JP5507239B2 - Projection optical system - Google Patents
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Description
本発明は投影光学系に関する。 The present invention relates to a projection optical system.
従来、長い共役側から順に負の第1レンズ群、正の第2レンズ群によって構成される、所謂レトロフォーカスタイプの光学系が知られている。このレトロフォーカスタイプの光学系は広角化が容易であることから、例えば、プロジェクターの投影レンズに広く採用されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called retrofocus type optical system that includes a negative first lens group and a positive second lens group in order from the long conjugate side is known. Since this retrofocus type optical system can be easily widened, for example, it is widely used for projection lenses of projectors (see, for example,
しかしながら、上記のような従来の投影光学系には、以下のような問題があった。
特許文献1〜3に記載された技術では、いずれもFナンバーの値をあまり小さくすることができないという問題がある。例えば、特許文献1には、Fナンバーが3.0を中心として、3.3から2.8までの投写レンズが記載されている。また、特許文献2には、広角端のFナンバーが1.7の投射用ズームレンズが記載されている。また、特許文献3には、広角端のFナンバーが2.4の投射用ズームレンズが記載されている。
このため、投影面の照度アップのために更なる大口径化を図ることができる投影光学系が強く望まれている。
However, the conventional projection optical system as described above has the following problems.
In the techniques described in
For this reason, there is a strong demand for a projection optical system capable of further increasing the diameter to increase the illuminance on the projection surface.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、小さなFナンバーと広い投影角度とを有しつつ良好な光学性能が得られる投影光学系を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a projection optical system that has a small F number and a wide projection angle and can obtain good optical performance.
上記の課題を解決するために、本発明の投影光学系は、レンズ群として、長い共役側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と正の屈折力を有する第2レンズ群とからなる投影光学系であって、前記第1レンズ群は、長い共役側から順に、正レンズ、少なくとも3枚の負レンズ、屈折率が1.9より大きい硝材からなる正レンズ、および長い共役側に凹面を向けた負メニスカスレンズが配置されて構成され、前記第2レンズ群は、長い共役側から順に、正の屈折力を有する長共役側レンズ群、絞り、および正の屈折力を有する短共役側レンズ群が配置されて構成され、前記短共役側レンズ群は、少なくとも1面の非球面を有するとともに負の屈折力を有する負レンズユニットが、前記絞りに対して短い共役側に隣接して配置されている構成とする。
この発明によれば、絞りに対して短い共役側に少なくとも1面の非球面を有するとともに負の屈折力を有する負レンズユニットを隣接して配置することにより、軸外光線による収差の影響を抑えつつ正の球面収差を補正することができる。
In order to solve the above problems, the projection optical system of the present invention, as the lens group, from a long conjugate side in this order, a second lens group having a first lens group and positive refractive power having a negative refractive power a composed projection optical system, the first lens group includes, in order from a long conjugate side, a positive lens, at least three negative lenses, positive lens refractive index is composed of greater than 1.9 glass material, and the long conjugate side A negative meniscus lens having a concave surface is arranged, and the second lens group includes, in order from the long conjugate side, a long conjugate side lens group having a positive refractive power, a diaphragm , and a short conjugate having a positive refractive power. side lens group is configured by disposing the short conjugate side lens group, the negative lens unit having a negative refractive power and having at least one aspheric surface is adjacent to the short conjugate side to the diaphragm structure which is located To.
According to the present invention, the negative lens unit having at least one aspherical surface on the short conjugate side with respect to the stop and having a negative refractive power is disposed adjacently, thereby suppressing the influence of aberration due to off-axis rays. In addition, positive spherical aberration can be corrected.
本発明の投影光学系によれば、軸外光線による収差の影響を抑えつつ正の球面収差を補正することができるため、小さなFナンバーと広い投影角度とを有しつつ良好な光学性能が得られるという効果を奏する。 According to the projection optical system of the present invention, positive spherical aberration can be corrected while suppressing the influence of aberration caused by off-axis rays, so that good optical performance can be obtained while having a small F number and a wide projection angle. There is an effect that is.
以下では、本発明の実施形態に係る投影光学系について添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る投影光学系の構成を示す光軸を含む断面図である。
Hereinafter, a projection optical system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view including an optical axis showing a configuration of a projection optical system according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態の投影光学系100は、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、および複数の波長光を合成する色合成プリズム13を含む色合成素子群PRがこの順に配列されたもので、色合成素子群PRの近傍の一定位置に配置された素子表示面Iの像を第1レンズ群G1から離れた共役位置に配置された投影面であるスクリーン(不図示)に所定の光学倍率で拡大投影する光学系である。投影光学系100において、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2を構成する各レンズのレンズ光軸は同軸上に整列されており、各レンズ光軸と投影光学系100の光軸とは一致されている。
As shown in FIG. 1, the projection
以下では、投影光学系100の光軸に沿う方向の位置関係を参照する場合に、投影面寄りの側(図1の図示左側)を「長い共役側」、表示素子面I寄りの側(図1の図示右側)を「短い共役側」と称する。またレンズ群におけるレンズあるいはレンズ面の位置が「最も長い共役側(短い共役側)」とは、当該レンズ群の他のすべてのレンズあるいはレンズ面の位置よりも、長い共役側(短い共役側)に位置することを意味する。
In the following, when referring to the positional relationship in the direction along the optical axis of the projection
表示素子面Iとしては、例えば、2次元的に配列された空間変調素子が適宜の画像信号によって変調駆動される、透過型もしくは反射型の表示素子の表示面を採用することができる。
透過型の表示素子の例としては、透過型の液晶変調素子を挙げることができる。また、反射型の表示素子の例としては、例えば、可動保持された微小ミラーが配列されたデジタルマイクロミラーデバイス(DMD、Digital Micromirror Device)や反射型液晶パネル(LCOS、Liquid Crystal On Silicon)などの表示素子を挙げることができる。
なお、投影光学系100は、色合成プリズム13を備えることにより複数の表示素子面I、例えば、光の3原色に対応する3つの表示素子面Iからの光を合成して投影面に投影することができるが、図1では、1つの表示素子面Iのみを表示し、他の表示素子面Iの図示は省略している。
As the display element surface I, for example, a display surface of a transmissive or reflective display element in which spatial modulation elements arranged two-dimensionally are driven to be modulated by an appropriate image signal can be employed.
As an example of the transmissive display element, a transmissive liquid crystal modulation element can be given. Examples of reflective display elements include, for example, a digital micromirror device (DMD) in which movable micromirrors are arranged and a reflective liquid crystal panel (LCOS, Liquid Crystal On Silicon). A display element can be mentioned.
The projection
第1レンズ群G1は、長い共役側から順に、両凸レンズからなるレンズ1、長い共役側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなるレンズ2、長い共役側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなるレンズ3、接合レンズ4、および長い共役側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなるレンズ5が配置され、全体として負の屈折力を有するように構成されたものである。
接合レンズ4は、両凹レンズである負レンズ4Aと、長い共役側に凸面を向けた正メニスカスレンズである正レンズ4Bとが、長い共役側からこの順に接合されたものであり、全体として正の屈折力を有している。
本実施形態の正レンズ4Bは、接合レンズ4の屈折力を高めるため、屈折率が1.9より大きい硝材によって構成されている。
The first lens group G1 includes, in order from the long conjugate side, a
The cemented lens 4 includes a
The
このような構成により、本実施形態の第1レンズ群G1の全6枚のレンズの屈折力は、長い共役側から順に、正、負、負、負、正、負とされている。なお、本実施形態では、レンズ1は屈折率が1.9以下の硝材によって構成されている。
このように、第1レンズ群G1は、2枚の正レンズと、4枚の負レンズとを備えている。そして、2枚の正レンズは、屈折率が1.9より大きい硝材からなる正レンズである正レンズ4Bが、より短い共役側、すなわち第2レンズ群G2に近い側となる位置関係に配置されている。
With such a configuration, the refractive powers of all six lenses of the first lens group G1 of the present embodiment are positive, negative, negative, negative, positive, and negative in order from the long conjugate side. In the present embodiment, the
As described above, the first lens group G1 includes two positive lenses and four negative lenses. The two positive lenses are arranged in such a positional relationship that the
本実施形態の第1レンズ群G1では、投影光学系100の全系の焦点距離(ただし、波長587.56nmにおける焦点距離。以下の焦点距離も同様。)を、焦点距離fとし、第1レンズ群G1の合成焦点距離を焦点距離f1としたとき、次の条件式(1)を満足することが好ましい。 In the first lens group G1 of the present embodiment, the focal length of the entire projection optical system 100 (however, the focal length at a wavelength of 587.56 nm; the same applies to the following focal lengths) is defined as the focal length f. when the composite focal length of the group G1 to the focal length f 1, it is preferable to satisfy the following condition (1).
0.85<|f1|/f<1.3 ・・・(1) 0.85 <| f 1 | / f <1.3 (1)
第2レンズ群G2は、長い共役側から順に、両凸レンズからなるレンズ6、長い共役側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなるレンズ7、絞り8、短い共役側の凹面が非球面である両凹レンズからなる非球面レンズ9、接合レンズ10、長い共役側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなるレンズ11、および両凸レンズからなるレンズ12が配置され、全体として正の屈折力を有するように構成されたものである。
接合レンズ10は、両凹レンズである負レンズ10Aと、両凸レンズである正レンズ10Bとが、長い共役側からこの順に接合されたものであり、全体として負の屈折力を有している。
The second lens group G2 includes, in order from the long conjugate side, a
The cemented
このような構成により、本実施形態の第2レンズ群G2の全7枚のレンズの屈折力は、長い共役側から順に、正、正、負、負、正、正、正とされている。
本実施形態では、1面の非球面を有するとともに負の屈折力を有する単レンズである非球面レンズ9が、絞り8に対して短い共役側に隣接して設けられている。
ただし、第2レンズ群G2において絞り8に対して短い共役側に隣接して配置されるレンズは、負の単レンズには限定されず、負レンズユニットであればよい。ここで、負レンズユニットとは、複数枚のレンズ構成により負の屈折力を実現する単レンズまたはレンズ群を意味する。負レンズユニットは、例えば、適宜枚数のレンズが接合され全体として負の屈折力を有する接合レンズでもよい。
With such a configuration, the refractive powers of all seven lenses of the second lens group G2 of the present embodiment are positive, positive, negative, negative, positive, positive, and positive in order from the long conjugate side.
In this embodiment, an
However, the lens disposed adjacent to the short conjugate side with respect to the
本実施形態の第2レンズ群G2では、2枚の正レンズであるレンズ6、7は、絞りに対して長い共役側に配置された正の屈折力を有するレンズ群である長共役側レンズ群を構成している。
また、非球面レンズ9、負レンズ10Aと正レンズ10Bとからなる接合レンズ10、および2枚の正レンズであるレンズ11、12は、絞りに対して短い共役側の位置に配置された、全体として正の屈折力を有するレンズ群である短共役側レンズ群を構成している。
In the second lens group G2 of the present embodiment, the
The
本実施形態の第2レンズ群G2では、第2レンズ群G2の合成焦点距離を焦点距離f2としたとき、次の条件式(2)を満足することが好ましい。 In the second lens group G2 of the present embodiment, when the composite focal length of the second lens group G2 to the focal length f 2, it is preferable to satisfy the following condition (2).
1.2<f2/f<1.9 ・・・(2) 1.2 <f 2 /f<1.9 (2)
また、第2レンズ群G2の長共役側レンズ群、短共役側レンズ群の焦点距離を、それぞれ、焦点距離f2a、f2bとしたとき、次の条件式(3)を満足することが好ましい。 Further, when the focal lengths of the long conjugate side lens group and the short conjugate side lens group of the second lens group G2 are the focal lengths f 2a and f 2b , respectively, it is preferable that the following conditional expression (3) is satisfied. .
0.52<f2a/f2b<0.82 ・・・(3) 0.52 <f 2a / f 2b <0.82 (3)
また、本実施形態の第2レンズ群G2は、負レンズユニットである非球面レンズ9の焦点距離を焦点距離fnl2としたとき、次の条件式(4)を満足することが好ましい。
In the second lens group G2 of the present embodiment, it is preferable that the following conditional expression (4) is satisfied when the focal length of the
2.0<|fnl2|/f<4.0 ・・・(4) 2.0 <| f nl2 | / f <4.0 (4)
色合成素子群PRの色合成プリズム13は、本実施形態では、直方体状の外形を有するダイクロイックプリズムからなり、異なる3つの入射側面の法線に沿う方向から入射させた赤色光、緑色光、青色光を合成して、これらが入射した入射側面と異なる出射側面13aの法線に沿う方向から出射できるようになっている。図1には、出射側面13aと対向する入射側面13bのみを示している。色合成プリズム13は屈折力を有しないため、平行平板と等価である。
In this embodiment, the
色合成素子群PRにおいて、色合成プリズム13と各表示素子面Iとの間には、平行平板14が配置されている。平行平板14は、表示素子のカバーガラスもしくは波長フィルタである。なお、平行平板14の構成は、表示素子に応じて異なるものであり、場合によっては省略することができる。
In the color composition element group PR,
次に、本実施形態の投影光学系100の作用について説明する。
一般に大口径の光学系、すなわち、小さなFナンバーを有する光学系を設計する際は、特に球面収差の補正が課題となる。投影光学系に用いる広角レンズの場合、従来技術の投影光学系では、球面収差が良好になるように補正を行うと像面湾曲などの軸外光線の収差が悪化してしまう問題があった。
本発明者は、絞り近傍のレンズは軸外光線の収差に影響を与えにくいことに着目し、長い共役側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と正の屈折力を有する第2レンズ群とを有する投影光学系であって、前記第1レンズ群は、複数の負レンズと、屈折率が1.9より大きい硝材からなる正レンズと、を備え、前記第2レンズ群は、絞りと、少なくとも1面の非球面を有するとともに負の屈折力を有する負レンズユニットと、を備え、前記負レンズユニットは、前記絞りに対して短い共役側に隣接して配置されたことを特徴とする投影光学系の発明に到った。
Next, the operation of the projection
In general, when designing an optical system having a large aperture, that is, an optical system having a small F-number, correction of spherical aberration becomes a problem. In the case of a wide-angle lens used in the projection optical system, there is a problem that the aberration of off-axis rays such as curvature of field deteriorates in the conventional projection optical system if correction is made so that spherical aberration is good.
The inventor pays attention to the fact that the lens in the vicinity of the aperture hardly affects the aberration of off-axis rays, and in order from the long conjugate side, the first lens group having negative refractive power and the second lens having positive refractive power. A projection optical system having a lens group, wherein the first lens group includes a plurality of negative lenses and a positive lens made of a glass material having a refractive index greater than 1.9, and the second lens group includes: And a negative lens unit having at least one aspherical surface and having negative refractive power, the negative lens unit being disposed adjacent to the short conjugate side with respect to the stop. The invention of the projection optical system is achieved.
本実施形態の投影光学系100では、絞り8に対して、短い共役側に負レンズユニットである非球面レンズ9を隣接して配置しているため、非球面レンズ9によって軸外光線の収差にあまり影響を与えることなく正の球面収差を補正することができる。このような収差補正において、非球面レンズ9は非球面を有するため、球面レンズよりも効果的に収差補正を行うことができる。
In the projection
第2レンズ群G2の負レンズユニットは、複数枚のレンズ構成としてもよいが、本実施形態のように1枚の負レンズで構成すると、複数枚のレンズ構成にする場合に比べて第2レンズ群G2をより小型化することができる。 The negative lens unit of the second lens group G2 may have a plurality of lens configurations. However, when configured with a single negative lens as in the present embodiment, the second lens unit is compared with a configuration with a plurality of lenses. The group G2 can be further downsized.
また、光学系の広角化をおこなうと像面湾曲と歪曲収差との補正が難しくなっていく。
そこで、本実施形態では、第1レンズ群G1に複数の負レンズを配置することで歪曲収差の補正を容易にしている。
しかしながら、複数の負レンズを配置するとペッツバール和が大きくなりすぎるため、像面湾曲の補正が困難となってしまう。そこで、本実施形態では、第1レンズ群G1内では最も短い共役側の正レンズである正レンズ4Bを屈折率が1.9より大きい硝材によって構成している。これにより、ペッツバール和を抑制することができるため像面湾曲を良好に補正することができる。
第1レンズ群G1の正レンズが、すべて屈折率1.9以下の硝材で形成されていると、ペッツバール和を抑制することができず、像面湾曲の補正が困難になる。
Further, if the angle of the optical system is increased, it becomes difficult to correct field curvature and distortion.
Therefore, in the present embodiment, the correction of distortion is facilitated by arranging a plurality of negative lenses in the first lens group G1.
However, if a plurality of negative lenses are arranged, the Petzval sum becomes too large, and it becomes difficult to correct field curvature. Therefore, in this embodiment, the
If the positive lenses of the first lens group G1 are all made of a glass material having a refractive index of 1.9 or less, the Petzval sum cannot be suppressed and it becomes difficult to correct field curvature.
また、本実施形態の投影光学系100では、第1レンズ群G1が、長い共役側から、正レンズであるレンズ1、3枚の負レンズであるレンズ2、3、負レンズ4A、および屈折率が1.9より大きい硝材からなる正レンズ4Bを備えるため、3枚の負レンズによって歪曲収差の補正が容易となる。また、像面湾曲も良好に補正することができる。
第1レンズ群G1において、レンズ1と正レンズ4Bとの間の負レンズの枚数は、少なくとも3枚であることが好ましく、4枚以上であってもよい。
また、本実施形態では、第1レンズ群G1において、2枚の正レンズの間に配置された負レンズのうち、最も短い共役側の負レンズである負レンズ4Aと正レンズ4Bとで接合レンズ4を構成している。このため、倍率色収差の補正が容易となる。
また、本実施形態では、第1レンズ群G1の最も短い共役側に、長い共役側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズ5を配置しているため、コマ収差の補正が容易となる。
In the projection
In the first lens group G1, the number of negative lenses between the
In the present embodiment, in the first lens group G1, among the negative lenses disposed between the two positive lenses, the
In this embodiment, since the
また、本実施形態の第2レンズ群G2は、絞り8を挟んで、長共役側レンズ群と短共役側レンズ群とを有している。そして、長共役側レンズ群は、2枚の正レンズであるレンズ6、7からなり、短共役側レンズ群は、負レンズユニットを構成する非球面レンズ9、負レンズ10Aと正レンズ10Bとからなる接合レンズ10、および2枚の正レンズであるレンズ12、13からなる。このため、歪曲収差と像面湾曲との補正が容易となる。
Further, the second lens group G2 of the present embodiment has a long conjugate side lens group and a short conjugate side lens group with the
なお、長共役側レンズ群の正レンズは枚数が多いほど収差補正が容易となる。したがって、少なくとも2枚あればよく3枚以上であってもよい。また、短共役側レンズ群の接合レンズを構成しない正レンズも同様に枚数が多いほど収差補正が容易となる。したがって、少なくとも2枚あればよく3枚以上であってもよい。 In addition, aberration correction becomes easier as the number of positive lenses in the long conjugate lens group increases. Therefore, at least two sheets are sufficient, and three or more sheets may be used. Similarly, the larger the number of positive lenses that do not constitute the cemented lens of the short conjugate side lens group, the easier the aberration correction. Therefore, at least two sheets are sufficient, and three or more sheets may be used.
また、本実施形態の投影光学系100において、上記条件式(1)、(2)を満足させる場合、光学性能等をさらに向上させることができる。
上記条件式(1)は、投影光学系100の全系の焦点距離fに対する第1レンズ群G1の焦点距離f1の好ましい大きさの範囲を示している。
|f1|/fが1.3以上であると前玉径を小径化することが難しくなる。
また、|f1|/fが0.85以下であると歪曲収差の補正が難しくなる。
したがって、条件式(1)の範囲を満足することにより、前玉径を小径化して投影光学系100の大きさを小型化することができるとともに、歪曲収差をより容易に補正できるようになる。
Further, in the projection
Condition (1) shows a preferred size range of the focal length f 1 of the first lens group G1 to the focal length f of the entire system of the projection
If | f 1 | / f is 1.3 or more, it is difficult to reduce the diameter of the front lens.
If | f 1 | / f is 0.85 or less, it becomes difficult to correct distortion.
Therefore, by satisfying the range of conditional expression (1), the front lens diameter can be reduced to reduce the size of the projection
上記条件式(2)は、投影光学系100の全系の焦点距離fに対する第2レンズ群G2の焦点距離f2の好ましい大きさの範囲を示している。
f2/fが1.9以上であるとバックフォーカスの確保が難しくなる。
また、|f1|/fが1.2以下であると像面湾曲の補正が難しくなる。
したがって、条件式(2)の範囲を満足させることにより、バックフォーカスの確保が容易となるため、色合成プリズム13の配置や投影装置への組み込みが容易となるとともに、像面湾曲をより容易に補正することができるようになる。
Condition (2) illustrates a preferred size range of the focal length f 2 of the second lens group G2 to the focal length f of the entire system of the projection
If f 2 / f is 1.9 or more, it is difficult to ensure the back focus.
If | f 1 | / f is 1.2 or less, it becomes difficult to correct curvature of field.
Therefore, by satisfying the range of the conditional expression (2), it becomes easy to secure the back focus, so that the arrangement of the
なお、|f1|/fおよびf2/fの値の範囲は、それぞれ、上記条件式(1)、(2)の範囲内でより狭い範囲にあることが望ましい。例えば、|f1|/fは、次の条件式(1a)に示す範囲とすることが望ましく、f2/fは、次の条件式(2a)に示す範囲とすることが望ましい。 It is desirable that the range of values of | f 1 | / f and f 2 / f be narrower within the ranges of the conditional expressions (1) and (2), respectively. For example, | f 1 | / f is preferably in the range indicated by the following conditional expression (1a), and f 2 / f is preferably set in the range indicated by the following conditional expression (2a).
1.0<|f1|/f<1.3 ・・・(1a)
1.35<f2/f<1.7 ・・・(2a)
1.0 <| f 1 | / f <1.3 (1a)
1.35 <f 2 /f<1.7 (2a)
また、本実施形態の投影光学系100において、上記条件式(3)を満足させる場合、光学性能をさらに向上させることができる。
上記条件式(3)は、第2レンズ群G2における短共役側レンズ群の焦点距離f2bに対する長共役レンズ群の焦点距離f2aの好ましい大きさの範囲を示している。
f2a/f2bが0.82以上であると像面湾曲の補正が難しくなる。
また、f2a/f2bが0.52以下であると球面収差の補正が難しくなる。
したがって、条件式(3)の範囲を満足させることにより、球面収差と像面湾曲とを同時に補正することがより容易となる。
In the projection
Conditional expression (3) indicates a preferable size range of the focal length f 2a of the long conjugate lens group with respect to the focal length f 2b of the short conjugate side lens group in the second lens group G2.
If f 2a / f 2b is 0.82 or more, it becomes difficult to correct curvature of field.
If f 2a / f 2b is 0.52 or less, it is difficult to correct spherical aberration.
Therefore, by satisfying the range of conditional expression (3), it becomes easier to correct spherical aberration and curvature of field simultaneously.
なお、f2a/f2bの値の範囲は、上記条件式(3)の範囲内でより狭い範囲にあることが望ましい。例えば、f2a/f2bは次の条件式(3a)に示す範囲とすることが望ましく、f2/fは、次の条件式(3a)に示す範囲とすることが望ましい。 The range of the value of f 2a / f 2b is preferably in a narrower range within the range of the conditional expression (3). For example, f 2a / f 2b is preferably in the range indicated by the following conditional expression (3a), and f 2 / f is preferably set in the range indicated by the following conditional expression (3a).
0.60<f2a/f2b<0.70 ・・・(3a) 0.60 <f 2a / f 2b <0.70 (3a)
また、本実施形態の投影光学系100において、上記条件式(4)を満足させる場合、光学性能をさらに向上させることができる。
上記条件式(4)は、投影光学系100の全系の焦点距離fに対する負レンズユニットの焦点距離をfnl2の好ましい大きさの範囲を示している。
|fnl2|/fが4.0以上であると球面収差の補正が難しくなる。
また、|fnl2|/fが2.0以下であると軸外光束のサジタルフレアの低減が難しくなる。
したがって、条件式(4)の範囲を満足させることにより、球面収差をより容易に補正できるとともに、軸外光束のサジタルフレアをより容易に低減することができる。
In the projection
Conditional expression (4) indicates a range in which the focal length of the negative lens unit with respect to the focal length f of the entire projection
When | f nl2 | / f is 4.0 or more, it is difficult to correct spherical aberration.
If | f nl2 | / f is 2.0 or less, it is difficult to reduce sagittal flare of off-axis light flux.
Therefore, by satisfying the range of conditional expression (4), spherical aberration can be corrected more easily, and sagittal flare of off-axis light flux can be reduced more easily.
なお、|fnl2|/fの値の範囲は、上記条件式(4)の範囲内でより狭い範囲にあることが望ましい。例えば、|fnl2|/fは次の条件式(4a)に示す範囲とすることが望ましい。 Note that the range of the value of | f nl2 | / f is preferably in a narrower range within the range of the conditional expression (4). For example, it is desirable that | f nl2 | / f be in the range indicated by the following conditional expression (4a).
2.2<|fnl2|/f<3.5 ・・・(4a) 2.2 <| f nl2 | / f <3.5 (4a)
以上に説明したように、本実施形態の投影光学系100によれば、軸外光線による収差の影響を抑えつつ正の球面収差を補正することができるため、小さなFナンバーと広い投影画角を有しつつ良好な光学性能が得られる。
As described above, according to the projection
次に、本実施形態の変形例について説明する。
本変形例の投影光学系200は、図2に示すように、上記実施形態の投影光学系100の第1レンズ群G1、第2レンズ群G2に代えて、第1レンズ群G21、第2レンズ群G22を備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, a modification of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the projection
第1レンズ群G21は、上記実施形態の第1レンズ群G1のレンズ1、2、3、接合レンズ4、レンズ5に代えて、それぞれ、レンズ21、22、23、接合レンズ24、レンズ25を備える。
レンズ21は、レンズ1と同様に、屈折率1.9以下の硝材で構成されているが、長い共役側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる点が異なる。
レンズ22、22は、それぞれレンズ2、3と同様に長い共役側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
接合レンズ24は、接合レンズ4の負レンズ4A、正レンズ4Bに代えてそれぞれ負レンズ24A、正レンズ24Bを備える。負レンズ24Aは両凹レンズであり、正レンズ24Bは屈折率が1.9より大きい硝材で構成された長い共役側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。これにより、接合レンズ24は、接合レンズ4と同様に全体として正の屈折力を有している。
The first lens group G21 includes a first lens group G1 lens of the
Similarly to the
The
The cemented
このような構成により、本変形例の第1レンズ群G21の全6枚のレンズの屈折力は、上記実施形態の第1レンズ群G1と同様に、長い共役側から順に、正、負、負、負、正、負とされている。
このため、第1レンズ群G21は、第1レンズ群G1と同様に、2枚の正レンズと、4枚の負レンズとを備えている。また、2枚の正レンズは、屈折率が1.9より大きい硝材からなる正レンズである正レンズ4Bが、より短い共役側、すなわち第2レンズ群G22に近い側となる位置関係に配置されている。
With such a configuration, the refractive powers of all six lenses of the first lens group G21 of this modification are positive, negative, and negative in order from the long conjugate side, like the first lens group G1 of the above embodiment. , Negative, positive, negative.
Therefore, the first lens group G21 includes two positive lenses and four negative lenses, like the first lens group G1. The two positive lenses are arranged in a positional relationship such that the
本変形例の第1レンズ群G21では、上記実施形態の第1レンズ群G1と同様、上記条件式(1)を満足することが好ましく、上記条件式(1a)を満足することがさらに望ましい。 In the first lens group G21 of this modification example, it is preferable that the conditional expression (1) is satisfied, and it is more preferable that the conditional expression (1a) is satisfied, as in the first lens group G1 of the above embodiment.
第2レンズ群G21は、上記実施形態の第2レンズ群G2のレンズ6、7、絞り8、非球面レンズ9、接合レンズ10、レンズ11、12に代えて、それぞれ、接合レンズ26、レンズ27、絞り28、非球面レンズ29、接合レンズ30、レンズ31、32を備える。
接合レンズ26は、両凹レンズである負レンズ26Aと、両凸レンズである正レンズ26Bとが、長い共役側からこの順に接合されたものであり、全体として正の屈折力を有している。
レンズ27は、レンズ7と同様に、長い共役側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。
非球面レンズ29は、2つの凹面が非球面である両凹レンズである。したがって、非球面レンズ29は、2面の非球面を備える単レンズからなる負レンズユニットを構成している。
接合レンズ30は、接合レンズ10の負レンズ10A、正レンズ10Bに代えてそれぞれ負レンズ30A、正レンズ30Bを備え、全体として負の屈折力を有している。
ただし、負レンズ30Aは長い共役側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、正レンズ30Bは長い共役側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。
レンズ31、32は、レンズ11、12と同様に、それぞれ、長い共役側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、両凸レンズからなる。
The second lens group G21 is replaced with the cemented
The cemented
Similarly to the
The
The cemented
However, the
Similarly to the
このような構成により、本変形例の第2レンズ群G22の全8枚のレンズの屈折力は、長い共役側から順に、負、正、正、負、負、正、正、正とされている。
本変形例では、2面の非球面を有するとともに負の屈折力を有する単レンズである非球面レンズ29が、絞り28に対して短い共役側に隣接して設けられている。
With such a configuration, the refractive powers of all eight lenses of the second lens group G22 of the present modification are, in order from the long conjugate side, negative, positive, positive, negative, negative, positive, positive, and positive. Yes.
In this modification, an
本変形例の第2レンズ群G22では、1枚の負レンズ26A、2枚の正レンズである正レンズ26Bおよびレンズ27は、絞りに対して長い共役側に配置された、全体として正の屈折力を有するレンズ群である長共役側レンズ群を構成している。
また、非球面レンズ29、負レンズ30Aと正レンズ30Bとからなる接合レンズ30、および2枚の正レンズであるレンズ31、32は、絞りに対して短い共役側の位置に配置された、全体として正の屈折力を有するレンズ群である短共役側レンズ群を構成している。
In the second lens group G22 of this modification, one
The
本変形例の第2レンズ群G22では、上記実施形態の第2レンズ群G22と同様、上記条件式(2)を満足することが好ましく、上記条件式(2a)を満足することがさらに望ましい。
また同様に、上記条件式(3)を満足することが好ましく、上記条件式(3a)を満足することがさらに望ましい。
また同様に、上記条件式(4)を満足することが好ましく、上記条件式(4a)を満足することがさらに望ましい。
In the second lens group G22 of this modification example, it is preferable that the conditional expression (2) is satisfied, and it is more preferable that the conditional expression (2a) is satisfied, as in the second lens group G22 of the above embodiment.
Similarly, it is preferable that the conditional expression (3) is satisfied, and it is more preferable that the conditional expression (3a) is satisfied.
Similarly, it is preferable that the conditional expression (4) is satisfied, and it is more preferable that the conditional expression (4a) is satisfied.
このように、本変形例の投影光学系200は、第1レンズ群G21では上記実施形態の第1レンズ群G1と略同様の構成を有している。また、第2レンズ群G22では、長共役側レンズ群に負レンズ26Aを最も共役側に追加するとともに、負レンズユニットである非球面レンズ29の2面を非球面としている。したがって、上記実施形態と同様に、軸外光線による収差の影響を抑えつつ正の球面収差を補正することができるため、小さなFナンバーと広い投影角度(画角)とを有しつつ良好な光学性能が得られる。
そして、上記実施形態に比べて、球面収差、像面湾曲、歪曲収差をより容易に補正することができる。
また、追加された負レンズ26Bは、正レンズ26Bとの間で接合レンズ26を構成しており、投影光学系200合計3組の接合レンズを備えるため、上記実施形態に比べて色収差補正がより容易となる。
また、第1レンズ群G21は、最も短い共役側に、長い共役側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズ25が配置されているため、コマ収差の補正が容易となる。
また、本変形例が上記に説明した好ましい形態、あるいはさらに望ましい形態をとる場合には、上記と同様な作用効果が得られる。
As described above, the projection
In addition, spherical aberration, field curvature, and distortion can be corrected more easily than in the above embodiment.
Further, since the added
In the first lens group G21, since the
Moreover, when this modification takes the preferable form demonstrated above or a more desirable form, the effect similar to the above is acquired.
なお、上記の説明では、第1レンズ群G1、21は、最も短い共役側に、長い共役側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズ5、25をそれぞれ備える場合の例で説明したが、第1レンズ群の最も短い共役側のレンズは、負レンズであれば、メニスカスレンズでなくてもよい。
In the above description, the first lens group G1, 21 has been described as an example in which the
また、上記の実施形態、変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。例えば、上記に説明した実施形態および変形例の好ましい形態や、さらに望ましい形態は、適宜組み合わせて実施することができる。 In addition, all the components described in the above embodiments and modifications can be implemented by appropriately changing or deleting combinations within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the preferred embodiments and the more desirable embodiments of the above-described embodiments and modifications can be implemented in appropriate combination.
ここで、上記各実施形態の用語と特許請求の範囲の用語との対応関係について名称が異なる場合について説明する。
非球面レンズ9、29は、それぞれ負レンズユニットの一実施形態である。
Here, a case will be described where the names of the correspondence relationships between the terms of the above embodiments and the terms of the claims are different.
Each of the
次に、上記に説明した実施形態の投影光学系100に係る第1の数値実施例である実施例1について図1、図3(a)、(b)、(c)を参照して説明する。
図3(a)、(b)、(c)は、それぞれ本発明の実施形態に係る投影光学系の数値実施例の球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示す収差図である。
Next, Example 1, which is a first numerical example of the projection
FIGS. 3A, 3B, and 3C are aberration diagrams respectively showing spherical aberration, astigmatism, and distortion of a numerical example of the projection optical system according to the embodiment of the present invention.
下表に実施例1の投影光学系100の構成パラメータを示す。なお、面番号i(iは自然数を表す。)は、投影光学系100を構成する各レンズのうち、最も長い共役側のレンズ面を1番目として、短い共役側に向かうにしたがって番号が増大するように配番している。
また、曲率半径Riは、各面番号iに対応したレンズ面の曲率半径、面間隔Diは、面番号iのレンズ面と面番号i+1のレンズ面との軸上面間隔であり、単位は(mm)である。各曲率半径Ri、面間隔Diと各レンズとの対応は、図1に符号Ri、Diで示している。
また、屈折率N、νdは、それぞれ、各レンズの屈折率、アッベ数を示している。また屈折率については、d線(波長587.56nm)に対するものを表記している。
The table below shows the configuration parameters of the projection
Further, the curvature radius R i is the curvature radius of the lens surface corresponding to each surface number i, and the surface interval D i is the axial upper surface interval between the lens surface with surface number i and the lens surface with surface number i + 1, and the unit is (Mm). Correspondences between the respective curvature radii R i and the surface distances D i and the respective lenses are denoted by reference symbols R i and D i in FIG.
Refractive indexes N and ν d indicate the refractive index and Abbe number of each lens, respectively. The refractive index is shown for d-line (wavelength 587.56 nm).
非球面形状は、面の頂点を原点とし、hを光軸からの高さとしたとき、光軸に平行な面のサグ量(光軸方向の変位量)zとして、次式(5)で与えられる(実施例2も同様)。 The aspherical shape is given by the following equation (5) as the sag amount (displacement amount in the optical axis direction) z of the surface parallel to the optical axis when the vertex of the surface is the origin and h is the height from the optical axis. (Example 2 is the same).
ここで、cは面頂での曲率、すなわち、近軸曲率半径をrとしたとき、c=1/rである。また、kはコーニック係数、A、B、C、D、E、F、G、H、Jは、それぞれ4次、6次、8次、10次、12次、14次、16次、18次、20次の変形係数である。なお、下表に記載なき変形係数は0である。 Here, c is the curvature at the top, that is, c = 1 / r, where r is the paraxial radius of curvature. K is a conic coefficient, A, B, C, D, E, F, G, H, and J are 4th, 6th, 8th, 10th, 12th, 14th, 16th, 18th, respectively. , 20th-order deformation coefficient. The deformation coefficients not listed in the table below are zero.
面番号 曲率半径(R) 面間隔(D) 屈折率(N) アッベ数(νd)
1 R1 = 59.09 D1 = 4.54 N1 = 1.713 ν1 = 53.9
2 R2 =-3490.92 D2 = 0.20
3 R3 = 52.16 D3 = 1.50 N2 = 1.487 ν2 = 70.4
4 R4 = 17.87 D4 = 5.54
5 R5 = 316.76 D5 = 1.20 N3 = 1.487 ν3 = 70.4
6 R6 = 19.72 D6 = 4.92
7 R7 = -54.74 D7 = 1.00 N4 = 1.487 ν4 = 70.4
8 R8 = 20.65 D8 = 4.40 N5 = 1.904 ν5 = 31.3
9 R9 = 1678.02 D9 = 2.94
10 R10= -21.84 D10= 1.65 N6 = 1.847 ν6 = 23.8
11 R11= -81.39 D11= 1.83
12 R12= 1120.14 D12= 3.72 N7 = 1.713 ν7 = 53.9
13 R13= -31.47 D13= 0.20
14 R14= 21.39 D14= 4.50 N8 = 1.697 ν8 = 55.5
15 R15= 303.60 D15= 8.48
16 R16= ∞(絞り) D16= 1.47
17 R17= -52.15 D17= 1.22 N9 = 1.821 ν9 = 24.1
18 非球面[1] D18= 2.79
19 R19= -16.41 D19= 1.00 N10= 1.805 ν10= 25.5
20 R20= 263.59 D20= 4.40 N11= 1.713 ν11= 53.9
21 R21= -20.64 D21= 0.20
22 R22= -152.71 D22= 3.44 N12= 1.713 ν12= 53.9
23 R23= -31.38 D23= 0.20
24 R24= 51.34 D24= 4.55 N13= 1.834 ν13= 37.3
25 R25= -62.17 D25= 1.00
26 R26= ∞ D26=21.60 N14= 1.516 ν14= 64.2
27 R27= ∞ D27= 2.10
28 R28= ∞ D28= 2.30 N15= 1.458 ν15= 67.8
29 R29= ∞ D29= 2.10
30 ∞(表示素子面) D30= 0.00
非球面[1]:
c 1/166.14 (r=166.14)
k 0
A 0.5100x10-4 B 0.1217x10-6 C -0.7743x10-9
D 0.4752x10-11
Surface number Curvature radius (R) Surface spacing (D) Refractive index (N) Abbe number (ν d )
1 R 1 = 59.09 D 1 = 4.54 N 1 = 1.713 ν 1 = 53.9
2 R 2 = -3490.92 D 2 = 0.20
3 R 3 = 52.16 D 3 = 1.50 N 2 = 1.487 ν 2 = 70.4
4 R 4 = 17.87 D 4 = 5.54
5 R 5 = 316.76 D 5 = 1.20 N 3 = 1.487 ν 3 = 70.4
6 R 6 = 19.72 D 6 = 4.92
7 R 7 = -54.74 D 7 = 1.00 N 4 = 1.487 ν 4 = 70.4
8 R 8 = 20.65 D 8 = 4.40 N 5 = 1.904 ν 5 = 31.3
9 R 9 = 1678.02 D 9 = 2.94
10 R 10 = -21.84 D 10 = 1.65 N 6 = 1.847 ν 6 = 23.8
11 R 11 = -81.39 D 11 = 1.83
12 R 12 = 1120.14 D 12 = 3.72 N 7 = 1.713 ν 7 = 53.9
13 R 13 = -31.47 D 13 = 0.20
14 R 14 = 21.39 D 14 = 4.50 N 8 = 1.697 ν 8 = 55.5
15 R 15 = 303.60 D 15 = 8.48
16 R 16 = ∞ (aperture) D 16 = 1.47
17 R 17 = -52.15 D 17 = 1.22 N 9 = 1.821 ν 9 = 24.1
18 Aspherical surface [1] D 18 = 2.79
19 R 19 = -16.41 D 19 = 1.00 N 10 = 1.805 ν 10 = 25.5
20 R 20 = 263.59 D 20 = 4.40 N 11 = 1.713 ν 11 = 53.9
21 R 21 = -20.64 D 21 = 0.20
22 R 22 = -152.71 D 22 = 3.44 N 12 = 1.713 ν 12 = 53.9
23 R 23 = -31.38 D 23 = 0.20
24 R 24 = 51.34 D 24 = 4.55 N 13 = 1.834 ν 13 = 37.3
25 R 25 = -62.17 D 25 = 1.00
26 R 26 = ∞ D 26 = 21.60 N 14 = 1.516 ν 14 = 64.2
27 R 27 = ∞ D 27 = 2.10
28 R 28 = ∞ D 28 = 2.30 N 15 = 1.458 ν 15 = 67.8
29 R 29 = ∞ D 29 = 2.10
30 ∞ (Display element surface) D 30 = 0.00
Aspherical surface [1]:
A 0.5100x10 -4 B 0.1217x10 -6 C -0.7743x10 -9
D 0.4752x10 -11
また、このような構成により、表1に示すように、本実施例の投影光学系100の全系の焦点距離fは19.0mm、第1レンズ群G1の焦点距離f1は−20.7mm、第2レンズ群G2の焦点距離f2は28.0mm、長共役側レンズ群の焦点距離f2aは18.6mm、短共役側レンズ群の焦点距離f2bは27.3mm、負レンズユニットの焦点距離fnl2は−48.2mmである。また、FナンバーFnoは1.5、半画角は26°である。
したがって、条件式(1)〜(4)に対応する各値は、それぞれ、|f1|/f=1.09、f2/f=1.47、f2a/f2b=0.68、|fnl2|/f=2.54である。
With such a configuration, as shown in Table 1, the focal length f of the entire projection
Therefore, the values corresponding to the conditional expressions (1) to (4) are | f 1 | /f=1.09, f 2 /f=1.47, f 2a / f 2b = 0.68, | F nl2 | /f=2.54.
また本実施例の投影光学系100による球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ図3(a)、(b)、(c)に示す。
なお、球面収差図、歪曲収差図(図3(a)、(c))では、波長638nm(実線で示す。)、波長520nm(1点鎖線で示す。)、波長455nm(2点鎖線で示す。)の各波長における球面収差、歪曲収差を示している。ただし、本実施例の歪曲収差は3本の曲線がほとんど重なって図示されているため区別できない。
非点収差図(図3(b))は、同様に波長638nm、520nm、455nmの各波長におけるサジタル光線に対する非点収差をそれぞれ曲線S1、S2、S3で示し、同様に、タンジェンシャル光線に対する非点収差をそれぞれ曲線T1、T2、T3で示している。
Also, spherical aberration, astigmatism, and distortion due to the projection
In the spherical aberration diagrams and distortion diagrams (FIGS. 3A and 3C), the wavelength is 638 nm (shown by a solid line), the wavelength is 520 nm (shown by a one-dot chain line), and the wavelength is 455 nm (shown by a two-dot chain line). .) Shows spherical aberration and distortion at each wavelength. However, the distortion aberration of the present embodiment is not distinguishable because the three curves are almost overlapped.
The astigmatism diagram (FIG. 3 (b)) similarly shows astigmatism for sagittal rays at wavelengths of 638 nm, 520 nm, and 455 nm as curves S1, S2, and S3, respectively, and similarly for astigmatism rays for tangential rays. Point aberrations are indicated by curves T1, T2, and T3, respectively.
このように、本実施例の投影光学系100は、表1に示すように、上記条件式(1)〜(4)をすべて満たしている。さらに、上記条件式(1a)〜(4a)もすべて満たしている。
また、図3(a)、(b)、(c)に示すように、本実施例の投影光学系100は、球面収差、非点収差、および歪曲収差が良好に補正されていることがわかる。
また、半画角ωが26°と広画角でありながら、Fナンバーが1.5と明るい光学系になっている。
Thus, as shown in Table 1, the projection
In addition, as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, it can be seen that the projection
In addition, the half field angle ω is 26 ° and a wide field angle, and the F number is 1.5 and the optical system is bright.
次に、上記に説明した実施形態の変形例の投影光学系200に係る第2の数値実施例である実施例2について図2、図4(a)、(b)、(c)を参照して説明する。
図4(a)、(b)、(c)は、それぞれ本発明の実施形態の変形例に係る投影光学系の数値実施例の球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示す収差図である。
Next, with reference to FIGS. 2, 4A, 4B, and 2C for Example 2, which is a second numerical example of the projection
4A, 4B, and 4C are aberration diagrams respectively showing spherical aberration, astigmatism, and distortion of a numerical example of the projection optical system according to the modification of the embodiment of the present invention. .
下表に実施例1の投影光学系100の構成パラメータを示す。下表の見方は、上記実施例1と同様であり、各曲率半径Ri、面間隔Diと各レンズとの対応は、図2に符号Ri、Diで示している。
The table below shows the configuration parameters of the projection
面番号 曲率半径(R) 面間隔(D) 屈折率(N) アッベ数(νd)
1 R1 = 58.50 D1 = 4.30 N1 = 1.786 ν1 = 43.9
2 R2 = 329.16 D2 = 0.20
3 R3 = 47.28 D3 = 1.00 N2 = 1.487 ν2 = 70.4
4 R4 = 15.60 D4 = 6.63
5 R5 = 96.37 D5 = 1.00 N3 = 1.487 ν3 = 70.4
6 R6 = 21.37 D6 = 4.48
7 R7 = -80.53 D7 = 1.00 N4 = 1.487 ν4 = 70.4
8 R8 = 18.71 D8 = 4.28 N5 = 1.904 ν5 = 31.3
9 R9 = 85.54 D9 = 3.69
10 R10= -21.70 D10= 1.00 N6 = 1.762 ν6 = 26.6
11 R11= -67.89 D11= 2.00
12 R12= -243.54 D12= 1.00 N7 = 1.847 ν7 = 23.8
13 R13= 38.56 D13= 5.30 N8 = 1.786 ν8 = 43.9
14 R14= -33.65 D14= 0.20
15 R15= 23.62 D15= 4.38 N9 = 1.786 ν9 = 43.9
16 R16= 982.39 D16= 7.70
17 R17= ∞(絞り) D17= 3.97
18 非球面[1] D18= 1.45 N10= 1.821 ν10= 24.1
19 非球面[2] D19= 2.84
20 R20= -19.03 D20= 1.00 N11= 1.847 ν11= 23.8
21 R21= -112.36 D21= 3.50 N12= 1.487 ν12= 70.4
22 R22= -25.58 D22= 0.20
23 R23= -326.23 D23= 5.18 N13= 1.697 ν13= 55.5
24 R24= -23.65 D24= 0.20
25 R25= 58.68 D25= 4.41 N14= 1.834 ν14= 37.3
26 R26= -84.66 D26= 1.00
27 R27= ∞ D27=21.60 N15= 1.517 ν15= 64.2
28 R28= ∞ D28= 2.10
29 R29= ∞ D29= 2.30 N16= 1.458 ν16= 67.8
30 R30= ∞ D30= 2.10
31 ∞(表示素子面) D31= 0.00
非球面[1]:
c -1/51.84 (r= -51.84)
k 0
A 0.4039x10-4 B -0.5209x10-6 C 0.7317x10-9
D 0.7128x10-11
非球面[2]:
c -1/5616.69 (r= -5616.69)
k 0
A 0.8940x10-4 B -0.3758x10-6 C 0.5783x10-9
D 0.5901x10-11
Surface number Curvature radius (R) Surface spacing (D) Refractive index (N) Abbe number (ν d )
1 R 1 = 58.50 D 1 = 4.30 N 1 = 1.786 ν 1 = 43.9
2 R 2 = 329.16 D 2 = 0.20
3 R 3 = 47.28 D 3 = 1.00 N 2 = 1.487 ν 2 = 70.4
4 R 4 = 15.60 D 4 = 6.63
5 R 5 = 96.37 D 5 = 1.00 N 3 = 1.487 ν 3 = 70.4
6 R 6 = 21.37 D 6 = 4.48
7 R 7 = -80.53 D 7 = 1.00 N 4 = 1.487 ν 4 = 70.4
8 R 8 = 18.71 D 8 = 4.28 N 5 = 1.904 ν 5 = 31.3
9 R 9 = 85.54 D 9 = 3.69
10 R 10 = -21.70 D 10 = 1.00 N 6 = 1.762 ν 6 = 26.6
11 R 11 = -67.89 D 11 = 2.00
12 R 12 = -243.54 D 12 = 1.00 N 7 = 1.847 ν 7 = 23.8
13 R 13 = 38.56 D 13 = 5.30 N 8 = 1.786 ν 8 = 43.9
14 R 14 = -33.65 D 14 = 0.20
15 R 15 = 23.62 D 15 = 4.38 N 9 = 1.786 ν 9 = 43.9
16 R 16 = 982.39 D 16 = 7.70
17 R 17 = ∞ (aperture) D 17 = 3.97
18 Aspherical surface [1] D 18 = 1.45 N 10 = 1.821 ν 10 = 24.1
19 Aspherical surface [2] D 19 = 2.84
20 R 20 = -19.03 D 20 = 1.00 N 11 = 1.847 ν 11 = 23.8
21 R 21 = -112.36 D 21 = 3.50 N 12 = 1.487 ν 12 = 70.4
22 R 22 = -25.58 D 22 = 0.20
23 R 23 = -326.23 D 23 = 5.18 N 13 = 1.697 ν 13 = 55.5
24 R 24 = -23.65 D 24 = 0.20
25 R 25 = 58.68 D 25 = 4.41 N 14 = 1.834 ν 14 = 37.3
26 R 26 = -84.66 D 26 = 1.00
27 R 27 = ∞ D 27 = 21.60 N 15 = 1.517 ν 15 = 64.2
28 R 28 = ∞ D 28 = 2.10
29 R 29 = ∞ D 29 = 2.30 N 16 = 1.458 ν 16 = 67.8
30 R 30 = ∞ D 30 = 2.10
31 ∞ (Display element surface) D 31 = 0.00
Aspherical surface [1]:
c -1 / 51.84 (r = -51.84)
A 0.4039x10 -4 B -0.5209x10 -6 C 0.7317x10 -9
D 0.7128x10 -11
Aspherical surface [2]:
c -1 / 5616.69 (r = -5616.69)
A 0.8940x10 -4 B -0.3758x10 -6 C 0.5783x10 -9
D 0.5901x10 -11
また、このような構成により、表1に示すように、本実施例の投影光学系200の全系の焦点距離fは19.0mm、第1レンズ群G21の焦点距離f1は−22.2mm、第2レンズ群G22の焦点距離f2は30.0mm、長共役側レンズ群の焦点距離f2aは19.4mm、短共役側レンズ群の焦点距離f2bは29.8mm、負レンズユニットの焦点距離fnl2は−63.7mmである。また、FナンバーFnoは1.6、半画角は28°である。
したがって、条件式(1)〜(4)に対応する各値は、それぞれ、|f1|/f=1.17、f2/f=1.58、f2a/f2b=0.65、|fnl2|/f=3.35である。
With such a configuration, as shown in Table 1, the focal length f of the entire projection
Therefore, the values corresponding to the conditional expressions (1) to (4) are | f 1 | /f=1.17, f 2 /f=1.58, f 2a / f 2b = 0.65, | F nl2 | /f=3.35.
また本実施例の投影光学系200による球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ図4(a)、(b)、(c)に示す。
なお、各収差図の見方は、図3(a)、(b)、(c)と同様である。
Also, spherical aberration, astigmatism, and distortion due to the projection
Note that each aberration diagram is viewed in the same manner as in FIGS. 3A, 3B, and 3C.
このように、本実施例の投影光学系200は、表1に示すように、上記条件式(1)〜(4)をすべて満たしている。さらに、上記条件式(1a)〜(4a)もすべて満たしている。
また、図4(a)、(b)、(c)に示すように、本実施例の投影光学系200は、球面収差、非点収差、および歪曲収差が良好に補正されていることがわかる。
また、半画角ωが28°と広画角でありながら、Fナンバーが1.6と明るい光学系になっている。
Thus, as shown in Table 1, the projection
Further, as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, it can be seen that the projection
In addition, the half field angle ω is 28 ° and the wide field angle, but the F number is 1.6 and the optical system is bright.
4B、24B 正レンズ(屈折率が1.9より大きい硝材からなる正レンズ)
5、25 レンズ(長い共役側に凹面を向けた負メニスカスレンズ)
8、28 絞り
9、29 非球面レンズ(負レンズユニット)
10、30 接合レンズ
10A、30A 負レンズ
10B,30B 正レンズ
100、200 投影光学系
G1、G21 第1レンズ群
G2、G22 第2レンズ群
I 素子表示面
4B, 24B positive lenses (positive lenses made of glass with a refractive index greater than 1.9)
5,25 lens (negative meniscus lens with concave surface facing long conjugate side)
8, 28
10, 30
Claims (5)
前記第1レンズ群は、
長い共役側から順に、正レンズ、少なくとも3枚の負レンズ、屈折率が1.9より大きい硝材からなる正レンズ、および長い共役側に凹面を向けた負メニスカスレンズが配置されて構成され、
前記第2レンズ群は、
長い共役側から順に、正の屈折力を有する長共役側レンズ群、絞り、および正の屈折力を有する短共役側レンズ群が配置されて構成され、
前記短共役側レンズ群は、
少なくとも1面の非球面を有するとともに負の屈折力を有する負レンズユニットが、前記絞りに対して短い共役側に隣接して配置されていることを特徴とする投影光学系。 A projection optical system comprising a first lens group having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power in order from the long conjugate side as a lens group ,
The first lens group includes:
In order from the long conjugate side, a positive lens, at least three negative lenses, a positive lens made of a glass material having a refractive index greater than 1.9, and a negative meniscus lens having a concave surface facing the long conjugate side are arranged.
The second lens group includes:
In order from the long conjugate side, a long conjugate side lens group having a positive refractive power, a stop , and a short conjugate side lens group having a positive refractive power are arranged and configured.
The short conjugate side lens group is:
At least a negative lens unit having a negative refractive power and having aspheric one surface, the projection optical system, characterized in that it is disposed adjacent to the short conjugate side to the diaphragm.
0.85<|f1|/f<1.3 ・・・(1)
1.2<f2/f<1.9 ・・・(2) When the focal length of the entire system is f, the focal length of the first lens group is f 1 , and the focal length of the second lens group is f 2 , the following conditional expressions (1) and (2) are satisfied. The projection optical system according to claim 1.
0.85 <| f 1 | / f <1.3 (1)
1.2 <f 2 /f<1.9 (2)
前記長共役側レンズ群の焦点距離をf2a、前記短共役側レンズ群の焦点距離をf2bとしたとき、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の投影光学系。
0.52<f2a/f2b<0.82 ・・・(3) The second lens group includes :
The following conditional expression (3) is satisfied, where f 2a is a focal length of the long conjugate side lens group and f 2b is a focal length of the short conjugate side lens group. The projection optical system described.
0.52 <f 2a / f 2b <0.82 (3)
2.0<|fnl2|/f<4.0 ・・・(4)
ただし、fは全系の焦点距離である。 The negative lens focal length of the unit is taken as f nl2, projection optical system according to any one of claims 1 to 3, characterized by satisfying the following conditional expression (4).
2.0 <| f nl2 | / f <4.0 (4)
Here, f is the focal length of the entire system.
前記短共役側レンズ群は、長い共役側から順に、前記負レンズユニット、負レンズと正レンズとからなる接合レンズ、および少なくとも2枚の正レンズを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の投影光学系。 The long conjugate side lens group includes at least two positive lenses,
The short conjugate side lens group includes, in order from the long conjugate side, the negative lens unit, a cemented lens composed of a negative lens and a positive lens, and at least two positive lenses . The projection optical system according to any one of the above.
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