JPH04348308A - 投影レンズ - Google Patents

投影レンズ

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JPH04348308A
JPH04348308A JP6939491A JP6939491A JPH04348308A JP H04348308 A JPH04348308 A JP H04348308A JP 6939491 A JP6939491 A JP 6939491A JP 6939491 A JP6939491 A JP 6939491A JP H04348308 A JPH04348308 A JP H04348308A
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JP
Japan
Prior art keywords
lens
meniscus
lenses
convex
screen side
Prior art date
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Pending
Application number
JP6939491A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahito Kikuchi
雅仁 菊地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶プロジェクタな
どの投影装置における投影レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶プロジェクタに用いられる投
影レンズは、固定焦点距離の場合、図4に示すように、
左側(図示ないスクリーン側)より順に左側に凸面を向
けた平凸レンズ1、両凹レンズ2、絞り3、両凹レンズ
4、両凸レンズ5、および左側に凸面を向けた平凸レン
ズ6で構成され、この平凸レンズ6の後方(右側)に液
晶表示素子用のガラス板7が配置されている。このよう
な投影レンズは、図示しない液晶表示素子からの光をガ
ラス板7を通して平凸レンズ6、両凸レンズ5、および
両凹レンズ4で集光し、この集光された光を絞り3で絞
った上、両凹レンズ2および平凸レンズ1で左側の図示
しないスクリーンに投影するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た投影レンズは、5枚のレンズで構成されているので構
造が簡単で安価となるが、非点収差の補正能力が低く、
非点隔差が大きくなり、サジタル像面とメリジオナル像
面が分離するため、像の鮮鋭度が失われるとともに、全
画面に均質な画質を得るためには狭い画角しか取れない
などの欠点がある。なお、レンズの枚数を7枚程度と多
くすれば、広い画角に亘って高い性能を持たせることが
できるが、レンズの枚数が多くなるため価格が非常に高
くなるという問題がある。
【0004】この発明の目的は、少ないレンズの枚数で
、広い画角に亘って均質な画質を得ることのできる投影
レンズを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述した目
的を達成するために、スクリーン側より順に、スクリー
ン側に凸面を向けたメニスカス凸レンズ、スクリーン側
に凸面を向けたメニスカス凹レンズ、スクリーン側に凹
面を向けたメニスカス凹レンズ、スクリーン側に凹面を
向けたメニスカス凸レンズ、スクリーン側に凸面を向け
た平凸レンズを配置し、スクリーン側よりi番目のレン
ズの屈折率をni、スクリーン側から1枚目と2枚目の
レンズによる部分系の焦点距離をf1〜2、3枚目と4
枚目のレンズによる部分系の焦点距離をf3〜4、各レ
ンズの焦点距離をfiとしたとき、 (a)1.6<n1,n4<1.72 (b)1.65<n2,n3<1.85(c)0.4<
f3〜4/f1〜2<2.5(d)−1.7<f2/f
1<−1 (e)−1.8<f3/f4<−0.9の各条件を満足
することを特徴とする。
【0006】
【作用】この発明の手段の作用は次の通りである。条件
(a)は1枚目と4枚目のレンズの屈折率に関し、屈折
率が1.6より小さいと非点隔差が大きくなり、像の均
質性が低下し、1.72より大きいと高価なものとなる
。条件(b)は2枚目と3枚目のレンズの屈折率に関し
、屈折率が1.65より小さいと軸外収差の補正が不足
し、像の周辺の画質が低下し、1.85より大きいと適
当な材料がなく、高価なものとなる。条件(c)は1、
2枚目のレンズの部分系と3、4枚目のレンズの部分系
のパワー分担に関し、条件から外れると部分系の対称性
が崩れ、軸外収差の補正が不足する。条件(d)は1枚
目と2枚目のレンズのパワー比に関し、−1.7より小
さいと中間画角の非点収差が大きくなり、−1より大き
いと球面収差が大きくなる。条件(e)は3枚目と4枚
目のレンズのパワー比に関し、−1.8より小さいと2
枚目のレンズの曲率半径が小さくなり、加工性が悪化し
、−0.9より大きいとディストーションの増大および
中間画角の非点収差の増大を招く。したがって、上述し
た各条件を満足することにより、メニスカス凸レンズ2
枚、メニスカス凹レンズ2枚、平凸レンズ1枚という少
ないレンズの枚数で、サジタル像面とメリジオナル像面
を一致させることができ、広い画角に亘って均質な画質
を得ることができる。
【0007】
【実施例】以下、図1〜図3を参照して、この発明の一
実施例を説明する。図1は液晶プロジェクタ用の投影レ
ンズの構成を示す。この投影レンズは、左側のスクリー
ン(図示せず)と右側の液晶表示素子用のガラス板10
の間に配置されるものである。すなわち、投影レンズは
、左側(スクリーン側)から順に、左側に凸面を向けた
メニスカス凸レンズ11、左側に凸面を向けたメニスカ
ス凹レンズ12、絞り13、左側に凹面を向けたメニス
カス凹レンズ14、左側に凹面を向けたメニスカス凸レ
ンズ15、左側に凸面を向けた平凸レンズ16が配置さ
れた構成となっている。この場合、絞り13を境にして
、1枚目のメニスカス凸レンズ11と2枚目のメニスカ
スカ凹レンズ12の部分系と、3枚目のメニスカスカ凹
レンズ14と4枚目のメニスカス凸レンズ15の部分系
とがほぼ対称に構成されている。なお、平凸レンズ16
の右側にガラス板10が配置される。
【0008】また、投影レンズは、左側よりi番目のレ
ンズの屈折率をni、左側から1枚目と2枚目のレンズ
11、12による部分系の焦点距離をf1〜2、3枚目
と4枚目のレンズ14、15による部分系の焦点距離を
f3〜4、各レンズの焦点距離をfiとしたとき、(a
)1.6<n1,n4<1.72 (b)1.65<n2,n3<1.85(c)0.4<
f3〜4/f1〜2<2.5(d)−1.7<f2/f
1<−1 (e)−1.8<f3/f4<−0.9の各条件を満足
する構成となっている。
【0009】以下、(a)〜(e)の各条件について説
明する。条件(a)は1枚目のメニスカス凸レンズ11
と4枚目のメニスカス凸レンズ15との屈折率に関する
。各レンズ11、15の屈折率が1.6より小さいと非
点隔差が大きくなり、像の均質性が低下する。逆に、各
レンズ11、15の屈折率が1.72より大きいとレン
ズの材料が高価となる。条件(b)は2枚目のメニスカ
ス凹レンズ12と3枚目のメニスカス凹レンズ14との
屈折率に関する。各レンズ12、14の屈折率が1.6
5より小さいと軸外収差の補正が不足し、像の周辺の画
質が低下する。逆に、各レンズ12、14の屈折率が1
.85より大きいと適当な材料がなく、高価なものとな
る。条件(c)は1枚目、2枚目の各レンズ11、12
の部分系と、3枚目、4枚目の各レンズ14、15の部
分系とのパワー分担に関する。この条件から外れると、
絞り13を境にした1枚目、2枚目の各レンズ11、1
2の部分系と3枚目、4枚目の各レンズ14、15の部
分系との対称性が崩れ、軸外収差の補正が不足する。条
件(d)は1枚目と2枚目の各レンズ11、12のパワ
ー比に関する。パワー比(f2/f1)が−1.7より
小さいと中間画角の非点収差が大きくなり、逆に−1よ
り大きいと球面収差が大きくなる。条件(e)は3枚目
と4枚目の各レンズ14、15のパワー比に関する。パ
ワー比(f3/f4)が−1.8より小さいと2枚目の
レンズ12の曲率半径が小さくなり、加工性が悪化する
。逆に、−0.9より大きいとディストーションの増大
および中間画角の非点収差の増大を招く。
【0010】このように、上述した投影レンズによれば
、2枚のメニスカス凸レンズ11、15、2枚のメニス
カス凹レンズ12、14、1枚の平凸レンズ16で構成
したので、レンズの枚数が5枚と少なく、構造が簡単で
、安価なものを得ることができ、しかも上述した(a)
〜(e)の各条件を満足することにより、サジタル像面
とメリジオナル像面を一致させることができ、広い画角
に亘って均質な画質を得ることができる。
【0011】次に、上述した投影レンズの具体例を表1
に示す。
【表1】 この表1の条件は、f=55.9mm、FNO=5.0
(無限時)、物体距離が470mm、イメージサークル
が68φmmである。なお、Riは各レンズ面の曲率半
径、diは各レンズ中心厚もしくは空気空間、niは各
レンズの屈折率、νiはアッベ数を表す。この表1から
明らかなように、1枚目と4枚目のメニスカス凸レンズ
11、15の屈折率は1.640で(a)の条件を満足
し、2枚目と3枚目のメニスカス凹レンズ12、14の
屈折率は1.847で(b)の条件を満足している。ま
た、1枚目と4枚目のメニスカス凸レンズ11、15の
各曲率半径、および2枚目と3枚目のメニスカス凹レン
ズ12、14の曲率半径が絶対値でほぼ等しく、1枚目
と2枚目の部分系と3枚目と4枚目の部分系とが対称と
なり、(c)の条件を満足している。したがって、表1
における投影レンズの収差性能は、図2(A)に示すよ
うな球面収差曲線となり、図2(B)に示すような非点
収差曲線となり、図2(C)に示すようなディストーシ
ョン曲線となり、収差性能に優れていることがわかる。 また、図1のP1、P2、P3、P4の各箇所における
像面のMTF(モジレーション・トランスファ・ファン
クション)特性は、図3(A)〜(D)に示すように、
15本/mmで像の中心部(P1)から像の周辺部(P
4)の間において、デフォーカス−コントラストの曲線
がほぼ等しくなり、ピントが一致し、像面の湾曲が少な
いことがわかる。したがって、広い画角に亘って像の均
質性を高めることができ、近距離で高画質、大画面の投
影像を得ることができる。
【0012】なお、上述した実施例では液晶プロジェク
タの投影レンズに限らず、例えばフィルムや手書きの透
明原稿、ブラウン管などの投影装置にも適用できる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、2枚のメニスカス凸レンズ、2枚のメニスカス凹レン
ズ、1枚の平凸レンズの5枚のレンズで構成したので、
構造が簡単で、レンズの枚数が少なく、安価なものを得
ることができ、しかも(a)〜(e)の条件を満足する
構成であるから、サジタル像面とメリジオナル像面を一
致させることができ、広い画角に亘って均質な画質を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】投影レンズの構成図。
【図2】(a)は球面収差図、(b)は非点収差図、(
c)はディストーション図。
【図3】図1のP1〜P4の箇所におけるMTF特性図
【図4】従来の投影レンズの構成図。
【符号の説明】
11  メニスカス凸レンズ 12  メニスカス凹レンズ 14  メニスカス凹レンズ 15  メニスカス凸レンズ 16  平凸レンズ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  スクリーン側より順に、スクリーン側
    に凸面を向けたメニスカス凸レンズ、スクリーン側に凸
    面を向けたメニスカス凹レンズ、スクリーン側に凹面を
    向けたメニスカス凹レンズ、スクリーン側に凹面を向け
    たメニスカス凸レンズ、スクリーン側に凸面を向けた平
    凸レンズを配置し、スクリーン側よりi番目のレンズの
    屈折率をni、スクリーン側から1枚目と2枚目のレン
    ズによる部分系の焦点距離をf1〜2、3枚目と4枚目
    のレンズによる部分系の焦点距離をf3〜4、各レンズ
    の焦点距離をfiとしたとき、 (a)1.6<n1,n4<1.72 (b)1.65<n2,n3<1.85(c)0.4<
    f3〜4/f1〜2<2.5(d)−1.7<f2/f
    1<−1 (e)−1.8<f3/f4<−0.9の各条件を満足
    することを特徴とする投影レンズ。
JP6939491A 1991-03-11 1991-03-11 投影レンズ Pending JPH04348308A (ja)

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JP6939491A JPH04348308A (ja) 1991-03-11 1991-03-11 投影レンズ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9335517B2 (en) 2009-07-14 2016-05-10 Largan Precision Co., Ltd. Imaging lens system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9335517B2 (en) 2009-07-14 2016-05-10 Largan Precision Co., Ltd. Imaging lens system
US9435984B2 (en) 2009-07-14 2016-09-06 Largan Precision Co., Ltd. Imaging lens system
US9465197B2 (en) 2009-07-14 2016-10-11 Largan Precision Co., Ltd. Imaging lens system

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