JPH0593855A - 投影レンズ - Google Patents

投影レンズ

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JPH0593855A
JPH0593855A JP13861091A JP13861091A JPH0593855A JP H0593855 A JPH0593855 A JP H0593855A JP 13861091 A JP13861091 A JP 13861091A JP 13861091 A JP13861091 A JP 13861091A JP H0593855 A JPH0593855 A JP H0593855A
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JP
Japan
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lens
projection
projection lens
refracting power
weak
Prior art date
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Withdrawn
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JP13861091A
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English (en)
Inventor
Satoru Ishizaka
哲 石坂
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロジェクションテレビ用等に用いる投影レ
ンズで、螢光面直前に配置する負レンズが、大型で、熱
等に弱く、コスト高になる問題を解決する。 【構成】 スクリーン側に凹面を向けて湾曲した螢光面
を用い、該螢光面の近傍に配置する光学系を屈折力の弱
い要素のみによって構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は投影レンズ、特にプロジ
ェクションテレビ等に好適な投影レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】プロジェクションテレビは周知のよう
に、陰極線管の画面を投影レンズでスクリーン上に拡大
投影するものであり、近年、業務用のみならず家庭用と
しても多く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HDTVが
実用化の時代に入り、将来的に家庭への普及も見込まれ
ている。このHDTVの特徴として、高解像度の他に観
視者から見た画角の拡大が挙げられ、この広画角化とい
う特徴は、40形をこえる大画面においてその真価が発
揮される。ところが、このような高解像度、大画面を実
現するためには、従来の直視型は、投影型に比べて解像
度、明るさ、サイズ、重量、コストのすべての面で大き
く劣るため、HDTVの普及にはプロジェクション方式
が不可欠とされ、注目を集めている。
【0003】このような技術動向を背景として、プロジ
ェクションテレビ用の投影レンズとしても、普及型に対
応した構成枚数の少ないものから、HDTVに対応した
高性能のものまで、数多くが提案されている。ところ
が、これらの投影レンズは、いずれも物体面の近傍に像
面補正用の強い負レンズまたは強い負の屈折作用を持つ
凹面を有しているため、コストの上昇、あるいは温度変
化に弱い、等の欠点があった。すなわち、物体面に近い
レンズは有効径が大きく、しかも直結型の冷却方式を用
いる場合はレンズ外径は有効径よりもさらに大きくとる
必要があることから、レンズの体積が増大し、強い負の
ガラスレンズを用いたときにはコストの上昇及び重量の
増加が避けられない(例えば特開昭61−11717号
公報参照)。また、ここにプラスチックレンズを用いた
としても、径が大きくかつ中心と周辺の肉厚差の大きい
レンズの成形は困難であり、しかも温度変化の大きい物
体面の近くにプラスチックレンズを置くために、温度変
化による性能劣化が起こりやすい、という問題がある
(例えば特開昭56−78815号公報参照)。直結型
の液冷方式を用いてプラスチックレンズの肉厚差を小さ
くしたものも公知であるが(例えば特開昭61−248
013号公報参照)、この場合にも環境変化に弱い、と
いう性質は依然として残り、性能劣化はもちろん、最悪
の場合、熱変形によってプラスチックレンズに亀裂が入
り、冷却液が漏れるといった事故が発生する可能性があ
る。尚、屈折力が小さく肉厚差の小さいレンズは、ガラ
スでは量産が困難であり、ガラスレンズの使用によって
上記問題点を克服することは事実上不可能である。これ
に対して、湾曲したフェースプレートを露出させること
によって像面補正を行っているものも公知であるが(例
えば特開昭60−43626号公報参照)、これらに示
されている投影レンズは冷却手段を有しておらず、実用
的なものではなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低コストで
ありながら性能良好で、かつ温度変化に強く実用的で、
プロジェクションテレビ等に好適な投影レンズを提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の投影レンズは、スクリーン側に凹面を向け
て湾曲した物体面を有し、該物体面の近傍に配置される
光学系を屈折力の弱い要素のみによって構成する。もち
ろん、屈折力がゼロの場合も含まれる。
【0006】より具体的には、次の条件を満足させるこ
とが望ましい。 nN <1.7 0.3<|φN|/φ 1.2<φ/|C0|<2.0 ただし、nN :レンズ系に含まれる最も強い負レンズの
屈折力 φN :上記負レンズの屈折力 φ :全レンズ系の屈折力 C0 :物体面の近軸曲率
【0007】
【作用】一般に回転対称な光学系においては、非点収差
がない場合でも、像面湾曲のために実際の像面はガウス
平面とは一致しない。そしてこの湾曲した像面は、3次
収差の領域ではレンズ全系のペッツバール和をP、像空
間の屈折率をN′として、半径 R=1/N′P を持つ球面により表されることは、よく知られている。
通常の投影レンズではP>0となるため、物体面の近傍
に強い負レンズを配してペッツバール和を減少させ、像
面を平坦にする方法が今まで用いられてきた。しかしこ
の方法ではコストの上昇あるいは温度変化による性能劣
化という困難を伴うことは前述の通りである。本発明の
特徴の1つは、ペッツバール和の減少ではなく、物体面
をスクリーン側に凹面を向けて湾曲させることにより、
像面を平坦に保ち、かつ今まで物体面近傍に配されてい
たペッツバール和補正用の強い負の要素を廃し、上記困
難を解決したことにある。尚、物体面の曲率半径は、非
点収差及び高次収差の存在により、上式により与えるR
とは一致しないのが普通である。もちろん物体面は非球
面とすることもでき、この場合には高次収差の補正に有
効である。
【0008】本発明のレンズは低価格の普及機から高性
能が要求される高級機まで実施可能であるが、特に高級
機において実施が容易である。通常、高級機においては
色収差補正のため、少なくとも1枚の負レンズが用いら
れるが、この負レンズに屈折率の低い材料を用いること
により、物体面の曲率を適当に保つことができるからで
ある。条件の上限をこえてnN が大きくなると、ペッ
ツバール和の増大に伴って物体面の曲率も大きくなり、
フェースプレートの肉厚を大きくとる必要が生じ周辺の
構成に制約を与えやすい。
【0009】また条件をこえて|φN| が小さくなる
と、同様に物体面の曲率が増大するとともに、色収差補
正が困難となり、性能が劣化する。
【0010】物体面の近軸曲率|C0|が小さくなって
条件の上限をこえると、像面湾曲の補正が不十分とな
り、逆に|C0|が大きくなって下限をこえると、前述
のようにフェースプート周辺の構成に制約を与えやす
い。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。表中、Rは曲
率半径、Dは軸上面間隔、Nは波長543nmの屈折
率、νはアッベ数であり、スクリーン側から順に示され
ている。また*印は非球面を表し、非球面形状は面の頂
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C、円錐係数をK、非球面係数をAi
(i=4,6,8,10)として下記数式1数式2で表
わされる。
【0012】
【数1】
【0013】
【数2】
【0014】実施例1 焦点距離f=139.8 口径比1:1.2 半画角 ω=22.0° 拡大倍率7.40倍 No. R D N ν 1 301.240 14.50 1.71641 53.9 2 -1393.700 1.00 3 86.028 15.00 1.70004 55.5 4 220.890 8.00 5 -8566.300 4.00 1.65261 33.8 6 89.907 56.00 7 92.600 26.00 1.62307 60.3 8 -102.780 3.50 1.62444 36.3 9 -416.050 33.00 10* -271.410 6.50 1.49425 57.0 11* -881.250 33.00 12 ∞ 3.00 1.51841 64.1 13 液浸層 ∞ 16.00 1.40180 14 フェースプレート ∞ 16.50 1.53980 15 蛍光面 -200.000 非球面係数 第10面 A4 =−0.79902×10-66 = 0.45358×10-108 = 0.10261×10-1210=−0.25680×10-16 第11面 A4 =−0.77714×10-76 = 0.18660×10-98 = 0.64328×10-1310=−0.10817×10-16 nN=1.65261 |φN|/φ=1.03 φ/|C0|=1.43
【0015】実施例2 焦点距離f=121.0 口径比1:1.2 半画角 ω=24.8° 拡大倍率8.40倍 No. R D N ν 1 82.154 18.00 1.70004 55.5 2 293.350 3.00 1.62444 36.3 3 87.404 5.00 4* 71.409 6.00 1.49425 57.0 5* 71.265 32.00 6 73.388 26.00 1.62307 60.3 7 -155.600 3.50 1.70490 30.1 8 -3677.000 25.50 9* -142.000 6.00 1.49425 57.0 10* -166.000 24.86 11 ∞ 3.00 1.51841 64.1 12 液浸層 ∞ 28.00 1.40180 13 フェースプレート ∞ 21.00 1.53980 14 蛍光面 -150.000 非球面係数 第4面 A4 =−0.10143×10-56 =−0.77672×10-9 8 = 0.24428×10-1210=−0.33292×10-16 第5面 A4 =−0.10131×10-56 =−0.82973×10-98 = 0.29246×10-1210=−0.42091×10-16 第9面 A4 =−0.15353×10-56 = 0.13413×10-88 = 0.17650×10-1410=−0.15510×10-15 第10面 A4 =−0.37656×10-66 = 0.17017×10-88 =−0.13295×10-1210=−0.68276×10-16 nN=1.62444 |φN|/φ=0.60 φ/|C0|=1.24
【0016】本発明の実施例においては、いずれも冷却
効果の高い直結式の液冷方式を用いているため、高出力
化が可能であり、明るい画面を得ることができる。この
冷却液は安価なガラス平板によりレンズ系と遮られてい
るため、従来例に見られたような大型の負レンズは存在
せず、低コスト化及び軽量化が達成されている。もちろ
ん、上記ガラス平板を弱い負レンズに置きかえることも
可能であるが、低コストと軽量を保つため、その屈折力
φG は|φG|/φ<0.3 の範囲内に抑えるのが望ま
しい。
【0017】また両実施例のレンズ系は、いずれもスク
リーン側から順に正レンズと負レンズを少なくとも1枚
ずつ含む第1群と、正レンズと負レンズを少くとも1枚
ずつ含み、強い正の屈折力を有する第2群と、非球面を
有し屈折力の弱い第3群により構成され、色収差を含む
諸収差を良好に補正することが可能となっている。第3
群中の非球面は、像面湾曲補正の補助的役割を果たして
おり、その形状は第3群全体として軸外で負の屈折力が
強くなるように選ばれている。第1実施例では第1群中
に2枚の正レンズを用いることにより、球面収差、コマ
収差を良好に補正している。第2実施例では正レンズを
1枚としたかわりに、屈折力の弱い非球面レンズを用い
て同様の効果を持たせている。さらに両実施例において
は、物体面から光軸上の空気換算距離lが l < 0.5/φ の範囲内には、屈折力φl が |φl|>0.5φ の強いレンズは配されておらず、屈折力の強いレンズの
径の増大を防ぐことにより、一層の軽量化を図ってい
る。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明の投影レンズは、
安価、軽量でありながら、諸収差はよく補正され、熱等
の影響も少なく、プロジェクションテレビ用等に好適な
ものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の投影レンズの第1実施例の断面図
【図2】本発明の投影レンズの第2実施例の断面図
【図3】本発明の投影レンズの第1実施例の収差図
【図4】本発明の投影レンズの第2実施例の収差図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリーン側に凹面を向けて湾曲した物
    体面を有し、該物体面の近傍に配置される光学系を屈折
    力の弱い要素のみによって構成したことを特徴とする投
    影レンズ
  2. 【請求項2】 少なくとも1枚の負レンズを有すること
    を特徴とする請求項1の投影レンズ
JP13861091A 1991-05-15 1991-05-15 投影レンズ Withdrawn JPH0593855A (ja)

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JP13861091A JPH0593855A (ja) 1991-05-15 1991-05-15 投影レンズ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10845576B2 (en) 2018-03-28 2020-11-24 Largan Precision Co., Ltd. Photographing optical lens system, imaging apparatus and electronic device
US10914919B2 (en) 2018-02-22 2021-02-09 Largan Precision Co., Ltd. Optical imaging lens assembly, image capturing unit and electronic device

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US11709338B2 (en) 2018-02-22 2023-07-25 Largan Precision Co., Ltd. Optical imaging lens assembly, image capturing unit and electronic device
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US10845576B2 (en) 2018-03-28 2020-11-24 Largan Precision Co., Ltd. Photographing optical lens system, imaging apparatus and electronic device
US11971527B2 (en) 2018-03-28 2024-04-30 Largan Precision Co., Ltd. Photographing optical lens system, imaging apparatus and electronic device

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Effective date: 19980806