JPH01145613A - プロジェクションテレビ用投影レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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に用いられる投影
レンズに関する。

〔従来の技術〕

プロジェクションテレビは、赤、緑および青のそれぞれ
３色のＣＲＴ投写管の映像を、３本の投影レンズでスク
リーン上に投影して大画面のカラー画像を映し出すよう
にするものであるが、このようなプロジェクションテレ
ビ等の薄型化あるいは小型化を考慮すると、使用する投
影レンズは、画角、口径比が大きく結像性能のよいもの
が要求される。

従来、上記のような投影レンズとして、高い加工精度に
よって品質を保持するためにガラスレンズのみを使用し
たもの、あるいは、コスト低減を図り大口径比を得るた
め、プラスチックレンズのみを使用したもの、さらにガ
ラスレンズと非球面のプラスチックレンズを使用したハ
イブリッド方式のものなど多くのものが提案されている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のガラスレンズで構成された投影レ
ンズにおいては、大口径比を維持したまま結像性能を向
上させると大型化しコスト高となり、かつ、周辺性能が
急激に劣化するという問題がある。また非球面を用いた
プラスチックレンズすべてで構成した投影レンズにおい
ては、大口径には適しているものの、加工精度がガラス
レンズ程期待できないため、設計性能を十分発揮できな
いという問題がある。さらに、プラスチックレンズは温
度の変動によって屈折率や形状が変化し、焦点位置が変
化して結像性能を低下させるという問題がある。

また、プロジェクションテレビにおいては、赤、緑およ
び青の３色の投写管をそれぞれ別々に投影しているおの
おののレンズは色消しの必要がないといわれているが、
現実の各投写管のスペクトルを測定すると、青において
は幅の広い発光スペクトルが観測され、緑と赤において
はスプリアス的な発光スペクトルが観測される。したが
って、色消しをしない投影レンズでは各色に対する結像
性能が低下し、色の再現性を良くするうえで問題がある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題を解消し、大口径比を保ちながら大画角で結
像性能の優れた投影レンズを得るために、本発明のプロ
ジェクションテレビ用投影レンズを以下のように構成し
た。

スクリーン側から順に第１群レンズが正レンズ、第２群
レンズがメニスカス状の正レンズ、第３群レンズがＣＲ
Ｔ側により強い凹面を向けた負レンズ、第４群レンズお
よび第５群レンズが両側凸面の正レンズ、第６群レンズ
がスクリーン側に凹面を向けた負レンズで構成され、第
２群レンズおよび第６群レンズがそれぞれ少なくとも１
面が非球面化されたプラスチックレンズである６枚構成
のレンズであって、次の（ａｌ〜（ｄ）の条件を満足す
ることを特徴とするプロジェクションテレビ用投影レン
ズ。

（ａｌ　　　Ｏ，４＜ψ、、、＜０．９（ｂ）１．１＜
ψ４．ｓ＜１．６ （ｃ）　　　０．７１ψａ　ｌ＜１．　１、ν３　〈４
０ （ｄｌ　　　０．９＜ｌψｓ　ｌ＜１．４ただし、 ψ１．２：第１群レンズと第２群レンズの合成パワー ψ１．．：第４群レンズと第５群レンズの合成パワー ψ３　　：第３群レンズのパワー ψ６　　：第６群レンズのパワー （ただし、全系のパワーを１とする。）ν３　　：第３
群レンズのアツベ数 〔作　用〕 非球面化されたプラスチックレンズの利用により、良好
な収差性能を確保するとともに、レンズ系の屈折力の大
きいレンズはガラスレンズとして構成することにより、
温度変化による光学性能の変化は問題にならない程度に
抑えてあり、しかもプラスチック化されたレンズはいず
れも薄型でかつ成型性を考慮してメニスカス形状として
いる。

条件（ａ）は、第１群レンズと第２群レンズの合成パワ
ーに関するもので、上限を越えると特にサジタルフレア
ーの補正が困難となり、広画角化が実現できなくなる。

また下限を越えるとレンズ系の全長が長くなってプロジ
ェクションテレビとしての構造が大きくなりコストアッ
プの要因となる。

また、この下限を越えてしかもレンズ系の全長を変えな
いようにすると、第４群レンズ、第５群レンズのパワー
を増すこととなり、軸上、軸外の収差バランスがとれな
くなる。

条件（ｂ）は第４群レンズと第５群レンズの合成パワー
に関するもので、上限を越えると球面収差の補正が困難
となり、大口径化が実現できなくなる。

また、下限を越えるとコマ収差の補正が困難となり広画
角化が実現できなくなる。

条件（ｃ）は色収差補正と他の収差補正とのバランスを
整えるためのもので、第３群レンズのパワーψ３につい
て、上限を越えると球面収差の補正が困難となり、大口
径化が実現できなくなる。また、下限を越えると色収差
補正が不十分なものとなる。

さらにアツベ数ν３が範囲を越えると、特に第１群、第
４群および第５群の正レンズとしてアラへ数が６０程度
の通常のガラスレンズを使用した場合など、これらの各
レンズとのバランスがとれなくなり、色収差補正を良好
に行うことができなくなる。

条件（ｄ）は像面の平坦化を図るためのもので、上限を
越えると像面湾曲は補正過剰となり、下限を越えると像
面湾曲は補正不足となる。

なお、上記第２群レンズが次の条件（ｅ）を満足するよ
うにすると、さらに性能を良くすることができる。

（ｅ）　　　０＜ψ２＜０．４ ただし、 ψ２　　：全系のパワーを１としたときの第２群レンズ
のパワー この条件（Ｉｌｌ）は、第２群レンズのパワーに関する
もので、上限を越えると、温度変化による光学性　′能
の変化に影響が現れるとともに中心厚を厚くし、さらに
中心と周辺の肉厚の差が生じることにより成型性が悪化
する。また、下限を越えると、第１群レンズのパワーを
増やす必要が生じ球面収差の補正が困難となり、大口径
化の障害となる。

〔実施例〕

以下、第１図、第４図、第７図は実施例１〜実施例３の
各投影レンズの断面図である。

各実施例において、第２群レンズＧｌ、第３群レンズＧ
ａ、第４群レンズＧ４および第５群レンズＧａはガラス
レンズ、第２群レンズＧ２および第６群レンズＧ６はプ
ラスチックレンズである。

なお、各実施例において第１３面は投写管面のガラスＴ
の表面、第１４面はその螢光面であり、投写管面ガラス
Ｔと第６群レンズＧ６の間に表面反射によるコントラス
ト低下や投写管表面の温度上昇を防ぐために液体あるい
はゲル状の充填材Ｍが充填されている。

以下の記述において、ｒｌ、ｒ２．・・・、ｒ１４はレ
ンズおよび投影管面ガラスの各面の近軸曲率半径、ｄｌ
ｓｄ２　　、・・・、ｄ１３は各面の間隔、Ｎｄ、　。

Ｎ４□、・・・ｙＮｄ１３はｄ線についての屈折率、ν
４１、ν４１．・・・、ν□、はｄ線についてのアツベ
数である。

また、非球面の形状は一般的な非球面レンズと同様に光
軸方向をＺ軸としたｘ、ｙ、ｚの直角座標において、頂
点の近似曲率半径をｒ、円錐定数をｋ、高次非球面係数
をＡ４　、Ａｈ　、ＡＩｌ　、Ａ、。

とするとき、 で表される回転対称非球面である。

なお、以下の数値データにおける曲率半径および間隙の
長さの単位は“鶴”である。

（実施例１） 焦点距離”　８７．９　ｔｍ、倍率−０，１２０５０径
比＝１：１．０４ ψ、、２＝　　０．６６　　、　ψ４＋５　　＝　　１
．３８　　。

ψ２＝０．１６．ψ、　　　＝−０，９９゜ψ６　　　
＝−１，０３ ｒ　、　　−１０５，５１ ｄｌ　　＝１２．７１　　　Ｎｄｌ　　＝１．５１７　
　　ν、、　　＝６４．２ｒ　２＝　−６１２，６０ ｄｉ　　＝　　０．５０　　　Ｎａ□　＝１．０ＯＯｒ
＝　　”　　９６．５３ ｄ：＋　　＝　　６．００　　　Ｎａｚ　　＝　１．４
９０　　　νｄ３＝５８．２ｒ、　　＝　　１４６．９
２ ｄ４”１０．９８　　　Ｎａ４＝１．０ＯＯｒ　、＝　
−１４９，８９ ｄｓ　　＝４．５０　　　Ｎａｓ　　＝１．６２０　　
　νａｓ　　＝３６．３ｒ６−　８７．６５ ｄｂ　　＝６．４７　　　Ｎａｂ　　＝　１．０００ｒ
　７＝　　１０８．３９ ｄｑ　　＝１６．７３　　　Ｎａｔ　　＝１．５１７　
　　νａｑ　　＝６４．２ｒ　ｅ　　”−１３１，５６ ｄｏ　　＝　　５．６２　　　Ｎｄａ＝１．０００ｒｑ
　　”　　１３８．６７ ｄｑ　　＝２５．００　　　Ｎａｑ　　＝１．５１７　
　　νａｑ　　＝６４．２ｒ１゜＝　　−９５，６９ ｄ、。＝５１．６４　　　Ｎｄｌ。＝　ｔ、ｏｏ。

ｒ、、＝　　−３８，２４ ｄ＋ｔ＝　　４．００　　　Ｎａｐｓ　　＝１．４８９
　　　ν４ｔ＋　　＝５８．２ｒ　＋ｚ＝　　−５０，
００ ｄＩ□＝５．２ＯＮ□２　＝１．４３７　　　νａｄｚ
　　＝６３．８ｆ、、＝　　　Ｇ。

ｄｌ１＝１０．３０　　　Ｎａｐｓ　　＝１．５４０　
　　ν□、　　＝５５．０ｒ重４“■ ｒ、：非球面　　　ｒ４　：非球面 ｋ　　　ｉ　Ｏ，０００００，００００Ａ４　　　：　
−０，７０５２Ｘｌ０−６−０．１５０６　Ｘｌ０−’
Ａ６　　　：　０．３７９１　Ｘｌ０−１０−０．１７
８３　Ｘｌ０−”Ａｓ　　　：　−０，１９９３Ｘｌ０
−”　　　０．００００Ａ、。　：　０．３６１６　Ｘ
１Ｏ−１６０，００００ｒ、１：非球面 ｋ　　　；−１，００００ Ａ４　　　：　−０，２１８６Ｘｌ０−’Ａ６　　　：
　　０．２１４４　×１Ｑ−１０Ａａ　　　：　　０．
２３８１　　Ｘｌ０−”Ａ、。　　：　−０，１６８７
ｘｌＯ−＋５（実施例２） 焦点距離＝　８７．４鰭、倍率−０，１２０４０径比−
１：１．０２ ψＩ＋２　＝　０．５７　　、ψ４＋Ｓ　＝　１．３９
　　。

ψ２＝０．２６．ψａ　　＝−０，９３。

ψ６　　＝−１，１３ ｒ、　＝　１２７．６０ ｄｌ　＝１０．５８　　Ｎｄ１＝１．５１７　　νａ＋
　　＝６４．２ｒｚ　＝１４１２．９５ ｄＺ＝８．８５　　Ｎｄ□　−１，０００ｒ、　＝　　
８０．３１ ｄ３＝　６．５０　　Ｎ、、　　＝１．４９０　　シ、
３＝５８．２ｒ４＝　１５１．０５ ｄ、　＝　６．２２　　Ｎｄ４　　＝１．０００ｒ　ｓ
　＝−１９２，１９ ｄｓ　＝　４．００　　Ｎｄｓ　　＝１．６２０　　ν
ａｓ　　＝３６．３ｒ（、−８４，６１ ｄ６＝　６．９７　　Ｎａｂ　　＝１．０ＯＯｒｙ　　
＝　　１２９．２７ ｄｖ　　＝１６．０３　　　Ｎａｔ　　＝１．５１７　
　　νａｔ　　＝６４．２ｒｓ　　＝−１４７，３７ ｄｓ　　＝１．００　　　Ｎａｓ　　＝１．０ＯＯｒ＊
　　＝　　１２３．１２ ｄｑ　　＝２９．２０　　１’Ｌｄ９＝１．５１７　　
　ν、、　　＝６４．２ｒ１゜＝　　−８５，１２ ｄｌ。＝５６．９６　　　Ｎ□。＝１．０ＯＯｒ　、＝
　　−３３，９６ ｄｚ＝　４．００　　　ＮａＩ＋　　＝１．４８９　　
　ν、、、　　＝５８．２ｒ　＋ｚ＝　　−３６，００ ｄ＋ｚ＝　４．７０　　　Ｎ□２　　＝１．４３７　　
　ν４１□　＝６３．８ｒＩ３４　　ｏ。

ｄ＋＋＝１０．３０　　　Ｎａ＋３　＝１．５４０　　
　νａ＋３＝５５．Ｏｒ１．°　　ｏ。

ｒ、：非球面　　　ｒ４　：非球面 ｋ　　　ｉ　Ｏ，０００００，００００Ａｎ　　　：　
−０，１０８５ｘｌＯ−’　　　−０，３７２４Ｘｌ０
−６Ａ６：　−０，１３７５ｘｌＯ−”　　　−０，４
３５６Ｘｌ０−９Ａａ　　　：　−０，１５７５ｘｉＯ
−”　　−０，１０４８ｘｌＯ−”ＡＩＯ：　　０．５
９５５　　ｘｌｏ−１５０，４８２１ｘｌＯ−′５ｒ１
１：非球面　　　ｒ１□：非球面 ｋ　　　ｉ−１，００００−０，９０００Ａ、　　　：
　−０，５３６７Ｘ１Ｏ−６０，００００Ａ６：　−０
，８６４９Ｘ１０”９０．００００Ａａ　　　：　　０
．３５７１　ｘｌＯ−”　　　０．００００Ａ１゜　：
　−０，１３２４Ｘｌ０−”　　　０．００００（実施
例３） 焦点距離＝　８６．１龍、倍率−０，１２０４０径比＝
１：１．０４ ψｌ＋２　＝　０．７１　　、ψ、、、　＝　１．３２
　。

ψ２＝０．２６９ψ、　　＝−０，８６゜ψｇ　　＝４
．３０ ｒ、　＝　　８８．４４ ｄ＋　＝１６．４１　　Ｎ□　＝１．５１７　　νａ＋
　　＝６４．２ｒｚ　＝１４７０．８８ ｄ２＝１３．２０　　Ｎｄ□　＝１．０ＯＯｒ：＋　＝
　　７２．７０ ｄｉ　＝　６．５０　　Ｎ　ａ＊　　＝　１．４９０　
　ν、、　　＝５８．２ｒａ　＝　１２７．７２ ｄ４　＝　　２．８５　　　Ｎ、＋４　　＝１．０００
ｒ　ｓ　　＝−３６４，４９ ｄｓ　　＝　　４．００　　　Ｎｄｓ　　＝　１．６２
０　　　シーｓ　　−３６，３ｒ６　＝　　７５．５７ ｄ６　＝　　９．２７　　　Ｎａｂ　　＝１．０ＯＯｒ
ｔ　　＝　　８４．２５ ｄ７　＝１５．０６　　　Ｎａｑ　　＝１．５１７　　
　ν、、　　＝６４．２ｒ　ｅ　　＝−２１５，５７ ｄａ　　＝　　１．００　　　Ｎａ１ｌ＝　１．０００
ｒｑ　　＝　　１８３．５９ ｄｑ　　＝２３．２８　　　Ｎａｑ　　　＝１．５１７
　　　ν、、　　＝６４．２ｒ、。＝　　−９２，６４ ｄｌ。＝４４．２１　　　Ｎａｔ。＝１．０ＯＯｒ　＋
　＋　＝　　−２９，４６ ｄ＋＋＝　　４．００　　　Ｎａ。＝１．４８９　　　
νａ＋＋　　＝５８．２ｒ＋ｚ＝　　−３６，００ ｄ１□＝　　４．７０　　　Ｎａ＋□　＝１．４３７　
　　シロ１□　＝６３．８７．３＝　　　ｏ。

ｄ＋ｚ＝１０．３０　　　Ｎａｐ３　＝１．５４０　　
　νａｈａ　　＝５５．Ｏｒ　１４＝　　■ ｒ３　：非球面　　　ｒ４　：非球面 ｋ　　　、　　０．００００　　　　　　０．００００
Ａ、　　　：　−０，１２５４ｘｉｏ−’　　　−０，
５２１７ｘｔｏ−６Ａ６　　　：　−０，１８１７Ｘｌ
０−”　　　−０，２６２５Ｘｌ０−”Ａ、　　　：　
−０，１５３４Ｘｌ０−”　　−０，１３８６Ｘｌ０−
”Ａ１゜　：　　０．９２８０　ｘｌＱ−１ｓ　　　Ｏ
，４９９６×１Ｑ−１ｓｒ１．：非球面　　　ｒ　Ｉｚ
　：非球面ｋ　　　；−１，００００−０，９０００Ａ
、　　　：　　０．８３７３　Ｘｌ０−’　　　０．０
０００ｐ、、　　　：　−０，３６７７ｘｌＯ−’　　
　０．００００Ａｓ　　　：　　０．２４６４　Ｘｌ０
−”　　　０．００００Ａ、、　　：　−０，９６５０
Ｘｌ０−”　　　０．００００前記のように各実施例に
おいて投写管面ガラスＴと第６群レンズＧ６の間には表
面反射によるコントラスト低下や投写管表面の温度上昇
を防ぐための充填材Ｍが充填されているが、これは本質
的なことではなく、第６群レンズの投写管側の面（第１
２面）を略平面にし、第６群レンズＧ６と投写管面ガラ
スＴとの媒体を空気にすることも可能である。

第２図、第４図および第６図は実施例１〜実施例３の各
投影レンズの収差曲線図であり、これら各実施例の収差
曲線かられかるように、本発明のプロジェクションテレ
ビ用投影レンズはＦナンバーが１．０２〜１．０４とい
う大口径比を保ちながら色収差を補正し、大画角で優れ
た結像性能を実現している。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、色収差を補正し、
大口径比、大画角で周辺光量も十分に確保された優秀な
結像性能を有するプロジェクションテレビ用投影レンズ
を得ることができる。

なお、各実施例の断面図からもわかるように、各プラス
チックレンズはメニスカス状となっているため、成型に
よる製造が容易で精度を出しやすく、前記のような高い
性能を維持しながらコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の断面図、 第２図は実施例１の収差曲線図、 第３図は実施例２の断面図、 第４図は実施例２の収差曲線図、 第５図は実施例３の断面図、 第６図は実施例３の収差曲線図である。 Ｇ１−Ｇ６・・・第１群〜第６群レンズ、Ｍ・・・充填
材、Ｔ・・・投写管面ガラス。 特許出願人　　パイオニア株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリーン側から順に第１群レンズが正レンズ、
   第２群レンズがメニスカス状の正レンズ、第３群レンズ
   がＣＲＴ側により強い凹面を向けた負レンズ、第４群レ
   ンズおよび第５群レンズが両側凸面の正レンズ、第６群
   レンズがスクリーン側に凹面を向けた負レンズで構成さ
   れ、第２群レンズおよび第６群レンズがそれぞれ少なく
   とも１面が非球面化されたプラスチックレンズである６
   枚構成のプロジェクションテレビ用投影レンズであって
   、次の（ａ）〜（ｄ）の条件を満足することを特徴とす
   るプロジェクションテレビ用投影レンズ。 （ａ）０．４＜ψ＿１＿，＿２＜０．９ （ｂ）１．１＜ψ＿４＿，＿５＜１．６ （ｃ）０．７＜｜ψ＿３｜＜１．１ ，ν＿３＜４０ （ｄ）０．９＜｜ψ＿６｜＜１．４ ただし、 ψ＿１＿，＿２：第１群レンズと第２群レンズの合成パ
   ワー ψ＿４＿，＿５：第４群レンズと第５群レンズの合成パ
   ワー ψ＿３：第３群レンズのパワー ψ＿６：第６群レンズのパワー （ただし、全系のパワーを１とする。） ν＿３：第３群レンズのアッベ数
2. （２）上記第２群レンズが次の条件（ｅ）を満足するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプロジェク
   ションテレビ用投影レンズ。 （ｅ）０＜ψ＿２＜０．４ ただし、 ψ＿２：全系のパワーを１としたときの第２群レンズの
   パワー