JP4232269B2

JP4232269B2 - 投影光学系

Info

Publication number: JP4232269B2
Application number: JP11236199A
Authority: JP
Inventors: 勝裕高本; 純西川
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2019-04-20
Also published as: JP2000305012A; US6275343B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は投影光学系に関するものであり、例えば、液晶素子やデジタル・マイクロミラー・デバイス(以下「ＤＭＤ」と称する。)等の表示素子の画像をスクリーンに投影する投影光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、ビジネス分野等でのプレゼンテーション機器として、液晶素子やＤＭＤ等の表示素子の画像をスクリーンに投影するプロジェクターが広く利用されるようになってきている。また、家庭用(ホームシアター用やデジタルテレビ用等)の投影機器としても、プロジェクターの需要が見込まれている。それらの要求に対して、１０万〜３０万画素程度の単板式や３板式の液晶プロジェクターやＤＭＤプロジェクターが提供されてきた。
【０００３】
このようなプロジェクターに用いられる投影光学系が、特開平９−２６５４２号公報，特開平９−９６７５９号公報，特開平１０−１４２５０３号公報，特開平１０−１７０８２４号公報で提案されている。これらは半画角が４０°程度の投影光学系であり、従来の表示素子の画像を投影するには適当な性能を有している。しかし、収差(特に倍率色収差)が十分に抑えられていないため、より高画素の表示素子を投影することは困難である。より高性能な投影光学系としては、特開平７−２７０６８０号公報で提案されているレトロフォーカス型レンズが知られている。この投影光学系は、後方レンズ群中の正レンズに異常分散ガラスを使用することで、倍率色収差を抑える構成になっている。しかし、半画角が２０〜２８°程度、Ｆナンバーが４．５である等、充分な光学仕様が達成されているとはいえない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現在では、従来より高画質なプロジェクターが要求されるようになってきている。例えば、プレゼンテーション用としては、800×600ドット(ＳＶＧＡ)の解像力から1024×768ドット(ＸＧＡ)以上の解像力が必要とされるようになってきている。また、家庭用においても、ハイビジョン等の高品位テレビ放送の普及に伴い、従来の水平解像度４００ＴＶ本以上の解像力が必要になってきている。このような高画質化の要求を満たすために、液晶素子やＤＭＤ等の表示素子の高画素化が急速に進んでいる。それに加えて、プロジェクター自体を小型化するために、液晶素子やＤＭＤ等の表示素子の小型化も進んでいる。
【０００５】
小型化・高画素化の進んだ表示素子の画像を投影するためには、従来よりも高性能な投影光学系が必要となる。ところが、先に述べたように、従来の投影光学系の構成では、必要とされる光学性能(特に倍率色収差)を充分に満足することが不可能であった。また、特に家庭用においては十分な低コスト化を達成する必要があるが、従来の投影光学系の構成では高性能化とともにコストの増大が避けられなかった。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、小型化・高画素化の進んだ表示素子の画像を投影することができるように、収差が十分補正された低コストの投影光学系を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の投影光学系は、拡大側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群とを備え、前記第１群が負レンズのみをレンズとして有するとともに非球面を少なくとも１面有し、前記第２群が正レンズを少なくとも１枚有するとともに前記第３群のほぼ前側焦点位置に開口絞りを有し、前記第３群が以下の条件式を満足するレンズ材料から成る正レンズを少なくとも１枚有することを特徴とする。
0.015＜Θ−(0.644−0.00168・νd)＜0.06
65＜νd＜100
ただし、
Θ＝(ｎg−ｎF)／(ｎF−ｎC)
νd＝(ｎd−1)／(ｎF−ｎC)
ｎg：ｇ線(波長:435.84nm)に対する屈折率、
ｎF：Ｆ線(波長:486.13nm)に対する屈折率、
ｎd：ｄ線(波長:587.56nm)に対する屈折率、
ｎC：Ｃ線(波長:656.28nm)に対する屈折率、
である。
【０００８】
第２の発明の投影光学系は、上記第１の発明の構成において、さらに以下の条件式を満足することを特徴とする。
2.5＜f2／f0＜5
2.5＜f12／f0＜13
ただし、
f0：投影光学系の全系の焦点距離、
f2：第２群の焦点距離、
f12：第１群と第２群の合成焦点距離、
である。
【０００９】
第３の発明の投影光学系は、上記第１又は第２の発明の構成において、前記第２群が、非球面を少なくとも１面有する正レンズ１枚のみをレンズとして有することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明の投影光学系は、上記第１又は第２の発明の構成において、前記第２群が、拡大側から順に負レンズと正レンズの２枚のみをレンズとして有することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明の投影光学系は、拡大側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群とを備え、前記第１群が負レンズのみをレンズとして有するとともに非球面を少なくとも１面有し、前記第２群が正レンズを少なくとも１枚有するとともに前記第３群のほぼ前側焦点位置に開口絞りを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
2.5＜f2／f0＜5
2.5＜f12／f0＜13
ただし、
f0：投影光学系の全系の焦点距離、
f2：第２群の焦点距離、
f12：第１群と第２群の合成焦点距離、
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した投影光学系を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、背面投射型の投影装置(例えばリアタイプ液晶プロジェクター)に好適な単焦点の投影光学系であるが、撮像装置(例えばビデオカメラ)用の撮像光学系としても好適に使用可能であることは言うまでもない。
【００１３】
図１〜図１０は、第１〜第１０の実施の形態にそれぞれ対応するレンズ構成図である。各レンズ構成図中、ri(i=1,2,3,...)が付された面は拡大側(すなわち、スクリーンが配置される投影側)から数えてi番目の面であり、riに*印が付された面は非球面である。いずれの実施の形態も、拡大側から順に、負のパワーを有する第１群(Gr1)と、正のパワーを有する第２群(Gr2)と、正のパワーを有する第３群(Gr3)と、を備えた単焦点の投影光学系である。そして、第１群(Gr1)が負レンズのみをレンズとして有するとともに非球面を少なくとも１面有しており、第２群(Gr2)が正レンズを少なくとも１枚有するとともに第３群(Gr3)のほぼ前側焦点位置に開口絞り(SP)を有している。また、第３群(Gr3)の縮小側(すなわち表示素子側)には、プリズム(PR)が配置されている。このプリズム(PR)は、例えば、ＤＭＤを用いた単板式投影装置におけるＴＩＲ(Total Internal Reflection)プリズムに相当し、液晶素子を用いた３板式投影装置におけるクロスダイクロプリズムに相当する。
【００１４】
第１〜第１０の実施の形態における第１群(Gr1)は、縮小側に凹の２枚の負メニスカスレンズ(G1,G2)から成っており、縮小側の負メニスカスレンズ(G2)の縮小側面(r4)は非球面で構成されている。第１〜第３の実施の形態における第２群(Gr2)は、拡大側から順に、拡大側に非球面(r5)を有する１枚の正レンズ(G3)と、開口絞り(SP)と、から成っている。第４，第１０の実施の形態における第２群(Gr2)は、拡大側から順に、負レンズ(G3)と、正レンズ(G4)と、開口絞り(SP)と、から成っている。また、第５〜第９の実施の形態における第２群(Gr2)は、拡大側から順に、負レンズ(G3)と、開口絞り(SP)と、正レンズ(G4)と、から成っている。なお、第５の実施の形態において、正レンズ(G4)の拡大側面(r8)は非球面で構成されている。
【００１５】
第１〜第１０の実施の形態における第３群(Gr3)は、拡大側から順に以下のように構成されている。第１の実施の形態における第３群(Gr3)は、両凹の負レンズ(G4)及び両凸の正レンズ(G5)から成る接合レンズと、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G6)と、２枚の両凸の正レンズ(G7,G8)と、で構成されている。第２の実施の形態における第３群(Gr3)は、両凹の負レンズ(G4)及び両凸の正レンズ(G5)から成る接合レンズと、両凹の負レンズ(G6)と、両凸の正レンズ(G7)と、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G8)と、２枚の両凸の正レンズ(G9,G10)と、で構成されている。第３の実施の形態における第３群(Gr3)は、両凹の負レンズ(G4)と、両凸の正レンズ(G5)と、両凹の負レンズ(G6)と、両凸の正レンズ(G7)と、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G8)と、２枚の両凸の正レンズ(G9,G10)と、で構成されている。
【００１６】
第４，第５の実施の形態における第３群(Gr3)は、両凹の負レンズ(G5)及び両凸の正レンズ(G6)から成る接合レンズと、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G7)と、２枚の両凸の正レンズ(G8,G9)と、で構成されている。第６，第９の実施の形態における第３群(Gr3)は、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G5)及び両凸の正レンズ(G6)から成る接合レンズと、両凹の負レンズ(G7)と、両凸の正レンズ(G8)と、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G9)と、２枚の両凸の正レンズ(G10,G11)と、で構成されている。第７，第８の実施の形態における第３群(Gr3)は、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G5)と、両凸の正レンズ(G6)と、両凹の負レンズ(G7)と、両凸の正レンズ(G8)と、縮小側に凹の負メニスカスレンズ(G9)と、２枚の両凸の正レンズ(G10,G11)と、で構成されている。第１０の実施の形態における第３群(Gr3)は、縮小側に凸の正メニスカスレンズ(G5)と、両凹の負レンズ(G6)と、両凸の正レンズ(G7)と、両凹の負レンズ(G8)と、２枚の両凸の正レンズ(G9,G10)と、で構成されている。
【００１７】
上記各実施の形態のように、拡大側から順に負・正・正の３群を備えた投影光学系においては、第１群(Gr1)が負レンズのみをレンズとして有するとともに非球面を少なくとも１面有し、第２群(Gr2)が正レンズを少なくとも１枚有するとともに第３群(Gr3)のほぼ前側焦点位置に開口絞り(SP)を有し、さらに第３群(Gr3)が以下の条件式(1)及び(2)を満足するレンズ材料から成る正レンズを少なくとも１枚有することが望ましい。
0.015＜Θ−(0.644−0.00168・νd)＜0.06 …(1)
65＜νd＜100 …(2)
ただし、
Θ＝(ｎg−ｎF)／(ｎF−ｎC)
νd＝(ｎd−1)／(ｎF−ｎC)
ｎg：ｇ線(波長:435.84nm)に対する屈折率、
ｎF：Ｆ線(波長:486.13nm)に対する屈折率、
ｎd：ｄ線(波長:587.56nm)に対する屈折率、
ｎC：Ｃ線(波長:656.28nm)に対する屈折率、
である。
【００１８】
条件式(1)は、使用するレンズ材料のｇ線とＦ線に対する異常部分分散性を、ノーマルガラスを結んで得られる標準線からの偏差(つまり部分分散の規準線からの偏差)として定量的に規定している。具体的には、条件式(1)のΘがｇ線とＦ線の使用レンズ材料の部分分散比を表しており、条件式(1)の括弧内が同じνd(アッベ数)のノーマルガラス(規準ガラス)の場合の計算によって得られる部分分散比を表している。つまり、条件式(1)を満足するレンズ材料とは、一般的に異常分散ガラスと呼ばれるものであり、標準線(規準線)からの偏差が0.015より大きい場合とは、ノーマルガラスに比べて相対的にｇ線の屈折率が大きいことを表している。
【００１９】
図２１に、負・正・正の投影光学系のレンズ配置を模式的に示す。図２１中、破線が軸外の主光線を表している。従来の投影光学系において、ｇ線とＣ線の倍率色収差を表示素子面(D)上で同一位置になるように補正した場合、その位置はｄ線に対して光軸(AX)の外側に大きくずれることになる。表示素子面(D)上の太矢印(AR2)は、そのｇ線の倍率色収差を方向と共に表している。
【００２０】
上記ｇ線の倍率色収差は、以下のような原理によって補正される。各実施の形態のように、開口絞り(SP)より表示素子側に位置する、正のパワーを有する第３群(Gr3)の正レンズに異常分散ガラスを用いた場合、第３群(Gr3)において図２１中の小矢印(AR1)で示した方向にｇ線を曲げる効果が強くなる。この効果は、異常分散ガラスのｇ線の屈折率がノーマルガラスに対して相対的に高いことによって発生する。このため、条件式(1)を満たすことによりｇ線とＣ線の倍率色収差を補正した場合には、光軸(AX)の外側にずれるｇ線の倍率色収差を、従来の投影光学系よりもはるかに小さくすることが可能となる。
【００２１】
したがって、条件式(1)の下限を超えた場合、第３群(Gr3)に使用するレンズ材料の異常分散性が小さくなり、倍率色収差を充分に小さくすることが不可能になる。反対に、条件式(1)の上限を超えた場合、異常分散性は充分であるが、そのようなレンズ材料は一般には存在せず、仮にあったとしても大幅なコストアップは避けられなくなる。また、条件式(2)の下限を超えた場合、第３群(Gr3)内の色消しが不十分になり、軸上色収差が大きくなってしまう。反対に、条件式(2)の上限を超えた場合、第３群(Gr3)の色消しは充分であるが、そのようなレンズ材料は一般には存在しない。
【００２２】
第１群(Gr1)中の負レンズ(G2)に設けられている非球面(r4)は、光軸(AX)から離れるに従って面のパワーがゆるくなるような面形状に構成されている。その非球面により、少ないレンズ枚数で歪曲収差等を良好に補正することができる。特にリアプロジェクションに適した広角寄りのレンズ構成においては、その効果は顕著である。また、第１群(Gr1)に非球面を用いれば、リアプロジェクションにおいて目立ち易い形状の歪曲を、自由にコントロールして容易に補正できるというメリットもある。
【００２３】
また先に述べたように、第２群(Gr2)中の開口絞り(SP)は、第３群(Gr3)のほぼ前側焦点位置に配置されている。この配置により、縮小側{すなわち表示素子面(D)側}のテレセントリック性を良好に保ちつつ、第２群(Gr2)のレンズ径を小さくすることができる。縮小側にテレセントリックな構成にすると、表示素子面(D)側に配置されているプリズム(PR)を通過する光線が、表示素子面(D)上での高さによらず常に一定角度でダイクロイック面等に入射することになる。これにより、スクリーン面上において投影像に色ムラが生じるのを防止することができる。
【００２４】
前記各実施の形態のように、拡大側から順に負・正・正の３群を備え、第１群(Gr1)が負レンズのみをレンズとして有するとともに非球面を少なくとも１面有し、第２群(Gr2)が正レンズを少なくとも１枚有するとともに第３群(Gr3)のほぼ前側焦点位置に開口絞り(SP)を有する投影光学系においては、さらに以下の条件式(3),(4)の少なくとも一方を満足することが望ましく、その両方を満足することが特に望ましい。
2.5＜f2／f0＜5 …(3)
2.5＜f12／f0＜13 …(4)
ただし、
f0：投影光学系の全系の焦点距離、
f2：第２群(Gr2)の焦点距離、
f12：第１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離、
である。
【００２５】
条件式(3)は、開口絞り(SP)を含んだ第２群(Gr2)の焦点距離の適正な範囲を示している。具体的には、第２群(Gr2)の焦点距離が、全系の焦点距離の２．５倍から５倍の範囲に含まれるように構成されていることを示している。条件式(3)の下限を超えた場合、第２群(Gr2)の焦点距離が適正範囲より小さくなり、第２群(Gr2)で発生する収差(特に球面収差)が大きくなる。つまり、条件式(3)の下限を超えると、少ないレンズ枚数で構成された第２群(Gr2)では、Ｆナンバーを明るくすることができなくなる。言い換えると、必要とされるＦナンバーを達成するには、第２群(Gr2)のレンズ枚数が多くなり、コストアップが避けられなくなる。逆に、条件式(3)の上限を超えた場合、第２群(Gr2)の焦点距離が適正範囲より大きくなり、そのままでは投影光学系の全長・バックフォーカスが長くなる。この場合、投影光学系のコンパクト化が達成されず、コストアップも避けられない。また条件式(3)の上限を超えた状態では、ペッツバール和がプラスに変移することで、像面湾曲の補正が非常に困難となる。
【００２６】
条件式(4)は、第１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離の適正な範囲を示している。具体的には、第１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離が、全系の焦点距離の２．５倍から１３倍の範囲に含まれるように構成されていることを示している。条件式(4)の下限を超えた場合、第１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離が適正範囲より小さくなり、第１群(Gr1)・第２群(Gr2)で発生する収差(この場合は特に歪曲や非点隔差)が大きくなる。逆に、条件式(4)の上限を超えた場合、第１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離が適正範囲より大きくなり、投影光学系のコンパクト化が達成されなくなる。特に第１群(Gr1)のレンズ径が大きくなるとともにバックフォーカスが長くなり、またそれに伴い、第３群(Gr3)に使用する異常分散ガラスから成るレンズの径が大きくなるため、コストアップが避けられなくなる。
【００２７】
第１〜第３の実施の形態のように、第２群(Gr2)が、非球面を少なくとも１面有する正レンズ(G3)１枚のみをレンズとして有することが望ましい。第２群(Gr2)の正レンズ(G3)に設けられている非球面(r5)は、光軸(AX)から離れるに従って面のパワーがゆるくなるような面形状に構成されている。その非球面により、レンズ枚数が１枚でも球面収差を良好に補正することができる。また、第２群(Gr2)を１枚の正レンズ(G3)で構成することにより、低コスト化を達成することができる。
【００２８】
第４〜第１０の実施の形態のように、第２群(Gr2)が、拡大側から順に負レンズ(G3)と正レンズ(G4)の２枚のみをレンズとして有することが望ましい。第２群(Gr2)を負・正の２枚のレンズで構成することにより、球面収差を良好に補正できるだけでなく、各波長での球面収差の差も良好に補正することが可能となる。
【００２９】
なお、前述した各実施の形態を構成している各群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)のみで構成されているが、これに限らない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等で、各群を構成してもよい。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施した投影光学系の構成を、コンストラクションデータ，収差図等を挙げて、更に具体的に説明する。なお、以下に挙げる実施例１〜１０は、前述した第１〜第１０の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第１０の実施の形態を表すレンズ構成図(図１〜図１０)は、対応する実施例１〜１０のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００３１】
各実施例のコンストラクションデータにおいて、ri(i=1,2,3,...)は拡大側(投影側)から数えてi番目の面の曲率半径、di(i=1,2,3,...)は拡大側から数えてi番目の軸上面間隔を示しており、Ni(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,3,...)は拡大側から数えてi番目の光学要素のｄ線に対する屈折率(ｎd),アッベ数(νd)を示している。全系の焦点距離f0，第２群(Gr2)の焦点距離f2，第１群(Gr1)と第２群(Gr2)の合成焦点距離f12及びＦナンバーFNOを併せて示す。
【００３２】
曲率半径riに*印が付された面は、非球面で構成された面であることを示し、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義されるものとする。各非球面の非球面データを他のデータと併せて示し、条件式対応値等を表１に示す。
X(H)＝(C・H²)／{1+√(1-ε・C²・H²)}＋(A4・H⁴+A6・H⁶+A8・H⁸) …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H)：高さHの位置での光軸方向の変位量(面頂点基準)、
H ：光軸に対して垂直な方向の高さ、
C ：近軸曲率、
ε ：２次曲面パラメータ、
Ai ：i次の非球面係数、
である。
【００３３】
図１１〜図２０は実施例１〜実施例１０{プリズム(PR)を含めた光学系}にそれぞれ対応する収差図であり、縮小側での無限遠物体に対する諸収差(左から順に、球面収差等，非点収差，歪曲収差である。Y':最大像高)を示している。球面収差図中、実線(ｄ)はｄ線に対する球面収差、一点鎖線(ｇ)はｇ線に対する球面収差、二点鎖線(ｃ)はｃ線に対する球面収差、破線(ＳＣ)は正弦条件を表している。非点収差図中、破線(ＤＭ)はメリディオナル面でのｄ線に対する非点収差を表しており、実線(ＤＳ)はサジタル面でのｄ線に対する非点収差を表わしている。また、歪曲収差図中の実線はｄ線に対する歪曲収差を表している。なお、各実施例を投影光学系として投影装置(例えば液晶プロジェクター)に用いる場合には、本来はスクリーン面が像面であり表示素子面(D,例えば液晶パネル面)が物体面であるが、上記各実施例では光学設計上それぞれ縮小系(例えば撮像光学系)とし、スクリーン面を物体面とみなして表示素子面(D)で光学性能を評価している。
【００３４】

【００３５】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4=-0.86804×10^-5
A6=-0.32983×10^-7
A8= 0.12539×10^-10
【００３６】
[第５面(r5)の非球面データ]
ε= 1.0000
A4=-0.90326×10^-5
A6= 0.42587×10^-7
A8=-0.75340×10^-9
【００３７】

【００３８】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4=-0.49130×10^-5
A6=-0.13094×10^-7
A8= 0.12628×10^-12
【００３９】
[第５面(r5)の非球面データ]
ε= 1.0000
A4=-0.40869×10^-5
A6= 0.66663×10^-8
A8=-0.53678×10^-10
【００４０】

【００４１】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4=-0.44192×10^-5
A6=-0.12036×10^-7
A8=-0.99053×10^-12
【００４２】
[第５面(r5)の非球面データ]
ε= 1.0000
A4=-0.52910×10^-5
A6= 0.53240×10^-8
A8=-0.49495×10^-10
【００４３】

【００４４】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4=-0.64940×10^-5
A6=-0.14838×10^-7
A8= 0.65447×10^-11
【００４５】

【００４６】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4= 0.27414×10^-5
A6=-0.14397×10^-7
A8=-0.34547×10^-10
【００４７】
[第８面(r8)の非球面データ]
ε= 1.0000
A4= 0.16008×10^-5
A6= 0.78596×10^-7
A8=-0.72404×10^-9
【００４８】

【００４９】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4=-0.42119×10^-5
A6=-0.93369×10^-8
A8= 0.56418×10^-12
【００５０】

【００５１】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4=-0.55889×10^-5
A6=-0.97883×10^-8
A8= 0.36472×10^-11
【００５２】

【００５３】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4= 0.47499×10^-5
A6=-0.66618×10^-8
A8=-0.17670×10^-10
【００５４】

【００５５】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4=-0.33182×10^-5
A6=-0.68448×10^-8
A8=-0.49590×10^-11
【００５６】

【００５７】
[第４面(r4)の非球面データ]
ε= 0.0
A4= 0.15993×10^-5
A6=-0.75948×10^-8
A8=-0.74659×10^-11
【００５８】
【表１】

【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、十分な収差補正と低コスト化を達成することができる。そして、この投影光学系を用いれば、小型化・高画素化の進んだ表示素子の画像を高画質で投影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。
【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。
【図４】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。
【図５】第５の実施の形態(実施例５)のレンズ構成図。
【図６】第６の実施の形態(実施例６)のレンズ構成図。
【図７】第７の実施の形態(実施例７)のレンズ構成図。
【図８】第８の実施の形態(実施例８)のレンズ構成図。
【図９】第９の実施の形態(実施例９)のレンズ構成図。
【図１０】第１０の実施の形態(実施例１０)のレンズ構成図。
【図１１】実施例１の収差図。
【図１２】実施例２の収差図。
【図１３】実施例３の収差図。
【図１４】実施例４の収差図。
【図１５】実施例５の収差図。
【図１６】実施例６の収差図。
【図１７】実施例７の収差図。
【図１８】実施例８の収差図。
【図１９】実施例９の収差図。
【図２０】実施例１０の収差図。
【図２１】負・正・正の投影光学系における倍率色収差の補正原理を説明するための模式図。
【符号の説明】
Gr1 …第１群
Gr2 …第２群
Gr3 …第３群
PR …プリズム
SP …開口絞り
AX …光軸

Claims

拡大側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群とを備え、前記第１群が負レンズのみをレンズとして有するとともに非球面を少なくとも１面有し、前記第２群が正レンズを少なくとも１枚有するとともに前記第３群のほぼ前側焦点位置に開口絞りを有し、前記第３群が以下の条件式を満足するレンズ材料から成る正レンズを少なくとも１枚有することを特徴とする投影光学系；
0.015＜Θ−(0.644−0.00168・νd)＜0.06
65＜νd＜100
ただし、
Θ＝(ｎg−ｎF)／(ｎF−ｎC)
νd＝(ｎd−1)／(ｎF−ｎC)
ｎg：ｇ線(波長:435.84nm)に対する屈折率、
ｎF：Ｆ線(波長:486.13nm)に対する屈折率、
ｎd：ｄ線(波長:587.56nm)に対する屈折率、
ｎC：Ｃ線(波長:656.28nm)に対する屈折率、
である。
さらに以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の投影光学系；
2.5＜f2／f0＜5
2.5＜f12／f0＜13
ただし、
f0：投影光学系の全系の焦点距離、
f2：第２群の焦点距離、
f12：第１群と第２群の合成焦点距離、
である。
前記第２群が、非球面を少なくとも１面有する正レンズ１枚のみをレンズとして有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の投影光学系。
前記第２群が、拡大側から順に負レンズと正レンズの２枚のみをレンズとして有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の投影光学系。
拡大側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群とを備え、前記第１群が負レンズのみをレンズとして有するとともに非球面を少なくとも１面有し、前記第２群が正レンズを少なくとも１枚有するとともに前記第３群のほぼ前側焦点位置に開口絞りを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする投影光学系；
2.5＜f2／f0＜5
2.5＜f12／f0＜13
ただし、
f0：投影光学系の全系の焦点距離、
f2：第２群の焦点距離、
f12：第１群と第２群の合成焦点距離、
である。