JP5229961B2 - Projection lens and projection display device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、透過型あるいは反射型の液晶表示素子やDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)等のライトバルブからの表示情報等を拡大投写する投写レンズに関し、特に、いわゆる携帯性に優れたハンディータイプの投写型表示装置に好適な投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置に関する。 The present invention relates to a projection lens for enlarging and projecting display information from a light valve such as a transmissive or reflective liquid crystal display element or DMD (digital micromirror device), and in particular, a so-called portable type having excellent portability. The present invention relates to a projection lens suitable for the projection display apparatus and a projection display apparatus using the same.
液晶表示装置やDMD表示装置等のライトバルブを用いた投写型表示装置が広く普及しているが、ライトバルブの小型化・高精細化が急激に進み、また、パソコンの普及と相俟って、このような投写型表示装置を用いてプレゼンテーションを行うことの需要も増加しているため、近年、特に、携帯性に優れた小型の投写型表示装置が要求されるようになっている。また、将来は、携帯電話や懐中電灯を扱うような感覚で、投写型表示装置を扱うことも考えられ、そのためには、さらに携帯性を推し進めることが必須である。 Projection-type display devices using light valves such as liquid crystal display devices and DMD display devices are widely used. However, along with the popularization of personal computers, the light valves are rapidly becoming smaller and more precise. Since the demand for giving presentations using such a projection display device is also increasing, in recent years, a particularly small projection display device having excellent portability has been demanded. In the future, it may be possible to handle a projection display device as if it were a mobile phone or a flashlight. To that end, it is essential to further promote portability.
上記要求に応えうる方策としては、特に、投写光学系の光軸と垂直となる方向、一般には装置筺体の厚み方向に小さくなるように薄型化を図ることが有効であり、そのためには投写レンズにおける全てのレンズの外径を小さくすることが重要となる。 As a measure that can meet the above requirements, it is particularly effective to reduce the thickness so as to be smaller in the direction perpendicular to the optical axis of the projection optical system, generally in the thickness direction of the apparatus housing. It is important to reduce the outer diameter of all the lenses.
装置の携帯性を高めることを目的として、投写レンズのコンパクト化を図った従来技術としては、例えば下記特許文献1、2に記載された投写レンズの如く、縮小側がテレセントリックとされ、また、色合成や、照明光と投写光の分離、等を行うためにレンズバックにある程度のスペースを確保した構成とされたものが知られている。
For the purpose of enhancing the portability of the apparatus, as a conventional technique for reducing the size of the projection lens, for example, the reduction side is made telecentric, as in the projection lenses described in
しかしながら、上記特許文献1、2に記載されたものは、画角が50度前後と小さく、近距離で画像サイズが大きくなるように投写することは困難である。
However, those described in
また、上記特許文献1、2に記載されたものは、上述したように、縮小側がテレセントリックで、レンズバックをある程度確保した構成とされているが、縮小側のレンズの大型化を抑制し、積極的に小型化を図る対策は講じられておらず、さらに、この縮小側のレンズとともに拡大側のレンズも含め、有効光束に対する積極的な小型化対策も採られていない。
In addition, as described above, in
また、上記小型化への要求とともに、極めて簡易な構成により大幅なコストの低減を図りたいという要求もあり、上記特許文献1、2に記載されたものでは、このような要求に必ずしも応えたものとはなっていない。
In addition to the demand for downsizing, there is also a demand for a significant cost reduction with an extremely simple configuration, and those described in
さらに、上記携帯性を促進する場合に、ライトバルブのサイズを小型化することも有効であるが、このような観点からの提言は一切なされていない。 Further, in order to promote the portability, it is effective to reduce the size of the light valve, but no proposal is made from such a viewpoint.
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、携帯性に優れた投写型表示装置に適合可能であり、近距離投影においても画像サイズが大きくなるように広角とされた、良好な投写性能を有しつつ、極めて簡易で安価な系としうる投写レンズ、およびこれを用いた投写型表示装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can be adapted to a projection display device having excellent portability, and has a wide angle so as to increase the image size even in short-distance projection. An object of the present invention is to provide a projection lens that has a projection performance and can be a very simple and inexpensive system, and a projection display device using the projection lens.
本発明に係る第1の投写レンズは、
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなり、
第4レンズと第5レンズが互いに接合されて接合レンズを構成し、
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(3)および(4)を満足することを特徴とするものである。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
60度<2ω・・・・(3)
FH<BH・・・・(4)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
2ω:拡大側画角
FH:最も拡大側のレンズ面における最大有効光束高
BH:最も縮小側のレンズ面における最大有効光束高
The first projection lens according to the present invention is:
A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side,
The fourth lens and the fifth lens are joined together to form a cemented lens;
Furthermore, the following conditional expressions (1), (2), (3) and (4) are satisfied.
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
60 degrees <2ω ··· (3)
FH <BH (4)
here,
β: Magnification S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
2ω: Magnification-side angle of view FH: Maximum effective luminous flux height on the most magnified lens surface BH: Maximum effective luminous flux height on the most demagnifying lens surface
また、本発明に係る第2の投写レンズは、
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなるとともに、
最も縮小側に配置された前記第6レンズが、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなり、
第4レンズと第5レンズが互いに接合されて接合レンズを構成し、
さらに、以下の条件式(1)、(2)および(5)を満足することを特徴とするものである。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
0.8<Bf/f・・・・(5)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
Bf:縮小側のバックフォーカス
f:全系焦点距離
The second projection lens according to the present invention is:
A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side. ,
The sixth lens arranged on the most reduction side has a non-circular shape including an effective light beam passage region,
The fourth lens and the fifth lens are joined together to form a cemented lens;
Furthermore, the following conditional expressions (1), (2) and (5) are satisfied.
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
0.8 <Bf / f (5)
here,
β: Magnification S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
Bf: Back focus on the reduction side f: Total system focal length
また、本発明に係る第3の投写レンズは、
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなり、
第4レンズと第5レンズが互いに接合されて接合レンズを構成し、
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(5)および(6)を満足することを特徴とするものである。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
0.8<Bf/f・・・・(5)
TH<IH・・・・(6)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
Bf:縮小側のバックフォーカス
f:全系焦点距離
TH:最も縮小側のレンズを除くレンズにおける有効光束最大高さ
IH:縮小側共役位置での有効光束最大高さ
The third projection lens according to the present invention is
A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side,
The fourth lens and the fifth lens are joined together to form a cemented lens;
Furthermore, the following conditional expressions (1), (2), (5) and (6) are satisfied.
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
0.8 <Bf / f (5)
TH <IH (6)
here,
β: Magnification S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
Bf: Back focus on the reduction side f: Focal length of the entire system TH: Maximum effective light flux height in a lens excluding the most reduction side lens IH: Maximum effective light flux height at the reduction side conjugate position
また、前記各投写レンズは、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
3.0<S<10.0・・・・(7)
ここで、
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
この点は、以下に説明する本発明に係る第4〜6の投写レンズにおいても同様である。
In addition, it is preferable that each projection lens satisfies the following conditional expression (7).
3.0 <S <10.0 (7)
here,
S: Maximum length of the enlarged image (inch)
This also applies to the fourth to sixth projection lenses according to the present invention described below.
また、前記各投写レンズは、縮小側がテレセントリックであることが好ましい。この点は、以下に説明する本発明に係る第4〜6の投写レンズにおいても同様である。 The projection lenses are preferably telecentric on the reduction side. This also applies to the fourth to sixth projection lenses according to the present invention described below.
また、前記第2レンズと前記第3レンズの間に、光束の通過を制限する開口が配された構成とすることが好ましい。この点は、以下に説明する本発明に係る第4〜6の投写レンズにおいても同様である。 In addition, it is preferable that an opening that restricts the passage of light flux is disposed between the second lens and the third lens. This also applies to the fourth to sixth projection lenses according to the present invention described below.
また、前記第1レンズが非球面を有していることが好ましい。この点は、以下に説明する本発明に係る第4〜6の投写レンズにおいても同様である。 The first lens preferably has an aspherical surface. This also applies to the fourth to sixth projection lenses according to the present invention described below.
また、本発明に係る第4の投写レンズは、
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなり、
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(3)、(4)および(8)を満足することを特徴とするものである。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
60度<2ω・・・・(3)
FH<BH・・・・(4)
35<ν d5 ―ν d4 ・・・・(8)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
2ω:拡大側画角
FH:最も拡大側のレンズ面における最大有効光束高
BH:最も縮小側のレンズ面における最大有効光束高
ν d5 :前記第5レンズのd線におけるアッベ数
ν d4 :前記第4レンズのd線におけるアッベ数
The fourth projection lens according to the present invention is
A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side,
Furthermore, the following conditional expressions (1), (2), (3), (4) and (8) are satisfied.
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
60 degrees <2ω ··· (3)
FH <BH (4)
35 <ν d5 -ν d4 (8)
here,
β: magnification
S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
2ω: Enlarged angle of view
FH: Maximum effective luminous flux height on the most magnified lens surface
BH: Maximum effective luminous flux height on the most reduction side lens surface
ν d5 : Abbe number of the fifth lens at the d-line
ν d4 : Abbe number of the fourth lens at the d-line
また、本発明に係る第5の投写レンズは、
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなるとともに、
最も縮小側に配置された前記第6レンズが、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなり、
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(5)および(8)を満足することを特徴とするものである。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
0.8<Bf/f・・・・(5)
35<νd5―νd4・・・・(8)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
Bf:縮小側のバックフォーカス
f:全系焦点距離
νd5:前記第5レンズのd線におけるアッベ数
νd4:前記第4レンズのd線におけるアッベ数
The fifth projection lens according to the present invention is
A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side. ,
The sixth lens arranged on the most reduction side has a non-circular shape including an effective light beam passage region,
Furthermore, the following conditional expressions (1), (2), (5) and (8) are satisfied.
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
0.8 <Bf / f (5)
35 <ν d5 -ν d4 (8)
here,
β: magnification
S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
Bf: Back focus on the reduction side
f: Total focal length ν d5 : Abbe number of the fifth lens at the d-line ν d4 : Abbe number of the fourth lens at the d-line
また、本発明に係る第6の投写レンズは、
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなり、
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(5)、(6)および(8)を満足することを特徴とするものである。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
0.8<Bf/f・・・・(5)
TH<IH・・・・(6)
35<ν d5 ―ν d4 ・・・・(8)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
Bf:縮小側のバックフォーカス
f:全系焦点距離
TH:最も縮小側のレンズを除くレンズにおける有効光束最大高さ
IH:縮小側共役位置での有効光束最大高さ
ν d5 :前記第5レンズのd線におけるアッベ数
ν d4 :前記第4レンズのd線におけるアッベ数
以上説明した本発明に係る第1〜6の投写レンズにおいては、投写レンズを構成する全てのレンズ要素の、光軸に対して垂直となるレンズ径方向の長さのうち最小部分が15mm以下に設定されていることが好ましい。
The sixth projection lens according to the present invention is
A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side,
Furthermore, the following conditional expressions (1), (2), (5), (6) and (8) are satisfied.
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
0.8 <Bf / f (5)
TH <IH (6)
35 <ν d5 -ν d4 (8)
here,
β: magnification
S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
Bf: Back focus on the reduction side
f: Total focal length
TH: Maximum effective luminous flux height of the lens excluding the lens on the most reduction side
IH: Maximum effective luminous flux height at the reduction side conjugate position
ν d5 : Abbe number of the fifth lens at the d-line
ν d4 : Abbe number of the fourth lens at the d-line
In the first to sixth projection lenses according to the present invention described above, the minimum portion of the length in the lens radial direction perpendicular to the optical axis of all the lens elements constituting the projection lens is 15 mm or less. It is preferable that it is set.
また、本発明の第1の投写型表示装置は、光源と、複数のライトバルブと、該光源からの光束を該複数のライトバルブへ導く照明光学部と、上記いずれかの投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記複数のライトバルブで各々光変調した後、これら光変調した各光を合成し、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。 In addition, a first projection display device of the present invention includes a light source, a plurality of light valves, an illumination optical unit that guides a light beam from the light source to the plurality of light valves, and any one of the above projection lenses. The light beams from the light source are each light-modulated by the plurality of light valves, and the light-modulated lights are combined and projected onto the screen by the projection lens.
また、本発明の第2の投写型表示装置は、光源と、1つのライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、上記いずれかの投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブにより光変調した後、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。 In addition, a second projection display device of the present invention includes a light source, one light valve, an illumination optical unit that guides a light beam from the light source to the light valve, and any one of the above projection lenses, The light beam from the light source is light-modulated by the light valve and then projected onto the screen by the projection lens.
なお、上述した「開口」としては、光束の通過を制限する機能を有していればよく、可変絞りも含まれる。 The “aperture” described above only needs to have a function of restricting the passage of light flux, and includes a variable stop.
また、上記「非円形形状」とは、光束進行方向から見た各レンズの形状が円形ではないことを意味する。 The “non-circular shape” means that the shape of each lens viewed from the light beam traveling direction is not circular.
さらに、本願明細書において、レンズ面の形状を規定するために用いられる「凸面」または「凹面」という用語は、レンズ面が非球面であるときは当該レンズ面の光軸近傍及び近軸領域での形状を表すものとする。 Furthermore, in the present specification, the terms “convex surface” or “concave surface” used to define the shape of the lens surface are used in the vicinity of the optical axis and the paraxial region of the lens surface when the lens surface is aspherical. It shall represent the shape of
本発明に係る全ての投写レンズによれば、条件式(1)を満足することにより、装置の大型化を抑制しつつ、照明効率の向上および画面の高精細化を図ることができるとともに、条件式(2)を満足することにより、投写画面サイズ(最大長さ)および投写距離を適切な値とすることができる。 According to all the projection lenses according to the present invention, by satisfying conditional expression (1), it is possible to improve the illumination efficiency and increase the definition of the screen while suppressing an increase in the size of the apparatus. By satisfying Expression (2), the projection screen size (maximum length) and the projection distance can be set to appropriate values.
また、上記第1の投写レンズによれば、条件式(3)を満足することにより、拡大側の画角を60度より大きなものと規定し、近距離投影であっても画像サイズが大きくなるように構成される。さらに、条件式(4)を満足することにより、最も拡大側のレンズ面における最大有効光束高が、最も縮小側のレンズ面における最大有効光束高よりも小さくなるように構成されているため、広角化に伴い拡大側レンズの径が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。 Further, according to the first projection lens, when the conditional expression (3) is satisfied, the angle of view on the enlargement side is defined to be larger than 60 degrees, and the image size is increased even in short-distance projection. Configured as follows. Further, by satisfying conditional expression (4), the maximum effective light flux height on the most enlargement side lens surface is configured to be smaller than the maximum effective light flux height on the most reduction side lens surface. It is possible to prevent the diameter of the magnifying side lens from becoming too large with the increase in the size.
また、上記第2および上記第3の投写レンズによれば、条件式(5)を満足することにより、縮小側のバックフォーカスを確保しており、これにより、照明光と投影光の分離や、色光の合成等が容易となる。一方、バックフォーカスが長くなるのに応じて、縮小側のテレセントリック性を確保しようとすると、縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎてしまう。そこで、上記第2の投写レンズにおいては、最も縮小側に配置された第6レンズを、非円形形状として光束通過に必要な領域以外の所定の領域がカットされた状態とすることにより縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎるのを防止するようにしている。 Further, according to the second and third projection lenses, the reduction-side back focus is secured by satisfying the conditional expression (5), thereby separating the illumination light and the projection light, Color light synthesis and the like are facilitated. On the other hand, if the telecentricity on the reduction side is to be secured as the back focus becomes longer, the lens diameter on the reduction side becomes too large. Therefore, in the second projection lens, the sixth lens arranged on the most reduction side is made into a non-circular shape and a predetermined area other than the area necessary for light beam passage is cut off, thereby reducing the reduction lens on the reduction side. The lens diameter is prevented from becoming too large.
また、上記第3の投写レンズによれば、条件式(6)を満足することにより、最も縮小側のレンズを除くレンズにおいては、レンズ形状を、有効光束通過領域を含む非円形形状とせずとも、断面円形とすればよくなり、コスト的に有利なものとすることができる。 Further, according to the third projection lens, by satisfying the conditional expression (6), in the lens excluding the lens on the most reduction side, the lens shape does not have to be a non-circular shape including the effective light beam passage region. The cross section may be circular, which is advantageous in terms of cost.
さらに上記各条件式を6枚のレンズ構成により満足させており、簡易かつコンパクトな系とすることができ、大幅なコストの低減を図ることができる。 Further, the above conditional expressions are satisfied by the six-lens configuration, so that a simple and compact system can be obtained, and the cost can be greatly reduced.
また、本発明の投写型表示装置は、本発明の投写レンズを用いていることにより、携帯性に優れた簡易で安価な投写型表示装置とすることが可能であり、近距離投影においても画像サイズが十分な大きさとなるように広角とされ、かつ良好な投写性能を有するものとすることができる。 In addition, the projection display device of the present invention can be a simple and inexpensive projection display device that is excellent in portability by using the projection lens of the present invention. A wide angle is set so that the size is sufficiently large, and favorable projection performance can be obtained.
以下、本発明の実施形態について上述の図面を用いて説明する。図1は本発明に係る投写レンズを示すものであり、後述する実施例1のレンズ構成図である。なお、図中Zは光軸を表している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the above-mentioned drawings. FIG. 1 shows a projection lens according to the present invention, and is a lens configuration diagram of Example 1 to be described later. In the figure, Z represents the optical axis.
本実施形態に係る第1の投写レンズは、縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズL1、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズL2、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズL3、負の屈折力を有する第4レンズL4、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズL5、および拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズL6により構成されてなり、さらに、以下の条件式(1)、(2)、(3)および(4)を満足する。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
60度<2ω・・・・(3)
FH<BH・・・・(4)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
2ω:拡大側画角
FH:最も拡大側のレンズ面における最大有効光束高
BH:最も縮小側のレンズ面における最大有効光束高
The first projection lens according to the present embodiment is a projection lens that projects image information displayed at the reduction-side conjugate position to the enlargement-side conjugate position, and negative refraction with the reduction side made concave in order from the enlargement side. A first lens L 1 having a power, a second lens L 2 having a positive refractive power having a convex surface on the reduction side, a third lens L 3 having a positive refractive power having a convex surface on the reduction side, and a negative refractive power. the fourth lens L 4 with the reduction side is formed of a sixth lens L 6 having a positive refractive power fifth lens L 5, and an enlarged side is a convex surface having a positive refractive power which is convex, further The following conditional expressions (1), (2), (3) and (4) are satisfied.
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
60 degrees <2ω ··· (3)
FH <BH (4)
here,
β: Magnification S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
2ω: Magnification-side angle of view FH: Maximum effective luminous flux height on the most magnified lens surface BH: Maximum effective luminous flux height on the most demagnifying lens surface
また、本実施形態に係る第2の投写レンズは、上記第1の投写レンズの構成に加えて、最も縮小側に配置された前記第6レンズL6が、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなる、との要件を満足し、さらに、上記第1の投写レンズの条件式(3)、(4)に替えて、以下の条件式(5)を満足するものである。
0.8<Bf/f・・・・(5)
ここで、
Bf:縮小側のバックフォーカス
f:全系焦点距離
Further, in the second projection lens according to the present embodiment, in addition to the configuration of the first projection lens, the sixth lens L 6 arranged on the most reduction side has a non-circular shape including an effective light beam passage region. In addition, the following conditional expression (5) is satisfied instead of the conditional expressions (3) and (4) of the first projection lens.
0.8 <Bf / f (5)
here,
Bf: Back focus on the reduction side f: Total system focal length
また、本実施形態に係る第3の投写レンズは、上記第1の投写レンズの構成において、条件式(3)、(4)に替え、上記条件式(5)および下記条件式(6)を満足するものである。
TH<IH・・・・(6)
ここで、
TH:最も縮小側のレンズを除くレンズにおける有効光束最大高さ
IH:縮小側共役位置での有効光束最大高さ
In the third projection lens according to the present embodiment, the conditional expression (5) and the following conditional expression (6) are replaced with conditional expressions (3) and (4) in the configuration of the first projection lens. Satisfied.
TH <IH (6)
here,
TH: Maximum effective luminous flux height in a lens excluding the most reduction side lens IH: Maximum effective luminous flux height at the reduction side conjugate position
なお、上記第1および第3の投写レンズにおいては、最も縮小側に配置された前記第6レンズL6が、必ずしも有効光束通過領域を含む非円形形状とされていなくてもよい。 Incidentally, in the first and third projection lenses, most reduction the disposed side sixth lens L 6 is, may not be a non-circular shape necessarily including an effective light beam passage region.
また、縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズにおいて、この投写レンズを構成する全てのレンズ要素の、光軸に対して垂直となるレンズ径方向の長さのうち最小部分が15mm以下に設定されていることがレンズ系のコンパクト化を図る上で好ましい。 Further, in a projection lens that projects the image information displayed at the reduction-side conjugate position to the enlargement-side conjugate position, the length in the lens radial direction that is perpendicular to the optical axis of all lens elements constituting the projection lens Among these, it is preferable that the minimum portion is set to 15 mm or less in order to make the lens system compact.
ここで、上記「レンズ径方向の長さのうち最小部分」の値については、上記「15mm以下」に替えて「12mm以下」とすることが好ましく、「10mm以下」とすることがさらに好ましい。 Here, the value of the “minimum portion of the length in the lens radial direction” is preferably set to “12 mm or less”, and more preferably “10 mm or less” instead of the “15 mm or less”.
なお、上記「最大長さ」とは、拡大側画像中で最も長い距離を意味するものとし、一般には対角の長さである。 The “maximum length” means the longest distance in the enlarged image, and is generally a diagonal length.
なお、図1の投写レンズでは、紙面右側より入射されライトバルブの画像表示面1において画像情報を与えられた光束が、ガラスブロック(ローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の各種フィルタやライトバルブのカバーガラスを含む)2を介して、この投写レンズに入射され、この投写レンズにより紙面左側方向に拡大投写されるようになっている。さらに、レンズ系中に、開口(特に、第2レンズL2と第3レンズL3との間に設けることが可能である)3が配置されている。図1には、1枚の画像表示面1のみを記載しているが、投写型表示装置において、光源からの光束を色分離光学系により3原色光に分離し、各原色光用に3つのライトバルブを配設して、フルカラー画像を表示可能とするものとすることが可能である。また、縮小側はテレセントリックとされていることが望ましい。
In the projection lens of FIG. 1, a light beam incident from the right side of the paper and given image information on the
なお、具体的には、ガラスブロック2の位置にクロスダイクロイックプリズム等の色合成手段(ガラスブロック)や、照明光と投影光を分離するためのDMD用のプリズムやLCOS用のPBS等を配設することが可能である。
Specifically, a color synthesizing means (glass block) such as a cross dichroic prism, a DMD prism for separating illumination light and projection light, an LCOS PBS, and the like are disposed at the position of the
なお、1つのライトバルブを用いる場合には、ガラスブロック2等は省略可能である。
In addition, when using one light valve, the
また、本実施形態の投写レンズでは、少なくとも1枚の非球面を有することが望ましく、これにより、レンズ枚数を低減しつつ解像力を向上させることができる。特に、最も拡大側に配される第1レンズL1が非球面を有するように構成することが好ましい(これに加え、その他のレンズが非球面を有するようにすることが可能である)。 In addition, it is desirable that the projection lens of the present embodiment has at least one aspherical surface, so that the resolution can be improved while reducing the number of lenses. In particular, the most it is preferable that the enlargement side first lens L 1 which is arranged to be configured to have a non-spherical (in addition to this, other lens it is possible to have a non-spherical surface).
また、本実施形態の投写レンズでは、縮小側から2枚目と3枚目のレンズ(第4レンズL4と第5レンズL5)を、互いに接合させて、色収差、特に倍率色収差を良好なものとすることが可能である。 In the projection lens of the present embodiment, the second and third lenses (fourth lens L 4 and fifth lens L 5 ) from the reduction side are joined to each other so that chromatic aberration, particularly lateral chromatic aberration, is good. Can be.
また、本実施形態の投写レンズにおいては、以下の条件式(7)を満足させることが好ましい。
3.0<S<10.0・・・・(7)
ここで、
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
In the projection lens of this embodiment, it is preferable that the following conditional expression (7) is satisfied.
3.0 <S <10.0 (7)
here,
S: Maximum length of the enlarged image (inch)
さらに、本実施形態の投写レンズにおいては、以下の条件式(8)を満足させることが好ましい。
35<νd5―νd4・・・・(8)
ここで、
νd4:第4レンズL4のd線におけるアッベ数
νd5:第5レンズL5のd線におけるアッベ数
Furthermore, in the projection lens according to the present embodiment, it is preferable that the following conditional expression (8) is satisfied.
35 <ν d5 -ν d4 (8)
here,
ν d4 : Abbe number of the fourth lens L 4 at the d line ν d5 : Abbe number of the fifth lens L 5 at the d line
以下、上記各条件式の技術的意義について説明する。 The technical significance of each conditional expression will be described below.
すなわち、上記条件式(1)の範囲外となると、装置の大型化を抑制しつつ、照明効率の向上および画面の高精細化を図ることが、困難となる。 That is, when it falls outside the range of the conditional expression (1), it is difficult to improve the illumination efficiency and increase the screen definition while suppressing the increase in size of the apparatus.
また、上記条件式(2)の範囲外となると、投写画面サイズおよび投写距離を適切な値とすることが困難となる。 Further, if it falls outside the range of the conditional expression (2), it becomes difficult to set the projection screen size and the projection distance to appropriate values.
さらに、上記条件式(2)に替えて、下記条件式(2´)を満足する構成とすることにより、上記条件式(2)を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。
20<S/OBJ< 65・・・・(2´)
Furthermore, by replacing the conditional expression (2) with the configuration satisfying the following conditional expression (2 ′), the operational effects when the conditional expression (2) is satisfied can be more satisfactorily achieved.
20 <S / OBJ <65 (2 ')
なお、上記条件式(3)の下限以下となると、近距離投影を行なう場合において、画像サイズを十分な大きさとなるようにすることが困難となる。 It should be noted that if it is below the lower limit of the conditional expression (3), it is difficult to make the image size sufficiently large when performing short-distance projection.
また、上記条件式(4)が満足されないと、広角化に伴って拡大側レンズの径が大きくなり過ぎるのを抑制することが困難となる。 Further, if the conditional expression (4) is not satisfied, it is difficult to suppress the diameter of the magnifying side lens from becoming too large as the angle is increased.
また、上記条件式(5)の下限以下となると、縮小側のバックフォーカスが確保されず、照明光と投影光の分離や、色光の合成等が困難となる。 If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the reduction-side back focus is not secured, and it becomes difficult to separate illumination light and projection light, and to combine color light.
一方、縮小側のテレセントリック性を確保しようとすると、バックフォーカスが長くなるのに応じて縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎてしまうので、本実施形態では、最も縮小側に配置されたレンズを、有効光束通過領域を含む非円形形状とし、不要なレンズ部分を設けないようにして(いわゆるDカットを施して)、縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎるのを防止することが可能としている。 On the other hand, when trying to ensure the telecentricity on the reduction side, the lens diameter on the reduction side becomes too large as the back focus becomes longer, so in this embodiment, the lens arranged on the most reduction side, It is possible to prevent the lens diameter on the reduction side from becoming too large by using a non-circular shape including the effective light beam passage region and not providing unnecessary lens portions (so-called D-cut).
また、上記条件式(6)が満足されないと、最も縮小側のレンズを除くレンズにおいて、レンズ形状を、有効光束通過領域を含む非円形形状とせずとも、断面円形とすればよくなり、コスト的に有利なものとすることができる、との効果を奏することが困難となる。 Further, if the above conditional expression (6) is not satisfied, the lens shape in the lens excluding the lens on the most reducing side may be a circular shape in cross section without being a non-circular shape including the effective light beam passage region. It is difficult to achieve the effect that it can be advantageous.
また、上記条件式(7)を満足すること、および上記条件式(2)に替えて下記条件式(2´´)を満足することにより、手持ち可能な超コンパクト化された投写型画像装置に搭載される場合に、より好適となるように構成される。
35<S/OBJ< 140・・・・(2´´)
Further, by satisfying the conditional expression (7) and satisfying the following conditional expression (2 ″) in place of the conditional expression (2), an ultra-compact projection image apparatus that can be held by hand is provided. When mounted, it is configured to be more suitable.
35 <S / OBJ <140... (2 ″)
すなわち、条件式(7)の範囲外となると投写画面サイズ(最大長さ)および投写距離を適切な値とすることができなくなり、さらに条件式(2´´)の範囲外となると、適切な大きさのライトバルブサイズとすることが困難となる。 That is, if it falls outside the range of the conditional expression (7), the projection screen size (maximum length) and the projection distance cannot be set to appropriate values, and if it falls outside the range of the conditional expression (2 ″), it is appropriate. It becomes difficult to obtain a large light valve size.
また、上記条件式(8)を満足させることにより、倍率色収差等の色収差をより良好なものとすることができる。 Further, by satisfying the conditional expression (8), it is possible to improve chromatic aberration such as lateral chromatic aberration.
次に、本発明に係る投写型表示装置の実施形態について説明する。図7は本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の主要部(照明光学系10)の一例を示す構成図である。 Next, an embodiment of a projection display device according to the present invention will be described. FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a main part (illumination optical system 10) of the projection display apparatus according to an embodiment of the present invention.
図7に示すように上記照明光学系10は、前述したように、ライトバルブとしての透過型液晶パネル11a〜11cと、色分解のためのダイクロイックミラー12,13と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム14と、コンデンサレンズ16a〜16cと、全反射ミラー18a〜18cとを備えている。ダイクロイックミラー12の前段は図示を省略しているが、光源からの白色光は照明光学部を介して、3つの色光光束(G光、B光、R光)にそれぞれ対応する液晶パネル11a〜11cに入射されて光変調され、投写レンズによりスクリーンに投写される。
As shown in FIG. 7, the illumination
この投写型表示装置は、本発明に係る投写レンズを用いているので、コンパクトなサイズにて、諸収差が良好に補正された高解像な大画面を得ることが可能となっている。 Since this projection display apparatus uses the projection lens according to the present invention, it is possible to obtain a high-resolution large screen in which various aberrations are favorably corrected with a compact size.
また、よりコンパクト化を促進するためには、ライトバルブを単板とし、例えば、RGB各色映像を順次ライトバルブ上に表示させ、これと同期させて、RGB各色LEDよりなる光源から、対応色光を出力させることが好ましい。これにより、上述した、色分解のためのダイクロイックミラー12,13、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム14、全反射ミラー18a〜18cなどを省略することが可能となる。
In order to promote further compactness, the light valve is a single plate, for example, RGB color images are sequentially displayed on the light valve, and in synchronization with this, corresponding color light is emitted from a light source composed of RGB color LEDs. It is preferable to output. Thereby, the dichroic mirrors 12 and 13 for color separation, the cross
また、上記第2の投写レンズにおいては、最も縮小側に配置された第6レンズL6を、有効光束通過領域を含む非円形形状としているが、本発明の投写レンズとしては、これに加えて、またはこれに替えて、他のレンズを有効光束通過領域を含む非円形形状としてもよい。 Further, in the second projection lens, the sixth lens L 6 arranged closest to the reduction side, although a non-circular shape including an effective light beam passage region, as the projection lens of the present invention, in addition to Alternatively, other lenses may have a non-circular shape including an effective light beam passage region.
なお、非円形形状としては、光束進行方向から見たときのレンズ形状が円とは異なる種々の形状とすることが可能であるが、例えば図8に示すように、光軸方向から見たときのレンズ形状が、円から1つの弓形領域を切り取ったもの(A)、円から対向する2つの弓形領域を切り取ったもの(B)、この(B)の形状からさらに1つの弓形領域を切り取ったもの(C)等とすることができる。 As the non-circular shape, the lens shape when viewed from the light beam traveling direction can be various shapes different from the circle. For example, when viewed from the optical axis direction as shown in FIG. The shape of the lens is one obtained by cutting one arcuate region from a circle (A), one obtained by cutting two opposing arcuate regions from a circle (B), and one more arcuate region cut from the shape of (B) It can be a thing (C) or the like.
以下、本発明に係る投写レンズの具体的な実施例について説明する。なお、各実施例において、互いに同様の作用効果をなす部材については同一の符号を付している。 Specific examples of the projection lens according to the present invention will be described below. In addition, in each Example, the same code | symbol is attached | subjected about the member which makes mutually the same effect.
実施例1に係る投写レンズは、図1に示すとおりであり、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる両面非球面の第1レンズL1と、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第2レンズL2と、開口3aおよび絞り(または開口)3bと、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第3レンズL3と、両凹レンズからなる第4レンズL4および両凸レンズからなる第5レンズL5を接合してなる接合レンズと、両凸レンズからなる第6レンズL6とを配設してなる。 Projection lens according to Example 1 is as shown in FIG. 1, in order from the magnification side, a first lens L 1 of the aspherical consisting of a negative meniscus lens having a convex surface facing the magnification side, a convex surface on the reduction side a positive second lens L 2 formed of meniscus lens, an aperture 3a and the aperture (or opening) 3b, and the third lens L 3, which is a positive meniscus lens having a convex surface facing the reduction side, a biconcave lens a fourth lens L 4 and the fifth lens L 5 formed by bonding a cemented lens consisting of a biconvex lens comprising, consisting by arranging a sixth lens L 6, which is a biconvex lens.
なお、最も縮小側に配置された第6レンズL6を、有効光束通過領域を含む非円形形状とし、不要なレンズ部分(図面上下方向に位置する部分および図面奥行き方向に位置する両側部分)L6Aを設けないようにして(4方向部分にいわゆるDカットを施して)、縮小側のレンズ径が大きくなり過ぎるのを防止している。 The sixth lens L 6 arranged on the most reduction side has a non-circular shape including an effective light beam passage region, and unnecessary lens portions (a portion positioned in the vertical direction of the drawing and both side portions positioned in the depth direction of the drawing) L 6A is not provided (so-called D-cut is applied to the four-direction portion) to prevent the lens diameter on the reduction side from becoming too large.
上記第1レンズL1の両面の非球面形状は、下記に示す非球面式により規定される。 Aspherical shape of the surfaces of the first lens L 1 is defined by the aspheric equation shown below.
また、図1には、ライトバルブの画像表示面1、ガラスブロックおよびローパスフィルタ等のフィルタ部2が示されている。
Further, FIG. 1 shows an
実施例1に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径R、軸上面間隔D、各レンズのd線における屈折率Ndおよびアッベ数νdの値を、表1の上段に示す。また、各非球面を表す非球面係数を、表1の下段に示す。 The values of the curvature radius R of each lens surface, the axial top surface distance D, the refractive index N d of each lens at the d-line and the Abbe number ν d of the projection lens according to Example 1 are shown in the upper part of Table 1. In addition, the lower part of Table 1 shows the aspheric coefficients representing the respective aspheric surfaces.
また、本実施例および以下の実施例において、これらの非球面の曲率半径Rは、各表において光軸Z上での曲率半径Rの値として示しているが、対応するレンズ構成図においては図面を見やすくするため、引出線は必ずしも光軸Zとの交点から引き出されていないものがある。 In the present embodiment and the following embodiments, the curvature radius R of these aspheric surfaces is shown as the value of the curvature radius R on the optical axis Z in each table. In order to make it easier to see, some leader lines are not necessarily drawn from the intersection with the optical axis Z.
実施例1に係る投写レンズは、表4に示すように、各条件式(1)〜(6)、(8)、(2´)を満足している。 As shown in Table 4, the projection lens according to Example 1 satisfies the conditional expressions (1) to (6), (8), and (2 ′).
なお、実施例1において、全系の焦点距離fは6.4、FナンバFno.は3.00、全画角2ωは73.2(度)となるように設定されている。 In Example 1, the focal length f of the entire system is set to 6.4, the F number Fno. Is set to 3.00, and the total angle of view 2ω is set to 73.2 (degrees).
実施例2に係る投写レンズの構成は、図2に示すとおりであり、レンズ構成自体は上記実施例1と略同様であるが、主として、開口(または絞り)3が1つのみ設けられている点において相違している。 The configuration of the projection lens according to Example 2 is as shown in FIG. 2, and the lens configuration itself is substantially the same as that of Example 1, except that only one aperture (or stop) 3 is mainly provided. It is different in point.
上記第1レンズL1の両面の非球面形状は、上記に示す非球面式により規定される。 Aspherical shape of the surfaces of the first lens L 1 is defined by the aspheric equation shown above.
また、図2には、ライトバルブの画像表示面1、ガラスブロックおよびローパスフィルタ等のフィルタ部2が示されている。
FIG. 2 also shows a
実施例2に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径R、軸上面間隔D、各レンズのd線における屈折率Ndおよびアッベ数νdの値を、表2の上段に示す。また、各非球面を表す非球面係数を、表2の下段に示す。 Table 2 shows the values of the radius of curvature R of each lens surface, the axial top surface distance D, the refractive index N d of each lens at the d-line, and the Abbe number ν d of the projection lens according to Example 2. In addition, the lower part of Table 2 shows the aspheric coefficients representing the respective aspheric surfaces.
実施例2に係る投写レンズは、表4に示すように、各条件式(1)〜(6)、(8)、(2´)、(2´´)を満足している。 As shown in Table 4, the projection lens according to Example 2 satisfies the conditional expressions (1) to (6), (8), (2 ′), and (2 ″).
なお、実施例2において、全系の焦点距離fは7.9、FナンバFno.は3.00、全画角2ωは61.6(度)となるように設定されている。 In Example 2, the focal length f of the entire system is set to 7.9, the F number Fno. Is set to 3.00, and the total angle of view 2ω is set to 61.6 (degrees).
実施例3に係る投写レンズの構成は、図3に示すとおりであり、レンズ構成は上記実施例1と略同様であるが、主として、一方の開口(または絞り)3bが、第3レンズL3と第4レンズL4の間に設けられている点において相違している。 The configuration of the projection lens according to Example 3 is as shown in FIG. 3, and the lens configuration is substantially the same as that of Example 1, except that one aperture (or aperture) 3b is mainly the third lens L 3. It is different in that provided between the fourth lens L 4.
上記第1レンズL1の両面の非球面形状は、上記に示す非球面式により規定される。 Aspherical shape of the surfaces of the first lens L 1 is defined by the aspheric equation shown above.
また、図3には、ライトバルブの画像表示面1、ガラスブロック(ローパスフィルタ等のフィルタ部を含む)2が示されている。
3 shows a light valve
実施例3に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径R、軸上面間隔D、各レンズのd線における屈折率Ndおよびアッベ数νdの値を、表3の上段に示す。また、各非球面を表す非球面係数を、表3の下段に示す。 Table 3 shows values of the curvature radius R of each lens surface, the axial top surface distance D, the refractive index N d of each lens at the d-line, and the Abbe number ν d of the projection lens according to Example 3. In addition, the lower part of Table 3 shows the aspheric coefficients representing the respective aspheric surfaces.
実施例1に係る投写レンズは、表2に示すように、上記条件式(1)〜(8)、(2´)、(2´´)を満足するように構成されている。 As shown in Table 2, the projection lens according to Example 1 is configured to satisfy the conditional expressions (1) to (8), (2 ′), and (2 ″).
なお、実施例1において、全系の焦点距離fは8.0、FナンバFno.は3.01、全画角2ωは61.6(度)となるように設定されている。 In Example 1, the focal length f of the entire system is set to 8.0, the F number Fno. Is set to 3.01, and the total angle of view 2ω is set to 61.6 (degrees).
また、図4〜6は、実施例1〜3に係る投写レンズの諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。これらの収差図において、ωは半画角を示し、球面収差の収差図にはd線、F線およびC線の収差曲線を示し、倍率色収差の収差図にはd線に対するF線(点線:以下同じ)およびC線(2点鎖線:以下同じ)の収差曲線を示している。図4〜6に示すように、実施例1〜3に係る投写レンズは、歪曲収差や倍率色収差をはじめ各収差が良好に補正されている。 4 to 6 are aberration diagrams showing various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion and lateral chromatic aberration) of the projection lenses according to Examples 1 to 3. FIG. In these aberration diagrams, ω represents a half angle of view, the aberration diagram of spherical aberration shows aberration curves of d-line, F-line, and C-line, and the aberration diagram of lateral chromatic aberration shows F-line (dotted line: Aberration curves of C-line (two-dot chain line: same below) are shown. As shown in FIGS. 4 to 6, in the projection lenses according to Examples 1 to 3, each aberration including distortion and lateral chromatic aberration is well corrected.
なお、本発明の投写レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Rおよびレンズ間隔(もしくはレンズ厚)Dを適宜変更することが可能である。 The projection lens according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the curvature radius R and the lens interval (or lens thickness) D of each lens can be changed as appropriate. Is possible.
また、本発明の投写型表示装置としても、上記構成のものに限られるものではなく、本発明の投写レンズを備えた種々の装置構成が可能である。ライトバルブとしては、例えば、透過型または反射型の液晶表示素子や、傾きを変えることができる微小な鏡が略平面上に多数形成された微小ミラー素子(例えば、テキサス・インスツルメント社製のデジタルマイクロミラーデバイス)を用いることができる。また、照明光学系としても、ライトバルブの種類に対応した適切な構成を採用することができる。 Further, the projection display device of the present invention is not limited to the above-described configuration, and various device configurations including the projection lens of the present invention are possible. As the light valve, for example, a transmissive or reflective liquid crystal display element, or a micro mirror element in which a large number of micro mirrors capable of changing the inclination are formed on a substantially flat surface (for example, manufactured by Texas Instruments). Digital micromirror device) can be used. Also, as the illumination optical system, an appropriate configuration corresponding to the type of light valve can be adopted.
1 画像表示面
2 ガラスブロック(ローパスフィルタ等の各種フィルタやライトバルブのカバーガラスを含む)
3 開口(絞り)
10 照明光学系
11a〜11c 透過型液晶パネル
12、13 ダイクロイックミラー
14 クロスダイクロイックプリズム
16a〜16c コンデンサレンズ
18a〜18c 全反射ミラー
L1〜L6 レンズ
R1〜R15 レンズ面等の曲率半径
D1〜D14 レンズ面間隔(レンズ厚)
Z 光軸
1
3 Aperture (aperture)
10
Z optical axis
Claims (13)
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなり、
前記第4レンズと前記第5レンズが互いに接合されて接合レンズを構成し、
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(3)および(4)を満足することを特徴とする投写レンズ。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
60度<2ω・・・・(3)
FH<BH・・・・(4)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
2ω:拡大側画角
FH:最も拡大側のレンズ面における最大有効光束高
BH:最も縮小側のレンズ面における最大有効光束高 A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side,
The fourth lens and the fifth lens are cemented together to form a cemented lens;
Furthermore, the projection lens characterized by satisfying the following conditional expressions (1), (2), (3) and (4).
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
60 degrees <2ω ··· (3)
FH <BH (4)
here,
β: Magnification S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
2ω: Magnification-side angle of view FH: Maximum effective luminous flux height on the most magnified lens surface BH: Maximum effective luminous flux height on the most demagnifying lens surface
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなるとともに、
最も縮小側に配置された前記第6レンズが、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなり、
前記第4レンズと前記第5レンズが互いに接合されて接合レンズを構成し、
さらに、以下の条件式(1)、(2)および(5)を満足することを特徴とする投写レンズ。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
0.8<Bf/f・・・・(5)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
Bf:縮小側のバックフォーカス
f:全系焦点距離 A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side. ,
The sixth lens arranged on the most reduction side has a non-circular shape including an effective light beam passage region,
The fourth lens and the fifth lens are cemented together to form a cemented lens;
Furthermore, the projection lens characterized by satisfying the following conditional expressions (1), (2) and (5).
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
0.8 <Bf / f (5)
here,
β: Magnification S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
Bf: Back focus on the reduction side f: Total system focal length
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなり、
前記第4レンズと前記第5レンズが互いに接合されて接合レンズを構成し、
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(5)および(6)を満足することを特徴とする投写レンズ。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
0.8<Bf/f・・・・(5)
TH<IH・・・・(6)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
Bf:縮小側のバックフォーカス
f:全系焦点距離
TH:最も縮小側のレンズを除くレンズにおける有効光束最大高さ
IH:縮小側共役位置での有効光束最大高さ A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side,
The fourth lens and the fifth lens are cemented together to form a cemented lens;
Furthermore, the projection lens characterized by satisfying the following conditional expressions (1), (2), (5) and (6).
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
0.8 <Bf / f (5)
TH <IH (6)
here,
β: Magnification S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
Bf: Back focus on the reduction side f: Focal length of the entire system TH: Maximum effective light flux height in a lens excluding the most reduction side lens IH: Maximum effective light flux height at the reduction side conjugate position
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなり、
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(3)、(4)および(8)を満足することを特徴とする投写レンズ。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
60度<2ω・・・・(3)
FH<BH・・・・(4)
35<ν d5 ―ν d4 ・・・・(8)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
2ω:拡大側画角
FH:最も拡大側のレンズ面における最大有効光束高
BH:最も縮小側のレンズ面における最大有効光束高
ν d5 :前記第5レンズのd線におけるアッベ数
ν d4 :前記第4レンズのd線におけるアッベ数 A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side ,
Furthermore, the projection lens characterized by satisfying the following conditional expressions (1), (2), (3), (4) and (8).
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
60 degrees <2ω ··· (3)
FH <BH (4)
35 <ν d5 -ν d4 (8)
here,
β: magnification
S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
2ω: Enlarged angle of view
FH: Maximum effective luminous flux height on the most magnified lens surface
BH: Maximum effective luminous flux height on the most reduction side lens surface
ν d5 : Abbe number of the fifth lens at the d-line
ν d4 : Abbe number of the fourth lens at the d-line
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなるとともに、
最も縮小側に配置された前記第6レンズが、有効光束通過領域を含む非円形形状とされてなり、
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(5)および(8)を満足することを特徴とする投写レンズ。
2.5<β/S<10.0・・・・(1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)
0.8<Bf/f・・・・(5)
35<ν d5 ―ν d4 ・・・・(8)
ここで、
β:拡大倍率
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)
OBJ:拡大側投写距離(m)
Bf:縮小側のバックフォーカス
f:全系焦点距離
ν d5 :前記第5レンズのd線におけるアッベ数
ν d4 :前記第4レンズのd線におけるアッベ数 A projection lens for projecting image information displayed at a reduction-side conjugate position to an enlargement-side conjugate position,
In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side. ,
The sixth lens arranged on the most reduction side has a non-circular shape including an effective light beam passage region,
Furthermore, the projection lens characterized by satisfying the following conditional expressions (1), (2), (5) and (8).
2.5 <β / S <10.0 (1)
20 <S / OBJ <140 (2)
0.8 <Bf / f (5)
35 <ν d5 -ν d4 (8)
Where
β: magnification
S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ: Expansion side projection distance (m)
Bf: Back focus on the reduction side
f: Total focal length
ν d5 : Abbe number of the fifth lens at the d-line
ν d4 : Abbe number of the fourth lens at the d-line
拡大側から順に、縮小側が凹面とされた負の屈折力を有する第1レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第2レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、縮小側が凸面とされた正の屈折力を有する第5レンズ、拡大側が凸面とされた正の屈折力を有する第6レンズにより構成されてなり、In order from the enlargement side, the first lens having negative refractive power having a concave surface on the reduction side, the second lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side, and the first lens having positive refractive power having the convex side on the reduction side. 3 lenses, a fourth lens having a negative refractive power, a fifth lens having a positive refractive power whose convex side is a reduction side, and a sixth lens having a positive refractive power whose convex side is a magnification side,
さらに、以下の条件式(1)、(2)、(5)、(6)および(8)を満足することを特徴とする投写レンズ。Furthermore, the projection lens characterized by satisfying the following conditional expressions (1), (2), (5), (6) and (8).
2.5<β/S<10.0・・・・(1)2.5 <β / S <10.0 (1)
20<S/OBJ< 140・・・・(2)20 <S / OBJ <140 (2)
0.8<Bf/f・・・・(5)0.8 <Bf / f (5)
TH<IH・・・・(6)TH <IH (6)
35<ν35 <ν d5d5 ―ν―Ν d4d4 ・・・・(8).... (8)
ここで、here,
β:拡大倍率β: magnification
S:拡大側画像の最大長さ(インチ)S: Maximum length of the enlarged image (inch)
OBJ:拡大側投写距離(m)OBJ: Expansion side projection distance (m)
Bf:縮小側のバックフォーカスBf: Back focus on the reduction side
f:全系焦点距離f: Total focal length
TH:最も縮小側のレンズを除くレンズにおける有効光束最大高さTH: Maximum effective luminous flux height of the lens excluding the lens on the most reduction side
IH:縮小側共役位置での有効光束最大高さIH: Maximum effective luminous flux height at the reduction side conjugate position
νν d5d5 :前記第5レンズのd線におけるアッベ数: Abbe number of d-line of the fifth lens
νν d4d4 :前記第4レンズのd線におけるアッベ数: Abbe number of d-line of the fourth lens
3.0<S<10.0・・・・(7)
ここで、
S:拡大側画像の最大長さ(インチ) The projection lens of any one of claims 1-6, characterized by satisfying the following conditional expression (7).
3.0 <S <10.0 (7)
here,
S: Maximum length of the enlarged image (inch)
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