JP2007178826A - Attachment lens and optical system having same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an attachment lens constituted of a small number of lenses and capable of reducing the distortion aberration of the entire lens system when it is attachably/detachably attached to the enlargement conjugate side of a main lens system, and to obtain an optical system having the same. <P>SOLUTION: The attachment lens attachably/detachably attached to the enlargement conjugate side of the main lens system comprises a positive lens, a negative lens, a negative lens and a positive lens in order from the enlargement conjugate side to a reduction conjugate side, and satisfies a condition of -0.002(1/mm)<ϕ<0.002(1/mm) when refractive power is defined as ϕ(1/mm). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、カメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系や、液晶パネル等の画像表示素子からの光をスクリーン等に投写するプロジェクターに用いられる投写光学系の拡大共役側に着脱可能に装置するアタッチメントレンズ及びそれを有する光学系に関する。   The present invention is detachably mounted on an enlargement conjugate side of a projection optical system used in an imaging optical system used in an imaging device such as a camera and a projector that projects light from an image display element such as a liquid crystal panel onto a screen or the like. The present invention relates to an attachment lens and an optical system having the same.

従来、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写する液晶プロジェクター(画像投写装置)が種々と提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, various liquid crystal projectors (image projection apparatuses) for enlarging and projecting image information based on a display surface such as a liquid crystal display element on a screen have been proposed.

この液晶プロジェクターはパソコン等の画像情報を大画面に投影してみることができるので会議およびプレゼンテーション等に広く利用されている。   Since this liquid crystal projector can project image information of a personal computer or the like on a large screen, it is widely used for conferences and presentations.

液晶プロジェクターに用いられる投写光学系には、様々な形状の広さをもった会議室での投写を実現するため、投写画角を種々と変化させることができるズーム倍率の高い光学系が要望されている。   Projection optical systems used in liquid crystal projectors require optical systems with high zoom magnification that can change the projection angle of view in various ways in order to realize projection in conference rooms with various shapes. ing.

従来、投写光学系では主レンズ系(投写レンズ)の拡大共役側にアタッチメントレンズを着脱可能に装着することが行われている(特許文献1,2)。これによって、全系の焦点距離をずらして、投写画角を変化させている。このようなアタッチメントレンズは、ワイドコンバーターレンズまたはテレコンバージョンレンズと言われている。   Conventionally, in a projection optical system, an attachment lens is detachably mounted on the magnification conjugate side of a main lens system (projection lens) (Patent Documents 1 and 2). This shifts the focal length of the entire system and changes the projection angle of view. Such an attachment lens is said to be a wide converter lens or a teleconversion lens.

このワイドコンバーターレンズやテレコンバーターレンズ等のアタッチメントレンズを利用すると、簡易に投写画角を変えて画像情報をスクリーン上に拡大又は縮小して投写することができる。
特開2001−272600号公報 特開2002−107619号公報
By using an attachment lens such as a wide converter lens or a teleconverter lens, it is possible to easily change the projection angle of view and enlarge or reduce the image information on the screen for projection.
JP 2001-272600 A JP 2002-107619 A

投写画角を変化させるために、主レンズ系(投写レンズ)の拡大共役側にアタッチメントレンズを装着するときには、主レンズ系の結像性能を劣化させないことが重要である。例えば主レンズ系に諸収差のうち、歪曲収差があるときには、投写された画像が輪郭部で歪んでしまい見苦しくならないように歪曲収差を悪化させないことが重要である。   In order to change the projection angle of view, when an attachment lens is mounted on the magnification conjugate side of the main lens system (projection lens), it is important not to deteriorate the imaging performance of the main lens system. For example, when the main lens system has distortion among various aberrations, it is important not to deteriorate the distortion so that the projected image is distorted at the contour portion and is not unsightly.

又、アタッチメントレンズとしては、主レンズ系への装着が容易となるようにレンズ枚数が少なく、小型軽量であることが重要である。   In addition, it is important that the attachment lens is small in size and light in weight so that it can be easily attached to the main lens system.

特許文献1のテレコンバーターレンズや、特許文献2のワイドコンバーターレンズは、レンズ構成枚数が6枚以上と多く、又複雑でありレンズ系全体が大型化しやすい傾向がある。   The teleconverter lens disclosed in Patent Document 1 and the wide converter lens disclosed in Patent Document 2 have as many as six or more lenses and are complex, and the entire lens system tends to be large.

又、投写用の主レンズ系に装着したときにも倍率色収差および歪曲収差が多く残存する傾向がある。   In addition, there is a tendency that a large amount of lateral chromatic aberration and distortion are left even when mounted on a projection main lens system.

液晶プロジェクター等の画像投写装置に用いる投写光学系に諸収差のうち、特に歪曲収差が多く残存していると、画像情報をスクリーン上に投影したとき輪郭部が曲線(糸巻ききまたは樽)状にたわんでしまい、非常に見苦しい画像となる。   If there is a lot of distortion among the various aberrations in the projection optical system used for image projection devices such as liquid crystal projectors, the contour will be curved (pound or barrel) when image information is projected on the screen. The image will bend and become very unsightly.

しかしながら多くの投写光学系は、拡大共役側(スクリーン)から縮小共役側(画像表示素子側)に順に負の屈折力のレンズ群、開口絞り、正の屈折力のレンズ群より成る所謂レトロフォーカス型のレンズ系より成っていることが多い。   However, many projection optical systems are so-called retrofocus types, which are composed of a negative refractive power lens group, an aperture stop, and a positive refractive power lens group in order from the magnification conjugate side (screen) to the reduction conjugate side (image display element side). Often consists of a lens system.

レトロフォーカス型のレンズ系であると、スクリーンに投写時に糸巻きの歪曲収差が多く発生しやすい。   A retro-focus type lens system tends to generate a lot of pincushion distortion when projected onto a screen.

一般に、このときの歪曲収差を投写レンズで良好に補正するのは非常に困難である。   In general, it is very difficult to correct the distortion at this time with a projection lens.

このため、主レンズ系の拡大共役側にアタッチメントレンズを装着するときには、このアタッチメントレンズで主レンズ系の歪曲収差を補正することが望ましい。   For this reason, when an attachment lens is mounted on the magnification conjugate side of the main lens system, it is desirable to correct the distortion of the main lens system with this attachment lens.

しかしながら簡易なレンズ構成のアタッチメントレンズで主レンズ系の投写画角を変えながら主レンズ系の歪曲収差までも補正することは大変難しい。   However, it is very difficult to correct even the distortion of the main lens system while changing the projection angle of view of the main lens system with an attachment lens having a simple lens configuration.

本発明は、レンズ構成枚数が少なく、主レンズ系の拡大共役側に着脱可能に装着したとき、レンズ系全体の歪曲収差を低減させることができるアタッチメントレンズ及びそれを有する光学系の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide an attachment lens capable of reducing distortion of the entire lens system and an optical system having the same when it is detachably mounted on the magnification conjugate side of the main lens system with a small number of lenses. To do.

本発明のアタッチメントレンズは、主レンズ系の拡大共役側に着脱可能に装着されるアタッチメントレンズであって、拡大共役側から縮小共役側に順に、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズから成り、屈折力をφ(1/mm)とするとき
−0.002(1/mm) < φ < 0.002(1/mm)
なる条件を満足することを特徴としている。
The attachment lens of the present invention is an attachment lens that is detachably attached to the enlargement conjugate side of the main lens system, and comprises a positive lens, a negative lens, a negative lens, and a positive lens in order from the enlargement conjugate side to the reduction conjugate side. When the refractive power is φ (1 / mm) −0.002 (1 / mm) <φ <0.002 (1 / mm)
It is characterized by satisfying the following conditions.

本発明によれば、主レンズ系の拡大共役側に着脱可能に装着したとき、レンズ系全体の歪曲収差を低減させることができるアタッチメントレンズが得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain an attachment lens that can reduce distortion of the entire lens system when it is detachably mounted on the magnification conjugate side of the main lens system.

以下、本発明のアタッチメントレンズ及びそれを主レンズ系(液晶プロジェクター等の画像投写装置の投写光学系)に装着したときの投写光学系及び該投写光学系を用いた画像投写装置の実施例について説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an attachment lens of the present invention and a projection optical system when the attachment lens is mounted on a main lens system (projection optical system of an image projection apparatus such as a liquid crystal projector) and an image projection apparatus using the projection optical system will be described below. To do.

図1は本発明の実施例1のアタッチメントレンズALを主レンズ系(マスターレンズ)MSの拡大共役側に装着したときのレンズ断面図である。図2は主レンズ系MSの収差図である。   FIG. 1 is a lens cross-sectional view when the attachment lens AL of Example 1 of the present invention is mounted on the enlargement conjugate side of the main lens system (master lens) MS. FIG. 2 is an aberration diagram of the main lens system MS.

図3(A),(B)は本発明の実施例1のアタッチメントレンズALのレンズ断面図と、実施例1のアタッチメントレンズALを主レンズ系MSの拡大共役側に装着したときの収差図である。   3A and 3B are a lens cross-sectional view of the attachment lens AL of Example 1 of the present invention and aberration diagrams when the attachment lens AL of Example 1 is mounted on the magnification conjugate side of the main lens system MS. is there.

図4(A),(B)は本発明の実施例2のアタッチメントレンズALのレンズ断面図と、実施例2のアタッチメントレンズALを図1に示す主レンズ系MSの拡大共役側に装着したときの収差図である。   4A and 4B are a lens cross-sectional view of the attachment lens AL of Example 2 of the present invention and when the attachment lens AL of Example 2 is mounted on the magnification conjugate side of the main lens system MS shown in FIG. FIG.

図5(A),(B)は本発明の実施例3のアタッチメントレンズALのレンズ断面図と、実施例3のアタッチメントレンズALを図1に示す主レンズ系MSの拡大共役側に装着したときの収差図である。   5A and 5B show a lens cross-sectional view of the attachment lens AL of Example 3 of the present invention and when the attachment lens AL of Example 3 is mounted on the magnification conjugate side of the main lens system MS shown in FIG. FIG.

図6(A),(B)は本発明の実施例4のアタッチメントレンズALのレンズ断面図と、実施例4のアタッチメントレンズALを図1に示す主レンズ系MSの拡大共役側に装着したときの収差図である。   6A and 6B show a lens cross-sectional view of the attachment lens AL of Example 4 of the present invention and when the attachment lens AL of Example 4 is mounted on the magnification conjugate side of the main lens system MS shown in FIG. FIG.

図7(A),(B)は本発明の画像投写装置で投影面(スクリーン面)に画像表示素子を投写したときの歪曲収差に関する説明図である。   7A and 7B are explanatory diagrams relating to distortion aberration when an image display element is projected onto a projection surface (screen surface) by the image projection apparatus of the present invention.

図8は本発明の画像投写装置(カラー液晶プロジェクター)の要部概略図である。   FIG. 8 is a schematic view of a main part of an image projection apparatus (color liquid crystal projector) according to the present invention.

図1における画像投写装置ではLCDの原画(被投影画像)を投写光学系PLを用いてスクリーン面S上に拡大投影している状態を示している。   The image projection apparatus in FIG. 1 shows a state where an original image (projected image) of the LCD is enlarged and projected on the screen surface S using the projection optical system PL.

Sはスクリーン面(投影面、被投写面)、LCDは液晶パネル(液晶表示素子)等の原画像(被投影画像)である。スクリーン面Sと原画像LCDとは共役関係又は略共役関係にある。   S is a screen surface (projection surface, projection surface), and LCD is an original image (projection image) such as a liquid crystal panel (liquid crystal display element). The screen surface S and the original image LCD are in a conjugate relationship or a substantially conjugate relationship.

一般にはスクリーン面Sは距離の長い方の共役点(拡大共役点)で拡大側(前方)に、原画像LCDは距離の短い方の共役点(縮小共役点)で縮小側(後方)に相当している。   In general, the screen surface S corresponds to the enlargement side (front) at the conjugate point with the longer distance (enlarged conjugate point), and the original image LCD corresponds to the reduction side (rear) at the conjugate point with the shorter distance (reduced conjugate point). is doing.

尚、投写光学系PLを像を撮像する撮像光学系として使用することもできる。このときは、スクリーン面S側が物体側、原画像LCD側が撮像素子が配置される像側となる。   Note that the projection optical system PL can also be used as an imaging optical system that captures an image. At this time, the screen surface S side is the object side, and the original image LCD side is the image side on which the image sensor is arranged.

GBは色合成プリズムや偏光フィルター、そしてカラーフィルター等に対応して光学設計上設けられたガラスブロック(プリズム)である。   GB is a glass block (prism) provided for optical design corresponding to a color synthesis prism, a polarizing filter, a color filter, and the like.

投写光学系PLは接続部材(不図示)を介して液晶プロジェクター本体(不図示)に装着されている。ガラスブロックGB以降の液晶表示素子LCD側はプロジェクター本体に含まれている。   The projection optical system PL is mounted on a liquid crystal projector main body (not shown) via a connection member (not shown). The liquid crystal display element LCD side after the glass block GB is included in the projector body.

収差図において、FはFナンバーである。IMG HTは液晶表示素子側のLCDの像高である。Sはサジタル像面,Mはメリディオナル像面である。   In the aberration diagrams, F is the F number. IMG HT is the image height of the LCD on the liquid crystal display element side. S is a sagittal image plane, and M is a meridional image plane.

各実施例のアタッチメントレンズALは主レンズ系MSの拡大共役側に着脱可能に装着される。アタッチメントレンズALは、拡大共役側から縮小共役側に順に、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズから成る。アタッチメントレンズALの屈折力をφ(1/mm)とするとき
−0.002(1/mm) < φ < 0.002(1/mm) ‥‥‥(1)
なる条件を満足している。
The attachment lens AL of each embodiment is detachably mounted on the enlargement conjugate side of the main lens system MS. The attachment lens AL includes a positive lens, a negative lens, a negative lens, and a positive lens in order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side. When the refractive power of the attachment lens AL is φ (1 / mm) −0.002 (1 / mm) <φ <0.002 (1 / mm) (1)
Is satisfied.

条件式(1)はアタッチメントレンズALの屈折力に関する。アタッチメントレンズALの屈折力が条件式(1)の範囲をこえると主レンズ系に装着した時の主レンズ系のバックフォーカスなど基本的なレンズ仕様が変わってしまうため好ましくない。   Conditional expression (1) relates to the refractive power of the attachment lens AL. If the refractive power of the attachment lens AL exceeds the range of the conditional expression (1), the basic lens specifications such as the back focus of the main lens system when attached to the main lens system are changed, which is not preferable.

条件式(1)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
−0.001(1/mm) < φ < 0.0013(1/mm) ‥‥‥(1a)
アタッチメントレンズALの具体的なレンズ構成は、次のとおりである。
Conditional expression (1) is more preferably set as follows.
−0.001 (1 / mm) <φ <0.0013 (1 / mm) (1a)
The specific lens configuration of the attachment lens AL is as follows.

拡大共役側から縮小共役側へ順に、両レンズ面が凸形状の正レンズ、両レンズ面が凹形状の負レンズ、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の正レンズより成っている。   In order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side, both lens surfaces are convex positive lenses, both lens surfaces are concave negative lenses, the magnification conjugate side surfaces are convex and meniscus negative lenses, and the magnification conjugate side surfaces are Consists of a convex meniscus positive lens.

これによって、4枚のレンズ枚数にもかかわらず、主レンズ系に装着したときのレンズ系全体の歪曲収差を含め諸収差の発生を少なくしている。   This reduces the occurrence of various aberrations including distortion of the entire lens system when it is mounted on the main lens system, regardless of the number of four lenses.

各実施例のアタッチメントレンズALは、主レンズ系MSの拡大共役側に装着したとき瞳(絞り位置)から遠くなるように、最も拡大共役側に正レンズが位置するようにしている。これによって、レトロフォーカス型の投写レンズである主レンズで発生するマイナスの歪曲収差を効率よく補正している。   The attachment lens AL of each embodiment is arranged such that the positive lens is located closest to the magnification conjugate side so that it is far from the pupil (aperture position) when attached to the magnification conjugate side of the main lens system MS. As a result, negative distortion occurring in the main lens, which is a retrofocus projection lens, is efficiently corrected.

アタッチメントレンズALの最も拡大共役側に配置される第1番目の正レンズの材料の屈折率をN、第2番目の負レンズの材料の屈折率をNとしたとき
>N
としている。
N p> N n and the refractive index N p of the material of the first positive lens, the refractive index of the material of the second negative lens and a N n which is disposed closest to the enlargement conjugate side of the attachment lens AL
It is said.

又、第1番目の正レンズの縮小共役側の面を凸形状としている。   The surface on the reduction conjugate side of the first positive lens has a convex shape.

これによって、主レンズ系に装着したときのレンズ系全体の歪曲収差を効率良く補正している。   As a result, distortion of the entire lens system when mounted on the main lens system is efficiently corrected.

最も拡大共役側に配置される第1番目の正レンズと第2番目の負レンズはお互いに貼合せるのが良い。これによれば、色収差を効率よく補正することができる。   The first positive lens and the second negative lens arranged on the most magnification conjugate side are preferably bonded to each other. According to this, chromatic aberration can be corrected efficiently.

主レンズ系MSの焦点距離をF、主レンズ系MSにアタッチメントレンズALを装着したときの焦点距離をfとするとき、
0.9 < f/F < 1.2 ‥‥‥(2)
なる条件を満足している。
When the focal length of the main lens system MS is F, and the focal length when the attachment lens AL is attached to the main lens system MS is f,
0.9 <f / F <1.2 (2)
Is satisfied.

これによればレンズ系全体の焦点距離をワイド側およびテレ側にシフトさせることができる。条件式(2)の範囲をこえてくると諸収差の補正のためアタッチメントレンズのレンズ構成が複雑になってしまうため好ましくない。   According to this, the focal length of the entire lens system can be shifted to the wide side and the tele side. Exceeding the range of conditional expression (2) is not preferable because the lens configuration of the attachment lens becomes complicated to correct various aberrations.

条件式(2)は、更に好ましくは次の如く設定するのが良い。   Conditional expression (2) is more preferably set as follows.

0.95 < f/F < 1.15 ‥‥‥(2a)
以上説明したように、各実施例のアタッチメントレンズをプロジェクター等の投写レンズに適用すればスクリーンに投影される画像について歪曲収差が少ない画像が得られる。
0.95 <f / F <1.15 (2a)
As described above, when the attachment lens of each embodiment is applied to a projection lens such as a projector, an image with little distortion is obtained for an image projected on a screen.

次に各実施例の特徴について順次説明する。   Next, the features of each embodiment will be described sequentially.

図1に示す主レンズ系MSはプロジェクター内に配置されており液晶表示素子LCDからの光をスクリーンなどの被投写面Sに投影している。各実施例のアタッチメントレンズALは、この主レンズ系MSの焦点距離をシフトするとともに、特に主レンズ系MSの歪曲収差を補正している。   A main lens system MS shown in FIG. 1 is disposed in a projector and projects light from the liquid crystal display element LCD onto a projection surface S such as a screen. The attachment lens AL of each embodiment shifts the focal length of the main lens system MS, and particularly corrects distortion aberration of the main lens system MS.

実施例1のアタッチメントレンズALは図1に示すように主レンズ系MSに着脱可能なレンズユニットである。図3は実施例1のアタッチメントレンズALを装着した際の主レンズ系MSとアタッチメントレンズALとを合成した投写光学系の諸収差を示している。   The attachment lens AL of Example 1 is a lens unit that can be attached to and detached from the main lens system MS as shown in FIG. FIG. 3 shows various aberrations of the projection optical system in which the main lens system MS and the attachment lens AL are combined when the attachment lens AL of Example 1 is mounted.

図3からわかるように球面収差、非点収差に関しては図2に示した主レンズ系MSのみの諸収差と比較してあまり変化していないにも関わらず歪曲収差のみが大きく低減されていることがわかる。   As can be seen from FIG. 3, only spherical aberration and astigmatism are greatly reduced in spite of the fact that they do not change much compared to various aberrations of only the main lens system MS shown in FIG. I understand.

図7は実施例1において、主レンズ系MSのみとアタッチメントレンズALを装着したときのスクリーンS上での歪曲収差の比較を示している。図7(A)に示すように主レンズ系のみの場合は理想的な矩形枠が歪曲収差によってたわんで糸巻き形状にみえる。これに対して実施例1のアタッチメントALを主レンズ系MSに装着した場合は図7(B)に示すように略理想矩形枠に近い投影パターンが実現できていることがわかる。   FIG. 7 shows a comparison of distortion on the screen S when only the main lens system MS and the attachment lens AL are mounted in the first embodiment. As shown in FIG. 7A, in the case of only the main lens system, an ideal rectangular frame bends due to distortion and looks like a pincushion shape. On the other hand, when the attachment AL of Example 1 is attached to the main lens system MS, it can be seen that a projection pattern close to a substantially ideal rectangular frame can be realized as shown in FIG.

ここで実施例1のアタッチメントレンズALは、拡大共役側から縮小共役側へ順に、正、負、負、正レンズの順で並んだ4枚構成である。特に第1番目の正レンズの縮小共役側の面を凸形状とすることにより、前述の歪曲収差を効率よく低減している。   Here, the attachment lens AL of Example 1 has a four-lens configuration in which positive, negative, negative, and positive lenses are arranged in this order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side. In particular, by making the surface on the reduction conjugate side of the first positive lens convex, the aforementioned distortion is efficiently reduced.

具体的には、両レンズ面が凸形状の正レンズと両レンズ面が凹形状の負レンズとを接合した接合レンズ、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の正レンズの3群4枚より成っている。   Specifically, a cemented lens obtained by cementing a positive lens whose convex surfaces are convex and a negative lens whose concave surfaces are concave, a negative meniscus lens whose convex surface is convex, and a convex conjugate surface Is composed of four groups of four meniscus positive lenses having a convex shape.

実施例1の条件式(1),(2)の数値は次のとおりである。   The numerical values of conditional expressions (1) and (2) of Example 1 are as follows.

条件式(1) φ = −0.00001
(2) f/F = 1.068
Conditional expression (1) φ = −0.00001
(2) f / F = 1.068

図4に示す実施例2は実施例1と比較してアタッチメントレンズALのレンズ構成の一部分が異なっている。実施例2のアタッチメントレンズALは拡大共役側から縮小共役側に順に正、負、負、正レンズの4枚で構成されており、第1番目の正レンズと第2番目の負レンズとはお互いに独立に構成されている。また実施例1と同様に、第1番目の正レンズの縮小共役側の面を凸形状とすることで歪曲収差を効率よく補正している。   Example 2 shown in FIG. 4 is different from Example 1 in part of the lens configuration of the attachment lens AL. The attachment lens AL of Example 2 is composed of four lenses of positive, negative, negative, and positive lenses in order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side, and the first positive lens and the second negative lens are mutually connected. It is configured independently. Similarly to the first embodiment, the distortion aberration is efficiently corrected by making the surface on the reduction conjugate side of the first positive lens convex.

各レンズのレンズ形状は、実施例1と同じである。   The lens shape of each lens is the same as in the first embodiment.

実施例2の条件式(1),(2)の数値は次のとおりである。   The numerical values of conditional expressions (1) and (2) in Example 2 are as follows.

条件式 (1) φ= +0.000069
(2) f/F = 1.089
Conditional expression (1) φ = +0.000069
(2) f / F = 1.089

図5に示す実施例3は実施例1と比較してアタッチメントレンズALのレンズ構成の一部分が異なっている。実施例3のアタッチメントレンズALは拡大共役側から縮小共役側に順に正、負、負、正レンズの4枚で構成されており、第1番目の正レンズと第2番目の負レンズとはお互いに独立に構成されている。また実施例1と同様に、第1番目の正レンズの縮小共役側の面を凸形状とすることで歪曲収差を効率よく補正している。各レンズのレンズ形状は実施例1と同じである。   Example 3 shown in FIG. 5 is different from Example 1 in part of the lens configuration of the attachment lens AL. The attachment lens AL of Example 3 is composed of four positive, negative, negative, and positive lenses in order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side. The first positive lens and the second negative lens are mutually connected. It is configured independently. Similarly to the first embodiment, the distortion aberration is efficiently corrected by making the surface on the reduction conjugate side of the first positive lens convex. The lens shape of each lens is the same as in the first embodiment.

実施例3の条件式(1),(2)の数値は次のとおりである。   The numerical values of conditional expressions (1) and (2) in Example 3 are as follows.

条件式 (1) φ= +0.000213
(2) f/F= 1.112
Conditional expression (1) φ = +0.000213
(2) f / F = 1.112

図6に示す実施例4は実施例1と比較してアタッチメントレンズALのレンズ構成の一部分が異なっている。実施例4のアタッチメントレンズALは拡大共役側から縮小共役側に順に正、負、負、正レンズの4枚で構成されており、第1番目の正レンズと第2番目の負レンズとはお互いに独立に構成されている。   Example 4 shown in FIG. 6 is different from Example 1 in part of the lens configuration of the attachment lens AL. The attachment lens AL of Example 4 is composed of four positive, negative, negative, and positive lenses in order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side. The first positive lens and the second negative lens are mutually connected. It is configured independently.

また実施例1と同様に、第1番目の正レンズの縮小共役側の面を凸形状とすることで歪曲収差を効率よく補正している。   Similarly to the first embodiment, the distortion aberration is efficiently corrected by making the surface on the reduction conjugate side of the first positive lens convex.

各レンズのレンズ形状は実施例1と同じである。実施例4の条件式(1),(2)の数値は、次のとおりである。   The lens shape of each lens is the same as in the first embodiment. The numerical values of conditional expressions (1) and (2) in Example 4 are as follows.

条件式(1) φ=+0.00115
(2) f/F=0.975
図8は、3板式のカラー液晶プロジェクター(投写装置)に本発明の投写光学系PLを適用した実施例5の要部概略図である。
Conditional expression (1) φ = + 0.00115
(2) f / F = 0.975
FIG. 8 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 5 in which the projection optical system PL of the present invention is applied to a three-plate color liquid crystal projector (projection apparatus).

同図において、100は照明系、MSは投写レンズ、ALは投写レンズMSに着脱可能なアタッチメントレンズである。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。   In the figure, 100 is an illumination system, MS is a projection lens, and AL is an attachment lens that can be attached to and detached from the projection lens MS. 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 light using dichroic mirrors 102 and 103, respectively.

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を解して投写レンズMSに導光している。   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 MS through the dichroic prism DCP.

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。   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.

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。   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.

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。   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.

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を透過する。次いで第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。   The light beam from the liquid crystal panel PB for B light is transmitted through the dichroic mirror 105 that transmits B light and reflects R light. Next, the light is incident on a dichroic prism DCP in which two prisms 121 and 122 each having a dichroic film formed on a joint surface for color synthesis are joined via a first field lens 113.

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。   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.

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写レンズMSとアタッチメントレンズCLを介してスクリーンS面上に拡大投影している。   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 MS and the attachment lens CL.

次にアタッチメントレンズの実施例1〜4に相応する数値実施例1〜4及び、アタッチメントレンズを装着する主レンズ系MSの数値実施例を示す。   Next, Numerical Examples 1 to 4 corresponding to Embodiments 1 to 4 of the attachment lens and Numerical Examples of the main lens system MS to which the attachment lens is attached will be shown.

各数値実施例においてiは拡大共役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。   In each numerical example, i indicates the order of the optical surfaces from the magnification conjugate 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 d-lines, respectively. Represents the refractive index and Abbe number of the material of the optical member.

また、主レンズ系の数値例において、縮小共役側の4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。   Further, in the numerical example of the main lens system, the four surfaces on the reduction conjugate side are surfaces constituting a glass block provided in design corresponding to a color synthesis prism or the like.

非球面形状は、光軸方向にZ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hとする。   In the aspherical shape, the incident height of the incident light beam from the surface vertex of the surface where the Z aspherical surface is set in the optical axis direction to the direction perpendicular to the optical axis of the surface is h.

又、面頂点曲率半径の逆数をc、円錐定数をK、2次の非球面係数をA、4次の非球面係数をB、6次の非球面係数をC、8次の非球面係数をD、10次の非球面係数をEとする。   Also, the reciprocal of the surface vertex radius of curvature is c, the conic constant is K, the second order aspheric coefficient is A, the fourth order aspheric coefficient is B, the sixth order aspheric coefficient is C, and the eighth order aspheric coefficient is D, E is the 10th-order aspheric coefficient.

このとき、   At this time,

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。 It is an axisymmetric aspherical shape represented by Further, the display of “ ez ” means “10 −Z ”.


(主レンズ系)
Ri di ni νi
1 48.955 2.30 1.812 25.4
2 21.197 6.79
3 (非球面) 3.10 1.532 55.8
4 (非球面) 11.30
5 -27.285 1.75 1.489 70.2
6 -1003.608 1.50
7 -230.265 4.45 1.839 37.2
8 -56.002 6.41
9 139.390 4.80 1.839 37.2
10 -108.108 22.55
11 52.141 4.30 1.607 38.0
12 382.739 34.81
13 -39.575 1.50 1.761 27.5
14 -320.549 3.00
15 -319.941 1.50 1.839 37.2
16 34.971 5.70 1.489 70.2
17 -101.852 0.15
18 63.766 7.70 1.489 70.2
19 -43.346 0.17
20 (非球面) 4.15 1.532 55.8
21 (非球面) 17.17
22 56.204 4.90 1.489 70.2
23 -451.444 1.45
24 ∞ 55.00 1.849 24.6
25 ∞ 0.00
26 ∞ 3.80 1.518 64.1
27 ∞

非球面データ
3 c(1/r)= 2.480e-002 k=-8.653e-001 A=-1.692e-005 B=8.804e-008
C=-3.276e-010 D= 8.716e-013 E=-1.051e-015
4 c(1/r)= 4.077e-002 k=-4.329e+000 A= 9.732e-008 B=1.985e-008
C=-2.454e-010 D= 8.708e-013 E=-1.412e-015
20 c(1/r)=-8.859e-003 k=-6.587e+001 A=-1.096e-005 B=3.458e-008
C=-1.449e-010 D= 4.494e-013 E=-4.341e-016
21 c(1/r)=-1.814e-002 k=-7.913e+000 A=-9.268e-006 B=2.295e-008
C=-9.433e-011 D= 2.938e-013 E=-2.508e-016

数値実施例1
Ri di ni νi
1 85.656 11.18 1.575 57.7
2 -220.616 3.45 1.518 64.1
3 59.300 4.04
4 66.291 2.80 1.812 25.4
5 44.011 4.76
6 43.123 5.09 1.624 36.3
7 82.312 10.00


数値実施例2
RI di ni νi
1 103.840 9.11 1.524 59.8
2 -419.339 3.00
3 -395.439 3.30 1.489 70.2
4 87.350 5.00
5 106.854 3.50 1.812 25.4
6 64.989 2.89
7 65.970 4.89 1.839 37.2
8 106.121 8.00


数値実施例3
RI di ni νi
1 83.390 13.89 1.520 58.9
2 -255.561 0.56
3 -233.669 4.20 1.489 70.2
4 58.470 4.92
5 197.283 3.74 1.812 25.4
6 72.288 1.52
7 64.423 13.00 1.839 37.2
8 194.548 8.00


数値実施例4
Ri di ni νi
1 103.956 8.88 1.520 52.4
2 -957.458 0.19
3 -1449.867 3.30 1.489 70.2
4 49.519 12.22
5 108.371 7.00 1.812 25.4
6 47.264 6.72
7 45.619 7.11 1.839 37.2
8 176.332 8.00



(Main lens system)
Ri di ni νi
1 48.955 2.30 1.812 25.4
2 21.197 6.79
3 (Aspherical surface) 3.10 1.532 55.8
4 (Aspherical) 11.30
5 -27.285 1.75 1.489 70.2
6 -1003.608 1.50
7 -230.265 4.45 1.839 37.2
8 -56.002 6.41
9 139.390 4.80 1.839 37.2
10 -108.108 22.55
11 52.141 4.30 1.607 38.0
12 382.739 34.81
13 -39.575 1.50 1.761 27.5
14 -320.549 3.00
15 -319.941 1.50 1.839 37.2
16 34.971 5.70 1.489 70.2
17 -101.852 0.15
18 63.766 7.70 1.489 70.2
19 -43.346 0.17
20 (Aspherical) 4.15 1.532 55.8
21 (Aspherical) 17.17
22 56.204 4.90 1.489 70.2
23 -451.444 1.45
24 ∞ 55.00 1.849 24.6
25 ∞ 0.00
26 ∞ 3.80 1.518 64.1
27 ∞

Aspheric data
3 c (1 / r) = 2.480e-002 k = -8.653e-001 A = -1.692e-005 B = 8.804e-008
C = -3.276e-010 D = 8.716e-013 E = -1.051e-015
4 c (1 / r) = 4.077e-002 k = -4.329e + 000 A = 9.732e-008 B = 1.985e-008
C = -2.454e-010 D = 8.708e-013 E = -1.412e-015
20 c (1 / r) =-8.859e-003 k = -6.587e + 001 A = -1.096e-005 B = 3.458e-008
C = -1.449e-010 D = 4.494e-013 E = -4.341e-016
21 c (1 / r) =-1.814e-002 k = -7.913e + 000 A = -9.268e-006 B = 2.295e-008
C = -9.433e-011 D = 2.938e-013 E = -2.508e-016

Numerical example 1
Ri di ni νi
1 85.656 11.18 1.575 57.7
2 -220.616 3.45 1.518 64.1
3 59.300 4.04
4 66.291 2.80 1.812 25.4
5 44.011 4.76
6 43.123 5.09 1.624 36.3
7 82.312 10.00


Numerical example 2
RI di ni νi
1 103.840 9.11 1.524 59.8
2 -419.339 3.00
3 -395.439 3.30 1.489 70.2
4 87.350 5.00
5 106.854 3.50 1.812 25.4
6 64.989 2.89
7 65.970 4.89 1.839 37.2
8 106.121 8.00


Numerical Example 3
RI di ni νi
1 83.390 13.89 1.520 58.9
2 -255.561 0.56
3 -233.669 4.20 1.489 70.2
4 58.470 4.92
5 197.283 3.74 1.812 25.4
6 72.288 1.52
7 64.423 13.00 1.839 37.2
8 194.548 8.00


Numerical Example 4
Ri di ni νi
1 103.956 8.88 1.520 52.4
2 -957.458 0.19
3 -1449.867 3.30 1.489 70.2
4 49.519 12.22
5 108.371 7.00 1.812 25.4
6 47.264 6.72
7 45.619 7.11 1.839 37.2
8 176.332 8.00


実施例1のアタッチメントレンズを有する光学系のレンズの断面図Sectional drawing of the lens of the optical system which has an attachment lens of Example 1 図1の主レンズ系の収差図Aberration diagram of the main lens system of FIG. 実施例1のアタッチメントレンズのレンズ断面図と収差図Lens sectional view and aberration diagram of the attachment lens of Example 1 実施例2のアタッチメントレンズのレンズ断面図と収差図Lens sectional view and aberration diagram of the attachment lens of Example 2 実施例3のアタッチメントレンズのレンズ断面図と収差図Lens sectional view and aberration diagram of the attachment lens of Example 3 実施例4のアタッチメントレンズのレンズ断面図と収差図Lens sectional view and aberration diagram of the attachment lens of Example 4 歪曲収差が低減される様子の説明図Explanatory drawing of how distortion is reduced 実施例5の投写装置の概略図Schematic diagram of the projection apparatus of Embodiment 5

符号の説明Explanation of symbols

LCD 液晶表示装置(像面)
GB ガラスブロック(色合成プリズム)
S サジタル像面の倒れ
M メリディオナル像面の倒れ
AL アタッチメントレンズ
MS 主レンズ系
PL 投写光学系
S スクリーン
LCD Liquid crystal display (image plane)
GB glass block (color synthesis prism)
S Sagittal image plane fall M Meridional image plane fall AL Attachment lens MS Main lens system PL Projection optical system S Screen

Claims (8)

主レンズ系の拡大共役側に着脱可能に装着されるアタッチメントレンズであって、拡大共役側から縮小共役側に順に、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズから成り、屈折力をφ(1/mm)とするとき
−0.002(1/mm) < φ < 0.002(1/mm)
なる条件を満足することを特徴とするアタッチメントレンズ。
An attachment lens that is detachably attached to the magnification conjugate side of the main lens system, and is composed of a positive lens, a negative lens, a negative lens, and a positive lens in order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side, and has a refractive power of φ (1 / Mm) −0.002 (1 / mm) <φ <0.002 (1 / mm)
An attachment lens characterized by satisfying the following conditions:
最も拡大共役側の正レンズは、縮小共役側の面が凸形状であることを特徴とする請求項1のアタッチメントレンズ。   2. The attachment lens according to claim 1, wherein the positive lens on the most conjugate side has a convex surface on the reduction conjugate side. 拡大共役側から縮小共役側に順に、第1番目の正レンズの材料の屈折率をN、第2番目の負レンズの材料の屈折率をNとするとき
>N
であることを特徴とする請求項1又は2のアタッチメントレンズ。
When the refractive index of the first positive lens material is N p and the refractive index of the second negative lens material is N n in order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side, N p > N n
The attachment lens according to claim 1 or 2, wherein:
拡大共役側から縮小共役側に順に、第1番目の正レンズと第2番目の負レンズは、貼合せられていることを特徴とする請求項1,2又は3のアタッチメントレンズ。   The attachment lens according to claim 1, 2, or 3, wherein the first positive lens and the second negative lens are bonded in order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side. 前記アタッチメントレンズは、拡大共役側から縮小共役側へ順に、両レンズ面が凸形状の正レンズ、両レンズ面が凹形状の負レンズ、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の正レンズより成ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項のアタッチメントレンズ。   The attachment lens is, in order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side, both lens surfaces are convex positive lenses, both lens surfaces are concave negative lenses, the magnification conjugate side surfaces are convex, meniscus negative lenses, and magnification The attachment lens according to any one of claims 1 to 4, wherein the conjugate lens is a positive meniscus lens having a convex surface. 主レンズ系の拡大共役側に着脱可能に装着されるアタッチメントレンズであって、拡大共役側から縮小共役側に順に、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズから成り、前記主レンズ系の歪曲収差を補正する機能を有することを特徴とするアタッチメントレンズ。   An attachment lens that is detachably attached to the enlargement conjugate side of the main lens system, and consists of a positive lens, a negative lens, a negative lens, and a positive lens in order from the enlargement conjugate side to the reduction conjugate side. An attachment lens having a function of correcting aberration. 主レンズ系の拡大共役側に請求項1〜6のいずれか1項のアタッチメントレンズを装着した光学系であって、該主レンズ系の焦点距離をF、該主レンズ系にアタッチメントレンズを装着したときの焦点距離をfとするとき、
0.9 < f/F < 1.2
なる条件を満足することを特徴とする光学系。
An optical system in which the attachment lens according to any one of claims 1 to 6 is mounted on a magnification conjugate side of the main lens system, wherein the focal length of the main lens system is F, and the attachment lens is mounted on the main lens system. Where f is the focal length
0.9 <f / F <1.2
An optical system characterized by satisfying the following conditions.
画像表示素子が形成する画像情報を請求項7に記載の光学系でスクリーン上に投写することを特徴とする画像投写装置。   An image projection apparatus, wherein image information formed by an image display element is projected onto a screen by the optical system according to claim 7.
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