投影光學系統及具備該投影光學系統的投影機技術方案

提供使光的利用效率很好地平衡和提高的投影光學系統及組裝其的投影機。光調制元件側透鏡群20b在液晶面板18G(18R、18B)的縱方向和橫方向具有不同的放大率，所以作為投影光學系統20的全系，在縱橫方向具有不同的焦點距離，縱橫方向的放大倍率也變為不同，所以液晶面板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。也就是說，通過本投影光學系統20，可以變換寬度和高度的比即橫縱比。這時，各焦點、光圈70和光調制元件側透鏡群20b的屏幕SC側的最端面20f的距離p滿足預定的條件式，所以在第1工作狀態和第2工作狀態的雙方可確保一定以上的遠心性。

【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。
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本體獨立的外 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。此外，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，存在可裝卸地配置于成像光學系統的像側的后配置型的中繼(relay)系統(參照專利文獻1、2)。這個中繼系統包括第I群、第2群和第3群，其中的中央的第2群是變形轉換器(anamorphic converter),成為在第I群和第3群之間可插拔。然而，專利文獻I等中公開的中繼系統或變形轉換器僅用于拍攝光學系統，在投影光學系統中原樣使用時，產生各種制約。例如，在如上述的后配置型的中繼系統的場合，未考慮遠心(telecentric)性。這樣的中繼系統中，原理上，在橫斷面的遠心性和在縱斷面的遠心性無法并存。為此，在X斷面或Y斷面的任意一方嚴格確保遠心性時，大大地破壞在另一方的遠心性，所以光的利用效率下降，或根據方向而偏差。另外，在專利文獻I等記載的拍攝光學系統中，可進行透鏡交換成為基本的前提，在不使用后配置型的中繼系統的場合，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，后配置型的中繼系統有利。另一方面，在投影光學系統中，一般不進行透鏡交換，所以不需要作為可安裝各種交換透鏡的通用中繼系統或通用轉換器的功能。現有技術文獻專利文獻專利文獻I日本特開2005-221597號公報專利文獻2日本特開2005-300928號公報
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供使光的利用效率很好地平衡和提高的投影光學系統及組裝其的投影機。為了達成上述目的，本專利技術的投影光學系統，在被投影面上放大投影圖像時，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，該投影光學系統包括光圈，限制光束的通過；光調制元件側透鏡群，配置在從光調制元件到光圈之間，并包含在光調制元件的縱方向和橫方向具有不同的放大率并且在光路上可以進退的調整光學要素群；調整光學要素群，在光路上一體地進退的同時，隨著進退使在物體側透鏡群的橫斷面的被投射面側的焦點和在縱斷面的被投射面側的焦點變化；將在調整光學要素群在光路上的狀態的光調制元件側透鏡群的橫斷面中，被投影面側的焦點和被投影面側的最端面的距離設為FFPx，將在調整光學要素群在光路上的狀態的光調制元件側透鏡群的縱斷面中，被投影面側的焦點和被投影面側的最端面的距離設為FFPy，將調整光學要素群從光路上避開的狀態的光調制元件側透鏡群的被投影面側的焦點和被投影面側的最端面的距離設為FFPL，在FFPx〈FFPy 時，為 FFPx〈FFPL〈FFPy ； (I)在FFPy〈FFPx 時，為 FFPy〈FFPL〈FFPx (I)，。通過上述投影光學系統，在光調制元件的縱方向和橫方向具有不同的放大率的調整光學要素群在光路上可以進退。由此，在調整光學要素群在光路上的第I工作狀態，可以變換寬度和高度的比即橫縱比。另外，在調整光學要素群從光路上避開的第2工作狀態，可不變換寬度和高度的比而保持原樣。但是，在第I工作狀態和第2工作狀態，光調制元件側透鏡群的焦點的位置變化，特別地，在第I工作狀態，在光調制元件側透鏡群的橫斷面的焦點和縱斷面的焦點，成為位置不同。因此，在例如不變換橫縱比的第2工作狀態，對光圈的位置使光調制元件側透鏡群的焦點的位置適當而保持遠心性，不限于在第I工作狀態保持遠心性。對此，上述投影光學系統的調整光學要素群，包括使在光調制元件側透鏡群的橫斷面及縱斷面的被投影面側的兩焦點的位置同樣地變化的焦點位置調整部。因此，通過隨著調整光學要素群的進退焦點位置調整部在光路上進退，在變換橫縱比而投影的第I工作狀態，由焦點位置調整部作為全部調整在縱橫方向不同的兩焦點的位置，表示在第I工作狀態的光調制元件側透鏡群的縱斷面及橫斷面的兩焦點的位置的距離FFPx和距離FFPyji于表示在第2工作狀態的焦點的位置的距離FFPL，滿足上述條件表達式(1)，(1)’，即可以是距離FFPL在距離FFPx和距離FFPy之間的方式。由此，不僅在第2工作狀態可保持比較高的遠心性，在第I工作狀態也可保持比較高的遠心性。根據本專利技術的具體方面，上述投影光學系統中，將在調整光學要素群在光路上的狀態中，光圈和光調制元件側透鏡群的被投影面側的最端面的距離設為P，在FFPx〈FFPy 時，為 FFPx〈p〈FFPy ； (2)在FFPy〈FFPx 時，為 FFPy〈p〈FFPx (2)，。 這個場合，在調整光學要素群在光路上、變換橫縱比而投影的第I工作狀態的光圈和光調制元件側透鏡群的被投影面側的最端面的距離P滿足上述條件式(2)，(2)’，所以在縱方向和橫方向的雙方可確保一定以上的遠心性。例如，FFPx<p<FFPy的場合，縱方向的主光線朝向被投影面向內傾斜，橫方向的主光線朝向投影面向外傾斜，但是作為全體保持遠心性。相反，FFPy〈p〈FFPx的場合，縱方向的主光線朝向被投影面向外傾斜，橫方向的主光線朝向被投影面向內傾斜，但是作為全體保持遠心性。再者，調整光學要素群成為在光路外避開的第2工作狀態，表示焦點的位置的距離FFPL在距離FFPx和距離FFPy之間，所以可保持一定以上的遠心性。根據本專利技術另外的方面，光圈和物體側透鏡群的被投影面側的最端面的距離P大致等于調整光學要素群從光路上避開的狀態的物體側透鏡群的投影面側的焦點和被投影面側的最端面的距離FFPL。這個場合，可作為適當的狀態實現遠心性。根據本專利技術另外的方面，上述投影光學系統中，在FFPx〈FFPy 時，為 FFPx〈p ( (FFPy+FFPx) /2 ； (3)在FFPy〈FFPx 時，為 FFPy〈p ( (FFPy+FFPx) /2 (3)，。這個場合，可相對提高橫方向和縱方向的中間方向的遠心性，可降低遠心性的方向的偏斜，可依據觀察方向等投影難以生成光圈的明亮的圖像。根據本專利技術又另外的方面，上述投影光學系統中，調整光學要素群包含具有至少I個以上的旋轉對稱透鏡的旋轉對稱透鏡群。這個場合，旋轉對稱透鏡關于縱斷面及橫斷面的雙方具有同樣的放大率，所以旋轉對稱透鏡關于橫斷面及縱斷面以使焦點位置相等地移動的方式作用，調整關于在第I工作狀態的橫斷面及縱斷面的兩焦點的位置，可滿足上述 條件表達式(I)，(I) ’。根據本專利技術又另外的方面，上述投影光學系統中，調整光學要素群包含關于光調制元件的縱方向和橫方向中一方向具有比另一方向強的放大率的至少I個以上的第I變形透鏡(anamorphic lens)群,關于另一方向具有比一方向強的放大率的至少I個以上的第2變形透鏡群。是這里，所謂變形透鏡，意味著在一方向和另一方向曲率不同的透鏡，如柱面透鏡，還包括關于一方向沒有放大率的透鏡。這個場合，作用不同的第I變形透鏡群和第2變形透鏡群協作，作為全部關于橫斷面及縱斷面以使焦點位置同樣地移動的方式作用，調整本文檔來自技高網...

【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，上述投影光學系統包括：光圈，限制光束的通過；光調制元件側透鏡群，配置在從上述光調制元件到上述光圈之間，包含在上述光調制元件的縱方向和橫方向具有不同的放大率并且在光路上可以進退的調整光學要素群；上述調整光學要素群，在光路上一體地進退的同時，隨著進退使在上述物體側透鏡群的橫斷面的上述被投射面側的焦點和在縱斷面的上述被投射面側的焦點變化；將在上述調整光學要素群在光路上的狀態的上述光調制元件側透鏡群的橫斷面中，上述被投影面側的焦點和上述被投影面側的最端面的距離設為FFPx，將在上述調整光學要素群在光路上的狀態的上述光調制元件側透鏡群的縱斷面中，上述被投影面側的焦點和上述被投影面側的最端面的距離設為FFPy，將上述調整光學要素群從光路上避開的狀態的上述光調制元件側透鏡群的上述被投影面側的焦點和上述被投影面側的最端面的距離設為FFPL，在FFPx

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