JPH06242372A - 投影レンズ - Google Patents
投影レンズInfo
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- JPH06242372A JPH06242372A JP5026797A JP2679793A JPH06242372A JP H06242372 A JPH06242372 A JP H06242372A JP 5026797 A JP5026797 A JP 5026797A JP 2679793 A JP2679793 A JP 2679793A JP H06242372 A JPH06242372 A JP H06242372A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
- H04N5/7408—Direct viewing projectors, e.g. an image displayed on a video CRT or LCD display being projected on a screen
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
Abstract
(57)【要約】
【目的】 4群構成としフォーカス時にスクリーン側に
近い3つのレンズ群を互いに異なる量だけ移動せしめる
とともにプラスチックレンズの位置と屈折力を調整する
ことにより、OC型の投影レンズにおいて、温度上昇に
伴なう投影像のボケを補正するとともに、フロントスク
リーン型に適用した場合にも6倍程度以上の変倍範囲を
確保する。 【構成】 スクリーン側から順に、屈折力の弱いプラス
チックレンズL1からなるG1と、屈折力の弱いプラス
チックレンズL2、投影レンズ全体の屈折力の大部分の
屈折力を有する色消しレンズ系を構成するレンズL3〜
L5、およびスクリーン側に凸面を向けた正のレンズL
6からなるG2と、屈折力の弱いプラスチックレンズL
7からなるG3と、屈折力の弱いプラスチックレンズL
8およびスクリーン側に凹面を向けた負のフィールドフ
ラットナーレンズL9からなるG4とを配設してなる。
近い3つのレンズ群を互いに異なる量だけ移動せしめる
とともにプラスチックレンズの位置と屈折力を調整する
ことにより、OC型の投影レンズにおいて、温度上昇に
伴なう投影像のボケを補正するとともに、フロントスク
リーン型に適用した場合にも6倍程度以上の変倍範囲を
確保する。 【構成】 スクリーン側から順に、屈折力の弱いプラス
チックレンズL1からなるG1と、屈折力の弱いプラス
チックレンズL2、投影レンズ全体の屈折力の大部分の
屈折力を有する色消しレンズ系を構成するレンズL3〜
L5、およびスクリーン側に凸面を向けた正のレンズL
6からなるG2と、屈折力の弱いプラスチックレンズL
7からなるG3と、屈折力の弱いプラスチックレンズL
8およびスクリーン側に凹面を向けた負のフィールドフ
ラットナーレンズL9からなるG4とを配設してなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、投写管(CRT)等に
映出された画像を大型スクリーンに投影するプロジェク
ションテレビ用の投影レンズに関するものであり、特に
コントラスト比を上げるため、さらにはCRTの冷却効
率を上げるためレンズとCRTの間を液体で満たしたい
わゆるオプティカルカプリング型(OC型)の投影レン
ズに関するものである。
映出された画像を大型スクリーンに投影するプロジェク
ションテレビ用の投影レンズに関するものであり、特に
コントラスト比を上げるため、さらにはCRTの冷却効
率を上げるためレンズとCRTの間を液体で満たしたい
わゆるオプティカルカプリング型(OC型)の投影レン
ズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】プロジェクションテレビはCRT管面等
に映出された画像を投影レンズを用いて大型スクリーン
上に投影するものであり、近年、劇場、展示場や飛行機
内等においてよく使用されている。
に映出された画像を投影レンズを用いて大型スクリーン
上に投影するものであり、近年、劇場、展示場や飛行機
内等においてよく使用されている。
【0003】このプロジェクションテレビ用の投影レン
ズとしては、冷却効率およびコントラスト比に優れてい
るOC型を使用することが望ましい。
ズとしては、冷却効率およびコントラスト比に優れてい
るOC型を使用することが望ましい。
【0004】また、プロジェクションテレビは、VTR
からの画像、ビデオカメラからの映像、受信テレビ画像
の他コンピュータグラフィック画像等を映出する端末器
と使用され、近年増々高解像のものが要求されている。
からの画像、ビデオカメラからの映像、受信テレビ画像
の他コンピュータグラフィック画像等を映出する端末器
と使用され、近年増々高解像のものが要求されている。
【0005】従来、高解像度の画像が得られると思われ
るOC型の投影レンズとしては米国特許第4,900,139 号
明細書に開示された投影レンズが知られている。
るOC型の投影レンズとしては米国特許第4,900,139 号
明細書に開示された投影レンズが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、プロジェク
ションテレビのタイプとしては、フロントスクリーン型
とリヤスクリーン型に大別される。
ションテレビのタイプとしては、フロントスクリーン型
とリヤスクリーン型に大別される。
【0007】リヤプロジェクションボックスによりスク
リーンと投影レンズとの距離が出荷時に設定されている
リヤスクリーン型のものとは異なり、スクリーンと投影
レンズの距離がユーザのもとで設定されるフロントスク
リーン型のものは上記距離の許容範囲(変倍範囲)を広
くとれることが要求される。
リーンと投影レンズとの距離が出荷時に設定されている
リヤスクリーン型のものとは異なり、スクリーンと投影
レンズの距離がユーザのもとで設定されるフロントスク
リーン型のものは上記距離の許容範囲(変倍範囲)を広
くとれることが要求される。
【0008】しかしながら、上記米国特許第4,900,139
号の投影レンズにおいては、その明細書の表1,表4,
表5および表8に示されているように、倍率範囲は各々
16.42 倍、10.70 〜12.03 倍、10.00 〜10.59 倍および
8.13〜10.87 倍であって、最大で1.34倍の変倍範囲とな
っており、同明細書において比較例として示されている
エアカプリング型の投影レンズの倍率範囲が10〜60倍
で、変倍範囲が6倍であるのと比べると極めて小さい。
号の投影レンズにおいては、その明細書の表1,表4,
表5および表8に示されているように、倍率範囲は各々
16.42 倍、10.70 〜12.03 倍、10.00 〜10.59 倍および
8.13〜10.87 倍であって、最大で1.34倍の変倍範囲とな
っており、同明細書において比較例として示されている
エアカプリング型の投影レンズの倍率範囲が10〜60倍
で、変倍範囲が6倍であるのと比べると極めて小さい。
【0009】このように高解像度の画像が得られるOC
型投影レンズとして知られている上記従来技術において
変倍範囲を小さくしているのは、もしこの変倍範囲を広
くすると、変倍時においてフィールドフラットナーレン
ズ(CRT管面との間に液体を封入してCRT管面と一
体的に形成された中心厚の厚い凹レンズ)とこれ以外の
投影レンズ要素を一体として光軸方向に移動させること
ができないため、フィールドフラットナーレンズとこれ
以外の投影レンズ要素の間隔が大きく変化してしまい、
基準倍率から外れる程画面周辺部および中心部の画質が
劣化し、フローティングレンズを挿入する等の処理によ
ってもこれを補正することは困難だからである。
型投影レンズとして知られている上記従来技術において
変倍範囲を小さくしているのは、もしこの変倍範囲を広
くすると、変倍時においてフィールドフラットナーレン
ズ(CRT管面との間に液体を封入してCRT管面と一
体的に形成された中心厚の厚い凹レンズ)とこれ以外の
投影レンズ要素を一体として光軸方向に移動させること
ができないため、フィールドフラットナーレンズとこれ
以外の投影レンズ要素の間隔が大きく変化してしまい、
基準倍率から外れる程画面周辺部および中心部の画質が
劣化し、フローティングレンズを挿入する等の処理によ
ってもこれを補正することは困難だからである。
【0010】したがって、上記従来技術をプロジェクシ
ョンテレビ用の投影レンズ、特にフロントスクリーン型
のものに用いた場合には変倍範囲の点で問題があり、投
影レンズを例えばスクリーンサイズ毎に数種類用意する
必要があった。
ョンテレビ用の投影レンズ、特にフロントスクリーン型
のものに用いた場合には変倍範囲の点で問題があり、投
影レンズを例えばスクリーンサイズ毎に数種類用意する
必要があった。
【0011】また、上記OC型の投影レンズでは、CR
T管面の熱によりフィールドフラットナーレンズ内の液
体が極めて高温となるためレンズハウジングが膨張し、
これにより投影レンズの取付け位置が変化し、投影像が
ボケてしまう。
T管面の熱によりフィールドフラットナーレンズ内の液
体が極めて高温となるためレンズハウジングが膨張し、
これにより投影レンズの取付け位置が変化し、投影像が
ボケてしまう。
【0012】この投影像のボケを補正するためには温度
上昇による屈折率の変化が大きいプラスチックレンズを
積極的に使用することが有効であるが、プラスチックレ
ンズのこの補正のための条件と変倍範囲を拡げるための
条件とが整合せず、むしろその条件によっては補正効果
を上げようとすると変倍範囲を小さくする結果となりか
ねないという問題があった。
上昇による屈折率の変化が大きいプラスチックレンズを
積極的に使用することが有効であるが、プラスチックレ
ンズのこの補正のための条件と変倍範囲を拡げるための
条件とが整合せず、むしろその条件によっては補正効果
を上げようとすると変倍範囲を小さくする結果となりか
ねないという問題があった。
【0013】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
オプティカルカプリング型の投影レンズにおいて、温度
上昇に伴なう投影像のボケを補正し得るとともに、フロ
ントスクリーン型に適用した場合にも6倍程度以上の変
倍範囲を確保し得る投影レンズを提供することを目的と
するものである。
オプティカルカプリング型の投影レンズにおいて、温度
上昇に伴なう投影像のボケを補正し得るとともに、フロ
ントスクリーン型に適用した場合にも6倍程度以上の変
倍範囲を確保し得る投影レンズを提供することを目的と
するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の投影レンズは、
投写管の画像をスクリーン上に投影する4つのレンズ群
からなる投影レンズであって、スクリーン側から順に、
少なくとも一つの面を非球面とする屈折力の弱い正のプ
ラスチックレンズからなる第1レンズ群と、少なくとも
一つの面を非球面とする屈折力の弱いプラスチックレン
ズ、投影レンズ全体の屈折力に大きな影響を与える3枚
もしくは4枚のガラスレンズからなる色消しレンズ系、
および球面もしくは少なくとも一つの面を非球面とする
正の屈折力を有するプラスチックレンズをこの順にスク
リーン側から配してなる第2レンズ群と、少なくとも一
つの面を非球面とする屈折力の弱いプラスチックレンズ
からなる第3レンズ群と、少なくとも一つの面を非球面
とするプラスチックレンズおよびスクリーン側に凹面を
向けたフィールドフラットナーレンズをこの順にスクリ
ーン側から配してなる第4レンズ群とを配設してなり、
前記フィールドフラットナーレンズは前記投写管との間
に液体を封入してなるリキッドオプティカルカプラを構
成し、前記第3レンズ群のプラスチックレンズの前記投
写管側の面と該投写管の蛍光面との距離をLC 、投影レ
ンズ全体の焦点距離をFO としたとき LC /FO >0.47 なる条件を満足し、投影レンズの変倍時には、前記第1
レンズ群、第2レンズ群および第3レンズ群が互いに異
なる距離だけ移動してフォーカス調整されるように構成
され、前記第2レンズ群の正の屈折力を有するプラスチ
ックレンズの屈折力をφT 、投影レンズ全体の屈折力を
φO としたとき 0.1 <φT /φO <0.5 なる条件を満足してなることを特徴とするものである。
投写管の画像をスクリーン上に投影する4つのレンズ群
からなる投影レンズであって、スクリーン側から順に、
少なくとも一つの面を非球面とする屈折力の弱い正のプ
ラスチックレンズからなる第1レンズ群と、少なくとも
一つの面を非球面とする屈折力の弱いプラスチックレン
ズ、投影レンズ全体の屈折力に大きな影響を与える3枚
もしくは4枚のガラスレンズからなる色消しレンズ系、
および球面もしくは少なくとも一つの面を非球面とする
正の屈折力を有するプラスチックレンズをこの順にスク
リーン側から配してなる第2レンズ群と、少なくとも一
つの面を非球面とする屈折力の弱いプラスチックレンズ
からなる第3レンズ群と、少なくとも一つの面を非球面
とするプラスチックレンズおよびスクリーン側に凹面を
向けたフィールドフラットナーレンズをこの順にスクリ
ーン側から配してなる第4レンズ群とを配設してなり、
前記フィールドフラットナーレンズは前記投写管との間
に液体を封入してなるリキッドオプティカルカプラを構
成し、前記第3レンズ群のプラスチックレンズの前記投
写管側の面と該投写管の蛍光面との距離をLC 、投影レ
ンズ全体の焦点距離をFO としたとき LC /FO >0.47 なる条件を満足し、投影レンズの変倍時には、前記第1
レンズ群、第2レンズ群および第3レンズ群が互いに異
なる距離だけ移動してフォーカス調整されるように構成
され、前記第2レンズ群の正の屈折力を有するプラスチ
ックレンズの屈折力をφT 、投影レンズ全体の屈折力を
φO としたとき 0.1 <φT /φO <0.5 なる条件を満足してなることを特徴とするものである。
【0015】上記「屈折率の弱い」とは上記色消しレン
ズ系の屈折力に比し弱い屈折力であって、全体の屈折力
に余り影響を及ぼさない程度の屈折力であることを意味
する。
ズ系の屈折力に比し弱い屈折力であって、全体の屈折力
に余り影響を及ぼさない程度の屈折力であることを意味
する。
【0016】また、上記「投影レンズ全体の屈折力に大
きな影響を与える」とは投影レンズ全体の屈折力の半分
以上もしくは半分近くの屈折力を有することを意味す
る。
きな影響を与える」とは投影レンズ全体の屈折力の半分
以上もしくは半分近くの屈折力を有することを意味す
る。
【0017】
【作用】前述したようにOC型の投影レンズで広範囲に
亘り変倍すると、画面中心部の像と周辺部の像が共に劣
化する。本発明の投影レンズにおいては、屈折力のほと
んどを持つ第2レンズ群でフォーカスし変倍させるが、
この時劣化する画面周辺像は、第1レンズ群と第2レン
ズ群との間隔を変えることで補正し、画面中心部の像は
第3レンズ群で補正する。
亘り変倍すると、画面中心部の像と周辺部の像が共に劣
化する。本発明の投影レンズにおいては、屈折力のほと
んどを持つ第2レンズ群でフォーカスし変倍させるが、
この時劣化する画面周辺像は、第1レンズ群と第2レン
ズ群との間隔を変えることで補正し、画面中心部の像は
第3レンズ群で補正する。
【0018】画面中心部に結像する光線は、第1レンズ
群の場所ではほとんど平行光線をなすため、第1レンズ
群の移動に伴い画面中心部の像への影響はほとんどな
い。
群の場所ではほとんど平行光線をなすため、第1レンズ
群の移動に伴い画面中心部の像への影響はほとんどな
い。
【0019】第3レンズ群の場所では、画面中心部に結
像する光束は発散光であるため、第3レンズ群の移動に
伴い画面中心部の像を効果的に補正することが可能であ
る。しかし、第3レンズ群は投写管に近づくとその補正
効果が減少する。これにより、上記の条件LC /FO >
0.47が必要となる。
像する光束は発散光であるため、第3レンズ群の移動に
伴い画面中心部の像を効果的に補正することが可能であ
る。しかし、第3レンズ群は投写管に近づくとその補正
効果が減少する。これにより、上記の条件LC /FO >
0.47が必要となる。
【0020】なお、第3レンズ群の移動に伴い球面収差
が変化するためフォーカス位置がずれる。このため第2
レンズ群と第3レンズ群の移動操作時には、その移動に
応じて両レンズ群が所定の位置関係に設定されるように
しておくことが好ましい。
が変化するためフォーカス位置がずれる。このため第2
レンズ群と第3レンズ群の移動操作時には、その移動に
応じて両レンズ群が所定の位置関係に設定されるように
しておくことが好ましい。
【0021】また、第1レンズ群のレンズは、上記移動
による画面中心部への影響を少なくし、補正を効果的に
行なうため弱い屈折力とする。
による画面中心部への影響を少なくし、補正を効果的に
行なうため弱い屈折力とする。
【0022】さらに、第2レンズ群の最もスクリーン側
のレンズは、プラスチックレンズの温度、湿度等環境条
件に伴う屈折率の変化に対する影響が第1レンズ群のレ
ンズによるその影響と相殺されるようにこれも弱い屈折
力とする。
のレンズは、プラスチックレンズの温度、湿度等環境条
件に伴う屈折率の変化に対する影響が第1レンズ群のレ
ンズによるその影響と相殺されるようにこれも弱い屈折
力とする。
【0023】さらに、第2レンズ群は、高解像力条件を
満たすべく色収差を補正するように、スクリーン側から
順に凸凹凸、あるいは凹凸凹凸の構成とすることが望ま
しい。
満たすべく色収差を補正するように、スクリーン側から
順に凸凹凸、あるいは凹凸凹凸の構成とすることが望ま
しい。
【0024】ところで、OC型の投影レンズには、高温
になりやすいフィールドフラットナーレンズがレンズ構
成中に含まれるため、温度の上昇に伴い、液体のハウジ
ングや、それにマウントされる鏡胴も大きく伸びること
になり、液体の屈折率も大きく低下する。
になりやすいフィールドフラットナーレンズがレンズ構
成中に含まれるため、温度の上昇に伴い、液体のハウジ
ングや、それにマウントされる鏡胴も大きく伸びること
になり、液体の屈折率も大きく低下する。
【0025】レンズの屈折力のほとんどがガラスレンズ
により与えられる従来の高解像力レンズではこの温度上
昇による伸びを補正できず、解像力の低下が生じ高解像
力を達成できなかった。
により与えられる従来の高解像力レンズではこの温度上
昇による伸びを補正できず、解像力の低下が生じ高解像
力を達成できなかった。
【0026】本発明の投影レンズでは、第2レンズ群の
スクリーンから遠いレンズを温度上昇による屈折率の変
化の大きいプラスチックレンズとし、このプラスチック
レンズに大きい屈折力を付与し、温度上昇によるフォー
カス位置の移動を確実に補正している。
スクリーンから遠いレンズを温度上昇による屈折率の変
化の大きいプラスチックレンズとし、このプラスチック
レンズに大きい屈折力を付与し、温度上昇によるフォー
カス位置の移動を確実に補正している。
【0027】ところで、温度補償をするためのレンズ
は、比較的温度上昇の大きい位置に配した方が小さい屈
折力で補正できる。この点からフィールドフラットナー
レンズに近いほうが良い。しかし、フラットナーレンズ
の効果は、強い負の屈折力によって達成されるのであ
り、フラットナーレンズの近くに正の屈折力のレンズを
置くとフラットナーレンズの効果が減少してしまう。ま
たフラットナーレンズの近くの正の屈折力は全体の必要
屈折力に寄与する割合が小さいため第2レンズ群の屈折
力にプラスされることになり、第2レンズ群での温度補
償用の正の屈折力は全体の屈折力の一部となるため、効
率が良い。
は、比較的温度上昇の大きい位置に配した方が小さい屈
折力で補正できる。この点からフィールドフラットナー
レンズに近いほうが良い。しかし、フラットナーレンズ
の効果は、強い負の屈折力によって達成されるのであ
り、フラットナーレンズの近くに正の屈折力のレンズを
置くとフラットナーレンズの効果が減少してしまう。ま
たフラットナーレンズの近くの正の屈折力は全体の必要
屈折力に寄与する割合が小さいため第2レンズ群の屈折
力にプラスされることになり、第2レンズ群での温度補
償用の正の屈折力は全体の屈折力の一部となるため、効
率が良い。
【0028】また第2レンズ群のこの場所は、温度上昇
に伴う変化が画面の中心部、周辺部両者に対して同じよ
うに作用するため、温度補償後の性能を安定に保つこと
ができる。
に伴う変化が画面の中心部、周辺部両者に対して同じよ
うに作用するため、温度補償後の性能を安定に保つこと
ができる。
【0029】なお、第1レンズ群や第3レンズ群のプラ
スチックレンズに正の屈折力を与え補正しようとする
と、変倍による性能の変化が大きくなり、上記各レンズ
群の間隔を変えても性能の補正は困難となり、好ましく
ない。
スチックレンズに正の屈折力を与え補正しようとする
と、変倍による性能の変化が大きくなり、上記各レンズ
群の間隔を変えても性能の補正は困難となり、好ましく
ない。
【0030】また、上記条件0.1 <φT /φO <0.5 を
設定しているのは、この範囲において上記温度上昇によ
る投影像のボケを補正することが可能で、φT /φO の
値が0.1 以下および0.5 以上のいずれでも、この補正が
少なすぎたり過剰となったりして補正効果を得ることが
できないからである。
設定しているのは、この範囲において上記温度上昇によ
る投影像のボケを補正することが可能で、φT /φO の
値が0.1 以下および0.5 以上のいずれでも、この補正が
少なすぎたり過剰となったりして補正効果を得ることが
できないからである。
【0031】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【0032】なお、以下の実施例において図面および表
で使用される記号は次の様に定義される。
で使用される記号は次の様に定義される。
【0033】 f :投影レンズの焦点距離 F :Fナンバー m :投影倍率 r1,r2,……rn:各レンズおよびフェースプレー
トの曲率半径 d1,d2,……dn:各レンズおよびフェースプレー
トの軸上厚または空気および液体の間隔 ne :各レンズのe線に対する屈折率 νd :各レンズのd線におけるアッベ
数 x :光軸 なお、非球面は*で表わし、その形状は光軸方向をz
軸、光軸と垂直方向をy軸方向とするとき、
トの曲率半径 d1,d2,……dn:各レンズおよびフェースプレー
トの軸上厚または空気および液体の間隔 ne :各レンズのe線に対する屈折率 νd :各レンズのd線におけるアッベ
数 x :光軸 なお、非球面は*で表わし、その形状は光軸方向をz
軸、光軸と垂直方向をy軸方向とするとき、
【0034】
【数1】
【0035】で表わされる。
【0036】ただし、Cは頂点曲率(曲率半径の逆
数)、kは離心率、a1 〜a4 は非球面係数である。
数)、kは離心率、a1 〜a4 は非球面係数である。
【0037】<実施例1>図1に示す実施例1に係る投
影レンズは、スクリーン側から順に、両面を非球面とす
る屈折力の弱いプラスチックレンズL1からなる第1レ
ンズ群G1と、両面を非球面とする屈折力の弱いプラス
チックレンズL2、投影レンズ全体の屈折力の大部分の
屈折力を有する色消しレンズ系を構成するレンズL3〜
L5、およびスクリーン側に凸面を向けた正のメニスカ
スレンズL6からなる第2レンズ群G2と、両面を非球
面とする屈折力の弱いプラスチックレンズL7からなる
第3レンズ群G3と、両面を非球面とする屈折力の弱い
プラスチックレンズL8およびスクリーン側に非球面か
らなる凹面を向けた負のメニスカスレンズからなるフィ
ールドフラットナーレンズL9からなる第4レンズ群G
4とを配設してなる。
影レンズは、スクリーン側から順に、両面を非球面とす
る屈折力の弱いプラスチックレンズL1からなる第1レ
ンズ群G1と、両面を非球面とする屈折力の弱いプラス
チックレンズL2、投影レンズ全体の屈折力の大部分の
屈折力を有する色消しレンズ系を構成するレンズL3〜
L5、およびスクリーン側に凸面を向けた正のメニスカ
スレンズL6からなる第2レンズ群G2と、両面を非球
面とする屈折力の弱いプラスチックレンズL7からなる
第3レンズ群G3と、両面を非球面とする屈折力の弱い
プラスチックレンズL8およびスクリーン側に非球面か
らなる凹面を向けた負のメニスカスレンズからなるフィ
ールドフラットナーレンズL9からなる第4レンズ群G
4とを配設してなる。
【0038】また、フィールドフラットナーレンズL9
は投写管(CRT)FPとの間に液体LQを封入してリ
キッドオプティカルカプラーを構成している。
は投写管(CRT)FPとの間に液体LQを封入してリ
キッドオプティカルカプラーを構成している。
【0039】さらに、第3レンズ群G3のレンズL7の
CRT側の面r13とCRT蛍光面Pとの距離をLC 、投
影レンズ全体の焦点距離をFO とすると、 LC /FO >0.47 となる。
CRT側の面r13とCRT蛍光面Pとの距離をLC 、投
影レンズ全体の焦点距離をFO とすると、 LC /FO >0.47 となる。
【0040】また、変倍時において第1レンズ群G1、
第2レンズ群G2および第3レンズ群G3は、各々異な
る量だけ移動することによりフォーカス調整がなされ、
倍率に応じて面間隔d2,d11,d13が変化する。
第2レンズ群G2および第3レンズ群G3は、各々異な
る量だけ移動することによりフォーカス調整がなされ、
倍率に応じて面間隔d2,d11,d13が変化する。
【0041】さらに、第2レンズ群G2の正の屈折力を
有するプラスチックレンズL6の屈折力をφ6 、投影レ
ンズ全体の屈折力をφ0 とすると、 0.1 <φ6 /φ0 <0.5 となる。
有するプラスチックレンズL6の屈折力をφ6 、投影レ
ンズ全体の屈折力をφ0 とすると、 0.1 <φ6 /φ0 <0.5 となる。
【0042】なお、この投影レンズは、倍率mが−1/
0.044 のとき、焦点距離fが138.71mm、物体距離が3.
354 mとなる。
0.044 のとき、焦点距離fが138.71mm、物体距離が3.
354 mとなる。
【0043】以下、実施例1の投影レンズの構成および
特性を表1に示す。
特性を表1に示す。
【0044】
【表1】
【0045】また、各倍率(m)における第1レンズ群
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d11および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d13を表2に示す。
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d11および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d13を表2に示す。
【0046】
【表2】
【0047】さらに、上記各非球面r1,r2,r3,
r4,r12,r13,r14,r15,r16の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表3に示す。
r4,r12,r13,r14,r15,r16の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表3に示す。
【0048】
【表3】
【0049】<実施例2>図2に示す実施例2に係る投
影レンズは、各レンズの曲率半径等の数値が異なること
以外は実施例1の投影レンズと略同様の構成とされてい
る。
影レンズは、各レンズの曲率半径等の数値が異なること
以外は実施例1の投影レンズと略同様の構成とされてい
る。
【0050】なお、この投影レンズは、倍率mが−1/
0.044 のとき、焦点距離fが138.81mm、物体距離が3.
351 mとなる。
0.044 のとき、焦点距離fが138.81mm、物体距離が3.
351 mとなる。
【0051】以下、実施例2の投影レンズの構成および
特性を表4に示す。
特性を表4に示す。
【0052】
【表4】
【0053】また、各倍率(m)における第1レンズ群
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d11および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d13を表5に示す。
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d11および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d13を表5に示す。
【0054】
【表5】
【0055】さらに、上記各非球面r1,r2,r3,
r4,r12,r13,r14,r15,r16の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表6に示す。
r4,r12,r13,r14,r15,r16の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表6に示す。
【0056】
【表6】
【0057】<実施例3>図3に示す実施例3に係る投
影レンズは、第2レンズ群G2の色消しレンズ系を構成
するレンズが4枚のレンズL3〜L6であること、第2
レンズG2の一番CRTに近いレンズL7がスクリーン
側に凸面を向けた平凸レンズであること、各レンズの曲
率半径等の数値が異なること以外は実施例1の投影レン
ズと略同様に構成されている。
影レンズは、第2レンズ群G2の色消しレンズ系を構成
するレンズが4枚のレンズL3〜L6であること、第2
レンズG2の一番CRTに近いレンズL7がスクリーン
側に凸面を向けた平凸レンズであること、各レンズの曲
率半径等の数値が異なること以外は実施例1の投影レン
ズと略同様に構成されている。
【0058】なお、この投影レンズは、倍率mが−1/
0.043 のとき、焦点距離fが133.35mm、物体距離が3.
275 mとなる。
0.043 のとき、焦点距離fが133.35mm、物体距離が3.
275 mとなる。
【0059】以下、実施例3の投影レンズの構成および
特性を表7に示す。
特性を表7に示す。
【0060】
【表7】
【0061】また、各倍率(m)における第1レンズ群
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d13および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d15を表8に示す。
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d13および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d15を表8に示す。
【0062】
【表8】
【0063】さらに、上記各非球面r1,r2,r3,
r4,r14,r15,r16,r17,r18の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表9に示す。
r4,r14,r15,r16,r17,r18の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表9に示す。
【0064】
【表9】
【0065】<実施例4>図4に示す実施例4に係る投
影レンズは、各レンズの曲率半径等の数値が異なること
以外は実施例1の投影レンズと略同様の構成とされてい
る。
影レンズは、各レンズの曲率半径等の数値が異なること
以外は実施例1の投影レンズと略同様の構成とされてい
る。
【0066】なお、この投影レンズは、倍率mが−1/
0.044 のとき、焦点距離fが139.87mm、物体距離が3.
350 mとなる。
0.044 のとき、焦点距離fが139.87mm、物体距離が3.
350 mとなる。
【0067】以下、実施例4の投影レンズの構成および
特性を表10に示す。
特性を表10に示す。
【0068】
【表10】
【0069】また、各倍率(m)における第1レンズ群
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d11および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d13を表11に示す。
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d11および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d13を表11に示す。
【0070】
【表11】
【0071】さらに、上記各非球面r1,r2,r3,
r4,r12,r13,r14,r15,r16の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表12に示す。
r4,r12,r13,r14,r15,r16の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表12に示す。
【0072】
【表12】
【0073】<実施例5>図5に示す実施例5に係る投
影レンズは、CRTの蛍光面pが湾曲していること、各
レンズの曲率半径等の数値が異なること以外は実施例1
の投影レンズと略同様に構成されている。
影レンズは、CRTの蛍光面pが湾曲していること、各
レンズの曲率半径等の数値が異なること以外は実施例1
の投影レンズと略同様に構成されている。
【0074】なお、この投影レンズは、倍率mが−1/
0.044 のとき、焦点距離fが140.61mm、物体距離が3.
358 mとなる。
0.044 のとき、焦点距離fが140.61mm、物体距離が3.
358 mとなる。
【0075】以下、実施例5の投影レンズの構成および
特性を表13に示す。
特性を表13に示す。
【0076】
【表13】
【0077】また、各倍率(m)における第1レンズ群
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d11および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d13を表14に示す。
G1と第2レンズ群G2の距離d2、第2レンズ群G2
と第3レンズ群G3の距離d11および第3レンズ群G3
と第4レンズ群G4の距離d13を表14に示す。
【0078】
【表14】
【0079】さらに、上記各非球面r1,r2,r3,
r4,r12,r13,r14,r15,r16の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表15に示す。
r4,r12,r13,r14,r15,r16の各非球面係数a
1 〜a4 および離心率kを表15に示す。
【0080】
【表15】
【0081】次に、上記実施例1〜5についての球面収
差および非点収差を図6〜図10に示す。各収差図では上
記表2,5,8,11,14に示す3つの倍率時における各
収差状態を示す。
差および非点収差を図6〜図10に示す。各収差図では上
記表2,5,8,11,14に示す3つの倍率時における各
収差状態を示す。
【0082】これら各収差図によれば、何れの実施例に
係る投影レンズとも広い変倍域に亘って良好な光学性能
を維持していることが明らかである。
係る投影レンズとも広い変倍域に亘って良好な光学性能
を維持していることが明らかである。
【0083】なお、本発明の可変焦点距離レンズの構成
としては上述した5つの実施例のものに限られるもので
はなく、請求の範囲に記載された範囲内で例えば各レン
ズ群を構成するレンズの曲率等を変えたり、第2レンズ
群の最も投写管に近いレンズの少なくとも一面を非球面
とすることも可能であり、この場合には実施例のものと
同様の効果を得ることができる。
としては上述した5つの実施例のものに限られるもので
はなく、請求の範囲に記載された範囲内で例えば各レン
ズ群を構成するレンズの曲率等を変えたり、第2レンズ
群の最も投写管に近いレンズの少なくとも一面を非球面
とすることも可能であり、この場合には実施例のものと
同様の効果を得ることができる。
【0084】
【発明の効果】以上説明したように本発明の投影レンズ
によれば、第1レンズ群,第2レンズ群および第3レン
ズ群を互いに異なる量だけ移動可能とし、主に第2レン
ズ群の移動により大きな変倍を可能とするとともに、こ
の変倍により劣化する画面周辺部の像は第1レンズ群と
第2レンズ群の間隔を変化させることで補正し、画面中
心部の像は第3レンズ群の移動により補正する。
によれば、第1レンズ群,第2レンズ群および第3レン
ズ群を互いに異なる量だけ移動可能とし、主に第2レン
ズ群の移動により大きな変倍を可能とするとともに、こ
の変倍により劣化する画面周辺部の像は第1レンズ群と
第2レンズ群の間隔を変化させることで補正し、画面中
心部の像は第3レンズ群の移動により補正する。
【0085】これにより画質が劣化しない変倍範囲を大
きくとることができ、フロントスクリーン型のプロジェ
クションテレビの投影レンズに適用する場合にも6倍程
度以上の変倍範囲を確保することができる。
きくとることができ、フロントスクリーン型のプロジェ
クションテレビの投影レンズに適用する場合にも6倍程
度以上の変倍範囲を確保することができる。
【0086】また、第2レンズ群のうちの最も投写側の
レンズをプラスチックレンズとし、このプラスチックレ
ンズに適当に大きい屈折力を付加することで、プラスチ
ックレンズの位置および屈折力を適当に調整しているの
で、温度上昇による屈折率の変化が大きいというプラス
チックレンズの特性を生かしてフィールドフラットナー
レンズの温度上昇に伴なうフォーカス距離の変化を補償
するこができるとともに、このプラスチックレンズによ
り変倍範囲が小さくなるという不具合を解消することが
できる。
レンズをプラスチックレンズとし、このプラスチックレ
ンズに適当に大きい屈折力を付加することで、プラスチ
ックレンズの位置および屈折力を適当に調整しているの
で、温度上昇による屈折率の変化が大きいというプラス
チックレンズの特性を生かしてフィールドフラットナー
レンズの温度上昇に伴なうフォーカス距離の変化を補償
するこができるとともに、このプラスチックレンズによ
り変倍範囲が小さくなるという不具合を解消することが
できる。
【図1】本発明の実施例1に係る投影レンズを示す断面
図
図
【図2】本発明の実施例2に係る投影レンズを示す断面
図
図
【図3】本発明の実施例3に係る投影レンズを示す断面
図
図
【図4】本発明の実施例4に係る投影レンズを示す断面
図
図
【図5】本発明の実施例5に係る投影レンズを示す断面
図
図
【図6】本発明の実施例1に係る投影レンズを示す収差
図
図
【図7】本発明の実施例2に係る投影レンズを示す収差
図
図
【図8】本発明の実施例3に係る投影レンズを示す収差
図
図
【図9】本発明の実施例4に係る投影レンズを示す収差
図
図
【図10】本発明の実施例5に係る投影レンズを示す収
差図
差図
G1〜G4 第1〜4レンズ群 L1〜L10 レンズ d1〜d20 レンズまたはフェースプレートの軸上面
間隔および厚さ r1〜r21 レンズまたはフェースプレートの曲率半
径 LQ 液体 FP 投写管 P 蛍光面 x 光軸
間隔および厚さ r1〜r21 レンズまたはフェースプレートの曲率半
径 LQ 液体 FP 投写管 P 蛍光面 x 光軸
Claims (1)
- 【請求項1】 投写管の画像をスクリーン上に投影する
4つのレンズ群からなる投影レンズであって、 スクリーン側から順に、少なくとも一つの面を非球面と
する屈折力の弱い正のプラスチックレンズからなる第1
レンズ群と、 少なくとも一つの面を非球面とする屈折力の弱いプラス
チックレンズ、投影レンズ全体の屈折力に大きな影響を
与える3枚もしくは4枚のガラスレンズからなる色消し
レンズ系、および球面もしくは少なくとも一つの面を非
球面とする正の屈折力を有するプラスチックレンズをこ
の順にスクリーン側から配してなる第2レンズ群と、 少なくとも一つの面を非球面とする屈折力の弱いプラス
チックレンズからなる第3レンズ群と、 少なくとも一つの面を非球面とするプラスチックレンズ
およびスクリーン側に凹面を向けたフィールドフラット
ナーレンズをこの順にスクリーン側から配してなる第4
レンズ群とを配設してなり、 前記フィールドフラットナーレンズは前記投写管との間
に液体を封入してなるリキッドオプティカルカプラを構
成し、 前記第3レンズ群のプラスチックレンズの前記投写管側
の面と該投写管の蛍光面との距離をLC 、投影レンズ全
体の焦点距離をFO としたとき LC /FO >0.47 なる条件を満足し、 投影レンズの変倍時には、前記第1レンズ群、第2レン
ズ群および第3レンズ群が互いに異なる距離だけ移動し
てフォーカス調整されるように構成され、 前記第2レンズ群の正の屈折力を有するプラスチックレ
ンズの屈折力をφT 、投影レンズ全体の屈折力をφO と
したとき 0.1 <φT /φO <0.5 なる条件を満足してなることを特徴とする投影レンズ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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DE4344289A DE4344289C2 (de) | 1993-02-16 | 1993-12-23 | Projektionsobjektiv |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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---|---|
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ID=12203313
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---|---|---|---|
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US6061185A (en) * | 1997-03-07 | 2000-05-09 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Projection lens having all glass lenses in a second lens group |
JP2007523381A (ja) * | 2004-02-19 | 2007-08-16 | トムソン ライセンシング | 強固な一群のマイクロディスプレイ投射レンズ |
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---|---|---|---|---|
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US6417971B1 (en) * | 1997-08-05 | 2002-07-09 | U.S. Precision Lens Incorporated | Zoom projection lens having a lens correction unit |
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US6546076B1 (en) | 2000-03-21 | 2003-04-08 | Wuestec Medical, Inc. | Digital high resolution x-ray imaging utilizing an imaging sensor |
US7035017B2 (en) * | 2003-04-18 | 2006-04-25 | Quantum Vision, Inc. | System and method for telecentric projection lenses |
JP2005181993A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-07-07 | Sekinosu Kk | 投影レンズ |
DE102008037727A1 (de) * | 2008-08-14 | 2010-03-04 | Khs Ag | Leerflascheninspektion |
CN103765278B (zh) | 2011-08-23 | 2016-08-10 | 亚太光电股份有限公司 | 用于成像的四透镜模块 |
CN115166942B (zh) * | 2022-07-13 | 2023-09-05 | 江西晶超光学有限公司 | 光学系统、摄像模组和电子设备 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4761063A (en) * | 1986-01-09 | 1988-08-02 | Pioneer Electronic Corporation | Projection lens system |
US4900139A (en) * | 1987-05-11 | 1990-02-13 | U. S. Precision Lens, Inc. | Color corrected projection lens |
JPH01257808A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-13 | Pioneer Electron Corp | プロジェクションテレビ用投影レンズ |
US5048940A (en) * | 1989-01-26 | 1991-09-17 | Konica Corporation | Projection lens for projector |
US5130850A (en) * | 1989-12-20 | 1992-07-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Projection lens system |
US5212597A (en) * | 1990-10-25 | 1993-05-18 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Projection lens system for projectors |
-
1993
- 1993-02-16 JP JP02679793A patent/JP3224046B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-15 US US08/031,527 patent/US5367405A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-23 DE DE4344289A patent/DE4344289C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-30 FR FR9315897A patent/FR2701572B1/fr not_active Expired - Fee Related
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JP2007523381A (ja) * | 2004-02-19 | 2007-08-16 | トムソン ライセンシング | 強固な一群のマイクロディスプレイ投射レンズ |
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---|---|
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US5367405A (en) | 1994-11-22 |
DE4344289C2 (de) | 1996-06-13 |
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