JPS62138811A

JPS62138811A - ビデオプロジエクタ−用屈折型光学系

Info

Publication number: JPS62138811A
Application number: JP60279923A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yamakawa; 山川　和夫
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1985-12-11
Publication date: 1987-06-22
Also published as: US4875763A

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、投写管画像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。

近年、ビデオプロジェクタ−の発展に伴って、種々のビ
デオプａノエクター用屈折型光学系が提案されている。

すなわち、大口径化、高性能化、広角化などの種々の要
求に応じて、様々なレンズタイプの光学系が提案されて
いる９更に、最近では、オプティカルの発達により、投写管と光学系との開を適当な媒質で充
填して、その間の冷却効果を得ｊこり、面間反射の低減
により光学的性能を向上させたりすることが行なわれて
いる。そして、このオプティカル・カップリングの技術
に合わせて開発されたビデオプロジェクター用屈折型光
学系も多数提案されている。

本発明の目的は、１述した多様な要求にすべて対応でき
る、大口径、高性能、勝つ広角であるビデオプロシ゛エ
クター用屈折型光学系を提供することにある。

そして、上記目的を達成するために、本発明にかがるビ
デオプロジェクタ−用屈折型光学系は、Ｆ（直が２より
も明るいととも；こ、第１．３，５，７。

９、１１図に示されるように、スクリーン側より投写管
側へ順に、スクリーン側に凸面を向けた正レンズからな
る第１レンズ（Ｌｌ）、スクリーン側に凸面を向けた負
メニスカスレンズからなる第２レンズ（Ｌｌ）、ガラス
の両凸レンズからなるｔ５３レンズ（Ｌ３）、及びスク
リーン側に凹面を向けた負レンズからなる第４レンズ（
Ｌ，）がらなり、その少なくとも１つのレンズ面は非球
面であるとともに、Ｆ記の条件を７１４足することを特
徴とする。

（１）　　　　　ｌｒ２／ｒｌ＞ｓ但し、ここで、ｒは全系の焦，貞距離、「２はｆｔＳ２
レンズ（Ｌｌ）の焦点距離である。

以下、本発明について詳細に説明する。本発明は、プラ
スチックレンズの利用により少なくとも１面に非球面を
導入して良好なＩＪ９．差補正を確保するとともに、レ
ンズ系中において正の屈折力の負担が比較的大きい第３
レンズ（Ｌｌ）を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的性能の変化を小さくしている。

また、このガラスレンズは、投写管の蛍光面から発生す
るＸ＠を遮蔽する効果も有している。

条件（１）は第２レンズ（Ｌｌ）の屈折力を規定するも
のであり、軸上及び軸外の収差補正のバランスをとるた
めに有効である。この条件（１）を満足しないと、高次
の球面収差が発生するとともに像面湾曲の負変移をきた
すので、明るく高性能を有する先学系を得ることが困難
となる。

更に、本発明においては、上記条件（１）に加えて以下
の条件を満足することが望ましい。

（２）　　　　　　ｒ２／ｒｚ＜−６（３　）　　　　　　　口，＞１．５５（１．シ、ここ
で、ｒ３はｐＪｆＪ２レンズ（Ｌｌ）ノスクリーン側の
而（ｒ，）の曲率半径、ｎ３は第３レンズ（Ｌｌ）の屈
折率である。

条件（２）は第２レンズ（Ｌｌ）の屈折力とそのスクリ
ーン側の而（ｒ３）の曲率半径とめ関係を規定するもの
であり、条件（２）を満足しないと、像面湾曲が補正過
剰になるとともに、軸外のサノタルフレアが増大する。

条件（３）は、ガラスレンズからなる第３レンズ（Ｌ，
）の屈折率を規定するものであり、条件（３）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（Ｌ３）に所定の屈折力
を午えるためには屈折面の曲率がきつくなりすぎ、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
ランス良く補正するのが困難となる。

更に、本発明においては上記条件（１）〜（３）に加え
て以下の条件をも満足することが望ましい。

（４）　　　０．４＜ｒ，／ｒ＜２．０条件（４）は第
２レンズ（Ｌｌ）のスクリーン側の面（ｒ３）の曲率半
径を全系の焦点距離との関係１こおいて規定するもので
ある。条件（４）の上限を越えろと、像面湾曲が補正過
剰になるとともに軸外のサノタルフレアが発生し、条件
（４）の下限を越えると、高次の球面収差が発生すると
ともに像面湾曲の負変移をさたす。

以下、本発明の実施例を示す。以下の記述において、ｒ
１＋ｒ２＋・・・・・・はスクリーン側から数えた各レ
ンズ面の曲率半径、ｄｌｌｄ２１・・・・・・はスクリ
ーン側から数えた各レンズ面間の芯厚もしくは空気間隔
、ｎ＋＋ｎ２＋・・・・・・はスクリーン１１１１＋か
ら数えた各レンズのｄｌＱ＜波及５８７．６ｎｏ＋＋７
）尤）に対する屈折率、’１１ν，，・・・・・・はス
クリーン側から数えた各レンズのｄ線に対するアツベ数
である。また、非球面が導入される面（＊印で表示）の
形状については、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、近軸曲率をＣ８とすると、その非球面形状は次
の式にて表される。

１　＋（１（ＣｏＹ）２）’　２　ｉ＝２各実施例にお
いて、（Ｐ）は投写管の７エースプレートであり、（ｒ
＾）はそのスクリーン側の面、（ｒＢ）はその蛍光面で
ある。実施例にががるビデオプロジェクター用屈折型光
学系の最終面（第４レンズの投写管側の面）から７エー
スプレート（Ｐ）までの軸上空気間隔をｄ、とし、フェ
ースプレー）（Ｐ）のＩ７みをｄ＾とする。実施例４，
５．６はオプティカル・カップリング用のものであり、
第４レンズ（Ｌ、）と７エースプレート（Ｐ）との間が
別の媒質（ＯＣ）によって充填されている。この媒質（
ＱＣ）の芯厚をｄＯとし、その屈折率をｎｏ、アツベ数
をν０とする。なお、この媒質は、実施例では単一の物
質となっているが、複数層でもよく、屈折率に応じて厚
みをｇ！４整すれば光学的性能上の影響はほとんどない
。

以下に示す実施例の表中において、ｆは全系の焦点距離
、βはその横倍率、ＦｎｏはＦナンバー、２ωは画角を
それぞれ表している。

第１．３，５，７，９．１１図はそれぞれ実施例１゜２
．３，４，５．６のレンズ断面図、第２．４，６，８゜
ｉ　ｏ、ｉ　２図はそれぞれ実施例１．２，３，４．５
．６の収差図である。実施例１は大口径レンズの例であ
り、実施例２．３は高性能レンズの例であり、実施例４
，５．６はオプティカル・カップリング用の広角レンズ
の例である。本発明においては、これらの実施例に示さ
れるように、ビデオプロジェクタ−用屈折型光学系の大
口径化、高性能化、広角化、及びオプティカル・カフブ
リングのそれぞれの仕様に対して性能の良好な屈折型光
学系を提供することができる。

（以下余白）ＸＡ呵↓ ｆ＝１００　　　β＝−０，０５７Ｆｎｏ＝０，８８　
　２ω＝５２゜曲率半径　　　軸上面間隔　　屈折率（
ｎｄ）　　　アツベ数（νｄ）ｒ、＊　　８８，１５（Ｌｌ）　　　　　　　ｄ１２２．８８　　　ｎ、１，
４９１　　　　Ｖ＋　　５７，８「２ｃ′。

ｄ２２１．６８ｒ３　　５１．９５（Ｌ２）　　　　　　　ｄ−２０，４８ｎ２　１，４９
１　　　　シア５フ、８ｒ４４２．５５ｄ、　　　１５．６６ｒ、９８．６９（Ｌ　ｚ）　　　　　　　ｄｓ　　　２２，８８　　　
Ｉ＋３　１．６２０　　　　ν、　　６０．３ｒ６−１
２２．１２ｄｓ　　　２２．４４ｒ、＊　−５４，４８（Ｌ、）　　　　　　　ｄ７４．４６　　１１＋　　１
，４９１　　　　シ４５７，８ｒ、　　　　　ｌｄ、　　　８．９４ｒ・八　　　　　〇〇（Ｐ）　　　　　　　　　　　　　　　ｄ八　　　　１
１．５６　　　　　　ｎΔ　　１．５３６　　　　　　
　ｖ＾　　５１．Ｏｒｅ　　　■ Ｘ塩田えｒ＝１００　　　β＝−０，０５２Ｆｎｏ＝１．０５　
　２ω＝５３゜曲率半径　　　軸上面間隔　　屈折率（
ｎｄ）　　　７ｙべ数（νｄ）ｒ＋”　　９１．８２（Ｌ、）　　　　　　　ｄ、１６．４４　　　ｎ、１．
４９１　　　１’＋　　５７．８ｒ２　　　　　ｏ。

ｄｚ　　　４４．８６ｒ）　　　５４．８２（Ｌ２）　　　　　　　ｄ、　　　６．５１　　　ｎ２
　１．４９１　　　　ｕ２５７，８ｒ、　　　５１．６
７ｃｌ、　　　１１．０９ｒ５　１０９，２４（Ｌｌ）　　　　　　　ｄｉ　　　１４．２４　　　ｎ
ｓ　　１．６２ＯＬ’＊　　６０．３ｒ６　　（４７，
１７ｄ、　　　３９．４５ｒ、＊　−４０，８５（Ｌ４）　　　　　　　’ｄ７　　３．４２　　　ｎ、
　　１．４９１　　　　シイ５フ、８ｒ６　　　　　′ ｄａ　　　４．１８「八　　　　　〇〇（Ｐ）　　　　　　　　ｄ＾　　１０，２７　　　ｎ＾
　１．５３６ｖ＾　５０．７ｒ［１００火血桝主ｆ　＝　１００　　　β＝−０，０６１Ｆｎｏ＝１．０
４　　２ω＝５３’曲率牛径　　　軸上面間隔　　屈折
率（ｎｄ）　　　アツベ数（νｄ）ｒｌ＊　　９５．０
０（Ｌ、）　　　　　　　　　　　　ｄ、　　　　　１７
．７６　　　　　口、　　　１．４９１　　　　　　　
ν１　５７．８ｒ２　３０５４．４６ｄ２７．３５ｒｌ　　　６３．０８（Ｌ、）　　　　　　　ｄ、　　　６，９２　　１１２
　１．４９１　　　　ν、　　５７．８ｒ４５９．１５ｄ４４０，３２ｒｓ　　１２６．２４（Ｌ、）　　　　　　　ｄ５１６．０１　　　ｎ３　１
．６２０　　　１／、　　＋３０．３ｒ６　−１３４．
５２ｄ６４６．２２１７本　−４０，９２− （Ｌ＋）　　　　　　　ｄｔ　　　３，４３　　　ｎ−
１，４９１Ｌ’、５７，８ｒｌ　　　　　″）ｄａ　　　３．５７ｒＡｏ。

（Ｐ）　　　　　　　　　　　　　　　　ｄ＾　　　　
１０，３０　　　　　　ロＡ　　　１．５３６　　　　
　　　　νΔ　　５０．７ｒＢ　　　（１）曲率半径　　　軸上面間隔　　屈折率（ｎｄ）　　　ア
ツベ数（νｄ）「１本　９４．０９（Ｌｌ）　　　　　　　ｄｔ　　　２０．０５　　　ｔ
ｂ　　１．４９１　　　　ν＋　　５７．３ｒ、　　１
０５．９２（Ｌ２）　　　　　　　　　　　　　ｄｓ　　　　　７
，６８　　　　　Ｊ　　　］、、４９１　　　　　　　
ν２　５７，８ｒ４１００．８５ｄ、　　　２５．２５ｒｓ　　　１３８．７１（Ｌ３）　　　　　　　ｄｓ　　　２０，９４　　　ｎ
３　１．６２０　　　１／３　６０．３ｍｓ　　−１３
１，５０ｄ６５３．５５ｒ、＊　　−４７，８９（Ｌ、）　　　　　　　’ｄ、　　　４．６３　　　ｎ
、　　１．４９１　　　１／、　　５７，８「６　　　
　′ （ＱＣ）　　　　　　　　　　　　　　ｄｏ　　　　　
１６．１８　　　　　　ｎｏ　　　１．４１０　　　　
　　　　ｖｏ　　　５１．５「＾　　　■ （Ｐ）　　　　　　　　ｃｌ＾　　６，４８　　　ｎＡ
　１．５３６　　　　ｖＡ　５１．。

ｒｅ　　　　（１）Ｘ血皿１ｒ＝ｔｏｏ　　　β＝−０，１２６Ｆｎｏ＝１．０４　
　２ω＝７１゜曲率半径　　　軸上面間隔　　屈折率（
ｎｄ）　　　ア・／べ数（νｄ）ｒ、本１１０．６８（Ｌ、）　　　　　　　ｄ、　　　１８．１０　　　ｎ
、　　１．４９１　　　　ν、　　５７．８ｒ２　４８
７．７４ｄ２１１．６０ｒ、　　１０８．２１（Ｌ２）　　　　　　　ｄ３８，６１　　　＋１２　１
．４９１　　　　シア５フ、８ｒ４９０．３３ｄ４２２，１５ｒｓ　　１４９．０３（Ｌ３）　　　　　　　ｄ５２０．９６　　　ｎ：１１
，６２０　　　　νｖ　　６０．３ｒ６−１１６．３０ｄ６７０．６８ｒ７＊　−５５，８６（、Ｌｌ）　　　　　　　ｄ７４，５６　　　＋１４　
１．４９１　　　　ν、　　５７，５ｒＩＩＯ０（ＱＣ）　　　　　　　ｄｏ　　　８．０Ｉ　　　ｎｏ
　　ｆ、４１０　　　　ｖｏ　　５１．５ｒＡ　　　艶（Ｐ）　　　　　　　　　　　ｄ＾　　　６．３８　　
　　、ｎＡ　１，５３６　　　　　ν八　５０．７ｒｆ
３　　００曲率半径　　　軸上面間隔　　屈折率（ｎｃｌ）　　　
ア・ノベ数（ν、」）１１本　１０３．５５（Ｌ−）　　　　　　　ｃＬ　　　２１．５９　　　ｎ
ｌ　　１，４９１　　　　ν、　　５７．８ｒ２２２８
９９．０２ｄ２１６．１１ｒ−ＬＯ８，３７（Ｌ２）　　　　　　　ｄｓ　　　９，６９　　　ｎ＝
　　１．４９１　　　　ｖ２５７，８ｒ、　　　８４．
４６ｄ、　　　２４．１５ｒｓ　　　１３６．２５（Ｌ））　　　　　　　ｄ、２２．３２　　　ｎ３　１
．６２０　　　　シー、　　６０．３ｒ（、−１３３，
００ｄ６６０．８３１７本　−４９，４４（Ｌ、、）　　　　　　　ｄ７４．６０　　　＋１＋　
　１．４９１　　　　ν、　　５７．Ｓｒ８　　　　°
０（ＱＣ）　　　　　　　ｄｏ　　　６．７５　　　ｎｏ
　　１．４１０　　　　ｖｏ　　５１．５ｒΔ　　　　
■ （Ｐ）　　　　　　　　　　　ｄ＾　　　６．伺　　　
ｎＡ　　１．５３６　　　　　ｖＡ　　５０，７Ｂｃ１
Ｏ４、図面のｒｆＪ、ｊｌｌな説明第１．３，５．７，９．１１図はそれぞれ本発明実施例
１．２．３．４．５．６のレンズ断面図、第２，４１６
．８，１０．１２図はそれぞれ本発明実施例１，２゜３
　、　＝ｉ　、　５　、６の収差図である。

（Ｌ　、）；？ｔＳルンズ、（Ｌ２）；第２レンズ、（Ｌ、）；第３レンズ、（Ｌ、）；第４レンズ。

以上出願人　ミ／ルタカ〆う株式会社第４図球面櫃　　　　　　　　ノＦ７党収差第６図稼働ｄ　　　非、ヤ収麦第３図球面双先　　　　　　　　弗２ｅ、収麦第７２図了解醤暑太 ’＜味区史戸、賊

Claims

【特許請求の範囲】１、スクリーン側より投写管側へ順に、スクリーン側に
凸面を向けた正レンズからなる第１レンズ、スクリーン
側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レン
ズ、ガラスの両凸レンズからなる第３レンズ、及びスク
リーン側に凹面を向けた負レンズからなる第４レンズか
らなり、その少なくとも１つのレンズ面は非球面である
とともに、下記の条件を満足することを特徴とするＦ値
が２よりも明るいビデオプロジェクター用屈折型光学系
：｜ｆ＿２／ｆ｜＞８但し、ここで、ｆは全系の焦点距離、ｆ＿２は第２レンズの焦点距離、である。２、更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：ｆ＿２／ｒ＿３＜−６ｎ＿３＞１．５５但し、ここで、ｒ＿３は第２レンズのスクリーン側の面の曲率半径、ｎ＿３は第３レンズの屈折率、である。３、更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２項記載のビデオプロジェクター用屈折型光
学系：０．４＜ｒ＿３／ｆ＜２．０