JPWO2020137884A1 - 投射光学系およびプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
Description
0<Sf2/Sf1<0.2・・・(1)
第1の光軸21に対する第2の光軸22のシフト量Sf2が条件(1)の上限を超えると、第2の屈折光学系16において、第2の光軸22を挟んで第1の中間像IM1から第2の中間像IM2を結像するための光線の傾きが大きくなりすぎて、第2の屈折光学系16において良好な収差補正が得られにくくなる。条件(1)の上限は0.1であってもよい。
0.1<Sf1/r1<0.5・・・(2)
条件(2)の下限を下回ると、光軸をシフトした効果が得られにくくなる。上限を超えると、縮小側2から第1の屈折光学系15に入射する光線が限られる要因となり、明るく鮮明な像を投影しにくくなる。条件(2)の下限は0.2であってもよい。
0.05<fs2/fs1w<0.2・・・(3)
この投射光学系10においては、第2の光学系12で生じる台形補正を含めて、諸収差の補正を第1の屈折光学系15および第2の屈折光学系16により協働して行う。条件(3)の下限を下回ると、第2の屈折光学系16のパワーに対して第1の屈折光学系15のパワーが小さくなりすぎて、第2の屈折光学系16における補正が過剰となり第2の屈折光学系16の構成が複雑になる。条件(3)の上限を超えると、第1の屈折光学系15のパワーに対して第2の屈折光学系16のパワーが小さくなりすぎて、変倍を行う第1の屈折光学系15における補正が過剰となり第1の屈折光学系15の構成が複雑になる。
X=(1/Ri)Y2/[1+{1−(1+K)(1/Ri)2Y2}1/2]
+A4Y4+A6Y6+A8Y8+A10Y10
−6.0<Rm1/Rm2<−2.0・・・(4)
符号が逆で、第1の中間像IM1に近い面の曲率半径を大きくすることにより、第1の中間像IM1からの光線を急激に曲げることなく、上記の効果を得ることができる。条件(4)の下限は−5.5であってもよく、−5.0であってもよい。また、条件(4)の上限は−2.5であってもよく、−3.0であってもよい。
0.2<fm/fs2<0.7・・・(5)
条件(5)の下限を下回ると、レンズL10およびL11の効き量が大きくなりすぎて組み立て公差の収差性能への影響が大きくなる。条件(5)の上限を超えると、第4のレンズ群G4のパワーが小さくなり、収差補正が難しくなる。さらに、後述するように、第2の屈折光学系16はフォーカシングの際に移動する合焦レンズ群G5およびG6を含み、第4のレンズ群G4のパワーが小さくなりすぎるとこれらの合焦レンズ群G5およびG6のパワーが大きくなり、フォーカシングに適さない。条件(5)の下限は0.3であってもよく、上限は0.5であってもよい。
倍率(広角端、近距離における倍率):123
F値:2.5−2.54
最大画角(半画角):72.5
変倍比:1.05
全系の合成焦点距離(広角端、fw):4.00mm
全系の合成焦点距離(望遠端、ft):4.20mm
第1の屈折光学系15の合成焦点距離(広角端、fs1w):363.81mm
第1の屈折光学系15の合成焦点距離(望遠端、fs1t):303.87mm
第2の屈折光学系16の合成焦点距離(fs2):39.80mm
第1のレンズ群G1の合成焦点距離:82.85mm
第2のレンズ群G2の合成焦点距離:55.31mm
第3のレンズ群G3の合成焦点距離:88.05mm
第4のレンズ群G4の合成焦点距離(fm):15.58mm
第5のレンズ群G5の合成焦点距離:63.83mm
第6のレンズ群G6の合成焦点距離:31.64mm
第1のシフト量Sf1:6.08mm(ライトバルブ5の中心と、第1の屈折光学系の光軸との距離)
第2のシフト量Sf2:0.2mm
最も縮小側のレンズL1の縮小側の面の有効半径r1:16.28mm
条件(1)(Sf2/Sf1):0.03
条件(2)(Sf1/r1):0.37
条件(3)(fs2/fs1w):0.11
条件(4)(Rm1/Rm2:(R19/R20)):−3.51
条件(5)(fm/fs2):0.39
倍率(広角端、近距離における倍率):123.1
F値:2.5−2.57
最大画角(半画角):72.5
変倍比:1.1
全系の合成焦点距離(広角端、fw):4.00mm
全系の合成焦点距離(望遠端、ft):4.40mm
第1の屈折光学系15の合成焦点距離(広角端、fs1w):581.62mm
第1の屈折光学系15の合成焦点距離(望遠端、fs1t):357.99mm
第2の屈折光学系16の合成焦点距離(fs2):41.79mm
第1のレンズ群G1の合成焦点距離:87.35mm
第2のレンズ群G2の合成焦点距離:54.24mm
第3のレンズ群G3の合成焦点距離:85.55mm
第4のレンズ群G4の合成焦点距離(fm):15.85mm
第5のレンズ群G5の合成焦点距離:58.21mm
第6のレンズ群G6の合成焦点距離:32.10mm
第1のシフト量Sf1:6.08mm
第2のシフト量Sf2:0.2mm
最も縮小側のレンズL1の縮小側の面の有効半径r1:16.17mm
条件(1)(Sf2/Sf1):0.03
条件(2)(Sf1/r1):0.38
条件(3)(fs2/fs1w):0.072
条件(4)(Rm1/Rm2:(R19/R20)):−3.36
条件(5)(fm/fs2):0.38
Claims (20)
- 縮小側の第1の画像を拡大側へ投射する投射光学系であって、
複数のレンズを含む第1の光学系であって、縮小側から入射した光により当該第1の光学系の内部に結像される第1の中間像を当該第1の光学系よりも拡大側に第2の中間像として結像する第1の光学系と、
前記第2の中間像よりも拡大側に位置する正の屈折力の第1の反射面を含む第2の光学系とを有し、
前記第1の光学系は、前記第1の中間像を結像する第1の屈折光学系であって、前記第1の画像の中心光に対し、第1の方向にシフトした第1の光軸を含む第1の屈折光学系と、
前記第2の中間像を結像する第2の屈折光学系であって、前記第1の光軸に対し、前記第1の方向にシフトした第2の光軸を含む第2の屈折光学系とを含む、投射光学系。 - 請求項1において、
前記第2の光学系は、前記第2の光軸と共通する光軸を含む、投射光学系。 - 請求項2において、
前記第2の光軸は、前記第1の光軸に対し、前記第2の光学系により投射する側にシフトしている、投射光学系。 - 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記第1の画像の中心光に対する前記第1の光軸のシフト量Sf1と、前記第1の光軸に対する前記第2の光軸のシフト量Sf2とが以下の条件を満たす、投射光学系。
0<Sf2/Sf1<0.2 - 請求項4において、
前記第1の光軸のシフト量Sf1と、前記第1の屈折光学系の最も縮小側のレンズL1の縮小側の面の有効半径r1とが以下の条件を満たす、投射光学系。
0.1<Sf1/r1<0.5 - 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記第1の屈折光学系は、前記第1の光軸の前記第1の方向に前記第1の中間像を形成し、
前記第2の屈折光学系は、前記第2の光軸に対し、前記第1の方向と反対側の第2の方向に前記第2の中間像を形成し、
前記第1の反射面は、前記第2の光軸に対し、前記第1の方向へ投影用の光を投射する、投射光学系。 - 請求項6において、
前記第1の反射面は、前記第2の光軸に対し、前記第1の方向と反対側の第2の方向に配置されている、投射光学系。 - 請求項1ないし7のいずれかにおいて、
前記第1の画像全体が、前記第1の光軸に対し、前記第1の方向と反対側の第2の方向に形成される、投射光学系。 - 請求項1ないし8のいずれかにおいて、
前記第1の屈折光学系は、変倍の際に移動する変倍レンズ群を含む、投射光学系。 - 請求項9において、
前記変倍レンズ群は、前記第1の屈折光学系の最も拡大側に配置されたレンズを含む、投射光学系。 - 請求項9において、
前記変倍レンズ群は、前記第1の屈折光学系の最も拡大側に配置されたレンズ群であって、縮小側から順番に配置された負の屈折力のレンズと正の屈折力のレンズとを含むレンズ群を含む、投射光学系。 - 請求項9ないし11のいずれかにおいて、
前記第1の屈折光学系の広角端における焦点距離fs1wと、前記第2の屈折光学系の焦点距離fs2とが以下の条件を満たす、投射光学系。
0.05<fs2/fs1w<0.2 - 請求項1ないし12のいずれかにおいて、
前記第2の屈折光学系は、合焦の際に移動する合焦レンズ群を含む、投射光学系。 - 請求項13において、
前記合焦レンズ群は、前記第2の屈折光学系の最も拡大側に配置されたレンズを含む、投射光学系。 - 請求項13において、
前記合焦レンズ群は、前記第2の屈折光学系の最も拡大側に配置された、縮小側から順番に配置された負の屈折力のレンズと正の屈折力のレンズとを含むレンズ群を含む、投射光学系。 - 請求項15において、
前記合焦レンズ群に含まれる前記負の屈折力のレンズおよび前記正の屈折力のレンズは、接合レンズである、投射光学系。 - 請求項1ないし16のいずれかにおいて、
前記第1の中間像は前記第1の屈折光学系の前記第1の光軸から前記第1の方向に離間する程、縮小側に倒れるように湾曲して形成され、第2の中間像は第2の屈折光学系の第2の光軸から前記第1の方向と反対側の第2の方向に離間する程、縮小側に倒れるように湾曲して形成される、投射光学系。 - 請求項1ないし17のいずれかに記載の投射光学系と、
前記第1の画像を形成する画像表示素子とを有する、プロジェクタ。 - 請求項18において、
前記第1の画像の中心光は、前記画像表示素子の中心から前記画像表示素子に垂直な方向に出力される、プロジェクタ。 - 請求項18または19において、
前記画像表示素子は、有効表示領域全体が、前記第1の光軸に対し前記第1の方向と反対側の第2の方向にシフトするように配置されている、プロジェクタ。
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