WO2018173585A1 - 投射レンズおよび投影装置 - Google Patents

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WO2018173585A1
WO2018173585A1 PCT/JP2018/005722 JP2018005722W WO2018173585A1 WO 2018173585 A1 WO2018173585 A1 WO 2018173585A1 JP 2018005722 W JP2018005722 W JP 2018005722W WO 2018173585 A1 WO2018173585 A1 WO 2018173585A1
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lens
projection
line
focal length
refractive power
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PCT/JP2018/005722
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英暁 岡野
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ソニー株式会社
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/208Homogenising, shaping of the illumination light
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components

Definitions

  • the present disclosure relates to a projection lens that projects an image, and a projection apparatus.
  • a projection device that enlarges and projects a projection target image formed on a display element such as a liquid crystal panel or a digital mirror device onto a screen by a projection lens.
  • the first projection lens includes a predetermined negative lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher in order from the projection side to the image side of the projection target.
  • a predetermined negative lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher in order from the projection side to the image side of the projection target.
  • a second lens group is a predetermined negative lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher in order from the projection side to the image side of the projection target.
  • a first projection device includes a display element that displays an image to be projected and a projection lens that projects the image to be projected, and the projection lens is an embodiment of the present disclosure. It is comprised by the 1st projection lens which concerns on this form.
  • the first projection lens or the first projection apparatus has a two-group configuration as a whole with a diaphragm interposed therebetween, and the configuration of each lens group can be optimized.
  • the second projection lens includes, in order from the projection side toward the image side of the projection target, a first lens group having a negative refractive power as a whole, a stop, and a positive overall.
  • a second lens group having a refractive power, and the first lens group has a first lens having a positive refractive power and a second lens having a negative refractive power in order from the projection side toward the image side of the projection target.
  • a second projection device includes a display element that displays an image to be projected and a projection lens that projects the image to be projected, and the projection lens is an embodiment of the present disclosure. It is comprised by the 2nd projection lens which concerns on this form.
  • the second projection lens or the second projection apparatus has a two-group configuration as a whole with the diaphragm interposed therebetween, and the configuration of each lens group can be optimized.
  • the two-group configuration as a whole with the stop interposed therebetween is optimized, and the configuration of each lens group is optimized. Therefore, it is possible to achieve high optical performance and excellent mass productivity.
  • FIG. 3 is an aberration diagram showing various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 1 in which specific numerical values are applied to the projection lens shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 2 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 5 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 3 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 3 is an aberration diagram showing various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 1 in which specific numerical values are applied to the projection lens shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 2 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 5 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 3 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 5 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 4 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 6 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 5 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 10 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 6 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 10 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 7 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 10 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 8 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 8.
  • FIG. 10 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 9 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 9.
  • FIG. 11 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 10 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 10.
  • FIG. 12 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 11 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 11.
  • FIG. 13 is an aberration diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Numerical Example 12 in which specific numerical values are applied to the projection lens illustrated in FIG. 12. It is a block diagram which shows one structural example of a projection apparatus.
  • the image may be viewed near the horizontal or vertical edge of the projection screen, and various aberrations that affect peripheral resolution performance, including distortion, curvature of field, and lateral chromatic aberration. Must be corrected well.
  • a heat source such as a light source should be placed near the projection lens, and the design should take into account temperature changes in the usage environment so that the resolution characteristics do not change during use.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-121736
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-121736 has a seven-lens configuration and is well corrected for spherical aberration and axial chromatic aberration.
  • field curvature occurs, there is a possibility of affecting the peripheral resolution.
  • a slight amount of distortion is left, when an error in assembly occurs, distortion may be noticeable when viewed at the horizontal end or near the vertical end of the projection screen.
  • all lenses are made of a material with a linear expansion coefficient smaller than 3 * 10 -5 / ° C, so they are resistant to changes in environmental temperature and changes in resolution due to focus fluctuations. There is concern about the increase in cost.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-184932
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-184932
  • the spherical aberration is corrected satisfactorily as in the projection lens of Patent Document 1.
  • the field curvature and distortion are corrected well, and the apparent resolution around the screen seems to be relatively good.
  • the axial chromatic aberration seems to have been corrected relatively well, the aberration correction is insufficient depending on the output wavelength of the light source used. Further, correction of lateral chromatic aberration is insufficient, and color misregistration may be noticeable when viewed near the horizontal and vertical edges of the screen.
  • the lens of Patent Document 2 As with the projection lens described in Patent Document 1, all the lenses are made of a material having a linear expansion coefficient smaller than 3 * 10 -5 / ° C. Although it is resistant to changes in the resolution due to tolerance and focus fluctuation, there is a concern that the manufacturing cost will increase.
  • a projection lens that has good optical performance corresponding to a high-pixel display element, particularly optical performance that emphasizes peripheral performance, is excellent in cost and mass productivity, and is small and excellent in assemblability.
  • FIG. 1 shows a projection lens 1 of a first configuration example according to an embodiment of the present disclosure.
  • 2 to 12 show the projection lenses 2 to 12 of the second to twelfth configuration examples. Numerical examples in which specific numerical values are applied to these configuration examples will be described later. 1 to 12, Z1 represents an optical axis.
  • the configuration of the projection lens according to an embodiment of the present disclosure will be described in association with the projection lenses 1 to 12 of the respective configuration examples illustrated in FIG. 1 and the like as appropriate. It is not limited to examples.
  • the left side of the drawing is the projection side
  • the right side of the drawing is the image side to be projected.
  • the projection target image is, for example, an image displayed on the display element 20.
  • An optical element such as a polarizing element may be disposed between the display element 20 and the projection lens.
  • the projection lens according to the present embodiment is applied to, for example, the projection lens 201 in the projection apparatus 210 shown in FIG.
  • the projection device 210 includes a display element 200, a projection lens 201, a polarization separation element 202, an illumination unit 203, and a display control unit 204.
  • the illumination unit 203 includes, for example, a laser light source and an illumination optical system that makes light from the laser light source uniform.
  • the illumination unit 203 emits illumination light for image projection.
  • the display element 200 is illuminated with illumination light emitted from the illumination unit 203 via the polarization separation element 202.
  • the display element 200 modulates the illumination light for image projection based on the video data supplied from the display control unit 204 to generate an image.
  • the display element 200 is a reflective liquid crystal element such as LCOS (Liquid Crystal On On Silicon). An image generated by the display element 200 is projected onto the screen 205 via the polarization separation element 202 and the projection lens 201.
  • FIG. 25 shows a configuration example in which the display element 200 is a reflective element, but the projection lens according to the present embodiment can also be applied to a projection apparatus using a transmissive display element. It is.
  • the projection lens according to the present embodiment includes a first lens group G1 having a negative refractive power as a whole, an aperture stop STO, and the whole in order from the projection side to the image side of the projection target along the optical axis Z1.
  • a second lens group G2 having a positive refractive power and is substantially composed of two lens groups.
  • the first lens group G1 includes a predetermined negative lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher.
  • the first lens group G1 includes a first lens L1 having a positive refractive power and a second lens L2 having a negative refractive power in order from the projection side to the image side to be projected. It is desirable that the lens is composed of the third lens L3.
  • the second lens L2 is preferably a predetermined negative lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher.
  • the third lens L3 desirably has a negative refractive power.
  • the second lens group G2 includes a predetermined positive lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher.
  • the second lens group G2 includes a fourth lens L4 having positive refractive power, a fifth lens L5, and a sixth lens L6 in order from the projection side toward the image side of the projection target.
  • the lens is composed of a cemented lens having a negative refractive power as a whole and a seventh lens L7 having a positive refractive power.
  • the seventh lens L7 is preferably a predetermined positive lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher. It is desirable that the fifth lens L5 has a negative refractive power and the sixth lens L6 has a positive refractive power.
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies a predetermined conditional expression described later.
  • the two-lens configuration as a whole with the aperture stop STO interposed therebetween, and the configuration of each lens group is optimized, so that it has high optical performance and is mass-productive. Can also achieve excellent performance.
  • the manufacturing cost is suppressed by using a material having a numerical value of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or more with excellent linearity coefficient and mass productivity for some lenses. is doing.
  • a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or more for a predetermined negative lens in the first lens group G1 and a predetermined positive lens in the second lens group G2. which tends to be a problem with linear expansion coefficient materials, suppresses focus fluctuations that are problematic due to changes in linear expansion coefficient, temperature refractive index change, and curvature radius when the temperature in the usage environment changes. Thus, good focus characteristics are obtained.
  • lenses other than the second lens L2 may be made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher.
  • lenses other than the seventh lens L7 may be made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher.
  • a combination other than the combination of the second lens L2 and the seventh lens L7 may suppress the manufacturing cost and suppress the fluctuation of the focus characteristic when the temperature changes.
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expression (1). 12.0 ⁇ f /
  • f focal length of d-line of the entire lens system
  • fa focal length of d-line of a predetermined negative lens
  • fb focal length of d-line of a predetermined positive lens
  • Conditional expression (1) indicates that the focal length of a predetermined negative lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or more disposed before the aperture stop STO with respect to the focal length of the entire lens system, and the aperture This shows the relationship with the focal length of a predetermined positive lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or more arranged after the stop STO.
  • the conditional expression (1) needs to be in the above numerical range.
  • At least one surface (single surface or both surfaces) of the predetermined negative lens and at least one surface (single surface or both surfaces) of the predetermined positive lens are aspherical surfaces.
  • conditional expression (1) 15.0 ⁇ f /
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expression (2). 1.9 ⁇
  • fa focal length of d-line of a predetermined negative lens
  • fb focal length of d-line of a predetermined positive lens
  • Nda refractive index of d-line of a predetermined negative lens
  • Ndb refractive index of d-line of a predetermined positive lens .
  • Conditional expression (2) describes the relationship between the refractive index and refractive power of the material used in each of the predetermined negative lens and the predetermined positive lens. If the numerical value of the conditional expression (2) is too small, the ratio between the refractive index and the refractive power of the predetermined positive lens becomes too large with respect to the relationship between the refractive index and the refractive power of the predetermined negative lens. When the temperature at the temperature fluctuates, the focus moves simultaneously, and good resolution characteristics cannot be obtained. Further, even if the numerical value of the conditional expression (2) becomes too large, the relationship between the refractive index and the refractive power of the predetermined positive lens becomes too small this time, and similarly good resolution characteristics cannot be obtained. Considering this condition, conditional expression (2) needs to be in the above numerical range.
  • conditional expression (2) it is more desirable to set the numerical range of the conditional expression (2) as the following conditional expression (2) ′. 2.1 ⁇
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expressions (3) and (4).
  • fa focal length of d-line of a predetermined negative lens
  • fb focal length of d-line of a predetermined positive lens
  • Ra1 radius of curvature of a projection-side surface of a predetermined negative lens
  • Ra2 image side of a projection target of a predetermined negative lens
  • Rb2 radius of curvature of the image side surface of the predetermined positive lens to be projected.
  • Conditional expression (3) represents the relationship between the focal length, the radius of curvature of the projection-side surface, and the radius of curvature of the image-side surface to be projected in a predetermined negative lens.
  • Conditional expression (4) represents the relationship among the focal length, the curvature radius of the projection-side surface, and the curvature radius of the projection-side image-side surface in a predetermined positive lens. If Conditional Expression (3) and Conditional Expression (4) are not within the above numerical range, it is difficult to maintain good aberration correction power while maintaining focus resistance against environmental temperature fluctuations. In consideration of this condition, conditional expression (3) and conditional expression (4) must be in the above numerical range.
  • conditional expressions (3) and (4) are changed to the following conditional expressions (3) ′ and (4) ′. It is more desirable to set as follows. 6.0 ⁇
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expressions (5) and (6). 0.35 ⁇
  • fa Focal length at the d-line of the predetermined negative lens
  • fb Focal length at the d-line of the predetermined positive lens
  • Cb1 Effective diameter at the d-line of the projection side surface of the predetermined positive lens
  • Cb2 Effective diameter at the d-line of the image-side surface of the projection surface of the predetermined positive lens .
  • Conditional expression (5) represents the relationship among the focal length, the effective diameter of the projection-side surface, and the effective diameter of the image-side surface to be projected in a predetermined negative lens.
  • Conditional expression (6) represents the relationship among the focal length, the effective diameter of the projection-side surface, and the effective diameter of the image-side surface to be projected in a predetermined positive lens. If Conditional Expression (5) and Conditional Expression (6) are not within the above numerical range, it will be difficult to maintain good aberration correction power while maintaining focus tolerance against environmental temperature fluctuations. In consideration of this condition, conditional expression (5) and conditional expression (6) must be in the above numerical range.
  • conditional expressions (5) and (6) are changed to the following conditional expressions (5) ′ and (6) ′. It is more desirable to set as follows. 0.40 ⁇
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expressions (7) and (8).
  • TR Projection ratio
  • TL Total lens length (air equivalent)
  • f The focal length at the d-line of the entire lens system.
  • Conditional expression (7) defines the projection ratio TR in the projection lens according to the present embodiment.
  • the projection ratio TR is a value obtained by dividing the projection distance by the horizontal dimension of the image on the projection plane (screen). If the projection ratio TR is too small, the horizontal angle of view becomes too wide than the appropriate range in the projection lens, and the correction power for aberrations typified by distortion and chromatic aberration is insufficient, making it difficult to ensure good image quality. . If the projection ratio TR is too large, the field angle becomes narrower than the appropriate horizontal field angle range of the projection lens, and although aberration correction is good, it is overcorrected, and the cost can be further reduced. The replacement to the system must be considered. In consideration of this condition, if the conditional expression (7) is within the above numerical range, preferable performance can be obtained.
  • Conditional expression (8) represents the relationship of the entire lens system (in air) to the focal length of the entire lens system.
  • the focal length of the entire lens system becomes too short with respect to the entire lens system, and aberration correction becomes insufficient, and it becomes difficult to secure the necessary flange back.
  • TL / f is too large, the focal length is long with respect to the entire optical length, so that appropriate aberration correction becomes difficult, and changes in the lens configuration must be considered.
  • conditional expressions (7) and (8) are changed to the following conditional expressions (7) ′ and (8) ′. It is more desirable to set as follows. 0.8 ⁇ TR ⁇ 1.5 (7) ' 4.0 ⁇ TL / f ⁇ 7.2 (8) '
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expression (9). 2.0 ⁇ f /
  • f focal length of d-line of the entire lens system
  • fg1 focal length of d-line of the first lens group
  • fg2 focal length of d-line of the second lens group G2.
  • Conditional expression (9) is a conditional expression for defining the focal length between the first lens group G1 and the second lens group G2 with respect to the focal length of the entire lens system.
  • conditional expression (9) In order to better realize the effect of the conditional expression (9), it is more desirable to set the numerical range of the conditional expression (9) as the following conditional expression (9) ′. 2.8 ⁇ f /
  • the first lens L1, the second lens L2, and the third lens L3 of the first lens group G1 are configured to be positive, negative, and negative, respectively.
  • the projection lens according to the present embodiment it is possible to appropriately correct the field curvature generated off-axis by the fourth lens L4 of the second lens group G2.
  • the fifth lens L5 and the sixth lens L6 are cemented lenses, and the curvature radius, refractive index, and Abbe number of the cemented lenses are appropriately designed to suppress chromatic aberration. Is possible.
  • the fifth lens L5 and the sixth lens L6 have a combined negative refracting power, and the fifth lens L5 has a negative refracting power, so that aberration correction, in particular, field curvature and distortion can be prevented. This is advantageous for correction.
  • the seventh lens L7 have a positive refractive power
  • the light incident on the lens periphery changes to a positive refractive power as it goes from the paraxial to the lens periphery. This is effective for correcting curvature of field.
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expression (10).
  • ⁇ d5 Abbe number of the fifth lens L5 at the d line
  • ⁇ d6 Abbe number of the sixth lens L6 at the d line.
  • Conditional expression (10) defines the Abbe number relationship between the fifth lens L5 and the sixth lens L6.
  • conditional expression (10) By using the glass material in the range of the conditional expression (10) for the fifth lens L5 and the sixth lens L6, good chromatic aberration correction can be performed. Moreover, it is possible to suppress the occurrence of peripheral coma and field curvature. Taking this aberration correction into consideration, it is desirable that conditional expression (10) be in the above numerical range.
  • conditional expression (10) In order to better realize the effect of the conditional expression (10), it is more desirable to set the numerical range of the conditional expression (10) as the following conditional expression (10) ′. ⁇ d6 ⁇ d5> 30.0 (10) ′
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expression (11). 3.0 ⁇
  • f1 The focal length of the first lens L1 at the d line
  • f2 The focal length of the second lens L2 at the d line.
  • Conditional expression (11) is a conditional expression related to appropriate power distribution between the first lens L1 and the second lens L2 under such a configuration.
  • the reason why the absolute value is used for the focal length of the second lens L2 is that the second lens L2 has negative power.
  • the first lens L1 and the second lens L2 By setting the first lens L1 and the second lens L2 to have a power arrangement as in the conditional expression (11), a good aberration correction effect can be obtained. If
  • conditional expression (11) is in the above numerical range.
  • conditional expression (11) In order to better realize the effect of the conditional expression (11), it is more desirable to set the numerical range of the conditional expression (11) as the following conditional expression (11) ′. 3.5 ⁇
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expression (12). 0.4 ⁇
  • f5 focal length of the fifth lens L5 at the d-line
  • f6 focal length of the sixth lens L6 at the d-line.
  • Conditional expression (12) is a conditional expression related to appropriate power distribution between the fifth lens L5 and the sixth lens L6 in the projection lens. If
  • conditional expression (12) In order to better realize the effect of the conditional expression (12), it is more desirable to set the numerical range of the conditional expression (12) as the following conditional expression (12) ′. 0.5 ⁇
  • the projection lens according to the present embodiment satisfies the following conditional expression (13). 0.3 ⁇
  • f focal length of d-line of the entire lens system
  • f7 focal length of d-line of the seventh lens L7.
  • Conditional expression (13) is a conditional expression related to appropriate power distribution between the entire lens system and the seventh lens L7. If
  • conditional expression (13) it is more desirable to set the numerical range of the conditional expression (13) as the following conditional expression (13) ′. 0.35 ⁇
  • Si indicates the number of the i-th surface counted from the projection side to the image side to be projected.
  • Ri indicates the value (mm) of the paraxial radius of curvature of the i-th surface.
  • Di indicates the value (mm) of the axial upper surface interval (lens center thickness or air interval) between the i-th surface and the (i + 1) -th surface.
  • Ndi indicates the value of the refractive index at the d-line (wavelength 587.6 nm) of the lens or the like starting from the i-th surface.
  • ⁇ di indicates the value of the Abbe number in the d-line of the lens or the like starting from the i-th surface.
  • the surface marked “STO” indicates an aperture stop STO.
  • the lens surface is formed as an aspherical surface.
  • the aspheric shape is defined by the following aspheric expression.
  • the depth of the aspherical surface is Z and the height from the optical axis Z1 is Y.
  • R is a paraxial radius of curvature
  • K is a conic constant
  • Ai is an i-th order (i is an integer of 3 or more) aspheric coefficient.
  • E ⁇ n represents an exponential expression with a base of 10, that is, “10 to the negative n”, for example, “0.12345E-05”. Represents “0.12345 ⁇ (10 to the fifth power)”.
  • the projection lenses 1 to 12 to which the following numerical examples 1 to 12 are applied are all described in ⁇ 1.
  • the basic configuration of the lens> is satisfied. That is, all of the projection lenses 1 to 12 are arranged in order from the projection side to the image side of the projection target, the first lens group G1 having a negative refractive power as a whole, the aperture stop STO, and the positive refractive power as a whole. And a second lens group G2 having the following arrangement.
  • the first lens group G1 has a first lens L1 having a positive refractive power and a second lens having a negative refractive power in order from the projection side to the image side of the projection target.
  • the second lens L2 is a predetermined negative lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher.
  • the second lens group G2 has a fourth lens L4 having a positive refractive power in order from the projection side to the image side of the projection target, and the fifth lens L5 and the sixth lens L6. And is composed of a cemented lens having a negative refractive power as a whole and a seventh lens L7 having a positive refractive power.
  • the seventh lens L7 is a predetermined positive lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher.
  • each of the projection lenses 1 to 12 has both surfaces (third surface, fourth surface) of the second lens L2 which is a predetermined negative lens and both surfaces (12th surface) of the seventh lens L7 which is a predetermined positive lens. , Thirteenth surface) is an aspherical surface.
  • FIG. 13 shows various aberrations of the projection lens 1 according to Numerical Example 1.
  • FIG. 13 shows spherical aberration, astigmatism (field curvature), and distortion as various aberrations.
  • S or X represents a value on a sagittal image plane
  • T or Y represents a value on a meridional image plane.
  • Each aberration diagram shows a value with a wavelength of 520.000 nm as a reference wavelength.
  • the spherical aberration diagram and the astigmatism diagram also show values of a wavelength of 640.000 nm and a wavelength of 445.000 nm. The same applies to aberration diagrams in other numerical examples.
  • Table 3 shows basic lens data of Numerical Example 2 in which specific numerical values are applied to the projection lens 2. The data of the aspheric surface is shown in [Table 4].
  • FIG. 14 shows various aberrations of the projection lens 2 according to Numerical Example 2.
  • FIG. 15 shows various aberrations of the projection lens 3 according to Numerical Example 3.
  • Table 7 shows basic lens data of Numerical Example 4 in which specific numerical values are applied to the projection lens 4.
  • the data of the aspheric surface is shown in [Table 8].
  • FIG. 16 shows various aberrations of the projection lens 4 according to Numerical Example 4.
  • FIG. 17 shows various aberrations of the projection lens 5 according to Numerical Example 5.
  • FIG. 18 shows various aberrations of the projection lens 6 according to Numerical Example 6.
  • Table 13 shows basic lens data of Numerical Example 7 in which specific numerical values are applied to the projection lens 7. The data of the aspheric surface is shown in [Table 14].
  • FIG. 19 shows various aberrations of the projection lens 7 according to Numerical Example 7.
  • FIG. 20 shows various aberrations of the projection lens 8 according to Numerical Example 8.
  • FIG. 21 shows various aberrations of the projection lens 9 according to Numerical Example 9.
  • Table 19 shows basic lens data of Numerical Example 10 in which specific numerical values are applied to the projection lens 10. Further, the data of the aspheric surface is shown in [Table 20].
  • FIG. 22 shows various aberrations of the projection lens 10 according to Numerical Example 10.
  • Table 21 shows basic lens data of Numerical Example 11 in which specific numerical values are applied to the projection lens 11. The data of the aspheric surface is shown in [Table 22].
  • FIG. 23 shows various aberrations of the projection lens 11 according to Numerical Example 11.
  • Table 23 shows basic lens data of Numerical Example 12 in which specific numerical values are applied to the projection lens 12. The data of the aspheric surface is shown in [Table 24].
  • FIG. 24 shows various aberrations of the projection lens 12 according to Numerical Example 12.
  • this technique can take the following composition.
  • a first lens group including a predetermined negative lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or more and having a negative refractive power as a whole;
  • Aperture, A projection lens comprising: a predetermined positive lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or more, and a second lens group having a positive refractive power as a whole.
  • f focal length of d-line of the entire lens system
  • fg1 focal length of d-line of the first lens group
  • fg2 focal length of d-line of the second lens group
  • the first lens group is sequentially from the projection side toward the image side of the projection target, A first lens having a positive refractive power;
  • a second lens comprising the predetermined negative lens;
  • a third lens and The second lens group is sequentially from the projection side toward the image side of the projection target, A fourth lens having a positive refractive power;
  • a cemented lens comprising a fifth lens and a sixth lens and having negative refractive power as a whole;
  • a display element that displays an image to be projected; and a projection lens that projects the image to be projected;
  • the projection lens is In order from the projection side to the image side of the projection target, A first lens group including a predetermined negative lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or more and having a negative refractive power as a whole; Aperture, And a second lens group including a predetermined positive lens made of a material having a linear expansion coefficient of 3 * 10 ⁇ 5 / ° C. or higher and having a positive refractive power as a whole.
  • a display element that displays an image to be projected; and a projection lens that projects the image to be projected;
  • the projection lens is In order from the projection side to the image side of the projection target, A first lens group having negative refractive power as a whole; Aperture, A second lens group having a positive refractive power as a whole, The first lens group is sequentially from the projection side toward the image side of the projection target, A first lens having a positive refractive power; A second lens having negative refractive power; A third lens and The second lens group is sequentially from the projection side toward the image side of the projection target, A fourth lens having a positive refractive power; A cemented lens comprising a fifth lens and a sixth lens and having negative refractive power as a whole; And a seventh lens having a positive refractive power.

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Abstract

本開示の投射レンズは、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズを含み、全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、絞りと、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズを含み、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とを備える。

Description

投射レンズおよび投影装置
 本開示は、画像を投影する投射レンズ、および投影装置に関する。
 液晶パネルやデジタルミラーデバイスなどの表示素子に形成された投影対象の画像を投射レンズによってスクリーンに拡大投影する投影装置(プロジェクタ)がある。
特開2003-121736号公報 特開2004-184932号公報
 近年では、小型、軽量の投影装置に対するニーズが高くなっており、投影装置に搭載される投射レンズに関しても、小型化することが望まれている。
 高い光学性能を有し、量産性にも優れた投射レンズ、およびそのような投射レンズを搭載した投影装置を提供することが望ましい。
 本開示の一実施の形態に係る第1の投射レンズは、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズを含み、全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、絞りと、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズを含み、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とを備えるものである。
 本開示の一実施の形態に係る第1の投影装置は、投影対象の画像を表示する表示素子と、投影対象の画像を投影する投射レンズとを含み、投射レンズを、上記本開示の一実施の形態に係る第1の投射レンズによって構成したものである。
 本開示の一実施の形態に係る第1の投射レンズ、または第1の投影装置では、絞りを挟んで全体として2群構成とされ、各レンズ群の構成の最適化が図られる。
 本開示の一実施の形態に係る第2の投射レンズは、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、第1レンズ群は、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正、または負の屈折力を有する第3レンズとで構成され、第2レンズ群は、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、正の屈折力を有する第4レンズと、第5レンズおよび第6レンズからなり、全体として負の屈折力を有する接合レンズと、正の屈折力を有する第7レンズとで構成されるものである。
 本開示の一実施の形態に係る第2の投影装置は、投影対象の画像を表示する表示素子と、投影対象の画像を投影する投射レンズとを含み、投射レンズを、上記本開示の一実施の形態に係る第2の投射レンズによって構成したものである。
 本開示の一実施の形態に係る第2の投射レンズ、または第2の投影装置では、絞りを挟んで全体として2群構成とされ、各レンズ群の構成の最適化が図られる。
 本開示の一実施の形態に係る第1もしくは第2の投射レンズ、または第1もしくは第2の投影装置によれば、絞りを挟んで全体として2群構成とし、各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、高い光学性能を有し、量産性にも優れた性能を実現し得る。
 なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本開示の一実施の形態に係る投射レンズの第1の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第2の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第3の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第4の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第5の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第6の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第7の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第8の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第9の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第10の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第11の構成例を示すレンズ断面図である。 投射レンズの第12の構成例を示すレンズ断面図である。 図1に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例1に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図2に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例2に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図3に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例3に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図4に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例4に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図5に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例5に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図6に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例6に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図7に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例7に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図8に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例8に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図9に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例9に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図10に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例10に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図11に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例11に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 図12に示した投射レンズに具体的な数値を適用した数値実施例12に係る投射レンズの諸収差を示す収差図である。 投影装置の一構成例を示すブロック図である。
 以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
 0.比較例
 1.レンズの基本構成
 2.作用・効果
 3.レンズの数値実施例
 4.その他の実施の形態
<0.比較例>
 近年では、小型、軽量の投影装置に対するニーズが高くなっており、投影装置に搭載される投射レンズに関しても、小型化することが望まれている。さらには、液晶パネルやデジタルミラーデバイスなどの表示素子も高画素化、および高精細化が進んでおり、小型化を進めつつも、光学性能は向上させなければならなくなっているために、非球面を使用することが一般的となっている。しかしながら同時に製造コストも抑制する要求も高くなっている。
 製造コストを抑制するためには、レンズに線膨張係数3*10-5以上の有機系材料(プラスチック)を使うことが一般的となっているが、そうした場合に問題となるのが、使用環境の温度変化による、フォーカス特性の変動である。これにより、温度変化が生じた場合に、良好なフォーカス特性が得られなくなる。
 近年では小型の投影装置においても、小型化と共に表示素子の高精細化が進んでおり、設置型の大型の投影装置と同様の表示能力を備えるものが増えている。そのため、搭載される投射レンズとしてもこうした高精細な表示素子に対応する高いレンズ性能が要求されている。
 さらに、投影装置の使用用途によっては投影画面の水平端または垂直端の近傍で画像を見ることになり、歪曲収差や像面湾曲、倍率色収差をはじめとして、周辺解像性能に影響を及ぼす諸収差を良好に補正しておかなければならない。
 また、投射レンズ近傍には光源をはじめとした熱源が配置されることや、使用中に解像特性が変化しないように使用環境の温度変化を考慮した設計としなければならない。
 こうした小型かつ高性能の投射レンズとしての要求を満たすためには、6枚構成以上のレンズ構成で、かつレンズの材料としてはガラスを使用することが必要となってくる。
 特許文献1(特開2003-121736号公報)に記載の投射レンズは、7枚構成であり、球面収差や軸上色収差においては良好に補正されている。しかしながら像面湾曲が発生しているため、周辺解像に影響を及ぼす可能性がある。また歪曲収差も若干量残っているため、組み立てにおける誤差が発生したときに、投影画面の水平端、または垂直端近傍で視認すると歪曲収差が目立つ可能性がある。また、レンズがすべて、線膨張係数3*10-5/℃よりも小さい材料で構成されているため、環境温度変化に対しての耐性やフォーカス変動による解像感の変化には強いものの、製造コストがかさむことが懸念される。
 特許文献2(特開2004-184932号公報)に記載の投射レンズは6枚構成であり、特許文献1の投射レンズと同様に球面収差は良好に補正されている。また、像面湾曲や歪曲収差は良好に補正されており、画面周辺の見た目の解像性能も比較的良好であると思われる。軸上色収差も比較的良好に補正されていると思われるが、使用する光源の出力波長によっては、収差補正不足となる。また、倍率色収差の補正が不足しており、画面の水平端、および垂直端近傍で視認すると、色ずれが目立つ可能性がある。また、特許文献2のレンズに関しても、特許文献1に記載の投射レンズと同様に、レンズがすべて、線膨張係数3*10-5/℃よりも小さい材料で構成されているため、環境温度変化に対しての耐性やフォーカス変動による解像感の変化には強いものの、製造コストがかさむことが懸念される。
 そこで、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能、特に周辺の性能を重視した光学性能を有し、コスト、および量産性に優れ、小型で組み立て性に優れた投射レンズの開発が望まれる。
<1.レンズの基本構成>
 図1は、本開示の一実施の形態に係る第1の構成例の投射レンズ1を示している。図2ないし図12は、第2ないし第12の構成例の投射レンズ2~12を示している。これらの構成例に具体的な数値を適用した数値実施例は後述する。図1~図12において、Z1は光軸を示す。
 以下、本開示の一実施の形態に係る投射レンズの構成を、適宜図1等に示した各構成例の投射レンズ1~12に対応付けて説明するが、本開示による技術は、図示した構成例に限定されるものではない。
 図1~図12において、紙面左側は投影側、紙面右側は投影対象の画像側となっている。投影対象の画像は、例えば表示素子20に表示された画像である。表示素子20と投射レンズとの間には、偏光素子等の光学素子が配置されていてもよい。
 本実施の形態に係る投射レンズは、例えば図25に示した投影装置210における投射レンズ201に適用される。投影装置210は、表示素子200と、投射レンズ201と、偏光分離素子202と、照明部203と、表示制御部204とを備えている。
 照明部203は、例えばレーザ光源とレーザ光源からの光を均一化する照明光学系等を含む。照明部203は、画像投影用の照明光を出射する。表示素子200は、偏光分離素子202を介して、照明部203から出射された照明光によって照明される。
 表示素子200は、表示制御部204から供給された映像データに基づいて画像投影用の照明光を変調して画像を生成する。表示素子200は、例えばLCOS(Liquid Crystal On Silicon)等の反射型の液晶素子である。表示素子200で生成された画像は、偏光分離素子202、および投射レンズ201を介してスクリーン205に投影される。
 なお、図25では、表示素子200を反射型の素子とした場合の構成例を示しているが、本実施の形態に係る投射レンズは、透過型の表示素子を用いた投影装置にも適用可能である。
 本実施の形態に係る投射レンズは、光軸Z1に沿って投影側から投影対象の画像側に向かって順に、全体として負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSTOと、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群G2とが配置された、実質的に2つのレンズ群で構成されている。
 第1レンズ群G1は、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズを含んでいる。
 第1レンズ群G1は、より具体的には、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3とで構成されていることが望ましい。第2レンズL2は、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズであることが望ましい。第3レンズL3は、負の屈折力を有することが望ましい。
 第2レンズ群G2は、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズを含んでいる。
 第2レンズ群G2は、より具体的には、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、正の屈折力を有する第4レンズL4と、第5レンズL5および第6レンズL6からなり、全体として負の屈折力を有する接合レンズと、正の屈折力を有する第7レンズL7とで構成されることが望ましい。第7レンズL7は、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズであることが望ましい。第5レンズL5は負の屈折力を有し、第6レンズL6は正の屈折力を有することが望ましい。
 その他、本実施の形態に係る投射レンズは、後述する所定の条件式等を満足することが望ましい。
<2.作用・効果>
 次に、本実施の形態に係る投射レンズの作用および効果を説明する。併せて、本実施の形態に係る投射レンズにおける望ましい構成を説明する。
 なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
 本実施の形態に係る投射レンズによれば、開口絞りSTOを挟んで全体として2群構成とし、各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、高い光学性能を有し、量産性にも優れた性能を実現し得る。
 本実施の形態に係る投射レンズによれば、一部のレンズに、成形性および量産性に優れた線膨張係数3*10-5/℃以上の数値を持つ材料を使うことで製造コストを抑制している。特に、線膨張係数3*10-5/℃以上の数値を持つ材料を、第1レンズ群G1内の所定の負レンズと、第2レンズ群G2内の所定の正レンズとに使用することで、線膨張係数の材料で問題となりがちな、使用環境における温度が変化したときにおける、線膨張係数の変化、温度屈折率変化、および曲率半径の変化などの影響で問題となるフォーカス変動を抑制し、良好なフォーカス特性が得られるようにしている。
 なお、第1レンズ群G1において、第2レンズL2以外のレンズを線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料で構成してもよい。また、第2レンズ群G2において、第7レンズL7以外のレンズを線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料で構成してもよい。第2レンズL2と第7レンズL7との組み合わせ以外の組み合わせで、製造コストを抑制しつつ、温度が変化したときのフォーカス特性の変動を抑制するようにしてもよい。
 本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
 12.0<f/|fa/fb|<36.0 ……(1)
ただし、
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
 fa:所定の負レンズのd線における焦点距離
 fb:所定の正レンズのd線における焦点距離
とする。
 条件式(1)は、レンズ全系の焦点距離に対する、開口絞りSTOより前に配置された線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズの焦点距離と、開口絞りSTOより後に配置された線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズの焦点距離との関係を表したものである。条件式(1)の範囲となるように、所定の負レンズの焦点距離と所定の正レンズの焦点距離とを決定することで、適当な投影画角を確保しつつ、発生する諸収差を良好に補正しながら、使用環境における温度が変化したときでも、良好なフォーカス特性を得て、高精細な表示素子に見合った光学性能を得ることができる。また、製造コストを抑制することが可能となり、良好な解像特性のレンズを比較的安価に提供することが可能となる。また、周辺のコマ収差および像面湾曲の発生を抑えることが可能である。この環境温度におけるフォーカス特性と、収差補正力を考慮すると、条件式(1)は上記数値範囲であることが必要である。
 また、本実施の形態に係る投射レンズにおいて、所定の負レンズの少なくとも1面(片面または両面)と所定の正レンズの少なくとも1面(片面または両面)とが、非球面であることが望ましい。所定の負レンズと所定の正レンズとに非球面を使うことによって、軸外収差、特に像面湾曲と歪曲収差の補正が高度に可能となる。上記にて製造コストの利点を挙げたが、このように非球面を使っても製造コストがさほど変化しないことは、大きな利点となる。
 なお、上記した条件式(1)の効果をより良好に実現するためには、条件式(1)の数値範囲を下記条件式(1)’のように設定することがより望ましい。
 15.0<f/|fa/fb|<29.0 ……(1)’
 また、本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
 1.9<|(Nda/fa)/(Ndb/fb)|<3.0 ……(2)
ただし、
 fa:所定の負レンズのd線における焦点距離
 fb:所定の正レンズのd線における焦点距離
 Nda:所定の負レンズのd線における屈折率
 Ndb:所定の正レンズのd線における屈折率
とする。
 条件式(2)は、所定の負レンズと所定の正レンズとのそれぞれにおいて使われる材料の屈折率と屈折力との関係を記載したものである。この条件式(2)の数値が小さすぎると、所定の負レンズの屈折率と屈折力との関係に対して、所定の正レンズの屈折率と屈折力との比率が大きくなりすぎ、使用環境における温度が変動したときに、同時にフォーカスも動いてしまい、良好な解像特性が得られなくなる。また、条件式(2)の数値が大きくなりすぎても、今度は所定の正レンズの屈折率と屈折力との関係が小さくなりすぎ、同じく良好な解像特性が得られなくなってしまう。この条件を考慮すると、条件式(2)は上記数値範囲であることが必要である。
 なお、上記した条件式(2)の効果をより良好に実現するためには、条件式(2)の数値範囲を下記条件式(2)’のように設定することがより望ましい。
 2.1<|(Nda/fa)/(Ndb/fb)|<2.7 ……(2)’
 また、本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(3),(4)を満足することが望ましい。
 5.0<|((Ra1+Ra2)/(Ra1-Ra2))*fa|<14.0 ……(3)
 1.0<|((Rb1+Rb2)/(Rb1-Rb2))*fb|<16.0 ……(4)
ただし、
 fa:所定の負レンズのd線における焦点距離
 fb:所定の正レンズのd線における焦点距離
 Ra1:所定の負レンズの投影側の面の曲率半径
 Ra2:所定の負レンズの投影対象の画像側の面の曲率半径
 Rb1:所定の正レンズの投影側の面の曲率半径
 Rb2:所定の正レンズの投影対象の画像側の面の曲率半径
とする。
 条件式(3)は、所定の負レンズにおける、焦点距離と、投影側の面の曲率半径と、投影対象の画像側の面のの曲率半径との関係を表したものである。条件式(4)は、所定の正レンズにおける、焦点距離と、投影側の面の曲率半径と、投影対象の画像側の面の曲率半径との関係を表したものである。条件式(3)、および条件式(4)が、上記数値範囲に入っていないと、環境温度の変動に対するフォーカス耐性を維持しつつ、良好な収差補正力を維持することが困難となる。この条件を考慮すると、条件式(3)、および条件式(4)は上記数値範囲であることが必要である。
 なお、上記した条件式(3),(4)の効果をより良好に実現するためには、条件式(3),(4)の数値範囲を下記条件式(3)’,(4)’のように設定することがより望ましい。
 6.0<|((Ra1+Ra2)/(Ra1-Ra2))*fa|<13.0 ……(3)’
 1.5<|((Rb1+Rb2)/(Rb1-Rb2))*fb|<14.0 ……(4)’
 また、本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(5),(6)を満足することが望ましい。
 0.35<|(fa/(Ca1+Ca2)|<0.65 ……(5)
 0.65<|(fb/(Cb1+Cb2)|<0.95 ……(6)
ただし、
 fa:所定の負レンズのd線における焦点距離
 fb:所定の正レンズのd線における焦点距離
 Ca1:所定の負レンズの投影側の面のd線における有効径
 Ca2:所定の負レンズの投影対象の画像側の面のd線における有効径
 Cb1:所定の正レンズの投影側の面のd線における有効径
 Cb2:所定の正レンズの投影対象の画像側の面のd線における有効径
とする。
 条件式(5)は、所定の負レンズにおける、焦点距離と、投影側の面の有効径と、投影対象の画像側の面の有効径との関係を表したものである。条件式(6)は、所定の正レンズにおける、焦点距離と、投影側の面の有効径と、投影対象の画像側の面の有効径との関係を表したものである。条件式(5)、および条件式(6)が、上記数値範囲に入っていないと、環境温度の変動に対するフォーカス耐性を維持しつつ、良好な収差補正力を維持することが困難となる。この条件を考慮すると、条件式(5)、および条件式(6)は上記数値範囲であることが必要である。
 なお、上記した条件式(5),(6)の効果をより良好に実現するためには、条件式(5),(6)の数値範囲を下記条件式(5)’,(6)’のように設定することがより望ましい。
 0.40<|(fa/(Ca1+Ca2)|<0.60 ……(5)’
 0.70<|(fb/(Cb1+Cb2)|<0.90 ……(6)’
 また、本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(7),(8)を満足することが望ましい。
 0.7<TR<1.7 ……(7)
 3.5<TL/f<8.0 ……(8)
ただし、
 TR:投影比
 TL:レンズ全長(空気換算)
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
とする。
 条件式(7)は、本実施の形態に係る投射レンズにおける投影比TRを規定している。投影比TRは、投影距離を投影面(スクリーン)における画像の水平方向の寸法で割った値である。投影比TRが小さすぎると、水平画角が投射レンズにおける適切な範囲よりも広くなりすぎ、歪曲収差や色収差に代表される収差の補正力が不足し、良好な画質を確保することが難しくなる。投影比TRが大きすぎると、投射レンズの適切な水平画角範囲よりも画角が狭くなってしまい、収差補正については良好であるものの、過剰補正となり、さらにコストを安くすることが可能な光学系への置き換えを検討しなければならない。この条件を考慮すると、条件式(7)が上記数値範囲であれば、好ましい性能を得ることができる。
 条件式(8)はレンズ全系の焦点距離に対するレンズ全系(空気換算)の関係を表したものである。TL/fの数値が小さすぎると、レンズ全系に対してレンズ全系の焦点距離が短くなりすぎ、収差補正が不十分となることを加え、必要なフランジバックの確保が難しくなる。またTL/fが大きすぎると、光学全長に対して焦点距離が長いことで、適切な収差補正が難しくなるとともに、レンズ構成の変更を検討しなければならない。
 なお、上記した条件式(7),(8)の効果をより良好に実現するためには、条件式(7),(8)の数値範囲を下記条件式(7)’,(8)’のように設定することがより望ましい。
 0.8<TR<1.5 ……(7)’
 4.0<TL/f<7.2 ……(8)’
 また、本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。
 2.0<f/|fg1/fg2|<7.0 ……(9)
ただし、
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
 fg1:第1レンズ群G1のd線における焦点距離
 fg2:第2レンズ群G2のd線における焦点距離
とする。
 条件式(9)は、レンズ全系の焦点距離に対する、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との焦点距離を規定するための条件式である。条件式(9)の範囲となるように、レンズ全系の焦点距離と、第1レンズ群G1の焦点距離と、第2レンズ群G2の焦点距離とを決定することで、適当な投影画角を確保しつつ、発生する諸収差を良好に補正し、高精細な表示素子に見合った光学性能を得ることができる。また、周辺のコマ収差および像面湾曲の発生を抑えることが可能である。この収差補正を考慮すると、条件式(9)は上記数値範囲であることが必要である。
 なお、上記した条件式(9)の効果をより良好に実現するためには、条件式(9)の数値範囲を下記条件式(9)’のように設定することがより望ましい。
 2.8<f/|fg1/fg2|<6.4 ……(9)’
 また、本実施の形態に係る投射レンズでは、第1レンズ群G1の第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3をそれぞれ、正、負、負の構成にすることによって、色収差を適切に補正し、軸外光線による収差も適切に補正することが可能となる。
 また、本実施の形態に係る投射レンズでは、第2レンズ群G2の第4レンズL4によって、軸外で発生する像面湾曲を適切に補正することが可能となる。
 また、本実施の形態に係る投射レンズでは、第5レンズL5および第6レンズL6を接合レンズとし、その接合レンズの曲率半径、屈折率、およびアッベ数を適切に設計することによって、色収差の抑制が可能となる。第5レンズL5および第6レンズL6が合成で負の屈折力を持った上で、第5レンズL5が負の屈折力を有していることで、収差補正、特に像面湾曲や歪曲収差の補正に有利となる。
 また、本実施の形態に係る投射レンズでは、第7レンズL7を正の屈折力にすることで、レンズ周縁部に入射した光線が近軸からレンズ周縁部に行くに従って正の屈折力に変化し、像面湾曲の補正に有効となる。
 また、本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(10)を満足することが望ましい。
 νd6-νd5>20.0 ……(10)
ただし、
 νd5:第5レンズL5のd線におけるアッベ数
 νd6:第6レンズL6のd線におけるアッベ数
とする。
 条件式(10)は、第5レンズL5と第6レンズL6とのアッベ数の関係を規定している。条件式(10)の範囲の硝材を第5レンズL5と第6レンズL6とに使用することで、良好な色収差補正を行うことができる。また、周辺のコマ収差および像面湾曲の発生を抑えることが可能となる。この収差補正を考慮すると、条件式(10)は上記数値範囲であることが望ましい。
 なお、上記した条件式(10)の効果をより良好に実現するためには、条件式(10)の数値範囲を下記条件式(10)’のように設定することがより望ましい。
 νd6-νd5>30.0 ……(10)’
 また、本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(11)を満足することが望ましい。
 3.0<|f1/f2|<18.0 ……(11)
ただし、
 f1:第1レンズL1のd線における焦点距離
 f2:第2レンズL2のd線における焦点距離
とする。
 条件式(11)は、このような構成のもとで、第1レンズL1と第2レンズL2との適切なパワー配分に関連する条件式である。第2レンズL2の焦点距離に絶対値を用いているのは、第2レンズL2が負のパワーを有するためである。第1レンズL1および第2レンズL2を条件式(11)のようなパワー配置とすることにより、良好な収差補正効果が得られる。|f1/f2|が条件式(11)の上限を超えると第2レンズL2のパワーが過大になりすぎ、軸外収差の補正、特に非点収差と像面湾曲の補正が困難となり、製造するときの組み立て性も損ねる結果となってしまう。また、水平画角の拡大にも不利となる。反対に|f1/f2|が条件式(11)の下限を超えると、第2レンズL2のパワーが弱いため色消しに対して不利な条件である。このバランスを考慮すると、条件式(11)は上記数値範囲であることが好ましい。
 なお、上記した条件式(11)の効果をより良好に実現するためには、条件式(11)の数値範囲を下記条件式(11)’のように設定することがより望ましい。
 3.5<|f1/f2|<16.5 ……(11)’
 また、本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(12)を満足することが望ましい。
 0.4<|f5/f6|<1.2 ……(12)
ただし、
 f5:第5レンズL5のd線における焦点距離
 f6:第6レンズL6のd線における焦点距離
とする。
 条件式(12)は、投射レンズにおける第5レンズL5と第6レンズL6との適切なパワー配分に関連する条件式である。|f5/f6|が条件式(12)の上限を超えると、第5レンズL5のパワーが過大になりすぎ、軸外収差の補正、特に非点収差と像面湾曲の補正が困難となる。また|f5/f6|が条件式(12)の下限を超えると、第6レンズL6のパワーが過大になりすぎ、軸外収差、特に非点収差と像面湾曲の補正が困難となる。この軸外収差の補正を考慮すると、条件式(12)は上記数値範囲であることが望ましい。
 なお、上記した条件式(12)の効果をより良好に実現するためには、条件式(12)の数値範囲を下記条件式(12)’のように設定することがより望ましい。
 0.5<|f5/f6|<1.05 ……(12)’
 また、本実施の形態に係る投射レンズは、以下の条件式(13)を満足することが望ましい。
 0.3<|f/f7|<0.8 ……(13)
ただし、
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
 f7:第7レンズL7のd線における焦点距離
とする。
 条件式(13)は、レンズ全系と第7レンズL7との適切なパワー配分に関連する条件式である。|f/f7|が条件式(13)の上限を超えると第7レンズL7のパワーが過大になりすぎ、軸外収差の補正、特に歪曲収差の補正が困難となり、製造するときの組み立て性も損ねる結果となってしまう。反対に|f/f7|が条件式(13)の下限を超えると、第7レンズL7のパワーが弱くなりすぎ、表示素子に対するテレセントリック性を確保することが難しくなる。
 なお、上記した条件式(13)の効果をより良好に実現するためには、条件式(13)の数値範囲を下記条件式(13)’のように設定することがより望ましい。
 0.35<|f/f7|<0.65 ……(13)’
<3.レンズの数値実施例>
 次に、本実施の形態に係る投射レンズ1~12の具体的な数値実施例について説明する。ここでは、図1~図12に示した各構成例の投射レンズ1~12に、具体的な数値を適用した数値実施例を説明する。
 なお、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。「Si」は、投影側から投影対象の画像側へ数えたi番目の面の番号を示している。「Ri」は、i番目の面の近軸の曲率半径の値(mm)を示す。「Di」はi番目の面とi+1番目の面との間の軸上面間隔(レンズの中心の厚み、または空気間隔)の値(mm)を示す。「Ndi」はi番目の面から始まるレンズ等のd線(波長587.6nm)における屈折率の値を示す。「νdi」はi番目の面から始まるレンズ等のd線におけるアッベ数の値を示す。「STO」と記した面は開口絞りSTOであることを示す。
 各数値実施例には、レンズ面が非球面に形成されたものがある。非球面形状は以下の非球面の式によって定義される。以下の非球面の式において、非球面の深さをZ、光軸Z1からの高さをYとする。Rは近軸の曲率半径、Kは円錐定数、Aiは第i次(iは3以上の整数)の非球面係数である。なお、以下の非球面係数を示す各表において、「E-n」は10を底とする指数表現、すなわち、「10のマイナスn乗」を表しており、例えば、「0.12345E-05」は「0.12345×(10のマイナス5乗)」を表している。
(非球面の式)
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
[各数値実施例に共通の構成]
 以下の数値実施例1~12が適用される投射レンズ1~12はいずれも、上記した<1.レンズの基本構成>を満足した構成となっている。すなわち、投射レンズ1~12はいずれも、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、全体として負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSTOと、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群G2とが配置された構成とされている。
 投射レンズ1~12はいずれも、第1レンズ群G1が、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、負の屈折力を有する第3レンズL3とで構成されている。第2レンズL2は、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズとなっている。
 投射レンズ1~12はいずれも、第2レンズ群G2が、投影側から投影対象の画像側に向かって順に、正の屈折力を有する第4レンズL4と、第5レンズL5および第6レンズL6からなり、全体として負の屈折力を有する接合レンズと、正の屈折力を有する第7レンズL7とで構成されている。第7レンズL7は、線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズとなっている。
 また、投射レンズ1~12はいずれも、所定の負レンズである第2レンズL2の両面(第3面、第4面)と、所定の正レンズである第7レンズL7の両面(第12面、第13面)とが非球面となっている。
[数値実施例1]
 [表1]に、投射レンズ1に具体的な数値を適用した数値実施例1の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表2]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 図13には、数値実施例1に係る投射レンズ1の諸収差を示す。図13には、諸収差として、球面収差、非点収差(像面湾曲)、および歪曲収差を示す。非点収差図においてSまたはXはサジタル像面、TまたはYはメリディオナル像面における値を示す。各収差図には、波長520.000nmを基準波長とした値を示す。球面収差図および非点収差図には、波長640.000nmと、波長445.000nmの値も示す。以降の他の数値実施例における収差図についても同様である。
 各収差図から分かるように、数値実施例1では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例2]
 [表3]に、投射レンズ2に具体的な数値を適用した数値実施例2の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表4]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 図14には、数値実施例2に係る投射レンズ2の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例2では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例3]
 [表5]に、投射レンズ3に具体的な数値を適用した数値実施例3の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表6]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 図15には、数値実施例3に係る投射レンズ3の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例3では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例4]
 [表7]に、投射レンズ4に具体的な数値を適用した数値実施例4の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表8]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 図16には、数値実施例4に係る投射レンズ4の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例4では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例5]
 [表9]に、投射レンズ5に具体的な数値を適用した数値実施例5の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表10]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 図17には、数値実施例5に係る投射レンズ5の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例5では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例6]
 [表11]に、投射レンズ6に具体的な数値を適用した数値実施例6の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表12]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 図18には、数値実施例6に係る投射レンズ6の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例6では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例7]
 [表13]に、投射レンズ7に具体的な数値を適用した数値実施例7の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表14]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 図19には、数値実施例7に係る投射レンズ7の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例7では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例8]
 [表15]に、投射レンズ8に具体的な数値を適用した数値実施例8の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表16]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 図20には、数値実施例8に係る投射レンズ8の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例8では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例9]
 [表17]に、投射レンズ9に具体的な数値を適用した数値実施例9の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表18]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
 図21には、数値実施例9に係る投射レンズ9の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例9では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例10]
 [表19]に、投射レンズ10に具体的な数値を適用した数値実施例10の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表20]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
 図22には、数値実施例10に係る投射レンズ10の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例10では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例11]
 [表21]に、投射レンズ11に具体的な数値を適用した数値実施例11の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表22]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
 図23には、数値実施例11に係る投射レンズ11の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例11では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[数値実施例12]
 [表23]に、投射レンズ12に具体的な数値を適用した数値実施例12の基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを[表24]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
 図24には、数値実施例12に係る投射レンズ12の諸収差を示す。
 各収差図から分かるように、数値実施例12では、高画素の表示素子に対応した良好な光学性能を有していることが明らかである。
[各実施例のその他の数値データ]
 [表25]、および[表26]には、上述の各条件式に関する値を、各数値実施例についてまとめたものを示す。[表27]、および[表28]には、上述の各条件式に用いられているパラメータを、各数値実施例についてまとめたものを示す。なお、[表27]において、ω・Hは投影側における水平方向の半画角を示す。2ω・Hは投影側における水平方向の全画角を示す。[表25]、および[表26]から分かるように、各条件式について、各数値実施例の値がその数値範囲内となっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
<4.その他の実施の形態>
 本開示による技術は、上記実施の形態および実施例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
 例えば、上記各数値実施例において示した各部の形状および数値は、いずれも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
 また、上記実施の形態および実施例では、実質的に7つのレンズからなる構成について説明したが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた構成であってもよい。
 また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
[1]
 投影側から投影対象の画像側に向かって順に、
 線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズを含み、全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、
 絞りと、
 線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズを含み、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群と
 を備える
 投射レンズ。
[2]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[1]に記載の投射レンズ。
 12.0<f/|fa/fb|<36.0 ……(1)
ただし、
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
 fa:前記所定の負レンズのd線における焦点距離
 fb:前記所定の正レンズのd線における焦点距離
とする。
[3]
 前記所定の負レンズの少なくとも1面と前記所定の正レンズの少なくとも1面とが、非球面である
 上記[1]または[2]に記載の投射レンズ。
[4]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[1]ないし[3]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
 1.9<|(Nda/fa)/(Ndb/fb)|<3.0 ……(2)
ただし、
 fa:前記所定の負レンズのd線における焦点距離
 fb:前記所定の正レンズのd線における焦点距離
 Nda:前記所定の負レンズのd線における屈折率
 Ndb:前記所定の正レンズのd線における屈折率
とする。
[5]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[1]ないし[4]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
 5.0<|((Ra1+Ra2)/(Ra1-Ra2))*fa|<14.0 ……(3)
 1.0<|((Rb1+Rb2)/(Rb1-Rb2))*fb|<16.0 ……(4)
ただし、
 fa:前記所定の負レンズのd線における焦点距離
 fb:前記所定の正レンズのd線における焦点距離
 Ra1:前記所定の負レンズの投影側の面の曲率半径
 Ra2:前記所定の負レンズの投影対象の画像側の面の曲率半径
 Rb1:前記所定の正レンズの投影側の面の曲率半径
 Rb2:前記所定の正レンズの投影対象の画像側の面の曲率半径
とする。
[6]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[1]ないし[5]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
 0.35<|(fa/(Ca1+Ca2)|<0.65 ……(5)
 0.65<|(fb/(Cb1+Cb2)|<0.95 ……(6)
ただし、
 fa:前記所定の負レンズのd線における焦点距離
 fb:前記所定の正レンズのd線における焦点距離
 Ca1:前記所定の負レンズの投影側の面のd線における有効径
 Ca2:前記所定の負レンズの投影対象の画像側の面のd線における有効径
 Cb1:前記所定の正レンズの投影側の面のd線における有効径
 Cb2:前記所定の正レンズの投影対象の画像側の面のd線における有効径
とする。
[7]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[1]ないし[6]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
 0.7<TR<1.7 ……(7)
 3.5<TL/f<8.0 ……(8)
ただし、
 TR:投影比
 TL:レンズ全長(空気換算)
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
とする。
[8]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[1]ないし[7]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
 2.0<f/|fg1/fg2|<7.0 ……(9)
ただし、
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
 fg1:前記第1レンズ群のd線における焦点距離
 fg2:前記第2レンズ群のd線における焦点距離
とする。
[9]
 前記第1レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
 正の屈折力を有する第1レンズと、
 前記所定の負レンズからなる第2レンズと、
 第3レンズと
 で構成され、
 前記第2レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
 正の屈折力を有する第4レンズと、
 第5レンズおよび第6レンズからなり、全体として負の屈折力を有する接合レンズと、
 前記所定の正レンズからなる第7レンズと
 で構成される
 上記[1]ないし[8]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
[10]
 投影対象の画像を表示する表示素子と、前記投影対象の画像を投影する投射レンズとを含み、
 前記投射レンズは、
 投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
 線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズを含み、全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、
 絞りと、
 線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズを含み、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群と
 を備える
 投影装置。
[11]
 投影側から投影対象の画像側に向かって順に、
 全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、
 絞りと、
 全体として正の屈折力を有する第2レンズ群と
 を備え、
 前記第1レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
 正の屈折力を有する第1レンズと、
 負の屈折力を有する第2レンズと、
 第3レンズと
 で構成され、
 前記第2レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
 正の屈折力を有する第4レンズと、
 第5レンズおよび第6レンズからなり、全体として負の屈折力を有する接合レンズと、
 正の屈折力を有する第7レンズと
 で構成される
 投射レンズ。
[12]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[11]に記載の投射レンズ。
 2.0<f/|fg1/fg2|<7.0 ……(9)
ただし、
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
 fg1:前記第1レンズ群のd線における焦点距離
 fg2:前記第2レンズ群のd線における焦点距離
とする。
[13]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[11]または[12]に記載の投射レンズ。
 0.7<TR<1.7 ……(7)
 3.5<TL/f<8.0 ……(8)
ただし、
 TR:投影比
 TL:レンズ全長(空気換算)
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
とする。
[14]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[11]ないし[13]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
 νd6-νd5>20.0 ……(10)
ただし、
 νd5:前記第5レンズのd線におけるアッベ数
 νd6:前記第6レンズのd線におけるアッベ数
とする。
[15]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[11]ないし[14]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
 3.0<|f1/f2|<18.0 ……(11)
ただし、
 f1:前記第1レンズのd線における焦点距離
 f2:前記第2レンズのd線における焦点距離
とする。
[16]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[11]ないし[15]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
 0.4<|f5/f6|<1.2 ……(12)
ただし、
 f5:前記第5レンズのd線における焦点距離
 f6:前記第6レンズのd線における焦点距離
とする。
[17]
 さらに以下の条件式を満足する
 上記[11]ないし[16]のいずれか1つに記載の投射レンズ。
 0.3<|f/f7|<0.8 ……(13)
ただし、
 f:レンズ全系のd線における焦点距離
 f7:前記第7レンズのd線における焦点距離
とする。
[18]
 投影対象の画像を表示する表示素子と、前記投影対象の画像を投影する投射レンズとを含み、
 前記投射レンズは、
 投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
 全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、
 絞りと、
 全体として正の屈折力を有する第2レンズ群と
 を備え、
 前記第1レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
 正の屈折力を有する第1レンズと、
 負の屈折力を有する第2レンズと、
 第3レンズと
 で構成され、
 前記第2レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
 正の屈折力を有する第4レンズと、
 第5レンズおよび第6レンズからなり、全体として負の屈折力を有する接合レンズと、
 正の屈折力を有する第7レンズと
 で構成される
 投影装置。
 本出願は、日本国特許庁において2017年3月22日に出願された日本特許出願番号第2017-056104号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
 当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (18)

  1.  投影側から投影対象の画像側に向かって順に、
     線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズを含み、全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、
     絞りと、
     線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズを含み、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群と
     を備える
     投射レンズ。
  2.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項1に記載の投射レンズ。
     12.0<f/|fa/fb|<36.0 ……(1)
    ただし、
     f:レンズ全系のd線における焦点距離
     fa:前記所定の負レンズのd線における焦点距離
     fb:前記所定の正レンズのd線における焦点距離
    とする。
  3.  前記所定の負レンズの少なくとも1面と前記所定の正レンズの少なくとも1面とが、非球面である
     請求項1に記載の投射レンズ。
  4.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項1に記載の投射レンズ。
     1.9<|(Nda/fa)/(Ndb/fb)|<3.0 ……(2)
    ただし、
     fa:前記所定の負レンズのd線における焦点距離
     fb:前記所定の正レンズのd線における焦点距離
     Nda:前記所定の負レンズのd線における屈折率
     Ndb:前記所定の正レンズのd線における屈折率
    とする。
  5.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項1に記載の投射レンズ。
     5.0<|((Ra1+Ra2)/(Ra1-Ra2))*fa|<14.0 ……(3)
     1.0<|((Rb1+Rb2)/(Rb1-Rb2))*fb|<16.0 ……(4)
    ただし、
     fa:前記所定の負レンズのd線における焦点距離
     fb:前記所定の正レンズのd線における焦点距離
     Ra1:前記所定の負レンズの投影側の面の曲率半径
     Ra2:前記所定の負レンズの投影対象の画像側の面の曲率半径
     Rb1:前記所定の正レンズの投影側の面の曲率半径
     Rb2:前記所定の正レンズの投影対象の画像側の面の曲率半径
    とする。
  6.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項1に記載の投射レンズ。
     0.35<|(fa/(Ca1+Ca2)|<0.65 ……(5)
     0.65<|(fb/(Cb1+Cb2)|<0.95 ……(6)
    ただし、
     fa:前記所定の負レンズのd線における焦点距離
     fb:前記所定の正レンズのd線における焦点距離
     Ca1:前記所定の負レンズの投影側の面のd線における有効径
     Ca2:前記所定の負レンズの投影対象の画像側の面のd線における有効径
     Cb1:前記所定の正レンズの投影側の面のd線における有効径
     Cb2:前記所定の正レンズの投影対象の画像側の面のd線における有効径
    とする。
  7.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項1に記載の投射レンズ。
     0.7<TR<1.7 ……(7)
     3.5<TL/f<8.0 ……(8)
    ただし、
     TR:投影比
     TL:レンズ全長(空気換算)
     f:レンズ全系のd線における焦点距離
    とする。
  8.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項1に記載の投射レンズ。
     2.0<f/|fg1/fg2|<7.0 ……(9)
    ただし、
     f:レンズ全系のd線における焦点距離
     fg1:前記第1レンズ群のd線における焦点距離
     fg2:前記第2レンズ群のd線における焦点距離
    とする。
  9.  前記第1レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
     正の屈折力を有する第1レンズと、
     前記所定の負レンズからなる第2レンズと、
     第3レンズと
     で構成され、
     前記第2レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
     正の屈折力を有する第4レンズと、
     第5レンズおよび第6レンズからなり、全体として負の屈折力を有する接合レンズと、
     前記所定の正レンズからなる第7レンズと
     で構成される
     請求項1に記載の投射レンズ。
  10.  投影対象の画像を表示する表示素子と、前記投影対象の画像を投影する投射レンズとを含み、
     前記投射レンズは、
     投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
     線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の負レンズを含み、全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、
     絞りと、
     線膨張係数が3*10-5/℃以上の材料からなる所定の正レンズを含み、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群と
     を備える
     投影装置。
  11.  投影側から投影対象の画像側に向かって順に、
     全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、
     絞りと、
     全体として正の屈折力を有する第2レンズ群と
     を備え、
     前記第1レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
     正の屈折力を有する第1レンズと、
     負の屈折力を有する第2レンズと、
     第3レンズと
     で構成され、
     前記第2レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
     正の屈折力を有する第4レンズと、
     第5レンズおよび第6レンズからなり、全体として負の屈折力を有する接合レンズと、
     正の屈折力を有する第7レンズと
     で構成される
     投射レンズ。
  12.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項11に記載の投射レンズ。
     2.0<f/|fg1/fg2|<7.0 ……(9)
    ただし、
     f:レンズ全系のd線における焦点距離
     fg1:前記第1レンズ群のd線における焦点距離
     fg2:前記第2レンズ群のd線における焦点距離
    とする。
  13.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項11に記載の投射レンズ。
     0.7<TR<1.7 ……(7)
     3.5<TL/f<8.0 ……(8)
    ただし、
     TR:投影比
     TL:レンズ全長(空気換算)
     f:レンズ全系のd線における焦点距離
    とする。
  14.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項11に記載の投射レンズ。
     νd6-νd5>20.0 ……(10)
    ただし、
     νd5:前記第5レンズのd線におけるアッベ数
     νd6:前記第6レンズのd線におけるアッベ数
    とする。
  15.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項11に記載の投射レンズ。
     3.0<|f1/f2|<18.0 ……(11)
    ただし、
     f1:前記第1レンズのd線における焦点距離
     f2:前記第2レンズのd線における焦点距離
    とする。
  16.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項11に記載の投射レンズ。
     0.4<|f5/f6|<1.2 ……(12)
    ただし、
     f5:前記第5レンズのd線における焦点距離
     f6:前記第6レンズのd線における焦点距離
    とする。
  17.  さらに以下の条件式を満足する
     請求項11に記載の投射レンズ。
     0.3<|f/f7|<0.8 ……(13)
    ただし、
     f:レンズ全系のd線における焦点距離
     f7:前記第7レンズのd線における焦点距離
    とする。
  18.  投影対象の画像を表示する表示素子と、前記投影対象の画像を投影する投射レンズとを含み、
     前記投射レンズは、
     投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
     全体として負の屈折力を有する第1レンズ群と、
     絞りと、
     全体として正の屈折力を有する第2レンズ群と
     を備え、
     前記第1レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
     正の屈折力を有する第1レンズと、
     負の屈折力を有する第2レンズと、
     第3レンズと
     で構成され、
     前記第2レンズ群は、投影側から前記投影対象の画像側に向かって順に、
     正の屈折力を有する第4レンズと、
     第5レンズおよび第6レンズからなり、全体として負の屈折力を有する接合レンズと、
     正の屈折力を有する第7レンズと
     で構成される
     投影装置。
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