JP7081418B2 - 投写光学系および投写型画像表示装置 - Google Patents
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Description
1.2 < |f1/fw| < 1.5 (1)
1.4 ≦ ft/fw ≦ 1.8 (2)
1.4 ≦ FNw ≦ 1.8 (3)
1.05 < FNt/FNw < 1.25 (4)
1.5 < |f5/fw| < 3.5 (5)
1.75 < nd2 < 2.0 (6)
0.2 < nd42-nd41 < 0.5 (7)
20 < ν41-ν42 < 70 (8)
5 < D2/t2 < 15 (9)
6 < D3/t3 < 15 (10)
1.65 < nd5 < 1.85 (11)
0.53 < Pg5 < 0.61 (12)
0.2 < nd61-nd62 < 0.5 (13)
30 < νd62-νd61 < 70 (14)
0 < nd2-nd3 < 0.35 (15)
|νd2-νd3| < 30 (16)
PgFl > -0.0016×νdFl+0.62 (17)
60 < νd13 < 95 (18)
1.4 ≦ BF/fw ≦ 2.0 (19)
図1は投写光学系を備える投写型画像表示装置の概略構成図である。図1に示すように、投写型画像表示装置1は、スクリーンSに投写する画像光を生成する画像形成部2と、画像光を拡大して投写する投写光学系3と、画像形成部2の動作を制御する制御部4とを備える。
画像形成部2は、光源10、第1インテグレーターレンズ11、第2インテグレーターレンズ12、偏光変換素子13、重畳レンズ14を備える。光源10は、例えば、超高圧水銀ランプ、固体光源等で構成される。第1インテグレーターレンズ11および第2インテグレーターレンズ12は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子をそれぞれ有する。第1インテグレーターレンズ11は、光源10からの光束を複数に分割する。第1インテグレーターレンズ11の各レンズ素子は、光源10からの光束を第2インテグレーターレンズ12の各レンズ素子の近傍に集光させる。
次に、投写光学系3を説明する。投写光学系3は、広角端において、縮小側の像面(液晶パネル18R、18G、18B)に形成された像を、最大半画角が25°以上、40°以下の範囲で拡大側の像面(スクリーンS)に拡大投写する。以下では、投写型画像表示装置1に搭載される投写光学系3の構成例として実施例1~3を説明する。いずれの実施例においても、投写光学系の広角端における最大半画角は25°以上、40°以下の範囲に収まっている。
図2および図3は実施例1の投写光学系の構成図である。図2では、実施例1の投写光学系を構成する各レンズは焦点距離を最短とする広角端に配置されている。図3では実施例1の投写光学系を構成する各レンズは、焦点距離を最長とする望遠端に配置されている。
f (焦点距離) 18.21 29.09
FNO 1.54 1.78
BF(in air) 31.14 31.14
有効像円径 φ22.00 φ22.00
ω(半画角) 31.5° 20.9°
S0 INFINITY A
L1 S1* -41.540 3.500 1.53110 55.91
S2* -42.420 0.300
L2 S3 93.650 1.600 1.48749 70.24
S4 21.120 10.012
L3 S5 -40.300 1.200 1.49700 81.55
S6 50.680 B
L4 S7 132.100 3.800 1.83400 37.16
S8 -110.340 C
L5 S9 48.078 4.330 1.69350 53.21
S10 INFINITY D
L6 S11 40.640 8.800 1.48749 70.24
L7 S12 -27.260 1.300 1.83400 37.16
S13 -40.200 E
L8 S14* 46.540 1.700 1.68948 31.02
S15* 19.130 F
L9 S16 -19.700 1.100 1.80610 33.27
L10 S17 87.900 7.500 1.48749 70.24
S18 -23.400 0.170
L11 S19 198.270 7.500 1.69350 53.21
S20 -33.060 G
L12 S21 41.200 5.000 1.74320 49.34
S22 159.700 5.000
S23 INFINITY 26 1.51680 64.2
S24 INFINITY 9
面番号 S1 S2
Y曲率半径 -41.54 -42.42
K -8.418 1.815
4次の係数 3.140800E-05 4.473510E-05
6次の係数 -6.782740E-08 -7.597780E-08
8次の係数 1.163250E-10 1.044490E-10
10次の係数 -9.774940E-14 2.302250E-14
12次の係数 2.329080E-17 -1.879378E-16
14次の係数 4.630670E-20 2.314668E-19
有効高さ S1面サグ量 S2面サグ量
サグ 変化量 サグ 変化量
0 0.000 - 0.000 -
1 -0.012 -0.012 -0.012 -0.012
2 -0.047 -0.035 -0.047 -0.035
3 -0.105 -0.057 -0.103 -0.056
4 -0.182 -0.077 -0.179 -0.076
5 -0.275 -0.093 -0.271 -0.092
6 -0.380 -0.105 -0.376 -0.105
7 -0.494 -0.114 -0.490 -0.114
8 -0.611 -0.117 -0.609 -0.119
9 -0.728 -0.117 -0.729 -0.120
10 -0.839 -0.112 -0.847 -0.117
11 -0.942 -0.103 -0.958 -0.111
12 -1.033 -0.090 -1.060 -0.102
13 -1.106 -0.074 -1.149 -0.089
14 -1.160 -0.054 -1.222 -0.073
15 -1.191 -0.030 -1.276 -0.054
16 -1.194 -0.003 -1.307 -0.031
17 -1.164 0.030 -1.308 -0.002
18 -1.095 0.069 -1.272 0.036
19 -0.979 0.116 -1.188 0.085
20 -0.802 0.176 -1.036 0.152
21 -0.548 0.255 - -
22 -0.187 0.361 - -
面番号 S14 S15
Y曲率半径 46.54 19.13
K 0 0
4次の係数 -1.11723E-04 -1.22865E-04
6次の係数 7.94284E-07 8.72687E-07
8次の係数 -4.14253E-09 -4.37410E-09
10次の係数 1.05108E-11 2.55171E-12
12次の係数 -4.04307E-15 7.58570E-14
14次の係数 -2.30035E-16
広角端 望遠端
A 1800 1800
B 9.255 4.778
C 18.599 0.8
D 18.257 16.63
E 0.812 9.309
F 7.592 8.131
G 0.6 15.467
1.2 < |f1/fw| < 1.5 (1)
本例では、f1=-22.17であり、fw=18.21である。従って、|f1/fw|=1.22である。本例は、条件式(1)を満たすので、光学性能を維持しながら、かつ、バックフォーカスを確保できる。すなわち、条件式(1)の値が下限値以下となると、バックフォーカスの確保が困難となる。条件式(1)の値が上限値以上となると、第2レンズ群LG2、および第3レンズ群LG3のレンズ径が大きくなると共に、第2レンズ群LG2、および第3レンズ群LG3の収差補正の負担が増加して光学性能が劣化する。
1.4 ≦ ft/fw ≦ 1.8 (2)
本例では、ft=29.10であり、fw=18.21である。従って、ft/fw=1.6である。本例は、条件式(2)を満たすので、所定の倍率と所望の光学性能を得ることができる。すなわち、条件式(2)の値が下限値を下回ると倍率が低くなる。条件式(2)の値が上限値を超えると、光学性能が低下する。
1.4 ≦ FNw ≦ 1.8 (3)
1.05 < FNt/FNw < 1.25 (4)
本例では、FNw=1.54である。FNt=1.78である。従って、本例は、条件式(3)を満たすので、所定の明るさと、所望の光学性能を得ることができる。すなわち、条件式(3)の値が下限値以下となると、光学性能が低下する。条件式(3)の値が上限値を超えると、投写光学系3Aが暗くなる。また、本例では、FNt/FNw=1.16であり、条件式(4)を満たすので、変倍時に、Fナンバーが大きく変動することを抑制できる。換言すれば、変倍によって投写光学系3Aの明るさが大きく変動することを抑制できる。
1.5 < |f5/fw| < 3.5 (5)
本例では、f5=-48.33であり、fw=18.21である。従って、|f5/fw|=2.65である。本例は、条件式(5)を満たすので、コマ収差および像面湾曲を補正できる。すなわち、条件式(5)の値が下限値以下となると、コマ収差の発生を抑制することが困難になる。条件式(5)の値が上限値以上となると、像面湾曲の発生を抑制することが困難となる。
1.75 < nd2 < 2.0 (6)
本例では、nd2=1.83400である。本例は、条件式(6)によって、第2レンズ群LG2(第4レンズL4)の屈折率を比較的高い値に規定することにより、第1レンズ群LG1の内部に光量を適切に取り込むことができる。これにより、第1レンズ群LG1を構成する各レンズL1~L3が大型化することを抑制できる。よって、第1レンズ群LG1の各レンズL1~L3の製造コストを抑制できる。また、第2レンズ群LG2(第4レンズL4)の屈折率を比較的高い値に規定することにより、像面湾曲の発生を抑制できる。
0.2 < nd42-nd41 < 0.5 (7)
20 < ν41-ν42 < 70 (8)
本例では、nd41=1.48749であり、nd42=1.83400である。従って、nd42-nd41=0.347である。また、本例では、ν41=70.24であり、ν42=37.16である。従って、ν41-ν42=33.08である。本例では、第4レンズ群LG4を望遠端に移動させた場合には、軸外の光線が高くなり、球面収差が増大しやすい。かかる問題に対して、条件式(7)を満たすので、望遠端における球面収差の増大を抑制できる。また、変倍時に第4レンズ群LG4を移動させると、軸上色収差の変動が大きくなる。このような問題に対して、条件式(8)を満たすので、軸上色収差の変動を抑制できる。
5 < D2/t2 < 15 (9)
6 < D3/t3 < 15 (10)
本例では、D2=36.6であり、t2=3.8である。従って、D2/t2=9.6である。また、本例では、D3=35.15であり、t3=4.33である。従って、D3/t3=8.1である。本例は、条件式(9)を満たすので、第4レンズL4が肉厚となることを抑制できる。また、本例は、条件式(10)を満たすので、第5レンズL5が肉厚となることを抑制できる。ここで、本例において、第4レンズL4および第5レンズL5はガラス製である。従って、レンズが薄くなれば、第4レンズL4および第5レンズL5の製造コストを抑制しやすい。
1.65 < nd5 < 1.85 (11)
本例では、nd5=1.68948である。本例は、条件式(11)を満たすので、像面湾曲の発生を抑制できる。また、ガラス製の第8レンズL8を製造するコストの増大を抑制できる。すなわち、条件式(11)が下限値以下となると、像面湾曲を補正することが困難となる。条件式(11)が上限値以上となると、屈折率が増大するので、ガラス製の第8レンズL8を製造するコストが増大する。
0.53 < Pg5 < 0.61 (12)
本例では、Pg5=0.599である。本例は、条件式(12)を満たすので、倍率色収差の発生を抑制できる。すなわち、条件式(12)を満たさない場合には、広角端における倍率色収差の補正が困難となる。
0.2 < nd61-nd62 < 0.5 (13)
本例では、nd61=1.80610であり、nd62=1.48749である。従って、nd61-nd62=0.32である。本例は、条件式(13)を満たすので、像面湾曲の発生を抑制できる。すなわち、条件式(13)を満たさない場合には、広角端における像面湾曲の補正が困難となる。
30 < νd62-νd61 < 70 (14)
本例では、νd61=33.27であり、νd62=70.24である。従って、νd62-νd61=36.97である。本例は、条件式(14)を満たすので、倍率色収差の発生を抑制できる。すなわち、条件式(14)を満たさない場合には、広角端における倍率色収差の補正が困難となる。
0 < nd2-nd3 < 0.35 (15)
本例では、nd2=1.83400であり、nd3=1.69350である。従って、nd2-nd3=0.14である。本例は、条件式(15)を満たすので、第2レンズ群LG2の材質と、第3レンズ群LG3の材質との関係が規定される。これにより、変倍時に発生する像面湾曲を抑制できる。また、変倍時における像面湾曲の変動を抑制できる。すなわち、条件式(15)を満たさない場合には、像面湾曲の補正が困難となる。
|νd2-νd3| < 30 (16)
本例では、νd2=37.16であり、νd3=53.21である。従って、|νd2-νd3|=16.05である。本例は、条件式(16)を満たすので、第2レンズ群LG2の材質と、第3レンズ群LG3の材質との関係が規定される。これにより、変倍時に発生する倍率色収差の変動を抑制できる。すなわち、条件式(16)を満たさない場合には、変倍時における倍率色収差の変動の抑制が困難になる。
PgFl > -0.0016×νdFl+0.62 (17)
本例では、PgFl=0.553であり、νdFl=49.34である。従って、-0.0016×νdFl+0.62=0.541である。本例は、条件式(17)を満たすので、広角端から望遠端までの全域で、倍率色収差の発生を抑制できる。
60 < νd13 < 95 (18)
本例では、νd13=81.55である。本例は、条件式(18)を満たすので、特に、望遠端において、倍率色収差の発生を抑制することが容易である。
1.4 ≦ BF/fw ≦ 2.0 (19)
本例では、BF=31.19であり、fw=18.21である。従って、BF/fw=1.71である。本例は、条件式(19)を満たすので、光学性能の劣化を抑制しながら、バックフォーカスを確保することが容易である。
図6および図7は実施例2の投写光学系の構成図である。図6では、本例の投写光学系を構成する各レンズは焦点距離を最短とする広角端に配置されている。図7では本例の投写光学系を構成する各レンズは、焦点距離を最長とする望遠端に配置されている。
f (焦点距離) 18.21 29.11
FNO 1.48 1.74
BF(in air) 31.09 31.09
有効像円径 φ22.00 φ22.00
ω(半画角) 31.5° 20.7°
S0 INFINITY A
L1 S1* -31.353 3.8 1.53110 55.91
S2* -32.336 0.25
L2 S3 138.170 1.6 1.48749 70.24
S4 23.655 9.717
L3 S5 -47.030 1.2 1.49700 81.55
S6 48.100 B
L4 S7 90.930 4.33 1.83400 37.16
S8 -131.340 C
L5 S9 53.800 4 1.51633 64.14
S10 -445.000 D
L6 S11 54.530 7.4 1.53775 74.7
L7 S12 -27.310 1.3 1.80610 33.27
S13 -42.380 E
L8 S14* 39.940 1.9 1.80625 40.91
S15* 18.755 F
L9 S16 -18.175 1.1 1.72047 34.71
L10 S17 85.860 8.2 1.49700 81.55
S18 -23.020 0.15
L11 S19 358.600 6.47 1.74320 49.34
S20 -33.520 G
L12 S21 42.600 8.55 1.48749 70.24
S22 -472.200 2
S23 1.00E+18 28 1.51680 64.2
S24 1.00E+18 10.628
面番号 S1 S2
Y曲率半径 -31.353 -32.336
K -6.1744 0.243
4次の係数 2.75917E-05 4.92342E-05
6次の係数 -5.26305E-08 -8.32432E-08
8次の係数 9.58178E-11 1.54424E-10
10次の係数 -7.52712E-14 -1.01681E-13
12次の係数 -1.49220E-17 -1.02493E-16
14次の係数 7.11413E-20 2.36925E-19
有効高さ S1面サグ量 S2面サグ量
サグ 変化量 サグ 変化量
0 0.000 - 0.000 -
1 -0.016 -0.016 -0.015 -0.015
2 -0.063 -0.047 -0.061 -0.046
3 -0.140 -0.077 -0.136 -0.074
4 -0.243 -0.103 -0.236 -0.101
5 -0.370 -0.127 -0.360 -0.124
6 -0.516 -0.146 -0.503 -0.143
7 -0.676 -0.160 -0.660 -0.157
8 -0.846 -0.170 -0.827 -0.167
9 -1.020 -0.175 -0.999 -0.172
10 -1.195 -0.174 -1.172 -0.173
11 -1.364 -0.169 -1.340 -0.168
12 -1.523 -0.159 -1.499 -0.159
13 -1.668 -0.145 -1.645 -0.145
14 -1.794 -0.126 -1.771 -0.127
15 -1.896 -0.102 -1.874 -0.103
16 -1.970 -0.073 -1.947 -0.073
17 -2.008 -0.038 -1.982 -0.035
18 -2.004 0.004 -1.970 0.012
19 -1.950 0.054 -1.897 0.073
20 -1.835 0.116 -1.744 0.154
21 -1.642 0.193 -1.476 0.268
22 -1.348 0.294 -1.037 0.439
23 -0.915 0.432
面番号 S14 S15
Y曲率半径 39.94 18.755
K 0 0
4次の係数 -1.02509E-04 -1.15327E-04
6次の係数 3.86744E-07 4.05831E-07
8次の係数 2.52239E-10 1.15118E-09
10次の係数 -1.44688E-11 -3.32133E-11
12次の係数 5.82186E-14 1.84162E-13
14次の係数 -2.64717E-17 -3.27692E-16
広角端 望遠端
A 2000 2000
B 13.158 4.431
C 13.503 0.8
D 20.819 19.451
E 0.8 15.35
F 8.153 8.443
G 0.6 8.558
1.2 < |f1/fw| < 1.5 (1)
本例では、f1=-23.23であり、fw=18.21である。従って、|f1/fw|=1.28である。本例は、条件式(1)を満たすので、光学性能を維持しながら、かつ、バックフォーカスを確保できる。
1.4 ≦ ft/fw ≦ 1.8 (2)
本例では、ft=29.11であり、fw=18.21である。従って、ft/fw=1.6である。本例は、条件式(2)を満たすので、所定の倍率と所望の光学性能を得ることができる。
1.4 ≦ FNw ≦ 1.8 (3)
1.05 < FNt/FNw < 1.25 (4)
本例では、FNw=1.48である。FNt=1.74である。従って、FNt/FNw=1.18である。本例は、条件式(3)を満たすので、所定の明るさと、所望の光学性能を得ることができる。また、本例は、条件式(4)を満たすので、変倍によって投写光学系3Bの明るさが大きく変動することを抑制できる。
1.5 < |f5/fw| < 3.5 (5)
本例では、f5=-45.68であり、fw=18.21である。従って、|f5/fw|=2.51である。本例は、条件式(5)を満たすので、コマ収差および像面湾曲を補正できる。
1.75 < nd2 < 2.0 (6)
本例では、nd2=1.83400である。本例は、条件式(6)によって、第2レンズ群LG2(第4レンズL4)の屈折率を比較的高い値に規定することにより、第1レンズ群LG1の内部に光量を適切に取り込むことができる。これにより、第1レンズ群LG1を構成する各レンズL1~L3が大型化することを抑制できる。また、第2レンズ群LG2(第4レンズL4)の屈折率を比較的高い値に規定することにより、像面湾曲の発生を抑制できる。
0.2 < nd42-nd41 < 0.5 (7)
20 < ν41-ν42 < 70 (8)
本例では、nd41=1.53775であり、nd42=1.80610である。従って、nd42-nd41=0.268である。また、本例では、ν41=74.7であり、ν42=33.27である。従って、ν41-ν42=41.43である。本例では、条件式(7)を満たすので、望遠端における球面収差の増大を抑制できる。また、条件式(8)を満たすので、変倍時に、軸上色収差の変動を抑制できる。
5 < D2/t2 < 15 (9)
6 < D3/t3 < 15 (10)
本例では、D2=37.65であり、t2=4.33である。従って、D2/t2=8.7である。また、本例では、D3=33.55であり、t3=4である。従って、D3/t3=8.4である。本例は、条件式(9)を満たすので、第4レンズL4が肉厚となることを抑制できる。また、本例は、条件式(10)を満たすので、第5レンズL5が肉厚となることを抑制できる。ここで、本例において、第4レンズL4および第5レンズL5はガラス製である。従って、レンズが薄くなれば、第4レンズL4および第5レンズL5の製造コストを抑制しやすい。
1.65 < nd5 < 1.85 (11)
本例では、nd5=1.80625である。本例は、条件式(11)を満たすので、像面湾曲の発生を抑制できる。また、第8レンズL8を製造するコストの増大を抑制できる。
0.53 < Pg5 < 0.61 (12)
本例では、Pg5=0.569である。本例は、条件式(12)を満たすので、倍率色収差の発生を抑制できる。
0.2 < nd61-nd62 < 0.5 (13)
本例では、nd61=1.72047であり、nd62=1.49700である。従って、nd61-nd62=0.22である。本例は、条件式(13)を満たすので、像面湾曲の発生を抑制できる。
30 < νd62-νd61 < 70 (14)
本例では、νd61=34.71であり、νd62=81.55である。従って、νd62-νd61=46.84である。本例は、条件式(14)を満たすので、倍率色収差の発生を抑制できる。
0 < nd2-nd3 < 0.35 (15)
本例では、nd2=1.83400であり、nd3=1.51633である。従って、nd2-nd3=0.32である。本例は、条件式(15)を満たすので、変倍時に発生する像面湾曲を抑制できる。また、変倍時における像面湾曲の変動を抑制できる。
|νd2-νd3| < 30 (16)
本例では、νd2=37.16であり、νd3=64.14である。従って、|νd2-νd3|=26.98である。本例は、条件式(16)を満たすので、変倍時に発生する倍率色収差の変動を抑制できる。
PgFl > -0.0016×νdFl+0.62 (17)
本例では、PgFl=0.530であり、νdFl=70.23である。従って、-0.0016×νdFl+0.62=0.508である。本例は、条件式(17)を満たすので、広角端から望遠端までの全域で、倍率色収差の発生を抑制できる。
60 < νd13 < 95 (18)
本例では、νd13=81.55である。本例は、条件式(18)を満たすので、特に、望遠端において、倍率色収差の発生を抑制することが容易である。
1.4 ≦ BF/fw ≦ 2.0 (19)
本例では、BF=31.09であり、fw=18.21である。従って、BF/fw=1.71である。本例は、条件式(19)を満たすので、光学性能の劣化を抑制しながら、バックフォーカスを確保することが容易である。
図10および図11は実施例3の投写光学系の構成図である。図10では、本例の投写光学系を構成する各レンズは焦点距離を最短とする広角端に配置されている。図11では本例の投写光学系を構成する各レンズは、焦点距離を最長とする望遠端に配置されている。
f (焦点距離) 17.79 26.69
FNO 1.4 1.7
BF(in air) 29.52 29.52
有効像円径 φ22.00 φ22.00
ω(半画角) 32.1° 22.5°
S0 INFINITY A
L1 S1* -30.5270 3.8 1.53110 55.91
S2* -32.2820 0.25
L2 S3 223.1250 1.5 1.48749 70.24
S4 23.1140 10.382
L3 S5 -42.1500 1.2 1.49700 81.55
S6 54.4000 B
L4 S7 176.2950 4.3 1.80420 46.50
S8 -82.3000 C
L5 S9 56.2000 4.1 1.59522 67.74
S10 -828.8000 D
L6 S11 68.4600 8 1.58913 61.14
L7 S12 -27.7200 1.3 1.83400 37.35
S13 -60.2000 0.582
L8 S14 -76.4000 2.8 1.80420 46.50
S15 -49.2000 E
L9 S16* 35.8350 1.7 1.80625 40.91
S17* 19.4410 F
L10 S18 -25.0800 1.1 1.69895 30.13
L11 S19 41.8000 6.9 1.48749 70.24
S20 -39.1000 0.16
L12 S21 151.0000 6.7 1.80420 46.50
S22 -37.0000 G
L13 S23 61.6000 4.35 1.69680 55.53
S24 -355.0000 2
S25 INFINITY 28 1.51680 64.2
S26 INFINITY 9.061
面番号 S1 S2
Y曲率半径 -30.527 -32.282
K -6.11 0.355
4次の係数 2.831896E-05 5.039940E-05
6次の係数 -5.454844E-08 -8.526254E-08
8次の係数 8.366310E-11 1.360817E-10
10次の係数 -6.144841E-14 -8.673815E-14
12次の係数 -4.148633E-19 -3.792207E-17
14次の係数 2.879177E-20 9.713868E-20
有効高さ S1面サグ量 S2面サグ量
サグ 変化量 サグ 変化量
0 0.000 - 0.000 -
1 -0.0163 -0.016 -0.0154 -0.015
2 -0.0647 -0.048 -0.0612 -0.046
3 -0.1434 -0.079 -0.1358 -0.075
4 -0.2495 -0.106 -0.2366 -0.101
5 -0.3794 -0.130 -0.3602 -0.124
6 -0.5288 -0.149 -0.5027 -0.143
7 -0.6928 -0.164 -0.6597 -0.157
8 -0.8665 -0.174 -0.8265 -0.167
9 -1.0449 -0.178 -0.9986 -0.172
10 -1.2232 -0.178 -1.1713 -0.173
11 -1.3967 -0.174 -1.3406 -0.169
12 -1.5612 -0.165 -1.5024 -0.162
13 -1.7128 -0.152 -1.6533 -0.151
14 -1.8478 -0.135 -1.7898 -0.137
15 -1.9625 -0.115 -1.9088 -0.119
16 -2.0536 -0.091 -2.0070 -0.098
17 -2.1175 -0.064 -2.0810 -0.074
18 -2.1502 -0.033 -2.1270 -0.046
19 -2.1474 0.003 -2.1400 -0.013
20 -2.1036 0.044 -2.1135 0.026
21 -2.0121 0.092 -2.0381 0.075
22 -1.8635 0.149 -1.8990 0.139
23 -1.6443 0.219 -1.6725 0.226
24 -1.3334 0.311
面番号 S16 S17
Y曲率半径 35.835 19.441
K 0 0
4次の係数 -1.102896E-04 -1.24304E-04
6次の係数 3.732354E-07 4.42568E-07
8次の係数 7.272159E-10 5.26979E-10
10次の係数 -1.957892E-11 -2.39735E-11
12次の係数 9.916072E-14 1.35546E-13
14次の係数 -1.706520E-16 -2.61793E-16
広角端 望遠端
A 2000 2000
B 14.976 5.495
C 9.137 0.884
D 28.921 25.14
E 0.8 15.494
F 7.207 7.111
G 0.6 7.517
1.2 < |f1/fw| < 1.5 (1)
本例では、f1=-21.61であり、fw=17.79である。従って、|f1/fw|=1.21である。本例は、条件式(1)を満たすので、光学性能を維持しながら、かつ、バックフォーカスを確保できる。
1.4 ≦ ft/fw ≦ 1.8 (2)
本例では、ft=26.69であり、fw=17.79である。従って、ft/fw=1.5である。本例は、条件式(2)を満たすので、所定の倍率と所望の光学性能を得ることができる。
1.4 ≦ FNw ≦ 1.8 (3)
1.05 < FNt/FNw < 1.25 (4)
本例では、FNw=1.4である。FNt=1.7である。従って、FNt/FNw=1.21である。本例は、条件式(3)を満たすので、所定の明るさと、所望の光学性能を得ることができる。また、本例は、条件式(4)を満たすので、変倍によって投写光学系3Cの明るさが大きく変動することを抑制できる。
1.5 < |f5/fw| < 3.5 (5)
本例では、f5=-55.27であり、fw=17.79である。従って、|f5/fw|=3.11である。本例は、条件式(5)を満たすので、コマ収差および像面湾曲を補正できる。
1.75 < nd2 < 2.0 (6)
本例では、nd2=1.80420である。本例は、条件式(6)によって、第2レンズ群LG2(第4レンズL4)の屈折率を比較的高い値に規定することにより、第1レンズ群LG1の内部に光量を適切に取り込むことができる。これにより、第1レンズ群LG1を構成する各レンズL1~L3が大型化することを抑制できる。また、第2レンズ群LG2(第4レンズL4)の屈折率を比較的高い値に規定することにより、像面湾曲の発生を抑制できる。
0.2 < nd42-nd41 < 0.5 (7)
20 < ν41-ν42 < 70 (8)
本例では、nd41=1.58913であり、nd42=1.83400である。従って、nd42-nd41=0.245である。また、本例では、ν41=61.14であり、ν42=37.35である。従って、ν41-ν42=23.79である。本例では、条件式(7)を満たすので、望遠端における球面収差の増大を抑制できる。また、条件式(8)を満たすので、変倍時に、軸上色収差の変動を抑制できる。
5 < D2/t2 < 15 (9)
6 < D3/t3 < 15 (10)
本例では、D2=38.25であり、t2=4.3である。従って、D2/t2=8.9である。また、本例では、D3=35.65であり、t3=4.1である。従って、D3/t3=8.7である。本例は、条件式(9)を満たすので、第4レンズL4が肉厚となることを抑制できる。また、本例は、条件式(10)を満たすので、第5レンズL5が肉厚となることを抑制できる。ここで、本例において、第4レンズL4および第5レンズL5はガラス製である。従って、レンズが薄くなれば、第4レンズL4および第5レンズL5の製造コストを抑制しやすい。
1.65 < nd5 < 1.85 (11)
本例では、nd5=1.80625である。本例は、条件式(11)を満たすので、像面湾曲の発生を抑制できる。また、ガラス製の第9レンズL9を製造するコストの増大を抑制できる。
0.53 < Pg5 < 0.61 (12)
本例では、Pg5=0.569である。本例は、条件式(12)を満たすので、倍率色収差の発生を抑制できる。
0.2 < nd61-nd62 < 0.5 (13)
本例では、nd61=1.69895であり、nd62=1.48749である。従って、nd61-nd62=0.21である。本例は、条件式(13)を満たすので、像面湾曲の発生を抑制できる。
30 < νd62-νd61 < 70 (14)
本例では、νd61=30.13であり、νd62=70.24である。従って、νd62-νd61=40.11である。本例は、条件式(14)を満たすので、倍率色収差の発生を抑制できる。
0 < nd2-nd3 < 0.35 (15)
本例では、nd2=1.80420であり、nd3=1.59522である。従って、nd2-nd3=0.21である。本例は、条件式(15)を満たすので、変倍時に発生する像面湾曲を抑制できる。また、変倍時における像面湾曲の変動を抑制できる。
|νd2-νd3| < 30 (16)
本例では、νd2=46.50であり、νd3=67.74である。従って、|νd2-νd3|=21.24である。本例は、条件式(16)を満たすので、変倍時に発生する倍率色収差の変動を抑制できる。
PgFl > -0.0016×νdFl+0.62 (17)
本例では、PgFl=0.543であり、νdFl=55.53である。従って、-0.0016×νdFl+0.62=0.531である。本例は、条件式(17)を満たすので、広角端から望遠端までの全域で、倍率色収差の発生を抑制できる。
60 < νd13 < 95 (18)
本例では、νd13=81.55である。本例は、条件式(18)を満たすので、
特に望遠端において、倍率色収差の発生を抑制することが容易である。
1.4 ≦ BF/fw ≦ 2.0 (19)
本例では、BF=29.52であり、fw=17.79である。従って、BF/fw=1.66である。本例は、条件式(19)を満たすので、光学性能の劣化を抑制しながら、バックフォーカスを確保することが容易である。
Claims (10)
- 投写倍率を変化させるズーム機能を備え、最も縮小側に位置する縮小側レンズにテレセントリック光学系からの光線が導入され、広角端における最大半画角が25°以上、40°以下の投写光学系において、
拡大側から前記縮小側に向かって順番に、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群、第6レンズ群、および第7レンズ群からなり、
前記第1レンズ群および前記第7レンズ群は、前記投写倍率を変化させる際に固定され、
前記第2レンズ群、前記第3レンズ群、前記第4レンズ群、前記第5レンズ群、および前記第6レンズ群は、前記投写倍率を変化させる際に光軸に沿って移動し、
前記第2レンズ群は、1枚の正レンズからなり、
前記第3レンズ群は、1枚の正レンズからなり、
前記第4レンズ群は、1枚または2枚の正レンズと、前記拡大側の面および前記縮小側の面がそれぞれ前記拡大側に曲率中心を有する1枚の負レンズからなり、
前記第5レンズ群は、前記拡大側の面および前記縮小側の面がそれぞれ非球面でありかつ前記縮小側に曲率中心を有する1枚の負レンズからなり、
広角端における最大半画角をωとし、前記広角端の全系焦点距離をfw、望遠端の全系焦点距離をft、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第5レンズ群の焦点距離をf5とし、前記広角端のFNOをFNw、前記望遠端のFNOをFNtとし、前記第2レンズ群の正レンズの屈折率をnd2とし、前記第4レンズ群の最も前記拡大側に位置する正レンズの屈折率をnd41、アッベ数をν41とし、前記第4レンズ群の負レンズの屈折率をnd42、前記第4レンズ群の負レンズのアッベ数をν42としたときに、以下の条件式(1)~(8)を満足し、
13枚以下のレンズからなることを特徴とする投写光学系。
1.2 < |f1/fw| < 1.5 (1)
1.4 ≦ ft/fw ≦ 1.8 (2)
1.4 ≦ FNw ≦ 1.8 (3)
1.05 < FNt/FNw < 1.25 (4)
1.5 < |f5/fw| < 3.5 (5)
1.75 < nd2 < 2.0 (6)
0.2 < nd42-nd41 < 0.5 (7)
20 < ν41-ν42 < 70 (8) - 請求項1に記載の投写光学系であって、
前記第2レンズ群の正レンズのコバ厚みが1mmとなるときのレンズ径をD2、前記第2レンズ群の正レンズの中心肉厚をt2とし、前記第3レンズ群の正レンズのコバ厚みが1mmとなるときのレンズ径をD3、前記第3レンズ群の正レンズの中心肉厚をt3としたときに、以下の条件式(9)および条件式(10)を満たすことを特徴とする投写光学系。
5 < D2/t2 < 15 (9)
6 < D3/t3 < 15 (10) - 請求項1または2に記載の投写光学系であって、
前記第5レンズ群の負レンズの屈折率をnd5、前記第5レンズ群の負レンズのg線とF線の部分分散比をPg5としたときに、以下の条件式(11)および条件式(12)を満たすことを特徴とする投写光学系。
1.65 < nd5 < 1.85 (11)
0.53 < Pg5 < 0.61 (12) - 請求項1から3のいずれか一項に記載の投写光学系であって、
前記第6レンズ群は、2枚のレンズを接合した1つの接合レンズを備え、
前記接合レンズは、前記拡大側から前記縮小側に向かって順番に、負レンズと、正レンズとからなり、
前記接合レンズの負レンズのd線の屈折率をnd61、前記接合レンズの負レンズのアッベ数をνd61、前記接合レンズの正レンズのd線の屈折率をnd62、前記接合レンズの正レンズのアッベ数をνd62としたときに、以下の条件式(13)および条件式(14)を満たすことを特徴とする投写光学系。
0.2 < nd61-nd62 < 0.5 (13)
30 < νd62-νd61 < 70 (14) - 請求項1から4のいずれか一項に記載の投写光学系であって、
前記第2レンズ群の正レンズのd線の屈折率をnd2、前記第2レンズ群の正レンズのアッベ数をνd2、前記第3レンズ群の正レンズのd線の屈折率をnd3、前記第3レンズ群の正レンズのアッベ数をνd3としたときに、以下の条件式(15)および条件式(16)を満たすことを特徴とする投写光学系。
0 < nd2-nd3 < 0.35 (15)
|νd2-νd3| < 30 (16) - 請求項1から5のいずれか一項に記載の投写光学系であって、
前記第1レンズ群の最も前記拡大側の第1レンズの前記拡大側の面および前記縮小側の面のそれぞれは、非球面であり、かつ、近軸の曲率中心が前記拡大側にあり、サグ量の向きが面内で変わることを特徴とする投写光学系。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の投写光学系であって、
前記第7レンズ群は、1枚の正レンズからなり、
前記第7レンズ群の正レンズのg線とF線の部分分散比をPgFl、前記第7レンズ群の正レンズのアッベ数をνdFlとしたときに、以下の条件式(17)を満たすことを特徴とする投写光学系。
PgFl > -0.0016×νdFl+0.62 (17) - 請求項1から7のいずれか一項に記載の投写光学系であって、
前記第1レンズ群は、少なくとも2枚の負レンズを備え、
前記第1レンズ群が備える負レンズのうちの最も前記縮小側に配置された縮小側負レンズは、前記拡大側の面および前記縮小側の面がそれぞれ凹面であり、
縮小側負レンズのアッベ数をνd13としたときに、以下の条件式(18)を満たすことを特徴とする投写光学系。
60 < νd13 < 95 (18) - 請求項1から8のいずれか一項に記載の投写光学系であって、
広角端のバックフォーカスの空気換算長をBFとした場合に、以下の条件式(19)を満たすことを特徴とする投写光学系。
1.4 ≦ BF/fw ≦ 2.0 (19) - 請求項1から9のいずれか一項に記載の投写光学系と、
前記投写光学系のバックフォーカスの位置に配置された画像表示素子と、
を有することを特徴とする投写型画像表示装置。
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