JPH01309014A - 前絞り投影レンズ - 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］ この発明は、例えばシルクスクリーン原板、フィルム、
チャート等の像をスクリーンに拡大投影するプロジェク
タ−に用いる投影レンズに関するものであり、より詳細
には絞り若しくは入射瞳がレンズ系よりもスクリーン側
に位置する前絞り投影レンズに関するものである。 ［従来の技術］ 従来の投影レンズは、絞り若しくは入射瞳をレンズ系内
に持つものが一般的である。 しかしながら、投影機本体の構造、照明系等の制約によ
って絞り若しくは入射瞳をレンズ系よりもスクリーン側
へ設けなくてはならない場合がある。このような場合、
従来の投影レンズでは軸外からの光に対してコマ収差、
像面湾曲等を抑えることができず、また、周辺光量が不
足するという問題が発生する。 ［発明の目的］ この発明は、Ｆナンバー１：３．５程度、半画角１４゜
程度を含み、絞り若しくは入射瞳をレンズ系よりもスク
リーン側に位置させ、しかも周辺まで高い結像性能を有
し、かつ周辺光量をほぼ１００％に保つことができる投
影レンズを提供することを目的とする。 ［課題を解決するための手段］ 請求項１の前絞り投影レンズは、像が投影されるスクリ
ーン側より順にスクリーンに凸面を向けた正の第１レン
ズ、両凹の負の第２レンズ、入射側に凸面を向けた正の
メニスカスレンズである第３レンズ、正の第４レンズの
４群４枚から構成され、■　　０．４０＜　ｆ＋／　ｆ
＜　０．５５■　−０．４０＜　ｂ／　ｆ＜　−０．２
０■　ｎ２　＞　１．７０ ■　（ｎｓ＋ｎ４）／２＞　１．７８ ■　ｙ２＜３０．０ ■　ｖ　ｌ−Ｓ／　２＞　２０．０ 但し、 ｆ：全系の焦点距離 ｆＩ：第ｉレンズの焦点距離 旧：第ｉレンズの屈折率 ｙｌ；第ｉレンズのアツベ数 の各条件を満たすことを特徴とする。 条件■■は軸上色収差の補正及び像面の平坦化のための
条件である。軸上色収差、像面湾曲、その他の諸収差を
小さく抑えるためには、第１、第２レンズのパワー配分
を適切に設定する必要がある。 条件■の下限を下回ると、第１レンズの正のパワーが増
大し、これを補正するために第２レンズの負のパワーを
増大させなければならないためペッツバール和が負に大
きくなり過ぎ、球面収差、その他の高次収差が補正過剰
で残存して結像性能が悪化する。同様に条件■の上限を
越えると、第２レンズの負のパワーが減少し、ペッツバ
ール和が正に過大となって像面湾曲が補正しきれなくな
る。 条件■の下限を下回ると、ペッツバール和が正に過大と
なり、また１条件■の上限を越えるとペッツバール和が
負に過大となる。 条件■は、条件■によって定められた第２レンズのパワ
ー配分に対し、第２レンズの屈折率を適正に定めること
により、球面収差、コマ収差の発生を抑えるための条件
である６条件■の下限を下回ると第２レンズの各面の曲
率半径が小さくなり過ぎ、球面収差、コマ収差が過度に
発生する。 条件■は、像面の平坦化のための条件であり、正の第３
、第４レンズの屈折率を高めることにより、ペッツバー
ル和を小さく保つためのものである。 条件■の下限を下回るとペッツバール和が正に過大とな
る。 条件■■は、色収差補正のための条件である。 条件■は３枚の正レンズに対し、１枚の負レンズで色収
差補正するための条件であり、条件■の上限を越えると
色収差を補正しきれなくなる。更に、大きな正負のパワ
ー配分を持つ第１、第２レンズのアツベ数の差を条件■
のように設定することが色収差補正の要件となる０条件
■の下限を下回ると色収差の補正が過剰となる。 以上■〜■の条件を満たすことにより、色収差、像面湾
曲等を良好に補正することができるが、他の諸収差を抑
えるためには以下の■〜［相］の条件をも満たすことが
好ましい。 すなわち請求項２の投影レンズは、上記の条件に加えて
、 ■　−０．２０＜　ｒｌ　／　ｒ２≦０．００■　−１
，００＜　ｒｘ／　ｆ＜　−０．４０■　　１．ＧＯ＜
　ｒｓ／　ｒｅ＜　２．００■　　０．８５＜　ｒ７／
　ｆ＜　０．９０但し、 ｒＩニスクリーン側から第１番目の面の曲率半径の各条
件を満たすことを特徴とする。 条件■■は球面収差を良好に補正するための条件である
０条件■は条件■でパワー配分を決められた第１レンズ
において、その第１、第２面の曲率半径の比率を適切に
定めることにより、第１レンズの両面で発生する球面収
差係数８１の和を最小とするための条件である０条件■
の範囲を外れると、第１レンズの両面で発生する球面収
差係数のバランスが崩れ、第１レンズで発生する球面収
差が大きくなり、補正不足となる。 条件■は第１レンズで発生する球面収差を補正する第２
レンズ第１面（スクリーン側から数えて第３面）の曲率
半径の範囲を定めるための条件である０条件■の下限を
下回ると球面収差の補正が不足となり、また、条件■の
上限を越えると補正過剰となる。 条件■によって第３レンズの両面（スクリーン側から数
えて第５．６面）の曲率半径の比率を定めることにより
、コマ収差の発生を抑えることができる。 条件■の範囲を外れると、コマ収差の発生が過剰となる
。 条件［相］は歪曲収差を小さく抑えるための条件である
。第４レンズ第１面（スクリーン側から数えて第７面）
の曲率半径を条件［相］のように定めることにより、第
１、第２、第３レンズで発生した負の歪曲収差を小さく
補正することができる１条件［株］の下限を下回ると歪
曲収差の補正が過剰となり、上限を越えると歪曲収差が
補正不足となる。 ［実施例］ 以下、この発明に係る前絞り投影レンズの実施例を説明
する。 第１．３，５．７図は、この発明の第１〜第４実施例に
係る前絞り投影レンズの配置構成を示したものであり、
これらのレンズの具体的な数値構成は第１０゜１１ペー
ジの表に示される通りである。 表中の符号ＦｎｏはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、
ωは半画角、Ｈは倍率、Ｄは第１面から絞りまでの距離
、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは面間の距離（レンズ
厚及び空気間隔）、ｎはｄ線（５８８ｎｍ）における屈
折率、Ｖａはアツベ数をそれぞれ表わしている。

【実施例−条件式対応表】

なお、上表は各実施例と条件式■〜［相］との関係を示
したものである。 これらの前絞り投影レンズの収差特性は、第２゜４．６
．８図に示す通りである。何れも対物レンズのＦナンバ
ー１　：　３．５．　　焦点路１１１６５．ｏｏｎｔｏ
、倍率−０．０５１倍、半画角１４＠とじたときの状態
を示している０図中の球面収差ＳＡが実線、正弦条件Ｓ
Ｃが破線で示されており、軸上の色収差及び倍率色収差
では、ｄ−Ｌｉｎｅ（５８８ｎｍ）、ｇ−Ｌｉｎｅ（４
３６ｎｍ）、Ｃ−Ｌｉｎｅ（６５６ｎｍ）の３つのデー
タを示している。非点収差はサジタル方向Ｓを実線、メ
リディオナル方向Ｈを破線で示している。 何れの実施例においても、■〜［株］の条件を満たすこ
とにより、良好な性能が得られる。 第１実施例 Ｆｎｏ：１：３．５　　ｆ＝６５．ｏｏ　　ω＝１４’
Ｍ＝−０．０５１Ｄ＝３．９ 第２実施例 Ｆｎｏ＝１：３．５　　ｆ＝６５．ｏｏ　　ω＝１４＠
Ｍ＝−０．０５ｉ　　　ｎ＝５．３ 第３実施例 Ｆｎｏ＝１：３．５　　ｆ＝６５．０ｏ　　ｒ、ｒ　：
１４”Ｍ＝−０．０５１Ｄ＝５．６ 第４実施例 Ｆｎｏ：１：３．５　　ｆ＝６５．ｏｏ　　ω＝１４”
Ｍ＝−０．０５１０＝３．９ ［効果コ 以上説明した通り、この発明によれば、レンズ系の外側
に絞り若しくは入射瞳を設定した場合にも、周辺まで良
好な性能を持ち、周辺光量をほぼ１００％に保つことが
でき、倍率−〇、０５倍程度で歪曲収差、倍率色収差、
非点収差、像面湾曲が良好に補正されたレンズを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１．３，５．７図はこの発明に係る前絞り投影レンズ
の第１〜第４実施例の構成図、第２．４，６．８図は各
実施例に対応した収差特性図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像が投影されるスクリーン側より順に前記スクリ
   ーンに凸面を向けた正の第１レンズ、両凹の負の第２レ
   ンズ、入射側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであ
   る第３レンズ、正の第４レンズの４群４枚から構成され
   、 ［１］０．４０＜ｆ＿１／ｆ＜０．５５ ［２］−０．４０＜ｆ＿２／ｆ＜−０．２０［３］ｎ＿
   ２＞１．７０ ［４］（ｎ＿３＋ｎ＿４）／２＞１．７８ ［５］ν＿２＜３０．０ ［６］ν＿１−ν＿２＞２０．０ 但し、 ｆ：全系の焦点距離 ｆ＿ｉ：第ｉレンズの焦点距離 ｎ＿ｉ：第ｉレンズの屈折率 ν＿ｉ：第ｉレンズのアッベ数 の各条件を満たすことを特徴とする前絞り投影レンズ。
2. （２）請求項１において、 ［７］−０．２０＜ｒ＿１／ｒ＿２≦０．００［８］−
   １．００＜ｒ＿３／ｆ＜−０．４０［９］１．００＜ｒ
   ＿５／ｒ＿６＜２．００［１０］０．６５＜ｒ＿７／ｆ
   ＜０．９０ 但し、 ｒ＿ｉ：スクリーン側から第ｉ番目の面の曲率半径の各
   条件を満たすことを特徴とする前絞り投影レンズ。