JPH04326315A - 投射光学系及びそれを有する光学機器 - Google Patents

投射光学系及びそれを有する光学機器

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JPH04326315A
JPH04326315A JP3097259A JP9725991A JPH04326315A JP H04326315 A JPH04326315 A JP H04326315A JP 3097259 A JP3097259 A JP 3097259A JP 9725991 A JP9725991 A JP 9725991A JP H04326315 A JPH04326315 A JP H04326315A
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    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶パネル等の原画像を
拡大投映するための投射光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より液晶パネル等で形成した原画像
を拡大投映するための投射光学系として、例えば特開昭
６１−１３８８５号公報がある。該公報では図２３に示
す通り、光源と広帯域偏光ビームスプリッタと反射型液
晶装置と投射レンズとを備え、上記光源からの反射光が
上記偏光ビームスプリッタ、投射レンズを介してスクリ
ーン上に投射され、スクリーン上に拡大画像が表示され
るよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、図
２３に示すように上記従来例では、投射レンズ２２と反
射型液晶装置１６、１７、１８の間に偏光ビームスプリ
ッタ１２と２つの色分解用ダイクロプリズム１３、１４
を配置させねばならなかったので、上記反射型液晶装置
１６、１７、１８の幅の３倍以上のバックフォーカスが
投射レンズ２２に要求された。このため全体的に大幅な
小型化が不可能な構成であり、投射レンズはいわゆるレ
トロフォーカスタイプのレンズを用いねばならなかった
のでレンズの大型化やレンズ枚数の増加の原因となって
いた。
【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みて、投射光学
系を小型化することを目的とし、更に投射光学系を小型
化したときのフォーカス変動を抑えることを目的とする
。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】そして本発明の特徴と
することろは、原画像をスクリーン側へ投射する投射光
学系においてスクリーン側から順に正の屈折力を有する
第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群で構成
される投射レンズの前記第１レンズ群と前記第２レンズ
群の間に照明光源からの光を前記第２レンズ群を通して
前記原画像へ導くための反射部材を配置するとともに、
前記第１レンズ群を構成する複数のレンズのうちのある
レンズを移動させてフォーカシングを行うこにある。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の第１実施例の要部断面図を示
し、１は第１レンズ群の前群を構成する負レンズ、２は
第１レンズ群の後群を構成する正レンズ、３は第２レン
ズ群で正の屈折力を持つ。４は例えばＳ波を反射させる
反射面４ａを有するプリズムブロック、５は色分解を行
うための公知のクロスダイクロイックプリズム、９は光
源、６、７、８は反射型液晶表示装置で原画像を形成し
ている。
【０００７】こういった構成のもとで、光源９から放射
された白色照明光は反射面４ａでＳ波だけが反射され第
２レンズ群３で集光され、次にクロスダイクロプリズム
５で３色に分解され原画像６、７、８に達する。そして
、各色域に分解された光は、反射型液晶装置の原画像に
より反射され、形成される表示情報に従って各色の濃淡
がつけられ、再度クロスダイクロイックプリズム５で反
射される。尚、反射された光は液晶表示によってＰ波に
偏向されている。そして合成された光は第２レンズ群３
で集光され反射面４ａを通過し、更に第１レンズ群１、
２で集光されて不図示のスクリーンへ投射される。
【０００８】ここで、図１においては、反射面４ａを偏
光ビームスプリッタとして構成したが、この反射面４ａ
を図３に示すようにハーフミラー１０や図４に示すよう
に反射部と透過部が交互に配置されるドットミラー１１
に置き換えてもさしつかえない。
【０００９】さて、本発明に関する投射レンズは、照明
光源９の光を反射面４ａを介し第２レンズ群を通して各
液晶表示装置へ照明するように構成するとともに、第１
レンズ群を負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有す
る後群に分け、このレンズ間隔を変えてファーカシング
を行うようにしている。
【００１０】そして、本発明では、全系の光学性能を良
好に維持するとともに、この第１レンズ群でフォーカシ
ングを行ったときの収差変動を抑えるために以下の条件
式を満足させることが望ましい。尚、図面における矢印
はフォーカスレンズの移動方向を示す。
【００１１】それは、前記投射レンズ全系の屈折力をψ
，前記第１レンズ群のフォーカシングで移動するレンズ
群の屈折力をアッベ数の平均値を各々ψ１ｆ，ν１ｆ，
前記第１レンズ群の固定レンズ群のアッベ数の平均値を
ν１ｓ，としたとき、 ０．４＜｜ψ１ｆ／ψ｜＜１．５…（１）０．８＜ν１
ｆ／ν１ｓ＜１．２…（２）なる条件式である。
【００１２】条件式（１）は全系のパワーに対する第１
レンズ群のフォーカシングレンズのパワーの比を示すも
ので、条件式の下限値を越えると第１レンズ群のフォー
カシングレンズのパワーが弱くなりすぎフォーカシング
の移動量が増加し、前玉径の増大をまねくので好ましく
ない。
【００１３】また、条件式の上限値を越えると第１群の
フォーカシングレンズのパワーが強まるので、スクリー
ンの距離の変化に対する収差変動、特に球面収差や像面
湾曲収差の収差変動が大きくなるので好ましくない。
【００１４】条件式（２）は第１レンズ群のフォーカシ
ングレンズ群のアッベ数の平均値と第１レンズ群の固定
レンズのアッベ数の平均値の比を限定したもので、条件
式の範囲外では倍率色収差の発生が著しく好ましくない
。
【００１５】ところで、本発明に関する投射光学系では
、スクリーン上で反射面４ａによる照明光のケラレやか
げりが生じないように投射レンズの瞳の位置を反射面４
ａの位置に近づけているが、この時良好にスクリーンへ
照明できるようにするためには、反射面あるいは反射面
の延長面と投射レンズの光軸との交点から第２レンズ群
のスクリーン側のレンズ面までの空気換算光路長をｄ，
前記第２レンズ群の屈折力をψ２とするとき、０．１５
＜ｄ・ψ２＜０．３０…（３）なる条件式を満足させる
ことが望ましい。
【００１６】この条件式（３）の下限値を越えると照明
光がけられてしまい好ましくない。一方、上限値を越え
ると第２レンズ群のレンズ径の増大をきたして好ましく
ない。
【００１７】次に、本発明に関する光学系の数値実施例
を示す。数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ
番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目
のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より
順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数であ
る。
【００１８】
【外１】
【００１９】
【外２】
【００２０】
【外３】
【００２１】
【外４】
【００２２】
【外５】
【００２３】
【外６】
【００２４】
【発明の効果】以上のように正の第１レンズ群と正の第
２レンズ群の間に反射部材を設け照明光を入射させる光
学系であって、スクリーン側の第１レンズ群の一部のレ
ンズ群を移動させることによりフォーカシングを行うこ
とにより、非常にコンパクトな光射光学系が実施できる
。またフォーカシングレンズ群が軽くフォーカシングの
電動化にも有利である。
【００２５】また、距離変化による収差変動が少ないと
いう利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例１の光学断面図。
【図２】本発明の第２実施例１の光学断面図。
【図３】本発明の第３実施例１の光学断面図。
【図４】本発明の第４実施例１の光学断面図。
【図５】本発明の第１数値実施例のレンズ断面図。
【図６】本発明の第１数値実施例の収差図。（倍率４０
×）
【図７】本発明の第１数値実施例の収差図。（倍率２０
×）
【図８】本発明の第２数値実施例のレンズ断面図。
【図９】本発明の第２数値実施例の収差図。（倍率４０
×）
【図１０】本発明の第２数値実施例の収差図。（倍率２
０×）
【図１１】本発明の第３数値実施例のレンズ断面図。
【図１２】本発明の第３数値実施例の収差図。（倍率４
０×）
【図１３】本発明の第３数値実施例の収差図。（倍率２
０×）
【図１４】本発明の第４数値実施例のレンズ断面図。
【図１５】本発明の第４数値実施例の収差図。（倍率４
０×）
【図１６】本発明の第４数値実施例の収差図。（倍率２
０×）
【図１７】本発明の数値実施例４のレンズ断面図。
【図１８】本発明の数値実施例４の収差図。（倍率４０
×）
【図１９】本発明の数値実施例４の収差図。（倍率２０
×）
【図２０】本発明の数値実施例５のレンズ断面図。
【図２１】本発明の数値実施例５の収差図。（倍率４０
×）
【図２２】本発明の数値実施例５の収差図。（倍率２０
×）
【図２３】従来の投射光学系の要部断面図。
【符号の説明】
１　　第１レンズ群の前群 ２　　第１レンズ群後群 ３　　第２レンズ群 ４　　反射部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　原画像をスクリーン側へ投射する投射
    光学系においてスクリーン側から順に正の屈折力を有す
    る第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群で構
    成される投射レンズの前記第１レンズ群と前記第２レン
    ズ群の間に照明光源からの光を前記第２レンズ群を通し
    て前記原画像へ導くための反射部材を配置するとともに
    、前記第１レンズ群を構成する複数のレンズのうちのあ
    るレンズを移動させてフォーカシングを行うことを特徴
    とする投射光学系。
  2. 【請求項２】　　前記第１レンズ群は、スクリーン側か
    ら順に負の屈折力の前記、正の屈折力を有する後群を有
    し、前記前群と後群との空気間隔を変えて、フォーカシ
    ングを行うことを特徴とする請求項１の投射光学系。
  3. 【請求項３】　　前記投射レンズ全系の屈折力をψ，前
    記第１レンズ群のフォーカシングで移動するレンズ群の
    屈折力とアッベ数の平均値を各々ψ１ｆ，ν１ｆ，前記
    第１レンズ群の固定レンズ群のアッベ数の平均値をν１
    ｓ，としたとき、 ０．４＜｜ψ１ｆ／ψ｜＜１．５ ０．８＜ν１ｆ／ν１ｓ＜１．２ なる条件を満足することを特徴とする請求項２、あるい
    は請求項３の投射光学系。
  4. 【請求項４】　　前記反射部材の反射面あるいは反射面
    の延長面と投射レンズの光軸との交点から第２レンズ群
    のスクリーン側のレンズ面までの空気換算光路長をｄ，
    前記第２レンズ群の屈折力をψ２とするとき、０．１５
    ＜ｄ・ψ２＜０．３０ なる条件式を満足することを特徴とする請求項３の投射
    光学系。
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