JPH11149041A - Projecting lens device and projection type picture display device using the device - Google Patents

Projecting lens device and projection type picture display device using the device

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JPH11149041A
JPH11149041A JP22669798A JP22669798A JPH11149041A JP H11149041 A JPH11149041 A JP H11149041A JP 22669798 A JP22669798 A JP 22669798A JP 22669798 A JP22669798 A JP 22669798A JP H11149041 A JPH11149041 A JP H11149041A
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lens
refractive power
projection
screen
optical axis
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Application number
JP22669798A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Hirata
Shigeru Mori
Naoyuki Ogura
Yasuo Otsuka
康男 大塚
直之 小倉
浩二 平田
繁 森
Original Assignee
Hitachi Ltd
株式会社日立製作所
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a projecting lens device compact, to improve the brightness, contrast and focusing performance of a picture by constricting the device with 1st to 3rd lens groups having negative, positive and negative refractive power respectively in order from a screen side. SOLUTION: The 1st lens group is composed of 1st to 4th lenses L1 to L4, all of them having a negative refractive power, the 2nd lens group is composed of 5th to 10th lenses L5 to L10 and these lens groups take a partial charge of the positive refractive power of the whole projecting lens device. The 1st to 2nd lens groups are integrated into an inner lens barrel 1 and fixed to an outer lens barrel 2 by a fixing screw, then, the outer lens barrel 2 is screw-fixed to a bracket 6 through a pressure plate 4. In the case of calculating the focal distance of the 3rd lens group, an 11th lens L11, a polarizing plate 8, cooling liquid 9 and a liquid crystal panel 7 are included at calculating. And, the whole lens system of the 3rd lens group has a negative refractive power and the group includes a lens element whose center part has a negative refractive power, and whose peripheral part has a positive refractive power.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の属する技術分野】本発明は、投写型テレビジョン装置等の投写型画像ディスプレイ装置及びそれに用いられる画像を拡大投写するための投写用レンズ装置に係り、特に、画像発生源として液晶パネルを用いた装置のコンパクト化が可能で、画面歪みが小さく、明るさ、フォーカス、コントラストの向上に好適な投写型デイスプレイ装置及びそれに用いられる投写用レンズ装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a projection lens system for enlarging and projecting images used projection type image display apparatus such as a projection television device and to, in particular, a liquid crystal panel as an image source It can be compact apparatus using a small screen distortion, brightness, focus, a projection lens system for use suitable projection Deisupurei device and its improvement of the contrast.

【従来の技術】映像ソースの多様化に伴い、大画面の投写光学装置として軽量、低価格、コンパクトと言う市場性から投写型画像ディスプレイ装置が、市場に広く普及している。 With the diversification of the Background of the video source, lightweight as a projection optical device with a large screen, low price, the projection-type image display apparatus from the market of say compact, widely used in the market. こうしたなかで、液晶パネルの精細度と開口率の大幅な向上により、近年投写型画像ディスプレイ装置に使用する映像発生源として液晶パネルを用いたセットが上市され始めている。 Under these circumstances, due to a significant improvement in resolution and aperture ratio of the liquid crystal panel, set using a liquid crystal panel is beginning to be marketed as a video source to be used in recent years projection type image display apparatus. この投写型画像ディスプレイ装置は、液晶パネルに表示された原画像を投写用レンズ装置によりスクリーン上に拡大してフルカラーの映像を表示する構成となっている。 The projection type image display apparatus is configured so that expanded on the screen to display an image of the full-color original image displayed on the liquid crystal panel by the projection lens system. この投写型画像ディスプレイ装置の光学系は、特開平9−96759号公報の図1 The optical system of the projection type image display apparatus, FIG of JP-A-9-96759 JP-1
9に示されたように液晶パネルを3枚使用する3板方式と、特開平4−60538号公報の図1に示されたように液晶パネルを1枚のみを使用する単板方式がある。 A three-panel system using three liquid crystal panels as shown in 9, there is a single plate type which uses only one liquid crystal panel as shown in FIG. 1 of JP-A-4-60538 JP. まず、単板式(液晶パネル1枚使用)光学系の構成を図1 First, Figure 1 a single plate (one liquid crystal panel used) of the optical system configuration
8及び図19を用いて説明する。 It will be described with reference to 8 and 19. 図18に示したようにメタルハライドランプ(他にキセノン、ハロゲン、高圧水銀ランプ)等の白色光源28から発した光束を反射ミラー29により、集光レンズ27に効率良く入射させ、 (Xenon other halogen, high pressure mercury lamp) metal halide lamp as shown in FIG. 18 by the reflecting mirror 29 the light beam emitted from a white light source 28, such as, by efficiently incident on the condenser lens 27,
コリメータレンズ26によってほぼ平行な白色光とする。 And substantially parallel white light by the collimator lens 26. コリメータレンズ26の前方には3種類のダイクロイックミラー23、24、25が配置されている。 In front of the collimator lens 26 are arranged three dichroic mirrors 23, 24 and 25. 各ダイクロイックミラー23、24、25はそれぞれ緑、 Each dichroic mirror 23, 24 green,
赤、青の各波長の光を選択的に反射し他を透過させる特性を有している。 Red, selectively reflect light of each wavelength of blue has a property of transmitting other. 図中のR、G、Bはそれぞれダイクロイックミラーにより分離された赤、緑、青の光を表す。 R in the figure, represents G, B are separated by the dichroic mirror each red, green, and blue light.
本従来例では、赤色光線を基準に青色光線と緑色光線が斜め方向から液晶パネル22に入射する構成となっている。 In this prior art example has a configuration in which blue light and green light based on the red light beam is incident from an oblique direction to the liquid crystal panel 22. 液晶パネル22には、赤、緑、青の3原色に対応した画素が設けられ、それぞれの画素は、映像信号の輝度信号のレベルに対応した光透過率が得られるように設定されている。 The liquid crystal panel 22, red, green, provided with pixels corresponding to the three primary colors of blue, each pixel, the light transmittance corresponding to the level of the luminance signal of the video signal is set so as to obtain. このため、映像信号のレベルに合わせて赤、緑、青の光が変調され液晶パネル上に所望の映像を得ることが出来る。 Therefore, in accordance with the level of the video signal red, green, blue light can be obtained a desired image on modulated liquid crystal panel. この液晶パネル22上に表示された画像を投写用レンズ装置21によってスクリーン20上に拡大投写する。 The image displayed on the liquid crystal panel 22 by the projection lens unit 21 enlarges and projects onto the screen 20. 液晶パネル22から出射する映像光を効率良く投写レンズ装置21に取り込むために、液晶パネル22と投写レンズ装置21の間に集光作用のある凸レンズを設けた光学系も存在する。 To capture efficiently the projection lens system 21 images light emitted from the liquid crystal panel 22, there are also an optical system having a lens with a converging effect between the liquid crystal panel 22 the projection lens system 21. (図18、図19には図示せず) 白色光源28は、自身の発熱により、また液晶パネル(偏光板も含め)は、入射した光の吸収により発熱し、 (FIG. 18, not shown in FIG. 19) a white light source 28, heat generated by the own also (including polarizing plate) liquid crystal panel, heat generated by absorption of incident light,
それぞれ破損の原因になる。 Each cause of damage. そこで、温度上昇を軽減する為に、冷却ファン(図示せず)により、強制冷却することで所望の温度範囲で使用することが可能となっている。 Therefore, in order to reduce the temperature rise, the cooling fan (not shown), and can be used at a desired temperature range by forced cooling. 図19は、従来の単板式(液晶パネル1枚使用)光学系の他の実施例を示したものである。 Figure 19 is a conventional single-plate (one liquid crystal panel used) illustrates another embodiment of the optical system. 図18に示した光学系と同じ構成部品には同一番号が付してある。 The same components as the optical system shown in FIG. 18 are denoted by the same numbers. メタルハライドランプ(他にキセノン、ハロゲン、高圧水銀ランプ)等の白色光源28から発した光束を反射ミラー29により、集光レンズ27に効率良く入射させ、コリメータレンズ32によってほぼ平行な白色光とする。 A metal halide lamp (other xenon, halogen, high pressure mercury lamp) by the reflection mirror 29 the light beam emitted from such a white light source 28, efficiently made incident on the condenser lens 27, and substantially parallel white light by the collimator lens 32. そして偏光ビームスプリッタ( 以下PBSと略記する ) The polarization beam splitter (hereinafter abbreviated as PBS)
31によりS偏光波とP偏光波を合成する。 Synthesizing S-polarized light waves and P-polarized light by 31. その後、集光レンズ30により収斂された白色光は、コリメータレンズ26によって略平行光に変換され前方の3種類のダイクロイッウミラー23、24、25に入射する構成となっている。 Then, white light converging by the condenser lens 30 is configured to be incident substantially in parallel three types of front is converted into light dichroic c mirror 23, 24, 25 by the collimator lens 26. また、ダイクロイックミラー23、24、 The dichroic mirrors 23, 24,
25及び液晶パネル22、投写用レンズ装置21、スクリーン20については、図22の従来例と同様の働きをするために説明は省略する。 25 and the liquid crystal panel 22, a projection lens unit 21, the screen 20 is described to perform the same function as the conventional example of FIG. 22 will be omitted. また、白色光源28と液晶パネル(偏光板も含め)の強制冷却についても図22と同様である。 The same as FIG. 22 also forced cooling of the white light source 28 and the liquid crystal panel (including polarizing plate).

【発明が解決しようとする課題】図18と図19に示した光学系を用いてコンパクトな背面投写方式の投写型画像ディスプレイ装置を実現するには、投写距離(投写用レンズ装置からスクリーンまでの距離)の短縮が必須となり、広角な投写レンズ装置が必要となる。 To realize a projection type image display apparatus of a compact rear projection system using the optical system shown in FIGS. 18 and 19 [0008] The projection distance (from the projection lens system and the screen shortening the distance) is required, it is necessary to wide-angle projection lens system. この時、通常の広角な投写レンズ装置を用いると液晶パネルの配光特性のために、周辺光量比は大幅に低下する。 In this case, the use of conventional wide-angle projection lens system for the light distribution characteristics of the liquid crystal panel, the peripheral light amount ratio is greatly reduced. この理由を以下詳解する。 The reason for this will be detailed explanation below. 図18、図19に示したように単板式(液晶パネル1枚使用)光学系においては、液晶パネル22と白色光源28の間に配置したダイクロイックミラー23、24、25の分光透過率と反射率が光の入射角によって変化するため、白色光源28からの光束は、ほぼ平行光束としてダイクロイックミラー23、24、2 18, the indicated way single-panel 19 (liquid crystal panels one used) in the optical system, the reflectance and spectral transmittance of the dichroic mirror 23, 24, 25 disposed between the liquid crystal panel 22 and the white light source 28 There order varies with the angle of incidence of the light, the light beam from the white light source 28, a dichroic mirror 23,24,2 as substantially parallel light beam
5と液晶パネル22に入射する。 5 and enters the liquid crystal panel 22. この液晶パネル22の光入射面には開口効率を高める為にマイクロレンズが設けられているものもある。 The light incident surface of the liquid crystal panel 22 and some have microlenses provided in order to increase the aperture efficiency. (以下マイクロレンズが設けられた液晶パネルを基に説明する。) 液晶パネル22の各物点から投写レンズ装置21に入射する光束の主光線は、上述した理由により投写レンズ装置21の光軸に略平行となり、その拡がり角はマイクロレンズの開口数に比例する。 (Hereinafter microlens will be described based on a liquid crystal panel provided.) Principal ray of the light beam incident to the projection lens system 21 from the object point of the liquid crystal panel 22, the optical axis of the projection lens system 21 for the reasons described above substantially parallel, the spread angle is proportional to the numerical aperture of the microlenses. このような光学系に通常の広角な投写レンズ装置を使用すると、液晶パネル周辺から投写レンズ装置21に取り込める光束が極端に少なくなり、スクリーン20上の拡大画像の周辺部が暗くなる。 The use of such an optical ordinary wide-angle projection lens system to system, the light beam can capture the projection lens system 21 from the surrounding liquid crystal panel is extremely small, the peripheral portion of the enlarged image on the screen 20 become dark. さらに、投写型画像ディスプレイ装置の光学系に使用される投写用レンズ装置には、(1)画面の隅々までにわたる高いフォーカス性能(倍率の色収差低減を含め)の確保。 Further, the projection lens system for use in an optical system of a projection type image display apparatus, ensuring (1) highly focusing performance over every corner of the screen (including chromatic aberration reduction magnification). (2)画面の明るさ向上のためにF値の低減。 (2) reduction of the F values ​​for brightness improvement of the screen. (3)コンバージェンス調整が出来ないため、ディストーションの低減。 (3) can not be convergence adjustment, reduction of distortion. (4)レンズ面での反射を低減し、明るさの損失を押さえ十分なコントラスト性能を確保する。 (4) reduce the reflection at the lens surface, to ensure a sufficient contrast performance down the loss of brightness. など多くの課題がある。 There are a number of issues, including. 一方、液晶パネルを用いた従来の投写光学系には、白色光源28と液晶パネル(偏光板も含め)を冷却するための冷却ファン(図示せず)がそれぞれ1個づつ設けられている。 On the other hand, the conventional projection optical system using a liquid crystal panel, white light source 28 and the liquid crystal panel (polarizing plate including) (not shown) cooling fan for cooling the are provided one by one, respectively. このため、コストアップの原因となり、風切り音の低減も課題になっていた。 For this reason, the cause of the cost up, was supposed to be challenges reduction of wind noise. また、このような空冷式では、偏光板を十分に冷却することは困難である。 Further, in such air-cooled, it is difficult to sufficiently cool the polarizer. このため、偏光板を十分に冷却できない場合は、熱の影響により偏光板の物理的な特性が変化して偏光度が低下し、コントラスト性能が低下する可能性が有る。 Therefore, if you can not sufficiently cool the polarizing plate, the physical properties of the polarizing plate due to the influence of heat changes the polarization degree is reduced, there is a possibility that the contrast performance deteriorates. 本発明は、上記のような課題に鑑みて為されたものでって、その第1の目的は、画像発生源として液晶パネルを用いて装置のコンパクト化を図る場合において、画像の明るさ、コントラスト、フォーカス性能を向上させるのに好適な投写型ディスプレイ装置及びそれに用いられる投写用レンズ装置を提供することにある。 The present invention, I was made in view of the above problems, the first object, when made compact apparatus using a liquid crystal panel as an image source, image brightness, contrast is to provide a projection lens system for use suitable projection display device and it improve the focusing performance. また、本発明の第2の目的は、画像発生源として液晶パネルを用いる場合において、液晶パネルや偏光板を効率良く冷却してコントラスト性能の低下を防止するのに好適な投写型ディスプレイ装置を提供することに有る。 A second object of the present invention, provided in the case of using a liquid crystal panel, the liquid crystal panels and polarizing plates to efficiently cool a preferred projection display device to prevent a reduction in contrast performance as an image generation source there to be.

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成するための、本発明に係る投写用レンズ装置は、画像発生源からの映像光を拡大してスクリーン上に投影するための複数のレンズ素子が光軸に沿って配列された投写用レンズ装置であって、スクリーン側から順に、第1、第2、第3レンズ群が配置され、前記第1群レンズは、そのレンズ群全系が負の屈折力を有し、前記第2群レンズは、そのレンズ群全系が正の屈折力を有し、前記第3群レンズは、そのレンズ群全系が負の屈折力を有し、かつ少なくとも中心部分が負の屈折力を持ち、その周辺部が正の屈折力を持つレンズエレメントを含む、ことを特徴とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned order to achieve the first object, a projection lens system according to the present invention is to enlarge the image light from the image source of the plurality for projecting onto a screen a projection lens system lens elements arranged along an optical axis, in order from the screen side, a first, disposed second, the third lens group, the first group lens, the lens group entire system There has negative refractive power, the second lens group has a refractive power of the lens group entire system is positive, the third group lens, the lens group entire system has a negative refractive power and has at least the central portion of the negative refractive power, a peripheral portion includes a lens element having a positive refractive power, and is characterized in that. 上記第1群レンズは、少なくともスクリーンに側に対して凸面を設けた負の屈折力を持つメニスカスレンズを含んで構成してもとい。 The first group lens group configured to include a meniscus lens having negative refractive power having a convex surface facing to the side to at least the screen. 上記第2レンズ群は、少なくとも第1のアッベ数を持つ両凸レンズと該第1のアッベ数よりも小さい第2のアッベ数を持つ両凹レンズとを貼合せた負の屈折力を持つレンズを含んで構成してもよい。 The second lens group includes a lens having a negative refractive power laminated with a double-concave lens having a second Abbe number smaller than the Abbe number of the biconvex lens and the first having at least a first Abbe number in may be configured. 上記第2レンズは、更に、光軸を含む中心部分では正の屈折力を有し、光軸から半径方向に離れた周辺部では負の屈折力を有するレンズエレメントを含むものであってもよい。 It said second lens further in the central portion including the optical axis has a positive refractive power, in the peripheral portion spaced radially from the optical axis may include a lens element having a negative refractive power . 上記の本発明の第1の目的を達成するための投写用レンズ装置は、基本的に、スクリーン側から順に負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、負の屈折力を有する第3 The above projection lens device for achieving the first object of the present invention, basically, the first lens group having negative refractive power in order from the screen side, a second lens group having positive refractive power, third having a negative refractive power
レンズ群を有する3群構成とするものである。 It is an 3-group configuration having a lens group. この構成は、80度以上の広画角にしても平坦な像面が得られるため、画面の隅々まで良好なフォーカス性能が得られる。 This configuration, since the resulting flat image surface be more than 80 degrees of wide angle, good focusing performance throughout the screen is obtained. また、この構成は正の第2レンズ群を挟んで両側に負の第1レンズ群と第3レンズ群が対称的に配置されているため、ディストーションも低く押さえることが出来る。 This arrangement also because the first lens group and the third lens unit having a negative on both sides of the second lens group of positive are symmetrically disposed, it is possible to suppress distortion is low. しかしながら、このような3群構成の投写レンズ装置は、第1レンズ群と第3レンズ群のレンズ口径が大きくなり製造コストが高くなるという問題がある。 However, such projection lens system of three-group construction, there is a problem that the manufacturing cost lens aperture of the first lens group and the third lens group becomes large becomes high. そこで本発明の投写レンズ装置では、第3レンズ群に、光軸近傍は負の屈折力(発散作用)、周辺部は正の屈折力(集光作用)を持つような非球面形状とすることで、前述した基本構成の長所を生かしつつ、レンズの口径を小さく押さえることが出来る。 In the projection lens system of the present invention is therefore, the third lens group, the vicinity of the optical axis is negative refractive power (diverging function), the peripheral portion to an aspherical shape, such as having a positive refractive power (condensing action) in, while taking advantage of the basic configuration described above, the diameter of the lens small pressing is possible. 更に、第2レンズ群に光軸近傍は正の屈折力(集光作用)、周辺部は負またはほとんど屈折力の無い(発散作用または発散作用のほとんど無い)非球面レンズを設け、上述した第3レンズ群の非球面レンズと組み合わせることで、液晶パネルからの光束を光軸方向に圧縮できるビームエクスパンダー(光束の幅を変換する)光学系の作用を持たすことが出来る。 Further, the near the optical axis in the second lens group positive refractive power (condensing action), the (almost no diverging effect or diverging function) aspherical lens periphery no negative or almost refracting power provided, the above-described by combining an aspherical lens of the third lens group, (converts the width of the light beam) beam expander which a light beam can be compressed in the direction of the optical axis of the liquid crystal panel can Motas the action of the optical system. この結果、実効的な物面の高さを低く出来るので倍率色収差を含め収差補正が容易になる。 As a result, it becomes easier to correct aberrations including chromatic aberration of magnification because the height of the effective object plane can be lowered. また、この構成の投写レンズ装置は光軸上の射出瞳サイズより画面周辺で結像する光束が通過する射出瞳サイズの方が大きくなるためと、光束の主光線が投写レンズ装置の光軸にほぼ平行になるテレセントリックな構成となるため十分な周辺光量比を確保することが出来る。 The projection lens system of this configuration and because the direction of the exit pupil size light beam imaged at the periphery of the screen than the exit pupil size on the optical axis passes is increased, the optical axis of the principal ray of the light beam is a projection lens system it is possible to secure a sufficient peripheral light quantity ratio for a telecentric configuration substantially parallel. スクリーン側から、正、 From the screen side, positive,
負、正の屈折力となるように配列された3群構成のレンズ装置でなくとも、液晶パネルの如くある点から射出される光線が光軸と略平行となるものであれば、液晶パネルに最も近い位置に、光軸近傍は負の屈折力(発散作用)、周辺部は正の屈折力(集光作用)を持つような非球面形状のレンズエレメントを配置することにより、光束を光軸方向に圧縮できることは勿論である。 Negative, without a lens system having a positive refractive power and so as arrayed three-group construction, as long as the light beam emitted from a certain point as the liquid crystal panel is substantially parallel to the optical axis, the liquid crystal panel closest, near the optical axis is negative refractive power (diverging function), the peripheral portion by arranging the lens elements of the aspherical shape such as having a positive refractive power (condensing action), the optical axis of light flux it, of course, be compressed in a direction. すなわち、液晶パネルを用いた投写型画像ディスプレイ装置において、光軸を圧縮してレンズ口径を小さくしたい場合には、液晶パネルに最も近い位置に、光軸近傍は負の屈折力(発散作用)、周辺部は正の屈折力(集光作用)を持つような非球面形状のレンズエレメントを配置することは有効である。 That is, in the projection type image display device using a liquid crystal panel, when it is desired to reduce the lens aperture by compressing the optical axis, the position closest to the liquid crystal panel, near the optical axis is negative refractive power (diverging function), peripheral portion it is effective to arrange the lens elements of the aspherical shape such as having a positive refractive power (condensing action). また、スクリーン全面においてハイフォーカスを実現し、明るい画像を得るために本発明の投写レンズ装置は、スクリーン中心で結像する光線束とスクリーン最外周部で結像する光線束が重ならない位置に非球面レンズを設けるようにしている。 Further, to achieve high focus in the entire screen, the projection lens system of the present invention in order to obtain a bright image, non-a position light beam imaged in light flux and the screen outermost portion imaged in the screen center do not overlap and it is provided with a spherical lens. 非球面レンズとしては、高価なガラス非球面レンズと量産数量が確保できれば安価なプラスチックレンズがある。 The aspheric lenses, production quantity and expensive aspherical glass lens is inexpensive plastic lens if secured. このプラスチックレンズは、温度変化や吸湿に伴う形状と屈折率の変化によって屈折力が変動し、焦点位置の変化やフォーカス性能が低下するという大きな問題点がある。 The plastic lens, the refractive power varies by a change in shape and refractive index due to temperature changes or moisture absorption, there is a large problem that the change and focusing performance of the focal position decreases. そこで、 there,
本発明では(1)プラスチックレンズを出来るだけ均一な肉厚にして、温度変化や吸湿に伴う形状と屈折率変化による屈折力の変動を軽減する。 The present invention is only uniform wall thickness as possible (1) a plastic lens, to reduce the variation in power due to the refractive index change shape due to temperature changes and moisture absorption. (2)プラスチック非球面レンズの局部的な形状により得られる屈折力の温度、湿度変化による変動を複数枚のプラスチック非球面レンズを組み合わせることで相殺する構成とする。 (2) Temperature of the local power obtained by the shape of the plastic aspherical lens, a configuration in which offset by combining a plurality of plastic aspherical lens variations due to humidity changes. また、上記本発明の第2の目的を達成するための、本発明に係る投写型画像ディスプレイ装置は、光源からの入射光を変調する光変調手段と、前記光変調手段で変調された光をスクリーン上に拡大投写するための投写用レンズ装置とを有する投写型画像ディスプレイ装置において、 Moreover, for achieving the second object of the present invention, a projection type image display apparatus according to the present invention, a light modulating means for modulating the incident light from the light source, the light modulated by the light modulation means in the projection type image display device having a projection lens system for enlarging and projecting on a screen,
前記光変調手段は、液晶パネルと偏光板とを有し、前記液晶パネルと前記投写用レンズ装置の最も液晶パネル側に位置するレンズエレメントとの間に形成された空間内に、冷却用液体を充填したことを特徴とするものである。 It said light modulating means includes a liquid crystal panel and the polarizing plate, the formed space between the lens elements most located on the liquid crystal panel side of the liquid crystal panel and the projection lens unit, a cooling liquid it is characterized in that the filled. 液晶パネル及びその前面に配置された偏光板は、温度が高くなる(70℃程度)と熱の影響によりその物理的な特性が変化し、偏光特性が低下してコントラスト性能が低下する場合がある。 Polarizer placed on the liquid crystal panel and a front face, the temperature is its physical properties due to the influence of (70 ° C. or so) and heat is changed high, there are cases where the contrast performance deteriorates polarization property is lowered . 上記本発明の構成では、液晶パネル及び偏光板を液体(冷媒)によりに冷却するので、空冷式のものに比べ、高効率で両方を冷却することができる。 In the configuration of the present invention, since the liquid crystal panel and the polarizing plate is cooled to more liquid (refrigerant), compared with air-cooled, it is possible to cool both with high efficiency. 従って、偏光板の温度を特性が劣化する温度に到達することが防止でき、熱の影響による偏光特性の劣化に伴うコントラスト性能の低下を防止して高画質の映像を得ることができる。 This prevents to reach the temperature at which the temperature of the polarizing plate characteristics deteriorate, it is possible to obtain an image of high image quality by preventing a decrease in contrast performance due to deterioration of the polarization characteristic due to the influence of heat. また、上記冷却用液体を、波長587.6(nm)の光に対する屈折率が1.2以上の媒質にすれば、映像光の反射による損失を軽減して高コントラストを得ることができる。 Moreover, the cooling liquid, if a medium having a refractive index of 1.2 or more with respect to light having a wavelength of 587.6 (nm), it is possible to obtain relief to high-contrast loss due to the reflection of the image light.

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 図1は本発明の一実施の形態としての投写用レンズ装置のレンズ主要部を示す断面図である。 Figure 1 is a sectional view showing a lens main portion of a projection lens apparatus as an embodiment of the present invention. 図1において7は液晶パネル、8は光出射側に設けた偏光板、9は冷却液、L11は第11レンズ、 7 the liquid crystal panel 1, the polarizing plate 8 is provided on the light emission side, the cooling liquid, eleventh lens L11 9,
L10は第10レンズ、L9は第9レンズ、L8は第8 L10 tenth lens, L9 ninth lens, the L8 8
レンズ、L7は第7レンズ、L6は第6レンズ、L5は第5レンズ、L4は第4レンズ、L3は第3レンズ、L Lens, L7 the seventh lens, the sixth lens L6, the fifth lens L5, the fourth lens L4, L3 represents the third lens, L
2は第2レンズ、L1は第1レンズである。 2 represents the second lens, the L1 is the first lens. 第11レンズL11と液晶パネル7は、それぞれOリングを介してブラケット6に固定され、得られた空間に偏光板8を配置し、冷却液9を封入する。 Eleventh lens L11 and the liquid crystal panel 7 is fixed to the bracket 6 via the O-ring, respectively, the polarizing plate 8 is disposed to the resulting space, enclosing the coolant 9. この冷却液9の対流により、入射した光の吸収により発熱した液晶パネルと偏光板の温度を奪いかつ均一化して、ブラケット6に形成された放熱板5によって、外部へ放熱する。 By convection of the cooling liquid 9, depriving the temperature of the liquid crystal panel and the polarizing plate generates heat by absorption of the incident light and made uniform by the heat radiation plate 5 formed in the bracket 6, dissipates heat to the outside. 液晶パネル7 The liquid crystal panel 7
の照明光入射面には反射による光損失を低減するため反射防止コートを施すとよい。 It may apply an antireflection coating to reduce optical loss due to reflection in the illumination light incident surface of the. 第1レンズから第4レンズまでは全て負の屈折力を有するレンズで第1レンズ群を形成している。 The first lens to the fourth lens forms a first lens group with a lens with all negative refractive power. 第5レンズから第10レンズまでが第2 A fifth lens until the tenth lens second
レンズ群を形成し、投写レンズ装置の全系の正の屈折力を分担している。 The lens group is formed, which shares the positive refractive power of the entire system of the projection lens system. (ただし、軸上色収差を低減させるために設けた貼り合わせレンズ(第7レンズと第8レンズ)の合成の屈折力は負の値)第1レンズ群から第2レンズ群までを内鏡筒1に組み込み固定ネジ(図示せず) (However, a negative value composite refractive power of providing a cemented lens (seventh lens and the eighth lens) to reduce the axial chromatic aberration) inner barrel of the first lens group to the second lens group 1 built fixing screw (not shown)
で外鏡筒2へ止めて固定する。 In stop and fixed to the outer barrel 2. さらにこの外鏡筒2を押さえ板4を介してブラケット6へネジ止め(図示せず) Further screwing into the bracket 6 via the pressing plate 4 of the outer barrel 2 (not shown)
固定する。 Fixed. そして物面である液晶パネル上の画像をスクリーン(図示せず)上に拡大投写する構成である。 And it is configured for enlarging and projecting an image on the liquid crystal panel as an object surface onto a screen (not shown). 第3 Third
レンズ群の焦点距離の計算には、第11レンズL11と偏光板8、冷却液9、液晶パネル7を含めて計算している。 The calculation of the focal length of the lens group, the eleventh lens L11 and the polarizing plate 8, the cooling fluid 9, is calculated including the liquid crystal panel 7. 図2は本発明の他の実施例としての投写用レンズ装置のレンズ主要部を示す断面図である。 Figure 2 is a sectional view showing a lens main portion of a projection lens apparatus as another embodiment of the present invention. 同図において図1と同じ構成部品には同一番号を付している。 It is denoted by the same numerals to the same components as FIG. 1 in FIG. 図2に示した実施例との違いは、液晶パネル7の照明光入射側と出射側の双方に冷却液9を封入し、対流により、入射した光の吸収により発熱した液晶パネル7と偏光板8の温度を奪いかつ均一化して、ブラケット6に形成された放熱板5によって、外部へ放熱する点である。 The difference between the embodiment shown in Figure 2, filled with cooling liquid 9 in both the illumination light incident side and the outgoing side of the liquid crystal panel 7, by convection, the liquid crystal panel 7 and the polarizing plate generates heat by absorption of the incident light and rob and uniform temperature of 8, the radiator plate 5 formed in the bracket 6, a point which the heat dissipation to the outside. 図2の実施例では液晶パネル7の照明光入射側に配置した偏光板は入射面保護パネル10の接着固定しているが、出射側に配置した偏光板のように冷却液に両面が触れるようにすれば、偏光板の温度上昇をより低減できることは言うまでもない。 Although the embodiment of FIG. 2 is a polarizing plate disposed on the illuminating light entrance side of the liquid crystal panel 7 is adhered and fixed incident surface protective panel 10, so touching both sides in the cooling liquid as the polarizing plate disposed on the exit side if the, it can of course be further reduced temperature increase of the polarizers. 入射面保護パネル10の照明光入射面には、 The illumination light incident surface of the incident surface protective panel 10,
反射による光損失を低減するため反射防止コートを施すとよい。 It may apply an antireflection coating to reduce optical loss due to reflection. 図5は、本発明の一実施例としての投写用レンズ装置のレンズの配置を示す構成図で、表1に具体的なレンズデータを示す。 Figure 5 is a block diagram showing the arrangement of lenses of the projection lens device according to an embodiment of the present invention, a specific lens data in Table 1. 図6は本発明の他の実施例としての投写レンズ装置のレンズの配置を示す構成図で表5に具体的なレンズデータを示す。 Figure 6 shows a specific lens data in Table 5 a constitutional view showing an arrangement of lenses of the projection lens apparatus as another embodiment of the present invention. 図7は、図1と同じ実施例のレンズの配置を示し、さらに光線追跡の結果も併記している図である。 Figure 7 shows the arrangement of lenses in the same example as FIG. 1, a diagram is also shown together further results of ray tracing. 図5から図7に示した投写用レンズ装置のレンズ配置を示した図には、レンズ鏡筒の他の構造部品は説明の都合上省略してある。 The diagram shows the lens arrangement of the projection lens system shown in FIGS. 5-7, the other structural components of the lens barrel is omitted for convenience of explanation. 本発明の実施例の投写レンズ装置は、1.6インチの液晶パネルに表示された映像をスクリーン上に50インチに拡大投写した場合に最良の性能が得られるように構成している。 Projection lens device according to the embodiment of the present invention, the best performance is constructed so as to obtain in the case of enlarged projection 50 inches on the screen an image displayed on the liquid crystal panel 1.6 inches. 投写レンズの半画角は表1から表7及び表9から表13が4 Half field angle of the projection lens Table 13 Table 7 and Table 9 Table 1 4
4.3度で表8は47.6度であり、広画角を実現している。 Table 8 4.3 degrees is 47.6 degrees, is to achieve a wide angle of view. このため、図3に示すようなセットの高さを押さえたセットや図4に示すような奥行きを大幅に低減したセットを、折り返しミラー13が1枚でも実現できる。 Therefore, a set of substantially reduced depth as shown in the set and 4 for holding down the height of the set as shown in FIG. 3, the folding mirror 13 can be realized even one. 本発明にかかる投写用レンズ装置の取り得る具体的なレンズデータを表1から表13に示す。 Specific lens data of possible projection lens device according to the present invention shown in Tables 1 to 13.

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【表4】 [Table 4]

【表5】 [Table 5]

【表6】 [Table 6]

【表7】 [Table 7]

【表8】 [Table 8]

【表9】 [Table 9]

【表10】 [Table 10]

【表11】 [Table 11]

【表12】 [Table 12]

【表13】 [Table 13] 次に、このレンズデータの読み方を表1を基に図5と対比させて説明しておく。 Then, previously described in comparison with FIG. 5 based on Table 1. How to read the lens data. 表1は、主に光軸近傍のレンズ領域を扱う球面系とその外周部についての非球面系とに分けてデータを記載している。 Table 1 describes the data mainly divided into spherical system to handle the lens area near the optical axis and the aspherical system for the outer periphery thereof. まずスクリーンは曲率半径が無限大(即ち平面)であり、スクリーンから第1レンズ群の第1レンズL1の面S1まで光軸上の距離(面間隔)が650mm、その間の媒質の屈折率が1.0であることが示されている。 First screen is the radius of curvature is infinite (i.e. plane), the distance on the optical axis from the screen to the surface S1 of the first lens L1 in the first lens group (surface distance) is 650 mm, the refractive index of the intervening medium 1 It has been shown to be 2.0. またレンズ面S1の曲率半径が−147.96mm(曲率中心がスクリーン側に存在する時符号は正、即ちこの場合は、曲率中心が液晶パネル側に存在する)であり、レンズ面S1からレンズ面S The (sign positive when the center of curvature is present on the screen side, i.e. in this case, the center of curvature is present on the liquid crystal panel side) the radius of curvature of the lens surface S1 is -147.96mm a lens surface from the lens surface S1 S
2まで光軸上の距離(面間隔)が4.55mm、その間の媒質の屈折率が1.49345であることが示されている。 Distance on the optical axis to 2 (surface distance) is 4.55 mm, it has been shown that the refractive index therebetween medium is 1.49345. 以下同様にして最後は液晶パネルのTFTが形成されている面S25の曲率半径が無限大(即ち平面) The following Similarly last radius of curvature of the surface S25 of TFT liquid crystal panels are formed infinity (i.e. plane)
で、パネルの厚さが4.1mm、屈折率が1.46624 In the thickness of the panel is 4.1 mm, the refractive index 1.46624
であることが示されている。 It has been shown to be. 第1レンズ群G1の第1レンズL1のレンズ面S1、S2、第2レンズ群G2の第10レンズL10のレンズ面S18、S19、第3レンズ群G3の第11レンズL11のレンズ面S20については非球面係数が示されている。 Lens surfaces S1, S2 of the first lens L1 in the first lens group G1, the lens surface of the tenth lens L10 in the second lens group G2 S18, S19, the lens surface S20 in the eleventh lens L11 of the third lens group G3 aspherical coefficients are shown. ここで、非球面係数とは、レンズ形状を次式で表現したときの係数である。 Here, the aspherical coefficients, a coefficient when expressing the shape of a lens by the following equation.

【数1】 [Number 1] ただし、Z(r)はレンズ形状の定義を説明する図10 However, Z (r) is set forth definitions of lens shape Figure 10
に見られる如く映像発生源からスクリーンに向かう光軸方向をZ軸にとり、レンズの半径方向をr軸にとった時のレンズ面の高さを表している。 Take the optical axis direction from the video source to the screen, as seen in the Z-axis, and a radial direction of the lens represents the height of the lens surface when taken r axis. rは半径方向の距離、 r is the radial distance,
RDは曲率半径、を示している。 RD represents a radius of curvature,. 従って、CC、AE、 Therefore, CC, AE,
AF、AG、AH等の各係数が与えられれば上記式に従ってレンズ面の高さ、つまりレンズ形状が定まる。 AF, AG, given the coefficients of the AH such as a lens surface height according to the above formula, that is the lens shape is determined. 以上が表1に示したデータの読み方である。 This is the reading of the data shown in Table 1. 表2から表13 From Table 2 Table 13
までは他の実施例に対応したデータを示している。 Until shows the data corresponding to the other embodiments. 次に本発明の投写用レンズ装置の各レンズ群の作用を説明する。 Next a description will be given of the operation of the lens groups of the projection lens system of the present invention. 本発明の投写用レンズ装置は、図5、図6、図7に示すように、第1レンズ群が負の屈折力を、第2群が正の屈折力を、第3群が負の屈折力を持つ構成である。 Projection lens system of the present invention, FIGS. 5, 6, 7, the first lens group a negative refractive power, a second group of positive refractive power, the third group has a negative refracting it is a configuration with the power. このため、本発明の実施例では、ほぼ90度の広画角でも平坦な像面が得られ、画面の隅々まで良好なフォーカス性能が得られる。 Therefore, in the embodiment of the present invention, a flat image surface can be obtained even in the wide angle of approximately 90 degrees, good focusing performance throughout the screen is obtained. また、正屈折力を持つ第2レンズ群を挟んで両側に負の第1レンズ群と第3レンズ群を対称的に配置しているので、構成上ディストーションの低減にも有利である。 Further, since the first lens group and the third lens unit having a negative on both sides of the second lens group having a positive refractive power and arranged symmetrically, which is advantageous in reducing arrangement on the distortion. 本発明の実施例では、ディストーションは1%以下となっている。 In an embodiment of the present invention, the distortion has a less than 1%. 図7に示したP0は光軸ll P0 shown in FIG. 7 is an optical axis ll
´上の物点を示し、 P1は画面最外周部の物点を示す。 'Indicates the object point on, P1 denotes a point of the screen outermost peripheral portion. 光軸上の物点P0からの光束の内スクリーン上に結像する上限光をRAY1、下限光をRAY2として記した。 The upper light imaging onto the inner screen of the light beam from the object point P0 on the optical axis marked RAY1, the lower light as RAY2. また、画面最外周部の物点P1からの光束の内スクリーン上に結像する上限光をRAY3、下限光をRAY Further, the upper limit light forms an image on the inner screen of the light beam from the object point P1 of the screen outermost periphery RAY3, RAY the lower beam
5、主光線RAY4として記した。 5, noted as the main ray RAY4. 本発明の投写レンズ装置は、第1レンズ群を成す第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3は全てスクリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズとすることで収差の発生を押さえながら像面湾曲を補正している。 Projection lens system of the present invention, the first lens L1 constituting the first lens group, second lens L2, the hold down the occurrence of aberration by the third lens L3 is a negative meniscus lens convex on all the screen side and corrects field curvature. 特に軸上物点P0からの光束と、画面最外周部の物点P1からの光束が全く別の部分を通過する第1レンズL1をプラスチック非球面レンズとして、軸上の収差に影響をほとんど与えること無く、コマ収差や非点収差をより高精度に補正をしている。 In particular the light beam from the axial object point P0, a first lens L1 which the light beam passes through a completely different part of the object point P1 on the screen outermost peripheral portion as the plastic aspherical lens, gives little effect on the aberration on the axis and without, the correct coma aberration and astigmatism with higher accuracy to be. また、出来るだけ均一な肉厚のレンズ形状とすることでプラスチックレンズ特有の温度変化や吸湿に伴う形状と屈折率変化による屈折力の変動を軽減する設計としている。 Also it has been designed to reduce the variation of the refractive power by only the refractive index change shape due to the plastic lens specific temperature changes and moisture absorption by a uniform thickness of the lens shape can be. さらに、軸上物点P0からの光束が最も広がる場所に配置した第4レンズL4は球面収差の補正と像面湾曲及びコマ収差の補正を一部分担している。 The fourth lens was placed in the most spread place light beam from the axial object point P0 L4 is shared part correction and field curvature and correction of coma spherical aberration. 第2レンズ群は投写レンズ装置全系の正屈折力の全てを分担している。 The second lens group is shared all the positive refractive power of the projection lens system the entire system. このなかで、第5レンズL5はアッベ数23. Among this, the fifth lens L5 is an Abbe number of 23.
8の高分散材料から成り正の屈折力を有し、第6レンズL6もアッベ数37.3の高分散材料から成り正の屈折力を有する。 It has a positive refractive power made of a high dispersion material 8, having a positive refractive power sixth lens L6 is also made of a high dispersion material Abbe number 37.3. 両レンズとも屈折率1.8以上の高屈折材料で正の屈折力の分担するとともに、色消し条件を満足させかつ、それぞれを通過する光線高さと第1レンズ群に入射する光線高さを制御することで倍率の色収差を低減している。 As well as sharing of positive refractive power as a high refractive material of refractive index of at least 1.8 in both lenses, to satisfy the achromatic condition and controls the ray height and the height of light incident on the first lens group to pass through the respective thereby reducing the chromatic aberration of magnification by. 第7レンズL7はアッベ数23.8の高分散材料を使用し、第8レンズL8にはアッベ数55.5 The seventh lens L7 uses high dispersion material Abbe number 23.8, the eighth lens L8 Abbe number 55.5
の低分散材料を使用することで、主に軸上色収差を低減している。 By the use of low-dispersion material are mainly reduced axial chromatic aberration. 第9レンズL9はアッベ数60.3の低分散材料から成る両凸のレンズで全系の正の屈折力の一部を分担している。 Ninth lens L9 are share part of the positive refractive power of the entire system at biconvex lens made of a low dispersion material Abbe number 60.3. 第10レンズL10はプラスチック製レンズで全系の正の屈折力の一部を分担しており、第1レンズL1と同様に、軸上物点P0からの光束と、画面最外周部の物点P1からの光束が全く別の部分を通過するためレンズ面S18、及びS19を非球面形状としている。 Tenth lens L10 are shared part of the positive refractive power of the entire system with a plastic lens, similarly to the first lens L1, the light beam from the axial object point P0, object point of the screen outermost portion lens surface S18 for light flux from P1 to completely pass through another portion, and S19 are aspherical. このため、軸上の収差補正と、軸外の高次のコマ収差や非点収差の補正を両立している。 Therefore, it is compatible with the aberration correction on the axis, the correction of coma and astigmatism of higher off-axis. 第3レンズ群G3 The third lens group G3
の第11レンズL11はプラスチック製レンズで、レンズ面S20も光軸近傍は負の屈折力(発散作用)を持ち周辺部は正の屈折力(集光作用)を持つような非球面形状を成している。 The eleventh lens L11 of a plastic lens, the peripheral portion has a lens surface S20 also paraxial negative refractive power (diverging function) is a non-spherical shape, such as having a positive refractive power (condensing action) formed are doing. 本発明の実施例では液晶パネルと第1 In an embodiment of the present invention and the liquid crystal panel first
1レンズL11の間に屈折率1.44712の冷却液を充填し、液晶パネルや偏光板を冷却するとともに、映像光の反射による損失を軽減して、高コントラストな画像が得られるようにしている。 1 lens filled with the cooling liquid of refractive index 1.44712 ​​during L11, to cool the liquid crystal panels and polarizing plates, to reduce the loss due to reflection of the image light, so that high-contrast image is obtained . 第3レンズ群G3の屈折力は上記した冷却液、液晶パネル、偏光板を含めて計算評価している。 The refractive power of the third lens group G3 is calculated evaluated including coolant described above, the liquid crystal panel, a polarizing plate. 本発明の投写レンズ装置は第3レンズ群に、光軸近傍は負の屈折力(発散作用)、周辺部は正の屈折力(集光作用)を持つような非球面形状とすることで、第3レンズ群と第2レンズ群のレンズ口径を小さくし、製造コストを低く抑えかつ前述した3群基本構成の長所を生かしている。 The projection lens unit and the third lens unit of the present invention, the vicinity of the optical axis is negative refractive power (diverging function), the peripheral portion by a non-spherical shape, such as having a positive refractive power (condensing action), the lens aperture of the third lens group and the second lens group is reduced, and utilizing the advantages of suppressed low and the above-mentioned three groups basic construction and the manufacturing cost. また第2レンズ群に、光軸近傍は正の屈折力(集光作用)、周辺部は負またはほとんど屈折力の無い(発散作用または発散作用のほとんど無い) Also in the second lens group, the vicinity of the optical axis is a positive refractive power (condensing action), the peripheral portion is no negative or almost refractive power (little divergence effect or diverging function)
非球面レンズを配置しているので、上述した第3レンズ群の非球面レンズと組み合わせて、液晶パネルからの光束を半径方向に圧縮できるビームエクスパンダー(光束の幅を変換する)光学系の作用を持たすことが出来る。 Since placing an aspherical lens, in combination with a non-spherical lens of the third lens group described above, (for converting the width of the light beam) beam expander which a light beam can be compressed in the radial direction of the liquid crystal panel operation of the optical system it can be Motas a.
このため実効的な物高さ(パネル中心からコーナーに向かう距離)を低く出来るので倍率色収差を含め収差補正が容易になる。 Therefore aberration correction, including lateral chromatic aberration becomes easier since the effective ones height (distance toward the panel center to the corner) can be lowered. 非球面レンズとしては、温度湿度変化に対してフォーカス性能変動がない反面、高価なガラス非球面レンズと温度湿度変化に対してフォーカス性能変動大きい反面、量産数量が確保できれば安価なプラスチックレンズがある。 The aspheric lens, although there is no focusing performance variations with respect to temperature and humidity changes, contrary greater focusing performance variations with respect to expensive aspherical glass lens and a temperature and humidity changes, production quantity is inexpensive plastic lens if secured. 本発明においては、第11レンズL1 In the present invention, an eleventh lens L1
1と第10レンズL10のプラスチック非球面レンズとし、それぞれの局部的な形状の組み合わせにより、屈折力の温度、湿度変化による変動を相殺する構成としている。 1 and a plastic aspherical lens of the tenth lens L10, a combination of each of the local shape, and configured to cancel the temperature refractive power, the fluctuation due to humidity changes. 以下にこの技術について詳解する。 The following is described in detail this technology. 図8は、本発明の第1の実施例において第11レンズL11と第10レンズL10に光軸l,l´に平行な光束を入射させた場合の光線追跡結果を示したものである。 Figure 8 is a view showing the first in embodiment and the eleventh lens L11 tenth lens L10 of the present invention the optical axis l, ray tracing results that are obtained by an incident parallel light flux l'. 第11レンズ1 The eleventh lens 1
1の光軸l,l´近傍は発散(凹レンズ)作用が、周辺部では集光(凸レンズ)作用がある。 1 of the optical axis l, l'neighborhood divergent (concave lens) effect, at the periphery there is a condenser (lens) action. 一方、第10レンズL10の光軸l,l´近傍は集光(凸レンズ)作用があり、逆に周辺部では、発散(凹レンズ)作用がある。 On the other hand, the optical axis l of the tenth lens L10, l'neighborhood has condenser (convex lens) effect, in the peripheral portion in the opposite, diverging (concave lens) has an action.
図9はそれぞれのレンズについて領域分けして表示している。 Figure 9 is displayed and divided into regions for each lens. すなわち、図7に示したように、プラスチック非球面レンズである第11レンズL11と第10レンズL That is, as shown in FIG. 7, the eleventh lens L11 and the tenth lens is a plastic aspherical lens L
10において、軸上物点P0からの光束が通過する光軸近傍の領域では、第11レンズL11において発散(凹レンズ)作用と第10レンズL10においては集光(凸レンズ)作用がある。 In 10, the region near the optical axis of the light beam from the axial object point P0 passes, in the tenth lens L10 diverging (concave) action and the eleventh lens L11 is condensing (convex lens) action. 一方、画面最外周部の物点P1からの光束が通過する周辺部では反対に、第11レンズL On the other hand, as opposed to the peripheral portion of the light beam from the object point P1 of the screen outermost portion passes, the eleventh lens L
11においては集光(凸レンズ)作用と、第10レンズL10において、発散(凹レンズ)作用がある。 A condenser (lens) effect in 11, in the tenth lens L10, diverging (concave lens) has an action. このため、温度変化や吸湿に伴う形状と屈折率の変化によって屈折力が変動しても相殺し合うので焦点位置の変化やフォーカス性能が低下するという問題点を解決できる。 Therefore, it solves the problem that the refractive power by changing the shape and the refractive index caused by temperature changes or moisture absorption cancel be varied changes and focusing performance of the focal position decreases. 本発明の投写レンズ装置において第1レンズL1と第10 The projection lens system of the present invention the first lens L1 10
レンズL10と第11レンズL11は、軸上物点P0からの光束と、画面最外周部の物点P1からの光束が全く別の部分を通過するため、これらのレンズを非球面形状として、軸上の収差補正と軸外の高次のコマ収差や非点収差の補正を両立している。 Lens L10 and the eleventh lens L11, in order to pass the light beam from the axial object point P0, a completely different part the light beam from the object point P1 of the screen outermost periphery, these lenses as aspheric, shaft are both aberration correction and off-axis of the high-order coma aberration and the correction of astigmatism of the above. 図11から図13は、本発明の実施例1から実施例10について、第11レンズL FIGS. 11 to 13, for example 10 from Example 1 of the present invention, an eleventh lens L
11のスクリーン側レンズ面の、非球面を表す関数を2 The screen-side lens surface 11, the function representing the aspherical 2
次微分して得られた関数に、光軸からの距離rを代入して得られた値をグラフ化したものである。 The function obtained by the following differential is a graph of the value obtained by substituting the distance r from the optical axis. 実線は球面レンズとした時の取り得る値を示し、他は非球面係数を考慮した場合の値を示している。 The solid line represents the possible values ​​of when a spherical lens, another represents a value in consideration of the aspheric coefficients. 球面レンズ(実施例1から実施例8までは、半径49mm、実施例9は半径4 Is a spherical lens (Example 1 to Example 8, radius 49 mm, Example 9 is the radius 4
7.5mm、実施例10は半径58.498mmとした場合)には前記光軸からの距離rを代入して得られた値はほぼ一定値、すなわち発散作用が変化しない。 7.5 mm, Example 10 value obtained in the case of a radius 58.498Mm) by substituting the distance r from the optical axis substantially constant, i.e. diverging action does not change. これに対して、非球面係数を考慮した場合には、レンズの有効径の25%近辺で変曲点を持つレンズ形状となり、レンズ作用が光軸近傍では、発散作用が強く周辺部にいくにしたがって徐々に弱くなり、レンズの有効径の60%から70%で集光作用が最も強くなるレンズ形状をしていることが判る。 In contrast, when considering non-spherical coefficient becomes a lens shape having an inflection point at around 25% of the effective diameter of the lens, the lens action vicinity of the optical axis, toward the peripheral portion strong diverging action Thus gradually weakened, with 60-70% of the effective diameter of the lens it is seen that the light condensing effect is most strongly made lens shape. 同様に、図14から図15は、本発明の実施例1から実施例10について、第10レンズL10の液晶パネル側レンズ面の非球面を表す関数を2次微分して得られた関数に、光軸からの距離rを代入して得られた値をグラフ化したものである。 Similarly, FIG. 15 from FIG. 14, for Example 10 from Example 1 of the present invention, the function obtained by secondary differential function representing aspherical liquid crystal panel side lens surface of the tenth lens L10, the value obtained by substituting the distance r from the optical axis is obtained by graphing. 実線は球面レンズ(半径39mm)とした時の取り得る値を示し、他は非球面係数を考慮した場合の値を示している。 The solid line represents the possible values ​​of when the spherical lens (radius 39 mm), the other shows the value in consideration of the aspheric coefficients. 球面レンズとした場合には前記光軸からの距離rを代入して得られた値は徐々に増加する値、すなわち集光作用が変化しない。 Value in case of a spherical lens gradually increasing the value obtained by substituting the distance r from the optical axis, that is, light condensing effect unchanged.
これに対して、非球面係数を考慮した場合には、レンズの有効径の50〜60%近辺で変曲点を持つレンズ形状となり、レンズ作用が光軸近傍では、集光作用が強く周辺部にいくにしたがって徐々に弱くなり、レンズの有効径の80%から100%で発散作用が最も強くなるレンズ形状をしていることが判る。 In contrast, when considering non-spherical coefficient becomes a lens shape having an inflection point at around 50% to 60% of the effective diameter of the lens, in the vicinity of the optical axis lens effect, light condensing effect is strong peripheral portion gradually weakened, it can be seen that the diverging effect in 80% to 100% of the effective diameter of the lens is the strongest made lens shape toward the. また、レンズ図7から図11に示したように、画面最外周部の物点P1からの光束が通過する第11レンズL11のレンズ形状が、単純な凹レンズでなく周辺部が集光(凸レンズ)作用を持つ非球面形状であるため、光束が広がらず、スクリーン側に配置された第10レンズL10の以降のレンズ径を小さく出来るのでコスト低減に有利になるばかりでなく、 Moreover, as shown from the lens 7 in FIG. 11, a screen lens shape of the eleventh lens L11 which the light beam from the object point P1 of the outermost peripheral portion to pass through, rather than a simple concave lens periphery condenser (lens) since an aspheric shape having an effect, the light beam is not spread, not only is advantageous in cost reduction because the lens diameter of the subsequent tenth lens L10 disposed on the screen side can be reduced,
倍率色収差やその他の収差補正にも有利となる。 Also advantageous to the magnification chromatic aberration and other aberrations correction. 次に、 next,
第11レンズL11の冷却液に接触するレンズ面S21 Lens surfaces S21 in contact with the cooling liquid of the eleventh lens L11
の取り得る形状について、図16及び図17を用いて説明する。 The possible shapes will be described with reference to FIGS. 16 and 17. プラスチック非球面レンズである第11レンズL11のスクリーン側レンズ面S20は上述したような非球面形状である。 Screen side lens surface S20 in the eleventh lens L11 is a plastic aspherical lens is aspherical shape as described above. 一方、冷却液に接触するレンズ面S On the other hand, a lens surface S in contact with the cooling liquid
21を、たとえば図17に示したような曲率中心がスクリーン側に存在する球面形状とすると、レンズのコバ部分が薄肉になりすぎるため成形時の樹脂の流れが悪くなり所望の形状が得られない。 21, for example, when the center of curvature as shown in FIG. 17 and spherical present on the screen side, edge portion of the lens can not be obtained a desired shape the resin flow during molding is poor because too thin . 反対にコバ厚を十分に確保しようとすると、レンズの中心肉厚が増加し、樹脂の使用量が増えるばかりで無く、成形時間が長くなり製造コストが大幅に増加する。 If you try to sufficiently secure the edge thickness Conversely, central thickness of the lens increases, without only the amount of the resin is increased, the molding time increases manufacturing costs increase considerably. このため、冷却液に接触するレンズ面S21の形状は、平面もしくは、液晶パネル側に曲率中心が存在する形状とすると、コバ厚とレンズ中心厚の差が少ないより均一な肉厚のレンズとなり、上述した成形上の問題点が解決できる。 Therefore, the shape of the lens surface S21 in contact with the coolant, flat or, if a shape that there is a center of curvature on the liquid crystal panel side, a uniform thickness of the lens than the difference between the edge thickness and the lens center thickness is small, problems in molding as described above can be solved. 次に、以上説明した本発明にかかる投写用レンズ装置をもちいて1.6インチの単板液晶パネルに画像を表示し、スクリーン上に50 Next, using a projection lens system according to the present invention described above the image is displayed on the single-plate liquid crystal panel 1.6 inch 50 on the screen
インチに拡大投写した場合のMTF(Modulati MTF in the case of enlarged and projected to inch (Modulati
on Transfer Function)によるフォーカス性能評価の一部を図20から図21に示す。 The on Transfer Function) part of the focus performance evaluation according to FIGS. 20 shown in FIG. 21. ここで図20は表1に対応した特性図、図21は表2に対応した特性図であり、破線MはメリディオナルMTF実線SはサジタルMTFを示す。 Here, FIG. 20 is characteristic corresponding to Table 1, and FIG. 21 is a diagram characteristics corresponding to Table 2, the broken line M is a meridional MTF solid S indicates the sagittal MTF. 尚評価周波数としてはスクリーン上で白、黒の縞信号として300TV本を採った場合について示している。 Note The evaluation frequency shows the case of adopting white, 300TV present as a black stripe signal on the screen. また、評価に使用した光線の波長とウエイトは、545(nm)で100、450 The wavelength and the weight of the light used for evaluation, with 545 (nm) 100,450
(nm)で19、650(nm)で51とした。 It was 51 19,650 (nm) in (nm). 同様に、本発明にかかる投写用レンズ装置をもちいて1.6 Similarly, using a projection lens system according to the present invention 1.6
インチの単板液晶パネルに画像を表示し、スクリーン上に拡大投写した場合の画面の歪みを歪曲収差で評価した。 Image is displayed on the single-plate liquid crystal panel inches was evaluated distortion of the screen in the case where the enlarged and projected onto a screen in distortion. 結果の一部を図22から図24に示す。 Some of the results from Figure 22 is shown in FIG. 24. ここで図2 Here, FIG. 2
2は表1に対応した特性図、図23は表2に対応した特性図である。 2 is characteristic diagram corresponding to the Table 1, Figure 23 is a characteristic diagram corresponding to Table 2. 画角が90度近い超広角であるにも拘わらず0.5%〜0.8%(画角95度)と実用上問題の無いレベルにある。 Angle is in no problem in practice 90 degrees 0.5% to 0.8% despite the close ultra-wide (angle of 95 degrees). また、本発明にかかる投写用レンズ装置の明るさを示すFナンバーは、1.35から1.50と、 Also, F-number that indicates the brightness of the projection lens system according to the present invention, a 1.35 1.50,
従来技術による画角90度を超える超広角の投写用レンズ装置Fナンバー2.4から4.5に比べ非常に小さく、 Prior art very small compared ultra wide-angle projection lens unit F number 2.4 which exceeds the angle 90 degrees to 4.5 by,
十分な明るさが確保出来る。 Sufficient brightness can be secured. また、スクリーン全面においてハイフォーカスを実現し、明るい画像を得るために本発明の投写レンズ装置はスクリーン中心で結像する光線束とスクリーン最外周部で結像する光線束が重ならない位置に非球面レンズを設けている。 Further, to achieve high focus in the entire screen, non the projection lens unit is a position that does not overlap the light beam imaged in light flux and the screen outermost portion imaged in the screen center of the present invention to obtain a bright image sphere It is provided with a lens. さらに、本願発明の3群構成の投写レンズ装置は光軸上の射出瞳サイズより画面周辺で結像する光束が通過する射出瞳サイズの方が大きくなるため、さらに光束の主光線が投写レンズ装置の光軸にほぼ平行になるテレセントリックな構成のため十分な周辺光量比を確保することが出来る。 Further, the projection lens system of three-group construction of the present invention for the direction of the exit pupil size light beam imaged on the screen around from an exit pupil size on the optical axis passes is increased, further principal ray projection lens unit of the light beam it is possible to secure a sufficient peripheral light quantity ratio for telecentric configuration substantially parallel to the optical axis. 画面全面の明るさを、周辺光量比で評価した結果の一部を図24 The brightness of the entire screen, a portion of the results were evaluated in relative illumination 24
から図25に示す。 From shown in FIG. 25. ここで図24は表1に対応した特性図、図25は表2に対応した特性図である。 Here, FIG. 24 is a characteristic diagram corresponding to Table 1, FIG. 25 is a characteristic diagram corresponding to Table 2. 画角が90 Angle of view 90
度近い超広角であるにも拘わらず、液晶パネルの各位置から入射する光束の主光線が投写レンズ装置の光軸にほぼ平行となるテレセントリックな構成とすることで画面最外周部(100%コーナー)で45%以上と実用上問題の無いレベルにある。 Degree despite a near super-wide angle, the screen outermost peripheral portion by a telecentric configuration (100% corner substantially parallel to the optical axis of the principal ray of the light beam is a projection lens system that enters from the position of the liquid crystal panel ) in no problem in practice 45% or more. 表1から表13に示した本発明の実施例について、投写用レンズ装置全系の屈折力(焦点距離の逆数)をP0、第1レンズ群G1の屈折力をP For the embodiment of the present invention shown in Tables 1 to 13, the refractive power of the projection lens system the entire system (the reciprocal of focal length) P0, the refractive power of the first lens group G1 P
G1、第2レンズ群G2の屈折力をPG2、第3レンズ群G3の屈折力をPG3、とした時、表14に示した関係が成立している。 G1, the refractive power of the second lens group G2 PG2, the refractive power of the third lens group G3 PG3 when, as the relationship shown in Table 14 are satisfied. すなわち、次の式に示す通りである。 That is, as shown in the following equation. PG1/P0< −0.8 0.3< PG2/P0 PG3/P0<−0.1 本発明の実施例では、前述したように、投写用レンズ装置全系の正屈折力を全て第2レンズ群に集め、そのスクリーン側と液晶パネル側に負の屈折力を有するレンズ群を配置している。 PG1 / P0 <In the embodiment of -0.8 0.3 <PG2 / P0 PG3 / P0 <-0.1 present invention, as described above, all of the positive refractive power of the projection lens system the whole system a second lens collected into groups, they are disposed lens group having a negative refractive power on its screen side and the liquid crystal panel side. 次に、第1レンズ群G1を構成する4 Then, 4 constituting the first lens group G1
枚のレンズは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3 Lenses, the first lens L1, second lens L2, the third
レンズL3が、前述したように、全てスクリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズで、収差の発生を押さえながら像面湾曲を補正している。 Lens L3 is, as described above, a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the entire screen side to correct curvature of field while holding the occurrence of aberrations. また、本発明の投写用レンズ装置において、投写距離を変えてスクリーン上に拡大投影する映像の倍率を変化させた場合のフォーカス調整は、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔を変えることで実現出来る。 Further, in the projection lens system of the present invention, focus adjustment when changing the magnification of the image to be enlarged and projected onto a screen by changing the projection distance, changing the second lens group G2 a distance between the third lens group G3 It can be realized by. この時、発生する像面湾曲と倍率色収差の変化は、第4レンズL4を光軸に沿って移動させることで吸収できる。 At this time, the change in curvature of field and lateral chromatic aberration generated can be absorbed by moving along the fourth lens L4 in the optical axis. 表1から表13に示した本発明の実施例について、第1レンズ群G1の屈折力をP For the embodiment of the present invention from Table 1 are shown in Table 13, the refractive power of the first lens group G1 P
G1、第1レンズの屈折力をP1、第2レンズの屈折力をP2、第3レンズの屈折力をP3、第4レンズの屈折力をP4、とした時、表15に示した関係が成立している。 G1, the refractive power of the first lens P1, the refractive power of the second lens P2, the refractive power of the third lens P3, when the refractive power of the fourth lens P4, and the, the relationship shown in Table 15 satisfied are doing. すなわち、次の式に示す通りである。 That is, as shown in the following equation. 0.0<P1/PG1<0.13 0.25<P2/PG1<0.45 0.10<P3/PG1<0.30 0.14<P4/PG1<0.30 次に、本発明の実施例に示した投写用レンズ装置における3枚のプラスチック非球面レンズのうち、第1レンズL1は、レンズの屈折力を出来るだけ小さくし、さらに、均一な肉厚のレンズ形状とすることでプラスチックレンズ特有の温度変化や吸湿に伴う形状と屈折率変化による屈折力の変動を軽減する設計としている。 0.0 <P1 / PG1 <0.13 0.25 <P2 / PG1 <0.45 0.10 <P3 / PG1 <0.30 0.14 <P4 / PG1 <0.30 Next, the present invention of the three plastic aspherical lens of the projection lens system shown in the examples, the plastic by first lens L1 is as small as possible the refractive power of the lens, further, that a uniform thickness of the lens shape lens is designed to reduce the variation in power due to the shape and refractive index change due to a unique temperature changes and moisture absorption. また、第10レンズL10と第11レンズL11は、レンズの屈折力の絶対値をほぼ等しくして、それぞれのレンズにより生じる温度変化や吸湿に伴う形状と屈折率変化による屈折力の変動を相殺する設計としている。 Further, a tenth lens L10 eleventh lens L11 is approximately equal to the absolute value of the refractive power of the lens, offsetting changes in the refractive power due to a temperature change or the shape and refractive index change due to moisture absorption caused by the respective lenses is the design. 表1から表1 Table from Table 1 1
3に示した本発明の実施例について、投写用レンズ装置全系の屈折力をP0、第1レンズの屈折力をP1、第1 For the embodiment of the present invention shown in 3, the refractive power of the projection lens system the entire system P0, the refractive power of the first lens P1, first
0レンズの屈折力をP10、第11レンズの屈折力をP 0 the refractive power of the lens P10, the refractive power of the first lens P
11とした時、表16に示した関係が成立している。 When the 11, the relationship shown in Table 16 are satisfied. すなわち、次の式の通りである。 In other words, it is as the following equation. 0.0>P1/P0 P10/P0>0.27 −0.15>P11/P0 さらに、本発明の投写用レンズ装置において、表1から表10に示した本発明の実施例について、全系の正屈折力の全てを分担している第2レンズ群G2を構成する各レンズの屈折力は、第2レンズ群全系の屈折力をPG 0.0> P1 / P0 P10 / P0> 0.27 -0.15> P11 / P0 Further, in the projection lens system of the present invention, examples of the present invention shown in Tables 1 to 10, the entire system the refractive power of the lenses constituting the second lens group G2 that share all positive refractive power, the refractive power of the second lens group entire system PG of
2、第5レンズの屈折力をP5、第6レンズの屈折力をP6、第7レンズと第8レンズの合成の屈折力をP7 2, the refractive power of the fifth lens P5, the refractive power of the sixth lens P6, the composite refractive power of the seventh lens and the eighth lens P7
8、第9レンズの屈折力をP9、第10レンズの屈折力をP10とすると、表17に示した関係が成立している。 8, the refractive power of the ninth lens P9, the refractive power of the 10 lens and P10, relationships shown in Table 17 are satisfied. すなわち、次の式の通りである。 In other words, it is as the following equation. 0.9<P5/PG2 0.7<P6/PG2 −0.7<P78/PG2<−0.4 0.70<P9/PG2<1.2 0.60<P10/PG2<1.0 第7レンズは高分散材料から成る両凹レンズで両凸レンズである第8レンズエレメントと貼り合わせて色収差の補正を行っている。 0.9 <P5 / PG2 0.7 <P6 / PG2 -0.7 <P78 / PG2 <-0.4 0.70 <P9 / PG2 <1.2 0.60 <P10 / PG2 <1.0 second 7 lens is performed eighth lens element and bonded to the chromatic aberration correction of a biconvex lens with a biconcave lens made of a high dispersion material. 以上、本発明の実施例としての投写用レンズ装置のレンズデータを基に、その特徴を述べた。 Above, based on the lens data of the projection lens system as an embodiment of the present invention, it said its features. 本実施例においては、10次の非球面係数AHまで使用した非球面について述べたが、この他に12次以上の高次の係数が含まれている場合の構成についても、本発明に含まれることは言うまでもない。 In the present embodiment has described the aspherical surface used to 10-order aspherical coefficients AH, for the constitution of the case that contains the coefficients of the higher order of the addition of 12 or more primary, included in the present invention it goes without saying.

【表14】 [Table 14]

【表15】 [Table 15]

【表16】 [Table 16]

【表17】 [Table 17] ところで、液晶パネルと偏光板は、温度が上昇する(例えば70℃)と、その偏光特性、特に偏光度(偏光板の偏光面に対して0°と90°の角度をなす光の、偏光板を通過したときの光の量の比率)が低下する性質を持っている。 Incidentally, the liquid crystal panel and the polarizing plate, the temperature is raised (for example 70 ° C.), the polarization characteristics, the light forming an angle of 0 ° and 90 ° with respect to particular polarization plane of the polarization (polarization plate, a polarizing plate ratio) of the amount of light has the property of lowering when it passes through the. よって、温度が上昇すると画面のコントラスト性能が低下する。 Therefore, screen contrast performance decreases when the temperature increases. これを防止すべく、本発明では、液晶パネルと偏光板とを冷却用の液体により冷却してコントラスト性能を向上させるようにした。 In order to prevent this, in the present invention was to improve the contrast performance of the liquid crystal panel and the polarizing plate is cooled by cooling liquid. このようにすれば、空気を用いて強制的に冷却する方式に比べ、液晶パネルと偏光板の温度を約7℃〜10℃低下させることができるので、ディスプレイ装置のコントラスト性能を約10%程向上させることができる。 Thus, compared with a method to forcibly cool with air, since the temperature of the liquid crystal panel and the polarizing plate can be lowered to about 7 ° C. to 10 ° C., approximately 10% the contrast performance of the display device it is possible to improve. また、液晶パネル及び偏光板は、高温下(例えば最大70℃)で使用し続けると、信頼性が低下する。 Further, the liquid crystal panel and the polarizing plate, continued use at high temperatures (e.g. up to 70 ° C.), the reliability decreases. しかしながら、液晶パネル及び偏光板を冷却液中で使用すれば、信頼性の低下を防止できるばかりでなく、それらの寿命の低下も防止できる。 However, the use of liquid crystal panels and the polarizing plate in the cooling liquid, not only can prevent a decrease in reliability can be prevented even reduction in their lifetime. 冷却液中で液晶パネル及び偏光板を使用すれば、例えば、その使用温度が10℃低下した場合、それらの寿命を約1.5もしくは2倍ほど延ばすことができる。 With the liquid crystal panel and the polarizing plate in the cooling liquid, for example, if the operating temperature is lowered 10 ° C., it can be extended their life span for about 1.5 or 2 times. 図26に、偏光板8を冷却液9内に配置して冷却するための、例えば図1もしくは2にて示された偏光板8の具体的な構成例を示す。 26 shows for cooling by placing the polarizer 8 into the cooling liquid 9, for example, a specific configuration example of the polarizing plate 8 shown in FIG. 1 or 2. 図26に示されるように、偏光板8 As shown in FIG. 26, the polarizing plate 8
は、一対のガラス版81及び82によりサンドウィッチされる。 It is sandwiched by a pair of glass plates 81 and 82. そして、その周辺部の全てを覆うように(外部から冷却液が侵入しないように)、例えばシリコンのような粘着性を有するものをその材料とするリング状のシール部材によりシールして密封する。 Then, the (as coolant from the outside does not enter) the way to cover all of the periphery, the seal to be sealed by a ring-shaped sealing member which those having tackiness, such as silicon and the material. 通常、冷却液9 Normally, the cooling liquid 9
は、エチレン・グリコール、デシレン・グリコール、グリセリン、もしくはそれらの混合液等の有機溶剤が使用される。 It is ethylene glycol, decylene glycol, glycerine, or an organic solvent such as a mixture thereof are used. また、偏光板8は、樹脂により形成されているため、偏光板8を冷却液8で直接的に冷却しようとすると、当該冷却液が偏光板を溶解させる恐れがある。 The polarizing plate 8, which is formed by a resin, when the polarizing plate 8 attempts to directly cooled by coolant 8, there is a risk that the cooling liquid to dissolve the polarizing plate. 従って、本実施例では、偏光板8を一対のガラス版81及び82の間に配置することにより、偏光板8が冷却液9と直接的に接触しないようにして、偏光板8が冷却液9により溶解されることから保護するようにしている。 Thus, in this embodiment, by arranging the polarizing plate 8 between the pair of glass plates 81 and 82, as the polarizing plate 8 is not in direct contact with the cooling liquid 9, polarizers 8 are cooling liquid 9 so as to protect from being dissolved by. また、図示しないが、偏光板8だけではなく、液晶パネル7も一対のガラス板で挟み、かつその周囲をシリコンリングで密封シールすれば同様な効果が得られることは言うまでもない。 Although not shown, not only the polarizing plate 8, the liquid crystal panel 7 is also sandwiched between the pair of glass plates, and it goes without saying that the surrounding the same effect if the hermetic seal with silicon ring obtained. また、偏光板8は、液晶パネル7の前及び/または後ろに配置されるが、その偏光板として、図26の破線で示されるように、2枚の偏光板8′及び8″を互いに重ねあわせた(張り合わせた)ものを用いてもよい。すなわち、本発明者らは、偏光板を2枚重ね合わせることにより、若干輝度は低下するものの、より高いコントラストを得ることができるという知見を得たものである。本発明者らにより、ポラテクノ(Polatech The polarizing plate 8 is being placed before and / or behind the liquid crystal panel 7, as a polarizing plate, as indicated by the broken line in FIG. 26, top of each other two polarizing plates 8 'and 8 " may be used combined (by bonding) ones. the resulting that is, the present inventors have found that by superimposing two sheets of polarizing plates, although slightly luminance decreases, the finding that it is possible to obtain a higher contrast those by the. present inventors, Polatechno (Polatech
no)株式会社製のSHC13UHCARという偏光板を用いて実験を行った結果、偏光板を2枚重ね合わせた場合、偏光度が向上し、輝度は15%前後低下するものの映像のコントラストが約30%向上することが確認された。 no) result of an experiment using a polarizing plate that SHC13UHCAR Co., Ltd., when superimposed two sheets of polarizing plates, improved degree of polarization, the brightness contrast of an image of those drops around 15% to about 30% it was confirmed to be improved. 更に、 In addition,
偏光板を2枚重ね合わせれば、より信頼性が向上し(寿命が長くなり)、マージンを高くして十分に所望の偏光度(最小偏光度)を得ることが可能となる。 If ask superimposing two sheets of polarizing plates, more reliable and improved (life longer), it is possible to increase the margin obtain a sufficiently desired polarization degree (minimum polarization degree).

【発明の効果】本発明によれば、(1)投写用レンズ装置を、スクリーン側から順に負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、負の屈折力を有する第3レンズ群から成る3群構成とする。 According to the present invention, (1) the projection lens system, a first lens group having negative refractive power in order from the screen side, a second lens group having positive refractive power, negative refractive power and 3-group configuration consisting of a third lens group having a. この為、90度近い広画角でも平坦な像面が得られ、画面の隅々まで良好なフォーカス性能が得られる。 Therefore, to obtain a flat image surface at 90 degrees near the wide angle, good focusing performance throughout the screen is obtained. (2)また、この構成は正の第2レンズ群を挟んで両側に負の第1レンズ群と第3レンズ群が対称的に配置されているため、90度近い広画角でもディストーションを1%以下に押さえることができる。 (2) In addition, this configuration since the first lens group and the third lens unit having a negative on both sides of the second lens group of positive are symmetrically arranged, 1 the distortion at 90 degrees near the wide angle % can be suppressed to below. (3)第3レンズ群に、光軸近傍は負の屈折力を持ち周辺部は正の屈折力を持つような非球面形状とすることで、第3レンズ群と第2レンズ群のレンズを小口径化できる。 The third lens group (3), the peripheral portion near the optical axis has a negative refractive power by an aspherical shape like having a positive refractive power, a third lens group in the second lens group It can be small-diameter. 更に光束径を小さくでき見かけ上の物高さを低くでき収差補正が容易になる。 Further possible aberration correction is facilitated lower ones height of the apparent can be reduced beam diameter.
(4)本願発明の投写用レンズ装置は、テレセントリックな構成であり、90度近い広画角でも十分な周辺光量比を確保することが出来る。 (4) a projection lens system of the present invention is a telecentric configuration, it is possible to secure a sufficient peripheral light quantity ratio at 90 degrees near the wide angle. (5)投写用レンズ装置に、プラスチック非球面レンズを使用しても、レンズを出来るだけ均一な肉厚にすることで、また、局部的な形状により得られる屈折力の温度、湿度変化による変動を複数枚のプラスチック非球面レンズを組み合わせ相殺する構成として温度変化や吸湿に伴う形状と屈折率変化によるフォーカス性能の変動を軽減する。 (5) the projection lens system, the use of plastic aspherical lens, as much as possible the lens by a uniform wall thickness, also local shape by resulting refractive power of the temperature, variations due to humidity change to reduce the fluctuation of focusing performance due to the refractive index change shape due to temperature changes or moisture absorption as a configuration for canceling combining a plurality of plastic aspherical lens. (6)投写用レンズ装置において、レンズと液晶パネルの間を屈折率1.2以上の媒質(冷却液)で光学的に結合させ映像光の反射による損失の軽減と反射によるコントラストの低下を軽減する。 (6) relieving the projection lens system, a reduction in contrast due reduce the reflection loss due to the reflection of the image light optically coupled between the lens and the liquid crystal panel in refractive index 1.2 over the medium (cooling liquid) to. (7)液晶パネルとレンズの間に冷却用の液体を充填して液晶パネルや偏光板を冷却する構造なので、液晶パネルと偏光板の温度上昇を低減出来る。 (7) Since the structure for cooling the liquid crystal panels and polarizing plates is filled with a cooling liquid between the liquid crystal panel and the lens can reduce the temperature rise of the liquid crystal panel and the polarizing plate. 以上述べた投写用レンズ装置を適用すれば画面の全領域にわたって明るく、ハイフォーカスな画像が得られ、かつコンパクトな背面投写型ディスプレイ装置が実現できる。 Above mentioned bright over the entire area of ​​the screen by applying the projection lens unit, a high-focus image is obtained, and compact rear projection display device can be realized.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の投写レンズ装置の配置を示す断面図 Sectional view showing an arrangement of the projection lens system of the present invention; FIG

【図2】本発明の投写レンズ装置の配置を示す断面図 Sectional view showing an arrangement of the projection lens system of the present invention; FIG

【図3】投写光学系を搭載した背面投写型画像ディスプレイ装置の主要部を示す垂直方向断面図 Vertical sectional view showing a main part of Figure 3 equipped with the projection optical system rear projection type image display device

【図4】投写光学系を搭載した背面投写型画像ディスプレイ装置の主要部を示す垂直方向断面図 Vertical sectional view showing a main part of FIG. 4 equipped with the projection optical system rear projection type image display device

【図5】本発明の投写用レンズ装置の配置を示す断面図 Sectional view showing the arrangement of a projection lens system of the present invention; FIG

【図6】本発明の投写用レンズ装置の配置を示す断面図 Sectional view showing the arrangement of a projection lens system of the present invention; FIG

【図7】本発明の投写用レンズ装置の配置を示す断面図 7 is a cross-sectional view showing an arrangement of a projection lens system of the present invention

【図8】本発明の投写用レンズ装置の働きを説明するための説明図 Figure 8 is an explanatory diagram for describing the function of the projection lens system of the present invention

【図9】本発明の投写用レンズ装置の働きを説明するための説明図 Figure 9 is an explanatory diagram for describing the function of the projection lens system of the present invention

【図10】レンズ形状の定義を説明するために用いる説明図 [10] a lens diagram used to explain the definition of the shape

【図11】本発明の投写用レンズ装置のレンズ形状の特徴を示した特性図 [11] characteristic diagram showing the characteristics of the lens shape of the projection lens system of the present invention

【図12】本発明の投写用レンズ装置のレンズ形状の特徴を示した特性図 Characteristic diagram showing the characteristics of the lens shape of the projection lens system of the present invention; FIG

【図13】本発明の投写用レンズ装置のレンズ形状の特徴を示した特性図 [13] characteristic diagram showing the characteristics of the lens shape of the projection lens system of the present invention

【図14】本発明の投写用レンズ装置のレンズ形状の特徴を示した特性図 [14] characteristic diagram showing the characteristics of the lens shape of the projection lens system of the present invention

【図15】本発明の投写用レンズ装置のレンズ形状の特徴を示した特性図 [15] characteristic diagram showing the characteristics of the lens shape of the projection lens system of the present invention

【図16】本発明の投写用レンズ装置のレンズ形状を説明するための説明図 Figure 16 is an explanatory diagram for a lens shape will be explained in the projection lens system of the present invention

【図17】本発明の投写用レンズ装置のレンズ形状を説明するための説明図 Figure 17 is an explanatory diagram for a lens shape will be explained in the projection lens system of the present invention

【図18】単板式の液晶パネルを用いた投写光学系の配置を示す断面図 Figure 18 is a sectional view showing the arrangement of a projection optical system using a liquid crystal panel of the single-plate

【図19】単板式の液晶パネルを用いた投写光学系の配置を示す断面図 [19] single-panel sectional view showing the arrangement of a projection optical system using a liquid crystal panel

【図20】本発明の実施例として示した表1の投写レンズ装置のフォーカス性能を示すMTF特性図 MTF characteristic diagram showing the focusing performance in Table 1 of the projection lens system shown as the embodiment of Figure 20 the present invention

【図21】本発明の実施例として示した表2の投写レンズ装置のフォーカス性能を示すMTF特性図 [Figure 21] MTF characteristic diagram showing the focusing performance of the projection lens system of Table 2 shown as an embodiment of the present invention

【図22】本発明の実施例として示した表1の投写レンズ装置のディストーションを示す特性図 Characteristic diagram showing the distortion of Table 1 of the projection lens system shown as the embodiment of FIG. 22 the present invention

【図23】本発明の実施例として示した表2の投写レンズ装置のディストーションを示す特性図 [23] characteristic diagram showing the distortion of the projection lens system of Table 2 shown as an embodiment of the present invention

【図24】本発明の実施例として示した表1の投写レンズ装置の周辺光量比を示す特性図 Characteristic diagram showing the relative illumination in Table 1 of the projection lens system shown as the embodiment of Figure 24 the present invention

【図25】本発明の実施例として示した表2の投写レンズ装置の周辺光量比を示す特性図 Characteristic diagram showing the relative illumination of the projection lens system of Table 2 shown as an example in FIG. 25 the present invention

【図26】液晶パネル及び偏光板を液体にて冷却する場合の、偏光板を冷却液から保護するための具体的構成の一例を示す図 26 shows a case where the liquid crystal panel and the polarizing plate is cooled by liquid, an example of a specific configuration to protect the polarizer from the coolant

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…内鏡筒、2…外鏡筒、3…取り付けネジ、4…押さえ板、5…放熱板 6…ブラケット、7…液晶パネル、8…偏光板、9…冷却液、10…入射側保護パネル、11…光学ユニット、 1 ... inner barrel, 2 ... outer barrel 3 ... mounting screws, 4 ... pressing plate, 5 ... heat sink 6 ... bracket, 7 ... liquid crystal panel, 8 ... polarizer, 9 ... coolant, 10 ... entrance-side protection panel, 11 ... optical unit,
12…投写用レンズ装置、13…折り返しミラー、14 12 ... projection lens unit, 13 ... folding mirror, 14
…スクリーン、15…キャビネット、20…スクリーン、21…投写用レンズ装置、22…液晶パネル、2 ... screen, 15 ... cabinet, 20 ... screen, 21 ... projection lens system, 22 ... liquid crystal panel, 2
3、24、25…ダイクロイックミラー、26…コンデンサーレンズ、27…集光レンズ、28…白色光源、2 3,24,25 ... dichroic mirror, 26 ... condenser lens, 27 ... condenser lens, 28 ... white light source, 2
9…反射ミラー、30…集光レンズ、31…偏光ビームスプリッタ、32…コンデンサーレンズ。 9 ... reflecting mirror, 30 ... condenser lens, 31 ... polarizing beam splitter, 32 ... condenser lens.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 康男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor, Kanagawa Prefecture, Totsuka-ku, Yokohama-shi Yoshida-cho, address 292 Yasuo Otsuka stock company Hitachi multimedia system development headquarters in

Claims (37)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】画像発生源からの映像光を拡大してスクリーン上に投影するための複数のレンズ素子が光軸に沿って配列された投写用レンズ装置であって、スクリーン側から順に、第1、第2、第3レンズ群が配置され、 前記第1群レンズは、そのレンズ群全系が負の屈折力を有し、 前記第2群レンズは、そのレンズ群全系が正の屈折力を有し、 前記第3群レンズは、そのレンズ群全系が負の屈折力を有し、かつ少なくとも中心部分がスクリーンに対して凸で、その周辺部がスクリーンに対して凹の形状を有するレンズエレメントを含む、 ことを特徴とする投写用レンズ装置。 1. A projection lens system in which a plurality of lens elements are arrayed along the optical axis for projecting an enlarged image light onto a screen from the image source, in order from the screen side, the 1, the second, the third lens group is disposed, the first group lens has the lens group entire system negative refractive power, the second lens group has a refractive its lens entire system positive has a force, the third group lens, the lens group entire system has a negative refractive power, and a convex least the central portion to the screen, a concave shape that periphery to the screen It includes a lens element having a projection lens and wherein the.
  2. 【請求項2】前記第1レンズ群は、少なくともスクリーンに側に対して凸面を設けた負の屈折力を持つメニスカスレンズを含み、前記第2レンズ群は、少なくとも第1 Wherein said first lens group includes a meniscus lens having negative refractive power having a convex surface facing to the side at least on the screen, the second lens group includes at least a first
    のアッベ数を持つ両凸レンズと該第1のアッベ数よりも小さい第2のアッベ数を持つ両凹レンズとを貼合せた負の屈折力を持つレンズを含むことを特徴とする請求項1 Claim, characterized in that it comprises a lens having a negative refractive power laminated with a double-concave lens having Abbe number second Abbe number smaller than the Abbe number of the biconvex lens and the first with 1
    に記載の投写用レンズ装置。 Projection lens device according to.
  3. 【請求項3】前記第2のレンズエレメントは、光軸を含む中心部分では正の屈折力を有し、光軸から半径方向に離れた周辺部では負の屈折力を有するレンズエレメントを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の投写用レンズ装置。 Wherein the second lens element has a positive refractive power in the central portion including the optical axis, that includes a lens element having a negative refractive power in the peripheral portion spaced radially from the optical axis projection lens device according to claim 1 or 2, characterized in.
  4. 【請求項4】前記第1レンズ群を構成するレンズエレメントは、その全てが負の屈折力を持つことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の投写用レンズ装置。 4. A lens elements constituting the first lens group, a projection lens device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that all of which have a negative refractive power.
  5. 【請求項5】前記第1レンズ群は、第1、第2、第3及び第4のレンズエレメントを有し、該第1乃至第4のレンズエレメントが次の条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の投写用レンズ装置。 Wherein said first lens group, the first, second, a third and a fourth lens element, said first to fourth lens element is characterized in that the following conditions are met projection lens device according to any one of claims 1 to 4. 0.0<P1/PG1<0.13 0.25<P2/PG1<0.45 0.10<P3/PG1<0.30 0.14<P4/PG1<0.30 ただし、 PG1:第1レンズ群全系の屈折力 P1 :第1レンズエレメントの屈折力 P2 :第2レンズエレメントの屈折力 P3 :第3レンズエレメントの屈折力 P4 :第4レンズエレメントの屈折力 0.0 <P1 / PG1 <0.13 0.25 <P2 / PG1 <0.45 0.10 <P3 / PG1 <0.30 0.14 <P4 / PG1 <0.30 However, PG1: first the refractive power of the lens group entire system P1: refractive power of the first lens element P2: refractive power of the second lens element P3: refractive power of the third lens element P4: refractive power of the fourth lens element
  6. 【請求項6】前記第2レンズ群は、第5、第6、第7、 Wherein said second lens group, the fifth, sixth, seventh,
    第8、第9及び第10レンズエレメントを有し、該第5 8, includes a ninth and tenth lens element, fifth
    乃至第10のレンズエレメントが次の条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の投写用レンズ装置。 To projection lens device according to any one of claims 1 to 5 tenth lens element is characterized in that the following conditions are met. 0.9<P5/PG2<1.5 0.7<P6/PG2<1.3 −0.7<P78/PG2<−0.4 0.7<P9/PG2<1.2 0.6<P10/PG2<1.0 ただし、 PG2:第2レンズ群全系の屈折力 P5 :第5レンズエレメントの屈折力 P6 :第6レンズエレメントの屈折力 P7,8:第7及び第8レンズエレメントの合成屈折力 P9 :第9レンズエレメントの屈折力 P10:第10レンズエレメントの屈折力 0.9 <P5 / PG2 <1.5 0.7 <P6 / PG2 <1.3 -0.7 <P78 / PG2 <-0.4 0.7 <P9 / PG2 <1.2 0.6 < P10 / PG2 <1.0 However, PG2: refractive power of the second lens group entire system P5: refractive power of the fifth lens element P6: refractive power of the sixth lens element P7,8: seventh and eighth lens element the composite refractive power P9: refractive power of the ninth lens element P10: refractive power of the 10 lens elements
  7. 【請求項7】前記第1レンズ群は、スクリーン側のレンズ面が非球面形状を成すレンズエレメントを含み、前記第3レンズ群は、スクリーン側のレンズ面が非球面形状を持つレンズエレメントを含み、これらのレンズが次の条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の投写用レンズ装置。 Wherein said first lens group includes a lens element lens surface of the screen side forms a non-spherical shape, the third lens group, a lens surface on the screen side includes a lens element having an aspherical shape , projection lens device according to any one of claims 1 to 6 these lenses is characterized in that the following conditions are met. 0.0>P1/P0 −0.15>P11/P0 ただし、 P0 :投写用レンズ装置全系の屈折力 P1 :第1レンズ群の非球面形状を持つ第1レンズの屈折力 P11:第3レンズ群の非球面形状を持つレンズエレメントの屈折力 0.0> P1 / P0 -0.15> P11 / P0 However, P0: a refractive power of the projection lens system the whole system P1: refractive power of the first lens having the aspherical shape of the first lens group P11: 3 the refractive power of the lens elements with aspherical shape of the lens
  8. 【請求項8】前記映像発生源は液晶パネルであり、前記第3レンズ群の、前記中心部分がスクリーンに対して凹で周辺部分がスクリーンに対して凸の形状を有するレンズエレメントは、前記液晶パネルとの間に、該液晶パネルを冷却するための冷却液を封入するための空間を形成することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の投写用レンズ装置。 Wherein said image source is a liquid crystal panel, wherein the third lens group, a lens element having a convex with respect to the screen peripheral portion a concave surface to the central portion screen, the liquid crystal between the panels, projection lens device according to any one of claims 1 to 7 and forming a space for enclosing the cooling liquid for cooling the liquid crystal panel.
  9. 【請求項9】前記冷却液は、波長587.6nmの光に対する屈折力が、1.2以上であることを特徴とする請求項8に記載の投写用レンズ装置。 Wherein said cooling liquid, the refractive power for light having a wavelength 587.6nm is, projection lens device according to claim 8, characterized in that 1.2 or more.
  10. 【請求項10】前記空間中に、偏光板が配置されることを特徴とする請求項8または9に記載の投写用レンズ装置。 10. During the space, projection lens device according to claim 8 or 9, characterized in that polarizing plates are arranged.
  11. 【請求項11】請求項1乃至10のいずれかに記載の投写用レンズ装置において、次の条件を満たすことを特徴とする投写用レンズ装置。 11. A projection lens system as claimed in any one of claims 1 to 10, a projection lens and wherein the following condition is satisfied. PG1/P0<−0.8 0.3<PG2/P0 ただし、 P0:投写用レンズ装置全系の屈折力 PG1:第1レンズ群全系の屈折力 PG2:第2レンズ群全系の屈折力 PG1 / P0 <-0.8 0.3 <PG2 / P0 However, P0: a projection lens system the entire system power PG1: refractive power of the first lens group entire system PG2: refractive power of the second lens group entire system
  12. 【請求項12】前記第1レンズ群は、スクリーン側のレンズ面が非球面形状を成すレンズエレメントを含み、前記第3レンズ群は、スクリーン側のレンズ面が非球面形状を持つレンズエレメントを含み、これらのレンズが次の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の投写用レンズ装置。 Wherein said first lens group includes a lens element lens surface of the screen side forms a non-spherical shape, the third lens group, a lens surface on the screen side includes a lens element having an aspherical shape , projection lens device according to claim 1, these lenses are characterized by the following conditions. 0.0>P1/P0 −0.15>P11/P0 ただし、 P0 :投写用レンズ装置全系の屈折力 P1 :第1レンズ群の非球面形状を持つ第1レンズの屈折力 P11:第3レンズ群の非球面形状を持つレンズエレメントの屈折力 0.0> P1 / P0 -0.15> P11 / P0 However, P0: a refractive power of the projection lens system the whole system P1: refractive power of the first lens having the aspherical shape of the first lens group P11: 3 the refractive power of the lens elements with aspherical shape of the lens
  13. 【請求項13】画像発生源からの映像光を拡大してスクリーン上に投影するための複数のレンズ素子が光軸に沿って配列された投写用レンズ装置であって、スクリーン側から順に、第1、第2、第3レンズ群が配置され、 前記第1レンズ群は、そのレンズ群全系が負の屈折力を持ち、前記スクリーン側から映像発生源に向かって順に配列された第1、第2、第3及び第4レンズエレメントを有し、前記第1レンズエレメントは、スクリーンに対して凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカスレンズ、 13. A projection lens system in which a plurality of lens elements are arrayed along the optical axis for projecting an enlarged image light onto a screen from the image source, in order from the screen side, the 1, the second, the third lens group is disposed, the first lens group, the lens group entire system has a negative refractive power, the first arranged in order toward the image source from the screen side, second, a third and a fourth lens element, said first lens element is a meniscus lens having a negative refractive power and a convex surface facing the screen,
    前記第2レンズエレメントは、スクリーンに対して凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカスレンズ、前記第3 The second lens element is a meniscus lens having a negative refractive power and a convex surface facing the screen, the third
    レンズエレメントは、スクリーンに対して凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカスレンズ、前記第4レンズエレメントは、スクリーン側レンズ面がスクリーンに対して凹面を向けた負の屈折力を持つレンズであり、 第2レンズ群は、そのレンズ群全系が正の屈折力を持ち、前記スクリーン側から映像発生源に向かって順に配列された第5、第6、第7、第8、第9及び第10レンズエレメントを有し、前記第5レンズエレメントは、アッベ数45以下の高分散材から成るスクリーン側に凸面を向けた正の屈折力を持つレンズ、前記第6レンズエレメントは、アッベ数45以下の高分散材から成る映像発生源側に対して凸面を向けた正の屈折力を持つレンズ、 Lens element, a meniscus lens having a negative refractive power and a convex surface facing the screen, the fourth lens element is located in a lens having a negative refractive power screen side lens surface is a concave surface facing the screen the second lens group has a refractive power of the lens group entire system is positive and the fifth are arranged in this order toward the image source from the screen side, sixth, seventh, eighth, ninth and has 10 lens elements, the fifth lens element is a lens having a positive refractive power with a convex surface facing the screen side consisting of Abbe number 45 less highly dispersed material, the sixth lens element, Abbe number 45 or less lens having a positive refractive power with a convex surface to the image generation source side consisting of highly dispersed material,
    前記第7レンズエレメントは、アッベ数45以下の高分散材から成る両凹のレンズ、前記第8レンズエレメントは、アッベ数55以上の低分散材から成る両凸のレンズ、前記第9レンズエレメントは両凸レンズ、前記第1 The seventh lens element is biconcave lens consisting of Abbe number 45 less highly dispersed material, the eighth lens element is biconvex lens made of Abbe number 55 or more low dispersion material, the ninth lens element biconvex, said first
    0レンズエレメントは、映像発生源側に凸面を向けた正の屈折力を持つレンズであり、前記第7レンズと前記第8レンズは互いに貼り合わせられ、その合成の屈折力が負の値を持ち、 前記第3レンズ群は、負の屈折力を持ち、中心部分がスクリーンに対して凹の形状を有する負の屈折力を持つ第11レンズを含むことを特徴とする投写用レンズ装置。 0 lens element is a lens having a positive refractive power and a convex surface facing the image generation source side, the seventh lens and the eighth lens are bonded to each other, the refractive power of the synthesis has a negative value the third lens group has a negative refractive power, a projection lens system which comprises a first lens in which the center portion has a negative refractive power with a concave shape with respect to the screen.
  14. 【請求項14】前記第9レンズエレメントは、画像発生源側よりもスクリーン側レンズ面の方が曲率が小さいことを特徴とする請求項13に記載の投写用レンズ装置。 14. The ninth lens element, a projection lens system of claim 13, toward the screen side lens surface than the image generation source side, wherein the curvature is small.
  15. 【請求項15】前記第10レンズエレメントは、光軸を含む中心部分では映像発生源側に対して凸面を向けたレンズ形状で正の屈折力を、光軸から半径方向に離れた周辺部では負の屈折力を有し、 前記第11レンズエレメントは、光軸を含む中心部分ではスクリーン側に凹面を向けた負の屈折力を、光軸から半径方向に離れた周辺部では正の屈折力を有することを特徴とする請求項13に記載の投写用レンズ装置。 15. the tenth lens element, a positive refractive power as a lens shape with a convex surface to the image generation source side in the central portion including the optical axis, at the periphery spaced radially from the optical axis It has a negative refractive power, the first lens element, a negative refractive power with a concave surface facing the screen side in the central portion including the optical axis, a positive refractive power in the peripheral portion spaced radially from the optical axis projection lens device according to claim 13, characterized in that it comprises a.
  16. 【請求項16】映像発生源からの光線束をスクリーン上に収斂させる複数のレンズ素子を備えた投写用レンズ装置であって、 前記複数のレンズ素子は、少なくとも1つのガラスエレメントと少なくとも2つのプラスチックレンズエレメントとを含み、 前記プラスチックレンズの一方は、光軸を含む中心部分では正の屈折力を、光軸から半径方向に離れた周辺部では負の屈折力を有し、他方は、光軸を含む中心部分では負の屈折力を、光軸から半径方向に離れた周辺部では正の屈折力を有することを特徴とする投写用レンズ装置。 16. A projection lens system having a plurality of lens elements to converge light beams onto the screen from the video source, the plurality of lens elements includes at least one glass element at least two plastic and a lens element, the one of the plastic lens, the positive refractive power in the central portion including the optical axis has a negative refractive power in the peripheral portion spaced radially from the optical axis and the other, the optical axis negative refractive power, a projection lens apparatus characterized by having a positive refractive power in the peripheral portion spaced radially from the optical axis in the central portion including the.
  17. 【請求項17】画像発生源からの映像光を拡大してスクリーン上に投影するための複数のレンズ素子が光軸に沿って配列された投写用レンズ装置であって、スクリーン側から順に、第1、第2、第3レンズ群が配置され、 前記第1レンズ群は、そのレンズ群全系が負の屈折力を有し、少なくともスクリーンに対して凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカスレンズを含み、 前記第2レンズ群は、そのレンズ群全系が正の屈折力を有し、少なくとも第1のアッベ数を持つ両凸レンズエレメントと該第1のアッベ数よりも小さい第2のアッベ数を持つ両凹レンズエレメントとを貼合せた、その合成屈折力が負のレンズエレメントとを含み、 前記第3レンズ群は、そのレンズ群全系が負の屈折力を有し、スクリーンに対して凹のレンズ面を備えた 17. A projection lens system in which a plurality of lens elements are arrayed along the optical axis for projecting an enlarged image light onto a screen from the image source, in order from the screen side, the 1, the second, the third lens group is disposed, the first lens group has its lens group entire system a negative refractive power, a meniscus of negative refractive power with a convex surface to at least the screen includes a lens, the second lens group has its lens group entire system a positive refractive power, at least a first biconvex lens element and a second Abbe smaller than the Abbe number of the first with an Abbe number It was laminated with a double-concave lens element with a number, and a its composite refractive power is negative lens element, the third lens group, the lens group entire system has a negative refractive power, the screen with a concave lens surface の屈折力を持つレンズエレメントを含み、該レンズエレメントは、前記投写用レンズ装置の光軸を前記映像発生源からスクリーンに向かう方向を正とした場合に、前記光軸からの半径方向の距離(r)の関数Z(r)で与えられる前記光軸に軸対称な形状で、前記関数Z(r)を2次微分して得られる関数に、前記距離(r)を代入して得られる値が、前記距離(r)により変化し、前記光軸の近傍から中域にかけては小さくなり、中域からレンズ有効径に至る領域では大きくなる形状を有することを特徴とする投写用レンズ装置。 Includes a lens element having a refractive power, the lens element, when a direction toward the screen an optical axis of the projection lens system from the video source to the positive, the radial distance from the optical axis ( the optical axis is given to the function of r) Z (r) in axisymmetric shape, the function Z (r) the second derivative to obtain a function obtained by substituting the distance (r) value but varies with the distance (r), the smaller is toward mid range from the vicinity of the optical axis, the projection lens unit and having a larger shape in the region extending from the middle zone to the lens effective diameter.
  18. 【請求項18】前記第2レンズ群は、更に、光軸を含む中心部分では正の屈折力を有し、光軸から半径方向に離れた周辺部では負の屈折力を有するレンズエレメントを含むことを特徴とする請求項17に記載の投写用レンズ装置。 18. the second lens group, further, the central portion including the optical axis has a positive refractive power, in the peripheral portion spaced radially from the optical axis includes a lens element having a negative refractive power projection lens device according to claim 17, characterized in that.
  19. 【請求項19】画像発生源からの映像光を拡大してスクリーン上に投影するための複数のレンズ素子が光軸に沿って配列された投写用レンズ装置であって、スクリーン側から順に、第1、第2、第3レンズ群が配置され、 前記第1レンズ群は、そのレンズ群全系が負の屈折力を有し、少なくともスクリーンに対して凸面を設けた負の屈折力を持つメニスカスレンズエレメントを含み、 前記第2レンズ群は、そのレンズ群全系が正の屈折力を有し、少なくとも第1のアッベ数を持つ両凸レンズエレメントと該第1のアッベ数よりも小さい第2のアッベ数を持つ両凹レンズエレメントとを貼合せた、その合成屈折力が負のレンズエレメントを含み、 前記第3レンズ群は、そのレンズ群全系が負の屈折力を持ち、形状が前記投写用レンズ装置の光 19. A projection lens system in which a plurality of lens elements are arrayed along the optical axis for projecting an enlarged image light onto a screen from the image source, in order from the screen side, the 1, the second, the third lens group is disposed, the first lens group, the lens group entire system has a negative refractive power, a meniscus of negative refractive power having a convex surface with respect to at least the screen It includes a lens element, the second lens group, the lens group entire system has a positive refractive power, at least a first Abbe number with biconvex lens element and a first Abbe number smaller second than It was laminated with a double-concave lens element with an Abbe number, wherein the composite refractive power is negative lens element, the third lens group has the lens entire system negative refractive power, shape for the projection optical lens device から半径方向の距離(r)の関数Z(r)で与えられる前記光軸に軸対称で、かつ前記関数は変曲点を有し、かつ負の屈折力を有するするレンズエレメントを含むことを特徴とする投写用レンズ装置。 That includes a lens element which has a function Z axisymmetric to the optical axis is given by (r), and wherein the function has an inflection point, and the negative refractive power of the radial distance (r) from projection lens device according to claim.
  20. 【請求項20】映像発生源に表示された原画像をスクリーン上へ拡大投写する複数のレンズエレメントを備えた投写用レンズ装置において、 前記複数のレンズエレメントは、前記投写用レンズ装置の光軸と物点を含む平面を、画面外周部で結像する光線束と画面中心部で結像する光線束が通過する際に該各々の光線束が重ならない位置に配置された、少なくとも2 20. A projection lens system having a plurality of lens elements for enlarging and projecting an original image displayed on the image source onto a screen, the plurality of lens elements comprises an optical axis of the projection lens system the plane containing the object point, disposed at a position where light beam imaged in light flux and the screen center, imaging does not overlap the said respective light beam when it passes through the screen outer peripheral part, at least 2
    つの非球面レンズエレメントを含むことを特徴とする投写用レンズ装置。 One of the projection lens system, which comprises an aspherical lens element.
  21. 【請求項21】光源からの入射光を変調する光変調手段と、前記光変調手段で変調された光をスクリーン上に拡大投写するための投写用レンズ装置とを有する投写型画像ディスプレイ装置において、 前記光変調手段は、液晶パネルと偏光板とを有し、前記液晶パネルと前記投写用レンズ装置の最も液晶パネル側に位置するレンズエレメントとの間に形成された空間内に、冷却用液体を充填したことを特徴とする投写型画像ディスプレイ装置。 A light modulating means for modulating the incident light from 21. The light source, in the projection type image display device having a projection lens system for enlarging and projecting light modulated by the light modulating means on a screen, It said light modulating means includes a liquid crystal panel and the polarizing plate, the formed space between the lens elements most located on the liquid crystal panel side of the liquid crystal panel and the projection lens unit, a cooling liquid projection type image display apparatus characterized by filled.
  22. 【請求項22】前記投写用レンズ装置は、スクリーン側から順に配列された第1、第2及び第3のレンズ群を有し、 前記第1群レンズは、そのレンズ群全系が負の屈折力を有し、少なくともスクリーンに対して凸面を向けた負の屈折力を持つメニスカスレンズエレメントを含み、 前記第2群レンズは、そのレンズ群全系が正の屈折力を有し、少なくとも第1のアッベ数を持つ両凸レンズエレメントと、前記第1のアッベ数よりも小さいアッベ数を持つ両凹レンズエレメントとを貼りあわせた、その合成屈折力が負のレンズエレメントを含み、 前記第3群レンズは、そのレンズ群全系が負の屈折力を有し、少なくとも光軸を含む中心部分が負の屈折力を持ち、その周辺部が正の屈折力を持つレンズエレメントを含む、 ことを特徴とする請求項 22. The projection lens system has a first, second and third lens groups arranged from the screen side in order, the first group lens has a refractive its lens entire system is negative has a force includes a meniscus lens element having a negative refractive power with a convex surface to at least the screen, the second lens group, the lens group entire system has a positive refractive power, at least a first a bi-convex lens element having an Abbe number of the first bonding the biconcave lens element with an Abbe smaller Abbe number than the number, including the combined refractive power of the negative lens element, the third lens group is has its lens group entire system negative refractive power has a negative refractive power central portion including at least the optical axis, a peripheral portion includes a lens element having a positive refractive power, characterized in that claim 21に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 Projection type image display apparatus according to 21.
  23. 【請求項23】前記投写用レンズ装置は、スクリーン側から順に配列された、レンズ群全系が負の屈折力を有する第1レンズ群、レンズ群全系が正の屈折力を有する第2レンズ群、及びレンズ群全系が負の屈折力を有し、少なくとも光軸を含む中心部分が負の屈折力を持ち、その周辺部が正の屈折力を持つレンズエレメントを含む第3 23. The projection lens system has, arranged from the screen side in order, a second lens in which the first lens group, a lens group entire system has a positive refractive power lens group entire system has a negative refractive power group, and has a lens group entire system negative refractive power has a negative refractive power central portion including at least the optical axis, a third of its periphery includes a lens element having a positive refractive power
    レンズ群を備えることを特徴とする請求項21に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 Projection type image display apparatus according to claim 21, characterized in that it comprises a lens group.
  24. 【請求項24】前記投写用レンズ装置は、複数のレンズエレメントを備え、該複数のレンズ素子は、少なくとも1つのガラスレンズエレメントと少なくとも2つのプラスチックレンズエレメントとを含み、 前記レンズエレメントの一方は、光軸を含む中心部分では正の屈折力を、その周辺部では負の屈折力を有し、他方は、光軸を含む中心部分では負の屈折力を、その周辺部では正の屈折力を有することを特徴とする請求項21 24. The projection lens unit includes a plurality of lens elements, lens elements of said plurality of comprises at least one glass lens element and at least two plastic lens elements, one of said lens elements, the positive refractive power in the central portion including the optical axis, its has a negative refractive power in the peripheral portion and the other is a negative refractive power in the central portion including the optical axis, a positive refractive power at the peripheral portion claim 21, characterized in that it has
    に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 Projection type image display apparatus according to.
  25. 【請求項25】前記偏光板は、前記液晶パネルと前記投写用レンズ装置の最も液晶パネル側に位置するレンズエレメントとの間に形成された空間内に配置され、前記冷却用液体により冷却されることを特徴とする請求項21 25. The polarizing plate, the disposed formed in the space between the lens elements most located on the liquid crystal panel side of the liquid crystal panel and the projection lens system, is cooled by the cooling liquid claim 21, characterized in that
    に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 Projection type image display apparatus according to.
  26. 【請求項26】前記液晶パネルの光源側には、更に、保護パネルが配置されていることを特徴とする請求項21 To 26. The light source side of the liquid crystal panel further claims, characterized in that the protective panel is located 21
    に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 Projection type image display apparatus according to.
  27. 【請求項27】前記液晶パネルと保護パネルとの間に形成された空間内に、冷却用液体を充填したことを特徴とする請求項26に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 To 27. the space formed between the liquid crystal panel and the protection panel, a projection type image display apparatus according to claim 26, characterized in that filled with cooling liquid.
  28. 【請求項28】前記保護パネルは第2の偏光板を備えることを特徴とする請求項26に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 28. The protective panel projection type image display apparatus according to claim 26, characterized in that it comprises a second polarizing plate.
  29. 【請求項29】前記第2の偏光板は、前記保護パネルのスクリーン側の面上に、密着もしくは近接して配置されることを特徴とする請求項28に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 29. The second polarizing plate, a projection type image display apparatus according to claim 28, wherein said on the screen side surface of the protection panel, it is disposed in close contact or close to.
  30. 【請求項30】前記保護パネルの光源側の面に無反射コーティングを施したことを特徴とする請求項27または28に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 30. A projection type image display apparatus according to claim 27 or 28, characterized in that subjected to non-reflection coating on the light source side surface of the protection panel.
  31. 【請求項31】前記冷却用液体は、波長が587.6 31. The cooling liquid has a wavelength of 587.6
    (nm)の光に対する屈折率が1.2以上であることを特徴とする請求項21に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 (Nm) projection type image display apparatus according to claim 21 in which the refractive index to light, characterized in that 1.2 or more.
  32. 【請求項32】前記偏光板は、前記液晶パネルに密着もしくは近接して配置されることを特徴とする特許請求項21に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 32. The polarizing plate, a projection type image display apparatus according to claims 21, characterized in that it is disposed in close contact or close to the liquid crystal panel.
  33. 【請求項33】前記第2の偏光板は、前記液晶パネルに密着もしくは近接して配置されることを特徴とする特許請求項28に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 33. The second polarizing plate, a projection type image display apparatus according to claims 28, characterized in that it is disposed in close contact or close to the liquid crystal panel.
  34. 【請求項34】光源と、該光源からの光を変調する液晶パネルと、該液晶パネルからの映像光を拡大してスクリーン上に投写するための複数のレンズエレメントが光軸に沿って配列された投写用レンズ装置とを備えた投写型画像ディスプレイ装置において、 前記投写用レンズ装置の複数のレンズエレメントのうち、前記液晶パネルに最も近い位置に配置されるレンズエレメントは、その光軸を含む中心部がスクリーンに対して凹で、光軸から半径方向に離れた周辺部がスクリーンに対して凹の形状を有することを特徴とする投写型画像ディスプレイ装置。 And 34. A light source, a liquid crystal panel for modulating light from the light source, a plurality of lens elements for projecting on a screen an enlarged image light from the liquid crystal panel are arranged along the optical axis in the projection type image display apparatus and a projection lens apparatus, among a plurality of lens elements of the projection lens unit, a lens element which is located closest to the liquid crystal panel, the center including the optical axis part is a concave surface to the screen, a projection type image display apparatus in which the peripheral portion spaced radially from the optical axis and having a concave shape with respect to the screen.
  35. 【請求項35】前記レンズエレメントのスクリーン側に、光軸含む中心部が正の屈折力を有し、光軸から半径方向に離れた周辺部が負の屈折力を有するレンズエレメントを連続的に配置したことを特徴とする請求項34に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 To 35. The screen side of the lens element has a center portion containing the optical axis of the positive refractive power, the lens elements continuously to the peripheral portion spaced radially from the optical axis has a negative refractive power projection type image display apparatus according to claim 34, characterized in that the placed.
  36. 【請求項36】前記液晶パネルに最も近い位置に配置されるレンズ素子との間に形成された空間内に、前記液晶パネルを冷却するための冷却用液体を充填したことを特徴とする請求項34に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 To 36. A space formed between the lens element which is located closest to the liquid crystal panel, claims, characterized in that filled with cooling liquid for cooling the liquid crystal panel projection type image display apparatus according to 34.
  37. 【請求項37】前記液晶パネルと、該液晶パネルに最も近い位置に配置されるレンズ素子との間に形成される空間内に偏光板を配置し、前記冷却用液体は、該偏光板をも冷却することを特徴とする請求項34に記載の投写型画像ディスプレイ装置。 And 37. The liquid crystal panel, a polarizing plate in the space formed between the lens element which is located closest to the liquid crystal panel is disposed, the cooling liquid is also a polarizing plate projection type image display apparatus according to claim 34, characterized in that the cooling.
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