JP2010044264A - 投写型可変焦点レンズおよび投写型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】変倍時に、1群のみを移動させる投写型可変焦点レンズであって、拡大側から順に、負の第1レンズ群G1、正の第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、および正の第4レンズ群G4からなり、焦点距離の可変時には、前記第2レンズ群G2および第3レンズ群G3を光軸X方向に互いに独立に移動させるとともに、フォーカシング時には、第2レンズ群G2を光軸X方向に移動させるように構成され、さらに縮小側が略テレセントリックに構成されてなる。
【選択図】図1
Description
拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群、からなり、
焦点距離の可変時には、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とを、互いに独立に光軸方向に移動させるとともに、フォーカシング時には、前記第2レンズ群を光軸方向に移動させるように構成され、さらに縮小側が略テレセントリックに構成されていることを特徴とするものである。
1.0 < f2/fw < 4.0 ・・・・(1)
ここで、
fw:ワイド端の全系焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
0.15 < D2/L < 0.55 ・・・・(2)
ここで、
D2:第2レンズ群中で最も長いレンズ面間隔
L :レンズ全長
f3/fw < −3.0 ・・・・(3)
ここで、
fw:ワイド端の全系焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
1.0 < f2/fw < 4.0 ・・・・(1)
0.15 < D2/L < 0.55 ・・・・(2)
ここで、
fw:ワイド端の全系焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
D2:第2レンズ群G2中で最も長いレンズ面間隔
L :レンズ全長
f3/fw < −3.0 ・・・・(3)
ここで、
f3 :第3レンズ群G3の焦点距離
まず、条件式(1)は、変倍のための移動群である第2レンズ群G2の焦点距離f2と、ワイド端の全系焦点距離fwとの比の値の範囲を規定したものであり、第2レンズ群G2のパワーの範囲を規定したものであり、各収差補正を良好にしつつ、レンズ系のコンパクト化を達成し得る範囲を規定したものである。すなわち、条件式(1)の下限値以下となった場合は収差補正が困難となる。一方、上限値以上となるとレンズの移動量が大きくなりレンズ全長が大型化してしまう。なお、条件式(1)の作用をさらに効果的に得るためには、下記条件式(1´)を満足することが好ましく、下記条件式(1´´)を満足することがより好ましい。
1.3 < f2/fw < 3.0 ・・・・(1´)
1.5 < f2/fw < 2.5 ・・・・(1´´)
0.2 < D2/L < 0.5 ・・・・(2´)
0.25 < D2/L < 0.4 ・・・・(2´´)
f3/fw < −5.0 ・・・・(3´)
Bf/fw > 1.2 ・・・・(4)
Bf/fw > 1.45 ・・・・(4´)
この実施例1にかかる投写型可変焦点レンズは、前述したように図1に示す如き構成とされている。すなわちこの投写型可変焦点レンズは、拡大側から順に、第1レンズ群G1が、両面非球面の両凹レンズ(軸上)よりなる第1レンズL1と、縮小側に凹面を向けた、負のメニスカスレンズよりなる第2レンズL2とからなる。また、第2レンズ群G2は、両凸レンズよりなる第3レンズL3、マスク3および両凸レンズよりなる第4レンズL4からなる。また、第3レンズ群G3は、両凹レンズよりなる第5レンズL5、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第6レンズL6、および両凸レンズよりなる第7レンズL7からなる。また、第4レンズ群G4は、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第8レンズL8のみからなる。
また、フォーカシングは、第2レンズ群G2を光軸X方向に移動させることにより行われる。
図5は実施例1の投写型可変焦点レンズの広角端(ワイド:投写距離109.74)および望遠端(テレ:投写距離109.74)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。なお、図5および以下の図6〜8において、各球面収差図にはd線、F線、C線の光に対する収差が示されており、各非点収差図にはサジタル像面およびタンジェンシャル像面についての収差が示されており、各倍率色収差図にはd線の光に対するF線およびC線の光についての収差が示されている。
また、表5に示すように実施例1の投写型可変焦点レンズによれば、条件式(1)〜(4)、条件式(1´)〜(4´)、さらには(1´´)、(2´´)が全て満足されている。
実施例2に係る投写型可変焦点レンズの概略構成を図2に示す。この実施例2にかかる投写型可変焦点レンズは、実施例1のものと略同様の構成とされているが、主として、第1レンズ群G1が、両凹レンズよりなる第1レンズL1と、縮小側に凹面を向けた両面非球面よりなる第2レンズL2とからなる点において相違している。
図6は実施例2の投写型可変焦点レンズの広角端(ワイド:投写距離125.74)および望遠端(テレ:投写距離125.74)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。
また、表5に示すように実施例2の投写型可変焦点レンズによれば、条件式(1)〜(4)、条件式(1´)〜(4´)、さらには(1´´)、(2´´)が全て満足されている。
実施例3に係る投写型可変焦点レンズの概略構成を図3に示す。この実施例3にかかる投写型可変焦点レンズは、実施例1のものとは略同様の構成とされているが、主として、第1レンズ群G1が、両面非球面の両凹レンズよりなる第1レンズL1のみからなる点において、また、第3レンズ群G3の最も縮小側のレンズ(第6レンズL6)が縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとされている点において、さらに、第4レンズ群G4を構成する正レンズ(第7レンズL7)が両凸レンズとされている点において、各々相違している。なお、第1レンズ群G1が1枚のレンズにより構成されていることから、その他のレンズは、実施例1のものにおいて対応するレンズと比べて、レンズ番号が1つずつ繰り上がって付されている。
実施例4に係る投写型可変焦点レンズの概略構成を図4に示す。この実施例4にかかる投写型可変焦点レンズは、実施例1のものとは略同様の構成とされているが、主として、第1レンズ群G1を構成するレンズが、複合非球面レンズL1のみから構成されている点において相違している。この複合非球面レンズL1は、縮小側に凹面を向けた負のメニスカス形状の球面ガラスレンズl1aの縮小側の面に、樹脂膜l1bを付設し、この樹脂膜l1bの縮小側の面を非球面形状に構成したものである。なお、第1レンズ群G1が1枚のレンズにより構成されていることから、その他のレンズは、実施例1のものと比べて、レンズ番号が1つずつ繰り上がって付されている。
この図8から明らかなように、実施例4の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角2ωが54.0度と広角で、F値が2.06と明るく、各収差が良好に補正されている。
L1〜L8 レンズ
R1〜R19 レンズ面等の曲率半径
D1〜D18 レンズ面間隔(レンズ厚)
X 光軸
1 画像表示面
2 ガラスブロック(フィルタ部を含む)
3 マスク(開口絞り)
10 投写型可変焦点レンズ
11a〜c 透過型液晶パネル
12、13 ダイクロイックミラー
14 クロスダイクロイックプリズム
16a〜c コンデンサレンズ
18a〜c 全反射ミラー
Claims (13)
- 拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群、からなり、
焦点距離の可変時には、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とを、互いに独立に光軸方向に移動させるとともに、フォーカシング時には、前記第2レンズ群を光軸方向に移動させるように構成され、さらに縮小側が略テレセントリックに構成されていることを特徴とする投写型可変焦点レンズ。 - 前記第2レンズ群が以下の条件式(1)を満足することを特徴とする請求項1記載の投写型可変焦点レンズ。
1.0 < f2/fw < 4.0 ・・・・(1)
ここで、
fw:ワイド端の全系焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離 - 前記第2レンズ群が以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1または2記載の投写型可変焦点レンズ。
0.15 < D2/L < 0.55 ・・・・(2)
ここで、
D2:第2レンズ群中で最も長いレンズ面間隔
L :レンズ全長 - 前記第2レンズ群は2枚の正レンズのみで構成されたことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の投写型可変焦点レンズ。
- 前記第3レンズ群は、拡大側から順に、負の第31レンズ、縮小側に凸面を向けた正の第32レンズ、および縮小側に凸面を向けた正の第33レンズのみで構成されたことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項記載の投写型可変焦点レンズ。
- 前記第4レンズ群は、拡大側に凸面を向けた1枚の正レンズのみで構成されたことを特徴とする請求項5記載の投写型可変焦点レンズ。
- 前記第3レンズ群が下記条件式(3)を満足することを特徴とする請求項5または6記載の投写型可変焦点レンズ。
f3/fw < −3.0 ・・・・(3)
ここで、
fw:ワイド端の全系焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離 - 前記第1レンズ群は、縮小側に凹面を向けた負レンズを含む2枚のレンズにより構成されたことを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項記載の投写型可変焦点レンズ。
- 前記第1レンズ群は、縮小側に凹面を向けた1枚の負レンズのみにより構成されたことを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項記載の投写型可変焦点レンズ。
- 前記第1レンズ群は、少なくとも1つの非球面を備えたことを特徴とする請求項8または9記載の投写型可変焦点レンズ。
- 前記第1レンズ群は、縮小側に凹面を向けた1枚の負レンズを含む2枚のレンズからなり、前記第2レンズ群は、正レンズ2枚からなり、前記第3レンズ群は、拡大側より順に、負の第31レンズ、縮小側に凸面を向けた正の第32レンズ、および縮小側に凸面を向けた正の第33レンズからなり、前記第4レンズ群は、拡大側に凸面を向けた1枚の正レンズからなり、系全体が8枚のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項1記載の投写型可変焦点レンズ。
- 前記第1レンズ群は、縮小側に凹面を向けた1枚の負レンズからなり、前記第2レンズ群は、正レンズ2枚からなり、前記第3レンズ群は、拡大側より順に、負の第31レンズ、縮小側に凸面を向けた正の第32レンズ、縮小側に凸面を向けた正の第33レンズからなり、前記第4レンズ群は、拡大側に凸面を向けた1枚の正レンズからなり、系全体が7枚のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項1記載の投写型可変焦点レンズ。
- 光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、請求項1〜12のうちいずれか1項記載の投写型可変焦点レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写型可変焦点レンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。
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