JP5039399B2 - Lens system - Google Patents
Lens system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5039399B2 JP5039399B2 JP2007055840A JP2007055840A JP5039399B2 JP 5039399 B2 JP5039399 B2 JP 5039399B2 JP 2007055840 A JP2007055840 A JP 2007055840A JP 2007055840 A JP2007055840 A JP 2007055840A JP 5039399 B2 JP5039399 B2 JP 5039399B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical axis
- lens group
- optical
- optical element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 167
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Description
本発明は、非円形のレンズを備えたレンズシステムに関するものである。 The present invention relates to a lens system including a non-circular lens.
特許文献1には、物体側から像面側に向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群とを有するズームレンズが記載されている。第1レンズ群は、得ようとする横長の画像の縦方向に対応した一端部および他端部をそれぞれカットしたような小判形に形成されたメニスカスレンズを有する。
特許文献2には、撮像素子と、非円形レンズを含む複数のレンズを備えた撮像装置が記載されている。撮像素子は、長方形の受光面を有し、非円形レンズは、円形レンズから受光面への結像に寄与しない部分を除去した形状を有している。すなわち、非円形レンズは、カットされている部分の直線部と、受光面の長辺とが略平行になる形状であり、2つの平行にカットされた直線部を備えている。
このように、薄型の携帯端末に搭載するなどの目的で、レンズシステムをコンパクトにすることが要求されている。そのために、長方形の受光面、または、得ようとする横長の画像にあわせて、円形のレンズのうち、結像に寄与しない部分をカットすることが知られている。特許文献2には、さらに、物体側から負−正のレトロフォーカス構成の3群構成のズームレンズを含み、薄型の要請から、ズームレンズの途中で光軸を垂直方向に折り曲げる機能を有する撮像装置が記載されている。レトロフォーカス構成では、最も被写体側に配置されたレンズの円形レンズの径が大きくなる。このため、そのレンズを非円形レンズにして、そのDカットされている部分の直線部が長方形の受光面の長辺と平行のときに、レンズの表面積を小さくできることが記載されている。
画像を表示する手段として、リアプロジェクタが知られている。特許文献3には、電気信号に応じた光学像を出力する電気光学ユニットと、この電気光学ユニットから出力された光学像を透過型スクリーンに投射する反射鏡とを有するリアプロジェクタが記載されている。このタイプのリアプロジェクタ(リアプロテレビ)において、電気光学ユニットから、後方の反射鏡に対して、投射レンズにより鋭角に光学像が出力される。
A rear projector is known as a means for displaying an image.
このタイプのリアプロジェクタにおいて、奥行きを小さくするためには、広角のレンズシステムを採用し、さらに、より鋭角に光を曲げて出力することである。広角でFナンバーの小さな明るいレンズシステムでは、レンズ径が大きくなる。このため、鋭角に光路を折り曲げようとすると、折り曲げられる前の光路に配置されたレンズと、折り曲げられた後の光路に配置されたレンズが干渉したり、一方または双方の光路にレンズが食み出す。したがって、径の大きなレンズを採用し、より鋭角に光路を曲げたレンズシステムを実現することは難しい。 In this type of rear projector, in order to reduce the depth, a wide-angle lens system is employed, and further, the light is bent and output at a more acute angle. In a bright lens system with a wide angle and a small F number, the lens diameter increases. For this reason, when the optical path is bent at an acute angle, the lens arranged in the optical path before being bent interferes with the lens arranged in the optical path after being bent, or the lens is eroded in one or both of the optical paths. put out. Therefore, it is difficult to realize a lens system that employs a lens having a large diameter and bends the optical path at an acute angle.
本発明の一態様は、光路の角度を第1の方向と第2の方向との間で変えるための光学素子と、光学素子の第1の方向に隣接して配置され、少なくとも1つのレンズが第1の光軸に沿って並んだ第1のレンズ群と、光学素子の第2の方向に配置され、少なくとも1つのレンズが第2の光軸に沿って並んだ第2のレンズ群とを有するレンズシステムである。さらに、光学素子は、第1の光軸および第2の光軸が鋭角を成すように配置され、第1のレンズ群は、光学素子に隣接して配置された非円形レンズを含む。この非円形レンズは、光学素子の側が凹で、円周上の一箇所がカットされた部分を含む全体がD字状であり、カットされた部分は光学素子の側が凹のアーチ状の形状を含む位置でカットされた部分であり、アーチ状の形状が、第1の光軸および第2の光軸を含む面に対して垂直になるように、当該レンズシステムに組み合わされている。さらに、第2のレンズ群から光学素子に至る光路は第2の光軸に対しカットされた部分の方向にシフトし、その一部は非円形レンズが円形レンズであると仮定したときの仮想部分であってアーチ状の形状の内側を通過し、光学素子から第1のレンズ群に至る光路は第1の光軸に対しカットされた部分と反対側にシフトしている。 One aspect of the present invention is an optical element for changing an angle of an optical path between a first direction and a second direction, an optical element disposed adjacent to the first direction of the optical element, and at least one lens comprising: A first lens group arranged along the first optical axis; and a second lens group arranged in the second direction of the optical element and having at least one lens arranged along the second optical axis. A lens system. Furthermore, the optical element is disposed such that the first optical axis and the second optical axis form an acute angle, and the first lens group includes a non-circular lens disposed adjacent to the optical element. The non-circular lens, the side is concave optical element, the whole including the portion where one portion is cut on the circumference is D-shaped, arcuate-shaped side is concave cut portion is an optical element the a cut part including position, the arcuate shape, so that it is perpendicular to the first optical axis and a second plane including the optical axis, are combined in the lens system. Further, the optical path from the second lens group to the optical element is shifted in the direction of the cut portion with respect to the second optical axis, and a part of the optical path is assumed when the non-circular lens is a circular lens. The optical path from the optical element to the first lens group passing through the inside of the arch shape is shifted to the side opposite to the portion cut with respect to the first optical axis.
このレンズシステムにおいては、アーチ状の形状の内側を、第2のレンズ群の光路および/または第2のレンズ群から光学素子に至る光路の一部に利用できる。したがって、第1のレンズ群および第2のレンズ群に含まれる全てのレンズが円形であれば、レンズ同士が干渉したり、一方の群のレンズが他方の群を通る光線に影響を及ぼすようなアレンジであっても、本レンズシステムであれば採用できる。このため、光線を折り曲げる光路を含むレンズシステムを、いっそうコンパクトにアレンジすることが可能であり、また、径の大きなレンズを含むレンズシステムの折り曲げ角をさらに鋭角にすることが可能となる。すなわち、このレンズシステムは、光学素子が、第1の光軸および第2の光軸が鋭角を成すように配置されているレンズシステムに適している。さらに、第1のレンズ群が負の屈折力を備え、第2のレンズ群が正の屈折力を備えているレトロフォーカスタイプのレンズシステムに適している。 In this lens system, the inside of the arcuate shape can be used as a part of the optical path of the second lens group and / or the optical path from the second lens group to the optical element. Therefore, if all the lenses included in the first lens group and the second lens group are circular, the lenses may interfere with each other, or one group of lenses may affect light rays passing through the other group. Even if it is an arrangement, this lens system can be used. For this reason, it is possible to arrange the lens system including the optical path for bending the light beam in a more compact manner, and it is possible to make the bending angle of the lens system including the lens having a large diameter even more acute. That is, this lens system is suitable for a lens system in which the optical elements are arranged such that the first optical axis and the second optical axis form an acute angle. Furthermore, it is suitable for a retrofocus type lens system in which the first lens group has a negative refractive power and the second lens group has a positive refractive power.
このレンズシステムでは、非円形レンズのアーチ状の形状が、第1の光軸および第2の光軸を含む面に対して垂直になるように組み合わされていることが望ましい。第1のレンズ群に含まれるレンズのアーチ状の形状により開くスペースを、第2のレンズ群内の光路および/または第2のレンズ群から光学素子に至る光路により有効に利用できる。第1のレンズ群は複数の非円形レンズを含んでいても良い。 In this lens system, it is desirable that the arcuate shape of the non-circular lens is combined so as to be perpendicular to the plane including the first optical axis and the second optical axis. The space opened by the arched shape of the lens included in the first lens group can be effectively used by the optical path in the second lens group and / or the optical path from the second lens group to the optical element. The first lens group may include a plurality of non-circular lenses.
角度変換用の光学素子により第1の方向および第2の方向が鋭角を成すように角度が変えられるレンズシステムにおいて、非円形レンズは、D字状であり、その光軸からずれた部分を中心に光束が通過するようにレンズシステムをアレンジすることが可能であり、より大きなアーチ状の形状を形成できる。このため、第1の光軸と第2の光軸とを、より鋭角に曲げることができる。 In the lens system in which the angle is changed so that the first direction and the second direction form an acute angle by the optical element for angle conversion, the non-circular lens has a D-shape and is centered on a portion shifted from the optical axis. It is possible to arrange the lens system so that the light beam passes through, and a larger arch shape can be formed. For this reason, the first optical axis and the second optical axis can be bent at an acute angle.
角度変換用の光学素子は、プリズムであっても良い。しかしながら、このレンズシステムにおいては、第2のレンズ群から光学素子に至るスペースに、第1のレンズ群の非円形レンズのアーチ状の形状の両端が突き出た状態となるので、プリズムと非円形レンズとの機械的な干渉を避けるためには一方または双方を適当な形状に加工する必要がある。したがって、このレンズシステムの角度変換用の光学素子としては、反射ミラーを採用することが好ましい。 The optical element for angle conversion may be a prism. However, in this lens system, both ends of the arcuate shape of the non-circular lens of the first lens group protrude into the space from the second lens group to the optical element. In order to avoid mechanical interference, it is necessary to process one or both into an appropriate shape. Therefore, it is preferable to employ a reflection mirror as the optical element for angle conversion of this lens system.
本発明の他の態様の1つは、レンズシステムと、第1のレンズ群を保持する第1のホルダと、第2のレンズ群を少なくとも保持する第2のホルダとを有するレンズユニットである。第1のホルダは、光学素子の側が凹のアーチ状の構造を含む。この第1のホルダは、第2のホルダに対して、アーチ状の構造が第1の光軸および第2の光軸を含む面に対して非並行になるように組み合わされる。アーチ状の構造の内側を、第2のレンズ群の光路および/または第2のレンズ群から光学素子に至る光路の一部に利用できる。第1のホルダは、第2のホルダに対して、アーチ状の構造が第1の光軸および第2の光軸を含む面に対して垂直になるように組み合わされている。 Another aspect of the present invention is a lens unit including a lens system, a first holder that holds the first lens group, and a second holder that holds at least the second lens group. The first holder includes an arched structure having a concave on the side of the optical element. The first holder is combined with the second holder so that the arcuate structure is not parallel to the plane including the first optical axis and the second optical axis. The inside of the arched structure can be used for the optical path of the second lens group and / or a part of the optical path from the second lens group to the optical element. The first holder, the second holder, arched structure are combined so as to be perpendicular to the first optical axis and a second plane including the optical axis.
また、第1のホルダのアーチ状の構造の内側が、第2のホルダに面した場合は、第2のホルダの一部が通過する部分となり、ホルダ同士の干渉を防止できる。したがって、第1の光軸と第2の光軸とが、より鋭角に曲がったレンズシステムを収納したレンズユニットを提供できる。 Moreover, when the inner side of the arch-shaped structure of the first holder faces the second holder, a part of the second holder passes through, and interference between the holders can be prevented. Therefore, it is possible to provide a lens unit that houses a lens system in which the first optical axis and the second optical axis are bent at an acute angle.
このレンズシステムは、プロジェクタ、撮像装置を含む多種多様な光学装置と組み合わせることができる。第1のレンズ群および第2のレンズ群のいずれかが物体側またはスクリーン側に配置される。第1のレンズ群に加え、第2のレンズ群が、光学素子に隣接して配置され、上記のアーチ状の形状を含む非円形レンズを含んでいても良い。 This lens system can be combined with a wide variety of optical devices including projectors and imaging devices. Either the first lens group or the second lens group is disposed on the object side or the screen side. In addition to the first lens group, the second lens group may be disposed adjacent to the optical element and may include a non-circular lens including the arched shape described above.
本発明のレンズシステムは、光路の角度を第1の方向と第2の方向との間で変えるための光学素子と、光学素子の第1の方向に隣接して配置され、少なくとも1つのレンズが第1の光軸に沿って並んだ第1のレンズ群と、光学素子の第2の方向に配置され、少なくとも1つのレンズが第2の光軸に沿って並んだ第2のレンズ群とを有し、光学素子が、第1の光軸および第2の光軸が鋭角を成すように配置されており、非円形レンズのカットされた部分が光路の一部を構成するレンズシステムである。すなわち、このレンズシステムの第1のレンズ群は、光学素子に隣接して配置された非円形レンズを含み、非円形レンズは、光学素子の側が凹で、円周上の少なくとも一箇所がカットされた部分を含み、カットされた部分が第2のレンズ群の光路および/または第2のレンズ群から光学素子に至る光路の一部を構成する。 The lens system of the present invention includes an optical element for changing the angle of the optical path between a first direction and a second direction, an optical element disposed adjacent to the first direction of the optical element, and at least one lens comprising A first lens group arranged along the first optical axis; and a second lens group arranged in the second direction of the optical element and having at least one lens arranged along the second optical axis. The optical system is a lens system in which the first optical axis and the second optical axis are arranged so as to form an acute angle, and the cut portion of the non-circular lens constitutes a part of the optical path. That is, the first lens group of this lens system includes a non-circular lens arranged adjacent to the optical element, and the non-circular lens is concave on the side of the optical element and at least one place on the circumference is cut. The cut portion forms a part of the optical path of the second lens group and / or the optical path from the second lens group to the optical element.
本発明のさらに異なる他の態様の1つは、上記のレンズシステムと、レンズシステムを介して投写する画像を生成するための光変調デバイスとを有するプロジェクタである。第1のレンズ群がスクリーン側に配置され、第2のレンズ群が光変調デバイス側に配置される場合は、光変調デバイスは、第2の光軸に対して光学的にシフトした位置に配置されていることが望ましい。第1のレンズ群に含まれるレンズの光軸からずれた部分を中心に光束が通過するようにプロジェクタをアレンジすることが可能であり、より大きなアーチ状の形状を形成できる。このため、第1の光軸と第2の光軸とを、より鋭角に曲げることができる。 Still another aspect of the present invention is a projector having the above lens system and a light modulation device for generating an image to be projected through the lens system. When the first lens group is disposed on the screen side and the second lens group is disposed on the light modulation device side, the light modulation device is disposed at a position optically shifted with respect to the second optical axis. It is desirable that It is possible to arrange the projector so that the light beam passes around a portion shifted from the optical axis of the lens included in the first lens group, and a larger arch shape can be formed. For this reason, the first optical axis and the second optical axis can be bent at an acute angle.
このため、レンズシステムから出力された光をスクリーンの方向に反射するミラーを有するプロジェクタ、例えば、リアプロジェクタにおいては、奥行きを小さくできる。 For this reason, in a projector having a mirror that reflects light output from the lens system in the direction of the screen, for example, a rear projector, the depth can be reduced.
本発明のさらに異なる他の態様の1つは、上記のレンズシステムと、レンズシステムを介して画像を撮像するための撮像デバイスとを有する撮像装置である。第1のレンズ群に含まれる非円形レンズのアーチ状の形状の内側を、第2のレンズ群の光路および/または第2のレンズ群から光学素子に至る光路の一部に利用でき、さらにコンパクトな撮像装置を提供できる。 One of the other different aspects of the present invention is an imaging apparatus including the lens system described above and an imaging device for capturing an image via the lens system. The inside of the arcuate shape of the non-circular lens included in the first lens group can be used as a part of the optical path of the second lens group and / or the optical path from the second lens group to the optical element, and more compact. Can be provided.
図1に、リアプロジェクタの一形態を示している。このリアプロジェクタ1は、ハウジング9の前面に配置された透過型のスクリーン2と、このスクリーン2に画像を形成するように変調された光束(投影光)3を出力する画像生成装置5と、画像生成装置5から投影光3を出力するためのレンズシステム50を内蔵したレンズユニット60と、レンズシステム50から出力された投影光3をスクリーン2の方向に反射するようにハウジング9の後面に配置されたミラー4とを備えている。画像生成装置5は、異なる色の照明光を分割して出力する照明装置6と、画像データにより各色の照明光を変調して投影光3を生成する光変調デバイス7とを含む。照明装置6の一例は、白色の光を出力する光源と、白色の光を各色に時分割するためのカラーフィルタ(カラーホイール)とを含む装置である。照明装置6の他の例は、ダイクロイックミラーなどにより白色の光から各色の光を生成して出力するものである。照明装置6のさらに異なる他の例は、異なる色の光を出力する複数のLED光源を含む装置である。
FIG. 1 shows an embodiment of a rear projector. The
光変調デバイス(ライトバルブ)7の一例は、デジタルミラーデバイス(DMD)であり、DMDは、角度を変えることによりオンオフの画素をそれぞれ表現できる複数のミラーエレメントを含む。光変調デバイス7の他の例は、透過型あるいは反射型の液晶デバイスである。画像生成装置5は、1つまたは複数の光変調デバイス7を含み、スクリーン2にカラー画像を表示するための投影光3を生成する。画像生成装置5は、さらに、照明光を反射するためのミラー8などの他の構成を含む。
An example of the light modulation device (light valve) 7 is a digital mirror device (DMD), and the DMD includes a plurality of mirror elements that can each represent on / off pixels by changing an angle. Another example of the
リアプロジェクタ1では、画像生成装置5において投影光3を生成するための画像データが、外部のホスト装置、例えば、ビデオ再生装置、DVDプレイヤ、テレビチュナー、パーソナルコンピュータから供給される。さらに、リアプロジェクタ1は、テレビチュナーおよび/またはDVDプレイヤなどの画像データ生成装置を内蔵していても良い。したがって、リアプロジェクタ1は、リアプロテレビなどの他の名前で呼ばれることもある。
In the
このリアプロジェクタ1では、画像生成装置5の光変調デバイス7から前方に出力される投影光3を、レンズシステム50により、後方のミラー4に出力する。レンズシステム50は、光路を後方へ鋭角に曲げる光学素子を含み、光路の曲げ角(小さい方の角度)θを鋭角にすることにより、ハウジング9の奥行きを小さくできる。したがって、表示画面が大きく、薄くコンパクトなリアプロジェクタ1を提供できる。すなわち、図1に破線で示したように、レンズシステム50から出力される投影光3を寝かせることにより、ミラー4を位置4´から前方へ配置でき、ハウジング9が薄くなる。
In the
図2に、レンズシステム50を内蔵したレンズユニット60の概略構成を断面図により示している。この断面59は、後述する第1の光軸19および第2の光軸29を含む面である。このレンズシステム50は、投影光3の光路の角度を変えるための光学素子30を備えている。光学素子30は、投影光3の光路を、ミラー4を介してスクリーン2に向いた第1の方向(スクリーン側)51と、光変調デバイス7の第2の方向(デバイス側)52と、の間で変える。このレンズシステム50では、光学素子30として反射ミラーが採用されている。レンズシステム50は、反射ミラー30と、さらに、反射ミラー30の第1の方向51に隣接して配置された、全体の屈折力が負の第1のレンズ群10と、第2の方向52に隣接して配置された、全体の屈折力が正の第2のレンズ群20とにより構成されている。したがって、レンズシステム50は、スクリーン2の側から負−正のレンズ群が配置されたレトロフォーカスタイプのレンズシステムである。第1のレンズ群10は、3つのレンズ11〜13を備え、これらのレンズ11〜13は、第1の光軸19に沿って、スクリーン2の側(ミラー4の側)から反射ミラー30の側に順番に並んで配置されている。第2のレンズ群20は、6つのレンズ21〜26を備え、これらのレンズ21〜26が、第2の光軸29に沿って、反射ミラー30の側からデバイス7の側に順番に並んで配置されている。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
第1のレンズ群10の最もスクリーン側のレンズ11は、スクリーン側に凸、すなわち、反射ミラー30の側に凹の負のメニスカスレンズであり、第1の光軸19に対して第2の光軸29の側の一部11cがカットされ、全体がD字状の非円形レンズである。次のレンズ12も、スクリーン側に凸、すなわち、反射ミラー30の側に凹の負のメニスカスレンズであり、第1の光軸19に対して第2の光軸29の側の一部12cがカットされ、全体がD字状の非円形レンズである。第1のレンズ群10の最も反射ミラー30の側のレンズ13は、両凹の負レンズであり、第1の光軸19に対して第2の光軸29の側の一部13cがカットされ、全体がD字状の非円形レンズである。
The
第2のレンズ群20の最も反射ミラー30の側のレンズ21は、両凸の正レンズであり、次のレンズ22は、反射ミラー30の側に凸の正のメニスカスレンズである。次のレンズ23は、反射ミラー30の側に凹の正のメニスカスレンズであり、このレンズ23の反射ミラー30の側に絞りSが配置されている。さらに、次のレンズ24は、反射ミラー30の側に凸の正のメニスカスレンズであり、次のレンズ25は、両凸の正レンズである。最も光変調デバイス7の側のレンズ26も、両凸の正レンズである。
The
レンズユニット60は、第1のレンズ群10に含まれるレンズ11〜13を第1の光軸19に沿って保持するための第1のホルダ(レンズ枠)61と、第2のレンズ群20に含まれるレンズ21〜26を第2の光軸29に沿って保持するための第2のホルダ(鏡筒本体)62とを備えている。第2のホルダ62には、反射ミラー30が所定の角度になるように保持されており、第1のホルダ61を第2のホルダ62に装着すると、第1のレンズ群10の第1の光軸19および第2のレンズ群20の第2の光軸29の成す角θが鋭角となるように配置される。
The
レンズユニット60は、さらに、最もスクリーン側のレンズ11の表面の外周部分を覆うマスク63を備えている。また、第2のホルダである鏡筒本体62には、レンズ21、22および23を支持するレンズ鏡筒65と、レンズ24、25および26を支持するレンズ支持枠66とが取り付けられている。第2の光軸29に沿って、レンズ鏡筒65に対してレンズ支持枠66を前後に移動することによりフォーカス調整ができるようになっている。
The
図3に、レンズユニット60の外観を示している。第2のレンズホルダ62に対して第1のレンズホルダ61が鋭角をなすように取り付けられ、投射光の出力口であるマスク63によるほぼ長方形の開口64が、投射光の入力口であるレンズ26に対して、鋭角な方向に向いている。
FIG. 3 shows the appearance of the
図4に、第1のレンズホルダ61および第2のレンズホルダ62を組み立てる様子を示している。さらに、図5に、第1のレンズ群10が第1のレンズホルダ61に収納されている様子を展開して示している。図5に示すように、第1のレンズ群10の、反射ミラー30に隣接して配置された非円形レンズ13は、反射ミラー30の側が凹の負レンズであり、円周上の一箇所がカットされた部分13cを含む。このカットされた部分13cは反射ミラー30の側が凹のアーチ状の形状13aを含む。レンズ13は、第1のレンズホルダ61に保持され、アーチ状の形状13aを含むカットされた部分(面)13cが、第1の光軸19および第2の光軸29を含む面59に対して垂直になるように組み合わされている。
FIG. 4 shows how the
図6および図7に示すように、第1のレンズホルダ61は、レンズ13のアーチ状の形状13aの部分を保持するために、アーチ状の構造部分61aを備えている。図6は、第1のレンズホルダ61を反射ミラー30の側から示す図である。図7は、レンズホルダ61および62が組み合わされた状態における、アーチ状の構造部分61aの位置を示すために、レンズユニット60の一部を欠いて示す図である。第1のレンズホルダ61のアーチ状の構造部分61aの内側、すなわち、レンズ13のアーチ状の形状13aの内側は、図2に示すように、第2のレンズ群20から反射ミラー30に至る光束28が通過する領域、すなわち、光路27の一部を構成している。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図5に戻って示すように、第1のレンズ群10の真ん中の非円形レンズ12は、反射ミラー30の側が凹のメニスカスレンズであり、その円周上の一箇所がカットされた部分12cを含む。このカットされた部分12cは、反射ミラー30の側が凹のアーチ状の形状12aを含む。このレンズ12も、第1のレンズホルダ61に保持され、アーチ状の形状12aを含むカットされた部分(面)12cが、第1の光軸19および第2の光軸29を含む面59に対して垂直になるように組み合わされている。図6および図7に示すように、第1のレンズホルダ61は、レンズ12のアーチ状の形状12aの部分を保持するために、アーチ状の構造部分61bを備えている。第1のレンズホルダ61のアーチ状の構造部分61bの内側、すなわち、レンズ12のアーチ状の形状12aの内側は、図2に示すように、第2のレンズ群20から反射ミラー30に至る光束28が通過する領域、すなわち、光路27の一部を構成している。
As shown in FIG. 5, the
図5に戻って示すように、第1のレンズ群10の最もスクリーン側の非円形レンズ11は、反射ミラー30の側が凹のメニスカスレンズであり、その円周上の一箇所がカットされた部分11cを含む。このカットされた部分11cは、反射ミラー30の側が凹のアーチ状の形状11aを含む。このレンズ11も、第1のレンズホルダ61に保持される。レンズ11は、第1のレンズホルダ61に対し、外側(ミラー4を介したスクリーン2の側)からレンズ取付板69により固定され、その外側に、開口64を有するレンズマスク63が取り付けられている。このレンズ11も、第1のレンズホルダ61を第2のレンズホルダ62に取り付けることにより、アーチ状の形状11aを含むカットされた部分(面)11cが、第1の光軸19および第2の光軸29を含む面59に対して垂直になるように組み合わされる。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、第1のレンズホルダ61は、レンズ11のアーチ状の形状11aの部分を保持するために、アーチ状の構造部分61cを備えている。第1のレンズホルダ61のアーチ状の構造部分61cの内側、すなわち、レンズ11のアーチ状の形状11aの内側は、図4に示すように、第2のレンズホルダ62の一部が通過する部分となる。したがって、このアーチ状の構造部分61cにより、レンズユニット60において光路を鋭角に折り曲げた際に、ホルダ61および62が干渉することを防止している。
As shown in FIG. 6, the
このように、レンズユニット60は、レンズシステム50を含み、レンズシステム50は、光路の角度を第1の方向51と第2の方向52との間で変えるための光学素子(反射ミラー)30と、反射ミラー30の第1の方向51に隣接して配置された第1のレンズ群10と、第2の方向52に配置された第2のレンズ群20とを有する。さらに、反射ミラー30は、第1のレンズ群10を通る第1の光軸19に対して、第2のレンズ群20が通る第2の光軸29が鋭角になるように配置されている。
As described above, the
第1のレンズ群10は、反射ミラー30に隣接して配置された非円形レンズ13およびその外側に配置された非円形レンズ12および11を含む。これらの非円形レンズ11〜13は、光学素子の側が凹で、円周上の少なくとも一箇所がカットされた部分11c〜13cを含み、カットされた部分は光学素子の側が凹のアーチ状の形状11a〜13aを含み、アーチ状の形状11a〜13aが、第1の光軸19および第2の光軸29を含む面59に対して垂直になるようにアレンジされている。アーチ状の形状11a〜13aが面59に対して非並行になるようにアレンジされていれば、アーチ状の形状11a〜13aの内側を光路27の一部として利用したり、第2のレンズホルダ62との干渉を避けるための領域として使用できる。アーチ状の形状11a〜13aを面59に対して垂直に配置すると、アーチ状の形状11a〜13aの光路27に対する投影面積が最も大きくなるので、アーチ状の形状11a〜13aにより開いたスペースを効率良く光路27の一部などとして利用できる。
The
したがって、第1のレンズ群10に含まれる全てのレンズ11〜13が円形であれば、レンズ同士が干渉したり、一方の群のレンズが他方の群を通る光線に影響を及ぼすようなアレンジであっても、本レンズシステム50であれば採用できる。例えば、図8に、レンズ11〜13が円形レンズのときに占める仮想領域を破線により示している。レンズ11の仮想部分11´は、第2のレンズ群20のレンズ23と干渉する位置まで食み出す。レンズ12の仮想部分12´は、レンズ22と干渉する位置まで食み出し、第2のレンズ群20を通過する光束28に影響を与える。また、レンズ13の仮想部分13´は、レンズ21と干渉する位置まで食み出し、第2のレンズ群20から反射ミラー30に達する光束28に影響を与える。
Therefore, if all the
これに対し、レンズシステム50においては、非円形レンズ11〜13を採用することにより、上記のような第2のレンズ群20に含まれるレンズとの干渉、第2のレンズ群20を通過する光束28への影響を防止できる。また、非円形レンズ11〜13が、反射ミラー30の側に凸のレンズであると、それぞれのカットした仮想部分11´〜13´との干渉が避けられても、凸の部分で第2のレンズ群20のレンズまたは光束28と干渉する可能性がある。非円形レンズ11〜13が、反射ミラー30の側に凹のレンズであれば、カットした仮想部分11´〜13´において第2のレンズ群20のレンズおよび光束28との干渉を避けるアレンジを採用できる。
On the other hand, in the
さらに、このレンズシステム50においては、レンズ11〜13のカットされた部分11c〜13cに表れるアーチ状の形状11a〜13aの内側のスペースを第2のレンズ群20のレンズを配置するためのスペース、第2のレンズ群20の内部および第2のレンズ群20から反射ミラー30に達する光束28が通る光路27の一部として使用している。したがって、アーチ状の形状11a〜13aの両端が第2のレンズホルダ62の内部に食み出したり、第1のレンズホルダ61のアーチ状の構造部分61aおよび61bが第2のレンズホルダ62の内部に食み出すようなアレンジを採用できる。また、第1のレンズホルダ61のアーチ状の構造部分61cの両端が第2のレンズホルダ62の外側を跨ぐようなアレンジを採用できる。したがって、さらにコンパクトに、そしてさらに光軸同士が鋭角に交わるように第1のレンズ群10と第2のレンズ群20とを組み合わせることが可能となる。
Furthermore, in this
また、第1のレンズ群10を構成するレンズとして、径の大きなレンズを採用することが可能となり、広角で、Fナンバーの小さな明るいレンズシステムであって、内部の光路の折れ曲がり角θがいっそう鋭角になったレンズシステムを提供できる。したがって、本例のレンズシステム50のように、スクリーン側の第1のレンズ群10が負の屈折力を持ち、デバイス7の側が正の屈折力を持った、レトロフォーカスタイプのレンズシステムであって、内部の光路の折れ曲がり角θがいっそう鋭角になったレンズシステムを提供できる。このため、このレンズシステム50を採用することにより、図1に示したリアプロジェクタ1の奥行きを小さくすることが可能となる。
In addition, a lens having a large diameter can be adopted as a lens constituting the
角度変換用の反射ミラー30により第1の方向51および第2の方向52が鋭角を成すように角度が変えられるレンズシステム50において、非円形レンズ11〜13の外側、すなわち、第1の光軸19に対して、第2の光軸29と反対側の領域をより活用することにより、カットされた部分11c〜13cを大きくできる。したがって、さらに、反射ミラー30により光路を折り曲げる角度θを大きくできる。このため、レンズシステム50の非円形レンズ11〜13は、内側のみがカットされたD字型の非対称な形状を備えている。さらに、第1の光軸19からずれた部分を中心に光束18が通過するように、光変調デバイス7を、その中心を第2の光軸29からずらして配置している。本例では、光変調デバイス7を、第2の光軸29の外側(下側)にシフトした状態で配置し、反射ミラー30により反射された光束18が第1の光軸19の外側にずれた状態で第1のレンズ群10のレンズ11〜13を通過するようにしている。
In the
なお、このレンズシステム50において角度変換用の光学素子は反射ミラー30であるが、プリズムであっても良い。しかしながら、このレンズシステム50においては、第2のレンズ群20から反射ミラー30に至るスペースに、第1のレンズ群10の非円形レンズ13のアーチ状の形状13aの両端および第1のレンズホルダ61のアーチ状の構造部分61aの両端が突き出た状態となる。このため、反射ミラー30をプリズムに置き換える場合は、これらのアーチ状の部分との機械的な干渉を避ける形状のプリズムを採用する必要がある。
In this
また、上記のレンズシステム50は、負の第1のレンズ群10と、正の第2のレンズ群20との2群構成であるが、正−負の2群構成のレンズシステムおよび3群以上のレンズ群を備えたレンズシステムにも、本発明に係るレンズシステムの構成は適用できる。また、本発明に係るレンズシステムの構成は、ズームレンズシステムにも適用できる。また、本発明に係るレンズシステムの構成は、リアプロジェクタ1に限らず、スクリーンが分離したフロントプロジェクタなどの他の画像表示装置にも適用できる。また、光変調デバイス7の位置に、CCDなどの撮像デバイスを配置することが可能である。したがって、本発明に係るレンズシステムは、カメラ、望遠鏡、顕微鏡などを含めた撮像装置にも適用できる。
In addition, the
1 リアプロジェクタ
2 スクリーン、 4 ミラー、 5 画像生成装置
6 照明装置、 7 光変調デバイス(DMD)
10 第1のレンズ群、 11〜13 非円形レンズ
11c〜13c カットされた部分、 11a〜13a アーチ状の形状
20 第2のレンズ群、 30 反射ミラー(角度変換用の光学素子)
50 レンズシステム
60 レンズユニット、 61 第1のレンズホルダ、 62 第2のレンズホルダ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
50
Claims (8)
前記光学素子の前記第1の方向に隣接して配置され、少なくとも1つのレンズが第1の光軸に沿って並んだ第1のレンズ群と、
前記光学素子の前記第2の方向に配置され、少なくとも1つのレンズが第2の光軸に沿って並んだ第2のレンズ群とを有し、
前記光学素子は、前記第1の光軸および前記第2の光軸が鋭角を成すように配置され、
前記第1のレンズ群は、前記光学素子に隣接して配置された非円形レンズを含み、前記非円形レンズは、前記光学素子の側が凹で、円周上の一箇所がカットされた部分を含む全体がD字状であり、前記カットされた部分は前記光学素子の側が凹のアーチ状の形状を含む位置でカットされた部分であり、前記アーチ状の形状が、前記第1の光軸および前記第2の光軸を含む面に対して垂直になるように組み合わされ、
前記第2のレンズ群から前記光学素子に至る光路は前記第2の光軸に対し前記カットされた部分の方向にシフトし、その一部は前記非円形レンズが円形レンズであると仮定したときの仮想部分であって前記アーチ状の形状の内側を通過し、
前記光学素子から前記第1のレンズ群に至る光路は前記第1の光軸に対し前記カットされた部分と反対側にシフトしている、レンズシステム。 An optical element for changing the angle of the optical path between a first direction and a second direction;
A first lens group disposed adjacent to the first direction of the optical element, wherein at least one lens is arranged along a first optical axis;
A second lens group disposed in the second direction of the optical element, wherein at least one lens is arranged along a second optical axis;
The optical element is arranged such that the first optical axis and the second optical axis form an acute angle,
The first lens group includes a non-circular lens disposed adjacent to the optical element, and the non-circular lens has a concave part on the side of the optical element and a part cut on a circumference. whole including is D-shaped, wherein the cut portion is a portion where the side is cut in a concave arcuate shape including a position of said optical element, said arched shape, the first Combined to be perpendicular to the plane containing the optical axis and the second optical axis ,
When the optical path from the second lens group to the optical element is shifted in the direction of the cut portion with respect to the second optical axis, a part of the optical path is assumed to be a circular lens. Pass through the inside of the arched shape,
The lens system, wherein an optical path from the optical element to the first lens group is shifted to the opposite side of the cut portion with respect to the first optical axis .
前記第1のレンズ群を保持する第1のホルダと、
前記第2のレンズ群を少なくとも保持する第2のホルダとを有し、
前記第1のホルダは、前記光学素子の側が凹のアーチ状の構造を含み、前記第2のホルダに対して、前記アーチ状の構造が前記第1の光軸および前記第2の光軸を含む面に対して垂直になるように組み合わされている、レンズユニット。 A lens system according to any one of claims 1 to 3 ;
A first holder for holding the first lens group;
A second holder for holding at least the second lens group;
The first holder includes an arch-shaped structure having a concave on the side of the optical element, and the arch-shaped structure has the first optical axis and the second optical axis with respect to the second holder. A lens unit that is combined so as to be perpendicular to the plane that contains it.
前記レンズシステムを介して投写する画像を生成するための光変調デバイスとを有し、
前記光変調デバイスは、前記第2の光軸に対して光学的にシフトした位置に配置されている、プロジェクタ。 A lens system according to any one of claims 1 to 3 ;
Possess an optical modulation device for generating an image to be projected through the lens system,
The projector, wherein the light modulation device is disposed at a position optically shifted with respect to the second optical axis.
前記レンズシステムを介して画像を撮像するための撮像デバイスとを有する撮像装置。 A lens system according to any one of claims 1 to 3 ;
An image pickup apparatus having an image pickup device for picking up an image through the lens system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007055840A JP5039399B2 (en) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Lens system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007055840A JP5039399B2 (en) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Lens system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008216772A JP2008216772A (en) | 2008-09-18 |
JP5039399B2 true JP5039399B2 (en) | 2012-10-03 |
Family
ID=39836867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007055840A Expired - Fee Related JP5039399B2 (en) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Lens system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5039399B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5312891B2 (en) * | 2008-10-03 | 2013-10-09 | 三洋電機株式会社 | Refractive optical system and projection-type image display device |
JP2010134286A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Sharp Corp | Combined lens, imaging apparatus, and electronic equipment |
CN102540661B (en) * | 2010-12-28 | 2014-08-06 | 中强光电股份有限公司 | Projection device |
WO2017013705A1 (en) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 日立マクセル株式会社 | Method for assembling projection lens and projection image display device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4126853B2 (en) * | 2000-06-20 | 2008-07-30 | コニカミノルタオプト株式会社 | Projection system |
JP2003015033A (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Minolta Co Ltd | Projection optical system |
JP3982363B2 (en) * | 2001-08-28 | 2007-09-26 | ソニー株式会社 | Projection lens, projection display device |
JP2007219199A (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Konica Minolta Opto Inc | Lens unit, imaging device and manufacturing method of lens |
-
2007
- 2007-03-06 JP JP2007055840A patent/JP5039399B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008216772A (en) | 2008-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6517294B2 (en) | Projection optical system | |
US6137638A (en) | Projection zoom lens system and projector apparatus | |
JP5365155B2 (en) | Projection-type image display device and projection optical system | |
JP3390402B2 (en) | Retrofocus lens and projection display device | |
CN107003497B (en) | Projector optical apparatus and projector | |
JP2010176152A (en) | Zoom lens for projection and projector apparatus | |
CA2540516C (en) | Projection lens, and projection display apparatus and rear projection display apparatus using the projection lens | |
JP2011221055A (en) | Projection lens and projection type display device using the same | |
JP2010122574A (en) | Projection type image display device and projection optical system | |
JP2000121998A (en) | Optical device as well as projector device, rear projector device and multiprojector device using the same | |
JP2018180238A (en) | Projection optical system and image projection device | |
JP5039399B2 (en) | Lens system | |
JP2011085744A (en) | Projection lens for small projector | |
JP2006065202A (en) | Projection type picture display device | |
JP2004077946A (en) | Zoom lens system for projection, and projector device | |
JP2011081072A (en) | Projection lens for small projector | |
JP4700953B2 (en) | Projection zoom lens and projector apparatus | |
JP2005331649A (en) | Lens system for projection and projector apparatus | |
JP2005128487A (en) | Projection lens, and projection display and rear projection display using this projection lens | |
US7807958B2 (en) | Switch for an illumination device, and projection system including the same | |
JP2014098807A (en) | Projection optical system and image display device having the same | |
JP2015184304A (en) | Projection lens and projection type display device | |
JP4557204B2 (en) | Projection-type image display device | |
JP2007333805A (en) | Projection zoom lens and projection type display device | |
JP4526845B2 (en) | Zoom lens and projection display device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120326 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120525 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120629 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120709 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5039399 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |