JPH11142731A - Projection lens and projection device having same - Google Patents

Projection lens and projection device having same

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JPH11142731A
JPH11142731A JP31047397A JP31047397A JPH11142731A JP H11142731 A JPH11142731 A JP H11142731A JP 31047397 A JP31047397 A JP 31047397A JP 31047397 A JP31047397 A JP 31047397A JP H11142731 A JPH11142731 A JP H11142731A
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JP
Japan
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lens
lens group
projection
screen
projection lens
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JP31047397A
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Takeshi Wada
健 和田
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To convert the scan rate of a projection device by a projection lens of simple constitution. SOLUTION: This is a projection lens used for a projection device in which a conjugation distance between an original image displayed on a liquid crystal display element LC and a screen SC where the original image is projected, is substantially fixed and is provided with a 1st lens group I with negative refracting power and a 2nd lens group II with positive refracting power in order from the side of the screen SC, when the projection magnification is transited relatively from high magnification to low magnification, the 1st lens group I is fixed and the 2nd lens group II is moved toward the screen SC side to switch a focal distance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は投射レンズに関し、
特に、原画像とスクリーンの共役距離が有限距離にて実
質的に固定されたリヤプロジェクション装置に好適に用
いられるものである。
The present invention relates to a projection lens,
In particular, it is suitably used for a rear projection device in which the conjugate distance between the original image and the screen is substantially fixed at a finite distance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CRTや液晶表示素子に表示され
る原画像を、投射レンズによって、有限距離に固定され
たスクリーンに背面投射するリヤプロジェクションテレ
ビが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a rear projection television in which an original image displayed on a CRT or a liquid crystal display element is rear-projected onto a screen fixed at a finite distance by a projection lens.

【0003】図9は一般的なリアプロジェクションテレ
ビの概略構成図である。図9に示したリアプロジェクシ
ョンテレビは、筐体1内に配置された画像表示手段2、
投射レンズ3、反射ミラー4、スクリーン5等により構
成されている。画像表示手段2に表示された原画像から
の光は、投射レンズ3によって拡大され、反射ミラー4
を介してスクリーン5に投射される。スクリーン5は、
不図示のフレネルレンズとレンチキュラレンズとにより
構成されており、使用者はスクリーン5の正面位置で明
るい画像を観察できる。
FIG. 9 is a schematic structural view of a general rear projection television. The rear projection television shown in FIG. 9 includes an image display unit 2 disposed in a housing 1,
It is composed of a projection lens 3, a reflection mirror 4, a screen 5, and the like. The light from the original image displayed on the image display means 2 is magnified by the projection lens 3 and
Is projected on the screen 5 via the. Screen 5
It is composed of a Fresnel lens and a lenticular lens (not shown), and the user can observe a bright image at a position in front of the screen 5.

【0004】一方、近年では画像表示手段(具体的には
CRTや液晶表示素子等)の高精細化に伴って、テレビ
ジョン用の動画(NTSC画像)の表示のみならず、コ
ンピュータ用の静止画(VGA,XGA等)を投射する
ことのできるプロジェクション装置が求められている。
On the other hand, in recent years, as image display means (specifically, a CRT, a liquid crystal display element, or the like) has become higher definition, not only display of moving images (NTSC images) for television but also still images for computers. There is a need for a projection device that can project (VGA, XGA, etc.).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テレビ
用のNTSC画像とコンピュータ用の静止画とでは解像
度が異なるため、従来の装置で各々の画像をスクリーン
に対して同じサイズで投射するには、スキャンコンバー
タを用いてスキャン率の変換を行なう必要があった。例
えば、NTSC画像とVGA画像の双方を同じサイズで
スクリーン上に表示するには、NTSC画像はオーバー
スキャンで表示し、VGA画像はアンダースキャンで表
示するよう信号変換処理を行なわねばならない。ところ
が、画像信号を変換処理するためのスキャンコンバータ
は高価なため、プロジェクション装置自体のコスト上昇
の要因となっていた。
However, since the resolution is different between an NTSC image for a television and a still image for a computer, it is necessary to use a conventional apparatus to project each image to the screen at the same size. It was necessary to convert the scan rate using a converter. For example, in order to display both an NTSC image and a VGA image on the screen at the same size, a signal conversion process must be performed so that the NTSC image is displayed by overscan and the VGA image is displayed by underscan. However, since a scan converter for converting an image signal is expensive, the cost of the projection apparatus itself has been increased.

【0006】本発明は、スキャン率の変換を変倍によっ
て実現する簡易な構成の投射レンズを提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a projection lens having a simple configuration that realizes conversion of a scan rate by scaling.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、原画像と該原画像が投射されるスクリー
ン間の共役距離が実質的に固定されたプロジェクション
装置に用いられる投射レンズであって、前記スクリーン
側から順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の
第2レンズ群を有し、投射倍率を相対的に高倍から低倍
に遷移させる際、前記第1レンズ群を固定し、前記第2
レンズ群を前記スクリーン側に移動させることにより、
焦点距離を切り替えることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a projection lens used in a projection apparatus in which a conjugate distance between an original image and a screen on which the original image is projected is substantially fixed. There is a first lens unit having a negative refractive power and a second lens unit having a positive refractive power in order from the screen side. When the projection magnification is relatively changed from a high magnification to a low magnification, the first lens group is used. Fixing the lens group,
By moving the lens group to the screen side,
It is characterized by switching the focal length.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1,3,5,7は、本発明の数
値実施例1〜4の投射レンズの断面図である。
1, 3, 5, and 7 are sectional views of projection lenses according to Numerical Examples 1 to 4 of the present invention.

【0009】各図において、Iは正の屈折力の第1レン
ズ群、IIは負の屈折力の第2レンズ群、IIIは正の
屈折力の第3レンズ群、STは絞りである。そしてLC
は液晶表示素子、SCは液晶表示素子LCに表示された
原画像が投射されるスクリーン、CGはカバーガラスで
ある。液晶表示素子LCは、不図示の照明系によりケー
ラー照明される透過型の素子である。
In each figure, I is a first lens group having a positive refractive power, II is a second lens group having a negative refractive power, III is a third lens group having a positive refractive power, and ST is a stop. And LC
Denotes a liquid crystal display element, SC denotes a screen on which an original image displayed on the liquid crystal display element LC is projected, and CG denotes a cover glass. The liquid crystal display element LC is a transmissive element that is subjected to Koehler illumination by an illumination system (not shown).

【0010】各数値実施例の投射レンズは、原画像とス
クリーンの間隔が有限距離にて実質的に固定されたリヤ
プロジェクション装置用の投射レンズであり、第2レン
ズ群IIを光軸方向に移動させることにより、2つの焦
点距離(以後便宜上、焦点距離の短い方を広角端、長い
方を望遠端という)の間で焦点距離を切り替え、投射倍
率を遷移させている。なお各数値実施例とも、広角端か
ら望遠端への切り替えに際し、第2レンズ群IIは図示
のようにスクリーン側に移動するが、第1レンズ群I及
び第3レンズ群IIIは固定である。
The projection lens of each numerical example is a projection lens for a rear projection apparatus in which the distance between the original image and the screen is substantially fixed at a finite distance, and moves the second lens group II in the optical axis direction. By doing so, the focal length is switched between two focal lengths (hereinafter, for convenience, the shorter focal length is referred to as the wide-angle end, and the longer focal length is referred to as the telephoto end), thereby shifting the projection magnification. In each numerical example, when switching from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group II moves to the screen side as illustrated, but the first lens group I and the third lens group III are fixed.

【0011】このように本実施形態の投射レンズは、第
2レンズ群IIを移動させるだけの簡単な構成で投射倍
率を遷移させ、解像度の異なった複数種の画像のスキャ
ン率を変換することができる。本実施形態の投射レンズ
は、図9に示したような一般的なリアプロジェクション
テレビに用いることができる。
As described above, the projection lens of the present embodiment can change the scanning magnification of a plurality of types of images having different resolutions by changing the projection magnification with a simple configuration that only moves the second lens group II. it can. The projection lens of the present embodiment can be used for a general rear projection television as shown in FIG.

【0012】以下本発明の投射レンズを実現する上で更
に望ましい形態を併記する。 (a)各数値実施例において、第1レンズ群Iは、最も
スクリーン側に位置するレンズの液晶表示素子LC側の
強い凹面(第2面)を非球面としている。非球面の形状
は、凹レンズで発生する樽型の歪曲を緩和するよう、周
辺で負の屈折力が弱まる形状になっている。 (b)リアプロジェクション装置では、投射レンズの焦
点距離が短いほど、すなわち広画角であるほどスクリー
ンまでの共役距離が短縮でき小型化が可能になる。しか
しながら、収差補正の観点から見れば、第1レンズ群I
は軸外斜光束を極力緩やかに屈曲させることが望まし
い。このため各数値実施例においては、第1レンズ群I
を構成する少なくとも2枚のレンズをスクリーンSC側
に凸面を向けた負メニスカスレンズで構成し、良好に収
差の発生を抑えている。 (c)液晶表示素子LCからの光を効率よくスクリーン
へ投射するためには、液晶表示素子LC側から見た投射
レンズの瞳位置が無限遠方になるよう、換言すれば液晶
表示素子LC側に実質的にテレセントリックになるよう
投射レンズを構成するのが望ましい。このため、各数値
実施例の投射レンズにおいては、絞りSTより液晶表示
素子LC側のレンズ全体の広角端における焦点距離をf
r、また絞りSTから絞りSTより液晶表示素子LC側
のレンズ全体の前側主点までの距離をLとしたとき、 0.85 < L/fr < 1.0 (1) なる条件式を満足するよう各レンズ群を構成している。
Hereinafter, more preferable embodiments for realizing the projection lens of the present invention will be described. (A) In each numerical example, the first lens group I has a strong concave surface (second surface) on the liquid crystal display element LC side of the lens located closest to the screen as an aspheric surface. The shape of the aspheric surface is such that the negative refractive power is weakened in the periphery so as to reduce barrel distortion generated by the concave lens. (B) In the rear projection device, the shorter the focal length of the projection lens, that is, the wider the angle of view, the shorter the conjugate distance to the screen and the smaller the size. However, from the viewpoint of aberration correction, the first lens group I
It is desirable that the off-axis oblique light beam be bent as gently as possible. Therefore, in each numerical example, the first lens unit I
Is constituted by a negative meniscus lens having a convex surface facing the screen SC side, and the occurrence of aberration is favorably suppressed. (C) In order to efficiently project the light from the liquid crystal display element LC onto the screen, the pupil position of the projection lens as viewed from the liquid crystal display element LC is located at infinity, in other words, on the liquid crystal display element LC side. It is desirable to configure the projection lens to be substantially telecentric. Therefore, in the projection lens of each numerical example, the focal length at the wide-angle end of the entire lens on the liquid crystal display element LC side from the stop ST is f.
r, and when the distance from the stop ST to the front principal point of the entire lens on the liquid crystal display element LC side from the stop ST is L, the conditional expression 0.85 <L / fr <1.0 (1) is satisfied. Each lens group is constituted as follows.

【0013】条件式(1)の下限を越えると瞳位置が比
較的近くなるため、照明系とのマッチングが悪くなり、
スクリーンSC上の周辺の画像の照度が低下するといっ
た問題が生ずる。特に、マイクロレンズを用いる単板方
式プロジェクションテレビでは、色むら等の現象が発生
し良くない。また条件式(1)の上限を越えると絞りS
Tより液晶表示素子LC側のレンズ全体の屈折力が強く
なり過ぎ、収差補正が困難になるので好ましくない。 (d)第3レンズ群IIIは、小型化とテレセントリッ
ク性(瞳位置の無限遠化)の両立のため、条件式(1)
を満たす範囲内にて強い正の屈折力を有することが望ま
しい。第3レンズ群IIIは液晶表示素子LCに最も近
接しているので、軸外の像面特性への影響が大きく、強
い正の屈折力成分を収差上打ち消す負の屈折作用面が必
要である。この負の屈折作用面前後において主光線が、
液晶表示素子LC側では平行に近く、スクリーンSC側
ではコンセントリックである方が望ましいので、スクリ
ーンSC側に強い凹面を有した負レンズが効果的であ
る。ここで「強い凹面」とは、そのレンズを構成する2
つの屈折作用面を比較した場合の相対的なものである。 (e)各数値実施例の投射レンズは、第1レンズ群I及
び第2レンズ群IIの広角端における近軸横倍率をそれ
ぞれβ1w,β2w、変倍比(スキャン率)をZ、第2
レンズ群IIの広角端から望遠端への移動量をM、第1
レンズ群IのスクリーンSC側焦点からスクリーンSC
までの距離をx、第1レンズ群I及び第2レンズ群II
の焦点距離をそれぞれf1,f2、第1レンズ群Iと第
2レンズ群IIの主点間隔をewとするとき、
If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, the pupil position will be relatively close, and the matching with the illumination system will be poor.
There is a problem that the illuminance of the peripheral image on the screen SC is reduced. In particular, in a single-panel projection television using microlenses, phenomena such as color unevenness are not good. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the stop S
The refractive power of the entire lens on the liquid crystal display element LC side from T becomes too strong, which makes it difficult to correct aberrations, which is not preferable. (D) The third lens group III is conditional expression (1) in order to achieve both miniaturization and telecentricity (pupil position at infinity).
It is desirable to have a strong positive refractive power within a range satisfying the following. Since the third lens group III is closest to the liquid crystal display element LC, it greatly affects off-axis image plane characteristics, and requires a negative refracting surface which cancels out a strong positive refractive power component on an aberration basis. The chief ray before and after this negative refraction surface,
Since it is desirable that the liquid crystal display element LC is close to parallel and that the screen SC is concentric, a negative lens having a strong concave surface on the screen SC is effective. Here, the “strong concave surface” refers to 2 which constitutes the lens.
This is a relative value when two refraction surfaces are compared. (E) In the projection lens of each numerical example, the paraxial lateral magnifications of the first lens group I and the second lens group II at the wide-angle end are β1w and β2w, the zoom ratio (scan ratio) is Z, and
The amount of movement of the lens group II from the wide-angle end to the telephoto end is represented by M,
From the screen SC side focus of the lens group I to the screen SC
X, the first lens group I and the second lens group II
Are respectively f1 and f2, and the distance between the principal points of the first lens group I and the second lens group II is ew,

【0014】[0014]

【外2】 M=f2×β2w×(1−Z) (3) β1w=f1/x (4) ew=f1+f2−f1×β1w−f2/β2w (5) なる関係を満足している。[Outside 2] M = f2 × β2w × (1-Z) (3) β1w = f1 / x (4) ew = f1 + f2-f1 × β1w-f2 / β2w (5)

【0015】ここで、プロジェクション装置のスキャン
率の変化は、投射レンズの倍率変化で10%程度であ
る。つまり、式(2),(3)から第2レンズ群IIが
使用する近軸横倍率は等倍近辺となることが分かり、逆
に第2レンズ群IIの位置敏感度は低くなることが分か
る。したがって、多少第2レンズ群IIを移動させても
ピントの変化が少なく、ピント補正のために他のレンズ
群を移動させる必要がないので非常に好都合である。こ
のため、本実施形態の投射レンズを図9に示すようなリ
ヤプロジェクションテレビに組み込んだ際も、第2レン
ズ群IIの位置の調整で投射倍率の微調整が行える。 (f)原画像(液晶表示素子)とスクリーンの共役距離
のピント調整は、投射レンズ全系若しくは第3レンズ群
を光軸方向に移動させて行なうことが望ましい。スクリ
ーンサイズが変わり、フォーカスする際に画像の劣化が
生ずる場合は、第1レンズ群内のフローテイング機構に
より補正することが望ましい。
Here, the change in the scan rate of the projection device is about 10% due to the change in magnification of the projection lens. That is, from the equations (2) and (3), it can be seen that the paraxial lateral magnification used by the second lens group II is near unity, and conversely, the position sensitivity of the second lens group II is low. . Therefore, even if the second lens group II is slightly moved, the change in focus is small, and it is not necessary to move another lens group for focus correction, which is very convenient. Therefore, even when the projection lens of this embodiment is incorporated in a rear projection television as shown in FIG. 9, fine adjustment of the projection magnification can be performed by adjusting the position of the second lens group II. (F) It is desirable to adjust the focus of the conjugate distance between the original image (liquid crystal display element) and the screen by moving the entire projection lens system or the third lens group in the optical axis direction. If the screen size changes and the image deteriorates during focusing, it is desirable to correct the image by a floating mechanism in the first lens group.

【0016】このように各数値実施例の投射レンズは、 (a)第1レンズ群が少なくとも1つの非球面を有する
こと (b)第1レンズ群をスクリーン側に凸面を向けた複数
の負メニスカスレンズで構成すること (c)条件式(1)を満足すること (d)正の屈折力の第3レンズ群が、スクリーン側に強
い凹面を有する負レンズを有すること (e)条件式(2)〜(5)を満足すること (f)投射レンズ全系若しくは第3レンズ群を光軸方向
に移動させてピント調整を行なうこと なる各要件を全て満足しているが、本発明の投射レンズ
においては上記各要件の少なくとも1つを満足するだけ
でも、それぞれの要件の効果が期待できる。
As described above, the projection lens of each numerical example includes: (a) the first lens group has at least one aspherical surface; and (b) a plurality of negative meniscus lenses having the first lens group having a convex surface facing the screen. (C) Conditional expression (1) must be satisfied. (D) The third lens unit having a positive refractive power has a negative lens having a strong concave surface on the screen side. (E) Conditional expression (2) (F) Satisfy all of the requirements for moving the entire projection lens system or the third lens group in the optical axis direction to perform focus adjustment, but satisfy the requirements of the projection lens of the present invention. In, even if only at least one of the above requirements is satisfied, the effect of each requirement can be expected.

【0017】次に各数値実施例毎の説明を行なう。Next, each numerical embodiment will be described.

【0018】(数値実施例1)表1に図1に示した数値
実施例1の投射レンズの数値データを示す。表中、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は第i番目と第i+1番目のレンズ面間の間
隔、niは第i番目のレンズを構成するガラスのd線に
対する屈折率、νiは第i番目のレンズを構成するガラ
スのアッベ数を表す。
(Numerical Example 1) Table 1 shows numerical data of the projection lens of Numerical Example 1 shown in FIG. In the table, ri
Is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the screen side, di is the distance between the i-th and (i + 1) -th lens surfaces, ni is the refractive index for the d-line of the glass constituting the i-th lens, and νi Represents the Abbe number of the glass constituting the i-th lens.

【0019】非球面形状は、光軸方向にX軸、光軸と垂
直な方向にY軸、光の進行方向を正とし、レンズの頂点
とX軸の交点を原点にとり、rをレンズ面の近軸曲率半
径、k,B,C,D,Eを非球面係数とするとき、
The aspherical shape has an X axis in the optical axis direction, a Y axis in a direction perpendicular to the optical axis, a positive traveling direction of light, a point of intersection between the vertex of the lens and the X axis as an origin, and r as the surface of the lens. When the paraxial radius of curvature, k, B, C, D, and E are aspheric coefficients,

【0020】[0020]

【外3】 なる式で表せる。[Outside 3] Can be expressed as

【0021】また、『D−03』等の表示は、『1
-3』を意味し、長さの単位は(mm)である。
The indication of "D-03" is "1".
0 -3 ], and the unit of length is (mm).

【0022】図2に共役距離820mmの場合の本実施
例の投射レンズの収差図を示す。図2(a)は広角端、
図2(b)は望遠端における諸収差図である。なお、本
実施例では、フォーカスの調整は投射レンズ全系を繰り
出して行っている。
FIG. 2 shows an aberration diagram of the projection lens of this embodiment when the conjugate distance is 820 mm. FIG. 2A shows the wide-angle end,
FIG. 2B is a diagram showing various aberrations at the telephoto end. In this embodiment, the focus adjustment is performed by extending the entire projection lens system.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】(数値実施例2)表2に図3に示した数値
実施例2の投射レンズの数値データを示す。表中の符号
の意味は、数値実施例1と同様であるので説明を省略す
る。
(Numerical Embodiment 2) Table 2 shows numerical data of the projection lens of Numerical Embodiment 2 shown in FIG. The meanings of the reference numerals in the table are the same as in Numerical Example 1, and the description is omitted.

【0025】本実施例では、第2レンズ群II中の絞り
STのスクリーンSC側の凸レンズにて発生する収差、
主にコマ収差を良好に補正するため、その凸レンズを凹
レンズとの接合レンズとしている。また、第2レンズ群
IIの先頭にスクリーンSC側に凸面を向けた負メニス
カスレンズを導入することで変倍による収差変動を抑え
ている。
In the present embodiment, the aberration generated by the convex lens on the screen SC side of the stop ST in the second lens group II,
In order to mainly correct coma well, the convex lens is a cemented lens with a concave lens. Also, by introducing a negative meniscus lens having a convex surface facing the screen SC at the head of the second lens group II, aberration fluctuation due to zooming is suppressed.

【0026】図4に共役距離820mmの場合の本実施
例の投射レンズの収差図を示す。図4(a)は広角端、
図4(b)は望遠端における諸収差図である。なお、本
実施例では、フォーカスの調整は投射レンズ全系を繰り
出して行っている。
FIG. 4 shows an aberration diagram of the projection lens of this embodiment when the conjugate distance is 820 mm. FIG. 4A shows the wide-angle end,
FIG. 4B is a diagram showing various aberrations at the telephoto end. In this embodiment, the focus adjustment is performed by extending the entire projection lens system.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】(数値実施例3)表3に図5に示した数値
実施例3の投射レンズの数値データを示す。表中の符号
の意味は、数値実施例1と同様であるので説明を省略す
る。
(Numerical Embodiment 3) Table 3 shows numerical data of the projection lens of Numerical Embodiment 3 shown in FIG. The meanings of the reference numerals in the table are the same as in Numerical Example 1, and the description is omitted.

【0029】図6に共役距離820mmの場合の本実施
例の投射レンズの収差図を示す。図6(a)は広角端、
図6(b)は望遠端における諸収差図である。なお、本
実施例では、フォーカスの調整は第3レンズ群IIIを
繰り出して行っている。
FIG. 6 shows an aberration diagram of the projection lens of this embodiment when the conjugate distance is 820 mm. FIG. 6A shows the wide-angle end,
FIG. 6B is a diagram showing various aberrations at the telephoto end. In this embodiment, the focus is adjusted by extending the third lens group III.

【0030】[0030]

【表3】 [Table 3]

【0031】(数値実施例4)表4に図7に示した数値
実施例4の投射レンズの数値データを示す。表中の符号
の意味は、数値実施例1と同様であるので説明を省略す
る。
(Numerical Embodiment 4) Table 4 shows numerical data of the projection lens of Numerical Embodiment 4 shown in FIG. The meanings of the reference numerals in the table are the same as in Numerical Example 1, and the description is omitted.

【0032】本実施例では、フォーカスの調整は第3レ
ンズ群IIIを繰り出して行っているが、スクリーンサ
イズが変わった際に発生する像面湾曲を第1レンズ群の
フローテイング機構により補正している。
In this embodiment, the focus is adjusted by extending the third lens group III. However, the curvature of field generated when the screen size changes is corrected by the floating mechanism of the first lens group. I have.

【0033】図8に共役距離931mmの場合の本実施
例の投射レンズの収差図を示す。図8(a)は広角端、
図8(b)は望遠端における諸収差図である。
FIG. 8 is an aberration diagram of the projection lens of this embodiment when the conjugate distance is 931 mm. FIG. 8A shows the wide-angle end,
FIG. 8B is a diagram showing various aberrations at the telephoto end.

【0034】[0034]

【表4】 [Table 4]

【0035】次に各数値実施例毎のL/frの値を表5
に示す。
Table 5 shows the value of L / fr for each numerical example.
Shown in

【0036】[0036]

【表5】 [Table 5]

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スキャン率の変換を簡易な構成の投射レンズによって実
現できる。
As described above, according to the present invention,
The conversion of the scan rate can be realized by a projection lens having a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】数値実施例1の投射レンズの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a projection lens of Numerical Example 1.

【図2】数値実施例1の投射レンズの広角端と望遠端の
諸収差図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating various aberrations of the projection lens of Numerical Example 1 at a wide-angle end and a telephoto end.

【図3】数値実施例2の投射レンズの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a projection lens according to Numerical Example 2.

【図4】数値実施例2の投射レンズの広角端と望遠端の
諸収差図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations of the projection lens of Numerical Example 2 at the wide-angle end and the telephoto end.

【図5】数値実施例3の投射レンズの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a projection lens of Numerical Example 3;

【図6】数値実施例3の投射レンズの広角端と望遠端の
諸収差図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations of the projection lens of Numerical Example 3 at the wide-angle end and the telephoto end.

【図7】数値実施例4の投射レンズの断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a projection lens of Numerical Example 4.

【図8】数値実施例4の投射レンズの広角端と望遠端の
諸収差図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating various aberrations of the projection lens of Numerical Example 4 at the wide-angle end and the telephoto end.

【図9】一般的なリアプロジェクションテレビの概略構
成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a general rear projection television.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

I 第1レンズ群 II 第2レンズ群 III 第3レンズ群 LC 液晶表示素子 SC スクリーン ST 絞り I first lens group II second lens group III third lens group LC liquid crystal display element SC screen ST stop

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原画像と該原画像が投射されるスクリー
ン間の共役距離が実質的に固定されたプロジェクション
装置に用いられる投射レンズであって、前記スクリーン
側から順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の
第2レンズ群を有し、投射倍率を相対的に高倍から低倍
に遷移させる際、前記第1レンズ群を固定し、前記第2
レンズ群を前記スクリーン側に移動させることにより、
焦点距離を切り替えることを特徴とする投射レンズ。
1. A projection lens for use in a projection apparatus in which a conjugate distance between an original image and a screen on which the original image is projected is substantially fixed, wherein the projection lens has a negative refractive power in order from the screen side. A first lens group, a second lens group having a positive refractive power, and when the projection magnification is relatively changed from a high magnification to a low magnification, the first lens group is fixed and the second lens group is fixed.
By moving the lens group to the screen side,
A projection lens characterized by switching a focal length.
【請求項2】 絞りより原画像側のレンズ全体の広角端
における焦点距離をfr、前記絞りから前記絞りより原
画像側のレンズ全体の前側主点までの距離をLとしたと
き、 0.85 < L/fr < 1.0 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1項記載
の投射レンズ。
2. When the focal length at the wide-angle end of the entire lens on the original image side from the stop is fr, and the distance from the stop to the front principal point of the entire lens on the original image side from the stop is L, 0.85. The projection lens according to claim 1, wherein a conditional expression of <L / fr <1.0 is satisfied.
【請求項3】 前記第1レンズ群は、少なくとも1面の
非球面を有することを特徴とする特許請求の請求項1乃
至2記載の投射レンズ。
3. The projection lens according to claim 1, wherein the first lens group has at least one aspherical surface.
【請求項4】 前記第1レンズ群は、スクリーン側に凸
面を向けた負メニスカスレンズを最もスクリーン側に有
し、該負メニスカスレンズの原画像側は非球面であるこ
とを特徴とする請求項3記載の投射レンズ。
4. The first lens group has a negative meniscus lens having a convex surface facing the screen side closest to the screen side, and the original image side of the negative meniscus lens is aspherical. 3. The projection lens according to 3.
【請求項5】 前記第1レンズ群は、スクリーン側に凸
面を向けた少なくとも2枚の負メニスカスレンズを有し
ていることを特徴とする請求項1乃至4記載の投射レン
ズ。
5. The projection lens according to claim 1, wherein the first lens group includes at least two negative meniscus lenses whose convex surfaces face the screen.
【請求項6】 正の屈折力の第3レンズ群を有すること
を特徴とする請求項1乃至5記載の投射レンズ。
6. The projection lens according to claim 1, further comprising a third lens group having a positive refractive power.
【請求項7】 前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の
正レンズと少なくとも1枚の負レンズとを有し、該負レ
ンズはスクリーン側に強い凹面を有することを特徴とす
る請求項6記載の投射レンズ。
7. The third lens group according to claim 6, wherein the third lens group has at least one positive lens and at least one negative lens, and the negative lens has a strong concave surface on the screen side. Projection lens.
【請求項8】 前記第3レンズ群を光軸上移動させて、
ピント調整を行うことを特徴とする請求項6,7項記載
の投射レンズ。
8. moving the third lens group on the optical axis,
8. The projection lens according to claim 6, wherein focus adjustment is performed.
【請求項9】 前記スクリーンのサイズが変化した際、
前記第1レンズ群内のフローティング機構を利用して、
前記スクリーン上の像面の劣化を補正することを特徴と
する請求項1乃至8項記載の投射レンズ。
9. When the size of the screen changes,
Using the floating mechanism in the first lens group,
9. The projection lens according to claim 1, wherein deterioration of an image plane on the screen is corrected.
【請求項10】 前記第1レンズ群及び第2レンズ群の
広角端における近軸横倍率をそれぞれβ1w,β2w、
変倍比をZ、前記第2レンズ群の広角端から望遠端への
移動量をM、前記第1レンズ群の前記スクリーン側焦点
から前記スクリーンまでの距離をx、前記第1レンズ群
及び第2レンズ群の焦点距離をそれぞれf1,f2、前
記第1レンズ群と第2レンズ群間の主点間隔をewとす
るとき、 【外1】 M=f2×β2w×(1−Z) β1w=f1/x ew=f1+f2−f1×β1w−f2/β2w なる関係を満足することを特徴とする請求項1乃至9記
載の投射レンズ。
10. The paraxial lateral magnifications of the first lens group and the second lens group at the wide-angle end are respectively β1w, β2w,
The zoom ratio is Z, the amount of movement of the second lens group from the wide-angle end to the telephoto end is M, the distance from the screen-side focal point of the first lens group to the screen is x, the first lens group and the When the focal lengths of the two lens groups are f1 and f2, respectively, and the distance between the principal points between the first lens group and the second lens group is ew, The projection lens according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied: M = f2 × β2w × (1-Z) β1w = f1 / x ew = f1 + f2-f1 × β1w-f2 / β2w
【請求項11】 請求項1乃至10記載の投射レンズを
有し、該投射レンズによって、原画像をスクリーンに投
射することを特徴とするプロジェクション装置。
11. A projection apparatus, comprising: the projection lens according to claim 1; wherein the projection lens projects an original image onto a screen.
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