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WO2015004926A1 - 光学系を製造する方法、光学系およびプロジェクタ - Google Patents

光学系を製造する方法、光学系およびプロジェクタ Download PDF

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WO2015004926A1
WO2015004926A1 PCT/JP2014/003693 JP2014003693W WO2015004926A1 WO 2015004926 A1 WO2015004926 A1 WO 2015004926A1 JP 2014003693 W JP2014003693 W JP 2014003693W WO 2015004926 A1 WO2015004926 A1 WO 2015004926A1
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WO
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optical
optical element
optical system
lens
chromatic aberration
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2014/003693
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English (en)
French (fr)
Inventor
晃 山岸
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.)
Nitto Optical Co Ltd
Original Assignee
Nitto Optical Co Ltd
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 Nitto Optical Co Ltd filed Critical Nitto Optical Co Ltd
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Priority to EP14822900.8A priority patent/EP3021152A4/en
Priority to CN201480049980.2A priority patent/CN105531615A/zh
Publication of WO2015004926A1 publication Critical patent/WO2015004926A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing an optical system having a lens system.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-41529 describes that a method for producing a projection optical system capable of obtaining desired optical performance by efficient adjustment work is provided.
  • the curved mirror is a concave mirror arranged on the most DMD side, and a convex mirror arranged next to the concave mirror. , And fixing the position and inclination of the convex mirror and adjusting at least three axes of the position and inclination of the concave mirror.
  • One aspect of the present invention is a method of manufacturing an optical system having a lens system that includes a plurality of lenses, and includes the following steps. 1. Obtaining the chromatic aberration of the optical system. 2. Due to the chromatic aberration of the optical system, optical elements inserted between any of the lenses, outside the most magnified lens of the plurality of lenses, and outside the most demagnifying lens of the plurality of lenses are optically Replace with another optical element with the same distance and different chromatic aberration of magnification.
  • the manufacturing accuracy of each lens is improved and the assembly accuracy is improved. Performance may vary.
  • chromatic aberration is confirmed in a state where a plurality of lenses constituting an optical system are assembled. If the chromatic aberration exceeds the design value range, optical elements having the same optical distance and different chromatic aberration of magnification are used. It becomes possible to approach the design value by exchanging with. Therefore, an optical system having high optical performance can be supplied more stably.
  • Replacing includes replacing a flat optical element that does not include a curved element with a flat curved junction type optical element.
  • the curved-junction type optical element includes a plano-concave type first element and a plano-convex type second element.
  • the replacement means that, when the lateral chromatic aberration of the chromatic aberration is shifted to the outside of the design value, it is replaced with a curved junction type optical element in which the Abbe number ⁇ 1 is larger than the Abbe number ⁇ 2.
  • the blue lateral chromatic aberration is moved inward from the design value, it is desirable to include replacing the Abbe number ⁇ 1 with a curved junction type optical element smaller than the Abbe number ⁇ 2.
  • the optical system may be a variable magnification optical system.
  • the optical element There is a high possibility that the optical element will be small, and it is easy to replace the optical element with little influence on the assembly status of other lenses in the lens system.
  • An example of the optical system is an optical system that projects projection light from a light modulation device arranged on the reduction side. Also in the projection (projection) optical system, it is desirable to exchange the optical element inserted between the optical modulation device outside the lens on the most reduction side.
  • Magnification chromatic aberration which tends to increase in proportion to the angle of view, tends to appear significantly on the wide-angle end when the lens system is a zoom lens type or varifocal lens type capable of zooming. Therefore, the optical element may be replaced mainly paying attention to the chromatic aberration of magnification on the wide angle side.
  • Another aspect of the present invention is a projector having an optical system manufactured by the above-described method and a light modulation device arranged outside the lens on the most reduction side of the optical system.
  • Another aspect of the present invention is an optical system having a lens system including a plurality of lenses, and is between the plurality of lenses, outside the most magnified lens of the plurality of lenses, and most of the plurality of lenses.
  • the other optical element may be a flat curved surface bonding type optical element.
  • the curved-junction type optical element includes a plano-concave type first element and a plano-convex type second element.
  • the Abbe number ⁇ 1 of the first element and the Abbe number ⁇ 2 of the second element may satisfy the above-described conditions (1) and (2).
  • FIG. 2A includes a lens arrangement at the wide-angle end
  • FIG. 2B includes a lens arrangement at the telephoto end.
  • the flowchart which shows the method of manufacturing an optical system.
  • 4A includes a lens arrangement at the wide-angle end
  • FIG. 4B includes a lens arrangement at the telephoto end.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating various values of the optical system illustrated in FIG. 4, FIG.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams showing design values of lateral chromatic aberration of the optical system shown in FIG. 4, FIG. 6A shows design values at the wide-angle end, and FIG. 6B shows design values at the telephoto end.
  • FIG. 7A shows actual measurement values at the wide-angle end
  • FIG. 7B shows actual measurement values at the telephoto end. It is a figure which shows an example of a curved surface joining type optical element.
  • FIG. 8A shows a schematic configuration.
  • FIG. 8A shows a schematic configuration.
  • FIG. 8B shows the optical element and data around the optical element among the lens data of the optical system when the optical element is replaced with a curved surface bonding type optical element.
  • FIG. 9A is a diagram showing measured values of lateral chromatic aberration of an optical system in which the optical element is replaced with a curved surface joining type in the optical system of FIG. 7,
  • FIG. 9A shows measured values at the wide angle end, and
  • FIG. 10 is a diagram showing measured values of lateral chromatic aberration of an optical system in which the optical element is replaced with a curved surface junction type having a different curvature in the optical system of FIG. 7, and FIG.
  • FIG. 10 (a) shows measured values at the wide-angle end; b) shows measured values at the telephoto end.
  • FIG. 11 is a diagram showing measured values of lateral chromatic aberration of the optical system in which the optical element is further replaced with a curved surface joining type having a different curvature in the optical system of FIG. 7, and FIG. 11 (a) shows measured values at the wide-angle end; (B) shows measured values at the telephoto end.
  • the figure which shows the measured value of the lateral chromatic aberration of the optical system which assumed the tolerance which differs in Abbe number in the optical system shown in FIG.
  • FIG. 12A shows actual measurement values at the wide-angle end
  • FIG. 12B shows actual measurement values at the telephoto end.
  • FIG. 13A shows a schematic configuration
  • FIG. 13B shows lens data of the optical element and the surroundings of the optical element among the lens data of the optical system when the optical system is replaced with a curved surface joining type optical element.
  • FIG. 14 is a diagram showing measured values of lateral chromatic aberration of an optical system in which the optical element is replaced with a curved surface bonding type in the optical system of FIG. 12,
  • FIG. 14 (a) shows measured values at the wide angle end, and FIG. The actual measurement value at the telephoto end is shown.
  • FIG. 14 (a) shows measured values at the wide angle end
  • FIG. The actual measurement value at the telephoto end is shown.
  • FIG. 15A is a diagram showing measured values of lateral chromatic aberration of an optical system in which the optical element is replaced with a curved junction type having a different curvature in the optical system of FIG. 12, and FIG. 15A shows measured values at the wide angle end, and FIG. b) shows measured values at the telephoto end.
  • FIG. 16 is a diagram showing measured values of lateral chromatic aberration of an optical system in which the optical element is replaced with a curved surface junction type having a different curvature in the optical system of FIG. 12, and FIG. 16 (a) shows measured values at the wide angle end; (B) shows measured values at the telephoto end.
  • FIG. 1 shows an outline of the projector 100.
  • the projector 100 includes a light modulation device (light valve) 60, an illumination system 70 that irradiates the light valve 60 with illumination light for modulation, and image light (projection light) 89 formed by the light valve 60 on a screen 80. And an optical system 1 for enlarging and projecting.
  • the optical system 1 includes a lens system 10 including a plurality of lenses located on the enlargement side (screen side) 8 and an optical element 50 located on the reduction side (light valve side) 9.
  • the optical element 50 is disposed outside the reduction side 9 of the lens system 10 and is located between the lens system 10 and the light valve 60.
  • the projector 100 may be a front projector or a rear projector including a screen.
  • An example of the light valve (light modulation device) 60 is a DMD (digital micromirror device), which may be a device that forms other images, such as a reflective LCD, a transmissive LCD, LCoS, or an organic EL.
  • the light valve 60 may be of a single plate type or a method of forming each color image (three plate type).
  • the screen 80 may be a white board, a wall surface, or a table surface.
  • An example of a typical projector 100 is a single-plate video projector that employs DMD as a light valve 60.
  • An illumination system 70 includes a light source 71 such as a halogen lamp or a white LED, and a disk-type rotating color dividing filter (color). Wheel) 72.
  • the DMD 60 is irradiated with red, green, and blue in a time-sharing manner, and projection light 89 for forming a color image is emitted from the DMD 60.
  • the illumination system 70 may further include an illumination lens system 74 that outputs illumination light 75 to the DMD 60 via a mirror 73 or the like.
  • FIG. 2 shows a schematic configuration of the optical system 1.
  • a lens system 10 included in the optical system (optical device, optical system) 1 is a zoom lens system including a plurality of lenses.
  • FIG. 2A shows a lens arrangement at the wide-angle end, and FIG. ) Indicates the lens arrangement at the telephoto end.
  • the lens system 10 has a six-group configuration from the first group G1 to the sixth group G6, and is a variable-magnification projection optical system composed entirely of 16 glass lenses.
  • the first group G1 on the most enlargement side has a negative refractive power as a whole, and the convex surface S1 is formed on the screen 80 side in order from the screen 80 that is the enlargement side 8 toward the DMD 60 that is the reduction side 9.
  • the second group G2 having a positive refractive power as a whole includes a meniscus type positive lens L5 having a convex surface S10 facing the DMD 60 side, and a cemented lens (balsam lens) LB1 bonded with two lenses.
  • the third group G3 having a positive refractive power as a whole includes a biconvex positive lens L8 and a diaphragm St.
  • the fourth group G4 having a negative refractive power as a whole includes a cemented lens LB2 bonded to two sheets.
  • the fifth group G5 having a positive refractive power as a whole includes a biconvex positive lens L11, a cemented lens LB3 bonded with two lenses, a meniscus positive lens L14 with a convex surface S26 facing the DMD 60, and And a biconvex positive lens L15.
  • the sixth group G6 having a positive refractive power as a whole includes a meniscus type positive lens L16 having a convex surface S29 facing the screen 80, and the optical element 50 is included in the sixth group G6.
  • the cemented lens LB1 is composed of a biconcave negative lens L6 and a biconvex positive lens L7 arranged in this order from the screen 80 side.
  • the cemented lens LB2 includes a meniscus type positive lens L9 having a concave surface S17 facing the screen 80 and a biconcave negative lens L10, which are arranged in order from the screen 80 side.
  • the cemented lens LB3 includes a biconcave negative lens L12 and a biconvex positive lens L13, which are arranged in order from the screen 80 side.
  • the first group G1 and the sixth group G6 do not move, and the second group G2, the third group G3, the fourth group G4, and the like.
  • the lenses included in each group move together along the optical axis 90 from the DMD 60 side to the screen 80 side.
  • the optical system 1 includes an optical element (optical unit) 50 disposed on the outer side of the sixth lens group G6 that is not moved during zooming on the most reduction side 9.
  • the optical element 50 described in FIGS. 2A and 2B is a flat-plate optical element LBA of a curved surface bonding type made of glass bonded to two sheets.
  • the curved surface bonding type optical element LBA is arranged in order from the screen 80 side, and is a plano-concave type first element of negative refractive power (first plate, first plate) with the plane S31 facing the screen 80 side.
  • second element (second plate, second lens, second part) L18 having a positive refractive power of a plano-convex type with the plane S33 facing the DMD 60 side. It consists of and.
  • the concave surface of the negative lens L17 facing the DMD 60 side and the convex surface of the positive lens L18 facing the screen 80 side have the same absolute value of the radius of curvature (curvature), and the surfaces do not have an air gap. Can be overlapped (bonded). Therefore, the curved surface bonding type optical element LBA is an optical element in which the surfaces S31 and S33 on both sides are flat and a curved bonding surface S32 is formed inside.
  • the optical element 50 (LBA) is disposed outside the positive lens L16 closest to the DMD 60 in the lens system 10 (on the DMD 60 side).
  • the prism Pr and the DMD 60 are sequentially arranged.
  • the prism Pr are a dichroic prism and a TIR prism that synthesize image lights of RGB colors.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method (manufacturing method) for manufacturing the optical system (optical system) 1.
  • the optical system 1 is assembled by the lens system 10 including the plurality of lenses L1 to L16 and the optical element 50.
  • the optical element 50 used in the optical system 1 to be assembled first is a flat plate-shaped optical element Pl shown in FIG. 4 that does not include a curved surface element.
  • an optical performance test of the optical system 1 is performed to confirm various performances of the optical system 1 including chromatic aberration (magnification chromatic aberration).
  • This optical performance test may be a preliminary test (preliminary test) or a pre-shipment test. Further, the optical performance test is not limited to once, and may be repeated a plurality of times.
  • the actually measured magnification chromatic aberration value (actual aberration, preliminary optical performance value) after assembly of the optical system 1 obtained by the performance test is compared with the design value (design aberration, design optical performance value). It is determined whether or not it is within a preset allowable range.
  • An example of determining whether or not the tolerance is within the allowable range is that the difference between the actually measured value and the design value of the chromatic aberration of magnification (imaging position or imaging magnification) of a predetermined color (for example, blue) is the pixel pitch (dot pitch). % Or not.
  • the permissible range may be set to ⁇ 75% of the dot pitch or ⁇ 50% of the difference between the measured value and the design value of the blue magnification chromatic aberration at the wide-angle end.
  • step 113 if the difference between the actually measured magnification chromatic aberration obtained by the test and the design value is within the allowable range, the optical element 50 is not replaced. Therefore, the optical system 1 including the optical element Pl of a type that does not include a curved surface element is manufactured as the optical element 50.
  • the optical element 50 is a flat optical element that does not include a curved surface element (second optical element).
  • the element) Pl is selected, and the optical system 1 including the optical element Pl is shipped as a finished product.
  • the optical element Pl that is flat and does not include a curved element may be a non-bonded type or a bonded type as long as the optical distance is the same.
  • step 113 if the difference between the actually measured magnification chromatic aberration obtained by the test and the design value is not within the allowable range, the optical element 50 is optically separated from the optical element Pl of a flat plate type that does not include a curved surface element. Are replaced with a curved surface junction type optical element LBA having the same magnification chromatic aberration. That is, if the actual measurement value of the chromatic aberration of magnification obtained by the test is a value outside the allowable range (first value), the optical element 50 is an optical element of the type including a curved surface element (first optical element). ) LBA is selected, and the optical system 1 including the optical element LBA is shipped as a finished product.
  • step 114 it is confirmed whether or not the actual measurement value of the chromatic aberration of magnification obtained by the test has moved to the outside (plus side) from the design value.
  • the optical element 50 is a curved-junction type optical element LBA, and the plano-concave type first element (lens) L17.
  • the type is changed to type A of the optical element LBA in which the Abbe number ⁇ 1 is larger than the Abbe number ⁇ 2 of the plano-convex type second element (lens) L18.
  • step 115 in order to correct the difference between the actually measured value of the lateral chromatic aberration obtained by the test and the design value from among a plurality of types of optical elements LBA (type A) having different lateral chromatic aberrations prepared in advance. Select a suitable one and replace it. As a result, it is possible to manufacture and supply the optical system 1 having a predetermined performance without the man-hour for measuring the lateral chromatic aberration again.
  • three types of optical elements LBA (type A) having a curvature radius of the joint curved surface of 600, 400, and 200 mm are prepared.
  • An optical element LBA (type A) having a curvature radius suitable for correcting the above is selected and replaced with a flat optical element Pl.
  • the optical performance may be confirmed by re-measurement of the chromatic aberration of magnification and the like.
  • step 114 when the actual measurement value of the chromatic aberration of magnification obtained by the test has moved to the inner side (minus side) than the design value, in step 116, the optical element 50 is replaced with a curved surface joining type optical element LBA.
  • the optical element LBA (type B) is exchanged so that the Abbe number ⁇ 1 of the plano-concave type first lens L17 is smaller than the Abbe number ⁇ 2 of the plano-convex type second lens L18.
  • the optical system 1 is once assembled and the optical performance is tested.
  • the optical element 50 can be replaced to keep the lateral chromatic aberration within the allowable range.
  • an optical element 50 to be exchanged an optical element 50 having both surfaces that serve as an interface with another optical element (lens) that is not to be exchanged is inserted in advance, and the optical element 50 has the same optical path length and is double-sided.
  • the chromatic aberration of magnification can be corrected without changing the basic optical performance of the optical system 1 except for the chromatic aberration of magnification. That is, the chromatic aberration of the optical system 1 can be corrected without changing the imaging position of the projection light of the optical system 1. For this reason, the optical system 1 having desired high performance can be stably manufactured, and the yield when manufacturing the optical system can be improved.
  • high-definition projection images called high-definition or super high-definition are also required for projectors.
  • improving the design performance of the lens system improving the processing accuracy (manufacturing accuracy) of each lens constituting the lens system, and assembling each lens
  • the work accuracy (assembly accuracy) is improved.
  • the Abbe number tolerance is about ⁇ 0.5%.
  • Optical tolerances of each lens due to factors that are difficult to control on the manufacturing side, such as changes in the characteristics of optical glass, can produce an optical system with chromatic aberration of magnification as designed, or chromatic aberration of magnification required as a product standard There is also a risk of exceeding (deviating) the allowable value. If the optical performance of the optical system 1 is out of the allowable range, the image quality of the projected image may be affected. It may be possible to change the combination of a plurality of lenses constituting the lens system (optical system) so that the optical performance due to the accumulated tolerance of each lens falls within a predetermined allowable range.
  • the work of checking the optical performance each time a plurality of lenses constituting the lens system is replaced takes man-hours and affects the manufacturing cost and the manufacturing period. Furthermore, there is no guarantee that the desired performance can be obtained even if the lens is replaced.
  • the optical system 1 is basically manufactured by combining a plurality of lenses by incorporating in advance into the optical system 1 a parallel plate optical element 50 that hardly affects optical performance other than chromatic aberration of magnification. Based on the lateral chromatic aberration obtained later, select whether to replace the optical element 50 to be replaced with a parallel plate optical element Pl without replacement, or to replace it with a curved-junction optical element LBA to correct lateral chromatic aberration. it can. Therefore, if a predetermined optical performance is obtained by accumulation of performance tolerances of the lenses L1 to L16 constituting the lens system 10 and assembly tolerances when the lens system 10 is assembled, the optical system 1 is shipped in that state. it can.
  • the optical element 50 when the measured value of lateral chromatic aberration exceeds the allowable range with respect to the design value due to the accumulation of tolerances of the performance of a plurality of lenses, the optical element 50 can be replaced easily, at low cost, and at short cost.
  • the optical system 1 having predetermined optical performance can be shipped by keeping the measured value of the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 within an allowable range over time. Therefore, by employing the optical system 1 manufactured by this manufacturing method, the projector 100 capable of projecting a high-quality projected image on the screen 80 can be stably provided at a low cost.
  • the optical element 50 to be exchanged may be one of the plurality of lenses L1 to L16 constituting the lens system 10 while the air space into which the optical element 50 can be inserted is secured, outside the lens L1 on the most enlargement side 8, It may be inserted outside the lens L16 on the most reduction side 9.
  • the number of optical elements 50 to be replaced is not limited to one, and a plurality of optical elements may be replaced.
  • the optical element 50 to be exchanged is not a space between the lenses constituting the lens system 10, but a space 99 at the end (outside) of the DMD 60 that is the reduction side 9 of the lens system 10. Incorporated.
  • the optical element 50 can be replaced without changing the configuration of the lens system 10 and without remounting each lens in the lens holder of the lens system 10. Therefore, when the optical element 50 needs to be replaced due to the chromatic aberration of magnification after the lens system 10 is assembled, the optical element 50 can be easily replaced, and the performance of the lens system 10 side is kept stable. Further, it is possible to save the trouble of re-measuring the optical performance of the optical system 1 many times.
  • the sixth group G6 on the most contraction side 9 does not move during zooming, and the distance from the optical element 50 to be exchanged does not change even when zooming. Therefore, even if the optical element 50 is replaced, it is possible to minimize the influence on the optical performance other than the correction of the lateral chromatic aberration. Even when the optical element 50 to be exchanged is arranged inside the lens system 10, the optical element 50 to be exchanged is not in a space between lenses whose distance changes during zooming but in a lens group that moves together during zooming. It is desirable to arrange.
  • the effective diameter of the replacement target optical element 50 can be reduced by disposing the replacement target optical element 50 on the reduction side 9 of the lens system 10 where a lens having a small effective diameter is disposed. For this reason, it becomes possible to prepare the replacement optical element 50 for correcting the lateral chromatic aberration at low cost, and the manufacturing cost of the optical system 1 can be easily reduced.
  • the optical element 50 to be exchanged may be disposed outside the lens L1 on the most enlargement side 8 (on the screen 80 side).
  • the optical element 50 to be exchanged may be further disposed between the prism Pr and the DMD 60.
  • FIG. 4 shows a schematic configuration of the optical system 1 assembled in step 111.
  • FIG. 4A shows the lens arrangement at the wide-angle end
  • FIG. 4B shows the lens arrangement at the telephoto end.
  • FIG. 5 shows various numerical values of the optical system 1.
  • FIG. 5A shows lens data of the lens system 10
  • FIG. 5B shows zoom data of the lens system 10.
  • FIG. 6 shows design values of lateral chromatic aberration of the optical system 1.
  • FIG. 6A shows the design value of the chromatic aberration of magnification at the wide-angle end
  • FIG. 6B shows the design value of the chromatic aberration of magnification at the telephoto end.
  • Ri is a radius of curvature (mm) of each lens (each lens surface) arranged in order from the screen 80 side, and di is a distance (mm) between each lens surface arranged in order from the screen 80 side.
  • Nd is the refractive index (d line) of each lens arranged in order from the screen 80 side
  • ⁇ d is the Abbe number (d line) of each lens arranged in order from the screen 80 side
  • Flat is a plane.
  • 6A and 6B are as follows: blue light (wavelength 470 nm) (dotted line), green light (wavelength 550 nm) (dashed line), and red light (wavelength) for each of the tangential ray and sagittal ray. 620 nm) (solid line). The same applies to the subsequent aberration diagrams.
  • the optical system 1 to be assembled first includes a lens system 10 including a plurality of lenses, and an optical element 50 incorporated between the light valve 60 and the lens system 10, and the optical element 50 is a non-joint type curved surface.
  • An optical element (optical unit) Pl including no elements is employed.
  • the configuration of the lens system 10 is the same as that of the optical system 1 shown in FIG.
  • the optical element Pl to be exchanged may be a junction type that does not include a curved surface element, or two or more flat plates arranged in parallel. Further, when it is known in advance from the characteristics of the lens system 10 that the lateral chromatic aberration is corrected in a specific direction, an optical element that generates a specific lateral chromatic aberration with a curved surface junction type may be used.
  • FIG. 7 shows an example of an actual measurement value of the chromatic aberration of magnification of the assembled optical system 1 measured in the performance test in step 112.
  • FIG. 7A shows actual measurement values of lateral chromatic aberration at the wide-angle end
  • FIG. 7B shows actual measurement values of lateral chromatic aberration at the telephoto end.
  • the Abbe number of the negative lens L12 (design value 23.78) is shifted by ⁇ 0.5%
  • the Abbe number of the positive lens L16 (design value 25.46) is shifted by + 0.5%.
  • the lateral chromatic aberration of the optical system 1 including the lens having these characteristics is shown as an actual measurement value immediately after being assembled. This degree of Abbe number variation is within the tolerance range of the characteristic value of the lens glass, and may occur normally in the manufacturing process.
  • the lateral chromatic aberration of blue light is shifted outward (plus side) with respect to the design values shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).
  • the optical system 1 including the parallel plate optical element Pl shown in FIG. 4 is shipped as a finished product.
  • step 114 it is determined that the blue lateral chromatic aberration is shifted outward from the design value. Therefore, in step 115, an optical element LBA including a curved surface element of type A in which the Abbe number ⁇ 1 of the plano-concave first element L17 is larger than the Abbe number ⁇ 2 of the plano-convex second element L18 is selected, and the optical system 1 The optical element 50 is replaced.
  • FIG. 8 shows a type A curved surface joining type optical element LBA.
  • FIG. 8A is a diagram showing a schematic configuration of the optical element LBA (type A)
  • FIG. 8B is an optical diagram when the optical element 50 of the optical system 1 is replaced with the optical element LBA (type A). This is lens data of the system 1 and is shown together with lens data of the positive lens L16 and the prism Pr located on both sides of the optical element 50.
  • the optical element LBA (type A) is composed of a high Abbe number negative lens L17 and a low Abbe number positive lens L18. Therefore, unlike the parallel plate optical element Pl, lateral chromatic aberration is generated, and the blue light imaging position is moved from the outside to the inside.
  • the surface S31 on the screen 80 side and the surface S33 on the DMD 60 side are flat surfaces, and both surfaces are configured to be zero or a plane extremely close to zero. Occurrence of aberration is suppressed.
  • the distance (optical distance, thickness) between the planes S31 and S33 on both sides of the optical element LBA (type A) is 8.5 mm, and the distance between the planes S31 and S32 on both sides of the parallel plate Pl (optical distance). , Thickness).
  • the difference between the refractive index n1 of the glass plate L17 of the optical element LBA (type A) and the refractive index n2 of the glass plate L18 is small, and the refractive indexes n1 and n2 of both glass plates and the glass of the optical element Pl of a parallel plate.
  • the refractive index of the plate is almost equal, for example, it is designed so that the difference in absolute value is within 0.02.
  • the refractive index n1 of the plano-concave first element L17 of the optical element LBA (type A), the refractive index n2 of the plano-convex second element L18, the Abbe number ⁇ 1 of the first element L17, and the second The Abbe number ⁇ 2 of the element L18 is preferably selected so as to satisfy the following conditions (1) and (2).
  • the difference in refractive index between the elements L17 and L18 is smaller than the difference in Abbe number. Further, in the case where the difference between the actually measured value and the design value of the lateral chromatic aberration is likely to be large, it is desirable to increase the difference between the Abbe numbers of the optical elements L17 and L18 within the range of the condition (2).
  • the upper limit of condition (1) is preferably 0.01, more preferably 0.005, and preferably 0.001.
  • the upper limit of condition (2) is preferably 25, more preferably 20, and desirably 15.
  • the lower limit of condition (2) is preferably 5, and is preferably 10. If the upper limit of the condition (1) is exceeded, the difference in refractive index between the elements L17 and L18 becomes large, and aberration fluctuations other than chromatic aberration become large. When the upper limit of the condition (2) is exceeded, the difference between the Abbe numbers of the optical elements L17 and L18 becomes too large, and when the lower limit of the condition (2) is exceeded, the difference between the Abbe numbers becomes smaller. It becomes difficult.
  • the optical element LBA (type A) shown in FIG. 8A includes a curved surface S32 having a curvature radius R32 of 400 mm inside.
  • step 115 a plurality of optical elements LBA having different curvature radii R32 and different chromatic aberrations of magnification are prepared in advance, and exchanged with optical elements LBA suitable for correcting the chromatic aberration of magnification obtained by actual measurement to a design value.
  • the optical element LBA having a weak correction capability and the curved surface S32 having a curvature radius R32 of 600 mm, and the curvature radius R32 of 200 mm it is possible to prepare in advance an optical element LBA having a strong correction capability and having the curved surface S32.
  • FIG. 9 shows the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 in which the optical element 50 is replaced with an optical element LBA (type A) having a curved surface S32 having a radius of curvature R32 of 400 mm, as an actually measured value after correction.
  • FIG. 9A shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the wide-angle end
  • FIG. 9B shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the telephoto end.
  • the actual measured value of the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 is corrected to substantially the same state as the design values shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). Therefore, it is possible to manufacture and ship the optical system 1 in which the lateral chromatic aberration is favorably corrected in the same or close state as the design value.
  • FIG. 10 shows the lateral chromatic aberration of the optical system 1 in which the optical element 50 is replaced with an optical element LBA (type A) having a curved surface S32 with a curvature radius R32 of 600 mm, as an actually measured value after correction.
  • FIG. 10A shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the wide-angle end
  • FIG. 10B shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the telephoto end.
  • the actual measurement value of the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 is corrected to be close to the design value shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). However, the correction is not sufficient as compared with the actual measurement values shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b).
  • FIG. 11 shows the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 in which the optical element 50 is replaced with an optical element LBA (type A) having a curved surface S32 having a curvature radius R32 of 200 mm, as an actually measured value after correction.
  • FIG. 11A shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the wide-angle end
  • FIG. 11B shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the telephoto end.
  • the actual measured value of the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 is corrected to the opposite side (inner side, minus side) exceeding the design values shown in FIGS. 6 (a) and (b). It can be seen that the correction is too strong.
  • step 115 the optical element LBA having the curvature radius R32 most suitable for correction is selected from the prepared optical elements LBA based on the actual measurement value of the chromatic aberration of magnification obtained in step 112, and the optical element 50 is selected. Can be exchanged.
  • FIG. 12 shows another example in which the optical system 1 is assembled using another lens in step 111 and the lateral chromatic aberration is measured in the performance test in step 112.
  • FIG. 12A shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the wide-angle end
  • FIG. 12B shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the telephoto end.
  • the Abbe number of the negative lens L12 (design value 23.78) is shifted by + 0.5%
  • the Abbe number of the positive lens L16 (design value 25.46) is shifted by ⁇ 0.5%.
  • the lateral chromatic aberration of the optical system 1 including the lens having these characteristics is shown as an actual measurement value immediately after being assembled. This degree of Abbe number variation is within the tolerance range of the characteristic value of the lens glass, and may occur normally in the manufacturing process.
  • the lateral chromatic aberration of blue light shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b) is moved inward (minus side) with respect to the design values shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).
  • step 114 it is determined in step 114 that the blue lateral chromatic aberration is shifted inward with respect to the design value. Therefore, in step 116, an optical element LBA including a curved surface element of type B in which the Abbe number ⁇ 1 of the plano-concave first element L17 is smaller than the Abbe number ⁇ 2 of the plano-convex second element L18 is selected, and the optical system 1 The optical element 50 is replaced.
  • FIG. 13 shows a type B curved surface junction type optical element LBA.
  • FIG. 13A is a diagram showing a schematic configuration of the optical element LBA (type B), and FIG. 13B shows the optical when the optical element 50 of the optical system 1 is replaced with the optical element LBA (type B). This is lens data of the system 1 and is shown together with lens data of the positive lens L16 and the prism Pr located on both sides of the optical element 50.
  • the optical element LBA (type B) includes a negative lens L17 having a low Abbe number and a positive lens L18 having a high Abbe number. For this reason, the chromatic aberration of magnification is generated unlike the optical element Pl having a parallel plate.
  • the optical element LBA (type B) generates lateral chromatic aberration in the direction opposite to that of the optical element LBA (type A), and moves the imaging position of blue light from the inside toward the outside. Also in the optical element LBA (type B), the surface S31 on the screen 80 side and the surface S33 on the DMD 60 side are flat surfaces, and the power of both surfaces is zero or very close to zero.
  • the distance (optical distance, thickness) between the planes S31 and S33 on both sides of the optical element LBA (type B) is 8.5 mm, and the distance between the planes S31 and S32 on both sides of the parallel plate Pl (optical) Equal distance, thickness).
  • the difference between the refractive index n1 of the glass plate L17 of the optical element LBA (type B) and the refractive index n2 of the glass plate L18 is small, and the refractive indexes n1 and n2 of both glass plates and the glass plate of the optical element Pl of the parallel flat plate It is designed to be substantially equal to the refractive index, for example, so that the difference in absolute value is within 0.02.
  • the refractive index n1 of the plano-concave first element L17 of the optical element LBA (type B), the refractive index n2 of the plano-convex second element L18, the Abbe number ⁇ 1 of the first element L17, and the second element L18 The values of the conditions (1) and (2) for the Abbe number ⁇ 2 are as follows.
  • the optical element LBA (type B) shown in FIG. 13A includes a curved surface S32 having a curvature radius R32 of 400 mm inside.
  • step 116 a plurality of optical elements LBA having different curvature radii R32 and different chromatic aberrations of magnification are prepared in advance, and exchanged with optical elements LBA suitable for correcting the chromatic aberration of magnification obtained by actual measurement to a design value.
  • the optical element LBA having the curved surface S32 having a curvature radius R32 of 400 mm in addition to the optical element LBA having the curved surface S32 having a curvature radius R32 of 400 mm, the optical element LBA having a curved surface S32 having a curvature radius R32 of 600 mm and having a weak correction capability, and the curvature radius R32 An optical element LBA having a strong correction capability and having a curved surface S32 of 200 mm is prepared in advance.
  • FIG. 14 shows the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 in which the optical element 50 is replaced with an optical element LBA (type B) having a curved surface S32 having a curvature radius R32 of 400 mm, as an actually measured value after correction.
  • FIG. 14A shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the wide-angle end
  • FIG. 14B shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the telephoto end.
  • the actual measured value of the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 is corrected to substantially the same state as the design values shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). Therefore, it is possible to manufacture and ship the optical system 1 in which the lateral chromatic aberration is favorably corrected in the same or close state as the design value.
  • FIG. 15 shows the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 in which the optical element 50 is replaced with an optical element LBA (type B) having a curved surface S32 having a curvature radius R32 of 600 mm, as an actually measured value after correction.
  • FIG. 15A shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the wide-angle end
  • FIG. 15B shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the telephoto end.
  • the actual measurement value of the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 is corrected to be close to the design value shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). However, the correction is not sufficient compared with the actual measurement values shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b).
  • FIG. 16 shows the lateral chromatic aberration of the optical system 1 in which the optical element 50 is replaced with an optical element LBA (type B) having a curved surface S32 having a curvature radius R32 of 200 mm, as an actually measured value after correction.
  • FIG. 16A shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the wide angle end
  • FIG. 16B shows an actual measurement value of lateral chromatic aberration at the telephoto end.
  • the actual measured value of the chromatic aberration of magnification of the optical system 1 is corrected to the opposite side (outside, plus side) exceeding the design values shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). It can be seen that the correction is too strong.
  • the optical element LBA (type B)
  • the correction amount due to the difference in the curvature radius R32 can be confirmed in advance. Therefore, in step 116, the optical element LBA having the curvature radius R32 most suitable for correction is selected from the prepared optical elements LBA based on the actually measured value of the chromatic aberration of magnification obtained in step 112, and the optical element 50 is selected. Can be exchanged. For this reason, even if the optical system 1 in which the chromatic aberration of magnification does not fall within the allowable range due to tolerances due to various factors in the assembled state, the optical element 50 to be replaced that has been inserted in advance is designed with an actual measurement value of the chromatic aberration of magnification. By replacing the optical element 50 that is suitable for correcting the value close to the value, an optical system in which the chromatic aberration of magnification is within the allowable range can be manufactured and provided.
  • this invention is not limited to said embodiment, What was prescribed
  • the present invention is described by taking an optical system for a projector as an example, but an optical system for imaging may be used.
  • the configuration of the lens system included in the optical system is not limited to the 6-group configuration described above, and may be a configuration of 5 groups or less or 7 groups or more. Further, the lens system may be of a type that does not perform zooming.
  • Each material constituting the lens system and the optical element may be made of glass or resin.

Landscapes

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Abstract

　複数のレンズを含むレンズシステムを有する光学系を製造する方法を提供する。この製造方法は、光学系を組み立てること（ステップ１１１）と、性能試験を行うことにより光学系の色収差を取得すること（ステップ１１２）と、光学系の色収差により、複数のレンズの間、複数のレンズの最も拡大側のレンズの外側、および複数のレンズの最も縮小側のレンズの外側のいずれかに挿入されている光学素子を、光学的距離が同一で倍率色収差が異なる他の光学素子に交換すること（ステップ１１３）とを有する。

Description

光学系を製造する方法、光学系およびプロジェクタ
　本発明は、レンズシステムを有する光学系を製造する方法に関するものである。
　日本国特開２００７－４１５２９号公報には、効率的な調整作業により所望の光学性能を得ることができる投射光学系の製造方法を提供することが記載されている。この文献には、４枚の曲面ミラーとＤＭＤを下側及び上側台座部品に取り付けること、曲面ミラーは、最もＤＭＤ側に配置された凹面ミラーと、この凹面ミラーの次段に配置された凸面ミラーとを含むこと、凸面ミラーの位置及び傾きを固定し、凹面ミラーの位置及び傾きのうち少なくとも３軸を調整することが記載されている。
　高い性能を備えた光学系をさらに安定して提供することが求められている。
　本発明の態様の１つは、複数のレンズを含むレンズシステムを有する光学系を製造する方法であり、以下のステップを含む。
１．光学系の色収差を取得すること。
２．光学系の色収差により、複数のレンズの間、複数のレンズの最も拡大側のレンズの外側、および複数のレンズの最も縮小側のレンズの外側のいずれかに挿入されている光学素子を、光学的距離が同一で倍率色収差が異なる他の光学素子に交換すること。
　複数のレンズを有する光学系において高い光学性能を得るために個々のレンズの製造精度を向上し、組立精度を向上しても、なおかつ個々のレンズの材料の特性値の公差、組立公差などにより光学性能が変動することがある。この方法によれば、ある光学系を構成する複数のレンズが組み立てられた状態で色収差を確認し、その色収差が設計値の範囲を超えていれば光学的距離が同一で倍率色収差が異なる光学素子で交換することにより設計値に近づけることが可能となる。したがって、高い光学性能を備えた光学系をさらに安定して供給できる。
　交換することは、平板状で曲面要素を含まない光学素子を、平板状の曲面接合タイプの光学素子に交換することを含む。曲面接合タイプの光学素子は、平凹タイプの第１の要素と、平凸タイプの第２の要素とを含み、第１の要素の屈折率ｎ１と、第２の要素の屈折率ｎ２と、第１の要素のアッベ数ν１と、第２の要素のアッベ数ν２とが以下の条件（１）および（２）を満たすことが望ましい。
　０≦｜ｎ１－ｎ２｜＜０．０２　・・・（１）
　２＜｜ν１－ν２｜＜３３　　　・・・（２）
　さらに、交換することは、色収差のうち、青色の倍率色収差が設計値よりも外側へ移動しているときは、アッベ数ν１がアッベ数ν２より大きい曲面接合タイプの光学素子に交換することと、青色の倍率色収差が設計値よりも内側へ移動しているときは、アッベ数ν１がアッベ数ν２より小さい曲面接合タイプの光学素子に交換することとを含むことが望ましい。
　光学系は変倍光学系であってもよい。また、最も縮小側のレンズの外側に挿入されている光学素子を交換することが望ましい。光学要素が小さくなる可能性が高く、また、レンズシステムの他のレンズの組立状況などに影響をほとんど与えずに光学素子を交換しやすい。光学系の一例は縮小側に配置される光変調デバイスからの投影光を投射する光学系である。投射用（投影用）光学系においても、最も縮小側のレンズの外側で、光変調デバイスとの間に挿入されている光学素子を交換することが望ましい。
　レンズシステムが変倍可能なズームレンズタイプまたはバリフォーカルレンズタイプの場合、画角に比例して増大する傾向のある倍率色収差が広角端の側で顕著に表れやすい。したがって、広角側の倍率色収差に主に注目して光学素子を交換してもよい。１または複数の交換用の光学素子を予め用意しておくことにより、量産性をほとんど損なわずに高い性能を備えた光学系を安定して提供できる。
　本発明の他の態様の１つは、上記の方法により製造された光学系と、光学系の最も縮小側のレンズの外側に配置された光変調デバイスとを有するプロジェクタである。
　本発明の他の態様の１つは、複数のレンズを含むレンズシステムを有する光学系であって、複数のレンズの間、複数のレンズの最も拡大側のレンズの外側、および複数のレンズの最も縮小側のレンズの外側のいずれかに挿入されている光学素子が、製造時に取得された色収差により、光学的距離が同一で倍率色収差が異なる他の光学素子に交換されている光学系である。他の光学素子は、平板状の曲面接合タイプの光学素子であってもよい。曲面接合タイプの光学素子は、平凹タイプの第１の要素と、平凸タイプの第２の要素とを含み、第１の要素の屈折率ｎ１と、第２の要素の屈折率ｎ２と、第１の要素のアッベ数ν１と、第２の要素のアッベ数ν２とが上述した条件（１）および（２）を満たしてもよい。
プロジェクタの概要を示す図。 レンズシステムを含む光学系であって、光学素子を曲面接合タイプの光学素子に交換した光学系の概略構成を示す図である。図２（ａ）は広角端におけるレンズ配置を含み、図２（ｂ）は望遠端におけるレンズ配置を含む。 光学系を製造する方法を示すフローチャート。 レンズシステムを含む光学系であって、平板状で曲面要素を含まない光学素子を含む光学系を示す図。図４（ａ）は広角端におけるレンズ配置を含み、図４（ｂ）は望遠端におけるレンズ配置を含む。 図４に示した光学系の諸数値を示す図であり、図５（ａ）はレンズデータを示し、図５（ｂ）はズームデータを示す。 図４に示した光学系の倍率色収差の設計値を示す図であり、図６（ａ）は広角端における設計値を示し、図６（ｂ）は望遠端における設計値を示す。 図４に示した光学系でアッベ数に公差を仮定した光学系の倍率色収差の実測値を示す図。図７（ａ）は広角端における実測値を示し、図７（ｂ）は望遠端における実測値を示す。 曲面接合タイプの光学素子の一例を示す図である。図８（ａ）は概略構成を示す。図８（ｂ）は曲面接合タイプの光学素子に交換したときの光学系のレンズデータのうち、光学素子および光学素子の周りのデータを示す。 図７の光学系で、光学素子を曲面接合タイプに交換した光学系の倍率色収差の実測値を示す図であり、図９（ａ）は広角端における実測値を示し、図９（ｂ）は望遠端における実測値を示す。 図７の光学系で、光学素子を曲率の異なる曲面接合タイプに交換した光学系の倍率色収差の実測値を示す図であり、図１０（ａ）は広角端における実測値を示し、図１０（ｂ）は望遠端における実測値を示す。 図７の光学系で、光学素子をさらに曲率の異なる曲面接合タイプに交換した光学系の倍率色収差の実測値を示す図であり、図１１（ａ）は広角端における実測値を示し、図１１（ｂ）は望遠端における実測値を示す。 図４に示した光学系でアッベ数に異なる公差を仮定した光学系の倍率色収差の実測値を示す図。図１２（ａ）は広角端における実測値を示し、図１２（ｂ）は望遠端における実測値を示す。 曲面接合タイプの異なる光学素子を示す図。図１３（ａ）は概略構成を示し、図１３（ｂ）は曲面接合タイプの光学素子に交換したときの光学系のレンズデータのうち、光学素子および光学素子の周りのレンズデータを示す。 図１２の光学系で、光学素子を曲面接合タイプに交換した光学系の倍率色収差の実測値を示す図であり、図１４（ａ）は広角端における実測値を示し、図１４（ｂ）は望遠端における実測値を示す。 図１２の光学系で、光学素子を曲率の異なる曲面接合タイプに交換した光学系の倍率色収差の実測値を示す図であり、図１５（ａ）は広角端における実測値を示し、図１５（ｂ）は望遠端における実測値を示す。 図１２の光学系で、光学素子をさらに曲率の異なる曲面接合タイプに交換した光学系の倍率色収差の実測値を示す図であり、図１６（ａ）は広角端における実測値を示し、図１６（ｂ）は望遠端における実測値を示す。
発明の実施の形態
　図１に、プロジェクタ１００の概要を示している。このプロジェクタ１００は、光変調デバイス（ライトバルブ）６０と、ライトバルブ６０に変調用の照明光を照射する照明系７０と、ライトバルブ６０により形成された画像光（投影光）８９をスクリーン８０に拡大して投射する光学系１とを備えている。
　光学系１は、拡大側（スクリーン側）８に位置する、複数のレンズを含むレンズシステム１０と、縮小側（ライトバルブ側）９に位置する光学素子５０とを含む。光学素子５０は、レンズシステム１０の縮小側９の外側に配置されており、レンズシステム１０とライトバルブ６０との間に位置する。
　プロジェクタ１００は、フロントプロジェクタであっても、スクリーンを含むリアプロジェクタであってもよい。ライトバルブ（光変調デバイス）６０の一例は、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）であり、反射型ＬＣＤ、透過型ＬＣＤ、ＬＣｏＳあるいは有機ＥＬなどの、他の画像を形成するデバイスであってもよい。ライトバルブ６０は、単板式であっても、各色の画像をそれぞれ形成する方式（３板式）であってもよい。スクリーン８０は、ホワイトボード、壁面、テーブル面であってもよい。
　典型的なプロジェクタ１００の一例は、ライトバルブ６０としてＤＭＤを採用した単板式のビデオプロジェクタであり、照明系７０は、ハロゲンランプや白色ＬＥＤなどの光源７１と、円盤型の回転色分割フィルタ（カラーホイール）７２とを備え、ＤＭＤ６０に赤色、緑色、青色を時分割で照射し、ＤＭＤ６０からカラー画像を形成するための投影光８９が出射される。照明系７０は、さらに、照明光７５を、ミラー７３などを介してＤＭＤ６０に出力する照明レンズシステム７４を備えていてもよい。
　図２に、光学系１の概略構成を示している。この光学系（光学装置、光学システム）１に含まれるレンズシステム１０は複数のレンズから構成されているズームレンズシステムであり、図２（ａ）に広角端におけるレンズ配置を示し、図２（ｂ）は望遠端におけるレンズ配置を示す。
　レンズシステム１０は、第１のグループＧ１から第６のグループＧ６の６群構成であり、全体が１６枚のガラス製のレンズにより構成された変倍可能な投射光学系である。最も拡大側の第１のグループＧ１は全体が負の屈折力を備え、拡大側８であるスクリーン８０の側から縮小側９であるＤＭＤ６０の側に向けて順に、スクリーン８０の側に凸面Ｓ１を向けたメニスカスタイプの正レンズＬ１と、スクリーン８０の側に凸面Ｓ３を向けたメニスカスタイプの負レンズＬ２と、スクリーン８０の側に凸面Ｓ５を向けたメニスカスタイプの負レンズＬ３と、両凹タイプの負レンズＬ４とを含む。全体が正の屈折力の第２のグループＧ２は、ＤＭＤ６０の側に凸面Ｓ１０を向けたメニスカスタイプの正レンズＬ５と、２枚貼合の接合レンズ（バルサムレンズ）ＬＢ１とを含む。全体が正の屈折力の第３のグループＧ３は、両凸タイプの正レンズＬ８と、絞りＳｔとを含む。全体が負の屈折力の第４のグループＧ４は、２枚貼合の接合レンズＬＢ２を含む。全体が正の屈折力の第５のグループＧ５は、両凸タイプの正レンズＬ１１と、２枚貼合の接合レンズＬＢ３と、ＤＭＤ６０の側に凸面Ｓ２６を向けたメニスカスタイプの正レンズＬ１４と、両凸タイプの正レンズＬ１５とを含む。全体が正の屈折力の第６のグループＧ６は、スクリーン８０の側に凸面Ｓ２９を向けたメニスカスタイプの正レンズＬ１６を含み、光学素子５０は第６のグループＧ６に含まれる。
　接合レンズＬＢ１は、スクリーン８０の側から順に配置された、両凹タイプの負レンズＬ６と、両凸タイプの正レンズＬ７とから構成されている。接合レンズＬＢ２は、スクリーン８０の側から順に配置された、スクリーン８０の側に凹面Ｓ１７を向けたメニスカスタイプの正レンズＬ９と、両凹タイプの負レンズＬ１０とから構成されている。接合レンズＬＢ３は、スクリーン８０の側から順に配置された、両凹タイプの負レンズＬ１２と、両凸タイプの正レンズＬ１３とから構成されている。
　レンズシステム１０は、広角端から望遠端へ変倍する際に、第１のグループＧ１および第６のグループＧ６は動かず、第２のグループＧ２、第３のグループＧ３、第４のグループＧ４および第５のグループＧ５は、ＤＭＤ６０の側からスクリーン８０の側へ光軸９０に沿って、それぞれのグループに含まれるレンズが一体となって移動する。
　この光学システム１は最も縮小側９で、ズーミングの際に移動しない第６のレンズ群Ｇ６の外側に配置された光学素子（光学ユニット）５０を含む。図２（ａ）および（ｂ）に記載された光学素子５０は、２枚貼合のガラス製の曲面接合タイプの平板状の光学素子ＬＢＡである。
　曲面接合タイプの光学素子ＬＢＡは、スクリーン８０の側から順に配置された、スクリーン８０の側に平面Ｓ３１を向けた平凹タイプの負の屈折力の第１の要素（第１の板、第１のレンズ、第１のパーツ）Ｌ１７と、ＤＭＤ６０の側に平面Ｓ３３を向けた平凸タイプの正の屈折力の第２の要素（第２の板、第２のレンズ、第２のパーツ）Ｌ１８とから構成されている。負レンズＬ１７のＤＭＤ６０の側を向いた凹面と、正レンズＬ１８のスクリーン８０の側を向いた凸面とは、曲率半径（曲率）の絶対値が等しく、互いの面同士が空気間隔を開けずに重なる（貼り合わせる）ことができる。したがって、曲面接合タイプの光学素子ＬＢＡは、両側の面Ｓ３１およびＳ３３が平面で、内部に曲面の接合面Ｓ３２が形成された光学素子である。
　光学素子５０（ＬＢＡ）は、レンズシステム１０の最もＤＭＤ６０の側の正レンズＬ１６の外側（ＤＭＤ６０の側）に配置され、光学素子５０のＤＭＤ６０の側には、プリズムＰｒと、ＤＭＤ６０とが順番に配置されている。プリズムＰｒの例は、ＲＧＢ各色の画像光を合成するダイクロイックプリズム、ＴＩＲプリズムである。
　図３に、光学系（光学システム）１を製造する方法（製造方法）をフローチャートにより示している。この製造方法では、ステップ１１１において、複数のレンズＬ１～Ｌ１６を含むレンズシステム１０および光学素子５０により光学系１を組み立てる。最初に組み立てられる光学系１に用いられる光学素子５０は、以下の図４に示す平板状で曲面要素を含まないタイプの光学素子Ｐｌである。その後、ステップ１１２において、光学系１の光学性能試験を行い、色収差（倍率色収差）を含めた光学系１の諸性能を確認する。この光学性能試験は、事前試験（予備試験）であってもよく、出荷前試験であってもよい。また、光学性能試験は、一度に限らず、複数回繰り返して行ってもよい。
　ステップ１１３において、性能試験により得られた光学系１の組み立て後の倍率色収差の実測値（実測上の収差、予備光学性能値）が設計値（設計上の収差、設計光学性能値）に対して予め設定された許容範囲内か否かを判断する。許容の範囲内か否かの判断の一例は、所定の色（たとえば青色）の倍率色収差（結像位置または結像倍率）の実測値と設計値との差が画素ピッチ（ドットピッチ）の何％以内であるか否かである。許容範囲を、広角端における青色の倍率色収差の実測値と設計値との差がドットピッチの±７５％と設定してもよく、±５０％に設定してもよい。
　ステップ１１３において、試験により得られた倍率色収差の実測値と設計値との差が許容範囲内であれば、光学素子５０は交換しない。したがって、光学素子５０として、平板状で曲面要素を含まないタイプの光学素子Ｐｌが含まれた光学系１が製造される。すなわち、試験により得られた倍率色収差の実測値が許容範囲内の値（第２の値）であれば、光学素子５０として、平板状で曲面要素を含まないタイプの光学素子（第２の光学素子）Ｐｌが選択され、光学素子Ｐｌを含む光学系１が完成品として出荷される。平板状で曲面要素を含まない光学素子Ｐｌは光学距離が同じであれば、非接合タイプであっても接合タイプであってもよい。
　ステップ１１３において、試験により得られた倍率色収差の実測値と設計値との差が許容範囲内でなければ、光学素子５０を、平板状で曲面要素を含まないタイプの光学素子Ｐｌと光学的距離が同一で倍率色収差が異なる曲面接合タイプの光学素子ＬＢＡに交換する。すなわち、試験により得られた倍率色収差の実測値が許容範囲外の値（第１の値）であれば、光学素子５０として、平板状で曲面要素を含むタイプの光学素子（第１の光学素子）ＬＢＡが選択され、光学素子ＬＢＡを含む光学系１が完成品として出荷される。この際、先ず、ステップ１１４において、試験により得られた倍率色収差の実測値が設計値よりも外側（プラス側）へ移動しているか否かを確認する。倍率色収差の実測値が設計値よりも外側へ移動しているときは、ステップ１１５において、光学素子５０を、曲面接合タイプの光学素子ＬＢＡで、平凹タイプの第１の要素（レンズ）Ｌ１７のアッベ数ν１が平凸タイプの第２の要素（レンズ）Ｌ１８のアッベ数ν２より大きい光学素子ＬＢＡのタイプＡに交換する。
　さらに、ステップ１１５においては、予め用意された複数種類の倍率色収差の異なる光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）の中から、試験により得られた倍率色収差の実測値と設計値との差を補正するために適したものを選択して交換する。これにより再度、倍率色収差を測定し直す工数を省いて、所定の性能を備えた光学系１を製造し、供給できる。本例では、接合曲面の曲率半径が６００、４００および２００ｍｍの３種類の光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）が用意されており、により、試験により得られた倍率色収差の実測値と設計値との差を補正するために適した曲率半径の光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）が選択され、平板状の光学素子Ｐｌと交換される。
　光学素子５０を平板状の光学素子Ｐｌから曲面を含む光学素子ＬＢＡに交換した後に倍率色収差等を再測定して光学性能を確認してもよい。
　ステップ１１４において、試験により得られた倍率色収差の実測値が設計値よりも内側（マイナス側）へ移動している場合は、ステップ１１６において、光学素子５０を、曲面接合タイプの光学素子ＬＢＡで、平凹タイプの第１のレンズＬ１７のアッベ数ν１が平凸タイプの第２のレンズＬ１８のアッベ数ν２より小さい光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）に交換する。
　この製造方法においては、光学系１をいったん組み立てて光学性能を試験し、その結果、倍率色収差が許容範囲を超えていれば光学素子５０を入れ替えることにより倍率色収差を許容範囲に収めることができる。入れ替え対象の光学素子５０として、他の入れ替え対象としない光学素子（レンズ）とのインターフェイスとなる両面が平面の光学素子５０を予め挿入しておき、その光学素子５０を、光路長が同一で両面が平面であって曲面を内包した倍率色収差が異なるタイプの光学素子５０と入れ替えることにより、光学系１の倍率色収差を除いた基本的な光学性能を変えずに倍率色収差を補正できる。すなわち、光学系１の投影光の結像位置を変えることなく、光学系１の色収差を補正できる。このため、所望の高い性能を備えた光学系１を安定して製造でき、光学系を製造する際の歩留まりを向上できる。
　近年、プロジェクタにおいても、ハイビジョンまたはスーパーハイビジョンと称される高精細な投影画像が要求されている。投影画像に要求される仕様が高精細化することに対応して、レンズシステムの設計性能の向上、レンズシステムを構成する各レンズ自体の加工精度（製作精度）の向上、各レンズを組み立てる際の工作精度（組立精度）の向上が図られている。しかしながら、現在市場に供給されている光学ガラスにおいてはアッベ数の公差が±０．５％程度である。設計性能、各レンズの加工精度、複数のレンズの組み立て精度などを向上して高性能のレンズシステムを製造しようとすると、アッベ数などの光学ガラスの特性の公差といったレンズシステムの製造側では制御が難しい要因が障害となり、所望の高い性能を備えた光学系を提供することが難しい状況となる。
　光学ガラスの特性の変化などの製造側で制御が難しい要因による各レンズの公差が累積することにより、倍率色収差が設計値通りの光学系が製造できることもあれば、製品規格として要求される倍率色収差の許容値を上回る（逸脱する）おそれもある。光学系１の光学性能が許容範囲から外れると、投影画像の画質に影響を与える可能性がある。レンズシステム（光学系）を構成する複数のレンズの組み合わせを変えて、各レンズの公差の累積による光学性能が所定の許容範囲に入るようにすることも可能であるかもしれない。しかしながら、レンズシステムを構成する複数のレンズを入れ替えて、その都度、光学性能を確認する作業は工数がかかり、製造コストおよび製造期間に影響がある。さらに、レンズを入れ替えても所望の性能が得られるという保証はない。
　この製造方法においては、倍率色収差以外の光学性能にほとんど影響を与えない平行平板状の光学素子５０を予め光学系１に組み込むことにより、複数のレンズを組み合わせて光学系１を基本的に製造した後に得られる倍率色収差に基づき、交換対象の光学素子５０を交換せずに平行平板状の光学素子Ｐｌとするか、倍率色収差を補正するために曲面接合タイプの光学素子ＬＢＡに交換するかを選択できる。したがって、レンズシステム１０を構成する各レンズＬ１～Ｌ１６の性能の公差やレンズシステム１０を組み立てる際の組立公差などの累積により所定の光学性能が得られていれば、その状態で光学系１を出荷できる。
　一方、複数のレンズの性能の公差の累積などにより倍率色収差の実測値が設計値に対して許容範囲を超えているときは、光学素子５０を交換することにより、容易に、低コストで、短時間に光学系１の倍率色収差の実測値を許容範囲に収め、所定の光学性能を備えた光学系１を出荷できる。したがって、この製造方法により製造された光学系１を採用することにより、高画質の投影画像をスクリーン８０に投射可能なプロジェクタ１００を安定して低コストで提供できる。
　交換対象の光学素子５０は、レンズシステム１０を構成する複数のレンズＬ１～Ｌ１６の間で、光学素子５０を挿入できる空気空間が確保できる間の何れか、最も拡大側８のレンズＬ１の外側、および最も縮小側９のレンズＬ１６の外側のいずれに挿入されていてもよい。交換対象の光学素子５０は１つに限らず、複数の光学素子を交換対象としてもよい。光学系１においては、交換対象の光学素子５０を、レンズシステム１０を構成する各レンズの間の空間ではなく、レンズシステム１０の縮小側９であるＤＭＤ６０の側の端（外側）の空間９９に組み込んでいる。レンズシステム１０の構成に変更を加えずに、例えば、レンズシステム１０のレンズホルダーに各レンズを再装着したりすることなく、光学素子５０を交換できる。このため、レンズシステム１０を組み立てた後の倍率色収差により光学素子５０の交換が必要なときに、容易に光学素子５０を交換でき、レンズシステム１０の側の性能は安定した状態に保たれるので、光学系１の光学性能を何回も測定し直すような手間を省くことも可能となる。
　さらに、この光学系１においては、最も縮小側９の第６のグループＧ６はズーミングの際に動かず、ズーミングしても交換対象の光学素子５０との距離は変わらない。したがって、光学素子５０を交換しても、それによる倍率色収差の補正以外の光学性能への影響を最小限にとどめることができる。交換対象の光学素子５０をレンズシステム１０の内部に配置する場合も、ズーミングの際に距離が変わるレンズ間の空間ではなく、ズーミングの際に一体で移動するレンズグループ内に交換対象の光学素子５０を配置することが望ましい。
　また、一般的には有効径の小さなレンズが配置されるレンズシステム１０の縮小側９に交換対象の光学素子５０を配置することにより、交換対象の光学素子５０の有効径を小さくできる。このため、倍率色収差を補正するための交換用の光学素子５０を低コストで準備することが可能となり、光学系１の製造コストを低減しやすい。交換対象の光学素子５０を最も拡大側８のレンズＬ１の外側（スクリーン８０の側）に配置してもよい。交換対象の光学素子５０は、さらに、プリズムＰｒとＤＭＤ６０との間に配置してもよい。
　図４に、ステップ１１１において組み立てられた光学系１の概略構成を示す。図４（ａ）は広角端におけるレンズ配置を示し、図４（ｂ）は望遠端におけるレンズ配置を示す。図５に、光学系１の諸数値を示す。図５（ａ）はレンズシステム１０のレンズデータであり、図５（ｂ）はレンズシステム１０のズームデータである。図６に、光学系１の倍率色収差の設計値を示す。図６（ａ）は広角端における倍率色収差の設計値であり、図６（ｂ）は望遠端における倍率色収差の設計値である。
　図５（ａ）において、Ｒｉはスクリーン８０の側から順に並んだ各レンズ（各レンズ面）の曲率半径（ｍｍ）、ｄｉはスクリーン８０の側から順に並んだ各レンズ面の間の距離（ｍｍ）、ｎｄはスクリーン８０の側から順に並んだ各レンズの屈折率（ｄ線）、νｄはスクリーン８０の側から順に並んだ各レンズのアッベ数（ｄ線）、Ｆｌａｔは平面を示している。図６（ａ）および（ｂ）の倍率色収差は、タンジェンシャル光線およびサジタル光線のそれぞれについて、青色光（波長４７０ｎｍ）（点線）と、緑色光（波長５５０ｎｍ）（破線）と、赤色光（波長６２０ｎｍ）（実線）とを示している。以降の収差図においても同様である。
　最初に組み立てられる光学系１は、複数のレンズを含むレンズシステム１０と、ライトバルブ６０およびレンズシステム１０の間に組み込まれた光学素子５０とを含み、光学素子５０としては、非接合タイプで曲面要素を含まない光学素子（光学ユニット）Ｐｌが採用されている。レンズシステム１０の構成は、図２に示した光学系１と同一である。交換対象の光学素子Ｐｌは、接合タイプで曲面要素を含まないものであってもよく、２枚以上の平板が並列に配置されているものであってもよい。また、レンズシステム１０の特性から特定の方向に倍率色収差を補正することが事前に判明している場合は、曲面接合タイプで特定の倍率色収差を発生させる光学素子であってもよい。
　図７に、ステップ１１２の性能試験において測定された、組み立てられた状態の光学系１の倍率色収差の実測値の一例を示している。図７（ａ）は広角端における倍率色収差の実測値であり、図７（ｂ）は望遠端における倍率色収差の実測値である。図７に示した実測値は、負レンズＬ１２のアッベ数（設計値２３．７８）が－０．５％ずれ、正レンズＬ１６のアッベ数（設計値２５．４６）が＋０．５％ずれた場合を仮定し、それらの特性を備えたレンズを含む光学系１の倍率色収差を、組み立てられた直後の実測値として示している。この程度のアッベ数の変動は、レンズガラスの特性値の公差範囲内であり、製造過程において普通に発生する可能性があるものである。
　図７（ａ）および（ｂ）に示す青色光の倍率色収差は、図６（ａ）および（ｂ）に示す設計値に対し外側（プラス側）に移動している。ステップ１１３の判定では、青色光の倍率色収差の実測値が許容範囲を超え、青色光の結像位置がドットピッチの７５％以上ずれると判断されたものとする。ステップ１１３で青色光の倍率色収差の実測値が許容範囲内であると判定されれば、図４に示した平行平板の光学素子Ｐｌを含む光学系１が完成品として出荷される。
　図７（ａ）および（ｂ）に示した例では、ステップ１１４において青色の倍率色収差が設計値に対して外側にシフトしていると判断される。したがって、ステップ１１５において、平凹の第１の要素Ｌ１７のアッベ数ν１が平凸の第２の要素Ｌ１８のアッベ数ν２より大きいタイプＡの曲面要素を含む光学素子ＬＢＡが選択され、光学系１の光学素子５０が交換される。
　図８に、タイプＡの曲面接合型の光学素子ＬＢＡを示す。図８（ａ）は光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）の概略構成を示す図であり、図８（ｂ）は、光学系１の光学素子５０を光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）に交換したときの光学系１のレンズデータであり、光学素子５０の両側に位置する正レンズＬ１６およびプリズムＰｒのレンズデータと併せて示している。
　光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）は、高アッベ数の負レンズＬ１７と、低アッベ数の正レンズＬ１８とから構成されている。このため、平行平板の光学素子Ｐｌとは異なり、倍率色収差を発生し、青色光の結像位置を外側から内側に向けて移動させる。光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）は、スクリーン８０の側の面Ｓ３１およびＤＭＤ６０の側の面Ｓ３３が平面であり、両面をパワーがゼロまたはゼロに極めて近い平面で構成することにより、倍率色収差以外の諸収差の発生を抑制している。
　光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）の両側の平面Ｓ３１およびＳ３３の間の距離（光学的距離、厚み）は８．５ｍｍであり、平行平板Ｐｌの両側の平面Ｓ３１およびＳ３２の間の距離（光学的距離、厚み）と等しい。また、光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）のガラス板Ｌ１７の屈折率ｎ１およびガラス板Ｌ１８の屈折率ｎ２との差は小さく、両ガラス板の屈折率ｎ１およびｎ２と、平行平板の光学素子Ｐｌのガラス板の屈折率とはほぼ等しく、たとえば絶対値で差が０．０２以内になるように設計されている。
　光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）の平凹の第１の要素Ｌ１７の屈折率ｎ１と、平凸の第２の要素Ｌ１８の屈折率ｎ２と、第１の要素Ｌ１７のアッベ数ν１と、第２の要素Ｌ１８のアッベ数ν２とは以下の条件（１）および（２）を満たすように選択することが好ましい。
　０≦｜ｎ１－ｎ２｜＜０．０２　・・・（１）
　２＜｜ν１－ν２｜＜３３　　　・・・（２）
　条件（１）を満たすことにより、屈折力の符号が逆向きで屈折率の差がほとんどない要素Ｌ１７およびＬ１８を組み合わせて色収差以外の収差に影響を与えない光学素子ＬＢＡを提供できる。さらに、条件（２）を満たすことにより、屈折力の符号が逆向きでアッベ数の差が大きい負のパワーの第１の要素Ｌ１７および正のパワーの第２の要素Ｌ１８を組み合わせて倍率色収差を含む色収差を良好に補正できる。条件（１）および（２）において、要素Ｌ１７およびＬ１８の屈折率の差はアッベ数の差に比べて小さいことが望ましい。また、倍率色収差の実測値と設計値との差分が大きくなる可能性があるケースでは、光学要素Ｌ１７およびＬ１８のアッベ数の差を条件（２）の範囲で大きくすることが望ましい。
　条件（１）の上限は、０．０１であることが好ましく、０．００５であることがさらに好ましく、０．００１であることが望ましい。条件（２）の上限は、２５であることが好ましく、２０であることがさらに好ましく、１５であることが望ましい。条件（２）の下限は、５であることが好ましく、１０であることが望ましい。条件（１）の上限を超えると、要素Ｌ１７およびＬ１８の屈折率の差が大きくなり、色収差以外の収差変動が大きくなるため、光学素子５０の交換のみによる補正が難しくなる。条件（２）の上限を超えると、光学素子Ｌ１７およびＬ１８のアッベ数の差が大きくなり過ぎ、条件（２）の下限を超えると、アッベ数の差が小さくなり、いずれの場合も色収差の補正が困難となる。
　この光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）の条件（１）および（２）の値は以下の通りである。
　｜ｎ１－ｎ２｜＝０．０００６２
　｜ν１－ν２｜＝１２．０５
したがって、条件（１）および（２）を満たす。
　図８（ａ）に示した光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）は、内部に曲率半径Ｒ３２が４００ｍｍの曲面Ｓ３２を含む。ステップ１１５においては、曲率半径Ｒ３２が異なり、倍率色収差が異なる複数の光学素子ＬＢＡを予め用意し、実測により得られた倍率色収差を設計値に補正するために適した光学素子ＬＢＡに交換する。この例では、曲率半径Ｒ３２が４００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた光学素子ＬＢＡに加えて、曲率半径Ｒ３２が６００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた、補正能力が弱いタイプの光学素子ＬＢＡと、曲率半径Ｒ３２が２００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた、補正能力が強いタイプの光学素子ＬＢＡとを予め用意しておくことができる。
　図９に、光学素子５０を、曲率半径Ｒ３２が４００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）に交換した光学系１の倍率色収差を、補正後の実測値として示している。図９（ａ）は広角端における倍率色収差の実測値を示し、図９（ｂ）は望遠端における倍率色収差の実測値を示す。これらの図からわかるように、光学系１の倍率色収差の実測値が、図６（ａ）および（ｂ）に示した設計値とほぼ同じ状態に補正されている。したがって、設計値と同じまたは近い状態に倍率色収差が良好に補正された光学系１を製造し、出荷できる。
　図１０に、光学素子５０を、曲率半径Ｒ３２が６００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）に交換した光学系１の倍率色収差を、補正後の実測値として示している。図１０（ａ）は広角端における倍率色収差の実測値を示し、図１０（ｂ）は望遠端における倍率色収差の実測値を示す。これらの図からわかるように、光学系１の倍率色収差の実測値は、図６（ａ）および（ｂ）に示した設計値に近くなるように補正されている。しかしながら、図９（ａ）および（ｂ）に示した実測値に比較すると補正は十分ではない。
　図１１に、光学素子５０を、曲率半径Ｒ３２が２００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）に交換した光学系１の倍率色収差を、補正後の実測値として示している。図１１（ａ）は広角端における倍率色収差の実測値を示し、図１１（ｂ）は望遠端における倍率色収差の実測値を示す。これらの図からわかるように、光学系１の倍率色収差の実測値は、図６（ａ）および（ｂ）に示した設計値を超えて、逆側（内側、マイナス側）に補正されており、補正が強すぎることがわかる。
　曲率半径Ｒ３２の差による補正の量（きき量）は、事前に確認することが可能である。したがって、ステップ１１５においては、ステップ１１２で得られた倍率色収差の実測値により、用意された光学素子ＬＢＡの中から補正に最も適した曲率半径Ｒ３２を備えた光学素子ＬＢＡを選択し、光学素子５０を交換することができる。
　図１２に、ステップ１１１において他のレンズを用いて光学系１を組み立て、ステップ１１２の性能試験で倍率色収差を測定した他の例を示している。図１２（ａ）は広角端における倍率色収差の実測値であり、図１２（ｂ）は望遠端における倍率色収差の実測値である。図１２に示した実測値は、負レンズＬ１２のアッベ数（設計値２３．７８）が＋０．５％ずれ、正レンズＬ１６のアッベ数（設計値２５．４６）が－０．５％ずれた場合を仮定し、それらの特性を備えたレンズを含む光学系１の倍率色収差を、組み立てられた直後の実測値として示している。この程度のアッベ数の変動は、レンズガラスの特性値の公差範囲内であり、製造過程において普通に発生する可能性があるものである。
　図１２（ａ）および（ｂ）に示す青色光の倍率色収差は、図６（ａ）および（ｂ）に示す設計値に対し内側（マイナス側）に移動している。上記と同様に、ステップ１１３の判定では、青色光の倍率色収差の実測値が許容範囲を超え、青色光の結像位置がドットピッチの７５％以上ずれると判断されたものとする。
　図１２（ａ）および（ｂ）に示した例では、ステップ１１４において青色の倍率色収差が設計値に対して内側にシフトしていると判断される。したがって、ステップ１１６において、平凹の第１の要素Ｌ１７のアッベ数ν１が平凸の第２の要素Ｌ１８のアッベ数ν２より小さいタイプＢの曲面要素を含む光学素子ＬＢＡが選択され、光学系１の光学素子５０が交換される。
　図１３に、タイプＢの曲面接合型の光学素子ＬＢＡを示す。図１３（ａ）は光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）の概略構成を示す図であり、図１３（ｂ）は、光学系１の光学素子５０を光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）に交換したときの光学系１のレンズデータであり、光学素子５０の両側に位置する正レンズＬ１６およびプリズムＰｒのレンズデータと併せて示している。
　光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）は、低アッベ数の負レンズＬ１７と、高アッベ数の正レンズＬ１８とから構成されている。このため、平行平板の光学素子Ｐｌとは異なり、倍率色収差を発生する。光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）は、光学素子ＬＢＡ（タイプＡ）と逆方向の倍率色収差を発生し、青色光の結像位置を内側から外側に向けて移動させる。光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）も、スクリーン８０の側の面Ｓ３１およびＤＭＤ６０の側の面Ｓ３３が平面であり、両面のパワーがゼロまたはゼロに極めて近い。また、光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）の両側の平面Ｓ３１およびＳ３３の間の距離（光学的距離、厚み）は８．５ｍｍであり、平行平板Ｐｌの両側の平面Ｓ３１およびＳ３２の間の距離（光学的距離、厚み）と等しい。光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）のガラス板Ｌ１７の屈折率ｎ１およびガラス板Ｌ１８の屈折率ｎ２との差は小さく、両ガラス板の屈折率ｎ１およびｎ２と、平行平板の光学素子Ｐｌのガラス板の屈折率とはほぼ等しく、たとえば絶対値で差が０．０２以内になるように設計されている。
　光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）の平凹の第１の要素Ｌ１７の屈折率ｎ１、平凸の第２の要素Ｌ１８の屈折率ｎ２、第１の要素Ｌ１７のアッベ数ν１、第２の要素Ｌ１８のアッベ数ν２の条件（１）および（２）の値は以下通りである。
　｜ｎ１－ｎ２｜＝０．０００６２
　｜ν１－ν２｜＝１２．０５
したがって、条件（１）および（２）を満たす。
　図１３（ａ）に示した光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）は、内部に曲率半径Ｒ３２が４００ｍｍの曲面Ｓ３２を含む。ステップ１１６においては、曲率半径Ｒ３２が異なり、倍率色収差が異なる複数の光学素子ＬＢＡを予め用意し、実測により得られた倍率色収差を設計値に補正するために適した光学素子ＬＢＡに交換する。この例においては、曲率半径Ｒ３２が４００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた光学素子ＬＢＡに加えて、曲率半径Ｒ３２が６００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた、補正能力が弱いタイプの光学素子ＬＢＡと、曲率半径Ｒ３２が２００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた、補正能力が強いタイプの光学素子ＬＢＡとを予め用意している。
　図１４に、光学素子５０を、曲率半径Ｒ３２が４００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）に交換した光学系１の倍率色収差を、補正後の実測値として示している。図１４（ａ）は広角端における倍率色収差の実測値を示し、図１４（ｂ）は望遠端における倍率色収差の実測値を示す。これらの図からわかるように、光学系１の倍率色収差の実測値が、図６（ａ）および（ｂ）に示した設計値とほぼ同じ状態に補正されている。したがって、設計値と同じまたは近い状態に倍率色収差が良好に補正された光学系１を製造し、出荷できる。
　図１５に、光学素子５０を、曲率半径Ｒ３２が６００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）に交換した光学系１の倍率色収差を、補正後の実測値として示している。図１５（ａ）は広角端における倍率色収差の実測値を示し、図１５（ｂ）は望遠端における倍率色収差の実測値を示す。これらの図からわかるように、光学系１の倍率色収差の実測値は、図６（ａ）および（ｂ）に示した設計値に近くなるように補正されている。しかしながら、図１４（ａ）および（ｂ）に示した実測値に比較すると補正は十分ではない。
　図１６に、光学素子５０を、曲率半径Ｒ３２が２００ｍｍの曲面Ｓ３２を備えた光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）に交換した光学系１の倍率色収差を、補正後の実測値として示している。図１６（ａ）は広角端における倍率色収差の実測値を示し、図１６（ｂ）は望遠端における倍率色収差の実測値を示す。これらの図からわかるように、光学系１の倍率色収差の実測値は、図６（ａ）および（ｂ）に示した設計値を超えて、逆側（外側、プラス側）に補正されており、補正が強すぎることがわかる。
　光学素子ＬＢＡ（タイプＢ）においても、曲率半径Ｒ３２の差による補正量は、事前に確認することが可能である。したがって、ステップ１１６においては、ステップ１１２で得られた倍率色収差の実測値により、用意された光学素子ＬＢＡの中から補正に最も適した曲率半径Ｒ３２を備えた光学素子ＬＢＡを選択し、光学素子５０を交換することができる。このため、組み立てられた状態では様々な要因による公差により倍率色収差が許容範囲に入らない光学系１であっても、予め挿入されている交換対象の光学素子５０を、倍率色収差の実測値を設計値に近い状態に補正するために適した光学素子５０に交換することにより倍率色収差が許容範囲に収まった光学系を製造でき、提供できる。
　なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に規定されたものを含む。たとえば、上記においてはプロジェクタ用の光学系を例に本発明を説明しているが撮像用の光学系であってもよい。光学系に含まれるレンズシステムの構成も上記の６群構成に限らず、５群以下または７群以上の構成であってもよい。さらに、レンズシステムは、変倍を行わないタイプであってもよい。また、レンズシステムおよび光学素子を構成する各材質は、ガラス製であっても、樹脂製であってもよい。

Claims (10)

  1. 　複数のレンズを含むレンズシステムを有する光学系を製造する方法であって、
    　前記光学系の色収差を取得することと、
    　前記光学系の色収差により、前記複数のレンズの間、前記複数のレンズの最も拡大側のレンズの外側、および前記複数のレンズの最も縮小側のレンズの外側のいずれかに挿入されている光学素子を、光学的距離が同一で倍率色収差が異なる他の光学素子に交換することとを有する、方法。
  2. 　請求項１において、前記交換することは、平板状で曲面要素を含まない光学素子を、平板状の曲面接合タイプの光学素子に交換することを含む、方法。
  3. 　請求項２において、
    　前記曲面接合タイプの光学素子は、平凹タイプの第１の要素と、平凸タイプの第２の要素とを含み、前記第１の要素の屈折率ｎ１と、前記第２の要素の屈折率ｎ２と、前記第１の要素のアッベ数ν１と、前記第２の要素のアッベ数ν２とが以下の条件を満たし、さらに、
    　前記交換することは、前記色収差のうち、青色の倍率色収差が設計値よりも外側へ移動しているときは、前記アッベ数ν１が前記アッベ数ν２より大きい前記曲面接合タイプの光学素子に交換することと、
    　青色の倍率色収差が設計値よりも内側へ移動しているときは、前記アッベ数ν１が前記アッベ数ν２より小さい前記曲面接合タイプの光学素子に交換することとを含む、方法。
    　０≦｜ｎ１－ｎ２｜＜０．０２
    　２＜｜ν１－ν２｜＜３３
  4. 　請求項１ないし３のいずれかにおいて、
    　前記光学系は変倍光学系であり、
    　前記交換することは、前記最も縮小側のレンズの外側に挿入されている光学素子を交換することを含む、方法。
  5. 　請求項１ないし３のいずれかにおいて、
    　前記光学系は縮小側に配置される光変調デバイスからの投影光を投射する光学系であり、
    　前記交換することは、前記最も縮小側のレンズの外側で、前記光変調デバイスとの間に挿入されている光学素子を交換することを含む、方法。
  6. 　請求項１ないし５のいずれかに記載の方法により製造された光学系と、
    　前記最も縮小側のレンズの外側に配置された光変調デバイスとを有するプロジェクタ。
  7. 　複数のレンズを含むレンズシステムを有する光学系であって、前記複数のレンズの間、前記複数のレンズの最も拡大側のレンズの外側、および前記複数のレンズの最も縮小側のレンズの外側のいずれかに挿入されている光学素子が、製造時に取得された色収差により、光学的距離が同一で倍率色収差が異なる他の光学素子に交換されている光学系。
  8. 　請求項７において、前記他の光学素子は、平板状の曲面接合タイプの光学素子である、光学系。
  9. 　請求項８において、
    　前記曲面接合タイプの光学素子は、平凹タイプの第１の要素と、平凸タイプの第２の要素とを含み、前記第１の要素の屈折率ｎ１と、前記第２の要素の屈折率ｎ２と、前記第１の要素のアッベ数ν１と、前記第２の要素のアッベ数ν２とが以下の条件を満たす、光学系。
    　０≦｜ｎ１－ｎ２｜＜０．０２
    　２＜｜ν１－ν２｜＜３３
  10. 　請求項７ないし９のいずれかに記載の光学系と、
    　前記最も縮小側のレンズの外側に配置された光変調デバイスとを有するプロジェクタ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019074654A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 株式会社ｎｉｔｔｏｈ ズームレンズシステムを製造する方法およびズームレンズシステム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111239969A (zh) * 2020-02-24 2020-06-05 嘉兴中润光学科技有限公司 一种切换式投影用光学系统和图像拾取装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001228396A (ja) * 2000-02-16 2001-08-24 Fuji Photo Optical Co Ltd 色消しレンズおよびこれを用いたズームレンズ
JP2006039034A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Sony Corp ズームレンズ及び投影装置
JP2007041529A (ja) 2005-06-30 2007-02-15 Konica Minolta Opto Inc 投射光学系の製造方法及び投射光学系
JP2008026751A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Casio Comput Co Ltd ズームレンズ及びプロジェクタ装置
JP2009025754A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Fujinon Corp 投写用広角ズームレンズおよび投写型表示装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2596799A (en) * 1947-06-27 1952-05-13 American Optical Corp Aberration corrector member for image forming optical objectives
US2932236A (en) * 1955-07-05 1960-04-12 Bausch & Lomb Anamorphosing lens system
JPH02298928A (ja) * 1989-05-12 1990-12-11 Olympus Optical Co Ltd 撮像光学系
JPH0823627B2 (ja) * 1989-09-08 1996-03-06 大日本スクリーン製造株式会社 色消しレンズ系
JPH0799408B2 (ja) * 1991-04-08 1995-10-25 株式会社オリオンレンズ設計 軸上色収差を有する対物レンズ系
US5568325A (en) * 1993-08-25 1996-10-22 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Achromatic lens system
JPH07294810A (ja) * 1994-04-20 1995-11-10 Ricoh Co Ltd カラー画像読取レンズ
JPH11231209A (ja) * 1998-02-18 1999-08-27 Minolta Co Ltd 撮影レンズ系
JPH11231195A (ja) * 1998-02-18 1999-08-27 Minolta Co Ltd 撮影レンズ系
JP2006276484A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Fujinon Corp 視度調整用装置およびこれを備えたファインダ装置
JP2010266577A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Canon Inc 光学系及びそれを有する光学機器
JP5424745B2 (ja) * 2009-07-02 2014-02-26 キヤノン株式会社 光学系及びそれを有する光学機器
JP5549462B2 (ja) * 2009-08-04 2014-07-16 コニカミノルタ株式会社 光学系及びそれを備えた画像投影装置及び撮像装置
JP2012163675A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Nikon Corp 光学的ローパスフィルタ、及び、この光学的ローパスフィルタを有する撮像装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001228396A (ja) * 2000-02-16 2001-08-24 Fuji Photo Optical Co Ltd 色消しレンズおよびこれを用いたズームレンズ
JP2006039034A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Sony Corp ズームレンズ及び投影装置
JP2007041529A (ja) 2005-06-30 2007-02-15 Konica Minolta Opto Inc 投射光学系の製造方法及び投射光学系
JP2008026751A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Casio Comput Co Ltd ズームレンズ及びプロジェクタ装置
JP2009025754A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Fujinon Corp 投写用広角ズームレンズおよび投写型表示装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3021152A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019074654A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 株式会社ｎｉｔｔｏｈ ズームレンズシステムを製造する方法およびズームレンズシステム

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