JPH04326315A - 投射光学系及びそれを有する光学機器 - Google Patents
投射光学系及びそれを有する光学機器Info
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- JPH04326315A JPH04326315A JP3097259A JP9725991A JPH04326315A JP H04326315 A JPH04326315 A JP H04326315A JP 3097259 A JP3097259 A JP 3097259A JP 9725991 A JP9725991 A JP 9725991A JP H04326315 A JPH04326315 A JP H04326315A
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- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- 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]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
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- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶パネル等の原画像を
拡大投映するための投射光学系に関するものである。
拡大投映するための投射光学系に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より液晶パネル等で形成した原画像
を拡大投映するための投射光学系として、例えば特開昭
61−13885号公報がある。該公報では図23に示
す通り、光源と広帯域偏光ビームスプリッタと反射型液
晶装置と投射レンズとを備え、上記光源からの反射光が
上記偏光ビームスプリッタ、投射レンズを介してスクリ
ーン上に投射され、スクリーン上に拡大画像が表示され
るよう構成されている。
を拡大投映するための投射光学系として、例えば特開昭
61−13885号公報がある。該公報では図23に示
す通り、光源と広帯域偏光ビームスプリッタと反射型液
晶装置と投射レンズとを備え、上記光源からの反射光が
上記偏光ビームスプリッタ、投射レンズを介してスクリ
ーン上に投射され、スクリーン上に拡大画像が表示され
るよう構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、図
23に示すように上記従来例では、投射レンズ22と反
射型液晶装置16、17、18の間に偏光ビームスプリ
ッタ12と2つの色分解用ダイクロプリズム13、14
を配置させねばならなかったので、上記反射型液晶装置
16、17、18の幅の3倍以上のバックフォーカスが
投射レンズ22に要求された。このため全体的に大幅な
小型化が不可能な構成であり、投射レンズはいわゆるレ
トロフォーカスタイプのレンズを用いねばならなかった
のでレンズの大型化やレンズ枚数の増加の原因となって
いた。
23に示すように上記従来例では、投射レンズ22と反
射型液晶装置16、17、18の間に偏光ビームスプリ
ッタ12と2つの色分解用ダイクロプリズム13、14
を配置させねばならなかったので、上記反射型液晶装置
16、17、18の幅の3倍以上のバックフォーカスが
投射レンズ22に要求された。このため全体的に大幅な
小型化が不可能な構成であり、投射レンズはいわゆるレ
トロフォーカスタイプのレンズを用いねばならなかった
のでレンズの大型化やレンズ枚数の増加の原因となって
いた。
【0004】本発明はかかる問題点に鑑みて、投射光学
系を小型化することを目的とし、更に投射光学系を小型
化したときのフォーカス変動を抑えることを目的とする
。
系を小型化することを目的とし、更に投射光学系を小型
化したときのフォーカス変動を抑えることを目的とする
。
【0005】
【問題点を解決するための手段】そして本発明の特徴と
することろは、原画像をスクリーン側へ投射する投射光
学系においてスクリーン側から順に正の屈折力を有する
第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群で構成
される投射レンズの前記第1レンズ群と前記第2レンズ
群の間に照明光源からの光を前記第2レンズ群を通して
前記原画像へ導くための反射部材を配置するとともに、
前記第1レンズ群を構成する複数のレンズのうちのある
レンズを移動させてフォーカシングを行うこにある。
することろは、原画像をスクリーン側へ投射する投射光
学系においてスクリーン側から順に正の屈折力を有する
第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群で構成
される投射レンズの前記第1レンズ群と前記第2レンズ
群の間に照明光源からの光を前記第2レンズ群を通して
前記原画像へ導くための反射部材を配置するとともに、
前記第1レンズ群を構成する複数のレンズのうちのある
レンズを移動させてフォーカシングを行うこにある。
【0006】
【実施例】図1は本発明の第1実施例の要部断面図を示
し、1は第1レンズ群の前群を構成する負レンズ、2は
第1レンズ群の後群を構成する正レンズ、3は第2レン
ズ群で正の屈折力を持つ。4は例えばS波を反射させる
反射面4aを有するプリズムブロック、5は色分解を行
うための公知のクロスダイクロイックプリズム、9は光
源、6、7、8は反射型液晶表示装置で原画像を形成し
ている。
し、1は第1レンズ群の前群を構成する負レンズ、2は
第1レンズ群の後群を構成する正レンズ、3は第2レン
ズ群で正の屈折力を持つ。4は例えばS波を反射させる
反射面4aを有するプリズムブロック、5は色分解を行
うための公知のクロスダイクロイックプリズム、9は光
源、6、7、8は反射型液晶表示装置で原画像を形成し
ている。
【0007】こういった構成のもとで、光源9から放射
された白色照明光は反射面4aでS波だけが反射され第
2レンズ群3で集光され、次にクロスダイクロプリズム
5で3色に分解され原画像6、7、8に達する。そして
、各色域に分解された光は、反射型液晶装置の原画像に
より反射され、形成される表示情報に従って各色の濃淡
がつけられ、再度クロスダイクロイックプリズム5で反
射される。尚、反射された光は液晶表示によってP波に
偏向されている。そして合成された光は第2レンズ群3
で集光され反射面4aを通過し、更に第1レンズ群1、
2で集光されて不図示のスクリーンへ投射される。
された白色照明光は反射面4aでS波だけが反射され第
2レンズ群3で集光され、次にクロスダイクロプリズム
5で3色に分解され原画像6、7、8に達する。そして
、各色域に分解された光は、反射型液晶装置の原画像に
より反射され、形成される表示情報に従って各色の濃淡
がつけられ、再度クロスダイクロイックプリズム5で反
射される。尚、反射された光は液晶表示によってP波に
偏向されている。そして合成された光は第2レンズ群3
で集光され反射面4aを通過し、更に第1レンズ群1、
2で集光されて不図示のスクリーンへ投射される。
【0008】ここで、図1においては、反射面4aを偏
光ビームスプリッタとして構成したが、この反射面4a
を図3に示すようにハーフミラー10や図4に示すよう
に反射部と透過部が交互に配置されるドットミラー11
に置き換えてもさしつかえない。
光ビームスプリッタとして構成したが、この反射面4a
を図3に示すようにハーフミラー10や図4に示すよう
に反射部と透過部が交互に配置されるドットミラー11
に置き換えてもさしつかえない。
【0009】さて、本発明に関する投射レンズは、照明
光源9の光を反射面4aを介し第2レンズ群を通して各
液晶表示装置へ照明するように構成するとともに、第1
レンズ群を負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有す
る後群に分け、このレンズ間隔を変えてファーカシング
を行うようにしている。
光源9の光を反射面4aを介し第2レンズ群を通して各
液晶表示装置へ照明するように構成するとともに、第1
レンズ群を負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有す
る後群に分け、このレンズ間隔を変えてファーカシング
を行うようにしている。
【0010】そして、本発明では、全系の光学性能を良
好に維持するとともに、この第1レンズ群でフォーカシ
ングを行ったときの収差変動を抑えるために以下の条件
式を満足させることが望ましい。尚、図面における矢印
はフォーカスレンズの移動方向を示す。
好に維持するとともに、この第1レンズ群でフォーカシ
ングを行ったときの収差変動を抑えるために以下の条件
式を満足させることが望ましい。尚、図面における矢印
はフォーカスレンズの移動方向を示す。
【0011】それは、前記投射レンズ全系の屈折力をψ
,前記第1レンズ群のフォーカシングで移動するレンズ
群の屈折力をアッベ数の平均値を各々ψ1f,ν1f,
前記第1レンズ群の固定レンズ群のアッベ数の平均値を
ν1s,としたとき、 0.4<|ψ1f/ψ|<1.5…(1)0.8<ν1
f/ν1s<1.2…(2)なる条件式である。
,前記第1レンズ群のフォーカシングで移動するレンズ
群の屈折力をアッベ数の平均値を各々ψ1f,ν1f,
前記第1レンズ群の固定レンズ群のアッベ数の平均値を
ν1s,としたとき、 0.4<|ψ1f/ψ|<1.5…(1)0.8<ν1
f/ν1s<1.2…(2)なる条件式である。
【0012】条件式(1)は全系のパワーに対する第1
レンズ群のフォーカシングレンズのパワーの比を示すも
ので、条件式の下限値を越えると第1レンズ群のフォー
カシングレンズのパワーが弱くなりすぎフォーカシング
の移動量が増加し、前玉径の増大をまねくので好ましく
ない。
レンズ群のフォーカシングレンズのパワーの比を示すも
ので、条件式の下限値を越えると第1レンズ群のフォー
カシングレンズのパワーが弱くなりすぎフォーカシング
の移動量が増加し、前玉径の増大をまねくので好ましく
ない。
【0013】また、条件式の上限値を越えると第1群の
フォーカシングレンズのパワーが強まるので、スクリー
ンの距離の変化に対する収差変動、特に球面収差や像面
湾曲収差の収差変動が大きくなるので好ましくない。
フォーカシングレンズのパワーが強まるので、スクリー
ンの距離の変化に対する収差変動、特に球面収差や像面
湾曲収差の収差変動が大きくなるので好ましくない。
【0014】条件式(2)は第1レンズ群のフォーカシ
ングレンズ群のアッベ数の平均値と第1レンズ群の固定
レンズのアッベ数の平均値の比を限定したもので、条件
式の範囲外では倍率色収差の発生が著しく好ましくない
。
ングレンズ群のアッベ数の平均値と第1レンズ群の固定
レンズのアッベ数の平均値の比を限定したもので、条件
式の範囲外では倍率色収差の発生が著しく好ましくない
。
【0015】ところで、本発明に関する投射光学系では
、スクリーン上で反射面4aによる照明光のケラレやか
げりが生じないように投射レンズの瞳の位置を反射面4
aの位置に近づけているが、この時良好にスクリーンへ
照明できるようにするためには、反射面あるいは反射面
の延長面と投射レンズの光軸との交点から第2レンズ群
のスクリーン側のレンズ面までの空気換算光路長をd,
前記第2レンズ群の屈折力をψ2とするとき、0.15
<d・ψ2<0.30…(3)なる条件式を満足させる
ことが望ましい。
、スクリーン上で反射面4aによる照明光のケラレやか
げりが生じないように投射レンズの瞳の位置を反射面4
aの位置に近づけているが、この時良好にスクリーンへ
照明できるようにするためには、反射面あるいは反射面
の延長面と投射レンズの光軸との交点から第2レンズ群
のスクリーン側のレンズ面までの空気換算光路長をd,
前記第2レンズ群の屈折力をψ2とするとき、0.15
<d・ψ2<0.30…(3)なる条件式を満足させる
ことが望ましい。
【0016】この条件式(3)の下限値を越えると照明
光がけられてしまい好ましくない。一方、上限値を越え
ると第2レンズ群のレンズ径の増大をきたして好ましく
ない。
光がけられてしまい好ましくない。一方、上限値を越え
ると第2レンズ群のレンズ径の増大をきたして好ましく
ない。
【0017】次に、本発明に関する光学系の数値実施例
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。
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。
【0018】
【外1】
【0019】
【外2】
【0020】
【外3】
【0021】
【外4】
【0022】
【外5】
【0023】
【外6】
【0024】
【発明の効果】以上のように正の第1レンズ群と正の第
2レンズ群の間に反射部材を設け照明光を入射させる光
学系であって、スクリーン側の第1レンズ群の一部のレ
ンズ群を移動させることによりフォーカシングを行うこ
とにより、非常にコンパクトな光射光学系が実施できる
。またフォーカシングレンズ群が軽くフォーカシングの
電動化にも有利である。
2レンズ群の間に反射部材を設け照明光を入射させる光
学系であって、スクリーン側の第1レンズ群の一部のレ
ンズ群を移動させることによりフォーカシングを行うこ
とにより、非常にコンパクトな光射光学系が実施できる
。またフォーカシングレンズ群が軽くフォーカシングの
電動化にも有利である。
【0025】また、距離変化による収差変動が少ないと
いう利点もある。
いう利点もある。
【図1】本発明の第1実施例1の光学断面図。
【図2】本発明の第2実施例1の光学断面図。
【図3】本発明の第3実施例1の光学断面図。
【図4】本発明の第4実施例1の光学断面図。
【図5】本発明の第1数値実施例のレンズ断面図。
【図6】本発明の第1数値実施例の収差図。(倍率40
×)
×)
【図7】本発明の第1数値実施例の収差図。(倍率20
×)
×)
【図8】本発明の第2数値実施例のレンズ断面図。
【図9】本発明の第2数値実施例の収差図。(倍率40
×)
×)
【図10】本発明の第2数値実施例の収差図。(倍率2
0×)
0×)
【図11】本発明の第3数値実施例のレンズ断面図。
【図12】本発明の第3数値実施例の収差図。(倍率4
0×)
0×)
【図13】本発明の第3数値実施例の収差図。(倍率2
0×)
0×)
【図14】本発明の第4数値実施例のレンズ断面図。
【図15】本発明の第4数値実施例の収差図。(倍率4
0×)
0×)
【図16】本発明の第4数値実施例の収差図。(倍率2
0×)
0×)
【図17】本発明の数値実施例4のレンズ断面図。
【図18】本発明の数値実施例4の収差図。(倍率40
×)
×)
【図19】本発明の数値実施例4の収差図。(倍率20
×)
×)
【図20】本発明の数値実施例5のレンズ断面図。
【図21】本発明の数値実施例5の収差図。(倍率40
×)
×)
【図22】本発明の数値実施例5の収差図。(倍率20
×)
×)
【図23】従来の投射光学系の要部断面図。
1 第1レンズ群の前群
2 第1レンズ群後群
3 第2レンズ群
4 反射部材
Claims (4)
- 【請求項1】 原画像をスクリーン側へ投射する投射
光学系においてスクリーン側から順に正の屈折力を有す
る第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群で構
成される投射レンズの前記第1レンズ群と前記第2レン
ズ群の間に照明光源からの光を前記第2レンズ群を通し
て前記原画像へ導くための反射部材を配置するとともに
、前記第1レンズ群を構成する複数のレンズのうちのあ
るレンズを移動させてフォーカシングを行うことを特徴
とする投射光学系。 - 【請求項2】 前記第1レンズ群は、スクリーン側か
ら順に負の屈折力の前記、正の屈折力を有する後群を有
し、前記前群と後群との空気間隔を変えて、フォーカシ
ングを行うことを特徴とする請求項1の投射光学系。 - 【請求項3】 前記投射レンズ全系の屈折力をψ,前
記第1レンズ群のフォーカシングで移動するレンズ群の
屈折力とアッベ数の平均値を各々ψ1f,ν1f,前記
第1レンズ群の固定レンズ群のアッベ数の平均値をν1
s,としたとき、 0.4<|ψ1f/ψ|<1.5 0.8<ν1f/ν1s<1.2 なる条件を満足することを特徴とする請求項2、あるい
は請求項3の投射光学系。 - 【請求項4】 前記反射部材の反射面あるいは反射面
の延長面と投射レンズの光軸との交点から第2レンズ群
のスクリーン側のレンズ面までの空気換算光路長をd,
前記第2レンズ群の屈折力をψ2とするとき、0.15
<d・ψ2<0.30 なる条件式を満足することを特徴とする請求項3の投射
光学系。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3097259A JP2887004B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 投射光学系及びそれを有する光学機器 |
US08/412,104 US5552938A (en) | 1991-04-26 | 1995-03-28 | Projection device for projecting an original image onto a screen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3097259A JP2887004B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 投射光学系及びそれを有する光学機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04326315A true JPH04326315A (ja) | 1992-11-16 |
JP2887004B2 JP2887004B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=14187551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3097259A Expired - Fee Related JP2887004B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 投射光学系及びそれを有する光学機器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5552938A (ja) |
JP (1) | JP2887004B2 (ja) |
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