JP3113941B2 - プロジェクター用投影レンズ - Google Patents
プロジェクター用投影レンズInfo
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- JP3113941B2 JP3113941B2 JP01258714A JP25871489A JP3113941B2 JP 3113941 B2 JP3113941 B2 JP 3113941B2 JP 01258714 A JP01258714 A JP 01258714A JP 25871489 A JP25871489 A JP 25871489A JP 3113941 B2 JP3113941 B2 JP 3113941B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示素子上の画像を大型スクリーンに
投射する投写システム用屈折式投影レンズに関するもの
である。
投射する投写システム用屈折式投影レンズに関するもの
である。
従来、投射テレビシステムは、投射管（CRT）の画面
をプロジェクター用投影レンズでスクリーン上に投射す
るタイプのものが多く実用化されている。近年、液晶表
示素子上の画像をプロジェクター用投影レンズでスクリ
ーン上に投影するタイプが実用化されてきている。
をプロジェクター用投影レンズでスクリーン上に投射す
るタイプのものが多く実用化されている。近年、液晶表
示素子上の画像をプロジェクター用投影レンズでスクリ
ーン上に投影するタイプが実用化されてきている。
CRTの画面を投影する場合と異なり、液晶表示素子上
の画面を投影する場合には次の課題である。
の画面を投影する場合には次の課題である。
.CRTの場合は画面の歪みを電気的に補正することがで
きるが、液晶表示素子の場合は補正することができな
い。したがって、液晶表示素子用の投影レンズの歪曲収
差は1.2％以内であることが必要である。
きるが、液晶表示素子の場合は補正することができな
い。したがって、液晶表示素子用の投影レンズの歪曲収
差は1.2％以内であることが必要である。
．液晶表示素子上の画面をスクリーン上にムラなく高
コントラストに投影するには液晶表示素子から垂直に近
い角度で射出してくる光束を使用しなくてはならない。
したがって、投影レンズの主光線は液晶表示素子の法線
に対して10゜以内の角度とすることが必要である。
コントラストに投影するには液晶表示素子から垂直に近
い角度で射出してくる光束を使用しなくてはならない。
したがって、投影レンズの主光線は液晶表示素子の法線
に対して10゜以内の角度とすることが必要である。
さらに、投影系装置の全体をコンパクトにするために
投影レンズの広角化が必要である。
投影レンズの広角化が必要である。
本発明は、かかる現状に鑑み、スクリーン側から順に
レトロフォーカスタイプの前群レンズと、非球面レンズ
と凸レンズとからなる後群レンズとで構成され、前記レ
トロフォーカスタイプの前群レンズにおける最もスクリ
ーン側と最も液晶表示面側の両レンズが負レンズであ
り、前記後群レンズにおける非球面レンズは前群の歪曲
収差補正用に供する非球面であって、周辺部分における
パワーが強い負であり、該後群レンズの合成した近軸の
パワーが正であることを特徴とするプロジェクター用投
影レンズである。
レトロフォーカスタイプの前群レンズと、非球面レンズ
と凸レンズとからなる後群レンズとで構成され、前記レ
トロフォーカスタイプの前群レンズにおける最もスクリ
ーン側と最も液晶表示面側の両レンズが負レンズであ
り、前記後群レンズにおける非球面レンズは前群の歪曲
収差補正用に供する非球面であって、周辺部分における
パワーが強い負であり、該後群レンズの合成した近軸の
パワーが正であることを特徴とするプロジェクター用投
影レンズである。
本発明においては、後群レンズに非球面レンズを配置
することにより、特に歪曲収差を良好に補正し、また非
点収差、像面彎曲の補正にも有効に作用している。
することにより、特に歪曲収差を良好に補正し、また非
点収差、像面彎曲の補正にも有効に作用している。
また、後群レンズの液晶表示素子に近い所に凸レンズ
を配することにより、投影レンズの主光線を液晶表示素
子の法線に対してほぼ平行にし、液晶表示素子側から見
た投影レンズの入射瞳を遠ざけることが可能となる。
を配することにより、投影レンズの主光線を液晶表示素
子の法線に対してほぼ平行にし、液晶表示素子側から見
た投影レンズの入射瞳を遠ざけることが可能となる。
さらに、前群レンズには最もスクリーン側と最も液晶
表示面側の両レンズを負レンズであるレトロフォーカス
タイプのレンズを配することにより、広角化を達成して
いる。これにより、投影距離が短くできるので、撮影系
のコンパクト化が図れる。
表示面側の両レンズを負レンズであるレトロフォーカス
タイプのレンズを配することにより、広角化を達成して
いる。これにより、投影距離が短くできるので、撮影系
のコンパクト化が図れる。
歪曲収差の補正には非球面が有効に作用し、スクリー
ン側の面の周辺が強い凹面となる形状の非球面とするこ
とにより、レトロフォーカスタイプのレンズの前群レン
ズおよび第８レンズL8の凸レンズによって像面がアンダ
ーになるのをオーバーに補正し、像面彎曲および非点収
差の補正に有効に作用している。なお、レトロフォーカ
スタイプの前群レンズで補正しきれない特に歪曲収差、
非点収差、像面彎曲は後群レンズに 0.05＜DM/f＜0.35 の条件を満足するプラスチック非球面レンズを配するこ
とが望ましい。
ン側の面の周辺が強い凹面となる形状の非球面とするこ
とにより、レトロフォーカスタイプのレンズの前群レン
ズおよび第８レンズL8の凸レンズによって像面がアンダ
ーになるのをオーバーに補正し、像面彎曲および非点収
差の補正に有効に作用している。なお、レトロフォーカ
スタイプの前群レンズで補正しきれない特に歪曲収差、
非点収差、像面彎曲は後群レンズに 0.05＜DM/f＜0.35 の条件を満足するプラスチック非球面レンズを配するこ
とが望ましい。
ただし、 DM:後群非球面レンズのスクリーン側有効径における
厚み（第４図参照） f:全系の合成焦点距離 である。前記条件の範囲内では歪曲収差、像面彎曲、非
点収差を一層良好に補正できる。
厚み（第４図参照） f:全系の合成焦点距離 である。前記条件の範囲内では歪曲収差、像面彎曲、非
点収差を一層良好に補正できる。
本発明における非球面レンズの周辺部分におけるパワ
ーが負であり、後群レンズの合成した近軸のパワーが正
であるが、非球面レンズの近軸部分におけるパワーは
正、負のいずれでもよい。
ーが負であり、後群レンズの合成した近軸のパワーが正
であるが、非球面レンズの近軸部分におけるパワーは
正、負のいずれでもよい。
第３図に示すように、前群レンズと後群レンズとの間
隔を広げ、この間にミラーを挿入して投影光学系を途中
から曲げられるようにすることも可能であって、これに
より、照明系を含めた装置全体のコンパクト化を図るこ
とができる。また、第８レンズL8の液晶表示素子に近い
面を平面とすることにより、偏光板を接合できるように
することもできる。
隔を広げ、この間にミラーを挿入して投影光学系を途中
から曲げられるようにすることも可能であって、これに
より、照明系を含めた装置全体のコンパクト化を図るこ
とができる。また、第８レンズL8の液晶表示素子に近い
面を平面とすることにより、偏光板を接合できるように
することもできる。
以下、第１図ないし第３図に示したレンズ構成を備え
た本発明の各実施例を図面に基づいて説明することとす
る。なお、この基本構成は以下のとおりである。L1は負
のパワーをもった第１レンズ、L2は正のパワーをもった
第２レンズ、L3は負のパワーをもった第３レンズ、L4は
正のパワーをもった第４レンズで、第３レンズL3と第４
レンズL4は接合されている。L5は正のパワーをもった第
５レンズ、L6は負のパワーをもった第６レンズで、以上
第１レンズL1から第６レンズL6で前群のレトロフォーカ
スレンズ部を構成している。L7はスクリーン側の面の周
辺が強い凹面を形成し、周辺部分におけるパワーが負で
あるプラスチック非球面レンズの第７レンズ、L8はスク
リーン側へ凸面を向けた正のパワーをもった第８レンズ
で、第７レンズL7と第８レンズL8で後群レンズを構成し
ている。そして、第７レンズL7と第８レンズL8の合成し
た近軸パワーは正である。
た本発明の各実施例を図面に基づいて説明することとす
る。なお、この基本構成は以下のとおりである。L1は負
のパワーをもった第１レンズ、L2は正のパワーをもった
第２レンズ、L3は負のパワーをもった第３レンズ、L4は
正のパワーをもった第４レンズで、第３レンズL3と第４
レンズL4は接合されている。L5は正のパワーをもった第
５レンズ、L6は負のパワーをもった第６レンズで、以上
第１レンズL1から第６レンズL6で前群のレトロフォーカ
スレンズ部を構成している。L7はスクリーン側の面の周
辺が強い凹面を形成し、周辺部分におけるパワーが負で
あるプラスチック非球面レンズの第７レンズ、L8はスク
リーン側へ凸面を向けた正のパワーをもった第８レンズ
で、第７レンズL7と第８レンズL8で後群レンズを構成し
ている。そして、第７レンズL7と第８レンズL8の合成し
た近軸パワーは正である。
以下の数値実施例の説明において、 f:投影レンズの合成焦点距離 θ：投影半画角 FNO:F値 β：投影倍率 m:スクリーン側より順次数えた面番号 ri:スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲
率半径 di:スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ成分の
厚みまたは空気間隔 ni:スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ成分の
ｄ線に対する屈折率 νi:スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ成分の
アツベ数 なお、非球面は＊で表し、その形状は光軸方向をＺ
軸、光軸と垂直方向をｙ軸方向とするとき、 で表される。
率半径 di:スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ成分の
厚みまたは空気間隔 ni:スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ成分の
ｄ線に対する屈折率 νi:スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ成分の
アツベ数 なお、非球面は＊で表し、その形状は光軸方向をＺ
軸、光軸と垂直方向をｙ軸方向とするとき、 で表される。
ただし、Ｃは頂点曲率、Ｋは離心率、a1〜a4は非球面
係数である。
係数である。
実施例１ 第１図は実施例１を示す。
前群のレトロフォーカスレンズ部は、両凹の負レンズ
L1と、両凸の正レンズL2と、両凹の負レンズL3と両凸の
正レンズL4との接合レンズL3＋L4と、両凸の正レンズL5
とスクリーン側に凹面を向けた負のメニスカスレンズL6
とで構成しており、後群レンズはスクリーン側の面の周
辺が強い凹面を形成し、周辺部分におけるパワーが負で
あり、近軸部分のパワーが負のプラスチック非球面レン
ズL7と両凸の正レンズL8とで構成している。レンズL7と
レンズL8との合成した近軸のパワーは正である。レンズ
L2とレンズL3との間に絞りが配設されている。
L1と、両凸の正レンズL2と、両凹の負レンズL3と両凸の
正レンズL4との接合レンズL3＋L4と、両凸の正レンズL5
とスクリーン側に凹面を向けた負のメニスカスレンズL6
とで構成しており、後群レンズはスクリーン側の面の周
辺が強い凹面を形成し、周辺部分におけるパワーが負で
あり、近軸部分のパワーが負のプラスチック非球面レン
ズL7と両凸の正レンズL8とで構成している。レンズL7と
レンズL8との合成した近軸のパワーは正である。レンズ
L2とレンズL3との間に絞りが配設されている。
ｆ＝58.48 θ＝36.81゜ FNO＝2.8 β＝14.3 ｍ ｒ ｄ ｎ ν １ −645.120 3.00 1.500 52.3 ２ 35.230 8.07 ３ 399.610 11.87 1.847 23.8 ４ −136.640 28.54 ５ −90.152 11.54 1.775 26.5 ６ 98.394 27.76 1.609 62.6 ７ −52.802 0.20 ８ 93.013 15.50 1.726 47.4 ９ −171.231 14.70 10 −165.500 3.20 1,847 23.8 11 −1557.730 58.29 12＊ 206.400 5.00 1.492 57.2 13＊ 231.670 2.00 14 93.021 16.50 1.685 67.6 15 −320.713 非球面係数 第12面 第13面 a1 9.1372815×10-6 1.3187810×10-5 a2 −2.0648674×10-8 −1.6653955×10-8 a3 1.2814247×10-11 8.4738678×10-12 a4 −3.1409243×10-15 −1.5707755×10-15 Ｋ 0 DM/f＝0.31 実施例２ 第２図は第２実施例を示す。
前群のレトロフォーカスレンズ部は、両凹の負レンズ
L1と、両凸の正レンズL2と、両凹の負レンズL3と両凸の
正レンズL4との接合レンズL3＋L4と、両凸の正レンズL5
と両凹の負レンズL6とで構成しており、後群レンズはス
クリーン側の面の周辺が強い凹面を形成し、周辺部分の
パワーが負であり、近軸部分のパワーが正のプラスチッ
ク非球面レンズL7とスクリーン側に凸面を向けた正のメ
ニスカスレンズL8とで構成している。レンズL7とレンズ
L8との合成した近軸のパワーは正である。レンズL2とレ
ンズL3との間に絞りが配設されている。
L1と、両凸の正レンズL2と、両凹の負レンズL3と両凸の
正レンズL4との接合レンズL3＋L4と、両凸の正レンズL5
と両凹の負レンズL6とで構成しており、後群レンズはス
クリーン側の面の周辺が強い凹面を形成し、周辺部分の
パワーが負であり、近軸部分のパワーが正のプラスチッ
ク非球面レンズL7とスクリーン側に凸面を向けた正のメ
ニスカスレンズL8とで構成している。レンズL7とレンズ
L8との合成した近軸のパワーは正である。レンズL2とレ
ンズL3との間に絞りが配設されている。
ｆ＝59.81 θ＝36.79゜ FNO＝2.8 β＝14.3 ｍ ｒ ｄ ｎ ν １ −378.800 3.00 1.499 50.2 ２ 32.450 8.88 ３ 232.340 13.06 1.847 23.8 ４ −174.510 27.90 ５ −86.294 10.99 1.824 23.7 ６ 88.741 23.89 1.663 59.0 ７ −53.085 0.20 ８ 99.146 13.39 1.844 34.1 ９ −150.910 22.22 10 −101.950 3.20 1,847 23.8 11 339.040 58.26 12＊ −270.900 5.00 1.492 57.2 13＊ −156.230 2.00 14 85.280 15.50 1.500 67.4 15 436.060 非球面係数 第12面 第13面 a1 −2.5638083×10-6 −1.8789914×10-6 a2 8.9417793×10-9 1.3306235×10-8 a3 −8.2131720×10-12 −1.3092114×10-11 a4 8.8513201×10-16 2.8374963×10-15 Ｋ 0 0 DM/f＝0.06 実施例３ 第３図は実施例３を示す。
前群のレトロフォーカスレンズ部は、両凹の負レンズ
L1と、両凸の正レンズL2と、両凹の負レンズL3と両凸の
正レンズL4との接合レンズL3＋L4と、両凸の正レンズL5
と両凹の負レンズL6とで構成しており、後群レンズはス
クリーン側の面の周辺が強い凹面を形成し、周辺部分に
おけるパワーが負であり、近軸部分のパワーが正のプラ
スチック非球面レンズL7とスクリーン側に凸面を向けた
凸平の正レンズL8とで構成している。レンズL7とレンズ
L8との合成した近軸のパワーは正である。レンズL2とレ
ンズL3との間に絞りが配設されている。前群のレトロフ
ォーカスレンズ部と後群レンズとの間には、反射ミラー
Ｍを配置して光の方向を折り曲げている。この型は光路
を曲げることによりレンズ全系をコンパクトにすること
ができる。
L1と、両凸の正レンズL2と、両凹の負レンズL3と両凸の
正レンズL4との接合レンズL3＋L4と、両凸の正レンズL5
と両凹の負レンズL6とで構成しており、後群レンズはス
クリーン側の面の周辺が強い凹面を形成し、周辺部分に
おけるパワーが負であり、近軸部分のパワーが正のプラ
スチック非球面レンズL7とスクリーン側に凸面を向けた
凸平の正レンズL8とで構成している。レンズL7とレンズ
L8との合成した近軸のパワーは正である。レンズL2とレ
ンズL3との間に絞りが配設されている。前群のレトロフ
ォーカスレンズ部と後群レンズとの間には、反射ミラー
Ｍを配置して光の方向を折り曲げている。この型は光路
を曲げることによりレンズ全系をコンパクトにすること
ができる。
ｆ＝59.17 θ＝36.74゜ FNO＝2.8 β＝14.3 ｍ ｒ ｄ ｎ ν １ −569.200 3.00 1.500 64.7 ２ 33.207 14.98 ３ 934.930 17.59 1.847 23.8 ４ −165.920 25.81 ５ −102.860 12.79 1.829 30.5 ６ 95.997 25.89 1.591 63.8 ７ −52.265 0.20 ８ 96.256 16.00 1.766 42.6 ９ −142.600 11.96 10 −125.210 3.20 1,847 23.8 11 1210.880 89.00 12＊ 566.148 5.00 1.492 57.2 13＊ −867.990 2.00 14 84.305 15.50 1.549 64.3 15 ∞ 非球面係数 第12面 第13面 a1 2.6597314×10-6 6.5941148×10-6 a2 −2.3364092×10-9 −4.7465046×10-9 a3 −1.8939191×10-12 1.4374523×10-13 a4 7.8342306×10-16 3.1013322×10-16 Ｋ 0 0 DM/f＝0.16 第５図ないし第７図は、それぞれ実施例１ないし実施
例３に対応する収差曲線図である。これらの図は、いず
れもガウス像面からレンズ側にディフォーカスして中心
像が最良の状態で作図したものである。各収差図は波長
ｅ線で描かれている。
例３に対応する収差曲線図である。これらの図は、いず
れもガウス像面からレンズ側にディフォーカスして中心
像が最良の状態で作図したものである。各収差図は波長
ｅ線で描かれている。
上記第１ないし第３の各実施例の収差曲線図である第
５ないし７図における各収差は、充分に実用に供される
ものであることを示している。
５ないし７図における各収差は、充分に実用に供される
ものであることを示している。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、前
群レンズにレトロフォーカスタイプのレンズを配し、後
群レンズに非球面レンズと凸レンズを配することによ
り、広角化、投影系のコンパクト化が図れるとともに、
歪曲収差、非点収差、像面彎曲等が良好に補正され、ま
た、主光線を液晶表示素子の法線に対してほぼ平行にす
ることを可能としたプロジェクター用投影レンズの提供
が可能となった。
群レンズにレトロフォーカスタイプのレンズを配し、後
群レンズに非球面レンズと凸レンズを配することによ
り、広角化、投影系のコンパクト化が図れるとともに、
歪曲収差、非点収差、像面彎曲等が良好に補正され、ま
た、主光線を液晶表示素子の法線に対してほぼ平行にす
ることを可能としたプロジェクター用投影レンズの提供
が可能となった。
第１図は本発明におけるプロジェクター用投影レンズの
第１実施例のレンズ構成図、第２図は第２実施例のレン
ズ構成図、第３図は第３実施例のレンズ構成図、第４図
は非球面レンズの要部概略図、第５図は第１実施例の収
差曲線図、第６図は第２実施例の収差曲線図、第７図は
第３実施例の収差曲線図である。 L1,…L8:第１レンズないし第８レンズ X:光軸 r1,r2,…r15:各レンズ面の曲率半径 d1,d2,…d14:各レンズの厚みまたは空気間隔 S:サジタル像面 t:メリジオナル像面
第１実施例のレンズ構成図、第２図は第２実施例のレン
ズ構成図、第３図は第３実施例のレンズ構成図、第４図
は非球面レンズの要部概略図、第５図は第１実施例の収
差曲線図、第６図は第２実施例の収差曲線図、第７図は
第３実施例の収差曲線図である。 L1,…L8:第１レンズないし第８レンズ X:光軸 r1,r2,…r15:各レンズ面の曲率半径 d1,d2,…d14:各レンズの厚みまたは空気間隔 S:サジタル像面 t:メリジオナル像面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−188815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−180926（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−228620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−163317（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−161421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−61214（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−58515（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】スクリーン側から順にレトロフォーカスタ
イプの前群レンズと、非球面レンズと凸レンズとからな
る後群レンズとで構成され、前記レトロフォーカスタイ
プの前群レンズにおける最もスクリーン側と最も液晶表
示面側の両レンズが負レンズであり、前記後群レンズに
おける非球面レンズは前群の歪曲収差補正用に供する非
球面であって、周辺部分におけるパワーが強い負であ
り、該後群レンズの合成した近軸のパワーが正であるこ
とを特徴とするプロジェクター用投影レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01258714A JP3113941B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | プロジェクター用投影レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01258714A JP3113941B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | プロジェクター用投影レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03122607A JPH03122607A (ja) | 1991-05-24 |
| JP3113941B2 true JP3113941B2 (ja) | 2000-12-04 |
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ID=17324075
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01258714A Expired - Fee Related JP3113941B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | プロジェクター用投影レンズ |
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|---|---|
| JP (1) | JP3113941B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN110376715B (zh) * | 2019-07-18 | 2024-03-26 | 广东奥普特科技股份有限公司 | 一种高解析度定焦镜头 |
| CN112965221B (zh) * | 2021-05-18 | 2021-07-27 | 江西联创电子有限公司 | 光学成像镜头及成像设备 |
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1989
- 1989-10-05 JP JP01258714A patent/JP3113941B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US9429826B2 (en) | 2002-08-16 | 2016-08-30 | Seiko Epson Corporation | Projection television device and screen |
| US9733459B2 (en) | 2002-08-16 | 2017-08-15 | Seiko Epson Corporation | Projected television device and screen |
| US10955648B2 (en) | 2002-08-16 | 2021-03-23 | Seiko Epson Corporation | Projection television device and screen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03122607A (ja) | 1991-05-24 |
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