JP2000305012A

JP2000305012A - 投影光学系

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Publication number: JP2000305012A
Application number: JP11112361A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Takamoto; 勝裕高本; Jun Nishikawa; 純西川
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-04-20
Also published as: JP4232269B2; US6275343B1

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化・高画素化の進んだ表示素子の画像を
投影できるように収差が十分補正された低コストの投影
光学系を提供する。【解決手段】拡大側から順に、負の第１群(Gr1)，正
の第２群(Gr2)，正の第３群(Gr3)，プリズム(PR)から成
る。第１群(Gr1)が負レンズのみをレンズとして有する
とともに非球面(r4*)を有する。第２群(Gr2)が正レンズ
から成り、第３群(Gr3)のほぼ前側焦点位置に開口絞り
(SP)を有する。異常部分分散性，アッベ数が規定された
レンズ材料から成る正レンズを、第３群(Gr3)が少なく
とも１枚有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は投影光学系に関する
ものであり、例えば、液晶素子やデジタル・マイクロミ
ラー・デバイス(以下「ＤＭＤ」と称する。)等の表示素
子の画像をスクリーンに投影する投影光学系に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの普及に
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、液晶素子やＤＭＤ等の表示素子の画像をスクリーン
に投影する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、家庭用(ホームシアター用やデジタ
ルテレビ用等)の投影機器としても、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板式の液晶プロジェクタ
ーやＤＭＤプロジェクターが提供されてきた。

【０００３】このようなプロジェクターに用いられる投
影光学系が、特開平９−２６５４２号公報，特開平９−
９６７５９号公報，特開平１０−１４２５０３号公報，
特開平１０−１７０８２４号公報で提案されている。こ
れらは半画角が４０°程度の投影光学系であり、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、収差(特に倍率色収差)が十分に抑えられて
いないため、より高画素の表示素子を投影することは困
難である。より高性能な投影光学系としては、特開平７
−２７０６８０号公報で提案されているレトロフォーカ
ス型レンズが知られている。この投影光学系は、後方レ
ンズ群中の正レンズに異常分散ガラスを使用すること
で、倍率色収差を抑える構成になっている。しかし、半
画角が２０〜２８°程度、Ｆナンバーが４．５である
等、充分な光学仕様が達成されているとはいえない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在では、従来より高
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、プレゼンテーション用としては、800×600
ドット(ＳＶＧＡ)の解像力から1024×768ドット(ＸＧ
Ａ)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、従来の水平解像度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、液晶素子やＤＭＤ等の表
示素子の高画素化が急速に進んでいる。それに加えて、
プロジェクター自体を小型化するために、液晶素子やＤ
ＭＤ等の表示素子の小型化も進んでいる。

【０００５】小型化・高画素化の進んだ表示素子の画像
を投影するためには、従来よりも高性能な投影光学系が
必要となる。ところが、先に述べたように、従来の投影
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。また、
特に家庭用においては十分な低コスト化を達成する必要
があるが、従来の投影光学系の構成では高性能化ととも
にコストの増大が避けられなかった。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、小型化・高画素化の進んだ表示素子の画
像を投影することができるように、収差が十分補正され
た低コストの投影光学系を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の投影光学系は、拡大側から順に、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、前記第１群が
負レンズのみをレンズとして有するとともに非球面を少
なくとも１面有し、前記第２群が正レンズを少なくとも
１枚有するとともに前記第３群のほぼ前側焦点位置に開
口絞りを有し、前記第３群が以下の条件式を満足するレ
ンズ材料から成る正レンズを少なくとも１枚有すること
を特徴とする。 0.015＜Θ−(0.644−0.00168・νd)＜0.06 65＜νd＜100 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。

【０００８】第２の発明の投影光学系は、上記第１の発
明の構成において、さらに以下の条件式を満足すること
を特徴とする。 2.5＜f2／f0＜5 2.5＜f12／f0＜13 ただし、 f0：投影光学系の全系の焦点距離、 f2：第２群の焦点距離、 f12：第１群と第２群の合成焦点距離、である。

【０００９】第３の発明の投影光学系は、上記第１又は
第２の発明の構成において、前記第２群が、非球面を少
なくとも１面有する正レンズ１枚のみをレンズとして有
することを特徴とする。

【００１０】第４の発明の投影光学系は、上記第１又は
第２の発明の構成において、前記第２群が、拡大側から
順に負レンズと正レンズの２枚のみをレンズとして有す
ることを特徴とする。

【００１１】第５の発明の投影光学系は、拡大側から順
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、前記第
１群が負レンズのみをレンズとして有するとともに非球
面を少なくとも１面有し、前記第２群が正レンズを少な
くとも１枚有するとともに前記第３群のほぼ前側焦点位
置に開口絞りを有し、以下の条件式を満足することを特
徴とする。 2.5＜f2／f0＜5 2.5＜f12／f0＜13 ただし、 f0：投影光学系の全系の焦点距離、 f2：第２群の焦点距離、 f12：第１群と第２群の合成焦点距離、である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した投影光学
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、背面投射型の投影装置(例えばリアタ
イプ液晶プロジェクター)に好適な単焦点の投影光学系
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。

【００１３】図１〜図１０は、第１〜第１０の実施の形
態にそれぞれ対応するレンズ構成図である。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、スクリーンが配置される投影側)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。いず
れの実施の形態も、拡大側から順に、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、を備えた単焦点の
投影光学系である。そして、第１群(Gr1)が負レンズの
みをレンズとして有するとともに非球面を少なくとも１
面有しており、第２群(Gr2)が正レンズを少なくとも１
枚有するとともに第３群(Gr3)のほぼ前側焦点位置に開
口絞り(SP)を有している。また、第３群(Gr3)の縮小側
(すなわち表示素子側)には、プリズム(PR)が配置されて
いる。このプリズム(PR)は、例えば、ＤＭＤを用いた単
板式投影装置におけるＴＩＲ(Total Internal Reflecti
on)プリズムに相当し、液晶素子を用いた３板式投影装
置におけるクロスダイクロプリズムに相当する。

【００１４】第１〜第１０の実施の形態における第１群
(Gr1)は、縮小側に凹の２枚の負メニスカスレンズ(G1,G
2)から成っており、縮小側の負メニスカスレンズ(G2)の
縮小側面(r4)は非球面で構成されている。第１〜第３の
実施の形態における第２群(Gr2)は、拡大側から順に、
拡大側に非球面(r5)を有する１枚の正レンズ(G3)と、開
口絞り(SP)と、から成っている。第４，第１０の実施の
形態における第２群(Gr2)は、拡大側から順に、負レン
ズ(G3)と、正レンズ(G4)と、開口絞り(SP)と、から成っ
ている。また、第５〜第９の実施の形態における第２群
(Gr2)は、拡大側から順に、負レンズ(G3)と、開口絞り
(SP)と、正レンズ(G4)と、から成っている。なお、第５
の実施の形態において、正レンズ(G4)の拡大側面(r8)は
非球面で構成されている。

【００１５】第１〜第１０の実施の形態における第３群
(Gr3)は、拡大側から順に以下のように構成されてい
る。第１の実施の形態における第３群(Gr3)は、両凹の
負レンズ(G4)及び両凸の正レンズ(G5)から成る接合レン
ズと、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G6)と、２枚の
両凸の正レンズ(G7,G8)と、で構成されている。第２の
実施の形態における第３群(Gr3)は、両凹の負レンズ(G
4)及び両凸の正レンズ(G5)から成る接合レンズと、両凹
の負レンズ(G6)と、両凸の正レンズ(G7)と、縮小側に凹
の負メニスカスレンズ(G8)と、２枚の両凸の正レンズ(G
9,G10)と、で構成されている。第３の実施の形態におけ
る第３群(Gr3)は、両凹の負レンズ(G4)と、両凸の正レ
ンズ(G5)と、両凹の負レンズ(G6)と、両凸の正レンズ(G
7)と、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G8)と、２枚の
両凸の正レンズ(G9,G10)と、で構成されている。

【００１６】第４，第５の実施の形態における第３群(G
r3)は、両凹の負レンズ(G5)及び両凸の正レンズ(G6)か
ら成る接合レンズと、縮小側に凹の負メニスカスレンズ
(G7)と、２枚の両凸の正レンズ(G8,G9)と、で構成され
ている。第６，第９の実施の形態における第３群(Gr3)
は、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G5)及び両凸の正
レンズ(G6)から成る接合レンズと、両凹の負レンズ(G7)
と、両凸の正レンズ(G8)と、縮小側に凹の負メニスカス
レンズ(G9)と、２枚の両凸の正レンズ(G10,G11)と、で
構成されている。第７，第８の実施の形態における第３
群(Gr3)は、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G5)と、
両凸の正レンズ(G6)と、両凹の負レンズ(G7)と、両凸の
正レンズ(G8)と、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G9)
と、２枚の両凸の正レンズ(G10,G11)と、で構成されて
いる。第１０の実施の形態における第３群(Gr3)は、縮
小側に凸の正メニスカスレンズ(G5)と、両凹の負レンズ
(G6)と、両凸の正レンズ(G7)と、両凹の負レンズ(G8)
と、２枚の両凸の正レンズ(G9,G10)と、で構成されてい
る。

【００１７】上記各実施の形態のように、拡大側から順
に負・正・正の３群を備えた投影光学系においては、第
１群(Gr1)が負レンズのみをレンズとして有するととも
に非球面を少なくとも１面有し、第２群(Gr2)が正レン
ズを少なくとも１枚有するとともに第３群(Gr3)のほぼ
前側焦点位置に開口絞り(SP)を有し、さらに第３群(Gr
3)が以下の条件式(1)及び(2)を満足するレンズ材料から
成る正レンズを少なくとも１枚有することが望ましい。 0.015＜Θ−(0.644−0.00168・νd)＜0.06 …(1) 65＜νd＜100 …(2) 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。

【００１８】条件式(1)は、使用するレンズ材料のｇ線
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(1)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(1)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(1)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。

【００１９】図２１に、負・正・正の投影光学系のレン
ズ配置を模式的に示す。図２１中、破線が軸外の主光線
を表している。従来の投影光学系において、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(AX)の外
側に大きくずれることになる。表示素子面(D)上の太矢
印(AR2)は、そのｇ線の倍率色収差を方向と共に表して
いる。

【００２０】上記ｇ線の倍率色収差は、以下のような原
理によって補正される。各実施の形態のように、開口絞
り(SP)より表示素子側に位置する、正のパワーを有する
第３群(Gr3)の正レンズに異常分散ガラスを用いた場
合、第３群(Gr3)において図２１中の小矢印(AR1)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
(1)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、光軸(AX)の外側にずれる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。

【００２１】したがって、条件式(1)の下限を超えた場
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(1)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(2)の下限を超えた
場合、第３群(Gr3)内の色消しが不十分になり、軸上色
収差が大きくなってしまう。反対に、条件式(2)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。

【００２２】第１群(Gr1)中の負レンズ(G2)に設けられ
ている非球面(r4)は、光軸(AX)から離れるに従って面の
パワーがゆるくなるような面形状に構成されている。そ
の非球面により、少ないレンズ枚数で歪曲収差等を良好
に補正することができる。特にリアプロジェクションに
適した広角寄りのレンズ構成においては、その効果は顕
著である。また、第１群(Gr1)に非球面を用いれば、リ
アプロジェクションにおいて目立ち易い形状の歪曲を、
自由にコントロールして容易に補正できるというメリッ
トもある。

【００２３】また先に述べたように、第２群(Gr2)中の
開口絞り(SP)は、第３群(Gr3)のほぼ前側焦点位置に配
置されている。この配置により、縮小側{すなわち表示
素子面(D)側}のテレセントリック性を良好に保ちつつ、
第２群(Gr2)のレンズ径を小さくすることができる。縮
小側にテレセントリックな構成にすると、表示素子面
(D)側に配置されているプリズム(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
ダイクロイック面等に入射することになる。これによ
り、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。

【００２４】前記各実施の形態のように、拡大側から順
に負・正・正の３群を備え、第１群(Gr1)が負レンズの
みをレンズとして有するとともに非球面を少なくとも１
面有し、第２群(Gr2)が正レンズを少なくとも１枚有す
るとともに第３群(Gr3)のほぼ前側焦点位置に開口絞り
(SP)を有する投影光学系においては、さらに以下の条件
式(3),(4)の少なくとも一方を満足することが望まし
く、その両方を満足することが特に望ましい。 2.5＜f2／f0＜5 …(3) 2.5＜f12／f0＜13 …(4) ただし、 f0：投影光学系の全系の焦点距離、 f2：第２群(Gr2)の焦点距離、 f12：第１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離、である。

【００２５】条件式(3)は、開口絞り(SP)を含んだ第２
群(Gr2)の焦点距離の適正な範囲を示している。具体的
には、第２群(Gr2)の焦点距離が、全系の焦点距離の
２．５倍から５倍の範囲に含まれるように構成されてい
ることを示している。条件式(3)の下限を超えた場合、
第２群(Gr2)の焦点距離が適正範囲より小さくなり、第
２群(Gr2)で発生する収差(特に球面収差)が大きくな
る。つまり、条件式(3)の下限を超えると、少ないレン
ズ枚数で構成された第２群(Gr2)では、Ｆナンバーを明
るくすることができなくなる。言い換えると、必要とさ
れるＦナンバーを達成するには、第２群(Gr2)のレンズ
枚数が多くなり、コストアップが避けられなくなる。逆
に、条件式(3)の上限を超えた場合、第２群(Gr2)の焦点
距離が適正範囲より大きくなり、そのままでは投影光学
系の全長・バックフォーカスが長くなる。この場合、投
影光学系のコンパクト化が達成されず、コストアップも
避けられない。また条件式(3)の上限を超えた状態で
は、ペッツバール和がプラスに変移することで、像面湾
曲の補正が非常に困難となる。

【００２６】条件式(4)は、第１群(Gr1)と第２群(Gr2)
の合成焦点距離の適正な範囲を示している。具体的に
は、第１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離が、全系
の焦点距離の２．５倍から１３倍の範囲に含まれるよう
に構成されていることを示している。条件式(4)の下限
を超えた場合、第１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距
離が適正範囲より小さくなり、第１群(Gr1)・第２群(Gr
2)で発生する収差(この場合は特に歪曲や非点隔差)が大
きくなる。逆に、条件式(4)の上限を超えた場合、第１
群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離が適正範囲より大
きくなり、投影光学系のコンパクト化が達成されなくな
る。特に第１群(Gr1)のレンズ径が大きくなるとともに
バックフォーカスが長くなり、またそれに伴い、第３群
(Gr3)に使用する異常分散ガラスから成るレンズの径が
大きくなるため、コストアップが避けられなくなる。

【００２７】第１〜第３の実施の形態のように、第２群
(Gr2)が、非球面を少なくとも１面有する正レンズ(G3)
１枚のみをレンズとして有することが望ましい。第２群
(Gr2)の正レンズ(G3)に設けられている非球面(r5)は、
光軸(AX)から離れるに従って面のパワーがゆるくなるよ
うな面形状に構成されている。その非球面により、レン
ズ枚数が１枚でも球面収差を良好に補正することができ
る。また、第２群(Gr2)を１枚の正レンズ(G3)で構成す
ることにより、低コスト化を達成することができる。

【００２８】第４〜第１０の実施の形態のように、第２
群(Gr2)が、拡大側から順に負レンズ(G3)と正レンズ(G
4)の２枚のみをレンズとして有することが望ましい。第
２群(Gr2)を負・正の２枚のレンズで構成することによ
り、球面収差を良好に補正できるだけでなく、各波長で
の球面収差の差も良好に補正することが可能となる。

【００２９】なお、前述した各実施の形態を構成してい
る各群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レン
ズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏
向が行われるタイプのレンズ)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，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させ
る屈折率分布型レンズ等で、各群を構成してもよい。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を実施した投影光学系の構成
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。なお、以下に挙げる実施例１〜１
０は、前述した第１〜第１０の実施の形態にそれぞれ対
応しており、第１〜第１０の実施の形態を表すレンズ構
成図(図１〜図１０)は、対応する実施例１〜１０のレン
ズ構成をそれぞれ示している。

【００３１】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、ri(i=1,2,3,...)は拡大側(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。全系の焦点距離f0，第２群(Gr2)の焦点距離f2，第
１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離f12及びＦナン
バーFNOを併せて示す。

【００３２】曲率半径riに*印が付された面は、非球面
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。各非球面の
非球面データを他のデータと併せて示し、条件式対応値
等を表１に示す。 X(H)＝(C・H²)／{1+√(1-ε・C²・H²)}＋(A4・H⁴+A6・H⁶+A8・
H⁸) …(AS) ただし、式(AS)中、 X(H)：高さHの位置での光軸方向の変位量(面頂点基
準)、 H ：光軸に対して垂直な方向の高さ、 C ：近軸曲率、 ε ：２次曲面パラメータ、 Ai ：i次の非球面係数、である。

【００３３】図１１〜図２０は実施例１〜実施例１０
{プリズム(PR)を含めた光学系}にそれぞれ対応する収差
図であり、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，歪曲収差である。Y':
最大像高)を示している。球面収差図中、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(Ｓ
Ｃ)は正弦条件を表している。非点収差図中、破線(Ｄ
Ｍ)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。また、歪曲収差図中の実線はｄ
線に対する歪曲収差を表している。なお、各実施例を投
影光学系として投影装置(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(D,例えば液晶パネル面)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。

【００３４】《実施例１》 f0=14.0，f2=46.849，f12=48.929，FNO=3.0 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] 〈第１群(Gr1)〉 r1= 179.586 d1= 3.500 N1= 1.48749 ν1= 70.44 …G1 r2= 22.101 d2= 8.000 r3= 31.041 d3= 4.500 N2= 1.49140 ν2= 57.82 …G2 r4*= 17.683 d4= 41.700 〈第２群(Gr2)〉 r5*= 25.501 d5= 2.500 N3= 1.80518 ν3= 25.46 …G3 r6= 75.273 d6= 0.500 r7= ∞(SP) d7= 15.000 〈第３群(Gr3)〉 r8= -114.056 d8= 2.200 N4= 1.75520 ν4= 27.53 …G4 r9= 19.230 d9= 8.000 N5= 1.61800 ν5= 63.39 …G5 r10= -34.146 d10= 0.300 r11= 76.958 d11= 2.000 N6= 1.65412 ν6= 39.62 …G6 r12= 26.263 d12= 4.300 r13= 189.654 d13= 5.700 N7= 1.49700 ν7= 81.61 …G7 r14= -42.453 d14= 0.300 r15= 28.027 d15= 9.000 N8= 1.49700 ν8= 81.61 …G8 r16=-119.185 d16= 5.000 〈プリズム(PR)〉 r17= ∞ d17=27.000 N9= 1.51680 ν9= 64.20 r18= ∞

【００３５】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4=-0.86804×10^-5 A6=-0.32983×10^-7 A8= 0.12539×10^-10

【００３６】 [第５面(r5)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.90326×10^-5 A6= 0.42587×10^-7 A8=-0.75340×10^-9

【００３７】《実施例２》 f0=16.7，f2=53.217，f12=55.696，FNO=3.0 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] 〈第１群(Gr1)〉 r1= 192.628 d1= 3.100 N1= 1.51680 ν1= 64.20 …G1 r2= 25.931 d2= 8.300 r3= 39.152 d3= 4.400 N2= 1.49300 ν2= 58.34 …G2 r4*= 19.182 d4= 47.000 〈第２群(Gr2)〉 r5*= 53.352 d5= 3.000 N3= 1.80358 ν3= 25.38 …G3 r6= -210.082 d6= 0.300 r7= ∞(SP) d7= 15.700 〈第３群(Gr3)〉 r8= -294.114 d8= 2.200 N4= 1.80518 ν4= 25.43 …G4 r9= 54.136 d9= 4.500 N5= 1.61800 ν5= 63.39 …G5 r10= -66.161 d10= 2.500 r11=-182.469 d11= 2.400 N6= 1.68150 ν6= 36.64 …G6 r12= 33.904 d12= 2.400 r13= 37.908 d13= 8.000 N7= 1.49310 ν7= 83.58 …G7 r14= -37.908 d14= 0.300 r15= 128.145 d15= 2.800 N8= 1.68150 ν8= 36.64 …G8 r16= 32.653 d16= 4.900 r17= 137.824 d17= 5.600 N9= 1.49310 ν9= 83.58 …G9 r18= -57.246 d18= 0.300 r19= 43.413 d19= 7.400 N10=1.49310 ν10=83.58 …G10 r20= -95.205 d20=10.000 〈プリズム(PR)〉 r21= ∞ d21=34.000 N11=1.51680 ν11=64.20 r22= ∞

【００３８】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4=-0.49130×10^-5 A6=-0.13094×10^-7 A8= 0.12628×10^-12

【００３９】 [第５面(r5)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.40869×10^-5 A6= 0.66663×10^-8 A8=-0.53678×10^-10

【００４０】《実施例３》 f0=16.7，f2=57.331，f12=68.876，FNO=3.0 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数］〈第１群（Ｇｒ１）〉 r1= 199.530 d1= 3.100 N1= 1.51680 ν1= 64.20 …G1 r2= 26.454 d2= 8.300 r3= 36.771 d3= 4.400 N2= 1.49300 ν2= 58.34 …G2 r4*= 19.034 d4= 47.000 〈第２群(Gr2)〉 r5*= 63.951 d5= 3.000 N3= 1.80358 ν3= 25.38 …G3 r6= -161.322 d6= 0.200 r7= ∞(SP) d7= 16.300 〈第３群(Gr3)〉 r8= -802.787 d8= 2.200 N4= 1.68150 ν4= 36.64 …G4 r9= 36.592 d9= 2.400 r10= 41.287 d10= 6.300 N5= 1.49310 ν5= 83.58 …G5 r11= -35.859 d11= 0.300 r12=-261.502 d12= 2.400 N6= 1.68150 ν6= 36.64 …G6 r13= 38.369 d13= 2.400 ｒ１４＝４１．３２７ｄ１４＝７．２００Ｎ７＝１．４９３１０
ν7= 83.58 …G7 r15= -41.327 d15= 0.300 r16= 242.124 d16= 2.800 N8= 1.68150 ν8= 36.64 …G8 r17= 32.204 d17= 4.900 r18= 84.571 d18= 5.500 N9= 1.49310 ν9= 83.58 …G9 r19= -75.196 d19= 0.300 r20= 40.282 d20= 7.000 N10=1.49310 ν10=83.58 …G10 r21=-156.717 d21=11.300 〈プリズム(PR)〉 r22= ∞ d22=32.000 N11=1.51680 ν11=64.20 r23= ∞

【００４１】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4=-0.44192×10^-5 A6=-0.12036×10^-7 A8=-0.99053×10^-12

【００４２】 [第５面(r5)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.52910×10^-5 A6= 0.53240×10^-8 A8=-0.49495×10^-10

【００４３】《実施例４》 f0=14.0，f2=41.714，f12=40.452，FNO=3.0 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] 〈第１群(Gr1)〉 r1= 56.949 d1= 3.500 N1= 1.48749 ν1= 70.44 …G1 r2= 24.421 d2= 12.200 r3= 86.868 d3= 4.500 N2= 1.49270 ν2= 57.49 …G2 r4*= 20.404 d4= 36.000 〈第２群(Gr2)〉 r5= 21.557 d5= 3.000 N3= 1.80741 ν3= 31.59 …G3 r6= 15.241 d6= 2.200 r7= 19.987 d7= 3.500 N4= 1.75000 ν4= 25.14 …G4 r8= ∞ d8= 0.500 r9= ∞(SP) d9= 10.500 〈第３群(Gr3)〉 r10= -29.898 d10= 2.200 N5= 1.75520 ν5= 27.51 …G5 r11= 22.237 d11= 9.000 N6= 1.61800 ν6= 63.39 …G6 r12= -23.265 d12= 0.300 r13= 117.095 d13= 2.500 N7= 1.68150 ν7= 36.64 …G7 r14= 28.323 d14= 4.300 r15= 102.045 d15= 6.000 N8= 1.49700 ν8= 81.61 …G8 r16= -38.473 d16= 0.300 r17= 32.282 d17= 8.700 N9= 1.49700 ν9= 81.61 …G9 r18= -71.281 d18= 9.000 〈プリズム(PR)〉 r19= ∞ d19=27.000 N10=1.51680 ν10=64.20 r20= ∞

【００４４】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4=-0.64940×10^-5 A6=-0.14838×10^-7 A8= 0.65447×10^-11

【００４５】《実施例５》 f0=14.0，f2=45.189，f12=49.624，FNO=3.0 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] 〈第１群(Gr1)〉 r1= 66.288 d1= 3.500 N1= 1.48749 ν1= 70.44 …G1 r2= 22.848 d2= 8.000 r3= 35.813 d3= 4.500 N2= 1.49300 ν2= 58.34 …G2 r4*= 15.722 d4= 37.000 〈第２群(Gr2)〉 r5= 22.037 d5= 2.500 N3= 1.83400 ν3= 37.34 …G3 r6= 15.205 d6= 2.200 r7= ∞(SP) d7= 0.000 r8*= 20.985 d8= 2.500 N4= 1.80358 ν4= 25.38 …G4 r9= 630.140 d9= 11.500 〈第３群(Gr3)〉 r10= -43.196 d10= 2.200 N5= 1.75520 ν5= 27.53 …G5 r11= 19.887 d11= 9.000 N6= 1.61800 ν6= 63.39 …G6 r12= -26.241 d12= 0.300 ｒ１３＝１４５．１５９ｄ１３＝２．０００Ｎ７＝１．６８１５０
ν7= 36.64 …G7 r14= 30.380 d14= 4.300 r15= 106.267 d15= 6.400 N8= 1.49310 ν8= 83.58 …G8 r16= -40.270 d16= 0.300 r17= 32.827 d17= 9.500 N9= 1.49310 ν9= 83.58 …G9 r18= -72.527 d18= 9.000 〈プリズム(PR)〉 r19= ∞ d19=27.000 N10=1.51680 ν10=64.20 r20= ∞

【００４６】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4= 0.27414×10^-5 A6=-0.14397×10^-7 A8=-0.34547×10^-10

【００４７】 [第８面(r8)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.16008×10^-5 A6= 0.78596×10^-7 A8=-0.72404×１０^−９

【００４８】《実施例６》ｆ０＝１３．６，f2=67.525，f12=147.46，FNO=3.0 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] 〈第１群(Gr1)〉 r1= 59.162 d1= 4.000 N1= 1.48749 ν1= 70.44 …G1 r2= 26.134 d2= 13.200 r3= 153.479 d3= 5.000 N2= 1.49270 ν2= 57.49 …G2 r4*= 18.419 d4= 45.000 〈第２群(Gr2)〉 r5= 35.872 d5= 3.000 N3= 1.85000 ν3= 40.04 …G3 r6= 21.190 d6= 1.500 r7= ∞(SP) d7= 0.700 r8= 29.378 d8= 3.500 N4= 1.75520 ν4= 27.53 …G4 r9= -178.054 d9= 16.500 〈第３群(Gr3)〉 r10= 90.864 d10= 1.900 N5= 1.75520 ν5= 27.53 …G5 r11= 31.425 d11= 6.000 N6= 1.61800 ν6= 63.39 …G6 r12= -43.387 d12= 0.300 r13= -90.100 d13= 2.000 N7= 1.68150 ν7= 36.64 …G7 r14= 29.709 d14= 2.100 r15= 33.056 d15= 7.000 N8= 1.49310 ν8= 83.58 …G8 r16= -40.667 d16= 0.300 r17= 169.674 d17= 2.400 N9= 1.68150 ν9= 36.64 …G9 r18= 30.391 d18= 4.100 r19= 111.899 d19= 5.000 N10=1.49310 ν10=83.58 …G10 r20= -49.645 d20= 0.300 r21= 40.010 d21= 5.000 N11=1.49310 ν11=83.58 …G11 r22=-189.313 d22=10.000 〈プリズム(PR)〉 r23= ∞ d23=30.000 N12=1.51680 ν12=64.20 r24= ∞

【００４９】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4=-0.42119×10^-5 A6=-0.93369×10^-8 A8= 0.56418×10^-12

【００５０】《実施例７》 f0=13.6，f2=66.832，f12=161.672，FNO=3.0 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] 〈第１群(Gr1)〉 r1= 59.146 d1= 4.000 N1= 1.48749 ν1= 70.44 …G1 r2= 26.131 d2= 13.200 r3= 234.521 d3= 5.000 N2= 1.49270 ν2= 57.49 …G2 r4*= 18.311 d4= 45.000 〈第２群(Gr2)〉 r5= 28.986 d5= 3.000 N3= 1.85000 ν3= 40.04 …G3 r6= 20.434 d6= 1.200 r7= ∞(SP) d7= 1.000 r8= 34.655 d8= 3.500 N4= 1.75520 ν4= 27.53 …G4 r9= -179.597 d9= 15.000 〈第３群(Gr3)〉 r10= 55.466 d10= 1.900 N5= 1.68150 ν5= 36.64 …G5 r11= 31.369 d11= 2.000 r12= 34.655 d12= 6.000 N6= 1.49310 ν6= 83.58 …G6 r13= -34.368 d13= 0.300 r14= -92.901 d14= 2.000 N7= 1.68150 ν7= 36.64 …G7 r15= 30.965 d15= 2.100 r16= 31.751 d16= 7.000 N8= 1.49310 ν8= 83.58 …G8 r17= -39.828 d17= 0.300 r18= 756.842 d18= 2.400 N9= 1.68150 ν9= 36.64 …G9 r19= 27.062 d19= 4.100 r20= 76.470 d20= 5.000 N10=1.49310 ν10=83.58 …G10 r21= -49.975 d21= 0.300 r22= 37.566 d22= 5.000 N11=1.49310 ν11=83.58 …G11 r23=-235.184 d23= 8.000 〈プリズム(PR)〉 r24= ∞ d24=33.000 N12=1.51680 ν12=64.20 r25= ∞

【００５１】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4=-0.55889×10^-5 A6=-0.97883×10^-8 A8= 0.36472×10^-11

【００５２】《実施例８》 f0=13.6，f2=53.392，f12=56.077，FNO=2.7 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] 〈第１群(Gr1)〉 r1= 60.143 d1= 4.000 N1= 1.48749 ν1= 70.44 …G1 r2= 26.338 d2= 13.200 r3= 71.695 d3= 5.000 N2= 1.49270 ν2= 57.49 …G2 r4*= 14.814 d4= 45.000 〈第２群(Gr2)〉 r5= 36.830 d5= 3.000 N3= 1.85000 ν3= 40.04 …G3 r6= 22.912 d6= 1.500 r7= ∞(SP) d7= 0.700 r8= 30.072 d8= 3.500 N4= 1.75520 ν4= 27.53 …G4 r9= -112.407 d9= 10.000 〈第３群(Gr3)〉 r10= 51.037 d10= 1.900 N5= 1.74000 ν5= 31.72 …G5 r11= 31.558 d11= 2.000 r12= 34.655 d12= 6.500 N6= 1.49310 ν6= 83.58 …G6 r13= -33.461 d13= 1.300 r14= -32.595 d14= 2.000 N7= 1.74000 ν7= 31.72 …G7 r15= 36.697 d15= 2.100 r16= 40.227 d16= 7.500 N8= 1.49310 ν8= 83.58 …G8 r17= -30.745 d17= 0.300 r18= 102.973 d18= 2.400 N9= 1.68150 ν9= 36.64 …G9 r19= 30.277 d19= 4.100 r20= 155.890 d20= 5.500 N10=1.49310 ν10=83.58 …G10 r21= -45.887 d21= 0.300 r22= 38.020 d22= 6.500 N11=1.49310 ν11=83.58 …G11 r23=-147.657 d23= 8.000 〈プリズム(PR)〉 r24= ∞ d24=33.000 N12=1.51680 ν12=64.20 r25= ∞

【００５３】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4= 0.47499×10^-5 A6=-0.66618×10^-8 A8=-0.17670×10^-10

【００５４】《実施例９》 f0=13.6，f2=59.084，f12=78.344，FNO=3.0 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] 〈第１群(Gr1)〉 r1= 59.213 d1= 4.000 N1= 1.48749 ν1= 70.44 …G1 r2= 26.145 d2= 13.200 r3= 132.012 d3= 5.000 N2= 1.49270 ν2= 57.49 …G2 r4*= 17.745 d4= 45.000 〈第２群(Gr2)〉 r5= 35.137 d5= 3.000 N3= 1.85000 ν3= 40.04 …G3 r6= 21.523 d6= 1.200 r7= ∞(SP) d7= 1.000 r8= 28.429 d8= 3.500 N4= 1.75520 ν4= 27.53 …G4 r9= -167.639 d9= 14.500 〈第３群(Gr3)〉 r10= 174.597 d10= 1.900 N5= 1.75520 ν5= 27.53 …G5 r11= 31.502 d11= 6.000 N6= 1.61800 ν6= 63.39 …G6 r12= -60.985 d12= 2.300 r13=-104.500 d13= 2.000 N7= 1.74000 ν7= 31.72 …G7 r14= 32.501 d14= 2.100 r15= 37.860 d15= 7.000 N8= 1.61800 ν8= 63.39 …G8 r16= -44.780 d16= 0.300 r17= 115.137 d17= 2.400 N9= 1.74000 ν9= 31.72 …G9 r18= 31.889 d18= 4.100 r19= 143.235 d19= 5.000 N10=1.48749 ν10=70.44 …G10 r20= -48.763 d20= 0.300 r21= 42.427 d21= 5.000 N11=1.48749 ν11=70.44 …G11 r22= -97.679 d22=10.000 〈プリズム(PR)〉 r23= ∞ d23=30.000 N12=1.51680 ν12=64.20 r24= ∞

【００５５】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4=-0.33182×10^-5 A6=-0.68448×10^-8 A8=-0.49590×10^-11

【００５６】《実施例１０》 f0=17.0，f2=66.620，f12=101.011，FNO=3.0 [曲率半径][軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] 〈第１群(Gr1)〉 r1= 52.995 d1= 4.400 N1= 1.48749 ν1= 70.44 …G1 r2= 26.161 d2= 12.000 r3= 74.584 d3= 5.600 N2= 1.49270 ν2= 57.49 …Ｇ２ｒ４＊＝１８．８９９ｄ４＝４８．４００〈第２群（Ｇｒ２）〉 r5= 22.837 d5= 2.000 N3= 1.80518 ν3= 25.43 …G3 r6= 20.030 d6= 3.500 r7= 61.131 d7= 3.900 N4= 1.75690 ν4= 29.69 …G4 r8= -113.879 d8= 1.900 r9= ∞(SP) d9= 21.100 〈第３群(Gr3)〉 r10=-269.249 d10= 4.000 N5= 1.49700 ν5= 81.61 …G5 r11= -37.244 d11= 0.300 r12=-107.207 d12= 2.400 N6= 1.68150 ν6= 36.64 …G6 r13= 36.912 d13= 2.000 r14= 34.173 d14= 7.800 N7= 1.49700 ν7= 81.61 …G7 r15= -47.562 d15= 0.300 r16=-265.161 d16= 2.800 N8= 1.68150 ν8= 36.64 …G8 r17= 31.457 d17= 3.800 r18= 52.182 d18= 7.000 N9= 1.49310 ν9= 83.58 …G9 r19= -51.292 d19= 0.300 r20= 35.751 d20= 7.000 N10=1.49310 ν10=83.58 …G10 r21=-7249.529 d21= 6.000 〈プリズム(PR)〉 r22= ∞ d22=32.500 N11=1.51680 ν11=64.20 r23= ∞

【００５７】 [第４面(r4)の非球面データ] ε= 0.0 A4= 0.15993×10^-5 A6=-0.75948×10^-8 A8=-0.74659×１０^−１１

【００５８】

【表１】

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、十
分な収差補正と低コスト化を達成することができる。そ
して、この投影光学系を用いれば、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態（実施例１)のレンズ構成
図。

【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。

【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。

【図４】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。

【図５】第５の実施の形態(実施例５)のレンズ構成図。

【図６】第６の実施の形態(実施例６)のレンズ構成図。

【図７】第７の実施の形態(実施例７)のレンズ構成図。

【図８】第８の実施の形態(実施例８)のレンズ構成図。

【図９】第９の実施の形態(実施例９)のレンズ構成図。

【図１０】第１０の実施の形態(実施例１０)のレンズ構
成図。

【図１１】実施例１の収差図。

【図１２】実施例２の収差図。

【図１３】実施例３の収差図。

【図１４】実施例４の収差図。

【図１５】実施例５の収差図。

【図１６】実施例６の収差図。

【図１７】実施例７の収差図。

【図１８】実施例８の収差図。

【図１９】実施例９の収差図。

【図２０】実施例１０の収差図。

【図２１】負・正・正の投影光学系における倍率色収差
の補正原理を説明するための模式図。

【符号の説明】

Gr1 …第１群 Gr2 …第２群 Gr3 …第３群 PR …プリズム SP …開口絞り AX …光軸

フロントページの続きＦターム(参考） 2H087 KA06 LA03 NA02 NA14 PA07 PA08 PA09 PA10 PA11 PA17 PA18 PB08 PB09 PB10 PB11 QA02 QA07 QA17 QA22 QA25 QA26 QA34 QA41 QA46 RA05 RA12 RA21 RA32 RA41 RA46 UA06 9A001 KK16 KK17 KZ31 KZ45 KZ62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡大側から順に、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、前記第１群が負レンズのみをレン
ズとして有するとともに非球面を少なくとも１面有し、
前記第２群が正レンズを少なくとも１枚有するとともに
前記第３群のほぼ前側焦点位置に開口絞りを有し、前記
第３群が以下の条件式を満足するレンズ材料から成る正
レンズを少なくとも１枚有することを特徴とする投影光
学系； 0.015＜Θ−(0.644−0.00168・νd)＜0.06 65＜νd＜100 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２】さらに以下の条件式を満足することを特
徴とする請求項１記載の投影光学系； 2.5＜f2／f0＜5 2.5＜f12／f0＜13 ただし、 f0：投影光学系の全系の焦点距離、 f2：第２群の焦点距離、 f12：第１群と第２群の合成焦点距離、である。
【請求項３】前記第２群が、非球面を少なくとも１面
有する正レンズ１枚のみをレンズとして有することを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の投影光学系。
【請求項４】前記第２群が、拡大側から順に負レンズ
と正レンズの２枚のみをレンズとして有することを特徴
とする請求項１又は請求項２記載の投影光学系。
【請求項５】拡大側から順に、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、前記第１群が負レンズのみをレン
ズとして有するとともに非球面を少なくとも１面有し、
前記第２群が正レンズを少なくとも１枚有するとともに
前記第３群のほぼ前側焦点位置に開口絞りを有し、以下
の条件式を満足することを特徴とする投影光学系； 2.5＜f2／f0＜5 2.5＜f12／f0＜13 ただし、 f0：投影光学系の全系の焦点距離、 f2：第２群の焦点距離、 f12：第１群と第２群の合成焦点距離、である。