JP6598050B2 - Projection device and projection system - Google Patents
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Description
本発明は、画像表示素子に表示される画像をスクリーン等の被投射面に拡大投射するための投射装置およびその投射装置と前記スクリーンを含む投射システムに関するものである。 The present invention relates to a projection device for enlarging and projecting an image displayed on an image display element onto a projection surface such as a screen, and a projection system including the projection device and the screen.
投射装置は、DMD(Digital Micromirror Deviceの略称)や液晶表示パネル等のライトバルブと称される画像表示素子の表示画面を照明し、画像表示素子の表示画像の拡大像を投射光学系によって、被投射面を形成するスクリーンに投影するように構成されている。
特に最近では、投射距離を短く、大画面を表示できる超短投射距離のフロント投射型プロジェクタの需要が高まってきている。小型で超短投射距離を実現する手段として、屈折光学系と曲面ミラーを組み合わせたものが、例えば、特許文献1(特開2007−079524号公報)、特許文献2(特開2009−251458号公報)、特許文献3(特開2011−242606号公報)、特許文献4(特開2009−216883号公報)等で提案されている。
近年、このような超短投射プロジェクタにおいても、高輝度化の要望は強くなってきていることから、同時にランプや電源からの熱、光線を吸収することによって発生する熱により、温度特性を十分考慮した光学系が求められる。
The projection device illuminates a display screen of an image display element called a light valve such as a DMD (Digital Micromirror Device) or a liquid crystal display panel, and an enlarged image of a display image of the image display element is received by a projection optical system. It is comprised so that it may project on the screen which forms a projection surface.
In recent years, in particular, there has been an increasing demand for front projection projectors having a short projection distance and a very short projection distance capable of displaying a large screen. As a means for realizing a small and ultra-short projection distance, a combination of a refractive optical system and a curved mirror is disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-079524) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-251458). ), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-242606), Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-216883), and the like.
In recent years, even in such ultra-short projection projectors, there is a strong demand for higher brightness. At the same time, sufficient consideration is given to temperature characteristics due to the heat generated by absorbing light from the lamp and power supply. An optical system is required.
特に、超短投射距離のプロジェクタにおいては、投射角度が大きいため、周辺部、特に屈折光学系が共有する軸である光軸から最も離れた点での焦点深度が数センチ程度しかなく、従来のフロントプロジェクタに比べて非常に狭くなっている。このことから、従来のプロジェクタでは大きな問題にならなかった前記温度上昇による像面湾曲の発生で、画面周辺部の焦点位置が大きくズレてしまい、解像劣化が著しくなるという大きな問題が顕在してきた。
しかしながら、特許文献1から4においては、温度上昇による像面湾曲の補正については、何ら記載されておらず、昨今のプロジェクタの仕様を考えた場合不十分である。
In particular, in a projector with an ultra short projection distance, since the projection angle is large, the depth of focus is only about several centimeters at the point farthest from the optical axis, which is the axis shared by the peripheral part, particularly the refractive optical system. It is very narrow compared to the front projector. For this reason, the occurrence of curvature of field due to the temperature rise, which has not been a major problem with conventional projectors, has resulted in a significant problem that the focal position of the periphery of the screen is greatly displaced, resulting in significant degradation of resolution. .
However,
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、投射距離が非常に短く、高輝度化が可能であり、小型、高性能な投射装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a small and high-performance projection apparatus that has a very short projection distance and can achieve high brightness.
本発明は、上述した目的を達成するために、
画像表示素子に表示される画像をスクリーンに拡大投影するための投射装置であって、投射装置は、屈折光学系と、少なくとも1つのパワーを有した反射光学素子を有する反射光学系とを有する投射光学系を有し、前記屈折光学系において、少なくとも一つの接合レンズを有し、
前記屈折光学系において、
前記正レンズP1の40−60度範囲のe線における相対屈折率の温度係数をdnTPとし、
前記正レンズP1のg線、F線の部分分散比をθgFPとし、
前記負レンズN1の40−60度範囲のe線における相対屈折率の温度係数をdnTNとし、
前記負レンズN1の部分分散比をθgFNとし、
部分分散比をθgfとし、部分分散比θgfは、式:θgf=(Ng−NF)/(NF−NC)で表され、
g線に対する屈折率をNgとし、
F線に対する屈折率をNFとし、
C線に対する屈折率をNCとして、
該接合レンズは以下の条件式(1)、(2)、(3)、(4):
4 < dnTP (1)
0.61 < θgFP (2)
3 < dnTN (3)
0.59 < θgFN (4)
を満たす正レンズP1、負レンズN1を少なくとも1枚ずつ含むことを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention
A projection apparatus for magnifying and projecting an image displayed on the image display element onto a screen, the projection apparatus, a projection having a refractive optics and a reflective optics having a reflective optical element having at least one power An optical system , wherein the refractive optical system has at least one cemented lens;
In the refractive optical system,
The temperature coefficient of the relative refractive index at the e-line in the range of 40-60 degrees of the positive lens P1 is dnTP,
The partial dispersion ratio of g-line and F-line of the positive lens P1 is θgFP,
The temperature coefficient of the relative refractive index at the e-line in the range of 40-60 degrees of the negative lens N1 is dnTN,
The partial dispersion ratio of the negative lens N1 is θgFN,
The partial dispersion ratio θgf is represented by the formula: θgf = (Ng−NF) / (NF−NC), where θgf is the partial dispersion ratio.
The refractive index for g-line is Ng,
The refractive index for F-line is NF,
Let NC be the refractive index for C-line,
The cemented lens has the following conditional expressions (1), (2), (3), (4):
4 <dnTP (1)
0.61 <θgFP (2)
3 <dnTN (3)
0.59 <θgFN (4)
It includes at least one positive lens P1 and one negative lens N1 that satisfy the above.
本発明によれば、画像表示素子に表示される画像をスクリーンに拡大投影するための投射装置であって、投射装置は、屈折光学系と、少なくとも1つのパワーを有した反射光学素子を有する反射光学系とを有する投射光学系を有し、前記屈折光学系において、少なくとも一つの接合レンズを有し、
前記屈折光学系において、
前記正レンズP1の40−60度範囲のe線における相対屈折率の温度係数をdnTPとし、
前記正レンズP1のg線、F線の部分分散比をθgFPとし、
前記負レンズN1の40−60度範囲のe線における相対屈折率の温度係数をdnTNとし、
前記負レンズN1の部分分散比をθgFNとし、
部分分散比をθgfとし、部分分散比θgfは、式:θgf=(Ng−NF)/(NF−NC)で表され、
g線に対する屈折率をNgとし、
F線に対する屈折率をNFとし、
C線に対する屈折率をNCとして、
該接合レンズは以下の条件式(1)、(2)、(3)、(4):
4 < dnTP (1)
0.61 < θgFP (2)
3 < dnTN (3)
0.59 < θgFN (4)
を満たす正レンズP1、負レンズN1を少なくとも1枚ずつ含むことにより、投射距離が非常に短く、高輝度化が可能であり、小型で高性能且つ温度特性に優れた投射装置を提供することができる。
According to the present invention, there is provided a projection apparatus for enlarging and projecting an image displayed on an image display element on a screen, the projection apparatus including a refractive optical system and a reflective optical element having at least one power. A projection optical system having an optical system, the refractive optical system having at least one cemented lens,
In the refractive optical system,
The temperature coefficient of the relative refractive index at the e-line in the range of 40-60 degrees of the positive lens P1 is dnTP,
The partial dispersion ratio of g-line and F-line of the positive lens P1 is θgFP,
The temperature coefficient of the relative refractive index at the e-line in the range of 40-60 degrees of the negative lens N1 is dnTN,
The partial dispersion ratio of the negative lens N1 is θgFN,
The partial dispersion ratio is θgf, and the partial dispersion ratio θgf is expressed by the formula: θgf = (Ng−NF) / (NF−NC),
The refractive index for g-line is Ng,
The refractive index for F-line is NF,
Let NC be the refractive index for C-line,
The cemented lens has the following conditional expressions (1), (2), (3), (4):
4 <dnTP (1)
0.61 <θgFP (2)
3 <dnTN (3)
0.59 <θgFN (4)
By providing at least one positive lens P1 and one negative lens N1 that satisfy the above conditions, it is possible to provide a projection device that has a very short projection distance, can achieve high brightness, is small, has high performance, and has excellent temperature characteristics. it can.
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る投射装置およびその投射装置を含む投射システムを詳細に説明する。
具体的な実施例について、説明する前に本発明の概念的あるいは、原理的な実施の形態を説明する。
本発明は、画像表示素子に表示される画像をスクリーンに拡大投影するための投射装置であって、投射装置は、屈折光学系と、少なくとも1つのパワーを有した反射光学素子を有する反射光学系とを有する投射光学系を有し、前記屈折光学系において、少なくとも一つの接合レンズを有し、該接合レンズは、以下の条件式(1)、(2)、(3)、(4)を満たす正レンズP1、負レンズN1を少なくとも1枚ずつ含むことを特徴としている(請求項1に対応する)。
4 < dnTP (1)
0.61 < θgFP (2)
3 < dnTN (3)
0.59 < θgFN (4)
但し、dnTP:前記正レンズP1の40−60度範囲のe線における相対屈折率の温度係数
θgFP:前記正レンズP1のg線、F線の部分分散比
dnTP:前記負レンズN1の40−60度範囲のe線における相対屈折率の温度係数
θgFN:前記負レンズN1の部分分散比
θgf:部分分散比であり、部分分散比θgfは、式:θgf=(Ng−NF)/(NF−NC)で表され、
Ng:g線に対する屈折率
NF:F線に対する屈折率
NC:C線に対する屈折率
とする。
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a projection apparatus according to the present invention and a projection system including the projection apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
Before describing specific examples, a conceptual or principle embodiment of the present invention will be described.
The present invention is a projection apparatus for enlarging and projecting an image displayed on an image display element on a screen, the projection apparatus including a refractive optical system and a reflective optical element having at least one power. has a projection optical system having bets in the refractive optical system includes at least one cemented lens, the cemented lens, the following conditional expression (1), (2), (3), (4) It is characterized by including at least one positive lens P1 and one negative lens N1 to be satisfied (corresponding to claim 1).
4 <dnTP (1)
0.61 <θgFP (2)
3 <dnTN (3)
0.59 <θgFN (4)
Where dnTP: temperature coefficient of relative refractive index at e-line in the range of 40-60 degrees of the positive lens P1 θgFP: partial dispersion ratio of g-line and F-line of the positive lens P1 dnTP: 40-60 of the negative lens N1 The temperature coefficient of the relative refractive index at the e-line in the angle range θgFN: partial dispersion ratio of the negative lens N1 θgf: partial dispersion ratio, and the partial dispersion ratio θgf is expressed by the equation: θgf = (Ng−NF) / (NF−NC )
Ng: Refractive index for g-line NF: Refractive index for F-line NC: Refractive index for C-line
前記正レンズP1、前記負レンズN1の硝材が上記の条件式(1)、(3)を満足することにより、温度上昇による焦点距離の変化を前記二枚のレンズで補正できるだけでなく、特に像面湾曲の変化も高度に調整することができ、超短投射プロジェクタにおいて、温度上昇があっても隅々まで良好な解像を得ることができる。 When the glass materials of the positive lens P1 and the negative lens N1 satisfy the conditional expressions (1) and (3), not only the focal length change due to temperature rise can be corrected by the two lenses, but also the image. The change in surface curvature can also be adjusted to a high degree, and in an ultra-short projection projector, good resolution can be obtained every corner even when the temperature rises.
また、条件式(1)、(3)を満たすことにより、温度補償を行えるが、それだけでは、収差補正、特に色収差の補正に対して不十分であり、条件式(2)、(4)を同時に満たすことにより、初めて光学性能と温度特性を両立することが可能となる。さらに好ましくは、以下の条件式(1´)、(3´)を満たすことが望ましい
4.8 < dnTP (1´)
3.5 < dnTN (3´)
更に望ましくは、前記接合レンズは、開口絞りよりも拡大側に配置されていることが望ましい(請求項2に対応する)。前記のような配置とすることで、収差補正を効果的に行うことができる。また、ここで、開口絞りとは、屈折光学系を通る画像表示素子全域からの光線の束(全体光束)の太さが最も細くなるところのことをいう。
Further, temperature compensation can be performed by satisfying conditional expressions (1) and (3), but this is not sufficient for correcting aberrations, particularly correction of chromatic aberration. Conditional expressions (2) and (4) It is possible to satisfy both optical performance and temperature characteristics for the first time by satisfying simultaneously. More preferably, it is desirable to satisfy the following conditional expressions (1 ′) and (3 ′): 4.8 <dnTP (1 ′)
3.5 <dnTN (3 ')
More preferably, the cemented lens is preferably disposed on the enlargement side with respect to the aperture stop (corresponding to claim 2). With the arrangement as described above, aberration correction can be performed effectively. Here, the aperture stop means that the thickness of the bundle of light rays (total light flux) from the entire image display element passing through the refractive optical system is the smallest.
更に望ましくは、前記接合レンズは、開口絞りを含むレンズ群に含まれていることが好ましい(請求項3に対応する)。開口絞りを有するレンズ群は光が集中することから、温度上昇しやすいレンズ群であり、前記接合レンズを前記レンズ群に配置することにより、温度特性の良好な投射光学系を得ることができる。
更に望ましくは、前記接合レンズは、画像表示素子に最も近い側のレンズ群に含まれていることが好ましい(請求項4に対応する)前記接合レンズを画像表示素子に最も近いレンズ群に配置することにより、温度特性の良好な投射光学系を得ることができる。
さらに好ましくは、前記接合レンズは、フォーカス時に移動しないレンズ群に含まれることが望ましい(請求項5に対応する)。各画サイズにおいても、良好な温度特性を得ることが可能となるからである。
More preferably, the cemented lens, it is preferable (corresponding to claim 3) included in the lens group including the apertures aperture. A lens group having an aperture stop is a lens group that easily rises in temperature because light concentrates. By arranging the cemented lens in the lens group, a projection optical system having good temperature characteristics can be obtained.
More preferably, the cemented lens is preferably included in a lens group closest to the image display element (corresponding to claim 4), and the cemented lens is disposed in a lens group closest to the image display element. Thus, a projection optical system with good temperature characteristics can be obtained.
More preferably, the cemented lens is preferably included in a lens group that does not move during focusing (corresponding to claim 5). This is because good temperature characteristics can be obtained even in each image size.
さらに望ましくは、前記屈折光学系の軸対称の複数レンズが共有している軸を光軸Aとするときに、以下の条件式(5)、(6)を満たす樹脂レンズをフォーカス時に移動するレンズ群に少なくとも1枚有することが望ましい(請求項6に対応する)。
|P40d(h)−P20d(h)|×FP < 0.02 (5)
但し、
|h| < 0.85 × D (6)
h:前記光軸Aからの高さ
D:縮小側レンズ面と光線との交点のうち、前記光軸Aからの距離が最大となる点と前記光軸Aとの距離
FP:前記樹脂レンズPLの近軸焦点距離
P40d(h):前記光軸Aからの高さhの点の温度40度の時のパワー
P20d(h):前記光軸Aからの高さhの点の温度20度の時のパワー
とする。
More preferably, when an axis shared by a plurality of axially symmetric lenses of the refractive optical system is an optical axis A, a lens that moves a resin lens that satisfies the following conditional expressions (5) and (6) during focusing: It is desirable to have at least one sheet in the group (corresponding to claim 6).
| P40d (h) −P20d (h) | × FP <0.02 (5)
However,
| H | <0.85 × D (6)
h: Height from the optical axis A D: Distance between the optical axis A and the point where the distance from the optical axis A is the maximum among the intersections of the reduction side lens surface and the light beam FP: The resin lens PL The paraxial focal length P40d (h): power at the point of the height h from the optical axis A at a temperature of 40 degrees P20d (h): the temperature at the point of the height h from the optical axis A of 20 degrees It is the power of time.
フォーカス時に移動する群に非球面もしくは自由曲面の樹脂レンズを用いることで、特に画面周辺の像面を高度に補正することが可能となる。しかしながら、像面補正効果を高めようとすると、温度上昇時にパワーの変化による像面移動が大きくなってしまう。条件式(5)は、室温時と室温から20度上昇した場合のあるレンズ高さhでのパワーの差を示しており、また条件式(6)は、その高さhの範囲を示している。条件式(6)のレンズ径範囲において、条件式(5)のパワーの差を上限以下に抑えることにより、温度上昇時の像面の倒れを最小限に抑えることが可能となる。また、さらに条件式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)を同時に満たすことにより、温度上昇時においても、画面周辺の像面を高度に補正することが可能となる。 By using an aspherical or free-form resin lens for the group that moves at the time of focusing, it is possible to highly correct the image plane particularly around the screen. However, if the effect of correcting the image plane is to be increased, the movement of the image plane due to a change in power increases when the temperature rises. Conditional expression (5) shows the difference in power at the lens height h, which may be 20 degrees above room temperature and at room temperature, and conditional expression (6) shows the range of the height h. Yes. In the lens diameter range of conditional expression (6), by suppressing the power difference of conditional expression (5) below the upper limit, it is possible to minimize the tilt of the image plane when the temperature rises. Further, by simultaneously satisfying conditional expressions (1), (2), (3), (4), (5), and (6), the image plane around the screen is highly corrected even when the temperature rises. It becomes possible.
さらに好ましくは、前記樹脂レンズは、フォーカス時に移動するレンズ群に含まれていることが望ましい(請求項7に対応する)。上記配置とすることで、温度変化に伴う像面湾曲を効果的に抑えることが可能となる。
更に望ましくは、前記反射光学素子が、凹面ミラーであり、自由曲面を有することが好ましい(請求項8に対応する)。自由曲面を用いることにより、像面湾曲の補正を効果的に行うことができる。
更に好ましくは、前記屈折光学系の軸対称の複数レンズが共有している軸を光軸Aとするときに、条件式(8)を満たすことが望ましい(請求項9に対応する)。
BF/Y < 4.0 (8)
但し、
BF:前記画像表示素子を含む面と前記光軸Aとの交点と、前記画像表示素子に最も近い側のレンズの画像表示素子側面頂点との距離
Y:前記光軸Aと、画像形成部端部との距離の最大値
とする。
More preferably, the resin lens is preferably included in a lens group that moves during focusing (corresponding to claim 7). By adopting the above arrangement, it becomes possible to effectively suppress the curvature of field accompanying the temperature change.
More preferably, the reflecting optical element is a concave mirror and preferably has a free-form surface (corresponding to claim 8). By using a free-form surface, it is possible to effectively correct field curvature .
Further preferably, an axial multiple lenses axisymmetric of the refractive optical system is shared when the optical axis A, it is desirable (corresponding to claim 9) satisfying the formula (8).
BF / Y <4.0 (8)
However,
BF: Distance between the intersection of the surface including the image display element and the optical axis A and the image display element side surface vertex of the lens closest to the image display element Y: The optical axis A and the end of the image forming unit The maximum distance from the part.
上記条件式(8)を満たすことにより、投射光学系をより小型化することができる。また更に好ましくは以下の条件式(8´)を満たすことが望ましい。
BF/Y < 3.5 (8´)
更に好ましくは、前記投射光学系がノンテレセントリック光学系であることが望ましい(請求項10に対応する)。ノンテレセントリック光学系とすることで、小型化に有利となる。
By satisfying the conditional expression (8), the projection optical system can be further downsized. More preferably, it is desirable to satisfy the following conditional expression (8 ′).
BF / Y <3.5 (8 ')
More preferably, the projection optical system is a non-telecentric optical system (corresponding to claim 10 ). Using a non-telecentric optical system is advantageous for downsizing.
〔第1の実施の形態〕 [First Embodiment]
次に、上述した本発明の投射装置の投射光学系の構成を詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態であって且つ実施例1に係る投射装置の構成を光路と共に示す断面図である。
図2は、画像が形成される画像形成部の中心と光軸との配置関係を示す説明図であり、画像形成部は、光軸に対しY方向に所定量シフトしている。
図3は、本発明の第1の実施の形態であって且つ実施例1に係る投射装置に用いている投射光学系の投射サイズ毎の合焦レンズの移動位置を示す断面図であり、このうち(a)は、投射サイズが遠距離側(100インチ)の場合であり、(b)は、投射サイズが近距離側(80インチ)の場合を示す。
図1において、符号LVは、画像形成部を示す。画像形成部LVは、具体的には、例えば「DMD(Digital Micro−mirror Deviceの略称)」、「透過型液晶パネル」、「反射型液晶パネル」等のライトバルブであり、符号LVで示している部分は「投射すべき画像を形成する部分」である。画像形成部LVが、DMD等のように自ら発光する機能を持たない場合には、画像形成部LVに形成された画像情報が照明光学系LSからの照明光により照明される。照明光学系LSとしては、画像形成部LVを効率よく照明する機能を有するものが好ましい。
Next, the configuration of the projection optical system of the projection apparatus of the present invention described above will be described in detail.
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a projection apparatus according to a first embodiment of the present invention and Example 1 together with an optical path.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the center of the image forming unit on which an image is formed and the optical axis. The image forming unit is shifted by a predetermined amount in the Y direction with respect to the optical axis.
FIG. 3 is a sectional view showing the moving position of the focusing lens for each projection size of the projection optical system used in the projection apparatus according to the first embodiment of the present invention and Example 1. Of these, (a) shows the case where the projection size is on the far side (100 inches), and (b) shows the case where the projection size is on the near side (80 inches).
In FIG. 1, reference numeral LV denotes an image forming unit. Specifically, the image forming unit LV is a light valve such as “DMD (Digital Micro-mirror Device)”, “transmission type liquid crystal panel”, “reflection type liquid crystal panel”, etc. The portion that is present is “the portion that forms the image to be projected”. When the image forming unit LV does not have a function of emitting light as in the case of DMD or the like, the image information formed in the image forming unit LV is illuminated with illumination light from the illumination optical system LS. The illumination optical system LS preferably has a function of efficiently illuminating the image forming unit LV.
また、照明をより均一にするため、例えばロッドインテグレータやフライアイインテグレータを用いることができる。また照明の光源としては、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、LEDなどの白色光源を用いることができる。また単色発光LED、LD(レーザダイオード)などの単色光源も用いることができる。照明光学系については、周知技術であるので、具体的な例については、ここでは省略する。
本実施の形態においては、画像形成部LVとしてDMDを想定している。また、本実施の形態では前記自ら「発光する機能を持たない画像形成部」を前提としているが、「生成させた画像を発光させる機能を有する自己発光方式」のものを利用することもできる。
画像形成部LVの近傍に配設される平行平板Fは、画像形成部LVのカバーガラス(シールガラス)を想定している。Hは投射装置外装部、Sは絞り(開口絞り)を示している。また、図1のSCは、スクリーンを示している。
In order to make the illumination more uniform, for example, a rod integrator or a fly eye integrator can be used. As a light source for illumination, a white light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a halogen lamp, or an LED can be used. A monochromatic light source such as a monochromatic LED or LD (laser diode) can also be used. Since the illumination optical system is a well-known technique, a specific example is omitted here.
In the present embodiment, a DMD is assumed as the image forming unit LV. Further, in the present embodiment, the “image forming unit that does not have the function of emitting light” is presupposed, but the “self-light emitting method having a function of emitting the generated image” may be used.
The parallel flat plate F disposed in the vicinity of the image forming unit LV is assumed to be a cover glass (seal glass) of the image forming unit LV. H indicates a projection device exterior portion, and S indicates a stop (aperture stop). Moreover, SC in FIG. 1 shows a screen.
図1において、前玉が最も繰り出す80インチの場合の光路図を示している。図1に示すように、複数の軸対称レンズが共有する軸を光軸A、光軸Aに平行な方向をZ軸方向、画像表示素子の中心から射出され、絞りSの中心を通る光線を含む面内で、軸Aに垂直な軸をY軸、光軸A、Y軸に垂直な軸をXとする。図1において、時計回りの回転方向を+α方向とする。
画像情報によりDMDで2次元的に強度変調された光束が物体光としての投射光束となる。画像形成部LVからの投射光束は、屈折光学系11、折り返しミラー12,自由曲面凹面ミラー13を通って結像光束とされる。つまり、DMD(画像形成部LV)上に形成された画像が投射光学系によりスクリーンSCに拡大投影され、投射画像となる。ここで、前記画像が形成される面を、画像形成面とする。前記屈折光学系11の各光学素子は、それぞれ光軸を共有しており、画像形成部LVは、図2に示す通り、該光軸Aに対してY方向にシフトしている。
In FIG. 1, the optical path diagram in the case of 80 inches where the front ball is extended most is shown. As shown in FIG. 1, an axis shared by a plurality of axisymmetric lenses is an optical axis A, a direction parallel to the optical axis A is a Z-axis direction, and a light beam that is emitted from the center of the image display element and passes through the center of the diaphragm S. An axis perpendicular to the axis A in the plane including the Y axis and an optical axis A and an axis perpendicular to the Y axis are assumed to be X. In FIG. 1, the clockwise rotation direction is defined as + α direction.
A light beam that is two-dimensionally intensity-modulated by the DMD by image information becomes a projection light beam as object light. The projected light beam from the image forming unit LV passes through the refractive
この第1の実施の形態においては、屈折光学系11と、折り返しミラー12、一枚の自由曲面凹面ミラー13を用いて系を構成している。ミラーを増やしたりしてもよいが、構成が複雑になり、また大型化、コストアップにもつながってしまうため、あまり好ましくない。
高輝度化に伴って、照明光学系LSにおいては、電源、ランプからの熱、光を吸収することで発生した熱が大きくなる。特にノンテレセントリック光学系を用いたプロジェクタにおいては、小型化のためにバックフォーカスを短くすることにより、鏡胴部への光の吸収量が大きく増加するため、最も画像表示側のレンズ群は、温度が上昇しやすく、このレンズ群内で温度補償する必要がある。
In the first embodiment, the system is configured by using the refractive
As the brightness increases, in the illumination optical system LS, the heat generated by absorbing power and heat from the lamp and the lamp increases. Especially in projectors using non-telecentric optical systems, the amount of light absorbed into the lens barrel increases greatly by shortening the back focus for miniaturization. It is necessary to compensate for the temperature within this lens group.
そこで、本実施例1においては、絞りSより拡大側に配置された接合レンズの正レンズP1、負レンズN1にそれぞれ条件式(1)、(2)、(3)、(4)を満たす硝材(例えばOHARA社のS−NBH56 nd:1.85478 νd:24.799 dnTP:5.1、θgFP:0.6122、HOYA社のTAFD25 nd:1.90366、νd:31.315 dnTN:3.6、θgFN:0.5947)を用いていることで、焦点距離の変動と、メカ保持部の熱による膨張とのバランスをとっている。また、上記に加え最も画像表示素子側の正レンズを非球面レンズとすることで、像面湾曲の温度変化をより高度に調整することが可能となっている。
また、冷却機構を適切に配置することで、非球面レンズを含むフォーカス時に移動する群に関しては、温度変化を抑えることができ、像面湾曲の温度変化を抑えることができる。
前記屈折光学系11を通った光は、画像形成部LVに形成された画像情報に共役な中間像を折り返しミラー12よりも画像形成部LV側に空間像として形成する。中間像は、平面像として結像する必要はなく、この第1の実施の形態においても、他の実施の形態においても曲面像として形成している。中間像を最も拡大側に配置した自由曲面凹面ミラー13により拡大投影し、スクリーンSCに映写する。中間像は、像面湾曲、歪曲を持っているが、凹面ミラーに自由曲面凹面ミラー13を用いることにより、これを補正することが出来る。
Therefore, in Example 1, glass materials satisfying the conditional expressions (1), (2), (3), and (4) for the positive lens P1 and the negative lens N1 of the cemented lens disposed on the enlargement side from the stop S, respectively. (For example, S-NBH56 nd of OHARA, nd: 1.85478, νd: 24.799 dnTP: 5.1, θgFP: 0.6122, TAFD25 nd of HOYA: 1.90366, νd: 31.315 dnTN: 3.6 , ΘgFN: 0.5947) is used to balance the fluctuation of the focal length and the thermal expansion of the mechanical holding unit. In addition to the above, by making the positive lens closest to the image display element an aspherical lens, it is possible to adjust the temperature change of the field curvature more highly.
Further, by appropriately disposing the cooling mechanism, it is possible to suppress the temperature change and the temperature change of the field curvature with respect to the group that moves at the time of focusing including the aspherical lens.
The light passing through the refractive
そのため、レンズ系への収差補正の負担が減ることにより、設計の自由度が増し、小型化等に有利となる。また、ここで自由曲面とは、任意のY方向の位置にてX方向の位置に応じたX方向の曲率が一定ではなく、任意のX方向の位置にてY方向の位置に応じたY方向の曲率が一定でないアナモフィック面のことを言う。
自由曲面凹面ミラー13とスクリーンSCとの間に防塵ガラス14を設置することが望ましい。本第1の実施の形態においては防塵ガラス14として平板ガラスを用いているが、曲率がついていてもよく、またレンズ等パワーを持った光学素子でもよい。また、光軸Aに対して垂直ではなく傾けて配置しているが、この角度は任意でよく、光軸Aに対して垂直でもよい。
For this reason, the burden of aberration correction on the lens system is reduced, which increases the degree of design freedom and is advantageous for downsizing and the like. In addition, the free-form surface here means that the curvature in the X direction according to the position in the X direction is not constant at any position in the Y direction, and the Y direction according to the position in the Y direction at any position in the X direction. An anamorphic surface whose curvature is not constant.
It is desirable to install a
次に、図3を参照しつつ、本発明の実施例1について詳しく説明する。
実施例1および後述する実施例2における記号の意味は、以下の通りである。
f:全系の焦点距離
NA:開口数
ω:半画角(deg)
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
K:非球面の円錐定数
Ai:i次の非球面定数
Cj:自由曲面係数
非球面形状は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをH、円錐定数をK、上記各次数の非球面係数を用い、Xを光軸方向における非球面量として、周知の下記の式(9):
Next,
The meanings of symbols in Example 1 and Example 2 described later are as follows.
f: Focal length of entire system NA: Numerical aperture ω: Half angle of view (deg)
R: radius of curvature (for aspheric surfaces, the paraxial radius of curvature)
D: Surface spacing Nd: Refractive index νd: Abbe number K: Aspherical conical constant Ai: i-th order aspherical constant Cj: Free-form surface coefficient The aspherical shape is the reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curvature). The following equation (9) is well known, where the height from the optical axis is H, the conic constant is K, the aspheric coefficients of the above orders are used, and X is the aspheric amount in the optical axis direction:
で表されるものであり、近軸曲率半径と円錐定数、非球面係数を与えて形状を特定する。
また、自由曲面形状は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをH、円錐定数をKとし、上記自由曲面係数を用い、Xを光軸方向における自由曲面量として、周知の下記の式(10)
The shape is specified by giving a paraxial radius of curvature, a conic constant, and an aspherical coefficient.
In addition, the free-form surface shape is defined by taking the reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curvature) as C, the height from the optical axis as H, the conic constant as K, using the above-mentioned free-form surface coefficient, and X as the free-axis direction As the amount of curved surface, the following well-known formula (10)
ただし、 However,
で表されるものであり、近軸曲率半径と円錐定数、自由曲面係数を与えて形状を特定する。
図1に示すように、画像形成部法線方向であり、軸対称レンズが共有する軸である光軸Aと平行な軸をZ軸、画像表示素子の中心から射出され、絞りSの中心を通る光線を含む面内の軸のうち、軸Aに垂直な軸をY軸、光軸A、Y軸に垂直な軸をX軸とし、図1において、時計回りの回転方向を+α方向とする。
また、非球面における光軸からの距離hでの曲率半径pは、以下の式を用いて算出した。非球面の式f(h)をhで微分し、以下の式を用いて求めたものである。
The shape is specified by giving a paraxial radius of curvature, a conic constant, and a free-form surface coefficient.
As shown in FIG. 1, an axis that is in the normal direction of the image forming unit and is parallel to the optical axis A, which is an axis shared by the axisymmetric lens, is emitted from the center of the image display element. Of the in-plane axes including the passing light beam, the axis perpendicular to the axis A is the Y axis, the axis perpendicular to the optical axis A and the Y axis is the X axis, and in FIG. 1, the clockwise rotation direction is the + α direction. .
The radius of curvature p at the distance h from the optical axis in the aspherical surface was calculated using the following equation. The aspherical expression f (h) is differentiated by h and obtained using the following expression.
図3に、本発明の第1の実施の形態であって、且つ実施例1に係る屈折光学系のレンズ構成と、フォーカスの様子を示す。この屈折光学系は、画像形成部側から拡大側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置している。投射距離の変動に対するフォーカシングは、遠距離(100インチ)側から近距離(80インチ)側へのフォーカシングに際し、正の第2レンズ群G2と負の第3レンズ群G3が画像形成部側に移動し、正の第4レンズ群G4が拡大側に移動する。
第1レンズ群G1は、画像形成部LV側から順に、画像形成部側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両面非球面両凸レンズからなる第1レンズL1と、画像形成部側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第2レンズL2と、画像形成部側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、画像形成部側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第4レンズL4とでなる接合レンズと、開口絞りSと、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第5レンズL5と、拡大側に画像形成部側より曲率の大きな凸面を向けた両面非球面両凸レンズからなる第6レンズL6と、画像形成部側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第7レンズL7と、拡大側に画像形成部より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第8レンズL8と画像形成部側に拡大側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第9レンズL9とでなる接合レンズと、画像形成部側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第10レンズL10とをもって構成されている。
FIG. 3 shows the lens configuration of the refractive optical system according to the first embodiment of the present invention and Example 1, and the state of focusing. This refractive optical system has a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, and a negative refractive power in order from the image forming unit side to the enlargement side. A third lens group G3 and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are arranged. Focusing with respect to fluctuations in the projection distance is such that the positive second lens group G2 and the negative third lens group G3 move to the image forming unit side when focusing from the long distance (100 inches) side to the short distance (80 inches) side. Then, the positive fourth lens group G4 moves to the enlargement side.
The first lens group G1 includes, in order from the image forming unit LV side, a first lens L1 including a double-sided aspherical biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the magnifying side on the image forming unit side, and a convex surface on the image forming unit side. A second lens L2 composed of a negative meniscus lens directed to the third lens L3, a third lens L3 composed of a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the image forming portion, and a fourth lens composed of a positive meniscus lens directed toward the image forming portion. A cemented lens composed of L4, an aperture stop S, a fifth lens L5 composed of a negative meniscus lens having a convex surface facing the enlargement side, and a double-sided aspheric surface with a convex surface having a larger curvature than the image forming unit side facing the magnification side A sixth lens L6 made of a convex lens, a seventh lens L7 made of a negative meniscus lens having a convex surface facing the image forming portion, and a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the image forming portion on the enlargement side A cemented lens composed of an eighth lens L8 and a ninth lens L9 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the magnification side on the image forming unit side, and a convex surface having a larger curvature than the magnification side on the image forming unit side. And a tenth lens L10 composed of a directed biconvex lens.
第2レンズ群G2は、画像形成部側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第11レンズL11の一枚から構成されている。
第3レンズ群G3は、画像形成部側に拡大側より曲率の大きい凹面を向けた両凹レンズからなる第12レンズL12と、画像形成部側に凸面を向けた樹脂製の両面非球面負メニスカスレンズPLからなる第13レンズL13とをもって構成されている。
第4レンズ群G4は、拡大側に凸面を向けた両面非球面正メニスカスレンズからなる第14レンズL14とをもって構成されている。
上記レンズ群により屈折光学系が構成されており、その拡大側に平面ミラーである折り返しミラー12(面30)、自由曲面凹面ミラー13(面31)が設置されている。
尚、第8レンズL8をもって正レンズP1と称し、第9レンズL9をもって負レンズN1と称することとする。
以下、表1にレンズデータを示す。表中、面番号に*が付いているものは非球面、**がついているものは自由曲面を示している。
The second lens group G2 is composed of a single eleventh lens L11 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the image forming unit.
The third lens group G3 includes a twelfth lens L12 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the magnification side on the image forming unit side, and a resin double-sided aspheric negative meniscus lens having a convex surface facing the image forming unit side. A thirteenth lens L13 made of PL is used.
The fourth lens group G4 includes a fourteenth lens L14 made of a double-sided aspheric positive meniscus lens having a convex surface facing the enlargement side.
A refractive optical system is constituted by the lens group, and a folding mirror 12 (surface 30) and a free-form curved concave mirror 13 (surface 31), which are plane mirrors, are installed on the enlargement side.
The eighth lens L8 is referred to as a positive lens P1, and the ninth lens L9 is referred to as a negative lens N1.
Table 1 below shows lens data. In the table, a surface number with * indicates an aspherical surface, and a surface number with ** indicates a free-form surface.
すなわち、表1においては、「*」が付された第4面、第5面、第13面、第14面、第26面、第27面、第28面、第29面の各光学面が非球面であり、式(9)における各非球面のパラメータは、次表2の通りである。
なお、非球面係数において、「En」は、「10のべき乗」、すなわち「×10n」をあらわし、例えば「E−05」は、「×10−5」をあらわしている。
That is, in Table 1, the optical surfaces of the fourth surface, the fifth surface, the thirteenth surface, the fourteenth surface, the twenty-sixth surface, the twenty-seventh surface, the twenty-eighth surface, and the twenty-ninth surface marked with “*” are shown. The parameters of each aspheric surface in the equation (9) are as shown in Table 2 below.
In the aspheric coefficient, “En” represents “power of 10”, that is, “× 10n”, and for example, “E-05” represents “× 10-5”.
表1におけるDA、DB、DC、DD、DEは、それぞれ可変間隔である。
このうち、可変間隔DAは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔、即ち、面21と面22との可変間隔である。可変間隔DBは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔、即ち、面23と面24との可変間隔である。可変間隔DCは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔、即ち、面27と面28の可変間隔である。
可変間隔DDは、第4レンズ群G4と折り返しミラー12との間隔、DEは、自由曲面凹面ミラー13とスクリーン面SCとの間の可変間隔である。
このように、投射光学系は、投射距離の変動に対するフォーカシングにおいて、遠距離から近距離側へのフォーカシングに際し、図3において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が画像形成部側に移動し、第4レンズ群G4が拡大側に移動する。このように、拡大率を変更することで、投射画像の対角線サイズが、80インチから100インチまで、投射サイズに合わせて、フォーカス調整される。
フォーカス調整の際に、レンズ群間隔が変化する面間隔DA、DB、DC、DD、DEは、表1に「可変DA」、「可変DB」、「可変DC」、「可変DD」、「可変DE」と記載され、これら面間隔DA〜DEを、投射画像対角線サイズ100、80、60インチに対し、次表3に示すように変化する。
DA, DB, DC, DD, DE in Table 1 are variable intervals.
Among these, the variable distance DA is the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2, that is, the variable distance between the
The variable distance DD is the distance between the fourth lens group G4 and the
In this way, the projection optical system moves the second lens group G2 and the third lens group G3 to the image forming unit side in FIG. 3 when focusing from a long distance to a short distance side in focusing with respect to fluctuations in the projection distance. Then, the fourth lens group G4 moves to the enlargement side. Thus, by changing the enlargement ratio, the diagonal size of the projected image is adjusted from 80 inches to 100 inches in accordance with the projection size.
The surface distances DA, DB, DC, DD, DE at which the lens group distance changes during focus adjustment are shown in Table 1 as “Variable DA”, “Variable DB”, “Variable DC”, “Variable DD”, “Variable”. DE ”, and the surface separations DA to DE change as shown in Table 3 below with respect to the projected image diagonal sizes of 100, 80, and 60 inches.
また、自由曲面形状は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲線)C、光軸から高さH、円錐定数K、次表4に示す自由曲面係数を与えて、Xを光軸方向における自由曲面量として、上記式(10)により、形状を特定する。 The free-form surface shape is given by the reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curve) C, the height H from the optical axis, the conic constant K, and the free-form surface coefficient shown in Table 4 below. As the amount of curved surface, the shape is specified by the above equation (10).
尚、投射距離とTRは、近距離、基準、遠距離に応じて、次表5に示すような値となる。ここで、TRとは、[自由曲面凹面ミラー13と軸Aとの交点からスクリーンまでの距離]/[スクリーン横幅]で表される。
The projection distance and TR have values as shown in the following table 5 according to the short distance, the reference, and the long distance. Here, TR is expressed as [distance from the intersection of free-form curved
以下、本実施例1の画像形成部LVに用いられているDVDその他の具体的数値を示す。
DMDサイズ
ドットサイズ:7.56μm
横方向長さ:14.5152mm
縦方向長さ:8.1648mm
光軸〜素子中心:5.30mm
BF/Y:3.45
最も反射面側に位置するレンズの投影画像が最大となる合焦状態での頂点からの折り返しミラー12、自由曲面凹面ミラー13の位置座標を次表6に示す。なお回転に関しては、面法線と光軸とのなす角度を示している。
Hereinafter, other specific numerical values of the DVD used in the image forming unit LV of the first embodiment will be shown.
DMD size Dot size: 7.56μm
Horizontal length: 14.5152mm
Longitudinal length: 8.1648mm
Optical axis to element center: 5.30 mm
BF / Y: 3.45
Table 6 shows the position coordinates of the
図5に示した各画角に対応したスポットダイアグラムを図6(100インチの場合)、図7(80インチの場合、)図8(60インチの場合)に示す。各スポットダイアグラムは、スクリーン面での結像特性(mm)を波長625nm(赤)、550nm(緑)、425nm(青)について示している。良好な結像をしていることがわかる。
室温(20度)と温度が20度上昇時の100インチの場合の全系、第1レンズ群の近軸焦点距離を以下表7に示す。
FIG. 6 (in the case of 100 inches), FIG. 7 (in the case of 80 inches), and FIG. 8 (in the case of 60 inches) correspond to the respective spot angles shown in FIG. Each spot diagram shows imaging characteristics (mm) on the screen surface at wavelengths of 625 nm (red), 550 nm (green), and 425 nm (blue). It can be seen that a good image is formed.
Table 7 below shows the paraxial focal length of the first lens unit in the entire system in the case of 100 inches when the temperature is 20 degrees and the temperature is increased by 20 degrees.
温度変化時の焦点距離の変動が抑えられていることがわかる。
また図9から図11に温度が室温(20度)から20度上昇した時の各画サイズ(100インチ、80インチ、60インチ)でのスポットダイアグラムを示す。
図9〜図11より、温度上昇時においても、良好な結像性能を示している。
尚、この実施例の場合、条件式(1)〜(8)に対応する値は、下記の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(8)を満足している。
条件式(1):dnTP=5.1
条件式(2):θgFP=0.6122
条件式(3):dnTN=3.6
条件式(4):θgFN=0.5947
条件式(5):|P40d(h)−P20d(h)|×FP=0.02以下
条件式(6):0.85×D=16.745
条件式(7):TR=0.261(近距離60インチの場合)
:TR=0.254(基準 80インチの場合)
:TR=0.249(遠距離100インチの場合)
条件式(8):BF/Y=3.45
また、図4に示すように条件式(6)の範囲内で条件式(5)を満たしている。
〔第2の実施の形態〕
It can be seen that the fluctuation of the focal length when the temperature changes is suppressed.
FIG. 9 to FIG. 11 show spot diagrams at various image sizes (100 inches, 80 inches, and 60 inches) when the temperature rises by 20 degrees from room temperature (20 degrees).
9 to 11 show good imaging performance even when the temperature rises.
In this embodiment, the values corresponding to the conditional expressions (1) to (8) are as follows and satisfy the conditional expressions (1) to (8), respectively.
Conditional expression (1): dnTP = 5.1
Conditional expression (2): θgFP = 0.6122
Conditional expression (3): dnTN = 3.6
Conditional expression (4): θgFN = 0.5947
Conditional expression (5): | P40d (h) −P20d (h) | × FP = 0.02 or less Conditional expression (6): 0.85 × D = 16.745
Conditional expression (7): TR = 0.261 (in the case of a short distance of 60 inches)
: TR = 0.254 (in case of standard 80 inch)
: TR = 0.249 (in the case of a long distance of 100 inches)
Conditional expression (8): BF / Y = 3.45
Further, as shown in FIG. 4, the conditional expression (5) is satisfied within the range of the conditional expression (6).
[Second Embodiment]
図12は、本発明の第2の実施の形態であって且つ実施例2に係る投射装置の構成を光路と共に示す断面図である。
図13は、本発明の第2の実施の形態であって且つ実施例2に係る投射装置に用いている投射光学系の投射サイズ毎の合焦レンズの移動位置を示す断面図であり、このうち(a)は、投射サイズが遠距離側(100インチ)の場合であり、(b)は、投射サイズが近距離側(80インチ)の場合を示す。
図12において、符号LVは、画像形成部を示す。画像形成部LVは、具体的には、例えば「DMD(Digital Micro−mirror Deviceの略称)」、「透過型液晶パネル」、「反射型液晶パネル」等のライトバルブであり、符号LVで示している部分は「投射すべき画像を形成する部分」である。画像形成部LVが、DMD等のように自ら発光する機能を持たない場合には、画像形成部LVに形成された画像情報が照明光学系LSからの照明光により照明される。照明光学系LSとしては、画像形成部LVを効率よく照明する機能を有するものが好ましい。また、照明をより均一にするため、例えばロッドインテグレータやフライアイインテグレータを用いることができる。また照明の光源としては、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、LEDなどの白色光源を用いることができる。また単色発光LED、LD(レーザダイオード)などの単色光源も用いることができる。照明光学系については、周知技術であるので、具体的な例については、ここでは省略する。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the projection apparatus according to the second embodiment of the present invention and Example 2 together with an optical path.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the moving position of the focusing lens for each projection size of the projection optical system used in the projection apparatus according to the second embodiment of the present invention and Example 2. Of these, (a) shows the case where the projection size is on the far side (100 inches), and (b) shows the case where the projection size is on the near side (80 inches).
In FIG. 12, symbol LV indicates an image forming unit. Specifically, the image forming unit LV is a light valve such as “DMD (Digital Micro-mirror Device)”, “transmission type liquid crystal panel”, “reflection type liquid crystal panel”, etc. The portion that is present is “the portion that forms the image to be projected”. When the image forming unit LV does not have a function of emitting light as in the case of DMD or the like, the image information formed in the image forming unit LV is illuminated with illumination light from the illumination optical system LS. The illumination optical system LS preferably has a function of efficiently illuminating the image forming unit LV. In order to make the illumination more uniform, for example, a rod integrator or a fly eye integrator can be used. As a light source for illumination, a white light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a halogen lamp, or an LED can be used. A monochromatic light source such as a monochromatic LED or LD (laser diode) can also be used. Since the illumination optical system is a well-known technique, a specific example is omitted here.
本実施の形態においては、画像形成部LVとしてDMDを想定している。また、本実施の形態では前記自ら「発光する機能を持たない画像形成部」を前提としているが、「生成させた画像を発光させる機能を有する自己発光方式」のものを利用することもできる。
画像形成部LVの近傍に配設される平行平板Fは、画像形成部LVのカバーガラス(シールガラス)を想定している。Hは投射装置外装部、Sは絞り(開口絞り)を示している。また、図12のSCは、スクリーンを示している。
図12において、前玉が最も繰り出す80インチの場合の光路図を示している。図12に示すように、複数の軸対称レンズが共有する軸を光軸A、光軸Aに平行な方向をZ軸方向、画像表示素子の中心から射出され、絞りSの中心を通る光線を含む面内で、軸Aに垂直な軸をY軸、光軸A、Y軸に垂直な軸をXとする。図12において、時計回りの回転方向を+α方向とする。
画像情報によりDMDで2次元的に強度変調された光束が物体光としての投射光束となる。画像形成部LVからの投射光束は、屈折光学系11、折り返しミラー12,自由曲面凹面ミラー13を通って結像光束とされる。つまり、DMD(画像形成部LV)上に形成された画像が投射光学系によりスクリーンSCに拡大投影され、投射画像となる。
In the present embodiment, a DMD is assumed as the image forming unit LV. Further, in the present embodiment, the “image forming unit that does not have the function of emitting light” is presupposed, but the “self-light emitting method having a function of emitting the generated image” may be used.
The parallel flat plate F disposed in the vicinity of the image forming unit LV is assumed to be a cover glass (seal glass) of the image forming unit LV. H indicates a projection device exterior portion, and S indicates a stop (aperture stop). Further, SC in FIG. 12 shows a screen.
FIG. 12 shows an optical path diagram in the case of 80 inches where the front ball is most extended. As shown in FIG. 12, an axis shared by a plurality of axisymmetric lenses is an optical axis A, a direction parallel to the optical axis A is a Z-axis direction, and a light beam that is emitted from the center of the image display element and passes through the center of the diaphragm S. An axis perpendicular to the axis A in the plane including the Y axis and an optical axis A and an axis perpendicular to the Y axis are assumed to be X. In FIG. 12, the clockwise rotation direction is defined as + α direction.
A light beam that is two-dimensionally intensity-modulated by the DMD by image information becomes a projection light beam as object light. The projected light beam from the image forming unit LV passes through the refractive
ここで、前記画像が形成される面を、画像形成面とする。前記屈折光学系11の各光学素子は、それぞれ光軸を共有しており、画像形成部LVは、図2に示す通り、該光軸Aに対してY方向にシフトしている。
この第2の実施の形態においては、屈折光学系11と、折り返しミラー12、一枚の自由曲面凹面ミラー13を用いて系を構成している。ミラーを増やしたりしてもよいが、構成が複雑になり、また大型化、コストアップにもつながってしまうため、あまり好ましくない。
高輝度化に伴って、照明光学系LSにおいては、電源、ランプからの熱、光を吸収することで発生した熱が大きくなる。特にノンテレセントリック光学系を用いたプロジェクタにおいては、小型化のためにバックフォーカスを短くすることにより、鏡胴部への光の吸収量が大きく増加するため、最も画像表示側のレンズ群は、温度が上昇しやすく、このレンズ群内で温度補償する必要がある。
Here, the surface on which the image is formed is defined as an image forming surface. The optical elements of the refractive
In the second embodiment, the system is configured by using the refractive
As the brightness increases, in the illumination optical system LS, the heat generated by absorbing power and heat from the lamp and the lamp increases. Especially in projectors using non-telecentric optical systems, the amount of light absorbed into the lens barrel increases greatly by shortening the back focus for miniaturization. It is necessary to compensate for the temperature within this lens group.
そこで、本実施例2においては、絞りSより拡大側に配置された接合レンズの正レンズP1、負レンズN1にそれぞれ条件式(1)、(2)、(3)、(4)を満たす硝材(例えばOHARA社のS−NBH56 nd:1.85478 νd:24.799 dnTP:5.1、θgFP:0.6122、HOYA社のTAFD25 nd:1.90366、νd:31.315 dnTN:3.6、θgFN:0.5947)を用いていることで、焦点距離の変動と、メカ保持部の熱による膨張とのバランスをとっている。また、上記に加え最も画像表示素子側の正レンズを非球面レンズとすることで、像面湾曲の温度変化をより高度に調整することが可能となっている。
また、冷却機構を適切に配置することで、非球面レンズを含むフォーカス時に移動する群に関しては、温度変化を抑えることができ、像面湾曲の温度変化を抑えることができる。
Therefore, in Example 2, glass materials satisfying conditional expressions (1), (2), (3), and (4) for the positive lens P1 and the negative lens N1 of the cemented lens disposed on the enlargement side from the stop S, respectively. (For example, S-NBH56 nd of OHARA, nd: 1.85478, νd: 24.799 dnTP: 5.1, θgFP: 0.6122, TAFD25 nd of HOYA: 1.90366, νd: 31.315 dnTN: 3.6 , ΘgFN: 0.5947) is used to balance the fluctuation of the focal length and the thermal expansion of the mechanical holding unit. In addition to the above, by making the positive lens closest to the image display element an aspherical lens, it is possible to adjust the temperature change of the field curvature more highly.
Further, by appropriately disposing the cooling mechanism, it is possible to suppress the temperature change and the temperature change of the field curvature with respect to the group that moves at the time of focusing including the aspherical lens.
前記屈折光学系11を通った光は、画像形成部LVに形成された画像情報に共役な中間像を折り返しミラー12よりも画像形成部LV側に空間像として形成する。中間像は、平面像として結像する必要はなく、この第2の実施の形態においても、他の実施の形態においても曲面像として形成している。中間像を最も拡大側に配置した自由曲面凹面ミラー13により拡大投影し、スクリーンに映写する。中間像は、像面湾曲、歪曲を持っているが、凹面ミラーに自由曲面凹面ミラー13を用いることにより、これを補正することが出来る。そのため、レンズ系への収差補正の負担が減ることにより、設計の自由度が増し、小型化等に有利となる。また、ここで自由曲面とは、任意のY方向の位置にてX方向の位置に応じたX方向の曲率が一定ではなく、任意のX方向の位置にてY方向の位置に応じたY方向の曲率が一定でないアナモフィック面のことを言う。
自由曲面凹面ミラー13とスクリーンSCとの間に防塵ガラス14を設置することが望ましい。本第2の実施の形態においては防塵ガラス14として平板ガラスを用いているが、曲率がついていてもよく、またレンズ等パワーを持った光学素子でもよい。また、光軸Aに対して垂直ではなく傾けて配置しているが、この角度は任意でよく、光軸Aに対して垂直でもよい。
The light passing through the refractive
It is desirable to install a
図13に、本発明の第2の実施の形態であって、且つ実施例2に係る屈折光学系のレンズ構成と、フォーカスの様子を示す。この屈折光学系は、画像形成部側から拡大側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置している。投射距離の変動に対するフォーカシングは、遠距離(100インチ)側から近距離(80インチ)側へのフォーカシングに際し、正の第2レンズ群G2と負の第3レンズ群G3が画像形成部側に移動し、正の第4レンズ群G4が拡大側に移動する。
第1レンズ群G1は、画像形成部LV側から拡大側に向かって順に、画像形成部側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両面非球面両凸レンズからなる第1レンズL1と、画像形成部側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第2レンズL2と、画像形成部側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と画像形成部側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第4レンズL4とでなる接合レンズと、開口絞りSと、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第5レンズL5と、拡大側に画像形成部側より曲率の大きな凸面を向けた両面非球面両凸レンズからなる第6レンズL6と、画像形成部側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第7レンズL7と、拡大側に画像形成部より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第8レンズL8と画像形成部側に拡大側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第9レンズL9とでなる接合レンズと、画像形成部側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第10レンズL10とをもって構成されている。
FIG. 13 shows the lens configuration of the refractive optical system according to the second embodiment of the present invention and Example 2, and the state of focusing. This refractive optical system has a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, and a negative refractive power in order from the image forming unit side to the enlargement side. A third lens group G3 and a fourth lens group G4 having a positive refractive power are arranged. Focusing with respect to fluctuations in the projection distance is such that the positive second lens group G2 and the negative third lens group G3 move to the image forming unit side when focusing from the long distance (100 inches) side to the short distance (80 inches) side. Then, the positive fourth lens group G4 moves to the enlargement side.
The first lens group G1 includes, in order from the image forming unit LV side toward the magnifying side, a first lens L1 including a double-sided aspherical biconvex lens having a convex surface having a larger curvature on the image forming unit side than the magnifying side. A second lens L2 made of a negative meniscus lens having a convex surface facing the image forming part, a third lens L3 made of a negative meniscus lens having a convex surface facing the image forming part, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the image forming part. A fourth lens L4, a cemented lens, an aperture stop S, a fifth lens L5 including a negative meniscus lens having a convex surface on the enlargement side, and a convex surface having a larger curvature than the image forming unit side on the enlargement side. A sixth lens L6 composed of a double-sided aspherical biconvex lens, a seventh lens L7 composed of a negative meniscus lens having a convex surface facing the image forming portion, and a convex surface having a larger curvature than the image forming portion are directed to the enlargement side. A cemented lens comprising an eighth lens L8 composed of a biconvex lens and a ninth lens L9 composed of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature on the image forming unit side than the magnification side, and a curvature on the image forming unit side from the magnification side. The tenth lens L10 is composed of a biconvex lens having a large convex surface.
第2レンズ群G2は、画像形成部側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第11レンズL11の一枚から構成されている。
第3レンズ群G3は、画像形成部側に拡大側より曲率の大きい凹面を向けた両凹レンズからなる第12レンズL12と、画像形成部側に凸面を向けた樹脂製の両面非球面負メニスカスレンズPLからなる第13レンズL13とをもって構成されている。
第4レンズ群G4は、拡大側に凸面を向けた両面非球面正メニスカスレンズからなる第14レンズL14とをもって構成されている。
上記レンズ群により屈折光学系が構成されており、その拡大側に平面ミラーである折り返しミラー12(面30)、自由曲面凹面ミラー13(面31)が設置されている。
尚、第8レンズL8をもって正レンズP1と称し、第9レンズL9をもって負レンズN1と称することとする。
以下、表8にレンズデータを示す。表中、面番号に*が付いているものは非球面、**がついているものは自由曲面を示している。
The second lens group G2 is composed of a single eleventh lens L11 made of a positive meniscus lens having a convex surface facing the image forming unit.
The third lens group G3 includes a twelfth lens L12 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the magnification side on the image forming unit side, and a resin double-sided aspheric negative meniscus lens having a convex surface facing the image forming unit side. A thirteenth lens L13 made of PL is used.
The fourth lens group G4 includes a fourteenth lens L14 made of a double-sided aspheric positive meniscus lens having a convex surface facing the enlargement side.
A refractive optical system is constituted by the lens group, and a folding mirror 12 (surface 30) and a free-form curved concave mirror 13 (surface 31), which are plane mirrors, are installed on the enlargement side.
The eighth lens L8 is referred to as a positive lens P1, and the ninth lens L9 is referred to as a negative lens N1.
Table 8 below shows lens data. In the table, a surface number with * indicates an aspherical surface, and a surface number with ** indicates a free-form surface.
すなわち、表8においては、「*」が付された第4面、第5面、第13面、第14面、第26面、第27面、第28面、第29面の各光学面が非球面であり、式(9)における各非球面のパラメータは、次表9の通りである。
なお、非球面係数において、「En」は、「10のべき乗」、すなわち「×10n」をあらわし、例えば「E−05」は、「×10−5」をあらわしている。
That is, in Table 8, the optical surfaces of the fourth surface, the fifth surface, the thirteenth surface, the fourteenth surface, the twenty-sixth surface, the twenty-seventh surface, the twenty-eighth surface, and the twenty-ninth surface are marked with “*”. The parameters of each aspheric surface in the equation (9) are as shown in Table 9 below.
In the aspheric coefficient, “En” represents “power of 10”, that is, “× 10n”, and for example, “E-05” represents “× 10-5”.
表8におけるDA、DB、DC、DD、DEは、それぞれ可変間隔である。
このうち、可変間隔DAは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔、即ち、面21と面22との可変間隔である。可変間隔DBは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔、即ち、面23と面24との可変間隔である。可変間隔DCは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔、即ち、面27と面28の可変間隔である。
可変間隔DDは、第4レンズ群G4と折り返しミラー12との間隔、DEは、自由曲面凹面ミラー13とスクリーン面SCとの間の可変間隔である。
このように、投射光学系は、投射距離の変動に対するフォーカシングにおいて、遠距離から近距離側へのフォーカシングに際し、図13において、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が画像形成部側に移動し、第4レンズ群G4が拡大側に移動する。このように、拡大率を変更することで、投射画像の対角線サイズが、80インチから100インチまで、投射サイズに合わせて、フォーカス調整される。
フォーカス調整の際に、レンズ群間隔が変化する面間隔DA、DB、DC、DD、DEは、表8に「可変DA」、「可変DB」、「可変DC」、「可変DD」、「可変DE」と記載され、これら面間隔DA〜DEを、投射画像対角線サイズ100、80、60インチに対し、次表3に示すように変化する。
DA, DB, DC, DD, and DE in Table 8 are variable intervals.
Among these, the variable distance DA is the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2, that is, the variable distance between the
The variable distance DD is the distance between the fourth lens group G4 and the
In this way, the projection optical system moves the second lens group G2 and the third lens group G3 to the image forming unit side in FIG. 13 when focusing from a long distance to a short distance side in focusing with respect to fluctuations in the projection distance. Then, the fourth lens group G4 moves to the enlargement side. Thus, by changing the enlargement ratio, the diagonal size of the projected image is adjusted from 80 inches to 100 inches in accordance with the projection size.
The surface distances DA, DB, DC, DD, DE at which the lens group distance changes during focus adjustment are shown in Table 8 as “Variable DA”, “Variable DB”, “Variable DC”, “Variable DD”, “Variable”. DE ”, and the surface separations DA to DE change as shown in Table 3 below with respect to the projected image diagonal sizes of 100, 80, and 60 inches.
また、自由曲面形状は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲線)C、光軸から高さH、円錐定数K、次表4に示す自由曲面係数を与えて、Xを光軸方向における自由曲面量として、上記式(10)により、形状を特定する。 The free-form surface shape is given by the reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curve) C, the height H from the optical axis, the conic constant K, and the free-form surface coefficient shown in Table 4 below. As the amount of curved surface, the shape is specified by the above equation (10).
尚、投射距離とTRは、近距離、基準、遠距離に応じて、次表12に示すような値となる。ここで、TRとは、[自由曲面凹面ミラー13と軸Aとの交点からスクリーンまでの距離]/[スクリーン横幅]で表される。
The projection distance and TR have values as shown in the following table 12 according to the short distance, the reference, and the long distance. Here, TR is expressed as [distance from the intersection of free-form curved
以下、本実施例2の画像形成部LVに用いられているDVDその他の具体的数値を示す。
DMDサイズ
ドットサイズ:7.56μm
横方向長さ:14.5152mm
縦方向長さ:8.1648mm
光軸〜素子中心:5.30mm
BF/Y:3.45
最も反射面側に位置するレンズの投影画像が最大となる合焦状態での頂点からの折り返しミラー12、自由曲面凹面ミラー13の位置座標を次表13に示す。なお回転に関しては、面法線と光軸とのなす角度を示している。
Hereinafter, other specific numerical values of the DVD used in the image forming unit LV of the second embodiment will be shown.
DMD size Dot size: 7.56μm
Horizontal length: 14.5152mm
Longitudinal length: 8.1648mm
Optical axis to element center: 5.30 mm
BF / Y: 3.45
Table 13 shows the position coordinates of the
図5に示した各画角に対応したスポットダイアグラムを図15(100インチの場合)、図16(80インチの場合、)図17(60インチの場合)に示す。各スポットダイアグラムは、スクリーン面での結像特性(mm)を波長625nm(赤)、550nm(緑)、425nm(青)について示している。良好な結像をしていることがわかる。
室温(20度)と温度が20度上昇時の100インチの場合の全系、第1レンズ群の近軸焦点距離を以下表14に示す。
FIG. 15 (in the case of 100 inches), FIG. 16 (in the case of 80 inches), and FIG. 17 (in the case of 60 inches) show the spot diagrams corresponding to each angle of view shown in FIG. Each spot diagram shows imaging characteristics (mm) on the screen surface at wavelengths of 625 nm (red), 550 nm (green), and 425 nm (blue). It can be seen that a good image is formed.
Table 14 below shows the paraxial focal length of the first lens unit in the entire system in the case of 100 inches when the temperature is 20 degrees and the temperature is increased by 20 degrees.
温度変化時の焦点距離の変動が抑えられていることがわかる。
また図18から図20に温度が室温(20度)から20度上昇した時の各画サイズ(100インチ、80インチ、60インチ)でのスポットダイアグラムを示す。
図18〜図20より、温度上昇時においても、良好な結像性能を示している。
尚、この実施例2の場合、条件式(1)〜(8)に対応する値は、下記の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(8)を満足している。
条件式(1):dnTP=5.1
条件式(2):θgFP=0.6122
条件式(3):dnTN=3.6
条件式(4):θgFN=0.5947
条件式(5):|P40d(h)−P20d(h)|×FP=0.02以下
条件式(6):0.85×D=16.745
条件式(7):TR=0.261(近距離60インチの場合)
:TR=0.254(基準 80インチの場合)
:TR=0.249(遠距離100インチの場合)
条件式(8):BF/Y=3.45。
また、図14に示すように条件式(6)の範囲内で条件式(5)を満たしている。
It can be seen that the fluctuation of the focal length when the temperature changes is suppressed.
FIG. 18 to FIG. 20 show spot diagrams at various image sizes (100 inches, 80 inches, and 60 inches) when the temperature rises by 20 degrees from room temperature (20 degrees).
18 to 20, good imaging performance is shown even when the temperature rises.
In the case of Example 2, the values corresponding to the conditional expressions (1) to (8) are as follows and satisfy the conditional expressions (1) to (8), respectively.
Conditional expression (1): dnTP = 5.1
Conditional expression (2): θgFP = 0.6122
Conditional expression (3): dnTN = 3.6
Conditional expression (4): θgFN = 0.5947
Conditional expression (5): | P40d (h) −P20d (h) | × FP = 0.02 or less Conditional expression (6): 0.85 × D = 16.745
Conditional expression (7): TR = 0.261 (in the case of a short distance of 60 inches)
: TR = 0.254 (in case of standard 80 inch)
: TR = 0.249 (in the case of a long distance of 100 inches)
Conditional expression (8): BF / Y = 3.45.
Further, as shown in FIG. 14, the conditional expression (5) is satisfied within the range of the conditional expression (6).
以上のような実施の形態および具体的な数値例によって特定される投射装置によれば、固定群内の正レンズ、負レンズそれぞれに、適切な硝材を指定することにより、小型で高性能かつ温度特性に優れた超短投射距離の画像投射装置を得ることができる。なお、上述した第1および第2の実施例の形態では、本発明の好適な実施形態例を示したが、本発明はその内容に限定されるものではない。
特に実施例1および実施例2で例示した各部の具体的形状および数値は、本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例にすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
このように、本発明は、本実施形態で説明した内容に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することができる。
According to the projection device specified by the embodiment and the specific numerical examples as described above, by specifying an appropriate glass material for each of the positive lens and the negative lens in the fixed group, it is small, high performance and temperature. It is possible to obtain an image projection apparatus with an ultra-short projection distance having excellent characteristics. In the first and second embodiments described above, preferred embodiments of the present invention have been shown, but the present invention is not limited to the contents thereof.
In particular, the specific shapes and numerical values of the respective parts exemplified in Example 1 and Example 2 are merely examples of implementations in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is interpreted in a limited way by these. There should be no things.
Thus, the present invention is not limited to the contents described in the present embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist thereof.
11 屈折光学系
12 折り返しミラー
13 自由曲面凹面ミラー
14 防塵ガラス
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〜L14 第1レンズ〜第14レンズ
LV 画像形成部
N1 負レンズ
P1 正レンズ
PL 樹脂製の両面非球面負メニスカスレンズ
DA〜DE 可変間隔
A 光軸
F 平行平板
SC スクリーン
DESCRIPTION OF
Claims (10)
4 < dnTP (1)
0.61 < θgFP (2)
3 < dnTN (3)
0.59 < θgFN (4)
但し、
dnTP:前記正レンズP1の40−60度範囲のe線における相対屈折率の温度係数
θgFP:前記正レンズP1のg線、F線の部分分散比
dnTN:前記負レンズN1の40−60度範囲のe線における相対屈折率の温度係数
θgFN:前記負レンズN1の部分分散比
θgf:部分分散比であり、部分分散比θgfは、式:θgf=(Ng−NF)/(NF−NC)で表され、
Ng:g線に対する屈折率
NF:F線に対する屈折率
NC:C線に対する屈折率
とする。 A projection apparatus for enlarging and projecting an image displayed on an image display element on a screen, the projection apparatus having a refractive optical system and a reflective optical system having a reflective optical element having at least one power A positive lens P1 that has at least one cemented lens in the refractive optical system, and the cemented lens satisfies the following conditional expressions (1), (2), (3), and (4): A projection apparatus comprising at least one negative lens N1.
4 <dnTP (1)
0.61 <θgFP (2)
3 <dnTN (3)
0.59 <θgFN (4)
However,
dnTP: temperature coefficient of relative refractive index at e-line in the range of 40-60 degrees of the positive lens P1 θgFP: partial dispersion ratio of g-line and F-line of the positive lens P1 dnTN: range of 40-60 degrees of the negative lens N1 The temperature coefficient of the relative refractive index at the e-line θgFN: the partial dispersion ratio of the negative lens N1 θgf: the partial dispersion ratio, and the partial dispersion ratio θgf is expressed by the equation: θgf = (Ng−NF) / (NF−NC) Represented,
Ng: Refractive index for g line NF: Refractive index for F line NC: Refractive index for C line
但し、
|P40d(h)−P20d(h)|×FP < 0.02 (5)
|h| < 0.85 × D (6)
h:前記光軸Aからの高さ
D:縮小側レンズ面と光線との交点のうち、前記光軸Aからの距離が最大となる点と光軸Aとの距離
FP:前記樹脂レンズPLの近軸焦点距離
P40d(h):前記光軸Aからの高さhの点の温度40度の時のパワー
P20d(h):前記光軸Aからの高さhの点の温度20度の時のパワー
とする。 In the projection device according to any one of claims 1 to 5, when an axis shared by a plurality of axially symmetric lenses of the refractive optical system is an optical axis A, the following conditional expression (5): A projection apparatus having at least one resin lens PL satisfying (6) in a lens group that moves during focusing.
However,
| P40d (h) −P20d (h) | × FP <0.02 (5)
| H | <0.85 × D (6)
h: Height from the optical axis A D: Distance between the optical axis A and the point where the distance from the optical axis A is the maximum among the intersections of the reduction-side lens surface and the light beam FP: of the resin lens PL Paraxial focal length P40d (h): Power at a point of height h from the optical axis A at a temperature of 40 degrees P20d (h): Temperature at a point of height h from the optical axis A at 20 degrees The power of
BF/Y < 4.0 (8)
但し、
BF:前記画像表示素子を含む面と前記光軸Aとの交点と、前記画像表示素子に最も近い側のレンズの画像表示素子側面頂点との距離
Y:前記光軸Aと、画像形成部端部との距離の最大値
とする。 In the projection device according to any one of claims 1 to 8, satisfying the following condition (8) when multiple lenses axisymmetric of the refractive optical system and the optical axis A of the shaft that share Projection device characterized by.
BF / Y <4.0 (8)
However,
BF: Distance between the intersection of the surface including the image display element and the optical axis A and the image display element side surface vertex of the lens closest to the image display element Y: The optical axis A and the end of the image forming unit The maximum value of the distance to the part.
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