JP2011085744A - Projection lens for small projector - Google Patents

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JP2011085744A JP2009238278A JP2009238278A JP2011085744A JP 2011085744 A JP2011085744 A JP 2011085744A JP 2009238278 A JP2009238278 A JP 2009238278A JP 2009238278 A JP2009238278 A JP 2009238278A JP 2011085744 A JP2011085744 A JP 2011085744A
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茂夫 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and bright projection lens for small projector with satisfactory image performance, which reduces cost by using only about five lenses. <P>SOLUTION: The projection lens includes, sequentially from a screen side to the imaging side: a first lens having negative refractive power and made of plastic; a second lens having positive refractive power and having its convex surface facing the imaging side; and a third lens having positive refractive power and having its convex surface facing the screen side. In the second and third lenses, one is made of the plastic and the other is made of a glass. The projection lens further includes: a fourth lens having negative refractive power and made of the plastic; and a fifth lens having positive refractive power. The projection lens is formed to be substantially telecentric toward the imaging side. Among the first lens made of plastic, the second and third lens made of plastic or glass, and the fourth lens made of plastic, at least one surface of the plastic lens is formed in an aspherical shape. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示素子やDMDなどに表示された像をスクリーンに拡大投映するために好適な小型プロジェクタ用投射レンズに関する。   The present invention relates to a projection lens for a small projector suitable for enlarging and projecting an image displayed on a liquid crystal display element, DMD, or the like on a screen.

従来、プロジェクタの表示素子として透過型の液晶パネルが多く用いられてきた。近年、小型プロジェクタには、透過型の液晶パネルに代わり、反射型の液晶(LCoS)パネルや、DMD(Digital Micromirror Device)素子が多く用いられている。例えば、特許文献1に示すような三板式のLCD(Liquid Crystal Display)プロジェクタ用に像側に略テレセントリックかつバックフォーカスを長くとった光学系が知られている。またプロジェクタの光源も水銀ランプからLED(Light Emitting Diode)光源へと代わってきている。小型プロジェクタにおいては、画像の性能を満足しながら、小型であり、明るく、レンズ枚数が少なく低コストであることが要求される。   Conventionally, a transmissive liquid crystal panel has been often used as a display element of a projector. 2. Description of the Related Art In recent years, a small-sized projector uses a reflective liquid crystal (LCoS) panel or a DMD (Digital Micromirror Device) element in place of a transmissive liquid crystal panel. For example, an optical system having a substantially telecentric and long back focus on the image side is known for a three-plate LCD (Liquid Crystal Display) projector as shown in Patent Document 1. Further, the light source of the projector has been changed from a mercury lamp to an LED (Light Emitting Diode) light source. A small projector is required to be small, bright, small in number of lenses and low cost while satisfying image performance.

特開2003−98431号公報JP 2003-98431 A

しかしながら、特許文献1のような投射レンズでは、三板式のLCDプロジェクタ用に像側に略テレセントリックかつバックフォーカスを長くとっているため、投射レンズ系が大きくなり、小型プロジェクタ用の投射レンズには不向きである。   However, in the projection lens as disclosed in Patent Document 1, the projection lens system becomes large and unsuitable for a projection lens for a small projector because the backside focus is long and substantially telecentric on the image side for a three-plate LCD projector. It is.

そこで本発明は、画像の性能を満足しながら、小型であり、明るく、レンズ枚数を5枚程度に少なくして低コストとした小型プロジェクタ用投射レンズを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a projection lens for a small projector that satisfies the image performance, is small, bright, and has a low cost by reducing the number of lenses to about five.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、映像表示素子の像をスクリーンに拡大投影する小型プロジェクタ用投射レンズにおいて、スクリーン側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有していてプラスチックからなる1枚の第1レンズと、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けた1枚の第2レンズと、正の屈折力を有しスクリーン側に凸面を向けた1枚の第3レンズとを有し、第2、第3レンズは、一方がプラスチックからなり、他方がガラスからなり、更に、負の屈折力を有していてプラスチックからなる1枚の第4レンズと、正の屈折力を有する1枚の第5レンズを有し、像面側に向かって略テレセントリックに形成されていて、プラスチックの第1レンズ、プラスチック又はガラスの第2、第3レンズ、およびプラスチックの第4レンズのうち、プラスチックレンズの少なくとも1面が非球面で形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a projection lens for a small projector that enlarges and projects an image of an image display element onto a screen, and has a negative refractive power in order from the screen side to the image plane side. And a first lens made of plastic, a second lens having a positive refractive power and having a convex surface facing the image surface, and a convex surface having a positive refractive power and facing the screen side. One third lens, and one of the second and third lenses is made of plastic, the other is made of glass, and has a negative refractive power and is made of plastic. A lens and one fifth lens having a positive refractive power, are formed substantially telecentric toward the image plane side, and are a plastic first lens, a plastic or glass second and third lens, And plastic Of the four lenses, wherein at least one surface of the plastic lens is formed aspherical.

請求項2の発明は、前記小型プロジェクタ用投射レンズにおいて、第1レンズの焦点距離をf1とし、第2レンズの焦点距離をf2としたとき、
1.45<|f2/f1|<2.15
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the projection lens for a small projector, when the focal length of the first lens is f1, and the focal length of the second lens is f2,
1.45 <| f2 / f1 | <2.15
It is characterized by.

請求項3の発明は、前記小型プロジェクタ用投射レンズにおいて、第4レンズが以下の条件を満たすことを特徴とする:
νd < 24
但し、νdはアッベ数。
According to a third aspect of the present invention, in the projection lens for a small projector, the fourth lens satisfies the following condition:
νd <24
Where νd is the Abbe number.

以上により、本発明の投射レンズは、明るく、高精細な画像を有しながらレンズ枚数が少なく低コストである小型プロジェクタに用いことができる。   As described above, the projection lens of the present invention can be used for a small projector having a low number of lenses and a low cost while having a bright and high-definition image.

本発明の実施例1における投射レンズの光学系を示す。1 shows an optical system of a projection lens in Example 1 of the present invention. 実施例1の投射レンズの球面収差の縦収差、非点収差、歪曲収差を示す。3 shows longitudinal aberration, astigmatism, and distortion of the spherical aberration of the projection lens of Example 1. 実施例1の投射レンズの球面収差の横収差を示す。2 shows lateral aberrations of spherical aberration of the projection lens of Example 1. FIG. 本発明の実施例2における投射レンズの光学系を示す。7 shows an optical system of a projection lens in Example 2 of the present invention. 実施例2の投射レンズの球面収差の縦収差、非点収差、歪曲収差を示す。10 shows longitudinal aberration, astigmatism, and distortion of the spherical aberration of the projection lens of Example 2. 実施例2の投射レンズの球面収差の横収差を示す。The lateral aberration of the spherical aberration of the projection lens of Example 2 is shown. 本発明の実施例3における投射レンズの光学系を示す。7 shows an optical system of a projection lens in Example 3 of the present invention. 実施例3の投射レンズの球面収差の縦収差、非点収差、歪曲収差を示す。10 shows longitudinal aberration, astigmatism, and distortion of the spherical aberration of the projection lens of Example 3. 実施例3の投射レンズの球面収差の横収差を示す。The lateral aberration of the spherical aberration of the projection lens of Example 3 is shown. 本発明の実施例4における投射レンズの光学系を示す。7 shows an optical system of a projection lens in Example 4 of the present invention. 実施例4の投射レンズの球面収差の縦収差、非点収差、歪曲収差を示す。The longitudinal aberration of the spherical aberration of the projection lens of Example 4, astigmatism, and a distortion aberration are shown. 実施例4の投射レンズの球面収差の横収差を示す。The lateral aberration of the spherical aberration of the projection lens of Example 4 is shown.

本発明に係る小型プロジェクタ用投射レンズは、スクリーン側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有していてプラスチックからなる1枚の第1レンズと、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けた1枚の第2レンズと、正の屈折力を有しスクリーン側に凸面を向けた1枚の第3レンズとを有し、第2、第3レンズは、一方がプラスチックからなり、他方がガラスからなり、更に負の屈折力を有していてプラスチックからなる1枚の第4レンズと、正の屈折力を有する1枚の第5レンズを有し、像面側に向かって略テレセントリックに形成され、プラスチックの第1レンズ、プラスチック又はガラスの第2、第3レンズ、およびプラスチックの第4レンズのうち、プラスチックレンズの少なくとも1面が非球面で形成されている。   The projection lens for a small projector according to the present invention has, in order from the screen side to the image surface side, one first lens made of plastic having negative refractive power and positive refractive power. One second lens having a convex surface facing the surface side and one third lens having a positive refractive power and the convex surface facing the screen side, one of the second and third lenses being It is made of plastic, the other is made of glass, and has one fourth lens made of plastic having negative refractive power and one plastic lens, and one fifth lens having positive refractive power. Of the first plastic lens, the second or third plastic or glass lens, and the fourth plastic lens, at least one surface of the plastic lens is aspherical.

第1、第2、第3、第4レンズのうちプラスチックレンズの少なくとも1面が非球面であり、例えば、第1レンズのスクリーン(拡大)側である第1面か、あるいは第1レンズの画像形成素子(縮小)側である第2面のいずれか1面が非球面である。   Of the first, second, third, and fourth lenses, at least one surface of the plastic lens is aspherical, for example, the first surface on the screen (enlarged) side of the first lens, or the image of the first lens. Any one of the second surfaces on the forming element (reduction) side is an aspherical surface.

第1レンズにより光線を拾い集め、第2レンズによって光線の収束を図り、第3、第4レンズで色収差の低減を図り、第5レンズで光線の収束を図る。   The first lens picks up the light, the second lens converges the light, the third and fourth lenses reduce chromatic aberration, and the fifth lens converges the light.

第4、第5レンズの間は、LCoSパネル用の折返しPBS(Polarization Beam Splitter)ミラーまたは、DMD素子用の照明系折り曲げミラーが配置できるよう十分な空間を確保している。   A sufficient space is secured between the fourth and fifth lenses so that a folded PBS (Polarization Beam Splitter) mirror for the LCoS panel or an illumination system bending mirror for the DMD element can be arranged.

第1レンズの非球面は、広角で入ってくる光線のコマ収差、歪曲収差を低減するのに有効である。第2または第3レンズの非球面は、広がった光線の球面収差を低減するのに有効である。第4レンズの非球面は、第1レンズで補正しきれない逆側光線のコマ収差を低減し歪曲収差を低減するのに有効である。   The aspherical surface of the first lens is effective in reducing the coma and distortion of light entering at a wide angle. The aspherical surface of the second or third lens is effective in reducing the spherical aberration of the spread light beam. The aspherical surface of the fourth lens is effective for reducing coma aberration of reverse-side rays that cannot be corrected by the first lens and reducing distortion.

第1レンズの焦点距離をf1とし、第2レンズの焦点距離をf2としたとき、
1.45<|f2/f1|<2.15
であるのが好ましい。
When the focal length of the first lens is f1, and the focal length of the second lens is f2,
1.45 <| f2 / f1 | <2.15
Is preferred.

|f2/f1|の値が上限(2.15)以上であると、第1レンズのパワーが大きくなりすぎ、明るい投射レンズを設計するときにコマ収差の発生が大きくなり、また歪曲収差も大きくなってしまう。   If the value of | f2 / f1 | is equal to or greater than the upper limit (2.15), the power of the first lens becomes too large, and coma aberration is increased when designing a bright projection lens, and distortion is also large. turn into.

|f2/f1|の値が下限(1.45)以下であるときは、f1のパワーが小さくf2のパワーが大きくなるため、第4レンズと第5レンズの空間を広く確保することが困難になり、必要な大きさの空間を確保するためには全体が大きくなりコンパクトな構成が困難になってしまう。   When the value of | f2 / f1 | is equal to or lower than the lower limit (1.45), the power of f1 is small and the power of f2 is large, so it is difficult to secure a wide space between the fourth lens and the fifth lens. Therefore, in order to secure a necessary size of space, the whole becomes large and a compact configuration becomes difficult.

第4レンズが以下の条件を満たすことが好ましい:
νd < 24
但し、νdはアッベ数。
The fourth lens preferably satisfies the following conditions:
νd <24
Where νd is the Abbe number.

負の屈折力の第4レンズは、正の屈折力の第3レンズとの組み合わせにより色収差を補正している。もし第4レンズのアッベ数νdが24以上である場合は、第3レンズのアッベ数に近づくことになり、色収差の補正が困難になり全体の性能を低下させてしまう。そこで、第4レンズのアッベ数νdを24よりも小さい値に抑えている。   The fourth lens having a negative refractive power corrects chromatic aberration by a combination with the third lens having a positive refractive power. If the Abbe number νd of the fourth lens is 24 or more, it will approach the Abbe number of the third lens, making it difficult to correct chromatic aberration and degrading the overall performance. Therefore, the Abbe number νd of the fourth lens is suppressed to a value smaller than 24.

以上の条件を満足することにより、F2.4程と明るい投影レンズでも、レンズ枚数が少なくコンパクトでありながら、良好な性能を確保できる小型プロジェクタ用投射レンズを得ることが出来る。   By satisfying the above conditions, it is possible to obtain a projection lens for a small projector that can ensure good performance even with a projection lens as bright as F2.4, which is compact with a small number of lenses.

図1に本発明の実施例1における投射レンズの光学系が示されている。実施例1の小型プロジェクタ用投射レンズ10は、図示しないスクリーン側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第1レンズL11と、正の屈折力を有していて材料が光学ガラス(nd=1.7725,υd=49.6)からなる1枚の第2レンズL12と、正の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第3レンズL13と、負の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第4レンズL14と、正の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第5レンズL15からなり、像面側に向かって略テレセントリックに形成されている。なお、第5レンズL15の材料は上記に限定されず、ガラスレンズでもよい。第1レンズL11、第3レンズL13および第4レンズL14の少なくとも1面(例えば、第1レンズのR2面)が非球面で形成されており、その具体的なレンズデータが表1〜2に示されている。非球面係数の式は、下記に示すとおりである。

Figure 2011085744
Figure 2011085744
Figure 2011085744
FIG. 1 shows an optical system of a projection lens in Example 1 of the present invention. The projection lens 10 for a small projector according to the first embodiment includes, in order from a screen side (not shown) toward the image plane side, a first lens L11 having a negative refractive power and made of plastic, and a positive lens. One second lens L12 having refractive power and made of optical glass (nd = 1.7725, υd = 49.6), and one third lens having positive refractive power and made of plastic. A lens L13, a fourth lens L14 having a negative refractive power and made of plastic, and a fifth lens L15 having a positive refractive power and made of plastic. It is formed substantially telecentric toward the image plane side. The material of the fifth lens L15 is not limited to the above, and may be a glass lens. At least one surface (for example, R2 surface of the first lens) of the first lens L11, the third lens L13, and the fourth lens L14 is formed as an aspheric surface, and specific lens data is shown in Tables 1 and 2. Has been. The formula of the aspheric coefficient is as shown below.
Figure 2011085744
Figure 2011085744
Figure 2011085744

図2は、実施例1の投射レンズの球面収差の縦収差、非点収差、歪曲収差を示す。図3は、実施例1の投射レンズの球面収差の横収差を示す。   FIG. 2 shows the longitudinal aberration, astigmatism, and distortion of the spherical aberration of the projection lens of Example 1. FIG. 3 shows lateral aberrations of spherical aberration of the projection lens of Example 1.

また、実施例1のレンズデータの、第1レンズL11の焦点距離をf1とし、第2レンズL12の焦点距離をf2としたとき、f1=−10.62、f2=17.98であり、比の絶対値を求めると、|f2/f1|=1.69となる。すなわち、第1レンズL11の焦点距離をf1とし、第2レンズL12の焦点距離をf2としたとき
1.45<|f2/f1|<2.15
を満たすことがわかる。
In the lens data of Example 1, when the focal length of the first lens L11 is f1, and the focal length of the second lens L12 is f2, f1 = -10.62 and f2 = 17.98, and the ratio When the absolute value of is obtained, | f2 / f1 | = 1.69. That is, when the focal length of the first lens L11 is f1, and the focal length of the second lens L12 is f2, 1.45 <| f2 / f1 | <2.15
You can see that

また、表1のレンズデータには、第4レンズL14のアッベ数νd、レンズ厚さdが示されており、νd≒23.0、すなわち、νd < 24の条件を満たす。   The lens data in Table 1 shows the Abbe number νd and lens thickness d of the fourth lens L14, and satisfies the condition of νd≈23.0, that is, νd <24.

図4に本発明の実施例2における投射レンズの光学系が示されている。実施例2の小型プロジェクタ用投射レンズ20は、図示しないスクリーン側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第1レンズL21と、正の屈折力を有していて材料が光学ガラス(nd=1.7725,υd=49.6)からなる1枚の第2レンズL22と、正の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第3レンズL23と、負の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第4レンズL24と、正の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第5レンズL25からなり、像面側に向かって略テレセントリックに形成されている。なお、第5レンズL25の材料は上記に限定されず、ガラスレンズでもよい。第1レンズL21、第3レンズL23および第4レンズL24の少なくとも1面(例えば、第4レンズのR2面)が非球面で形成されており、その具体的なレンズデータが表3〜4に示されている。非球面係数の式は、下記に示すとおりである。

Figure 2011085744
Figure 2011085744
Figure 2011085744
FIG. 4 shows an optical system of a projection lens in Example 2 of the present invention. The projection lens 20 for a small projector according to the second embodiment includes, in order from a screen side (not shown) toward the image plane side, one first lens L21 having a negative refractive power and made of plastic, and a positive lens. One second lens L22 having refractive power and made of optical glass (nd = 1.7725, υd = 49.6), and one third lens having positive refractive power and made of plastic. Lens L23, one fourth lens L24 having a negative refractive power and made of plastic, and one fifth lens L25 having a positive refractive power and made of plastic. It is formed substantially telecentric toward the image plane side. The material of the fifth lens L25 is not limited to the above, and a glass lens may be used. At least one surface (for example, the R2 surface of the fourth lens) of the first lens L21, the third lens L23, and the fourth lens L24 is formed of an aspheric surface, and specific lens data are shown in Tables 3 to 4. Has been. The formula of the aspheric coefficient is as shown below.
Figure 2011085744
Figure 2011085744
Figure 2011085744

図5は、実施例2の投射レンズの球面収差の縦収差、非点収差、歪曲収差を示す。図6は、実施例2の投射レンズの球面収差の横収差を示す。   FIG. 5 shows longitudinal aberration, astigmatism, and distortion of the spherical aberration of the projection lens of Example 2. FIG. 6 shows lateral aberrations of spherical aberration of the projection lens of Example 2.

また、実施例2のレンズデータの、第1レンズL21の焦点距離をf1とし、第2レンズL22の焦点距離をf2としたとき、f1=−10.66、f2=18.19であり、比の絶対値を求めると、|f2/f1|=1.71となる。すなわち、第1レンズL21の焦点距離をf1とし、第2レンズL22の焦点距離をf2としたとき
1.45<|f2/f1|<2.15
を満たすことがわかる。
In the lens data of Example 2, when the focal length of the first lens L21 is f1, and the focal length of the second lens L22 is f2, f1 = -10.66 and f2 = 18.19, and the ratio When the absolute value of is obtained, | f2 / f1 | = 1.71. That is, when the focal length of the first lens L21 is f1, and the focal length of the second lens L22 is f2, 1.45 <| f2 / f1 | <2.15
You can see that

また、表3のレンズデータには、第4レンズL24のアッベ数νd、レンズ厚さdが示されており、νd≒21.0、すなわち、νd < 24の条件を満たす。   Further, the lens data in Table 3 shows the Abbe number νd and the lens thickness d of the fourth lens L24, and satisfies the condition of νd≈21.0, that is, νd <24.

図7に本発明の実施例3における投射レンズの光学系が示されている。実施例3の小型プロジェクタ用投射レンズ30は、図示しないスクリーン側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第1レンズL31と、正の屈折力を有していて材料が光学ガラス(nd=1.7725,υd=49.6)からなる1枚の第2レンズL32と、正の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第3レンズ33と、負の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第4レンズL34と、正の屈折力を有していて材料が光学ガラスからなる1枚の第5レンズL35からなり、像面側に向かって略テレセントリックに形成されている。なお、第5レンズL35の材料は上記に限定されず、ガラスレンズでもよい。第1レンズL31、第3レンズL33および第4レンズL34の少なくとも1面(例えば、第3レンズのR1面)が非球面で形成されており、その具体的なレンズデータが表5〜6に示されている。非球面係数の式は、下記に示すとおりである。

Figure 2011085744
Figure 2011085744
Figure 2011085744
FIG. 7 shows an optical system of a projection lens in Embodiment 3 of the present invention. The projection lens 30 for a small projector according to the third embodiment includes, in order from a screen side (not shown) toward the image plane side, one first lens L31 having a negative refractive power and made of plastic, and a positive lens. One second lens L32 having a refractive power and made of optical glass (nd = 1.7725, υd = 49.6) and one third lens having a positive refractive power and made of plastic. From the lens 33, one fourth lens L34 having negative refractive power and made of plastic, and one fifth lens L35 having positive refractive power and made of optical glass. Thus, it is formed substantially telecentric toward the image plane side. The material of the fifth lens L35 is not limited to the above, and a glass lens may be used. At least one surface of the first lens L31, the third lens L33, and the fourth lens L34 (for example, the R1 surface of the third lens) is formed as an aspheric surface, and specific lens data is shown in Tables 5-6. Has been. The formula of the aspheric coefficient is as shown below.
Figure 2011085744
Figure 2011085744
Figure 2011085744

図8は、実施例3の投射レンズの球面収差の縦収差、非点収差、歪曲収差を示す。図9は、実施例3の投射レンズの球面収差の横収差を示す。   FIG. 8 shows the longitudinal aberration, astigmatism, and distortion of the spherical aberration of the projection lens of Example 3. FIG. 9 shows lateral aberrations of spherical aberration of the projection lens of Example 3.

また、実施例3のレンズデータの、第1レンズL31の焦点距離をf1とし、第2レンズL32の焦点距離をf2としたとき、f1=−11.80、f2=22.61であり、比の絶対値を求めると、|f2/f1|=1.92となる。すなわち、第1レンズL31の焦点距離をf1とし、第2レンズのL32の焦点距離をf2としたとき
1.45<|f2/f1|<2.15
を満たすことがわかる。
Further, in the lens data of Example 3, when the focal length of the first lens L31 is f1, and the focal length of the second lens L32 is f2, f1 = −11.80 and f2 = 22.61, and the ratio When the absolute value of is obtained, | f2 / f1 | = 1.92. That is, when the focal length of the first lens L31 is f1, and the focal length of the second lens L32 is f2, 1.45 <| f2 / f1 | <2.15
You can see that

また、表5のレンズデータには、第4レンズL34のアッベ数νd、レンズ厚さdが示されており、νd≒21.0、すなわち、νd < 24の条件を満たす。   Further, the lens data in Table 5 shows the Abbe number νd and the lens thickness d of the fourth lens L34, and satisfy the condition of νd≈21.0, that is, νd <24.

図10に本発明の実施例4における投射レンズの光学系が示されている。実施例4の小型プロジェクタ用投射レンズ40は、図示しないスクリーン側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第1レンズL41と、正の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第2レンズL42と、正の屈折力を有していて材料が光学ガラス(nd=1.589,υd=61.2)からなる1枚の第3レンズL43と、負の屈折力を有していて材料がプラスチックからなる1枚の第4レンズL44と、正の屈折力を有していて材料が光学ガラスからなる1枚の第5レンズL45からなり、像面側に向かって略テレセントリックに形成されている。なお、第5レンズL45の材料は上記に限定されず、ガラスレンズでもよい。第1レンズL41、第2レンズL42および第4レンズL44の少なくとも1面(例えば、第2レンズのR2面)が非球面で形成されており、その具体的なレンズデータが表7〜8に示されている。非球面係数の式は、下記に示すとおりである。

Figure 2011085744
Figure 2011085744
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FIG. 10 shows an optical system of a projection lens in Example 4 of the present invention. The projection lens 40 for a small projector according to the fourth embodiment includes, in order from a screen side (not shown) toward the image plane side, one first lens L41 having a negative refractive power and made of plastic, and a positive lens. One second lens L42 having refractive power and made of plastic, and one third lens L2 having positive refractive power and made of optical glass (nd = 1.589, υd = 61.2) From the lens L43, one fourth lens L44 having negative refractive power and made of plastic, and one fifth lens L45 having positive refractive power and made of optical glass. Thus, it is formed substantially telecentric toward the image plane side. The material of the fifth lens L45 is not limited to the above, and a glass lens may be used. At least one surface (for example, R2 surface of the second lens) of the first lens L41, the second lens L42, and the fourth lens L44 is formed as an aspheric surface, and specific lens data are shown in Tables 7 to 8. Has been. The formula of the aspheric coefficient is as shown below.
Figure 2011085744
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図11は、実施例4の投射レンズの球面収差の縦収差、非点収差、歪曲収差を示す。図12は、実施例4の投射レンズの球面収差の横収差を示す。   FIG. 11 shows the longitudinal aberration, astigmatism, and distortion of the spherical aberration of the projection lens of Example 4. FIG. 12 shows lateral aberrations of spherical aberration of the projection lens of Example 4.

また、実施例4のレンズデータの、第1レンズL41の焦点距離をf1とし、第2レンズL42の焦点距離をf2としたとき、f1=−10.16、f2=17.107であり、比の絶対値を求めると、|f2/f1|=1.684となる。すなわち、第1レンズL41の焦点距離をf1とし、第2レンズL42の焦点距離をf2としたとき
1.45<|f2/f1|<2.15
を満たすことがわかる。
Further, in the lens data of Example 4, when the focal length of the first lens L41 is f1, and the focal length of the second lens L42 is f2, f1 = -10.16 and f2 = 17.107. When the absolute value of is obtained, | f2 / f1 | = 1.684. That is, when the focal length of the first lens L41 is f1 and the focal length of the second lens L42 is f2, 1.45 <| f2 / f1 | <2.15
You can see that

また、表7のレンズデータには、第4レンズL44のアッベ数νd、レンズ厚さdが示されており、νd≒21.0、すなわち、νd < 24の条件を満たす。   The lens data in Table 7 shows the Abbe number νd and lens thickness d of the fourth lens L44, and satisfies the condition of νd≈21.0, that is, νd <24.

以上から、本発明の小型プロジェクタにおいては、画像の性能を満足しながら、小型であるが、明るくレンズ枚数を5枚程度に少なくして、低コストである小型プロジェクタ用投射レンズを実現することができる。   From the above, in the small projector of the present invention, it is possible to realize a small projector projector lens that is small in size while satisfying image performance, but is bright and reduces the number of lenses to about five. it can.

なお、各レンズデータにおいて、Rは曲率半径(mm)、dはレンズ厚さ(mm)、nはd線における屈折率(nd)、νはd線におけるアッベ数(νd)を表している。   In each lens data, R represents a radius of curvature (mm), d represents a lens thickness (mm), n represents a refractive index (nd) at the d-line, and ν represents an Abbe number (νd) at the d-line.

Claims (3)

映像表示素子の像をスクリーンに拡大投影する小型プロジェクタ用投射レンズにおいて、スクリーン側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有していてプラスチックからなる1枚の第1レンズと、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けた1枚の第2レンズと、正の屈折力を有しスクリーン側に凸面を向けた1枚の第3レンズとを有し、第2、第3レンズは、一方がプラスチックからなり、他方がガラスからなり、更に、負の屈折力を有していてプラスチックからなる1枚の第4レンズと、正の屈折力を有する1枚の第5レンズを有し、像面側に向かって略テレセントリックに形成されていて、プラスチックの第1レンズ、プラスチック又はガラスの第2、第3レンズ、およびプラスチックの第4レンズのうち、プラスチックレンズの少なくとも1面が非球面で形成されていることを特徴とする小型プロジェクタ用投射レンズ。   In a projection lens for a small projector that enlarges and projects an image of an image display element on a screen, a first lens made of plastic having negative refractive power in order from the screen side to the image plane side, and a positive lens A second lens having a refractive power of 1 and a convex surface facing the image side, and a third lens having a positive refractive power and a convex surface facing the screen side, One of the third lenses is made of plastic, the other is made of glass, has a negative refractive power and is made of plastic, and a fifth lens having a positive refractive power. The first lens made of plastic, the second lens made of plastic or glass, the third lens, and the fourth lens made of plastic are small in number of plastic lenses. Both small projector projection lens, wherein the one surface is formed aspherical. 第1レンズの焦点距離をf1とし、第2レンズの焦点距離をf2としたとき、
1.45<|f2/f1|<2.15
を特徴とする請求項1に記載の小型プロジェクタ用投射レンズ。
When the focal length of the first lens is f1, and the focal length of the second lens is f2,
1.45 <| f2 / f1 | <2.15
The projection lens for a small projector according to claim 1.
第4レンズが以下の条件を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の小型プロジェクタ用投射レンズ:
νd < 24
但し、νdはアッベ数。
The projection lens for a small projector according to claim 1 or 2, wherein the fourth lens satisfies the following condition:
νd <24
Where νd is the Abbe number.
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