JPH1172700A - 投影光学系及びそれを用いた投影装置 - Google Patents
投影光学系及びそれを用いた投影装置Info
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- JPH1172700A JPH1172700A JP9249746A JP24974697A JPH1172700A JP H1172700 A JPH1172700 A JP H1172700A JP 9249746 A JP9249746 A JP 9249746A JP 24974697 A JP24974697 A JP 24974697A JP H1172700 A JPH1172700 A JP H1172700A
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- Japan
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- lens
- lenses
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lenses (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶パネルに表示した投影像原画をスクリー
ン面上に高い光学性能で投影することのできる投影光学
系及びそれを用いた投影装置を得ること。 【解決手段】 距離の長い方の第１共役点から順に正レ
ンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズより正
レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該第１
群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側でテレ
セントリックとなるように各要素を設定し、該第２群は
第２共役点側から順に第２共役点側に凸面を向けたメニ
スカス状の負レンズと両レンズ面が凸面の正レンズを有
していること。
ン面上に高い光学性能で投影することのできる投影光学
系及びそれを用いた投影装置を得ること。 【解決手段】 距離の長い方の第１共役点から順に正レ
ンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズより正
レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該第１
群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側でテレ
セントリックとなるように各要素を設定し、該第２群は
第２共役点側から順に第２共役点側に凸面を向けたメニ
スカス状の負レンズと両レンズ面が凸面の正レンズを有
していること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投影光学系及びそれ
を用いた投影装置に関し、例えば液晶パネル（液晶表示
素子）等の画像変調素子に表示された投影像原画をスク
リーン面上に拡大投影する際の投影光学系のレンズ構成
を適切に設定し、良好なるテレセントリック性を維持し
つつ高い光学性能で投影することができる液晶プロジェ
クター等の投影装置として好適なものである。
を用いた投影装置に関し、例えば液晶パネル（液晶表示
素子）等の画像変調素子に表示された投影像原画をスク
リーン面上に拡大投影する際の投影光学系のレンズ構成
を適切に設定し、良好なるテレセントリック性を維持し
つつ高い光学性能で投影することができる液晶プロジェ
クター等の投影装置として好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりフィルム画像や液晶ライトバル
ブそしてＣＲＴ等の投影像原画を所定面上、例えばスク
リーン面上に拡大投影するようにした投影光学系及びそ
れを用いた投影装置が種々と提案されている。
ブそしてＣＲＴ等の投影像原画を所定面上、例えばスク
リーン面上に拡大投影するようにした投影光学系及びそ
れを用いた投影装置が種々と提案されている。
【０００３】投影光学系には種々なタイプのものが用い
られているが投影像原画としてＣＲＴや液晶パネル等を
用いた投影光学系には、Ｆナンバーが例えば１．５以下
と明るく、又像側がテレセントリックで、かつ所定の長
さのバックフォーカスを確保する為に負の屈折力のレン
ズ群が先行するレトロフォーカスタイプのものが多く用
いられている。
られているが投影像原画としてＣＲＴや液晶パネル等を
用いた投影光学系には、Ｆナンバーが例えば１．５以下
と明るく、又像側がテレセントリックで、かつ所定の長
さのバックフォーカスを確保する為に負の屈折力のレン
ズ群が先行するレトロフォーカスタイプのものが多く用
いられている。
【０００４】ＣＲＴ用の投影光学系として、例えば特開
平４−３１１９１０号公報では３管式ＣＲＴプロジェク
ションＴＶ用の投影レンズが提案されている。
平４−３１１９１０号公報では３管式ＣＲＴプロジェク
ションＴＶ用の投影レンズが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に投影像原画とし
てＣＲＴや液晶パネル等を用いた投影装置に用いる投影
光学系（投射レンズ）では投影光学系からスクリーンま
での距離（物体距離）が変化したときに生じる像面湾曲
を補正するために負レンズを像面（ＣＲＴ面）の近くに
配置されていた。このため、テレセントリック性が悪
く、光の入射角度の変化によってコントラストが大きく
変化する液晶表示装置用の投影光学系には応用が困難で
あった。
てＣＲＴや液晶パネル等を用いた投影装置に用いる投影
光学系（投射レンズ）では投影光学系からスクリーンま
での距離（物体距離）が変化したときに生じる像面湾曲
を補正するために負レンズを像面（ＣＲＴ面）の近くに
配置されていた。このため、テレセントリック性が悪
く、光の入射角度の変化によってコントラストが大きく
変化する液晶表示装置用の投影光学系には応用が困難で
あった。
【０００６】特に、液晶パネルは角度特性が強い為、良
好なる投影像を得る為には表示面に入射する軸外光束の
入射角が小さくなるようにする必要がある。例えば、軸
外高速が表示面に対して略垂直に入射するようにする必
要がある。又、多くの投影光学系は周辺光量が少なくな
る傾向があり、例えば周辺光量が３５％程度と少なくな
り、投影像の周辺部が暗いという欠点があった。
好なる投影像を得る為には表示面に入射する軸外光束の
入射角が小さくなるようにする必要がある。例えば、軸
外高速が表示面に対して略垂直に入射するようにする必
要がある。又、多くの投影光学系は周辺光量が少なくな
る傾向があり、例えば周辺光量が３５％程度と少なくな
り、投影像の周辺部が暗いという欠点があった。
【０００７】投影装置において投影像原画として液晶パ
ネルを用いたときにはそれに用いる投影光学系は明る
く、又周辺光量が多く、しかも像側テレセントリック系
で構成することが良好なる投影像を得る為に必要となっ
てくる。
ネルを用いたときにはそれに用いる投影光学系は明る
く、又周辺光量が多く、しかも像側テレセントリック系
で構成することが良好なる投影像を得る為に必要となっ
てくる。
【０００８】しかしながら、このような各条件を満足し
て、諸収差の発生を少なくし、良好なる光学性能が得ら
れる投影光学系を構成しようとすると、レンズ系全体が
複雑化してくる。
て、諸収差の発生を少なくし、良好なる光学性能が得ら
れる投影光学系を構成しようとすると、レンズ系全体が
複雑化してくる。
【０００９】例えば像側テレセントリック系にしようと
すると、レンズ枚数が増加し、レンズ系全体が複雑化及
び大型化してくるという問題点が生じてくる。
すると、レンズ枚数が増加し、レンズ系全体が複雑化及
び大型化してくるという問題点が生じてくる。
【００１０】本発明は、レンズ構成を適切に設定するこ
とにより所定の明るさ（Ｆナンバー１．５程度）が容易
に得られ、又、像側が略テレセントリックの諸収差を良
好に補正した良好なる光学性能が得られる、例えば液晶
プロジェクターに好適な投影光学系及びそれを用いた投
影装置の提供を目的とする。
とにより所定の明るさ（Ｆナンバー１．５程度）が容易
に得られ、又、像側が略テレセントリックの諸収差を良
好に補正した良好なる光学性能が得られる、例えば液晶
プロジェクターに好適な投影光学系及びそれを用いた投
影装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の投影光学系は、 (1-1) 距離の長い方の第１共役点から順に正レンズより
負レンズの方が多い第１群と、負レンズより正レンズの
方が多い第２群から成り、軸外主光線が該第１群と第２
群との間で光軸で交わり、第２共役点側でテレセントリ
ックとなるように各要素を設定し、該第２群は第２共役
点側から順に第２共役点側に凸面を向けたメニスカス状
の負レンズと両レンズ面が凸面の正レンズを有している
ことを特徴としている。
負レンズの方が多い第１群と、負レンズより正レンズの
方が多い第２群から成り、軸外主光線が該第１群と第２
群との間で光軸で交わり、第２共役点側でテレセントリ
ックとなるように各要素を設定し、該第２群は第２共役
点側から順に第２共役点側に凸面を向けたメニスカス状
の負レンズと両レンズ面が凸面の正レンズを有している
ことを特徴としている。
【００１２】(1-2) 距離の長い方の第１共役点から順に
正レンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズよ
り正レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該
第１群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側で
テレセントリックとなるように各要素を設定し、該第１
群と第２群は各々、少なくとも１つのプラスチックレン
ズを有していることを特徴としている。
正レンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズよ
り正レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該
第１群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側で
テレセントリックとなるように各要素を設定し、該第１
群と第２群は各々、少なくとも１つのプラスチックレン
ズを有していることを特徴としている。
【００１３】(1-3) 距離の長い方の第１共役点から順に
正レンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズよ
り正レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該
第１群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側で
テレセントリックとなるように各要素を設定し、該第１
群と第２群は各々、少なくとも１つの非球面レンズを有
していることを特徴としている。
正レンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズよ
り正レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該
第１群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側で
テレセントリックとなるように各要素を設定し、該第１
群と第２群は各々、少なくとも１つの非球面レンズを有
していることを特徴としている。
【００１４】(1-4) 距離の長い方の第１共役点から順に
正レンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズよ
り正レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該
第１群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側で
テレセントリックとなるように各要素を設定し、全系を
移動させてフォーカスを行うと共に該第１群の一部のレ
ンズ又は全部のレンズを移動させてフローティングを行
っていることを特徴としている。
正レンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズよ
り正レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該
第１群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側で
テレセントリックとなるように各要素を設定し、全系を
移動させてフォーカスを行うと共に該第１群の一部のレ
ンズ又は全部のレンズを移動させてフローティングを行
っていることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明の投影光学系
（投影レンズ）の数値実施例１〜４のレンズ断面図であ
る。図５，図６は本発明の投影光学系の数値実施例１の
倍率１／２７，１／４４（ｄ２＝１１．４８）のときの
収差図、図７，図８は本発明の投影光学系の数値実施例
２の倍率１／２７，１／４４（ｄ２＝１３．４２）のと
きの収差図、図９，図１０は本発明の投影光学系の数値
実施例３の倍率１／２７，１／４４（ｄ８＝８．３３）
のときの収差図、図１１，図１２は本発明の投影光学系
の数値実施例４の倍率１／２７，１／４４（ｄ６＝９．
７４）のときの収差図である。
（投影レンズ）の数値実施例１〜４のレンズ断面図であ
る。図５，図６は本発明の投影光学系の数値実施例１の
倍率１／２７，１／４４（ｄ２＝１１．４８）のときの
収差図、図７，図８は本発明の投影光学系の数値実施例
２の倍率１／２７，１／４４（ｄ２＝１３．４２）のと
きの収差図、図９，図１０は本発明の投影光学系の数値
実施例３の倍率１／２７，１／４４（ｄ８＝８．３３）
のときの収差図、図１１，図１２は本発明の投影光学系
の数値実施例４の倍率１／２７，１／４４（ｄ６＝９．
７４）のときの収差図である。
【００１６】まず本発明の投影光学系の構成上の特徴に
ついて図１〜図４を参照して説明する。Ｌ１は第１群で
レトロフォーカス型のレンズ系より成っている。Ｌ２は
第２群で正の屈折力のレンズ系より成っている。Ｐは液
晶パネルのカバーガラス等のガラスブロックである。Ｓ
Ｐは絞り、ＣＰは軸外主光線が光軸Ｌａと交わる交点
（絞り位置）である。ＳＣはスクリーンであり、距離の
長い方の第１共役点側（以下「物体側」とも言う）に配
置されている。ＬＣは液晶表示素子（液晶パネル）等の
被投影面であり、距離の短い方の第２共役点側（以下
「像面側」とも言う。）に配置されている。
ついて図１〜図４を参照して説明する。Ｌ１は第１群で
レトロフォーカス型のレンズ系より成っている。Ｌ２は
第２群で正の屈折力のレンズ系より成っている。Ｐは液
晶パネルのカバーガラス等のガラスブロックである。Ｓ
Ｐは絞り、ＣＰは軸外主光線が光軸Ｌａと交わる交点
（絞り位置）である。ＳＣはスクリーンであり、距離の
長い方の第１共役点側（以下「物体側」とも言う）に配
置されている。ＬＣは液晶表示素子（液晶パネル）等の
被投影面であり、距離の短い方の第２共役点側（以下
「像面側」とも言う。）に配置されている。
【００１７】像面側には例えばカラー液晶プロジェクシ
ョンの場合には被投影画像である液晶表示素子、光源、
フィルター等の各要素が配置されており、これによって
投影装置を構成している。
ョンの場合には被投影画像である液晶表示素子、光源、
フィルター等の各要素が配置されており、これによって
投影装置を構成している。
【００１８】本実施形態の投影光学系はＦナンバー１．
５と大口径比で投影画角が８１度と広画角であり、又像
面側がテレセントリック系より成っている。
５と大口径比で投影画角が８１度と広画角であり、又像
面側がテレセントリック系より成っている。
【００１９】本発明の投影レンズは短い投射距離（投影
光学系からスクリーンＳまでの距離（物体距離））で大
きな投影像を得るためと、テレセン性（テレセントリッ
ク性）を良好に保つために軸上主光線と軸外主光線の交
点（絞り）ＣＰより第１共役点側には、正レンズよりも
負レンズを多く含み、交点ＣＰよりも第２共役点側には
負レンズよりも正レンズを多く含むレンズ構成となって
いる。その為、軸外光束Ｌ２は各レンズで屈折されると
き同じ向きのプリズム成分が多くなっている。
光学系からスクリーンＳまでの距離（物体距離））で大
きな投影像を得るためと、テレセン性（テレセントリッ
ク性）を良好に保つために軸上主光線と軸外主光線の交
点（絞り）ＣＰより第１共役点側には、正レンズよりも
負レンズを多く含み、交点ＣＰよりも第２共役点側には
負レンズよりも正レンズを多く含むレンズ構成となって
いる。その為、軸外光束Ｌ２は各レンズで屈折されると
き同じ向きのプリズム成分が多くなっている。
【００２０】たとえば、第１共役点側から第１群Ｌ１の
上側から入射する軸外光束は鋭角を下方にもつプリズム
成分に相当するレンズ部分を数多く通過する。この為、
非点収差や歪曲収差が多く発生してしまう。このとき発
生する諸収差を補正するために、第２群を第２共役点側
から順に、第２共役点側に凸面を向けたメニスカス状の
負レンズＧ２６と、両レンズ面が凸面の正レンズのＧ２
５を配置させ、逆の収差を発生させている。
上側から入射する軸外光束は鋭角を下方にもつプリズム
成分に相当するレンズ部分を数多く通過する。この為、
非点収差や歪曲収差が多く発生してしまう。このとき発
生する諸収差を補正するために、第２群を第２共役点側
から順に、第２共役点側に凸面を向けたメニスカス状の
負レンズＧ２６と、両レンズ面が凸面の正レンズのＧ２
５を配置させ、逆の収差を発生させている。
【００２１】又、第２群の正レンズＧ２５の第１共役点
側のレンズ面を非球面とし、該非球面の作用と負レンズ
Ｇ２６の第１共役点側のレンズ面の作用で軸外光束の入
射角を大きくしている。このように第２群の第２共役点
側の２枚のレンズＧ２５，Ｇ２６により、それより第１
共役点側に配置されるレンズで発生する非点収差や歪曲
収差等を補正している。
側のレンズ面を非球面とし、該非球面の作用と負レンズ
Ｇ２６の第１共役点側のレンズ面の作用で軸外光束の入
射角を大きくしている。このように第２群の第２共役点
側の２枚のレンズＧ２５，Ｇ２６により、それより第１
共役点側に配置されるレンズで発生する非点収差や歪曲
収差等を補正している。
【００２２】又、第１群の第１共役点側に第１共役点側
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズＧ１１を配置し
ている。そして該負レンズＬ１１を投影レンズから第１
共役点（スクリーンＳＣ）までの距離（以下「物体距
離」という）が変化したときに、レンズ系全体を繰り出
してフォーカスを行うと共に、例えば図１，図２では第
１群Ｌ１中の他のレンズ（Ｇ１２〜Ｇ１５，Ｇ１２〜Ｇ
１４）に対して相対的に移動させてフローティングを行
っている。
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズＧ１１を配置し
ている。そして該負レンズＬ１１を投影レンズから第１
共役点（スクリーンＳＣ）までの距離（以下「物体距
離」という）が変化したときに、レンズ系全体を繰り出
してフォーカスを行うと共に、例えば図１，図２では第
１群Ｌ１中の他のレンズ（Ｇ１２〜Ｇ１５，Ｇ１２〜Ｇ
１４）に対して相対的に移動させてフローティングを行
っている。
【００２３】これによって物体距離の変化により第１群
Ｌ１の第１共役点側のレンズにおける軸外光束の光軸か
らの高さが大きく変化することにより生じる像面湾曲の
変動を良好に補正している。
Ｌ１の第１共役点側のレンズにおける軸外光束の光軸か
らの高さが大きく変化することにより生じる像面湾曲の
変動を良好に補正している。
【００２４】本実施形態のフローティングについて更に
詳しく説明すると、物体距離が長くなると、レンズ系全
体が第２共役点に近づくため、第１群の第１共役点側の
レンズ面の軸外光束の光軸からの高さが物体距離が短い
ときと比較して高くなってくる。このため、像面湾曲が
大きく変動してくる。
詳しく説明すると、物体距離が長くなると、レンズ系全
体が第２共役点に近づくため、第１群の第１共役点側の
レンズ面の軸外光束の光軸からの高さが物体距離が短い
ときと比較して高くなってくる。このため、像面湾曲が
大きく変動してくる。
【００２５】そこで本実施形態ではレンズ系全体を繰り
出してフォーカスすると共に第１群の最も第１共役点側
の負レンズＧ１１を第１群の負レンズＧ１１と第１群中
の他のレンズとの間隔が短くなるように光軸方向に移動
させるフローティングを用いることにより、最も第１共
役点側の負レンズＧ１１の軸外光束の光軸からの高さの
変化を小さくして像面湾曲の変動を小さく抑えている。
出してフォーカスすると共に第１群の最も第１共役点側
の負レンズＧ１１を第１群の負レンズＧ１１と第１群中
の他のレンズとの間隔が短くなるように光軸方向に移動
させるフローティングを用いることにより、最も第１共
役点側の負レンズＧ１１の軸外光束の光軸からの高さの
変化を小さくして像面湾曲の変動を小さく抑えている。
【００２６】又、図３，図４の数値実施例３，４では物
体距離の変化に伴いレンズ系全体を繰り出してフォーカ
スをすると共に第１群Ｌ１と第２群Ｌ２の間隔を変える
フローティングを用いることにより、像面湾曲の変動を
補正している。
体距離の変化に伴いレンズ系全体を繰り出してフォーカ
スをすると共に第１群Ｌ１と第２群Ｌ２の間隔を変える
フローティングを用いることにより、像面湾曲の変動を
補正している。
【００２７】又、本実施形態では第１群を第１共役点側
に負レンズＧ１１を有し、第２共役点側に正レンズＧ１
５を有するようにして第１群と第２群の間では光束がア
フォーカルに近くなるようにしている。これによって第
１群と第２群の間隔が多少変化しても、第１群における
軸上光束の光軸からの高さがほとんど変化しないように
して、球面収差の変動を少なくしている。
に負レンズＧ１１を有し、第２共役点側に正レンズＧ１
５を有するようにして第１群と第２群の間では光束がア
フォーカルに近くなるようにしている。これによって第
１群と第２群の間隔が多少変化しても、第１群における
軸上光束の光軸からの高さがほとんど変化しないように
して、球面収差の変動を少なくしている。
【００２８】これに対して第１群における軸外光束の光
軸からの高さは大きく変化するので、このときは第１群
と第２群の間隔を変えることにより、第１群における軸
外光束の通過する場所を変化させるようにして像面湾曲
の変動を補正している。
軸からの高さは大きく変化するので、このときは第１群
と第２群の間隔を変えることにより、第１群における軸
外光束の通過する場所を変化させるようにして像面湾曲
の変動を補正している。
【００２９】このように本実施形態では投影レンズの一
部を移動させるフローティングを採用している。即ち、
投影レンズに像面湾曲の補正機構をもつようにして、物
体距離の変化に対する像面湾曲の変動や、型で成形を行
って製作するプラスチック非球面レンズの製造誤差によ
る光学性能のバラツキ等を補正している。
部を移動させるフローティングを採用している。即ち、
投影レンズに像面湾曲の補正機構をもつようにして、物
体距離の変化に対する像面湾曲の変動や、型で成形を行
って製作するプラスチック非球面レンズの製造誤差によ
る光学性能のバラツキ等を補正している。
【００３０】また、第１群の第１共役点側の負レンズ及
び第２群の各々プラスチック材より成る非球面レンズを
使用して、レトロフォーカス型の第１群で大きく発生す
る非点収差と歪曲収差を補正している。
び第２群の各々プラスチック材より成る非球面レンズを
使用して、レトロフォーカス型の第１群で大きく発生す
る非点収差と歪曲収差を補正している。
【００３１】特に、第１群の第１共役点側の負レンズＧ
１１をプラスチック材より成る非球面レンズより構成
し、第２群の正レンズＧ２５をプラスチック材より成る
非球面レンズとしてプラスチックの温度や湿度による屈
折率変化によるピント移動を小さくしている。
１１をプラスチック材より成る非球面レンズより構成
し、第２群の正レンズＧ２５をプラスチック材より成る
非球面レンズとしてプラスチックの温度や湿度による屈
折率変化によるピント移動を小さくしている。
【００３２】例えばＰＭＭＡ等のプラスチックレンズの
屈折率は温度が上昇すると小さくなるので、温度が上昇
すると第１群の負レンズＧ１１により全系のピント位置
はバックフォーカスが短くなる方向に移動し、第２群の
正レンズＧ２５により、全系のピント位置はバックフォ
ーカスが長くなる方向に移動するので、これにより全体
としてピント位置のズレを打ち消している。尚、第１群
の正レンズにプラスチック材を用いて第２群の負レンズ
にプラスチック材を用いても同様の効果が得られる。
屈折率は温度が上昇すると小さくなるので、温度が上昇
すると第１群の負レンズＧ１１により全系のピント位置
はバックフォーカスが短くなる方向に移動し、第２群の
正レンズＧ２５により、全系のピント位置はバックフォ
ーカスが長くなる方向に移動するので、これにより全体
としてピント位置のズレを打ち消している。尚、第１群
の正レンズにプラスチック材を用いて第２群の負レンズ
にプラスチック材を用いても同様の効果が得られる。
【００３３】また、プラスチックレンズであれば成形で
安価に作成できるし、軽量である利点がある。また、非
球面の形状は歪曲収差の補正のため第１群の第１共役点
側に使用する場合であって、負レンズに適用するときに
は光軸から離れるに従い負のパワーが弱くなる形状と
し、正レンズに適用するときには光軸から離れるに従い
正のパワーが強くなる形状が良い。
安価に作成できるし、軽量である利点がある。また、非
球面の形状は歪曲収差の補正のため第１群の第１共役点
側に使用する場合であって、負レンズに適用するときに
は光軸から離れるに従い負のパワーが弱くなる形状と
し、正レンズに適用するときには光軸から離れるに従い
正のパワーが強くなる形状が良い。
【００３４】又、第２群の正レンズに適用するときは光
軸から離れるに従い正のパワーが弱くなる形状とし、負
レンズに適用するときは光軸から離れるに従い負のパワ
ーが強くなる形状が好ましい。
軸から離れるに従い正のパワーが弱くなる形状とし、負
レンズに適用するときは光軸から離れるに従い負のパワ
ーが強くなる形状が好ましい。
【００３５】また、第１群および第２群に含まれるプラ
スチック材より成る非球面において最軸外主光線が通過
するときの偏角は非球面の光学性能に対する敏感度を低
くするために、１５度以下にすることが好ましい。さら
に敏感度を低くするには、プラスチック材より成る非球
面での軸外主光線の偏角を１２度以下にするのが良い。
スチック材より成る非球面において最軸外主光線が通過
するときの偏角は非球面の光学性能に対する敏感度を低
くするために、１５度以下にすることが好ましい。さら
に敏感度を低くするには、プラスチック材より成る非球
面での軸外主光線の偏角を１２度以下にするのが良い。
【００３６】このように、プラスチックレンズを最軸外
主光線のレンズ面での偏角の小さいところで使用するこ
とによりプラスチックレンズ面における敏感度を低くで
き面精度の低いプラスチック材より成る非球面レンズを
使用しても高い光学性能を得ることができるようにして
いる。
主光線のレンズ面での偏角の小さいところで使用するこ
とによりプラスチックレンズ面における敏感度を低くで
き面精度の低いプラスチック材より成る非球面レンズを
使用しても高い光学性能を得ることができるようにして
いる。
【００３７】また、諸収差の発生を少なくするために、
該第１群は第１共役点側から順に物体側に凸面を向けた
メニスカス状の負レンズを少なくとも２つと、第１共役
点側に強い屈折力の凸面を向けた正レンズを有するよう
にしている。
該第１群は第１共役点側から順に物体側に凸面を向けた
メニスカス状の負レンズを少なくとも２つと、第１共役
点側に強い屈折力の凸面を向けた正レンズを有するよう
にしている。
【００３８】又、第２群は第２共役点側に凸面を向けた
メニスカス状の正レンズ、両レンズ面が凹面の負レンズ
と両レンズ面が凸面の正レンズとを接合した接合レン
ズ、両レンズ面が凸面の正レンズを２つ、第２共役点側
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズを有するように
している。このうち、第１群中のメニスカス状の負レン
ズで歪曲収差を良好に補正している。
メニスカス状の正レンズ、両レンズ面が凹面の負レンズ
と両レンズ面が凸面の正レンズとを接合した接合レン
ズ、両レンズ面が凸面の正レンズを２つ、第２共役点側
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズを有するように
している。このうち、第１群中のメニスカス状の負レン
ズで歪曲収差を良好に補正している。
【００３９】以上のように、レンズ構成を特定すること
によって球面収差、コマ収差、軸上及び倍率色収差等を
良好に補正している。
によって球面収差、コマ収差、軸上及び倍率色収差等を
良好に補正している。
【００４０】特に第１群のレンズ構成として図１の数値
実施例１では第１共役点側に凸面を向けたメニスカス状
の負レンズを３つ、両レンズ面が凹面の負レンズ、そし
て両レンズ面が凸面の正レンズの５つのレンズより構成
している。
実施例１では第１共役点側に凸面を向けたメニスカス状
の負レンズを３つ、両レンズ面が凹面の負レンズ、そし
て両レンズ面が凸面の正レンズの５つのレンズより構成
している。
【００４１】又、図２，図３の数値実施例２，３では第
１共役点側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズを２
つ、両レンズ面が凹面の負レンズ、そして両レンズ面が
凸面の正レンズの４つのレンズより構成している。
１共役点側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズを２
つ、両レンズ面が凹面の負レンズ、そして両レンズ面が
凸面の正レンズの４つのレンズより構成している。
【００４２】又、図４の数値実施例４では第１共役点側
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズを２つ、第１共
役点側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズの３つの
レンズより構成している。
に凸面を向けたメニスカス状の負レンズを２つ、第１共
役点側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズの３つの
レンズより構成している。
【００４３】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及
び空気間隔、ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目
のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。また前述
の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−
１に示す。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方
向をＹ軸、Ｒを近軸曲率半径、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇを各々非球面係数としたとき
例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及
び空気間隔、ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目
のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。また前述
の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−
１に示す。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方
向をＹ軸、Ｒを近軸曲率半径、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇを各々非球面係数としたとき
【００４４】
【数１】 なる式で表している。又「Ｄ−０Ｘ」は「×１０-X」を
意味している。
意味している。
【００４５】
【外１】
【００４６】
【外２】
【００４７】
【外３】
【００４８】
【外４】
【００４９】
【外５】
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、レンズ構
成を適切に設定することにより所定の明るさ（Ｆナンバ
ー１．５程度）が容易に得られ、又、像側が略テレセン
トリックの諸収差を良好に補正した良好なる光学性能が
得られる、例えば液晶プロジェクターに好適な投影光学
系及びそれを用いた投影装置を達成することができる。
成を適切に設定することにより所定の明るさ（Ｆナンバ
ー１．５程度）が容易に得られ、又、像側が略テレセン
トリックの諸収差を良好に補正した良好なる光学性能が
得られる、例えば液晶プロジェクターに好適な投影光学
系及びそれを用いた投影装置を達成することができる。
【００５１】特に、本発明によれば、少ないレンズ構成
でＦナンバーが１．５程度と明るく、テレセン性が良好
で、周辺光量が５０から６０％と豊富で光学性能が良好
な単板用液晶プロジェクター用の投影光学系を実現する
ことができる。また、プラスチック材より成る非球面レ
ンズの適切な使用により、製造コストが安く、温度によ
るピント移動も少ない構成を実現している。また投影距
離や製造誤差による光学性能の劣化を、レンズの一部を
動かすことにより補正することができるため、光学性能
を良好に保つことができる。
でＦナンバーが１．５程度と明るく、テレセン性が良好
で、周辺光量が５０から６０％と豊富で光学性能が良好
な単板用液晶プロジェクター用の投影光学系を実現する
ことができる。また、プラスチック材より成る非球面レ
ンズの適切な使用により、製造コストが安く、温度によ
るピント移動も少ない構成を実現している。また投影距
離や製造誤差による光学性能の劣化を、レンズの一部を
動かすことにより補正することができるため、光学性能
を良好に保つことができる。
【００５２】又、本発明の投影光学系は投射画角が８０
度程度と広いので、特にリアプロジェクションテレビ用
の投影光学系として最適である。
度程度と広いので、特にリアプロジェクションテレビ用
の投影光学系として最適である。
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図３】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図４】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図５】本発明の数値実施例１の収差図（倍率１／２
７）
７）
【図６】本発明の数値実施例１の収差図（倍率１／４
４）ｄ２＝１１．４８
４）ｄ２＝１１．４８
【図７】本発明の数値実施例２の収差図（倍率１／２
７）
７）
【図８】本発明の数値実施例２の収差図（倍率１／４
４）ｄ２＝１３．４２
４）ｄ２＝１３．４２
【図９】本発明の数値実施例３の収差図（倍率１／２
７）
７）
【図１０】本発明の数値実施例３の収差図（倍率１／４
４）ｄ８＝８．３３
４）ｄ８＝８．３３
【図１１】本発明の数値実施例４の収差図（倍率１／２
７）
７）
【図１２】本発明の数値実施例４の収差図（倍率１／４
４）ｄ６＝９．７４
４）ｄ６＝９．７４
Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 ＳＣ スクリーン ＬＣ 液晶パネル ＳＰ 絞り ＣＰ 交点 Ｓ サジタル像面 Ｍ メリディオナル像面 ｄ ｄ線 ｃ ｃ線 Ｆ Ｆ線
Claims (17)
- 【請求項１】 距離の長い方の第１共役点から順に正レ
ンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズより正
レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該第１
群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側でテレ
セントリックとなるように各要素を設定し、該第２群は
第２共役点側から順に第２共役点側に凸面を向けたメニ
スカス状の負レンズと両レンズ面が凸面の正レンズを有
していることを特徴とする投影光学系。 - 【請求項２】 距離の長い方の第１共役点から順に正レ
ンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズより正
レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該第１
群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側でテレ
セントリックとなるように各要素を設定し、該第１群と
第２群は各々、少なくとも１つのプラスチックレンズを
有していることを特徴とする投影光学系。 - 【請求項３】 距離の長い方の第１共役点から順に正レ
ンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズより正
レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該第１
群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側でテレ
セントリックとなるように各要素を設定し、該第１群と
第２群は各々、少なくとも１つの非球面レンズを有して
いることを特徴とする投影光学系。 - 【請求項４】 距離の長い方の第１共役点から順に正レ
ンズより負レンズの方が多い第１群と、負レンズより正
レンズの方が多い第２群から成り、軸外主光線が該第１
群と第２群との間で光軸で交わり、第２共役点側でテレ
セントリックとなるように各要素を設定し、全系を移動
させてフォーカスを行うと共に該第１群の一部のレンズ
又は全部のレンズを移動させてフローティングを行って
いることを特徴とする投影光学系。 - 【請求項５】 前記第１群と第２群は各々、少なくとも
１つの非球面レンズを有していることを特徴とする請求
項１，２又は４の投影光学系。 - 【請求項６】 前記第１群と第２群は各々、少なくとも
１つのプラスチックレンズを有していることを特徴とす
る請求項１，３又は４の投影光学系。 - 【請求項７】 前記第１群と第２群に設けたプラスチッ
クレンズの屈折力は異符号であることを特徴とする請求
項２又は６の投影光学系。 - 【請求項８】 前記第１群中のプラスチックレンズは負
の屈折力を有し、前記第２群中のプラスチックレンズは
正の屈折力を有していることを特徴とする請求項７の投
影光学系。 - 【請求項９】 前記第１群のプラスチックレンズのレン
ズ面と前記第２群のプラスチックレンズのレンズ面は最
軸外光線が通過するとき傾角が１５度以下となっている
ことを特徴とする請求項２，６，７又は８の投影光学
系。 - 【請求項１０】 前記第１群の非球面レンズのレンズ面
と前記第２群の非球面レンズのレンズ面は最軸外光線が
通過するときの傾角が１５度以下となっていることを特
徴とする請求項３，５，６，７又は８の投影光学系。 - 【請求項１１】 全系を移動させてフォーカスを行うと
共に前記第１群の少なくとも一部のレンズを移動させて
フローティングを行っていることを特徴とする請求項
１，２，３，５から１０のいずれか１項記載の投影光学
系。 - 【請求項１２】 前記第１群の第１共役点側には第１共
役点側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ１１が
配置されており、該負レンズ１１を移動させてフローテ
ィングを行っていることを特徴とする請求項４又は１１
の投影光学系。 - 【請求項１３】 物体距離が長くなったとき前記負レン
ズ１１を第２共役点側へ移動させてフローティングを行
っていることを特徴とする請求項１２の投影光学系。 - 【請求項１４】 前記第１群中の非球面レンズは光軸か
ら離れるに従って負の屈折力が弱くなる形状の負レンズ
又は光軸から離れるに従って正の屈折力が強くなる形状
の正レンズであり、前記第２群中の非球面レンズは光軸
から離れるに従って正の屈折力が弱くなる形状の正レン
ズ、又は光軸から離れるに従って負の屈折力が強くなる
形状の負レンズであることを特徴とする請求項３又は５
の投影光学系。 - 【請求項１５】 物体距離が長くなったとき前記第１群
を第１共役点側へ移動させてフローティングを行ってい
ることを特徴とする請求項４の投影光学系。 - 【請求項１６】 第１共役点側から順に前記第１群は第
１共役点側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズを２
つ、そして第１共役点側に凸面を向けた正レンズを有し
ており、前記第２群は接合レンズ面が第１共役点側に凸
面を向けた負レンズと正レンズとの接合レンズ、そして
正レンズとを有していることを特徴とする請求項１〜１
５のいずれか１項記載の投影光学系。 - 【請求項１７】 請求項１〜１６のいずれか１項記載の
投影光学系を用いて投影画像を所定面上に投影している
ことを特徴とする投影装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9249746A JPH1172700A (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 投影光学系及びそれを用いた投影装置 |
| US09/140,176 US6084719A (en) | 1997-08-29 | 1998-08-25 | Projection lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9249746A JPH1172700A (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 投影光学系及びそれを用いた投影装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1172700A true JPH1172700A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=17197608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9249746A Pending JPH1172700A (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 投影光学系及びそれを用いた投影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1172700A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001159732A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-12 | Nikon Corp | 超広角レンズ及び該レンズを備える撮影装置 |
| JP2005283966A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nitto Kogaku Kk | 投写用レンズシステムおよびプロジェクタ装置 |
| JP2010175627A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Ricoh Co Ltd | マクロレンズおよびカメラ |
| JP2011145580A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
| CN104730684A (zh) * | 2013-12-18 | 2015-06-24 | 富士胶片株式会社 | 摄像透镜和摄像装置 |
| WO2016059890A1 (ja) * | 2014-10-15 | 2016-04-21 | 日東光学株式会社 | 投射レンズ鏡筒、投射表示装置 |
| JP2019184804A (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-24 | キヤノン株式会社 | 画像投射装置およびプログラム |
| WO2021098723A1 (zh) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 成都理想境界科技有限公司 | 一种投影物镜及扫描显示装置 |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP9249746A patent/JPH1172700A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001159732A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-12 | Nikon Corp | 超広角レンズ及び該レンズを備える撮影装置 |
| JP2005283966A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nitto Kogaku Kk | 投写用レンズシステムおよびプロジェクタ装置 |
| JP2010175627A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Ricoh Co Ltd | マクロレンズおよびカメラ |
| JP2011145580A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
| CN104730684A (zh) * | 2013-12-18 | 2015-06-24 | 富士胶片株式会社 | 摄像透镜和摄像装置 |
| CN104730684B (zh) * | 2013-12-18 | 2018-07-10 | 富士胶片株式会社 | 摄像透镜和摄像装置 |
| WO2016059890A1 (ja) * | 2014-10-15 | 2016-04-21 | 日東光学株式会社 | 投射レンズ鏡筒、投射表示装置 |
| JP2016080823A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 日東光学株式会社 | 投射レンズ鏡筒、投射表示装置 |
| US10222576B2 (en) | 2014-10-15 | 2019-03-05 | Nittoh Inc. | Projection lens barrel and projection display device |
| US10754120B2 (en) | 2014-10-15 | 2020-08-25 | Nittoh Inc. | Projection lens barrel and projection display device |
| JP2019184804A (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-24 | キヤノン株式会社 | 画像投射装置およびプログラム |
| WO2021098723A1 (zh) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 成都理想境界科技有限公司 | 一种投影物镜及扫描显示装置 |
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