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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Projektionslinse und wird zweckmäßigerweise bei einer Projektionslinse
bzw. einem Projektionsobjektiv angewandt, mit der bzw. dem eine
Projektionsvorrichtung, wie eine Projektionsanzeigevorrichtung ausgestattet
ist.
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Kürzlich
hat eine Projektionsanzeigevorrichtung weite Verbreitung gefunden.
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Als Projektionsanzeigevorrichtung,
wie sie oben beschrieben worden ist, ist eine Projektionsvorrichtung
vom sogenannten Rückprojektionstyp
bekannt, die eine Anzeigeoperation dadurch ausführt, dass Bildlicht auf einen
Bildschirm vom Durchlässigkeitstyp
von dessen Rückseite
her projiziert wird.
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Bei einer derartigen Projektionsanzeigevorrichtung
vom Rückprojektionstyp
bzw. bei einer derartigen Rückprojektions-Anzeigevorrichtung
wird ein durch Kollimation des Lichtes einer weißen Lichtquelle durch einen
Reflektor oder dergleichen erhaltener Lichtfluss mittels eines Farbaufteilungs-
bzw. Farbzerlegungs-Spiegels in einen Drei-Farben-Lichtfluss von
Rot, Grün
und Blau zerlegt.
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Der Lichtfluss der drei Farben fällt jeweils
auf ein zweidimensionales Bildanzeigeelement (beispielsweise LCD:
Flüssigkristallanzeigevorrichtung), welches
entsprechend einem videoelektrischen Signal von Rot, Grün und Blau
(R, G, B) gebildet wird. Das auf den zweidimensionalen Bildanzeigeelementen
jeweils erhaltene Bildlicht entsprechend Rot, Grün und Blau wird in einem optischen
Farbzusammensetzungssystem in der Farbe zu weißer Farbe zusammengesetzt und
durch eine Projektionslinse auf einen Bildschirm vom Durchlässigkeitstyp
projiziert, während
es vergrößert wird.
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Eine große Anzahl von fotografischen
Weitwinkelobjektiven für
Einzellinsen- bzw. Einzelobjektiv-Spiegelreflexkameras, deren jedes
eine lange hintere Brennweite besitzt, sowie Weitwinkel-Projektionslinsen
bzw. -objektive für
Projektionsfernsehgeräte
auf der Grundlage von Kathodenstrahlröhren sind als Linsen bzw. Objektive
vorgeschlagen worden, die denselben Aufbau besitzen.
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Ferner gibt es einen Fall, in welchem
die Projektionsanzeigevorrichtung einen Aufbau zur Umkehr eines
optischen Weges um 90° in
einem Linsen- bzw. Objektivsystem aufweist, welches eine Projektionslinse
bildet.
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Bei diesem Aufbau können die
Anordnungsrichtung des Gehäuses
einer Projektionsvorrichtung in einer Projektionsanzeigevorrichtung
und die Aufstellungsrichtung von verschiedenen optischen Elementen
von der optischen Trennung bis zur Farbzusammensetzung in der Projektionsvorrichtung
geändert
werden, und ferner können
die verschiedenen optischen Elemente miniaturisiert bzw. verkleinert werden,
wodurch eine Miniaturisierung bzw. Verkleinerung der Projektionsanzeigevorrichtung
gestattet ist.
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Beim Aufbau der Projektionsanzeigevorrichtung,
wie sie oben beschrieben worden ist, muss eine sogenannte hintere
Brennweite, die dem Abstand von dem zweidimensionalen Bildanzeigeelement zum
rückwärtigen Ende
der Projektionslinse entspricht, auf der Grundlage einer Einschränkung hinsichtlich
der Notwendigkeit der Anordnung eines optischen Elements, wie eines
dichroitischen Prismas, eines dichroitischen Spiegels und dergleichen
als optisches Farbzusammensetzungssystem so festgelegt sein, dass
sie lang ist.
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Wenn ein vergrößertes Bild durch eine Projektionsvorrichtung,
wie eine Projektionsanzeigevorrichtung beim bzw. vom Gesamt-Durchlässigkeitstyp gebildet
wird, dann ist es ferner erforderlich, den Projektionsabstand (beispielsweise
die zentrale Lichtstrahllänge
vom Abgabeende der Projektionslinse durch den Spiegel bis zum Bildschirm
vom Durchlässigkeitstyp)
zu verkürzen,
um die Projektionsanzeigevorrichtung selbst zu verkleinern bzw.
zu miniaturisieren. Um dieser Anforderung zu genügen, ist es erforderlich, dass
die Projektionslinse so hergestellt wird, dass sie einen breiteren
Winkel besitzt und dass der Divergenzwinkel des abgebenden Lichts
vergrößert ist,
wodurch ein Bild von großer
Größe erhalten wird.
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Um Licht von einer Lichtquelle durch
das zweidimensionale Bildanzeigeelement zu übertragen und um ein Bild auf
dem zweidimensionalen Bildanzeigeelement mit hohem Kontrast auf
einem Bildschirm anzuzeigen, während
das Bild vergrößert ist, muss
ferner der Lichtstrom, der von dem zweidimensionalen Bildanzeigeelement
unter einem Winkel nahe der Vertikalen abgegeben wird, genutzt werden.
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Um die Ungleichmäßigkeit einer Farbe auf dem
Bildschirm zu verringern, auf den ein Bildlicht projiziert wird,
ist es überdies
besser, die Winkelbreite der Lichtstrahlen, die auf die Überzugsseite
eines dichroitischen Prismas oder dichroitischen Spiegels auftreffen,
konstant zu machen.
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Es ist demgemäß notwendig, dass die Projektionslinse
eine Telezentrizität
besitzt, so dass der Hauptstrahl außerhalb der Achse der Projektionslinse
vertikal zu dem zweidimensionalen Bildanzeigeelement verläuft. In
diesem Falle ist die Linse bzw. das Objektiv in Bezug auf den Lichtstrahl,
der durch die Mitte des zweidimensionalen Bildanzeigeelements tritt,
jedoch symmetrisch, während
das zweidimensionalen Bildanzeigeelement selbst einen höheren Kontrast
in lediglich einer Richtung aufweist, so dass es bezüglich des
Lichtstromes selbst, der auf das zweidimensionale Anzeigeelement
abgestrahlt wird, erforderlich ist, dass er einen Winkel besitzt.
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Eine Anzeigevorrichtung, wie eine
LCD-Vorrichtung oder dergleichen wird gewöhnlich als zweidimensionales
Bildanzeigeelement verwendet, und im Unterschied zu einem Fall,
gemäß dem eine
Kathodenstrahlröhre
verwendet wird, ist es schwierig, eine Verzerrung der Projektionslinse
zu korrigieren, da die LCD-Vorrichtung unter Verwendung einer Matrixelektrode
gesteuert wird. Dies bedeutet, dass im Falle einer Kathodenstrahlröhre die
Verzerrung der Projektion durch Anwendung einer rasterförmigen Korrekturfunktion,
wie einer Kissenverzerrungskorrektur oder dergleichen relativ leicht
korrigiert werden kann. Andererseits wird im Falle der Anzeigevorrichtung
zur Vornahme einer Punktmatrix-Anzeige, wie bei einer LCD-Vorrichtung,
eine derartige Rasterverzerrungs-Korrektur gewöhnlich nicht vorgenommen.
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Angesichts der obigen Situation wird
es bevorzugt, die Verzerrungs-Aberration der Projektionslinse so
weit wie möglich
zu verringern. Dies stellt jedoch ein Hindernis für einen
Weitwinkelentwurf einer Projektionslinse und hinsichtlich der Erzielung
einer langen hinteren Brennweite dar.
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Dies bedeutet, dass es bekannt ist,
dass dann, wenn eine Telezentrizität bei einer Projektionslinse
vorgesehen ist, während
das Weitwinkel-Design und die lange hintere Brennweite gewährleistet
sind, Tendenzen dahingehend vorliegen, die Gesamtlänge der
Linse bzw. des Objektivs und den Linsen- bzw. Objektivdurchmesser
zu vergrößern.
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Da die hintere Brennweite unzureichend
ist und da der Einfallswinkel und der Abgabewinkel des Lichtstromes
außerhalb
der Achse bei einer fotografischen Weitwinkellinse bzw. einem fotografischen Weitwinkelobjektiv
für eine
Einzelobjektiv-Spiegelreflexkamera
und eine Projektionslinse bzw. ein Projektionsobjektiv für ein Projektionsfernsehgerät auf der Grund lage
einer Kathodenstrahlröhre
spitz sind, ist es überdies
die derzeitige Situation, dass keine Telezentrizität vorliegt
und dass die Lichtmenge gering ist.
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Im Falle der Projektionsanzeigevorrichtung, bei
der die Konstruktion zur Umkehr des optischen Pfades in der Projektionslinse
angewandt wird, ist es ferner bekannt, dass dann, wenn ein sogenanntes Gesamt-Ausdehnungssystem
zur Erzielung der Brennpunkt- bzw. Fokusposition durch Einstellen
des relativen Abstands zwischen der Gesamt-Projektionslinse und
dem Bildschirm als Fokussierungs-Einstellsystem verwendet wird,
die Bildmitte auf dem Bildschirm abgelenkt ist bzw. abweicht und
damit nicht passend ist. Demgemäß ist es
in der Projektionsanzeigevorrichtung erforderlich, ein von dem Gesamt-Ausdehnungssystem
verschiedenes geeignetes Fokussierungs-Einstellverfahren anzuwenden.
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine Projektionslinse gemäß dem Anspruch
1 und ein Fokussierungs-Einstellverfahren gemäß dem Anspruch 10 für eine derartige
Projektionslinse bereit.
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine Projektionslinse für
die Ausführung
einer optischen Weg-Umkehrung in einem System der Projektionslinse
bereit, die einen breiten Bild- bzw. Betrachtungswinkel, eine lange
hintere Brennweite und einen großen außerhalb der Achse liegenden
Lichtanteil bei einer kurzen Projektionsdistanz und einer Telezentrizität aufweist
und die außerdem
eine geringe Verzerrungsaberration sowie geringe weitere Aberrationen aufweist.
Ferner ermöglicht
die vorliegende Erfindung eine Fokussierungseinstellung, die geeignet
ist für
einen Fall, in welchem die optische Weg-Umkehrung im System der
Projektionslinse vorgenommen wird.
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Die Erfindung bildet eine Projektionslinse
in einer Anordnung aus einer ersten Linsengruppe, die ein Brechungsvermögen und
eine asphärische
Oberfläche
aufweist, einer zweiten Linsengruppe, die ein positives Brechungsvermögen aufweist,
derart, dass sie im größten zentralen
Luftzwischenraum im Gesamtsystem angeordnet und so gebildet ist,
dass sie zumindest eine Sammellinse aufweist, und einer dritten
Linsengruppe, die ein positives Brechungsvermögen und eine asphärische Oberfläche aufweist,
wobei die Linsengruppen von einer langen konjugierten Seite zu einer
kurzen konjugierten Seite in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
Ferner ist eine optische Weg-Umkehreinrichtung vorgesehen, die zwischen
der genannten ersten Linsengruppe und der genannten zweiten Linsengruppe
eingefügt
ist und die den optischen Weg des Lichtstroms umsetzt, der von der
betreffenden ersten Linsengruppe zu der genannten zweiten Linsengruppe
zu verlaufen hat.
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Sind eine hintere Brennweite im Projektionsabstand
bei Unendlich mit BF, die zusammengesetzte Brennweite des Gesamtsystems
mit F, der zentrale Luftzwischenraum zwischen der genannten ersten Linsengruppe
und der genannten zweiten Linsengruppe mit GD1, die zusammengesetzte
Brennweite der genannten ersten Linsengruppe mit F1, die zusammengesetzte
Brennweite der genannten zweiten Linsengruppe und der genannten
dritten Linsengruppe mit F23 und der zentrale Luftzwischenraum zwischen
der genannten zweiten Linsengruppe und der genannten dritten Linsengruppe
mit GD2 gegeben, ist folgende Gleichung erfüllt: 2,8 < BF/F
3,0 < GD1/F < 4,50
0,40 < –F1/F23 < 0,48
0,40 < GD2/F23 < 0,8.
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Demgemäß kann ein Luftzwischenraum,
in welchem die optische Weg-Umsetzeinrichtung angeordnet werden
kann, zwischen der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe
beibehalten werden, und eine inverse Linsenkonstruktion vom Teleskoptyp
kann als Weitwinkellinse bzw. -objektiv mit einer langen hinteren
Brennweite erhalten werden. Ferner ist der Aufbau so getroffen,
dass der außerhalb
der Achse liegende Hauptlichtstrahl an die hohe Position der dritten
Linsengruppe abgegeben wird, wodurch die Telezentrizität des außerhalb
der Achse lie genden Hauptlichtstrahls, der auf die Fläche eines zweidimensionalen
Bildanzeigeelements, wie eines Flüssigkristallfeldes oder dergleichen
auftrifft, erzielt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann als Projektionslinse mit einer optischen Wege-Umsetzeinrichtung
eine Weitwinkellinse bzw. ein Weitwinkelobjektiv, die bzw. das eine
lange hintere Brennweite besitzt, welche erforderlich ist, beispielsweise
dann, wenn eine Projektionslinse für eine Projektionsanzeigevorrichtung
verwendet wird, gebildet werden, und es kann ein Linsenaufbau vom
umgekehrten Teleskoptyp erzielt werden. Dies bedeutet, dass ein
Bildschirm großer
Größe bei einer
kurzen Projektion erzielt werden kann.
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Überdies
verfügt
gemäß der vorliegenden Erfindung
entsprechend dem obigen Aufbau die dritte Linsengruppe zumindest über eine
Verbundlinse und eine Sammellinse sowie über eine Linse mit asphärischer
Oberfläche
auf der kürzesten
konjugierten Seite, wobei die zusammengesetzte Brennweite der genannten
dritten Linsengruppe gegeben ist mit F3,
wobei die zusammengesetzte
Brennweite der genannten Verbundlinse der genannten dritten Linsengruppe
gegeben ist mit F31,
wobei die zusammengesetzte Brennweite
der genannten Sammellinse der genannten dritten Linsengruppe gegeben
ist mit FP32,
wobei die zusammengesetzte Brennweite der genannten
Sammellinse und der genannten Linse mit asphärischer Oberfläche der
genannten dritten Linsengruppe gegeben ist mit F32 und wobei die
zusammengesetzte Brennweite der genannten Linse mit der asphärischen
Oberfläche
der genannten dritten Linsengruppe gegeben ist mit FP33; damit ist
die folgende Gleichung erfüllt: 1,00 < –F31/F3 < 2,50
0,9 < FP32/F3 < 1,40
2,00 < FP33 < F32.
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Demgemäß sind der Abgleich des Brechungsvermögens der
Sammellinse, welche die Verbundlinse in der dritten Linsengruppe
bildet, der Abgleich des Brechungsvermögens der Sammellinse in der
dritten Linsengruppe und der Abgleich des Brechungsvermögens der
asphärischen
Linse in der dritten Linsengruppe festgelegt, und ein ausgezeichneter
Korrekturzustand verschiedener Aberrationen kann erreicht werden.
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Gleichzeitig ist eine solche Anpassung
vorgenommen, dass auch eine Leichtigkeit in der Bearbeitung der
jeweiligen Linse sichergestellt ist.
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Die Verbundlinse der dritten Linsengruppe besteht
aus einer Zerstreuungslinse und einer Sammellinse in der Richtung
von einer langen konjugierten Seite zu einer kurzen konjugierten
Seite, wobei der Brechungsindex einer die genannte Verbundlinse der
genannten dritten Linsengruppe bildenden Zerstreuungslinse gegeben
ist mit N3N, wobei der Brechungsindex einer die genannte Verbundlinse
der genannten dritten Linsengruppe bildenden Sammellinse gegeben
ist mit N3P,
wobei eine Abbe-Zahl einer die genannte Verbundlinse
der genannten Linsengruppe bildenden Sammellinse gegeben ist mit
V3P und
wobei eine Abbe-Zahl einer die genannte Verbundlinse
der genannten dritten Linsengruppe bildenden Zerstreuungslinse gegeben
ist mit V3N. Damit sind die folgenden Gleichungen erfüllt: N3N – N3P > 0,15
V3P – V3N > 27.
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Dadurch wird ein geeigneter Wert
als Brechungsindex der Verbundlinse in der dritten Linsengruppe
erhalten, um eine geeignete Farbkorrektur zu ermöglichen.
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Die optische Weg-Umkehreinrichtung
ist so vorgesehen, dass ein optischer Weg längs einer langen Seite eines
zweidimensionalen Bildanzeigeelements derart gebeugt wird, dass
er an der Fokusposition des Gesamtsystems der genannten Projektionslinse
liegt, oder die betreffende optische Weg-Umkehreinrichtung ist so
vorgesehen, dass ein optischer Weg längs einer kurzen Seite eines
zweidimensionalen Bildanzeigeelements derart gebeugt wird, dass
er an der Fokusposition des Gesamtsystems der genannten Projektionslinse
versetzt ist, wodurch die Festlegung bzw. Einstellung der Anordnungsrichtung
in der Projektionsanzeigevorrichtung der Projektionsvorrichtung
mit der betreffenden Projektionslinse geändert werden kann.
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Infolgedessen wird es möglich, auf
eine Reduzierung der Gehäusegröße der Projektionsanzeigevorrichtung
zu zielen, die mit der Projektionslinse der vorliegenden Erfindung
ausgestattet ist.
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Die optische Weg-Umkehreinrichtung
besteht aus einem Spiegel oder Prisma zur totalen Reflexion lediglich
einer P-Welle oder einer S-Welle. Deshalb kann bei niedrigen Kosten
ein Fall unterstützt
werden, bei dem die Projektionsvorrichtung mit der betreffenden
Projektionslinse so ausgelegt ist, dass ein Lichtstrom einer Polarisationsebene
irgendeiner Welle von der P-Welle und der S-Welle verarbeitet werden
kann.
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Dies bedeutet, dass gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Projektionslinse zur Vornahme der optischen Umkehr realisiert
ist, die mit hohem Kontrast, insbesondere in einer Projektionsvorrichtung unter
Verwendung eines Flüssigkristallfelds
projizieren kann, welches einen breiten Winkel, einen kurzen Projektionsabstand,
eine lange hintere Brennweite und eine Telezentrizität aufweist,
und bei der ferner verschiedene Aberrationen, wie eine Verzerrungsaberration,
etc. verringert sind.
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Wenn beispielsweise die Projektionsanzeigevorrichtung
durch Anwendung der Projektionslinse gemäß der vorliegenden Erfindung
bei einer Projektionsvorrichtung aufgebaut wird, die ein Flüssigkristallfeld
als zweidimensionales Bildanzeigeelement verwendet, dann kann ein
dünner
Typ erzielt werden, dessen Tiefe, etc. entsprechend verringert ist,
und außerdem
wird eine ausgezeichnete Qualität
erwartet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Fokussierungs-Einstellverfahren für eine Projektionslinse bereitgestellt,
in der in einer Anordnung aus einer ersten Linsengruppe, die ein
Brechungsvermögen
und eine asphärische
Oberfläche
aufweist, einer zweiten Linsengruppe, die ein positives Brechungsvermögen aufweist,
derart, dass sie bei dem größten zentralen
Luftabstand in dem Gesamtsystem in Abstand vorgesehen und derart
gebildet ist, dass sie zumindest eine Sammellinse aufweist, und
einer dritten Linsengruppe, die ein positives Brechungsvermögen und
eine asphärische
Oberfläche
aufweist,
wobei die Linsengruppen von einer langen konjugierten
Seite zu einer kurzen konjugierten Seite in dieser Reihenfolge angeordnet
sind, eine optische Weg-Umkehreinrichtung zwischen der ersten Linsengruppe
und der zweiten Linsengruppe eingefügt ist und den optischen Weg
des Lichtstroms, der von der ersten Linsengruppe zur zweiten Linsengruppe
verläuft,
umkehrt, wobei eine hintere Brennweite bei einem Projektionsabstand
von Unendlich mit BF, die zusammengesetzte Brennweite des Gesamtsystems mit
F, der mittlere Luftzwischenraum zwischen der ersten Linsengruppe
und der zweiten Linsengruppe mit GD1, die zusammengesetzte Brennweite
der ersten Linsengruppe mit F1, die zusammengesetzte Brennweite
der zweiten Linsengruppe mit F23 und der mittlere Luftzwischenraum
zwischen der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe mit
GD2 bezeichnet sind. Damit ist folgenden Gleichungen genügt: 2,8 < BF/F
3,0 < GD1/F < 4,50
0,40 < –F1/F23 < 0,48
0,40 < GD2/F23 < 0,8.
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Dabei wird die Fokusposition auf
der langen konjugierten Seite der Projektionslinse durch Bewegen
bzw. Verschieben der ersten Linsengruppe längs der optischen Achse eingestellt.
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Dies bedeutet, dass bei dem Einstellverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Fokussierungseinstellung des Lichtstroms, der auf
dem Bildschirm fokussiert ist, welcher bei spielsweise auf der langen
konjugierten Seite angeordnet ist, durch die Linsengruppe vorgenommen
wird, durch die der Lichtstrom gelangt, nachdem der optische Weg
durch die optische Weg-Umkehreinrichtung umgekehrt ist.
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Wie im Falle der Verwendung eines
sogenannten Gesamt-Ausdehnungssystems kann die Fokussierungseinstellarbeit
beispielsweise ohne weiteres ausgeführt werden, ohne dass die Erscheinung hervorgerufen
wird, gemäß der die
Bildmitte auf dem Bildschirm verschoben ist bzw. abweicht.
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Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beispielhaft beschrieben.
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1A und 1B zeigen in Diagrammen den
Gesamtaufbau einer Projektionsanzeigevorrichtung mit einer Projektionslinse
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
in einem Diagramm den Aufbau (erstes Beispiel) der Projektionsvorrichtung
mit der Projektionslinse gemäß der Ausführungsform.
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3 veranschaulicht
in einem Diagramm den Aufbau (zweites Beispiel) der Projektionsvorrichtung
mit der Projektionslinse gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4 veranschaulicht
in einem Diagramm den Aufbau (drittes Beispiel) der Projektionsvorrichtung
mit der Projektionslinse gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 veranschaulicht
in einer Linsenschnittansicht den Aufbau der für die ersten bis dritten Ausführungsformen
gemeinsamen Projektionslinse.
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6 zeigt
in einer Linsenschnittansicht den Aufbau der Projektionslinse der
ersten Ausführungsform.
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7 zeigt
in einer Linsenschnittansicht den Aufbau der Projektionslinse der
zweiten Ausführungsform.
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8 zeigt
in einer Linsenschnittansicht den Aufbau der Projektionslinse der
dritten Ausführungsform.
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9 veranschaulicht
in einem Diagramm eine numerische Ausführungsform der Projektionslinse
der ersten Ausführungsform.
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10 veranschaulicht
in einem Diagramm eine numerische Ausführungsform der Projektionslinse
der zweiten Ausführungsform.
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11 veranschaulicht
in einem Diagramm eine numerische Ausführungsform der Projektionslinse
der dritten Ausführungsform.
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12 veranschaulicht
in einem Aberrationsdiagramm die sphärische Aberration, die astigmatische
Aberration und die Verzerrungsaberration der Projektionslinse, wenn
das Gesamt-Ausdehnungssystem als erste Ausführungsform verwendet wird.
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13 veranschaulicht
in einem Aberrationsdiagramm die sphärische Aberration, die astigmatische
Aberration und die Verzerrungsaberration der Projektionslinse, wenn
das erste Linsengruppen-Ausdehnungssystem als erste Ausführungsform verwendet
wird.
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14 veranschaulicht
in einem Aberrationsdiagramm die sphärische Aberration, die astigmatische
Aberration und die Verzerrungsaberration der Projektionslinse, das
Gesamt-Ausdehnungssystem als zweite Ausführungsform verwendet wird.
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15 veranschaulicht
in einem Aberrationsdiagramm die sphärische Aberration, die astigmatische
Aberration und die Verzerrungsaberration der Projektionslinse, wenn
das erste Linsengruppen-Ausdehnungssystem als zweite Ausführungsform
verwendet wird.
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16 veranschaulicht
in einem Aberrationsdiagramm die sphärische Aberration, die astigmatische
Aberration und die Verzerrungsaberration der Projek tionslinse, wenn
das Gesamt-Ausdehnungssystem als dritte Ausführungsform verwendet wird.
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17 veranschaulicht
in einem Aberrationsdiagramm die sphärische Aberration, die astigmatische
Aberration und die Verzerrungsaberration der Projektionslinse, wenn
das erste Linsengruppen-Ausdehnungssystem als dritte Ausführungsform verwendet
wird.
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Nachstehend wird eine Projektionslinse
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Beschreibung erfolgt
unter der Annahme, dass die Projektionslinse gemäß dieser Ausführungsform
dazu vorgesehen ist, eine Projektionsanzeigevorrichtung mit einer
Projektionsvorrichtung vom Rückprojektionstyp
unter Verwendung einer LCD-Vorrichtung als einem zweidimensionalen Bildanzeigeelement
bereitzustellen.
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1. Aufbau
der Projektionsanzeigevorrichtung
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1-1. Gesamtaufbau
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Zunächst wird der Gesamtaufbau
der Projektionsanzeigevorrichtung beschrieben, die so ausgelegt
ist, dass sie mit einer Projektionsvorrichtung auszustatten ist,
welche eine Projektionslinse gemäß dieser
Ausführungsform
aufweist.
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1A und 1B zeigen eine Seitenansicht
bzw. eine Vorderansicht eines Beispiels des Gesamtaufbaus der Projektionsanzeigevorrichtung.
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Eine in diesen Figuren dargestellte
Projektionsanzeigevorrichtung 500 ist mit einem Beugungsspiegel 504 auf
der Rückseite
eines Gehäuses 501 der
betreffenden Projektionsanzeigevorrichtung versehen, und ein Bildschirm 21 vom
Durchlässigkeitstyp
ist an der Vorderseite des Gehäuses 501 vorgesehen.
Der Beugungsspiegel 504 ist so befestigt, dass er einen
Winkel auf weist, unter dem das Bildlicht, welches von einer Projektionsvorrichtung,
die nachstehend beschrieben wird, projiziert wird, reflektiert und
auf einen Bildschirm 504 projiziert werden kann.
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Die Projektionsvorrichtung 502 ist
an der unteren Seite in einem Gehäuse 501 angeordnet,
wie dies in der Zeichnungsfigur dargestellt ist.
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Eine später beschriebene Lichtquelle,
ein dichroitischer Spiegel, ein Flüssigkristallfeldblock und optische
Elemente bzw. Teile, wie ein dichroitisches Prisma (Lichtzusammensetzungselement),
etc. sind in dem Gehäuse 503 der
Projektionsvorrichtung 502 angeordnet, und ein Lichtstrom
wird als Bildlicht durch den Betrieb der obigen Elemente erzielt.
Der so als Bildlicht erhaltene Lichtstrom wird durch eine bzw. mittels
einer Projektionslinse 20 projiziert und als Projektionslicht 600 abgegeben.
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Bei dieser Ausführungsform ist ein Beugungsspiegel
M zur Umsetzung bzw. Umkehrung des optischen Weges in dem optischen
Weg des die Projektionslinse 20 bildenden Linsensystems
angeordnet. Demgemäß wird bei
dieser Ausführungsform
der Lichtstrom als Bildlicht in der Projektionslinse 20 gebeugt.
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In der so aufgebauten Projektionsanzeigevorrichtung 500 wird
das Projektionslicht 600 von der Projektionslinse 20 her
nach oben abgegeben, um auf den Beugungsspiegel 504 abgestrahlt
zu werden. Der optische Weg des von der Projektionslinse 20 abgegebenen
Projektionslichts 600 wird durch den Beugungsspiegel 504 gebeugt
und auf den Bildschirm 21 abgestrahlt.
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Auf dem Bildschirm 21 wird
ein vergrößertes Bild
zur Verfügung
gestellt, welches durch das von der Projektionslinse 20 projizierte
Projektionslicht erhalten wird. Ein Betrachter betrachtet den Bildschirm 21 beispielsweise
aus der zur Anordnungs position der Projektionslinse 20 gegenüberliegenden
Richtung, um sich des Anzeigebildes zu erfreuen.
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Das Verfahren zur Umsetzung bzw.
Umkehrung des optischen Weges in der Projektionslinse 20, wie
in 1 veranschaulicht,
wird hauptsächlich
mit dem Ziel der Miniaturisierung bzw. Verkleinerung des Gehäuses 501 der
Projektionsanzeigevorrichtung 500 angewandt.
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Dies bedeutet, dass im Falle der 1 der optische Weg des Lichtstroms
als Bildlicht, welches im Gehäuse 503 der
Projektionsvorrichtung 502 erhalten wird, in der Projektionslinse 20 um
90° nach oben
umgesetzt wird. Demgemäß ist das
Gehäuse 503 der
Projektionsvorrichtung 502 im wesentlichen eben platziert
(tatsächlich
ist es, wie aus der Darstellung von 1A ersichtlich
ist, derart schräg
platziert, dass das Projektionslicht 600 in geeigneter Weise
auf den Beugungsspiegel 504 abgestrahlt wird), und das
Gehäuse 503 kann
so angeordnet sein, dass die Vorderfläche bzw. -seite (die Seitenfläche auf
der Seite, an der die Projektionsvorrichtung 502 befestigt
ist)/ die Rückfläche bzw.
-seite des Gehäuses 503 der
Seitenfläche 501 des
Gehäuses
der Projektionsanzeigevorrichtung 500 gegenüberliegt.
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Im Vergleich zu dem Fall, in dem
der optische Weg durch die Projektionslinse 20 nicht umgesetzt
bzw. umgekehrt wird, kann demgemäß die Tiefe D
des Gehäuses 501 der
Projektionsanzeigevorrichtung 500 verringert werden. Da
der Raum eines Bereiches an der unteren Seite des Bildschirms 21 in dem
Gehäuse 501 der
Projektionsanzeigevorrichtung 500 verkleinert werden kann,
kann ferner die Höhe
H des Gehäuses 501 verringert
werden.
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Die Projektionsanzeigevorrichtung,
bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird bzw. ist, ist auf
den in 1 gezeigten Aufbau
nicht beschränkt; die
Art und Weise der Anbringung bzw. Anordnung der Projektionsvorrichtung
in dem Gehäuse
der Projektionsanzeigevorrichtung kann entsprechend der Umkehr- bzw. Umsetzrichtung
des optischen Weges in der Projektionslinse der Projektionsvorrichtung oder
dergleichen in geeigneter Weise geändert werden.
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1-2. Innerer Aufbau der
Projektionsvorrichtung
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(erstes Beispiel)
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Anschließend wird der innere Aufbau
der in 1 dargestellten
Projektionsvorrichtung 502 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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2 veranschaulicht
konzeptionell den inneren Aufbau eines ersten Beispiels als Projektionsvorrichtung 502,
in der die Projektionslinse gemäß dieser
Ausführungsform
eingebaut werden kann. In diesem Falle bilden andere Teile als der
Bildschirm 21 die Projektionsvorrichtung 502.
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Bei dieser Ausführungsform ist, wie in 1 veranschaulicht, ein Beugungsspiegel 504 zwischen der
Projektionslinse 20 und dem Bildschirm 21 bei dem
Aufbau der Projektionsanzeigevorrichtung vorgesehen, und der optische
Weg wird durch einen Beugungsspiegel M in der Projektionslinse 20 umgekehrt
bzw. umgesetzt. Da in diesem Falle die Hauptaufmerksamkeit der Beschreibung
des inneren Aufbaus der Projektionsvorrichtung 502 gewidmet wird,
sind in 2 sowohl der
Beugungsspiegel 504 als auch die Projektionslinse 20,
welche den der optischen Wege-Umsetzung entsprechenden Aufbau besitzt,
aus 2 weggelassen.
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Als die in 2 dargestellte Projektionsvorrichtung 502 ist
eine Lampe 1 als Lichtquelle, die eine Metall-Halogen-Lampe
oder dergleichen umfasst, in einer Brennpunktposition eines Reflektors 2 (Parabolebenen-Spiegel)
angeordnet. Das von der Lampe 1 abgestrahlte Licht wird
von dem Reflektor 2 reflektiert und so kollimiert, dass
es im wesentlichen parallel zur optischen Achse gerichtet ist, und
sodann wird es von dem Öffnungsteil
des Reflektors 2 abgegeben.
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Unerwünschte Lichtstrahlen im Infrarotbereich
und im Ultraviolettbereich in dem von dem Öffnungsteil des Reflektors 2 abgegebenen
Licht werden mittels eines IR-UV-Abschneidefilters 3 abgeschnitten,
und lediglich Lichtstrahlen, die für eine Anzeige effektiv sind,
werden zu den verschiedenen optischen Elementen geleitet, die in
nachfolgenden Stufen angeordnet sind.
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In der nachfolgenden Stufe des IR-UV-Abschneidefilters 3 ist
eine Mehr- bzw. Multilinsenanordnung 5 im Anschluss an
eine Mehr- bzw. Multilinsenanordnung 4 angeordnet.
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In diesem Falle ist die Multilinsenanordnung 4 in
einer derart flachen Form ausgelegt, dass eine Vielzahl von konvexen
Linsen, deren Aussehen einer Form ähnlich ist, die dasselbe Aspektverhältnis aufweist
wie die effektive Öffnung
des jeweiligen Flüssigkristallfelds,
welches als optische Modulationseinrichtung dient, die später beschrieben
wird, in einer Zickzackform angeordnet ist, während die betreffenden Linsen
in der Phase um 1/2 abweichend vorgesehen sind.
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Die Multilinsenanordnung 5 ist
in einer solchen flachen konvexen Form ausgelegt, dass eine Vielzahl
von konvexen Linsen 5a auf der Seite der betreffenden Multilinsenanordnung
gebildet ist, die den konvexen Linsen der Multilinsenanordnung 4 gegenüberliegt.
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Durch Anordnen der Multilinsenanordnung 4 und
der Multilinsenanordnung 5 kann der durch das IR-UV-Abschneidefilter 3 hindurchtretende
Lichtstrom effizient und gleichmäßig an die
effektive Öffnung
des später
beschriebenen Flüssigkristallfeldblocks
abgestrahlt werden.
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Dichroitische Spiegel 6, 10 zur
Aufteilung des Lichtstroms von der Lampe 1 in die Farben
Rot, Grün
und Blau sind zwischen der Multilinsenanordnung 5 und der
effektiven Öffnung
des Flüssigkristallfeldblocks
angeordnet.
-
In dem in den Figuren veranschaulichten
Fall wird zuerst der Lichtstrom R der roten Farbe durch den dichroitischen
Spiegel 6 reflektiert, und der grüne Lichtstrom G sowie der blaue
Lichtstrom B werden dadurch hindurch übertragen. Die Ausbreitungsrichtung
des roten Lichtstroms R, der durch den dichroitischen Spiegel 6 reflektiert
wird, wird durch den Spiegel 7 um 90° gebeugt und dann vor dem Flüssigkristallfeldblock 9 für Rot zu
einer Kondensorlinse 8 hingeleitet.
-
Andererseits werden die durch den
dichroitischen Spiegel 6 übertragenen grünen und
blauen Lichtströme
G, B durch den dichroitischen Spiegel 10 getrennt. Dies
bedeutet, dass der grüne
Lichtstrom G reflektiert wird, um seine Ausbreitungsrichtung um 90° zu beugen
und dann zu einer Kondensorlinse 11 vor dem grünen Flüssigkristallfeld 12 geleitet
wird. Der blaue Lichtstrom B wird durch den dichroitischen Spiegel 10 übertragen,
breitet sich gerade aus; er wird dann durch eine Weiterleitungs-
bzw. Zwischenlinse 13, einen Spiegel 14, eine
invertierende bzw. umkehrende Zwischenlinse 15 und einen
Spiegel 16 zu einer Kondensorlinse 17 vor dem
blauen Flüssigkristallfeld 18 geleitet.
-
Wie oben beschrieben, wird der jeweilige
rote, grüne
und blaue Lichtstrom R, G, B durch die jeweilige Kondensorlinse 8, 11 bzw. 17 übertragen
und trifft auf den Flüssigkristallfeldblock 9, 12 bzw. 18 für die jeweilige
Farbe auf.
-
Der jeweilige Farb-Flüssigkristallfeldblock 9, 12, 18 ist
mit einem Flüssigkristallfeld
und ferner mit einer auf der Einfallsseite liegenden Polarisationseinrichtung
zur Ausrichtung der Projektionsrichtung der auf die Frontstufe des
Flüssigkristallfelds
einfallenden Lichtstrahlen in eine feste Richtung versehen. Ferner
ist eine sogenannte Analysiereinrichtung, die lediglich Licht in
einer bestimmten Polarisationsebene des emittierten Lichts hindurchlässt, in
der nachfolgenden Stufe des Flüssigkristallfelds
angeordnet, wodurch die Lichtintensität durch eine Spannung einer
Schaltung zur Steuerung des Flüssigkristalls
moduliert wird.
-
Generell werden die Reflexions-, Übertragungscharakteristiken
einer P-Polaristionsebene genutzt, um die Charakteristiken der dichroitischen Spiegel 6, 10 effektiv
auszunutzen. Demgemäß ist die
auf der Einfallsseite vorgesehene Polarisationseinrichtung im jeweiligen
Flüssigkristallfeldblock 9, 12, 18 so
angeordnet, dass die parallel zu dem Blatt gemäß 1 verlaufende Polarisationsebene hindurch übertragen
wird.
-
Ferner wird beispielsweise ein TNT-Typ
als jeweiliges Flüssigkristallfeld
verwendet, welches den Flüssigkristallfeldblock 9, 12, 18 bildet,
und dessen Arbeitsweise ist auf einen sogenannten normalen weißen Typ
festgelegt. Die Analysiereinrichtung ist so angeordnet, dass polarisiertes
Licht, welches vertikal zu dem Blatt gemäß 1 auftritt, übertragen wird.
-
Jeder Farblichtstrom, der durch den
Flüssigkristallfeldblock 9, 12, 18 optisch
moduliert wird bzw. ist, trifft auf die in der Zeichnung dargestellte
jeweilige Seite in dem Lichtzusammensetzungselement (dichroitisches
Kreuz-Prisma) 19 auf. Dieses Lichtzusammensetzungselement
ist durch Kombination eines Prismas mit einer bestimmten Form mit
Reflexionsschichten bzw. -filmen 19a, 19b gebildet.
-
Der rote Lichtstrom R wird in dem
Lichtzusammensetzungselement von dem Reflexionsfilm 19a reflektiert;
der blaue Lichtstrom B wird von dem Reflexionsfilm 19b reflektiert,
und dadurch fallen die betreffenden Lichtströme in die Projektionslinse 20 ein.
Der grüne
Lichtstrom G breitet sich geradlinig in dem Lichtzusammensetzungselement 19 aus,
während
er dadurch hindurch übertragen
wird; er fällt
in die Projektionslinse 20 ein, wodurch der Lichtstrom R,
der Lichtstrom G und der Licht strom B in die Projektionslinse 20 einfallen,
während
sie zu einem Lichtstrom zusammengesetzt werden.
-
In der Projektionslinse 20 wird
der von dem Lichtzusammensetzungselement 19 her einfallende Lichtstrom
in ein Projektionslicht umgesetzt und beispielsweise auf den Bildschirm 21 vom
Durchlässigkeitstyp
projiziert.
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Bei dieser Ausführungsform wird das Licht, nachdem
der optische Weg in der Projektionslinse 20 um 90° umgesetzt
bzw. umgekehrt ist, durch den Beugungsspiegel 504 (1) reflektiert, der in der Projektionsanzeigevorrichtung
angeordnet ist, und sodann wird der Lichtstrom auf bzw. an den Bildschirm 21 abgestrahlt.
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1-3. Innerer Aufbau der
Projektionsvorrichtung
-
(zweites Beispiel)
-
3 veranschaulicht
konzeptionell den inneren Aufbau der Projektionsvorrichtung 502 als zweites
Beispiel, bei der die Projektionslinse dieser Ausführungsform
angebracht werden kann. In 3 sind
denselben Einzelteilen wie in 2 dieselben Bezugszeichen
gegeben, und deren Beschreibung wird weggelassen.
-
In diesem Falle wird der Lichtstrom
B durch einen dichroitischen Spiegel 6A in der nachfolgenden Stufe
der Multilinsenanordnung 5 reflektiert, und dem Lichtstrom
R sowie dem Lichtstrom G ist ermöglicht, hindurchzutreten.
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Der Lichtstrom B, der von dem dichroitischen Spiegel 6A reflektiert
ist, wird von einem Spiegel 7A reflektiert, gelangt durch
eine Kondensorlinse 8A, wird optisch durch den blauen Flüssigkristallfeldblock 9A moduliert
und fällt
dann auf bzw. in das Lichtzusammensetzungselement 19A aus
der in 3 gezeigten Richtung
ein.
-
Der Lichtstrom R und der Lichtstrom
G, die durch den dichroitischen Spiegel 6A hindurchgelangen,
treffen auf einen dichroitischen Spiegel 10A in der nachfolgenden
Stufe. In diesem Falle wird der Lichtstrom R von dem dichroitischen
Spiegel 10A reflektiert, während der Lichtstrom G dadurch
hindurchtritt.
-
Der von dem dichroitischen Spiegel 10A reflektierte
Lichtstrom R gelangt durch die Kondensorlinse 11A, wird
durch den Flüssigkristallfeldblock 12A für Rot optisch
moduliert und fällt
dann auf das Lichtzusammensetzungselement 19A-a aus der
in der Zeichnungsfigur gezeigten Richtung ein.
-
Der durch den dichroitischen Spiegel 10A hindurchtretende
Lichtstrom G erreicht die Kondensorlinse 17A durch die
Weiterleitungs- bzw. Zwischenlinse 13A, den Spiegel 14A,
die invertierende bzw. umkehrende Zwischenlinse 15A und
den Spiegel 16A. Danach tritt der betreffende Lichtstrom durch
die Kondensorlinse 17A, wird durch den Flüssigkristallfeldblock 18A für Grün optisch
moduliert und fällt
dann auf bzw. in das Lichtzusammensetzungselement 19A-b aus
der in der Zeichnung gezeigten Richtung ein.
-
Das Lichtzusammensetzungselement 19A ist
ebenfalls durch Kombination eines Prismas mit einer bestimmten Form
mit Reflexionsschichten bzw. -filmen 19A-a, 19A-b gebildet.
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Von dem auf bzw. in das Lichtzusammensetzungselement 19A einfallenden
Lichtstrom der jeweiligen Farben wird der Lichtstrom B von dem Reflexionsfilm 19A-b reflektiert
und fällt
in die Projektionslinse 20 ein. Der Lichtstrom G wird von
dem Reflexionsfilm 19A-a reflektiert und fällt in die
Projektionslinse 20 ein. Der Lichtstrom R tritt durch das
Lichtzusammensetzungselement 19A hindurch, während er
sich dadurch geradlinig ausbreitet und dann in die Projektionslinse 20 einfällt. Infolgedessen
werden die jeweiligen Lichtströme
R, G, B zu einem Lichtstrom zusammengesetzt und fallen in die Projektionslinse 20 ein.
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1-4. Innerer Aufbau der
Projektionsvorrichtung
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(drittes Beispiel)
-
4 zeigt
konzeptionell den inneren Aufbau eines dritten Beispiels der Projektionsanzeigevorrichtung,
bei der die Projektionslinse dieser Ausführungsform angebracht sein
bzw. werden kann. In 4 sind
denselben Einzelteilen wie in 2 und 3 dieselben Bezugszeichen
gegeben, und deren Beschreibung wird weggelassen.
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In diesem Falle wird der Lichtstrom
G durch den dichroitischen Spiegel 6B reflektiert, und
den Lichtströmen
R und B ist ermöglicht,
hindurchzutreten.
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Der von dem dichroitischen Spiegel 6B reflektierte
Lichtstrom G fällt
in das Lichtzusammensetzungselement 19B aus der in 4 gezeigten Richtung durch
einen Spiegel 7B, eine Kondensorlinse 8B und einen
Flüssigkristallfeldblock 9B für Grün ein.
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Die Lichtströme R und B, die durch den dichroitischen
Spiegel 6B hindurchtreten, treffen auf den dichroitischen
Spiegel 10B, und der Lichtstrom R wird von diesem reflektiert,
während
der Lichtstrom B hindurchtritt.
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Der durch den dichroitischen Spiegel 10B reflektierte
Lichtstrom R fällt
durch eine Kondensorlinse 11B und einen Flüssigkristallfeldblock 12B für die rote
Farbe in das Lichtzusammensetzungselement 19B aus der in
der Figur angegebenen Richtung ein.
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Der durch den dichroitischen Spiegel 10B hindurchtretende
Lichtstrom B fällt
auf das Lichtzusammensetzungselement 19B aus der in der
Figur angegebenen Richtung nacheinander durch eine Weiterleitungs-
bzw. Zwischenlinse 13B, einen Spiegel 14B, eine
invertierende bzw. umkehrende Zwischenlinse 15B, einen
Spiegel 16B, eine Kondensorlinse 17B und einen
Flüssigkristallfeldblock 18B für Blau ein.
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Das Lichtzusammensetzungselement 19B ist
ebenfalls durch Kombination eines Prismas mit einer bestimmten Form
mit Reflexionsschichten bzw. -filmen 19B-a, 19B-b gebildet.
In diesem Falle wird von dem jeweiligen Farb-Lichtstrom, der auf
bzw. in das Lichtzusammensetzungselement 19B einfällt, der
Lichtstrom G durch den Reflexionsfilm 19B-a reflektiert;
der Lichtstrom 8 wird durch den Reflexionsfilm 19B-a reflektiert,
und der Lichtstrom R tritt durch das Lichtzusammensetzungselement 19B hindurch, während er
sich dadurch geradlinig ausbreitet. Dadurch fallen die betreffenden
Lichtströme
als ein Lichtstrom in die Projektionslinse 20 ein.
-
Die Beschreibung bezüglich der
Projektionsvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
ist durch Vorstellung von drei Beispielen erfolgt. Dabei handelt es
sich jedoch lediglich um Beispiele, und somit können verschiedene Konstruktionen
für den
inneren Aufbau der Projektionsanzeigevorrichtung in Betracht gezogen
werden, in denen die Projektionslinse dieser Ausführungsform
angebracht werden kann.
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2. Aufbau
der Projektionslinse
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2-1. Anordnungsaufbau
der Linse bzw. des Objektivs
-
Anschließend wird die Projektionslinse
als ein Ausführungsbeispiel
beschrieben. In diesem Falle werden nachstehend erste bis dritte
Ausführungsbeispiele
bzw. -formen als Projektion der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Die Projektionslinsen dieser ersten bis dritten
Ausführungsformen
werden als Projektionslinse 20 in der in 1 bis 3 dargestellten
Projektionsanzeigevorrichtung verwendet.
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Zuerst wird ein gemeinsamer Linsenaufbau für die Projektionslinsen 20 der
ersten bis dritten Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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5 zeigt
eine Linsenschnittansicht, die konzeptionell den Linsenanordnungsaufbau
der Projektionslinsen 20 als erste, zweite und dritte Ausführungsbeispiele
veranschaulicht. In diesen Figuren ist die linke obere Seite der 5 (obere Seite einer mechanischen
Linse 101) als Seite eines Bildschirms 21 festgelegt
(lange konjugierte Seite), und die rechte Seite ist als Seite eines
Flüssigkristallfeldblocks
und eines Lichtzusammensetzungselements (kurze konjugierte Seite)
festgelegt.
-
Als Projektionslinse 20 sind,
wie in 5 veranschaulicht,
eine erste Linsengruppe 100, eine zweite Linsengruppe 200 und
eine dritte Linsengruppe 300 aufeinanderfolgend von einer
langen konjugierten Seite zu einer kurzen konjugierten Seite hin angeordnet.
Ferner ist zwischen der ersten Linsengruppe 100 und der
zweite Linsengruppe 200 ein Beugungsspiegel M vorgesehen.
-
In diesem Falle umfasst die erste
Linsengruppe 100 Konvexkonkavlinse 101 mit einer
Projektionsform auf der langen konjugierten Seite und eine konkave
Linse 102 mit einer Ausnehmungsform auf der kurzen konjugierten
Seite, wobei die betreffenden Linsen von der langen konjugierten
Seite zur kurzen konjugierten Seite hin angeordnet sind. Dadurch
wird ein negatives Brechungsvermögen
bereitgestellt. Ferner besitzen die beiden Oberflächen der
Konvexkonkavlinsen 101 eine asphärische Oberfläche, die einem
asphärischen
Koeffizienten bei einem später beschriebenen
numerischen Werte-Ausführungsbeispiel
entspricht.
-
Die zweite Linsengruppe 200 besteht
aus einer Sammellinse 201, die mit einem positiven Brechungsvermögen versehen
ist.
-
Dadurch, dass bei dieser Ausführungsform beispielsweise
eine später
beschriebene bestimmte Bedingungsgleichung erfüllt ist, kann der Luftzwischenraum
zwischen der zweiten Linsengruppe 200 und der ersten Linsengruppe
mit einem solchen Abstand vorgesehen sein, dass der Beugungsspiegel
M angeordnet werden kann und dass außerdem die erwünschte Leistung
als Projektionslinse erzielt werden kann.
-
Die dritte Linsengruppe 300 besteht
aus einer Verbundlinse 301 und einer Sammellinse 304 von der
langen konjugierten Seite her sowie aus einer konvexförmigen Konvexkonkavlinse 305 auf
der kurzen konjugierten Seite; die betreffenden Linsen sind so angeordnet,
wie dies in der Figur veranschaulicht ist, wodurch die betreffende
Linsengruppe ein positives Brechungsvermögen aufweist.
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Hier ist die Verbundlinse 301 dadurch
gebildet, dass eine Doppelkonkavlinse (Zerstreuungslinse) 302 und
eine Sammellinse 303 von der langen konjugierten Seite
zur kurzen konjugierten Seite angeordnet sind und dass die konvexen
Oberflächen der
Doppelkonkavlinse 302 und der Sammellinse 303 miteinander
zusammengeschichtet sind.
-
Ferner weist die Konvexkonkavlinse 305 eine
asphärische
Oberfläche
auf, die durch den numerischen Wert der später beschriebenen Ausführungsform
auf ihren beiden Oberflächen
gekennzeichnet ist.
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In dieser Zeichnungsfigur sind das
Lichtzusammensetzungselement und der Flüssigkristallfeldblock auf der
kurzen konjugierten Seite der dritten Linsengruppe dargestellt;
es ist jedoch als eine Positionsbeziehung zu der Projektionslinse
konzeptionell veranschaulicht, dass das Lichtzusammensetzungselement
und der Flüssigkristallfeldblock
lediglich auf der Lichteinfallsseite liegen.
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Dies bedeutet, dass durch Verbindung
des in dieser Figur dargestellten Lichtzusammensetzungselements
und Flüssigkristallfelds
zu jenen Elementen von 2 das
Lichtzusammensetzungselement 19 und die Flüssigkristallfeldblöcke (9, 12, 18)
in dieser Figur veranschaulicht sind. In entsprechender Weise sind
in dem Fall, dass die betreffenden Elemente mit jenen von 3 oder 4 verbunden werden, das Lichtzusammensetzungselement 19A und
die Flüssigkristallfeldblöcke (9A, 12A, 19A)
oder das Lichtzusammensetzungselement 19B und die Flüssigkristallfeldblöcke (9B, 12B, 18B)
veranschaulicht.
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Der Beugungsspiegel M ist dazu vorgesehen,
den Lichtstrom von der zweiten Linsengruppe 200 zu reflektieren
und den optischen Weg umzusetzen bzw. umzukehren und dann den Lichtstrom
in die erste Linsengruppe 100 einfallen zu lassen, wodurch das
Verkleinerungs- bzw. Miniaturisierungsdesign des Gehäuses der
Projektionsanzeigevorrichtung gefördert wird, wie dies unter
Bezugnahme auf 1 beschrieben
worden ist.
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Der Beugungsspiegel M ist in der
Projektionslinse 20 so angeordnet, dass er den optischen Weg
des Lichtstroms von der zweiten Linsengruppe 200 um 90° umsetzt
bzw. umkehrt, und in diesem Falle können die folgenden zwei Verfahren
zur Umsetzung bzw. Umkehr des optischen Weges des Lichtstroms von
der zweiten Linsengruppe 200 um 90° in Betracht gezogen werden.
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So ist ein Anzeigebereich des Flüssigkristallfeldblocks
beispielsweise in einer rechteckigen Form ausgelegt, die ein Paar
von langen Seiten und ein Paar von kurzen Seiten in Verbindung mit
einem Aspektverhältnis
von Bildern aufweist.
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Wenn die optische Weg-Umkehrung auf
der Grundlage des Flüssigkristallfeldblocks
durch den Beugungsspiegel M vorgenommen wird, können ein Verfahren zur Umkehrung
des optischen Weges um 90° in
Richtung längs
der langen Seite des Flüssigkristallfeldblocks
und ein Verfahren zur Umkehrung des optischen Weges um 90° längs der
Richtung der kurzen Seite in Betracht gezogen werden.
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Dies ist beispielsweise mit 5 verbunden; falls 5 so ausgelegt ist, dass
der optische Weg um 90° in
Richtung der langen Seite des Flüssigkristallfeldblocks
umgekehrt wird, wird die Seitenkante (Querschnittsbereich) des Flüssigkristallfeldblocks, wie
in der Figur dargestellt, die lange Seite.
-
Falls umgekehrt 5 so ausgelegt ist, dass der optische
Weg längs
der Richtung der kurzen Seite des Flüssigkristallfeldblocks um 90° umgekehrt wird,
wird die Seitenkante (Querschnittsbereich) des in der Figur dargestellten
Flüssigkristallfeldblocks
die kurze Seite.
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Sogar dann, wenn bei dieser Ausführungsform
der optische Weg in irgendeine Richtung längs der Richtung der langen
Seite und längs
der Richtung der kurzen Seite des Flüssigkristallfeldblocks umgekehrt
wird, kann das Gehäuse
der Projektionsanzeigevorrichtung verkleinert bzw. miniaturisiert
werden, und falls beispielsweise der Aufbau der in 1 dargestellten Projektionsanzeigevorrichtung
verwendet wird, ist es besser, die optische Weg-Umkehrung längs der
Richtung der langen Seite des Flüssigkristallfeldblocks
vorzunehmen. Der Grund ist folgender.
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Im Falle dieser Ausführungsform
wird der Lichtstrom des modulierten Bildlichts, der von dem Flüssigkristallfeldblock
in die Projektionslinse 20 einfällt, zunächst durch den Beugungsspiegel
M in der Projektionslinse reflektiert, um den optischen Weg umzukehren.
Ferner wird der betreffende Lichtstrom durch den Beugungsspiegel 504 reflektiert,
der für das
Gehäuse 501 der
Projektionsanzeigevorrichtung vorgesehen ist, um den optischen Weg
umzukehren, und sodann trifft der betreffende Lichtstrom auf den Bildschirm 21 auf.
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Wie oben beschrieben, wird das modulierte Bildlicht
von dem Flüssigkristallfeldblock
auf den Bildschirm durch die beiden Spiegel projiziert, welche die
in 1 dargestellte Positionsbeziehung
besitzen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Bild durch einen Prozess
um 90° gedreht,
bei dem es von dem Flüssigkristallfeldblock
zum Bildschirm 21 gelangt.
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Demgemäß ist der Flüssigkristallfeldblock
in dem Gehäuse 503 der
Projektionsvorrichtung 502 so angeordnet, dass die Richtung
seiner langen Seite (die horizontale Richtung für das Bild) der Längsrichtung
entspricht, wodurch das Bild schließlich auf dem Bildschirm 21 in
einem derart korrekten Zustand angezeigt wird, dass die Richtung
der langen Seite des Bildes der horizontalen Richtung entspricht.
In Verbindung mit dieser Anordnung sind ferner verschiedene optische
Elemente, welche die andere Projektionsvorrichtung 502 darstellen,
so angeordnet, dass die Richtung der langen Seite der Längsrichtung
entspricht.
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Daher wird bei dieser Ausführungsform
der optische Weg des Lichtstroms in Richtung längs der langen Seite des Gehäuses 503
um 90° umgekehrt, welches
so angeordnet ist, dass die Richtung der langen Seite des Flüssigkristallfeldblocks
und der anderen optischen Elemente der Längsrichtung entspricht.
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In diesem Falle wird folglich der
optische Weg so umgesetzt bzw. umgekehrt, wie dies in 1 veranschaulicht ist. Dies
bedeutet, dass der optische Weg in Bezug auf das Gehäuse 503 der
Projektionsvorrichtung direkt nach oben umgesetzt bzw. umgekehrt
wird.
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Wenn die Projektionsvorrichtung 502 so
angeordnet ist, dass die Richtung der langen Seite der den Flüssigkristallfeldblock
bildenden Einzelteile, der anderen optischen Elemente, etc. der
Längsrichtung entspricht,
dann entspricht hier die kurze Seite der Querrichtung. Daher kann
im Vergleich zu dem Fall, dass die Anordnung so ist, dass die Richtung
der kurzen Seite der verschiedenen Einzelteile der Längsrichtung
entspricht, die Breite W des Gehäuses 503 der
Projektionsvorrichtung 502 leichter verringert werden.
Entsprechend der Anordnung der verschiedenen inneren Bestandteile
können
ferner die verschiedenen Bestandteile selbst verkleinert bzw. miniaturisiert
werden.
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Wie oben beschrieben, kann die Verkleinerung
bzw. Miniaturisierung des Gehäuses 503 der Projektionsvorrichtung 502 effektiver
vorgenommen werden, wodurch die Miniaturisierung (insbesondere die
Verringerung in der Tiefe) der Projektionsanzeigevorrichtung 500 gefördert wird.
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Als Mittel bzw. Einrichtung zur Umsetzung bzw.
Umkehrung des optischen Weges in der Projektionslinse 20 kann
nicht nur ein Element mit einer Spiegelstruktur berücksichtigt
werden, wie der obige Beugungsspiegel M oder dergleichen, sondern
auch ein Glied unter Verwendung eines Prismas oder dergleichen.
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Wenn der Flüssigkristallfeldblock als Projektionsvorrichtung
verwendet wird, wie bei dieser Ausführungsform, wird überdies
lediglich die Polarisationsrichtung irgendeiner Welle der S-Welle
und der P-Welle als Licht genutzt, das tatsächlich verwendet wird.
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Wenn berücksichtigt wird, dass der Beugungsspiegel
M oder das Prisma zur Umkehrung des optischen Weges in der Projektionslinse 20 einer
Beschichtung unterzogen wird bzw. einen Überzug erhält, um einen Lichtreflexionseffekt
zu erzielen, dann kann daher die Beschichtung bzw. das Überziehen so
vorgenommen werden, dass ein hohes bzw. starkes Reflexionsvermögen lediglich
in der Polarisationsrichtung irgendeiner Welle der S-Welle und der P-Welle
in Verbindung mit der Polarisationsebene des Lichtstroms erreicht
wird, der schließlich
von dem optischen Zusammensetzungselement (19, 19A, 19B)
abgegeben wird. Umgekehrt beschrieben heißt dies, dass die optische
Weg-Umkehreinrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
nicht notwendigerweise irgendeinen Aufbau benötigt, der die S-Welle und die
P-Welle beide total reflektieren kann, womit die Kosten reduziert
werden können.
-
2-2. Bedingungsgleichung
-
Die folgenden Bedingungsgleichungen
(1) bis (11) sind in bzw. bei der Projektionslinse 20 der ersten
bis dritten Ausführungsformen
erfüllt,
welche die obigen Konstruktionen bzw. Aufbauten besitzen.
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Sind die hintere Brennweite beim
Projektionsabstand von Unendlich mit BF, die zusammengesetzte Brennweite
des Gesamtsystems mit F, der zentrale Luftzwischenraum zwischen
der ersten Linsengruppe 100 und der zweiten Linsengruppe 200 mit
GD1, die zusammengesetzte Brennweite der ersten Linsengruppe 100 mit
F1, die zusammengesetzte Brennweite der zweiten Linsengruppe 200 und
der dritten Linsengruppe 300 mit F23 und der zentrale Luftzwischenraum
zwischen der zweiten Linsengruppe 200 und der dritten Linsengruppe 300 mit
GD2 gegeben, dann gilt 2,8 < BF/F (1)
3,0 < GD1/F < 4,50 (2)
0,40 < –F1/F23 < 0,48 (3)
0,40 < GD2/F23 < 0,8 (4)
-
Sind die zusammengesetzte Brennweite
der dritten Linsengruppe 300 mit F3, die zusammengesetzte
Brennweite der Verbundlinse 301 der dritten Linsengruppe 300 mit
F31, die zusammengesetzte Brennweite der Sammellinse 304 der
dritten Linsengruppe 300 mit FP32, die zusammengesetzte
Brennweite der Sammellinse 304 und der asphärischen Linse
(Konvexkonkavlinse 305) der dritten Linsengruppe 300 mit
F32 und die zusammengesetzte Brennweite der asphärischen Linse (Konvexkonkavlinse 305)
der dritten Linsengruppe 300 mit FP33 gegeben, dann gilt 1,00 < –F31/F3 < 2,50 (5)
0,9 < FP32/F3 < 1,40 (6)
2,00 < FP33/F32 (7)
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Sind der Brechungsindex einer die
Verbundlinse 301 der dritten Linsengruppe 300 bildenden Zerstreuungslinse
(Doppelkonkavlinse 302) mit N3N, der Brechungsindex der
die Verbundlinse 301 der dritten Linsengruppe 300 bildenden
Sammellinse 303 mit N3P, die Abbe-Zahl der die Verbundlinse 301 der
dritten Linsengruppe 300 bildenden Sammellinse 303 mit
V3P und die Abbe-Zahl der die Verbundlinse der dritten Linsengruppe 300 bildenden
Zerstreuungslinse (Doppelkonkavlinse 302) mit V3N gegeben,
so gilt N3N – N3P > 0,15 (8)
V3P – V3N > 27 (9)
-
Anschließend wird jede der obigen Bedingungsgleichungen
beschrieben.
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Wie aus dem in 2 bis 4 gezeigten
Aufbau ersichtlich ist, wird eine lange hintere Brennweite für die Projektionslinse
der Projektionsanzeigevorrichtung benötigt, da ein optisches Element,
wie ein dichroitischer Spiegel oder ein dichroitisches Prisma zur
Farbzusammensetzung benötigt
wird.
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Um die Größe der Projektionsanzeigevorrichtung
zur verringern, das heißt
die Gehäusegröße, ist
es hier erforderlich, ein großes
Bild bei einem kurzen Projektionsabstand zu erzielen, und damit
ist das Design hier so getroffen, dass der Bildwinkel bzw. das Bildfeld
der Projektionslinse 20 groß ist.
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Deshalb kann bei dieser Ausführungsform der
Bildwinkel der Projektionslinse 20 durch Erfüllung der
Bedingungsgleichung (1) bei dieser Ausführungsform so festgelegt werden,
dass er groß ist. Falls
der kleinere Grenzwert der Bedingungsgleichung (1) überschritten
wird, geht hier der Raum des Farbzusammensetzungssystems verloren.
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Die Bedingungsgleichung (2) definiert
einen Raum, in welchem der Beugungsspiegel M (oder das Prisma oder
dergleichen) als optische Weg-Umkehreinrichtung in der Projektionslinse 20 zwischen
der ersten Linsengruppe 100 und der zweiten Linsengruppe 200 angeordnet
ist. Falls der untere Grenzwert überschritten
wird, geht der Raum, in welchem der Spiegel oder das Prisma untergebracht
ist, verloren. Falls der obere Grenzwert überschritten wird, ist die
gesamte Linsenlänge
vergrößert, oder
der Durchmesser der ersten Linsengruppe ist vergrößert, und damit
ist dies ungünstig.
-
Die Bedingungsgleichung (3) definiert
das Verhältnis
zwischen der zusammengesetzten Brennweite der ersten Linsengruppe 100 und
der zweiten Linsengruppe 200 und der zusammengesetzten Brennweite
der zweiten Linsengruppe 200 und der dritten Linsengruppe 300.
Diese Bedingung wird dazu herangezogen, die Größe und die hintere Brennweite
sowie die optische Leistung des gesamten Linsensystems in gutem
Zustand zu halten.
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Wenn die Bedingungsgleichung (3)
erfüllt
ist, dann werden die Größe und die
hintere Brennweite sowie die optische Leistung des gesamten Projektionslinsensystems
ausgezeichnet eingehalten. Falls umgekehrt der obere Grenzwert der
Bedingungsgleichung (3) überschritten
wird, ist der Aufbau des invertierten bzw. umgekehrten Teleskoptyps
geschwächt. Daher
ist es schwierig, die hintere Brennweite einzuhalten. Falls die
Länge in
gewagter Weise vergrößert ist,
ist die gesamte Linsenlänge
vergrößert, oder
der Linsendurchmesser der ersten Linsengruppe 100 ist vergrößert, und
dies ist ungünstig.
-
Falls der untere Grenzwert der Bedingungsgleichung
(3) überschritten
wird, ist das Brechungsvermögen
der ersten Linsengruppe 100 vergrößert, und es treten eine Krümmung des
Bildfeldes und eine Verzerrungs-Aberration auf, so dass die Korrektur schwierig
ist.
-
Die Bedingungsgleichung (4) wird
dazu genutzt, die Telezentrizität
des außerhalb
der Achse liegenden Hauptlichtstrahls einzuhalten, der auf die Flüssigkristallfeldseite
auftrifft, in dem der zentrale Luftzwischenraum zwischen der zweiten
Linsengruppe 200 und der dritten Linsengruppe 300 auf
einen großen
Wert festgelegt wird und indem die Höhe des von der zweiten Linsengruppe 200 abgegebenen achsparallelen
Strahls eingehalten wird, um die hintere Brennweite zu vergrößern und
den außerhalb der
Achse liegenden Hauptlichtstrahl zur hohen Position der dritten
Linsengruppe 300 abzugeben.
-
Falls hier der obere Grenzwert der
Bedingungsgleichung (4) überschritten
wird, ist dies mit Rücksicht
darauf ungünstig,
dass verschiedene Aberrationen, wie eine sphärische Aberration, etc. auftreten
und damit die Korrektur schwierig ist. Falls der untere Grenzwert
der Bedingungsgleichung (5) überschritten
wird, wird ferner die hintere Brennweite kürzer als eine erwünschte Brennweite
oder die Telezentrizität
kann nicht eingehalten werden.
-
Die Bedingungsgleichungen (5), (6),
(7) veranschaulichen die Anordnung und den Brennweitenabgleich der
Linsen, die sich in einem guten Aberrations-Korrekturzustand außerhalb
der Achse für
die zweite Linsengruppe 200 und die dritte Linsengruppe 300 befinden.
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In der ersten Linsengruppe 100 treten
die außerhalb
der Achse liegenden Lichtstrahlen durch verschiedene Bereiche der
Linse hindurch, und der Brechungszustand des Lichtstrahls wird durch
die gekrümmte
Oberfläche
variiert, die je Lichtstrahl auf Grund der asphärischen Linse nach und nach
verändert
ist.
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Die Lichtstrahlen von dem auf der
Achse liegenden Lichtstrom zu dem außerhalb der Achse liegenden
Lichtstrom in der Nachbarschaft der Linse am nächsten zu der Flüssigkristallfeldblockseite
der zweiten Linsengruppe 200 treten durch im wesentlichen
dieselbe Linsenebene und werden an die dritte Linsengruppe 300 abgegeben.
Die Linse (Sammellinse 201) der zweiten Linsengruppe 200 ist
so ausgelegt, dass der Lichtstrahl zu der Verbundlinse 301 der
dritten Linsengruppe 300 geleitet wird.
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Hier wird Material, wie Glas oder
dergleichen, das die Bedingungsgleichungen (8), (9) erfüllt, für die Linsen
verwendet, wodurch die Farb-Aberration korrigiert ist.
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Die Bedingungsgleichung (6) gibt
den Abgleich des Brechungsvermögens
der Sammellinse 303 in der dritten Linsengruppe 300 an.
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Falls der obere Grenzwert der Bedingungsgleichung
(6) überschritten
wird, wird das Brechungsvermögen
der Sammellinse 303 verringert, und um dies zu kompensieren,
werden den anderen Sammellinsen in den ersten bis dritten Linsengruppen
solche Belastungen auferlegt, dass die optische Leistung verschlechtert
ist. Falls der untere Grenzwert der Bedingungsgleichung (6) überschritten
wird, da das Brechungsvermögen übermäßig vergrößert wird, ist
ferner eine Neigung dahingehend vorhanden, dass die Linsendicke
der Sammellinse 303 zunimmt oder dass die Dicke des Linsenumfangs
verloren geht, so dass die Be- bzw. Verarbeitung der Linse schwierig
ist.
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Die Bedingungsgleichung (7) gibt
den Abgleich des Brechungsvermögens
der asphärischen Linse
(Konvexkonkavlinse 305) in der dritten Linsengruppe 300 an.
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Wenn der untere Grenzwert der Bedingungsgleichung
(7) überschritten
wird, wird das Brechungsvermögen
der asphärischen
Linse (Konvexkonkavlinse 305) übermäßig vergrößert, und die Krümmungsrichtung
ist zwischen der Linsenmitte und dem Umfang der Linse unterschiedlich,
so dass die Be- bzw. Verarbeitungsarbeit schwierig wird.
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Die Bedingungsgleichung (5) gibt
das Brechungsvermögen
der Sammellinse 303 in der Verbundlinse 301 der
dritten Linsengruppe 300 an, und eine angemessene Farbkorrektur
kann unter Verwendung von Glas vorgenommen werden, welches die Bedingungsgleichungen
(8), (9) erfüllt.
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Falls der obere Grenzwert der Bedingungsgleichung
(5) überschritten
wird, muss das Brechungsvermögen
der Zerstreuungslinse (Doppelkonkavlinse 302) in der Verbundlinse 301 vergrößert werden.
Falls es in gewagter Weise vergrößert wird, wird
die Farbdispersion verstärkt.
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Falls umgekehrt der untere Grenzwert
der Bedingungsgleichung (5) überschritten
wird, wird das Brechungsvermögen
der Zerstreuungslinse (Doppelkonkavlinse 302) in der Verbundlinse 301 verringert, so
dass die Korrektur bezüglich
der Farbaberration unzureichend ist.
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2-3. Fokussierungseinstellung
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Anschließend wird die Fokussierungseinstellung
der Projektionslinse 20 dieser Ausführungsform beschrieben.
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In der Projektionsanzeigevorrichtung
mit dem beispielsweise in 1 dargestellten
Aufbau ist es notwendig, die Fokussierungseinstellung so vorzunehmen,
dass das von der Projektionslinse 20 der Projektionsvorrichtung 502 abgegebene
Projektionslicht auf den Bildschirm 21 fokussiert wird.
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Wie jedoch zuvor als bzw. beim Stand
der Technik beschrieben, hat sich im Falle der Projektionsanzeigevorrichtung
mit dem Aufbau, bei dem der optische Weg der Projektionslinse umgekehrt
wird, herausgestellt, dass die Bildmitte auf dem Bildschirm versetzt
ist, falls ein sogenanntes Gesamt-Ausdehnungssystem als Fokussierungseinstellsystem
verwendet wird.
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Daher wird bei dieser Ausführungsform
die Fokussierungseinstellung in dem Linsensystem vorgenommen, in
welchem der Lichtstrom nach Umkehr des optischen Weges erzielt wird.
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Dies heißt, dass die Fokussierungseinstellung
dadurch vorgenommen wird, dass lediglich die erste Linsengruppe 100 längs der
optischen Achse OA (siehe 5)
verschoben bzw. bewegt wird. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies,
dass die Fokussierungseinstellung als eine Einstellarbeit definiert
werden kann, mit der ein passender Wert vom Abstand bzw. des Abstands
Lf zwischen der Endebene der konkaven Linse 102 auf der
kürzesten
konjugierten Seite in der ersten Linsengruppe 100 und der Ebene
erzielt wird, die vertikal zur optischen Achse OA und durch den
oberen Seitenendbereich in Bezug auf den Beugungsspiegel M verläuft, wie
dies in 5 gezeigt ist.
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Durch Vornahme der Fokussierungseinstellung,
wie sie zuvor beschrieben worden ist, wird solch eine Erscheinung,
wie die Versetzung der Bildmitte auf dem Bildschirm unterdrückt, die
leicht auftreten kann, wenn das Gesamt-Ausdehnungssystem angenommen
wird, wodurch ein ausgezeichneter Fokussierungszustand erzielt wird.
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2-4. Numerische Ausführungsform,
etc.
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Hier sind die jeweiligen Linsenstrukturen,
die numerischen Ausführungsformen
entsprechen, welche für
die Projektionslinsen 20 der ersten bis dritten Ausführungsformen
gegeben sind, in 6, 7 und 8 dargestellt.
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In diesen Figuren sind dieselben
Einzelteile wie jene in 5 durch
dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Ferner sind in diesen Figuren
lediglich die Linsenstrukturen, die den numerischen Ausführungsformen
entsprechen, veranschaulicht, und die Darstellung des Beugungsspiegels
M, der zwischen der ersten Linsengruppe 100 und der zweiten
Linsengruppe 200 angeordnet ist, ist weggelassen. Darüber hinaus
ist aus praktischen Gründen
der optische Weg des durch die jeweilige Linsengruppe hindurchtretenden
Lichtstroms als nicht gebeugt veranschaulicht.
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Da der Linsenaufbau bzw. die Linsenstruktur hinsichtlich
der jeweiligen Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 5 beschrieben
worden ist, wird daher die Beschreibung der betreffenden Linsenstruktur
für die
jeweiligen 6, 7 und 8 hier weggelassen.
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Die den ersten bis dritten Ausführungsformen
entsprechenden numerischen Ausführungsformen,
das heißt
entsprechend den 6, 7 und 8, sind in 9, 10 und 11 dargestellt.
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In diesen Figuren ist mit m eine
Ebenennummer für
eine Linsenebene angegeben, die von der Seite des Bildschirms 21 aus
gezählt
wird (lange konjugierte Seite), mit ri ist ein i-ter Krümmungsradius angegeben,
der von der Bildschirmseite her gezählt wird, mit di ist ein i-ter
Linsenabstand angegeben, mit ni ist ein i-ter Brechungsindex angegeben
und mit vi ist eine i-ter Abbe-Zahl angegeben.
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Der Linsenabstand ist in jeder der 9, 10 und 11 für den Fall,
dass das Gesamt-Ausdehnungssystem als Fokussierungs-Einstellsystem
verwendet wird, und für
den Fall veranschaulicht, dass das System zur Verschiebung bzw.
Bewegung lediglich der obigen ersten Linsengruppe 100 längs der
optischen Achse verwendet wird (was als "erste Gruppenausdehnung" in jeder Gruppe
beschrieben ist).
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Ferner ist die Ebenenform als asphärische Ebene
der ersten Ebene, der zweiten Ebene, der zwölften Ebene und der dreizehnten
Ebene durch die folgende Gleichung dargestellt, wobei die Mitte
der Ebene als Ursprung festgelegt ist, wobei r den zentralen Krümmungsradius
angibt, wobei k einen Kegel- bzw. Konus-Koeffizienten angibt und
wobei A4, A6, A8, A10 asphärische
Ebenen-Koeffizienten der vierten Ordnung, der sechsten Ordnung,
der achten Ordnung bzw. der zehnten Ordnung angeben.
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Im Hinblick auf die 12, 13, 14, 15, 16 und 17 sei jeweils angemerkt,
dass die sphärische
Aberration, der Astigmatismus und die Verzerrungsaberration für die Projektionslinsen 20 der
ersten bis dritten Ausführungsformen
zwischen dem Fall, dass das Gesamt-Ausdehnungssystem als Fokussierungs-Einstellsystem
verwendet wird, und dem Fall verglichen werden, dass das System
zur Bewegung bzw. Verschiebung lediglich der ersten Linsengruppe 100 längs der
optischen Achse (erstes Linsengruppen-Ausdehnungssystem) verwendet
wird.
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In dem Prozess zur Erzielung des
Ergebnisses, welches in verschiedenen Aberrations-Diagrammen veranschaulicht
ist, die in den jeweiligen Figuren dargestellt sind, wird die Berechnung
dadurch vorgenommen, dass eine planparallele Platte, deren Mittenabstand
35 mm beträgt
(Brechungsindex n = 1,51633, Abbe-Zahl ν =
64,0) als Lichtzusammensetzungselement 19 (19A, 19B)
verwendet wird, wie dies in den numerischen Ausführungsformen nicht gezeigt
ist.
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Die tatsächliche Struktur der Projektionslinse als
erste bis dritte Ausführungsformen
ist nicht auf jene in 6 bis 8 gezeigten Strukturen beschränkt; die
Anzahl der die jeweilige Linsengruppe bildenden Linsen kann insofern
geändert
werden, als die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt werden.
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Ferner ist die Projektionslinse der
vorliegenden Erfindung bei den Ausführungsformen in einer Projektionsvorrichtung
installiert, in der ein Flüssigkristallfeld
als zweidimensionales Bildanzeigeelement in einer Projektionsanzeigevorrichtung
vom Rückprojektionstyp
verwendet wird; die vorliegende Erfindung ist indessen auf diese
Ausführungsformen nicht
beschränkt.
So kann die vorliegende Erfindung beispielsweise bei einer fotografischen
Weitwinkellinse bzw. einem fotografischen Weitwinkelobjektiv für eine Einzelobjektiv-
bzw. Einzellinsenkamera, bei einer Projektionslinse für ein Projektions-Fernsehgerät unter
Verwendung einer Kathodenstrahlröhre,
etc. verwendet werden.
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[Anmerkung des Übersetzers: Im Anspruch 2 wurde
die 2. Bedingungsgleichung korrigiert gegenüber der Europäischen Patentschrift,
die 3. Bedingungsgleichung dürfte
vermutlich „2.00 < FP33/F32" lauten, vgl. Bedingungsgleichungen
(6) bzw. (7) auf Seite 29 und die Bedingungsgleichungen auf Seite
7]
