JPS59121016A - 投影レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は投影レンズ、特にＣＲＴ画面をスクリーン上
に投影するに適した色消投影レンズに関する。

従来、ＣＲＴ％例えばテレビ受ｒ＊　ｅの画面をスクリ
ーンに投影するためのレンズとして、半画角が２０〜２
５と大きく、口匝比が１：１．２以上と大口匝であシ、
シかも、レンズを安価に製作するためにレンズ材料とし
てプラスチックを開用し、場合によシ非球面を用いたも
のが各種開発されている。（例えば特開昭５５−１２４
１１４号、同昭５７−３４５１５号、同昭５７−１０８
８１８号、同昭５７−１７７１１５号等） しかし、従来のテレビプロジェクタ−は、Ｂ（青）、Ｇ
（緑）、Ｒ（赤）の３色の螢光体の１つを持つ別々の３
つのＣＲＴ画面を各々３杢のレンズでスクリーン上に拡
大投影することでカラー画一を得る方式であった。この
ため、この方式に使用される投影レンズは色消しの必要
はないものであった。

一方、同一画面上にＢ、Ｇ％Ｒの３色の螢光体ドツトを
配列し、一本のＣＲＴ画面によってカラー両縁を得、こ
れをスクリーン上に拡大投影する装置は、装置のコンパ
クト化、投彰画浄の色合ぜ等の点で有利であるが、投影
レンズは色消しレンズである必要があシ、上記の公知の
各レンズはこの目的にｔｉｌｔ用することが出来ないＯ この発明は半画角が２４、口径比が１：１．０８と広画
角、大口径であシ、勢色光収差は上記公知の投影レンズ
と同程度であり、しかも色収差も良好に補正され、カラ
ーＣＲＴ画面の投影レンズとして使用可能なレンズを得
ようとするものである。

この目的を達するためのレンズは、スクリーン側から、
強い曲率０面をスクリーン側に向けた接合正レンズの第
１群レンズ、接合正レンズの第２群レンズ及び負の第３
群レンズからなシ、下記の各条件を満足するレンズ系と
して得られる０ １、４　ｆ　　＜　ｆ、　　　＜　３．２　ｆ　　　　
　　・・・　（１）但し ｆ、：第１群レンズの焦点距離 ｆ：レンズ全系の焦点距離 ｆ４．：第１群レンズを構成する正レンズの焦点距離 ｆ１Ｎ＝第１群レンズを構成する負レンズの焦点距離 シ１ｐ：第１群レンズを構成する正レンズのアツベ数 シＩＮ：第１ｆ＃レンズを構成する負レンズのアツベ数 上記条件（１）ｔ：を第１群レンズへの屈折力の配分を
規定するものである口上限を超えて第１群レンズの屈折
力が小さくなった場合、第２群レンズの屈折力の負担が
大きくなシ、最大画角付近で大きなコマ収差が残存して
しまう。これを補正するには第１群レンズと第２群レン
ズの間隔を著しく長くする必要を生じ、レンズのコンパ
クト化が雛しくなる◎逆に、下限を超えて第１群レンズ
り屈折力が大きくなった場合、第１Ｉｆレンズで大きな
負の球面収差が発生する。この球面収差は非球面を導入
することで一応の補正が可能ではあるが、その場合でも
画面周辺におけるサジタルフレアが残少、レンズを大口
径にしたときのコントラストの低下を招く。

条件（２）Ｖｉ第１ｔＦＦレンズにおける色収差補正の
ための条件であシ、上限を超えると色収差が補正不足と
々る◎これを無理に補止しようとすると第２群レンズに
色収差補正の負担がかかる結果、第２群レンズを構成す
る各面の曲率が大きくなシ大きなコマ収差が発生する。

上記の他に、補助的に下記の諸条件を満すことが望まし
い。

シ１ｐ−シＩＮ＞１５　　　　　　　　　・・・　（３
）この条ｆ＋■下限を超えると、第１群レンズを構成す
る各面の曲率が大となシ、大きなコマ収差を発生する。

これらの第１群レンズ、第２群レンズは色収差補正のた
めに接合レンズとされている。これを色収差に影響を与
えないで正レンズと負レンズとに分離することは可能で
ある。しかし、このとき各単レンズの屈折力は非常に大
きいので、画角が大きいときにレンズから空気への射出
光線束のうち一部が全反射を起してしまう。このため大
口径でしかも画角の大きいレンズを分離レンズで設計す
るととけ著しく困難となる。

前述のように、テレビプロジェクタ−用投影レンズは、
口径比が１：１．２以上の大口径で、しかも半画角が２
０〜２５と広画角であることが要求される。これに応え
るには、条件（１）　（２）を満した上で、第１ないし
＠３群レンズのそれぞれに少なくとも１面の非球面を導
入するのが有利である。

第１群レンズと第２群レンズに配する非球面は、球面収
差と正弦条件を補正するために必要となる。球面収差補
正の為には第１群レンズだけを非球面化して補正すると
とも可能であるが、このときは正弦条件が補正不足とな
る。逆に、第２群レンズだけを非球面化して球面収差を
補正したときけ正弦条件が補正過剰となる。いずれの場
合も軸上収差だけの補正と々ってしまい、広角化は非常
に困難である。

第３レンズ群Ｖｉ隊面わん曲の補正に必要であシ、通常
大傘な負の屈折力を有している。この為、凹面の曲率は
非常に大きくなシ、軸外収差を悪化させる。このため、
コマ収差、非点収差等を良好に補正するには、第３群レ
ンズの少なくとも１面を非球面化することが望ましい。

さらに、下記の条件を満すことが望ましい。

但し ｄ３：第１群レンズとｔｇ２群レンズの間隔ｄ６：第２
群レンズと第３群レンズの間隔条件（４）は条件（１）
の下で第１面の曲率半匝を規定する条件である。上限を
超えると第１群レンズで正のコマ収差が残シやすくなる
。逆に下限を超えると負のコマ収差が残シやすくなる。

ｅ　件（５）の上限を超えてレンズ群間隔が大となると
バックフォーカスが短くなシ、実用上問題が生じるＤま
た、レンズ全長が長くなシ、コンパクト化が出来なく々
る。逆に下限をこえて小となると、バックフォーカスは
長くとれ、レンズ全長も短くできるが、鐵向わん曲の補
正が不十分となシ、十分な画１をとることが出来なくな
ってしまう。

以下、この発明の￥絢例を示す。

非球面形状は面の頂点を原点とし、光軸方向をＸ軸とし
た直角座標系において、頂点曲率をＣ２円錐係数をＫ、
非球面係数をＡ１、Ａ２、Ａ３、非球面のべき数をＰ７
、Ｐ２、Ｐ５　　とするときφ＝６２　＋　Ｊ で表現される回転対称非球面である。

表中り４、Ｌ璽、ＬＩ　　けそれぞれ第１群レンズない
し第３群レンズ、ＧけＣＲＴのフェースプレートである
。

（９） 実施例１ ／＝１２７．２９０（早計１：ｌＯ８イＦ！ミ＜−０，
１＃！１Ｕｎ Ｋ　　＝　　１．７７８６４ＪＪ＋００Ａｌ　；−１，
９７８９３１Ｊ−０７Ｐｉに　４．００００Ａ２チー３
．１３９４２υ−１２Ｐ２＝６．００００Ａ３ゴー４．
７０３１７Ｄ−１ｓ　　　　Ｐｓ−ｇ、ｏｏｏ。

Ｗ、６耐ｉ Ｋ　　−１，１０（１７２Ｌｌ＋０１ Ａ１≧−４，２３６２４Ｌｌｌ−０７Ｐｉ毘　４．００
００Ａ２−　９．８７７０６υ−１１Ｐ２＝６．ｔ１０
００Ａ３＝−１，１５６３５１）−１４ｐ３鴛　ｓ、ｏ
ｏｏ。

第７面 Ｋ　た−２．７４１１２７ＬＪ＋００ Ａ１クー１．０５３４６υ−０６Ｐｌ＝４．０ＯＯＯＡ
２ミー４９６９５？Ｌ１−１２　　　　Ｐ２−６．００
０（ＩＡ３＝　　５．６６５０４υ−１５１３号　８．
００００（１０） 実施例 ／−１２７，１１５口径比　１：１．０８　　　　　　
イ障唱　−０１非球面係数・べき数 Ａ３＝５．４１１０７Ｌ）−１５）’３＝８．００００
（１１） 実施例３ ｆ÷１２７．０６　　　　　　　口径比　１：１．０８
　　　　　　倍率　−０，１第１ＩｉｌＩ Ｋ＝　　　１．６８９５０Ｄ＋０Ｏ Ａｌ＝１．９６１０４１）−０７Ｐｉ−４，０ＯＱＯＡ
２　＝−１，０３３０１１１Ｊ−１１Ｐ２冨　６．００
００Ａ３−５．０８３３６１Ｊ−１５Ｐ３；　８．００
００第６体４ に二　−１，２４１５６Ｄ＋０Ｉ Ａｌ比−５，５４８２０Ｄ−０７Ｐｌ＝４．００００Ａ
２−ｔ２ｏ２９ａｉＪ−１０Ｐ２に　６．００００人３
＝−１，１８８９２ＬＪ−１４Ｐ３−８．００００給７
′ｒ＃ に＝　−２，４１２６０１Ｊ十〇ＣＩ ＡＩ＝５．４６９０８１）−０７ＰＩζ　４．００００
Ａ２−−６．３２４８１υ−１１）’２＝６．００００
Ａａ−６．１４４０７Ｌｌ−１５Ｐ３＝８．ＯｏＯ。

（１２１ 実施例４ ／＝１２６．７８　　　　　ｃｕｅ比　１：１．０８　
　　　　倍率−０，１第１５４ に−１，０１６７５Ｄ−０１ Ａｌ−１，２５６４１Ｄ−０７ＰＩ−４，００００Ａ２
＝−３，３８４０８Ｄ−１３Ｐ２に　６．００００Ａ３
−−９．５９１６６Ｄ−１６）’３＝８．００００第４
− に−５，８８３６２Ｄ−Ｏｆ ＡＩ−２，９４８９０Ｄ−０８ｐｌ−４，０００ＯＡ２
＝−４，８３３５９Ｄ−１１ｉ’２＝６．００００Ａ３
＝７．４１３４６Ｄ−１５Ｐ３＝８．００００、ｌ−５
，７９８２２Ｄ−１６ｊ’３＝８．００００実施例５ ｆ−１２７，０７口径比　１：１．０８　　　　　　倍
率　−０１弁球１１ｉ１ｉ係数・べき数 Ａ３−＝３９０２３３υ−１５１’３＝８．００００実
施例６ ｆ＝１２６．９９０手￥す→二１：１．０８イＰθ時−
−０１非球面係数・べき数 （１５） 上記実施例１ないし実施例６のレンズ断面を第１図ない
し第６図に、それらの収差図を第７図ないし第１２図に
示す。

収差図から明らかなように球面収差、非点収差、呻向わ
ん曲、歪曲収差ともきわめて良好に補止されている。さ
らに細土色収差、＠率の色収差とも良好に補正されてお
りカラーＣＲＴ画面の投影レンズとして十分な性能を有
している。

なお、上記の実施例では第３群レンズ−の後方にＣＲＴ
のプレートＧを挿入した形で収差補正を行々っているが
、一般の投影レンズではフェースプレートが不要ガ場合
が多い。このような場合も若干の変更で良好な性能を持
った投影レンズとすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の投影レンズの実施ｆＨ
Ｊ　１ないし実施例６のレンズ断面図、第７図ないし第
１２図Ｖｉ実施例１ないし実施例６玩　　　　　　　　
　　ＬＸ　　　　　　　　ＬＩ　　ＧＬＩ　　　　　　
　　　　　　Ｌ］Ｉ　　　　　　　　　Ｌｘ　　　Ｇ第
　　２　　　図 第　　　３　　　図 第　　　４　　　図 滅　　　　　　　　　　１： １　； 彫電 Ｑ’ｘ １ １Ｉ　　　　　　　ＩＩ　　　　　　ＩＩ＞＞ト １　： 霧斑 Ｑ　凹 １ 〜　　　　　　　嘘　　　　　　　　　■ＩＩ　　　　
　　ＩＩ　　　　　　　１１ト＞； １： １０５− 笛彬 Ｊｃｂ １ １Ｉ　　　　　　　ＩＩ　　　　　　　ＩＩ＞　　　　
　＞　　　　　２ 区 Ｑ！Ｊ。 電迷 　− １ Ｃ寸　　　　　　　代 ＩＩ　　　　　　ＩＩ　　　　　　ＩＩ＞　　　　　＞
　　　　　七 　　Ｇ 賊　　　　　　　　　　１； １； 軍％ 　− 〜　　　　　　　　寸　　　　　　　ωＩＩ　　　　　
　　ＩＩ　　　　　　　１１ト　　　　　＞　　　　　
岬 １１ 銖 ｉ 霧礒 （ＪＣｚ。 １ Ｃ寸　　　　　　ω ＩＩ　　　　　　ＩＩ　　　　　ＩＩ ＞　　　　　＞　　　　２ 手　続　補　正　書　　（自発） 昭和５Ｃ７３月２６日 特許庁＊菖　若　　杉　　和　　夫　殿１、事件の表示 昭和５７年特許願第２２７２８３号 ２、発明の名称 投彰レンズ ３、補正をする者 事件との関係　　％叶出龜人 住　リ［東京都切宿区西新宿１丁目２６企２号４、代理
人〒１０５ ５、補正によシ増加する発明の数　　な　し６、補正の
対象　　　明！ｔｔｌ簀υＦ発明の詳細な説明」の楠７
、補正の内容　　別紙のとおシ 補　　正　　の　　内　　各 ］）明細ｇｔ帆７負第１９行と第２０行の間に次の文章
を挿入する。 「ｒｌ：第１面の曲率手圧」 ２ン　同第１５負第２６行「非球面係数・べき数」の表
中、「第４面」の「へ＝−２，２４２００Ｄ−１４」と
あるをｒ　Ａ、ミ４．０００００Ｄ−１５Ｊに補止する
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スクリーン側から、強い曲率の面をスクリーン側に向け
   た接合正レンズの第１群レンズ、接合正レンズの第２群
   レンズ及び負の第３群レンズからなシ、 ｓ、　４　ｆ　＜　　ｆｌ＜　３．２　ｆただし ｆ、：第１群レンズの焦点距離 ｆ：レンズ全系の焦点距離 ｆｌｐ：第１群レンズを構成する正レンズの焦点距離 ｆＩＮ＝第１群レンズを構成する負レンズの焦点距離 シ、ｐ；第１群レンズを構成する化レンズのアツベ数 シラＮ：第１群レンズを構成する負レンズのアツベ数 を満足することを％徴とする投影レンズ