JP2010175832A - Projection lens and projection display device using the same - Google Patents

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JP2010175832A
JP2010175832A JP2009018329A JP2009018329A JP2010175832A JP 2010175832 A JP2010175832 A JP 2010175832A JP 2009018329 A JP2009018329 A JP 2009018329A JP 2009018329 A JP2009018329 A JP 2009018329A JP 2010175832 A JP2010175832 A JP 2010175832A
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Tsutomu Yamamoto
力 山本
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Fujinon Corp
フジノン株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection lens that is adaptable to a projection display device superior in portability, is set to have a wide angle so that image size may be large even in short-distance projection, and achieves an extremely simple and inexpensive system while keeping good projection performance, and to provide a projection display device using the same. <P>SOLUTION: The projection lens is configured by arranging, in order from an enlargement side, a biconvex lens L<SB>1</SB>, apertures 3a and 3b, a negative meniscus lens L<SB>2</SB>turning its concave surface to the enlargement side, a positive meniscus lens L<SB>3</SB>turning its convex surface to a reduction side, and a both-surface aspherical lens L<SB>4</SB>serving as a biconvex lens on an optical axis Z. The lens L<SB>4</SB>is configured to have non-circular shape including an effective luminous flux passing area. The projection lens satisfies following conditional expressions. 2.5<β/S<10.0 (S: maximum length (inch) of an image on the enlargement side, β: enlarging magnification), 0.8<Bf/f (Bf: back focus on the reduction side, f: focal length of the entire system) and 20<S/OBJ<65 (OBJ: projection distance (m) on the enlargement side). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、透過型あるいは反射型の液晶表示素子やDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)等のライトバルブからの表示情報等を拡大投写する投写レンズに関し、特に、いわゆる携帯性に優れたハンディータイプの投写型表示装置に好適な投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置に関する。 The present invention relates to a transmissive or reflective liquid crystal display device or a DMD projection lens for enlarging and projecting the display information or the like from the light valve (digital micromirror device) or the like, in particular, excellent handheld so-called portability suitable projection lens in the projection display device and a projection display device using the same.

液晶表示装置やDMD表示装置等のライトバルブを用いた投写型表示装置が広く普及しているが、ライトバルブの小型化・高精細化が急激に進み、また、パソコンの普及と相俟って、このような投写型表示装置を用いてプレゼンテーションを行うことの需要も増加しているため、近年、特に、携帯性に優れた小型の投写型表示装置が要求されるようになっている。 While the projection display apparatus using a light valve such as a liquid crystal display device or a DMD display devices are widely used, proceeds rapidly miniaturization and high resolution of the light valve, also, it spreads coupled with a personal computer , since also increases the demand for carrying out the presentation using such a projection display device, in recent years, in particular, so that a small projection display apparatus with excellent portability is required. また、将来は、携帯電話や懐中電灯を扱うような感覚で、投写型表示装置を扱うことも考えられ、そのためには、さらに携帯性を推し進めることが必須である。 In addition, in the future, in a sense, such as dealing with a mobile phone and a flashlight, it is also believed that dealing with the projection-type display device, To do so, it is essential to further promote portability.

上記要求に応えうる方策としては、特に、投写光学系の光軸と垂直となる方向、一般には装置筺体の厚み方向に小さくなるように薄型化を図ることが有効であり、そのためには投写レンズにおける全てのレンズの外径を小さくすることが重要となる。 The measures that may meet the above requirements, in particular, a direction to be perpendicular to the optical axis of the projection optical system, generally, it is effective to reduce the thickness to be smaller in the thickness direction of the device housing, the projection lens in order that is possible to reduce the outer diameter of all the lenses is important in.

装置の携帯性を高めることを目的として、投写レンズのコンパクト化を図った従来技術としては、例えば下記特許文献1、2に記載された投写レンズの如く、縮小側がテレセントリックとされ、また、色合成や、照明光と投写光の分離、等を行うためにレンズバックにある程度のスペースを確保した構成とされたものが知られている。 For the purpose of increasing the portability of the device, as the prior art aimed at miniaturization of the projection lens, for example, as the projection lens described in Patent Documents 1 and 2, the reduction side telecentric, also, the color synthesis or, what is the illumination light separation of the projection light, such a configuration that ensures a certain degree of space on the lens back to perform is known.

特許第3508011号公報 Patent No. 3508011 Publication 特開2005−84456号公報 JP 2005-84456 JP

しかしながら、上記特許文献1、2に記載されたものは、画角が50度前後と小さく、近距離で画像サイズが大きくなるように投写することは困難である。 However, those described in Patent Documents 1 and 2, is as small as 50 degrees before and after the angle of view, it is difficult to project so that the image size is increased at a short distance.

また、上記特許文献1、2に記載されたものは、上述したように、縮小側がテレセントリックで、レンズバックをある程度確保した構成とされているが、縮小側のレンズの大型化を抑制し、積極的に小型化を図る対策は講じられておらず、さらに、この縮小側のレンズとともに拡大側のレンズも含め、有効光束に対する積極的な小型化対策も採られていない。 Also, those described in Patent Documents 1 and 2, as described above, with telecentric reduction side, it has a configuration to some extent ensure a lens back, to suppress an increase in size of the reduction side lens, actively measures to reduce the size has not been taken in, the further including a lens on the enlargement side with this reduction side of the lens, not be taken aggressive downsizing measures for the effective light beam.

また、上記小型化への要求ともに、極めて簡易な構成により大幅なコストの低減を図りたいという要求もあり、上記特許文献1、2に記載されたものでは、このような要求に必ずしも応えたものとはなっていない。 Moreover, the requirements both for the size reduction, there is also a demand aim to reduce the significant cost by a very simple structure, it has been disclosed in Patent Documents 1 and 2, that always meet such requirements not become is.

さらに、上記携帯性を促進する場合に、ライトバルブのサイズを小型化することも有効であるが、このような観点からの提言は一切なされていない。 Furthermore, in the case of facilitating the portability, it is also effective to reduce the size of the light valve, recommendations from this point of view has not been made at all.

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、携帯性に優れた投写型表示装置に適合可能であり、近距離投影においても画像サイズが大きくなるように広角とされた、良好な投写性能を有しつつ、極めて簡易で安価な系としうる投写レンズ、およびこれを用いた投写型表示装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, it can be adapted to highly portable projection type display device, is a wide-angle so that the image size is larger in the near projections, good while having a projection performance, it is an object to provide an extremely simple and the projection lens can be an inexpensive system, and a projection display device using the same.

本発明に係る第1の投写レンズは、 First projection lens according to the present invention,
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、 A projection lens for projecting the image information displayed on the reduction side conjugate position to the enlargement-side conjugate position,
拡大側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、拡大側が凹面とされた負の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズにより構成されてなるとともに、 In order from the magnifying side, a first lens having a positive refractive power, a second lens having a negative refractive power magnification side is a concave surface, a third lens having a positive refractive power reduction side is a convex surface, and a positive together formed by constituted by a fourth lens having a refractive power,
最も縮小側に配置された前記第4レンズが、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなり、 Most disposed on the reduction side was the fourth lens is comprised is a non-circular shape including an effective light beam passage region,
さらに、以下の条件式(1)、(2)および(3)を満足することを特徴とするものである。 Furthermore, the following conditional expressions (1) and is characterized by satisfying the (2) and (3).
2.5<β/S<10.0・・・・(1) 2.5 <β / S <10.0 ···· (1)
0.8<Bf/f・・・・(2) 0.8 <Bf / f ···· (2)
20<S/OBJ< 65・・・・(3) 20 <S / OBJ <65 ···· (3)
ここで、 here,
β:拡大倍率 S:拡大側画像の最大長さ(インチ) beta: magnification S: maximum length of the enlarged side image (inch)
Bf:縮小側のバックフォーカス f:全系焦点距離 OBJ:拡大側投写距離(m) Bf: the reduction side of the back focus f: focal length OBJ: enlarged side projection distance (m)

また、本発明に係る第2の投写レンズは、 The second projection lens according to the present invention,
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、 A projection lens for projecting the image information displayed on the reduction side conjugate position to the enlargement-side conjugate position,
拡大側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、拡大側が凹面とされた負の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズにより構成されてなるとともに、 In order from the magnifying side, a first lens having a positive refractive power, a second lens having a negative refractive power magnification side is a concave surface, a third lens having a positive refractive power reduction side is a convex surface, and a positive together formed by constituted by a fourth lens having a refractive power,
以下の条件式(1)、(2)、(3)および(4)を満足することを特徴とするものである。 The following conditional expressions (1), (2) and is characterized by satisfying the (3) and (4).
2.5<β/S<10.0・・・・(1) 2.5 <β / S <10.0 ···· (1)
0.8<Bf/f・・・・(2) 0.8 <Bf / f ···· (2)
20<S/OBJ< 65・・・・(3) 20 <S / OBJ <65 ···· (3)
TH<IH・・・・(4) TH <IH ···· (4)
ここで、 here,
β:拡大倍率 S:拡大側画像の最大長さ(インチ) beta: magnification S: maximum length of the enlarged side image (inch)
Bf:縮小側のバックフォーカス f:全系焦点距離 OBJ:拡大側投写距離(m) Bf: the reduction side of the back focus f: focal length OBJ: enlarged side projection distance (m)
IH:縮小側共役位置での有効光束最大高さ TH:最も縮小側のレンズを除くレンズにおける有効光束最大高さ The IH: reduction side effective beam maximum height at a position conjugate TH: effective light beam maximum height in the lens except the most-reduction side lens

また、本発明に係る第3の投写レンズは、 The third projection lens according to the present invention,
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、 A projection lens for projecting the image information displayed on the reduction side conjugate position to the enlargement-side conjugate position,
拡大側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、拡大側が凹面とされた負の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズにより構成されてなるとともに、 In order from the magnifying side, a first lens having a positive refractive power, a second lens having a negative refractive power magnification side is a concave surface, a third lens having a positive refractive power reduction side is a convex surface, and a positive together formed by constituted by a fourth lens having a refractive power,
最も縮小側に配置された前記第4レンズが、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなり、 Most disposed on the reduction side was the fourth lens is comprised is a non-circular shape including an effective light beam passage region,
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(3´)および(5)を満足することを特徴とするものである。 Furthermore, the following conditional expressions (1), (2) and is characterized by satisfying the (3 ') and (5).
2.5<β/S<10.0・・・・(1) 2.5 <β / S <10.0 ···· (1)
0.8<Bf/f・・・・(2) 0.8 <Bf / f ···· (2)
35<S/OBJ<140・・・・(3´) 35 <S / OBJ <140 ···· (3')
3.0<S<10.0・・・・(5) 3.0 <S <10.0 ···· (5)
ここで、 here,
β:拡大倍率 S:拡大側画像の最大長さ(インチ) beta: magnification S: maximum length of the enlarged side image (inch)
Bf:縮小側のバックフォーカス f:全系焦点距離 OBJ:拡大側投写距離(m) Bf: the reduction side of the back focus f: focal length OBJ: enlarged side projection distance (m)

また、前記各投写レンズは、縮小側がテレセントリックであることが好ましい。 Moreover, each projection lens is preferably the reduction side is telecentric.

また、前記第1レンズと前記第2レンズの間に、光束の通過を制限する開口が配された構成とすることが好ましい。 Further, between the second lens and the first lens, it is desirable to employ an arrangement wherein an opening for limiting the passage of light beams is arranged.

また、前記第4レンズが非球面を有していることが好ましい。 Further, it is preferable that the fourth lens has an aspherical surface.

また、以下の条件式(6)、(7)を満足することが好ましい。 Also, the following conditional expression (6), it is preferable to satisfy the (7).
ν d12 < 45・・・・(6) ν d12 <45 ···· (6)
40 < ν d34・・・・(7) 40 <ν d34 ···· (7)
ここで、 here,
ν d12 :前記第1レンズおよび前記第2レンズ各々のアッベ数 ν d34 :前記第3レンズおよび前記第4レンズ各々のアッベ数 [nu d12: the first lens and the second lens each Abbe number [nu d34: the third lens and the Abbe number of the fourth lens each

さらに、前記投写レンズを構成する全てのレンズ要素の、光軸に対して垂直となるレンズ径方向の長さのうち最小部分が15mm以下に設定されていることが好ましい。 Moreover, all the lens elements constituting the projection lens, it is preferable that the minimum portion of the lens diameter direction perpendicular to the optical axis length is set to 15mm or less.

また、本発明の第1の投写型表示装置は、光源と、複数のライトバルブと、該光源からの光束を該複数のライトバルブへ導く照明光学部と、上記いずれかの投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記複数のライトバルブで各々光変調した後、これら光変調した各光を合成し、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。 The first projection display apparatus of the present invention includes a light source, a plurality of light valves, and an illumination optical unit that guides a light beam from the light source to the plurality of light valves, and the one of the projection lens after modulated each light by the plurality of light valves the light beam from said light source, combines the to these light modulating light, and is characterized in that projected onto a screen by the projection lens.

また、本発明の第2の投写型表示装置は、光源と、1つのライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、上記いずれかの投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブにより光変調した後、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。 The second projection display apparatus of the present invention includes a light source, a single light valve, an illumination optical unit for guiding the light beam from the light source to the light valve, and the one of the projection lens, wherein after the light modulated by the light valves the light beam from the light source, it is characterized in that projected onto a screen by the projection lens.

なお、上述した「開口」としては、光束の通過を制限する機能を有していればよく、可変絞りも含まれる。 Incidentally, described above as "opening" may have a function to restrict the passage of a light beam, the variable diaphragm is also included.

また、上記「非円形形状」とは、光束進行方向から見た各レンズの形状が円形ではないことを意味する。 Moreover, the "non-circular shape", the shape of each lens as viewed from the light beam traveling direction which means that it is not circular.

本発明に係る投写レンズによれば、条件式(1)を満足することにより、装置の大型化を抑制しつつ、照明効率の向上および画面の高精細化を図ることができる。 According to the projection lens according to the present invention, by satisfying the conditional expression (1), while suppressing the size of the apparatus, it is possible to increase the resolution of the enhancement and screen illumination efficiency.

また、条件式(2)を満足することにより、縮小側のバックフォーカスを確保しており、これにより、照明光と投影光の分離や、色光の合成等が容易となる。 Further, by satisfying the conditional expression (2), it has secured back focus on the reduction side, Thereby, separation or the illumination light and projection light, synthesis and the like of the color light is facilitated. 一方、バックフォーカスが長くなるのに応じて、縮小側のテレセントリック性を確保しようとすると、縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎてしまう。 On the other hand, in response to the back focus is long, an attempt to ensure the telecentricity on the reduction side, the lens diameter of the reduction side becomes too large. そこで、最も縮小側に配置された第4レンズを、非円形形状として光束通過に必要な領域以外の所定の領域がカットされた状態とすることにより縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎるのを防止するようにしている。 Therefore, preventing the most fourth lens arranged on the reduction side, the lens diameter on the reduction side by a predetermined region other than the space required for the light flux passing to the state of being cut is too large as a non-circular shape It is way.

さらに、上記第1および上記第2の投写レンズによれば条件式(3)を満足することにより、上記第3の投写レンズによれば条件式(3´)と条件式(5)を同時に満足することにより、各々、投写画面サイズ(最大長さ)および投写距離を適切な値とすることができる。 Further, by satisfying the expression (3) According to the first and the second projection lens, the conditional expression according to the third projection lens (3 ') and conditional expression (5) simultaneously satisfied by each be projected image size (maximum length) and projection distance with a suitable value.

そして、上記第2の投写レンズによれば、上記第1の投写レンズよりもさらに、近距離投影時における投写画面の明るさが暗くなり過ぎないようにすることができる。 Then, according to the second projection lens, said first projection lens further than can be made to the brightness of the projection screen in a short-distance projection does not become too dark. すなわち、条件式(5)を満足することにより、ライトバルブのサイズが小さ過ぎず、かつ投写画面が暗くなり過ぎない大きさとすることができる。 That is, by satisfying the conditional expression (5) can be the size of the light valve is not too small, and the projected image does not become too dark size.

また、上記第2の投写レンズによれば、条件式(4)を満足することにより、最も縮小側の第4レンズを除くレンズにおいては、レンズ形状を、有効光束通過領域を含む非円形形状とせずとも、断面円形とすればよくなり、コスト的に有利なものとすることができる。 Further, according to the second projection lens, by satisfying the conditional expression (4), in the lens except the fourth lens on the most reduction side, a lens shape, so a non-circular shape including an effective light beam passage region without becomes better if a circular cross section, can be made cost-effective.

さらに上記各条件式を4枚のレンズ構成により満足させており、極めて簡易かつコンパクトな系とすることができ、大幅なコストの低減を図ることができる。 Further and satisfy the four lenses constituting the respective conditions, can be very simple and compact system, it is possible to reduce the significant cost.

また、本発明の投写型表示装置は、本発明の投写レンズを用いていることにより、携帯性に優れた簡易で安価な投写型表示装置とすることが可能であり、近距離投影においても画像サイズが十分な大きさとなるように広角とされ、かつ良好な投写性能を有するものとすることができる。 The projection type display apparatus of the present invention, by uses the projection lens of the present invention, it is possible to inexpensive projection display device with excellent simple portability, the image even in the near projection size is the wide angle so that a sufficiently large, and can be made with good projection performance.

本発明の実施例1に係る投写レンズの構成を表す図である。 It is a diagram illustrating a configuration of a projection lens according to Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係る投写レンズの構成を表す図である。 It is a diagram illustrating a configuration of a projection lens according to Example 2 of the present invention. 本発明の実施例3に係る投写レンズの構成を表す図である。 It is a diagram illustrating a configuration of a projection lens according to Example 3 of the present invention. 本発明の実施例4に係る投写レンズの構成を表す図である。 Is a diagram illustrating the structure of a projection lens according to Example 4 of the present invention. 実施例1に係る投写レンズの諸収差図である。 Graphs showing various aberrations of the projection lens according to Example 1. 実施例2に係る投写レンズの諸収差図である。 Graphs showing various aberrations of the projection lens according to Example 2. 実施例3に係る投写レンズの諸収差図である。 Graphs showing various aberrations of the projection lens according to Example 3. 実施例4に係る投写レンズの諸収差図である。 Graphs showing various aberrations of the projection lens according to Example 4. 本発明の投写型表示装置の主要部の概略構成を表す図である。 It is a diagram illustrating a schematic configuration of a main part of a projection display device of the present invention. 光束進行方向から見たときのレンズの非円形形状の具体例を示す概略図である。 It is a schematic diagram showing a specific example of a non-circular shape of the lens when viewed from the light traveling direction.

以下、本発明の実施形態について上記図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 図1は本発明に係る投写レンズを示すものであり、後述する実施例1のレンズ構成図である。 Figure 1 shows a projection lens according to the present invention, a lens arrangement of Example 1 to be described later. なお、図中Zは光軸を表している。 In the drawing, Z represents an optical axis.

本実施形態に係る第1の投写レンズは、縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、拡大側から順に、正の屈折力を有する第1レンズL 、拡大側が凹面とされた負の屈折力を有する第2レンズL 、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズL 、および正の屈折力を有する第4レンズL により構成されてなり、最も縮小側に配置されたレンズが、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなり、さらに、以下の条件式(1)、(2)および(3)を満足する。 First projection lens according to this embodiment is a projection lens for projecting the image information displayed on the reduction side conjugate position to the enlargement-side conjugate position, in order from the magnification side, a first lens having a positive refractive power L 1, the fourth lens having a second lens L 2, a third lens L 3 having a positive refractive power reduction side is a convex surface, and a positive refractive power having a negative refractive power magnification side is a concave surface L 4 will be constituted by, most reduction side arranged lenses, it is a non-circular shape including an effective light beam passage region, further, the following conditional expressions (1), satisfying the expression (2) and (3) to.
2.5<β/S<10.0・・・・(1) 2.5 <β / S <10.0 ···· (1)
0.8<Bf/f・・・・(2) 0.8 <Bf / f ···· (2)
20<S/OBJ< 65・・・・(3) 20 <S / OBJ <65 ···· (3)
ここで、 here,
β:拡大倍率 S:拡大側画像の最大長さ(インチ) beta: magnification S: maximum length of the enlarged side image (inch)
Bf:縮小側のバックフォーカス f:全系焦点距離 OBJ:拡大側投写距離(m) Bf: the reduction side of the back focus f: focal length OBJ: enlarged side projection distance (m)

また、本実施形態に係る第2の投写レンズは、上記第1の投写レンズの構成に加えて下記条件式(4)を満足する。 The second projection lens according to the present embodiment, in addition to the configuration of the first projection lens satisfies the following conditional expression (4). なお、この第2の投写レンズにおいては、上記最も縮小側に配置されたレンズが、必ずしも有効光束通過領域を含む非円形形状とされていなくともよい。 Incidentally, in the second projection lens, the most reduction side arranged lenses may not have been a non-circular shape necessarily including an effective light beam passage region.
TH<IH・・・・(4) TH <IH ···· (4)
ここで、 here,
IH:縮小側共役位置での有効光束最大高さ TH:最も縮小側のレンズを除くレンズにおける有効光束最大高さ The IH: reduction side effective beam maximum height at a position conjugate TH: effective light beam maximum height in the lens except the most-reduction side lens

また、本実施形態に係る第3の投写レンズは、上記第1の投写レンズの条件式(3)の構成に替えて、下記条件式(3´)および下記条件式(5)を満足する。 The third projection lens according to the present embodiment, instead of the configuration of the condition of the first projection lens (3) satisfies the following conditional expression (3 ') and the following conditional expression (5).
35<S/OBJ<140・・・・(3´) 35 <S / OBJ <140 ···· (3')
3.0<S<10.0・・・・(5) 3.0 <S <10.0 ···· (5)
ここで、 here,
S:拡大側画像の最大長さ(インチ) S: maximum length of the enlarged side image (inch)
OBJ:拡大側投写距離(m) OBJ: the enlargement side projection distance (m)

また、縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズにおいて、この投写レンズを構成する全てのレンズ要素の、光軸に対して垂直となるレンズ径方向の長さのうち最小部分が15mm以下に設定されていることがレンズ系のコンパクト化を図る上で好ましい。 Further, in the projection lens that projects the image information displayed on the reduction side conjugate position to the enlargement-side conjugate position, all of the lens elements constituting the projection lens, the length of the lens diameter direction perpendicular to the optical axis it is preferable in achieving compactness of the lens system minimal portion of the is set to 15mm or less.

ここで、上記「レンズ径方向の長さのうち最小部分」の値については、上記「15mm以下」に替えて「12mm以下」とすることが好ましく、「10mm以下」とすることがさらに好ましい。 Here, the value of the "minimum portion of the lens the radial length", it is preferable to place the above-mentioned "15mm or less" and "12mm or less", it is further preferable that the "10mm or less."

なお、上記「最大長さ」とは、拡大側画像中で最も長い距離を意味するものとし、一般には対角の長さである。 Incidentally, the "maximum length" is intended to mean the longest distance in the magnification-side image, generally a diagonal length.

なお、図1の投写レンズでは、紙面右側より入射されライトバルブの画像表示面1において画像情報を与えられた光束が、ガラスブロック2aおよびローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の各種フィルタやライトバルブのカバーガラス2bを介して、この投写レンズに入射され、この投写レンズにより紙面左側方向に拡大投写されるようになっている。 In the projection lens 1, the light flux given image information in the image display surface 1 of the light valve is incident from the right side is a glass block 2a and the low-pass filter and various filters and a cover of a light valve such as an infrared cut filter through the glass 2b, it is incident on the projection lens, and is enlarged and projected left side direction by the projection lens. さらに、レンズ系中に、開口(特に、第1レンズL と第2レンズL との間に、1つまたは複数の開口を設けることが可能である。また、最も縮小側の開口を絞りとすることが可能である。)が配置されている。 Further, in the lens system, the aperture (in particular, between the first lens L 1 and second lens L 2, it is possible to provide one or more openings. The diaphragm aperture on the most reduction side may be a.) it is disposed. 図1には、1枚の画像表示面1のみを記載しているが、投写型表示装置において、光源からの光束を色分離光学系により3原色光に分離し、各原色光用に3つのライトバルブを配設して、フルカラー画像を表示可能とするものとすることが可能である。 Although FIG. 1 describes only one image display surface 1 of the projection display device, it separates the light beam into three primary colors by a color separation optical system from the light source, three for each primary color light by arranging the light valves, it is possible shall be capable of displaying a full color image. また、縮小側はテレセントリックとされていることが望ましい。 Further, the reduction side is desirably are telecentric.

なお、具体的には、ガラスブロック2aの位置にクロスダイクロイックプリズム等の色合成手段(ガラスブロック)や、照明光と投影光を分離するためのDMD用のプリズムやLCOS用のPBS等を配設することが可能である。 Note that, specifically, the color synthesizing means, such as a cross dichroic prism in a position of the glass block 2a (glass block) and, disposed PBS or the like for a prism or LCOS for DMD for separating projected light and the illumination light it is possible to.

なお、1つのライトバルブを用いる場合には、ガラスブロック2a等は省略可能である(後述する実施例2を参照)。 In the case of using a single light valve, glass block 2a and the like may be omitted (see Example 2 described later).

また、本実施形態の投写レンズでは、少なくとも1枚の非球面を有することが望ましく、これにより、レンズ枚数を低減しつつ解像力を向上させることができる。 Further, the projection lens of this embodiment desirably has at least one aspherical, thereby, while reducing the number of lenses can be improved resolution. 特に、最も縮小側に配される第4レンズL が非球面を有するように構成することが好ましい。 In particular, it is preferable that the fourth lens L 4 arranged on the most reduction side is configured to have an aspheric surface.

また、本実施形態の投写レンズでは、縮小側から2枚目と3枚目のレンズを、互いに接合させて、色収差、特に倍率色収差を良好なものとすることが可能である。 Further, the projection lens of this embodiment, the two eyes 3rd lens from the reduction side, and are bonded to one another, chromatic aberration, in particular can be a magnification chromatic aberration and improved.

さらに、本実施形態の投写レンズにおいては、以下の条件式(6)、(7)を満足させることが好ましい。 Furthermore, in the projection lens of the present embodiment, the following conditional expression (6), it is preferable to satisfy (7).
ν d12 <45・・・・(6) ν d12 <45 ···· (6)
40<ν d34・・・・(7) 40 <ν d34 ···· (7)
ここで、 here,
ν d12 :前記第1レンズL および前記第2レンズL 各々のアッベ数 ν d34 :前記第3レンズL および前記第4レンズL 各々のアッベ数 [nu d12: the first lens L 1 and the second lens L 2 each Abbe number [nu d34: said third lens L 3 and the fourth lens L 4 each Abbe number

また、本実施形態に係る上記投写レンズにおいては、以下の条件式(8)、(9)を満足することが好ましい。 In the above projection lens according to the present embodiment, the following conditional expression (8), it is preferable to satisfy the (9).
2ω>60度・・・・(8) 2ω> 60 degrees ... (8)
BH>FH ・・・・(9) BH> FH ···· (9)
ここで、 here,
2ω:拡大側画角 FH:最も拡大側のレンズ面における最大有効光束高 BH:最も縮小側のレンズ面における最大有効光束高 2 [omega: enlarged side angle FH: most the maximum effective light Tabadaka the lens surface on the enlargement side BH: the maximum effective light in the most reduction side lens surface Tabadaka

以下、上記各条件式の技術的意義について説明する。 The following describes the technical significance of the respective conditional expressions.
すなわち、上記条件式(1)の範囲外となると、装置の大型化を抑制しつつ、照明効率の向上および画面の高精細化を図ることが、困難となる。 That is, if the range of the condition (1), while suppressing the size of the apparatus, it is possible to improve and higher definition of the screen of the illumination efficiency becomes difficult.

また、上記条件式(2)の下限以下となると、縮小側のバックフォーカスが確保されず、照明光と投影光の分離や、色光の合成等が困難となる。 Also, when it comes to or less than the lower limit of the condition (2), the reduction side of the back focus can not be ensured, separation or the illumination light and the projection light, synthesis and the like of the color light becomes difficult.

また、縮小側のテレセントリック性を確保しようとすると、バックフォーカスが長くなるのに応じて縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎてしまうので、最も縮小側に配置されたレンズを、有効光束通過領域を含む非円形形状とし、不要なレンズ部分を設けないようにして(いわゆるDカットを施して)、縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎるのを防止している。 Also, when you try to ensure telecentricity of the reduction side, the lens diameter on the reduction side in response to the back focus becomes longer becomes too large, the most the lens disposed on the reduction side, the effective light beam passage region non-circular shape as, and not be provided with the unnecessary lens portion (subjected to so-called D-cut), thereby preventing the lens diameter on the reduction side becomes too large, including.

また、上記条件式(3)の範囲外となると、投写画面サイズおよび投写距離を適切な値とすることが困難となる。 Also, when the range of the condition (3), it is difficult to a projection screen size and projection distance with a suitable value. さらに、上記条件式(3)に替えて、上記条件式(3´)および上記条件式(5)を満足する構成とすることにより、例えば、手持ち可能な超コンパクト化された投写型画像装置に搭載される場合に好適なものとすることができる。 Further, instead of the conditional expression (3), with the configuration that satisfies the conditional expression (3 ') and the conditional expression (5), for example, a projection type image device that is hand-held Ultra-compact it can be suitable when it is mounted.

なお、上記条件式(5)が満足されないと、適切な大きさのライトバルブサイズとすることが難しくなる。 Incidentally, if the condition (5) is not satisfied, it is difficult to light valve size of appropriate size. すなわち、ライトバルブのサイズが小さ過ぎず、かつ投写画像が暗くなり過ぎない大きさとすることが困難となる。 That is, it is difficult to size the size of the light valve is not too small, and the projected image is not too dark.

さらに、上記条件式(3)に替えて、下記条件式(3´´)を満足する構成とすることにより、上記条件式(3)を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。 Further, instead of the conditional expression (3), with the configuration that satisfies the following conditional expression (3''), it is possible to obtain better effects of the case of satisfying the conditional expression (3) .
30<S/OBJ< 65・・・・(3´´) 30 <S / OBJ <65 ···· (3'')

また、上記条件式(4)が満足されないと、縮小側のバックフォーカスが確保されず、照明光と投影光の分離や、色光の合成等が困難となる。 Also, if the conditional expression (4) is not satisfied, the reduction side of the back focus can not be ensured, separation or the illumination light and the projection light, synthesis and the like of the color light becomes difficult.

また、上記条件式(6)、(7)を各々満足させることにより、倍率色収差等の色収差をより良好なものとすることができる。 Further, the conditional expression (6), by each satisfy (7), can be a chromatic aberration such as lateral chromatic aberration and better ones.

なお、上記条件式(8)の下限以下となると、近距離投影を行なう場合において、画像サイズを十分な大きさとなるようにすることが困難となる。 Incidentally, when it comes to or less than the lower limit of the condition (8), in the case of performing short-distance projection, the image size is to ensure that a large enough difficult.

また、上記条件式(9)が満足されないと、広角化に伴って拡大側レンズの径が大きくなり過ぎるのを抑制することが困難となる。 Also, if the conditional expression (9) is not satisfied, it is difficult to suppress the diameter of the enlarged side lens with the wide-angle becomes too large.

次に、本発明に係る投写型表示装置の実施形態について説明する。 Next, an embodiment of a projection display device according to the present invention. 図9は本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の主要部(照明光学系10)の一例を示す構成図である。 Figure 9 is a block diagram showing an example of a main part of a projection display device according to an embodiment of the present invention (the illumination optical system 10).

図9に示すように上記照明光学系10は、前述したように、ライトバルブとしての透過型液晶パネル11a〜11cと、色分解のためのダイクロイックミラー12,13と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム14と、コンデンサレンズ16a〜16cと、全反射ミラー18a〜18cとを備えている。 The illumination optical system 10 as shown in FIG. 9, as described above, the transmissive liquid crystal panel 11a~11c as light valves, the dichroic mirrors 12 and 13 for color separation, the cross dichroic for color synthesis a prism 14 includes a condenser lens 16 a to 16 c, a total reflection mirror 18a to 18c. ダイクロイックミラー12の前段は図示を省略しているが、光源からの白色光は照明光学部を介して、3つの色光光束(G光、B光、R光)にそれぞれ対応する液晶パネル11a〜11cに入射されて光変調され、投写レンズによりスクリーンに投写される。 Although the previous stage of the dichroic mirror 12 is omitted, the white light from the light source via an illumination optical unit, three color light beams (G light, B light, R light) liquid crystal panel 11a~11c respectively corresponding to is incident on the light modulation, is projected onto a screen by the projection lens.

この投写型表示装置は、本発明に係る投写レンズを用いているので、コンパクトなサイズにて、諸収差が良好に補正された高解像な大画面を得ることが可能となっている。 The projection display device, because of the use of projection lens according to the present invention, in a compact size, aberrations it is possible to obtain satisfactorily corrected high resolution large screens.

また、よりコンパクト化を促進するためには、ライトバルブを単板とし、例えば、RGB各色映像を順次ライトバルブ上に表示させ、これと同期させて、RGB各色LEDよりなる光源から、対応色光を出力させることが好ましい。 Further, in order to promote a more compact, the light valve as a single plate, for example, is displayed on the respective RGB color images sequentially light on valves, in synchronization with this, the light source consisting of RGB colors LED, the corresponding color light it is preferable to output. これにより、上述した、色分解のためのダイクロイックミラー12,13、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム14、全反射ミラー18a〜18cなどを省略することが可能となる。 Thus, the above-described dichroic mirrors 12 and 13 for color separation, the cross dichroic prism 14 for color synthesis, it is possible to omit such a total reflection mirror 18a to 18c.

また、上記第1および第3の投写レンズにおいては、最も縮小側に配置された第4レンズL を、有効光束通過領域を含む非円形形状としているが、本発明の投写レンズとしては、これに加えて、またはこれに替えて他のレンズ、例えば最も拡大側に配置された第1レンズL を、有効光束通過領域を含む非円形形状としてもよい。 Further, in the first and third projecting lens, the fourth lens L 4 arranged closest to the reduction side, although a non-circular shape including an effective light beam passage region, as the projection lens of the present invention, this in addition to, or other lenses instead of this, the first lens L 1 which is arranged, for example, the most magnification side, may have a non-circular shape including an effective light beam passage region.

なお、非円形形状としては、光束進行方向から見たときのレンズ形状が円とは異なる種々の形状とすることが可能であるが、例えば図10に示すように、光軸方向から見たときのレンズ形状が、円から1つの弓形領域を切り取ったもの(A)、円から対向する2つの弓形領域を切り取ったもの(B)、この(B)の形状からさらに1つの弓形領域を切り取ったもの(C)等とすることができる。 Note that when a non-circular shape, although the lens shape circle when viewed from the light traveling direction may be a variety of different shapes, for example, as shown in FIG. 10, viewed in the optical axis direction the lens shape, which were cut yen one arcuate region (a), which were cut two arcuate region opposite the circle (B), were cut further one arcuate area from the shape of the (B) It may be ones (C) or the like.

以下、本発明に係る投写レンズの具体的な実施例について説明する。 The following describes specific examples of the projection lens according to the present invention. なお、各実施例において、互いに同様の作用効果をなす部材については同一の符号を付している。 In each embodiment are denoted by the same reference numerals member having the same effect with each other.

図1に示すように、実施例1に係る投写レンズは、拡大側から順に、両凸レンズからなる第1レンズL と、開口3aおよび絞り(または開口)3bと、拡大側に凹面を向けた負のメニスカスレンズからなる第2レンズL と、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第3レンズL と、光軸Z上で両凸レンズとされた両面非球面の第4レンズL からなる。 As shown in FIG. 1, the projection lens according to Example 1, in order from the magnification side, toward the first lens L 1 having a biconvex lens, and the aperture 3a and the aperture (or opening) 3b, a concave surface facing the magnification side negative and the second lens L 2 formed of a meniscus lens, a third lens L 3, which is a positive meniscus lens having a convex surface on the reduction side, the fourth lens has been aspherical on the optical axis Z a biconvex lens L consisting of 4.

また、最も縮小側に配置された第4レンズL を、有効光束通過領域を含む非円形形状とし、不要なレンズ部分(図面上方に位置する部分)L 4Aを設けないようにして(いわゆるDカットを施して)、縮小側のレンズの外径が大きくなり過ぎるのを防止している。 Also, the fourth lens L 4 arranged closest to the reduction side, not be provided with the non-circular shape as to unwanted lens portion (portion positioned upward in the drawing) L 4A including an effective light beam passage region (so-called D subjected to cutting), thereby preventing the outer diameter of the reduction side lens becomes too large.

上記第4レンズL の両面の非球面形状は、下記に示す非球面式により規定される。 Aspherical shape of the both surfaces of the fourth lens L 4 are defined by the aspheric expression below.

実施例1に係る投写レンズは、上記条件式(1)〜(4)、(6)、(7)、(9)、(3´´)を満足するように構成されている。 Projection lens according to Example 1, the conditions (1) to (4), (6), (7), (9), is configured so as to satisfy (3'').

また、図1には、ライトバルブの画像表示面1、ならびにガラスブロック2aおよびローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の各種フィルタやライトバルブのカバーガラス2bが示されている。 Further, in FIG. 1, the image display surface 1 of a light valve, as well as glass block 2a and the low-pass filter or an infrared cut filter or the like of the various filters and light valves of the cover glass 2b is shown.

実施例1に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径R、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔(以下「軸上面間隔」と称す)D、各レンズのd線における屈折率N およびアッベ数ν の値を、表1の上段に示す。 The radius of curvature R of each lens surface of the projection lens according to Example 1, center thickness and air space between the lenses of the lens (hereinafter referred to as "axial surface distance") D, the refractive index N d of each lens at d-line and the value of the Abbe number [nu d, shown in the upper part of Table 1. なお、表1および以下の表において面番号の数字は拡大側からの順番を表すものであり、面番号の右側に*印が付された面は非球面とされている。 The numbers of the surface number in Table 1 and the following table is intended to represent the order from the enlargement side, marked * is attached surface to the right of the surface number is aspherical. また、表1の下段には各非球面を表す非球面係数を示す。 Further, the lower part of Table 1 shows the aspherical coefficients representing respective aspheric.

また、実施例1および以下の実施例2〜4において、これらの非球面の曲率半径Rは、各表において光軸Z上での曲率半径Rの値として示しているが、対応するレンズ構成図においては図面を見やすくするため、引出線は必ずしも光軸Zとの交点から引き出されていないものがある。 Further, in Examples 1 and in the following examples 2-4, the radius R of curvature of these aspheric surfaces, is shown as the value of the radius of curvature R on the optical axis Z in each table, the corresponding lens arrangement for the sake of clarity in, lead lines are those not necessarily drawn from the intersection of the optical axis Z.

表5に示すように、実施例1の投写レンズは各条件式(1)〜(4)、(6)、(7)、(9)、(3´´)を満足している。 As shown in Table 5, the conditional expressions is a projection lens of Example 1 (1) to (4), (6), (7), (9), are satisfied (3'').

なお、実施例1において、全系の焦点距離fは10.6、FナンバFno.は3.01、全画角2ωは48.2(度)となるように設定されている。 In Examples 1, the focal length f of the entire system is 10.6, F number Fno. Is 3.01, full angle of view 2ω is set to be 48.2 degrees.

実施例2に係る投写レンズの構成は、図2に示すとおりであり、レンズ構成自体は上記実施例1と略同様である。 Structure of a projection lens according to Example 2 is as shown in FIG. 2, the lens configuration itself is substantially the same as in Example 1. ただし、ライトバルブが単板のものに対応するように構成されているので、第4レンズL とライトバルブの画像表示面1との間には、実施例1に示すような色合成用のガラスブロック2aは配されていない。 However, since the light valve is configured to correspond to those of a single plate, between the image display surface 1 of the fourth lens L 4 and the light valve, for color synthesis as in Example 1 glass block 2a is not disposed. また、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の各種フィルタやライトバルブのカバーガラス2bも省略されて示されている。 Also shown are also omitted low-pass filter or an infrared cut filter or the like of the various filters and light valves of the cover glass 2b.

なお、最も縮小側に配置された第4レンズL を、有効光束通過領域を含む非円形形状とし、不要なレンズ部分(図面上下方向に位置する部分)L 4Aを設けないようにして(いわゆるDカットを施して)、縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎるのを防止している。 Note that most of the fourth lens L 4 arranged on the reduction side, and a non-circular shape including an effective light beam passage region, and is not provided with unnecessary lens portion (portion positioned in the vertical direction in the drawing) L 4A (the so-called subjected to D-cut), thereby preventing the lens diameter on the reduction side becomes too large.

また、上記第4レンズL の両面の非球面形状は、上記に示す非球面式により規定される。 Moreover, the aspherical shape of the both surfaces of the fourth lens L 4 are defined by the aspheric expression shown above.

実施例2に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径R、軸上面間隔D、各レンズのd線における屈折率N およびアッベ数ν の値を、表2の上段に示す。 The radius of curvature R of each lens surface of the projection lens according to Example 2, the axial distance D, and the refractive index N d and the Abbe number [nu d of each lens at d-line, shown in the upper part of Table 2. また、各非球面を表す非球面係数を、表2の下段に示す。 Further, the aspheric coefficients representing respective aspheric surfaces shown in the lower part of Table 2.

実施例2に係る投写レンズは、表5に示すように、上記条件式(1)〜(9)、(3´)、(3´´)を満足するように構成されている。 Projection lens according to the second embodiment, as shown in Table 5, the conditional expressions (1) to (9), (3 ') is configured so as to satisfy (3'').

なお、実施例2において、全系の焦点距離fは5.9、FナンバFno.は2.51、全画角2ωは61.8(度)となるように設定されている。 In Examples 2, the focal length f of the entire system is 5.9, F number Fno. 2.51, full angle of view 2ω is set to be 61.8 degrees.

実施例3に係る投写レンズの構成は、図3に示すとおりであり、レンズ構成自体は上記実施例1と略同様である。 Structure of a projection lens according to Example 3 is as shown in FIG. 3, the lens configuration itself is substantially the same as in Example 1.

なお、上記実施例1における、いわゆるDカットは施されていない。 Incidentally, in the above embodiment 1, so-called D-cut is not performed.

また、上記第4レンズL の両面の非球面形状は、上記に示す非球面式により規定される。 Moreover, the aspherical shape of the both surfaces of the fourth lens L 4 are defined by the aspheric expression shown above.

実施例3に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径R、軸上面間隔D、各レンズのd線における屈折率N およびアッベ数ν の値を、表3の上段に示す。 The radius of curvature R of each lens surface of the projection lens according to Example 3, the axial distance D, and the refractive index N d and the Abbe number [nu d of each lens at d-line, shown in the upper part of Table 3. また、各非球面を表す非球面係数を、表3の下段に示す。 Further, the aspheric coefficients representing respective aspheric surfaces shown in the lower part of Table 3.

実施例3に係る投写レンズは、表5に示すように、上記条件式(1)〜(4)、(6)、(7)、(9)、(3´´)を満足するように構成されている。 Projection lens according to the third embodiment, as shown in Table 5, the conditional expressions (1) to (4), (6), (7), (9), configured so as to satisfy the (3'') It is.

なお、実施例3において、全系の焦点距離fは9.9、FナンバFno.は2.51、全画角2ωは45.4(度)となるように設定されている。 In Examples 3, the focal length f of the entire system is 9.9, F number Fno. 2.51, full angle of view 2ω is set to be 45.4 degrees.

実施例4に係る投写レンズの構成は、図4に示すとおりであり、レンズ構成自体は上記実施例1と略同様である。 Structure of a projection lens according to Example 4 is as shown in FIG. 4, a lens structure itself is substantially the same as in Example 1. ただし、第3レンズL は両凸レンズとされている。 However, the third lens L 3 is a biconvex lens.

なお、最も縮小側に配置された第4レンズL を、有効光束通過領域を含む非円形形状とし、不要なレンズ部分(図面上下方向に位置する部分)L 4Aを設けないようにして(いわゆるDカットを施して)、縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎるのを防止している。 Note that most of the fourth lens L 4 arranged on the reduction side, and a non-circular shape including an effective light beam passage region, and is not provided with unnecessary lens portion (portion positioned in the vertical direction in the drawing) L 4A (the so-called subjected to D-cut), thereby preventing the lens diameter on the reduction side becomes too large.

また、上記第4レンズL の両面の非球面形状は、上記に示す非球面式により規定される。 Moreover, the aspherical shape of the both surfaces of the fourth lens L 4 are defined by the aspheric expression shown above.

実施例4に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径R、軸上面間隔D、各レンズのd線における屈折率N およびアッベ数ν の値を、表4の上段に示す。 The radius of curvature R of each lens surface of the projection lens according to Example 4, the axial distance D, and the refractive index N d and the Abbe number [nu d of each lens at d-line, shown in the upper part of Table 4. また、各非球面を表す非球面係数を、表4の下段に示す。 Further, the aspheric coefficients representing respective aspheric surfaces shown in the lower part of Table 4.

実施例4に係る投写レンズは、表5に示すように、上記条件式上記条件式(1)〜(3)、(6)、(7)、(9)、(3´´)を満足するように構成されている。 Projection lens according to Example 4, as shown in Table 5, the conditional expressions above conditional expressions (1) to (3), (6), (7), (9), thereby satisfying the expression (3'') It is configured to.

なお、実施例4において、全系の焦点距離fは9.9、FナンバFno.は2.51、全画角2ωは45.4(度)となるように設定されている。 In Examples 4, the focal length f of the entire system is 9.9, F number Fno. 2.51, full angle of view 2ω is set to be 45.4 degrees.

また、図5〜8は、実施例1〜4に係る投写レンズの諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。 Further, FIG. 5-8 is an aberration diagram showing various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration) of the projection lens according to Example 1-4. これらの収差図において、ωは半画角を示し、球面収差の収差図にはd線、F線およびC線の収差曲線を示し、倍率色収差の収差図にはd線に対するF線(点線:以下同じ)およびC線(2点鎖線:以下同じ)の収差曲線を示している。 In these aberration charts, omega represents a half angle, d-line in the aberration diagram of spherical aberration shows an aberration curve for F line and C line, the aberration diagram of lateral chromatic aberration F line for the d-line (dashed line: hereinafter the same) and C line (two-dot chain line: shows the aberration curve below the same). 図5〜8に示すように、実施例1〜4に係る投写レンズは、歪曲収差や倍率色収差をはじめ各収差が良好に補正されている。 As shown in FIGS. 5-8, the projection lens according to Example 1-4, the aberration including distortion and lateral chromatic aberration are satisfactorily corrected.

なお、本発明の投写レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Rおよびレンズ間隔(もしくはレンズ厚)Dを適宜変更することが可能である。 As the projection lens of the present invention can be modified in various manners without being restricted to the above embodiment, the radius of curvature R and lens intervals (or lens thickness) of each lens suitably changed D it is possible to.

また、本発明の投写型表示装置としても、上記構成のものに限られるものではなく、本発明の投写レンズを備えた種々の装置構成が可能である。 Further, even if the projection display device of the present invention is not limited to the above constitutions and various device configurations having a projection lens of the present invention. ライトバルブとしては、例えば、透過型または反射型の液晶表示素子や、傾きを変えることができる微小な鏡が略平面上に多数形成された微小ミラー素子(例えば、テキサス・インスツルメント社製のデジタルマイクロミラーデバイス)を用いることができる。 The light valve, for example, a transmissive or reflective liquid crystal display device of a number formed micro mirror element the micro mirror capable of changing the slope in a substantially flat surface (e.g., Texas Instruments, Inc. of digital micromirror device) may be used. また、照明光学系としても、ライトバルブの種類に対応した適切な構成を採用することができる。 Further, even if the illumination optical system, it is possible to adopt a suitable configuration corresponding to the type of light valve.

1 画像表示面 2a ガラスブロック 2b ローパスフィルタ等の各種フィルタやライトバルブのカバーガラス 3a、3b 開口(絞り) 1 image display surface 2a glass block 2b lowpass filter or the like of the various filters and light valves of the cover glass 3a, 3b aperture (stop)
10 照明光学系 11a〜11c 透過型液晶パネル 12、13 ダイクロイックミラー 14 クロスダイクロイックプリズム 16a〜16c コンデンサレンズ 18a〜18c 全反射ミラー L 〜L レンズ R 〜R 14レンズ面等の曲率半径 D 〜D 13レンズ面間隔(レンズ厚) 10 illumination optics 11a~11c transmissive liquid crystal panel 12, 13 dichroic mirror 14 cross dichroic prism 16a~16c condenser lens 18a~18c total reflection mirror L 1 ~L 4 lens R 1 to R etc. 14 lens surface curvature radius D 1 to D 13 lens spacing (lens thickness)
Z 光軸 Z optical axis

Claims (10)

  1. 縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、 A projection lens for projecting the image information displayed on the reduction side conjugate position to the enlargement-side conjugate position,
    拡大側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、拡大側が凹面とされた負の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズにより構成されてなるとともに、 In order from the magnifying side, a first lens having a positive refractive power, a second lens having a negative refractive power magnification side is a concave surface, a third lens having a positive refractive power reduction side is a convex surface, and a positive together formed by constituted by a fourth lens having a refractive power,
    最も縮小側に配置された前記第4レンズが、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなり、 Most disposed on the reduction side was the fourth lens is comprised is a non-circular shape including an effective light beam passage region,
    さらに、以下の条件式(1)、(2)および(3)を満足することを特徴とする投写レンズ。 Furthermore, the following conditional expressions (1), a projection lens that satisfies the (2) and (3).
    2.5<β/S<10.0・・・・(1) 2.5 <β / S <10.0 ···· (1)
    0.8<Bf/f・・・・(2) 0.8 <Bf / f ···· (2)
    20<S/OBJ< 65・・・・(3) 20 <S / OBJ <65 ···· (3)
    ここで、 here,
    β:拡大倍率 S:拡大側画像の最大長さ(インチ) beta: magnification S: maximum length of the enlarged side image (inch)
    Bf:縮小側のバックフォーカス f:全系焦点距離 OBJ:拡大側投写距離(m) Bf: the reduction side of the back focus f: focal length OBJ: enlarged side projection distance (m)
  2. 縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、 A projection lens for projecting the image information displayed on the reduction side conjugate position to the enlargement-side conjugate position,
    拡大側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、拡大側が凹面とされた負の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズにより構成されてなるとともに、 In order from the magnifying side, a first lens having a positive refractive power, a second lens having a negative refractive power magnification side is a concave surface, a third lens having a positive refractive power reduction side is a convex surface, and a positive together formed by constituted by a fourth lens having a refractive power,
    以下の条件式(1)、(2)、(3)および(4)を満足することを特徴とする投写レンズ。 The following conditional expressions (1), (2), a projection lens that satisfies the (3) and (4).
    2.5<β/S<10.0・・・・(1) 2.5 <β / S <10.0 ···· (1)
    0.8<Bf/f・・・・(2) 0.8 <Bf / f ···· (2)
    20<S/OBJ< 65・・・・(3) 20 <S / OBJ <65 ···· (3)
    TH<IH・・・・(4) TH <IH ···· (4)
    ここで、 here,
    β:拡大倍率 S:拡大側画像の最大長さ(インチ) beta: magnification S: maximum length of the enlarged side image (inch)
    Bf:縮小側のバックフォーカス f:全系焦点距離 OBJ:拡大側投写距離(m) Bf: the reduction side of the back focus f: focal length OBJ: enlarged side projection distance (m)
    IH:縮小側共役位置での有効光束最大高さ TH:最も縮小側のレンズを除くレンズにおける有効光束最大高さ The IH: reduction side effective beam maximum height at a position conjugate TH: effective light beam maximum height in the lens except the most-reduction side lens
  3. 縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、 A projection lens for projecting the image information displayed on the reduction side conjugate position to the enlargement-side conjugate position,
    拡大側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ、拡大側が凹面とされた負の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズにより構成されてなるとともに、 In order from the magnifying side, a first lens having a positive refractive power, a second lens having a negative refractive power magnification side is a concave surface, a third lens having a positive refractive power reduction side is a convex surface, and a positive together formed by constituted by a fourth lens having a refractive power,
    最も縮小側に配置された前記第4レンズが、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなり、 Most disposed on the reduction side was the fourth lens is comprised is a non-circular shape including an effective light beam passage region,
    さらに、以下の条件式(1)、(2)、(3´)および(5)を満足することを特徴とする投写レンズ。 Furthermore, the following conditional expressions (1), (2), a projection lens that satisfies the (3 ') and (5).
    2.5<β/S<10.0・・・・(1) 2.5 <β / S <10.0 ···· (1)
    0.8<Bf/f・・・・(2) 0.8 <Bf / f ···· (2)
    35<S/OBJ<140・・・・(3´) 35 <S / OBJ <140 ···· (3')
    3.0<S<10.0・・・・(5) 3.0 <S <10.0 ···· (5)
    ここで、 here,
    β:拡大倍率 S:拡大側画像の最大長さ(インチ) beta: magnification S: maximum length of the enlarged side image (inch)
    Bf:縮小側のバックフォーカス f:全系焦点距離 OBJ:拡大側投写距離(m) Bf: the reduction side of the back focus f: focal length OBJ: enlarged side projection distance (m)
  4. 縮小側がテレセントリックであることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の投写レンズ。 The projection lens of any one of claims 1 to 3, wherein the reduction side is telecentric.
  5. 前記第1レンズと前記第2レンズの間に、光束の通過を制限する開口が配されたことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項記載の投写レンズ。 Wherein between the first lens and the second lens, the projection lens of any one of claims 1 to 4, characterized in that the opening to limit the passage of a light beam was arranged.
  6. 前記第4レンズが非球面を有していることを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項記載の投写レンズ。 The projection lens of any one of claims 1 to 5, the fourth lens is characterized in that it has an aspherical surface.
  7. 以下の条件式(6)、(7)を満足することを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか1項記載の投写レンズ。 The following conditional expression (6), the projection lens of any one of claims 1 to 6, characterized by satisfying the expression (7).
    ν d12 < 45・・・・(6) ν d12 <45 ···· (6)
    40 < ν d34・・・・(7) 40 <ν d34 ···· (7)
    ここで、 here,
    ν d12 :前記第1レンズおよび前記第2レンズ各々のアッベ数 ν d34 :前記第3レンズおよび前記第4レンズ各々のアッベ数 [nu d12: the first lens and the second lens each Abbe number [nu d34: the third lens and the Abbe number of the fourth lens each
  8. 前記投写レンズを構成する全てのレンズ要素の、光軸に対して垂直となるレンズ径方向の長さのうち最小部分が15mm以下に設定されていることを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項記載の投写レンズ。 Of claims 1 to 7, characterized in that all the lens elements constituting the projection lens, the length minimal portion of the lens diameter direction perpendicular to the optical axis is set to 15mm or less any one projection lens as claimed.
  9. 光源と、複数のライトバルブと、該光源からの光束を該複数のライトバルブへ導く照明光学部と、請求項1から8のうちいずれか1項記載の投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記複数のライトバルブで各々光変調した後、これら光変調した各光を合成し、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。 Comprising a light source, a plurality of light valves, and an illumination optical unit for guiding the plurality of light valves the light beam from the light source, a projection lens according to any one of claims 1 to 8, from the light source after the light beam were each light modulated by the plurality of light valves, and combining the light of these light modulation, a projection display device characterized in that it projected on a screen by the projection lens.
  10. 光源と、1つのライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、請求項1から8のうちいずれか1項記載の投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブにより光変調した後、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。 A light source, one light bulb, an illumination optical unit for guiding the light beam from the light source to the light valve, and a projection lens according to any one of the claims 1 to 8, the light beam from the light source after the light modulated by the light valve, a projection display device characterized in that it projected on a screen by the projection lens.
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