JP2018060131A - Projection optical system, projection apparatus, and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、投射光学系および投射装置および撮像装置に関する。 The present invention relates to a projection optical system, a projection device, and an imaging device.
液晶表示素子、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)等の画像表示素子に表示された原画像をスクリーン等の被投射面上に拡大画像として投射する投射装置(以下「プロジェクタ」とも言う。)は、近来広く普及している。 A projection apparatus (hereinafter also referred to as a “projector”) that projects an original image displayed on an image display element such as a liquid crystal display element or DMD (digital micromirror device) on a projection surface such as a screen as an enlarged image has recently been developed. Widely used.
原画像の拡大画像を投射する投射光学系においては、原画像と拡大画像とが共役関係にあり、原画像は縮小側の共役面に表示され、拡大画像は拡大側の共役面に結像される。 In a projection optical system that projects an enlarged image of an original image, the original image and the enlarged image are in a conjugate relationship, the original image is displayed on the reduced conjugate plane, and the enlarged image is imaged on the enlarged conjugate plane. The
このような投射光学系として、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像、第2中間像として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系が知られている(特許文献1ないし4等)。
As such a projection optical system, an imaging light beam from an original image on the reduction-side conjugate plane is sequentially imaged as a first intermediate image and a second intermediate image on the optical path to the enlargement-side conjugate plane, A projection optical system that forms an image as an enlarged image on a conjugated surface on the enlargement side is known (
この発明は、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像、第2中間像として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる新規な投射光学系の実現を課題とする。 In the present invention, an image-forming light beam from an original image on a reduction-side conjugate plane is sequentially formed as a first intermediate image and a second intermediate image on the optical path to the enlargement-side conjugate plane, and then the enlargement-side conjugate. An object is to realize a novel projection optical system that forms an enlarged image on a surface.
この発明の投射光学系は、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群、第2光学群、第3光学群を配して構成され、前記縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、前記拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像、第2中間像として結像させたのち、前記拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系であって、前記第1光学群は、第1レンズ群と、光路分離光学手段と、該光路分離光学手段側からの前記結像光束を、前記第2光学群側へ反射する反射面を有する反射光学手段とを有して構成され、前記光路分離光学手段は、前記原画像から前記反射光学手段へ向かう入射結像光束の光路と、前記反射光学手段により反射されて前記第2光学群へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有し、前記第1レンズ群は、少なくともその一部が、前記入射結像光束と前記反射結像光束とに共通化され、前記第3光学群は、前記第2中間像の前記拡大側に位置する凹面ミラーを有する。 The projection optical system of the present invention is configured by sequentially arranging a first optical group, a second optical group, and a third optical group on an optical path from the reduction side to the enlargement side, and from the original image on the reduction-side conjugate plane. Are projected sequentially on the optical path to the enlargement-side conjugate plane as a first intermediate image and a second intermediate image, and then formed as an enlarged image on the enlargement-side conjugate plane. An optical system, wherein the first optical group includes a first lens group, an optical path separating optical unit, and a reflecting surface that reflects the imaging light beam from the optical path separating optical unit side to the second optical group side. The optical path separating optical means includes: an optical path of an incident imaging light beam from the original image toward the reflective optical means; and the second optical light reflected by the reflective optical means. Having a function of separating the optical path of the reflected imaging light beam toward the group, One lens group is at least partially shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam, and the third optical group includes a concave mirror located on the magnification side of the second intermediate image. Have.
この発明によれば、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像、第2中間像として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる新規な投射光学系を実現できる。 According to the present invention, the imaging light beam from the original image on the reduction-side conjugate plane is sequentially formed as the first intermediate image and the second intermediate image on the optical path to the enlargement-side conjugate plane, and then the enlargement side. It is possible to realize a novel projection optical system that forms an image as an enlarged image on the conjugate plane.
以下、実施の形態を説明する。
図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19に、投射光学系の実施の形態を7例示す。繁雑を避けるため、これらの図において符号を共通化する。
これらの図において、符号G1は第1光学群、符号G2は第2光学群、符号G3は第3光学群を示す。
符号MDは、画像表示素子を示す。以下に説明する実施の形態においては、画像表示素子MDとしては透過型の3板式液晶パネルが想定されている。即ち、赤(R)、緑(G)、青(B)用の3枚の液晶パネルが用意され、これら3枚の液晶パネルにそれぞれ赤画像成分、緑画像成分、青画像成分が「原画像」として表示される。図においては、3枚の液晶パネルを便宜的に1枚に纏めて描いている。
Hereinafter, embodiments will be described.
FIG. 1, FIG. 6, FIG. 9, FIG. 12, FIG. 15, FIG. 18, and FIG. 19 show seven embodiments of the projection optical system. In order to avoid complications, the symbols are shared in these drawings.
In these drawings, reference numeral G1 indicates a first optical group, reference numeral G2 indicates a second optical group, and reference numeral G3 indicates a third optical group.
Reference sign MD indicates an image display element. In the embodiment described below, a transmissive three-plate liquid crystal panel is assumed as the image display element MD. That is, three liquid crystal panels for red (R), green (G), and blue (B) are prepared, and the red image component, the green image component, and the blue image component are “original image” on these three liquid crystal panels, respectively. "Is displayed. In the figure, three liquid crystal panels are drawn together for convenience.
符号Pは、色合成用のプリズムを示す。3枚の液晶パネルの原画像からの光は、プリズムPにより色合成されて「原画像からの結像光束」となって投射光学系に入射する。
符号SPDは「光路分離光学手段」、符号IM1は「第1中間像」、符号IM2は「第2中間像」をそれぞれ示す。また、符号RFDは「反射光学手段」を示す。
光路分離光学手段SPDに関して、画像表示素子MDの側が「縮小側」、第1中間像IM1の側が「拡大側」である。従って、画像表示素子MDの画像表示面が「縮小側の共役面」である。
符号AX1は「光路分離光学手段SPDの縮小側の光軸」を示し、符号AX2は「光路分離光学手段SPDの拡大側の光軸」を示す。光軸AX1と光軸AX2のなす角(光軸AX1から光軸AX2への時計回りの角度)を角度:θAXとする。
図1、図6、図9、図12、図15、図18に示す実施の形態においては、角度:θAXは90度である。また、図19に示す実施の形態では、角度:θABは、90度より小さい角である。
Reference symbol P denotes a color composition prism. Light from the original images of the three liquid crystal panels is color-combined by the prism P and becomes “imaging light beam from the original image” and enters the projection optical system.
Reference symbol SPD indicates “optical path separating optical means”, reference symbol IM1 indicates “first intermediate image”, and reference symbol IM2 indicates “second intermediate image”. Further, the symbol RFD indicates “reflection optical means”.
Regarding the optical path separation optical means SPD, the image display element MD side is the “reduction side”, and the first intermediate image IM1 side is the “enlargement side”. Therefore, the image display surface of the image display element MD is the “conjugate surface on the reduction side”.
Reference numeral AX1 indicates “the optical axis on the reduction side of the optical path separation optical means SPD”, and reference numeral AX2 indicates “the optical axis on the expansion side of the optical path separation optical means SPD”. An angle formed by the optical axis AX1 and the optical axis AX2 (clockwise angle from the optical axis AX1 to the optical axis AX2) is an angle: θAX.
In the embodiment shown in FIGS. 1, 6, 9, 12, 15, and 18, the angle θAX is 90 degrees. In the embodiment shown in FIG. 19, the angle θAB is an angle smaller than 90 degrees.
図1を参照する。
図1に示す実施の形態では、光路分離光学手段SPDは直角プリズム状であって、対角斜面上における光軸AX1とAX2との交点よりも、図で左下の部分が反射面R1となっており、上記交点よりも右上の部分は「透過面」となっている。
原画像からの結像光束(プリズムPにより色合成されている。)は、光路分離光学手段SPDに入射すると、上記反射面により反射光学手段RFDの側へ反射される。
第1光学群G1は、第1レンズ群と光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとにより構成されている。第1レンズ群は、光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配置された7枚のレンズと、光路分離光学手段SPDの拡大側に配置された1枚のレンズPFLとの8枚のレンズにより構成されている。
反射光学手段RFDは平面鏡であり、その反射面が開口絞りSと合致している。
第2光学群G2は、第1レンズ群G1におけるもっとも拡大側のレンズPFLの拡大側に配され、3枚のレンズにより構成されている。
第3光学群G3は、第2光学群G2の拡大側に配置された「凹面ミラー」で構成されている。
即ち、画像表示素子MDの画像表示面からの結像光束(原画像からの結像光束)は、光路分離光学手段SPDの反射面R1により反射され、「入射結像光束」となって反射光学手段RFDに入射し、反射されると「反射結像光束」となって、光路分離光学手段SPDの「透過面」を透過し、レンズPFLを透過し、第1中間像IM1を結像した後、第2光学群G2を透過して第2中間像IM2を結像する。
その後、第3光学群G3により反射され、図1において図示を省略されている拡大側の共役面(一般にスクリーンである。)上に原画像の拡大画像を結像する。
Please refer to FIG.
In the embodiment shown in FIG. 1, the optical path separating optical means SPD is in the form of a right-angle prism, and the lower left portion in the drawing is the reflecting surface R1 from the intersection of the optical axes AX1 and AX2 on the diagonal slope. The upper right part of the intersection is the “transmission surface”.
When an incident light beam (color-combined by the prism P) from the original image is incident on the optical path separation optical means SPD, it is reflected by the reflection surface toward the reflection optical means RFD.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical unit SPD, and a reflection optical unit RFD. The first lens group is composed of eight lenses including seven lenses disposed between the optical path separation optical means SPD and the reflection optical means RFD and one lens PFL disposed on the enlargement side of the optical path separation optical means SPD. It is comprised by the lens of.
The reflection optical means RFD is a plane mirror, and its reflection surface coincides with the aperture stop S.
The second optical group G2 is arranged on the enlargement side of the most enlargement side lens PFL in the first lens group G1, and is constituted by three lenses.
The third optical group G3 includes a “concave mirror” disposed on the enlargement side of the second optical group G2.
In other words, the image forming light beam (image forming light beam from the original image) from the image display surface of the image display element MD is reflected by the reflecting surface R1 of the optical path separation optical means SPD to become an “incident image forming light beam”, which is reflected optical. After being incident on the means RFD and reflected, it becomes a “reflected imaging light beam” that passes through the “transmission surface” of the optical path separation optical means SPD, passes through the lens PFL, and forms the first intermediate image IM1. The second intermediate image IM2 is formed through the second optical group G2.
Thereafter, an enlarged image of the original image is formed on an enlargement conjugate surface (generally a screen) that is reflected by the third optical group G3 and not shown in FIG.
このように、図1に実施の形態を示す投射光学系は、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面である画像表示素子MDの画像表示面からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段SPD側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成され、光路分離光学手段SPDは、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配置された7枚のレンズにより構成される部分)が「入射結像光束と反射結像光束とに共通化され」ている。そして、第3光学群G3は、第2中間像IM2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
図6に実施の形態を示す投射光学系も、図1に示す実施の形態のものと同様である。
縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成され、光路分離光学手段SPDは、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
光路分離光学手段SPDは、図1の実施の形態における光路分離光学手段SPDと同様に、直角プリズム状で、対角斜面上における光軸AX1とAX2との交点よりも、図で左下の部分が反射面R1となっており、上記交点よりも右上の部分は「透過面」となっている。
反射光学手段RFDも図1の実施の形態における反射光学手段RFDと同様、平面鏡であり、その反射面が開口絞りSと合致している。
第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配置される7枚のレンズ)が、入射結像光束と反射結像光束とに共通化され、第3光学群G3は、第2中間像G2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
As described above, the projection optical system according to the embodiment shown in FIG. 1 sequentially arranges the first optical group G1, the second optical group G2, and the third optical group G3 on the optical path from the reduction side to the enlargement side. The image-forming light beam from the image display surface of the image display element MD that is configured and is a reduction-side conjugate surface is sequentially combined as a first intermediate image IM1 and a second intermediate image IM2 on the optical path to the enlargement-side conjugate surface. This is a projection optical system that forms an image as an enlarged image on the enlargement conjugate plane after imaging.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical means SPD, and a reflection optical means RFD having a reflection surface that reflects an image forming light beam from the optical path separation optical means SPD side to the second optical group G2 side. The optical path separation optical means SPD includes an optical path of an incident imaging light beam directed from the original image toward the reflection optical means RFD, and a reflection image formation reflected by the reflection optical means RFD toward the second optical group G2. It has a function of separating the optical path of the light beam.
At least a part of the first lens group (a part constituted by seven lenses disposed between the optical path separation optical means SPD and the reflection optical means RFD) is “incident imaging light flux and reflected imaging light flux. Is common to all. The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image IM2.
The projection optical system showing the embodiment in FIG. 6 is the same as that in the embodiment shown in FIG.
The first optical group G1, the second optical group G2, and the third optical group G3 are sequentially arranged on the optical path from the reduction side to the enlargement side, and the imaging light beam from the original image on the reduction-side conjugate plane is This is a projection optical system in which the first intermediate image IM1 and the second intermediate image IM2 are sequentially formed on the optical path to the enlargement-side conjugate surface, and then formed as an enlarged image on the enlargement-side conjugate surface.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical means SPD, and a reflection optical means RFD having a reflection surface for reflecting an image forming light beam from the optical path separation optical means side toward the second optical group G2. The optical path separation optical means SPD includes an optical path of an incident imaging light beam directed from the original image to the reflection optical means RFD, and a reflected imaging light beam reflected by the reflection optical means RFD and directed to the second optical group G2. It has a function of separating the optical path from each other.
The optical path separation optical means SPD is in the form of a right-angled prism like the optical path separation optical means SPD in the embodiment of FIG. 1, and the lower left portion in the figure is more than the intersection of the optical axes AX1 and AX2 on the diagonal slope. The reflection surface is R1, and the upper right part of the intersection is a “transmission surface”.
The reflection optical means RFD is also a plane mirror, similar to the reflection optical means RFD in the embodiment of FIG. 1, and its reflection surface coincides with the aperture stop S.
At least a part of the first lens group (seven lenses disposed between the optical path separation optical unit SPD and the reflection optical unit RFD) is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam, The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image G2.
從って、図6に実施の形態を示す投射光学系は、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成され、光路分離光学手段SPDは、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
第1レンズ群は、少なくともその一部が「入射結像光束と反射結像光束とに共通化」され、第3光学群G3は、第2中間像G2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
In the projection optical system shown in FIG. 6, the first optical group G1, the second optical group G2, and the third optical group G3 are sequentially arranged on the optical path from the reduction side to the enlargement side. The imaging light flux from the original image on the reduction-side conjugate plane is sequentially formed as a first intermediate image IM1 and a second intermediate image IM2 on the optical path to the enlargement-side conjugate plane, and then the enlargement side This is a projection optical system that forms an enlarged image on a conjugate plane.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical means SPD, and a reflection optical means RFD having a reflection surface for reflecting an image forming light beam from the optical path separation optical means side to the second optical group side. The optical path separation optical means SPD includes an optical path of an incident imaging light beam directed from the original image to the reflection optical means RFD, and a reflected imaging light flux reflected by the reflection optical means RFD and directed to the second optical group G2. It has a function of separating the optical path.
At least a part of the first lens group is “shared with the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam”, and the third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image G2. .
図9に実施の形態を示す投射光学系は、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群G1と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成される。光路分離光学手段SPDは、図1、図6に示すものと同様、直角プリズム状で、対角斜面上における光軸AX1とAX2との交点よりも、図で左下の部分が反射面R1となっており、上記交点よりも右上の部分は「透過面」となっており、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された6枚のレンズ)が、入射結像光束と反射結像光束とに共通化され、第3光学群G3は、第2中間像IM2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
図9に示す投射光学系は、図1、図6の投射光学系と異なり、反射光学手段RFDの「開口絞りSを兼ねた反射面」が凹面であり、屈折力を有する。
The projection optical system shown in FIG. 9 is configured by sequentially arranging a first optical group G1, a second optical group G2, and a third optical group G3 on an optical path from the reduction side to the enlargement side. The imaging light flux from the original image on the side conjugate plane is sequentially imaged as a first intermediate image IM1 and a second intermediate image IM2 on the optical path to the magnification side conjugate plane, and then on the magnification side conjugate plane. This is a projection optical system that forms an image as an enlarged image.
The first optical group G1 includes the first lens group G1, the optical path separation optical means SPD, and the reflective optical means RFD having a reflection surface that reflects the image forming light beam from the optical path separation optical means side to the second optical group G2 side. And is configured. The optical path separating optical means SPD is in the form of a right-angled prism similar to that shown in FIGS. 1 and 6, and the lower left portion in the drawing is the reflecting surface R1 from the intersection of the optical axes AX1 and AX2 on the diagonal slope. The upper right part of the intersection is a “transmission surface”, and the optical path of the incident imaging light beam from the original image toward the reflection optical means RFD and the second optical group G2 reflected by the reflection optical means RFD. It has a function of separating the optical path of the reflected image-forming light beam traveling toward.
At least a part of the first lens group (six lenses arranged between the optical path separation optical means SPD and the reflection optical means RFD) is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam, The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image IM2.
The projection optical system shown in FIG. 9 differs from the projection optical systems shown in FIGS. 1 and 6 in that the “reflecting surface also serving as the aperture stop S” of the reflecting optical means RFD is concave and has a refractive power.
図12に実施の形態を示す投射光学系は、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群G1と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成されている。光路分離光学手段SPDは、図1、図6に示すものと同様、直角プリズム状で、反射面R1と「透過面」を有し、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ)が、入射結像光束と反射結像光束とに共通化され、第3光学群G3は、第2中間像IM2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
図12に示す投射光学系は、図1、図6、図9の投射光学系と異なり、反射光学手段RFDが、第1レンズ系のうち、入射結像光束が最後に入射するレンズ面に形成された反射膜により構成され、該反射膜が開口絞りを兼ねている。開口絞りを兼ねた該レンズ面は入射側に凹面を向けている。
この例に限らず、開口絞りを兼ねる「反射膜を形成された入射結像光束が最後に入射するレンズ面」は平面であることができる。
The projection optical system according to the embodiment shown in FIG. 12 is configured by sequentially arranging a first optical group G1, a second optical group G2, and a third optical group G3 on an optical path from the reduction side to the enlargement side. The imaging light flux from the original image on the side conjugate plane is sequentially imaged as a first intermediate image IM1 and a second intermediate image IM2 on the optical path to the magnification side conjugate plane, and then on the magnification side conjugate plane. This is a projection optical system that forms an image as an enlarged image.
The first optical group G1 includes the first lens group G1, the optical path separation optical means SPD, and the reflective optical means RFD having a reflection surface that reflects the image forming light beam from the optical path separation optical means side to the second optical group G2 side. And is configured. The optical path separation optical means SPD has a right-angle prism shape, similar to that shown in FIGS. 1 and 6, has a reflection surface R1 and a “transmission surface”, and an optical path of an incident imaging light beam from the original image toward the reflection optical means RFD. And the optical path of the reflected imaging light beam reflected by the reflective optical means RFD and traveling toward the second optical group G2.
At least a part of the first lens group (seven lenses disposed between the optical path separation optical unit SPD and the reflection optical unit RFD) is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam, The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image IM2.
The projection optical system shown in FIG. 12 differs from the projection optical systems shown in FIGS. 1, 6, and 9 in that the reflection optical means RFD is formed on the lens surface on which the incident imaging light beam is incident last in the first lens system. The reflecting film is also used as an aperture stop. The lens surface also serving as an aperture stop has a concave surface facing the incident side.
The present invention is not limited to this example, and the “lens surface on which the incident imaging light beam on which the reflection film is formed finally enters” that also serves as the aperture stop can be a flat surface.
図15に実施の形態を示す投射光学系は、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成されている。光路分離光学手段SPDは、図1における光路分離光学手段における反射面R1と等価な反射面を有する平面鏡であり、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
反射光学手段RFDは、図1に示す実施の形態におけるものと同じく、平面鏡であり、その反射面が開口絞りSと合致している。
前記第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ)が、入射結像光束と反射結像光束とに共通化され、第3光学群G3は、第2中間像IM2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
図15に実施の形態を示す投射光学系では、第1レンズ群は「光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ」と、光路分離光学手段SPDの拡大側に配された2枚のレンズとにより構成されている。
The projection optical system shown in FIG. 15 is configured by sequentially arranging a first optical group G1, a second optical group G2, and a third optical group G3 on an optical path from the reduction side to the enlargement side. The imaging light flux from the original image on the side conjugate plane is sequentially imaged as a first intermediate image IM1 and a second intermediate image IM2 on the optical path to the magnification side conjugate plane, and then on the magnification side conjugate plane. This is a projection optical system that forms an image as an enlarged image.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical means SPD, and a reflection optical means RFD having a reflection surface for reflecting an image forming light beam from the optical path separation optical means side toward the second optical group G2. It is comprised. The optical path separation optical means SPD is a plane mirror having a reflection surface equivalent to the reflection surface R1 in the optical path separation optical means in FIG. 1, and the optical path of the incident imaging light beam from the original image toward the reflection optical means RFD, and the reflection optical means RFD. Has a function of separating the optical path of the reflected imaging light beam reflected by the light toward the second optical group G2.
The reflection optical means RFD is a plane mirror similar to that in the embodiment shown in FIG. 1, and its reflection surface coincides with the aperture stop S.
At least a part of the first lens group (seven lenses disposed between the optical path separation optical unit SPD and the reflection optical unit RFD) is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam. The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image IM2.
In the projection optical system shown in FIG. 15, the first lens group includes “seven lenses arranged between the optical path separation optical means SPD and the reflection optical means RFD” and the expansion of the optical path separation optical means SPD. And two lenses arranged on the side.
図18に実施に形態を示す投射光学系は、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成されている。光路分離光学手段SPDは、図15の光路分離光学手段と同じ平面鏡であり、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
図18に示す実施の形態では、原画像からの結像光束は、入射結像光束として直接に反射光学手段RFDに入射し、反射光学手段RFDにより反射された反射結像光束は、光路分離光学手段SPDにより反射されて第2光学群の側に向かう。
反射光学手段RFDは、図1に示す実施の形態におけるものと同じく、平面鏡であり、その反射面が開口絞りSと合致している。
前記第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ)が、入射結像光束と反射結像光束とに共通化され、第3光学群G3は、第2中間像IM2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
図18に実施の形態を示す投射光学系でも、第1レンズ群は「光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ」と、光路分離光学手段SPDの拡大側に配された2枚のレンズとにより構成されている。
The projection optical system shown in the embodiment in FIG. 18 is configured by sequentially arranging a first optical group G1, a second optical group G2, and a third optical group G3 on an optical path from the reduction side to the enlargement side. The imaging light flux from the original image on the side conjugate plane is sequentially imaged as a first intermediate image IM1 and a second intermediate image IM2 on the optical path to the magnification side conjugate plane, and then on the magnification side conjugate plane. This is a projection optical system that forms an image as an enlarged image.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical means SPD, and a reflection optical means RFD having a reflection surface for reflecting an image forming light beam from the optical path separation optical means side toward the second optical group G2. It is comprised. The optical path separation optical means SPD is the same plane mirror as the optical path separation optical means of FIG. 15, and is reflected by the reflection optical means RFD and the optical path of the incident imaging light beam from the original image toward the reflection optical means RFD, and the second optical group G2. It has a function of separating the optical path of the reflected image-forming light beam traveling toward.
In the embodiment shown in FIG. 18, the imaging light beam from the original image is directly incident on the reflection optical means RFD as an incident imaging light beam, and the reflected imaging light beam reflected by the reflection optical means RFD is optical path separation optics. Reflected by the means SPD and directed toward the second optical group.
The reflection optical means RFD is a plane mirror similar to that in the embodiment shown in FIG. 1, and its reflection surface coincides with the aperture stop S.
At least a part of the first lens group (seven lenses disposed between the optical path separation optical unit SPD and the reflection optical unit RFD) is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam. The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image IM2.
Also in the projection optical system showing the embodiment in FIG. 18, the first lens group is “seven lenses arranged between the optical path separation optical means SPD and the reflection optical means RFD” and the expansion of the optical path separation optical means SPD. And two lenses arranged on the side.
図19に実施の形態を示す投射光学系は、図18に示す実施の形態における光路分離光学手段SPDである平面鏡を、図18の面内で「反時計回りに回転させる」ことにより、光軸AX1と光軸AX2とがなす角度:θABが「90度より小さい角度」となるように構成した例である。
従って、図19に示す投射光学系も、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成されている。光路分離光学手段SPDは、図15の光路分離光学手段と同じ平面鏡であり、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
原画像からの結像光束は、入射結像光束として直接に反射光学手段RFDに入射し、反射光学手段RFDにより反射された反射結像光束は、光路分離光学手段SPDにより反射されて第2光学群の側に向かう。
反射光学手段RFDは、図1に示す実施の形態におけるものと同じく、平面鏡であり、その反射面が開口絞りSと合致している。
前記第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ)が、入射結像光束と反射結像光束とに共通化され、第3光学群G3は、第2中間像IM2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
第1レンズ群は「光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ」と、光路分離光学手段SPDの拡大側に配された2枚のレンズとにより構成されている。
In the projection optical system shown in FIG. 19, the optical axis is obtained by “rotating counterclockwise” the plane mirror which is the optical path separation optical means SPD in the embodiment shown in FIG. This is an example in which the angle formed by AX1 and the optical axis AX2: θAB is “an angle smaller than 90 degrees”.
Accordingly, the projection optical system shown in FIG. 19 is also configured by sequentially arranging the first optical group G1, the second optical group G2, and the third optical group G3 on the optical path from the reduction side to the enlargement side. The imaging light flux from the original image on the conjugate plane is sequentially formed as the first intermediate image IM1 and the second intermediate image IM2 on the optical path to the enlargement conjugate plane, and then the enlarged image is formed on the enlargement conjugate plane. As a projection optical system.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical means SPD, and a reflection optical means RFD having a reflection surface for reflecting an image forming light beam from the optical path separation optical means side toward the second optical group G2. It is comprised. The optical path separation optical means SPD is the same plane mirror as the optical path separation optical means of FIG. 15, and is reflected by the reflection optical means RFD and the optical path of the incident imaging light beam from the original image toward the reflection optical means RFD, and the second optical group G2. It has a function of separating the optical path of the reflected image-forming light beam traveling toward.
The imaging light beam from the original image is directly incident on the reflection optical means RFD as an incident imaging light beam, and the reflected imaging light beam reflected by the reflection optical means RFD is reflected by the optical path separation optical means SPD and is second optically reflected. Head to the side of the group.
The reflection optical means RFD is a plane mirror similar to that in the embodiment shown in FIG. 1, and its reflection surface coincides with the aperture stop S.
At least a part of the first lens group (seven lenses disposed between the optical path separation optical unit SPD and the reflection optical unit RFD) is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam. The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image IM2.
The first lens group is composed of “seven lenses arranged between the optical path separation optical means SPD and the reflection optical means RFD” and two lenses arranged on the enlargement side of the optical path separation optical means SPD. ing.
以上、この発明の投射光学系の光学配置を7例示したが、投射光学系の光学配置は、上の7例に限定されるものではない。例えば、図1、図6、図9、図12に示す実施の形態において、光路分離光学手段SPDを、図15や図18、図19に示すものに代えることができる。
光路分離光学手段は、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束のうち「入射結像光束となるべき部分、および、前記反射結像光束となるべき部分の、一方を反射し、他方を通過させる」ことにより、これら両結像光束の光路の分離を行うものであり、上に示した各実施の形態における光路分離光学手段SPDは、このようになっている。
光路分離光学手段は、後述する例のように「偏光合成手段、偏光分離手段および位相差板を有する」構成とすることもできる。また、光路分離光学手段SPDを「ハーフミラー」で構成することもできる。
また、図15、図18、図19に示す実施の形態において、反射光学手段RFDを図9、図12に示すものに代えることもできる。
第1レンズ群の「入射結像光束が最後に入射するレンズ面」には、上記の如く、反射膜を形成して反射光学手段とすることができるが、反射膜を形成する場合も形成しない場合も、「入射結像光束が最後に入射するレンズ面」は、曲面とすることも平面とすることもできる。
In the above, seven examples of the optical arrangement of the projection optical system of the present invention have been described, but the optical arrangement of the projection optical system is not limited to the above seven examples. For example, in the embodiments shown in FIGS. 1, 6, 9, and 12, the optical path separation optical means SPD can be replaced with those shown in FIGS.
The optical path separating optical means reflects one of “the portion to be the incident imaging light beam and the portion to be the reflected imaging light beam” of the imaging light beam from the original image on the reduction-side conjugate plane, and the other. The optical path separation optical means SPD in each of the above-described embodiments is as described above.
The optical path separation optical means may be configured to have “polarization synthesis means, polarization separation means, and phase difference plate” as in an example described later. Further, the optical path separating optical means SPD can be configured by a “half mirror”.
In the embodiment shown in FIGS. 15, 18, and 19, the reflection optical means RFD can be replaced with that shown in FIGS.
As described above, a reflection film can be formed on the “lens surface on which the incident imaging light beam is finally incident” of the first lens group, but it is not formed even when a reflection film is formed. In this case, the “lens surface on which the incident imaging light beam is incident last” can be a curved surface or a flat surface.
拡大側の共役面上に結像させる拡大画像のサイズ変更は、第3光学群から拡大側の共役面(スクリーン等)までの投射距離を変えて行うが、投射光学系が広画角になると投射距離の変動に対し、像面湾曲やディストーションが増大し易い。 The size of the enlarged image formed on the enlargement-side conjugate surface is changed by changing the projection distance from the third optical group to the enlargement-side conjugate surface (such as a screen), but when the projection optical system has a wide angle of view. The curvature of field and distortion are likely to increase with respect to fluctuations in the projection distance.
拡大画像を「拡大側の共役面(スクリーン等)」に合焦(フォーカシング)させるには、種々の方法が可能であるが、上に説明した各実施の形態では、第2光学系G2が複数(3枚)のレンズを有して構成されており、第2光学群G2を構成する1枚以上のレンズを光軸方向へ移動させてフォーカシングを行うことができる。
第2光学群G2は結像光束の射出側に近く、アクセスが容易であり、第2光学群内の1以上のレンズ群を移動させることで、像面の湾曲とディストーションを良好に保ちながらピント合わせが可能である。
投射光学系はまた、縮小側に「略テレセントリック」であることが好ましい。
Various methods can be used to focus the enlarged image on the “enlarged conjugate surface (screen or the like)”. In each of the embodiments described above, a plurality of second optical systems G2 are provided. Focusing can be performed by moving one or more lenses constituting the second optical group G2 in the direction of the optical axis.
The second optical group G2 is close to the exit side of the imaging light beam and is easily accessible. By moving one or more lens groups in the second optical group, the second optical group G2 is in focus while maintaining good curvature and distortion of the image plane. Can be combined.
The projection optical system is also preferably “substantially telecentric” on the reduction side.
この発明の投射光学系は、以下の条件(1)ないし(3)の任意の1以上を満足することが好ましい。
(1) 1.5 < Ym/Yi < 5.0
(2) 0.25 < Lm/Lr < 0.55
(3) 45°≦ θAX ≦ 90°
これら条件(1)ないし(3)のパラメータにおける各記号の意味は、以下の通りである。
「2Yi」は、縮小側の共役面から拡大側の共役面に至る光路上における結像光束の、原画像位置における最大有効径、「2Ym」は、第3光学群の凹面ミラーの鏡面上における最大有効径である。
「Lr」は、反射光学手段の反射面と第2光学群の最も拡大側のレンズ面との光軸上の距離、「Lm」は、第2光学群の最も拡大側のレンズ面と第3光学群の凹面ミラー面との光軸上の距離である。
「θAB」は、光路分離光学手段の縮小側の光軸と、光路分離光学手段の拡大側の光軸との角度である。
The projection optical system according to the present invention preferably satisfies any one or more of the following conditions (1) to (3).
(1) 1.5 <Ym / Yi <5.0
(2) 0.25 <Lm / Lr <0.55
(3) 45 ° ≦ θAX ≦ 90 °
The meaning of each symbol in the parameters of these conditions (1) to (3) is as follows.
“2Yi” is the maximum effective diameter of the imaging light beam on the optical path from the reduction conjugate plane to the enlargement conjugate plane at the original image position, and “2Ym” is on the mirror surface of the concave mirror of the third optical group. The maximum effective diameter.
“Lr” is the distance on the optical axis between the reflecting surface of the reflecting optical means and the most magnified lens surface of the second optical group, and “Lm” is the most magnified lens surface of the second optical group and the third lens surface. This is the distance on the optical axis from the concave mirror surface of the optical group.
“ΘAB” is an angle between the optical axis on the reduction side of the optical path separation optical means and the optical axis on the enlargement side of the optical path separation optical means.
条件(1)のパラメータ:Ym/Yi小さくなると、凹面ミラーの鏡面上の光束の最大有効径が小さくなるので、第3光学系の凹面ミラーの小型化が容易となる。しかし、条件(1)の下限を超えると、凹面ミラーの鏡面上における各像高の主光線密度が過大となり、凹面ミラーで主に補正しているディストーションを始めとする諸収差の抑制が困難となり易い。
条件(1)のパラメータ:Ym/Yiが上限を超えると、第3光学群の凹面ミラーが大型化し易く、投射光学系をコンパクトに構成することが困難となり易い。
条件(2)のパラメータ:Lm/Lrが小さくなる場合としては、Lmが小さくなる場合、Lrが大きくなる場合があるが、距離:Lmは、第2中間像Im2を結像させるスペースとしてある程度の大きさが必要であり、このスペースを確保しつつ、パラメータ:Lm/Lrが小さくなると、距離:Lrが大きくなる。
When the parameter of the condition (1): Ym / Yi is reduced, the maximum effective diameter of the light beam on the mirror surface of the concave mirror is reduced, so that the concave mirror of the third optical system can be easily downsized. However, if the lower limit of the condition (1) is exceeded, the principal ray density of each image height on the mirror surface of the concave mirror becomes excessive, and it becomes difficult to suppress various aberrations including distortion mainly corrected by the concave mirror. easy.
If the parameter (Ym / Yi) of the condition (1) exceeds the upper limit, the concave mirror of the third optical group tends to be large, and it is difficult to make the projection optical system compact.
Condition (2) parameter: When Lm / Lr is small, when Lm is small, Lr may be large, but the distance: Lm is a certain amount of space for forming the second intermediate image Im2. The size is required, and the distance Lr increases as the parameter Lm / Lr decreases while securing this space.
条件(2)のパラメータ:Lm/Lrが下限を超えると、第1光学群と第2光学群の光軸上の長さ(Lr+Lm)が大きくなり、投射光学系が長大化し易い。
条件(2)のパラメータ:Lm/Lrが上限を超えると、第1光学群と第2光学群の光軸上の長さを小さくできるが、球面収差、コマ収差等が大きくなり易く、光学性能の維持が困難になり易い。また、第1光学群と第2光学群の光軸上の長さの増大を抑制すると、第2光学群と凹面ミラーの距離が大きくなり、同時に凹面ミラーも大きくなり易く、投射光学系をコンパクトに実現することが困難となり易い。
また、条件(3)を満足することにより、無理のない光学配置が可能である。
When the parameter (2) of the condition (2): Lm / Lr exceeds the lower limit, the length (Lr + Lm) on the optical axis of the first optical group and the second optical group becomes large, and the projection optical system tends to be long.
Condition (2) parameter: If Lm / Lr exceeds the upper limit, the length of the first optical group and the second optical group on the optical axis can be reduced, but spherical aberration, coma aberration, etc. tend to increase, and optical performance It is likely to be difficult to maintain. In addition, if the increase in the length of the first optical group and the second optical group on the optical axis is suppressed, the distance between the second optical group and the concave mirror increases, and the concave mirror tends to increase at the same time, and the projection optical system is compact. It is likely to be difficult to realize.
In addition, if the condition (3) is satisfied, a reasonable optical arrangement is possible.
図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19に実施の形態を示す投射光学系では、第1レンズ群の最も拡大側のレンズPFLは正レンズである。そして、正レンズPFLは、第1中間像IM1の縮小側もしくは「第1中間像IM1を含む位置(図1の実施の形態の場合)」に配置されている。
この発明の投射光学系のように、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系において、第2中間像IM2は、第3光学群の凹面ミラーの結像における「物体(物点)」である。
そして、第1中間像IM1は、第2光学群の結像における「物体(物点)」である。
拡大側の共役面上に良好な拡大画像を結像するためには、第2中間像IM2が「良好な像」であることが好ましい。第2中間像IM2が良好な像でないと、良好な拡大画像を結像するためには、凹面ミラーのミラー形状が複雑な形状となり易い。良好な第2中間像IM2を結像するには、第1中間像が「良好な像」であることが好ましい。
In the projection optical system whose embodiments are shown in FIGS. 1, 6, 9, 12, 15, 18, and 19, the lens PFL on the most magnifying side of the first lens group is a positive lens. The positive lens PFL is disposed on the reduction side of the first intermediate image IM1 or “a position including the first intermediate image IM1 (in the case of the embodiment in FIG. 1)”.
As in the projection optical system of the present invention, the imaging light flux from the original image on the reduction-side conjugate plane is sequentially formed as the first intermediate image IM1 and the second intermediate image IM2 on the optical path to the enlargement-side conjugate plane. Then, in the projection optical system that forms an image as an enlarged image on the enlargement-side conjugate plane, the second intermediate image IM2 is an “object (object point)” in the image formation of the concave mirror of the third optical group.
The first intermediate image IM1 is an “object (object point)” in the image formation of the second optical group.
In order to form a good enlarged image on the enlargement-side conjugate plane, the second intermediate image IM2 is preferably a “good image”. If the second intermediate image IM2 is not a good image, the mirror shape of the concave mirror tends to be a complicated shape in order to form a good enlarged image. In order to form a good second intermediate image IM2, the first intermediate image is preferably a “good image”.
上に説明した実施の各形態においては、第1レンズ群G1の最も拡大側のレンズPFLを上記の如く、第1中間像IM1の縮小側もしくは「第1中間像IM1を含む位置」に配置することにより、第1中間像IM1の形状と「第2光学群G2に向かう主光線の方向」とを整え、第2光学群G2が良好な第2中間像IM2を結像し易いようにしている。
このように、レンズPFLにより「第1中間像IM1の形状、主光線方向を整える」観点からすると、レンズPFLの少なくとも1面を非球面とすることが好ましい。
この発明の投射光学系は、前述の如く、第1レンズ群の少なくとも一部が「入射結像光束と反射結像光束とに共通化」され、この共通化された部分が所謂「折り返し光学系」となっている。このように、第1レンズ群の一部を「折り返し光学系」とすることにより、第1レンズ群を構成するレンズ枚数を少なくしつつ、良好な第1中間像を実現できる。
In each of the embodiments described above, the most magnified lens PFL of the first lens group G1 is disposed on the reduction side of the first intermediate image IM1 or at a “position including the first intermediate image IM1” as described above. As a result, the shape of the first intermediate image IM1 and the “direction of the principal ray toward the second optical group G2” are adjusted so that the second optical group G2 can easily form a good second intermediate image IM2. .
Thus, from the viewpoint of “adjusting the shape and principal ray direction of the first intermediate image IM1” by the lens PFL, it is preferable that at least one surface of the lens PFL is an aspherical surface.
In the projection optical system of the present invention, as described above, at least a part of the first lens group is “shared with the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam”, and this shared part is a so-called “folding optical system”. " As described above, by forming a part of the first lens group as a “folding optical system”, it is possible to realize a good first intermediate image while reducing the number of lenses constituting the first lens group.
また、第1レンズ群の一部を「折り返し光学系」としたことにより、第1レンズ群の光軸上の長さを短縮でき、投射光学系の光学サイズをコンパクト化できている。
第1レンズ群の一部を折り返し光学系としたことにより、第1レンズ群を「対称的な等倍光学系に近い構成」とすることができ、反射光学手段:RFDの反射面を開口絞りに設定することができる。また、図12に示す実施の形態のように、入射結像光束が入射する最後のレンズ面に反射膜を形成して反射光学手段RFDとすることにより、部品点数を減少できる。
また、第1光学群G1が「等倍光学系に近い構成」のため、反射光学手段:RFDは、反射面を平面とした平面鏡にすることができ、投射光学系を組み立て易い光学系とすることができる。あるいは、反射光学手段:RFDの反射面を曲面化することで設計の自由度が上がり、投射光学系の性能向上が可能となる。
In addition, since a part of the first lens group is a “folding optical system”, the length of the first lens group on the optical axis can be shortened, and the optical size of the projection optical system can be made compact.
Since a part of the first lens group is a folded optical system, the first lens group can be made “a configuration close to a symmetric equal-magnification optical system”, and the reflecting optical means: the reflection surface of the RFD is an aperture stop. Can be set to Further, as in the embodiment shown in FIG. 12, the number of components can be reduced by forming a reflective film on the last lens surface on which the incident imaging light beam is incident to form the reflective optical means RFD.
In addition, since the first optical group G1 is “a configuration close to an equal-magnification optical system”, the reflective optical means: RFD can be a plane mirror having a reflective surface as a plane, and the projection optical system is an optical system that can be easily assembled. be able to. Alternatively, the reflection optical means: the reflection surface of the RFD is curved to increase the degree of design freedom, and the performance of the projection optical system can be improved.
このような投射光学系を搭載して、投射性能に優れた投射装置を実現できる。投射装置の実施の1形態を図20に示す。この投射装置は、この発明の投射光学系PRSを用い、縮小側の共役面に配置された画像表示素子MD(図1等におけると同様、3枚の液晶パネルを便宜的に1枚に纏めて描いている。)に表示された画像を、拡大側の共役面であるスクリーンSC上に結像させるものである。
また、この発明の投射光学系を搭載し、縮小側の共役点に撮像素子を配置することにより、拡大側の共役面上の画像を撮像できる撮像装置を実現できる。
By mounting such a projection optical system, it is possible to realize a projection apparatus having excellent projection performance. One embodiment of the projection apparatus is shown in FIG. This projection apparatus uses the projection optical system PRS of the present invention, and the image display elements MD arranged on the reduction-side conjugate plane (similarly in FIG. 1 and the like, three liquid crystal panels are conveniently combined into one sheet). The image displayed in (2) is formed on the screen SC, which is a conjugate plane on the enlargement side.
In addition, by mounting the projection optical system of the present invention and disposing an image sensor at the reduction-side conjugate point, an imaging apparatus that can capture an image on the enlargement-side conjugate plane can be realized.
「実施例」
以下、投射光学系の具体的な実施例を5例挙げる。
各実施例において、面番号は縮小側(原画像側)から拡大側に数えた数字で表す。原画像が表示される「画像表示素子の画像表示面」が、投射光学系の縮小側の共役面でありデータ中に「物面」として表示している。また、拡大画像を投射されるスクリーン等の拡大側の共役面(スクリーン等)を「像面」として示している。
"Example"
Hereinafter, five specific examples of the projection optical system will be given.
In each embodiment, the surface number is represented by a number counted from the reduction side (original image side) to the enlargement side. The “image display surface of the image display element” on which the original image is displayed is a conjugate surface on the reduction side of the projection optical system, and is displayed as “object surface” in the data. Further, a conjugate plane (screen or the like) on the enlargement side of a screen or the like on which an enlarged image is projected is shown as an “image plane”.
「R」により各面(開口絞りSの面および、色合成用であるプリズムP、を含む)の曲率半径(非球面にあっては近軸曲率半径)を表し、「D」により光軸上の面間隔を表す。尚、長さの単位は「mm」である。
面間隔:Dは「反射面の前後で符号を反転」させて表示している。「Nd及びνd」により、各レンズの材質の「d線に対する屈折率およびアッベ数」を示す。
「焦点距離」は、d線における投射光学系の焦点距離(各実施例とも、投射距離:700mmにおける値を示している。)、「NA」は縮小側の開口数、「物体高」は、画像表示面(物面)上における光軸からの最大光線高さである。
非球面の形状は、光軸との交点を原点として、光軸からの高さ:h、光軸方向の変位量:Z、近軸曲率半径:R、円錐定数:K、n次の非球面係数:An、として、周知の次式
Z=(1/R)・h2/[1+√{1−(1+K)・(1/R)2・h2}]
+A4・h4+A6・h6+A8・h8+・・・+An・hn
で表し、上記R、K、An、を与えて形状を特定する。非球面は、面番号に「*印」を付して表す。
"R" represents the radius of curvature (including the paraxial radius of curvature for an aspherical surface) of each surface (including the surface of the aperture stop S and the prism P for color synthesis), and "D" represents the optical axis. Represents the surface spacing. The unit of length is “mm”.
Surface spacing: D is displayed with “reversing the sign before and after the reflecting surface”. “Nd and νd” indicates “refractive index and Abbe number with respect to d-line” of the material of each lens.
“Focal distance” is the focal length of the projection optical system at the d-line (in each example, a value at a projection distance of 700 mm), “NA” is the numerical aperture on the reduction side, and “object height” is This is the maximum ray height from the optical axis on the image display surface (object surface).
The shape of the aspherical surface is the height from the optical axis: h, the amount of displacement in the optical axis direction: Z, the paraxial radius of curvature: R, the conic constant: K, the nth-order aspherical surface with the intersection with the optical axis as the origin. As a coefficient: An, the following well-known formula Z = (1 / R) · h 2 / [1 + √ {1− (1 + K) · (1 / R) 2 · h 2 }]
+ A4 ・ h 4 + A6 ・ h 6 + A8 ・ h 8 + ・ ・ ・ + An ・ h n
The shape is specified by giving the above R, K, An. An aspherical surface is represented by adding “*” to the surface number.
「実施例1」
実施例1は、図1に実施の形態として示した投射光学系の具体例である。
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 3.000
1 ∞ 19.000 1.77250 49.6 プリズムP
2 ∞ 1.000
3 ∞ 16.000 1.77250 49.6 光路分離光学手段SPD
4 ∞ -16.000 1.77250 49.6 反射面R1
5 ∞ -0.700
6 -178.212 -4.744 1.80518 25.5
7 43.148 -4.738
8 -14.258 -1.670 1.49700 81.6
9 -14.921 -2.664
10 -21.252 -5.506 1.49700 81.6
11 51.706 -0.100
12 50.662 -0.766 1.76181 26.6
13 -11.843 -9.000 1.49700 81.6
14 310.425 -2.321
15 -15.316 -4.187 1.84666 23.8
16 94.401 -1.296
17 56.043 -2.079 1.80000 29.8
18 -12.713 -1.493
19 ∞ 1.493 (開口絞りS) 反射光学手段RFD
20 -12.713 2.079 1.80000 29.8
21 56.043 1.296
22 94.401 4.187 1.84666 23.8
23 -15.316 2.321
24 310.425 9.000 1.49700 81.6
25 -11.843 0.766 1.76181 26.6
26 50.662 0.100
27 51.706 5.506 1.49700 81.6
28 -21.252 2.664
29 -14.921 1.670 1.49700 81.6
30 -14.258 4.738
31 43.148 4.744 1.80518 25.5
32 -178.212 0.700
33 ∞ 16.000 1.77250 49.6 光路分離光学手段SPD
34 ∞ 16.000 1.77250 49.6 透過面
35 ∞ 8.282
36* 21.591 5.862 1.80420 46.5 レンズPFL
37* -26.818 (可変)
38* -7.751 4.500 1.77250 49.6
39* -7.133 (可変)
40* 14.185 1.000 1.84666 23.8
41* 7.579 0.839
42* 14.688 3.046 1.62299 58.1
43* -10.176 40.839
44* -17.716 -700.000 凹面ミラーG3
像面 ∞
フォーカシングは、第2光学群G2を構成する3枚のレンズのうち、最も縮小側のレンズを光軸方向へ変位して行っている。
"Example 1"
Example 1 is a specific example of the projection optical system shown as an embodiment in FIG.
Surface number R D Nd νd
Object ∞ 3.000
1 ∞ 19.000 1.77250 49.6 Prism P
2 ∞ 1.000
3 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Optical path separation optical means SPD
4 ∞ -16.000 1.77250 49.6 Reflective surface R1
5 ∞ -0.700
6 -178.212 -4.744 1.80518 25.5
7 43.148 -4.738
8 -14.258 -1.670 1.49700 81.6
9 -14.921 -2.664
10 -21.252 -5.506 1.49700 81.6
11 51.706 -0.100
12 50.662 -0.766 1.76181 26.6
13 -11.843 -9.000 1.49700 81.6
14 310.425 -2.321
15 -15.316 -4.187 1.84666 23.8
16 94.401 -1.296
17 56.043 -2.079 1.80000 29.8
18 -12.713 -1.493
19 ∞ 1.493 (Aperture stop S) Reflective optical means RFD
20 -12.713 2.079 1.80000 29.8
21 56.043 1.296
22 94.401 4.187 1.84666 23.8
23 -15.316 2.321
24 310.425 9.000 1.49700 81.6
25 -11.843 0.766 1.76181 26.6
26 50.662 0.100
27 51.706 5.506 1.49700 81.6
28 -21.252 2.664
29 -14.921 1.670 1.49700 81.6
30 -14.258 4.738
31 43.148 4.744 1.80518 25.5
32 -178.212 0.700
33 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Optical path separation optical means SPD
34 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Transmission surface
35 ∞ 8.282
36 * 21.591 5.862 1.80420 46.5 Lens PFL
37 * -26.818 (variable)
38 * -7.751 4.500 1.77250 49.6
39 * -7.133 (variable)
40 * 14.185 1.000 1.84666 23.8
41 * 7.579 0.839
42 * 14.688 3.046 1.62299 58.1
43 * -10.176 40.839
44 * -17.716 -700.000 Concave mirror G3
Image plane ∞
Focusing is performed by displacing the lens on the most reduction side among the three lenses constituting the second optical group G2 in the optical axis direction.
「非球面データ」
非球面のデータを以下に挙げる。
第36面
K=2.915703 A4=5.62046E-05 A6=-1.18034E-06 A8=2.24920E-08
A10=-2.37010E-10 A12=9.49591E-13
第37面
K=-0.863225 A4=2.52066E-04 A6=-8.03667E-07 A8=7.18714E-09
A10=-2.41923E-10 A12=2.36632E-12
第38面
K=-0.636376 A4=-4.45113E-05 A6=2.53876E-06 A8=2.40648E-08
A10=1.89421E-09 A12=-1.73584E-11
第39面
K=-1.569243 A4=1.93658E-04 A6=-1.00718E-05 A8=3.45432E-07
A10=-5.88910E-09 A12=5.88827E-11
第40面
K=-0.679846 A4=-7.25686E-05 A6=-6.06854E-06 A8=3.02542E-07
A10=-7.49194E-09 A12=6.51695E-11
第41面
K=-2.552383 A4=-4.14707E-04 A6=1.11392E-05 A8=-7.69006E-08
A10=-3.31496E-09 A12=6.54793E-11
第42面
K=3.245191 A4=-5.01414E-04 A6=1.12614E-06 A8=1.34021E-07
A10=-7.01951E-09 A12=8.79689E-11
第43面
K=-1.638918 A4=-4.35977E-05 A6=-2.67086E-06 A8=1.23500E-07
A10=-3.92457E-09 A12=4.42236E-11
第44面
K=-0.852265 A4=3.50352E-06 A6=5.87818E-09 A8=-4.54047E-11
A10=3.04132E-14 A12=1.33901E-16 A14=5.91253E-20 A16=-6.15105E-22
A18=-1.30006E-24 A20=3.33841E-27
上の表記において、例えば「3.33841E-27」は「3.33841×10-27」を表している。
"Aspherical data"
The aspherical data are listed below.
36th
K = 2.915703 A4 = 5.62046E-05 A6 = -1.18034E-06 A8 = 2.24920E-08
A10 = -2.37010E-10 A12 = 9.49591E-13
37th page
K = -0.863225 A4 = 2.52066E-04 A6 = -8.03667E-07 A8 = 7.18714E-09
A10 = -2.41923E-10 A12 = 2.36632E-12
38th page
K = -0.636376 A4 = -4.45113E-05 A6 = 2.53876E-06 A8 = 2.40648E-08
A10 = 1.89421E-09 A12 = -1.73584E-11
39th page
K = -1.569243 A4 = 1.93658E-04 A6 = -1.00718E-05 A8 = 3.45432E-07
A10 = -5.88910E-09 A12 = 5.88827E-11
40th page
K = -0.679846 A4 = -7.25686E-05 A6 = -6.06854E-06 A8 = 3.02542E-07
A10 = -7.49194E-09 A12 = 6.51695E-11
41st side
K = -2.552383 A4 = -4.14707E-04 A6 = 1.11392E-05 A8 = -7.69006E-08
A10 = -3.31496E-09 A12 = 6.54793E-11
42nd page
K = 3.245191 A4 = -5.01414E-04 A6 = 1.12614E-06 A8 = 1.34021E-07
A10 = -7.01951E-09 A12 = 8.79689E-11
43rd page
K = -1.638918 A4 = -4.35977E-05 A6 = -2.67086E-06 A8 = 1.23500E-07
A10 = -3.92457E-09 A12 = 4.42236E-11
44th page
K = -0.852265 A4 = 3.50352E-06 A6 = 5.87818E-09 A8 = -4.54047E-11
A10 = 3.04132E-14 A12 = 1.33901E-16 A14 = 5.91253E-20 A16 = -6.15105E-22
A18 = -1.30006E-24 A20 = 3.33841E-27
In the above notation, for example, “3.33841E-27” represents “3.33841 × 10 −27 ”.
「可変面間隔」
投射距離(凹面ミラーの反射面と拡大側の共役面との光軸上の距離):1000mmと700mmに対する可変面間隔を以下に示す。
投射距離 -1000.000 -700.000
D37 8.740 8.763
D39 3.393 3.370
「各種データ」
焦点距離 5.24
NA 0.23
物体高 10.00
「条件式のパラメータの値」
(1)Ym/Yi=1.99
(2)Lm/Lr=0.37
(3)θAX=90° 。
"Variable surface spacing"
Projection distance (distance on the optical axis between the reflecting surface of the concave mirror and the conjugate surface on the enlargement side): The variable surface spacing for 1000 mm and 700 mm is shown below.
Projection distance -1000.000 -700.000
D37 8.740 8.763
D39 3.393 3.370
"Various data"
Focal length 5.24
NA 0.23
Object height 10.00
"Parameter values for conditional expressions"
(1) Ym / Yi = 1.99
(2) Lm / Lr = 0.37
(3) θAX = 90 °.
実施例1の投射光学系の投射距離:700mmにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を図2に、コマ収差を図3に示す。各収差図は「像面(スクリーン)を物体として縮小側を評価した状態」を示している。以下の実施例の収差図においても同様である。
波長は緑色光である波長:532nmを代表として収差を示すが、球面収差図、コマ収差図には赤、青の光である波長:638nmと450nmの収差も併せて表示している。非点収差の図におけるSはサジタル像、Mはメリディオナル像の収差を示す。
実施例1の投射距離:1000mmにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を図4に、コマ収差を図5に、それぞれ、図2、図3に倣って示す。
FIG. 2 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at a projection distance of 700 mm of the projection optical system of Example 1, and FIG. 3 shows coma aberration. Each aberration diagram shows “a state in which the reduction side is evaluated using the image plane (screen) as an object”. The same applies to the aberration diagrams of the following examples.
The aberration is represented by the wavelength of green light: 532 nm as a representative, but the spherical aberration diagram and coma aberration diagram also show the red and blue light wavelengths: 638 nm and 450 nm. In the figure of astigmatism, S indicates the sagittal image, and M indicates the aberration of the meridional image.
FIG. 4 shows spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration at a projection distance of 1000 mm in Example 1, and FIG. 5 shows coma aberration, respectively.
「実施例2」
実施例2は、図6に実施の形態として示した投射光学系の具体例である。
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 3.000
1 ∞ 19.000 1.77250 49.6 プリズムP
2 ∞ 1.000
3 ∞ 16.000 1.77250 49.6 光路分離光学手段SPD
4 ∞ -16.000 1.77250 49.6 反射面R1
5 ∞ -1.000
6 -82.443 -2.993 1.89286 20.4
7 117.893 -5.934
8 -26.668 -2.824 1.49700 81.6
9 -79.796 -0.100
10 -22.538 -1.110 1.56883 56.1
11 -25.045 -0.100
12 -17.220 -3.382 1.92119 24.0
13 -11.344 -6.097 1.49700 81.6
14 66.298 -7.500 1.95375 32.3
15 -14.756 -4.407
16 -20.800 -1.891 1.58267 46.4
17 100.614 -3.162
18 ∞ 3.162 (開口絞りS) 反射光学手段RFD
19 100.614 1.891 1.58267 46.4
20 -20.800 4.407
21 -14.756 7.500 1.95375 32.3
22 66.298 6.097 1.49700 81.6
23 -11.344 3.382 1.92119 24.0
24 -17.220 0.100
25 -25.045 1.110 1.56883 56.1
26 -22.538 0.100
27 -79.796 2.824 1.49700 81.6
28 -26.668 5.934
29 117.893 2.993 1.89286 20.4
30 -82.443 1.000
31 ∞ 16.000 1.77250 49.6 光路分離光学手段SPD
32 ∞ 16.000 1.77250 49.6 透過面
33 ∞ 4.190
34* 19.768 5.283 1.62041 60.3 レンズPFL
35* -21.937 (可変)
36* -5.860 5.000 1.62041 60.3
37* -6.248 (可変)
38* 11.372 0.619 1.75520 27.5
39* 6.681 1.026
40* 14.377 3.021 1.62041 60.3
41* -10.593 39.845
42* -14.978 -700.000 凹面ミラーG3
像面 ∞
フォーカシングは、第2光学群G2を構成する3枚のレンズのうち、最も縮小側のレンズを光軸方向へ変位して行っている。
"Example 2"
Example 2 is a specific example of the projection optical system shown as the embodiment in FIG.
Surface number R D Nd νd
Object ∞ 3.000
1 ∞ 19.000 1.77250 49.6 Prism P
2 ∞ 1.000
3 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Optical path separation optical means SPD
4 ∞ -16.000 1.77250 49.6 Reflective surface R1
5 ∞ -1.000
6 -82.443 -2.993 1.89286 20.4
7 117.893 -5.934
8 -26.668 -2.824 1.49700 81.6
9 -79.796 -0.100
10 -22.538 -1.110 1.56883 56.1
11 -25.045 -0.100
12 -17.220 -3.382 1.92119 24.0
13 -11.344 -6.097 1.49700 81.6
14 66.298 -7.500 1.95375 32.3
15 -14.756 -4.407
16 -20.800 -1.891 1.58267 46.4
17 100.614 -3.162
18 ∞ 3.162 (Aperture stop S) Reflective optical means RFD
19 100.614 1.891 1.58267 46.4
20 -20.800 4.407
21 -14.756 7.500 1.95375 32.3
22 66.298 6.097 1.49700 81.6
23 -11.344 3.382 1.92119 24.0
24 -17.220 0.100
25 -25.045 1.110 1.56883 56.1
26 -22.538 0.100
27 -79.796 2.824 1.49700 81.6
28 -26.668 5.934
29 117.893 2.993 1.89286 20.4
30 -82.443 1.000
31 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Optical path separation optical means SPD
32 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Transmission surface
33 ∞ 4.190
34 * 19.768 5.283 1.62041 60.3 Lens PFL
35 * -21.937 (variable)
36 * -5.860 5.000 1.62041 60.3
37 * -6.248 (variable)
38 * 11.372 0.619 1.75520 27.5
39 * 6.681 1.026
40 * 14.377 3.021 1.62041 60.3
41 * -10.593 39.845
42 * -14.978 -700.000 Concave mirror G3
Image plane ∞
Focusing is performed by displacing the lens on the most reduction side among the three lenses constituting the second optical group G2 in the optical axis direction.
「非球面データ」
非球面のデータを以下に挙げる。
第34面
K=1.603407 A4=6.62499E-05 A6=-1.47855E-06 A8=2.13965E-08
A10=-1.61087E-10 A12=3.04660E-13
第35面
K=-16.185981 A4=1.37057E-04 A6=-2.00047E-06 A8=2.34483E-08
A10=-1.88936E-10 A12=6.14870E-13
第36面
K=-0.861684 A4=1.60081E-04 A6=-4.15035E-06 A8=2.11338E-07
A10=-5.58538E-09 A12=7.82222E-11
第37面
K=-1.275659 A4=2.13278E-04 A6=-7.81789E-06 A8=2.11280E-07
A10=-3.44166E-09 A12=3.20992E-11
第38面
K=-1.368834 A4=-7.65177E-05 A6=-1.14321E-05 A8=1.55813E-07
A10=-1.29025E-09 A12=9.12296E-12
第39面
K=-1.887530 A4=-4.10972E-04 A6=2.51109E-06 A8=-1.14759E-07
A10=-8.20290E-10 A12=3.33966E-11
第40面
K=3.612239 A4=-5.44430E-04 A6=9.39714E-07 A8=8.94005E-08
A10=-7.43024E-09 A12=-1.10566E-12
第41面
K=-1.503654 A4=-5.15554E-05 A6=-2.40135E-06 A8=6.31180E-08
A10=-2.66825E-10 A12=-5.60088E-11
第42面
K=-1.139257 A4=9.49690E-06 A6=-4.09789E-08 A8=-1.23159E-11
A10=1.00687E-13 A12=6.06898E-16 A14=-9.02169E-19 A16=-2.03782E-21
A18=-3.03450E-23 A20=9.00292E-26 。
"Aspherical data"
The aspherical data are listed below.
34th page
K = 1.603407 A4 = 6.62499E-05 A6 = -1.47855E-06 A8 = 2.13965E-08
A10 = -1.61087E-10 A12 = 3.04660E-13
35th page
K = -16.185981 A4 = 1.37057E-04 A6 = -2.00047E-06 A8 = 2.34483E-08
A10 = -1.88936E-10 A12 = 6.14870E-13
36th page
K = -0.861684 A4 = 1.60081E-04 A6 = -4.15035E-06 A8 = 2.11338E-07
A10 = -5.58538E-09 A12 = 7.82222E-11
37th page
K = -1.275659 A4 = 2.13278E-04 A6 = -7.81789E-06 A8 = 2.11280E-07
A10 = -3.44166E-09 A12 = 3.20992E-11
38th page
K = -1.368834 A4 = -7.65177E-05 A6 = -1.14321E-05 A8 = 1.55813E-07
A10 = -1.29025E-09 A12 = 9.12296E-12
39th page
K = -1.887530 A4 = -4.10972E-04 A6 = 2.51109E-06 A8 = -1.14759E-07
A10 = -8.20290E-10 A12 = 3.33966E-11
40th page
K = 3.612239 A4 = -5.44430E-04 A6 = 9.39714E-07 A8 = 8.94005E-08
A10 = -7.43024E-09 A12 = -1.10566E-12
No. 41
K = -1.503654 A4 = -5.15554E-05 A6 = -2.40135E-06 A8 = 6.31180E-08
A10 = -2.66825E-10 A12 = -5.60088E-11
42nd page
K = -1.139257 A4 = 9.49690E-06 A6 = -4.09789E-08 A8 = -1.23159E-11
A10 = 1.00687E-13 A12 = 6.06898E-16 A14 = -9.02169E-19 A16 = -2.03782E-21
A18 = -3.03450E-23 A20 = 9.00292E-26.
「可変面間隔」
投射距離:1000mmと700mmに対する可変面間隔を以下に示す。
投射距離 -1000.000 -700.000
D35 9.272 9.294
D37 5.743 5.721
「各種データ」
焦点距離 5.18
NA 0.20
物体高 10.00
「条件式のパラメータの値」
(1)Ym/Yi=1.68
(2)Lm/Lr=0.37
(3)θAX=90°
実施例2の投射光学系の投射距離:700mmにおける球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図7に、コマ収差の図を図8に示す。
"Variable surface spacing"
Projection distance: The variable surface interval for 1000 mm and 700 mm is shown below.
Projection distance -1000.000 -700.000
D35 9.272 9.294
D37 5.743 5.721
"Various data"
Focal length 5.18
NA 0.20
Object height 10.00
"Parameter values for conditional expressions"
(1) Ym / Yi = 1.68
(2) Lm / Lr = 0.37
(3) θAX = 90 °
FIG. 7 shows a diagram of spherical aberration, astigmatism and distortion at a projection distance: 700 mm of the projection optical system of Example 2, and FIG. 8 shows a diagram of coma aberration.
「実施例3」
実施例3は、図9に実施の形態として示した投射光学系の具体例である。
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 3.000
1 ∞ 19.000 1.77250 49.6 プリズムP
2 ∞ 1.000
3 ∞ 16.000 1.77250 49.6 光路分離光学手段SPD
4 ∞ -16.000 1.77250 49.6 反射面R1
5 ∞ -2.000
6 73.643 -3.405 1.57135 53.0
7 27.072 -0.100
8 -18.596 -6.987 1.49700 81.6
9 361.909 -0.100
10 -17.174 -5.075 1.60342 38.0
11 -54.030 -1.440
12 207.372 -7.873 1.91082 35.3
13 -7.844 -3.866 1.49700 81.6
14 -31.346 -0.100
15 -15.027 -1.000 1.48749 70.4
16 -16.258 -0.996
17 155.771 0.996 (開口絞りS) 反射光学手段RFD
18 -16.258 1.000 1.48749 70.4
19 -15.027 0.100
20 -31.346 3.866 1.49700 81.6
21 -7.844 7.873 1.91082 35.3
22 207.372 1.440
23 -54.030 5.075 1.60342 38.0
24 -17.174 0.100
25 361.909 6.987 1.49700 81.6
26 -18.596 0.100
27 27.072 3.405 1.57135 53.0
28 73.643 2.000
29 ∞ 16.000 1.77250 49.6 光路分離光学手段SPD
30 ∞ 16.000 1.77250 49.6 透過面
31 ∞ 8.202
32 52.914 3.419 1.91082 35.3 レンズPFL
33* -15.784 (可変)
34* -13.020 5.152 1.83481 42.7
35* -9.533 (可変)
36* 15.094 0.550 1.84666 23.8
37* 8.588 2.037
38* 17.424 3.364 1.59349 67.0
39* -9.968 (可変)
40* -18.133 -700.000 凹面ミラーG3
像面 ∞
実施例3では、フォーカシングは、第2光学群G2を構成する3枚のレンズのうち、最も縮小側のレンズを変位させるとともに、拡大側の2枚のレンズを一体として変位させて行っている。
また、反射光学手段RFDの反射面(R17)は凹球面となっている。
"Example 3"
Example 3 is a specific example of the projection optical system shown as the embodiment in FIG.
Surface number R D Nd νd
Object ∞ 3.000
1 ∞ 19.000 1.77250 49.6 Prism P
2 ∞ 1.000
3 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Optical path separation optical means SPD
4 ∞ -16.000 1.77250 49.6 Reflective surface R1
5 ∞ -2.000
6 73.643 -3.405 1.57135 53.0
7 27.072 -0.100
8 -18.596 -6.987 1.49700 81.6
9 361.909 -0.100
10 -17.174 -5.075 1.60342 38.0
11 -54.030 -1.440
12 207.372 -7.873 1.91082 35.3
13 -7.844 -3.866 1.49700 81.6
14 -31.346 -0.100
15 -15.027 -1.000 1.48749 70.4
16 -16.258 -0.996
17 155.771 0.996 (Aperture stop S) Reflective optical means RFD
18 -16.258 1.000 1.48749 70.4
19 -15.027 0.100
20 -31.346 3.866 1.49700 81.6
21 -7.844 7.873 1.91082 35.3
22 207.372 1.440
23 -54.030 5.075 1.60342 38.0
24 -17.174 0.100
25 361.909 6.987 1.49700 81.6
26 -18.596 0.100
27 27.072 3.405 1.57135 53.0
28 73.643 2.000
29 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Optical path separation optical means SPD
30 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Transmission surface
31 ∞ 8.202
32 52.914 3.419 1.91082 35.3 Lens PFL
33 * -15.784 (variable)
34 * -13.020 5.152 1.83481 42.7
35 * -9.533 (variable)
36 * 15.094 0.550 1.84666 23.8
37 * 8.588 2.037
38 * 17.424 3.364 1.59349 67.0
39 * -9.968 (variable)
40 * -18.133 -700.000 Concave mirror G3
Image plane ∞
In the third embodiment, focusing is performed by displacing the lens on the most reduction side among the three lenses constituting the second optical group G2 and displacing the two lenses on the enlargement side as a unit.
The reflecting surface (R17) of the reflecting optical means RFD is a concave spherical surface.
「非球面データ」
非球面のデータを以下に挙げる。
第33面
K=-28.096426 A4=-6.77425E-05 A6=-5.90182E-07 A8=2.94466E-08
A10=-3.06620E-10 A12=1.04612E-12
第34面
K=-1.670922 A4=4.80203E-05 A6=-1.44409E-06 A8=1.39862E-07
A10=-3.08812E-09 A12=3.68637E-11
第35面
K=-1.803642 A4=2.62605E-04 A6=-6.98860E-06 A8=2.32598E-07
A10=-4.33412E-09 A12=4.51871E-11
第36面
K=-3.660291 A4=-1.36764E-04 A6=-6.18455E-06 A8=1.48461E-07
A10=-5.25541E-09 A12=5.84470E-11
第37面
K=-2.861026 A4=-4.65468E-04 A6=5.22020E-06 A8=-1.25681E-07
A10=-9.52226E-10 A12=3.62857E-11
第38面
K=2.168481 A4=-3.93818E-04 A6=1.32053E-06 A8=3.46782E-08
A10=-2.00594E-09 A12=2.01621E-11
第39面
K=-1.557297 A4=-6.74713E-05 A6=-2.59035E-06 A8=7.47685E-08
A10=-1.67863E-09 A12=1.09976E-11
第40面
K=-0.872009 A4=4.27235E-06 A6=-9.56036E-10 A8=-1.42920E-11
A10=-9.33863E-14 A12=2.84688E-16 A14=-2.32211E-20 A16=4.02465E-21
A18=-2.16771E-23 A20=2.84301E-26 。
"Aspherical data"
The aspherical data are listed below.
No. 33
K = -28.096426 A4 = -6.77425E-05 A6 = -5.90182E-07 A8 = 2.94466E-08
A10 = -3.06620E-10 A12 = 1.04612E-12
34th page
K = -1.670922 A4 = 4.80203E-05 A6 = -1.44409E-06 A8 = 1.39862E-07
A10 = -3.08812E-09 A12 = 3.68637E-11
35th page
K = -1.803642 A4 = 2.62605E-04 A6 = -6.98860E-06 A8 = 2.32598E-07
A10 = -4.33412E-09 A12 = 4.51871E-11
36th
K = -3.660291 A4 = -1.36764E-04 A6 = -6.18455E-06 A8 = 1.48461E-07
A10 = -5.25541E-09 A12 = 5.84470E-11
37th page
K = -2.861026 A4 = -4.65468E-04 A6 = 5.22020E-06 A8 = -1.25681E-07
A10 = -9.52226E-10 A12 = 3.62857E-11
38th page
K = 2.168481 A4 = -3.93818E-04 A6 = 1.32053E-06 A8 = 3.46782E-08
A10 = -2.00594E-09 A12 = 2.01621E-11
39th page
K = -1.557297 A4 = -6.74713E-05 A6 = -2.59035E-06 A8 = 7.47685E-08
A10 = -1.67863E-09 A12 = 1.09976E-11
40th page
K = -0.872009 A4 = 4.27235E-06 A6 = -9.56036E-10 A8 = -1.42920E-11
A10 = -9.33863E-14 A12 = 2.84688E-16 A14 = -2.32211E-20 A16 = 4.02465E-21
A18 = -2.16771E-23 A20 = 2.84301E-26.
「可変面間隔」
投射距離:1000mmと700mmに対する可変面間隔を以下に示す。
投射距離 -1000.000 -700.000
D33 8.939 8.970
D35 4.088 4.080
D39 41.748 41.725
「各種データ」
焦点距離 5.33
NA 0.26
物体高 10.00
「条件式のパラメータの値」
(1)Ym/Yi=1.89
(2)Lm/Lr=0.41
(3)θAX=90°
実施例3の投射光学系の投射距離:700mmにおける球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図10に、コマ収差の図を図11に示す。
"Variable surface spacing"
Projection distance: The variable surface interval for 1000 mm and 700 mm is shown below.
Projection distance -1000.000 -700.000
D33 8.939 8.970
D35 4.088 4.080
D39 41.748 41.725
"Various data"
Focal length 5.33
NA 0.26
Object height 10.00
"Parameter values for conditional expressions"
(1) Ym / Yi = 1.89
(2) Lm / Lr = 0.41
(3) θAX = 90 °
FIG. 10 shows a diagram of spherical aberration, astigmatism and distortion at a projection distance of 700 mm of the projection optical system of Example 3, and FIG. 11 shows a diagram of coma aberration.
「実施例4」
実施例4は、図12に実施の形態を示した投射光学系の具体例である。
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 3.000
1 ∞ 20.500 1.77250 49.6 プリズムP
2 ∞ 16.000 1.77250 49.6 光路分離光学手段SPD
3 ∞ -16.000 1.77250 49.6 反射面R1
4 ∞ -1.000
5 -111.998 -3.964 1.89286 20.4
6 59.644 -0.291
7 -20.687 -2.872 1.49700 81.6
8 -37.516 -1.486
9 -17.781 -3.013 1.92119 24.0
10 -11.646 -5.796 1.49700 81.6
11 55.993 -7.000 1.95375 32.3
12 -15.729 -4.115
13 -22.272 -7.000 1.58267 46.4
14 -48.734 -1.548
15 -36.312 -2.417 1.51680 64.2
16 244.089 2.417 1.51680 64.2 (開口絞りS)反射光学手段RFD
17 -36.312 1.548
18 -48.734 7.000 1.58267 46.4
19 -22.272 4.115
20 -15.729 7.000 1.95375 32.3
21 55.993 5.796 1.49700 81.6
22 -11.646 3.013 1.92119 24.0
23 -17.781 1.486
24 -37.516 2.872 1.49700 81.6
25 -20.687 0.291
26 59.644 3.964 1.89286 20.4
27 -111.998 1.000
28 ∞ 16.000 1.77250 49.6 光路分離光学手段SPD
29 ∞ 16.000 1.77250 49.6 透過面
30 ∞ 2.774
31* 23.465 4.969 1.67790 50.7 レンズPFL
32* -19.746 (可変)
33* -6.383 5.000 1.62041 60.3
34* -6.437 (可変)
35* 12.168 0.650 1.75520 27.5
36* 6.714 1.051
37* 14.087 3.420 1.62041 60.3
38* -10.353 41.360
39* -15.695 -700.000 凹面ミラーG3
像面 ∞
フォーカシングは、実施例1、2と同様に、第2光学群G2を構成する3枚のレンズのうち、最も縮小側の1枚を光軸方向に変位させて行っている。
第1光学群中の光路分離光学手段SPDは、実施例1〜3と同様にプリズム状のものが使用されているが、プリズム:Pと張り合わせられている。
反射光学手段RFDは、入射結像光束が入射する最後のレンズ面(第16面)に反射膜として形成されている。
Example 4
Example 4 is a specific example of the projection optical system whose embodiment is shown in FIG.
Surface number R D Nd νd
Object ∞ 3.000
1 ∞ 20.500 1.77250 49.6 Prism P
2 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Optical path separation optical means SPD
3 ∞ -16.000 1.77250 49.6 Reflective surface R1
4 ∞ -1.000
5 -111.998 -3.964 1.89286 20.4
6 59.644 -0.291
7 -20.687 -2.872 1.49700 81.6
8 -37.516 -1.486
9 -17.781 -3.013 1.92119 24.0
10 -11.646 -5.796 1.49700 81.6
11 55.993 -7.000 1.95375 32.3
12 -15.729 -4.115
13 -22.272 -7.000 1.58267 46.4
14 -48.734 -1.548
15 -36.312 -2.417 1.51680 64.2
16 244.089 2.417 1.51680 64.2 (Aperture stop S) Reflective optical means RFD
17 -36.312 1.548
18 -48.734 7.000 1.58267 46.4
19 -22.272 4.115
20 -15.729 7.000 1.95375 32.3
21 55.993 5.796 1.49700 81.6
22 -11.646 3.013 1.92119 24.0
23 -17.781 1.486
24 -37.516 2.872 1.49700 81.6
25 -20.687 0.291
26 59.644 3.964 1.89286 20.4
27 -111.998 1.000
28 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Optical path separation optical means SPD
29 ∞ 16.000 1.77250 49.6 Transmission surface
30 ∞ 2.774
31 * 23.465 4.969 1.67790 50.7 Lens PFL
32 * -19.746 (variable)
33 * -6.383 5.000 1.62041 60.3
34 * -6.437 (variable)
35 * 12.168 0.650 1.75520 27.5
36 * 6.714 1.051
37 * 14.087 3.420 1.62041 60.3
38 * -10.353 41.360
39 * -15.695 -700.000 Concave mirror G3
Image plane ∞
As in the first and second embodiments, focusing is performed by displacing one of the three lenses constituting the second optical group G2 closest to the reduction side in the optical axis direction.
As the optical path separation optical means SPD in the first optical group, a prism-shaped one is used as in the first to third embodiments, but is bonded to the prism P.
The reflective optical means RFD is formed as a reflective film on the last lens surface (the 16th surface) on which the incident imaging light beam is incident.
「非球面データ」
非球面のデータを以下に挙げる。
第31面
K=-0.929159 A4=1.07790E-04 A6=-1.34251E-06 A8=1.92303E-08
A10=-1.41442E-10 A12=3.25560E-13
第32面
K=-15.730675 A4=1.36967E-04 A6=-2.17077E-06 A8=2.42200E-08
A10=-1.76205E-10 A12=5.19923E-13
第33面
K=-0.823506 A4=1.35284E-04 A6=-4.93090E-06 A8=2.39756E-07
A10=-6.53768E-09 A12=8.70535E-11
第34面
K=-1.287323 A4=2.18563E-04 A6=-7.97156E-06 A8=2.01418E-07
A10=-3.23617E-09 A12=3.00384E-11
第35面
K=-2.092687 A4=-1.17823E-04 A6=-1.06700E-05 A8=1.98389E-07
A10=-2.12011E-09 A12=-1.87671E-12
第36面
K=-2.167473 A4=-4.53662E-04 A6=2.77479E-06 A8=-8.28418E-08
A10=-1.42869E-10 A12=9.64186E-12
第37面
K=2.814082 A4=-5.85877E-04 A6=1.47679E-06 A8=7.18255E-08
A10=-7.28339E-09 A12=4.64457E-11
第38面
K=-1.313465 A4=-6.71534E-05 A6=-2.16340E-06 A8=3.88675E-08
A10=-5.92669E-10 A12=-3.70224E-11
第39面
K=-1.120260 A4=9.74773E-06 A6=-3.71100E-08 A8=-5.72869E-12
A10=5.50651E-14 A12=4.84098E-16 A14=-6.36902E-19 A16=4.11658E-22
A18=-2.54437E-23 A20=5.79065E-26 。
"Aspherical data"
The aspherical data are listed below.
No. 31
K = -0.929159 A4 = 1.07790E-04 A6 = -1.34251E-06 A8 = 1.92303E-08
A10 = -1.41442E-10 A12 = 3.25560E-13
32nd page
K = -15.730675 A4 = 1.36967E-04 A6 = -2.17077E-06 A8 = 2.42200E-08
A10 = -1.76205E-10 A12 = 5.19923E-13
No. 33
K = -0.823506 A4 = 1.35284E-04 A6 = -4.93090E-06 A8 = 2.39756E-07
A10 = -6.53768E-09 A12 = 8.70535E-11
34th page
K = -1.287323 A4 = 2.18563E-04 A6 = -7.97156E-06 A8 = 2.01418E-07
A10 = -3.23617E-09 A12 = 3.00384E-11
35th page
K = -2.092687 A4 = -1.17823E-04 A6 = -1.06700E-05 A8 = 1.98389E-07
A10 = -2.12011E-09 A12 = -1.87671E-12
36th
K = -2.167473 A4 = -4.53662E-04 A6 = 2.77479E-06 A8 = -8.28418E-08
A10 = -1.42869E-10 A12 = 9.64186E-12
37th page
K = 2.814082 A4 = -5.85877E-04 A6 = 1.47679E-06 A8 = 7.18255E-08
A10 = -7.28339E-09 A12 = 4.64457E-11
38th page
K = -1.313465 A4 = -6.71534E-05 A6 = -2.16340E-06 A8 = 3.88675E-08
A10 = -5.92669E-10 A12 = -3.70224E-11
39th page
K = -1.120260 A4 = 9.74773E-06 A6 = -3.71100E-08 A8 = -5.72869E-12
A10 = 5.50651E-14 A12 = 4.84098E-16 A14 = -6.36902E-19 A16 = 4.11658E-22
A18 = -2.54437E-23 A20 = 5.79065E-26.
「可変面間隔」
投射距離:1000mmと700mmに対する可変面間隔を以下に示す。
投射距離 -1000.000 -700.000
D32 9.177 9.199
D34 5.598 5.576
「各種データ」
焦点距離 5.14
NA 0.20
物体高 10.00
「条件式のパラメータの値」
(1)Ym/Yi=1.73
(2)Lm/Lr=0.39
(3)θAX=90°
実施例4の投射光学系の投射距離:700mmにおける球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図13に、コマ収差の図を図14に示す。
"Variable surface spacing"
Projection distance: The variable surface interval for 1000 mm and 700 mm is shown below.
Projection distance -1000.000 -700.000
D32 9.177 9.199
D34 5.598 5.576
"Various data"
Focal length 5.14
NA 0.20
Object height 10.00
"Parameter values for conditional expressions"
(1) Ym / Yi = 1.73
(2) Lm / Lr = 0.39
(3) θAX = 90 °
FIG. 13 shows a diagram of spherical aberration, astigmatism and distortion at a projection distance of 700 mm of the projection optical system of Example 4, and FIG. 14 shows a diagram of coma aberration.
上に挙げた実施例1乃至4の投射光学系の構成を示す図1、図6、図9、図12は、いずれも画像表示面上における原画像の最大光線高さである「物体高」の光線群を各光学素子が含みうる大きさで描かれた図である。一般にプロジェクタにおいて、原画像を表示される画像表示素子の画像表示面の形状は矩形であるので、2次元上に示されるレンズ構成図中の「光路分離光学手段SPD」は実使用状態より大きく描かれている。 1, 6, 9, and 12 showing the configurations of the projection optical systems of Examples 1 to 4 listed above are all “object height” that is the maximum ray height of the original image on the image display surface. It is the figure drawn by the magnitude | size which each optical element can contain these light beam groups. In general, in a projector, the shape of the image display surface of an image display element that displays an original image is rectangular, so that “optical path separating optical means SPD” in the lens configuration diagram shown two-dimensionally is drawn larger than the actual use state. It is.
「実施例5」
実施例5は、図15に実施形態を示した投射光学系の具体例である。
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 3.000
1 ∞ 20.000 1.77250 49.6 プリズムP
2 ∞ 0.000
3 ∞ 16.000 光路分離光学手段SPD
4 ∞ -16.000
5 ∞ -1.000
6 -62.929 -4.595 1.737999 32.26
7 60.578 -0.100
8 -14.834 -1.330 1.496997 81.61
9 -15.147 -7.447
10 -22.211 -6.951 1.496997 81.61
11 30.538 -0.800 1.7552 27.53
12 -11.507 -4.594 1.53775 74.7
13 -384.765 -7.253
14 -23.026 -3.605 1.805181 25.46
15 30.809 -0.295
16 34.789 -0.800 1.697002 48.52
17 -14.895 -2.230
18 ∞ 2.230 (開口絞りS)反射光学手段RFD
19 -14.895 0.800 1.697002 48.52
20 34.789 0.295
21 30.809 3.605 1.805181 25.46
22 -23.026 7.253
23 -384.765 4.594 1.53775 74.7
24 -11.507 0.800 1.7552 27.53
25 30.538 6.951 1.496997 81.61
26 -22.211 7.447
27 -15.147 1.330 1.496997 81.61
28 -14.834 0.100
29 60.578 4.595 1.737999 32.26
30 -62.929 1.000
31 ∞ 16.000 光路分離光学手段SPD(空気)
32 ∞ 16.000
33 ∞ 3.224
34 -24.238 4.500 1.882997 40.77
35 -21.511 0.100
36 152.523 3.365 1.834805 42.72 レンズPFL
37* -17.138 (可変)
38* -16.272 5.880 1.8042 46.5
39* -9.453 (可変)
40* 20.014 0.800 1.846663 23.78
41* 7.617 2.027
42* 14.959 3.147 1.589129 61.25
43* -10.049 (可変)
44* -17.384 -700.000
像面 ∞
実施例5においては、光路分離光学手段SPDとして「平面鏡」を用い、反射光学手段RFDへの入射結像光束と反射結像光束が干渉しないように配置している。フォーカシングは、実施例3の場合と同様、第2光学群G2を構成する3枚のレンズのうち、最も縮小側のレンズを変位させるとともに、拡大側の2枚のレンズを一体として変位させて行っている。
"Example 5"
Example 5 is a specific example of the projection optical system whose embodiment is shown in FIG.
Surface number R D Nd νd
Object ∞ 3.000
1 ∞ 20.000 1.77250 49.6 Prism P
2 ∞ 0.000
3 ∞ 16.000 Optical path separation optical means SPD
4 ∞ -16.000
5 ∞ -1.000
6 -62.929 -4.595 1.737999 32.26
7 60.578 -0.100
8 -14.834 -1.330 1.496997 81.61
9 -15.147 -7.447
10 -22.211 -6.951 1.496997 81.61
11 30.538 -0.800 1.7552 27.53
12 -11.507 -4.594 1.53775 74.7
13 -384.765 -7.253
14 -23.026 -3.605 1.805181 25.46
15 30.809 -0.295
16 34.789 -0.800 1.697002 48.52
17 -14.895 -2.230
18 ∞ 2.230 (Aperture stop S) Reflective optical means RFD
19 -14.895 0.800 1.697002 48.52
20 34.789 0.295
21 30.809 3.605 1.805181 25.46
22 -23.026 7.253
23 -384.765 4.594 1.53775 74.7
24 -11.507 0.800 1.7552 27.53
25 30.538 6.951 1.496997 81.61
26 -22.211 7.447
27 -15.147 1.330 1.496997 81.61
28 -14.834 0.100
29 60.578 4.595 1.737999 32.26
30 -62.929 1.000
31 ∞ 16.000 Optical path separation optical means SPD (air)
32 ∞ 16.000
33 ∞ 3.224
34 -24.238 4.500 1.882997 40.77
35 -21.511 0.100
36 152.523 3.365 1.834805 42.72 Lens PFL
37 * -17.138 (variable)
38 * -16.272 5.880 1.8042 46.5
39 * -9.453 (variable)
40 * 20.014 0.800 1.846663 23.78
41 * 7.617 2.027
42 * 14.959 3.147 1.589129 61.25
43 * -10.049 (variable)
44 * -17.384 -700.000
Image plane ∞
In the fifth embodiment, a “planar mirror” is used as the optical path separation optical means SPD, and is arranged so that the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam to the reflection optical means RFD do not interfere with each other. Focusing is performed by displacing the lens on the most reducing side among the three lenses constituting the second optical group G2 and displacing the two lenses on the magnifying side together as in the case of the third embodiment. ing.
「非球面データ」
非球面のデータを以下に挙げる。
第37面
K=-0.429722 A4=2.14785E-04 A6=-2.24509E-06 A8=1.99647E-08
A10=-9.55644E-11 A12=1.79738E-13
第38面
K=-4.945603 A4=1.37493E-04 A6=2.67595E-06 A8=1.97759E-08
A10=-8.36109E-10 A12=8.55167E-12
第39面
K=-4.186418 A4=3.31687E-04 A6=-6.07612E-06 A8=3.16769E-07
A10=-6.32160E-09 A12=6.90243E-11
第40面
K=-14.671774 A4=-1.73473E-04 A6=-1.91202E-06 A8=1.99566E-07
A10=-1.46132E-08 A12=2.45877E-10
第41面
K=-5.738160 A4=-4.92591E-04 A6=8.28085E-06 A8=-2.01226E-07
A10=-2.76139E-09 A12=1.11235E-10
第42面
K=2.045825 A4=-7.14286E-04 A6=7.58939E-06 A8=-1.06669E-07
A10=-2.41779E-09 A12=3.42255E-11
第43面
K=-1.184088 A4=-8.13286E-05 A6=-2.65166E-06 A8=1.06600E-07
A10=-3.21074E-09 A12=7.19981E-12
第44面
K=-0.851521 A4=3.78547E-06 A6=7.56716E-09 A8=-7.39249E-11
A10=7.92718E-14 A12=2.32744E-16 A14=6.84150E-21 A16=-8.19406E-22
A18=-3.49332E-24 A20=8.39654E-27 。
"Aspherical data"
The aspherical data are listed below.
37th page
K = -0.429722 A4 = 2.14785E-04 A6 = -2.24509E-06 A8 = 1.99647E-08
A10 = -9.55644E-11 A12 = 1.79738E-13
38th page
K = -4.945603 A4 = 1.37493E-04 A6 = 2.67595E-06 A8 = 1.97759E-08
A10 = -8.36109E-10 A12 = 8.55167E-12
39th page
K = -4.186418 A4 = 3.31687E-04 A6 = -6.07612E-06 A8 = 3.16769E-07
A10 = -6.32160E-09 A12 = 6.90243E-11
40th page
K = -14.671774 A4 = -1.73473E-04 A6 = -1.91202E-06 A8 = 1.99566E-07
A10 = -1.46132E-08 A12 = 2.45877E-10
41st side
K = -5.738160 A4 = -4.92591E-04 A6 = 8.28085E-06 A8 = -2.01226E-07
A10 = -2.76139E-09 A12 = 1.11235E-10
42nd page
K = 2.045825 A4 = -7.14286E-04 A6 = 7.58939E-06 A8 = -1.06669E-07
A10 = -2.41779E-09 A12 = 3.42255E-11
43rd page
K = -1.184088 A4 = -8.13286E-05 A6 = -2.65166E-06 A8 = 1.06600E-07
A10 = -3.21074E-09 A12 = 7.19981E-12
44th page
K = -0.851521 A4 = 3.78547E-06 A6 = 7.56716E-09 A8 = -7.39249E-11
A10 = 7.92718E-14 A12 = 2.32744E-16 A14 = 6.84150E-21 A16 = -8.19406E-22
A18 = -3.49332E-24 A20 = 8.39654E-27.
「可変面間隔」
投射距離:1000mmと700mmに対する可変面間隔を以下に示す。
投射距離 -1000.000 -700.000
D37 11.428 11.464
D39 3.251 3.245
D43 41.278 41.248
「各種データ」
焦点距離 5.30
NA 0.23
物体高 10.50
「条件式のパラメータの値」
(1)Ym/Yi=1.71
(2)Lm/Lr=0.37
(3)θAX=90°
実施例5の投射光学系の投射距離:700mmにおける球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図16に、コマ収差の図を図17に示す。
"Variable surface spacing"
Projection distance: The variable surface interval for 1000 mm and 700 mm is shown below.
Projection distance -1000.000 -700.000
D37 11.428 11.464
D39 3.251 3.245
D43 41.278 41.248
"Various data"
Focal length 5.30
NA 0.23
Object height 10.50
"Parameter values for conditional expressions"
(1) Ym / Yi = 1.71
(2) Lm / Lr = 0.37
(3) θAX = 90 °
FIG. 16 shows a diagram of spherical aberration, astigmatism and distortion at a projection distance of 700 mm of the projection optical system of Example 5, and FIG. 17 shows a diagram of coma aberration.
実施例1〜5の投射光学系とも、各収差図に示されたように、第3光学群G3の凹面ミラーが小さくコンパクトでありながらも、遠距離から近距離の幅広い投射距離に亘り、良好な光学性能を維持している。 In each of the projection optical systems of Examples 1 to 5, as shown in each aberration diagram, the concave mirror of the third optical group G3 is small and compact, but good over a wide projection distance from a long distance to a short distance. The optical performance is maintained.
実施例5のレンズ構成を示す図15では、原画像からの結像光束を光路分離素子SPDの反射面により「先に偏向」した構成の投射光学系を示しているが、図18に示したように、反射光学手段RFDで折り返してきた反射結像光束を偏向する構成としてもよいし、図19に示したように、分離された入射結像光束と反射結像光束について、条件(3)のパラメータ:θAXが90度より小さい値となるようにすることもできる。図19に示す例では、パラメータ:θAXは70度としている。なお、パラメータ:θAXは実使用において、紙面内に留まるものではない。
実施例1〜5の投射光学系は何れも「縮小側に略テレセントリック」である。
FIG. 15 showing the lens configuration of the fifth embodiment shows a projection optical system having a configuration in which the imaged light beam from the original image is “first deflected” by the reflection surface of the optical path separation element SPD, but is shown in FIG. As described above, the reflected imaging light beam returned by the reflecting optical means RFD may be deflected. As shown in FIG. 19, the condition (3) for the separated incident imaging light beam and reflected imaging light beam is determined. Parameter: θAX may be a value smaller than 90 degrees. In the example shown in FIG. 19, the parameter: θAX is set to 70 degrees. It should be noted that the parameter: θAX does not stay within the paper in actual use.
The projection optical systems of Examples 1 to 5 are all “substantially telecentric on the reduction side”.
実施例1〜5の構成を示す図は、いずれも紙面内にある光線のみを表示しているが、プロジェクタの原画像の表示素子:MDは、横(水平方向)に長い矩形として配置される場合が一般的である。図20に示すプロジェクタの例では、実施例1の投射光学系を用いて画像表示素子の4隅の点から射出する光線と共に立体図として示している。 In the figures showing the configurations of the first to fifth embodiments, only the light rays within the paper surface are displayed, but the display element: MD of the original image of the projector is arranged as a long rectangle in the horizontal (horizontal direction). The case is common. In the example of the projector illustrated in FIG. 20, the projection optical system according to the first embodiment is illustrated as a three-dimensional view together with light beams emitted from the four corner points of the image display element.
上述の如く、この発明の投射光学系は、画像表示素子に表示される原画像の大きさ、配置位置、照明光学系の形態等に応じて、光路の折り曲げ方向、角度、順番を適宜に対応でき、実施例に示したものに留まらない。
上に、図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19に即して説明した実施例では、何れも「斜光線」による結像光束を使用している。即ち、各実施例とも、縮小側の共役面からの結像光束は「光路分離光学手段SPDの縮小側の光軸AX1」からずれて、プリズムPに入射している。これは、光路分離光学手段(SPD)が、入射結像光束となるべき部分、および、反射結像光束となるべき部分の、一方を反射し、他方を通過させることにより、これら両結像光束の光路の分離を行うものであることによっている。
As described above, the projection optical system according to the present invention appropriately corresponds to the bending direction, angle, and order of the optical path according to the size of the original image displayed on the image display element, the arrangement position, the form of the illumination optical system, etc. Yes, it is not limited to those shown in the examples.
In the embodiments described above with reference to FIGS. 1, 6, 9, 12, 15, 18, and 19, all use an imaging light beam by “oblique light”. That is, in each of the embodiments, the imaging light beam from the conjugate surface on the reduction side is shifted from the “optical axis AX1 on the reduction side of the optical path separation optical means SPD” and enters the prism P. This is because the optical path separation optical means (SPD) reflects one of a portion to be an incident imaging light beam and a portion to be a reflected imaging light beam and allows the other to pass therethrough. This is because the optical path is separated.
しかし、これに限らず、縮小側の共役面からの結像光束の主光線が、光路分離光学手段SPDの縮小側の光軸AX1に合致し、反射結像光束の主光線が拡大側の光軸AX2に合致するようにすることもできる。
この場合の1例を、図21に要部のみ、説明図的に示す。
図21において、符号P1は「色合成用のプリズム」、符号S1は特定波長域に位相差を与える「波長選択1/2λ位相差板」、符号P2は「広帯域偏光ビームスプリッタ」、符号S2は「広帯域1/4λ位相差板」を示す。
また、符号L10は、第1光学群の第1レンズ群のうち、広帯域1/4λ位相差板S2と反射光学手段RFDとの間に配置された部分、即ち「入射結像光束と反射結像光束とに共有されるレンズ系部分」である。
However, the present invention is not limited thereto, and the principal ray of the imaging light beam from the conjugate surface on the reduction side coincides with the optical axis AX1 on the reduction side of the optical path separation optical means SPD, and the principal ray of the reflected imaging light beam is the light on the expansion side. It is also possible to match the axis AX2.
One example of this case is shown in FIG.
In FIG. 21, reference numeral P1 is a “color combining prism”, reference numeral S1 is a “
Reference numeral L10 denotes a portion of the first lens group in the first optical group that is disposed between the broadband ¼λ phase difference plate S2 and the reflective optical means RFD, that is, “incident imaging light flux and reflective imaging. The lens system part shared by the luminous flux.
色合成用のプリズムP1は、この実施の形態においては「偏光プリズム」で、プロジェクタに一般的に使われているものである。
図示を省略された画像表示素子を照明する照明装置の光源としては、R(赤)、G(緑)、B(青)の「直線偏光した光」を放射するものが用いられている。
The color combining prism P1 is a “polarizing prism” in this embodiment, and is generally used in projectors.
As a light source of an illuminating device that illuminates an image display element (not shown), a light source that emits “linearly polarized light” of R (red), G (green), and B (blue) is used.
これら光源から放射され画像表示素子により結像光束となった結像光R(S)、B(S)は、図21(a)に示すように、プリズムP1の偏光膜に対して「S偏光」として入射し、偏光膜に反射されて偏光ビームスプリッタP2に向かう。
一方、結像光束となった結像光G(P)は、プリズムP1の偏光膜に対して「P偏光」として入射し、偏光膜を透過して偏光ビームスプリッタP2に向かう。
このようにして、3色の結像光R(S)、G(P)、B(S)が色合成される。
図21においては、説明の簡単のため、これら3色の光線を互いに分離して描いているが、実際には「各結像光束の中心光線が合致する」ように合成される。
色合成された結像光R(S)、G(P)、B(S)は、波長選択1/2λ位相差板S1に入射する。波長選択1/2λ位相差板S1は、結像光R(S)、B(S)は、そのままの偏光状態で透過させるが、結像光G(P)は、その偏光方向を90度旋回させ、結像光G(S)として透過させる。このような特定波長域に位相差を与える「波長選択1/2λ位相差板」としては、市販のカラーセレクト(商品名 カラーリンク・ジャパン株式会社製)を用いることができる。
波長選択1/2λ位相差板S1により偏光方向を揃えられた結像光R(S)、G(S)、B(S)は、広帯域偏光ビームスプリッタP2に入射し、反射光学手段RFD側に向けて反射され、広帯域1/4λ位相差板S2に入射し、S偏光から円偏光とされ、入射結像光束としてレンズ系部分L10を透過し、反射光学手段RFDに入射して反射される。
反射光学手段RFDにより反射された反射結像光束は、図21(b)に示すように、レンズ系部分L10を透過して、広帯域1/4λ位相差板S2を透過し、円偏光からP偏光とされ、反射結像光束R(P)、G(P)、B(P)となって広帯域偏光ビームスプリッタP2を透過する。
広帯域1/4λ位相差板S2は、レンズ系部分L10と反射光学手段RFDとの間に配置しても良く、この場合、広帯域1/4λ位相差板S2は開口絞り近くに配されるので小さくすることができる。
The imaging light R (S) and B (S) emitted from these light sources and formed into an imaging light beam by the image display element are “S-polarized light” with respect to the polarizing film of the prism P1, as shown in FIG. ”And reflected by the polarizing film toward the polarizing beam splitter P2.
On the other hand, the imaging light G (P) that has become the imaging light beam enters the polarizing film of the prism P1 as “P-polarized light”, passes through the polarizing film, and travels toward the polarizing beam splitter P2.
In this way, the three colors of imaging light R (S), G (P), and B (S) are color-synthesized.
In FIG. 21, the light beams of these three colors are drawn separately from each other for the sake of simplicity, but in actuality, they are combined so that “the central light beams of the respective imaged light beams match”.
The color-combined imaging lights R (S), G (P), and B (S) enter the
The imaging lights R (S), G (S), and B (S) whose polarization directions are aligned by the
As shown in FIG. 21 (b), the reflected imaging light beam reflected by the reflecting optical means RFD is transmitted through the lens system portion L10, transmitted through the
The broadband ¼λ phase difference plate S2 may be disposed between the lens system portion L10 and the reflection optical means RFD. In this case, the broadband ¼λ phase difference plate S2 is small because it is disposed near the aperture stop. can do.
広帯域1/4λ位相差板S2としては、市販の位相差板(シグマ光機株式会社製 品番:WPQW−VIS−4M)を用いることができ、広帯域偏光ビームスプリッタP2としては、広帯域偏向ビームスプリッタ(シグマ光機株式会社製 品番:PBSW−10−3/7)を用いることができる。
このようにして、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段により反射されて第2光学群へ向かう反射結像光束の光路とが分離される。このとき、反射光学手段RFDに向かう入射結像光束の光束中心、反射光学手段RFDに反射された反射結像光束の光束中心は、何れも、レンズ系部分L10の光軸(即ち投射光学系の光軸)に合致している。
図21に示す実施の形態においては、色合成用のプリズムP1、広帯域偏光ビームスプリッタP2、波長選択1/2λ位相差板S1および広帯域1/4λ位相差板S2が「光路分離光学手段」を構成している。
なお、図21に示す「光路分離光学手段」は、図1等に即して説明した実施例等のように「斜光線による結像」の場合に用いることもできる。
As the
In this way, the optical path of the incident imaging light beam traveling from the original image toward the reflecting optical means RFD and the optical path of the reflected imaging light beam reflected by the reflecting optical means and traveling toward the second optical group are separated. At this time, the light beam center of the incident imaging light beam directed toward the reflection optical means RFD and the light beam center of the reflection imaging light beam reflected by the reflection optical means RFD are both the optical axis of the lens system portion L10 (that is, the projection optical system). It matches the optical axis.
In the embodiment shown in FIG. 21, the color combining prism P1, the broadband polarization beam splitter P2, the
The “optical path separating optical means” shown in FIG. 21 can also be used in the case of “imaging with oblique rays” as in the embodiment described with reference to FIG.
以上に説明したように、この発明によれば、以下の如き投射光学系、投射装置、撮像装置を実現できる。
[1]
縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群(G1)、第2光学群(G2)、第3光学群を(G3)配して構成され、前記縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、前記拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像(IM1)、第2中間像(IM2)として結像させたのち、前記拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系であって、前記第1光学群(G1)は、第1レンズ群と、光路分離光学手段(SPD)と、該光路分離光学手段側からの前記結像光束を、前記第2光学群側へ反射する反射面を有する反射光学手段(RFD)とを有して構成され、前記光路分離光学手段(SPD)は、前記原画像から前記反射光学手段へ向かう入射結像光束の光路と、前記反射光学手段により反射されて前記第2光学群へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有し、前記第1レンズ群は、少なくともその一部が、前記入射結像光束と前記反射結像光束とに共通化され、前記第3光学群(G3)は、前記第2中間像の前記拡大側に位置する凹面ミラーを有する投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
As described above, according to the present invention, the following projection optical system, projection apparatus, and imaging apparatus can be realized.
[1]
An original image on the conjugate plane on the reduction side, which is configured by sequentially arranging the first optical group (G1), the second optical group (G2), and the third optical group (G3) on the optical path from the reduction side to the enlargement side. Are sequentially formed as a first intermediate image (IM1) and a second intermediate image (IM2) on the optical path to the enlargement-side conjugate surface, and then on the enlargement-side conjugate surface. A projection optical system that forms an image as an enlarged image, wherein the first optical group (G1) includes a first lens group, optical path separation optical means (SPD), and the imaging light flux from the optical path separation optical means side. Reflecting optical means (RFD) having a reflecting surface that reflects toward the second optical group side, and the optical path separating optical means (SPD) is incident from the original image toward the reflecting optical means. The optical path of the imaging light beam and the second light reflected by the reflecting optical means A function of separating the optical path of the reflected imaging light beam toward the group, and at least a part of the first lens group is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam, Three optical groups (G3) are projection optical systems having concave mirrors located on the magnification side of the second intermediate image (Examples 1 to 5, FIGS. 1, 6, 9, 12, 15, and 18). , FIG. 19).
[2]
[1]記載の投射光学系であって、前記縮小側の共役面から拡大側の共役面に至る光路上における結像光束の、前記原画像位置における最大有効径:2Yi、前記凹面ミラーの鏡面上における最大有効径:2Ymが、条件:
(1) 1.5 < Ym/Yi < 5.0
を満足する投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[2]
[1] The projection optical system according to [1], wherein the maximum effective diameter of the imaging light beam on the optical path from the reduction-side conjugate surface to the enlargement-side conjugate surface at the original image position: 2Yi, the mirror surface of the concave mirror Maximum effective diameter above: 2Ym, conditions:
(1) 1.5 <Ym / Yi <5.0
(
[3]
[1]または[2]記載の投射光学系であって、
前記反射光学手段の反射面と前記第2光学群の最も拡大側のレンズ面との光軸上の距離:Lr、前記第2光学群の前記レンズ面と前記第3光学群の前記凹面ミラー面との光軸上の距離:Lmが、条件:
(2) 0.25 < Lm/Lr < 0.55
を満足する投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[3]
The projection optical system according to [1] or [2],
The distance on the optical axis between the reflecting surface of the reflecting optical means and the most magnified lens surface of the second optical group: Lr, the lens surface of the second optical group and the concave mirror surface of the third optical group The distance on the optical axis: Lm is the condition:
(2) 0.25 <Lm / Lr <0.55
(
[4]
[1]〜[3]の任意の1に記載の投射光学系であって、第1レンズ群(G1)の最も拡大側は正レンズ(PFL)であり、第1中間像(IM1)の縮小側もしくは第1中間像を含む位置に配置されている投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[4]
The projection optical system according to any one of [1] to [3], wherein the most enlarged side of the first lens group (G1) is a positive lens (PFL), and the first intermediate image (IM1) is reduced. Projection optical system disposed at the side or at a position including the first intermediate image (Examples 1 to 5, FIG. 1, FIG. 6, FIG. 9, FIG. 12, FIG. 15, FIG. 18, FIG. 19).
[5]
[4]に記載の投射光学系であって、第1レンズ群(G1)の最も拡大側の正レンズ(PFL)は、少なくとも1面が非球面である投射光学系実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[5]
In the projection optical system according to [4], in the first lens group (G1), the most magnified positive lens (PFL) has at least one aspheric surface. , FIG. 6, FIG. 9, FIG. 12, FIG. 15, FIG.
[6]
[1]〜[5]の何れか1に記載の投射光学系であって、反射光学手段(RFD)の、入射結像光束を反射する反射面が、開口絞りである投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[6]
The projection optical system according to any one of [1] to [5], wherein the reflection surface of the reflection optical means (RFD) that reflects the incident imaging light beam is an aperture stop (Example) 1-5 FIG.1, FIG.6, FIG.9, FIG.12, FIG.15, FIG.18, FIG.19).
[7]
[1]〜[6]の何れか1に記載の投射光学系であって、反射光学手段(RFD)の、入射結像光束を反射する反射面が、第1レンズ群の、入射結像光束が最後に入射するレンズ面に形成されている投射光学系(実施例4 図12)。
[7]
The projection optical system according to any one of [1] to [6], wherein the reflecting surface of the reflective optical means (RFD) that reflects the incident imaging beam is the incident imaging beam of the first lens group. Is a projection optical system formed on the last incident lens surface (Example 4 in FIG. 12).
[8]
[1]〜[6]の何れか1に記載の投射光学系であって、第1レンズ群の、前記反射光学手段(RFD)の入射結像光束を反射する反射面が曲面である投射光学系(実施例3、実施例4 図9、図12)。
[8]
The projection optical system according to any one of [1] to [6], wherein a reflection surface of the first lens group that reflects an incident imaging light beam of the reflection optical means (RFD) is a curved surface. System (Example 3, Example 4 FIG. 9, FIG. 12).
[9]
[1]〜[6]の何れか1に記載の投射光学系であって、反射光学手段(RFD)の、入射結像光束を反射する反射面が平面である投射光学系(実施例1、2、5 図1、図6、図15、図18、図19)。
[9]
The projection optical system according to any one of [1] to [6], wherein the reflection optical unit (RFD) has a flat reflecting surface that reflects the incident imaging light beam (Example 1, 2, 5, FIG. 1, FIG. 6, FIG. 15, FIG. 18, FIG.
[10]
[1]〜[9]の何れか1に記載の投射光学系であって、第2光学系(G2)は複数のレンズを有し、これら複数のレンズの1以上を光軸方向に移動させて、拡大側の共役面へのフォーカシングを行う投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[10]
The projection optical system according to any one of [1] to [9], wherein the second optical system (G2) includes a plurality of lenses, and moves one or more of the plurality of lenses in the optical axis direction. Thus, a projection optical system that performs focusing on the enlargement conjugate plane (Examples 1 to 5, FIGS. 1, 6, 9, 12, 15, 18, and 19).
[11]
[1]〜[10]の何れか1に記載の投射光学系であって、縮小側に略テレセントリックである投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[11]
The projection optical system according to any one of [1] to [10], wherein the projection optical system is substantially telecentric on the reduction side (Examples 1 to 5, FIGS. 1, 6, 9, 12, and 12). 15, FIG. 18, FIG. 19).
[12]
[1]〜[10]の何れか1に記載の投射光学系であって、光路分離光学手段(SPD)の縮小側の光軸と、光路分離光学手段の拡大側の光軸との角度:θAXが、条件:
(3) 45°≦ θAX ≦ 90°
を満足することを特徴とする投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19、図21)。
[12]
The projection optical system according to any one of [1] to [10], wherein an angle between an optical axis on the reduction side of the optical path separation optical means (SPD) and an optical axis on the enlargement side of the optical path separation optical means: θAX is the condition:
(3) 45 ° ≦ θAX ≦ 90 °
(Embodiments 1-5 FIGS. 1, 6, 9, 12, 12, 15, 18, 19, and 21).
[13]
[1]〜[12]の何れか1に記載の投射光学系であって、光路分離光学手段(SPD)が、入射結像光束となるべき部分、および、反射結像光束となるべき部分の、一方を反射し、他方を通過させることにより、これら両結像光束の光路の分離を行うものである投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[13]
The projection optical system according to any one of [1] to [12], wherein the optical path separation optical means (SPD) includes a portion to be an incident imaging light beam and a portion to be a reflected imaging light beam. A projection optical system that separates the optical paths of these two image-forming light beams by reflecting one and passing the other (Examples 1 to 5, FIGS. 1, 6, 9, 12, and 15). , FIG. 18, FIG. 19).
[14]
[13]記載の投射光学系であって、光路分離光学手段が、偏光合成手段(P1)、偏光分離手段(P2)と位相差板(S1、S2)を有する投射光学系(図21)。
[14]
[13] The projection optical system according to [13], wherein the optical path separation optical unit includes a polarization beam combining unit (P1), a polarization beam separation unit (P2), and a phase difference plate (S1, S2) (FIG. 21).
[15]
[1]〜[14]の何れか1に記載の投射光学系を搭載してなる投射装置(図20)。
[15]
[1] to [14] A projection apparatus (FIG. 20) formed by mounting the projection optical system according to any one of [14].
[16]
[1]〜[14]の何れか1に記載の投射光学系を搭載し、拡大側にある物体の縮小側にできる像を、撮像手段により撮像する撮像装置。
[16]
An imaging apparatus that includes the projection optical system according to any one of [1] to [14] and captures an image that can be formed on a reduction side of an object on the enlargement side by an imaging unit.
以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、第3光学群G3は、凹面ミラーの他に1枚以上のレンズやミラーを有することができる。
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the invention described in the claims unless otherwise specified in the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
For example, the third optical group G3 can have one or more lenses and mirrors in addition to the concave mirror.
The effects described in the embodiments of the present invention are merely a list of suitable effects resulting from the invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments.
G1 第1光学群
G2 第2光学群
G3 第3光学群
IM1 第1中間像
IM2 第2中間像
SPD 光路分離光学手段
AX1 光路分離光学手段の縮小側における結像光束の光軸
AX2 光路分離光学手段の拡大側における結像光束の光軸
RFD 反射光学手段
PFL 第1光学群の最も拡大側の正レンズ
P 色合成用のプリズム
MD 画像表示素子
G1 first optical group
G2 second optical group
G3 third optical group
IM1 first intermediate image
IM2 second intermediate image
SPD optical path separating optical means
AX1 Optical axis of imaging light flux on reduction side of optical path separating optical means
AX2 Optical axis of imaging light beam on the enlargement side of the optical path separating optical means
RFD reflection optical means
Positive lens on the most magnified side of the PFL first optical group
P Color composition prism
MD image display element
符号Pは、色合成用のプリズムを示す。3枚の液晶パネルの原画像からの光は、プリズムPにより色合成されて「原画像からの結像光束」となって投射光学系に入射する。
符号SPDは「光路分離光学手段」、符号IM1は「第1中間像」、符号IM2は「第2中間像」をそれぞれ示す。また、符号RFDは「反射光学手段」を示す。
光路分離光学手段SPDに関して、画像表示素子MDの側が「縮小側」、第1中間像IM1の側が「拡大側」である。従って、画像表示素子MDの画像表示面が「縮小側の共役面」である。
符号AX1は「光路分離光学手段SPDの縮小側の光軸」を示し、符号AX2は「光路分離光学手段SPDの拡大側の光軸」を示す。光軸AX1と光軸AX2のなす角を、角度:θAXとする。
図1、図6、図9、図12、図15、図18に示す実施の形態においては、角度:θAXは90度である。また、図19に示す実施の形態では、角度:θAXは、90度より小さい角である。
Reference symbol P denotes a color composition prism. Light from the original images of the three liquid crystal panels is color-combined by the prism P and becomes “imaging light beam from the original image” and enters the projection optical system.
Reference symbol SPD indicates “optical path separating optical means”, reference symbol IM1 indicates “first intermediate image”, and reference symbol IM2 indicates “second intermediate image”. Further, the symbol RFD indicates “reflection optical means”.
Regarding the optical path separation optical means SPD, the image display element MD side is the “reduction side”, and the first intermediate image IM1 side is the “enlargement side”. Therefore, the image display surface of the image display element MD is the “conjugate surface on the reduction side”.
Reference numeral AX1 indicates “the optical axis on the reduction side of the optical path separation optical means SPD”, and reference numeral AX2 indicates “the optical axis on the expansion side of the optical path separation optical means SPD”. An angle formed by the optical axis AX1 and the optical axis AX2 is defined as an angle: θAX.
In the embodiment shown in FIGS. 1, 6, 9, 12, 15, and 18, the angle θAX is 90 degrees. In the embodiment shown in FIG. 19, the angle θAX is an angle smaller than 90 degrees.
図1を参照する。
図1に示す実施の形態では、光路分離光学手段SPDは直角プリズム状であって、対角斜面上における光軸AX1とAX2との交点よりも、図で左下の部分が反射面R1となっており、上記交点よりも右上の部分は「透過面」となっている。
原画像からの結像光束(プリズムPにより色合成されている。)は、光路分離光学手段SPDに入射すると、上記反射面により反射光学手段RFDの側へ反射される。
第1光学群G1は、第1レンズ群と光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとにより構成されている。第1レンズ群は、光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配置された7枚のレンズと、光路分離光学手段SPDの拡大側に配置された1枚のレンズPFLとの8枚のレンズにより構成されている。
反射光学手段RFDは平面鏡であり、その反射面が開口絞りSと合致している。
第2光学群G2は、第1光学群G1におけるもっとも拡大側のレンズPFLの拡大側に配され、3枚のレンズにより構成されている。
第3光学群G3は、第2光学群G2の拡大側に配置された「凹面ミラー」で構成されている。
即ち、画像表示素子MDの画像表示面からの結像光束(原画像からの結像光束)は、光路分離光学手段SPDの反射面R1により反射され、「入射結像光束」となって反射光学手段RFDに入射し、反射されると「反射結像光束」となって、光路分離光学手段SPDの「透過面」を透過し、レンズPFLを透過し、第1中間像IM1を結像した後、第2光学群G2を透過して第2中間像IM2を結像する。
その後、第3光学群G3により反射され、図1において図示を省略されている拡大側の共役面(一般にスクリーンである。)上に原画像の拡大画像を結像する。
Please refer to FIG.
In the embodiment shown in FIG. 1, the optical path separating optical means SPD is in the form of a right-angle prism, and the lower left portion in the drawing is the reflecting surface R1 from the intersection of the optical axes AX1 and AX2 on the diagonal slope. The upper right part of the intersection is the “transmission surface”.
When an incident light beam (color-combined by the prism P) from the original image is incident on the optical path separation optical means SPD, it is reflected by the reflection surface toward the reflection optical means RFD.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical unit SPD, and a reflection optical unit RFD. The first lens group is composed of eight lenses including seven lenses disposed between the optical path separation optical means SPD and the reflection optical means RFD and one lens PFL disposed on the enlargement side of the optical path separation optical means SPD. It is comprised by the lens of.
The reflection optical means RFD is a plane mirror, and its reflection surface coincides with the aperture stop S.
The second optical group G2 is arranged on the enlargement side of the most enlargement side lens PFL in the first optical group G1, and is composed of three lenses.
The third optical group G3 includes a “concave mirror” disposed on the enlargement side of the second optical group G2.
In other words, the image forming light beam (image forming light beam from the original image) from the image display surface of the image display element MD is reflected by the reflecting surface R1 of the optical path separation optical means SPD to become an “incident image forming light beam”, which is reflected optical. After being incident on the means RFD and reflected, it becomes a “reflected imaging light beam” that passes through the “transmission surface” of the optical path separation optical means SPD, passes through the lens PFL, and forms the first intermediate image IM1. The second intermediate image IM2 is formed through the second optical group G2.
Thereafter, an enlarged image of the original image is formed on an enlargement conjugate surface (generally a screen) that is reflected by the third optical group G3 and not shown in FIG.
図9に実施の形態を示す投射光学系は、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成される。光路分離光学手段SPDは、図1、図6に示すものと同様、直角プリズム状で、対角斜面上における光軸AX1とAX2との交点よりも、図で左下の部分が反射面R1となっており、上記交点よりも右上の部分は「透過面」となっており、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された6枚のレンズ)が、入射結像光束と反射結像光束とに共通化され、第3光学群G3は、第2中間像IM2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
図9に示す投射光学系は、図1、図6の投射光学系と異なり、反射光学手段RFDの「開口絞りSを兼ねた反射面」が凹面であり、屈折力を有する。
The projection optical system shown in FIG. 9 is configured by sequentially arranging a first optical group G1, a second optical group G2, and a third optical group G3 on an optical path from the reduction side to the enlargement side. The imaging light flux from the original image on the side conjugate plane is sequentially imaged as a first intermediate image IM1 and a second intermediate image IM2 on the optical path to the magnification side conjugate plane, and then on the magnification side conjugate plane. This is a projection optical system that forms an image as an enlarged image.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical means SPD, and a reflection optical means RFD having a reflection surface for reflecting an image forming light beam from the optical path separation optical means side toward the second optical group G2. It is comprised. The optical path separating optical means SPD is in the form of a right-angled prism similar to that shown in FIGS. 1 and 6, and the lower left portion in the drawing is the reflecting surface R1 from the intersection of the optical axes AX1 and AX2 on the diagonal slope. The upper right part of the intersection is a “transmission surface”, and the optical path of the incident imaging light beam from the original image toward the reflection optical means RFD and the second optical group G2 reflected by the reflection optical means RFD. It has a function of separating the optical path of the reflected image-forming light beam traveling toward.
At least a part of the first lens group (six lenses arranged between the optical path separation optical means SPD and the reflection optical means RFD) is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam, The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image IM2.
The projection optical system shown in FIG. 9 differs from the projection optical systems shown in FIGS. 1 and 6 in that the “reflecting surface also serving as the aperture stop S” of the reflecting optical means RFD is concave and has a refractive power.
図12に実施の形態を示す投射光学系は、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成されている。光路分離光学手段SPDは、図1、図6に示すものと同様、直角プリズム状で、反射面R1と「透過面」を有し、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ)が、入射結像光束と反射結像光束とに共通化され、第3光学群G3は、第2中間像IM2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
図12に示す投射光学系は、図1、図6、図9の投射光学系と異なり、反射光学手段RFDが、第1レンズ系のうち、入射結像光束が最後に入射するレンズ面に形成された反射膜により構成され、該反射膜が開口絞りを兼ねている。開口絞りを兼ねた該レンズ面は入射側に凹面を向けている。
この例に限らず、開口絞りを兼ねる「反射膜を形成された入射結像光束が最後に入射するレンズ面」は平面であることができる。
The projection optical system according to the embodiment shown in FIG. 12 is configured by sequentially arranging a first optical group G1, a second optical group G2, and a third optical group G3 on an optical path from the reduction side to the enlargement side. The imaging light flux from the original image on the side conjugate plane is sequentially imaged as a first intermediate image IM1 and a second intermediate image IM2 on the optical path to the magnification side conjugate plane, and then on the magnification side conjugate plane. This is a projection optical system that forms an image as an enlarged image.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical means SPD, and a reflection optical means RFD having a reflection surface for reflecting an image forming light beam from the optical path separation optical means side toward the second optical group G2. It is comprised. The optical path separation optical means SPD has a right-angle prism shape, similar to that shown in FIGS. 1 and 6, has a reflection surface R1 and a “transmission surface”, and an optical path of an incident imaging light beam from the original image toward the reflection optical means RFD. And the optical path of the reflected imaging light beam reflected by the reflective optical means RFD and traveling toward the second optical group G2.
At least a part of the first lens group (seven lenses disposed between the optical path separation optical unit SPD and the reflection optical unit RFD) is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam, The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image IM2.
The projection optical system shown in FIG. 12 differs from the projection optical systems shown in FIGS. 1, 6, and 9 in that the reflection optical means RFD is formed on the lens surface on which the incident imaging light beam is incident last in the first lens system. The reflecting film is also used as an aperture stop. The lens surface also serving as an aperture stop has a concave surface facing the incident side.
The present invention is not limited to this example, and the “lens surface on which the incident imaging light beam on which the reflection film is formed finally enters” that also serves as the aperture stop can be a flat surface.
図19に実施の形態を示す投射光学系は、図18に示す実施の形態における光路分離光学手段SPDである平面鏡を、図18の面内で「反時計回りに回転させる」ことにより、光軸AX1と光軸AX2とがなす角度:θAXが「90度より小さい角度」となるように構成した例である。
従って、図19に示す投射光学系も、縮小側から拡大側へ向かう光路上に順次、第1光学群G1、第2光学群G2、第3光学群G3を配して構成され、縮小側の共役面上の原画像からの結像光束を、拡大側の共役面に至る光路上において順次、第1中間像IM1、第2中間像IM2として結像させたのち、拡大側の共役面上に拡大画像として結像させる投射光学系である。
第1光学群G1は、第1レンズ群と、光路分離光学手段SPDと、光路分離光学手段側からの結像光束を、第2光学群G2側へ反射する反射面を有する反射光学手段RFDとを有して構成されている。光路分離光学手段SPDは、図15の光路分離光学手段と同じ平面鏡であり、原画像から反射光学手段RFDへ向かう入射結像光束の光路と、反射光学手段RFDにより反射されて第2光学群G2へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有する。
原画像からの結像光束は、入射結像光束として直接に反射光学手段RFDに入射し、反射光学手段RFDにより反射された反射結像光束は、光路分離光学手段SPDにより反射されて第2光学群の側に向かう。
反射光学手段RFDは、図1に示す実施の形態におけるものと同じく、平面鏡であり、その反射面が開口絞りSと合致している。
前記第1レンズ群は、少なくともその一部(光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ)が、入射結像光束と反射結像光束とに共通化され、第3光学群G3は、第2中間像IM2の拡大側に位置する凹面ミラーを有する。
第1レンズ群は「光路分離光学手段SPDと反射光学手段RFDとの間に配された7枚のレンズ」と、光路分離光学手段SPDの拡大側に配された2枚のレンズとにより構成されている。
In the projection optical system shown in FIG. 19, the optical axis is obtained by “rotating counterclockwise” the plane mirror which is the optical path separation optical means SPD in the embodiment shown in FIG. An angle formed by AX1 and the optical axis AX2: an example in which θAX is configured to be “an angle smaller than 90 degrees”.
Accordingly, the projection optical system shown in FIG. 19 is also configured by sequentially arranging the first optical group G1, the second optical group G2, and the third optical group G3 on the optical path from the reduction side to the enlargement side. The imaging light flux from the original image on the conjugate plane is sequentially formed as the first intermediate image IM1 and the second intermediate image IM2 on the optical path to the enlargement conjugate plane, and then the enlarged image is formed on the enlargement conjugate plane. As a projection optical system.
The first optical group G1 includes a first lens group, an optical path separation optical means SPD, and a reflection optical means RFD having a reflection surface for reflecting an image forming light beam from the optical path separation optical means side toward the second optical group G2. It is comprised. The optical path separation optical means SPD is the same plane mirror as the optical path separation optical means of FIG. 15, and is reflected by the reflection optical means RFD and the optical path of the incident imaging light beam from the original image toward the reflection optical means RFD, and the second optical group G2. It has a function of separating the optical path of the reflected image-forming light beam traveling toward.
The imaging light beam from the original image is directly incident on the reflection optical means RFD as an incident imaging light beam, and the reflected imaging light beam reflected by the reflection optical means RFD is reflected by the optical path separation optical means SPD and is second optically reflected. Head to the side of the group.
The reflection optical means RFD is a plane mirror similar to that in the embodiment shown in FIG. 1, and its reflection surface coincides with the aperture stop S.
At least a part of the first lens group (seven lenses disposed between the optical path separation optical unit SPD and the reflection optical unit RFD) is shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam. The third optical group G3 has a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image IM2.
The first lens group is composed of “seven lenses arranged between the optical path separation optical means SPD and the reflection optical means RFD” and two lenses arranged on the enlargement side of the optical path separation optical means SPD. ing.
この発明の投射光学系は、以下の条件(1)ないし(3)の任意の1以上を満足することが好ましい。
(1) 1.5 < Ym/Yi < 5.0
(2) 0.25 < Lm/Lr < 0.55
(3) 45°≦ θAX ≦ 90°
これら条件(1)ないし(3)のパラメータにおける各記号の意味は、以下の通りである。
「2Yi」は、縮小側の共役面から拡大側の共役面に至る光路上における結像光束の、原画像位置における最大有効径、「2Ym」は、第3光学群の凹面ミラーの鏡面上における最大有効径である。
「Lr」は、反射光学手段の反射面と第2光学群の最も拡大側のレンズ面との光軸上の距離、「Lm」は、第2光学群の最も拡大側のレンズ面と第3光学群の凹面ミラー面との光軸上の距離である。
「θAX」は、光路分離光学手段の縮小側の光軸と、光路分離光学手段の拡大側の光軸との角度である。
The projection optical system according to the present invention preferably satisfies any one or more of the following conditions (1) to (3).
(1) 1.5 <Ym / Yi <5.0
(2) 0.25 <Lm / Lr <0.55
(3) 45 ° ≦ θAX ≦ 90 °
The meaning of each symbol in the parameters of these conditions (1) to (3) is as follows.
“2Yi” is the maximum effective diameter of the imaging light beam on the optical path from the reduction conjugate plane to the enlargement conjugate plane at the original image position, and “2Ym” is on the mirror surface of the concave mirror of the third optical group. The maximum effective diameter.
“Lr” is the distance on the optical axis between the reflecting surface of the reflecting optical means and the most magnified lens surface of the second optical group, and “Lm” is the most magnified lens surface of the second optical group and the third lens surface. This is the distance on the optical axis from the concave mirror surface of the optical group.
“ ΘAX ” is an angle between the optical axis on the reduction side of the optical path separation optical means and the optical axis on the enlargement side of the optical path separation optical means.
上に説明した実施の各形態においては、第1光学群G1の最も拡大側のレンズPFLを上記の如く、第1中間像IM1の縮小側もしくは「第1中間像IM1を含む位置」に配置することにより、第1中間像IM1の形状と「第2光学群G2に向かう主光線の方向」とを整え、第2光学群G2が良好な第2中間像IM2を結像し易いようにしている。
このように、レンズPFLにより「第1中間像IM1の形状、主光線方向を整える」観点からすると、レンズPFLの少なくとも1面を非球面とすることが好ましい。
この発明の投射光学系は、前述の如く、第1レンズ群の少なくとも一部が「入射結像光束と反射結像光束とに共通化」され、この共通化された部分が所謂「折り返し光学系」となっている。このように、第1レンズ群の一部を「折り返し光学系」とすることにより、第1レンズ群を構成するレンズ枚数を少なくしつつ、良好な第1中間像を実現できる。
In each of the embodiments described above, the most enlarged lens PFL of the first optical group G1 is arranged on the reduction side of the first intermediate image IM1 or at a “position including the first intermediate image IM1” as described above. As a result, the shape of the first intermediate image IM1 and the “direction of the principal ray toward the second optical group G2” are adjusted so that the second optical group G2 can easily form a good second intermediate image IM2. .
Thus, from the viewpoint of “adjusting the shape and principal ray direction of the first intermediate image IM1” by the lens PFL, it is preferable that at least one surface of the lens PFL is an aspherical surface.
In the projection optical system of the present invention, as described above, at least a part of the first lens group is “shared with the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam”, and this shared part is a so-called “folding optical system”. " As described above, by forming a part of the first lens group as a “folding optical system”, it is possible to realize a good first intermediate image while reducing the number of lenses constituting the first lens group.
しかし、これに限らず、縮小側の共役面からの結像光束の中心の主光線が、光路分離光学手段SPDの縮小側の光軸AX1に合致し、反射結像光束の主光線が拡大側の光軸AX2に合致するようにすることもできる。
この場合の1例を、図21に要部のみ、説明図的に示す。
図21において、符号P1は「色合成用のプリズム」、符号S1は特定波長域に位相差を与える「波長選択1/2λ位相差板」、符号P2は「広帯域偏光ビームスプリッタ」、符号S2は「広帯域1/4λ位相差板」を示す。
また、符号L10は、第1光学群の第1レンズ群のうち、広帯域1/4λ位相差板S2と反射光学手段RFDとの間に配置された部分、即ち「入射結像光束と反射結像光束とに共有されるレンズ系部分」である。
However, the present invention is not limited to this. The principal ray at the center of the imaging light beam from the conjugate surface on the reduction side matches the optical axis AX1 on the reduction side of the optical path separation optical means SPD, and the principal ray of the reflected imaging light beam is on the enlargement side. It is also possible to match the optical axis AX2.
One example of this case is shown in FIG.
In FIG. 21, reference numeral P1 is a “color combining prism”, reference numeral S1 is a “
Reference numeral L10 denotes a portion of the first lens group in the first optical group that is disposed between the broadband ¼λ phase difference plate S2 and the reflective optical means RFD, that is, “incident imaging light flux and reflective imaging. The lens system part shared by the luminous flux.
色合成用のプリズムP1は、この実施の形態においては「クロスダイクロイックプリズム」で、プロジェクタに一般的に使われているものである。
図示を省略された画像表示素子を照明する照明装置の光源としては、R(赤)、G(緑)、B(青)の「直線偏光した光」を放射するものが用いられている。
The color synthesizing prism P1 is a “ cross dichroic prism” in this embodiment, and is generally used in projectors.
As a light source of an illuminating device that illuminates an image display element (not shown), an apparatus that emits “linearly polarized light” of R (red), G (green), and B (blue) is used.
[4]
[1]〜[3]の任意の1に記載の投射光学系であって、第1レンズ群の最も拡大側は正レンズ(PFL)であり、第1中間像(IM1)の縮小側もしくは第1中間像を含む位置に配置されている投射光学系(実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[4]
The projection optical system according to any one of [1] to [3], wherein the most enlarged side of the first lens group is a positive lens (PFL), and the first intermediate image (IM1) is reduced or 1 is a projection optical system disposed at a position including an intermediate image (Examples 1 to 5, FIG. 1, FIG. 6, FIG. 9, FIG. 12, FIG. 15, FIG. 18, FIG. 19).
[5]
[4]に記載の投射光学系であって、第1レンズ群の最も拡大側の正レンズ(PFL)は、少なくとも1面が非球面である投射光学系実施例1〜5 図1、図6、図9、図12、図15、図18、図19)。
[5]
In the projection optical system according to [4], the positive lens (PFL) on the most magnifying side of the first lens group has at least one aspheric surface. 9, FIG. 12, FIG. 15, FIG. 18, FIG. 19).
Claims (16)
前記第1光学群は、第1レンズ群と、光路分離光学手段と、該光路分離光学手段側からの前記結像光束を、前記第2光学群側へ反射する反射面を有する反射光学手段とを有して構成され、
前記光路分離光学手段は、前記原画像から前記反射光学手段へ向かう入射結像光束の光路と、前記反射光学手段により反射されて前記第2光学群へ向かう反射結像光束の光路とを分離する機能を有し、
前記第1レンズ群は、少なくともその一部が、前記入射結像光束と前記反射結像光束とに共通化され、
前記第3光学群は、前記第2中間像の前記拡大側に位置する凹面ミラーを有する投射光学系。 The first optical group, the second optical group, and the third optical group are sequentially arranged on the optical path from the reduction side to the enlargement side, and the image forming light beam from the original image on the conjugate surface on the reduction side is expanded. A projection optical system that sequentially forms an image as a first intermediate image and a second intermediate image on the optical path to the conjugate surface on the side, and then forms an image as an enlarged image on the conjugate surface on the enlargement side,
The first optical group includes a first lens group, an optical path separating optical unit, and a reflective optical unit having a reflecting surface that reflects the imaging light beam from the optical path separating optical unit side to the second optical group side. Comprising
The optical path separation optical means separates the optical path of the incident imaging light beam from the original image toward the reflection optical means and the optical path of the reflected imaging light beam reflected by the reflection optical means and toward the second optical group. Has function,
The first lens group is at least partially shared by the incident imaging light beam and the reflected imaging light beam,
The third optical group is a projection optical system having a concave mirror located on the enlargement side of the second intermediate image.
前記縮小側の共役面から拡大側の共役面に至る光路上における結像光束の、前記原画像位置における最大有効径:2Yi、前記凹面ミラーの鏡面上における最大有効径:2Ymが、条件:
(1) 1.5 < Ym/Yi < 5.0
を満足する投射光学系。 The projection optical system according to claim 1,
The maximum effective diameter at the original image position: 2Yi and the maximum effective diameter on the mirror surface of the concave mirror: 2Ym of the imaging light beam on the optical path from the reduction-side conjugate surface to the enlargement-side conjugate surface are:
(1) 1.5 <Ym / Yi <5.0
Projection optical system that satisfies
前記反射光学手段の反射面と前記第2光学群の最も拡大側のレンズ面との光軸上の距離:Lr、前記第2光学群の前記レンズ面と前記第3光学群の前記凹面ミラー面との光軸上の距離:Lmが、条件:
(2) 0.25 < Lm/Lr < 0.55
を満足する投射光学系。 The projection optical system according to claim 1 or 2,
The distance on the optical axis between the reflecting surface of the reflecting optical means and the most magnified lens surface of the second optical group: Lr, the lens surface of the second optical group and the concave mirror surface of the third optical group The distance on the optical axis: Lm is the condition:
(2) 0.25 <Lm / Lr <0.55
Projection optical system that satisfies
前記第1レンズ群の最も拡大側は正レンズであり、前記第1中間像の縮小側もしくは前記第1中間像を含む位置に配置されている投射光学系。 The projection optical system according to any one of claims 1 to 3,
A projection optical system in which the most enlargement side of the first lens group is a positive lens, and is disposed on the reduction side of the first intermediate image or at a position including the first intermediate image.
前記第1レンズ群の最も拡大側の正レンズは、少なくとも1面が非球面である投射光学系。 The projection optical system according to claim 4,
A projection optical system in which at least one of the positive lenses on the most magnified side of the first lens group is an aspherical surface.
前記反射光学手段の、前記入射結像光束を反射する反射面が、開口絞りである投射光学系。 The projection optical system according to any one of claims 1 to 5,
A projection optical system in which a reflecting surface of the reflecting optical means for reflecting the incident imaging light beam is an aperture stop.
前記反射光学手段の、前記入射結像光束を反射する前記反射面が、前記第1レンズ群の、前記入射結像光束が最後に入射するレンズ面に形成されている投射光学系。 The projection optical system according to any one of claims 1 to 6,
A projection optical system in which the reflecting surface of the reflecting optical means for reflecting the incident imaging light beam is formed on a lens surface of the first lens group on which the incident imaging light beam is finally incident.
前記第1レンズ群の、前記反射光学手段の、前記入射結像光束を反射する前記反射面が曲面である投射光学系。 A projection optical system according to any one of claims 1 to 7,
The projection optical system of the said 1st lens group whose said reflective surface which reflects the said incident imaging light beam of the said reflection optical means is a curved surface.
前記第1レンズ群の、前記反射光学手段の、前記入射結像光束を反射する前記反射面が平面である投射光学系。 A projection optical system according to any one of claims 1 to 7,
The projection optical system of the said 1st lens group whose said reflective surface of the said reflective optical means that reflects the said incident imaging light beam is a plane.
前記第2光学系は複数のレンズを有し、これら複数のレンズの1以上を光軸方向に移動させて、拡大側の共役面へのフォーカシングを行う投射光学系。 The projection optical system according to any one of claims 1 to 9,
The second optical system includes a plurality of lenses, and one or more of the plurality of lenses are moved in the optical axis direction to perform focusing on the enlargement-side conjugate surface.
縮小側に略テレセントリックである投射光学系。 A projection optical system according to any one of claims 1 to 10,
Projection optical system that is almost telecentric on the reduction side.
前記光路分離光学手段の前記縮小側の光軸と、前記光路分離光学手段の前記拡大側の光軸との角度:θAXが、条件:
(3) 45°≦ θAX ≦ 90°
を満足することを特徴とする投射光学系。 The projection optical system according to any one of claims 1 to 11,
The angle: θAX between the optical axis on the reduction side of the optical path separation optical means and the optical axis on the enlargement side of the optical path separation optical means is a condition:
(3) 45 ° ≦ θAX ≦ 90 °
A projection optical system characterized by satisfying
前記光路分離光学手段が、前記入射結像光束となるべき部分、および、前記反射結像光束となるべき部分の、一方を反射し、他方を通過させることにより、これら両結像光束の光路の分離を行うものである投射光学系。 The projection optical system according to any one of claims 1 to 12,
The optical path separating optical means reflects one of the portion to be the incident imaging light beam and the portion to be the reflected imaging light beam and passes the other, thereby allowing the optical paths of both the imaging light beams to be reduced. A projection optical system that performs separation.
前記光路分離光学手段が、偏光合成手段、偏光分離手段および位相差板を有する投射光学系。 The projection optical system according to claim 13,
A projection optical system in which the optical path separation optical means includes a polarization beam combining means, a polarization separation means, and a phase difference plate.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018097037A (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | Projection optical system, projection device and imaging apparatus |
US20210033830A1 (en) * | 2018-04-09 | 2021-02-04 | Sony Corporation | Optical system and projector |
JP2021121842A (en) * | 2020-01-31 | 2021-08-26 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | Image-forming optical system, image display device, and imaging device |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6589243B2 (en) | 2016-12-21 | 2019-10-16 | 株式会社nittoh | Projection optical system and projector |
JP7183608B2 (en) | 2018-07-27 | 2022-12-06 | セイコーエプソン株式会社 | Lens and projection type image display device |
EP3611548B1 (en) | 2018-07-27 | 2023-01-18 | Seiko Epson Corporation | Projection system and projection-type image display apparatus |
JP7124521B2 (en) | 2018-07-30 | 2022-08-24 | セイコーエプソン株式会社 | Projection optical system and projection image display device |
WO2020137885A1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 株式会社nittoh | Projection optical system and projector |
CN112180669A (en) * | 2019-07-03 | 2021-01-05 | 王志煌 | Projection device |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005107362A (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Canon Inc | Projection optical system, aligner and manufacturing method of device |
JP2005195713A (en) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Nikon Corp | Projection optical system, exposure device, and exposure method |
JP2007013179A (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Carl Zeiss Smt Ag | Method of correcting lithography projection objective, and the objective |
JP2008546007A (en) * | 2005-05-27 | 2008-12-18 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | Method for improving the imaging properties of a projection objective and such a projection objective |
JP2011138086A (en) * | 2010-01-04 | 2011-07-14 | Seiko Epson Corp | Projection optical system and projector |
JP2012108267A (en) * | 2010-11-16 | 2012-06-07 | Samsung Yokohama Research Institute Co Ltd | Projection optical system and image projection device |
WO2013005444A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | 日東光学株式会社 | Projection optical assembly and projector device |
JP2015200829A (en) * | 2014-04-09 | 2015-11-12 | リコー光学株式会社 | Projection optical system, projector device, and image capturing device |
US20150346469A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Yi-Jou Lin | Projector, projecting lens of the projector and method of projecting images |
-
2016
- 2016-10-07 JP JP2016199131A patent/JP6744797B2/en active Active
-
2017
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- 2017-10-10 WO PCT/JP2017/036686 patent/WO2018066714A1/en active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005107362A (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Canon Inc | Projection optical system, aligner and manufacturing method of device |
JP2005195713A (en) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Nikon Corp | Projection optical system, exposure device, and exposure method |
JP2008546007A (en) * | 2005-05-27 | 2008-12-18 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | Method for improving the imaging properties of a projection objective and such a projection objective |
JP2007013179A (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Carl Zeiss Smt Ag | Method of correcting lithography projection objective, and the objective |
JP2011138086A (en) * | 2010-01-04 | 2011-07-14 | Seiko Epson Corp | Projection optical system and projector |
JP2012108267A (en) * | 2010-11-16 | 2012-06-07 | Samsung Yokohama Research Institute Co Ltd | Projection optical system and image projection device |
WO2013005444A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | 日東光学株式会社 | Projection optical assembly and projector device |
JP2015200829A (en) * | 2014-04-09 | 2015-11-12 | リコー光学株式会社 | Projection optical system, projector device, and image capturing device |
US20150346469A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Yi-Jou Lin | Projector, projecting lens of the projector and method of projecting images |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018097037A (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | Projection optical system, projection device and imaging apparatus |
US20210033830A1 (en) * | 2018-04-09 | 2021-02-04 | Sony Corporation | Optical system and projector |
US11835696B2 (en) * | 2018-04-09 | 2023-12-05 | Sony Corporation | Optical system and projector |
JP2021121842A (en) * | 2020-01-31 | 2021-08-26 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | Image-forming optical system, image display device, and imaging device |
JP7402702B2 (en) | 2020-01-31 | 2023-12-21 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | Imaging optical system, image display device, and imaging device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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