[发明专利]成像光学系统、透镜单元和图像投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及成像光学系统、透镜单元和图像投影装置。

背景技术

在使用多个图像面板（panel）的投影仪中，光路需要在光束入射投影透镜之前被合成。当使用反射液晶面板时，为了分离入射光与发射光，需要在反射液晶面板和投影透镜之间设置偏振分离表面。常规上，存在通过设置平板（flat plate）作为偏振分离表面而配置的投影仪。但是，当光束通过被设置为倾斜的平板时，产生诸如像散的各种类型的像差并因此使成像性能劣化。

日本专利公开No.H06-337396公开了使用具有相互正交的倾斜方向的两个平板以补偿像散的配置。日本专利公开No.H05-100187公开了柱面透镜（cylinder lens）被设置在投影透镜与图像面板之间以校正像散的配置。日本专利公开No.2005-189635公开了在投影透镜与图像面板之间设置楔形（cuneiform）元件的配置。

根据日本专利公开No.H06-337396的配置，可以改善沿平板的倾斜方向的截面（倾角截面）中的像散。但是，在实际的光束中存在作为平板的倾斜方向以外的光线的斜光线（skew ray），因此，该配置不能校正斜光线的像差，并且不能充分地恢复成像性能。并且，日本专利公开No.H06-337396公开了在投影透镜与图像面板之间的后焦距（back focus）的区域中设置两个平板的配置。但是，在该配置中，投影透镜需要长的后焦距，并且，由于重量随着透镜直径的放大而更重、成本更昂贵并且设计性能劣化，因此这是不希望的。

另外，在日本专利公开No.H05-100187的配置中，由于斜光线入射倾斜的平板以在上侧与下侧之间不对称，因此，不能通过具有在上侧和下侧之间对称的形状的柱面透镜充分地校正像散。

并且，当如日本专利公开No.2005-189635中公开的那样使用楔形元件时，可同时改善像散和斜光线的像差。但是，在日本专利公开No.2005-189635的配置中，楔形元件的厚度根据光线通过的位置而不同。因此，由于产生像面倾斜（image plane tilt），所以不能改善所有图像高度的图像质量。因此，在任何情况下，不能充分地恢复由平板导致的图像质量的劣化。

发明内容

本发明在具有在后焦距的区域中相对于光轴倾斜的平板的成像光学系统中，提供以简易的配置抑制成像性能的劣化的成像光学系统。

作为本发明的一个方面的成像光学系统包括：透镜单元，所述透镜单元包含多个光学元件；以及光路合成部分，所述光路合成部分包含被设置为相对于所述透镜单元的光轴而倾斜的平板，并且，所述透镜单元包含校正部分，所述校正部分在与所述平板的法线和所述光轴两者平行的截面中具有相对于所述光轴不对称的形状。

作为本发明的另一方面的透镜单元包括多个光学元件和具有相对于光轴不对称的形状的校正部分。

作为本发明的另一方面的图像投影装置包括被配置为调制来自光源的光的光调制元件和成像光学系统，并且，来自光调制元件的光经由成像光学系统被投影到投影表面上。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征和方面将变得明显。

附图说明

图1是实施例1中的成像光学系统的截面图。

图2是实施例1中的成像光学系统的斑点图表（spot diagram chart）。

图3是实施例2中的成像光学系统的截面图。

图4是实施例2中的成像光学系统的斑点图表。

图5是实施例3中的成像光学系统的截面图。

图6是实施例3中的成像光学系统的斑点图表。

图7是实施例4中的成像光学系统的截面图。

图8是实施例4中的成像光学系统的斑点图表。

图9是实施例5中的成像光学系统的截面图。

图10是实施例5中的成像光学系统的斑点图表。

图11是实施例6中的投影仪的示意性配置图。

图12是作为比较例的成像光学系统的截面图。

图13是作为比较例的成像光学系统的斑点图表。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的示例性实施例。在附图中的每一个中，相同的元件将由相同的附图标记表示，并且将省略其重复的描述。

[实施例1]