JP7040171B2 - 投射光学系及び投射型画像表示装置 - Google Patents
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Description
0.1<Fb1/Fb2<0.3…(1)
0.8<Fb2/TL<2.0…(2)
を満足することを特徴とする。
また、本発明に係る投射光学系は、縮小側から順に、複数のレンズから構成される第1光学群と、少なくとも1つの光学素子から構成される第2光学群とを備える投射光学系であって、前記第1光学群は、縮小側共役位置の画像の中間像を形成し、前記第2光学群は、前記第1光学群で形成された中間像を半画角50゜以上の画角で拡大投影し、前記第1光学群と前記第2光学群との間に配置され、前記第1光学群の光軸を偏向させる第1光路偏向部と、前記第1光路偏向部により偏向された光軸をさらに偏向させて前記第1光学群の光軸の進行方向に戻す第2光路偏向部とを有する光路偏向光学系を備え、前記縮小側共役位置から前記第1光学群の最も縮小側の面までの空気換算距離をFb1とし、前記第1光学群の最も拡大側の面から中間像が形成される光軸上の近軸焦点位置までの距離をFb2とし、前記第1光学群の全長をTLとするとき、条件式
0.1<Fb1/Fb2<0.3…(1)
0.8<Fb2/TL<2.0…(2)
を満足し、さらに、前記第2光学群は、少なくとも1枚の負のパワーを有する非球面レンズを含む複数のレンズを有し、全系の焦点距離をFとし、前記第1光学群の焦点距離をF1とするとき、条件式
|F/F1|<0.06…(5)
を満足することを特徴とする。
以下に図面を参照して、本発明の第1実施形態に係る投射光学系及びこれを組み込んだ投射型画像表示装置について詳細に説明する。
0.1<Fb1/Fb2<0.3…(1)
0.8<Fb2/TL<2.0…(2)
を満足している。
0.2<(H1+H2)/D<0.6…(3)
を満足している。
0.08<F/F1<0.16…(4)
を満足している。
以下、図9~11を参照して、第2実施形態に係る投射光学系及びこれを組み込んだ投射型画像表示装置について詳細に説明する。本実施形態は、第1実施形態の変形例であり、投射光学系において第2光学群を複数のレンズで構成することを除いて、第1実施形態の場合と同様であるので、同一の機能を有するものについては、同じ名称や符号を適用し、各部の詳細な説明については省略する。
|F/F1|<0.06…(5)
を満足している。
ここで、本実施形態では、既述のように、第2光学群40bを、複数のレンズを組み合わせて構成することを可能としている。第1実施形態に例示して説明したように、凹面ミラーで第2光学群40bを構成する場合には、第1光学群40aから射出された光線は、発散光として凹面ミラーで受光するのが好ましい。これに対して、本実施形態のように、レンズのみの屈折系で受光する場合、第2光学群40bの縮小側のレンズが非常に大きくなってしまう可能性や、第2光学群40bにおける色収差の発生の可能性から、第1光学群40aから射出される光線は、テレセントリックに近い状態であることが望ましい。すなわち、第1光学群40aは、正または負の弱いパワーとするのが好ましい。第2光学群40bにおける収差補正が無理なく可能となるからである。
以下、上記した第1及び第2実施形態において、共通する条件について記載する。各実施形態において示した投射光学系40は、上述した条件式(1)~(3)以外に、下記の条件式(6)~(8)を満たすものとなっている。
0.3<d/D<0.6…(6)
を満足している。
30゜<θ<50゜…(7)
を満足している。
θt<15゜…(8)
を満足している。
ただし、2つの光路偏向部AP1,AP2を構成する2枚の反射面のなす角度θtが、条件(8)の範囲を外れて大きくなり過ぎると、特に、光路を確保するに際して、画面周辺部に対応する光線束が互いに干渉しないようにことが難しくなる。
以下、投射光学系40の具体的な実施例について説明する。以下に説明する実施例1~6に共通する諸元の意義を以下にまとめた。なお、偏芯あるいは回転は、第1及び第2光路偏向部AP1,AP2を構成する各反射面の傾きを示している。
f 全系の焦点距離
ω 半画角
NA 開口数
R 曲率半径
D 軸上面間隔(レンズ厚又はレンズ間隔)
Nd d線の屈折率
Vd d線のアッベ数
H 有効半径
偶数次高次非球面
奇数次高次非球面
ただし、
c: 曲率(1/R)
h: 光軸からの高さ
k: 非球面の円錐係数
Ai:非球面の高次非球面係数
なお、OBJは、パネル面PIを意味し、STOは開口絞りSTを意味し、IMGは、スクリーン上の像面(被投射面)を意味する。また、面番号の後に「*」や「**」が記載されている面は、非球面形状を有する面であり、「*」は、偶数次高次非球面であり、「**」は、奇数次高次非球面である。
実施例1のレンズ面のデータを以下の表1に示す。
〔表1〕
F 2.88
FNo 2.44
ω 71.8
面番号 R D Nd Vd H 偏芯(回転)
OBJ Infinity 6.060
1 Infinity 22.920 1.51633 64.1
2 Infinity 1.000
3 29.122 5.929 1.92286 20.9 11.47
4 -53.481 0.150 11.12
5 30.494 7.000 1.49700 81.5 9.50
6 -14.959 1.000 1.92286 20.9 7.96
7 22.255 0.150 7.25
*8 12.5 4.491 1.49700 81.5 7.26
*9 89.379 0.135 6.72
10 13.933 5.500 1.48749 70.2 6.20
11 -11.01 1.000 1.90043 37.4 5.35
12 7.14 4.500 1.76182 26.5 4.92
13 -67.809 2.313 4.85
STO Infinity 4.000 4.63
15 -18.813 2.000 1.80000 29.8 4.96
16 -13.423 d16 5.20
*17 15.914 3.500 1.53116 56.0 11.09
*18 -93.779 d18 11.37
*19 -34.888 2.000 1.53116 56.0 11.92
*20 18.542 d20 12.72
21 Infinity 0.000 反射面 -35.0
22 Infinity -48.000 -35.0
23 Infinity 0.000 反射面 35.0
24 Infinity 37.000 35.0
*25 -28.425 d25 反射面 35.10
以上の表1及び以下の表において、10のべき乗数(例えば1.00×10+18)をE(例えば1.00E+18)を用いて表すものとする。
〔表2〕
偶数次
非球面係数
面番号 8 9 17 18 19
K 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 6.23015
A04 3.4798E-05 1.0184E-05 -1.5438E-04 2.0444E-06 1.4603E-04
A06 -7.1435E-08 -7.7442E-07 5.8105E-07 1.6057E-06 4.2397E-07
A08 5.5192E-09 -2.4043E-09 -3.9570E-09 -8.8620E-09 -3.1498E-09
A10 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
A12 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
A14 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
20 25
0.00000 -0.57313
-1.4966E-04 6.3727E-06
2.6829E-07 -3.0433E-09
-2.7439E-10 2.7284E-12
-5.0735E-12 -1.0655E-15
0.0000E+00 1.7204E-19
0.0000E+00 8.5761E-23
〔表3〕
可変間隔
投射距離 基準距離 近距離 遠距離
d16 14.008 13.739 14.204
d18 2.343 2.373 2.320
d20 21.139 21.310 21.898
d25 -376.756 -305.444 -504.330
実施例2のレンズ面のデータを以下の表4に示す。
〔表4〕
F -2.82
FNo 2.00
ω 72.0
面番号 R D Nd Vd H 偏芯(回転)
OBJ Infinity 6.060
1 Infinity 22.920 1.51633 64.1
2 Infinity 1.000
3 233.602 4.633 1.92286 20.9 11.87
4 -31.948 0.150 11.98
5 15.973 6.000 1.62041 60.3 10.12
6 -217.943 1.000 1.92286 20.9 9.05
7 17.252 4.000 1.51633 64.1 7.87
8 251.993 0.103 7.10
9 16.864 5.000 1.48749 70.2 6.40
10 -21.447 1.000 2.00100 29.1 5.50
11 7.789 3.500 1.74077 27.8 5.01
12 253.389 2.095 4.94
STO Infinity 4.000 4.88
14 -9.917 2.000 1.92286 20.9 5.26
15 -9.449 d15 5.81
*16 16.998 4.771 1.53116 56.0 14.92
*17 -161.456 d17 15.50
*18 259.556 1.800 1.53116 56.0 16.25
*19 14.605 d19 16.93
20 Infinity 0.000 反射面 -37.5
21 Infinity -55.000 -37.5
22 Infinity 0.000 反射面 37.5
23 Infinity 45.000 37.5
*24 -34.621 d24 反射面 42.32
IMG Infinity 0
〔表5〕
偶数次
非球面係数
面番号 16 17 18 19 24
K 0.00000 0.00000 -89.00000 -0.48675 -0.83296
A04 -8.0074E-05 1.2524E-04 1.3771E-04 -1.3436E-04 3.2250E-06
A06 4.0677E-07 1.2998E-07 -6.5372E-07 2.7904E-07 -2.4400E-09
A08 -2.1234E-09 -3.1647E-09 1.8678E-09 -4.3024E-10 1.9808E-12
A10 5.5293E-13 5.1021E-12 -3.3643E-12 -6.5976E-13 -1.0792E-15
A12 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 3.2787E-19
A14 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 -4.1519E-23
〔表6〕
可変間隔
投射距離 基準距離 近距離 遠距離
d15 19.736 19.318 20.171
d17 2.232 2.225 2.239
d19 28.000 28.330 27.659
d24 -376.756 -305.269 -504.219
実施例3のレンズ面のデータを以下の表7に示す。
〔表7〕
F -3.71
FNo 2.02
ω 72.3
面番号 R D Nd Vd H 偏芯(回転)
OBJ Infinity 6.010
1 Infinity 26.820 1.51633 64.1
2 Infinity 1.000
3 4427.571 5.554 1.90366 31.3 15.18
4 -35.191 3.140 15.34
5 36.643 9.351 1.49700 81.5 12.47
6 -21.214 1.200 1.90366 31.3 11.12
7 26.325 0.100 10.49
8 18.470 7.000 1.48749 70.2 10.81
9 -43.236 2.383 10.60
10 21.997 8.500 1.72825 28.5 9.78
11 -14.000 1.100 1.90366 31.3 9.01
12 20.667 8.072 8.17
STO Infinity 7.000 8.89
14 -427.198 5.000 1.62280 57.1 10.55
15 -22.902 d15 10.92
*16 50.000 4.000 1.53116 56.0 16.81
*17 315.178 d17 17.47
*18 -22.379 3.000 1.53116 56.0 20.48
*19 -135.485 d19 22.02
20 Infinity 0.000 反射面 -33.5
21 Infinity -83.000 -33.5
22 Infinity 0.000 反射面 33.5
23 Infinity 69.000 33.5
*24 -53.792 d24 反射面 66.15
IMG Infinity 0
〔表8〕
偶数次
非球面係数
面番号 16 17 18 19 24
K 0.00000 0.00000 -2.85691 0.00000 -3.48045
A04 -5.9708E-05 -6.0203E-05 4.2131E-05 4.1817E-05 -1.1907E-06
A06 -1.6195E-08 8.5530E-08 -5.5173E-08 -1.4187E-07 3.2218E-10
A08 1.8765E-10 3.1464E-11 2.0957E-11 2.5020E-10 -6.5789E-14
A10 0.0000E+00 0.0000E+00 -2.8394E-14 -2.8674E-13 7.5755E-18
A12 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 1.3545E-16 -3.7027E-22
A14 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
〔表9〕
可変間隔
投射距離 基準距離 近距離 遠距離
d15 36.943 36.268 37.671
d17 13.827 14.034 13.621
d19 38.000 38.469 37.478
d24 -501.000 -409.664 -663.764
実施例4のレンズ面のデータを以下の表10に示す。
〔表10〕
F -3.96
FNo 1.99
ω 70.9
面番号 R D Nd Vd H 偏芯(回転)
OBJ Infinity 8.700
1 Infinity 25.910 1.51680 64.2
2 Infinity 1.000
3 46.242 6.500 1.84666 23.8 15.27
4 -88.600 6.100 15.02
5 61.723 4.004 1.67790 55.3 12.00
6 -84.388 0.100 11.62
7 26.936 5.423 1.49700 81.5 10.27
8 -33.250 1.200 1.84666 23.8 9.40
9 22.170 5.400 8.38
10 -15.388 1.200 1.84666 23.8 8.23
11 35.744 5.743 1.75700 47.8 9.31
12 -20.876 6.000 9.83
STO Infinity 37.220 10.31
14 -137.711 5.500 1.51633 64.1 19.50
15 -46.489 19.400 20.20
16 -723.365 3.500 1.85026 32.3 25.54
17 -192.502 0.100 25.84
18 111.913 6.000 1.83400 37.2 26.54
19 11449.858 35.000 26.43
20 Infinity 0.000 反射面 -32.5
21 Infinity -80.000 -32.5
22 Infinity 0.000 反射面 32.5
23 Infinity 20.000 32.5
*24 14.606 13.098 1.51633 64.1 20.77
*25 -3444.687 d25 20.73
26 479.065 2.000 1.85896 22.7 17.60
27 29.727 11.000 1.59522 67.7 16.73
28 -51.015 0.100 16.61
29 20.308 6.906 1.49700 81.5 14.11
30 50.510 0.200 12.73
31 15.716 8.000 1.49700 81.5 10.90
32 -72.826 1.200 1.80000 29.8 8.68
33 34.078 d33 7.37
34 58.134 10.466 1.80100 35.0 5.58
35 2732.624 5.407 7.00
*36 -18.750 2.000 1.83220 40.1 8.15
*37 -20.940 2.671 9.99
38 -11.097 2.000 1.92286 20.9 9.99
39 -27.520 d39 15.12
**40 -32.603 5.000 1.53116 56.0 24.87
**41 26.000 d41 39.45
IMG Infinity
〔表11〕
偶数次
非球面係数
面番号 24 25 36 37
K -0.83056 0.00000 3.61782 2.29596
A04 -6.0885E-05 -2.0960E-05 -5.6942E-05 2.7361E-05
A06 2.2021E-08 7.9356E-08 -1.4915E-06 -8.3729E-07
A08 3.3464E-10 -1.2616E-10 2.4781E-09 -1.4105E-09
A10 -1.1791E-12 -8.8856E-14 -9.9726E-11 2.7887E-11
A12 1.1035E-15 2.3897E-16 0.0000E+00 0.0000E+00
A14 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
奇数次
非球面係数
面番号 40 41
K -10.43805 -18.28587
A03 -8.9438E-04 -4.7878E-04
A04 1.5704E-05 4.8796E-06
A05 5.9605E-08 1.6251E-07
A06 0.0000E+00 -4.5075E-09
A07 0.0000E+00 -6.0249E-11
A08 0.0000E+00 1.6968E-12
A09 0.0000E+00 3.0882E-14
A10 0.0000E+00 -8.4813E-16
〔表12〕
可変間隔
投射距離 基準距離 近距離 遠距離
d25 13.249 13.501 13.033
d33 2.876 2.828 2.894
d39 9.827 9.623 10.025
d41 500.000 411.800 662.000
実施例5のレンズ面のデータを以下の表13に示す。
〔表13〕
F -3.96
FNo 1.90
ω 71.2
面番号 R D Nd Vd H 偏芯(回転)
OBJ Infinity 8.500
1 Infinity 25.910 1.51680 64.2
2 Infinity 1.000
3 29.517 5.484 1.85896 22.7 16.34
4 88.151 2.995 15.89
5 136.740 4.657 1.43875 94.9 15.27
6 -61.857 0.100 14.85
7 42.641 7.500 1.49700 81.5 13.00
8 -26.561 1.200 1.80000 29.8 12.16
9 16.317 8.000 1.49700 81.5 10.86
10 -112.659 0.100 10.80
11 20.906 3.400 1.48749 70.2 10.99
12 69.731 15.000 10.80
STO Infinity 4.179 8.58
*14 31.133 3.000 1.69680 55.5 9.20
*15 83.429 8.069 9.21
16 -14.780 1.500 1.72825 28.5 10.50
17 377.281 14.442 11.36
18 -58.420 7.500 1.83400 37.3 20.06
19 -30.367 0.100 21.37
20 142.253 7.500 1.88300 40.8 24.84
21 -104.736 25.000 25.00
22 Infinity 0.000 反射面 -40.0
23 Infinity -66.000 -40.0
24 Infinity 0.000 反射面 40.0
25 Infinity 26.000 40.0
26 -123.931 5.000 1.84666 23.8 26.11
27 -66.416 d27 26.44
*28 16.158 5.000 1.50941 55.9 24.31
*29 29.789 6.000 23.99
30 95.399 5.551 1.49700 81.5 24.05
31 -606.104 0.100 23.90
32 29.587 14.000 1.49700 81.5 22.44
33 -313.330 0.100 21.18
34 17.316 11.500 1.61800 63.3 14.38
35 -79.552 1.200 1.84666 23.8 11.31
36 23.158 d36 8.59
37 82.794 3.798 1.65412 39.7 7.30
38 165.981 6.555 8.99
39 -11.715 2.000 1.72000 50.2 9.94
40 -23.250 d40 13.88
**41 -25.679 2.771 1.50941 55.9 25.42
**42 88.427 d42 39.37
IMG Infinity
〔表14〕
偶数次
非球面係数
面番号 14 15 28 29
K -0.27032 29.96503 -0.95615 0.00000
A04 -1.7122E-06 -8.6712E-06 -3.9178E-05 -2.1634E-05
A06 -4.8307E-08 -1.3308E-07 7.6436E-09 -3.2354E-09
A08 -7.1105E-11 8.4508E-11 1.1520E-11 1.1096E-11
A10 0.0000E+00 -2.4377E-12 0.0000E+00 0.0000E+00
A12 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
A14 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
奇数次
非球面係数
面番号 41 42
K -7.25487 0.00000
A03 -0.00069132 -0.00034974
A04 2.5862E-05 -2.1343E-06
A05 -1.0797E-06 1.4598E-07
A06 1.5706E-09 -2.0408E-09
A07 5.0312E-10 2.6928E-11
A08 -1.0505E-12 -6.6259E-13
A09 0.0000E+00 0.0000E+00
A10 0.0000E+00 0.0000E+00
〔表15〕
可変間隔
投射距離 基準距離 近距離 遠距離
d27 8.115 8.273 8.083
d36 5.884 5.965 5.745
d40 15.291 15.052 15.462
d42 480.000 391.800 642.000
実施例6のレンズ面のデータを以下の表16に示す。
〔表16〕
F -3.96
FNo 2.00
ω 71.2
面番号 R D Nd Vd H 偏芯(回転)
OBJ Infinity 8.500
1 Infinity 25.910 1.51680 64.2
2 Infinity 1.000
3 43.410 7.830 1.85896 22.7 17.28
4 -67.288 0.192 17.07
5 27.535 8.500 1.49700 81.5 13.96
6 -36.110 1.200 1.85896 22.7 12.69
7 20.000 7.000 1.49700 81.5 10.74
8 -109.788 15.101 10.00
STO Infinity 18.465
10 109.217 4.500 1.69680 55.5 11.50
*11 -42.015 5.313 11.79
12 -16.410 1.500 1.78472 25.7 11.73
13 -2408.092 14.086 14.24
14 -68.481 8.500 1.83400 37.2 23.08
15 -31.651 0.100 24.00
16 105.227 7.400 1.88300 40.8 28.49
17 -263.323 28.003 28.51
18 Infinity 0.000 反射面 -35.0
19 Infinity -69.000 -35.0
20 Infinity 0.000 反射面 35.0
21 Infinity 23.000 35.0
*22 90.436 5.000 1.50941 55.9 23.94
*23 -101.443 d23 23.72
24 44.575 15.440 1.49700 81.5 25.57
25 -75.925 0.100 25.57
26 30.268 10.893 1.49700 81.5 22.77
27 96.326 0.100 21.42
28 25.000 14.200 1.61800 63.3 18.17
29 -49.779 1.200 1.84666 23.8 15.21
30 71.453 d30 12.76
31 18.443 3.789 1.49700 81.5 9.97
32 22.460 13.277 8.02
33 -11.569 2.000 1.60300 65.4 9.81
34 -37.635 d34 15.20
**35 -21.513 2.771 1.50941 55.9 28.00
**36 262.355 d36 38.24
IMG Infinity
〔表17〕
偶数次
非球面係数
面番号 11 22 23
K -1.00000 0.00000 6.78020
A04 -8.8082E-06 3.8303E-06 3.5749E-05
A06 -4.5030E-08 -5.0305E-10 -1.7894E-08
A08 1.2364E-10 -7.6798E-12 -6.5626E-13
A10 -1.0754E-12 0.0000E+00 0.0000E+00
A12 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
A14 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
奇数次
非球面係数
面番号 35 36
K -1.19846 0.00000
A03 -3.8870E-04 -2.8773E-04
A04 3.0711E-05 -7.1150E-07
A05 -5.4961E-07 1.4788E-07
A06 2.9770E-09 -2.5440E-09
A07 0.0000E+00 0.0000E+00
A08 0.0000E+00 0.0000E+00
A09 0.0000E+00 0.0000E+00
A10 0.0000E+00 0.0000E+00
〔表18〕
可変間隔
投射距離 基準距離 近距離 遠距離
d23 0.891 0.964 0.800
d30 1.250 1.149 1.157
d34 13.989 14.017 13.922
d36 500.000 411.800 662.000
いずれの実施例においても、広角端での半画角70度以上の広い画角を実現しながらも、コンパクトな構成を実現可能としている。なお、各実施例について、各条件式(1)~(8)の上記諸条件は、下記の通りとなっており、いずれの実施例も満たすものとなっている。ただし、条件式(4)については、実施例1~3のみ、条件式(5)については、実施例4~6のみが満たすものとなっている。また、条件式(8)については、例示した実施例1の変形例においてθt=7.5°となっており、それ以外は、θt=0°である。
〔表19〕
条件式計算値 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6
(1) 0.1<Fb1/Fb2<0.4 0.244 0.203 0.153 0.226 0.261 0.270
(2) 0.8<Fb2/TL<2.0 1.513 1.756 1.391 1.047 1.073 0.984
(3) 0.2<(H1+H2)/D<0.6 0.451 0.463 0.464 0.350 0.437 0.437
(4) 0.08<F/F1<0.16 0.128 0.128 0.135 - - -
(5) |F/F1|<0.06 - - - -0.013 -0.015 0.002
(6) 0.3<d/D<0.6 0.452 0.430 0.437 0.593 0.564 0.575
(7) 25゜<θ<50゜ 35.0 37.5 33.5 32.5 40.0 35.0
(8) θt<15 7.5
0.2<(H1+H2)/D<0.6…(3)
を満足することを特徴とする。この場合、第1光学群と第2光学群との間を大きくとることができ、例えば2つの光路偏向部で構成される光路偏向光学系を、効率良く配置できる。
0.08<F/F1<0.16…(4)
を満足することを特徴とする。この場合、第2光学群を凹面のミラーで構成できる。
全系の焦点距離をFとし、第1光学群の焦点距離をF1とするとき、条件式
|F/F1|<0.06…(5)
を満足することを特徴とする。この場合、第2光学群を複数のレンズで構成できる。
0.3<d/D<0.6…(6)
を満足することを特徴とする。この場合、光路偏向光学系により光軸を偏向したときに、光線束が、2つの光学群である第1光学群及び第2光学群や、光路偏向光学系を構成する2つの光路偏向部によって干渉しないようにできる。
30゜<θ<50゜…(7)
を満足することを特徴とする。この場合、光の干渉や第2光学群の増大を抑えたり、第2光学群を凹面ミラーで構成する場合において当該凹面ミラーが深い反射面にならないようにしたりできる。
θt<15゜…(8)
を満足することを特徴とする。この場合、装置全体のさらなる小型化において、光路を確保するに際し、画面周辺部に対応する光線束が互いに干渉しないように維持できる。
Claims (10)
- 縮小側から順に、複数のレンズから構成される第1光学群と、少なくとも1つの光学素子から構成される第2光学群とを備える投射光学系であって、
前記第1光学群は、縮小側共役位置の画像の中間像を形成し、
前記第2光学群は、前記第1光学群で形成された中間像を半画角50゜以上の画角で拡大投影し、
前記第1光学群と前記第2光学群との間に配置され、前記第1光学群の光軸を偏向させる第1光路偏向部と、前記第1光路偏向部により偏向された光軸をさらに偏向させて前記第1光学群の光軸の進行方向に戻す第2光路偏向部とを有する光路偏向光学系を備え、
前記縮小側共役位置から前記第1光学群の最も縮小側の面までの空気換算距離をFb1とし、前記第1光学群の最も拡大側の面から中間像が形成される光軸上の近軸焦点位置までの距離をFb2とし、前記第1光学群の全長をTLとするとき、条件式
0.1<Fb1/Fb2<0.3…(1)
0.8<Fb2/TL<2.0…(2)
を満足し、
さらに、前記第2光学群は、少なくとも1枚の負のパワーを有する非球面レンズを含む複数のレンズを有し、
全系の焦点距離をFとし、前記第1光学群の焦点距離をF1とするとき、条件式
|F/F1|<0.06…(5)
を満足することを特徴とする投射光学系。 - 前記第1光学群の最も拡大側の面から第2光学群の最も縮小側の面までの距離をDとし、前記第1光学群の最も拡大側の面の有効半径をH1とし、前記第2光学群の最も縮小側の面の有効半径をH2とするとき、条件式
0.2<(H1+H2)/D<0.6…(3)
を満足することを特徴とする請求項1に記載の投射光学系。 - 前記光路偏向光学系において、前記第1光路偏向部と前記第2光路偏向部とは、2つのミラーで構成され、互いに反射面が向き合うように配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の投射光学系。
- 前記第1光学群の最も拡大側の面から第2光学群の最も縮小側の面までの距離をDとし、前記光路偏向光学系の光軸上の距離をdとするとき、条件式
0.3<d/D<0.6…(6)
を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の投射光学系。 - 前記第1光学群の光軸と、前記光路偏向光学系によって偏向された第2光学群の光軸とは、平行であり、かつ、光軸の進行方向が一致していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の投射光学系。
- 前記第1光学群を出た光軸の前記第1光路偏向部への入射角をθとするとき、条件式
30゜<θ<50゜…(7)
を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の投射光学系。 - 前記光路偏向光学系は、前記第1光路偏向部の反射面と前記第2光路偏向部の反射面とのなす角度をθtとするとき、条件式
θt<15゜…(8)
を満足することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の投射光学系。 - 前記第1光路偏向部により偏向された光軸は、前記縮小側共役位置の面の水平軸または垂直軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の投射光学系。
- 前記光路偏向光学系において、前記第1光路偏向部と前記第2光路偏向部とは、一体成型された保持部で位置決めされることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の投射光学系。
- 光源からの光を変調して前記画像を形成する光変調素子と、
前記光変調素子の画像を投射する請求項1乃至9のいずれか一項に記載の投射光学系と
を備える投射型画像表示装置。
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