JP2015172609A - Projection lens and projection type display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection lens configured to have a wide angle of view and to be compact, satisfactorily correcting various aberrations and having high projection performance, and a projection type display device including the projection lens.SOLUTION: The projection lens includes, in order from the enlargement side: a first lens group G1 having negative refractive power; and a second lens group G2 having positive refractive power. The first lens group G1 includes three or more negative lenses. In the first lens group G1, an aspherical lens is arranged at the side closest to the enlargement side. In the first lens group G1, a meniscus lens whose reduction side surface is aspheric and whose concave surface is directed toward the reduction side in the vicinity of the optical axis is arranged at the side closest to the reduction side. A spherical lens which is arranged closest to the enlargement side in the whole system and has positive refractive power is the lens closest to the enlargement side in the second lens group G2. The projection lens satisfies a predetermined conditional expression.

Description

本発明は、投写用レンズおよび投写型表示装置に関し、例えば、ライトバルブにより形成される原画像をスクリーン上に拡大投写するのに好適な投写用レンズおよびこれを搭載した投写型表示装置に関するものである。   The present invention relates to a projection lens and a projection display device, for example, a projection lens suitable for enlarging and projecting an original image formed by a light valve on a screen, and a projection display device equipped with the projection lens. is there.

近年、パーソナル・コンピュータの普及に伴って、一般にプロジェクタと称される投写型表示装置が広く普及しつつあり、その市場も拡大している。この種の投写型表示装置では、投写光束を映像信号に基づいて液晶表示素子やDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス:登録商標)等のライトバルブにより光変調し、投写用レンズを介してスクリーンに画像を表示する構成をとるものが一般的である。   In recent years, with the spread of personal computers, projection display devices generally called projectors are becoming widespread, and the market is also expanding. In this type of projection display device, the projection light beam is light-modulated by a light valve such as a liquid crystal display element or DMD (Digital Micromirror Device: registered trademark) on the basis of the video signal, and is applied to the screen via a projection lens. Generally, an image is displayed.

従来知られている投写用レンズとしては、例えば下記特許文献1〜3に記載のものがある。下記特許文献1〜3には、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とが配列されたレンズ系が記載されている。   Examples of conventionally known projection lenses include those described in Patent Documents 1 to 3 below. Patent Documents 1 to 3 below describe a lens system in which a first lens group having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power are arranged in order from the magnification side.

特開2012−256022号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-256022 特開2013−88804号公報JP 2013-88804 A 米国特許第7924508号公報US Pat. No. 7,924,508

上述のような投写型表示装置に適用される投写用レンズには、狭い室内でより短い投写距離で大画面の投写を可能とするために、より広画角なものが要求されている。この要求に加え、近年ではモバイル用途の需要の増加から、コンパクトな構成であることも求められている。   A projection lens applied to the projection display apparatus as described above is required to have a wider angle of view in order to enable projection of a large screen at a shorter projection distance in a narrow room. In addition to this requirement, a compact configuration is also required in recent years due to an increase in demand for mobile applications.

しかしながら、上記特許文献1〜3において開示されている投写用レンズは、いずれも画角110°〜115°程度であり、近年の要望に応えるためには更なる広角化が望まれる。また、上記特許文献1〜3に開示されている投写用レンズは、諸収差の補正が十分とはいえず、さらなる高性能化も望まれる。   However, the projection lenses disclosed in Patent Documents 1 to 3 all have an angle of view of about 110 ° to 115 °, and further widening is desired in order to meet recent demands. In addition, the projection lenses disclosed in Patent Documents 1 to 3 cannot sufficiently correct various aberrations, and further improvement in performance is desired.

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、広角でありながらも小型に構成され、諸収差が良好に補正されて高い投写性能を有する投写用レンズおよびこの投写用レンズを備え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 the above circumstances, and has a wide-angle but compact configuration, and various projections are well corrected to provide high projection performance, and a projection display including the projection lens. The object is to provide an apparatus.

本発明の投写用レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群との実質的に2つのレンズ群からなり、第1レンズ群は3枚以上の負レンズを有し、第1レンズ群の最も拡大側には非球面レンズが配置され、第1レンズ群の最も縮小側には縮小側の面が非球面であり縮小側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズが配置され、全系の中で最も拡大側に配置された正の屈折力を有する球面レンズが第2レンズ群の最も拡大側のレンズであり、第2レンズ群を構成する各レンズの中心厚の和をΣct2とし、第2レンズ群の最も拡大側の面から最も縮小側の面までの光軸上の距離をTL2としたとき、下記条件式(1)を満足するものである。
0.75<Σct2/TL2 (1)
ただし、
Σct2:第2レンズ群を構成する各レンズの中心厚の和
TL2:第2レンズ群の最も拡大側の面から最も縮小側の面までの光軸上の距離
The projection lens of the present invention includes, in order from the magnification side, substantially two lens groups, a first lens group having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power. The group has three or more negative lenses, an aspherical lens is disposed on the most enlargement side of the first lens group, and a reduction side surface is an aspherical surface on the most reduction side of the first lens group. A spherical lens having a positive refractive power disposed on the most magnified side in the entire system is a lens on the most magnified side of the second lens group, and a second lens. When the sum of the center thicknesses of the lenses constituting the group is Σct2, and the distance on the optical axis from the most enlargement side surface to the most reduction side surface of the second lens group is TL2, the following conditional expression (1) Is satisfied.
0.75 <Σct2 / TL2 (1)
However,
Σct2: Sum of center thicknesses of the lenses constituting the second lens group TL2: Distance on the optical axis from the most enlargement side surface to the most reduction side surface of the second lens group

本発明の投写用レンズにおいては、下記条件式(2)〜(6)、(1’)〜(4’)、(6’)のいずれか1つ、または任意の組合せを満足することが好ましい。
0.85<Σct2/TL2 (1’)
−3.5<f1/f<−0.6 (2)
−2.5<f1/f<−0.9 (2’)
120°<2ω (3)
130°<2ω (3’)
1.5<f2/f<9.0 (4)
2.5<f2/f<7.0 (4’)
2.5<Bf/f (5)
−4.0<(R1r+R2f)/(R1r−R2f)<0.0 (6)
−3.0<(R1r+R2f)/(R1r−R2f)<0.0 (6’)
ただし、
f:全系の焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
2ω:投写距離が無限遠の場合の拡大側の最大全画角
Bf:縮小側をバック側とした場合の空気換算距離での全系のバックフォーカス
R1r:第1レンズ群の最も縮小側のレンズ面の近軸曲率半径
R2f:第2レンズ群の最も拡大側のレンズ面の曲率半径
In the projection lens of the present invention, it is preferable to satisfy any one of the following conditional expressions (2) to (6), (1 ′) to (4 ′), and (6 ′), or any combination. .
0.85 <Σct2 / TL2 (1 ′)
−3.5 <f1 / f <−0.6 (2)
−2.5 <f1 / f <−0.9 (2 ′)
120 ° <2ω (3)
130 ° <2ω (3 ')
1.5 <f2 / f <9.0 (4)
2.5 <f2 / f <7.0 (4 ′)
2.5 <Bf / f (5)
−4.0 <(R1r + R2f) / (R1r−R2f) <0.0 (6)
−3.0 <(R1r + R2f) / (R1r−R2f) <0.0 (6 ′)
However,
f: focal length of the entire system f1: focal length of the first lens group f2: focal length of the second lens group 2ω: maximum full angle of view on the enlargement side when the projection distance is infinite Bf: reduction side as the back side The back focal length R1r of the entire system at the air-converted distance in this case: Paraxial radius of curvature of the lens surface on the most reduced side of the first lens group R2f: Radius of curvature of the lens surface on the most magnified side of the second lens group

また、本発明の投写用レンズにおいては、第2レンズ群の拡大側から1〜3番目のレンズがそれぞれ、縮小側に凸面を向けた正レンズ、両凹レンズ、拡大側に凸面を向けた正レンズであるように構成してもよい。その場合、第2レンズ群の拡大側から1〜3番目のレンズにより3枚接合レンズが構成されていてもよい。   In the projection lens of the present invention, the first to third lenses from the magnification side of the second lens group are respectively a positive lens having a convex surface on the reduction side, a biconcave lens, and a positive lens having a convex surface on the magnification side. You may comprise so that it is. In that case, a three-piece cemented lens may be configured by the first to third lenses from the magnification side of the second lens group.

また、本発明の投写用レンズにおいては、第1レンズ群の最も拡大側のレンズがプラスチック材質からなり、下記条件式(7)を満足することが好ましい。
4.0<|fp/f| (7)
ただし、
fp:第1レンズ群の最も拡大側のレンズの焦点距離
f:全系の焦点距離
In the projection lens of the present invention, it is preferable that the most magnified lens of the first lens group is made of a plastic material and satisfies the following conditional expression (7).
4.0 <| fp / f | (7)
However,
fp: Focal length of the most magnified lens in the first lens group f: Focal length of the entire system

本発明の投写型表示装置は、光源と、この光源からの光が入射するライトバルブと、このライトバルブにより光変調された光による光学像をスクリーン上に投写する投写用レンズとして上述した本発明の投写用レンズとを備えるものである。   The projection display apparatus of the present invention is the above-described invention as a light source, a light valve on which light from the light source is incident, and a projection lens for projecting an optical image by light modulated by the light valve onto a screen. Projection lens.

なお、上記「拡大側」とは、被投写側(スクリーン側)を意味し、縮小投写する場合も、便宜的にスクリーン側を拡大側と称するものとする。一方、上記「縮小側」とは、原画像表示領域側(ライトバルブ側)を意味し、縮小投写する場合も、便宜的にライトバルブ側を縮小側と称するものとする。   The “enlarged side” means the projected side (screen side), and the screen side is also referred to as the enlarged side for the sake of convenience when performing reduced projection. On the other hand, the “reduction side” means the original image display area side (light valve side), and the light valve side is also referred to as the reduction side for the sake of convenience when performing reduced projection.

なお、上記のレンズやレンズ群の屈折力の符号は、非球面を有するものについては特に断りがない限り近軸領域で考えることとする。また、複合非球面レンズ(球面レンズと、その球面レンズ上に重ねられた非球面形状の膜とから構成されるレンズ)は、接合レンズとは見なさず、1枚のレンズとして扱うものとする。なお、曲率半径の符号は、物体側に凸を向けた形状の場合を正とし、像側に凸を向けた形状の場合を負とすることとする。   The sign of the refractive power of the above-mentioned lens or lens group is considered in the paraxial region unless otherwise specified. A composite aspheric lens (a lens composed of a spherical lens and an aspherical film superimposed on the spherical lens) is not regarded as a cemented lens but is treated as a single lens. Note that the sign of the radius of curvature is positive when the shape is convex toward the object side, and negative when the shape is convex toward the image side.

本発明によれば、拡大側から順に、負レンズ群、正レンズ群が配列された2群構成のレンズ系において、各レンズ群に含まれるレンズの構成を好適に設定し、所定の条件式を満足するように構成しているため、広角でありながらも小型に構成され、諸収差が良好に補正されて高い投写性能を有する投写用レンズおよびこの投写用レンズを備えた投写型表示装置を実現することができる。   According to the present invention, in a two-group lens system in which a negative lens group and a positive lens group are arranged in order from the magnification side, the configuration of lenses included in each lens group is preferably set, and a predetermined conditional expression is set. Because it is configured so as to satisfy, a projection lens that has a wide angle and is small in size, has various projections corrected well, and has high projection performance, and a projection display device equipped with the projection lens are realized. can do.

本発明の実施例1の投写用レンズのレンズ構成と光路を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the projection lens of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の投写用レンズのレンズ構成と光路を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the projection lens of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3の投写用レンズのレンズ構成と光路を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the projection lens of Example 3 of this invention. 本発明の実施例4の投写用レンズのレンズ構成と光路を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows the lens structure and optical path of the projection lens of Example 4 of this invention. 本発明の実施例1の投写用レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図であるFIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Example 1 of the present invention, and is a spherical aberration diagram, an astigmatism diagram, a distortion diagram, and a chromatic aberration diagram of magnification in order from the left. 本発明の実施例2の投写用レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図であるFIG. 5 is a diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Example 2 of the present invention, and is a spherical aberration diagram, an astigmatism diagram, a distortion diagram, and a chromatic aberration diagram of magnification in order from the left. 本発明の実施例3の投写用レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図であるFIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Example 3 of the present invention, and is a spherical aberration diagram, an astigmatism diagram, a distortion diagram, and a chromatic aberration diagram of magnification in order from the left. 本発明の実施例4の投写用レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図であるFIG. 10 is a diagram illustrating various aberrations of the projection lens according to Example 4 of the present invention, and is a spherical aberration diagram, an astigmatism diagram, a distortion diagram, and a chromatic aberration diagram of magnification in order from the left. 本発明の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1〜図4は、本発明の実施形態にかかる投写用レンズのレンズ構成と、軸上光束4および最大画角の光束5の光路を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例1〜4の投写用レンズに対応している。図1〜図4に示す例の基本的な構成は同様であり、図1〜図4の図示方法も同様であるため、以下では、主に図1を参照しながら本発明の実施形態にかかる投写用レンズについて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 4 are sectional views showing the lens configuration of the projection lens according to the embodiment of the present invention and the optical paths of the axial light beam 4 and the light beam 5 having the maximum field angle, and Examples 1 to 4 described later are respectively shown. Compatible with any projection lens. The basic configuration of the example shown in FIGS. 1 to 4 is the same, and the illustration method of FIGS. 1 to 4 is also the same. Therefore, in the following, the embodiment of the present invention is mainly described with reference to FIG. The projection lens will be described.

この投写用レンズは、例えば投写型表示装置に搭載されて、ライトバルブに表示された画像情報をスクリーンへ投写する投写用レンズとして使用可能である。図1では、図の左側を拡大側、右側を縮小側とし、投写型表示装置に搭載される場合を想定して、各種フィルタやカバーガラス等を想定した平行平面板状の光学部材2と、光学部材2の縮小側の面に位置するライトバルブの画像表示面1も合わせて図示している。   This projection lens is mounted on, for example, a projection display device, and can be used as a projection lens that projects image information displayed on a light valve onto a screen. In FIG. 1, assuming that the left side of the drawing is an enlargement side and the right side is a reduction side and is mounted on a projection display device, an optical member 2 in the form of a plane parallel plate assuming various filters, cover glasses, and the like, The image display surface 1 of the light valve located on the reduction side surface of the optical member 2 is also shown.

投写型表示装置においては、画像表示面1で画像情報を与えられた光束が、光学部材2を介して、この投写用レンズに入射され、この投写用レンズにより紙面左側方向に配置されるスクリーン(不図示)上に投写される。   In the projection display device, a light beam given image information on the image display surface 1 is incident on the projection lens via the optical member 2 and is arranged on the left side of the paper surface by the projection lens ( (Not shown).

なお、図1に示す構成では、光学部材2の縮小側の面の位置と画像表示面1の位置とが一致した例を示しているが、必ずしもこれに限定されない。また、図1では図の簡略化のために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原色に分離し、各原色用に3つのライトバルブを配設して、フルカラー画像を表示できるように構成してもよい。   In the configuration shown in FIG. 1, an example is shown in which the position of the reduction-side surface of the optical member 2 and the position of the image display surface 1 coincide with each other, but the configuration is not necessarily limited thereto. Further, in FIG. 1, only one image display surface 1 is shown for simplification of the drawing, but in the projection display device, the light flux from the light source is separated into three primary colors by a color separation optical system, Three light valves may be provided for primary colors so that a full color image can be displayed.

図1に示す例の投写用レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2との実質的に2つのレンズ群からなる。このレトロフォーカス型のレンズ系とすることで、広角化に有利となる。   The projection lens in the example shown in FIG. 1 includes, in order from the enlargement side, substantially two lens groups, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power. Become. This retrofocus lens system is advantageous for widening the angle.

例えば、図1に示す例では、第1レンズ群G1は、拡大側から順に、レンズL11〜L14の4枚のレンズからなり、第2レンズ群G2は、拡大側から順に、レンズL21〜L30の10枚のレンズからなる。図1〜図4に示すように、本発明の投写用レンズでは、例えば第1レンズ群G1は3〜5枚のレンズからなり、第2レンズ群G2は10枚のレンズからなる構成を採ることができるが、図1〜図4に示す例とは異なるレンズ枚数で構成することも可能である。   For example, in the example illustrated in FIG. 1, the first lens group G1 includes four lenses L11 to L14 in order from the magnification side, and the second lens group G2 includes lenses L21 to L30 in order from the magnification side. It consists of 10 lenses. As shown in FIGS. 1 to 4, in the projection lens of the present invention, for example, the first lens group G1 is composed of 3 to 5 lenses, and the second lens group G2 is composed of 10 lenses. However, it is also possible to configure with a different number of lenses from the examples shown in FIGS.

本実施形態にかかる投写用レンズでは、第1レンズ群G1は3枚以上の負レンズを有するように構成される。これにより、第1レンズ群G1に必要とされる負の屈折力をこれらの負レンズに分担させることができ、収差発生量を抑制することができる。   In the projection lens according to the present embodiment, the first lens group G1 is configured to have three or more negative lenses. Thereby, the negative refractive power required for the first lens group G1 can be shared by these negative lenses, and the amount of aberration generated can be suppressed.

また、本実施形態にかかる投写用レンズでは、第1レンズ群G1の最も拡大側には非球面レンズが配置され、第1レンズ群G1の最も縮小側には縮小側の面が非球面であり近軸領域で縮小側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズが配置される。軸外光線の光線高が高くなる最も拡大側のレンズを非球面レンズとすることで、広角化を図る際に問題となる歪曲収差を効果的に補正することができる。同時に第1レンズ群G1の最も縮小側のレンズ面を非球面とし、かつ縮小側の凹面を向けたメニスカス形状とすることで、より効果的に歪曲収差を補正することができる上に、像面湾曲も好適に補正することが可能となる。   In the projection lens according to the present embodiment, the aspherical lens is arranged on the most enlargement side of the first lens group G1, and the reduction side surface is aspherical on the most reduction side of the first lens group G1. A meniscus lens having a concave surface facing the reduction side in the paraxial region is arranged. By using an aspherical lens as the most magnified lens where the height of off-axis light becomes high, it is possible to effectively correct distortion that is a problem when widening the angle. At the same time, the lens surface on the most reduction side of the first lens group G1 is aspherical and has a meniscus shape with the concave surface on the reduction side, so that distortion can be more effectively corrected and the image surface can be corrected. Curvature can also be corrected appropriately.

また、本実施形態にかかる投写用レンズでは、全系の中で最も拡大側に配置された正の屈折力を有する球面レンズが、第2レンズ群G2の最も拡大側のレンズとなる。第2レンズ群G2の最も拡大側に正レンズを配置することで、拡大側から縮小側へ進行する光束を見た場合、負レンズ群である第1レンズ群G1から第2レンズ群G2へ入射する光束を好適に収束させて第2レンズ群G2の後続のレンズへ導くことができる。また、第2レンズ群G2の中ではレンズ径が大型化しやすい第2レンズ群G2の最も拡大側のレンズを球面レンズとすることで低コスト化を図ることができる。   In the projection lens according to the present embodiment, the spherical lens having the positive refractive power disposed on the most magnification side in the entire system is the most magnification side lens of the second lens group G2. By placing the positive lens on the most magnifying side of the second lens group G2, when the light beam traveling from the magnifying side to the reducing side is seen, the light enters the second lens group G2 from the first lens group G1, which is a negative lens group. The luminous flux to be converged can be suitably converged and guided to the subsequent lens of the second lens group G2. Further, in the second lens group G2, the lens on the most enlargement side of the second lens group G2 whose lens diameter tends to be large can be a spherical lens, so that the cost can be reduced.

第2レンズ群G2の拡大側から1〜3番目のレンズはそれぞれ、縮小側に凸面を向けた正レンズ、両凹レンズ、拡大側に凸面を向けた正レンズとすることが好ましい。このような3枚のレンズを第2レンズ群G2の最も拡大側に配置することで、倍率色収差を良好に補正することができる。   The first to third lenses from the magnification side of the second lens group G2 are preferably a positive lens having a convex surface facing the reduction side, a biconcave lens, and a positive lens having a convex surface facing the magnification side. By arranging such three lenses on the most magnified side of the second lens group G2, it is possible to satisfactorily correct lateral chromatic aberration.

第2レンズ群G2の拡大側から1〜3番目のレンズをそれぞれ、縮小側に凸面を向けた正レンズ、両凹レンズ、拡大側に凸面を向けた正レンズとした場合は、これら3枚のレンズは接合されて3枚接合レンズを構成していることが好ましい。3枚接合レンズを構成することで、倍率色収差をさらに良好に補正することができる。また、広角化に伴いレンズ単品の組立誤差の許容量は小さくなるが、接合レンズとすることで、この組立誤差の許容量を接合レンズとしない場合に比べて大きくすることができ、生産性を向上できる。   When the first to third lenses from the magnification side of the second lens group G2 are a positive lens having a convex surface facing the reduction side, a biconcave lens, and a positive lens having a convex surface facing the magnification side, these three lenses Are preferably joined to form a three-piece cemented lens. By constructing a three-piece cemented lens, the lateral chromatic aberration can be corrected more satisfactorily. In addition, the tolerance for assembly error of a single lens is reduced with widening the angle, but by using a cemented lens, the tolerance for assembly error can be increased compared to the case where a cemented lens is not used, and productivity is increased. It can be improved.

また、本実施形態にかかる投写用レンズは、下記条件式(1)を満足するように構成されている。
0.75<Σct2/TL2 (1)
ただし、
Σct2:第2レンズ群を構成する各レンズの中心厚の和
TL2:第2レンズ群の最も拡大側の面から最も縮小側の面までの光軸上の距離
In addition, the projection lens according to the present embodiment is configured to satisfy the following conditional expression (1).
0.75 <Σct2 / TL2 (1)
However,
Σct2: Sum of center thicknesses of the lenses constituting the second lens group TL2: Distance on the optical axis from the most enlargement side surface to the most reduction side surface of the second lens group

広角化を図ったレンズ系では、拡大側のレンズ群である第1レンズ群G1のレンズ径が大型化してしまう傾向にあるが、条件式(1)の下限以下とならないように構成することで、第1レンズ群G1のレンズ径の大型化を抑制することができ、広角化と小型化の両立を図ることが可能となる。条件式(1)に関する上記効果を高めるために、下記条件式(1’)を満足することが好ましい。
0.85<Σct2/TL2 (1’)
In a lens system designed to widen the angle, the lens diameter of the first lens group G1, which is the lens group on the enlargement side, tends to increase, but it is configured so that it does not fall below the lower limit of conditional expression (1). The increase in the lens diameter of the first lens group G1 can be suppressed, and it is possible to achieve both a wide angle and a reduction in size. In order to enhance the effect related to conditional expression (1), it is preferable to satisfy the following conditional expression (1 ′).
0.85 <Σct2 / TL2 (1 ′)

さらに、本実施形態にかかる投写用レンズは、下記条件式(2)〜(6)のいずれか1つ、または任意の組合せを満足することが好ましい。
−3.5<f1/f<−0.6 (2)
120°<2ω (3)
1.5<f2/f<9.0 (4)
2.5<Bf/f (5)
−4.0<(R1r+R2f)/(R1r−R2f)<0.0 (6)
ただし、
f:全系の焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
2ω:投写距離が無限遠の場合の拡大側の最大全画角
Bf:縮小側をバック側とした場合の空気換算距離での全系のバックフォーカス
R1r:第1レンズ群の最も縮小側のレンズ面の近軸曲率半径
R2f:第2レンズ群の最も拡大側のレンズ面の曲率半径
Furthermore, it is preferable that the projection lens according to the present embodiment satisfies any one of the following conditional expressions (2) to (6), or any combination.
−3.5 <f1 / f <−0.6 (2)
120 ° <2ω (3)
1.5 <f2 / f <9.0 (4)
2.5 <Bf / f (5)
−4.0 <(R1r + R2f) / (R1r−R2f) <0.0 (6)
However,
f: focal length of the entire system f1: focal length of the first lens group f2: focal length of the second lens group 2ω: maximum full angle of view on the enlargement side when the projection distance is infinite Bf: reduction side as the back side The back focal length R1r of the entire system at the air-converted distance in this case: Paraxial radius of curvature of the lens surface on the most reduced side of the first lens group R2f: Radius of curvature of the lens surface on the most magnified side of the second lens group

条件式(2)は、広角化に必要な諸収差を補正するための条件式である。条件式(2)の下限以下とならないように構成することで、第1レンズ群G1のパワーが弱くなりすぎるのを回避でき、倍率色収差を良好に補正することが容易となる。条件式(2)の上限以上とならないように構成することで、第1レンズ群G1のパワーが強くなりすぎるのを回避でき、球面収差や非点収差等の諸収差を良好に補正することが容易となる。条件式(2)に関する上記効果を高めるために、下記条件式(2’)を満足することがより好ましい。
−2.5<f1/f<−0.9 (2’)
Conditional expression (2) is a conditional expression for correcting various aberrations necessary for widening the angle. By configuring so as not to be less than or equal to the lower limit of conditional expression (2), it is possible to avoid the power of the first lens group G1 from becoming too weak, and it becomes easy to satisfactorily correct lateral chromatic aberration. By configuring so that the upper limit of conditional expression (2) is not exceeded, it is possible to avoid the power of the first lens group G1 from becoming too strong, and it is possible to satisfactorily correct various aberrations such as spherical aberration and astigmatism. It becomes easy. In order to enhance the effect related to conditional expression (2), it is more preferable to satisfy the following conditional expression (2 ′).
−2.5 <f1 / f <−0.9 (2 ′)

条件式(3)の下限以下とならないように構成することで、広角化の要望に応えることが可能となる。条件式(3)に関する上記効果を高めるために、下記条件式(3’)を満足することがより好ましい。
130°<2ω (3’)
By configuring so as not to be less than or equal to the lower limit of conditional expression (3), it is possible to meet the demand for wide angle. In order to enhance the effect related to conditional expression (3), it is more preferable to satisfy the following conditional expression (3 ′).
130 ° <2ω (3 ')

条件式(4)の下限以下とならないように構成することで、第2レンズ群G2のパワーが強くなりすぎるのを回避でき、適切な長さのバックフォーカスを確保することができる。条件式(4)の上限以上とならないように構成することで、第2レンズ群G2のパワーが弱くなりすぎるのを回避でき、球面収差やコマ収差等の諸収差を良好に補正することが容易となり、また、レンズ系の全長を抑制することができる。条件式(4)に関する上記効果を高めるために、下記条件式(4’)を満足することがより好ましい。
2.5<f2/f<7.0 (4’)
By configuring so as not to be less than or equal to the lower limit of conditional expression (4), it is possible to avoid the power of the second lens group G2 from becoming too strong, and it is possible to ensure an appropriate length of back focus. By configuring so that the upper limit of conditional expression (4) is not exceeded, it is possible to avoid the power of the second lens group G2 from becoming too weak and easily correct various aberrations such as spherical aberration and coma. In addition, the overall length of the lens system can be suppressed. In order to enhance the above effect related to conditional expression (4), it is more preferable to satisfy the following conditional expression (4 ′).
2.5 <f2 / f <7.0 (4 ′)

条件式(5)の下限以下とならないように構成することで、長いバックフォーカスを確保することができ、投写型表示装置において、本投写用レンズと照明光学系を配置して好適な装置構成とすることが容易となる。より具体的には、図9に示すような後述の投写型表示装置において、条件式(5)の下限以下とならないように構成することで、照明光学系と投写用レンズが干渉したり、照明光学系からの照明光を投写用レンズが遮光したり、OFFに切り替えられているDMDの画素からの不要な反射光が投写用レンズ内に入射したりという不具合を回避することができる。   By configuring so that it does not fall below the lower limit of conditional expression (5), a long back focus can be secured, and in the projection display apparatus, the projection lens and the illumination optical system are arranged to provide a suitable apparatus configuration. Easy to do. More specifically, in the projection display apparatus described later as shown in FIG. 9, the illumination optical system and the projection lens interfere with each other, or the illumination is not performed below the lower limit of the conditional expression (5). Problems such as the projection lens shielding the illumination light from the optical system and unnecessary reflected light from the DMD pixel being switched off can be avoided.

条件式(6)を満足することで、第1レンズ群G1の最も縮小側のレンズ面と第2レンズ群G2の最も拡大側のレンズ面により形成される空気レンズを好適な形状とすることができ、レンズ全系の大型化を抑制し、像面湾曲を良好に補正することが容易となる。条件式(6)に関する上記効果を高めるために、下記条件式(6’)を満足することがより好ましい。
−3.0<(R1r+R2f)/(R1r−R2f)<0.0 (6’)
By satisfying conditional expression (6), the air lens formed by the most demagnifying side lens surface of the first lens group G1 and the most enlarging side lens surface of the second lens group G2 can have a suitable shape. It is possible to suppress the enlargement of the entire lens system and to easily correct the curvature of field. In order to enhance the above effect related to conditional expression (6), it is more preferable to satisfy the following conditional expression (6 ′).
−3.0 <(R1r + R2f) / (R1r−R2f) <0.0 (6 ′)

また、本実施形態にかかる投写用レンズは、第1レンズ群G1の最も拡大側のレンズがプラスチック材質からなり、下記条件式(7)を満足することが好ましい。
4.0<|fp/f| (7)
ただし、
fp:第1レンズ群の最も拡大側のレンズの焦点距離
f:全系の焦点距離
In the projection lens according to the present embodiment, it is preferable that the most enlarged lens in the first lens group G1 is made of a plastic material and satisfies the following conditional expression (7).
4.0 <| fp / f | (7)
However,
fp: Focal length of the most magnified lens in the first lens group f: Focal length of the entire system

広角の投写用レンズの最も拡大側のレンズは径が大きくなるため、低コスト化・軽量化のためにプラスチック材質で構成することが好ましいが、プラスチックレンズは、温度変化の際のピント位置変化がガラスレンズに比べて大きくなりやすい。そこで、条件式(7)の下限以下とならないように構成することで、第1レンズ群G1の最も拡大側のプラスチック非球面レンズの屈折力を抑えることができ、温度変化の際の焦点距離の変化を抑制することができる。   Since the lens on the most enlarged side of the wide-angle projection lens has a large diameter, it is preferable to use a plastic material to reduce cost and weight. However, the plastic lens changes its focus position when the temperature changes. It tends to be larger than glass lenses. Therefore, by configuring so as not to be less than or equal to the lower limit of conditional expression (7), it is possible to suppress the refractive power of the most aspherical plastic aspherical lens in the first lens group G1, and to reduce the focal length when the temperature changes. Change can be suppressed.

また、本実施形態にかかる投写用レンズでは、Fナンバーが3.0より小さいことが好ましい。本実施形態にかかる投写用レンズでは、歪曲収差が−2%〜+2%の範囲内であることが好ましい。   In the projection lens according to the present embodiment, it is preferable that the F number is smaller than 3.0. In the projection lens according to the present embodiment, it is preferable that the distortion is in the range of -2% to + 2%.

本実施形態にかかる投写用レンズでは、全系の中の一部のレンズのみを光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うように構成してもよい。例えば、図1に示す例では、第2レンズ群G2の拡大側から4番目のレンズであるレンズL24の1枚のみを光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うように構成されている。   The projection lens according to the present embodiment may be configured to perform focusing by moving only a part of the entire system in the optical axis direction. For example, in the example shown in FIG. 1, focusing is performed by moving only one lens L24, which is the fourth lens from the magnification side of the second lens group G2, in the optical axis direction.

なお、上述した好ましい構成や可能な構成は、投写用レンズに要望される事項に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。   It should be noted that the preferred configurations and possible configurations described above are preferably selectively employed as appropriate in accordance with the matters desired for the projection lens.

以上述べた、本発明の実施形態に係る投写用レンズによれば、広角のレンズ系でありながら、小型に構成可能で、広角化の際に問題となりやすい歪曲収差、像面湾曲等の諸収差が良好に補正されて高い光学性能を有するレンズ系を実現できる。本実施形態は、例えば、投写距離が無限遠の場合の拡大側の最大全画角が130°以上の投写用レンズに好適に適用可能である。   According to the projection lens according to the embodiment of the present invention described above, various aberrations such as distortion, curvature of field, etc., which can be configured in a small size and are likely to cause problems when widening the angle, although being a wide-angle lens system. Can be corrected well, and a lens system having high optical performance can be realized. This embodiment can be suitably applied to, for example, a projection lens having a maximum full field angle of 130 ° or more when the projection distance is infinity.

次に、図9を参照しながら、本発明の実施形態に係る投写型表示装置について説明する。図9に示す投写型表示装置100は、光源101と、照明光学系102と、ライトバルブとしてのDMD103と、本発明の実施形態にかかる投写用レンズ104とを備えている。光源104より出射された光束は、不図示のカラーホイールによって、3原色光(R、G、B)の各光に時系列的に選択変換され、照明光学系102によって光束の光軸Z1と垂直な断面における光量分布の均一化が図られた後、DMD103に入射する。DMD103においては、入射光の色の切り替わりに応じて、その色光用への変調切替が行われる。DMD103により光変調された光は、投写用レンズ104に入射する。投写用レンズ104により、この光変調された光による光学像がスクリーン105上に投写される。   Next, a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A projection display device 100 shown in FIG. 9 includes a light source 101, an illumination optical system 102, a DMD 103 as a light valve, and a projection lens 104 according to an embodiment of the present invention. A light beam emitted from the light source 104 is selectively converted in time series into light of three primary colors (R, G, B) by a color wheel (not shown), and is perpendicular to the optical axis Z1 of the light beam by the illumination optical system 102. After uniforming the light amount distribution in a simple cross section, the light enters the DMD 103. In the DMD 103, modulation switching to the color light is performed according to the color switching of the incident light. The light modulated by the DMD 103 enters the projection lens 104. The projection lens 104 projects an optical image of the light-modulated light on the screen 105.

なお、本発明の投写型表示装置は、上記構成のものに限られるものではなく、例えば、用いられるライトバルブや、光束分離または光束合成に用いられる光学部材は、上記構成に限定されず、種々の態様の変更が可能である。例えば、本発明の投写型表示装置においては、反射型液晶表示素子や透過型液晶表示素子等の他の光変調手段をライトバルブとして用いることも可能である。   The projection display device of the present invention is not limited to the above-described configuration. For example, the light valve used and the optical member used for light beam separation or light beam synthesis are not limited to the above-described configuration, and various types are available. It is possible to change the mode. For example, in the projection display device of the present invention, other light modulation means such as a reflective liquid crystal display element and a transmissive liquid crystal display element can be used as the light valve.

次に、本発明の投写用レンズの具体的な実施例について説明する。なお、以下に示す実施例は全て、投写距離が無限遠の場合の全系の焦点距離が1.00となるように規格化された状態におけるものである。   Next, specific examples of the projection lens of the present invention will be described. Note that all of the examples described below are in a standardized state in which the focal length of the entire system is 1.00 when the projection distance is infinity.

<実施例1>
実施例1の投写用レンズのレンズ構成図は図1に示したものである。実施例1の投写用レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2からなる。第1レンズ群G1は拡大側から順にレンズL11〜L14の4枚のレンズが配列されてなる。レンズL11〜L13は近軸領域で負メニスカス形状であり、レンズL14は近軸領域で正メニスカス形状である。第2レンズ群G2は拡大側から順にレンズL21〜L30の10枚のレンズが配列されてなる。レンズL24のみを光軸方向に移動させることによりフォーカシングが可能である。
<Example 1>
The lens configuration diagram of the projection lens of Example 1 is shown in FIG. The projection lens of Example 1 includes, in order from the magnification side, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power. The first lens group G1 includes four lenses L11 to L14 arranged in order from the magnification side. The lenses L11 to L13 have a negative meniscus shape in the paraxial region, and the lens L14 has a positive meniscus shape in the paraxial region. The second lens group G2 is formed by arranging ten lenses L21 to L30 in order from the magnification side. Focusing is possible by moving only the lens L24 in the optical axis direction.

投写距離が無限遠の場合の実施例1の基本レンズデータを表1に、非球面係数を表2に示す。なお、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。表1の枠外上部には、d線に関する諸元を示している。表1の諸元において、fは全系の焦点距離、Bfは縮小側をバック側とした場合の空気換算距離での全系のバックフォーカス、FNo.はFナンバー、2ωは拡大側の最大全画角(単位は度)である。   Table 1 shows basic lens data of Example 1 when the projection distance is infinite, and Table 2 shows aspherical coefficients. In each table shown below, a numerical value rounded by a predetermined digit is shown. In the upper part outside the frame in Table 1, the specifications regarding the d-line are shown. In the specifications of Table 1, f is the focal length of the entire system, Bf is the back focus of the entire system at the air conversion distance when the reduction side is the back side, FNo. Is the F number, and 2ω is the maximum full angle of view (in degrees) on the enlargement side.

表1のSiの欄には最も拡大側の構成要素の拡大側の面を1番目として縮小側に向かうに従い順次増加するように構成要素の面に面番号を付したときのi番目(i=1、2、3、…)の面番号を示し、Riの欄にはi番目の面の曲率半径を示し、Diの欄にはi番目の面とi+1番目の面との光軸Z上の面間隔を示し、Ndjの欄には最も拡大側の構成要素を1番目として縮小側に向かうに従い順次増加するj番目(j=1、2、3、…)の構成要素のd線(波長587.6nm)に関する屈折率を示し、νdjの欄にはj番目の構成要素のd線に関するアッベ数を示す。ただし、曲率半径の符号は、面形状が拡大側に凸の場合を正、縮小側に凸の場合を負としており、基本レンズデータには光学部材2も含めて示している。   In the column of Si in Table 1, the i-th (i = i = n) when the surface of the component is numbered so as to increase sequentially toward the reduction side with the enlargement-side surface of the most enlargement-side component being first. 1, 2, 3,...), The Ri column indicates the radius of curvature of the i-th surface, and the Di column indicates the optical axis Z between the i-th surface and the i + 1-th surface. The distance between the surfaces is shown, and the N-jj (j = 1, 2, 3,...) Component d-line (wavelength 587) increases sequentially toward the reduction side with the most magnified component as the first in the Ndj column. .6 nm), and the column νdj indicates the Abbe number of the j-th component relating to the d-line. However, the sign of the radius of curvature is positive when the surface shape is convex on the enlargement side, and negative when the surface shape is convex on the reduction side. The basic lens data includes the optical member 2.

表1では、非球面の面番号には*印を付しており、これら非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記入している。表2に、各非球面の非球面係数を示す。表2の非球面係数の数値の「E−n」(n:整数)は「×10−n」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数KA、Am(mは3以上の整数であり、面によりとる値は異なる)の値である。下式のΣはmに関する総和の意味である。
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点より非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸からのレンズ面までの距離)
C:近軸曲率
KA、Am:非球面係数
In Table 1, the surface numbers of the aspheric surfaces are marked with *, and the paraxial curvature radius values are entered in the column of curvature radius of these aspheric surfaces. Table 2 shows the aspheric coefficient of each aspheric surface. The numerical value “E−n” (n: integer) of the aspheric coefficient in Table 2 means “× 10 −n ”. The aspheric coefficient is a value of each coefficient KA, Am (m is an integer of 3 or more, and a value taken by a surface is different) in the aspheric expression represented by the following expression. In the following formula, Σ is the sum of m.
However,
Zd: Depth of aspheric surface (length of a perpendicular line dropped from a point on the aspherical surface of height h to a plane perpendicular to the optical axis where the aspherical vertex is in contact)
h: Height (distance from the optical axis to the lens surface)
C: Paraxial curvature KA, Am: Aspheric coefficient

図5に左から順に、投写距離が141.1の場合の実施例1の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差(ディストーション)、倍率色収差(倍率の色収差)の各収差図を示す。図5において、球面収差図では、d線(波長587.6nm)、C線(波長656.3nm)、F線(波長486.1nm)に関する収差をそれぞれ実線、長破線、短破線で示し、非点収差図では、サジタル方向、タンジェンシャル方向のd線に関する収差をそれぞれ実線、短破線で示し、歪曲収差図では、d線に関する収差を実線で示し、倍率色収差図では、C線、F線に関する収差をそれぞれ長破線、短破線で示している。球面収差図のFNo.はFナンバーを意味し、その他の収差図のωは投写距離が無限遠の場合の拡大側の最大全画角の半値(半画角)を意味する。   FIG. 5 shows, in order from the left, each aberration diagram of the spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion), and chromatic aberration of magnification (chromatic aberration of magnification) of the projection lens of Example 1 when the projection distance is 141.1. . In FIG. 5, in the spherical aberration diagram, aberrations relating to the d-line (wavelength 587.6 nm), the C-line (wavelength 656.3 nm), and the F-line (wavelength 486.1 nm) are indicated by a solid line, a long broken line, and a short broken line, respectively. In the point aberration diagram, the sagittal and tangential d-line aberrations are indicated by solid lines and short broken lines, respectively, in the distortion diagram, the d-line aberration is indicated by solid lines, and in the lateral chromatic aberration diagram, the C-line and F-line aberrations are illustrated. Aberrations are indicated by a long broken line and a short broken line, respectively. FNo. Means F number, and ω in other aberration diagrams means half value (half field angle) of the maximum full field angle on the enlargement side when the projection distance is infinite.

上記の実施例1の説明で述べた各種データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるため、以下では重複説明を省略する。   Since the symbols, meanings, and description methods of various data described in the description of the first embodiment are the same for the following embodiments unless otherwise specified, the duplicate description is omitted below.

<実施例2>
実施例2の投写用レンズのレンズ構成図は図2に示したものである。実施例2の投写用レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2からなる。第1レンズ群G1は拡大側から順にレンズL11〜L13の3枚のレンズが配列されてなる。レンズL11〜L13は近軸領域で負メニスカス形状である。レンズL13は複合非球面レンズである。第2レンズ群G2は拡大側から順にレンズL21〜L30の10枚のレンズが配列されてなる。レンズL24のみを光軸方向に移動させることによりフォーカシングが可能である。
<Example 2>
A lens configuration diagram of the projection lens of Example 2 is shown in FIG. The projection lens of Example 2 includes, in order from the magnification side, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power. The first lens group G1 includes three lenses L11 to L13 arranged in order from the magnification side. The lenses L11 to L13 have a negative meniscus shape in the paraxial region. The lens L13 is a compound aspheric lens. The second lens group G2 is formed by arranging ten lenses L21 to L30 in order from the magnification side. Focusing is possible by moving only the lens L24 in the optical axis direction.

投写距離が無限遠の場合の実施例2の投写用レンズの基本レンズデータを表3に、非球面係数を表4に示す。図6に左から順に、投写距離が141.2の場合の実施例2の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差(ディストーション)、倍率色収差(倍率の色収差)の各収差図を示す。   Table 3 shows basic lens data of the projection lens of Example 2 when the projection distance is infinity, and Table 4 shows aspheric coefficients. FIG. 6 shows, in order from the left, each aberration diagram of the spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion), and lateral chromatic aberration (chromatic aberration of magnification) of the projection lens of Example 2 when the projection distance is 141.2. .

<実施例3>
実施例3の投写用レンズのレンズ構成図は図3に示したものである。実施例3の投写用レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2からなる。第1レンズ群G1は拡大側から順にレンズL11〜L15の5枚のレンズが配列されてなる。レンズL11〜L14は近軸領域で負メニスカス形状であり、レンズL15は近軸領域で正メニスカス形状である。第2レンズ群G2は拡大側から順にレンズL21〜L30の10枚のレンズが配列されてなる。レンズL24のみを光軸方向に移動させることによりフォーカシングが可能である。
<Example 3>
The lens configuration diagram of the projection lens of Example 3 is as shown in FIG. The projection lens of Example 3 includes, in order from the enlargement side, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power. The first lens group G1 includes five lenses L11 to L15 arranged in order from the magnification side. The lenses L11 to L14 have a negative meniscus shape in the paraxial region, and the lens L15 has a positive meniscus shape in the paraxial region. The second lens group G2 is formed by arranging ten lenses L21 to L30 in order from the magnification side. Focusing is possible by moving only the lens L24 in the optical axis direction.

投写距離が無限遠の場合の実施例3の投写用レンズの基本レンズデータを表5に、非球面係数を表6に示す。図7に左から順に、投写距離が147.2の場合の実施例3の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差(ディストーション)、倍率色収差(倍率の色収差)の各収差図を示す。   Table 5 shows basic lens data of the projection lens of Example 3 when the projection distance is infinity, and Table 6 shows aspheric coefficients. FIG. 7 shows, in order from the left, each aberration diagram of the spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion), and lateral chromatic aberration (chromatic aberration of magnification) of the projection lens of Example 3 when the projection distance is 147.2. .

<実施例4>
実施例4の投写用レンズのレンズ構成図は図4に示したものである。実施例4の投写用レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2からなる。第1レンズ群G1は拡大側から順にレンズL11〜L15の5枚のレンズが配列されてなる。レンズL11〜L15は近軸領域で負メニスカス形状である。第2レンズ群G2は拡大側から順にレンズL21〜L30の10枚のレンズが配列されてなる。レンズL24のみを光軸方向に移動させることによりフォーカシングが可能である。
<Example 4>
The lens configuration diagram of the projection lens of Example 4 is as shown in FIG. The projection lens of Example 4 includes, in order from the magnification side, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power. The first lens group G1 includes five lenses L11 to L15 arranged in order from the magnification side. The lenses L11 to L15 have a negative meniscus shape in the paraxial region. The second lens group G2 is formed by arranging ten lenses L21 to L30 in order from the magnification side. Focusing is possible by moving only the lens L24 in the optical axis direction.

投写距離が無限遠の場合の実施例4の投写用レンズの基本レンズデータを表7に、非球面係数を表8に示す。図8に左から順に、投写距離が146.3の場合の実施例4の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差(ディストーション)、倍率色収差(倍率の色収差)の各収差図を示す。   Table 7 shows basic lens data of the projection lens of Example 4 when the projection distance is infinite, and Table 8 shows aspheric coefficients. FIG. 8 shows, in order from the left, each aberration diagram of the spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion), and chromatic aberration of magnification (chromatic aberration of magnification) of the projection lens of Example 4 when the projection distance is 146.3. .

表9に、上記実施例1〜4の上記各条件式(1)〜(7)の対応値と条件式に関係する値を示す。表9に示す値は投写距離が無限遠の場合のd線におけるものである。   Table 9 shows the corresponding values of the conditional expressions (1) to (7) of Examples 1 to 4 and the values related to the conditional expressions. The values shown in Table 9 are for the d line when the projection distance is infinite.

以上のデータからわかるように、実施例1〜4の投写用レンズは、全画角が130°〜140°の範囲にあり広角化が達成され、コンパクトに構成され、バックフォーカス比(Bf/fw)が3.3〜4.2の範囲にあり長いバックフォーカスを有し、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。   As can be seen from the above data, the projection lenses of Examples 1 to 4 have a total angle of view in the range of 130 ° to 140 °, a wide angle is achieved, a compact configuration, and a back focus ratio (Bf / fw). ) Is in the range of 3.3 to 4.2, has a long back focus, and various aberrations are well corrected to achieve high optical performance.

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明の投写用レンズとしては、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、面間隔、屈折率、アッベ数を適宜変更することが可能である。   The present invention has been described with reference to the embodiments and examples. However, the projection lens of the present invention is not limited to the above examples, and various modifications can be made. It is possible to appropriately change the curvature radius, the surface interval, the refractive index, and the Abbe number.

1 画像表示面
2 光学部材
4 軸上光束
5 最大画角の光束
100 投写型表示装置
101 光源
102 照明光学系
103 DMD
104 投写用レンズ
105 スクリーン
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
L11〜L15、L21〜L30 レンズ
Z、Z1 光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display surface 2 Optical member 4 Axial light beam 5 Light beam of the maximum field angle 100 Projection type display apparatus 101 Light source 102 Illumination optical system 103 DMD
104 Projection lens 105 Screen G1 First lens group G2 Second lens group L11-L15, L21-L30 Lens Z, Z1 Optical axis

Claims (15)

拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群との実質的に2つのレンズ群からなり、
前記第1レンズ群は3枚以上の負レンズを有し、
前記第1レンズ群の最も拡大側には非球面レンズが配置され、前記第1レンズ群の最も縮小側には縮小側の面が非球面であり縮小側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズが配置され、
全系の中で最も拡大側に配置された正の屈折力を有する球面レンズが前記第2レンズ群の最も拡大側のレンズであり、
前記第2レンズ群を構成する各レンズの中心厚の和をΣct2とし、前記第2レンズ群の最も拡大側の面から最も縮小側の面までの光軸上の距離をTL2としたとき、下記条件式(1)を満足することを特徴とする投写用レンズ。
0.75<Σct2/TL2 (1)
In order from the magnifying side, the first lens group having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power are substantially composed of two lens groups,
The first lens group has three or more negative lenses,
An aspherical lens is disposed on the most magnifying side of the first lens group, and a meniscus-shaped lens having an aspherical surface on the reduction side and a concave surface on the reduction side on the most reduction side of the first lens group. Arranged,
A spherical lens having positive refractive power arranged on the most magnification side in the entire system is the most magnification side lens of the second lens group,
When the sum of the center thicknesses of the respective lenses constituting the second lens group is Σct2, and the distance on the optical axis from the most enlargement side surface to the most reduction side surface of the second lens group is TL2, A projection lens satisfying conditional expression (1).
0.75 <Σct2 / TL2 (1)
下記条件式(1’)を満足する請求項1記載の投写用レンズ。
0.85<Σct2/TL2 (1’)
The projection lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (1 ′) is satisfied.
0.85 <Σct2 / TL2 (1 ′)
前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、全系の焦点距離をfとしたとき、下記条件式(2)を満足する請求項1または2記載の投写用レンズ。
−3.5<f1/f<−0.6 (2)
The projection lens according to claim 1 or 2, wherein the following conditional expression (2) is satisfied, where f1 is a focal length of the first lens group and f is a focal length of the entire system.
−3.5 <f1 / f <−0.6 (2)
下記条件式(2’)を満足する請求項3記載の投写用レンズ。
−2.5<f1/f<−0.9 (2’)
The projection lens according to claim 3, wherein the following conditional expression (2 ′) is satisfied.
−2.5 <f1 / f <−0.9 (2 ′)
投写距離が無限遠の場合の拡大側の最大全画角を2ωとしたとき、下記条件式(3)を満足する請求項1から4のいずれか1項記載の投写用レンズ。
120°<2ω (3)
5. The projection lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (3) is satisfied when the maximum total angle of view on the magnification side when the projection distance is infinity is 2ω.
120 ° <2ω (3)
下記条件式(3’)を満足する請求項5記載の投写用レンズ。
130°<2ω (3’)
The projection lens according to claim 5, wherein the following conditional expression (3 ′) is satisfied.
130 ° <2ω (3 ')
前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし、全系の焦点距離をfとしたとき、下記条件式(4)を満足する請求項1から6のいずれか1項記載の投写用レンズ。
1.5<f2/f<9.0 (4)
The projection lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (4) is satisfied, where f2 is a focal length of the second lens group and f is a focal length of the entire system.
1.5 <f2 / f <9.0 (4)
下記条件式(4’)を満足する請求項7記載の投写用レンズ。
2.5<f2/f<7.0 (4’)
The projection lens according to claim 7, wherein the following conditional expression (4 ′) is satisfied.
2.5 <f2 / f <7.0 (4 ′)
縮小側をバック側とした場合の空気換算距離での全系のバックフォーカスをBfとし、全系の焦点距離をfとしたとき、下記条件式(5)を満足する請求項1から8のいずれか1項記載の投写用レンズ。
2.5<Bf/f (5)
The system according to any one of claims 1 to 8, which satisfies the following conditional expression (5), where Bf is the back focus of the entire system at the air conversion distance when the reduction side is the back side, and f is the focal length of the entire system. A projection lens according to claim 1.
2.5 <Bf / f (5)
前記第1レンズ群の最も縮小側のレンズ面の近軸曲率半径をR1rとし、前記第2レンズ群の最も拡大側のレンズ面の曲率半径をR2fとしたとき、下記条件式(6)を満足する請求項1から9のいずれか1項記載の投写用レンズ。
−4.0<(R1r+R2f)/(R1r−R2f)<0.0 (6)
When the paraxial radius of curvature of the lens surface closest to the reduction side of the first lens group is R1r and the radius of curvature of the lens surface closest to the magnification side of the second lens group is R2f, the following conditional expression (6) is satisfied. The projection lens according to claim 1.
−4.0 <(R1r + R2f) / (R1r−R2f) <0.0 (6)
下記条件式(6’)を満足する請求項10記載の投写用レンズ。
−3.0<(R1r+R2f)/(R1r−R2f)<0.0 (6’)
The projection lens according to claim 10, wherein the following conditional expression (6 ′) is satisfied.
−3.0 <(R1r + R2f) / (R1r−R2f) <0.0 (6 ′)
前記第2レンズ群の拡大側から1〜3番目のレンズがそれぞれ、縮小側に凸面を向けた正レンズ、両凹レンズ、拡大側に凸面を向けた正レンズである請求項1から11のいずれか1項記載の投写用レンズ。   The first to third lenses from the magnification side of the second lens group are a positive lens having a convex surface facing the reduction side, a biconcave lens, and a positive lens having a convex surface facing the magnification side, respectively. The projection lens according to item 1. 前記第2レンズ群の拡大側から1〜3番目のレンズにより3枚接合レンズが構成されている請求項12記載の投写用レンズ。   The projection lens according to claim 12, wherein a three-piece cemented lens is constituted by the first to third lenses from the magnification side of the second lens group. 前記第1レンズ群の最も拡大側のレンズがプラスチック材質からなり、
前記第1レンズ群の最も拡大側のレンズの焦点距離をfpとし、全系の焦点距離をfとしたとき、下記条件式(7)を満足する請求項1から13のいずれか1項記載の投写用レンズ。
4.0<|fp/f| (7)
The most magnified lens of the first lens group is made of a plastic material,
The following conditional expression (7) is satisfied, where fp is the focal length of the lens on the most magnifying side of the first lens group and f is the focal length of the entire system. Projection lens.
4.0 <| fp / f | (7)
光源と、該光源からの光が入射するライトバルブと、該ライトバルブにより光変調された光による光学像をスクリーン上に投写する投写用レンズとしての請求項1から14のいずれか1項記載の投写用レンズとを備えた投写型表示装置。   15. The light source, a light valve into which light from the light source is incident, and a projection lens that projects an optical image by light modulated by the light valve onto a screen. A projection display device comprising a projection lens.
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