JP6340889B2 - 投射用ズーム光学系および画像表示装置 - Google Patents
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Description
(1) 5.0 < D M1−L11 /|FW|< 10.0
(2) 4.0 < D M1−L11 /|FT|< 8.0
の少なくとも一方を満足する。
上記各図において、符号M1は「凸面ミラー」を示す。
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2と第5レンズ群G5は何れも負の屈折力を有し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4は正の屈折力を有する。
屈折光学系が5レンズ群構成の場合は、変倍に際して、第2レンズ群G2が「画像表示面」の側に、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5が凸面ミラーM1側に移動する。
この場合、凸面ミラーM1と第1レンズ群G1と第3レンズ群G3とは移動しない。
また、後述の実施例にも示すように、屈折光学系を構成する4群以上のレンズ群の隣接する群の間隔が変倍に際して変化する。
(2) 4.0 < DM1−L11/|FT| < 8.0 。
(4) 1.0 < FLT/FLW < 2.0 。
条件(4)のパラメータが1の場合は、固定焦点となる。
条件(4)の上限値を超えると、倍率色収差が、特に望遠端で大きく発生し易くなる。
屈折光学系4と照明系2のスペースの上記の如き関係上、屈折光学系4のバックフォーカスをある程度確保する必要がある。
実施例6のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、DMD3に最も近い第4レンズ群G4が拡大側に移動する。
従って、変倍中においてもバックフォーカスは十分に大きく確保される。
この発明のように、凸面ミラーを用いると、画像表示素子からスクリーンに至る光路上に中間像は存在しない。
Fno:開口数
R:曲率半径(非球面にあっては「近軸曲率半径」)
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
ωW:広角端における半画角
BF:バックフォーカス 。
+C4・H4+C6・H6+C8・H8+C10・H10+・・・ 。
実施例1の投射用ズーム光学系は、図1に示したものである。
DMDの高さ方向の上端と下端からの出た光線が屈折光学系を介して凸面ミラーM1に反射され、スクリーン側に投射されることを示している。
実施例のデータを表1に示す。
非球面のデータを表2に示す。
条件(1)〜(4)のパラメータの値を表4に示す。
図3において、上段は「広角端(広角と表示)」、中段は「中間焦点距離(中間と表示)、下段は「望遠端(望遠と表示)」における収差を示している。
「非点収差」の図における「T」はタンジェンシアル、「S」はサジタルの各光線に対するものであることを示す。
実施例2の投射用ズーム光学系は、図4に示したものである。
実施例のデータを表5に示す。
非球面のデータを表6に示す。
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表8に示す。
実施例3の投射用ズーム光学系は、図7に示したものである。
図7に示すように、図の右側から、凸面ミラーM1(MG)、第1レンズ群G1ないし第5レンズ群G5レンズ群が配されている。
実施例のデータを表9に示す。
非球面のデータを表10に示す。
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表12に示す。
実施例4の投射用ズーム光学系は、図10に示したものである。
実施例のデータを表13に示す。
非球面のデータを表14に示す。
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表16に示す。
実施例5の投射用ズーム光学系は、図13に示したものである。
実施例のデータを表17に示す。
非球面のデータを表18に示す。
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表20に示す。
実施例6の投射用ズーム光学系は、図16に示したものである。
負メニスカスレンズL43と正メニスカスレンズL44は接合されている。
実施例のデータを表21に示す。
非球面のデータを表22に示す。
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表24に示す。
実施例1〜6では、収差図に示す如く、歪曲収差が「積極的に小さく補正する」ことができている。
画像表示素子の画像表示面に表示された画像を被投射面に拡大画像として投射する画像表示装置の投射光学系を構成する投射用ズーム光学系であって、変倍の際に隣り合う群の間隔が変化する4群以上のレンズ群G1〜G4、ないし、G5又はそれ以上で構成され、画像表示素子側に配置される屈折光学系と、該屈折光学系の拡大側に配置されて負の屈折力を有する凸面ミラーM1とからなり、全系で正の屈折力を有し、屈折光学系の一部のレンズ群が光軸上で移動することにより、変倍が行われ、前記凸面ミラーと前記屈折光学系の最も凸面ミラー側のレンズ群との光軸上の空気間隔:D M1−L11 、光学系全系の、広角端における焦点距離:FW、望遠端における焦点距離:FTが条件:
(1) 5.0 < D M1−L11 /|FW|< 10.0
(2) 4.0 < D M1−L11 /|FT|< 8.0
の少なくとも一方を満足する投射用ズーム光学系。
[1]に記載の投射用ズーム光学系において、屈折光学系の一部のレンズ群G1が光軸上で移動することにより、フォーカシングが行われる投射用ズーム光学系。
[1]または[2]に記載の投射用ズーム光学系において、凸面ミラーM1の反射面形状が非球面形状である投射用ズーム光学系。
[1]ないし[3]の何れか1に記載の投射用ズーム光学系において、広角端における、屈折光学系の焦点距離:FLW、凸面ミラーから画像表示面までの光軸上の距離:OALが、条件:
(3) 12.0 < OAL/|FLW| < 15.0
を満足する投射用ズーム光学系。
[1]ないし[4]の何れか1に記載の投射用ズーム光学系において、広角端における屈折光学系の焦点距離:FLWおよび、望遠端における屈折光学系の焦点距離:FTが、条件:
(4) 1.0 < FLT/FLW < 2.0
を満足する投射用ズーム光学系。
[1]ないし[5]の何れか1に記載の投射用ズーム光学系において、屈折光学系が、凸面ミラーM1の側から画像表示面の側へ向かって順次、負の屈折力の第1レンズ群G1、負の屈折力の第2レンズ群G2、正の屈折力の第3レンズ群G3、正の屈折力の第4レンズ群G4、負の屈折力の第5レンズ群G5を配してなり、変倍に際して、第1レンズ群G1と第3レンズ群G3を除く他の3レンズ群G2、G4、G5が光軸方向へ移動し、凸面ミラーM1が不動である投射用ズーム光学系。
[1]ないし[5]の何れか1に記載の投射用ズーム光学系において、屈折光学系が、凸面ミラーM1の側から画像表示面の側へ向かって順次、負の屈折力の第1レンズ群G1、負の屈折力の第2レンズ群G2、正の屈折力の第3レンズ群G3、正の屈折力の第4レンズ群G4を配してなり、変倍に際して、第1レンズ群G1を除く他の3レンズ群G2、G3、G4が光軸方向へ移動し、凸面ミラーM1が不動である投射用ズーム光学系。
[6]または[7]記載の投射用ズーム光学系において、第1レンズ群G1の光軸方向における移動によりフォーカシングが行われる投射用ズーム光学系。
拡大投射するべき画像を画像表示素子の画像表示面に表示し、表示された画像を投射光学系により被投射面上に拡大画像として投射する画像表示装置であって、投射光学系として、[1]ないし[8]の何れか1に記載の投射用ズーム光学系を用いる画像表示装置。
[9]記載の画像表示装置において、光源21と、該光源からの光で画像表示素子3の画像表示面を照明する照明光学系CL、CW、Mと、を有する画像表示装置。
例えば、画像表示素子は、上に例示したDMDに限らず、液晶パネル等でもよく、また「自己発光機能がなく照明光学系を必要とするもの」に限らず、発光素子アレイの如く自己発光機能を持つものを用いることもできる。
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
G5 第5レンズ群
Claims (10)
- 画像表示素子の画像表示面に表示された画像を被投射面に拡大画像として投射する画像表示装置の投射光学系を構成する投射用ズーム光学系であって、
変倍の際に隣り合う群の間隔が変化する4群以上のレンズ群で構成され、画像表示素子側に配置される屈折光学系と、該屈折光学系の拡大側に配置されて負の屈折力を有する凸面ミラーとからなり、全系で正の屈折力を有し、
屈折光学系の一部のレンズ群が光軸上で移動することにより、変倍が行われ、
前記凸面ミラーと前記屈折光学系の最も凸面ミラー側のレンズ群との光軸上の空気間隔:D M1−L11 、光学系全系の、広角端における焦点距離:FW、望遠端における焦点距離:FTが条件:
(1) 5.0 < D M1−L11 /|FW|< 10.0
(2) 4.0 < D M1−L11 /|FT|< 8.0
の少なくとも一方を満足する投射用ズーム光学系。 - 請求項1記載の投射用ズーム光学系において、
屈折光学系の一部のレンズ群が光軸上で移動することにより、フォーカシングが行われる投射用ズーム光学系。 - 請求項1または2に記載の投射用ズーム光学系において、
凸面ミラーの反射面形状が非球面形状である投射用ズーム光学系。 - 請求項1ないし3の何れか1項に記載の投射用ズーム光学系において、
広角端における、屈折光学系の焦点距離:FLW、凸面ミラーから画像表示面までの光軸上の距離:OALが、条件:
(3) 12.0 < OAL/|FLW|< 15.0
を満足する投射用ズーム光学系。 - 請求項1ないし4の何れか1項に記載の投射用ズーム光学系において、広角端における屈折光学系の焦点距離:FLWおよび、望遠端における屈折光学系の焦点距離:FTが、条件:
(4) 1.0 < FLT/FLW < 2.0
を満足することを特徴とする投射用ズーム光学系。 - 請求項1ないし5の何れか1項に記載の投射用ズーム光学系において、
屈折光学系が、凸面ミラーの側から画像表示面の側へ向かって順次、負の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群を配してなり、
変倍に際して、第1レンズ群と第3レンズ群を除く他の3レンズ群が光軸方向へ移動し、凸面ミラーが不動である投射用ズーム光学系。 - 請求項1ないし5の何れか1項に記載の投射用ズーム光学系において、
屈折光学系が、凸面ミラーの側から画像表示面の側へ向かって順次、負の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群を配してなり、
変倍に際して、第1レンズ群を除く他の3レンズ群が光軸方向へ移動し、凸面ミラーが不動である投射用ズーム光学系。 - 請求項6または7記載の投射用ズーム光学系において、
第1レンズ群の光軸方向における移動によりフォーカシングが行われる投射用ズーム光学系。 - 拡大投射するべき画像を画像表示素子の画像表示面に表示し、表示された画像を投射光学系により被投射面上に拡大画像として投射する画像表示装置であって、
投射光学系として、請求項1ないし8の何れか1項に記載の投射用ズーム光学系を用いる画像表示装置。 - 請求項9記載の画像表示装置において、
光源と、該光源からの光で画像表示素子の画像表示面を照明する照明光学系と、を有する画像表示装置。
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