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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】P2023035955
(43)【公開日】2023-03-13
(54)【発明の名称】投影レンズ及び投影装置
(51)【国際特許分類】
G02B 17/08 20060101AFI20230306BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20230306BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20230306BHJP
G02B 13/18 20060101ALN20230306BHJP
【ＦＩ】
G02B17/08 A
G03B21/14 D
G03B21/00 D
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022134783
(22)【出願日】2022-08-26
(31)【優先権主張番号】202111008977.4
(32)【優先日】2021-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】500093133
【氏名又は名称】中強光電股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】陳 宥達
(72)【発明者】
【氏名】蔡 幸▲うぇん▼
(72)【発明者】
【氏名】魏 慶全
【テーマコード（参考）】
2H087
2K203
【Ｆターム（参考）】
2H087KA06
2H087LA01
2H087LA27
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA41
2H087RA43
2H087RA45
2H087TA01
2H087TA03
2H087TA06
2K203GC03
2K203HA73
2K203MA32
2K203MA35
(57)【要約】
【課題】本発明は、投影レンズ及び投影装置を提供する。
【解決手段】投影レンズは、縮小側から拡大側へ光軸に沿って順次配列される第一レンズ群、絞り、第二レンズ群、及び反射用光学素子を含み、前記第一レンズ群は正の屈折力を有し、前記第二レンズ群は負の屈折力を有し、前記反射用光学素子は正の屈折力を有し、前記投影レンズは1.2<|F2/F1|<3.5を満たしており、F2は前記反射用光学素子の有効焦点距離であり、F1は前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群の有効焦点距離である。
【選択図】図2
【解決手段】投影レンズは、縮小側から拡大側へ光軸に沿って順次配列される第一レンズ群、絞り、第二レンズ群、及び反射用光学素子を含み、前記第一レンズ群は正の屈折力を有し、前記第二レンズ群は負の屈折力を有し、前記反射用光学素子は正の屈折力を有し、前記投影レンズは1.2<|F2/F1|<3.5を満たしており、F2は前記反射用光学素子の有効焦点距離であり、F1は前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群の有効焦点距離である。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
縮小側から拡大側へ光軸に沿って順次配列される第一レンズ群、絞り、第二レンズ群、及び反射用光学素子を含む投影レンズであって、
前記第一レンズ群は正の屈折力を有し、
前記第二レンズ群は負の屈折力を有し、
前記反射用光学素子は正の屈折力を有し、
前記投影レンズは1.2<|F2/F1|<3.5を満たしており、F2は前記反射用光学素子の有効焦点距離であり、F1は前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群の有効焦点距離である、投影レンズ。
前記第一レンズ群は正の屈折力を有し、
前記第二レンズ群は負の屈折力を有し、
前記反射用光学素子は正の屈折力を有し、
前記投影レンズは1.2<|F2/F1|<3.5を満たしており、F2は前記反射用光学素子の有効焦点距離であり、F1は前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群の有効焦点距離である、投影レンズ。
【請求項2】
請求項1に記載の投影レンズであって、
前記第一レンズ群は7つのレンズを含み、前記7つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、正、負、正、負、負、及び正であり、前記7つのレンズのうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上である、投影レンズ。
前記第一レンズ群は7つのレンズを含み、前記7つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、正、負、正、負、負、及び正であり、前記7つのレンズのうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上である、投影レンズ。
【請求項3】
請求項1に記載の投影レンズであって、
前記第二レンズ群は4つのレンズを含み、前記4つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、負、負、及び負である、投影レンズ。
前記第二レンズ群は4つのレンズを含み、前記4つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、負、負、及び負である、投影レンズ。
【請求項4】
請求項1に記載の投影レンズであって、
前記第一レンズ群は6つのレンズを含み、前記6つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、正、負、正、負、及び正であり、前記6つのレンズのうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上である、投影レンズ。
前記第一レンズ群は6つのレンズを含み、前記6つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、正、負、正、負、及び正であり、前記6つのレンズのうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上である、投影レンズ。
【請求項5】
請求項1に記載の投影レンズであって、
前記第一レンズ群は少なくとも1組の接合レンズを含む、投影レンズ。
前記第一レンズ群は少なくとも1組の接合レンズを含む、投影レンズ。
【請求項6】
請求項1に記載の投影レンズであって、
前記第一レンズ群は少なくとも1つの非球面レンズを含み、前記第二レンズ群は少なくとも1つの非球面レンズを含む、投影レンズ。
前記第一レンズ群は少なくとも1つの非球面レンズを含み、前記第二レンズ群は少なくとも1つの非球面レンズを含む、投影レンズ。
【請求項7】
請求項1に記載の投影レンズであって、
前記投影レンズのアパーチャは1.7乃至2.0の範囲内である、投影レンズ。
前記投影レンズのアパーチャは1.7乃至2.0の範囲内である、投影レンズ。
【請求項8】
請求項1に記載の投影レンズであって、
前記第一レンズ群は補償群であり、前記第二レンズ群は焦点調整群であり、
前記投影レンズが焦点を合わせるときに、前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群は前記光軸に沿って移動する、投影レンズ。
前記第一レンズ群は補償群であり、前記第二レンズ群は焦点調整群であり、
前記投影レンズが焦点を合わせるときに、前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群は前記光軸に沿って移動する、投影レンズ。
【請求項9】
照明システム、ライトバルブ、及び投影レンズを含む投影装置であって、
前記照明システムは照明光束を提供するために用いられ、
前記ライトバルブは前記照明光束の伝播径路上に設置され、前記照明光束を映像光束に変換するために用いられ、
前記投影レンズは前記映像光束の伝播径路上に設置され、前記ライトバルブからの前記映像光束を受けて投影光束を投射するために用いられ、前記投影レンズは縮小側から拡大側へ光軸に沿って順次配列される第一レンズ群、絞り、第二レンズ群、及び反射用光学素子を含み、
前記第一レンズ群は正の屈折力を有し、
前記第二レンズ群は負の屈折力を有し、
前記反射用光学素子は正の屈折力を有し、
前記投影レンズは1.2<|F2/F1|<3.5を満たしており、F2は前記反射用光学素子の有効焦点距離であり、F1は前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群の有効焦点距離である、投影装置。
前記照明システムは照明光束を提供するために用いられ、
前記ライトバルブは前記照明光束の伝播径路上に設置され、前記照明光束を映像光束に変換するために用いられ、
前記投影レンズは前記映像光束の伝播径路上に設置され、前記ライトバルブからの前記映像光束を受けて投影光束を投射するために用いられ、前記投影レンズは縮小側から拡大側へ光軸に沿って順次配列される第一レンズ群、絞り、第二レンズ群、及び反射用光学素子を含み、
前記第一レンズ群は正の屈折力を有し、
前記第二レンズ群は負の屈折力を有し、
前記反射用光学素子は正の屈折力を有し、
前記投影レンズは1.2<|F2/F1|<3.5を満たしており、F2は前記反射用光学素子の有効焦点距離であり、F1は前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群の有効焦点距離である、投影装置。
【請求項10】
請求項9に記載の投影装置であって、
前記第一レンズ群は7つのレンズを含み、前記7つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、正、負、正、負、負、及び正であり、前記7つのレンズのうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上である、投影装置。
前記第一レンズ群は7つのレンズを含み、前記7つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、正、負、正、負、負、及び正であり、前記7つのレンズのうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上である、投影装置。
【請求項11】
請求項9に記載の投影装置であって、
前記第二レンズ群は4つのレンズを含み、前記4つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、負、負、及び負である、投影装置。
前記第二レンズ群は4つのレンズを含み、前記4つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、負、負、及び負である、投影装置。
【請求項12】
請求項9に記載の投影装置であって、
前記第一レンズ群は6つのレンズを含み、前記6つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、負、正、負、及び正であり、前記6つのレンズのうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上である、投影装置。
前記第一レンズ群は6つのレンズを含み、前記6つのレンズの屈折力は前記縮小側から前記拡大側へ順に正、負、正、負、及び正であり、前記6つのレンズのうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上である、投影装置。
【請求項13】
請求項9に記載の投影装置であって、
前記第一レンズ群は少なくとも1組の接合レンズを含む、投影装置。
前記第一レンズ群は少なくとも1組の接合レンズを含む、投影装置。
【請求項14】
請求項9に記載の投影装置であって、
前記第一レンズ群は少なくとも1つの非球面レンズを含み、前記第二レンズ群は少なくとも1つの非球面レンズを含む、投影装置。
前記第一レンズ群は少なくとも1つの非球面レンズを含み、前記第二レンズ群は少なくとも1つの非球面レンズを含む、投影装置。
【請求項15】
請求項9に記載の投影装置であって、
前記投影レンズのアパーチャは1.7乃至2.0の範囲内である、投影装置。
前記投影レンズのアパーチャは1.7乃至2.0の範囲内である、投影装置。
【請求項16】
請求項9に記載の投影装置であって、
前記第一レンズ群は補償群であり、前記第二レンズ群は焦点調整群であり、
前記投影レンズが焦点を合わせるときに、前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群は前記光軸に沿って移動する、投影装置。
前記第一レンズ群は補償群であり、前記第二レンズ群は焦点調整群であり、
前記投影レンズが焦点を合わせるときに、前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群は前記光軸に沿って移動する、投影装置。
【請求項17】
請求項9に記載の投影装置であって、
前記投影光束は前記投影装置から外へ投射された後に結像面において映像を形成する、投影装置。
前記投影光束は前記投影装置から外へ投射された後に結像面において映像を形成する、投影装置。
【請求項18】
請求項17に記載の投影装置であって、
前記ライトバルブの中心から発する中心映像光束は前記投影レンズにより投射されて前記結像面上の前記映像の中心に対応するようになり、前記中心映像光束と前記光軸との間には2つの交点が存在する、投影装置。
前記ライトバルブの中心から発する中心映像光束は前記投影レンズにより投射されて前記結像面上の前記映像の中心に対応するようになり、前記中心映像光束と前記光軸との間には2つの交点が存在する、投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学レンズ及び光学装置に関し、特に、投影レンズ、及び投影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の超短焦点投影レンズが、通常、第一光学システム、第二光学システム、第一絞り(aperture)、第二絞り、及び反射用光学システム（凹面反射鏡であっても良い）を含む。ライトバルブが縮小側に位置し、第一光学システムは複数のレンズを含み、該複数のレンズはライトバルブからの、縮小側から入射する映像から第一中間像を形成するために用いられる。第二光学システムは複数のレンズを含み、該複数のレンズは第一光学システムからの第一中間像を受けて第二中間像を形成するために用いられる。反射用光学システムは正の屈折力を有し、かつ第二中間像よりも拡大側に近い。第一絞りは、ライトバルブの出光面と第一中間像との間に設置される。第二絞りは、第一中間像と第二中間像との間に設置される。第二光学システムからの第二中間像は、反射用光学システムの反射面によって拡大され、結像スクリーン上に投影される。
【0003】
しかし、従来の超短焦点投影レンズは、設けられるレンズが多すぎるため、製造コストが高くなる。また、前述の光学システムによれば、機構設計は比較的複雑であり、かつレンズ全体の長さは長くなる。よって、従来の超短焦点投影レンズは、小型の投影機には適さないという問題がある。
【0004】
なお、この「背景技術」の部分が本発明の内容への理解を助けるためだけのものであるため、この「背景技術」の部分に開示されている内容は、当業者に知られていない技術を含む可能性がある。よって、この「背景技術」の部分に開示されている内容は、該内容、又は、本発明の１つ又は複数の実施例が解決しようとする課題が本発明の出願前に既に当業者に周知されていることを意味しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、システムにおけるレンズの数を減少させることができる投影レンズを提供することにある。
【0006】
また、本発明のもう１つの目的は、上述の投影レンズを利用する投影装置を提供することにあり、該投影装置は、システムの長さが比較的小さく、かつコストが比較的低い。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施例によれば、投影レンズが提供され、それは、縮小側から拡大側へ光軸に沿って順次配列される第一レンズ群、絞り、第二レンズ群、及び反射用光学素子を含む。第一レンズ群は正の屈折力を有する。第二レンズ群は負の屈折力を有する。反射用光学素子は正の屈折力を有する。投影レンズは1.2<|F2/F1|<3.5を満たしており、そのうち、F2は反射用光学素子の有効焦点距離であり、かつF1は第一レンズ群及び二レンズ群の有効焦点距離である。
【0008】
本発明の一実施例によれば、投影装置が提供され、それは、照明システム、ライトバルブ、及び投影レンズを含む。照明システムは照明光束を提供するために用いられる。ライトバルブは、照明光束の伝播径路上に設置され、かつ照明光束を映像光束に変更するために用いられる。投影レンズは、映像光束の伝播径路上に設置され、かつライトバルブからの映像光束を受けて投影光束を投射するために用いられる。投影レンズは、縮小側から拡大側へ光軸に沿って順次配列される第一レンズ群、絞り、第二レンズ群、及び反射用光学素子を含む。第一レンズ群は正の屈折力を有する。第二レンズ群は負の屈折力を有する。反射用光学素子は正の屈折力を有する。投影レンズは1.2<|F2/F1|<3.5を満たしており、そのうち、F2は反射用光学素子の有効焦点距離であり、かつF1は第一レンズ群及び第二レンズ群の有効焦点距離である。
【発明の効果】
【0009】
上述により、本発明の一実施例において、投影レンズ又は投影装置が1.2<|F2/F1|<3.5を満たすように設計されるので、投影レンズ又は投影装置は、光学アーキテクチャが比較的簡単であるため、機構設計も比較的容易になる。
【0010】
本発明の上述の特徴及び利点をより明らかにするために、以下、実施例を挙げて図面とともに詳細な説明を行う。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の上述した及び他の技術の内容、特徴、機能、及び効果は、添付した図面に基づく次のような好適な実施例の詳細な説明により明確になる。なお、以下の実施例に言及びされている方向についての用語、例えば、上、下、左、右、前、後などは、添付した図面の方向に過ぎない。よって、使用されている方向の用語は、本発明を説明するためだけのものであり、本発明を限定するためのものではない。
【0013】
図1は、本発明の第一実施例における投影装置のブロック図である。図1に示すように、本発明の一実施例では投影装置10が提供され、それは照明システム50、ライトバルブ60、及び投影レンズ100を含む。照明システム50は、照明光束Iを提供するために用いられる。ライトバルブ60は、照明光束Iの伝播径路上に設置され、かつ照明光束Iを映像光束IBに変換するために用いられる。投影レンズ100は、映像光束IBの伝播径路上に設置され、かつライトバルブ60からの映像光束IBを受けて投影光束PBを投射するために用いられる。そのうち、投影光束PBは、投影装置10から外へ投射された後に結像面IPにおいて映像を形成する。
【0014】
詳細的に言えば、本実施例の照明システム50は、例えば、１つ以上の発光素子、波長変換素子、光均一化素子、フィルタ素子、及び複数の光分割・混合素子を含み、これらの部品は、異なる波長の光を映像光の光源として提供するために用いられる。そのうち、発光素子は、例えば、金属ハロゲン化物電球（Lamp）や高圧水銀電球であり、又は、固体光源（solid-state illumination source）であり、例えば、発光ダイオード（light emitting diode）、レーザーダイオード（laser diode）などである。しかし、本発明は、投影装置10における照明システム50の種類又は形態に限定されず、その詳細な構造及び実施方式は、属する技術分野の一般的な知識から、十分な教示、アドバイス、及び実施の説明を得ることができるので、ここではその詳しい説明を省略する。
【0015】
本実施例において、ライトバルブ60は、例えば、LCoSパネル（Liquid Crystal On Silicon panel，LCoS panel）、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micro-mirror Device，DMD）などの反射型光調変器である。幾つかの実施例において、ライトバルブ60は、透光液晶パネル（Transparent Liquid Crystal Panel）、電気光学調変器（Electro-Optical Modulator）、磁気光学調変器（Magneto- Optic modulator）、音響光学調変器（Acousto-Optic Modulator，AOM）などの透過型光調変器であっても良い。本発明では、ライトバルブ60の形態及びその種類について限定しない。また、ライトバルブ60が照明光束Iを映像光束IBに変換する方法については、その詳細なステップ及び実施方式は、属する技術分野の一般的な知識から、十分な教示、アドバイス、及び実施の説明を得ることができるので、ここではその詳しい説明を省略する。本実施例において、ライトバルブ60の数は1つであり、例えば、シングルデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を利用する投影装置10であるが、他の実施例において複数であっても良く、本発明はこれに限定されない。
【0016】
図2は、図1の投影装置における投影レンズを示す図である。図2に示すように、本実施例において、投影レンズ100は、縮小側A1から拡大側A2へ光軸OAに沿って順次配列される第一レンズ群G1、絞りST、第二レンズ群G2、及び反射用光学素子110を含む。本実施例において、ライトバルブ60は縮小側A1に配置され、ライトバルブ60からの映像光束IBは縮小側A1で第一レンズ群G1、絞りST、及び第二レンズ群G2を順次通過した後に反射用光学素子110に伝播し、映像光束IBは反射用光学素子110の反射によって拡大側A2に面して投影光束PBを形成する。
【0017】
本実施例において、ライトバルブ60の中心から発した中心映像光束CPは、投影レンズ100によって投射されて結像面IP上の映像の中心に対応するようになる。中心映像光束Cと光軸OAとの間には2つの交点P1、P2がある。
【0018】
本実施例において、第一レンズ群G1は、縮小側A1から拡大側A2へ光軸OAに沿って順次配列される7つのレンズL1、L2、L3、L4、L5、L6、L7を含む。第一レンズ群G1は正の屈折力を有する。また、7つのレンズL1、L2、L3、L4、L5、L6、L7の屈折力は、縮小側A1から拡大側A2へ順に正、正、負、正、負、負、正である。第一レンズ群G1における7つのレンズL1、L2、L3、L4、L5、L6、L7のうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上であり、例えば、レンズL2及びレンズL4は、例えば、アッベ数が70以上である硝材によって製造される。第二レンズ群G2は、縮小側A1から拡大側A2へ光軸OAに沿って順次配列される4つのレンズL8、L9、L10、L11を含む。第二レンズ群G2は負の屈折力を有する。また、4つのレンズL8、L9、L10、L11の屈折力は縮小側A1から拡大側A2へ順に正、負、負、負である。よって、従来のレンズに比べて、本発明の投影レンズ100が使用するレンズの総数が11枚に減少し、これにより、レンズの長さを短縮し、システムの材料の体積を小さくすることができるため、コストを削減することができる。投影レンズ100の長さが短くなるので、投影レンズ100は様々な異なるサイズの投影装置に適用することができる。また、接合レンズの特性の利用と、アッベ数が70以上に設計されるレンズの使用とにより、光学色収差を低減することができる。
【0019】
本実施例において、第一レンズ群G1は少なくとも1組の接合レンズを含む。例えば、レンズL2、L3、L4は1組の接合レンズであり、レンズL5、L6、L7はもう1組の接合レンズである。
【0020】
本実施例において、第一レンズ群G1は少なくとも1つの非球面レンズを含む。第二レンズ群G2は少なくとも1つの非球面レンズを含む。例えば、第一レンズ群G1におけるレンズL1又は第二レンズ群G2におけるレンズL9、レンズL11は非球面レンズである。
【0021】
本実施例において、反射用光学素子110は正の屈折力を有し、かつ反射用光学素子110は反射面S25を有する。反射面S25は正の屈折力を有し、かつ非球面である。
【0022】
以下、表1及び表2を以って投影レンズ100の1つの好適な実施例のデータ情報を示す。しかし、以下に示されるデータ情報は、本発明を限定するためのものではない。また、当業者が本発明を参照した後にそのパラメータ又は設定に対して適切な変更を行うこともできるが、それらは、依然として、本発明の技術的範囲に属する。
【0023】
本実施例において、前述の各素子に係る実際の設計は次の表1に示されている。
【0024】
【表1】
【0025】
本実施例において、レンズL1の表面S7及び表面S8、レンズL9の表面S19及び表面S20、レンズL11の表面S23及び表面S24、並びに反射用光学素子110の反射面S25はすべて非球面であり、残りのレンズの表面はすべて球面である。非球面の公式は以下のとおりである。
【0026】
【数1】
【0027】
【表2】
本実施例において、投影レンズ100は1.2<|F2/F1|<3.5を満たしており、そのうち、F2は反射用光学素子110の有効焦点距離であり、F1は第一レンズ群G1及び第二レンズ群G2の有効焦点距離である。
【0028】
本実施例において、投影レンズ100のアパーチャは1.7乃至2.0の範囲内にある。
【0029】
本実施例において、投影レンズ100の第一レンズ群G1は補償群であり、第二レンズ群G2は焦点調整群である。投影レンズ100が焦点を合わせるときに、第一レンズ群G1は光軸OAに沿って移動して近軸映像の鮮明さを補償するために用いられ、第二レンズ群G2は光軸OAに沿って移動して軸外（オフアクシス（off-axis））ビューフィールドの映像の解像度を調整するために用いられる。投影レンズ100の焦点距離が調整され得るので、鮮明な投影画面を維持することができる。
【0030】
また、本実施例において、投影レンズ100はさらに、ライトバルブ60と第一レンズ群G1との間に設置されるガラス部品130、150及びプリズム140を含み、ガラス部品130は、例えば、ライトバルブ60の保護蓋であり、そのうち、ガラス部品130、プリズム140、及びガラス部品150は、縮小側A1から拡大側A2へ光軸OAに沿って順次配列される。
【0031】
図3乃至図7は、それぞれ、図2に示す投影レンズの異なるオブジェクトの高さ（object height）における横向き光束ファンプロット（Transverse ray fan plot）であり、そのうち、ex、ey、Px、及びPy軸の最大スケール及び最小スケールは、それぞれ、+20マイクロメートル（μm）及び-20マイクロメートルである。図3乃至図7に示すように、図3乃至図7における図形（グラフ）が何れも標準の範囲内にあり、これにより、本実施例の投影レンズ100が良好な光学結像品質を達成できることは確認され得る。
【0032】
図8乃至図12は、それぞれ、異なる波長の光が図2の投影レンズを通過した後に異なる像高（image height）及びオブジェクトの高さにおける光点図であり、そのうち、x軸及びy軸の最大範囲は20マイクロメートルである。図8乃至図12に示すように、各波長の光が投影レンズ100を通過した後に光点が大きすぎないので、本実施例の投影レンズ100が投影した映像が比較的高い結像品質を有することは証明され得る。
【0033】
図13は、図2における投影レンズの変調伝達関数図である。図13は、投影レンズ100の異なる像高における変調伝達関数図（modulation transfer function，MTF）であり、そのうち、横軸は焦点偏移量（focus shift）であり、縦軸は光学伝達関数のモジュラス（modulus of the optical transfer function）であり、Tは子午線方向の曲線を表し、Sは矢状方向の曲線を表し、“TS”の横に示されている値は像高を表す。これにより、図13に示すように、本実施例の投影レンズ100が示した光学伝達関数曲線が標準の範囲内にあるので、良好な光学結像品質を有することは確認され得る。
【0034】
上述により、本発明の一実施例において、投影レンズ100又は投影装置10に反射用光学素子100が設けられ、また、投影レンズが1.2<|F2/F1|<3.5を見なすように設計されることにより、投影レンズ100又は投影装置10は、光学アーキテクチャが比較的簡単であるため、機構設計も比較的容易になる。
【0035】
図14は、本発明の第二実施例に係る投影レンズを示す図である。図14に示すように、本発明の第二実施例における投影レンズ100’は第一実施例の投影レンズ100とほぼ同様であり、両者の相違点は、各光学データ、及びレンズL1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10のパラメータは多少異なることにある。
【0036】
本実施例において、第一レンズ群G1は、縮小側A1から拡大側A2へ光軸OAに沿って順次配列される6つのレンズL1、L2、L3、L4、L5、L6を含む。6つのレンズL1、L2、L3、L4、L5、L6の屈折力は、縮小側A1から拡大側A2へ順に正、正、負、正、負、正である。第一レンズ群G1における6つのレンズL1、L2、L3、L4、L5、L6のうちの少なくとも2つのアッベ数は70以上であり、例えば、レンズL2及びレンズL4は、例えば、アッベ数が70以上である硝材よって製造される。第一レンズ群G1は少なくとも1組の接合レンズを含む。例えば、レンズL2、L3、L4は1組の接合レンズであり、レンズL5、L6はもう1組の接合レンズである。第一レンズ群G1は少なくとも1つの非球面レンズを含む。例えばレンズL1は非球面レンズである。
【0037】
また、第二レンズ群G2は、縮小側A1から拡大側A2へ光軸OAに沿って順次配列される4つのレンズL7、L8、L9、L10を含み、そのうち、レンズL8、L10は非球面レンズである。
【0038】
以下、表3及び表4を以って投影レンズ100’の1つの好ましい実施例におけるデータ情報を示す。しかし、以下に示されるデータ情報は本発明を限定するためのものではない。また、当業者が本発明を参照した後にそのパラメータ又は設定に対して適切な変更を行うこともできるが、それらは、依然として、本発明の技術的範囲に属する。
【0039】
本実施例において、前述の各素子に係る実際の設計は次の表3に示されている。
【0040】
【表3】
表4において、レンズL1の表面S7及び表面S8、レンズL8の表面S18及び表面S19、レンズL10の表面S22及び表面S23、並びに反射用光学素子110の反射面S24のパラメータ値がリストされており、そのうち、二次非球面係数Aはすべて0である。
【0041】
【表4】
図15乃至図19は、それぞれ、図14に示す投影レンズ100’の異なるオブジェクトの高さにおける横向き光束ファンプロットであり、そのうち、ex、ey、Px、及びPy軸の最大スケール及び最小スケールは、それぞれ、+20マイクロメートル（μm）及び-20マイクロメートルである。図15乃至図19に示すように、図15乃至図19に示されるグラフが何れも標準の範囲内にあり、これにより、本実施例の投影レンズ100’が良好な光学結像品質を達成できることは確認できる。
【0042】
図20乃至図24は、それぞれ、異なる波長の光が図14の投影レンズを通過した後に異なる像高及びオブジェクトの高さにおける光点図であり、そのうち、x軸、及びy軸の最大範囲は20マイクロメートルである。図20乃至図24に示すように、各波長の光が投影レンズ100’を通過した後に光点が大きすぎないので、本実施例の投影レンズ100’が投影した映像が比較的高い結像品質を有することは証明できる。
【0043】
【0044】
上述により、従来のレンズに比較して、本発明の第二実施例に係る投影レンズ100’が使用するレンズの総数が10枚に減少し、これにより、レンズの長さを短縮し、システムの材料の体積を小さくすることができるため、コストを削減することができる。
【0045】
以上のことから、本発明の一実施例において、投影レンズ又は投影装置に反射用光学素子が設けられ、また、投影レンズが1.2<|F2/F1|<3.5を満たすように設計されることにより、投影レンズ又は投影装置は、光学アーキテクチャが比較的簡単であるため、機構設計も比較的容易になる。
【0046】
本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の思想と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の一部と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。また、本明細書又は特許請求の範囲に言、及びされている「第一」、「第二」などの用語は、要素（element）に名前を付け、又は、異なる実施例又は範囲を区別するためのもののみであり、要素の数量上の上限又は下限を限定するためのものでない。
【符号の説明】
【0047】
60：ライトバルブ
100、100’：投影レンズ
110：反射用光学素子
130、150：ガラス部品
140：プリズム
A1：縮小側
A2：拡大側
CP：中心映像光束
G1：第一レンズ群
G2：第二レンズ群
IP：結像面
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11：レンズ
OA：光軸
P1、P2：交点
S0、S1、S2、S3、S4、S6、S5、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22、S23、S24：表面
S25：反射面
ST：絞り
100、100’：投影レンズ
110：反射用光学素子
130、150：ガラス部品
140：プリズム
A1：縮小側
A2：拡大側
CP：中心映像光束
G1：第一レンズ群
G2：第二レンズ群
IP：結像面
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11：レンズ
OA：光軸
P1、P2：交点
S0、S1、S2、S3、S4、S6、S5、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22、S23、S24：表面
S25：反射面
ST：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】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】