本發(fā)明涉及具有防眩光部件的透鏡裝置和光學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

近年來，數(shù)碼相機用鏡頭等光學(xué)系統(tǒng)和投影型裝置等光學(xué)系統(tǒng)也開始具有較高的光學(xué)性能，并且要求光學(xué)系統(tǒng)的小型輕型化。因此，開始較多地使用大口徑的透鏡或透鏡面的曲率半徑較小的透鏡。

當(dāng)使用這樣的透鏡時，在透鏡的周邊部，光線將以大角度入射。因此，對于由單層或多層層疊的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的防反射膜而言，由于入射角的范圍變大，所以無法充分地抑制反射，導(dǎo)致產(chǎn)生鬼影(ghost)和眩光(flare)等有害光。

為了減少透鏡周邊部產(chǎn)生的有害光，在現(xiàn)有技術(shù)中已知有配置防眩光件的光學(xué)系統(tǒng)。例如，專利文獻1的實施例2公開了一種防眩光件，其使在與攝像范圍對應(yīng)的像高內(nèi)成像的光束通過，并遮擋除此之外的光束。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：美國專利第8325267號說明書摘錄

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

然而，在較多使用大口徑的透鏡或小曲率半徑的透鏡的光學(xué)系中，對于各透鏡的偏心、傾斜的量也要求為更小的值。雖然期望各透鏡的偏心、傾斜量在目標值以下，但根據(jù)透鏡組整體的偏心、傾斜量的發(fā)生方向的不同，有時能獲得良好的分辨率性能。

例如，從攝像鏡頭與攝像元件的關(guān)系來看，在構(gòu)成攝像鏡頭的各透鏡的偏心、傾斜的方向為與攝像元件的矩形有效范圍的長邊平行的方向的情況下，分辨率性能的劣化增大，而在構(gòu)成攝像鏡頭的各透鏡的偏心、傾斜的方向為與攝像元件的矩形有效范圍的短邊平行的方向的情況下，分辨率性能的劣化減小。其原因是，即使是相同的偏心、傾斜量，由于長邊方向的像高比短邊方向大，因此偏心、傾斜的影響在長邊方向上增大。

在此，在專利文獻1中，由于將防眩光件的開口部形狀形成為矩形狀并配置在光學(xué)系統(tǒng)中，因此，當(dāng)使已配置了防眩光件的狀態(tài)下的透鏡組旋轉(zhuǎn)時，通過防眩光件的開口部后的光束入射到攝像元件上的位置將發(fā)生變化，不一定會入射到攝像元件的有效范圍內(nèi)。因此，存在無法通過轉(zhuǎn)動透鏡組來進行偏心、傾斜的調(diào)整的問題。此外，嚴格地說雖然可進行180度的旋轉(zhuǎn)調(diào)整，但由于與攝像元件的有效范圍的關(guān)系不發(fā)生變化，因此實質(zhì)上不構(gòu)成旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

本發(fā)明鑒于上述問題而提出，其目的在于，提供一種即使對于配置了防眩光件的狀態(tài)下的透鏡組也能夠進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整的技術(shù)。

解決問題的技術(shù)手段

為了解決上述問題，本發(fā)明的特征在于，在構(gòu)成光學(xué)裝置的透鏡組的透鏡的光束入射側(cè)配置防眩光部件，該部件包括對去往上述透鏡的周邊部的光束的入射進行遮擋的遮光面，和形成在上述遮光面上，供入射到所述透鏡的光束通過的旋轉(zhuǎn)對稱形狀的開口部。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種即使對于配置了防眩光件的狀態(tài)下的透鏡組也能夠進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整的技術(shù)。上述之外的技術(shù)問題、技術(shù)特征和技術(shù)效果通過以下實施方式的說明予以明確。

附圖說明

圖1是第一實施方式的防眩光件的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是組裝有圖1的防眩光件的投影光學(xué)系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是表示yz平面上的通過投影光學(xué)系統(tǒng)1的光束之光路的圖。

圖4是表示防眩光件組裝前的光束范圍的圖。

圖5是表示第一實施方式的防眩光件對光束的遮擋作用的圖。

圖6是對組裝有第一實施方式的防眩光件的透鏡組的旋轉(zhuǎn)調(diào)整進行說明的圖(xy截面圖)。

圖7是第二實施方式的防眩光件的結(jié)構(gòu)圖。

圖8是第二實施方式的防眩光件的變形例的結(jié)構(gòu)圖。

圖9是第三實施方式的防眩光件的結(jié)構(gòu)圖。

圖10是對組裝有第三實施方式的防眩光件的透鏡組的旋轉(zhuǎn)調(diào)整進行說明的圖(xy截面圖)。

圖11是搭載了上述實施方式的投影光學(xué)系的投影儀的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下利用附圖針對本發(fā)明的實施例進行說明。此外，在各圖中，對具有相同功能的要素標注相同標記，對于已經(jīng)描述的部分，省略其重復(fù)的說明。

[第一實施方式]

第一實施方式是作為旋轉(zhuǎn)對稱多邊形之一例采用了六邊形形狀的防眩光部件的實施方式。首先，參考圖1至圖3針對第一實施方式的防眩光件及安裝了該部件的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是第一實施方式的防眩光件100的結(jié)構(gòu)圖，圖2是組裝有圖1的防眩光件100的投影光學(xué)系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示yz平面上的通過投影光學(xué)系統(tǒng)1的光束之光路的圖。

如圖1所示，防眩光部件100(以下簡稱為“防眩光件”)由圓形板狀部件形成，包含遮擋有害光的遮光面101和設(shè)于其大致中央部的開口部102而形成。第一實施方式的防眩光件100中，使其開口部102的形狀呈作為旋轉(zhuǎn)對稱形狀之一例的六邊形形狀。

圖2所示的傾斜投影的投影光學(xué)系統(tǒng)1具有在yz平面上傾斜投影的透鏡結(jié)構(gòu)，通過從縮小側(cè)(光束入射側(cè))開始依次配置旋轉(zhuǎn)對稱的第一同軸透鏡系統(tǒng)l1和第二同軸透鏡l2、非旋轉(zhuǎn)對稱透鏡l3、非旋轉(zhuǎn)對稱反射鏡m4而構(gòu)成放大光學(xué)系統(tǒng)的透鏡裝置。

投影光學(xué)系統(tǒng)1構(gòu)成為，在yz平面內(nèi)將第一同軸透鏡系統(tǒng)l1和第二同軸透鏡l2配置在同一光軸上，并將非旋轉(zhuǎn)對稱透鏡l3和非旋轉(zhuǎn)對稱反射鏡m4配置在比第一同軸透鏡系統(tǒng)l1和第二同軸透鏡l2的光軸a1靠y軸方向的上方。因此，如圖3所示，在yz平面上，光束不是從整個第二同軸透鏡系統(tǒng)l2通過，而是通過大致上半部分的部位。

如圖3所示，第一同軸透鏡系統(tǒng)l1和第二同軸透鏡l2具有共同的光軸a1，該光軸a1不同于將物中心和虛擬像平面s的中心連接的直線a2。此外，圖3中如果表示出一直到達實際像平面(未圖示)的光路圖，則透鏡會變得過小，因此對于在非旋轉(zhuǎn)對稱反射鏡m4上反射的光，僅表示從反射到虛擬像平面s這一部分。根據(jù)圖3可明確得知，光軸a1不同于將物中心和實際像平面(未圖示)的中心連接的直線。

在旋轉(zhuǎn)對稱的第一同軸透鏡系統(tǒng)l1中進行沿光軸方向移動調(diào)整的法蘭距調(diào)整。法蘭距調(diào)整是制造過程的透鏡組裝階段中的鏡后焦距調(diào)整，雖然有更換組裝隔圈(spacer)的方法，但從作業(yè)的便利性角度考慮，一般地在保持第一同軸透鏡系統(tǒng)l1的鏡筒的內(nèi)側(cè)鏡筒與容納該內(nèi)側(cè)鏡筒的外側(cè)鏡筒之間設(shè)置螺旋形(helicoid)的螺紋，來使第一同軸透鏡系統(tǒng)l1沿光軸方向移動。因此，在該法蘭距調(diào)整中，第一同軸透鏡系統(tǒng)l1繞光軸a1旋轉(zhuǎn)。另一方面，第二同軸透鏡系統(tǒng)l2在螺旋調(diào)整中不動，不繞光軸a1旋轉(zhuǎn)。此外，非旋轉(zhuǎn)對稱透鏡系統(tǒng)l3通過將各透鏡沿光軸方向移動來實現(xiàn)對焦作用。非旋轉(zhuǎn)對稱反射鏡m4在非旋轉(zhuǎn)對稱透鏡系統(tǒng)l3實現(xiàn)對焦作用時不動。該非旋轉(zhuǎn)對稱透鏡l3和非旋轉(zhuǎn)對稱反射鏡m4主要對傾斜投影中產(chǎn)生的梯形失真進行補償。

該第二同軸透鏡系統(tǒng)l2中的透鏡l24和l25之間配置了防眩光件100(參考圖2)。將防眩光件100配置在投影光學(xué)系統(tǒng)1中的理由如下。

從各自不同的物點的位置出射的光束在光學(xué)系統(tǒng)中重合，并隨著接近像平面?zhèn)榷蛛x，會聚在像平面?zhèn)鹊母髯詫?yīng)的位置上。如果在此將防眩光件配置在像平面跟前，由于僅像的周邊部的光束被遮擋，因此不同像高下的周邊光量比在最大像高處急劇減小。即使周邊部的亮度相對于像平面的中央部的亮度滿足目標值，如果周邊部的光量急劇劣化，則周邊部的暗部將突出，成像質(zhì)量變差。

因此，本實施方式中，通過在構(gòu)成第二同軸透鏡l2的透鏡l25的縮小側(cè)(光束入射側(cè))配置防眩光件100，防止周邊光量比的急劇劣化。以下針對防眩光件100的作用，利用圖4和圖5進行說明。

圖4是表示未使用防眩光件100時，到達像平面的矩形區(qū)域的17個像點位置的光束在透鏡l25的入射面上的各光束范圍的圖。在該光束中，對于與圖中像平面的像點51、52、53、54對應(yīng)的光束賦予相同編號。圖4中圓弧狀的虛線25相當(dāng)于透鏡l25的入射面上的有效直徑，可知該面的有效直徑將像平面上端的像點52的光束的一部分遮擋。

若減小該面的有效直徑，最初只有像點52的光束被遮擋，若進一步地減小該面的有效直徑，則像點51、52的光束被遮擋。即，在遮擋像點51的光束之前，像點52的光束被大部分遮擋，周邊光量比過小，像點52會變得過暗。

圖5是說明在第二同軸透鏡系統(tǒng)l2中的透鏡l24和透鏡l25之間配置了防眩光件100的平面上的各光束范圍的圖。與上面說明的圖4的透鏡l25的入射面上的光束范圍相比，尤其是對于像點53、54的光束而言，由于光軸2方向上的位置變得不同，因此看起來其光束的重疊方式變得不同，但對于像點51、52的光束來說，由于光軸2方向上的位置接近透鏡l25的入射面，因此得到與圖4大致相同的光束范圍。

通過使該圖4的防眩光件100的開口部102(參考圖1)的形狀為六邊形形狀，能夠抑制像點52上的遮光量并且同時消除像點51的光束的眩光。

但在該圖5中，對于像點53、54的光束由于完全沒有進行遮光，從該遮光關(guān)系的角度來看并不需要六邊形形狀，但之所以使防眩光件100的開口部102的形狀為六邊形形狀，其理由是為了能夠?qū)?nèi)置了防眩光件100的同軸透鏡系統(tǒng)l2整體進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。以下，針對旋轉(zhuǎn)調(diào)整進行說明。

第二同軸透鏡系統(tǒng)l2原本是即使繞光軸2(參考圖1、圖2)旋轉(zhuǎn)也完全不會產(chǎn)生影響的。然而，在實際的透鏡組中，由于各透鏡安裝時產(chǎn)生的偏心或傾斜的方向與上述圖5中光束通過的范圍的關(guān)系，使第二同軸透鏡系統(tǒng)l2繞光軸2旋轉(zhuǎn)會對投影光學(xué)系統(tǒng)1整體的光學(xué)性能帶來差異。因此，需要使防眩光件100的開口部102的形狀為旋轉(zhuǎn)對稱形狀，使得即使內(nèi)置了防眩光件100的第二同軸透鏡系統(tǒng)l2繞光軸2進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整，對眩光的遮擋作用也不會改變。

進一步地，作為旋轉(zhuǎn)對稱形狀的其中之一，通過采用六邊形形狀，能夠減少位于像的外邊緣部附近的各像點(例如像點51、52)之間的周邊光量之差，使像周邊部的光量更加均勻。因此，在同一矩形狀的像的周邊部，能夠進一步地減小例如矩形狀的邊的中央部的光量與角落的光量的差。

圖6是對組裝有防眩光件的透鏡組的旋轉(zhuǎn)調(diào)整進行說明的圖，其表示了內(nèi)置防眩光件100和旋轉(zhuǎn)對稱的第二同軸透鏡系統(tǒng)l2的內(nèi)側(cè)鏡筒301與配置在其外側(cè)的外側(cè)鏡筒302的關(guān)系。此外，第二同軸透鏡系統(tǒng)l2被保持在內(nèi)側(cè)鏡筒301內(nèi)，不過圖6中省略了第二同軸透鏡系統(tǒng)l2的圖示。

在內(nèi)側(cè)鏡筒301的外周部每隔120度設(shè)有凹部311。此外，在外側(cè)鏡筒302的內(nèi)周部每隔120度設(shè)有凸部312。通過將內(nèi)側(cè)鏡筒301可旋轉(zhuǎn)地容納在外側(cè)鏡筒302內(nèi)，并使凸部312嵌合到凹部311中，能夠?qū)?nèi)側(cè)鏡筒301與外側(cè)鏡筒302按每120度錯位組裝。此時，對于開口部102的形狀為六邊形形狀的防眩光件100，即使按120度繞光軸2旋轉(zhuǎn)調(diào)整，也能夠保持對眩光的遮擋作用。

此外，第一實施方式中，由于防眩光件100的遮光部的形狀為六邊形形狀，所以即使按60度繞光軸2旋轉(zhuǎn)也為旋轉(zhuǎn)對稱。因此，對于內(nèi)側(cè)鏡筒301和外側(cè)鏡筒302，如果采用角度可每隔60度改變的結(jié)構(gòu)，也能夠按60度進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

在上述的說明中，使遮光面101的開口部102的形狀為正六邊形的形狀，但即使采用角的頂點部分由曲線連接的開口形狀，也能夠獲得本發(fā)明的效果，這一點無需明言。同樣地，構(gòu)成遮光面的開口形狀的正六邊形各邊的形狀也可以不是直線連接而是曲線連接，與上相同。

<第二實施方式>

第二實施方式是防眩光件的開口部形狀僅在繞光軸的一定角度中形成為旋轉(zhuǎn)對稱的形狀的實施方式。第二實施方式由于僅防眩光件與第一實施方式不同，因此僅對防眩光件的功能進行說明，而省略其它說明。以下，利用圖7針對第二實施方式的防眩光件100a進行說明。在此，圖7為第二實施方式的防眩光件的結(jié)構(gòu)圖。

如圖7所示，本實施方式的防眩光件100a的開口部102a的形狀為并非正六邊形形狀的六邊形形狀。存在從六邊形形狀的開口中心(光軸2)到各邊的距離為相對較大的值a的邊和相對較小的值b的邊這兩種，形成為距離a的邊與距離b的邊交替鄰接的結(jié)構(gòu)。因此，該防眩光件100a形成為按120度繞光軸2旋轉(zhuǎn)也對稱的形狀。

因此，與第一實施方式同樣地，可對內(nèi)置防眩光件100a的第二同軸透鏡系統(tǒng)l2進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

此外，在防眩光件100a按60度旋轉(zhuǎn)的情況下，旋轉(zhuǎn)前后并不構(gòu)成旋轉(zhuǎn)對稱。因此，防眩光件100a的開口部102a的形狀是在繞光軸一定角度，即120度旋轉(zhuǎn)的情況下旋轉(zhuǎn)對稱的形狀。

而防眩光件100a中由于距離b比距離a小，因此像點52處遮光與圖5相同，像點51的光束被大部分遮擋。

此外，通過將該防眩光件100a以60度錯位安裝，反之可使像點51的遮光與原來相同，而像點52的光束被大部分遮擋。

接著，針對第二實施方式的變形例利用圖8進行說明。圖8是表示第二實施方式的防眩光件的變形例的結(jié)構(gòu)圖。在上述的第一實施方式的說明中，記載了構(gòu)成遮光面的開口形狀的正六邊形各邊的形狀也可以不是直線連接而是曲線連接，而圖8的防眩光件100b使開口部102b的形狀形成為，光軸2至各邊的距離為較大的值a的邊和較小的值b的邊交替鄰接，距離為較大的值a的邊構(gòu)成圓弧的一部分。由于距光軸2為a和b這樣的不同的值，因此利用該防眩光件100b也能夠遮擋像點51的眩光。

根據(jù)本實施方式，使防眩光件的開口部形狀在繞光軸中心(開口部中心)的一部分旋轉(zhuǎn)角度上為旋轉(zhuǎn)前后呈旋轉(zhuǎn)對稱的形狀，在其余的旋轉(zhuǎn)角度上為旋轉(zhuǎn)前后呈非旋轉(zhuǎn)對稱的形狀，在要使像的周邊光量更均勻的情況下，可按照構(gòu)成旋轉(zhuǎn)對稱的旋轉(zhuǎn)角度進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整，在要使周邊光量產(chǎn)生差異的情況下可按照構(gòu)成非旋轉(zhuǎn)對稱的旋轉(zhuǎn)角度進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。尤其是透鏡組中偏心傾斜存在較大的左右差異的情況下，后者的旋轉(zhuǎn)調(diào)整是有效的。

<第三實施方式>

防眩光件的開口部形狀只需為點對稱的五邊形以上的多邊形形狀即可，在第三實施方式中，作為邊數(shù)比第一、第二實施方式的六邊形形狀多的形狀，采用八邊形形狀。以下，利用圖9和圖10針對第三實施方式進行說明。這里圖9是第三實施方式的防眩光件的結(jié)構(gòu)圖。此外，圖10是對組裝有第三實施方式的防眩光件的透鏡組的旋轉(zhuǎn)調(diào)整進行說明的圖，表示了內(nèi)置防眩光件和旋轉(zhuǎn)對稱的第二同軸透鏡系統(tǒng)l2的內(nèi)側(cè)鏡筒與外側(cè)鏡筒的關(guān)系。此外，在本實施方式中，由于僅防眩光件、內(nèi)側(cè)鏡筒和外側(cè)鏡筒與第一實施方式不同，因此僅針對防眩光件的功能以及內(nèi)側(cè)鏡筒和外側(cè)鏡筒進行說明，而省略其它說明。

圖9的防眩光件100c的開口部102c的形狀為正八邊形形狀。防眩光件100c為按45度繞光軸2旋轉(zhuǎn)也對稱的形狀。

因此，與第一實施方式同樣地，也能夠?qū)?nèi)置了防眩光件100c的第二同軸透鏡系統(tǒng)l2進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

并且，如圖10所示，內(nèi)置了第二同軸透鏡系統(tǒng)l2的內(nèi)側(cè)鏡筒301a和外側(cè)鏡筒302a為能夠按90度旋轉(zhuǎn)而組裝的結(jié)構(gòu)。

內(nèi)側(cè)鏡筒301a的外周部上按90度間隔設(shè)置了4個凹部311。另一方面，在外側(cè)鏡筒302a的內(nèi)周部上按90度間隔設(shè)置了4個凸部312。由此，將凸部312嵌入凹部311中，能夠?qū)?nèi)側(cè)鏡筒301a與外側(cè)鏡筒302a按90度錯位組裝。此時，由于防眩光件100c的開口部102c的形狀為八邊形形狀，即使按90度繞光軸2進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整，也能夠保持對眩光的遮擋作用。

根據(jù)本實施方式，即使是比第一、第二實施方式更精細的旋轉(zhuǎn)角度也能夠保證防眩光件的旋轉(zhuǎn)對稱性，因此能夠進一步地提高對透鏡的偏心、傾斜的微調(diào)精度。

<第四實施方式>

上述的投影光學(xué)系統(tǒng)可適用于安裝有透鏡組的光學(xué)裝置，例如前投式投影儀和背投電視機等進行放大投影的光學(xué)裝置。作為其一例，在第四實施方式中，參考圖11針對采用所述防眩光件的前投式投影儀進行說明。圖11是安裝有上述實施方式的投影光學(xué)系統(tǒng)的前投式投影儀的結(jié)構(gòu)圖。

圖11的前投式投影儀400包括對影像輸入信號430通過例如i/p變換(隔行/逐行變換)、縮放變換等變換成內(nèi)部影像信號431的輸入信號處理部411，對內(nèi)部影像信號431施以例如梯形校正和分辨率校正而輸出校正影像信號432的圖像處理部412，將校正影像信號432與水平/垂直同步信號對應(yīng)地生成顯示控制信號433的時序控制部413，和顯示影像的光學(xué)系裝置420而構(gòu)成。

光學(xué)系裝置420包括出射用于在屏幕440上投影影像的光線的光源421，以顯示控制信號433作為輸入而按每個像素對來自光源421的光源的灰階進行調(diào)整以生成投影影像的面板422，內(nèi)置了用于將投影影像放大投影到屏幕上的透鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)423而構(gòu)成。該投影光學(xué)系統(tǒng)423中可采用上述第一實施方式至第三實施方式所述的投影光學(xué)系統(tǒng)。

上述各實施方式并不對本發(fā)明進行限定，不脫離本發(fā)明之技術(shù)思想的范圍內(nèi)的變更方式也包含在本發(fā)明中。例如，作為變更方式之示例，防眩光部件的開口部形狀可形成為與上述所示的多邊形形狀不同的形狀，例如圓形或存在多個旋轉(zhuǎn)對稱角的形狀。此外，只要透鏡裝置的外側(cè)鏡筒和內(nèi)側(cè)鏡筒的旋轉(zhuǎn)角度與防眩光件的開口部可保持旋轉(zhuǎn)對稱形狀的角度一致，也可以按與上述六邊形形狀或八邊形形狀不同的角度旋轉(zhuǎn)內(nèi)側(cè)鏡筒來對透鏡裝置進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

附圖標記說明

1……投影光學(xué)系統(tǒng)，2……光軸，l1……旋轉(zhuǎn)對稱的第一同軸透鏡系統(tǒng)，l2……旋轉(zhuǎn)對稱的第二同軸透鏡系統(tǒng)，l3……非旋轉(zhuǎn)對稱透鏡，m4……非旋轉(zhuǎn)對稱反射鏡，51、52、53、54……對應(yīng)于像平面上的四個部位的光束范圍，100……防眩光件，101……遮光面，102……開口部，301……內(nèi)置含防眩光件的透鏡組的內(nèi)側(cè)鏡筒，302……內(nèi)置含防眩光件的透鏡組的外側(cè)鏡筒。