JPH06317742A - 投影レンズ - Google Patents
投影レンズInfo
- Publication number
- JPH06317742A JPH06317742A JP10819193A JP10819193A JPH06317742A JP H06317742 A JPH06317742 A JP H06317742A JP 10819193 A JP10819193 A JP 10819193A JP 10819193 A JP10819193 A JP 10819193A JP H06317742 A JPH06317742 A JP H06317742A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- group
- screen
- projection
- liquid crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】液晶表示パネルの表示画像をスクリーンに高コ
ントラストで投影することのできる投影レンズを提供す
る。 【構成】スクリーン面に対向する前群レンズ１０を逆望
遠型のレンズ構成とすると共に前群レンズ１０の後側に
配置される後群レンズ２０の前側焦点ｆを前群レンズ１
０の射出瞳位置に設け、かつ前群レンズ１０および後群
レンズ２０の合成焦点距離をＦ、前記後群レンズの焦点
距離をＦｃとしたとき、３．０Ｆ＜Ｆｃ＜３．７Ｆの条
件を満たすことを特徴とする。
ントラストで投影することのできる投影レンズを提供す
る。 【構成】スクリーン面に対向する前群レンズ１０を逆望
遠型のレンズ構成とすると共に前群レンズ１０の後側に
配置される後群レンズ２０の前側焦点ｆを前群レンズ１
０の射出瞳位置に設け、かつ前群レンズ１０および後群
レンズ２０の合成焦点距離をＦ、前記後群レンズの焦点
距離をＦｃとしたとき、３．０Ｆ＜Ｆｃ＜３．７Ｆの条
件を満たすことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３枚の液晶表示パネル
を用いてスクリーンにフルカラーの光学像を投影する投
影型液晶表示装置に使用される投影レンズに関する。
を用いてスクリーンにフルカラーの光学像を投影する投
影型液晶表示装置に使用される投影レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、プロジェクションテレビと称さ
れる投影型表示装置は、スクリーンに投影される画像を
形成する手段としてブラウン管を使用し、このブラウン
管から射出した高輝度の画像光を投影レンズを介してス
クリーンに投影する構成となっている。
れる投影型表示装置は、スクリーンに投影される画像を
形成する手段としてブラウン管を使用し、このブラウン
管から射出した高輝度の画像光を投影レンズを介してス
クリーンに投影する構成となっている。
【０００３】このような構成の投影型表示装置は、スク
リーンにフルカラーの画像を拡大投影することが可能で
あるが、画像形成手段としてブラウン管を使用している
ため、装置本体が大型化するなどの問題がある。そこ
で、このような不具合を解消するために、画像形成手段
として３枚の液晶表示パネルを使用し、これら液晶表示
パネルの表示画像をスクリーンに拡大投影するようにし
た投影型液晶表示装置が開発されている。
リーンにフルカラーの画像を拡大投影することが可能で
あるが、画像形成手段としてブラウン管を使用している
ため、装置本体が大型化するなどの問題がある。そこ
で、このような不具合を解消するために、画像形成手段
として３枚の液晶表示パネルを使用し、これら液晶表示
パネルの表示画像をスクリーンに拡大投影するようにし
た投影型液晶表示装置が開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した投影型液晶表
示装置は、ブラウン管を使用した投影型表示装置に比べ
て装置本体の薄型化を図ることができるという利点を有
するが、次のような解決すべき課題がある。すなわち、
画像形成手段として液晶表示パネルを使用した投影型液
晶表示装置は、液晶表示パネルから垂直に近い角度で射
出してくる光線を利用しなければならない。また、この
種の投影型表示装置の液晶表示パネルはマトリックス電
極を用いて駆動されるため、ブラウン管の表示画像を投
影する場合と異なり、投影画像の歪曲を電気的に補正す
ることが困難である。さらに、３枚の液晶表示パネルを
使用しているため、これら液晶表示パネルからの透過光
を１つの光束に合成する光合成素子を液晶表示パネルと
投影レンズとの間に配置する空間を確保する必要があ
る。
示装置は、ブラウン管を使用した投影型表示装置に比べ
て装置本体の薄型化を図ることができるという利点を有
するが、次のような解決すべき課題がある。すなわち、
画像形成手段として液晶表示パネルを使用した投影型液
晶表示装置は、液晶表示パネルから垂直に近い角度で射
出してくる光線を利用しなければならない。また、この
種の投影型表示装置の液晶表示パネルはマトリックス電
極を用いて駆動されるため、ブラウン管の表示画像を投
影する場合と異なり、投影画像の歪曲を電気的に補正す
ることが困難である。さらに、３枚の液晶表示パネルを
使用しているため、これら液晶表示パネルからの透過光
を１つの光束に合成する光合成素子を液晶表示パネルと
投影レンズとの間に配置する空間を確保する必要があ
る。
【０００５】上述した課題は投影型液晶表示装置のコン
パクト化を図るのに必要な投影レンズの広角化や投影レ
ンズ自体の小型化を図るのに大きな障害となる。本発明
は上述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は
液晶表示パネルの表示画像をスクリーンに高コントラス
トで投影することのできる投影レンズを提供することに
ある。
パクト化を図るのに必要な投影レンズの広角化や投影レ
ンズ自体の小型化を図るのに大きな障害となる。本発明
は上述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は
液晶表示パネルの表示画像をスクリーンに高コントラス
トで投影することのできる投影レンズを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、液晶表示パネルを透過した透過光をスクリ
ーンに投影する投影レンズであって、前記スクリーンに
対向する逆望遠型の前群レンズと、この前群レンズの射
出瞳位置付近に前側焦点を有する後群レンズとからな
り、前記前群レンズおよび後群レンズの合成焦点距離を
Ｆ、前記後群レンズの焦点距離をＦｃとしたとき、３．
０Ｆ＜Ｆｃ＜３．７Ｆの条件を満たすことを特徴とす
る。
に本発明は、液晶表示パネルを透過した透過光をスクリ
ーンに投影する投影レンズであって、前記スクリーンに
対向する逆望遠型の前群レンズと、この前群レンズの射
出瞳位置付近に前側焦点を有する後群レンズとからな
り、前記前群レンズおよび後群レンズの合成焦点距離を
Ｆ、前記後群レンズの焦点距離をＦｃとしたとき、３．
０Ｆ＜Ｆｃ＜３．７Ｆの条件を満たすことを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】本発明においては、スクリーンに対向する前群
レンズを逆望遠型のレンズ構成とすることにより、投影
レンズの広角化を達成することができる。また、前群レ
ンズの後側に配置される後群レンズの前側焦点を前群レ
ンズの射出瞳位置付近に設けることにより、後群レンズ
がテレセントリック性を持つことになり、液晶表示パネ
ルの表示画像をスクリーンに高コントラストで投影する
ことができる。さらに、前群レンズおよび後群レンズの
合成焦点距離をＦ、後群レンズの焦点距離をＦｃとした
とき、３．０Ｆ＜Ｆｃ＜３．７Ｆの条件を満たすことに
より、前群レンズと後群レンズとの間にダイクロイック
ミラー等の光合成素子を配置することが可能な空間を確
保することができる。
レンズを逆望遠型のレンズ構成とすることにより、投影
レンズの広角化を達成することができる。また、前群レ
ンズの後側に配置される後群レンズの前側焦点を前群レ
ンズの射出瞳位置付近に設けることにより、後群レンズ
がテレセントリック性を持つことになり、液晶表示パネ
ルの表示画像をスクリーンに高コントラストで投影する
ことができる。さらに、前群レンズおよび後群レンズの
合成焦点距離をＦ、後群レンズの焦点距離をＦｃとした
とき、３．０Ｆ＜Ｆｃ＜３．７Ｆの条件を満たすことに
より、前群レンズと後群レンズとの間にダイクロイック
ミラー等の光合成素子を配置することが可能な空間を確
保することができる。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す投影レンズ
の構成図であり、この投影レンズは、前群レンズ１０
と、この前群レンズ１０の後側に配置された後群レンズ
２０とで構成されている。
の構成図であり、この投影レンズは、前群レンズ１０
と、この前群レンズ１０の後側に配置された後群レンズ
２０とで構成されている。
【０００９】上記前群レンズ１０はスクリーン側に凸の
レンズ面を向けた負のメニスカスレンズ１１と、このメ
ニスカスレンズ１１の後側に配置された両凸レンズ１２
と、この両凸レンズ１２の後側に配置された両凹レンズ
１３と、この両凹レンズ１３の後側に配置された接合レ
ンズ１４と、この接合レンズ１４の後側に配置された両
凸レンズ１５とからなり、全体として逆望遠型のレンズ
構成となっている。
レンズ面を向けた負のメニスカスレンズ１１と、このメ
ニスカスレンズ１１の後側に配置された両凸レンズ１２
と、この両凸レンズ１２の後側に配置された両凹レンズ
１３と、この両凹レンズ１３の後側に配置された接合レ
ンズ１４と、この接合レンズ１４の後側に配置された両
凸レンズ１５とからなり、全体として逆望遠型のレンズ
構成となっている。
【００１０】なお、上記接合レンズ１４は収差補正効果
を高めるためのものであり、スクリーン側に凹面を向け
た負レンズ１４ａと、この負レンズ１４ａの凹面に接合
された両凸レンズ１４ｂとで構成されている。
を高めるためのものであり、スクリーン側に凹面を向け
た負レンズ１４ａと、この負レンズ１４ａの凹面に接合
された両凸レンズ１４ｂとで構成されている。
【００１１】一方、上記後群レンズ２０は、スクリーン
側に凸面を向けた正のメニスカスレンズから構成され、
前群レンズ１０の射出瞳位置付近に前側焦点ｆを有して
いる。
側に凸面を向けた正のメニスカスレンズから構成され、
前群レンズ１０の射出瞳位置付近に前側焦点ｆを有して
いる。
【００１２】また、この実施例の投影レンズは、前群レ
ンズ１０と後群レンズ２０の合成焦点距離をＦ、上記メ
ニスカスレンズ１１，両凸レンズ１２および両凹レンズ
１３の合成焦点距離をＦａ、上記接合レンズ１４および
両凸レンズ１５の合成焦点距離をＦｂ、後群レンズ２０
の焦点距離をＦｃとしたとき、 ０．９Ｆ＜｜Ｆａ｜＜１．４Ｆ （１） １．５Ｆ＜Ｆｂ＜１．８Ｆ （２） ３．０Ｆ＜Ｆｃ＜３．７Ｆ （３） の条件を満たす構成となっている。
ンズ１０と後群レンズ２０の合成焦点距離をＦ、上記メ
ニスカスレンズ１１，両凸レンズ１２および両凹レンズ
１３の合成焦点距離をＦａ、上記接合レンズ１４および
両凸レンズ１５の合成焦点距離をＦｂ、後群レンズ２０
の焦点距離をＦｃとしたとき、 ０．９Ｆ＜｜Ｆａ｜＜１．４Ｆ （１） １．５Ｆ＜Ｆｂ＜１．８Ｆ （２） ３．０Ｆ＜Ｆｃ＜３．７Ｆ （３） の条件を満たす構成となっている。
【００１３】ここで、条件（１）は前群レンズ１０のメ
ニスカスレンズ１１、両凸レンズ１２および両凹レンズ
１３に適切な負の屈折力を与え、長いバックフォーカス
を得るための条件であり、この条件（１）の下限を下回
ると、バックフォーカスが長くなり、小型化には良い
が、大画角につれて大きい非点収差を発生し、負の歪曲
収差も補正困難となる。逆に、条件（１）の上限を上回
るとバックフォーカスが短くなり、結果としてレンズ長
が長くなる。
ニスカスレンズ１１、両凸レンズ１２および両凹レンズ
１３に適切な負の屈折力を与え、長いバックフォーカス
を得るための条件であり、この条件（１）の下限を下回
ると、バックフォーカスが長くなり、小型化には良い
が、大画角につれて大きい非点収差を発生し、負の歪曲
収差も補正困難となる。逆に、条件（１）の上限を上回
るとバックフォーカスが短くなり、結果としてレンズ長
が長くなる。
【００１４】条件（２）は前群レンズ１０の接合レンズ
１４および両凸レンズ１５に適切な正の屈折力を与える
ための条件であり、この条件（２）の下限を下回るとバ
ックフォーカスが短くなり、逆に条件（２）の上限を上
回るとレンズ長が長くなる。
１４および両凸レンズ１５に適切な正の屈折力を与える
ための条件であり、この条件（２）の下限を下回るとバ
ックフォーカスが短くなり、逆に条件（２）の上限を上
回るとレンズ長が長くなる。
【００１５】後群レンズ２０は、液晶表示パネルからの
光束を前群レンズ１０に有効に入射させるために設けら
れている。また、後群レンズ２０の作用として、メニス
カスレンズ１１、両凸レンズ１２および両凹レンズ１３
の負の強い屈折力による像面の湾曲を接合レンズ１４お
よび両凸レンズ１５と共にバランスを保つのに役立って
いる。その条件が（３）であり、下限を下回ると像面湾
曲がアンダーになり過ぎ、上限を上回ると像面湾曲がオ
ーバーになり過ぎ、スクリーンの中央部と周辺部とで映
像のフォーカス差が容認し得なくなる。
光束を前群レンズ１０に有効に入射させるために設けら
れている。また、後群レンズ２０の作用として、メニス
カスレンズ１１、両凸レンズ１２および両凹レンズ１３
の負の強い屈折力による像面の湾曲を接合レンズ１４お
よび両凸レンズ１５と共にバランスを保つのに役立って
いる。その条件が（３）であり、下限を下回ると像面湾
曲がアンダーになり過ぎ、上限を上回ると像面湾曲がオ
ーバーになり過ぎ、スクリーンの中央部と周辺部とで映
像のフォーカス差が容認し得なくなる。
【００１６】上述したように投影レンズの前群レンズ１
０を逆望遠型のレンズ構成とすると共に後群レンズ２０
の前側焦点ｆを前群レンズ１の射出瞳位置付近に設ける
ことにより、投影レンズの広画角化が達成されると共に
液晶表示パネルの表示画像をスクリーンに高コントラス
トで投影することができる。
０を逆望遠型のレンズ構成とすると共に後群レンズ２０
の前側焦点ｆを前群レンズ１の射出瞳位置付近に設ける
ことにより、投影レンズの広画角化が達成されると共に
液晶表示パネルの表示画像をスクリーンに高コントラス
トで投影することができる。
【００１７】なお、図１に示した投影レンズは、スクリ
ーン側から順に各レンズ面の曲率半径をｒ1 ，ｒ2 ，…
ｒ13，各レンズ面の面間隔をｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄ12、各
レンズのｄ線における屈折率をｎ1 ，ｎ2 ，…，ｎ12、
各レンズのｄ線に対するアッペ数をν1 ，ν2 ，…，ν
7 とすると、表１に示す値に設定されている。
ーン側から順に各レンズ面の曲率半径をｒ1 ，ｒ2 ，…
ｒ13，各レンズ面の面間隔をｄ1 ，ｄ2 ，…，ｄ12、各
レンズのｄ線における屈折率をｎ1 ，ｎ2 ，…，ｎ12、
各レンズのｄ線に対するアッペ数をν1 ，ν2 ，…，ν
7 とすると、表１に示す値に設定されている。
【００１８】
【表１】 なお、ｒ12およびｒ13は非球面であり、次式により算出
される。
される。
【００１９】
【数１】 ただし、Ｙは光軸に垂直な高さ、ｆ（Ｙ）は光軸の変位
量、ｒは近軸基準曲率半径であり、ｒ12は ε＝−３．７２２２１２１ Ａ4 ＝−０．２７４８８７７×１０-11 Ａ6 ＝−０．３８６１５７８×１０-13 Ａ8 ＝−０．９０６９８０８×１０-16 Ａ10＝−０．１９２７８９９×１０-18 ｒ13は ε＝０．９６９９５６×１０-1 Ａ4 ＝０．３１３２０３３×１０-11 Ａ6 ＝０．２９０８３０７×１０-13 Ａ8 ＝０．８５９４０６９×１０-16 Ａ10＝０．１４４１１６３×１０-18 となっている。図２は図１に示した投影レンズの球面収
差、非点収差、歪曲収差の特性を示す図である。
量、ｒは近軸基準曲率半径であり、ｒ12は ε＝−３．７２２２１２１ Ａ4 ＝−０．２７４８８７７×１０-11 Ａ6 ＝−０．３８６１５７８×１０-13 Ａ8 ＝−０．９０６９８０８×１０-16 Ａ10＝−０．１９２７８９９×１０-18 ｒ13は ε＝０．９６９９５６×１０-1 Ａ4 ＝０．３１３２０３３×１０-11 Ａ6 ＝０．２９０８３０７×１０-13 Ａ8 ＝０．８５９４０６９×１０-16 Ａ10＝０．１４４１１６３×１０-18 となっている。図２は図１に示した投影レンズの球面収
差、非点収差、歪曲収差の特性を示す図である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、ス
クリーン面に対向する前群レンズを逆望遠型のレンズ構
成とすると共に前群レンズの後側に配置される後群レン
ズの前側焦点を前群レンズの射出瞳位置に設け、かつ前
群レンズおよび後群レンズの合成焦点距離をＦ、前記後
群レンズの焦点距離をＦｃとしたとき、３．０Ｆ＜Ｆｃ
＜３．７Ｆの条件を満たすことにより、液晶表示パネル
の表示画像をスクリーンに高コントラストで投影するこ
とのできる投影レンズを提供できる。
クリーン面に対向する前群レンズを逆望遠型のレンズ構
成とすると共に前群レンズの後側に配置される後群レン
ズの前側焦点を前群レンズの射出瞳位置に設け、かつ前
群レンズおよび後群レンズの合成焦点距離をＦ、前記後
群レンズの焦点距離をＦｃとしたとき、３．０Ｆ＜Ｆｃ
＜３．７Ｆの条件を満たすことにより、液晶表示パネル
の表示画像をスクリーンに高コントラストで投影するこ
とのできる投影レンズを提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る投影レンズの構成を示
す図。
す図。
【図２】同実施例に係る投影レンズの特性を示す図。
１０…前群レンズ ２０…後群レンズ
Claims (1)
- 【請求項１】 液晶表示パネルを透過した透過光をスク
リーンに投影する投影レンズであって、前記スクリーン
に対向する逆望遠型の前群レンズと、この前群レンズの
射出瞳位置付近に前側焦点を有する後群レンズとからな
り、前記前群レンズおよび後群レンズの合成焦点距離を
Ｆ、前記後群レンズの焦点距離をＦcとしたとき、３．
０Ｆ＜Ｆc ＜３．７Ｆの条件を満たすことを特徴とする
投影レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10819193A JPH06317742A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | 投影レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10819193A JPH06317742A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | 投影レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317742A true JPH06317742A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=14478317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10819193A Pending JPH06317742A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | 投影レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06317742A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5625495A (en) * | 1994-12-07 | 1997-04-29 | U.S. Precision Lens Inc. | Telecentric lens systems for forming an image of an object composed of pixels |
| US5870228A (en) * | 1996-05-24 | 1999-02-09 | U.S. Precision Lens Inc. | Projection lenses having larger back focal length to focal length ratios |
| US10527824B2 (en) | 2012-07-06 | 2020-01-07 | Largan Precision Co., Ltd. | Optical image capturing system |
-
1993
- 1993-05-10 JP JP10819193A patent/JPH06317742A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5625495A (en) * | 1994-12-07 | 1997-04-29 | U.S. Precision Lens Inc. | Telecentric lens systems for forming an image of an object composed of pixels |
| USRE39424E1 (en) * | 1994-12-07 | 2006-12-12 | 3M Innovative Properties Company | Telecentric lens systems for forming an image of an object composed of pixels |
| US5870228A (en) * | 1996-05-24 | 1999-02-09 | U.S. Precision Lens Inc. | Projection lenses having larger back focal length to focal length ratios |
| US5969876A (en) * | 1996-05-24 | 1999-10-19 | U.S. Precision Lens Inc. | Projection lenses having large back focal length to focal length ratios |
| US10527824B2 (en) | 2012-07-06 | 2020-01-07 | Largan Precision Co., Ltd. | Optical image capturing system |
| US10890740B2 (en) | 2012-07-06 | 2021-01-12 | Largan Precision Co., Ltd. | Optical image capturing system |
| US11360291B2 (en) | 2012-07-06 | 2022-06-14 | Largan Precision Co., Ltd. | Optical image capturing system |
| US11789242B2 (en) | 2012-07-06 | 2023-10-17 | Largan Precision Co., Ltd. | Optical image capturing system |
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