、有正放大率的第2光學要素組。14.如權利要求12及權利要求13的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 上述第I光學要素組和上述第2光學要素組的間隔是可變的，按照該間隔在被投影面投影的圖像的橫縱比變化。15.如權利要求I至權利要求14的任一項所述的投影光學系統，其特征在于， 在上述光調制元件側大致上成為遠心性。16.如權利要求15所述的投影光學系統，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：守國榮時，大谷信，
申請(專利權)人：精工愛普生株式會社，
類型：發明
國別省市：