JP3466002B2 - レトロフォーカス型レンズ - Google Patents
レトロフォーカス型レンズInfo
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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
- G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/04—Reversed telephoto objectives
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焦点距離に対し長
いバックフォーカル長を必要とする投写光学系に適し、
例えば液晶表示素子を映像源とする投写型表示装置など
に搭載されるレトロフォーカス型レンズに関するもので
ある。
いバックフォーカル長を必要とする投写光学系に適し、
例えば液晶表示素子を映像源とする投写型表示装置など
に搭載されるレトロフォーカス型レンズに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１９は従来の液晶プロジェクタの光学
系の説明図である。図において、１はランプ１２０と反
射鏡１３０とから成る光源であり、光源１は照明光束２
を出射する。照明光束２の出射方向には青色光を反射し
緑、赤色光を透過するダイクロイックミラー３Ｂ、緑色
光を反射し赤色光を透過するダイクロイックミラー３
Ｇ、および光を全反射するミラー４ａが配設されてい
る。ダイクロイックミラー３Ｂの反射方向には光を全反
射するミラー４ｂが配設され、ミラー４ｂの反射方向に
は液晶パネル５Ｂが設けられている。ダイクロイックミ
ラー３Ｇの反射方向には液晶パネル５Ｇが設けられてい
る。ミラー４ａの反射方向には光を全反射するミラー４
ｃが配設され、ミラー４ｃの反射方向には液晶パネル５
Ｒが設けられている。液晶パネル５Ｒ、５Ｇ、５Ｂに囲
まれるダイクロイックプリズム６は赤、青色光を選択的
に反射し、緑色光を選択的に透過することにより、ダイ
クロイックプリズム６の出射方向へ赤、青、緑の合成さ
れた光束を導く。ダイクロイックプリズム６の出射方向
には投写レンズ７が配設されており、入射光束を拡大投
影する。前記光学系と投写レンズは匡体２００に保持さ
れ、投写器３００を構成する。
系の説明図である。図において、１はランプ１２０と反
射鏡１３０とから成る光源であり、光源１は照明光束２
を出射する。照明光束２の出射方向には青色光を反射し
緑、赤色光を透過するダイクロイックミラー３Ｂ、緑色
光を反射し赤色光を透過するダイクロイックミラー３
Ｇ、および光を全反射するミラー４ａが配設されてい
る。ダイクロイックミラー３Ｂの反射方向には光を全反
射するミラー４ｂが配設され、ミラー４ｂの反射方向に
は液晶パネル５Ｂが設けられている。ダイクロイックミ
ラー３Ｇの反射方向には液晶パネル５Ｇが設けられてい
る。ミラー４ａの反射方向には光を全反射するミラー４
ｃが配設され、ミラー４ｃの反射方向には液晶パネル５
Ｒが設けられている。液晶パネル５Ｒ、５Ｇ、５Ｂに囲
まれるダイクロイックプリズム６は赤、青色光を選択的
に反射し、緑色光を選択的に透過することにより、ダイ
クロイックプリズム６の出射方向へ赤、青、緑の合成さ
れた光束を導く。ダイクロイックプリズム６の出射方向
には投写レンズ７が配設されており、入射光束を拡大投
影する。前記光学系と投写レンズは匡体２００に保持さ
れ、投写器３００を構成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１９に示した投写器
では、投写レンズ７と映像源である液晶パネル５との間
にダイクロイックプリズム６が配されるため、投写レン
ズに長いバックフォーカル長が要求される。また、この
投写器を用いてスクリーン裏面より投影する方式のリア
型プロジェクタを構成する場合、プロジェクタセットの
外形寸法が必要以上に大きくならないようにするため
に、投写レンズからスクリーンに至る距離は短いほうが
好ましい。つまり投写レンズにおいては、広角投写レン
ズが望まれる。さらに、投写レンズ７と映像源である液
晶パネル５の間に配されるダイクロイックプリズム６
は、入射される光束の入射角に依存し、その分光透過
率、反射率が変化するため、前述の照明光束２は平行光
束となるよう設計されている。従って、投写レンズ７に
入射する光束は平行光束である。この様な光学系に従来
のような広角投写レンズを用いると、特に映像源の画面
周辺部から投写レンズへ入射する光束が極端に少なくな
り、投写映像の画面周辺部が暗くなる。従って、映像源
の各位置から入射する光束の主光線が、投写レンズの光
軸に対して略平行になるような構成（テレセントリッ
ク）が望まれる。
では、投写レンズ７と映像源である液晶パネル５との間
にダイクロイックプリズム６が配されるため、投写レン
ズに長いバックフォーカル長が要求される。また、この
投写器を用いてスクリーン裏面より投影する方式のリア
型プロジェクタを構成する場合、プロジェクタセットの
外形寸法が必要以上に大きくならないようにするため
に、投写レンズからスクリーンに至る距離は短いほうが
好ましい。つまり投写レンズにおいては、広角投写レン
ズが望まれる。さらに、投写レンズ７と映像源である液
晶パネル５の間に配されるダイクロイックプリズム６
は、入射される光束の入射角に依存し、その分光透過
率、反射率が変化するため、前述の照明光束２は平行光
束となるよう設計されている。従って、投写レンズ７に
入射する光束は平行光束である。この様な光学系に従来
のような広角投写レンズを用いると、特に映像源の画面
周辺部から投写レンズへ入射する光束が極端に少なくな
り、投写映像の画面周辺部が暗くなる。従って、映像源
の各位置から入射する光束の主光線が、投写レンズの光
軸に対して略平行になるような構成（テレセントリッ
ク）が望まれる。
【０００４】本発明は上記のような課題を解消するため
になされたもので、液晶パネルを映像源とする投写型表
示装置に搭載される投写レンズに関し、焦点距離に対し
てバックフォーカル長が長く、映像源側でテレセントリ
ックなレトロフォーカス型レンズ（負の屈折力を有する
前群レンズおよび正の屈折力を有する後群レンズから構
成される投写レンズ）を得ることを目的とする。
になされたもので、液晶パネルを映像源とする投写型表
示装置に搭載される投写レンズに関し、焦点距離に対し
てバックフォーカル長が長く、映像源側でテレセントリ
ックなレトロフォーカス型レンズ（負の屈折力を有する
前群レンズおよび正の屈折力を有する後群レンズから構
成される投写レンズ）を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレトロフォ
ーカス型レンズは、スクリーン側から順に、負の屈折力
を有する第１群レンズ、正の屈折力を有する第２群レン
ズ、正の屈折力を有する第３群レンズから成り、第１群
レンズは負の屈折力を有するレンズエレメントのみで構
成するものを含む。
ーカス型レンズは、スクリーン側から順に、負の屈折力
を有する第１群レンズ、正の屈折力を有する第２群レン
ズ、正の屈折力を有する第３群レンズから成り、第１群
レンズは負の屈折力を有するレンズエレメントのみで構
成するものを含む。
【０００６】また、本発明の請求項１に係るレトロフォ
ーカス型レンズは、スクリーン側から順に、負の屈折力
を有する第１レンズと負の屈折力を有する第２レンズか
ら成る第１群レンズ、正の屈折力を有する第３レンズか
ら成る第２群レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、
第４レンズに貼り合わされ負の屈折力を有する第５レン
ズ、正の屈折力を有する第６レンズと正の屈折力を有す
る第７レンズから成る第３群レンズの３つの群から成る
構成とするものである。
ーカス型レンズは、スクリーン側から順に、負の屈折力
を有する第１レンズと負の屈折力を有する第２レンズか
ら成る第１群レンズ、正の屈折力を有する第３レンズか
ら成る第２群レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、
第４レンズに貼り合わされ負の屈折力を有する第５レン
ズ、正の屈折力を有する第６レンズと正の屈折力を有す
る第７レンズから成る第３群レンズの３つの群から成る
構成とするものである。
【０００７】また、本発明の請求項１に係るレトロフォ
ーカス型レンズは、下記条件を満足するよう構成するも
のである。 １．３ ＜ Ｄ１ ／ｆ ＜ １．８ ‥‥‥ （１） ０．７ ＜ ｆ２ ／ｆ３ ＜ １．１ ‥‥‥ （２） １．１ ＜ ｜ｆ１｜／ｆ ＜ １．６ ‥‥‥ （３） ただし、 Ｄ１ ： 第２レンズ〜第３レンズの空気間隔 ｆ ： 投写レンズ全系の焦点距離 ｆ２ ： 第２群レンズの焦点距離 ｆ３ ： 第３群レンズの焦点距離 ｜ｆ１｜： 第１群レンズの焦点距離の絶対値
ーカス型レンズは、下記条件を満足するよう構成するも
のである。 １．３ ＜ Ｄ１ ／ｆ ＜ １．８ ‥‥‥ （１） ０．７ ＜ ｆ２ ／ｆ３ ＜ １．１ ‥‥‥ （２） １．１ ＜ ｜ｆ１｜／ｆ ＜ １．６ ‥‥‥ （３） ただし、 Ｄ１ ： 第２レンズ〜第３レンズの空気間隔 ｆ ： 投写レンズ全系の焦点距離 ｆ２ ： 第２群レンズの焦点距離 ｆ３ ： 第３群レンズの焦点距離 ｜ｆ１｜： 第１群レンズの焦点距離の絶対値
【０００８】また、本発明の請求項２に係るレトロフォ
ーカス型レンズは、第１レンズおよび第７レンズの少な
くとも１面に非球面を有する構成とするものである。
ーカス型レンズは、第１レンズおよび第７レンズの少な
くとも１面に非球面を有する構成とするものである。
【０００９】また、本発明の請求項３に係るレトロフォ
ーカス型レンズは、第２群レンズの近傍に全レンズ系の
明るさを制御する絞り手段を配するものである。
ーカス型レンズは、第２群レンズの近傍に全レンズ系の
明るさを制御する絞り手段を配するものである。
【００１０】また、本発明の請求項４に係るレトロフォ
ーカス型レンズは、第１群レンズと第２群レンズの間に
光路を折り曲げるためのミラーを配するものである。
ーカス型レンズは、第１群レンズと第２群レンズの間に
光路を折り曲げるためのミラーを配するものである。
【００１１】また、本発明の請求項５に係るレトロフォ
ーカス型レンズは、第２群レンズと第３群レンズの間に
光路を折り曲げるためのミラーを配するものである。
ーカス型レンズは、第２群レンズと第３群レンズの間に
光路を折り曲げるためのミラーを配するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の各請求項に係るレトロフ
ォーカス型レンズにおいては、以下のような作用を有す
る。本発明の請求項１のレトロフォーカス型レンズにお
いては、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レン
ズと映像源の間にプリズムを配置可能な長いバックフォ
ーカル長を確保することが可能である。また、映像源側
から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線が
光軸に対して略平行であることから、高い周辺光量比を
確保できる。また、第１群レンズが負のパワーを有する
レンズエレメントのみから構成されることから、第１群
における表面反射に起因する集光性の高い迷光を低減で
きる。
ォーカス型レンズにおいては、以下のような作用を有す
る。本発明の請求項１のレトロフォーカス型レンズにお
いては、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レン
ズと映像源の間にプリズムを配置可能な長いバックフォ
ーカル長を確保することが可能である。また、映像源側
から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線が
光軸に対して略平行であることから、高い周辺光量比を
確保できる。また、第１群レンズが負のパワーを有する
レンズエレメントのみから構成されることから、第１群
における表面反射に起因する集光性の高い迷光を低減で
きる。
【００１３】また、本発明の請求項１のレトロフォーカ
ス型レンズにおいては、請求項３に示した条件式（１）
は前群、後群のパワーバランスをとるとともにミラース
ペースを確保するための条件式であり、上限を越えると
軸外光線が広がり第１群レンズの外形寸法が必要以上に
大きくなるとともに、投写レンズの全長が長くなり投写
光学系のコンパクト化を妨げることになる。また、下限
を越えると光路を折り曲げるためのミラーを配するスペ
ースを確保することが困難になるとともに、第１群レン
ズの負のパワーが大きくなり、球面収差等の軸外収差の
補正が困難となる。
ス型レンズにおいては、請求項３に示した条件式（１）
は前群、後群のパワーバランスをとるとともにミラース
ペースを確保するための条件式であり、上限を越えると
軸外光線が広がり第１群レンズの外形寸法が必要以上に
大きくなるとともに、投写レンズの全長が長くなり投写
光学系のコンパクト化を妨げることになる。また、下限
を越えると光路を折り曲げるためのミラーを配するスペ
ースを確保することが困難になるとともに、第１群レン
ズの負のパワーが大きくなり、球面収差等の軸外収差の
補正が困難となる。
【００１４】さらに、条件式（２）は長いバックフォー
カル長を確保するとともにテレセントリック性を保つた
めの条件式であり、上限を越えると第３群レンズの正の
パワーが大きくなり、軸外の主光線を略平行に保つテレ
セントリックの構成が困難となるとともに、歪曲収差の
補正が困難となる。また、下限を越えると第３群レンズ
の正の屈折力が弱くなり、レトロフォーカス型の構成が
弱くなり長いバックフォーカル長を確保することが困難
となる。
カル長を確保するとともにテレセントリック性を保つた
めの条件式であり、上限を越えると第３群レンズの正の
パワーが大きくなり、軸外の主光線を略平行に保つテレ
セントリックの構成が困難となるとともに、歪曲収差の
補正が困難となる。また、下限を越えると第３群レンズ
の正の屈折力が弱くなり、レトロフォーカス型の構成が
弱くなり長いバックフォーカル長を確保することが困難
となる。
【００１５】さらにまた、条件式（３）は長いバックフ
ォーカル長を確保し、前群のパワーを限定することによ
り軸外収差を良好に補正し、必要以上にレンズが大きく
ならないようにするための条件式であり、上限を越える
と第１群レンズの負の屈折力が弱くなり、レトロフォー
カス型の構成が弱くなるので、長いバックフォーカル長
を確保することが困難となる。さらに、第１群レンズの
外形寸法が必要以上に大きくなる。また、下限を越える
と第１群の負の屈折力が大きくなり、軸外収差の補正が
困難となる。
ォーカル長を確保し、前群のパワーを限定することによ
り軸外収差を良好に補正し、必要以上にレンズが大きく
ならないようにするための条件式であり、上限を越える
と第１群レンズの負の屈折力が弱くなり、レトロフォー
カス型の構成が弱くなるので、長いバックフォーカル長
を確保することが困難となる。さらに、第１群レンズの
外形寸法が必要以上に大きくなる。また、下限を越える
と第１群の負の屈折力が大きくなり、軸外収差の補正が
困難となる。
【００１６】また、本発明の請求項２のレトロフォーカ
ス型レンズにおいては、第１および第７レンズの少なく
とも１面に非球面を有し、少ないレンズ枚数で、球面収
差、歪曲収差および高次の諸収差を高度に補正する。
ス型レンズにおいては、第１および第７レンズの少なく
とも１面に非球面を有し、少ないレンズ枚数で、球面収
差、歪曲収差および高次の諸収差を高度に補正する。
【００１７】また、本発明の請求項３のレトロフォーカ
ス型レンズにおいては、第２群レンズの近傍に絞り手段
を配することにより、投写レンズに至るまでの照明系の
特性に合わせた、明るさ、結像性能を任意に選択でき
る。
ス型レンズにおいては、第２群レンズの近傍に絞り手段
を配することにより、投写レンズに至るまでの照明系の
特性に合わせた、明るさ、結像性能を任意に選択でき
る。
【００１８】また、本発明の請求項４のレトロフォーカ
ス型レンズにおいては、第１群レンズと第２群レンズの
間に光路を折り曲げるためのミラーを配することによ
り、投写光学系全体のコンパクト化を実現する。
ス型レンズにおいては、第１群レンズと第２群レンズの
間に光路を折り曲げるためのミラーを配することによ
り、投写光学系全体のコンパクト化を実現する。
【００１９】また、本発明の請求項５のレトロフォーカ
ス型レンズにおいては、第２群レンズと第３群レンズの
間に光路を折り曲げるためのミラーを配することによ
り、投写光学系全体のコンパクト化を実現する。
ス型レンズにおいては、第２群レンズと第３群レンズの
間に光路を折り曲げるためのミラーを配することによ
り、投写光学系全体のコンパクト化を実現する。
【００２０】以下、本発明の実施の形態について述べ
る。 実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１におけるレ
トロフォーカス型レンズの構成である。図に示すレトロ
フォーカス型レンズは、負の屈折力を有する第１レンズ
Ｌ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２から成り負の
屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する第２群レン
ズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、第４レン
ズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、
正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の屈折力を有す
る第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有する第３群レ
ンズＧ３で構成される。
る。 実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１におけるレ
トロフォーカス型レンズの構成である。図に示すレトロ
フォーカス型レンズは、負の屈折力を有する第１レンズ
Ｌ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２から成り負の
屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する第２群レン
ズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、第４レン
ズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、
正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の屈折力を有す
る第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有する第３群レ
ンズＧ３で構成される。
【００２１】本実施の形態のレトロフォーカス型レンズ
の数値例を表１に示す。
の数値例を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表に示すＳはレンズの面番号を表しており
ＯＢＪはスクリーン、ＩＭＧは液晶面を示す。また、Ｒ
は曲率半径、Ｔは面間隔、Ｎはｄ線（５４６．１ｎｍ）
の波長に対する硝材の屈折率、νｄはｄ線における分散
である。表１に示されるとおり、本実施の形態において
は、第１レンズＬ１のレンズ面Ｓ１、Ｓ２、および第７
レンズＬ７のレンズ面Ｓ１３、Ｓ１４を非球面としてい
る。なおここで、非球面の形状は面頂点を基準とし、光
軸方向の距離をＺ、光軸に垂直な方向への距離をＹ、コ
ーニック係数をＫ、曲率半径をＲ、４次の非球面係数を
Ａ、同様に６次の係数をＢ、８次の係数をＣ、１０次の
係数をＤとしたとき、次式で表わされる。
ＯＢＪはスクリーン、ＩＭＧは液晶面を示す。また、Ｒ
は曲率半径、Ｔは面間隔、Ｎはｄ線（５４６．１ｎｍ）
の波長に対する硝材の屈折率、νｄはｄ線における分散
である。表１に示されるとおり、本実施の形態において
は、第１レンズＬ１のレンズ面Ｓ１、Ｓ２、および第７
レンズＬ７のレンズ面Ｓ１３、Ｓ１４を非球面としてい
る。なおここで、非球面の形状は面頂点を基準とし、光
軸方向の距離をＺ、光軸に垂直な方向への距離をＹ、コ
ーニック係数をＫ、曲率半径をＲ、４次の非球面係数を
Ａ、同様に６次の係数をＢ、８次の係数をＣ、１０次の
係数をＤとしたとき、次式で表わされる。
【００２４】
【数１】
【００２５】図１および表１に示したＳ７は、レンズ内
に配された絞り手段を示している。絞りは、投写画像の
明るさと解像力のバランスを調整する。例えば図１９の
従来例において、照明光束２が限りなくレンズの光軸に
平行な場合、投写レンズ７のテレセントリック性により
絞りＳ７の開口径を小さくしても十分な明るさを得るこ
とができる。しかしながら実際には照明光束２は、ある
角度分布をもって液晶面を照明しており、絞りＳ７の開
口径をあまり小さくすると十分な投写画像の明るさを得
ることができなくなる。逆に、Ｓ７の開口径を大きくし
て明るさをかせぐと、レンズのテレセントリック性のた
め液晶面にある角度をもって入射する光線が解像力を損
なうおそれがある。したがって、Ｓ７は照明系、レンズ
の組み合わせによって任意にその開口径が変えられるよ
うな構成が望ましい。
に配された絞り手段を示している。絞りは、投写画像の
明るさと解像力のバランスを調整する。例えば図１９の
従来例において、照明光束２が限りなくレンズの光軸に
平行な場合、投写レンズ７のテレセントリック性により
絞りＳ７の開口径を小さくしても十分な明るさを得るこ
とができる。しかしながら実際には照明光束２は、ある
角度分布をもって液晶面を照明しており、絞りＳ７の開
口径をあまり小さくすると十分な投写画像の明るさを得
ることができなくなる。逆に、Ｓ７の開口径を大きくし
て明るさをかせぐと、レンズのテレセントリック性のた
め液晶面にある角度をもって入射する光線が解像力を損
なうおそれがある。したがって、Ｓ７は照明系、レンズ
の組み合わせによって任意にその開口径が変えられるよ
うな構成が望ましい。
【００２６】本実施の形態におけるＤ１／ｆ、ｆ２／ｆ
３、および｜ｆ１｜／ｆは表１に示すような値をとり、
上記の条件式（１）〜（３）を満足する。さらに、投写
レンズと液晶面との間にプリズムが配置できるよう長い
バックフォーカル長を有している。また、各画角におけ
る主光線は液晶パネル側でレンズ光軸に対して略平行に
なるように設計されており、十分な周辺光量を確保する
とともにプリズムでの透過、反射が画面内で均一となる
ため投写画像の色むらを軽減している。
３、および｜ｆ１｜／ｆは表１に示すような値をとり、
上記の条件式（１）〜（３）を満足する。さらに、投写
レンズと液晶面との間にプリズムが配置できるよう長い
バックフォーカル長を有している。また、各画角におけ
る主光線は液晶パネル側でレンズ光軸に対して略平行に
なるように設計されており、十分な周辺光量を確保する
とともにプリズムでの透過、反射が画面内で均一となる
ため投写画像の色むらを軽減している。
【００２７】次に、本レンズの光学性能を示す縦収差を
図８に示す。図中の球面収差は、６１０ｎｍの波長ＷＬ
１、５４６．１ｎｍの波長ＷＬ２、４７０ｎｍの波長Ｗ
Ｌ３について示してある。図中の非点収差は、軸外の主
光線と光軸を含む面をメリジオナル面Ｍ、軸外の主光線
を含みメリジオナル面に直交する面をサジタル面Ｓとし
て表している。映像源に液晶パネルを用いた投写型表示
装置では、画面全体にわたる色ずれ、投写画面の歪みを
他の手段で補正することができないため、レンズの色収
差、歪曲収差等の大小が、そのまま投写画像の品質に大
きく関わる。本レンズでは、各収差とも良好に補正さ
れ、使用に十分な性能を得た。また、メリジオナル面Ｍ
およびサジタル面Ｓのそれぞれにおけるレンズの結像性
能を表すＭＴＦ特性を図１３に示す。図１３の縦軸は解
像度の指標となるＭＴＦ、横軸は画面の中心から隅部ま
でを相対値で示しており、０．０が中心、１．０が隅部
に相当する。計算条件は波長５４６．１ｎｍ、空間周波
数５ｌｐ／ｍｍであり、十分な解像力を有している。
図８に示す。図中の球面収差は、６１０ｎｍの波長ＷＬ
１、５４６．１ｎｍの波長ＷＬ２、４７０ｎｍの波長Ｗ
Ｌ３について示してある。図中の非点収差は、軸外の主
光線と光軸を含む面をメリジオナル面Ｍ、軸外の主光線
を含みメリジオナル面に直交する面をサジタル面Ｓとし
て表している。映像源に液晶パネルを用いた投写型表示
装置では、画面全体にわたる色ずれ、投写画面の歪みを
他の手段で補正することができないため、レンズの色収
差、歪曲収差等の大小が、そのまま投写画像の品質に大
きく関わる。本レンズでは、各収差とも良好に補正さ
れ、使用に十分な性能を得た。また、メリジオナル面Ｍ
およびサジタル面Ｓのそれぞれにおけるレンズの結像性
能を表すＭＴＦ特性を図１３に示す。図１３の縦軸は解
像度の指標となるＭＴＦ、横軸は画面の中心から隅部ま
でを相対値で示しており、０．０が中心、１．０が隅部
に相当する。計算条件は波長５４６．１ｎｍ、空間周波
数５ｌｐ／ｍｍであり、十分な解像力を有している。
【００２８】以上のように、実施の形態１のレトロフォ
ーカス型レンズにおいては、負の屈折力を有する第１群
レンズＧ１、正の屈折力を有する第２群レンズＧ２、正
の屈折力を有する第３群レンズＧ３から成り、第１群レ
ンズＧ１は負の屈折力を有するレンズエレメントのみで
構成されるので、第１群レンズＧ１のレンズ面間の反射
に起因する集光性の高い迷光が生じことがなく、コント
ラストの優れた投影像を得ることができる。
ーカス型レンズにおいては、負の屈折力を有する第１群
レンズＧ１、正の屈折力を有する第２群レンズＧ２、正
の屈折力を有する第３群レンズＧ３から成り、第１群レ
ンズＧ１は負の屈折力を有するレンズエレメントのみで
構成されるので、第１群レンズＧ１のレンズ面間の反射
に起因する集光性の高い迷光が生じことがなく、コント
ラストの優れた投影像を得ることができる。
【００２９】また、スクリーン側から順に、負の屈折力
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
【００３０】さらに、上記の条件式（１）〜（３）を満
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。さらにまた、第１レンズＬ１お
よび第７レンズＬ７の少なくとも１面を非球面としてい
るので、少ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差およ
び高次の諸収差を高度に補正することができ、広画角か
つ良好な解像力を得ることができる。
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。さらにまた、第１レンズＬ１お
よび第７レンズＬ７の少なくとも１面を非球面としてい
るので、少ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差およ
び高次の諸収差を高度に補正することができ、広画角か
つ良好な解像力を得ることができる。
【００３１】加えて、第２群レンズの近傍に絞り手段Ｓ
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
【００３２】実施の形態２．図２は本発明の実施の形態
２におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である。
本実施の形態におけるレトロフォーカス型レンズは、実
施の形態１のものと同様に、負の屈折力を有する第１レ
ンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２から成り
負の屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有
する第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する第２群
レンズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、第４
レンズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５レンズＬ
５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の屈折力を
有する第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有する第３
群レンズＧ３で構成される。
２におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である。
本実施の形態におけるレトロフォーカス型レンズは、実
施の形態１のものと同様に、負の屈折力を有する第１レ
ンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２から成り
負の屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有
する第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する第２群
レンズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、第４
レンズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５レンズＬ
５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の屈折力を
有する第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有する第３
群レンズＧ３で構成される。
【００３３】本実施の形態のレトロフォーカス型レンズ
の数値例を表２に示す。
の数値例を表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】また、レンズの縦収差、ＭＴＦの像高特性
をそれぞれ図９および図１４に示す。本実施の形態のレ
ンズは、表２に示すように上記の式（１）〜（３）で示
される条件を満足し、かつ図９および図１４に示すよう
に良好に収差が補正されており、使用上十分な解像力を
有している。さらに、長いバックフォーカル長を有し、
液晶パネル側でテレセントリックな構成であるため周辺
光量の確保と色むらの軽減ができる。
をそれぞれ図９および図１４に示す。本実施の形態のレ
ンズは、表２に示すように上記の式（１）〜（３）で示
される条件を満足し、かつ図９および図１４に示すよう
に良好に収差が補正されており、使用上十分な解像力を
有している。さらに、長いバックフォーカル長を有し、
液晶パネル側でテレセントリックな構成であるため周辺
光量の確保と色むらの軽減ができる。
【００３６】加えて、図２および表２に示したＳ７は、
実施の形態１同様、レンズ内に配された絞り手段を示し
ており、これにより投写画像の明るさと解像力のバラン
スを調整する。
実施の形態１同様、レンズ内に配された絞り手段を示し
ており、これにより投写画像の明るさと解像力のバラン
スを調整する。
【００３７】以上のように、実施の形態２のレトロフォ
ーカス型レンズにおいては、実施の形態１同様、負の屈
折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する第
２群レンズＧ２、正の屈折力を有する第３群レンズＧ３
から成り、第１群レンズＧ１は負の屈折力を有するレン
ズエレメントのみで構成されるので、第１群レンズＧ１
のレンズ面間の反射に起因する集光性の高い迷光が生じ
ことがなく、コントラストの優れた投影像を得ることが
できる。
ーカス型レンズにおいては、実施の形態１同様、負の屈
折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する第
２群レンズＧ２、正の屈折力を有する第３群レンズＧ３
から成り、第１群レンズＧ１は負の屈折力を有するレン
ズエレメントのみで構成されるので、第１群レンズＧ１
のレンズ面間の反射に起因する集光性の高い迷光が生じ
ことがなく、コントラストの優れた投影像を得ることが
できる。
【００３８】また、スクリーン側から順に、負の屈折力
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
【００３９】さらに、上記の条件式（１）〜（３）を満
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。
【００４０】さらにまた、第１レンズＬ１および第７レ
ンズＬ７の少なくとも１面を非球面としているので、少
ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差および高次の諸
収差を高度に補正することができ、広画角かつ良好な解
像力を得ることができる。
ンズＬ７の少なくとも１面を非球面としているので、少
ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差および高次の諸
収差を高度に補正することができ、広画角かつ良好な解
像力を得ることができる。
【００４１】加えて、第２群レンズの近傍に絞り手段Ｓ
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
【００４２】実施の形態３．図３は本発明の実施の形態
３におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である
る。本実施の形態におけるレトロフォーカス型レンズ
も、実施の形態１のものと同様に、負の屈折力を有する
第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２か
ら成り負の屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折
力を有する第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する
第２群レンズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ
４、第４レンズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５
レンズＬ５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の
屈折力を有する第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有
する第３群レンズＧ３で構成される。
３におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である
る。本実施の形態におけるレトロフォーカス型レンズ
も、実施の形態１のものと同様に、負の屈折力を有する
第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２か
ら成り負の屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折
力を有する第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する
第２群レンズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ
４、第４レンズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５
レンズＬ５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の
屈折力を有する第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有
する第３群レンズＧ３で構成される。
【００４３】本実施の形態のレトロフォーカス型レンズ
の数値例を表３に示す。
の数値例を表３に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】また、レンズの縦収差、ＭＴＦの像高特性
をそれぞれ図１０および図１５に示す。本実施の形態の
レンズは表３に示すように上記の条件式（１）〜（３）
を満足し、かつ図１０および図１５に示すように良好に
収差が補正されており、使用上十分な解像力を有してい
る。さらに、長いバックフォーカル長を有し、液晶パネ
ル側でテレセントリックな構成であるため周辺光量の確
保と色むらの軽減ができる。
をそれぞれ図１０および図１５に示す。本実施の形態の
レンズは表３に示すように上記の条件式（１）〜（３）
を満足し、かつ図１０および図１５に示すように良好に
収差が補正されており、使用上十分な解像力を有してい
る。さらに、長いバックフォーカル長を有し、液晶パネ
ル側でテレセントリックな構成であるため周辺光量の確
保と色むらの軽減ができる。
【００４６】加えて、図３および表３に示したＳ７は、
実施の形態１同様、レンズ内に配された絞り手段を示し
ており、これにより投写画像の明るさと解像力のバラン
スを調整する。
実施の形態１同様、レンズ内に配された絞り手段を示し
ており、これにより投写画像の明るさと解像力のバラン
スを調整する。
【００４７】以上のように、実施の形態３のレトロフォ
ーカス型レンズにおいても、実施の形態１同様、負の屈
折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する第
２群レンズＧ２、正の屈折力を有する第３群レンズＧ３
から成り、第１群レンズＧ１は負の屈折力を有するレン
ズエレメントのみで構成されるので、第１群レンズＧ１
のレンズ面間の反射に起因する集光性の高い迷光が生じ
ことがなく、コントラストの優れた投影像を得ることが
できる。
ーカス型レンズにおいても、実施の形態１同様、負の屈
折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する第
２群レンズＧ２、正の屈折力を有する第３群レンズＧ３
から成り、第１群レンズＧ１は負の屈折力を有するレン
ズエレメントのみで構成されるので、第１群レンズＧ１
のレンズ面間の反射に起因する集光性の高い迷光が生じ
ことがなく、コントラストの優れた投影像を得ることが
できる。
【００４８】また、スクリーン側から順に、負の屈折力
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
【００４９】さらに、上記の条件式（１）〜（３）を満
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。
【００５０】さらにまた、第１レンズＬ１および第７レ
ンズＬ７の少なくとも１面を非球面としているので、少
ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差および高次の諸
収差を高度に補正することができ、広画角かつ良好な解
像力を得ることができる。
ンズＬ７の少なくとも１面を非球面としているので、少
ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差および高次の諸
収差を高度に補正することができ、広画角かつ良好な解
像力を得ることができる。
【００５１】加えて、第２群レンズの近傍に絞り手段Ｓ
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
【００５２】実施の形態４．図４は本発明の実施の形態
４におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である。
本実施の形態におけるレトロフォーカス型レンズも、実
施の形態１のものと同様に、負の屈折力を有する第１レ
ンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２から成り
負の屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有
する第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する第２群
レンズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、第４
レンズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５レンズＬ
５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の屈折力を
有する第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有する第３
群レンズＧ３で構成される。
４におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である。
本実施の形態におけるレトロフォーカス型レンズも、実
施の形態１のものと同様に、負の屈折力を有する第１レ
ンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２から成り
負の屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有
する第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する第２群
レンズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、第４
レンズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５レンズＬ
５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の屈折力を
有する第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有する第３
群レンズＧ３で構成される。
【００５３】本実施の形態のレトロフォーカス型レンズ
の数値例を表４に示す。
の数値例を表４に示す。
【００５４】
【表４】
【００５５】また、レンズの縦収差、ＭＴＦの像高特性
をそれぞれ図１１および図１６に示す。本実施の形態の
レンズは表４に示すように上記の条件式（１）〜（３）
を満足し、かつ図１１および図１６に示すように良好に
収差が補正されており、使用上十分な解像力を有してい
る。また、長いバックフォーカル長を有し、液晶パネル
側でテレセントリックな構成であるため周辺光量の確保
と色むらの軽減ができる。
をそれぞれ図１１および図１６に示す。本実施の形態の
レンズは表４に示すように上記の条件式（１）〜（３）
を満足し、かつ図１１および図１６に示すように良好に
収差が補正されており、使用上十分な解像力を有してい
る。また、長いバックフォーカル長を有し、液晶パネル
側でテレセントリックな構成であるため周辺光量の確保
と色むらの軽減ができる。
【００５６】加えて、図４および表４に示したＳ７は、
実施の形態１同様、レンズ内に配された絞り手段を示し
ており、これにより投写画像の明るさと解像力のバラン
スを調整する。
実施の形態１同様、レンズ内に配された絞り手段を示し
ており、これにより投写画像の明るさと解像力のバラン
スを調整する。
【００５７】以上のように、実施の形態４のレトロフォ
ーカス型レンズにおいても、実施の形態１同様、負の屈
折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する第
２群レンズＧ２、正の屈折力を有する第３群レンズＧ３
から成り、第１群レンズＧ１は負の屈折力を有するレン
ズエレメントのみで構成されるので、第１群レンズＧ１
のレンズ面間の反射に起因する集光性の高い迷光が生じ
ことがなく、コントラストの優れた投影像を得ることが
できる。
ーカス型レンズにおいても、実施の形態１同様、負の屈
折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する第
２群レンズＧ２、正の屈折力を有する第３群レンズＧ３
から成り、第１群レンズＧ１は負の屈折力を有するレン
ズエレメントのみで構成されるので、第１群レンズＧ１
のレンズ面間の反射に起因する集光性の高い迷光が生じ
ことがなく、コントラストの優れた投影像を得ることが
できる。
【００５８】また、スクリーン側から順に、負の屈折力
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
【００５９】さらに、上記の条件式（１）〜（３）を満
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。
【００６０】さらにまた、第１レンズＬ１および第７レ
ンズＬ７の少なくとも１面を非球面としているので、少
ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差および高次の諸
収差を高度に補正することができ、広画角かつ良好な解
像力を得ることができる。
ンズＬ７の少なくとも１面を非球面としているので、少
ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差および高次の諸
収差を高度に補正することができ、広画角かつ良好な解
像力を得ることができる。
【００６１】加えて、第２群レンズの近傍に絞り手段Ｓ
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
【００６２】実施の形態５．図５は本発明の実施の形態
５におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である。
本実施の形態におけるレトロフォーカス型レンズも、実
施の形態１のものと同様に、負の屈折力を有する第１レ
ンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２から成り
負の屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有
する第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する第２群
レンズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、第４
レンズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５レンズＬ
５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の屈折力を
有する第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有する第３
群レンズＧ３で構成される。
５におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である。
本実施の形態におけるレトロフォーカス型レンズも、実
施の形態１のものと同様に、負の屈折力を有する第１レ
ンズＬ１と負の屈折力を有する第２レンズＬ２から成り
負の屈折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有
する第３レンズＬ３から成り正の屈折力を有する第２群
レンズＧ２、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、第４
レンズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５レンズＬ
５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と正の屈折力を
有する第７レンズＬ７から成り正の屈折力を有する第３
群レンズＧ３で構成される。
【００６３】本実施の形態のレトロフォーカス型レンズ
の数値例を表５に示す。
の数値例を表５に示す。
【００６４】
【表５】
【００６５】また、レンズの縦収差、ＭＴＦの像高特性
をそれぞれ図１２および図１７に示す。本実施の形態の
レンズは表５に示すように上記の条件式（１）〜（３）
を満足し、かつ図１２および図１７に示すように良好に
収差が補正されており、使用上十分な解像力を有してい
る。さらに、長いバックフォーカル長を有し、液晶パネ
ル側でテレセントリックな構成であるため周辺光量の確
保と色むらの軽減ができる。
をそれぞれ図１２および図１７に示す。本実施の形態の
レンズは表５に示すように上記の条件式（１）〜（３）
を満足し、かつ図１２および図１７に示すように良好に
収差が補正されており、使用上十分な解像力を有してい
る。さらに、長いバックフォーカル長を有し、液晶パネ
ル側でテレセントリックな構成であるため周辺光量の確
保と色むらの軽減ができる。
【００６６】加えて、図５および表５に示したＳ７は、
実施の形態１同様、レンズ内に配された絞り手段を示し
ており、これにより投写画像の明るさと解像力のバラン
スを調整する。
実施の形態１同様、レンズ内に配された絞り手段を示し
ており、これにより投写画像の明るさと解像力のバラン
スを調整する。
【００６７】以上のように、実施の形態５のレトロフォ
ーカス型レンズにおいても、実施の形態１同様、負の屈
折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する第
２群レンズＧ２、正の屈折力を有する第３群レンズＧ３
から成り、第１群レンズＧ１は負の屈折力を有するレン
ズエレメントのみで構成されるので、第１群レンズＧ１
のレンズ面間の反射に起因する集光性の高い迷光が生じ
ことがなく、コントラストの優れた投影像を得ることが
できる。
ーカス型レンズにおいても、実施の形態１同様、負の屈
折力を有する第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する第
２群レンズＧ２、正の屈折力を有する第３群レンズＧ３
から成り、第１群レンズＧ１は負の屈折力を有するレン
ズエレメントのみで構成されるので、第１群レンズＧ１
のレンズ面間の反射に起因する集光性の高い迷光が生じ
ことがなく、コントラストの優れた投影像を得ることが
できる。
【００６８】また、スクリーン側から順に、負の屈折力
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
を有する第１レンズＬ１と負の屈折力を有する第２レン
ズＬ２から成る第１群レンズＧ１、正の屈折力を有する
第３レンズＬ３から成る第２群レンズＧ２、負の屈折力
を有する第４レンズＬ４、第４レンズＬ４に貼り合わさ
れ正の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有
する第６レンズＬ６と正の屈折力を有する第７レンズＬ
７から成る第３群レンズＧ３の３つの群から構成される
ので、広画角、短焦点距離にもかかわらず、投写レンズ
と映像源の間にプリズムＰＺＭを配置可能な長いバック
フォーカル長を確保することができるとともに、映像源
側から投写レンズに入射する各像高からの光束の主光線
を光軸に対して略平行とすることができ、高い周辺光量
比を確保できる。
【００６９】さらに、上記の条件式（１）〜（３）を満
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。
足するよう構成されているので、第１群レンズＧ１の外
形寸法および投写レンズの全長を抑えて投写光学系をコ
ンパクトに構成しつつ、良好なパワーバランスと収差補
正を得ることができる。
【００７０】さらにまた、第１レンズＬ１および第７レ
ンズＬ７の少なくとも１面を非球面としているので、少
ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差および高次の諸
収差を高度に補正することができ、広画角かつ良好な解
像力を得ることができる。
ンズＬ７の少なくとも１面を非球面としているので、少
ないレンズ枚数で、球面収差、歪曲収差および高次の諸
収差を高度に補正することができ、広画角かつ良好な解
像力を得ることができる。
【００７１】加えて、第２群レンズの近傍に絞り手段Ｓ
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
７を有しているので、投写レンズより前側に配される照
明光学系の光学系に合わせた投影像の明るさおよび結像
性能を容易に調整することができる。
【００７２】実施の形態６．図６は本発明の実施の形態
６におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である。
図６は第１群レンズ中の第２レンズＬ２、第２群レンズ
中の第３レンズＬ３間に光路を折り曲げるためのミラー
Ｍ１を配した例である。図１ないし図５に示したレンズ
も同様にＬ２、Ｌ３間にミラーＭ１を配置可能である。
投写レンズ内で光路を曲げるためミラーＭ１は寸法を小
さくすることができ、さらにレンズ鏡筒と一体にするこ
とにより配置精度を出すのが比較的容易である。この投
写レンズを用いたプロジェクタの構成を図１８に示す。
６におけるレトロフォーカス型レンズの構成図である。
図６は第１群レンズ中の第２レンズＬ２、第２群レンズ
中の第３レンズＬ３間に光路を折り曲げるためのミラー
Ｍ１を配した例である。図１ないし図５に示したレンズ
も同様にＬ２、Ｌ３間にミラーＭ１を配置可能である。
投写レンズ内で光路を曲げるためミラーＭ１は寸法を小
さくすることができ、さらにレンズ鏡筒と一体にするこ
とにより配置精度を出すのが比較的容易である。この投
写レンズを用いたプロジェクタの構成を図１８に示す。
【００７３】図１８は本発明の実施の形態６における投
写型表示装置の光学系の説明図であり、照明系および光
の分離合成を行う光学系を含むユニット５０から射出し
た光束は投写レンズ２０内に取り込まれ、投写レンズ２
０内に配された光路折り曲げ用ミラーによりユニット上
方に光路を折り曲げる。投写レンズ２０により上方に拡
大投影された光束は、さらに大型の折り曲げミラー６０
を介してスクリーン７０の背面から投影される。図示し
ない観測者は投写側とは反対の方向からスクリーンに投
影された映像を鑑賞する。
写型表示装置の光学系の説明図であり、照明系および光
の分離合成を行う光学系を含むユニット５０から射出し
た光束は投写レンズ２０内に取り込まれ、投写レンズ２
０内に配された光路折り曲げ用ミラーによりユニット上
方に光路を折り曲げる。投写レンズ２０により上方に拡
大投影された光束は、さらに大型の折り曲げミラー６０
を介してスクリーン７０の背面から投影される。図示し
ない観測者は投写側とは反対の方向からスクリーンに投
影された映像を鑑賞する。
【００７４】このとき、投写レンズ２０とユニット５０
を含む投写光学系は、水平面に対してθ１の傾き角をも
って配置されており、折り曲げミラー６０は光軸２１が
スクリーン中心に対して略垂直に入射するよう鉛直面か
らの傾き角α１が決められている。ここで傾き角θ１お
よびα１は、最終的なプロジェクタセットの大きさ（高
さＨ、奥行きＤなど）に依存して決定され、投写光学系
の物理的な大きさと投写レンズの投写距離から０゜≦θ
１≦２０゜とするのが好適である。
を含む投写光学系は、水平面に対してθ１の傾き角をも
って配置されており、折り曲げミラー６０は光軸２１が
スクリーン中心に対して略垂直に入射するよう鉛直面か
らの傾き角α１が決められている。ここで傾き角θ１お
よびα１は、最終的なプロジェクタセットの大きさ（高
さＨ、奥行きＤなど）に依存して決定され、投写光学系
の物理的な大きさと投写レンズの投写距離から０゜≦θ
１≦２０゜とするのが好適である。
【００７５】図６では第１群レンズＧ１と第２群レンズ
Ｇ２の間に光路折り曲げミラーＭ１を配したが、図７の
ように第２群レンズＧ２と第３群レンズＧ３の間に折り
曲げミラーを配して良い。図１ないし図５のレンズも同
様にＧ２、Ｇ３間にミラーを配することができる。
Ｇ２の間に光路折り曲げミラーＭ１を配したが、図７の
ように第２群レンズＧ２と第３群レンズＧ３の間に折り
曲げミラーを配して良い。図１ないし図５のレンズも同
様にＧ２、Ｇ３間にミラーを配することができる。
【００７６】以上のように、実施の形態６のレトロフォ
ーカス型レンズにおいては、さらに第１群レンズと第２
群レンズの間もしくは第２群レンズと第３群レンズの間
に光路を折り曲げるためのミラーを配したので、投写光
学系全体ひいてはレトロフォーカス型レンズを用いたプ
ロジェクタをコンパクトに構成することができる。
ーカス型レンズにおいては、さらに第１群レンズと第２
群レンズの間もしくは第２群レンズと第３群レンズの間
に光路を折り曲げるためのミラーを配したので、投写光
学系全体ひいてはレトロフォーカス型レンズを用いたプ
ロジェクタをコンパクトに構成することができる。
【００７７】
【発明の効果】本発明のレトロフォーカス型レンズによ
れば、３つの群から構成され、第１群レンズが負の屈折
力を有するレンズのみで構成されでおり、第１群レンズ
のレンズ面間の反射による迷光を生じないため、コント
ラストの優れた投影像を得ることができる。
れば、３つの群から構成され、第１群レンズが負の屈折
力を有するレンズのみで構成されでおり、第１群レンズ
のレンズ面間の反射による迷光を生じないため、コント
ラストの優れた投影像を得ることができる。
【００７８】また、本発明の請求項１記載のレトロフォ
ーカス型レンズによれば、スクリーン側より順に、負の
屈折力を有する第１レンズと負の屈折力を有する第２レ
ンズから成る第１群レンズ、正の屈折力を有する第３レ
ンズから成る第２群レンズ、負の屈折力を有する第４レ
ンズ、第４レンズに近接して配され正の屈折力を有する
第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズと正の屈折
力を有する第７レンズから成る第３群の３つの群から成
り、第７レンズと映像源である液晶パネルの間にプリズ
ムを配することができる長いバックフォーカル長を有
し、また、軸外光束の主光線が映像源に対し略平行に入
射することから高い周辺光量比を得ることが可能であ
る。
ーカス型レンズによれば、スクリーン側より順に、負の
屈折力を有する第１レンズと負の屈折力を有する第２レ
ンズから成る第１群レンズ、正の屈折力を有する第３レ
ンズから成る第２群レンズ、負の屈折力を有する第４レ
ンズ、第４レンズに近接して配され正の屈折力を有する
第５レンズ、正の屈折力を有する第６レンズと正の屈折
力を有する第７レンズから成る第３群の３つの群から成
り、第７レンズと映像源である液晶パネルの間にプリズ
ムを配することができる長いバックフォーカル長を有
し、また、軸外光束の主光線が映像源に対し略平行に入
射することから高い周辺光量比を得ることが可能であ
る。
【００７９】また、本発明の請求項１記載のレトロフォ
ーカス型レンズによれば、下記条件を満足することによ
り、パワーバランスと収差補正に優れたレトロフォーカ
ス型レンズを得ることができる。 １．３ ＜ Ｄ１ ／ ｆ ＜ １．８ ０．７ ＜ ｆ２ ／ ｆ３ ＜ １．１ １．１ ＜ ｜ｆ１｜／ ｆ ＜ １．６ ただし、 Ｄ１ ： 第２レンズ〜第３レンズの空気間隔 ｆ ： 投写レンズ全系の焦点距離 ｆ２ ： 第２群の焦点距離 ｆ３ ： 第３群の焦点距離 ｜ｆ１｜： 第１群の焦点距離の絶対値
ーカス型レンズによれば、下記条件を満足することによ
り、パワーバランスと収差補正に優れたレトロフォーカ
ス型レンズを得ることができる。 １．３ ＜ Ｄ１ ／ ｆ ＜ １．８ ０．７ ＜ ｆ２ ／ ｆ３ ＜ １．１ １．１ ＜ ｜ｆ１｜／ ｆ ＜ １．６ ただし、 Ｄ１ ： 第２レンズ〜第３レンズの空気間隔 ｆ ： 投写レンズ全系の焦点距離 ｆ２ ： 第２群の焦点距離 ｆ３ ： 第３群の焦点距離 ｜ｆ１｜： 第１群の焦点距離の絶対値
【００８０】また、本発明の請求項２記載のレトロフォ
ーカス型レンズによれば、第１レンズおよび第７レンズ
の少なくとも１面に非球面を有し、少ないレンズ枚数で
収差補正能力に優れ、広画角かつ解像力に優れたレトロ
フォーカス型レンズを得ることができる。
ーカス型レンズによれば、第１レンズおよび第７レンズ
の少なくとも１面に非球面を有し、少ないレンズ枚数で
収差補正能力に優れ、広画角かつ解像力に優れたレトロ
フォーカス型レンズを得ることができる。
【００８１】また、本発明の請求項３記載のレトロフォ
ーカス型レンズによれば、第２群レンズの近傍に全レン
ズ系の明るさを制御する絞り手段を配したことにより、
投写レンズより前側に配される照明光学系の光学特性に
合わせた投影像の明るさ及び結像性能を容易に調整する
ことが可能となる。
ーカス型レンズによれば、第２群レンズの近傍に全レン
ズ系の明るさを制御する絞り手段を配したことにより、
投写レンズより前側に配される照明光学系の光学特性に
合わせた投影像の明るさ及び結像性能を容易に調整する
ことが可能となる。
【００８２】また、本発明の請求項４記載のレトロフォ
ーカス型レンズによれば、第１群レンズと第２群レンズ
の間に光路を折り曲げるためのミラーを配することによ
り、本レトロフォーカス型レンズを用いたプロジェクタ
をコンパクトに構成することが可能となる。
ーカス型レンズによれば、第１群レンズと第２群レンズ
の間に光路を折り曲げるためのミラーを配することによ
り、本レトロフォーカス型レンズを用いたプロジェクタ
をコンパクトに構成することが可能となる。
【００８３】また、本発明の請求項５記載のレトロフォ
ーカス型レンズによれば、第２群レンズと第３群レンズ
の間に光路を折り曲げるためのミラーを配することによ
り、本レトロフォーカス型レンズを用いたプロジェクタ
をコンパクトに構成することが可能となる。
ーカス型レンズによれば、第２群レンズと第３群レンズ
の間に光路を折り曲げるためのミラーを配することによ
り、本レトロフォーカス型レンズを用いたプロジェクタ
をコンパクトに構成することが可能となる。
【図１】 本発明の実施の形態１におけるレトロフォー
カス型レンズの構成図である。
カス型レンズの構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態２におけるレトロフォー
カス型レンズの構成図である。
カス型レンズの構成図である。
【図３】 本発明の実施の形態３におけるレトロフォー
カス型レンズの構成図である。
カス型レンズの構成図である。
【図４】 本発明の実施の形態４におけるのレトロフォ
ーカス型レンズの構成図である。
ーカス型レンズの構成図である。
【図５】 本発明の実施の形態５におけるのレトロフォ
ーカス型レンズの構成図である。
ーカス型レンズの構成図である。
【図６】 本発明の実施の形態６におけるレトロフォー
カス型レンズの構成図である。
カス型レンズの構成図である。
【図７】 本発明の実施の形態６における異なるレトロ
フォーカス型レンズの構成図である。
フォーカス型レンズの構成図である。
【図８】 本発明の実施の形態１におけるレトロフォー
カス型レンズの縦収差図である。
カス型レンズの縦収差図である。
【図９】 本発明の実施の形態２におけるレトロフォー
カス型レンズの縦収差図である。
カス型レンズの縦収差図である。
【図１０】 本発明の実施の形態３におけるレトロフォ
ーカス型レンズの縦収差図である。
ーカス型レンズの縦収差図である。
【図１１】 本発明の実施の形態４におけるレトロフォ
ーカス型レンズの縦収差図である。
ーカス型レンズの縦収差図である。
【図１２】 本発明の実施の形態５におけるレトロフォ
ーカス型レンズの縦収差図である。
ーカス型レンズの縦収差図である。
【図１３】 本発明の実施の形態１におけるレトロフォ
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
【図１４】 本発明の実施の形態２におけるレトロフォ
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
【図１５】 本発明の実施の形態３におけるレトロフォ
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
【図１６】 本発明の実施の形態４におけるレトロフォ
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
【図１７】 本発明の実施の形態５におけるレトロフォ
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
ーカス型レンズのＭＴＦ像高特性を示す図である。
【図１８】 本発明の実施の形態６における投写型表示
装置の光学系の説明図である。
装置の光学系の説明図である。
【図１９】 従来の液晶プロジェクタの光学系の説明図
である。
である。
１ 光源、２ 照明光束、３ ダイクロイックミラー、
４ 全反射ミラー、５液晶パネル、６ ダイクロイック
プリズム、７ 投写レンズ、５０ 光学系ユニット、６
０ 折り曲げミラー、７０ スクリーン、３００ 投写
器。
４ 全反射ミラー、５液晶パネル、６ ダイクロイック
プリズム、７ 投写レンズ、５０ 光学系ユニット、６
０ 折り曲げミラー、７０ スクリーン、３００ 投写
器。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平５−150157（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−203871（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−45582（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−138386（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 9/00 - 17/08
G02B 21/02 - 21/04
G02B 25/00 - 25/04
Claims (5)
- 【請求項１】 スクリーン側から順に、負の屈折力を有
する第１レンズと負の屈折力を有する第２レンズから成
る第１群レンズ、正の屈折力を有する第３レンズから成
る第２群レンズ、負の屈折力を有する第４レンズ、第４
レンズに貼り合わされ正の屈折力を有する第５レンズ、
正の屈折力を有する第６レンズと正の屈折力を有する第
７レンズから成る第３群レンズの３つの群から成り、 下記条件を満足することを特徴とするレトロフォーカス
型レンズ。 １．３＜Ｄ１／ｆ＜１．８…（１） ０．７＜ｆ２／ｆ３＜１．１…（２） １．１＜｜ｆ１｜／ｆ＜１．６…（３） ただし、 Ｄ１：第２レンズ〜第３レンズの空気間隔 ｆ：投写レンズ全系の焦点距離 ｆ２：第２群レンズの焦点距離 ｆ３：第３群レンズの焦点距離 ｜ｆ１｜：第１群レンズの焦点距離の絶対値 - 【請求項２】 第１レンズおよび第７レンズの少なくと
も１面に非球面を有することを特徴とする請求項１記載
のレトロフォーカス型レンズ。 - 【請求項３】 第２群レンズの近傍に全レンズ系の明る
さを制御する絞り手段を配したことを特徴とする請求項
１記載のレトロフォーカス型レンズ。 - 【請求項４】 第１群レンズと第２群レンズの間に光路
を折り曲げるためのミラーを配したことを特徴とする請
求項１記載のレトロフォーカス型レンズ。 - 【請求項５】 第２群レンズと第３群レンズの間に光路
を折り曲げるためのミラーを配したことを特徴とする請
求項１記載のレトロフォーカス型レンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17757095A JP3466002B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | レトロフォーカス型レンズ |
| US08/678,691 US5745297A (en) | 1995-07-13 | 1996-07-11 | Retrofocus lens system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17757095A JP3466002B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | レトロフォーカス型レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0926542A JPH0926542A (ja) | 1997-01-28 |
| JP3466002B2 true JP3466002B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=16033285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17757095A Expired - Fee Related JP3466002B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | レトロフォーカス型レンズ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5745297A (ja) |
| JP (1) | JP3466002B2 (ja) |
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-
1995
- 1995-07-13 JP JP17757095A patent/JP3466002B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-07-11 US US08/678,691 patent/US5745297A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7310188B2 (en) | 2006-04-06 | 2007-12-18 | Fujinon Corporation | Projection lens and projection type display device using the same |
| CN100533202C (zh) * | 2006-04-06 | 2009-08-26 | 富士能株式会社 | 投影透镜及用该投影透镜的投影型显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0926542A (ja) | 1997-01-28 |
| US5745297A (en) | 1998-04-28 |
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