JP5638482B2 - Projection display - Google Patents
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Description
本発明は、投写型表示装置に関し、特に、画像表示素子に表示された画像を屈折光学系および反射光学系を用いてスクリーン上に結像させる投写光学系を備えた投写型表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display device, and more particularly to a projection display device including a projection optical system that forms an image displayed on an image display element on a screen using a refractive optical system and a reflective optical system.
従来、画像表示素子で表示された画像を、投写光学系によりスクリーン上に拡大投写する投写型の画像表示装置が使用されている。このような投写型表示装置に使用可能な投写光学系としては、例えば下記特許文献１、２に記載のような、複数枚のレンズからなる屈折光学系と、ミラーを含む反射光学系とを組み合わせたものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a projection-type image display apparatus that enlarges and projects an image displayed on an image display element on a screen by a projection optical system has been used. As a projection optical system that can be used for such a projection display device, for example, a combination of a refractive optical system composed of a plurality of lenses and a reflective optical system including a mirror as described in Patent Documents 1 and 2 below. Is known.
投写型表示装置の分野においては開発競争が進んでおり、装置の小型化および低コスト化が望まれている。さらに近年では、スクリーン上で十分な大きさの拡大映像を得つつ、投写距離を短くできることが要求されるようになってきている。そのためには、投写光学系が搭載される装置の筐体とスクリーンとの距離の短縮化が必要となる。 In the field of projection display devices, development competition is advancing, and miniaturization and cost reduction of devices are desired. Furthermore, in recent years, it has been demanded that the projection distance can be shortened while obtaining a sufficiently large enlarged image on the screen. For this purpose, it is necessary to shorten the distance between the housing of the apparatus on which the projection optical system is mounted and the screen.
上記特許文献１、２に記載の屈折光学系は回転対称な同軸系レンズと回転非対称な自由曲面を有する複数のレンズからなり、反射光学系は回転非対称な自由曲面を有するミラーからなる。上記特許文献１、２に記載の光学系では、投写距離が変化したときのフォーカス調整は、レンズを同軸系レンズの光軸の方向に移動させるだけでなく、回転非対称な自由曲面を有するレンズを同軸系レンズの光軸と異なる方向にも移動させて行うように構成されている。しかしながら、このようなフォーカス調整方法では、光学部材を移動させるための装置構成が複雑となる上に装置の大型化を招きコストアップの要因となる。 The refractive optical systems described in Patent Documents 1 and 2 are composed of a rotationally symmetric coaxial lens and a plurality of lenses having a rotationally asymmetric free curved surface, and the reflecting optical system is composed of a mirror having a rotationally asymmetric free curved surface. In the optical systems described in Patent Documents 1 and 2, focus adjustment when the projection distance is changed not only moves the lens in the direction of the optical axis of the coaxial lens, but also uses a lens having a rotationally asymmetric free-form surface. It is configured to move in a direction different from the optical axis of the coaxial lens. However, such a focus adjustment method complicates the configuration of the apparatus for moving the optical member, and causes an increase in the size of the apparatus, resulting in an increase in cost.
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、装置の筐体とスクリーンとの距離を短縮可能で、低コスト化が図られ、小型で簡素な構成でありながら、良好な投写性能を有する投写型表示装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, can reduce the distance between the housing of the apparatus and the screen, can be reduced in cost, has a small and simple configuration, and has good projection performance. An object of the present invention is to provide a projection display device.
本発明の投写型表示装置は、縮小側の共役面上に画像を表示させる画像表示素子と、該画像を拡大側の共役面上に共役像として投写する投写光学系とを具備する投写型表示装置であって、投写光学系は、縮小側から順に、実質的に４つのレンズ群からなる屈折光学系と、負のパワーを持つ反射光学系とを備え、屈折光学系と反射光学系とは共通の光軸を有し、屈折光学系および反射光学系を構成する全ての光学面が、回転対称面で構成され、画像表示素子の画像を表示する表示面の中心が光軸に対して偏心して配置され、表示面の中心の拡大側共役位置が光軸に対して鉛直上方に位置しているとき、共役像の下端中央に結像する光束の下光線と、共役像の上端中央に結像する光束の上光線との交点のうち、屈折光学系よりも拡大側の光路にある交点全てが、屈折光学系の最も反射光学系に近いレンズ面の面頂点よりも縮小側に位置し、屈折光学系の４つのレンズ群のうち、縮小側から２番目および３番目のレンズ群のみを光軸方向に移動させることによりフォーカス調整を行うように構成されていることを特徴とするものである。 A projection display apparatus according to the present invention includes an image display element that displays an image on a reduction-side conjugate plane, and a projection optical system that projects the image as a conjugate image on an enlargement-side conjugate plane. The projection optical system includes, in order from the reduction side, a refractive optical system substantially including four lens groups and a reflective optical system having negative power, and the refractive optical system and the reflective optical system are All optical surfaces having a common optical axis and constituting the refractive optical system and the reflective optical system are rotationally symmetric surfaces, and the center of the display surface displaying the image of the image display element is deviated from the optical axis. When the enlarged conjugate position at the center of the display surface is located vertically above the optical axis, it is connected to the lower ray of the light beam that forms at the center of the bottom of the conjugate image and the center of the top of the conjugate image. of the intersection of the upper ray of the light beam to the image, the optical path near the magnification side than the refractive optical system Intersection all, than the surface apex of the lens surface closest closer to the reflection optical system of the refracting optical system located on the reduction side, of the four groups of lenses of the refractive optical system, only the second and third lens groups from the reduction side It is configured to adjust the focus by moving the lens in the optical axis direction.
本発明の投写型表示装置においては、屈折光学系は、絞りと、該絞りよりも拡大側に配置された２枚以上の非球面レンズとを有することが好ましい。 In the projection display device of the present invention, it is preferable that the refractive optical system has a stop and two or more aspherical lenses disposed on the enlargement side of the stop.
また、本発明の投写型表示装置においては、屈折光学系は、絞りと、該絞りよりも縮小側に配置された１枚以上の非球面レンズとを有することが好ましい。 In the projection display device according to the aspect of the invention, it is preferable that the refractive optical system includes a stop and one or more aspherical lenses disposed on the reduction side of the stop.
また、本発明の投写型表示装置においては、屈折光学系の最も縮小側のレンズ群が２面以上の接合面を含み、該レンズ群に含まれる接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値が７０以上であることが好ましい。 In the projection display device of the present invention, the lens group on the most reduction side of the refractive optical system includes two or more cemented surfaces, and the Abbe relative to the d-line of the positive lens constituting the cemented lens included in the lens group. The average number is preferably 70 or more.
なお、上記「拡大側」とは、被投写側（スクリーン側）を意味し、縮小投写する場合も、便宜的にスクリーン側を拡大側と称するものとする。一方、上記「縮小側」とは、原画像表示領域側（ライトバルブ側）を意味し、縮小投写する場合も、便宜的にライトバルブ側を縮小側と称するものとする。 The “enlarged side” means the projected side (screen side), and the screen side is also referred to as the enlarged side for the sake of convenience when performing reduced projection. On the other hand, the “reduction side” means the original image display area side (light valve side), and the light valve side is also referred to as the reduction side for the sake of convenience when performing reduced projection.
なお、上記「実質的に４つのレンズ群からなる該屈折光学系」とは、該屈折光学系が、４つのレンズ群以外に、実質的にパワーを有さないレンズやレンズ群、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分等を持つ場合も含むものとする。 The “refractive optical system consisting essentially of four lens groups” means that the refractive optical system has a lens, a lens group, a diaphragm, and a cover that have substantially no power other than the four lens groups. This includes cases where optical elements other than lenses such as glass, lens flanges, lens barrels, image pickup devices, camera shake correction mechanisms, and other mechanical parts are included.
なお、上記「レンズ群」とは、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。 The “lens group” does not necessarily include a plurality of lenses but also includes a single lens.
なお、上記「屈折光学系の最も反射光学系に近いレンズ面」における「最も〜近い」は、光軸上における並び順で考えるものとする。 Note that “closest to closest” in the “lens surface of the refractive optical system closest to the reflective optical system” is considered in the order of arrangement on the optical axis.
なお、上記「回転対称面」とは、回転対称軸を中心とした回転面（一部が欠けたものを含む）で構成された面を意味する。 The “rotationally symmetric surface” means a surface composed of a rotation surface (including a part lacking) about the rotation symmetry axis.
本発明の投写型表示装置は、複数のレンズからなる屈折光学系と、負のパワーを持つ反射光学系とを備えた投写光学系を用いており、折り返し光路を形成できるため、良好な投写性能を実現しながら、装置の筐体とスクリーンとの距離を短縮することができる。また、本発明の投写型表示装置では、共役像に結像する２つの光線の交点と屈折光学系の最も反射光学系に近いレンズ面の面頂点との位置関係を好適に設定しているため、結像に用いられる光束と光学部材が干渉しないように構成しながら、全系のコンパクト化を図り、筐体とスクリーンとの距離を短縮することができる。 The projection display device of the present invention uses a projection optical system including a refractive optical system composed of a plurality of lenses and a reflective optical system having a negative power, and can form a folded optical path. The distance between the housing of the apparatus and the screen can be shortened. Further, in the projection display device of the present invention, the positional relationship between the intersection of the two light beams formed in the conjugate image and the surface vertex of the lens surface closest to the reflective optical system of the refractive optical system is suitably set. The entire system can be made compact and the distance between the housing and the screen can be shortened while being configured so that the light beam used for image formation and the optical member do not interfere with each other.
さらに、本発明の投写型表示装置は、レンズ群の光軸方向に移動させることによりフォーカス調整を行うように構成されているので、光軸と異なる方向に移動させなくてもフォーカス調整が可能であり、装置構成を小型で簡素なものとすることができる。さらにまた、本発明の投写型表示装置は、屈折光学系の縮小側から２番目および３番目のレンズ群のみを用いてフォーカス調整を行うインナーフォーカス方式を採っているため、フォーカス調整時の屈折光学系の全長を不変とすることができる。これにより、最も拡大側のレンズの近傍で、異なる方向に進行する複数の光束が交わるような光線密度が高い構成を採ったとしても、フォーカス調整時における光束と部材との干渉の回避が容易になり、小型化を促進することができる。 Furthermore, since the projection display device of the present invention is configured to perform focus adjustment by moving the lens group in the optical axis direction, focus adjustment is possible without moving the lens group in a direction different from the optical axis. Yes, the apparatus configuration can be made small and simple. Furthermore, since the projection display apparatus of the present invention adopts an inner focus system in which focus adjustment is performed using only the second and third lens groups from the reduction side of the refractive optical system, refractive optics at the time of focus adjustment is adopted. The total length of the system can be unchanged. This makes it easy to avoid interference between the light beam and the member at the time of focus adjustment even if a configuration with a high light beam density such that a plurality of light beams traveling in different directions intersect in the vicinity of the lens on the most magnified side Thus, downsizing can be promoted.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる投写型表示装置１００の主要部の構成を示す断面図である。図２は、投写型表示装置１００に用いられる投写光学系１０の構成を示す断面図である。図１および図２に示す構成例は、後述の実施例１の投写光学系に対応するものである。他の実施例についても基本的な構成は同様のため、ここでは図１および図２に示す例を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of a projection display apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the projection optical system 10 used in the projection display apparatus 100. The configuration example shown in FIGS. 1 and 2 corresponds to a projection optical system of Example 1 described later. Since the basic configuration is the same for the other embodiments, the description will be made with reference to the examples shown in FIGS.
投写型表示装置１００は、縮小側の共役面上に画像を表示させる画像表示素子３と、該画像を拡大側の共役面であるスクリーン５上に共役像として投写する投写光学系１０とを備える。投写光学系１０は、実質的に４つのレンズ群からなる屈折光学系１と、負のパワーを有する反射光学系２とを備える。 The projection display apparatus 100 includes an image display element 3 that displays an image on a reduction-side conjugate plane, and a projection optical system 10 that projects the image as a conjugate image on a screen 5 that is an enlargement-side conjugate plane. . The projection optical system 10 includes a refractive optical system 1 that is substantially composed of four lens groups, and a reflective optical system 2 having a negative power.
屈折光学系１は、縮小側から拡大側へ向かって順に配置された第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４からなる。図２に示す例では、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１〜Ｌ７の７枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ８からなり、第３レンズ群Ｇ３はレンズＬ９、Ｌ１０からなり、第４レンズ群Ｇ４はレンズＬ１１、Ｌ１２からなる。ただし、本発明の屈折光学系の各レンズ群を構成するレンズの枚数は必ずしも図１、図２に示す例に限定されない。 The refractive optical system 1 includes a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, and a fourth lens group G4 arranged in order from the reduction side to the enlargement side. In the example shown in FIG. 2, the first lens group G1 is composed of seven lenses L1 to L7, the second lens group G2 is composed of a lens L8, the third lens group G3 is composed of lenses L9 and L10, The four lens group G4 includes lenses L11 and L12. However, the number of lenses constituting each lens group of the refractive optical system of the present invention is not necessarily limited to the examples shown in FIGS.
屈折光学系１は内部に絞り８を有する。図２に示す例では絞り８は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されているが、絞り８の位置はこれに限定されない。また、絞り８は仮想絞りも含めて考えるものとする。なお、図では絞り８は概念的に図示されている。 The refractive optical system 1 has a diaphragm 8 inside. In the example shown in FIG. 2, the diaphragm 8 is disposed between the first lens group G1 and the second lens group G2, but the position of the diaphragm 8 is not limited to this. The diaphragm 8 is considered including the virtual diaphragm. In the figure, the diaphragm 8 is conceptually illustrated.
反射光学系２は、例えば図２に示す例のように、凸面の非球面形状をなす１枚の反射ミラー４により構成することができる。 The reflection optical system 2 can be constituted by a single reflection mirror 4 having a convex aspherical shape, for example, as shown in FIG.
投写光学系を屈折光学系のみで構成したものは、投写光学系を内蔵する筐体とスクリーンとの距離を長くする必要があるが、本実施形態のように、投写光学系を屈折光学系と反射光学系を組み合わせて構成したものは、光路が折り返し光路となるため筐体とスクリーンとの距離を短くすることができる。 When the projection optical system is composed only of a refractive optical system, it is necessary to increase the distance between the housing containing the projection optical system and the screen. However, as in this embodiment, the projection optical system is a refractive optical system. In the case where the reflecting optical system is combined, the optical path is a folded optical path, so that the distance between the housing and the screen can be shortened.
また、屈折光学系のみからなる投写光学系では、焦点距離を短く、つまり広角化をしようとすると、どうしても拡大側のレンズが大きくなりすぎてしまうのに対し、屈折光学系と反射光学系を組み合わせた投写光学系では、拡大側のレンズを小さくすることが可能なため、焦点距離を短くすることができ、広角化するのに適しているという特長がある。 In addition, in a projection optical system consisting only of a refractive optical system, when the focal length is shortened, that is, when trying to widen the angle, the lens on the enlargement side inevitably becomes too large, but the refractive optical system and the reflective optical system are combined. In addition, the projection optical system has a feature that the lens on the enlargement side can be made small, so that the focal length can be shortened and it is suitable for widening the angle.
本実施形態の屈折光学系１と反射光学系２とは、共通の光軸Ｚを有するものである。屈折光学系１と反射光学系２とを同軸に配置することにより、投写光学系１０の組立精度を高めることができ、組立作業も容易となり、高性能、低コスト化に貢献することができる。 The refractive optical system 1 and the reflective optical system 2 of the present embodiment have a common optical axis Z. By arranging the refracting optical system 1 and the reflecting optical system 2 coaxially, the assembling accuracy of the projection optical system 10 can be increased, the assembling work can be facilitated, and high performance and low cost can be contributed.
屈折光学系１の縮小側には、カバーガラス６と、色合成プリズムおよび光偏向プリズム等を想定したガラスブロック７が配されている。図１、図２では、カバーガラス６の拡大側の面が、画像表示素子３の表示面と同一面上にあるように配置した例を示しているが、カバーガラス６と画像表示素子３の表示面の間に空気間隔があるように配置してもよい。なお、図１、図２においては、画像表示素子３と、画像表示素子３の画像を表示する表示面とを一体的に図示している。 On the reduction side of the refractive optical system 1, a cover glass 6 and a glass block 7 assuming a color synthesis prism and a light deflection prism are arranged. FIGS. 1 and 2 show an example in which the cover glass 6 is arranged so that the enlarged surface thereof is on the same plane as the display surface of the image display element 3. You may arrange | position so that there may be an air space between display surfaces. 1 and 2, the image display element 3 and a display surface for displaying an image of the image display element 3 are integrally illustrated.
なお、以下では、図１に示すように、ｘ、ｙ、ｚ軸からなる直交座標系を考え、紙面鉛直方向をｙ方向とし、紙面水平方向をｚ方向とし、このｚ方向が光軸Ｚと同方向になる配置としたときについて説明するものとする。 In the following, as shown in FIG. 1, an orthogonal coordinate system composed of x, y, and z axes is considered, and the vertical direction of the paper surface is defined as the y direction, the horizontal direction of the paper surface is defined as the z direction, and the z direction is defined as the optical axis Z. The case where the arrangement is the same direction will be described.
投写型表示装置１００では、画像表示素子３の表示面の中心は、光軸Ｚよりも鉛直下方となるように光軸Ｚに対して偏心して配置されている。図３に、画像表示素子３の表示面上をＸＹ平面としたときの画像表示領域内の各位置の座標の一例を示す。ここで、Ｘ方向、Ｙ方向は前述のｘ方向、ｙ方向と同方向である。図３に示すＸ軸とＹ軸の交点が光軸Ｚの位置に対応する。 In the projection display apparatus 100, the center of the display surface of the image display element 3 is arranged eccentrically with respect to the optical axis Z so as to be vertically lower than the optical axis Z. FIG. 3 shows an example of the coordinates of each position in the image display area when the display surface of the image display element 3 is the XY plane. Here, the X direction and the Y direction are the same as the aforementioned x direction and y direction. The intersection of the X axis and the Y axis shown in FIG. 3 corresponds to the position of the optical axis Z.
図３に示す最大の矩形が画像表示素子３の表示面である。すなわち、図３に示す丸付きの数字１、５、１５、１１の位置を４隅とする矩形は画像表示素子３の表示面の半分の領域となる。図３の丸付きの数字の３の位置が、画像表示面の中心である。図３の丸付きの数字の１〜１５の各位置のＸＹ座標を図３１の右側の表に示す。 The largest rectangle shown in FIG. 3 is the display surface of the image display element 3. That is, the rectangle having four corners at the positions of the circled numbers 1, 5, 15, and 11 shown in FIG. 3 is a half area of the display surface of the image display element 3. The position of the circled number 3 in FIG. 3 is the center of the image display surface. The XY coordinates of the positions 1 to 15 of the circled numbers in FIG. 3 are shown in the right table of FIG.
図３に示す丸付きの数字の１、３、５の位置から射出した光束はそれぞれ、スクリーン５上に拡大投写された共役像の下端中央に結像する光束１１、共役像の中心に結像する光束１２、共役像の上端中央に結像する光束１３となる。図１および図２に、これらの光束１１〜１３を示す。 The light beams emitted from the positions 1, 3, and 5 with circles shown in FIG. 3 are formed at the center of the lower end of the conjugate image magnified and projected on the screen 5, respectively, and formed at the center of the conjugate image. The light beam 12 to be formed and the light beam 13 to be formed at the center of the upper end of the conjugate image. 1 and 2 show these light beams 11 to 13.
画像表示素子３の表示面の中心の拡大側共役位置は光軸Ｚに対して鉛直上方に位置している。上述したような位置関係において、投写型表示装置１００では、光束１１の下光線１１ｓと、光束１３の上光線１３ｕとが交差する交点１４が、屈折光学系１の最も反射光学系２に近いレンズ面の面頂点よりも縮小側に位置するように構成される。なお、ここでいう「屈折光学系１の最も反射光学系２に近いレンズ面」とは、屈折光学系１が有するレンズのうち光軸Ｚ上の並び順における最も拡大側のレンズの拡大側のレンズ面であり、図２に示す例では、レンズＬ１２の拡大側のレンズ面となる。 The enlargement side conjugate position at the center of the display surface of the image display element 3 is located vertically above the optical axis Z. In the projection display apparatus 100 having the positional relationship described above, the intersection point 14 where the lower light beam 11s of the light beam 11 intersects the upper light beam 13u of the light beam 13 is the lens closest to the reflective optical system 2 of the refractive optical system 1. It is comprised so that it may be located in the reduction | decrease side rather than the surface vertex of a surface. The “lens surface of the refractive optical system 1 closest to the reflective optical system 2” here refers to the lens on the magnification side of the lens on the magnification side in the arrangement order on the optical axis Z among the lenses of the refractive optical system 1. This is a lens surface, and in the example shown in FIG. 2, this is the lens surface on the magnification side of the lens L12.
図２に示すような、屈折光学系１と、負のパワーを有する反射光学系２とからなる投写光学系１０では、反射光学系２で反射された光束は屈折光学系１の最も反射光学系に近い位置にあるレンズＬ１２の上方を通ることになる。このとき、共役像の下端中央に結像する光束１１の下光線１１ｓと、共役像の上端中央に結像する光束１３の上光線１３ｕとの交点１４に注目し、その位置を上記のように好適に設定することにより、結像に用いられる光束と光学部材が干渉しないように構成しながら、屈折光学系１と反射光学系２を接近させて全系のコンパクト化を図り、筐体とスクリーンとの距離を短縮することができる。 As shown in FIG. 2, in the projection optical system 10 including the refractive optical system 1 and the reflective optical system 2 having negative power, the light beam reflected by the reflective optical system 2 is the most reflective optical system of the refractive optical system 1. It passes above the lens L12 in a position close to. At this time, paying attention to the intersection 14 between the lower ray 11s of the light beam 11 formed at the center of the lower end of the conjugate image and the upper ray 13u of the light beam 13 formed at the center of the upper end of the conjugate image, the position is as described above. By suitably setting, the entire system is made compact by bringing the refractive optical system 1 and the reflective optical system 2 close to each other while preventing the light beam used for image formation from interfering with the optical member. Can be shortened.
なお、光束１１の下光線１１ｓとは、光束１１に含まれる光線のうち屈折光学系１とスクリーン５との間において最も光軸に近い光線のことを意味する。光束１３の上光線１３ｕとは、光束１３に含まれる光線のうち屈折光学系１とスクリーン５との間において最も光軸から遠い光線のことを意味する。また、図２に示す例では、光束１１、１３の光束径は絞り８の開口径により決定されているが、光束径の決定方法は必ずしもこれに限定されず、別途設けられた遮光部材や、投写型表示装置の仕様等に基づいてもよい。 The lower light beam 11 s of the light beam 11 means a light beam closest to the optical axis between the refractive optical system 1 and the screen 5 among the light beams included in the light beam 11. The upper light beam 13 u of the light beam 13 means a light beam farthest from the optical axis between the refractive optical system 1 and the screen 5 among the light beams included in the light beam 13. In the example shown in FIG. 2, the light beam diameters of the light beams 11 and 13 are determined by the aperture diameter of the diaphragm 8, but the method of determining the light beam diameter is not necessarily limited to this, and a light shielding member provided separately, It may be based on the specifications of the projection display device.
さらに、投写光学系１０は、屈折光学系１を構成する４つのレンズ群のうち、縮小側から２番目および３番目のレンズ群である第２レンズ群および第３レンズ群Ｇ３のみを光軸方向に移動させることによりフォーカス調整を行うように構成されている。本実施形態の投写光学系１０によれば、フォーカス調整の際に、レンズ群を移動させる方向は光軸方向のみであり、光軸と異なる方向に移動させなくてもよいため、装置構成を簡素なものとすることができ、装置の小型化に有利となる。 Further, the projection optical system 10 includes only the second and third lens groups G3, which are the second and third lens groups from the reduction side, among the four lens groups constituting the refractive optical system 1, in the optical axis direction. It is configured to perform focus adjustment by moving to the position. According to the projection optical system 10 of the present embodiment, the lens group is moved only in the optical axis direction during focus adjustment, and it is not necessary to move in a direction different from the optical axis. This is advantageous for reducing the size of the apparatus.
また、フォーカス調整の際に、屈折光学系１を構成するレンズ群のうち、最も拡大側のレンズ群と最も縮小側のレンズ群は固定されているインナーフォーカス方式を採用しているため、屈折光学系の全長を変えずにフォーカス調整を行うことができる。 Further, during the focus adjustment, among the lens groups constituting the refractive optical system 1, an inner focus system is employed in which the most magnified lens group and the most reduced lens group are fixed. Focus adjustment can be performed without changing the overall length of the system.
本実施形態では、図２に示すように、最も拡大側のレンズの近傍で、反射光学系２への入射光束と反射光学系２からの反射光束が交わるような幾何学的配置を採っている。このような光線密度が高い構成は光束と光学部材・メカ部材が干渉しやすいが、上記のようなインナーフォーカス方式を採用することにより、光束と部材の干渉の回避が容易になり、装置の小型化を促進することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a geometrical arrangement is adopted in which the incident light beam to the reflection optical system 2 and the reflection light beam from the reflection optical system 2 intersect in the vicinity of the most magnified lens. . Such a configuration with a high light density is likely to cause interference between the light beam and the optical member / mechanical member. However, by adopting the inner focus method as described above, it is easy to avoid interference between the light beam and the member, and the size of the apparatus is reduced. Can be promoted.
なお、屈折光学系１は、絞り８よりも拡大側に２枚以上の非球面レンズを有することが好ましい。これにより、軸外収差の補正に有利になり、非点収差や像面湾曲を良好に補正することが容易になる。 The refractive optical system 1 preferably has two or more aspheric lenses on the enlargement side of the stop 8. This is advantageous for correcting off-axis aberrations, and facilitates good correction of astigmatism and curvature of field.
また、屈折光学系１は、絞り８よりも縮小側に１枚以上の非球面レンズを有することが好ましい。これにより、球面収差やコマ収差を良好に補正することが容易になる。 The refractive optical system 1 preferably has one or more aspheric lenses on the reduction side with respect to the stop 8. Thereby, it becomes easy to satisfactorily correct spherical aberration and coma.
また、屈折光学系１および反射光学系２を構成する全ての光学面が、回転対称面で構成されていることが好ましい。これにより、回転非対称面で構成する場合に比べて製造性が向上し、低コスト化を図ることができる。また、前述のように屈折光学系１と反射光学系２とは同軸に配置されていることから、光学系の全長を短くしたり反射ミラーのサイズを小さくしたりした場合に懸念される歪曲収差等の諸収差を良好に補正することが可能となる。 Moreover, it is preferable that all the optical surfaces constituting the refractive optical system 1 and the reflective optical system 2 are rotationally symmetric surfaces. Thereby, productivity improves compared with the case where it comprises with a rotationally asymmetric surface, and cost reduction can be achieved. Further, since the refractive optical system 1 and the reflective optical system 2 are coaxially arranged as described above, the distortion aberration that is a concern when the total length of the optical system is shortened or the size of the reflecting mirror is reduced. Various aberrations such as these can be corrected satisfactorily.
さらに、屈折光学系１の最も縮小側のレンズ群となる第１レンズ群Ｇ１は、負レンズと正レンズが接合された接合レンズを含むことが好ましく、２面以上の接合面を含むことが好ましい。また、第１レンズ群Ｇ１中の接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値が７０以上であることが好ましく、さらには、８０以上であることがより好ましい。屈折光学系１の最も縮小側のレンズ群が有する接合面と接合レンズを構成する正レンズとを上記のように構成することにより、軸上色収差と倍率の色収差を良好に補正することが容易になる。 Furthermore, the first lens group G1, which is the most reducing lens group of the refractive optical system 1, preferably includes a cemented lens in which a negative lens and a positive lens are cemented, and preferably includes two or more cemented surfaces. . The average value of the Abbe number with respect to the d-line of the positive lens constituting the cemented lens in the first lens group G1 is preferably 70 or more, and more preferably 80 or more. By configuring the cemented surface of the lens group closest to the reduction side of the refractive optical system 1 and the positive lens constituting the cemented lens as described above, it is easy to satisfactorily correct axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration. Become.
次に、図３５を参照しながら、投写型表示装置１００の概略的な構成について説明する。図３５に、投写光学系１０と、光源１０と、照明光学系３０とを備えた投写型表示装置１００の概略的な構成例を示す。なお、図３５では、投写光学系１０は、概念的に図示されている。照明光学系３０は、色分解のためのダイクロイックミラー３２、３３と、全反射ミラー３８ａ〜３８ｃと、コンデンサレンズ３６ａ〜３６ｃと、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム３４とを備えている。コンデンサレンズ３６ａ〜３６ｃと、クロスダイクロイックプリズム３４との間には、ライトバルブとしての透過型液晶パネル３１ａ〜３１ｃが配置されている。なお、図３５では光源２０とダイクロイックミラー３２の間の構成は図示を省略している。 Next, a schematic configuration of the projection display apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 35 shows a schematic configuration example of the projection display apparatus 100 including the projection optical system 10, the light source 10, and the illumination optical system 30. In FIG. 35, the projection optical system 10 is conceptually illustrated. The illumination optical system 30 includes dichroic mirrors 32 and 33 for color separation, total reflection mirrors 38a to 38c, condenser lenses 36a to 36c, and a cross dichroic prism 34 for color synthesis. Between the condenser lenses 36a to 36c and the cross dichroic prism 34, transmissive liquid crystal panels 31a to 31c as light valves are disposed. In FIG. 35, the configuration between the light source 20 and the dichroic mirror 32 is not shown.
光源２０からの白色光は、ダイクロイックミラー３２、３３で３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）に分解された後、それぞれ全反射ミラー３８ａ〜３８ｃにより光路を偏向されてコンデンサレンズ３６ａ〜３６ｃを経て各色光光束にそれぞれ対応する透過型液晶パネル３１ａ〜３１ｃに入射して光変調され、クロスダイクロイックプリズム３４により色合成された後、投写光学系１０に入射して、投写光学系１０によりスクリーン５に投写される。 White light from the light source 20 is decomposed into three colored light beams (G light, B light, and R light) by the dichroic mirrors 32 and 33, and then the optical path is deflected by the total reflection mirrors 38a to 38c, respectively, and the condenser lens 36a. To 36c, the light beams are incident on the transmissive liquid crystal panels 31a to 31c corresponding to the light beams of the respective colors, are light-modulated, color-combined by the cross dichroic prism 34, and then incident on the projection optical system 10 to enter the projection optical system 10 Is projected onto the screen 5.
なお、図３５に示す構成では、ライトバルブとして透過型液晶パネルを用いているが、本発明の投写型表示装置に使用可能なライトバルブはこれに限定されない。本発明の投写型表示装置に使用可能なライトバルブとしては、透過型液晶パネル以外の透過型表示素子を用いることも可能であり、また、照明光学系の構成を適宜設定することにより、反射型表示素子を用いることも可能であり、その場合は例えば、反射型液晶パネルやＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス：登録商標）等を用いることができる。 In the configuration shown in FIG. 35, a transmissive liquid crystal panel is used as the light valve, but the light valve usable in the projection display device of the present invention is not limited to this. As a light valve that can be used in the projection display device of the present invention, a transmissive display element other than a transmissive liquid crystal panel can be used. Also, by appropriately setting the configuration of the illumination optical system, A display element can also be used. In that case, for example, a reflective liquid crystal panel, DMD (digital micromirror device: registered trademark), or the like can be used.
次に、本発明の投写型表示装置に用いられる投写光学系の具体的な実施例１〜８について説明する。
＜実施例１＞
実施例１の投写光学系の構成は図２に示したとおりである。実施例１の投写光学系の屈折光学系１は、縮小側から拡大側へ向かって順に配置された第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群からなる。第１レンズ群Ｇ１は、縮小側から順に、両凸形状のレンズＬ１と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ２および縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ３の貼り合わせからなる接合レンズと、近軸領域で縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ４と、両凹形状のレンズＬ５および両凸形状のレンズＬ６の貼り合わせからなる接合レンズと、両凸形状のレンズＬ７とが配列されて構成されている。
Next, specific examples 1 to 8 of the projection optical system used in the projection display apparatus of the present invention will be described.
<Example 1>
The configuration of the projection optical system of Example 1 is as shown in FIG. The refractive optical system 1 of the projection optical system of Example 1 includes four lens groups, a first lens group G1 to a fourth lens group G4, which are arranged in order from the reduction side to the enlargement side. The first lens group G1 includes, in order from the reduction side, a biconvex lens L1, a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the reduction side, and a positive meniscus lens L3 having a convex surface facing the reduction side. A cemented lens comprising: a cemented lens formed by bonding a biconcave lens L5 and a biconvex lens L6; a biconvex lens, a positive meniscus lens L4 having a convex surface facing the reduction side in the paraxial region; Lenses L7 are arranged.
第２レンズ群Ｇ２は、両凸形状のレンズＬ８から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、縮小側から順に、両凹形状のレンズＬ９と、拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１０とが配列されて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、縮小側から順に、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１１と、近軸領域で拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１２とが配列されて構成されている。絞り８は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。レンズＬ４、レンズＬ１１、レンズＬ１２は両側の面が非球面である。 The second lens group G2 includes a biconvex lens L8. The third lens group G3 includes, in order from the reduction side, a biconcave lens L9 and a negative meniscus lens L10 having a convex surface facing the enlargement side. The fourth lens group G4 includes, in order from the reduction side, a positive meniscus lens L11 having a convex surface facing the enlargement side in the paraxial region and a negative meniscus lens L12 having a convex surface facing the enlargement side in the paraxial region. It is arranged and configured. The diaphragm 8 is disposed between the first lens group G1 and the second lens group G2. The lens L4, the lens L11, and the lens L12 have two aspheric surfaces.
実施例１の投写光学系は、レンズ群としては第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３のみを光軸方向に移動させることによりフォーカス調整を行うように構成されている。実施例１の投写光学系の反射光学系２は、非球面形状の１枚の反射ミラー４からなる。実施例１の投写光学系の屈折光学系１および反射光学系２を構成する全ての光学面が、回転対称面で構成されている。 The projection optical system of Example 1 is configured to perform focus adjustment by moving only the second lens group G2 and the third lens group G3 as the lens group in the optical axis direction. The reflection optical system 2 of the projection optical system according to the first embodiment includes a single reflection mirror 4 having an aspherical shape. All the optical surfaces constituting the refractive optical system 1 and the reflective optical system 2 of the projection optical system of Embodiment 1 are configured as rotationally symmetric surfaces.
表１の上段の表に実施例１の投写光学系の基本レンズデータを示す。この表では、Ｓｉの欄には最も縮小側の構成要素の縮小側の面を１番目として拡大側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、Ｎｄｊの欄には最も縮小側の構成要素を１番目として拡大側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）のレンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線に対するアッベ数を示している。 Table 1 shows basic lens data of the projection optical system of Example 1. In this table, the Si column shows the i-th (i = 1, 2, 3,...) Surface number that sequentially increases toward the enlargement side, with the reduction-side surface of the most contracted component as the first. The Ri column shows the radius of curvature of the i-th surface, and the Di column shows the surface spacing on the optical axis Z between the i-th surface and the i + 1-th surface. Also, in the Ndj column, the component on the most reduction side is the first, and the d-line (wavelength 587.6 nm) of the jth lens (j = 1, 2, 3,...) That increases sequentially toward the enlargement side. The refractive index is shown, and the column of νdj shows the Abbe number for the d-line of the j-th component.
この表には、カバーガラス６から反射ミラー４までの基本レンズデータを示しており、反射ミラー４のＮｄｊの欄には「反射面」と記載している。曲率半径の符号は、面形状が縮小側に凸の場合を正、拡大側に凸の場合を負としている。 In this table, basic lens data from the cover glass 6 to the reflecting mirror 4 is shown, and “reflecting surface” is described in the Ndj column of the reflecting mirror 4. The sign of the radius of curvature is positive when the surface shape is convex on the reduction side and negative when the surface shape is convex on the enlargement side.
表１のＤｉの欄の最下欄の可変４と記載された間隔は、反射ミラー４とスクリーンとの間隔であり、投写距離に対応するものである。投写距離に応じて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化するため、表１のこれらの間隔に相当する欄にはそれぞれ可変１、可変２、可変３と記入している。表１の下段の表に、投写距離に対応する可変４の値と、そのときの可変１、可変２、可変３の値を示す。反射ミラー４により光の進行方向が変わるため可変４は負の値で示している。なお、実施例１の投写光学系の絞り８の開口部の直径はφ３１．１ｍｍである。 The interval described as variable 4 in the bottom column of the Di column in Table 1 is the interval between the reflecting mirror 4 and the screen, and corresponds to the projection distance. The distance between the first lens group G1 and the second lens group G2, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 change according to the projection distance. Therefore, in the columns corresponding to these intervals in Table 1, variable 1, variable 2, and variable 3 are entered, respectively. The lower table of Table 1 shows the value of variable 4 corresponding to the projection distance and the values of variable 1, variable 2, and variable 3 at that time. Since the light traveling direction is changed by the reflecting mirror 4, the variable 4 is shown as a negative value. Note that the diameter of the opening of the diaphragm 8 of the projection optical system of Example 1 is 31.1 mm.
なお、基本レンズデータの長さの単位としてここではｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることも可能である。表１において、面番号に＊印が付いた面は非球面であり、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を示している。 Here, mm is used as the unit of length of the basic lens data, but other appropriate units can be used because the optical system can be used even with proportional enlargement or reduction. In Table 1, the surface numbered with * is an aspherical surface, and the value of the paraxial radius of curvature is shown in the column of the radius of curvature of the aspherical surface.
表２に実施例１の投写光学系の各非球面の非球面係数を示す。表２の非球面係数の数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は「×１０−ｎ」を意味し、「Ｅ＋ｎ」は「×１０ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数Ｋ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…）の値である。なお、下記各表では、所定の桁でまるめた数値を記載している。
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：光軸近傍の曲率
Ｋ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…）
Table 2 shows the aspheric coefficient of each aspheric surface of the projection optical system of Example 1. The numerical value “E−n” (n: integer) of the aspheric coefficient in Table 2 means “× 10 −n ”, and “E + n” means “× 10 n ”. The aspheric coefficient is a value of each coefficient K, Am (m = 3, 4, 5,...) In the aspheric expression represented by the following expression. In the following tables, numerical values rounded by a predetermined digit are shown.
Zd: Depth of aspheric surface (length of a perpendicular line drawn from a point on the aspherical surface at height h to a plane perpendicular to the optical axis where the aspherical vertex contacts)
h: Height (distance from the optical axis to the lens surface)
C: curvature K in the vicinity of the optical axis, Am: aspheric coefficient (m = 3, 4, 5,...)
図４Ａに投写距離が４６５ｍｍのときの実施例１の投写光学系によるスクリーン上でのスポットダイヤグラムを示す。図４Ａの各スポットダイヤグラムの枠の横幅が５０００μｍに対応する。各スポットダイヤグラムの図の左側に記載された丸付きの数字は、前述したように図３に示す画像表示素子３の表示面上での位置に対応している。図３のＸ、Ｙ座標値の単位はｍｍである。また、図４Ｂに投写距離が４６５ｍｍのときの実施例１の投写光学系によるスクリーン上での歪曲格子（Distortion Grid）を示す。 FIG. 4A shows a spot diagram on the screen by the projection optical system of Example 1 when the projection distance is 465 mm. The horizontal width of each spot diagram frame in FIG. 4A corresponds to 5000 μm. The numbers with circles on the left side of each spot diagram correspond to the positions on the display surface of the image display element 3 shown in FIG. 3 as described above. The unit of the X and Y coordinate values in FIG. 3 is mm. FIG. 4B shows a distortion grid on the screen by the projection optical system of Example 1 when the projection distance is 465 mm.
同様に、図５Ａ、図５Ｂにそれぞれ、投写距離が５７５ｍｍのときの実施例１の投写光学系によるスクリーン上でのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図６Ａ、図６Ｂにそれぞれ、投写距離が６８０ｍｍのときの実施例１の投写光学系によるスクリーン上でのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示す。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂはいずれも波長５５０ｎｍに関するものである。 Similarly, FIGS. 5A and 5B show spot diagrams and distorted gratings on the screen by the projection optical system of Example 1 when the projection distance is 575 mm. FIGS. 6A and 6B show the projection distance of 680 mm, respectively. The spot diagram on the screen by the projection optical system of Example 1 at this time, and a distortion grating are shown. 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, and 6B all relate to a wavelength of 550 nm.
なお、以下の実施例２〜８の説明において、実施例１のものと略同様のものについては重複説明を省略する。例えば、以下の実施例２〜８の投写光学系の構成図において、レンズの符号とレンズ群の符号を除き、実施例１のものと同一符号のものは、実施例１のものと略同一の機能および構成を有するものである。また、以下の実施例２〜８の投写光学系の表、スポットダイヤグラムにおける記号とその意味は実施例１のものと基本的に同様であり、スポットダイヤグラムと歪曲格子が波長５５０ｎｍに関するものである点についても、実施例１のものと同様である。 In addition, in description of the following Examples 2-8, duplication description is abbreviate | omitted about the thing substantially the same as the thing of Example 1. FIG. For example, in the configuration diagrams of the projection optical systems of Examples 2 to 8 below, the same reference numerals as those in Example 1 are substantially the same as those in Example 1 except for the reference numerals of lenses and lens groups. It has a function and a configuration. Further, the projection optical system tables in Examples 2 to 8 below, the symbols in the spot diagram and their meanings are basically the same as those in Example 1, and the spot diagram and the distorted grating relate to the wavelength of 550 nm. This is the same as in the first embodiment.
＜実施例２＞
図７に実施例２の投写光学系の構成を示す。実施例２にかかる投写光学系は、実施例１にかかる投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、屈折光学系の各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１のものと相違している。
<Example 2>
FIG. 7 shows the configuration of the projection optical system of the second embodiment. The projection optical system according to Example 2 has substantially the same configuration as the projection variable magnification optical system according to Example 1, but the lens configuration of each lens group of the refractive optical system is described below. This is different from that of the first embodiment.
第１レンズ群Ｇ１は、縮小側から順に、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ２および両凸形状のレンズＬ３の貼り合わせからなる接合レンズと、近軸領域で縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ４と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ５および縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ６の貼り合わせからなる接合レンズとが配列されて構成されている。 The first lens group G1 includes, in order from the reduction side, a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the reduction side, a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the reduction side, and a biconvex lens L3. A cemented lens, a positive meniscus lens L4 with a convex surface on the reduction side in the paraxial region, a negative meniscus lens L5 with a convex surface on the reduction side, and a positive meniscus shape with a convex surface on the reduction side A cemented lens formed by bonding the lens L6 is arranged.
第２レンズ群Ｇ２は、縮小側から順に、両凸形状のレンズＬ７と、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ８および縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ９の貼り合わせからなる接合レンズとが配列されて構成されている。 The second lens group G2 includes, in order from the reduction side, a biconvex lens L7, a positive meniscus lens L8 having a convex surface facing the reduction side, and a negative meniscus lens L9 having a convex surface facing the reduction side. And a cemented lens made of
第３レンズ群Ｇ３は、縮小側から順に、両凹形状のレンズＬ１０と、拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１１と、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１２とが配列されて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で両凹形状のレンズＬ１３から構成されている。絞り８は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。レンズＬ４、レンズＬ１２、レンズＬ１３は両側の面が非球面である。 The third lens group G3 includes, in order from the reduction side, a biconcave lens L10, a negative meniscus lens L11 having a convex surface on the enlargement side, and a positive meniscus shape having a convex surface on the enlargement side in the paraxial region. A lens L12 is arranged. The fourth lens group G4 includes a biconcave lens L13 in the paraxial region. The diaphragm 8 is disposed between the first lens group G1 and the second lens group G2. The lens L4, the lens L12, and the lens L13 have two aspheric surfaces.
表３、表４にそれぞれ、実施例２の投写光学系の基本レンズデータ、各非球面の非球面係数を示す。実施例２の投写光学系の絞り８の開口部の直径はφ２６．５ｍｍである。 Tables 3 and 4 show the basic lens data of the projection optical system of Example 2 and the aspheric coefficient of each aspheric surface, respectively. The diameter of the aperture of the stop 8 of the projection optical system of Example 2 is 26.5 mm.
図８Ａ、図８Ｂにそれぞれ、実施例２の投写光学系の投写距離が４５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図９Ａ、図９Ｂにそれぞれ、実施例２の投写光学系の投写距離が５５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図１０Ａ、図１０Ｂにそれぞれ、実施例２の投写光学系の投写距離が６９０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示す。 FIGS. 8A and 8B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of the second embodiment is 450 mm. FIGS. 9A and 9B show the projection distance of the projection optical system of the second embodiment. FIG. 10A and FIG. 10B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 2 is 690 mm, respectively.
＜実施例３＞
図１１に実施例３の投写光学系の構成を示す。実施例３にかかる投写光学系は、実施例１にかかる投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、屈折光学系の各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１のものと相違している。
<Example 3>
FIG. 11 shows the configuration of the projection optical system of Example 3. The projection optical system according to Example 3 has substantially the same configuration as the projection variable magnification optical system according to Example 1, but the lens configuration of each lens unit of the refractive optical system is described below. This is different from that of the first embodiment.
第１レンズ群Ｇ１は、縮小側から順に、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ２および両凸形状のレンズＬ３の貼り合わせからなる接合レンズと、近軸領域で縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ４と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ５および縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ６の貼り合わせからなる接合レンズと、絞り８と、両凸形状のレンズＬ７とが配列されて構成されている。 The first lens group G1 includes, in order from the reduction side, a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the reduction side, a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the reduction side, and a biconvex lens L3. A cemented lens, a positive meniscus lens L4 with a convex surface on the reduction side in the paraxial region, a negative meniscus lens L5 with a convex surface on the reduction side, and a positive meniscus shape with a convex surface on the reduction side A cemented lens formed by bonding the lens L6, a diaphragm 8, and a biconvex lens L7 are arranged.
第２レンズ群Ｇ２は、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ８および縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ９を縮小側からこの順に貼り合わせた接合レンズから構成されている。 The second lens group G2 includes a cemented lens in which a positive meniscus lens L8 having a convex surface facing the reduction side and a negative meniscus lens L9 having a convex surface facing the reduction side are bonded in this order from the reduction side. .
第３レンズ群Ｇ３は、縮小側から順に、両凹形状のレンズＬ１０と、拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１１と、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１２とが配列されて構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で両凹形状のレンズＬ１３から構成されている。レンズＬ４、レンズＬ１２、レンズＬ１３は両側の面が非球面である。 The third lens group G3 includes, in order from the reduction side, a biconcave lens L10, a negative meniscus lens L11 having a convex surface on the enlargement side, and a positive meniscus shape having a convex surface on the enlargement side in the paraxial region. A lens L12 is arranged. The fourth lens group G4 includes a biconcave lens L13 in the paraxial region. The lens L4, the lens L12, and the lens L13 have two aspheric surfaces.
表５、表６にそれぞれ、実施例３の投写光学系の基本レンズデータ、各非球面の非球面係数を示す。実施例３の投写光学系の絞り８の開口部の直径はφ２７．１ｍｍである。 Tables 5 and 6 show the basic lens data of the projection optical system of Example 3 and the aspheric coefficient of each aspheric surface, respectively. The diameter of the aperture of the diaphragm 8 of the projection optical system of Example 3 is φ27.1 mm.
図１２Ａ、図１２Ｂにそれぞれ、実施例３の投写光学系の投写距離が４５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図１３Ａ、図１３Ｂにそれぞれ、実施例３の投写光学系の投写距離が５５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図１４Ａ、図１４Ｂにそれぞれ、実施例３の投写光学系の投写距離が７００ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示す。 12A and 12B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 3 is 450 mm, respectively. FIGS. 13A and 13B show the projection distance of the projection optical system of Example 3 respectively. FIG. 14A and FIG. 14B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 3 is 700 mm, respectively.
＜実施例４＞
図１５に実施例４の投写光学系の構成を示す。実施例４にかかる投写光学系は、実施例１にかかる投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、屈折光学系の各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１のものと相違している。
<Example 4>
FIG. 15 shows the configuration of the projection optical system of Example 4. The projection optical system according to Example 4 has substantially the same configuration as the projection variable magnification optical system according to Example 1, but the lens configuration of each lens unit of the refractive optical system is described below. This is different from that of the first embodiment.
第１レンズ群Ｇ１は、縮小側から順に、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ２および両凸形状のレンズＬ３の貼り合わせからなる接合レンズと、近軸領域で縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ４と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ５および縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ６の貼り合わせからなる接合レンズとが配列されて構成されている。 The first lens group G1 includes, in order from the reduction side, a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the reduction side, a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the reduction side, and a biconvex lens L3. A cemented lens, a positive meniscus lens L4 with a convex surface on the reduction side in the paraxial region, a negative meniscus lens L5 with a convex surface on the reduction side, and a positive meniscus shape with a convex surface on the reduction side A cemented lens formed by bonding the lens L6 is arranged.
第２レンズ群Ｇ２は、縮小側から順に、両凸形状のレンズＬ７と、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ８および縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ９の貼り合わせからなる接合レンズと、両凹形状のレンズＬ１０と、拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１１とが配列されて構成されている。 The second lens group G2 includes, in order from the reduction side, a biconvex lens L7, a positive meniscus lens L8 having a convex surface facing the reduction side, and a negative meniscus lens L9 having a convex surface facing the reduction side. The lens is composed of a cemented lens, a biconcave lens L10, and a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the enlargement side.
第３レンズ群Ｇ３は、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１２から構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で両凹形状のレンズＬ１３から構成されている。絞り８は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。レンズＬ４、レンズＬ１２、レンズＬ１３は両側の面が非球面である。 The third lens group G3 includes a positive meniscus lens L12 having a convex surface facing the enlargement side in the paraxial region. The fourth lens group G4 includes a biconcave lens L13 in the paraxial region. The diaphragm 8 is disposed between the first lens group G1 and the second lens group G2. The lens L4, the lens L12, and the lens L13 have two aspheric surfaces.
表７、表８にそれぞれ、実施例４の投写光学系の基本レンズデータ、各非球面の非球面係数を示す。実施例４の投写光学系の絞り８の開口部の直径はφ２９．９ｍｍである。 Tables 7 and 8 show basic lens data of the projection optical system of Example 4 and aspheric coefficients of the aspheric surfaces, respectively. The diameter of the aperture of the diaphragm 8 of the projection optical system of Example 4 is φ29.9 mm.
図１６Ａ、図１６Ｂにそれぞれ、実施例４の投写光学系の投写距離が４５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図１７Ａ、図１７Ｂにそれぞれ、実施例４の投写光学系の投写距離が５５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図１８Ａ、図１８Ｂにそれぞれ、実施例４の投写光学系の投写距離が６８５ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示す。 FIGS. 16A and 16B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 4 is 450 mm. FIGS. 17A and 17B show the projection distances of the projection optical system of Example 4 respectively. FIG. 18A and FIG. 18B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 4 is 685 mm, respectively.
＜実施例５＞
図１９に実施例５の投写光学系の構成を示す。実施例５にかかる投写光学系は、実施例１にかかる投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、屈折光学系の各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１のものと相違している。
<Example 5>
FIG. 19 shows the configuration of the projection optical system of Example 5. The projection optical system according to Example 5 has substantially the same configuration as the projection variable magnification optical system according to Example 1, but the lens configuration of each lens unit of the refractive optical system is described below. This is different from that of the first embodiment.
第１レンズ群Ｇ１は、縮小側から順に、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ２および両凸形状のレンズＬ３の貼り合わせからなる接合レンズと、近軸領域で縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ４と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ５および縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ６の貼り合わせからなる接合レンズとが配列されて構成されている。 The first lens group G1 includes, in order from the reduction side, a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the reduction side, a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the reduction side, and a biconvex lens L3. A cemented lens, a positive meniscus lens L4 with a convex surface on the reduction side in the paraxial region, a negative meniscus lens L5 with a convex surface on the reduction side, and a positive meniscus shape with a convex surface on the reduction side A cemented lens formed by bonding the lens L6 is arranged.
第２レンズ群Ｇ２は、両凸形状のレンズＬ７から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、縮小側から順に、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ８および縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ９の貼り合わせからなる接合レンズと、両凹形状のレンズＬ１０と、拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１１と、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１２とが配列されて構成されている。 The second lens group G2 includes a biconvex lens L7. The third lens group G3 includes, in order from the reduction side, a cemented lens formed by bonding a positive meniscus lens L8 having a convex surface on the reduction side and a negative meniscus lens L9 having a convex surface on the reduction side, and a biconcave lens. A lens L10 having a shape, a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the enlargement side, and a positive meniscus lens L12 having a convex surface facing the magnification side in the paraxial region are arranged.
第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で両凹形状のレンズＬ１３から構成されている。絞り８は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。レンズＬ４、レンズＬ１２、レンズＬ１３は両側の面が非球面である。 The fourth lens group G4 includes a biconcave lens L13 in the paraxial region. The diaphragm 8 is disposed between the first lens group G1 and the second lens group G2. The lens L4, the lens L12, and the lens L13 have two aspheric surfaces.
表９、表１０にそれぞれ、実施例５の投写光学系の基本レンズデータ、各非球面の非球面係数を示す。実施例５の投写光学系の絞り８の開口部の直径はφ２７．６ｍｍである。 Tables 9 and 10 show basic lens data of the projection optical system of Example 5 and aspheric coefficients of the aspheric surfaces, respectively. The diameter of the aperture of the diaphragm 8 of the projection optical system of Example 5 is 27.6 mm.
図２０Ａ、図２０Ｂにそれぞれ、実施例５の投写光学系の投写距離が４５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図２１Ａ、図２１Ｂにそれぞれ、実施例５の投写光学系の投写距離が５５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図２２Ａ、図２２Ｂにそれぞれ、実施例５の投写光学系の投写距離が６８５ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示す。 20A and 20B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 5 is 450 mm, respectively. FIGS. 21A and 21B show the projection distance of the projection optical system of Example 5 respectively. FIG. 22A and FIG. 22B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 5 is 685 mm, respectively.
＜実施例６＞
図２３に実施例６の投写光学系の構成を示す。実施例６にかかる投写光学系は、実施例１にかかる投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、屈折光学系の各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１のものと相違している。
<Example 6>
FIG. 23 shows the configuration of the projection optical system of Example 6. The projection optical system according to Example 6 has substantially the same configuration as the projection variable magnification optical system according to Example 1, but the lens configuration of each lens unit of the refractive optical system is described below. This is different from that of the first embodiment.
第１レンズ群Ｇ１は、縮小側から順に、両凸形状のレンズＬ１と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ２および縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ３の貼り合わせからなる接合レンズと、近軸領域で縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ４と、両凹形状のレンズＬ５および両凸形状のレンズＬ６の貼り合わせからなる接合レンズと、絞り８と、両凸形状のレンズＬ７とが配列されて構成されている。 The first lens group G1 includes, in order from the reduction side, a biconvex lens L1, a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the reduction side, and a positive meniscus lens L3 having a convex surface facing the reduction side. A cemented lens comprising: a cemented lens formed by bonding a biconcave lens L5 and a biconvex lens L6; a diaphragm 8; A biconvex lens L7 is arranged.
第２レンズ群Ｇ２は、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ８から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状のレンズＬ９から構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、縮小側から順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１０と、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１１と、近軸領域で拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１２とが配列されて構成されている。レンズＬ４、レンズＬ１１、レンズＬ１２は両側の面が非球面である。 The second lens group G2 includes a positive meniscus lens L8 having a convex surface directed toward the reduction side. The third lens group G3 includes a biconcave lens L9. The fourth lens group G4 includes, in order from the reduction side, a negative meniscus lens L10 having a convex surface on the enlargement side, a positive meniscus lens L11 having a convex surface on the enlargement side in the paraxial region, and a paraxial region. A negative meniscus lens L12 having a convex surface facing the enlargement side is arranged. The lens L4, the lens L11, and the lens L12 have two aspheric surfaces.
表１１、表１２にそれぞれ、実施例６の投写光学系の基本レンズデータ、各非球面の非球面係数を示す。実施例６の投写光学系の絞り８の開口部の直径はφ３０．０４ｍｍである。 Tables 11 and 12 show the basic lens data of the projection optical system of Example 6 and the aspheric coefficient of each aspheric surface, respectively. The diameter of the opening of the stop 8 of the projection optical system of Example 6 is φ30.04 mm.
図２４Ａ、図２４Ｂにそれぞれ、実施例６の投写光学系の投写距離が４６０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図２５Ａ、図２５Ｂにそれぞれ、実施例６の投写光学系の投写距離が５８０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図２６Ａ、図２６Ｂにそれぞれ、実施例６の投写光学系の投写距離が６９５ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示す。 24A and 24B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 6 is 460 mm, respectively. FIGS. 25A and 25B show the projection distance of the projection optical system of Example 6 respectively. FIG. 26A and FIG. 26B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 6 is 695 mm, respectively.
＜実施例７＞
図２７に実施例７の投写光学系の構成を示す。実施例７にかかる投写光学系は、実施例１にかかる投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、屈折光学系の各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１のものと相違している。
<Example 7>
FIG. 27 shows the configuration of the projection optical system of Example 7. The projection optical system according to Example 7 has substantially the same configuration as the projection variable magnification optical system according to Example 1, but the lens configuration of each lens unit of the refractive optical system is described below. This is different from that of the first embodiment.
第１レンズ群Ｇ１は、縮小側から順に、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ２および縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ３の貼り合わせからなる接合レンズと、近軸領域で両凸形状のレンズＬ４と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ５および縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ６の貼り合わせからなる接合レンズとが配列されて構成されている。 The first lens group G1, in order from the reduction side, includes a positive meniscus lens L1 having a convex surface on the reduction side, a negative meniscus lens L2 having a convex surface on the reduction side, and a positive meniscus having a convex surface on the reduction side. A cemented lens formed by bonding a lens L3 having a shape, a biconvex lens L4 in a paraxial region, a negative meniscus lens L5 having a convex surface on the reduction side, and a positive meniscus shape having a convex surface on the reduction side A cemented lens formed by bonding the lens L6 is arranged.
第２レンズ群Ｇ２は、両凸形状のレンズＬ７から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状のレンズＬ８および両凹形状のレンズＬ９を縮小側からこの順に貼り合わせた接合レンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、縮小側から順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１０および拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１１の貼り合わせからなる接合レンズと、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１２と、近軸領域で両凹形状のレンズＬ１３とが配列されて構成されている。絞り８は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。レンズＬ４、レンズＬ１２、レンズＬ１３は両側の面が非球面である。 The second lens group G2 includes a biconvex lens L7. The third lens group G3 includes a cemented lens in which a biconvex lens L8 and a biconcave lens L9 are bonded together in this order from the reduction side. The fourth lens group G4 includes, in order from the reduction side, a cemented lens formed by bonding a negative meniscus lens L10 having a convex surface on the enlargement side and a positive meniscus lens L11 having a convex surface on the enlargement side, and a paraxial A positive meniscus lens L12 having a convex surface facing the enlargement side in the region and a biconcave lens L13 in the paraxial region are arranged. The diaphragm 8 is disposed between the first lens group G1 and the second lens group G2. The lens L4, the lens L12, and the lens L13 have two aspheric surfaces.
表１３、表１４にそれぞれ、実施例７の投写光学系の基本レンズデータ、各非球面の非球面係数を示す。実施例７の投写光学系の絞り８の開口部の直径はφ２６．０ｍｍである。 Tables 13 and 14 show the basic lens data of the projection optical system of Example 7 and the aspheric coefficient of each aspheric surface, respectively. The diameter of the aperture of the stop 8 of the projection optical system of Example 7 is φ26.0 mm.
図２８Ａ、図２８Ｂにそれぞれ、実施例７の投写光学系の投写距離が４４０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図２９Ａ、図２９Ｂにそれぞれ、実施例７の投写光学系の投写距離が５３５ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図３０Ａ、図３０Ｂにそれぞれ、実施例７の投写光学系の投写距離が６５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示す。 28A and 28B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 7 is 440 mm, respectively. FIGS. 29A and 29B show the projection distance of the projection optical system of Example 7 respectively. A spot diagram and a distorted grating at 535 mm are shown, and FIGS. 30A and 30B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 7 is 650 mm, respectively.
＜実施例８＞
図３１に実施例８の投写光学系の構成を示す。実施例８にかかる投写光学系は、実施例１にかかる投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、屈折光学系の各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１のものと相違している。
<Example 8>
FIG. 31 shows the configuration of the projection optical system of the eighth embodiment. The projection optical system according to Example 8 has substantially the same configuration as the projection variable magnification optical system according to Example 1, but the lens configuration of each lens unit of the refractive optical system is described below. This is different from that of the first embodiment.
第１レンズ群Ｇ１は、縮小側から順に、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１と、近軸領域で縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ２と、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ３および両凸形状のレンズＬ４の貼り合わせからなる接合レンズと、近軸領域で両凸形状のレンズＬ５と、両凹形状のレンズＬ６および両凸形状のレンズＬ７の貼り合わせからなる接合レンズとが配列されて構成されている。 The first lens group G1 includes, in order from the reduction side, a positive meniscus lens L1 having a convex surface on the reduction side, a positive meniscus lens L2 having a convex surface on the reduction side in the paraxial region, and a convex surface on the reduction side. A cemented lens formed by bonding a negative meniscus lens L3 and a biconvex lens L4 facing each other, a biconvex lens L5 in the paraxial region, a biconcave lens L6, and a biconvex lens L7. And a cemented lens formed by bonding the two.
第２レンズ群Ｇ２は、縮小側から順に、両凸形状のレンズＬ８と、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ９とが配列されて構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、縮小側から順に、両凸形状のレンズＬ１０と、両凹形状のレンズＬ１１および両凸形状のレンズＬ１２の貼り合わせからなる接合レンズと、両凹形状のレンズＬ１３とが配列されて構成されている。 The second lens group G2 includes, in order from the reduction side, a biconvex lens L8 and a positive meniscus lens L9 having a convex surface facing the reduction side. The third lens group G3 includes, in order from the reduction side, a biconvex lens L10, a cemented lens formed by bonding a biconcave lens L11 and a biconvex lens L12, and a biconcave lens L13. It is arranged and configured.
第４レンズ群Ｇ４は、縮小側から順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１４と、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１５と、近軸領域で拡大側に平面を向けた平凹形状のレンズＬ１６とが配列されて構成されている。レンズＬ２、レンズＬ５、レンズＬ１５、レンズＬ１６は両側の面が非球面である。絞り８はレンズＬ９の縮小側の面と一致している。 The fourth lens group G4 includes, in order from the reduction side, a negative meniscus lens L14 having a convex surface on the enlargement side, a positive meniscus lens L15 having a convex surface on the enlargement side in the paraxial region, and a paraxial region. A plano-concave lens L16 having a flat surface facing the enlargement side is arranged. The lens L2, the lens L5, the lens L15, and the lens L16 have aspheric surfaces on both sides. The diaphragm 8 coincides with the reduction side surface of the lens L9.
表１５、表１６にそれぞれ、実施例８の投写光学系の基本レンズデータ、各非球面の非球面係数を示す。実施例８の投写光学系の絞り８の開口部の直径はφ２９．９ｍｍである。 Tables 15 and 16 show basic lens data of the projection optical system of Example 8 and aspheric coefficients of the aspheric surfaces, respectively. The diameter of the aperture of the stop 8 of the projection optical system of Example 8 is 29.9 mm.
図３２Ａ、図３２Ｂにそれぞれ、実施例８の投写光学系の投写距離が４５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図３３Ａ、図３３Ｂにそれぞれ、実施例８の投写光学系の投写距離が５５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示し、図３４Ａ、図３４Ｂにそれぞれ、実施例８の投写光学系の投写距離が６５０ｍｍのときのスポットダイヤグラム、歪曲格子を示す。 32A and 32B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 8 is 450 mm, respectively. FIGS. 33A and 33B show the projection distance of the projection optical system of Example 8 respectively. A spot diagram and a distorted grating at 550 mm are shown, and FIGS. 34A and 34B show a spot diagram and a distorted grating when the projection distance of the projection optical system of Example 8 is 650 mm, respectively.
上述の実施例１〜８は、各実施例のスポットダイヤグラム、歪曲格子からわかるように、諸収差が良好に補正されて、高性能な投写光学系となっている。 Examples 1 to 8 described above are high-performance projection optical systems in which various aberrations are well corrected, as can be seen from the spot diagrams and distorted gratings of the examples.
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明の投写光学系の各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数の値は、適宜変更することが可能である。本発明の屈折光学系はレンズのみからなるものに限定されず、レンズ群が反射素子や回折光学素子を含むものであってもよい。また、本発明の投写型表示装置に用いられるライトバルブや、光束分離または光束合成に用いられる光学部材は、上記構成に限定されず、種々の態様の変更が可能である。 The present invention has been described with reference to the embodiment and examples. However, the present invention is not limited to the above embodiment and example, and various modifications can be made. For example, the values of the radius of curvature, the surface spacing, the refractive index, the Abbe number, and the aspheric coefficient of each lens of the projection optical system of the present invention can be changed as appropriate. The refractive optical system of the present invention is not limited to a lens only, and the lens group may include a reflective element and a diffractive optical element. In addition, the light valve used in the projection display device of the present invention and the optical member used for light beam separation or light beam synthesis are not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made.
１ 屈折光学系
２ 反射光学系
３ 画像表示素子
４ 反射ミラー
５ スクリーン
６ カバーガラス
７ ガラスブロック
８ 絞り
１０ 投写光学系
１１、１２、１３ 光束
１１ｓ 下光線
１３ｕ 上光線
１４ 交点
２０ 光源
３０ 照明光学系
３１ａ〜３１ｃ 透過型液晶パネル
３２、３３ ダイクロイックミラー
３４ クロスダイクロイックプリズム
３６ａ〜３６ｃ コンデンサレンズ
３８ａ〜３８ｃ 全反射ミラー
１００ 投写型表示装置
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｌ１〜Ｌ１６ レンズ
Ｚ 光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refraction optical system 2 Reflection optical system 3 Image display element 4 Reflection mirror 5 Screen 6 Cover glass 7 Glass block 8 Aperture 10 Projection optical system 11, 12, 13 Light beam 11s Lower light beam 13u Upper light beam 14 Intersection 20 Light source 30 Illumination optical system 31a ˜31c Transmission type liquid crystal panel 32, 33 Dichroic mirror 34 Cross dichroic prism 36a to 36c Condenser lens 38a to 38c Total reflection mirror 100 Projection display device G1 First lens group G2 Second lens group G3 Third lens group G4 Fourth lens Group L1-L16 Lens Z Optical axis
Claims (4)
前記投写光学系は、縮小側から順に、実質的に４つのレンズ群からなる屈折光学系と、負のパワーを持つ反射光学系とを備え、
前記屈折光学系と前記反射光学系とは共通の光軸を有し、
前記屈折光学系および前記反射光学系を構成する全ての光学面が、回転対称面で構成され、
前記画像表示素子の前記画像を表示する表示面の中心が前記光軸に対して偏心して配置され、前記表示面の中心の拡大側共役位置が前記光軸に対して鉛直上方に位置しているとき、前記共役像の下端中央に結像する光束の下光線と、前記共役像の上端中央に結像する光束の上光線との交点のうち、前記屈折光学系よりも拡大側の光路にある交点全てが、前記屈折光学系の最も前記反射光学系に近いレンズ面の面頂点よりも縮小側に位置し、
前記屈折光学系の前記４つのレンズ群のうち、縮小側から２番目および３番目のレンズ群のみを光軸方向に移動させることによりフォーカス調整を行うように構成されていることを特徴とする投写型表示装置。 A projection display apparatus comprising: an image display element that displays an image on a reduction-side conjugate plane; and a projection optical system that projects the image as a conjugate image on an enlargement-side conjugate plane.
The projection optical system includes, in order from the reduction side, a refractive optical system substantially composed of four lens groups, and a reflective optical system having negative power,
The refractive optical system and the reflective optical system have a common optical axis,
All optical surfaces constituting the refractive optical system and the reflective optical system are constituted by rotationally symmetric surfaces,
The center of the display surface for displaying the image of the image display element is arranged eccentrically with respect to the optical axis, and the enlargement side conjugate position of the center of the display surface is located vertically above the optical axis. At the intersection of the lower ray of the light beam formed at the center of the lower end of the conjugate image and the upper ray of the light beam formed at the center of the upper end of the conjugate image, the light path is on the enlargement side of the refractive optical system. All the intersections are located on the reduction side of the surface vertex of the lens surface closest to the reflective optical system of the refractive optical system,
Projection configured to perform focus adjustment by moving only the second and third lens groups from the reduction side in the optical axis direction among the four lens groups of the refractive optical system. Type display device.
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