RU2462741C2 - Optical projector system - Google Patents
Optical projector system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2462741C2 RU2462741C2 RU2010151990/28A RU2010151990A RU2462741C2 RU 2462741 C2 RU2462741 C2 RU 2462741C2 RU 2010151990/28 A RU2010151990/28 A RU 2010151990/28A RU 2010151990 A RU2010151990 A RU 2010151990A RU 2462741 C2 RU2462741 C2 RU 2462741C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical system
- optical
- plane
- lens
- projection
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к оптике, а именно к проекционным оптическим системам с широким диапазоном фокусировки и изменяемым размером изображения, и может быть использовано в качестве оптической системы в проекционных устройствах для формирования изображения большого размера на поверхности экрана для бизнеса, домашних кинотеатров, рекламы, особенно в области проекционных систем с коротким расстоянием.The present invention relates to optics, namely to projection optical systems with a wide focusing range and a variable image size, and can be used as an optical system in projection devices for forming large-sized images on a screen surface for business, home cinema, advertising, especially projection systems with short distances.
В настоящее время в качестве оптических модуляторов для проекционных устройств широко используются цифровые микрозеркальные устройства (DMD - digital micro-mirror device) и жидкокристаллические дисплеи (LCD - liquid crystal display).Currently, as optical modulators for projection devices, digital micro-mirror devices (DMDs) and liquid crystal displays (LCDs) are widely used.
Хорошо известны различные проекционные устройства с функцией изменения фокусного расстояния, которая позволяет изменять размер изображения на экране. Существует два типа наиболее часто используемых проекционных устройств. Первый тип представляет собой объектив с переменным фокусным расстоянием, в котором изменение размера изображения на экране обеспечивается путем перемещения компонентов при фиксированном проекционном расстоянии. Второй тип является проекционным устройством, в котором изменение размера изображения требует изменения проекционного расстояния.Various projection devices with a zoom function that allows you to resize the image on the screen are well known. There are two types of commonly used projection devices. The first type is a lens with a variable focal length, in which resizing the image on the screen is achieved by moving the components at a fixed projection distance. The second type is a projection device in which resizing an image requires changing the projection distance.
Из уровня техники известна проекционная оптическая система (см. выложенную заявку на патент США №20080192336 [1] комбинированного типа (комбинация отражающих и преломляющих элементов), содержащая группу преломляющих линз с осесимметричными поверхностями и децентрированное зеркало с полиноминальной поверхностью (так называемой "фри-форм"). Данная система проецирует свет от оптического модулятора на экран с различным увеличением, которое достигается путем изменения проекционного расстояния.A projection optical system is known in the art (see US Patent Application Laid-Open No. 20080192336 [1] of a combined type (a combination of reflective and refractive elements) containing a group of refractive lenses with axisymmetric surfaces and a decentralized mirror with a polynomial surface (the so-called "free-form" "). This system projects the light from the optical modulator onto the screen with different magnifications, which is achieved by changing the projection distance.
Недостатком описанного выше технического решения является: большой размер оптических элементов, недостаточный диапазон изменения фокусного расстояния, малая светосила, низкое качество изображения, нетелецентрический ход лучей и сложный профиль поверхности зеркала вследствие большого асферического градиента.The disadvantage of the technical solution described above is: the large size of the optical elements, the insufficient range of the focal length, low aperture ratio, poor image quality, non-telecentric path of the rays and the complex profile of the mirror surface due to the large aspherical gradient.
В выложенной заявке США №20080100927 [2] описано устройство отображения проекционного типа, содержащее переднюю группу линз, имеющую несколько линз, каждая из которых имеет осесимметричную форму поверхности, и заднюю группу линз, расположенную после передней группы линз, содержащую преломляющие линзы с осесимметричной формой поверхности, несколько линз с полиноминальной формой поверхности ("фри-форм") и выпуклое отражающее зеркало, расположенное после задней группы линз и имеющее полиноминальную форму отражающей поверхности.U.S. Patent Laid-Open No. 20080100927 [2] describes a projection-type display device comprising a front lens group having several lenses, each of which has an axisymmetric surface shape, and a rear lens group located after the front lens group, containing refractive lenses with an axisymmetric surface shape , several lenses with a polynomial surface shape ("free-form") and a convex reflective mirror located after the rear group of lenses and having a polynomial shape of the reflecting surface.
Недостатки данного технического решения заключаются в больших размерах объектива, недостаточном диапазоне изменения фокусного расстояния, малой светосиле и низком качестве изображения из-за большого числа оптических элементов сложной формы, составляющих оптическую систему.The disadvantages of this technical solution are the large size of the lens, the insufficient range of the focal length, low aperture ratio and low image quality due to the large number of complex optical elements that make up the optical system.
Наиболее близка к заявленному изобретению проекционная оптическая система, описанная в выложенной заявке США №20100097582 [3], которая имеет относительно малую общую длину и при этом может проецировать высококачественное изображение большого размера. Проекционная оптическая система содержит систему линз и, по меньшей мере, одно изогнутое зеркало. Расстояние OAL и расстояние Y удовлетворяют требованию 20<OAL/Y<30, где OAL - это расстояние между поверхностью оптического модулятора и поверхностью изогнутого зеркала, а расстояние Y является расстоянием между общей оптической осью линз и краем линзы наибольшего диаметра. Данная проекционная оптическая система выбрана в качестве прототипа заявленного изобретения.The closest to the claimed invention is a projection optical system described in US Patent Application Laid-Open No.2010997582 [3], which has a relatively short overall length and can project a high-quality, large image. The projection optical system comprises a lens system and at least one curved mirror. The OAL distance and the Y distance satisfy the
В качестве основных недостатков прототипа следует отметить большой размер объектива, недостаточный диапазон изменения фокусного расстояния, малая светосила и низкое качество изображения из-за большого числа оптических элементов сложной формы, составляющих оптическую систему.The main disadvantages of the prototype should be noted the large size of the lens, the insufficient range of the focal length, low aperture ratio and poor image quality due to the large number of optical elements of complex shape that make up the optical system.
Задачей заявляемого изобретения является создание проекционной оптической системы, способной, при компактных размерах, проецировать свет от оптического модулятора на экран с различным увеличением, причем такая система должна иметь боле высокую светосилу, более широкий угол поля зрения, меньшее проекционное расстояние, больший диапазон увеличений и более высокое качество проецируемого изображения.The objective of the invention is the creation of a projection optical system capable of, with compact dimensions, projecting light from an optical modulator onto a screen with different magnifications, and such a system should have a higher aperture ratio, a wider field of view, a smaller projection distance, a larger range of magnifications and more high quality projected image.
Технический результат достигается за счет разработки усовершенствованной конструкции проекционной оптической системы, содержащей расположенные последовательно по ходу распространения света оптический модулятор, оборачивающую оптическую систему, плоскость промежуточного изображения, фронтальную оптическую систему и отражающее зеркало, причем оптический модулятор содержит красную, зеленую и синюю цветовые компоненты, выполненные с возможностью смещения, оборачивающая оптическая система содержит несколько (более двух) групп линз, выполненных с возможностью их перемещения вдоль оптической оси с целью изменения увеличения размера изображения, при этом оборачивающая оптическая система выполнена с возможностью формирования промежуточного изображения между оборачивающей оптической системой и фронтальной оптической системой, которая выполнена с возможностью проецирования промежуточного изображения на отражающее зеркало, которое выполнено с возможностью отражения изображения на экран, при этом все оптические элементы проекционной оптической системы имеют общую оптическую ось, причем форма и расположение линз фронтальной оптической системы подобраны таким образом, чтобы вызываемые ими хроматические аберрации, частично компенсировались смещением вдоль оптической оси промежуточных изображений, сформированных каждой из цветовых компонент оптического модулятора, а смещение промежуточных изображений компенсировалось смещением оптических модуляторов цветовых компонент, при этом оптические элементы проекционной оптической системы удовлетворяют условиям (1) и (2):The technical result is achieved by developing an improved design of a projection optical system comprising an optical modulator arranged in series with the light propagating around the optical system, the plane of the intermediate image, the front optical system and a reflecting mirror, the optical modulator containing red, green and blue color components made with the possibility of bias, the wrapping optical system contains several (more than two) groups of lenses, made with the possibility of their movement along the optical axis in order to change the increase in image size, while the inverting optical system is configured to form an intermediate image between the inverting optical system and the frontal optical system, which is configured to project the intermediate image on a reflective mirror, which is configured to image reflection on the screen, while all the optical elements of the projection optical system have a common optical axis, and the shape and arrangement of the lenses of the frontal optical system are selected so that the chromatic aberrations caused by them are partially compensated by the offset along the optical axis of the intermediate images formed by each of the color components of the optical modulator, and the offset of the intermediate images is compensated by the shift of the optical modulators of the color components, the optical elements of the projection optical system satisfy the conditions (1) and (2):
где OAL' - расстояние между плоскостью промежуточного изображения и отражающим зеркалом, Y' - расстояние между оптической осью и краем промежуточной плоскости изображения;where OAL 'is the distance between the plane of the intermediate image and the reflecting mirror, Y' is the distance between the optical axis and the edge of the intermediate image plane;
где OAL - расстояние между плоскостью оптического модулятора и отражающим зеркалом, Y - расстояние между оптической осью и краем плоскости оптического модулятора.where OAL is the distance between the plane of the optical modulator and the reflecting mirror, Y is the distance between the optical axis and the edge of the plane of the optical modulator.
Заявляемая оптическая система позволяет создавать компактные, простые по конструкции проекторы, имеющие меньшие, по сравнению с прототипом, общие размеры, что достигается за счет высокого перепада изменения фокусного расстояния, обеспечиваемого посредством перемещения групп линз. Причем конструкция отличается наличием меньшего, по сравнению с прототипом, числа линз, минимумом асферических поверхностей, отсутствием поверхностей сложной формы (полиноминальных поверхностей), что обеспечивается введением оборачивающей оптической системы и фронтальной оптической системы, при этом оборачивающая оптическая система выполнена с возможностью формирования промежуточного изображения, расположенного между оборачивающей и фронтальной оптическими системами с большим перепадом увеличения, а фронтальная оптическая система включает в себя, по меньшей мере, одно зеркало с изогнутой поверхностью, направленное в сторону экрана.The inventive optical system allows you to create compact, simple in design projectors with smaller, in comparison with the prototype, overall dimensions, which is achieved due to the high difference in the focal length provided by moving groups of lenses. Moreover, the design is characterized by the presence of a smaller, in comparison with the prototype, number of lenses, a minimum of aspherical surfaces, the absence of surfaces of complex shape (polynomial surfaces), which is ensured by the introduction of a wrapping optical system and a frontal optical system, while the wrapping optical system is configured to form an intermediate image, located between the reversing and frontal optical systems with a large difference in magnification, and the frontal optical system ma includes at least one mirror with curved surface directed toward the screen.
Для лучшего понимания заявленного изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими чертежами.For a better understanding of the claimed invention the following is a detailed description with the corresponding drawings.
Фиг.1. Схема проекционной системы согласно изобретению.Figure 1. A diagram of a projection system according to the invention.
Фиг.2. Схема оборачивающей оптической системы согласно изобретению.Figure 2. Scheme of a wrapping optical system according to the invention.
Фиг.3. Схема фронтальной оптической системы согласно изобретению.Figure 3. Scheme of the front optical system according to the invention.
Фиг.4. График функции передачи модуляции (MTF) фронтальной оптической системы согласно изобретению.Figure 4. Graph of the modulation transfer function (MTF) of the front optical system according to the invention.
Фиг.5. Графики аберраций фронтальной оптической системы согласно изобретению.Figure 5. Graphs of aberrations of the front optical system according to the invention.
Фиг.6. График MTF оборачивающей оптической системы согласно изобретению.6. MTF graph of a wrapping optical system according to the invention.
Фиг.7. Графики аберраций оборачивающей оптической системы согласно изобретению.7. Graphs of aberrations of a wrapping optical system according to the invention.
Фиг.8. Схема, поясняющая принцип компенсации хроматических аберраций согласно изобретению.Fig. 8. Scheme explaining the principle of compensation for chromatic aberrations according to the invention.
Элементы:Items:
I - оптический модулятор;I is an optical modulator;
Р - X-куб призма;P - X-cube prism;
S - апертурная диафрагма;S - aperture diaphragm;
R - оборачивающая оптическая система;R is a wrapping optical system;
IP - плоскость промежуточного изображения;IP is the plane of the intermediate image;
F - фронтальная оптическая система;F - frontal optical system;
M - зеркало;M is a mirror;
R, G, B - красная, зеленая и синяя цветовые компоненты оптического модулятора I соответственно.R, G, B are the red, green, and blue color components of the optical modulator I, respectively.
Табл.1. Данные конструкции фронтальной оптической системы согласно изобретению.Table 1. The design data of the front optical system according to the invention.
Табл.2. Коэффициенты асферики фронтальной оптической системы согласно изобретению.Table 2. Aspheric coefficients of a frontal optical system according to the invention.
Табл.3. Данные конструкции оборачивающей оптической системы согласно изобретению.Table 3. The design data of the wrapping optical system according to the invention.
Табл.4. Коэффициенты асферики в оборачивающей системе согласно изобретению.Table 4. Aspheric coefficients in a wrapping system according to the invention.
Табл.5. Переменные данные в оборачивающей системе согласно изобретению.Table 5. Variable data in a wrapping system according to the invention.
Заявленная проекционная оптическая система функционирует следующим образом (Фиг.1). Свет от источника света, которым может быть лампа или система на основе, по меньшей мере, одного светоизлучающего диода или лазерного источника (например, на основе полупроводниковых лазерных диодов), после разделения на три цветовых канала, освещает соответствующие микрозеркальные или жидкокристаллические панели оптических модуляторов I, где происходит модуляция R, G, B диапазонов соответственно. Далее свет от трех панелей оптических модуляторов I собирается с помощью X-призмы P (см., например, http://www.nitto-optical.co.jp/nitto-optical.com/products/basic_prism/) [4] и попадает в оборачивающую оптическую систему Z, которая формирует промежуточное изображение на плоскости IP промежуточного изображения, затем свет проходит через фронтальную оптическую систему F, отражается от зеркала M и формирует увеличенное изображение на экране.The claimed projection optical system operates as follows (Figure 1). The light from a light source, which can be a lamp or a system based on at least one light emitting diode or a laser source (for example, based on semiconductor laser diodes), after being divided into three color channels, illuminates the corresponding micromirror or liquid crystal panels of optical modulators I where modulation of the R, G, B bands occurs, respectively. Further, the light from the three panels of optical modulators I is collected using the X-prism P (see, for example, http://www.nitto-optical.co.jp/nitto-optical.com/products/basic_prism/) [4] and it enters the wrapping optical system Z, which forms an intermediate image on the IP plane of the intermediate image, then the light passes through the front optical system F, is reflected from the mirror M and forms an enlarged image on the screen.
Расстояние OAL' и расстояние Y' удовлетворяют соотношению 10<OAL'/Y'<20, где OAL' - это расстояние между плоскостью IP промежуточного изображения и отражающим зеркалом M, а расстояние Y' - это расстояние между оптической осью и краем плоскости IP промежуточного изображения. При этом хроматические аберрации фронтальной оптической системы частично компенсируются смещением вдоль оптической оси промежуточных изображений «IP» для каждой из R, G, B цветовых компонент, что для оборачивающей оптической системы «Z» является хроматической аберрацией (хроматизм положения), которая, в свою очередь, частично компенсируется смещением вдоль оптической оси каждого из модуляторов «I» - R, G, B цветовых компонент. На Фиг.8 представлена схема, поясняющая вышеизложенный принцип компенсации хроматических аберраций.The distance OAL 'and the distance Y' satisfy the
Расстояние OAL и расстояние Y удовлетворяют соотношению 30<OAL/Y<60, где OAL - это расстояние между плоскостью оптического модулятора I и отражающим зеркалом М, а расстояние Y - это расстояние между оптической осью и краем поверхности оптического модулятора I.The OAL distance and the Y distance satisfy the relation 30 <OAL / Y <60, where OAL is the distance between the plane of the optical modulator I and the reflecting mirror M, and the distance Y is the distance between the optical axis and the edge of the surface of the optical modulator I.
Условие телецентричности для проекционной системы накладывает ограничения на лучи, которые входят в оптическую систему, а именно углы основных лучей относительно плоскости, перпендикулярной оптической оси, должны удовлетворять соотношению 0<α<2°, где α - угол падения главного луча на плоскость, которая перпендикулярна оптической оси проекционной системы.The telecentricity condition for the projection system imposes restrictions on the rays that enter the optical system, namely, the angles of the main rays relative to the plane perpendicular to the optical axis must satisfy the
Оборачивающая оптическая система R содержит более двух групп линз, часть из которых имеет возможность перемещаться для фокусировки. Большинство оптических элементов выполнены из оптического стекла с обычной (сферической) формой поверхности.The reversing optical system R contains more than two groups of lenses, some of which have the ability to move to focus. Most optical elements are made of optical glass with a conventional (spherical) surface shape.
По меньшей мере, одна поверхность в оборачивающей оптической системе Z и поверхность отражающего зеркала M имеют асферическую форму и описываются выражением:At least one surface in the wrapping optical system Z and the surface of the reflecting mirror M are aspherical and are described by the expression:
где r - радиус поверхности, c - кривизна поверхности, k - коническая постоянная, α4…, α10 - асферические коэффициенты высшего порядка.where r is the radius of the surface, c is the curvature of the surface, k is the conical constant, α4 ..., α 10 are higher-order aspherical coefficients.
Кроме того, оборачивающая оптическая система формирует плоскости промежуточного изображения IP, расположенную между оборачивающей оптической системой R и фронтальной оптической системой F. При этом выполняются приведенные ниже условия (1)-(4):In addition, the wrapping optical system forms the planes of the intermediate IP image located between the wrapping optical system R and the front optical system F. The following conditions (1) - (4) are fulfilled:
- Отношение расстояний OAL' и Y' удовлетворяет условию:- The ratio of the OAL 'and Y' distances satisfies the condition:
где OAL' - это расстояние между плоскостью IP промежуточного изображения и отражающим зеркалом M;where OAL 'is the distance between the IP plane of the intermediate image and the reflecting mirror M;
Y' - это расстояние между оптической осью и краем плоскости IP промежуточного изображения.Y 'is the distance between the optical axis and the edge of the IP plane of the intermediate image.
- Отношение расстояний OAL и Y удовлетворяет условию:- The ratio of the OAL and Y distances satisfies the condition:
где OAL - это расстояние между плоскостью оптического модулятора I и отражающим зеркалом M;where OAL is the distance between the plane of the optical modulator I and the reflecting mirror M;
Y - это расстояние между оптической осью и краем поверхности оптического модулятора «I».Y is the distance between the optical axis and the edge of the surface of the optical modulator "I".
Условие телецентричности для проекционной системы удовлетворяет соотношению:The telecentricity condition for the projection system satisfies the relation:
где α - угол падения главного луча на плоскость, которая перпендикулярна оптической оси проекционной системы.where α is the angle of incidence of the main beam on a plane that is perpendicular to the optical axis of the projection system.
Форма асферической поверхности описывается соотношением:The shape of the aspherical surface is described by the ratio:
где r - радиус поверхности, с - кривизна поверхности, k - коническая постоянная, α4…, α10 - асферические коэффициенты высшего порядка.where r is the radius of the surface, c is the curvature of the surface, k is the conical constant, α4 ..., α 10 are higher-order aspherical coefficients.
Кроме того, асферические поверхности коррекционных линз способны уменьшить общее количество линз оборачивающей оптической системы Z и фронтальной оптической системы F и уменьшить общие размеры проекционной системы.In addition, the aspherical surfaces of the correction lenses are able to reduce the total number of lenses of the reversing optical system Z and the front optical system F and to reduce the overall dimensions of the projection system.
На Фиг.2 изображена оптическая схема варианта реализации оборачивающей оптической системы, которая содержит последовательно расположенные по ходу лучей Х-куб призму Р, первый положительный мениск 1, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости предметов, второй положительный мениск 2, обращенный вогнутой поверхностью к плоскости предметов, положительную линзу 3, отрицательную линзу 4, разделенную воздушным промежутком с третьим положительным мениском 5, обращенным выпуклой поверхностью к плоскости предметов, двояковогнутую отрицательную линзу 6, отрицательный мениск 7, разделенный воздушным промежутком с четвертым положительным мениском 8, обращенным выпуклой поверхностью к плоскости промежуточного изображения, двояковыпуклую положительную линзу 9 и пятый положительный мениск 10, обращенный выпуклой поверхностью к плоскости предметов.Figure 2 shows the optical diagram of an embodiment of a reversing optical system, which contains a successive X-cube prism P, the first
Линзы 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 составляют четыре подвижные группы линз соответственно.
На Фиг.3 изображена оптическая схема фронтальной оптической системы, которая содержит последовательно расположенные по ходу лучей отрицательный мениск 11, разделенный воздушным промежутком с первой двояковыпуклой положительной линзой 12, двояковогнутую линзу 13, разделенную воздушным промежутком со второй двояковыпуклой положительной линзой 14, плосковыпуклую положительную линзу 15, первую двояковогнутую отрицательную линзу 16, третью и четвертую двояковыпуклые линзы 17 и 18 и вторую двояковогнутую отрицательную линзу.Figure 3 shows the optical diagram of the frontal optical system, which contains a negative meniscus 11 sequentially located along the rays, separated by an air gap with the first biconvex positive lens 12, a biconcave lens 13, separated by an air gap with the second biconvex positive lens 14, a plano-convex positive lens 15 , the first biconcave negative lens 16, the third and fourth biconvex lenses 17 and 18, and the second biconcave negative lens.
В предпочтительном варианте выполнения заявляемая проекционная оптическая система работает в следующих условиях: проекционное расстояние (от зеркала до экрана) фиксировано, размер изображения изменяется от 60 дюймов до 120 дюймов за счет перемещения четырех групп линз в оборачивающей оптической системе.In a preferred embodiment, the inventive projection optical system operates under the following conditions: the projection distance (from the mirror to the screen) is fixed, the image size varies from 60 inches to 120 inches due to the movement of four groups of lenses in a wrapping optical system.
Данные конструкции фронтальной оптической системы F приведены в таблицах 1, 2.The design data of the front optical system F are shown in tables 1, 2.
Данные конструкции оборачивающей оптической системы приведены в таблицах 3, 4, 5.The design data of the wrapping optical system are shown in tables 3, 4, 5.
F#: 3.75F #: 3.75
OAL': 255 mm Y'=23.5 mmOAL ': 255 mm Y' = 23.5 mm
OAL: 528 mm Y=9.4 mmOAL: 528 mm Y = 9.4 mm
Дл. волны: 640, 520, 455 nmFor waves: 640, 520, 455 nm
Таблица 3Table 3
Числовая апертура: 0.33Numerical Aperture: 0.33
Длина волны: 640, 520, 455 nmWavelength: 640, 520, 455 nm
Ультракороткое проекционное расстояние является отличительной особенностью заявленной оптической системы, которая делает возможным расположение устройства непосредственно вблизи экрана. Суперширокое поле зрения такой оптической системы позволяет классифицировать ее как настенный ("WMD"-Wall Mounted Device) проектор и предоставляет широкие функциональные возможности для потребителя. В частности, ее можно использовать в качестве оптической системы в проекционных устройствах для формирования изображения большого размера на поверхности экрана для бизнеса, домашних кинотеатров и рекламы.Ultra-short projection distance is a distinctive feature of the claimed optical system, which makes it possible to arrange the device directly near the screen. The super-wide field of view of such an optical system allows it to be classified as a wall-mounted ("WMD" -Wall Mounted Device) projector and provides wide functionality for the consumer. In particular, it can be used as an optical system in projection devices to form large-sized images on the screen surface for business, home cinema and advertising.
Хотя указанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.Although the above embodiment of the invention has been set forth to illustrate the present invention, it is clear to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible without departing from the scope and meaning of the present invention disclosed in the attached claims.
Claims (9)
оптический модулятор,
оборачивающую оптическую систему,
плоскость промежуточного изображения,
фронтальную оптическую систему и
отражающее зеркало,
причем оптический модулятор содержит красную, зеленую и синюю цветовые компоненты, выполненные с возможностью смещения, оборачивающая оптическая система содержит более двух групп линз, выполненных с возможностью изменения размера проецируемого изображения за счет перемещения вдоль оптической оси, при этом оборачивающая оптическая система выполнена с возможностью формирования промежуточного изображения между оборачивающей оптической системой и фронтальной оптической системой, которая выполнена с возможностью проецирования промежуточного изображения на отражающее зеркало, которое выполнено с возможностью отражения изображения на экран, при этом все оптические элементы проекционной оптической системы имеют общую оптическую ось, причем форма и расположение линз фронтальной оптической системы подобраны таким образом, чтобы вызываемые ими хроматические аберрации частично компенсировались смещением вдоль оптической оси промежуточных изображений, сформированных каждой из цветовых компонент оптического модулятора, а смещение промежуточных изображений компенсировалось смещением оптических модуляторов цветовых компонент, при этом оптические элементы проекционной оптической системы удовлетворяют условиям (1) и (2):
где OAL' - расстояние между плоскостью промежуточного изображения и отражающим зеркалом;
Y' - расстояние между оптической осью и краем промежуточной плоскости изображения;
где OAL - расстояние между плоскостью оптического модулятора и отражающим зеркалом;
Y - расстояние между оптической осью и краем плоскости оптического модулятора.1. A projection optical system comprising:
optical modulator
optical wrapping system
intermediate image plane
frontal optical system and
reflective mirror
moreover, the optical modulator contains red, green and blue color components made with the possibility of displacement, the wrapping optical system contains more than two groups of lenses made with the ability to change the size of the projected image by moving along the optical axis, while the wrapping optical system is configured to form an intermediate images between the wrapping optical system and the frontal optical system, which is configured to project of the weft image onto a reflecting mirror, which is capable of reflecting the image on the screen, while all the optical elements of the projection optical system have a common optical axis, and the shape and arrangement of the lenses of the frontal optical system are selected so that the chromatic aberrations caused by them are partially compensated by the offset along the optical the axis of the intermediate images formed by each of the color components of the optical modulator, and the offset of the intermediate images is compensated Rowan offset optical modulators color component, wherein the optical elements of the projection optical systems satisfy the conditions (1) and (2):
where OAL 'is the distance between the plane of the intermediate image and the reflecting mirror;
Y 'is the distance between the optical axis and the edge of the intermediate image plane;
where OAL is the distance between the plane of the optical modulator and the reflecting mirror;
Y is the distance between the optical axis and the edge of the plane of the optical modulator.
0<α<2°,
где α - угол падения главного луча на плоскость, которая перпендикулярна оптической оси проекционной оптическая системы.2. The projection optical system according to claim 1, characterized in that the telecentricity condition for it satisfies the ratio:
0 <α <2 °,
where α is the angle of incidence of the main beam on a plane that is perpendicular to the optical axis of the projection optical system.
где r - радиус поверхности;
c - кривизна поверхности;
k - коническая постоянная;
α4, …, α10 - асферические коэффициенты высшего порядка.5. The projection optical system according to claim 4, characterized in that the shape of the aspherical reflective and refractive optical surfaces of the reflective mirror is described by the ratio:
where r is the surface radius;
c is the curvature of the surface;
k is the conical constant;
α 4 , ..., α 10 are aspherical coefficients of higher order.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010151990/28A RU2462741C2 (en) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | Optical projector system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010151990/28A RU2462741C2 (en) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | Optical projector system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010151990A RU2010151990A (en) | 2012-06-27 |
RU2462741C2 true RU2462741C2 (en) | 2012-09-27 |
Family
ID=46681515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010151990/28A RU2462741C2 (en) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | Optical projector system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2462741C2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1574890A2 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image display apparatus including the zoom lens |
RU2294002C2 (en) * | 2005-03-25 | 2007-02-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Projection system |
-
2010
- 2010-12-20 RU RU2010151990/28A patent/RU2462741C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1574890A2 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image display apparatus including the zoom lens |
RU2294002C2 (en) * | 2005-03-25 | 2007-02-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Projection system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010151990A (en) | 2012-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11042082B2 (en) | Projection optical system including movable lens groups, a non-movable lens group, and a curved mirror | |
JP6706312B2 (en) | Projection optics | |
EP3035100A1 (en) | Ultra short-throw projection lens unit | |
JP6326717B2 (en) | Projection optical system and image display device | |
JP2008090200A (en) | Zoom lens and projection image display device | |
JP2010181672A (en) | Projection optical system and projection type image display device | |
TWI795592B (en) | Projection lens and projector | |
CN113504633B (en) | Projection system | |
JP2015108797A (en) | Wide-angle projection optical system | |
CN114296217A (en) | Projection lens and projection system | |
CN114296218A (en) | Projection lens and projection system | |
CN114296220A (en) | Projection lens and projection system | |
CN114137708A (en) | Projection lens and projection system | |
WO2012132294A1 (en) | Projection optical system and projection display device | |
US9625801B2 (en) | Projection-type display apparatus | |
JP6497573B2 (en) | Projection device and projection system | |
JP6598050B2 (en) | Projection device and projection system | |
JP2015200829A (en) | Projection optical system, projector device, and image capturing device | |
CN210323733U (en) | Projection lens and projection device | |
RU2462741C2 (en) | Optical projector system | |
KR20180088249A (en) | Ultra short focus projector | |
CN109975949B (en) | Projection lens and projection system | |
JP2021004970A (en) | Projection optical system and image projection device | |
CN109975951B (en) | Projection lens and projection system | |
TWI798802B (en) | Projection lens and projection apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181221 |