JPH03137610A - 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
が生じるようになってきた・一方、従来のテレビの約２
倍の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落とさないようなテ
レビプロジェクタ−が求めら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ようと試みて
いるプロジェクタ−レンズとしては特開昭６２−１０６
４２７号公報、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
かなように第ルンズ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、ガラスレンズに
比べ環境特性が劣るため、特に第ルンズのような開口に
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、画質の劣化
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。

（この発明が解決しようとする問題点）この問題を解決
するためには、第ルンズ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、第ルンズ群に非球面を用いる事は従来不可欠とされ
てきたため、その実現は難しいと考えられていた。

第ルンズに球面レンズを用いて高画質を得たものには、
数少ない例として、特開平１−１６３７１２号が公知で
あるが、この場合には製作の難しい非球面蛍光面を用い
るため、コストが高くなるという問題があった。また、
第ルンズから第３レンズまでの合成屈折力が弱いため、
望遠比が大きくなっている。

本発明の目的は、第ルンズとして球面レンズを用いなが
ら諸収差を良好に補正し、かつ比較的少ないレンズ枚数
で製作の容易な小型で高画質のプロジェクタ−用投影レ
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、スクリーン側
から順に、正レンズと負レンズを正レンズをスクリーン
側として貼り合わせた第１群、非球面を持つ屈折力の弱
いレンズからなる第２群、両凸の正レンズと負レンズを
貼り合わせた第３群。

非球面を持つレンズを少なくとも１枚有する第４群、ス
クリーン側に強い凹面を向けた負レンズを少なくとも１
枚有する第５群により構成される。

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

（１）　−０，０５＜ｆ（□÷＝−ニー→＜ｏ、ｏｓｆ
ｘ＆・ヤ、直　　ｆｌｂ・ν、ｂ −０，０５＜ｆ（ｆ３．、　、３□　ｆ　、　ｂ　ａν
π）（０，０５ま ただし、ｉ＝１．３において ｆｉａ：第１群中の正レンズの焦点距離ｆ４．：第ｉ群
中の負レンズの焦点距離Ｖ　ｉｔ　：第１群中の正レン
ズのアツベ数シ１．：第ｉ群中の負レンズのアツベ数ｆ
　：全系の焦点距離 （２）　　０．１＜　　　　＜０．４ ｆ。

ただし、ｆｌ、：第１・２群の合成焦点距離（３）　　
−！２　　＜０．２ ２３ ただし、　Ｄ、２：第１・２群間の軸上面間隔Ｄ２３＝
第２・３群間の軸上面間隔 （作用） 第ルンズ群に球面のガラスレンズを用いているにもかか
わらず、その直後に屈折力の弱い非球面レンズを配する
ことにより、開口による球面収差及びコマ収差等の補正
が可能になっている。第ルンズが正レンズのため、負レ
ンズ先行型に比べてテレフォト型となり、全長を短くし
ている。

また、第１群と第３群に貼り合わせレンズを用いること
により、色収差を良好に補正している。第４群は非球面
レンズを有して非点収差及びコマ収差を補正し、第５群
としてスクリーン側に強い凹面を向けた負レンズを用い
ることによりペッツバール和を調整し、球面の蛍光面に
対しても良好に像面湾曲を補正することが出来る。

条件（１）は第１群及び第３群レンズのアツベ数及び焦
点距離に関するものであり、正レンズにより発生する軸
上の色収差を良好に補正することを可能としている。

条件（２）は、レンズ系のスクリーン側の部分、すなわ
ち第１・２群の焦点距離に関するものである。ｆ□２が
小さくなり、この条件の上限を超えると、サジタルフレ
アの発生が著しくなる。また、ｆユ、が大きくなり下限
を超えると、全体としてテレフォト型の構成がとりにく
くなり、全長が増大する。また、正の屈折力のほとんど
を第３群に負うようになるため、軸上と軸外の収差をと
も夕こ補正することが困難となり、非球面蛍光面等の高
価な部品を用いる必要が生じる。

条件（３）は第１・３群間での第２群の相対位置に関す
るものであり、上限を超えて第２群が第１群から離れる
と、第２群の非球面の効果が小さくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を示す。

表中、ｒは頂点曲率半径、ｄは軸上面間隔、ｎは波長５
４３ｎｍの屈折率、ｖ、１はｄ線に対するアツベ数であ
る。また本印は非球面を表わし、形状は面の頂点を原点
として、光軸方向をＸ軸とした直交座標系において、頂
点曲率をＣ５円錐係数をＫ、非球面係数をＡｌ（ｉ＝４
．６，８．１０）として、 ｈ＝Ｊｙ＋Ｘ 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０本実施例では、冷却に有利なように
、液体層を従来より厚くとっている。

〔実施例１〕 焦点距１１１ｆ＝１０５．８　　半画角ω＝２７．６＠
口径比　　１　：　１．１　　　拡大倍率　８．９４１
０９．７３ ２０９．５４ ７９．２４２ ７１．５４０ ６９．１４０ −９２．７８７ −１８５．００ −２３９．０８ −１１５．１８ −４８．２８６ １７．０００ ３．２９３ ２．１９５ ９．４５６ ３５．２９８ ２６．０００ ３．５００ １８．９６７ ６．０９２　１．４９４２５　５７．０１１．０００ ４．０２９ １１ １．５９１６２　６１．２ １．６２３０７　６０．３ １．６２４４４　３６．３ １．４９４２５　５７．０ １．７９２５３　２５．７ １．４９４２５　５７．０ １２本　　　　　　　　　−７１，４３１４，０００１
３−８０，６０３４，９４０１，６２４４４３６，３１
４Ｌｉｑ　　　　−３３４，６２２６，０００１，４１
６５１１５ＦＰ　　　　　　　Ｃｏ　　　　　１３，７
４７　１．５３９８０１６　　蛍光面一３５０．００ 非球面係数 第４面　　Ｋ　　＝−４，６９７７ Ａ、＝−２，２３３６Ｘ１０−’ Ａ、＝−８，９９１２Ｘ１０−” Ａ、＝　　３．０８７２Ｘ１０−１３ ＡＬ１１＝−３，０６４８ｘｌＯ−” 第５面　　Ｋ　　：　　０．４３５８ Ａ４＝−１，６５５９ｘｌＯ−’ Ａ、＝−７，７１０８Ｘ１０−１Ｏ Ａ、＝３゜３８２５ＸＬＯ−１３ Ａ工。＝−４，１６０４ｘｌｏ−” 第９面　　Ｋ　　＝１７．１１１ Ａ、＝−１，３８５６Ｘ１０−’ Ａ、＝　　１．６７８３Ｘ１０−’ Ａ、＝−１．４２３５Ｘ１０−” 第１Ｏ面 第１１面 第１２面 八〇。＝　　　１．６２０８ＸＩＯ−’１Ｋ　　　＝−
１１，０７０ Ａ、＝　　−１，５７６９Ｘ１０−＠ Ａ、＝　　　　１．７９０１Ｘ１０−’Ａ、＝　　　　
４．５９１３Ｘ１０−”Ａ１゜＝　　　　１．０２９２
ｘｌＯ−”Ｋ　　　＝　　　−２，００２１ Ａ４　＝　　−７，４０５８Ｘ１０−’Ａ、＝　　　　
５．８１６３Ｘ１０−”Ａ、＝　　−６，２９２４Ｘ１
０−１３Ａ１゜＝　　　−１，５８１６ｘｌＯ−”Ｋ　
　　＝　　　−８，７０６０ （Ａ、〜Ａユ。はゼロ） 〔実施例２〕 焦点距Ｊ１１ｆ＝１０４．２　　半画角ω＝２８．１゜
口径比　　１　：　１．１　　　拡大倍率　８．９０ｒ １１０．１８ −４２８８．２ １８４．５２ ７４．５８１ ？５．７７３ ７０．８４５ −９０．２９７ −１７４．０７ −２０７．３９ −１１８．２６ −５１．４８１ １ｉｑ　　　　−３３４，６２ ＦＰ　　　　　　　　（ｘ） 蛍光面一３５０．００ 非球面係数 に＝Ｏ Ａ、＝−１゜ Ａ、＝−７゜ Ａ、＝１゜ 第４面 ｄ　　　　　　　ｎ　　　　シー １７．０００　１．５９１６２　６１．２３．２９３　
１．６２４４４　３６，３２．１９５ ８．８４２　１．４９４２５　５７．０３５．２９８ ２６．０００　１．６２３０７　６０，３３．５００　
１．７９２５３　２５．７１９．１７９ ６．０９２　１．４９４２５　５７．０１５．３６０ ４．９４０　１．６２４４４　３６．３２６．０００　
１．４１６５１ １４．１２０　１．５３９８ ２６０７Ｘ１０−’ ５６２２Ｘ１０−” ７０６７Ｘ１０−” Ａ工。＝　　４ 第５面　　Ｋ＝Ｏ Ａ４　＝−Ｉ Ａ、＝−９ Ａ、＝３ Ａ１゜＝−３ 第９面　　Ｋ＝Ｏ Ａ、＝−２ Ａ６　；　　Ｉ Ａ、＝−３ Ａ１゜＝　　１ 第１０面　　Ｋ＝Ｏ Ａ、　　＝−８ Ａ、＝Ｉ Ａ１　＝　　２ Ａ１１１＝１ ８３３１Ｘ１０−１９ ２９２ ４７０９Ｘ１０−’ ２９５２Ｘ１０”１０ １８６６Ｘ１０−１３ ５０５８Ｘ１０−” ０２９５ｘｌＯ−’ ７２５５ｘｌＱ−’ ２６３０Ｘ１０−１４ ４６６３Ｘ１０−１７ ７８１０Ｘ１０−’ ５１００ｘｌＯ−” ３７４６Ｘ１０−” ０７１２Ｘ１０−” （効果） 本発明は、実施例及びその収差曲線に見るように、諸収
差が良好に補正さ九、しかも製作の容易な小型のプロジ
ェクタ−用投影レンズが得られた。

また、実施例では半画角が２５°以上と、かなりの広画
角を達成しており、装置全体の小型化への寄与は大きい
。

尚、本実施例では、球面の蛍光面を用いたが、もちろん
球面に限定する必要はなく、平面あるいは非球面でも容
易に対応できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプロジェクタ−用投影レンズの第１実
施例の断面図、第２図はその収差曲線図、第３図は同じ
く第２実施例の断面図、第４図はその収差曲線図である
。 第 図 第 満

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スクリーン側から順に、正レンズと負レンズを正レンズ
   をスクリーン側として貼り合わせた第１群、非球面を持
   つ屈折力の弱いレンズからなる第２群、両凸の正レンズ
   と負レンズを貼り合わせた第３群、非球面を持つレンズ
   を少なくとも１枚有する第４群、スクリーン側に強い凹
   面を向けた負レンズを少なくとも１枚有する第５群によ
   り構成されることを特徴とするプロジェクター用投影レ
   ンズ