JP2021167857A - 投射光学系、プロジェクタおよび撮像装置 - Google Patents
投射光学系、プロジェクタおよび撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021167857A JP2021167857A JP2020070270A JP2020070270A JP2021167857A JP 2021167857 A JP2021167857 A JP 2021167857A JP 2020070270 A JP2020070270 A JP 2020070270A JP 2020070270 A JP2020070270 A JP 2020070270A JP 2021167857 A JP2021167857 A JP 2021167857A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical system
- group
- projection optical
- reduction side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 248
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 106
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 58
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
縮小側の画像を拡大側の被投射面へ投射する投射光学系であって、
複数のレンズを含み、縮小側から入射した光により拡大側に向かって第1中間像および第2中間像をこの順に結像するレンズ光学系と、
第2中間像を反射させる凹面鏡とを有し、
上記レンズ光学系は内部に第1中間像を結像すると共に、内部に1つ以上の変倍群を含み、
変倍群の中の第1の変倍群は第1中間像の拡大側に隣接するレンズを含む、
ことを特徴とするものである。
そしてその場合投射光学系は、上記第1中間像よりも縮小側に配置される第2の変倍群と絞りとをさらに含み、
第2の変倍群は、上記絞りに隣接するレンズを含む、
ことが望ましい。
第2の変倍群は正のパワーを有し、
第3の変倍群は第2の変倍群の拡大側に隣接して配置されている、
ことが望ましい。
上記レンズ光学系は複数の合焦群を含み、
第1の変倍群と第3の変倍群との間に第4の変倍群が配置され、
この第4の変倍群は、合焦時にも移動する第1の合焦群を兼ねている、
ことが望ましい。
第2の合焦群の縮小側のレンズ面は縮小側に凸面を有する、
ことが望ましい。
第1小群は縮小側から順に、縮小側のレンズ面が凹面形状のメニスカスレンズからなるレンズ1、拡大側のレンズ面が凹面形状であるレンズ2の並びを含み、
レンズ1の縮小側のレンズ面の曲率半径(1R2)とレンズ2の拡大側のレンズ面の曲率半径(2R1)とが、以下の式1
0.55 <|1R2|/|2R1|< 1.00 ・・・式1
を満たしていることが望ましい。
レンズ1の拡大側のレンズ面の曲率半径(1R1)と、レンズ3の縮小側のレンズ面の曲率半径(3R2)とが、以下の式2
0.5 <|1R1|/|3R2|< 6.0 ・・・式2
を満たしていることが望ましい。
第1小群は縮小側から順に、拡大側のレンズ面が凹面形状のレンズ2、縮小側のレンズ面が凸面形状のレンズ3の並びを含み、
レンズ2の拡大側のレンズ面の曲率半径(2R1)とレンズ3の縮小側のレンズ面の曲率半径(3R2)とが、以下の式3
0.30 <|2R1|/|3R2|< 0.70 ・・・式3
を満たしていることが望ましい。
第1小群は縮小側から順に、縮小側のレンズ面が凹面形状のメニスカスレンズからなるレンズ1、拡大側のレンズ面が凹面形状であるレンズ2の並びを含み、
レンズ1の屈折率(L1nd)とレンズ2の屈折率(L2nd)とが、以下の式4
0.3<L2nd − L1nd ・・・式4
を満たしていることが望ましい。
第1小群は縮小側から順に、拡大側のレンズ面が凹面形状のレンズ2、縮小側のレンズ面が凸面形状のレンズ3の並びを含み、
レンズ2のアッべ数(L2νd)とレンズ3のアッべ数(L3νd)とが、以下の式5
10.0< L3νd − L2νd ・・・式5
を満たしていることが望ましい。
15.0<|f5|/|fw|<20.0 ・・・式6
を満たしていることが望ましい。
第1小群の焦点距離f5−1と第2小群の焦点距離f5−2とが、以下の式7
2.0 <|f5−1|/|f5−2| < 7.0 ・・・式7
を満たしていることが望ましい。
複数の変倍群よりも拡大側に固定群を有し、
この固定群の最も拡大側には3枚のレンズを接合した3枚接合レンズを有し、
上記3枚のレンズは縮小側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズからなる、
ことが望ましい。
1.0 < |f7|/|f8| <2.5 ・・・式8
を満たしていることが望ましい。
10.0 < |f接合|/|fw| < 25.0 ・・・式9
を満たしていることが望ましい。
変倍群を複数有し、
それらの変倍群の各々を単独で広角端から望遠端へ移動させた際の全系の焦点距離の変化の比(f比率)が最も大きい変倍群である変倍群をバリエータ群Vrgとし、その他の残りの変倍群をそれぞれコンペンセータ群cngとして、全系の広角端における焦点距離を1としたときに、コンペンセータ群cngのf比率から1を引いた値を変化量Δcngとし、Δcngの総和をsum Δcngとし、投射光学系全系の変倍における焦点距離の変化の比(ズーム比)をZrとしたとき、sum ΔcngとZrとが、式10
| sum Δcng |/|Zr| < 0.03 ・・・式10
を満たしていることが望ましい。
レンズ光学系と凹面鏡との間に、入射面と出射面とを有する光学素子を有し、
レンズ光学系は、該レンズ光学系からの出射光を凹面鏡よりも縮小側で結像して第2中間像を形成し、
第2中間像は、像高が高くなるほど縮小側に倒れるように結像され、
少なくとも一部の結像は、光学素子の出射面と凹面鏡との間になされる、
ことが望ましい。
X=(1/Rdy)Y2/[1+{1−(1+K)(1/Rdy)2Y}1/2
+ΣARiYi
変化率={(変化後の投射光学系100の焦点距離)/(fw−1)}/(ズーム比−1)
である。ズーム比は、投射光学系100の変倍における焦点距離の変化の比である。この実施例1ではズーム比Zr=1.20であり、これは後述する実施例2および3においても同じである。
0.55 <|1R2|/|2R1|< 1.00 ・・・式1
つまり実施例1において、1R2、2R1はそれぞれ図2に示すNo.27、30の面の曲率半径で各々−34.747mm、40.194mmであるから、|1R2|/|2R1|の値は0.864である。
0.5 <|1R1|/|3R2|< 6.0 ・・・式2
つまり実施例1において、1R1、3R2はそれぞれ図2に示すNo.28、31の面の曲率半径で各々−250.335mm、80.648mmであるから、|1R1|/|3R2|の値は3.104である。
0.30 <|2R1|/|3R2|< 0.70 ・・・式3
つまり実施例1において、2R1、3R2はそれぞれ図2に示すNo.29、30の面の曲率半径で各々40.194mm、80.648mmであるから、|2R1|/|3R2|の値は0.498である。
0.3<L2nd − L1nd ・・・式4
つまり実施例1においてL2nd、L1ndはそれぞれ図2に示すレンズ12、レンズ11の屈折率で各々1.892860、1.509172であるから、L2nd − L1ndの値は0.384である。
10.0< L3νd − L2νd ・・・式5
つまり実施例1においてL2nd、L1ndはそれぞれ図2に示すレンズ12、レンズ13のアッベ数で各々20.3614、74.7020であるから、L3νd − L2νdの値は54.341である。上記レンズ3のアッべ数(L3νd)とレンズ2のアッべ数(L2νd)との差が、下限値の10.0以下となるほどに小さい場合は、倍率色収差の補正のバランスが崩れやすい。
15.0<|f5|/|fw|<20.0 ・・・式6
つまり実施例1においては、図7に示す通りf5=81.696mm、fw=−4.524mmであるから、|f5|/|fw|の値は18.058である。
2.0 <|f5−1|/|f5−2| < 7.0 ・・・式7
つまり実施例1においては、図7に示す通りf5−1=741.785mm、f5−2=122.163mmであるから、|f5−1|/|f5−2|の値は6.072である。
1.0 < |f7|/|f8| <2.5 ・・・式8
つまり実施例1においては、図7に示す通りf7=29.478mm、f8=−17.712mmであるから、|f7|/|f8|の値は1.664である。
10.0 < |f接合|/|fw| < 25.0 ・・・式9
つまり実施例1においては、図7に示す通りf接合=81.75mm、fw=−4.524mmであるから、|f接合|/|fw|の値は18.07である。
| sum Δcng |/|Zr| < 0.03 ・・・式10
2 画像表示素子
3 ガラスブロック
4 プリズム
5 凹面鏡
40 光軸オフセットプリズム
100、200、300、400 投射光学系
G1 第1固定群
G2、G3、G4、G5、G6 変倍群
G7 第2固定群
G8 レンズ光学系
G9 反射光学系
IM1 第1中間像
IM2 第2中間像
L1〜L22 レンズ
Z 光軸
Claims (23)
- 縮小側の画像を拡大側の被投射面へ投射する投射光学系であって、
複数のレンズを含み、縮小側から入射した光により拡大側に向かって第1中間像および第2中間像をこの順に結像するレンズ光学系と、
前記第2中間像を反射させる凹面鏡とを有し、
前記レンズ光学系は内部に前記第1中間像を結像すると共に、内部に1つ以上の変倍群を含み、
前記変倍群の中の第1の変倍群は前記第1中間像の拡大側に隣接するレンズを含む、
ことを特徴とする投射光学系。 - 前記第1の変倍群は、前記第1中間像の縮小側に配置されて該第1中間像と隣接するレンズを含む、
請求項1に記載の投射光学系。 - 前記変倍群は、前記第1中間像よりも縮小側に配置される第2の変倍群と絞りとをさらに含み、
前記第2の変倍群は、前記絞りに隣接するレンズを含む、
請求項2に記載の投射光学系。 - 前記レンズ光学系は、前記第2の変倍群と前記第1の変倍群との間に負のパワーの第3の変倍群を含み、
前記第2の変倍群は正のパワーを有し、
前記第3の変倍群は前記第1変倍群の拡大側に隣接して配置されている、
請求項3に記載の投射光学系。 - 広角端から望遠端側へ変倍する際に、
前記第2の変倍群は、縮小側から拡大側に移動し、
前記第3の変倍群は、縮小側から拡大側に移動する、
請求項4に記載の投射光学系。 - 前記レンズ光学系は複数の合焦群を含み、
前記第1の変倍群と前記第3の変倍群との間に第4の変倍群が配置され、
前記第4の変倍群は、合焦時にも移動する第1の合焦群を兼ねている、
請求項4または5に記載の投射光学系。 - 前記第1の変倍群の拡大側に第2の合焦群が隣接している、
請求項6に記載の投射光学系。 - 前記第1の合焦群の拡大側のレンズ面は拡大側に凸面を有し、
前記第2の合焦群の縮小側のレンズ面は縮小側に凸面を有する、
請求項7に記載の投射光学系。 - 前記第1の変倍群は、前記第1中間像の縮小側、拡大側にそれぞれ配された第1小群および第2小群からなり、
前記第1小群は縮小側から順に、縮小側のレンズ面が凹面形状のメニスカスレンズからなるレンズ1、拡大側のレンズ面が凹面形状であるレンズ2の並びを含み、
前記レンズ1の縮小側のレンズ面の曲率半径(1R2)と前記レンズ2の拡大側のレンズ面の曲率半径(2R1)とが、式1を満たしている、
0.55 <|1R2|/|2R1|< 1.00 ・・・式1
請求項2から8のいずれか1項に記載の投射光学系。 - 前記第1小群はさらに、縮小側のレンズ面が凸面形状であって、前記レンズ2の拡大側に配置されたレンズ3の並びを含み、
前記レンズ1の拡大側のレンズ面の曲率半径(1R1)と、前記レンズ3の縮小側のレンズ面の曲率半径(3R2)とが、式2を満たしている、
0.5 <|1R1|/|3R2|< 6.0 ・・・式2
請求項9に記載の投射光学系。 - 前記第1の変倍群は、前記第1中間像の縮小側、拡大側にそれぞれ配された第1小群および第2小群からなり、
前記第1小群は縮小側から順に、拡大側のレンズ面が凹面形状のレンズ2、縮小側のレンズ面が凸面形状のレンズ3の並びを含み、
前記レンズ2の拡大側のレンズ面の曲率半径(2R1)と前記レンズ3の縮小側のレンズ面の曲率半径(3R2)とが、式3を満たしている、
0.30 <|2R1|/|3R2|< 0.70 ・・・式3
請求項2から10のいずれか1項に記載の投射光学系。 - 前記第1の変倍群は、前記第1中間像の縮小側、拡大側にそれぞれ配された第1小群および第2小群からなり、
前記第1小群は縮小側から順に、縮小側のレンズ面が凹面形状のメニスカスレンズからなるレンズ1、拡大側のレンズ面が凹面形状であるレンズ2の並びを含み、
前記レンズ1の屈折率(L1nd)と前記レンズ2の屈折率(L2nd)とが、式4を満たしている、
0.3<L2nd − L1nd ・・・式4
請求項2から11のいずれか1項に記載の投射光学系。 - 前記第1の変倍群は、前記第1中間像の縮小側、拡大側にそれぞれ配された第1小群および第2小群からなり、
前記第1小群は縮小側から順に、拡大側のレンズ面が凹面形状のレンズ2、縮小側のレンズ面が凸面形状のレンズ3の並びを含み、
前記レンズ2のアッべ数(L2νd)と前記レンズ3のアッべ数(L3νd)とが、式5を満たしている、
10.0< L3νd − L2νd ・・・式5
請求項2から12のいずれか1項に記載の投射光学系。 - 前記第1の変倍群の焦点距離f5と広角端における投射光学系全系の焦点距離fwとが、式6を満たしている、
15.0<|f5|/|fw|<20.0 ・・・式6
請求項1から13のいずれか1項に記載の投射光学系。 - 前記第1の変倍群は、前記第1中間像の縮小側、拡大側にそれぞれ配された第1小群および第2小群からなり、
前記第1小群の焦点距離f5−1と前記第2小群の焦点距離f5−2とが、式7を満たしている、
2.0 <|f5−1|/|f5−2| < 7.0 ・・・式7
請求項2から14のいずれか1項に記載の投射光学系。 - 前記複数の変倍群よりも拡大側に固定群を有し、
前記固定群の最も拡大側には3枚のレンズを接合した3枚接合レンズを有し、
前記3枚のレンズは縮小側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズからなる、
請求項1から15のいずれか1項に記載の投射光学系。 - 前記固定群の焦点距離f7と、前記レンズ光学系の広角端における焦点距離f8とが、式8を満たしている、
1.0 < |f7|/|f8| <2.5 ・・・式8
請求項16に記載の投射光学系。 - 前記固定群の3枚接合レンズの焦点距離(f接合)と、広角端における投射光学系全系の広角端における焦点距離fwとが式9を満たしている、
10.0 < |f接合|/|fw| < 25.0 ・・・式9
請求項16または17に記載の投射光学系。 - 前記固定群の3枚接合レンズは、前記レンズ光学系の最も拡大側に配置されるレンズ素子である、請求項16から18のいずれか1項に記載の投射光学系。
- 前記変倍群を複数有し、
それらの変倍群の各々を単独で広角端から望遠端へ移動させた際の全系の焦点距離の変化の比(f比率)が最も大きい変倍群である変倍群をバリエータ群Vrgとし、その他の残りの変倍群をそれぞれコンペンセータ群cngとして、全系の広角端における焦点距離を1としたときに、コンペンセータ群cngのf比率から1を引いた値を変化量Δcngとし、Δcngの総和をsum Δcngとし、投射光学系全系の変倍における焦点距離の変化の比(ズーム比)をZrとしたとき、
sum ΔcngとZrとが、式10を満たしている、
| sum Δcng |/|Zr| < 0.03 ・・・式10
請求項1から19のいずれか1項に記載の投射光学系。 - 前記レンズ光学系と前記凹面鏡との間に、入射面と出射面とを有する光学素子を有し、
前記レンズ光学系は、該レンズ光学系からの出射光を凹面鏡よりも縮小側で結像して第2中間像を形成し、
前記第2中間像は、像高が高くなるほど縮小側に倒れるように結像され、
少なくとも一部の結像は、前記光学素子の出射面と凹面鏡との間になされる、
請求項1から20のいずれか1項に記載の投射光学系。 - 請求項1から21のいずれか1項に記載の投射光学系の縮小側に、画像表示素子を備えてなるプロジェクタ装置。
- 請求項1から21のいずれか1項に記載の投射光学系の拡大側から光線を入射した際に、縮小側の結像位置となる位置に撮像素子を備えてなる撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020070270A JP2021167857A (ja) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | 投射光学系、プロジェクタおよび撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020070270A JP2021167857A (ja) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | 投射光学系、プロジェクタおよび撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021167857A true JP2021167857A (ja) | 2021-10-21 |
Family
ID=78079715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020070270A Pending JP2021167857A (ja) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | 投射光学系、プロジェクタおよび撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021167857A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024038719A1 (ja) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | 株式会社ニコン | 光学系、光学機器及び光学系の製造方法 |
-
2020
- 2020-04-09 JP JP2020070270A patent/JP2021167857A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024038719A1 (ja) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | 株式会社ニコン | 光学系、光学機器及び光学系の製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6128144A (en) | Optical system for camera and camera apparatus | |
US6078411A (en) | Real-image finder optical system and apparatus using the same | |
US20020101666A1 (en) | Variable focal length optical element and optical system using the same | |
EP0845692A2 (en) | Optical system with a rotationally asymmetric curved surface | |
US6128137A (en) | Image-forming optical system having a decentered optical element in a first lens group | |
US20030103266A1 (en) | Projection optical system and projection apparatus using the same | |
JP5275899B2 (ja) | 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 | |
JP6393906B2 (ja) | 投写光学系および画像投写装置 | |
JP4129972B2 (ja) | 偏心光学系 | |
JP2004233609A (ja) | 投写用レンズシステムおよびプロジェクタ装置 | |
JPWO2018179561A1 (ja) | 投写光学系、画像投写装置および画像投写システム | |
JP4750318B2 (ja) | 投射用ズームレンズ | |
US5963376A (en) | Variable-magnification image-forming optical system | |
JP4188595B2 (ja) | 投射用ズームレンズ | |
JP6469284B1 (ja) | 投射レンズ及びこれを用いた投射型表示装置 | |
JP2004279958A (ja) | 投映用ズームレンズ及びこれを備えたプロジェクター | |
JP2021167857A (ja) | 投射光学系、プロジェクタおよび撮像装置 | |
WO2020009026A1 (ja) | 投射光学系およびプロジェクタ | |
JP2001337275A (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた投影装置 | |
JP4340432B2 (ja) | 投射用ズームレンズ | |
WO2020137884A1 (ja) | 投射光学系およびプロジェクタ | |
WO2020137704A1 (ja) | 投射光学系およびプロジェクタ装置 | |
US6487374B1 (en) | Viewfinder optical system | |
JP6241148B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
WO2022030503A1 (ja) | 結像光学系、投射装置および撮像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230405 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240308 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240605 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240614 |