JPH03103807A - 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ＣＲＴ像を投影して明るく大きな画面を得るた
めのビデオプロジェクター用の投影レンズのフォーカシ
ングに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、大画面のテレビジョン再生像を得る手法の一つと
して、ビデオプロジェクターが次第に普及しつつあるが
、その再生像の品質を確保する上で投影レンズの性能が
重要な役割を担っている。

明るい投影像を得るために、口径比の大きな明るい投影
レンズが必要とされると同時に、ＣＲＴ像面からスクリ
ーンまでの距離を短縮し、投影装置としてのキャビネッ
トの奥行きをコンパクトに収めるためには投影レンズ広
画角化が要求される。

また、使用目的・場所に応じてｌ種類の投影レンズで投
影倍率を可変にできるフォーカシング機構を備えている
ことも要求されてきている。

一般に、ビデオプロジェクターではＢ（青）、Ｇ（緑）
、Ｒ（赤）の３色のＣＲＴに対応した３本の投影レンズ
が必要とされ、レンズを小型軽量化してコストの低減を
図りつつ、上記のような高度な仕様を達成するために、
各種の投影レンズが考案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕 従来のビデオプロジェクター用の投影レンズは、例えば
、フィルドフラットナーを含むレンズ群を固定し、この
固定群よりスクリーン側のレンズ群を一体的に光軸方向
へ移動させて、フォーカシングを行っている。

このとき、所定のスクリーンに投影する際に、投影倍率
の微調には十分に対応できるものの、スクリーンサイズ
の変更に伴って投影倍率を変化させようとすると、この
スクリーン上での像面移動による画質の劣化が顕著とな
る。

また、このフォーカシング方式では、レンズの全長が変
化するため、倍率の微調の際にも投影距離（スクリーン
から投影レンズまでの距離）が変化する問題がある。

そこで、本発明は上記の問題を全て解決し、フォーカシ
ングによる倍率変化に伴うスクリーン上での像面移動が
良好に補正されて、異なるスクリーンサイズにも十分に
対応できる高性能なビデオプロジェクター用の投影レン
ズを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による投影レンズは、第１図のレンズ構３ 成図に示す如く、物体面としてのＣＲＴ上の画像をスク
リーンに投影するための投影レンズであって、スクリー
ン側から順に、正の屈折力を有する前方レンズ成分と、
正の屈折力を有するフォーカシング群と、負の屈折力を
有する後方レンズ成分とを有し、フォーカシングに際し
て、前記前方レンズ成分と前記後方レンズ成分を固定し
た状態で、前記フォーカシング群を光軸上に沿って一体
的に移動させる、所謂内焦式（インナーフォーカス方式
）にしたものである。

そして、この基本構成において、全系の焦点距離をｆと
し、前記フォーカシング群の焦点距離をｆＦとするとき
、 ｆ， ０．８＜　　　　　　＜１．１　　　　　（１）ｆ を満足するものである。

上記の合焦方式に好適な投影レンズの具体的な構成は、
スクリーン側から順に、前記前方レンズ成分を有すると
ともに全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１
と、正の屈折力を有する第２−４− レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇａ
と、前記後方レンズ成分を有するとともに全体として負
の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有し、前記第１
レンズ群Ｇ＋及び前記第３レンズ群Ｇ３は少なくともｌ
面に非球面を有する非球面レンズを有することが望まし
い。

そして、全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズ群Ｇ
１の焦点距離をｆＧ＋、前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距
離をｆ６ｍとするとき、 ０　＜　ｆ／　ｆａ＋＜０．２５　　　　（２）ｏ　＜
　ｆ／ｆｃ３＜０．　３　　　　　（３）を満足するこ
とがより好ましい。

〔作　用〕

本発明は、フォーカシング時に、前方レンズ成分と後方
レンズ威分とを固定しながらこの両固定レンズ群間の複
数のレンズを光軸方向へ一体的に移動させる内焦方式を
採用することにより、スクリーンサイズが異なった場合
でもこのスクリーン上に良好な像を投影できるものであ
る。

このとき、フォーカシングに際する像面移動を抑えて良
好なる結像性能を得るには、フォーカス群の屈折力配分
を適切に行う必要がある。

そこで、本発明は条件（１）にてフォーカス群について
の適切の屈折力（パワー）を規定している。

この条件（１）の上限を越えると、フォーカシング群の
屈折力が弱くなり、フォーカシングに際するフォーカシ
ング群の移動量が大きくなる。このため、球面収差の変
化による軸上での最良像面の移動よりも像面湾曲の変動
が甚大となり、特に、投影像の周辺部での像面湾曲が大
きくなるので結像性能の著しい劣化を招く。また、フォ
ーカシング時のフォーカシング群の移動量が増加し、こ
れに伴って、前方の固定レンズ成分とフオーカシング群
との空気間隔を確保しなければならず、レンズ系の大型
化を招くため好ましくない。

逆に、条件（１）の下限を越えると、フオーカシング群
の屈折力が大きくなり、フオーカシング時における球面
収差及びコマ収差が大きく変動するため結像性能の劣化
を招く。

さて、投影レンズの大口径化、広画角化及び高倍率化を
図ながら、フォーカシング時においても優れた結像性能
を確保するには、投影レンズを正・正・正・負の４群構
成を基本として、本発明の内焦方式を採用することが良
い。

すると、この４群構或により、第１レンズ群Ｇ１は球面
収差と軸外のコマ収差の補正機能を持ち、第２レンズ群
Ｇ２は主に結像機能を有し、第３レンズ群Ｇ３は歪曲収
差とコマ収差を良好に補正する機能を持ち、第４レンズ
群Ｇ４はフィールドフラットナーとしてのペツツバール
和の補正、即ち像面湾曲、非点収差の補正機能を有する
。

７ さて、第１レンズ群Ｇ１に球面収差と軸外のコマ収差の
補正機能を十分に持たせるには、条件（２）に示す如く
、第１レンズ群Ｇ１における適切な屈折力（パワー）を
規定する必要がある。

この条件（２）の上限を越えると、第１レンズ群Ｇ１の
屈折力が強くなり過ぎ、コマ収差が甚大に発生して、広
画角化が困難となるばかりでなく、歪曲収差もプラス側
へ大きくなる。反対に条件（２）の下限を越えると、第
１レンズ群Ｇ１の屈折力が負となり、結像機能を有する
第２レンズ群Ｇ２の屈折力の負担が大きくなり、球面収
差の補正が難しくなる。このため、Ｆナンバが増大して
光量を確保できなくなるばかりか、レンズ系の大型化を
招く恐れがある。

また、歪曲収差、コマ収差を良好に補正するには、これ
らの収差補正に寄与している第３レンズ群Ｇ３を上記条
件（３）に示す如く、第３レンズ群Ｇ３における適切な
屈折力を規定する必要がある。

この条件（３）の上限を越えると、第３レンズ群Ｇ３の
屈折力が強くなり、ペッツバール和を良好８ ？保つためには、第４レンズ群Ｇ４の屈折力を強くせね
ばならず、像高の大きな光束についてのコマ収差の悪化
を招き、さらには歪曲収差の曲がりが大きくなる。反対
に条件（３）の下限を越えると、第３レンズ群Ｇ３の屈
折力が負となり、結像機能を有する第２レンズ群Ｇ２の
屈折力の負担が大きくなり、球面収差の補正が不十分と
なる。

さて、各レンズ群における収差の補正効果を十分に得る
とともに、ペッツバール和を良好に保ってフォーカシン
グによる像面変動を発生させる要因の１つである像面湾
曲を補正するには、前記第１レンズ群Ｇ１は、スクリー
ン側から順に、スクリーン側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズ成分Ｌｌｌと、スクリーン側に凸面を向けた負
メニスカスレンズ成分Ｌ１■と、スクリーンに凸面を向
けた正メニスカス形状の非球面プラスチックレンズ成分
Ｌ２ｇとを有し、前記第２レンズ群Ｇ２は、スクリーン
側から順に、両凸形状の正レンズとスクリーン側に凹面
を向けた負メニスカスレンズとの接合よりなる接合レン
ズ成分Ｌ２１を有し、前記第３レンズ群Ｇ３は、スクリ
ーンから順に、スクリーン側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズ成分Ｌ３と両凸形状の非球面プラスチックレン
ズ成分Ｌ３２とを有し、前記第４レンズ群Ｇ４はスクリ
ーンに凹面を向けた負レンズ成分Ｌ４１を有することが
好ましい。

このとき、フォーカシングは、第１レンズ群中の最も物
体側に位置する正メニスカスレンズ成分Ｌｌ１（前方レ
ンズ成分）、第４レンズ群中の最もＣＲＴ側に位置する
負レンズ成分Ｌ４１（後方レンズ成分）とを固定して、
この両固定レンズ成分間のレンズを一体的に光軸方向へ
移動させることが望ましい。

また、第３レンズ群Ｇ３をスクリーン側に凸面を向けた
負メニスカス形状のプラスチックレンズ成分Ｌ３１で構
威しても良い。

さて、低コストな非球面レンズを実現するには、レンズ
の材質をプラスチックで構成することが極めて有利とな
るが、このプラスチックは、温度変化が起因して屈折率
及び形状が大きく変化することが知られている。そして
、一般に、ビデオプロジェクターは、非常に温度変化の
厳しい過酷な環境で使用されるため、温度変化により光
学性能が劣化しないように温度補償されなければならな
い。

そのため、プラスチックレンズに弱い正の屈折力を持た
せることにより、温度変化が起因して屈折力及び形状変
化によるプラスチックレンズ自身の焦点距離変動を、同
じく温度変化に伴う投射レンズ全体のバックフォーカス
変動で極めて良好にバランスさせることが可能となる。

また、収差補正上における温度補償を達成するには、非
球面プラスチックレンズは極力屈折力を持たせず、主に
高次の諸収差を補正するための形状を有する構成とする
ことが望ましい。

したがって、温度変化に伴う最良像面変動と収差変動と
の両者を良好にバランスさせる必要がある。

そこで、第１レンズ群中の非球面プラスチックレンズの
近軸の焦点距離をｆＡｓｌ　とし、第３レンズ群中の非
球面プラスチックレンズの近軸焦点距１１− 離をｆＡＳ３とするとき、 ｆ を満足することがより好ましい。

条件（４）は非球面プラスチックレンズ成分Ｌ’３の近
軸領域での適切な屈折力を規定するものである。この条
件（４）の範囲を越えると、温度変化が起因するプラス
チックの屈折率、形状の変化に伴う像面移動が大きくな
り、特に、フォーカシングによる像面移動による画質の
低下が顕著となる。

特に、条件（４）の上限を越えると、球面収差が補正不
足となるばかりか、コマ収差についての収差バランスが
崩れる。反対に条件（４）の下限を越えると、球面収差
が補正過剰となり、特に斜光束に対する発散作用が増大
するのでこの斜光束が第２レンズ群Ｇ２を通過する高さ
が高くなり、コマ収差が甚大に発生する。

一１２ このように条件（４）を満足すれば、温度変化に伴う光
学性能変動を最小限に抑えて、非球面の効果を最大限に
引出し、高次の球面収差及びコマ収差を良好に補正して
投影レンズの総合的な光学性能の向上を達成することが
できる。

条件（５）は、先に述べた第１レンズ群Ｇ，の非球面プ
ラスチックレンズＬ．Ｉｓと同様に、温度変化に伴う収
差変動と最良像面変動との両者を良好にバランスさせて
、非球面の効果を最大に得ることにより、総合的に良好
なる光学性能を得るためのものである。

この条件（５）の範囲を越えると、温度によるプラスチ
ックの屈折率、形状の変化に起因する像面移動が大きく
なり、特にフォーカシングによる結像性能の劣化が甚大
となる。

特に、条件（５）の上限を越えると、第３レンズ群中の
非球面プラスチックレンズ成分の屈折力が大きくなり、
非球面の効果を最大限得てしても、高次の歪曲収差の曲
がりが大きくなり、コマ収差も補正しきれない。逆に条
件（５）の下限を越え？と、第３レンズ群中の非球面プ
ラスチックレンズ成分の屈折力が負となって、結像機能
を有する第２レンズ群Ｇ１の屈折力の負担が大きくなり
、球面収差の悪化を招く。また、歪曲収差も補正過剰と
なりばかりか、コマ収差の補正も困難となる。

さて、第１レンズ群Ｇ１の球面収差及びコマ収差の補正
機能を十分に持たせつつ、レンズ系全体としての諸収差
をバランス良く補正し、さらに、投影レンズ全体のコン
パクト化を図るには、第１レンズ群Ｇ１の最もスクリー
ン側のレンズ面の頂点から第２レンズ群Ｇ２の最もスク
リーン側のレンズ面の頂点までの軸上距離をＤｌ２とし
、第２レンズ群Ｇ２の最もＣＲＴ側のレンズ面の頂点か
ら第４レンズ群Ｇ４の最もスクリーン側のレンズ面の頂
点までの軸上距離をＤ　２４とするとき、 ｏ．９＜Ｉ）ｌ■／Ｄ２．＜１．　５．　　　（６）を
満足することがより望ましい。

この条件（６）の下限を越えると、第１レンズ群Ｇ１が
第２レンズ群Ｇ２に近づき非点収差及びコマ収差の補正
が困難となる。反対に条件（６）の上？を越えると、レ
ンズ系の全長が極めて大きくなるため、レンズ系全体と
しての大きさや、重さが大きくなる。

また、本発明の投影レンズの光量を十分に確保しつつ、
コマ収差等を良好に補正するには、第１レンズ群Ｇ１と
第２レンズ群Ｇ２との空気間隔をｄｌ２とし、全系の焦
点距離をｆとするとき、０．　１５＜　ｄ　，■Ｉｆ＜
０．４　　　　　（７）を満足することがより好ましい
。

条件（７）の下限を越えると、第１レンズ群Ｇ．と第２
レンズＧ，との空気間隔が狭くなり、サジタル方向のコ
マ収差が悪化して補正が極めて困難となる。逆に条件（
７）の上限を越えると、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ
Ｇ２との空気間隔が広くなるため、周辺光量を確保する
ことが困難となる。これを克服するにはレンズ系を大き
くせねばならず好ましくない。しかも、第２レンズ群Ｇ
２を通過する斜光線の入射高が高くなるため、コマ収差
が甚大に発生する。

さて、投影レンズの高倍率化を図ると、投影倍率を拡大
させることに伴って収差が比例拡大し、特に、色収差を
補正するのは極めて難しい状況となる。

このため、本発明においては、第２レンズ群Ｇ２に両凸
形状の正レンズとスクリーン側に凹面を向けた負メニス
カスレンズとの接合よりなる接合正レンズ成分Ｌ２１を
配置することにより　この色収差を良好なる補正を実現
している。

そして、この第２レンズ群Ｇ２中に配置される接合レン
ズＬ２１を構成する両凸形状の正レンズとスクリーン側
に凹面を向けた負メニスカスレンズとのｅ線（λ＝　５
４６．　ｌｎｍ）に対する屈折率をそれぞれｎ，　、ｎ
．とするとき、 ｎ　ｎ　　　ｎ　ｐ　＞　０、１５　　　　（８）を満
足することがより好ましい。

この条件（８）は球面収差及びコマ収差を良好に補正す
るためのものであり、条件（８）の範囲を越えると、特
に、外側コマ収差の補正が極めて困難となる。

このとき、この接合レンズの色補正効果を十分？発揮さ
せるには、第１レンズ群中のスクリーン側に凸面を向け
た正メニスカスレンズ威分Ｌｌｌのｅ線（λ＝　５４６
．　ｌｎｍ）に対するアッペ数をν．、第１レンズ群中
のスクリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分
ＬＩ２のｅ線（λ＝　５４６．　１ｎｍ）に対するアッ
ペ数をν１。とするとき、 ２５〈ν．−ν１■＜３６　　　（９．）を満足するこ
とが好ましい。

この条件（９）の範囲を越えると、第１レンズ群中の正
メニスカスレンズレンズ成分Ｌｌ＋と負メニスカスレン
ズレンズ成分Ｌ１■とによる色収差補正と、第２レンズ
群中の貼り合わせレンズの色収差補正とのバランスが崩
れ、軸土色収差補正を優先させると、倍率色収差の補正
が困難となる。

〔実施例〕

以下、本発明による実施例について詳述する。

第１図は本発明による第１実施例のレンズ構或図であり
、第２実施例も第１図と同様なレンズ形状を有している
。

第１及び第２実施例の投影レンズは、スクリーン側から
順に、スクリーン側に凸面を向けたガラス製の正メニス
カスレンズレンズＬｌｌｓ同じくスクリーン側に凸面を
向けたガラス製の負メニスカスレンズレンズＬｌ２、ス
クリーン側に凸面を向けたメニスカス形状のプラスチッ
クレンズＬｌ３とで構成される正の屈折力を有する第１
レンズ群Ｇ１と、両凸形状のガラス製の正レンズとこれ
に接合されてＣＲＴ側に凸面を向けたガラス製の負メニ
スカスレンズレンズとの接合で構成される接合レンズＬ
２１よりなる正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、
スクリーン側に凸面を向けたガラス製の負メニスカスレ
ンズレンズＬ３１、プラスチックレンズＬ３。とで構成
される正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、スクリ
ーン側に強い曲率の面を向けたガラス製の負レンズＬ４
１よりなる負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とがそ
れぞれ配置されている。

そして、これらの後方には、さらに投影レンズとＣＲＴ
をカップリングする目的で光学的にほぼ平行平面板とし
て扱えるエチレングリコールＥ及びほぼ平行平面のＣＲ
Ｔ前面ガラスＧを介して、物体面としての蛍光面Ｐが配
置されている。

第１，第２実施例の第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群
Ｇ３中に配置されるプラスチックレンズは、両面が非球
面で構或されている。

第２図は本発明による第３実施例についてのレンズ構成
図を示しており、本実施例は、基本的には第１及び第２
実施例と同様なレンズ構成を有しているが、第３レンズ
群Ｇ３がスクリーン側に凸面を向けたメニスカス形状の
非球面プラスチックレンズＬ３１　より構威されている
。

上記の基本構戒に基づいてフォーカシングする際には、
第１レンズ群中の最もスクリーン側に位置するスクリー
ン側に凸面を向けたガラス製の正メニスカスレンズレン
ズＬ１ｌ（前方レンズ成分）１　９一 ？、第４レンズ群中の最もＣＲＴ側に位置するスクリー
ン側に強い曲率の面を向けたガラス製の負レンズＬ４１
（後方レンズ成分）が固定された状態で、この両固定レ
ンズ間に位置する複数のレンズよりなるフォーカシング
群（Ｌｌ■〜Ｌ３，）が一体的に光軸方向へ移動する。

ただし、絞りＳは第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２
との間に配置されており、フォーカシング時には、絞り
空間を一定に保ちながら絞りＳがフォーカシング群（Ｌ
，■〜Ｌ．■）と一体的に光軸方向へ移動する。

また、各非球面プラスチックレンズは何れも近軸領域に
おいて弱い正の屈折力を有しているため、温度変化に伴
う焦点距離変動を、同じく温度変化に伴うレンズ系全体
のバックフォーカス変動で相殺させることができる極め
て有利な構成となっているため、温度変化による結像性
能が保証される。

以上の如く、第１レンズ群Ｇ．及び第３レンズ群Ｇ３に
おいて非球面プラスチックレンズを配置することによる
収差補正上の面からも製造コストの面からも極めて有利
となるが、全系中で最も屈折カ２０ が強い、すなわち結像機能を有する第２レンズ群Ｇ２を
硝子レンズで構成することにより温度変化による性能劣
化を最小限に抑えている。

また、色収差補正に機能している第１レンズ群中の正メ
ニスカスレンズＬｌ１及び負メニスカスレンズＬ１。と
、第２レンズ群中の両凸形状の正レンズとこれに接合さ
れてＣＲＴ側に凸面を向けた負メニスカスレンズレンズ
とで接合された接合正レンズＬ．とを共に硝子レンズで
構成しているため、温度変化による色収差の劣化が少な
い極めて有利な構戒となっている。

次に、第１実施例の諸元を以下の表ｌに掲げる。

表中、ｒ＋　、ｒｇ　、ｒａ　”””’−はスクリーン
側からの順次の各レンズ面の曲率半径を表し、ｄ１、ｄ
２、ｄ３−・一−一−−は各レンズ中心厚及びレンズ面
間隔、ｎ　＋　、ｎ　２　、ｎ　ｓ　’−・・・・は各
レンズのｅ線（λ＝５４６．　Ｉｎｍ）に対する屈折率
、ν，、ν，、ν，′゜・゛゜゛は各レンズのｅ線（λ
＝５４６．　ｌｎｍ）に対するアッペ数を表す。また、
ｆは全系の焦点距離、Ｍは投影倍率、ｄ０はスクリーン
から投影レンズの第１面までの距離、ｄＳは第６面から
絞りまでの距離を表す。また、非球面形状は光軸方向を
Ｘ軸とした直角座標において、Ｃを頂点曲率、ｋを円錐
定数、Ａ　２　１　Ａｔ　＋　Ａｅ　＋　Ａｓ　＋　Ａ
１ｏは非球面係数とするとき、 Ａ２Ｐ２＋ＡｔＰ’＋ＡａＰ６＋ＡｇＰ’＋Ａ．。Ｐ８
ここで、Ｐ−、／Ｙ２＋Ｚ２ で表される回転対称な非球面であり、表中にこれらの値
も示した。また、表中のレンズ面番号の左側の＊印は非
球面を表しており、円錐定数及び非球面係数における指
数、すなわちＩＯ−”をＥ−ｎとして表している。（以
下の実施例についても同様）表ｌ （第１実施例） 焦点距離ｆ　＝　１７５．　５８ 口径比１　：　１．　２５ ９ １４ １２７．７２５ ２１０．２０９ ＋６４．８８５ １０９．１１０ １２８．０００ １３Ｂ．８１０ −１８２．４２１ １３０．０３８ ＋０９．８０７ ５８２．１７０ ６４２．０００ −８０．５５１ 半画角：２５．０“ ｄ ２５，００ ４．３０ ５．００ ９．２０ ３０　７０ ４３．４０ ６０　１ ２８．１ ５７　２ １．６２２８８ １．７３４３２ １．４９３５４ Ｌｌ＋ Ｌ口 し， ６．００ １０．００ ２２、５０ ２２　００ ３９　００ ２８．１ ５７．２ １．７３４３２　　　Ｌ＋ １．４９３５４　　　Ｌ＋＋ ７　　００ ３６．１ １．８２４０９　　　Ｌ， ２１．００　　　５６．３　　　　１．４３４９０　　
　Ｅ７、００　　　５１．３　　　　１．５３８０４　
　　Ｇ−２３− 第５面（非球面） 円錐定数　：ｋ＝０ 非球面係数：Ａ１０、Ａ　，＝−０．　６７４５８−０
７Ａ　ｓ：０．　８９４９Ｂ−１１、Ａ　．＝−０．　
７０５４１＋−１４Ａ　ＩＩ＝０．６２２８Ｅ−１８ 第６面（非球面） 円錐定数　　ｋ　＝０．８５２７ 非球面係数：Ａ＝＝Ｏ、Ａ　．＝０．　２３９１Ｂ−０
８Ａ　ｓ＝０．　１８１８８−１０、Ａ　１−０．　８
８１０ト１４Ａ１。＝０．　１０５４Ｅ−１７ ＩＪ！１２面（非球面） 円錐定数　：　　ｋ　＝−０．９９００Ｂ＋０１非球面
係数：Ａ．＝Ｏ、Ａ　，＝−０．　９８８２Ｂ−０８Ａ
　＠＝−．０．　１０６０２−１．１　ＳＡ　Ｉ＝−０
．８３１７Ｂ−１４Ａ１。＝０．　７７８５．Ｅ−１９ 第１３面（非球面） 円錐定数　：　　ｋ　＝０．４８８８Ｅ＋０２非球面係
数：Ａ１０、Ａ　１＝０．　１００２Ｅ−０６Ａ　Ｉ＝
−０．２１９１Ｂ−１０　、Ａ　，＝−０．４９５５Ｂ
−１５Ａ，。＝０．　３１１９３Ｅ−１９ ｄ　　ｓ　　＝　１４．４００ ？実施例の第１レンズ群中のメニスカス形状を有する非
球面プラスチックレンズＬ＋ｓについてのスクリーン側
面は、光軸から周辺へ行くに従い漸進的に正の面屈折力
が弱くなる形状を有し、このプラスチックレンズＬ’ｓ
のＣＲＴ側のレンズ面は光軸から周辺へ行くに従い漸進
的に負の面屈折力が強くなるような形状を有している。

これにより、スクリーン側に位置する正、負の２枚のガ
ラス製のメニスカスレンズで補正しきれない、高次の球
面収差及びコマ収差の補正機能を十分に発揮させている
。

また、第３レンズ群中の非球面プラスチックレンズＬ３
■は近軸領域では両凸形状を有しており、周辺部ではス
クリーン側へ湾曲した陣笠状のレンズ形状を有している
。そして、この非球面プラスチックレンズＬ３２のスク
リーン側面は光軸から周辺へ行くに従い漸進的に正の面
屈折力が弱くなり、周辺部においては急激に正の面屈折
力が弱くなる形状を有している。一方、このプラスチッ
クレンズＬ３２のＣＲＴ側のレンズ面の周辺部では面屈
折力の効果が反転する変曲点を持った特殊な形状を有し
ている。すなわち、光軸から周辺へ行くに従い漸進的に
正の面屈折力が弱くなり、周辺領域に近づくに伴い逆に
正の面屈折力が強くなる形状を有している。これにより
、高次の歪曲収差及びコマ収差の補正機能を十分に発揮
させている。

尚、ここで言う面屈折力とは、ある屈折面の任意のｌ点
に入射するある任意の光線の入射角と射出角との差、す
なわち偏角をその屈折点近傍の微小な面の面屈折力と定
義し、その屈折点近傍に入射する平行光線が屈折後収斂
する時、その面の面屈折力を正の面屈折力とし、屈折後
発散する時、その面の屈折力を負の面屈折力と定義する
。

さて、第３図に第１実施例についての収差図を示し、こ
の第３図における（ａ）は１５０インチのスクリーンに
投影した際の収差図、（ｂ）は１７０インチのスクリー
ンに投影した際の収差図、（Ｃ）は２００インチのスク
リーンに投影した際の収差図である。

このとき、これらの収差図は、スクリーン側から光線が
入射するものとし、ＣＲＴ面上での収差量を表している
。そして、各収差図におけるｅは、基準光線としてのｅ
線（λ＝　５４６．　ｌｎｍ）を示しており、ｇはｇ線
（λ＝　４３５．　８ｎｍ）、ＣはＣ線（λ−６５６．
　３ｎｍ）を示している。また各収差図中の非点収差に
おけるｍはメリジオナル像面、Ｓはサジタル像面を示し
ている。

次に、第２実施例による投影レンズは、第１図に示す如
く、基本的には先に述べた第１実施例と同様なレンズ構
成を有している。

そして、第１，第２レンズ群中に設けられた非球面プラ
スチックレンズは、第１実施例のものと同様な非球面形
状を有している。特に、第１実施例のものと比べて、第
１レンズ群中の非球面プラスチックレンズのＣＲＴ側の
非球面は、光軸から周辺へ行くに従って漸進的に負の屈
折力が強くなり、有効半径（有効径の半分）に対して７
割程度となる光軸からの高さとなると基準球面からの変
位量が最大となるような形状を有している。

以下の表２に第２実施例の諸元を掲げる。

２７ ２８ 表２ （第２実施例） 焦点距離ｆ　＝　１７１．３３　　半画角＋２４．８゜
口径比ｌ・１．２５ ｄ １　　　　　１２６．９４４　　　　２５．７０　　　
Ｂ０．１２　　　　　２０９．９３４　　　　　２．５
０１２８．０００　　　　３０．７０　　　５７．２１
３８．６１０　　　　４３．４０ １．６２２８６ Ｌ １　　４９３５４ Ｌ３ ９ −１８２．４２１ １３０．０３６ １０９．８０７ ５６２．１７０ ６４２．０００ １４ ８０．５５１ ６．００ １０　００ ２２．５０ ２２　００ ４０　８０ ２８　１ ５７　２ １．７３４３２　　　Ｌｘ １．４９３５４．　　Ｌｓｒ ７．００ ３６　１ １．６２４０９　　　Ｌ， ２１．００　　　５１３．３　　　　Ｌ．４３４９Ｑ　
　　Ｅ７．’００’５１．３　　　　１．５３６０４　
　　Ｇ第５面（非球面） 円錐定数　　ｋ・０ 非球面係数　Ａ！二〇、Ａ　．＝−０．　６８８１１＋
−０７Ａ　．＝０．　８９２２Ｂ−１１、Ａ　．＝−０
．　７０８７Ｅ−１４ＡＩ．七〇．　６２２８Ｅ−１８ 第６面（非球面） 円錐定数　：　　ｋ　＝０．８５２７ 非球面係数，Ａ１０、Ａ　Ｉ＝０．　３７０４６−０８
Ａ　ｓ”Ｑ．　ＩＢ４１Ｅ−１０、Ａ　．＝−Ｑ．　８
Ｑ４９Ｅ−１４Ａ，。＝０．１０５４Ｂ−１７ 第１２面（非球面） 円錐定数　：　　ｋ　＝−０．９９００Ｂ＋０１非球面
係数：Ａ１０、Ａ　．＝−０．　２９８１Ｅ−０７Ａ　
ｓ！＋−０．５９９０Ｅ−１１　、Ａ　ｓ”−０．９７
０２１＋−１４Ａ，。＝０；７’７８５Ｂ−１９ 第１３面（非球面） 円錐定数　：　　ｋ　＝０．４８６８Ｂ＋０２非球面係
数：Ａ１０、八＊　”０．　８３７３Ｅ−０７Ａ１−０
、２７２１Ｅ−１０　、Ａ　Ｓ・−０．　１９６１Ｅ−
１４Ａ　．．＝０．　３８９３１−１９ ｄ　ｓ　　＝　１４．４００ 一２９ また、第４図には第２実施例についての諸収差図を示し
、この第４図における（ａ）は１００インチのスクリー
ンに投影した際の収差図、［ｂ）は１１０インチのスク
リーンに投影した際の収差図、（Ｃ）は１３０インチの
スクリーンに投影した際の収差図である。

さて、第３実施例による投影レンズは、第２図に示す如
く、第１，第２及び第４レンズ群について基本的に先に
述べた第１実施例と同様なレンズ構戒を有しているが、
第３レンズ群はスクリーン側へ凸面を向けたメニスカス
形状の非球面プラスチックレンズのみで構或されている
。

本実施例においては、第１及び第２実施例と比べて、第
１及び第３レンズ群でのプラスチックレンズに設けられ
た非球面は、周辺領域における基準球面からの変位量を
大きくして、非球面による効果を最大限に得たものであ
る。

具体的には、第１レンズ群中の非球面プラスチックレン
ズＬ，ｌのスクリーン側の非球面の周辺領域では基準球
面からの変位量が大きくなって正の屈折力が急激に弱く
なり、一方ＣＲＴ側の非球面は、第１，第２実施例のも
のとは逆に、光軸から周辺へ行くに従って負の面屈折力
が弱くなる形状を有している。

また、第３レンズ群中の非球面プラスチックレンズＬｉ
ｌ＋のスクリーン側の非球面は、光軸から周辺へ行くに
従って正の面屈折力が弱くなる形状を有し、一方ＣＲＴ
側の非球面は、光軸から周辺へ行くに従って負の面屈折
力が強くなる形状を有している。

−３１ ３２ 表３ （第３実施例） 焦点距離ｆ　＝　１７０．　０５ 口径比１１２４ 半画角・２４．　８’ ｄ １０３．９１４ １８８．９４９ ＋８０．８３２ ９３．９４４ １１２、０００ １３７．０００ ９ １８２．９２９ ２０　００ ６　００ ８　５０ ｌ２　４０ １９　５０ ４６　５０ ６１　０ ２９　３ ５７　２ １．５９１４２ Ｌ １．７２３１１　　　Ｌ＋＋ １．４９３５４　　　Ｌ＋＋ ２ｌ　５０ ＄１０　　　　６３０．０００　　　１９．００　　　
５７．２本１１　　　　　７３０．０００　　　　５３
．５０１．４９３５４ Ｌｌ 】２ ８０，５５１ ７．００ ３６，１ １．６２４０９　　　Ｌ＋＋ ２１．ＯＯ．５６．３　　　１．４３４９０　　　Ｅ７
．００　　　５１．３　　　１．５３８０４　　　Ｇ第
５面（非球面） 円錐定数　　ｋ＝１ 非球面係数：Ａ１０、Ａ　，＝−０．　２ａ５ｕ＋−ｏ
ｅＡ　，＝−０．３５３２Ｂ−１０ＳＡ　＃＝−０．６
２９３Ｂ−１４Ａ１。＝０．　９０００’Ｅ−１８ 第６面（非球面） 円錐定数　二ｋ＝１ 非球面係数．Ａ１０、Ａ　，＝−０．　１４０７Ｂ−０
６Ａ　，＝−０．　３２８５Ｂ−１０、Ａ　．＝−０．
　２８８３Ｂ−１４Ａ　　６＝Ｑ．１０ＱＱＥ−１７ 第１Ｏ面（非球面） 円錐定数　：　　ｋ　＝−０．５０００Ｂ＋０１非球面
係数・Ａ，・０、Ａ，・０．　１３７４Ｅ−０６Ａ８・
−０．１８６４Ｂ−１１　、Ａ．＝−０．１６４４Ｂ−
１４Ａ１。＝−０．　７０００Ｅ−１８ 第１１面（非球面） 円錐定数　　ｋ　＝０．５０００［！＋０１非球面係数
　Ａ２：０、Ａ　，＝０．　３２６３Ｅ−０６Ａ　，＝
０．２６９７Ｂ−１１ＳＡ　＋＝０．４２７９Ｅ−１４
Ａ１６・−０．　４０００Ｅ−１８ ｄ　　ｓ　　＝　１９．５００ ３４ 第５図には第３実施例についての諸収差図を示し、この
第５図における（ａ）は９０インチのスクリーンに投影
した際の収差図、（ｂ）は１００インチのスクリーンに
投影した際の収差図、（Ｃ）は１２０インチのスクリー
ンに投影した際の収差図である。

各実施例における各フォーカシング状態での収差図の比
較より、大口径かつ広画角にもかかわらず、異なるスク
リーンサイズに合わせてフォーカシングを行ってＣＲＴ
像をスクリーンに投影した際にも、像面変動が抑えられ
ているとともに各収差が良好に補正されて極めて優れた
結像性能を有していることが明らかである。

そして、フォーカシングによってＣＲＴ像をスクリーン
に高倍率で投影しても、問題となる色収差が良好に補正
されていることが分かる。

尚、以下の表４において本発明による各実施例について
の条件対応数値表を掲げる。

表４（条件文・応数値表） ３５ 尚、投影レンズの第１レンズ面とスクリーンまでの距離
を短くして倍率を縮小させるフォーカシングを行う場合
、第１レンズ群Ｇ１のガラス製の２枚の正，負メニスカ
スレンズと、最もＣ　Ｒ　Ｔ　側に位置する第４レンズ
群Ｇ，のスクリーン側に強い凹面を向けた負レンズＬ４
１　とのレンズを固定して、第１レンズ群Ｇ１の非球面
プラスチックレンズＬｌ３、第２レンズ群Ｇ２及び第３
レンズ群Ｇ３を光軸に沿って一体的に移動させても良い
。

従って、本発明は、フォーカシング時において固定され
る前方レンズ成分及び後方レンズ成分を複数のレンズで
構成しても良い。

また、フォーカシングに際して、第１レンズ群Ｇ１のガ
ラス製の２枚の正，負メニスカスレンズと、最もＣＲＴ
側に位置する第４レンズ群Ｇ４のスクリーン側に強い凹
面を向けた負レンズＬ４１　とのレンズを固定した状態
で、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３とを光軸に
沿って一体的に移動させつつ、これとは独立に第１レン
ズ群Ｇ１の非球面プラスチックレンズＬＩ３を光軸に沿
って移動させるこ−３６ とにより、球面収差を悪化させることなくスクリーンに
投影される像の像面の曲がりを極めて良好に補正するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、各スクリーンサイズに合
わせてフォーカシングを行っても、このフォーカシング
に伴う像面変動を良好に抑えつつ、各フォーカシング状
態においても優れた結像性能が得られるビデオプロジェ
クター用の投影レンズを達成することができる。

特に、フォーカシングによってＣＲＴ像をスクリーンに
高倍率で投影した場合に問題となる色収差を良好に補正
することが可能となり、高品位画像（Ｈｉｇｈ　Ｖｉｓ
ｉｏｎ）用としても十分に対応できる。

これにより、Ｂ，Ｇ，Ｒの３管による像が周辺部におい
ても正確に重ねられ、色にじみのない鮮明なカラー投影
像を得ることができる。

また、広画角化によって装置の小型に構成することがで
きると共に、この広画角により問題となる歪曲収差の高
次の曲がりが良好に補正されているため、３管式の投影
装置とする場合に、アオリの効果による倍率変化をＣＲ
Ｔの走査倍率の変更によって容易に補正することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１及び第２実施例についてのレ
ンズ構成を示す図である。第２図は本発明による第３実
施例についてのレンズ構成を示す図である。第３図（ａ
）〜第３図（Ｃ）は第１実施例においてそれぞれ順に、
１５０インチのスクリーンに投影した状態、１７０イン
チのスクリーンに投影した状態、２００インチのスクリ
ーンに投影した状態での収差図である。第４図（ａ）〜
第４図（Ｃ）は第２実施例においてそれぞれ順に、１０
０インチのスクリーンに投影した状態、１１０インチの
スクリーンに投影した状態、１３０インチのスクリーン
に投影した状態での収差図である。第５図（ａ）〜第５
図（Ｃ）は第３実施例においてそれぞれ順に、９０イン
チのスクリーンに投影した状態、１００インチのスクリ
ーンに投影した状態、１２０インチのスクリーンに投影
した状態での収差図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ＧＦ　−”””−フォーカシング群 Ｇ１−・一−一一第１レンズ群 Ｇ２””−−−一第２レンズ群 Ｇ３”’−・・・第３レンズ群 Ｇ４・・・・・一第４レンズ群

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）スクリーン側から順に、正の屈折力を有する前方レ
   ンズ成分と、正の屈折力を有するフォーカシング群と、
   負の屈折力を有する後方レンズ成分とを有し、 フォーカシングに際して、前記前方レンズ成分と前記後
   方レンズ成分を固定した状態で、前記フォーカシング群
   を光軸上に沿って一体的に移動させ、 全系の焦点距離をｆとし、前記フォーカシング群の焦点
   距離をｆ＿Ｆとするとき、 ０．８＜ｆ＿Ｆ／ｆ＜１．１（１） を満足することを特徴とする投影レンズ。 ２）スクリーン側から順に、前記前方レンズ成分を有す
   るとともに全体として正の屈折力を有する第１レンズ群
   Ｇ＿１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ＿２と、
   正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ＿３と、前記後方レ
   ンズ成分を有するとともに全体として負の屈折力を有す
   る第４レンズ群Ｇ＿４とを有し、前記第１レンズ群Ｇ＿
   １及び前記第３レンズ群Ｇ＿３は少なくとも１面に非球
   面を有する非球面レンズを有し、 全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズ群Ｇ＿１の焦
   点距離をｆ＿Ｇ＿１、前記第３レンズ群Ｇ＿３の焦点距
   離をｆ＿Ｇ＿３とするとき、 ０＜ｆ／ｆ＿Ｇ＿１＜０．２５（２） ０＜ｆ／ｆ＿Ｇ＿３＜０．３（３） を満足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の投影レンズ。