JPH0151809B2 - - Google Patents
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- JPH0151809B2 JPH0151809B2 JP56062069A JP6206981A JPH0151809B2 JP H0151809 B2 JPH0151809 B2 JP H0151809B2 JP 56062069 A JP56062069 A JP 56062069A JP 6206981 A JP6206981 A JP 6206981A JP H0151809 B2 JPH0151809 B2 JP H0151809B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B13/02—Viewfinders
- G03B13/16—Viewfinders combined with focusing aids
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
-
- 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
Description
本発明は、たとえばテレビジヨン受像装置の映
像管（陰極線管またはブラウン管ともいう）画面
に映出された画像を拡大してスクリーンに映出せ
しめるのに使用して有効な投影レンズ装置に関す
るものである。 上述のような映像管画面の画像をスクリーンに
拡大投影して映出せしめる装置（以下、これを映
像表示装置と称す）で使用する投影レンズの望ま
しい条件は、口径比が大きいことと画角が大きい
ことである。 大きな口径比は、表示される像を明るいものと
するために必要であり、大きな画角は大サイズの
映像管が使用できるので投影倍率を小さくして、
すぐれた表示像をうることができるからである。 従来、この種のレンズにはガラスレンズが用い
られてきた。しかし、ガラスレンズには限界があ
る。第１に大口径比にした場合重くなるという欠
点がある。また、広角には負レンズ成分の存在が
欠かせないが、負レンズ成分は口径比を大きくす
る障害となり、大口径比と広角の両立は困難であ
る。勿論、フイールドフラツトナーと呼ばれる負
レンズを映像管の近くに置くことで或る程度の解
決は可能であるが、こうした手段径の大きなレン
ズ素子を必要とする為、製造上、コスト上で問題
がある。非球面化は性能向上と共に構成枚数の削
減にも有効であるが、ガラスレンズでは製造面、
コスト面で実用化が難かしく、上記の要請を実現
するのは困難であつた。 そのため、近年、投影レンズをプラスチツク化
することが試みられるようになつた。プラスチツ
クは軽いということと、非球面の成型が容易であ
るというガラスにはない特徴を有している。たゞ
現在ではガラスほど種類が多くないので色収差の
補正がし難いが、映像表示装置ではグリーン、ブ
ルー、レツドの３色の映像管を用い、各々の波長
範囲が狭いので、投影レンズは単色光について設
計すればよく、この際の障害にはならない。 この様な投影レンズとして特開昭55−124114号
公報に開示されているものが知られている。この
レンズはプラスチツク非球面を用いて大口径比を
実現し、同時に３枚という簡単な構成で製造上で
も大きなメリツトをもたらすものではあるが、そ
の反面、次のようないくつかの問題点が存在す
る。 第１は、第２レンズの中心厚が大きいことであ
る。これはプラスチツクの成型の際に均一性を保
つのに障害となるものである。 第２は、レンズ全長が長いことである。その実
施例が示すように第１レンズから第３レンズに至
るレンズ全長は1.8f程度である。これは映像表示
装置のコンパクト化に障害となり、画角を大きく
する障害となつている。 第３は、第３負レンズが映像管の近くにあるた
めバツクフオーカスが短いことである。映像管は
熱を放射し、プラスチツクは熱に弱いという特性
を有しているのでバツクフオーカスが短いことは
好ましくない。 本発明は、上記従来例のものとは全く異つた設
計思想に基づいてなされたもので、上記従来例の
問題点を解決し得る投影レンズ装置を提供するも
のである。以下、本発明を図示の実施例に基いて
説明する。本発明は第１図に断面図で例示するよ
うに、正レンズから成る第１レンズＰ１と、両凸
の正レンズから成る第２レンズＰ２と、負レンズ
から成る第３レンズＰ３を、その順序で同一光軸
上に配設し、かつ、全レンズ系の焦点距離をｆ、
前記第１レンズの焦点距離をf1、前記第１レンズ
および第２レンズの中心厚をそれぞれD1，D2、
前記第２レンズの前面および後面の曲率半径をそ
れぞれR2f，R2b、そして前記第２レンズと第３レ
ンズの間隔をL2としたとき、次の条件(1)〜条件
(4) (1) 0.7＞ｆ／f1＞0.4 (2) D1、D2＜0.2f (3) R2f＞｜R2b｜ (4) 0.6f＞L2＞0.3f を満足するようにしたものである。 すなわち、本発明の投影レンズ装置は大口径比
にするためにペツツバールタイプを基本構成と
し、ペツツバール像面を補正するために負レンズ
である第３レンズＰ３を加えたものである。従つ
て第１レンズＰ１のパワーが強くなつているのが
特徴である。また、第２レンズＰ２を前面ゆるく
後面がつよい曲率をもつた斜光束に有利な形状と
した。これは第１レンズＰ１のパワーが比較的強
いために第２レンズP2のパワー分担が減つて可
能となつたもので、かかる形状にしたことによる
球面収差への影響は非球面化によつて解消できる
程度であり、むしろ斜光束に対する収差補正のメ
リツトの方が大きい。 また、第１レンズＰ１のパワーを強くすること
は第２レンズＰ２の外径を小さくし、第１および
第２レンズの中心厚D1，D2を平均化して小さく
できて、プラスチツク成型に有利となつている。 第３レンズＰ３はペツツバール像画を修正する
ための負レンズ素子で、このレンズは映像管に近
いほどペツツバール和を小さくできるが、一方、
前群が正レンズだけの構成なので、これに近い方
が軸外収差の補正に有効であり、広角化に有利で
ある。本発明は第２レンズＰ２と第３レンズＰ３
の間隔L2を小さくすることで広角化と共にバツ
クフオーカスを長くできたものである。 前記本発明の条件(1)は、第１レンズＰ１のパワ
ーに関するもので、上限をこえるときは斜光束の
第２レンズＰ２への入射角を大きくし、軸外収差
の補正に好ましくないなど広角化の障害となる。
下限をこえるときは第２レンズＰ２のパワーが強
くなり、その中心厚D2が増大するので好ましく
ない。 また、条件(2)は先の条件(1)と関連し、第１、第
２レンズＰ１，Ｐ２のパワーのバランスを与える
と共にプラスチツクの成型を容易にするものであ
る。この条件から外れるときは条件(1)、(3)が満足
できず、プラスチツク成型の際の均一性の保障が
困難になる。 条件(3)は第２レンズＰ２の形状を規定するもの
で、第２レンズＰ２の前面及び後面の曲率半径
R2f，R2bがR2f＜｜R2b｜のときはレンズ系が前記
従来例に示す如くなつて前述した問題点が解決で
きず、特に広い画角をうるのが困難になる。 条件(4)は第２、第３レンズＰ２，Ｐ３の間隔
L2の範囲を示すが、下限をこえるときはペツツ
バール和減少の効果が小さくなるか、口径比を小
さくするかのどちらかを強いられることになる。
上限をこえるときは、ペツツバール和を小さくす
るには有利である反面バツクフオーカスが短くな
るので好ましくない。 なお、非球面は口径比が１程度のときは各素子
について１つ以上あることがのぞましいが、一般
には具体的なレンズ仕様やコストによつて決まる
ものである。非球面の形状は、面の頂点を原点に
して光軸方向をＸ軸に、それに直交してＹ軸をと
るとき、 で表わされる。但し、Ｃは曲率、Ｄ、Ｅ、Ｆ、
Ｇ、Ａは非球面係数である。 また、レンズ系中にＸ線カツトフイルターＧ１
が入れられることがあり、第３レンズＰ３の後に
映像管のカバーガラスＧ２が存在する。これらの
平行平面板は収差に影響を与えるので考慮しなけ
ればならないが、レンズ設計上は本質的な問題で
はない。 第２図は逆投影したときのグリーンの映像管上
でのM.T.F.を対面画像高で示したもので、空間
周波数１本／mmおよび２本／mmを示している。映
像管は527本の走査線で走査されて像が形成され
ているので、このような空間周波数のM.T.F.が
高いことが必要である。なお、図中のＭは子午光
線、Ｓは球欠光線を示している。この特性図から
本発明の実施例がすぐれた性能のものであること
がわかる。 第３図は同本発明の映像管画面上での歪曲収差
特性図、第４図は周辺光量であり、歪曲もきわめ
て少なく、周辺光量も十分であることがわかる。 以下に本発明の各実施例についての具体的数値
例をあげる。
像管（陰極線管またはブラウン管ともいう）画面
に映出された画像を拡大してスクリーンに映出せ
しめるのに使用して有効な投影レンズ装置に関す
るものである。 上述のような映像管画面の画像をスクリーンに
拡大投影して映出せしめる装置（以下、これを映
像表示装置と称す）で使用する投影レンズの望ま
しい条件は、口径比が大きいことと画角が大きい
ことである。 大きな口径比は、表示される像を明るいものと
するために必要であり、大きな画角は大サイズの
映像管が使用できるので投影倍率を小さくして、
すぐれた表示像をうることができるからである。 従来、この種のレンズにはガラスレンズが用い
られてきた。しかし、ガラスレンズには限界があ
る。第１に大口径比にした場合重くなるという欠
点がある。また、広角には負レンズ成分の存在が
欠かせないが、負レンズ成分は口径比を大きくす
る障害となり、大口径比と広角の両立は困難であ
る。勿論、フイールドフラツトナーと呼ばれる負
レンズを映像管の近くに置くことで或る程度の解
決は可能であるが、こうした手段径の大きなレン
ズ素子を必要とする為、製造上、コスト上で問題
がある。非球面化は性能向上と共に構成枚数の削
減にも有効であるが、ガラスレンズでは製造面、
コスト面で実用化が難かしく、上記の要請を実現
するのは困難であつた。 そのため、近年、投影レンズをプラスチツク化
することが試みられるようになつた。プラスチツ
クは軽いということと、非球面の成型が容易であ
るというガラスにはない特徴を有している。たゞ
現在ではガラスほど種類が多くないので色収差の
補正がし難いが、映像表示装置ではグリーン、ブ
ルー、レツドの３色の映像管を用い、各々の波長
範囲が狭いので、投影レンズは単色光について設
計すればよく、この際の障害にはならない。 この様な投影レンズとして特開昭55−124114号
公報に開示されているものが知られている。この
レンズはプラスチツク非球面を用いて大口径比を
実現し、同時に３枚という簡単な構成で製造上で
も大きなメリツトをもたらすものではあるが、そ
の反面、次のようないくつかの問題点が存在す
る。 第１は、第２レンズの中心厚が大きいことであ
る。これはプラスチツクの成型の際に均一性を保
つのに障害となるものである。 第２は、レンズ全長が長いことである。その実
施例が示すように第１レンズから第３レンズに至
るレンズ全長は1.8f程度である。これは映像表示
装置のコンパクト化に障害となり、画角を大きく
する障害となつている。 第３は、第３負レンズが映像管の近くにあるた
めバツクフオーカスが短いことである。映像管は
熱を放射し、プラスチツクは熱に弱いという特性
を有しているのでバツクフオーカスが短いことは
好ましくない。 本発明は、上記従来例のものとは全く異つた設
計思想に基づいてなされたもので、上記従来例の
問題点を解決し得る投影レンズ装置を提供するも
のである。以下、本発明を図示の実施例に基いて
説明する。本発明は第１図に断面図で例示するよ
うに、正レンズから成る第１レンズＰ１と、両凸
の正レンズから成る第２レンズＰ２と、負レンズ
から成る第３レンズＰ３を、その順序で同一光軸
上に配設し、かつ、全レンズ系の焦点距離をｆ、
前記第１レンズの焦点距離をf1、前記第１レンズ
および第２レンズの中心厚をそれぞれD1，D2、
前記第２レンズの前面および後面の曲率半径をそ
れぞれR2f，R2b、そして前記第２レンズと第３レ
ンズの間隔をL2としたとき、次の条件(1)〜条件
(4) (1) 0.7＞ｆ／f1＞0.4 (2) D1、D2＜0.2f (3) R2f＞｜R2b｜ (4) 0.6f＞L2＞0.3f を満足するようにしたものである。 すなわち、本発明の投影レンズ装置は大口径比
にするためにペツツバールタイプを基本構成と
し、ペツツバール像面を補正するために負レンズ
である第３レンズＰ３を加えたものである。従つ
て第１レンズＰ１のパワーが強くなつているのが
特徴である。また、第２レンズＰ２を前面ゆるく
後面がつよい曲率をもつた斜光束に有利な形状と
した。これは第１レンズＰ１のパワーが比較的強
いために第２レンズP2のパワー分担が減つて可
能となつたもので、かかる形状にしたことによる
球面収差への影響は非球面化によつて解消できる
程度であり、むしろ斜光束に対する収差補正のメ
リツトの方が大きい。 また、第１レンズＰ１のパワーを強くすること
は第２レンズＰ２の外径を小さくし、第１および
第２レンズの中心厚D1，D2を平均化して小さく
できて、プラスチツク成型に有利となつている。 第３レンズＰ３はペツツバール像画を修正する
ための負レンズ素子で、このレンズは映像管に近
いほどペツツバール和を小さくできるが、一方、
前群が正レンズだけの構成なので、これに近い方
が軸外収差の補正に有効であり、広角化に有利で
ある。本発明は第２レンズＰ２と第３レンズＰ３
の間隔L2を小さくすることで広角化と共にバツ
クフオーカスを長くできたものである。 前記本発明の条件(1)は、第１レンズＰ１のパワ
ーに関するもので、上限をこえるときは斜光束の
第２レンズＰ２への入射角を大きくし、軸外収差
の補正に好ましくないなど広角化の障害となる。
下限をこえるときは第２レンズＰ２のパワーが強
くなり、その中心厚D2が増大するので好ましく
ない。 また、条件(2)は先の条件(1)と関連し、第１、第
２レンズＰ１，Ｐ２のパワーのバランスを与える
と共にプラスチツクの成型を容易にするものであ
る。この条件から外れるときは条件(1)、(3)が満足
できず、プラスチツク成型の際の均一性の保障が
困難になる。 条件(3)は第２レンズＰ２の形状を規定するもの
で、第２レンズＰ２の前面及び後面の曲率半径
R2f，R2bがR2f＜｜R2b｜のときはレンズ系が前記
従来例に示す如くなつて前述した問題点が解決で
きず、特に広い画角をうるのが困難になる。 条件(4)は第２、第３レンズＰ２，Ｐ３の間隔
L2の範囲を示すが、下限をこえるときはペツツ
バール和減少の効果が小さくなるか、口径比を小
さくするかのどちらかを強いられることになる。
上限をこえるときは、ペツツバール和を小さくす
るには有利である反面バツクフオーカスが短くな
るので好ましくない。 なお、非球面は口径比が１程度のときは各素子
について１つ以上あることがのぞましいが、一般
には具体的なレンズ仕様やコストによつて決まる
ものである。非球面の形状は、面の頂点を原点に
して光軸方向をＸ軸に、それに直交してＹ軸をと
るとき、 で表わされる。但し、Ｃは曲率、Ｄ、Ｅ、Ｆ、
Ｇ、Ａは非球面係数である。 また、レンズ系中にＸ線カツトフイルターＧ１
が入れられることがあり、第３レンズＰ３の後に
映像管のカバーガラスＧ２が存在する。これらの
平行平面板は収差に影響を与えるので考慮しなけ
ればならないが、レンズ設計上は本質的な問題で
はない。 第２図は逆投影したときのグリーンの映像管上
でのM.T.F.を対面画像高で示したもので、空間
周波数１本／mmおよび２本／mmを示している。映
像管は527本の走査線で走査されて像が形成され
ているので、このような空間周波数のM.T.F.が
高いことが必要である。なお、図中のＭは子午光
線、Ｓは球欠光線を示している。この特性図から
本発明の実施例がすぐれた性能のものであること
がわかる。 第３図は同本発明の映像管画面上での歪曲収差
特性図、第４図は周辺光量であり、歪曲もきわめ
て少なく、周辺光量も十分であることがわかる。 以下に本発明の各実施例についての具体的数値
例をあげる。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
以上の説明ならびに実施例から明らかなように
本発明は映像表示装置に好適な高性能でコンパク
トになし得る投影レンズ装置を低コストで実現可
能にしたものであり、その効果は非常に大なるも
のがある。
本発明は映像表示装置に好適な高性能でコンパク
トになし得る投影レンズ装置を低コストで実現可
能にしたものであり、その効果は非常に大なるも
のがある。
第１図は本発明の一実施例の要部断面図、第２
図は本発明の実施例における像高対M.T.F.特性
図、第３図は本発明の実施例における像高対周辺
光量特性図、第４図は本発明の実施例における歪
曲収差対像高特性図である。 Ｐ１……第１レンズ、Ｐ２……第２レンズ、Ｐ
３……第３レンズ。
図は本発明の実施例における像高対M.T.F.特性
図、第３図は本発明の実施例における像高対周辺
光量特性図、第４図は本発明の実施例における歪
曲収差対像高特性図である。 Ｐ１……第１レンズ、Ｐ２……第２レンズ、Ｐ
３……第３レンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 正レンズから成る第１レンズと、両凸の正レ
ンズから成る第２レンズと、負レンズから成る第
３レンズを、その順序で同一光軸上に配設し、か
つ、全レンズ系の焦点距離をｆ、前記第１レンズ
の焦点距離をf1、前記第１レンズおよび第２レン
ズの中心厚をそれぞれD1，D2、前記第２レンズ
の前面および後面の曲率半径をそれぞれR2f，
R2b、そして前記第２レンズと第３レンズの間隔
をL2としたとき、次の条件 (1) 0.7＞ｆ／f1＞0.4 (2) D1、D2＜0.2f (3) R2f＞｜R2b｜ (4) 0.6f＞L2＞0.3f を満足するように構成したことを特徴とする投影
レンズ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206981A JPS57177115A (en) | 1981-04-23 | 1981-04-23 | Projection lens device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206981A JPS57177115A (en) | 1981-04-23 | 1981-04-23 | Projection lens device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57177115A JPS57177115A (en) | 1982-10-30 |
| JPH0151809B2 true JPH0151809B2 (ja) | 1989-11-06 |
Family
ID=13189430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6206981A Granted JPS57177115A (en) | 1981-04-23 | 1981-04-23 | Projection lens device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57177115A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58125007A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投影レンズ |
| JPS59133517A (ja) * | 1983-01-21 | 1984-07-31 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影レンズ |
| JPS6073514A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-25 | Hitachi Ltd | プロジェクションテレビ用レンズ |
| US4697892A (en) * | 1983-10-18 | 1987-10-06 | U.S. Precision Lens, Inc. | Projection lens |
| US4801196A (en) * | 1984-08-21 | 1989-01-31 | U.S. Precision Lens, Incorporated | Wide angle projection lens |
| JP2617908B2 (ja) * | 1984-09-27 | 1997-06-11 | 松下電器産業株式会社 | 投写光学装置 |
| JPH0627895B2 (ja) * | 1984-12-20 | 1994-04-13 | 松下電器産業株式会社 | 投写レンズ |
| JPH0627896B2 (ja) * | 1985-02-06 | 1994-04-13 | 松下電器産業株式会社 | 投写レンズ |
| NL8500453A (nl) * | 1985-02-18 | 1986-09-16 | Philips Nv | Projektielenzenstelsel. |
| US4815831A (en) * | 1985-07-11 | 1989-03-28 | U.S. Precision Lens, Incorporated | Projection lens with color correction |
| US4685774A (en) * | 1986-01-17 | 1987-08-11 | U.S. Precision Lens, Incorporated | Projection lens |
| US4682862A (en) * | 1986-01-17 | 1987-07-28 | U.S. Precision Lens Incorporated | Projection lens |
| US4776681A (en) * | 1986-01-17 | 1988-10-11 | U.S. Precision Lens, Incorporated | Projection lens |
| US4755028A (en) * | 1986-10-14 | 1988-07-05 | U.S Precision Lens, Incorporated | Projection lens with an aspherical corrector lens element |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5087322A (ja) * | 1973-12-05 | 1975-07-14 | ||
| JPS50145227A (ja) * | 1974-05-14 | 1975-11-21 | ||
| JPS50145226A (ja) * | 1974-05-14 | 1975-11-21 | ||
| JPS55124114A (en) * | 1978-09-08 | 1980-09-25 | Us Precision Lens Inc | Projector lens |
-
1981
- 1981-04-23 JP JP6206981A patent/JPS57177115A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5087322A (ja) * | 1973-12-05 | 1975-07-14 | ||
| JPS50145227A (ja) * | 1974-05-14 | 1975-11-21 | ||
| JPS50145226A (ja) * | 1974-05-14 | 1975-11-21 | ||
| JPS55124114A (en) * | 1978-09-08 | 1980-09-25 | Us Precision Lens Inc | Projector lens |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57177115A (en) | 1982-10-30 |
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|---|---|---|
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| JPS6218894B2 (ja) | ||
| US4603950A (en) | Projection lens | |
| JPH0315166B2 (ja) | ||
| JPH0151809B2 (ja) | ||
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