JPH1172703A - 投射ズームレンズ及びそれを用いた投射装置 - Google Patents
投射ズームレンズ及びそれを用いた投射装置Info
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- JPH1172703A JPH1172703A JP24974797A JP24974797A JPH1172703A JP H1172703 A JPH1172703 A JP H1172703A JP 24974797 A JP24974797 A JP 24974797A JP 24974797 A JP24974797 A JP 24974797A JP H1172703 A JPH1172703 A JP H1172703A
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Abstract
リーン面上に変倍に伴うテレセントリック条件の変動が
少なく、しかも広角側での画面周辺部の劣化がない高い
光学性能を有した投射ズームレンズを得ること。 【解決手段】 第1物体のパターンを第2物体上に投影
する投影光学系において、該投影光学系はそれに含まれ
る光学エレメントが有する複屈折性を補正する複屈折補
正手段を有していること。
Description
及びそれを用いた投射装置に関し、例えば液晶パネルを
3枚用いた3板式の液晶プロジェクタ用の投射レンズと
して用いられる負の屈折力のレンズ群が先行する全体と
して3つのレンズ群を有したズームレンズにおいて、こ
れら3つのレンズ群のレンズ構成を適切に設定すること
によりレンズ系全体の小型化を図った投影画角50度、
Fナンバー2.5、変倍比1.6程度の投射ズームレン
ズ及びそれを用いた投射装置に関するものである。
ネガティブリード型のズームレンズは長いバックフォー
カスが容易に得られ、しかも広角化が比較的容易である
ために、投影レンズ(投射レンズ)と液晶パネルの間に
ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズム等から
成る色合成系を有する液晶プロジェクタ用の投射レンズ
として多く用いられている。
物体側より正の屈折力の第1群と負の屈折力の第2群と
正の屈折力の第3群の3つのレンズ群を有し、第2群を
第1群と第3群との間で移動させて変倍を行い、第3群
と液晶パネルとの間に色分解のプリズムを設け、固定の
第3群の物体側に絞りを設けることで第3群と液晶パネ
ルとの間をテレセントリックとした投射レンズが提案さ
れている。
側より負の屈折力の第1群と、正の屈折力の第2群と、
正の第3群の3つのレンズ群を有し、第2群と第3群の
間に色合成系のための広い空気間隔を設け、第1群と第
2群のレンズ群間隔を変えて変倍を行うズームレンズが
提案されている。
色合成系にはダイクロイック膜を有するミラー又はプリ
ズムが一般に用いられている。一般にダイクロイック膜
は入射する光の角度により、その分光透過特性が変化す
る。また投影画像素子(被投影画素)として液晶パネル
を用いたときは、光の液晶パネルを透過する角度により
偏光特性が変化する。これらの分光透過特性の変化や偏
光特性の変化はそれぞれ投影画像の画質に対して、色ム
ラ、コントラストのムラとしてあらわれ、画質を劣化さ
せる要因となる。この為、ダイクロイック膜を透過する
状態、液晶パネルを放射する状態が、液晶パネルの任意
の位置で変化が少ないようにテレセントリックな投射レ
ンズを用いる必要がある。
レセントリック条件を達成しやすいポジティブリードの
ズームレンズを用いているが、このズームレンズは広角
化が難しく、投射レンズにはあまり適していない。これ
に対してネガティブリード型のズームレンズは、広角化
が比較的容易であり、また所定のバックフォーカスが容
易に得られるという特長がある。このネガティブリード
型のズームレンズにおいてテレセントリックでコンパク
トなレンズ構成で良好な光学性能を得る為には、各レン
ズ群の屈折力配置やレンズ形状等を適切に設定する必要
がある。
成り、又レンズ型としてネガティブリード型を採用し、
各レンズ群を適切に構成することにより、レンズ型全体
の小型化を図りつつ、変倍範囲全体にわたりテレセント
リック条件を良好に維持し、画面全体にわたり良好なる
光学性能を有した液晶プロジェクター用に好適な投射ズ
ームレンズ及びそれを用いた投射装置の提供を目的とす
る。
ズは、 (1-1) 距離の長い方の第1共役点側から順に負の屈折力
の第1群と正の屈折力の第2群、そして正の屈折力の第
3群の3つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変
倍に際し、該第1群を第1共役点側へ移動させ、該第2
群を該第1群との間隔が減少するように第1共役点側へ
移動させており、該第3群から射出する光束がテレセン
トリックとなるように構成したことを特徴としている。
ル等の投影像原画をスクリーン面上に投射していること
を特徴としている。
る数値実施例1〜3の投射ズームレンズを用いた投射装
置の要部概略図である。
1の広角端,望遠端の収差図である。図6,図7は本発
明の後述する数値実施例2の広角端,望遠端の収差図で
ある。図8,図9は本発明の後述する数値実施例3の広
角端,望遠端の収差図である。
投射ズームレンズである。L1は負の屈折力の第1群、
L2は正の屈折力の第2群、L3は正の屈折力の第3群
である。SPは絞り、Sはスクリーン面(投影面)、L
CDは液晶パネル等の原画像(被投影面)である。スク
リーン面Sと原画像LCDとは共役関係にあり、一般に
はスクリーン面Sは距離の長い方の共役点(第1共役
点)に、原画像LCDは距離の短い方の共役点(第2共
役点)に相当している。CDはダイクロイック膜をクロ
ス状に接合したクロスダイクロプリズム等の色合成プリ
ズムである。
る第1群L1と第2群L2は、その間隔を狭めながらス
クリーンS側に移動することにより広角端から望遠端へ
の変倍を行っている。第3群L3は固定であり、色合成
プリズムCDと第2群L2との間に設けることにより、
液晶パネルLCDに対してテレセントリックな条件を満
足しつつ、変倍によりスクリーンS側に移動する第2群
の大きさをコンパクトにする作用を有している。
することにより、ダイクロイック膜による色合成プリズ
ムに対するテレセントリック性(入射角度偏差)が、そ
の波長変動を考慮して±5°以内となるように各レンズ
群の近軸屈折力配置を設定している。これにより変倍範
囲全体にわたりスクリーンS面上に投射される投影画像
の画質を良好に維持している。
レンズ構成を特定することにより、スクリーンS面上で
良好なる投影画像を得ているが、更に全変倍範囲にわた
り、また画面全体にわたり良好なる光学性能を得るには
次の諸条件のうち少なくとも1つを満足させるのが良
い。
における全系の焦点距離をfwとしたとき 0.8<|f1/fw|<1.2 ‥‥‥(1) 0.6<|f1/f2|<1 ‥‥‥(2) 2 < f3/f2 <3 ‥‥‥(3) なる条件を満足することである。
主にレンズ系全体の小型化を図りつつ、広角側における
歪曲収差を良好に補正するためのものである。条件式
(1)の上限値を越えると広角端における歪曲収差の発
生は低減するが、前玉径が大型化してくる。また下限値
を越えると負の歪曲収差が増大してくるので良くない。
の比に関し、主にレンズ系全体の小型化を図りつつ、変
倍による収差変動を良好に抑えるためのものである。条
件式(2)の上限値を越えると第1群と第2群の間隔を
長くしなければならず、前玉径が増大してしまう。また
下限値を越えると像面の湾曲が増大し良くない。
の比に関し、主にレンズ系全体の小型化を図りつつ、テ
レセントリックな条件を満足するためのものである。条
件式(3)の上限値を越えると第2群のレンズ径が大型
化してくる。下限値を越えるとコマ収差,非点収差が困
難となる。
第2群L2を前群L2aと後群L2bの2つのレンズ群
から構成し、このうち前群L2aは絞りSPと少なくと
も1枚の正レンズから構成し、後群L2bは前群L2a
側から順に両レンズ面が凹面の負レンズと少なくとも1
枚の正レンズから成る後群2bから構成することであ
る。
の小型化を図りつつ、諸収差を良好に補正している。特
に軸外光線を前群L2aの負レンズではねあげることに
より光線をテレセントリックに近づけ、かつ後群L2b
を構成する負レンズ及び正レンズにおいて大きな屈折角
を有することにより高次の収差を発生させ、全系でのコ
マ収差、非点収差を良好に補正している。
絞りSPと2つの正レンズより構成し、後群L2bを両
レンズ面が凹面の負レンズと、2つの正レンズより構成
し、又は後群L2bを両レンズ面が凹面の負レンズ、負
レンズ、そして正レンズより構成することである。
前群L1aと負レンズと正レンズからなる後群L1bか
ら構成することである。これによって広角端における歪
曲収差の発生を抑え、且つ前玉径を小さくしている。
前群L1aと負レンズと正レンズからなる後群L1bか
ら構成し、このとき、第1群の後群L1bを構成する負
レンズ,正レンズの材質のアッベ数をそれぞれν−,ν
+としたとき ν− > ν+ ‥‥‥(4) 50 > ν− ‥‥‥(5) とすることである。
よって広角側で発生する倍率色収差と望遠側で発生する
軸上色収差を良好に補正している。尚、具体的なレンズ
構成としては第1群の前群L1aを第1共役点側に凸面
を向けたメニスカス状の負レンズ又は第1共役点側に凸
面を向けた正レンズ、第1共役点側に凸面を向けたメニ
スカス状の2つの負レンズより構成することである。
凹面の負レンズと第1共役点側に凸面を向けた正レンズ
とを独立に又は接合して構成することである。
例においてRiはスクリーン側より順に第i番目のレン
ズ面の曲率半径、Diはスクリーン側より順に第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番目のレンズの媒質の屈折率とアッベ数であ
る。又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値と
の関係を表−1に示す。非球面形状は光軸方向にX軸、
光軸と垂直方向にH軸、スクリーンから液晶パネルの方
向を正とし、Rを近軸曲率半径、K,A,B,C,Dを
各々非球面係数とするとき
て3つのレンズ群より成り、又レンズ型としてネガティ
ブリード型を採用し、各レンズ群を適切に構成すること
により、レンズ型全体の小型化を図りつつ、変倍範囲全
体にわたりテレセントリック条件を良好に維持し、画面
全体にわたり良好なる光学性能を有した液晶プロジェク
ター用に好適な投射ズームレンズ及びそれを用いた投射
装置を達成することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 距離の長い方の第1共役点側から順に負
の屈折力の第1群と正の屈折力の第2群、そして正の屈
折力の第3群の3つのレンズ群を有し、広角端から望遠
端への変倍に際し、該第1群を第1共役点側へ移動さ
せ、該第2群を該第1群との間隔が減少するように第1
共役点側へ移動させており、該第3群から射出する光束
がテレセントリックとなるように構成したことを特徴と
する投射ズームレンズ。 - 【請求項2】 前記第i群の焦点距離をfi、広角端に
おける全系の焦点距離をfwとしたとき 0.8<|f1/fw|<1.2 0.6<|f1/f2|<1 2 < f3/f2 <3 なる条件を満足することを特徴とする請求項1の投射ズ
ームレンズ。 - 【請求項3】 請求項1又は2の投射ズームレンズを用
いて投射像原画をスクリーン面上に投射していることを
特徴とする投射装置。 - 【請求項4】 前記投射ズームレンズと投影像原画との
間にダイクロイック膜をクロス状に接合した色合成プリ
ズムを設けていることを特徴とする請求項3の投射装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24974797A JP3996981B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 投射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24974797A JP3996981B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 投射装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1172703A true JPH1172703A (ja) | 1999-03-16 |
JP3996981B2 JP3996981B2 (ja) | 2007-10-24 |
Family
ID=17197624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24974797A Expired - Fee Related JP3996981B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 投射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3996981B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7215477B2 (en) | 2004-03-10 | 2007-05-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image display apparatus including the zoom lens |
US10156708B2 (en) | 2016-10-20 | 2018-12-18 | Seiko Epson Corporation | Projection zoom lens and projection type image display device |
CN109870750A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-11 | 北京信息科技大学 | 一种仿生人眼自动对焦光学*** |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP24974797A patent/JP3996981B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP3996981B2 (ja) | 2007-10-24 |
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