JP2691030B2 - 投写レンズ - Google Patents
投写レンズInfo
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- cathode ray
- projection
- ray tube
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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、陰極線管の画面上の高精細画像を拡大投写
するのに好適なプロジェクタ用投写レンズに関する。
するのに好適なプロジェクタ用投写レンズに関する。
［従来の技術］ 近年、高精細テレビジョンの出現により、Ｆ値が1.0
程度と明るく、かつ1000TV本の映像を拡大投写できるプ
ロジェクタ用投写レンズが求められている。
程度と明るく、かつ1000TV本の映像を拡大投写できるプ
ロジェクタ用投写レンズが求められている。
一般にプロジェクタは、独立した赤、緑、青３本の陰
極線管の画像それぞれを、色毎に別の３本の投写レンズ
を用いて投写するため、色収差の補正は不必要とされて
来た。しかし、1000TV本の映像を投写する場合、螢光体
の発光スペクトルによって生ずる色収差を補正する必要
がある。
極線管の画像それぞれを、色毎に別の３本の投写レンズ
を用いて投写するため、色収差の補正は不必要とされて
来た。しかし、1000TV本の映像を投写する場合、螢光体
の発光スペクトルによって生ずる色収差を補正する必要
がある。
特開昭61−249014号公報、特開昭64−32215号公報に
は、Ｆ値1.05程度で色収差補正を施した投写レンズが記
載されている。しかし、これらのレンズは大口径化に伴
う色収差の補正が不十分で、1000TV本程度の高品位画像
を投写する場合には結像性能が不十分である。
は、Ｆ値1.05程度で色収差補正を施した投写レンズが記
載されている。しかし、これらのレンズは大口径化に伴
う色収差の補正が不十分で、1000TV本程度の高品位画像
を投写する場合には結像性能が不十分である。
例えば、特開昭61−249014号公報の第１実施例では焦
点距離100mmのレンズで、ｄ線とＦ線の縦色収差が、瞳
の高さにかかわらず、約0.8mmである。しかし、瞳の高
さが高くなると結像性能に影響する横色収差も大きくな
るため、瞳の高さが高くなるにつれて縦色収差を小さく
する必要がある。
点距離100mmのレンズで、ｄ線とＦ線の縦色収差が、瞳
の高さにかかわらず、約0.8mmである。しかし、瞳の高
さが高くなると結像性能に影響する横色収差も大きくな
るため、瞳の高さが高くなるにつれて縦色収差を小さく
する必要がある。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の技術は、収差の補正が不十分であり、特に
大口径化に伴う色収差の補正が不足していた。
大口径化に伴う色収差の補正が不足していた。
本発明はＦ値が1.05程度と明るく、かつ高品位画像の
投写を可能とし、更に、ガラスパネルの内面に密着して
螢光体層との間に干渉膜を設け、発光方向に指向性を持
たせた陰極線管と組合せても周辺部が明るい投写画像が
得られる投写レンズを提供することを目的とする。
投写を可能とし、更に、ガラスパネルの内面に密着して
螢光体層との間に干渉膜を設け、発光方向に指向性を持
たせた陰極線管と組合せても周辺部が明るい投写画像が
得られる投写レンズを提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明においては、スクリ
ーン側から、少なくとも１面に非球面をもつ正の第１レ
ンズ、負の第２レンズ、少なくとも１面に非球面をもつ
正の第３レンズ、正レンズと負レンズ又は負レンズと正
レンズよりなる第４、第５レンズ、少なくとも１面に非
球面をもつ負の第６レンズ、スクリーン側の面が強い凹
面である第７レンズの順に並んだ７枚のレンズよるなる
構成とし、大口径、広角にもかかわらず、各種の収差を
充分に補正するようにした。
ーン側から、少なくとも１面に非球面をもつ正の第１レ
ンズ、負の第２レンズ、少なくとも１面に非球面をもつ
正の第３レンズ、正レンズと負レンズ又は負レンズと正
レンズよりなる第４、第５レンズ、少なくとも１面に非
球面をもつ負の第６レンズ、スクリーン側の面が強い凹
面である第７レンズの順に並んだ７枚のレンズよるなる
構成とし、大口径、広角にもかかわらず、各種の収差を
充分に補正するようにした。
［作用］ 本発明レンズの第１レンズは球面収差とコマ収差を補
正し、第２レンズは色収差を補正している。第３レンズ
は大口径化に伴う収差を補正している。第４、第５レン
ズは全系の大部分の屈折力を有しており、正レンズと負
レンズの組合せにより色収差を補正している。第６レン
ズは画面周辺部の収差を補正しており、第７レンズは像
面湾曲補正用である。
正し、第２レンズは色収差を補正している。第３レンズ
は大口径化に伴う収差を補正している。第４、第５レン
ズは全系の大部分の屈折力を有しており、正レンズと負
レンズの組合せにより色収差を補正している。第６レン
ズは画面周辺部の収差を補正しており、第７レンズは像
面湾曲補正用である。
上記の補正機能を十分に果たすためには、第１レン
ズ、第３レンズ、第６レンズのそれぞれ少なくとも１面
に非球面を用いることが望ましい。第４、第５レンズを
ガラスとすれば、温度によるフォーカスのずれの小さな
レンズを実現することが可能である。
ズ、第３レンズ、第６レンズのそれぞれ少なくとも１面
に非球面を用いることが望ましい。第４、第５レンズを
ガラスとすれば、温度によるフォーカスのずれの小さな
レンズを実現することが可能である。
色収差を有効に取り除くためには、以下の条件を満た
すことが望ましい。
すことが望ましい。
ν２＜ν４ …（１） ν５＜ν４ …（２） −0.5＜f/f2＜−0.3 …（３） −0.6＜f/f5＜−0.4 …（４） 但し、ν２は第２レンズのアッベ数、ν４、ν５は第
４、第５レンズにおいて、それぞれ正レンズ、負レンズ
のアッベ数、ｆは全系の焦点距離、f2は第２レンズの焦
点距離、f5は第４、第５レンズにおける負レンズの焦点
距離である。
４、第５レンズにおいて、それぞれ正レンズ、負レンズ
のアッベ数、ｆは全系の焦点距離、f2は第２レンズの焦
点距離、f5は第４、第５レンズにおける負レンズの焦点
距離である。
（１）、（２）式は縦色収差を補正するための条件で
ある。（３）、（４）式は大口径化に伴う横色収差を補
正する条件である。（３）、（４）式の下限を超える
と、負レンズの屈折率が大きくなり、近軸から離れた光
線の色収差が大きくなる。（３）、（４）式の上限を超
えると色収差の補正能力が小さくなる。
ある。（３）、（４）式は大口径化に伴う横色収差を補
正する条件である。（３）、（４）式の下限を超える
と、負レンズの屈折率が大きくなり、近軸から離れた光
線の色収差が大きくなる。（３）、（４）式の上限を超
えると色収差の補正能力が小さくなる。
レンズのＦ値を小さくするためには、以下の条件を満
たすことが望ましい。
たすことが望ましい。
0.4＜f/f1＜0.6 …（５） 0.6＜D/f＜0.8 …（６） 但し、ｆは全系の焦点距離、f1は第１レンズの焦点距
離、Ｄは第５レンズと陰極線管の螢光面との間の距離で
ある。
離、Ｄは第５レンズと陰極線管の螢光面との間の距離で
ある。
（５）式は全系における第１レンズのパワー配分を規
定しており、（６）式は第４、第５レンズの位置を規定
している。（５）式の規定により、第１レンズに大きな
パワーを持たせると全系のパワーがスクリーン側による
ため、第４、第５レンズを螢光面側に寄せることができ
る。その効果により螢光面中心の光のレンズによる取り
込み角度を拡げることが可能になる。
定しており、（６）式は第４、第５レンズの位置を規定
している。（５）式の規定により、第１レンズに大きな
パワーを持たせると全系のパワーがスクリーン側による
ため、第４、第５レンズを螢光面側に寄せることができ
る。その効果により螢光面中心の光のレンズによる取り
込み角度を拡げることが可能になる。
（６）式の上限を超えると螢光面中心の光のレンズに
よる取り込み角度が小さくなりＦ値を小さくすることが
不可能になる。（６）式の下限を超えると画面周辺部の
収差を低減することが不可能になる。
よる取り込み角度が小さくなりＦ値を小さくすることが
不可能になる。（６）式の下限を超えると画面周辺部の
収差を低減することが不可能になる。
陰極線管のガラスパネルの内面に密着して螢光体層と
の間に干渉膜を設け、発光方向に指向性を持たせた陰極
線管がエス アイ ディー88ダイジェスト（SID DIGES
T 88）の第218〜221頁に紹介されている。この干渉膜
付き陰極線管は螢光面に直角に近い方向の輝度を増や
し、その方向と大きく異なる方向の輝度を減らす特性が
あり、この陰極線管を用いれば、プロジェクタの輝度を
大きく上げることができる。
の間に干渉膜を設け、発光方向に指向性を持たせた陰極
線管がエス アイ ディー88ダイジェスト（SID DIGES
T 88）の第218〜221頁に紹介されている。この干渉膜
付き陰極線管は螢光面に直角に近い方向の輝度を増や
し、その方向と大きく異なる方向の輝度を減らす特性が
あり、この陰極線管を用いれば、プロジェクタの輝度を
大きく上げることができる。
第２図にSIDの資料の第４図から作った干渉膜付き陰
極線管の輝度分布を、パネル螢光面の法線となす角度α
に対して示す。縦軸は干渉膜のない陰極線管の輝度を１
としたときの相対輝度を示す。αが０〜35度の場合、干
渉膜付き陰極線管は通常の陰極線管より輝度が高い。F
1.0程度のレンズでは、螢光面画面中心から出た光でレ
ンズに取り込まれた光は陰極線管パネルガラスに到達す
るまでに最大26程度拡がるため、干渉膜付き陰極線管を
用いれば、従来通常の陰極線管の場合よりも明るい画像
を投写することができる。
極線管の輝度分布を、パネル螢光面の法線となす角度α
に対して示す。縦軸は干渉膜のない陰極線管の輝度を１
としたときの相対輝度を示す。αが０〜35度の場合、干
渉膜付き陰極線管は通常の陰極線管より輝度が高い。F
1.0程度のレンズでは、螢光面画面中心から出た光でレ
ンズに取り込まれた光は陰極線管パネルガラスに到達す
るまでに最大26程度拡がるため、干渉膜付き陰極線管を
用いれば、従来通常の陰極線管の場合よりも明るい画像
を投写することができる。
しかし、画面周辺部の光が、陰極線管パネル面の法線
に対して35度以上の角度で入射する場合、周辺光量が劣
化する可能性が生じる。これを避けるため、本発明で
は、第７レンズのスクリーン側の有効半径H1と螢光面物
高１の光線の光軸からの距離H2の間に下記の関係が成り
立つという条件を付ける。
に対して35度以上の角度で入射する場合、周辺光量が劣
化する可能性が生じる。これを避けるため、本発明で
は、第７レンズのスクリーン側の有効半径H1と螢光面物
高１の光線の光軸からの距離H2の間に下記の関係が成り
立つという条件を付ける。
0.77＜H1/H2 …（７） 本発明では、通常の陰極線管を使用した場合、物高１
の光線が螢光面で25度拡がれば周辺光量比30％を確保で
き使用可能である。干渉膜付き陰極線管を用いた場合、
物高１の光束が25度に拡がり、かつ光量が減少しないた
めには、第２図から、物高１の光束が20度以下の光を取
り込む必要がある。そのためH1とH2の間に（７）式が必
要となる。
の光線が螢光面で25度拡がれば周辺光量比30％を確保で
き使用可能である。干渉膜付き陰極線管を用いた場合、
物高１の光束が25度に拡がり、かつ光量が減少しないた
めには、第２図から、物高１の光束が20度以下の光を取
り込む必要がある。そのためH1とH2の間に（７）式が必
要となる。
［実施例］ 第１図は本発明第１実施例レンズの構成図である。ま
た、第11頁の第１表にそのレンズデータを示す。スクリ
ーン側から順に第１レンズL1、第２レンズL2、第３レン
ズL3、第４レンズL4、第５レンズL5、第６レンズL6、第
７レンズL7、冷却液（エチレングリコールとグリセリン
の混合液）Ｅ、陰極線管ガラスパネルＰから構成されて
いる。第１表中、ｆは全系の焦点距離、Ｒは曲率半径、
Ｔは面間隔、CLは有効半径、Ｎは波長545nmでの媒質の
屈折率、νはｄ線のアッベ数である。CC,AD,AE,AF,AGは
非球面係数であり、光軸方向へのレンズ面の変位量Ｚを
光軸からの距離ｒで表わしたとき、次の式に含まれる係
数である。
た、第11頁の第１表にそのレンズデータを示す。スクリ
ーン側から順に第１レンズL1、第２レンズL2、第３レン
ズL3、第４レンズL4、第５レンズL5、第６レンズL6、第
７レンズL7、冷却液（エチレングリコールとグリセリン
の混合液）Ｅ、陰極線管ガラスパネルＰから構成されて
いる。第１表中、ｆは全系の焦点距離、Ｒは曲率半径、
Ｔは面間隔、CLは有効半径、Ｎは波長545nmでの媒質の
屈折率、νはｄ線のアッベ数である。CC,AD,AE,AF,AGは
非球面係数であり、光軸方向へのレンズ面の変位量Ｚを
光軸からの距離ｒで表わしたとき、次の式に含まれる係
数である。
第１実施例のレンズは、110インチスクリーン用であ
って、倍率17.7倍、Ｆ値1.06、半画角22.4度である。第
１、第３、第６、第７レンズは非球面を用いたレンズ
で、第１、第３レンズでコマ収差と球面収差を、第６レ
ンズで画面周辺部の収差を、第７レンズで像面湾曲を補
正 している。第２、第５の凹レンズは、第１、第４の凸レ
ンズとあわせて色収差補正を行っている。このレンズの
螢光面における球面収差、非点収差をそれぞれ第３図
（ａ）、（ｂ）に、物高０の横収差を第４図に示す。
って、倍率17.7倍、Ｆ値1.06、半画角22.4度である。第
１、第３、第６、第７レンズは非球面を用いたレンズ
で、第１、第３レンズでコマ収差と球面収差を、第６レ
ンズで画面周辺部の収差を、第７レンズで像面湾曲を補
正 している。第２、第５の凹レンズは、第１、第４の凸レ
ンズとあわせて色収差補正を行っている。このレンズの
螢光面における球面収差、非点収差をそれぞれ第３図
（ａ）、（ｂ）に、物高０の横収差を第４図に示す。
比較のために、特開昭61−249014号公報に第１実施例
として記載のレンズの球面収差、非点収差をそれぞれ第
５図（ａ）、（ｂ）に、物高０の横収差を第６図に示
す。上記本発明第１実施例レンズはこの従来レンズに比
べて、焦点距離が1.8倍長いにもかかわらず、近軸での
色収差は約半分になっている。また瞳の高さが高い位置
では縦色収差が０になる特徴をもっており、結像性能を
表わす横色収差を瞳の高さが高い位置で小さくするのに
有効である。
として記載のレンズの球面収差、非点収差をそれぞれ第
５図（ａ）、（ｂ）に、物高０の横収差を第６図に示
す。上記本発明第１実施例レンズはこの従来レンズに比
べて、焦点距離が1.8倍長いにもかかわらず、近軸での
色収差は約半分になっている。また瞳の高さが高い位置
では縦色収差が０になる特徴をもっており、結像性能を
表わす横色収差を瞳の高さが高い位置で小さくするのに
有効である。
本発明レンズと組合せる陰極線管のパネル内面の螢光
面は電子銃側に凸面を向けた球面形状であり、周辺光量
を多く取り込む形になっている。第１実施例のレンズは
周辺光量比49％を確保している。
面は電子銃側に凸面を向けた球面形状であり、周辺光量
を多く取り込む形になっている。第１実施例のレンズは
周辺光量比49％を確保している。
陰極線管パネルガラスの内面、螢光体層との間に干渉
膜を設け、螢光面に直角に近い方向への輝度を向上させ
た陰極線管を用いる場合でも、螢光面上で物高１の光は
陰極線管パネルガラスへ、螢光面法線に対して13.7〜4
9.2度の角度で入射するため、十分な周辺光量を得るこ
とができる。
膜を設け、螢光面に直角に近い方向への輝度を向上させ
た陰極線管を用いる場合でも、螢光面上で物高１の光は
陰極線管パネルガラスへ、螢光面法線に対して13.7〜4
9.2度の角度で入射するため、十分な周辺光量を得るこ
とができる。
第７図に第１実施例の緑螢光体に対するMTF特性を示
す。490nm、545nm、590nmの３波長の相対輝度比を1:3:1
で計算し、空間周波数はアスペクト比16:9で算出した。
1000TV本でも良好なMTF特性を示しており、高品位テレ
ビジョンに使用可能なレンズであることが判る。
す。490nm、545nm、590nmの３波長の相対輝度比を1:3:1
で計算し、空間周波数はアスペクト比16:9で算出した。
1000TV本でも良好なMTF特性を示しており、高品位テレ
ビジョンに使用可能なレンズであることが判る。
第２、第３、第４実施例のレンズデータをそれぞれ第
14頁の第２表、第15頁の第３表、第16頁の第４表に、MT
F特性をそれぞれ第８図、第９図、第10図に示す。
14頁の第２表、第15頁の第３表、第16頁の第４表に、MT
F特性をそれぞれ第８図、第９図、第10図に示す。
各実施例のf/f2、f/f5、f/f1、D/f、H1/H2の値を第17
頁の第５表にまとめて示す。第３、第４実施例はH1/H2
の値が（７）式 を満たしていないが、これは干渉膜付き陰極線管対応と
なっていないためである。
頁の第５表にまとめて示す。第３、第４実施例はH1/H2
の値が（７）式 を満たしていないが、これは干渉膜付き陰極線管対応と
なっていないためである。
以上の実施例では、第４レンズを正、第５レンズを負
としたが、第４レンズを負、第５レンズを正としても同
様な効果を得ることができる。
としたが、第４レンズを負、第５レンズを正としても同
様な効果を得ることができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、高精細な画像を
明るく投写できるＦ値1.05程度のレンズが得られ、特に
大口径化に伴う色収差を補正してあるため、1000TV本程
度の高品位画像を投写する場合に効果がある。また、非
球面プラスチックレンズの使用により、全ガラス製の投
写レンズに比べて、枚数低減、軽量化が可能である。
明るく投写できるＦ値1.05程度のレンズが得られ、特に
大口径化に伴う色収差を補正してあるため、1000TV本程
度の高品位画像を投写する場合に効果がある。また、非
球面プラスチックレンズの使用により、全ガラス製の投
写レンズに比べて、枚数低減、軽量化が可能である。
また、干渉膜付き陰極線管と組合せて用いる場合に
も、周辺光量を劣化させずに画像を投写することが可能
である。
も、周辺光量を劣化させずに画像を投写することが可能
である。
第１図は本発明第１実施例のレンズ構成図、第２図は干
渉膜付き陰極線管の螢光面の法線に対する角度αと其の
方向の相対輝度の関係を示す図、第３図（ａ）は第１実
施例レンズの球面収差図、第３図（ｂ）は第１実施例レ
ンズの非点収差図、第４図は第１実施例レンズの物高０
の横収差図、第５図（ａ）は比較例レンズの球面収差
図、第５図（ｂ）は比較例レンズの非点収差図、第６図
は比較例レンズの物高０の横収差図、第７図は第１実施
例レンズのMTF特性図、第８図は第２実施例レンズのMTF
特性図、第９図は第３実施例レンズのMTF特性図、第10
図は第４実施例レンズのMTF特性図である。 L1……第１レンズ、 L2……第２レンズ、 L3……第３レンズ、 L4……第４レンズ、 L5……第５レンズ、 L6……第６レンズ、 L7……第７レンズ、 Ｅ……冷却液、 Ｐ……陰極線管パネル。
渉膜付き陰極線管の螢光面の法線に対する角度αと其の
方向の相対輝度の関係を示す図、第３図（ａ）は第１実
施例レンズの球面収差図、第３図（ｂ）は第１実施例レ
ンズの非点収差図、第４図は第１実施例レンズの物高０
の横収差図、第５図（ａ）は比較例レンズの球面収差
図、第５図（ｂ）は比較例レンズの非点収差図、第６図
は比較例レンズの物高０の横収差図、第７図は第１実施
例レンズのMTF特性図、第８図は第２実施例レンズのMTF
特性図、第９図は第３実施例レンズのMTF特性図、第10
図は第４実施例レンズのMTF特性図である。 L1……第１レンズ、 L2……第２レンズ、 L3……第３レンズ、 L4……第４レンズ、 L5……第５レンズ、 L6……第６レンズ、 L7……第７レンズ、 Ｅ……冷却液、 Ｐ……陰極線管パネル。
Claims (4)
- 【請求項１】陰極線管の表示画像をスクリーンに拡大投
写する投写形テレビジョン用の投写レンズにおいて、ス
クリーン側から、少なくとも１面に非球面をもつ正の第
１レンズ、負の第２レンズ、少なくとも１面に非球面を
もつ正の第３レンズ、正レンズと負レンズ又は負レンズ
と正レンズよりなる第４、第５レンズ、少なくとも１面
に非球面をもつ負の第６レンズ、スクリーン側の面が強
い凹面である第７レンズの順に並んだ７枚のレンズを備
え、第２レンズのアッベ数をν２、第４、第５レンズ中
の正レンズ、負レンズのアッベ数をそれぞれν４、ν５
とする時、下記条件 ν２＜ν４ ν５＜ν４ を満足することを特徴とする投写レンズ。 - 【請求項２】請求項１記載の投写レンズにおいて、全系
の焦点距離をｆ、第２レンズの焦点距離をf2、第４、第
５レンズの中の負レンズの焦点距離をf5とするとき、下
記条件 −0.5＜f/f2＜−0.3 −0.6＜f/f5＜−0.4 を満足することを特徴とする投写レンズ。 - 【請求項３】請求項１記載の投写レンズにおいて、全系
の焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をf1、第５レン
ズと陰極線管の螢光面の間の距離をＤとするとき、下記
条件 0.4＜f/f1＜0.6 0.6＜D/f＜0.8 を満足することを特徴とする投写レンズ。 - 【請求項４】請求項１記載の投写レンズにおいて、第７
レンズのスクリーン側の有効半径をH1、螢光面上の物高
１の光線の光軸からの距離をH2とするとき、下記条件 0.77＜H1/H2 を満足することを特徴とする投写レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26888589A JP2691030B2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 投写レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26888589A JP2691030B2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 投写レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03131808A JPH03131808A (ja) | 1991-06-05 |
| JP2691030B2 true JP2691030B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17464617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26888589A Expired - Lifetime JP2691030B2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 投写レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2691030B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI691751B (zh) | 2019-06-14 | 2020-04-21 | 大立光電股份有限公司 | 光學攝影鏡頭組、取像裝置及電子裝置 |
-
1989
- 1989-10-18 JP JP26888589A patent/JP2691030B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03131808A (ja) | 1991-06-05 |
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