JP2012032760A - 映像投写装置用光学系および映像投写装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】映像表示素子DSに表示された映像を拡大して所定の投写面に斜め方向から投写する映像投写装置用光学系PLであって、中心軸に対して回転対称に形成された基準投写レンズ群G1と、中心軸に対して非回転対称に形成された自由曲面レンズ群G2と、中心軸に対して非回転対称に形成された反射面を有する自由曲面ミラーMとを有し、映像表示素子DSを光軸と垂直な方向へ平行移動させることにより、投写面に投写された像に生じる台形歪みを補正可能に構成されており、自由曲面レンズ群G2において、自由曲面ミラーMに最も近い自由曲面レンズL23および、この自由曲面レンズL23の隣に配置された自由曲面レンズL22における光軸を含む断面が、映像表示素子DS側に凹面を向けたメニスカス形状を有している。
【選択図】図1
Description
することができる。
わち、映像表示素子DSから自由曲面ミラーMへ向かう方向を正とする中心軸方向の座標軸をz軸とし、後述のy−z断面においてz軸と垂直な座標軸をy軸とし、z軸およびy軸と垂
直な座標軸をx軸としている。しかし、必ずしもz軸は中心軸に対し平行でなければならない訳ではない。また、ミラー面に関しては、この面のローカル座標系のz軸を中心軸と定義する。
整機構(ネジ機構)を用いてXY方向に平行移動(シフト)可能に構成され、製造時等において位置調整機構(ネジ機構)により映像表示素子DSをXY方向に平行移動(シフト)させて位置調整を行うことで、投写面Rに投写される像の台形歪みが補正される。
系)によって決定される断面である。
差をバランス良く、良好に補正することが可能となる。
、これによって余分に発生する非対称収差の補正を自由曲面レンズ群G2自身で行うことになり(基準投写レンズ群G1では、画角による非対称収差の補正ができない)、負担が増大する。このため、台形歪みの補正と収差補正を同時に行うことが困難となるので好ましくない。一方、条件式(3)の上限値を上回る条件である場合、基準投写レンズ群G1の焦点距離が短くなることで基準投写レンズ群G1の性質が広角タイプとなり、主光線の最大画角が大きくなるため光学系のx−y断面積が増大し、装置の大型化を招くので好ましくない。これに加え、バックフォーカスが短くなりすぎるため、これを伸ばすために自由曲面レンズ群G2が負のパワーを大きく持たなければならず、上記の場合と同様、台形歪みの補正と収差補正を同時に行うことが困難になるので避けるべきである。
おけるローカル座標系の原点とをそれぞれ一致させて自由曲面を表現している。
0.985<Nr1・Nr2<1.000 …(4−2)
(8)においては、各面において中心軸上に原点があり、中心軸と座標軸の一つ(例えばz軸)を一致させた3次元座標系(例えばxyz座標系としたローカル座標系)上でそれぞれ展開している。
本願の第1実施例について、図1〜図6および表1〜表6を用いて説明する。図1は第1実施例に係る映像投写装置用光学系の側断面図(y−z断面図)であり、図2は第1実施例に係る映像投写装置用光学系の平断面図(x−z断面図)である。第1実施例に係る映像投写装置用光学系PLは、光軸に沿って映像表示素子DS側から順に並んだ、中心軸に対して回転対称に形成された複数の投写レンズL11〜L15からなる基準投写レンズ群G1と、中心軸に対して非回転対称に形成された複数の自由曲面レンズL21〜L23からなる自由曲面レンズ群G2と、中心軸に対して非回転対称に形成された反射面を有する自由曲面ミラーMとを有して構成される。なお、映像表示素子DSの表示面(素子面)と基準投写レンズ群G1との間に2枚の平行平面板が配置されているが、この平行平面板は、映像表示素子DS側が映像表示素子DSのカバーガラスCVであり、像側がS偏光を反射しP偏光を透過するプリズムP(PBS:偏光ビームスプリッター)である。また、基準投写レンズ群G1と自由曲面レンズ群G2との間に絞りSが配置されている。
21と、第2自由曲面レンズL22と、第3自由曲面レンズL23とから構成され、第2自由曲面レンズL22および第3自由曲面レンズL23におけるy−z断面およびx−z断面が素子側に凹面を向けたメニスカス形状を有している。自由曲面レンズ群G2の中心軸は、基準投写レンズ群G1から自由曲面ミラーMで反射する前までの光軸(以下、単に光軸と呼ぶ)に対して、絞りS(と光軸の交わる点)を中心にy−z平面内で−10度(傾き角θ)だけ傾いている。また、自由曲面ミラーMに関しては、自由曲面ミラーMにおけるローカル座標系(xyz座標系)のz軸が、光軸に対して、座標原点を中心にy−z平面内で+25度だけ傾いている。なお、以下の各実施例において、各ローカル座標系のz軸が光軸と平行であるときを0度とし、反時計回りを正と定義する。
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率/νd
素子面 平面 1.00000
1 平面 0.70000 1.51680/64.2
2 平面 11.00000 1.80400/46.6
3 平面 5.70000
4*a -16.30000 2.91783 1.74300/49.3
5 -15.50000 0.10000
6 68.10035 5.72790 1.56907/71.3
7 -20.03844 0.50000
8*a 10.61721 5.51718 1.59240/68.3
9 -36.94050 2.30000 1.68893/31.1
10*a 7.68118 4.40000
11 7.37790 2.00000 1.85280/39.0
12*a 9.37830 2.97928
13(絞り) 平面 2.50000
14*f xy多項式面 4.50000 1.53113/55.7
15*f xy多項式面 9.00000
16*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
17*f xy多項式面 7.00000
18*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
19*f xy多項式面 20.00134
20*f xy多項式面 -164.00020 反射
像面 平面
。
項 第4面係数 第8面係数
c -0.0613497 0.0941867
k 0 0
A(4次) 9.9088811E-05 -3.1038464E-04
B(6次) -2.8955599E-06 -5.1478378E-07
C(8次) 2.4889943E-08 2.6492821E-08
D(10次) -1.2338807E-10 -2.2239744E-10
項 第10面係数 第12面係数
c 0.1301883 0.1066291
k 0 0
A(4次) -1.2454654E-03 6.8479877E-04
B(6次) 7.7249972E-06 8.9013004E-06
C(8次) 1.2820448E-08 -3.7952079E-07
D(10次) -2.0976044E-09 1.7454868E-08
項 第14面係数 第15面係数 第16面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 1.9017402E-01 4.6190137E-01 7.5000000E-01
C4(x^2) -9.0463444E-03 -1.8248624E-02 -5.0268949E-02
C6(y^2) 1.9901180E-02 1.3545914E-02 -1.0580380E-01
C8(x^2*y) -1.5876899E-03 -6.2633387E-04 3.2190974E-03
C10(y^3) -2.8638290E-03 -2.6556035E-03 3.6027098E-03
C11(x^4) 2.2373047E-05 -1.3198696E-04 -2.8811759E-04
C13(x^2*y^2) 9.7873842E-05 -1.9643685E-04 1.3746441E-04
C15(y^4) 8.6829974E-05 -9.9585679E-05 -8.6281332E-05
C17(x^4*y) 2.8102666E-05 3.9614649E-05 -3.5972749E-05
C19(x^2*y^3) 2.3073814E-05 5.2232811E-05 -1.0428197E-04
C21(y^5) 1.5826670E-05 3.7379938E-05 -1.5272786E-05
C22(x^6) 8.1635735E-06 3.6697812E-06 2.9032630E-06
C24(x^4*y^2) 1.4924226E-05 3.6893346E-06 -2.7668264E-06
C26(x^2*y^4) 9.0047886E-06 -1.8709069E-06 -1.2232493E-05
C28(y^6) 8.4877049E-07 -3.4209027E-06 -2.6120613E-06
C30(x^6*y) 7.9605046E-07 4.7509752E-07 -7.4551526E-07
C32(x^4*y^3) 1.4252740E-06 5.9365012E-07 -1.5686349E-06
C34(x^2*y^5) 1.0061147E-06 4.5397687E-07 1.6987288E-07
C36(y^7) 1.9029851E-07 4.0552333E-08 -2.9128550E-07
C37(x^8) -2.0145807E-07 -3.8057374E-08 6.1493894E-09
C39(x^6*y^2) -8.4240038E-07 -4.6641587E-08 2.1254851E-07
C41(x^4*y^4) -1.2064874E-06 -1.1327879E-07 3.8963217E-07
C43(x^2*y^6) -7.0474317E-07 -1.1026217E-07 1.3211609E-07
C45(y^8) 9.0383420E-08 1.6397257E-07 3.6381641E-08
項 第17面係数 第18面係数 第19面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 3.6794235E-01 0 0
C4(x^2) -4.8955595E-02 -1.2236224E-02 -5.8941663E-03
C6(y^2) -6.0000772E-02 1.1373750E-02 1.1952780E-03
C8(x^2*y) -2.1780198E-03 -3.4058713E-03 -3.0310322E-04
C10(y^3) 1.4111447E-04 5.8199513E-04 5.6705178E-04
C11(x^4) -6.9484918E-05 -1.1637318E-05 -5.4380362E-05
C13(x^2*y^2) -3.5607551E-05 -3.7461801E-04 -1.5688477E-04
C15(y^4) -8.0269089E-05 -1.7452312E-04 -9.7384098E-05
C17(x^4*y) -2.6293767E-05 -3.9616502E-06 -1.0951191E-05
C19(x^2*y^3) -5.7329188E-05 -1.8115510E-05 -1.2666053E-05
C21(y^5) -1.0531173E-05 2.1234432E-07 9.5244138E-07
C22(x^6) 7.4839706E-07 -3.8450369E-07 -6.4320374E-08
C24(x^4*y^2) -1.6765308E-06 -1.0060228E-06 -3.1130393E-07
C26(x^2*y^4) -3.1228268E-06 -1.2647042E-06 -6.8072767E-07
C28(y^6) -5.8782823E-07 -1.1309675E-07 -6.0161949E-08
C30(x^6*y) -1.1005613E-07 -3.4148587E-08 4.2187489E-08
C32(x^4*y^3) -1.6027269E-07 -1.4228554E-07 6.0081161E-08
C34(x^2*y^5) -1.4889681E-08 -7.7241928E-08 -1.3708831E-09
C36(y^7) -3.1095056E-08 3.2432906E-08 3.1784441E-09
C37(x^8) 0 -6.6662373E-10 0
C39(x^6*y^2) 0 -8.7870095E-09 0
C41(x^4*y^4) 0 -1.5762050E-08 0
C43(x^2*y^6) 0 -4.8371822E-09 0
C45(y^8) 0 -1.0119274E-09 0
項 第20面係数
c 0
C1(k) 0
C3(y) 0
C4(x^2) 1.2419868E-02
C6(y^2) 2.5155559E-03
C8(x^2*y) 4.4039503E-04
C10(y^3) 9.6899474E-05
C11(x^4) -4.9823517E-06
C13(x^2*y^2) 7.9731841E-06
C15(y^4) 9.0524527E-07
C17(x^4*y) -3.1378864E-07
C19(x^2*y^3) 4.9042232E-08
C21(y^5) -1.1443662E-08
C22(x^6) -4.0167980E-10
C24(x^4*y^2) -1.0080975E-08
C26(x^2*y^4) -3.6181076E-11
C28(y^6) -2.3211822E-10
C30(x^6*y) -2.9290586E-10
C32(x^4*y^3) -1.4357516E-10
C34(x^2*y^5) 1.7613577E-11
C36(y^7) 1.1803116E-13
C37(x^8) -4.0949986E-12
C39(x^6*y^2) -1.2701846E-11
C41(x^4*y^4) 9.5303660E-13
C43(x^2*y^6) -4.6943679E-14
C45(y^8) -6.0962092E-14
C47(x^8*y) -1.2432017E-13
C49(x^6*y^3) -1.2371629E-13
C51(x^4*y^5) 3.0336552E-14
C53(x^2*y^7) -7.0954219E-15
C55(y^9) -1.2438464E-15
|2.9976/[14.9030×sin(-10°)]|=1.158
条件式(2)|{sin-1(h/f)}/α|=
|[sin-1(2.9976/14.9030)]/63.9164|=0.182
条件式(3)|TL/f|=
|261.3424/14.9030|=17.536
いる。
(第2自由曲面レンズL22:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.958558693
0 0.3576 0.961421039
0 0.5976 0.964213497
0 0.8376 0.966814910
0 1.0776 0.969158965
0 1.3176 0.971222172
0 1.5576 0.973010367
0 1.7976 0.974546818
0 2.0376 0.975863167
0 2.2776 0.976993161
0 2.5176 0.977968777
0 2.7576 0.978818126
0 2.9976 0.979564635
0 3.2376 0.980227068
0 3.4776 0.980820024
0 3.7176 0.981354664
0 3.9576 0.981839477
0 4.1976 0.982280968
0 4.4376 0.982684228
0 4.6776 0.983053364
0 4.9176 0.983391802
0 5.1576 0.983702502
0 5.3976 0.983988071
0 5.6376 0.984250855
0 5.8776 0.984492976
(第2自由曲面レンズL22:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.979564635
0.32 2.9976 0.979388334
0.64 2.9976 0.978862073
0.96 2.9976 0.977993680
1.28 2.9976 0.976795841
1.6 2.9976 0.975285506
1.92 2.9976 0.973483003
2.24 2.9976 0.971410810
2.56 2.9976 0.969092042
2.88 2.9976 0.966548720
3.2 2.9976 0.963799996
3.52 2.9976 0.960860516
3.84 2.9976 0.957739079
(第3自由曲面レンズL23:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.997990912
0 0.3576 0.997838638
0 0.5976 0.997775463
0 0.8376 0.997816603
0 1.0776 0.997963427
0 1.3176 0.998203808
0 1.5576 0.998513970
0 1.7976 0.998861976
0 2.0376 0.999211927
0 2.2776 0.999528301
0 2.5176 0.999779953
0 2.7576 0.999942468
0 2.9976 0.999999984
0 3.2376 0.999945222
0 3.4776 0.999778550
0 3.7176 0.999506439
0 3.9576 0.999139492
0 4.1976 0.998690570
0 4.4376 0.998173421
0 4.6776 0.997601695
0 4.9176 0.996988921
0 5.1576 0.996348961
0 5.3976 0.995698333
0 5.6376 0.995056849
0 5.8776 0.994453938
(第3自由曲面レンズL23:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.999999984
0.32 2.9976 0.999984182
0.64 2.9976 0.999935566
0.96 2.9976 0.999850421
1.28 2.9976 0.999722274
1.6 2.9976 0.999541528
1.92 2.9976 0.999295048
2.24 2.9976 0.998965786
2.56 2.9976 0.998532581
2.88 2.9976 0.997970215
3.2 2.9976 0.997249881
3.52 2.9976 0.996340125
3.84 2.9976 0.995208311
本願の第2実施例について、図7〜図12および表7〜表12を用いて説明する。図7は第2実施例に係る映像投写装置用光学系の側断面図(y−z断面図)であり、図8は第2実施例に係る映像投写装置用光学系の平断面図(x−z断面図)である。なお、第2実施例の映像投写装置用光学系は、第1実施例の映像投写装置用光学系と同様の構成であり、各部に第1実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率/νd
素子面 平面 1.00000
1 平面 0.70000 1.51680/64.2
2 平面 11.00000 1.80400/46.6
3 平面 5.70000
4*a -16.30000 2.76248 1.74300/49.3
5 -15.50000 0.10000
6 110.76719 5.25607 1.56907/71.3
7 -18.08244 0.50000
8*a 10.68699 5.33400 1.59240/68.3
9 -37.91040 2.30000 1.68893/31.1
10*a 7.75150 4.40000
11 7.23030 2.00000 1.85280/39.0
12*a 9.16280 3.23699
13(絞り) 平面 2.50000
14*f xy多項式面 4.50000 1.53113/55.7
15*f xy多項式面 9.00000
16*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
17*f xy多項式面 7.00000
18*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
19*f xy多項式面 20.77836
20*f xy多項式面 -164.93661 反射
像面 平面
。
項 第4面係数 第8面係数
c -0.0613497 0.0935717
k 0 0
A(4次) 9.3933465E-05 -3.1372044E-04
B(6次) -3.0170024E-06 -4.8084750E-07
C(8次) 2.7443594E-08 2.7734677E-08
D(10次) -1.5585598E-10 -2.1093749E-10
項 第10面係数 第12面係数
c 0.1290073 0.1091369
k 0 0
A(4次) -1.2133091E-03 6.7195610E-04
B(6次) 7.5421804E-06 7.8658158E-06
C(8次) 1.7677369E-08 -3.2126987E-07
D(10次) -1.8874145E-09 1.4776291E-08
項 第14面係数 第15面係数 第16面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 1.9580512E-01 3.6110108E-01 7.5000000E-01
C4(x^2) -1.2438872E-02 -1.8500655E-02 -4.8086037E-02
C6(y^2) 1.9293518E-02 1.3319012E-02 -1.0822370E-01
C8(x^2*y) -1.9755341E-03 -9.0623395E-04 3.1350939E-03
C10(y^3) -3.1199298E-03 -3.1522150E-03 3.7349131E-03
C11(x^4) 3.9942175E-06 -1.1931680E-04 -2.5671932E-04
C13(x^2*y^2) -2.5006396E-05 -2.9473484E-04 2.9048311E-04
C15(y^4) -5.8736593E-05 -3.1242030E-04 -8.8880492E-05
C17(x^4*y) 1.2301093E-05 2.6113297E-05 -3.3172052E-05
C19(x^2*y^3) -8.9880237E-06 2.8632718E-05 -6.9786892E-05
C21(y^5) 5.3192773E-06 3.2143917E-05 -9.0064384E-06
C22(x^6) 7.1161820E-06 2.7681937E-06 1.7756512E-06
C24(x^4*y^2) 1.3171391E-05 2.0728985E-06 2.6490209E-06
C26(x^2*y^4) 6.7196696E-06 -5.0287983E-06 -9.6688425E-06
C28(y^6) -8.5420370E-07 -3.5465019E-06 -1.6387400E-06
C30(x^6*y) 1.8932948E-06 1.0238000E-06 -3.1152824E-07
C32(x^4*y^3) 4.8997837E-06 2.3608102E-06 -1.2494475E-06
C34(x^2*y^5) 5.4060592E-06 3.4487694E-06 -2.0455352E-07
C36(y^7) 6.6091238E-07 1.3366134E-07 -3.1403956E-07
C37(x^8) -2.6751392E-07 -5.1519592E-08 4.7092733E-09
C39(x^6*y^2) -1.2634642E-06 -2.7527982E-07 9.3651834E-08
C41(x^4*y^4) -2.2717212E-06 -6.2851956E-07 1.8589842E-07
C43(x^2*y^6) -1.2924015E-06 -4.8679982E-07 7.4889826E-08
C45(y^8) 6.0587039E-08 8.1699148E-08 -2.3334636E-08
項 第17面係数 第18面係数 第19面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 5.0850667E-01 0 0
C4(x^2) -4.6912833E-02 -4.8381629E-03 -2.0666297E-03
C6(y^2) -5.5736842E-02 1.3716731E-02 -1.5706974E-03
C8(x^2*y) -1.7693755E-03 -2.1000760E-03 5.6042051E-04
C10(y^3) 7.6106293E-04 8.9392339E-04 6.8643941E-04
C11(x^4) -8.2328512E-05 -9.9870510E-06 -3.3820075E-05
C13(x^2*y^2) 3.8036183E-05 -3.3188059E-04 -1.0177859E-04
C15(y^4) -4.4101205E-05 -1.7856989E-04 -8.7420222E-05
C17(x^4*y) -1.6373033E-05 1.4712986E-06 -7.6831037E-06
C19(x^2*y^3) -4.3672036E-05 -7.4714593E-06 -6.9289403E-06
C21(y^5) -8.6405068E-06 1.0075778E-06 1.0870990E-06
C22(x^6) 4.7736240E-07 -2.5706163E-07 -1.1669556E-07
C24(x^4*y^2) 1.3092725E-06 1.3634289E-07 -4.4245496E-07
C26(x^2*y^4) -1.3113113E-06 -6.4642124E-08 -4.3388361E-07
C28(y^6) -8.7396056E-07 -1.8349710E-07 -1.1078306E-07
C30(x^6*y) -1.2341987E-07 -2.4778701E-09 3.4003785E-08
C32(x^4*y^3) -2.5839902E-07 -1.2873568E-08 6.2448821E-08
C34(x^2*y^5) -6.4236420E-08 -5.6427438E-08 -4.6376596E-09
C36(y^7) -4.5019918E-09 2.1479736E-08 -1.2859120E-09
C37(x^8) 0 -8.2831769E-10 0
C39(x^6*y^2) 0 -7.0562072E-09 0
C41(x^4*y^4) 0 -1.3391919E-08 0
C43(x^2*y^6) 0 -1.0632525E-08 0
C45(y^8) 0 -1.5803851E-09 0
項 第20面係数
c 0
C1(k) 0
C3(y) 0
C4(x^2) 1.2723682E-02
C6(y^2) 2.6881471E-03
C8(x^2*y) 4.4338292E-04
C10(y^3) 1.0339531E-04
C11(x^4) -5.7495028E-06
C13(x^2*y^2) 7.6713113E-06
C15(y^4) 8.8481415E-07
C17(x^4*y) -3.5525128E-07
C19(x^2*y^3) 5.7025914E-08
C21(y^5) -1.3628931E-08
C22(x^6) 3.4426229E-10
C24(x^4*y^2) -1.0102287E-08
C26(x^2*y^4) 3.4030696E-10
C28(y^6) -2.0201988E-10
C30(x^6*y) -1.7866777E-10
C32(x^4*y^3) -1.3254942E-10
C34(x^2*y^5) 1.0848522E-11
C36(y^7) 1.6954808E-12
C37(x^8) -8.7214282E-13
C39(x^6*y^2) -9.9501323E-12
C41(x^4*y^4) 1.9526861E-13
C43(x^2*y^6) 1.7942253E-14
C45(y^8) -5.4122699E-14
C47(x^8*y) 3.1805774E-14
C49(x^6*y^3) -1.6391044E-13
C51(x^4*y^5) 2.0436415E-14
C53(x^2*y^7) -9.7459895E-16
C55(y^9) -1.5218592E-15
|2.9976/[14.9444×sin(-16°)]|=0.728
条件式(2)|{sin-1(h/f)}/α|=
|[sin-1(2.9976/14.9444)]/63.7723|=0.181
条件式(3)|TL/f|=
|261.7262/14.9444|=17.513
ている。
(第2自由曲面レンズL22:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.995237664
0 0.3576 0.996337114
0 0.5976 0.997235084
0 0.8376 0.997912051
0 1.0776 0.998387968
0 1.3176 0.998699160
0 1.5576 0.998882378
0 1.7976 0.998967057
0 2.0376 0.998973522
0 2.2776 0.998914444
0 2.5176 0.998797451
0 2.7576 0.998627694
0 2.9976 0.998409736
0 3.2376 0.998148644
0 3.4776 0.997850392
0 3.7176 0.997521775
0 3.9576 0.997170078
0 4.1976 0.996802683
0 4.4376 0.996426721
0 4.6776 0.996048814
0 4.9176 0.995674931
0 5.1576 0.995310316
0 5.3976 0.994959473
0 5.6376 0.994626200
0 5.8776 0.994313626
(第2自由曲面レンズL22:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.998409736
0.32 2.9976 0.998260445
0.64 2.9976 0.997815928
0.96 2.9976 0.997086117
1.28 2.9976 0.996087094
1.6 2.9976 0.994840344
1.92 2.9976 0.993371637
2.24 2.9976 0.991709518
2.56 2.9976 0.989883447
2.88 2.9976 0.987921698
3.2 2.9976 0.985849225
3.52 2.9976 0.983685719
3.84 2.9976 0.981444126
(第3自由曲面レンズL23:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.992358399
0 0.3576 0.991405008
0 0.5976 0.990687801
0 0.8376 0.990254176
0 1.0776 0.990128742
0 1.3176 0.990314250
0 1.5576 0.990793492
0 1.7976 0.991531597
0 2.0376 0.992478820
0 2.2776 0.993573980
0 2.5176 0.994748597
0 2.7576 0.995931563
0 2.9976 0.997053973
0 3.2376 0.998053670
0 3.4776 0.998879062
0 3.7176 0.999491835
0 3.9576 0.999868370
0 4.1976 0.999999815
0 4.4376 0.999890971
0 4.6776 0.999558285
0 4.9176 0.999027328
0 5.1576 0.998330178
0 5.3976 0.997503124
0 5.6376 0.996585022
0 5.8776 0.995616566
(第3自由曲面レンズL23:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.997053973
0.32 2.9976 0.997072053
0.64 2.9976 0.997125715
0.96 2.9976 0.997213013
1.28 2.9976 0.997329999
1.6 2.9976 0.997469745
1.92 2.9976 0.997621145
2.24 2.9976 0.997767665
2.56 2.9976 0.997886211
2.88 2.9976 0.997946357
3.2 2.9976 0.997910179
3.52 2.9976 0.997732869
3.84 2.9976 0.997364335
本願の第3実施例について、図13〜図18および表13〜表18を用いて説明する。図13は第3実施例に係る映像投写装置用光学系の側断面図(y−z断面図)であり、図14は第3実施例に係る映像投写装置用光学系の平断面図(x−z断面図)である。なお、第3実施例の映像投写装置用光学系は、第1実施例の映像投写装置用光学系と同様の構成であり、各部に第1実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率/νd
素子面 平面 1.00000
1 平面 0.70000 1.51680/64.2
2 平面 11.00000 1.80400/46.6
3 平面 5.70000
4*a -16.30000 2.00000 1.74300/49.3
5 -15.50000 0.10000
6 259.57028 9.16763 1.56907/71.3
7 -18.79180 0.50000
8*a 10.73108 5.35327 1.59240/68.3
9 -43.78993 2.30000 1.68893/31.1
10*a 7.97050 4.40000
11 9.66527 2.00000 1.85280/39.0
12*a 14.76397 4.80030
13(絞り) 平面 2.50000
14*f xy多項式面 4.50000 1.53113/55.7
15*f xy多項式面 9.00000
16*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
17*f xy多項式面 7.00000
18*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
19*f xy多項式面 19.74598
20*f xy多項式面 -164.99999 反射
像面 平面
項 第4面係数 第8面係数
c -0.0613497 0.0931873
k 0 0
A(4次) 9.8303034E-05 -3.1854287E-04
B(6次) -2.6439913E-06 -6.5557465E-07
C(8次) 2.3211008E-08 3.0118204E-08
D(10次) -1.2863754E-10 -1.9046065E-10
項 第10面係数 第12面係数
c 0.1254626 0.0677325
k 0 0
A(4次) -1.1658784E-03 4.7103565E-04
B(6次) 8.4071416E-06 2.4416210E-06
C(8次) -1.5309401E-09 -2.0352803E-07
D(10次) -1.0367962E-09 3.3287730E-09
項 第14面係数 第15面係数 第16面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 2.2040640E-01 5.5048823E-01 7.5000000E-01
C4(x^2) 1.4092673E-03 -1.1322644E-02 -5.3161207E-02
C6(y^2) 2.2440040E-02 1.4200633E-02 -1.1297661E-01
C8(x^2*y) -1.1012939E-03 -3.4226464E-04 2.7545397E-03
C10(y^3) -1.7101610E-03 -1.2823663E-03 3.3774765E-03
C11(x^4) 1.8931706E-04 2.3467713E-05 -3.1105623E-04
C13(x^2*y^2) 3.8603390E-04 1.4477096E-04 -1.2288847E-04
C15(y^4) 2.3267863E-04 1.2842722E-04 -6.3840492E-05
C17(x^4*y) 3.3884267E-05 4.7398665E-05 -4.6126262E-05
C19(x^2*y^3) 3.4284840E-05 5.8690943E-05 -1.5622924E-04
C21(y^5) 2.3963308E-05 4.2129645E-05 -3.2435078E-05
C22(x^6) 2.2286710E-06 2.6003361E-06 2.5361125E-06
C24(x^4*y^2) 6.3546120E-06 6.2477217E-06 -5.4325227E-06
C26(x^2*y^4) 5.5627421E-06 4.0258271E-06 -1.0003427E-05
C28(y^6) -6.3122620E-07 -1.2523914E-06 -2.5292275E-06
C30(x^6*y) 4.2559203E-07 6.3269332E-07 -2.8809426E-07
C32(x^4*y^3) 1.2403478E-06 1.2696384E-06 -4.8667234E-07
C34(x^2*y^5) 9.4819403E-07 5.0022589E-07 5.1288137E-07
C36(y^7) 3.2479232E-07 4.4381802E-07 -3.5298739E-07
C37(x^8) -6.7480900E-08 -1.5853476E-08 9.9838450E-09
C39(x^6*y^2) -5.1870414E-07 -8.9328419E-08 2.4072554E-07
C41(x^4*y^4) -1.1992359E-06 -5.1310016E-07 4.9179665E-07
C43(x^2*y^6) -9.0378581E-07 -6.0636841E-07 2.2248514E-07
C45(y^8) -9.0036139E-08 -4.5672854E-08 6.8352160E-08
項 第17面係数 第18面係数 第19面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 2.5643078E-01 0 0
C4(x^2) -5.4308097E-02 -2.8113188E-02 -1.2067103E-02
C6(y^2) -6.2774080E-02 1.3159909E-02 5.2787505E-03
C8(x^2*y) -3.0205506E-03 -4.3377969E-03 -5.6700691E-04
C10(y^3) -7.7372680E-05 9.9688256E-04 7.2620897E-04
C11(x^4) -5.3553884E-05 -2.9680780E-06 -7.2371373E-05
C13(x^2*y^2) -1.3866645E-04 -4.4069446E-04 -2.2942944E-04
C15(y^4) -9.1371709E-05 -1.7546092E-04 -1.1056755E-04
C17(x^4*y) -3.3129864E-05 -3.0654527E-06 -1.0759068E-05
C19(x^2*y^3) -6.4136679E-05 -1.8129855E-05 -1.6667456E-05
C21(y^5) -1.3800234E-05 1.3209626E-07 1.5899750E-06
C22(x^6) 6.6661035E-07 -8.2413297E-07 -1.0386711E-07
C24(x^4*y^2) -2.4903772E-06 -1.0899324E-06 -1.8692485E-07
C26(x^2*y^4) -2.7310101E-06 -7.7747118E-07 -6.5245305E-07
C28(y^6) -9.4509034E-07 -1.6805523E-07 5.6559539E-08
C30(x^6*y) -6.3362895E-09 -4.9174351E-08 6.1866641E-08
C32(x^4*y^3) -1.4647683E-07 -1.4746587E-07 5.8527036E-08
C34(x^2*y^5) -8.0935068E-08 -2.7550591E-08 4.5357624E-09
C36(y^7) -7.9777541E-08 5.1526516E-08 5.9110087E-09
C37(x^8) 0 -1.6970826E-09 0
C39(x^6*y^2) 0 -1.4373678E-08 0
C41(x^4*y^4) 0 -1.6081114E-08 0
C43(x^2*y^6) 0 -4.2674846E-09 0
C45(y^8) 0 -5.7488958E-10 0
項 第20面係数
c 0
C1(k) 0
C3(y) 0
C4(x^2) 1.2806832E-02
C6(y^2) 2.6925851E-03
C8(x^2*y) 4.8559349E-04
C10(y^3) 1.0539235E-04
C11(x^4) -5.4314810E-06
C13(x^2*y^2) 1.0093535E-05
C15(y^4) 1.0772751E-06
C17(x^4*y) -3.6376953E-07
C19(x^2*y^3) 7.5045544E-08
C21(y^5) -1.4077557E-08
C22(x^6) 1.8447159E-09
C24(x^4*y^2) -1.1398853E-08
C26(x^2*y^4) -5.3697556E-10
C28(y^6) -2.8923316E-10
C30(x^6*y) -1.5828439E-10
C32(x^4*y^3) -1.6378545E-10
C34(x^2*y^5) 1.5358314E-11
C36(y^7) 2.7243933E-12
C37(x^8) -1.1103242E-11
C39(x^6*y^2) -1.3575238E-11
C41(x^4*y^4) 1.1941981E-12
C43(x^2*y^6) 1.8944086E-14
C45(y^8) -7.5061887E-14
C47(x^8*y) -6.3615937E-13
C49(x^6*y^3) -7.2692831E-14
C51(x^4*y^5) 2.7916816E-14
C53(x^2*y^7) -9.2489160E-15
C55(y^9) -2.8579612E-15
|2.9976/[17.0000×sin(-7°)]|=1.447
条件式(2)|{sin-1(h/f)}/α|=
|[sin-1(2.9976/17.0000)]/64.0816|=0.158
条件式(3)|TL/f|=
|266.5212/17.0000|=15.678
ている。
(第2自由曲面レンズL22:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.936391588
0 0.3576 0.937654407
0 0.5976 0.939075070
0 0.8376 0.940591150
0 1.0776 0.942163048
0 1.3176 0.943769504
0 1.5576 0.945401643
0 1.7976 0.947057118
0 2.0376 0.948735281
0 2.2776 0.950433859
0 2.5176 0.952147191
0 2.7576 0.953865866
0 2.9976 0.955577367
0 3.2376 0.957267336
0 3.4776 0.958921010
0 3.7176 0.960524519
0 3.9576 0.962065864
0 4.1976 0.963535500
0 4.4376 0.964926538
0 4.6776 0.966234658
0 4.9176 0.967457831
0 5.1576 0.968595915
0 5.3976 0.969650238
0 5.6376 0.970623183
0 5.8776 0.971517811
(第2自由曲面レンズL22:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.955577367
0.32 2.9976 0.955355886
0.64 2.9976 0.954695268
0.96 2.9976 0.953606780
1.28 2.9976 0.952108588
1.6 2.9976 0.950224810
1.92 2.9976 0.947984276
2.24 2.9976 0.945418974
2.56 2.9976 0.942562304
2.88 2.9976 0.939447239
3.2 2.9976 0.936104507
3.52 2.9976 0.932560938
3.84 2.9976 0.928838113
(第3自由曲面レンズL23:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.998092051
0 0.3576 0.998154305
0 0.5976 0.998294043
0 0.8376 0.998498015
0 1.0776 0.998746599
0 1.3176 0.999016660
0 1.5576 0.999284520
0 1.7976 0.999528616
0 2.0376 0.999731517
0 2.2776 0.999881125
0 2.5176 0.999971014
0 2.7576 0.999999996
0 2.9976 0.999971125
0 3.2376 0.999890421
0 3.4776 0.999765527
0 3.7176 0.999604552
0 3.9576 0.999415246
0 4.1976 0.999204515
0 4.4376 0.998978316
0 4.6776 0.998741848
0 4.9176 0.998499988
0 5.1576 0.998257923
0 5.3976 0.998022000
0 5.6376 0.997800814
0 5.8776 0.997606531
(第3自由曲面レンズL23:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.999971125
0.32 2.9976 0.999910295
0.64 2.9976 0.999730585
0.96 2.9976 0.999440038
1.28 2.9976 0.999051087
1.6 2.9976 0.998579161
1.92 2.9976 0.998040898
2.24 2.9976 0.997452097
2.56 2.9976 0.996825563
2.88 2.9976 0.996169034
3.2 2.9976 0.995483357
3.52 2.9976 0.994761072
3.84 2.9976 0.993985541
本願の第4実施例について、図19〜図24および表19〜表24を用いて説明する。図19は第4実施例に係る映像投写装置用光学系の側断面図(y−z断面図)であり、図20は第4実施例に係る映像投写装置用光学系の平断面図(x−z断面図)である。なお、第4実施例の映像投写装置用光学系は、第1実施例の映像投写装置用光学系と同様の構成であり、各部に第1実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
して、座標原点を中心にy−z平面内で+29度だけ傾いている。
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率/νd
素子面 平面 1.00000
1 平面 0.70000 1.51680/64.2
2 平面 11.00000 1.80400/46.6
3 平面 5.70000
4*a -16.30000 3.19412 1.74300/49.3
5 -15.50000 0.10000
6 180.22745 9.09824 1.56907/71.3
7 -23.41457 0.50000
8*a 11.03256 6.27236 1.59240/68.3
9 -57.70554 2.30000 1.68893/31.1
10*a 8.41355 4.40000
11 17.70162 2.00000 1.85280/39.0
12*a 49.32665 4.75238
13(絞り) 平面 2.50000
14*f xy多項式面 4.50000 1.53113/55.7
15*f xy多項式面 9.00000
16*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
17*f xy多項式面 7.00000
18*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
19*f xy多項式面 19.82115
20*f xy多項式面 -244.88093 反射
像面 平面
項 第4面係数 第8面係数
c -0.0613497 0.0906408
k 0 0
A(4次) 1.4135382E-04 -3.0017937E-04
B(6次) -2.9321862E-06 -7.0914612E-07
C(8次) 2.3410566E-08 2.9054854E-08
D(10次) -1.1169176E-10 -1.8023721E-10
項 第10面係数 第12面係数
c 0.1188559 0.0202730
k 0 0
A(4次) -1.1170852E-03 3.4302952E-04
B(6次) 8.5331844E-06 2.2010909E-06
C(8次) -1.2747387E-08 -1.8994630E-07
D(10次) -7.5833050E-10 3.3391376E-09
項 第14面係数 第15面係数 第16面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 1.8624979E-01 4.6434103E-01 7.5000000E-01
C4(x^2) -1.1024024E-02 -2.1445033E-02 -5.4178517E-02
C6(y^2) 2.4433088E-02 1.6404487E-02 -1.1733503E-01
C8(x^2*y) -2.7345496E-03 -2.1321446E-03 2.2461839E-03
C10(y^3) -3.2027256E-03 -3.2543042E-03 3.8795578E-03
C11(x^4) 1.6860859E-04 2.6024584E-06 -1.6552252E-04
C13(x^2*y^2) 2.3138601E-04 -1.4742572E-04 -1.8290840E-04
C15(y^4) 1.4256407E-04 -9.6638324E-05 -1.3328312E-04
C17(x^4*y) 3.2985670E-05 4.2463592E-05 -9.0113748E-06
C19(x^2*y^3) 2.6030332E-05 3.4723173E-05 -1.4095239E-04
C21(y^5) 1.3866620E-05 2.6659731E-05 -2.4870752E-05
C22(x^6) 3.9755555E-07 5.4717406E-07 2.8815362E-06
C24(x^4*y^2) 3.7268089E-06 2.2850176E-06 1.5025443E-06
C26(x^2*y^4) 4.2841988E-07 -3.5481315E-06 -7.2968226E-06
C28(y^6) -5.6224427E-07 -2.2222772E-06 -2.3275773E-06
C30(x^6*y) 5.5004544E-07 3.4598088E-07 -7.4822471E-07
C32(x^4*y^3) 1.4850174E-06 1.3236604E-06 -1.7595488E-06
C34(x^2*y^5) 7.1143019E-07 6.1425145E-07 9.3141027E-07
C36(y^7) 1.9147672E-07 2.4394252E-07 2.1152270E-07
C37(x^8) -5.9112964E-09 3.3968034E-08 1.3696403E-08
C39(x^6*y^2) -4.7078888E-07 -1.0140388E-07 1.6985221E-07
C41(x^4*y^4) -7.3525407E-07 -2.3158528E-07 4.2837824E-07
C43(x^2*y^6) -3.6008419E-07 -1.5660100E-07 -5.6388993E-08
C45(y^8) 1.2857277E-08 2.8653987E-08 -7.0606063E-08
項 第17面係数 第18面係数 第19面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 3.3167316E-01 0 0
C4(x^2) -5.0862229E-02 -1.1255351E-02 -6.4431487E-03
C6(y^2) -5.6407987E-02 9.6398834E-03 -2.6039280E-03
C8(x^2*y) -2.7872352E-03 -3.0778037E-03 -4.6360861E-04
C10(y^3) 1.2440008E-04 9.1822883E-04 5.8292233E-04
C11(x^4) -1.0049499E-05 -2.2101511E-05 -5.8124382E-05
C13(x^2*y^2) -1.5656323E-04 -3.5529827E-04 -1.6103847E-04
C15(y^4) -4.5345698E-05 -1.6951281E-04 -1.0306543E-04
C17(x^4*y) -1.1080632E-05 -1.3392883E-06 -8.3784638E-06
C19(x^2*y^3) -6.5091786E-05 -1.8977198E-05 -1.1899882E-05
C21(y^5) -5.3513351E-06 4.2046129E-06 2.9415003E-06
C22(x^6) 7.5199897E-07 -2.1224670E-07 4.4587101E-08
C24(x^4*y^2) -2.0134336E-07 -1.5804485E-07 -2.0663801E-08
C26(x^2*y^4) -1.5678188E-06 -7.6340839E-07 -5.8643979E-07
C28(y^6) -9.3685246E-07 -2.3978139E-07 -1.5133013E-08
C30(x^6*y) -1.1104190E-07 2.3268573E-08 6.7300031E-08
C32(x^4*y^3) -1.7223080E-07 -3.4073899E-08 5.3166433E-08
C34(x^2*y^5) 2.1905492E-07 -7.7919911E-09 -1.0086907E-08
C36(y^7) -3.2628260E-08 4.4345086E-08 5.0826389E-09
C37(x^8) 0 -7.1452091E-10 0
C39(x^6*y^2) 0 -6.3254785E-09 0
C41(x^4*y^4) 0 -8.4198638E-09 0
C43(x^2*y^6) 0 1.4375907E-09 0
C45(y^8) 0 -1.3008481E-09 0
項 第20面係数
c 0
C1(k) 0
C3(y) 0
C4(x^2) 1.0623879E-02
C6(y^2) 2.7498835E-04
C8(x^2*y) 3.8773475E-04
C10(y^3) 6.1352732E-05
C11(x^4) -4.9661904E-06
C13(x^2*y^2) 8.1026962E-06
C15(y^4) 1.0549727E-06
C17(x^4*y) -3.9992646E-07
C19(x^2*y^3) 6.6656723E-08
C21(y^5) -5.9430169E-09
C22(x^6) 1.0510045E-09
C24(x^4*y^2) -1.4793497E-08
C26(x^2*y^4) -3.1177694E-10
C28(y^6) -3.5852047E-10
C30(x^6*y) -9.0092954E-11
C32(x^4*y^3) -2.2331876E-10
C34(x^2*y^5) 1.3362352E-11
C36(y^7) 5.2243906E-13
C37(x^8) -1.4681526E-11
C39(x^6*y^2) -4.9170434E-12
C41(x^4*y^4) 9.4393834E-13
C43(x^2*y^6) 1.2824092E-13
C45(y^8) -1.7826471E-14
C47(x^8*y) -8.9534601E-13
C49(x^6*y^3) 1.1803808E-13
C51(x^4*y^5) 2.5034309E-14
C53(x^2*y^7) -5.6400971E-15
C55(y^9) -1.6204323E-15
|2.9976/[18.0013×sin(-8°)]|=1.197
条件式(2)|{sin-1(h/f)}/α|=
|[sin-1(2.9976/18.0013)]/66.5111|=0.144
条件式(3)|TL/f|=
|348.3980/18.0013|=19.354
ている。
(第2自由曲面レンズL22:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.981509671
0 0.3576 0.980937403
0 0.5976 0.980350694
0 0.8376 0.979748356
0 1.0776 0.979134545
0 1.3176 0.978517091
0 1.5576 0.977905846
0 1.7976 0.977311219
0 2.0376 0.976743018
0 2.2776 0.976209666
0 2.5176 0.975717788
0 2.7576 0.975272135
0 2.9976 0.974875768
0 3.2376 0.974530360
0 3.4776 0.974236570
0 3.7176 0.973994358
0 3.9576 0.973803232
0 4.1976 0.973662388
0 4.4376 0.973570782
0 4.6776 0.973527124
0 4.9176 0.973529867
0 5.1576 0.973577169
0 5.3976 0.973666896
0 5.6376 0.973796617
0 5.8776 0.973963645
(第2自由曲面レンズL22:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.974875768
0.32 2.9976 0.974746711
0.64 2.9976 0.974361476
0.96 2.9976 0.973725777
1.28 2.9976 0.972848861
1.6 2.9976 0.971743082
1.92 2.9976 0.970423319
2.24 2.9976 0.968906248
2.56 2.9976 0.967209493
2.88 2.9976 0.965350695
3.2 2.9976 0.963346571
3.52 2.9976 0.961211998
3.84 2.9976 0.958959219
(第3自由曲面レンズL23:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.990714267
0 0.3576 0.991942155
0 0.5976 0.993155023
0 0.8376 0.994330091
0 1.0776 0.995443793
0 1.3176 0.996473086
0 1.5576 0.997396737
0 1.7976 0.998196483
0 2.0376 0.998857986
0 2.2776 0.999371490
0 2.5176 0.999732144
0 2.7576 0.999939962
0 2.9976 0.999999477
0 3.2376 0.999919119
0 3.4776 0.999710445
0 3.7176 0.999387316
0 3.9576 0.998965126
0 4.1976 0.998460207
0 4.4376 0.997889457
0 4.6776 0.997270274
0 4.9176 0.996620802
0 5.1576 0.995960526
0 5.3976 0.995311203
0 5.6376 0.994698138
0 5.8776 0.994151604
(第3自由曲面レンズL23:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.999999477
0.32 2.9976 0.999993317
0.64 2.9976 0.999974282
0.96 2.9976 0.999940681
1.28 2.9976 0.999889610
1.6 2.9976 0.999816823
1.92 2.9976 0.999716595
2.24 2.9976 0.999581564
2.56 2.9976 0.999402616
2.88 2.9976 0.999168823
3.2 2.9976 0.998867477
3.52 2.9976 0.998484247
3.84 2.9976 0.998003453
本願の第5実施例について、図25〜図30および表25〜表30を用いて説明する。図25は第5実施例に係る映像投写装置用光学系の側断面図(y−z断面図)であり、図26は第5実施例に係る映像投写装置用光学系の平断面図(x−z断面図)である。なお、第5実施例の映像投写装置用光学系は、第1実施例の映像投写装置用光学系と同様の構成であり、各部に第1実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率/νd
素子面 平面 1.00000
1 平面 0.70000 1.51680/64.2
2 平面 11.00000 1.80400/46.6
3 平面 5.70000
4*a -16.30000 4.00754 1.74300/49.3
5 -15.50000 0.10000
6 105.12365 5.19304 1.56907/71.3
7 -19.90881 0.50000
8*a 10.83191 5.70425 1.59240/68.3
9 -28.20215 2.30000 1.68893/31.1
10*a 7.85271 4.40000
11 6.24533 2.00000 1.85280/39.0
12*a 7.11741 3.15660
13(絞り) 平面 2.50000
14*f xy多項式面 4.50000 1.53113/55.7
15*f xy多項式面 9.00000
16*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
17*f xy多項式面 7.00000
18*f xy多項式面 5.00000 1.53113/55.7
19*f xy多項式面 20.10630
20*f xy多項式面 -160.51244 反射
像面 平面
る。
項 第4面係数 第8面係数
c -0.0613497 0.0923198
k 0 0
A(4次) 1.1285100E-04 -2.9105180E-04
B(6次) -3.0858143E-06 -7.3640615E-07
C(8次) 2.6739137E-08 2.5555202E-08
D(10次) -1.2907718E-10 -1.8787527E-10
項 第10面係数 第12面係数
c 0.1273446 0.1405006
k 0 0
A(4次) -1.2449229E-03 8.9651528E-04
B(6次) 7.4929188E-06 2.0258580E-05
C(8次) 1.6338571E-08 -6.3100424E-07
D(10次) -1.7895014E-09 5.3871857E-08
項 第14面係数 第15面係数 第16面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 1.0966179E-01 3.7504985E-01 7.5000000E-01
C4(x^2) -1.7141062E-02 -2.4668511E-02 -4.5643681E-02
C6(y^2) 1.7502880E-02 9.7742914E-03 -1.0739646E-01
C8(x^2*y) -1.1604515E-03 -1.2815957E-04 2.4898442E-03
C10(y^3) -3.0557684E-03 -2.8709938E-03 3.0690997E-03
C11(x^4) 6.4003489E-05 -1.1427213E-04 -2.4873330E-04
C13(x^2*y^2) 1.7552755E-04 -1.8304434E-04 2.2500215E-04
C15(y^4) 1.5607923E-04 -9.2505642E-05 -9.9249595E-05
C17(x^4*y) 3.1702113E-05 3.8476913E-05 -4.3508304E-05
C19(x^2*y^3) 1.2585720E-05 4.4842551E-05 -1.0297671E-04
C21(y^5) -1.5476363E-06 2.1297119E-05 -2.7136344E-05
C22(x^6) 1.2459029E-05 3.9371426E-06 3.0838115E-06
C24(x^4*y^2) 3.3511372E-05 9.0957407E-06 -3.5898752E-07
C26(x^2*y^4) 3.2477610E-05 9.8154495E-06 -7.7628170E-06
C28(y^6) 9.2117713E-06 2.7106113E-06 -3.3281140E-06
C30(x^6*y) 8.5898774E-07 4.3541358E-07 -7.1203984E-07
C32(x^4*y^3) 2.2148371E-06 6.7866313E-07 -1.0175281E-06
C34(x^2*y^5) 1.9741645E-06 7.1268546E-07 -4.7396510E-07
C36(y^7) 5.0446158E-07 -2.9389879E-07 -3.8422133E-07
C37(x^8) -1.3877969E-07 2.3948975E-08 9.0991120E-09
C39(x^6*y^2) -1.0173985E-06 1.0086336E-07 1.7840180E-07
C41(x^4*y^4) -2.4312511E-06 -3.8942153E-07 3.0348654E-07
C43(x^2*y^6) -1.7595565E-06 -4.3707280E-07 1.9945794E-07
C45(y^8) -4.7256086E-08 1.3284734E-07 4.8634887E-08
項 第17面係数 第18面係数 第19面係数
c 0 0 0
C1(k) 0 0 0
C3(y) 3.7533966E-01 0 0
C4(x^2) -4.7703024E-02 -1.2440704E-02 -4.5700142E-03
C6(y^2) -6.3861131E-02 1.3120378E-02 3.3693285E-03
C8(x^2*y) -2.1790974E-03 -2.7904567E-03 2.8592936E-04
C10(y^3) -4.8959686E-05 7.1676026E-04 8.2297418E-04
C11(x^4) -5.6218474E-05 2.9204157E-06 -5.1570559E-05
C13(x^2*y^2) -4.1824941E-06 -3.9243813E-04 -1.8943141E-04
C15(y^4) -1.2987500E-04 -1.9817071E-04 -1.0442241E-04
C17(x^4*y) -2.3548255E-05 1.4038037E-06 -9.8364228E-06
C19(x^2*y^3) -4.2554587E-05 -1.1486751E-05 -1.5656531E-05
C21(y^5) -1.0489516E-05 2.1973996E-06 1.0288827E-06
C22(x^6) 8.7003975E-07 -2.8532031E-07 -4.5774516E-09
C24(x^4*y^2) -1.1754575E-06 -5.9531020E-07 -3.6363195E-07
C26(x^2*y^4) -1.6514636E-06 -2.8363526E-07 -6.0977479E-07
C28(y^6) -5.6885201E-07 4.0187914E-08 -6.5488911E-08
C30(x^6*y) -1.4513914E-07 -5.4026724E-08 3.2591459E-08
C32(x^4*y^3) -1.6904333E-07 -1.2187787E-07 8.7205562E-08
C34(x^2*y^5) -1.9579896E-07 -7.2578748E-08 5.6190605E-09
C36(y^7) -5.7041513E-08 4.0822265E-08 4.2282473E-09
C37(x^8) 0 -5.2629522E-10 0
C39(x^6*y^2) 0 -1.1450586E-08 0
C41(x^4*y^4) 0 -2.3510642E-08 0
C43(x^2*y^6) 0 -8.5151144E-09 0
C45(y^8) 0 -2.1982753E-09 0
項 第20面係数
c 0
C1(k) 0
C3(y) 0
C4(x^2) 1.2535724E-02
C6(y^2) 4.0754809E-03
C8(x^2*y) 4.2072496E-04
C10(y^3) 1.1618271E-04
C11(x^4) -5.5846671E-06
C13(x^2*y^2) 6.6536246E-06
C15(y^4) 8.1721322E-07
C17(x^4*y) -3.3297935E-07
C19(x^2*y^3) 3.1563652E-08
C21(y^5) -1.2761657E-08
C22(x^6) -8.3506781E-10
C24(x^4*y^2) -9.9833763E-09
C26(x^2*y^4) 1.8319267E-10
C28(y^6) -1.9493518E-10
C30(x^6*y) -3.2130471E-10
C32(x^4*y^3) -1.4774256E-10
C34(x^2*y^5) 2.0601390E-11
C36(y^7) 8.0970687E-14
C37(x^8) -2.7350270E-12
C39(x^6*y^2) -1.4367506E-11
C41(x^4*y^4) 5.0038842E-13
C43(x^2*y^6) -1.8888101E-13
C45(y^8) -6.7428035E-14
C47(x^8*y) -6.9255343E-14
C49(x^6*y^3) -1.5679024E-13
C51(x^4*y^5) 2.3317504E-14
C53(x^2*y^7) -8.7565034E-15
C55(y^9) -1.2692483E-15
|2.9976/[14.7000×sin(-11°)]|=1.069
条件式(2)|{sin-1(h/f)}/α|=
|[sin-1(2.9976/14.7000)]/59.2602|=0.199
条件式(3)|TL/f|=
|258.7739/14.7000|=17.604
ている。
(第2自由曲面レンズL22:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.954802484
0 0.3576 0.956397837
0 0.5976 0.958657852
0 0.8376 0.961317102
0 1.0776 0.964133726
0 1.3176 0.966918469
0 1.5576 0.969542998
0 1.7976 0.971934116
0 2.0376 0.974061480
0 2.2776 0.975924338
0 2.5176 0.977540119
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0 2.9976 0.980141974
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0 4.1976 0.984287930
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0 4.6776 0.985430385
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0 5.1576 0.986410996
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0 5.6376 0.987268326
0 5.8776 0.987657727
(第2自由曲面レンズL22:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.980141974
0.32 2.9976 0.979940618
0.64 2.9976 0.979340624
0.96 2.9976 0.978354065
1.28 2.9976 0.977000490
1.6 2.9976 0.975306012
1.92 2.9976 0.973301876
2.24 2.9976 0.971022516
2.56 2.9976 0.968503092
2.88 2.9976 0.965776679
3.2 2.9976 0.962871339
3.52 2.9976 0.959807414
3.84 2.9976 0.956595315
(第3自由曲面レンズL23:素子y−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 0.1176 0.999166389
0 0.3576 0.999034687
0 0.5976 0.998899216
0 0.8376 0.998784532
0 1.0776 0.998714017
0 1.3176 0.998705886
0 1.5576 0.998769640
0 1.7976 0.998903879
0 2.0376 0.999095948
0 2.2776 0.999323487
0 2.5176 0.999557528
0 2.7576 0.999766562
0 2.9976 0.999920774
0 3.2376 0.999995697
0 3.4776 0.999974716
0 3.7176 0.999850094
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0 4.4376 0.998895327
0 4.6776 0.998424079
0 4.9176 0.997903235
0 5.1576 0.997349945
0 5.3976 0.996781620
0 5.6376 0.996217148
0 5.8776 0.995679481
(第3自由曲面レンズL23:素子x−z断面)
物体位置(x座標) 物体位置(y座標) 法線内積(Nr1・Nr2)
0 2.9976 0.999920774
0.32 2.9976 0.999889386
0.64 2.9976 0.999796173
0.96 2.9976 0.999643665
1.28 2.9976 0.999435107
1.6 2.9976 0.999173073
1.92 2.9976 0.998857747
2.24 2.9976 0.998485032
2.56 2.9976 0.998044733
2.88 2.9976 0.997519114
3.2 2.9976 0.996882114
3.52 2.9976 0.996099533
3.84 2.9976 0.995130408
DS 映像表示素子
PL 映像投写装置用光学系
G1 基準投写レンズ群
L11 第1投写レンズ L12 第2投写レンズ
L13 第3投写レンズ L14 第4投写レンズ
L15 第5投写レンズ
G2 自由曲面レンズ群
L21 第1自由曲面レンズ
L22 第2自由曲面レンズ(素子側自由曲面レンズ)
L23 第3自由曲面レンズ(ミラー側自由曲面レンズ)
M 自由曲面ミラー Q 設置面
Claims (8)
- 映像表示素子に表示された映像を拡大して所定の投写面に斜め方向から投写する映像投写装置用光学系であって、
光軸に沿って前記映像表示素子側から順に並んだ、中心軸に対して回転対称に形成された投写レンズからなる投写レンズ群と、中心軸に対して非回転対称に形成された複数の自由曲面レンズからなる自由曲面レンズ群と、中心軸に対して非回転対称に形成された反射面を有する自由曲面ミラーとを有し、
前記映像表示素子を前記投写レンズ群から前記自由曲面ミラーで反射する前までの光軸と垂直な方向へ平行移動させることにより、前記投写面に投写された像に生じる台形歪みを補正可能に構成されており、
前記自由曲面レンズ群において、前記自由曲面ミラーに最も近いミラー側自由曲面レンズおよび、前記ミラー側自由曲面レンズの隣に配置された素子側自由曲面レンズのうち、少なくとも一方における前記光軸を含む断面が、前記映像表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状を有していることを特徴とする映像投写装置用光学系。 - 前記自由曲面レンズ群の中心軸が前記光軸に対して傾いていることを特徴とする請求項1に記載の映像投写装置用光学系。
- 前記光軸に対する前記自由曲面レンズ群の中心軸の傾き角をθとし、前記光軸から前記映像表示素子の中心までの距離をhとし、前記投写レンズ群の焦点距離をfとしたとき、次式
0.7≦|h/(f×sinθ)|≦1.5
の条件を満足することを特徴とする請求項2に記載の映像投写装置用光学系。 - 前記投写レンズ群が複数の前記投写レンズから構成され、
前記投写レンズ群における最も前記映像表示素子側の投写レンズが像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、
前記投写レンズ群における最も像側の投写レンズが前記映像表示素子側に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系。 - 前記自由曲面ミラーで反射した後の前記映像表示素子の中心からの主光線と前記光軸とのなす角をαとし、前記光軸から前記映像表示素子の中心までの距離をhとし、前記投写レンズ群の焦点距離をfとしたとき、次式
0.14≦|{sin-1(h/f)}/α|≦0.20
の条件を満足することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系。 - 前記投写レンズ群の焦点距離をfとし、前記映像投写装置用光学系の全長をTLとしたとき、次式
15≦|TL/f|≦20
の条件を満足することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系。 - 前記自由曲面レンズ群において、前記自由曲面ミラーに最も近いミラー側自由曲面レンズおよび、前記ミラー側自由曲面レンズの隣に配置された素子側自由曲面レンズのうち、少なくとも一方の断面形状が、前記投写レンズ群から前記自由曲面ミラーで反射する前までの光軸および前記自由曲面ミラーで反射した後の光軸を通る第1の断面、または、前記第1の断面と垂直な第2の断面において、前記映像表示素子側に凹面を向けたメニスカス
形状を有しており、
前記投写レンズ群から前記自由曲面ミラーで反射する前までの光軸方向の座標軸をz軸
とし、前記第1の断面に沿って前記z軸と垂直な座標軸をy軸とし、前記z軸および前記y軸と垂直な座標軸をx軸とし、
前記ミラー側自由曲面レンズおよび前記素子側自由曲面レンズのうち前記メニスカス形状を有する自由曲面レンズにおいて、前記映像表示素子の表示面における前記素子の中心を通り前記y軸または前記x軸と平行な直線上から出た主光線と前記映像表示素子側のレンズ面との交点における前記レンズ面の法線ベクトルをNr1とし、前記主光線と前記自由曲面ミラー側のレンズ面との交点における前記レンズ面の法線ベクトルをNr2としたとき、前記Nr1と前記Nr2との内積が次式
0.9≦Nr1・Nr2<1
の条件を満足することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系。 - 所定の設置面に設置された状態で使用され、前記設置面と同じ面上または前記設置面と略平行な面上に映像を斜め方向から投写する映像投写装置であって、前記映像投写装置を構成する光学系が請求項1から7のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系であることを特徴とする映像投写装置。
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