JP6167651B2 - 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 - Google Patents
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Description
カメラ用の撮影レンズでは、レンズ系の光軸に対する回転対称な領域が撮影領域となり、広画角の撮影レンズでは「レンズ光軸を中心とする大きな撮影領域」が可能である。
特許文献1は、拡大側(スクリーン側)から縮小側(ライトバルブ側)へ、負・負・正・正の4レンズ群を配した4レンズ群構成の投射用ズームレンズを開示している。
前述の如く、「投射用のレンズ」は結像光線が「斜光線」であり、この発明の投射用ズームレンズでも、投射画像を結像する投射用光束としては「斜光線の光束」が用いられる。
上記各図において、図の左方が「拡大側」、右方が「縮小側」である。「拡大側」は、スクリーン等の被投射面に向かう側であり、「縮小側」は画像表示素子に向かう側である。
上記各図において、符号G1は第1レンズ群、符号G2は第2レンズ群、符号G3は第3レンズ群、符号G4は第4レンズ群をそれぞれ示す。
これら実施の形態・実施例において、ライトバルブとしては「微小ミラーデバイスであるDMD」を想定しているが、勿論、ライトバルブがこれに限定される訳ではない。
即ち、第1ないし第4レンズ群において、第1レンズ群G1ないし第3レンズ群G3の屈折力配分は「負・負・正」である。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第4レンズ群G4が拡大側へ移動する。
条件(1)は、広角端における半画角の範囲を規定している。
即ち、この発明の投射用ズームレンズの広角端における半画角は、34度よりも大きく、50度未満であり、該ズームレンズは極めて広画角である。
条件(4)において「D3」、「D4」はそれぞれ、変倍の際の、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の移動量である。
条件(4)の範囲外では、変倍時に、特に望遠側の諸収差の変動が大きくなり易い。
(3) 0.9 < F3-4w/F3-4t < 1.1 。
第4レンズ群の屈折力が、絶対値において他のレンズ群の屈折力よりも大きくなると、全系のパワー配分をバランスさせ難くなり、諸収差の増大を招きやすい。
投射用ズームレンズ4と照明系2のスペースの上記の如き関係上、投射用ズームレンズ4のバックフォーカスを「ある程度の大きさ」に確保する必要がある。
従って、変倍中においてもバックフォーカスは十分に大きく確保される。
Fno:開口数
R:曲率半径(非球面にあっては「近軸曲率半径」)
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
BF:バックフォーカス 。
+C4・H4+C6・H6+C8・H8+C10・H10+・・・ 。
実施例1の投射用ズームレンズは、図1に示したものである。
第4レンズ群G4は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズL41、両凸レンズL42、拡大側に凹の負メニスカスレンズL43、両凸レンズL44で構成されている。
実施例1のデータを表1に示す。
非球面のデータを表2に示す。
条件(1)ないし(4)のパラメータの値を、表4に示す。
図2の上段は「広角端(広角と表示)」、中段は「中間焦点距離(中間と表示)」、下段は「望遠端(望遠と表示)」の収差を示している。
「非点収差」の図における「T」はタンジェンシアル、「S」はサジタルの各光線に対するものであることを示す。
実施例2の投射用ズームレンズは、図3に示したものである。
第4レンズ群G4は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズL41、両凸レンズL42、拡大側に凹の負メニスカスレンズL43、両凸レンズL44で構成されている。
実施例2のデータを表5に示す。
非球面のデータを表6に示す。
条件(1)ないし(4)のパラメータの値を、表8に示す。
実施例3の投射用ズームレンズは、図5に示したものである。
第4レンズ群G4は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズL41、両凸レンズL42、拡大側に凹の負メニスカスレンズL43、両凸レンズL44で構成されている。
実施例3のデータを表9に示す。
非球面のデータを表10に示す。
条件(1)ないし(4)のパラメータの値を、表12に示す。
実施例4の投射用ズームレンズは、図7に示したものである。
第4レンズ群G4は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズL41、両凸レンズL42、拡大側に凹の負メニスカスレンズL43、両凸レンズL44で構成されている。
実施例4のデータを表13に示す。
非球面のデータを表14に示す。
条件(1)ないし(4)のパラメータの値を、表16に示す。
実施例5の投射用ズームレンズは、図9に示したものである。
第4レンズ群G4は負群で、両凹レンズL41、両凸レンズL42、拡大側に凹の負メニスカスレンズL43、両凸レンズL44で構成されている。
実施例5のデータを表17に示す。
非球面のデータを表18に示す。
条件(1)ないし(4)のパラメータの値を、表20に示す。
実施例6の投射用ズームレンズは、図11に示したものである。
第4レンズ群G4は正群で、両凹レンズL41、両凸レンズL42、拡大側に凹の負メニスカスレンズL43、両凸レンズL44で構成されている。
実施例6のデータを表21に示す。
非球面のデータを表22に示す。
条件(1)ないし(4)のパラメータの値を、表24に示す。
実施例7の投射用ズームレンズは、図13に示したものである。
第4レンズ群G4は正群で、両凹レンズL41、両凸レンズL42、拡大側に凹の負メニスカスレンズL43、両凸レンズL44で構成されている。
実施例7のデータを表25に示す。
非球面のデータを表26に示す。
条件(1)ないし(4)のパラメータの値を、表28に示す。
実施例8の投射用ズームレンズは、図15に示したものである。
第4レンズ群G4は正群で、両凹レンズL41、両凸レンズL42、拡大側に凹の負メニスカスレンズL43、両凸レンズL44で構成されている。
実施例8のデータを表29に示す。
非球面のデータを表30に示す。
条件(1)ないし(4)のパラメータの値を、表32に示す。
実施例9の投射用ズームレンズは、図17に示したものである。
第4レンズ群G4は正群で、両凹レンズL41、両凸レンズL42、拡大側に凹の負メニスカスレンズL43、両凸レンズL44で構成されている。
実施例9のデータを表33に示す。
非球面のデータを表34に示す。
条件(1)ないし(4)のパラメータの値を、表36に示す。
実施例1ないし9において、第1レンズ群G1には「非点収差と歪曲収差の補正効果」を持たせている。
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
Claims (11)
- 画像表示素子に表示された投射用画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置に用いられる投射用ズームレンズであって、
4レンズ群構成で、拡大側から縮小側へ向かって順次、第1ないし第4レンズ群が配置され、
第1レンズ群は、負の屈折力を有し、
第2レンズ群は、負の屈折力を有し、
第3レンズ群は、正の屈折力を有し、
第4レンズ群は、4枚のレンズからなり、広角端から望遠端への変倍に際し、拡大側に移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際し、第2レンズ群は縮小側に移動し、第3レンズ群が拡大側に移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群が、緩やかで単調に縮小側へ移動するか、もしくは、縮小側に凸となる軌跡を描いて移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1ないし3の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際し、第3レンズ群が拡大側に移動し、
変倍の際の、第3レンズ群の移動量:D3と第4レンズ群の移動量:D4とが、条件:
(4) 1.0 < D3/D4 < 1.2
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1ないし4の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群が固定であることを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1ないし5の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
第3レンズ群の焦点距離:F3、第4レンズ群の焦点距離:F4が、条件:
(2) |F3|<|F4|
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1ないし6の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端における第3レンズ群と第4レンズ群の合成焦点距離:F3-4w、望遠端における第3レンズ群と第4レンズ群の合成焦点距離:F3-4tが、条件:
(3) 0.9 < F3-4w/F3-4t < 1.1
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1ないし7の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
第4レンズ群の屈折力が、全レンズ群中で、絶対値において最も小さいことを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1ないし8の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群が緩やかに縮小側に移動し、第3レンズ群と第4レンズ群が個別に拡大側に移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1ないし9の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端における半画角:ωwが、条件:
(1) 34度 < ωw < 50度
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 光源と、
投射用画像を表示する画像表示素子と、
前記光源から射出した光で、上記画像表示素子を照明する照明光学系と、
該照明光学系により照射され、前記画像表示素子に表示された投射用画像により変調された投射光束を入射され、被投射面に前記投射用画像の拡大画像を投射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系として、請求項1ないし10の任意の1に記載の投射用ズームレンズを用いることを特徴とする画像表示装置。
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