JP2002182108A - 投影レンズおよび映像投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面周辺部の像質を向上させ、画面全域にわ
たって高品位な映像投影を行うことができるようにす
る。また、画面周辺部の照度を向上させる。 【解決手段】 像面側から順に、負の屈折力を有する第
１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ
２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え
る。第２レンズ群Ｇ２の最も物体側には、像側に凸面を
向けると共に、開口絞りＳｔに隣接して物体側に凹面を
向けた第１のレンズ成分Ｌ１が配置されている。第３レ
ンズ群Ｇ３の最も像面側には、物体側に凹面を向けた負
の屈折力の第２のレンズ成分Ｌ２が配置され、第３レン
ズ群Ｇ３の最も物体側には、負の屈折力の第３のレンズ
成分Ｌ３が配置されている。この基本構成により、バッ
クフォーカスを所定値以上に保ちつつ、像高周辺まで良
好な収差補正が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム処理装置
（テレシネ装置や映写装置など）に好適な投影レンズお
よび映像投影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】投影レンズは、光学的に提供された映像
を投影するためのものである。投影レンズは、例えば、
映画フィルムに記録された映像をスクリーンに投影する
ための映写装置に利用されている。また、投影レンズ
は、映画フィルムに記録された映像をカメラで撮影して
映像信号に変換するようなテレシネ装置の光学系にも利
用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
投影レンズ、例えば映画館で用いられているような３５
ｍｍの映画フィルムを映写するための投影レンズにおい
ては、スクリーンに投影された投影像の周辺部分の解像
度が中心と比較して劣っており、シャープさに欠けると
いう問題がある。また、従来の投影レンズは、スクリー
ン周辺部における照度がスクリーン中心部と比較して低
いという問題がある。投影光学系の場合、スクリーン上
の照度分布は、反射鏡などの照明光学系と他のレンズ系
の関係で決まり、投影レンズ単独で決定されるわけでは
ない。しかしながら、フィルム映写機においては、照明
光学系が規格化されているため、投影レンズの設計によ
りスクリーン上での照度むらが左右される。

【０００４】従来、スクリーン周辺の照度が中心と比較
して低い理由としては、投影レンズの開口効率を大きく
して周辺光量を多くしようとすると、球面収差、コマ収
差が増え、像質をさらに悪化させる原因になるため、や
むを得ず口径蝕をとり、つまり投影レンズの開口効率を
小さくしているからである。その結果として、スクリー
ン周辺の光量低下は免れられない。このように、従来、
投影レンズの開口効率が低いことが、スクリーン周辺の
照度が低いことの一因となっている。以上の問題は、３
５ｍｍフィルムを映写する投影レンズにおいて、特に、
広角と呼ばれる焦点距離５０ｍｍ以下のレンズにおいて
顕著である。

【０００５】一方、映画のコンテンツに目を向けてみる
と、近年コンピュータ技術の発達により、コンピュータ
グラフィックス（ＣＧ）を用いた映画製作が増加してい
る。ＣＧは、解像度、明るさの画面均一性が著しく高い
ため、その画像を映画館などでスクリーンに再現する
際、従来の投影レンズの問題点が顕在化している。従
来、フィルムに記録された画像自体が周辺部において劣
っていたが、ＣＧでは、画面全域にわたって高解像度の
画像を製作することが可能である。このため、ＣＧを用
いたフィルム画像をスクリーンに投影した場合にも、そ
の投影像は、画面全域にわたって高解像度であることが
要求される。従来の投影レンズは、このような要求に十
分応えられるものではない。

【０００６】また、字幕を挿入した映画フィルムでは、
通常、字幕がスクリーン周辺部に位置しているが、従来
の投影レンズを用いると、ピントを画面中央に合わせた
ときに字幕のピントずれが起こったり、また逆にピント
を字幕に合わせると画面中央のピントずれが起こるとい
う問題がある。これは従来の投影レンズでは、像面湾曲
量が大きいということが主たる原因である。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、画面周辺部の像質を向上さ
せ、画面全域にわたって高品位な映像投影を行うことが
できる投影レンズおよび映像投影装置を提供することに
ある。本発明の第２の目的は、画面周辺部の像質と共
に、画面周辺部の照度を向上させることができる投影レ
ンズおよび映像投影装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による投影レンズ
は、像面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群
と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を
有する第３レンズ群とを少なくとも備えている。そし
て、第２レンズ群の最も物体側には、像側に凸面を向け
ると共に、開口絞りに隣接して物体側に凹面を向けた第
１のレンズ成分が配置され、第３レンズ群の最も像面側
には、物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２のレンズ
成分が配置され、第３レンズ群の最も物体側には、負の
屈折力の第３のレンズ成分が配置されている。

【０００９】本発明による映像投影装置は、光学的に提
供された映像を投影レンズを介して投影する映像投影装
置であって、投影レンズとして上述の本発明による投影
レンズを備えたものである。

【００１０】３５ｍｍフィルムを映写する投影レンズに
おいては、バックフォーカスが所定の値以上であること
が要求される。本発明による投影レンズでは、上述の構
成により、バックフォーカスの条件を満たしつつ、像高
周辺まで良好な収差補正が行われる。

【００１１】本発明による投影レンズは、画面周辺部の
照度を向上させるために、 ＳＨ／Ｓ０＞０．６ ……（１） で表される条件式（１）を満足するように構成されてい
ることが望ましい。ただし、 Ｓ０：逆投影状態において、物体面の中心点（例えばフ
ィルムの中心点（光軸位置））に到達する全光束が、開
口絞りを通過するときの面積 ＳＨ：被投影物体の最周辺部点（例えばフィルムの最周
辺部点（有効像円位置））に到達する全光束が、開口絞
りを通過するときの面積

【００１２】本発明による投影レンズは、また、 １．５＜ｆ／Ｈ＜４ ……（２） で表される条件式（２）を満足するように構成されてい
ることが望ましい。ただし ｆ： レンズ系全体の焦点距離 Ｈ：最大有効物体高（有効被写体円の１／２）

【００１３】また、本発明による投影レンズにおいて、
第２レンズ群または第３レンズ群の少なくとも一方は、
少なくとも１つのレンズ面が非球面で構成されているこ
とが望ましい。また、すべてのレンズについて、ｄ線に
対する屈折率が１．６以上の材料で構成されていること
が望ましい。

【００１４】本発明による投影レンズでは、以上の種々
の条件を満たすことにより、球面収差や像面湾曲をはじ
めとした諸収差が良好に補正されると共に、画面周辺部
の照度を向上させることが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施の形態に係る映像
投影装置としての映写装置の要部構造を示している。こ
の映写装置１０は、映画フィルム２に記録された映像を
投影するためのものであり、同図に示したように、投影
対象となる映画フィルム２が所定の位置に停止するよう
にして挟持するゲート部２１と、映画フィルム２を間欠
送りするための間欠送り部２２とを備えている。この映
写装置１０は、また、ゲート部２１に挟持された映画フ
ィルム２に向けて投影用の光Ｌ１を発する光源２４Ａを
内蔵したランプハウス部２４と、内部に、映画フィルム
２に記録された映像を光学的に拡大するための投影レン
ズ１が配置されたレンズ部２７と、投影レンズ１によっ
て拡大された映像が投影されるスクリーン２９とを備え
ている。なお、図示しないが、映写装置１０は、さら
に、映画フィルム２を供給する供給リールと、この供給
リールから供給された映画フィルム２を巻き取る巻取リ
ールと、映画フィルム２に記録された音声を再生する音
声再生部とを備えている。ゲート部２１および間欠送り
部２２は、供給リールと巻取リールとの間に配置されて
いる。

【００１７】映画フィルム２は、図示しないが、幅方向
の両端部に、走行同期を取るためのパーフォレーション
と呼ばれる送り穴が、所定間隔毎に順次設けられてい
る。この映画フィルム２の幅方向の両端部に設けられた
２つのパーフォレーションの列の間には映像を光学的に
記録した映像記録領域が設けられている。また、映画フ
ィルム２の幅方向の少なくとも１つの端部には、デジタ
ル音声を光学的に記録したデジタル音声記録領域とアナ
ログ音声を光学的に記録したアナログ音声記録領域とが
設けられている。

【００１８】ランプハウス部２４は、光源２４Ａの他
に、映画フィルム２の間欠送り動作に連動して開閉する
シャッタ２４Ｂと、このシャッタ２４Ｂの駆動を行うモ
ータ２４Ｃとを有している。

【００１９】ゲート部２１は、ピクチャゲート２１Ａお
よびプレッシャプレート２１Ｂを有し、これらピクチャ
ゲート２１Ａおよびプレッシャプレート２１Ｂ間におい
て映画フィルム２を挟み込むような構成となっている。
ピクチャゲート２１Ａの映画フィルム２との対向面には
スチールバンド３１が設けられている。プレッシャプレ
ート２１Ｂの映画フィルム２との対向面には対向面が湾
曲した形状のガイドシュー３２が設けられている。ピク
チャゲート２１Ａおよびプレッシャプレート２１Ｂに
は、映画フィルム２の映像記録領域に対応した大きさの
図示しないピクチャアパーチャが設けられている。

【００２０】間欠送り部２２は、間欠送りスプロケット
２２Ａおよびスプロケットシュー２２Ｂを有し、これら
間欠送りスプロケット２２Ａおよびスプロケットシュー
２２Ｂ間において映画フィルム２を挟み込むような構成
となっている。この間欠送り部２２において、間欠送り
スプロケット２２Ａは、サーボモータ２３の駆動制御に
基づいて、所定のタイミングで所定角度ずつ順次回転
し、これにより、映画フィルム２の各映像記録領域がゲ
ート部２１に瞬間的に（例えば、２４回／秒の割合で）
順次停止するように映画フィルム２を間欠送りするよう
になっている。

【００２１】このような構成の映写装置１０では、図示
しない供給リールから映画フィルム２がゲート部２１に
連続的に供給されると共に、供給された映画フィルム２
が図示しない巻取リールに連続的に巻き取られる。間欠
送り部２２の間欠送りスプロケット２２Ａは、所定のタ
イミングで所定角度ずつ順次回転し、これにより、供給
リールから連続的に供給された映画フィルム２の各画像
記録領域がゲート部２１に瞬間的において順次間欠的に
停止するように映画フィルム２を間欠送りさせる。

【００２２】映写装置１０では、映画フィルム２の間欠
送り動作に連動してランプハウス部２４のシャッタ２４
Ｂが開閉動作し、ゲート部２１の所定位置において映画
フィルム２の映像記録領域が停止したときに、映画フィ
ルム２の映像記録領域にランプハウス部２４からの光が
投射される。映画フィルム２の映像記録領域を透過した
投影光は、レンズ部２７の投影レンズ１によってスクリ
ーン２９に拡大投影される。なお、映画フィルム２に記
録された音声は、図示しない音声再生部において再生さ
れる。

【００２３】次に、本実施の形態に係る投影レンズ１の
構成について詳細に説明する。

【００２４】図２は、投影レンズ１のレンズ構成の一例
を示すものであり、光軸Ｚ０を含む単一の平面内におけ
る各レンズ要素の断面構造を示している。なお、図２に
おいて、符号Ｚobjで示す側が物体側、すなわち、映画
フィルム側である。また、図１において、符号Ｚimgで
示す側が像面側（投影側）、すなわち、スクリーン側で
ある。図２において、符号Ｒｉは、最も像面側のレンズ
面を第１番目として、物体側に向かうに従い順次増加す
る第ｉ番目のレンズ面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、
第ｉ番目のレンズ面と第ｉ＋１番目のレンズ面との光軸
上の面間隔を示す。符号Ｓ１６は、映画フィルム２のフ
ィルム面（物体面）を示している。なお、図２では、投
影レンズ１のレンズ要素と共に、投影レンズ１を通過す
る複数の光線群を同時に示している。

【００２５】本実施の形態に係る投影レンズ１は、像面
側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を
有する第３レンズ群Ｇ３とを備えている。第２レンズ群
Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳｔが設
けられている。この投影レンズ１では、物体側におい
て、映画フィルム２に光を照射することにより光学的な
映像が提供されると、この映像が、第３レンズ群Ｇ３、
第２レンズ群Ｇ２、第１レンズ群Ｇ１の順に物体側から
入射され、スクリーン２９（図１）に向けて拡大した投
影像が形成される。

【００２６】第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸面を向け
た負のメニスカスレンズＥ１を有している。第２レンズ
群Ｇ２は、像面側から順に、両凸レンズＥ２と、像面側
に凸面を向けた負のメニスカスレンズＥ３とを有してい
る。第３レンズ群Ｇ３は、像面側から順に、両凹レンズ
Ｅ４と、両凸レンズＥ５と、両凸レンズＥ６と、両凹レ
ンズＥ７とを有している。

【００２７】このように、投影レンズ１において、第２
レンズ群Ｇ２の最も物体側には、像側に凸面を向けると
共に、開口絞りＳｔに隣接して物体側に凹面を向けた第
１のレンズ成分Ｌ１（メニスカスレンズＥ３）が配置さ
れている。また、第３レンズ群Ｇ３の最も像面側には、
物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２のレンズ成分Ｌ
２（両凹レンズＥ４）が配置され、第３レンズ群Ｇ３の
最も物体側には、負の屈折力の第３のレンズ成分Ｌ３
（両凹レンズＥ７）が配置されている。

【００２８】投影レンズ１において、第２レンズ群Ｇ２
または第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一方における少な
くとも１つのレンズ面が非球面で構成されていることが
望ましい。また、投影レンズ１を構成するすべてのレン
ズ要素が、ｄ線（波長λｄ＝５８７．６ｎｍ）に対する
屈折率が１．６以上、好ましくは１．６７以上の光学材
料で構成されていることが望ましい。屈折率の上限につ
いては、投影光を透過するものであれば、特に限定され
ない。高屈折率の材料としては、ダイヤモンドなどがあ
る。

【００２９】また、投影レンズ１は、以下の条件式
（１）、好ましくは条件式（１Ａ）を満足するように構
成されていることが望ましい。

【００３０】ＳＨ／Ｓ０＞０．６ ……（１） ＳＨ／Ｓ０＞０．８ ……（１Ａ） ただし、 Ｓ０：逆投影状態において、物体面の中心点（フィルム
２の中心点（光軸位置））に到達する全光束が、開口絞
りＳｔを通過するときの面積 ＳＨ：フィルム２の最周辺部点（有効像円位置）に到達
する全光束が、開口絞りＳｔを通過するときの面積

【００３１】投影レンズ１は、また、以下の条件式
（２）を満足するように構成されていることが望まし
い。

【００３２】１．５＜ｆ／Ｈ＜４ ……（２） ただし ｆ： レンズ系全体の焦点距離 Ｈ：最大有効物体高（最大有効フィルム高、有効被写体
円の１／２）

【００３３】次に、以上のような構成の投影レンズ１に
よってもたらされる光学的な作用および効果について説
明する。

【００３４】投影レンズ１は、像面側から順に、負の屈
折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する
第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群
Ｇ３とを備えている。そして、第２レンズ群Ｇ２の最も
物体側には、像側に凸面を向けると共に、開口絞りＳｔ
に隣接して物体側に凹面を向けた第１のレンズ成分Ｌ１
（メニスカスレンズＥ３）が配置されている。また、第
３レンズ群Ｇ３の最も像面側には、物体側に凹面を向け
た負の屈折力の第２のレンズ成分Ｌ２（両凹レンズＥ
４）が配置され、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側には、
負の屈折力の第３のレンズ成分Ｌ３（両凹レンズＥ７）
が配置されている。

【００３５】一般に、３５ｍｍフィルムを映写する投影
レンズにおいては、バックフォーカスが所定の値以上で
あることが要求される。本実施の形態による投影レンズ
１では、上述の基本構成により、バックフォーカスの条
件を満たしつつ、像高周辺まで良好な収差補正を行うこ
とができる。バックフォーカスを大きくするために、第
１レンズ群Ｇ１のみでなく、第３のレンズ成分Ｌ３にも
負の屈折力を持たせたことが投影レンズ１の特徴の一つ
である。

【００３６】条件式（１），（１Ａ）は、スクリーン投
影時の、中心に対する周辺部の照度について適正な範囲
を定めたものである。一般に、スクリーン２９に投影す
る画像を眼で見る場合、画面周辺照度が中心と比較して
８０％の場合には、全くその違いは認められず、５０％
の場合では、違いは認められるもののさほど気にはなら
ない程度といわれている。スクリーン上の照度分布は、
反射鏡などの照明光学系と他のレンズ系との関係で決ま
り、投影レンズのように単独では決定されるわけではな
いが、条件式（１）または（１Ａ）を満たすことで、ス
クリーン２９の照度むらが観察者にとって気にならなく
なると考えられる。条件式（１）または（１Ａ）を満た
さない場合、レンズコバ、あるいはレンズ鏡胴内面で遮
られる光線が多くなり、開口効率が下がりスクリーン周
辺の照度が暗くなる。

【００３７】条件式（２）は、投影レンズ１の投影角度
範囲を規定している。例えば、３５ｍｍフィルムを映写
する投影レンズでは、広角レンズと呼ばれる投影角度範
囲を規定している。またこの条件は、投影レンズ１が、
コンパクト性を確保しつつ高品質な投影像を実現する条
件をも示している。

【００３８】また、第２レンズ群Ｇ２または第３レンズ
群Ｇ３の少なくとも一方における少なくとも１つのレン
ズ面が非球面で構成されていると、主として球面収差や
コマ収差などを効果的に除去することができる。特に、
開口絞りＳｔに近い面を非球面で構成すると、球面収差
の除去に有効である他、非球面を形成するレンズが小径
となるため、精度の高い非球面加工を行うことが可能と
なる。

【００３９】また、投影レンズ１を構成するすべてのレ
ンズ要素について、ｄ線に対する屈折率を１．６以上、
好ましくは１．６７以上の光学材料で構成することで、
レンズ面の曲率半径を大きくすることができ、球面収差
を少なくすることができる。

【００４０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、像面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群
Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の
屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、第２レンズ
群Ｇ２の最も物体側には、像側に凸面を向けると共に、
開口絞りＳｔに隣接して物体側に凹面を向けた第１のレ
ンズ成分Ｌ１を配置し、第３レンズ群Ｇ３の最も像面側
には、物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２のレンズ
成分Ｌ２を配置し、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側に
は、負の屈折力の第３のレンズ成分Ｌ３を配置した構成
にしたので、画面周辺部の像質を向上させ、画面全域に
わたって高品位な映像投影を行うことができる。また、
本実施の形態によれば、上述の条件式（１）または（１
Ａ）を満たすことにより、画面周辺部の像質と共に、画
面周辺部の照度を向上させることができる。

【００４１】これにより、例えばＣＧを用いた映画フィ
ルムであっても、その画像品質を保ったままスクリーン
に投影できる。

【００４２】［実施例］次に、本実施の形態の投影レン
ズの具体的な数値実施例について説明する。

【００４３】＜実施例１＞本実施例の投影レンズ1-1の
断面構造は、図２に示した投影レンズ１と同様となって
いる。

【００４４】図３（Ａ），（Ｂ）は、本実施例に係る投
影レンズ1-1の具体的な数値実施例を示している。図３
（Ａ），（Ｂ）における面番号Ｓｉは、最も像面側のレ
ンズ面を第１番目として、光線の進行する方向とは逆の
像面側からのレンズ面の順序を示している。屈折率Ｎｄ
ｉおよびアッベ数νｄｉは、それぞれｄ線に対する値を
示している。曲率半径Ｒｉは、図２に示した符号Ｒｉと
同様に、像面側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径を示
している。面間隔Ｄｉについても、図２に示した符号Ｄ
ｉと同様であり、像面側から第ｉ番目のレンズ面Ｓｉと
第ｉ＋１番目のレンズ面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示
す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメ
ートル（ｍｍ）である。なお、図中、曲率半径Ｒｉの値
が∞（無限大）のレンズ面は、面形状が平面であること
を示す。また、図３（Ａ）には、この投影レンズ1-1に
おける全系の焦点距離ｆ（＝５０ｍｍ）、無限遠方から
の投影状態におけるＦナンバー（Ｆｎｏ．＝２）およ
び、対角方向における半画角ω（＝１５．２°）の値に
ついても示す。Ｂｆは、バックフォーカスを表してい
る。

【００４５】本実施例では、像面側から数えて１１番
目、すなわち、第３レンズ群Ｇ３の凸レンズＥ５におけ
る物体側のレンズ面Ｓ１１が、非球面形状となってい
る。図３（Ａ）では、非球面の曲率半径として、光軸近
傍の曲率半径の数値を示している。

【００４６】図３（Ｂ）は、レンズ面Ｓ１１の非球面形
状を表すための非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの値を示
している。これらの非球面係数は、以下の式（Ａ）によ
って表される非球面多項式における係数である。この非
球面多項式は、光軸方向にＺ軸、光軸Ｚ０の直交方向に
ｈ軸を取り、光の進行方向を負とし、Ｒを近軸曲率半径
として、非球面の形状を表したものである。

【００４７】 Ｚ（ｈ）＝（（１／Ｒ）ｈ² ）／［１＋｛１−（ｈ／Ｒ）² ｝^1/2］ ＋Ａｈ² ＋Ｂｈ⁴ ＋Ｃｈ⁶ ＋Ｄｈ⁸ ＋Ｅｈ¹⁰ …（Ａ）

【００４８】この式（Ａ）において、ｈは、光軸Ｚ０か
らレンズ面までの距離（高さ）（単位：ｍｍ）を表す。
Ｚ（ｈ）は、高さｈにおけるレンズのサグ（ｓａｇ）量
を表している。より詳しくは、Ｚ（ｈ）は、光軸Ｚ０か
ら高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点
の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ
（単位：ｍｍ）を示す。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞ
れ２次，４次，６次，８次，１０次の非球面係数を示
す。式（Ａ）の非球面多項式において、２次の非球面係
数Ａがゼロのときには、近軸におけるレンズの面形状が
球面となる。なお、図３（Ｂ）に示した非球面係数を表
す数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１
０を底とした指数であることを示し、その１０を底とし
た指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算さ
れることを示す。例えば、「１．０Ｅ−６」は、「１．
０×１０^-6」であることを示す。

【００４９】図３（Ｃ）は、上述の条件式（２）に対応
する値ｆ，Ｈ，ｆ／Ｈを示している。本投影レンズ1-1
においては、レンズ系全体の焦点距離ｆの値が５０ｍｍ
であり、最大有効フイルム高Ｈの値が１３．５８ｍｍで
あるから、「ｆ／Ｈ＝３．６８」となり、上述の条件式
（２）を満足している。

【００５０】図４（Ａ）〜（Ｃ）および図５（Ａ）〜
（Ｃ）は、本実施例に係る投影レンズ1-1に対し、無限
遠方から光を逆投影した状態（逆投影状態）におけるフ
ィルム面Ｓ１６上の諸収差を示している。より詳しく
は、図４（Ａ）は球面収差を示し、図４（Ｂ）は非点収
差を示し、図４（Ｃ）はディストーション（歪曲収差）
を示している。図５は、横収差を示している。これらの
図において、各収差はｅ線を基準としたものを示してい
る。各収差図において、符号Ｆ，Ｅ，Ｃを付した曲線
は、それぞれＦ線、ｅ線、Ｃ線についての収差を示して
いる。Ｆ線、ｅ線、Ｃ線の波長は、それぞれ、486.1n
m，546.1nm，656.3nmである。また、各収差図におい
て、符号Ｙは像高を、FNO.はＦナンバーを表す。図４
（Ｂ）において、符号Ｓを付した曲線は、サジタル像面
に対する収差を示し、符号Ｔを付した曲線はタンジェン
シャル（メリディオナル）像面に対する収差を示してい
る。図５（Ａ）〜（Ｃ）に示した横収差は、各像高につ
いて、フィルム面内における互いに直交する２つの方向
Ｘ，Ｙの収差を示している。

【００５１】各収差図から明らかなように、本実施例の
投影レンズ1-1は、中心部から周辺部にわたって諸収差
が良好に補正されていることがわかる。

【００５２】図６は、本投影レンズ1-1の逆投影状態に
おけるフィルム面Ｓ１６上の開口効率を示している。図
６において、横軸はフィルム面Ｓ１６上の高さを示し、
縦軸は開口効率を示している。なお、一般に、投影光学
系の場合、スクリーン上の照度分布は、反射鏡などの照
明光学系と他のレンズ系との関係で決まるものであり、
撮影レンズのように投影レンズ単独で決定されるわけで
はない。ただし、投影レンズの開口効率は、スクリーン
上の照度分布に少なからず影響を与えるのでここでは開
口効率の値を示した。

【００５３】図７は、本実施例における投影レンズ内で
の光線の通過状態を示している。本投影レンズ1-1は、
光軸Ｚ０から各レンズＥｎのコバ（レンズの縁）までの
高さをＨｎ、各レンズＥｎに入射する光線の最大高をｈ
ｎとすると、 Ｈｎ＞ｈｎ ……（Ｂ） の関係（Ｂ）を満たしている。

【００５４】このように本投影レンズ1-1は、レンズの
有効径が入射光線の高さに対して十分大きく確保されて
いるので、周辺光を含む全光束が各レンズの縁でケラれ
ることがない。すなわち、本投影レンズ1-1は、ビネッ
ティング（Vignetting）の全くない構成となっている。
一方、従来の投影レンズでは、周辺部分での収差を抑え
るため、レンズの外径を小さくして周辺光量のケラれが
多く、開口効率が低くなっている。

【００５５】本投影レンズ1-1は、図６および図７から
明らかなように、上述の条件式（１），（１Ａ）を満た
し、 ＳＨ／Ｓ０＝１ であり、口径蝕が画面周辺まで全くないことがわかる。
従って、本実施例では、諸収差を良好に補正しつつ、開
口効率が高く、中心部から周辺部にわたって明るいレン
ズ性能を有している。

【００５６】以上で説明したように、本実施例の投影レ
ンズ1-1は、上述の各条件を満足した状態で諸収差が良
好に補正され、開口効率も高く、投影レンズに最適な光
学性能を有している。

【００５７】＜実施例１の変形例＞次に、実施例１の変
形例について説明する。

【００５８】図８は、本変形例に係る投影レンズ１Ａの
構成を示している。実施例１では、レンズによるケラれ
が全くない例を示したが、本変形例では、レンズのコバ
によって光線規制を行った構成例を示す。ここでの光線
規制の度合いは、通常の投影装置に適用しても問題のな
い程度のものである。図８では、第３レンズ群Ｇ３の凸
レンズＥ６のコバによって光線規制を行っている。本変
形例は、光線規制を行っている以外は実施例１の投影レ
ンズ1-1の構成と基本的に同じであるから、収差性能な
どは実施例１の投影レンズ1-1よりも同等もしくはそれ
以上となっている。

【００５９】図９は、本投影レンズ１Ａの逆投影状態に
おけるフィルム面Ｓ１６上の開口効率を示している。本
投影レンズ1Ａは、図９から明らかなように、レンズコ
バによる通過光線規制により ＳＨ／Ｓ０＝０．６ であり、上述の条件式（１）を満たしている。

【００６０】本変形例によれば、上述の各条件を満足し
た状態で諸収差が良好に補正され、通常の投影装置に適
用しても問題のない程度に開口効率が高く、また、レン
ズの小型化を図ることができる。

【００６１】＜実施例２＞次に、本実施の形態に係る投
影レンズ１の第２の実施例について説明する。

【００６２】図１１（Ａ），（Ｂ）は、本実施例に係る
投影レンズ1-2の具体的な数値実施例を示している。図
１０は、本投影レンズ1-2の断面構造を図１０に示した
数値実施例に対応させて描いたものである。図１０
（Ａ），（Ｂ）に示した各数値の示す意味は、実施例１
（図３（Ａ），（Ｂ））の場合と同様である。また、本
投影レンズ1-2のレンズ枚数など、基本的なレンズ構成
は実施例１の投影レンズ1-1と同様である。本投影レン
ズ1-2は、全系の焦点距離ｆが、４０．７ｍｍ、Ｆナン
バーが２．０、半画角ωが１８．２°となっている。

【００６３】本投影レンズ1-2では、像面側から数えて
１０番目と１１番目、すなわち、第３レンズ群Ｇ３の凸
レンズＥ５における面Ｓ１０，Ｓ１１が、非球面形状と
なっている。

【００６４】本投影レンズ1-2は、図１１（Ｃ）に示し
たように、レンズ系全体の焦点距離ｆの値が４０．７ｍ
ｍ、最大有効フイルム高Ｈの値が１３．５８ｍｍである
から、「ｆ／Ｈ＝３．００」となり、上述の条件式
（２）を満足している。

【００６５】図１２（Ａ）〜（Ｃ）および図１３（Ａ）
〜（Ｃ）は、本実施例に係る投影レンズ1-2に対し、無
限遠方から光を逆投影した状態におけるフィルム面Ｓ１
６上の諸収差を示している。より詳しくは、図１２
（Ａ）は球面収差を示し、図１２（Ｂ）は非点収差を示
し、図１２（Ｃ）は歪曲収差を示している。図１３
（Ａ）〜（Ｃ）は、各像高についての横収差を示してい
る。これらの収差図に付した各符号の意味は、実施例１
（図４（Ａ）〜（Ｃ），図５（Ａ）〜（Ｃ））の場合と
同様である。

【００６６】各収差図から明らかなように、本実施例の
投影レンズ1-2は、中心部から周辺部にわたって諸収差
が良好に補正されていることがわかる。

【００６７】図１４は、本投影レンズ1-2の逆投影状態
におけるフィルム面Ｓ１６上の開口効率を示している。
図１４において、横軸はフィルム面Ｓ１６上の高さを示
し、縦軸は開口効率を示している。この図から明らかな
ように、本実施例では、上述の条件式（１），（１Ａ）
を満たし、 ＳＨ／Ｓ０＝１ であり、口径蝕が画面周辺まで全くないことがわかる。
従って、本実施例では、諸収差を良好に補正しつつ、開
口効率が高く、中心部から周辺部にわたって明るいレン
ズ性能を有している。

【００６８】以上で説明したように、本実施例の投影レ
ンズ1-2は、上述の各条件を満足した状態で諸収差が良
好に補正され、開口効率も高く、投影レンズに最適な光
学性能を有している。

【００６９】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず種々の変形実施が可能である。例えば、本発明の投
影レンズは、映写装置のみならず、テレシネ装置などの
他のフィルム処理装置にも利用することが可能である。
さらに、本発明の投影レンズは、映画フィルムに記録さ
れた映像を投影するような装置に限定されず、映画フィ
ルム以外から光学的に提供された映像を投影するその他
の投影装置に広く適用することが可能である。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし５
のいずれか１項に記載の投影レンズまたは請求項６もし
くは請求項７記載の映像投影装置によれば、像面側から
順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力
を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レン
ズ群とを少なくとも備え、第２レンズ群の最も物体側に
は、像側に凸面を向けると共に、開口絞りに隣接して物
体側に凹面を向けた第１のレンズ成分を配置し、第３レ
ンズ群の最も像面側には、物体側に凹面を向けた負の屈
折力の第２のレンズ成分を配置し、第３レンズ群の最も
物体側には、負の屈折力の第３のレンズ成分を配置する
ようにしたので、画面周辺部の像質を向上させ、画面全
域にわたって高品位な映像投影を行うことができること
ができる。

【００７１】特に、請求項２記載の投影レンズまたは請
求項７記載の映像投影装置によれば、「ＳＨ／Ｓ０＞
０．６」の条件を満足するようにしたので、画面周辺部
の像質と共に、画面周辺部の照度を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る映像投影装置とし
ての映写装置の要部構成を示す構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る投影レンズの構成
を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る投影レンズの第１
の具体的な数値実施例（実施例１）を示す説明図であ
る。

【図４】図３に示した投影レンズの逆投影状態における
球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図であ
る。

【図５】図３に示した投影レンズの逆投影状態における
横収差を示す収差図である。

【図６】図３に示した投影レンズの逆投影状態における
開口効率を示す説明図である。

【図７】図３に示した投影レンズ内での光線の通過状態
について示す説明図である。

【図８】図３に示した投影レンズの変形例の構成を示す
断面図である。

【図９】図８に示した変形例の投影レンズの開口効率を
示す説明図である。

【図１０】本発明の一実施の形態に係る投影レンズの第
２の具体的な数値実施例（実施例２）に係る投影レンズ
の構成を示す断面図である。

【図１１】本発明の一実施の形態に係る投影レンズの第
２の具体的な数値実施例を示す説明図である。

【図１２】図１１に示した投影レンズの逆投影状態にお
ける球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図で
ある。

【図１３】図１１に示した投影レンズの逆投影状態にお
ける横収差を示す収差図である。

【図１４】図１１に示した投影レンズの逆投影状態にお
ける開口効率を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３
レンズ群、Ｌ１…第１のレンズ成分、Ｌ２…第２のレン
ズ成分、Ｌ３…第３のレンズ成分、Ｓｔ…開口絞り、１
…投影レンズ、２…映画フィルム、１０…映写装置、２
７…レンズ部、２９…スクリーン。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像面側から順に、負の屈折力を有する第
   １レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正
   の屈折力を有する第３レンズ群とを少なくとも備え、 前記第２レンズ群の最も物体側には、像側に凸面を向け
   ると共に、開口絞りに隣接して物体側に凹面を向けた第
   １のレンズ成分が配置され、 前記第３レンズ群の最も像面側には、物体側に凹面を向
   けた負の屈折力の第２のレンズ成分が配置され、前記第
   ３レンズ群の最も物体側には、負の屈折力の第３のレン
   ズ成分が配置されていることを特徴とする投影レンズ。
2. 【請求項２】 逆投影状態において、物体面の中心点に
   到達する全光束が、開口絞りを通過するときの面積をＳ
   ０、被投影物体の最周辺部点に到達する全光束が、開口
   絞りを通過するときの面積をＳＨとしたとき、 ＳＨ／Ｓ０＞０．６ ……（１） で表される条件式（１）を満足するように構成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の投影レンズ。
3. 【請求項３】 前記第２レンズ群または前記第３レンズ
   群の少なくとも一方は、少なくとも１つのレンズ面が非
   球面で構成されていることを特徴とする請求項１記載の
   投影レンズ。
4. 【請求項４】 レンズ系全体の焦点距離をｆ、最大有効
   物体高をＨとしたとき、 １．５＜ｆ／Ｈ＜４ ……（２） で表される条件式（２）を満足するように構成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の投影レンズ。
5. 【請求項５】 すべてのレンズが、ｄ線に対する屈折率
   が１．６以上の材料で構成されていることを特徴とする
   請求項１記載の投影レンズ。
6. 【請求項６】 光学的に提供された映像を投影レンズを
   介して投影する映像投影装置であって、 前記投影レンズは、像面側から順に、負の屈折力を有す
   る第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群
   と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを少なくとも備
   え、 前記第２レンズ群の最も物体側には、像側に凸面を向け
   ると共に、開口絞りに隣接して物体側に凹面を向けた第
   １のレンズ成分が配置され、 前記第３レンズ群の最も像面側には、物体側に凹面を向
   けた負の屈折力の第２のレンズ成分が配置され、前記第
   ３レンズ群の最も物体側には、負の屈折力の第３のレン
   ズ成分が配置されていることを特徴とする映像投影装
   置。
7. 【請求項７】 前記投影レンズが、 逆投影状態において、物体面の中心点に到達する全光束
   が、開口絞りを通過するときの面積をＳ０、被投影物体
   の最周辺部点に到達する全光束が、開口絞りを通過する
   ときの面積をＳＨとしたとき、 ＳＨ／Ｓ０＞０．６ ……（１） で表される条件式（１）を満足するように構成されてい
   ることを特徴とする請求項６記載の映像投影装置。