CN206818967U - 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种在形成中间像的成像光学系统中，抑制成本，并且广角且由聚焦引起的像面弯曲得到良好校正的具有高性能的成像光学系统、具备该成像光学系统的投射型显示装置及具备该成像光学系统的摄像装置。所述成像光学系统从放大侧依次包括第1光学系统(G1)及第2光学系统(G2)，在第1光学系统(G1)与第2光学系统(G2)之间形成中间像的成像光学系统中，在从第1光学系统(G1)的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统(G1)的光轴交叉的位置的区间，具有聚焦时移动的聚焦组，并且满足与聚焦组相关的规定的条件式。

Description

成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置
技术领域
本实用新型尤其涉及一种适合用于液晶显示元件及DMD(Digital MicromirrorDevice：注册商标)等搭载有光阀的投射型显示装置的成像光学系统、具备该成像光学系统的投射型显示装置及具备该成像光学系统的摄像装置。
背景技术
近年来，广泛普及液晶显示元件及DMD等搭载有光阀的投射型显示装置(也称为投影仪)，且逐渐高性能化。
并且，受到近年来的光阀性能提高的影响，与光阀组合的成像光学系统中要求与光阀的分辨率相称的良好的像差校正。而且，考虑到展示用等在比较狭窄的室内空间中使用的情况，强烈要求更为广角的成像光学系统。
同时，也要求即使投射距离改变投射图像的画质也不会发生较大的变化，即成像光学系统的距离变动较少。但是，若缩短焦距来推进广角化，则容易发生由距离变动引起的像面弯曲。
因此，为了响应这种要求，提出有在包括多片透镜的缩小侧光学系统中形成中间像，并在同样包括多片透镜的放大侧光学系统中再次成像的成像光学系统。(参考专利文献1、2)
仅以通常的不生成中间像的光学系统构成的成像光学系统若要缩短焦距来进行广角化，则无论怎样放大侧的透镜也会变得过大，但如上所述，在进行中间成像的方式的成像光学系统中，能够缩短放大侧光学系统的后焦距，并且能够缩小放大侧光学系统的放大侧的透镜直径，从而也适合缩短焦距来进行广角化。
专利文献1：日本特开2006-330410号公报
专利文献2：日本特开2015-152764号公报
然而，专利文献1的光学系统中，以中间像为界在缩小侧光学系统及放大侧光学系统中独立进行像差校正，因此既没有达到最近所要求的级别的广角化而且也没有提出相对于距离变动的解决方案。并且，专利文献2的光学系统在光学系统内生成中间像，并移动3个透镜组来进行聚焦，因此除了聚焦机构复杂化以外，还存在伴随组件件数增加的成本增加的问题。
实用新型内容
本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种在形成中间像的成像光学系统中，抑制成本，并且广角且由聚焦引起的像面弯曲得到良好校正的具有高性能的成像光学系统、具备该成像光学系统的投射型显示装置及具备该成像光学系统的摄像装置。
本实用新型的第1成像光学系统是能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上的成像光学系统，其特征在于，所述第1成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，第2光学系统将图像显示元件上的图像作为中间像来成像，第1光学系统将中间像成像在放大侧共轭面上，在从第1光学系统的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统的光轴交叉的位置的区间，具有聚焦时沿第1光学系统的光轴移动的聚焦组，并且满足下述条件式(1)。
10.0＜|fA/f|＜500.0……(1)
其中，设为
fA：聚焦时移动的透镜的焦距(相当于聚焦组的焦距，当聚焦组包括多片透镜时设为整体聚焦组的合成焦距)；
f：整个系统的焦距。
在本实用新型的第1成像光学系统中，优选满足下述条件式(1-1)
20.0＜|fA/f|＜200.0……(1-1)
并且，在本实用新型的第1成像光学系统中，聚焦组优选包括1片单透镜。
本实用新型的第2成像光学系统是能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上的成像光学系统，其特征在于，所述第2成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，第2光学系统将图像显示元件上的图像作为中间像来成像，第1光学系统将中间像成像在放大侧共轭面上，在从第1光学系统的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统的光轴交叉的位置的区间，从放大侧依次包括具有负屈光力的第1透镜组及由2片单透镜构成且具有正屈光力的第2透镜组，通过使第2透镜组的2片单透镜中的任一片单透镜沿第1光学系统的光轴移动而进行聚焦，并且满足下述条件式(1)。
10.0＜|fA/f|＜500.0……(1)
其中，设为
fA：聚焦时移动的透镜的焦距；
f：整个系统的焦距。
在本实用新型的第2成像光学系统中，优选满足下述条件式(1-1)。
20.0＜|fA/f|＜200.0……(1-1)
并且，在本实用新型的第2成像光学系统中，优选满足下述条件式(2)及(3)，并且不仅满足下述条件式(2)及(3)，还更优选满足下述条件式(2-1)和/或(3-1)。
-3.0＜f21/|f|＜-1.0……(2)
-2.0＜f21/|f|＜-1.2……(2-1)
5.0＜f22/|f|＜20.0……(3)
7.0＜f22/|f|＜15.0……(3-1)
其中，设为
f21：第1透镜组的焦距；
f22：第2透镜组的焦距；
f：整个系统的焦距。
并且，在本实用新型的第2成像光学系统中，第1透镜组优选均由负透镜构成。
并且，在本实用新型的第2成像光学系统中，第2透镜组优选均由正透镜构成。
并且，在本实用新型的第1及第2成像光学系统中，第2光学系统优选具有校正组，该校正组在对从第2光学系统的最靠缩小侧的面至缩小侧共轭面的在光轴上的间隔的变动的影响进行校正时，沿第2光学系统的光轴移动。
当在第2光学系统中设置有校正组时，优选满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。
10.0＜fB/|f|＜100.0……(4)
20.0＜fB/|f|＜70.0……(4-1)
其中，设为
fB：校正组的焦距；
f：整个系统的焦距。
并且，当在第2光学系统中设置有校正组时，校正组优选配置在第2光学系统的最靠放大侧。
并且，当在第2光学系统中设置有校正组时，校正组优选包括将负透镜及正透镜从放大侧依次接合的胶合透镜。
并且，在本实用新型的第1及第2成像光学系统中，优选满足下述条件式(5)，更优选满足下述条件式(5-1)。
4.0＜Bf/|f|……(5)
5.0＜Bf/|f|＜20.0……(5-1)
其中，设为
Bf：整个系统的后焦距；
f：整个系统的焦距。
并且，在本实用新型的第1及第2成像光学系统中，第1光学系统与第2光学系统优选具有共用光轴。
并且，在本实用新型的第1及第2成像光学系统中，优选与中间像的光轴中心相比，中间像的周边部向第2光学系统侧发生像面弯曲。
本实用新型的投射型显示装置的特征在于，具备光源、供来自光源的光入射的光阀、及作为将基于被光阀光调制的光的光学像投射在屏幕上的成像光学系统的上述本实用新型的成像光学系统。
本实用新型的摄像装置的特征在于，具备上述所记载的本实用新型的成像光学系统。
另外，上述“放大侧”表示被投射侧(屏幕侧)，为了方便起见当进行缩小投射时将屏幕侧也称为放大侧。另一方面，上述“缩小侧”表示图像显示元件侧(光阀侧)，为了方便起见当进行缩小投射时将光阀侧也称为缩小侧。
并且，上述“包括～”表示除了包括作为构成要件所举出的构件以外，还可以包括实际上没有光焦度的透镜、没有光焦度的反射镜或光圈或俺模或盖玻璃或滤光片等透镜以外的光学要件等。
并且，上述“透镜组”并不一定是指由多个透镜构成的透镜组，还可以包括仅由1片透镜构成的透镜组。
并且，关于“后焦距”，将放大侧、缩小侧分别作为相当于一般的成像透镜的物体侧、图像侧来考虑，并且将放大侧、缩小侧分别设为正面侧、后面侧。
并且，关于上述透镜的面形状及屈光力的符号，当包括非球面时，设为在近轴区域中考虑。
并且，上述条件式的计算中，“整个系统的焦距f”被设成将投射距离设为无限远时的值。
实用新型效果
本实用新型的第1成像光学系统是能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上的成像光学系统，且设成所述第1成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，第2光学系统将图像显示元件上的图像作为中间像来成像，第1光学系统将中间像成像在放大侧共轭面上，在从第1光学系统的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统的光轴交叉的位置的区间，具有聚焦时沿第1光学系统的光轴移动的聚焦组，并且满足下述条件式(1)，因此能够设成抑制成本，并且广角且由聚焦引起的像面弯曲得到良好校正的具有高性能的成像光学系统。
10.0＜|fA/f|＜500.0……(1)
本实用新型的第2成像光学系统是能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上的成像光学系统，且设成所述第2成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，第2光学系统将图像显示元件上的图像作为中间像来成像，第1光学系统将中间像成像在放大侧共轭面上，从第1光学系统的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统的光轴交叉的位置的区间，从放大侧依次包括具有负屈光力的第1透镜组及包括2片单透镜且具有正屈光力的第2透镜组，通过使第2透镜组的2片单透镜中的任一片单透镜沿第1光学系统的光轴移动而进行聚焦，并且满足下述条件式(1)，因此能够设成抑制成本，并且广角且由聚焦引起的像面弯曲得到良好校正的具有高性能的成像光学系统。
10.0＜|fA/f|＜500.0……(1)
本实用新型的投射型显示装置具备本实用新型的成像光学系统，因此能够实现装置的低成本化，并且能够投射广角且高像素的图像。
本实用新型的摄像装置具备本实用新型的成像光学系统，因此能够实现装置的低成本化，并且能够获得广角且高像素的图像。
附图说明
图1是表示本实用新型的一实施方式所涉及的成像光学系统(与实施例1通用)的结构的剖视图。
图2是表示本实用新型的实施例2的成像光学系统的结构的剖视图。
图3是表示本实用新型的实施例3的成像光学系统的结构的剖视图。
图4是表示本实用新型的实施例4的成像光学系统的结构的剖视图。
图5是本实用新型的实施例1的成像光学系统的各像差图。
图6是本实用新型的实施例2的成像光学系统的各像差图。
图7是本实用新型的实施例3的成像光学系统的各像差图。
图8是本实用新型的实施例4的成像光学系统的各像差图。
图9是本实用新型的一实施方式所涉及的投射型显示装置的概略结构图。
图10是本实用新型的另一实施方式所涉及的投射型显示装置的概略结构图。
图11是本实用新型的又一实施方式所涉及的投射型显示装置的概略结构图。
图12是本实用新型的一实施方式所涉及的摄像装置的前侧的立体图。
图13是图12所示的摄像装置的背面侧的立体图。
符号说明
10、210、310-成像光学系统，11a～11c-透射型显示元件，12、13、32、33-分色镜，14、34-十字分色棱镜，15、215、315-光源，16a～16c-聚光透镜，18a～18c、38-全反射镜，21a～21c-DMD元件，24a～24c-TIR棱镜，25、35a～35c-偏振光分离棱镜，31a～31c-反射型显示元件，41-照相机主体，42-快门按钮，43-电源按钮，44、45-操作部，46-显示部，47-卡口，48-可换镜头，49-成像光学系统，100、200、300-投射型显示装置，105、205、305-屏幕，400-照相机，G1-第1光学系统，G2-第2光学系统，L1a～L2h-透镜，PP-光学部件，R1-第1光路折弯机构，R2-第2光路折弯机构，Sim-图像显示面，St-孔径光圈，wa-轴上光束，wb-最大视角的光束，Z-光轴。
具体实施方式
以下，参考附图对本实用新型的实施方式进行详细的说明。图1是表示本实用新型的一实施方式所涉及的成像光学系统的结构的剖视图。图1所示的结构例与后述的实施例1的成像光学系统的结构通用。图1中，图像显示面Sim侧为缩小侧，第1光学系统G1的透镜L1a侧为放大侧，所图示的孔径光圈St并不一定表示大小及形状，而是表示光轴Z上的位置。并且，在图1中一并示出了轴上光束wa及最大视角的光束wb。
该成像光学系统例如能够用作搭载于投射型显示装置而将显示在光阀中的图像信息向屏幕投射的光学系统。设想搭载于投射型显示装置的情况而在图1中一并示出了设想了用于彩色合成部或照明光分离部的滤光片及棱镜等光学部件PP、及位于光学部件PP的缩小侧的面的光阀的图像显示面Sim。在投射型显示装置中，在图像显示元件上的图像显示面Sim中赋予了图像信息的光束经由光学部件PP入射于该成像光学系统并通过该成像光学系统投射在未图示的屏幕上。
首先，对第1实施方式的成像光学系统进行说明。如图1所示，以如下方式构成：第1实施方式的成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统G1及由多个透镜构成的第2光学系统G2，第2光学系统G2将图像显示面Sim上的图像作为中间像来成像，第1光学系统G1将中间像成像在放大侧共轭面上。
仅由通常的不生成中间像的光学系统构成的投射用光学系统若要缩短焦距来进行广角化，则无论怎样放大侧的透镜也会变得过大，但如本实施方式进行中间成像的方式的投射用光学系统中，能够缩短第1光学系统G1的后焦距，并且能够缩小第1光学系统G1的放大侧的透镜直径，从而适合缩短焦距来进行广角化。
并且，在从第1光学系统G1的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统G1的光轴Z交叉的位置的区间，具有聚焦时沿第1光学系统G1的光轴移动的聚焦组。另外，在本实施方式中，透镜L1f相当于聚焦组。
如此，通过将聚焦组的位置设在从第1光学系统G1的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统G1的光轴Z交叉的位置的区间，能够相对于轴外光线在较高位置配置聚焦组，因此相对于投射图像的周边部发挥较高的像面弯曲校正效果。
并且，以满足下述条件式(1)的方式构成。
10.0＜|fA/f|＜500.0……(1)
20.0＜|fA/f|＜200.0……(1-1)
27.0＜|fA/f|＜90.0……(1-2)
其中，设为
fA：聚焦时移动的透镜的焦距(相当于聚焦组的焦距，当聚焦组包括多片透镜时设为整体聚焦组的合成焦距)；
f：整个系统的焦距。
超广角的成像光学系统中具有如下特征：因光轴中心附近的较深的景深而相对于投射距离变化的焦距变动较迟缓，与此相反，在投射图像的周边部相对于投射距离变化的像面弯曲的变动较大。用于良好地校正由该距离变动引起的像面弯曲的条件式为式(1)，通过满足条件式(1)，并且将聚焦组配置在上述位置，能够相对于轴外光线在较高的位置中进行校正，从而能够产生适当的像面弯曲校正效果。由此即便聚焦时移动的透镜的组数为1组，也能够减少由距离变动引起的畸变像差变动，并且能够良好地校正伴随广角化的距离变动引起的像面弯曲。
条件式(1)是规定整个系统的焦距与聚焦时移动的透镜的焦距之比的条件式，通过以不成为条件式(1)的下限以下的方式进行设定，抑制聚焦时移动的透镜的屈光力光焦度变得过强，从而能够避免相对于聚焦时移动的透镜的移动量的光轴中心附近的焦距变动量变得过大，因此能够确保适当的移动量，并且能够适当地校正相对于投射距离变化的周边部的像面弯曲。通过以不成为条件式(1)的上限以上的方式进行设定，抑制聚焦时移动的透镜的屈光力光焦度变得过弱，从而能够避免投射范围内的移动量变得过大，因此能够防止整个透镜系统的大型化。另外，若设为满足上述条件式(1-1)且进一步优选满足条件式(1-2)，则能够设为更良好的特性。
在第1实施方式的成像光学系统中，聚焦组优选包括1片单透镜。通过设为这种结构，作为透镜结构以所需的最少片数来构成，因此能够降低成本。
接着，对第2实施方式的成像光学系统进行说明。如图1所示，以如下方式构成：第2实施方式的成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统G1及由多个透镜构成的第2光学系统G2，第2光学系统G2将图像显示元件上的图像作为中间像来成像，第1光学系统G1将中间像成像在放大侧共轭面上。关于这一点，与上述第1实施方式的成像光学系统相同，因此省略说明。
并且，以如下方式构成：从第1光学系统G1的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统G1的光轴Z交叉的位置的区间，从放大侧依次包括具有负屈光力的第1透镜组及包括2片单透镜且具有正屈光力的第2透镜组，通过使第2透镜组的2片单透镜中的任一片单透镜沿第1光学系统G1的光轴移动而进行聚焦。另外，在本实施方式中，第1透镜组由透镜L1a～L1d这4片透镜构成，第2透镜组由透镜L1e及L1f这2片透镜构成。
如此，通过将聚焦时移动的透镜的位置设在从第1光学系统G1的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统G1的光轴Z交叉的位置的区间，能够相对于轴外光线在较高的位置配置聚焦组，因此相对于投射图像的周边部发挥较高的像面弯曲校正效果。并且，关于从第1光学系统G1的最靠放大侧至最大视角的主光线与第1光学系统G1的光轴Z交叉的位置的区间，从放大侧依次由具有负屈光力的第1透镜组及具有正屈光力的第2透镜组构成，由此能够适当地校正伴随超广角化的畸变像差，并且通过用第2透镜组的透镜来进行聚焦，也能够减少移动时的畸变像差变动。
并且，以满足下述条件式(1)的方式构成。另外，若设为满足下述条件式(1-1)且进一步优选满足下述条件式(1-2)，则能够设为更良好的特性。关于这一点，也与上述第1实施方式的成像光学系统相同，因此省略说明。
10.0＜|fA/f|＜500.0……(1)
20.0＜|fA/f|＜200.0……(1-1)
27.0＜|fA/f|＜90.0……(1-2)
在第2实施方式的成像光学系统中，优选满足下述条件式(2)及(3)。
-3.0＜f21/|f|＜-1.0……(2)
-2.0＜f21/|f|＜-1.2……(2-1)
5.0＜f22/|f|＜20.0……(3)
7.0＜f22/|f|＜15.0……(3-1)
其中，设为
f21：第1透镜组的焦距；
f22：第2透镜组的焦距；
f：整个系统的焦距。
条件式(2)是规定整个系统的焦距与第1透镜组的焦距之比的条件式，通过以不成为条件式(2)的下限以下的方式进行设定，抑制第1透镜组的屈光力光焦度变得过弱，从而能够避免位于最靠放大侧的第1透镜组的外径变得过大，因此有助于整个透镜系统的小型化。通过以不成为条件式(2)的上限以上的方式进行设定，抑制第1透镜组的屈光力光焦度变得过强，从而能够避免以第1透镜组中发生的畸变像差为主的各像差变得过大，因此能够容易进行其他组中的校正。
条件式(3)是规定整个系统的焦距与第2透镜组的焦距之比的条件式，通过以不成为条件式(3)的下限以下的方式进行设定，抑制第2透镜组的屈光力光焦度变得过强，从而能够避免因第2透镜组而向缩小侧的透镜组的入射角变得过于严格，因此能够通过第2透镜组容易进行缩小侧的透镜组中的像差校正。通过以不成为条件式(3)的上限以上的方式进行设定，能够避免第2透镜组的屈光力光焦度变得过弱，从而能够防止因第2透镜组而缩小侧的透镜组的大径化等不良情况。
另外，若设为满足上述条件式(2)及(3)以外进一步满足上述条件式(2-1)和/或(3-1)，则能够设为更良好的特性。
并且，在第2实施方式的成像光学系统中，第1透镜组优选均由负透镜构成。通过设为这种结构，能够确保广角化所需的负屈光力，并且能够适当地校正像面弯曲。
并且，在第2实施方式的成像光学系统中，第2透镜组优选均由正透镜构成。通过设为这种结构，能够确保适当的正屈光力。
并且，在第1及第2实施方式的成像光学系统中，第2光学系统G2优选具有对从第2光学系统G2的最靠缩小侧的面至缩小侧共轭面(图像显示面Sim)的光轴Z上的间隔的变动的影响进行校正时沿第2光学系统G2的光轴移动的校正组。另外，在第1及第2实施方式中，透镜L2a及L2b这2片透镜相当于校正组。
在投射型显示装置中搭载超广角的成像光学系统时存在不能忽略的量的法兰距误差的情况下，共轭位置从设计上设想的位置偏离，因此要用聚焦组对其进行调整，因聚焦组的光轴中心附近的焦距变动较迟缓而不能进行调整，但通过在第2光学系统G2内另行设置能够进行焦距校正的校正组，能够在共轭位置中调整位置偏离。
并且，根据投射型显示装置的周边温度的变化发生了焦距变动的情况也同样，要用聚焦组对其进行调整，因聚焦组的光轴中心附近的焦距变动较迟缓而不能进行调整，但在第2光学系统G2内另行设置能够进行焦距校正的校正组，能够进行相对于温度变化的焦距校正。
当在第2光学系统G2中设置有校正组时，优选满足下述条件式(4)。条件式(4)是规定整个系统的焦距与校正组的焦距之比的条件式，通过以不成为条件式(4)的下限以下的方式进行设定，抑制校正组的屈光力光焦度变得过强，从而能够避免作为校正组所需的周边像面变化量变得过大，因此能够抑制校正时的像面崩溃。通过以不成为条件式(4)的上限以上的方式进行设定，抑制校正组的屈光力光焦度变得过弱，从而能够避免用于校正的移动量变得过大，因此有助于整个透镜系统的小型化。另外，若设为满足下述条件式(4-1)，则能够设为更良好的特性。
10.0＜fB/|f|＜100.0……(4)
20.0＜fB/|f|＜70.0……(4-1)
其中，设为
fB：校正组的焦距；
f：整个系统的焦距。
并且，当在第2光学系统G2中设置有校正组时，校正组优选配置在第2光学系统G2的最靠放大侧。通过设为这种方式，在将来自第2光学系统G2的光入射于第1光学系统G1侧的关系上，成为以较平衡的光线角度入射校正组，因此能够减少周边部的像面弯曲的变化。
并且，当第2光学系统G2中设置有校正组时，校正组优选包括负透镜及正透镜从放大侧依次接合的胶合透镜。如此，通过设为负透镜与正透镜的胶合透镜，能够适当地校正生成中间像的光学系统中成为问题的轴上色差。
并且，在第1及第2实施方式的成像光学系统中，优选满足下述条件式(5)。条件式(5)是规定整个系统的焦距与整个系统的后焦距之比的条件式，通过以不成为条件式(5)的下限以下的方式进行设定，能够防止后焦距变得过短而配置彩色合成棱镜等变得困难。通过以不成为条件式(5)的上限以上的方式进行设定，能够防止包括后焦距的整个透镜系统的大型化。另外，若设为满足下述条件式(5-1)，则能够设为更良好的特性。
4.0＜Bf/|f|……(5)
5.0＜Bf/|f|＜20.0……(5-1)
其中，设为
Bf：整个系统的后焦距；
f：整个系统的焦距。
并且，在第1及第2实施方式的成像光学系统中，第1光学系统G1与第2光学系统G2优选具有共用光轴。通过设为这种结构，能够简化整个光学系统的结构，从而能够有助于低成本化。
并且，在第1及第2实施方式的成像光学系统中，中间像优选与光轴中心相比周边部向第2光学系统G2侧发生像面弯曲。如此，不是第1光学系统G1与第2光学系统G2独立进行像差校正，而是以在第2光学系统G2中留存畸变像差、像散等而在第1光学系统G1中将其相互抵消的方式进行像差校正，由此即使以较少的透镜片数也能够实现广角化并且使各像差良好。
另外，如图1所示，本实施方式的成像光学系统可以设为如下方式：在第1光学系统G1中具备在反射面中折弯光路的第1光路折弯机构R1，并且在第1光学系统G1与第2光学系统G2之间具备在反射面中折弯光路的第2光路折弯机构R2。如此，通过在成像光学系统的中间位置配置光路折弯机构，与在成像光学系统的放大侧配置光路折弯机构的情况相比，能够将光路折弯机构设为小型。并且，通过在成像光学系统中设置2个光路折弯机构，整体成像光学系统的小型化及投射方向的控制变得容易。
接着，对本实用新型的成像光学系统的数值实施例进行说明。
首先，对实施例1的成像光学系统进行说明。将表示实施例1的成像光学系统的结构的剖视图示于图1中。另外，与图1及后述的实施例2～4对应的图2～4中，图像显示面Sim侧为缩小侧，第1光学系统G1的透镜L1a侧为放大侧，所图示的孔径光圈St并不一定表示大小及形状，而是表示光轴Z上的位置。并且，在图1～4中一并示出了轴上光束wa及最大视角的光束wb。
实施例1的成像光学系统从放大侧依次由包括第1光路折弯机构R1的第1光学系统G1、第2光路折弯机构R2及第2光学系统G2构成，第1光学系统G1由透镜L1a～L11这12片透镜构成，第2光学系统G2由透镜L2a～L2h这8片透镜构成。另外，在实施例1中，透镜L1f相当于聚焦组，透镜L2a及L2b这2片透镜相当于校正组。
将实施例1的成像光学系统的透镜数据示于表1中，将聚焦时间隔发生变化的与面间隔相关的数据示于表2中，将与规格相关的数据示于表3中，将与非球面系数相关的数据示于表4中。以下，关于表中的记号的含义，以实施例1为例子进行说明，但关于实施例2～4也基本上相同。
表1的透镜数据中，在面编号的栏中示出将最靠放大侧的构成要件的面设为第1个而随着向缩小侧逐渐增加的面编号，在曲率半径的栏中示出各面的曲率半径，在面间隔的栏中示出各面与其下一个面的光轴Z上的间隔。并且，在n的栏中示出各光学要件的相对于d线(波长587.6nm)的折射率，在ν的栏中示出各光学要件的相对于d线(波长587.6nm)的色散系数。在此，关于曲率半径的符号，将面形状朝向放大侧为凸的情况设为正，朝向缩小侧为凸的情况设为负。所示出的透镜数据中也包括孔径光圈St及光学部件PP。在相当于孔径光圈St的面的面编号的栏中与面编号一同记载有(光圈)这一术语。并且，透镜数据中，在聚焦时间隔发生变化的面间隔的栏中分别记载有DD[面编号]。与该DD[面编号]对应的数值示于表2中。
表3的与规格相关的数据中示出将投射距离设为193.406时的焦距f′、后焦距Bf′、F值FNo及全视角2ω值。
另外，基本透镜数据及与规格相关的数据中示出的数值是以规格的投射距离时的使整个系统的焦距成为-1的方式进行标准化的数值。并且，各表的数值是舍入为规定位数的数值。
表1的透镜数据中，在非球面的面编号上标注有*记号，作为非球面的曲率半径表示近轴的曲率半径的数值。表4的与非球面系数相关的数据中示出了非球面的面编号及与这些非球面相关的非球面系数。表4的非球面系数的数值的“E-n”(n：整数)表示“×10-n”。非球面系数是由下述式表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3～20)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm
其中，设为
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相切的光轴垂直的平面的垂线的长度)；
h：高度(从光轴的距离)；
C：近轴曲率半径的倒数；
KA、Am：非球面系数(m＝3～20)。
[表1]
实施例1·透镜数据(n、ν为d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n v
*1 -5.2258 0.7360 1.53158 55.08
*2 -14.4830 1.6688
3 10.9737 0.3937 1.83481 42.72
4 5.6865 1.4329
5 10.0545 0.2995 1.91082 35.25
6 4.2275 2.5121
7 -15.2778 0.2311 1.72916 54.68
8 7.6744 5.2322
9 28.2991 1.2357 1.80610 33.27
10 -13.1238 DD[10]
11 12.6584 0.4655 1.84666 23.78
12 19.8736 DD[12]
13 12.0143 1.7218 1.49700 81.61
14 -12.0143 0.2516
15 24.8613 2.3517 1.67790 55.34
16 -4.8915 0.2311 1.80518 25.46
17 4.8915 2.4852 1.49700 81.61
18 -12.0513 0.7514
*19 -7.1510 0.9414 1.51007 56.24
*20 -5.3495 4.4056
21 22.9057 1.3282 1.84666 23.78
22 -34.7748 17.5452
23 -64.7115 0.3252 1.80610 33.27
24 9.2416 3.0414 1.63854 55.38
25 -12.6122 0.1712
26 8.7758 2.0539 1.69680 55.53
27 ∞ 4.7924
28 4.6731 0.1729 1.59270 35.31
29 3.4032 1.9837
30(光圈) ∞ 1.8913
31 -3.0344 0.1712 1.80518 25.46
32 12.6113 1.1057 1.59282 68.62
33 -4.8375 0.0342
34 -57.4762 2.2421 1.49700 81.61
35 -4.7173 1.1502
36 13.8428 0.9568 1.92286 20.88
37 -27.2944 3.2889
38 ∞ 6.7786 1.51633 64.14
39 ∞
第1光路折弯机构：从13面向放大侧4.6212的位置
第2光路折弯机构：从23面向放大侧7.3597的位置
[表2]
实施例1·面间隔
投射距离 193.406 121.521 468.967 ∞
DD[10] 0.6421 0.8789 0.3986 0.2225
DD[12] 9.2180 8.9812 9.4615 9.6376
[表3]
实施例1·规格(d线)
f′ -1.00
Bf′ 7.76
FNo. 1.91
2ω[°] 138.0
[表4]
实施例1·非球面系数
面编号 1 2 19
KA -1.546378300122E+00 -6.938246778737E+01 -4.260756389852E-01
A3 2.018863389167E-02 3.135869415357E-02 -5.094545177229E-03
A4 3.047810683562E-03 -2.989646897191E-02 1.311855979326E-02
A5 -1.669807535484E-03 3.677207805828E-02 -5.611217310945E-03
A6 1.154294171845E-04 -2.990889576397E-02 -1.633075426131E-03
A7 3.249222906876E-05 1.866983136218E-02 2.434226410868E-03
A8 -4.253102539216E-06 -6.827516042915E-03 -3.423229558501E-04
A9 -4.424038232000E-07 1.914682928514E-03 -4.527267198745E-04
A10 8.245832143873E-08 -4.053401733698E-04 1.544918621372E-04
A11 4.288038152692E-09 6.288867705223E-05 3.707454554667E-05
A12 -1.009517143718E-09 -7.077805600361E-06 -2.337823471038E-05
A13 -3.928910017049E-11 5.829944648839E-07 -2.029922108751E-07
A14 9.188892344839E-12 -2.997619234324E-08 1.728137683772E-06
A15 2.854707126548E-13 9.489436391692E-10 -1.756408094208E-07
A16 -6.073887356486E-14 -1.286239784502E-11 -5.970062664740E-08
A17 -1.058687065832E-15 1.516543284299E-14 1.113194098830E-08
A18 2.357443732956E-16 -4.870276371805E-15 5.447426702441E-10
A19 1.116119782618E-18 -3.190130207468E-17 -2.180703780510E-10
A20 -3.658215332719E-19 1.042364006359E-17 1.042467028344E-11
面编号 20
KA 5.923802980090E-01
A3 -4.049535376063E-03
A4 1.205983297241E-02
A5 -3.710237995376E-03
A6 -6.446587800793E-04
A7 9.705857875631E-04
A8 -1.036740768513E-04
A9 -1.481035527610E-04
A10 3.796487747518E-05
A11 1.139864470430E-05
A12 -5.114123231341E-06
A13 -1.533820057677E-07
A14 3.274692501526E-07
A15 -3.329005538927E-08
A16 -8.904987889237E-09
A17 1.988014493344E-09
A18 1.706750172651E-11
A19 -3.433778947339E-11
A20 2.361405547132E-12
将实施例1的成像光学系统的各像差图示于图5中。另外，图5中示出了3种投射距离的像差图，图5中分别从左侧依次表示球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在表示球面像差、像散及畸变像差的各像差图中示出将d线(波长587.6nm)设为基准波长的像差。在球面像差图中，将相对于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)及F线(波长486.1nm)的像差分别以实线、长虚线及短虚线来示出。在像散图中，将弧矢方向及子午方向的像差分别以实线及短虚线来示出。在倍率色差图中，将相对于C线(波长656.3nm)及F线(波长486.1nm)的像差分别以长虚线及短虚线来示出。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
在上述实施例1的说明中叙述的各数据的记号、含义及记载方法，若无特别说明，对于以下的实施例也相同，因此以下省略重复说明。
接着，对实施例2的成像光学系统进行说明。将表示实施例2的成像光学系统的结构的剖视图示于图2中。实施例2的成像光学系统除了第1光学系统G1由透镜L1a～L1m这13片透镜构成以外，是与实施例1相同的透镜片数结构。另外，在实施例2中，透镜L1f相当于聚焦组，透镜L2a及L2b这2片透镜相当于校正组。并且，将实施例2的成像光学系统的透镜数据示于表5中，将聚焦时间隔发生变化的与面间隔相关的数据示于表6中，将与规格相关的数据(投射距离193.295)示于表7中，将与非球面系数相关的数据示于表8中，将各像差图示于图6中。
[表5]
实施例2·透镜数据(n、v为d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n v
*1 -5.8964 0.7697 1.53158 55.08
*2 -19.0272 1.7458
3 10.5522 0.4275 1.83481 42.72
4 5.9178 1.3190
5 9.2704 0.3079 1.91082 35.25
6 4.4226 2.4107
7 -27.0447 0.2736 1.72916 54.68
8 6.0293 8.5528
9 39.7995 0.8362 1.85478 24.80
10 -18.8770 DD[10]
11 12.1277 1.0582 1.67270 32.10
12 17.7260 DD[12]
13 10.2472 0.9655 1.59282 68.62
14 -33.5356 2.5904
15 -12.5421 0.2222 1.84666 23.78
16 5.5094 2.2232 1.59282 68.62
17 -7.4156 0.0343
18 12.7105 0.2310 1.80610 33.27
19 4.8440 2.4475 1.49700 81.61
20 -13.1174 1.7674
*21 -5.2479 1.0265 1.49100 57.58
*22 -4.2922 3.0320
23 13.7187 0.9529 1.60311 60.64
24 248.4579 15.7258
25 887.4293 0.5473 1.80610 33.27
26 9.2682 3.0347 1.63854 55.38
27 -12.1294 0.1709
28 8.0168 2.0069 1.69680 55.53
29 95.7147 4.8487
30 4.8446 0.2347 1.51823 58.90
31 2.9545 1.5201
32(光圈) ∞ 1.4622
33 -2.6701 0.1711 1.80518 25.46
34 15.8216 1.1524 1.59282 68.62
35 -4.1529 0.0343
36 -103.6182 1.3648 1.49700 81.61
37 -4.3229 3.1657
38 21.2137 0.9847 1.89286 20.36
39 -15.6497 2.9778
40 ∞ 6.7747 1.51633 64.14
41 ∞
第1光路折弯机构：从9面向放大侧3.8000的位置
第2光路折弯机构：从25面向放大侧7.3597的位置
[表6]
实施例2·面间隔
投射距离 193.295 121.451 468.698 ∞
DD[10] 0.7737 1.1055 0.4276 0.2351
DD[12] 5.2162 4.8844 5.5622 5.7548
[表7]
实施例2·规格(d线)
f′ -1.00
Bf′ 7.44
FNo. 1.90
2ω[°] 138.0
[表8]
实施例2·非球面系数
面编号 1 2 21
KA -1.357388515823E+00 -1.628705953313E+02 -4.872660163080E-01
A3 1.927223012565E-02 3.029280339983E-02 -4.313575825854E-03
A4 3.032368752960E-03 -2.929320826337E-02 1.183477893311E-02
A5 -1.506190100574E-03 3.613072695399E-02 -6.204842748578E-03
A6 9.506883602698E-05 -2.912223249063E-02 -4.219268119035E-04
A7 2.618753686429E-05 1.613112510106E-02 2.504562678536E-03
A8 -3.274595508840E-06 -6.390039784950E-03 -9.814946777821E-04
A9 -2.708318424928E-07 1.839206630851E-03 -3.295964197407E-04
A10 5.399476858819E-08 -3.875341524841E-04 3.112587726762E-04
A11 1.243165325042E-09 5.982210646736E-05 -1.797276271584E-05
A12 -4.868622112842E-10 -6.703214580094E-06 -4.163302763662E-05
A13 -3.450374509225E-12 5.314457382805E-07 9.569956896154E-06
A14 2.907940846136E-12 -2.818732297750E-08 2.508650748425E-06
A15 2.728310764023E-14 8.821667497129E-10 -1.047793586811E-06
A16 -1.363243197962E-14 -1.152486466342E-11 -3.185471439407E-08
A17 -9.061680430869E-17 4.504417927048E-14 5.005748741167E-08
A18 4.141531333035E-17 -7.137718299741E-15 -3.088940997418E-09
A19 -2.037231248508E-19 -1.135101977250E-16 -9.105489700661E-10
A20 -3.888230406881E-20 1.734292816851E-17 1.013077405010E-10
面编号 22
KA 2.890408453906E-01
A3 -3.811459499198E-03
A4 1.167539328340E-02
A5 -3.596675902214E-03
A6 -1.997788696869E-04
A7 8.418635798564E-04
A8 -2.474019158694E-04
A9 -1.041215110012E-04
A10 7.019370236742E-05
A11 -5.487063314035E-07
A12 -9.069695280540E-06
A13 1.760467224084E-06
A14 5.294245003396E-07
A15 -1.944781073089E-07
A16 -7.598939014681E-09
A17 8.692281104953E-09
A18 -4.542863465574E-10
A19 -1.434299223039E-10
A20 1.407504975244E-11
接着，对实施例3的成像光学系统进行说明。将表示实施例3的成像光学系统的结构的剖视图示于图3中。实施例3的成像光学系统是与实施例1相同的透镜片数结构。另外，在实施例3中，透镜L1f相当于聚焦组，透镜L2a及L2b这2片透镜相当于校正组。并且，将实施例3的成像光学系统的透镜数据示于表9中，将聚焦时间隔发生变化的与面间隔相关的数据示于表10中，将与规格相关的数据(投射距离193.671)示于表11中，将与非球面系数相关的数据示于表12中，将各像差图示于图7中。
[表9]
实施例3·透镜数据(n、ν为d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n v
*1 -5.2679 0.7886 1.53158 55.08
*2 -14.4837 1.6094
3 14.4269 0.4283 1.80400 46.58
4 5.3246 1.4216
5 9.9512 0.3085 1.77250 49.60
6 4.0739 2.5062
7 -10.2914 0.2399 1.65160 58.55
8 9.3608 3.7475
9 37.0181 2.3995 1.80400 46.58
10 -11.0039 DD[10]
11 11.0652 0.5429 1.84666 23.78
12 18.7534 DD[12]
13 21.8698 1.1159 1.49700 81.61
14 -9.9062 0.7627
15 12.5838 2.2148 1.69680 55.53
16 -4.6116 0.4839 1.80518 25.46
17 6.0895 0.3177
18 8.6388 2.5000 1.43700 95.10
19 -7.9833 0.7952
*20 -9.6064 1.0218 1.49100 57.58
*21 -6.4360 2.4281
22 22.5414 1.2808 1.84666 23.78
23 -30.7133 17.3990
24 -71.4789 0.5486 1.80518 25.46
25 10.9590 3.0029 1.54814 45.78
26 -10.9703 0.0343
27 9.9129 1.8354 1.77250 49.60
28 -198.7757 6.3127
29 3.9214 0.3132 1.59270 35.31
30 2.9492 0.6395
31(光圈) ∞ 2.2905
32 -2.8164 0.1712 1.80518 25.46
33 12.1319 1.1510 1.59282 68.62
34 -4.6750 0.0341
35 -55.9787 1.8633 1.49700 81.61
36 -4.4699 0.7306
37 17.3160 1.1278 1.80809 22.76
38 -13.9766 2.9848
39 ∞ 6.7879 1.51633 64.14
40 ∞
第1光路折弯机构：从13面向放大侧4.0000的位置
第2光路折弯机构：从24面向放大侧7.3597的位置
[表10]
实施例3·面间隔
投射距离 193.671 121.687 469.609 ∞
DD[10] 0.3071 0.4716 0.1391 0.0247
DD[12] 8.1439 7.9794 8.3119 8.4263
[表11]
实施例3·规格(d线)
f′ -1.00
Bf′ 7.46
FNo. 1.90
2ω[°] 138.2
[表12]
实施例3·非球面系数
面编号 1 2 20
KA -1.012705640654E+00 -1.689574187807E+01 1.000000000000E+00
A3 1.313590672786E-02 2.625714192873E-02 0.000000000000E+00
A4 3.458547259924E-03 -2.918484051266E-02 9.537933590180E-03
A5 -1.169940041077E-03 3.522343197266E-02 -4.365562964921E-03
A6 7.995291899452E-05 -2.811366556401E-02 -1.287307806987E-03
A7 1.329980564441E-05 1.554819820242E-02 9.665869678069E-04
A8 -2.528111542635E-06 -6.125563888498E-03 5.179981299709E-05
A9 1.577910217721E-08 1.750330429076E-03 -1.268083459315E-04
A10 3.246425142892E-08 -3.666602131150E-04 2.254629098072E-06
A11 -2.591118868451E-09 5.635341131715E-05 1.032307039569E-05
A12 -1.267895828965E-10 -6.282206550636E-06 -3.685019140456E-07
A13 2.533086230711E-11 4.940977488554E-07 -5.269014256841E-07
A14 -4.773445370840E-13 -2.597779016162E-08 1.561792860958E-08
A15 -7.638974957206E-14 8.188069220170E-10 1.585353323634E-08
A16 3.421892629020E-15 -1.169316115120E-11 -1.606044033084E-10
A17 -2.163240404893E-10
面编号 21
KA 1.000000000000E+00
A3 0.000000000000E+00
A4 1.316545003836E-02
A5 -4.314758970233E-03
A6 -8.622339325173E-04
A7 5.831904153225E-04
A8 3.852474426708E-05
A9 -5.290146200922E-05
A10 -5.448014657821E-06
A11 4.252855788801E-06
A12 5.151727389511E-07
A13 -2.575206369834E-07
A14 -2.064528339338E-08
A15 8.899463097362E-09
A16 3.025861351437E-10
A17 -1.257240698682E-10
接着，对实施例4的成像光学系统进行说明。将表示实施例4的成像光学系统的结构的剖视图示于图4中。实施例4的成像光学系统是与实施例4相同的透镜片数结构。另外，在实施例4中，透镜L1e相当于聚焦组，透镜L2a及L2b这2片透镜相当于校正组。并且，将实施例4的成像光学系统的透镜数据示于表13中，将聚焦时间隔发生变化的与面间隔相关的数据示于表14中，将与规格相关的数据(投射距离218.526)示于表15中，将与非球面系数相关的数据示于表16中，将各像差图示于图8中。
[表13]
实施例4·透镜数据(n、v为d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n v
*1 -5.2611 0.7159 1.49100 57.58
*2 -23.2691 0.7687
3 13.8526 0.5759 1.80400 46.58
4 6.3768 1.8739
5 14.1436 0.4171 1.83400 37.16
6 4.4561 2.3492
7 -40.3818 0.3177 1.67790 55.34
8 6.7298 DD[8]
*9 -53.7443 1.0874 1.49100 57.58
*10 165.9761 DD[10]
11 24.9817 1.9866 1.72825 28.46
12 -9.4218 8.9432
13 16.0529 1.4018 1.59282 68.62
14 -10.8960 1.9895
15 14.7193 2.3635 1.67790 55.34
16 -5.1814 0.4769 1.80518 25.42
17 6.7146 0.4155
18 10.2639 1.9082 1.49700 81.61
19 -8.1363 1.7222
*20 -10.8826 0.9865 1.49100 57.58
*21 -7.3100 1.8762
22 37.0896 1.1785 1.84666 23.78
23 -26.6303 17.4730
24 -69.8886 0.4172 1.80518 25.46
25 10.3042 3.4185 1.65412 39.68
26 -13.7004 0.0399
27 10.8976 2.0532 1.80400 46.58
28 -128.0519 6.6040
29 4.0970 0.3764 1.59551 39.24
30 2.9427 0.6475
31(光圈) ∞ 1.2913
32 -2.9434 0.3508 1.80518 25.46
33 11.3463 1.1823 1.59282 68.62
34 -4.6691 0.1888
35 576.6335 1.3327 1.49700 81.61
36 -4.6531 2.7712
37 14.2916 1.2849 1.80809 22.76
38 -17.7908 3.2827
39 ∞ 4.9665 1.51633 64.14
40 ∞
第1光路折弯机构：从13面向放大侧4.0000的位置
第2光路折弯机构：从24面向放大侧7.3597的位置
[表14]
实施例4·面间隔
投射距离 218.526 139.062 496.650 ∞
DD[8] 2.1515 2.1004 2.2023 2.2360
DD[10] 0.5617 0.6128 0.5109 0.4772
[表15]
实施例4·规格(d线)
f′ -1.00
Bf′ 6.56
FNo. 2.00
2ω[°] 141.4
[表16]
实施例4·非球面系数
面编号 1 2 9
KA -1.184822379989E+00 -9.305091755351E+00 1.000000000000E+00
A3 1.353926642623E-02 2.331979447198E-02 0.000000000000E+00
A4 2.707370023394E-03 -2.218985135714E-02 -5.581491907410E-03
A5 -1.038047151568E-03 2.394248809711E-02 1.512855814874E-03
A6 7.194239679813E-05 -1.742432881295E-02 3.856836520332E-04
A7 1.241019733918E-05 8.779831191611E-03 -2.966384618176E-04
A8 -2.039449304051E-06 -3.148133571114E-03 1.508994218778E-05
A9 -3.681062833536E-08 8.185434134924E-04 2.416079204512E-05
A10 2.514643919693E-08 -1.560531061097E-04 -3.591373691427E-06
A11 -1.050815973077E-09 2.183069046758E-05 -7.153566056398E-07
A12 -1.216488499144E-10 -2.215039367107E-06 1.395382953556E-07
A13 1.082205811148E-11 1.585481861804E-07 0.000000000000E+00
A14 4.468710291553E-14 -7.586168113523E-09 0.000000000000E+00
A15 -3.051813388213E-14 2.176411525459E-10 0.000000000000E+00
A16 8.806800800421E-16 -2.829959985566E-12 0.000000000000E+00
A17 0.000000000000E+00
面编号 10 20 21
KA 1.000000000000E+00 1.000000000000E+00 1.000000000000E+00
A3 0.000000000000E+00 0.000000000000E+00 0.000000000000E+00
A4 -3.037217813671E-03 7.167220762451E-03 1.011569072187E-02
A5 9.188176967567E-04 -3.375610460888E-03 -3.737609978392E-03
A6 2.557113678440E-04 -6.432858936485E-04 -1.352207282381E-04
A7 -1.871304047322E-04 6.685934706683E-04 4.056913937342E-04
A8 9.007609190640E-06 -1.441841120614E-05 -5.308926499444E-05
A9 1.524769208219E-05 -7.466465354350E-05 -2.175482638087E-05
A10 -2.318467197874E-06 6.836998479944E-06 4.147662164765E-06
A11 -4.336238649110E-07 5.040451669491E-08 6.054858367578E-07
A12 8.588271661949E-08 -6.207252742956E-07 -1.435524287456E-07
A13 0.000000000000E+00 -2.092327772822E-07 -7.104840043680E-09
A14 0.000000000000E+00 2.568304693879E-08 2.703143598466E-09
A15 0.000000000000E+00 4.956740181054E-09 -1.010400387283E-11
A16 0.000000000000E+00 -3.916452762377E-10 -2.281502662944E-11
A17 0.000000000000E+00 -5.090809233527E-11 6.281902700895E-13
将与实施例1～4的成像光学系统的条件式(1)～(5)对应的值示于表17中。另外，所有实施例均以d线为基准波长，下述表17所示的值是该基准波长下的值。
[表17]
式编号 条件式 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
(1) |fA/f. 39.62 52.55 30.63 -82.61
(2) f21/|f. -1.58 -1.73 -1.57 -1.59
(3) f22/|f. 8.78 11.57 7.97 9.64
(4) fB/|f. 43.08 26.67 53.02 41.28
(5) Bf/|f. 7.68 7.37 7.40 6.56
从以上数据可知，实施例1～4的成像光学系统均满足条件式(1)～(5)，是抑制成本并且半视角ω为65°以上的广角且由聚焦引起的像面弯曲得到良好校正的具有高性能的成像光学系统。
接着，对本实用新型的实施方式所涉及的投射型显示装置进行说明。图9是本实用新型的一实施方式所涉及的投射型显示装置的概略结构图。图9所示的投射型显示装置100具有本实用新型的实施方式所涉及的成像光学系统10、光源15、与各色光对应的作为光阀的透射型显示元件11a～11c、用于分色的分色镜12、13、用于彩色合成的十字分色棱镜14、聚光透镜16a～16c及用于偏转光路的全反射镜18a～18c。另外，在图9中示意地图示了成像光学系统10。并且，在光源15与分色镜12之间配置有积分器，但在图9中省略了其图示。
来自光源15的白光在分色镜12、13中分解成3个色光光束(G光、B光、R光)后，分别经过聚光透镜16a～16c入射于分别与各色光光束对应的透射型显示元件11a～11c而被光调制，并通过十字分色棱镜14彩色合成后，入射于成像光学系统10。成像光学系统10将基于被透射型显示元件11a～11c光调制的光的光学像投射在屏幕105上。
图10是本实用新型的另一实施方式所涉及的投射型显示装置的概略结构图。图10所示的投射型显示装置200具有本实用新型的实施方式所涉及的成像光学系统210、光源215、与各色光对应的作为光阀的DMD元件21a～21c、用于分色及彩色合成的TIR(TotalInternal Reflection)棱镜24a～24c以及分离照明光与投射光的偏振光分离棱镜25。另外，在图10中示意地图示了成像光学系统210。并且，在光源215与偏振光分离棱镜25之间配置有积分器，但在图10中省略了其图示。
来自光源215的白光在偏振光分离棱镜25内部的反射面被反射后，通过TIR棱镜24a～24c分解成3个色光光束(G光、B光、R光)。分解后的各色光光束分别入射于所对应的DMD元件21a～21c而被光调制，并再次向反方向行进TIR棱镜24a～24c而彩色合成后，透射偏振光分离棱镜25而入射于成像光学系统210。成像光学系统210将基于被DMD元件21a～21c光调制的光的光学像投射在屏幕205上。
图11是本实用新型的又一实施方式所涉及的投射型显示装置的概略结构图。图11所示的投射型显示装置300具有本实用新型的实施方式所涉及的成像光学系统310、光源315、与各色光对应的作为光阀的反射型显示元件31a～31c、用于分色的分色镜32、33、用于彩色合成的十字分色棱镜34、用于偏转光路的全反射镜38、及偏振光分离棱镜35a～35c。另外，在图11中示意地图示了成像光学系统310。并且，在光源315与分色镜32之间配置有积分器，但在图11中省略了其图示。
来自光源315的白光通过分色镜32、33分解成3个色光光束(G光、B光、R光)。分解后的各色光光束分别经过偏振光分离棱镜35a～35c，入射于分别与各色光光束对应的反射型显示元件31a～31c而被光调制，并通过十字分色棱镜34彩色合成后，入射于成像光学系统310。成像光学系统310将基于被反射型显示元件31a～31c光调制的光的光学像投射在屏幕305上。
图12及图13是本实用新型的一实施方式所涉及的摄像装置即照相机400的外观图。图12表示从前侧观察照相机400的立体图，图13表示从背面侧观察照相机400的立体图。照相机400是装卸自如地安装可换镜头48的不带反光式取景器的单反式数码相机。可换镜头48在镜筒内容纳有本实用新型的实施方式所涉及的光学系统即成像光学系统49。
该照相机400具备照相机主体41，且在照相机主体41的上表面设置有快门按钮42及电源按钮43。并且在照相机主体41的背面设置有操作部44、45及显示部46。显示部46用于显示所拍摄的图像及拍摄之前的视角内存在的图像。
在照相机主体41的前面中央部设置有来自摄影对象的光入射的摄影开口，在与其摄影开口对应的位置设置有卡口47，经由卡口47可换镜头48安装在照相机主体41上。
在照相机主体41内设置有输出与通过可换镜头48形成的被摄体像相应的摄像信号的CCD(Charge Coupled Device)等成像元件(未图示)、处理由该成像元件输出的摄像信号而生成图像的信号处理电路、及用于记录该已生成的图像的记录介质等。该照相机400中，通过按压快门按钮42能够摄影静态图像或动态图像，通过该摄影所得到的图像数据记录在上述记录介质中。
以上，举出实施方式及实施例对本实用新型进行了说明，但本实用新型的成像光学系统并不限定于上述实施例，能够进行各种方式的变更，例如能够适当变更各透镜的曲率半径、面间隔、折射率及色散系数。
并且，本实用新型的投射型显示装置并不限定于上述结构，例如，所使用的光阀及用于光束分离或光束合成的光学部件并不限定于上述结构，能够进行各种方式的变更。
并且，本实用新型的摄像装置也并不限定于上述结构，例如，也能够适用于单反式照相机、胶卷相机及摄像机等中。

Claims (20)

1.一种成像光学系统，其能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上，所述成像光学系统的特征在于，
所述成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，
所述第2光学系统将所述图像显示元件上的图像作为中间像来成像，
所述第1光学系统将所述中间像成像在所述放大侧共轭面上，
在从所述第1光学系统的最靠放大侧至最大视角的主光线与该第1光学系统的光轴交叉的位置的区间，具有聚焦时沿该第1光学系统的光轴移动的聚焦组，
并且满足下述条件式(1)：
10.0＜|fA/f|＜500.0……(1)
其中，设为
fA：聚焦时移动的透镜的焦距；
f：整个系统的焦距。
2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，
所述聚焦组包括1片单透镜。
3.一种成像光学系统，其能够将配置在缩小侧共轭面上的图像显示元件中所显示的图像作为放大像而投射在放大侧共轭面上，所述成像光学系统的特征在于，
所述成像光学系统从放大侧依次包括由多个透镜构成的第1光学系统及由多个透镜构成的第2光学系统，
所述第2光学系统将所述图像显示元件上的图像作为中间像来成像，
所述第1光学系统将所述中间像成像在所述放大侧共轭面上，
从所述第1光学系统的最靠放大侧至最大视角的主光线与所述第1光学系统的光轴交叉的位置的区间，从放大侧依次包括具有负屈光力的第1透镜组及由2片单透镜构成且具有正屈光力的第2透镜组，
通过使该第2透镜组的所述2片单透镜中的任一片单透镜沿所述第1光学系统的光轴移动而进行聚焦，
并且满足下述条件式(1)：
10.0＜|fA/f|＜500.0……(1)
其中，设为
fA：聚焦时移动的透镜的焦距；
f：整个系统的焦距。
4.根据权利要求3所述的成像光学系统，其中，
满足下述条件式(2)及(3)：
-3.0＜f21/|f|＜-1.0……(2)
5.0＜f22/|f|＜20.0……(3)
其中，设为
f21：所述第1透镜组的焦距；
f22：所述第2透镜组的焦距。
5.根据权利要求3或4所述的成像光学系统，其中，
所述第1透镜组均由负透镜构成。
6.根据权利要求3或4所述的成像光学系统，其中，
所述第2透镜组均由正透镜构成。
7.根据权利要求1或3所述的成像光学系统，其中，
所述第2光学系统具有校正组，该校正组在对该第2光学系统的最靠缩小侧的面至所述缩小侧共轭面的在光轴上的间隔的变动的影响进行校正时，沿所述第2光学系统的光轴移动。
8.根据权利要求7所述的成像光学系统，其中，
满足下述条件式(4)：
10.0＜fB/|f|＜100.0……(4)
其中，设为
fB：所述校正组的焦距。
9.根据权利要求7所述的成像光学系统，其中，
所述校正组配置在所述第2光学系统的最靠放大侧。
10.根据权利要求7所述的成像光学系统，其中，
所述校正组包括将负透镜及正透镜从放大侧依次接合的胶合透镜。
11.根据权利要求1或3所述的成像光学系统，其中，
满足下述条件式(5)：
4.0＜Bf/|f|……(5)
其中，设为
Bf：整个系统的后焦距。
12.根据权利要求1或3所述的成像光学系统，其中，
所述第1光学系统与所述第2光学系统具有共用光轴。
13.根据权利要求1或3所述的成像光学系统，其中，
与所述中间像的光轴中心相比，所述中间像的周边部向所述第2光学系统侧发生像面弯曲。
14.根据权利要求1或3所述的成像光学系统，其中，
满足下述条件式(1-1)：
20.0＜|fA/f|＜200.0……(1-1)。
15.根据权利要求4所述的成像光学系统，其中，
满足下述条件式(2-1)：
-2.0＜f21/|f|＜-1.2……(2-1)。
16.根据权利要求4所述的成像光学系统，其中，
满足下述条件式(3-1)：
7.0＜f22/|f|＜15.0……(3-1)。
17.根据权利要求8所述的成像光学系统，其中，
满足下述条件式(4-1)：
20.0＜fB/|f|＜70.0……(4-1)。
18.根据权利要求11所述的成像光学系统，其中，
满足下述条件式(5-1)：
5.0＜Bf/|f|＜20.0……(5-1)。
19.一种投射型显示装置，其特征在于，具备光源；供来自该光源的光入射的光阀；及权利要求1至18中任一项所述的成像光学系统，其作为将基于被该光阀光调制的光的光学像投射在屏幕上的成像光学系统。
20.一种摄像装置，其具备权利要求1至18中任一项所述的成像光学系统。
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