JP2016143032A5 - - Google Patents

Description

上記目的を達成するために、第１の発明の投影光学系は、画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系であって、
拡大側から順に第１光学系と第２光学系を含み、前記第２光学系が中間像を形成し、前記第１光学系が前記中間像を拡大投影し、
前記第２光学系において最も中間像側の面が凹面で形成され、
以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする。
６．０≦ＬＢ／｜ｆ｜ …（１）
ただし、
ＬＢ：投影光学系のレンズバック（すなわち、投影光学系において最も縮小側のレンズ面から縮小側像面までの空気換算バックフォーカス）、
ｆ：全系の焦点距離、
である。
第２の発明の投影光学系は、上記第１の発明において、前記第２光学系において最軸外主光線が光軸と交わる点から最も近い拡大側のレンズエレメントのパワーが負であることを特徴とする。

第３の発明の投影光学系は、画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系であって、
拡大側から順に第１光学系と第２光学系を含み、前記第２光学系が中間像を形成し、前記第１光学系が前記中間像を拡大投影し、
前記第２光学系において最も中間像側の面が凹面で形成され、
以下の条件式（２）及び（３）を満たすことを特徴とする。
５．５≦ＬＢ／｜ｆ｜ …（２）
β＋１００Ｐｗ−２≦０ …（３）
ただし、
ＬＢ：投影光学系のレンズバック（すなわち、投影光学系において最も縮小側のレンズ面から縮小側像面までの空気換算バックフォーカス）、
ｆ：全系の焦点距離（投影光学系がズームレンズの場合、広角端での全系の焦点距離）、
β：第２光学系の倍率、
Ｐｗ：第２光学系において最軸外主光線が光軸と交わる点から最も近い拡大側のレンズエレメントのパワー、
である。

第４の発明の投影光学系は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする。
−１５≦ｄｉｓ≦−３ …（４）
ただし、
ｄｉｓ：中間像の歪曲収差（％）、
である。

第５の発明の投影光学系は、上記第４の発明において、前記中間像の歪曲収差の符号が切り替わることを特徴とする。

第６の発明の投影光学系は、上記第５の発明において、前記中間像の最大像高に対する２〜７．５割の像高において、前記中間像の歪曲収差の符号が切り替わることを特徴とする。

第７の発明の投影光学系は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第１光学系において拡大側から３枚のレンズがいずれも負メニスカスレンズであり、３枚のレンズのうち少なくとも１枚が非球面レンズであることを特徴とする。

第８の発明の投影光学系は、上記第７の発明において、前記非球面レンズの中間像側の面が以下の条件式（５）を満たす非球面であることを特徴とする。
ｚ（ｈ１）＞３ …（５）
ただし、
ｈ１：非球面における最軸外主光線の光軸からの高さ、
ｚ（ｈ１）：高さｈ１の位置での光軸方向のサグ量（面頂点基準）、
であり、
その非球面の面形状は、面頂点を原点とし光軸をｚ軸とする直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。
ｚ＝（ｃ・ｈ²）／｛１＋√（１−ε・ｃ²・ｈ²）｝＋Σ（Ａｊ・ｈ^j） …（ＡＳ）
ここで、
ｈ：ｚ軸に対して垂直な方向の高さ（ｈ²＝ｘ²＋ｙ²）、
ｚ：高さｈの位置での光軸方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率、
ε：２次曲面パラメータ、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数（Σはｊについて４次から∞次の総和を表す。）、
である。

第９の発明の投影光学系は、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記第１光学系において最軸外主光線が光軸と交わる点から最も近い中間像側の正レンズが以下の条件式（６）及び（７）を満たすことを特徴とする。
０．６４５＜θｇ＿Ｆ＋０．００１６８２×νｄ＜０．６９５ …（６）
６０＜νｄ＜１００ …（７）
ただし、
θｇ＿Ｆ：レンズ材料の部分分散比、
θｇ＿Ｆ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
Ｎｇ：ｇ線に関する屈折率、
ＮＦ：Ｆ線に関する屈折率、
ＮＣ：Ｃ線に関する屈折率、
νｄ：レンズ材料のアッべ数、
である。

第１０の発明の投影光学系は、上記第１〜第９のいずれか１つの発明において、以下の条件式（８）を満たすことを特徴とする。
ＬＢ１／ＬＢ≦０．５ …（８）
ただし、
ＬＢ：投影光学系のレンズバック（すなわち、投影光学系において最も縮小側のレンズ面から縮小側像面までの空気換算バックフォーカス）、
ＬＢ１：第１光学系のレンズバック（すなわち、第１光学系において最も縮小側のレンズ面から中間像面までの空気換算バックフォーカス）、
である。

第１１の発明の投影光学系は、上記第１〜第１０のいずれか１つの発明において、以下の条件式（９）を満たすことを特徴とする。
０．５＜Ｆｎｏ／Ｆｎｏ１＜２．５ …（９）
ただし、
Ｆｎｏ：投影光学系のＦナンバー、
Ｆｎｏ１：第１光学系のＦナンバー、
である。

第１２の発明の投影光学系は、上記第１〜第１１のいずれか１つの発明において、以下の条件式（１０）を満たすことを特徴とする。
｜Ｙ１／ｔａｎθ１｜≧２０ …（１０）
ただし、
Ｙ１：第１光学系の最も中間像側に位置するレンズを通過する最軸外主光線の高さ、
θ１：第１光学系の最も中間像側に位置するレンズを通過する最軸外主光線と光軸とのなす角度、
であり、アッパーレイとロウワーレイとの中心を通る光線を主光線とする。

第１３の発明の投影光学系は、上記第１〜第１２のいずれか１つの発明において、以下の条件式（１１）を満たすことを特徴とする。
｜Ｙ２／ｔａｎθ２｜≧５００ …（１１）
ただし、
Ｙ２：第２光学系の最も中間像側に位置するレンズを通過する最軸外主光線の高さ、
θ２：第２光学系の最も中間像側に位置するレンズを通過する最軸外主光線と光軸とのなす角度、
であり、アッパーレイとロウワーレイとの中心を通る光線を主光線とする。

第１４の発明の投影光学系は、上記第１〜第１３のいずれか１つの発明において、以下の条件式（１２）を満たすように非球面を有することを特徴とする。
１≦ｎ≦７ …（１２）
ただし、
ｎ：非球面数、
である。

第１５の発明の投影光学系は、上記第１〜第１４のいずれか１つの発明において、以下の条件式（１３）を満たすように非球面を有することを特徴とする。
ｍ＋ｎ≦２８ …（１３）
ただし、
ｍ：レンズ枚数、
ｎ：非球面数、
である。

第１６の発明の投影光学系は、上記第１〜第１５のいずれか１つの発明において、以下の条件式（１４）を満たすことを特徴とする。
２≦ＬＢ／ｍ≦４ …（１４）
ただし、
ＬＢ：投影光学系のレンズバック（すなわち、投影光学系において最も縮小側のレンズ面から縮小側像面までの空気換算バックフォーカス）、
ｍ：レンズ枚数、
である。

第１７の発明の投影光学系は、上記第１〜第１６のいずれか１つの発明において、前記第１，第２光学系のうちの少なくとも一方の一部がズーミングのために移動することを特徴とする。

第１８の発明の投影光学系は、上記第１７の発明において、前記第２光学系の一部がズーミングのために移動することを特徴とする。

第１９の発明のプロジェクターは、前記画像表示面を有する画像表示素子と、前記画像表示面に表示される画像をスクリーン面に拡大投影する上記第１〜第１８のいずれか１つの発明に係る投影光学系と、を備えたことを特徴とする。

第２０の発明のプロジェクターは、上記第１９の発明において、前記画像表示面と前記スクリーン面が共に平面であることを特徴とする。

Claims (20)

1. 画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系であって、
   拡大側から順に第１光学系と第２光学系を含み、前記第２光学系が中間像を形成し、前記第１光学系が前記中間像を拡大投影し、
   前記第２光学系において最も中間像側の面が凹面で形成され、
   以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする投影光学系；
   ６．０≦ＬＢ／｜ｆ｜ …（１）
   ただし、
   ＬＢ：投影光学系のレンズバック（すなわち、投影光学系において最も縮小側のレンズ面から縮小側像面までの空気換算バックフォーカス）、
   ｆ：全系の焦点距離、
   である。
2. 前記第２光学系において最軸外主光線が光軸と交わる点から最も近い拡大側のレンズエレメントのパワーが負であることを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
3. 画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系であって、
   拡大側から順に第１光学系と第２光学系を含み、前記第２光学系が中間像を形成し、前記第１光学系が前記中間像を拡大投影し、
   前記第２光学系において最も中間像側の面が凹面で形成され、
   以下の条件式（２）及び（３）を満たすことを特徴とする投影光学系；
   ５．５≦ＬＢ／｜ｆ｜ …（２）
   β＋１００Ｐｗ−２≦０ …（３）
   ただし、
   ＬＢ：投影光学系のレンズバック（すなわち、投影光学系において最も縮小側のレンズ面から縮小側像面までの空気換算バックフォーカス）、
   ｆ：全系の焦点距離（投影光学系がズームレンズの場合、広角端での全系の焦点距離）、
   β：第２光学系の倍率、
   Ｐｗ：第２光学系において最軸外主光線が光軸と交わる点から最も近い拡大側のレンズエレメントのパワー、
   である。
4. 以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の投影光学系；
   −１５≦ｄｉｓ≦−３ …（４）
   ただし、
   ｄｉｓ：中間像の歪曲収差（％）、
   である。
5. 前記中間像の歪曲収差の符号が切り替わることを特徴とする請求項４記載の投影光学系。
6. 前記中間像の最大像高に対する２〜７．５割の像高において、前記中間像の歪曲収差の符号が切り替わることを特徴とする請求項５記載の投影光学系。
7. 前記第１光学系において拡大側から３枚のレンズがいずれも負メニスカスレンズであり、３枚のレンズのうち少なくとも１枚が非球面レンズであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の投影光学系。
8. 前記非球面レンズの中間像側の面が以下の条件式（５）を満たす非球面であることを特徴とする請求項７記載の投影光学系；
   ｚ（ｈ１）＞３ …（５）
   ただし、
   ｈ１：非球面における最軸外主光線の光軸からの高さ、
   ｚ（ｈ１）：高さｈ１の位置での光軸方向のサグ量（面頂点基準）、
   であり、
   その非球面の面形状は、面頂点を原点とし光軸をｚ軸とする直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。
   ｚ＝（ｃ・ｈ²）／｛１＋√（１−ε・ｃ²・ｈ²）｝＋Σ（Ａｊ・ｈ^j） …（ＡＳ）
   ここで、
   ｈ：ｚ軸に対して垂直な方向の高さ（ｈ²＝ｘ²＋ｙ²）、
   ｚ：高さｈの位置での光軸方向のサグ量（面頂点基準）、
   ｃ：面頂点での曲率、
   ε：２次曲面パラメータ、
   Ａｊ：ｊ次の非球面係数（Σはｊについて４次から∞次の総和を表す。）、
   である。
9. 前記第１光学系において最軸外主光線が光軸と交わる点から最も近い中間像側の正レンズが以下の条件式（６）及び（７）を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の投影光学系；
   ０．６４５＜θｇ＿Ｆ＋０．００１６８２×νｄ＜０．６９５ …（６）
   ６０＜νｄ＜１００ …（７）
   ただし、
   θｇ＿Ｆ：レンズ材料の部分分散比、
   θｇ＿Ｆ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
   Ｎｇ：ｇ線に関する屈折率、
   ＮＦ：Ｆ線に関する屈折率、
   ＮＣ：Ｃ線に関する屈折率、
   νｄ：レンズ材料のアッべ数、
   である。
10. 以下の条件式（８）を満たすことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の投影光学系；
    ＬＢ１／ＬＢ≦０．５ …（８）
    ただし、
    ＬＢ：投影光学系のレンズバック（すなわち、投影光学系において最も縮小側のレンズ面から縮小側像面までの空気換算バックフォーカス）、
    ＬＢ１：第１光学系のレンズバック（すなわち、第１光学系において最も縮小側のレンズ面から中間像面までの空気換算バックフォーカス）、
    である。
11. 以下の条件式（９）を満たすことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の投影光学系；
    ０．５＜Ｆｎｏ／Ｆｎｏ１＜２．５ …（９）
    ただし、
    Ｆｎｏ：投影光学系のＦナンバー、
    Ｆｎｏ１：第１光学系のＦナンバー、
    である。
12. 以下の条件式（１０）を満たすことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の投影光学系；
    ｜Ｙ１／ｔａｎθ１｜≧２０ …（１０）
    ただし、
    Ｙ１：第１光学系の最も中間像側に位置するレンズを通過する最軸外主光線の高さ、
    θ１：第１光学系の最も中間像側に位置するレンズを通過する最軸外主光線と光軸とのなす角度、
    であり、アッパーレイとロウワーレイとの中心を通る光線を主光線とする。
13. 以下の条件式（１１）を満たすことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の投影光学系；
    ｜Ｙ２／ｔａｎθ２｜≧５００ …（１１）
    ただし、
    Ｙ２：第２光学系の最も中間像側に位置するレンズを通過する最軸外主光線の高さ、
    θ２：第２光学系の最も中間像側に位置するレンズを通過する最軸外主光線と光軸とのなす角度、
    であり、アッパーレイとロウワーレイとの中心を通る光線を主光線とする。
14. 以下の条件式（１２）を満たすように非球面を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の投影光学系；
    １≦ｎ≦７ …（１２）
    ただし、
    ｎ：非球面数、
    である。
15. 以下の条件式（１３）を満たすように非球面を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の投影光学系；
    ｍ＋ｎ≦２８ …（１３）
    ただし、
    ｍ：レンズ枚数、
    ｎ：非球面数、
    である。
16. 以下の条件式（１４）を満たすことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の投影光学系；
    ２≦ＬＢ／ｍ≦４ …（１４）
    ただし、
    ＬＢ：投影光学系のレンズバック（すなわち、投影光学系において最も縮小側のレンズ面から縮小側像面までの空気換算バックフォーカス）、
    ｍ：レンズ枚数、
    である。
17. 前記第１，第２光学系のうちの少なくとも一方の一部がズーミングのために移動することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の投影光学系。
18. 前記第２光学系の一部がズーミングのために移動することを特徴とする請求項１７記載の投影光学系。
19. 前記画像表示面を有する画像表示素子と、前記画像表示面に表示される画像をスクリーン面に拡大投影する請求項１〜１８のいずれか１項に記載の投影光学系と、を備えたことを特徴とするプロジェクター。
20. 前記画像表示面と前記スクリーン面が共に平面であることを特徴とする請求項１９記載のプロジェクター。