JPH0446404B2 - - Google Patents
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- JPH0446404B2 JPH0446404B2 JP13229784A JP13229784A JPH0446404B2 JP H0446404 B2 JPH0446404 B2 JP H0446404B2 JP 13229784 A JP13229784 A JP 13229784A JP 13229784 A JP13229784 A JP 13229784A JP H0446404 B2 JPH0446404 B2 JP H0446404B2
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- lens
- screen
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Landscapes
- Lenses (AREA)
Description
本発明は投影用レンズに関し、特に電子映像装
置に映出された画像をスクリーン上に拡大投影す
るために好適で、大画面を実現し得る様な拡大投
影用レンズに関する。 一般に映像表示用投影レンズではカラー映像表
示用として赤、青、緑の３色の単色陰極線管を用
い各々の画像を投影レンズによりスクリーン上に
投影するのであるが３色の発色特性ともスペクト
ル巾が比較的狭い為色消しレンズである必要はな
い。 投影レンズとして望まれる条件として大口径及
び広画角化が挙げられる。大口径化により明るい
画像を得る事が可能となり又広画角化により短い
投影距離で所望の投影像を得る事が出来、装置全
体の小型化が図れるものである。 従来投影レンズとしては球面のみによる球面レ
ンズや非球面を含んだ非球面レンズが知られてい
るが球面レンズでは構成枚数を減らし高性能化を
図る事は極めて困難で近年は非球面を導入した非
球面レンズが主流を占めている。 しかしながら非球面を使用して収差補正をした
投影レンズ自体の歴史は古く、英国特許593514が
知られている。この特許に開示された投影レンズ
は像画側より順に両凸レンズと両凹レンズの貼り
合わせレンズで第１面に非球面をもち主として開
口に依存する収差と軸上の色収差を補正する第１
群、スクリーン側に凸面を向けた２枚の平凸レン
ズより構成された正の第２群、像面平坦化手段の
為の負の屈折力を有する第３群より構成されてい
る。この構成によると球面収差、像面彎曲、コマ
収差の各収差の内、第１群レンズにより球面収
差、コマ収差、又第３群により像面彎曲、歪曲収
差を補正しているが第１群により補正している球
画収差、コマ収差の補正は不充分で特にコマ収差
の補正が悪いものとなつている。この為フレアー
として結像性能に障害を及ぼす結果となり半画角
25°以上の広画角な投影レンズを提供する事を難
しくしている。 本発明の目的は広画角の投影レンズを実現する
ことにあり、その際画質を左右するコマ収差と軸
外収差を重点的に補正する。そして後述の記載か
ら明らかになる様に互いに逆方向へ凹面を向けた
メニスカスレンズの作用によりコマ収差と軸外収
差の補正を達成する。 第１図から第４図に示す本発明に係わる投影レ
ンズは、スクリーン側から順に正屈折力を有する
第１レンズ、スクリーン側面に比して曲率が大で
且つ凸なる面を原画像側へ向けた正屈折力を有す
る第２レンズ、画像側へ凹面を向けたメニスカス
第３レンズ、原画像側の面に比して曲率が大で且
つ凹なる面をスクリーン側へ向けた第４レンズか
ら成り、第１レンズに少なくとも１面の非球面を
設けると共に第２レンズから第４レンズに１面以
上の非球面を設け、Ｆを全系の焦点距離、φを全
系の屈折力、φ2,3を第２レンズと第３レンズの合
成屈折力、R3を第２レンズのスクリーン側面の
曲率半径、R5を第３レンズのスクリーン側面の
曲率半径、R6を第３レンズの原画像側面の曲率
半径とする時、 (1) 0.75＜φ2,3／φ＜0.90 (2) 0.4f＜D2＜0.6f (3) −300F＜R3＜−5F（負号はスクリーン側へ
凹） (4) 0.45＜R5／R6＜0.85 なる各条件を満足する。 続いて上述した構成に因る作用を述べる。第１
レンズは主として口径に依存する収差を補正する
為に１面以上の非球面を有し、第２レンズは軸外
収差、特にコマ収差と共にフレアーの原因となる
ハロの発生を最小とする為メニスカスレンズで主
として結像の為の正の屈折力を有し、第３レンズ
は少なくとも１面以上の非球面を有し映像管側に
凹面を向けたメニスカスレンズで弱い正の屈折力
を有し軸外光束への収差の発生を極力抑える為コ
ンセントリツク又はコンセントリツクに近い形状
とし画角に依存する収差、軸外光束収差の補正、
特にコマ収差の良好な補正を行つており、第４レ
ンズはスクリーン側に向けた曲率大なる凹面によ
り画角依存収差、特に像面彎曲、歪曲収差の補正
を果している。 すなわち球面収差、コマ収差、像面彎曲、歪曲
収差を各々、第１レンズにより球面収差、コマ収
差、第３レンズによりコマ収差、第４レンズによ
り像面彎曲、歪曲収差を補正しており、特に第３
レンズとして配したメニスカス形状のレンズによ
りコマ収差を良好に補正しかつコンセントリツク
又はコンセントリツクに近い形状とする事により
軸上収差の発生を極力抑え、非常に高性能化を実
現している。 更に４条件式の極値の意味を述べれば次の通り
である。 条件(1)は第２レンズと第３レンズの合成のパワ
ーに関するもので下限を越える時第１レンズによ
るパワーの分担が大となり球面収差の補正が困難
となる。上限を越える時第２レンズと第３レン
ズ、主に第２レンズによる軸外収差の発生が大と
なり補正を困難なものとしてくる。 これは例えば第２、第３レンズの正のパワーが
増すと像面彎曲補正の為に第４レンズの負のパワ
ーを増大させなければならず、これにより歪曲収
差等の収差の発生を大きなものとし高性能化を困
難なものとしてくる。 条件(2)は第１レンズと第２レンズとの間隔に関
するもので下限を越える時、軸外光束の結像力が
不足し、第２、第３、第４レンズの軸外光束の結
像の負担量が増大する為広画角化の大きな障害と
なる。上限を越える時、軸外光束の第２レンズの
後面すなわち映像管側への入射角が大となり、軸
外光束の収差の発生量が大となる。 条件(3)は第２レンズの前面の曲率半径に関する
もので下限を越える時すなわち凸面となる時軸外
光束の上側の光線と下側の光線に対する屈折力の
違いが大きくなり、収差の発生、特にフレアーの
原因となるハロの発生が増大する。上限を越える
時、負の屈折力が大きくなる為第２レンズの後面
の正の屈折力、或いは第１、第３レンズの正の屈
折力を増大させなければならず、これにより球面
収差、コマ収差等の発生が増大し大口径、広画角
化を困難なものとしてくる。 条件(4)は第３レンズの前面と後面の曲率半径の
パワーの分担比及びメニスカス度に関するもの
で、下限を越えると第３レンズのパワーが大きく
なり、軸上及び軸外光束の収差の発生量が増し、
主なる目的であるコマ収差の補正が困難となつて
しまう。上限を越えると第３レンズのパワーは非
常に弱いものとなり、第２レンズのパワーの負担
が増大し第２レンズによる収差の発生量が増し収
差補正は困難なものとなる。 以下、実施例のレンズ・データを記載するが、
R1，R2…はレンズ各面の曲線半径、D1，D2…は
レンズ面間の肉厚又は空気間隔、N1，N2…は各
レンズのｅ線（波長540.1mmの光）に対する屈折
率、ν1，ν2…はｅ線に対するアツベ数である。非
球面の形状は光軸方向をＸ軸とした直角座標にお
いて光軸方向の変位をとするとき であらわされる対称非球面である。 但し Ｈ：光軸からの高さ Ｒ：頂点の曲率半径 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，A′，B′，C′，D′：非球
面係数 尚、各実施例共集点距離を100とした時の値で
ある。また投影レンズと映像管との間に配された
Ｓは液体、Ｐは映像管の管面ガラスをそれぞれあ
らわす。 第５図から第８図は順次、実施例１から４の収
差補正状態を示す。Ｍはメリデイオナル像面、Ｓ
はサジタル像面である。 尚、各実施例において、条件式に対応する具体
的な数値を示す表を以下に示しておく。
置に映出された画像をスクリーン上に拡大投影す
るために好適で、大画面を実現し得る様な拡大投
影用レンズに関する。 一般に映像表示用投影レンズではカラー映像表
示用として赤、青、緑の３色の単色陰極線管を用
い各々の画像を投影レンズによりスクリーン上に
投影するのであるが３色の発色特性ともスペクト
ル巾が比較的狭い為色消しレンズである必要はな
い。 投影レンズとして望まれる条件として大口径及
び広画角化が挙げられる。大口径化により明るい
画像を得る事が可能となり又広画角化により短い
投影距離で所望の投影像を得る事が出来、装置全
体の小型化が図れるものである。 従来投影レンズとしては球面のみによる球面レ
ンズや非球面を含んだ非球面レンズが知られてい
るが球面レンズでは構成枚数を減らし高性能化を
図る事は極めて困難で近年は非球面を導入した非
球面レンズが主流を占めている。 しかしながら非球面を使用して収差補正をした
投影レンズ自体の歴史は古く、英国特許593514が
知られている。この特許に開示された投影レンズ
は像画側より順に両凸レンズと両凹レンズの貼り
合わせレンズで第１面に非球面をもち主として開
口に依存する収差と軸上の色収差を補正する第１
群、スクリーン側に凸面を向けた２枚の平凸レン
ズより構成された正の第２群、像面平坦化手段の
為の負の屈折力を有する第３群より構成されてい
る。この構成によると球面収差、像面彎曲、コマ
収差の各収差の内、第１群レンズにより球面収
差、コマ収差、又第３群により像面彎曲、歪曲収
差を補正しているが第１群により補正している球
画収差、コマ収差の補正は不充分で特にコマ収差
の補正が悪いものとなつている。この為フレアー
として結像性能に障害を及ぼす結果となり半画角
25°以上の広画角な投影レンズを提供する事を難
しくしている。 本発明の目的は広画角の投影レンズを実現する
ことにあり、その際画質を左右するコマ収差と軸
外収差を重点的に補正する。そして後述の記載か
ら明らかになる様に互いに逆方向へ凹面を向けた
メニスカスレンズの作用によりコマ収差と軸外収
差の補正を達成する。 第１図から第４図に示す本発明に係わる投影レ
ンズは、スクリーン側から順に正屈折力を有する
第１レンズ、スクリーン側面に比して曲率が大で
且つ凸なる面を原画像側へ向けた正屈折力を有す
る第２レンズ、画像側へ凹面を向けたメニスカス
第３レンズ、原画像側の面に比して曲率が大で且
つ凹なる面をスクリーン側へ向けた第４レンズか
ら成り、第１レンズに少なくとも１面の非球面を
設けると共に第２レンズから第４レンズに１面以
上の非球面を設け、Ｆを全系の焦点距離、φを全
系の屈折力、φ2,3を第２レンズと第３レンズの合
成屈折力、R3を第２レンズのスクリーン側面の
曲率半径、R5を第３レンズのスクリーン側面の
曲率半径、R6を第３レンズの原画像側面の曲率
半径とする時、 (1) 0.75＜φ2,3／φ＜0.90 (2) 0.4f＜D2＜0.6f (3) −300F＜R3＜−5F（負号はスクリーン側へ
凹） (4) 0.45＜R5／R6＜0.85 なる各条件を満足する。 続いて上述した構成に因る作用を述べる。第１
レンズは主として口径に依存する収差を補正する
為に１面以上の非球面を有し、第２レンズは軸外
収差、特にコマ収差と共にフレアーの原因となる
ハロの発生を最小とする為メニスカスレンズで主
として結像の為の正の屈折力を有し、第３レンズ
は少なくとも１面以上の非球面を有し映像管側に
凹面を向けたメニスカスレンズで弱い正の屈折力
を有し軸外光束への収差の発生を極力抑える為コ
ンセントリツク又はコンセントリツクに近い形状
とし画角に依存する収差、軸外光束収差の補正、
特にコマ収差の良好な補正を行つており、第４レ
ンズはスクリーン側に向けた曲率大なる凹面によ
り画角依存収差、特に像面彎曲、歪曲収差の補正
を果している。 すなわち球面収差、コマ収差、像面彎曲、歪曲
収差を各々、第１レンズにより球面収差、コマ収
差、第３レンズによりコマ収差、第４レンズによ
り像面彎曲、歪曲収差を補正しており、特に第３
レンズとして配したメニスカス形状のレンズによ
りコマ収差を良好に補正しかつコンセントリツク
又はコンセントリツクに近い形状とする事により
軸上収差の発生を極力抑え、非常に高性能化を実
現している。 更に４条件式の極値の意味を述べれば次の通り
である。 条件(1)は第２レンズと第３レンズの合成のパワ
ーに関するもので下限を越える時第１レンズによ
るパワーの分担が大となり球面収差の補正が困難
となる。上限を越える時第２レンズと第３レン
ズ、主に第２レンズによる軸外収差の発生が大と
なり補正を困難なものとしてくる。 これは例えば第２、第３レンズの正のパワーが
増すと像面彎曲補正の為に第４レンズの負のパワ
ーを増大させなければならず、これにより歪曲収
差等の収差の発生を大きなものとし高性能化を困
難なものとしてくる。 条件(2)は第１レンズと第２レンズとの間隔に関
するもので下限を越える時、軸外光束の結像力が
不足し、第２、第３、第４レンズの軸外光束の結
像の負担量が増大する為広画角化の大きな障害と
なる。上限を越える時、軸外光束の第２レンズの
後面すなわち映像管側への入射角が大となり、軸
外光束の収差の発生量が大となる。 条件(3)は第２レンズの前面の曲率半径に関する
もので下限を越える時すなわち凸面となる時軸外
光束の上側の光線と下側の光線に対する屈折力の
違いが大きくなり、収差の発生、特にフレアーの
原因となるハロの発生が増大する。上限を越える
時、負の屈折力が大きくなる為第２レンズの後面
の正の屈折力、或いは第１、第３レンズの正の屈
折力を増大させなければならず、これにより球面
収差、コマ収差等の発生が増大し大口径、広画角
化を困難なものとしてくる。 条件(4)は第３レンズの前面と後面の曲率半径の
パワーの分担比及びメニスカス度に関するもの
で、下限を越えると第３レンズのパワーが大きく
なり、軸上及び軸外光束の収差の発生量が増し、
主なる目的であるコマ収差の補正が困難となつて
しまう。上限を越えると第３レンズのパワーは非
常に弱いものとなり、第２レンズのパワーの負担
が増大し第２レンズによる収差の発生量が増し収
差補正は困難なものとなる。 以下、実施例のレンズ・データを記載するが、
R1，R2…はレンズ各面の曲線半径、D1，D2…は
レンズ面間の肉厚又は空気間隔、N1，N2…は各
レンズのｅ線（波長540.1mmの光）に対する屈折
率、ν1，ν2…はｅ線に対するアツベ数である。非
球面の形状は光軸方向をＸ軸とした直角座標にお
いて光軸方向の変位をとするとき であらわされる対称非球面である。 但し Ｈ：光軸からの高さ Ｒ：頂点の曲率半径 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，A′，B′，C′，D′：非球
面係数 尚、各実施例共集点距離を100とした時の値で
ある。また投影レンズと映像管との間に配された
Ｓは液体、Ｐは映像管の管面ガラスをそれぞれあ
らわす。 第５図から第８図は順次、実施例１から４の収
差補正状態を示す。Ｍはメリデイオナル像面、Ｓ
はサジタル像面である。 尚、各実施例において、条件式に対応する具体
的な数値を示す表を以下に示しておく。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
これにより従来、性能の劣化の大きな要因であ
るコマ収差のみならず球面収差、像面彎曲、歪曲
収差をも良好に補正し、F1.2以上で半画角32°以
上の大口径、広画角化を図つた高性能な投影レン
ズを提供するものである。
るコマ収差のみならず球面収差、像面彎曲、歪曲
収差をも良好に補正し、F1.2以上で半画角32°以
上の大口径、広画角化を図つた高性能な投影レン
ズを提供するものである。
第１図、第２図、第３図、第４図は夫々本発明
実施例のレンズ断面図。第５図、第６図、第７
図、第８図は夫々実施例の収差曲線図。 図中L1〜L4はレンズ、Ｒはレンズ面の曲率半
径、Ｄは面間隔。
実施例のレンズ断面図。第５図、第６図、第７
図、第８図は夫々実施例の収差曲線図。 図中L1〜L4はレンズ、Ｒはレンズ面の曲率半
径、Ｄは面間隔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原画像をスクリーン上に拡大投影するための
投影レンズに於いて、スクリーン側から順に正屈
折力を有する第１レンズ、スクリーン側面に比し
て曲率が大で且つ凸なる面を原画像側へ向けた正
屈折力を有する第２レンズ、画像側へ凹面を向け
たメニスカス第３レンズ、原画像側の画に比して
曲率が大で且つ凹なる面をスクリーン側へ向けた
第４レンズから成り、第１レンズに少なくとも１
面の非球面を設けると共に第２レンズから第４レ
ンズに１面以上の非球面を設け、Ｆを全系の焦点
距離φを全系の屈折力、φ2,3を第２レンズと第３
レンズの合成屈折力、R3を第２レンズのスクリ
ーン側面の曲率半径、R5を第３レンズのスクリ
ーン側面の曲率半径、R6を第３レンズの原画像
側面の曲率半径とする時、 (1) 0.75＜φ2,3／φ＜0.90 (2) 0.4f＜D2＜0.6f (3) −300F＜R3＜−5F（負号はスクリーン側へ
凹） (4) 0.45＜R5／R6＜0.85 を満足することを特徴とする投影レンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13229784A JPS6111716A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 投影レンズ |
| US06/747,029 US4682861A (en) | 1984-06-25 | 1985-06-20 | Projection lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13229784A JPS6111716A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 投影レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6111716A JPS6111716A (ja) | 1986-01-20 |
| JPH0446404B2 true JPH0446404B2 (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=15077995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13229784A Granted JPS6111716A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-27 | 投影レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6111716A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2523106B2 (ja) * | 1986-01-29 | 1996-08-07 | 株式会社日立製作所 | 投写形テレビ用光学系 |
| JP2764778B2 (ja) * | 1992-10-30 | 1998-06-11 | 株式会社日立製作所 | 投写形テレビ用光学系 |
| US5329363A (en) * | 1993-06-15 | 1994-07-12 | U. S. Precision Lens Incorporated | Projection lens systems having reduced spherochromatism |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP13229784A patent/JPS6111716A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6111716A (ja) | 1986-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |