【手続補正書】
【提出日】令和1年6月17日(2019.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像面湾曲量の調整に際して光軸方向に移動する第１レンズユニットと、
前記第１レンズユニットよりも縮小側に位置する第２レンズユニットと、を備える投射光学系であって、
前記第１レンズユニットは、非球面レンズを備え、
前記非球面レンズの拡大側の面の近軸の曲率半径をＲ１、前記非球面レンズの前記拡大側の面の有効径をφ１、前記光軸からの高さがφ１／２となる前記拡大側の面上の位置のサグ量をＳＡＧ１とし、
前記非球面レンズの前記縮小側の面の近軸の曲率半径をＲ２、前記非球面レンズの前記縮小側の面の有効径をφ２、前記光軸からの高さがφ２／２となる前記縮小側の面上の位置のサグ量をＳＡＧ２とし、
前記投射光学系の全系の焦点距離をｆｔｏｔ、前記非球面レンズの近軸の焦点距離をｆｇ１とするとき、
ＳＲ１＝｛（φ１／２）＾２＋ＳＡＧ１＾２｝／（２×ＳＡＧ１）
ＳＲ２＝｛（φ２／２）＾２＋ＳＡＧ２＾２｝／（２×ＳＡＧ２）
１．０＜｜Ｒ１／ＳＲ１｜／｜Ｒ２／ＳＲ２｜≦５．０
３＜｜ｆｇ１／ｆｔｏｔ｜≦１４．５０
を満足する、
ことを特徴とする投射光学系。
【請求項２】
前記非球面レンズは、第１の位置よりも前記光軸から離れている第２の位置における屈折力が前記第１の位置における屈折力よりも弱くなっている形状を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の投射光学系。
【請求項３】
前記非球面レンズの前記拡大側の面は非球面であって、
｜Ｒ１／ＳＲ１｜＞１．０
をさらに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。
【請求項４】
前記非球面レンズの前記縮小側の面は非球面であって、
｜Ｒ２／ＳＲ２｜＜１．０
をさらに満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項５】
前記非球面レンズは、前記拡大側に凸のメニスカスレンズである、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項６】
前記第１レンズユニットは、前記非球面レンズから構成されており、
前記非球面レンズは、前記投射光学系が備える光学素子のうち最も前記拡大側に位置している、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項７】
前記第２レンズユニットは、前記拡大側から前記縮小側へ順に、フォーカシングに際して前記光軸方向に移動するフォーカシングユニットと、ズーミングに際して前記光軸方向に移動するズーミングユニットと、を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項８】
像面湾曲量の調整に際して光軸方向に移動する非球面レンズを備え、
前記投射光学系の全系の焦点距離をｆｔｏｔ、前記非球面レンズの近軸の焦点距離をｆｇ１とするとき、
３＜｜ｆｇ１／ｆｔｏｔ｜≦１４．５０
を満足する
ことを特徴とする投射光学系。
【請求項９】
前記非球面レンズを含む第１レンズユニットと、
前記第１レンズユニットよりも縮小側に位置する第２レンズユニットと、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項８に記載の投射光学系。
【請求項１０】
前記非球面レンズの拡大側の面の近軸の曲率半径をＲ１、前記非球面レンズの前記拡大側の面の有効径をφ１、前記光軸からの高さがφ１／２となる前記拡大側の面上の位置のサグ量をＳＡＧ１とし、
前記非球面レンズの前記縮小側の面の近軸の曲率半径をＲ２、前記非球面レンズの前記縮小側の面の有効径をφ２、前記光軸からの高さがφ２／２となる前記縮小側の面上の位置のサグ量をＳＡＧ２とし、
前記投射光学系の全系の焦点距離をｆｔｏｔ、前記非球面レンズの近軸の焦点距離をｆｇ１とするとき、
ＳＲ１＝｛（φ１／２）＾２＋ＳＡＧ１＾２｝／（２×ＳＡＧ１）
ＳＲ２＝｛（φ２／２）＾２＋ＳＡＧ２＾２｝／（２×ＳＡＧ２）
１．０＜｜Ｒ１／ＳＲ１｜／｜Ｒ２／ＳＲ２｜≦５．０
を満足する、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の投射光学系。
【請求項１１】
前記非球面レンズは、第１の位置よりも前記光軸から離れている第２の位置における屈折力が前記第１の位置における屈折力よりも弱くなっている形状を有する、
ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項１２】
前記非球面レンズの前記拡大側の面は非球面であって、
前記非球面レンズの拡大側の面の近軸の曲率半径をＲ１、前記非球面レンズの前記拡大側の面の有効径をφ１、前記光軸からの高さがφ１／２となる前記拡大側の面上の位置のサグ量をＳＡＧ１とするとき、
ＳＲ１＝｛（φ１／２）＾２＋ＳＡＧ１＾２｝／（２×ＳＡＧ１）
｜Ｒ１／ＳＲ１｜＞１．０
を満足することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項１３】
前記非球面レンズの前記縮小側の面は非球面であって、
前記非球面レンズの前記縮小側の面の近軸の曲率半径をＲ２、前記非球面レンズの前記縮小側の面の有効径をφ２、前記光軸からの高さがφ２／２となる前記縮小側の面上の位置のサグ量をＳＡＧ２とするとき、
ＳＲ１＝｛（φ１／２）＾２＋ＳＡＧ１＾２｝／（２×ＳＡＧ１）
｜Ｒ２／ＳＲ２｜＜１．０
を満足することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項１４】
前記非球面レンズは、前記拡大側に凸のメニスカスレンズである、
ことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項１５】
前記第１レンズユニットは、前記非球面レンズから構成されており、
前記非球面レンズは、前記投射光学系が備える光学素子のうち最も前記拡大側に位置している、
ことを特徴とする請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項１６】
前記第２レンズユニットは、前記拡大側から前記縮小側へ順に、フォーカシングに際して前記光軸方向に移動するフォーカシングユニットと、ズーミングに際して前記光軸方向に移動するズーミングユニットと、を備える、
ことを特徴とする請求項８乃至１５のいずれか一項に記載の投射光学系。
【請求項１７】
光源からの光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子からの光を被投射面に導く請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の投射光学系と、を備える、
ことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項１８】
前記第１レンズユニットの前記光軸方向の位置を調整することが可能な位置調整手段を備える、
ことを特徴とする請求項１７に記載に投射型表示装置。
【請求項１９】
前記位置調整手段は、前記ズーミングユニットおよび前記フォーカシングユニットのうち少なくとも一方の前記光軸方向の位置を検出する位置検出手段からの情報に基づいて前記第１レンズユニットの前記光軸方向の位置を調整する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の投射型表示装置。
【請求項２０】
前記位置調整手段は、前記被投射面の形状を計測する形状計測手段からの情報に基づいて前記第１レンズユニットの前記光軸方向の位置を調整する、
ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の投射型表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の投射光学系は、
像面湾曲量の調整に際して光軸方向に移動する第１レンズユニットと、
前記第１レンズユニットよりも縮小側に位置する第２レンズユニットと、を備える投射光学系であって、
前記第１レンズユニットは、非球面レンズを備え、
前記非球面レンズの拡大側の面の近軸の曲率半径をＲ１、前記非球面レンズの前記拡大側の面の有効径をφ１、前記光軸からの高さがφ１／２となる前記拡大側の面上の位置のサグ量をＳＡＧ１とし、
前記非球面レンズの前記縮小側の面の近軸の曲率半径をＲ２、前記非球面レンズの前記縮小側の面の有効径をφ２、前記光軸からの高さがφ２／２となる前記縮小側の面上の位置のサグ量をＳＡＧ２とし、
前記投射光学系の全系の焦点距離をｆｔｏｔ、前記非球面レンズの近軸の焦点距離をｆｇ１とするとき、
ＳＲ１＝｛（φ１／２）＾２＋ＳＡＧ１＾２｝／（２×ＳＡＧ１）
ＳＲ２＝｛（φ２／２）＾２＋ＳＡＧ２＾２｝／（２×ＳＡＧ２）
１．０＜｜Ｒ１／ＳＲ１｜／｜Ｒ２／ＳＲ２｜≦５．０
３＜｜ｆｇ１／ｆｔｏｔ｜≦１４．５０
を満足する、
ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
このとき、レンズＧ１は、
ＳＲ１＝｛（φ１／２）＾２＋ＳＡＧ１＾２｝／（２×ＳＡＧ１）
ＳＲ２＝｛（φ２／２）＾２＋ＳＡＧ２＾２｝／（２×ＳＡＧ２）
１．０＜｜Ｒ１／ＳＲ１｜／｜Ｒ２／ＳＲ２｜≦５．０  …（１ａ）
を満足すると好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
あるいは、レンズＧ１は、上記の式（１ａ）ではなく、
ＳＲ１＝｛（φ１／２）＾２＋ＳＡＧ１＾２｝／（２×ＳＡＧ１）
｜Ｒ１／ＳＲ１｜＞１．０  …（１ｂ）
を満足する形状であってもよく、さらに上記の式（１ｂ）に加えて、
ＳＲ２＝｛（φ２／２）＾２＋ＳＡＧ２＾２｝／（２×ＳＡＧ２）
｜Ｒ２／ＳＲ２｜＜１．０  …（１ｃ）
も満足する形状であるとより好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
このように、上記の式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）のうち少なくとも一つを満足するようにレンズＧ１の形状を設定する。これにより、像面湾曲調整時の画角変化量を低減し、投射画像への影響がより少ない像面湾曲調整が可能な投射光学系およびこれを用いた投射型表示装置を提供することができる。もちろん、レンズＧ１は式（１ｂ）と（１ｃ）の両方を満足する形状であってもよい。すなわち、レンズＧ１は拡大側および縮小側の面のうち少なくとも一方が非球面形状であれば良く、拡大側が非球面で縮小側が球面であっても、拡大側が球面で縮小側が非球面であってもよい。もちろん、拡大側と縮小側の両方が非球面であってもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
また、以下の各数値実施例において、（可変）と記載されている面間隔は、少なくともズーミングとフォーカシングのいずれかの際に変化する面間隔である。そして、変倍間隔は投射距離が１５３４ｍｍのときのデータであり、合焦間隔は広角端におけるデータである。