[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP6851843B2 - 投射光学系及びそれを有する画像投射装置 - Google Patents

投射光学系及びそれを有する画像投射装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6851843B2
JP6851843B2 JP2017020210A JP2017020210A JP6851843B2 JP 6851843 B2 JP6851843 B2 JP 6851843B2 JP 2017020210 A JP2017020210 A JP 2017020210A JP 2017020210 A JP2017020210 A JP 2017020210A JP 6851843 B2 JP6851843 B2 JP 6851843B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
optical system
image
conjugate side
projection optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017020210A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018128523A (ja
Inventor
亮 飯島
亮 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2017020210A priority Critical patent/JP6851843B2/ja
Publication of JP2018128523A publication Critical patent/JP2018128523A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6851843B2 publication Critical patent/JP6851843B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Description

本発明は投射光学系に関し、例えば画像をスクリーンに拡大投射する画像投射装置(プロジェクター)に用いられる投射用の光学系として好適なものである。
従来、液晶やマイクロミラーアレイなどの画像表示素子を用いて、その画像表示素子に基づく画像を投射光学系でスクリーン面に拡大投影する画像投影装置(プロジェクター)が種々提案されている。プロジェクターに用いる投射光学系としては、単一の焦点距離の投射光学系の他に種々な投射倍率で投射でき、しかも近距離から大画面に投射できる広画角で高い光学性能を有するズームレンズであることが要望されている。
また、投射光学系と画像表示素子との間に色分解光学系や色合成光学系等を配置するために長いバックフォーカスを有し、縮小共役側が良好なるテレセントリック性であること等が要望されている。従来、プロジェクター用で広画角かつバックフォーカスの長く、縮小共役側がテレセントリック性の良い投射用レンズが知られている(特許文献1乃至3)。
特許文献1は拡大共役側から縮小共役側へ順に、第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群より構成され、投射画角90度以上の投射用レンズを開示している。特許文献2、3のズームレンズは、拡大共役側より縮小共役側へ順に、負、正、正、負、正、正の屈折力の第1レンズ群乃至第6レンズ群よりなるズームレンズを開示している。そしてズーミングに際して第1レンズ群と第6レンズ群が不動で第2レンズ群乃至第5レンズ群が移動するズームレンズを開示している。
特開2012−073337号公報 特開2009−186569号公報 特開2005−257896号公報
プロジェクターに用いられる投射光学系は、広画角の投射ができ、しかも投射画像が高画質であること、そして縮小共役側がテレセントリック性の良いこと等が強く要望されている。縮小共役側をテレセントリックとするために、特許文献1では最も縮小共役側にメニスカス形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズを用いている。また、該接合レンズの拡大共役側に低分散の強い材料よりなる正レンズを配置することで、軸上色収差を良好に補正している。
一般に投射光学系の縮小共役側のバックフォーカスを長く確保しつつ縮小共役側のテレセントリック性を良好に維持しようとすると、球面収差および軸上色収差、倍率色収差等が多く発生してくる。縮小共役側がテレセントリック性が良く、バックフォーカスが長く、しかも高画質の画像を投射するには、ズームレンズのときは、最も縮小共役側のレンズ群のレンズ構成を適切に設定することができる。また単一の焦点距離の投射光学系のときは最も縮小共役側のレンズ系のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。
本発明は、縮小共役側のテレセントリック性が良く、長いバックフォーカスが得られ、しかも良好な光学性能が得られる投射光学系の提供を目的とする。
本発明の画像投射装置は、画像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子に表示される画像を投射する投射光学系と、前記投射光学系と前記画像表示素子との間に配置されたガラスブロックとを有する画像投射装置であって、
前記投射光学系の最も縮小共役側に光軸方向に不動の3枚のレンズを有し、
前記3枚のレンズは前記投射光学系の拡大共役側から縮小共役側へ順に、拡大共役側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、正の屈折力の第3レンズよりなり、
前記第2レンズと前記第3レンズは接合された接合レンズであり、
前記第1レンズの縮小共役側のレンズ面の曲率半径をG1R2、前記第2レンズの拡大共役側のレンズ面の曲率半径をG2R1、前記第3レンズの焦点距離をFG3、前記第1レンズから前記第3レンズまでの合成系の焦点距離をFG、前記ガラスブロックの光軸方向の厚さの総和をDpsum、前記画像表示素子の画像表示面の対角線長の半分をYmaxとするとき、
0.4<FG3/FG<1.0
0.0<G1R2/G2R1
1.5<Dpsum/Ymax<3.0
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、縮小共役側のテレセントリック性が良く、長いバックフォーカスが得られ、しかも良好な光学性能が得られる投射光学系が得られる。
(A)、(B) 本発明の投射光学系の実施例1の広角端と望遠端におけるレンズ断面図 (A)、(B) 本発明の投射光学系の実施例1の広角端と望遠端における縦収差図と倍率色収差図 (A)、(B) 本発明の投射光学系の実施例2の広角端と望遠端におけるレンズ断面図 (A)、(B) 本発明の投射光学系の実施例2の広角端と望遠端における縦収差図と倍率色収差図 本発明の投射光学系の実施例3のレンズ断面図 本発明の投射光学系の実施例3の収差図 本発明の投射光学系の実施例4のレンズ断面図 本発明の投射光学系の実施例4の収差図 本発明の投射光学系の実施例5のレンズ断面図 本発明の投射光学系の実施例5の収差図 本発明の投射光学系の参考例1のレンズ断面図 本発明の投射光学系の参考例1の縦収差図および倍率色収差図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の投射光学系は、縮小共役側に配置され、画像表示素子に表示される画像を拡大共役側(スクリーン側)に投射する。投射光学系は最も縮小共役側に光軸方向に不動の3枚のレンズを有し、3枚のレンズは拡大共役側から縮小共役側へ順に、拡大共役側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、正の屈折力の第3レンズよりなる。第2レンズと第3レンズは接合された接合レンズである。第1レンズ、第2レンズ、第3レンズよりなるレンズ系は正の屈折力を有する。
図1(A)、(B)は、本発明の投射光学系の実施例1の広角端と望遠端に対応するレンズ断面図である。図2(A)、(B)は本発明の投射光学系の実施例1の投射距離(第1レンズ面からスクリーン面までの距離)が1508mmのときにおける広角端と望遠端における縦収差図および倍率色収差図である。ここで投射距離とは後述する数値データをmm単位で表したときである。
図3(A)、(B)は、本発明の投射光学系の実施例2の広角端と望遠端に対応するレンズ断面図である。図4(A)、(B)は本発明の投射光学系の実施例2の投射距離(第1レンズ面からスクリーン面までの距離)が2240mmのときにおける広角端と望遠端における縦収差図および倍率色収差図である。
図5は、本発明の投射光学系の実施例3に対応するレンズ断面図である。図6は本発明の投射光学系の実施例3の投射距離が1210mmのときにおける縦収差図および倍率色収差図である。図7は、本発明の投射光学系の実施例4に対応するレンズ断面図である。図8は本発明の投射光学系の実施例4の投射距離が3290mmのときにおける縦収差図および倍率色収差図である。
図9は、本発明の投射光学系の実施例5に対応するレンズ断面図である。図10は本発明の投射光学系の実施例5の投射距離が5390mmのときにおける縦収差図および倍率色収差図である。図11は本発明の投射光学系の参考例1に対応するレンズ断面図である。図12は本発明の投射光学系の参考例1の投射距離が2063mmのときにおける縦収差図および倍率色収差図である。
各実施例の投射光学系は、画像投射装置(プロジェクター)に用いられる。レンズ断面図において、左方が拡大共役側(スクリーン)(前方)で、右方が縮小共役側(画像表示素子側)(後方)である。P1は投射光学系である。iを拡大共役側から数えたレンズ群の順番とするとき、Biは第iレンズ群である。L11乃至L28はレンズである。STは開口絞りである。IEは液晶パネル(画像表示素子)等の原画像(被投射画像)に相当している。
Sはスクリーン面である。DG、CGは色分解、色合成用のプリズム、光学フィルター、フェースプレート(平行平板ガラス)、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当するガラスブロックである。
図1、図3において矢印は広角端から望遠端へのズーミングの際のレンズ群の移動方向(移動軌跡)を示している。広角端と望遠端は変倍用のレンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
収差図において、FnoはFナンバー、ymaxは最大像高である。球面収差図においては、波長470nm、波長550nm、波長620nmについて示している。非点収差図において、点線Mは波長550nmにおけるメリジオナル像面、実線Sは波長550nmにおけるサジタル像面を示す。歪曲収差図は波長550nmについて示している。倍率色収差図は波長550nmに対する波長470nm、波長620nmについて示している。
実施例1、2のズームレンズは、拡大共役側から縮小共役側へ順に、フォーカシングに際して一部又は全体が移動する(フォーカス機能を有する)負の屈折力の第1レンズ群L1を有する。更に正の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5、正の屈折力の第6レンズ群L6から構成されている。
そして、ズーミングに際して第1レンズ群L1、第6レンズ群L6は不動である。広角端から望遠端へのズーミングに際して第2レンズ群L2乃至第5レンズ群L5がいずれも拡大共役側へ移動する。実施例3乃至5、参考例1は単一の焦点距離の投射光学系である。
各実施例の投射光学系P1は最も縮小共役側に光軸方向に不動の3枚のレンズを有している。3枚のレンズは拡大共役側から縮小共役側へ順に、拡大共役側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズG1、負の屈折力の第2レンズG2、正の屈折力の第3レンズG3よりなっている。第2レンズG2と第3レンズG3は接合された接合レンズよりなっている。
第1レンズG1は拡大共役側の面が拡大共役側に凸形状を有する正または負の屈折力である。第2レンズG2は負の屈折力、第3レンズG3は正の屈折力である。第2レンズG2と第3レンズG3は接合した接合レンズよりなっている。このようなレンズ構成とすることによって、第1レンズG1の拡大共役側のレンズ面であるG1R1の拡大共役側に凸面を向けつつ、第3レンズG3に強い正の屈折力を持たせている。
上記構成をとることで、全体のうち、特に球面収差および軸上色収差を補正するための面を縮小共役側に配置し、像面湾曲収差および歪曲収差を補正するための面を拡大共役側に配置して、諸収差を効果的に補正している。
上記条件において、より好ましくは、第3レンズG3を両凸形状としてもよい。このような構成とすることで、前述した諸収差の補正が容易になる。また、より好ましい条件として、第1レンズG1は、拡大共役側に凸面を向けたメニスカス形状としてもよい。このような構成とすることで、像面湾曲収差および歪曲収差を良好に補正しつつ、正の屈折力を縮小共役側に寄せたレンズ構成として球面収差および軸上色収差の補正を効果的に行っている。第2レンズG2は拡大共役側に凸面を向けたメニスカス形状であることが良い。これによれば諸収差の補正が更に容易となる。
各実施例の投射光学系P1は縮小共役側に対していずれもテレセントリック又は略テレセントリックである。各実施例の投射光学系において、最も縮小共役側の3つのレンズは、フォーカシングに際して不動である。あるいは実施例1および2のごとく、投射光学系がズームレンズであるときはズーミングに際して不動である。
各実施例の投射光学系P1は、前述のごとくズームレンズであっても、単焦点距離のレンズ系であってもよい。実施例1、2の投射光学系P1は例えば拡大共役側からの順で第1レンズ群B1乃至第6レンズ群B6からなり、そのレンズ群の数Nは例えばN=6である。なお、レンズ群の数はN=6に限らず、少なくとも多くともよい。
各実施例と参考例における無限遠から至近へのフォーカスは次のとおりである。実施例1はレンズL11乃至レンズL13に対してレンズL14とレンズL15が縮小共役側へ互いに異なった速度で移動(フローティング)する。実施例2はレンズL11乃至レンズL13に対してレンズL14が縮小共役側へ互いに異なった速度で移動(フローティング)する。実施例3はレンズL12とレンズL13に対してレンズL14乃至レンズL16が縮小共役側へ互いに異なった速度で移動(フローティング)する。
実施例4はレンズL15が縮小共役側へ移動する。実施例5はレンズL11乃至レンズL13が拡大共役側へ移動する。参考例1はレンズL11乃至レンズL14が縮小共役側へ移動する。
各実施例の投射光学系P1において、第1レンズG1の縮小共役側のレンズ面の曲率半径をG1R2とする。第2レンズG2の拡大共役側のレンズ面の曲率半径をG2R1とする。第3レンズG3の焦点距離をFG3とする。第1レンズG1から第3レンズG3までの合成系の焦点距離をFGとする。このとき、
0.4<FG3/FG<1.0 ・・・(1)
0.0<G1R2/G2R1 ・・・(2)
なる条件式を満足する。
また、好ましくは第3レンズG3の材料の屈折率をNd3とする。このとき、
1.7<Nd3 ・・・(3)
なる条件式を満足するのが良い。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(1)は第3レンズG3の焦点距離(屈折力)に関する。条件式(1)の下限値を超えて第3レンズG3の屈折力が強くなりすぎると球面収差および像面湾曲の補正効果が強くなりすぎ、解像能力が低下してしまうため望ましくない。条件式(1)の上限値を超えて第3レンズG3の屈折力が弱くなりすぎると屈折力の分担によって第1レンズの屈折力が強くなりすぎ、歪曲収差が増加するために好ましくない。
条件式(2)は正または負の屈折力の第1レンズG1の縮小共役側の面の曲率半径と、負の屈折力の第2レンズG2の拡大共役側の面の曲率半径とが同符号になることを意味している。条件式(2)を満足することで、第1レンズG1より拡大共役側において、像面湾曲の収差および歪曲収差を正方向に発生させ、かつパワー配分を縮小共役側に寄せて球面収差および軸上色収差を正方向に補正している。これにより諸収差を良好に補正している。
条件式(3)は第3レンズG3の材料の屈折率Nd3に関する。条件式(3)の下限を超えると、第3レンズG3の縮小共役側のレンズ面G3R2の曲率が強くなり、球面収差および軸上色収差をバランス良く補正することが困難になり、色画像の画質が劣化してくるため、好ましくない。
より好ましくは条件式(1)乃至(3)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.45<FG3/FG<0.90 ・・・(1a)
0.5<G1R2/G2R1<2.5 ・・・(2a)
1.75<Nd3 ・・・(3a)
本発明の画像投射装置においては、投射光学系P1と、画像を表示する画像表示素子IEと、投射光学系P1と画像表示素子IEとの間にガラスブロックDG、CGを有している。ここでガラスブロックは光路を展開したとき平行平板となるプリズムや光学フィルター等を含む。
そして画像表示素子IEに表示される画像を投射光学系P1によりスクリーンS1に投射する。このとき第3レンズG3の縮小共役側のレンズ面から画像表示素子IEの画像表示面までの距離をL、第3レンズG3の縮小共役側に配置されているガラスブロックDG、CGの光軸方向の厚さの総和をDpsumとする。画像表示素子IEの画像表示面の対角線長の半分をYmaxとする。第1レンズG1の拡大共役側のレンズ面から第3レンズG3の縮小共役側のレンズ面までの光軸方向の長さをDsumとする。
このとき、
1.5<Dpsum/Ymax<3.0 ・・・(4)
0.3(L−Dpsum)/L<0.5 ・・・(5)
1.4<Dsum/Ymax<2.5 ・・・(6)
なる条件式を満足すると好ましい。もちろん条件式(4)〜(6)のすべてを満足しなくてもよく、少なくともいずれか1つの条件式を満足すると好ましい。
更に好ましくは、第3レンズG3の光軸上の厚さをDG3とする。このとき、
0.8<DG3/Ymax<1.6 ・・・(7)
なる条件式を満足するのが良い。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(4)は最も縮小共役側のレンズと縮小共役点の間に配置される平行平板よりなるガラスブロック(光学部材)やフィルターの厚さの総和に関する。
各実施例では条件式(4)を満たすような画像投射装置において良好な光学性能が得られる。このような形態としては、例えば単板DMDを用いた画像投射装置がある。条件式(4)の下限値を超えると、レンズ系全体のバックフォーカスが増大し、光学系の大型化を招くために好ましくない。条件式(4)の上限値を超えると、レンズ系とプリズム系の空気間隔が狭くなりすぎ、構成上の制約が大きくなるとともに、球面収差バランスが低下し解像性能に影響するために好ましくない。
条件式(5)は最も縮小共役側のレンズと縮小共役点の間の距離に関する。これは、例えば単板マイクロミラーアレイ用の画像投射装置において、全反射プリズム(TIR)と投射光学系との間に遮光シャッタなどを配置できるスペースを確保することを鑑みてなされたものである。なお、本発明の画像投射装置の一側面としての形態は単板マイクロミラーアレイ用の投射光学系であるが、必ずしもこれに限定する必要はなく、条件式(5)を満足する範囲であればよい。例えば、クロスダイクロイックプリズムを用いた透過型液晶を用いた色分離合成系を有する画像投射装置などに適用してもよい。
条件式(6)は第1レンズG1の拡大共役側の面から第3レンズG3の縮小共役側の面までの光軸方向の長さを適切に設定し、各レンズ面で収差補正の分担をバランス良く行っている。これにより、像面湾曲の収差および歪曲収差を拡大共役側のレンズ面により補正し、球面収差および倍率色収差を縮小共役側のレンズ面により補正している。
条件式(6)の上限を超えると、第1レンズG1、第2レンズG2、第3レンズG3のレンズ厚が長くなりすぎ、製造が困難になるとともに投射光学系全体が大型化してくるために好ましくない。条件式(6)の下限を超えると、第1レンズG1、第2レンズG2、第3レンズG3での収差補正の分担作用が弱くなり、特に像面湾曲の収差および非点収差が増大してくるので好ましくない。
条件式(7)は第3レンズG3の光軸上の厚さに関する。条件式(7)の上限を超えると、投射光学系P1全体が大型化するとともに、第3レンズG3の内部透過率により投射光学系P1全体として透過率が低下してくるため、好ましくない。条件式(7)の下限を超えると、第1レンズG1乃至第3レンズG3内での球面収差および軸上色収差の補正分担が相対的に拡大共役側へと移動し、歪曲収差や像面湾曲の収差が増大して画質が低下してくるために、好ましくない。
より好ましくは条件式(4)乃至(7)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
1.7<Dpsum/Ymax<2.7 ・・・(4a)
0.35(L−Dpsum)/L<0.48 ・・・(5a)
1.5<Dsum/Ymax<2.0 ・・・(6a)
0.9<DG3/Ymax<1.4 ・・・(7a)
次に実施例1乃至5と参考例1の投射光学系について説明する。実施例1、2の投射光学系P1はズームレンズであり、複数のレンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
実施例1、2は拡大共役側から縮小共役側へ順に配置された次のレンズ群より構成されている。負の屈折力の第1レンズ群B1、正の屈折力の第2レンズ群B2、正の屈折力の第3レンズ群B3、負の屈折力の第4レンズ群B4、正の屈折力の第5レンズ群B5、正の屈折力の第6レンズ群B6より構成されている。第6レンズ群B6は第1レンズG1、第2レンズG2、第3レンズG3よりなっている。ズーミングに際して、第2レンズ群B2から第6レンズ群B6までが互いに異なった軌跡で移動する。
実施例1は広画角から標準領域を網羅するズ−ムレンズでありながら、広角端における歪曲収差は0.2%以下であり、倍率色収差に対しても良好な光学性能を得ている。
実施例2は標準領域から中望遠領域を網羅するズームレンズであり、全ズーム範囲にわたりメリジオナルの像面湾曲収差および歪曲収差を良好に補正し、高い光学性能を得ている。
実施例3乃至6の投射光学系P1は単一の焦点距離よりなっている。実施例3は広角領域を対象とし、特に球面収差を良好に補正しながら、レトロフォーカス型の広画角の投射光学系で顕在化しやすい青の倍率色収差を効果的に補正している。実施例4は中望遠領域を対象とし、特に像面湾曲および非点収差の補正を良好に行っている。本実施例では、メニスカス形状の第1レンズG1(L25)の拡大共役側のレンズ面の曲率を強めることで、上述の収差を良好に補正している。
実施例5は望遠領域を対象とし、特に軸上色収差の発生を軽減するために、第3レンズG3(L28)を両凸形状と構成したことに加え、第1レンズG1(L26)を負のメニスカス形状とすることで相対的に縮小共役側に強いパワーを配置している。そして軸上色収差の補正効果を強めて、良好な光学性能を得ている。
参考例1は標準領域を対象とし、非球面形状のレンズを2枚採用して全体のレンズ枚数を削減している。
このとき、後群で必要となるコマ収差の補正バランスが球面収差と逆方向に生じるため、第1レンズG1(L22)のパワーを強めている。第2レンズG2(L23)の負のパワーおよび第3レンズG3(L24)の正のパワーをそれぞれ相対的に強めながら第1レンズG1(L22)と第2レンズG2(L23)の間のメニスカス型の空気レンズにより、像面湾曲と倍率色収差を良好に補正している。
次に実施例1乃至5と参考例1の投射光学系の数値データ1乃至6を示す。数値データのレンズ構成中の面番号は、拡大共役側から縮小共役側に順に各レンズ面に付した番号である。rは各レンズ面の曲率半径、dはレンズ面iとレンズ面(i+1)との間の光軸上での間隔(物理的間隔)を示す。
数値データ1、2において可変と記載されている間隔は、ズーミングに伴って変化する。また、nd,νdはそれぞれ、各レンズを構成する材料のd線に対する屈折率とアッベ数を示している。また数値データでは焦点距離f、開口比(Fナンバー)、半画角ω、像高Ymaxを示す。また、面番号横に*と書かれている面は非球面であり、その非球面形状を示すための非球面係数C4、C6、C8、C10、C12を示している。
非球面形状は光軸方向にx軸、光軸と垂直方向にy軸、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、Kを円錐定数、C4、C6、C8、C10、C12を非球面係数、E−Xは10−Xとするとき、次のとおりである。
x=(y/R)/[1+{1−(1+K)(y/R)}1/2]+C4y+C6y+C8y+C10y10+C12y12
また前述の各実施例と数値との関係を表1、表2に示す。
(数値データ1)
(A)レンズ構成
面番号 r d nd νd
1* 487.2891 3 1.518051 64.1411
2 53.08327 13.56 1 0
3* 180.1283 3 1.775821 49.5976
4 28.48656 15.67 1 0
5 -35.1207 1.8 1.498303 81.5447
6 94.9287 5.7464 1 0
7 176.9271 1.9 1.933071 18.8966
8 86.98286 8.6 1.724867 34.7074
9 -49.7214 (可変) 1 0
10 86.15302 3.3 1.550686 45.7836
11 681.9018 (可変) 1 0
12 78.90141 4.1 1.703844 30.1274
13 -325.809 23.95 1 0
14 -169.695 4.7 1.518051 64.1411
15 -22.5914 4.9 1.887605 40.7645
16 -33.4289 (可変) 1 0
17 (開口絞り) 0.6 1 0
18 -77.9862 1.1 1.855835 32.2696
19 23.54155 5.9 1.518051 64.1411
20 -40.7197 (可変) 1 0
21 -21.8245 1.3 1.855835 32.2696
22 100.0833 6.9 1.518051 64.1411
23 -27.7655 1.71 1 0
24 226.7986 10.5 1.439739 94.9446
25 -28.9797 (可変) 1 0
26 95.31881 4.5 1.815547 22.7604
27 150.202 1.3 1 0
28 118.7455 2.9 1.746389 27.7889
29 40.5752 16 1.811841 25.456
30 -290.399 15.72 1 0
31 0 25.41 1.518522 64.1664
32 0 2.33 1 0
33 0 2.997 1.488591 65.499
34 0 0.0 1 0
(B)非球面係数
面 1 3
K 0 0
C4 7.47E-06 -5.4E-06
C6 -5.7E-09 5.41E-09
C8 6.28E-12 -1.2E-12
C10 -4.1E-15 -6.6E-15
C12 1.54E-18 6.98E-18

(C)焦点距離、Fナンバー、半画角および像高
広角 望遠
f 15.8824 23.8502
Fno 2.08 2.33
ω 39.4274 28.7551
Ymax 13.1 13.1

(D)変倍位置に対応する面間隔
広角 望遠
d9 41.147 5
d11 2.005 9.098
d16 1.505 9.137
d20 4.616 3.481
d25 1 23.558
(数値データ2)
(A)レンズ構成
面番号 r d nd νd
1 47.29351 2.2 1.72746 37.955
2 22.95867 5.5 1 0
3* 132.164 3 1.533128 55.8991
4* 47.54235 10.46 1 0
5 -34.2595 1.7 1.591189 61.1341
6 150.5795 7.954 1 0
7 813.0952 5.6 1.810284 40.9253
8 -51.0923 (可変) 1 0
9 60.04648 4.95 1.805851 34.9668
10 -1313.06 (可変) 1 0
11 46.78645 5.65 1.680515 55.3404
12 -46.803 1.25 1.838729 37.3597
13 59.55333 2.14 1 0
14 -110.367 1.9 1.699477 55.5314
15 -54.9731 0.57 1 0
16 (開口絞り) (可変) 1 0
17 -122.206 1.15 1.811232 33.2688
18 25.81517 6.5 1.518051 64.1411
19 -36.6775 (可変) 1 0
20 -22.2654 1.45 1.811232 33.2688
21 69.89401 7.3 1.488975 70.2353
22 -35.504 0.22 1 0
23 196.9267 9.95 1.498303 81.5447
24 -30.71 (可変) 1 0
25 95.31881 4.5 1.815547 22.7604
26 150.202 1.3 1 0
27 118.7455 2.9 1.746389 27.7889
28 40.5752 16 1.811841 25.456
29 -290.399 15.72 1 0
30 0 25.41 1.518522 64.1664
31 0 2.33 1 0
32 0 2.997 1.488591 65.499
33 0 0.00 1 0
(B)非球面係数
面 1 3
K 0 0
C4 4.18E-05 3.84E-05
C6 -1E-07 -1E-07
C8 2.28E-10 1.67E-10
C10 -2.6E-13 -6.9E-14
C12 8.81E-17 -2.9E-16

(C)焦点距離、Fナンバー、半画角および像高
広角 望遠
f 23.3887 35.1621
Fno 1.8913 2.6623
ω 29.2348 20.4318
Ymax 13.1 13.1

(D)変倍位置に対応する面間隔
広角 望遠
d8 33.16874 5.768713
d10 29.89072 20.71161
d16 2.645743 22.39568
d19 2.843772 5.008598
d24 1.707025 16.3714
(数値データ3)
(A)レンズ構成
面番号 r d nd νd
1* 103.6244 4.15 1.585224 59.3738
2 40.85557 1.09E+01 1.00E+00 0.00E+00
3 52.71172 2.30E+00 1.78E+00 4.96E+01
4 28.22887 15.43 1 0
5 -39.0142 1.85 1.498303 81.5447
6 44.05311 9.24141 1 0
7 41.99981 12.0569 1.811232 33.2688
8 -48.5128 2.4 1.815547 22.7604
9 36.89334 7.17 1 0
10 64.21266 7.55 1.811849 25.4249
11 -72.6236 42.48348 1 0
12 -30.6952 1.7 1.775821 49.5976
13 -359.956 0.8 1 0
14 (開口絞り) 0.75 1 0
15 47.82913 2.5 1.811849 25.4249
16 -111.589 16.17 1 0
17 -261.008 1.7 1.838763 37.1599
18 20.77633 5.7 1.488975 70.2353
19 -39.4879 0.49 1 0
20 132.9031 6.65 1.488975 70.2353
21 -16.8157 1.4 1.811849 25.4249
22 -116.202 7.69 1 0
23 -1312.26 7 1.488975 70.2353
24 -25.9871 0.5 1 0
25 104.0853 3.5 1.815547 22.7604
26 171.0077 1.3 1 0
27 133.9581 2 1.722491 29.5176
28 66.17851 14.1 1.811849 25.4249
29 -161.57 17.08 1 0
30 0 25.41 1.518522 64.1664
31 0 2.33 1 0
32 0 2.997 1.488591 65.499
33 0 0.007 1 0
(B)非球面係数
面 1
K 0
C4 2.94E-06
C6 -6.50E-10
C8 5.68E-13
C10 -7.66E-17
C12 6.16E-20

(C)焦点距離、Fナンバー、半画角および像高
f 12.7997
Fno 2.0017
ω 36.1732
Ymax 9.4
(数値データ4)
(A)レンズ構成
面番号 r d nd νd
1 31.68066 4 1.811841 25.456
2 22.01822 8.51 1 0
3* 118.7634 2.5 1.585223 59.3848
4* 37.14066 7.99 1 0
5 -42.7342 1.8 1.488975 70.2353
6 138.9885 3.45 1.811849 25.4249
7 -171.359 2.76198 1 0
8 -174.681 3 1.732005 54.6792
9 -67.2342 2.57786 1 0
10 0 30.244 1 0
11 55.15089 4.35 1.732005 54.6792
12 207.9653 25.946 1 0
13 53.25533 3.3 1.811849 25.4249
14 225.3328 5.642 1 0
15 (開口絞り) 4.488 1 0
16 -437.403 1.5 1.703844 30.1274
17 26.59552 5.8 1.518051 64.1411
18 -122.853 0.5 1 0
19 0 1.113 1 0
20 36.90814 6.25 1.518051 64.1411
21 -57.7762 2.3 1.677118 32.1849
22 29.73088 6.78 1 0
23 -20.4011 1.35 1.724867 34.7074
24 113.1194 8.1 1.488975 70.2353
25 -26.3992 0.5 1 0
26 152.6575 8.05 1.498303 81.5447
27 -37.557 1.025 1 0
28 75.98817 4.5 1.815547 22.7604
29 131.5539 1.3 1 0
30 135.8258 2.9 1.746389 27.7889
31 50.69457 16 1.811849 25.4249
32 -550 13.88 1 0
33 0 25.41 1.518522 64.1664
34 0 2.33 1 0
35 0 2.997 1.488591 65.499
36 0 0.0 1 0
※面番号10はフレアーカット絞りに相当する。
(B)非球面係数
面 3 4
K 0 0
C4 -3.89E-06 -9.88E-06
C6 -6.12E-09 -1.50E-08
C8 5.73E-11 7.92E-11
C10 -2.19E-13 -3.39E-13
C12 2.08E-16 3.65E-16

(C)焦点距離、Fナンバー、半画角および像高
f 33.9625
Fno 1.9959
ω 21.0912
Ymax 13.1
(数値データ5)
(A)レンズ構成
面番号 r d nd νd
1 123.3085 9.85 1.488975 70.2353
2 -106.082 3.16 1.723331 46.0238
3 -188.372 0.22 1 0
4 65.11549 4.05 1.518051 64.1411
5 90.4596 23.38636 1 0
6 238.2174 1.65 1.605237 60.6402
7 26.67574 7.52 1 0
8 -60.008 1.4 1.518051 64.1411
9 30.70769 3.4 1.803543 42.2243
10 207.7377 28.13599 1 0
11 (開口絞り) 3.83 1 0
12 -25.981 1.83 1.703844 30.1274
13 56.19286 7.1 1.699477 55.5314
14 -46.3395 2.77409 1 0
15 -479.991 4.05 1.815547 22.7604
16 -53.4634 17.63115 1 0
17 33.54504 4.75 1.815547 22.7604
18 63.73275 4.19 1 0
19 -119.184 2.53 1.518051 64.1411
20 -82.12 3.54 1 0
21 92.61909 1.72 1.811841 25.456
22 20.40421 13.75 1.605237 60.6402
23 -116.593 2.03 1 0
24 -38.4739 1.95 1.811232 33.2688
25 38.48183 7.35 1.518051 64.1411
26 -56.368 8.83084 1 0
27 80 4.5 1.623661 36.2628
28 61.03541 1.5 1 0
29 75.16248 2.9 1.488975 70.2353
30 58.18785 11.72285 1.805661 29.8442
31 -154.365 22.68615 1 0
32 0 25.41 1.518522 64.1664
33 0 2.33 1 0
34 0 2.997 1.488591 65.499
35 0 0.13566 1 0
(C)焦点距離、Fナンバー、半画角および像高
f 56.2
Fno 2.28
ω 13.1002
Ymax 13.1
(数値データ6)
(A)レンズ構成
bn k r d nd νd
1 40.57915 2.2 1.854151 23.7775
2 22.84827 6.77 1 0
3* 98.25925 3.15 1.531987 55.7991
4* 31.98965 15 1 0
5 -25.8839 2 1.605237 60.6402
6 1581.262 1.25 1 0
7 -127.938 3.1 1.838763 37.1599
8 -51.8378 6.56717 1 0
9 190.7347 4.6 1.838763 37.1599
10 -71.9469 36.81521 1 0
11 59.41962 3.35 1.747531 44.7857
12 589.4665 10.15749 1 0
13 (開口絞り) 18.96969 1 0
14 -39.4581 1.4 1.791156 25.683
15 -92.6383 7.25482 1 0
16 507.1442 1.5 1.838763 37.1599
17 30.46855 5.2 1.488975 70.2353
18 1387.659 0.15 1 0
19 56.56261 7.65 1.498303 81.5447
20 -40.4171 0.15 1 0
21* -103.632 3.3 1.531987 55.7991
22* -63.5273 0.70989 1 0
23 125.6666 4.5 1.770328 49.9767
24 -150.23 2 1 0
25 -64.9696 2.5 1.811683 25.3995
26 46.49525 14.17718 1.816141 26.8431
27 -72.672 16 1 0
28 0 25.41 1.518522 64.1664
29 0 2.33 1 0
30 0 2.997 1.488591 65.499
31 0 0.10289 1 0
(B)非球面係数
面 3 4 21 22
K -0.86529 -4.3291 -65.8661 -7.91329
C4 1.13E-05 1.84E-05 -1.19E-05 -6.71E-06
C6 -5.27E-09 -2.34E-08 3.10E-09 -1.29E-08
C8 -3.32E-11 -9.91E-11 6.28E-11 9.85E-11
C10 2.04E-13 5.82E-13 -2.90E-13 -3.33E-13
C12 -2.26E-16 -8.77E-16 5.41E-16 5.21E-16

(C)焦点距離、Fナンバー、半画角および像高

f 21.7707
Fno 1.8542
ω 29.2361
Ymax 12.2
Figure 0006851843
Figure 0006851843
P1 投射光学系 B1 第1レンズ群 B2 第2レンズ群
B3 第3レンズ群 B4 第4レンズ群 B5 第5レンズ群
B6 第6レンズ群 DG、CG ガラスブロック
S スクリーン面 IE 画像表示素子

Claims (7)

  1. 画像を表示する画像表示素子と、
    前記画像表示素子に表示される画像を投射する投射光学系と、
    前記投射光学系と前記画像表示素子との間に配置されたガラスブロックとを有する画像投射装置であって、
    前記投射光学系の最も縮小共役側に光軸方向に不動の3枚のレンズを有し、
    前記3枚のレンズは前記投射光学系の拡大共役側から縮小共役側へ順に、拡大共役側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、正の屈折力の第3レンズよりなり、
    前記第2レンズと前記第3レンズは接合された接合レンズであり、
    前記第1レンズの縮小共役側のレンズ面の曲率半径をG1R2、前記第2レンズの拡大共役側のレンズ面の曲率半径をG2R1、前記第3レンズの焦点距離をFG3、前記第1レンズから前記第3レンズまでの合成系の焦点距離をFG、前記ガラスブロックの光軸方向の厚さの総和をDpsum、前記画像表示素子の画像表示面の対角線長の半分をYmaxとするとき、
    0.4<FG3/FG<1.0
    0.0<G1R2/G2R1
    1.5<Dpsum/Ymax<3.0
    なる条件式を満足することを特徴とする画像投射装置
  2. 前記第3レンズの材料の屈折率をNd3とするとき、
    1.7<Nd3
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置
  3. 前記第2レンズは拡大共役側に凸面を向けたメニスカス形状であることを特徴する請求項1又は2に記載の画像投射装置
  4. 前記第3レンズは両凸形状であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像投射装置
  5. 前記第3レンズの縮小共役側のレンズ面から前記画像表示素子の画像表示面までの距離をLとするとき、
    0.3(L−Dpsum)/L<0.5
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像投射装置。
  6. 前記第1レンズの拡大共役側のレンズ面から前記第3レンズの縮小共役側のレンズ面までの光軸方向の長さをDsumとするとき、
    1.4<Dsum/Ymax<2.5
    なる条件式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1項に記載の画像投射装置。
  7. 前記第3レンズの光軸上の厚さをDG3とするとき、
    0.8<DG3/Ymax<1.6
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項乃至のいずれか1項に記載の画像投射装置。
JP2017020210A 2017-02-07 2017-02-07 投射光学系及びそれを有する画像投射装置 Active JP6851843B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017020210A JP6851843B2 (ja) 2017-02-07 2017-02-07 投射光学系及びそれを有する画像投射装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017020210A JP6851843B2 (ja) 2017-02-07 2017-02-07 投射光学系及びそれを有する画像投射装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018128523A JP2018128523A (ja) 2018-08-16
JP6851843B2 true JP6851843B2 (ja) 2021-03-31

Family

ID=63177672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017020210A Active JP6851843B2 (ja) 2017-02-07 2017-02-07 投射光学系及びそれを有する画像投射装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6851843B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7237726B2 (ja) 2019-05-22 2023-03-13 キヤノン株式会社 ズームレンズおよびそれを有する撮像装置
WO2021120056A1 (en) * 2019-12-18 2021-06-24 Huawei Technologies Co., Ltd. Fisheye lens system, camera module and electronic apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3324802B2 (ja) * 1992-10-30 2002-09-17 オリンパス光学工業株式会社 撮影レンズ
JP3478643B2 (ja) * 1995-07-31 2003-12-15 キヤノン株式会社 撮影レンズ及びそれを用いた撮像カメラ
US6185041B1 (en) * 1998-10-23 2001-02-06 Duke University Projection lens and system
JP5804878B2 (ja) * 2010-11-01 2015-11-04 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018128523A (ja) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5132343B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
US9557537B2 (en) Zoom lens for projection and projection-type display apparatus
JP5486415B2 (ja) 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP5015739B2 (ja) 投影用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP6210686B2 (ja) 光学系及びそれを有する画像投射装置
JP5378163B2 (ja) 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP2007328163A (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
US8179606B2 (en) Zoom lens for projection and projection-type display device
JP5090852B2 (ja) 投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置
JP2008304765A (ja) ズームレンズ及びそれを用いた画像投影装置
CN201666968U (zh) 投影用变焦透镜及投影型显示装置
JP4920983B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
WO2014076924A1 (ja) 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP2007248840A (ja) ズームレンズ及び投影装置
JP5642868B2 (ja) 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP2005300619A (ja) ズームレンズとそれを有する画像投射装置
JP2013007881A (ja) 投写用変倍光学系および投写型表示装置
JP2003015037A (ja) 投射用ズームレンズ
JP4599071B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
US8081391B1 (en) Zoom lens for projection and projection-type display apparatus
JP6851843B2 (ja) 投射光学系及びそれを有する画像投射装置
JP5611901B2 (ja) 投写用変倍光学系および投写型表示装置
WO2013136688A1 (ja) 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP5367540B2 (ja) 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP6933570B2 (ja) 投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20191203

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210209

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210310

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6851843

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151