JP2576058B2 - 投影レンズ - Google Patents
投影レンズInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、投影レンズ、特にCRT像を投影して大きな
画面を得るためのビデオプロジェクター用の投影レンズ
に関する。
画面を得るためのビデオプロジェクター用の投影レンズ
に関する。
近年、大画面のテレビジヨン再生像を得る方法の一つ
として所謂ビデオプロジエクターが次第に普及しつつあ
るが、その再生像の品質を確保する上で投影レンズの性
能が重要な役割を担っている。
として所謂ビデオプロジエクターが次第に普及しつつあ
るが、その再生像の品質を確保する上で投影レンズの性
能が重要な役割を担っている。
明るい投影像を得るために、口径比の大きな明るい投
影レンズが必要とされると同時にCRT像面からスクリー
ンまでの距離を短縮し、投影装置としてのキヤビネツト
の奥行きをコンパクトに収めるためには投影レンズの広
画角化が要求される。一般にビデオプロジエクターでは
Ｂ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）３色のCRTに対応した３
本の投影レンズが必要とされ、レンズを小型軽量化し、
コストの逓減をはかりつつ、上記のような高度な仕様を
達成するために非球面プラスチツクレンズを用いた投影
レンズが各種考案されている。
影レンズが必要とされると同時にCRT像面からスクリー
ンまでの距離を短縮し、投影装置としてのキヤビネツト
の奥行きをコンパクトに収めるためには投影レンズの広
画角化が要求される。一般にビデオプロジエクターでは
Ｂ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）３色のCRTに対応した３
本の投影レンズが必要とされ、レンズを小型軽量化し、
コストの逓減をはかりつつ、上記のような高度な仕様を
達成するために非球面プラスチツクレンズを用いた投影
レンズが各種考案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の投影レンズのうち、例えば、特開昭58−125007
号公報に開示されたものでは、第１図のレンズ構成図に
示す如く、３個のレンズから成っている。即ち、スクリ
ーン側（図中左側）より正の屈折力を有する第１レンズ
群G1、正の屈折力を有する両凸形状の第２レンズ群G2、
負の屈折力を有しスクリーン側に強い曲率の面を向けた
第３レンズ群G3により構成されている。そして、第１レ
ンズ群G1と第３レンズ群G3とに非球面を用いて結像性能
を良好に補正しているが、歪曲収差については第２図の
ように中間画角で正方向に偏位し最周辺で負方向へ偏位
し、所謂高次収差の曲がりが発生している。投影レンズ
の歪曲収差に第２図のように顕著な高次の曲がりがある
場合には、第３図に示す如く、スクリーン上でアオリの
原理を用いて投影するときに、第4A図の如き像が第4B図
の様な歪を持った像になり、CRT上での補正が困難とな
る。そして、その結果画面周辺部で色ズレが生じ、画質
の低下となつてあらわれていた。
号公報に開示されたものでは、第１図のレンズ構成図に
示す如く、３個のレンズから成っている。即ち、スクリ
ーン側（図中左側）より正の屈折力を有する第１レンズ
群G1、正の屈折力を有する両凸形状の第２レンズ群G2、
負の屈折力を有しスクリーン側に強い曲率の面を向けた
第３レンズ群G3により構成されている。そして、第１レ
ンズ群G1と第３レンズ群G3とに非球面を用いて結像性能
を良好に補正しているが、歪曲収差については第２図の
ように中間画角で正方向に偏位し最周辺で負方向へ偏位
し、所謂高次収差の曲がりが発生している。投影レンズ
の歪曲収差に第２図のように顕著な高次の曲がりがある
場合には、第３図に示す如く、スクリーン上でアオリの
原理を用いて投影するときに、第4A図の如き像が第4B図
の様な歪を持った像になり、CRT上での補正が困難とな
る。そして、その結果画面周辺部で色ズレが生じ、画質
の低下となつてあらわれていた。
このような歪曲収差の高次収差を補正するために、第
２レンズ群G2とフィールドフラットナーとしての第３レ
ンズ群G3との間に、スクリーン側に凸面を向け弱い負屈
折力を有するメニスカスレンズを配置する構成を、先に
本願と同一出願人による特願昭60−246044号において提
案した。しかしながら、先の構成は歪曲収差の高次収差
を良好に補正し得るものではあるが、より明るい投影レ
ンズの構成とするには未だ不十分な点があった。
２レンズ群G2とフィールドフラットナーとしての第３レ
ンズ群G3との間に、スクリーン側に凸面を向け弱い負屈
折力を有するメニスカスレンズを配置する構成を、先に
本願と同一出願人による特願昭60−246044号において提
案した。しかしながら、先の構成は歪曲収差の高次収差
を良好に補正し得るものではあるが、より明るい投影レ
ンズの構成とするには未だ不十分な点があった。
そこで、本発明の目的は高次の歪曲収差が良好に補正
されると共に、より大口径でより広画角なビデオプロジ
エクター用投影レンズを提供することにある。
されると共に、より大口径でより広画角なビデオプロジ
エクター用投影レンズを提供することにある。
本発明による投影レンズは、基本的には本願と同一出
願人による先の特願昭60−246044号に開示した構成に基
づいている。そして、第５図の実施例のレンズ構成図に
示す如く、物体面としてのCRT上の画像をスクリーンに
投影するための投影レンズであって、スクリーン側より
順に正の屈折力を有する第１レンズ成分L1、正屈折力を
有しその両側のレンズ面がともに凸面である第２レンズ
成分L2、スクリーン側に凸面を向けたメニスカス形状を
有する第３レンズ成分L3、及び負の屈折力を有しそのス
クリーン側の面が凹面である第４レンズ成分L4により構
成されている。そしてこのような基本構成において、前
記第３レンズ成分の最もスクリーンに近い面の曲率半径
をrA、最も物体側に近い面の曲率半径rBとするとき、 の条件を満足するものである。
願人による先の特願昭60−246044号に開示した構成に基
づいている。そして、第５図の実施例のレンズ構成図に
示す如く、物体面としてのCRT上の画像をスクリーンに
投影するための投影レンズであって、スクリーン側より
順に正の屈折力を有する第１レンズ成分L1、正屈折力を
有しその両側のレンズ面がともに凸面である第２レンズ
成分L2、スクリーン側に凸面を向けたメニスカス形状を
有する第３レンズ成分L3、及び負の屈折力を有しそのス
クリーン側の面が凹面である第４レンズ成分L4により構
成されている。そしてこのような基本構成において、前
記第３レンズ成分の最もスクリーンに近い面の曲率半径
をrA、最も物体側に近い面の曲率半径rBとするとき、 の条件を満足するものである。
上記のような基本構成により、第１レンズ成分L1は球
面収差と軸外のコマ収差の補正機能をもち、第２レンズ
成分L2は第１レンズ成分により補正しきれない球面収差
とコマ収差を補正する機能をもち、第３レンズ成分L3は
歪曲収差とコマ収差を良好に補正する機能を有し、第４
レンズ成分L4はフィールドフラットナーとしてペッツバ
ール和の補正、すなわち像面湾曲、非点収差の補正機能
を有する。
面収差と軸外のコマ収差の補正機能をもち、第２レンズ
成分L2は第１レンズ成分により補正しきれない球面収差
とコマ収差を補正する機能をもち、第３レンズ成分L3は
歪曲収差とコマ収差を良好に補正する機能を有し、第４
レンズ成分L4はフィールドフラットナーとしてペッツバ
ール和の補正、すなわち像面湾曲、非点収差の補正機能
を有する。
このような補正機能を十分に果たすためには、第１レ
ンズ成分、第３レンズ成分、第４レンズ成分の各レンズ
面のうちの少なくとも１つの面を非球面化することが望
ましい。また非球面を有するレンズは、加工上、レンズ
素材をプラスチツクとすることにより、コストの大幅な
逓減が見込まれる。
ンズ成分、第３レンズ成分、第４レンズ成分の各レンズ
面のうちの少なくとも１つの面を非球面化することが望
ましい。また非球面を有するレンズは、加工上、レンズ
素材をプラスチツクとすることにより、コストの大幅な
逓減が見込まれる。
そして、特に歪曲収差を良好に補正するためには、上
記（１）式の如き条件を満足することが望ましい。尚、
第３レンズ成分L3はCRT側に凹面を向けたメニスカス形
状でありその屈折力は極弱い負から弱い正である。
記（１）式の如き条件を満足することが望ましい。尚、
第３レンズ成分L3はCRT側に凹面を向けたメニスカス形
状でありその屈折力は極弱い負から弱い正である。
（１）式の条件は、第３レンズ成分L3がスクリーン側
に凸面を向けたメニスカス形状であることを意味し、下
限を外れるの歪曲収差の補正は過剰となり、反対に上限
を越えると歪曲収差は補正不足になる。また、この条件
の下限を外れると外方コマ収差が大となり、広画角の仕
様が達成し得ない。また、上限を越えると球面収差が補
正過剰となりフレアが増大する。
に凸面を向けたメニスカス形状であることを意味し、下
限を外れるの歪曲収差の補正は過剰となり、反対に上限
を越えると歪曲収差は補正不足になる。また、この条件
の下限を外れると外方コマ収差が大となり、広画角の仕
様が達成し得ない。また、上限を越えると球面収差が補
正過剰となりフレアが増大する。
他の諸収差の悪化を招かないで、コマ収差と歪曲収差
を、高次の収差による曲がりも含めて良好に補正するた
めには、第３レンズ成分L3のCRT側の面を非球面にする
ことが望ましい。そして、この第３レンズ成分の非球面
形状は、周辺部で屈折力が弱くなるように、即ち周辺部
にては中心部よりは曲率が緩くなり負の屈折力が弱くな
るような形状とし、次式を満足する構成とすることが望
ましい。
を、高次の収差による曲がりも含めて良好に補正するた
めには、第３レンズ成分L3のCRT側の面を非球面にする
ことが望ましい。そして、この第３レンズ成分の非球面
形状は、周辺部で屈折力が弱くなるように、即ち周辺部
にては中心部よりは曲率が緩くなり負の屈折力が弱くな
るような形状とし、次式を満足する構成とすることが望
ましい。
ここで、 AS−S:有効径最周辺における非球面と、所定の頂点曲率
半径を有する基準球面との光軸方向の差 PB:全系の焦点距離で正規化されたCRT側の面の頂点屈折
力 つまり n:第３レンズ成分の屈折率 f:全系の焦点距離 と定義される。
半径を有する基準球面との光軸方向の差 PB:全系の焦点距離で正規化されたCRT側の面の頂点屈折
力 つまり n:第３レンズ成分の屈折率 f:全系の焦点距離 と定義される。
第３レンズ成分L3の非球面形状が上記（２）式の下限
を外れると、高次の歪曲収差の補正効果が減少し、逆に
上限を越えると歪曲収差の補正が過剰になると同時に像
高が大なる光束について外方コマ収差が大となり、第４
レンズ成分の非球面の効果をもつてしても補正しきれな
い。
を外れると、高次の歪曲収差の補正効果が減少し、逆に
上限を越えると歪曲収差の補正が過剰になると同時に像
高が大なる光束について外方コマ収差が大となり、第４
レンズ成分の非球面の効果をもつてしても補正しきれな
い。
更に、歪曲収差をはじめとして諸収差をより良好に補
正するためには、第３レンズ成分の焦点距離f3につい
て、下記（３）式の条件を満足することが望ましい。
正するためには、第３レンズ成分の焦点距離f3につい
て、下記（３）式の条件を満足することが望ましい。
−0.05＜f/f3＜0.3 ……（３） 第３レンズ成分L3の焦点距離f3の値が（３）式の上限
を外れ正レンズ成分としての屈折力が強くなる場合に
は、全系のペッツバール和を良好に保って像面湾曲を良
好に補正するために、第４レンズ成分L4の屈折力を強く
しなければならず、像高の大きな光束について、コマ収
差が悪化するか、あるいは第４レンズ成分のスクリーン
側の面の非球面の働きにより、歪曲収差の曲がりが顕在
化してくる。逆に下限を超える場合には、第３レンズ成
分L3の負の屈折力が強くなり過ぎ、全系のバランスをと
るために第２レンズ成分L2の正屈折力が強くなり球面収
差の補正が不足する。
を外れ正レンズ成分としての屈折力が強くなる場合に
は、全系のペッツバール和を良好に保って像面湾曲を良
好に補正するために、第４レンズ成分L4の屈折力を強く
しなければならず、像高の大きな光束について、コマ収
差が悪化するか、あるいは第４レンズ成分のスクリーン
側の面の非球面の働きにより、歪曲収差の曲がりが顕在
化してくる。逆に下限を超える場合には、第３レンズ成
分L3の負の屈折力が強くなり過ぎ、全系のバランスをと
るために第２レンズ成分L2の正屈折力が強くなり球面収
差の補正が不足する。
更に、歪曲収差を高次の曲がりも含めて良好に補正す
るためには、第３レンズ成分の配置を下記の（４）の条
件式の範囲内に構成することが望ましい。
るためには、第３レンズ成分の配置を下記の（４）の条
件式の範囲内に構成することが望ましい。
1.0＜D6/D4＜6.0 ……（４） ここで、 D4:第２レンズ成分と第３レンズ成分の光軸上の間隔 D6:第３レンズ成分と第４レンズ成分の光軸上の間隔 条件式（４）の上限を越えることは、第３レンズ成分
L3が第２レンズ成分L2に接近することを意味し、このよ
うな配置においては軸外光束が第３レンズ成分を通る光
軸からの高さが、軸上光束のものと差程離れていないた
め、軸上光束の性能を悪化させずに軸外の歪曲収差のみ
を補正する効果が薄くなる。
L3が第２レンズ成分L2に接近することを意味し、このよ
うな配置においては軸外光束が第３レンズ成分を通る光
軸からの高さが、軸上光束のものと差程離れていないた
め、軸上光束の性能を悪化させずに軸外の歪曲収差のみ
を補正する効果が薄くなる。
一方、（４）の下限を外れて第３レンズ成分が第４レ
ンズ成分と接近した配置となる場合には、周辺でのレン
ズ間隔が小さくなってレンズの有効径を確保できなくな
るというの制約があり、有効な広い画角を維持するのが
困難になる。
ンズ成分と接近した配置となる場合には、周辺でのレン
ズ間隔が小さくなってレンズの有効径を確保できなくな
るというの制約があり、有効な広い画角を維持するのが
困難になる。
前述したように、第１レンズ成分、第３レンズ成分、
第４レンズ成分の中に各々少なくとも１つの面が非球面
化されたプラスチツクを素材とするレンズを構成要素と
して含むことは、収差補正上からも製造コストの面から
も有利である。しかし、プラスチツクレンズの欠点の一
つである屈折率の温度変化による性能の劣化を最小限に
防ぐためには、全系の中で最も屈折力が強い第２レンズ
成分を硝子レンズにより構成することが望ましい。これ
によって、屈折率の温度変化による像点位置の変動を小
さくすることが可能になる。このために、第３レンズ成
分の屈折力は、下記（５）式の範囲に設定することが望
ましい。
第４レンズ成分の中に各々少なくとも１つの面が非球面
化されたプラスチツクを素材とするレンズを構成要素と
して含むことは、収差補正上からも製造コストの面から
も有利である。しかし、プラスチツクレンズの欠点の一
つである屈折率の温度変化による性能の劣化を最小限に
防ぐためには、全系の中で最も屈折力が強い第２レンズ
成分を硝子レンズにより構成することが望ましい。これ
によって、屈折率の温度変化による像点位置の変動を小
さくすることが可能になる。このために、第３レンズ成
分の屈折力は、下記（５）式の範囲に設定することが望
ましい。
0.9＜f2/f＜1.3 ……（５） ここで、 f2:第２レンズ成分の焦点距離 第２レンズ成分の焦点距離が（５）式の上限を越える
と第１レンズ成分の屈折力を強くしなければならず、軸
外コマ収差の補正が困難になると同時に、第１レンズ成
分をプラスチツクレンズのみで構成した場合には温度変
化による性能劣化が大になる。反対に（５）式の下限を
外れると、球面収差が補正不足になる。
と第１レンズ成分の屈折力を強くしなければならず、軸
外コマ収差の補正が困難になると同時に、第１レンズ成
分をプラスチツクレンズのみで構成した場合には温度変
化による性能劣化が大になる。反対に（５）式の下限を
外れると、球面収差が補正不足になる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第５図は本発明による第１実施例のレンズ構成図であ
る。図中には画面中心及び最大像高（ｙ＝63.5mm）に達
する光束の光路を示した。
る。図中には画面中心及び最大像高（ｙ＝63.5mm）に達
する光束の光路を示した。
本実施例の投影レンズは、強い正屈折力を有するガラ
ス製の第１レンズL11及びプラスチック製の正レンズL12
とこれと接合された同じくプラスチック製の負レンズL
13とで正屈折力の第１レンズ成分L1が構成され、ガラス
製の両凸正レンズL21とこれと接合されCRT側に凸面を向
けたガラス製の負メニスカスレンズL22とで正屈折力を
有する両凸形状の第２レンズ成分L2が構成されている。
そして、これらのCRT側には、CRT側に凹面を向けた非常
に屈折力の弱いメニスカス形状の第３レンズ成分L3と負
の屈折力を有しスクリーン側に強い曲率の凹面を向けた
第４レンズ成分L4が配置されている。これらの後方には
さらに、投影レンズとCRTをカツプリングする目的で光
学的にはほぼ平行平面状として扱えるシリコンゴムＳ及
びほぼ平行平面のCRT前面ガラスＧを介して、物体面と
しての螢光面Ｐが配置されている。
ス製の第１レンズL11及びプラスチック製の正レンズL12
とこれと接合された同じくプラスチック製の負レンズL
13とで正屈折力の第１レンズ成分L1が構成され、ガラス
製の両凸正レンズL21とこれと接合されCRT側に凸面を向
けたガラス製の負メニスカスレンズL22とで正屈折力を
有する両凸形状の第２レンズ成分L2が構成されている。
そして、これらのCRT側には、CRT側に凹面を向けた非常
に屈折力の弱いメニスカス形状の第３レンズ成分L3と負
の屈折力を有しスクリーン側に強い曲率の凹面を向けた
第４レンズ成分L4が配置されている。これらの後方には
さらに、投影レンズとCRTをカツプリングする目的で光
学的にはほぼ平行平面状として扱えるシリコンゴムＳ及
びほぼ平行平面のCRT前面ガラスＧを介して、物体面と
しての螢光面Ｐが配置されている。
そして、第１レンズ成分L1中のプラスチック製正レン
ズL12のスクリーン側の面（r3）、第３レンズ成分L3のC
RT側の面（r10）と、第４レンズ成分L4のスクリーン側
の面（r11）が非球面に構成されている。
ズL12のスクリーン側の面（r3）、第３レンズ成分L3のC
RT側の面（r10）と、第４レンズ成分L4のスクリーン側
の面（r11）が非球面に構成されている。
実際にこの投影レンズを使用する際には、光線は物体
面としての螢光面Ｐから図示なきスクリーン上に集光さ
れるのであるが、光線逆進の原理に基づくレンズ設計上
の手法に沿って、以下ではスクリーン側から光線を入射
して、この光線がCRTの螢光面Ｐに集光されるものとし
て説明する。
面としての螢光面Ｐから図示なきスクリーン上に集光さ
れるのであるが、光線逆進の原理に基づくレンズ設計上
の手法に沿って、以下ではスクリーン側から光線を入射
して、この光線がCRTの螢光面Ｐに集光されるものとし
て説明する。
図中に示した物体面Ｐの中心、及び最大像高位置に達
する光線により、各レンズの機能が容易に説明できる。
すなわち、物体面の中心に達する軸上光束は、第１レン
ズにはＦナンバーで決まる有効径いつぱいに入射する
が、第１レンズL1と第２レンズL2による屈折作用をうけ
て、第３レンズL3及び第４レンズL4に入射する際には、
第１レンズL1の有効径の各々1/2乃至1/4位の細い光束に
収束される。一方、軸外光束は第１、第２レンズL1,L2
においては、軸上光束によって決定される有効径の範囲
内を斜入射して屈折作用を受け、第３、第４レンズL3,L
4中では次第に入射高が大きくなる。従って、レンズ系
のCRT側になるほど、軸上光束が通過する光路と軸外光
束が通過する光路との分離が顕著になつてくる。
する光線により、各レンズの機能が容易に説明できる。
すなわち、物体面の中心に達する軸上光束は、第１レン
ズにはＦナンバーで決まる有効径いつぱいに入射する
が、第１レンズL1と第２レンズL2による屈折作用をうけ
て、第３レンズL3及び第４レンズL4に入射する際には、
第１レンズL1の有効径の各々1/2乃至1/4位の細い光束に
収束される。一方、軸外光束は第１、第２レンズL1,L2
においては、軸上光束によって決定される有効径の範囲
内を斜入射して屈折作用を受け、第３、第４レンズL3,L
4中では次第に入射高が大きくなる。従って、レンズ系
のCRT側になるほど、軸上光束が通過する光路と軸外光
束が通過する光路との分離が顕著になつてくる。
以上のことから、軸上光束の収差、即ち球面収差の補
正は第１、第２レンズ成分L1,L2においてなされるのが
効果的であり、軸外光束の収差、非点収差、像面湾曲、
コマ収差、歪曲収差については、第１、第２レンズ成分
L1,L2の作用に加えて第３レンズ成分L3及び第４レンズ
成分L4の補正機能が重要であることがわかる。すなわ
ち、第１レンズ成分L1においては球面収差の補正と同時
に、軸外のコマ収差もバランス良く補正するためにスク
リーン側に凸面を向けたメニスカス正レンズとして、第
３面（r3）を非球面とすることにより補正効果を上げて
いる。
正は第１、第２レンズ成分L1,L2においてなされるのが
効果的であり、軸外光束の収差、非点収差、像面湾曲、
コマ収差、歪曲収差については、第１、第２レンズ成分
L1,L2の作用に加えて第３レンズ成分L3及び第４レンズ
成分L4の補正機能が重要であることがわかる。すなわ
ち、第１レンズ成分L1においては球面収差の補正と同時
に、軸外のコマ収差もバランス良く補正するためにスク
リーン側に凸面を向けたメニスカス正レンズとして、第
３面（r3）を非球面とすることにより補正効果を上げて
いる。
第２レンズ成分L2は第５図からも明らかなように最も
大きな正の屈折力を有しており、素材の屈折率の温度変
化による像点位置の変動を防止するために硝子レンズに
より構成されている。また、レンズ形状も軸上光束と軸
外光束の収差バランスを考慮して両凸形状になってい
る。
大きな正の屈折力を有しており、素材の屈折率の温度変
化による像点位置の変動を防止するために硝子レンズに
より構成されている。また、レンズ形状も軸上光束と軸
外光束の収差バランスを考慮して両凸形状になってい
る。
第３レンズ成分L3についての説明の前に、第４レンズ
成分L4の機能を説明する。第４レンズ成分L4は最もCRT
像に近い位置にあり、像高の違いによる光束の分離が最
も顕著であるため、軸上光束に悪影響を与えずに軸外光
束の収差、特に像面湾曲の補正を行なうことができ、い
わゆるフィールドフラットナーとして機能している。更
に像面湾曲をより有効に補正するために第４レンズ成分
のスクリーン側レンズ面の中心曲率を強くする際に発生
する軸外コマ収差については、この面（r11）を非球面
化することにより補正している。
成分L4の機能を説明する。第４レンズ成分L4は最もCRT
像に近い位置にあり、像高の違いによる光束の分離が最
も顕著であるため、軸上光束に悪影響を与えずに軸外光
束の収差、特に像面湾曲の補正を行なうことができ、い
わゆるフィールドフラットナーとして機能している。更
に像面湾曲をより有効に補正するために第４レンズ成分
のスクリーン側レンズ面の中心曲率を強くする際に発生
する軸外コマ収差については、この面（r11）を非球面
化することにより補正している。
そして、第３レンズ成分L3は、主に第４レンズ成分L4
のスクリーン側レンズ面の非球面化に伴う高次の歪曲収
差及びコマ収差を補正している。即ち、前述した如く、
軸外コマ収差の劣化を防ぐために第４レンズ成分のスク
リーン側の面の曲率が光軸中心から離れるに従ってゆる
くなる形状となっているため、歪曲収差を正方向に偏位
する発散作用が周縁部で弱くなり、歪曲収差の曲がりと
なつて現れるのを、第３レンズ成分のスクリーン側に凸
な発散面によって良好に補正可能としている。更に、こ
の第３レンズ成分は全系における諸収差を良好に補正す
る機能をも有している。
のスクリーン側レンズ面の非球面化に伴う高次の歪曲収
差及びコマ収差を補正している。即ち、前述した如く、
軸外コマ収差の劣化を防ぐために第４レンズ成分のスク
リーン側の面の曲率が光軸中心から離れるに従ってゆる
くなる形状となっているため、歪曲収差を正方向に偏位
する発散作用が周縁部で弱くなり、歪曲収差の曲がりと
なつて現れるのを、第３レンズ成分のスクリーン側に凸
な発散面によって良好に補正可能としている。更に、こ
の第３レンズ成分は全系における諸収差を良好に補正す
る機能をも有している。
また、下記の第１及び第２実施例においては、物体面
に相当するCRTの螢光面Ｐが、スクリーン側に凹の凹面
に形勢されており、像面弯曲が緩和されることになり、
このため投影レンズとしての収差補正には有利な構成と
なっている。即ち、主として歪曲収差の補正を行うため
にスクリーン側に凸面を向けたメニスカスレンズからな
る第３レンズ成分L3の屈折力を弱い正のパワーとするこ
とが可能となり、このため第２レンズ成分L2の正屈折力
を第３レンズ成分L3にもわずかながら分担させることが
でき、第３レンズ成分L3において歪曲収差に加えてコマ
収差の補正も行うことが可能となる。従って、より明る
い投影レンズとすることができると共に、周辺光量もよ
り大きく維持することが可能となる。
に相当するCRTの螢光面Ｐが、スクリーン側に凹の凹面
に形勢されており、像面弯曲が緩和されることになり、
このため投影レンズとしての収差補正には有利な構成と
なっている。即ち、主として歪曲収差の補正を行うため
にスクリーン側に凸面を向けたメニスカスレンズからな
る第３レンズ成分L3の屈折力を弱い正のパワーとするこ
とが可能となり、このため第２レンズ成分L2の正屈折力
を第３レンズ成分L3にもわずかながら分担させることが
でき、第３レンズ成分L3において歪曲収差に加えてコマ
収差の補正も行うことが可能となる。従って、より明る
い投影レンズとすることができると共に、周辺光量もよ
り大きく維持することが可能となる。
下記の諸元表に示すように第１及び第２実施例では、
共に強い屈折力を有する第１レンズL11をガラス製と
し、正レンズL12と負レンズL13との接合からなり合成屈
折力が弱い接合レンズをプラスチック製とすることによ
り、温度変化による像点位置の変動を実用上無視できる
程度に補正することが可能である。そして、この接合レ
ンズにおいて色消しを良好に行うために、正レンズL12
には低分散のアクリルを、負レンズL13には高分散のス
チレンを用いている。
共に強い屈折力を有する第１レンズL11をガラス製と
し、正レンズL12と負レンズL13との接合からなり合成屈
折力が弱い接合レンズをプラスチック製とすることによ
り、温度変化による像点位置の変動を実用上無視できる
程度に補正することが可能である。そして、この接合レ
ンズにおいて色消しを良好に行うために、正レンズL12
には低分散のアクリルを、負レンズL13には高分散のス
チレンを用いている。
第１実施例及び第２実施例の諸元を下記の表に示す。
尚、第２実施例のレンズ構成は、上記の第１実施例と同
様である。
尚、第２実施例のレンズ構成は、上記の第１実施例と同
様である。
表中、r1,r2,r3……はスクリーン側から順次の各レン
ズ面の曲率半径を表わし、d1,d2,d3……は各レンズ中心
厚及びレンズ間隔、n1,n2,n3……は各レンズのｅ線（λ
＝546.1nm）に対する屈折率、ν1,ν2,ν３……はアツ
ベ数を表わす。またf1,f2,f3……は各レンズの焦点距
離、ｆは全系の焦点距離を表わす。また、非球面形状は
光軸方向をＸ軸とした直角座標において、頂点曲率を
Ｃ、Ｋを円錐定数、C2,C4,C6,C8,C10を高次定数をする
とき、 で表される回転対称非球面であり、表中にこれらの非球
面係数の値も示した。
ズ面の曲率半径を表わし、d1,d2,d3……は各レンズ中心
厚及びレンズ間隔、n1,n2,n3……は各レンズのｅ線（λ
＝546.1nm）に対する屈折率、ν1,ν2,ν３……はアツ
ベ数を表わす。またf1,f2,f3……は各レンズの焦点距
離、ｆは全系の焦点距離を表わす。また、非球面形状は
光軸方向をＸ軸とした直角座標において、頂点曲率を
Ｃ、Ｋを円錐定数、C2,C4,C6,C8,C10を高次定数をする
とき、 で表される回転対称非球面であり、表中にこれらの非球
面係数の値も示した。
第１実施例 第２実施例 上記第１及び第２実施例の投影レンズの諸収差図を第
６図及び第７図に示す。各収差図において、色収差の補
正状態を示すために、ｅ線を加えて、ｇ線（λ＝435.8n
m）及びｃ線（λ＝656.3nm）についての球面収差、また
ｅ線に対するｇ線、ｃ線の倍率色収差を示した。
６図及び第７図に示す。各収差図において、色収差の補
正状態を示すために、ｅ線を加えて、ｇ線（λ＝435.8n
m）及びｃ線（λ＝656.3nm）についての球面収差、また
ｅ線に対するｇ線、ｃ線の倍率色収差を示した。
上記各実施例についての諸収差図によれば、本発明に
よる各実施例とも、広画角であるにもかかわらず諸収差
が良好に補正されており、特に歪曲収差が良好に補正さ
れていることが明らかである。
よる各実施例とも、広画角であるにもかかわらず諸収差
が良好に補正されており、特に歪曲収差が良好に補正さ
れていることが明らかである。
なお、本発明により各実施例について、本願発明によ
る上記各条件式の対応値を、下記の表に掲げておく。
る上記各条件式の対応値を、下記の表に掲げておく。
〔効 果〕 以上のように、本発明によれば口径比1:1.08という明
るさを有しつつ、半画角25゜に達する広画角でありなが
ら優れた結像性能を有し、しかも諸収差、特に歪曲収差
が良好に補正されたビデオプロジェクター用投影レンズ
が達成される。広画角であるために、投影装置を小型に
構成することができると共に、広画角であるにもかかわ
らず歪曲収差の高次の曲がりが良好に補正されているた
め、３管式の投影装置とする場合に、アオリの効果によ
る倍率変化をCRTの走査倍率の変更によって容易に補正
することが可能となるため、B,G,Rの３管による像が周
辺部においても正確に重ねられ、色ににじみのない鮮明
なカラー投影像を得ることができる。また、より明るい
投影レンズが構成できるため、スクリーン上により鮮明
な像を形成することが可能となる。
るさを有しつつ、半画角25゜に達する広画角でありなが
ら優れた結像性能を有し、しかも諸収差、特に歪曲収差
が良好に補正されたビデオプロジェクター用投影レンズ
が達成される。広画角であるために、投影装置を小型に
構成することができると共に、広画角であるにもかかわ
らず歪曲収差の高次の曲がりが良好に補正されているた
め、３管式の投影装置とする場合に、アオリの効果によ
る倍率変化をCRTの走査倍率の変更によって容易に補正
することが可能となるため、B,G,Rの３管による像が周
辺部においても正確に重ねられ、色ににじみのない鮮明
なカラー投影像を得ることができる。また、より明るい
投影レンズが構成できるため、スクリーン上により鮮明
な像を形成することが可能となる。
第１図は従来の投影レンズの一例を示すレンズ構成図、
第２図は第１図に示した公知の投影レンズについての歪
曲収差図、第３図は３管式のビデオプロジェクターの配
置説明図、第4A図及び第4B図はアオリによる投影像の変
形の様子を説明する図、第５図は本発明による第１実施
例のレンズ構成図、第６図は第１実施例についての諸収
差図、第７図は第２実施例の諸収差図である。 〔主要部分の符号の説明〕 L1……第１レンズ成分 L2……第２レンズ成分 L3……第３レンズ成分 L4……第４レンズ成分
第２図は第１図に示した公知の投影レンズについての歪
曲収差図、第３図は３管式のビデオプロジェクターの配
置説明図、第4A図及び第4B図はアオリによる投影像の変
形の様子を説明する図、第５図は本発明による第１実施
例のレンズ構成図、第６図は第１実施例についての諸収
差図、第７図は第２実施例の諸収差図である。 〔主要部分の符号の説明〕 L1……第１レンズ成分 L2……第２レンズ成分 L3……第３レンズ成分 L4……第４レンズ成分
Claims (3)
- 【請求項１】スクリーン側より順に正の屈折力を有する
第１レンズ成分L1、正屈折力を有しその両側のレンズ面
がともに凸面である第２レンズ成分L2、スクリーン側に
凸面を向けたメニスカス形状を有する第３レンズ成分
L3、及び負の屈折力を有しそのスクリーン側の面が凹面
である第４レンズ成分L4を有し、前記第３レンズ成分の
最もスクリーンに近い面の曲率半径をrA、最も物体側に
近い面の曲率半径をrBとするとき、 の条件を満足し、 前記第３レンズ成分の物体側の面を非球面とし、該非球
面形状は次式を満足することを特徴とする投影レンズ。 ここで、 AS−S:有効径最周辺における非球面と、所定の頂点曲率
半径を有する基準球面との光軸方向の差 PB:全系の焦点距離で正規化された該非球面の頂点屈折
力 つまり、 n:第３レンズ成分の屈折率 f:全系の焦点距離 と定義される。 - 【請求項２】f3を前記第３レンズ成分の焦点距離、D4を
前記第２レンズ成分と前記第３レンズ成分との光軸上の
間隔、D6を前記第３レンズ成分と前記第４レンズ成分と
の光軸上の間隔とするとき、 −0.05＜f/f3＜0.3 ……（３） 1.0＜D6/D4＜6.0 ……（４） の各条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の投影レンズ。 - 【請求項３】f2を前記第２レンズ成分の焦点距離とする
とき、 0.9＜f2/f＜1.3 ……（５） の条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の投影レンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61230965A JP2576058B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 投影レンズ |
| US06/924,441 US4770513A (en) | 1985-11-01 | 1986-10-29 | Projection lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61230965A JP2576058B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 投影レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6385515A JPS6385515A (ja) | 1988-04-16 |
| JP2576058B2 true JP2576058B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=16916096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61230965A Expired - Fee Related JP2576058B2 (ja) | 1985-11-01 | 1986-09-29 | 投影レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576058B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0267512A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-07 | Konica Corp | プロジェクター用投影レンズ |
| JPH03103807A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-04-30 | Nikon Corp | 投影レンズ |
| JP2800293B2 (ja) * | 1989-08-18 | 1998-09-21 | 株式会社ニコン | 投影レンズ |
| US5329363A (en) * | 1993-06-15 | 1994-07-12 | U. S. Precision Lens Incorporated | Projection lens systems having reduced spherochromatism |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6150110A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-12 | Minolta Camera Co Ltd | 非球面を有する写真レンズ |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP61230965A patent/JP2576058B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6385515A (ja) | 1988-04-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |