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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022074538
(43)【公開日】2022-05-18
(54)【発明の名称】投射光学系
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20220511BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20220511BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20220511BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20220511BHJP
G02B 7/28 20210101ALN20220511BHJP
【ＦＩ】
G02B13/00
G02B13/18
G03B21/00 D
G03B21/14 D
G02B7/28 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020184652
(22)【出願日】2020-11-04
(71)【出願人】
【識別番号】514052472
【氏名又は名称】日精テクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100129883
【弁理士】
【氏名又は名称】大牧 稔
(72)【発明者】
【氏名】須永 裕司
(72)【発明者】
【氏名】大津 卓也
(72)【発明者】
【氏名】大原 由充
【テーマコード（参考）】
2H087
2H151
2K203
【Ｆターム（参考）】
2H087KA06
2H087LA01
2H087PA03
2H087PA17
2H087PB03
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA12
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA32
2H087QA34
2H087QA42
2H087QA45
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA34
2H087UA01
2H151CC04
2H151CE30
2H151GB01
2K203FA24
2K203FA25
2K203FA32
2K203FA44
2K203GC02
2K203GC03
2K203GC16
2K203HA67
2K203HA68
2K203HA73
2K203MA32
(57)【要約】 （修正有）
【課題】全長が短くコンパクトで、高解像度なレンズ性能を有し、且つ十分なバックフォーカスを確保した投射光学系を提供すること。
【解決手段】投射面側から順に、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第１レンズＬ１、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズＬ２、及び正の屈折力を有する第３レンズＬ３が配置され、以下の条件式を満足する。
ＴＴＬ/ＢＦ＜３（１）
１．８＜（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＜５．３（２）
－０．８３＜ｆ２/ｆ１＜－０．６２（３）
ここで、ＴＴＬは投射光学系の全長、ＢＦは投射光学系全系のバックフォーカス、ｒ１は第１レンズの投射面側の面の曲率半径、ｒ２は第１レンズの画像表示素子側の面の曲率半径、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離。
【選択図】図１
【解決手段】投射面側から順に、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第１レンズＬ１、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズＬ２、及び正の屈折力を有する第３レンズＬ３が配置され、以下の条件式を満足する。
ＴＴＬ/ＢＦ＜３（１）
１．８＜（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＜５．３（２）
－０．８３＜ｆ２/ｆ１＜－０．６２（３）
ここで、ＴＴＬは投射光学系の全長、ＢＦは投射光学系全系のバックフォーカス、ｒ１は第１レンズの投射面側の面の曲率半径、ｒ２は第１レンズの画像表示素子側の面の曲率半径、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像表示素子からの像を投射面に拡大して投射する投射光学系であって、
投射面側から順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズが配置され、
以下の条件式を満足することを特徴とする投射光学系。
ＴＴＬ/ＢＦ＜３ （１）
１．８＜（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＜５．３ （２）
－０．８３＜ｆ２/ｆ１＜－０．６２ （３）
ここで、
ＴＴＬは投射光学系の全長、
ＢＦは投射光学系全系のバックフォーカス、
ｒ１は第１レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ２は第１レンズの画像表示素子側の面の曲率半径、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ２は第２レンズの焦点距離、
である。
投射面側から順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズが配置され、
以下の条件式を満足することを特徴とする投射光学系。
ＴＴＬ/ＢＦ＜３ （１）
１．８＜（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＜５．３ （２）
－０．８３＜ｆ２/ｆ１＜－０．６２ （３）
ここで、
ＴＴＬは投射光学系の全長、
ＢＦは投射光学系全系のバックフォーカス、
ｒ１は第１レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ２は第１レンズの画像表示素子側の面の曲率半径、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ２は第２レンズの焦点距離、
である。
【請求項2】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の投射光学系。
０．４６＜ｒ１/ｆ＜０．６３ （４）
ここで、
ｆは投射光学系全系の焦点距離、
である。
０．４６＜ｒ１/ｆ＜０．６３ （４）
ここで、
ｆは投射光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項3】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投射光学系。
２．４＜｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＜３．７ （５）
ここで、
ｒ３は第２レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ４は第２レンズの画像表示素子側の面の曲率半径
である。
２．４＜｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＜３．７ （５）
ここで、
ｒ３は第２レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ４は第２レンズの画像表示素子側の面の曲率半径
である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像表示素子の画像や３次元測定装置等の光源像を拡大投影する投射光学系に関する。
【背景技術】
【0002】
従来からＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の画像表示素子に高輝度ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子を光源に用いた携帯可能な小型モバイルプロジェクタが実用化されている。このようなモバイルプロジェクタに搭載され、画像を拡大投影する投射光学系として、光学系の全長を抑えた小型の投射光学系が知られている（例えば、特許文献１又は特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１１－８１０７２号公報
【特許文献1】特開平７－２７０６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（拡張現実））用のウエアラブル端末やヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）又はポータブル単焦点プロジェクタ等が実用化されている。
【0005】
また、近年、対象物までの距離の情報や対象物の３次元形状の情報を取得する手法として、測定対象物を微細なパターン光（構造化光）で投射し、このパターン光が投射されている測定対象物を撮像部により撮像し、所定の演算を行うことにより撮像画像上の各点について、対象物の距離情報や３次元の形状情報を取得する3次元測定装置が注目されている。
【0006】
これらの光学機器に搭載される投射光学系に対しては、全長が短くコンパクトで、高解像度なレンズ性能を有すると共に、投射光学系の表示素子を照射する光源の光学系を配置する為の十分なバックフォーカスが確保されている事が要求される。しかしながら、従来の投射光学系では、十分なバックフォーカスを確保すると共に、小型光学機器への搭載を考慮したコンパクト化と各光学性能との両立を実現することが出来ないという課題がある。
【0007】
本発明は上記従来における問題点を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、全長が短くコンパクトで、高解像度なレンズ性能を有し、且つ十分なバックフォーカスを確保した投射光学系を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、本発明の投射光学系は、画像表示素子からの像を投射面に拡大して投射する投射光学系であって、投射面側から順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズが配置され、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ＴＴＬ/ＢＦ＜３ （１）
１．８＜（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＜５．３ （２）
－０．８３＜ｆ２/ｆ１＜－０．６２ （３）
ここで、
ＴＴＬは投射光学系の全長、
ＢＦは投射光学系全系のバックフォーカス、
ｒ１は第１レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ２は第１レンズの画像表示素子側の面の曲率半径、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ２は第２レンズの焦点距離、
である。
ＴＴＬ/ＢＦ＜３ （１）
１．８＜（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＜５．３ （２）
－０．８３＜ｆ２/ｆ１＜－０．６２ （３）
ここで、
ＴＴＬは投射光学系の全長、
ＢＦは投射光学系全系のバックフォーカス、
ｒ１は第１レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ２は第１レンズの画像表示素子側の面の曲率半径、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ２は第２レンズの焦点距離、
である。
【0009】
また、本発明の投射光学系において、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．４６＜ｒ１/ｆ＜０．６３ （４）
ここで、
ｆは投射光学系全系の焦点距離、
である。
０．４６＜ｒ１/ｆ＜０．６３ （４）
ここで、
ｆは投射光学系全系の焦点距離、
である。
【0010】
また、本発明の投射光学系において、以下の条件式を満足することが好ましい。
２．４＜｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＜３．７ （５）
ここで、
ｒ３は第２レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ４は第２レンズの画像表示素子側の面の曲率半径
である。
２．４＜｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＜３．７ （５）
ここで、
ｒ３は第２レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ４は第２レンズの画像表示素子側の面の曲率半径
である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、全長が短くコンパクトで、高解像度なレンズ性能を有し、且つ十分なバックフォーカスを確保した投射光学系を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施例１にかかる投射光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図2】実施例１にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【図3】本発明の実施例２にかかる投射光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図4】実施例２にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【図5】本発明の実施例３にかかる投射光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図6】実施例３にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【図7】本発明の実施例４にかかる投射光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図8】実施例４にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【図9】本発明の実施例５にかかる投射光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図10】実施例５にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【図11】本発明の実施例６にかかる投射光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図12】実施例６にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
【0014】
本発明の投射光学系は、拡大投射面である投射面側より順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズを配置してなる。なお、以下、全ての実施例において、光学構成断面図中、Ｓは開口絞り、Ｆはフィルタ、Ｐはプリズム、ＣＧはカバーガラス、Ｄは投射光学系の縮小側に配置される画像表示素子の表示面を示す。
【0015】
また、本発明の投射光学系は、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３が非球面プラスチックレンズである。
【0016】
本発明の投射光学系における表示面Ｄには、ＬＣＤ、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）やマイクロＬＥＤディスプレイなどの画像を形成する画像表示素子等が配置される（図示せず）。
【0017】
また、本発明の投射光学系は、以下の条件式を満足するものである。
ＴＴＬ/ＢＦ＜３ （１）
１．８＜（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＜５．３ （２）
－０．８３＜ｆ２/ｆ１＜－０．６２ （３）
ここで、
ＴＴＬは投射光学系の全長、
ＢＦは投射光学系全系のバックフォーカス、
ｒ１は第１レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ２は第１レンズの画像表示素子側の面の曲率半径、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ２は第２レンズの焦点距離、
である。
ＴＴＬ/ＢＦ＜３ （１）
１．８＜（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＜５．３ （２）
－０．８３＜ｆ２/ｆ１＜－０．６２ （３）
ここで、
ＴＴＬは投射光学系の全長、
ＢＦは投射光学系全系のバックフォーカス、
ｒ１は第１レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ２は第１レンズの画像表示素子側の面の曲率半径、
ｆ１は第１レンズの焦点距離、
ｆ２は第２レンズの焦点距離、
である。
【0018】
条件式（２）は、投射光学系の全長を短くコンパクトすると共に、バックフォーカス長を確保しながら、球面収差を良好に補正可能とする条件式である。条件式（２）の範囲を外れると球面収差の補正が不十分となる。
【0019】
また、条件式（３）は、投射光学系の全長を短くコンパクトすると共に、バックフォーカス長を確保しながら、歪曲収差及び像面湾曲の補正の両立を図るための条件式である。条件式（３）の下限値を下回ると第１レンズの光学的パワーに対して、第２レンズの光学的パワーが弱くなり、十分なバックフォーカス長を確保する事ができない。また、条件式（３）の上限値を上回ると歪曲収差が大きくなり、また、像面湾曲の補正が不十分となり好ましくない。
【0020】
また、本実施の形態の投射光学系は、以下の条件式を満足するものである。
０．４６＜ｒ１/ｆ＜０．６３ （４）
ここで、
ｆは投射光学系全系の焦点距離、
である。
０．４６＜ｒ１/ｆ＜０．６３ （４）
ここで、
ｆは投射光学系全系の焦点距離、
である。
【0021】
条件式（４）は、第１レンズに強い光学的パワーを持たせることで、歪曲収差を良好に補正可能とする条件式である。条件式（４）の範囲を外れると歪曲収差が増大しやすい。
【0022】
また、本実施の形態の投射光学系は、以下の条件式を満足するものである。
２．４＜｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＜３．７ （５）
ここで、
ｒ３は第２レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ４は第２レンズの画像表示素子側の面の曲率半径
である。
２．４＜｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＜３．７ （５）
ここで、
ｒ３は第２レンズの投射面側の面の曲率半径、
ｒ４は第２レンズの画像表示素子側の面の曲率半径
である。
【0023】
条件式（５）は、投射光学系の全長を短くコンパクトすると共に、バックフォーカス長を確保しながら、球面収差及びコマ収差を良好に補正可能とする条件式である。条件式（５）の数値範囲を外れると、球面収差及びコマ収差の補正が不十分となり好ましくない。
【実施例0024】
次に本発明の投射光学系の具体的な数値実施例を示す。各実施例において使用する記号は下記の通りである。
【0025】
ｆ ：投射光学系全系の焦点距離
ＦＮＯ ：Ｆナンバー
ｒ ：近軸曲率半径
ｄ ：光軸上のレンズの厚み又は空気間隔
ｎｄ ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ ：レンズ材料のアッベ数
ｃ２ ：第1レンズの画像表示素子側の面の曲率
ＴＴＬ ：第1レンズの投射面側頂点から光軸に沿った画像表示素子の表示面までの距離
ＢＦＬ ：バックフォーカス
また、各実施例において、各面番号の後に「＊」が記載されている面が非球面形状を有する面である。
ＦＮＯ ：Ｆナンバー
ｒ ：近軸曲率半径
ｄ ：光軸上のレンズの厚み又は空気間隔
ｎｄ ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ ：レンズ材料のアッベ数
ｃ２ ：第1レンズの画像表示素子側の面の曲率
ＴＴＬ ：第1レンズの投射面側頂点から光軸に沿った画像表示素子の表示面までの距離
ＢＦＬ ：バックフォーカス
また、各実施例において、各面番号の後に「＊」が記載されている面が非球面形状を有する面である。
【0026】
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０・・としたとき、次の式（Ｉ）で表される。
ｚ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１－（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）２｝１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８＋Ａ１０ｙ１０ ・・・（Ｉ）
なお、非球面係数において、Ｅは１０のべき乗数を示し、例えば、２．３×１０－２は、２．３Ｅ－００２と表すものとする。また、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
ｚ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１－（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）２｝１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８＋Ａ１０ｙ１０ ・・・（Ｉ）
なお、非球面係数において、Ｅは１０のべき乗数を示し、例えば、２．３×１０－２は、２．３Ｅ－００２と表すものとする。また、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【0027】
【0028】
図２は、実施例１にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。球面収差（ＳＡ）は、図中実線（ｆ）は４６５ｎｍ、破線（ｄ）は５２５ｎｍ、及び一点鎖線（ｃ）は６１７ｎｍの各波長における数値を示している。非点収差（ＡＳ）及び歪曲収差（ＤＴ）は５２５ｎｍにおける数値を示している。これらの条件は、後述の実施例においても同様である。
【0029】
非点収差は、Ｓがサジタル像面、Ｔがタンジェンシャル像面を示している。また、図中ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。
【0030】
この投射光学系は、図１に示すように、拡大投射面である投射面側より順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズを配置してなる。
【0031】
実施例１の投射光学系の全体諸元を以下に示す。
ｆ ：１３．５５ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１６．２３ｍｍ
ｆ２：－１１．３５ｍｍ
ｆ３：９．４５ｍｍ
ＴＴＬ：３３．０４ｍｍ
ＢＦＬ：１１．３５ｍｍ
ｆ ：１３．５５ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１６．２３ｍｍ
ｆ２：－１１．３５ｍｍ
ｆ３：９．４５ｍｍ
ＴＴＬ：３３．０４ｍｍ
ＢＦＬ：１１．３５ｍｍ
【0032】
実施例１の投射光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
【0033】
【表1】
【0034】
実施例１の投射光学系の非球面データを以下に示す。
第４面
K=-2.032E+00
A4=-1.713E-03, A6= -2.877E-05, A8= 5.919E-06, A10= -1.554E-07, A12= 6.697E-10
第５面
K= -6.973E-01
A4= -6.868E-03, A6= -2.072E-04, A8= 2.277E-05, A10= -3.898E-07, A12= -2.298E-08
第６面
K= -7.457E-02
A4= 3.615E-04, A6= -3.407E-04, A8= 2.099E-05, A10= 4.959E-07, A12= -5.496E-08
第７面
K= 2.155E+02
A4= 2.017E-03, A6= -3.969E-04, A8= 4.738E-05, A10= -1.654E-06, A12= -9.807E-09
第４面
K=-2.032E+00
A4=-1.713E-03, A6= -2.877E-05, A8= 5.919E-06, A10= -1.554E-07, A12= 6.697E-10
第５面
K= -6.973E-01
A4= -6.868E-03, A6= -2.072E-04, A8= 2.277E-05, A10= -3.898E-07, A12= -2.298E-08
第６面
K= -7.457E-02
A4= 3.615E-04, A6= -3.407E-04, A8= 2.099E-05, A10= 4.959E-07, A12= -5.496E-08
第７面
K= 2.155E+02
A4= 2.017E-03, A6= -3.969E-04, A8= 4.738E-05, A10= -1.654E-06, A12= -9.807E-09
【0035】
実施例１の投射光学系の条件式（１）から（５）に対応する値を以下に示す。
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．９１
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝２．３６
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．７０
（４）ｒ１/ｆ＝０．６１
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝３．５６
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．９１
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝２．３６
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．７０
（４）ｒ１/ｆ＝０．６１
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝３．５６
【0036】
【0037】
図４は、実施例２にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【0038】
この投射光学系は、図３に示すように、拡大投射面である投射面側より順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズを配置してなる。
【0039】
実施例２の投射光学系の全体諸元を以下に示す。
ｆ ：１３．５５ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１４．４３ｍｍ
ｆ２：－１１．２８ｍｍ
ｆ３：１０．４３ｍｍ
ＴＴＬ：３３．２４ｍｍ
ＢＦＬ：１１．６２ｍｍ
実施例２の投射光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
ｆ ：１３．５５ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１４．４３ｍｍ
ｆ２：－１１．２８ｍｍ
ｆ３：１０．４３ｍｍ
ＴＴＬ：３３．２４ｍｍ
ＢＦＬ：１１．６２ｍｍ
実施例２の投射光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
【0040】
【表2】
【0041】
実施例２の投射光学系の非球面データを以下に示す。
第４面
K= -1.757E+00
A4= -1.964E-03, A6= -7.065E-05, A8= 6.051E-06, A10= -1.013E-07, A12= 5.798E-10
第５面
K= -6.284E-01
A4= -5.727E-03, A6= -3.545E-04, A8= 2.084E-05, A10= -5.510E-07, A12= -2.793E-08
第６面
K= 1.460E-01
A4= 1.140E-03, A6= -2.772E-04, A8= 1.867E-05, A10= -1.169E-07, A12= -3.868E-08
第７面
K= -2.053E+04
A4= 1.435E-03, A6= -2.985E-04, A8= 3.638E-05, A10= -1.355E-06, A12= -1.130E-08
第４面
K= -1.757E+00
A4= -1.964E-03, A6= -7.065E-05, A8= 6.051E-06, A10= -1.013E-07, A12= 5.798E-10
第５面
K= -6.284E-01
A4= -5.727E-03, A6= -3.545E-04, A8= 2.084E-05, A10= -5.510E-07, A12= -2.793E-08
第６面
K= 1.460E-01
A4= 1.140E-03, A6= -2.772E-04, A8= 1.867E-05, A10= -1.169E-07, A12= -3.868E-08
第７面
K= -2.053E+04
A4= 1.435E-03, A6= -2.985E-04, A8= 3.638E-05, A10= -1.355E-06, A12= -1.130E-08
【0042】
実施例２の投射光学系の条件式（１）から（５）に対応する値を以下に示す。
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．８６
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝１．８２
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．７８
（４）ｒ１/ｆ＝０．６２３
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝３．５４
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．８６
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝１．８２
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．７８
（４）ｒ１/ｆ＝０．６２３
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝３．５４
【0043】
【0044】
図６は、実施例３にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【0045】
この投射光学系は、図５に示すように、拡大投射面である投射面側より順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズを配置してなる。
【0046】
実施例３の投射光学系の全体諸元を以下に示す。
ｆ ：１３．５９ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１５．２５ｍｍ
ｆ２：－１２．０１ｍｍ
ｆ３：１０．４６ｍｍ
ＴＴＬ：３３．４４ｍｍ
ＢＦＬ：１１．７９ｍｍ
実施例３の投射角光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
ｆ ：１３．５９ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１５．２５ｍｍ
ｆ２：－１２．０１ｍｍ
ｆ３：１０．４６ｍｍ
ＴＴＬ：３３．４４ｍｍ
ＢＦＬ：１１．７９ｍｍ
実施例３の投射角光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
【0047】
【表3】
【0048】
実施例３の投射光学系の非球面データを以下に示す。
第４面
K= 0.000E+00
A4= -5.672E-04, A6= -8.421E-05, A8= 5.478E-06, A10= -9.065E-08
第５面
K= 0.000E+00
A4= -5.552E-04, A6= -4.344E-04, A8= 2.339E-05, A10= -6.444E-07
第６面
K= 0.000E+00
A4= 1.527E-03, A6= -2.886E-04, A8= 1.329E-05, A10= -3.848E-07
第７面
K= 0.000E+00
A4= 2.100E-03, A6= -2.501E-04, A8= 2.179E-05, A10= -9.060E-07
第４面
K= 0.000E+00
A4= -5.672E-04, A6= -8.421E-05, A8= 5.478E-06, A10= -9.065E-08
第５面
K= 0.000E+00
A4= -5.552E-04, A6= -4.344E-04, A8= 2.339E-05, A10= -6.444E-07
第６面
K= 0.000E+00
A4= 1.527E-03, A6= -2.886E-04, A8= 1.329E-05, A10= -3.848E-07
第７面
K= 0.000E+00
A4= 2.100E-03, A6= -2.501E-04, A8= 2.179E-05, A10= -9.060E-07
【0049】
実施例３の投射光学系の条件式（１）から（５）に対応する値を以下に示す。
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．８４
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝２．５８
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．７９
（４）ｒ１/ｆ＝０．５５５
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝２．４５
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．８４
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝２．５８
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．７９
（４）ｒ１/ｆ＝０．５５５
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝２．４５
【0050】
【0051】
図８は、実施例４にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【0052】
この投射光学系は、図７に示すように、拡大投射面である投射面側より順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズを配置してなる。
【0053】
実施例４の投射光学系の全体諸元を以下に示す。
ｆ ：１３．５０ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１６．３６ｍｍ
ｆ２：－１３．５６ｍｍ
ｆ３：１０．８４ｍｍ
ＴＴＬ：３３．１０ｍｍ
ＢＦＬ：１１．３８ｍｍ
実施例４の投射光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
ｆ ：１３．５０ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１６．３６ｍｍ
ｆ２：－１３．５６ｍｍ
ｆ３：１０．８４ｍｍ
ＴＴＬ：３３．１０ｍｍ
ＢＦＬ：１１．３８ｍｍ
実施例４の投射光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
【0054】
【表4】
【0055】
実施例４の投射光学系の非球面データを以下に示す。
第４面
K= 0.000E+00
A4= -6.666E-04, A6= -1.762E-05, A8= 1.387E-06, A10= -1.831E-08
第５面
K= 0.000E+00
A4= -1.798E-03, A6= -1.548E-04, A8= 1.039E-05, A10= -5.360E-07
第６面
K= 0.000E+00
A4= 8.435E-04, A6= -1.114E-04, A8= 2.544E-05, A10= -9.721E-07
第７面
K= 1.324E+02
A4= 2.122E-03, A6= -1.849E-04, A8= 4.823E-05, A10= -2.084E-06
第４面
K= 0.000E+00
A4= -6.666E-04, A6= -1.762E-05, A8= 1.387E-06, A10= -1.831E-08
第５面
K= 0.000E+00
A4= -1.798E-03, A6= -1.548E-04, A8= 1.039E-05, A10= -5.360E-07
第６面
K= 0.000E+00
A4= 8.435E-04, A6= -1.114E-04, A8= 2.544E-05, A10= -9.721E-07
第７面
K= 1.324E+02
A4= 2.122E-03, A6= -1.849E-04, A8= 4.823E-05, A10= -2.084E-06
【0056】
実施例４の投射光学系の条件式（１）から（５）に対応する値を以下に示す。
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．９１
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝２．３９
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．８３
（４）ｒ１/ｆ＝０．６００
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝２．５２
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．９１
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝２．３９
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．８３
（４）ｒ１/ｆ＝０．６００
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝２．５２
【0057】
【0058】
図１０は、実施例５にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【0059】
この投射光学系は、図９に示すように、拡大投射面である投射面側より順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズを配置してなる。
【0060】
実施例５の投射光学系の全体諸元を以下に示す。
ｆ ：１３．６５ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１５．１８ｍｍ
ｆ２：－１０．２０ｍｍ
ｆ３：９．１５ｍｍ
ＴＴＬ：３２．９３ｍｍ
ＢＦＬ：１１．２４ｍｍ
実施例５の投射光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
ｆ ：１３．６５ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１５．１８ｍｍ
ｆ２：－１０．２０ｍｍ
ｆ３：９．１５ｍｍ
ＴＴＬ：３２．９３ｍｍ
ＢＦＬ：１１．２４ｍｍ
実施例５の投射光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
【0061】
【表5】
【0062】
実施例５の投射光学系の非球面データを以下に示す。
第４面
K= -2.889E+00
A4= -2.061E-03, A6= 2.534E-05, A8= 3.995E-06, A10= -1.603E-07, A12= 4.566E-10
第５面
K= -5.894E-01
A4= -7.730E-03, A6= -8.066E-05, A8= 2.820E-05, A10= -1.125E-06, A12= -6.132E-08
第６面
K= -5.191E-01
A4= -3.401E-05, A6= -1.564E-04, A8= 4.859E-06, A10= 2.457E-06, A12= -1.807E-07
第７面
K= -6.816E+01
A4= 1.268E-03, A6= -1.813E-04, A8= 2.116E-05, A10= 1.049E-07, A12= -8.887E-08
第４面
K= -2.889E+00
A4= -2.061E-03, A6= 2.534E-05, A8= 3.995E-06, A10= -1.603E-07, A12= 4.566E-10
第５面
K= -5.894E-01
A4= -7.730E-03, A6= -8.066E-05, A8= 2.820E-05, A10= -1.125E-06, A12= -6.132E-08
第６面
K= -5.191E-01
A4= -3.401E-05, A6= -1.564E-04, A8= 4.859E-06, A10= 2.457E-06, A12= -1.807E-07
第７面
K= -6.816E+01
A4= 1.268E-03, A6= -1.813E-04, A8= 2.116E-05, A10= 1.049E-07, A12= -8.887E-08
【0063】
実施例５の投射光学系の条件式（１）から（５）に対応する値を以下に示す。
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．９３
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝３．６７
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．６７
（４）ｒ１/ｆ＝０．４６６
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝３．３２
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．９３
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝３．６７
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．６７
（４）ｒ１/ｆ＝０．４６６
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝３．３２
【0064】
【0065】
図１２は、実施例６にかかる投射光学系の合焦時における（ａ）球面収差（ＳＡ）、（ｂ）非点収差（ＡＳ）、（ｃ）歪曲収差（ＤＴ）を示す図である。
【0066】
この投射光学系は、図１１に示すように、拡大投射面である投射面側より順に、開口絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、投射面側が凸面形状を有し、負の屈折力を有する第２レンズ、及び正の屈折力を有する第３レンズを配置してなる。
【0067】
実施例６の投射光学系の全体諸元を以下に示す。
ｆ ：１３．６０ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１７．７９ｍｍ
ｆ２：－１１．０３ｍｍ
ｆ３：８．５７ｍｍ
ＴＴＬ：３２．９８ｍｍ
ＢＦＬ：１１．４０ｍｍ
実施例６の投射光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
ｆ ：１３．６０ｍｍ
ＦＮＯ：２．４
ｆ１：１７．７９ｍｍ
ｆ２：－１１．０３ｍｍ
ｆ３：８．５７ｍｍ
ＴＴＬ：３２．９８ｍｍ
ＢＦＬ：１１．４０ｍｍ
実施例６の投射光学系の面データを以下に示す（単位ｍｍ）。
【0068】
【表6】
【0069】
実施例６の投射光学系の非球面データを以下に示す。
第４面
K= -2.503E+00
A4= -1.931E-03, A6= -2.264E-05, A8= 6.920E-06, A10= -1.813E-07, A12= -2.955E-09, A14=7.864E-11, A16=4.315E-13
第５面
K= -6.549E-01
A4= -6.491E-03, A6= -1.582E-04, A8=2.295E-05, A10= -5.016E-07, A12= -3.685E-08, A14=7.968E-12, A16=5.739E-12
第６面
K= -6.883E-02
A4= 8.774E-04, A6= -3.504E-04, A8= 2.208E-05, A10= 1.992E-07, A12= -8.569E-08, A14=5.995E-10, A16=1.440E-11
第７面
K= -1.396E+07
A4= 2.129E-03, A6= -3.642E-04, A8= 4.267E-05, A10= -2.208E-06, A12= 1.022E-08, A14=6.265E-11, A16=1.636E-11
第４面
K= -2.503E+00
A4= -1.931E-03, A6= -2.264E-05, A8= 6.920E-06, A10= -1.813E-07, A12= -2.955E-09, A14=7.864E-11, A16=4.315E-13
第５面
K= -6.549E-01
A4= -6.491E-03, A6= -1.582E-04, A8=2.295E-05, A10= -5.016E-07, A12= -3.685E-08, A14=7.968E-12, A16=5.739E-12
第６面
K= -6.883E-02
A4= 8.774E-04, A6= -3.504E-04, A8= 2.208E-05, A10= 1.992E-07, A12= -8.569E-08, A14=5.995E-10, A16=1.440E-11
第７面
K= -1.396E+07
A4= 2.129E-03, A6= -3.642E-04, A8= 4.267E-05, A10= -2.208E-06, A12= 1.022E-08, A14=6.265E-11, A16=1.636E-11
【0070】
実施例６の投射光学系の条件式（１）から（５）に対応する値を以下に示す。
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．８９
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝５．２９
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．６２
（４）ｒ１/ｆ＝０．４７４
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝３．６２
（１）ＴＴＬ/ＢＦ＝２．８９
（２）（ｒ２＋ｒ１）/（ｒ２－ｒ１）＝５．２９
（３）ｆ２/ｆ１＝－０．６２
（４）ｒ１/ｆ＝０．４７４
（５）｜（ｒ４＋ｒ３）/（ｒ４－ｒ３）｜＝３．６２
【符号の説明】
【0071】
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
ＣＧ カバーガラス
Ｄ 画像表示素子の表示面
Ｓ 開口絞り
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
ＣＧ カバーガラス
Ｄ 画像表示素子の表示面
Ｓ 開口絞り
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】