JPH10253883A - 投影レンズ - Google Patents

投影レンズ

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JPH10253883A
JPH10253883A JP9070403A JP7040397A JPH10253883A JP H10253883 A JPH10253883 A JP H10253883A JP 9070403 A JP9070403 A JP 9070403A JP 7040397 A JP7040397 A JP 7040397A JP H10253883 A JPH10253883 A JP H10253883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens group
projection
refractive power
screen side
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9070403A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Yamada
宏 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Optical Co Ltd filed Critical Fuji Photo Optical Co Ltd
Priority to JP9070403A priority Critical patent/JPH10253883A/ja
Priority to US09/024,584 priority patent/US6061185A/en
Publication of JPH10253883A publication Critical patent/JPH10253883A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクリーン側から順に、屈析力の弱いプラス
チックレンズ、投影レンズ全体の屈析力の大部分を有す
る凸凹凸の3枚のガラスレンズ、屈析力の弱いプラスチ
ックレンズ、スクリーン側に凹面を向けたレンズを配し
た4群6枚構成とし、温度補正機能を有するプラスチッ
クレンズを省略してコストダウンを図る。 【構成】 スクリーン側から順に、少なくとも一面を非
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G1と、投影レンズ全体の屈折力の大部分の屈折力を
有する凸凹凸の3枚のガラスレンズL2〜L4からなるG
2と、少なくとも一面を非球面とする屈折力の弱いプラ
スチックレンズL5からなるG3と、少なくとも一面を非
球面とし、スクリーン側に凹面を向けたレンズL6から
なるG4とを配設してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【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ためのプロ
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。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。
【0003】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
として使用され、投影倍率が10〜60倍で、高解像かつ低
コストであることが要求されている。
【0004】ところで、OC型の投影レンズでは、CR
T管面の熱によりリキッドオプティカルカプラ内の液体
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。このため、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
として、本出願人により特開平6-242372号公報に開示さ
れた投影レンズが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平6-242372号
公報記載の投影レンズは、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し、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、温
度上昇に伴う投影像のボケを補正しようとするものであ
る。
【0006】しかしながら、上記特開平6-242372号公報
記載の投影レンズにおいては、温度補正用のプラスチッ
クレンズにパワーを持たせたことに対応して、投影倍率
の変化に伴うレンズ性能の悪化を防止するため、さらに
パワーの弱い他のプラスチックレンズを使用する必要が
ある。したがって、投影レンズ全体として9〜10枚の
レンズ構成となってしまい、製造コストが上昇するとい
う問題点があった。
【0007】ところで、上記したようにCRTに電源を
入れると、CRT管面の熱によってリキッドオプティカ
ルカプラ内の液体の温度が上昇するが、液体の温度が常
温から約40℃上昇すると、液体の温度がほぼ一定とな
ることがわかっている。そこで、リキッドオプティカル
カプラ内の液体の温度がほぼ一定となった時点で予めフ
ォーカスを取るか、あるいはフォーカスを取り直すこと
により、温度補正用のプラスチックレンズを省略するこ
とができる。
【0008】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
上昇に伴う投影像のボケを補正するためのプラスチック
レンズを省略することにより、レンズの構成枚数を少な
くして、コストダウンを図ることが可能な投影レンズを
提供することを目的とするものである。
【0009】
【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プラス
チックレンズからなる第1レンズ群と、投影レンズの全
体の屈折力に大きな影響を与える凸凹凸の3枚のガラス
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し、スクリーン側に凹面を向
けた第4レンズ群とを配設してなり、前記第4レンズ群
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、投影レンズの変倍時には、
前記第1レンズ群、前記第2レンズ群および前記第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たことを特徴とするものである。
【0010】上記「屈折率の弱い」とは上記第2レンズ
群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。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。
【0011】
【作用】一般的に、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、温度変化に伴う補
正は考慮しなくてよいので、第1レンズ群および第2レ
ンズ群のパワーを弱くして、非球面を用いた収差補正板
の作用を持たせ、投影倍率を変化させたときに派生する
像質の劣化を補正する。すなわち、温度変換に伴う投影
像のボケは、リキッドオプティカルカプラ内の液体の温
度がほぼ一定となった時点で予めフォーカスを取るか、
あるいはフォーカスを取り直すことにより補正する。
【0012】また、全系の屈折力のうち大部分を占める
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
隔を変えることにより補正し、画面中心部の像は第2レ
ンズ群と第3レンズ群との間隔を変えることにより補正
する。
【0013】なお、第2レンズ群は、スクリーン側から
順に凸凹凸の順でレンズを配することが必要である。こ
れは、スクリーン側から順に凹凸凸の順でレンズを配す
ると、凹レンズ以後のレンズ外径が増大し、硝材費およ
び加工費が上昇するばかりでなく投影レンズ全体が大き
くなってしまうという理由に基づく。また、スクリーン
側から順に凸凸凹の順でレンズを配すると、第2レンズ
群で発生するコマ収差と球面収差を、第1レンズ群およ
び第3レンズ群で補正しきれないという理由に基づく。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を用いて説明する。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。 f :投影レンズの焦点距離 F :Fナンバー m :投影倍率 ω :半画角 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 nd :各レンズのd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
【0015】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、
【数1】 で表わされる。ただし、Cは頂点曲率(曲率半径の逆
数)、kは離心率、A4,A6,A8,A10は、非球面係数で
ある。
【0016】
【実施例】図1に示す実施例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、投影
レンズの全体の屈折力に大きな影響を与える凸凹凸の3
枚のガラスレンズL2〜L4からなる第2レンズ群G
2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L5からなる第3レンズ群G3と、スクリーン側に非
球面からなる凹面を向けた負のレンズL6からなる第4
レンズ群G4とを配設してなる。
【0017】また、第4レンズ群G4は、投写管(CR
T)FPとの間に液体LQを封入してリキッドオプティ
カルカプラを構成している。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,d8,d10が変化
する。以下、実施例に係る投影レンズの構成および特性
を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】また、各倍率(m)における第1レンズ群
1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d8および第3レンズ群G3と第4
レンズ群G4の距離d10を表2に示す。
【0020】
【表2】
【0021】さらに、上記各非球面r1,r2,r9,r
10,r11の各非球面係数A4,A6,A8,A10および離
心率kを表3に示す。
【0022】
【表3】
【0023】次に、上記実施例についての球面収差、非
点収差およびディストーションを図2〜図4に示す。各
収差図では上記表2に示す3つの倍率時における各収差
状態を示す。これら各収差図によれば、本実施例に係る
投影レンズは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。
【0024】
【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、温度上昇に伴う投影像のボケは、予めリキッ
ドオプティカルカプラ内の液体の温度がほぼ一定となっ
た時点でフォーカスを取るか、あるいはフォーカスを取
り直すことにより補正し、温度補正を行うためのプラス
チックレンズを省略している。これによりレンズの構成
枚数を少なくして、コストダウンを図ることができる。
また、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
レンズ群との間隔を変えることにより補正し、画面中心
部の像は第2レンズ群と第3レンズ群との間隔を変える
ことにより補正する。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合した変倍範
囲を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る投影レンズ(m=13.3
6)を示す断面図
【図2】本発明の実施例に係る投影レンズ(m=22.7
3)を示す収差図
【図3】本発明の実施例に係る投影レンズ(m=58.0
0)を示す収差図
【図4】本発明の実施例に係る投影レンズを示す収差図
【符号の説明】
1〜G4 第1〜4レンズ群 L1〜L6 レンズ d1〜d13 レンズまたはフェースプレートの軸上面間
隔 r1〜r14 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)

    【特許請求の範囲】
  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
    する屈折力の弱いプラスチックレンズからなる第1レン
    ズ群と、 投影レンズの全体の屈折力に大きな影響を与える凸凹凸
    の3枚のガラス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し、スクリーン側に凹面
    を向けた第4レンズ群とを配設してなり、 前記第4レンズ群は、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、 投影レンズの変倍時には、前記第1レンズ群、前記第2
    レンズ群および前記第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てなる
    ことを特徴とする投影レンズ。
JP9070403A 1997-03-07 1997-03-07 投影レンズ Withdrawn JPH10253883A (ja)

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JP9070403A JPH10253883A (ja) 1997-03-07 1997-03-07 投影レンズ
US09/024,584 US6061185A (en) 1997-03-07 1998-02-18 Projection lens having all glass lenses in a second lens group

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JP9070403A JPH10253883A (ja) 1997-03-07 1997-03-07 投影レンズ

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