JP2859405B2 - 投写用レンズ装置及びそれを用いたプロジェクションテレビジョン装置 - Google Patents
投写用レンズ装置及びそれを用いたプロジェクションテレビジョン装置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、プロジェクションテレビジョン装置用とし
て好適な投写用レンズ装置、それも特にガラスレンズと
プラスチックレンズの混在するハイブリッド形の投写用
レンズ装置に関するものである。
て好適な投写用レンズ装置、それも特にガラスレンズと
プラスチックレンズの混在するハイブリッド形の投写用
レンズ装置に関するものである。
〔従来の技術〕 ブラウン管蛍光面上の原画像を投写用レンズ装置によ
りスクリーン上へ投写する、いわゆるプロジェクション
テレビジョン装置において、そのフォーカス性能は、近
年格段の進歩がみられており、キーデバイスである投写
用レンズ装置に対する要求性能も年々高くなっている。
りスクリーン上へ投写する、いわゆるプロジェクション
テレビジョン装置において、そのフォーカス性能は、近
年格段の進歩がみられており、キーデバイスである投写
用レンズ装置に対する要求性能も年々高くなっている。
このような状況において、レンズ面の非球面化が容易
であることによって、収差補正の自由度が大きく、大口
径化が容易で、かつ、量産性に優れたプラスチックレン
ズが投写用レンズ装置を構成するレンズとして主流とな
りつつある。当初は、プラスチックレンズのみで構成し
た投写用レンズ装置が主体であったが、現在ではガラス
レンズ（球面レンズ）と非球面プラスチックレンズを併
用したハイブリッド方式のものが主流となっている。
であることによって、収差補正の自由度が大きく、大口
径化が容易で、かつ、量産性に優れたプラスチックレン
ズが投写用レンズ装置を構成するレンズとして主流とな
りつつある。当初は、プラスチックレンズのみで構成し
た投写用レンズ装置が主体であったが、現在ではガラス
レンズ（球面レンズ）と非球面プラスチックレンズを併
用したハイブリッド方式のものが主流となっている。
この理由としては、プラスチックレンズのみで投写用
レンズ装置を構成すると、温度の変動によって屈折率や
形状が変化して焦点位置が変化し、フォーカス性能を低
下させるという問題点があるからである（以下、かかる
フォーカス性能低下をフォーカスの温度ドリフトと記
す）。
レンズ装置を構成すると、温度の変動によって屈折率や
形状が変化して焦点位置が変化し、フォーカス性能を低
下させるという問題点があるからである（以下、かかる
フォーカス性能低下をフォーカスの温度ドリフトと記
す）。
この問題を解決する具体的な技術手段を開示する文献
として特開昭63−264716号公報が挙げられる。ここに開
示された従来技術は、５群構成の投写用レンズ装置で、
全レンズ系のもつ正屈折力のほとんどを第３群レンズ
で負担しており、これをガラスレンズとすることでフォ
ーカスの温度ドリフトは、かなり低減される。第１群
レンズを正レンズ、第２群レンズを負レンズとすること
で、温度ドリフトによって生じるレンズの屈折力の変化
（屈折率変化に起因）を相殺させている。
として特開昭63−264716号公報が挙げられる。ここに開
示された従来技術は、５群構成の投写用レンズ装置で、
全レンズ系のもつ正屈折力のほとんどを第３群レンズ
で負担しており、これをガラスレンズとすることでフォ
ーカスの温度ドリフトは、かなり低減される。第１群
レンズを正レンズ、第２群レンズを負レンズとすること
で、温度ドリフトによって生じるレンズの屈折力の変化
（屈折率変化に起因）を相殺させている。
以上述べたように、フォーカスの温度ドリフトをレン
ズ構成の最適設計により低減した優れた投写用レンズ装
置であると、上記文献に記載の従来の投写用レンズ装置
は云える。
ズ構成の最適設計により低減した優れた投写用レンズ装
置であると、上記文献に記載の従来の投写用レンズ装置
は云える。
上記した従来技術によるレンズ構成においては、開口
に依存する球面収差，非点収差，コマ収差を低減する為
に、凹レンズから成る第２群レンズを第３群レンズのス
クリーン側に近接させて配置している。この為に、レン
ズ全系の入射瞳位置が第３群レンズの中心から離れて像
点であるスクリーン側に移動し、前記従来技術の投写用
レンズ装置で広画角（投写距離の短縮）化を実現しよう
とすれば、歪曲収差，非点収差の補正が非常に困難とな
る。
に依存する球面収差，非点収差，コマ収差を低減する為
に、凹レンズから成る第２群レンズを第３群レンズのス
クリーン側に近接させて配置している。この為に、レン
ズ全系の入射瞳位置が第３群レンズの中心から離れて像
点であるスクリーン側に移動し、前記従来技術の投写用
レンズ装置で広画角（投写距離の短縮）化を実現しよう
とすれば、歪曲収差，非点収差の補正が非常に困難とな
る。
更に、大口径化と同時に、十分な周辺光量比を得よう
とすると、構成レンズの外径が大きくなり、生産コスト
が増加する。
とすると、構成レンズの外径が大きくなり、生産コスト
が増加する。
以上述べた理由によって、従来技術による投写用レン
ズ装置により、広画角化（短投写距離化）を達成するこ
とは、非常に困難であった。
ズ装置により、広画角化（短投写距離化）を達成するこ
とは、非常に困難であった。
さらに、上述の従来技術においては、それでもなお発
生する温度変化による各レンズの膨張，収縮によるレン
ズ形状の変形及びその解決策について何ら開示されてお
らず、実用性に乏しいうらみがあった。
生する温度変化による各レンズの膨張，収縮によるレン
ズ形状の変形及びその解決策について何ら開示されてお
らず、実用性に乏しいうらみがあった。
そこで本発明の目的は、フォーカス性能の温度，湿度
によるドリフトを十分に低減することができ、かつ広画
角（投写距離の短縮）化を図ることのできる投写用レン
ズ装置を提供し、ひいてはかかる投写用レンズ装置を用
いたプロジェクションテレビジョン装置を提供すること
にある。
によるドリフトを十分に低減することができ、かつ広画
角（投写距離の短縮）化を図ることのできる投写用レン
ズ装置を提供し、ひいてはかかる投写用レンズ装置を用
いたプロジェクションテレビジョン装置を提供すること
にある。
上記目的達成のため、本発明では次のような手段をと
る。すなわち近軸系での温度，湿度変化に対するフォー
カス性能の低下を軽減する為に、投写用レンズ装置全系
のもつ正の屈折力のほとんどをガラスレンズ（以下、ガ
ラスパワーレンズと記述）により分担する。この時、ガ
ラスパワーレンズの近傍には凹レンズを配置せず、光軸
近傍で弱い正の屈折力を有するプラスチック非球面レン
ズを配置する。
る。すなわち近軸系での温度，湿度変化に対するフォー
カス性能の低下を軽減する為に、投写用レンズ装置全系
のもつ正の屈折力のほとんどをガラスレンズ（以下、ガ
ラスパワーレンズと記述）により分担する。この時、ガ
ラスパワーレンズの近傍には凹レンズを配置せず、光軸
近傍で弱い正の屈折力を有するプラスチック非球面レン
ズを配置する。
これにより、入射瞳がガラスパワーレンズから離れて
スクリーン側に移動しない為に、広画角な投写用レンズ
装置が実現できる。
スクリーン側に移動しない為に、広画角な投写用レンズ
装置が実現できる。
一方、開口に依存する収差の補正は、光軸から隔たっ
た部分（レンズの周辺部）の非球面形状によって補正す
る。次に、このレンズ周辺部の非球面形状の温度，湿度
による変化による局部的なレンズ面の屈折力変化は、複
数枚のプラスチック非球面レンズの組合せによって相殺
する。
た部分（レンズの周辺部）の非球面形状によって補正す
る。次に、このレンズ周辺部の非球面形状の温度，湿度
による変化による局部的なレンズ面の屈折力変化は、複
数枚のプラスチック非球面レンズの組合せによって相殺
する。
以上述べた方法によって、フォーカス性能の高精度な
温度，湿度補償が実現できる。
温度，湿度補償が実現できる。
又、実装状態では、前記２種類のプラスチック非球面
レンズの温度，湿度による形状変化が自由に発生しない
ように、もしくは発生しても相殺しやすいように、強制
的にレンズ形状を変形させるような構造のレンズ鏡筒及
びレンズ構造とすることで上記した目的は、達成でき
る。
レンズの温度，湿度による形状変化が自由に発生しない
ように、もしくは発生しても相殺しやすいように、強制
的にレンズ形状を変形させるような構造のレンズ鏡筒及
びレンズ構造とすることで上記した目的は、達成でき
る。
本発明の課題解決のための技術的手段が、どのような
働きをしているかを第３図，第４図及び第５図を用いて
説明する。
働きをしているかを第３図，第４図及び第５図を用いて
説明する。
第３図は、本発明にかかる投写用レンズ装置の温度，
湿度に対するフォーカスドリフトを軽減する手段を説明
する為の縦断面図である。
湿度に対するフォーカスドリフトを軽減する手段を説明
する為の縦断面図である。
同図において１は第１群レンズ、２は第２群レンズ、
３は第３群レンズ（但し第３群レンズ３は、3aなるレン
ズと3bなるレンズの張り合わせにより形成されたガラス
レンズである）、４は第４群レンズ、５はスクリーン側
に凹面を向けた第５群レンズを構成する単レンズ、６は
冷却液、13はスクリーン、である。
３は第３群レンズ（但し第３群レンズ３は、3aなるレン
ズと3bなるレンズの張り合わせにより形成されたガラス
レンズである）、４は第４群レンズ、５はスクリーン側
に凹面を向けた第５群レンズを構成する単レンズ、６は
冷却液、13はスクリーン、である。
第３図を参照する。ブラウン管蛍光面P1の中心点Ａか
らの光線の内で結像に有効（スクリーン13に到達する）
な光線の上限光線をRAY1,下限光線をRAY2とする。又、
画面周辺部の物点Ｂからの光線の内で結像に有効な光線
の上限光をRAY3,下限光をRAY4とする。
らの光線の内で結像に有効（スクリーン13に到達する）
な光線の上限光線をRAY1,下限光線をRAY2とする。又、
画面周辺部の物点Ｂからの光線の内で結像に有効な光線
の上限光をRAY3,下限光をRAY4とする。
説明の都合上、６枚構成の投写用レンズ装置とし、3
a,3bは、ガラスレンズとし他はプラスチックレンズとし
たハイブリッド方式とする。
a,3bは、ガラスレンズとし他はプラスチックレンズとし
たハイブリッド方式とする。
まず画面中心の温度に対するフォーカスドリフトの軽
減手段について説明する。プラスチック非球面レンズで
ある第１群レンズ１と第２群レンズ２の光軸近傍の形状
を、両者共に弱い正屈折力を持つ形状とする。この結
果、前記２枚のレンズの屈折力の温度による変化が、投
写レンズ全系の屈折力（ほとんどをガラスレンズで分
担）に与える影響を軽減できる。
減手段について説明する。プラスチック非球面レンズで
ある第１群レンズ１と第２群レンズ２の光軸近傍の形状
を、両者共に弱い正屈折力を持つ形状とする。この結
果、前記２枚のレンズの屈折力の温度による変化が、投
写レンズ全系の屈折力（ほとんどをガラスレンズで分
担）に与える影響を軽減できる。
次に第３図のＡ部の拡大図である第４図に示すよう
に、レンズ周辺部の形状を第１群レンズ１では凹レンズ
形状（局部的なレンズの屈折力を−ψ1とする）とし、
反対に第２群レンズ２では凸レンズ形状（局部的なレン
ズの屈折力をψ4とする）として、両者の局部的な屈折
力をほぼ等しくする。すなわち、ψ1≒ψ4とする。
に、レンズ周辺部の形状を第１群レンズ１では凹レンズ
形状（局部的なレンズの屈折力を−ψ1とする）とし、
反対に第２群レンズ２では凸レンズ形状（局部的なレン
ズの屈折力をψ4とする）として、両者の局部的な屈折
力をほぼ等しくする。すなわち、ψ1≒ψ4とする。
次に、画面周辺部における温度に対するフォーカスド
リフトの軽減手段について説明する。
リフトの軽減手段について説明する。
第３図に戻り、軸外物点Ｂからの映像光の内，上限光
RAY3と下限光RAY4は、第３図Ａ部の拡大図である第５図
に見られるように、プラスチック非球面レンズである第
１群レンズ１においては、光軸より上側を通過する。
RAY3と下限光RAY4は、第３図Ａ部の拡大図である第５図
に見られるように、プラスチック非球面レンズである第
１群レンズ１においては、光軸より上側を通過する。
この通過領域の形状は、主光線が通過した位置をほぼ
中心とした凹レンズ形状となっている。一方、第２群レ
ンズ２の光線通過領域の形状は、光軸近傍において弱い
凸レンズ形状となっている。第１群レンズ１の主光線と
上限光RAY3に挟まれた領域の局部的な凹レンズの屈折力
（−ψ5）と第２群レンズ２の局部的な凸レンズの屈折
力ψ7をほぼ等しくする。
中心とした凹レンズ形状となっている。一方、第２群レ
ンズ２の光線通過領域の形状は、光軸近傍において弱い
凸レンズ形状となっている。第１群レンズ１の主光線と
上限光RAY3に挟まれた領域の局部的な凹レンズの屈折力
（−ψ5）と第２群レンズ２の局部的な凸レンズの屈折
力ψ7をほぼ等しくする。
同様に、第１群レンズ１の主光線と下限光RAY4に挟ま
れた領域の局部的な凹レンズの屈折力（−ψ6）と第２
群レンズ２の局部的な凸レンズの屈折力ψ8をほぼ等し
くする。
れた領域の局部的な凹レンズの屈折力（−ψ6）と第２
群レンズ２の局部的な凸レンズの屈折力ψ8をほぼ等し
くする。
以上は説明の都合上、子午的（メリディオナル）平面
について述べたが、球欠的（サジタル）平面についても
同様の作用を持つことは、言うまでもない。
について述べたが、球欠的（サジタル）平面についても
同様の作用を持つことは、言うまでもない。
以上述べたように温度変化に対するフォーカスドリフ
トを低減するには、第１群レンズ１と第２群レンズ２の
局部的なレンズ形状の屈折力をほぼ等しくなるように設
計すればよい。
トを低減するには、第１群レンズ１と第２群レンズ２の
局部的なレンズ形状の屈折力をほぼ等しくなるように設
計すればよい。
更に、湿度変化により生じるレンズの膨張，収縮によ
って発生するフォーカス性能の低下を低減する為には、
上述したように、第１レンズ群１と第２レンズ群２の局
部的なレンズ形状の屈折力をほぼ等しくして相殺するよ
うにするとよい。又、上記した第１群レンズ１又は第２
群レンズ２もしくは、その両方のレンズ有効径以外の部
分に径方向から拘束する手段を設け、前記レンズが膨張
した際には強制的に変形させて局部的なレンズの屈折力
を強くして相殺効果を高めるとさらに良い。
って発生するフォーカス性能の低下を低減する為には、
上述したように、第１レンズ群１と第２レンズ群２の局
部的なレンズ形状の屈折力をほぼ等しくして相殺するよ
うにするとよい。又、上記した第１群レンズ１又は第２
群レンズ２もしくは、その両方のレンズ有効径以外の部
分に径方向から拘束する手段を設け、前記レンズが膨張
した際には強制的に変形させて局部的なレンズの屈折力
を強くして相殺効果を高めるとさらに良い。
以下、本発明の実施例について説明する。第１図，第
２図は、それぞれ本発明の一実施例としての投写用レン
ズ装置のレンズ主要部を示す断面図である。
２図は、それぞれ本発明の一実施例としての投写用レン
ズ装置のレンズ主要部を示す断面図である。
これらの図において、P1はブラウン管蛍光面、７はブ
ラウン管パネル、６は冷却液、５はスクリーン側に凹面
を向けた単レンズである。第５群レンズは、ブラウン管
パネル７と冷却液６と単レンズ５によって構成されてお
り、４は第４群レンズ、３は第３群レンズ、２は第２群
レンズ、１は第１群レンズである。
ラウン管パネル、６は冷却液、５はスクリーン側に凹面
を向けた単レンズである。第５群レンズは、ブラウン管
パネル７と冷却液６と単レンズ５によって構成されてお
り、４は第４群レンズ、３は第３群レンズ、２は第２群
レンズ、１は第１群レンズである。
第１群レンズ１〜第４群レンズ４までを内鏡筒８に組
込み、固定ネジ11で外鏡筒９と位置決め固定する。さら
に外鏡筒９により固定板12を介してブラケット10へネジ
止め固定する。
込み、固定ネジ11で外鏡筒９と位置決め固定する。さら
に外鏡筒９により固定板12を介してブラケット10へネジ
止め固定する。
本実施例の光学系は、ブラウン管蛍光面P1上で5.4イ
ンチのラスターをスクリーン上へ拡大投写した場合に最
良性能が得られるように構成してある。拡大投写の際の
倍率は、表１（Ａ），（Ｂ）及び、表２（Ａ），（Ｂ）
にそれぞれ示したレンズデータにより構成される光学系
では、8.4倍であり、表３（Ａ），（Ｂ）ないし表５
（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示したレンズデータにより構
成される光学系では、9.3倍である。
ンチのラスターをスクリーン上へ拡大投写した場合に最
良性能が得られるように構成してある。拡大投写の際の
倍率は、表１（Ａ），（Ｂ）及び、表２（Ａ），（Ｂ）
にそれぞれ示したレンズデータにより構成される光学系
では、8.4倍であり、表３（Ａ），（Ｂ）ないし表５
（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示したレンズデータにより構
成される光学系では、9.3倍である。
又、レンズの画角は、表１（Ａ），（Ｂ）及び表２
（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示したレンズデータにより構
成される光学系では、72度、表３（Ａ），（Ｂ）ないし
表５（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示したレンズデータによ
り構成される光学系では、78度であり、高画角を実現し
ており折返しミラーが一枚でも十分コンパクトなセット
が実現できる。
（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示したレンズデータにより構
成される光学系では、72度、表３（Ａ），（Ｂ）ないし
表５（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示したレンズデータによ
り構成される光学系では、78度であり、高画角を実現し
ており折返しミラーが一枚でも十分コンパクトなセット
が実現できる。
第１群レンズ１は、口径に基づく球面収差を除く為、
非球面形状となっている。第２群レンズ２は、非点収差
及びコマ収差を除く為に非球面形状となっている。第３
群レンズ３は、温度変化によるフォーカスドリフトを低
減する為に、ガラスレンズとし、かつパワーを出来るだ
け大きくしている。
非球面形状となっている。第２群レンズ２は、非点収差
及びコマ収差を除く為に非球面形状となっている。第３
群レンズ３は、温度変化によるフォーカスドリフトを低
減する為に、ガラスレンズとし、かつパワーを出来るだ
け大きくしている。
第４群レンズ４は、高次のコマ収差を除く為に非球面
形状としパワーは出来るだけ小さくしている。第５群レ
ンズは、像面湾曲補正用のレンズでスクリーン側に凹面
を向けた単レンズ５と、ブラウン管パネル７と冷却液６
によって構成されている。さらに、軸外のサジタル収差
を補正するため、単レンズ５の空気側（スクリーン側）
界面を非球面としている。又、ブラウン管蛍光面P1は、
像面湾曲を補正する為に曲率を持たしている。特に、高
次の像面湾曲を補正する為に非球面とすれば、さらに優
れた補正が可能となる。
形状としパワーは出来るだけ小さくしている。第５群レ
ンズは、像面湾曲補正用のレンズでスクリーン側に凹面
を向けた単レンズ５と、ブラウン管パネル７と冷却液６
によって構成されている。さらに、軸外のサジタル収差
を補正するため、単レンズ５の空気側（スクリーン側）
界面を非球面としている。又、ブラウン管蛍光面P1は、
像面湾曲を補正する為に曲率を持たしている。特に、高
次の像面湾曲を補正する為に非球面とすれば、さらに優
れた補正が可能となる。
一般に、ブラウン管パネル７の蛍光面P1は、プレス成
形により製作し、後加工はしない。それゆえ、成形形状
が、球面であっても、非球面であっても、製法自体は変
化しない。
形により製作し、後加工はしない。それゆえ、成形形状
が、球面であっても、非球面であっても、製法自体は変
化しない。
一方、本レンズ系のレンズは、プラスチックレンズの
パワーを極力抑えた設計とすることにより薄肉で、か
つ、中心部と周辺部の肉厚差を小さくすることにより、
成形性の向上を図っている。
パワーを極力抑えた設計とすることにより薄肉で、か
つ、中心部と周辺部の肉厚差を小さくすることにより、
成形性の向上を図っている。
本発明の実施例は、表６に示すようなデータをもつ光
学系として、投写レンズ全系の焦点距離を80mm程度と端
焦点化して色収差の低減を実現している。又、第１図に
示すように、第３群のレンズ３は、3a,3bの２枚のレン
ズの貼り合せレンズとしている（実施例では表１
（Ａ），表２（Ａ），表４（Ａ）に対応）。レンズ3b
は、高分散材から成る凹レンズであり、レンズ3aは低分
散材から成る凸レンズで、両者を貼り合せることによっ
て色収差を低減している。
学系として、投写レンズ全系の焦点距離を80mm程度と端
焦点化して色収差の低減を実現している。又、第１図に
示すように、第３群のレンズ３は、3a,3bの２枚のレン
ズの貼り合せレンズとしている（実施例では表１
（Ａ），表２（Ａ），表４（Ａ）に対応）。レンズ3b
は、高分散材から成る凹レンズであり、レンズ3aは低分
散材から成る凸レンズで、両者を貼り合せることによっ
て色収差を低減している。
以上述べた本発明にかかる投写用レンズ装置の取り得
る具体的なレンズデータを表１ないし表４（表５は参照
データ）に示したわけであるから参照されたい。
る具体的なレンズデータを表１ないし表４（表５は参照
データ）に示したわけであるから参照されたい。
次に、このレンズデータの読み方を表１を基に説明し
ておく。表１は、主に光軸近傍のレンズ領域を扱う球面
系（表１（Ａ））とその外周部についての非球面系（表
１（Ｂ））とにデータを分けて示してある。先ずスクリ
ーンは曲率半径が∞（すなわち平面）であり、スクリー
ンから第１群レンズ１の面S1までの光軸上の距離（面間
隔）が786.09mm、その間の媒質の（空気の）屈折率が1.
0であることが示されている。
ておく。表１は、主に光軸近傍のレンズ領域を扱う球面
系（表１（Ａ））とその外周部についての非球面系（表
１（Ｂ））とにデータを分けて示してある。先ずスクリ
ーンは曲率半径が∞（すなわち平面）であり、スクリー
ンから第１群レンズ１の面S1までの光軸上の距離（面間
隔）が786.09mm、その間の媒質の（空気の）屈折率が1.
0であることが示されている。
又、第１群レンズ１のS1面の曲率半径は、97.898mm
（曲率中心が蛍光面側）であり、レンズ面S1とS2の光軸
上の間隔（面間隔）が8.874mmであり、その間の媒質の
屈折率が1.49334であることが示されている。以下同様
にして最後はブラウン管パネル７の蛍光面P1の曲率半径
が341.28mm,ブラウン管パネル７の光軸上の厚みが13.4m
m,屈折率が1.56232であることが示されている。
（曲率中心が蛍光面側）であり、レンズ面S1とS2の光軸
上の間隔（面間隔）が8.874mmであり、その間の媒質の
屈折率が1.49334であることが示されている。以下同様
にして最後はブラウン管パネル７の蛍光面P1の曲率半径
が341.28mm,ブラウン管パネル７の光軸上の厚みが13.4m
m,屈折率が1.56232であることが示されている。
次に表１（Ｂ）には、第１群レンズ１の面S1，S2、第
２群レンズ２の面S3，S4及び第４群レンズ４の面S7，S8
と第５群レンズ５の面S10と蛍光面P1について非球面係
数が示されている。
２群レンズ２の面S3，S4及び第４群レンズ４の面S7，S8
と第５群レンズ５の面S10と蛍光面P1について非球面係
数が示されている。
ここで、非球面係数とは、面形状を次式で表現した時
の係数である。
の係数である。
但し、Ｚはレンズ形状の定義説明図である第７図及び
第８図に見られる如く、光軸方向をＺ軸にとり、レンズ
の半径方向をｒ軸にとった時のレンズ面の高さ（ｒの関
数）を表し、ｒは半径方向の距離を示し、RDは曲率半径
を示している。
第８図に見られる如く、光軸方向をＺ軸にとり、レンズ
の半径方向をｒ軸にとった時のレンズ面の高さ（ｒの関
数）を表し、ｒは半径方向の距離を示し、RDは曲率半径
を示している。
従って、CC,AE,AF,AG,AHの各係数が与えられれば、上
記式に従ってレンズ面の高さ、つまり形状が定まるわけ
である。
記式に従ってレンズ面の高さ、つまり形状が定まるわけ
である。
第８図は非球面の説明図で、上記非球面の項にそれぞ
れの値を代入すれば、球面系のみのレンズ面からSs(r)
−As(r)だけ、ずれたレンズ面が得られる。又、表１
（Ｂ）において第５群レンズ５の面S11は、非球面係数
が全て零であり球面であることを示している。
れの値を代入すれば、球面系のみのレンズ面からSs(r)
−As(r)だけ、ずれたレンズ面が得られる。又、表１
（Ｂ）において第５群レンズ５の面S11は、非球面係数
が全て零であり球面であることを示している。
以上が表１（Ａ），（Ｂ）に示したデータの読み方で
ある。表２から表４まで（表５は参考データ）は、他の
実施例のレンズデータの具体例を示したものであり、読
み方は同様である。
ある。表２から表４まで（表５は参考データ）は、他の
実施例のレンズデータの具体例を示したものであり、読
み方は同様である。
第１図は、表１（Ａ），（Ｂ）のレンズデータに対応
した投写用レンズ装置の側断面図であり、第２図は、表
４（Ａ），（Ｂ）のレンズデータに対応した投写用レン
ズ装置の側断面図である。
した投写用レンズ装置の側断面図であり、第２図は、表
４（Ａ），（Ｂ）のレンズデータに対応した投写用レン
ズ装置の側断面図である。
次に、以上説明した本発明にかかる投写用レンズ装置
を用いて、蛍光面上の5.4インチの画像をスクリーン上
に、拡大して投写した時のMTF（Modulation Transfer F
unction）によるフォーカス特性の評価結果を第９図か
ら第13図に示す。この時の蛍光体発光スペクトルは、第
６図に示すものを用いた。
を用いて、蛍光面上の5.4インチの画像をスクリーン上
に、拡大して投写した時のMTF（Modulation Transfer F
unction）によるフォーカス特性の評価結果を第９図か
ら第13図に示す。この時の蛍光体発光スペクトルは、第
６図に示すものを用いた。
ここで第９図は、表１（Ａ），（Ｂ）に対応した特性
図、第10図は表２（Ａ），（Ｂ）に対応した特性図、第
11図は表３（Ａ），（Ｂ）に、第12図は表４（Ａ），
（Ｂ）に、第13図は表５（Ａ），（Ｂ）に、それぞれ対
応した特性図である。
図、第10図は表２（Ａ），（Ｂ）に対応した特性図、第
11図は表３（Ａ），（Ｂ）に、第12図は表４（Ａ），
（Ｂ）に、第13図は表５（Ａ），（Ｂ）に、それぞれ対
応した特性図である。
尚、スクリーン上での白，黒の縞信号として300TV本
を取った場合について示している。
を取った場合について示している。
第９図から第13図まで良好なMTF特性を示しているこ
とが判る。表１から表５に示すレンズデータにより構成
される実施例について、全レンズ系の焦点距離をf0、第
１群レンズ1,第２群レンズ2,第３群レンズ３の各焦点距
離をf1,f2,f3とした時、表６に示した関係が成立してい
る。すなわち、 0.14＜f0/f1＜0.24 0.02＜f0/f2＜0.25 0.63＜f0/f3＜0.83 である。本実施例では、レンズ全系の正の屈折力の大部
分をガラスレンズである第３群レンズによって分担する
ことで、フォーカスの温度ドリフトを低減している。
とが判る。表１から表５に示すレンズデータにより構成
される実施例について、全レンズ系の焦点距離をf0、第
１群レンズ1,第２群レンズ2,第３群レンズ３の各焦点距
離をf1,f2,f3とした時、表６に示した関係が成立してい
る。すなわち、 0.14＜f0/f1＜0.24 0.02＜f0/f2＜0.25 0.63＜f0/f3＜0.83 である。本実施例では、レンズ全系の正の屈折力の大部
分をガラスレンズである第３群レンズによって分担する
ことで、フォーカスの温度ドリフトを低減している。
次にレンズ面の形状について説明する。第１群レンズ
１のスクリーン側レンズ面S1、第２群側レンズ面S2、第
２群レンズ２の第１群側レンズ面S3、第２群レンズ２の
第３群側レンズ面S4の非球面形状について次のことがい
える。以下第８図を用いて説明する。
１のスクリーン側レンズ面S1、第２群側レンズ面S2、第
２群レンズ２の第１群側レンズ面S3、第２群レンズ２の
第３群側レンズ面S4の非球面形状について次のことがい
える。以下第８図を用いて説明する。
第８図は、すでに述べたように、非球面レンズ形状を
示す説明図である。光軸方向をＺ軸にとり、レンズの半
径方向に取った時のレンズ面の高さが球面系すなわちRD
のみの場合をSs(r),CC,AE,AF,AG,AHの各非球面係数を前
記（１）式に代入した場合をAs(r)とすると、ｒにクラ
ップ半径を代入すれば、第１群レンズ１のスクリーン側
レンズ面S1の上記As(r)とSs(r)の比率は、表８に示すよ
うに −0.08＜As／Ss＜0.05 の関係が成り立っており、同様に第１群レンズ１の第２
群側レンズ面S2においては、 0.20＜As／Ss＜0.52 の関係が成り立っている。
示す説明図である。光軸方向をＺ軸にとり、レンズの半
径方向に取った時のレンズ面の高さが球面系すなわちRD
のみの場合をSs(r),CC,AE,AF,AG,AHの各非球面係数を前
記（１）式に代入した場合をAs(r)とすると、ｒにクラ
ップ半径を代入すれば、第１群レンズ１のスクリーン側
レンズ面S1の上記As(r)とSs(r)の比率は、表８に示すよ
うに −0.08＜As／Ss＜0.05 の関係が成り立っており、同様に第１群レンズ１の第２
群側レンズ面S2においては、 0.20＜As／Ss＜0.52 の関係が成り立っている。
第２群レンズ２の第１群側レンズ面S3においては、表
９に示すように −1.26＜As／Ss＜0.06 の関係が成り立っている。同様に、第２群レンズ２の第
３群側レンズ面S4においては、 −0.11＜As／Ss＜0.75 の関係が成り立っている。
９に示すように −1.26＜As／Ss＜0.06 の関係が成り立っている。同様に、第２群レンズ２の第
３群側レンズ面S4においては、 −0.11＜As／Ss＜0.75 の関係が成り立っている。
第１群レンズ１と第２群レンズ２との間の面間隔をI2
3とすると、I23と投写レンズ全系の焦点距離f0の比率
は、表７に示すように、 0.15＜（I23/f0）＜0.25 の関係が成り立っている。フォーカス性能を保って、周
辺光量比を確保するには、 0.15＜（I23/f0） とする必要がある。一方この比率が大きくなるほど、画
面中域の光量は減る方向にあるため望ましくは、 （I23/f0）＜0.25 とする。
3とすると、I23と投写レンズ全系の焦点距離f0の比率
は、表７に示すように、 0.15＜（I23/f0）＜0.25 の関係が成り立っている。フォーカス性能を保って、周
辺光量比を確保するには、 0.15＜（I23/f0） とする必要がある。一方この比率が大きくなるほど、画
面中域の光量は減る方向にあるため望ましくは、 （I23/f0）＜0.25 とする。
又、第１群レンズ１と第２群レンズ２との間の面間隔
I23と、第２群レンズ２と第３群レンズ３との間の面間
隔I45の比率は表７に示すように、 23.0＜（I23/I45）＜40.0 の関係が成り立っている。
I23と、第２群レンズ２と第３群レンズ３との間の面間
隔I45の比率は表７に示すように、 23.0＜（I23/I45）＜40.0 の関係が成り立っている。
第２群レンズ２の第１群側レンズ面S3のサグ量を押え
てレンズのコバ厚を確保する為に望ましくは、 （I23/I45）＜40.0 とする必要がある。
てレンズのコバ厚を確保する為に望ましくは、 （I23/I45）＜40.0 とする必要がある。
一方、画面中心の明るさを確保して、上記値を小さく
すると、第２群レンズ２の有効径を広げる必要がある。
この為、望ましくは 23.0＜（I23/I45） とするとよい。
すると、第２群レンズ２の有効径を広げる必要がある。
この為、望ましくは 23.0＜（I23/I45） とするとよい。
次に蛍光面形状については、表１から表５に示したよ
うに非球面形状であり、その曲率中心は、スクリーン側
に存在し中心部より周辺部に行くにしたがって曲率半径
が大となる面形状である。
うに非球面形状であり、その曲率中心は、スクリーン側
に存在し中心部より周辺部に行くにしたがって曲率半径
が大となる面形状である。
本発明にかかる投写用レンズ装置は、45インチ投写で
投写距離が787.6mm及び50インチ投写で投写距離が790.0
mmと十分短く折り返しミラーが１枚ですむため、セット
のコンパクト化が達成できる。
投写距離が787.6mm及び50インチ投写で投写距離が790.0
mmと十分短く折り返しミラーが１枚ですむため、セット
のコンパクト化が達成できる。
以上、本発明の実施例としての投写用レンズ装置を構
成するレンズデータをもとに、その特徴を述べた。次に
具体的に本実施例の効果について述べる。
成するレンズデータをもとに、その特徴を述べた。次に
具体的に本実施例の効果について述べる。
第14図及び第15図は、第１図に示す本発明の一実施例
としての投写用レンズ装置（表１（Ａ），（Ｂ）にレン
ズデータを記載）における第１群レンズ１を単独，第２
群レンズ２を単独及び、第１群レンズ１と第２群レンズ
２を同時に0.1％膨張ならびに0.1％収縮させてレンズ形
状を変化させた場合の300TV本のMTF特性の変化を示した
特性図である。
としての投写用レンズ装置（表１（Ａ），（Ｂ）にレン
ズデータを記載）における第１群レンズ１を単独，第２
群レンズ２を単独及び、第１群レンズ１と第２群レンズ
２を同時に0.1％膨張ならびに0.1％収縮させてレンズ形
状を変化させた場合の300TV本のMTF特性の変化を示した
特性図である。
両図においては、メリディオナル，サジタルのMTFの
平均をそれぞれの像高において算出しプロットしてあ
る。又、両図中の条件１は、第１群レンズ１のみ単独の
場合を示し、条件２は第２群レンズ２のみ単独の場合を
示す。さらに条件３は第１群レンズ１と第２群レンズ２
を同時に膨張又は、収縮させた場合を示す。
平均をそれぞれの像高において算出しプロットしてあ
る。又、両図中の条件１は、第１群レンズ１のみ単独の
場合を示し、条件２は第２群レンズ２のみ単独の場合を
示す。さらに条件３は第１群レンズ１と第２群レンズ２
を同時に膨張又は、収縮させた場合を示す。
両図より、本実施例においては、膨張又は収縮により
生じるレンズ面形状の変化によって起こるフォーカス性
能の低下を、第１群レンズ１と第２群レンズ２の形状変
化によって相殺している事が判る。
生じるレンズ面形状の変化によって起こるフォーカス性
能の低下を、第１群レンズ１と第２群レンズ２の形状変
化によって相殺している事が判る。
次に、第16図及び第17図は、前述した実施例と同一の
実施例において、温度変化により生じるレンズの屈折率
変化に対する300TVのMTF特性の変化を示した特性図であ
る。同図においては、メリディオナル，サジタルのMTF
の平均をそれぞれの像高において算出しプロットしてあ
る。
実施例において、温度変化により生じるレンズの屈折率
変化に対する300TVのMTF特性の変化を示した特性図であ
る。同図においては、メリディオナル，サジタルのMTF
の平均をそれぞれの像高において算出しプロットしてあ
る。
第16図は、レンズ温度が40℃の場合についての特性図
である。又、第17図は、レンズ温度が65℃の場合につい
ての特性図である。
である。又、第17図は、レンズ温度が65℃の場合につい
ての特性図である。
両図中の条件１は、第１群レンズ１のみ単独の場合を
示し、条件２は、第２群レンズ２のみ単独の場合を示
す。さらに条件３は、第１群レンズ１と第２群レンズ２
の屈折率を同時に変更した場合を示す。
示し、条件２は、第２群レンズ２のみ単独の場合を示
す。さらに条件３は、第１群レンズ１と第２群レンズ２
の屈折率を同時に変更した場合を示す。
両図とも条件２の場合、すなわち第２群レンズ２のみ
単独で屈折率が変化した場合のフォーカス性能の低下が
最も大きい。又、前述したレンズの膨張，収縮によるフ
ォーカス低下と同様に、条件３の場合すなわち、第１群
レンズ１と第２群レンズ２の屈折率変化が同時に発生し
た場合には、フォーカス性能の低下を相殺することが判
る。
単独で屈折率が変化した場合のフォーカス性能の低下が
最も大きい。又、前述したレンズの膨張，収縮によるフ
ォーカス低下と同様に、条件３の場合すなわち、第１群
レンズ１と第２群レンズ２の屈折率変化が同時に発生し
た場合には、フォーカス性能の低下を相殺することが判
る。
以上述べたように、本実施例の投写用レンズ装置は、
温度，湿度によるフォーカス性能の低下を、構成レンズ
中の少なくとも２枚のプラスチック非球面レンズのレン
ズ面形状で相殺することが出来る。
温度，湿度によるフォーカス性能の低下を、構成レンズ
中の少なくとも２枚のプラスチック非球面レンズのレン
ズ面形状で相殺することが出来る。
次に、投写用レンズ装置において、プラスチックレン
ズを拘束して、温度，湿度変化により強制的にレンズ形
状を変形させる具体的な手段について第18図及び第19図
を用いて説明する。
ズを拘束して、温度，湿度変化により強制的にレンズ形
状を変形させる具体的な手段について第18図及び第19図
を用いて説明する。
第18図は、かかる拘束手段の一例を示す斜視図であ
る。同図において、14はリング、15はプラスチックレン
ズ、19はコバ部、である。
る。同図において、14はリング、15はプラスチックレン
ズ、19はコバ部、である。
第18図において、プラスチックレンズ15の有効径以外
のコバ部19（鏡筒に支持される平坦な外縁部分）に、プ
ラスチックより剛性の高い材料から成るリング14をはめ
込む。或いは他の方法としては、リング14をインサート
成形してもよい。この時、プラスチックレンズ15の乾燥
状態での外径Ｌとリング14の内径Ｌ′の関係を Ｌ′＜（1.001×Ｌ） とすれば、実用的な拘束力が得られ、所望の変形量が実
現できる。
のコバ部19（鏡筒に支持される平坦な外縁部分）に、プ
ラスチックより剛性の高い材料から成るリング14をはめ
込む。或いは他の方法としては、リング14をインサート
成形してもよい。この時、プラスチックレンズ15の乾燥
状態での外径Ｌとリング14の内径Ｌ′の関係を Ｌ′＜（1.001×Ｌ） とすれば、実用的な拘束力が得られ、所望の変形量が実
現できる。
以上述べた拘束手段を、第１図に示す実施例の第１群
レンズ１と第２群レンズ２に実施したところ、吸湿によ
る膨張によって第１群レンズ１は、スクリーン側に、
又、第２群レンズ２はブラウン管側に変形し、前述した
局部的なレンズ作用を同程度強め合うことを確認した。
レンズ１と第２群レンズ２に実施したところ、吸湿によ
る膨張によって第１群レンズ１は、スクリーン側に、
又、第２群レンズ２はブラウン管側に変形し、前述した
局部的なレンズ作用を同程度強め合うことを確認した。
本実施例では、第１群レンズ１のスクリーン側レンズ
面形状が中心部でスクリーン側に凸、周辺部に行くにし
たがって凹となる形状で、かつ第２群レンズ２の形状が
中心部で弱い正の屈折力、周辺部で正の屈折力が強くな
る形状の場合の、２枚のプラスチック非球面レンズの組
合せについて述べたが、レンズの形状が異なっても、又
は変形の方向が逆であっても、同様の拘束手段により、
同一の効果を得られることがある。
面形状が中心部でスクリーン側に凸、周辺部に行くにし
たがって凹となる形状で、かつ第２群レンズ２の形状が
中心部で弱い正の屈折力、周辺部で正の屈折力が強くな
る形状の場合の、２枚のプラスチック非球面レンズの組
合せについて述べたが、レンズの形状が異なっても、又
は変形の方向が逆であっても、同様の拘束手段により、
同一の効果を得られることがある。
又、第19図は拘束手段の他の例を示す斜視図である。
同図において、16はレンズ鏡筒、17はリング、である。
同図において、16はレンズ鏡筒、17はリング、である。
第19図においては構成が理解しやすいように一部を破
断面とした。すなわち鏡筒16のプラスチックレンズ15の
コバ部19を受ける部分に、プラスチックより剛性の高い
材料から成るリング17をはめ込み固定する。他の方法と
しては、リング17をインサート成形して同様の鏡筒を得
てもよい。
断面とした。すなわち鏡筒16のプラスチックレンズ15の
コバ部19を受ける部分に、プラスチックより剛性の高い
材料から成るリング17をはめ込み固定する。他の方法と
しては、リング17をインサート成形して同様の鏡筒を得
てもよい。
この時、プラスチックレンズ15の乾燥状態での外径Ｌ
とリング17の内径Ｌ′の関係を Ｌ′＜（1.001×Ｌ） とすれば、実用的な拘束力が得られ所望の変形量が実現
できる。
とリング17の内径Ｌ′の関係を Ｌ′＜（1.001×Ｌ） とすれば、実用的な拘束力が得られ所望の変形量が実現
できる。
一方、プラスチックレンズの形状によっては、前述し
たような拘束により、プラスチックレンズの膨張時に強
制的に変形させるよりも、無拘束として膨張のみ生じさ
せた方が、優れた相殺効果が得られる場合もある。以
下、無拘束とする為の具体的な手段について、第20図及
び第21図を用いて説明する。
たような拘束により、プラスチックレンズの膨張時に強
制的に変形させるよりも、無拘束として膨張のみ生じさ
せた方が、優れた相殺効果が得られる場合もある。以
下、無拘束とする為の具体的な手段について、第20図及
び第21図を用いて説明する。
第20図は、プラスチックレンズそのものが、レンズ膨
張時に無拘束となる手段の一例を示した斜視図である。
同図において、18は弾性体、20は切り欠き部、である。
張時に無拘束となる手段の一例を示した斜視図である。
同図において、18は弾性体、20は切り欠き部、である。
第20図において、プラスチックレンズ15の有効径以外
の部分にコバ部19を設け、その一部を切り欠き、弾性体
18を固定する為の、切り欠き部20を設ける。この切り欠
き部20に弾性体18を詰め込み固定する。他の方法として
は、弾性体18をインサート成形して同様のレンズを得て
もよい。
の部分にコバ部19を設け、その一部を切り欠き、弾性体
18を固定する為の、切り欠き部20を設ける。この切り欠
き部20に弾性体18を詰め込み固定する。他の方法として
は、弾性体18をインサート成形して同様のレンズを得て
もよい。
以上述べた構成とすることで、プラスチックレンズ15
が膨張しても弾性体18が変形するだけで、鏡筒16によっ
て前記プラスチックレンズ15が拘束されることがない。
この時、プラスチックレンズ15の乾燥状態での外径Ｌ
と、弾性体18の径方向の最外部からレンズ中心までの距
離（Ｒ′/2）の関係を Ｒ′＞（1.001×Ｌ） とすれば所望の効果を得ることができる。本実施例にお
いては切り欠き部を３箇所としたが、それ以上でも同様
の効果が得られる。
が膨張しても弾性体18が変形するだけで、鏡筒16によっ
て前記プラスチックレンズ15が拘束されることがない。
この時、プラスチックレンズ15の乾燥状態での外径Ｌ
と、弾性体18の径方向の最外部からレンズ中心までの距
離（Ｒ′/2）の関係を Ｒ′＞（1.001×Ｌ） とすれば所望の効果を得ることができる。本実施例にお
いては切り欠き部を３箇所としたが、それ以上でも同様
の効果が得られる。
以上述べた手段を第１図に示す実施例の第２群レンズ
２に実施し、かつ第１群レンズ１に前述した拘束手段を
設けた場合に、最も良好に局部的なレンズ作用を相殺で
きた。
２に実施し、かつ第１群レンズ１に前述した拘束手段を
設けた場合に、最も良好に局部的なレンズ作用を相殺で
きた。
このように、同一の投写用レンズ装置において、上記
したように、プラスチックレンズを拘束したものと、無
拘束にしたものを混用しても有効であることは言うまで
もない。
したように、プラスチックレンズを拘束したものと、無
拘束にしたものを混用しても有効であることは言うまで
もない。
第21図は無効束にする手段の他の例を示す斜視図であ
る。同図において、21は固定用穴である。
る。同図において、21は固定用穴である。
第21図は、構成が理解しやすいように一部を破断面と
した。鏡筒16のプラスチックレンズ15を径方向から受け
る部分に、３箇所以上の固定用穴21を設け、前記固定用
穴21に弾性体18を押し込み固定する。前記弾性体18には
返りが設けてあり、一度挿入すれば、抜け取れることは
ない。又、前記弾性体18は、鏡筒に取り付けた場合に
は、一部が、前記鏡筒の内壁面より突出し、この突出部
分の先端により前記プラスチックレンズ15を支持固定す
る。
した。鏡筒16のプラスチックレンズ15を径方向から受け
る部分に、３箇所以上の固定用穴21を設け、前記固定用
穴21に弾性体18を押し込み固定する。前記弾性体18には
返りが設けてあり、一度挿入すれば、抜け取れることは
ない。又、前記弾性体18は、鏡筒に取り付けた場合に
は、一部が、前記鏡筒の内壁面より突出し、この突出部
分の先端により前記プラスチックレンズ15を支持固定す
る。
以上述べた構成とすることでプラスチックレンズ15が
膨張しても弾性体18が変形するだけで、鏡筒16によっ
て、前記プラスチックレンズ15が拘束されることはな
い。この時、プラスチックレンズ15の乾燥状態での外径
Ｌと、鏡筒16から突出した前記弾性体18の突出部の頂点
を結ぶ内接円の直径をＤとしたとき、 Ｄ＞（1.001×Ｌ） とすれば所望の効果を得ることができる。
膨張しても弾性体18が変形するだけで、鏡筒16によっ
て、前記プラスチックレンズ15が拘束されることはな
い。この時、プラスチックレンズ15の乾燥状態での外径
Ｌと、鏡筒16から突出した前記弾性体18の突出部の頂点
を結ぶ内接円の直径をＤとしたとき、 Ｄ＞（1.001×Ｌ） とすれば所望の効果を得ることができる。
本実施例においては、鏡筒16に、弾性体固定用穴21を
３ケ所設け、３方向から弾性体によりプラスチックレン
ズ15を保持，固定しているが、３方向以上でも同様の効
果が得られる。
３ケ所設け、３方向から弾性体によりプラスチックレン
ズ15を保持，固定しているが、３方向以上でも同様の効
果が得られる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、投写用レンズ装置における少なくと
も２枚のプラスチック非球面レンズの球状によって、投
写用レンズ装置を大口径化しても、温度，湿度に対する
フォーカス性能低下を相殺できる。
も２枚のプラスチック非球面レンズの球状によって、投
写用レンズ装置を大口径化しても、温度，湿度に対する
フォーカス性能低下を相殺できる。
さらに、他の効果として、 （１）投写レンズ全系の正屈折力を有するレンズのスク
リーン側に凹レンズを配置しておらず、広画角化しても
歪曲収差，非点収差の補正が可能でハイフォーカスと広
画角が両立できる。
リーン側に凹レンズを配置しておらず、広画角化しても
歪曲収差，非点収差の補正が可能でハイフォーカスと広
画角が両立できる。
（２）前述したように凹レンズが配置されていない為、
画面周辺部からの光線を発散させることがない。したが
って光線高さをを低くできる。このために、良好な周辺
光量比が実現できる。
画面周辺部からの光線を発散させることがない。したが
って光線高さをを低くできる。このために、良好な周辺
光量比が実現できる。
又、温度，湿度に対するフォーカス性能低下を低減す
る為に、前記プラスチック非球面レンズの有効径以外の
部分（コバ部）に径方向からレンズの動きを拘束する手
段を具備して、温度，湿度変化による膨張によってレン
ズの局部形状を強制的に変化させ、前述の相殺効果をよ
り高めることができる。
る為に、前記プラスチック非球面レンズの有効径以外の
部分（コバ部）に径方向からレンズの動きを拘束する手
段を具備して、温度，湿度変化による膨張によってレン
ズの局部形状を強制的に変化させ、前述の相殺効果をよ
り高めることができる。
又、レンズ形状によっては、拘束力を持たない保持手
段が必要となる場合もあり、本発明のプラスチックレン
ズ及び、鏡筒によって前述の保持が実現できる。
段が必要となる場合もあり、本発明のプラスチックレン
ズ及び、鏡筒によって前述の保持が実現できる。
第１図，第２図はそれぞれ本発明の一実施例としての投
写用レンズ装置を示す断面図、第３図乃至第５図は本発
明による投写用レンズ装置の動作原理を説明するための
レンズ概略図、第６図は緑蛍光体の発光スペクトル特性
図、第７図，第８図はレンズ形状の定義の説明に用いる
説明図、第９図乃至第13図はそれぞれ本発明の実施例と
して示した投写用レンズ装置のMTF特性図、第14図，第1
5図は本発明の一実施例としての投写用レンズ装置のレ
ンズ形状変化に対するMTF特性を示した特性図、第16
図，第17図は本発明の一実施例としての投写用レンズ装
置の温度変化により生じるレンズの屈折率変化に対する
MTF特性を示した特性図、第18図，第19図はそれぞれレ
ンズ拘束手段の一例を示す斜視図、第20図，第21図はそ
れぞれレンズ無拘束手段の一例を示す斜視図、である。 符号の説明 １……第１群レンズ、２……第２群レンズ、３……第３
群レンズ、４……第４群レンズ、５……単レンズ、P1…
…蛍光面、６……冷却液、７……ブラウン管パネル、８
……内鏡筒、９……外鏡筒、10……ブラケット、11……
固定ネジ、12……固定板、13……スクリーン、14……リ
ング、15……プラスチックレンズ、16……鏡筒、17……
リング、18……弾性体、19……レンズコバ部、20……コ
バ切欠き部
写用レンズ装置を示す断面図、第３図乃至第５図は本発
明による投写用レンズ装置の動作原理を説明するための
レンズ概略図、第６図は緑蛍光体の発光スペクトル特性
図、第７図，第８図はレンズ形状の定義の説明に用いる
説明図、第９図乃至第13図はそれぞれ本発明の実施例と
して示した投写用レンズ装置のMTF特性図、第14図，第1
5図は本発明の一実施例としての投写用レンズ装置のレ
ンズ形状変化に対するMTF特性を示した特性図、第16
図，第17図は本発明の一実施例としての投写用レンズ装
置の温度変化により生じるレンズの屈折率変化に対する
MTF特性を示した特性図、第18図，第19図はそれぞれレ
ンズ拘束手段の一例を示す斜視図、第20図，第21図はそ
れぞれレンズ無拘束手段の一例を示す斜視図、である。 符号の説明 １……第１群レンズ、２……第２群レンズ、３……第３
群レンズ、４……第４群レンズ、５……単レンズ、P1…
…蛍光面、６……冷却液、７……ブラウン管パネル、８
……内鏡筒、９……外鏡筒、10……ブラケット、11……
固定ネジ、12……固定板、13……スクリーン、14……リ
ング、15……プラスチックレンズ、16……鏡筒、17……
リング、18……弾性体、19……レンズコバ部、20……コ
バ切欠き部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 清 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 平２−190811（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04
Claims (14)
- 【請求項１】画像表示装置の画面表示部に映出した原画
像をスクリーンに拡大投写するための投写用レンズ装置
において、スクリーン側より画像表示装置側にかけて順
に、第１、第２、第３、第４、第５群レンズが配置さ
れ、 前記第１群レンズは、その光軸を含む中心部分がスクリ
ーン側に対して凸形状で、光軸から半径方向に離れた周
辺部分においてはスクリーン側に対して凹形状となる面
を有する第１のプラスチックレンズを含み、 前記第２群レンズは、その光軸を含む中心部分が所定の
正の屈折力を持ち、光軸から半径方向に離れた周辺部分
において該所定の正の屈折力よりも大きい正の屈折力を
持つ形状の面を有する第２のプラスチックレンズを含
み、 前記第３群レンズ（3a,3b）は、前記第１乃至第５群を
構成するレンズの中で最も大きい正の屈折力を持つ第１
のガラスレンズを含み、 前記第４群レンズは、前記第３群レンズよりも小さい屈
折力を持つ第３のプラスチックレンズを含み、 前記第５群レンズは、スクリーン側に凹面を持つ負の屈
折力を持つレンズを含み、 下記の関係を満足することを特徴とする投写用レンズ装
置。 記 0.14＜f0/f1＜0.24 0.02＜f0/f2＜0.25 0.63＜f0/f3＜0.83 但し、 f0:画像表示装置の画面表示部である蛍光面を含めた全
レンズ系の焦点距離 f1:第１群レンズの焦点距離 f2:第２群レンズの焦点距離 f3:第３群レンズの焦点距離 - 【請求項２】請求項１に記載の投写用レンズ装置におい
て、前記第１群レンズを構成する第１のプラスチックレ
ンズのスクリーン側レンズ面の非球面量As/Ssが、下記
の関係を満足することを特徴とする投写用レンズ装置。 記 −0.08＜（As/Ss）＜0.05 但し、 As:非球面サグ量 Ss:球面サグ量 - 【請求項３】請求項１に記載の投写用レンズ装置におい
て、前記第１群レンズを構成する第１のプラスチックレ
ンズの表示画面側レンズ面の非球面量As/Ssが、下記の
関係を満足することを特徴とする投写用レンズ装置。 記 0.2＜（As/Ss）＜0.52 但し、 As:非球面サグ量 Ss:球面サグ量 - 【請求項４】請求項１に記載の投写用レンズ装置におい
て、前記第２群レンズを構成する第２のプラスチックレ
ンズのスクリーン側レンズ面の非球面量As/Ssが、下記
の関係を満足することを特徴とする投写用レンズ装置。 記 −1.26＜（As/Ss）＜0.06 但し、 As:非球面サグ量 Ss:球面サグ量 - 【請求項５】請求項１に記載の投写用レンズ装置におい
て、前記第２群レンズを構成する第２のプラスチックレ
ンズの表示画面側レンズ面の非球面量As/Ssが、下記の
関係を満足することを特徴とする投写用レンズ装置。 記 −0.11＜（As/Ss）＜0.75 但し、 As:非球面サグ量 Ss:球面サグ量 - 【請求項６】請求項１に記載の投写用レンズ装置におい
て、前記第１群レンズと第２群レンズとの間の面間隔を
I23とし、表示画面である蛍光面を含めた全レンズ系の
焦点距離をf0とするとき、下記の関係を満足することを
特徴とする投写用レンズ装置。 記 0.15＜（I23/f0）＜0.25 - 【請求項７】請求項１に記載の投写用レンズ装置におい
て、前記第１群レンズと第２群レンズとの間の面間隔を
I23とし、前記第２群レンズと第３群レンズとの間の面
間隔をI45とするとき、両者の比（I23/I45）が下記の関
係を満足することを特徴とする投写用レンズ装置。 記 23＜（I23/I45）＜40 - 【請求項８】請求項１に記載の投写用レンズ装置におい
て、前記第１のプラスチックレンズ及び第２のプラスチ
ックレンズのいずれか一方またはその両方を、そのレン
ズ有効径以外の部分で径方向に拘束する拘束手段を備え
ることを特徴とする投写用レンズ装置。 - 【請求項９】請求項８に記載の投写用レンズ装置におい
て、前記拘束手段が、 前記プラスチックレンズの乾燥状態でのレンズ外径をＬ
とするとき、それに対して、下記の関係にある内径Ｌ′
をもち、且つプラスチックより剛性の高い材料により構
成され、レンズ鏡筒の前記プラスチックレンズを保持、
固定する部分に、予め、ネジ込まれ、はめ込まれ、或い
はインサート成形されたリングから成ることを特徴とす
る投写用レンズ装置。 記 Ｌ′＜（1.001×Ｌ） - 【請求項１０】請求項８に記載の投写用レンズ装置にお
いて、前記拘束手段が、 前記プラスチックレンズの乾燥状態でのレンズ外径をＬ
とするとき、それに対して、下記の関係にある内径Ｌ′
をもち、且つプラスチックより剛性の高い材料により形
成されたリングを、レンズ鏡筒の前記プラスチックレン
ズを保持、固定する部分に、予め、ネジ込み、はめ込
み、或いはインサート成形した前記レンズ鏡筒から成る
ことを特徴とする投写用レンズ装置。 記 Ｌ′＜（1.001×Ｌ） - 【請求項１１】請求項８に記載の投写用レンズ装置にお
いて、前記第１及び第２のプラスチックレンズの何れか
一方又は双方のレンズ鏡筒として、 前記プラスチックレンズを保持、固定する鏡筒外壁面に
少なくとも３箇所の固定用穴を穿ち、該穴の外側から内
側に向けて弾性体を突出させることにより前記プラスチ
ックレンズを径方向から支持、固定させ、前記弾性体の
突出部の頂点を結ぶ内接円の直径をＤとし、前記プラス
チックレンズの乾燥状態での直径をＬとするとき、Ｄ＞
（1.001×Ｌ）なる関係を持たせたレンズ鏡筒を用いて
成ることを特徴とする投写用レンズ装置。 - 【請求項１２】スクリーンと、原画像を映出する画像表
示装置と、該画像表示装置に映出された原画像を前記ス
クリーンに拡大投写する投写用レンズ装置とを備えたプ
ロジェクションテレビジョン装置において、該投写用レ
ンズ装置は、 スクリーン側より画像表示装置側にかけて順に、第１、
第２、第３、第４、第５群レンズが配置され、 前記第１群レンズは、その光軸を含む中心部分がスクリ
ーン側に対して凸形状で、光軸から半径方向に離れた周
辺部分においてはスクリーン側に対して凹形状となる面
を有する第１のプラスチックレンズを含み、 前記第２群レンズは、その光軸を含む中心部分が所定の
正の屈折力を持ち、光軸から半径方向に離れた周辺部分
において該所定の正の屈折力よりも大きい正の屈折力を
持つ形状の面を有する第２のプラスチックレンズを含
み、 前記第３群レンズ（3a,3b）は、前記第１乃至第５群を
構成するレンズの中で最も大きい正の屈折力を持つ第１
のガラスレンズを含み、 前記第４群レンズは、前記第３群レンズよりも小さい屈
折力を持つ第３のプラスチックレンズを含み、 前記第５群レンズは、スクリーン側に凹面を持つ負の屈
折力を持つレンズを含み、 下記の関係を満足する投写用レンズ装置から成ることを
特徴とするプロジェクションテレビジョン装置。 記 0.14＜f0/f1＜0.24 0.02＜f0/f2＜0.25 0.63＜f0/f3＜0.83 但し、 f0:画像表示装置の画面表示部である蛍光面を含めた全
レンズ系の焦点距離 f1:第１群レンズの焦点距離 f2:第２群レンズの焦点距離 f3:第３群レンズの焦点距離 - 【請求項１３】画像表示装置の画面表示部に映出した原
画像を前記スクリーンに拡大投写するための投写用レン
ズ装置において、スクリーン側より画像表示装置側にか
けて順に、第１、第２、第３、第４、第５群レンズが配
置され、 前記第１群レンズは、その光軸を含む中心部分がスクリ
ーン側に対して凸形状で、光軸から半径方向に離れた周
辺部分においてはスクリーン側に対して凹形状となる面
を有する第１のプラスチックレンズを含み、 前記第２群レンズは、その光軸を含む中心部分が所定の
正の屈折力を持ち、光軸から半径方向に離れた周辺部分
において該所定の正の屈折力よりも大きい正の屈折力を
持つ形状の面を有する第２のプラスチックレンズを含
み、 前記第３群レンズは、前記第１乃至第５群を構成するレ
ンズの中で最も大きい正の屈折力を持つ第１のガラスレ
ンズを含み、 前記第４群レンズは、前記第３群レンズよりも小さい屈
折力を持つ第３のプラスチックレンズを含み、 前記第５群レンズは、スクリーン側に凹面を持つ負の屈
折力を持つレンズを含み、 下記の関係を満足することを特徴とする投写用レンズ装
置。 記 0.165＜f0/f1＜0.24 0.045＜f0/f2＜0.25 0.63＜f0/f3＜0.79 但し、 f0:画像表示装置の画面表示部である蛍光面を含めた全
レンズ系の焦点距離 f1:第１群レンズの焦点距離 f2:第２群レンズの焦点距離 f3:第３群レンズの焦点距離 - 【請求項１４】画像表示装置の画面表示部に映出した原
画像をスクリーンに拡大投写するための投写用レンズ装
置において、スクリーン側より画像表示装置側にかけて
順に、第１、第２、第３、第４、第５群レンズが配置さ
れ、 前記第１群レンズは、その光軸を含む中心部分がスクリ
ーン側に対して凸形状で、光軸から半径方向に離れた周
辺部分においてはスクリーン側に対して凹形状となる面
を有する第１のプラスチックレンズを含み、 前記第２群レンズは、その光軸を含む中心部分が所定の
正の屈折力を持ち、光軸から半径方向に離れた周辺部分
において該所定の正の屈折力よりも大きい正の屈折力を
持つ形状の面を有する第２のプラスチックレンズを含
み、 前記第３群レンズは、前記第１乃至第５群を構成するレ
ンズの中で最も大きい正の屈折力を持つ第１のガラスレ
ンズを含み、 前記第４群レンズは、前記第３群レンズよりも小さい屈
折力を持つ第３のプラスチックレンズを含み、 前記第５群レンズは、スクリーン側に凹面を持つ負の屈
折力を持つレンズを含み、 下記の関係を満足することを特徴とする投写用レンズ装
置。 記 0.165＜f0/f1＜0.24 0.045＜f0/f2＜0.25 0.79＜f0/f3＜0.83 但し、 f0:画像表示装置の画面表示部である蛍光面を含めた全
レンズ系の焦点距離 f1:第１群レンズの焦点距離 f2:第２群レンズの焦点距離 f3:第３群レンズの焦点距離
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2241323A JP2859405B2 (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | 投写用レンズ装置及びそれを用いたプロジェクションテレビジョン装置 |
| US07/759,518 US5272540A (en) | 1989-04-28 | 1991-09-13 | Temperature compensating lens system for projection television |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2241323A JP2859405B2 (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | 投写用レンズ装置及びそれを用いたプロジェクションテレビジョン装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05404298A Division JP3491733B2 (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 投写用レンズ装置及びそれを用いたプロジェクションテレビジョン装置 |
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|---|---|
| JPH04121704A JPH04121704A (ja) | 1992-04-22 |
| JP2859405B2 true JP2859405B2 (ja) | 1999-02-17 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2241323A Expired - Fee Related JP2859405B2 (ja) | 1989-04-28 | 1990-09-13 | 投写用レンズ装置及びそれを用いたプロジェクションテレビジョン装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2859405B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108732728A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-11-02 | 华为技术有限公司 | 一种透镜系统及镜头 |
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6197608A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-16 | Canon Inc | レンズ保持部 |
| JP3064300B2 (ja) * | 1989-01-20 | 2000-07-12 | 株式会社日立製作所 | 投写用レンズ及びプロジェクションテレビ |
-
1990
- 1990-09-13 JP JP2241323A patent/JP2859405B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108732728A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-11-02 | 华为技术有限公司 | 一种透镜系统及镜头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04121704A (ja) | 1992-04-22 |
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