[发明专利]成像光学系统、图像投影光学系统和图像投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及用作图像投影装置的图像投影光学系统等等的成像光学系统。

背景技术

图像投影装置需要具有作为广视角图像投影光学系统的成像光学系统以便能够以更短的投影距离投影更大的图像。一般地，作为这种广视角成像光学系统，使用所谓的后聚焦型光学系统，其中具有负折光力的透镜被布置在放大共轭侧并且具有正折光力的透镜被布置在缩小共轭侧。

然而，在这种后聚焦型成像光学系统中，其布置在放大共轭侧的透镜倾向于随着其视角增大而具有更大的直径。尤其是在例如图像投影光学系统这样的要求长的反焦距(backfocus)和高的远心度的情况中，会出现这个倾向。美国专利5,357,289号和7,009,765号公开了能够解决此问题的以下成像光学系统。

美国专利5,357,289号公开了一种成像光学系统，其使得入射光在其中形成中间像以使得能够容易地确保足够的反焦距，并且在中间像(中间成像位置)前后独立地执行像差校正以提供令人满意的图像质量。

美国专利7,009,765号公开了一种成像光学系统，其不仅使得入射光在其中形成中间像并且在中间像(中间成像位置)前后执行像差校正，而且通过反射面来使光的光路弯曲以使得光学系统紧凑。

然而，虽然美国专利5,357,289号和7,009,765号公开了在中间成像位置前后执行像差校正，但它们都没有公开光学系统的具体配置。此外，为了利用每个形成中间像的这种成像光学系统提供高清晰度图像，必须考虑对高阶轴外像差的校正和对在中间成像位置前后组合的轴上(纵向)色差的校正。

发明内容

本发明提供了形成中间像并且能够提供高清晰度图像的成像光学系统作为图像投影光学系统等等。本发明还提供了一种使用该成像光学系统的图像投影装置。

本发明作为其一方面提供一种成像光学系统，其被配置为使得放大共轭侧的预定位置和缩小共轭侧的另一预定位置彼此共轭并且被配置为形成对这两个预定位置共轭的中间像。该光学系统包括：放大侧正透镜，被布置在比形成中间像的中间成像位置更远的放大共轭侧并且朝着放大共轭侧凸起，中间成像位置位于两个点之间，在这两个点处，进入光学系统的光束的轴外主光线与光学系统的光轴相交；缩小侧正透镜，被布置在所述两个点之间且在比中间成像位置更远的缩小共轭侧并且朝着缩小共轭侧凸起；以及负透镜，被布置在放大侧正透镜和缩小侧正透镜之间。当放大侧正透镜、负透镜和缩小侧正透镜分别被称为第一透镜、第二透镜和第三透镜时，满足以下条件：

5<ν2-ν1<80

5<ν2-ν3<80

0.03<N1-N2<1.0

0.03<N3-N2<1.0

其中ν1表示第一透镜的材料的阿贝数，ν2表示第二透镜的材料的阿贝数，ν3表示第三透镜的材料的阿贝数，N1表示第一透镜的材料的折射率，N2表示第二透镜的材料的折射率，并且N3表示第三透镜的材料的折射率。

本发明作为其另一方面提供一种图像投影光学系统，其包括光调制元件，以及被用作投影经光调制元件调制的光的投影光学系统的上述成像光学系统。

本发明还作为其另一方面提供一种图像投影装置，其包括上述图像投影光学系统，以及基于输入图像信号来驱动光调制元件的驱动器。

本发明的其他方面和特征将在以下实施例中描述。

附图说明

图1是作为本发明的实施例1的成像光学系统的截面图。

图2是实施例1的成像光学系统的像差图。

图3是作为本发明的实施例2的成像光学系统的截面图。

图4是实施例2的成像光学系统的像差图。

图5是作为本发明的实施例3的成像光学系统的截面图。

图6是实施例3的成像光学系统的像差图。

图7示出形成中间像的成像光学系统的每个单元。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的示范性实施例。