JPH02257112A - プロジェクター用投影レンズ - 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、投射管（ＣＲＴ）の画像を大型スクリーンに
投射する投写システム用屈折式投影レンズに関するもの
である。

〔従来の技術〕

投射テレビシステムは、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄ
の３色の投射管のそれぞれの前方に投影レンズを配置し
、その投影レンズにより投射管上の像を投影レンズの前
方に配置したスクリーンに投射して３色の像を合成する
ものである。

従来の投影レンズとしては、ガラスレンズやプラスチッ
クレンズが使用されているが、コンパクトで、低コスト
であり、明るく、広角であることなどの多数の特性が要
望されるため、従来の投影レンズにおいては特に画面全
体に対する解像力およびコントラストは比較的に看過さ
れてきていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、近年、投影レンズに対し高画質化の要望が強く
なり、従って高解像力と高コントラストを有するレンズ
の開発が急務となってきた。

すなわち、この投影レンズには、コンパクト化、低コス
ト化の要求はもとより、口径比が１：１．０と明るく、
半画角も２５度以上と広角で、色収差の少ない、温度変
化によって光学性能が劣化しないこと、さらに高解像力
と高コントラストが要求されている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のプロジェクタ−用投影レンズは、かかる現状に
鑑み、スクリーン側から順に正の第１プラスチックレン
ズｌ２５、負の第２プラスチツクレンズｌ、２、パワー
の強い正の第３ガラスレンズＬ３、凸面をスクリーン側
に向けた正の第４メニスカスレンズ１．４、正の第５プ
ラスチックレンズＬ５、スクリーン側に凹面を向けた負
の第６プラスチックレンズＩ、６とから構成されたプロ
ジェクタ−用投影レンズにおいて、 ｒ７　：第４レンズ１．４前側曲率半径ｒ８　：第４レ
ンズ１．４後側曲率半径としたとき、 ０．０１＜　（１−ｒ７　／ｒｓ　）　＜０．５なる条
件を満足する如くなしたることを、その特徴とするもの
である。

〔作用〕

本発明においては、正の第４メニスカスレンズの使用に
よりコマ収差とサジタルコマ収差の改善を図ることがで
きると共に、プラスチックレンズとガラスレンズとの組
み合わせにより色収差の補正と温度変化による像点位置
の移動の補正をすることができ、これらにより高解像力
と高コントラストを得ることができる。

〔実施例〕

以下、第１図に示したレンズ構成基本形を備えた本発明
の実施例を図面に基づいて説明することとする。

第１図において、Ｌｌは第ルンスを構成する正のプラス
チックレンズ、Ｌ２は第２レンズを構成ずろ負のプラス
チックレンズ、１．：ｌば第：３レンズを構成する正の
ガラスレンズ、１．４は第４レンズを構成する正のメニ
スカスレンズ、ｌ、５は第５レンズを構成する正のプラ
スチックレンズ、１，６は第６レンズを構成する負のプ
ラスチックレンズ、ＣＧはカバーガラス、ＬＱば投射管
冷却用としての液体層、ＦＰは投射管のフェースプレー
トを示す。さらに、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレン
ズの中心厚または空気間隔、添え字はスクリーン側から
の順序を示す。このレンズ構成は基本的には正レンズ、
負レンズ、正レンズの構成からなるトリプレットレンズ
タイプに曲率の強い凹面をスクリーン側に向けた負のレ
ンズを付加し、前記のトリプレットレンズタイプの後側
の正のレンズを３個に分割したものである。

第４レンズ１１．は、正のプラスチックレンズであって
、これらの面の少なくとも一面、望ましくはスクリーン
側の面は非球面で形成されており、これにより主に球面
収差、コマ収差などの諸収差を補正することができる。

第２レンズＬ２にはポリメチルメタクリレート、ポリカ
ーボネート等のプラスチックを使用することにより、そ
の射出成形などによる非球面の形成が容易となるととも
に、重量の軽減を図ることができる。

第２レンズＬ２は、両凹の負のプラスチックレンズであ
って、これらの少なくとも一面、望ましくはフェースプ
レート側の面は非球面で形成されており、これにより主
に色収差の補正と温度変化による像点移動の補正とを行
う。第２レンズＬ２は、色収差を良好に補正するために
は、ν２く３５を満足することが望ましい。

第３レンズＬ３は、両凸の正のガラスレンズであって、
これに本レンズ系の主たるパワーを持たせるとともに、
温度変化による像点移動を極力抑制する。第３レンズＬ
３のアツベ数ν、は色収差を良好に補正するためには、
ν３〉５５を満足することが望ましい。

第４レンズ１，４は凸面をスクリーン側に向けた正のメ
ニスカスレンズであって、ガラスまたはプラスチックレ
ンズで構成されている。

ここで、 ｒ７　：第４レンズ１，４前側曲率半径ｒ８　：第４レ
ンズ１，４後側曲率半径としたとき、 （］）　　０．０１　＜　（１−ｒ７／　＋＋＋　）　
＜０．５なる条件を満足することが必要である。

条件（＋１を満足した正のメニスカスレンズを使用する
ことにより、特に画面全面にわたって高解像力と高コン
トラストを得ることが可能となる。

条件（１）の上限および下限の範囲を越えると、コマ収
差、サジタルコマ収差の補正が困難となり、画面全面に
わたって高解像力と高コントラストを得ることができな
い。

第５レンズＬ５は、正のプラスチックレンズであって、
これらの少なくとも一面、望ましくはスクリーン側の面
は非球面化されている。これにより球面収差、コマ収差
を補正することができる。

第６レンズ１４６は、スクリーン側に凹面を向けた負の
プラスチックレンズであって、少なくとも一面、望まし
くはスクリーン側の面が非球面化されており、これによ
り像面湾曲を補正することができる。第６レンズ１，６
は投射管から放射される熱の影響を避けるために、ポリ
カーボネート等の耐熱性の良好な素材を用いることが望
ましい。

レンズ系のピント調整および投影倍率の変更のために行
うレンズ系の移動にさいしては、第６レンズＬ１、を固
定し、第２レンズ１，２から第５レンズ１．５までを一
体とし、光軸に沿って移動させて調整した後、像面補正
のために第６レンズ１，１だげを別に光軸に沿って移動
して調整する。

以下、本発明に係る数値実施例の３例を示すこととする
。

ただし、以下の説明において、 ｆ：投影レンズの合成焦点距離 ｍニスクリーン側より順次数えた面番号ｒ　１．　ｒ　
２．・・・ｒ１５：各レンズ、カバーガラス（ＣＧ）、
液体層（ＬＱ）、フェースプレート（ＦＰ）面の曲率半
径 ｄ　＋、　ｄ　２．・・・ｄｏ、：各レンズ、カバーガ
ラス（ＣＧ）、液体層（ＬＯ）、フェースプレート（Ｆ
Ｐ）の中心厚みまたは空気間隔 ｎ　ｌ　＊　ｎ　２＋・・・ｎ６　：各レンズのｅ線に
対する屈折率 シ４．シ２．・・・シロ　：各レンズのアツベ数とする
。

なお、非球面は木で表し、その形状は光軸方向をＺ軸、
光軸と垂直方向をｙ軸方向とするとき、Ｚ−ｃｙ２／　
（］＋　１−　（１＋Ｋ）ｃ２ｙ２）＋ａ、ｙ’　　（
−ａｚｙ’　＋ａ１、ｙ”　＋８４Ｍ”で表される。

ただし、Ｃは頂点曲率、Ｋは離心率、ａ１〜ａ、は非球
面係数である。

実施例１ ｆ＝８６．０　　口径比　１：１．０６　　投影倍率１
６．４倍半画角　２５゜ ｍ　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　　ｎ　　　　　シ１
ネ１２０．５５９８．０１．４９２２７５７．２２　−
２４７．３３１　　９．０８ ３　−２７３．３８５　　５．０　　１．５８８２０　
　３１．８４　＊　　５９．６０６　　２．９０ ５　　９６．９９０　２９．７０　１．５９１４３　　
６１．２［７−９〔ｊ、９８１　　１．９５ ７　　　６９．０５６　　８．０　　１．４９２２７　
　５７．２８　　１０３．５８４　　７．２８ ９＊　　２１８．８８７　１９．１８　１．４９２２７
　　５７．２１０ネ一月６．６０５　３９．７５ １１　　＊　　−４３，８９８ ４，０ ４，４２ １，５８８２０ ３１，８ 非球面係数 第１面 Ｋ　　−０，３５４９７０ ａ！−１，８６４３８０ｘ１０−６ ａ２　１　、１９５４９３　Ｘ　１０ ａｚ　　１．７４１５７７ＸｌＯ−１５ａａ　　　　Ｌ
０］８９７４Ｘ　１０−”第９面 Ｋ　　Ｏ，０４５２５７ ｉｌｌ　　６．４０７２２２ｘ　１Ｏ−７ａｚ　　４．
９７０５７７ｘ　１０−”ａ３１．５３１０５９Ｘ　１
０−” ａａ　　１．２１３５３９ｘ　１０−１９第４面 ０、／１３５６２４ １．４９６９０９　ＸＨＩ−６ １，８３３５２７ｘｌＯ ７，７８３４８９ｘｌＯ Ｌ０３７９６３　ＸＩＯ 第１０面 ０．２１０７３４ ｆｉ、７５１４１！’ｉ　Ｘ　１０−７１．５６２３８
０　ｘｌＯ ６，４９０２３９ｘｌｏ−” １．５６６７３４　ＸＩＯ畳８ 第１１面 ０．２１７０４７ ５．４７９９９０ｘ　１０−８ ２．８０４０９８　ｘ　１０−　” １．８２９５１８　ｘ　１０ １．６９６２００ｘ　１０−” 実施例２ ｊ’＝８６．５　　口径比 半画角　２５゜ ｒ １　　＊　　１２／１．７０９ ２　　−２２５．６７５ ３　　−３０８．９４９ ４本５９．９３９ ５　　　９８．２９７ ６　　−９３．３９８ ７　　　５４．８６２ ８　　　５７．７５０ ９本１２１／１５２ １０本−１３０，４４９ １：１．０６　　投影倍率１６．４倍 ８．０ ８．２０ ５．０ ２．８２ ３０．００ ２．６４ ８．０ ８．３３ ２０．２７ ３７　、５４ １．４９２２７ １．５８８２０ １．５９１４３ １．４９２２７ １．４９２２７ シ ５７．２ ３１．８ ６１．２ ５７．２ ５７．２ 第１１面 Ｋ　　Ｏ，２５＋０４１ ａｌ　　−１，９０７０４３Ｘ　１０ ａ２２．３２７１５７ｘ　１０ ａｘ　　１．９０２１５８ｘ　１０ ａａ　　２．１９３９１５　Ｘ　１０ 実施例３ ｆ　＝８６．８　　口径比　１：１．０６半画角　２５
゜ ｍ　　　　　　　　ｒ　　　　　　　ｄｌ　＊　　１２
４．６０１　　８．０ ２　−２２２．５８７　　８．１５ ３　−３２３．０２１　　５．０ ４　＊　　６０．０３２　　２．８２ ５　　９７．４２６　３０．０ ６　　−９３．１１１　　２．６１ ７　　５５．６０４　　８．０　　１．４９２２７Ｂ　
　　５６．３０８　　８．３３ ９　＊　　１１Ｂ、６７１　２０．３５１０本−１２９
，８８５３７，４９ 投影倍率１６．４倍 １．５９１４３ １．５８８２０ １．４９２２７ ５７．２ ３１．８ ６１．２ ５７．２ ５７．２ １１　　＊　　−４４，１７５４，０ １２ω　　　　　　４．４２ １．５８８２０ ３１．８ 非球面係数 第１面 Ｋ　　−０，３５４６７６ ａｌ　　１．９４４４６３Ｘ　１０−’ａ２−１．ｏ１
６４４８Ｘ　１０−１０８３−５．５９３９２７Ｘ　１
０ ａ４　２．４４７７０２Ｘ　１Ｏ−ＩＩ′第９面 Ｋ　　Ｏ，０４２９２６ ａｌ　　７．２８３８１９Ｘ　１Ｏ−７ａ２　２．５４
１１９５Ｘ　１０ ａ３　１．２８３９５０Ｘ　ＬＯ−” ａａ　　１．３９９５０３ｘ　１０ 第４面 ０、／１００２８０ Ｌ４９４０６９Ｘ　１０−’。

１．３００５６６　Ｘ　１０−” ２．８５９８６９　ｘ　１０ ６．０６４８１６　Ｘ　１０−” 第１０面 ０．１３７１２６ ５．６４４１０７　Ｘ　１０−７ ６．８２４５３３　Ｘ　１０−’ １．２０１３５８　Ｘ　１０−” ２．８２５９２１　ｘ　１０ １１　本　−４４，４２５４，０ １２００４，４２ １，５８８２０ ３１、８ 非球面係数 第１面 Ｋ　　−０，３５４６８１ ａｌ　　−１，９４４８１３ｘ　１０−’ａｚ　　月、
０２７２４０ｘ　１０−”ａ３　４．７３０９７３Ｘ　
１０−” ａａ　　２．７６１３８３ｘ　１０−１１１第９面 Ｋ　　Ｏ，０４３０１９ ａｌ　　７．８４１４６９Ｘ　１Ｏ−７ａ２　３．７１
６３６１Ｘ１０ ａ３１．４８３７５３ｘ　１０ ａ４１．６９４３２１Ｘ１０ 第４面 ０．３９９８０８ １、／１６０５５４　ｘ　１０−’ １．２８９４４８Ｘ　１０ ３．５７３４２７Ｘ１０−１５ ６．７２４３２１　Ｘ　ｉ（）”　’ 第１０面 ０、１３７２０８ ５．３２０８９／ｌ　Ｘ　１０７ ５．９４１００７　ｘ　１０ １、．４１８３５２Ｘ　１０ ３．２９４１５９ｘ　１０ 第１１面 Ｋ　　Ｏ，２４６８８０ ０１刊、７０３６５７　ｘ　１０−７ ８２　２．３４８６０７ｘ　１０ ａｔ　　１．９３２］４４　Ｘ　１０ ａａ　　２．６０７５６３　Ｘ　１０ 実施例１および実施例３の数値を基にして計算した収差
曲線図を第２図および第３図に示す。なお、この図はず
べてカバーガラス（ＣＣ）、液体層（ＬＱ）、フェース
プレート（ＦＰ）を考慮した収差曲線図である。この収
差図はガウス像面からレンズ側にデフォーカスした状態
で作図しである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、レン
ズ構成と条件を満足させるようにしたので、明るく、広
画角であり、色収差が少なく、温度変化によって光学特
性が劣化しないのみならず、高解像力と高コントラスト
を得ることができるプロジェクタ−用投影レンズの提供
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレンズ構成基本形のレンズ構成図、第
２図は第１実施例の収差曲線図、第３図は第３実施例の
収差曲線図である。 Ｌ、ないしＬ６：第ルンズないし第６レンズＣＧ：カバ
ーガラス　ＬＱ：液体層 ＦＰ：フェースプレート Ｚ：光軸　　　　Ｐ′　二投射管の蛍光面ｒＩ＋ｒ２＋
・・・ｒ１６：各レンズ、カバーガラス、液体層、フェ
ースプレー１・面の曲率半径ｄ　＋、　ｄ　ｚ、・・・
ｄ１５：各レンズ、カバーガラス、液体層、フェースプ
レートの軸上の厚みまたは空気間隔 特許出願人　富士写真光機株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スクリーン側から順に正の第１プラスチックレンズＬ＿
   １、負の第２プラスチックレンズＬ＿２、パワーの強い
   正の第３ガラスレンズＬ＿３、凸面をスクリーン側に向
   けた正の第４メニスカスレンズＬ＿４、正の第５プラス
   チックレンズＬ＿５、スクリーン側に凹面を向けた負の
   第６プラスチックレンズＬ＿６とから構成されたプロジ
   ェクター用投影レンズにおいて、ｒ＿７：第４レンズＬ
   ＿４前側曲率半径 ｒ＿８：第４レンズＬ＿４後側曲率半径 としたとき、 ０．０１＜（１−ｒ＿７／ｒ＿８）＜０．５なる条件を
   満足する如くなしたることを特徴とするプロジェクター
   用投影レンズ。