JP2019015958A - Projector and projection lens unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は投影レンズユニットに関し、特に投影機に用いられる投影レンズユニットに関する。 The present invention relates to a projection lens unit, and more particularly to a projection lens unit used in a projector.
空間利用率に余裕がないという昨今の環境において、例えば、狭いオフィスルームに大きい画面を表示する必要がある場合、短距離投影が可能な投影機はとても有用である。 In today's environment where space utilization is not sufficient, for example, when it is necessary to display a large screen in a narrow office room, a projector capable of short-distance projection is very useful.
しかし、現在の短焦点投影機に用いられる投影レンズユニットには依然として改善すべき問題が多く存在する。投影レンズユニットの設計不備に起因する組立て難易度の上昇、材料および製作コストのアップ、および大きいサイズの投影映像に高い解像度を実現できないなどの問題がある。従って、如何にして上記問題を改善するかは、実に当業者が関心することである。 However, there are still many problems to be improved in the projection lens unit used in the current short focus projector. There are problems such as an increase in the difficulty of assembling due to a design defect of the projection lens unit, an increase in material and manufacturing cost, and a high resolution cannot be realized in a large size projection image. Therefore, it is very interesting for those skilled in the art how to improve the above problem.
この「背景技術」部分は、本発明の内容に関する理解を助けるものであり、「背景技術」部分で開示された内容には、当業者が既知の従来技術を構成しないものも含まれている可能性がある。「背景技術」部分で開示された内容は、当該内容または本発明の一つ若しくは複数の実施例で解決しようとする課題を示すものではなく、また本発明が出願前に既に当業者に把握され、または認識されていたことを意味するものではない。 This “background art” part is intended to assist in understanding the contents of the present invention, and the contents disclosed in the “background art” part may include those that do not constitute prior art known to those skilled in the art. There is sex. The contents disclosed in the “Background” section do not indicate the contents or problems to be solved by one or more embodiments of the present invention, and the present invention has already been grasped by those skilled in the art before filing. Or does not mean that it was recognized.
本発明の目的の一つは、優れた映像解析度を有する映像を投影できる投影機を提供する。 One of the objects of the present invention is to provide a projector capable of projecting an image having an excellent image analysis degree.
本発明の別の目的は、構造が簡単で、製作コストを有効に低減できる投影レンズユニットを提供する。 Another object of the present invention is to provide a projection lens unit that has a simple structure and can effectively reduce manufacturing costs.
本発明のその他の目的と利点について、本発明が開示する技術特徴からさらに理解を深めることができる。 Other objects and advantages of the present invention can be further understood from the technical features disclosed by the present invention.
前記一つ若しくは一部若しくは全ての目的、またはその他の目的を達成するために、本発明は照明システム、光バルブおよび投影レンズユニットを含む投影機を提供する。照明システムは照明光束を提供するために用いられる。光バルブは照明光束の伝達経路上に配置され、かつ、照明光束を映像光束に変換するために用いられる。投影レンズユニットは映像光束の伝達経路上に配置され、かつ、スクリーン端と光バルブ端との間に位置する。投影レンズユニットは第一レンズ群、第二レンズ群および第三レンズ群を含む。第一レンズ群はスクリーン端と光バルブ端との間に配置され、負の屈折率を有し、かつ、スクリーン端から光バルブ端へ順に配列された第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ、第四レンズおよび第五レンズを含む。第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ、第四レンズおよび第五レンズの屈折率はそれぞれ負、負、負、正、負である。第二レンズ群は第一レンズ群と光バルブ端との間に配置され、正の屈折率を有し、かつ、スクリーン端から光バルブ端へ順に配列された第六レンズおよび第七レンズを有する。第六レンズおよび第七レンズの屈折率はそれぞれ正、正である。第三レンズ群は第二レンズ群と光バルブ端との間に配置され、正の屈折率を有し、かつ、スクリーン端から光バルブ端へ順に配列された第八レンズ、第九レンズ、第十レンズ、第十一レンズ、第十二レンズおよび第十三レンズを含む。第八レンズ、第九レンズ、第十レンズ、第十一レンズ、第十二レンズおよび第十三レンズの屈折率はそれぞれ負、正、負、負、正、正である。 In order to achieve one or some or all of the above objects or other objects, the present invention provides a projector including an illumination system, a light valve and a projection lens unit. The illumination system is used to provide an illumination beam. The light valve is disposed on the transmission path of the illumination light beam and is used to convert the illumination light beam into an image light beam. The projection lens unit is disposed on the transmission path of the image light flux and is positioned between the screen end and the light valve end. The projection lens unit includes a first lens group, a second lens group, and a third lens group. The first lens group is disposed between the screen end and the light valve end, has a negative refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light valve end, the second lens, and the third lens , Including a fourth lens and a fifth lens. The refractive indexes of the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens are negative, negative, negative, positive, and negative, respectively. The second lens group is disposed between the first lens group and the light valve end, has a positive refractive index, and has a sixth lens and a seventh lens arranged in order from the screen end to the light valve end. . The refractive indexes of the sixth lens and the seventh lens are positive and positive, respectively. The third lens group is disposed between the second lens group and the light valve end, has a positive refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light valve end, the eighth lens, the ninth lens, A tenth lens, an eleventh lens, a twelfth lens, and a thirteenth lens. The refractive indexes of the eighth lens, the ninth lens, the tenth lens, the eleventh lens, the twelfth lens, and the thirteenth lens are negative, positive, negative, negative, positive, and positive, respectively.
上記一つ若しくは一部若しく全ての目的、またはその他の目的を達成するために、本発明はさらに投影レンズユニットを提供し、投影レンズユニットはスクリーン端と光バルブ端の間に配置され、かつ第一レンズ群、第二レンズ群および第三レンズ群を含む。第一レンズ群はスクリーン端と光バルブ端との間に配置され、負の屈折率を有し、かつスクリーン端から光バルブ端へ順に配列された第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ、第四レンズおよび第五レンズを含む。第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ、第四レンズおよび第五レンズの屈折率はそれぞれ負、負、負、正、負である。第二レンズ群は第一レンズ群と光バルブ端との間に配置され、正の屈折率を有し、かつ、スクリーン端から光バルブ端へ順に配列された第六レンズおよび第七レンズを含む。第六レンズおよび第七レンズの屈折率はそれぞれ正、正である。第三レンズ群は第二レンズ群と光バルブ端との間に配置され、正の屈折率を有し、かつスクリーン端から光バルブ端へ順に配列された第八レンズ、第九レンズ、第十レンズ、第十一レンズ、第十二レンズおよび第十三レンズを含む。第八レンズ、第九レンズ、第十レンズ、第十一レンズ、第十二レンズおよび第十三レンズの屈折率はそれぞれ負、正、負、負、正、正である。 To achieve one or some or all of the above objects, or other objects, the present invention further provides a projection lens unit, the projection lens unit being disposed between the screen end and the light valve end, and A first lens group, a second lens group, and a third lens group are included. The first lens group is disposed between the screen end and the light valve end, has a negative refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light valve end, a second lens, a third lens, Includes a fourth lens and a fifth lens. The refractive indexes of the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens are negative, negative, negative, positive, and negative, respectively. The second lens group is disposed between the first lens group and the light valve end, has a positive refractive index, and includes a sixth lens and a seventh lens arranged in order from the screen end to the light valve end. . The refractive indexes of the sixth lens and the seventh lens are positive and positive, respectively. The third lens group is disposed between the second lens group and the light bulb end, has a positive refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light bulb end, the eighth lens, the ninth lens, and the tenth lens. A lens, an eleventh lens, a twelfth lens, and a thirteenth lens. The refractive indexes of the eighth lens, the ninth lens, the tenth lens, the eleventh lens, the twelfth lens, and the thirteenth lens are negative, positive, negative, negative, positive, and positive, respectively.
本発明実施例の投影機において、投影レンズユニットは3つの群の構造を採用し、つまり、スクリーン端から光バルブ端へ順に配列され、かつ、屈折率がそれぞれ負、正および正であり第一レンズ群、第二レンズ群及第三レンズ群を含む。本発明の実施例の投影機はこのような構造設計に基づき、投影レンズユニットとスクリーン端との間の距離変化により焦点を合わせる際に、第一レンズ群と第三レンズ群を固定したまま、第二レンズ群のみを移動させて焦点を合わせる目的を達成できるため、構造が簡単で、製作コストが比較的に低く、および投射比が短焦点設計のニーズに応えることができる。また、本発明の実施例の投影レンズユニットが投影する映像は優れた映像解析度を有する。 In the projector according to the embodiment of the present invention, the projection lens unit employs a three-group structure, that is, is arranged in order from the screen end to the light valve end, and has a refractive index of negative, positive and positive, respectively. It includes a lens group, a second lens group, and a third lens group. The projector of the embodiment of the present invention is based on such a structural design, and when the focus is adjusted by the distance change between the projection lens unit and the screen end, the first lens group and the third lens group are fixed, Since the objective of focusing by moving only the second lens group can be achieved, the structure is simple, the manufacturing cost is relatively low, and the projection ratio can meet the needs of short focus design. The image projected by the projection lens unit according to the embodiment of the present invention has an excellent image analysis degree.
本発明の上記およびその他の目的、特等および利点をより明確に、わかり易く示すため、以下の実施例について図面を参照しながら詳しく説明する。 In order to illustrate the above and other objects, features and advantages of the present invention more clearly and clearly, the following examples will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の前記およびその他の技術内容、特徴および効果は、以下の図面を参照しながら行う好ましい実施例の詳細な説明において明確に示されている。以下の実施例において言及される方向用語、例えば、上、下、左、右、前または後などは図面を参照する方向のみである。従って、これらの方向用語は説明を目的とするものであり、本発明を制限するものではない。 The foregoing and other technical contents, features, and advantages of the present invention are clearly shown in the detailed description of the preferred embodiments with reference to the following drawings. Directional terms referred to in the following examples, such as up, down, left, right, front or back, are only directions referring to the drawings. Accordingly, these directional terms are for illustrative purposes and do not limit the invention.
図1は本発明の一実施例の投影機の機能ブロックの概略図である。図1が示すように、本実施例の投影機1は照明システム10、光バルブ12および投影レンズユニット14を含む、本実施例において、照明システム10は照明光束IL1を提供する。光バルブ12は照明光束IL1の伝達経路上に配置され、かつ、光バルブ12は照明光束IL1を映像光束IL2に変換する。本実施例において、光バルブ12はデジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device、DMD)、液晶シリコン基板(Liquid Crystal on Silicon、LCoS)または液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display、LCD)パネルであってもよいが、本発明はこれらに限定されない。投影レンズユニット14は映像光束IL2の伝達経路上に配置され、かつ、投影レンズユニット14はスクリーン端14aと光バルブ端14bとの間に位置する。本実施例において、スクリーン端14aは光バルブ12から離れている一端であり、光バルブ端14bは光バルブ12に近い一端である。本実施例において、照明システム10が提供する照明光束IL1は、光バルブ端14bに近い光バルブ12上に像を形成し、その後光バルブ12によって映像光束IL2に変換され、映像光束IL2は投影レンズユニット14を通った後投影光束IL3になり、投影光束IL3はさらにスクリーン端14aまで伝達されて、映像を投影する。本実施例において、投影レンズユニット14は例えば固定焦点レンズユニットであるが、本発明はこれに限定されない。
FIG. 1 is a schematic diagram of functional blocks of a projector according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
以下、本実施例の投影レンズユニット14の詳細構造について詳しく説明する。
Hereinafter, the detailed structure of the
図2は本発明の一実施例の投影レンズユニットの構造概略図である。図2が示すように、本実施例の投影レンズユニット14は第一レンズ群141、第二レンズ群142および第三レンズ群143を含む。本実施例において、第一レンズ群141、第二レンズ群142および第三レンズ群143は光軸Hに沿ってスクリーン端14aから光バルブ端14bへ順に配列されている。本実施例において、第一レンズ群141はスクリーン端14aと光バルブ端14bとの間に配置され、かつ第一レンズ群141は負の屈折率を有する。本実施例において、第二レンズ群142は第一レンズ群141と光バルブ端14bとの間に配置され、かつ第二レンズ群142は正の屈折率を有する。本実施例において、第三レンズ群143は第二レンズ群142と光バルブ端14bとの間に配置され、第二レンズ群142は第一レンズ群141と第三レンズ群143との間に位置し、かつ第三レンズ群143は正の屈折率を有する。第一レンズ群141は、スクリーン端14aから光バルブ端14bへ順に配列された第一レンズL1、第二レンズL2、第三レンズL3、第四レンズL4および第五レンズL5を含み、かつ、第一レンズL1、第二レンズL2、第三レンズL3、第四レンズL4および第五レンズL5の屈折率がそれぞれ負、負、負、正、負である。第二レンズ群142は、スクリーン端14aから光バルブ端14bへ順に配列された第六レンズL6および第七レンズL7を有し、かつ第六レンズL6および第七レンズL7の屈折率がそれぞれ正、正である。第三レンズ群143はスクリーン端14aから光バルブ端14bへ順に配列された第八レンズL8、第九レンズL9、第十レンズL10、第十一レンズL11、第十二レンズL12および第十三レンズL13を含み、かつ、第八レンズL8、第九レンズL9、第十レンズL10、第十一レンズL11、第十二レンズL12および第十三レンズL13の屈折率がそれぞれ負、正、負、負、正、正である。
FIG. 2 is a schematic structural diagram of a projection lens unit according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
図2が示すように、本実施例において、第一レンズL1は例えば凸面がスクリーン端14aに向いている凸凹レンズであり、第二レンズL2は例えば凸面がスクリーン端14aに向いている凸凹レンズであり、第三レンズL3は例えば両凹レンズであり、第四レンズL4は例えば凹面がスクリーン端14aに向いている凹凸レンズであり、第五レンズL5は例えば凹面がスクリーン端14aに向いている凸凹レンズであり、第六レンズL6は例えば両凸レンズであり、第七レンズL7は例えば凸面がスクリーン端14aに向いている凹凸レンズであり、第八レンズL8は例えば凸面がスクリーン端14aに向いている凸凹レンズである、第九レンズL9は例えば両凸レンズであり、第十レンズL10は例えば凹面がスクリーン端14aに向いている凸凹レンズであり、第十一レンズL11は例えば凸面がスクリーン端14aに向いている凸凹レンズであり、第十二レンズL12は例えば両凸レンズであり、第十三レンズL13は例えば両凸レンズである。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the first lens L1 is, for example, a convex / concave lens having a convex surface facing the
図2が示すように、本実施例において、投影レンズユニット14はさらに開口絞り(aperture stop)144を含む。本実施例において、開口絞り144は第三レンズ群143の第十二レンズL12と第十三レンズL13との間に配置される。本実施例において、開口絞り144は映像光束の密度(luminous flux)を制御できる。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
図2が示すように、本実施例において,第一レンズ群141と光バルブ端14bとの間に第一距離値D1を有する。本実施例において,第一距離値D1は例えば第一レンズ群141の中の光バルブ端14bに最も近いレンズと光バルブ端14bとの間の距離値であり、つまり、第五レンズL5と光バルブ端14bとの間の距離値である。本実施例において、第三レンズ群143と光バルブ端14bとの間に第二距離値D2を有する。本実施例において、第二距離値D2は例えば第三レンズ群143の中の光バルブ端14bに最も近いレンズと光バルブ端14bとの間の距離値であり、つまり、第十三レンズL13と光バルブ端14bとの間の距離値である。本実施例において,第一距離値D1と第二距離値D2はそれぞれ固定値(fixed value)であり、言い換えれば、第一レンズ群141は光バルブ端14bに対し移動しないよう固定され、かつ、第三レンズ群143が光バルブ端14bに対し移動しないよう固定されている。その他、本実施例において、第一レンズ群141と第二レンズ群142との間に第三距離値D3を有する。本実施例において、第三距離値D3は例えば第一レンズ群141の中の光バルブ端14bに最も近いレンズと第二レンズ群142の中のスクリーン端14aに最も近いレンズとの間の距離値であり、つまり、第五レンズL5と第六レンズL6との間の距離値である。本実施例において、第二レンズ群142と第三レンズ群143との間に第四距離値D4を有する。本実施例において、第四距離値D4は例えば第二レンズ群142の中の光バルブ端14bに最も近いレンズと第三レンズ群143の中のスクリーン端14aに最も近いレンズとの間の距離値であり、つまり、第七レンズL7と第八レンズL8との間の距離値である。本実施例において、第三距離値D3と第四距離値D4はそれぞれ調整可能な(adjustable)値であり、即ち、変数(variable)である。言い換えれば、本実施例において、投影レンズユニット14の焦点合わせまたは画面の明瞭度を調整する際に、第一レンズ群141と第三レンズ群143は固定されて移動できないが、第二レンズ群142は第一レンズ群141と第三レンズ群143との間に移動可能であり、これによって第三距離値D3と第四距離値D4を調整し、明瞭な投影画面を投影する目的を達成できる。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, a first distance value D1 is provided between the
図2が示すように、本実施例において、第一レンズ群141の第四レンズL4と第五レンズL5は例えばダブレットレンズ(Doublet lens)を構成し、第三レンズ群143の第八レンズL8、第九レンズL9および第十レンズL10は例えばトリプレットレンズ(Triplet lens)を構成し、第三レンズ群143の第十一レンズL11と第十二レンズL12は例えばダブレットレンズを構成するが、本発明はこれに限定されない。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the fourth lens L4 and the fifth lens L5 of the
以下は、投影レンズユニット14の各パラメータの一実施例がしめされている。しかし、以下の各実施例の各表に示されたデータ資料は本発明を限定するものではなく、当業者が本発明を参照した後、これらのパラメータまたは設定を適宜変更したものも本発明の範囲に属する。
In the following, an example of each parameter of the
表1において、表面S1、S2は第一レンズL1の両表面であり、表面S3、S4は第二レンズL2の両表面であり、表面S5、S6は第三レンズL3の両表面であり、第四レンズL4と第五レンズL5は例えばダブレットレンズを構成し、表面S8は第四レンズL4と第五レンズL5の貼り合わせ表面であり、表面S7は第四レンズL4の別の表面であり、表面S9は第五レンズの別の表面であり、表面S10とS11は第六レンズL6の両表面であり、表面S12とS13は第七レンズL7の両表面であり、第八レンズL8、第九レンズL9および第十レンズL10は例えばトリプレットレンズを構成し、表面S15は第八レンズL8と第九レンズL9の貼り合わせ表面であり、表面S16は第九レンズL9と第十レンズL10の貼り合わせ表面であり、表面S14は第八レンズL8の別の表面であり、表面S17は第十レンズL10の別の表面であり、第十一レンズL11と第十二レンズL12は例えばダブレットレンズを構成し、表面S19は第十一レンズL11と第十二レンズL12の貼り合わせ表面であり、表面S18は第十一レンズL11の別の表面であり、表面S20は第十二レンズL12の別の表面であり、表面STOは開口絞り144が存在する平面であり、表面S21とS22は第十三レンズの両表面である。本実施例において,光バルブ12の像形成面(図示せず)は例えば光バルブ端14bに位置する。その他、本実施例において,光バルブ12と第三レンズ群143の第十三レンズL13との間にさらに保護ガラス(cover glass、図示せず)を設置し、光バルブ12の像形成面を被覆し、光バルブ12およびその像形成面を一層保護することができるが、本発明はこれに限定されない。表1において、表面S23、S24は保護ガラスの両表面であり、なお、表面S23は保護ガラスのスクリーン端14aに向いている表面であり、表面S24は保護ガラスの光バルブ端14b/光バルブ12に向いている表面である。表1において、表面S25は例えば光バルブ端14bに位置し、つまり、表面S25は光バルブ12の像形成面が存在する平面である。その他、表1の中の間隔は隣接する二つの表面の光軸H上の直線距離である。例を挙げると、表面S1の間隔は第一レンズL1の表面S1と表面S2の光軸H上における直線距離であり、表面S2の間隔は第一レンズL1の表面S2と第二レンズL2の表面S3の光軸H上における直線距離であり、その他の距離も同じ。本実施例において,第五レンズL3の屈折率は例えば1.8より大きく(表1が示す第五レンズL5の屈折率は1.883)、第十三レンズL13の屈折率は例えば1.52より小さい(表1が示す第十三レンズL13の屈折率は1.497)。本実施例において、第五レンズL3の屈折率は1.8より大きく、および第十三レンズL13の屈折率が1.52より小さい場合、映像画面が優れた映像解析度を有し、かつ、映像画面に色収差が発生しない。
In Table 1, surfaces S1 and S2 are both surfaces of the first lens L1, surfaces S3 and S4 are both surfaces of the second lens L2, surfaces S5 and S6 are both surfaces of the third lens L3, The fourth lens L4 and the fifth lens L5 constitute, for example, a doublet lens, the surface S8 is a bonded surface of the fourth lens L4 and the fifth lens L5, and the surface S7 is another surface of the fourth lens L4. S9 is another surface of the fifth lens, surfaces S10 and S11 are both surfaces of the sixth lens L6, surfaces S12 and S13 are both surfaces of the seventh lens L7, the eighth lens L8 and the ninth lens. L9 and the tenth lens L10 constitute, for example, a triplet lens, the surface S15 is a bonding surface of the eighth lens L8 and the ninth lens L9, and the surface S16 is a bonding of the ninth lens L9 and the tenth lens L10. The surface S14 is another surface of the eighth lens L8, the surface S17 is another surface of the tenth lens L10, and the eleventh lens L11 and the twelfth lens L12 constitute a doublet lens, for example. The surface S19 is a bonded surface of the eleventh lens L11 and the twelfth lens L12, the surface S18 is another surface of the eleventh lens L11, and the surface S20 is another surface of the twelfth lens L12. The surface STO is a plane on which the
本実施例において、投影レンズユニット14は二つの非球面レンズを備えてもよい。例を挙げると、本実施例において、第一レンズ群141の第一レンズL1と第二レンズL2は例えば非球面レンズであり、第一レンズ群141の第三レンズL3、第四レンズL4および第五レンズL5は例えば球面レンズであり、第二レンズ群142の第六レンズL6と第七レンズL7は例えば球面レンズであり、第三レンズ群143の第八レンズL8、第九レンズL9、第十レンズL10、第十一レンズL11、第十二レンズL12と第十三レンズL13は例えば球面レンズである。本実施例の第一レンズL1の表面S1、S2および第二レンズL2の表面S3、S4の形状は以下の非球面方程式(式1)を満たす。
In the present embodiment, the
しかし、上記第一レンズ群141の第一レンズL1と第二レンズL2が非球面レンズであることは本発明の一実施例に過ぎず、本発明はこれに限定されない。一実施例において、投影レンズユニット14は例えば三つの非球面レンズを有し、例を挙げると、第一レンズ群141の第一レンズL1と第二レンズL2および第三レンズ群143の第十三レンズL13は非球面レンズである。一実施例において、投影レンズユニット14は例えば一つの非球面レンズのみを有し、例を挙げると、第一レンズ群141の第一レンズL1、第二レンズL2および第三レンズ群143の第十三レンズL13の中の一つが非球面レンズである。
However, the fact that the first lens L1 and the second lens L2 of the
上記実施例において、非球面レンズである第一レンズL1と非球面レンズである第二レンズL2の材質が例えばプラスチックであり、非球面レンズである第十三レンズL13の材質が例えばガラスである。その他、本実施例において、投影レンズユニット14の投射比(Throw Raito、TR)は例えば0.5から1.5までの間にある。例を挙げると、上記の第一レンズL1と第二レンズL2が非球面レンズである実施例において、投影レンズユニット14の投射比が0.79に達し、上記第一レンズL1、第二レンズL2および第十三レンズL13が非球面レンズである実施例において、投影レンズユニット14の投射比が0.5に達する。
In the above embodiment, the material of the first lens L1 that is an aspheric lens and the second lens L2 that is an aspheric lens is, for example, plastic, and the material of the thirteenth lens L13, which is an aspheric lens, is, for example, glass. In addition, in the present embodiment, the projection ratio (Throw Ray, TR) of the
本実施例において、投影レンズユニット14の有効焦点距離がfであり、第一レンズ群141の有効焦点距離がf1である場合、本実施例の投影レンズユニット14は、0.8<|f1/f|<1.9の関係式を満たす。本実施例において,第一レンズ群141の有効焦点距離f1と投影レンズユニット14の有効焦点距離fの比が(即ち、|f1/f|)0.8から1.9の間にある場合、投影レンズユニット14が投影する映像は優れた映像解析度を有する。本実施例において、投影レンズユニット14の有効焦点距離がfであり、第二レンズ群142の有効焦点距離がf2である場合、本実施例の投影レンズユニット14は1.3<|f2/f|<4の関係式を満たす。本実施例において、第二レンズ群142の有効焦点距離f2と投影レンズユニット14の有効焦点距離fの比(即ち、|f2/f|)は1.3から4の間にある場合、投影レンズユニット14が投影する映像は優れた映像解析度を有する。本実施例において、投影レンズユニット14の有効焦点距離がfであり、第三レンズ群143の有効焦点距離がf3である場合、本実施例の投影レンズユニット14は2.7<|f3/f|<6.3の関係式を満たし、第三レンズ群143の有効焦点距離f3と投影レンズユニット14の有効焦点距離fの比(即ち、|f3/f|)は2.7から6.3の間ある場合、投影レンズユニット14が投影する映像は優れた映像解析度を有する。本実施例において、上記関係式により、光バルブ12の位置が第三レンズ群143の焦点上に位置することを確保し、従来設計によって映像画面がぼんやりする問題を改善できる。本実施例において,投影レンズユニット14の有効焦点距離fは例えば11.5から11.8の間にあり、第一レンズ群141の有効焦点距離f1は例えば−14.25であり、第二レンズ群142の有効焦点距離f2は例えば30.43であり、第三レンズ群143の有効焦点距離f3は例えば45.75であるが、本発明はこれに限定されない。
In this embodiment, when the effective focal length of the
図3Aは本発明の一実施例の投影レンズユニットの像面湾曲(field curvature)を示す図であり、なお、Tは子午映像(tangential image)であり、Sは矢状映像(sagittal image)。図3Bは本発明の一実施例の投影レンズユニットの歪み(distortion)を示す図である。図3Cは本発明の一実施例の投影レンズユニットの横方法の色収差(lateral color)を示す図である。図3Dは本発明の一実施例の投影レンズユニットの縦方向の球面収差(longitudinal spherical aberration)を示す図であり、縦座標は瞳(pupil)半径(開口絞りの半径)である。図3Eは本発明の一実施例の投影レンズユニットの変調伝達関数(Modulation Transfer Function、MTF)の図であり、横座標は焦点シフト量(focus shift)であり、縦座標は光学伝達関数(optical transfer function、OTF)の係数(modulus)である。本実施例において、図3Eは例えば空間周波数(spatial frequency)67線対/ミリメートル(line
pair/mm、lp/mm)の条件で描いたものを解析した図式であってもよいが、本発明はこれに限定されない。図3F是本発明一実施例之投影レンズユニットのレィファン(ray
fan)を示す図であり、なお、IMAは像の高さ(image height)である。照図3Aから図3Fを参照すると、本実施例において、図3Aから図3Fで示された図はいずれも基準範囲内にあり、従って、投影レンズユニット14の投影機1が優れた像形成品質を有する。
FIG. 3A is a diagram showing a field curvature of a projection lens unit according to an embodiment of the present invention, where T is a tangential image and S is a sagittal image. FIG. 3B is a diagram showing distortion of the projection lens unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 3C is a diagram showing lateral color of the lateral method of the projection lens unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 3D is a diagram showing longitudinal spherical aberration of the projection lens unit of one embodiment of the present invention, and the ordinate is the pupil radius (radius of the aperture stop). FIG. 3E is a diagram showing a modulation transfer function (MTF) of a projection lens unit according to an embodiment of the present invention. The abscissa is a focus shift, and the ordinate is an optical transfer function (optical). transfer function (OTF). In this embodiment, FIG. 3E shows, for example, spatial frequency 67 line pairs / millimeter (line).
(Pair / mm, lp / mm) may be a diagram obtained by analyzing what is drawn, but the present invention is not limited to this. FIG. 3F is an embodiment of the present invention.
fan), where IMA is the image height. Referring to FIGS. 3A to 3F, in the present embodiment, the drawings shown in FIGS. 3A to 3F are all within the reference range, and therefore the
以上をまとめると、本発明の実施例の投影機において、投影レンズユニットは三群構造を採用し、つまり、スクリーン端から光バルブ端へ順に配列され、かつ屈折率がそれぞれ負、正および正である第一レンズ群、第二レンズ群および第三レンズ群を有する。本発明の実施例の投影機は上記構造設計によって、投影レンズユニットとスクリーン端との間の距離が変化して焦点を合わせる際に、第一レンズ群と第三レンズ群を動かずに固定したまま、第二レンズ群を移動させるのみで焦点合わせの目的を達成できるため、構造が簡単で、製作コストが比較的に低く、また投射比が短焦点設計のニーズ応えることができる。その他、本発明の実施例の投影レンズユニットが投影する映像は優れた映像解析度を有する。 In summary, in the projector of the embodiment of the present invention, the projection lens unit adopts a three-group structure, that is, is arranged in order from the screen end to the light valve end, and the refractive index is negative, positive and positive, respectively. A first lens group, a second lens group, and a third lens group are included. In the projector according to the embodiment of the present invention, the first lens group and the third lens group are fixed without moving when the distance between the projection lens unit and the screen end is changed and the focus is adjusted by the above structural design. Since the objective of focusing can be achieved simply by moving the second lens group, the structure is simple, the manufacturing cost is relatively low, and the need for a short focus design with a projection ratio can be met. In addition, the image projected by the projection lens unit according to the embodiment of the present invention has an excellent image analysis degree.
以上に記載したのは本発明の好ましい実施例であり、本発明の実施範囲がこれに限定されるべきではない。即ち、本発明の請求の範囲および発明の詳細な説明を基に行った簡単な等価変更および修正も本発明の請求範囲内に属する。また、本発明の実施例または請求項のいずれかが必ずしも本発明の開示した目的または利点または特徴を全て満たすとは限らない。その他、要約書と発明の名称は特許文献の検索のために用いられるものであり、本発明の権利範囲を制限するものではない。また、明細書または請求の範囲に言及された「第一」、「第二」などの用語は、素子(element)を命名するめの名称または異なる実施例若しくは範囲を区別するめのものであり、素子の数量の上限または下限を制限するものではない。 What has been described above is a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention should not be limited thereto. That is, simple equivalent changes and modifications made based on the claims of the present invention and the detailed description of the invention also belong to the claims of the present invention. In addition, any of the embodiments or claims of the present invention does not necessarily satisfy all of the disclosed objects, advantages, or features of the present invention. In addition, the abstract and the title of the invention are used for searching patent documents, and do not limit the scope of rights of the present invention. Further, terms such as “first”, “second” and the like mentioned in the specification or claims are for distinguishing names or different embodiments or ranges for elements. It does not limit the upper or lower limit of the quantity.
1 投影機
10 照明システム
12 光バルブ
14 投影レンズユニット
14a スクリーン端
14b 光バルブ端
141 第一レンズ群
142 第二レンズ群
143 第三レンズ群
144 開口絞り
H 光軸
D1 第一距離値
D2 第二距離値
D3 第三距離値
D4 第四距離値
IL1 照明光束
IL2 映像光束
IL3 投影光束
L1 第一レンズ
L2 第二レンズ
L3 第三レンズ
L4 第四レンズ
L5 第五レンズ
L6 第六レンズ
L7 第七レンズ
L8 第八レンズ
L9 第九レンズ
L10 第十レンズ
L11 第十一レンズ
L12 第十二レンズ
L13 第十三レンズ
S1〜S22 表面
DESCRIPTION OF
Claims (26)
照明光束を提供するための照明システムと、
前記照明光束の伝達経路上に配置され、かつ、前記照明光束を映像光束に変換するための光バルブと、
前記映像光束の伝達経路上に配置され、かつ、スクリーン端と光バルブ端の間に位置する投影レンズユニットとを含み、
前記投影レンズユニットは第一レンズ群、第二レンズ群および第三レンズ群を含み、
前記第一レンズ群は、前記スクリーン端と前記光バルブ端との間に配置され、負の屈折率を有し、かつ、前記スクリーン端から前記光バルブ端へ順に配列された第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ、第四レンズおよび第五レンズを含み、前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第三レンズ、前記第四レンズおよび前記第五レンズの屈折率がそれぞれ負、負、負、正、負であり、
前記第二レンズ群は、前記第一レンズ群と前記光バルブ端との間に配置され、正の屈折率を有し、かつ、前記スクリーン端から前記光バルブ端へ順に配列された第六レンズおよび第七レンズを含み、前記第六レンズおよび前記第七レンズの屈折率がそれぞれ正、正であり、
前記第三レンズ群は、前記第二レンズ群と前記光バルブ端との間に配置され、正の屈折率を有し、かつ、前記スクリーン端から前記光バルブ端へ順に配列された第八レンズ、第九レンズ、第十レンズ、第十一レンズ、第十二レンズおよび第十三レンズを含み、前記第八レンズ、前記第九レンズ、前記第十レンズ、前記第十一レンズ、前記第十二レンズおよび前記第十三レンズの屈折率がそれぞれ負、正、負、負、正、正であることを特徴とする投影機。 A projector,
An illumination system for providing illumination luminous flux;
A light valve disposed on the transmission path of the illumination light beam and for converting the illumination light beam into an image light beam;
A projection lens unit disposed on the transmission path of the image light flux and positioned between the screen end and the light valve end,
The projection lens unit includes a first lens group, a second lens group, and a third lens group,
The first lens group is disposed between the screen end and the light valve end, has a negative refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light valve end, Two lenses, a third lens, a fourth lens, and a fifth lens, and the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens have negative and negative refractive indexes, Negative, positive, negative,
The second lens group is disposed between the first lens group and the light valve end, has a positive refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light valve end. And a seventh lens, and the refractive indices of the sixth lens and the seventh lens are positive and positive, respectively.
The third lens group is disposed between the second lens group and the light valve end, has a positive refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light valve end. , The ninth lens, the tenth lens, the eleventh lens, the twelfth lens and the thirteenth lens, and the eighth lens, the ninth lens, the tenth lens, the eleventh lens, the tenth lens. A projector characterized in that the refractive indexes of the second lens and the thirteenth lens are negative, positive, negative, negative, positive and positive, respectively.
前記開口絞りが前記第十二レンズと前記第十三レンズとの間に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の投影機。 The projection lens unit further includes an aperture stop,
The projector according to claim 1, wherein the aperture stop is disposed between the twelfth lens and the thirteenth lens.
前記第一レンズ群と前記光バルブ端との間に第一距離値を有し、
前記第三レンズ群と前記光バルブ端との間に第二距離値を有し、
前記第一距離値と前記第二距離値がそれぞれ固定値であることを特徴とする、請求項1に記載の投影機。 The second lens group moves between the first lens group and the third lens group;
Having a first distance value between the first lens group and the end of the light valve;
Having a second distance value between the third lens group and the end of the light valve;
The projector according to claim 1, wherein each of the first distance value and the second distance value is a fixed value.
前記投影レンズユニットはスクリーン端と光バルブ端との間に配置され、かつ第一レンズ群、第二レンズ群および第三レンズ群を含み、
前記第一レンズ群は、前記スクリーン端と前記光バルブ端との間に配置され、負の屈折率を有し、かつ、前記スクリーン端から前記光バルブ端へ順に配列された第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ、第四レンズおよび第五レンズを含み、前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第三レンズ、前記第四レンズおよび前記第五レンズの屈折率がそれぞれ負、負、負、正、負であり、
前記第二レンズ群は、前記第一レンズ群と前記光バルブ端との間に配置され、正の屈折率を有し、かつ、前記スクリーン端から前記光バルブ端へ順に配列された第六レンズおよび第七レンズを含み、前記第六レンズおよび前記第七レンズの屈折率がそれぞれ正、正であり、
前記第三レンズ群は、前記第二レンズ群と前記光バルブ端との間に配置され、正の屈折率を有し、かつ、前記スクリーン端から前記光バルブ端へ順に配列された第八レンズ、第九レンズ、第十レンズ、第十一レンズ、第十二レンズおよび第十三レンズを含み、前記第八レンズ、前記第九レンズ、前記第十レンズ、前記第十一レンズ、前記第十二レンズおよび前記第十三レンズの屈折率がそれぞれ負、正、負、負、正、正であることを特徴とする、投影レンズユニット。 A projection lens unit,
The projection lens unit is disposed between the screen end and the light valve end, and includes a first lens group, a second lens group, and a third lens group,
The first lens group is disposed between the screen end and the light valve end, has a negative refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light valve end, Two lenses, a third lens, a fourth lens, and a fifth lens, and the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens have negative and negative refractive indexes, Negative, positive, negative,
The second lens group is disposed between the first lens group and the light valve end, has a positive refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light valve end. And a seventh lens, and the refractive indices of the sixth lens and the seventh lens are positive and positive, respectively.
The third lens group is disposed between the second lens group and the light valve end, has a positive refractive index, and is arranged in order from the screen end to the light valve end. , The ninth lens, the tenth lens, the eleventh lens, the twelfth lens and the thirteenth lens, and the eighth lens, the ninth lens, the tenth lens, the eleventh lens, the tenth lens. A projection lens unit, wherein the second lens and the thirteenth lens have negative, positive, negative, negative, positive, and positive refractive indexes, respectively.
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