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JPH04174811A - Retro-focus type lens - Google Patents

Retro-focus type lens

Info

Publication number
JPH04174811A
JPH04174811A JP2303010A JP30301090A JPH04174811A JP H04174811 A JPH04174811 A JP H04174811A JP 2303010 A JP2303010 A JP 2303010A JP 30301090 A JP30301090 A JP 30301090A JP H04174811 A JPH04174811 A JP H04174811A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
aspherical
group
conjugate point
point side
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.)
Pending
Application number
JP2303010A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kotaro Yano
光太郎 矢野
Nozomi Kitagishi
望 北岸
Shoichi Yamazaki
章市 山崎
Shingo Hayakawa
慎吾 早川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2303010A priority Critical patent/JPH04174811A/en
Priority to US07/787,822 priority patent/US5303087A/en
Publication of JPH04174811A publication Critical patent/JPH04174811A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Lenses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a high optical performance projected image with aberrations such as distortion aberration and flare corrected properly by providing an aspherical lens which has an aspheric surface on one side thereof in the first group and second group. CONSTITUTION:A plurality of lenses are divided into three groups, the first group I, second group II and third group III, in the order from the first conjugate point side of longer distance bordering the broadest lens interval and the next broadest lens interval, and the focal distance of a total system being taken as fT, back focus SK is set so as to be SK>0.7fT, and each of the first group I and second group II is provided with at least one aspherical lens, the surface of at least one side of which is aspheric. By thus setting lens constitution, a high optical performance projected image with aberrations such as distortion aberration and flare corrected properly can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はレトロフォーカス型レンズに関し、例えば異な
る色情報を有する複数の画像を合成ミラーで合成した後
、スクリーン面上に拡大投影するようにしたカラー液晶
プロジェクションテレビ用の投影レンズに好適なレトロ
フォーカス型レンズに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a retrofocus type lens, in which, for example, a plurality of images having different color information are combined using a combination mirror and then enlarged and projected onto a screen surface. The present invention relates to a retrofocus lens suitable for a projection lens for a color liquid crystal projection television.

(従来の技術) 従来より複数のカラー液晶(液晶ライトバルブ)に表示
されている画像を光学的に重ね合わせて投影レンズによ
りスクリーン面上に投影するようにしたカラー液晶プロ
ジェクションが種々と提案されている。
(Prior Art) Various color liquid crystal projection systems have been proposed in which images displayed on multiple color liquid crystals (liquid crystal light valves) are optically superimposed and projected onto a screen using a projection lens. There is.

第7図は一般的なカラー液晶に形成された画像をスクリ
ーン面(不図示)に投影するカラー液晶プロジェクショ
ンテレどの要部概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of the main parts of a color liquid crystal projection television that projects an image formed on a general color liquid crystal onto a screen surface (not shown).

図中1は白色光源でコリメートされた光束を射出してい
る。2a、2b、2cは各々赤用、縁周、青用の液晶表
示素子であり、被投影画像が表示されている。3a、3
bは各々反射ミラー、4は赤反射ダイクロイックミラー
で赤用の液晶表示素子2aを照明している。5は縁反射
ダイクロイックミラーで縁周の液晶表示素子2bを照明
している。
In the figure, reference numeral 1 indicates a white light source that emits a collimated light beam. 2a, 2b, and 2c are liquid crystal display elements for red, edge, and blue, respectively, on which projected images are displayed. 3a, 3
Reference numerals b denote reflecting mirrors, and 4 a red reflecting dichroic mirror, which illuminates the liquid crystal display element 2a for red. 5 is an edge reflection dichroic mirror that illuminates the liquid crystal display element 2b around the edge.

青用の液晶表示素子2cは赤反射ダイクロイックミラー
畔と縁反射ダイクロイックミラー5を通過した青色光で
照明される。、6は青透過ダイクロイックミラーである
。7は投影レンズである。
The blue liquid crystal display element 2c is illuminated with blue light that has passed through the edge of the red reflective dichroic mirror and the edge reflective dichroic mirror 5. , 6 is a blue-transmitting dichroic mirror. 7 is a projection lens.

同図においては白色光源1からの白色光をタイクロイッ
クミラー(4,5)で赤、縁、青の色光に色分解し、こ
れら赤、緑、青の各色光により各々赤、緑、青用の液晶
表示素子(2a、2b。
In the figure, the white light from the white light source 1 is separated into red, edge, and blue color light by the tichroic mirrors (4, 5), and these red, green, and blue color lights are used for red, green, and blue, respectively. liquid crystal display elements (2a, 2b.

2c)を照明し、これらの各色光に基づく液晶表示素子
(2a、2b、2c)の像を投影レンズ7によりスクリ
ーン面(不図示)上に重ねて投影し、カラー画像を得て
いる。
2c), and the images of the liquid crystal display elements (2a, 2b, 2c) based on these colored lights are superimposed and projected onto a screen surface (not shown) by a projection lens 7, thereby obtaining a color image.

このような構成における投影レンズには最終レンズ面か
ら液晶表示素子までの間(バックフォーカス間)に反射
ミラーやダイクロイックミラー等の各種の光学部材を配
置する必要から長いバックフォーカスを有するレトロフ
ォーカス型レンズが多く用いられている。
The projection lens in this configuration requires a retrofocus type lens with a long back focus because it is necessary to arrange various optical members such as a reflective mirror and a dichroic mirror between the final lens surface and the liquid crystal display element (between the back focuses). is often used.

(発明が解決しようとする問題点) 一般にレトロフォーカス型レンズは物体側(距離の長い
共役点側)に負の屈折力のレンズ群を配置し、像面側(
距離の短い共役点側)に正の屈折力のレンズ群を配置し
たレンズ構成より成っている。この為比較的長いバック
フォーカスが容易に得られるという特長がある。
(Problem to be solved by the invention) Generally, a retrofocus lens has a lens group with negative refractive power arranged on the object side (longer distance conjugate point side), and a lens group with negative refractive power on the image side (longer distance conjugate point side).
It consists of a lens configuration in which a lens group with positive refractive power is arranged on the conjugate point side (with a shorter distance). Therefore, it has the advantage that a relatively long back focus can be easily obtained.

しかしながらレンズ構成が非対称な為に歪曲収差や非点
収差等の非対称性収差が多く発生してくる傾向がある。
However, since the lens structure is asymmetrical, a lot of asymmetric aberrations such as distortion and astigmatism tend to occur.

レトロフォーカス型レンズをカラー液晶プロジェクショ
ンテレビに用いる場合には第7図に示すように像面側に
色分解用のダイクロイックミラーを配置している為、色
ムラをなくし、画面全体の色再現を良好に行なう為には
ダイクロイックミラーへの光束の入射角が画面全体にわ
たり略等しくする必要がある。即ちレンズ系を像面側か
ら射出する主光線が光軸と略平行となる所謂射出テレセ
ントリック系に近い状態にする必要がある。
When a retrofocus lens is used in a color LCD projection TV, a dichroic mirror for color separation is placed on the image plane side as shown in Figure 7, which eliminates color unevenness and improves color reproduction across the screen. In order to achieve this, it is necessary that the angle of incidence of the light beam onto the dichroic mirror be approximately equal over the entire screen. That is, it is necessary to put the lens system in a state close to a so-called exit telecentric system in which the chief ray exiting from the image plane side is substantially parallel to the optical axis.

しかしながら射出テレセントリック系にすると軸外光束
が像面側の正の屈折力のレンズ群に光軸上高い位置に入
射するようになってくる。この為樽型(負)の歪曲収差
及びフレアーが多く発生し、良好なる投影像を得るのが
大変難しいという問題点が生じてくる。
However, when an exit telecentric system is used, the off-axis light beam enters the lens group with positive refractive power on the image plane side at a high position on the optical axis. For this reason, many barrel-shaped (negative) distortions and flares occur, resulting in the problem that it is very difficult to obtain a good projected image.

そこで本出願人は先に特願平1−286058号におい
てレンズ構成を適切に設定することにより、貯述した歪
曲収差やフレアー等の諸収差を良好に補正したカラー液
晶プロジェクションテレビ用の投影レンズに好適な射出
テレセントリック系に近いレンズ構成を有したレトロフ
ォーカス型レンズを提案した。
Therefore, in Japanese Patent Application No. 1-286058, the present applicant has developed a projection lens for color LCD projection televisions that properly corrects various aberrations such as distortion and flare by appropriately setting the lens configuration. We proposed a retrofocus lens with a lens configuration close to a suitable exit telecentric system.

本発明は先に本出願人が提案したレトロフォーカス型レ
ンズを更に改良し、レンズ枚数を少なくしつつ、所定の
バックフォーカスが容易に得られ、しかも歪曲収差やフ
レアー等の諸収差を良好に補正したカラー液晶プロジェ
クションテレビ用の投影レンズに好適なレトロフォーカ
ス型レンズの提供を目的とする。
The present invention further improves the retrofocus type lens previously proposed by the applicant, and makes it possible to easily obtain a predetermined back focus while reducing the number of lenses, and to effectively correct various aberrations such as distortion and flare. The object of the present invention is to provide a retrofocus type lens suitable for a projection lens for a color liquid crystal projection television.

(問題点を解決するための手段) 本発明のレトロフォーカス型レンズは、複数のレンズを
有し、最も広いレンズ間隔と次に広いレンズ間隔を境に
して距離の長い方の第1共役点側から順に第1群、第2
群そして第3群の3つのレンズ群に分け、全系の焦点距
離をfT、距離の短い方の第2共役点側のレンズ面から
該第2共役点までの距離をSKとしたとき SK>0.7fT        ・・・・・・・・(
1)を満足し、かつ該第1群と該第2群に少なくとも片
側のレンズ面が非球面の非球面レンズを少なくとも1枚
ずつ設けたことを特徴としている。
(Means for Solving the Problems) The retrofocus type lens of the present invention has a plurality of lenses, and the first conjugate point side with the longest distance between the widest lens spacing and the next widest lens spacing. 1st group, 2nd group in order from
Divided into three lens groups, the third group and the third group, the focal length of the entire system is fT, and the distance from the lens surface on the side of the second conjugate point, which is shorter in distance, to the second conjugate point is SK> 0.7fT ・・・・・・・・・(
1), and is characterized in that each of the first group and the second group includes at least one aspherical lens having at least one aspherical lens surface.

特に本発明では、前記第1群と第2群に設けた少なくと
も1枚の非球面レンズの焦点距離を各々fAL1.fA
L2としたとき l fALl 1>3fT    ・・・・・・・・(
2)l fAL21>3fT    ・・・・・・・・
(3)なる条件を満足することを特徴としている。
In particular, in the present invention, the focal length of at least one aspherical lens provided in the first group and the second group is fAL1. fA
When L2 is set, l fALl 1>3fT ・・・・・・・・・(
2) l fAL21>3fT ・・・・・・・・・
(3) It is characterized by satisfying the following condition.

(実施例) 第1.第2図は本発明の数値実施例1.2のレンズ断面
図であり、プロジェクションに通用した場合を例にとり
、その一部も併せて示している。
(Example) 1st. FIG. 2 is a cross-sectional view of the lens of Numerical Example 1.2 of the present invention, taking as an example a case where it is applicable to projection, and also shows a part of the lens.

図中、LFLは本発明のレトロフォーカス型レンズであ
る。Sはスクリーンであり、距離の長い第1共役点側(
以下「物体側」と称する。)に配置されている。Fは被
投影面であり、距離の短い第2共役点側(以下「像面側
」と称する。)に配置されている。この像面側には例え
ば第7図に示すようなカラー液晶プロジェクションの場
合には被投影画像である液晶表示素子、光源、フィルタ
ー等の各要素が配置されている。
In the figure, LFL is a retrofocus type lens of the present invention. S is a screen, and the first conjugate point side (
Hereinafter, this will be referred to as the "object side." ). F is a projection plane, which is arranged on the second conjugate point side (hereinafter referred to as "image plane side") where the distance is short. On this image plane side, in the case of a color liquid crystal projection as shown in FIG. 7, for example, various elements such as a liquid crystal display element which is a projected image, a light source, a filter, etc. are arranged.

■は第1群、■は第2群、mは第3群であり、これらの
各レンズは最も広い空気間隔と次に広い空気間隔を境に
して物体側より順に3つのレンズ群に分番すている。
■ is the first group, ■ is the second group, m is the third group, and each of these lenses is divided into three lens groups in order from the object side with the widest air gap and the next widest air gap as boundaries. I'm staying.

本発明のレトロフォーカス型レンズは複数のレンズの屈
折力、レンズ形状等を適切に設定することにより、レン
ズ系全体の焦点距離をfTとしたとき、バックフォーカ
ス(第2共役点側のレンズ面である最終レンズ面から第
2共役点までの距#)SKがSK>0.7fTとなるよ
うにしている。
By appropriately setting the refractive power, lens shape, etc. of a plurality of lenses, the retrofocus type lens of the present invention has a back focus (the lens surface on the second conjugate point side) when the focal length of the entire lens system is fT. The distance #) SK from a certain final lens surface to the second conjugate point is set such that SK>0.7 fT.

そして第1群と第2群に少なくとも片側のレンズ面に非
球面を施した非球面レンズを少なくとも1枚ずつ配置し
、これにより歪曲収差やフレアー等の諸収差を良好に補
正し、高い光学性能の投影像を得ている。
At least one aspherical lens with an aspherical surface on at least one lens surface is arranged in each of the first and second groups, which effectively corrects various aberrations such as distortion and flare, resulting in high optical performance. The projected image is obtained.

特に第1群中に設けた非球面レンズ(第11非球面レン
ズ)により、主に歪曲収差やフレアー等の軸外収差を補
正している。又、第2群中に設けた非球面レンズ(第2
1非球面レンズ)により主に非点収差やコマ収差等を補
正している。
In particular, the aspherical lens (eleventh aspherical lens) provided in the first group mainly corrects off-axis aberrations such as distortion and flare. In addition, an aspherical lens (second
1 aspherical lens) to mainly correct astigmatism, coma, etc.

このとき第11非球面レンズと第21非球面レンズの屈
折力が条件式(2) 、 (3)を満足するようにして
いる。
At this time, the refractive powers of the 11th aspherical lens and the 21st aspherical lens are made to satisfy conditional expressions (2) and (3).

条件式(2) 、 (3)は非球面レンズを例えばプラ
スチック材等で成形により製作したとき、温度変化等の
環境変化により材質の屈折率が変化しピント移動や光学
性能が低下するのを防止する為のものである。
Conditional expressions (2) and (3) are used to prevent the refractive index of the material from changing due to environmental changes such as temperature changes when aspherical lenses are made by molding, for example, plastic materials, thereby preventing focus shifts and optical performance from deteriorating. It is for the purpose of

即ち、条件式(2) 、 (3)を満足するような屈折
力(パワー)の比較的小さいレンズに非球面を施すこと
により、所定の光学性能を維持しつつ、環境変化による
光学性能の低下を効果的に防止している。
In other words, by applying an aspherical surface to a lens with a relatively small refractive power (power) that satisfies conditional expressions (2) and (3), a predetermined optical performance can be maintained while reducing optical performance due to environmental changes. is effectively prevented.

本実施例ではバックフォーカスSKを長く保ち、かつコ
ンパクトなレンズ系を達成するために第1群の焦点距離
をf菫、第2群と第3群の合成レンズ(以下r後群」と
もいう。)の焦点距離を第23とするとき f + <0   、   第23>O・・・・(7)
式を満足するようにしている。
In this embodiment, in order to maintain a long back focus SK and achieve a compact lens system, the focal length of the first group is set to f, and the composite lens of the second and third groups (hereinafter also referred to as r rear group). ) is the 23rd focal length, f + <0, 23rd>O...(7)
I try to satisfy the formula.

この時、第1群と後群との主点間隔をeとすると、薄肉
系のバックフォーカスSKは SK= (1e/f、) ・tz3 ”(s)となる。
At this time, if the principal point interval between the first group and the rear group is e, the back focus SK of the thin type is SK=(1e/f,).tz3''(s).

本実施例においてバックフォーカスSKが長く、しかも
コンパクトな(即ち、主点間隔eの小さい)レンズ系を
達成する為には第1群の焦点距離の絶対値1f11がな
るべく短い方がよい。しかしながら1fI 1の値が小
さくなりすぎると第1群より像面側において樽型の歪曲
収差が大きく発生してきて、又非点収差もオーバー側に
大きく発生してきて良好な光学性能を維持するのが困難
となる。
In this embodiment, in order to achieve a compact lens system with a long back focus SK (that is, a small principal point distance e), it is preferable that the absolute value 1f11 of the focal length of the first group is as short as possible. However, if the value of 1fI 1 becomes too small, a large barrel-shaped distortion will occur on the image plane side from the first group, and a large amount of astigmatism will occur on the over side, making it difficult to maintain good optical performance. It becomes difficult.

そこで本実施例では 0.5< I f+ /f l<2.0  ・・・・(
9)式を満足するようにしている。
Therefore, in this example, 0.5<I f+ /f l<2.0 (
9) The following formula is satisfied.

前述した非球面の非球面形状は第3図に示すように非球
面形状を特定している。即ち非球面の光軸31上の頂点
における近軸曲率半径なR1光軸上で距離の長い第1共
役点側から距離の短い第2共役点側への方向に(物体側
から像面側方向に)X軸、レンズ面頂点を通ってX軸に
垂直方向にH軸をとり、B、C,D、Eを各々の非球面
係数として非球面形状を + DH’+ EHlo  ・・・・(4)なる式で表
わしている。
The aspherical shape of the aspherical surface described above is specified as shown in FIG. That is, on the R1 optical axis, which is the paraxial radius of curvature at the apex on the optical axis 31 of the aspheric surface, from the first conjugate point side with a longer distance to the second conjugate point side with a shorter distance (from the object side to the image plane side) ) Take the H-axis perpendicular to the X-axis through the X-axis and the apex of the lens surface, and define the aspherical shape with B, C, D, and E as the aspherical coefficients + DH'+ EHlo... ( 4) It is expressed by the following formula.

この非球面形状を表わす(4)式において第2項以下が
非球面の量を与えるもので、第2項の係数Bは3次の非
球面収差係数型と次のような関係式%式%(10) (但し、N′、Nはレンズ面の物体側と像面側における
媒質の屈折率) 更に非球面収差係数型は3次収差係数に対して次に示す
変化量、即ち非球面化したことによって生ずる3次収差
の変化量をもたらす。
In equation (4) that expresses this aspherical shape, the second term and subsequent terms give the amount of the aspherical surface, and the coefficient B of the second term is based on the third-order aspherical aberration coefficient type and the following relational expression % formula % (10) (However, N' and N are the refractive indices of the medium on the object side and image side of the lens surface.) Furthermore, the aspheric aberration coefficient type has the following change in the third-order aberration coefficient, that is, aspherical This brings about the amount of change in third-order aberration caused by this.

但し、■は球面収差係数、■はコマ収差係数、■は非点
収差係数、■は歪曲収差係数を表わす。
However, ■ represents a spherical aberration coefficient, ■ represents a coma aberration coefficient, ■ represents an astigmatism coefficient, and ■ represents a distortion aberration coefficient.

又、hとhは第4図に示す近軸光線追跡量であフて、h
は光軸に沿って進み光軸上に結像する光線(近軸軸上光
線11)が各レンズ面と交差する高さ(光軸からの距離
)を示し、hは斜方向からレンズ面へ入射して11(絞
りsp)の中心(軸外光束の中心光線が光軸と交わる位
置)を通過する光線(li近軸光線It2)が各レンズ
面と交差する高さを示す。
Also, h and h are the paraxial ray tracing amounts shown in Fig. 4, and h
represents the height (distance from the optical axis) at which the ray that travels along the optical axis and forms an image on the optical axis (paraxial ray 11) intersects each lens surface, and h represents the distance from the oblique direction to the lens surface. It shows the height at which a ray (li paraxial ray It2) that enters and passes through the center of 11 (aperture sp) (the position where the central ray of the off-axis ray intersects the optical axis) intersects each lens surface.

さて第1群で発生する樽型の歪曲収差とオーバーの非点
収差を非球面で効果的に補正するためには3次収差係数
の変化量を示す(11)式のうちΔVが AV=hh”I’  <O−−−−−−−−(12)Δ
■か Δm=h” b2v>o    ・・・・・・・・(1
3)とすればよい。
Now, in order to effectively correct the barrel-shaped distortion aberration and excessive astigmatism that occur in the first group with an aspheric surface, ΔV in equation (11) representing the amount of change in the third-order aberration coefficient is AV = hh "I'<O----(12) Δ
■ or Δm=h” b2v>o ・・・・・・・・・(1
3).

ここで第1群においてはh>o、h<oとなるので !〉0         ・・・・・・・・・・・・・
・・・(14)とすればよい。(10)式より第1群中
の非球面レンズにおける3次の非球面収差係数型は ’?−8(NALI−1)・(BAL11 −BAL1
2)  ・・・・(15)(但しNALIは非球面レン
ズの材質の屈折率)となる。
Here, in the first group, h>o and h<o! 〉0 ・・・・・・・・・・・・・・・
...(14) may be used. From equation (10), what is the third-order aspherical aberration coefficient type of the aspherical lens in the first group? -8(NALI-1)・(BAL11 -BAL1
2) ...(15) (where NALI is the refractive index of the material of the aspherical lens).

又、バックフォーカスSKを長く保ち、かつコンパクト
なレンズ系を達成するためには第1群の焦点距離の絶対
値1f11と同様、第3群の焦点距離な第3とするとき 第3〉0     ・・・・・・・・・・・・・・・・
(16)を満足するレトロフォーカス型レンズにおいて
は焦点比j11f3か短い方がバックフォーカスが長く
、しかもコンパクトなレンズ系か達成できる。
In addition, in order to maintain a long back focus SK and achieve a compact lens system, the absolute value of the focal length of the first group is 1f11, and the focal length of the third group is 3〉0.・・・・・・・・・・・・・・・
In a retrofocus lens that satisfies (16), the shorter the focal ratio j11f3, the longer the back focal length and a more compact lens system can be achieved.

しかしながら焦点距離f3が短くなりすぎると、第3群
で像面側においてアンダーの球面収差か大きく発生し、
その補正が困難となる。この第3群で発生する球面収差
を前述の如く第2群中に少なくとも1枚の非球面レンズ
を配置することにより良好に補正している。
However, if the focal length f3 becomes too short, a large amount of under spherical aberration will occur on the image side in the third group.
Correction becomes difficult. The spherical aberration occurring in the third group is well corrected by arranging at least one aspherical lens in the second group as described above.

第3群で発生するアンダーの球面収差を非球面で効果的
に補正するためには3次収差係数の変化量を示す(11
)式のうち、Δ工が ΔI=h”!’<0      ・・・・・・・・(1
7)とすればよい。
In order to effectively correct the under spherical aberration that occurs in the third group with an aspheric surface, the amount of change in the third-order aberration coefficient is shown (11
), ΔI is ΔI=h”!'<0 ・・・・・・・・・(1
7).

(10)式より第2群中の非球面レンズに右ける3次の
非球面収差係数!は !−8(NAL2−1)・(BAL21− BAL22
)   ・・・・(18)(但しNAL2は非球面レン
ズの材質の屈折率)となる。
From equation (10), the third-order aspherical aberration coefficient for the aspherical lens in the second group! teeth! -8 (NAL2-1)・(BAL21- BAL22
) ...(18) (where NAL2 is the refractive index of the material of the aspherical lens).

そこで本発明において第1群と第2群に非球面レンズを
設ける場合、前述の(17) 、 (18)式を勘案し
て次の如く非球面を設定し、所定のy<ツクフォーカス
を確保しつつ良好なる光学性能を有した投影像を得てい
る。
Therefore, in the present invention, when providing aspherical lenses in the first and second groups, the aspherical surfaces are set as follows, taking into account the above equations (17) and (18), to ensure a predetermined focus of y < However, a projected image with good optical performance is obtained.

即ち、前記第1群は第1共役点側と第2共役点側の双方
のレンズ面に非球面を設けた第11非球面レンズを有し
、前記第2群は第1共役点側と第2共役点側の双方のレ
ンズ面に非球面を設けた第21非球面レンズを有し、該
第11非球面レンズの第1共役点側と第2共役点側の非
球面の4次の非球面係数を各々BALI 1.BALI
 2、該第21非球面レンズの第1共役点側と第2共役
点側の非球面の4次の非球面係数を各々BAL21.B
AL22とするとき BA L 12< BA L 11   −・・・・・
(5a)B A L 21 < B A L 22  
 −−−−−・(6a)なる条件を満足するようにして
いる。
That is, the first group includes an eleventh aspherical lens having an aspherical surface on both the first conjugate point side and the second conjugate point side, and the second group has an The 21st aspherical lens has an aspherical surface on both lens surfaces on the side of the 2nd conjugate point, and the 4th order aspherical surface of the aspherical surface on the side of the 1st conjugate point and the side of the 2nd conjugate point of the 11th aspherical lens is provided. Each spherical coefficient is BALI 1. BALI
2. The fourth-order aspherical coefficients of the aspherical surfaces on the first conjugate point side and the second conjugate point side of the 21st aspherical lens are determined by BAL21. B
When setting AL22, BAL 12< BAL 11 ---
(5a) B A L 21 < B A L 22
The following condition (6a) is satisfied.

又は前記第1群は第1共役点側に非球面を設けた第11
非球面レンズを有し、前記第2群は第1共役点側と第2
共役点側の双方のレンズ面に非球面を設けた第21非球
面レンズを有し、該第11非球面レンズの第1共役点側
の非球面の4次の非球面係数をBAL11、該第21非
球面レンズの第1共役点側と第2共役点側の非球面の4
次の非球面係数を各々BAL21.BAL22とすると
き 0<BALI  1                
・・ ・・ ・・ (5b)BAL21<BAL22 
       ・・・・ ・・ (6b)なる条件を満
足するようにしている。
Alternatively, the first group is an eleventh group with an aspherical surface provided on the first conjugate point side.
It has an aspherical lens, and the second group has a first conjugate point side and a second conjugate point side.
A 21st aspherical lens is provided with an aspherical surface on both lens surfaces on the conjugate point side, and the 4th order aspherical coefficient of the aspherical surface on the 1st conjugate point side of the 11th aspherical lens is BAL11, 21 Aspherical surface 4 on the first conjugate point side and second conjugate point side of the aspherical lens
Each of the following aspherical coefficients is BAL21. When BAL22, 0<BALI 1
... ... (5b) BAL21<BAL22
...... (6b) The following condition is satisfied.

この他、本発明において画面全体にわたり良好なる光学
性能を得る為には物体側より第1群を物体側に凸面を向
けたメニスカス状の正レンズ、物体側に凸面を向けたメ
ニスカス状の負レンズそして正レンズの3つのレンズよ
り構成し、第2群を正レンズの1枚のレンズより構成し
、第3群を負レンズ、像面側に凸面を向けたメニスカス
状の正レンズそして正レンズの3つのレンズより構成す
るのが良い。
In addition, in order to obtain good optical performance over the entire screen in the present invention, from the object side, the first group is a meniscus-shaped positive lens with a convex surface facing the object side, and a meniscus-shaped negative lens with a convex surface facing the object side. The second group consists of three positive lenses, the second group consists of one positive lens, the third group consists of a negative lens, a meniscus positive lens with a convex surface facing the image plane, and a positive lens. It is better to configure it with three lenses.

又、本発明において軸外光束の中心を主光線としたとき
、像面側のレンズ面から射出する最大軸外光束の主光線
の光軸とのなす角度θがθ〈20度となるように各要素
を設定している。即ち最大軸外光束の主光線の像面側の
レンズ面から射出する光軸からの高さをh、像面上での
最大像高をD、バックフォーカスをSKとしたとき(D
−h)/SK<0.364   ・・・・(5C)なる
条件式を満足するようにしている。これにより所定のテ
レセントリック系を得ている。
Further, in the present invention, when the center of the off-axis light flux is taken as the principal ray, the angle θ between the principal ray of the maximum off-axis light flux emitted from the lens surface on the image plane side and the optical axis is θ<20 degrees. Each element is set. That is, when the height from the optical axis of the principal ray of the maximum off-axis luminous flux emerging from the lens surface on the image plane side is h, the maximum image height on the image plane is D, and the back focus is SK (D
-h)/SK<0.364 (5C) is satisfied. As a result, a predetermined telecentric system is obtained.

次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてR
iは物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、D
iは物体側より第i番目のレンズ厚及び空気間隔、Ni
とνiは各々物体側より順に第i番目のレンズのガラス
の屈折率とアラへ数である。
Next, numerical examples of the present invention will be shown. In numerical examples R
i is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the object side, D
i is the i-th lens thickness and air distance from the object side, Ni
and νi are numbers corresponding to the refractive index of the glass of the i-th lens in order from the object side.

尚、非球面係数は前述の(4)式に基づいて表わしてい
る。
Note that the aspheric coefficient is expressed based on the above-mentioned equation (4).

又、前述の条件式(1) 、 (2) 、 (3) 、
 (5a) 、 (5b) 。
In addition, the aforementioned conditional expressions (1), (2), (3),
(5a), (5b).

(5c) 、 (6a) 、 (6b)と数値実施例と
の関係を表−1に示す。
Table 1 shows the relationship between (5c), (6a), (6b) and numerical examples.

数値実施例I F−92,7FNo=1:4.6   2ω−60,9
゜R1−71,15D I−5,37N 1−1.79
19111−25.7R2−119,8302−4,0
082−1,69979ν2−55.5R3−34,7
203−9,88 R4−134,4204−4,00N 3−1.493
75 v 3−57.4R5−145,3005−57
,75 R6=1913.49 06−3.00  N 4−1
.49375 v 4−57.4R7−664,750
7−35,46 R8−−85,9808−5,00N 5−1.812
65シ5−25.4R9−−1914,4309−0,
61RIO−419,57DIO−5,8486−1,
69979ジロー55.5R11−−62,30Dll
−0,20R12−7065,46Dl2・5.41 
 N 7−1.69979シアー55.5R13−−9
1,27 、非球面係数 R4面  B4−6.445x 10−’  C4−2
,324x 10−”D4−−3.611xlO−12
E4−2.252 xlO−”R5面  B5−5.6
58x 1G−’  C5−2,678x 10−’D
5−−5.922x 10−”  R5−2,697x
 10−”R6面  86−2.923X 10−’ 
 に6−7.218 X 10−”D6麿−1,465
X10−”    E6−−2.667  Xl0−1
4R7面  B7−4.681x 10−’  C7−
8,221x 10−’D7−−1.444X 1G−
”  R7−1,708X 10−”数値実施例2 F=94.4    FNo−1:4.6   2ω−
60,0゜R1−406,18D I−4,0081−
1,49375ν ]−57,4R2−2292,66
02−0,20 R3m 170.63    D  3− 4.00 
   N  2−1.77621  v  2−49.
684− 39.16  D 4−15.59R5−1
02,2005−6,70N 3−1゜85501ν3
−23.9R6−352,35D  6−44.14R
7=−1322,39D  7− 3.00    N
  4J、49375  v  4−57.4R8−4
56,8808136,53 R9= −86,7109−5,00N 5−1.81
265 v 5−25.4RIO−794,360IG
−0,99R11=−497,15Dll−5,53N
 6−1.69979 v 6−55.5R12−−6
6,25012−0,20R13−394,22C13
−6,3387−1,69979シアー55.5R14
−−99,92 非球面係数 R1面  B!−9,549x IP’   Cl−2
,138x 10−’。
Numerical Example I F-92,7FNo=1:4.6 2ω-60,9
゜R1-71,15D I-5,37N 1-1.79
19111-25.7R2-119,8302-4,0
082-1,69979ν2-55.5R3-34,7
203-9,88 R4-134,4204-4,00N 3-1.493
75 v 3-57.4R5-145, 3005-57
,75 R6=1913.49 06-3.00 N 4-1
.. 49375 v 4-57.4R7-664,750
7-35,46 R8--85,9808-5,00N 5-1.812
65shi5-25.4R9--1914,4309-0,
61RIO-419, 57DIO-5, 8486-1,
69979 Jiro 55.5R11--62,30Dll
-0,20R12-7065,46Dl2・5.41
N 7-1.69979 Shear 55.5R13--9
1,27, aspheric coefficient R4 surface B4-6.445x 10-' C4-2
,324x 10-”D4--3.611xlO-12
E4-2.252 xlO-”R5 side B5-5.6
58x 1G-' C5-2,678x 10-'D
5--5.922x 10-” R5-2,697x
10-"R6 side 86-2.923X 10-'
6-7.218 x 10-” D6 Maro-1,465
X10-” E6--2.667 Xl0-1
4R7 side B7-4.681x 10-' C7-
8,221x 10-'D7--1.444X 1G-
"R7-1,708X 10-" Numerical Example 2 F=94.4 FNo-1:4.6 2ω-
60,0°R1-406,18D I-4,0081-
1,49375ν]-57,4R2-2292,66
02-0,20 R3m 170.63 D 3-4.00
N 2-1.77621 v 2-49.
684- 39.16 D 4-15.59R5-1
02,2005-6,70N 3-1°85501ν3
-23.9R6-352,35D 6-44.14R
7=-1322,39D 7-3.00N
4J, 49375 v 4-57.4R8-4
56,8808136,53 R9= -86,7109-5,00N 5-1.81
265 v 5-25.4RIO-794,360IG
-0,99R11=-497,15Dll-5,53N
6-1.69979 v 6-55.5R12--6
6,25012-0,20R13-394,22C13
-6,3387-1,69979 sear 55.5R14
--99,92 Aspheric coefficient R1 surface B! -9,549x IP' Cl-2
, 138x 10-'.

Dl−2,870x 10−”  El−7,951x
 10−”R7面     B7− 2.375x 1
o−7C7−−3,144X 10−”D7−−4.5
85x 10−”  R7−1,248x 10−”R
8面  B8−3.988x lo−’  C8−3,
102x tO−’D8−−2.801X  10−”
    R8−9,074X 10−”表−1 (発明の効果) 本発明によれば前述の如くレンズ構成を設定することに
より、比較的少ないレンズ枚数で歪曲収差やフレアー等
の諸収差を効果的に補正し、高い光学性能を有したバッ
クフォーカスの長いカラー液晶プロジェクションテレビ
用の投影レンズに好適なレトロフォーカス型レンズを達
成することができる。
Dl-2,870x 10-” El-7,951x
10-” R7 side B7- 2.375x 1
o-7C7--3,144X 10-"D7--4.5
85x 10-”R7-1,248x 10-”R
8 sides B8-3.988x lo-' C8-3,
102x tO-'D8--2.801X 10-"
R8-9,074 By correcting the present invention, it is possible to achieve a retrofocus type lens having high optical performance and having a long back focus and suitable for a projection lens for a color liquid crystal projection television.

又、本発明によれば非球面を設ける非球面レンズの屈折
力を前述の如く設定することにより、アクリル等のプラ
スチックモールドレンズより構成したときの温度変化等
によるピント移動を効果的に防止すると共にレンズ系全
体の軽量化を図ることができる等の特長を有したレトロ
フォーカス型レンズを達成することができる。
Further, according to the present invention, by setting the refractive power of the aspherical lens provided with the aspherical surface as described above, it is possible to effectively prevent focus shift due to temperature changes when the lens is constructed from a plastic molded lens such as acrylic. It is possible to achieve a retrofocus lens having features such as the ability to reduce the weight of the entire lens system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は各々本発明の数値実施例1゜2のレン
ズ断面図、第3図、第4図は非球面形状に関する説明図
、第5図、第6図は各々本発明の数値実施例1,2の投
影倍率−3/100倍における像面側の諸収差図である
。第7図は従来のカラー液晶プロジェクタ−の構成図で
ある。 図中、LFLはレトロフォーカス型レンズ、Sはスクリ
ーン、Fは被投影画像、■は第1群、■は第2群、■は
第3群、1は光源、2a、2b。 2cは液晶表示素子、3a、3bはミラー、4は赤反射
ダイクロイックミラー、5は緑反射ダイクロイックミラ
ー、6は青透過ダイクロイックミラー、7は投影レンズ
、ΔSはサジタル像面、ΔMはメリディオナル像面であ
る。 特許出願人  キャノン株式会社 ■−−−−− 曖 へ一一一」−一一一一 」−一一り一一一一 第3図
1 and 2 are cross-sectional views of a lens according to numerical example 1°2 of the present invention, FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams regarding the aspherical shape, and FIGS. FIG. 3 is a diagram of various aberrations on the image plane side at a projection magnification of −3/100 times in Numerical Examples 1 and 2. FIG. FIG. 7 is a block diagram of a conventional color liquid crystal projector. In the figure, LFL is a retrofocus type lens, S is a screen, F is a projected image, ■ is a first group, ■ is a second group, ■ is a third group, 1 is a light source, 2a, 2b. 2c is a liquid crystal display element, 3a and 3b are mirrors, 4 is a red-reflecting dichroic mirror, 5 is a green-reflecting dichroic mirror, 6 is a blue-transmitting dichroic mirror, 7 is a projection lens, ΔS is a sagittal image plane, and ΔM is a meridional image plane. be. Patent Applicant: Canon Co., Ltd.■-------- 111'-1111'-1111 Figure 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数のレンズを有し、最も広いレンズ間隔と次に
広いレンズ間隔を境にして距離の長い方の第1共役点側
から順に第1群、第2群そして第3群の3つのレンズ群
に分け、全系の焦点距離をfT、距離の短い方の第2共
役点側のレンズ面から該第2共役点までの距離をSKと
したときSK>0.7fT を満足し、かつ該第1群と該第2群に少なくとも片側の
レンズ面が非球面の非球面レンズを少なくとも1枚ずつ
設けたことを特徴とするレトロフォーカス型レンズ。
(1) It has multiple lenses, and the first, second, and third groups are arranged in order from the first conjugate point side with the longest distance between the widest lens interval and the next widest lens interval. Divided into lens groups, where fT is the focal length of the entire system, and SK is the distance from the lens surface on the shorter second conjugate point side to the second conjugate point, SK>0.7fT is satisfied, and A retrofocus type lens characterized in that each of the first group and the second group includes at least one aspherical lens having at least one aspherical lens surface.
(2)前記第1群と第2群に設けた少なくとも1枚の非
球面レンズの焦点距離を各々fAL1、fAL2とした
とき |fAL1|>3fT |fAL2|>3fT なる条件を満足することを特徴とする請求項1記載のレ
トロフォーカス型レンズ。
(2) When the focal lengths of at least one aspherical lens provided in the first group and the second group are respectively fAL1 and fAL2, the following conditions are satisfied: |fAL1|>3fT |fAL2|>3fT The retrofocus type lens according to claim 1.
(3)前記第1群は第1共役点側と第2共役点側の双方
のレンズ面に非球面を設けた第11非球面レンズを有し
、前記第2群は第1共役点側と第2共役点側の双方のレ
ンズ面に非球面を設けた第21非球面レンズを有し、該
第11非球面レンズの第1共役点側と第2共役点側の非
球面の4次の非球面係数を各々BAL11、BAL12
、該第21非球面レンズの第1共役点側と第2共役点側
の非球面の4次の非球面係数を各々BAL21、BAL
22とするとき BAL12<BAL11 BAL21<BAL22 なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2記
載のレトロフォーカス型レンズ。(4)前記第1群は第
1共役点側に非球面を設けた第11非球面レンズを有し
、前記第2群は第1共役点側と第2共役点側の双方のレ
ンズ面に非球面を設けた第21非球面レンズを有し、該
第11非球面レンズの第1共役点側の非球面の4次の非
球面係数をBAL11、該第21非球面レンズの第1共
役点側と第2共役点側の非球面の4次の非球面係数を各
々BAL21、BAL22とするとき 0<BAL11 BAL21<BAL22 なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2記
載のレトロフォーカス型レンズ。
(3) The first group includes an eleventh aspherical lens having an aspherical surface on both the first conjugate point side and the second conjugate point side; It has a 21st aspherical lens in which both lens surfaces on the second conjugate point side are provided with aspherical surfaces, and the fourth order of the aspherical surfaces on the first conjugate point side and the second conjugate point side of the 11th aspherical lens is provided. The aspherical coefficients are BAL11 and BAL12, respectively.
, the fourth-order aspherical coefficients of the aspherical surfaces on the first conjugate point side and the second conjugate point side of the 21st aspherical lens are BAL21 and BAL, respectively.
3. The retrofocus lens according to claim 1, wherein the retrofocus lens satisfies the following conditions when BAL12<BAL11 BAL21<BAL22. (4) The first group includes an eleventh aspherical lens having an aspherical surface on the first conjugate point side, and the second group has lens surfaces on both the first conjugate point side and the second conjugate point side. It has a 21st aspherical lens provided with an aspherical surface, and the fourth-order aspherical coefficient of the aspherical surface on the side of the first conjugate point of the 11th aspherical lens is BAL11, and the first conjugate point of the 21st aspherical lens is The retrofocus according to claim 1 or 2, characterized in that, when the fourth-order aspherical coefficients of the aspherical surfaces on the side and the second conjugate point side are respectively BAL21 and BAL22, the following conditions are satisfied: 0<BAL11 BAL21<BAL22 type lens.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001159732A (en) * 1999-12-02 2001-06-12 Nikon Corp Super wide angle lens and photographic device having the lens
JP2008541190A (en) * 2005-05-17 2008-11-20 ノースロップ グルーマン コーポレーション Apparatus and method associated with a dichroic beam splitter
JP2010176018A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Nikon Corp Wide-angle lens, imaging apparatus, and method for manufacturing the wide-angle lens

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