JP2008165225A - Ｌｅｄ光源 - Google Patents

Abstract

【課題】屈折力が全て正である第一のレンズ群と第二のレンズ群を含む固定焦点レンズを提供する。
【解決手段】第一のレンズ群は、主に、オブジェクト側からイメージ側へ順序に配列される第一、第二、第三、第四及び第五のレンズからなる。第一のレンズ乃至第五のレンズの屈折力は、それぞれ、負、負、負、正、正であり、第一のレンズは、非球面レンズである。第二のレンズ群は、第一のレンズ群とイメージ側との間に配置され、主に、オブジェクト側からイメージ側へ順序に配列される第六、第七、第八、第九及び第十のレンズからなる。第六のレンズと第七のレンズは、第一の接合レンズを形成し、第九のレンズと第十のレンズは、第二の接合レンズを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズに関し、特に、固定焦点レンズに関する。

図１を参照する。図１は、特許文献１に開示されている従来の背面投射型テレビ用固定焦点レンズ１００を示す。固定焦点レンズ１００は、オブジェクト側からライトバルブ５０へ順序に配列される第一のレンズ群１１０、第二のレンズ群１２０及び第三のレンズ群１３０を含む。第一のレンズ群１１０は、六つのレンズ１１２、１１４、１１６、１１７、１１８及び１１９を含み、第二のレンズ群１２０は、一つのレンズ１２２を含み、第三のレンズ群１３０は、四つのレンズ１３２、１３４、１３６及び１３８を含む。

従来の固定焦点レンズ１００は、レンズ数が多いので、生産コストが高い。また、レンズ数が多く、固定焦点レンズ１００の長さが長くなるので、このような固定焦点レンズ１００を採用した背面投射型テレビの厚みが厚くなる問題が引き起こされる。そのため、背面投射型テレビの厚みを減少する場合、光学結像の像差（ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）を大きくさせたり、結像品質に悪影響を与えるゴーストイメージなどの種々な現象が出現したりすることがある。

本発明の目的は、レンズ数が小さく、製品の体積を減少することができる固定焦点レンズを提供することにある。

本発明の他の目的と利点は、本発明に開示された技術特徴によりさらに知られることができる。

前述した一又は部分又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明は、屈折力がすべて正である第一のレンズ群と第二のレンズ群を含む固定焦点レンズを提供する。第一のレンズ群は、主に、オブジェクト側からイメージ側へ順序に配列される第一のレンズ、第二のレンズ、第三のレンズ、第四のレンズ及び第五のレンズからなる。第一のレンズないし第五のレンズの屈折力は、それぞれ、負、負、負、正、正であり、且つ、第一のレンズは、非球面レンズである。また、第二のレンズ群は、第一のレンズ群とオブジェクト側との間に配置され、且つ、主に、オブジェクト側からイメージ側へ順序に配列される第六のレンズ、第七のレンズ、正の屈折力を有する第八のレンズ、第九のレンズ及び第十のレンズからなる。第六のレンズと第七のレンズは、第一の接合レンズを形成し、第九のレンズと第十のレンズは、第二の接合レンズを形成する。また、固定焦点レンズは、（１）５．０＜Ｆ_Ｌ４５／Ｆ＜７．５、（２）３．５＜Ｆ_Ｇ２／Ｆ＜４．８及び（３）Ｆ_Ｇ２／Ｈ＞３．７５５という条件を満たす。ここでは、Ｆ_Ｌ４５は、第四のレンズから第五のレンズまでの有効焦点距離であり、Ｆ_Ｇ２は、第二のレンズ群の有効焦点距離であり、Ｆは、固定焦点レンズの有効焦点であり、Ｈは、イメージ側の最大画像の高さである。

固定焦点レンズは、絞りをさらに含み、この絞りは、第一のレンズ群と第二のレンズ群との間に配置される。

固定焦点レンズは、反射素子をさらに含み、この反射素子は、第一のレンズ群と第二のレンズ群との間に配置される。

固定焦点レンズにおいて、Ｄ_Ｇ１２が第一のレンズ群から第二のレンズ群までの距離であり、且つ、Ｄ_Ｇ１２は、２．０＜Ｄ_Ｇ１２／Ｆ_Ｇ２＜５．０を満たす。

固定焦点レンズにおいて、Ｆ_Ｌ６７が第一の接合レンズの有効焦点距離であり、Ｆ_Ｌ９１０が第二の接合レンズの有効焦点距離であり、且つ、Ｆ_Ｌ６７とＦ_Ｌ９１０は、１．３＜｜Ｆ_Ｌ６７／Ｆ_Ｌ９１０｜＜５．５を満たす。

第一の接合レンズと第二の接合レンズのうち、一つの屈折力は、例えば、正であり、他の屈折力は、例えば、負である。そのうち、屈折力が正である接合レンズのアッベ数がＶ_ｐであり、屈折力が負である接合レンズのアッベ数がＶ_ｎであり、且つ、Ｖ_ｐとＶ_ｎは、１５＜Ｖ_ｐ−Ｖ_ｎ＜４５を満たす。

オブジェクト側に面する第八のレンズの表面の曲率半径がＲ_１５であり、イメージ側に面する第八のレンズの表面の曲率半径がＲ_１６であり、且つ、Ｒ_１５とＲ_１６は、１．３５＜｜Ｒ_１５／Ｒ_１６｜＜４．２を満たす。

固定焦点レンズにおいて、第六のレンズ、第七のレンズ、第九のレンズ及び第十のレンズの屈折力は、例えば、それぞれ、正、負、負、正である。

固定焦点レンズにおいて、第一のレンズと第二のレンズは、例えば、全て、凸面がオブジェクト側に面する凹凸レンズであり、且つ、第一のレンズの凸面と凹面は、全て非球面である。第三のレンズは、例えば、両凹レンズであり、第四のレンズは、例えば、凸面がイメージ側に面する凹凸レンズであり、第五のレンズは、例えば、両凸レンズである。

固定焦点レンズにおいて、第六のレンズは、例えば、凸面がイメージ側に面する凹凸レンズであり、第七のレンズは、例えば、凸面がイメージ側に面する凹凸レンズであり、第八のレンズと第十のレンズは、例えば、全て、両凸レンズであり、第九のレンズは、例えば、凸面がオブジェクト側に面する凹凸レンズである。

固定焦点レンズにおいて、第二のレンズないし第十のレンズは、例えば、全て、球面レンズである。

従来技術に比べると、本発明による固定焦点レンズは、レンズ数が少ないので、生産コストを抑え、製品の体積を減少することができる。また、本発明による固定焦点レンズの構造は、像差を有効に解消ことができるので、良好な結像品質を得ることができる。

次の各実施例の説明は、添付した図面を参照して行われたものであり、本発明の実施可能な特定の実施例を例として示すために用いられる。本発明に言及した方向の用語、例えば、上、下、前、後、左、右などは、添付した図面の方向を参考するためのみである。よって、使用された方向の用語は、説明のために用いられ、本発明を制限するためのものでない。

図２は、本発明の一実施例における固定焦点レンズの構造を示すものである。図２を参照する。本実施例の固定焦点レンズ２００は、第一のレンズ群２１０と第二のレンズ群２２０を含み、且つ、第一及び第二のレンズ群２１０、２２０の屈折力は、共に正である。第一のレンズ群２１０は、主に、オブジェクト側からイメージ側へ順序に配列される第一のレンズ２１２、第二のレンズ２１４、第三のレンズ２１５、第四のレンズ２１６及び第五のレンズ２１８からなる。第一のレンズ２１２ないし第五のレンズ２１８の屈折力は、それぞれ、負、負、負、正、正である。本実施例において、第一のレンズ２１２と第二のレンズ２１４は、全て、凸面（表面Ｓ１、Ｓ３）がオブジェクト側に面する凹凸レンズであり、且つ、第一のレンズ２１２は非球面レンズであり、第一のレンズ２１２の凸面と凹面（表面Ｓ２）は、全て、非球面である。第三のレンズ２１５は、両凹レンズであり、第四のレンズ２１６は、例えば、凸面（表面Ｓ８）がイメージ側に面する凹凸レンズであり、第五のレンズ２１８は、両凸レンズである。第二のレンズ２１４、第三のレンズ２１５、第四のレンズ２１６及び第五のレンズ２１８は、全て、球面レンズである。

第二のレンズ群２２０は、第一のレンズ群２１０とイメージ側の間に配置され、且つ、主に、オブジェクト側からイメージ側へ順序に配列される第六のレンズ２２２、第七のレンズ２２４、第八のレンズ２２５、第九のレンズ２２６及び第十のレンズ２２８からなる。第六のレンズ２２２、第七のレンズ２２４、第八のレンズ２２５、第九のレンズ２２６及び第十のレンズ２２８の屈折力は、例えば、それぞれ、正、負、正、負、正である。第六のレンズ２２２と第七のレンズ２２４は、第一の接合レンズ２２３を形成し、第九のレンズ２２６と第十のレンズ２２８は、第二の接合レンズ２２７を形成する。第六のレンズ２２２は、凸面（表面Ｓ１３）がイメージ側に面する凹凸レンズであり、第七のレンズ２２４は、凸面（表面Ｓ１４）がイメージ側に面する凹凸レンズであり、第八のレンズ２２５と第十のレンズ２２８は、共に両凸レンズであり、第九のレンズ２２６は、凸面（表面Ｓ１７）がオブジェクト側に面する凹凸レンズである。第六のレンズ２２２、第七のレンズ２２４、第八のレンズ２２５、第九のレンズ２２６及び第十のレンズ２２８は、全て、球面レンズである。

固定焦点レンズ２００は、（１）５．０＜Ｆ_Ｌ４５／Ｆ＜７．５、（２）３．５＜Ｆ_Ｇ２／Ｆ＜４．８及び（３）Ｆ_Ｇ２／Ｈ＞３．７５５という条件を満たす。ここでは、Ｆ_Ｌ４５は、第四のレンズ２１６から第五のレンズ２１８までの有効焦点距離であり、Ｆ_Ｇ２は、第二のレンズ群２２０の有効焦点距離であり、Ｆは、固定焦点レンズ２００の有効焦点であり、Ｈは、イメージ側の最大画像の高さである。一般的に言えば、オブジェクト側には、画像処置素子６０が設置されるが、本実施例には、画像処理素子６０が例えばライトバルブである。最大画像の高さＨは、実物が画像処理素子６０に結像される画像の高さである。また、固定焦点レンズ２００は、例えば、絞り２３０をさらに含み、この絞り２３０は、第一のレンズ群２１０と第二のレンズ群２２０との間に配置される。

本実施例における固定焦点レンズ２００は、一枚の非球面レンズ（即ち、第一のレンズ２１２）と九枚の球面レンズ（即ち、第二のレンズないし第十のレンズ）により像差を解消する。そのうち、非球面レンズは、９０度以上の大きな視角（ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ：ＦＯＶ）による歪め（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を解消することに役立つが、第二のレンズ群２２０は、色収差（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）と球面収差（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）を解消することができる。十一枚のレンズにより構成された従来の固定焦点レンズ１００（図１に示すように）に比べると、本発明の固定焦点レンズ２００のレンズ数が少ないので、レンズ材料のコストを抑えることができるのみならず、製造上の公差の累積を減少し、生産の歩留まりを向上し、生産コストを低減することもできる。

結像品質をさらに確保するために、本実施例には、固定焦点レンズ２００に（１）２．０＜Ｄ_Ｇ１２／Ｆ_Ｇ２＜５．０、（２）１．３＜Ｆ_Ｌ６７／Ｆ_Ｌ９１０＜５．５、（３）１５＜Ｖ_Ｐ−Ｖ_ｎ＜４５及び（４）１．３５＜｜Ｒ_１４／Ｒ_１５｜＜４．２のうち、少なくとも一つの条件を満足させる。そのうち、Ｄ_Ｇ１２は、第一のレンズ群２１０から第二のレンズ群２２０までの距離であり、Ｆ_Ｌ６７は、第一の接合レンズ２２３の有効焦点距離であり、Ｆ_Ｌ９１０は、第二の接合レンズ２２７の有効焦点距離である。また、第一の接合レンズ２２３と第二の接合レンズ２２７のうち、一つの屈折力は、例えば、正であり、もう一つの屈折力は、例えば、負であり、Ｖ_Ｐは、屈折力が正である接合レンズのアッベ数であり、Ｖ_ｎは、屈折力が負である接合レンズのアッベ数である。また、Ｒ_１５は、オブジェクト側に面する第八のレンズ２２５の表面（表面Ｓ１５）の曲率半径であり、Ｒ_１６は、イメージ側に面する第八のレンズ２２５の表面（表面Ｓ１６）の曲率半径である。

次は、固定焦点レンズ２００の一実施例を挙げる。なお、次の表１と表２にリストされているデータは、本発明を限定するものでなく、また、当業者が本発明を参照しそのパラメータや設定に対して適当な変更を行うことにより得られたものも、本発明の範囲に属する。

表１には、距離は、主軸において隣接する両表面の直線距離であり、例えば、表面Ｓ１の距離は、主軸において表面Ｓ１から表面Ｓ２までの直線距離である。備考欄において各レンズが対応する厚み、屈折率及びアッベ数は、同列における各距離、屈折率及びアッベ数が対応する値を参照する。また、表１には、表面Ｓ１、Ｓ２は、第一のレンズ２１２の両表面であり、表面Ｓ３、Ｓ４は、第二のレンズ２１４の両表面であり、表面Ｓ５、Ｓ６は、第三のレンズ２１６の両表面であり、表面Ｓ７、Ｓ８は、第四のレンズ２２２の両表面であり、表面Ｓ９、Ｓ１０は、第五のレンズ２３２の両表面である。表面Ｓ１１は、絞りである。表面Ｓ１２は、オブジェクト側に面する第六のレンズ２２２の表面であり、表面Ｓ１３は、第七のレンズ２２４と接する第六のレンズ２２２の表面であり、表面Ｓ１４は、イメージ側に面する第七のレンズ２２４の表面である。表面Ｓ１５、Ｓ１６は、第八のレンズ２２５の両表面である。表面Ｓ１７は、オブジェクト側に面する第九のレンズ２２６の表面であり、表面Ｓ１８は、第十のレンズ２２８と接する第九のレンズ２２６の表面であり、表面Ｓ１９は、イメージ側に面する第十のレンズ２２８の表面である。表面Ｓ２０、Ｓ２１は、偏光片（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）７０の両表面であり、表面Ｓ２２、Ｓ２３は、対比結合素子（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｃｏｕｐｌｅｒ）８０の両表面であり、表面Ｓ２４、Ｓ２５は、画像処理素素子６０を保護するためのガラスカバー９０の両表面である。表面Ｓ２５の列における距離は、表面Ｓ２５から画像処理素子６０までの距離である。

また、各表面の曲率半径と距離などのパラメータは、表１を参照し、ここでは、それらを省略する。

前述した表面Ｓ１、Ｓ２は、非球面であり、次の式により示されることができる。

ここでは、Ｚは、光軸方向の偏移量（ｓａｇ）であり、ｃは、接触球（ｏｓｃｕｌａｔｉｎｇ ｓｐｈｅｒｅ）の半径の逆数であり、即ち、光軸に接近するところの曲率半径（例えば、表１のＳ１、Ｓ２の曲率半径）の逆数である。ｋは、二次曲面係数（ｃｏｎｉｃ）であり、ｒは、非球面高さであり、即ち、レンズ中心からレンズ縁部までの高さであり、Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、．．．は、非球面係数（ａｓｐｈｅｒｉｃ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）であり、そのうち、係数Ａ_１は、０である。また、表面Ｓ１と表面Ｓ２のパラメータは、表２にリストされている。

続いて、本実施例における固定焦点レンズ２００のｆ値（ｆ−ｎｕｍｂｅｒ）は、２．４１７であり、最大視角は、９１．３°である。また、Ｆ＝９．８０４ｍｍ、Ｆ_Ｌ４５＝６８．６１８ｍｍ、Ｆ_Ｇ２＝３９．７９２ｍｍ、Ｈ＝１０．２４３ｍｍ、Ｄ_Ｇ１２＝１３４．１７２ｍｍ、Ｆ_Ｌ６７＝−１９４．７３１ｍｍ、Ｆ_Ｌ９１０＝９８．５０７、Ｆ_Ｌ４５／Ｆ＝６．９９９、Ｄ_Ｇ１２／Ｆ_Ｇ２＝３．３７２、｜Ｆ_Ｌ６７／Ｆ_Ｌ９１０｜＝１．９７７、Ｆ_Ｇ２／Ｆ＝４．０５９、Ｆ_Ｇ２／Ｈ＝３．８８５、２６．３＜Ｖ_ｐ−Ｖ_ｎ＜３０．８である。

図３Ａないし図３Ｃは、図２における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。図３Ａないし図３Ｃを参照する。そのうち、図３Ａは、光学変調伝達関数（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＭＴＦ）の曲線図であり、その横軸が毎周期／ミリメータル（ｍｍ）の空間周波数（ｓｐａｔｉａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ ｃｙｃｌｅｓ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ）であり、その縦軸が光学的伝達関数の率（ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ＯＴＦ）である。図３Ａは、波長が４４０〜６４０ｎｍである光に対して行ったシミュレーションのデータを示す図である。また、図３Ｂは、画像の横の色（ｌａｔｅｒａｌ ｃｏｌｏｒ）を示すものであり、図３Ｂにおける最大の場（ｍａｘｉｍｕｍ ｆｉｅｌｄ）は、１０．２４３ｍｍであり、且つ、参考波長は、５５０ｎｍである。図３Ｃは、画像の横の光線の扇形図（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｒａｙ ｆａｎ ｐｌｏｔ）である。図３Ａないし図３Ｃに示すグラフが全て標準の範囲内にあるので、従来技術に比べると、本実施例における固定焦点レンズ２００は、数少ないレンズを使用し、良好な光学品質を得ることができる。

次は、固定焦点レンズ２００の他の実施例を挙げる。図４、表３及び表４を参照する。

表３には、表面Ｓ１〜Ｓ９は、表１と同様であり、表面Ｓ２０、Ｓ２１は、内部全反射プリズム（ＴＩＲ Ｐｒｉｓｍ）の相対する両表面であり、表面Ｓ２２、Ｓ２３は、ガラスカバー９０の両表面である。表面Ｓ２３の列における距離は、表面Ｓ２３から画像処理素子６０までの距離である。

本実施例の固定焦点レンズ２００のｆ値は、２．４であり、最大視角は、９０．９°である。また、Ｆ＝１０．９０５ｍｍ、Ｆ_Ｌ４５＝６４．２３３ｍｍ、Ｆ_Ｇ２＝４２．３４２ｍｍ、Ｈ＝１１．２４ｍｍ、Ｄ_Ｇ１２＝１０７．５３８ｍｍ、Ｆ_Ｌ６７＝−２５９．２１７ｍｍ、Ｆ_Ｌ９１０＝１０５．２７１、Ｆ_Ｌ４５／Ｆ＝５．８９、Ｄ_Ｇ１２／Ｆ_Ｇ２＝２．５４、｜Ｆ_Ｌ６７／Ｆ_Ｌ９１０｜＝２．４６２、Ｆ_Ｇ２／Ｆ＝３．８８３、Ｆ_Ｇ２／Ｈ＝３．７６７、２７．６＜Ｖ_ｐ−Ｖ_ｎ＜３０．８である。

図５Ａないし図５Ｃは、図４における固定焦点レンズの光学結像シミュレーションデータを示すものである。図５Ａないし図５Ｃを参照する。そのうち、図５Ａは、光学変調伝達関数（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＭＴＦ）の曲線図であり、その横軸が毎周期／ミリメータル（ｍｍ）の空間周波数（ｓｐａｔｉａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ ｃｙｃｌｅｓ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ）であり、その縦軸が光学的伝達関数の率（ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ＯＴＦ）である。図５Ａは、波長が４４０〜６４０ｎｍである光に対して行ったシミュレーションのデータを示す図である。また、図５Ｂは、画像の横の色（ｌａｔｅｒａｌ ｃｏｌｏｒ）を示すものであり、図５Ｂにおける最大の場（ｍａｘｉｍｕｍ ｆｉｅｌｄ）は、１１．２４ｍｍであり、且つ、参考波長は、５５０ｎｍである。図５Ｃは、画像の横の光線の扇形図（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｒａｙ ｆａｎ ｐｌｏｔ）である。図５Ａないし図５Ｃに示すグラフが全て標準の範囲内にあるので、従来技術に比べると、本実施例における固定焦点レンズ２００は、数少ないレンズを使用し、良好な光学品質を得ることができる。

次は、固定焦点レンズ２００の他の実施例を挙げる。図６、表５及び表６を参照する。

表５には、表面Ｓ１〜Ｓ９は、表１と同様であり、表面Ｓ２０、Ｓ２１は、平滑画像素子（ｓｍｏｏｔｈ ｐｉｃｔｕｒｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）３０の両表面であり、表面Ｓ２２、Ｓ２３は、内部全反射プリズム（ＴＩＲ Ｐｒｉｓｍ）４０の相対する両表面であり、表面Ｓ２４、Ｓ２５は、ガラスカバー９０の両表面である。表面Ｓ２５の列における距離は、表面Ｓ２３から画像処理素子６０までの距離である。

本実施例の固定焦点レンズ２００のｆ値は、２．４であり、最大視角は、９０．９°である。また、Ｆ＝１０．４１３ｍｍ、Ｆ_Ｌ４５＝６５．６５３ｍｍ、Ｆ_Ｇ２＝４１．５６５ｍｍ、Ｈ＝１０．７０６ｍｍ、Ｄ_Ｇ１２＝１０４．９８８ｍｍ、Ｆ_Ｌ６７＝−４６２．４８９ｍｍ、Ｆ_Ｌ９１０＝１１０．４２６、Ｆ_Ｌ４５／Ｆ＝６．３、Ｄ_Ｇ１２／Ｆ_Ｇ２＝２．５２６、｜Ｆ_Ｌ６７／Ｆ_Ｌ９１０｜＝４．１８８、Ｆ_Ｇ２／Ｆ＝３．９９、Ｆ_Ｇ２／Ｈ＝３．８８、２７．６＜Ｖ_ｐ−Ｖ_ｎ＜４２である。

図７Ａないし図７Ｃは、図６における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。図７Ａないし図７Ｃを参照する。そのうち、図７Ａは、光学変調伝達関数（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＭＴＦ）の曲線図であり、その横軸が毎周期／ミリメータル（ｍｍ）の空間周波数（ｓｐａｔｉａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ ｃｙｃｌｅｓ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ）であり、その縦軸が光学的伝達関数の率（ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ＯＴＦ）である。図７Ａは、波長が４３０〜６７０ｎｍである光に対して行ったシミュレーションのデータを示す図である。また、図７Ｂは、画像の横の色（ｌａｔｅｒａｌ ｃｏｌｏｒ）を示すものであり、図７Ｂにおける最大の場（ｍａｘｉｍｕｍ ｆｉｅｌｄ）は、１０．７０６１ｍｍであり、且つ、参考波長は、５５０ｎｍである。図７Ｃは、画像の横の光線の扇形図（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｒａｙ ｆａｎ ｐｌｏｔ）である。図７Ａないし図７Ｃに示すグラフが全て標準の範囲内にあるので、従来技術に比べると、本実施例における固定焦点レンズ２００は、数少ないレンズを使用し、良好な光学品質を得ることができる。

図８は、本発明の他の実施例における固定焦点レンズの構造を示す図である。図８を参照する。本実施例における固定焦点レンズ２００′は、図２における固定焦点レンズ２００と似ているが、その相違点は、固定焦点レンズ２００′が第一のレンズ群２１０と第二のレンズ群２２０との間に配置される反射素子２４０をさらに含むことにある。言い換えると、固定焦点レンズ２００′は、Ｌ型レンズである。固定焦点レンズ２００′の長さが短いので、このような固定焦点レンズ２００′を採用した背面投射型テレビをより薄く作ることができる。

ゆえに、本発明の固定焦点レンズは、少なくとも、一つの次の利点を有する。

１、十一枚のレンズにより構成された従来の固定焦点レンズ１００に比べると、本発明の固定焦点レンズ２００、２００′は、レンズ数が少ないので、レンズ材料のコストを抑えることができるのみならず、製造上の公差の累積を減少し、生産の歩留まりを向上し、生産コストを低減することもできる。

２、本発明の固定焦点レンズの構造は、像差を有効に解消することができるので、良好な結像品質を得ることができる。

３、本発明の固定焦点レンズは、Ｌ型レンズであるので、レンズ全体の長さを減少することができ、本発明のような固定焦点レンズを採用した背面投射型テレビをより薄く作ることができる。

本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の精神と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の部分と発明の名称は、特許文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。

従来の固定焦点レンズの構造を示す図である。 本発明の一実施例における固定焦点レンズの構造を示す図である。 図２における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。 図２における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。 図２における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。 本発明の他の一実施例における固定焦点レンズの構造を示す図である。 図４における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。 図４における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータの図である。 図４における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。 本発明の他の一実施例における固定焦点レンズの構造を示す図である。 図６における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。 図６における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。 図６における固定焦点レンズの結像光学シミュレーションデータ図である。 本発明の他の実施例における固定焦点レンズの構造を示す図である。

符号の説明

３０ 平滑画像素子
４０ 内部全反射プリズム
５０ ライトバルブ
６０ 画像処理素子
７０ 偏光片
８０ 対比結合素子
９０ ガラスカバー
１００、２００、２００′ 固定焦点レンズ
１１０、２１０ 第一のレンズ群
１１２、１１４、１１６、１１７、１１８、１１９、１２２、１３２、１３４、１３６、１３８ レンズ
１２０、２２０ 第二のレンズ群
１３０ 第三のレンズ群
２１２ 第一のレンズ
２１４ 第二のレンズ
２１５ 第三のレンズ
２１６ 第四のレンズ
２１８ 第五のレンズ
２２２ 第六のレンズ
２２３ 第一の接合レンズ
２２４ 第七のレンズ
２２５ 第八のレンズ
２２６ 第九のレンズ
２２７ 第二の接合レンズ
２２８ 第十のレンズ
２３０ 絞り
Ｓ１〜Ｓ２５ 表面

Claims (11)

1. 固定焦点レンズであって、
   正の屈折力を有する第一のレンズ群であって、前記第一のレンズ群は、主に、オブジェクト側からイメージ側へ順序に配列される第一のレンズ、第二レンズ、第三のレンズ、第四のレンズ及び第五のレンズからなり、前記第一のレンズないし前記第五のレンズの屈折力は、それぞれ、負、負、負、正、正であり、前記第一のレンズは、非球面レンズである第一のレンズ群と、
   正の屈折力を有する第二のレンズ群であって、前記第二のレンズ群は、前記第一のレンズ群と前記イメージ側との間に配置され、主に、前記オブジェクト側から前記イメージ側へ順序に配列される第六のレンズ、第七のレンズ、正の屈折力を有する第八のレンズ、第九のレンズ及び第十のレンズからなり、前記第六のレンズと前記第七のレンズは、第一の接合レンズを形成し、前記第九のレンズと前記第十のレンズは、第二の接合レンズを形成する第二のレンズ群と、
   を含み、
   前記第四のレンズから前記第五のレンズまでの有効焦点距離をＦ_Ｌ４５とし、前記第二のレンズ群の有効焦点距離をＦ_Ｇ２とし、前記固定焦点レンズの有効焦点距離をＦとし、前記イメージ側の最大画像の高さをＨとすれば、Ｆ_Ｌ４５、Ｆ_Ｇ２、Ｆ及びＨは、５．０＜Ｆ_Ｌ４５／Ｆ＜７．５、３．５＜Ｆ_Ｇ２／Ｆ＜４．８、Ｆ_Ｇ２／Ｈ＞３．７５５を満たす、
   固定焦点レンズ。
2. 前記第一のレンズ群と前記第二のレンズ群との間に配置される絞りをさらに含む、
   請求項１に記載の固定焦点レンズ。
3. 前記第一のレンズ群と前記第二のレンズ群との間に配置される反射素子をさらに含む、
   請求項１に記載の固定焦点レンズ。
4. 前記第一のレンズ群から前記第二のレンズ群までの距離をＤ_Ｇ１２とすれば、Ｄ_Ｇ１２は、２．０＜Ｄ_Ｇ１２／Ｆ_Ｇ２＜５．０を満たす、
   請求項１に記載の固定焦点レンズ。
5. 前記第一の接合レンズの有効焦点距離をＦ_Ｌ６７とし、前記第二の接合レンズの有効焦点距離をＦ_Ｌ９１０とすれば、Ｆ_Ｌ６７とＦ_Ｌ９１０は、１．３＜｜Ｆ_Ｌ６７／Ｆ_Ｌ９１０｜＜５．５を満たす、
   請求項１に記載の固定焦点レンズ。
6. 前記第一の接合レンズと前記第二の接合レンズのうち、一つの屈折力が正であり、他の屈折力が負であり、屈折力が正である接合レンズのアッベ数をＶ_ｐとし、屈折力が負である接合レンズのアッベ数をＶ_ｎとすれば、Ｖ_ｐとＶ_ｎは、１５＜Ｖ_ｐ−Ｖ_ｎ＜４５を満たす、
   請求項５に記載の固定焦点レンズ。
7. 前記オブジェクト側に面する前記第八のレンズの表面の曲率半径をＲ_１５とし、前記イメージ側に面する前記第八のレンズの表面の曲率半径をＲ_１６とすれば、Ｒ_１５とＲ_１６は、１．３５＜｜Ｒ_１５／Ｒ_１６｜＜４．２を満たす、
   請求項１に記載の固定焦点レンズ。
8. 前記第六のレンズ、前記第七のレンズ、前記第九のレンズ及び前記第十のレンズの屈折力が、それぞれ、正、負、負、正である、
   請求項１に記載の固定焦点レンズ。
9. 前記第一のレンズと前記第二のレンズは、全て、凸面が前記オブジェクト側に面する凹凸レンズであり、前記第一のレンズの凸面と凹面は、全て、非球面であり、前記第三のレンズは、両凹レンズであり、前記第四のレンズは、凸面が前記イメージ側に面する凹凸レンズであり、前記第五のレンズは、両凸レンズである、
   請求項１に記載の固定焦点レンズ。
10. 前記第六のレンズは、凸面が前記イメージ側に面する凹凸レンズであり、前記第七のレンズは、凸面が前記イメージ側に面する凹凸レンズであり、前記第八のレンズと前記第十のレンズは、両凸レンズであり、前記第九のレンズは、凸面が前記オブジェクト側に面する凹凸レンズである、
    請求項１に記載の固定焦点レンズ。
11. 前記第二のレンズないし前記第十のレンズは、球面レンズである、
    請求項１に記載の固定焦点レンズ。

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