JPH07294809A - 投射レンズ - Google Patents
投射レンズInfo
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- JPH07294809A JPH07294809A JP9255494A JP9255494A JPH07294809A JP H07294809 A JPH07294809 A JP H07294809A JP 9255494 A JP9255494 A JP 9255494A JP 9255494 A JP9255494 A JP 9255494A JP H07294809 A JPH07294809 A JP H07294809A
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- JP
- Japan
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- lens group
- lens
- refractive power
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- positive refractive
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で液晶表示素子上の画像を拡大投射する
際、投射面の画像の歪みが少なく、周辺減光が少なくか
つ諸収差が良好に補正された高性能な投射レンズを提供
する。 【構成】 投射側より正の屈折力を持つ第１レンズ群
１、正の屈折力を持つ第２レンズ群２、負の屈折力を持
つ第３レンズ群３、正の屈折力を持つ第４レンズ群４及
び正の屈折力を持つ第５レンズ群５よりなるレンズ系か
ら構成した。
際、投射面の画像の歪みが少なく、周辺減光が少なくか
つ諸収差が良好に補正された高性能な投射レンズを提供
する。 【構成】 投射側より正の屈折力を持つ第１レンズ群
１、正の屈折力を持つ第２レンズ群２、負の屈折力を持
つ第３レンズ群３、正の屈折力を持つ第４レンズ群４及
び正の屈折力を持つ第５レンズ群５よりなるレンズ系か
ら構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プロジェクター、特に
単板式液晶プロジェクターの投射レンズに使用して最適
な投射レンズに関するものである。
単板式液晶プロジェクターの投射レンズに使用して最適
な投射レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、大画面表示装置としてプロジ
ェクターテレビや液晶式プロジェクターが広く知られて
いるが、特に最近、小型の液晶表示素子が開発され、こ
のため、装置全体がコンパクト化され、小型の光学系が
求められている。
ェクターテレビや液晶式プロジェクターが広く知られて
いるが、特に最近、小型の液晶表示素子が開発され、こ
のため、装置全体がコンパクト化され、小型の光学系が
求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示素子はそのも
のの画像の歪みがないので、レンズの歪曲収差をできる
限り少なくしなければならない。
のの画像の歪みがないので、レンズの歪曲収差をできる
限り少なくしなければならない。
【０００４】また、液晶表示素子は光の透過や反射によ
る角度によって透過率や反射率が異なる指向性があるの
で、特に周辺の光線はテレセントリック性が必要であ
る。
る角度によって透過率や反射率が異なる指向性があるの
で、特に周辺の光線はテレセントリック性が必要であ
る。
【０００５】また、一般に液晶プロジェクターの光源
は、ハロゲンランプやメタルハライドランプ等が用いら
れ、このため、できる限りランプの発熱を抑えるため小
電力のランプが使用される。しかも、レンズ側では光源
からの光を最大限に利用するため口径比の小さな明るい
レンズが必要となる。
は、ハロゲンランプやメタルハライドランプ等が用いら
れ、このため、できる限りランプの発熱を抑えるため小
電力のランプが使用される。しかも、レンズ側では光源
からの光を最大限に利用するため口径比の小さな明るい
レンズが必要となる。
【０００６】本発明は、上述したような課題に鑑み、小
型で液晶表示素子上の画像を拡大投射する際、投射面の
画像の歪みが少なく、周辺減光が少なくかつ諸収差が良
好に補正された高性能な投射レンズを提供することを目
的とするものである。
型で液晶表示素子上の画像を拡大投射する際、投射面の
画像の歪みが少なく、周辺減光が少なくかつ諸収差が良
好に補正された高性能な投射レンズを提供することを目
的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明による投射レンズは、投射側より正の屈折力
を持つ第１レンズ群、正の屈折力を持つ第２レンズ群、
負の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４
レンズ群及び正の屈折力を持つ第５レンズ群よりなるレ
ンズ系において、以下の条件式を満足して構成されるよ
うにしたものである。 −９．０＜Ｆ１＋Ｆ２３＋Ｆ５−Ｆ＜２．０ （１） ただし、 Ｆ１は第１レンズ群の焦点距離 Ｆ２３は第２のレンズ群から第３レンズ群までの合成焦
点距離 Ｆ５は第５レンズ群の焦点距離 Ｆは全系の焦点距離
め、本発明による投射レンズは、投射側より正の屈折力
を持つ第１レンズ群、正の屈折力を持つ第２レンズ群、
負の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４
レンズ群及び正の屈折力を持つ第５レンズ群よりなるレ
ンズ系において、以下の条件式を満足して構成されるよ
うにしたものである。 −９．０＜Ｆ１＋Ｆ２３＋Ｆ５−Ｆ＜２．０ （１） ただし、 Ｆ１は第１レンズ群の焦点距離 Ｆ２３は第２のレンズ群から第３レンズ群までの合成焦
点距離 Ｆ５は第５レンズ群の焦点距離 Ｆは全系の焦点距離
【０００８】また、本発明の好ましい実施例による投射
レンズは、第４レンズ群は少なくとも正のメニスカスレ
ンズを含み、第５レンズ群は正の屈折力を持つレンズを
含み、以下の条件式を満足して構成されるようにしたも
のである。 ０．２＜Ｄ６／Ｆ＜０．７ （２） １．８＜Ｆ４／Ｆ＜２．６ （３） ０．５＜Ｆ４５／Ｆ＜０．８ （４） ０．０２＜（Ｒ８−Ｒ７）／Ｆ＜０．１ （５） ただし、 Ｄ６は第３レンズ群と第４レンズ群の中心空気間隔 Ｆは全系の焦点距離 Ｆ４は第４レンズ群の焦点距離 Ｆ４５は第４レンズ群から第５レンズ群までの合成焦点
距離 Ｒ７は投射側より順に７番目の曲率半径 Ｒ８は投射側より順に８番目の曲率半径
レンズは、第４レンズ群は少なくとも正のメニスカスレ
ンズを含み、第５レンズ群は正の屈折力を持つレンズを
含み、以下の条件式を満足して構成されるようにしたも
のである。 ０．２＜Ｄ６／Ｆ＜０．７ （２） １．８＜Ｆ４／Ｆ＜２．６ （３） ０．５＜Ｆ４５／Ｆ＜０．８ （４） ０．０２＜（Ｒ８−Ｒ７）／Ｆ＜０．１ （５） ただし、 Ｄ６は第３レンズ群と第４レンズ群の中心空気間隔 Ｆは全系の焦点距離 Ｆ４は第４レンズ群の焦点距離 Ｆ４５は第４レンズ群から第５レンズ群までの合成焦点
距離 Ｒ７は投射側より順に７番目の曲率半径 Ｒ８は投射側より順に８番目の曲率半径
【０００９】
【作用】上述したように構成した本発明における投射レ
ンズは、光源からの光が液晶表示素子上で形成される画
像を通過し、効率よくレンズに取り込むことにより、ス
クリーン上にコントラストよく拡大投射することができ
る。
ンズは、光源からの光が液晶表示素子上で形成される画
像を通過し、効率よくレンズに取り込むことにより、ス
クリーン上にコントラストよく拡大投射することができ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明による投射レンズの実施例に示
した図面を参照して説明する。図１、図５及び図９は本
発明の実施例１，２及び３に対応するレンズの断面図を
示す。
した図面を参照して説明する。図１、図５及び図９は本
発明の実施例１，２及び３に対応するレンズの断面図を
示す。
【００１１】各図において、本発明による投射レンズは
図示しないスクリーン側（左側方）からレンズ群が以下
のような順で配列されている。
図示しないスクリーン側（左側方）からレンズ群が以下
のような順で配列されている。
【００１２】符号１は正の屈折力を有する第１レンズ
群、２は正の屈折力を有する第２レンズ群、３は負の屈
折力を有する第３レンズ群、４は正の屈折力を有する第
４レンズ群、そして、５は正の屈折力を有する第５レン
ズ群である。
群、２は正の屈折力を有する第２レンズ群、３は負の屈
折力を有する第３レンズ群、４は正の屈折力を有する第
４レンズ群、そして、５は正の屈折力を有する第５レン
ズ群である。
【００１３】次に、上述した目的を達成するための各条
件について説明する。条件式（１）は各レンズ群の焦点
距離のバランスを示す条件であり、上限を越えると正の
レンズ群の屈折力が弱くなるか、負のレンズ群の屈折力
が強くなり、コマ収差、非点収差、歪曲収差が発生し易
くなる。下限を越えると、正のレンズ群の屈折力が強く
なるためバックフォーカスが少なくなったり、周辺減光
が目立ったりする。
件について説明する。条件式（１）は各レンズ群の焦点
距離のバランスを示す条件であり、上限を越えると正の
レンズ群の屈折力が弱くなるか、負のレンズ群の屈折力
が強くなり、コマ収差、非点収差、歪曲収差が発生し易
くなる。下限を越えると、正のレンズ群の屈折力が強く
なるためバックフォーカスが少なくなったり、周辺減光
が目立ったりする。
【００１４】条件式（２）は液晶表示素子上で形成され
る画像上の各点に対しレンズ側へ入射する角度の幅を光
軸に対して多くするための条件であり、上限を越えると
全長が長くなり、また、最低限必要なバックフォーカス
が取れなくなる。下限を越えると小型化はするが、液晶
表示素子上の各点に対しレンズ側へ入射する角度の幅が
光軸に対して少なくなり、周辺減光が目立つ等の不都合
が起こりやすくなる。
る画像上の各点に対しレンズ側へ入射する角度の幅を光
軸に対して多くするための条件であり、上限を越えると
全長が長くなり、また、最低限必要なバックフォーカス
が取れなくなる。下限を越えると小型化はするが、液晶
表示素子上の各点に対しレンズ側へ入射する角度の幅が
光軸に対して少なくなり、周辺減光が目立つ等の不都合
が起こりやすくなる。
【００１５】条件式（３）、（４）、（５）は液晶表示
素子上に形成される各像点に対しレンズ側へ入射する光
束の収差を良好に補正するための条件であり、第４及び
第５レンズ群４，５は軸上の光束と軸外の光束が異なる
部分を通過させることで特にコマ収差、非点収差等の軸
外収差の発生を抑えている。
素子上に形成される各像点に対しレンズ側へ入射する光
束の収差を良好に補正するための条件であり、第４及び
第５レンズ群４，５は軸上の光束と軸外の光束が異なる
部分を通過させることで特にコマ収差、非点収差等の軸
外収差の発生を抑えている。
【００１６】第４レンズ群４は光源からの光が液晶表示
素子を通過して第５レンズ群５より射出する際、光線の
角度が面に対して急激にならない役割を果たし、投射距
離の変化による湾曲収差、歪曲収差の悪化を補正してい
る。
素子を通過して第５レンズ群５より射出する際、光線の
角度が面に対して急激にならない役割を果たし、投射距
離の変化による湾曲収差、歪曲収差の悪化を補正してい
る。
【００１７】第５レンズ群５は液晶表示素子からの光線
を効率よく取り込むように他のレンズ群よりおおきな形
状となっている。
を効率よく取り込むように他のレンズ群よりおおきな形
状となっている。
【００１８】また、条件式（３）は上限を越えると第４
レンズ群４の各面の曲率が強くなりすぎ、加工困難なレ
ンズになったり、第５レンズ群５から出射する光線の角
度がきつくなり、このため負担がかかりすぎて収差補正
が困難となる。また、下限を越えると第４レンズ群４の
各面の曲率が近くなり、加工困難なレンズとなる。これ
を越えると各レンズ群との屈折力のバランスがくずれて
しまう。
レンズ群４の各面の曲率が強くなりすぎ、加工困難なレ
ンズになったり、第５レンズ群５から出射する光線の角
度がきつくなり、このため負担がかかりすぎて収差補正
が困難となる。また、下限を越えると第４レンズ群４の
各面の曲率が近くなり、加工困難なレンズとなる。これ
を越えると各レンズ群との屈折力のバランスがくずれて
しまう。
【００１９】また、条件式（４）は限界を越えると各レ
ンズ群との屈折力のバランスがくずれ本発明のレンズ系
が成立しなくなってしまう。
ンズ群との屈折力のバランスがくずれ本発明のレンズ系
が成立しなくなってしまう。
【００２０】また、条件式（５）は上限を越えるとレン
ズ周囲の厚みが薄くなるため、レンズ中心厚を増やす必
要があり、この結果、レンズ全長が長くなって小型化に
は不利となる。また、下限を越えるとレンズ曲率の差が
小さくなって加工困難となる。
ズ周囲の厚みが薄くなるため、レンズ中心厚を増やす必
要があり、この結果、レンズ全長が長くなって小型化に
は不利となる。また、下限を越えるとレンズ曲率の差が
小さくなって加工困難となる。
【００２１】上述した各条件式に対応した各実施例の値
を以下の表に示す。各実施例においてＲはレンズの曲率
半径、Ｄは中心レンズ厚及び空気間隔、Ｎｄはガラスの
屈折率、Ｖはガラスのアッベ数である。尚、各実施例で
は図示しない液晶表示素子（右側方）の前に平行面板６
が配置されているが、この平行面板６が無いときや、厚
さの異なる平行面板の場合も本発明と同等な収差補正が
行えるものとして含まれるものとする。
を以下の表に示す。各実施例においてＲはレンズの曲率
半径、Ｄは中心レンズ厚及び空気間隔、Ｎｄはガラスの
屈折率、Ｖはガラスのアッベ数である。尚、各実施例で
は図示しない液晶表示素子（右側方）の前に平行面板６
が配置されているが、この平行面板６が無いときや、厚
さの異なる平行面板の場合も本発明と同等な収差補正が
行えるものとして含まれるものとする。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】従って、本発明では上記した表１〜表４か
ら −９．０＜Ｆ１＋Ｆ２３＋Ｆ５−Ｆ＜２．０ （１） ０．２＜Ｄ６／Ｆ＜０．７ （２） １．８＜Ｆ４／Ｆ＜２．６ （３） ０．５＜Ｆ４５／Ｆ＜０．８ （４） ０．０２＜（Ｒ８−Ｒ７）／Ｆ＜０．１ （５） ただし、 Ｆ１は第１レンズ群の焦点距離 Ｆ２３は第２のレンズ群から第３レンズ群までの合成焦
点距離 Ｆ５は第５レンズ群の焦点距離 Ｆは全系の焦点距離 Ｄ６は第３レンズ群と第４レンズ群の中心空気間隔 Ｆ４は第４レンズ群の焦点距離 Ｆ４５は第４レンズ群から第５レンズ群までの合成焦点
距離 Ｒ７は投射側より順に７番目の曲率半径 Ｒ８は投射側より順に８番目の曲率半径 となる条件を満足することによって最適な投射レンズと
なる。
ら −９．０＜Ｆ１＋Ｆ２３＋Ｆ５−Ｆ＜２．０ （１） ０．２＜Ｄ６／Ｆ＜０．７ （２） １．８＜Ｆ４／Ｆ＜２．６ （３） ０．５＜Ｆ４５／Ｆ＜０．８ （４） ０．０２＜（Ｒ８−Ｒ７）／Ｆ＜０．１ （５） ただし、 Ｆ１は第１レンズ群の焦点距離 Ｆ２３は第２のレンズ群から第３レンズ群までの合成焦
点距離 Ｆ５は第５レンズ群の焦点距離 Ｆは全系の焦点距離 Ｄ６は第３レンズ群と第４レンズ群の中心空気間隔 Ｆ４は第４レンズ群の焦点距離 Ｆ４５は第４レンズ群から第５レンズ群までの合成焦点
距離 Ｒ７は投射側より順に７番目の曲率半径 Ｒ８は投射側より順に８番目の曲率半径 となる条件を満足することによって最適な投射レンズと
なる。
【００２７】尚、本発明は、上述しかつ図面に示した実
施例に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範
囲内で種々の変形実施が可能である。
施例に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範
囲内で種々の変形実施が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による投射
レンズは、５つのレンズ群からなり、（１）〜（５）の
各条件式を満足するように構成したことにより、プロジ
ェクター、特に単板式液晶プロジェクター用の投射レン
ズとして小型で液晶表示素子上の画像を拡大投射した
際、投射面の画像の歪みが少ないと共に周辺減光が少な
く、かつ諸収差が良好に補正された高性能なレンズが得
られるという効果がある。
レンズは、５つのレンズ群からなり、（１）〜（５）の
各条件式を満足するように構成したことにより、プロジ
ェクター、特に単板式液晶プロジェクター用の投射レン
ズとして小型で液晶表示素子上の画像を拡大投射した
際、投射面の画像の歪みが少ないと共に周辺減光が少な
く、かつ諸収差が良好に補正された高性能なレンズが得
られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のレンズ構成図である。
【図２】実施例１の投射距離４５００ｍｍのときの諸収
差図である。
差図である。
【図３】実施例１の投射距離１７００ｍｍのときの諸収
差図である。
差図である。
【図４】実施例１の投射距離４５０ｍｍのときの諸収差
図である。
図である。
【図５】実施例２のレンズ構成図である。
【図６】実施例２の投射距離４５００ｍｍのときの諸収
差図である。
差図である。
【図７】実施例２の投射距離１７００ｍｍのときの諸収
差図である。
差図である。
【図８】実施例２の投射距離４５０ｍｍのときの諸収差
図である。
図である。
【図９】実施例３のレンズ構成図である。
【図１０】実施例３の投射距離４５００ｍｍのときの諸
収差図である。
収差図である。
【図１１】実施例３の投射距離１７００ｍｍのときの諸
収差図である。
収差図である。
【図１２】実施例３の投射距離４５０ｍｍのときの諸収
差図である。
差図である。
１ 第１レンズ群 ２ 第２レンズ群 ３ 第３レンズ群 ４ 第４レンズ群 ５ 第５レンズ群
Claims (2)
- 【請求項１】 投射側より正の屈折力を持つ第１レンズ
群、正の屈折力を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持つ
第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群及び正の
屈折力を持つ第５レンズ群よりなるレンズ系において、 以下の条件を満足して構成されることを特徴とする投射
レンズ。 −９．０＜Ｆ１＋Ｆ２３＋Ｆ５−Ｆ＜２．０ （１） ただし、 Ｆ１は第１レンズ群の焦点距離 Ｆ２３は第２のレンズ群から第３レンズ群までの合成焦
点距離 Ｆ５は第５レンズ群の焦点距離 Ｆは全系の焦点距離 - 【請求項２】 請求項１記載の投射レンズにおいて、上
記第４レンズ群は少なくとも正のメニスカスレンズを含
み、上記第５レンズ群は正の屈折力を持つレンズを含
み、以下の条件を満足して構成されることを特徴とする
投射レンズ。 ０．２＜Ｄ６／Ｆ＜０．７ （２） １．８＜Ｆ４／Ｆ＜２．６ （３） ０．５＜Ｆ４５／Ｆ＜０．８ （４） ０．０２＜（Ｒ８−Ｒ７）／Ｆ＜０．１ （５） ただし、 Ｄ６は第３レンズ群と第４レンズ群の中心空気間隔 Ｆは全系の焦点距離 Ｆ４は第４レンズ群の焦点距離 Ｆ４５は第４レンズ群から第５レンズ群までの合成焦点
距離 Ｒ７は投射側より順に７番目の曲率半径 Ｒ８は投射側より順に８番目の曲率半径
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9255494A JPH07294809A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 投射レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9255494A JPH07294809A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 投射レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294809A true JPH07294809A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=14057633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9255494A Pending JPH07294809A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 投射レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07294809A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6115194A (en) * | 1998-07-23 | 2000-09-05 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Projection lens |
| US6124978A (en) * | 1998-07-23 | 2000-09-26 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Projection lens |
| JP2016126133A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 日本電産コパル株式会社 | 撮影レンズ及び光学機器 |
| CN107144967A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-08 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜 |
| CN108802979A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-11-13 | 成都理想境界科技有限公司 | 一种短焦投影物镜以及光纤扫描投影设备 |
| CN114296219A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-08 | 歌尔股份有限公司 | 一种投影镜头以及投影仪 |
| CN115166940A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-10-11 | 浙江舜宇光学有限公司 | 投影镜头 |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP9255494A patent/JPH07294809A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6115194A (en) * | 1998-07-23 | 2000-09-05 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Projection lens |
| US6124978A (en) * | 1998-07-23 | 2000-09-26 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Projection lens |
| DE19933142B4 (de) * | 1998-07-23 | 2005-02-10 | Fuji Photo Optical Co., Ltd., Omiya | Projektionslinse |
| JP2016126133A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 日本電産コパル株式会社 | 撮影レンズ及び光学機器 |
| CN107144967A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-08 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 一种应用于虚拟现实头盔的轻型目镜 |
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| CN114296219A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-08 | 歌尔股份有限公司 | 一种投影镜头以及投影仪 |
| CN114296219B (zh) * | 2021-12-29 | 2023-09-12 | 歌尔光学科技有限公司 | 一种投影镜头以及投影仪 |
| CN115166940A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-10-11 | 浙江舜宇光学有限公司 | 投影镜头 |
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