JPH0682689A - レトロフォーカス型レンズ - Google Patents
レトロフォーカス型レンズInfo
- Publication number
- JPH0682689A JPH0682689A JP4235932A JP23593292A JPH0682689A JP H0682689 A JPH0682689 A JP H0682689A JP 4235932 A JP4235932 A JP 4235932A JP 23593292 A JP23593292 A JP 23593292A JP H0682689 A JPH0682689 A JP H0682689A
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- Japan
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- lens
- group
- lens group
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広画角、短投影距離であっても長いバックフ
ォーカスと大きな軸外光量を有し、しかも良好な光学性
能を有する。コンパクトな投影レンズを提供することを
目的とする。 【構成】 レンズ中、最も大きな空気間隔を隔てて、大
きな共役側へ配置される全体として負の屈折力の第１レ
ンズ群と小さな共役側に配置される正の第２レンズ群で
構成されると共にバックフォーカスｂｆ、第１レンズ群
と第２レンズ群の焦点距離の比、第１レンズ群と第２レ
ンズ群の間隔を規定する。
ォーカスと大きな軸外光量を有し、しかも良好な光学性
能を有する。コンパクトな投影レンズを提供することを
目的とする。 【構成】 レンズ中、最も大きな空気間隔を隔てて、大
きな共役側へ配置される全体として負の屈折力の第１レ
ンズ群と小さな共役側に配置される正の第２レンズ群で
構成されると共にバックフォーカスｂｆ、第１レンズ群
と第２レンズ群の焦点距離の比、第１レンズ群と第２レ
ンズ群の間隔を規定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶プロジェクシ
ョンＴＶ用投射レンズ等の投影レンズとして好適なレト
ロフォーカス型レンズに関するものである。
ョンＴＶ用投射レンズ等の投影レンズとして好適なレト
ロフォーカス型レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】まず図７に液晶表示素子に形成されたビ
デオ画像をスクリーンＳに投影する一般的なカラー液晶
プロジェクションＴＶ受像器の構成を示す。１は白色光
源でコリメートされた光を射出する光源。２（２ａ、２
ｂ、２ｃ）は液晶表示素子３（３ａ、３ｂ）は反射ミラ
ー、４、５、６は順に青反射ダイクロイックミラー、緑
反射ダイクロイックミラー、赤反射ダイクロイックミラ
ー、７は投影レンズである。
デオ画像をスクリーンＳに投影する一般的なカラー液晶
プロジェクションＴＶ受像器の構成を示す。１は白色光
源でコリメートされた光を射出する光源。２（２ａ、２
ｂ、２ｃ）は液晶表示素子３（３ａ、３ｂ）は反射ミラ
ー、４、５、６は順に青反射ダイクロイックミラー、緑
反射ダイクロイックミラー、赤反射ダイクロイックミラ
ー、７は投影レンズである。
【０００３】このような構成のもとでは、投影レンズの
最終面から液晶表示素子までの間（バックフォーカス
間）に色像合成のため例えばダイクロイック色再現系の
ような光学素子を配置する必要上から長いバックフォー
カスを確保しなければならない。
最終面から液晶表示素子までの間（バックフォーカス
間）に色像合成のため例えばダイクロイック色再現系の
ような光学素子を配置する必要上から長いバックフォー
カスを確保しなければならない。
【０００４】一方、バックフォーカスの長い広角レンズ
としては、一眼レフレックスカメラ用の広角レンズとし
て用いられるレトロフォーカス型レンズが知られてい
る。
としては、一眼レフレックスカメラ用の広角レンズとし
て用いられるレトロフォーカス型レンズが知られてい
る。
【０００５】しかしながら、従来の一眼レフレックスカ
メラに用いられているレトロフォーカス型レンズでは軸
外光束の入射角や射出角がきつくなる構成のため、大き
い像高が必要なカラー液晶プロジェクターＴＶ用のレン
ズとして用いる場合には軸外での光量が少なくなるとい
う欠点がある。
メラに用いられているレトロフォーカス型レンズでは軸
外光束の入射角や射出角がきつくなる構成のため、大き
い像高が必要なカラー液晶プロジェクターＴＶ用のレン
ズとして用いる場合には軸外での光量が少なくなるとい
う欠点がある。
【０００６】また、スクリーンの裏面から投影機を観察
するようなリアプロジェクションＴＶ受像機として用い
る場合には装置全体を小型化し大画面を得るためにでき
るだけ広い画角を有しさらに一般的なフロントプロジェ
クターの半分程度という非常に短い投影距離が要求され
ている。
するようなリアプロジェクションＴＶ受像機として用い
る場合には装置全体を小型化し大画面を得るためにでき
るだけ広い画角を有しさらに一般的なフロントプロジェ
クターの半分程度という非常に短い投影距離が要求され
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような広画角、短物体距離であっても長いバックフォー
カスと大きな軸外光量を有し、しかも良好な光学性能を
有するコンパクトなレンズを提供することにある。
ような広画角、短物体距離であっても長いバックフォー
カスと大きな軸外光量を有し、しかも良好な光学性能を
有するコンパクトなレンズを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、最も大
きな空気間隔を隔てて、大きな共役側に配置される全体
として負の屈折力の第１レンズ群と小さな共役側に配置
される全体として正の屈折力の第２レンズ群より構成さ
れると共に以下の条件式を満足することを特徴としてい
る。
きな空気間隔を隔てて、大きな共役側に配置される全体
として負の屈折力の第１レンズ群と小さな共役側に配置
される全体として正の屈折力の第２レンズ群より構成さ
れると共に以下の条件式を満足することを特徴としてい
る。
【０００９】２．５＜ｂｆ／ｆ （１） ０．４＜−ｆ１／ｆ２＜０．６５ （２） ０．３＜ｄ／ｆ＜０．５ （３） ここでｂｆ：大きな共役側の結像倍率が最も小さいとき
の第２レンズ群の最終レンズ面から小さい共役点までの
距離 ｆ：全系の焦点距離 ｆ１：第１レンズ群の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群の焦点距離 ｄ：第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔 さらには以下の条件式を満足することが望ましい。
の第２レンズ群の最終レンズ面から小さい共役点までの
距離 ｆ：全系の焦点距離 ｆ１：第１レンズ群の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群の焦点距離 ｄ：第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔 さらには以下の条件式を満足することが望ましい。
【００１０】１．５＜−ｅ／ｆ１＜２．３ （４） ここでｅ：第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔 さらには前記第２レンズで群は、以下の条件式を満足す
ることが望ましい。
ることが望ましい。
【００１１】Ｖ2P−Ｖ2n＜２５ （５） Ｎ2n−Ｎ2P＜０．２３ （６） ここでＶ2P：第２レンズ群中の正レンズのアッベ数の平
均値 Ｖ2n：第２レンズ群中の負レンズのアッベ数の平均値 Ｎ2p：第２レンズ群中の正レンズの屈折率の平均値 Ｎ2n：第２レンズ群中の負レンズの屈折率の平均値 さらには第２レンズ群は第２レンズ群中の最も大きな空
気間隔を隔てて大きな共役側に位置する第２ａレンズ群
と、小さな共役側に位置する第２ｂレンズ群より構成さ
れ、投射倍率の変化に応じて第２ａレンズ群と第２ｂレ
ンズ群の空気間隔が変化することが望ましい。
均値 Ｖ2n：第２レンズ群中の負レンズのアッベ数の平均値 Ｎ2p：第２レンズ群中の正レンズの屈折率の平均値 Ｎ2n：第２レンズ群中の負レンズの屈折率の平均値 さらには第２レンズ群は第２レンズ群中の最も大きな空
気間隔を隔てて大きな共役側に位置する第２ａレンズ群
と、小さな共役側に位置する第２ｂレンズ群より構成さ
れ、投射倍率の変化に応じて第２ａレンズ群と第２ｂレ
ンズ群の空気間隔が変化することが望ましい。
【００１２】さらには第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群
の空気間隔は、大きな共役点と小さな共役点の距離が小
さくなるにしたがって、小さくなることが望ましい。
の空気間隔は、大きな共役点と小さな共役点の距離が小
さくなるにしたがって、小さくなることが望ましい。
【００１３】さらには第２ｂレンズ群には以下の条件式
を満足する正レンズが小さくとも１枚含まれることが望
ましい。
を満足する正レンズが小さくとも１枚含まれることが望
ましい。
【００１４】 θg Ｆ2bp −（０．６４３８−０．００１６８２Ｖd2bp）＞０．０２ （７） ここでθg Ｆ2bp ：第２レンズ後群中に含まれる正レン
ズの異常分散性 θG Ｆ2bp ＝（Ｎg −ＮF ）／（ＮF −Ｎc ） Ｖd2bp：第２レンズ後群中に含まれる正レンズのアッベ
数 Ｎの添字はｇ線、Ｆ線、Ｃ線を表す。
ズの異常分散性 θG Ｆ2bp ＝（Ｎg −ＮF ）／（ＮF −Ｎc ） Ｖd2bp：第２レンズ後群中に含まれる正レンズのアッベ
数 Ｎの添字はｇ線、Ｆ線、Ｃ線を表す。
【００１５】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明のレトロフォ
ーカス型レンズについて説明する。図１は本発明数値実
施例１に対応するレンズ断面図である。図示されていな
いが、左方にスクリーンが右方に液晶パネル等の原画像
があるものとする。
ーカス型レンズについて説明する。図１は本発明数値実
施例１に対応するレンズ断面図である。図示されていな
いが、左方にスクリーンが右方に液晶パネル等の原画像
があるものとする。
【００１６】１はスクリーン側（大きな共役側）に位置
し負の屈折力を有する第１レンズ群、２は液晶側（小さ
な共役側）に位置し正の屈折力を有する第２レンズ群で
ある。
し負の屈折力を有する第１レンズ群、２は液晶側（小さ
な共役側）に位置し正の屈折力を有する第２レンズ群で
ある。
【００１７】本例では第１レンズ群は大きな共役側から
順に、大きな共役側へ凸のメニスカス負レンズ、両凸正
レンズ、大きな共役側へ凸のメニスカス負レンズ、貼り
合せ面が大きな共役側へ凸の貼り合せ負レンズを有し、
第２レンズ群は貼り合せ面が小さな共役側へ凸の貼り合
せ正レンズ、両凹負レンズ、小さな共役側に強いパワー
をもつ両凸正レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズ、両
凸正レンズを有している。
順に、大きな共役側へ凸のメニスカス負レンズ、両凸正
レンズ、大きな共役側へ凸のメニスカス負レンズ、貼り
合せ面が大きな共役側へ凸の貼り合せ負レンズを有し、
第２レンズ群は貼り合せ面が小さな共役側へ凸の貼り合
せ正レンズ、両凹負レンズ、小さな共役側に強いパワー
をもつ両凸正レンズ、両凹負レンズ、両凸正レンズ、両
凸正レンズを有している。
【００１８】そして前述した目的を達成するために条件
式（１）ないし（３）を満足し、更に条件式（４）
（５）（６）を仕様に応じて満すのが良い。条件式の意
味およびレンズ構成の効果について以下に説明する。
式（１）ないし（３）を満足し、更に条件式（４）
（５）（６）を仕様に応じて満すのが良い。条件式の意
味およびレンズ構成の効果について以下に説明する。
【００１９】カラー液晶プロジェクションＴＶ用の投影
レンズとして用いるレンズにはダイクロイックミラー等
を配置する必要上から大きいバックフォーカスが必要で
あるが、本発明では非常に短い投影距離を達成するため
に投影レンズ全系の屈折力を強くする必要があり、両条
件を達成するために条件式（１）を設定する。
レンズとして用いるレンズにはダイクロイックミラー等
を配置する必要上から大きいバックフォーカスが必要で
あるが、本発明では非常に短い投影距離を達成するため
に投影レンズ全系の屈折力を強くする必要があり、両条
件を達成するために条件式（１）を設定する。
【００２０】第１レンズ群１の焦点距離と第２レンズ群
２の焦点距離の比を定める（２）式の条件は、レンズ全
系の大きさとバックフォーカスおよび光学性能を良好に
保つためのものである。（２）式の上限値を越えるとレ
トロフォーカス型の構成が弱くなるのでバックフォーカ
スを長く保つのが困難となり、あえて長くするために
は、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔を大きくす
る必要からレンズ全長が長くなり、それにともなって第
１レンズ群の外径が大きくなってしまうので良くない。
２の焦点距離の比を定める（２）式の条件は、レンズ全
系の大きさとバックフォーカスおよび光学性能を良好に
保つためのものである。（２）式の上限値を越えるとレ
トロフォーカス型の構成が弱くなるのでバックフォーカ
スを長く保つのが困難となり、あえて長くするために
は、第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔を大きくす
る必要からレンズ全長が長くなり、それにともなって第
１レンズ群の外径が大きくなってしまうので良くない。
【００２１】また（２）式の下限値を越えると第１レン
ズ群の屈折力が強くなりすぎるので像面がオーバーにな
るとともに、小さな共役側において大きな樽型の歪曲収
差が発生してくるのでよくない。
ズ群の屈折力が強くなりすぎるので像面がオーバーにな
るとともに、小さな共役側において大きな樽型の歪曲収
差が発生してくるのでよくない。
【００２２】条件式（３）は第１レンズ群と第２レンズ
群の空気間隔と全系の焦点距離の比について限定したも
ので、（３）式の上限値を越えるとレンズ全長が大きく
なり、それにともなって第１レンズ群の外径が大きくな
るのでよくない。また（３）式の下限地を越えると第１
レンズ群と第２レンズ群の主点間隔も小さくなるのでレ
トロフォーカス型の構成を保つためには、各レンズ群の
パワーを強くしなければならず収差補正が困難となりよ
くない。
群の空気間隔と全系の焦点距離の比について限定したも
ので、（３）式の上限値を越えるとレンズ全長が大きく
なり、それにともなって第１レンズ群の外径が大きくな
るのでよくない。また（３）式の下限地を越えると第１
レンズ群と第２レンズ群の主点間隔も小さくなるのでレ
トロフォーカス型の構成を保つためには、各レンズ群の
パワーを強くしなければならず収差補正が困難となりよ
くない。
【００２３】ところで、薄肉系を考えたときに、大きな
共役側の結像倍率が最も小さくなるときのバックフォー
カスをＳＲＳとすると ＳＲＳ＝（１−ｅ／ｆ1 ）・ｆ （８） となる。従って条件式（４）中の−ｅ／ｆ1 の値が大き
くなると（８）式のバックフォーカスＳＲＳが大きくな
るので、厚肉系でのバックフォーカスｂｆも大きくなる
傾向にある。しかし（４）式の上限値を越えて−ｅ／ｆ
1 の値が大きくなり過ぎると、レンズ全系の大きさ自体
が大きくなる。
共役側の結像倍率が最も小さくなるときのバックフォー
カスをＳＲＳとすると ＳＲＳ＝（１−ｅ／ｆ1 ）・ｆ （８） となる。従って条件式（４）中の−ｅ／ｆ1 の値が大き
くなると（８）式のバックフォーカスＳＲＳが大きくな
るので、厚肉系でのバックフォーカスｂｆも大きくなる
傾向にある。しかし（４）式の上限値を越えて−ｅ／ｆ
1 の値が大きくなり過ぎると、レンズ全系の大きさ自体
が大きくなる。
【００２４】条件式（５）、（６）は第２レンズ群のレ
ンズの特性について限定したものである。レトロフォー
カス型レンズにおいて小型化を実現するためには各レン
ズ群のパワーを強くしなければならず、それにともない
像面がオーバーになり易い。ここで像面を良好に補正す
るためには正レンズの屈折率を低く、負レンズの屈折率
を高くする必要があり、また正レンズと負レンズのアッ
ベ数の差を小さくして、正レンズと負レンズのパワーを
強くする必要がある。このため条件式（５）、（６）を
満足する必要がある。条件式（５）の上限値を越える
と、色消しを行う正レンズと負レンズの各々のパワーが
弱くなるため像面がオーバーになり易くよくない。
ンズの特性について限定したものである。レトロフォー
カス型レンズにおいて小型化を実現するためには各レン
ズ群のパワーを強くしなければならず、それにともない
像面がオーバーになり易い。ここで像面を良好に補正す
るためには正レンズの屈折率を低く、負レンズの屈折率
を高くする必要があり、また正レンズと負レンズのアッ
ベ数の差を小さくして、正レンズと負レンズのパワーを
強くする必要がある。このため条件式（５）、（６）を
満足する必要がある。条件式（５）の上限値を越える
と、色消しを行う正レンズと負レンズの各々のパワーが
弱くなるため像面がオーバーになり易くよくない。
【００２５】条件式（６）の下限値を越えると、正レン
ズと負レンズの屈折率差が小さくなり、像面がオーバー
になり易くよくない。
ズと負レンズの屈折率差が小さくなり、像面がオーバー
になり易くよくない。
【００２６】一般的にレトロフォーカス型のレンズは投
射倍率の変化に対して像面湾曲の変化が大きく、これを
補正するために第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群の空気
間隔を変化させている。
射倍率の変化に対して像面湾曲の変化が大きく、これを
補正するために第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群の空気
間隔を変化させている。
【００２７】条件式（７）は第２ｂレンズ群に含まれる
正レンズの異常分散性について限定したもので、条件式
の範囲外では、倍率色収差が増加するためよくない。
正レンズの異常分散性について限定したもので、条件式
の範囲外では、倍率色収差が増加するためよくない。
【００２８】以下に数値実施例を示す。
【００２９】ｒｉは大きな共役側からレンズの曲率半径
を示す。ｄｉはレンズ面間隔、ｎｉは屈折率、Ｖｉはア
ッベ数を示す。ｍｍ単位。
を示す。ｄｉはレンズ面間隔、ｎｉは屈折率、Ｖｉはア
ッベ数を示す。ｍｍ単位。
【００３０】また次に条件式との対応数値を示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【外１】
【００３３】
【外２】
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、前述のようにレトロフ
ォーカス型レンズを構成することにより、広画角、短投
影距離でありながらコンパクトで良好な光学性能を有す
るカラー液晶プロジェクションＴＶ用等の投影レンズと
して好適なレトロフォーカス型レンズを達成することが
できる。
ォーカス型レンズを構成することにより、広画角、短投
影距離でありながらコンパクトで良好な光学性能を有す
るカラー液晶プロジェクションＴＶ用等の投影レンズと
して好適なレトロフォーカス型レンズを達成することが
できる。
【図１】数値例１に対応するレンズ断面図。
【図２】数値例２に対応するレンズ断面図。
【図３】数値例１のスクリーン距離、無限遠のときの諸
収差図。
収差図。
【図４】数値例１のスクリーン距離１．６ｍのときの諸
収差図。
収差図。
【図５】数値例１のスクリーン距離０．８ｍのときの諸
収差図。
収差図。
【図６】数値例２のスクリーン距離１．６ｍのときの諸
収差図。
収差図。
【図７】投影システムの概要を示す断面図。
１ 第１レンズ群 ２ 第２レンズ群 ２ａ 第２ａレンズ群（第２レンズ前群） ２ｂ 第２ｂレンズ群（第２レンズ後群）
Claims (6)
- 【請求項１】 レンズ中、最も大きな空気間隔を隔て
て、大きな共役側へ配置される全体として負の屈折力の
第１レンズ群と小さな共役側に配置される全体として正
の屈折力の第２レンズ群を有すると共に以下の条件式を
満足することを特徴とするレトロフォーカス型レンズ。 ２．５＜ｂｆ／ｆ （１） ０．４＜−ｆ１／ｆ２＜０．６５ （２） ０．３＜ｄ／ｆ＜０．５ （３） ここでｂｆ：大きな共役側の結像倍率が最も小さいとき
の第２レンズ群の最終レンズ群から小さい共役点までの
距離 ｆ：全系の焦点距離 ｆ１：第１レンズ群の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群の焦点距離 ｄ：第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔 - 【請求項２】 更に、 １．５＜−ｅ／ｆ１＜２．３ ここでｅ：第１レンズ群と第２レンズ群の主点間隔 を満足することを特徴とする請求項１のレトロフォーカ
ス型レンズ。 - 【請求項３】 前記第２レンズ群は、 Ｖ2P−Ｖ2n＜２５ Ｎ2n−Ｎ2P＞０．２３ ここでＶ2P：第２レンズ群中の正レンズのアッベ数の平
均値 Ｖ2n：第２レンズ群中の負レンズのアッベ数の平均値 Ｎ2p：第２レンズ群中の正レンズの屈折率の平均値 Ｎ2n：第２レンズ群中の負レンズの屈折率の平均値 を満足することを特徴とする請求項１のレトロフォーカ
ス型レンズ。 - 【請求項４】 前記第２レンズ群は、第２レンズ群中の
最も大きな空気間隔を隔てて大きな共役側に位置する第
２レンズ前群と、小さな共役側に位置する第２レンズ後
群より構成され、投射倍率の変化に応じて第２レンズ前
群と第２レンズ後群の空気間隔が変化することを特徴と
する請求項１ないし請求項３のレトロフォーカス型レン
ズ。 - 【請求項５】 前記第２レンズ前群と第２レンズ後群の
空気間隔は、大きな共役点と小さな共役点の距離が小さ
くなるにしたがって、小さくなることを特徴とする請求
項１ないし請求項４のレトロフォーカス型レンズ。 - 【請求項６】 前記第２レンズ後群は下記の条件式を満
足する正レンズを少なくとも１枚含むことを特徴とする
請求項１ないし請求項５のレトロフォーカス型レンズ。 θg Ｆ2bp −（０．６４３８−０．００１６８２Ｖd2bp）＞０．０２ ここでθg Ｆ2bp ：第２レンズ後群中に含まれる正レン
ズの異常分散性 θG Ｆ2bp ＝（Ｎg −ＮF ）／（ＮF −Ｎc ） Ｖd2bp：第２レンズ後群中に含まれる正レンズのアッベ
数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4235932A JPH0682689A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | レトロフォーカス型レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4235932A JPH0682689A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | レトロフォーカス型レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682689A true JPH0682689A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16993371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4235932A Pending JPH0682689A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | レトロフォーカス型レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682689A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6476981B1 (en) * | 1999-07-02 | 2002-11-05 | Mistubishi Denki Kabushiki Kaisha | Retrofocus lens system and projection display apparatus |
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| US7643228B2 (en) | 2006-12-04 | 2010-01-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and optical apparatus including optical system |
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| US8373933B2 (en) | 2008-12-26 | 2013-02-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and optical apparatus including optical system |
| WO2013080953A1 (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | 三菱電機株式会社 | 投写光学系および投写型画像表示装置 |
| JP2018092184A (ja) * | 2018-02-14 | 2018-06-14 | 株式会社ニコン | 光学系、光学機器及び光学系の製造方法 |
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-
1992
- 1992-09-03 JP JP4235932A patent/JPH0682689A/ja active Pending
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