JP2005062212A

JP2005062212A - コンバーターレンズ及びそれを有する投影装置

Info

Publication number: JP2005062212A
Application number: JP2003206819A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sudo; 貴士須藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】小型で歪曲収差の発生が少なく、例えば拡大投射型のプロジェクション装置に好適な、高精細な画像投影を行うことができる投影レンズの光出射側に着脱可能なコンバーターレンズ及びそれを有する投影装置を得ること。
【解決手段】画像表示素子３の有効画面の中心３ａを投影レンズＭＬの光軸からずらして配置し、画像表示素子３が形成する画像情報を投影レンズＭＬでスクリーンＳに投影する投影装置の投影レンズＭＬのスクリーンＳ側に着脱可能に装着するコンバーターレンズＣＬであって、コンバーターレンズＣＬが、コンバーターレンズＣＬを投影レンズＭＬに装着したときに投影レンズＭＬの光軸に対して偏心した偏心レンズを有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示素子が表示する画像情報を所定面上、例えばスクリーン面上に投影する投影レンズの光出射側に着脱可能なコンバーターレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より液晶表示素子などの表示面に基づく画像情報をスクリーンに拡大投射する液晶プロジェクター（投影装置）が種々と提案されている。
【０００３】
特に近年、液晶プロジェクターの低価格化が進み、家庭でも大画面の映像を容易に楽しむようになってきた。
【０００４】
これらのプロジェクターは一般的に、ワイド側において投影距離が約４〜５ｍで１００インチ程度の拡大像が得られる。したがって、会議室などの比較的広い部屋で大人数で画像を見る場合には問題ないが、個人の部屋で映画鑑賞などを行うような場合には、投影距離が部屋の長さに比べてやや長すぎるため、若干扱いづらい。このような要求に対して、ズーム部を有する投影レンズのワイド化が考えられる。しかしながら、投影レンズではＲＧＢ３色の色合成のためバックフォーカスが非常に長く、また、レンズ枚数が増えて構成が複雑になる等の理由から、投影レンズのワイド化が困難であった。
【０００５】
こうした状況において、簡単な構造で、かつ、投影レンズの光出射側に容易に着脱可能で個人の部屋のような狭い空間でも大画面の映像が実現できるフロント方式のワイドコンバーターレンズが知られている（特許文献１）。
【０００６】
図１５は、特許文献１で提案されているワイドコンバーターレンズの要部断面図である。
【０００７】
図１５に示すワイドコンバーターレンズは、スクリーン側より順に、負の屈折力を持つ単レンズよりなる第１レンズ群と、正の屈折力を持つ２枚のレンズより成る（１枚のときもある）第２レンズ群とより構成されている。
【０００８】
そして、ワイドコンバーターレンズを構成する各レンズ群の焦点距離、各レンズ面の曲率半径、材料のアッベ数、レンズ全長等を適切に設定して、投影レンズの前（光出射側）に着脱可能で、比較的大きな倍率が得られるフロント方式のワイドコンバーターレンズを達成している。
【特許文献】
特開平０５−０８８０８０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
拡大型の液晶プロジェクター（投影装置）では投影画像を上方のスクリーンに斜方向から投影している。この為、投影画像素子をマスターレンズ系（投影レンズ）の光軸に対して垂直方向にずらして配置することが多い。こういった投影装置に用いられる光学系として、屈折レンズがすべて投影レンズの光軸を軸とした回転対称面で構成された回転対称光学系ではイメージサークルが大きくなって画角が大きくなる。この為、投影レンズの光出射面側に装着するワイドコンバーターレンズの有効径が非常に大きくなってしまい、また、スクリーン側から逆トレースしたとき、ワイドコンバーターレンズのスクリーン側の光線入射高が高いため軸外収差のうち特に歪曲収差の発生が大きくなる。このときの歪曲収差の発生を少なくしようとするとレンズ枚数が増えて、レンズ系全体が大型になってくるという問題があった。
【００１０】
本発明は、小型で歪曲収差の発生が少なく、例えば拡大投射型のプロジェクション装置（投影装置）の投影レンズの光出射側に着脱可能なコンバーターレンズの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、画像表示素子の有効画面の中心を投影レンズの光軸からずらして配置し、その画像表示素子が形成する画像情報を投影レンズでスクリーンに投影する投影装置における投影レンズのスクリーン側に着脱可能なコンバーターレンズであって、
コンバーターレンズは、コンバーターレンズを投影レンズに装着したときに投影レンズの光軸に対して偏心した偏心レンズを有することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、実施形態１のコンバーターレンズを投影レンズ（マスターレンズ）の光出射側に装着したときの要部断面図、図２は、図１の系の光路図、図３は、図１の系の投影像の歪曲図、図４は、図１の系のスポットダイヤグラムである。
【００１４】
図５は、実施形態２のコンバーターレンズを投影レンズ（マスターレンズ）の光出射側に装着したときの要部断面図、図６は、図７の系の光路図、図７は、図７の系の投影像の歪曲図、図８は、図７の系のスポットダイヤグラムである。
【００１５】
図９は、実施形態３のコンバーターレンズを投影レンズ（マスターレンズ）の光出射側に装着したときの要部断面図、図１０は、図９の系の光路図、図１１は、図９の系の投影像の歪曲図、図１２は、図９の系のスポットダイヤグラムである。
【００１６】
図１３は、投影装置の要部概略図である。
【００１７】
図１、図５、図９のレンズ断面図、図２、図６、図１０の光路図において、ＭＬは投影レンズ（マスターレンズ）であり、正の屈折力を有している。ＣＬはコンバーターレンズであり、投影レンズＭＬのスクリーンＳ側（光出射側）に着脱可能に装着されている。コンバーターレンズＣＬは投影レンズＭＬに装着したとき投影レンズＭＬによる投影像を拡大するワイドコンバーターレンズとして使用している。３は画像表示素子であり、透過型の液晶パネル（パネル）から成っている。Ｓはスクリーンである。
【００１８】
各実施形態では、投影レンズＭＬ又は投影レンズＭＬにコンバーターレンズＣＬを装着した光学系（合成光学系）によって投影画像素子３による画像情報をスクリーンＳ上に拡大投影している。
【００１９】
９はマスターレンズＭＬの光軸である。パネル３の中心位置３ａはマスターレンズＭＬの光軸９から垂直方向にずれた位置にある。パネル３から画像情報を有して射出する光は画像光としてマスターレンズＭＬに入射したあと屈折し、スクリーンＳ側に射出され、コンバーターレンズＣＬによりスクリーンＳに拡大して斜方向から投影される。
【００２０】
尚、各実施形態においては、コンバーターレンズＣＬを投影レンズＭＬによる投影像を縮小させるテレコンバーターレンズとして構成することもできる。
【００２１】
各実施形態のコンバーターレンズＣＬは、それを構成する複数のレンズのうち、１以上のレンズがコンバーターレンズＣＬを投影レンズＭＬに装着したとき、投影レンズＭＬの光軸９に対して偏心して装着されるように構成されている。又、コンバーターレンズＣＬは投影レンズＭＬに装着したとき、投影レンズＭＬの光軸９に対して偏心した１以上の偏心レンズ（偏心レンズ群）を有している。
【００２２】
図１の実施形態では３つの偏心レンズ群ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、図５、図９の実施形態では４つの偏心レンズ群ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４を有している。尚、レンズ群は複数のレンズに限定されず１つのレンズより成る場合もある。
【００２３】
そしてこのときの１以上の偏心レンズ群（図１の実施形態１では偏心レンズ群ＣＬ２、ＣＬ３、図５の実施形態２では偏心レンズ群ＣＬ２、ＣＬ３、図９の実施形態３では偏心レンズ群ＣＬ２、ＣＬ４）は、光軸が一致する２以上のレンズより成り立っている。
【００２４】
１以上の偏心レンズ群は、コンバーターレンズＣＬを投影レンズ群ＭＬに装着したとき、投影レンズＭＬの光軸９に対して平行偏心又は／及び傾き偏心している。１以上の偏心レンズ群は、スクリーンＳ側の面の面頂点が投影レンズＭＬの光軸９に対して垂直方向に位置するように平行偏心している。
【００２５】
また、１以上の偏心レンズ郡のうち最もスクリーンＳ側の偏心レンズ群は、最もスクリーンＳ側のレンズの光軸が投影レンズＭＬの光軸９に対して投影画像素子３の中心３ａの光軸からのずれた方向と反対方向に位置するように平行偏心している。
【００２６】
コンバーターレンズＣＬを構成する各レンズのうち、マスターレンズＭＬの光軸９から偏心している任意の１つの偏心レンズ群のマスターレンズＭＬの光軸９に対する垂直方向の偏心量を△Ｙ_ｉ、任意の１つの偏心レンズ群のうち、スクリーンＳ側のレンズ面の有効値をφ_ｉとするとき、
【００２７】
【数２】

【００２８】
を満足している。
【００２９】
ワイドコンバーターレンズＣＬを達成する偏心レンズ群のうちマスターレンズＭＬの光軸９に対して垂直方向に偏心している偏心レンズ群は、パネル３側から光線トレースしてスクリーンＳ上での投影した投影像の偏心歪曲は、水平方向には対称だが、垂直方向には非対称な歪曲となっている。いま、条件式（１）の上限値を超える領域では、ワイドコンバーターレンズＣＬ内の偏心レンズ群の偏心量が大きすぎるため、前記偏心歪曲の非対称性がさらに大きくなり、球面レンズ又は球面レンズと非球面レンズから成るワイドコンバーターレンズＣＬではその補正が非常に困難となる。また、条件式（１）の下限値を超える領域では、ワイドコンバーターレンズＣＬ内の偏心レンズ群の偏心量が小さすぎて、偏心による小型化及び性能改善の効果が低くなる。
【００３０】
更に好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３１】
【数３】

【００３２】
次に各実施形態のコンバーターレンズＣＬの特徴について説明する。
【００３３】
図１、図２の実施形態１において、ワイドコンバーターレンズＣＬは、負の屈折力を有する第１レンズ４、負の屈折力を有する第２レンズ５、正の屈折力を有する第３レンズ６、負の屈折力を有する第４レンズ７、正の屈折力を有する第５レンズ８より成っている。第２レンズ５と第３レンズ６は光軸が一致した偏心レンズ群ＣＬ２を構成しており、また、第４レンズ７と第５レンズ８は光軸が一致した偏心レンズ群ＣＬ３を構成している。１０は第１レンズ４（偏心レンズ群ＣＬ１）の光軸、１１は偏心レンズ群ＣＬ２の第２レンズ５と第３レンズ６の共通の光軸、１２は偏心レンズ群ＣＬ３の第４レンズ７と第５レンズ８の共通の光軸であり、４つの光軸９、１０、１１及び１２は投影レンズの光軸と一致しない又は同一直線上に存在せず、各同軸レンズ群の偏心は、マスターレンズＭＬの光軸９に対する垂直方向への平行偏心と、各同軸レンズ群のスクリーンＳ側の面頂点を回転中心とした傾き偏心の両方を足したものである。偏心レンズ群のマスターレンズＭＬの光軸に対する垂直方向の偏心量△ｙ_ｉ（ｍｍ）は、前述の条件式（１）を満足している。
【００３４】
図２の実施形態１における光路図において、マスターレンズＭＬの光軸９から中心位置３ａが垂直方向にずれた位置にあるパネル３により形成される画像光はマスターレンズＭＬによって屈折しスクリーンＳ側に射出されたあと、マスターレンズＭＬのスクリーンＳ側に配置されたコンバーターレンズＣＬにパネル３側の第５レンズ８から入射し、コンバーターレンズＣＬによる屈折のあと、スクリーンＳ側の第１レンズ４から射出し、スクリーンＳに投影される。
【００３５】
図２に示すように、コンバーターレンズＣＬを通過する光線の領域は、パネル３の中心位置３ａがマスターレンズＭＬの光軸９に対して垂直方向にシフトしているために、パネル３のシフト方向と逆方向に偏っている。このため、コンバーターレンズＣＬを構成する各レンズの位置を光線の通る領域側にずらして配置し、これによりコンバーターレンズＣＬの最もスクリーンＳ側の第１レンズ４の有効径が小さくなるようにしている。
【００３６】
コンバーターレンズＣＬを構成する各レンズをマスターレンズＭＬの光軸９上に配置した場合では、スクリーンＳ側の第１レンズ４の有効径が大きくなり、スクリーンＳ側から光線を逆トレースしたとき、スクリーンＳ側からの入射光がコンバーターレンズＣＬに入射する光線の光軸からの高さが高くなる。この結果、軸外収差のうち特にディストーションと倍率色収差が悪化してくる。
【００３７】
実施形態１では、前述の如く、コンバーターレンズＣＬを構成する各レンズをそれぞれ偏心させることにより、主に前記２つの収差を改善している。特に拡大率の高いコンバーターレンズＣＬの場合は、コンバーターレンズＣＬのスクリーンＳ側からの入射光の光軸からの高さが高くなり、有効径の大型化と歪曲・倍率色収差の増大が大きな問題となる。これに対して、実施形態１では、上述のようにコンバーターレンズＣＬを構成する各レンズを偏心させることで有効径の小型化と収差の改善を図っている。
【００３８】
図３は、パネル３の原画像をマスターレンズＭＬとワイドコンバーターレンズＣＬにより拡大投影してスクリーンＳ上で投影像の歪みを計算した偏心歪曲図であり、上述のように水平方向には対称で垂直方向には非対称な歪曲となっている。
【００３９】
図４は、スクリーンＳ側から逆トレースした場合のパネル３上でのＣ線、ｄ線及びＦ線のスポットダイヤグラムである。
【００４０】
次に図５、図６の実施形態２について説明する。
【００４１】
ワイドコンバーターレンズＣＬは、負の屈折力を有する第１レンズ１６、正の屈折力を有する第２レンズ１７、負の屈折力を有する第３レンズ１８、負の屈折力を有する第４レンズ１９、正の屈折力を有する第５レンズ２０、正の屈折力を有する第６レンズ２１により成っている。第２レンズ１７と第３レンズ１８はそれぞれの光軸が一致した偏心レンズ群ＣＬ２を構成しており、また、第４レンズ１９と第５レンズ２０はそれぞれの光軸が一致した偏心レンズ群ＣＬ３を構成している。
【００４２】
２３は第１レンズ１６（偏心レンズ群ＣＬ１）の光軸、２４は偏心レンズ群ＣＬ２の第２レンズ１７と第３レンズ１８の共通の光軸、２５は偏心レンズ群ＣＬ３の第４レンズ１９と第５レンズ２０の共通の光軸、２６は第６レンズ２１（偏心レンズ群ＣＬ４）の光軸であり、該５つの光軸９、２３、２４、２５及び２６は同一でないこと又は同一直線上に存在せず、各同軸レンズ群の偏心は、マスターレンズＭＬの光軸９に対して偏心している。第１レンズ１６はマスターレンズＭＬの光軸９の垂直方向への平行偏心と傾き偏心の両方の偏心、第２レンズ１７と第３レンズ１８は同軸で第２レンズ１７のスクリーンＳ側の面頂点を回転中心として傾けた偏心、第４レンズ１９と第５レンズ２０は同軸で第４レンズ１９のスクリーンＳ側の面頂点を回転中心として傾けた偏心、第５レンズ２１はマスターレンズＭＬの光軸９の垂直方向への平行偏心と傾き偏心の両方に偏心している。マスターレンズＭＬの光軸９の垂直方向に平行偏心している偏心レンズ群の平行偏心の偏心量△ｙ_ｉ（ｍｍ）は、条件式（１）を満足している。
【００４３】
図６の実施形態２における光路図において、マスターレンズＭＬの光軸９から垂直方向にずれた位置にあるパネル３により形成される画像光は正の屈折力を有するマスターレンズＭＬによって屈折しスクリーンＳ側に射出されたあと、マスターレンズＭＬのスクリーンＳ側に配置されたワイドコンバーターレンズＣＬによりスクリーンＳ側に屈折して射出され、スクリーンＳ上にパネル３の画像が拡大投影される。
【００４４】
図７は、パネル３の原画像をマスターレンズＭＬとワイドコンバーターレンズＣＬにより拡大投影してスクリーンＳ上で投影像の歪みを計算した偏心歪曲図であり、上述のように水平方向には対称で垂直方向には非対称な歪曲となっている。
図８は、スクリーンＳ側から逆トレースした場合のパネル３上でのＣ線、ｄ線及びＦ線のスポットダイヤグラムである。
【００４５】
次に図９、図１０の実施形態３について説明する。
【００４６】
ワイドコンバーターレンズＣＬは、負の屈折力を有する第１レンズ３０、負の屈折力を有する第２レンズ３１、正の屈折力を有し、パネル３側の面３７に軸対称非球面形状のレプリカを成形した第３レンズ３２、この第２レンズ３１と第３レンズ３２は貼り合わせている。正の屈折力を有する第４レンズ３３、負の屈折力を有する第５レンズ３４、正の屈折力を有する第６レンズ３５、負の屈折力を有する第７レンズ３６より成っている。第２レンズ３１と第３レンズ３２はそれぞれの光軸が一致して貼り合わせられて偏心レンズ郡ＣＬ２を構成している。第５レンズ３４と第６レンズ３５及び第７レンズ３６はそれぞれの光軸が同一直線上に存在し、偏心レンズ群ＣＬ４を構成している。
【００４７】
３９は、第１レンズ３０（偏心レンズ群ＣＬ１）の光軸、４０は偏心レンズ群ＣＬ２の第２レンズ３１と第３レンズ３２の共通の光軸、４１は第４レンズ３３（偏心レンズ群ＣＬ３）の光軸、４２は偏心レンズ群ＣＬ４の第５レンズ３４と第６レンズ３５及び第７レンズ３６の共通の光軸であり、該５つの光軸９、３９、４０、４１及び４２の光軸は同一でないこと又は同一直線上に存在せず、各同軸レンズ群の偏心は、光軸９に対する垂直方向への平行偏心と、各同軸レンズ群のスクリーンＳ側の面頂点を回転中心とした傾き偏心の両方を足したものである。
【００４８】
図１０は、実施形態３における光路図であり、マスターレンズＭＬの光軸９から垂直方向にずれた位置にあるパネル３により形成される画像光は正の屈折力を有するマスターレンズＭＬによって屈折しスクリーンＳ側に射出されたあと、マスターレンズＭＬのスクリーンＳ側に配置されたワイドコンバーターレンズＣＬによりスクリーンＳ側に屈折して射出され、スクリーンＳ上にパネル３の画像が拡大投影される。
【００４９】
ここで、ワイドコンバーターレンズＣＬに含まれる各レンズ３０から３６がマスターレンズ系９の光軸に対して垂直な方向の偏心が、実施形態１、２の偏心方向と違って上側にシフトしているのは、貼り合わせレンズのパネル３側の面３７を非球面としているためで、非球面形状の効果とレンズ偏心の作用により諸収差を改善しているためである。面３７の軸対称非球面形状は、ワイドコンバーターレンズＣＬに入射する光のマスターレンズＭＬ光軸９からの光線高さの高い領域で大きく発生する歪曲の改善に特に効果がある。
【００５０】
図１１は、パネル３の原画像をマスターレンズＭＬとワイドコンバーターレンズＣＬにより拡大投影してスクリーンＳ上で投影像の歪みを計算した偏心歪曲図であり、上述のように水平方向には対称で垂直方向には非対称な歪曲となっている。
【００５１】
図１２は、スクリーンＳ側から逆トレースした場合のパネル３上でのＣ線、ｄ線及びＦ線のスポットダイヤグラムである。
【００５２】
図１３は、３板式のカラー液晶プロジェクターに本発明のコンバーターレンズを適用した実施形態の要部概略図である。
【００５３】
同図において、１００は照明系、ＭＬは投影レンズ、ＣＬは投影レンズＭＬに着脱可能なコンバーターレンズである。照明系１００は白色光源ＬＳからの光をダイクロイックミラー１０２、１０３を用いて、青、緑、赤の色光に分離して後述する液晶パネルＰＢ、ＰＲ、ＰＧをそれぞれ照明している。１１３、１１４は第１、第２フィールドレンズであり、液晶パネルＰＢ、ＰＲ、ＰＧに基づく画像をダイクロプリズムＤＣＰを介して投影レンズＭＬに導光している。
【００５４】
光源ＬＳからの光束はダイクロミラー１０２により青光（Ｂ光）が透過し、緑光（Ｇ光）と赤光（Ｒ光）が反射する。
【００５５】
ダイクロミラー１０２からのＧ光とＲ光のうち、Ｒ光はダイクロミラー１０３で反射し、Ｇ光は透過する。ダイクロミラー１０２を透過したＢ光はミラー１０４とコンデンサーレンズＣＢを介してＢ光用の液晶パネルＰＢを照明している。ダイクロミラー１０２、１０３で反射したＲ光はコンデンサーレンズＣＲを介してＲ光用の液晶パネルＰＲを照明している。
【００５６】
ダイクロミラー１０２で反射し、ダイクロミラー１０３を透過したＧ光はコンデンサーレンズＣＧを介してＧ光用の液晶パネルＰＧを照明している。
【００５７】
Ｂ光用の液晶パネルＰＢからの光束は、Ｂ光透過でＲ光反射のダイクロイックミラー１０５を透過し第１フィールドレンズ１１３を介して色合成用の接合面にダイクロイック膜を施した２つのプリズム１２１、１２２を接合したダイクロプリズムＤＣＰに入射している。Ｒ光用の液晶パネルＰＲからの光束は、ダイクロイックミラー１０５で反射し、第１フィールドレンズ１１３を介してダイクロプリズムＤＣＰに入射している。Ｇ光用の液晶パネルＰＧからの光束はミラー１０６で反射し、第２フィールドレンズ１１４を介してダイクロプリズムＤＣＰに入射している。
【００５８】
各液晶パネルＰＢ、ＰＲ、ＰＧに基づく画像をダイクロプリズムＤＣＰのダイクロ面ＤＣＰａで合成し、該合成した画像を投影レンズＭＬとコンバーターレンズＣＬを介してスクリーンＳ面上に拡大投影している。
【００５９】
次にコンバーターレンズの実施形態１〜３に相応する数値実施例１〜３及び、コンバーターレンズを装着するマスターレンズＭＬの数値実施例を示す。
【００６０】
各数値実施例においてｉはスクリーン側から光学面の順序を示し、ｒは光学面の曲率半径、ｄは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔、ｎとνはそれぞれｄ線に対する光学部材の材質の屈折率、アッベ数を示す。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。
また、マスターレンズの数値例において、最も像側の５つの面は色合成プリズム等に相当して設計上設けられたガラスブロックを構成する面である。
【００６１】
数値実施例３において示す非球面形状は、非球面を設定している面の面頂点からその面の光軸の垂直な方向への入射光線の入射高をｒ、面頂点曲率半径の逆数をｃ、円錐定数をＫ、４次の非球面係数をＡ、６次の非球面係数をＢ、８次の非球面係数をＣ、１０次の非球面係数をＤ、１２次の非球面係数をＥ、１４次の非球面係数をＦ、１６次の非球面係数をＧ、１８次の非球面係数をＨ、２０次の非球面係数をＪとしたとき、
【００６２】
【数４】

【００６３】
で表される軸対称非球面形状である。また、「ｅ−ｚ」の表示は「１０^−Ｚ」を意味する。
【００６４】
ｄＹ及びｔｉｌｔはそれぞれ、コンバーターレンズにおける偏心量を示しており、図１４に表すように、ｄＹはマスターレンズＭＬの光軸ＡＸに対する垂直方向の平行偏心量、ｔｉｌｔは各同軸レンズ群の面頂点を回転中心とした傾き角（°）である。
【００６５】
（数値実施例１）

第１面〜第１０面はコンバーターレンズＣＬを構成する面であり、第１１面〜第３７面はマスターレンズＭＬを構成する面である。
【００６６】
【表１】

【００６７】
（数値実施例２）

マスターレンズＭＬ
数値実施例１と同じ
【００６８】
【表２】

【００６９】
（数値実施例３）

マスターレンズＭＬ
数値実施例１と同じ
【００７０】
【表３】

【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、小型で歪曲収差の発生が少なく、例えば拡大投射型のプロジェクション装置に好適な、高精細な画像投影を行うことができる投影レンズの光出射側に着脱可能なコンバーターレンズを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のコンバーターレンズを含む系の要部断面図
【図２】実施形態１のコンバーターレンズを含む系の光路説明図
【図３】実施形態１のコンバーターレンズを含む系の投影像の歪曲説明図
【図４】実施形態１のコンバーターレンズを含む系のスポットダイアグラム
【図５】実施形態２のコンバーターレンズを含む系の要部断面図
【図６】実施形態２のコンバーターレンズを含む系の光路説明図
【図７】実施形態２のコンバーターレンズを含む系の投影像の歪曲説明図
【図８】実施形態２のコンバーターレンズを含む系のスポットダイアグラム
【図９】実施形態３のコンバーターレンズを含む系の要部断面図
【図１０】実施形態３のコンバーターレンズを含む系の光路説明図
【図１１】実施形態３のコンバーターレンズを含む系の投影像の歪曲説明図
【図１２】実施形態３のコンバーターレンズを含む系のスポットダイアグラム
【図１３】投影装置の要部断面図
【図１４】本発明のコンバーターレンズの偏心を説明する図
【図１５】従来のワイドコンバーターレンズの構成図
【符号の説明】
ＭＬ投影レンズ（マスターレンズ）
ＣＬコンバーターレンズ
ＣＬ１〜ＣＬ５偏心レンズ群
Ｓスクリーン
３液晶パネル

Claims

画像表示素子の有効画面の中心を投影レンズの光軸からずらして配置し、該画像表示素子が形成する画像情報を該投影レンズでスクリーンに投影する投影装置における該投影レンズのスクリーン側に着脱可能なコンバーターレンズであって、該コンバーターレンズは、該コンバーターレンズを該投影レンズに装着したときに該投影レンズの光軸に対して偏心した偏心レンズを有することを特徴とするコンバーターレンズ。
前記コンバータレンズは前記偏心レンズを複数備え、その複数の偏心レンズの光軸は一致することを特徴とする請求項１のコンバーターレンズ。
前記偏心レンズは、前記投影レンズの光軸に対して平行偏心又は／及び傾き偏心していることを特徴とする１又は２のコンバーターレンズ。
前記偏心レンズは、スクリーン側の面の面頂点が前記投影レンズの光軸に対して垂直方向に位置するように平行偏心していることを特徴とする１又は２のコンバーターレンズ。
前記偏心レンズの前記投影レンズの光軸に対する垂直方向の偏心量△ｙ_ｉは、該偏心レンズのスクリーン側の面の有効径をφ_ｉとするとき、

なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項のコンバーターレンズ。
前記コンバータレンズは前記偏心レンズを複数備え、その複数の偏心レンズのうち最もスクリーン側の偏心レンズの光軸は、前記投影レンズの光軸に対して、前記画像表示素子の中心の光軸からのずれ方向と反対方向に位置するように平行偏心していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のコンバーターレンズ。
前記コンバーターレンズは、前記スクリーン側から順に、負の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズ、負の屈折力の第４レンズ、正の屈折力の第５レンズから成り、
該第２レンズと該第３レンズのそれぞれの光軸は一致しており、該第４レンズと該第５レンズのそれぞれの光軸は一致しており、
該第１レンズの光軸、該第２レンズと該第３レンズの共通した光軸、該第４レンズと該第５レンズの共通した光軸の３つの光軸はそれぞれ同一でないことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項のコンバーターレンズ。
前記３つの光軸は、前記コンバーターレンズを前記投影レンズに装着したとき、いずれも前記投影レンズの光軸と一致しないことを特徴とする請求項７のコンバーターレンズ。
前記コンバーターレンズは、前記スクリーン側から順に、負の屈折力の第１レンズ、正の屈折力の第２レンズ、負の屈折力の第３レンズ、負の屈折力の第４レンズ、正の屈折力の第５レンズ、正の屈折力の第６レンズから成り、
該第２レンズと該第３レンズのそれぞれの光軸は一致しており、該第４レンズと該第５レンズのそれぞれの光軸は一致しており、
該第１レンズの光軸、該第２レンズと該第３レンズの共通した光軸、該第４レンズと該第５レンズの共通した光軸、該第６レンズの光軸の４つの光軸はそれぞれ、同一でないことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のコンバーターレンズ。
前記コンバーターレンズは、スクリーン側から順に、負の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズと正の屈折力の第３レンズを貼り合わせた貼り合わせレンズ、正の屈折力の第４レンズ、負の屈折力の第５レンズ、正の屈折力の第６レンズ、負の屈折力の第７レンズから成り、
該貼り合わせレンズの画像表示素子側の面は軸対称非球面形状であり、
該第２レンズと該第３レンズはそれぞれ光軸が一致して貼り合わされており、該第５レンズと該第６レンズ及び該第７レンズはそれぞれの光軸が同一直線上にあり、
該第１レンズの光軸、該貼り合わせたレンズの光軸、該第４レンズの光軸、該第５レンズと該第６レンズ及び該第７レンズの共通の光軸の４つの光軸は、それぞれ同一でないことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のコンバーターレンズ。
前記４つの光軸は、前記コンバーターレンズを前記投影レンズに装着したとき、いずれも前記投影レンズの光軸と一致しないことを特徴とする請求項９又は１０のコンバーターレンズ。
投影レンズと、有効画面の中心を該投影レンズの光軸からずらして配置した画像表示素子と、請求項１から１２のいずれか１項のコンバーターレンズとを有し、該画像表示素子が形成する画像情報を該コンバーターレンズを介して該投影レンズでスクリーンに投影することを特徴とする投影装置。