JPH01261612A - プロジェクター用投影レンズ - Google Patents

プロジェクター用投影レンズ

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JPH01261612A
JPH01261612A JP8925788A JP8925788A JPH01261612A JP H01261612 A JPH01261612 A JP H01261612A JP 8925788 A JP8925788 A JP 8925788A JP 8925788 A JP8925788 A JP 8925788A JP H01261612 A JPH01261612 A JP H01261612A
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JP
Japan
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lens
group
negative
positive
focal distance
Prior art date
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Application number
JP8925788A
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English (en)
Inventor
Kiichiro Ueda
喜一郎 植田
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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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) この発明はプロジェクタ−用投影レンズ、特にテレビプ
ロジェクタ−等に用いられる明るく、広角の投影レンズ
に関する。
(従来技術) テレビプロジェクタ−は陰極線管の画面を投影レンズで
スクリーン上に拡大投影するものであるが、近年、業務
用のみならず家庭用としても需要が拡大し、普及が見込
まれるようになってきた。
これに伴い、プロジェクタ−装置のコンパクト化。
低コスト化の要望が強まり、プロジェクタ−レンズも口
径比が1:1.1程度と大きくしかも半画角が28°以
上と言う極めて広角なものが必要とされてきている。
半画角が28″以上のプロジェクタ−用レンズは各種知
られているがその中の多くはR(赤)、G(緑)、B(
青)の三色別々の陰極線管を用いる投影装置用であり、
色消しの必要が少ないことから単色収差補正のみを行っ
たものである。
しかし実際には、各陰極線管から発する光は単色光では
なく、異なる波長成分を含んでおり、より高画質な画像
を得るためには単色収差補正だけでは不十分で色消しが
必要となって来る。
このような目的で色消しを行った投影レンズで、半画角
が28°以上におよぶ広画角なものとして特開昭61−
2490’14号公報に記載されたレンズ等が見られる
が1画面周辺での性能に問題があり画面中心から周辺ま
で良好な画質を得ることは難しかった。
また、周辺性能を良好に保つため陰極線管蛍光面に曲率
を持たせる事が考えられるが、コスト面で不利であり、
また技術的にも難しいため一般には平面の蛍光面を持っ
た陰極線管が用いられている。このように半画角28°
以上でありながら画面中心から周辺部分まで良好な画質
を有する平坦な蛍光面を持つ陰極線管に用いるプロジェ
クタ−用投影レンズが求められている。
(この発明が解決しようとする問題点)この発明は、従
来から広く用いられている蛍光面が平坦である陰極線管
を利用したプロジェクタ−に搭載される口径比が1:1
.1程度と大きく半画角が28°以上と極めて広角であ
り、その1低コスト化が可能で、収差が良好に補正され
周辺部まで高い画質の像が得られるプロジェクタ−用投
影レンズを得ようとするものである。
(問題点を解決するための手段) この発明においては第1図に示すように、投影レンズは
スクリーン側から順に、正の第1群レンズ、負の第1レ
ンズ正の第2レンズによって構成されるレンズ群を有す
る第2群レンズ、正の第3群レンズ、パワーの弱い第4
群レンズ、負の第5群レンズからなり、第1群レンズに
少なくとも1つ以上の非球面を有し −1: 3<f/f、、<−0,3・・・ (1)0 
 <f/f工く 0.8 ・・・ (2)0.6<f/
f、<  1.3  ・・・ (3)の条件を満足する
ことを特徴とする。
但し f z−z:第2群レンズを構成する負の屈折力の最も
強い負レンズの焦点距離 f□:第1群レンズの焦点距離 f、:第3群レンズの焦点距離 f :全系の合成焦点距離 を示す。
更に、色収差を良好に補正するためには、以下の条件を
満たすことが望ましい。
−0,15<f/f、<  0.25  ・・・ (4
)ヤ2−.<59       ・・・ (5)但し Vよ一1=第2群レンズを構成する負レンズのアツベ数 f4:第4群レンズの焦点距離 (作用) この発明のレンズは、第1群レンズを非球面化すること
によって開口による収差を良好に補正し、第2群レンズ
中に負の第1レンズ、正の第2レンズによって構成され
るレンズ群を含む事によって単色収差の補正に加え、倍
率の色収差の発生を抑え、また軸上色収差を良好に補正
している。正の第3群レンズは、全系の屈折力のがなり
の部分を有するもので、第4群レンズは画面周辺でのコ
マ収差を良好に補正するために用いられ、負の第5群レ
ンズは像面を良好に補正するために用いられたものであ
る。
条件(1)は第2群レンズを構成する負の第1レンズ、
正の第2レンズからなるレンズ群の負レンズの焦点距離
に関する条件で、上限を超えると色収差が補正過剰ぎみ
となり、下限を超えると補正不足となる。
条件(2)は第1群レンズの焦点距離f工と全系の焦点
距Fil fに関し、基本的単色収差補正のための条件
であり、上限を超えると広画角でサジタルコマフレアー
が増大して画面周辺での性能を低下させる、下限を超え
るとコマ収差補正が田辺となる。
条件(3)は第3群レンズの焦点距離f、と全系の合成
焦点距離fに関し、基本的単色収差補正のための条件で
あり、上限を超えるとアンダ一方向のコマ収差が増大し
、下限を超えるとオーバー方向のコマ収差が増大してと
もに画面周辺での画質を低下させる。
条件(4)は第4群レンズの焦点距離f4と金糸の合成
焦点距gfに関する条件で、この範囲内において画面周
辺でのコマ収差を良好に補正することができる。また収
差補正上、第4群レンズは1面以上の非球面を有する事
が望ましい。
条件(5)は第2群レンズを構成するレンズのうち負レ
ンズのアツベ数ν2−□に関する条件であり、この範囲
内において色収差をより良好に補正することができる。
さらに、より高画質を得るためには、第3群レンズを負
レンズと正レンズより成るレンズ群を含む構成とするこ
とが望ましく、これにより極めて良好に色収差を補正す
る事が可能になる。
(実施例) 以下この発明の投影レンズの実施例を示す。
表中、r+はスクリーン側1番目のレンズ面の頂点曲率
半径、dIはスクリーン側から第1番目のレンズ面間隔
、niはスクリーン側から第1番目のレンズ材料の波長
54−3 n mの屈折率、ヤiはそのアツベ数である
。また、非球面形状は面の頂点を原点とし、光軸方向を
C1円錐定数をK、非球面係数をAI、非球面のべき数
をPi (P+>2゜0)としたとき φ=V′)マ で表される。
なお1表中には液体ffJ L i g及びフェースプ
レートFPの値も示しである。
実施例1 f :103.25  口径比=1:1.1  倍率−
0,13423半画角28.5° f/f、=0.51
  f/f、=1.06f/f4=0.18  f/f
、、=−0,81rHdIn+   v r 非球面係数      べき数 第1面 K =  1.5945txlO−” A 1 = −1,62391x 10−’   P 
1 =  4.0000A 2 =  4.26321
 X 10−”  P 2 =  6,0000A3=
−2,80732XlO−1sP3=  8.0000
A4=−3,91174X]O−”  P4=10.0
000第2面 K =  4.28870xlO A 1 =  3.77108 X 10−’   P
 1 =  4.0000A2=−2,34366X1
0−11P2=  6.0000A3=−1,0110
0x10−”  P3=  8.0000A4=−1,
05296X10−”  P4=10.0000第3面 K =  1.0O000X10” A 1 = −2,99704X10−’   P 1
 =  4.0000A2=−8,25210XlO”
”  P2=  6.0000A 3 = −1,99
883X 1O−14P 3 =  8.0000A 
4 =  6J7735 X 10−”  P 4 =
 10.0000第4面 K = −4,49960 A 1 =  1.29757 X 10”’   P
 1 =  4.0000A 2 = −8,8456
4X 10−”  P 2 =  6,0000A 3
 =−2,61972X10−14P 3 =8,00
00A 4 =  1.55739 X 10−”  
P 4 = 10.0000第9面 K =  7.94400X10−” A 1 = −2,45683X10−’   P 1
 =  4.0000A2= −1,04308X10
−’   P2==  6.0000A3=  1.5
4362X10−L4P3=  8,0000A4= 
 1.38072X10−”  P4=10.0000
第10面 K =  2.20860 A 1 =  4.69358 X 10−’   P
 1 =  4.0000A2= −1,00539X
IQ−’   P2=  6.0000A3=  1.
87919X10−”  P3=  8.0000A 
4 =  8.26560 X 10−”  P 4 
= 10.0000実施例2 f = 103.96  口径比=1:1.1  倍率
−0,13423半画角29”   f/f、=0.5
2  f/f、=1.01f/f4=0.2   f/
f、、=−0,81rM    di    rN  
 νj非球面係数      べき数 第1面 K =  1.59451X10−’ A 1 = −1,45586X10−’   P 1
 =  4.0000A2=  4.71382xlO
−11P2=  6.0000A3=−3,70679
X10−”  P3=  8.0000A4=−3,1
7990X10−”  P4=10.0OOO第2面 K =  4.28870X10 A 1 =  3.58683 X 10”’   P
 1 =  4.0000A 2 = −2,8808
5X 1O−11P 2 =  6.0000A 3 
= −9,73414x 10−口 P 3 =  8
.0000A4=−1,0911183XIP”  P
4=10.0O00第3面 K =  1,0OOOOXIO” A 1 = −3,13127xlO−’   P 1
 =  4.0000A2=−8,54516XlO−
”  P2=  6.0000A 3 =−2,315
77X 10’−口 P 3 =  8.0000A4
=  5.82693X10−”  P4=10.0O
00第4面 K = −4,49960 A I =  1,48281 X 10−’   P
 1 =  4.0000A 2 = −8,4620
4X 10−”  P 2 =  6,0000A3=
−2,48404X10−”  P3=  8,000
0A 4 =  1.42981 X 10−”  P
 4 = 10.0000第9面 K =  7.94400xlO−” A 1 = −2,62644XIO−’   P 1
 =  4.0000A2=−1,02499X10−
’   P2=  6.0000A3=  2.524
83xlO−14P3=  8.0000A 4 = 
 1.33424 X 10””  P 4 = 10
.0000第10面 K =  2.20860 Al=  5.14172XIP’   P1=  4
.0000A2=−1,01800X10−’   P
2=  6.0000A3=  1.80572X10
””’  P3=  8.0000A4=  8.71
326X10−17P4=10.OOO0実施例3 f =I03.71  口径比=1:1.1  倍率−
0,13423半画角29.1’  f/fよ=0.4
2  f/f3=0.96f/f4=0.23  f/
f、、=−0,77rI    dI     旧  
 νI非球面係数      べき数 第1面 K =  1.5945]Xl0−1 A 1 = −1,89897X10−’   P 1
 =  4.0000A 2 =  2.81834 
x 10−”  P 2 =  6.0000A 3 
= −1,72326x 10−”  P 3 =  
8.0000A4=−9,63929X10−”  P
4=10.0000第2面 K =  4.28870X10 AI=  2.66alJ1xlO−7P1=  4.
0000A 2 = −1,62411X 10−” 
 P 2 =  6.0000A 3 = −7,86
647X 10−”  P 3 =  8,0000A
 4 = −6,54134X 10−”  P 4 
= 10.0000第3面 K =  1.00000X10’ A 1 = −2,99232X10−’   P 1
 =  4.0000A 2 = −7,70023X
 10−”  P 2 =  6,0000A3=−2
,41228xtO−14P3=  8.0000A 
4 =  3.88134 x lO−”  P 4 
= 10.0000第4面 K = −4,49960 A 1 =  1.48565X10−’   P 1
 =  4.0000A 2 = −7,61568x
 lO−”  P 2 =  6.0000A3=−2
,55040X10−”  P3=  8.0000A
4=  1.23718X10−”  P4=10.0
000第9面 K =  7.94400X10−’ A 1 = −2,60863XIP’   P 1 
=  4.000OA2=−1,04191X10”’
   P2=  6.0000A 3 =  1.32
499 X IP14P 3 =  8.0000A 
4 =  1.21951 X 10’−”  P 4
 = 10.(1000第1O面 K =  2.20860 A 1 =  5.43420 X 10−’   P
 1 =  4.0000A 2 = −1,0371
2X 10′’   P2=  6.0000A3= 
 1,60487X10−”  P3=  8.000
0A 4 =  7.90881 X 1O−17P 
4 = 10.0000実施例4 f = 103.83  口径比=l:1.1  倍率
−0,13423半画角29’   f/f、=0.5
1  f/f、=1.03f/f4=0.15  f/
f2−1=−0,8rIcl    i   νf 非球面係数      べき数 第1面 K =1.59451XIO−” A l = −1,59486X10−’   P 1
 =  4,0000A2=  4,39760X10
−11P2=  6,0000A 3 = −8,70
761X 10−”  P 3 =  8.0000A
 4 = −3,43848X 10−’  P 4 
= 10.0000第2面 K =  4.28870 X 10 A 1 =  3.53034 X 10”’   P
 L =  4.0000A2=−2,33175X1
0−”  P2=  6.0000A 3 = −8,
10199X10°”  P 3 =  8.0000
A 4 = −9,26685X 10−”″ P 4
 = 10.0000第3面 K =  1.00000 x 102A l = −
3,03088X10−’   P 1 =  4.0
000Δ2= −9,09874XIO−”   P2
=  6.0000A3=−2,12951xlO−”
   P3=  8.0000A4=  5.9008
9X10−”   P4= 1.0.0000第4面 K = −4,49960 A 1 =  1.+9601 X 1O−7P 1 
=  4.0(100A2=−8,73592XlO−
11P2=  6.0000A 3 = −2,696
81X 10”14P 3 =  LOOOOA4= 
 1,61640Xl(1−17P4=10.0000
第9面 K =  7.94400X10−” A I = −2,52905xlO−’   P 1
 =  4.0000A2= −1,0I654xlO
−’   P2=  6.0000A 3 =  2.
63901 X 1O−14P 3 =  8.000
0A4=  1.36608XIO−”  P4=10
.0000第10面 K =  2.20860 A 1 =  5.45258 X 10−’   P
 L =  4.0000A2= −1,00598x
lO−’   P2=  6.0000A3=  1.
90153xlO−”  P3=  8.0000A 
4 =  8.70424 X 10−”  P 4 
= 10.0000実施例5 f = 102.74  口径比=1:1.1  倍率
−0,13423半画角29.2’  f/f1=0.
31  f/f、=0.95f/f4=0.23  f
/f、1=−0,67r+di    ni   νI G   1   114.382 12.00 1.4
9305 57“1II2 365.4451゜、90
「3 −8506・9973・501・5906130
[−6−1113,69918,01 G1口to      457.435  5.00 
1.49305 57Lit  −2893,7394
8,87非球面係数      べき数 第1面 K =  1.59451xlO−” A 1 = −3,55875X10−’   P 1
 =  4.0000A2=  5.25705XIO
−”  P2=  6.0000A3=−4,1772
5XIO−”  P3=  8.0000A 4 = 
−2,41724x 10−”  P 4 = 10.
0000第2面 K =   4.28870X10 A l =  2.25742 X 10−’   P
 1 =  4.0000A 2 = −3,9520
4x 10−11  P 2 =  6.0000A3
=−2,44730X10−”  P3=  8.00
00A4=−1,91827XlO−”  P4=10
.0000第3面 K =  1,0OOOOXIO” A 1 = −6,30977xlO−”   P 1
 =  4.0000A2=−3,11527X10−
”  P2=  6.0000A3=−1,14065
XlO−14P3=  8.0000A4=−1,14
469X10−”  P4=10.OO00第4面 K = −4,49960 A I =  6.73457 X 10−”   P
 1 =  4.0000A 2 = −6,2367
9X 10−”  P 2 =  6.0000A 3
 = −2,81651X 10−”  P 3 = 
 8.0000A 4 =  5.29937 x 1
0−”  P 4 = 10.0000第10面 K =  7.94400X10−1 A 1 = −4,53421X 10−’   P 
1 =  4.0000A 2 = −1,10220
X10−″  P 2 =  6.0000A 3 =
−1,08499xlO−14P 3 =  8.00
00A 4 =  1.35130 X 10−”  
P 4 = 10.0000第11面 K =  2.20860 A 1 =  2.21661 X 10−’   P
 1 =  4.0000A2= −1,22074X
10−’   P2=  6.0000A3=  1.
73026X10−13P3=  8.0000A 4
 =  8.10724 X 10−”  P 4 =
 10.0000実施例6 f = 102..16  口径比=l:1.1  倍
率−0,13423半画角28.’   f/f、=0
.5   f/f、=1.10f/f4=0.2  f
/f、、=−Q、7ri     d!      旧
   ν■非球面係数      べき数 第1面 K =  1.59451X10−1 A l : −6,45277X10−’   P L
 =  4.0000A2=  5.42427X10
−”   P2=  6.0000A3=  4.96
476X10−1sP3=  8.0000A4=−5
,75722X10−”   P4=10.0000第
2面 K =   4.28870X10 A 1 =  1.01461 X 10”’   P
 L =  4.0000A2=−4,57746X1
0−”  P2=  6.0000A 3 = −1,
39251X 1O−14P 3 =  8.0000
A4=−9,46372X10−”  P4=10.0
000第3面 K =  1.0O000X10” A 1 = −1,85424X10−’   P L
 =  4.0000A 2 = −1,09248X
10−’  P 2 =  6.0000A 3 =−
2,08388X10−14P 3 =  8.000
0A 4 =  7,03153 X 10−”  P
 4 = 10.0000第9面 K =  7.94400X10−” A 1 = −2,72778xlO−’   P 1
 =  4.0000A2= −1,05281XIO
−’   P2=  6.0000A 3 = −1,
54235X 10−”  P 3 =  8.000
0A4=  1.14579X10−ロ  P 4 =
 10.0000第10面 K =  2.20860 A1=  3.12385X10−’   P1=  
4.000OA2=−1,11108Xlo−’   
P2=  6.0000A 3 =  1.64594
 X 10−”  P 3 =  8.0000A 4
 =  5.96223 X 10−”  P 4 =
 10.0000実施例7 f = 103.74  口径比=1:1.1  倍率
−0,13423半画角29.55@f/f3=0.9
1   f/f4=0.09f/f□−1=−Q、41 r+d+    n+   y+ 非球面係数      べき数 第1面 K =  1.59451 x lo−’A 1 = 
−6,41686X10−’   P 1 =  4.
0000A2=−3,84715X10−11P2= 
 6.0000A3= −7,64408X10−” 
  P3=  8.0000A4=  3.76033
xlO−”   P4= 10.0000第2面 K =  4.52727X10 A I =  2,46263 x 10−”   P
 1 =  4.0000A 2 =  1.2566
7 x 10−”  P 2 =  6.0000A3
=−3,34515X10−14P3=  8.000
0A4=−3,21198X10”  P4=10.0
000第3面 K =  1,00000xlO” A 1 =  1.02497 X 10−’   P
 L =  4.0000A 2 = −2,6784
5x 10−”  P 2 =  6.0000A 3
 =  1.30523 x 10−”  P 3 =
  8.0000A4=−4,86918X10−17
P4=10.0OOO第4面 K : −3,80381 A 1 =  5.48604 X 10−’   P
 L =  4.0000A2=−3,81267xl
O−11′P2=  6.0000A3=  7.10
656X10−”  P3=  8.0000A4=−
1,27646X10−17P4=10.0000第1
0面 K :  7,94400 x 1O−1A 1 = 
−8,92442xlO−’   P 1 =  4.
0000A 2 = −3,04441X 1O−1o
P 2 =  6.0000A 3 = −7,293
75X10−”  P 3 =  8.0000A4=
  2.44275X10−”  P4=10.000
0第11面 K =  2.20860 A 1 =−2,83559X10−7P 1 =  
4.0000A2=−5,58662X10−”  P
2=  6.0000A3=−4,93326X10−
13P3=  8.0000A 4 =  1.880
16 X 10−”  P 4 = 10.0000(
発明の効果) 本発明は実施例に示すごとく口径比が1.1と大口径比
で画角も28°以上と広く結像性能も第3図ないし第9
図に示す諸収差図のごとく良好である。
尚第5群レンズG、は非常に大きな負レンズでありコス
トアップの要因となるが、これを第10図のようなメニ
スカスレンズと液体レンズの合成レンズG、  とする
ことが本発明の実施例の若干の変更によって可能であり
、レンズのコストダウンおよび第5群レンズのCRT側
の面とフェースプレート間での反射を防止しプロジェク
タ−装置のコントラストの上昇を達成できる。また、よ
り一層のコストダウンを行うためには、上記メニスカス
レンズをプラスチックレンズとすることが効果的であり
、更に非球面を用いることによって一層の性能向上が可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施例の代表的構成を示す
断面図、第3図ないし第9図はそれぞれ実施例1ないし
実施例7の収差図である。第10図は第5群レンズの変
形例の断面図である。図中の符号はそれぞれ、Liqは
液体層、FPはフェースプレートを表わす。 特許出頭人  コニカ株式会社 出願人代理人 弁理士 佐藤文男 (他2名) lE3    g 球倉収差        非点収差 瀉4図 琢lft収差        非点収差Y欝75 歪a収差 第9図 琢I収差        非点収差 第  10 (a) Yラフ5 図 ISI P (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 スクリーン側から順に、正の第1群レンズ、負の第1レ
    ンズ、正の第2レンズによって構成されるレンズ群を含
    む第2群レンズ、正の第3群レンズ、パワーの弱い第4
    群レンズ、負の第5群レンズからなり、第1群レンズに
    少なくとも1つ以上の非球面を有し、 −1.3<f/f_2−_1<−0.3 0<f/f_1<0.8 0.6<f/f_3<1.3 の条件を満足することを特徴とするプロジェクター用投
    影レンズ 但しf_2_−_1:第2群レンズを構成する負の屈折
    力の最も強い負レンズの焦点距離 f_1:第1群レンズの焦点距離 f_3:第3群レンズの焦点距離 f:全系の合成焦点距離
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