KR20030077853A - Projection lens having a wide angle of view - Google Patents

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KR20030077853A KR1020020016805A KR20020016805A KR20030077853A KR 20030077853 A KR20030077853 A KR 20030077853A KR 1020020016805 A KR1020020016805 A KR 1020020016805A KR 20020016805 A KR20020016805 A KR 20020016805A KR 20030077853 A KR20030077853 A KR 20030077853A
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Abstract

PURPOSE: A wide-extended projection lens is provided to obtain the high resolution in a projection lens having a wide screen angle by improving a structure of the wide-extended projection lens. CONSTITUTION: A wide-extended projection lens includes a front lens group having a negative refractive index and a rear lens group having a positive refractive index. The front lens group is formed with the first to the sixth lenses(1-6) and a prism(7). The rear lens group is formed with the seventh to the twelfth lenses(8-13). The first lens(1) is formed with a meniscus lens having a concave upper surface. The second lens(2) is formed with a concave upper surface. The third lens(3) has both of convex surfaces. The fourth lens(4) has both of convex surfaces. The firth lens(5) is formed with the concave upper surface. The sixth lens(6) is formed with the meniscus lens having the concave upper surface. The seventh lens(8) is formed with the meniscus lens having the concave upper surface. The eighth lens(9) is formed with the convex upper surface. The ninth lens(10) is formed with the meniscus lens having the convex surface. The tenth lens(11) has both of convex surfaces. The eleventh lens(12) has both of convex surfaces. The twelfth lens(13) has both of convex surfaces.

Description

대화각 투사 렌즈{PROJECTION LENS HAVING A WIDE ANGLE OF VIEW}Large angle projection lens {PROJECTION LENS HAVING A WIDE ANGLE OF VIEW}

본 발명은 투사 렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, LCD(liquid crystal device) 등의 이미지기(imager)를 이용한 화상 디스플레이에 사용되는 대화각 투사 렌즈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to projection lenses and, more particularly, to interactive angle projection lenses used for image display using an imager such as an LCD (liquid crystal device).

일반적으로 LCD 등의 이미지기를 사용하여 화상을 투사시키는 장치(프로젝터(projector) 등)에 사용되는 투사 렌즈는 결상해야 할 화면의 크기가 점차로 커짐에 따라 요구되는 해상도도 갈수록 높아지고 있으며, 이에 따라 대구경화 및 광각화 되어 가고 있다.In general, the projection lens used in a device (projector, etc.) for projecting an image by using an imager such as an LCD (projector, etc.) is required as the size of the image to be imaged gradually increases, the resolution required is gradually increasing, accordingly And wider.

이외에도 화면에 투사되는 광의 효율을 향상시키기 위하여, 투사 렌즈의 후면부와 LCD 사이에 다양한 광학 부품의 삽입이 요구되기 때문에, 투사 렌즈의 뒷초점 거리를 보다 길게 하는 것이 요구되고 있으며, 이와 동시에 투사 렌즈 전체의 사이즈를 소형화하는 것도 요구되고 있다.In addition, in order to improve the efficiency of the light projected on the screen, it is required to insert a variety of optical components between the rear portion of the projection lens and the LCD, it is required to make the rear focal length of the projection lens longer, and at the same time It is also required to downsize the size of.

이러한 투사 렌즈에 대하여, 일본 특허 공개 평10-48513에 개시된 "F 넘버가 밝고 주변 광량이 풍부한 액정 프로젝터용 렌즈", 동특허 공개 소54-89630에 개시된 "레트로 포커스 타입으로 대광각을 이룬 렌즈" 및 대한민국 특허 공개 제2000-66098에 개시된 "고해상도, 고휘도용 이너(inner) 포커스 방식 투영 렌즈" 등의 기술이 있다.Regarding such a projection lens, "lens for a liquid crystal projector having a bright F number and abundant ambient light amount" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-48513, "lens having a wide-angle lens with a retro focus type" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 54-89630. And "Inner Focus Projection Lenses for High Resolution and High Brightness" disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 2000-66098.

그러나, 위의 종래 기술들은 요구되는 고행상도를 만족시키지 못하는 문제점이 있다.However, the above conventional techniques have a problem that does not satisfy the required high resolution.

그러므로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 LCD 등의 이미지기를 사용하여 화상을 투사시켜 디스플레이하는 장치에 사용되는 광학계로서, 넓은 화각을 가지면서 고해상도를 구현할 수 있는 투사 렌즈를 제공하고자 하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide a projection lens that can realize a high resolution while having a wide angle of view as an optical system used in an apparatus for displaying and projecting an image using an imager such as an LCD.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 투사 렌즈에서 고해상도 실현을 위한 다수의 광학 부품이 설치될 수 있는 충분한 공간을 확보하고자 하는데 있다.In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to ensure a sufficient space for the installation of a plurality of optical components for high resolution in the projection lens.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대화각 투사 렌즈의 구조를 나타낸 도이다.1 is a view showing the structure of a large-angle projection lens according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대화각 투사 렌즈를 실제로 적용할 경우의 예시도이다.2 is an exemplary diagram when the interactive projection lens according to the embodiment of the present invention is actually applied.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대화각 투사 렌즈의 구면, 비점 및 왜곡 수차도이다.3 is a view of spherical, boiling point, and distortion aberration of a large-angle projection lens according to an embodiment of the present invention.

이러한 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 대화각 투사 렌즈는, 물체측으로부터 순서대로 부의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군; 및정의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군을 포함한다. 여기서, 상기 전군 렌즈군은 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 매니스커스 (meniscus) 렌즈인 제1 렌즈, 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 제2 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제3 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제4 렌즈, 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 제5 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제6 렌즈, 프리즘을 포함한다. 그리고, 상기 후군 렌즈군은 정의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제7 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 상측면이 볼록한 제8 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 상측면이 볼록한 메니스커스 렌즈이고 제8 렌즈와 접합되어 있는 제9 렌즈, 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제10 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록하고 제10 렌즈와 접합되어 있는 제11 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제12 렌즈를 포함한다.In order to achieve the technical problem of the present invention, the interactive angle projection lens according to the characteristics of the present invention, the group of the lens group having a negative refractive power in order from the object side; And a rear lens group having positive refractive power. Here, the all-lens group is a first lens that is a meniscus lens having a negative refractive power and the image side concave, a second lens having a negative refractive power and a concave image side, a third lens having a positive refractive power and both sides convex, A fourth lens having a positive refractive power and convex on both sides, a fifth lens having a negative refractive power and a concave image side, a sixth lens having a positive refractive power and a concave meniscus lens, and a prism. The rear lens group includes a seventh lens having a positive refractive power and a concave meniscus lens, an eighth lens having a positive refractive power and a convex image side, a meniscus lens having a positive refractive power and a convex image side, A ninth lens bonded to an eighth lens, a tenth lens having negative refractive power and a concave image side, a tenth lens having positive refractive power, an eleventh lens having both positive surfaces and convex, and having a positive refractive power, And a twelfth lens having both surfaces convex.

이러한 대화각 투사렌즈는, (Gindi : i(i=1.2.…)번째 렌즈의 굴절률, Givdi : i번째 렌즈의 분산값)의 조건,을 만족한다.These large angle projection lenses , (Gindi: refractive index of the i (i = 1.2 ....) th lens, Givdi: dispersion value of the i th lens), To satisfy.

또한, 상기 제7 렌즈와 제8 렌즈 사이에 조리개가 위치되는 경우,(TP : 전군 렌즈군의 거리의 합, TBS : 후군 렌즈군의 거리의 합, d16 : 제7렌즈의 상측면과 조리개 사이의 거리, d17 : 조리개와 제8렌즈의 물체측면 사이의 거리, bf1 : 뒷초점거리)를 만족한다.In addition, when the aperture is located between the seventh lens and the eighth lens, (TP: sum of the distances of the front lens group, TBS: sum of the distances of the rear lens group, d16: distance between the image side surface and the aperture of the seventh lens, d17: distance between the object side surface of the aperture and the eighth lens, bf1 : Back focus distance)

이러한 특징을 가지는 투사 렌즈에서, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제5 렌즈, 제6렌즈는 물체측면과 상측면의 곡률 반경이 +의 값을 가지는 형상이고, 제3 렌즈, 제4 렌즈는 물체측면의 곡률 반경은 +값이고 상측면의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이며, 상기 제7 렌즈는 물체측면과 상측면의 곡률 반경이 +의 값을 가지는 형상이고, 제8 렌즈 및 제9 렌즈는 물체측면의 곡률 반경은 -값이고 상측면의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이며, 제10 렌즈는 물체측면의 곡률 반경은 -값이고 상측면의 곡률 반경은 +의 값을 가지는 형상이며, 제11 렌즈 및 제12 렌즈는 물체측면의 곡률 반경은 +값이고 상측면의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이며, 상기 제10 렌즈의 상측면과 제11 렌즈의 물체측면이 접합되어 있다.In the projection lens having the above characteristics, the first lens, the second lens, the fifth lens, and the sixth lens have a shape in which a radius of curvature of the object side surface and the image side surface has a positive value, and the third lens and the fourth lens The radius of curvature of the object-side surface is + value and the radius of curvature of the image-side surface is-, and the seventh lens has a shape in which the radius of curvature of the object-side surface and the image-side surface has a value of +, and the eighth lens and the eighth lens 9 The lens has a shape where the radius of curvature of the object side is-value and the radius of curvature of the image side is-value, the tenth lens has a radius of curvature of the object side is-value and the radius of curvature of the image side is + value The eleventh lens and the twelfth lens have a shape with a radius of curvature of the object side surface having a positive value and a radius of curvature of an image side surface having a negative value, and the image side surface of the tenth lens and the object side surface of the eleventh lens are bonded to each other. It is.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 본 발명의 실시예에 따른 대화각 투사 렌즈의 개략적인 구조가 도시되어 있으며, 도 2에 투사 렌즈를 실질적으로 구현한 경우의 예가 구체적으로 도시되어 있다.1 illustrates a schematic structure of a large-angle projection lens according to an exemplary embodiment of the present invention, and an example of a case where the projection lens is substantially implemented is illustrated in FIG. 2.

첨부한 도 1 및 도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 대화각투사 렌즈는, 물체측(여기서 물체측은 LCD에서 표시되는 영상이 투사되는 스크린 방향을 나타낸다)으로부터 순서대로 위치되는 부의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군(Ⅰ), 및 정의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군(Ⅱ)으로 이루어진다.1 and 2, the interactive angle projection lens according to the embodiment of the present invention is a negative position positioned in order from the object side (where the object side represents the screen direction in which the image displayed on the LCD is projected). It consists of the former group lens group (I) which has refractive power, and the rear group lens group (II) which has positive refractive power.

전군 렌즈군(Ⅰ)은 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 매니스커스 (meniscus) 렌즈인 제1 렌즈(1), 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 제2 렌즈(2), 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제3 렌즈(3), 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제4 렌즈(4), 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제5 렌즈(5), 정의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제6 렌즈(6), 프리즘(7)를 포함한다. 여기서 프리즘(7)은 반사식 프리즘으로 구성되어 본 발명의 실시예에 따른 투가 렌즈의 보다 컴팩트하게 구성될 수 있도록 한다.The entire lens group I has a first lens 1 which is a meniscus lens having negative refractive power and a concave image side, a second lens 2 having a negative refractive power and a concave image side, and a positive refractive power The convex third lens 3, the fourth lens 4 having positive refractive power and both convex surfaces, the fifth lens 5 having a negative refractive power and a concave meniscus lens having an image side concave, an image having a positive refractive power and an image side surface And a sixth lens 6 and a prism 7 which are concave meniscus lenses. The prism 7 is here comprised of a reflective prism so that the projection lens according to the embodiment of the present invention can be more compactly constructed.

후군 렌즈군(Ⅱ)은 정의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제7 렌즈(8), 정의 굴절력을 가지며 상측면이 볼록한 제8 렌즈(9), 정의 굴절력을 가지며 상측면이 볼록한 메니스커스 렌즈이고 제8 렌즈(9)와 접합되어 있는 제9 렌즈(10), 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 렌즈인 제10 렌즈(11), 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록하고 제10 렌즈(11)와 접합되어 있는 제11 렌즈(12), 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제12 렌즈(13)를 포함한다. 이외에도, 광학 부품(14,15)을 더 포함하며, 여기서는 광학 부품(14,15)이 후군 렌즈군(Ⅱ)에 포함된 것으로 도시되었지만, 후군 렌즈군(Ⅱ)에 포함되지 않을 수도 있다. 본 실시예에서 광학 부품은 X-큐브(cube)(14) 및 PBS(polarizing beam splitter)(15)이지만, 반드시에 이러한 것에 한정되지는 않는다.The rear lens group II has a positive refractive power and a seventh lens 8 which is a meniscus lens having a concave image, a eighth lens 9 having a positive refractive power and a convex image side, a positive refractive power and a convex image side. A ninth lens 10 which is a meniscus lens and is bonded to an eighth lens 9, a tenth lens 11 having a negative refractive power and a concave image side, a positive refractive power, both surfaces are convex, and a tenth lens. And an eleventh lens 12 bonded to 11, and a twelfth lens 13 having positive refractive power and both convex surfaces. In addition, optical components 14 and 15 are further included, and although the optical components 14 and 15 are shown to be included in the rear lens group II, they may not be included in the rear lens group II. The optical component in this embodiment is an X-cube 14 and a polarizing beam splitter (PBS) 15, but is not necessarily limited to this.

후군 렌즈군(Ⅱ)의 제7 렌즈(8)와 제8 렌즈(9) 사이에 조리개(A)가 위치되어 있다.An aperture A is positioned between the seventh lens 8 and the eighth lens 9 of the rear lens group II.

한편, PBS(15) 뒤에 위치된 상면은 LCD의 표시면을 나타낸다.On the other hand, the upper surface located behind the PBS 15 represents the display surface of the LCD.

이러한 구조로 이루어지는 투사 렌즈를 도 2에서와 같이, 전군 렌즈군(Ⅰ)의 각 렌즈와 프리즘 그리고, 후군 렌즈군(Ⅱ)의 각 렌즈와 X-큐브(13), 및 PBS(14)를 배치하여 프로젝터 등에 실제로 적용할 수 있다.As shown in Fig. 2, the projection lens having such a structure is provided with each lens and prism of the front lens group I, the respective lenses, the X-cube 13, and the PBS 14 of the rear lens group II. Can be actually applied to a projector or the like.

다음에는 이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 대화각 투사 렌즈의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the large-angle projection lens according to the embodiment of the present invention having such a structure will be described.

본 발명의 실시예에 따른 투사 렌즈는 WXGA(wide Extended Graphics Array) 3패널(pannel) LCD에서 디스플레이되는 화상이 스크린에 투영되도록 하기 위하여 사용되며, LCD에서 디스플레이되는 화상은 각 렌즈군을 통하여 확대되어 제1 렌즈(1)의 물체측에 위치된 스크린에 투사된다.The projection lens according to the embodiment of the present invention is used to project an image displayed on a wide extended graphics array (WXGA) three-panel LCD onto a screen, and the image displayed on the LCD is enlarged through each lens group. Projected on the screen located on the object side of the first lens (1).

투사 렌즈는 위에 기술된 바와 같이, 후군 렌즈군(Ⅱ)과 상면 사이에 X-큐브(14)나 PBS(15) 등이 설치될 수 있도록 충분한 뒷초점거리를 확보하고 있으며, 전군 렌즈군(Ⅰ)의 프리즘(7)의 상측에 가깝게 하나의 렌즈를 배치하고 후군 렌즈군(Ⅱ)에 접합 렌즈를 2매 배치하여 고해상도가 실현되도록 하였다.As described above, the projection lens has a sufficient rear focusing distance so that the X-cube 14 or the PBS 15 can be installed between the rear lens group II and the upper surface, and the front lens group I One lens was disposed close to the image side of the prism 7), and two bonded lenses were arranged in the rear lens group (II) to achieve high resolution.

이러한 고해상도 실현을 위하여 후군 렌즈군(Ⅱ)에 저굴절 소재를 가지는 렌즈를 사용하였으며, 렌즈의 굴절력 배치 및 렌즈의 형상을 적절하게 하였다.In order to realize such a high resolution, a lens having a low refractive index material was used for the rear lens group (II), and the arrangement of the refractive power of the lens and the shape of the lens were appropriately made.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 투사 렌즈에서는 전군 렌즈군(Ⅰ)이 부의 굴절력을 가지고 후군 렌즈군(Ⅱ)이 정의 굴절력을 가지도록 하였으며,특히, 전군 렌즈군(Ⅰ)의 물체측에 가장 가까운 쪽에 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈(1) 및 제2 렌즈(2)를 각각 배치하여 뒤초점거리가 충분하게 확보되도록 하였으며, 특히 광각의 화면이 생성될 수 있도록 하였다. 그리고, 전군 렌즈군(Ⅰ)에서 제1 및 제2 렌즈(1,2)에 이어서 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈(3) 및 제4 렌즈(4)를 각각 배치하여, 제1 및 제2 렌즈(1,2)에 의한 부의 굴절력을 보상하였다.More specifically, in the projection lens according to the embodiment of the present invention, the front lens group (I) has negative refractive power and the rear lens group (II) has positive refractive power, in particular, the object side of the front lens group (I). The first lens 1 and the second lens 2 having negative refractive powers are disposed on the side closest to each other so that a sufficient rear focus distance can be secured. In particular, a wide-angle screen can be generated. In the lens group I, the third and third lenses 3 and 4 having positive refractive power are disposed next to the first and second lenses 1 and 2, respectively. The negative refractive power by (1, 2) was compensated.

또한, 후군 렌즈군(Ⅱ)은 조리개(A)를 중심으로 "+A--++"의 순서로 굴절력을 배분하여, 코마 수차 및 구면 수차를 보정하고 페쯔발 합이 적절한 값을 유지하여 왜곡 수차가 보정되도록 하고, 상면 격차를 작게 유지하였다.In addition, the rear lens group (II) distributes refractive power in the order of "+ A-++" with respect to the aperture A, corrects coma aberration and spherical aberration, and maintains an appropriate value for the Petzval sum and distorts it. The aberration was corrected and the top gap was kept small.

이러한 구조로 이루어지는 투사 렌즈에서는, 전군 렌즈군(Ⅰ)에서 발생한 수차와 반대 방향으로 후군 렌즈군(Ⅱ)에서 수차가 발생되어, 전체적으로 수차 보정이 이루어지게 된다. 특히, 전군 렌즈군(Ⅰ)에서는 보정을 위해 발생시키는 각 수창의 양을 적절하게 조정하기 위하여, 위에 기술된 바와 같이 총 6매의 렌즈로 구성되어 보정 부족이 되기 쉬운 비점 수차와 배율 색수차 보정이 효과적으로 이루어지도록 한다.In the projection lens having such a structure, aberration is generated in the rear lens group II in the direction opposite to that in the front lens group I, and aberration correction is performed as a whole. In particular, in the all-lens group (I), in order to appropriately adjust the amount of each window generated for correction, as described above, a total of six lenses consist of astigmatism and magnification chromatic aberration correction, which are easy to lack correction. Make it effective.

본 발명의 실시예에 따른 투사 렌즈에 있어서, 고해상도를 실현하기 위하여 전후군 렌즈군(Ⅰ,Ⅱ)의 각 렌즈들은 다음과 같은 조건을 만족한다.In the projection lens according to the embodiment of the present invention, in order to realize high resolution, each lens of the front and rear lens group (I, II) satisfies the following conditions.

(조건식1)(Condition 1)

(조건식2)Conditional Expression 2

여기서, Gindi는 i(i=1.2.…)번째 렌즈의 굴절률을 나타내고, Givdi는 i번째 렌즈의 분산값(아베수)을 나타낸다.Here, Gindi represents the refractive index of the i (i = 1.2 ....) th lens, and Givdi represents the dispersion value (Ave number) of the i th lens.

조건식 1은 전군 렌즈군(Ⅰ)의 제1 렌즈(1) 내지 제4 렌즈(4) 소재의 합과 후군 렌즈군(Ⅱ)의 제7 렌즈(8), 제11렌즈(12), 및 제12 렌즈(13) 소재의 합과의 관계를 나타낸 조건이다.Conditional Expression 1 is the sum of the materials of the first lens 1 to the fourth lens 4 of the front lens group I and the seventh lens 8, the eleventh lens 12, and the second lens group II of the rear lens group II. It is a condition showing the relationship with the sum of the materials of the 12 lenses 13.

조건식 1의 하한값 이하인 경우에는 구면 수차 및 코마 수차는 크게 영향을 받지 않지만 왜곡 수차 및 페쯔발 합이 증가하게 되며, 조건식 1의 상한값 이상인 경우에는 코마 수차 및 배율 수차가 크게 발생되어 해상도가 저하되다.If it is less than the lower limit of Conditional Expression 1, spherical aberration and coma aberration are not significantly affected, but distortion aberration and Petzval sum are increased.

조건식 2 또한 렌즈 소재에 관한 것으로, 제7 렌즈(8)의 소재의 굴절률과 분산값의 합과, 제8 렌즈(9), 제10 렌즈(11) 및 제11 렌즈(12)의 분산값의 합의 관계(Vds)를 나타낸 것이다.Conditional Expression 2 also relates to a lens material, wherein the sum of the refractive index and the dispersion value of the material of the seventh lens 8 and the dispersion values of the eighth lens 9, the tenth lens 11, and the eleventh lens 12. It shows the consensus relationship (Vds).

조건식 2의 하한값 이하인 경우에는 색수차가 크게 발생하여 해상도가 떨어지게 되며, 조건식 2의 상한값 이상인 경우에는, 상면 만곡이 발생하여 탄젠셜(tangential) 중심 해상도와 사지탈(sagittal) 중심 해상도가 떨어져 있으므로, 화면 중심을 선명하게 맞추고자 할 때에는 주변이 안맞고, 중심을 선명하게 맞추고자 할 때에는 화면 중심이 선명하게 맞추어 지지 않는 문제가 발생한다.If the value is less than the lower limit of Condition 2, the chromatic aberration is large and the resolution is lowered. If the condition is higher than the upper limit of Condition 2, the upper surface curvature occurs and the tangential center resolution and the sagittal center resolution are separated. The problem is that the periphery does not fit when trying to sharpen the picture, and the center of the screen does not fit clearly when trying to sharpen the center.

본 발명의 실시예에 따른 투사 렌즈를 구성하는 렌즈들이 위의 조건식1, 2를 만족함으로써, 넓은 화각은을 가지면서도 고해상도를 실현할 수 있다.Since the lenses constituting the projection lens according to the embodiment of the present invention satisfy the above Conditional Expressions 1 and 2, a high angle of view can be realized while having a wide angle of view.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 투사 렌즈는 충분한 뒷초점 거리를 확보하기 위하여 다음의 조건을 더 만족한다.In addition, the projection lens according to the embodiment of the present invention further satisfies the following conditions in order to secure a sufficient back focal length.

(조건식3)(Condition 3)

여기서, TP는 전군 렌즈군(Ⅰ)의 거리의 합을 나타내며, TBS는 후군 렌즈군(Ⅱ)의 거리의 합을 나타내고, d16은 제7렌즈(7)의 상측면(r15)과 조리개(A) 사이의 거리를 나타내며, d17은 조리개(A)와 제8렌즈(9)의 물체측면(r18) 사이의 거리를 나타낸다. 그리고 bf1은 뒷초점거리를 나타낸다.Here, TP represents the sum of the distances of the front lens group I, TBS represents the sum of the distances of the rear lens group II, and d16 represents the image side surface r15 and the aperture A of the seventh lens 7. D17 represents the distance between the diaphragm A and the object side surface r18 of the eighth lens 9. And bf1 represents the back focal length.

조건식3의 하한값 이하인 경우에는 렌즈의 길이가 짧아져서 컴팩트화가 용이하게 이루어질 수 있지만, 왜곡 수차가 증가하게 되고 코마 수차 및 색수차 또한 크게 되어 해상도가 떨어지게 된다. 이와는 반대로 조건식3의 상한값 이상인 경우에는 해상도에는 영향을 끼치지 않지만 렌즈의 길이가 짧아져서 컴팩트화 및 경량화가 어려워진다.If the condition is less than the lower limit of Equation 3, the lens can be made shorter by making the lens shorter, but the distortion aberration increases, and the coma aberration and chromatic aberration also increase, resulting in a decrease in resolution. On the contrary, when the upper limit of Conditional Expression 3 is higher, the resolution is not affected but the length of the lens becomes shorter, which makes it difficult to make it compact and lightweight.

이러한 다수의 조건들(조건식1∼조건식3)을 만족하는 본 발명의 실시예에 따른 대화각 투사 렌즈의 실시예값은 다음과 같다.Embodiment values of the large-angle projection lens according to the embodiment of the present invention satisfying such a plurality of conditions (Conditions 1 to 3) are as follows.

다음의 f는 초점 거리를 나타내며, ri(i=1∼29)는 굴절면의 곡률 반경, di(i=1∼29)는 렌즈의 두께 또는 렌즈간의 거리를 나타내며, nd.vd는 굴절률.분산치를 나타낸다. 길이를 나타내는 값의 단위는 mm이다.F represents the focal length, ri (i = 1 to 29) represents the radius of curvature of the refractive surface, di (i = 1 to 29) represents the thickness of the lens or the distance between the lenses, nd.vd represents the refractive index. Indicates. The unit of the value representing length is mm.

본 발명의 실시예에 따른 대화각 투사 렌즈의 F 넘버(Fno)는 3.1이며, 초점 거리(f)는 11.1mm이며, 뒷초점 거리(fb)는 50mm이고, 화각(2ω)은 81°이며, 물체 거리는 710mm이고, 배율(RED)은 0.0147이다.The F number Fno of the large-angle projection lens according to the embodiment of the present invention is 3.1, the focal length f is 11.1 mm, the rear focus distance fb is 50 mm, the angle of view 2ω is 81 °, The object distance is 710 mm and the magnification RED is 0.0147.

표 1에 본 발명의 실시예에 따른 대화각 투사 렌즈를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.Table 1 describes the embodiment values of each lens constituting the wide-angle projection lens according to the embodiment of the present invention.

면번호Face number 곡률반경(r)Radius of curvature (r) 두께,거리(d)Thickness, distance (d) 굴절률(n)Refractive index (n) 아베수(vd)Abbe number (vd) 1One 91.50891.508 3.803.80 1.622991.62299 58.158.1 22 40.65840.658 13.8513.85 33 220.000220.000 3.803.80 1.622991.62299 58.158.1 44 42.81542.815 10.8210.82 55 173.940173.940 10.7510.75 1.672701.67270 32.232.2 66 -161.868-161.868 0.100.10 77 121.648121.648 10.2910.29 1.487491.48749 70.470.4 88 -88.151-88.151 0.100.10 99 129.273129.273 3.003.00 1.713001.71300 53.953.9 1010 27.46427.464 13.5513.55 * 11* 11 20393.92320393.923 7.437.43 1.491761.49176 57.557.5 * 12* 12 59.64059.640 14.9914.99 1313 ∞∞ 67.0067.00 1.516801.51680 64.264.2 1414 ∞∞ 2.002.00 1515 77.74777.747 5.005.00 1.846661.84666 23.823.8 1616 401.138401.138 21.2621.26 1717 ∞∞ 24.8024.80 1818 -110.216-110.216 10.0010.00 1.497001.49700 81.681.6 1919 -22.400-22.400 4.504.50 1.834001.83400 37.337.3 2020 -40.379-40.379 0.100.10 2121 -242.870-242.870 4.504.50 1.772501.77250 49.649.6 2222 40.35840.358 9.009.00 1.497001.49700 81.681.6 2323 -58.753-58.753 0.380.38 2424 46.15346.153 9.009.00 1.149701.14970 81.681.6 2525 -77.680-77.680 4.004.00 2626 ∞∞ 36.0036.00 1.516801.51680 64.264.2 2727 ∞∞ 4.004.00 2828 ∞∞ 32.0032.00 1.647691.64769 33.833.8 2929 ∞∞ 2.992.99

*는 비구면을 나타내며, 비구면 계수를 위한 식은 다음과 같다.* Denotes aspherical surface, and the formula for aspherical surface coefficient is as follows.

H = √(X2+ Y2)H = √ (X 2 + Y 2 )

X : 공간의 X 좌표X: X coordinate of space

Y : 공간의 Y 좌표Y: Y coordinate of space

K : 코닉(Conic) 상수K: Conic constant

A: 비구면 4차 계수A: aspherical fourth order coefficient

B: 비구면 6차 계수B: aspherical 6th order coefficient

C: 비구면 8차 계수C: Aspheric Eighth Coefficient

D: 비구면 10차 계수D: aspherical tenth order coefficient

이러한 수학식1에 따라 산출되는 본 발명의 실시예에 따른 비구면의 계수는 다음 표 2와 같다.Aspheric coefficients according to the embodiment of the present invention calculated according to Equation 1 are shown in Table 2 below.

제11면의 비구면 계수Aspheric coefficient of the eleventh aspect 제12면의 비구면 계수Aspheric coefficient of the twelfth aspect KK -0.586098E+32-0.586098E + 32 9.5890069.589006 AA 0.396141E-040.396141E-04 0.328938E-040.328938E-04 BB -0.892564E-07-0.892564E-07 -0.107254E-06-0.107254E-06 CC 0.158597E-090.158597E-09 0.777952E-100.777952E-10 DD 0.359869E-130.359869E-13 0.330572E-120.330572E-12

이러한 실시예값에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 투사 렌즈에서, 제1 렌즈(1)는 물체측면(r1)과 상측면(r2)의 곡률 반경이 +의 값을 가지는 형상이고, 제2 렌즈(2)도 물체측면(r3)과 상측면(r4)의 곡률 반경이 +의 값을 가지는 형상이며, 제3 렌즈(3)는 물체측면(r5)의 곡률 반경은 +값이고 상측면(r6)의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이고, 제4 렌즈(4)도 물체측면(r7)의 곡률 반경은 +값이고 상측면(r8)의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이며, 제5 렌즈(5)는 물체측면(r9)과 상측면(r10)의 곡률 반경이 +의 값을 가지는 형상이고, 제6 렌즈(6) 및 제7 렌즈(7)도 물체측면(r11)과 상측면(r12)의 곡률 반경이 +의 값을 가지는 형상이다.According to this embodiment value, in the projection lens according to the embodiment of the present invention, the first lens 1 has a shape in which the radius of curvature of the object side surface r1 and the image side surface r2 has a value of +, and the second lens (2) is also a shape in which the radius of curvature of the object-side surface (r3) and the image-side surface (r4) has a value of +, the third lens (3) has a radius of curvature of the object-side surface (r5) is a positive value and the image-side surface (r6) ) Has a radius of curvature, the fourth lens 4 also has a radius of curvature of the object side surface r7 and a radius of curvature of the image side surface r8 having a value of −. 5 The lens 5 has a shape in which the radius of curvature of the object-side surface r9 and the image-side surface r10 has a value of +, and the sixth lens 6 and the seventh lens 7 also have an image with the object-side surface r11. The radius of curvature of the side surface r12 is a shape having a value of +.

제7 렌즈(7)의 물체측면(r15) 및 상측면(r16)의 곡률 반경은 +의 값을 가지는 형상이며, 제8 렌즈(9)는 물체측면(r18)의 곡률 반경은 -값이고 상측면(r19)의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이고, 제9 렌즈(10)도 물체측면(r19)의 곡률 반경은 -값이고 상측면(r20)의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이며, 제10 렌즈(11)는 물체측면(r21)의 곡률 반경은 -값이고 상측면(r22)의 곡률 반경은 +의 값을 가지는 형상이고, 제11 렌즈(12)는 물체측면(r22)의 곡률 반경은 +값이고 상측면(r23)의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이다. 여기서 제8 렌즈(8)의 상측면(r19)과 제9 렌즈(9)의 물체측면(r19)이 접합되어 있으며, 제10 렌즈(11)의 상측면(r22)과 제11 렌즈(12)의 물체측면(r22)이 접합되어 있다. 그리고 제12 렌즈(13)는 물체측면(r24)의 곡률 반경은 +값이고 상측면(r25)의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이다.The radius of curvature of the object-side surface r15 and the image-side surface r16 of the seventh lens 7 has a shape having a positive value, and the radius of curvature of the eighth lens 9 has a negative value and the image The radius of curvature of the side surface r19 is a shape having a value of-, and the radius of curvature of the object-side surface r19 of the ninth lens 10 also has a value of-and the radius of curvature of the image side surface r20 has a value of-. The radius of curvature of the object-side surface r21 is-value, and the radius of curvature of the image-side surface r22 is +, and the tenth lens 11 has the shape of the object-side surface r22. The radius of curvature of + is the shape and the radius of curvature of the upper surface r23 is a shape having a value of-. Here, the image side surface r19 of the eighth lens 8 and the object side surface r19 of the ninth lens 9 are bonded to each other, and the image side surface r22 and the eleventh lens 12 of the tenth lens 11 are bonded to each other. The object side surface r22 of is joined. The twelfth lens 13 has a shape in which the radius of curvature of the object-side surface r24 has a value of + and the radius of curvature of the image-side surface r25 has a value of −.

도 3에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 대화각 투사 렌즈의 구면, 비점 및 왜곡 수차 특성이 도시되어 있다.Fig. 3 shows the spherical, boiling point and distortion aberration characteristics of the large-angle projection lens according to the embodiment of the present invention made up of these embodiment values.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 투사 렌즈는 LCD 화소 12㎛의 해상도인 42Ip/㎜를 만족시키는 렌즈로서 사용될 수 있으며, WXGA급 해상도를 50" 스크린에충분히 구현할 수 있고, 특히, 작은 왜곡값을 가지는 화상 정보를 스크린에 재현시키는 것이 가능하다.The projection lens according to the exemplary embodiment of the present invention can be used as a lens satisfying 42 Ip / mm, which is a resolution of 12 μm of LCD pixels, and can realize a WXGA-level resolution sufficiently on a 50 ”screen, and particularly, has a small distortion value. It is possible to reproduce the image information on the screen.

본 발명은 위에 기술된 실시예에 한정되지 않고 다음에 기술되는 청구 범위 내에서 다양한 변경 및 변화가 가능하다.The invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible within the scope of the following claims.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따라, 긴 뒷초점 거리와 넓은 화각을 확보하면서 수차 보정이 용이한 대화각 투사 렌즈를 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to provide a large-angle projection lens that is easy to correct aberration while ensuring a long back focal length and a wide field of view.

또한, 렌즈의 앞면(첫번째 렌즈면)에서부터 스크린이 놓여지는 위치까지의 물체 거리를 최소하면서 대화각이 81°정도 됨으로써, 스크린에 표시되는 화상 영역이 넓어지게 된다.In addition, by minimizing the object distance from the front surface of the lens (the first lens surface) to the position where the screen is placed, the interactive angle is about 81 °, thereby widening the image area displayed on the screen.

Claims (5)

프로젝터의 투사 렌즈로서,As the projection lens of the projector, 물체측으로부터 순서대로In order from the object side 부의 굴절력을 가지는 전군 렌즈군; 및All lens group having negative refractive power; And 정의 굴절력을 가지는 후군 렌즈군을 포함하고,Including a rear lens group having positive refractive power, 상기 전군 렌즈군은 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 매니스커스 (meniscus) 렌즈인 제1 렌즈, 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 제2 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제3 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제4 렌즈, 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 제5 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제6 렌즈, 프리즘을 포함하며,The entire lens group includes a first lens having a negative refractive power and a concave meniscus lens, a second lens having a negative refractive power and a concave image side, a third lens having positive refractive power and convex both sides, and a positive refractive power. A fourth lens having a convex on both sides, a fifth lens having a negative refractive power, and a concave fifth lens having a positive refractive power, a sixth lens having a positive refractive power and a concave meniscus lens, and a prism; 상기 후군 렌즈군은 정의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제7 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 상측면이 볼록한 제8 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 상측면이 볼록한 메니스커스 렌즈이고 제8 렌즈와 접합되어 있는 제9 렌즈, 부의 굴절력을 가지며 상측면이 오목한 메니스커스 렌즈인 제10 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록하고 제10 렌즈와 접합되어 있는 제11 렌즈, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 제12 렌즈를 포함하는 대화각 투사 렌즈.The rear lens group has a seventh lens having a positive refractive power and a concave meniscus lens, an eighth lens having a positive refractive power and a convex image side, a meniscus lens having a positive refractive power and a convex image side and an eighth lens. A ninth lens bonded to the lens; a tenth lens having negative refractive power and a concave image side; a tenth lens having positive refractive power; and an eleventh lens convex on both sides, and having a positive refractive power; An interactive projection lens comprising a convex twelfth lens. 제1항에 있어서The method of claim 1 상기 투사렌즈는 다음의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 대화각 투사렌즈The projection lens, characterized in that for satisfying the following conditions Gindi : i(i=1.2.…)번째 렌즈의 굴절률Gindi: refractive index of the i (i = 1.2 ....) th lens Givdi : i번째 렌즈의 분산값Givdi: variance of the i th lens 제1항에 있어서The method of claim 1 상기 투사렌즈는 다음의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 대화각 투사 렌즈The projection lens, characterized in that for satisfying the following conditions 제1항에 있어서The method of claim 1 상기 제7 렌즈와 제8 렌즈 사이에 조리개가 위치되며,An aperture is positioned between the seventh and eighth lenses. 상기 투사 렌즈는 다음의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 대화각 투사 렌즈The projection lens is characterized in that the projection lens satisfies the following conditions TP : 전군 렌즈군의 거리의 합TP: Sum of distances of all lens groups TBS : 후군 렌즈군의 거리의 합TBS: Sum of distances of the rear lens group d16 : 제7렌즈의 상측면과 조리개 사이의 거리d16: distance between the image side surface of the seventh lens and the iris d17 : 조리개와 제8렌즈의 물체측면 사이의 거리d17: distance between the iris and the object side surface of the eighth lens bf1 : 뒷초점거리bf1: back focal length 제1항에 있어서The method of claim 1 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제5 렌즈, 제6렌즈는 물체측면과 상측면의 곡률 반경이 +의 값을 가지는 형상이고, 제3 렌즈, 제4 렌즈는 물체측면의 곡률 반경은 +값이고 상측면의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이며,The first lens, the second lens, the fifth lens, and the sixth lens have a radius of curvature of an object side surface and an image side surface of +, and a radius of curvature of an object side surface of a third lens and a fourth lens of + And the radius of curvature of the upper side is a shape having a value of-, 상기 제7 렌즈는 물체측면과 상측면의 곡률 반경이 +의 값을 가지는 형상이고. 제8 렌즈, 및 제9 렌즈는 물체측면의 곡률 반경은 -값이고 상측면의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이며, 제10 렌즈는 물체측면의 곡률 반경은 -값이고 상측면의 곡률 반경은 +의 값을 가지는 형상이며, 제11 렌즈 및 제12 렌즈는 물체측면의 곡률 반경은 +값이고 상측면의 곡률 반경은 -의 값을 가지는 형상이며, 상기 제10 렌즈의 상측면과 제11 렌즈의 물체측면이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 대화각 투사 렌즈.The seventh lens has a shape in which the radius of curvature of the object side surface and the image side surface has a positive value. The eighth lens and the ninth lens have a shape in which the radius of curvature of the object side is-value and the radius of curvature of the image side is-, and the tenth lens is a radius of curvature of the object side and- Is a shape having a value of +, the radius of curvature of the object-side surface of the eleventh lens and the twelfth lens has a value of + value and the radius of curvature of the image-side surface of the lens has a value of-, and the image and the eleventh lens of the tenth lens A large-angle projection lens characterized in that the object side of the lens is bonded.
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