JPS61147213A - 投写レンズ - 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】 産業上の利用分野 本発明はＣＲＴの画像をスクリーン上に拡大投写するビ
デオプロジェクタ−に適したコンパクトな、投写レンズ
に関するものである。

従来の技術 発光特性のスペクトル幅が狭い青、赤、緑の各ＣＲＴの
画像をレンズによりスクリーン上に拡大投写するビデオ
プロジェクタ−では、レンズは色３ベー。

消しの補正をする必要がない。さらに、プラスチック成
形技術のめざましい進展により、非球面が安価に、かつ
精度よく形成できるようになった結果、正屈折力を有す
る第１．第２レンズおよびフィールドフラットナーの役
目をする負屈折力をもつ第３レンズで構成される３群３
枚という簡素な投写レンズが知られている（例えば、特
開昭６６−１２４１１号公報、特開昭５７−３４５１５
号公報、特開昭５７−１０８８１８号公報、特開昭５８
−１２５００７号公報） 発明が解決しようとする問題点 このような従来の投写レンズは構成が簡素であるという
利点を有しているが、コンパクト性には欠ける。例えば
、第１レンズの前面から第３レンズの後面までの距離（
Ｌ）を全レンズ系の焦点距離（ト）で割った値をレンズ
長と呼ぶことにして、これをコンパクト性の１つの尺度
とした場合、従来例で冬　　　　　はＬｌｆ　＝　１　
、３６〜２．２２の範囲に入っている。

最近、ビデオプロジェクタ−の奥行きを小さくするとい
う要望が強く、これを実現する手段の１つと１−でレン
ズのコンパクト化が必要になってきているＯ 本発明はかかる点を考慮して、従来の３群という簡素な
構成を生かして、光学パラメータの適切な選択によりコ
ンパクト化を図った投写レンズを提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、第１レンズの焦点
距離をｆｌ、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、
２つの焦点距離の比ｆ１／ｆ２　を従来例より小さな値
にすることにより投写レンズのコンパクト化を実現する
ものである。

作　　用 正の屈折力を有する第１レンズ、第２レンズおよびＣＲ
Ｔに極く接近して配置されるフィールドフラットナーと
しての役目をする負屈折力の、第３レンズで構成される
投写レンズでは、近軸計算によれば第１レンズの焦点距
離を第２レンズの焦点距離で割った値を小さくすること
により、レンズのコンパクト化が図れる。良好な収差補
正は少６ベーノ くとも第１レンズと第３レンズに非球面を導入すること
、光学パラメータの適切な選定、また第１レンズの形状
を正屈折力のメニスカスにすることで実現できる。

実施例 第１図は本発明の投写レンズの一実施例を示す構成図で
ある。第１図でＬｌはスクリーン側に凸面を向けた正屈
折力の非球面を有する第１レンズ、Ｌ２は両凸の正屈折
力を有する第２レンズ、Ｌ３はスクリーン側に非球面の
凹面を向けた負屈折力の第３レンズ、Ｌ４はＣＲＴのフ
ェースプレートであり、レンズ系に対する光学性能への
影響は無視できる。全レンズ系の光学パワーは第１レン
ズＬ１と第２レンズＬ２でほぼ決定され、第３レンズは
ＣＲＴに接近して配置されフィールドフラットナーの役
目をする。３枚構成でＦナンバーが約１．３以下と明る
く、半画角が２０°〜３ｏ０の投写レンズで良好な収差
補正を行うには少くとも第１レンズと第３レンズに非球
面を含む必要がある。

また、良好な光学性能を得るとともにコンパクト６ペー
２ 化を実現するには光学パラメータの選択が重要である。

第１レンズの焦点距離をｆｌ、第２レンズの焦点距離を
ｆ２　として本発明の投写レンズは下記の条件を満足す
る。

０．６６〈ｆ１／ｆ２〈１．１　　　　・・・・・・（
１）条件（１）は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との
光学的パワーの分配に関しており、上限を越えるとコン
パクト化に不利である。条件（１）の下限を越えるとコ
ンパクト化には有利であるが、第１レンズＬ１の光学的
パワーが強くなりすぎてコマ収差の補正が困難になると
ともに第１レンズＬ１の肉厚が厚くなり製造も困難にな
る。

また、第１レンズＬ１の形状は軸上、軸外の良好な収差
補正にはメニスカスである方が望ましい。

第１レンズＬ１が平凸あるいは両凸になると非球面を利
用しても軸外収差の補正が困難になる。

更に、コンパクトで良好な光学性能を有するレンズの実
現には、レンズ系全体の焦点距離をｆ１第３レンズＬ３
の焦点距離をｆ３．第２レンスＬ２と第３レンズＬ３と
の光軸上の間隔をｄ４　とした７ベーノ とき、下記の条件を満足することが望ましい。

０．ｅ　　＜ｆｌｆ１＜　　０．９　　　　・−・−（
２）０、４５　＜　ｆｌｆ２＜０．７５・・・・（３）
−１，４＜　ｆｌｆ３　＜　−０，９６・・・・（４）
０、２５　＜ｄ４／ｆ　＜　０．　４ｔｓ　　　−・−
・−（５）条件（２）は第１レンズＬ１の光学的パワー
の分配に関し、条件（２）の上限を越えるとコンパクト
化には有利であるが、コマ収差の補正が困難になり、下
限を越えるとコンパクト化に不利となる。条件（３）は
第２レンズＬ２の光学的パワーの分配に関し、下限を越
えるとコンパクト化には有利であるが、コマ収差の補正
が困難になり、上限を越えるとコンパクト化に不利とな
る。条件（４）は第３レンズＬ３の光学的パワーの分配
に関し、上限を越えるとペッツバール像面の補正が不足
する。条件（４）の下限をはずれるとペッツバール像面
の補正が過剰になるとともに第３レンズＬ３の曲率がき
つくなりすぎ製作も困難となる。条件（５）の上限を越
えるとバックフォーカスが短かくなりすぎ、Ｌ３レンズ
とＣＲＴとの間隔が狭くなるので、ＣＲＴの放熱効果々
どの実用上の問題が生じる。条件（６）の下限を越える
と軸外収差の補正が困難になる。

以下、本発明の具体的な実施例を示す。表で、ｆは全レ
ンズ系の焦点距離、ωは半画角、βは投影倍率、ｆｌ、
ｆ２．ｆ３はそれぞれ第１レンズＬ１゜第２レンズＬ２
．第３レンズＬ３の焦点距離、ｒｌ、　ｒ２．・・・・
・・・はスクリーン側から順次数えた各レンズ面の曲率
半径、ｄｌ、ｄ２．・・・・・・・・は各レンズの中心
厚および空気間隔、ｎｌ、ｎ２．・・・・・・・・・は
各レンズのｅ線に対する屈折率、Ｌは第１レンズＬ１の
前面から第３レンズＬ３の後面までのレンズ長を示す。

また、＊印を付したレンズ面は非球面を表示しており、
本発明による投写レンズの非球面　　　　　−形状は光
軸方向をＸとし、Ｘ軸と垂直なＹ軸をとり、頂点曲率を
Ｃ（−１／ｒ）、円錐定数をに１非球面係数をＡＤ、Ａ
Ｅ、ＡＦ、ＡＧとするとき、次式で表示される。

１＋　１−（１千ｋ）Ｃ２Ｙ２ ９ページ 第２図は実施例１の、第３図は実施例２の、第４図は実
施例３の、第５図は実施例４の、第６図は実施例６の、
第７図は実施例６の諸収差図を示す。非点収差の図で、
ｍはメリディオナル方向の像面湾曲を、Ｓはサジタル方
向の像面湾曲を示す。

以上の諸収差図から明らかなように、本発明のコンパク
トな投写レンズは良好な収差補正がなされており、良好
な結像性能を有する。また、レンズ長Ｌ／ｆも１．１３
〜１．２２（従来例では１．３６〜２．２２）であり、
大幅なコンパクト化が達成されている。なお、実施例で
は第２レンズＬ２は球面系であるが、性能の一層の向上
のため第２レンズＬ２に非球面を採用してもよい。また
、一層間るい投写レンズの実現には光学的パワーの大き
い第１レンズＬ１を２つ以上のレンズに分割してもよい
。

以下余白 １ｏペーノ 実施例１ ｆ−１０４，６７９２ｗｎ　　　Ｆナンバー＝１．２７
　　　β＝８ω＝２８°ｆ／ｆ１＝０．　７４３　ｆｌ
ｆ２＝０．　６９３　ｆｌｆ３＝−１，２２１ｆ２／１
＝０．９３２　　ｄ４／／／／’＝０．３６１　　Ｌ／
ｆ＝１．１８３ｄ２＝４６．６６ ｒ３＝１９１．８０８　　ｄ３＝１０．４０　　ｎ２＝
１．５９１４３ｒ４＝−１６４，ｏＯｏ ｒ　ｆｃｘ：ｒ　　　　ｄ７”　１１−３　　ｎ４＝１
．５０７０１ｒ８−〇 （実施例２） ｆ＝１０４．９８９７悲　　Ｆナンバー＝１゜２９　　
　β＝８ω＝２８°ｆ／ｆ１＝０．　７１８　ｆ／ｆ２
＝０．　７０１　ｆ／ｆ３＝−１，１５８ｆ２／ｆ１＝
０．　９７７　　ｔ１４／ｆ＝０．　３７８　　Ｌ／ｆ
＝１．１９７ｒ４−−１６３．２６６ ｒ８−“ １４ベーノ （実施例３） ｆ＝１０ｔｓ、　ｒｓ９１２ｗｔｈ　　　Ｆナンバー＝
１．２９　　　β＝８ω＝２８°ｆ／ｌ−１−０．７１
０ｆ／ｆ２二０．７１９ｆ／ｆ３＝１．１４４ｆ１／ｆ
２；１．ｏ１２ｄ４／ｆ−０．３７８Ｌ／ｆ＝１．２１
１ｒ４＝−１６３，６１３ ｒ８＝■ （実施例４） ｆ−１０２，３８２１ｗｔｂ　　　Ｆナンバー＝１．２
４　　　β＝８（，１＝２８．５°ｆ／ｆ１＝０．７８
６　ｆ／ｆ２＝０．６６３　ｆ／ｆ３＝−１，２８８ｆ
２／ｆ１＝０．８４４　　ｄ４／ｆ＝０．　３３２　　
Ｌ／ｆ＝１゜１５６ｒ４＝−１７７、３１７ ｒ８−〇 １８べ−２ （実施例６） ｆ＝９９．６５４０ｍ　　　Ｆナンバー＝１．２５　　
　β＝８ω＝２９°ｆ／ｆ１＝０．８３６　ｆ／ｆ２＝
０．６１０ｆ／ｆ３ニー１．３２１ｆ１／ｆ２＝０．７
３ｏｄ４／ｆ＝０．３１ｏＬ／ｆ＝１．１３゜ｒ４＝−
１６７，５４９ ｒ８＝“ （実施例６） ｆ＝１１１．９９１９訪　　Ｆナンバー＝１．２６　　
　β＝８ω＝２６°ｆ／ｆ１＝０．８７０　ｆ／ｆ２＝
０．　５０３　ｆ／ｆ３＝−１，１６７ｆ１／ｆ２＝０
．　５７８　　ｄ４／ｆ＝０．　２８４　　Ｌ／ｆ＝１
．１３２ｄ２＝４８．１２ ｒ３＝　１４１．４６４　　ｄ３＝　９．２８　　ｎ２
＝１．６９１４３Ｌ２　（ Ｌ４［ Ｔ８−″ ２２、、− 発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば光学的パラメー
タの適切な選択によりコンパクトで収差補正の良好な投
写レンズが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における投写レンズの構成図
、第２図〜第７図は本発明の投写レンズの実施例に対す
る諸収差図を示す図である。 Ｌｌ・・・・・・第１レンズ、Ｌ２・・・・・・第２レ
ンズ、Ｌ３・・・・・・第３レンズ、Ｌ４・川・・ＣＲ
Ｔのフェースプレート。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 嘔Ｆ１にリヌ７λＥ（Ｚ） １１１収及（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）テレビジョン画像の投写表示装置に用いられ、ス
   クリーン側より順にスクリーン側に凸面を向けた正屈折
   力の非球面を有する第１レンズ、両凸の正の屈折力を有
   する第２レンズ、及びスクリーン側に非球面の凹面を向
   けた負屈折力の第３レンズから成り、下記の条件を満足
   することを特徴とするコンパクトな投写レンズ ただし、〔０．５５＜ｆ＿１／ｆ＿２＜１．１ｆ＿１：
   第１レンズの焦点距離 ｆ＿２：第２レンズの焦点距離〕。 （２）前記第１レンズは正屈折力のメニスカス形状を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコン
   パクトな投写レンズ。 （３）前記第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズの
   焦点距離は下記の条件を満足することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のコンパクトな投写レンズ 〔０．６＜ｆ／ｆ＿１＜０．９ ０．４５＜ｆ／ｆ＿２＜０．７５ −１．４＜ｆ／ｆ＿３＜−０．９５ ただし、ｆ：全レンズ系の焦点距離 ｆ＿３：第３レンズの焦点距離〕。 （４）前記第２レンズと第３レンズとの光軸上の空気間
   隔をｄ＿４とするとき、下記の条件を満足することを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載のコンパクトな投写
   レンズ （０．２５＜ｄ＿４／ｆ＜０．４５）。