JP2004184870A

JP2004184870A - Projection lens for projection optical device

Info

Publication number: JP2004184870A
Application number: JP2002354058A
Authority: JP
Inventors: Mariko Kobayashi; 真理子小林
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-07-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection lens for a projection optical device having short entire length and back focus including a protection glass and possessing a high modulation transfer function (MTF). <P>SOLUTION: The projection lens for the projection optical device projecting a video obtained by an optical modulator for generating an image by changing the respective reflecting directions of a plurality of reflection elements to a screen has a 1st lens group having negative refractive power and having a focal distance f1 and a 2nd lens group having positive refractive power and having a focal distance f2 in order from the screen side. The 1st lens group includes a doublet consisting of a negative lens and a positive lens, and the 2nd lens group includes a doublet consisting of a negative lens and a positive lens. The lens nearest to the optical modulator in the 2nd lens group is a negative lens, and the 1st and the 2nd lens groups form a retrofocus type lens as a whole. When the entire length of the lens is defined as L and the back focus thereof is defined as BF, following three conditions: ¾f1¾≥f2, 8×BF≥7×L and MTF≥45% are satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影光学装置用の投影レンズ、さらに詳しくは、複数の反射素子のそれぞれの反射方向を変えて画像を生成する光変調器による映像をスクリーンに投影する投影光学装置用の小型の投影レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル信号化された映像を投影するプロジェクタ装置は、液晶パネルを使用していた。近年、マイクロマシンにより製造したＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）すなわち複数の反射素子のそれぞれの反射方向を変えて画像を生成するものが採用されつつある。ＤＭＤは、素子上に数十万個以上の鏡を配置し、１個のミラーが１画素に対応し、個々のミラーが±１０度程度の角度に振れることにより、信号のＯＮ／ＯＦＦを表示する。この変調は非常に高速であり、液晶パネルを使用した平均的なプロジェクタよりも大きな画素数を有し、高画質な映像を投影することができる。
【０００３】
また、ＤＭＤを用いたＤＬＰ（デジタル・ライト・プロジェクタ）プロジェクタでは、画素間のギャップが小さく、また鏡による反射光を用いていることから、透過光を利用する液晶プロジェクタよりも明るく投影するこどができる。さらに、デジタル技術を用いることでコンパクトな光学システムを設計することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＤＬＰプロジェクタに対し、より高輝度で小型なものへの要求が高まってきている。そのための投影レンズとして、種々提案されているが、従来の投影レンズでは、小型化、長いバックフォーカス（ＢＦＬ）、高い変調伝達関数（ＭＴＦ）等の光学性能を満足するものはなかった。
従来の投影光学装置用の投影レンズとしては、ズームレンズであるが、広角側で、レンズ全長が４０．８９２ｍｍ、バックフォーカスが９６．９ｍｍ、その時のバックフォーカスの比が約２：１であり、ＮＡが０．１７であり、小型化の点でも満足のいくものではなかった（例えば、特許文献１参照）。
従来の他の投影光学装置用の投影レンズとしては、短焦点ではあるが、レンズ全長が約５１．３６ｍｍである（例えば、特許文献２参照）。この全長は、特許文献１のものよりも長く、小型化の要求を満たしていない。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−５１１９５号公報
【特許文献２】
特開２０００−２７５７２９号公報
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、従来技術の投影光学装置用の投影レンズも上述した問題点に鑑みてなされたものであって、保護ガラスも含めて、全長及びバックフォーカスが短く、高い変調伝達関数（ＭＴＦ）を有する投影光学装置用の投影レンズを提供することを目的とする。
【０００７】
すなわち、投影光学装置用の投影レンズは、高輝度画像を得るために高ＮＡの照明光をＤＭＤに入射し、その反射光を同様に高ＮＡで投影系に入射するこどが望ましい。しかし、ＤＭＤのマイクロミラーはその角度によって信号をＯＮ／ＯＦＦしており、ＮＡが大きな光束を入射させると、全光束が投影系へ入射しなくなる。
【０００８】
従って、入射光のＮＡはマイクロミラーの旋回角に制限される。そこで、旋回角が大きくなった場合、それに応じた照明光を入射することができ、明るさが向上する。例えば、マイクロミラーの回転角度が±１０度から±１２度に増加すると、像面輝度が約２０％向上する。このとき、投影系にも対応する高ＮＡが必要となる。また、小型化が進むと、画角はより大きくなる。本発明はこのような実情に鑑み、高ＮＡ、広画角、かつコンパクトすなわちレンズ長及びバックフォーカスが短く、さらに諸収差の補正も良好である投影光学装置用の投影レンズを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の投影光学装置用の投影レンズは、
複数の反射素子のそれぞれの反射方向を変えて画像を生成する光変調器による映像をスクリーンに投影する投影光学装置用の投影レンズであって、スクリーン側から順に、負の屈折力で焦点距離ｆ１の第１レンズ群と、正の屈折力で焦点距離ｆ２の第２レンズ群とを有し、第１レンズ群は負レンズと正レンズの貼り合せレンズを含み、第２レンズ群は負レンズと正レンズの貼り合せレンズを含み、第２レンズ群の光変調器に最も近いレンズが負レンズであり、第１レンズ群および第２レンズ群が全体としてレトロフォーカスタイプを形成し、かつ、レンズ全長をＬで示し、バックフォーカスをＢＦで示すとき、下記条件を満たすことを特徴とする投影光学装置用の投影レンズ。
｜ｆ１｜≧ｆ２
８×ＢＦ≧７×Ｌ
ＭＴＦ≧４５％
である。
【００１０】
【作用】
｜ｆ１｜≧ｆ２の条件は、レトロフォーカスタイプにおいて、第１群レンズのパワーを強くすることにより、コマ収差を小さく押さえたまま長いバックフォーカスに対し、レンズ全長を短くするためのものである。この条件を満たさない場合、長いバックフォーカスを確保するためにレンズ全長が長くなる問題が発生する。
【００１１】
８×ＢＦ≧７×Ｌの条件は、十分長いバックフォーカスとそれに対してコンパクトなレンズ系にするためのものである。この条件を満たさない場合、バックフォーカスが短くなる。この条件は、以下に述べるＭＴＦと同様に、レンズ全長を制限するためのものでる。
ＭＴＦ≧４５％の条件は、投影光学装置用の投影レンズとして十分な解像力を得るためのものである。ＭＴＦが４５％となるのは、単色光（ｄ線）の場合、５０ｌｉｎｅ／ｍｍとなり、白色光の場合、４０ｌｉｎｅ／ｍｍとなる。
【００１２】
本発明の実施態様は、以下のとおりである。
各実施態様の条件は、以下の表１４に示すデータに基づき各実施例を構成できる条件を設定した。
前記記第１レンズ群は、スクリーン側から順に負、正、負の少なくとも３つのレンズから構成されており、前記第２レンズ群は、スクリーン側から順に正、正、負の少なくとも３つのレンズから構成されていることを特徴とする。
【００１３】
前記第１レンズ群の光変調器側の負レンズは、負レンズと正レンズの貼り合せレンズで形成され、前記第２レンズ群の２番目の正レンズは、負レンズと正レンズの貼り合せレンズで形成されていることを特徴とする。
前記第１レンズ群中の第１レンズの第１面および第１レンズ群の光変調器側のレンズの光変調器側の面、並びに前記第２レンズ群の光変調器側のレンズには、非球面であることを特徴とする。
【００１４】
前記第１レンズ群中の貼り合せレンズの第１レンズの第１屈折率ｎ１および第１分散ａ１が、下記の関係式のいずれかを充足することを特徴とする。
０≦（ａ１／ｎ１）≦１６．３７５
１２≦（ａ１／ｎ１）≦１６．３７５
１２．８８≦（ａ１／ｎ１）≦１５．９７０
【００１５】
前記第１レンズ群中の貼り合せレンズの第１レンズの第１屈折率ｎ１、第１分散ａ１及び第１焦点距離ｆ１、並びに第２貼り合せレンズの第２屈折率ｎ２、第２分散ａ２及び第２焦点距離ｆ２が、下記の関係式のいずれかを充足することを特徴とする。
０≦（ｎ２／ｆ２−ｎ１／ｆ１）×ａ１／ａ２≦３．１９
２．４≦（ｎ２／ｆ２−ｎ１／ｆ１）×ａ１／ａ２≦３．１
２．５≦（ｎ２／ｆ２−ｎ１／ｆ１）×ａ１／ａ２≦３．０７
【００１６】
前記第１レンズ群中の貼り合せレンズの第１レンズの第１屈折率ｎ１、第１分散ａ１及び第１焦点距離ｆ１、並びに第２貼り合せレンズの第２屈折率ｎ２、第２分散ａ２及び第２焦点距離ｆ２が、下記の関係式のいずれかを充足することを特徴とする。
０≦（１／ｎ１＋１／ａ２）×（ａ１／ｎ１）≦５４９．３９
３３０≦（１／ｎ１＋１／ａ２）×（ａ１／ｎ１）≦５４０
３３５．９４≦（１／ｎ１＋１／ａ２）×（ａ１／ｎ１）≦５３５．８９
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態の投影光学装置用の投影レンズを図に基づいて説明する。
ＤＭＤをライトバルブとして採用した投影光学装置１０は、図１に示すように、光変調器であるＤＭＤ１２と、ＤＭＤ１２に投影用の光を照射する光照射システム１４と、ＤＭＤ１２により反射された有効光をスクリーン１８に投影する投影レンズ２０とを備えている。
【００１８】
投影光学装置１０は、単板式の投影光学装置であり、光照射システム１４がハロゲンランプ等の白色光源２２と、円盤型の回転色分割フィルタ２４とを備えている。このため、ＤＭＤ１２には、赤、緑、青の３原色が時分割で照射され、それぞれの色の光が照射されるタイミングでＤＭＤ１２の個々の画素に対応する花者素子を制御することにより、カラー画像を形成する。
【００１９】
光照射システム１４は、さらに、投影光学装置１０の構成要素及びその配置に対応して、白色光源２２から放射された光を集光あるいは平行光にするためのコンデンサレンズ３０あるいはミラー３２等の光学素子が必要に応じて配置される。光照明システム１４の光軸と、投影レンズ２０の光軸とは、所定の角度を設けなければならず、両者の光学系が干渉を起こさないために投影レンズ２０のバックフォーカスはある程度長くする必要がある。
【００２０】
次に、本発明の実施形態に係る投影レンズ２０について説明する。本実施形態の投影レンズ２０は、２群レンズであり、画像情報を担持したＤＭＤ１２からの反射光束を入射し、画像をスクリーン１８上に拡大投影する。すなわち、投影レンズ２０は、２群８枚の構成とされ、全体として負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２とで構成されている。
【００２１】
第１レンズ群Ｇ_１は、スクリーン１８側から、スクリーン１８側に凸である負のメニスカスレンズの第１レンズＬ_１、スクリーン１８の側に凸である正のメニスカスレンズの第２レンズＬ_２、両凹で負レンズの第３レンズＬ_３、両凸で正レンズの第４レンズＬ_４を配列してなる。第３レンズＬ_３と第４レンズＬ_４は張り合わされている。
【００２２】
第２レンズ群Ｇ_２は、スクリーン１８側から順に、スクリーン１８側に両凸の正レンズの第５レンズＬ_５、両凸の正レンズの第６レンズＬ_６、スクリーン１８と反対側のＤＭＤ１２側に凸のメニスカスレンズである負レンズの第７レンズＬ_７、両凸で負レンズの第８レンズＬ_８を配列してなる。
投影レンズ２０の第１レンズＬ_１のスクリーン１８側面すなわち第１面、第４レンズＬ_４のＤＭＤ１２側の面すなわち第７面、及び第８レンズＬ_８のスクリーン１８側の面すなわち第１３面は、非球面である。
第２レンズ群Ｇ_２とＤＭＤ１２の間に、ＤＭＤ１２を保護するための保護ガラスＬ_９が配置されている。
【００２３】
以下に本発明の投影レンズの第１実施例ないし第９実施例及び第１比較例ないし第４比較例を示す。これらの実施例及び比較例は、基本的な仕様となる全体の焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ、及び全長Ｌを固定し、４５％以上のＭＴＦが得られるものである。
【００２４】
各レンズデータにおいて、面番号は、スクリーン１８側からＤＭＤ１２側に１から１８まで順番に付している。Ｒは、各レンズ面の曲率半径（ｍｍ）を示す。Ｄは、各レンズ面の光軸上の間隔あるいは厚さ（ｍｍ）を示す。Ｎｄは、各レンズの屈折率（ｄ線）を示す。νｄは、各レンズのアッベ数（ｄ線）を示す。また、ｆは、各投影レンズ１０の合成焦点距離（ｍｍ）を示す。Ｂｆは、各投影レンズのバックフォーカス（ｍｍ）を示す。ＦＮｏは、各投影レンズのＦナンバーを示す。ｆ１は、各投影レンズ１０の第１レンズ群Ｇ_１の合成焦点距離（ｍｍ）を示す。ｆ２は、各投影レンズ１０の第２レンズ群Ｇ_２の合成焦点距離（ｍｍ）を示す。
【００２５】
各実施例及び比較例における共通のデータは以下のとおりである。
ｆ：２７ｍｍ
Ｂｆ：３５ｍｍ（厚さ３ｍｍの保護ガラスＬ９３含む）
Ｆｎｏ：２．４０
ＮＡ：０．２０
画角：２８．５°
イメージサークル：φ２９．１ｍｍ
レンズ全長：４０ｍｍ
各非球面を表わす式は、
ｚ＝（ｙ^２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ^２／ｒ^２）｝^１／２］＋Ａｙ^４＋Ｂｙ^６＋Ｃｙ^８＋Ｄｙ^１０
である。Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、非球面係数である。
【００２６】
第１実施例
【表１】

【００２７】
第２実施例
【表２】

【００２８】
第３実施例
【表３】

【００２９】
第４実施例
【表４】

【００３０】
第５実施例
【表５】

【００３１】
第６実施例
【表６】

【００３２】
第７実施例
【表７】

【００３３】
第８実施例
【表８】

【００３４】
第９実施例
【表９】

【００３５】
第１比較例
【表１０】

【００３６】
第２比較例
【表１１】

【００３７】
第３比較例
【表１２】

【００３８】
第４比較例
【表１３】

【００３９】
各実施例及び各比較例における各請求項の条件式に記載された項の値は、表１４及び表１５に記載のとおりである。
【表１４】

【００４０】
【表１５】

【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の投影光学装置用の投影レンズによれば、保護ガラスも含めて、全長及びバックフォーカスが短く、高い変調伝達関数（ＭＴＦ）を有する投影光学装置用の投影レンズを構成することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態の投影光学装置の構成説明図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態の投射レンズの光学図である。
【符号の説明】
Ｇ_１：第１レンズ群
Ｇ_２：第２レンズ群
Ｌ_１：第１レンズ
Ｌ_２：第２レンズ
Ｌ_３：第３レンズ
Ｌ_４：第４レンズ
Ｌ_５：第５レンズ
Ｌ_６：第６レンズ
Ｌ_７：第７レンズ
Ｌ_８：第８レンズ
Ｌ_９：保護ガラス
１０投影光学装置
１２ＤＭＤ
１４光照射システム
１８スクリーン
２０投影レンズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection lens for a projection optical device, and more particularly, to a small projection optical device for projecting an image on a screen by an optical modulator that generates an image by changing a reflection direction of each of a plurality of reflection elements. It is about a lens.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a projector device that projects an image converted into a digital signal uses a liquid crystal panel. In recent years, a DMD (Digital Mirror Device) manufactured by a micromachine, that is, a device that generates an image by changing the reflection direction of each of a plurality of reflective elements has been adopted. The DMD displays hundreds of thousands of mirrors on an element, and one mirror corresponds to one pixel, and each mirror swings at an angle of about ± 10 degrees to display ON / OFF of a signal. I do. This modulation is very fast, has a larger number of pixels than an average projector using a liquid crystal panel, and can project high-quality images.
[0003]
Also, in a DLP (Digital Light Projector) projector using a DMD, since the gap between pixels is small and the light reflected by a mirror is used, the projection is brighter than a liquid crystal projector using transmitted light. Can be. Furthermore, a compact optical system can be designed by using digital technology.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
There is an increasing demand for such DLP projectors to have higher brightness and smaller size. Various projection lenses have been proposed for that purpose, but none of the conventional projection lenses satisfy optical performance such as miniaturization, long back focus (BFL), and high modulation transfer function (MTF).
As a projection lens for a conventional projection optical device, a zoom lens is used. On the wide-angle side, the overall lens length is 40.892 mm, the back focus is 96.9 mm, and the ratio of the back focus at that time is about 2: 1. NA was 0.17, which was not satisfactory in terms of miniaturization (for example, see Patent Document 1).
A conventional projection lens for another projection optical device has a short focal length, but has a total lens length of about 51.36 mm (for example, see Patent Document 2). This total length is longer than that of Patent Document 1, and does not satisfy the demand for miniaturization.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-51195 A [Patent Document 2]
JP 2000-275729 A
[Object of the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in a projection lens for a conventional projection optical apparatus, and has a short overall length and a short back focus, including a protective glass, and has a high modulation transfer function (MTF). It is an object to provide a projection lens for a projection optical device having the same.
[0007]
In other words, it is desirable that the projection lens for the projection optical apparatus input high-NA illumination light to the DMD in order to obtain a high-brightness image, and similarly input the reflected light to the projection system at a high NA. However, the micromirror of the DMD turns ON / OFF the signal depending on the angle, and when a light beam having a large NA is made incident, the entire light beam does not enter the projection system.
[0008]
Therefore, the NA of the incident light is limited by the turning angle of the micro mirror. Therefore, when the turning angle increases, illumination light corresponding to the turning angle can be incident, and the brightness improves. For example, when the rotation angle of the micromirror increases from ± 10 degrees to ± 12 degrees, the image plane luminance improves by about 20%. At this time, a high NA corresponding to the projection system is required. Also, as miniaturization progresses, the angle of view becomes larger. In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a projection lens for a projection optical device that has a high NA, a wide angle of view, and is compact, that is, has a short lens length and back focus, and has good correction of various aberrations. And
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The projection lens for the projection optical device according to the present invention includes:
A projection lens for a projection optical apparatus for projecting an image on a screen by an optical modulator that generates an image by changing the reflection direction of each of a plurality of reflection elements. The projection lens has a negative refractive power and a focal length f1 in order from the screen side. A first lens group and a second lens group having a positive refractive power and a focal length of f2. The first lens group includes a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and the second lens group includes a negative lens. The lens closest to the light modulator of the second lens group including the cemented lens of the positive lens is the negative lens, the first lens group and the second lens group form a retrofocus type as a whole, and Is represented by L, and when the back focus is represented by BF, the following condition is satisfied.
| F1 | ≧ f2
8 × BF ≧ 7 × L
MTF ≧ 45%
It is.
[0010]
[Action]
The condition of | f1 | ≧ f2 is to increase the power of the first lens unit in the retrofocus type to shorten the overall lens length with respect to a long back focus while keeping the coma aberration small. If this condition is not satisfied, there arises a problem that the overall length of the lens becomes long to secure a long back focus.
[0011]
The condition of 8 × BF ≧ 7 × L is for achieving a sufficiently long back focus and a compact lens system. If this condition is not satisfied, the back focus will be short. This condition is to limit the overall length of the lens, similarly to the MTF described below.
The condition of MTF ≧ 45% is to obtain a sufficient resolution as a projection lens for a projection optical device. The MTF of 45% is 50 line / mm for monochromatic light (d-line), and 40 line / mm for white light.
[0012]
Embodiments of the present invention are as follows.
The conditions of each embodiment were set based on the data shown in Table 14 below.
The first lens group includes at least three negative, positive, and negative lenses in order from the screen side, and the second lens group includes at least three positive, positive, and negative lenses in order from the screen side It is characterized by comprising.
[0013]
The negative lens on the light modulator side of the first lens group is formed by a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and the second positive lens of the second lens group is a cemented lens of a negative lens and a positive lens It is characterized by being formed by.
The first surface of the first lens in the first lens group, the surface of the first lens group on the light modulator side of the first lens group, and the lens of the second lens group on the light modulator side include: It is characterized by being aspherical.
[0014]
The first refractive index n1 and the first dispersion a1 of the first lens of the cemented lens in the first lens group satisfy one of the following relational expressions.
0 ≦ (a1 / n1) ≦ 16.375
12 ≦ (a1 / n1) ≦ 16.375
12.88 ≦ (a1 / n1) ≦ 15.970
[0015]
The first refractive index n1, the first dispersion a1, and the first focal length f1 of the first lens of the cemented lenses in the first lens group, and the second refractive index n2, the second dispersion a2, and the like of the second cemented lens. The second focal length f2 satisfies one of the following relational expressions.
0 ≦ (n2 / f2-n1 / f1) × a1 / a2 ≦ 3.19
2.4 ≦ (n2 / f2-n1 / f1) × a1 / a2 ≦ 3.1
2.5 ≦ (n2 / f2-n1 / f1) × a1 / a2 ≦ 3.07
[0016]
The first refractive index n1, the first dispersion a1, and the first focal length f1 of the first lens of the cemented lenses in the first lens group, and the second refractive index n2, the second dispersion a2, and the like of the second cemented lens. The second focal length f2 satisfies one of the following relational expressions.
0 ≦ (1 / n1 + 1 / a2) × (a1 / n1) ≦ 549.39
330 ≦ (1 / n1 + 1 / a2) × (a1 / n1) ≦ 540
335.94 ≦ (1 / n1 + 1 / a2) × (a1 / n1) ≦ 535.89
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a projection lens for a projection optical device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a projection optical device 10 employing a DMD as a light valve includes a DMD 12 which is an optical modulator, a light irradiation system 14 for irradiating the DMD 12 with light for projection, and an effective light reflected by the DMD 12. And a projection lens 20 for projecting the image on the screen 18.
[0018]
The projection optical device 10 is a single-plate projection optical device, and the light irradiation system 14 includes a white light source 22 such as a halogen lamp and a disk-shaped rotary color division filter 24. For this reason, the three primary colors of red, green, and blue are radiated to the DMD 12 in a time-division manner, and by controlling the flower element corresponding to each pixel of the DMD 12 at the timing of irradiating the light of each color, Form a color image.
[0019]
The light irradiation system 14 further includes an optical element such as a condenser lens 30 or a mirror 32 for condensing or collimating the light emitted from the white light source 22 in accordance with the components and the arrangement of the projection optical device 10. Elements are arranged as needed. The optical axis of the light illumination system 14 and the optical axis of the projection lens 20 must be provided at a predetermined angle, and the back focus of the projection lens 20 needs to be lengthened to some extent so that both optical systems do not cause interference. There is.
[0020]
Next, the projection lens 20 according to the embodiment of the present invention will be described. The projection lens 20 according to the present embodiment is a two-group lens, and receives a reflected light beam from the DMD 12 carrying image information, and enlarges and projects an image on a screen 18. That is, the projection lens 20 is a of eight 2-group configuration, is composed of a first lens group G ₁ having a negative refractive power as a whole, a second lens group G ₂ having a positive refractive power as a whole ing.
[0021]
The first lens group G ₁ includes, from the screen 18 side, a first lens L ₁ of a negative meniscus lens convex on the screen 18 side, a second lens L ₂ of a positive meniscus lens convex on the screen 18 side, A bi-concave negative lens third lens L ₃ and a bi-convex positive lens fourth lens L ₄ are arranged. A third lens _{L 3} fourth lens _{L 4} are glued together.
[0022]
The second lens group G ₂ includes, in order from the screen 18 side, a fifth lens L _{5 of} a biconvex positive lens, a sixth lens L _{6 of} a biconvex positive lens, and a DMD 12 side opposite to the screen 18. seventh lens L ₇ of the negative lens which is a convex meniscus _lens, formed by arranging the eighth lens L ₈ of the negative lens biconvex.
Screen 18 side or first surface of the first lens _{L 1} of the projection lens 20, DMD 12 side of the face or the seventh surface of the fourth lens _{L 4,} and face or thirteenth surface of the screen 18 side of the eighth lens _{L 8} is , Aspheric.
Between the second lens group _{G 2} and DMD 12, protective glass _{L 9} for protecting the DMD 12 is disposed.
[0023]
Hereinafter, first to ninth examples and first to fourth comparative examples of the projection lens according to the present invention will be described. In these examples and comparative examples, the overall focal length f, the back focus Bf, the F number FNo, and the overall length L, which are the basic specifications, are fixed, and an MTF of 45% or more can be obtained.
[0024]
In each lens data, the surface numbers are assigned in order from 1 to 18 from the screen 18 side to the DMD 12 side. R indicates the radius of curvature (mm) of each lens surface. D indicates the interval or thickness (mm) of each lens surface on the optical axis. Nd indicates the refractive index (d line) of each lens. νd indicates the Abbe number (d line) of each lens. F indicates the combined focal length (mm) of each projection lens 10. Bf indicates the back focus (mm) of each projection lens. FNo indicates the F number of each projection lens. f1 denotes a composite focal length of the first lens group _{G 1} of the projection lens 10 (mm). f2 represents a composite focal length of the second lens group _{G 2} of each projection lens 10 (mm).
[0025]
The common data in each example and comparative example is as follows.
f: 27mm
Bf: 35 mm (including 3 mm thick protective glass L93)
Fno: 2.40
NA: 0.20
Angle of view: 28.5 °
Image circle: φ29.1mm
Lens length: 40mm
The expression for each aspheric surface is
^{^{^{z = (y 2 / r)}}} / [1+ {1- (1 + K) (y 2 / r 2)} 1/2] + Ay 4 + By 6 + Cy 8 + Dy 10
It is. K, A, B, C, and D are aspherical coefficients.
[0026]
First Example [Table 1]

[0027]
Second embodiment [Table 2]

[0028]
Third embodiment [Table 3]

[0029]
Fourth embodiment [Table 4]

[0030]
Fifth embodiment [Table 5]

[0031]
Sixth embodiment [Table 6]

[0032]
Seventh embodiment [Table 7]

[0033]
Eighth embodiment [Table 8]

[0034]
Ninth embodiment [Table 9]

[0035]
First comparative example [Table 10]

[0036]
Second comparative example [Table 11]

[0037]
Third comparative example [Table 12]

[0038]
Fourth comparative example [Table 13]

[0039]
The values of the terms described in the conditional expressions of each claim in each example and each comparative example are as shown in Tables 14 and 15.
[Table 14]

[0040]
[Table 15]

[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the projection lens for a projection optical device of the present invention, a projection lens for a projection optical device including a protective glass, having a short overall length and a short back focus, and having a high modulation transfer function (MTF). Has the effect that can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a projection optical device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an optical diagram of a projection lens according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
G ₁ : first lens group G ₂ : second lens group L ₁ : first lens L ₂ : second lens L ₃ : third lens L ₄ : fourth lens L ₅ : fifth lens L ₆ : sixth lens L ₇ : seventh lens L ₈ : eighth lens L ₉ : protective glass 10 projection optical device 12 DMD
14 Light irradiation system 18 Screen 20 Projection lens

Claims

A projection lens for a projection optical apparatus for projecting an image on a screen by an optical modulator that generates an image by changing the reflection direction of each of a plurality of reflection elements. The projection lens has a negative refractive power and a focal length f1 in order from the screen side. A first lens group and a second lens group having a positive refractive power and a focal length of f2. The first lens group includes a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and the second lens group includes a negative lens. The lens closest to the light modulator of the second lens group including the cemented lens of the positive lens is the negative lens, the first lens group and the second lens group form a retrofocus type as a whole, and Is represented by L, and when the back focus is represented by BF, the following condition is satisfied.
| F1 | ≧ f2
8 × BF ≧ 7 × L
MTF ≧ 45%

The first lens group includes at least three negative, positive, and negative lenses in order from the screen side, and the second lens group includes at least three positive, positive, and negative lenses in order from the screen side The projection lens for a projection optical device according to claim 1, wherein the projection lens is configured.

The negative lens on the light modulator side of the first lens group is formed by a cemented lens of a negative lens and a positive lens, and the second positive lens of the second lens group is a cemented lens of a negative lens and a positive lens 3. The projection lens for a projection optical device according to claim 2, wherein the projection lens is formed of:

The first surface of the first lens in the first lens group, the surface of the first lens group on the light modulator side of the first lens group, and the lens of the second lens group on the light modulator side include: 4. The projection lens according to claim 3, wherein the projection lens is an aspheric surface.

The first refractive index n1 and the first variance a1 of the first lens of the cemented lens in the first lens group satisfy one of the following relational expressions. A projection lens for the projection optical device according to claim 1.
0 ≦ (a1 / n1) ≦ 16.375
12 ≦ (a1 / n1) ≦ 16.375
12.88 ≦ (a1 / n1) ≦ 15.970

The first refractive index n1, the first dispersion a1, and the first focal length f1 of the first lens of the cemented lenses in the first lens group, and the second refractive index n2, the second dispersion a2, and the like of the second cemented lens. 6. The projection lens according to claim 5, wherein the second focal length f2 satisfies one of the following relational expressions.
0 ≦ (n2 / f2-n1 / f1) × a1 / a2 ≦ 3.19
2.4 ≦ (n2 / f2-n1 / f1) × a1 / a2 ≦ 3.1
2.5 ≦ (n2 / f2-n1 / f1) × a1 / a2 ≦ 3.07

The first refractive index n1, the first dispersion a1, and the first focal length f1 of the first lens of the cemented lens in the first lens group, and the second refractive index n2, the second dispersion a2, and the like of the second cemented lens. 6. The projection lens according to claim 5, wherein the second focal length f2 satisfies one of the following relational expressions.
0 ≦ (1 / n1 + 1 / a2) × (a1 / n1) ≦ 549.39
330 ≦ (1 / n1 + 1 / a2) × (a1 / n1) ≦ 540
335.94 ≦ (1 / n1 + 1 / a2) × (a1 / n1) ≦ 535.89