CN107450166A - 投射光学系统和投射型图像显示装置 - Google Patents
投射光学系统和投射型图像显示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107450166A CN107450166A CN201710346663.2A CN201710346663A CN107450166A CN 107450166 A CN107450166 A CN 107450166A CN 201710346663 A CN201710346663 A CN 201710346663A CN 107450166 A CN107450166 A CN 107450166A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- lens unit
- unit
- optical system
- image
- 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.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 251
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 25
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims 3
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims 2
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 abstract description 109
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 109
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 55
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 48
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 21
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 6
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/22—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with movable lens means specially adapted for focusing at close distances
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
- G02B15/1421—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being positive
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B33/00—Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
- G03B33/10—Simultaneous recording or projection
- G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
本发明提供投射光学系统和投射型图像显示装置，在使视场角增大时，能够抑制透镜的枚数增加并且抑制在投射像面上发生失真。能够搭载于投影仪(1)的投射光学系统(3)由使中间像(30)与位于放大侧的屏幕(S)共轭的第一透镜单元(LU1)和使中间像(30)与位于缩小侧的缩小侧成像面共轭的第二透镜单元(LU2)构成，第一透镜单元(LU1)具有正光焦度，第二透镜单元(LU2)具有负光焦度，第二透镜单元(LU2)的最接近中间像的第二透镜单元中间像侧第一透镜(L13)具有正光焦度，在设第一透镜单元(LU1)的焦距为fU1，设第二透镜单元(LU2)的焦距为fU2时满足下面的式子，‑0.3≤fU1/fU2＜0。
Description
技术领域
本发明涉及适于组装到将图像显示元件的图像放大投影的投射型图像显示装置的投射光学系统和具有投射光学系统的投射型图像显示装置。
背景技术
在专利文献1中记载有能够组装到投影仪等投射型图像显示装置的光学系统。该文献的光学系统在组装到投射型图像显示装置时，在光学系统的内部形成图像显示元件的图像的中间像而再次成像于屏幕上。即，该文献的光学系统具有使中间像与屏幕(放大侧成像面)共轭的第一透镜单元和使中间像与缩小侧成像面(图像显示元件的图像)共轭的第二透镜单元。
专利文献1：日本特开2014-29392号公报
在这样的光学系统中，要求增大视场角，使得即使在将投射型图像显示装置配置于接近屏幕的位置的情况下，也能够将图像显示元件的图像放大投射。
但是，在增大光学系统的视场角时，在投射到屏幕上的投射图像上容易发生像面失真。针对该问题，如果增加构成光学系统的透镜的枚数，则能够抑制投射像面的失真。但是，当透镜的枚数增加时，透镜的全长和放大侧透镜的透镜直径变大，并且光学系统的成本增加，从而导致投射型图像显示装置的制造成本增加。
发明内容
本发明的课题在于，鉴于这样的问题，提供在增大视场角时能够抑制透镜的枚数增加并且抑制在投射像面上发生失真的投射光学系统，并且，提供组装有这样的投射光学系统的投射型图像显示装置。
为了解决上述课题，本发明的投射光学系统由使中间像与位于放大侧的放大侧成像面共轭的第一透镜单元和使所述中间像与位于缩小侧的缩小侧成像面共轭的第二透镜单元构成，所述第一透镜单元具有正光焦度，所述第二透镜单元具有负光焦度，所述第二透镜单元的最接近所述中间像的第二透镜单元中间像侧第一透镜具有正光焦度，在设所述第一透镜单元的焦距为fU1，设所述第二透镜单元的焦距为fU2时满足下面的式子，-0.3≤fU1/fU2＜0。
在本发明中，由于第二透镜单元的位于最靠第一透镜单元一侧的位置的第二透镜单元中间像侧第一透镜为正透镜，因此在第二透镜单元中间像侧第一透镜的第一透镜单元一侧容易形成中间像。并且，由于通过正透镜而形成中间像，因此在第二透镜单元中容易校正在第一透镜单元产生的畸变像差。并且，本发明由于满足条件式，因此容易抑制透镜的枚数增加并且增大视场角。并且，本发明由于满足条件式，因此能够减小第二透镜单元的透镜直径。即，若条件式的值超过下限，则第一透镜单元的焦距变长，很难增大视场角。并且，若条件式的值超过下限，则第二透镜单元与中间像之间的光线相对于光轴的倾斜变大而导致像面弯曲的恶化，并且第二透镜单元的最靠中间像侧的透镜(第二透镜单元中间像侧第一透镜)的直径变大。另一方面，若条件式的值超过上限，则第二透镜单元具有正光焦度，从中间像侧入射到第一透镜单元的光线为大致远心的光线或者光线直径扩大的光线。由此，由于第一透镜单元的负载增加，因此为了校正像差而需要增加第一透镜单元的透镜的枚数。
在本发明中，在所述第二透镜单元中间像侧第一透镜和所述第一透镜单元的最接近所述中间像的第一透镜单元中间像侧透镜之间通过的轴外光线的主光线，能够从所述第二透镜单元中间像侧第一透镜朝向所述第一透镜单元中间像侧透镜接近光轴。这样，在第二透镜单元中更加容易校正在第一透镜单元产生的畸变像差。
在本发明中，期望所述中间像处的轴外光的对焦位置朝向轴外接近所述第二透镜单元中间像侧第一透镜。这样，在第二透镜单元一侧更加容易校正在第一透镜单元一侧产生的畸变像差。
在本发明中，期望所述第二透镜单元中间像侧第一透镜的折射率大于1.7，阿贝数小于35。如果折射率大于1.7，则在第二透镜单元中间像侧第一透镜的第一透镜单元一侧容易形成中间像，从而容易校正各种像差。并且，如果阿贝数小于35，则容易校正色差。另外，在本说明书中，折射率是d线的折射率。
在本发明中，期望所述第一透镜单元的位于最靠所述放大侧成像面一侧的位置的第一透镜单元放大侧透镜是树脂制的具有负光焦度的非球面透镜。如果使第一透镜单元放大侧透镜为具有负光焦度的非球面透镜，则能够减小其直径。并且，如果使第一透镜单元放大侧透镜为树脂制的，则其加工变得容易。并且，能够抑制制造成本。
在本发明中，期望所述第一透镜单元从所述放大侧朝向所述中间像一侧具有第一透镜单元放大侧透镜、第一透镜组以及第二透镜组，该第一透镜组具有2枚以上的具有负光焦度的透镜，在改变向所述放大侧成像面的投射尺寸的情况下，在固定所述第一透镜单元放大侧透镜的状态下，使所述第一透镜组和所述第二透镜组在光轴方向上移动来进行调焦。这样，在改变投射尺寸时容易进行调焦。
在本发明中，期望所述第一透镜单元的最接近所述中间像的第一透镜单元中间像侧透镜和在所述第二透镜单元中位于所述第二透镜单元中间像侧第一透镜的相邻位置的第二透镜单元中间像侧第二透镜中的至少一方，是非球面透镜。即，期望位于第二透镜单元中间像侧第一透镜两侧的2枚透镜中的至少一方是非球面透镜。如果使这些透镜中的至少一方为非球面透镜，则能够在像高较高的位置校正像面弯曲。因此，能够良好地校正像面弯曲。
在本发明中，所述第二透镜单元能够在所述第二透镜单元中间像侧第一透镜与位于所述第二透镜单元中间像侧第一透镜的相邻位置的第二透镜单元中间像侧第二透镜之间，具有折弯所述第二透镜单元中间像侧第一透镜与所述第二透镜单元中间像侧第二透镜之间的光路的镜。这样，由于能够折弯投射光学系统，因此容易将投射光学系统组装到投影仪等投射型图像显示装置。并且，如果在第二透镜单元中间像侧第一透镜与第二透镜单元中间像侧第二透镜之间配置镜，则能够将中间像形成在比较远离镜的位置，因此在镜的表面上存在伤痕或灰尘等的情况下，能够抑制它们映入放大侧成像面。
在本发明中，期望所述第二透镜单元的位于最靠所述缩小侧成像面一侧的位置的第二透镜单元缩小侧第一透镜和位于该第二透镜单元缩小侧第一透镜的所述中间像一侧的相邻位置的第二透镜单元缩小侧第二透镜，分别具有正光焦度，所述第二透镜单元缩小侧第一透镜和第二透镜单元缩小侧第二透镜中的至少一方的折射率大于1.75小于2.00，并且阿贝数大于20小于45。这样，容易进行像面弯曲的校正和色差的校正。
在本发明中，也可以是，所述第二透镜单元的位于最靠所述缩小侧成像面一侧的位置的第二透镜单元缩小侧第一透镜具有正光焦度，位于所述第二透镜单元缩小侧第一透镜的所述中间像一侧的相邻位置的第二透镜单元缩小侧第二透镜具有负光焦度，在设所述第二透镜单元缩小侧第一透镜的折射率为ndl1，阿贝数为νdl1，设所述第二透镜单元缩小侧第二透镜的折射率为ndl2，阿贝数为νdl2时，满足下面的式子，
1.75＜ndl1＜2
20＜νdl1＜45
ndl1-ndl2＞0.1
νdl2-νdl1＞40。
这样，容易校正色差。
这里，在本发明中，即使在使投射光学系统的视场角为120°以上的广角的情况下，也能够抑制透镜的枚数增加并且抑制像差的产生。
接下来，本发明的投射型图像显示装置的特征在于，该投射型图像显示装置具有上述的投射光学系统以及将图像显示于所述缩小侧成像面的图像显示元件。
根据本发明，在投射光学系统中，在增大视场角时能够抑制透镜的枚数增加并且抑制在像面上发生失真。因此，投射型图像显示装置能够将图像显示元件显示于缩小侧成像面的图像以较大的视场角且在失真得到抑制的状态下投影到屏幕(放大侧成像面)上。并且，在投射光学系统中，能够抑制透镜的枚数增加而抑制制造成本的增加，因此能够抑制投射型图像显示装置的制造成本的增加。
附图说明
图1是示出具有本发明的投射光学系统的投射型图像显示装置的概略结构的图。
图2是实施例1的投射光学系统的结构图。
图3是各透镜位于位置1时的投射光学系统的像差图。
图4是各透镜位于位置2时的投射光学系统的像差图。
图5是各透镜位于位置3时的投射光学系统的像差图。
图6是折弯实施例1的投射光学系统的光路时的结构图。
图7是实施例2的投射光学系统的结构图。
图8是各透镜位于位置1时的投射光学系统的像差图。
图9是各透镜位于位置2时的投射光学系统的像差图。
图10是各透镜位于位置3时的投射光学系统的像差图。
图11是实施例3的投射光学系统的结构图。
图12是各透镜位于位置1时的投射光学系统的像差图。
图13是各透镜位于位置2时的投射光学系统的像差图。
图14是各透镜位于位置3时的投射光学系统的像差图。
图15是实施例4的投射光学系统的结构图。
图16是各透镜位于位置1时的投射光学系统的像差图。
图17是各透镜位于位置2时的投射光学系统的像差图。
图18是各透镜位于位置3时的投射光学系统的像差图。
图19是实施例5的投射光学系统的结构图。
图20是各透镜位于位置1时的投射光学系统的像差图。
图21是各透镜位于位置2时的投射光学系统的像差图。
图22是各透镜位于位置3时的投射光学系统的像差图。
标号说明
1：投影仪(投射型图像显示装置)；2：图像光生成光学系统；3/3A～3E：投射光学系统；4：控制部；6：图像处理部；7：显示驱动部；10：光源；11：第一积分透镜；12：第二积分透镜；13：偏振转换元件；14：重叠透镜；15：分色镜；16：反射镜；17R/17G/17B：场镜；18R/18G/18B：液晶面板(缩小侧像面)；19：十字分色棱镜；21：分色镜；22：中继透镜；23：反射镜；24：中继透镜；25：反射镜；30：中间像；31：第一镜(镜)；32：第二镜；L：光轴；L1：第一透镜单元第一透镜(第一透镜单元放大侧透镜)；L2：第一透镜单元第二透镜；L3：第一透镜单元第三透镜；L4：第一透镜单元第四透镜；L5：第一透镜单元第五透镜；L6：第一透镜单元第六透镜；L7：第一透镜单元第七透镜；L8：第一透镜单元第八透镜；L9：第一透镜单元第九透镜；L10：第一透镜单元第十透镜；L11：第一透镜单元第十一透镜；L12：第一透镜单元第十二透镜(第一透镜单元中间像侧透镜)；L13：第二透镜单元第一透镜(第二透镜单元中间像侧第一透镜)；L14：第二透镜单元第二透镜(第二透镜单元中间像侧第二透镜)；L15：第二透镜单元第三透镜；L16：第二透镜单元第四透镜；L17：第二透镜单元第五透镜；L18：第二透镜单元第六透镜；L19：第二透镜单元第七透镜；L20：第二透镜单元第八透镜；L21：第二透镜单元第九透镜；LG1：第一透镜组；LG2：第二透镜组；LU1：第一透镜单元；LU2：第二透镜单元；P：对焦位置；S：屏幕(放大侧成像面)。
具体实施方式
下面，参照附图详细地对本发明的实施方式的投射光学系统和具有该投射光学系统的投射型图像显示装置进行说明。
(投射型图像显示装置)
图1是具有本发明的投射光学系统的投影仪的概略结构图。如图1所示，投影仪(投射型图像显示装置)1具有生成投射到屏幕S上的图像光的图像光生成光学系统2、将图像光放大投射的投射光学系统3以及控制图像光生成光学系统2的动作的控制部4。
(图像光生成光学系统和控制部)
图像光生成光学系统2具有光源10、第一积分透镜11、第二积分透镜12、偏振转换元件13以及重叠透镜14。光源10例如由超高压水银灯、固体光源等构成。第一积分透镜11和第二积分透镜12分别具有排列成阵列状的多个透镜元件。第一积分透镜11将来自光源10的光束分割成多个。第一积分透镜11的各透镜元件使来自光源10的光束聚光到第二积分透镜12的各透镜元件的附近。
偏振转换元件13将来自第二积分透镜12的光转换成规定的线偏振光。重叠透镜14使第一积分透镜11的各透镜元件的像经由第二积分透镜12而在后述的液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18B的显示区域上重叠。
并且，图像光生成光学系统2具有第一分色镜15、反射镜16、场镜17R以及液晶面板18R。第一分色镜15反射作为从重叠透镜14入射的光线的一部分的R光，使作为从重叠透镜14入射的光线的一部分的G光和B光透过。被第一分色镜15反射后的R光经由反射镜16和场镜17R入射到液晶面板18R。液晶面板18R是图像显示元件。液晶面板18R通过根据图像信号对R光进行调制而形成红色的图像。
并且，图像光生成光学系统2具有第二分色镜21、场镜17G以及液晶面板18G。第二分色镜21反射作为来自第一分色镜15的光线的一部分的G光，使作为来自第一分色镜15的光线的一部分的B光透过。被第二分色镜21反射后的G光经由场镜17G入射到液晶面板18G。液晶面板18G是图像显示元件。液晶面板18G通过根据图像信号对G光进行调制而形成绿色的图像。
并且，图像光生成光学系统2具有中继透镜22、反射镜23、中继透镜24、反射镜25、场镜17B以及液晶面板18G。透过第二分色镜21后的B光经由中继透镜22、反射镜23、中继透镜24、反射镜25以及场镜17B入射到液晶面板18B。液晶面板18B是图像显示元件。液晶面板18B通过根据图像信号对B光进行调制而形成蓝色的图像。
液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18B从3个方向包围十字分色棱镜19。十字分色棱镜19是光合成用的棱镜，合成被各液晶面板18R、18G、18B调制后的光而生成图像光。
这里，十字分色棱镜19构成投射光学系统3的一部分。投射光学系统3将十字分色棱镜19合成后的图像光(各液晶面板18R、18G、18B形成的图像)放大投射到屏幕S上。
控制部4具有被输入视频信号等外部图像信号的图像处理部6，以及根据从图像处理部6输出的图像信号来驱动液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18B的显示驱动部7。
图像处理部6将从外部设备输入的图像信号转换成包含各颜色的协调等的图像信号。显示驱动部7根据从图像处理部6输出的各颜色的图像信号使液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18B动作。由此，图像处理部6将与图像信号对应的图像显示于液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18G。
(投射光学系统)
接下来，对投射光学系统3进行说明。下面，作为搭载于投影仪1的投射光学系统3的结构例对实施例1～实施例5进行说明。
(实施例1)
图2是实施例1的投射光学系统的结构图(光线图)。如图2所示，本例的投射光学系统3A由使中间像30与作为放大侧成像面的屏幕S共轭的第一透镜单元LU1和使中间像30与作为缩小侧成像面的液晶面板18(18R、18G、18B)共轭的第二透镜单元LU2构成。第一透镜单元LU1具有正光焦度。第二透镜单元LU2具有负光焦度。
第一透镜单元LU1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧具有：第一透镜单元第一透镜L1(第一透镜单元放大侧透镜)，其具有负光焦度；第一透镜组LG1，其具有负光焦度；以及第二透镜组LG2，其具有正光焦度。第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的。并且，第一透镜单元第一透镜L1是两面具有非球面形状的非球面透镜。在本例中，第一透镜单元第一透镜L1具有向屏幕S一侧凸的弯月形状。
第一透镜组LG1由2枚以上的透镜构成。在本例中，第一透镜组LG1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧由第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3以及第一透镜单元第四透镜L4这3枚透镜构成。第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3以及第一透镜单元第四透镜L4都具有负光焦度。第二透镜组LG2由2枚以上的具有正光焦度的透镜构成。在本例中，第二透镜组LG2由具有正光焦度的第一透镜单元第五透镜L5和具有正光焦度的第一透镜单元第六透镜L6构成。
并且，第一透镜单元LU1从第二透镜组LG2朝向中间像30一侧具有第一透镜单元第七透镜L7、第一透镜单元第八透镜L8、第一透镜单元第九透镜L9、第一透镜单元第十透镜L10、第一透镜单元第十一透镜L11、第一透镜单元第十二透镜L12。因此，第一透镜单元LU1由12枚透镜构成。在本例中，第一透镜单元第八透镜L8是两面具有非球面形状的非球面透镜。并且，第一透镜单元第十二透镜L12(第一透镜单元中间像侧透镜)是两面具有非球面形状的非球面透镜。
第二透镜单元LU2从中间像30一侧朝向液晶面板一侧具有第二透镜单元第一透镜L13、第二透镜单元第二透镜L14、第二透镜单元第三透镜L15、第二透镜单元第四透镜L16、第二透镜单元第五透镜L17、第二透镜单元第六透镜L18、第二透镜单元第七透镜L19、第二透镜单元第八透镜L20、第二透镜单元第九透镜L21。即，第二透镜单元LU2由9枚透镜构成。在第二透镜单元第九透镜L21与液晶面板18之间配置有十字分色棱镜19。
第二透镜单元第一透镜L13(第二透镜单元中间像侧第一透镜)具有正光焦度。在本例中，第二透镜单元第一透镜L13是两面具有凸形状的凸透镜。第二透镜单元第二透镜L14是两面具有非球面形状的非球面透镜。最接近液晶面板18的第二透镜单元第九透镜L21(第二透镜单元缩小侧第一透镜)和位于其相邻位置的第二透镜单元第八透镜L20(第二透镜单元缩小侧第二透镜)分别具有正光焦度。
如图2所示，在投射光学系统3A中，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L。中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。
在投射光学系统3A中改变向屏幕S的投射尺寸的情况下，在固定第一透镜单元第一透镜L1的状态下，使第一透镜组LG1、第一透镜组LG1中的最接近第二透镜组LG2的第一透镜单元第四透镜L4以及第二透镜组LG2在光轴L方向上移动来进行调焦。
这里，在设焦距为|f|，设最大视场角(半视场角)为ω，设F数为FNo，设有效像圆直径为时，实施例1的投射光学系统3A的数据如下。
|f|＝7.5mm
ω＝68°
FNo＝1.95
并且，投射光学系统3A的透镜数据如下。透镜的列是标注于图2的各透镜的标号。面编号附加有＊的面是非球面。R是曲率半径。d是轴上面间隔(mm)(透镜厚度或者透镜间隔)。nd是折射率。νd是阿贝数。另外，轴上面间隔A是屏幕S与第一透镜单元第一透镜L1之间的距离。轴上面间隔B是第一透镜单元第一透镜L1与第一透镜组LG1(第一透镜单元第一透镜L1与第一透镜单元第二透镜L2)之间的距离。轴上面间隔C是第一透镜单元第三透镜L3与第一透镜单元第四透镜L4之间的距离。轴上面间隔D是第一透镜组LG1与第二透镜组LG2之间的距离。轴上面间隔E是第二透镜组LG2与第一透镜单元第七透镜L7之间的距离。轴上面间隔A根据投射尺寸而变化，轴上面间隔B、C、D、E根据改变投射尺寸时的调焦而变化。
改变投射尺寸进行调焦时的轴上面间隔A、B、C、D、E、焦距|f|以及半视场角ω如下。另外，设在作为第一透镜单元第一透镜与屏幕S之间的距离的轴上面间隔A为900mm时的调焦后的各透镜的位置为位置1，设在轴上面间隔A为600mm时的各透镜的位置为位置2，设在轴上面间隔A为6000mm时的各透镜的位置为位置3。
接下来，各非球面的非球面数据如下面的表1、表2所示。表1示出用于规定作为非球面的面编号1、2的非球面形状的奇数次非球面式的各系数。表2示出用于规定作为非球面的面编号15、16、23、24、27、28的非球面形状的偶数次非球面式的各系数。
【表1】
| 1 | 2 | |
| Y曲率半径 | -75.9890 | 112.6620 |
| 圆锥常数 | -40.3041 | 3.4247 |
| 2次非球面系数 | 1.20977E-03 | 3.64200E-03 |
| 3次非球面系数 | 8.08099E-05 | 1.66092E-04 |
| 4次非球面系数 | 1.81947E-06 | -1.87829E-07 |
| 5次非球面系数 | -6.08259E-08 | -7.33706E-09 |
| 6次非球面系数 | 3.77293E-10 | -5.82830E-11 |
| 7次非球面系数 | 4.46022E-12 | -7.59351E-12 |
| 8次非球面系数 | -2.31166E-14 | -1.48726E-13 |
| 9次非球面系数 | -2.40212E-16 | -2.03262E-15 |
| 10次非球面系数 | -1.00550E-18 | -1.78149E-17 |
| 11次非球面系数 | -5.42041E-21 | -1.44060E-20 |
| 12次非球面系数 | -4.47977E-23 | 5.19308E-21 |
| 13次非球面系数 | 3.29487E-24 | 1.68675E-22 |
| 14次非球面系数 | 6.50421E-26 | 3.45783E-24 |
| 15次非球面系数 | -3.50534E-28 | 4.95220E-26 |
| 16次非球面系数 | 1.02780E-30 | 6.63467E-28 |
| 17次非球面系数 | -2.69961E-32 | 7.58685E-30 |
| 18次非球面系数 | -2.74931E-34 | -1.85169E-32 |
| 19次非球面系数 | -1.01711E-35 | -5.85377E-33 |
| 20次非球面系数 | 3.65811E-38 | -2.02698E-34 |
【表2】
| 15 | 16 | 23 | 24 | 27 | 28 | |
| Y曲率半径 | 116.8510 | 26.7640 | 309.2970 | -58.4260 | 135.8950 | 61.5420 |
| 圆锥常数(K) | 34.5621 | -0.0931 | -62.2625 | -3.4895 | -9.7144 | -0.0643 |
| 4次系数(A) | -5.39280E-06 | 2.64522E-07 | 1.52405E-06 | 3.83114E-06 | 1.17568E-05 | 1.16727E-05 |
| 6次系数(B) | -5.11825E-09 | 4.20931E-09 | -1.37179E-09 | -2.54199E-09 | -9.36248E-09 | -8.00838E-09 |
| 8次系数(C) | -3.05157E-12 | 2.78103E-12 | -3.72776E-13 | 1.88975E-13 | 3.63538E-12 | 4.00574E-13 |
| 10次系数(D) | -6.60415E-14 | -4.86850E-14 | 3.47591E-16 | 3.03512E-16 | -8.79099E-16 | 1.04775E-15 |
| 12次系数(E) | 2.41466E-17 | 3.16672E-17 | 1.65952E-19 | 7.37803E-21 | 2.17155E-19 | 8.91214E-21 |
| 14次系数(F) | -1.87073E-31 | -1.86341E-31 | -3.12620E-23 | 5.47911E-23 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 |
| 16次系数(G) | 1.31825E-21 | 4.60580E-21 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 |
| 18次系数(H) | -5.23374E-24 | -2.32077E-23 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 |
| 20次系数(J) | 1.14118E-27 | 2.56724E-26 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 |
根据本例的投射光学系统3A，由于第二透镜单元第一透镜L13是正透镜，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于通过正透镜形成中间像30，因此在第二透镜单元LU2一侧容易校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。并且，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L，中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。由此，更加容易在第二透镜单元LU2一侧校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。
这里，在设第一透镜单元LU1的焦距为fU1，设第二透镜单元LU2的焦距为fU2时，投射光学系统3A满足下面的条件式(1)。
-0.3≤fU1/fU2＜0··(1)
即，
fU1＝16.9462
fU2＝-248.79
fU1/fU2＝-0.068
投射光学系统3A由于满足条件式(1)，因此容易抑制透镜的枚数增加并且使最大视场角为120°以上(使半视场角ω为60°以上)的广角。并且，能够减小第二透镜单元LU2的透镜直径。即，若条件式(1)的值超过下限，则不容易使第一透镜单元LU1的焦距变长使视场角为广角。并且，若条件式(1)的值超过下限，则第二透镜单元LU2与中间像30之间的光线相对于光轴L的倾斜变大而导致像面弯曲的恶化，并且第二透镜单元LU2的最靠中间像30一侧的透镜(第二透镜单元第一透镜L13)的直径变大。另一方面，若条件式(1)的值超过上限，则第二透镜单元LU2具有正光焦度，从中间像30一侧入射到第一透镜单元LU1的光线为大致远心的光线或者光线直径扩大的光线。由此，由于第一透镜单元LU1一侧的负载增加，因此为了校正像差而需要增加第一透镜单元LU1的透镜的枚数。并且，本例的投射光学系统3A由于满足条件式(1)，因此能够抑制第一透镜单元第一透镜L1增大。
并且，投射光学系统3A在设第二透镜单元第一透镜L13的折射率为nd13，阿贝数为νd13时，
nd13＝1.92286
νd13＝20.88
满足下面的条件式(2)和条件式(3)。
nd1＞1.7··(2)
νd1＜35··(3)
在本例的投射光学系统3A中，由于具有正光焦度的第二透镜单元第一透镜L13的折射率满足条件式(2)(折射率大于1.7)，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于第二透镜单元第一透镜L13的阿贝数满足条件式(3)(阿贝数小于35)，因此能够良好地校正色差。
并且，投射光学系统3A在设第二透镜单元第八透镜L20(第二透镜单元缩小侧第二透镜)的折射率为nd20，阿贝数为νd20时，
nd20＝1.92286
νd20＝20.82
满足下面的条件式(4)和条件式(5)。
1.75＜nd20＜2.00··(4)
20＜νd20＜45··(5)
即，在投射光学系统3A中，第二透镜单元LU2中的接近液晶面板的2枚透镜(第二透镜单元第八透镜L20和第二透镜单元第九透镜L21)分别具有正光焦度，这2枚透镜中的至少一个透镜(第二透镜单元第八透镜L20)的折射率大于1.75小于2.00。并且，满足该条件式(4)的第二透镜单元第八透镜L20的阿贝数大于20小于45。因此，能够良好地进行像面弯曲的校正和色差的校正。
并且，在投射光学系统3A中，第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14都是非球面透镜。由于这些透镜为非球面透镜，因此能够在像高较高的位置校正像面弯曲。因此，能够良好地校正像面弯曲。
这里，在设第一透镜单元第十二透镜L12的折射率为nd12，阿贝数为νd12时，
nd12＝1.51633
νd12＝64.06
满足下面的条件式(6)和条件式(7)。
1.5＜nd12＜1.8··(6)
35＜νd12＜85··(7)
并且，在设第二透镜单元第二透镜L14的折射率为nd14，阿贝数为νd14时，
nd14＝1.51633
νd14＝64.06
满足下面的条件式(6’)和条件式(7’)。
1.5＜nd14＜1.8··(6’)
35＜νd14＜85··(7’)
在投射光学系统3A中，由于位于形成中间像30的第二透镜单元第一透镜L13的两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14满足条件式(6)、条件式(6’)，因此能够良好地校正像面弯曲。并且，由于位于形成中间像30的第二透镜单元第一透镜L13的两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14满足条件式(7)、条件式(7’)，因此能够良好地校正色差。
图3是投射光学系统3A的各透镜位于位置1时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图4是投射光学系统3A的各透镜位于位置2时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图5是投射光学系统3A的各透镜位于位置3时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。如图3至图5所示，在投射光学系统3A中，良好地校正了球面像差、像散以及畸变像差。
并且，在投射光学系统3A中，由于第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的，因此其加工容易。因此，能够抑制投射光学系统3A的制造成本。因此，能够抑制投影仪1的制造成本。并且，由于第一透镜单元第一透镜L1是非球面透镜，因此容易减小其直径。
这里，如图6所示，在将投射光学系统3A组装到投影仪1时，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置有第一镜31，而折弯它们之间的光路(光轴L)。并且，在第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间配置有第二镜32，而折弯它们之间的光路(光轴L)。
如果在投射光学系统3A配置第一镜31和第二镜32，则能够使光轴L朝向期望的方向，因此容易将投射光学系统3A组装到投影仪1。并且，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间和第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间由于轴上面间隔较宽，因此容易在它们之间配置镜。并且，如果在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置第一镜31，则能够将中间像30形成在比较远离第一镜31的位置。由此，在第一镜31的表面上存在伤痕或灰尘等的情况下，能够抑制它们映入屏幕S(放大侧成像面)。
(实施例2)
图7是实施例2的投射光学系统的结构图(光线图)。如图7所示，本例的投写光学系统3B由使中间像30与作为放大侧成像面的屏幕S共轭的第一透镜单元LU1和使中间像30与作为缩小侧成像面的液晶面板18(18R、18G、18B)共轭的第二透镜单元LU2构成。第一透镜单元LU1具有正光焦度。第二透镜单元LU2具有负光焦度。
第一透镜单元LU1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧具有：第一透镜单元第一透镜L1(第一透镜单元放大侧透镜)，其具有负光焦度：第一透镜组LG1，其具有负光焦度；以及第二透镜组LG2，其具有正光焦度。第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的。并且，第一透镜单元第一透镜L1是两面具有非球面形状的非球面透镜。在本例中，第一透镜单元第一透镜L1具有向屏幕S一侧凸的弯月形状。
第一透镜组LG1由2枚以上的透镜构成。在本例中，第一透镜组LG1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧由第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3以及第一透镜单元第四透镜L4这3枚透镜构成。第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3以及第一透镜单元第四透镜L4都具有负光焦度。第二透镜组LG2由2枚以上的具有正光焦度的透镜构成。在本例中，第二透镜组LG2由具有正光焦度的第一透镜单元第五透镜L5和具有正光焦度的第一透镜单元第六透镜L6构成。
并且，第一透镜单元LU1从第二透镜组LG2朝向中间像30一侧具有第一透镜单元第七透镜L7、第一透镜单元第八透镜L8、第一透镜单元第九透镜L9、第一透镜单元第十透镜L10、第一透镜单元第十一透镜L11以及第一透镜单元第十二透镜L12。因此，第一透镜单元LU1由12枚透镜构成。在本例中，在第二透镜组LG2与第一透镜单元第七透镜L7之间配置有光圈ST1。第一透镜单元第八透镜L8是两面具有非球面形状的非球面透镜。并且，第一透镜单元第十二透镜L12(第一透镜单元中间像侧透镜)是两面具有非球面形状的非球面透镜。
第二透镜单元LU2从中间像30一侧朝向液晶面板一侧具有第二透镜单元第一透镜L13、第二透镜单元第二透镜L14、第二透镜单元第三透镜L15、第二透镜单元第四透镜L16、第二透镜单元第五透镜L17、第二透镜单元第六透镜L18以及第二透镜单元第七透镜L19。即，第二透镜单元LU2由7枚透镜构成。在第二透镜单元第七透镜L19与液晶面板18之间配置有十字分色棱镜19。
第二透镜单元第一透镜L13(第二透镜单元中间像侧第一透镜)具有正光焦度。在本例中，第二透镜单元第一透镜L13是两面具有凸形状的凸透镜。第二透镜单元第二透镜L14是两面具有非球面形状的非球面透镜。最接近液晶面板18的第二透镜单元第七透镜L19(第二透镜单元缩小侧第一透镜)和位于其相邻位置的第二透镜单元第六透镜L18(第二透镜单元缩小侧第二透镜)分别具有正光焦度。
如图7所示，在投射光学系统3B中，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L。中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。
在投射光学系统3B中改变向屏幕S的投射尺寸的情况下，在固定第一透镜单元第一透镜L1的状态下，使第一透镜组LG1、第一透镜组LG1中的最接近第二透镜组LG2的第一透镜单元第四透镜L4以及第二透镜组LG2在光轴L方向上移动来进行调焦。
这里，在设焦距为|f|，设最大视场角(半视场角)为ω，设F数为FNo，设有效像圆直径为时，实施例2的投射光学系统3B的数据如下。
|f|＝7.73mm
ω＝63.59°
FNo＝1.85
并且，投射光学系统3B的透镜数据如下。透镜的列是附加给图7的各透镜的标号。面编号附加有＊的面是非球面。R是曲率半径。d是轴上面间隔(mm)(透镜厚度或者透镜间隔)。nd是折射率。νd是阿贝数。另外，轴上面间隔A是屏幕S与第一透镜单元第一透镜L1之间的距离。轴上面间隔B是第一透镜单元第一透镜L1与第一透镜组LG1(第一透镜单元第一透镜L1与第一透镜单元第二透镜L2)之间的距离。轴上面间隔C是第一透镜组LG1中的第一透镜单元第三透镜L3与第一透镜单元第四透镜L4之间的距离。轴上面间隔D是第一透镜组LG1与第二透镜组LG2之间的距离。轴上面间隔E是第二透镜组LG2与光圈ST1之间的距离。轴上面间隔A根据投射尺寸而变化，轴上面间隔B、C、D、E根据改变投射尺寸时的调焦而变化。
在改变投射尺寸进行调焦时的轴上面间隔A、B、C、D、E、焦距|f|以及半视场角ω如下。另外，设在作为第一透镜单元第一透镜与屏幕S之间的距离的轴上面间隔A为900mm时的调焦后的各透镜的位置为位置1，设在轴上面间隔A为600mm时的各透镜的位置为位置2，设在轴上面间隔A为6000mm时的各透镜的位置为位置3。
接下来，各非球面的非球面数据如下面的表3、表4所示。表3示出用于规定作为非球面的面编号1、2的非球面形状的奇数次非球面式的各系数。表4示出用于规定作为非球面的面编号16、17、24、25、28、29的非球面形状的偶数次非球面式的各系数。
【表3】
| 1 | 2 | |
| Y曲率半径 | -87.355 | 104.27 |
| 圆锥常数 | -77.405 | 2.483 |
| 2次非球面系数 | 4.19385E-03 | 7.50394E-03 |
| 3次非球面系数 | 5.22321E-05 | 1.95260E-04 |
| 4次非球面系数 | 1.45076E-06 | 1.09379E-07 |
| 5次非球面系数 | -5.43576E-08 | -1.57442E-08 |
| 6次非球面系数 | 4.30781E-10 | -2.47333E-10 |
| 7次非球面系数 | 4.66814E-12 | -1.07173E-11 |
| 8次非球面系数 | -2.49723E-14 | -1.87615E-13 |
| 9次非球面系数 | -2.75641E-16 | -2.07013E-15 |
| 10次非球面系数 | -1.29778E-18 | -6.93276E-18 |
| 11次非球面系数 | -6.71539E-21 | 4.32030E-19 |
| 12次非球面系数 | 1.66091E-23 | 1.79224E-20 |
| 13次非球面系数 | 4.29748E-24 | 4.63223E-22 |
| 14次非球面系数 | 9.03939E-26 | 9.03874E-24 |
| 15次非球面系数 | -9.43222E-29 | 1.34181E-25 |
| 16次非球面系数 | 1.05074E-29 | 7.81710E-28 |
| 17次非球面系数 | 3.09732E-32 | -5.05347E-29 |
| 18次非球面系数 | 6.19218E-34 | -3.27901E-30 |
| 19次非球面系数 | 9.50067E-36 | 0.00000E+00 |
| 20次非球面系数 | 7.54473E-38 | 0.00000E+00 |
【表4】
| 16 | 17 | 24 | 25 | 28 | 29 | |
| Y曲率半径 | 115.5930 | 25.3600 | 241.5460 | -75.0800 | 48.8500 | 33.7130 |
| 圆锥常数(K) | 33.4215 | -0.0433 | 4.8438 | -2.5574 | -2.1420 | -0.1580 |
| 4次系数(A) | -5.49797E-06 | 9.05772E-07 | 1.50837E-07 | 2.75070E-06 | 1.30789E-05 | 1.17925E-05 |
| 6次系数(B) | -7.56152E-09 | 3.67947E-09 | -2.01031E-09 | -3.22244E-09 | -7.22757E-09 | -5.66759E-09 |
| 8次系数(C) | -9.56258E-12 | -1.57208E-11 | -4.17220E-13 | 1.56878E-13 | 5.28697E-12 | 3.67992E-12 |
| 10次系数(D) | -2.69353E-14 | 5.66349E-14 | 2.54886E-16 | 2.92808E-16 | -1.73181E-15 | -8.40820E-16 |
| 12次系数(E) | 2.41468E-17 | 3.16674E-17 | 9.43242E-20 | -5.51063E-21 | 4.81888E-20 | 3.66834E-19 |
| 14次系数(F) | 1.06880E-25 | 1.06880E-25 | -7.35113E-23 | -7.14436E-23 | 2.11369E-22 | 1.31287E-21 |
| 16次系数(G) | 5.37538E-22 | 3.50779E-21 | 6.93034E-26 | 0.00000E+00 | -1.85194E-24 | 2.10745E-24 |
| 18次系数(H) | -5.43826E-24 | -2.78766E-23 | -7.48293E-29 | 0.00000E+00 | -1.44804E-27 | -2.38035E-26 |
| 20次系数(J) | 5.14632E-27 | 4.19364E-26 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 |
根据本例的投射光学系统3B，由于第二透镜单元第一透镜L13是正透镜，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于通过正透镜形成中间像30，因此在第二透镜单元LU2一侧容易校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。并且，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L，中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。由此，更加容易在第二透镜单元LU2一侧校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。
这里，在设第一透镜单元LU1的焦距为fU1，设第二透镜单元LU2的焦距为fU2时，投射光学系统3B满足下面的条件式(1)。
-0.3≤fU1/fU2<0··(1)
即，
fU1＝15.066
fU2＝-441.493
fU1/fU2＝-0.034
投射光学系统3B由于满足条件式(1)，因此容易抑制透镜的枚数增加并且使最大视场角为120°以上(使半视场角ω为60°以上)的广角。并且，能够减小第二透镜单元LU2的透镜直径。即，若条件式(1)的值超过下限，则不容易使第一透镜单元LU1的焦距变长使视场角为广角。并且，若条件式(1)的值超过下限，则第二透镜单元LU2与中间像30之间的光线相对于光轴L的倾斜变大而导致像面弯曲的恶化，并且第二透镜单元LU2的最靠中间像30一侧的透镜(第二透镜单元第一透镜L13)的直径变大。另一方面，若条件式(1)的值超过上限，则第二透镜单元LU2具有正光焦度，从中间像30一侧入射到第一透镜单元LU1的光线为大致远心的光线或者光线直径扩大的光线。由此，由于第一透镜单元LU1一侧的负载增加，因此为了校正像差而需要增加第一透镜单元LU1的透镜的枚数。并且，本例的投射光学系统3B由于满足条件式(1)，因此能够抑制第一透镜单元第一透镜L1增大。
并且，投射光学系统3B在设第二透镜单元第一透镜L13的折射率为nd13，阿贝数为νd13时，
nd13＝1.92286
νd13＝20.88
满足下面的条件式(2)和条件式(3)。
nd1>1.7··(2)
νd1<35··(3)
在本例的投射光学系统3B中，由于具有正光焦度的第二透镜单元第一透镜L13的折射率满足条件式(2)(折射率大于1.7)，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于第二透镜单元第一透镜L13的阿贝数满足条件式(3)(阿贝数小于35)，因此能够良好地校正色差。
并且，投射光学系统3B在设第二透镜单元第六透镜L18(第二透镜单元缩小侧第二透镜)的折射率为nd18，阿贝数为νd18时，
nd18＝1.8061
νd18＝40.73
满足下面的条件式(4)和条件式(5)。
1.75<nd18<2.00··(4)
20<νd18<45··(5)
并且，投射光学系统3B在设第二透镜单元第七透镜L19(第二透镜单元缩小侧第一透镜)的折射率为nd19，阿贝数为νd19时，
nd19＝1.92286
νd19＝20.88
满足下面的条件式(4’)和条件式(5’)。
1.75<nd19<2.00··(4’)
20<νd19<45··(5’)
即，在投射光学系统3B中，第二透镜单元LU2中的接近液晶面板的2枚透镜(第二透镜单元第六透镜L18和第二透镜单元第七透镜L19)分别具有正光焦度，这2枚透镜的折射率分别大于1.75小于2.00。并且，这2枚透镜的阿贝数分别大于20小于45。因此，能够良好地进行像面弯曲的校正和色差的校正。
并且，在投射光学系统3B中，第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14都是非球面透镜。由于这些透镜为非球面透镜，因此能够在像高较高的位置校正像面弯曲。因此，能够良好地校正像面弯曲。
这里，在设第一透镜单元第十二透镜L12的折射率为nd12，阿贝数为νd12时，
nd12＝1.58573
νd12＝59.7
满足下面的条件式(6)和条件式(7)。
1.5<nd12<1.8··(6)
35<νd12<85··(7)
并且，在设第二透镜单元第二透镜L14的折射率为nd14，阿贝数为νd14时，
nd14＝1.51633
νd14＝64.06
满足下面的条件式(6’)和条件式(7’)。
1.5<nd14<1.8··(6’)
35<νd14<85··(7’)
在投射光学系统3B中，由于位于形成中间像30的第二透镜单元第一透镜L13的两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14满足条件式(6)、条件式(6’)，因此能够良好地校正像面弯曲。并且，由于位于形成中间像30的第二透镜单元第一透镜L13的两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14满足条件式(7)、条件式(7’)，因此能够良好地校正色差。
图8是投射光学系统3B的各透镜位于位置1时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图9是投射光学系统3B的各透镜位于位置2时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图10是投射光学系统3B的各透镜位于位置3时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。如图8至图10所示，在投射光学系统3B中，良好地校正了球面像差、像散以及畸变像差。
并且，在投射光学系统3B中，由于第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的，因此其加工容易。因此，能够抑制投射光学系统3B的制造成本。因此，能够抑制投影仪1的制造成本。并且，由于第一透镜单元第一透镜L1是非球面透镜，因此容易减小其直径。
这里，在将投射光学系统3B组装到投影仪1时，与投射光学系统3A相同，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置第一镜31而折弯它们之间的光路(光轴L)。并且，在第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间配置第二镜32而折弯它们之间的光路(光轴L)(参照图6)。
如果在投射光学系统3B配置第一镜31和第二镜32，能够使光轴L朝向期望的方向，因此容易将投射光学系统3B组装到投影仪1。并且，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间和第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间由于轴上面间隔较宽，因此容易在它们之间配置镜。并且，如果在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置第一镜31，则能够将中间像30形成在比较远离第一镜31的位置。由此，在第一镜31的表面上存在伤痕或灰尘等的情况下，能够抑制它们映入屏幕S(放大侧成像面)。
(实施例3)
图11是实施例3的投射光学系统的结构图(光线图)。如图11所示，本例的投射光学系统3C由使中间像30与作为放大侧成像面的屏幕S共轭的第一透镜单元LU1和使中间像30与作为缩小侧成像面的液晶面板18(18R、18G、18B)共轭的第二透镜单元LU2构成。第一透镜单元LU1具有正光焦度。第二透镜单元LU2具有负光焦度。
第一透镜单元LU1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧具有：第一透镜单元第一透镜L1(第一透镜单元放大侧透镜)，其具有负光焦度；第一透镜组LG1，其具有负光焦度；以及第二透镜组LG2，其具有正光焦度。第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的。并且，第一透镜单元第一透镜L1是两面具有非球面形状的非球面透镜。在本例中，第一透镜单元第一透镜L1具有向屏幕S一侧凸的弯月形状。
第一透镜组LG1由2枚以上的透镜构成。在本例中，第一透镜组LG1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧由第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3以及第一透镜单元第四透镜L4这3枚透镜构成。第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3以及第一透镜单元第四透镜L4都具有负光焦度。第二透镜组LG2由2枚以上的具有正光焦度的透镜构成。在本例中，第二透镜组LG2由具有正光焦度的第一透镜单元第五透镜L5和具有正光焦度的第一透镜单元第六透镜L6构成。
并且，第一透镜单元LU1从第二透镜组LG2朝向中间像30一侧具有第一透镜单元第七透镜L7、第一透镜单元第八透镜L8、第一透镜单元第九透镜L9、第一透镜单元第十透镜L10、第一透镜单元第十一透镜L11、第一透镜单元第十二透镜L12。因此，第一透镜单元LU1由12枚透镜构成。在本例中，第一透镜单元第八透镜L8是两面具有非球面形状的非球面透镜。并且，第一透镜单元第十二透镜L12(第一透镜单元中间像侧透镜)是两面具有非球面形状的非球面透镜。
第二透镜单元LU2从中间像30一侧朝向液晶面板一侧具有第二透镜单元第一透镜L13、第二透镜单元第二透镜L14、第二透镜单元第三透镜L15、第二透镜单元第四透镜L16、第二透镜单元第五透镜L17、第二透镜单元第六透镜L18、第二透镜单元第七透镜L19以及第二透镜单元第八透镜L20。即，第二透镜单元LU2由8枚透镜构成。在第二透镜单元第八透镜L20与液晶面板18之间配置有十字分色棱镜19。
第二透镜单元第一透镜L13(第二透镜单元中间像侧第一透镜)具有正光焦度。在本例中，第二透镜单元第一透镜L13是两面具有凸形状的凸透镜。第二透镜单元第二透镜L14是两面具有非球面形状的非球面透镜。最接近液晶面板18的第二透镜单元第八透镜L20(第二透镜单元缩小侧第一透镜)和位于其相邻位置的第二透镜单元第七透镜L19(第二透镜单元缩小侧第二透镜)分别具有正光焦度。
如图11所示，在投射光学系统3C中，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L。中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。
在投射光学系统3C中改变向屏幕S的投射尺寸的情况下，在固定第一透镜单元第一透镜L1的状态下，使第一透镜组LG1、第一透镜组LG1中的最接近第二透镜组LG2的第一透镜单元第四透镜L4以及第二透镜组LG2在光轴L方向上移动来进行调焦。
这里，在设焦距为|f|，设最大视场角(半视场角)为ω，设F数为FNo，设有效像圆直径为时，实施例3的投射光学系统3C的数据如下。
|f|＝8.05mm
ω＝68°
FNo＝1.9
并且，投射光学系统3C的透镜数据如下。透镜的列是附加给图11的各透镜的标号。面编号附加有＊的面是非球面。R是曲率半径。d是轴上面间隔(mm)(透镜厚度或者透镜间隔)。nd是折射率。νd是阿贝数。另外，轴上面间隔A是屏幕S与第一透镜单元第一透镜L1之间的距离。轴上面间隔B是第一透镜单元第一透镜L1与第一透镜组LG1(第一透镜单元第一透镜L1与第一透镜单元第二透镜L2)之间的距离。轴上面间隔C是第一透镜组LG1中的第一透镜单元第三透镜L3与第一透镜单元第四透镜L4之间的距离。轴上面间隔D是第一透镜组LG1与第二透镜组LG2之间的距离。轴上面间隔E是第二透镜组LG2与第一透镜单元第七透镜L7之间的距离。轴上面间隔A根据投射尺寸而变化，轴上面间隔B、C、D、E根据改变投射尺寸时的调焦而变化。
在改变投射尺寸进行调焦时的轴上面间隔A、B、C、D、E、焦点距离|f|以及半视场角ω如下。另外，设在作为第一透镜单元第一透镜与屏幕S之间的距离的轴上面间隔A为900mm时的调焦后的各透镜的位置为位置1，设在轴上面间隔A为600mm时的各透镜的位置为位置2，设在轴上面间隔A为6000mm时的各透镜的位置为位置3。
接下来，各非球面的非球面数据如下面的表5、表6所示。表5示出用于规定作为非球面的面编号1、2的非球面形状的奇数次非球面式的各系数。表6示出用于规定作为非球面的面编号15、16、23、24、27、28的非球面形状的偶数次非球面式的各系数。
【表5】
| 1 | 2 | |
| Y曲率半径 | -75.2755 | 116.6110 |
| 圆锥常数 | -42.8278 | 3.2515 |
| 2次非球面系数 | 2.99151E-03 | 6.22393E-03 |
| 3次非球面系数 | 5.24169E-05 | 1.74702E-04 |
| 4次非球面系数 | 1.82608E-06 | -1.40927E-07 |
| 5次非球面系数 | -5.73290E-08 | -9.18305E-09 |
| 6次非球面系数 | 3.90383E-10 | -9.27421E-11 |
| 7次非球面系数 | 4.27347E-12 | -8.33616E-12 |
| 8次非球面系数 | -2.58363E-14 | -1.61154E-13 |
| 9次非球面系数 | -2.62138E-16 | -2.02369E-15 |
| 10次非球面系数 | -1.06813E-18 | -1.66129E-17 |
| 11次非球面系数 | -2.97584E-21 | 2.46160E-20 |
| 12次非球面系数 | 1.91419E-23 | 6.33680E-21 |
| 13次非球面系数 | 3.91878E-24 | 1.86473E-22 |
| 14次非球面系数 | 7.17515E-26 | 3.61798E-24 |
| 15次非球面系数 | -2.97684E-28 | 5.23520E-26 |
| 16次非球面系数 | 1.21262E-30 | 6.76081E-28 |
| 17次非球面系数 | -4.09559E-32 | 5.51894E-30 |
| 18次非球面系数 | -3.97769E-34 | -5.34921E-32 |
| 19次非球面系数 | -1.04966E-35 | -4.81208E-33 |
| 20次非球面系数 | 1.69472E-38 | -1.73599E-34 |
【表6】
| 15 | 16 | 23 | 24 | 27 | 28 | |
| Y曲率半径 | 113.1360 | 25.3920 | 390.2570 | -63.9820 | 71.2860 | 40.3500 |
| 圆锥常数(K) | 33.9909 | -0.1016 | 41.0000 | -1.5478 | -5.9080 | -0.4736 |
| 4次系数(A) | -5.52224E-06 | 2.57922E-07 | 3.69652E-07 | 3.20852E-06 | 1.18426E-05 | 1.10680E-05 |
| 6次系数(B) | -7.90378E-09 | 1.70243E-09 | -1.46599E-09 | -2.82889E-09 | -8.18472E-09 | -6.35575E-09 |
| 8次系数(C) | -1.00488E-11 | -1.36608E-11 | -2.60121E-13 | 3.10088E-13 | 4.38177E-12 | 2.07672E-12 |
| 10次系数(D) | -4.60473E-14 | 1.26104E-14 | 3.65397E-16 | 3.01709E-16 | -1.72338E-15 | -1.53928E-15 |
| 12次系数(E) | 2.41467E-17 | 3.16673E-17 | 1.12677E-19 | 6.96273E-21 | -4.53844E-20 | 6.13103E-20 |
| 14次系数(F) | 2.89333E-26 | 2.89333E-26 | -9.80852E-23 | -4.86020E-23 | 1.72979E-36 | -5.30960E-37 |
| 16次系数(G) | 9.89186E-22 | 4.59111E-21 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 |
| 18次系数(H) | -1.02945E-23 | -4.87339E-23 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 |
| 20次系数(J) | 1.37138E-26 | 9.61349E-26 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 |
根据本例的投射光学系统3C，由于第二透镜单元第一透镜L13是正透镜，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于通过正透镜形成中间像30，因此在第二透镜单元LU2一侧容易校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。并且，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L，中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。由此，更加容易在第二透镜单元LU2一侧校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。
这里，在设第一透镜单元LU1的焦距为fU1，设第二透镜单元LU2的焦距为fU2时，投射光学系统3C满足下面的条件式(1)。
-0.3≤fU1/fU2<0··(1)
即，
fU1＝14.9869
fU2＝-570.06
fU1/fU2＝-0.026
投射光学系统3C由于满足条件式(1)，因此容易抑制透镜的枚数增加并且使最大视场角为120°以上(使半视场角ω为60°以上)的广角。并且，能够减小第二透镜单元LU2的透镜直径。即，若条件式(1)的值超过下限，则不容易使第一透镜单元LU1的焦距变长使视场角为广角。并且，若条件式(1)的值超过下限，则第二透镜单元LU2与中间像30之间的光线相对于光轴L的倾斜变大而导致像面弯曲的恶化，并且第二透镜单元LU2的最靠中间像30一侧的透镜(第二透镜单元第一透镜L13)的直径变大。另一方面，若条件式(1)的值超过上限，则第二透镜单元LU2具有正光焦度，从中间像30一侧入射到第一透镜单元LU1的光线为大致远心的光线或者光线直径扩大的光线。由此，由于第一透镜单元LU1一侧的负载增加，因此为了校正像差而需要增加第一透镜单元LU1的透镜的枚数。并且，本例的投射光学系统3C由于满足条件式(1)，因此能够抑制第一透镜单元第一透镜L1增大。
并且，投射光学系统3C在设第二透镜单元第一透镜L13的折射率为nd13，阿贝数为νd13时，
nd13＝1.92286
νd13＝20.88
满足下面的条件式(2)和条件式(3)。
nd1>1.7··(2)
νd1<35··(3)
在本例的投射光学系统3C中，由于具有正光焦度的第二透镜单元第一透镜L13的折射率满足条件式(2)(折射率大于1.7)，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于第二透镜单元第一透镜L13的阿贝数满足条件式(3)(阿贝数小于35)，因此能够良好地校正色差。
并且，投射光学系统3C在设第二透镜单元第八透镜L20(第二透镜单元缩小侧第一透镜)的折射率为nd20，阿贝数为νd20时，
nd20＝1.92286
νd20＝20.88
满足下面的条件式(4)和条件式(5)。
1.75<nd20<2.00··(4)
20<νd20<45··(5)
即，在投射光学系统3C中，第二透镜单元LU2中的接近液晶面板的2枚透镜(第二透镜单元第七透镜L19和第二透镜单元第八透镜L20)分别具有正光焦度，这2枚透镜中的至少一个透镜(第二透镜单元第八透镜L20)的折射率大于1.75小于2.00。并且，满足该条件式(4)的第二透镜单元第八透镜L20的阿贝数大于20小于45。因此，能够良好地进行像面弯曲的校正和色差的校正。
并且，在投射光学系统3C中，第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14都是非球面透镜。由于这些透镜为非球面透镜，因此能够在像高较高的位置校正像面弯曲。因此，能够良好地校正像面弯曲。
这里，在设第一透镜单元第十二透镜L12的折射率为nd12，阿贝数为νd12时，
nd12＝1.58313
νd12＝59.38
满足下面的条件式(6)和条件式(7)。
1.5<nd12<1.8··(6)
35<νd12<85··(7)
并且，在设第二透镜单元第二透镜L14的折射率为nd14，阿贝数为νd14时，
nd14＝1.58313
νd14＝59.38
满足下面的条件式(6’)和条件式(7’)。
1.5<nd14<1.8··(6’)
35<νd14<85··(7’)
在投射光学系统3C中，由于位于形成中间像30的第二透镜单元第一透镜L13的两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14满足条件式(6)、条件式(6’)，因此能够良好地校正像面弯曲。并且，由于位于形成中间像30的第二透镜单元第一透镜L13的两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14满足条件式(7)、条件式(7’)，因此能够良好地校正色差。
图12是投射光学系统3C的各透镜位于位置1时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图13是投射光学系统3C的各透镜位于位置2时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图14是投射光学系统3C的各透镜位于位置3时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。如图12至图14所示，在投射光学系统3C中，良好地校正了球面像差、像散以及畸变像差。
并且，在投射光学系统3C中，由于第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的，因此其加工容易。因此，能够抑制投射光学系统3C的制造成本。因此，能够抑制投影仪1的制造成本。并且，由于第一透镜单元第一透镜L1是非球面透镜，因此容易减小其直径。
这里，在将投射光学系统3C组装到投影仪1时，与投射光学系统3A相同，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置第一镜31而折弯它们之间的光路(光轴L)。并且，在第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间配置第二镜32而折弯它们之间的光路(光轴L)(参照图6)。
如果在投射光学系统3C配置第一镜31和第二镜32，则能够使光轴L朝向期望的方向，因此容易将投射光学系统3C组装到投影仪1。并且，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间和第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间由于轴上面间隔较宽，因此容易在它们之间配置镜。并且，如果在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置第一镜31，则能够将中间像30形成在比较远离第一镜31的位置。由此，在第一镜31的表面上存在伤痕或灰尘等的情况下，能够抑制它们映入屏幕S(放大侧成像面)。
(实施例4)
图15是实施例4的投射光学系统的结构图(光线图)。如图15所示，本例的投射光学系统3D由使中间像30与作为放大侧成像面的屏幕S共轭的第一透镜单元LU1和使中间像30与作为缩小侧成像面的液晶面板18(18R、18G、18B)共轭的第二透镜单元LU2构成。第一透镜单元LU1具有正光焦度。第二透镜单元LU2具有负光焦度。
第一透镜单元LU1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧具有：第一透镜单元第一透镜L1(第一透镜单元放大侧透镜)，其具有负光焦度；第一透镜组LG1，其具有负光焦度；以及第二透镜组LG2，其具有正光焦度。第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的。并且，第一透镜单元第一透镜L1是两面具有非球面形状的非球面透镜。在本例中，第一透镜单元第一透镜L1具有向屏幕S一侧凸的弯月形状。
第一透镜组LG1由2枚以上的透镜构成。在本例中，第一透镜组LG1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧由第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3以及第一透镜单元第四透镜L4这3枚透镜构成。第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3以及第一透镜单元第四透镜L4都具有负光焦度。第二透镜组LG2由2枚以上的具有正光焦度的透镜构成。在本例中，第二透镜组LG2由具有正光焦度的第一透镜单元第五透镜L5和具有正光焦度的第一透镜单元第六透镜L6构成。
并且，第一透镜单元LU1从第二透镜组LG2朝向中间像30一侧具有第一透镜单元第七透镜L7、第一透镜单元第八透镜L8、第一透镜单元第九透镜L9、第一透镜单元第十透镜L10、第一透镜单元第十一透镜L11以及第一透镜单元第十二透镜L12。因此，第一透镜单元LU1由12枚透镜构成。在第二透镜组LG2与第一透镜单元第七透镜L7之间配置有第一光圈ST1。在第一透镜单元第十一透镜L11与第一透镜单元第十二透镜L12之间配置有第二光圈ST2。在本例中，第一透镜单元第十二透镜L12(第一透镜单元中间像侧透镜)是两面具有非球面形状的非球面透镜。
第二透镜单元LU2从中间像30一侧朝向液晶面板一侧具有第二透镜单元第一透镜L13、第二透镜单元第二透镜L14、第二透镜单元第三透镜L15、第二透镜单元第四透镜L16、第二透镜单元第五透镜L17、第二透镜单元第六透镜L18以及第二透镜单元第七透镜L19。即，第二透镜单元LU2由7枚透镜构成。在第二透镜单元第七透镜L19与液晶面板18之间配置有十字分色棱镜19。
第二透镜单元第一透镜L13(第二透镜单元中间像侧第一透镜)具有正光焦度。在本例中，第二透镜单元第一透镜L13是两面具有凸形状的凸透镜。第二透镜单元第二透镜L14是两面具有非球面形状的非球面透镜。最接近液晶面板18的第二透镜单元第七透镜L19(第二透镜单元缩小侧第一透镜)和位于其相邻位置的第二透镜单元第六透镜L18(第二透镜单元缩小侧第二透镜)分别具有正光焦度。
如图15所示，在投射光学系统3D中，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L。中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。
在投射光学系统3D中改变向屏幕S的投射尺寸的情况下，在固定第一透镜单元第一透镜L1的状态下，使第一透镜组LG1、第一透镜组LG1中的最接近第二透镜组LG2的第一透镜单元第四透镜L4以及第二透镜组LG2在光轴L方向上移动来进行调焦。另外，在本例中，在进行调焦时，使第一透镜单元第四透镜L4和第二透镜组LG2在光轴L方向上一起移动，而第一透镜组LG1与第二透镜组LG2之间的间隔不变化。
这里，在设焦距为|f|，设最大视场角(半视场角)为ω，设F数为FNo，设有效像圆直径为时，实施例4的投射光学系统3D的数据如下。
|f|＝7.5mm
ω＝68°
FNo＝1.95
并且，投射光学系统3D的透镜数据如下。透镜的列是附加给图15的各透镜的标号。面编号附加有＊的面是非球面。R是曲率半径。d是轴上面间隔(mm)(透镜厚度或者透镜间隔)。nd是折射率。νd是阿贝数。另外，轴上面间隔A是屏幕S与第一透镜单元第一透镜L1之间的距离。轴上面间隔B是第一透镜单元第一透镜L1与第一透镜组LG1之间的距离。轴上面间隔C是第一透镜组LG1中的第一透镜单元第三透镜L3与第一透镜单元第四透镜L4之间的距离。轴上面间隔D是第二透镜组LG2与光圈ST1之间的距离。轴上面间隔A根据投射尺寸而变化，轴上面间隔B、C、D根据改变投射尺寸时的调焦而变化。
在改变投射尺寸进行调焦时的轴上面间隔A、B、C、D、焦距|f|以及半视场角ω如下。另外，设在作为第一透镜单元第一透镜与屏幕S之间的距离的轴上面间隔A为900mm时的调焦后的各透镜的位置为位置1，设在轴上面间隔A为600mm时的各透镜的位置为位置2，设在轴上面间隔A为6000mm时的各透镜的位置为位置3。
接下来，各非球面的非球面数据如下面的表7、表8所示。表7示出用于规定作为非球面的面编号1、2的非球面形状的奇数次非球面式的各系数。表8示出用于规定作为非球面的面编号23、24、27、28的非球面形状的偶数次非球面式的各系数。
【表7】
| 1 | 2 | |
| Y曲率半径 | -89.161 | 109.733 |
| 圆锥常数 | -78.460 | 2.000 |
| 2次非球面系数 | 3.01266E-03 | 7.22734E-03 |
| 3次非球面系数 | 7.39384E-05 | 1.94198E-04 |
| 4次非球面系数 | 1.16636E-06 | -6.16629E-07 |
| 5次非球面系数 | -5.17651E-08 | -4.56501E-08 |
| 6次非球面系数 | 4.44302E-10 | -6.03855E-10 |
| 7次非球面系数 | 4.61146E-12 | -1.27369E-11 |
| 8次非球面系数 | -2.37077E-14 | -1.18936E-13 |
| 9次非球面系数 | -3.93261E-16 | -3.43785E-16 |
| 10次非球面系数 | -2.73498E-18 | 2.52246E-17 |
| 11次非球面系数 | -1.87328E-20 | 9.21791E-19 |
| 12次非球面系数 | 3.19841E-22 | 2.32436E-20 |
| 13次非球面系数 | 9.07337E-24 | 4.94523E-22 |
| 14次非球面系数 | 1.34747E-25 | 8.17439E-24 |
| 15次非球面系数 | -2.67359E-28 | 1.03349E-25 |
| 16次非球面系数 | -3.28912E-30 | 3.88156E-28 |
| 17次非球面系数 | -2.63248E-31 | -2.89196E-29 |
| 18次非球面系数 | -3.60564E-33 | -1.50445E-30 |
| 19次非球面系数 | -4.14378E-35 | -3.98582E-32 |
| 20次非球面系数 | -3.68416E-38 | 0.00000E+00 |
【表8】
| 23 | 24 | 27 | 28 | |
| Y曲率半径 | 263.035 | -62.450 | 36.498 | 26.569 |
| 圆锥常数(K) | 45.632 | -1.265 | -1.119 | -0.221 |
| 4次系数(A) | -2.85145E-07 | 2.43467E-06 | 1.40184E-05 | 1.16630E-05 |
| 6次系数(B) | -2.51912E-09 | -3.39171E-09 | -7.63650E-09 | -8.01571E-09 |
| 8次系数(C) | -1.61220E-13 | 2.00384E-13 | 8.49820E-12 | 4.47664E-12 |
| 10次系数(D) | 3.29195E-16 | 3.28204E-16 | 1.81215E-15 | 1.14718E-14 |
| 12次系数(E) | -4.05001E-20 | -8.08418E-20 | -1.10419E-18 | 2.25357E-19 |
| 14次系数(F) | -1.59994E-22 | -1.59605E-22 | 2.34426E-22 | 1.31341E-21 |
| 16次系数(G) | 1.32231E-26 | -1.61561E-26 | -4.79633E-24 | -4.00975E-23 |
| 18次系数(H) | 3.14419E-29 | 3.24131E-29 | -1.34761E-28 | 1.95307E-26 |
根据本例的投射光学系统3D，由于第二透镜单元第一透镜L13是正透镜，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于通过正透镜形成中间像30，因此在第二透镜单元LU2一侧容易校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。并且，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L，中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。由此，更加容易在第二透镜单元LU2一侧校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。
这里，在设第一透镜单元LU1的焦距为fU1，设第二透镜单元LU2的焦距为fU2时，投射光学系统3D满足下面的条件式(1)。
-0.3≤fU1/fU2＜0··(1)
即，
fU1＝14.07
fU2＝-1250.44
fU1/fU2＝-0.011
投射光学系统3D由于满足条件式(1)，因此容易抑制透镜的枚数增加并且使最大视场角为120°以上(使半视场角ω为60°以上)的广角。并且，能够减小第二透镜单元LU2的透镜直径。即，若条件式(1)的值超过下限，则不容易使第一透镜单元LU1的焦距变长使视场角为广角。并且，若条件式(1)的值超过下限，则第二透镜单元LU2与中间像30之间的光线相对于光轴L的倾斜变大而导致像面弯曲的恶化，并且第二透镜单元LU2的最靠中间像30一侧的透镜(第二透镜单元第一透镜L13)的直径变大。另一方面，若条件式(1)的值超过上限，则第二透镜单元LU2具有正光焦度，从中间像30一侧入射到第一透镜单元LU1的光线为大致远心的光线或者光线直径扩大的光线。由此，由于第一透镜单元LU1一侧的负载增加，因此为了校正像差而需要增加第一透镜单元LU1的透镜的枚数。并且，本例的投射光学系统3D由于满足条件式(1)，因此能够抑制第一透镜单元第一透镜L1增大。
并且，投射光学系统3D在设第二透镜单元第一透镜L13的折射率为nd13，阿贝数为νd13时，
nd13＝1.92286
νd13＝20.88
满足下面的条件式(2)和条件式(3)。
nd1＞1.7··(2)
νd1＜35··(3)
在本例的投射光学系统3D中，由于具有正光焦度的第二透镜单元第一透镜L13的折射率满足条件式(2)(折射率大于1.7)，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于第二透镜单元第一透镜L13的阿贝数满足条件式(3)(阿贝数小于35)，因此能够良好地校正色差。
并且，投射光学系统3D在设第二透镜单元第六透镜L18(第二透镜单元缩小侧第二透镜)的折射率为nd18，阿贝数为νd18时，
nd18＝1.834
νd18＝37.34
满足下面的条件式(4)和条件式(5)。
1.75＜nd18＜2.00··(4)
20＜νd18＜45··(5)
并且，投射光学系统3D在设第二透镜单元第七透镜L19(第二透镜单元缩小侧第一透镜)的折射率为nd19，阿贝数为νd19时，
nd19＝1.92286
νd19＝20.88
满足下面的条件式(4’)和条件式(5’)。
1.75＜nd19＜2.00··(4’)
20＜νd19＜45··(5’)
即，在投射光学系统3D中，第二透镜单元LU2中的接近液晶面板的2枚透镜(第二透镜单元第八透镜L18和第二透镜单元第九透镜L19)分别具有正光焦度，这2枚透镜的折射率分别大于1.75小于2.00。并且，这2枚透镜的阿贝数分别大于20小于45。因此，能够良好地进行像面弯曲的校正和色差的校正。
并且，在投射光学系统3D中，第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14都是非球面透镜。由于这些透镜为非球面透镜，因此能够在像高较高的位置校正像面弯曲。因此，能够良好地校正像面弯曲。
这里，在设第一透镜单元第十二透镜L12的折射率为nd12，阿贝数为νd12时，
nd12＝1.58573
νd12＝59.7
满足下面的条件式(6)和条件式(7)。
1.5＜nd12＜1.8··(6)
35＜νd12＜85··(7)
并且，在设第二透镜单元第二透镜L14的折射率为nd14，阿贝数为νd14时，
nd14＝1.5094
νd14＝56.6
满足下面的条件式(6’)和条件式(7’)。
1.5＜nd14＜1.8··(6’)
35＜νd14＜85··(7’)
在投射光学系统3D中，由于位于形成中间像30的第二透镜单元第一透镜L13的两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14满足条件式(6)、条件式(6’)，因此能够良好地校正像面弯曲。并且，由于位于形成中间像30的第二透镜单元第一透镜L13的两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第二透镜L14满足条件式(7)、条件式(7’)，因此能够良好地校正色差。
图16是投射光学系统3D的各透镜位于位置1时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图17是投射光学系统3D的各透镜位于位置2时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图18是投射光学系统3D的各透镜位于位置3时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。如图16至图18所示，在投射光学系统3D中，良好地校正了球面像差、像散以及畸变像差。
并且，在投射光学系统3D中，由于第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的，因此其加工容易。因此，能够抑制投射光学系统3D的制造成本。因此，能够抑制投影仪1的制造成本。并且，由于第一透镜单元第一透镜L1是非球面透镜，因此容易减小其直径。
这里，在将投射光学系统3D组装到投影仪1时，与投射光学系统3A相同，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置第一镜31而折弯它们之间的光路(光轴L)。并且，在第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间配置第二镜32而折弯它们之间的光路(光轴L)(参照图6)。
如果在投射光学系统3D配置第一镜31和第二镜32，则能够使光轴L朝向期望的方向，因此容易将投射光学系统3D组装到投影仪1。并且，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间和第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间由于轴上面间隔较宽，因此容易在它们之间配置镜。并且，如果在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置第一镜31，则能够将中间像30形成在比较远离第一镜31的位置。由此，在第一镜31的表面上存在伤痕或灰尘等的情况下，能够抑制它们映入屏幕S(放大侧成像面)。
(实施例5)
图19是实施例5的投射光学系统的结构图(光线图)。如图19所示，本例的投射光学系统3E由使中间像30与作为放大侧成像面的屏幕S共轭的第一透镜单元LU1和使中间像30与作为缩小侧成像面的液晶面板18(18R、18G、18B)共轭的第二透镜单元LU2构成。第一透镜单元LU1具有正光焦度。第二透镜单元LU2具有负光焦度。
第一透镜单元LU1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧具有：第一透镜单元第一透镜L1(第一透镜单元放大侧透镜)，其具有负光焦度；第一透镜组LG1，其具有负光焦度；以及第二透镜组LG2，其具有正光焦度。第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的。并且，第一透镜单元第一透镜L1是两面具有非球面形状的非球面透镜。在本例中，第一透镜单元第一透镜L1具有向屏幕S一侧凸的弯月形状。
第一透镜组LG1由2枚以上的透镜构成。在本例中，第一透镜组LG1从屏幕S一侧朝向中间像30一侧由第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3、第一透镜单元第四透镜L4以及第一透镜单元第五透镜L5这4枚透镜构成。第一透镜单元第二透镜L2、第一透镜单元第三透镜L3以及第一透镜单元第四透镜L4都具有负光焦度。第一透镜单元第五透镜L5具有正光焦度。第二透镜组LG2具有第一透镜单元第六透镜L6，该第一透镜单元第六透镜L6具有正光焦度。在本例中，第二透镜组LG2由1枚透镜构成。
并且，第一透镜单元LU1从第二透镜组LG2朝向中间像30一侧具有第一透镜单元第七透镜L7、第一透镜单元第八透镜L8、第一透镜单元第九透镜L9、第一透镜单元第十透镜L10、第一透镜单元第十一透镜L11以及第一透镜单元第十二透镜L12。因此，第一透镜单元LU1由12枚透镜构成。在本例中，第一透镜单元第十二透镜L12(第一透镜单元中间像侧透镜)是两面具有非球面形状的非球面透镜。
第二透镜单元LU2从中间像30一侧朝向液晶面板一侧具有第二透镜单元第一透镜L13、第二透镜单元第二透镜L14、第二透镜单元第三透镜L15、第二透镜单元第四透镜L16、第二透镜单元第五透镜L17、第二透镜单元第六透镜L18、第二透镜单元第七透镜L19、第二透镜单元第八透镜L20以及第二透镜单元第九透镜L21。即，第二透镜单元LU2由9枚透镜构成。在第二透镜单元第九透镜L21与液晶面板18之间配置有十字分色棱镜19。
第二透镜单元第一透镜L13(第二透镜单元中间像侧第一透镜)具有正光焦度。在本例中，第二透镜单元第一透镜L13是两面具有凸形状的凸透镜。最接近液晶面板18的第二透镜单元第九透镜L21(第二透镜单元缩小侧第一透镜)具有正光焦度。位于第二透镜单元第九透镜L21的中间像30一侧的相邻位置的第二透镜单元第八透镜L20(第二透镜单元缩小侧第二透镜)具有负光焦度。
如图19所示，在投射光学系统3E中，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L。中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。
在投射光学系统3E中改变向屏幕S的投射尺寸的情况下，在固定第一透镜单元第一透镜L1的状态下，使第一透镜组LG1和第二透镜组LG2在光轴L方向上移动来进行调焦。
这里，在设焦距为|f|，设最大视场角(半视场角)为ω，设F数为FNo，设有效像圆直径为时，实施例5的投射光学系统3E的数据如下。
|f|＝8.13mm
ω＝68.4°
FNo＝1.92
并且，投射光学系统3E的透镜数据如下。透镜的列是附加给图19的各透镜的标号。面编号附加有＊的面是非球面。R是曲率半径。d是轴上面间隔(mm)(透镜厚度或者透镜间隔)。nd是折射率。νd是阿贝数。另外，轴上面间隔A是屏幕S与第一透镜单元第一透镜L1之间的距离。轴上面间隔B是第一透镜单元第一透镜L1与第一透镜组LG1(第一透镜单元第一透镜L1与第一透镜单元第二透镜L2)之间的距离。轴上面间隔C是第一透镜组LG1与第二透镜组LG2(第一透镜单元第六透镜L6)之间的距离。轴上面间隔D是第二透镜群LG2(第一透镜单元第六透镜L6)与第一透镜单元第七透镜L7之间的距离。轴上面间隔A根据投射尺寸而变化，轴上面间隔B、C、D根据改变投射尺寸时的调焦而变化。
在改变投射尺寸进行调焦时的轴上面间隔A、B、C、D、焦距|f|以及半视场角ω如下。另外，设在作为第一透镜单元第一透镜与屏幕S之间的距离的轴上面间隔A为1050mm时的调焦后的各透镜的位置为位置1，设在轴上面间隔A为730mm时的各透镜的位置为位置2，设在轴上面间隔A为2500mm时的各透镜的位置为位置3。
接下来，各非球面的非球面数据如下面的表9、表10所示。表9示出用于规定作为非球面的面编号1、2的非球面形状的奇数次非球面式的各系数。表10示出用于规定作为非球面的面编号23、24的非球面形状的偶数次非球面式的各系数。
【表9】
| 1 | 2 | |
| Y曲率半径 | -78.215 | 120.775 |
| 圆锥常数 | -38.4246 | 0.6905 |
| 2次非球面系数 | 0.00000E+00 | 0.00000E+00 |
| 3次非球面系数 | 1.35449E-04 | 2.09884E-04 |
| 4次非球面系数 | 6.30816E-07 | -3.20217E-07 |
| 5次非球面系数 | -5.768196E-08 | -4.33166E-08 |
| 6次非球面系数 | 4.85972E-10 | -1.88248E-10 |
| 7次非球面系数 | 7.00072E-12 | 1.63792E-12 |
| 8次非球面系数 | -7.53663E-14 | 2.70949E-14 |
| 9次非球面系数 | -4.96751E-16 | 9.82212E-16 |
| 10次非球面系数 | 2.09991E-18 | 1.41999E-17 |
| 11次非球面系数 | 1.71529E-20 | 6.04317E-20 |
| 12次非球面系数 | -1.48557E-22 | -4.19937E-21 |
| 13次非球面系数 | 1.54886E-23 | -6.26004E-23 |
| 14次非球面系数 | 1.13311E-25 | 6.34369E-25 |
| 15次非球面系数 | -2.62389E-27 | 142052E-26 |
| 16次非球面系数 | -5.26786E-30 | -329401E-28 |
| 17次非球面系数 | -3.35595E-31 | -6.43121E-30 |
| 18次非球面系数 | 4.91953E-33 | -2.66288E-32 |
| 19次非球面系数 | 0.00000E+00 | 2.54245E-33 |
【表10】
| 23 | 24 | |
| Y曲率半径 | 73.280 | 1482.00 |
| 圆锥常数(K) | 2.2860 | 0.0000 |
| 4次系数(A) | 2.64951E-06 | 9.91970E-06 |
| 6次系数(B) | -6.98677E-09 | -1.08993E-08 |
| 8次系数(C) | -2.94198E-13 | -7.46212E-13 |
| 10次系数(D) | -6.61209E-16 | 3.046879E-15 |
| 12次系数(E) | 6.89269E-20 | 3.622404E-20 |
| 14次系数(F) | 6.49006E-22 | 4.84323E-22 |
| 16次系数(G) | 7.84597E-25 | -1.05254E-25 |
| 18次系数(H) | 1.16628E-27 | -3.50649E-28 |
| 20次系数(J) | -1.42212E-30 | 0.00000E+00 |
根据本例的投射光学系统3E，由于第二透镜单元第一透镜L13是正透镜，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于通过正透镜形成中间像30，因此在第二透镜单元LU2一侧容易校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。并且，在将中间像30夹在中间而位于两侧的第一透镜单元第十二透镜L12和第二透镜单元第一透镜L13之间通过的轴外光线的主光线，从第二透镜单元第一透镜L13朝向第一透镜单元第十二透镜L12接近光轴L，中间像30处的轴外光的对焦位置P朝向轴外接近第二透镜单元第一透镜L13。由此，更加容易在第二透镜单元LU2一侧校正在第一透镜单元LU1一侧产生的畸变像差。
这里，在设第一透镜单元LU1的焦距为fU1，设第二透镜单元LU2的焦距为fU2时，投射光学系统3E满足下面的条件式(1)。
-0.3≤fU1/fU2＜0··(1)
即，
fU1＝12.13
fU2＝-333.14
fU1/fU2＝-0.036
投射光学系统3E由于满足条件式(1)，因此容易抑制透镜的枚数增加并且使最大视场角为120°以上(使半视场角ω为60°以上)的广角。并且，能够减小第二透镜单元LU2的透镜直径。即，若条件式(1)的值超过下限，则不容易使第一透镜单元LU1的焦距变长使视场角为广角。并且，若条件式(1)的值超过下限，则第二透镜单元LU2与中间像30之间的光线相对于光轴L的倾斜变大而导致像面弯曲的恶化，并且第二透镜单元LU2的最靠中间像30一侧的透镜(第二透镜单元第一透镜L13)的直径变大。另一方面，若条件式(1)的值超过上限，则第二透镜单元LU2具有正光焦度，从中间像30一侧入射到第一透镜单元LU1的光线为大致远心的光线或者光线直径扩大的光线。由此，由于第一透镜单元LU1一侧的负载增加，因此为了校正像差而需要增加第一透镜单元LU1的透镜的枚数。并且，本例的投射光学系统3E由于满足条件式(1)，因此能够抑制第一透镜单元第一透镜L1增大。
并且，投射光学系统3E在设第二透镜单元第一透镜L13的折射率为nd13，阿贝数为νd13时，
nd13＝1.90366
νd13＝31.32
满足下面的条件式(2)和条件式(3)。
nd1＞1.7··(2)
νd1＜35··(3)
在本例的投射光学系统3E中，由于具有正光焦度的第二透镜单元第一透镜L13的折射率满足条件式(2)(折射率大于1.7)，因此在第二透镜单元第一透镜L13的第一透镜单元LU1一侧容易形成中间像30。并且，由于第二透镜单元第一透镜L13的阿贝数满足条件式(3)(阿贝数小于35)，因此能够良好地校正色差。
并且，投射光学系统3E在设第二透镜单元第九透镜L21(第二透镜单元缩小侧第一透镜)的折射率为ndl1，阿贝数为νdl1，设第二透镜单元第八透镜L20(第二透镜单元缩小侧第二透镜)的折射率为ndl2，阿贝数为νdl2时，
ndl1＝1.92286
νdl1＝20.88
ndl2＝1.497
νdl2＝81.54
满足下面的条件式(8)～(11)。
1.75＜ndl1＜2···(8)
20＜νdl1＜45···(9)
ndl1-ndl2＞0.1···(10)
νdl2-νdl1＞40···(11)
即条件式(10)和条件式(11)的值如下。
ndl1-ndl2＝1.92286-1.497＝0.42586
νdl2-νdl1＝81.54-20.88＝60.66
这里，在投射光学系统3E中，第二透镜单元LU中的最接近液晶面板的第二透镜单元第九透镜L21具有正光焦度，位于第二透镜单元第九透镜L21的中间像30一侧的相邻位置的第二透镜单元第八透镜L20是具有负光焦度的弯月形透镜，第二透镜单元第九透镜L21和第二透镜单元第八透镜L20的折射率和阿贝数满足条件式(8)～(11)。由此，能够良好地进行色差的校正。
并且，在投射光学系统3E中，第一透镜单元第十二透镜L12是非球面透镜。由于该透镜是非球面透镜，因此能够在像高较高的位置校正像面弯曲。因此，能够良好地校正像面弯曲。
这里，在设第一透镜单元第十二透镜L12的折射率为nd12，阿贝数为νd12时，
nd12＝1.693
νd12＝53.18
满足下面的条件式(6)和条件式(7)。
1.5＜nd12＜1.8··(6)
35＜νd12＜85··(7)
在投射光学系统3E中，由于位于中间像30的放大侧(屏幕S一侧)的第一透镜单元第十二透镜L12满足条件式(6)，因此能够良好地校正像面弯曲。并且，由于位于中间像30的放大侧(屏幕S一侧)的第一透镜单元第十二透镜L12满足条件式(7)，因此能够良好地校正色差。
图20是投射光学系统3E的各透镜位于位置1时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图21是投射光学系统3E的各透镜位于位置2时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。图22是投射光学系统3E的各透镜位于位置3时的像差图(球面像差、像散以及畸变像差)。如图20至图22所示，在投射光学系统3E中，良好地校正了球面像差、像散以及畸变像差。
并且，在投射光学系统3E中，由于第一透镜单元第一透镜L1是树脂制的，因此其加工容易。因此，能够抑制投射光学系统3E的制造成本。因此，能够抑制投影仪1的制造成本。并且，由于第一透镜单元第一透镜L1是非球面透镜，因此容易减小其直径。
这里，在将投射光学系统3E组装到投影仪1时，与将实施例1的投射光学系统3A组装到投影仪1的情况相同(参照图6)，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置第一镜31而折弯它们之间的光路(光轴L)。并且，在第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间配置第二镜32而折弯它们之间的光路(光轴L)。
如果在投射光学系统3E配置第一镜31和第二镜32，则能够使光轴L朝向期望的方向，因此容易将投射光学系统3E组装到投影仪1。并且，在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间和第一透镜单元第六透镜L6与第一透镜单元第七透镜L7之间由于轴上面间隔较宽，因此容易在它们之间配置镜。并且，如果在第二透镜单元第一透镜L13与第二透镜单元第二透镜L14之间配置第一镜31，则能够将中间像30形成在比较远离第一镜31的位置。由此，在第一镜31的表面上存在伤痕或灰尘等的情况下，能够抑制它们映入屏幕S(放大侧成像面)。
Claims (12)
1.一种投射光学系统，其特征在于，
该投射光学系统由使中间像与位于放大侧的放大侧成像面共轭的第一透镜单元和使所述中间像与位于缩小侧的缩小侧成像面共轭的第二透镜单元构成，
所述第一透镜单元具有正光焦度，
所述第二透镜单元具有负光焦度，
所述第二透镜单元的最接近所述中间像的第二透镜单元中间像侧第一透镜具有正光焦度，
在设所述第一透镜单元的焦距为fU1，设所述第二透镜单元的焦距为fU2时满足下面的式子，
-0.3≤fU1/fU2＜0。
2.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
在所述第二透镜单元中间像侧第一透镜和所述第一透镜单元的最接近所述中间像的第一透镜单元中间像侧透镜之间通过的轴外光线的主光线，从所述第二透镜单元中间像侧第一透镜朝向所述第一透镜单元中间像侧透镜接近光轴。
3.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述中间像处的轴外光的对焦位置朝向轴外接近所述第二透镜单元中间像侧第一透镜。
4.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第二透镜单元中间像侧第一透镜的折射率大于1.7，阿贝数小于35。
5.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第一透镜单元的位于最靠所述放大侧成像面一侧的位置的第一透镜单元放大侧透镜是树脂制的具有负光焦度的非球面透镜。
6.根据权利要求1或5所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第一透镜单元从所述放大侧朝向所述中间像一侧具有第一透镜单元放大侧透镜、第一透镜组以及第二透镜组，该第一透镜组具有2枚以上的具有负光焦度的透镜，在改变向所述放大侧成像面的投射尺寸的情况下，在固定所述第一透镜单元放大侧透镜的状态下，使所述第一透镜组和所述第二透镜组在光轴方向上移动来进行调焦。
7.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第一透镜单元的最接近所述中间像的第一透镜单元中间像侧透镜和在所述第二透镜单元中位于所述第二透镜单元中间像侧第一透镜的相邻位置的第二透镜单元中间像侧第二透镜中的至少一方，是非球面透镜。
8.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第二透镜单元在所述第二透镜单元中间像侧第一透镜与位于所述第二透镜单元中间像侧第一透镜的相邻位置的第二透镜单元中间像侧第二透镜之间，具有折弯所述第二透镜单元中间像侧第一透镜与所述第二透镜单元中间像侧第二透镜之间的光路的镜。
9.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第二透镜单元的位于最靠所述缩小侧成像面一侧的位置的第二透镜单元缩小侧第一透镜和位于该第二透镜单元缩小侧第一透镜的所述中间像一侧的相邻位置的第二透镜单元缩小侧第二透镜，分别具有正光焦度，
所述第二透镜单元缩小侧第一透镜和第二透镜单元缩小侧第二透镜中的至少一方的折射率大于1.75小于2.00，并且阿贝数大于20小于45。
10.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
所述第二透镜单元的位于最靠所述缩小侧成像面一侧的位置的第二透镜单元缩小侧第一透镜具有正光焦度，
位于所述第二透镜单元缩小侧第一透镜的所述中间像一侧的相邻位置的第二透镜单元缩小侧第二透镜具有负光焦度，
在设所述第二透镜单元缩小侧第一透镜的折射率为ndl1，阿贝数为νdl1，设所述第二透镜单元缩小侧第二透镜的折射率为ndl2，阿贝数为νdl2时，满足下面的式子，
1.75＜ndl1＜2
20＜νdl1＜45
ndl1-ndl2＞0.1
νdl2-νdl1＞40。
11.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，
最大视场角为120°以上。
12.一种投射型图像显示装置，其特征在于，该投射型图像显示装置具有：
权利要求1～11中的任意一项所述的投射光学系统；以及
图像显示元件，其将图像显示于所述缩小侧成像面。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016-109811 | 2016-06-01 | ||
| JP2016109811A JP2017215503A (ja) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | 投写光学系および投写型画像表示装置 |
| JP2016239109A JP2018097047A (ja) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 投写光学系および投写型画像表示装置 |
| JP2016-239109 | 2016-12-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107450166A true CN107450166A (zh) | 2017-12-08 |
Family
ID=60483842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710346663.2A Pending CN107450166A (zh) | 2016-06-01 | 2017-05-17 | 投射光学系统和投射型图像显示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10473902B2 (zh) |
| CN (1) | CN107450166A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113219771A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-08-06 | 精工爱普生株式会社 | 投射光学系统和投影仪 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6579998B2 (ja) | 2016-05-25 | 2019-09-25 | 富士フイルム株式会社 | 結像光学系、投写型表示装置、および、撮像装置 |
| JP6595405B2 (ja) * | 2016-05-25 | 2019-10-23 | 富士フイルム株式会社 | 結像光学系、投写型表示装置、および、撮像装置 |
| JP6570477B2 (ja) * | 2016-05-25 | 2019-09-04 | 富士フイルム株式会社 | 結像光学系、投写型表示装置、および撮像装置 |
| JP6836141B2 (ja) * | 2016-12-09 | 2021-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | 投写光学系および投写型画像表示装置 |
| JP7019961B2 (ja) * | 2017-04-20 | 2022-02-16 | コニカミノルタ株式会社 | 投影光学系及び投影装置 |
| JP7040171B2 (ja) * | 2018-03-19 | 2022-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | 投射光学系及び投射型画像表示装置 |
| CN113785231B (zh) * | 2019-05-17 | 2024-07-02 | 富士胶片株式会社 | 投影透镜及投影装置 |
| JP2021001967A (ja) * | 2019-06-21 | 2021-01-07 | セイコーエプソン株式会社 | 投射光学装置およびプロジェクター |
| JP2021006858A (ja) | 2019-06-28 | 2021-01-21 | セイコーエプソン株式会社 | 投射光学系およびプロジェクター |
| JP2021006859A (ja) * | 2019-06-28 | 2021-01-21 | セイコーエプソン株式会社 | 投射光学系およびプロジェクター |
| JP7188297B2 (ja) * | 2019-07-01 | 2022-12-13 | コニカミノルタ株式会社 | 投影光学系及び投影装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050088762A1 (en) * | 2003-10-24 | 2005-04-28 | Masahito Ohashi | Superwide-angle lens optical system, and imaging unit and display unit comprising the same |
| WO2013005444A1 (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | 日東光学株式会社 | 投射光学系およびプロジェクタ装置 |
| US20150234167A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom optical system and image projection apparatus having the same |
| CN206788448U (zh) * | 2016-05-25 | 2017-12-22 | 富士胶片株式会社 | 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置 |
| CN206863322U (zh) * | 2016-05-25 | 2018-01-09 | 富士胶片株式会社 | 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置 |
| CN206906679U (zh) * | 2016-05-25 | 2018-01-19 | 富士胶片株式会社 | 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置 |
Family Cites Families (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US717287A (en) | 1902-03-12 | 1902-12-30 | George W Schellenbach | Railway-tie. |
| US715998A (en) | 1902-07-10 | 1902-12-16 | David Richard Davis | Belt-stretcher. |
| JPS5266642A (en) * | 1975-11-28 | 1977-06-02 | Toosee Kougiyou Kk | Process for preparing fried dumpling stuffed with minced pork |
| DE4111388A1 (de) * | 1991-04-09 | 1992-10-15 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung von (alpha)-methylstyrolpolymerisaten |
| US6951542B2 (en) | 2002-06-26 | 2005-10-04 | Esaote S.P.A. | Method and apparatus for ultrasound imaging of a biopsy needle or the like during an ultrasound imaging examination |
| US7009765B2 (en) | 2002-08-16 | 2006-03-07 | Infocus Corporation | Wide angle lens system having a distorted intermediate image |
| US7413312B2 (en) | 2002-08-16 | 2008-08-19 | Infocus Corporation | Projection device and screen |
| US7175287B2 (en) | 2002-08-16 | 2007-02-13 | Infocus Corporation | Wide angle projection lens |
| US6896375B2 (en) | 2002-08-16 | 2005-05-24 | Infocus Corporation | Rear projection display device having multiple mirrors that are substantially parallel to a screen |
| US7090354B2 (en) | 2002-08-16 | 2006-08-15 | Infocus Corporation | Projection device and screen |
| US7150537B2 (en) | 2002-08-16 | 2006-12-19 | Infocus Corporation | Projection television device and screen |
| US7341353B2 (en) | 2002-08-16 | 2008-03-11 | Infocus Corporation | Variable fresnel screen for use in projection device |
| JP4734827B2 (ja) | 2003-11-28 | 2011-07-27 | 株式会社日立製作所 | 投写光学ユニット |
| US7227682B2 (en) * | 2005-04-08 | 2007-06-05 | Panavision International, L.P. | Wide-range, wide-angle compound zoom with simplified zooming structure |
| JP5006069B2 (ja) * | 2006-05-01 | 2012-08-22 | 株式会社リコー | 投射光学系及び画像表示装置 |
| US20130006055A1 (en) | 2008-07-30 | 2013-01-03 | Acclarent, Inc. | Swing prism endoscope |
| JP4835767B2 (ja) * | 2010-04-19 | 2011-12-14 | 株式会社日立製作所 | 投写型映像表示装置 |
| JP2011081415A (ja) * | 2010-12-27 | 2011-04-21 | Hitachi Ltd | 投写光学ユニット |
| TWI454741B (zh) * | 2011-05-23 | 2014-10-01 | Qisda Corp | 投影裝置 |
| JP5871743B2 (ja) | 2012-07-31 | 2016-03-01 | キヤノン株式会社 | 結像光学系、及びそれを用いた投射型画像表示装置、撮像装置 |
| GB201306560D0 (en) | 2013-04-11 | 2013-05-22 | Woolman Daniel | Lint removing device |
| JP6368988B2 (ja) * | 2013-05-20 | 2018-08-08 | 株式会社リコー | 投射光学系および画像表示装置 |
| JP6280063B2 (ja) | 2015-02-25 | 2018-02-14 | 富士フイルム株式会社 | 投写用光学系および投写型表示装置 |
| JP6352832B2 (ja) | 2015-02-25 | 2018-07-04 | 富士フイルム株式会社 | 投写用光学系および投写型表示装置 |
| JP6290804B2 (ja) | 2015-02-25 | 2018-03-07 | 富士フイルム株式会社 | 投写用光学系および投写型表示装置 |
| JP6342827B2 (ja) | 2015-02-25 | 2018-06-13 | 富士フイルム株式会社 | 投写用光学系および投写型表示装置 |
| JP6342828B2 (ja) | 2015-02-25 | 2018-06-13 | 富士フイルム株式会社 | 投写用光学系および投写型表示装置 |
| JP5930101B1 (ja) * | 2015-06-12 | 2016-06-08 | セイコーエプソン株式会社 | 投射光学系及びプロジェクター |
| JP6625028B2 (ja) * | 2016-08-30 | 2019-12-25 | 富士フイルム株式会社 | ズームレンズ、撮像装置、および投写型表示装置 |
| JP6836141B2 (ja) * | 2016-12-09 | 2021-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | 投写光学系および投写型画像表示装置 |
-
2017
- 2017-05-17 CN CN201710346663.2A patent/CN107450166A/zh active Pending
- 2017-05-22 US US15/601,606 patent/US10473902B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050088762A1 (en) * | 2003-10-24 | 2005-04-28 | Masahito Ohashi | Superwide-angle lens optical system, and imaging unit and display unit comprising the same |
| WO2013005444A1 (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | 日東光学株式会社 | 投射光学系およびプロジェクタ装置 |
| US20150234167A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom optical system and image projection apparatus having the same |
| CN206788448U (zh) * | 2016-05-25 | 2017-12-22 | 富士胶片株式会社 | 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置 |
| CN206863322U (zh) * | 2016-05-25 | 2018-01-09 | 富士胶片株式会社 | 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置 |
| CN206906679U (zh) * | 2016-05-25 | 2018-01-19 | 富士胶片株式会社 | 成像光学系统、投射型显示装置及摄像装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113219771A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-08-06 | 精工爱普生株式会社 | 投射光学系统和投影仪 |
| CN113219771B (zh) * | 2020-01-20 | 2023-01-17 | 精工爱普生株式会社 | 投射光学系统和投影仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10473902B2 (en) | 2019-11-12 |
| US20170351070A1 (en) | 2017-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10768397B2 (en) | Projection optical system and projection type display device | |
| CN107450166A (zh) | 投射光学系统和投射型图像显示装置 | |
| US10620413B2 (en) | Projection optical system and projection type display device | |
| CN108227118A (zh) | 投射光学系统和投射型图像显示装置 | |
| JP4668159B2 (ja) | 投射光学系および投射型画像表示装置 | |
| US9869849B2 (en) | Projection optical system and projection type display device | |
| JP6253437B2 (ja) | 結像光学系及びそれを有する画像投射装置 | |
| JP2007328163A (ja) | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 | |
| US20110007401A1 (en) | Projection variable focus lens and projection display device | |
| CN105892025A (zh) | 投影光学系统 | |
| CN105892027A (zh) | 投影光学系统 | |
| US9739989B2 (en) | Projection zoom lens and projection type display device | |
| US9664884B2 (en) | Projection zoom lens and projection type display device | |
| JP2019035873A (ja) | 投写用光学系及び投写型表示装置 | |
| JP6939469B2 (ja) | 投写光学系および投写型画像表示装置 | |
| US10386618B2 (en) | Projection optical system and projection type display device | |
| JP2003015037A (ja) | 投射用ズームレンズ | |
| CN204215094U (zh) | 投射光学系统以及投射型图像显示装置 | |
| CN112147833B (zh) | 投射光学系统和投影仪 | |
| US20110007402A1 (en) | Projection variable focus lens and projection display device | |
| JP2007034082A (ja) | 投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置 | |
| US9772477B2 (en) | Projection zoom lens and projection type display device | |
| US10466578B2 (en) | Projection optical system and projection display device | |
| JP7476074B2 (ja) | 投射光学系および画像投射装置 | |
| JP4810075B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171208 |