JP2008116688A - 投射光学系および投射型画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、縮小側の1次像面Pから拡大側の2次像面Sへ拡大投射する投射光学系であって、1次像面Pの中間像を結像し、絞りより中間像側から負、正、正の屈折力を持つ3群で構成される第1光学系L1と、中間像よりも2次像面S側に形成される凹面反射面を1面有する第2光学系L2とを備え、第1光学系L1および第2光学系L2を構成する各面が共通の光軸を中心とした回転対称面で構成され、1次像面Pの中心から2次像面Sの中心に至る光線が光軸を交差し、次に凹面反射面で反射し、再度光軸と交差して2次像面Sに到達し、以下の条件式
(1)0.5<φ1/φ2<3
(2)1<AST/ASS<5
(3)|AST|/L12<1
(4)−3<K_rel
を満足する投射光学系およびこれを用いた投射型画像表示装置である。
【選択図】図1
Description
(1)0.5<φ1/φ2<3
(2)1<AST/ASS<5
(3)|AST|/L12<1
を満足するとともに、
前記第1光学系を構成する全ての正の屈折力を持つレンズにおいて、下記条件式
(4)−3<K_rel
を満足することで、良好な光学性能を得ることができる。
ただし
φ1:第1光学系の屈折力
φ2:第2光学系の屈折力
|AST|:第1光学系における、子午面での中間結像位置
|ASS|:第1光学系における、球欠面での中間結像位置
L12:第1光学系と第2光学系の光軸上距離
K_rel:屈折率の温度係数
(5)0.7<ΔP
を満たし、前記第3群を構成する少なくとも1枚の負レンズが
(6)ΔP<−0.3
を満たすことで、良好な光学性能を得ることができる。
ただし
ΔP={ν−(−0.001917×P+0.6568)}×100
ν=(nd−1)/(n F−nC)
P=(ng−nF)/(nF−nC)
ng:g線(波長435.83nm)での屈折率
nF:F線(波長486.13nm)での屈折率
nd:d線(波長587.56nm)での屈折率
nF:C線(波長656.27nm)での屈折率
(7)|Δα|<45
を満たすことで、良好な光学性能を得ることができる。
ただし
|Δα|:接合面を挟んで互いに隣り合うガラスの線膨張係数差
となる。
(8)−0.3<φ_p1/φ1<0.05
(9)−35<β<35
を満たすことで、良好な光学性能を得ることができる。
ただし
φ_p1:非球面プラスチックレンズの屈折力
φ1:第1光学系の屈折力
β:非球面プラスチックレンズの曲面の接線最大角度
となる。
(1)0.5<φ1/φ2<3
(2)1<AST/ASS<5
(3)|AST|/L12<1
を満足することで、良好な光学性能を得ることができる。
ただし
φ1:第1光学系の屈折力
φ2:第2光学系の屈折力
|AST|:第1光学系における、子午面での中間結像位置
|ASS|:第1光学系における、球欠面での中間結像位置
L12:第1光学系と第2光学系の光軸上距離
(4)−3<K_rel
を満たすものである。
(5)0.7<ΔP
を満たし、また、前記第3群の少なくとも1枚の負レンズが
(6)ΔP<−0.3
を満たすことで、より光学性能が良好に補正された投射光学系を提供できる。
ただし
K_rel:屈折率の温度係数
ΔP={ν−(−0.001917×P+0.6568)}×100
ν=(nd−1)/(nF−nC)
P=(ng−nF)/(nF−nC)
ng:g線(波長435.83nm)での屈折率
nF:F線(波長486.13nm)での屈折率
nd:d線(波長587.56nm)での屈折率
nF:C線(波長656.27nm)での屈折率
となる。
(7)|Δα|<45
を満たすことで、より光学性能が良好に補正された投射光学系を提供できる。
ただし
|Δα|:接合面を挟んで互いに隣り合うガラスの線膨張係数差
となる。
Pnormal=−0.001917×ν+0.6568
となる。
(7)|Δα|<45
を満たすことで、より光学性能が良好に補正された投射光学系を提供できる。
ただし
|Δα|:接合面を挟んで互いに隣り合うガラスの線膨張係数差
となる。
(8)−0.3<φ_p1/φ1<0.05
(9)−35<β<35
を満たすことで、より光学性能が良好に補正された投射光学系を提供できる。
ただし
φ_p1:非球面プラスチックレンズの屈折力
φ1:第1光学系の屈折力
β:非球面プラスチックレンズの任意の曲面接線角度
となる。
Z:非球面のサグ量
h:光軸に対して垂直な高さ
c:近軸の曲率
K:円錐定数
Ai:i次の非球面係数
であり、hで1回微分すれば、各任意の光軸に対して垂直な高さhにおける、曲面の接線角度が得られる。すなわち、以下の数2で示され、条件式(9)は、β=tan-1(dZ/dh)から計算される。
1/f=φ=φ1+φ2−Δ・φ1・φ2
であらわされる。またそれぞれの拡大倍率と対角インチサイズを記す。対角インチサイズは、2次像面における対角スクリーンサイズであり、pos1で58.112インチ、pos2で63.395インチ、pos3で73.961インチとなる。
1/f=φ=φ1+φ2−Δ・φ1・φ2
であらわされる。またそれぞれの拡大倍率と対角インチサイズを記す。対角インチサイズは、2次像面における対角スクリーンサイズであり、pos1で57.555インチ、pos2で62.835インチ、pos3で73.396インチとなる。
1/f=φ=φ1+φ2−Δ・φ1・φ2
であらわされる。またそれぞれの拡大倍率と対角インチサイズを記す。対角インチサイズは、2次像面における対角スクリーンサイズであり、pos1で48.603インチ、pos2で52.829インチとなる。
1/f=φ=φ1+φ2−Δ・φ1・φ2
であらわされる。またそれぞれの拡大倍率と対角インチサイズを記す。対角インチサイズは、2次像面における対角スクリーンサイズであり、pos1で52.829インチ、pos2で58.112インチ、pos3で63.395インチとなる。
Claims (6)
- 縮小側の1次像面から拡大側の2次像面へ拡大投射する投射光学系であって、
前記1次像面の中間像を結像し、絞りより前記中間像側から負の屈折力を持つ第1群、正の屈折力を持つ第2群、前記絞りを挟んで正の屈折力を持つ第3群で構成される第1光学系と、
前記中間像よりも2次像面側に形成される凹面反射面を1面有する第2光学系とを備え、
前記第1光学系および前記第2光学系を構成する各面は共通の光軸を中心とした回転対称面で構成され、前記1次像面の中心から前記2次像面の中心に至る光線が前記光軸を交差し、次に前記凹面反射面で反射し、再度前記光軸と交差して前記2次像面に到達し、下記条件式
(1)0.5<φ1/φ2<3
(2)1<AST/ASS<5
(3)|AST|/L12<1
を満たすとともに、
前記第1光学系を構成する全ての正の屈折力を持つレンズにおいて、下記条件式
(4)−3<K_rel
を満足する
ことを特徴とする投射光学系。
ただし
φ1:第1光学系の屈折力
φ2:第2光学系の屈折力
|AST|:第1光学系における、子午面での中間結像位置
|ASS|:第1光学系における、球欠面での中間結像位置
L12:第1光学系と第2光学系の光軸上距離
K_rel:屈折率の温度係数 - 前記第3群を構成する少なくとも1枚の正レンズは
(5)0.7<ΔP
を満たし、
前記第3群を構成する少なくとも1枚の負レンズが
(6)ΔP<−0.3
を満たす
ことを特徴とする請求項1記載の投射光学系。
ただし
ΔP={ν−(−0.001917×P+0.6568)}×100
ν=(nd−1)/(nF−nC)
P=(ng−nF)/(nF−nC)
ng:g線(波長435.83nm)での屈折率
nF:F線(波長486.13nm)での屈折率
nd:d線(波長587.56nm)での屈折率
nF:C線(波長656.27nm)での屈折率 - 前記第1光学系は少なくとも1組の接合レンズで構成され、下記条件式
(7)|Δα|<45
を満たす
ことを特徴とする請求項2記載の投射光学系。
ただし
|Δα|:接合面を挟んで互いに隣り合うガラスの線膨張係数差 - 前記第1光学系において前記第1群から前記第3群のいずれかの群に、1枚の非球面プラスチックレンズが配置され、下記条件式
(8)−0.3<φ_p1/φ1<0.05
(9)−35<β<35
を満たす
ことを特徴とする請求項1記載の投射光学系。
ただし
φ_p1:非球面プラスチックレンズの屈折力
φ1:第1光学系の屈折力
β:非球面プラスチックレンズの曲面の接線最大角度 - 投射画面サイズ変更時において、前記第2光学系と前記2次像面との間の距離を変更するとともに、前記第1光学系の少なくとも1つ以上の群、あるいは群を構成する一部のレンズと、前記第2光学系を構成する凹面反射面とが、前記光軸上を、前記光軸と平行に移動する
ことを特徴とする請求項1記載の投射光学系。 - 光源と、
前記光源から発せられた光を映像信号に基づき変調して出力する変調手段と、
前記変調手段側の1次像面からスクリーン側の2次像面へ拡大投射する投射光学系とを備え、
前記投射光学系として、請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の投射光学系を用いる
ことを特徴とする投射型画像表示装置。
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