JP6939469B2 - 投写光学系および投写型画像表示装置 - Google Patents
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Description
Num2 ≦ 7 ・・(1)
1.5 ≦ Num1/Num2 ≦ 2.5 ・・(2)
n2−n1 > 0.15 ・・・(3)
n2−n3 > 0.2 ・・・(4)
νd1−νd2 > 30 ・・・(5)
νd3−νd2 > 30 ・・・(6)
−50 < f2/f1U < −5 ・・・(7)
nc1 > 1.8 ・・・(8)
nc2 > 1.8 ・・・(9)
θg,F > 0.58 ・・・(10)
BF/|f| > 6 ・・・(10)
図1は本発明の投写光学系を備えるプロジェクターの概略構成図である。図1に示すように、プロジェクター(投写型画像表示装置)1は、スクリーンSに投写する画像光を生成する画像光生成光学系2と、画像光を拡大して投写する投写光学系3と、画像光生成光学系2の動作を制御する制御部4とを備える。
画像光生成光学系2は、光源10、第1インテグレーターレンズ11、第2インテグレーターレンズ12、偏光変換素子13、重畳レンズ14を備える。光源10は、例えば、超高圧水銀ランプ、固体光源等で構成される。第1インテグレーターレンズ11および第2インテグレーターレンズ12は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子をそれぞれ有する。第1インテグレーターレンズ11は、光源10からの光束を複数に分割する。第1インテグレーターレンズ11の各レンズ素子は、光源10からの光束を第2インテグレーターレンズ12の各レンズ素子の近傍に集光させる。
次に、投写光学系3を説明する。以下では、プロジェクター1に搭載される投写光学系3の構成例として実施例1〜3を説明する。
図2は実施例1の投写光学系の構成図(光線図)である。図3は実施例1の投写光学系のレンズデータを示す図である。図4は実施例1の投写光学系の非球面レンズの非球面データを示す図である。図2に示すように、本例の投写光学系3Aは、拡大側結像面であるスクリーンSと中間像30を共役にする第1レンズユニットLU1と、中間像30と縮小側結像面である液晶パネル18(18R、18G、18B)とを共役にする第2レンズユニットLU2とからなる。投写光学系3Aは、14のレンズエレメントを備える。
|f|=2.85
ω=71.3°
FNo=1.9
φ=17mm
ポジション1 ポジション2 ポジション3
A 500 400 700
B 6.889 7.018 6.756
C 0.341 0.2 0.487
D 46.845 46.857 46.832
Num2 ≦ 7 ・・(1)
1.5 ≦ Num1/Num2 ≦ 2.5 ・・(2)
Num1=9、Num2=5、であり
1.5 ≦ (Num1/Num2=1.8) ≦ 2.5
である。
n2−n1 > 0.15 ・・・(3)
n2−n3 > 0.2 ・・・(4)
νd1−νd2 > 30 ・・・(5)
νd3−νd2 > 30 ・・・(6)
n2−n1=(1.85478−1.61801)=0.23677 > 0.2
n2−n3=(1.85478−1.61801)=0.23677 > 0.2
νd1−νd2=(63.33−24.8)=38.53 > 30
νd3−νd2(63.33−24.8)=38.53 > 30
−50 < f2/f1U < −5 ・・・(7)
−50 < f2/f1U=(−35.90/4.90)=−7.327 < −5
nc1 > 1.8 ・・・(8)
nc2 > 1.8 ・・・(9)
θg,F > 0.58 ・・・(10)
nc1=1.8061 > 1.8
nc2=1.8061 > 1.8
θg,F=0.5883 > 0.58
BF/|f| > 6 ・・・(11)
BF/|f|=(22.25/|2.85|)=7.8 > 6
図6は実施例2の投写光学系の構成図(光線図)である。図7は実施例2の投写光学系のレンズデータを示す図である。図8は実施例2の投写光学系の非球面レンズの非球面データを示す図である。図6に示すように、本例の投写光学系3Bは、拡大側結像面であるスクリーンSと中間像30を共役にする第1レンズユニットLU1と、中間像30と縮小側結像面である液晶パネル18(18R、18G、18B)とを共役にする第2レンズユニットLU2とからなる。投写光学系3Bは、14のレンズエレメントを備える。
|f|=2.8
ω=71.9°
FNo=1.7
φ=17mm
ポジション1 ポジション2 ポジション3
A 500 400 700
B 9.029 9.066 8.964
C 0.855 0.8 0.93
D 47.627 47.645 47.617
Num2 ≦ 7 ・・(1)
1.5 ≦ Num1/Num2 ≦ 2.5 ・・(2)
Num1=10、Num2=5、であり
1.5 ≦ (Num1/Num2=2) ≦ 2.5
である。
n2−n1 > 0.15 ・・・(3)
n2−n3 > 0.2 ・・・(4)
νd1−νd2 > 30 ・・・(5)
νd3−νd2 > 30 ・・・(6)
n2−n1=(1.80518−1.623)=0.18218 > 0.15
n2−n3=(1.80518−1.49701)=0.30817 > 0.2
νd1−νd2=(58.17−25.43)=32.74 > 30
νd3−νd2(81.55−25.43)=56.12 > 30
−50 < f2/f1U < −5 ・・・(7)
−50 < f2/f1U=(−33.5/4.4)=−7.614 < −5
nc1 > 1.8 ・・・(8)
nc2 > 1.8 ・・・(9)
θg,F > 0.58 ・・・(10)
nc1=1.92286 > 1.8
nc2=1.92286 > 1.8
θg,F=0.6388 > 0.58
BF/|f| > 6 ・・・(11)
BF/|f|=(22.24/|2.8|)=7.9 > 6
図10は実施例3の投写光学系の構成図(光線図)である。図11は実施例3の投写光学系のレンズデータを示す図である。図12は実施例3の投写光学系の非球面レンズの非球面データを示す図である。図10に示すように、本例の投写光学系3Cは、拡大側結像面であるスクリーンSと中間像30を共役にする第1レンズユニットLU1と、中間像30と縮小側結像面である液晶パネル18(18R、18G、18B)とを共役にする第2レンズユニットLU2とからなる。投写光学系3Cは、14のレンズエレメントを備える。
|f|=2.85
ω=70.55°
FNo=2
φ=16.3
ポジション1 ポジション2 ポジション3
A 500 400 700
B 9.690 9.836 9.500
C 2.156 2.000 2.360
D 40.870 40.880 40.856
Num2 ≦ 7 ・・(1)
1.5 ≦ Num1/Num2 ≦ 2.5 ・・(2)
Num1=9、Num2=5、であり
1.5 ≦ (Num1/Num2=1.8) ≦ 2.5
である。
n2−n1 > 0.15 ・・・(3)
n2−n3 > 0.2 ・・・(4)
νd1−νd2 > 30 ・・・(5)
νd3−νd2 > 30 ・・・(6)
n2−n1=(1.85478−1.61801)=0.23677 > 0.2
n2−n3=(1.85478−1.61801)=0.23677 > 0.2
νd1−νd2=(63.33−24.8)=38.53 > 30
νd3−νd2(63.33−24.8)=38.53 > 30
−50 < f2/f1U < −5 ・・・(7)
−50 < f2/f1U=(−69.09/4)=−17.272 < −5
nc1 > 1.8 ・・・(8)
nc2 > 1.8 ・・・(9)
θg,F > 0.58 ・・・(10)
nc1=1.84666 > 1.8
nc2=1.80610 > 1.8
θg,F=0.5883 > 0.58
BF/|f| > 6 ・・・(11)
BF/|f|=(26.262/|2.85|)=9.2 > 6
Claims (9)
- 拡大側に位置する拡大側結像面と中間像を共役にする第1レンズユニットと、前記中間像と縮小側に位置する縮小側結像面とを共役にする第2レンズユニットと、からなり、
前記第1レンズユニットは、少なくとも2枚の非球面レンズと、3枚のレンズを接合した接合レンズと、を備え、
前記接合レンズは、前記拡大側結像面の側から前記中間像の側に向かって第1の正レンズ、負レンズ、および、第2の正レンズからなり、
前記第1レンズユニットのレンズエレメント数をNum1、前記第2レンズユニットのレンズエレメント数をNum2、前記第1の正レンズのd線の屈折率をn1、アッベ数をνd1、前記負レンズのd線の屈折率をn2、アッベ数をνd2、前記第2の正レンズのd線の屈折率をn3、アッベ数をνd3としたときに、以下の条件式(1)から条件式(6)の全てを満足することを特徴とする投写光学系。
Num2 ≦ 7 ・・(1)
1.5 ≦ Num1/Num2 ≦ 2.5 ・・(2)
n2−n1 > 0.15 ・・・(3)
n2−n3 > 0.2 ・・・(4)
νd1−νd2 > 30 ・・・(5)
νd3−νd2 > 30 ・・・(6) - 請求項1において、
前記第1レンズユニットを構成するレンズエレメントのうち最もレンズ有効径が小さい最小有効径レンズは、前記拡大側結像面の側に凹面を有する負レンズであり、
前記第1レンズユニットの焦点距離をf1U、前記最小有効径レンズの焦点距離をf2としたときに、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする投写光学系。
−50 < f2/f1U < −5 ・・・(7) - 請求項1または2において、
前記第2レンズユニットと前記第1レンズユニットとの間における軸外の光線の主光線は、前記第2レンズユニットの側から前記第1レンズユニットの側に向かって光軸に接近することを特徴とする投写光学系。 - 請求項1から3のうちのいずれか一項において、
前記中間像における軸外光の合焦位置は、軸外に向かって前記第2レンズユニットに接近することを特徴とする投写光学系。 - 請求項1から4のうちのいずれか一項において、
前記第1レンズユニットは、2枚の非球面レンズを備え、
2枚の前記非球面レンズは、樹脂製であり、それぞれ前記第1レンズユニットの最も前記拡大側結像面の側と、最も前記中間像の側に配置されていることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか一方に記載の投写光学系。 - 請求項1から5のうちのいずれか一項において、
前記第1レンズユニットのレンズエレメントのうち最も前記拡大側結像面の側に位置する第1レンズユニット第1レンズの隣に位置する第1移動レンズ群と、前記第1移動レンズ群の前記中間像の側で当該第1移動レンズ群の隣に位置する第2移動レンズ群と、を備え、
前記第1移動レンズ群は、第1レンズユニット第1レンズの側から2枚以上の負レンズを備え、
前記第2移動レンズ群は、少なくとも1枚の正レンズを備え、
前記拡大側結像面に対する投写サイズを変更した場合に、前記第1レンズユニット第1レンズを固定し、前記第1移動レンズ群と、前記第2移動レンズ群と、を光軸上で相対的に移動させてフォーカシングを行うことを特徴とする投写光学系。 - 請求項1から6のうちのいずれか一項において、
前記第2レンズユニットのレンズエレメントのうち、最も中間像の側に位置する中間像側レンズ、および、最も縮小側結像面の側に位置する縮小側結像面側レンズは、正レンズであり、
前記中間像側レンズおよび前記縮小側結像面側レンズのそれぞれのd線の屈折率をnc1、nc2、とし、前記縮小側結像面側レンズの部分分散比をθg,Fとしたときに、以下の条件式(8)から条件式(10)の全てを満足することを特徴とする投写光学系。
nc1 > 1.8 ・・・(8)
nc2 > 1.8 ・・・(9)
θg,F > 0.58 ・・・(10) - 請求項1から7のうちのいずれか一項において、
レンズ全系のd線の焦点距離の絶対値を|f|、バックフォーカス空気換算値をBF、としたときに以下の条件式(11)を満足することを特徴とする投写光学系。
BF/|f| > 6 ・・・(11) - 請求項1から請求項8のうちのいずれか一項に記載の投写光学系と、
前記縮小側結像面に画像を表示する画像表示素子と、
を備えることを特徴とする投写型画像表示装置。
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