JP2005062212A

JP2005062212A - Converter lens and projecting apparatus with the same

Info

Publication number: JP2005062212A
Application number: JP2003206819A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sudo; 貴士須藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a converter lens which is of a small type, causing little distortion, being suitable for, for example, a magnification projection type projecting apparatus, realizing projection of a high definition image, and further which is attachable to and detachable from the light exiting side of the projecting lens, and to provide a projecting apparatus with the same. <P>SOLUTION: The converter lens CL is mounted in a attachable and detachable manner on the screen side S of a projecting lens in a projecting apparatus in which the center 3a of the effective screen of an image display element 3 is decentered from the optical axis of the projecting lens ML and the image information formed by an image display element 3 is projected on a screen S through the projecting lens ML, wherein the converter lens CL is provided with a decentered lens decentered from the optical axis of the projecting lens ML when the converter lens CL is mounted on the projecting lens. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示素子が表示する画像情報を所定面上、例えばスクリーン面上に投影する投影レンズの光出射側に着脱可能なコンバーターレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より液晶表示素子などの表示面に基づく画像情報をスクリーンに拡大投射する液晶プロジェクター（投影装置）が種々と提案されている。
【０００３】
特に近年、液晶プロジェクターの低価格化が進み、家庭でも大画面の映像を容易に楽しむようになってきた。
【０００４】
これらのプロジェクターは一般的に、ワイド側において投影距離が約４〜５ｍで１００インチ程度の拡大像が得られる。したがって、会議室などの比較的広い部屋で大人数で画像を見る場合には問題ないが、個人の部屋で映画鑑賞などを行うような場合には、投影距離が部屋の長さに比べてやや長すぎるため、若干扱いづらい。このような要求に対して、ズーム部を有する投影レンズのワイド化が考えられる。しかしながら、投影レンズではＲＧＢ３色の色合成のためバックフォーカスが非常に長く、また、レンズ枚数が増えて構成が複雑になる等の理由から、投影レンズのワイド化が困難であった。
【０００５】
こうした状況において、簡単な構造で、かつ、投影レンズの光出射側に容易に着脱可能で個人の部屋のような狭い空間でも大画面の映像が実現できるフロント方式のワイドコンバーターレンズが知られている（特許文献１）。
【０００６】
図１５は、特許文献１で提案されているワイドコンバーターレンズの要部断面図である。
【０００７】
図１５に示すワイドコンバーターレンズは、スクリーン側より順に、負の屈折力を持つ単レンズよりなる第１レンズ群と、正の屈折力を持つ２枚のレンズより成る（１枚のときもある）第２レンズ群とより構成されている。
【０００８】
そして、ワイドコンバーターレンズを構成する各レンズ群の焦点距離、各レンズ面の曲率半径、材料のアッベ数、レンズ全長等を適切に設定して、投影レンズの前（光出射側）に着脱可能で、比較的大きな倍率が得られるフロント方式のワイドコンバーターレンズを達成している。
【特許文献】
特開平０５−０８８０８０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
拡大型の液晶プロジェクター（投影装置）では投影画像を上方のスクリーンに斜方向から投影している。この為、投影画像素子をマスターレンズ系（投影レンズ）の光軸に対して垂直方向にずらして配置することが多い。こういった投影装置に用いられる光学系として、屈折レンズがすべて投影レンズの光軸を軸とした回転対称面で構成された回転対称光学系ではイメージサークルが大きくなって画角が大きくなる。この為、投影レンズの光出射面側に装着するワイドコンバーターレンズの有効径が非常に大きくなってしまい、また、スクリーン側から逆トレースしたとき、ワイドコンバーターレンズのスクリーン側の光線入射高が高いため軸外収差のうち特に歪曲収差の発生が大きくなる。このときの歪曲収差の発生を少なくしようとするとレンズ枚数が増えて、レンズ系全体が大型になってくるという問題があった。
【００１０】
本発明は、小型で歪曲収差の発生が少なく、例えば拡大投射型のプロジェクション装置（投影装置）の投影レンズの光出射側に着脱可能なコンバーターレンズの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、画像表示素子の有効画面の中心を投影レンズの光軸からずらして配置し、その画像表示素子が形成する画像情報を投影レンズでスクリーンに投影する投影装置における投影レンズのスクリーン側に着脱可能なコンバーターレンズであって、
コンバーターレンズは、コンバーターレンズを投影レンズに装着したときに投影レンズの光軸に対して偏心した偏心レンズを有することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、実施形態１のコンバーターレンズを投影レンズ（マスターレンズ）の光出射側に装着したときの要部断面図、図２は、図１の系の光路図、図３は、図１の系の投影像の歪曲図、図４は、図１の系のスポットダイヤグラムである。
【００１４】
図５は、実施形態２のコンバーターレンズを投影レンズ（マスターレンズ）の光出射側に装着したときの要部断面図、図６は、図７の系の光路図、図７は、図７の系の投影像の歪曲図、図８は、図７の系のスポットダイヤグラムである。
【００１５】
図９は、実施形態３のコンバーターレンズを投影レンズ（マスターレンズ）の光出射側に装着したときの要部断面図、図１０は、図９の系の光路図、図１１は、図９の系の投影像の歪曲図、図１２は、図９の系のスポットダイヤグラムである。
【００１６】
図１３は、投影装置の要部概略図である。
【００１７】
図１、図５、図９のレンズ断面図、図２、図６、図１０の光路図において、ＭＬは投影レンズ（マスターレンズ）であり、正の屈折力を有している。ＣＬはコンバーターレンズであり、投影レンズＭＬのスクリーンＳ側（光出射側）に着脱可能に装着されている。コンバーターレンズＣＬは投影レンズＭＬに装着したとき投影レンズＭＬによる投影像を拡大するワイドコンバーターレンズとして使用している。３は画像表示素子であり、透過型の液晶パネル（パネル）から成っている。Ｓはスクリーンである。
【００１８】
各実施形態では、投影レンズＭＬ又は投影レンズＭＬにコンバーターレンズＣＬを装着した光学系（合成光学系）によって投影画像素子３による画像情報をスクリーンＳ上に拡大投影している。
【００１９】
９はマスターレンズＭＬの光軸である。パネル３の中心位置３ａはマスターレンズＭＬの光軸９から垂直方向にずれた位置にある。パネル３から画像情報を有して射出する光は画像光としてマスターレンズＭＬに入射したあと屈折し、スクリーンＳ側に射出され、コンバーターレンズＣＬによりスクリーンＳに拡大して斜方向から投影される。
【００２０】
尚、各実施形態においては、コンバーターレンズＣＬを投影レンズＭＬによる投影像を縮小させるテレコンバーターレンズとして構成することもできる。
【００２１】
各実施形態のコンバーターレンズＣＬは、それを構成する複数のレンズのうち、１以上のレンズがコンバーターレンズＣＬを投影レンズＭＬに装着したとき、投影レンズＭＬの光軸９に対して偏心して装着されるように構成されている。又、コンバーターレンズＣＬは投影レンズＭＬに装着したとき、投影レンズＭＬの光軸９に対して偏心した１以上の偏心レンズ（偏心レンズ群）を有している。
【００２２】
図１の実施形態では３つの偏心レンズ群ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、図５、図９の実施形態では４つの偏心レンズ群ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４を有している。尚、レンズ群は複数のレンズに限定されず１つのレンズより成る場合もある。
【００２３】
そしてこのときの１以上の偏心レンズ群（図１の実施形態１では偏心レンズ群ＣＬ２、ＣＬ３、図５の実施形態２では偏心レンズ群ＣＬ２、ＣＬ３、図９の実施形態３では偏心レンズ群ＣＬ２、ＣＬ４）は、光軸が一致する２以上のレンズより成り立っている。
【００２４】
１以上の偏心レンズ群は、コンバーターレンズＣＬを投影レンズ群ＭＬに装着したとき、投影レンズＭＬの光軸９に対して平行偏心又は／及び傾き偏心している。１以上の偏心レンズ群は、スクリーンＳ側の面の面頂点が投影レンズＭＬの光軸９に対して垂直方向に位置するように平行偏心している。
【００２５】
また、１以上の偏心レンズ郡のうち最もスクリーンＳ側の偏心レンズ群は、最もスクリーンＳ側のレンズの光軸が投影レンズＭＬの光軸９に対して投影画像素子３の中心３ａの光軸からのずれた方向と反対方向に位置するように平行偏心している。
【００２６】
コンバーターレンズＣＬを構成する各レンズのうち、マスターレンズＭＬの光軸９から偏心している任意の１つの偏心レンズ群のマスターレンズＭＬの光軸９に対する垂直方向の偏心量を△Ｙ_ｉ、任意の１つの偏心レンズ群のうち、スクリーンＳ側のレンズ面の有効値をφ_ｉとするとき、
【００２７】
【数２】

【００２８】
を満足している。
【００２９】
ワイドコンバーターレンズＣＬを達成する偏心レンズ群のうちマスターレンズＭＬの光軸９に対して垂直方向に偏心している偏心レンズ群は、パネル３側から光線トレースしてスクリーンＳ上での投影した投影像の偏心歪曲は、水平方向には対称だが、垂直方向には非対称な歪曲となっている。いま、条件式（１）の上限値を超える領域では、ワイドコンバーターレンズＣＬ内の偏心レンズ群の偏心量が大きすぎるため、前記偏心歪曲の非対称性がさらに大きくなり、球面レンズ又は球面レンズと非球面レンズから成るワイドコンバーターレンズＣＬではその補正が非常に困難となる。また、条件式（１）の下限値を超える領域では、ワイドコンバーターレンズＣＬ内の偏心レンズ群の偏心量が小さすぎて、偏心による小型化及び性能改善の効果が低くなる。
【００３０】
更に好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３１】
【数３】

【００３２】
次に各実施形態のコンバーターレンズＣＬの特徴について説明する。
【００３３】
図１、図２の実施形態１において、ワイドコンバーターレンズＣＬは、負の屈折力を有する第１レンズ４、負の屈折力を有する第２レンズ５、正の屈折力を有する第３レンズ６、負の屈折力を有する第４レンズ７、正の屈折力を有する第５レンズ８より成っている。第２レンズ５と第３レンズ６は光軸が一致した偏心レンズ群ＣＬ２を構成しており、また、第４レンズ７と第５レンズ８は光軸が一致した偏心レンズ群ＣＬ３を構成している。１０は第１レンズ４（偏心レンズ群ＣＬ１）の光軸、１１は偏心レンズ群ＣＬ２の第２レンズ５と第３レンズ６の共通の光軸、１２は偏心レンズ群ＣＬ３の第４レンズ７と第５レンズ８の共通の光軸であり、４つの光軸９、１０、１１及び１２は投影レンズの光軸と一致しない又は同一直線上に存在せず、各同軸レンズ群の偏心は、マスターレンズＭＬの光軸９に対する垂直方向への平行偏心と、各同軸レンズ群のスクリーンＳ側の面頂点を回転中心とした傾き偏心の両方を足したものである。偏心レンズ群のマスターレンズＭＬの光軸に対する垂直方向の偏心量△ｙ_ｉ（ｍｍ）は、前述の条件式（１）を満足している。
【００３４】
図２の実施形態１における光路図において、マスターレンズＭＬの光軸９から中心位置３ａが垂直方向にずれた位置にあるパネル３により形成される画像光はマスターレンズＭＬによって屈折しスクリーンＳ側に射出されたあと、マスターレンズＭＬのスクリーンＳ側に配置されたコンバーターレンズＣＬにパネル３側の第５レンズ８から入射し、コンバーターレンズＣＬによる屈折のあと、スクリーンＳ側の第１レンズ４から射出し、スクリーンＳに投影される。
【００３５】
図２に示すように、コンバーターレンズＣＬを通過する光線の領域は、パネル３の中心位置３ａがマスターレンズＭＬの光軸９に対して垂直方向にシフトしているために、パネル３のシフト方向と逆方向に偏っている。このため、コンバーターレンズＣＬを構成する各レンズの位置を光線の通る領域側にずらして配置し、これによりコンバーターレンズＣＬの最もスクリーンＳ側の第１レンズ４の有効径が小さくなるようにしている。
【００３６】
コンバーターレンズＣＬを構成する各レンズをマスターレンズＭＬの光軸９上に配置した場合では、スクリーンＳ側の第１レンズ４の有効径が大きくなり、スクリーンＳ側から光線を逆トレースしたとき、スクリーンＳ側からの入射光がコンバーターレンズＣＬに入射する光線の光軸からの高さが高くなる。この結果、軸外収差のうち特にディストーションと倍率色収差が悪化してくる。
【００３７】
実施形態１では、前述の如く、コンバーターレンズＣＬを構成する各レンズをそれぞれ偏心させることにより、主に前記２つの収差を改善している。特に拡大率の高いコンバーターレンズＣＬの場合は、コンバーターレンズＣＬのスクリーンＳ側からの入射光の光軸からの高さが高くなり、有効径の大型化と歪曲・倍率色収差の増大が大きな問題となる。これに対して、実施形態１では、上述のようにコンバーターレンズＣＬを構成する各レンズを偏心させることで有効径の小型化と収差の改善を図っている。
【００３８】
図３は、パネル３の原画像をマスターレンズＭＬとワイドコンバーターレンズＣＬにより拡大投影してスクリーンＳ上で投影像の歪みを計算した偏心歪曲図であり、上述のように水平方向には対称で垂直方向には非対称な歪曲となっている。
【００３９】
図４は、スクリーンＳ側から逆トレースした場合のパネル３上でのＣ線、ｄ線及びＦ線のスポットダイヤグラムである。
【００４０】
次に図５、図６の実施形態２について説明する。
【００４１】
ワイドコンバーターレンズＣＬは、負の屈折力を有する第１レンズ１６、正の屈折力を有する第２レンズ１７、負の屈折力を有する第３レンズ１８、負の屈折力を有する第４レンズ１９、正の屈折力を有する第５レンズ２０、正の屈折力を有する第６レンズ２１により成っている。第２レンズ１７と第３レンズ１８はそれぞれの光軸が一致した偏心レンズ群ＣＬ２を構成しており、また、第４レンズ１９と第５レンズ２０はそれぞれの光軸が一致した偏心レンズ群ＣＬ３を構成している。
【００４２】
２３は第１レンズ１６（偏心レンズ群ＣＬ１）の光軸、２４は偏心レンズ群ＣＬ２の第２レンズ１７と第３レンズ１８の共通の光軸、２５は偏心レンズ群ＣＬ３の第４レンズ１９と第５レンズ２０の共通の光軸、２６は第６レンズ２１（偏心レンズ群ＣＬ４）の光軸であり、該５つの光軸９、２３、２４、２５及び２６は同一でないこと又は同一直線上に存在せず、各同軸レンズ群の偏心は、マスターレンズＭＬの光軸９に対して偏心している。第１レンズ１６はマスターレンズＭＬの光軸９の垂直方向への平行偏心と傾き偏心の両方の偏心、第２レンズ１７と第３レンズ１８は同軸で第２レンズ１７のスクリーンＳ側の面頂点を回転中心として傾けた偏心、第４レンズ１９と第５レンズ２０は同軸で第４レンズ１９のスクリーンＳ側の面頂点を回転中心として傾けた偏心、第５レンズ２１はマスターレンズＭＬの光軸９の垂直方向への平行偏心と傾き偏心の両方に偏心している。マスターレンズＭＬの光軸９の垂直方向に平行偏心している偏心レンズ群の平行偏心の偏心量△ｙ_ｉ（ｍｍ）は、条件式（１）を満足している。
【００４３】
図６の実施形態２における光路図において、マスターレンズＭＬの光軸９から垂直方向にずれた位置にあるパネル３により形成される画像光は正の屈折力を有するマスターレンズＭＬによって屈折しスクリーンＳ側に射出されたあと、マスターレンズＭＬのスクリーンＳ側に配置されたワイドコンバーターレンズＣＬによりスクリーンＳ側に屈折して射出され、スクリーンＳ上にパネル３の画像が拡大投影される。
【００４４】
図７は、パネル３の原画像をマスターレンズＭＬとワイドコンバーターレンズＣＬにより拡大投影してスクリーンＳ上で投影像の歪みを計算した偏心歪曲図であり、上述のように水平方向には対称で垂直方向には非対称な歪曲となっている。
図８は、スクリーンＳ側から逆トレースした場合のパネル３上でのＣ線、ｄ線及びＦ線のスポットダイヤグラムである。
【００４５】
次に図９、図１０の実施形態３について説明する。
【００４６】
ワイドコンバーターレンズＣＬは、負の屈折力を有する第１レンズ３０、負の屈折力を有する第２レンズ３１、正の屈折力を有し、パネル３側の面３７に軸対称非球面形状のレプリカを成形した第３レンズ３２、この第２レンズ３１と第３レンズ３２は貼り合わせている。正の屈折力を有する第４レンズ３３、負の屈折力を有する第５レンズ３４、正の屈折力を有する第６レンズ３５、負の屈折力を有する第７レンズ３６より成っている。第２レンズ３１と第３レンズ３２はそれぞれの光軸が一致して貼り合わせられて偏心レンズ郡ＣＬ２を構成している。第５レンズ３４と第６レンズ３５及び第７レンズ３６はそれぞれの光軸が同一直線上に存在し、偏心レンズ群ＣＬ４を構成している。
【００４７】
３９は、第１レンズ３０（偏心レンズ群ＣＬ１）の光軸、４０は偏心レンズ群ＣＬ２の第２レンズ３１と第３レンズ３２の共通の光軸、４１は第４レンズ３３（偏心レンズ群ＣＬ３）の光軸、４２は偏心レンズ群ＣＬ４の第５レンズ３４と第６レンズ３５及び第７レンズ３６の共通の光軸であり、該５つの光軸９、３９、４０、４１及び４２の光軸は同一でないこと又は同一直線上に存在せず、各同軸レンズ群の偏心は、光軸９に対する垂直方向への平行偏心と、各同軸レンズ群のスクリーンＳ側の面頂点を回転中心とした傾き偏心の両方を足したものである。
【００４８】
図１０は、実施形態３における光路図であり、マスターレンズＭＬの光軸９から垂直方向にずれた位置にあるパネル３により形成される画像光は正の屈折力を有するマスターレンズＭＬによって屈折しスクリーンＳ側に射出されたあと、マスターレンズＭＬのスクリーンＳ側に配置されたワイドコンバーターレンズＣＬによりスクリーンＳ側に屈折して射出され、スクリーンＳ上にパネル３の画像が拡大投影される。
【００４９】
ここで、ワイドコンバーターレンズＣＬに含まれる各レンズ３０から３６がマスターレンズ系９の光軸に対して垂直な方向の偏心が、実施形態１、２の偏心方向と違って上側にシフトしているのは、貼り合わせレンズのパネル３側の面３７を非球面としているためで、非球面形状の効果とレンズ偏心の作用により諸収差を改善しているためである。面３７の軸対称非球面形状は、ワイドコンバーターレンズＣＬに入射する光のマスターレンズＭＬ光軸９からの光線高さの高い領域で大きく発生する歪曲の改善に特に効果がある。
【００５０】
図１１は、パネル３の原画像をマスターレンズＭＬとワイドコンバーターレンズＣＬにより拡大投影してスクリーンＳ上で投影像の歪みを計算した偏心歪曲図であり、上述のように水平方向には対称で垂直方向には非対称な歪曲となっている。
【００５１】
図１２は、スクリーンＳ側から逆トレースした場合のパネル３上でのＣ線、ｄ線及びＦ線のスポットダイヤグラムである。
【００５２】
図１３は、３板式のカラー液晶プロジェクターに本発明のコンバーターレンズを適用した実施形態の要部概略図である。
【００５３】
同図において、１００は照明系、ＭＬは投影レンズ、ＣＬは投影レンズＭＬに着脱可能なコンバーターレンズである。照明系１００は白色光源ＬＳからの光をダイクロイックミラー１０２、１０３を用いて、青、緑、赤の色光に分離して後述する液晶パネルＰＢ、ＰＲ、ＰＧをそれぞれ照明している。１１３、１１４は第１、第２フィールドレンズであり、液晶パネルＰＢ、ＰＲ、ＰＧに基づく画像をダイクロプリズムＤＣＰを介して投影レンズＭＬに導光している。
【００５４】
光源ＬＳからの光束はダイクロミラー１０２により青光（Ｂ光）が透過し、緑光（Ｇ光）と赤光（Ｒ光）が反射する。
【００５５】
ダイクロミラー１０２からのＧ光とＲ光のうち、Ｒ光はダイクロミラー１０３で反射し、Ｇ光は透過する。ダイクロミラー１０２を透過したＢ光はミラー１０４とコンデンサーレンズＣＢを介してＢ光用の液晶パネルＰＢを照明している。ダイクロミラー１０２、１０３で反射したＲ光はコンデンサーレンズＣＲを介してＲ光用の液晶パネルＰＲを照明している。
【００５６】
ダイクロミラー１０２で反射し、ダイクロミラー１０３を透過したＧ光はコンデンサーレンズＣＧを介してＧ光用の液晶パネルＰＧを照明している。
【００５７】
Ｂ光用の液晶パネルＰＢからの光束は、Ｂ光透過でＲ光反射のダイクロイックミラー１０５を透過し第１フィールドレンズ１１３を介して色合成用の接合面にダイクロイック膜を施した２つのプリズム１２１、１２２を接合したダイクロプリズムＤＣＰに入射している。Ｒ光用の液晶パネルＰＲからの光束は、ダイクロイックミラー１０５で反射し、第１フィールドレンズ１１３を介してダイクロプリズムＤＣＰに入射している。Ｇ光用の液晶パネルＰＧからの光束はミラー１０６で反射し、第２フィールドレンズ１１４を介してダイクロプリズムＤＣＰに入射している。
【００５８】
各液晶パネルＰＢ、ＰＲ、ＰＧに基づく画像をダイクロプリズムＤＣＰのダイクロ面ＤＣＰａで合成し、該合成した画像を投影レンズＭＬとコンバーターレンズＣＬを介してスクリーンＳ面上に拡大投影している。
【００５９】
次にコンバーターレンズの実施形態１〜３に相応する数値実施例１〜３及び、コンバーターレンズを装着するマスターレンズＭＬの数値実施例を示す。
【００６０】
各数値実施例においてｉはスクリーン側から光学面の順序を示し、ｒは光学面の曲率半径、ｄは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔、ｎとνはそれぞれｄ線に対する光学部材の材質の屈折率、アッベ数を示す。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。
また、マスターレンズの数値例において、最も像側の５つの面は色合成プリズム等に相当して設計上設けられたガラスブロックを構成する面である。
【００６１】
数値実施例３において示す非球面形状は、非球面を設定している面の面頂点からその面の光軸の垂直な方向への入射光線の入射高をｒ、面頂点曲率半径の逆数をｃ、円錐定数をＫ、４次の非球面係数をＡ、６次の非球面係数をＢ、８次の非球面係数をＣ、１０次の非球面係数をＤ、１２次の非球面係数をＥ、１４次の非球面係数をＦ、１６次の非球面係数をＧ、１８次の非球面係数をＨ、２０次の非球面係数をＪとしたとき、
【００６２】
【数４】

【００６３】
で表される軸対称非球面形状である。また、「ｅ−ｚ」の表示は「１０^−Ｚ」を意味する。
【００６４】
ｄＹ及びｔｉｌｔはそれぞれ、コンバーターレンズにおける偏心量を示しており、図１４に表すように、ｄＹはマスターレンズＭＬの光軸ＡＸに対する垂直方向の平行偏心量、ｔｉｌｔは各同軸レンズ群の面頂点を回転中心とした傾き角（°）である。
【００６５】
（数値実施例１）

第１面〜第１０面はコンバーターレンズＣＬを構成する面であり、第１１面〜第３７面はマスターレンズＭＬを構成する面である。
【００６６】
【表１】

【００６７】
（数値実施例２）

マスターレンズＭＬ
数値実施例１と同じ
【００６８】
【表２】

【００６９】
（数値実施例３）

マスターレンズＭＬ
数値実施例１と同じ
【００７０】
【表３】

【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、小型で歪曲収差の発生が少なく、例えば拡大投射型のプロジェクション装置に好適な、高精細な画像投影を行うことができる投影レンズの光出射側に着脱可能なコンバーターレンズを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のコンバーターレンズを含む系の要部断面図
【図２】実施形態１のコンバーターレンズを含む系の光路説明図
【図３】実施形態１のコンバーターレンズを含む系の投影像の歪曲説明図
【図４】実施形態１のコンバーターレンズを含む系のスポットダイアグラム
【図５】実施形態２のコンバーターレンズを含む系の要部断面図
【図６】実施形態２のコンバーターレンズを含む系の光路説明図
【図７】実施形態２のコンバーターレンズを含む系の投影像の歪曲説明図
【図８】実施形態２のコンバーターレンズを含む系のスポットダイアグラム
【図９】実施形態３のコンバーターレンズを含む系の要部断面図
【図１０】実施形態３のコンバーターレンズを含む系の光路説明図
【図１１】実施形態３のコンバーターレンズを含む系の投影像の歪曲説明図
【図１２】実施形態３のコンバーターレンズを含む系のスポットダイアグラム
【図１３】投影装置の要部断面図
【図１４】本発明のコンバーターレンズの偏心を説明する図
【図１５】従来のワイドコンバーターレンズの構成図
【符号の説明】
ＭＬ投影レンズ（マスターレンズ）
ＣＬコンバーターレンズ
ＣＬ１〜ＣＬ５偏心レンズ群
Ｓスクリーン
３液晶パネル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a converter lens that can be attached to and detached from a light exit side of a projection lens that projects image information displayed by an image display element onto a predetermined surface, for example, a screen surface.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various liquid crystal projectors (projection devices) that enlarge and project image information based on a display surface such as a liquid crystal display element onto a screen have been proposed.
[0003]
Particularly in recent years, the price of liquid crystal projectors has been reduced, and it has become easier to enjoy large screen images even at home.
[0004]
These projectors generally provide an enlarged image of about 100 inches at a projection distance of about 4 to 5 m on the wide side. Therefore, there is no problem when viewing a large number of images in a relatively large room such as a conference room, but when watching movies in a private room, the projection distance is slightly larger than the length of the room. It's too long and a little difficult to handle. In response to such a demand, it is conceivable to widen the projection lens having a zoom unit. However, it is difficult to widen the projection lens because the projection lens has a very long back focus due to the color composition of RGB three colors, and the number of lenses increases and the configuration becomes complicated.
[0005]
Under such circumstances, a front-type wide converter lens that has a simple structure, can be easily attached to and detached from the light exit side of the projection lens, and can realize a large screen image in a narrow space such as a private room is known. (Patent Document 1).
[0006]
FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part of a wide converter lens proposed in Patent Document 1.
[0007]
The wide converter lens shown in FIG. 15 includes, in order from the screen side, a first lens group composed of a single lens having a negative refractive power and two lenses having a positive refractive power (there may be a single lens). The second lens group is configured.
[0008]
The focal length of each lens group constituting the wide converter lens, the radius of curvature of each lens surface, the Abbe number of the material, the total length of the lens, etc. can be set appropriately, and can be attached / detached in front of the projection lens (light exit side). The front-type wide converter lens that achieves a relatively large magnification has been achieved.
[Patent Literature]
Japanese Patent Laid-Open No. 05-088080
[Problems to be solved by the invention]
In an enlargement type liquid crystal projector (projection apparatus), a projected image is projected on an upper screen from an oblique direction. For this reason, the projection image element is often arranged while being shifted in the direction perpendicular to the optical axis of the master lens system (projection lens). As an optical system used in such a projection apparatus, in a rotationally symmetric optical system in which all refractive lenses are composed of rotationally symmetric surfaces about the optical axis of the projection lens, the image circle becomes large and the angle of view becomes large. For this reason, the effective diameter of the wide converter lens mounted on the light exit surface side of the projection lens becomes very large, and when the reverse trace is made from the screen side, the incident light height on the screen side of the wide converter lens is high. Of the off-axis aberrations, the occurrence of distortion is particularly large. In order to reduce the occurrence of distortion at this time, there is a problem that the number of lenses increases and the entire lens system becomes large.
[0010]
An object of the present invention is to provide a converter lens that is small in size and has little distortion, and can be attached to and detached from, for example, a light exit side of a projection lens of an enlargement projection type projection apparatus (projection apparatus).
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a projection apparatus in which the center of an effective screen of an image display element is arranged shifted from the optical axis of the projection lens, and image information formed by the image display element is projected onto the screen by the projection lens. A converter lens detachable on the screen side of the projection lens in
The converter lens has a decentered lens that is decentered with respect to the optical axis of the projection lens when the converter lens is attached to the projection lens.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
1 is a cross-sectional view of a principal part when the converter lens of Embodiment 1 is mounted on the light emitting side of a projection lens (master lens), FIG. 2 is an optical path diagram of the system of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a spot diagram of the system of FIG.
[0014]
5 is a cross-sectional view of the main part when the converter lens of Embodiment 2 is mounted on the light emitting side of the projection lens (master lens), FIG. 6 is an optical path diagram of the system of FIG. 7, and FIG. FIG. 8 is a spot diagram of the system shown in FIG.
[0015]
9 is a cross-sectional view of the main part when the converter lens of Embodiment 3 is mounted on the light exit side of the projection lens (master lens), FIG. 10 is an optical path diagram of the system of FIG. 9, and FIG. FIG. 12 is a spot diagram of the system shown in FIG. 9.
[0016]
FIG. 13 is a schematic diagram of a main part of the projection apparatus.
[0017]
In the lens cross-sectional views of FIGS. 1, 5, and 9, and the optical path diagrams of FIGS. 2, 6, and 10, ML is a projection lens (master lens), and has a positive refractive power. CL is a converter lens and is detachably attached to the screen S side (light emitting side) of the projection lens ML. The converter lens CL is used as a wide converter lens for enlarging the projection image by the projection lens ML when attached to the projection lens ML. An image display element 3 is composed of a transmissive liquid crystal panel (panel). S is a screen.
[0018]
In each embodiment, the image information by the projection image element 3 is enlarged and projected on the screen S by the projection lens ML or an optical system (combining optical system) in which the converter lens CL is attached to the projection lens ML.
[0019]
Reference numeral 9 denotes an optical axis of the master lens ML. The center position 3a of the panel 3 is at a position shifted in the vertical direction from the optical axis 9 of the master lens ML. The light emitted from the panel 3 with image information is refracted after entering the master lens ML as image light, emitted to the screen S side, magnified onto the screen S by the converter lens CL, and projected from the oblique direction.
[0020]
In each embodiment, the converter lens CL may be configured as a teleconverter lens that reduces a projection image by the projection lens ML.
[0021]
The converter lens CL of each embodiment is mounted eccentrically with respect to the optical axis 9 of the projection lens ML when one or more of the plurality of lenses constituting the converter lens CL is mounted on the projection lens ML. It is comprised so that. Further, the converter lens CL has one or more eccentric lenses (eccentric lens group) decentered with respect to the optical axis 9 of the projection lens ML when mounted on the projection lens ML.
[0022]
The embodiment of FIG. 1 has three decentered lens groups CL1, CL2, CL3, and the embodiments of FIGS. 5 and 9 have four decentered lens groups CL1, CL2, CL3, CL4. The lens group is not limited to a plurality of lenses, and may be composed of one lens.
[0023]
At this time, one or more decentered lens groups (the decentered lens groups CL2 and CL3 in the first embodiment of FIG. 1, the decentered lens groups CL2 and CL3 in the second embodiment of FIG. 5, and the decentered lens group CL2 in the third embodiment of FIG. 9). , CL4) is composed of two or more lenses having the same optical axis.
[0024]
One or more decentering lens groups are decentered parallel and / or tilted with respect to the optical axis 9 of the projection lens ML when the converter lens CL is attached to the projection lens group ML. The one or more decentering lens groups are decentered in parallel so that the surface vertex of the surface on the screen S side is positioned in a direction perpendicular to the optical axis 9 of the projection lens ML.
[0025]
Of the one or more decentered lens groups, the most decentered lens group on the screen S side has the optical axis of the center 3a of the projection image element 3 with respect to the optical axis 9 of the projection lens ML. It is decentered in parallel so that it is located in the direction opposite to the direction deviated from.
[0026]
Of the lenses constituting the converter lens CL, ΔY _{i is} the amount of decentering in the vertical direction with respect to the optical axis 9 of the master lens ML of any one decentered lens group that is decentered from the optical axis 9 of the master lens ML. When the effective value of the lens surface on the screen S side in one decentered lens group is φ _i ,
[0027]
[Expression 2]

[0028]
Is satisfied.
[0029]
Of the decentered lens groups that achieve the wide converter lens CL, the decentered lens group that is decentered in the direction perpendicular to the optical axis 9 of the master lens ML is a projected image projected on the screen S by ray tracing from the panel 3 side. The eccentric distortion is symmetrical in the horizontal direction but asymmetric in the vertical direction. Now, in the region exceeding the upper limit value of conditional expression (1), the amount of decentration of the decentered lens group in the wide converter lens CL is too large, so that the asymmetry of the decentering distortion is further increased, and the non-spherical lens or the spherical lens is not. In the wide converter lens CL formed of a spherical lens, the correction becomes very difficult. Further, in the region exceeding the lower limit value of conditional expression (1), the amount of decentration of the decentered lens group in the wide converter lens CL is too small, and the effect of downsizing and performance improvement due to decentering is reduced.
[0030]
More preferably, the numerical range of conditional expression (1) is set as follows.
[0031]
[Equation 3]

[0032]
Next, features of the converter lens CL of each embodiment will be described.
[0033]
1 and 2, the wide converter lens CL includes a first lens 4 having a negative refractive power, a second lens 5 having a negative refractive power, a third lens 6 having a positive refractive power, It consists of a fourth lens 7 having negative refractive power and a fifth lens 8 having positive refractive power. The second lens 5 and the third lens 6 constitute an eccentric lens group CL2 having the same optical axis, and the fourth lens 7 and the fifth lens 8 constitute an eccentric lens group CL3 having the same optical axis. Yes. Reference numeral 10 denotes an optical axis of the first lens 4 (eccentric lens group CL1), 11 denotes an optical axis common to the second lens 5 and the third lens 6 of the eccentric lens group CL2, and 12 denotes a fourth lens 7 of the eccentric lens group CL3. The optical axis common to the fifth lens 8, and the four optical axes 9, 10, 11 and 12 do not coincide with or coincide with the optical axes of the projection lenses. Both the parallel decentering of the lens ML in the vertical direction with respect to the optical axis 9 and the tilt decentering with the surface vertex on the screen S side of each coaxial lens group as the rotation center are added. The decentering amount Δy _i (mm) in the direction perpendicular to the optical axis of the master lens ML of the decentered lens group satisfies the above-described conditional expression (1).
[0034]
In the optical path diagram in the first embodiment of FIG. 2, the image light formed by the panel 3 whose center position 3a is shifted in the vertical direction from the optical axis 9 of the master lens ML is refracted by the master lens ML and is directed to the screen S side. After being emitted, the light enters from the fifth lens 8 on the panel 3 side to the converter lens CL disposed on the screen S side of the master lens ML, and is emitted from the first lens 4 on the screen S side after being refracted by the converter lens CL. And projected onto the screen S.
[0035]
As shown in FIG. 2, the region of the light beam passing through the converter lens CL is shifted in the direction of the panel 3 because the center position 3a of the panel 3 is shifted in the direction perpendicular to the optical axis 9 of the master lens ML. It is biased in the opposite direction. For this reason, the position of each lens constituting the converter lens CL is shifted to the region where the light beam passes, so that the effective diameter of the first lens 4 closest to the screen S of the converter lens CL is reduced. .
[0036]
When each lens constituting the converter lens CL is arranged on the optical axis 9 of the master lens ML, the effective diameter of the first lens 4 on the screen S side becomes large, and when the ray is traced backward from the screen S side, Incident light from the S side becomes higher from the optical axis of the light beam incident on the converter lens CL. As a result, distortion and lateral chromatic aberration are particularly deteriorated among the off-axis aberrations.
[0037]
In the first embodiment, as described above, the two aberrations are mainly improved by decentering the lenses constituting the converter lens CL. In particular, in the case of the converter lens CL having a high magnification, the height from the optical axis of the incident light from the screen S side of the converter lens CL becomes high, and the enlargement of the effective diameter and the increase in distortion and magnification chromatic aberration are significant problems. Become. On the other hand, in Embodiment 1, as described above, each lens constituting the converter lens CL is decentered to reduce the effective diameter and improve the aberration.
[0038]
FIG. 3 is an eccentric distortion diagram in which the original image of the panel 3 is enlarged and projected by the master lens ML and the wide converter lens CL, and the distortion of the projected image is calculated on the screen S, and is symmetrical in the horizontal direction as described above. The distortion is asymmetric in the vertical direction.
[0039]
FIG. 4 is a spot diagram of C line, d line, and F line on the panel 3 when reverse tracing is performed from the screen S side.
[0040]
Next, Embodiment 2 of FIGS. 5 and 6 will be described.
[0041]
The wide converter lens CL includes a first lens 16 having a negative refractive power, a second lens 17 having a positive refractive power, a third lens 18 having a negative refractive power, a fourth lens 19 having a negative refractive power, The fifth lens 20 has a positive refractive power and the sixth lens 21 has a positive refractive power. The second lens 17 and the third lens 18 constitute a decentered lens group CL2 in which the respective optical axes coincide with each other, and the fourth lens 19 and the fifth lens 20 in the decentered lens group CL3 in which the respective optical axes coincide with each other. Is configured.
[0042]
Reference numeral 23 denotes an optical axis of the first lens 16 (eccentric lens group CL1), 24 denotes an optical axis common to the second lens 17 and the third lens 18 of the eccentric lens group CL2, and 25 denotes a fourth lens 19 of the eccentric lens group CL3. The common optical axis of the

fifth lens

20, 26 is the optical axis of the sixth lens 21 (eccentric lens group CL 4), and the five

optical axes

9, 23, 24, 25 and 26 are not the same or collinear. The eccentricity of each coaxial lens group is eccentric with respect to the optical axis 9 of the master lens ML. The first lens 16 is decentered in both the parallel declination and the tilt decentering in the vertical direction of the optical axis 9 of the master lens ML. The second lens 17 and the third lens 18 are coaxial, and the surface apex of the second lens 17 on the screen S side. The fourth lens 19 and the fifth lens 20 are coaxial, and are eccentric with the surface vertex of the fourth lens 19 on the screen S side as the rotation center. The fifth lens 21 is the optical axis of the master lens ML. 9 is decentered in both the vertical eccentricity and the tilt eccentricity. The decentering amount Δy _i (mm) of the parallel decentering of the decentered lens group that is decentered in the direction perpendicular to the optical axis 9 of the master lens ML satisfies the conditional expression (1).
[0043]
In the optical path diagram of the second embodiment shown in FIG. 6, the image light formed by the panel 3 at a position shifted in the vertical direction from the optical axis 9 of the master lens ML is refracted by the master lens ML having a positive refractive power and is screen S. After being emitted to the side, the wide converter lens CL disposed on the screen S side of the master lens ML is refracted and emitted to the screen S side, and the image of the panel 3 is enlarged and projected on the screen S.
[0044]
FIG. 7 is an eccentric distortion diagram obtained by enlarging and projecting the original image of the panel 3 by the master lens ML and the wide converter lens CL and calculating the distortion of the projected image on the screen S, and is symmetrical in the horizontal direction as described above. The distortion is asymmetric in the vertical direction.
FIG. 8 is a spot diagram of C-line, d-line, and F-line on panel 3 when reverse tracing is performed from the screen S side.
[0045]
Next, Embodiment 3 of FIGS. 9 and 10 will be described.
[0046]
The wide converter lens CL includes a first lens 30 having a negative refracting power, a second lens 31 having a negative refracting power, a positive refracting power, and an axisymmetric aspherical shape replica on the surface 37 on the panel 3 side. The third lens 32 is molded, and the second lens 31 and the third lens 32 are bonded together. It consists of a fourth lens 33 having a positive refractive power, a fifth lens 34 having a negative refractive power, a sixth lens 35 having a positive refractive power, and a seventh lens 36 having a negative refractive power. The second lens 31 and the third lens 32 are bonded together with their optical axes aligned to constitute an eccentric lens group CL2. The fifth lens 34, the sixth lens 35, and the seventh lens 36 have their respective optical axes on the same straight line, and constitute an eccentric lens group CL4.
[0047]
Reference numeral 39 denotes an optical axis of the first lens 30 (eccentric lens group CL1), 40 denotes an optical axis common to the second lens 31 and the third lens 32 of the eccentric lens group CL2, and 41 denotes a fourth lens 33 (eccentric lens group CL3). ) Is an optical axis common to the fifth lens 34, the sixth lens 35, and the seventh lens 36 of the decentered lens group CL4, and the light of the five

optical axes

9, 39, 40, 41, and 42 The axes are not the same or do not exist on the same straight line, and the decentering of each coaxial lens group is centered on the parallel decentering in the direction perpendicular to the optical axis 9 and the surface vertex on the screen S side of each coaxial lens group. It is the sum of both tilt and eccentricity.
[0048]
FIG. 10 is an optical path diagram in the third embodiment. Image light formed by the panel 3 at a position shifted in the vertical direction from the optical axis 9 of the master lens ML is refracted by the master lens ML having a positive refractive power. After being emitted to the screen S side, the master lens ML is refracted and emitted to the screen S side by the wide converter lens CL disposed on the screen S side, and the image of the panel 3 is enlarged and projected on the screen S.
[0049]
Here, the decentering of each lens 30 to 36 included in the wide converter lens CL in the direction perpendicular to the optical axis of the master lens system 9 is shifted upward unlike the decentering direction of the first and second embodiments. This is because the surface 37 on the panel 3 side of the bonded lens is an aspherical surface, and various aberrations are improved by the effect of the aspherical shape and the lens decentering effect. The axially symmetric aspherical shape of the surface 37 is particularly effective in improving distortion that occurs largely in a region where the height of the light beam from the master lens ML optical axis 9 of the light incident on the wide converter lens CL is high.
[0050]
FIG. 11 is an eccentric distortion diagram in which the original image of the panel 3 is enlarged and projected by the master lens ML and the wide converter lens CL and the distortion of the projected image is calculated on the screen S, and is symmetrical in the horizontal direction as described above. The distortion is asymmetric in the vertical direction.
[0051]
FIG. 12 is a spot diagram of C line, d line, and F line on the panel 3 when reverse tracing is performed from the screen S side.
[0052]
FIG. 13 is a schematic view of a main part of an embodiment in which the converter lens of the present invention is applied to a three-plate type color liquid crystal projector.
[0053]
In the figure, 100 is an illumination system, ML is a projection lens, and CL is a converter lens that can be attached to and detached from the projection lens ML. The illumination system 100 illuminates liquid crystal panels PB, PR, and PG, which will be described later, by separating light from the white light source LS into blue, green, and red color lights using dichroic mirrors 102 and 103, respectively. Reference numerals 113 and 114 denote first and second field lenses that guide an image based on the liquid crystal panels PB, PR, and PG to the projection lens ML through the dichroic prism DCP.
[0054]
Blue light (B light) is transmitted by the dichroic mirror 102, and green light (G light) and red light (R light) are reflected from the light beam from the light source LS.
[0055]
Of the G light and R light from the dichroic mirror 102, the R light is reflected by the dichroic mirror 103 and the G light is transmitted. The B light transmitted through the dichroic mirror 102 illuminates the liquid crystal panel PB for B light via the mirror 104 and the condenser lens CB. The R light reflected by the dichroic mirrors 102 and 103 illuminates the liquid crystal panel PR for R light via the condenser lens CR.
[0056]
The G light reflected by the dichroic mirror 102 and transmitted through the dichroic mirror 103 illuminates the liquid crystal panel PG for G light via the condenser lens CG.
[0057]
The light beam from the B light liquid crystal panel PB is transmitted through the dichroic mirror 105 that transmits the B light and reflects the R light, and passes through the first field lens 113, and the two prisms 121 each having a dichroic film on the joint surface for color synthesis. , 122 are incident on a dichroic prism DCP. The light beam from the R light liquid crystal panel PR is reflected by the dichroic mirror 105 and enters the dichroic prism DCP via the first field lens 113. The light beam from the G light liquid crystal panel PG is reflected by the mirror 106 and enters the dichroic prism DCP via the second field lens 114.
[0058]
Images based on the liquid crystal panels PB, PR, and PG are synthesized on the dichroic surface DCPa of the dichroic prism DCP, and the synthesized image is enlarged and projected on the screen S via the projection lens ML and the converter lens CL.
[0059]
Next, numerical examples 1 to 3 corresponding to the first to third embodiments of the converter lens and a numerical example of the master lens ML to which the converter lens is mounted will be described.
[0060]
In each numerical example, i indicates the order of the optical surfaces from the screen side, r is the radius of curvature of the optical surface, d is the distance between the i-th surface and the (i + 1) -th surface, and n and ν are for the d-line, respectively. Indicates the refractive index and Abbe number of the material of the optical member. Fno is the F number, and ω is the half angle of view.
Further, in the numerical example of the master lens, the five surfaces closest to the image are surfaces constituting a glass block provided by design corresponding to a color synthesis prism or the like.
[0061]
In the aspherical shape shown in Numerical Example 3, the incident height of the incident ray from the surface vertex of the surface on which the aspherical surface is set to the direction perpendicular to the optical axis of the surface is r, and the reciprocal of the surface vertex curvature radius is c. , The conic constant is K, the fourth-order aspheric coefficient is A, the sixth-order aspheric coefficient is B, the eighth-order aspheric coefficient is C, the tenth-order aspheric coefficient is D, and the twelfth-order aspheric coefficient is E. , When the 14th-order aspherical coefficient is F, the 16th-order aspherical coefficient is G, the 18th-order aspherical coefficient is H, and the 20th-order aspherical coefficient is J,
[0062]
[Expression 4]

[0063]
It is an axisymmetric aspherical shape represented by Further, the display of “ ^ez ” means “10 ^−Z ”.
[0064]
dY and tilt respectively indicate the amount of eccentricity in the converter lens. As shown in FIG. 14, dY is the amount of parallel eccentricity in the direction perpendicular to the optical axis AX of the master lens ML, and tilt is the surface vertex of each coaxial lens group. The angle of inclination (°) with respect to the center of rotation.
[0065]
(Numerical example 1)

The first surface to the tenth surface are surfaces that constitute the converter lens CL, and the eleventh surface to the 37th surface are surfaces that constitute the master lens ML.
[0066]
[Table 1]

[0067]
(Numerical example 2)

Master lens ML
Same as Numerical Example 1 [0068]
[Table 2]

[0069]
(Numerical Example 3)

Master lens ML
Same as Numerical Example 1
[Table 3]

[0071]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a converter lens that is small and has little distortion, and that can be attached to and detached from the light exit side of a projection lens that can perform high-definition image projection, which is suitable for, for example, an enlargement projection type projection apparatus. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a system including a converter lens according to Embodiment 1. FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical path of a system including a converter lens according to Embodiment 1. FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating distortion of an image. FIG. 4 is a spot diagram of a system including a converter lens according to a first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part of a system including a converter lens according to a second embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating the distortion of a projection image of a system including the converter lens according to the second embodiment. FIG. 8 is a spot diagram of the system including the converter lens according to the second embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view of an essential part of a system including a converter lens. FIG. 10 is an explanatory diagram of an optical path of a system including a converter lens according to a third embodiment. FIG. 12 is a spot diagram of a system including the converter lens of Embodiment 3. FIG. 13 is a cross-sectional view of the main part of the projection apparatus. FIG. 14 is a diagram illustrating the eccentricity of the converter lens of the present invention. 15] Configuration of conventional wide converter lens [Explanation of symbols]
ML projection lens (master lens)
CL Converter lens CL1 to CL5 Eccentric lens group S Screen 3 Liquid crystal panel

Claims

The center of the effective screen of the image display element is shifted from the optical axis of the projection lens, and the image information formed by the image display element can be attached to and detached from the screen side of the projection lens in the projection device that projects onto the screen with the projection lens. A converter lens, wherein the converter lens has an eccentric lens that is decentered with respect to an optical axis of the projection lens when the converter lens is attached to the projection lens.

The converter lens according to claim 1, wherein the converter lens includes a plurality of the decentered lenses, and the optical axes of the decentered lenses coincide with each other.

The converter lens according to claim 1 or 2, wherein the decentering lens is decentered in parallel and / or tilted with respect to the optical axis of the projection lens.

The converter lens according to 1 or 2, wherein the decentering lens is parallel decentered so that a surface vertex of a screen side surface is positioned in a direction perpendicular to an optical axis of the projection lens.

The amount of decentering Δy _{i in the} direction perpendicular to the optical axis of the projection lens of the decentered lens is when the effective diameter of the screen side surface of the decentered lens is φ _i ,

The converter lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.

The converter lens includes a plurality of the decentered lenses, and the optical axis of the decentered lens closest to the screen among the decentered lenses is from the optical axis at the center of the image display element with respect to the optical axis of the projection lens. The converter lens according to any one of claims 1 to 5, wherein the converter lens is decentered in parallel so as to be positioned in a direction opposite to the shift direction.

The converter lens includes, in order from the screen side, a first lens having a negative refractive power, a second lens having a negative refractive power, a third lens having a positive refractive power, a fourth lens having a negative refractive power, and a positive refraction. Consisting of a fifth lens of power,
The optical axes of the second lens and the third lens are coincident, and the optical axes of the fourth lens and the fifth lens are coincident,
The three optical axes of the optical axis of the first lens, the optical axis common to the second lens and the third lens, and the optical axis common to the fourth lens and the fifth lens are not the same. The converter lens according to any one of claims 1 to 6.

8. The converter lens according to claim 7, wherein the three optical axes do not coincide with the optical axis of the projection lens when the converter lens is attached to the projection lens.

The converter lens includes, in order from the screen side, a first lens having a negative refractive power, a second lens having a positive refractive power, a third lens having a negative refractive power, a fourth lens having a negative refractive power, and a positive refraction. Consisting of a fifth lens of power and a sixth lens of positive refractive power,
The optical axes of the second lens and the third lens are coincident, and the optical axes of the fourth lens and the fifth lens are coincident,
Four optical axes: an optical axis of the first lens, an optical axis common to the second lens and the third lens, an optical axis common to the fourth lens and the fifth lens, and an optical axis of the sixth lens The converter lenses according to any one of claims 1 to 6, wherein each is not the same.

The converter lens includes, in order from the screen side, a first lens having a negative refractive power, a bonded lens obtained by bonding a second lens having a negative refractive power and a third lens having a positive refractive power, and a first lens having a positive refractive power. 4 lens, 5th lens with negative refractive power, 6th lens with positive refractive power, 7th lens with negative refractive power,
The surface on the image display element side of the bonded lens has an axisymmetric aspheric shape,
The second lens and the third lens are bonded together so that their optical axes coincide with each other, and the optical axes of the fifth lens, the sixth lens, and the seventh lens are on the same straight line,
The four optical axes of the optical axis of the first lens, the optical axis of the bonded lens, the optical axis of the fourth lens, and the common optical axis of the fifth lens, the sixth lens, and the seventh lens are: The converter lenses according to claim 1, wherein the converter lenses are not identical to each other.

11. The converter lens according to claim 9, wherein none of the four optical axes coincides with an optical axis of the projection lens when the converter lens is attached to the projection lens.

A projection lens, an image display element in which the center of the effective screen is shifted from the optical axis of the projection lens, and the converter lens according to any one of claims 1 to 12, and formed by the image display element A projection apparatus, wherein image information is projected onto a screen by the projection lens through the converter lens.