JPH11119091A - 変倍光学系 - Google Patents
変倍光学系Info
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- JPH11119091A JPH11119091A JP9279150A JP27915097A JPH11119091A JP H11119091 A JPH11119091 A JP H11119091A JP 9279150 A JP9279150 A JP 9279150A JP 27915097 A JP27915097 A JP 27915097A JP H11119091 A JPH11119091 A JP H11119091A
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Abstract
投影するための、倍率色収差が小さく低価格な変倍光学
系を提供する。 【解決手段】 投影側から順に、負の第1群(Gr1),正
の第2群(Gr2),正の第3群(Gr3)から成り、第1群(Gr
1)と第2群(Gr2)が光軸AX上を移動することにより変倍
を行う。第1群(Gr1)中のレンズ(G2)と第3群(Gr3)中の
レンズ(G10)が、非球面量が規定された非球面レンズで
あり、第3群(Gr3)中の正レンズ(G11)が、異常部分分散
性,アッベ数が規定されたレンズ材料で構成されてい
る。
Description
るものであり、例えば、投影装置(液晶パネル等の表示
素子の画像をスクリーン上に投影する液晶プロジェクタ
ー等)用の投影光学系として好適な変倍光学系に関する
ものである。
伴い、ビジネス分野等でのプレゼンテーション機器とし
て、液晶プロジェクターが広く利用されるようになって
きている。また、ホームシアター等に用いられる家庭用
投影機器としても、液晶プロジェクターの需要が見込ま
れている。それらの要求に対して、10万〜30万画素
程度の単板式や3板式の液晶フロントプロジェクターが
提供されてきた。
る投影用変倍光学系が、特開平7−13077号公報で
提案されている。これは負・正・正の3群から成る変倍
光学系であり、従来の表示素子の画像を投影するには適
当な性能を有している。しかし、倍率色収差が十分に抑
えられていないため、より高画質な表示素子を投影する
ことは困難である。
負・正・正の3群から成る写真撮影用の変倍光学系が、
特公平3−20735号公報で提案されている。この変
倍光学系は、第3群の正レンズに異常分散ガラスを使用
することで、変倍に際しての倍率色収差の変動を抑える
構成となっている。しかし、この構成でも、高画質の表
示素子の画像を投影するには、倍率色収差の補正が不十
分である。
画質なプロジェクターが要求されるようになってきてい
る。例えば、ミニシアター用としては、1024×768ドッ
ト(XGA)の解像力から1280×1024ドット(SXGA)以
上の解像力が必要とされるようになってきている。ま
た、家庭用においても、ハイビジョン等の高品位テレビ
放送の普及に伴い、水平解像度400TV本以上の解像
力が必要になってきている。このような高画質化の要求
を満たすために、液晶等の表示素子の高画素化が進むと
ともに、ダイクロイックプリズムを用いた3板投影方式
等が採用されつつある。それに加えて、プロジェクター
自体を小型化するために、液晶等を利用した表示素子の
小型化も進んでいる。
を投影するためには、従来よりも高性能な投影用変倍光
学系が必要となる。ところが、先に述べたように、従来
の投影用変倍光学系の構成では、必要とされる光学性能
(特に倍率色収差)を充分に満足することが不可能であっ
た。一方、高性能な光学系を達成するために構成レンズ
枚数を増加したりレンズ径を大きくしたりすると、当
然、光学系全体が大型化してしまう。光学系全体が大型
化すると、プロジェクター自体の小型化が困難になると
ともに価格アップが避けられなくなる。
たものであって、小型化・高画素化の進んだ表示素子の
画像を投影するための、倍率色収差が小さく低価格な変
倍光学系を提供することを目的とする。
に、第1の発明の変倍光学系は、投影側から順に、負の
パワーを有する第1群と、正のパワーを有する第2群
と、正のパワーを有する第3群とを備え、少なくとも前
記第1群と前記第2群が光軸上を移動することにより変
倍を行う変倍光学系であって、前記第1群中の少なくと
も1枚のレンズが以下の条件式(1)を満足する非球面レ
ンズであり、前記第3群中の少なくとも1枚のレンズが
以下の条件式(2)を満足する非球面レンズであり、前記
第3群中の少なくとも1枚の正レンズが以下の条件式
(3)及び(4)を満足するレンズ材料から成ることを特徴と
する。 0<ΔX1/fW<0.08 …(1) -0.04<ΔX3/fW<0 …(2) 0.015<Θ−(0.644−0.00168・νd)<0.06 …(3) 65<νd<100 …(4) ただし、 ΔX1:第1群中の非球面レンズの非球面量、 ΔX3:第3群中の非球面レンズの非球面量、 fW:広角端での全系の焦点距離、 Θ=(ng−nF)/(nF−nC)、 νd=(nd−1)/(nF−nC)、 ng:g線(波長:435.84nm)に対する屈折率、 nF:F線(波長:486.13nm)に対する屈折率、 nd:d線(波長:587.56nm)に対する屈折率、 nC:C線(波長:656.28nm)に対する屈折率 である。
明の構成において、前記第1群中の少なくとも1枚の負
レンズが、以下の条件式(5)及び(6)を満足するレンズ材
料から成ることを特徴とする。 0.015<Θ−(0.644−0.00168・νd)<0.06 …(5) 65<νd<100 …(6) ただし、 Θ=(ng−nF)/(nF−nC)、 νd=(nd−1)/(nF−nC)、 ng:g線(波長:435.84nm)に対する屈折率、 nF:F線(波長:486.13nm)に対する屈折率、 nd:d線(波長:587.56nm)に対する屈折率、 nC:C線(波長:656.28nm)に対する屈折率 である。
第2の発明の構成において、さらに以下の条件式(7)及
び(8)を満足することを特徴とする。 0.7<|φ1/φ2|<1.2 …(7) 0.2<φ2・fW<0.7 …(8) ただし、 φ1:第1群のパワー、 φ2:第2群のパワー、 fW:広角端での全系の焦点距離 である。
明の構成において、前記第1群中の少なくとも1枚の非
球面レンズと前記第3群中の少なくとも1枚の非球面レ
ンズが、合成樹脂材料から成り、かつ、以下の条件式
(9)及び(10)を満足することを特徴とする。 0.005<|φ1asp・fW|<0.2 …(9) 0.05 <|φ3asp・fW|<0.4 …(10) ただし、 φ1asp:第1群中の非球面レンズのパワー、 φ3asp:第3群中の非球面レンズのパワー、 fW:広角端での全系の焦点距離 である。
明の構成において、前記第3群のほぼ前側焦点位置に絞
りが配置されていることを特徴とする。
系を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、投影装置(例えば液晶プロジェクター)
用の投影光学系として好適な変倍光学系であるが、撮像
装置(例えばビデオカメラ)用の撮像光学系としても好適
に使用可能であることは言うまでもない。
第1〜第5の実施の形態にそれぞれ対応するレンズ構成
図であり、望遠端〈L〉でのレンズ配置を示している。
各レンズ構成図中の矢印mj(j=1,2,3)は、望遠端(長焦点
距離端)〈L〉から広角端(短焦点距離端)〈S〉へのズ
ーミングにおける第j群(Grj)の移動をそれぞれ模式的に
示している。また、各レンズ構成図中、ri(i=1,2,
3,...)が付された面は拡大側(すなわち投影側)から数え
てi番目の面であり、riに*印が付された面は非球面であ
る。そして、diが付された各群間の軸上面間隔は、拡大
側から数えてi番目の軸上面間隔di(i=1,2,3,...)のう
ち、ズーミングにおいて変化する可変間隔である。
側)から順に、負のパワーを有する第1群(Gr1)と、正の
パワーを有する第2群(Gr2)と、正のパワーを有する第
3群(Gr3)と、を備えた3群構成のズームレンズであっ
て、少なくとも第1群(Gr1)と第2群(Gr2)が光軸上を移
動することによってズーミングを行う構成になってい
る。いずれの実施の形態においても、第3群(Gr3)の縮
小側にはクロスダイクロプリズム(PR)が配置されてお
り、また、第2群(Gr2)と第3群(Gr3)との間には、第3
群(Gr3)と共にズーム移動する絞り(A)が配置されてい
る。
拡大側から順に以下のように構成されている。第1群(G
r1)は、縮小側に凹のメニスカスレンズ(G1),拡大側に
凸のメニスカスレンズ(G2),及び拡大側に凹のメニスカ
スレンズ(G3)から成っている。第2群(Gr2)は、両凹レ
ンズ(G4)と両凸レンズ(G5)との接合レンズ,及び両凸レ
ンズ(G6)から成っている。第3群(Gr3)は、両凹レンズ
(G7)と拡大側に凸のメニスカスレンズ(G8)との接合レン
ズ,縮小側に凹のメニスカスレンズ(G9),及び2枚の両
凸レンズ(G10,G11)から成っている。
から順に以下のように構成されている。第1群(Gr1)
は、縮小側に凹のメニスカスレンズ(G1),拡大側に凸の
メニスカスレンズ(G2),及び拡大側に凹のメニスカスレ
ンズ(G3)から成っている。第2群(Gr2)は、両凹レンズ
(G4)と両凸レンズ(G5)との接合レンズ,及び両凸レンズ
(G6)から成っている。第3群(Gr3)は、両凹レンズ(G7)
と両凸レンズ(G8)との接合レンズ,縮小側に凹のメニス
カスレンズ(G9),及び2枚の両凸レンズ(G10,G11)から
成っている。
から順に以下のように構成されている。第1群(Gr1)
は、両凹レンズ(G1),縮小側に凹のメニスカスレンズ(G
2),及び両凸レンズ(G3)から成っている。第2群(Gr2)
は、両凹レンズ(G4)と両凸レンズ(G5)との接合レンズ,
及び両凸レンズ(G6)から成っている。第3群(Gr3)は、
両凹レンズ(G7)と両凸レンズ(G8)との接合レンズ,両凹
レンズ(G9),及び2枚の両凸レンズ(G10,G11)から成っ
ている。
から順に以下のように構成されている。第1群(Gr1)
は、両凹レンズ(G1),縮小側に凹のメニスカスレンズ(G
2),及び両凸レンズ(G3)から成っている。第2群(Gr2)
は、縮小側に凹のメニスカスレンズ(G4)と両凸レンズ(G
5)との接合レンズ,及び拡大側に凸のメニスカスレンズ
(G6)から成っている。第3群(Gr3)は、両凹レンズ(G7)
と両凸レンズ(G8)との接合レンズ,両凹レンズ(G9),及
び2枚の両凸レンズ(G10,G11)から成っている。
に負・正・正の3群を備え、少なくとも第1群(Gr1)と
第2群(Gr2)が光軸上を移動することにより変倍を行う
変倍光学系においては、第1群(Gr1)中の少なくとも1
枚のレンズが以下の条件式(1)を満足する非球面レンズ
であり、第3群(Gr3)中の少なくとも1枚のレンズが以
下の条件式(2)を満足する非球面レンズであることが望
ましい。 0<ΔX1/fW<0.08 …(1) -0.04<ΔX3/fW<0 …(2) ただし、 ΔX1:第1群(Gr1)中の非球面レンズの非球面量、 ΔX3:第3群(Gr3)中の非球面レンズの非球面量、 fW :広角端〈S〉での全系の焦点距離 である。
していると、スクリーンに投影される画像には当然のご
とく違和感を感じることになる。第1群(Gr1)中、周辺
光束がレンズの高い位置を通過する少なくとも1枚のレ
ンズに、収束性のパワーを付加する非球面を設ければ、
特に広角側〈S〉で発生するマイナスの歪曲収差を補正
することができる。また、第3群(Gr3)中の少なくとも
1枚のレンズに、発散性のパワーを付加する非球面を設
ければ、変倍域全域において、球面収差,像面湾曲を良
好に補正することができ、高画素化に対応した高解像力
・高性能な変倍光学系を達成することができる。
asを示す。非球面量ΔXは、近軸球面(基準球面)reから
非球面asへの光軸AX方向の距離であり、面の収束性のパ
ワーを強める矢印方向を正とする(ΔX>0)。条件式(1)
は第1群(Gr1)中の非球面レンズの非球面量ΔX1を規定
しており、条件式(1)の下限は収束性の非球面レンズで
あること(ΔX1>0)を示している。条件式(1)の上限を超
えると、歪曲収差の補正には有利になるが、非球面量が
大きくなりすぎて製造時の加工精度を保つことが困難に
なる。一方、条件式(2)は第3群(Gr3)中の非球面レンズ
の非球面量ΔX3を規定しており、条件式(2)の上限は発
散性の非球面レンズであることを示している。条件式
(2)の下限を超えると、製造時の加工精度を保つことが
困難になる。
から順に負・正・正の3群を備え、少なくとも第1群(G
r1)と第2群(Gr2)が光軸上を移動することにより変倍を
行う変倍光学系においては、第3群(Gr3)中の少なくと
も1枚の正レンズが以下の条件式(3)及び(4)を満足する
レンズ材料から成ることが望ましい。 0.015<Θ−(0.644−0.00168・νd)<0.06 …(3) 65<νd<100 …(4) ただし、 Θ=(ng−nF)/(nF−nC)、 νd=(nd−1)/(nF−nC)、 ng:g線(波長:435.84nm)に対する屈折率、 nF:F線(波長:486.13nm)に対する屈折率、 nd:d線(波長:587.56nm)に対する屈折率、 nC:C線(波長:656.28nm)に対する屈折率 である。
とF線に対する異常部分分散性を、ノーマルガラスを結
んで得られる標準線からの偏差(つまり部分分散の規準
線からの偏差)として定量的に規定している。具体的に
は、条件式(3)のΘがg線とF線の使用レンズ材料の部
分分散比を表しており、条件式(3)の括弧内が同じνd
(アッベ数)のノーマルガラス(規準ガラス)の場合の計算
によって得られる部分分散比を表している。つまり、条
件式(3)を満足するレンズ材料とは、一般的に異常分散
ガラスと呼ばれるものであり、標準線(規準線)からの偏
差が0.015より大きい場合とは、ノーマルガラスに比べ
て相対的にg線の屈折率が大きいことを表している。
〈S〉でのレンズ配置を模式的に示す。図1中、破線が
広角端〈S〉での軸外の主光線を表している。従来の投
影変倍光学系において、g線とC線の倍率色収差を表示
素子面D上で同一位置になるように補正した場合、その
位置はd線に対して光軸外側に大きくずれることにな
る。表示素子面D上の太矢印は、そのg線の倍率色収差
を方向と共に表している。
理によって補正される。正のパワーを有する第3群(Gr
3)の正レンズに異常分散ガラスを用いた場合、第3群(G
r3)において図1中の小矢印(a)で示した方向にg線を
曲げる効果が強くなる。この効果は、異常分散ガラスの
g線の屈折率がノーマルガラスに対して相対的に高いこ
とによって発生する。このため、条件式(3)を満たすこ
とによりg線とC線の倍率色収差を補正した場合には、
広角端〈S〉で光軸外側にずれるg線の倍率色収差を、
従来の投影光学系よりもはるかに小さくすることが可能
となる。
合、第3群(Gr3)に使用するレンズ材料の異常分散性が
小さくなり、倍率色収差を充分に小さくすることが不可
能になる。反対に条件式(3)の上限を超えた場合、異常
分散性は充分であるが、そのようなレンズ材料は一般に
は存在せず、仮にあったとしても大幅なコストアップは
避けられなくなる。また、条件式(4)の下限を超えた場
合、第3群(Gr3)の色消しが不十分になり、倍率色収差
及び軸上色収差の変倍による収差変動が大きくなってし
まう。反対に、条件式(4)の上限を超えた場合、第3群
(Gr3)の色消しは充分であるが、そのようなレンズ材料
は一般には存在しない。
に負・正・正の3群を備え、少なくとも第1群(Gr1)と
第2群(Gr2)が光軸上を移動することにより変倍を行う
変倍光学系においては、第1群(Gr1)中の少なくとも1
枚の負レンズが、以下の条件式(5)及び(6)を満足するレ
ンズ材料から成ることが望ましい。 0.015<Θ−(0.644−0.00168・νd)<0.06 …(5) 65<νd<100 …(6) ただし、 Θ=(ng−nF)/(nF−nC)、 νd=(nd−1)/(nF−nC)、 ng:g線(波長:435.84nm)に対する屈折率、 nF:F線(波長:486.13nm)に対する屈折率、 nd:d線(波長:587.56nm)に対する屈折率、 nC:C線(波長:656.28nm)に対する屈折率 である。
に、レンズ材料を規定する条件式である。負のパワーを
有する第1群(Gr1)の負レンズに異常分散ガラスを用い
た場合、第1群(Gr1)において図1中の小矢印(b)で示
した方向にg線を曲げる効果が強くなる。この効果は、
異常分散ガラスのg線の屈折率がノーマルガラスに対し
て相対的に高いことによって発生する。このため、条件
式(5)を満たすことによりg線とC線の倍率色収差を補
正した場合には、広角端〈S〉で光軸外側にずれるg線
の倍率色収差を、更に小さくすることが可能となる。
合、第1群(Gr1)に使用するレンズ材料の異常分散性が
小さくなり、倍率色収差を充分に小さくすることが不可
能になる。反対に条件式(5)の上限を超えた場合、異常
分散性は充分であるが、そのようなレンズ材料は一般に
は存在せず、仮にあったとしても大幅なコストアップは
避けられなくなる。また、条件式(6)の下限を超えた場
合、第1群(Gr1)の色消しが不十分になり、倍率色収差
及び軸上色収差の変倍による収差変動が大きくなってし
まう。反対に、条件式(6)の上限を超えた場合、第1群
(Gr1)の色消しは充分であるが、そのようなレンズ材料
は一般には存在しない。
に負・正・正の3群を備え、少なくとも第1群(Gr1)と
第2群(Gr2)が光軸上を移動することにより変倍を行う
変倍光学系においては、さらに以下の条件式(7)及び(8)
を満足することが望ましい。 0.7<|φ1/φ2|<1.2 …(7) 0.2<φ2・fW<0.7 …(8) ただし、 φ1:第1群(Gr1)のパワー、 φ2:第2群(Gr2)のパワー、 fW :広角端〈S〉での全系の焦点距離 である。
とのパワーのバランスを規定している。条件式(7)の下
限を超えた場合、第1群(Gr1)のパワーが相対的に弱く
なり、広角側で第1群(Gr1)が拡大側へ大きく移動する
ことになる。その結果、全長が長くなるとともに、軸外
光束がレンズの高い位置を通過するので第1群(Gr1)の
レンズ径が大きくなってしまう。条件式(7)の上限を超
えた場合、第1群(Gr1)のパワーが相対的に強くなり、
変倍による第1群(Gr1)の移動量は小さくなるが、球面
収差やコマ収差が大きく発生して補正が困難になる。
な範囲を規定している。第2群(Gr2)のパワーが条件式
(8)の下限を超えて弱くなった場合、変倍による第2群
(Gr2)の移動量が大きくなって、光学系全体が大型化し
てしまう。第2群(Gr2)のパワーが条件式(8)の上限を超
えて強くなった場合、第2群(Gr2)で発生する収差が増
大するため、変倍による球面収差や非点収差の変動が大
きくなって補正が困難になる。
に負・正・正の3群を備え、少なくとも第1群(Gr1)と
第2群(Gr2)が光軸上を移動することにより変倍を行
い、第1群(Gr1)と第3群(Gr3)とにそれぞれ少なくとも
1枚の非球面レンズを有する変倍光学系においては、第
1群(Gr1)中の少なくとも1枚の非球面レンズと第3群
(Gr3)中の少なくとも1枚の非球面レンズが、合成樹脂
材料から成り、かつ、以下の条件式(9)及び(10)を満足
することが望ましい。 0.005<|φ1asp・fW|<0.2 …(9) 0.05 <|φ3asp・fW|<0.4 …(10) ただし、 φ1asp:第1群(Gr1)中の非球面レンズのパワー、 φ3asp:第3群(Gr3)中の非球面レンズのパワー、 fW:広角端〈S〉での全系の焦点距離 である。
レンズ及び第3群(Gr3)中の少なくとも1枚の非球面レ
ンズを、アクリル系プラスチックやポリカーボネート等
の合成樹脂を材料とした射出成型レンズとすると、自由
度の高いレンズ形状にすることができる。したがって、
構成レンズ枚数の少ない高解像力・高性能な変倍光学系
を達成することができるとともに、生産性の向上,低価
格化,軽量化を図ることが可能となる。なお、非球面レ
ンズは製作誤差や偏芯による性能劣化が大きく、合成樹
脂レンズは、温度変化や湿度変化に対するレンズ形状や
屈折率の変化がガラスレンズに比べて大きいため、なる
べくパワーの弱い非球面レンズを合成樹脂材料で構成す
るのが望ましい。
枚の非球面レンズのパワーを規定しており、条件式(10)
は第3群(Gr3)中の少なくとも1枚の非球面レンズのパ
ワーを規定している。非球面レンズのパワーが条件式
(9)や条件式(10)の上限を超えて強くなると、製作誤差
や偏芯による性能劣化、温度変化や湿度変化による性能
変動が大きくなるので好ましくない。非球面レンズのパ
ワーが条件式(9)や条件式(10)の下限を超えて弱くなる
と、収差補正への影響力がなくなって、良好な性能を得
ることができなくなる。
に負・正・正の3群を備え、少なくとも第1群(Gr1)と
第2群(Gr2)が光軸上を移動することにより変倍を行う
変倍光学系においては、第3群(Gr3)のほぼ前側焦点位
置に絞り(A)を配置することが望ましい。絞り(A)を第3
群(Gr3)のほぼ前側焦点位置に配置することによって、
縮小側(すなわち表示素子側)にテレセントリックな光学
系を構成することができる。縮小側にテレセントリック
に構成すると、表示素子側に配置されたクロスダイクロ
プリズム(PR)を通過する光線が、表示素子面D上での高
さによらず常に一定角度でダイクロイック面に入射する
ことになる。このため、スクリーン面上において投影像
に色ムラが生じるのを防止することができる。
第3群(Gr3)が変倍時固定の場合には、変倍によって縮
小側のFナンバーが変化しないという効果も得られる。
なお、ここでいう「絞り」とは、軸上光束径を可変にで
きる可変絞りのことだけではなく、レンズ押さえと一体
になったような、軸上光束を固定で規制する光束規制板
も含むものである。
は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズのみ
で構成されているが、これに限らない。例えば、回折に
より入射光線を偏向させる回折型レンズ,回折作用と屈
折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回
折ハイブリッド型レンズ等で、各群を構成してもよい。
を、コンストラクションデータ,収差図等を挙げて、更
に具体的に説明する。ここで例として挙げる実施例1〜
5は、前述した第1〜第5の実施の形態にそれぞれ対応
しており、第1〜第5の実施の形態を表すレンズ構成図
(図3,図7,図11,図15,図19)は、対応する実
施例1〜5のレンズ構成をそれぞれ示している。
いて、ri(i=1,2,3,...)は拡大側(すなわち投影側)から
数えてi番目の面の曲率半径、di(i=1,2,3,...)は拡大側
から数えてi番目の軸上面間隔を示しており、Ni(i=1,2,
3,...),νi(i=1,2,3,...)は拡大側から数えてi番目の光
学要素のd線に対する屈折率(nd),アッベ数(νd)を示
している。コンストラクションデータ中、ズーミングに
より変化する軸上面間隔(可変間隔)は、望遠端(長焦点
距離端)〈L〉〜ミドル(中間焦点距離状態)〈M〉〜広
角端(短焦点距離端)〈S〉での各群間の軸上面間隔であ
る。これらの各焦点距離状態〈L〉,〈M〉,〈S〉に対
応する全系の焦点距離f及びFナンバーFNOを併せて示
す。
で構成された面であることを示し、非球面の面形状を表
わす以下の式(AS)で定義されるものとする。各非球面デ
ータを併せて示す。また、表1に条件式(3)〜(6)に関連
するレンズの屈折率を示し、表2に各実施例における条
件式対応値等を示す。
4,図16〜図18,図20〜図22は、実施例1〜5
{クロスダイクロプリズム(PR)を含めた光学系}にそれぞ
れ対応する収差図であって、望遠端〈L〉,ミドル
〈M〉,広角端〈S〉における縮小側での無限遠物体に
対する諸収差(左から順に、球面収差等,非点収差,歪
曲収差,倍率色収差である。Y':像高)を示している。実
線(d)はd線に対する球面収差、一点鎖線(g)はg線に
対する球面収差、二点鎖線(C)はC線に対する球面収
差、破線(SC)は正弦条件を表している。破線(DM)は
メリディオナル面でのd線に対する非点収差を表してお
り、実線(DS)はサジタル面でのd線に対する非点収差
を表わしている。歪曲%の実線は、d線に対する歪曲収
差を表している。実線(g)はg線に対する倍率色収差を
表しており、破線(C)はC線に対する倍率色収差を表し
ている。
して投影装置(例えば、液晶プロジェクター)に用いる場
合には、本来はスクリーン面が像面であり表示素子面
(例えば、液晶パネル面)Dが物体面であるが、上記各実
施例では、光学設計上それぞれ縮小系(例えば、撮像光
学系)とし、スクリーン面を物体面とみなして表示素子
面Dで光学性能を評価している。
よれば、負・正・正の3群を備えた投影用変倍光学系
に、特徴的な非球面レンズ及び異常分散ガラスを用いた
構成となっているので、倍率色収差が小さく低価格な変
倍光学系を実現することができる。そして、この変倍光
学系を用いれば、小型化・高画素化の進んだ表示素子の
画像を高画質で投影することができる。
ずれるg線の倍率色収差を更に小さくすることができ、
第3の発明によれば、コンパクト性を保持しつつ諸収差
を更に良好に補正することができる。第4の発明によれ
ば、高解像力・高性能の変倍光学系を高い生産性で軽量
化・低コスト化することができ、第5の発明によれば、
縮小側へのテレセントリック性によって、色ムラのない
投影像を得ることが可能になる。
補正原理を説明するための模式図。
ズ断面図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】 投影側から順に、負のパワーを有する第
1群と、正のパワーを有する第2群と、正のパワーを有
する第3群とを備え、少なくとも前記第1群と前記第2
群が光軸上を移動することにより変倍を行う変倍光学系
であって、 前記第1群中の少なくとも1枚のレンズが以下の条件式
(1)を満足する非球面レンズであり、前記第3群中の少
なくとも1枚のレンズが以下の条件式(2)を満足する非
球面レンズであり、前記第3群中の少なくとも1枚の正
レンズが以下の条件式(3)及び(4)を満足するレンズ材料
から成ることを特徴とする変倍光学系; 0<ΔX1/fW<0.08 …(1) -0.04<ΔX3/fW<0 …(2) 0.015<Θ−(0.644−0.00168・νd)<0.06 …(3) 65<νd<100 …(4) ただし、 ΔX1:第1群中の非球面レンズの非球面量、 ΔX3:第3群中の非球面レンズの非球面量、 fW:広角端での全系の焦点距離、 Θ=(ng−nF)/(nF−nC)、 νd=(nd−1)/(nF−nC)、 ng:g線(波長:435.84nm)に対する屈折率、 nF:F線(波長:486.13nm)に対する屈折率、 nd:d線(波長:587.56nm)に対する屈折率、 nC:C線(波長:656.28nm)に対する屈折率 である。 - 【請求項2】 前記第1群中の少なくとも1枚の負レン
ズが、以下の条件式(5)及び(6)を満足するレンズ材料か
ら成ることを特徴とする請求項1記載の変倍光学系; 0.015<Θ−(0.644−0.00168・νd)<0.06 …(5) 65<νd<100 …(6) ただし、 Θ=(ng−nF)/(nF−nC)、 νd=(nd−1)/(nF−nC)、 ng:g線(波長:435.84nm)に対する屈折率、 nF:F線(波長:486.13nm)に対する屈折率、 nd:d線(波長:587.56nm)に対する屈折率、 nC:C線(波長:656.28nm)に対する屈折率 である。 - 【請求項3】 さらに以下の条件式(7)及び(8)を満足す
ることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の変倍光
学系; 0.7<|φ1/φ2|<1.2 …(7) 0.2<φ2・fW<0.7 …(8) ただし、 φ1:第1群のパワー、 φ2:第2群のパワー、 fW:広角端での全系の焦点距離 である。 - 【請求項4】 前記第1群中の少なくとも1枚の非球面
レンズと前記第3群中の少なくとも1枚の非球面レンズ
が、合成樹脂材料から成り、かつ、以下の条件式(9)及
び(10)を満足することを特徴とする請求項3記載の変倍
光学系; 0.005<|φ1asp・fW|<0.2 …(9) 0.05 <|φ3asp・fW|<0.4 …(10) ただし、 φ1asp:第1群中の非球面レンズのパワー、 φ3asp:第3群中の非球面レンズのパワー、 fW:広角端での全系の焦点距離 である。 - 【請求項5】 前記第3群のほぼ前側焦点位置に絞りが
配置されていることを特徴とする請求項4記載の変倍光
学系。
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