JPS61200521A - テレビプロジエクタ−用投影レンズ - Google Patents

テレビプロジエクタ−用投影レンズ

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JPS61200521A
JPS61200521A JP60038697A JP3869785A JPS61200521A JP S61200521 A JPS61200521 A JP S61200521A JP 60038697 A JP60038697 A JP 60038697A JP 3869785 A JP3869785 A JP 3869785A JP S61200521 A JPS61200521 A JP S61200521A
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JP
Japan
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lens
screen
plastic
focal length
projection lens
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Norikazu Arai
則一 荒井
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Publication date
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    • 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/06Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of fluids in transparent cells
    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

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】 (産業上の利用外’tt> この発明は3管式テレビプロジェクターに用いられる投
影レンズ、特にプラスチックレンズを用いながら11!
[変化の影響を受けない投影レンズに関する。
(従来技術) 3菅式テレビグロジェクターは、B(青)49(緑)1
、R(赤)のそれぞれのCRTの画1Lそれぞれの3本
のレンズでスクリーン上に直畳投影することでカラー画
摩ヲ得ている。この九め、これに開用される投影レンズ
は色消しの必要はないが、Fナンバーが1.0〜1.3
慢[の大口匝であること、コストが低いことが要求され
る。
このようなレンズ系をプラスチックレンズで構成したも
のとしては、特開昭55−124114号、同昭57−
34515号、同昭57−108818号等が知られて
おり、3群3枚程度の簡単な構成となっている。
テレビプロジェクタ−は、大スクリーンを要求される一
方、普及のためには装置全体を小型にしなければならず
、光学系中に反射鏡を配置し、光路を折り曲げることが
望まれる。しかし、上記のレンズ系はこのような反射鏡
を挿入できる空間を持っていない。
4枚構成ではあるが、スクリーン側のレンズと中間レン
ズとの間に平面反射鏡を挿入し、大口径、広画角で使用
出来るものもみられる。(例えば特開昭58−1980
17号公報)しかし、これらのプラスチックレンズで構
成された投影レンズは、プラスチックの屈折率が温度に
よって大きく変化するため、バックフォiカ不が変化し
、テレビプ、ロジエクター投影装置内の温度が変化する
と、スクリーン上に焦点を結ばなくなり、投影画像が劣
化する。このため、投影レンズの温度変化を少なくする
装置が必要となり、コストアンプの原因となった。
このような投影レンズの温度によるパックフォーカスの
変化を小にするには、例えば特開昭58−118616
号、同昭58−125007号のように、第2レンズを
ガラスレンズとすればよい。しかし、十分な収差補正を
行なうには、第2レンズとして屈折率が1.5程度の安
価な材料を用いた場合には非球面化する必要が生じ、球
面レンズとする場合は高屈折率の材料を用いなければな
らず、何れもコストアップを招く。
このような、ガラスレンズを一部用いたものとして特開
昭58−155818号がある。第2レンズを分割して
一方をガラス、一方をプラスチックとしているが、全体
の屈折力に対してプラスチックレンズの寄与が大きく、
温度変化に関しては投影レンズの焦点距離を150f1
以上と長くした場合に不満足となる。
上記公知例中には、レンズ系中に2枚の反射鏡を挿入配
置しうるものはない。装置の小型化のため、2枚の反射
鏡を挿入しうるものとしては本出願人の出INKかかる
特願昭58−174297号があり、第8図に示す構成
をもつが、温度変化に対する補正が不十分であるのみな
らず、第2レンズへの屈折力配分が大きいため、第9図
に収差図を示すように画角の大きいところで内向性のコ
マ収差が残シ、画面周縁部の画質は必ずしも満足出来る
ものではなかった。
(この発明が解決しようとする問題点)この発明は、大
口径、広画角であるにもかかわらず、複数の反射鏡が挿
入可能な空気間隔を有し、プラスチックレンズで構成し
ながら温度変化によるパックフォーカスの変化を極力小
さくシ、画像の劣化を軽減すると共に、画面周縁部の画
質を向上させたプロジェクタ−用レンズを得ようとする
ものである。
発明の構成 (問題点を解決するための手段) この発明は、テレビプロジェクタ−用投影レンズの構成
を、スクリーン側から、屈折力の弱い第2レンズL1、
これと大きい空気間隔を置いて配置され友正の第2レン
ズL1、第3レンズL3、これらと大きい空気間隔を置
いて配置された負の第4レンズ詳G4の4群構成とし、
−は少なくとも1面が非球面でちるプラスチックレンズ
、嶋はガラスレンズ、L3は少なくとも1面が非球面で
あるグラスチックレンズ Q、はその最もスクリーン側
のレンズはスクリーン側に凹面を向けたプラスチックレ
ンズである。そして、この投影レンズは下記の6条?!
Fを満址している。
−0,15< flf、<0.1    ・・・・・・
・・・(1)0、55 < flf2<0.85   
・・・・・・・・・(2)0. l< (−−−)f<
1.3・・・・・・・・・ (3)r5r。
但し f:全系の合成焦点距離 fl:L+の焦点距離 f2:ξの焦点距離 ’4:Lj2のスクリーンと反対側の面の曲率半径r5
:L5のスクリーン側の面の頂点曲率半径(作用) 条件(1)の上限をこえて鳩の屈折力が強くなると、諸
収麿の補正には有利である半面、バック7オーカスを長
くするには均と04のレンズ間隔を短かくしなければな
らず、反射鏡を挿入することができなくなる。代りKL
2と塊のレンズ間隔を大きくとり、ここに反射鏡を挿入
すれば大口径、大画角とすることができず、テレビプロ
ジェクタ−用投影レンズとしては匣用できなくなる。逆
に下限をこえて負の屈折力が強くなれば、匂、L、の口
径が着るしく大きくなってしまい、投影レンズを低コス
トで製造することが出来なくなる。
条件(2)は温度変化によるバックフォーカスの変動を
実用上問題がない@度に抑える条件である。反射鏡を複
数枚挿入できるレンズ構成とすれば、大口径比には限界
が生じる。従って、スクリーン上の一慮綽度を明るくす
るには投影拡大@IKt小さくする必要を生ずる。この
ときテレビプロジェクタ−に要求されるような大画面を
得る友めにはCRTの画面ナイズを大きくしなければな
らない。一方、周辺光tを十分とるには、焦点距1m!
 k 150 mm以上と長くすることが必要となるが
、一方、II!!変化に対するバック7オーカスの変動
は焦点距離が長くなる幌大きくなる。このような制約下
で、L1、塊の屈折力配分が問題となる。条(I+(2
)の上限をこえて−の焦点距離が短く表ると、温度変化
によるバックフォーカスの変動ははとんどなくなるが、
画角の大きいところで内方性のコマ収差が大きくなυ、
これは堀の屈折面を非球面化しても補正が困難であり、
画面周l&部の画質が劣化する。
逆に下限をこえCIJ2の焦点距離が長くなると、プラ
スチックレンズである−へ配分される屈折力が大きくな
シ、@度変化によるバックフォーカスの変動が大となる
条件(3)はコマ収差を補正する次めの条件であシ、嶋
と−との閾の空気レンズの形状14当に選ぶことによっ
て従来問題となっていた画角の大きいところでのコマ収
差を良好に補正することがar能となった。この条件口
)の上限をこえると画角の大きいところでのコマ収差が
オーバーとなる。逆に下限をこえると画角の大きいとこ
ろでのコマ収差がアンダーとなり、何れも画面周縁部の
性能が劣化する。
さらに、画面全体を良好にするためKは、−1−のそれ
ぞれ少なくとも1面を非球面化する必要があるが、特に
塊については、Ff:レンズのFナンバー、へを鴇の非
球面屈折面の有効匝峡周辺における非球面と頂点曲率半
匝を有する基準球面との光軸方向の変位置で非球面が、
スクリーン四の面に関しては光軸から遠ざかる捏スクリ
ーン側に変位している場合を正、スクリーンとは反対側
の面に関しては、スクリーンと反対側に変位している場
合上止としたときを満足することが瀘ましい。なお、塊
の両面が非球面の場合には、Δ3は両面の非球面変位量
を加えたものとする。
この上限をこえると外方性コマ収差が大きくなるか、も
しくは球面収差が補正過剰となる。
逆圧下限をこえると内方性コマが大きくなるか球面収差
が補正不足となり、何れも画質の劣化を招く。
(実施例) 実施例1 f=171.43   口径比1:1.33  @率−
0,143実施例2 f=175.12   口径比 1.36   @率 
−0,145A4= −1,73093D−22P4=
10.0000実施例3 f=171.40   ロ匝比t:t、33@率−0,
143実施例4 f=160.00   口径比1:1.3S  fi率
 −0,143f/f1=−0,099(イs−4,)
f = 0.959実施例5 f=160.OO口径比1:1.20  @率 −0,
143f/f、=0.o93(オs−’/14) f=
0.2g 1以下この発明の投影レンズの実施例を示す
表中、riはスクリーン側から第i番目のレンズ面の頂
点曲率半径、diけスクリーン側から第i番目のレンズ
面間隔、niはスクリーン側から第i番目のレンズ材料
の屈折率、νiViそのアツベ数、D3はL3の最大径
である。また、非球面形状は面の頂点を原点とし、光軸
方向をX軸とした直交座標系において、頂点曲率をC1
円錐定数をに1非球面系数をA1、A2、A3、A4、
非球面のべき数をP1% Pg、P3、P4  とした
ときφ=朽ローア で表わされる。
なお、表中にはフェースプレートGの値も示しである。
なお、実施例1,2は第1図にその構成を示すように、
第4群G4はスクリーン側に凹面を向けたプラスチック
レンズでちり、フェースプレー)Gとの間に屈折率が1
.4程度の液体を満した例である。このように第4群G
4を構成するプラスチックレンズを薄肉等厚の殻を有す
る液体レンズとすることで、このプラスチックレンズを
大幅にコストダウンすることが可能となる。
実施例3ないし5は、第2図に示すように第4群G4は
スクリーン側に凹面を向けた負のプラスチックレンズで
ある。
発明の効果 先に引用した特願昭58−174297号の@1実施例
の投影レンズは、温度が10℃変化したときのバククツ
オーカスの変化Δ/Bは0.55と非常に大きいが、こ
の発明のものは、各実施例のΔノ°Bを下表に示すよう
に0.08〜0.22の範囲に収まっており、実用上問
題がない程度とされている。
表1 また、第3図ないし第7図にその収差図を示すように、
画面周辺のコマ収差が良好に補正されているのみならず
、非点収差も良好に補正され、像面湾曲も小さく、画面
全体で良い画質とされている。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の投影レンズの実施例1.2の断面図
、第2図は実施例3.4.5の継面図、第3図ないし第
7図はその収差曲線図、第8図は従来例の断面図、第9
図はその収差曲線図である。 第1図 第2図 fiL3    図 球面収差     非点収差    歪曲収差メリジオ
ナルeコマ収差 算   4   図 球面収差     非点収差    歪曲収差メリジオ
ナル・コマ収差 算   5   図 球面収差    非点e差     歪曲収差メリジオ
ナル−コマ収差 第   6   図 琢i収差     非点収差     歪曲双子メリジ
オナル・コマ収差 算   7   図 球面収差    非点収差    歪曲収差メ11ジオ
ナル会コマ収差 第8図 第   9   図 球面収差     非点収差    歪曲収差メ11ジ
オナル・コマ収差 手続補正帯(自発) 昭和 61年3 月5 日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和60年特許願第38697号 2、発明の名称 テレビプロジェクタ−用投影レンズ ;3.補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 東京都新宿区西新宿1丁目26番2号名 称 
(127)小西六写真工業株式会社代表者   井手恵
生 4、代理人 5、補正により増加する発明の数  なし6、補正の対
象 明細書「発明の詳細な説明」の欄 7、補正の内容 1)明細書第11頁第5行、第9行、同第12頁第5行
、第9行、同第13頁第5行、第9行、第11行、同第
14頁第5行、第9行、第11行、同第15頁第5行、
第9行及び第11行r58.3Jをr55.OJに補正
する。 2)同第11頁第12行、第13行、同第12頁第12
行、第13行、同第13頁第13行、同第14頁第13
行及び同第15頁第13行r0.OJを削除する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 スクリーン側から、屈折力の弱い第1レンズL_1、こ
    れと大きい空気間隔を置いて配置された正の第2レンズ
    L_2、第3レンズL_3、これらと大きい空気間隔を
    置いて配置された負の第4レンズ群G_4の4群構成と
    し、L_1は少なくとも1面が非球面であるプラスチッ
    クレンズ、L_2はガラスレンズ、L_3は少なくとも
    1面が非球面であるプラスチックレンズ、G_4はその
    最もスクリーン側のレンズはスクリーン側に凹面を向け
    たプラスチックレンズであり、以下の条件を満足するこ
    とを特徴とするテレビプロジェクター用投影レンズ −0.15<f/f_1<0.1 0.55<f/f_2<0.85 0.1<(1/r_5−l/r_4)f<1.3但し f:全系の合成焦点距離 f_1:L_1の焦点距離 f_2:L_2の焦点距離 r_4:L_2のスクリーンと反対側の面の曲率半径r
    _5:L_3のスクリーン側の面の頂点曲率半径
JP60038697A 1985-03-01 1985-03-01 テレビプロジエクタ−用投影レンズ Granted JPS61200521A (ja)

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US06/833,342 US4889417A (en) 1985-03-01 1986-02-25 Projection lens for television projector

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