[发明专利]成像光学系统和包括该成像光学系统的图像投射设备

说明书

(本申请是申请日为2015年2月13日、申请号为201510078537.4、发明名称为“成像光学系统和包括该成像光学系统的图像投射设备”的申请的分案申请。)

技术领域

本发明涉及成像光学系统和包括该成像光学系统的图像投射设备，其中该成像光学系统具有在中间成像位置处对从放大共轭侧的某点出射的光束进行成像、之后在缩小共轭侧进行再成像的光学作用。

背景技术

近年来，已经要求诸如数字照相机等的摄像设备和诸如投影仪等的图像投射设备要使用的成像光学系统具有紧凑的整个系统、宽的视角以及针对每个物体距离的高度精确的光学性能。已知利用以下的中间成像方法(再成像方法)的成像光学系统满足这些要求。具体地，以在光学系统内的中间成像位置处对放大共轭侧(物体侧)的放大共轭点进行一次成像、然后在缩小共轭点处进行再成像的方式，来在缩小共轭侧(像侧)对该放大共轭点进行成像。

在美国专利5,748,385中，公开了被配置成利用前透镜单元形成被摄体的一次图像、然后经由场透镜利用后透镜形成该被摄体的二次图像的内窥镜用物镜。在美国专利5,748,385中，使后透镜单元在两个透镜位置之间切换，以改变观察视场角。

在美国专利申请公开2005/0088762中，公开了被配置成利用物镜单元在视场光阑附近所配置的一次成像面上对被摄体进行成像、并且利用中继透镜单元在再成像面(摄像元件面)上对一次成像面上所形成的图像进行再成像的超广角透镜。在美国专利申请公开2005/0088762中，物镜以及中继透镜单元的透镜中的一部分或全部移动以进行调焦。另外，摄像元件移动以进行调焦。

在日本特开2011-17984中，公开了被配置成远焦光学系统(afocal optical system)可移除地安装在成像光学系统的物体侧的摄像设备。远焦光学系统从物体侧起依次包括物镜光学系统、场透镜和校正透镜单元。

来自物体侧的光束由物镜光学系统在场透镜附近进行成像，之后由校正透镜单元作为准直光引导至成像光学系统。然后，在场透镜附近进行成像后的图像由成像光学系统在成像面上进行再成像。校正透镜单元和成像光学系统的透镜单元的一部分移动以进行焦点调节(调焦)。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供一种成像光学系统，其被配置成放大共轭侧的放大共轭面和缩小共轭侧的缩小共轭面都与配置在所述放大共轭面和所述缩小共轭面之间的中间成像面共轭，其特征在于，所述成像光学系统以从所述放大共轭侧向所述缩小共轭侧的顺序包括：具有负屈光力的第一透镜单元；具有正屈光力的第二透镜单元；具有正屈光力的第三透镜单元；具有负屈光力的第四透镜单元；以及具有正屈光力的第五透镜单元，所述第一透镜单元和所述第五透镜单元在调焦期间是固定的，以及所述第二透镜单元、所述第三透镜单元和所述第四透镜单元各自在所述调焦期间在该透镜单元和相邻透镜单元之间的距离改变的情况下移动。

根据本发明的另一实施方式，提供一种图像投射设备，其特征在于，包括：所述的成像光学系统；以及图像显示元件，用于形成原始图像，其中，所述成像光学系统对所述图像显示元件所形成的原始图像进行投射。

通过以下参考附图对典型实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的实施例1的成像光学系统的透镜截面图。

图2A是根据本发明的实施例1的成像光学系统在物体距离480mm处的像差图。

图2B是根据本发明的实施例1的成像光学系统在物体距离840mm处的像差图。

图2C是根据本发明的实施例1的成像光学系统在物体距离3,600mm处的像差图。

图3是根据本发明的实施例2的成像光学系统的透镜截面图。

图4A是根据本发明的实施例2的成像光学系统在物体距离480mm处的像差图。

图4B是根据本发明的实施例2的成像光学系统在物体距离840mm处的像差图。

图4C是根据本发明的实施例2的成像光学系统在物体距离3,600mm处的像差图。

图5是根据本发明的实施例3的成像光学系统的透镜截面图。

图6A是根据本发明的实施例3的成像光学系统在物体距离480mm处的像差图。

图6B是根据本发明的实施例3的成像光学系统在物体距离840mm处的像差图。

图6C是根据本发明的实施例3的成像光学系统在物体距离3,600mm处的像差图。