JPH10239584A - テレセントリックな投影レンズ - Google Patents
テレセントリックな投影レンズInfo
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- JPH10239584A JPH10239584A JP9058321A JP5832197A JPH10239584A JP H10239584 A JPH10239584 A JP H10239584A JP 9058321 A JP9058321 A JP 9058321A JP 5832197 A JP5832197 A JP 5832197A JP H10239584 A JPH10239584 A JP H10239584A
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- Japan
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- lens
- lens group
- projection
- telecentric
- distance
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３群構成のレンズ群のうち、投影サイズ変化
時に第１レンズ群と第２レンズ群を光軸に沿って移動さ
せて変倍操作を行うとともに結像位置の補正を行い、所
定の条件式を満足する構成とすることにより、広角、高
解像、高画質な画像を投影し得るテレセントリックな投
影レンズを得る。 【構成】 正の屈折力を有する第１レンズ群I と、負の
屈折力を有する第２レンズ群IIと、正の屈折力を有する
第３レンズ群III とが、拡大側からこの順に配設されて
なり、投影サイズ変化時、第３レンズ群III は固定とさ
れる一方、第１および第２レンズ群I,IIは可動とされる
ようになっている。さらに、このレンズは、下記条件式
（１）〜（３）を満足するように構成されている。 ０．７５＜ｆ1／ｆ＜１．２０（１）、ｆ2／ｆ＜−１．
２０（２）、１．２０＜ｆ3／ｆ＜１．７０（３）
時に第１レンズ群と第２レンズ群を光軸に沿って移動さ
せて変倍操作を行うとともに結像位置の補正を行い、所
定の条件式を満足する構成とすることにより、広角、高
解像、高画質な画像を投影し得るテレセントリックな投
影レンズを得る。 【構成】 正の屈折力を有する第１レンズ群I と、負の
屈折力を有する第２レンズ群IIと、正の屈折力を有する
第３レンズ群III とが、拡大側からこの順に配設されて
なり、投影サイズ変化時、第３レンズ群III は固定とさ
れる一方、第１および第２レンズ群I,IIは可動とされる
ようになっている。さらに、このレンズは、下記条件式
（１）〜（３）を満足するように構成されている。 ０．７５＜ｆ1／ｆ＜１．２０（１）、ｆ2／ｆ＜−１．
２０（２）、１．２０＜ｆ3／ｆ＜１．７０（３）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置上の
表示画像をスクリーン面上に拡大投写する光学装置に使
用されるテレセントリックな投影レンズに関し、特に液
晶表示装置と投影レンズ系との間にクロスプリズムまた
はクロスミラーのＢＲＧ３色合成系が配置される光学装
置に使用される投影レンズ系に関するものである。
表示画像をスクリーン面上に拡大投写する光学装置に使
用されるテレセントリックな投影レンズに関し、特に液
晶表示装置と投影レンズ系との間にクロスプリズムまた
はクロスミラーのＢＲＧ３色合成系が配置される光学装
置に使用される投影レンズ系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のタイプの光学系には、コンパク
トなサイズであることは勿論のこと、液晶側に高いテレ
セントリック性を持つこと、高い解像力を持つこと、倍
率色収差や歪曲収差が小さく高画質であること、さらに
は広角であることが要求されている。すなわち、まず、
液晶表示装置には視野角依存性を有しているので、コン
トラストの均一性を図るために投影レンズ系にテレセン
トリック性が求められる。より具体的には、ＢＧＲ３色
合成プリズムはダイクロイックミラー面への光入射の角
度変化により特性が変化するため、投影レンズ系がテレ
セントリックでないとカラーシェーディングの問題が生
じる。
トなサイズであることは勿論のこと、液晶側に高いテレ
セントリック性を持つこと、高い解像力を持つこと、倍
率色収差や歪曲収差が小さく高画質であること、さらに
は広角であることが要求されている。すなわち、まず、
液晶表示装置には視野角依存性を有しているので、コン
トラストの均一性を図るために投影レンズ系にテレセン
トリック性が求められる。より具体的には、ＢＧＲ３色
合成プリズムはダイクロイックミラー面への光入射の角
度変化により特性が変化するため、投影レンズ系がテレ
セントリックでないとカラーシェーディングの問題が生
じる。
【０００３】また、近年、ＶＧＡ（６４０×４８０）、
ＳＶＧＡ（８００×６００）からＸＧＡ（１０２４×７
６８）、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）へと液晶表示
装置の画素数が増加する傾向にあり、これに伴って、高
解像度、高画質な投影レンズ系の開発が強く求められて
いる。さらに、狭い室内（比較的近い距離）において大
画面上に投影して見たいという要望に伴い、より広角な
投影レンズ系が求められている。
ＳＶＧＡ（８００×６００）からＸＧＡ（１０２４×７
６８）、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）へと液晶表示
装置の画素数が増加する傾向にあり、これに伴って、高
解像度、高画質な投影レンズ系の開発が強く求められて
いる。さらに、狭い室内（比較的近い距離）において大
画面上に投影して見たいという要望に伴い、より広角な
投影レンズ系が求められている。
【０００４】また、一般に、投影装置の配設位置よりも
高い位置に拡大投影させるために、投影レンズ系を液晶
表示領域の中心軸より上方にずらして使用する場合が多
く、液晶表示サイズよりも広い（約１．２〜１．６倍
の）画角が投影レンズ系には要求される。
高い位置に拡大投影させるために、投影レンズ系を液晶
表示領域の中心軸より上方にずらして使用する場合が多
く、液晶表示サイズよりも広い（約１．２〜１．６倍
の）画角が投影レンズ系には要求される。
【０００５】コンパクトでかつテレセントリックな投影
レンズを実現するためには、液晶側に近い位置にパワー
の大きい凸レンズを配置しなければならない。また、一
方で３色合成プリズムを配置するためにある程度長いバ
ックフォーカスが必要となるので、レンズ系としてはレ
トロフォーカスタイプに見られるように前部に凹レンズ
を配置しなくてはならない。
レンズを実現するためには、液晶側に近い位置にパワー
の大きい凸レンズを配置しなければならない。また、一
方で３色合成プリズムを配置するためにある程度長いバ
ックフォーカスが必要となるので、レンズ系としてはレ
トロフォーカスタイプに見られるように前部に凹レンズ
を配置しなくてはならない。
【０００６】しかし、このような構成においては像面湾
曲や非点収差、歪曲収差、倍率色収差の補正が困難であ
り、広角でかつ高性能な投影レンズ系を実現するのが困
難であった。また、投影距離の変化すなわちフォーカシ
ングによる収差変動が大きく、広い投影距離範囲におい
て良好な解像度と画質を得ることが困難であった。
曲や非点収差、歪曲収差、倍率色収差の補正が困難であ
り、広角でかつ高性能な投影レンズ系を実現するのが困
難であった。また、投影距離の変化すなわちフォーカシ
ングによる収差変動が大きく、広い投影距離範囲におい
て良好な解像度と画質を得ることが困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平5-15
7966号公報には、コンパクトでテレセントリックな光学
系が開示されているが、この光学系は、画角が狭く、ま
た残存収差も大きいため画素数の多い液晶に用いるのは
困難である。またバックフォーカスが短いためＢＲＧ３
色合成プリズムを配置するタイプの光学系には使用でき
ない等の問題がある。
7966号公報には、コンパクトでテレセントリックな光学
系が開示されているが、この光学系は、画角が狭く、ま
た残存収差も大きいため画素数の多い液晶に用いるのは
困難である。またバックフォーカスが短いためＢＲＧ３
色合成プリズムを配置するタイプの光学系には使用でき
ない等の問題がある。
【０００８】また、特開平5-241071号公報には液晶表示
装置と投影レンズ系との間にＢＲＧ３色合成プリズムを
配置した光学系が開示されているが、この光学系は、全
長が長く、また拡大側（前部）のレンズ外径が大きいた
めレンズ系全体が大型化してしまう。
装置と投影レンズ系との間にＢＲＧ３色合成プリズムを
配置した光学系が開示されているが、この光学系は、全
長が長く、また拡大側（前部）のレンズ外径が大きいた
めレンズ系全体が大型化してしまう。
【０００９】また、投影距離や画面サイズの変化、すな
わちフォーカシングによる収差変動が大きく、近距離か
ら遠距離までの必要な投影距離範囲において良好な解像
力を得ることができないといった問題がある。
わちフォーカシングによる収差変動が大きく、近距離か
ら遠距離までの必要な投影距離範囲において良好な解像
力を得ることができないといった問題がある。
【００１０】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、液晶表示装置と投影レンズ系との間にＢＲＧ３色
合成のためのクロスプリズムまたはクロスミラーが配置
される光学系で使用される投影レンズにおいて、広角で
かつ高解像、高画質なテレセントリックな投影レンズを
提供することを目的とするものである。また、上記目的
に加え、投影距離の変化すなわちフォーカシングによる
収差変動が小さく、広い投影距離範囲において良好な解
像力と画質を有する画像を投影し得るテレセントリック
な投影レンズを提供することを目的とする。
ので、液晶表示装置と投影レンズ系との間にＢＲＧ３色
合成のためのクロスプリズムまたはクロスミラーが配置
される光学系で使用される投影レンズにおいて、広角で
かつ高解像、高画質なテレセントリックな投影レンズを
提供することを目的とするものである。また、上記目的
に加え、投影距離の変化すなわちフォーカシングによる
収差変動が小さく、広い投影距離範囲において良好な解
像力と画質を有する画像を投影し得るテレセントリック
な投影レンズを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】このように、
本発明のテレセントリックな投影レンズは、第１レンズ
群の前側部分に第１メニスカス凹レンズ、第２メニスカ
ス凹レンズを配置し、かつ第１レンズ群全体としては正
のパワーを有するようにし、一方、第２レンズ群に負の
パワーを持たせることにより、３色合成プリズム等を配
置するために必要なバックフォーカスを確保している。
本発明のテレセントリックな投影レンズは、第１レンズ
群の前側部分に第１メニスカス凹レンズ、第２メニスカ
ス凹レンズを配置し、かつ第１レンズ群全体としては正
のパワーを有するようにし、一方、第２レンズ群に負の
パワーを持たせることにより、３色合成プリズム等を配
置するために必要なバックフォーカスを確保している。
【００１２】さらに、条件式（１）を満足することで広
角で、高解像、高画質な光学系を達成することができ
る。なお、条件式（１）の下限を下回ると球面収差が大
きくなり、一方、条件式（１）の上限を上回ると倍率色
収差や像面湾曲の補正が困難となって広角化できなかっ
たり、全長が長くなって全体をコンパクトにできないと
いった問題が生じる。
角で、高解像、高画質な光学系を達成することができ
る。なお、条件式（１）の下限を下回ると球面収差が大
きくなり、一方、条件式（１）の上限を上回ると倍率色
収差や像面湾曲の補正が困難となって広角化できなかっ
たり、全長が長くなって全体をコンパクトにできないと
いった問題が生じる。
【００１３】第１レンズ群の２つのメニスカス凹レンズ
は、非点収差の発生を押さえつつ、球面収差、コマ収
差、像面湾曲を補正する作用も併せ有する。また、第１
レンズ群に少なくとも１枚の接合レンズを用いることに
より、軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正する
ことが可能である。また、第１レンズ群の２つのメニス
カス凹レンズの材質を条件式（４）〜（７）を満足させ
るように選択することにより、非点収差や倍率色収差を
さらによく補正することが可能である。
は、非点収差の発生を押さえつつ、球面収差、コマ収
差、像面湾曲を補正する作用も併せ有する。また、第１
レンズ群に少なくとも１枚の接合レンズを用いることに
より、軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正する
ことが可能である。また、第１レンズ群の２つのメニス
カス凹レンズの材質を条件式（４）〜（７）を満足させ
るように選択することにより、非点収差や倍率色収差を
さらによく補正することが可能である。
【００１４】また、第２レンズ群を凹レンズと凸メニス
カスレンズで構成し、かつ条件式（２）を満足すること
により、第１レンズ群および第３レンズ群でアンダーと
なる像面湾曲を補正することができ、また第１レンズ群
および第３レンズ群でスクリーン上糸巻型となる歪曲収
差を補正することができる。なお、条件式（２）の上限
を超えると球面収差や非点収差の発生が大きくなって解
像力が劣化する。
カスレンズで構成し、かつ条件式（２）を満足すること
により、第１レンズ群および第３レンズ群でアンダーと
なる像面湾曲を補正することができ、また第１レンズ群
および第３レンズ群でスクリーン上糸巻型となる歪曲収
差を補正することができる。なお、条件式（２）の上限
を超えると球面収差や非点収差の発生が大きくなって解
像力が劣化する。
【００１５】また、正のパワーを持った第３レンズ群を
縮小側の最終位置に配置することにより、液晶側にテレ
セントリックとすることができる。さらに条件式（３）
を満足することにより、全体がコンパクトでかつ広角、
高解像、高画質な光学系を構成することができる。
縮小側の最終位置に配置することにより、液晶側にテレ
セントリックとすることができる。さらに条件式（３）
を満足することにより、全体がコンパクトでかつ広角、
高解像、高画質な光学系を構成することができる。
【００１６】なお、条件式（３）の下限を下回ると球面
収差や非点収差の発生が大きくなって解像力が劣化し、
一方、条件式（３）の上限を超えると倍率色収差の補正
が困難となって画質が劣化したり、全長が長くなって全
体をコンパクトにできないといった問題が生じる。
収差や非点収差の発生が大きくなって解像力が劣化し、
一方、条件式（３）の上限を超えると倍率色収差の補正
が困難となって画質が劣化したり、全長が長くなって全
体をコンパクトにできないといった問題が生じる。
【００１７】また、第３レンズ群の外径は像面サイズよ
りも大きくなるので、第３レンズ群を１枚のレンズで構
成することにより大幅なコスト低減や重量低減を図るこ
とができる。さらにこのレンズを両凸の形状とすること
により非点収差の発生を小さく押さえることができる。
なお、この形状を、両凸ではなく平凸または凸メニスカ
スレンズとすると非点収差が大きくなってしまう。
りも大きくなるので、第３レンズ群を１枚のレンズで構
成することにより大幅なコスト低減や重量低減を図るこ
とができる。さらにこのレンズを両凸の形状とすること
により非点収差の発生を小さく押さえることができる。
なお、この形状を、両凸ではなく平凸または凸メニスカ
スレンズとすると非点収差が大きくなってしまう。
【００１８】一般に、フォーカシングの方法としては、
レンズ系全体もしくはレンズ系の一部を光軸に沿って移
動させる方法が機構的に簡単なためよく用いられるが、
フォーカシングに伴う諸収差の変動が大きく、必要なフ
ォーカス範囲の全域で良好な解像力、画質が得られない
といった問題が生じる。具体的には、この種のタイプの
投影レンズ系においては以下のような問題がある。レン
ズ系全体を繰り出すことで像面湾曲や非点収差の変化が
大きくなり、また液晶側の大きいレンズを動かすために
機構部分が大きくなるといった問題もある。
レンズ系全体もしくはレンズ系の一部を光軸に沿って移
動させる方法が機構的に簡単なためよく用いられるが、
フォーカシングに伴う諸収差の変動が大きく、必要なフ
ォーカス範囲の全域で良好な解像力、画質が得られない
といった問題が生じる。具体的には、この種のタイプの
投影レンズ系においては以下のような問題がある。レン
ズ系全体を繰り出すことで像面湾曲や非点収差の変化が
大きくなり、また液晶側の大きいレンズを動かすために
機構部分が大きくなるといった問題もある。
【００１９】また、第１レンズ群のみ、または第２レン
ズ群のみを繰り出すようにすると、コマ収差、像面湾
曲、倍率色収差の変化が大きくなってしまう。さらに、
第１レンズ群と第２レンズ群を一体にして繰り出すこと
により、諸収差の変化は比較的小さいものとなるが、フ
ォーカス範囲を広くとることが困難となる。
ズ群のみを繰り出すようにすると、コマ収差、像面湾
曲、倍率色収差の変化が大きくなってしまう。さらに、
第１レンズ群と第２レンズ群を一体にして繰り出すこと
により、諸収差の変化は比較的小さいものとなるが、フ
ォーカス範囲を広くとることが困難となる。
【００２０】そこで、上述したように、投影距離の変化
に対応して、第１レンズ群と第２レンズ群を光軸に沿っ
て個別に移動させ、かつ条件式（８）を満足させるよう
に移動させてフォーカシングさせるようにすることによ
り、投影距離が変化しても常に良好な解像力と画質を得
ることができる。なお、条件式（８）の下限を下回る、
または条件式（８）の上限を上回るようにすると球面収
差や非点収差、歪曲収差の変化を押さえることが困難と
なる。
に対応して、第１レンズ群と第２レンズ群を光軸に沿っ
て個別に移動させ、かつ条件式（８）を満足させるよう
に移動させてフォーカシングさせるようにすることによ
り、投影距離が変化しても常に良好な解像力と画質を得
ることができる。なお、条件式（８）の下限を下回る、
または条件式（８）の上限を上回るようにすると球面収
差や非点収差、歪曲収差の変化を押さえることが困難と
なる。
【００２１】また、上述したように、第１レンズ群の移
動量と第２レンズ群の移動量の比率を一定の状態として
移動させフォーカシングを行うことにより、フォーカス
機構が比較的簡単となり、かつ投影距離が変化しても良
好な解像力と画質を有する画像を投影することができ
る。
動量と第２レンズ群の移動量の比率を一定の状態として
移動させフォーカシングを行うことにより、フォーカス
機構が比較的簡単となり、かつ投影距離が変化しても良
好な解像力と画質を有する画像を投影することができ
る。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て設明する。まず、本実施形態に係るテレセントリック
な投影レンズが使用される液晶ビデオプロジェクタを図
１３を用いて説明する。
て設明する。まず、本実施形態に係るテレセントリック
な投影レンズが使用される液晶ビデオプロジェクタを図
１３を用いて説明する。
【００２３】この液晶ビデオプロジェクタは、光源１０
１と、一対のレンズアレイ１０２と、３原色光を分離す
る第１および第２のダイクロイックミラー１０３，１０
６と、第１，第２および第３の全反射ミラー１１４，１
１５，１１８と、３つの液晶表示パネル１０４（赤色光
用），１０７（緑色光用） ，１１０ （青色光用）
と、３原色光を合成するダイクロイックプリズム１０５
とを備え、このダイクロイックプリズム１０５の射出側
に本実施形態に係る投影レンズ１１１とを備えている。
１と、一対のレンズアレイ１０２と、３原色光を分離す
る第１および第２のダイクロイックミラー１０３，１０
６と、第１，第２および第３の全反射ミラー１１４，１
１５，１１８と、３つの液晶表示パネル１０４（赤色光
用），１０７（緑色光用） ，１１０ （青色光用）
と、３原色光を合成するダイクロイックプリズム１０５
とを備え、このダイクロイックプリズム１０５の射出側
に本実施形態に係る投影レンズ１１１とを備えている。
【００２４】上記光源１０１はハロゲンランプ、あるい
はメタルハライドランプ等の高輝度白色光源である。な
お、通常、この光源１０１の光射出側には紫外光および
赤外光をカットするＵＶ／ＩＲカットフィルタが配さ
れ、また光源１０１およびその近傍を空冷等により冷却
するための冷却手段が設けられている。
はメタルハライドランプ等の高輝度白色光源である。な
お、通常、この光源１０１の光射出側には紫外光および
赤外光をカットするＵＶ／ＩＲカットフィルタが配さ
れ、また光源１０１およびその近傍を空冷等により冷却
するための冷却手段が設けられている。
【００２５】第２のダイクロイックミラー１０６は緑色
光／赤色光反射ミラーであり、また第１のダイクロイッ
クミラー１０３は緑色光反射ミラーであって、各々ガラ
ス基板上に所定の原色光をミラーとして反射する分光特
性を有する誘電体多層膜からなるダイクロイック膜が施
されて形成されている。また、３つの液晶表示パネル１
０４，１０７，１１０は各々ツイステッド・ネマティッ
ク型等（ＴＮ型、ＳＴＮ型、ＴＦＴ型）の液晶表示素子
からなり、図示されない液晶ドライバからの対応する映
像信号に応じて映像を表示し、入射された各原色光を輝
度変調する。
光／赤色光反射ミラーであり、また第１のダイクロイッ
クミラー１０３は緑色光反射ミラーであって、各々ガラ
ス基板上に所定の原色光をミラーとして反射する分光特
性を有する誘電体多層膜からなるダイクロイック膜が施
されて形成されている。また、３つの液晶表示パネル１
０４，１０７，１１０は各々ツイステッド・ネマティッ
ク型等（ＴＮ型、ＳＴＮ型、ＴＦＴ型）の液晶表示素子
からなり、図示されない液晶ドライバからの対応する映
像信号に応じて映像を表示し、入射された各原色光を輝
度変調する。
【００２６】さらに、ダイクロイックプリズム１０５
は、４個の直角プリズムを接合してなり、その直交する
２つの接合面には、各々赤色光反射ミラーおよび青色光
反射ミラーとしての分光特性を有する誘電体多層膜から
なるダイクロイック膜が施されて形成されており、赤，
緑, 青の３原色光を白色光の１本の光束に合成すること
が可能である。
は、４個の直角プリズムを接合してなり、その直交する
２つの接合面には、各々赤色光反射ミラーおよび青色光
反射ミラーとしての分光特性を有する誘電体多層膜から
なるダイクロイック膜が施されて形成されており、赤，
緑, 青の３原色光を白色光の１本の光束に合成すること
が可能である。
【００２７】ここで、本実施形態に係る投影レンズ１１
１ は、合成された３原色光を所定の距離に配されたス
クリーン上に投射し、このスクリーン上にフルカラー画
像を拡大投影することができるように構成されている。
また、赤色光用の系中にはフィールドレンズ１２１およ
びリレーレンズ１２２が配されており、また、各液晶表
示パネル１０４、１０７、１１０の前段には各々フィー
ルドレンズ１２３、１２４、１２５が配されている。
１ は、合成された３原色光を所定の距離に配されたス
クリーン上に投射し、このスクリーン上にフルカラー画
像を拡大投影することができるように構成されている。
また、赤色光用の系中にはフィールドレンズ１２１およ
びリレーレンズ１２２が配されており、また、各液晶表
示パネル１０４、１０７、１１０の前段には各々フィー
ルドレンズ１２３、１２４、１２５が配されている。
【００２８】以下、本発明を具体的な実施例１〜３を用
いて説明する。 ＜実施例１＞図１は、本実施例に係るテレセントリック
な撮影レンズを示す、基準投影距離におけるレンズ構成
図である。図１に示すように、本実施例に係るテレセン
トリックな撮影レンズは、正の屈折力を有する第１レン
ズ群I と、負の屈折力を有する第２レンズ群IIと、正の
屈折力を有する第３レンズ群III とが、拡大側からこの
順で配設されてなり、投影サイズを変化させる時、第３
レンズ群III は固定とされる一方、第１および第２レン
ズ群I,IIは可動とされるようになっている。さらに、こ
のレンズは、下記条件式（１）〜（８）を満足するよう
に構成されている。 ０．７５＜ｆ1／ｆ＜１．２０ ……（１） ｆ2／ｆ＜−１．２０ ……（２） １．２０＜ｆ3／ｆ＜１．７０ ……（３） ｎ1＜１．６ ……（４） ｎ2＜１．６ ……（５） ν1＞５０ ……（６） ν2＞５０ ……（７） ０．５＜ｓ2／ｓ1＜１．０ ……（８） 但し、 基準投影距離での全系の焦点距離をｆ、 各レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ1、ｆ2、ｆ3、 第１レンズ群の２つのメニスカス凹レンズを形成する材
料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ1、ｎ2、ν1、ν2、 第１レンズ群、第２レンズ群の移動量をそれぞれｓ1、
ｓ2とする。
いて説明する。 ＜実施例１＞図１は、本実施例に係るテレセントリック
な撮影レンズを示す、基準投影距離におけるレンズ構成
図である。図１に示すように、本実施例に係るテレセン
トリックな撮影レンズは、正の屈折力を有する第１レン
ズ群I と、負の屈折力を有する第２レンズ群IIと、正の
屈折力を有する第３レンズ群III とが、拡大側からこの
順で配設されてなり、投影サイズを変化させる時、第３
レンズ群III は固定とされる一方、第１および第２レン
ズ群I,IIは可動とされるようになっている。さらに、こ
のレンズは、下記条件式（１）〜（８）を満足するよう
に構成されている。 ０．７５＜ｆ1／ｆ＜１．２０ ……（１） ｆ2／ｆ＜−１．２０ ……（２） １．２０＜ｆ3／ｆ＜１．７０ ……（３） ｎ1＜１．６ ……（４） ｎ2＜１．６ ……（５） ν1＞５０ ……（６） ν2＞５０ ……（７） ０．５＜ｓ2／ｓ1＜１．０ ……（８） 但し、 基準投影距離での全系の焦点距離をｆ、 各レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ1、ｆ2、ｆ3、 第１レンズ群の２つのメニスカス凹レンズを形成する材
料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ1、ｎ2、ν1、ν2、 第１レンズ群、第２レンズ群の移動量をそれぞれｓ1、
ｓ2とする。
【００２９】以上の構成は、後述する実施例２および実
施例３のテレセントリックな撮影レンズにおいても同様
である。本実施例においては、第１レンズ群I は１組の
接合レンズを含む６枚のレンズＬ1〜Ｌ6により、第２レ
ンズ群IIは２枚のレンズＬ7、Ｌ8により、第３レンズ群
III は１枚のレンズＬ9により各々構成されている。第
３レンズ群III と結像面１の間には、クロスプリズム等
に相当するガラスブロック２が配置されている。
施例３のテレセントリックな撮影レンズにおいても同様
である。本実施例においては、第１レンズ群I は１組の
接合レンズを含む６枚のレンズＬ1〜Ｌ6により、第２レ
ンズ群IIは２枚のレンズＬ7、Ｌ8により、第３レンズ群
III は１枚のレンズＬ9により各々構成されている。第
３レンズ群III と結像面１の間には、クロスプリズム等
に相当するガラスブロック２が配置されている。
【００３０】表１に、本実施例に係る撮影レンズの各レ
ンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および
各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面
間隔という）ｄ（ｍｍ）、ならびに各レンズを構成する
材料を示す。なお、表１中の数字は、拡大側からの順番
を表すものである。
ンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および
各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面
間隔という）ｄ（ｍｍ）、ならびに各レンズを構成する
材料を示す。なお、表１中の数字は、拡大側からの順番
を表すものである。
【００３１】また、表１の下方に、軸上面間隔ｄの欄に
おけるｄ1、ｄ2の、中間距離、遠距離、近距離各位置で
の値を示す。さらに、表４に、本実施例において各レン
ズ群の焦点距離ｆ1、ｆ2、ｆ3を全系の焦点距離ｆで規
格化した値、第１レンズ群の２つのメニスカス凹レンズ
を形成する材料の屈折率とアッベ数ｎ1、ｎ2、ν1、
ν2、および第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比
率ｓ1／ｓ2の値を示す。
おけるｄ1、ｄ2の、中間距離、遠距離、近距離各位置で
の値を示す。さらに、表４に、本実施例において各レン
ズ群の焦点距離ｆ1、ｆ2、ｆ3を全系の焦点距離ｆで規
格化した値、第１レンズ群の２つのメニスカス凹レンズ
を形成する材料の屈折率とアッベ数ｎ1、ｎ2、ν1、
ν2、および第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比
率ｓ1／ｓ2の値を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】図４〜６は、本実施例に係るテレセントリ
ックな撮影レンズの諸収差を示す収差図であって、図４
が近距離（０．８６ｍ）、図５が中間距離（２．１５
ｍ）、図６が遠距離（６．４５ｍ）における諸収差を示
している。これらの図から明らかなように、本実施例に
よれば、視野周辺まで良好な結像性能を有し、かつ、ズ
ーム領域全体で高い結像性能を有するテレセントリック
な撮影レンズを得ることができる。
ックな撮影レンズの諸収差を示す収差図であって、図４
が近距離（０．８６ｍ）、図５が中間距離（２．１５
ｍ）、図６が遠距離（６．４５ｍ）における諸収差を示
している。これらの図から明らかなように、本実施例に
よれば、視野周辺まで良好な結像性能を有し、かつ、ズ
ーム領域全体で高い結像性能を有するテレセントリック
な撮影レンズを得ることができる。
【００３４】＜実施例２＞図２は、本実施例に係るテレ
セントリックな撮影レンズを示す、基準投影距離におけ
るレンズ構成図である。本実施例においては、第１レン
ズ群I は１組の接合レンズを含む６枚のレンズＬ1〜Ｌ6
により、第２レンズ群IIは２枚のレンズＬ7、Ｌ8によ
り、第３レンズ群III は１枚のレンズＬ9により各々構
成されている。第３レンズ群III と結像面１の間には、
クロスプリズム等に相当するガラスブロック２が配置さ
れている。
セントリックな撮影レンズを示す、基準投影距離におけ
るレンズ構成図である。本実施例においては、第１レン
ズ群I は１組の接合レンズを含む６枚のレンズＬ1〜Ｌ6
により、第２レンズ群IIは２枚のレンズＬ7、Ｌ8によ
り、第３レンズ群III は１枚のレンズＬ9により各々構
成されている。第３レンズ群III と結像面１の間には、
クロスプリズム等に相当するガラスブロック２が配置さ
れている。
【００３５】表２に、本実施例に係る撮影レンズの各レ
ンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および
各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面
間隔という）ｄ（ｍｍ）、ならびに各レンズを構成する
材料を示す。なお、表２中の数字は、拡大側からの順番
を表すものである。
ンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および
各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面
間隔という）ｄ（ｍｍ）、ならびに各レンズを構成する
材料を示す。なお、表２中の数字は、拡大側からの順番
を表すものである。
【００３６】また、表４に、表２中の軸上面間隔ｄの欄
におけるｄ1、ｄ2の、中間距離、遠距離、近距離各位置
での値を示す。さらに、表４に、本実施例において各レ
ンズ群の焦点距離ｆ1、ｆ2、ｆ3を全系の焦点距離ｆで
規格化した値、第１レンズ群の２つのメニスカス凹レン
ズを形成する材料の屈折率とアッベ数ｎ1、ｎ2、ν1、
ν2、および第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比
率ｓ1／ｓ2の値を示す。
におけるｄ1、ｄ2の、中間距離、遠距離、近距離各位置
での値を示す。さらに、表４に、本実施例において各レ
ンズ群の焦点距離ｆ1、ｆ2、ｆ3を全系の焦点距離ｆで
規格化した値、第１レンズ群の２つのメニスカス凹レン
ズを形成する材料の屈折率とアッベ数ｎ1、ｎ2、ν1、
ν2、および第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の比
率ｓ1／ｓ2の値を示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】図７〜９は、本実施例に係るテレセントリ
ックな撮影レンズの諸収差を示す収差図であって、図７
が近距離（０．８６ｍ）、図８が中間距離（２．１５
ｍ）、図９が遠距離（６．４５ｍ）における諸収差を示
している。これらの図から明らかなように、本実施例に
よれば、視野周辺まで良好な結像性能を有し、かつ、ズ
ーム領域全体で高い結像性能を有するテレセントリック
な撮影レンズを得ることができる。
ックな撮影レンズの諸収差を示す収差図であって、図７
が近距離（０．８６ｍ）、図８が中間距離（２．１５
ｍ）、図９が遠距離（６．４５ｍ）における諸収差を示
している。これらの図から明らかなように、本実施例に
よれば、視野周辺まで良好な結像性能を有し、かつ、ズ
ーム領域全体で高い結像性能を有するテレセントリック
な撮影レンズを得ることができる。
【００３９】＜実施例３＞図３は、本実施例に係るテレ
セントリックな撮影レンズを示す、基準投影距離におけ
るレンズ構成図である。本実施例においては、第１レン
ズ群I は１組の接合レンズを含む７枚のレンズＬ1〜Ｌ7
により、第２レンズ群IIは２枚のレンズＬ8、Ｌ9によ
り、第３レンズ群III は１枚のレンズＬ10により各々構
成されている。第３レンズ群III と結像面１の間には、
クロスプリズム等に相当するガラスブロック２が配置さ
れている。
セントリックな撮影レンズを示す、基準投影距離におけ
るレンズ構成図である。本実施例においては、第１レン
ズ群I は１組の接合レンズを含む７枚のレンズＬ1〜Ｌ7
により、第２レンズ群IIは２枚のレンズＬ8、Ｌ9によ
り、第３レンズ群III は１枚のレンズＬ10により各々構
成されている。第３レンズ群III と結像面１の間には、
クロスプリズム等に相当するガラスブロック２が配置さ
れている。
【００４０】表３に、本実施例に係る撮影レンズの各レ
ンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および
各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面
間隔という）ｄ（ｍｍ）、ならびに各レンズを構成する
材料を示す。なお、表３中の数字は、拡大側からの順番
を表すものである。また、表３の下方に、軸上面間隔ｄ
の欄におけるｄ1、ｄ2の、中間距離、遠距離、近距離各
位置での値を示す。さらに、表４に、本実施例において
各レンズ群の焦点距離ｆ1、ｆ2、ｆ3を全系の焦点距離
ｆで規格化した値、第１レンズ群の２つのメニスカス凹
レンズを形成する材料の屈折率とアッベ数ｎ1、ｎ2、ν
1、ν2、および第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の
比率ｓ1／ｓ2を示す。
ンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および
各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面
間隔という）ｄ（ｍｍ）、ならびに各レンズを構成する
材料を示す。なお、表３中の数字は、拡大側からの順番
を表すものである。また、表３の下方に、軸上面間隔ｄ
の欄におけるｄ1、ｄ2の、中間距離、遠距離、近距離各
位置での値を示す。さらに、表４に、本実施例において
各レンズ群の焦点距離ｆ1、ｆ2、ｆ3を全系の焦点距離
ｆで規格化した値、第１レンズ群の２つのメニスカス凹
レンズを形成する材料の屈折率とアッベ数ｎ1、ｎ2、ν
1、ν2、および第１レンズ群と第２レンズ群の移動量の
比率ｓ1／ｓ2を示す。
【００４１】
【表３】
【００４２】図１０〜１２は、本実施例に係るテレセン
トリックな撮影レンズの諸収差を示す収差図であって、
図１０が近距離（０．８６ｍ）、図１１が中間距離
（２．１５ｍ）、図１２が遠距離（６．４５ｍ）におけ
る諸収差を示している。これらの図から明らかなよう
に、本実施例によれば、視野周辺まで良好な結像性能を
有し、かつ、ズーム領域全体で高い結像性能を有するテ
レセントリックな撮影レンズを得ることができる。
トリックな撮影レンズの諸収差を示す収差図であって、
図１０が近距離（０．８６ｍ）、図１１が中間距離
（２．１５ｍ）、図１２が遠距離（６．４５ｍ）におけ
る諸収差を示している。これらの図から明らかなよう
に、本実施例によれば、視野周辺まで良好な結像性能を
有し、かつ、ズーム領域全体で高い結像性能を有するテ
レセントリックな撮影レンズを得ることができる。
【００４３】
【表４】
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のテレセン
トリックな投影レンズによれば、従来のものに比べて、
広角でかつ高解像、高画質な画像を得ることが可能であ
り、また、投影距離の変化すなわちフォーカシングによ
る収差変動が小さく、広い投影距離範囲において良好な
解像力と画質を有する画像を投影することが可能であ
る。
トリックな投影レンズによれば、従来のものに比べて、
広角でかつ高解像、高画質な画像を得ることが可能であ
り、また、投影距離の変化すなわちフォーカシングによ
る収差変動が小さく、広い投影距離範囲において良好な
解像力と画質を有する画像を投影することが可能であ
る。
【図１】本発明の実施例１に係るテレセントリックな投
影レンズを示す、基準投影距離におけるレンズ構成図
影レンズを示す、基準投影距離におけるレンズ構成図
【図２】本発明の実施例２に係るテレセントリックな投
影レンズを示す、基準投影距離におけるレンズ構成図
影レンズを示す、基準投影距離におけるレンズ構成図
【図３】本発明の実施例３に係るテレセントリックな投
影レンズを示す、基準投影距離におけるレンズ構成図
影レンズを示す、基準投影距離におけるレンズ構成図
【図４】上記実施例１に係るテレセントリックな投影レ
ンズの、近距離における諸収差を示す収差図
ンズの、近距離における諸収差を示す収差図
【図５】上記実施例１に係るテレセントリックな投影レ
ンズの、中間距離における諸収差を示す収差図
ンズの、中間距離における諸収差を示す収差図
【図６】上記実施例１に係るテレセントリックな投影レ
ンズを示す、遠距離におけるレンズ構成図
ンズを示す、遠距離におけるレンズ構成図
【図７】上記実施例２に係るテレセントリックな投影レ
ンズの、近距離における諸収差を示す収差図
ンズの、近距離における諸収差を示す収差図
【図８】上記実施例２に係るテレセントリックな投影レ
ンズの、中間距離における諸収差を示す収差図
ンズの、中間距離における諸収差を示す収差図
【図９】上記実施例２に係るテレセントリックな投影レ
ンズを示す、遠距離におけるレンズ構成図
ンズを示す、遠距離におけるレンズ構成図
【図１０】上記実施例３に係るテレセントリックな投影
レンズの、近距離における諸収差を示す収差図
レンズの、近距離における諸収差を示す収差図
【図１１】上記実施例３に係るテレセントリックな投影
レンズの、中間距離における諸収差を示す収差図
レンズの、中間距離における諸収差を示す収差図
【図１２】上記実施例３に係るテレセントリックな投影
レンズを示す、遠距離におけるレンズ構成図
レンズを示す、遠距離におけるレンズ構成図
【図１３】本実施形態に係るテレセントリックな投影レ
ンズが使用される液晶ビデオプロジェクタの光学系を示
す概略図
ンズが使用される液晶ビデオプロジェクタの光学系を示
す概略図
Ｌ レンズ ｒ 曲率半径 ｄ 軸上面間隔 Ｘ 光軸 １ 結像面 ２ クロスプリズム等に相当するガラスブロック I 第１レンズ群 II 第２レンズ群 III 第３レンズ群
Claims (5)
- 【請求項１】 拡大側より順に、第１と第２のメニスカ
ス凹レンズおよび少なくとも１組の接合レンズを含む第
１レンズ群と、凹レンズおよび凸メニスカスレンズから
なる第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群
とで構成される、縮小側にテレセントリックな光学系に
おいて、 基準投影距離での全系の焦点距離をｆ、各レンズ群の焦
点距離をそれぞれｆ1、ｆ2、ｆ3としたとき、以下の条
件式（１）〜（３）を満足するようにしたことを特徴と
するテレセントリックな投影レンズ。 ０．７５＜ｆ1／ｆ＜１．２０ ……（１） ｆ2／ｆ＜−１．２０ ……（２） １．２０＜ｆ3／ｆ＜１．７０ ……（３） - 【請求項２】 前記第１レンズ群の２つのメニスカス凹
レンズを形成する材料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ
1、ｎ2、ν1、ν2としたとき、以下の条件式（４）〜
（７）を満足するようにしたことを特徴とする請求項１
記載のテレセントリックな投影レンズ。 ｎ1＜１．６ ……（４） ｎ2＜１．６ ……（５） ν1＞５０ ……（６） ν2＞５０ ……（７） - 【請求項３】 前記第３レンズ群が１枚の両凸レンズで
構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の
テレセントリックな投影レンズ。 - 【請求項４】 投影距離の変化に対応して、前記第１レ
ンズ群および前記第２レンズ群を光軸に沿い個別に移動
させてフォーカスさせるものであって、該第１レンズ群
および該第２レンズ群の移動量をそれぞれｓ1、ｓ2とし
たとき、以下の条件式（８）を満足するようにしたこと
を特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のテ
レセントリックな投影レンズ。 ０．５＜ｓ2／ｓ1＜１．０ ……（８） - 【請求項５】 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の
各移動量の比率を一定の状態に保持しつつ移動させるこ
とを特徴とする請求項４記載のテレセントリックな投影
レンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058321A JPH10239584A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | テレセントリックな投影レンズ |
| US09/028,657 US5905596A (en) | 1997-02-25 | 1998-02-24 | Telecentric projection lens system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058321A JPH10239584A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | テレセントリックな投影レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239584A true JPH10239584A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=13081025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9058321A Withdrawn JPH10239584A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | テレセントリックな投影レンズ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5905596A (ja) |
| JP (1) | JPH10239584A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005326518A (ja) * | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Pentax Corp | Ａｆ制御装置 |
| JP2005326517A (ja) * | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Pentax Corp | Ａｆ制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11133317A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Asahi Optical Co Ltd | ズームルーペ |
| JP2000075202A (ja) * | 1998-09-01 | 2000-03-14 | Canon Inc | 投射レンズ及びそれを用いた投射装置 |
| JP2000111793A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Fuji Xerox Co Ltd | 結像光学系および画像形成装置 |
| JP3588283B2 (ja) | 1999-09-24 | 2004-11-10 | 松下電器産業株式会社 | 投写レンズとそれを用いたプロジェクター |
| JP4123683B2 (ja) * | 2000-05-17 | 2008-07-23 | コニカミノルタオプト株式会社 | ズームレンズ |
| US6515801B1 (en) | 2001-12-21 | 2003-02-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Lateral color compensation for projection displays |
| JP5509687B2 (ja) * | 2009-06-12 | 2014-06-04 | コニカミノルタ株式会社 | 投影光学系 |
| US8462439B2 (en) | 2011-08-22 | 2013-06-11 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Athermal apochromatic telecentric F-theta lens with low F-number |
| US8867140B2 (en) | 2011-08-22 | 2014-10-21 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Low distortion athermalized imaging lens |
| JP6280063B2 (ja) * | 2015-02-25 | 2018-02-14 | 富士フイルム株式会社 | 投写用光学系および投写型表示装置 |
| CN110007448B (zh) * | 2019-04-16 | 2023-11-28 | 佛山科学技术学院 | 一种超低畸变的双远心光学*** |
| CN114815187B (zh) * | 2022-04-22 | 2024-06-07 | 上海酷聚科技有限公司 | 一种远心光学***和远心光学镜头 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4189211A (en) * | 1978-01-03 | 1980-02-19 | Kollmorgen Corporation | Wide angle telecentric projection lens assembly |
| US4249805A (en) * | 1979-03-26 | 1981-02-10 | Magicam, Inc. | Composite photography system |
| US5625495A (en) * | 1994-12-07 | 1997-04-29 | U.S. Precision Lens Inc. | Telecentric lens systems for forming an image of an object composed of pixels |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP9058321A patent/JPH10239584A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-02-24 US US09/028,657 patent/US5905596A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005326518A (ja) * | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Pentax Corp | Ａｆ制御装置 |
| JP2005326517A (ja) * | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Pentax Corp | Ａｆ制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5905596A (en) | 1999-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040511 |