JPS61249014A - ビデオプロジエクタ−用屈折型光学系 - 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】 本発明は、投写管の螢光面上のビデオイメージをスクリ
ーン上に投写するビデオプロジェクタ−用屈折型光学系
に関する。

一般に王管式のカラービデオプロジェクタ−では、それ
ぞれの投写管に対して、投写光学系を配し、スクリーン
上においてそれらを合成する構成なので、それぞれの投
写光学系は単色光を投写するだけでよく、色収差の補正
はさして考慮しなくてもよい。しかしながら、単色光と
は言っても、投写管による像はその螢光体特性により、
いくらかの波長巾を有する光により形成されており、特
に緑及び青の像は、単色光による像とは言い難い面があ
る。また、ビデオプロジェクタ−用屈折型光学系は、一
般に非球面を導入するためにプラスチックレンズを用い
て構成されるが、プラスチックの屈折率の温度変化によ
る像点移動が問題となる。

本発明の目的は、色収差及び温度変化による像点移動を
少くするとともに高性能かつＦ値の明るいビデオプロジ
ェクタ−用屈折型光学系を提供することにある。

本発明の特徴は、第１．３．５図より明らかなように、
スクリーン側より順に、スクリーン側に凸面を向けた正
屈折力の第１レンズ（Ｌ１人負屈折力の第２レンズ−（
Ｌ２）、両凸の第３レンズ（Ｌ３）、及びスクリーン側
に凹面を向けた負屈折力の第４レンズ（Ｌ４）より成り
、少くとも１面が非球面であるとともに、少くとも第３
レンズ（Ｌ３）がガラスレンズであり、かつ以下の条件
を満足するＦ２より明るいビデオプロジェクタ−用屈折
型光学系である。

（１）　　ｔ、ｏ＜Ｉｆ２１．＃（２，５（２）Ｆ２＜
４０ 但し、ｆは、全系の焦点距離、Ｆ２は第２レンズ単独の
焦点距離、Ｆ２は第２レンズのアツベ数である。

以下本発明についてさらに詳しく説明する。本発明は、
プラスチックレンズの利用により少くとも１面の非球面
を導入して良好な収差性能を確保するとともに、レンズ
系中の正屈折力の負担が比較的大きい第３レンズ（Ｌ３
）を少くともガラスレンズとして構成することにより温
度変化による光学性能の変化を小さくしている。また、
このガラスレンズは、投写管の螢光面から発生するＸ線
を遮蔽する効果も有している。条件（１）は色収差補正
と他の収差の補正とのバランスをとるためのもので、そ
の下限を越えると高次の球面収差が発生するとともに、
像面彎曲の負偏移をきたす。一方条件（１）の上限を越
えると縦色収差を充分補正することが困難となる。条件
（２）は条件（１）とともに色収差補正に関するもので
、この条件を満足しない場合、縦色収差を充分補正する
ことが困難となる。

本発明の実施にあたっては、さらに以下の条件が重要で
ある。

（３）　　１．２５＜ｊｌ＃＜２．０ （４）　　１　（ｄ２／　ｄ４（５ （ｓ）ｎ３＞ｔ、５５ 但し、ｆｌは第２レンズ単独の焦点距離、ｄ２は第１レ
ンズと第２レンズとの間の空気間隔、ｄ４は第２レンズ
と第３レンズとの間の空気間隔、ｎ３は第３レンズの屈
折率である。条件（３）は軸上及び軸外の収差補正のバ
ランスをとるためのもので、そのタルフレアーが発生す
る。いずれの場合も軸上及び軸外での収差補正のバラン
スがとれず明るく高性能な一光学系を得ることが困難と
なる。条件（４）は第２レンズの配置を適切にすること
により軸上収差と軸外収差の補正のバランスをとるため
のもので、その下限を越えると非点隔差が増大する。

一方、条件（４）の上限を越えると高次の球面収差が発
生する。条件（５）は第３レンズの屈折率を規定するも
ので、この条件を満足しないと、Ｘ線遮蔽効果のあるガ
ラス材料を得ることが困難となるとともに、第３レンズ
に所定の屈折力を与えるための屈折面曲率がきつくなり
、球面のガラスレンズでは、球面収差をはじめとする諸
収差をバランスよく補正するのが困難となる。

本発明の実施態様においては、さらに第１レンズ及び第
２レンズがプラスチックレンズで構成される。一般的に
プラスチックの屈折率の温度による変化の係数は、ガラ
スに較べ１ケタ以上大きい。

ところで色収差の補正には分散の大きな材料により構成
された負レンズが必要である。そこでこの負レンズとこ
れと屈折力的に見合う正レンズとをプラスチックで構成
すれば温度変化による像点移動を相殺することができる
。本発明実施態様における第１レンズと第２レンズは、
このようなプラスチックレンズの組合せに該当する。

次に本発明の実施例を示す。以下の記述においてｒｌ、
ｒ２・・・はレンズ各面の曲率半径、ｄｌ、ｄ２．・・
・はレンズ面間の肉厚または空気間隔、ｎｌ、ｎ２　、
・・・は各レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍの光）に
対する屈折率、シ１．シ２．・・・はｄ線に対するアツ
ベ数である（すべてスクリーン側から投写管側への１＠
）。

また、非球面形状を有する面（＊印で表示）については
、その面の頂点から光軸上に投写管方向を正とするＸ軸
をとり、同頂点にＸ軸と垂直なＹ軸をとるとき非球面形
状を次の式にて表わす。

また、各自施例においてＰは投写管のフェースプレート
であり、ｒＢが螢光面である。

第１．３．５図は実施例１，２．３の構成図、第２．４
．６図は螢光面を基準とする実施例１゜２．３の収差図
である。

なお、各実施例において、ガラスレンズはすべて球面単
レンズであるが、球面ガラスレンズの表面に薄い光学物
質を貼りつけその表面を非球面とした複合非球面レンズ
を例えば第３レンズに採用することも可能である。本発
明では「ガラスレンズ」という用語によって、上記のよ
うな複合非球面レンズをも意味するものとする。また、
実施例２では第４レンズ（ＬりとフェースプレートｆＰ
）が接近している。この空気間隔はゼロでもよいが、こ
のようなわずかな空気間隔を設ける理由は、この間隔に
別の物質を充填して使用するためである。

この場合、ｒ８とｒＢとの間の軸上厚は、充填物質の屈
折率とフェースプレートの屈折率に応じて決めればよい
。

（実施例１） ｆ＝１００．β＝−０，０６１，Ｆ値１．０５ｄｚ　２
６．９４ （実施例２） ｆ＝１００．β＝−０，１２６，Ｆ値１．０５（実施例
３） ｆ＝１００．β＝−０，１，０５、Ｆ値１．０５

【図面の簡単な説明】

第１．３．５図はそれぞれ本発明の実施例１゜２．３の
構成図、第２．４．６図はそれぞれ上記実施例１　、２
　、、３の収差図である。 Ｌｌ・・・・・・・・・第２レンズ Ｌ３・・・・・・・・・第２レンズ Ｌ３・・・・・・・・・第３レンズ Ｌ４・・・・・・・・・第４レンズ Ｐ・・・・・・・・・フェースプレート出願人　　ミノ
ルタカメラ株式会社 第１図 第３図 第５図 手　　続　　補　　正　　書 昭和６１年４月１６８ １、事件の表示 昭和６０年特許願第９１８３３号 ２、発明の名称 ビデオプロジェクタ−用屈折型光学系 ３、補正をする者 事件との関係　　出　願　人 住所　大阪市東区安土町２丁目３０番地　大阪国際ビル
自発補正 ５、補正の対象 ６、補正の内容 （υ　明細書第８頁下から３〜５行「この空気１隔はゼ
ロでもよいが、・・・・・・・・・使用するためである
。 を［この空気間隔はゼロでもよい。すなわち、。 ヒ ニスプレー）ＣＰ）＆第４レンズ（Ｌ４）の間に別Ｃ物
質を充填し、この別の物質とフェースブレー全体を第４
レンズ（Ｌ４）に密着したフェースプｌ−トと考えても
よい。」と補正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スクリーン側より順に、スクリーン側に凸面を向け
   た正屈折力の第１レンズ、負屈折力の第２レンズ、両凸
   の第３レンズ、及びスクリーン側に凹面を向けた負屈折
   力の第４レンズより成り、少なくとも一面が非球面であ
   るとともに、少くとも第３レンズがガラスレンズであり
   、かつ以下の条件を満足することを特徴とするＦ２より
   明るいビデオプロジェクター用屈折型光学系： １．０＜｜ｆ＿２｜／ｆ＜２．５ ν２＜４０ 但し、ｆは、全系の焦点距離、 ｆ２は第２レンズ単独の焦点距離、ν２は第２レンズの
   アッベ数。 ２、さらに以下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項記載のビデオプロジェクター用屈折型
   光学系： １．２５＜ｆ＿１／ｆ＜２．０ 但し、ｆ＿１は第１レンズ単独の焦点距離。 ３、さらに以下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項又は第２項記載のビデオプロジェクタ
   ー用屈折型光学系： １＜ｄ＿２／ｄ＿４＜５ 但しｄ＿２は第１レンズと第２レンズとの間の空気間隔
   、ｄ＿４は第２レンズと第３レンズとの間の空気間隔。 ４、さらに以下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項乃至第３項のいずれかに記載のビデオ
   プロジェクター用屈折型光学系：ｎ＿３＞１．５５ 但しｎ＿３は第３レンズの屈折率 ５、第１レンズと第２レンズがプラスチックであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
   かに記載のビデオプロジェクター用屈折型光学系。