JPH0267512A - 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） この発明は投影レンズ、特に高品位テレビプロジェクタ
−用投影レンズ等に好適な明るく高精細度の投影レンズ
に関する。

（従来技術） テレビプロジェクタ−は周知のように、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、家庭用としてもその需要が
見込まれるようになってきた。一方、３５ミリ映画にも
匹敵する解像度を持ついわゆる高品位テレビが業務用を
中心に実用化の兆しを見せ、家庭用への普及も見込まれ
ている。

こう言った状況において、テレビプロジェクタ−におい
ても高画質への要望は特に高いものがあり、高品位テレ
ビに見られる高精細度な画質をテレビプロジェクタ−に
おていも望まれるようになってきた。

この要望に対応して、高精細度な画質を得る事を試みて
いるプロジェクタ−レンズとしては特開昭６２−１０６
４２７号公報５特開昭６２−８５２１２号公報等にその
例が見られる。これらのレンズは、その実施例より明ら
かなように第１レンズ群に非球面レンズを用いる事によ
って開口による球面収差及びコマ収差等を補正している
。

しかしながら現実には非球面レンズの作成技術は完成し
ているとは言えず、その作成は現在でもきわめて困難で
あり、また比較的加工の簡単であるプラスチックを用い
た非球面レンズを使用した場合でも、環境特性がガラス
レンズに比べ劣るため、特に第１レンズ群のような開口
による収差への誤差の利きの大きい部分に非球面レンズ
を用いた場合、球面収差への影響が大きく高次のフレア
ーの発生によりコントラストの低下を招き、画質の劣下
が起こるため高精細度なプロジェクタ−の実現が困難と
なって来る。

そこでこの問題を解決するためには、第１レンズ群に球
面レンズを用いる事が考えられる。しかし設計上高精細
度の画質を実現するためには、第１レンズ群に非球面を
用いる事は従来不可欠とされてきた。このような状況に
おいて第１レンズ群に球面レンズを用いながらも諸収差
を良好に補正可能なプロジェクタ−用投影レンズが要望
されていた。

一方、この要望に対応する別タイプのレンズとして、特
開昭６１−２４１７１７号公報に記載された第１レンズ
群に球面レンズを用いたプロジェクタ−レンズが見られ
る。しかしこのレンズは、その構成から明らかなように
、変形ガウスレンズを用いたプロジェクタ−用投影レン
ズに他ならない、ガウスタイプのレンズは一般に球面収
差が小さいと言う特徴があり、このレンズは、この特性
を用いて開口による収差を補正している。しかしその実
施例より明らかなように、その構成では少なくともガウ
スタイプを構成するために４枚の正レンズと２枚の負レ
ンズが必要であり、収束レンズ群及び像面補正レンズ群
を含めると少なくとも８つ以上のレンズ素子が必要とな
ると言った問題点があった。

（この発明が解決しようとする問題点）そこで現在、第
１レンズ群としては球面レンズを用いながら諸収差を良
好に補正することができ、かつ、比較的少ない構成で高
品位テレビのごとく高精細度な画質が得られるプロジェ
クタ−用投影レンズの実現が要望されており、本発明は
その要望を満足させることの出来る投影レンズを得よう
とするものである。

（問題を解決するための手段） 本発明のプロジェクタ−用投影レンズは第１図に示すよ
うに、スクリーン側から少なくとも１つの正レンズ及び
負レンズを含む第１レンズ群、少なくとも１つの負レン
ズ及び正レンズを含む正の第２レンズ群、曲率の強い凹
面をスクリーン側に向けた負の第３レンズ群より構成さ
れ、第１レンズ群は球面レンズ素子のみから成るととも
に、第１レンズ群中の負レンズの少なくとも１つは物体
側（ＣＲＴ側）に隣り合った凸面に対して曲率の強い方
の凹面を向け、第２レンズ群もしくは第３レンズ群に、
少なくとも１面以上の非球面を有するよう構成される。

本発明のプロジェクタ−レンズは、上記の基本構成を有
する上、補助的条件として、以下の条件を満足する事が
望ましい。

（１）　　ν□−く４０．　　ν、＜４０但し　シュー
：第１レンズ群中の負レンズのアツベ数 シ２−：第２レンズ群中の負レンズの アツベ数 ｆ　　：全系の焦点距離 ｆ　ｉ＋ｍａｘ　：第２レンズ群中の最も屈折力の強い
正レンズの焦点距離 （３）第２レンズ群中の最も屈折力の強い正レンズにガ
ラスレンズを用いること （４）第２レンズ群中に１つのプラスチック正レンズと
１つのプラスチック負レンズを有すること（作用） 本発明のプロジェクタ−レンズは、スクリーン側より少
なくとも１つの正レンズ及び負レンズを含む第１レンズ
群により開口による収差を良好に補正するとともに、第
１レンズ群中の負レンズによって倍率を含めた色収差を
良好補正し、またその負レンズのうち少なくとも１つは
曲率の強い方の凹面をスクリーンと反対側に隣り合った
凸面に向は全系のペッツバールを小さくしている。

第２レンズ群は少なくとも１つの負レンズ及び正レンズ
を含む正のレンズ群であり、全系のかなりの部分の屈折
力を有して収束作用を持っている。

また第２レンズ群中の少なくとも１つの負レンズは色収
差の良好な補正を可能にしている。第３レンズ群は曲率
の強い凹面をスクリーン側に向けた負レンズ群によって
像面の良好な補正を行っている。

そして、第１群を球面レンズ素子で構成することによっ
て実用上での設計性能再現を可能にしているとともに、
物体側に近く光束の巾が小さく誤差の利きの小さい第２
レンズ群、もしくは第３レンズ群に少なくとも１面の非
球面を用いることによって諸収差の補正を効果的に行っ
ている。

また、本発明のプロジェクタ−レンズの実用的な性能を
高めるための条件として 条件（１）は、第１レンズ群、及び第２レンズ群に含ま
れる負レンズのアツベ数に関する条件であり１倍率を含
めた色収差を良好に補正するためには、本条件を満足す
る事が効果的であり望ましい。

条件（２）は全系の焦点距離と第２レンズ群中の最も屈
折力の強い正レンズの焦点距離とに関する条件であり、
上限を超えると内向性のコマ収差の発生が大きくなり、
下限を超えると逆に外向性のコマ収差の発生が大きくな
るため、特に第２レンズ群が球面レンズ素子からなる場
合、本条件を満足する事が望ましい。

条件（３）は第２レンズ群中の最も屈折力の強い正レン
ズの硝材に関する条件であり、このレンズをガラスレン
ズとする事で収差への誤差の利きが大きい収束作用を有
するレンズの温度変化に対する特性を良好とする事が可
能となる。

条件（４）は第２レンズ群中の正レンズ及び負レンズに
関する条件であり、温度特性を良好に保つためには、第
２レンズ群中にプラスチックレンズを用いた場合、１つ
のプラスチック正レンズと１つのプラスチック負レンズ
をペアで用いる事が望ましい。

（実施例） 本発明のプロジェクタ−用投影レンズの実施例を以下に
示す、実施例はスクリーン側から、正の単レンズ、正の
メニスカス単レンズ、負の単レンズより成り、そのいず
れのレンズも球面素子である第１レンズ群、全系のかな
りの部分の屈折力を分担する正レンズ、負レンズ、正レ
ンズより成る第２レンズ群、スクリーン側に曲率の強い
凹面を向けた負レンズより成る第３レンズ群を有し、第
２レンズ群もしくは第３レンズ群に少なくとも１面の非
球面を持つ計７つの素子によって構成されている。

表中、ｒｌはスクリーン側からｉ番目のレンズ面の頂点
曲率半径、ｄｌはスクリーン側から第ｉ番目のレンズ面
間隔、ｎｌはスクリーン側から第ｉ番目のレンズ材料の
波長５４６．０７ｍ　（ｅ線）の屈折率、ν１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Ｘ軸とした直交座標系において、頂点曲率
をＣ１円錐定数をに、非球面係数をＡＩ、非球面のべき
数をＰ＋　（Ｐ＋＞２．０）としたとき φ＝ｒ７５−下 で表わされる。

なお、表中には液体層Ｌｉｑ及びフェースプレートＦＰ
の値も示しである。

実施例１ ｆ　＝　１３６．０６　　口径比１：１．２　　倍率−
０，１２５２６８半画角　２１．７５”　　　ｆ　／　
ｆ　、□ｘ　＝　１　、３ｒｌ　　　　ｄｌ　　　　　
ｎｉ　　　　ｆｆ　ｌＡ　２　＝　　−５，７０３４３
Ｘ１０−１１　　Ｐ　２　＝　　６．０００Ａ　３　＝
　　６．５２５９９Ｘ１０−”　　　Ｐ　３　＝　　８
．０００Ａ４＝−１，３８８９０Ｘ１０−”　　　Ｐ４
＝１０．０ＯＯ非球面係数 第１１面 に＝ ＡＩ＝ Ａ２＝ Ａ３＝ Ａ４＝ 第１２面 に＝ Ａ１＝ Ａ２＝ Ａ３＝ Ａ４＝ 第１３面 に＝ Ａ１＝ −６，６３８４８Ｘ　１０−” ２．９１４６１Ｘ１０−’ ０．０ −４．７９６８２ｘ１０−’ −１，００７７４Ｘ１０−” −２，６３５１１ｘｌｏ−” −８，４０２６５ｘ　１０−” ０．０ −６．２６３４８Ｘ　１０−” １．２１５９８Ｘ　１０−” −３，５９８３５Ｘ１０−” ８．９３３４９Ｘ　１０−” べき数 Ｐ１＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ ＰＬ＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ Ｐ１＝ ４．０００ ６．０００ ｇ、０００ ｔｏ、ｏｏ。

４．０００ ６．０００ ａ、ｏｏ。

１０．０００ ４．０００ 実施例２ ｆ　：１３６．０７　　口径比１：１．２　　倍率−０
，１２５２６８半画角２１．９２°　　　ｆ　／　Ｌｖ
Ａｘ＝１．２６ｒ＋　　　　ｄ＋　　　　　ｎ＋　　　
　ν＋Ａ２＝　　１．０２９４８ｘｌＯ−”　　　Ｐ２
＝　　６．０００Ａ　３　＝　　６．５６３９４Ｘ１０
−’　　　Ｐ３＝　　８．０００Ａ４＝　　−１，４６
３５７Ｘ１０−１７　　Ｐ４＝　　１０．０００非球面
係数 第１１面 に＝ Ａ１＝ Ａ２　＝ Ａ３＝ Ａ４＝ 第１２面 に＝ Ａ１＝ Ａ２＝ Ａ３＝ Ａ４； 第１３面 に＝ Ａｌ＝ −５，４２５２７ｘ１０−１ ０．０ ３．２９７０３ｘ１０−” １．１１１０７Ｘ１０−” １．２８５９８Ｘ１０−１５ ２．３１８０１Ｘ　１０−” ０．０ −４．１８９０３Ｘ１０−’ −７，３８１５０Ｘ１０−” −１，２１５０２Ｘ１０−１４ −９．４３１７７Ｘ　１０−” ５．０５４８９Ｘ１０−” べき数 Ｐ　１： Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ ＰＬ＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ Ｐ１＝ ４．０００ ６．０００ ａ、ｏｏ。

１０．０００ ４．０００ ６．０００ ８．０００ １０．０００ ４．０００ 実施例３ ｆ　＝　１３６．１６　　口径比１　：　１．２　　倍
率−０，１２５２６８半画角２１．７０”　　　　ｆ　
／　ｆ　２ＭＡＸ＝　１．２６ｒＩｄＩｎＩν１ 半画角２３．１８゜ ｒｌ ｆ　／　ｆ　２ＭＡＸ＝１．１９ ｄ、旧 ν　Ｉ 非球面係数 第１１面 に＝ Ａ１＝ Ａ２＝ Ａ３＝ Ａ４＝ 第１３面 に＝ Ａ１＝ Ａ２＝ Ａ３＝ Ａ４＝ −２，６２６６０Ｘ　１０−１ −１．８２１２０Ｘ１０−’ ３．４０８７５ｘｌＯ−１１ ２，７９９６４Ｘ１０−” −１，４６６４７Ｘ１０−１１ ０．０ −３．５９６４９Ｘ１０−’ −５，１６００３ｘ　１０−１″ −６，２７８４３Ｘ　１Ｏ−１ｓ −４，０４８５４Ｘ１０−” べき数 ＰＬ＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ Ｐ１＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ ４．０００ ６．０００ ８．０００ １０．０００ ４．０００ ６．０００ ８．０００ １０．０００ 実施例４ ｆ　＝１３６．１８　　口径比１：１．２　　倍率二０
．４２５２６８非球面係数 第１３面 に＝ Ａ１＝ Ａ２＝ Ａ３＝ Ａ４＝ −３，３１４８８Ｘ１０−１ ８．３９６２２Ｘ１０−” ５．９３２４４Ｘ　１０−” ３．１３４４１Ｘ１０”１ｓ ３．９１０１９Ｘ１０”’ べき数 Ｐ　Ｌ　＝　　　４．０００ Ｐ　２　＝　　　６．０００ Ｐ　３　＝　　　８．０００ Ｐ　４　＝　　１０．０００ 実施例５ ｆ　＝　１３６．０４　　口径比１　：　１．２　　倍
率−０，１２５２６８半画角２１．６４＠ｆ　／　ｆ　
２ＭＡＸ＝　１．２８ｒＩ　　　　　ｄＩ　　　　　旧
　　　　ν菟［７ ９５，２１１ ２７，００ １，６０５４８ ６０，７ 非球面係数 第９面 に＝ Ａ１＝ Ａ２＝ Ａ３＝ Ａ４＝ 第１１面 に＝ Ａ１＝ Ａ２＝ −３，１６０００Ｘ　１０−１ −８．８３７８４ｘ１０−’ −２，５０８１０Ｘ　１０−１３ −２．３６３９０Ｘ　１０−” −１，０９５０１Ｘ　１０−” ０．０ −４．９００１７Ｘ　１０−’ −１，００９２４Ｘ　１０−” べき数 Ｐ　１＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ ４．０００ ６．０００ ８．０００ １０．０００ Ｐ　Ｌ　＝　　　Ｃ００Ｏ Ｐ　２　＝＝　　　６．０００ −２，６３５６３Ｘ　１０−” Ａ３＝ Ａ４＝ 第１２面 に＝ Ａ１＝ Ａ２＝ Ａ３＝ Ａ４＝ 第１３面 Ｋ　＝　　−６，６３８４８Ｘ　１Ｏ−１Ａ　１　＝　
　２．８４０７７　Ｘ　１０−’　　Ｐ　Ｌ　＝　　４
．０００Ａ　２　＝　−５，７０８６５Ｘ　１０−”　
　Ｐ　２　＝　　６．０００Ａ　３　＝　　６．５２６
０１　Ｘ　１Ｏ−１４Ｐ　３　＝　　８．０００Ａ４＝
　−１，３８８９０Ｘ１０−”　　Ｐ４＝　１０．００
０８．０００ Ｐ３＝ ４．０００ ６．０００ ｇ、０００ １０．０００ １０．０００ Ｐ４＝ Ｐ１＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ −８，４０２６５Ｘ１０−” ０．０ −６．１９２０９Ｘ１０−＠ １．２１８８３Ｘ１０−” −３，５９８９３Ｘ１０−１ｓ ８．９３３４８Ｘ１０−” とく高精細度な画質が得られるプロジェクタ−用投影レ
ンズを実現している。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の投影レンズの構成を示す断
面図、第３図ないし第７図はそれぞれ実施例１ないし実
施例５の収差図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スクリーン側より少なくとも１つの正レンズ、及び負レ
   ンズを含む第１レンズ群、少なくとも１つの負レンズ及
   び正レンズを含む正の第２レンズ群、曲率の強い凹面を
   スクリーン側に向けた負の第３レンズ群より構成され、
   第１レンズ群が球面レンズ素子のみから成るとともに、
   第１レンズ群中の負レンズの少なくとも１つはスクリー
   ンと反対側に隣り合った凸面に向けて曲率の強い方の凹
   面を向け、第２レンズ群もしくは第３レンズ群に少なく
   とも１面以上の非球面を有することを特徴とするプロジ
   ェクター用投影レンズ。