[发明专利]投影透镜、图像投影设备和光学设备

说明书

本申请是申请号为200810135730.7、申请日为2008年7月3日、发明名称为“投影透镜、图像投影设备和光学设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在诸如图像投影设备之类的光学设备中使用的投影透镜。

背景技术

在诸如投影仪之类的图像投影设备中使用的投影透镜需要长的后焦距，以避免投影透镜与色彩分离/组合光学系统的干涉。因此，用于投影仪的投影透镜通常采用所谓的焦点后移(retrofocus)型透镜配置，与孔径光阑相比，该透镜配置在比屏幕更近的位置处具有更强的负折光力。

然而，焦点后移型透镜的特征在于：主要因其不对称性，容易因距离变化引起像场弯曲，换言之，图像质量容易因该透镜的投影距离的变化而改变。此外，最近，由于对较短投影距离的需求，投影透镜的场角增大，并且由此上述特性变得更为显著。除此之外，由于诸如液晶板之类的图像形成元件的较高分辨率，对于因距离变化而对像场弯曲变化的影响具有较低容许量。

存在一种称为浮动(floating)的方法，用于减少像场弯曲的变化。利用该浮动方法，在聚焦时多个透镜单元同时在光轴方向上移动，以相互消除由该多个透镜单元产生的像场弯曲。在用于投影仪的投影透镜中使用浮动方法的示例已经在日本专利特开第2005-352407号中公开。

然而，为了实现日本专利特开第2005-352407号中公开的浮动方法，需要提供在投影透镜中不仅包括凸轮机构而且包括螺旋机构的复杂机械配置。因此，不仅投影透镜的尺寸更大，而且容易发生制造变化，该制造变化引起投影透镜的性能变化。

发明内容

本发明提供一种投影透镜，其使用简单配置来降低像场弯曲的产生及其变化，还提供一种装配有该投影透镜的图像投影设备和光学设备。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种将来自物体的光通量投影到投影表面上的投影透镜。该投影透镜包括：具有负光焦度的负透镜单元；以及校正机构，其使负透镜单元相对于投影透镜的光轴倾斜，以使得在与投影表面处产生的像场弯曲的方向相反的方向上产生像场倾斜。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种将来自物体的光通量投影到投影表面上的投影透镜。该投影透镜包括：具有负光焦度的负透镜单元；以及校正机构，其使负透镜单元在投影透镜的光轴方向上移动，并且改变负透镜单元相对于光轴的倾斜量。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种图像投影设备，其包括：形成图像的图像形成元件；以及上述投影透镜，其将来自图像形成元件的光通量投影到投影表面上。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种光学设备，其包括上述投影透镜，该投影透镜将来自物体的光通量投影到放置在投影表面处的执行光电转换的图像拾取元件上。

从下面的描述以及附图，本发明的其它方面将变得明了。

附图说明

图1是示出作为本发明一个实施例的投影透镜的配置的示意图。

图2是该实施例中的凸轮机构的配置的展开图。

图3是聚焦和像场弯曲变化的说明图。

图4是示出包括该实施例的投影透镜的投影仪的配置的示意图。

图5是像场弯曲的放大图。

图6是示出该实施例中的通过倾斜第一透镜单元而引起的像面倾斜的说明图。

图7A示出当没有像场弯曲校正机构时在距离互不相同的投影表面处引起的像场弯曲。

图7B示出当存在该实施例中的像场弯曲校正机构时在距离互不相同的投影表面处引起的像场弯曲。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例。

图1示意性示出作为本发明实施例的用于投影仪的投影透镜。为了简化说明，将使用所谓的逆投影方法来说明本实施例，在该方法中，从诸如平坦屏幕之类的投影表面上的各点发射的光通量通过投影透镜在诸如液晶板之类的图像形成元件上形成图像。

因此，在以下说明中，屏幕侧(放大侧或放大共轭(conjugate)侧)被定义为物侧，图像形成元件侧(缩小侧或缩小共轭侧)被定义为像面侧。通过从投影表面上的各点发射的光通量的图像形成而形成的表面被称为像面。在正常状态下要形成平坦像面的表面被称为预定像面。投影透镜使得图像形成元件和投影表面(屏幕)具有共轭关系，以在投影表面上形成图像形成元件的图像。

注意，实际上，图像形成元件侧对应于物侧。从图像形成元件上的各点发射的光通量在作为预定像面的投影表面(下文中称为屏幕)上形成像面。屏幕侧的含义与投影表面侧的含义相同。