JP6197354B2 - 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
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。
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。
(1) 0.3<f1/f2<1.0
(3) 0.6<|f1_3w/fw|<0.9
を満足することを特徴とする。
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。
第4レンズ群G4は、4枚のレンズからなり正または負の屈折力を有する。
条件(1)は、第1レンズ群の焦点距離:f1、第2レンズ群の焦点距離:f2の焦点距離の比の範囲を規定する条件である。
条件(1)の下限を超えると、第1レンズ群G1の屈折力が絶対値で相対的に大きくなり、非点隔差が大きくなり易い。
条件(1)を満足させるには、負レンズ群先行型が好ましく、第1〜第3レンズ群G1〜G3の屈折力分布を「負・負・正」として、負レンズ群を先行させている。
(3) 0.6 < |f1_3w/fw| < 0.9
(4) 34度 < ωw < 50度
これらの条件(2)〜(4)において、各パラメータの意味は以下のとおりである。
条件(2)を満足することにより、変倍時における第2レンズ群G2による収差補正を最適化でき、コマ収差を初めとする諸収差の残存を有効に回避できる。
条件(3)の上限または下限を超えると、コマ収差が大きく発生し易く、倍率色収差も大きく成り易い。
即ち、この発明の投射用ズームレンズは、広角端における半画角が「34度よりも大きく50度未満」であり、極めて広画角である。
「光源」は、被投射面に投射される拡大画像を結像する光を放射する。
「照明光学系」は、光源から射出した光で、画像表示素子を照明する。
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
Vd: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)〜(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)〜(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)〜(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)〜(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)〜(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)〜(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)〜(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)〜(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)〜(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 (4)
- 画像表示素子に表示された画像を、投射光学系により被投射面に投射して拡大表示する画像表示装置の投射光学系を構成する投射用ズームレンズであって、
拡大側から縮小側へ向かって順次配される第1ないし第4レンズ群を有する4レンズ群構成であり、
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、正または負の屈折力を有し、
第1レンズ群の焦点距離:f1、第2レンズ群の焦点距離:f2、広角端における第1レンズ群から第3レンズ群までの合成焦点距離:f1_3w、広角端における全系の焦点距離:fwが、条件:
(1) 0.3<f1/f2<1.0
(3) 0.6<|f1_3w/fw|<0.9
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記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端における第1レンズ群から第3レンズ群までの合成焦点距離:f1_3wが、条件:
(2) 0<1/|f1_3w|<0.14
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または2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:
(4) 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、
投射されるべき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、前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3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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