JP2934458B2 - 投写用レンズ装置及びそれを用いた投写型画像ディスプレイ装置 - Google Patents
投写用レンズ装置及びそれを用いた投写型画像ディスプレイ装置Info
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- JP2934458B2 JP2934458B2 JP1231599A JP23159989A JP2934458B2 JP 2934458 B2 JP2934458 B2 JP 2934458B2 JP 1231599 A JP1231599 A JP 1231599A JP 23159989 A JP23159989 A JP 23159989A JP 2934458 B2 JP2934458 B2 JP 2934458B2
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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等の投写型画像デ
ィスプレイ装置、及びそれに適した投写用レンズ装置に
関する。
ィスプレイ装置、及びそれに適した投写用レンズ装置に
関する。
プロジェクションテレビのセットサイズを短縮する為
には、使用する投写レンズの投写距離（レンズ先端から
スクリーンまでの距離）の大幅な短縮が必要となる。投
写レンズの投写距離を短縮すると、画角が増加し次の点
で設計が困難となる。主屈折力を有するレンズに対し
て、画面周辺部で結像する光線の入射角が大きくなり、
発生する収差量が増す。周辺光量比が大幅に低下す
る。一般に周辺光量は次式で与えられる。
には、使用する投写レンズの投写距離（レンズ先端から
スクリーンまでの距離）の大幅な短縮が必要となる。投
写レンズの投写距離を短縮すると、画角が増加し次の点
で設計が困難となる。主屈折力を有するレンズに対し
て、画面周辺部で結像する光線の入射角が大きくなり、
発生する収差量が増す。周辺光量比が大幅に低下す
る。一般に周辺光量は次式で与えられる。
Ｑ′＝Ｑ・（１−Ｖ）・Cos4θ ただし、Ｑ′：周辺光量,Q:光軸上での光量 θ：レンズ画角,V:ビネッティング 以上のように周辺光量は画角θの４乗に比例するため
高画角な投写レンズで周辺光量を十分に得る為には、ビ
ネッティングを十分小さくする必要がある。いいかえれ
ば、スクリーン周辺部で結像する光線を可能なかぎり投
写レンズに取り込むことであり、収差の補正が更に困難
となる。
高画角な投写レンズで周辺光量を十分に得る為には、ビ
ネッティングを十分小さくする必要がある。いいかえれ
ば、スクリーン周辺部で結像する光線を可能なかぎり投
写レンズに取り込むことであり、収差の補正が更に困難
となる。
これらを解決するために、近年プラスチック非球面レ
ンズを多用し収差補正の自由度を増した投写レンズが種
々検討されている。この種の投写レンズとしては、例え
ば米国特許第462862号等が挙げられる。この従来技術
は、レンズ半画角が29度から44度までの高画角とＦナン
バー1.0程度の明るいレンズを比較的少ないレンズ枚数
で実現しているが、色収差が十分に補正されておらず、
フォーカス性能は不十分であった。
ンズを多用し収差補正の自由度を増した投写レンズが種
々検討されている。この種の投写レンズとしては、例え
ば米国特許第462862号等が挙げられる。この従来技術
は、レンズ半画角が29度から44度までの高画角とＦナン
バー1.0程度の明るいレンズを比較的少ないレンズ枚数
で実現しているが、色収差が十分に補正されておらず、
フォーカス性能は不十分であった。
上記した従来技術の投写レンズにおいては、高画角化
が達成されており、折返しミラー１枚で十分コンパクト
なセットが実現できるが、高画質化を狙ったプロジェク
ションテレビ用の投写レンズとしては色収差の低減につ
いて配慮がなされておらずフォーカス性能が不十分であ
った。
が達成されており、折返しミラー１枚で十分コンパクト
なセットが実現できるが、高画質化を狙ったプロジェク
ションテレビ用の投写レンズとしては色収差の低減につ
いて配慮がなされておらずフォーカス性能が不十分であ
った。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、広画角でかつ、明るくハイフォーカス
な投写用レンズと、これを用いて折り返しミラー１枚で
もコンパクト化を実現せしめたプロジェクションテレビ
等の投写型画像ディスプレイ装置を提供することにあ
る。
て、その目的は、広画角でかつ、明るくハイフォーカス
な投写用レンズと、これを用いて折り返しミラー１枚で
もコンパクト化を実現せしめたプロジェクションテレビ
等の投写型画像ディスプレイ装置を提供することにあ
る。
上記目的を達成するための、本発明に係る投写用レン
ズ装置は、ブラウン管に映し出された映像をスクリーン
上へ拡大投写するように構成され、前記スクリーン側か
ら順に配列された、第１、第２、第３、第４及び第５群
レンズを備えた投写用レンズ装置であって、 前記第１群レンズは、光軸近傍のレンズ中心部がスク
リーンに対して凸で、光軸から離れた周辺部ではスクリ
ーンに対して凹となる非球面形状を有するレンズを含
み、 前記第２群レンズは、正の屈折力を持ち、そのスクリ
ーン側レンズ面が、レンズ中心部よりも周辺部において
集光作用が強い非球面形状を有するレンズを含み、 前記第３群レンズは、前記第１群乃至第５群レンズの
中で最も強い正の屈折力を持ち、アッベ数が45以下の高
分散材から成る凹レンズと、アッベ数が55以上の低分散
材から成る両凸レンズとを、該両凸レンズがスクリーン
側に位置するように貼り合わせた貼り合わせレンズを含
み、該貼り合わせレンズは、スクリーン側レンズ面がス
クリーンに対して凸面で、ブラウン管側のレンズ面がブ
ラウン管に対して凹面もしくは平面であり、 前記第４群レンズは、正の屈折力を持つレンズを含
み、 前記第５群レンズは、スクリーン側に凹面を向けたレ
ンズ面を持ち、そのブラウン管側レンズ面が、前記ブラ
ウン管を冷却するための冷却液と接触可能であって、か
つ該冷却液と前記ブラウン管の蛍光面とで負レンズを形
成するためのメニスカス形状のメニスカスレンズを含
む、ことを特徴とするものである。
ズ装置は、ブラウン管に映し出された映像をスクリーン
上へ拡大投写するように構成され、前記スクリーン側か
ら順に配列された、第１、第２、第３、第４及び第５群
レンズを備えた投写用レンズ装置であって、 前記第１群レンズは、光軸近傍のレンズ中心部がスク
リーンに対して凸で、光軸から離れた周辺部ではスクリ
ーンに対して凹となる非球面形状を有するレンズを含
み、 前記第２群レンズは、正の屈折力を持ち、そのスクリ
ーン側レンズ面が、レンズ中心部よりも周辺部において
集光作用が強い非球面形状を有するレンズを含み、 前記第３群レンズは、前記第１群乃至第５群レンズの
中で最も強い正の屈折力を持ち、アッベ数が45以下の高
分散材から成る凹レンズと、アッベ数が55以上の低分散
材から成る両凸レンズとを、該両凸レンズがスクリーン
側に位置するように貼り合わせた貼り合わせレンズを含
み、該貼り合わせレンズは、スクリーン側レンズ面がス
クリーンに対して凸面で、ブラウン管側のレンズ面がブ
ラウン管に対して凹面もしくは平面であり、 前記第４群レンズは、正の屈折力を持つレンズを含
み、 前記第５群レンズは、スクリーン側に凹面を向けたレ
ンズ面を持ち、そのブラウン管側レンズ面が、前記ブラ
ウン管を冷却するための冷却液と接触可能であって、か
つ該冷却液と前記ブラウン管の蛍光面とで負レンズを形
成するためのメニスカス形状のメニスカスレンズを含
む、ことを特徴とするものである。
本発明の投写レンズは、５群構成で全系の正の屈折力
のほとんどを第３群のレンズで分担している。ここで、
第３群のレンズは、高分散の凹レンズと、低分散の凸レ
ンズから成る貼合せレンズとし、色収差低減の効果を高
める為に、高分散の凹レンズをブラウン管側に配置し、
さらに、ブラウン管側のレンズ面を平面もしくは、ブラ
ウン管側に凹面としている。一方、両凸レンズと同一の
屈折力を得る為には、第３群レンズのスクリーン側レン
ズ面の曲率半径を小さくする必要がある。この結果、発
生する単色収差が増大する。この傾向は、画面周辺で結
像する映像光に、より顕著に現われる。そこで本発明で
は、第２群レンズにおいて、前述の画面周辺で結像する
映像光に対する屈折力を分担し良好な結像性能が得られ
るようにしている。
のほとんどを第３群のレンズで分担している。ここで、
第３群のレンズは、高分散の凹レンズと、低分散の凸レ
ンズから成る貼合せレンズとし、色収差低減の効果を高
める為に、高分散の凹レンズをブラウン管側に配置し、
さらに、ブラウン管側のレンズ面を平面もしくは、ブラ
ウン管側に凹面としている。一方、両凸レンズと同一の
屈折力を得る為には、第３群レンズのスクリーン側レン
ズ面の曲率半径を小さくする必要がある。この結果、発
生する単色収差が増大する。この傾向は、画面周辺で結
像する映像光に、より顕著に現われる。そこで本発明で
は、第２群レンズにおいて、前述の画面周辺で結像する
映像光に対する屈折力を分担し良好な結像性能が得られ
るようにしている。
以下、その実施例について説明する。第１図は、本発
明の一実施例としてのプロジェクションテレビ用光学系
のレンズ主要部を示す断面図である。同図においてP1は
ブラウン管蛍光面、１はブラウン管パネル、２は冷却
液、４は第５群のレンズ、５は第４群のレンズ、6a及び
6bは第３群のレンズ、７は第２群のレンズ、８は第１群
のレンズである。第１群から第４群までを内鏡筒11に組
込み、外鏡筒10内を摺動可能としフォーカス調整する。
さらに外鏡筒10により、固定板９を介してブラケット３
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で50
インチ（9.3倍）に拡大した時に最良性能が得られるよ
うに構成してある。第１群のレンズ８からスクリーンま
での距離は790mmとなっており、半画角は39度である。
第１群のレンズ８は主に、口径に起因する収差を補正す
る為に、非球面形状となっている。第２群のレンズ７
は、周辺光に対する正の屈折力の一部を分担する為に、
中心部に比べ周辺部で集光作用が強い形状となってい
る。第３群のレンズ6a及び6bは、温度変化によるフォー
カスドリフトを低減する為に、ガラスレンズとして、高
分散材の凹レンズ6aと低分散材の凸レンズ6bの貼合せと
し色収差を低減している。又、このレンズは全系の正の
屈折力の大部分を分担している。第４群のレンズ５は、
高画角である為に発生する高次のコマ収差を除く為、非
球面形状とし屈折力を出来るだけ小さくしている。第５
群のレンズ４は、像面湾曲補正用のレンズであり、画面
周辺部の光線によるサジタル収差を補正する為に空気側
界面を非球面としている。さらにブラウン管蛍光面P
1は、像面湾曲を補正する為に曲率を持たせている。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。
明の一実施例としてのプロジェクションテレビ用光学系
のレンズ主要部を示す断面図である。同図においてP1は
ブラウン管蛍光面、１はブラウン管パネル、２は冷却
液、４は第５群のレンズ、５は第４群のレンズ、6a及び
6bは第３群のレンズ、７は第２群のレンズ、８は第１群
のレンズである。第１群から第４群までを内鏡筒11に組
込み、外鏡筒10内を摺動可能としフォーカス調整する。
さらに外鏡筒10により、固定板９を介してブラケット３
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で50
インチ（9.3倍）に拡大した時に最良性能が得られるよ
うに構成してある。第１群のレンズ８からスクリーンま
での距離は790mmとなっており、半画角は39度である。
第１群のレンズ８は主に、口径に起因する収差を補正す
る為に、非球面形状となっている。第２群のレンズ７
は、周辺光に対する正の屈折力の一部を分担する為に、
中心部に比べ周辺部で集光作用が強い形状となってい
る。第３群のレンズ6a及び6bは、温度変化によるフォー
カスドリフトを低減する為に、ガラスレンズとして、高
分散材の凹レンズ6aと低分散材の凸レンズ6bの貼合せと
し色収差を低減している。又、このレンズは全系の正の
屈折力の大部分を分担している。第４群のレンズ５は、
高画角である為に発生する高次のコマ収差を除く為、非
球面形状とし屈折力を出来るだけ小さくしている。第５
群のレンズ４は、像面湾曲補正用のレンズであり、画面
周辺部の光線によるサジタル収差を補正する為に空気側
界面を非球面としている。さらにブラウン管蛍光面P
1は、像面湾曲を補正する為に曲率を持たせている。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１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。本レンズ系の取り得る具体
的レンズデータを第１表表（Ａ），表（Ｂ）に示す。第
１表，表（Ａ）の読び方について以下説明する。主に光
軸近傍のレンズ領域を扱う球面系とその外周部について
の非球面系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）である。スクリー
ンから第１群のレンズ８の面S1までの光軸上の距離（面
間隔）が790mm、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群のレンズ８のS1
面の曲率半径は、85.726mm（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力が1.58890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
１の蛍光面P1の曲率半径が341.28mm、ブラウン管パネル
１の光軸上の厚みが13.4mm、屈折率が1.53983であるこ
とが示されている。次に第１表の表（Ｂ）の読み方につ
いて以下に説明する。
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。本レンズ系の取り得る具体
的レンズデータを第１表表（Ａ），表（Ｂ）に示す。第
１表，表（Ａ）の読び方について以下説明する。主に光
軸近傍のレンズ領域を扱う球面系とその外周部について
の非球面系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）である。スクリー
ンから第１群のレンズ８の面S1までの光軸上の距離（面
間隔）が790mm、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群のレンズ８のS1
面の曲率半径は、85.726mm（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力が1.58890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
１の蛍光面P1の曲率半径が341.28mm、ブラウン管パネル
１の光軸上の厚みが13.4mm、屈折率が1.53983であるこ
とが示されている。次に第１表の表（Ｂ）の読み方につ
いて以下に説明する。
第１群のレンズ８の面S1,S2,第２群のレンズ７の面
S3,S4及び第４群のレンズ５の面S8,S9と第５群のレンズ
４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。
S3,S4及び第４群のレンズ５の面S8,S9と第５群のレンズ
４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。
但し、Ｚは第９図及び第10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の関係）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。下って、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。第10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、第１表，表（Ｂ）にお
いて第５群のレンズ４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。以上が第１表，表
（Ａ），表（Ｂ）に示したデータの読み方である。
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の関係）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。下って、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。第10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、第１表，表（Ｂ）にお
いて第５群のレンズ４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。以上が第１表，表
（Ａ），表（Ｂ）に示したデータの読み方である。
この投写レンズでは、全系の正の屈折力のほとんどを
第３群のレンズ6a,6bで分担している。レンズ6aは、高
分散材から成る凹レンズであり、レンズ6bは低分散材か
ら成る凸レンズで、両者を貼合せることによって色収差
を低減している。第４図は、前述の投写レンズにおいて
発生する縦色収差を算出したものである。同図中に示す
レンズ側断面図の座標は、レンズの光軸l,l′において
ｌからｌ′に向う方向が正方向とすると、曲率半径は中
心が正の方向にある場合正とするので、Ｂ面の曲率半径
は正の符号を持つ。第４図の横軸は貼合せ面Ｂの曲率半
径の逆数であり、同図より縦色収差を低減する為には、
Ｂ面の曲率半径を小さくすればよいことが判る。しかし
ながら、Ｂ面の曲率半径を小さくするとレンズ最外周部
でのサグ量が大きくなる。この為、レンズコバ部分を確
保すると凸レンズが非常に厚肉なレンズとなる。この為
Ｂ面の曲率半径はあまり小さくできない。そこでＢ面の
曲率半径を固定した場合には、第４図から明らかなよう
に、Ａ面すなわちブラウン管側面をブラウン管側に凸と
するよりも平面もしくはスクリーン側に凸（図示せず）
とした方が凹レンズの作用が大きくなり色収差の補正能
力が大幅に向上する。本発明の投写レンズにおいては、
前述の高分散凹レンズのブラウン管側レンズ面を平面も
しくは、スクリーン側に凸面とすることで、色収差を大
幅に低減できる。ところが反面では、貼合せ凸レンズの
屈折力を大きくする必要が生じる為単色収差の補正が難
しくなる。以下に、その理由と、解決の為の技術手段が
どのような働きをするかを図を用いて述べる。第５図
は、本発明の投写レンズを示す側断面図で、説明の都合
から、ブラウン管１と第５群のレンズ４、第３群のレン
ズをスクリーン側に凸面を有する凸メニスカスの単レン
ズ６としている。一方、それぞれのレンズ群の働きは、
第３群で全系の正の屈折力のほとんどを分担し、第５群
では、スクリーン側に凹面を有する負レンズにより、全
系のペッツバール分を小さくしている。すなわち、第５
群は、ブラウン管側に凹面を向けたメニスカス形状のレ
ンズ４、冷却液２及びブラウン管１の蛍光面P1で１つの
負レンズを形成するものである。高画角の投写レンズに
おいては、ブラウン管１の蛍光面周辺Ｐから発した映像
光は、蛍光面P1、冷却液２及び第５群の凹レンズ４から
なる負レンズによって発散され、第３群レンズ６に入射
される。この時、上限光RAY1と下限光RAY1は、第３群の
レンズ６へ入射角θ1,θ２で入射する。第６図は、第５
図の拡大図であり（ａ）は、上限光RAY1が第３群のレン
ズ６へ入射する状態を示す図であり、（ｂ）は、同じく
下限光RAY2が入射する状態を示す図である。従来技術の
投写レンズでは、図中破線で示したように方の屈折力の
ほとんどを分担するレンズが、ブラウン管側に凸であり
上下限光線の入射角θ１′，θ２′は大となる。この為
に、大きな屈折力を持つ。一方、本発明の投写レンズ
は、図中の実線で示すようにスクリーン側に凸もしくは
平面である為に、上下限光の入射角θ1,θ２が小さくブ
ラウン管側面で得られる屈折力が小さくなる。この為
に、第３群のレンズ６で必要な屈折力を得ようとすると
スクリーン側の曲率半径を小さくする必要がある。この
ため、スクリーン側レンズ面で発生する収差量が増加す
る。そこで本発明では、第７図に示すように第２群を構
成するレンズの形状を中心部より周辺部（図中Ａで表
示）で集光作用を強くすることにより、画面周辺部の映
像光に対する屈折力の一部を分担することで前記第３群
のレンズ６のスクリーン側レンズ面の曲率半径が小さく
なることを防いでいる。
第３群のレンズ6a,6bで分担している。レンズ6aは、高
分散材から成る凹レンズであり、レンズ6bは低分散材か
ら成る凸レンズで、両者を貼合せることによって色収差
を低減している。第４図は、前述の投写レンズにおいて
発生する縦色収差を算出したものである。同図中に示す
レンズ側断面図の座標は、レンズの光軸l,l′において
ｌからｌ′に向う方向が正方向とすると、曲率半径は中
心が正の方向にある場合正とするので、Ｂ面の曲率半径
は正の符号を持つ。第４図の横軸は貼合せ面Ｂの曲率半
径の逆数であり、同図より縦色収差を低減する為には、
Ｂ面の曲率半径を小さくすればよいことが判る。しかし
ながら、Ｂ面の曲率半径を小さくするとレンズ最外周部
でのサグ量が大きくなる。この為、レンズコバ部分を確
保すると凸レンズが非常に厚肉なレンズとなる。この為
Ｂ面の曲率半径はあまり小さくできない。そこでＢ面の
曲率半径を固定した場合には、第４図から明らかなよう
に、Ａ面すなわちブラウン管側面をブラウン管側に凸と
するよりも平面もしくはスクリーン側に凸（図示せず）
とした方が凹レンズの作用が大きくなり色収差の補正能
力が大幅に向上する。本発明の投写レンズにおいては、
前述の高分散凹レンズのブラウン管側レンズ面を平面も
しくは、スクリーン側に凸面とすることで、色収差を大
幅に低減できる。ところが反面では、貼合せ凸レンズの
屈折力を大きくする必要が生じる為単色収差の補正が難
しくなる。以下に、その理由と、解決の為の技術手段が
どのような働きをするかを図を用いて述べる。第５図
は、本発明の投写レンズを示す側断面図で、説明の都合
から、ブラウン管１と第５群のレンズ４、第３群のレン
ズをスクリーン側に凸面を有する凸メニスカスの単レン
ズ６としている。一方、それぞれのレンズ群の働きは、
第３群で全系の正の屈折力のほとんどを分担し、第５群
では、スクリーン側に凹面を有する負レンズにより、全
系のペッツバール分を小さくしている。すなわち、第５
群は、ブラウン管側に凹面を向けたメニスカス形状のレ
ンズ４、冷却液２及びブラウン管１の蛍光面P1で１つの
負レンズを形成するものである。高画角の投写レンズに
おいては、ブラウン管１の蛍光面周辺Ｐから発した映像
光は、蛍光面P1、冷却液２及び第５群の凹レンズ４から
なる負レンズによって発散され、第３群レンズ６に入射
される。この時、上限光RAY1と下限光RAY1は、第３群の
レンズ６へ入射角θ1,θ２で入射する。第６図は、第５
図の拡大図であり（ａ）は、上限光RAY1が第３群のレン
ズ６へ入射する状態を示す図であり、（ｂ）は、同じく
下限光RAY2が入射する状態を示す図である。従来技術の
投写レンズでは、図中破線で示したように方の屈折力の
ほとんどを分担するレンズが、ブラウン管側に凸であり
上下限光線の入射角θ１′，θ２′は大となる。この為
に、大きな屈折力を持つ。一方、本発明の投写レンズ
は、図中の実線で示すようにスクリーン側に凸もしくは
平面である為に、上下限光の入射角θ1,θ２が小さくブ
ラウン管側面で得られる屈折力が小さくなる。この為
に、第３群のレンズ６で必要な屈折力を得ようとすると
スクリーン側の曲率半径を小さくする必要がある。この
ため、スクリーン側レンズ面で発生する収差量が増加す
る。そこで本発明では、第７図に示すように第２群を構
成するレンズの形状を中心部より周辺部（図中Ａで表
示）で集光作用を強くすることにより、画面周辺部の映
像光に対する屈折力の一部を分担することで前記第３群
のレンズ６のスクリーン側レンズ面の曲率半径が小さく
なることを防いでいる。
次に、以上説明した本発明の投写レンズを用いて、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MTT（Modulation Transfer Function）に
よるフォーカス特性の評価結果を第11図に示す。この時
の蛍光体発光スペクトルは、第８図に示すものを用い
た。評価周波数としては、スクリーン上での白黒の縞信
号を300TV本表示した場合について示している。同図か
らサジタル（図中Ｓ表示）、メリディオナル（図中Ｍ表
示）共に良好なMTF特性が得られていることが判る。
又、第２表の表（Ａ）及び表（Ｂ）は、第２図に示す第
２の実施例のレンズデータであり、第３群を構成する、
高分散材の凹レンズ6aのブラウン管側レンズ面を平面と
している。この投写レンズのフォーカス性能を、第12図
に示す。色収差の低減により、サジタル，メリディオナ
ル共に第１の実施例と同様、優れたフォーカス特性であ
ることが判る。以上述べた本発明の実施例は、半面角が
39度と高画角であり、第３図に示すように折返しミラー
14が１枚でも十分コンパクトなセットが実現できる。
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MTT（Modulation Transfer Function）に
よるフォーカス特性の評価結果を第11図に示す。この時
の蛍光体発光スペクトルは、第８図に示すものを用い
た。評価周波数としては、スクリーン上での白黒の縞信
号を300TV本表示した場合について示している。同図か
らサジタル（図中Ｓ表示）、メリディオナル（図中Ｍ表
示）共に良好なMTF特性が得られていることが判る。
又、第２表の表（Ａ）及び表（Ｂ）は、第２図に示す第
２の実施例のレンズデータであり、第３群を構成する、
高分散材の凹レンズ6aのブラウン管側レンズ面を平面と
している。この投写レンズのフォーカス性能を、第12図
に示す。色収差の低減により、サジタル，メリディオナ
ル共に第１の実施例と同様、優れたフォーカス特性であ
ることが判る。以上述べた本発明の実施例は、半面角が
39度と高画角であり、第３図に示すように折返しミラー
14が１枚でも十分コンパクトなセットが実現できる。
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、高画角でハイフ
ォーカス、かつ明るい投写レンズが実現できる。さら
に、本発明の投写レンズによる光学系を採用したプロジ
ェクションテレビは、折返しミラー１枚でも十分コンパ
クトなセットが実現できる。
ォーカス、かつ明るい投写レンズが実現できる。さら
に、本発明の投写レンズによる光学系を採用したプロジ
ェクションテレビは、折返しミラー１枚でも十分コンパ
クトなセットが実現できる。
第１図及び第２図は、本発明の実施例を説明する為に用
いる投写レンズの側断面図、第３図は、本発明の投写レ
ンズを用いたプロジェクションテレビの縦断面図、第４
図から第７図は、本発明を説明する際に用いる説明図、
第８図は、緑蛍光体の発光スペクトル特性図、第９図及
び第10図は、レンズ形状の定義の説明に用いる説明図、
第11図及び第12図は、それぞれ本発明の実施例としての
投写レンズのMTF特性を示す特性図である。 1:ブラウン管、2:冷却液 3:ブラケット、4:第５群のレンズ 5:第４群のレンズ 6,6a,6b:第３群のレンズ 7:第２群のレンズ、8:第１群のレンズ 9:固定板、10:外鏡筒 11:内鏡筒、12:スクリーン 13:外枠 14,14−0,14−1,14−2:折返しミラー 15:投写レンズ、16:ブラウン管 P1:蛍光面
いる投写レンズの側断面図、第３図は、本発明の投写レ
ンズを用いたプロジェクションテレビの縦断面図、第４
図から第７図は、本発明を説明する際に用いる説明図、
第８図は、緑蛍光体の発光スペクトル特性図、第９図及
び第10図は、レンズ形状の定義の説明に用いる説明図、
第11図及び第12図は、それぞれ本発明の実施例としての
投写レンズのMTF特性を示す特性図である。 1:ブラウン管、2:冷却液 3:ブラケット、4:第５群のレンズ 5:第４群のレンズ 6,6a,6b:第３群のレンズ 7:第２群のレンズ、8:第１群のレンズ 9:固定板、10:外鏡筒 11:内鏡筒、12:スクリーン 13:外枠 14,14−0,14−1,14−2:折返しミラー 15:投写レンズ、16:ブラウン管 P1:蛍光面
フロントページの続き (72)発明者 吉田 隆彦 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 (72)発明者 村中 昌幸 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 (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 (72)発明者 吉崎 功 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横浜工場内 (72)発明者 稲岡 滋 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横浜工場内 (56)参考文献 特開 平１−163712（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−188814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−139312（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】ブラウン管に映し出された映像をスクリー
ン上へ拡大投写するように構成され、前記スクリーン側
から順に配列された、第１、第２、第３、第４及び第５
群レンズを備えた投写用レンズ装置であって、 前記第１群レンズは、光軸近傍のレンズ中心部がスクリ
ーンに対して凸で、光軸から離れた周辺部ではスクリー
ンに対して凹となる非球面形状を有するレンズを含み、 前記第２群レンズは、正の屈折力を持ち、そのスクリー
ン側レンズ面が、レンズ中心部よりも周辺部において集
光作用が強い非球面形状を有するレンズを含み、 前記第３群レンズは、前記第１群乃至第５群レンズの中
で最も強い正の屈折力を持ち、アッベ数が45以下の高分
散材から成る凹レンズと、アッベ数が55以上の低分散材
から成る両凸レンズとを、該両凸レンズがスクリーン側
に位置するように貼り合わせた貼り合わせレンズを含
み、該貼り合わせレンズは、スクリーン側レンズ面がス
クリーンに対して凸面で、ブラウン管側のレンズ面がブ
ラウン管に対して凹面もしくは平面であり、 前記第４群レンズは、正の屈折力を持つレンズを含み、 前記第５群レンズは、スクリーン側に凹面を向けたレン
ズ面を持ち、そのブラウン管側レンズ面が、前記ブラウ
ン管を冷却するための冷却液と接触可能であって、かつ
該冷却液と前記ブラウン管の蛍光面とで負レンズを形成
するためのメニスカス形状のメニスカスレンズを含む、 ことを特徴とする投写用レンズ装置。 - 【請求項２】前記第４群、第５群を構成するレンズの少
なくともどちらか一面が非球面であることを特徴とする
請求項１に記載の投写用レンズ装置。 - 【請求項３】前記貼り合わせレンズを構成する凹レンズ
は、その貼り合わせ面の曲率半径をRD6、ブラウン管側
レンズ面の曲率半径をRD7としたとき以下の条件を満足
することを特徴とする請求項１または２に記載の投写用
レンズ装置。 |RD6|＜|RD7| - 【請求項４】前記貼り合わせレンズを構成する両凸レン
ズは、その貼り合わせ面の曲率半径をRD6、スクリーン
側レンズ面の曲率半径RD5としたとき、下記条件を満足
することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
の投写用レンズ装置。 |RD5|＜|RD6| - 【請求項５】前記蛍光面は、その形状がスクリーン側に
曲率中心を持ち、曲率半径が中心部より周辺部で大きく
したことを特徴とする請求項１に記載の投写用レンズ装
置。 - 【請求項６】ブラウン管により映像を表示する映像発生
源と、スクリーンと、該映像発生源に表示された映像を
前記スクリーン上へ拡大投写するように構成され、前記
スクリーン側から順に配列された、第１、第２、第３、
第４及び第５群レンズを備えた投写用レンズ装置とを備
えた投写型画像ディスプレイ装置であって、 前記第１群レンズは、光軸近傍のレンズ中心部がスクリ
ーンに対して凸で、光軸から離れた周辺部ではスクリー
ンに対して凹となる非球面形状を有するレンズを含み、 前記第２群レンズは、正の屈折力を持ち、そのスクリー
ン側レンズ面が、レンズ中心部よりも周辺部において集
光作用が強い非球面形状を有するレンズを含み、 前記第３群レンズは、前記第１群乃至第５群レンズの中
で最も強い正の屈折力を持ち、アッベ数が45以下の高分
散材から成る凹レンズと、アッベ数が55以上の低分散材
から成る両凸レンズとを、該両凸レンズがスクリーン側
に位置するように貼り合わせた貼り合わせレンズを含
み、該貼り合わせレンズは、スクリーン側レンズ面がス
クリーンに対して凸面で、映像発生源側のレンズ面が映
像発生源に対して凹面もしくは平面であり、 前記第４群レンズは、正の屈折力を持つレンズを含み、 前記第５群レンズは、スクリーン側に凹面を向けたレン
ズ面を有するメニスカス形状のメニスカスレンズと、該
ブラウン管を冷却するための冷却液と、前記ブラウン管
の蛍光面とにより形成される負レンズを含む、 ことを特徴とする投写型画像ディスプレイ装置。 - 【請求項７】前記投写用レンズ装置から出力される映像
は、折り返しミラーにより折り返されて前記スクリーン
上に投影されることを特徴とする請求項６に記載の投写
型画像ディスプレイ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1231599A JP2934458B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 投写用レンズ装置及びそれを用いた投写型画像ディスプレイ装置 |
| US07/511,790 US5200814A (en) | 1989-04-28 | 1990-04-20 | Video projector with optical color balance |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP1231599A JP2934458B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 投写用レンズ装置及びそれを用いた投写型画像ディスプレイ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0395512A JPH0395512A (ja) | 1991-04-19 |
| JP2934458B2 true JP2934458B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=16926039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1231599A Expired - Fee Related JP2934458B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-09-08 | 投写用レンズ装置及びそれを用いた投写型画像ディスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934458B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5329363A (en) * | 1993-06-15 | 1994-07-12 | U. S. Precision Lens Incorporated | Projection lens systems having reduced spherochromatism |
| RU2227314C1 (ru) * | 2002-09-17 | 2004-04-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Оптическая система проекционного телевизора |
| TWI553341B (zh) | 2015-08-11 | 2016-10-11 | 大立光電股份有限公司 | 影像擷取鏡片組、取像裝置及電子裝置 |
| TWI636279B (zh) | 2017-08-18 | 2018-09-21 | 大立光電股份有限公司 | 影像擷取光學系統組、取像裝置及電子裝置 |
| TWI629527B (zh) | 2017-08-18 | 2018-07-11 | 大立光電股份有限公司 | 攝影系統鏡片組、取像裝置及電子裝置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63139312A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-11 | Pioneer Electronic Corp | 投影レンズ |
| JPH0679105B2 (ja) * | 1987-12-21 | 1994-10-05 | 株式会社日立製作所 | 投写形テレビジョン用レンズ |
| JPH01188814A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Konica Corp | プロジェクター用投影レンズ |
-
1989
- 1989-09-08 JP JP1231599A patent/JP2934458B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0395512A (ja) | 1991-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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