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公開番号2024121179
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-06
出願番号2023028140
出願日2023-02-27
発明の名称リレー光学系、およびプロジェクター
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 13/16 20060101AFI20240830BHJP(光学)
要約【課題】光学特性が良好でコンパクトなリレー光学系を提供すること。
【解決手段】リレー光学系は、拡大側結像面と、拡大側結像面を縮小した縮小側結像面とを結ぶ。リレー光学系は、拡大側から縮小側に向かって光線が通過する順に、複数のレンズで構成された正のパワーを有する第1レンズ群、絞りと少なくとも1枚の負レンズとを含む負のパワーを有する第2レンズ群、および複数のレンズで構成された正のパワーを有する第3レンズ群を備える。第1レンズ群のレンズ枚数と第3レンズ群のレンズ枚数とは、同じ枚数である。拡大側から縮小側に向かって配列された第1レンズ群の複数のレンズの各レンズパワーの配列は、縮小側から拡大に向かって配列された第3レンズ群の複数のレンズの各レンズパワーの配列と同じである。リレー光学系の拡大側および縮小側は、それぞれ、テレセントリックである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
拡大側結像面と、前記拡大側結像面を縮小した縮小側結像面とを結ぶリレー光学系において、
拡大側から縮小側に向かって光線が通過する順に、複数のレンズで構成された正のパワーを有する第１レンズ群、絞りと少なくとも１枚の負レンズとを含む負のパワーを有する第２レンズ群、および複数のレンズで構成された正のパワーを有する第３レンズ群を備え、
前記第１レンズ群のレンズ枚数と前記第３レンズ群のレンズ枚数とは、同じ枚数であり、
前記拡大側から前記縮小側に向かって配列された前記第１レンズ群の前記複数のレンズの各レンズパワーの配列は、前記縮小側から前記拡大に向かって配列された前記第３レンズ群の前記複数のレンズの各レンズパワーの配列と同じであり、
前記拡大側および前記縮小側は、それぞれ、テレセントリックであることを特徴とするリレー光学系。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記第１レンズ群は、前記拡大側から前記縮小側に向かって順に、２枚の正レンズ、接合レンズを有し、
前記第３レンズ群は、前記縮小側から前記拡大側に向かって順に、２枚の正レンズ、接合レンズを有することを特徴とする請求項１に記載のリレー光学系。
【請求項３】
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群のレンズのうち、最も有効径が小さいレンズは、非球面形状を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のリレー光学系。
【請求項４】
前記第２レンズ群は、前記絞りと１枚の前記負レンズとからなることを特徴とする請求項１に記載のリレー光学系。
【請求項５】
前記リレー光学系において、最も大きな空気間隔をＬ１とし、最も大きな空気間隔に隣接している、レンズと前記拡大側結像面および前記縮小側結像面の一方の結像面とのうち有効直径が小さいほうの有効直径をＤ１とし、２番目に大きな空気間隔をＬ２とし、２番目に大きな空気間隔に隣接している、レンズと前記拡大側結像面および前記縮小側結像面の他方の結像面とのうち有効直径が小さいほうの有効直径をＤ２とした場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のリレー光学系。
Ｄ１＜Ｌ１
Ｄ２＜Ｌ２
【請求項６】
前記リレー光学系において、最も大きな空気間隔をＬ１とし、最も大きな空気間隔に隣接している、レンズと前記拡大側結像面および前記縮小側結像面の一方の結像面とのうち有効直径が小さいほうの有効直径をＤ１とし、２番目に大きな空気間隔をＬ２とし、２番目に大きな空気間隔に隣接している、２つのレンズのうち有効直径が小さいほうの有効直径をＤ２とした場合、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のリレー光学系。
Ｄ１＜Ｌ１
Ｄ２＜Ｌ２
【請求項７】
前記最も大きな空気間隔に配置された第１平面ミラーと、前記２番目に大きな空気間隔に配置された第２平面ミラーと、を備え、
前記最も大きな空気間隔は、前記拡大側結像面および前記第１レンズ群の間設けられ、
前記２番目に大きな空気間隔は、前記第３レンズ群および前記縮小側結像面の間に設けられることを特徴とする請求項５に記載のリレー光学系。
【請求項８】
前記最も大きな空気間隔に配置された第１平面ミラーと、前記２番目に大きな空気間隔に配置された第２平面ミラーと、を備え、
前記最も大きな空気間隔は、前記拡大側結像面および前記第１レンズ群の間設けられ、
前記２番目に大きな空気間隔は、前記第１レンズ群の内部に設けられることを特徴とする請求項６に記載のリレー光学系。
【請求項９】
前記第１平面ミラーおよび前記第２平面ミラーは、それぞれ、光線を屈曲させ、
前記拡大側結像面の光軸と前記縮小側結像面の光軸とは、平行であり、
前記拡大側結像面に入射する光線の入射方向は、前記縮小側結像面に入射する入射方向と反対方向であることを特徴とする請求項７または８に記載のリレー光学系。
【請求項１０】
請求項１に記載されたリレー光学系を備えるプロジェクターにおいて、
光源と、
前記光源から出射された白色光を、青色光を含む第１波長帯の第１色光と前記第１色光よりも長い波長帯の他の色光に分離する分離光学系と、
前記分離光学系で分離された前記第１色光に対して変調する第１光変調素子と、
前記分離光学系で分離させた前記他の色光に対して変調する第２光変調素子と、
前記第１光変調素子が前記拡大側結像面に配置され、前記第１光変調素子で変調された前記第１色光の光束幅を前記縮小側結像面で縮小する前記リレー光学系と、
前記リレー光学系で光束幅が縮小された前記第１色光および前記第２光変調素子で変調された前記他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、
前記色合成プリズムから出射した前記合成光を投写する投写光学系と、
を有し、
前記第１光変調素子の有効面積は、前記第２光変調素子の有効面積より大きく、
前記リレー光学系は、前記拡大側結像面および前記第１レンズ群の間に配置された第１平面ミラーと、前記第３レンズ群および前記縮小側結像面の間に配置された第２平面ミラーと、を備え、
前記第１平面ミラーおよび前記第２平面ミラーは、それぞれ、光線を屈曲させ、
前記拡大側結像面の光軸は、前記縮小側結像面の光軸と平行であり、
前記拡大側結像面に入射する前記第１色光の入射方向は、前記縮小側結像面から出射する前記第１色光の出射方向とは反対方向であることを特徴とするプロジェクター。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リレー光学系、およびプロジェクターに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
拡大側結像面と、拡大側結像面を変倍した縮小側結像面とを結ぶ光学系は、特許文献１に記載されている。同文献の第１投写光学ユニットは、両側がテレセントリックであり、第１次結像面と、第１次結像面を縮小した物体面とを結ぶ光学系である。第１投写光学ユニットは、正のパワーを有する第１レンズ群、負のパワーを有する第２レンズ群、および正のパワーを有する第３レンズ群を備える。第１レンズ群は、４枚のレンズで構成されている。第２レンズ群は、開口絞りと５枚のレンズで構成されている。第３レンズ群は、３枚のレンズで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－３３０４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の光学系では、光学特性を改善しようとすると、レンズ全長が長くなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明のリレー光学系は、拡大側結像面と、前記拡大側結像面を縮小した縮小側結像面とを結ぶリレー光学系において、拡大側から縮小側に向かって光線が通過する順に、複数のレンズで構成された正のパワーを有する第１レンズ群、絞りと少なくとも１枚の負レンズとを含む負のパワーを有する第２レンズ群、および複数のレンズで構成された正のパワーを有する第３レンズ群を備え、前記第１レンズ群のレンズ枚数と前記第３レンズ群のレンズ枚数とは、同じ枚数であり、前記拡大側から前記縮小側に向かって配列された前記第１レンズ群の前記複数のレンズの各レンズパワーの配列は、前記縮小側から前記拡大に向かって配列された前記第３レンズ群の前記複数のレンズの各レンズパワーの配列と同じであり、前記拡大側および前記縮小側は、それぞれ、テレセントリックであることを特徴とする。
【０００６】
本発明のプロジェクターは、上記リレー光学系を備えるプロジェクターにおいて、光源と、前記光源から出射された白色光を、青色光を含む第１波長帯の第１色光と前記第１色光よりも長い波長帯の他の色光に分離する分離光学系と、前記分離光学系で分離された前記第１色光に対して変調する第１光変調素子と、前記分離光学系で分離させた前記他の色光に対して変調する第２光変調素子と、前記第１光変調素子が前記拡大側結像面に配置され、前記第１光変調素子で変調された前記第１色光の光束幅を前記縮小側結像面で縮小する前記リレー光学系と、前記リレー光学系で光束幅が縮小された前記第１色光および前記第２光変調素子で変調された前記他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、前記色合成プリズムから出射した前記合成光を投写する投写光学系と、を有し、前記第１光変調素子の有効面積は、前記第２光変調素子の有効面積より大きく、前記リレー光学系は、前記拡大側結像面および前記第１レンズ群の間に配置された第１平面ミラーと、前記第３レンズ群および前記縮小側結像面の間に配置された第２平面ミラーと、を備え、前記第１平面ミラーおよび前記第２平面ミラーは、それぞれ、光線を屈曲させ、前記拡大側結像面の光軸は、前記縮小側結像面の光軸と平行であり、前記拡大側結像面に入射する前記第１色光の入射方向は、前記縮小側結像面から出射する前記第１色光の出射方向とは反対方向であることを特徴とする。
【０００７】
本発明のプロジェクターは、上記リレー光学系を備えるプロジェクターにおいて、光源と、前記光源から出射された白色光を、青色光を含む第１波長帯の第１色光と前記第１色光よりも長い波長帯の他の色光に分離する分離光学系と、前記分離光学系で分離された前記第１色光に対して変調する第１光変調素子と、前記分離光学系で分離させた前記他の色光に対して変調する第２光変調素子と、前記第１光変調素子が前記拡大側結像面に配置され、前記第１光変調素子で変調された前記第１色光の光束幅を前記縮小側結像面で縮小する前記リレー光学系と、前記リレー光学系で光束幅が縮小された前記第１色光および前記第２光変調素子で変調された前記他の色光を合成した合成光を出射する色合成プリズムと、前記色合成プリズムから出射した前記合成光を投写する投写光学系と、を有し、前記第１光変調素子の有効面積は、前記第２光変調素子の有効面積より大きく、前記リレー光学系は、前記拡大側結像面および前記第１レンズ群の間に配置された第１平面ミラーと、前記第１レンズ群の内部に配置された第２平面ミラーと、を備え、前記第１平面ミラーおよび前記第２平面ミラーは、それぞれ、光線を屈曲させ、前記拡大側結像面の光軸は、前記縮小側結像面の光軸と平行であり、前記拡大側結像面に入射する前記第１色光の入射方向は、前記縮小側結像面から出射する前記第１色光の出射方向とは反対方向であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態１のリレー光学系を用いたプロジェクターの要部の概略図である。
実施形態１のリレー光学系の縮小側のＭＴＦを示す図である。
比較例のリレー光学系の縮小側のＭＴＦを示す図である。
実施形態２のリレー光学系を用いたプロジェクターの要部の概略図である。
実施形態２のリレー光学系６Ａの縮小側のＭＴＦを示す図である。
実施形態３のリレー光学系を用いたプロジェクターの要部の概略図である。
実施形態３のリレー光学系の縮小側のＭＴＦを示す図である。
実施形態４のリレー光学系の光線図である。
実施形態４のリレー光学系の縮小側のＭＴＦを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係るリレー光学系およびプロジェクターを説明する。
【００１０】
［実施形態１］
図１は、実施形態１のリレー光学系６を用いたプロジェクター１００の要部の概略図である。図１に示すように、プロジェクター１００は、光源１と、光源１からの出射光を均一化する照明光学系２と、照明光学系２からの出射光を各色光に分離する分離光学系３と、分離光学系３で分離された各色光に対して変調して投写画像を形成する複数の光変調素子７と、反射ミラー１１と、複数の光変調素子７のうち１つで変調された色光の光束幅を縮小するリレー光学系６と、光変調素子７で変調された各色光を合成した合成光を出射する色合成プリズム８と、色合成プリズム８から出射した合成光を投写する投写光学系９と、光変調素子７を制御する制御部１０とを有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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