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1. WO2020110380 - 投影光学系及び投影装置

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明 細 書

発明の名称 投影光学系及び投影装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055  

実施例

0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090  

符号の説明

0091  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

明 細 書

発明の名称 : 投影光学系及び投影装置

技術分野

[0001]
 本発明は画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系及び投影装置に関するものであり、例えば、短い距離で大画面投影を行う投影装置と、それに最適な投影光学系に関するものである。

背景技術

[0002]
 近年、短い距離で大画面投影を行う投影装置への需要に対応するため、より広画角の投影光学系が求められるようになってきている。しかし、広画角化を図ろうとするとレンズが大型化しやすくなる。その一般的な対策として、中間像を有するリレータイプの投影光学系が採用されている。それでも、画角が70°を超えるようになるとレンズが大型化し、そのまま小型化しようとすると軸外収差、特に像面湾曲の補正が難しくなる。例えば特許文献1,2では、短い距離で大画面投影を行う投影装置に適した投影光学系が提案されているが、この問題は解消されていない。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2018-36388号公報
特許文献2 : 特開2016-143032号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 例えば、特許文献1記載の投影光学系では、変倍を行う第2光学系のパワー配置が適切なものになっていないため、拡大側レンズ及び中間像が大きくなり、レンズが大型化している。特許文献2記載の投影光学系でも、変倍を行う第2光学系のパワー配置が適切でないため、拡大側レンズ及び第2光学系のレンズ径が大きくなり、レンズが大型化している。
[0005]
 本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、短い距離での大画面投影が可能な広画角でありながらコンパクトかつ高性能な投影光学系と、それを備えた投影装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006]
 上記目的を達成するために、本発明の投影光学系は、画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系であって、
 拡大側から順に第1光学系と第2光学系を同一の光軸上に有し、
 前記第2光学系が中間像を形成し、前記第1光学系が前記中間像を画角70°以上に拡大投影し、
 前記第2光学系のみが変倍のために移動する移動群を有し、
 前記第2光学系内において軸上主光線と軸外主光線との交わる位置を位置PAとすると、前記位置PAよりも拡大側に前記移動群が複数位置し、全変倍域において前記複数の移動群がいずれも前記位置PAを含まず、
 前記複数の移動群のうち、最も拡大側の移動群を第2-2群とし、前記第2-2群の縮小側に隣り合って位置する移動群を第2-3群とすると、前記第2-2群と前記第2-3群がともに正の屈折力を有し、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
0.1<f2/f3<1.3 …(1)
 ただし、
f2:第2-2群の焦点距離、
f3:第2-3群の焦点距離、
である。
[0007]
 本発明の投影装置は、前記画像表示面を有する画像表示素子と、前記画像表示面に表示される画像をスクリーン面に拡大投影する本発明の投影光学系と、を備えたことを特徴とする。

発明の効果

[0008]
 本発明によれば、中間像を形成する第2光学系が特徴的な移動群を有する構成になっているため、投影性能を保持しつつ広画角化と小型化とを両立させることができる。したがって、短い距離での大画面投影が可能な広画角でありながらコンパクトかつ高性能な投影光学系と、それを備えた投影装置をを実現することが可能である。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 第1の実施の形態(実施例1)の光学構成図。
[図2] 第2の実施の形態(実施例2)の光学構成図。
[図3] 第3の実施の形態(実施例3)の光学構成図。
[図4] 第4の実施の形態(実施例4)の光学構成図。
[図5] 第1の実施の形態(実施例1)における光路の折り曲げを示す屈曲構成図。
[図6] 第2の実施の形態(実施例2)における光路の折り曲げを示す屈曲構成図。
[図7] 第3の実施の形態(実施例3)における光路の折り曲げを示す屈曲構成図。
[図8] 第4の実施の形態(実施例4)における光路の折り曲げを示す屈曲構成図。
[図9] 実施例1の収差図。
[図10] 実施例2の収差図。
[図11] 実施例3の収差図。
[図12] 実施例4の収差図。
[図13] 投影装置の一実施の形態を示す模式図。

発明を実施するための形態

[0010]
 以下、本発明の実施の形態に係る投影光学系,投影装置等を説明する。本発明の実施の形態に係る投影光学系は、画像表示素子(例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(digital micromirror device),LCD(liquid crystal display)等)の画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系であって、拡大側から順に第1光学系と第2光学系を同一の光軸上に有し、前記第2光学系が中間像を形成し、前記第1光学系が前記中間像を画角70°以上に拡大投影し、前記第2光学系のみが変倍のために移動する移動群を有するものである。
[0011]
 そして、前記第2光学系内において軸上主光線と軸外主光線との交わる位置を位置PAとすると、前記位置PAよりも拡大側に前記移動群が複数位置し、全変倍域において前記複数の移動群がいずれも前記位置PAを含まず、前記複数の移動群のうち、最も拡大側の移動群を第2-2群とし、前記第2-2群の縮小側に隣り合って位置する移動群を第2-3群とすると、前記第2-2群と前記第2-3群がともに正の屈折力を有し、以下の条件式(1)を満足する構成になっている。
0.1<f2/f3<1.3 …(1)
 ただし、
f2:第2-2群の焦点距離、
f3:第2-3群の焦点距離、
である。
[0012]
 なお、「拡大側」は拡大された光学像が投影されるスクリーン面(拡大側像面)の方向(いわゆる前側)であり、その逆方向は「縮小側」、つまり元の光学像を画像表示面(縮小側像面)に表示する画像表示素子(例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス)が配置される方向(いわゆる後側)である。
[0013]
 上記のように、中間像を有するリレータイプの投影光学系において、画像表示素子側でレンズ径の小さい第2光学系のみで変倍を行い、テレセントリック性への影響の少ない位置PAより拡大側に変倍時に移動する群を少なくとも2つ有することで、投影光学系の大きさやテレセントリック性に対する影響を最小限にしつつ、軸外収差、特に像面湾曲を効率的に補正することを可能としている。また、第2光学系内で拡大側に近い第2-2群と第2-3群の屈折力を共に正とすることで、第2-2群と第2-3群における軸外光線通過位置を高くでき、軸外収差、特に像面湾曲の更なる効率的な補正を可能としている。
[0014]
 条件式(1)は、第2光学系内の位置PAよりも拡大側で軸外収差、特に像面湾曲を補正するための好適な条件範囲を規定している。条件式(1)の上限を上回ると、第2-2群に対し第2-3群の屈折力が大きくなりすぎて、第2-2群における軸外光線通過位置が低くなるため、軸外収差、特に像面湾曲を補正することが難しくなる。条件式(1)の下限を下回ると、移動群である第2-2群の屈折力が大きくなりすぎるために、変倍による軸外収差、特に像面湾曲の変動が大きくなる。したがって、条件式(1)を満たせば、軸外性能を良好に保ちながら広画角化を達成することが可能となる。
[0015]
 上述した特徴的構成を有する投影光学系では、中間像を形成する第2光学系が特徴的な移動群を有する構成になっているため、投影性能を保持しつつ広画角化と小型化とを両立させることができる。したがって、短い距離での大画面投影が可能な広画角でありながらコンパクトかつ高性能な投影光学系を実現することが可能である。そして、その投影光学系を投影装置に用いれば、投影装置の高性能化,高機能化,コンパクト化等に寄与することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能,小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
[0016]
 以下の条件式(1a)を満足することが望ましい。
0.2<f2/f3<0.7 …(1a)
 この条件式(1a)は、前記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(1a)を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
[0017]
 前記位置PAよりも縮小側に、正の屈折力を有する第2-4群を前記移動群として有することが望ましい。第2-4群を用いて変倍効果を分担すると、第2-2群の移動量を小さくすることができる。その結果、変倍による軸外収差、特に像面湾曲の変動を更に小さくすることができる。また、第2-4群が正の屈折力を持つことで、テレセントリック性を維持しやすくなる。
[0018]
 以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
5<f4/|fw|<20 …(2)
 ただし、
f4:第2-4群の焦点距離、
fw:広角端における全系の焦点距離、
である。
[0019]
 条件式(2)は、第2-4群の好ましい焦点距離を規定している。条件式(2)の上限を上回ると、第2-4群の屈折力が小さくなりすぎ、その傾向として、テレセントリック性を確保することが難しくなる。つまり、条件式(2)の上限を上回らないように第2-4群の屈折力を確保することで、テレセントリック性の確保を有利に行うことが可能となる。条件式(2)の下限を下回ると、第2-4群の屈折力が大きくなりすぎ、その傾向として、変倍による軸外収差、特に像面湾曲の変動が発生しやすくなる。つまり、条件式(2)の下限を下回らないように第2-4群の屈折力を抑えることで、変倍による軸外収差、特に像面湾曲の変動の低減を有利に行うことが可能となる。したがって、条件式(2)を満たすことにより、テレセントリック性の確保と軸外収差の補正とを良好にバランスさせることが可能になる。
[0020]
 以下の条件式(2a)を満足することが更に望ましい。
6<f4/|fw|<17 …(2a)
 この条件式(2a)は、前記条件式(2)が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(2a)を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
[0021]
 前記第2光学系内の最も縮小側に、正の屈折力を有し、かつ、変倍時に位置固定の最終群を有することが望ましい。このような最終群を用いることにより、変倍によるテレセントリック性の変動を小さくしたうえで、良好なテレセントリック性を得ることが可能となる。
[0022]
 前記第2光学系内の最も拡大側に、変倍時に位置固定の第2-1群を有することが望ましい。中間像に隣り合って位置する固定群を第2-1群として配置することにより、第2-2群及び第2-3群に加えて第2-1群でも軸外収差、特に像面湾曲を補正することができ、さらに良好な投影性能を得ることが可能となる。また、変倍時に位置固定とすることで、変倍による軸外収差、特に像面湾曲の変動も抑えることができる。
[0023]
 前記第2-1群は負の屈折力を有することが望ましい。前記第2-1群が負の屈折力を有することにより、第2-2群での軸外光線通過位置を高くすることができ、更に効率的に軸外収差、特に像面湾曲を補正することが可能となる。
[0024]
 以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
-3<f1/f2<-1 …(3)
 ただし、
f1:第2-1群の焦点距離、
f2:第2-2群の焦点距離、
である。
[0025]
 条件式(3)は、第2-1群の好ましい屈折力を規定している。条件式(3)の上限を上回ると、第2-1群の屈折力が大きくなりすぎ、その傾向として、第2-1群で発生する軸外収差、特に像面湾曲が大きくなり、その補正が難しくなる。つまり、条件式(3)の上限を上回らないように第2-1群の屈折力を抑えることで、第2-1群で発生する軸外収差、特に像面湾曲の補正に有利になる。条件式(3)の下限を下回ると、逆に第2-1群の屈折力が小さくなりすぎ、その傾向として、第2-2群での軸外光線通過位置が低くなるため、これも軸外収差、特に像面湾曲の補正が難しくなる。つまり、条件式(3)の下限を下回らないように第2-1群の屈折力を確保することで、第2-2群での軸外光線通過位置が低くなるのを抑えることができ、軸外収差、特に像面湾曲の補正に有利になる。したがって、条件式(3)を満たすことにより、軸外性能を更に良好に保ちながら広画角化を達成することが可能となる。
[0026]
 以下の条件式(3a)を満足することが更に望ましい。
-3<f1/f2<-1.5 …(3a)
 この条件式(3a)は、前記条件式(3)が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(3a)を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
[0027]
 前記第2-1群は拡大側から正負の2枚のレンズからなることが望ましい。このように第2-1群を最少限のレンズ枚数で構成すると、第2-2群を拡大側近くに配置することができ、像面湾曲を更に効率的に補正することが可能となる。また、拡大側から正負の順に配置すると、軸外光線通過位置が低くなりやすい負の第2-1群で、比較的軸外収差に効く拡大側レンズの軸外光線通過位置を高くすることができ、軸外収差、特に像面湾曲を更に補正することが可能となる。
[0028]
 前記第1光学系は非球面を有することが望ましい。非球面を用いることにより、第1光学系で発生する軸外収差、特に歪曲と像面湾曲を効果的に補正することでき、第1光学系の径も小さくすることが可能となる。具体的には、拡大側に近い位置に非球面を置くことで歪曲を更に効果的に補正することが可能となり、中間像に近い位置に非球面を置くことで像面湾曲を更に効果的に補正することが可能となる。
[0029]
 前記第1光学系内で最も拡大側にある非球面よりも拡大側に正レンズを有することが望ましい。このように正レンズを配置することにより、軸外収差、特に歪曲を更に良好に補正することが可能となる。
[0030]
 前記第1光学系内の最大空気間隔において、光軸を90°折り曲げる反射光学素子を配置することが望ましい。このように反射光学素子を配置することにより、更に狭い空間でも大画面投影を行うことが可能となる。
[0031]
 次に、第1~第4の実施の形態を挙げて、変倍機能を有する投影光学系LNの具体的な光学構成を説明する。図1~図4は、第1~第4の実施の形態を構成する投影光学系LNにそれぞれ対応する光学構成図であり、図5~図8は、第1~第4の実施の形態における光路の折り曲げをそれぞれ示す屈曲構成図である。これらの光学構成図及び屈曲構成図では、ズームレンズである投影光学系LNのレンズ断面形状,レンズ配置,光路等を、広角端(W)と望遠端(T)のそれぞれについて光学断面で示している。
[0032]
 なお、投影光学系LNの縮小側には、プリズムPR(例えば、TIR(Total Internal Reflection)プリズム,色分解合成プリズム等)、及び画像表示素子のカバーガラスCGが変倍時に位置固定で配置されているが、これらは搭載される投影装置に応じて適宜変更可能である。例えば、3単板式のカラー画像投影を行う場合、第1~第3の実施の形態の投影光学系LNが適しており、単板式のカラー画像投影を行う場合、第4の実施の形態の投影光学系LNが適しているが、投影方式はこれらに限らない。
[0033]
 第1~第4の実施の形態の投影光学系LNは、図1~図4に示すように、拡大側から順に、第1光学系LN1(第1面から中間像面IM1の前まで)と、第2光学系LN2(中間像面IM1の後から最終レンズ面まで)とからなり、画像表示素子の画像表示面IM2に表示される画像(縮小側像面)の中間像IM1を第2光学系LN2が形成し、その中間像IM1を第1光学系LN1が画角70°以上に拡大投影する、縮小側に略テレセントリックな構成になっている。
[0034]
 また、第1~第4の実施の形態の投影光学系LNは、第1光学系LN1と第2光学系LN2を同一の光軸AX上に有しているが、光軸AXを90°折り曲げる反射光学素子RD(図5~図8)を第1光学系LN1内の最大空気間隔に配置することが可能になっている。光路折り曲げ用の反射光学素子RDの具体例としては、平面ミラー,三角プリズム等が挙げられる。中間像IM1を形成するリレータイプの投影光学系LNでは、レンズ系が長くなりやすいので、第1光学系LN1中に反射光学素子RDを配置することにより投影光学系LNをL字型の屈曲光学系にすると、投影光学系LN全体のコンパクト化を効果的に達成することができる。
[0035]
 第1光学系LN1は変倍において位置固定であり、変倍は第2光学系LN2のみで行われる。つまり、第2光学系LN2のみが変倍のために移動する移動群を有しており、移動群を画像表示面IM2に対して相対的に移動させて軸上での各群間隔を変化させることにより、広角端(W)から望遠端(T)までの変倍(すなわちズーミング)を行う構成になっている。図1~図4中の矢印m1,m2-1,m2-2,m2-3,m2-3-1,m2-4,mEは、広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおける第1光学系LN1(固定群),第2-1群Gr2-1(固定群),第2-2群Gr2-2(移動群),第2-3群Gr2-3(移動群),第2-3-1群Gr2-3-1(固定群),第2-4群Gr2-4(移動群),最終群GrE(固定群)の移動又は固定をそれぞれ模式的に示している。
[0036]
 各実施の形態では、第2光学系LN2内において軸上主光線と軸外主光線との交わる位置を位置PAとしており、位置PAよりも拡大側に第2-2群Gr2-2と第2-3群Gr2-3が位置している。第2-2群Gr2-2は最も拡大側の移動群であり、第2-3群Gr2-3は第2-2群Gr2-2の縮小側に隣り合って位置する移動群である。その第2-2群Gr2-2と第2-3群Gr2-3は、ともに正の屈折力を有しており、全変倍域においていずれも位置PAを含んでいない。また、第1,第3,第4の実施の形態では、位置PAよりも縮小側に、正の屈折力を有する第2-4群Gr2-4が移動群として配置されている。
[0037]
 第1~第3の実施の形態では、第2光学系LN2内の最も拡大側に、負の屈折力を有し、かつ、ズーム位置固定(つまり、変倍時に位置固定)の第2-1群Gr2-1が位置しており、第1~第4の実施の形態では、第2光学系LN2内の最も縮小側に、正の屈折力を有し、かつ、ズーム位置固定の最終群GrEが位置している。また、第3の実施の形態では、第2-3群Gr2-3と位置PAとの間に、負の屈折力を有し、かつ、ズーム位置固定の第2-3-1群Gr2-3-1が位置している。
[0038]
 第1~第4の実施の形態では、位置PAに絞りSTが位置しており、絞りSTのズーム位置はその縮小側に隣り合って位置する群と一体である。つまり、第1,第3,第4の実施の形態では絞りSTのズーム位置がその縮小側に隣り合って位置する第2-4群Gr2-4と一体に移動し、第2の実施の形態では絞りSTのズーム位置がその縮小側に隣り合って位置する最終群GrEと一体に固定である。
[0039]
 次に、上記投影光学系LNを備えた投影装置の一実施の形態を説明する。図13に、投影装置の一例として、プロジェクターPJの概略構成例を示す。このプロジェクターPJは、光源1,照明光学系2,反射ミラー3,プリズムPR,画像表示素子(画像形成素子)4,制御部5,アクチュエーター6,投影光学系LN等を備えている。制御部5は、プロジェクターPJの全体制御を司る部分である。画像表示素子4は、光を変調して画像を生成する画像変調素子(例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス)であり、画像を表示する画像表示面IM2を有しており、その画像表示面IM2上にはカバーガラスCGが設けられている。
[0040]
 光源1(例えば、キセノンランプ等の白色光源,レーザー光源)から出射した光は、照明光学系2,反射ミラー3及びプリズムPRで画像表示素子4に導かれて、画像表示素子4では画像光が形成される。プリズムPRは、例えばTIRプリズム(他に色分離合成プリズム等)からなり、照明光と投影光との分離等を行う。画像表示素子4で形成された画像光は、投影光学系LNでスクリーン面SCに向けて拡大投射される。つまり、画像表示素子4に表示された画像IM2は、第2光学系LN2で中間像IM1となった後、第1光学系LN1でスクリーン面SCに拡大投影される。
[0041]
 プロジェクターPJは、上記のように、画像を表示する画像表示素子4と、光源1と、その光源1からの光を画像表示素子4に導く照明光学系2と、画像表示素子4の画像表示面IM2に表示された画像をスクリーン面SCに拡大投影する投影光学系LNと、を備えているが、投影光学系LNが適用可能な投影装置はこれに限らない。例えば、画像表示面IM2自身の発光により画像を表示する画像表示素子を用いれば、照明を不要にすることも可能であり、その場合、光源1や照明光学系2を用いずに投影装置を構成することが可能である。
[0042]
 投影光学系LNにおいてズーミングやフォーカシングのために移動するレンズ群には、それぞれ光軸AXに沿って拡大側又は縮小側に移動させるアクチュエーター6が接続されている。そしてアクチュエーター6には、移動群の移動制御を行うための制御部5が接続されている。なお、制御部5及びアクチュエーター6については、これを使わず手動でレンズ群を移動させてもよい。
[0043]
 以上の説明から分かるように、上述した実施の形態や後述する実施例には以下の特徴的な構成(#1)~(#12)等が含まれている。
[0044]
 (#1):画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系であって、
 拡大側から順に第1光学系と第2光学系を同一の光軸上に有し、
 前記第2光学系が中間像を形成し、前記第1光学系が前記中間像を画角70°以上に拡大投影し、
 前記第2光学系のみが変倍のために移動する移動群を有し、
 前記第2光学系内において軸上主光線と軸外主光線との交わる位置を位置PAとすると、前記位置PAよりも拡大側に前記移動群が複数位置し、全変倍域において前記複数の移動群がいずれも前記位置PAを含まず、
 前記複数の移動群のうち、最も拡大側の移動群を第2-2群とし、前記第2-2群の縮小側に隣り合って位置する移動群を第2-3群とすると、前記第2-2群と前記第2-3群がともに正の屈折力を有し、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする投影光学系;
0.1<f2/f3<1.3 …(1)
 ただし、
f2:第2-2群の焦点距離、
f3:第2-3群の焦点距離、
である。
[0045]
 (#2):前記位置PAよりも縮小側に、正の屈折力を有する第2-4群を前記移動群として有することを特徴とする(#1)記載の投影光学系。
[0046]
 (#3):以下の条件式(2)を満足することを特徴とする(#2)記載の投影光学系;
5<f4/|fw|<20 …(2)
 ただし、
f4:第2-4群の焦点距離、
fw:広角端における全系の焦点距離、
である。
[0047]
 (#4):前記第2光学系内の最も縮小側に、正の屈折力を有し、かつ、変倍時に位置固定の最終群を有することを特徴とする(#1)~(#3)のいずれか1項に記載の投影光学系。
[0048]
 (#5):前記第2光学系内の最も拡大側に、変倍時に位置固定の第2-1群を有することを特徴とする(#1)~(#4)のいずれか1項に記載の投影光学系。
[0049]
 (#6):前記第2-1群が負の屈折力を有することを特徴とする(#5)記載の投影光学系。
[0050]
 (#7):以下の条件式(3)を満足することを特徴とする(#5)又は(#6)記載の投影光学系;
-3<f1/f2<-1 …(3)
 ただし、
f1:第2-1群の焦点距離、
f2:第2-2群の焦点距離、
である。
[0051]
 (#8):前記第2-1群が拡大側から正負の2枚のレンズからなることを特徴とする(#6)又は(#7)記載の投影光学系。
[0052]
 (#9):前記第1光学系が非球面を有することを特徴とする(#1)~(#8)のいずれか1項に記載の投影光学系。
[0053]
 (#10):前記第1光学系内で最も拡大側にある非球面よりも拡大側に正レンズを有することを特徴とする(#9)記載の投影光学系。
[0054]
 (#11):前記第1光学系内の最大空気間隔において、光軸を90°折り曲げる反射光学素子が配置されていることを特徴とする(#1)~(#10)のいずれか1項に記載の投影光学系。
[0055]
 (#12):前記画像表示面を有する画像表示素子と、前記画像表示面に表示される画像をスクリーン面に拡大投影する(#1)~(#11)のいずれか1項に記載の投影光学系と、を備えたことを特徴とする投影装置。
実施例
[0056]
 以下、本発明を実施した投影光学系の構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例1~4(EX1~4)は、前述した第1~第4の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第1~第4の実施の形態を表す光学構成図(図1~図4)及び屈曲構成図(図5~図8)は、対応する実施例1~4のレンズ断面形状,レンズ配置,光路等をそれぞれ示している。
[0057]
 各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号i,近軸における曲率半径r(mm),軸上面間隔d(mm),d線(波長587.56nm)に関する屈折率nd,及びd線に関するアッベ数vdを示す。なお、SCはスクリーン面、STは開口絞り、IM1は中間像面、IM2は画像表示面をそれぞれ示している。
[0058]
 面番号iに*が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用いた以下の式(AS)で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は0であり、すべてのデータに関してe-n=×10 -nである。
z=(c・h 2)/[1+√{1-(1+K)・c 2・h 2}]+Σ(Aj・h j) …(AS)
 ただし、
h:z軸(光軸AX)に対して垂直な方向の高さ(h 2=x 2+y 2)、
z:高さhの位置での光軸AX方向のサグ量(面頂点基準)、
c:面頂点での曲率(曲率半径rの逆数)、
K:円錐定数、
Aj:j次の非球面係数、
である。
[0059]
 実施例1~4の各種データとして、ズーム比(zoom ratio,変倍比)を示し、さらに各焦点距離状態W(Wide),M(Middle),T(Tele)について、全系の焦点距離(Fl,mm),Fナンバー(Fno.),半画角(ω,°),像高(ymax,mm),レンズ全長(TL,mm),バックフォーカス(BF,mm),及び可変面間隔(di,i:面番号,mm)を示し、ズームレンズ群データとして、各レンズ群の焦点距離(mm)を示す(ここでは、第2-1群Gr2-1を第1光学系LN1と一体のレンズ群として示す。)。ただし、バックフォーカスBFは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長TLは、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスBFを加えたものである。また、像高ymaxは画像表示面IM2の対角長の半分に相当する。
[0060]
 表1に、条件式対応値,その関連データ等を各実施例について示す。ここで、条件式関連データ等として、広角端Wにおける全系の焦点距離fw(mm),第1光学系LN1の焦点距離fL1(mm),広角端Wにおける第2光学系LN2の焦点距離fL2w(mm),第2-1群Gr2-1の焦点距離f1(mm),第2-2群Gr2-2の焦点距離f2(mm),第2-3群Gr2-3の焦点距離f3(mm),第2-3-1群Gr2-3-1の焦点距離f3-1(mm),第2-4群Gr2-4の焦点距離f4(mm),最終群GrEの焦点距離fE(mm)を挙げる。
[0061]
 図9~図12は、実施例1~実施例4(EX1~EX4)にそれぞれ対応する収差図(無限遠合焦状態での縦収差図)であり、(A)~(C)は広角端W、(D)~(F)は中間焦点距離状態M、(G)~(I)は望遠端Tにおける諸収差をそれぞれ示している。また、図9~図12において、(A),(D),(G)は球面収差図、(B),(E),(H)は非点収差図、(C),(F),(I)は歪曲収差図である。なお、各実施例の投影光学系LNをプロジェクターPJに用いる場合(図13)、本来はスクリーン面(被投影面)SCが像面であり画像表示面IM2が物体面であるが、各実施例では光学設計上それぞれ縮小系とし、スクリーン面SCを物体面(object)とみなして像面(image)に相当する画像表示面(縮小側像面)IM2で光学性能を評価している。
[0062]
 球面収差図は、実線で示すd線(波長587.56nm)に対する球面収差量、一点鎖線で示すC線(波長656.28nm)に対する球面収差量、破線で示すg線(波長435.84nm)に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸AX方向のズレ量(単位:mm)で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値(すなわち相対瞳高さ)を表している。非点収差図において、破線Tはd線に対するタンジェンシャル像面、実線Sはd線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸AX方向のズレ量(単位:mm)で表しており、縦軸は像高(IMG HT,単位:mm)を表している。歪曲収差図において、横軸はd線に対する歪曲(単位:%)を表しており、縦軸は像高(IMG HT,単位:mm)を表している。
[0063]
 実施例1の投影光学系LNは、全体で33枚のレンズエレメントで構成されており、拡大側の18枚が第1光学系LN1、縮小側の15枚が第2光学系LN2で、第2光学系LN2が第1光学系LN1の縮小側に中間像IM1を形成する。変倍は第2光学系LN2のみで行われ、第2光学系LN2は、拡大側から順に、第2-1群Gr2-1が負、第2-2群Gr2-2が正、第2-3群Gr2-3が正、第2-4群Gr2-4が正、最終群GrEが正の5成分ズームとなっている。
[0064]
 実施例1の第2光学系LN2では、第2-1群Gr2-1と最終群GrEが固定群であり、変倍時には位置固定(軌跡m2-1,mE)となっている。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2-2群Gr2-2は縮小側に凸の軌跡m2-2で拡大側へ移動し、第2-3群Gr2-3と第2-4群Gr2-4は拡大側へ単調に移動する(移動軌跡m2-3,m2-4)。第2光学系LN2内の軸外主光線と軸上主光線との交わる位置PAより拡大側には、移動群である第2-2群Gr2-2と第2-3群Gr2-3が位置しており、第2-2群Gr2-2の移動量が最も小さくなっている。また、第2-1群Gr2-1は拡大側から正負の単レンズで2枚構成となっている。
[0065]
 実施例1の第1光学系LN1(軌跡m1)は、中間像IM1を画角113.6°に拡大投影する。第1光学系LN1は、拡大側から順に、拡大側に凸の正メニスカスレンズと、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、両凹の負レンズと、非球面レンズと、を有しており、さらに中間像IM1側から2枚目のレンズに非球面を有している。また実施例1では、第1光学系LN1内の拡大側から9番目のレンズと10番目のレンズとの間の最大空気間隔に、反射光学素子RDを配置することで折り曲げ投影を行うことができるように構成されている。
[0066]
 実施例2の投影光学系LNは、全体で33枚のレンズエレメントで構成されており、拡大側の18枚が第1光学系LN1、縮小側の15枚が第2光学系LN2で、第2光学系LN2が第1光学系LN1の縮小側に中間像IM1を形成する。変倍は第2光学系LN2のみで行われ、第2光学系LN2は、拡大側から順に、第2-1群Gr2-1が負、第2-2群Gr2-2が正、第2-3群Gr2-3が正、最終群GrEが正の4成分ズームとなっている。
[0067]
 実施例2の第2光学系LN2では、第2-1群Gr2-1と最終群GrEが固定群であり、変倍時には位置固定(軌跡m2-1,mE)となっている。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2-2群Gr2-2は縮小側へ移動し、第2-3群Gr2-3は拡大側に移動する(移動軌跡m2-2,m2-3)。第2光学系LN2内の軸外主光線と軸上主光線の交とわる位置PAより拡大側には、移動群である第2-2群Gr2-2と第2-3群Gr2-3が位置しており、第2-2群Gr2-2の移動量が最も小さくなっている。また、第2-1群Gr2-1は拡大側から正負の単レンズで2枚構成となっている。
[0068]
 実施例2の第1光学系LN1(軌跡m1)は、中間像IM1を画角113.6°に拡大投影する。第1光学系LN1は、拡大側から順に拡大側に凸の正メニスカスレンズと、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、非球面レンズと、を有しており、さらに中間像IM1側から2枚目のレンズに非球面を有している。また実施例2では、第1光学系LN1内の拡大側から9番目のレンズと10番目のレンズとの間の最大空気間隔に、反射光学素子RDを配置することで折り曲げ投影を行うことができるように構成されている。
[0069]
 実施例3の投影光学系LNは、全体で34枚のレンズエレメントで構成されており、拡大側の18枚が第1光学系LN1、縮小側の16枚が第2光学系LN2で、第2光学系LN2が第1光学系LN1の縮小側に中間像IM1を形成する。変倍は第2光学系LN2のみで行われ、第2光学系LN2は、拡大側から順に、第2-1群Gr2-1が負、第2-2群Gr2-2が正、第2-3群Gr2-3が正、第2-3-1群Gr2-3-1が負、第2-4群Gr2-4が正、最終群GrEが正の6成分ズームとなっている。
[0070]
 実施例3の第2光学系LN2では、第2-1群Gr2-1と第2-3-1群Gr2-3-1と最終群GrEが固定群であり、変倍時には位置固定(軌跡m2-1,m2-3-1,mE)となっている。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2-2群Gr2-2と第2-3群Gr2-3と第2-4群Gr2-4は拡大側に移動する(移動軌跡m2-2,m2-3,m2-4)。第2光学系LN2内の軸外主光線と軸上主光線との交わる位置PAより拡大側には、移動群である第2-2群Gr2-2と第2-3群Gr2-3が位置しており、第2-2群Gr2-2の移動量が最も小さくなっている。また、第2-1群Gr2-1は拡大側から正負の単レンズで2枚構成となっている。
[0071]
 実施例3の第1光学系LN1(軌跡m1)は、中間像IM1を画角113.5°に拡大投影する。第1光学系LN1は、拡大側から順に、拡大側に凸の正メニスカスレンズと、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、両凹の負レンズと、非球面レンズと、を有しており、さらに中間像IM1側から2枚目のレンズに非球面を有している。また実施例3では、第1光学系LN1内の拡大側から9番目のレンズと10番目のレンズとの間の最大空気間隔に、反射光学素子RDを配置することで折り曲げ投影を行うことができるように構成されている。
[0072]
 実施例4の投影光学系LNは、全体で30枚のレンズエレメントで構成されており、拡大側の17枚が第1光学系LN1、縮小側の13枚が第2光学系LN2で、第2光学系LN2が第1光学系LN1の縮小側に中間像IM1を形成する。変倍は第2光学系LN2のみで行われ、第2光学系LN2は、拡大側から順に、第2-2群Gr2-2が正、第2-3群Gr2-3が正、第2-4群Gr2-4が正、最終群GrEが正の4成分ズームとなっている。
[0073]
 実施例4の第2光学系LN2では、最終群GrEが固定群であり、変倍時には位置固定(軌跡mE)となっている。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2-2群Gr2-2と第2-3群Gr2-3と第2-4群Gr2-4は拡大側に移動する(移動軌跡m2-2,m2-3,m2-4)。第2光学系LN2内の軸外主光線と軸上主光線との交わる位置より拡大側には、移動群である第2-2群Gr2-2と第2-3群Gr2-3が位置しており、第2-2群Gr2-2の移動量が最も小さくなっている。
[0074]
 実施例4の第1光学系LN1(軌跡m1)は、中間像IM1を画角100.3°に拡大投影する。第1光学系LN1は、拡大側から順に、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、拡大側に凸の正メニスカスレンズと、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、を有しており、非球面を有していない。また実施例4では、第1光学系LN1内の拡大側から8番目のレンズと9番目のレンズとの間の最大空気間隔に、反射光学素子RDを配置することで折り曲げ投影を行うことができるように構成されている。
[0075]
 実施例1
単位:mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity infinity
1 347.535 10.446 1.51680 64.20
2 1843.970 0.609
3 157.545 5.200 1.58913 61.25
4 37.856 22.165
5 -134.446 3.000 1.63854 55.45
6 107.986 4.420
7* 706.256 6.160 1.80835 40.55
8 78.641 3.462
9 85.308 2.200 1.91650 31.60
10 36.000 20.723
11 -29.623 3.200 1.84666 23.78
12 -177.291 2.333
13 -173.887 14.166 1.70154 41.15
14 -41.009 0.300
15 2240.582 9.555 1.71736 29.50
16 -98.596 37.767
17 107.255 7.519 1.80518 25.46
18 982.291 72.563
19 -134.636 1.900 1.91650 31.60
20 55.990 1.255
21 51.776 10.730 1.43700 95.10
22 -51.088 1.325
23 37.896 14.078 1.43700 95.10
24 -70.429 4.169
25 -49.938 2.300 1.56883 56.04
26 39.876 3.943
27 52.441 11.980 1.49700 81.61
28 -95.286 0.955
29 53.512 9.999 1.49700 81.61
30 -236.314 27.002
31 -36.853 1.913 1.70154 41.15
32 45.920 6.104
33 200.231 8.680 1.80835 40.55
34* -43.913 4.000
35 110.749 8.610 1.80518 25.46
36 -107.176 11.433
37(IM1) infinity 8.013
38 37.470 8.651 1.80518 25.46
39 83.696 10.535
40 -36.359 2.400 1.72342 37.99
41 139.437 variable
42 -33.941 7.142 1.63854 55.45
43 -28.154 2.560
44 -258.122 2.529 1.80518 25.46
45 124.182 2.495
46 117.571 11.583 1.72342 37.99
47 -60.904 variable
48 -2931.330 4.109 1.51680 64.20
49 -161.957 11.573
50 204.790 1.975 1.91650 31.60
51 68.310 2.232
52 59.208 6.496 1.60342 38.01
53 -421.378 variable
54(ST,PA) infinity 18.562
55 -41.285 2.300 1.72916 54.67
56 93.488 2.950
57 70.612 9.514 1.49700 81.61
58 -42.801 1.000
59 124.004 9.642 1.49700 81.61
60 -46.111 2.868
61 -38.123 2.200 1.69680 55.46
62 69.703 2.869
63 107.216 6.482 1.49700 81.61
64 -216.725 0.300
65 126.187 10.934 1.49700 81.61
66 -58.116 variable
67 109.886 6.348 1.59410 60.47
68 -995.872 15.300
69 infinity 91.000 1.51680 64.20
70 infinity 5.000
71 infinity 3.000 1.48749 70.44
72 infinity 1.500
image(IM2) infinity
[0076]
非球面データ
i K A4 A6 A8
7 0.0000e+000 4.3870e-006 -2.3855e-009 1.2418e-012
34 0.0000e+000 1.8717e-005 -2.9859e-008 4.1374e-011
i A10 A12 A14 A16
7 -2.2387e-016 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
34 -4.0688e-014 1.7008e-017 0.0000e+000 0.0000e+000
[0077]
各種データ
zoom ratio 1.22
Wide(W) Middle(M) Tele(T)
Fl -11.434 -12.704 -13.974
Fno. -2.422 -2.500 -2.579
ω -56.767 -54.119 -51.521
ymax 17.700 17.700 17.700
TL 688.012 688.012 688.012
BF 83.812 83.812 83.812
d41 12.034 12.026 12.123
d47 40.961 24.259 9.482
d53 25.884 31.874 35.832
d66 10.894 21.614 32.336
[0078]
ズームレンズ群データ
群 ( 面 i ) 焦点距離
1 ( 1- 41) 9.573
2 ( 42- 47) 67.948
3 ( 48- 53) 174.303
4 ( 54- 66) 163.587
5 ( 67- 72) 166.938
[0079]
 実施例2
単位:mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity infinity
1 182.621 15.000 1.51680 64.20
2 708.582 0.300
3 218.877 4.700 1.58913 61.25
4 38.592 15.554
5 108.461 3.000 1.63854 55.45
6 28.260 13.059
7* 706.256 6.160 1.80835 40.55
8 78.641 2.829
9 69.184 2.200 1.91650 31.60
10 37.355 17.504
11 -23.624 2.700 1.84666 23.78
12 -77.980 2.600
13 -76.767 11.828 1.70154 41.15
14 -33.454 1.897
15 -540.740 7.100 1.71736 29.50
16 -96.094 0.300
17 99.912 7.841 1.80518 25.46
18 5976.866 74.089
19 -1049.310 1.900 1.91650 31.60
20 52.364 1.238
21 41.676 8.740 1.43700 95.10
22 -64.694 2.716
23 37.111 10.009 1.43700 95.10
24 -79.090 4.384
25 -45.330 2.300 1.56883 56.04
26 39.985 4.894
27 82.288 8.342 1.49700 81.61
28 -93.492 0.500
29 55.928 9.533 1.49700 81.61
30 -110.605 29.953
31 -45.875 1.900 1.70154 41.15
32 41.845 6.424
33 200.231 8.680 1.80835 40.55
34* -43.913 9.704
35 59.728 10.734 1.80518 25.46
36 -789.080 4.000
37(IM1) infinity 26.294
38 36.470 8.835 1.72825 28.32
39 97.052 8.394
40 -68.216 1.900 1.61800 63.39
41 50.795 variable
42 52.279 9.554 1.60311 60.69
43 -82.815 2.001
44 -78.119 2.500 1.80518 25.46
45 64.430 13.117
46 510.323 6.250 1.80610 33.27
47 -71.836 variable
48 480.610 4.999 1.51680 64.20
49 -248.219 12.297
50 137.367 1.900 1.91082 35.25
51 56.855 1.861
52 57.264 8.023 1.54072 47.20
53 -192.652 variable
54(ST,PA) infinity 45.738
55 -85.182 1.800 1.72916 54.67
56 99.178 0.300
57 52.445 11.247 1.49700 81.61
58 -61.034 1.000
59 73.618 8.405 1.49700 81.61
60 -91.477 4.816
61 -46.154 2.200 1.69680 55.46
62 58.216 3.482
63 99.578 7.830 1.49700 81.61
64 -117.891 0.300
65 1493.828 2.500 1.49700 81.61
66 427.786 0.300
67 104.543 10.048 1.59410 60.47
68 -81.577 22.836
69 infinity 91.000 1.51680 64.20
70 infinity 5.000
71 infinity 3.000 1.48749 70.44
72 infinity 1.500
image(IM2) infinity
[0080]
非球面データ
i K A4 A6 A8
7 0.0000e+000 4.3870e-006 -2.3855e-009 1.2418e-012
34 0.0000e+000 1.8717e-005 -2.9859e-008 4.1374e-011
i A10 A12 A14 A16
7 -2.2387e-016 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
34 -4.0688e-014 1.7008e-017 0.0000e+000 0.0000e+000
[0081]
各種データ
zoom ratio 1.22
Wide(W) Middle(M) Tele(T)
Fl -11.436 -12.706 -13.975
Fno. -2.499 -2.500 -2.500
ω -56.818 -54.211 -51.625
ymax 17.700 17.700 17.700
TL 671.049 671.049 671.049
BF 91.348 91.348 91.348
d41 3.000 8.372 12.751
d47 52.199 30.772 9.429
d53 2.000 18.055 35.019
[0082]
ズームレンズ群データ
群 ( 面 i ) 焦点距離
1 ( 1- 41) 10.831
2 ( 42- 47) 103.006
3 ( 48- 53) 166.532
4 ( 54- 72) 93.874
[0083]
 実施例3
単位:mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity infinity
1 297.721 11.365 1.51680 64.20
2 1550.058 0.300
3 166.995 4.700 1.58913 61.25
4 38.112 22.600
5 -123.131 3.000 1.63854 55.45
6 212.675 3.096
7* 706.256 6.160 1.80835 40.55
8 78.641 3.217
9 77.132 2.200 1.91650 31.60
10 32.395 18.329
11 -30.997 2.700 1.84666 23.78
12 -219.887 2.433
13 -188.726 12.515 1.70154 41.15
14 -41.616 15.317
15 infinity 8.758 1.71736 29.50
16 -104.426 0.300
17 132.639 8.422 1.80518 25.46
18 9074.126 83.377
19 -288.764 1.900 1.91650 31.60
20 56.019 1.220
21 50.649 10.514 1.43700 95.10
22 -53.421 0.300
23 36.762 13.109 1.43700 95.10
24 -84.646 4.246
25 -54.915 2.300 1.56883 56.04
26 37.507 3.869
27 48.737 10.973 1.49700 81.61
28 -136.737 0.500
29 57.606 9.538 1.49700 81.61
30 -172.471 26.852
31 -35.378 1.900 1.70154 41.15
32 45.716 6.131
33 200.231 8.680 1.80835 40.55
34* -43.913 4.000
35 121.832 10.457 1.80518 25.46
36 -96.810 9.682
37(IM1) infinity 11.970
38 44.242 6.639 1.80518 25.46
39 85.443 12.734
40 -34.375 1.900 1.72342 37.99
41 708.867 variable
42 -48.579 9.964 1.63854 55.45
43 -33.028 0.300
44 -425.203 2.500 1.80518 25.46
45 98.261 3.345
46 104.406 13.657 1.72342 37.99
47 -74.984 variable
48 -526.057 4.566 1.51680 64.20
49 -129.295 22.800
50 409.574 1.900 1.91650 31.60
51 89.656 1.939
52 74.737 6.521 1.60342 38.01
53 -211.358 variable
54 -118.302 1.738 1.61800 63.39
55 -166.439 variable
56(ST,PA) infinity 17.403
57 -42.394 1.800 1.72916 54.67
58 90.288 4.120
59 66.176 9.332 1.49700 81.61
60 -43.619 1.000
61 124.924 9.242 1.49700 81.61
62 -45.616 2.869
63 -37.222 2.200 1.69680 55.46
64 68.424 2.788
65 103.954 6.162 1.49700 81.61
66 -246.132 0.300
67 153.163 10.168 1.49700 81.61
68 -56.224 variable
69 100.392 6.740 1.59410 60.47
70 -770.789 15.300
71 infinity 91.000 1.51680 64.20
72 infinity 5.000
73 infinity 3.000 1.48749 70.44
74 infinity 1.500
image(IM2) infinity
[0084]
非球面データ
i K A4 A6 A8
7 0.0000e+000 4.3870e-006 -2.3855e-009 1.2418e-012
34 0.0000e+000 1.8717e-005 -2.9859e-008 4.1374e-011
i A10 A12 A14 A16
7 -2.2387e-016 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
34 -4.0688e-014 1.7008e-017 0.0000e+000 0.0000e+000
[0085]
各種データ
zoom ratio 1.22
Wide(W) Middle(M) Tele(T)
Fl -11.434 -12.704 -13.974
Fno. -2.421 -2.500 -2.578
ω -56.748 -54.205 -51.620
ymax 17.700 17.700 17.700
TL 688.012 688.012 688.012
BF 83.812 83.812 83.812
d41 12.587 12.026 11.762
d47 39.681 24.292 10.902
d53 4.972 20.923 34.577
d55 25.349 14.053 3.088
d68 10.056 21.352 32.317
[0086]
ズームレンズ群データ
群 ( 面 i ) 焦点距離
1 ( 1- 41) 10.272
2 ( 42- 47) 68.996
3 ( 48- 53) 171.577
4 ( 54- 55) -671.134
5 ( 56- 68) 177.119
6 ( 69- 74) 149.941
[0087]
 実施例4
単位:mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity infinity
1 84.071 5.700 1.80518 25.46
2 50.754 9.891
3 65.457 14.615 1.91082 35.25
4 159.535 0.300
5 50.070 3.300 1.90366 31.31
6 25.616 10.691
7 83.250 2.000 1.90366 31.31
8 23.972 11.872
9 -43.496 1.700 1.83400 37.34
10 64.368 21.829
11 -94.136 6.076 1.72916 54.67
12 -56.361 4.613
13 -298.395 10.706 1.43700 95.10
14 -40.477 0.300
15 94.341 5.874 1.84666 23.78
16 -1385.806 52.830
17 -44.105 1.900 1.90366 31.31
18 103.062 2.096
19 128.458 10.686 1.43700 95.10
20 -38.672 0.300
21 83.490 11.491 1.43700 95.10
22 -60.482 0.300
23 79.397 2.600 1.90366 31.31
24 46.786 0.300
25 35.033 14.652 1.43700 95.10
26 -164.596 0.500
27 60.155 7.179 1.49700 81.61
28 -694.341 6.069
29 -54.005 2.389 1.80610 33.27
30 37.038 11.094
31 115.280 6.689 1.80809 22.76
32 -168.630 31.507
33 66.408 9.378 1.90366 31.31
34 311.655 18.571
35(IM1) infinity variable
36 -103.410 6.644 1.90366 31.31
37 -55.359 16.559
38 -29.993 2.400 1.80518 25.46
39 -40.030 0.688
40 -55.757 5.393 1.72916 54.67
41 -36.353 variable
42 -890.792 4.803 1.91082 35.25
43 -73.547 5.214
44 -43.159 1.700 1.80518 25.46
45 -69.349 6.872
46 -95.497 3.995 1.48749 70.44
47 -42.690 variable
48(ST,PA) infinity 4.507
49 -31.248 1.100 1.71300 53.94
50 53.113 4.529
51 41.769 7.325 1.43700 95.10
52 -31.268 1.000
53 65.659 6.858 1.49700 81.61
54 -42.649 4.700
55 -25.993 1.800 1.69680 55.46
56 61.784 4.136
57 362.583 6.852 1.49700 81.61
58 -55.535 0.300
59 297.416 10.881 1.49700 81.61
60 -37.638 variable
61 93.852 6.967 1.49700 81.61
62 -260.393 16.000
63 infinity 42.000 1.51680 64.20
64 infinity 5.000
65 infinity 2.997 1.48749 70.44
66 infinity 1.480
image(IM2) infinity
[0088]
各種データ
zoom ratio 1.30
Wide(W) Middle(M) Tele(T)
Fl -14.043 -16.168 -18.294
Fno. -2.417 -2.500 -2.585
ω -50.142 -46.241 -42.707
ymax 16.700 16.700 16.700
TL 539.708 539.708 539.708
BF 52.185 52.185 52.185
d35 45.623 40.166 37.026
d41 18.665 10.853 2.000
d47 3.970 9.975 14.631
d60 4.043 11.308 18.645
[0089]
ズームレンズ群データ
群 ( 面 i ) 焦点距離
1 ( 1- 35) 22.030
2 ( 36- 41) 105.654
3 ( 42- 47) 94.377
4 ( 48- 60) 97.318
5 ( 61- 66) 139.720
[0090]
[表1]


符号の説明

[0091]
 LN  投影光学系
 LN1  第1光学系
 LN2  第2光学系
 Gr2-1  第2-1群
 Gr2-2  第2-2群
 Gr2-3  第2-3群
 Gr2-3-1  第2-3-1群
 Gr2-4  第2-4群
 GrE  最終群
 ST  絞り(開口絞り)
 IM1  中間像(中間像面)
 IM2  画像表示面(縮小側像面)
 RD  反射光学素子
 PR  プリズム
 SC  スクリーン面(拡大側像面)
 PJ  プロジェクター(投影装置)
 1  光源
 2  照明光学系
 3  反射ミラー
 4  画像表示素子
 5  制御部
 6  アクチュエーター
 AX  光軸

請求の範囲

[請求項1]
 画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系であって、
 拡大側から順に第1光学系と第2光学系を同一の光軸上に有し、
 前記第2光学系が中間像を形成し、前記第1光学系が前記中間像を画角70°以上に拡大投影し、
 前記第2光学系のみが変倍のために移動する移動群を有し、
 前記第2光学系内において軸上主光線と軸外主光線との交わる位置を位置PAとすると、前記位置PAよりも拡大側に前記移動群が複数位置し、全変倍域において前記複数の移動群がいずれも前記位置PAを含まず、
 前記複数の移動群のうち、最も拡大側の移動群を第2-2群とし、前記第2-2群の縮小側に隣り合って位置する移動群を第2-3群とすると、前記第2-2群と前記第2-3群がともに正の屈折力を有し、以下の条件式(1)を満足する投影光学系;
0.1<f2/f3<1.3 …(1)
 ただし、
f2:第2-2群の焦点距離、
f3:第2-3群の焦点距離、
である。
[請求項2]
 前記位置PAよりも縮小側に、正の屈折力を有する第2-4群を前記移動群として有する請求項1記載の投影光学系。
[請求項3]
 以下の条件式(2)を満足する請求項2記載の投影光学系;
5<f4/|fw|<20 …(2)
 ただし、
f4:第2-4群の焦点距離、
fw:広角端における全系の焦点距離、
である。
[請求項4]
 前記第2光学系内の最も縮小側に、正の屈折力を有し、かつ、変倍時に位置固定の最終群を有する請求項1~3のいずれか1項に記載の投影光学系。
[請求項5]
 前記第2光学系内の最も拡大側に、変倍時に位置固定の第2-1群を有する請求項1~4のいずれか1項に記載の投影光学系。
[請求項6]
 前記第2-1群が負の屈折力を有する請求項5記載の投影光学系。
[請求項7]
 以下の条件式(3)を満足する請求項5又は6記載の投影光学系;
-3<f1/f2<-1 …(3)
 ただし、
f1:第2-1群の焦点距離、
f2:第2-2群の焦点距離、
である。
[請求項8]
 前記第2-1群が拡大側から正負の2枚のレンズからなる請求項6又は7記載の投影光学系。
[請求項9]
 前記第1光学系が非球面を有する請求項1~8のいずれか1項に記載の投影光学系。
[請求項10]
 前記第1光学系内で最も拡大側にある非球面よりも拡大側に正レンズを有する請求項9記載の投影光学系。
[請求項11]
 前記第1光学系内の最大空気間隔において、光軸を90°折り曲げる反射光学素子が配置されている請求項1~10のいずれか1項に記載の投影光学系。
[請求項12]
 前記画像表示面を有する画像表示素子と、前記画像表示面に表示される画像をスクリーン面に拡大投影する請求項1~11のいずれか1項に記載の投影光学系と、を備えた投影装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]