WO2010067623A1 - レンズシステムおよび表示装置 - Google Patents

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WO2010067623A1
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lens system
display medium
outer diameter
concave surface
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Inventor
▲柳▼澤俊之
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日東光学株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/3173—Constructional details thereof wherein the projection device is specially adapted for enhanced portability
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/28—Reflectors in projection beam

Definitions

  • the present invention relates to a lens system for a projector.
  • a light valve is used as an image generation device, and a light valve projector that modulates light from a light source with a light valve (light modulation device) and projects it onto a screen using a lens.
  • a CRT type projector that projects an image displayed on a display device onto a screen using a lens is known.
  • the light modulation device are a liquid crystal panel and a DMD (digital mirror device, digital micro device).
  • the DMD includes a plurality of elements that form an image by changing the light reflection direction.
  • Japanese Patent Publication No. 2004-212729 discloses a projection lens in a projector, which is a first lens composed of a single lens having a negative refractive power arranged in order from the screen side toward the image plane side;
  • a third lens having a negative refractive power consisting of a second lens composed of a single lens having a positive refractive power, a 31st lens having a negative refractive power, and a 32nd lens having a positive refractive power, and a single lens
  • the fourth lens having a positive refracting power is substantially five lenses, and is formed substantially telecentric toward the image plane side.
  • the image plane side surface of the first lens and the image plane of the thirty-second lens are formed.
  • the projection lens is characterized in that the side surface is formed as an aspherical surface.
  • a compact projector or a compact information processing terminal including a function as a projector has been proposed.
  • LEDs and the like By adopting LEDs and the like, a high-brightness and compact light source can be obtained, and a palm-sized projector is becoming feasible.
  • a more compact lens (lens system) mounted on the projector In order to realize a compact projector, there is a demand for a more compact lens (lens system) mounted on the projector.
  • One aspect of the present invention is a lens system that projects projection light onto a display medium, the meniscus type first lens having a negative refractive power convex toward the display medium in order from the display medium side, and the display medium
  • a fourth lens having a positive refractive power.
  • the effective diameter of the concave surface facing the display medium side is larger than the effective diameter of the concave surface facing the display medium side of the second lens.
  • the effective diameter of the concave surface facing the display medium side of the fourth lens is larger than the effective diameter of the concave surface facing the display medium side of the third lens. Furthermore, at least a part of the concave surface of the fourth lens and at least a part of the convex surface of the third lens are in a common space along the optical axis, and in a space inside the concave surface of the fourth lens, Arranged so that the convex surface of the third lens enters.
  • the effective diameters of the concave surfaces of the plurality of positive meniscus lenses, that is, the surfaces on the display medium side are sequentially increased from the display medium side along the spread of the light rays contained in the light flux (as viewed from the display medium side).
  • this lens system is a plurality of lenses having a large area that efficiently acts on light rays contained in a light beam that converges from the fourth lens (expands toward the fourth lens) toward the first lens. Including face. For this reason, with this lens system, brightness can be ensured and the area of the lens that can be used for aberration correction can be expanded. Therefore, it is possible to provide a bright and compact lens system in which aberrations are corrected well and the F-number is small.
  • the ability to correct chromatic aberration can be improved by introducing a junction type lens.
  • this lens system in particular, by making the fourth lens having a large effective diameter a cemented type, a correction capability with high chromatic aberration can be obtained while being compact.
  • this lens system can provide LL / BF of 1.45 or less, and further LL / BF of 1.15 or less.
  • the outer diameter OD1 of the first lens, the outer diameter OD2 of the second lens, the outer diameter OD3 of the third lens, and the outer diameter OD4 of the fourth lens preferably satisfy the following conditions. . 0.85 ⁇ OD2 / OD1 ⁇ 1.1 0.85 ⁇ OD3 / OD1 ⁇ 1.1 0.85 ⁇ OD4 / OD1 ⁇ 1.1 (2)
  • the entire lens system is small and space efficient, and can be provided with a bright and small F-number lens system.
  • the first lens and the third lens can be plastic lenses
  • the second lens and the fourth lens can be glass lenses.
  • a plastic lens and a glass lens By alternately using a plastic lens and a glass lens, it is possible to suppress fluctuations in the aberration correction capability due to temperature.
  • aberration correction capability can be improved by introducing an appropriate number of plastic lenses and making one or both surfaces of the plastic lens aspherical.
  • a glass lens as the fourth lens that may have the largest outer diameter, it is possible to make it a cemented type and reduce the difference between the outer diameter and the effective diameter, thereby making the entire lens system compact. It is effective.
  • Another aspect of the present invention is a display device that includes the lens system described above and an image generation device that generates an image projected by the lens system.
  • the display device can also be miniaturized. It is also possible to provide an information processing terminal having this display device and a communication device capable of transmitting and receiving data for generating an image by the image generation device. Since this lens system can secure a sufficiently long back focus length with respect to the lens length, a light modulation device including a plurality of elements that generate an image by changing the light reflection direction is adopted as the image generation device.
  • An example of this display device is a projector that displays an image using a screen as a display medium.
  • the display medium is not limited to a screen, and may be a wall surface, a floor surface, photographic paper, or the like, and can be applied to various display devices that project an image.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a terminal equipped with a lens system.
  • FIG. 2 shows the lens configuration of the lens system.
  • FIG. 3 shows lens data of the lens system shown in FIG.
  • FIG. 4 shows the aspheric coefficients of the lens shown in FIG.
  • FIG. 5 shows various values of the lens system shown in FIG.
  • FIG. 6 shows longitudinal aberrations of the lens system shown in FIG.
  • FIG. 7 shows the lens configuration of different lens systems.
  • FIG. 8 shows lens data of the lens system shown in FIG.
  • FIG. 9 shows the aspheric coefficients of the lens shown in FIG.
  • FIG. 10 shows various numerical values of the lens system shown in FIG.
  • FIG. 11 shows longitudinal aberrations of the lens system shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an information processing terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the information processing terminal 1 is a terminal having a size that can be placed on the palm 9.
  • the terminal 1 includes a projector (display device) 8 capable of displaying (projecting) an image 7 using a tabletop or wall surface 6 as a screen (display medium).
  • the projector 8 is not limited to the wall surface, and can display the image 7 on a screen made of a cloth for projection or other surfaces.
  • the projector 8 includes a lens system 10, an image generation device 2 that generates an image projected onto the display medium 6 by the lens system 10, and an illumination unit 3 that irradiates the image generation device 2 with illumination light.
  • the image generation device 2 is a light modulation device (light valve), for example, a DMD (digital mirror device) including a plurality of elements (micromirrors) that generate an image by changing the reflection direction of light.
  • the light valve 2 may be a liquid crystal device or the like.
  • the illumination unit 3 includes a light source that outputs the three primary colors in a time-sharing manner.
  • the light source is, for example, a combination of a light source such as a white LED (light emitting diode) and a color dividing filter.
  • the light source may be a multi-color LED, EL (electroluminescence), or the like.
  • the terminal 1 further includes a communication unit 4 capable of transmitting and receiving data for generating an image by the image generation device 2 via a wireless or wired communication medium such as a wireless LAN.
  • the terminal 1 further includes a battery 5 for supplying power to the lighting unit 3 and the like.
  • FIG. 2 shows the lens system 10 in more detail.
  • FIG. 3 shows data for each lens.
  • R is the radius of curvature (mm) of the surfaces of the lenses arranged in order from the display medium (screen) side
  • d is the distance (mm) between the surfaces of the lenses arranged in sequence from the screen side.
  • Nd represents the refractive index (d line) of each lens arranged in order from the screen side
  • ⁇ d represents the Abbe number (d line) of each lens arranged in order from the screen side.
  • Inf represents a plane.
  • the effective diameter (mm) of each surface of each lens and the outer diameter (mm) of each lens are shown.
  • This lens system 10 is a system for projecting projection light PL onto a display medium 6 and is a meniscus type convex toward the screen 6 in order from the display medium (screen) 6 side toward the light valve 2.
  • the fourth lens L14 is a cemented lens of a biconcave negative lens L1 disposed on the screen side and a biconvex positive lens L2 disposed on the light valve side.
  • the effective diameter ED6 of the concave surface (screen side surface) S6 of the third lens L13 is larger than the effective diameter ED3 of the concave surface (screen side surface) S3 of the second lens L12.
  • the effective diameter ED8 of the concave surface (screen side surface) S8 of the fourth lens L14 is larger than the effective diameter ED6 of the concave surface S6 of the third lens L13.
  • a part of the concave surface S8 of the fourth lens L14 and a part of the convex surface (light valve side surface) S7 of the third lens L13 are in a common space along the optical axis C.
  • the radius of curvature R7 of the convex surface S7 of the third lens L13 is smaller than the radius of curvature R8 of the concave surface S8 of the fourth lens L14, and the third lens is placed in the space inside the concave surface S8 of the fourth lens L14. Arranged so that the convex surface S7 of L13 enters.
  • the lens system 10 employed in the compact projector 8 that rides on the palm 9 not only has a short lens length, but also can display a high-quality image on a display medium 6, for example, a screen, a wall surface, a glass surface, or the like. Requested. Therefore, the lens system 10 is required to be able to correct various aberrations such as chromatic aberration satisfactorily. Furthermore, since the lens system 10 is small, the lens system is required to be bright and have a small F number.
  • the lens system 10 includes a negative meniscus type lens L11 that is convex on the screen 6 side, and three positive meniscus type lenses L12 to L14 that are concave on the screen 6 side. This is a retrofocus type with a combination of negative and positive power from the side, and can increase the back focus. Therefore, it is suitable for the lens system 10 of the projector 8.
  • the lenses L11 to L14 are a combination of negative, positive, positive and positive from the screen 6 side, and the lenses L12 to L14 have three appropriate positive surfaces with the concave surface facing the screen 6 side.
  • the power (or three relatively weak positive power) meniscus type lenses L12 to L14 are arranged in series.
  • the effective diameters ED3, ED6 and ED8 of the concave surfaces S3, S6 and S8 of the lenses L12 to L14 on the screen 6 side can be increased sequentially or monotonically. Accordingly, the light beams contained in the light beam Cb that gradually spreads from the screen 6 side to the light valve 2 side are dispersed across the surfaces of the three positive meniscus lenses L12 to L14, and the three positive meniscus lenses are crossed. It is possible to arrange so that aberration correction can be performed efficiently by using the surfaces L12 to L14.
  • the surfaces of the positive meniscus lenses L12 to L14 are arranged concentrically (not actually meaning the same center) toward the screen 6, and the optical axis C indicated by a broken line in FIG.
  • the light beam Cb whose principal ray is the principal ray gradually expands toward the fourth lens L14 while receiving the action of each surface of the meniscus lenses L12 to L14 (from the fourth lens L14 toward the concave surface S2 of the first lens L11). Gradually converged).
  • the convex surface S7 of the front lens L13 enters the space inside the concave surface S8 of one lens L14, and is limited. Arrangement that shares the space between multiple lens surfaces can be adopted. Therefore, the lens system 10 can shorten the lens length while securing the number of lens surfaces.
  • a known lens system disclosed in Japanese Patent Publication No. 2004-212729 adopts a system of negative, positive, negative, and positive. For this reason, in this known lens system, in addition to focusing the luminous flux with the most negative lens on the screen side, the effective diameter is reduced with the negative lens in front of the positive lens on the most light valve side.
  • a lens system in which the effective diameter of the positive lens closest to the light valve is reduced is also known (for example, Japanese Patent Publication No. 2008-107798). Even if these lens systems can be configured with a small number of lenses, the effective diameter of the lens becomes relatively small, so that the lens system becomes dark and has a large F number.
  • the lens system 10 of this example has a light beam Cb toward the final (most light valve 2 side) fourth lens L14 except that the light beam is reduced by the most negative lens on the screen side.
  • the cross section increases substantially monotonically. Therefore, it is possible to provide the lens system 10 that is bright and has a small F number, and an F number of 2.0 or less, more preferably 1.9 or less.
  • the concave surfaces of the surfaces of the lenses L12 to L14 are arranged so as to oppose the increasing direction of the light beam Cb that increases almost monotonously toward the final (most light valve 2 side) fourth lens L14. Therefore, the light beams passing through the lenses L12 to L14 can be dispersed, the incident angle of each light beam is small, and each light beam can be easily corrected. Therefore, it is possible to provide the lens system 10 with high aberration correction capability with a small number of lenses. For example, aberration correction can be performed more efficiently by making some of the surfaces of these lenses L12 to L14 aspherical. In this lens system 10, both surfaces S6 and S7 of the lens L13 are aspherical.
  • the negative lens L11 closest to the screen 6 is also a meniscus lens convex on the screen 6, the aberration correction capability can be improved.
  • aberration correction can be performed more efficiently by making any surface of the lens L11 an aspherical surface.
  • both surfaces S1 and S2 of the lens L11 are aspherical.
  • the lens system 14 is further improved in the ability of correcting the chromatic aberration of the lens system 10 by making the lens L14 closest to the light valve 2 a junction type lens of the negative lens L1 and the positive lens L2.
  • the effective diameter of the fourth lens L14 is the largest. Therefore, by making the fourth lens L14 a cemented type, the chromatic aberration correction capability can be improved while being compact.
  • the lens L14 closest to the light valve 2 is easily affected by temperature (relatively high temperature), and is suitable as a place to place a junction type lens employing a glass lens.
  • the glass lens can have an effective diameter ED larger than the outer diameter OD of the lens, compared to a plastic lens that is often manufactured by molding. Therefore, by using the lens L14 on the side where the convex surface S7 of the third lens L13 enters as a glass lens, it is possible to prevent the outer diameter OD4 of the lens L14 from becoming larger than necessary. Therefore, adopting a glass lens for the lens L14 is also effective for reducing the size of the lens system 10 in the radial direction.
  • the ratio between the outer diameters OD2 to OD4 of the positive meniscus lenses L12 to L14 and the outer diameter OD1 of the negative meniscus lens L11, that is, OD2 / OD1, OD3 / OD1, and OD4 / OD1 are: 0.87, 0.93 and 1.0. Accordingly, the outer diameters OD1 to OD4 of the first to fourth lenses are within the range of the condition of the above expression (2). Therefore, the entire lens system 10 has a small size and is space efficient. Further, since the effective diameter of each lens is increased, the lens system 10 is further brighter and has a small F number.
  • plastic lenses are used for the first lens L11 and the third lens L13, and glass lenses are used for the second lens L12 and the fourth lens L14.
  • the second lens L12 is preferably a glass lens having a higher refractive index, so that it is easier to obtain an aberration correction capability, so that a lens having a higher refractive index is easily obtained.
  • the plastic lenses L11 and L13 have improved aberration correction capability by making their both surfaces S1, S2, S6 and S7 aspherical.
  • FIG. 4 shows aspheric coefficients of the surfaces S1, S2, S6 and S7.
  • the aspherical surface is expressed by the following equation using the following coefficients K, A, B, C, and D, where X is the coordinate in the optical axis direction, Y is the coordinate in the direction perpendicular to the optical axis, and the light traveling direction is positive.
  • X [(1 / R) Y 2] / [1+ ⁇ 1- (1 + K) (1 / R) 2 Y 2 ⁇ 1/2] + AY 4 + BY 6 + CY 8 + DY 10 ⁇ (3)
  • FIG. 5 shows various numerical values of the lens system 10.
  • the numerical values in FIG. 5 include the combined focal length of the lens system 10, the F number, the back focus length including the cover glass CG, the back focus length (in air) BF not including the cover glass, and the most screen of the first lens L11.
  • 6 includes the lens length LL from the 6th side to the light valve 2 side of the fourth lens L14, the total lens length including the lens length LL and the back focus BF.
  • the ratio LL / BF between the lens length LL and the back focus length BF of this lens system 10 is 1.45 or less, which is within the range of the condition of the above formula (1). Therefore, this lens system 10 is a compact lens system in which the lens length LL is smaller than the back focus length BF. In terms of actual size, the lens system has a very small lens length LL of about 32 mm and a maximum diameter of about 15 mm.
  • FIG. 6 is a longitudinal aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion of the lens system 10.
  • the spherical aberration indicates values at respective wavelengths of 650 nm (dashed line), 520 nm (solid line), and 430 nm (dashed line).
  • tangential ray (X) and sagittal ray (Y) aberrations are shown.
  • the values of various aberrations are corrected well, and the lens system 10 has good optical performance.
  • FIG. 7 shows a different lens system 10.
  • FIG. 8 shows data for each lens.
  • the unit of each numerical value is the same as in the above example.
  • the lens system 10 is also a system for projecting the projection light PL onto a display medium such as the screen 6, and is a meniscus type convex toward the screen 6 in order from the screen 6 side toward the light valve 2.
  • the fourth lens L14 is a cemented lens of a biconcave negative lens L1 disposed on the screen side and a biconvex positive lens L2 disposed on the light valve side.
  • the effective diameter ED6 of the concave surface (screen side surface) S6 of the third lens L13 is larger than the effective diameter ED3 of the concave surface (screen side surface) S3 of the second lens L12.
  • the effective diameter ED8 of the concave surface (screen side surface) S8 of the fourth lens L14 is larger than the effective diameter ED6 of the concave surface S6 of the third lens L13.
  • a part of the concave surface S8 of the fourth lens L14 and a part of the convex surface (light valve side surface) S7 of the third lens L13 are in a common space along the optical axis C.
  • the radius of curvature R7 of the convex surface S7 of the third lens L13 is smaller than the radius of curvature R8 of the concave surface S8 of the fourth lens L14, and the third lens is placed in the space inside the concave surface S8 of the fourth lens L14.
  • the convex surface S7 of L13 has entered.
  • This lens system 10 is also composed of a negative meniscus type lens L11 convex on the screen 6 side and three positive meniscus type lenses L12 to L14 concave on the screen 6 side. This is a retrofocus type that combines negative and positive power from the side. Like the lens system 10 described above, the lens system 10 is compact, bright, has a small F-number, and has a high ability to correct various aberrations.
  • the ratio between the outer diameters OD2 to OD4 of the positive meniscus lenses L12 to L14 and the outer diameter OD1 of the negative meniscus lens L11, that is, OD2 / OD1, OD3 / OD1, and OD4 / OD1 are: 0.88, 0.96 and 1.08. Accordingly, the outer diameters OD1 to OD4 of the first to fourth lenses are within the range of the condition of the above expression (2). Therefore, the entire lens system 10 has a small size and is space efficient. Further, since the effective diameter of each lens is increased, the lens system 10 is further brighter and has a small F number.
  • plastic lenses are employed for the first lens L11 and the third lens L13, and glass lenses are employed for the second lens L12 and the fourth lens L14.
  • glass lenses are employed for the second lens L12 and the fourth lens L14.
  • FIG. 9 shows the aspheric coefficients of the surfaces S1, S2, S6 and S7.
  • the third lens L13 has a positive power at a portion close to the optical axis C, and has almost no power or a weak negative power at a portion away from the optical axis C. The correction ability has been further improved.
  • FIG. 10 shows various numerical values of the lens system 10.
  • the ratio LL / BF between the lens length LL and the back focus length BF of this lens system 10 is 1.15 or less, which is well within the range of the condition of the above formula (1). Therefore, this lens system 10 is a compact lens system in which the lens length LL is further smaller than the back focus length BF. In terms of actual size, the lens system is a very small lens system with a lens length LL of about 25 mm and a maximum diameter of about 14 mm.
  • FIG. 11 is a longitudinal aberration diagram showing the spherical aberration, astigmatism and distortion of the lens system 10. As can be seen from these figures, the values of various aberrations are corrected well, and the lens system 10 has good optical performance.
  • the lens system 10 having this four-lens configuration (one is a cemented lens) has a very small lens length of around 30 mm or less, but the F-number is 2.0 or less. It is bright and has high aberration correction capability. Therefore, by adopting this lens system 10, it is possible to provide a palm-sized compact projector 8 and / or terminal 1 that can project a clear and bright image onto a display medium such as the screen 6.
  • the projector 8 can be carried with a mobile information terminal or built in the information terminal 1 to easily project an image using a familiar object such as a wall as a display medium, and can be used for various purposes.

Abstract

　スクリーン（６）に投影光を投写するためのレンズシステム（１０）であって、スクリーン（６）の側から順番に、スクリーン（６）の側に凸のメニスカスタイプの負の屈折力の第１のレンズ（Ｌ１１）と、スクリーン（６）の側に凹のメニスカスタイプの正の屈折力の第２のレンズ（Ｌ１２）、第３のレンズ（Ｌ１３）および第４のレンズ（Ｌ１４）から構成されるレンズシステム（１０）を提供する。さらに、第３のレンズ（Ｌ１３）の凹面（Ｓ６）の有効径が第２のレンズ（Ｌ１２）の凹面（Ｓ３）の有効径より大きく、第４のレンズ（Ｌ１４）の凹面（Ｓ８）の有効径は第３のレンズ（Ｌ１３）の凹面（Ｓ６）の有効径より大きく、さらに、第３のレンズ（Ｌ１３）の凸面（Ｓ７）の一部と第４のレンズ（Ｌ１４）の凹面（Ｓ８）の一部は光軸に沿った共通の空間にある。

Description

レンズシステムおよび表示装置
　本発明は、プロジェクタ用のレンズシステムに関するものである。
　画像生成デバイスとしてライトバルブを用い、光源からの光をライトバルブ（光変調デバイス）で変調してレンズを用いてスクリーンに投影するライトバルブ方式のプロジェクタ、画像生成デバイスとしてＣＲＴなどの高輝度で発光している表示装置を用い、表示装置に表示された画像をレンズによりスクリーンに投影するＣＲＴ方式のプロジェクタが知られている。光変調デバイスの典型的なものは、液晶パネル、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス、デジタルマイクロデバイス）である。ＤＭＤは、光の反射方向を変えて画像を形成する複数の素子を備えたものである。
　日本国特許公開２００４－２１２７２９号公報には、プロジェクタにおける投射レンズであって、スクリーン側より像面側に向かって順に配設された１枚の負の屈折力のレンズからなる第１レンズと、１枚の正の屈折力のレンズからなる第２レンズと、負の屈折力の第３１レンズと正の屈折力の第３２レンズとからなり全体で負の屈折力の第３レンズと、１枚の正の屈折力からなる第４レンズとの実質的に５枚のレンズからなり、像面側に向かって略テレセントリックに形成され、第１レンズの像面側の面と第３２レンズの像面側の面が、非球面に形成されていることを特徴とする投射レンズが記載されている。
　コンパクトなプロジェクタまたはプロジェクタとしての機能を含むコンパクトな情報処理端末が提案されている。ＬＥＤを採用することなどにより高輝度でコンパクトな光源が得られるようになり、手のひらサイズのプロジェクタも実現可能な状況になりつつある。コンパクトなプロジェクタを実現するためには、プロジェクタに搭載されるレンズ（レンズシステム）を、さらにコンパクトにすることが要望されている。
　本発明の１態様は、表示媒体に投影光を投写するレンズシステムであって、表示媒体側から順番に、表示媒体側に凸のメニスカスタイプの負の屈折力の第１のレンズと、表示媒体側に凹のメニスカスタイプの正の屈折力の第２のレンズと、表示媒体側に凹のメニスカスタイプの正の屈折力の第３のレンズと、表示媒体側に凹のメニスカスタイプで接合タイプの正の屈折力の第４のレンズとを有する。第３のレンズは、表示媒体側に向いた凹面の有効径が、第２のレンズの表示媒体側に向いた凹面の有効径より大きい。また、第４のレンズは、表示媒体側に向いた凹面の有効径が、第３のレンズの表示媒体側に向いた凹面の有効径より大きい。さらに、第４のレンズの凹面の少なくとも一部と、第３のレンズの凸面の少なくとも一部とは、光軸に沿った共通の空間にあり、第４のレンズの凹面の内側の空間に、第３のレンズの凸面が入り込んだ状態にアレンジされている。
　このレンズシステムは、表示媒体の側から順に、表示媒体側に凸の負のメニスカスタイプのレンズ（第１のレンズ）と、表示媒体側に凹の正のメニスカスタイプの３つのレンズ（第２から第４のレンズ）とにより構成され、全体としてレトロフォーカスタイプで、バックフォーカスを長くできる。さらに、表示媒体側に凹の３つの正のパワーのメニスカスタイプのレンズを連ねることにより、表示媒体側に向かって（第１のレンズに向かって）徐々にほぼ単調に収束する光束を形成できる。そして、その光束に含まれる光線の広がり（表示媒体側から見て）に沿って、これら複数の正のメニスカスレンズの凹面、すなわち、表示媒体側の面の有効径を表示媒体側から順番に増加できる。したがって、このレンズシステムは、第１のレンズに向かって第４のレンズから収束する（第４のレンズに向けて拡大する）光束に含まれる光線に対して効率よく作用する面積の大きな複数のレンズ面を含む。このため、このレンズシステムにより、明るさを確保できるとともに、収差補正のために利用できるレンズの面積を拡大できる。したがって、収差が良好に補整され、Ｆナンバーの小さな、明るくコンパクトなレンズシステムを提供できる。
　表示媒体の側に凹面が向いた複数のメニスカスレンズを連ねることにより、１つのレンズの凹面の内側の空間に、他のレンズの凸面が入り込んだアレンジを採用でき、レンズの面の数を確保しながら、レンズ長を短縮できる。このレンズシステムは、第４のレンズの凹面の内側の空間に、第３のレンズの凸面が入り込んだ状態にアレンジされる。
　さらに、接合タイプのレンズを導入することにより色収差の補正能力を向上できる。このレンズシステムでは、特に、有効径が大きくなる第４のレンズを接合タイプにすることにより、コンパクトでありながら、色収差の高い補正能力が得られる。
　したがって、第１のレンズの凸面から第４のレンズの凸面までの全長ＬＬと、バックフォーカス（空気中）ＢＦとが次の条件を満たす、コンパクトなレンズシステムを提供できる。
　　０．９５＜ＬＬ／ＢＦ＜１．５５　　・・・（１）
　上記の条件の下限を下回ると、球面収差の補正能力が不足するようになる。一方、上記の条件の上限を上回ると、バックフォーカスに対してコンパクトなレンズシステムとは言いにくい。以下の実施形態に示すように、このレンズシステムは、ＬＬ／ＢＦが１．４５以下、さらには、ＬＬ／ＢＦが１．１５以下のものを提供できる。
　また、第１のレンズの外径ＯＤ１と、第２のレンズの外径ＯＤ２と、第３のレンズの外径ＯＤ３と、第４のレンズの外径ＯＤ４とは次の条件を満たすことが望ましい。
　　０．８５＜ＯＤ２／ＯＤ１＜１．１
　　０．８５＜ＯＤ３／ＯＤ１＜１．１
　　０．８５＜ＯＤ４／ＯＤ１＜１．１　　・・・（２）
　第１から第４のレンズの外径を上記の範囲に収めることにより、レンズシステム全体が寸胴でスペース効率がよく、さらに、明るく、Ｆナンバーの小さなレンズシステムを提供できる。
　第１のレンズおよび第３のレンズをプラスチックレンズとし、第２のレンズおよび第４のレンズをガラスレンズにすることができる。プラスチックレンズとガラスレンズとを交互に使用することにより温度による収差補正能力の変動を抑制できる。また、適当な数のプラスチックレンズを導入し、プラスチックレンズの片面あるいは両面を非球面にすることにより収差補正能力を向上できる。特に、外径が最大となる可能性のある第４のレンズをガラスレンズにすることにより、接合タイプにできるとともに、有効径に対する外径との差を縮小でき、レンズシステム全体をコンパクトにするのに効果的である。
　本発明の他の態様の１つは、上記のレンズシステムと、レンズシステムにより投影される画像を生成する画像生成デバイスとを有する表示装置である。レンズシステムを小型にすることにより、表示装置も小型化できる。この表示装置と、画像生成デバイスにより画像を生成するためのデータを送受信可能な通信装置とを有する情報処理端末を提供することも可能である。このレンズシステムは、レンズ長に対して十分に長いバックフォーカス長を確保できるので、画像生成デバイスとして、光の反射方向を変えて画像を生成する複数の素子を含んでいる光変調デバイスを採用した表示装置に適している。この表示装置の一例は、スクリーンを表示媒体として画像を表示するプロジェクタである。表示媒体は、スクリーンに限らず、壁面、床面、印画紙などであっても良く、画像を投影する種々の表示装置に適用できる。
図１は、レンズシステムを搭載した端末の概略構成を示す。 図２は、レンズシステムのレンズ構成を示す。 図３は、図２に示すレンズシステムのレンズデータを示す。 図４は、図２に示すレンズの非球面係数を示す。 図５は、図２に示すレンズシステムの諸数値を示す。 図６は、図２に示すレンズシステムの縦収差を示す。 図７は、異なるレンズシステムのレンズ構成を示す。 図８は、図７に示すレンズシステムのレンズデータを示す。 図９は、図７に示すレンズの非球面係数を示す。 図１０は、図７に示すレンズシステムの諸数値を示す。 図１１は、図７に示すレンズシステムの縦収差を示す。
発明の実施の形態
　図１に、本発明の一実施形態の情報処理端末の概略構成を示している。この情報処理端末１は、手のひら９に乗る程度のサイズの端末である。この端末１は、卓上の面や壁面６などをスクリーン（表示媒体）として画像７を表示（投影）することができるプロジェクタ（表示装置）８を含む。プロジェクタ８は、壁面に限らず、プロジェクション用の布製などのスクリーン、その他の面に画像７を表示することも可能である。
　プロジェクタ８は、レンズシステム１０と、このレンズシステム１０により表示媒体６に投影される画像を生成する画像生成デバイス２と、画像生成デバイス２に照明光を照射するための照明ユニット３とを備えている。この画像生成デバイス２は、光変調デバイス（ライトバルブ）であって、たとえば、光の反射方向を変えて画像を生成する複数の素子（マイクロミラー）を含んだＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）である。ライトバルブ２は、液晶デバイスなどであってもよい。照明ユニット３は、３原色を時分割で出力する光源を含む。光源は、例えば、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）などの光源と、色分割用のフィルタとの組み合わせである。光源は、複数色のＬＥＤ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などであってもよい。
　端末１は、さらに、無線ＬＡＮなどの無線あるいは有線の通信媒体を介して画像生成デバイス２により画像を生成するためのデータを送受信可能な通信ユニット４を含む。端末１は、さらに、照明ユニット３などに電力を供給するためのバッテリー５を含む。
　図２に、レンズシステム１０をさらに詳しく示している。また、図３に、各レンズのデータを示している。図３のレンズデータにおいて、Ｒは表示媒体（スクリーン）側から順番に並んだ各レンズの面の曲率半径（ｍｍ）、ｄはスクリーン側から順番に並んだ各レンズの面の間の距離（ｍｍ）、ｎｄはスクリーン側から順番に並んだ各レンズの屈折率（ｄ線）、νｄはスクリーン側から順番に並んだ各レンズのアッベ数（ｄ線）を示す。また、ｉｎｆは、平面を示す。さらに、各レンズの各面の有効径（ｍｍ）と、各レンズの外径（ｍｍ）とを示している。
　このレンズシステム１０は、表示媒体６に投影光ＰＬを投写するためのシステムであって、表示媒体（スクリーン）６の側からライトバルブ２に向かって順番に、スクリーン６の側に凸のメニスカスタイプの負の屈折力の第１のレンズＬ１１と、スクリーン６の側に凹のメニスカスタイプの正の屈折力の第２のレンズＬ１２と、スクリーン６の側に凹のメニスカスタイプの正の屈折力の第３のレンズＬ１３と、スクリーン６の側に凹のメニスカスタイプで接合タイプ（バルサム、ダブレット）の正の屈折力の第４のレンズＬ１４とから構成されている。第４のレンズＬ１４は、スクリーン側に配置された両凹の負レンズＬ１と、ライトバルブ側に配置された両凸の正レンズＬ２との接合レンズである。
　さらに、第３のレンズＬ１３の凹面（スクリーン側の面）Ｓ６の有効径ＥＤ６は、第２のレンズＬ１２の凹面（スクリーン側の面）Ｓ３の有効径ＥＤ３より大きい。また、第４のレンズＬ１４の凹面（スクリーン側の面）Ｓ８の有効径ＥＤ８は、第３のレンズＬ１３の凹面Ｓ６の有効径ＥＤ６より大きい。さらに、第４のレンズＬ１４の凹面Ｓ８の一部と、第３のレンズＬ１３の凸面（ライトバルブ側の面）Ｓ７の一部とが光軸Ｃに沿った共通の空間にある。すなわち、第４のレンズＬ１４の凹面Ｓ８の曲率半径Ｒ８よりも、第３のレンズＬ１３の凸面Ｓ７の曲率半径Ｒ７が小さく、第４のレンズＬ１４の凹面Ｓ８の内側の空間に、第３のレンズＬ１３の凸面Ｓ７が入り込んだ状態にアレンジされている。
　手のひら９に乗るようなコンパクトなプロジェクタ８に採用されるレンズシステム１０には、レンズ長が短いだけではなく、品質の高い画像を表示媒体６、たとえば、スクリーン、壁面、ガラス面などに表示できることも要望される。そのために、レンズシステム１０には、色収差などの諸収差を良好に補正できることが要望される。さらに、レンズシステム１０が小さい分、明るい、Ｆナンバーが小さなレンズシステムであることが要望される。
　このレンズシステム１０は、スクリーン６の側に凸の負のメニスカスタイプのレンズＬ１１と、スクリーン６の側に凹の正のメニスカスタイプの３つのレンズＬ１２～Ｌ１４とにより構成され、全体としてスクリーン６の側から負－正のパワーの組み合わせのレトロフォーカスタイプで、バックフォーカスを長くできる。したがって、プロジェクタ８のレンズシステム１０に適している。
　さらに、このレンズシステム１０は、スクリーン６の側からレンズＬ１１～Ｌ１４が負、正、正、正の組み合わせとなり、レンズＬ１２～Ｌ１４は、スクリーン６の側に凹面が向いた３つの適当な正のパワー（あるいは３つの比較的弱い正のパワー）のメニスカスタイプのレンズＬ１２～Ｌ１４を連ねた配置としている。このようなレンズＬ１２～Ｌ１４の配置を採用することにより、ライトバルブ２の側の第４のレンズＬ１４から第１のレンズＬ１１に向けて、徐々に、ほぼ単調に収束する（負の第１のレンズＬ１１の凹面Ｓ２から第４のレンズＬ１４に向けて拡大する）光束Ｃｂを形成できる。
　また、凹面が向いた３つの正のメニスカスタイプのレンズＬ１２～Ｌ１４を連ねた配置により、レンズＬ１２～Ｌ１４のスクリーン側の凹面Ｓ３、Ｓ６およびＳ８の有効径ＥＤ３、ＥＤ６およびＥＤ８をスクリーン６の側から順番に、あるいは単調に増加させることができる。したがって、これら３つの正のメニスカスレンズＬ１２～Ｌ１４の各面を、スクリーン６の側からライトバルブ２の側に徐々に広がる光束Ｃｂに含まれる光線が分散して横断し、３つの正のメニスカスレンズＬ１２～Ｌ１４の各面により収差補正を効率的に行えるような配置にできる。たとえば、正のメニスカスレンズＬ１２～Ｌ１４の各面は、スクリーン６の側に向いて同心円的（実際に中心が同じだという意味ではなく）に配置され、図２には破線で示した光軸Ｃを主光線とする光束ＣｂはメニスカスレンズＬ１２～Ｌ１４の各面の作用を受けつつ、第４のレンズＬ１４に向かって徐々に拡大（第４のレンズＬ１４から第１のレンズＬ１１の凹面Ｓ２に向けて徐々に収束）している。
　さらに、スクリーン６の側に凹面が向いたメニスカスレンズＬ１２～Ｌ１４を連ねた配置とすることにより、１つのレンズＬ１４の凹面Ｓ８の内側の空間に、前のレンズＬ１３の凸面Ｓ７が入り込み、限られた空間を複数のレンズの面で共有するアレンジを採用できる。したがって、このレンズシステム１０は、レンズの面の数を確保しながら、レンズ長を短縮できる。
　日本国特許公開２００４－２１２７２９号公報に示された公知のレンズシステムでは、負、正、負、正というシステムを採用している。このため、この公知のレンズシステムでは、最もスクリーン側の負レンズで光束を絞ることに加え、最もライトバルブ側の正レンズの前の負レンズで有効径を絞っている。また、最もライトバルブ側の正レンズの有効径を絞ったレンズシステムも公知である（たとえば、日本国特許公開２００８－１０７７９８号公報）。これらのレンズシステムは、たとえ、少ない枚数でレンズシステムを構成できても、レンズの有効径が相対的に小さくなるので、暗く、Ｆナンバーの大きなレンズシステムになってしまう。
　これらの公知のレンズに対し、本例のレンズシステム１０は、最もスクリーン側の負レンズで光束が絞られる以外は、最終（最もライトバルブ２の側）の第４のレンズＬ１４に向かって光束Ｃｂの断面はほぼ単調に増加する。このため、明るく、Ｆナンバーが小さく、Ｆナンバーが２．０以下、さらに好ましくは１．９以下のレンズシステム１０を提供できる。
　さらに、レンズＬ１２～Ｌ１４の各面は、最終（最もライトバルブ２の側）の第４のレンズＬ１４に向かってほぼ単調に増加する光束Ｃｂの増加する方向に対抗するように凹面が配置されるので、各レンズＬ１２～Ｌ１４を通過する光線を分散でき、各光線の入射角が小さく、各光線を補正しやすい。このため、少ないレンズ枚数で、収差の補正能力の高いレンズシステム１０を提供できる。たとえば、これらのレンズＬ１２～Ｌ１４の一部の面を非球面にすることにより、収差補正をさらに効率よく行える。このレンズシステム１０では、レンズＬ１３の両面Ｓ６およびＳ７を非球面にしている。
　さらに、最もスクリーン６の側の負レンズＬ１１も、スクリーン６の側に凸のメニスカスレンズとしているので、収差の補正能力を向上できる。また、このレンズＬ１１のいずれかの面を非球面にすることにより、収差補正をさらに効率よく行える。このレンズシステム１０では、レンズＬ１１の両面Ｓ１およびＳ２を非球面にしている。
　さらに、最もライトバルブ２の側のレンズＬ１４を、負レンズＬ１と正レンズＬ２の接合タイプのレンズとすることにより、レンズシステム１０の色収差の補正能力をさらに向上している。このレンズシステム１０では、第４のレンズＬ１４の有効径が最も大きくなる。したがって、第４のレンズＬ１４を接合タイプにすることにより、コンパクトでありながら、色収差の補正能力を向上できる。また、最もライトバルブ２の側のレンズＬ１４は、温度による影響を受けやすく（比較的高温になりやすく）、ガラスレンズが採用される接合タイプのレンズを配置する場所として適している。
　さらに、ガラスレンズは、モールドにより製造されることが多いプラスチックレンズと比較し、レンズの外径ＯＤに対して有効径ＥＤを大きくできる。したがって、第３のレンズＬ１３の凸面Ｓ７が入りこむ側のレンズＬ１４をガラスレンズにすることにより、レンズＬ１４の外径ＯＤ４が必要以上に大きくなることを抑制できる。したがって、レンズＬ１４にガラスレンズを採用することは、レンズシステム１０の径方向のサイズをコンパクトにするためにも有効である。
　このレンズシステム１０においては、正のメニスカスレンズＬ１２～Ｌ１４の外径ＯＤ２～ＯＤ４と、負のメニスカスレンズＬ１１の外径ＯＤ１との比、すなわち、ＯＤ２／ＯＤ１、ＯＤ３／ＯＤ１およびＯＤ４／ＯＤ１は、０．８７、０．９３および１．０である。したがって、第１から第４のレンズの外径ＯＤ１～ＯＤ４は、上記（２）式の条件の範囲に収まっている。したがって、このレンズシステム１０は、全体が寸胴でスペース効率がよい。さらに、各レンズの有効径も大きくなるので、さらに、明るく、Ｆナンバーの小さなレンズシステム１０となっている。
　また、このレンズシステム１０では、第１のレンズＬ１１および第３のレンズＬ１３にプラスチックレンズを採用し、第２のレンズＬ１２および第４のレンズＬ１４にガラスレンズを採用している。プラスチックレンズとガラスレンズとを交互に使用することにより温度による収差補正能力の変動を抑制できる。また、第２のレンズＬ１２は屈折率が高い方が収差補正能力を得やすいので、屈折率の高いものが得やすいガラスレンズであることが好ましい。さらに、プラスチックレンズＬ１１およびＬ１３は、それらの両面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ６およびＳ７を非球面にすることにより収差補正能力を向上している。
　図４に各面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ６およびＳ７の非球面係数を示している。非球面は、Ｘを光軸方向の座標、Ｙを光軸と垂直方向の座標、光の進行方向を正とし、以下の係数Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いて次式で表される。以下においても同様である。
Ｘ＝［（１／Ｒ）Ｙ2］／［１＋｛１－（１＋Ｋ）（１／Ｒ）2Ｙ2｝1/2］＋ＡＹ4＋ＢＹ6＋ＣＹ8＋ＤＹ10　　・・・（３）
　図５に、レンズシステム１０の諸数値を示している。図５の諸数値には、レンズシステム１０の合成焦点距離、Ｆナンバー、カバーガラスＣＧを含むバックフォーカス長、カバーガラスを含まないバックフォーカス長（空気中）ＢＦ、第１のレンズＬ１１の最もスクリーン６の側から第４のレンズＬ１４の最もライトバルブ２の側までのレンズ長ＬＬ、レンズ長ＬＬおよびバックフォーカスＢＦを含めたレンズ全長などが含まれている。このレンズシステム１０のレンズ長ＬＬと、バックフォーカス長ＢＦとの比、ＬＬ／ＢＦは１．４５以下であり、上記の式（１）の条件の範囲内に収まる。したがって、このレンズシステム１０は、バックフォーカス長ＢＦに対してレンズ長ＬＬが小さなコンパクトなレンズシステムである。実際のサイズとしても、レンズ長ＬＬが３２ｍｍ程度、最大径が１５ｍｍ程度と非常に小さなレンズシステムである。
　図６に、このレンズシステム１０の球面収差、非点収差および歪曲収差を縦収差図により示している。球面収差は、６５０ｎｍ（破線）、５２０ｎｍ（実線）および４３０ｎｍ（一点鎖線）の各波長における値を示している。また、非点収差においては、タンジェンシャル光線（Ｘ）およびサジタル光線（Ｙ）の収差をそれぞれ示している。これらの図からわかるように、諸収差の値は、良好に補正されており、このレンズシステム１０は、良好な光学性能を備えている。
　図７に、異なるレンズシステム１０を示している。また、図８に、各レンズのデータを示している。各数値の単位は上記の例と同様である。
　このレンズシステム１０も、スクリーン６などの表示媒体に投影光ＰＬを投写するためのシステムであって、スクリーン６の側からライトバルブ２に向かって順番に、スクリーン６の側に凸のメニスカスタイプの負の屈折力の第１のレンズＬ１１と、スクリーン６の側に凹のメニスカスタイプの正の屈折力の第２のレンズＬ１２と、スクリーン６の側に凹のメニスカスタイプの正の屈折力の第３のレンズＬ１３と、スクリーン６の側に凹のメニスカスタイプで接合タイプの正の屈折力の第４のレンズＬ１４とから構成されている。第４のレンズＬ１４は、スクリーン側に配置された両凹の負レンズＬ１と、ライトバルブ側に配置された両凸の正レンズＬ２との接合レンズである。
　さらに、第３のレンズＬ１３の凹面（スクリーン側の面）Ｓ６の有効径ＥＤ６は、第２のレンズＬ１２の凹面（スクリーン側の面）Ｓ３の有効径ＥＤ３より大きい。また、第４のレンズＬ１４の凹面（スクリーン側の面）Ｓ８の有効径ＥＤ８は、第３のレンズＬ１３の凹面Ｓ６の有効径ＥＤ６より大きい。また、第４のレンズＬ１４の凹面Ｓ８の一部と、第３のレンズＬ１３の凸面（ライトバルブ側の面）Ｓ７の一部とが光軸Ｃに沿った共通の空間にある。すなわち、第４のレンズＬ１４の凹面Ｓ８の曲率半径Ｒ８よりも、第３のレンズＬ１３の凸面Ｓ７の曲率半径Ｒ７が小さく、第４のレンズＬ１４の凹面Ｓ８の内側の空間に、第３のレンズＬ１３の凸面Ｓ７が入り込んだ状態になっている。
　このレンズシステム１０も、スクリーン６の側に凸の負のメニスカスタイプのレンズＬ１１と、スクリーン６の側に凹の正のメニスカスタイプの３つのレンズＬ１２～Ｌ１４とにより構成され、全体としてスクリーン６の側から負－正のパワーの組み合わせのレトロフォーカスタイプである。そして、上記のレンズシステム１０と同様に、コンパクトで、明るく、Ｆナンバーが小さく、諸収差の補正能力も高い。
　このレンズシステム１０においては、正のメニスカスレンズＬ１２～Ｌ１４の外径ＯＤ２～ＯＤ４と、負のメニスカスレンズＬ１１の外径ＯＤ１との比、すなわち、ＯＤ２／ＯＤ１、ＯＤ３／ＯＤ１およびＯＤ４／ＯＤ１は、０．８８、０．９６および１．０８である。したがって、第１から第４のレンズの外径ＯＤ１～ＯＤ４は、上記（２）式の条件の範囲に収まっている。したがって、このレンズシステム１０は、全体が寸胴でスペース効率がよい。さらに、各レンズの有効径も大きくなるので、さらに、明るく、Ｆナンバーの小さなレンズシステム１０となっている。
　このレンズシステム１０においても、第１のレンズＬ１１および第３のレンズＬ１３にプラスチックレンズを採用し、第２のレンズＬ１２および第４のレンズＬ１４にガラスレンズを採用している。プラスチックレンズとガラスレンズとを交互に使用することにより温度による収差補正能力の変動を抑制できる。また、プラスチックレンズＬ１１およびＬ１３の両面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ６およびＳ７を非球面にすることにより収差補正能力を向上している。
　図９に各面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ６およびＳ７の非球面係数を示している。このレンズシステム１０では、第３のレンズＬ１３を、光軸Ｃに近い部分は正のパワー、光軸Ｃから離れた部分はパワーがほぼないか、または弱い負のパワーになるようにして、収差の補正能力をさらに向上している。
　図１０に、レンズシステム１０の諸数値を示している。このレンズシステム１０のレンズ長ＬＬと、バックフォーカス長ＢＦとの比、ＬＬ／ＢＦは１．１５以下であり、上記の式（１）の条件の範囲内に十分に収まる。したがって、このレンズシステム１０は、バックフォーカス長ＢＦに対してレンズ長ＬＬがさらに小さなコンパクトなレンズシステムである。実際のサイズとしても、レンズ長ＬＬが２５ｍｍ程度、最大径が１４ｍｍ程度と非常に小さなレンズシステムである。
　図１１に、このレンズシステム１０の球面収差、非点収差および歪曲収差を縦収差図により示している。これらの図からわかるように、諸収差の値は、良好に補正されており、このレンズシステム１０は、良好な光学性能を備えている。
　以上に説明したように、この４枚構成（ただし１枚は接合レンズ）のレンズシステム１０は、レンズ長が３０ｍｍ前後、あるいはそれ以下と非常に小さいながら、Ｆナンバーが２．０以下と非常に明るく、さらに収差の補正能力も高い。したがって、このレンズシステム１０を採用することにより、手のひらサイズのコンパクトなプロジェクタ８および／または端末１であって、スクリーン６などの表示媒体に、鮮明で明るい画像を投影できる装置を提供できる。このプロジェクタ８は、モバイル用の情報端末と共に持ち歩いたり、あるいは情報端末１に内蔵することにより、壁面などの身近なものを表示媒体として手軽に画像を投影でき、種々の用途に使用できる。

Claims (10)

  1. 　表示媒体に投影光を投写するレンズシステムであって、表示媒体側から順番に、
    　前記表示媒体側に凸のメニスカスタイプの負の屈折力の第１のレンズと、
    　前記表示媒体側に凹のメニスカスタイプの正の屈折力の第２のレンズと、
    　前記表示媒体側に凹のメニスカスタイプの正の屈折力の第３のレンズであって、凹面の有効径が前記第２のレンズの凹面の有効径より大きな第３のレンズと、
    　前記表示媒体側に凹のメニスカスタイプで接合タイプの正の屈折力の第４のレンズであって、凹面の有効径が前記第３のレンズの凹面の有効径より大きく、凹面の少なくとも一部と前記第３のレンズの凸面の少なくとも一部とが光軸に沿った共通の空間にある第４のレンズとから構成されるレンズシステム。
  2. 　請求項１において、前記第１のレンズの凸面から前記第４のレンズの凸面までの全長ＬＬと、バックフォーカスＢＦとが次の条件を満たすレンズシステム。
    　　０．９５＜ＬＬ／ＢＦ＜１．５５
  3. 　請求項１において、前記第１のレンズの外径ＯＤ１と、前記第２のレンズの外径ＯＤ２と、前記第３のレンズの外径ＯＤ３と、前記第４のレンズの外径ＯＤ４とが次の条件を満たすレンズシステム。
    　　０．８５＜ＯＤ２／ＯＤ１＜１．１
    　　０．８５＜ＯＤ３／ＯＤ１＜１．１
    　　０．８５＜ＯＤ４／ＯＤ１＜１．１
  4. 　請求項１において、前記第１のレンズの凸面から前記第４のレンズの凸面までの全長ＬＬと、バックフォーカスＢＦと、前記第１のレンズの外径ＯＤ１と、前記第２のレンズの外径ＯＤ２と、前記第３のレンズの外径ＯＤ３と、前記第４のレンズの外径ＯＤ４とが次の条件を満たすレンズシステム。
    　　０．９５＜ＬＬ／ＢＦ＜１．５５
    　　０．８５＜ＯＤ２／ＯＤ１＜１．１
    　　０．８５＜ＯＤ３／ＯＤ１＜１．１
    　　０．８５＜ＯＤ４／ＯＤ１＜１．１
  5. 　請求項１において、
    　前記第１のレンズおよび前記第３のレンズはプラスチックレンズであり、前記第２のレンズおよび前記第４のレンズはガラスレンズである、レンズシステム。
  6. 　請求項１に記載のレンズシステムと、
    　前記レンズシステムにより投影される画像を生成する画像生成デバイスとを有する表示装置。
  7. 　請求項６において、前記レンズシステムは、卓上面または壁面を前記表示媒体として前記投影光を投写する、表示装置。
  8. 　請求項６において、当該表示装置は手のひらサイズである、表示装置。
  9. 　請求項６に記載の表示装置と、
    　前記画像生成デバイスにより画像を生成するためのデータを送受信可能な通信装置とを有する情報処理端末。
  10. 　請求項９において、当該情報処理端末は手のひらサイズである、情報処理端末。
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