JPH03196009A - 投写レンズ - 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） 本発明は投写レンズに関し、特にフィルムやＣＲＴ両面
等の画像の投影される投影スクリーン面の曲率に応じて
投写レンズの光学特性の１っである像面湾曲特性を変化
させ一般的な平面型の投影スクリーンと高利得を目的と
した曲面型投影スクリーンの双方において良好なる投影
像の得られる投写レンズに関するものである。

（従来の技術） 従来よりフィルム等に記録された画像を投影スクリーン
面上に拡大投影する投写レンズは一般に投影される投影
スクリーン面が平面であることを前提として設計されて
いる。

即ち投写レンズの光学性能の１つである平均像面湾曲の
曲率が無限大となることを目標に設計されている。これ
に対して一部の専用スクリーン組み込み型の投写レンズ
にあっては、該スクリーン面の曲率に応じた像面湾曲を
持たせて設計されたものも種々と提案されている。

一般に投写レンズを設計値とは異なる曲率の投影スクリ
ーン面に投影した場合には特に投影スクリーン面の周辺
部での投影像の光学性能が大きく低下し、良好なる投影
像を得ることができない。

この為従来より良好なる投影像を得る為に投影スクリー
ン面の曲率に各々対応して設計された投写レンズを用い
て投写している。

（発明が解決しようとする問題点） 投影スクリーン面がγ面であるとして設計された投写レ
ンズは平面スクリーンを用いれば当然にスクリーン面全
体にわたり良好なる投影像が得られる。しかしながら平
面スクリーンは投写レンズからの光束が発散性であるた
め画面周辺での照度が大きく低下する傾向がある。又こ
の投写レンズを曲面スクリーンに用いればその集光作用
により画面周辺の照度は向上するが両面周辺部での投影
像の光字性能が大きく低下してくるという問題点が生じ
てくる。

一方投影スクリーン面を所定の曲率を有する曲面として
設計された投写レンズは、該曲率な有する曲面スクリー
ンを用いれば画面全体にわたり良好なる投影像が得られ
るが、設計値から外れた曲率を有する曲面スクリーンを
用いると平面スクリーンを用いた場合と同様に画面周辺
部での投影像の光字性能が大きく低下してくるという問
題点が生じてくる。

本発明は投写レンズのレンズ構成を適切に設定し、投影
される各々投影スクリーン面の曲率に合致するように像
面特性を調整することにより投影スクリーン面がどのよ
うな曲率を有していても常に良好なる投影像が得られる
投写レンズの提供を目的とする。

（問題点を解決する為の手段） 本発明の投写レンズは画像の投影される投影スクリーン
面の平均曲率に応じてレンズ系中の少なくとも１つのレ
ンズ群空気間隔を変化させる間隔調整手段を有している
ことを特徴としている。

この他、本発明は像面湾曲を任意に変化させることがで
きる少なくとも１つのレンズ群空気間隔をレンズ系中に
設け、該レンズ群空気間隔を投影される投影スクリーン
面の平均曲率に応じて変化させる間隔調整手段を設けた
ことを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の投写レンズを投影装置【プロジェクタ
−）に適用したときの一実施例の要部概略図である。

同図において１０はプロジェクタ−である、プロジェク
タ−１０は光源６と光源６からの光束を集光し被投写物
であるフィルム４を照明する集光レンズ５、そして光源
６から集光レンズ５と逆方向に放射された光束を集光レ
ンズ５側に集光反射させる凹面鏡７を有している。

尚４がＣＲＴのときは集光レンズ５、光源６、そして凹
面鏡７は不要である。

ｌは投写レンズでありプロジェクタ−１０に装着されて
おり、フィルム４面上の画像を投影スクリーン面（不図
示）に拡大投影している。投写レンズ１は前群２と後群
３の２つのレンズ群を有している。＋１は間隔Ｊｉｇ手
段であり投写レンズ１の＋１１群２と後群３の空気間隔
を変化させ光学特性の１つである平均像面湾曲を所定値
に設定している。

即ち投影スクリーン面の曲率に応じて前群２と後群３と
の空気間隔を変化させている。同図では前群２を光軸上
移動させることにより空気間隔を変化させている。これ
により投写レンズに投影スクリーン面の曲率に応じた像
面特性を持たせるようにして投影スクリーン面上での投
影像の光学性能を良好に維持している。

第２図、第３図はこのときの投写レンズ！の光学特性を
示す説明図である。

本実施例においてはスライドやＴＶ画面等の被投写物４
を投写レンズｌにより投影スクリーン面（１３，１４）
に投影する場合を示しており、第２図は投影スクリーン
１３が平面の場合を、第３図は投影スクリーン１４が所
定の曲率を有する曲面より成る場合を示している。平面
スクリーン１３は安価で設置が容易な為、家庭内では壁
面に投写したりして使用され、比較的広い領域を鑑賞す
ることができるが、一般に明るさの点で不利である。こ
れに対して第３図に示す曲面スクリーン１４は指向性の
高い高利得の明るさが得られるという特長を有している
。

本実施例では投影スクリーンの曲率に応じて投写レンズ
ｌの何ｎ２と後群３の空気間隔を変化させることにより
平均像面湾曲の曲率を投影スクリーンの曲率に一致させ
ている。これにより画面全体にわたり明るく、シかも投
影スクリーン面の周辺部まで良好なる光学性能の投影像
を得ている。

尚、ここで平均像面湾曲とはレンズ群の空気間隔を変化
させても大幅にペッツバール和は変化しないが非点収差
を比較的容易に変化させることができ、その場合のサジ
タル像面とメリジオナル像面の中間の像面をいう。

第４図〜第６図はこのときの平均ａ面湾曲の様子を示す
概念図である。

図中１５はペッツバール和で定義されるペッツバール像
面、１６はサジタル像面、１７はメリディオナル像面、
１８は平均像面湾曲でありサジタル像面１６とメリディ
オナル像面１７との平均値である。

第４図は非点収差が補正不足、第５図は非点収差がゼロ
、第６図は非点収差が補正過剰の場合を各々示している
。

一般に曲面スクリーンは観察者側から見て凹面となって
いるので平均像面は補正不足（アンダー）から平面の間
の調整が出来れば良いが特殊な形状のスクリーンの場合
は更に補正過剰とすることが必要となってくる。

非点収差を変化させる為にレンズ群の空気間隔を変化さ
せる方法は種々ある。

例えば物体側より順に負の屈折力の前群と正の折力の後
群で構成された所謂逆望遠型レンズの屈折力非対称性に
基〈近距離時の非点収差変化に対してこれを打ち消す為
のフローティングシステム簿と同様の方法が適用可能で
ある。

尚、本実施例に係る投写レンズはレンズ群の空気間隔を
変化させたとき非点収差以外の収差は出来るだけ変化し
ないように設計することが望ましい。

又１本実施例において空気間隔を調整したときにピント
位置の変化が生じる場合には投写レンズ１全体を一体的
に光軸上移動させてピント調整をしている。

次に本実施例に係る投写レンズの数値実施例を示す、こ
こではスクリーン側を物体として表示する。数４１へ実
施例においてはレンズ群空気間隔Ｄ７を変化させること
により平均像面を変化させている。数（＋ｆｉ実施例に
おいてＲｉは物体側より順に第１番ＩＵのレンズ而の曲
率半径、Ｄｉは物体側より第１番目のレンズ厚及び空気
間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第１番目のレン
ズのガラスの屈折率とアツベ数である。

数イ１へ実施例 「＝Ｉ ＲＩ＝　　５ Ｒ２＝−Ｉ Ｒ３−Ｏ Ｒ４；　１ Ｒ５−Ｏ ６−Ｉ Ｒ７＝−３ Ｒｌｌ−Ｉ Ｒ９＝−３ ＲＩＤ−２ １ｌ−−Ｉ Ｒ１２−Ｏ Ｒ＋３−−Ｉ ＲＩ４冨−Ｏ Ｒ＋５−−３ Ｉ６−−１ Ｆ２．８ ８ ８３１ ５７４９＋ ８８２ ６０２８＋ ３２３ ０８１ １６８ ２５Ｉ ６２９ ８５４ ４６４８ １９２ ７９７８ ４１５ １１１ ２　ω　１１７５　＋ Ｄ　　Ｉ＝Ｏ，１９１６４ＮＩ＝１．７２３４２　　ν
　１−３７．９０　２＝０．０５２２６　　Ｎ２＝１．
５４ｇ＋４　　ν　２＝４５．７０　３＝０．１６Ｓ５
４ Ｄ　　４１．０４１１７１１　　Ｎ３−１．６２０４１
　　ｖ　　３＝６０．２０　５−０．１３１１０７ Ｄ　　６＝０．２２６４３　　Ｎ４−１．６５８３　　
　ν　４−５３．４０　７．０　０５１５７ Ｄ　８＝０．３４４６１　　Ｎ５−１．６６９９１１　
　ν　５＝３９．３０　９−０．０８３６２ ＤＩＯｌＩｏ、１６８１８　　Ｎ６−１．６９６８　　
　ｙ　６＝５５．６ＤＩ＋−０，０３４８４Ｎ７本１．
７８４７　　　シフ＝２６．２０１２−０．０６５５１ ＤＩ３＝０．０６６９　　　Ｎ１１−１．７７３７　　
　νＢ＝４９．２０１４＝０　００３４１１ ０１５−０．０８０１４　　Ｎ９−１．６９６８　　　
シ９＝５５．６Ｄ７は倍率β＝−１０ ８のとき０゜ ３４８４ とする。

本発明に係る投写レンズがズームレンズの場合は最も投
影スクリーン面側のレンズ群中に空気間隔を変化させる
レンズ群を設けるとズーミングを行っても投写像面の曲
率を一定とすることができるので好ましい。

又、逆に最も被投写物（フィルム）側のレンズ群中に空
気間隔を変化させるレンズ群を設けた場合には最初にズ
ーミングにより投影スクリーン面に対する投写画面の大
きさを調整した後に゛ド均像面の曲率の変更を行うこと
で同専の効果を（ｌ多ることができる。

尚、本実施例において変化させるレンズ系中の空気間隔
は１つに限らず、２つ以上の空気間隔を変化させるよう
にしても良く、これによれば諸収差の変動を少なくして
゛ド均像面のみを効果的に変化させることができるので
好ましい。

（発明の効果） 本発明によれば投影スクリーン面の曲率に対応させてレ
ンズ系中の一部のレンズ群を光軸上移動させてレンズ群
空気間隔を変化させることにより、・ト均像面の曲率を
変化させ投影スクリーン面の曲率と合致させることがで
き、これによればどのような曲率な有した投影スクリー
ンを用いても投影スクリーン而全体にわたり、良好なる
投影像を観察することができる投写レンズを達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の投写レンズを投影装置に適用したとき
の一実施例の要部概略図、第２図、第３図は本発明の投
写レンズの光学特性を示す説明図、第４〜第６図は本発
明の投写レンズの平均像面の説明図、第７図は本発明の
数値実施例のレンズ断面図である。 図中１は投写レンズ、２は前群、３は後群、４はフィル
ム、５は集光レンズ、６は光源、７は凹面鏡、１１は間
隔調整手段、＋３は半面スクリーン、１４は曲面スクリ
ーン、１５はペッツバール像面、１６はサジタル像面、
１７はメリディオナル像面、１８は平均像面、である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像の投影される投影スクリーン面の平均曲率に
   応してレンズ系中の少なくとも１つのレンズ群空気間隔
   を変化させる間隔調整手段を有していることを特徴とす
   る投写レンズ。
2. （２）像面湾曲を任意に変化させることができる少なく
   とも１つのレンズ群空気間隔をレンズ系中に設け、該レ
   ンズ群空気間隔を投影される投影スクリーン面の平均曲
   率に応じて変化させる間隔調整手段を設けたことを特徴
   とする投写レンズ。