JPS61248013A - Projection lens for television projector - Google Patents

Projection lens for television projector

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JPS61248013A
JPS61248013A JP8876185A JP8876185A JPS61248013A JP S61248013 A JPS61248013 A JP S61248013A JP 8876185 A JP8876185 A JP 8876185A JP 8876185 A JP8876185 A JP 8876185A JP S61248013 A JPS61248013 A JP S61248013A
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JP
Japan
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lens
screen
radius
curvature
exceeded
Prior art date
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JP8876185A
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Japanese (ja)
Inventor
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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Abstract

PURPOSE:To obtain a lens having large aperture and wide angle of view by satisfying the composite focal distance of the whole system, the composite focal distance of the 1st and 2nd lenses, the radius of curvature of the vertex of the surface of the 3rd lens on the screen side and the radius of curvature of the vertex of the surface of the 3rd lens on the opposite side to the screen with specific conditions. CONSTITUTION:When it is defined that (f) is the composite focal distance of the whole system, f12 is the composite focal distance of the 1st and 2nd lenses, r5 is the radius of curvature of the vertex of the surface of the 3rd lens on the screen side, and r6 is the radius of curvature of the vertex of the surface of the 3rd lens on the opposite side to the screen, respective lenses are constituted so as to be satisfied with the conditions of the inequality. The 1st lens which is a negative meniscus lens is made aspherical to compensate comatic aberration effectively in a meridional direction at a position of a large angle of view. If the upper limit of the condition 1 is exceeded, it becomes difficult to compensate the comatic aberration at the aspheric surface of the 1st lens. If the lower limit of the condition 1 is exceeded, the refractive power of the 3rd lens should be increased. If the upper limit of the condition 2 is exceeded, the comatic aberration of a high degree is generated. If the lower limit is exceeded, its sine condition is deteriorated.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 (産業上の利用分野) この発明はテレビプロジェクタ用投彰しンズ特4C3管
式のテレビプロジェクタ用投影レンズに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a projection lens for a television projector, particularly a 4C3 tube type projection lens for a television projector.

(従来技術) テレビプロジェクタは陰部線管の画面を投影レンズでス
クリーン上に拡大投影するものであるが、3管式のもの
は青(B)緑(G)赤(R)のそれぞれの螢光体を持つ
3つの陰険線管の画面をそれぞれ1本づつのレンズでス
クリーン上に電量投影するととによってカラー画像を得
ている。この場合、各゛レンズは1つの色の両津のみを
投影するので、色消しの必要はない。
(Prior art) A television projector uses a projection lens to enlarge and project the screen of a private ray tube onto a screen, but a three-tube type projector uses blue (B), green (G), and red (R) fluorescent light. A color image is obtained by projecting the electric charge onto the screen using one lens from each of the three ray tubes that have a body. In this case, each lens projects only one color, so there is no need for achromatization.

このようなレンズ系は、コストダクンと軽址化の必要か
らプラスチックレンズが用いられるが、プラスチックレ
ンズだけで構成されたものとして特開昭55−1241
14号、同昭57−34515号、同昭57−1088
18号、同昭57−177115号等が知られている。
Plastic lenses are used in such lens systems due to the need to reduce costs and make them lightweight.
No. 14, No. 57-34515, No. 1088 of No. 57-1988
No. 18, No. 177115 of 1983, etc. are known.

これらは3枚@度の少ない構成枚数でFナンバが1.0
〜1.3程度の大口径投影レンズが得られている。
These are 3 sheets with a small number of sheets and an F number of 1.0
A large diameter projection lens of about 1.3 mm has been obtained.

近年、投影レンズの大口径化とともに、プラスチックレ
ンズのみで構成されたレンズは、テレビプロジェクタ−
装置内の温度変化によるバックフォーカスの変動により
、投影画像が劣化することが問題となっている。
In recent years, as projection lenses have become larger in diameter, lenses made only of plastic lenses have become increasingly popular in television projectors.
There is a problem in that the projected image deteriorates due to fluctuations in back focus due to temperature changes within the device.

この問題の解決のための温変補償方法として、at変化
に従って自動的にレンズを移動させるような機構を設け
てフォーカシングする方法、投影レンズの!!Ifを一
定に保つような装置などが考えられるが、何れも装置が
vj、雑化し、コスト高となるのを防ぐことができない
As a temperature change compensation method to solve this problem, there is a method of focusing by providing a mechanism that automatically moves the lens according to the AT change, and a method of focusing the projection lens! ! Devices that keep If constant are conceivable, but none of them can prevent the device from becoming vj, sloppy, and increasing in cost.

これに対して、投影レンズを球面ガラスレンズとプラス
チックレンズと全適当に組み合せて構成することによっ
て、温度変化によるバックフォーカスの変動を小さくす
ることが提案されている口 この種のレンズ系のうち、3枚構成のものの例として特
開昭58−118616号、同昭58−125007号
等がみられる。これらのレンズ系は、第2レンズが球面
ガラスレンズであυ、画角の大きいところでコマ収差が
発生する。
On the other hand, among these types of lens systems, it has been proposed that the projection lens be constructed by appropriately combining a spherical glass lens and a plastic lens to reduce fluctuations in back focus due to temperature changes. Examples of three-sheet configurations include JP-A-58-118616 and JP-A-58-125007. In these lens systems, the second lens is a spherical glass lens, and coma aberration occurs at large angles of view.

また、サジタルフレアも大きく、画面周辺でのコントラ
ストが低いという問題点がある。また、4枚構成のもの
としては、特開昭56−78815号、同昭60−49
311号および同昭59−155818号が知られてい
る。しかし、前2者は画角の大きいところでコマ収差が
大きく、大口径にするのが困難である。一方、後者は光
路を屈折させるためのミラーをレンズ系内に内蔵させて
いるため全長が長く、周辺光量が少ないという欠点があ
る。
Additionally, there is a problem that the sagittal flare is large and the contrast at the periphery of the screen is low. In addition, as for the four-sheet composition, Japanese Patent Application Laid-open No. 56-78815,
No. 311 and No. 59-155818 are known. However, the first two types have large comatic aberrations at large angles of view, making it difficult to increase the aperture. On the other hand, the latter has a drawback that the overall length is long and the amount of peripheral light is small because a mirror for refracting the optical path is built into the lens system.

(この発明が解決しようとする問題点)この発明は、口
匝比が1.04〜1.1程度の大口径で画角も24〜2
8と広く、収差が良く補正され、プラスチックレンズを
用いながら温度変化の影響も少ないテレビプロジェクタ
−用レンズを得ようとするものである。
(Problems to be solved by this invention) This invention has a large aperture with a mouth-to-toe ratio of about 1.04 to 1.1 and an angle of view of 24 to 2.
The objective is to obtain a lens for a television projector that has a wide lens width of 8, has well-corrected aberrations, and is less affected by temperature changes even though it uses a plastic lens.

発明の構成 (問題点を解決するための手段) この発明においては、投影レンズ系は第1図K 示すよ
うにスクリーン側から順に、スクリーン側に凸面を向は
念負メニスカスレンズである第1レンズ、スクリーン側
に凸面を向けた正レンズである第2レンズ、両凸レンズ
の第3レンズ及びスクリーン側に凹面を向けた負レンズ
である第4レンズからなり、少なくとも第1レンズの1
面が非球面であると共に、 f:全系の合成焦点距離 f12:第1レンズと第2レンズの合成焦点距離rs:
第3レンズのスクリーン側の面の頂点曲率半径 ”6 : 第3レンズのスクリーンと反対側の面の頂点
曲率半径 として 0.15   <’/f     <0.7−2.0 
   <rs/r6<−0,45の条件を満足するよう
に構成される。
Structure of the Invention (Means for Solving Problems) In the present invention, the projection lens system includes, as shown in FIG. , a second lens that is a positive lens with a convex surface facing the screen side, a third lens that is a biconvex lens, and a fourth lens that is a negative lens with a concave surface facing the screen side, and at least one of the first lenses.
The surface is aspherical, and f: Combined focal length of the entire system f12: Combined focal length of the first lens and second lens rs:
Vertex radius of curvature of the screen-side surface of the third lens "6: 0.15 as the vertex curvature radius of the surface of the third lens opposite to the screen <'/f <0.7-2.0
It is configured to satisfy the condition <rs/r6<-0,45.

さらに、副次的には ’5 : I’E 2レンズのスクリーン側の面の頂点
曲率半径 n2 : K 2レンズの屈折率 f2:第2レンズの焦点距離 として を満足することが望ましい。
Furthermore, it is desirable to satisfy the following secondary conditions: '5: I'E; radius of apex curvature of the screen-side surface of the second lens; n2: K: refractive index of the second lens; f2: focal length of the second lens.

また、プラスチックレンズは第1レンズ及ヒ第3レンズ
に導入される。
Also, plastic lenses are introduced into the first lens and the third lens.

(作用) 上記のレンズ構成のうち、負メニスカスレンズである第
1レンズは、少なくともその1面を非球面化することに
よって画角の大きいところでのメリジオナル方向のコマ
収差を良好に補正し、画面周辺でのコントラストを高め
ること25!できる。
(Function) Of the above lens configurations, the first lens, which is a negative meniscus lens, has at least one surface aspherical to effectively correct coma aberration in the meridional direction at large angles of view. 25 things to increase the contrast in! can.

条件(])は第1レンズと第2レンズの合成焦点距離A
2に関するものであるが、上限をこえると第2レンズの
屈折力が大きくなりすぎ、外方性のコマ収差が大きくな
り、これを第1レンズの非球面で補正することが困難と
なる。下限をこえると第3レンズの屈折力を大きくする
必要が生じる。この結果、画角の大きいところで内方性
ノコマ収差が大Aくなり、コントラスト(IF) 低下
を招き、これを補正するには第3レンズを一高屈折率の
材料で作るか、もしくは2つの正レンズに分割する必要
を生じ、レンズのコスト上昇につながる。
Condition (]) is the combined focal length A of the first lens and second lens.
2, if the upper limit is exceeded, the refractive power of the second lens becomes too large, resulting in large extrinsic coma aberration, which becomes difficult to correct with the aspheric surface of the first lens. When the lower limit is exceeded, it becomes necessary to increase the refractive power of the third lens. As a result, the internal nocoma aberration becomes large at large angles of view, leading to a decrease in contrast (IF). To correct this, the third lens must be made of a material with a high refractive index, or two lenses must be It becomes necessary to divide the lens into positive lenses, leading to an increase in the cost of the lens.

条件(2)は、第3レンズの形状に関し、上限をこえて
第3レンズのスクリーン側の面の曲率半径が小になると
、画角の大きい部分で光束の第3レンズのスクリーン側
の面への入射角が大きくなり、高次のコマ収差が発生す
る。逆に、下限をこえて第3レンズのスクリーン側の曲
率力よゆるくなると、正弦条件が悪化する0 さらに、条件(3)の上限をこえて大きくなると、球面
収差の発生が大きくなり、下限をこえて小になると第2
レンズのスクリーン側の面への入射角が大きくなり、高
次のコマ収差が発生する。
Condition (2) relates to the shape of the third lens, and if the radius of curvature of the screen-side surface of the third lens becomes small beyond the upper limit, the light flux will be directed to the screen-side surface of the third lens in the part with a large angle of view. The incident angle of the lens becomes large, and high-order coma aberration occurs. On the other hand, if the lower limit is exceeded and the curvature force on the screen side of the third lens becomes looser, the sine condition deteriorates.Furthermore, if the upper limit of condition (3) is exceeded, the occurrence of spherical aberration increases, and the lower limit is exceeded. When it exceeds and becomes smaller, the second
The angle of incidence on the screen-side surface of the lens increases, causing high-order coma aberration.

この発明のレンズ系では、屈折力の大きい第2レンズを
球面ガラスレンズとし、第1レンズ、第3レンズを非球
面プラスチックレンズとすることで、レンズ性能への影
響もなく、温変変化によるパックフォーカスの変動を小
さくすることができる。また、第1レンズは負レンズで
あるので、これにアツベ数の小さいプラスチック材料t
−i用することで色収差も改善することが可能となる。
In the lens system of this invention, the second lens with large refractive power is a spherical glass lens, and the first and third lenses are aspherical plastic lenses, so that there is no influence on lens performance, and there is no pack due to temperature change. Focus fluctuations can be reduced. In addition, since the first lens is a negative lens, it is made of a plastic material with a small Atsushi number.
By using -i, chromatic aberration can also be improved.

(実施例) 以下この発明の投影レンズの実施例を示す。(Example) Examples of the projection lens of the present invention will be shown below.

表中、riはスクリーン側から第1番目のレンズ面の頂
点曲率#?i、diはスクリーン側から第1番目のレン
ズ面間隔、niはスクリーン側から第1番目のレンズ材
料の波長5431mの屈折率、νiはそのアツベ数であ
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、非球面係数をAi、非球面のべきaをPi(
Pi) 2.0 )としたとき φ=G〒T で表わされる。
In the table, ri is the vertex curvature of the first lens surface from the screen side #? i and di are the distances between the first lens surfaces from the screen side, ni is the refractive index of the first lens material from the screen side at a wavelength of 5431 m, and νi is its Abbe number. In addition, for an aspherical shape, in an orthogonal coordinate system with the apex of the surface as the origin and the optical axis direction as the
Pi) 2.0), it is expressed as φ=G〒T.

ナオ、表中にはフェースプレートGの直も示しである。Nao, the table also shows the orientation of the face plate G.

実施例1 f=103.50   口匝比1:1.04   fl
!r車−0,1355ri  cHni   νi 1      112.307 4DO1,59200
30,0291,4366,00 397B3919.00 1.59162 61.04
    −1779.33159f145      
15630721.00 1.49425 55.06
     −113fi8356.90実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 発明の効果 この発明の投影レンズ系は、実施何重ないし4でみるよ
うに、口径比が1.04と大口径で、画角も27程変と
広画角であるにもかかわらず、第2図ないしIES図に
その収差図を示すように諸収差が良く補正されている。
Example 1 f=103.50 Mouth to toe ratio 1:1.04 fl
! r car-0,1355ri cHni νi 1 112.307 4DO1,59200
30,0291,4366,00 397B3919.00 1.59162 61.04
-1779.33159f145
15630721.00 1.49425 55.06
-113fi8356.90 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Effects of the Invention The projection lens system of this invention has a large aperture ratio of 1.04 and an angle of view, as seen in Example 4. Although the lens has a wide angle of view with a deviation of about 27 degrees, various aberrations are well corrected as shown in the aberration diagrams shown in FIG. 2 or IES diagram.

実施例5は口径比が1.1、画角が2,4とやや小さい
が、wc2レンズと第3レンズの間の空気間隔が大きく
、平面ミラーを内蔵させることが可能であるKもかかわ
らず、第6図に見るように、収差補正は良好である。
Example 5 has a slightly smaller aperture ratio of 1.1 and an angle of view of 2.4, although the air gap between the wc2 lens and the third lens is large and it is possible to incorporate a plane mirror. , as seen in FIG. 6, the aberration correction is good.

いずれの場合も、光学系はコンパクトに構成され、テレ
ビグロジエクタを小型化することを可能としている。
In either case, the optical system is compactly constructed, making it possible to downsize the television glodictor.

ま九、実施例にも見られるように、正の屈折力の強い第
2レンズを球面ガラスレンズとし、第1レンズ、ts3
レンズをプラスチックレンズとすることで温度変化の影
響を小さくすると共にコストを下げ、非球面化も容易と
なるOなお、第4レンズは非常に大きい負レンズであり
、コストアップの要因となるが、これをプラスチックレ
ンズとすることKよってコストの低減を計ることができ
る。さらに第7図に示すように、メニスカスレンズLm
 と液体レンズLqノ合成レンズとすることが可能であ
シ、こしKよってレンズのコスト低減と第4レンズのフ
ェースプレート側の面とフェースプレート間での反射を
防正し、投影縁のコントラストの上昇を計ることができ
る。
9. As seen in the examples, the second lens with strong positive refractive power is a spherical glass lens, and the first lens is ts3.
By making the lens a plastic lens, the effect of temperature changes is reduced, the cost is reduced, and it is easy to make it aspherical. Note that the fourth lens is a very large negative lens, which increases the cost. By using a plastic lens for this lens, costs can be reduced. Furthermore, as shown in FIG. 7, the meniscus lens Lm
It is possible to make a composite lens with a liquid lens Lq and a liquid lens Lq, thereby reducing the cost of the lens, preventing reflections between the face plate side surface of the fourth lens and the face plate, and improving the contrast at the projection edge. You can measure the rise.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のレンズ構成を示す断面図、第2図、
第3図、第4図、第5図、第6図はそれぞれ実施例1な
いし実施例5の収差曲線図、wX7図は液体レンズを用
いた第4レンズの変形例を示す断面図である。 特許出願人   小西六写真工業株式会吐出願人代理人
 弁理士 佐  藤  文  男(はか1名) 第1図 軍   2Ii21 R面収差      非点収差      歪曲収差コ
マ収差 第3図 球面収差      非点収差      歪曲収差第
   4   図 球面収差      非点収差       歪曲収差
纂   5   図 球面収差       非点収差      歪曲収差
コマ収差 軍   6   図 球面収差      非点収差      歪曲収差コ
マ収差 第7図 L4’ G
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the lens configuration of this invention, FIG.
FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 are aberration curve diagrams of Examples 1 to 5, respectively, and FIG. wX7 is a sectional view showing a modification of the fourth lens using a liquid lens. Patent applicant Roku Konishi Photo Industry Co., Ltd. Patent attorney Fumi Sato (1 person) Figure 1 Army 2Ii21 R-plane aberration Astigmatism Distortion aberration Coma Figure 3 Spherical aberration Astigmatism Distortion Aberration No. 4 Spherical aberration Astigmatism Distortion aberration collection 5 Spherical aberration Astigmatism Distortion coma aberration 6 Spherical aberration Astigmatism Distortion aberration Comatic aberration Fig. 7 L4' G

Claims (1)

【特許請求の範囲】 スクリーン側から順に、スクリーン側に凸面を向けた負
メニスカスレンズである第1レンズ、スクリーン側に凸
面を向けた正レンズである第2レンズ、両凸レンズの第
3レンズ及びスクリーン側に凹面を向けた負レンズであ
る第4レンズからなり、少なくとも第1レンズの1面が
非球面であると共に、 f:全系の合成焦点距離 f_1_2:第1レンズと第2レンズの合成焦点距離 r_5:第3レンズのスクリーン側の面の頂点曲率半径 r_6:第3レンズのスクリーンと反対側の面の頂点曲
率半径として 0.15<f/f_1_2<0.7 −2.0<r_5/r_6<−0.45 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
用投影レンズ
[Claims] In order from the screen side, the first lens is a negative meniscus lens with a convex surface facing the screen side, the second lens is a positive lens with a convex surface facing the screen side, the third lens is a biconvex lens, and the screen. Consists of a fourth lens which is a negative lens with a concave surface facing the side, at least one surface of the first lens is an aspherical surface, and f: composite focal length of the entire system f_1_2: composite focal point of the first lens and the second lens Distance r_5: radius of apex curvature of the screen-side surface of the third lens r_6: 0.15<f/f_1_2<0.7 -2.0<r_5/ as the vertex curvature radius of the surface of the third lens on the opposite side to the screen A projection lens for a television projector, characterized in that it satisfies the condition r_6<-0.45.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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