JPH0572473A - 投写レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非球面量が小さく変曲点の無い形状のプラス
チックレンズを有し、高品位テレビジョンの画像を高画
質に投影可能な、加工性、結像性に優れた投写レンズを
得る。 【構成】 スクリーン側から順に正のメニスカス形状の
第１群レンズ、スクリーンに凸面を向けた第２群レン
ズ、負のメニスカス形状の第３群レンズ、正のメニスカ
ス形状の第４群レンズと第４群レンズと近接した位置に
配された両凸の正の第５群レンズ、スクリーンに凹面を
向けた正の第６群レンズ、スクリーンに強い凹面を向け
た負の第７群レンズから成り、前記第２、６群レンズは
少なくとも１面が非球面形状を有する。これにより大き
な光束の通る第２群レンズは変曲点を有さず、非球面量
の小さな形状とすることができ、面形状誤差による球面
収差を取り除き、高性能の結像特性と生産性に優れた投
写レンズを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高画質な投写画像を得る
のに適した投写型ディスプレイ用の高精細度投写レンズ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面の画像を得る方法の一つと
して、プロジェクションＴＶが普及しつつある。また、
従来のテレビジョン画像の２倍の解像度を持つ高品位テ
レビジョンが業務用から一般家庭へ普及することが見込
まれており、高精細な画像を投影し、高画質画像を得る
上で投写レンズの性能が重要な役割を担っている。

【０００３】プロジェクションＴＶの投写レンズは、明
るさを確保するためにＦ値を１近くと口径比を大きくと
る必要があり、かつ画面周辺にいたるまで良好に収差補
正されなければならない。またプロジェクションＴＶは
直視管ＴＶに比べ、奥行きが大きいのが一つの問題点で
あり、セットのコンパクト化が望まれている。これを実
現するために投写距離の短い広角投写レンズが必要とな
っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の投写レンズで
は、高い結像性能、大口径比、広画角化を実現するため
に、ガラスレンズだけで構成すると、枚数が増加すると
共に口径が大きくなり、コスト、重量の点で限界が生じ
ていた。

【０００５】また従来より非球面プラスチックレンズを
用いた投写レンズの例が多くあるが、収差補正を強力に
行うためには非球面量を大きくする必要があり、加工精
度が低く設計性能を十分発揮できないと言う問題点があ
った。特にスクリーンに近い側に非球面を設けると、光
束径が大きいため加工誤差が収差を発生させ易く、フレ
アの発生によりコントラストが低下することが問題であ
った。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、画面全域に渡り良好なフォーカ
ス性能を得て、高品位テレビジョンの画像を高画質に投
影することが可能であり、かつ加工性に優れた非球面形
状のプラスチックレンズを搭載した、広画角投写レンズ
を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる投写レン
ズは以下のように構成した。

【０００８】本発明の投写レンズは、スクリーン側から
順に正のメニスカス形状の第１群レンズ、スクリーンに
凸面を向けた正の第２群レンズ、負のメニスカス形状の
第３群レンズ、正のメニスカス形状の第４群レンズと第
４群レンズと近接した位置に配された両凸の正の第５群
レンズ、スクリーンに凹面を向けた正に第６群レンズ、
スクリーンに強い凹面を向けた負の第７群レンズから成
り、前記第２、６群レンズは少なくとも一面が非球面を
有する。

【０００９】また本発明の投写レンズは、上記の構成に
おいて次の条件を満足することが望ましい。

【００１０】0.0 < f/f1 < 0.3 （ア） -0.4 < f/f3 < -0.1 （イ） 0.4 < f/f5 < 0.8 （ウ） 但し ｆ ： 全系の焦点距離 ｆ１： 第１群レンズの焦点距離 ｆ３： 第３群レンズの焦点距離 ｆ５： 第５群レンズの焦点距離

【００１１】また本発明の異なる構成の投写レンズは、
スクリーン側から順に正のメニスカス形状の第１群レン
ズ、スクリーンに凸面を向けた正の第２群レンズ、負の
メニスカス形状の第３群レンズ、両凸の正の第４群レン
ズと第４群レンズに近接して配された両凹の負の第５群
レンズ、両凸の正の第６群レンズと第６群レンズに近接
して配され、スクリーンに凹面を向けた第７群レンズ、
スクリーンに強い凹面を向けた負の第８群レンズから成
り、前記第２、第７群レンズは少なくとも１面が非球面
形状を有する。

【００１２】

【作用】本発明のプロジェクタ用投写レンズは、スクリ
ーン側より順に第１、第２群レンズを有することにより
球面収差とコマ収差の高精度な補正及び正の集光作用を
行う。また、負の第３群レンズは第１、第２群レンズと
球面収差のバランスをとる作用を有する。第４、第５群
レンズは主に集光作用を有し互いに近接して配される。
第６群レンズは非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を高
精度に補正する機能を有する。そして、スクリーン側に
強い凹面を向けた負のレンズは、スクリーンに凹面を向
けたＣＲＴ蛍光面上に像を正しく結ぶための像面湾曲補
正の作用を行う。

【００１３】第２、第６群レンズは上記の補正機能を十
分果たすために非球面形状とする。また非球面を有する
レンズ材をプラスチックとすることにより、コストの低
減、軽量化がなされる。

【００１４】また本発明の投写レンズは前記（ア）〜
（ウ）式を満たし、前記（ア）式の条件は第１群レンズ
のパワーに関するもので、本範囲を越えると特に球面収
差の補正が困難となり、このため第２群レンズの非球面
量を大きくしなければならず、製造公差が実用的でなく
なる。

【００１５】前記（イ）式の条件は第３群レンズのパワ
ーに関するのもで、本範囲を越えると第１、第２群レン
ズとの球面収差のバランスをとるのが困難になる。

【００１６】前記（ウ）の条件は第５群レンズのパワー
に関するもので、本範囲を越えると第４群レンズのパワ
ーを大きくしなければならず、コマ収差の補正が困難と
なり、上限を越えると周辺光量を確保することが困難と
なる。

【００１７】また本発明の異なる構成のプロジェクタ用
投写レンズは、スクリーン側より順に第１、第２群レン
ズを有することにより球面収差とコマ収差の高精度な補
正及び正の集光作用を行う。また負の第３群レンズは第
１、第２群レンズと球面収差のバランスをとる作用を有
する。第４、第５、第６群レンズは主に集光作用を有し
第４、第５群レンズは互いに近接して配される。第７群
レンズは非点収差、歪曲収差、及びコマ収差を高精度に
補正する機能を有する。そしてスクリーン側に強い凹面
を向けた負の第８群レンズは、スクリーンに凹面を向け
たＣＲＴ蛍光面上に像を正しく結ぶための像面湾曲補正
の作用を行う。

【００１８】

【実施例】本発明による投写レンズの実施例を以下に示
す。本発明の実施例は例えば図１に示すようにスクリー
ン側から順に正のメニスカス形状の第１群レンズ、スク
リーンに凸面を向けた正の第２群レンズ、負のメニスカ
ス形状の第３群レンズ、正のメニスカス形状の第４群レ
ンズと第４群レンズと近接した位置に配された両凸の正
の第５群レンズ、スクリーンに凹面を向けた正の第６群
レンズ、スクリーンに強い凹面を向けた負の第７レンズ
から成る。

【００１９】前記第２、第６群レンズは両面に非球面を
有する。このうち第２群レンズは両面とも偏曲点を有さ
ない。第２群レンズは光束径の大きな光束が透過する
が、変曲点を有さないので、設計通りの形状加工が容易
であるので、加工誤差による球面収差の発生はほとんど
無い。また集光作用を行うレンズを第４、第５群レンズ
の２枚で構成することにより、軸外収差の発生を小さく
抑えることができ、第６群レンズの非球面量も小さくで
きる。

【００２０】また、本発明の異なる構成の実施例は例え
ば図６に示すようにスクリーン側から順に正のメニスカ
ス形状の第１群レンズ、スクリーンに凸面を向けた正の
第２群レンズ、負のメニスカス形状の第３群レンズ、両
凸の正の第４群レンズと第４群レンズに近接して配され
た両凹の負の第５群レンズ、両凸の正の第６群レンズと
第６群レンズに近接して配され、スクリーンに凹面を向
けた第７群レンズ、スクリーンに強い凹面を向けた負の
第８群レンズから成る。

【００２１】以下に示す実施例の各表において、Ｒは曲
率半径、Ｄは面間隔、Ｎは543nmの屈折率、υはアッベ
数、Siはスクリーン側からi番目の面番号である。また
非球面形状は光軸をｘ、光軸に直交する方向をｐ、非球
面係数をｃｃ、Ａj(j=4,6,8,10)とした時次式で表す。

【００２２】

【数１】

【００２３】実施例１．本発明の第１の実施例の構成は
表１の通りであり、光路図を図１、収差図を図１０に示
す。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例２．本発明の第２の実施例の構成は
表２の通りであり、光路図を図２、収差図を図１１に示
す。

【００２６】

【表２】

【００２７】実施例３．本発明の第３の実施例の構成は
表３の通りであり、光路図を図３、収差図を図１２に示
す。

【００２８】

【表３】

【００２９】実施例４．本発明の第４の実施例の構成は
表４の通りであり、光路図を図４、収差図を図１３に示
す。

【００３０】

【表４】

【００３１】実施例５．本発明の第５の実施例の構成は
表５の通りであり、光路図を図５、収差図を図１４に示
す。

【００３２】

【表５】

【００３３】実施例６．本発明の異なる構成の第１の実
施例の構成は表６の通りであり、光路図を図６、収差図
を図１５に示す。

【００３４】

【表６】

【００３５】実施例７．本発明の異なる構成の第２の実
施例の構成は表７の通りであり、光路図を図７、収差図
を図１６に示す。

【００３６】

【表７】

【００３７】実施例８．本発明の異なる構成の第３の実
施例の構成は表８の通りであり、光路図を図８、収差図
を図１７に示す。

【００３８】

【表８】

【００３９】実施例９．本発明の異なる構成の第４の実
施例の構成は表９の通りであり、光路図を図９、収差図
を図１８に示す。

【００４０】

【表９】

【００４１】

【発明の効果】本発明の投写レンズは高品位テレビジョ
ンの画像を高画質に投影することを可能とし、かつ半画
角が３１度と広画角にできる。

【００４２】さらに、加工性に優れた非球面プラスチッ
クレンズを搭載し、生産性に優れた高性能投写レンズで
あり、コンパクトな投写型ＴＶを実現できる。

【００４３】また本発明の異なる構成の投写レンズは、
加工性に優れた非球面プラスチックレンズを搭載し、画
面の中央から周辺に至るまで高精度に収差補正がなさ
れ、高品位テレビジョンの画像を高画質に投影すること
が可能な高性能投写レンズであり、高画質、高精密な投
写型ＴＶを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の光路図である。

【図２】本発明の第２の実施例の光路図である。

【図３】本発明の第３の実施例の光路図である。

【図４】本発明の第４の実施例の光路図である。

【図５】本発明の第５の実施例の光路図である。

【図６】本発明の第６の実施例の光路図である。

【図７】本発明の第７の実施例の光路図である。

【図８】本発明の第８の実施例の光路図である。

【図９】本発明の第９の実施例の光路図である。

【図１０】本発明の第１の実施例の収差図である。

【図１１】本発明の第２の実施例の収差図である。

【図１２】本発明の第３の実施例の収差図である。

【図１３】本発明の第４の実施例の収差図である。

【図１４】本発明の第５の実施例の収差図である。

【図１５】本発明の第６の実施例の収差図である。

【図１６】本発明の第７の実施例の収差図である。

【図１７】本発明の第８の実施例の収差図である。

【図１８】本発明の第９の実施例の収差図である。

【符号の説明】

S1 第１群レンズ第１面 S2 第１群レンズ第２面 S3 第２群レンズ第１面 S4 第２群レンズ第２面 S5 第３群レンズ第１面 S6 第３群レンズ第２面 S7 第４群レンズ第１面 S8 第４群レンズ第２面 S9 第５群レンズ第１面 S10 第５群レンズ第２面 S11 第６群レンズ第１面 S12 第６群レンズ第２面 S13 第７群レンズ第１面 S14 第７群レンズ第２面 S15 第８群レンズ第１面 S16 第８群レンズ第２面 S17 フェースプレート第１面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーン側から順に正のメニスカス形
   状の第１群レンズ、スクリーンに凸面を向けた正の第２
   群レンズ、負のメニスカス形状の第３群レンズ、正のメ
   ニスカス形状の第４群レンズと第４群レンズと近接した
   位置に配された両凸の正の第５群レンズ、スクリーンに
   凹面を向けた正の第６群レンズ、スクリーンに強い凹面
   を向けた負の第７群レンズから成り、前記第２、６群レ
   ンズは少なくとも１面が非球面形状を有することを特徴
   とする投写レンズ。
2. 【請求項２】 下記条件を満足することを特徴とする請
   求項第１項記載の投写レンズ。 0.0 < f/f1 < 0.3 -0.4 < f/f3 <-0.1 0.4 < f/f5 < 0.8 但し ｆ ： 全系の焦点距離 ｆ１： 第１群レンズの焦点距離 ｆ３： 第３群レンズの焦点距離 ｆ５： 第５群レンズの焦点距離
3. 【請求項３】 スクリーン側から順に正のメニスカス形
   状の第１群レンズ、スクリーンに凸面を向けた正の第２
   群レンズ、負のメニスカス形状の第３群レンズ、両凸の
   正の第４群レンズと第４群レンズに近接して配された両
   凹の負の第５群レンズ、両凸の正の第６群レンズと第６
   群レンズに近接して配され、スクリーンに凹面を向けた
   第７群レンズ、スクリーンに強い凹面を向けた負の第８
   群レンズから成り、前記第２、第７群レンズは少なくと
   も１面が非球面形状を有することを特徴とする投写レン
   ズ。