JP2954217B2 - 投写用レンズ - Google Patents
投写用レンズInfo
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- JP2954217B2 JP2954217B2 JP63085070A JP8507088A JP2954217B2 JP 2954217 B2 JP2954217 B2 JP 2954217B2 JP 63085070 A JP63085070 A JP 63085070A JP 8507088 A JP8507088 A JP 8507088A JP 2954217 B2 JP2954217 B2 JP 2954217B2
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- screen
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、投写形テレビジョン装置に適した投影レン
ズに関する。
ズに関する。
投写形テレビの画質は、種々の改良により数年前と比
べ大きな進歩があり直視形に近ずきつつある。特に、画
質を決めるキーデバイスである投写レンズの進歩は目ざ
ましいものがある。このような状況下で、我々は画質の
向上、セットのコンパクト化が同時に達成できる投写距
離の短い投写レンズを使用したセットを開発している。
この種の投写レンズとして関連するものには、例えば、
特開昭60−200215号、特開昭60−200216号、特開昭62−
71915号、特開昭62−174711号が挙げられる。
べ大きな進歩があり直視形に近ずきつつある。特に、画
質を決めるキーデバイスである投写レンズの進歩は目ざ
ましいものがある。このような状況下で、我々は画質の
向上、セットのコンパクト化が同時に達成できる投写距
離の短い投写レンズを使用したセットを開発している。
この種の投写レンズとして関連するものには、例えば、
特開昭60−200215号、特開昭60−200216号、特開昭62−
71915号、特開昭62−174711号が挙げられる。
上記従来技術は、フォーカス性能、コンパクト性にお
いて優れたレンズである。
いて優れたレンズである。
コントラスト性能に関しても、特開昭62−17411号公
報に示されているように、ブラウン管の管面とその前面
に位置する凹レンズとの間に、屈折率が凹レンズ並びに
ブラウン管ガラスに近い値をもつ媒質で満たすことによ
って、凹レンズのブラウン管側の界面での反射を減らし
改善を図っている。
報に示されているように、ブラウン管の管面とその前面
に位置する凹レンズとの間に、屈折率が凹レンズ並びに
ブラウン管ガラスに近い値をもつ媒質で満たすことによ
って、凹レンズのブラウン管側の界面での反射を減らし
改善を図っている。
しかしながら、本実施例では、凹レンズの空気側界面
及び他のレンズ界面での反射光は考慮されておらず、そ
の為螢光面に戻るレンズ界面での反射光は十分には取り
除かれていなかった。又、コントラストを低下させる他
の要因として鏡筒内面の反射により発生する不要光があ
る。従来技術のレンズでは、第29図に示すように、ブラ
ウン管から出てレンズ鏡筒内部に向う光線R1′〜R5′の
うちでR1′,R2′の範囲の光線はレンズ鏡筒のP1′,P2′
の範囲で反射して不要光となる。同様に、R2′,R3′の
範囲の光線もレンズ鏡筒のP2′,P3′の範囲で反射し不
要光となる。さらにR4′,R5′の範囲の光線はレンズ鏡
筒P4′,P5′の範囲で反射し不要光となる。以上述べた
ように従来技術のレンズでは、レンズに取り込んだ全光
線の全てが像面において結像するのでなく、多くの光線
が鏡筒で反射し不要光となり像面のコントラスト低下の
原因となる。
及び他のレンズ界面での反射光は考慮されておらず、そ
の為螢光面に戻るレンズ界面での反射光は十分には取り
除かれていなかった。又、コントラストを低下させる他
の要因として鏡筒内面の反射により発生する不要光があ
る。従来技術のレンズでは、第29図に示すように、ブラ
ウン管から出てレンズ鏡筒内部に向う光線R1′〜R5′の
うちでR1′,R2′の範囲の光線はレンズ鏡筒のP1′,P2′
の範囲で反射して不要光となる。同様に、R2′,R3′の
範囲の光線もレンズ鏡筒のP2′,P3′の範囲で反射し不
要光となる。さらにR4′,R5′の範囲の光線はレンズ鏡
筒P4′,P5′の範囲で反射し不要光となる。以上述べた
ように従来技術のレンズでは、レンズに取り込んだ全光
線の全てが像面において結像するのでなく、多くの光線
が鏡筒で反射し不要光となり像面のコントラスト低下の
原因となる。
一方、レンズ鏡筒は、分割鏡筒と一体型鏡筒の２種類
があるが、一体型鏡筒を用いた場合、第29図に示すよう
に、レンズ径が各レンズエレメントによって異なる為
に、（同図中では第１レンズ群＞第３レンズ群＞第２レ
ンズ群）組立ての際には、まず像側より第２レンズ群
２′、間隔環11、第１レンズ群１′の順に組込み、最後
にレンズ止め具10を内鏡筒７′に接着する。次に物側か
ら第３レンズ群３′を組込み、レンズ止め具12を接着す
る。以上述べたように組立の際のレンズの組込み方向が
２方向であるため組立性が悪く製造コスト増加につなが
っていた。又レンズの固定も接着により行なわれており
量産性を悪くしていた。本発明の目的は、従来技術の持
つ問題を解決した高コントラスト・ハイフォーカスで、
しかも量産性に優れた光学系を実現する事にある。
があるが、一体型鏡筒を用いた場合、第29図に示すよう
に、レンズ径が各レンズエレメントによって異なる為
に、（同図中では第１レンズ群＞第３レンズ群＞第２レ
ンズ群）組立ての際には、まず像側より第２レンズ群
２′、間隔環11、第１レンズ群１′の順に組込み、最後
にレンズ止め具10を内鏡筒７′に接着する。次に物側か
ら第３レンズ群３′を組込み、レンズ止め具12を接着す
る。以上述べたように組立の際のレンズの組込み方向が
２方向であるため組立性が悪く製造コスト増加につなが
っていた。又レンズの固定も接着により行なわれており
量産性を悪くしていた。本発明の目的は、従来技術の持
つ問題を解決した高コントラスト・ハイフォーカスで、
しかも量産性に優れた光学系を実現する事にある。
上記東的のうち高コントラスト化は、凹レンズの空気
側界面で反射し螢光面に戻り螢光面上のコントラストを
低下させる光線をなくすこと、及びレンズ鏡筒内壁面で
反射する光線をなくすことにより達成される。又、ハイ
フォーカス化は、レンズ形状、間隔、硝材選定等のレン
ズの設計により達成できる。さらに量産性を高める為、
一方向（像側又は物側）組立が可能なレンズ形状とする
ことに達成できる。
側界面で反射し螢光面に戻り螢光面上のコントラストを
低下させる光線をなくすこと、及びレンズ鏡筒内壁面で
反射する光線をなくすことにより達成される。又、ハイ
フォーカス化は、レンズ形状、間隔、硝材選定等のレン
ズの設計により達成できる。さらに量産性を高める為、
一方向（像側又は物側）組立が可能なレンズ形状とする
ことに達成できる。
本発明の技術的手段がどのような働きをしているか
を、以下図を用いて述べる。第５図は、ブラウン管、凹
レンズ、媒質の位置関係を示す縦断面図である。螢光面
の中心付近から発した光線αは、凹レンズの空気側界面
で一部反射し、再度螢光面側に戻る。又、一部の光線β
は、図示したように全反射し螢光面に戻る。以上述べた
光線は、螢光体での反射率が50％程度ある為、強度がほ
とんど低下せずに再度螢光面で反射し、一部は凹レンズ
の有効領域に、又一部はそれ以外の領域に向かう。本発
明の投写レンズは、螢光面の形状（特に曲率半径）、凹
レンズ空気側界面の形状、螢光面から凹レンズ空気側界
面の間隔、以上３者の関係を適切なものとして、前述し
た凹レンズ空気側界面の反射光のうち少なくとも全反射
光は、螢光面で反射後凹レンズの有効領域以外に向ける
ことにより高コントラストを実現する。
を、以下図を用いて述べる。第５図は、ブラウン管、凹
レンズ、媒質の位置関係を示す縦断面図である。螢光面
の中心付近から発した光線αは、凹レンズの空気側界面
で一部反射し、再度螢光面側に戻る。又、一部の光線β
は、図示したように全反射し螢光面に戻る。以上述べた
光線は、螢光体での反射率が50％程度ある為、強度がほ
とんど低下せずに再度螢光面で反射し、一部は凹レンズ
の有効領域に、又一部はそれ以外の領域に向かう。本発
明の投写レンズは、螢光面の形状（特に曲率半径）、凹
レンズ空気側界面の形状、螢光面から凹レンズ空気側界
面の間隔、以上３者の関係を適切なものとして、前述し
た凹レンズ空気側界面の反射光のうち少なくとも全反射
光は、螢光面で反射後凹レンズの有効領域以外に向ける
ことにより高コントラストを実現する。
さらに、高コントラスト化の為に、第28図に示すよう
に、レンズ鏡筒に入射する映像光のうちで各レンズエレ
メントで屈折後、鏡筒内壁面で反射し不要光となる光線
の割合を減らしている。
に、レンズ鏡筒に入射する映像光のうちで各レンズエレ
メントで屈折後、鏡筒内壁面で反射し不要光となる光線
の割合を減らしている。
又、構成するレンズエレメントの直径を第28図に示す
ように、大なる順に第１レンズ群，第２レンズ群，第３
レンズ群とすることにより、像面側から一方向組立が可
能となる。この為に、作業性が向上し製造コスト低減を
はかることができる。
ように、大なる順に第１レンズ群，第２レンズ群，第３
レンズ群とすることにより、像面側から一方向組立が可
能となる。この為に、作業性が向上し製造コスト低減を
はかることができる。
以下、本発明及びその実施例について説明する。
前述した従来技術の問題点を解決する為に、筆者ら
は、第５図に示すモデルにより、螢光面P1の中心から発
した光線のうちで、凹レンズ空気側界面で全反射し、螢
光面に戻る光線の位置を計算により求めた。以下、その
方法について述べる。図中RD3は凹レンズ空気側面の平
均曲率半径、RD0は螢光面P1の平均曲率半径、l1は螢光
面から凹レンズ空気側界面までの距離を示している。
は、第５図に示すモデルにより、螢光面P1の中心から発
した光線のうちで、凹レンズ空気側界面で全反射し、螢
光面に戻る光線の位置を計算により求めた。以下、その
方法について述べる。図中RD3は凹レンズ空気側面の平
均曲率半径、RD0は螢光面P1の平均曲率半径、l1は螢光
面から凹レンズ空気側界面までの距離を示している。
今、ブラウン管フェイスパネルの屈折率N3とすれば、
螢光面P1の中心から発した光線の角度をθとすると、こ
の光線が凹レンズ空気側界面で全反射する条件は γ＝θ＋δ＝sin-1（l/N1） （但し、N1は凹レンズの屈折率） である。
螢光面P1の中心から発した光線の角度をθとすると、こ
の光線が凹レンズ空気側界面で全反射する条件は γ＝θ＋δ＝sin-1（l/N1） （但し、N1は凹レンズの屈折率） である。
又、同図中のｈは（１）式により求められる。
さらに、 Ｈ′＝ｈ＋（l2＋l1）tan（θ＋２δ） （２） ここで l2＝RD3（１−cosδ） （３） （２）式に（１），（３）式を代入すれば さらに ここで（６）式で求めたＨは、螢光面P1の有効表示領域
L1の80％以上であれば、スクリーン上のコントラスト低
下は実用上ほとんど問題ない。又、100％以上であれば
ほど完全である。
L1の80％以上であれば、スクリーン上のコントラスト低
下は実用上ほとんど問題ない。又、100％以上であれば
ほど完全である。
そこで本発明においては、上記ＨがL1に対して 0.8L1≦Ｈ （７） の関係を満足するように、螢光面の平均曲率半径RD0、
凹レンズ空気側面の平均曲率半径RD3、及び螢光面P1か
ら凹レンズ空気側界面までの距離l1を決めている。
凹レンズ空気側面の平均曲率半径RD3、及び螢光面P1か
ら凹レンズ空気側界面までの距離l1を決めている。
第６図は、l1を変数とした場合のスクリーン上の映像
のコントラスト変化を実験により求めた結果を示したも
のである。縦軸はコントラストの比率で従来行なわれて
いたH/L1＝0.5の値を１として正規化している。図よりH
/L1が大きくなるに従いコントラストは向上し、上記条
件（７）を満足すれば、実用上ほとんど問題のないレベ
ルのコントラストが得られることが判る。
のコントラスト変化を実験により求めた結果を示したも
のである。縦軸はコントラストの比率で従来行なわれて
いたH/L1＝0.5の値を１として正規化している。図よりH
/L1が大きくなるに従いコントラストは向上し、上記条
件（７）を満足すれば、実用上ほとんど問題のないレベ
ルのコントラストが得られることが判る。
第１図及び第２図は、本発明の一実施例としての投写
形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はブラウン管螢光面、６はブラウン管
パネル、５は冷却液、４は第４レンズ群、３は第３レン
ズ群、２は第２レンズ群、１は第１レンズ群である。第
１図及び第２図に示した光学系は、ブラウン管螢光面P1
上で5.4インチのラスターをスクリーン上で45インチ
（8.4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レンズ群１からスクリーンまでの距離
は、778.5mmとなっており、画角は36度である。第１レ
ンズ群１は、口径に基ずく球面収差を除く為に、非球面
形状となっている。第２レンズ群２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。
形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はブラウン管螢光面、６はブラウン管
パネル、５は冷却液、４は第４レンズ群、３は第３レン
ズ群、２は第２レンズ群、１は第１レンズ群である。第
１図及び第２図に示した光学系は、ブラウン管螢光面P1
上で5.4インチのラスターをスクリーン上で45インチ
（8.4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レンズ群１からスクリーンまでの距離
は、778.5mmとなっており、画角は36度である。第１レ
ンズ群１は、口径に基ずく球面収差を除く為に、非球面
形状となっている。第２レンズ群２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３レンズ群３は、高次のコマ、非点収差を除く為に
非球面構成とし、かつ、パワーは出来るだけ小さくして
いる。
非球面構成とし、かつ、パワーは出来るだけ小さくして
いる。
第４レンズ群４は、像面湾曲補正用のレンズで、軸外
のサジタル収差を補正する為、空気側界面を非球面とし
ている。
のサジタル収差を補正する為、空気側界面を非球面とし
ている。
又、前記H/L1を大きくし高コントラスト化を達成する
為、及び、ブラウン管から発生する熱を対流によって放
熱させる為、冷却液の液厚を十分とっている。
為、及び、ブラウン管から発生する熱を対流によって放
熱させる為、冷却液の液厚を十分とっている。
又、ブラウン管螢光面P1は、像画湾曲を補正する為に
曲率を持たしている。
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。
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６の螢光面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。
又、画面中心部においては球面収差を十分補正してお
り、色収差のみ発生する。
り、色収差のみ発生する。
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表から第17表に示す。全てのレン
ズのＦナンバーは１以下であり非常に明るいレンズを実
現している。又画角は36度である。第１表の読み方につ
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）であり光学性能的に保証される有効半径（クラ
ップ半径）が580mm,スクリーンから第１レンズ群１の面
S1までの光軸上の距離（面間隔）が778.5mm,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レンズ群１のS1面の曲率半径は、−92.857
mm（曲率中心が螢光面側）でありレンズ面S1とS2の光軸
上の間隔（面間隔）が9.0mmであり、その間の媒質の屈
折率が1.49345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６の螢光面P1の曲率半径が
341.28mm,クラップ半径が72.4mm,ブラウン管パネル６の
光軸上の厚みが13.4mm,屈折率が1.53994であることが示
されている。次に第１レンズ群１の面S1,S2,第３レンズ
群３の面S5,S6及び第４レンズ群４の面S7と螢光面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。
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表から第17表に示す。全てのレン
ズのＦナンバーは１以下であり非常に明るいレンズを実
現している。又画角は36度である。第１表の読み方につ
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）であり光学性能的に保証される有効半径（クラ
ップ半径）が580mm,スクリーンから第１レンズ群１の面
S1までの光軸上の距離（面間隔）が778.5mm,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レンズ群１のS1面の曲率半径は、−92.857
mm（曲率中心が螢光面側）でありレンズ面S1とS2の光軸
上の間隔（面間隔）が9.0mmであり、その間の媒質の屈
折率が1.49345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６の螢光面P1の曲率半径が
341.28mm,クラップ半径が72.4mm,ブラウン管パネル６の
光軸上の厚みが13.4mm,屈折率が1.53994であることが示
されている。次に第１レンズ群１の面S1,S2,第３レンズ
群３の面S5,S6及び第４レンズ群４の面S7と螢光面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。又、第１表におい
て第１レンズ群１と第４レンズ群４の面S8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表に示したデータの読み方である。第２表から第17
表までは、他のレンズデータの具体例を示している。本
発明による投写レンズは、以上説明したように螢光面か
ら凹レンズ（第４レンズ群）の空気側界面までの距離と
凹レンズ空気側面平均曲率半径及び螢光面の平均曲率半
径を最適化し、高コントラストな拡大像をスクリーン上
において得られるばかりでなく、フォーカス性能も向上
している。
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。又、第１表におい
て第１レンズ群１と第４レンズ群４の面S8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表に示したデータの読み方である。第２表から第17
表までは、他のレンズデータの具体例を示している。本
発明による投写レンズは、以上説明したように螢光面か
ら凹レンズ（第４レンズ群）の空気側界面までの距離と
凹レンズ空気側面平均曲率半径及び螢光面の平均曲率半
径を最適化し、高コントラストな拡大像をスクリーン上
において得られるばかりでなく、フォーカス性能も向上
している。
次に、以上説明した本発明の投写レンズを用いて、螢
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 Function）に
よるフォーカス特性の評価結果を第９図から第25図に示
す。この時の螢光体発光スペクトルは第７図に示すもの
を用いた。
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 Function）に
よるフォーカス特性の評価結果を第９図から第25図に示
す。この時の螢光体発光スペクトルは第７図に示すもの
を用いた。
ここで第９図は第１表に対応した特性図、第10図は第
２表に対応した特性図、第11図は第３表に対応した特性
図、第12図は第４表、第13図は第５表、第14図は第６
表、第15図は第７表、第16図は第８表、第17図は第９
表、第18図は第10表、第19図は第11表、第20図は第12
表、第21図は第13表、第22図は第14表、第23図は第15
表、第24図は第16表、第25図は第17表にそれぞれ対応し
た特性図である。尚、スクリーン上での白，黒の縞信号
の周波数として300TV本を取った場合について示してい
る。第９図から第25図まで良好なMTF特性を示している
ことが分かる。
２表に対応した特性図、第11図は第３表に対応した特性
図、第12図は第４表、第13図は第５表、第14図は第６
表、第15図は第７表、第16図は第８表、第17図は第９
表、第18図は第10表、第19図は第11表、第20図は第12
表、第21図は第13表、第22図は第14表、第23図は第15
表、第24図は第16表、第25図は第17表にそれぞれ対応し
た特性図である。尚、スクリーン上での白，黒の縞信号
の周波数として300TV本を取った場合について示してい
る。第９図から第25図まで良好なMTF特性を示している
ことが分かる。
第１表から第17表に示す実施例について全系の焦点距
離をf0,第１レンズ群，第２レンズ群，第３レンズ群，
第４レンズ群の焦点距離をf1,f2,f3,f4とした時、表18
に示した関係が成立している。すなわち、 0.06＜f0/f1＜0.17 0.82＜f0/f2＜0.87 0.31＜f0/f3＜0.43 −0.75＜f0/f4＜−0.54 である。又、第３レンズ群３と第４レンズ群４の間隔l
67と第２レンズ群２の間隔45の比率は、表18に示すよ
うに 1.29＜l67/l45＜1.81 の関係が成り立っている。フォーカス性能を保って、周
辺光量比を増加させるためには 1.29＜l67/l45 とする必要がある。一方この比率が大なるほど中域の光
量は減る方向にあるため望ましくは l67/l45＜1.81 とすることにより光軸以外の物点から発した光線の上限
光と下限光をバランスよくレンズ系を通過させることに
より良好な収差補正を実現している。周辺光量比を増す
他の手段は、上限光と下限光を規定しているレンズのク
ラップ径を広げることである。本発明のレンズは、第27
図に示すように、下限光は第３レンズ群３の第４レンズ
群側面の径D6で規定されており上限光は、第１レンズ群
１の第２レンズ群２側の径D2で規定されている。一方、
レンズのFN0は第２レンズ群２の第３レンズ群３側の径D
4で決まるため、周辺光量比を良好なものとするには、
レンズ径の比D2/D4及びD4/D6をそれぞれ適切な値とする
必要がある。本発明のレンズは、下限光については表18
のように 1.15＜D4/D6＜1.26 の関係が成立している。
離をf0,第１レンズ群，第２レンズ群，第３レンズ群，
第４レンズ群の焦点距離をf1,f2,f3,f4とした時、表18
に示した関係が成立している。すなわち、 0.06＜f0/f1＜0.17 0.82＜f0/f2＜0.87 0.31＜f0/f3＜0.43 −0.75＜f0/f4＜−0.54 である。又、第３レンズ群３と第４レンズ群４の間隔l
67と第２レンズ群２の間隔45の比率は、表18に示すよ
うに 1.29＜l67/l45＜1.81 の関係が成り立っている。フォーカス性能を保って、周
辺光量比を増加させるためには 1.29＜l67/l45 とする必要がある。一方この比率が大なるほど中域の光
量は減る方向にあるため望ましくは l67/l45＜1.81 とすることにより光軸以外の物点から発した光線の上限
光と下限光をバランスよくレンズ系を通過させることに
より良好な収差補正を実現している。周辺光量比を増す
他の手段は、上限光と下限光を規定しているレンズのク
ラップ径を広げることである。本発明のレンズは、第27
図に示すように、下限光は第３レンズ群３の第４レンズ
群側面の径D6で規定されており上限光は、第１レンズ群
１の第２レンズ群２側の径D2で規定されている。一方、
レンズのFN0は第２レンズ群２の第３レンズ群３側の径D
4で決まるため、周辺光量比を良好なものとするには、
レンズ径の比D2/D4及びD4/D6をそれぞれ適切な値とする
必要がある。本発明のレンズは、下限光については表18
のように 1.15＜D4/D6＜1.26 の関係が成立している。
一方、上限光については表18のように 1.19＜D2/D4＜1.30 の関係が成立している。ここでD2/D4が1.19未満である
場合には、スクリーン周辺部の光量が不足し1.30を超え
ると、軸外光の高次のコマ収差が発生し、フォーカスが
劣化する。又、周辺部の光量があまり必要でない場合は D2/D4＜1.30 の制限だけでよい。一般に周辺部の光量を十分に得る為
には、光軸外の物点より発した映像光が十分通過可能な
大きさとなるように投写レンズを構成する各単レンズの
クラップ径を決めればよいこととが知られている。しか
しながら、単レンズの外周部を通過する光線についての
収差補正には、極めて困難であり通常はフォーカスと周
辺光量比のバランスでクラップ径は決定される。本発明
の実施例である投写レンズにおいて、前述の光軸外物点
からの映像光の内で投写レンズを通過する上限光は、第
１レンズ群１の第２レンズ群２側面のクラップD2で規定
されている。このD2とレンズ全長L0の比は、表18に示す
ように 0.6＜D2/L0 の関係が成り立つことが判る。
場合には、スクリーン周辺部の光量が不足し1.30を超え
ると、軸外光の高次のコマ収差が発生し、フォーカスが
劣化する。又、周辺部の光量があまり必要でない場合は D2/D4＜1.30 の制限だけでよい。一般に周辺部の光量を十分に得る為
には、光軸外の物点より発した映像光が十分通過可能な
大きさとなるように投写レンズを構成する各単レンズの
クラップ径を決めればよいこととが知られている。しか
しながら、単レンズの外周部を通過する光線についての
収差補正には、極めて困難であり通常はフォーカスと周
辺光量比のバランスでクラップ径は決定される。本発明
の実施例である投写レンズにおいて、前述の光軸外物点
からの映像光の内で投写レンズを通過する上限光は、第
１レンズ群１の第２レンズ群２側面のクラップD2で規定
されている。このD2とレンズ全長L0の比は、表18に示す
ように 0.6＜D2/L0 の関係が成り立つことが判る。
又、通過光量は第１レンズ群１と第２レンズ群２の間
隔l23が大なる程少なくなる。
隔l23が大なる程少なくなる。
この為、周辺光量比を良好な値とする為には、l23の
値を適切な値とする必要がある。前記l23と全系のレン
ズの焦点距離f0の比は表18に示すように 0.43＜l23/f0＜0.49 の関係が成り立つことが判る。
値を適切な値とする必要がある。前記l23と全系のレン
ズの焦点距離f0の比は表18に示すように 0.43＜l23/f0＜0.49 の関係が成り立つことが判る。
周辺光量比を重視すれば l23/f0＜0.49 の条件でよい。一方収差補正の面からみれば 0.43＜l23/f0 が望ましい。
上記した関係を満足することにより、本発明の実施例
である投写レンズは表18に示すように周辺光量比30％
（但しスクリーン最外部に対して90％像高での値）以上
と良好な値となっている。
である投写レンズは表18に示すように周辺光量比30％
（但しスクリーン最外部に対して90％像高での値）以上
と良好な値となっている。
次にレンズ面の形状について説明する。
第１レンズ群1,第３レンズ群３の両面S1,S2及びS5,S6
の非球面形状について次のことが言える。
の非球面形状について次のことが言える。
以下、第26図を用いて説明する。
第26図は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（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３レンズ群３の、第４レンズ群４側面の上記As（ｒ）
とSs（ｒ）の比率は表20より −1.70＜As/Ss＜0.83 の関係が成り立っていることが分かる。又、第３レンズ
群３の第２レンズ群２側面のAsとSsの比は、 0.44＜As/Ss＜4.12 の関係が、同様に第１レンズ群１のスクリーン側面のAs
とSsの比は、表19より 0.64＜As/Ss＜0.87 更に、第１レンズ群１の第２レンズ群２側面のAsとSsの
比は、 1.04＜As/Ss＜1.54 の関係が成り立っていることが分かる。
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（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３レンズ群３の、第４レンズ群４側面の上記As（ｒ）
とSs（ｒ）の比率は表20より −1.70＜As/Ss＜0.83 の関係が成り立っていることが分かる。又、第３レンズ
群３の第２レンズ群２側面のAsとSsの比は、 0.44＜As/Ss＜4.12 の関係が、同様に第１レンズ群１のスクリーン側面のAs
とSsの比は、表19より 0.64＜As/Ss＜0.87 更に、第１レンズ群１の第２レンズ群２側面のAsとSsの
比は、 1.04＜As/Ss＜1.54 の関係が成り立っていることが分かる。
次に螢光面の形状であるが表６及び表11は球面形状、
他のデータは中心部より周辺部にいくにしたがい曲率半
径が大となる面形状である。第３図，第４図は投写形テ
レビの一般的な光学部品の配置を示す図であり、光学部
品はそれぞれ折り返しミラー8,9、投写レンズ11、ブラ
ウン管10である。スクリーン，投写レンズ間隔（投写距
離）の長いレンズにおいては、第４図に示すように、折
り返しミラーを２枚配置してセットのコンパクト化をは
かっている。
他のデータは中心部より周辺部にいくにしたがい曲率半
径が大となる面形状である。第３図，第４図は投写形テ
レビの一般的な光学部品の配置を示す図であり、光学部
品はそれぞれ折り返しミラー8,9、投写レンズ11、ブラ
ウン管10である。スクリーン，投写レンズ間隔（投写距
離）の長いレンズにおいては、第４図に示すように、折
り返しミラーを２枚配置してセットのコンパクト化をは
かっている。
本発明の投写レンズは、45インチ投写で投写距離が77
8.5mmと十分短く第３図に示すように折り返しミラー１
枚でセットのコンパクト化が達成できる。
8.5mmと十分短く第３図に示すように折り返しミラー１
枚でセットのコンパクト化が達成できる。
以上、本発明のレンズデータをもとにその特徴を述べ
た。次に、高コントラスト化の為の他の発明の実施例を
第28図及び第29図により説明する。第28図は、本発明の
レンズを鏡筒に組込んだ状態を示す断面図である。光軸
外の物点Ｑから発した光線のうちレンズ内鏡筒７に入射
する光線はR0〜R4の範囲で、このうちR0〜R1の範囲とR3
〜R4の範囲の光線は、内鏡筒のP0P1,P4P5の範囲で反射
するが第３レンズ群３のクラップで遮断され、鏡筒で反
射後、不要光とならない。さらにR1〜R2の範囲の光線
は、内鏡筒のP1P2で反射するが、鏡筒内面に設けた傾斜
により反射光は、第２レンズ群２、第１レンズ群１で屈
折後、スクリーン以外の方向に向うため、像点で不要光
とならない。さらに、光線R2は、第２レンズ群で屈折後
は鏡筒内壁面に入射することなく第１レンズ群で屈折し
正規な光線として像点において結像する。この為に、本
発明のレンズは不要光の発生がなく高コントラスト化が
可能となる。以上述べたように、本発明のレンズ鏡筒の
内壁面は、鏡筒の中心軸に対して傾けてあり、鏡筒の内
径が第３レンズ群から第１レンズ群に向うにつれて徐々
に大きくしている。一方構成するレンズの直径も鏡筒の
内径と同様に、第３レンズ群，第２レンズ群，第１レン
ズ群の順で徐々に大きくしている。これに対し、従来技
術のレンズは、第29図に示すようにP1′P3′の領域、及
びP4′P5′の領域で不要光が発生しコントラストを低下
させる。
た。次に、高コントラスト化の為の他の発明の実施例を
第28図及び第29図により説明する。第28図は、本発明の
レンズを鏡筒に組込んだ状態を示す断面図である。光軸
外の物点Ｑから発した光線のうちレンズ内鏡筒７に入射
する光線はR0〜R4の範囲で、このうちR0〜R1の範囲とR3
〜R4の範囲の光線は、内鏡筒のP0P1,P4P5の範囲で反射
するが第３レンズ群３のクラップで遮断され、鏡筒で反
射後、不要光とならない。さらにR1〜R2の範囲の光線
は、内鏡筒のP1P2で反射するが、鏡筒内面に設けた傾斜
により反射光は、第２レンズ群２、第１レンズ群１で屈
折後、スクリーン以外の方向に向うため、像点で不要光
とならない。さらに、光線R2は、第２レンズ群で屈折後
は鏡筒内壁面に入射することなく第１レンズ群で屈折し
正規な光線として像点において結像する。この為に、本
発明のレンズは不要光の発生がなく高コントラスト化が
可能となる。以上述べたように、本発明のレンズ鏡筒の
内壁面は、鏡筒の中心軸に対して傾けてあり、鏡筒の内
径が第３レンズ群から第１レンズ群に向うにつれて徐々
に大きくしている。一方構成するレンズの直径も鏡筒の
内径と同様に、第３レンズ群，第２レンズ群，第１レン
ズ群の順で徐々に大きくしている。これに対し、従来技
術のレンズは、第29図に示すようにP1′P3′の領域、及
びP4′P5′の領域で不要光が発生しコントラストを低下
させる。
次に、本発明のレンズ鏡筒及びレンズ組立方法を第30
図から第37図を用いて説明する。
図から第37図を用いて説明する。
第30図は、本発明のレンズ鏡筒の一実施例にレンズを
組込んだ状態を示す図であり、第31図は組込の順序を示
したものである。樹脂製の内鏡筒７の内壁面に突出する
レンズ係止爪10,11,12を形成する。前記、レンズ係止爪
10,11,12は、前記鏡筒の中心軸に向って傾けて形成す
る。又、樹脂製の内鏡筒７の内壁面にレンズ受け面13,1
4,15を形成する。かくして形成したレンズ係止爪10,11,
12と受け面13,14,15により各レンズ群を構成する単レン
ズ（以下レンズエレメントと記述）を挾持する。又レン
ズ受け面は、各レンズエレメントのクラップも兼ねてい
る。レンズの組立は、第31図に示すように、レンズ鏡筒
の像面側開口から第３レンズ群3,第２レンズ群2,第１レ
ンズ群１の順で挿入する。レンズ係止爪10,11,12は、各
レンズエレメントを挿入すると押し広げられ、レンズ受
け面13,14,15にレンズエレメントが到達すると、前記レ
ンズ係止爪10,11,12は、概略元の状態に復帰する。この
時、同時にレンズ係止爪10,11,12の先端によりレンズエ
レメントの他の面を押しつけることにより、レンズエレ
メントを挾持することができる。以上述べた本発明の鏡
筒では、レンズを一方向（像面側）から組立可能で量産
性にも優れている。又、従来行なわれていた接着剤によ
る接着等に比べても組立時間を大幅に短縮できるため製
造コストを低減できる。
組込んだ状態を示す図であり、第31図は組込の順序を示
したものである。樹脂製の内鏡筒７の内壁面に突出する
レンズ係止爪10,11,12を形成する。前記、レンズ係止爪
10,11,12は、前記鏡筒の中心軸に向って傾けて形成す
る。又、樹脂製の内鏡筒７の内壁面にレンズ受け面13,1
4,15を形成する。かくして形成したレンズ係止爪10,11,
12と受け面13,14,15により各レンズ群を構成する単レン
ズ（以下レンズエレメントと記述）を挾持する。又レン
ズ受け面は、各レンズエレメントのクラップも兼ねてい
る。レンズの組立は、第31図に示すように、レンズ鏡筒
の像面側開口から第３レンズ群3,第２レンズ群2,第１レ
ンズ群１の順で挿入する。レンズ係止爪10,11,12は、各
レンズエレメントを挿入すると押し広げられ、レンズ受
け面13,14,15にレンズエレメントが到達すると、前記レ
ンズ係止爪10,11,12は、概略元の状態に復帰する。この
時、同時にレンズ係止爪10,11,12の先端によりレンズエ
レメントの他の面を押しつけることにより、レンズエレ
メントを挾持することができる。以上述べた本発明の鏡
筒では、レンズを一方向（像面側）から組立可能で量産
性にも優れている。又、従来行なわれていた接着剤によ
る接着等に比べても組立時間を大幅に短縮できるため製
造コストを低減できる。
第32図は、本発明のレンズ鏡筒の他の実施例にレンズ
を組込んだ状態を示す図であり、第33図は組込の順序を
示したものである。組込みの順序は第3,第2,第１レンズ
群の順であり、第３レンズ群３と第２レンズ群２は、前
述した実施例と同様、レンズ係止爪11,12とレンズ受面1
4,15により挾持する。第１レンズ群１は、レンズ受面13
に押し付け、レンズ保持具10を内鏡筒７に押付ける。こ
の時、レンズ保持具は押し広げられるが内鏡筒７の段差
部に返り16が掛り元の状態に戻る。こうして第１レンズ
群１は、内鏡筒７の受け面13とレンズ保持具10の受け面
17により挾持される。本実施例においても、レンズの一
方向（像面側）からの組立可能であり、かつ接着が不要
となる。
を組込んだ状態を示す図であり、第33図は組込の順序を
示したものである。組込みの順序は第3,第2,第１レンズ
群の順であり、第３レンズ群３と第２レンズ群２は、前
述した実施例と同様、レンズ係止爪11,12とレンズ受面1
4,15により挾持する。第１レンズ群１は、レンズ受面13
に押し付け、レンズ保持具10を内鏡筒７に押付ける。こ
の時、レンズ保持具は押し広げられるが内鏡筒７の段差
部に返り16が掛り元の状態に戻る。こうして第１レンズ
群１は、内鏡筒７の受け面13とレンズ保持具10の受け面
17により挾持される。本実施例においても、レンズの一
方向（像面側）からの組立可能であり、かつ接着が不要
となる。
第34図は、本発明の他の実施例のレンズ鏡筒にレンズ
を組込んだ状態を示す図であり、第35図は組込みの順序
を示したものである。組込みの順序は第3,第２レンズ群
の順で、次で間隔環11,第１レンズ群１の順である。第
３レンズ群３は、レンズ係止爪12とレンズ受面15で挾持
する。次に第２レンズ群２をレンズ受面14に押し付け、
さらに間隔環11を押し付けレンズ受け面18との間で保持
する。最後に、第１レンズ群１を間隔環11の他の面13を
押圧しレンズ保持具10の受け面17と前記間隔環11の受け
面13との間で挾持する。本実施例においても、レンズの
一方向（像面側）からの組立が可能であり、かつ接着が
不要となる。
を組込んだ状態を示す図であり、第35図は組込みの順序
を示したものである。組込みの順序は第3,第２レンズ群
の順で、次で間隔環11,第１レンズ群１の順である。第
３レンズ群３は、レンズ係止爪12とレンズ受面15で挾持
する。次に第２レンズ群２をレンズ受面14に押し付け、
さらに間隔環11を押し付けレンズ受け面18との間で保持
する。最後に、第１レンズ群１を間隔環11の他の面13を
押圧しレンズ保持具10の受け面17と前記間隔環11の受け
面13との間で挾持する。本実施例においても、レンズの
一方向（像面側）からの組立が可能であり、かつ接着が
不要となる。
第36図は、本発明の他の実施例のレンズ鏡筒にレンズ
を組んだ状態を示す図で、間隔環12を第３レンズ群３と
第２レンズ群２の間に設けたものである。レンズの組込
みの順序は第37図に示すように、第３レンズ群3,間隔環
12,第２レンズ群2,第１レンズ群１で、鏡筒の像面側開
口から挿入しレンズ保持具10により固定される。本実施
例においても、レンズの一方向（像面側）からの組立可
能でありかつ接着が不要となる。
を組んだ状態を示す図で、間隔環12を第３レンズ群３と
第２レンズ群２の間に設けたものである。レンズの組込
みの順序は第37図に示すように、第３レンズ群3,間隔環
12,第２レンズ群2,第１レンズ群１で、鏡筒の像面側開
口から挿入しレンズ保持具10により固定される。本実施
例においても、レンズの一方向（像面側）からの組立可
能でありかつ接着が不要となる。
第38図は、前述したレンズ保持具10を斜めから 見た図である。
以上説明したように、本発明によれば、投写像のコン
トラストが従来技術によるものと比べ大幅に向上しかつ
画面中心部及び周辺部のフォーカス性能の優れた光学系
が実現できる。
トラストが従来技術によるものと比べ大幅に向上しかつ
画面中心部及び周辺部のフォーカス性能の優れた光学系
が実現できる。
又、レンズの組立て性の優れた一方向組立が可能とな
り製造コストの低減も可能となる。
り製造コストの低減も可能となる。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す断面図、第
３図及び第４図は投写形テレビの縦断面図、第５図はブ
ラウン管螢光面と凹レンズの間で生じる反射を示した説
明図、第６図は螢光面と凹レンズの間隔を変数とした場
合のスクリーン上のコントラスト変化を示す特性図、第
７図は螢光体の発光スペクトル特性図、第８図はレンズ
の面形状の定義の説明に用いる説明図、第９図乃至第25
図はそれぞれ本発明の実施例に対するMTF特性を示した
特性図、第26図は球面形状と非球面形状の違いを示す
図、第27図は本発明のレンズの光線追跡結果を示す説明
図、第28図は本発明のレンズの断面図、第29図は従来レ
ンズの断面図、第30図乃至第37図は本発明のレンズ鏡筒
の断面図、第38図は本発明のレンズ鏡筒構成部品の斜視
図である。 1,1′：第１レンズ群、2,2′：第２レンズ群、3,3′：
第３レンズ群、4,4′：第４レンズ群、5,5′：冷却液、
6,6′：ブラウン管パネル、7,7′：内鏡筒、8,8′：ブ
ラケット、9,9′：外鏡筒。
３図及び第４図は投写形テレビの縦断面図、第５図はブ
ラウン管螢光面と凹レンズの間で生じる反射を示した説
明図、第６図は螢光面と凹レンズの間隔を変数とした場
合のスクリーン上のコントラスト変化を示す特性図、第
７図は螢光体の発光スペクトル特性図、第８図はレンズ
の面形状の定義の説明に用いる説明図、第９図乃至第25
図はそれぞれ本発明の実施例に対するMTF特性を示した
特性図、第26図は球面形状と非球面形状の違いを示す
図、第27図は本発明のレンズの光線追跡結果を示す説明
図、第28図は本発明のレンズの断面図、第29図は従来レ
ンズの断面図、第30図乃至第37図は本発明のレンズ鏡筒
の断面図、第38図は本発明のレンズ鏡筒構成部品の斜視
図である。 1,1′：第１レンズ群、2,2′：第２レンズ群、3,3′：
第３レンズ群、4,4′：第４レンズ群、5,5′：冷却液、
6,6′：ブラウン管パネル、7,7′：内鏡筒、8,8′：ブ
ラケット、9,9′：外鏡筒。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 博樹 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 森 繁 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 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 (72)発明者 實方 寛 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 昭62−174711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−3228（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−294406（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−278520（ＪＰ，Ａ)
Claims (23)
- 【請求項１】映像発生源に映し出された映像をスクリー
ン上に拡大投写するための投写用レンズであって、スク
リーン側から前記映像発生源側へ順に配置された、第１
レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ
群を有し、 前記第１レンズ群は、前記スクリーンに対し両面共に凸
面のメニスカス形状で、少なくとも一面が非球面形状の
レンズ素子を含み、 前記第２レンズ群は、正の屈折力を有する両凸のガラス
製レンズ素子を含み、 前記第３レンズ群は、映像発生源側のレンズ面がスクリ
ーン側に曲率中心を有する非球面形状で、かつ中心部が
正の屈折力を有するプラスチック製のレンズ素子を含
み、 前記第４群レンズは、前記映像発生源を冷却するための
冷却液と接触するメニスカスレンズであって、スクリー
ン側レンズ面がスクリーン側に曲率中心を持った非球面
で、画像発生源側のレンズ面がスクリーン側に曲率中心
を持つ球面に形成されたプラスチック製の負レンズを含
み、 下記の条件を満足することを特徴とする投写用レンズ。 0.06＜f0/f1＜0.17 0.82＜f0/f2＜0.87 0.31＜f0/f3＜0.43 −0.75＜f0/f4＜−0.54 ただし、 f0:全レンズ系の焦点距離 f1:第１レンズ群の焦点距離 f2:第２レンズ群の焦点距離 f3:第３レンズ群の焦点距離 f4:第４群レンズの焦点距離 - 【請求項２】前記第１レンズ群を構成するレンズ素子の
うち、少なくとも１枚のレンズ素子の前記第２レンズ群
側レンズ面の非球面量As/Ssが、次の関係を有すること
を特徴とする請求項１に記載の投写用レンズ。 1.04＜As/Ss ただし、 As:非球面サグ量 Ss:球面サグ量 - 【請求項３】前記第１レンズ群を構成するレンズ素子の
うち、少なくとも１枚のレンズ素子のスクリーン側レン
ズ面の非球面量As/Ssが次の関係を有することを特徴と
する請求項１に記載の投写用レンズ。 0.64＜As/Ss ただし、 As:非球面サグ量 Ss:球面サグ量 - 【請求項４】前記第３レンズ群を構成するレンズ素子の
うち、少なくとも１枚のレンズ素子の第４レンズ群側レ
ンズ面の非球面量As/Ssが、次の関係を有することを特
徴とする請求項１に記載の投写用レンズ。 −1.70＜As/Ss ただし、 As:非球面サグ量 Ss:球面サグ量 - 【請求項５】前記第３レンズ群を構成するレンズ素子の
うち、少なくとも１枚のレンズ素子の第２レンズ群側レ
ンズ面の非球面量As/Ssが、次の関係を有することを特
徴とする請求項１に記載の投写用レンズ。 0.44＜As/Ss ただし、 As:非球面サグ量 Ss:球面サグ量 - 【請求項６】前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との
レンズ素子の間隔l67と、前記第２レンズ群と前記第３
レンズ群とのレンズ素子の間隔l45とが、次の関係を有
することを特徴とする請求項１に記載の投写用レンズ。 1.29＜l67/l45 - 【請求項７】前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との
レンズ素子の間隔l34が、全レンズ系の焦点距離f0に対
して次の関係を有することを特徴とする請求項１に記載
の投写型用レンズ。 l34/f0＜0.49 - 【請求項８】前記映像発生源は、その蛍光面ガラスが電
子銃側に凸の形状を有することを特徴とする請求項１に
記載の投写用レンズ。 - 【請求項９】前記映像発生源は、その蛍光面ガラスがス
クリーン側に曲率中心を持ち、その曲率半径を中心部よ
りも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。 - 【請求項１０】前記第１群レンズを構成するレンズ素子
の第２レンズ群側レンズ面のクラップ径D2と、前記第２
レンズ群を構成するレンズ素子の前記第３レンズ群側レ
ンズ面のクラップ径D4との比D2/D4、及び前記全レンズ
系の焦点距離f0に対する前記第１レンズ群を構成するレ
ンズ素子と前記第２レンズ群を構成するレンズ素子との
面間隔l23が、次の関係を満足することを特徴とする請
求項１に記載の投写用レンズ。 1.19＜D2/D4＜1.3 0.40＜l23/f0＜0.50 - 【請求項１１】前記第１レンズ群を構成するレンズ素子
の第２レンズ群側レンズ面のクラップ径D2と、レンズ全
長L0との関係が以下の条件を満足することを特徴とする
請求項１に記載の投写用レンズ。 0.6＜D2/L0 - 【請求項１２】前記第２レンズ群を構成するレンズ素子
の第３レンズ群側レンズ面のクラップ径D4と、前記第３
レンズ群を構成するレンズ素子の前記第４レンズ群側レ
ンズ面のクラップ径D6との比D4/D6、及び前記第２レン
ズ群と前記第３レンズ群を構成するレンズの面間隔l45
が、次の関係を満足することを特徴とする請求項１に記
載の投写用レンズ。 1.15＜D4/D6＜1.26 1.29＜l67/l45＜1.81 - 【請求項１３】前記第１レンズ群を構成するレンズ素子
の第２レンズ群側レンズ面のクラップ径D2と、前記第２
レンズ群を構成するレンズ素子の前記第３レンズ群側レ
ンズ面のクラップ径D4と、前記第３レンズ群を構成する
レンズ素子の前記第４レンズ群側レンズ面のクラップ径
D6との関係が、下記条件を満足することを特徴とする請
求項１に記載の投写用レンズ。 D6＜D4＜D2 - 【請求項１４】前記第１レンズ群を構成するレンズ素子
の少なくとも一つは、正の屈折力を有し、かつその材料
としてポリカーボネイトが用いられ、前記第４レンズ群
を構成するレンズ素子の少なくと一つは、その材料とし
てポリメチルメタクリレートが用いられることを特徴と
する請求項１に記載の投写用レンズ。 - 【請求項１５】前記第３レンズ群を構成するレンズ素子
の少なくとも一つは、その材料としてポリカーボネイト
が用いられることを特徴とする請求項１に記載の投写用
レンズ。 - 【請求項１６】前記第４レンズ群を構成するプラスチッ
ク製の負レンズの屈折率N1、前記冷却液の屈折率N2及び
前記映像発生源の蛍光面ガラスの屈折率N3が、下記の条
件を満足することを特徴とする請求項１に記載の投写用
レンズ。 N2≦N1≦N3 - 【請求項１７】少なくとも前記第１レンズ群乃至第３レ
ンズ群のレンズ素子は、それぞれスクリーン側から映像
発生源側へ向けて順次内径が小さくなるレンズ鏡筒によ
り保持されることを特徴とする請求項１に記載の投写用
レンズ。 - 【請求項１８】前記レンズ鏡筒は、その内壁に、該レン
ズ鏡筒の半径方向に凹のレンズ受け部とレンズ係止爪が
形成され、該レンズ受け部とレンズ係止爪により前記レ
ンズ素子を挟持して保持することを特徴とする請求項17
に記載の投写用レンズ。 - 【請求項１９】前記レンズ鏡筒の内面径とほぼ同一外形
の円筒によりレンズ素子相互間の間隔を保つように構成
したことを特徴とする請求項17に記載の投写用レンズ。 - 【請求項２０】映像発生源と、該映像発生源の蛍光面に
映し出された映像をスクリーン上に拡大投写するための
複数のレンズ素子を有する投写用レンズとを備えた投写
型画像表示装置において、 前記投写用レンズは、前記画像発生源に最も近いレンズ
素子としてスクリーン側に凹のメニスカスレンズが用い
られ、 前記メニスカスレンズと前記映像発生源の蛍光面とによ
り形成される空間に、該映像発生源を冷却するための冷
却液が封入され、 前記凹メニスカスレンズのの屈折率N1、前記冷却液の屈
折率N2及び前記映像発生源の蛍光面ガラスの屈折率N
3が、 N2≦N1≦N3 を満足し、かつ、前記凹メニスカスレンズの空気側レン
ズ面の平均曲率半径をRD3、前記蛍光面から凹メニスカ
スレンズの空気側レンズ面までの距離をl1、前記蛍光面
の平均曲率半径をRD0、前記蛍光面の中心から発した光
と光軸とのなす角度をθ、記蛍光面の中心から発した光
の前記凹メニスカスレンズの空気側レンズ面への入射角
をγとしたとき、以下の式で求められる蛍光面での蛍光
面中心からの高さＨが、蛍光面の有効表示領域高さL1に
対して次の関係を有することを特徴とする投写型画像表
示装置。 Ｈ≧0.8L1 ただし、 Ｈ＝−RD0/tan（θ＋２δ）＋［｛RD0/tan（θ＋ ２δ）｝２＋２・RD0・Ｈ′/tan（θ＋２δ）］1/2 ｈ＝RD3/tanθ−｛（RD3/tanθ）２−２・RD3・l1｝1/2 Ｈ′＝ｈ＋｛l1＋RD3・（１−COSδ）｝・tan（θ＋２
γ） γ＝θ＋δ＝sin-1（1/N1） δ＝sin-1（h/RD3） - 【請求項２１】映像発生源と、該映像発生源の蛍光面に
映し出された映像をスクリーン上に拡大投写するための
複数のレンズ素子を有する投写用レンズとを備えた投写
型画像表示装置において、 前記投写用レンズは、前記画像発生源に最も近いレンズ
素子としてスクリーン側に凹のメニスカスレンズが用い
られ、 前記メニスカスレンズと前記映像発生源の蛍光面とによ
り形成される空間に、該映像発生源を冷却するための冷
却液が封入して該メニスカスレンズに接合する負レンズ
を形成し、 前記蛍光面中心を基準とした蛍光面の有効表示領域高さ
をL1、前記蛍光面の中心と、該中心から発せられた光が
前記凹メニスカスレンズの空気側レンズ面で全反射して
前記蛍光面に到達した点との距離をＨとしたとき、前記
L1とＨとが下記の条件を満足するように構成したことを
特徴とする投写型画像表示装置。 Ｈ≧0.8L1 - 【請求項２２】映像発生源と、該映像発生源の蛍光面に
映し出された映像をスクリーン上に拡大投写するための
複数のレンズ素子を有する投写用レンズとを備えた投写
型画像表示装置において、 前記投写用レンズは、前記画像発生源に最も近いレンズ
素子としてスクリーン側に凹のメニスカスレンズが用い
られ、 前記蛍光面中心を基準とした蛍光面の有効表示領域高さ
をL1、前記蛍光面の中心と、該中心から発せられた光が
前記凹メニスカスレンズの空気側レンズ面で全反射して
前記蛍光面に到達した点との距離をＨとしたとき、前記
L1とＨとが下記の条件を満足するように構成したことを
特徴とする投写型画像表示装置。 Ｈ≧0.8L1 - 【請求項２３】前記凹メニスカスレンズは、そのスクリ
ーン側レンズ面が非球面であことを特徴とする請求項21
または22に記載の投写型画像表示装置。
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| JP62-309604 | 1987-12-09 | ||
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- 1988-04-29 US US07/188,482 patent/US4948237A/en not_active Expired - Lifetime
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