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JP2018072642A - Projection optical system and projection device - Google Patents

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JP2018072642A JP2016213770A JP2016213770A JP2018072642A JP 2018072642 A JP2018072642 A JP 2018072642A JP 2016213770 A JP2016213770 A JP 2016213770A JP 2016213770 A JP2016213770 A JP 2016213770A JP 2018072642 A JP2018072642 A JP 2018072642A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection optical system capable of suppressing an increase in depth dimension of an amusement apparatus while a screen has a desired size.SOLUTION: A projection optical system 30, which projects projection light from a projected plane 20 to a dome-shaped screen 40 from the inside, comprises a reflection mirror 50 for bending an optical path, a positive lens group 60 disposed on the projected plane 20 side of the reflection mirror 50, a negative lens group 70 disposed on the screen 40 side of the reflection mirror 50, and an aperture stop 80 disposed between the positive lens group 60 and the reflection mirror 50.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、投射光学系及び投影装置に関する。   The present invention relates to a projection optical system and a projection apparatus.

従来、被投影面からの投影光をドーム状のスクリーンに内側から投射する投射光学系及び投影装置(以下、従来の投射光学系及び投影装置という。)が知られている(例えば、特許文献1参照。)。従来の投影装置は、被投影面に形成された被投影画像を、投射光学系によりドーム状のスクリーンの形状に合わせて像面湾曲させ、スクリーンに投影画像として投影する投影装置である。被投影画像は、液晶パネルやネガ/ポジフィルム等で構成される投影画像生成部により生成される。
図10は、従来の投射光学系930を説明するために示す図である。図11は、従来の投影装置910を説明するために示す図である。図12は、従来の投影装置910を薄型のアミューズメント機器100(例えば、パチンコ機器、スロットマシーン機器。)に組み入れた例を示す図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection optical system and a projection apparatus that project projection light from a projection surface onto a dome-shaped screen from the inside (hereinafter referred to as a conventional projection optical system and projection apparatus) are known (for example, Patent Document 1). reference.). A conventional projection apparatus is a projection apparatus that projects a projection image formed on a projection surface in accordance with the shape of a dome-shaped screen by a projection optical system, and projects the image on the screen as a projection image. The projected image is generated by a projection image generation unit configured with a liquid crystal panel, a negative / positive film, or the like.
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional projection optical system 930. FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional projection apparatus 910. FIG. 12 is a diagram showing an example in which a conventional projection apparatus 910 is incorporated in a thin amusement device 100 (for example, a pachinko device, a slot machine device).

従来の投射光学系930は、図10及び図11に示すように、被投影面920からの投影光をドーム状のスクリーン940に内側から投射する投射光学系である。そして、被投影面920の側からスクリーン940の側に向かって順に配置された、正の屈折力の第1レンズL1と、正の屈折力の第2レンズL2と、開口絞り980と、負の屈折力の第3レンズL3とから構成されている。第1レンズL1は、物体側及び投射側に凸面を向けた両凸レンズであり、第2レンズL2は、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであり、第3レンズL3は、投射側に凹面を向けた負のメニスカスレンズである。   As shown in FIGS. 10 and 11, the conventional projection optical system 930 is a projection optical system that projects the projection light from the projection surface 920 onto the dome-shaped screen 940 from the inside. A first lens L1 having a positive refractive power, a second lens L2 having a positive refractive power, an aperture stop 980, and a negative lens, which are sequentially arranged from the projection surface 920 side toward the screen 940 side. The third lens L3 having refractive power is configured. The first lens L1 is a biconvex lens with convex surfaces facing the object side and the projection side, the second lens L2 is a positive meniscus lens with convex surfaces facing the object side, and the third lens L3 is facing the projection side. A negative meniscus lens with a concave surface.

そして、従来の投射光学系930においては、第3レンズL3は、両面が非球面であり、光軸から周辺に向かって増大する負の屈折力を含み、開口絞り980と第3レンズL3との間の距離は、開口絞り980と第2レンズL2との間の距離よりも小さい。なお、本明細書において、「投射側」とは「投影光が進行する方向の側」という意味であり、「スクリーン側」ということもできる。また、「物体側」とは「投影光が進行する方向とは逆の方向の側」という意味であり、「被投影面側」ということもできる。   In the conventional projection optical system 930, the third lens L3 is aspheric on both surfaces, includes negative refractive power that increases from the optical axis toward the periphery, and the aperture lens 980 and the third lens L3. The distance between them is smaller than the distance between the aperture stop 980 and the second lens L2. In this specification, “projection side” means “the side in the direction in which projection light travels”, and can also be referred to as “screen side”. Further, “object side” means “side opposite to the direction in which the projection light travels”, and can also be referred to as “projection surface side”.

従来の投射光学系930においては、第3レンズL3が投射側に凹面を有し、第2レンズL2が物体側に凸面を有する。このため、第1レンズL1の両凸面と第2レンズL2の凸面により集光された投影光は、開口絞り980を通過した後、第3レンズの凹面により拡大投射され、ドーム状のスクリーンに結像する際に、十分な歪曲収差を発生させながら球面収差やコマ収差を良好に補正できる。したがって、従来の投射光学系930によれば、コンパクトな3枚構成でありながら、ドーム状のスクリーンに対して明るく鮮明な画像を結像させる投影装置を提供できる。   In the conventional projection optical system 930, the third lens L3 has a concave surface on the projection side, and the second lens L2 has a convex surface on the object side. For this reason, the projection light collected by both the convex surfaces of the first lens L1 and the convex surface of the second lens L2 passes through the aperture stop 980, and is magnified and projected by the concave surface of the third lens to be connected to the dome-shaped screen. When imaging, spherical aberration and coma can be favorably corrected while generating sufficient distortion. Therefore, according to the conventional projection optical system 930, it is possible to provide a projection device that forms a bright and clear image on a dome-shaped screen while having a compact three-sheet configuration.

また、従来の投射光学系930においては、第3レンズL3が、光軸から周辺に向かって増大する負の屈折力を含むことから、湾曲したスクリーンに沿ってより鮮明に結像するように投影光を投射できる。このため、従来の投射光学系930によれば、半球状のスクリーンに対しても被投影面の像が鮮明に結像されるように投影光を投影できる。   Further, in the conventional projection optical system 930, since the third lens L3 includes negative refractive power that increases from the optical axis toward the periphery, the image is projected so as to form a clearer image along the curved screen. Can project light. Therefore, according to the conventional projection optical system 930, it is possible to project the projection light so that the image of the projection surface is clearly formed even on the hemispherical screen.

特開2013−97258号公報JP 2013-97258 A

ところで、投影装置910は、スクリーン940を所望の大きさとしながら、アミューズメント機器100の奥行き寸法の増加を抑えることができる構成であることが要求されている。   By the way, the projector 910 is required to have a configuration that can suppress an increase in the depth dimension of the amusement device 100 while making the screen 940 a desired size.

そこで、本発明は、スクリーンを所望の大きさとしながら、アミューズメント機器の奥行き寸法の増加を抑えることができる構成の投射光学系及びそのような投射光学系を備える投影装置を提供することを目的の一つとする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a projection optical system having a configuration capable of suppressing an increase in the depth dimension of an amusement device while setting a screen to a desired size, and a projection apparatus including such a projection optical system. I will.

[1]本発明の投射光学系は、被投影面からの投影光をドーム状のスクリーンに内側から投射する投射光学系であって、光路を屈曲させるための反射部材と、前記反射部材の前記被投影面側に配置される正のレンズ群と、前記反射部材の前記スクリーン側に配置される負のレンズ群と、前記正のレンズ群と前記反射部材との間に配置される開口絞りとを備えることを特徴とする。 [1] A projection optical system of the present invention is a projection optical system that projects projection light from a projection surface onto a dome-shaped screen from the inside, and a reflection member for bending an optical path; A positive lens group disposed on the projection surface side, a negative lens group disposed on the screen side of the reflecting member, and an aperture stop disposed between the positive lens group and the reflecting member; It is characterized by providing.

本発明の投射光学系によれば、被投影面からの投影光が反射部材で反射されて光路が屈曲されるため、後述する図1に示すように、奥行き方向に沿った投射光学系の長さC、及び、奥行き方向に沿った投影装置の長さBを短くすることができる。このため、本発明の投射光学系によれば、スクリーンを所望の大きさとしながら、アミューズメント機器の奥行き寸法の増加を抑えることができる。   According to the projection optical system of the present invention, since the projection light from the projection surface is reflected by the reflecting member and the optical path is bent, the length of the projection optical system along the depth direction as shown in FIG. The length C and the length B of the projection device along the depth direction can be shortened. For this reason, according to the projection optical system of the present invention, an increase in the depth dimension of the amusement device can be suppressed while the screen is set to a desired size.

また、本発明の投射光学系によれば、正のレンズ群と反射部材との間に開口絞りが配置されているため、負のレンズ群と反射部材との間に開口絞りが配置されている場合に比べて、反射部材と負のレンズ群との間の光路長を短くでき、アミューズメント機器の奥行き寸法の増加をより一層抑えることができる。   According to the projection optical system of the present invention, since the aperture stop is disposed between the positive lens group and the reflecting member, the aperture stop is disposed between the negative lens group and the reflecting member. Compared to the case, the optical path length between the reflecting member and the negative lens group can be shortened, and an increase in the depth dimension of the amusement device can be further suppressed.

なお、本発明の投射光学系においては、後述するように、投影光の主光線が光軸と交差する位置(光軸に沿った位置)に開口絞りが配置されていることが好ましい。このように構成することで、ドーム状のスクリーンの形状に合わせて像面湾曲された投影画像について、各種の収差を好適に補正できる。   In the projection optical system of the present invention, as will be described later, it is preferable that an aperture stop is disposed at a position where the principal ray of the projection light intersects the optical axis (position along the optical axis). With this configuration, various aberrations can be suitably corrected for the projected image whose field is curved in accordance with the shape of the dome-shaped screen.

[2]本発明の投射光学系においては、前記開口絞りは、前記反射部材の反射面に配置されていることが好ましい。 [2] In the projection optical system of the present invention, it is preferable that the aperture stop is disposed on a reflecting surface of the reflecting member.

本態様の投射光学系によれば、開口絞りを配置する位置を、反射部材が配置される位置と共有することができるため、投射光学系の小型化を図ることができる。   According to the projection optical system of this aspect, since the position where the aperture stop is arranged can be shared with the position where the reflecting member is arranged, the size of the projection optical system can be reduced.

なお、本態様の投射光学系においては、後述する図8に示すように、主光線が光軸と交差する位置に反射部材を配置することが好ましい。このように構成することで反射部材の小型化を図ることができる。   In the projection optical system of this aspect, it is preferable to arrange the reflecting member at a position where the principal ray intersects the optical axis as shown in FIG. With this configuration, the reflecting member can be downsized.

[3]本発明の投射光学系においては、前記開口絞りは、前記反射部材よりも前記正のレンズ群の側に配置されていることが好ましい。 [3] In the projection optical system according to the aspect of the invention, it is preferable that the aperture stop is disposed closer to the positive lens group than the reflecting member.

本態様の投写光学系によれば、後述する図2に示すように、上記[2]に記載の投射光学系の場合よりも、正のレンズ群のより一層の小型化を図ることができるとともに、ドーム状のスクリーンの形状に合わせた像面湾曲を発生させながら、各種収差を補正し易くなる。   According to the projection optical system of this aspect, as shown in FIG. 2 to be described later, the positive lens group can be further reduced in size as compared with the case of the projection optical system described in [2] above. Various aberrations can be easily corrected while generating curvature of field in accordance with the shape of the dome-shaped screen.

[4]本発明の投射光学系においては、前記正のレンズ群に含まれるレンズのなかでもっとも物体側に配置されるレンズは、物体側に凸面を向けた正の第1メニスカスレンズからなり、前記第1メニスカスレンズの凹面は、光軸から周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面であることが好ましい。 [4] In the projection optical system of the present invention, among the lenses included in the positive lens group, the lens disposed closest to the object side is a positive first meniscus lens having a convex surface facing the object side, The concave surface of the first meniscus lens is preferably a curved surface whose curvature decreases from the optical axis toward the periphery.

本態様の投射光学系によれば、正のレンズ群に含まれるレンズのなかでもっとも物体側に配置される第1メニスカスレンズの凹面が、光軸から周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面であることから、投影画像にドーム状のスクリーンの形状に合わせた像面湾曲を適切に発生させることができる。   According to the projection optical system of this aspect, the concave surface of the first meniscus lens arranged closest to the object among the lenses included in the positive lens group is a curved surface whose curvature decreases from the optical axis toward the periphery. Therefore, it is possible to appropriately generate a field curvature that matches the shape of the dome-shaped screen in the projected image.

[5]本態様の投射光学系においては、前記第1メニスカスレンズの凹面は、周辺部において凸面となる変曲点を有することが好ましい。 [5] In the projection optical system of this aspect, it is preferable that the concave surface of the first meniscus lens has an inflection point that becomes a convex surface in the peripheral portion.

本態様の投射光学系によれば、第1メニスカスレンズの凹面が、周辺部において凸面となる変曲点を有することから、投影画像に発生させる像面湾曲の最適化を図ることができる。   According to the projection optical system of this aspect, since the concave surface of the first meniscus lens has an inflection point that becomes a convex surface in the peripheral portion, it is possible to optimize the field curvature generated in the projection image.

[6]本態様の投射光学系においては、前記第1メニスカスレンズの凹面における、光軸から周辺に向かって所定の距離rだけ離間した半径位置におけるサグ量をSag(r)としたとき、以下の式(1)を満足することが好ましい。

−0.1 ≦ (Sag(r)−Sag(0.9r))/(Sag(0.6r)−Sag(0.5r)) ≦ 0.4 …(1)

但し、式(1)中、符号「r」は前記第1メニスカスレンズの有効半径であり、記号「Sag(r)」は前記第1メニスカスレンズの有効半径rの半径位置におけるサグ量であり、記号「Sag(0.9r)」は前記第1メニスカスレンズの有効半径rの90%半径位置におけるサグ量であり、符号「Sag(0.6r)」は前記第1メニスカスレンズの有効半径rの60%半径位置におけるサグ量であり、符号「Sag(0.5r)」は前記第1メニスカスレンズの有効半径rの50%半径位置におけるサグ量である。
[6] In the projection optical system of the present aspect, when the sag amount at the radial position separated by a predetermined distance r from the optical axis toward the periphery on the concave surface of the first meniscus lens is Sag (r), It is preferable to satisfy the formula (1).

−0.1 ≦ (Sag (r 1 ) −Sag (0.9r 1 )) / (Sag (0.6r 1 ) −Sag (0.5r 1 )) ≦ 0.4 (1)

In equation (1), the symbol “r 1 ” is the effective radius of the first meniscus lens, and the symbol “Sag (r 1 )” is the sag amount at the radial position of the effective radius r 1 of the first meniscus lens. , and the symbol "sag (0.9r 1)" is a sag amount at 90% radius position of the effective radius r 1 of the first meniscus lens, reference numeral "sag (0.6r 1)" is the first meniscus lens The sag amount at the 60% radius position of the effective radius r 1 , and the sign “Sag (0.5r 1 )” is the sag amount at the 50% radius position of the effective radius r 1 of the first meniscus lens.

本態様の投射光学系によれば、上記式(1)の条件を満たすことにより、ドーム状のスクリーンの形状に合わせて投影画像に発生させる像面湾曲の最適化を図ることができる。なお、上記式(1)の値が−0.1よりも小さい場合には、メニスカス面のサグ量が小さくなるため、第1メニスカスレンズのメニスカス面の周辺側のパワーが中心側に比べて正の側に大きくなり、投影画像の像面湾曲が過剰になり易い。また、上記式(1)の値が0.4よりも大きい場合には、第1メニスカスレンズのメニスカス面の周辺側のパワーが全体的に弱くなり、投影画像に像面湾曲を発生させ難くなる。   According to the projection optical system of this aspect, by satisfying the condition of the above formula (1), it is possible to optimize the field curvature generated in the projection image in accordance with the shape of the dome-shaped screen. When the value of the above formula (1) is smaller than −0.1, the sag amount of the meniscus surface is small, and the power on the peripheral side of the meniscus surface of the first meniscus lens is more positive than that on the central side. And the curvature of field of the projected image tends to be excessive. When the value of the above formula (1) is larger than 0.4, the power on the peripheral side of the meniscus surface of the first meniscus lens is weakened as a whole, and it is difficult to generate field curvature in the projected image. .

[7]本発明の投射光学系においては、前記正のレンズ群は、物体側の第1レンズ群及び投射側の第2レンズ群からなることが好ましい。 [7] In the projection optical system of the present invention, it is preferable that the positive lens group includes a first lens group on the object side and a second lens group on the projection side.

本態様の投射光学系によれば、第1レンズ群と第2レンズ群との間で屈折力が分散し、投影画像の球面収差を小さくできるともに、ドーム状のスクリーンの形状に合わせて像面湾曲の最適化を図ることができる。   According to the projection optical system of this aspect, the refractive power is dispersed between the first lens group and the second lens group, so that the spherical aberration of the projected image can be reduced, and the image plane is matched to the shape of the dome-shaped screen. The curve can be optimized.

[8]本態様の投射光学系においては、前記第1レンズ群は、物体側に凸面を向けた正の第1メニスカスレンズからなり、前記第2レンズ群は、物体側に凸面を向けた正の第2メニスカスレンズからなることが好ましい。 [8] In the projection optical system according to this aspect, the first lens group includes a positive first meniscus lens having a convex surface facing the object side, and the second lens group is a positive lens having the convex surface facing the object side. The second meniscus lens is preferably used.

本態様の投射光学系によれば、第1レンズ群が、物体側に凸面を向けた正の第1メニスカスレンズからなり、第2レンズ群が、物体側に凸面を向けた正の第2メニスカスレンズからなることから、第1レンズと第2レンズとの間で屈折力が分散し、投影画像の球面収差を小さくできる。   According to the projection optical system of this aspect, the first lens group is composed of a positive first meniscus lens having a convex surface facing the object side, and the second lens group is a positive second meniscus having a convex surface facing the object side. Since it consists of lenses, the refractive power is dispersed between the first lens and the second lens, and the spherical aberration of the projected image can be reduced.

[9]本態様の投射光学系においては、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間には、投影光の光束の周囲の光を遮光する遮光部材が配置されていることが好ましい。 [9] In the projection optical system according to this aspect, it is preferable that a light shielding member for shielding light around the luminous flux of the projection light is disposed between the first lens group and the second lens group. .

本態様の投射光学系によれば、第1レンズ群と第2レンズ群との間には、投影光の光束の周囲の光を遮光する遮光部材が配置されていることから、フレアーの発生を抑えることができる。また、第1レンズ群と第2レンズ群のうち第2レンズ群の径を小さくすることができ、投射光学系の小型化を図ることができる。   According to the projection optical system of this aspect, since the light shielding member that shields the light around the luminous flux of the projection light is disposed between the first lens group and the second lens group, the generation of flare is prevented. Can be suppressed. In addition, the diameter of the second lens group of the first lens group and the second lens group can be reduced, and the projection optical system can be reduced in size.

[10]本発明の投射光学系においては、前記負のレンズ群に含まれるレンズのなかでもっとも投射側に配置されるレンズは、投射側に凸面を向けた負の第3メニスカスレンズからなり、前記第3メニスカスレンズの凸面は、光軸から周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面であることが好ましい。 [10] In the projection optical system of the present invention, the lens arranged closest to the projection side among the lenses included in the negative lens group is a negative third meniscus lens having a convex surface directed toward the projection side, The convex surface of the third meniscus lens is preferably a curved surface having a curvature that decreases from the optical axis toward the periphery.

本態様の投射光学系によれば、負のレンズ群に含まれるレンズのなかでもっとも投射側に配置される第3メニスカスレンズの凸面は、光軸から周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面であることから、正のレンズ群で生じた歪曲収差を適切な値にすることができる。   According to the projection optical system of this aspect, the convex surface of the third meniscus lens arranged closest to the projection side among the lenses included in the negative lens group is a curved surface whose curvature decreases from the optical axis toward the periphery. For this reason, the distortion generated in the positive lens group can be set to an appropriate value.

[11]本態様の投射光学系においては、前記第3メニスカスレンズの凸面は、周辺部において凹面となる変曲点を有することが好ましい。 [11] In the projection optical system according to this aspect, it is preferable that the convex surface of the third meniscus lens has an inflection point that becomes a concave surface in the peripheral portion.

本態様の投射光学系によれば、第3メニスカスレンズの凸面が、周辺部において凹面となる変曲点を有することから、正のレンズ群で生じた歪曲収差の最適化を図ることができる。   According to the projection optical system of this aspect, since the convex surface of the third meniscus lens has an inflection point that becomes a concave surface in the peripheral portion, it is possible to optimize the distortion aberration generated in the positive lens group.

[12]本態様の投射光学系においては、前記第3メニスカスレンズの凸面における、光軸から周辺に向かって所定の距離rだけ離間した半径位置におけるサグ量をSag(r)としたとき、以下の式(2)を満足することが好ましい。

Sag(0.7r2)/Sag(r2) ≧ 0.7 … (2)

但し、式(2)中、符号「r2」は前記第3メニスカスレンズの有効半径であり、記号「Sag(0.7r2)」は前記第3メニスカスレンズの有効半径r2の70%半径位置におけるサグ量であり、記号「Sag(r2)」は前記第3メニスカスレンズの有効半径r2の半径位置におけるサグ量である。
[12] In the projection optical system of the present aspect, when the sag amount at the radial position separated by a predetermined distance r from the optical axis toward the periphery on the convex surface of the third meniscus lens is Sag (r), It is preferable to satisfy the formula (2).

Sag (0.7r 2 ) / Sag (r 2 ) ≧ 0.7 (2)

In Equation (2), the symbol “r 2 ” is the effective radius of the third meniscus lens, and the symbol “Sag (0.7r 2 )” is the 70% radius position of the effective radius r 2 of the third meniscus lens. The symbol “Sag (r 2 )” is the sag amount at the radial position of the effective radius r 2 of the third meniscus lens.

本態様の投射光学系によれば、上記式(2)の条件を満たしつつ、光学系の性能(ドーム状のスクリーンの形状に合わせて発生させる投影画像の像面湾曲の最適化、小型化等)を良好にすることができる。なお、「Sag(0.7r2)/Sag(r2)」が0.7よりも小さい場合には、投影画像にドーム状のスクリーンの形状に合わせた像面湾曲を適切に発生させることができない。 According to the projection optical system of this aspect, the performance of the optical system (optimization of the field curvature of the projection image generated in accordance with the shape of the dome-shaped screen, miniaturization, etc., while satisfying the condition of the above formula (2) ) Can be improved. When “Sag (0.7r 2 ) / Sag (r 2 )” is smaller than 0.7, it is not possible to appropriately generate a field curvature in accordance with the shape of the dome-shaped screen in the projected image. .

[13]本発明の投射光学系においては、前記負のレンズ群の有効径をDとし、前記被投影面の光軸から最も離間した部分における前記光軸からの距離をIとしたとき、以下の式(3)を満足することが好ましい。

3.0≧D/(2・I)≧2.0 … (3)
[13] In the projection optical system of the present invention, when the effective diameter of the negative lens group is D, and the distance from the optical axis in the portion most distant from the optical axis of the projection surface is I, It is preferable to satisfy the formula (3).

3.0 ≧ D / (2 · I) ≧ 2.0 (3)

本態様の投射光学系によれば、上記式(3)の条件を満たすことにより、投影画像の球面収差を適切に補正できる。すなわち、「D/(2・I)」が2.0よりも小さい場合には、投影画像の球面収差の補正を十分できず好ましくない。また、「D/(2・I)」が3.0よりも大きい場合には、反射部材と負のレンズ群との間の光路長が長くなり、アミューズメント機器の奥行き寸法の増加を招く。また、負のレンズ群の外径も大きくなるため、投射光学系が大型化してしまう。   According to the projection optical system of this aspect, the spherical aberration of the projected image can be appropriately corrected by satisfying the condition of the above formula (3). That is, when “D / (2 · I)” is smaller than 2.0, it is not preferable because the spherical aberration of the projected image cannot be sufficiently corrected. Further, when “D / (2 · I)” is larger than 3.0, the optical path length between the reflecting member and the negative lens group becomes long, leading to an increase in the depth dimension of the amusement device. In addition, since the outer diameter of the negative lens group is increased, the projection optical system is increased in size.

[14]本発明の投射光学系においては、前記正のレンズ群の合成焦点距離をfとし、前記投射光学系の合成焦点距離をfとしたとき、以下の式(4)を満足することが好ましい。

1.1≦f1/f2≦1.9 … (4)
[14] In the projection optical system of the present invention, a composite focal length of the positive lens group and f 1, when the combined focal length of the projection optical system and the f 2, satisfies the following formula (4) It is preferable.

1.1 ≦ f 1 / f 2 ≦ 1.9 (4)

本態様の投射光学系によれば、上記式(4)の条件を満たすことにより、投射光学系の大型化を抑えながら諸収差の補正を行い易いものとすることができる。     According to the projection optical system of this aspect, by satisfying the condition of the above formula (4), it is possible to easily correct various aberrations while suppressing an increase in the size of the projection optical system.

[15]本発明の投影装置は、投射光学系と、ドーム状のスクリーンとを備える投影装置であって、前記投射光学系が本発明の投射光学系であることを特徴とする。 [15] A projection apparatus of the present invention is a projection apparatus including a projection optical system and a dome-shaped screen, wherein the projection optical system is the projection optical system of the present invention.

本発明の投影装置によれば、上記したように、被投影面からの投影光が反射部材で反射されて光路が屈曲されるため、後述する図1に示すように、奥行き方向に沿った投射光学系の長さC、及び、奥行き方向に沿った投影装置の長さBを短くすることができる。このため、本発明の投影装置によれば、スクリーンを所望の大きさとしながら、アミューズメント機器の奥行き寸法の増加を抑えることができる。   According to the projection device of the present invention, as described above, since the projection light from the projection surface is reflected by the reflecting member and the optical path is bent, the projection along the depth direction is performed as shown in FIG. It is possible to shorten the length C of the optical system and the length B of the projection device along the depth direction. For this reason, according to the projection device of the present invention, it is possible to suppress an increase in the depth dimension of the amusement device while making the screen a desired size.

また、本発明の投影装置によれば、正のレンズ群と反射部材との間に開口絞りが配置されているため、負のレンズ群と反射部材との間に開口絞りが配置されている場合に比べて、反射部材と負のレンズ群との間の光路長を短くでき、アミューズメント機器の奥行き寸法の増加をより一層抑えることができる。   According to the projection device of the present invention, the aperture stop is disposed between the positive lens group and the reflecting member, and therefore the aperture stop is disposed between the negative lens group and the reflecting member. As compared with the above, the optical path length between the reflecting member and the negative lens group can be shortened, and the increase in the depth dimension of the amusement device can be further suppressed.

実施形態1に係る投影装置10及び比較例に係る投影装置11を説明するために示す図である。但し、開口絞り80及び遮光部材90は図示を省略している。It is a figure shown in order to demonstrate the projection apparatus 10 which concerns on Embodiment 1, and the projection apparatus 11 which concerns on a comparative example. However, the aperture stop 80 and the light shielding member 90 are not shown. 実施形態1に係る投射光学系30を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the projection optical system 30 which concerns on Embodiment 1. FIG. 式(1)の条件を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conditions of Formula (1). 式(2)の条件を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conditions of Formula (2). 式(3)の条件を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conditions of Formula (3). 実施形態1に係る投影装置10を薄型のアミューズメント機器100に組み入れた例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example in which a projection device 10 according to Embodiment 1 is incorporated into a thin amusement device 100. FIG. 実施形態2に係る投影装置10aを説明するために示す図である。但し、開口絞り80a及び遮光部材90aは図示を省略している。It is a figure shown in order to demonstrate the projector 10a which concerns on Embodiment 2. FIG. However, the aperture stop 80a and the light shielding member 90a are not shown. 実施形態2に係る投射光学系30aを説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the projection optical system 30a which concerns on Embodiment 2. FIG. 変形例に係る投影装置10bを薄型のアミューズメント機器100に組み入れた例を示す図である。It is a figure which shows the example which incorporated the projection apparatus 10b which concerns on a modification in the thin amusement apparatus 100. FIG. 従来の投射光学系930を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conventional projection optical system 930. FIG. 従来の投影装置910を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conventional projector 910. FIG. 従来の投影装置910を薄型のアミューズメント機器100に組み入れた例を示す図である。It is a figure which shows the example which incorporated the conventional projector 910 in the thin amusement apparatus 100. FIG.

以下、本発明の投射光学系及び投影装置を、図に示す実施形態に基づいて説明する。   Hereinafter, a projection optical system and a projection apparatus of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.

[実施形態1]
1.実施形態1の構成
図1は、実施形態1に係る投影装置10及び比較例に係る投影装置11を説明するために示す図である。図2は、実施形態1に係る投射光学系30を説明するために示す図である。図3は、式(1)の条件を説明するために示す図である。図4は、式(2)の条件を説明するために示す図である。図5は、式(3)の条件を説明するために示す図である。図6は、実施形態1に係る投影装置10を薄型のアミューズメント機器100に組み入れた例を示す図である。
[Embodiment 1]
1. Configuration of Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram illustrating a projection apparatus 10 according to Embodiment 1 and a projection apparatus 11 according to a comparative example. FIG. 2 is a diagram for explaining the projection optical system 30 according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram for explaining the condition of the expression (1). FIG. 4 is a diagram for explaining the condition of the expression (2). FIG. 5 is a diagram for explaining the condition of the expression (3). FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the projector 10 according to the first embodiment is incorporated in a thin amusement device 100.

なお、図1中、実施形態1に係る投影装置10における被投影面20、投影画像生成部21、スクリーン40及び光線は実線で示し、比較例に係る投影装置11における被投影面22、投影画像生成部23、スクリーン41及び光線は破線で示している。すなわち、光軸Axに対して負のレンズ群70側に被投影面20を配置したものが実施形態1に係る投影装置10であり、光軸Axに対して負のレンズ群70の反対側に被投影面22を配置したものが比較例に係る投影装置11である。   In FIG. 1, the projection surface 20, the projection image generation unit 21, the screen 40, and the light rays in the projection device 10 according to the first embodiment are indicated by solid lines, and the projection surface 22 and the projection image in the projection device 11 according to the comparative example. The generation unit 23, the screen 41, and light rays are indicated by broken lines. That is, the projection apparatus 10 according to the first embodiment has the projection surface 20 disposed on the negative lens group 70 side with respect to the optical axis Ax, and is on the opposite side of the negative lens group 70 with respect to the optical axis Ax. The projection apparatus 11 according to the comparative example is provided with the projection surface 22.

実施形態1に係る投射光学系30は、図1及び図2に示すように、被投影面20からの投影光をドーム状のスクリーン40に内側から投射する投射光学系である。そして、光路を屈曲させる反射部材としての反射ミラー50と、反射ミラー50の被投影面20側に配置される正のレンズ群60と、反射ミラー50のスクリーン40側に配置される負のレンズ群70と、正のレンズ群60と反射ミラー50との間に配置される開口絞り80とを備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the projection optical system 30 according to the first embodiment is a projection optical system that projects projection light from the projection surface 20 onto the dome-shaped screen 40 from the inside. Then, the reflecting mirror 50 as a reflecting member for bending the optical path, the positive lens group 60 disposed on the projection surface 20 side of the reflecting mirror 50, and the negative lens group disposed on the screen 40 side of the reflecting mirror 50. 70, and an aperture stop 80 disposed between the positive lens group 60 and the reflection mirror 50.

実施形態1に係る投射光学系30においては、開口絞り80は、反射ミラー50よりも正のレンズ群60の側に配置されている。   In the projection optical system 30 according to the first embodiment, the aperture stop 80 is disposed closer to the positive lens group 60 than the reflection mirror 50.

正のレンズ群60は、第1レンズ群としての正の第1メニスカスレンズ61と、第2レンズ群としての正の第2メニスカスレンズ62とを有する。正のレンズ群60に含まれるレンズのなかでもっとも物体側に配置されるレンズは、第1メニスカスレンズ61であり、この第1メニスカスレンズ61は、物体側に凸面をを向ける凸面R1と、投影側に凹面を向ける凹面R2を有する。第1メニスカスレンズ61の凹面R2は、光軸Axから周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面である。正のレンズ群60に含まれるレンズのなかでもっとも投影側に配置されるレンズは、第2メニスカスレンズ62であり、この第2メニスカスレンズ62は、物体側に凸面を向ける凸面R3と、投影側に凹面を向ける凹面R4を有する。   The positive lens group 60 includes a positive first meniscus lens 61 as a first lens group and a positive second meniscus lens 62 as a second lens group. Among the lenses included in the positive lens group 60, the lens disposed closest to the object side is a first meniscus lens 61. The first meniscus lens 61 includes a convex surface R1 having a convex surface facing the object side, and a projection. It has a concave surface R2 facing the concave surface to the side. The concave surface R2 of the first meniscus lens 61 is a curved surface whose curvature decreases from the optical axis Ax toward the periphery. Among the lenses included in the positive lens group 60, the lens arranged closest to the projection side is the second meniscus lens 62. The second meniscus lens 62 includes a convex surface R3 having a convex surface facing the object side, and a projection side. Has a concave surface R4 facing the concave surface.

被投影面20は、投影画像生成部21の画像が形成される表示面である。投影画像生成部21は、液晶表示素子、ネガフィルムあるいはポジフィルム等により構成することができる。被投影面20は、光軸Axよりも負のレンズ群70側に配置される。すなわち、被投影面20は、正のレンズ群60の光軸Axを含み反射ミラー50の反射面との交差線が負のレンズ群70の光軸Axと直交する平面(以下、軸上平面)よりも負のレンズ群70側に配置される。つまり、投影光の被投影面20からの出射位置は、軸上平面よりも負のレンズ群70側とされている。   The projection surface 20 is a display surface on which an image of the projection image generation unit 21 is formed. The projection image generation unit 21 can be configured by a liquid crystal display element, a negative film, a positive film, or the like. The projection surface 20 is disposed closer to the lens group 70 than the optical axis Ax. In other words, the projection surface 20 includes a plane that includes the optical axis Ax of the positive lens group 60 and intersects the optical axis Ax of the negative lens group 70 with the intersection line with the reflection surface of the reflecting mirror 50 (hereinafter referred to as an axial plane). It is arranged on the negative lens group 70 side. In other words, the emission position of the projection light from the projection surface 20 is on the negative lens group 70 side with respect to the axial plane.

実施形態1に係る投射光学系30においては、第1メニスカスレンズ61の凹面R2は、周辺部において凸面となる変曲点を有する。   In the projection optical system 30 according to Embodiment 1, the concave surface R2 of the first meniscus lens 61 has an inflection point that becomes a convex surface in the peripheral portion.

実施形態1に係る投射光学系30においては、図3に示すように、第1メニスカスレンズ61の凹面R2における、光軸から周辺に向かって所定の距離rだけ離間した半径位置におけるサグ量をSag(r)としたとき、以下の式(1)を満足する。

−0.1 ≦ (Sag(r)−Sag(0.9r))/(Sag(0.6r)−Sag(0.5r)) ≦ 0.4 …(1)

但し、式(1)中、符号「r」は第1メニスカスレンズ61の有効半径であり、記号「Sag(r)」は第1メニスカスレンズ61の有効半径rの半径位置におけるサグ量であり、記号「Sag(0.9r)」は第1メニスカスレンズ61の有効半径rの90%半径位置におけるサグ量であり、符号「Sag(0.6r)」は第1メニスカスレンズ61の有効半径rの60%半径位置におけるサグ量であり、符号「Sag(0.5r)」は第1メニスカスレンズ61の有効半径rの50%半径位置におけるサグ量である。
In the projection optical system 30 according to the first embodiment, as shown in FIG. 3, the sag amount at the radial position separated from the optical axis toward the periphery by a predetermined distance r on the concave surface R2 of the first meniscus lens 61 is Sag. When (r) is satisfied, the following expression (1) is satisfied.

−0.1 ≦ (Sag (r 1 ) −Sag (0.9r 1 )) / (Sag (0.6r 1 ) −Sag (0.5r 1 )) ≦ 0.4 (1)

In the equation (1), the symbol “r 1 ” is the effective radius of the first meniscus lens 61, and the symbol “Sag (r 1 )” is the sag amount at the radial position of the effective radius r 1 of the first meniscus lens 61. , and the symbol "sag (0.9r 1)" is a sag amount at 90% radius position of the effective radius r 1 of the first meniscus lens 61, the code "sag (0.6r 1)" is the first meniscus lens 61 The sag amount at the 60% radius position of the effective radius r 1 , and the sign “Sag (0.5r 1 )” is the sag amount at the 50% radius position of the effective radius r 1 of the first meniscus lens 61.

実施形態1に係る投射光学系30においては、第1メニスカスレンズ61と第2メニスカスレンズ62との間には、投影光の光束の周囲の光を遮光する遮光部材90が配置されている。   In the projection optical system 30 according to the first embodiment, a light shielding member 90 that shields light around the luminous flux of the projection light is disposed between the first meniscus lens 61 and the second meniscus lens 62.

実施形態1に係る投射光学系30においては、負のレンズ群70は、第3レンズ群としての負の第3メニスカスレンズ71を有する。第3メニスカスレンズ71は、物体側に凹面を向けた凹面R5と、投射側に凸面を向けた凸面R6とを有する。凸面R6は、光軸Axから周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面である。実施形態1に係る投射光学系30においては、第3メニスカスレンズ71の凸面R6は、周辺部において凹面となる変曲点を有する。   In the projection optical system 30 according to the first embodiment, the negative lens group 70 includes a negative third meniscus lens 71 as a third lens group. The third meniscus lens 71 has a concave surface R5 with a concave surface facing the object side and a convex surface R6 with a convex surface facing the projection side. The convex surface R6 is a curved surface whose curvature decreases from the optical axis Ax toward the periphery. In the projection optical system 30 according to the first embodiment, the convex surface R6 of the third meniscus lens 71 has an inflection point that becomes a concave surface in the peripheral portion.

実施形態1に係る投射光学系30においては、図4に示すように、第3メニスカスレンズ71の凸面R6における、光軸Axから周辺に向かって所定の距離rだけ離間した半径位置におけるサグ量をSag(r)としたとき、以下の式(2)を満足する。

Sag(0.7r2)/Sag(r2) ≧ 0.7 … (2)

但し、式(2)中、符号「r2」は第3メニスカスレンズ71の有効半径であり、記号「Sag(0.7r2)」は第3メニスカスレンズ71の有効半径r2の70%半径位置におけるサグ量であり、記号「Sag(r2)」は第3メニスカスレンズ71の有効半径r2の半径位置におけるサグ量である。
In the projection optical system 30 according to the first embodiment, as shown in FIG. 4, the sag amount at the radial position separated from the optical axis Ax toward the periphery by a predetermined distance r on the convex surface R6 of the third meniscus lens 71 is obtained. When Sag (r) is satisfied, the following expression (2) is satisfied.

Sag (0.7r 2 ) / Sag (r 2 ) ≧ 0.7 (2)

In Equation (2), the symbol “r 2 ” is the effective radius of the third meniscus lens 71, and the symbol “Sag (0.7r 2 )” is the 70% radius position of the effective radius r 2 of the third meniscus lens 71. The symbol “Sag (r 2 )” is the sag amount at the radial position of the effective radius r 2 of the third meniscus lens 71.

実施形態1に係る投射光学系30においては、図5に示すように、第3メニスカスレンズ71の有効径をDとし、被投影面20の光軸Axから最も離間した部分における光軸Axからの距離をIとしたとき、以下の式(3)を満足する。

3.0≧D/(2・I)≧2.0 … (3)
In the projection optical system 30 according to the first embodiment, as shown in FIG. 5, the effective diameter of the third meniscus lens 71 is D, and the distance from the optical axis Ax in the portion farthest from the optical axis Ax of the projection surface 20. When the distance is I, the following formula (3) is satisfied.

3.0 ≧ D / (2 · I) ≧ 2.0 (3)

実施形態1に係る投射光学系30においては、正のレンズ群60の合成焦点距離をfとし、投射光学系30の合成焦点距離をfとしたとき、以下の式(4)を満足する。

1.0≦f1/f2≦1.9 … (4)
In the projection optical system 30 according to Embodiment 1, when the combined focal length of the positive lens group 60 is f 1 and the combined focal length of the projection optical system 30 is f 2 , the following expression (4) is satisfied. .

1.0 ≦ f 1 / f 2 ≦ 1.9 (4)

実施形態1に係る投影装置10は、投射光学系と、ドーム状のスクリーン40とを備える投影装置である。そして、実施形態1に係る投影装置10においては、投射光学系が実施形態1に係る投射光学系30である。   The projection apparatus 10 according to the first embodiment is a projection apparatus that includes a projection optical system and a dome-shaped screen 40. In the projection device 10 according to the first embodiment, the projection optical system is the projection optical system 30 according to the first embodiment.

2.実施形態1の作用・効果
実施形態1に係る投射光学系30によれば、被投影面20からの投影光が反射ミラー50で反射されて光路が屈曲されるため、図1に示すように、奥行き方向に沿った投射光学系の長さC、及び、奥行き方向に沿った投影装置の長さBを短くすることができる。このため、実施形態1に係る投射光学系30によれば、スクリーンを所望の大きさとしながら、アミューズメント機器の奥行き寸法の増加を抑えることができる。
2. Operation / Effect of First Embodiment According to the projection optical system 30 according to the first embodiment, since the projection light from the projection surface 20 is reflected by the reflection mirror 50 and the optical path is bent, as shown in FIG. The length C of the projection optical system along the depth direction and the length B of the projection apparatus along the depth direction can be shortened. For this reason, according to the projection optical system 30 which concerns on Embodiment 1, the increase in the depth dimension of an amusement apparatus can be suppressed, making a screen a desired magnitude | size.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、正のレンズ群60と反射ミラー50との間に開口絞り80が配置されているため、負のレンズ群70と反射ミラー50との間に開口絞りが配置されている場合に比べて、反射ミラー50と負のレンズ群70との間の光路長を短くでき、アミューズメント機器100の奥行き寸法の増加をより一層抑えることができる。   In addition, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the aperture stop 80 is disposed between the positive lens group 60 and the reflection mirror 50, and thus, between the negative lens group 70 and the reflection mirror 50. The optical path length between the reflecting mirror 50 and the negative lens group 70 can be shortened, and the increase in the depth dimension of the amusement device 100 can be further suppressed as compared with the case where an aperture stop is disposed at the center.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、開口絞り80が反射ミラー50よりも正のレンズ群60の側に配置されていることから、図2に示すように、後述する実施形態2に係る投射光学系30aの場合よりも、正のレンズ群60のより一層の小型化を図ることができるとともに、ドーム状のスクリーンの形状に合わせた像面湾曲を発生させながら、各種収差を補正し易くなる。   Further, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, since the aperture stop 80 is disposed on the positive lens group 60 side with respect to the reflection mirror 50, as shown in FIG. As compared with the case of the projection optical system 30a according to No. 2, the positive lens group 60 can be further reduced in size and various aberrations can be generated while generating curvature of field in accordance with the shape of the dome-shaped screen. It becomes easy to correct.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、正のレンズ群60に含まれるレンズのなかでもっとも物体側に配置される第1メニスカスレンズ61の凹面R2が、光軸Axから周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面であることから、投影画像にドーム状のスクリーン40の形状に合わせた像面湾曲を適切に発生させることができる。   In addition, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the concave surface R2 of the first meniscus lens 61 arranged closest to the object side among the lenses included in the positive lens group 60 is located on the periphery from the optical axis Ax. Since the curved surface has a curvature that decreases as it goes, it is possible to appropriately generate a field curvature in accordance with the shape of the dome-shaped screen 40 in the projected image.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、第1メニスカスレンズ61の凹面R2が、周辺部において凸面となる変曲点を有することから、投影画像に発生させる像面湾曲の最適化を図ることができる。   Further, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the concave surface R2 of the first meniscus lens 61 has an inflection point that becomes a convex surface in the peripheral portion, so that the field curvature generated in the projection image is optimized. Can be achieved.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、第1メニスカスレンズ61の凹面R2における、光軸Axから周辺に向かって所定の距離rだけ離間した半径位置におけるサグ量をSag(r)としたとき、以下の式(1)を満足することから、ドーム状のスクリーン40の形状に合わせて投影画像に発生させる像面湾曲の最適化を図ることができる。

−0.1 ≦ (Sag(r)−Sag(0.9r))/(Sag(0.6r)−Sag(0.5r)) ≦ 0.4 …(1)

なお、上記式(1)の値が−0.1よりも小さい場合には、メニスカス面のサグ量が小さくなるため、第1メニスカスレンズ61のメニスカス面の周辺側のパワーが中心側に比べて正の側に大きくなり、投影画像の像面湾曲が過剰になり易い。また、上記式(1)の値が0.4よりも大きい場合には、第1メニスカスレンズ61のメニスカス面の周辺側のパワーが全体的に弱くなり、投影画像に像面湾曲を発生させ難くなる。
Further, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the sag amount at the radial position separated from the optical axis Ax by the predetermined distance r on the concave surface R2 of the first meniscus lens 61 is represented by Sag (r). Since the following expression (1) is satisfied, it is possible to optimize the field curvature generated in the projected image in accordance with the shape of the dome-shaped screen 40.

−0.1 ≦ (Sag (r 1 ) −Sag (0.9r 1 )) / (Sag (0.6r 1 ) −Sag (0.5r 1 )) ≦ 0.4 (1)

When the value of the above formula (1) is smaller than −0.1, the sag amount of the meniscus surface is small, so that the power on the peripheral side of the meniscus surface of the first meniscus lens 61 is larger than that on the central side. It becomes larger on the positive side, and the field curvature of the projected image tends to be excessive. When the value of the above formula (1) is larger than 0.4, the power on the peripheral side of the meniscus surface of the first meniscus lens 61 is weakened as a whole, and it is difficult to generate field curvature in the projected image. Become.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、正のレンズ群60が、物体側の第1メニスカスレンズ61及び投射側の第2メニスカスレンズ62からなることから、第1メニスカスレンズ61と第2メニスカスレンズ62との間で屈折力が分散し、投影画像の球面収差を小さくできるともに、ドーム状のスクリーン40の形状に合わせて像面湾曲の最適化を図ることができる。   In the projection optical system 30 according to the first embodiment, the positive lens group 60 includes the first meniscus lens 61 on the object side and the second meniscus lens 62 on the projection side. The refractive power is dispersed between the second meniscus lens 62 and the spherical aberration of the projected image can be reduced, and the field curvature can be optimized in accordance with the shape of the dome-shaped screen 40.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、正のレンズ群60が、物体側に凸面を向けた正の第1メニスカスレンズ61と、物体側に凸面を向けた正の第2メニスカスレンズ62とを有することから、第1メニスカスレンズ61と第2メニスカスレンズ62との間で屈折力が分散し、投影画像の球面収差を小さくできる。   Further, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the positive lens group 60 includes the positive first meniscus lens 61 with the convex surface facing the object side and the positive second meniscus with the convex surface facing the object side. Since the lens 62 is included, the refractive power is dispersed between the first meniscus lens 61 and the second meniscus lens 62, and the spherical aberration of the projected image can be reduced.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、第1メニスカスレンズ61と第2メニスカスレンズ62との間には、投影光の光束の周囲の光を遮光する遮光部材90が配置されていることから、フレアーの発生を抑えることができる。また、第1メニスカスレンズ61と第2メニスカスレンズ62のうち第2メニスカスレンズ62の径を小さくすることができ、投射光学系30の小型化を図ることができる。また、第2メニスカスレンズ62の径を小さくすることにより、反射ミラー50と第3メニスカスレンズ71との間隔を狭くしても、反射ミラー50で反射した投影光に、第2メニスカスレンズ62が干渉し難くなる。   Further, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the light shielding member 90 that shields light around the luminous flux of the projection light is disposed between the first meniscus lens 61 and the second meniscus lens 62. Therefore, the occurrence of flare can be suppressed. In addition, the diameter of the second meniscus lens 62 of the first meniscus lens 61 and the second meniscus lens 62 can be reduced, and the projection optical system 30 can be reduced in size. Further, by reducing the diameter of the second meniscus lens 62, the second meniscus lens 62 interferes with the projection light reflected by the reflection mirror 50 even if the interval between the reflection mirror 50 and the third meniscus lens 71 is narrowed. It becomes difficult to do.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、負のレンズ群70に含まれるレンズのなかでもっとも投射側に配置されるレンズが、投射側に凸面を向けた負の第3メニスカスレンズ71からなり、第3メニスカスレンズ71の凸面R6が、光軸Axから周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面であることから、正のレンズ群で生じた歪曲収差を適切な値にすることができる。   In addition, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the lens arranged closest to the projection side among the lenses included in the negative lens group 70 is a negative third meniscus lens having a convex surface directed toward the projection side. 71, and the convex surface R6 of the third meniscus lens 71 is a curved surface whose curvature decreases from the optical axis Ax toward the periphery, so that the distortion generated in the positive lens group can be set to an appropriate value. it can.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、第3メニスカスレンズ71の凸面R6が、周辺部において凹面となる変曲点を有することから、正のレンズ群で生じた歪曲収差の最適化を図ることができる。   Further, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the convex surface R6 of the third meniscus lens 71 has an inflection point that becomes a concave surface in the peripheral portion, so that the distortion aberration generated in the positive lens group is optimal. Can be achieved.

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、第3メニスカスレンズ71の凸面R6における、光軸Axから周辺に向かって所定の距離rだけ離間した半径位置におけるサグ量をSag(r)としたとき、以下の式(2)を満足することから、光学系の性能(ドーム状のスクリーンの形状に合わせて発生させる投影画像の像面湾曲の最適化、小型化等)を良好にすることができる。

Sag(0.7r2)/Sag(r2) ≧ 0.7 … (2)

なお、「Sag(0.7r2)/Sag(r2)」が0.7よりも小さい場合には、投影画像にドーム状のスクリーンの形状に合わせた像面湾曲を適切に発生させることができない。
Further, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the sag amount at the radial position separated from the optical axis Ax by the predetermined distance r on the convex surface R6 of the third meniscus lens 71 is represented by Sag (r). Since the following expression (2) is satisfied, the performance of the optical system (optimization of the field curvature of the projection image generated in accordance with the shape of the dome-shaped screen, miniaturization, etc.) is improved. be able to.

Sag (0.7r 2 ) / Sag (r 2 ) ≧ 0.7 (2)

When “Sag (0.7r 2 ) / Sag (r 2 )” is smaller than 0.7, it is not possible to appropriately generate a field curvature in accordance with the shape of the dome-shaped screen in the projected image. .

実施形態1に係る投射光学系30によれば、第3メニスカスレンズ71の有効径をDとし、被投影面20の光軸Axから最も離間した部分における光軸Axからの距離をIとしたとき、以下の式(3)を満足することから、投影画像の球面収差を適切に補正できる。「D/(2・I)」が2.0よりも小さい場合には、投影画像の球面収差の補正を十分できず好ましくない。また、「D/(2・I)」が3.0よりも大きい場合には、反射ミラー50と負のレンズ群70との間の光路長が長くなり、アミューズメント機器100の奥行き寸法の増加を招く。また、負のレンズ群70の外径も大きくなるため、投射光学系30が大型化してしまう。

3.0≧D/(2・I)≧2.0 … (3)
According to the projection optical system 30 according to the first embodiment, when the effective diameter of the third meniscus lens 71 is D, and the distance from the optical axis Ax in the portion farthest from the optical axis Ax of the projection surface 20 is I. Since the following expression (3) is satisfied, the spherical aberration of the projected image can be corrected appropriately. When “D / (2 · I)” is smaller than 2.0, it is not preferable because the spherical aberration of the projected image cannot be sufficiently corrected. When “D / (2 · I)” is larger than 3.0, the optical path length between the reflecting mirror 50 and the negative lens group 70 becomes long, and the depth dimension of the amusement device 100 increases. Invite. Further, since the outer diameter of the negative lens group 70 is increased, the projection optical system 30 is increased in size.

3.0 ≧ D / (2 · I) ≧ 2.0 (3)

また、実施形態1に係る投射光学系30によれば、正のレンズ群60の合成焦点距離をfとし、投射光学系30の合成焦点距離をfとしたとき、以下の式(4)を満足することから、投射光学系30の大型化を抑えながら諸収差の補正を行い易いものとすることができる。

1.1≦f1/f2≦1.9 … (4)
Further, according to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the composite focal length of the positive lens group 60 and f 1, when the combined focal length of the projection optical system 30 and the f 2, the following equation (4) Therefore, it is possible to easily correct various aberrations while suppressing an increase in the size of the projection optical system 30.

1.1 ≦ f 1 / f 2 ≦ 1.9 (4)

実施形態1に係る投影装置10は、投射光学系と、ドーム状のスクリーン40とを備える投影装置であって、投射光学系が実施形態1に係る投射光学系30であることから、上記したように、被投影面20からの投影光が反射ミラー50で反射されて光路が折曲されるため、図1に示すように、奥行き方向に沿った投射光学系の長さC、及び、奥行き方向に沿った投影装置の長さBを短くすることができる。このため、実施形態1に係る投影装置10によれば、スクリーンを所望の大きさとしながら、アミューズメント機器の奥行き寸法の増加を抑えることができる。   The projection apparatus 10 according to the first embodiment is a projection apparatus including a projection optical system and a dome-shaped screen 40, and the projection optical system is the projection optical system 30 according to the first embodiment. In addition, since the projection light from the projection surface 20 is reflected by the reflection mirror 50 and the optical path is bent, as shown in FIG. 1, the length C of the projection optical system along the depth direction, and the depth direction The length B of the projection device along the line can be shortened. For this reason, according to the projection apparatus 10 which concerns on Embodiment 1, the increase in the depth dimension of an amusement apparatus can be suppressed, making a screen a desired magnitude | size.

また、実施形態1に係る投影装置10によれば、正のレンズ群60と反射ミラー50との間に開口絞り80が配置されているため、負のレンズ群70と反射ミラー50との間に開口絞りが配置されている場合に比べて、反射ミラー50と負のレンズ群60との間の光路長を短くでき、アミューズメント機器100の奥行き寸法の増加をより一層抑えることができる。   Further, according to the projection device 10 according to the first embodiment, the aperture stop 80 is disposed between the positive lens group 60 and the reflection mirror 50, and therefore, between the negative lens group 70 and the reflection mirror 50. Compared with the case where the aperture stop is arranged, the optical path length between the reflection mirror 50 and the negative lens group 60 can be shortened, and the increase in the depth dimension of the amusement device 100 can be further suppressed.

また、実施形態1に係る投影装置10によれば、以下の理由により、アミューズメント機器100の高さ寸法の増加を抑えることもできる。
すなわち、比較例に係る投影装置11のように、仮に、被投影面22が、正のレンズ群60の光軸Ax(軸上平面)よりも負のレンズ群70の反対側に配置された場合には、投影光は、反射ミラー50により、負のレンズ群70の光軸Axに対して正のレンズ群60と反対側に向けて反射される(図1参照。)。
これに対して、実施形態1に係る投影装置10にように、被投影面20が、正のレンズ群60の光軸Ax(軸上平面)よりも負のレンズ群70側(光軸Axが屈曲される側)に配置された場合には、投影光は、反射ミラー50により、負のレンズ群70の光軸Axに対して正のレンズ群60の側に向けて反射される。
Moreover, according to the projection apparatus 10 which concerns on Embodiment 1, the increase in the height dimension of the amusement apparatus 100 can also be suppressed for the following reasons.
That is, when the projection surface 22 is disposed on the opposite side of the negative lens group 70 from the optical axis Ax (axial plane) of the positive lens group 60 as in the projection device 11 according to the comparative example. The reflected light is reflected by the reflecting mirror 50 toward the side opposite to the positive lens group 60 with respect to the optical axis Ax of the negative lens group 70 (see FIG. 1).
On the other hand, as in the projection apparatus 10 according to the first embodiment, the projection surface 20 has a negative lens group 70 side (the optical axis Ax is greater than the optical axis Ax (axial plane) of the positive lens group 60. When arranged on the bent side), the projection light is reflected by the reflection mirror 50 toward the positive lens group 60 side with respect to the optical axis Ax of the negative lens group 70.

従って、正のレンズ群60の光軸Ax方向における投影装置10の寸法について、次のことが言える。つまり、被投影面20を光軸Axよりも負のレンズ群70側に配置した場合の投影装置(実施形態1に係る投影装置10)の寸法E(図1参照。)は、被投影面20を光軸Axよりも負のレンズ群70の反対側に配置した場合の投影装置(比較例に係る投影装置11)の寸法F(図1参照。)に比べて短い。
その結果、実施形態1に係る投影装置10によれば、被投影面20を光軸Axよりも負のレンズ群70側に配置することで、アミューズメント機器100の高さ寸法の増加を抑えることができる。
Therefore, the following can be said about the dimensions of the projection apparatus 10 in the optical axis Ax direction of the positive lens group 60. That is, the dimension E (see FIG. 1) of the projection apparatus (projection apparatus 10 according to Embodiment 1) when the projection surface 20 is arranged on the negative lens group 70 side with respect to the optical axis Ax is the projection surface 20. Is shorter than the dimension F (see FIG. 1) of the projection apparatus (projection apparatus 11 according to the comparative example) in the case where is disposed on the opposite side of the negative lens group 70 from the optical axis Ax.
As a result, according to the projection apparatus 10 according to the first embodiment, by arranging the projection surface 20 on the negative lens group 70 side with respect to the optical axis Ax, it is possible to suppress an increase in the height dimension of the amusement device 100. it can.

また、実施形態1に係る投影装置10によれば、以下の理由によっても、アミューズメント機器100の高さ寸法の増加を抑えることができる。
すなわち、実施形態1に係る投影装置10においては、被投影面20(投影画像生成部21)の後方(反射ミラー50が配置される側と反対の方向)に、被投影面20を照明するための光源(図示省略)等が備えられる。このため、投影装置10をアミューズメント機器100の上部に配置する場合(図6参照。)には、被投影面20を光軸Axよりも負のレンズ群70側に配置することで、該光源等を被投影面20の下側に配置することができる。そのため、投射光学系がアミューズメント機器100の上方に出っ張ることがなくなり、アミューズメント機器100の高さ寸法の増加を抑えることができる。
Moreover, according to the projection apparatus 10 which concerns on Embodiment 1, the increase in the height dimension of the amusement apparatus 100 can be suppressed also for the following reasons.
That is, in the projection apparatus 10 according to the first embodiment, the projection surface 20 is illuminated behind the projection surface 20 (projection image generation unit 21) (in the direction opposite to the side where the reflection mirror 50 is disposed). Light source (not shown) and the like. For this reason, when the projection device 10 is arranged on the upper part of the amusement device 100 (see FIG. 6), the projection surface 20 is arranged on the negative lens group 70 side with respect to the optical axis Ax, whereby the light source or the like is arranged. Can be arranged below the projection surface 20. Therefore, the projection optical system does not protrude above the amusement device 100, and an increase in the height dimension of the amusement device 100 can be suppressed.

すなわち、比較例に係る投影装置11のように、仮に、被投影面22を、光軸Axを挟んで負のレンズ群70の反対側に配置する構成とした場合には、正のレンズ群60、被投影面22及び光源(図示省略)は、下方から上方に向かって、正のレンズ群60、被投影面22そして光源(図示省略)の順でアミューズメント機器100の内部に配置されることとなる。つまり、アミューズメント機器100を上方に向けて拡長する必要が生じてしまう。
これに対して、実施形態1に係る投影装置10のように、被投影面20を、光軸Axを挟んで負のレンズ群70側に配置する構成とした場合には、正のレンズ群60、被投影面20及び光源(図示省略)は、下方から上方に向かって、光源(図示省略)、被投影面20そして正のレンズ群60の順でアミューズメント機器100の内部に配置されることとなる。つまり、アミューズメント機器100を上方に向けて拡長する必要が生じない。
That is, as in the projection device 11 according to the comparative example, if the projection surface 22 is configured to be disposed on the opposite side of the negative lens group 70 across the optical axis Ax, the positive lens group 60 The projection surface 22 and the light source (not shown) are arranged inside the amusement device 100 in the order of the positive lens group 60, the projection surface 22 and the light source (not shown) from below to above. Become. That is, it is necessary to extend the amusement device 100 upward.
On the other hand, when the projection surface 20 is arranged on the negative lens group 70 side with the optical axis Ax interposed therebetween as in the projection apparatus 10 according to the first embodiment, the positive lens group 60 is arranged. The projection surface 20 and the light source (not shown) are arranged inside the amusement device 100 in the order of the light source (not shown), the projection surface 20 and the positive lens group 60 from below to above. Become. That is, it is not necessary to lengthen the amusement device 100 upward.

その結果、実施形態1に係る投影装置10によれば、このような理由によっても、アミューズメント機器100の高さ寸法の増加を抑えることができる。   As a result, according to the projection device 10 according to the first embodiment, it is possible to suppress an increase in the height dimension of the amusement device 100 even for such a reason.

また、実施形態1に係る投影蔵置10によれば、以下のような効果も得られる。すなわち、比較例に係る投影装置11のように、被投影面22を、光軸Axを挟んで負のレンズ群70の反対側に配置する構成とした場合には、反射ミラー50を第3メニスカスレンズ71側に長くする必要がある。これに対して、実施形態1に係る投影装置10のように、被投影面20を、光軸Axを挟んで負のレンズ群70側に配置する構成とした場合には、反射ミラー50を第3メニスカスレンズ71側に長くする必要がない。その結果、実施形態1に係る投影蔵置10によれば、比較例に係る投影装置11の場合に比べて、反射ミラーの大きさを小さくすることができる。   Moreover, according to the projection storage 10 which concerns on Embodiment 1, the following effects are also acquired. That is, when the projection surface 22 is arranged on the opposite side of the negative lens group 70 across the optical axis Ax as in the projection device 11 according to the comparative example, the reflection mirror 50 is provided with the third meniscus. It is necessary to lengthen the lens 71 side. On the other hand, when the projection surface 20 is arranged on the negative lens group 70 side with the optical axis Ax interposed therebetween as in the projection apparatus 10 according to the first embodiment, the reflection mirror 50 is the first mirror. There is no need to increase the length to the 3 meniscus lens 71 side. As a result, according to the projection storage 10 concerning Embodiment 1, the magnitude | size of a reflective mirror can be made small compared with the case of the projection apparatus 11 which concerns on a comparative example.

[実施形態2]
図7は、実施形態2に係る投影装置10aを説明するために示す図である。図8は、実施形態2に係る投射光学系30aを説明するために示す図である。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a diagram for explaining the projection apparatus 10a according to the second embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining the projection optical system 30a according to the second embodiment.

実施形態2に係る投射光学系30aは、図7及び図8に示すように、被投影面20からの投影光をドーム状のスクリーン40に内側から投射する。
正のレンズ群60aは、物体側の第1レンズ群及び投射側の第2レンズ群を有する。第1レンズ群は、物体側に凸面を向ける凸面R1を有する正の第1メニスカスレンズ61aを有し、第1メニスカスレンズ61aの凹面R2は、光軸Axから周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面である。第2レンズ群は、物体側及び投影側に凸面を向ける凸面R3と凸面R4を有する両凸の正のレンズ62aを有する。正のレンズ62aは、凸面R4の周辺部において凹面となる変曲点を有する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the projection optical system 30a according to the second embodiment projects the projection light from the projection surface 20 onto the dome-shaped screen 40 from the inside.
The positive lens group 60a includes a first lens group on the object side and a second lens group on the projection side. The first lens group includes a positive first meniscus lens 61a having a convex surface R1 with the convex surface facing the object side. The concave surface R2 of the first meniscus lens 61a has a curvature that decreases from the optical axis Ax toward the periphery. It is a curved surface. The second lens group includes a biconvex positive lens 62a having a convex surface R3 and a convex surface R4 with the convex surfaces facing the object side and the projection side. The positive lens 62a has an inflection point that becomes a concave surface at the periphery of the convex surface R4.

負のレンズ群70aは、第3レンズ群として第3メニスカスレンズ71aを有する。第3メニスカスレンズ71aは、物体側に凹面を向けた凹面R5と、投射側に凸面を向けた凸面R6とを有する。凸面R6は、光軸Axから周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面である。
第1メニスカスレンズ61aと正のレンズ62aとの間には、投影光の光束の周囲の光を遮光する遮光部材90aが配置されている。
The negative lens group 70a includes a third meniscus lens 71a as a third lens group. The third meniscus lens 71a has a concave surface R5 with the concave surface facing the object side and a convex surface R6 with the convex surface facing the projection side. The convex surface R6 is a curved surface whose curvature decreases from the optical axis Ax toward the periphery.
Between the first meniscus lens 61a and the positive lens 62a, a light shielding member 90a that shields light around the luminous flux of the projection light is disposed.

実施形態2に係る投射光学系30aは、開口絞りの配置位置が実施形態1に係る投射光学系30の場合と異なる。すなわち、実施形態2に係る投射光学系30aにおいては、図8に示すように、開口絞り80aが、反射ミラー50aの反射面上に配置されている。   The projection optical system 30a according to the second embodiment is different from the projection optical system 30 according to the first embodiment in the position of the aperture stop. That is, in the projection optical system 30a according to Embodiment 2, as shown in FIG. 8, the aperture stop 80a is disposed on the reflection surface of the reflection mirror 50a.

このように実施形態2に係る投射光学系30aは、開口絞りの配置位置が実施形態1に係る投射光学系30の場合と異なるが、被投影面20からの投影光が反射ミラー50aで反射されるため、実施形態1に係る投射光学系30の場合と同様に、奥行き方向に沿った投射光学系の長さC、及び、奥行き方向に沿った投影装置の長さBを短くすることができる(図7参照。)。その結果、実施形態2に係る投射光学系30aは、実施形態1に係る投射光学系30の場合と同様に、スクリーンを所望の大きさとしながら、アミューズメント機器の奥行き寸法の増加を抑えることができる。   As described above, the projection optical system 30a according to the second embodiment differs from the projection optical system 30 according to the first embodiment in the position of the aperture stop, but the projection light from the projection surface 20 is reflected by the reflection mirror 50a. Therefore, as in the case of the projection optical system 30 according to the first embodiment, the length C of the projection optical system along the depth direction and the length B of the projection apparatus along the depth direction can be shortened. (See FIG. 7). As a result, similarly to the projection optical system 30 according to the first embodiment, the projection optical system 30a according to the second embodiment can suppress an increase in the depth dimension of the amusement device while making the screen a desired size.

また、実施形態2に係る投射光学系30aによれば、正のレンズ群60aと反射ミラー50aとの間に開口絞り80aが配置されているため、負のレンズ群70aと反射ミラー50aとの間に開口絞りが配置されている場合に比べて、反射ミラー50aと負のレンズ群60aとの間の光路長を短くでき、アミューズメント機器100の奥行き寸法の増加をより一層抑えることができる。   Further, according to the projection optical system 30a according to the second embodiment, the aperture stop 80a is disposed between the positive lens group 60a and the reflection mirror 50a, and therefore, between the negative lens group 70a and the reflection mirror 50a. As compared with the case where the aperture stop is disposed at the center, the optical path length between the reflection mirror 50a and the negative lens group 60a can be shortened, and the increase in the depth dimension of the amusement device 100 can be further suppressed.

また、実施形態2に係る投射光学系30aによれば、開口絞り80aが反射ミラー50aの反射面に配置されていることから、開口絞り80aを配置する位置を、反射ミラー50aが配置される位置と共有することができるようになり、投射光学系30aの小型化を図ることができる。   Further, according to the projection optical system 30a according to the second embodiment, since the aperture stop 80a is disposed on the reflection surface of the reflection mirror 50a, the position at which the aperture stop 80a is disposed is the position at which the reflection mirror 50a is disposed. And the size of the projection optical system 30a can be reduced.

なお、開口絞り80aを反射ミラー50aの反射面に配置する場合には、主光線が光軸Axと交差する位置に反射ミラー50aの反射面を配置することが好ましい。このように構成することで反射ミラー50aの小型化を図ることができる。   When the aperture stop 80a is arranged on the reflection surface of the reflection mirror 50a, it is preferable to arrange the reflection surface of the reflection mirror 50a at a position where the principal ray intersects the optical axis Ax. With this configuration, the reflecting mirror 50a can be downsized.

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment. The present invention can be implemented within a range that does not depart from the gist, and for example, the following modifications are possible.

(1)上記した各実施形態において記載した構成要素の数、材質、形状、位置、大きさ等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。 (1) The number, material, shape, position, size, and the like of the constituent elements described in each of the above-described embodiments are examples, and can be changed within a range not impairing the effects of the present invention.

(2)上記した各実施形態においては、反射部材として反射ミラー50,50aを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。反射部材として直角反射プリズム等の光学要素を用いることもできる。 (2) In each of the embodiments described above, the reflection mirrors 50 and 50a are used as the reflection member, but the present invention is not limited to this. An optical element such as a right-angle reflecting prism can also be used as the reflecting member.

(3)上記した各実施形態においては、光軸Axよりも負のレンズ群70,70a側に被投影画像を配置するとともに、ドーム状のスクリーン40として四半球のスクリーンを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図9は、変形例に係る投影装置10bを薄型のアミューズメント機器100に応用した例を示す図である。図9に示すように、光軸Axを挟んで負のレンズ群70,70a側からその反対側にまたがるように被投影画像を配置するとともに、ドーム状のスクリーン40として半球のスクリーンを用いてもよい。 (3) In each of the above-described embodiments, the projected image is arranged on the side of the negative lens group 70, 70a with respect to the optical axis Ax, and a quadrispherical screen is used as the dome-shaped screen 40. Is not limited to this. FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which the projector 10b according to the modification is applied to a thin amusement device 100. As shown in FIG. 9, the projected image is arranged so as to extend from the negative lens group 70, 70 a side to the opposite side across the optical axis Ax, and a hemispherical screen may be used as the dome-shaped screen 40. Good.

1…視者、10,10a,10b,11,910…投影装置、20,22…被投影面、21,23…投影画像生成部、30,30a,930…投射光学系、40,41…ドーム状のスクリーン、50,50a…反射ミラー、60,60a…正のレンズ群、61,61a…第1メニスカスレンズ、62,62a…第2メニスカスレンズ、70,70a…負のレンズ群、71,71a…第3メニスカスレンズ、80,80a…開口絞り、90,90a…遮光部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Viewer 10, 10, 10a, 10b, 11, 910 ... Projection apparatus, 20, 22 ... Projection surface, 21, 23 ... Projection image generation part, 30, 30a, 930 ... Projection optical system, 40, 41 ... Dome Shaped screen, 50, 50a ... reflecting mirror, 60, 60a ... positive lens group, 61, 61a ... first meniscus lens, 62, 62a ... second meniscus lens, 70, 70a ... negative lens group, 71, 71a ... 3rd meniscus lens, 80, 80a ... Aperture stop, 90, 90a ... Light-shielding member

Claims (15)

被投影面からの投影光をドーム状のスクリーンに内側から投射する投射光学系であって、
光路を屈曲させるための反射部材と、
前記反射部材の前記被投影面側に配置される正のレンズ群と、
前記反射部材の前記スクリーン側に配置される負のレンズ群と、
前記正のレンズ群と前記反射部材との間に配置される開口絞りとを備えることを特徴とする投射光学系。
A projection optical system that projects projection light from a projection surface onto a dome-shaped screen from the inside,
A reflecting member for bending the optical path;
A positive lens group disposed on the projection surface side of the reflecting member;
A negative lens group disposed on the screen side of the reflecting member;
A projection optical system comprising: an aperture stop disposed between the positive lens group and the reflecting member.
請求項1に記載の投射光学系において、
前記開口絞りは、前記反射部材の反射面に配置されていることを特徴とする投射光学系。
The projection optical system according to claim 1,
The projection optical system according to claim 1, wherein the aperture stop is disposed on a reflecting surface of the reflecting member.
請求項1に記載の投射光学系において、
前記開口絞りは、前記反射部材よりも前記正のレンズ群の側に配置されていることを特徴とする投射光学系。
The projection optical system according to claim 1,
The projection optical system according to claim 1, wherein the aperture stop is disposed closer to the positive lens group than the reflecting member.
請求項1〜3のいずれかに記載の投射光学系において、
前記正のレンズ群に含まれるレンズのなかでもっとも物体側に配置されるレンズは、物体側に凸面を向けた正の第1メニスカスレンズからなり、
前記第1メニスカスレンズの凹面は、光軸から周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面であることを特徴とする投射光学系。
In the projection optical system according to any one of claims 1 to 3,
Among the lenses included in the positive lens group, the lens disposed closest to the object side includes a positive first meniscus lens having a convex surface facing the object side,
The projection optical system according to claim 1, wherein the concave surface of the first meniscus lens is a curved surface whose curvature decreases from the optical axis toward the periphery.
請求項4に記載の投射光学系において、
前記第1メニスカスレンズの凹面は、周辺部において凸面となる変曲点を有することを特徴とする投射光学系。
In the projection optical system according to claim 4,
The projection optical system according to claim 1, wherein the concave surface of the first meniscus lens has an inflection point that becomes a convex surface at a peripheral portion.
請求項4又は5に記載の投射光学系において、
前記第1メニスカスレンズの凹面における、光軸から周辺に向かって所定の距離rだけ離間した半径位置におけるサグ量をSag(r)としたとき、以下の式(1)を満足することを特徴とする投射光学系。

−0.1 ≦ (Sag(r)−Sag(0.9r))/(Sag(0.6r)−Sag(0.5r)) ≦ 0.4 …(1)

但し、式(1)中、符号「r」は前記第1メニスカスレンズの有効半径であり、記号「Sag(r)」は前記第1メニスカスレンズの有効半径rの半径位置におけるサグ量であり、記号「Sag(0.9r)」は前記第1メニスカスレンズの有効半径rの90%半径位置におけるサグ量であり、符号「Sag(0.6r)」は前記第1メニスカスレンズの有効半径rの60%半径位置におけるサグ量であり、符号「Sag(0.5r)」は前記第1メニスカスレンズの有効半径rの50%半径位置におけるサグ量である。
In the projection optical system according to claim 4 or 5,
When the sag amount on the concave surface of the first meniscus lens at a radial position spaced from the optical axis toward the periphery by a predetermined distance r is Sag (r), the following expression (1) is satisfied. Projection optical system.

−0.1 ≦ (Sag (r 1 ) −Sag (0.9r 1 )) / (Sag (0.6r 1 ) −Sag (0.5r 1 )) ≦ 0.4 (1)

In equation (1), the symbol “r 1 ” is the effective radius of the first meniscus lens, and the symbol “Sag (r 1 )” is the sag amount at the radial position of the effective radius r 1 of the first meniscus lens. , and the symbol "sag (0.9r 1)" is a sag amount at 90% radius position of the effective radius r 1 of the first meniscus lens, reference numeral "sag (0.6r 1)" is the first meniscus lens The sag amount at the 60% radius position of the effective radius r 1 , and the sign “Sag (0.5r 1 )” is the sag amount at the 50% radius position of the effective radius r 1 of the first meniscus lens.
請求項1〜3のいずれかに記載の投射光学系において、
前記正のレンズ群は、物体側の第1レンズ群及び投射側の第2レンズ群からなることを特徴とする投射光学系。
In the projection optical system according to any one of claims 1 to 3,
The positive lens group includes a first lens group on the object side and a second lens group on the projection side.
請求項7に記載の投射光学系において、
前記第1レンズ群は、物体側に凸面を向けた正の第1メニスカスレンズからなり、
前記第2レンズ群は、物体側に凸面を向けた正の第2メニスカスレンズからなることを特徴とする投射光学系。
In the projection optical system according to claim 7,
The first lens group includes a positive first meniscus lens having a convex surface facing the object side,
The projection optical system, wherein the second lens group includes a positive second meniscus lens having a convex surface directed toward the object side.
請求項7又は8に記載の投射光学系において、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間には、投影光の光束の周囲の光を遮光する遮光部材が配置されていることを特徴とする投射光学系。
In the projection optical system according to claim 7 or 8,
A projection optical system characterized in that a light shielding member for shielding light around the luminous flux of the projection light is disposed between the first lens group and the second lens group.
請求項1〜9のいずれかに記載の投射光学系において、
前記負のレンズ群に含まれるレンズのなかでもっとも投射側に配置されるレンズは、投射側に凸面を向けた負の第3メニスカスレンズからなり、
前記第3メニスカスレンズの凸面は、光軸から周辺に向かうにしたがって曲率が小さくなる曲面であることを特徴とする投射光学系。
In the projection optical system according to any one of claims 1 to 9,
Among the lenses included in the negative lens group, the lens arranged closest to the projection side includes a negative third meniscus lens having a convex surface facing the projection side,
The projection optical system according to claim 1, wherein the convex surface of the third meniscus lens is a curved surface whose curvature decreases from the optical axis toward the periphery.
請求項10に記載の投射光学系において、
前記第3メニスカスレンズの凸面は、周辺部において凹面となる変曲点を有することを特徴とする投射光学系。
The projection optical system according to claim 10, wherein
The projection optical system according to claim 1, wherein the convex surface of the third meniscus lens has an inflection point that becomes a concave surface in a peripheral portion.
請求項10又は11に記載の投射光学系において、
前記第3メニスカスレンズの凸面における、光軸から周辺に向かって所定の距離rだけ離間した半径位置におけるサグ量をSag(r)としたとき、以下の式(2)を満足することを特徴とする投射光学系。

Sag(0.7r2)/Sag(r2) ≧ 0.7 … (2)

但し、式(2)中、符号「r2」は前記第3メニスカスレンズの有効半径であり、記号「Sag(0.7r2)」は前記第3メニスカスレンズの有効半径r2の70%半径位置におけるサグ量であり、記号「Sag(r2)」は前記第3メニスカスレンズの有効半径r2の半径位置におけるサグ量である。
The projection optical system according to claim 10 or 11,
When the sag amount on the convex surface of the third meniscus lens at a radial position separated from the optical axis by a predetermined distance r toward the periphery is Sag (r), the following expression (2) is satisfied. Projection optical system.

Sag (0.7r 2 ) / Sag (r 2 ) ≧ 0.7 (2)

In Equation (2), the symbol “r 2 ” is the effective radius of the third meniscus lens, and the symbol “Sag (0.7r 2 )” is the 70% radius position of the effective radius r 2 of the third meniscus lens. The symbol “Sag (r 2 )” is the sag amount at the radial position of the effective radius r 2 of the third meniscus lens.
請求項1〜12のいずれかに記載の投射光学系において、
前記負のレンズ群の有効径をDとし、前記被投影面の光軸から最も離間した部分における前記光軸からの距離をIとしたとき、以下の式(3)を満足することを特徴とする投射光学系。

3.0≧D/(2・I)≧2.0 … (3)
In the projection optical system according to any one of claims 1 to 12,
The following expression (3) is satisfied, where D is the effective diameter of the negative lens group, and I is the distance from the optical axis at the portion of the projection surface farthest from the optical axis. Projection optical system.

3.0 ≧ D / (2 · I) ≧ 2.0 (3)
請求項1〜13のいずれかに記載の投射光学系において、
前記正のレンズ群の合成焦点距離をfとし、前記投射光学系の合成焦点距離をfとしたとき、以下の式(4)を満足することを特徴とする投射光学系。

1.1≦f1/f2≦1.9 … (4)
In the projection optical system according to any one of claims 1 to 13,
A projection optical system satisfying the following expression (4), where f 1 is a combined focal length of the positive lens group and f 2 is a combined focal length of the projection optical system.

1.1 ≦ f 1 / f 2 ≦ 1.9 (4)
投射光学系と、
ドーム状のスクリーンとを備える投影装置であって、
前記投射光学系は、請求項1〜14のいずれかに記載の投射光学系であることを特徴とする投影装置。
A projection optical system;
A projection device comprising a dome-shaped screen,
The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system is a projection optical system according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113534418A (en) * 2021-09-07 2021-10-22 沂普光电(天津)有限公司 Ultrashort burnt camera lens subassembly
CN114859529A (en) * 2022-07-05 2022-08-05 江西联益光学有限公司 Collimating lens

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001042211A (en) * 1999-07-28 2001-02-16 Canon Inc Projection lens and projection device using the lens
JP2005309251A (en) * 2004-04-23 2005-11-04 Sekinosu Kk Projection lens
JP2006235372A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Ricoh Opt Ind Co Ltd Projection lens and projector device
US20160170175A1 (en) * 2014-12-10 2016-06-16 Young Optics Inc. Optical lens

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001042211A (en) * 1999-07-28 2001-02-16 Canon Inc Projection lens and projection device using the lens
JP2005309251A (en) * 2004-04-23 2005-11-04 Sekinosu Kk Projection lens
JP2006235372A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Ricoh Opt Ind Co Ltd Projection lens and projector device
US20160170175A1 (en) * 2014-12-10 2016-06-16 Young Optics Inc. Optical lens

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113534418A (en) * 2021-09-07 2021-10-22 沂普光电(天津)有限公司 Ultrashort burnt camera lens subassembly
CN113534418B (en) * 2021-09-07 2021-12-07 沂普光电(天津)有限公司 Ultrashort burnt camera lens subassembly
CN114859529A (en) * 2022-07-05 2022-08-05 江西联益光学有限公司 Collimating lens
CN114859529B (en) * 2022-07-05 2022-11-01 江西联益光学有限公司 Collimating lens

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