KR100234193B1 - Projection optical system - Google Patents

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor

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Abstract

본 발명은 색수차가 보정된 프로젝션(PROJECTION) 광학계에 관한 것으로서, 제1렌즈군, 제2 렌즈군 및 제3렌즈군으로 구성되는 프로젝션 광학계에 있어서, 적어도 한개의 구면 렌즈를 가지며 고굴절률의 양의 파워를 가지는 제1렌즈(L1)가 마련되는 제1렌즈군(G1)과 ; 구경수차 및 종색수차를 제거하는 적어도 한개의 비구면 렌즈인 제2렌즈(L2)와, 양의 파워와 음의 파워가 결합되어 광학계 전체의 메인 파워를 이루는 이중렌즈인 제3, 제4렌즈(L3)(L4)와, 상기 제3, 제4렌즈(L3)(L4)와 파워를 분담하는 제5렌즈(L5)가 마련되는 제2렌즈군(G2)과 ; 상기 제2렌즈군(G2)에 비하여 상대적으로 약한 파워를 가지는 비구면 렌즈의 제6렌즈(L6)가 마련되어 중심부의 구면수차와 종색수차를 보정하고, 주변부의 비축수차를 보정하는 제3렌즈군(G3)과 ; 음극선관에 면하여 위치하는 음의 제7, 제8렌즈(L7)(L8)가 마련되어 강한 음의 파워를 제공하는 제4렌즈군(G4)이 마련되는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection optical system in which chromatic aberration is corrected, wherein the projection optical system comprising a first lens group, a second lens group, and a third lens group has at least one spherical lens and has a high refractive index. A first lens group G1 provided with a first lens L1 having power; The second lens L2, which is at least one aspherical lens for removing aperture aberration and longitudinal chromatic aberration, and the third and fourth lenses L3, which are dual lenses that combine positive power and negative power to form the main power of the whole optical system. A second lens group G2 provided with L4 and a fifth lens L5 which shares power with the third and fourth lenses L3 and L4; A third lens group (6) of the aspherical lens having a relatively weaker power than the second lens group (G2) is provided to correct spherical aberration and longitudinal chromatic aberration at the center, and to correct axle aberration at the peripheral portion ( G3) and; A fourth seventh lens group G4 that provides strong negative power by providing negative seventh and eighth lenses L7 and L8 positioned to face the cathode ray tube is provided.

Description

프로젝선(PROJECTION) 광학계PROJECTION OPTICAL SYSTEM

제1도는 종래 프로젝션 광학계의 렌즈 배치도.1 is a lens arrangement of a conventional projection optical system.

제2도는 본 발명에 의한 프로젝션 광학계의 렌즈 배치도.2 is a lens arrangement diagram of a projection optical system according to the present invention.

제3도는 제2도의 구면 수차도.3 is a spherical aberration diagram of FIG.

제4도는 제2도의 상면 만곡, 색수차 및 왜곡 수차도.4 is a top view curvature, chromatic aberration and distortion aberration of FIG.

제5도는 본 실시예 2의 렌즈 배치도.5 is a lens arrangement of the second embodiment.

제6도는 제5도의 구면 수차도.6 is a spherical aberration diagram of FIG.

제7도는 제5도의 상면 만곡, 색수차 및 왜곡 수차도.FIG. 7 is a diagram showing top surface curvature, chromatic aberration, and distortion aberration of FIG.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

Li : i 번째 렌즈요소 Si : i 번째 면번호Li: i th lens element Si: i th surface number

본 발명은 프로젝션(PROJECTION) 광학계에 관한 것으로서, 상세하게는 색수차가 보정된 프로젝션 (REAR TYPE PROJECTION) 광학계에 관한 것이다.The present invention relates to a projection optical system, and more particularly to a projection (REAR TYPE PROJECTION) optical system.

프로젝션 텔레비젼 시스템에서는 일반적으로 적, 청, 녹, 3개의 단색 음극선관을 사용하게 된다. 상기 3개의 단색 음극선관에 각각 형성된 영상들은 스크린 위로 프로젝션되며, 상기 스크린에는 3개의 분리된 영상들이 결합되어 완전한 칼라의 화면을 형성하게 된다.Projection television systems typically use red, blue, green, and three monochromatic cathode ray tubes. Images formed on the three monochrome cathode ray tubes are projected onto a screen, and the three separate images are combined on the screen to form a full color screen.

이러한 응용에서 사용되는 광학계는 일반적으로, 음극선관 부근에서의 강한 음(NEGATIVE)의 렌즈와, 상기 음의 렌즈로 부터 소정 간격 떨어져 마련된 강한 양(POSITIVE)의 파워(POWER : 초점거리의 역수)의 렌즈와, 그리고 상기 음극선관으로 부터 멀리 떨어진 보다 약한 렌즈들로 결합되어 이루어진다. 이러한 광학계의 예가 미국 특허 US 4,300,817 ; 4,348,081 과 4,526,442에 나타나 있다.Optical systems used in these applications generally include a strong negative lens near the cathode ray tube and a strong positive power (POWER: inverse of the focal length) provided at a predetermined distance from the negative lens. And a weaker lens farther away from the cathode ray tube. Examples of such optical systems are described in US Pat. No. 4,300,817; 4,348,081 and 4,526,442.

실제로 각 음극선관에서 사용되는 형광막들은 완전한 단색광을 방출하지 않는다. 특히 녹색 음극선관의 방출 스펙트럼은 스펙트럼의 적색부와 청색부에서 메인 피크(MAIN PEAK) 외에 중요한 사이드 밴드(SIDE BAND) 들을 갖고 있다. 만약 프로젝션 광학계가 색에 대한 보정이 이루어 지지 않는다면, 이러한 색의 퍼짐(CHROMATIC SPREAD)은 결상의 콘트 라스트(CONTRAST) 저하는 물론 때때로 색 간섭(COLOR FRINGING) 현상을 일으키게 된다.In fact, the fluorescent films used in each cathode ray tube do not emit complete monochromatic light. In particular, the emission spectrum of the green cathode ray tube has important side bands in addition to the main peak (MAIN PEAK) in the red and blue portions of the spectrum. If the projection optics are not corrected for color, this chroma spread causes color contrast and sometimes color interference.

따라서 데이타 디스플레이(DATA DISPLAY), IDTV(INTERMEDIATE DEFINITION TV), 또는 HDTV(HIGH DEFINITION TV) 등으로의 응용에서 고화질을 이루려면, 렌즈의 색수차에 대해 확실한 보정을 해주는 것이 바람직하다.Therefore, in order to achieve high image quality in applications such as data display, IDTV (INTERMEDIATE DEFINITION TV), HDTV (HIGH DEFINITION TV) and the like, it is desirable to make sure that the chromatic aberration of the lens is corrected.

특히 짧은 투사 거리와 넓은 화각(ANGULAR FIELD OF VIEW)이 요구되는 리어 타입(REAR TYPE) 프로젝션 광학계의 경우에는 색수차 개선이 요구되며, 데이타 디스플레이 또는 HDTV 방송의 수신을 위한 렌즈계 일때는 MTF(MODULATION TRANSFER FUNCTION : 렌즈의 성능을 나타내는 수치임) 10 line pairs/㎜ (1㎜ 안에 10개의 흑과 백의 line pair 가 포함되어 있다는 의미임)의 양호한 해상력(RESOLVING POWER)를 가져야 한다.Especially in the case of rear type projection optics that require a short throw distance and a wide field of view, chromatic aberration needs to be improved, and MTF (MODULATION TRANSFER FUNCTION) for lens systems for data display or HDTV broadcast reception. It should have good resolution power of 10 line pairs / mm (meaning that 10 black and white line pairs are included in 1mm).

상기 미국 특허 4,300,817과 4,348,081 그리고 4,526,442 에서와 같은 일반 광학계의 경우는, 색수차의 보정없이 구성이 되며 MTF 5 line pairs/㎜ 의 양호한 해상력이 요구되고 있다. 이러한 경우 녹색 음극선관의 사이드 밴드(490㎚, 590㎚ 및 625㎚)로 인하여 결상의 콘트 라스트 저하 및 가시광의 색간섭 현상이 발생하게 된다.In the case of general optical systems such as US Patent Nos. 4,300, 817, 4,348, 081 and 4,526, 442, a configuration without chromatic aberration correction is required and a good resolution of MTF 5 line pairs / mm is required. In this case, due to the side bands (490 nm, 590 nm, and 625 nm) of the green cathode ray tube, contrast reduction of an image and color interference of visible light occur.

최근 들어서는 HDTV에 대한 관심이 높아 지고 있으며, 또한 가정용 하이 데피니션(HIGH DEFINITION) 리어 타입 프로젝션 TV의 수요를 기대하여 콤팩트(COMPACT)한 크기의 리어 타입 프로젝션 광학계가 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 상기 리어 타입 프로젝션 광학계도 짧은 TCL(TOTAL CONJUGATE LENTH : 음극선관으로 부터 투과형 스크린까지의 거리를 나타냄)을 가지는 대(大)구경비의 대(大)화각을 유지해야 되며, 색수차를 양호하게 보정하여 1500본(本)(≒ MTF 6.1 line pairs/㎜) 이상의 양호한 해상력을 달성해야만, 향후 가정용으로서 슬림(SLIM)한 크기를 가지는 하이 데피니션 리어 타입 프로젝션 광학계가 가능하게 된다.In recent years, interest in HDTV has been increasing, and in addition, a rear-type projection optical system having a compact size is required in anticipation of the demand for home high definition rear-type projection TVs. In order to meet these demands, the rear type projection optical system must also maintain a large field of view with a large aspect ratio having a short TCL (TOTAL CONJUGATE LENTH), which represents a distance from a cathode ray tube to a transmission screen. It is necessary to attain a good resolution of 1,500 (≒ MTF 6.1 line pairs / mm) or more by satisfactorily correcting the above, and a high definition rear type projection optical system having a slim (SLIM) size for home use is possible in the future.

색수차가 보정된 고해상도의 프로젝션 광학계를 위한 특허로는 미국 특허5,015,076과 4,976,525 등이 있으며, 이것은 프론트 타입(FRONT TYPE)의 프로젝션 광학계에 적용되는 것들이다.Patents for high-resolution projection optics with chromatic aberration correction include US Pat. Nos. 5,015,076 and 4,976,525, which are applied to front-type projection optics.

이에 반하여, 짧은 투사 거리와 화각이 큰 리어 타입 프로젝션 광학계에 관한 종래의 프로젝션 광학계가 미국 특허 US 4,963,007에 기술되어 있으며, 이것은 MTF 가 5 line pairs/㎜ 까지만 고려된 NTSC(NATIONAL TELEVISION SYSTEM COMMITTEE)용 프로젝션 광학계이다. 제1도는 이러한 종래의 프로젝션 광학계를 구성하는 렌즈 배치도이다.In contrast, a conventional projection optical system for a rear type projection optical system having a short throw distance and a large field of view is described in US Pat. It is an optical system. 1 is a lens arrangement constituting such a conventional projection optical system.

제1도를 참조하면 종래의 프로젝션 광학계는, 양의 제1렌즈(L1)와, 이로부터 소정 간격 떨어져 있으며 적어도 한면이 비구면(ASPHERICAL SURFACE)이고 상기 양의 제1렌즈(L1) 보다 고분산(HIGH DISPERSION)인 음의 제2렌즈(L2)로 이루어진 제1렌즈군 (G1)과 ; 적어도 하나의 양의 제3렌즈(L3)와, 이로부터 소정 간격 떨어져 있으며 상기 양의 제3렌즈(L3) 보다 고분산인 음의 제4렌즈(L4)로 이루어지며, 양의 파워를 제공하는 제2렌즈군(G2)과 ; 음극선관에 면하여 위치하며 강한 음의 제6, 제7렌즈(L6)(L7)로 이루어져 음의 파워를 제공하는 제3렌즈군(G3)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional projection optical system includes a positive first lens L1 spaced apart from the positive first lens L1 at least one surface by an aspherical surface and has a higher dispersion than the positive first lens L1. A first lens group G1 consisting of a negative second lens L2 which is HIGH DISPERSION; At least one positive third lens L3 and a negative fourth lens L4 that is spaced apart from the positive third lens L3 and is more dispersed than the positive third lens L3, and provides positive power. Second lens group G2; It is composed of a third lens group G3 positioned to face the cathode ray tube and provided with strong negative sixth and seventh lenses L6 and L7 to provide negative power.

그리고 상기 제2렌즈군(G2)과 제3렌즈군(G3) 사이에는 비구면의 보정렌즈(CORRECTOR LENS)인 제5렌즈(L5)가 마련되며, 상기 제7렌즈(L7)에는 제6렌즈(L6)의 굴절률과 조화되며 음극선관의 온도 상승에 대비하는 냉각액이 삽입되어 있으며, 상기 제1, 제2, 제4, 제5 및 제6렌즈(L1)(L2)(L4)(L5)의 5매는 플라스틱 소재로 나머지 제3, 제7렌즈 (L3)(L7)의 2매는 글래스 소재로 동시에 사용하여 제작되는 하이브리드 타입(HYBRID TYPE)으로 구성된다.The fifth lens L5, which is an aspherical correction lens CORLECTOR LENS, is provided between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the sixth lens L7 is provided in the seventh lens L7. L6) is matched with the refractive index and the cooling liquid is inserted in preparation for the temperature rise of the cathode ray tube, and the first, second, fourth, fifth and sixth lenses L1, L2, L4 and L5 Five sheets are made of plastic, and two sheets of the third and seventh lenses (L3) and L7 are made of a hybrid type manufactured by using glass materials simultaneously.

그러나 이와 같이 구성된 종래의 프로젝션 광학계는, 제1렌즈 및 제2렌즈로 이루어진 상기 제1렌즈군과 보정 렌즈인 제5렌즈가 플라스틱으로 구성되어 있으며 또한 중심부와 주변부의 두께 차이가 커서, 온도의 변화에 따른 영향을 많이 받게됨은 물론 렌즈 제작의 사출성형시에 그 제작오차가 크게 된다.However, in the conventional projection optical system configured as described above, the first lens group including the first lens and the second lens and the fifth lens as the correction lens are made of plastic, and the thickness difference between the central part and the peripheral part is large, so that the temperature change In addition, the manufacturing error is greatly affected during the injection molding of the lens manufacturing.

즉 색수차를 제거하기 위한 제1렌즈군에 중심부와 주변부의 두께 차이가 큰 플라스틱 렌즈를 사용함으로 인하여, 사출성형시 발생되는 비선형 수축(NON-UNIFORM CONTRACTION)과 렌즈 구조의 왜곡(DISTORTION)을 쉽게 받게되어 색수차의 보정이 유효하게 되지 않으며, 그 제작이 까다롭게 된다.In other words, by using a plastic lens with a large difference in thickness between the center and the periphery of the first lens group for removing chromatic aberration, the non-uniform contraction and the distortion of the lens structure generated during injection molding are easily received. Therefore, the correction of chromatic aberration is not effective, and the production thereof is difficult.

더우기 프로젝션 광학계의 구성요소인 음극선관의 온도가 80℃ 이상 증가하는 것을 고려하면, 온도에 따른 열팽창 계수가 큰 플라스틱을 소재로 사용하여 중심부와 주변부의 두께 차이가 큰 제1렌즈군 및 보정렌즈의 소재로서 색수차 제거에 사용함은 적당하지 않다. 그리고 구경비가 클수록 종색수차 (LONGITUDINAL CHROMATIC ABERRATION)의 제거가 어려워지기 때문에 대구경비의 프로젝션 광학계에서도 색수차의 보정은 유효하게 되지 않는다.Furthermore, considering that the temperature of the cathode ray tube, which is a component of the projection optical system, is increased by 80 ° C. or more, the first lens group and the correction lens having a large difference in thickness between the center and the periphery are made of a plastic having a large thermal expansion coefficient according to the temperature. It is not suitable to use to remove chromatic aberration as a material. The larger the aperture ratio, the more difficult it is to remove the LONGITUDINAL CHROMATIC ABERRATION. Therefore, the correction of chromatic aberration is not effective even in large-diameter projection optical systems.

또한 상기 종래의 기술 및 통상의 기술은 하이 데피니션 수준의 해상력을 갖추기 위하여 초점거리 138㎜ 이상을 유지시킴으로서 화각을 더이상 확대할 수 없으며, 이로 인하여 TCL이 길어지기 때문에 가정용 하이 데피니션 리어 타입 프로젝션 광학계에 채용할 경우 장비가 대형화 되어 그 소형화에 한계가 일어난다.In addition, the prior art and the conventional technology can not increase the angle of view any longer by maintaining a focal length of 138 mm or more in order to have a high-definition resolution, and because of this, the TCL becomes longer, so it is adopted for home high-definition rear type projection optical system. In this case, the equipment becomes large and the miniaturization thereof occurs.

따라서 본 발명의 목적은, 넓은 화각에서 전 영역의 가시광에 해당하는 색수차를 제거하고 플라스틱 렌즈의 사출성형 조건을 고려한 플라스틱 렌즈의 두께 비율을 최소화하고 대구경비를 유지하는 고해상도의 프로젝션 광학계를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-resolution projection optical system that removes chromatic aberration corresponding to the visible light of the entire area at a wide angle of view, minimizes the thickness ratio of the plastic lens in consideration of the injection molding conditions of the plastic lens, and maintains the large diameter ratio. .

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제1렌즈군, 제2렌즈군, 제3렌즈군 및 제4렌즈군으로 구성되는 프로젝션 광학계에 있어서, 적어도 한개의 구면 렌즈를 가지며 고굴절률의 양의 파워를 가지는 제1렌즈가 마련되는 제1렌즈군과 ; 구경수차(렌즈의 직경이 커질수록 발생되는 수차로서 구면수차임) 및 종색수차를 제거하는 적어도 한개의 비구면 렌즈인 제2렌즈와, 양의 파워와 음의 파워가 결합되어 광학계 전체의 메인 파워를 이루는 이중렌즈(DOUBLET)인 제3, 제4렌즈와, 상기 제3, 제4렌즈와 파워를 분담하는 제5렌즈가 마련되는 제2렌즈군과 ; 상기 제2렌즈군에 비하여 상대적으로 약한 파워를 가지는 비구면 렌즈의 제6렌즈가 마련되어 중심부의 구면수차와 종색수차를 보정하고, 주변부의 비축수차(코마와 비점수차)를 보정하는 제3렌즈군과 ; 음극선관에 면하여 위치하는 음의 제7, 제8렌즈가 마련되어 강한 음의 파워를 제공하는 제4렌즈군이 마련되는 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a projection optical system composed of a first lens group, a second lens group, a third lens group and a fourth lens group, having at least one spherical lens and having a high refractive index. A first lens group provided with a first lens having power; The second lens, which is at least one aspherical lens to remove aperture aberration (aberration as spherical aberration generated as the diameter of the lens increases) and longitudinal chromatic aberration, and positive power and negative power are combined to provide the main power of the whole optical system. A second lens group including third and fourth lenses that constitute a double lens and a fifth lens that shares power with the third and fourth lenses; A third lens group having a sixth lens of an aspherical lens having a relatively weak power compared to the second lens group, correcting spherical aberration and longitudinal chromatic aberration at the center, and correcting axle aberration (coma and astigmatism) at the periphery; ; A fourth lens group providing a strong negative power by providing negative seventh and eighth lenses positioned to face the cathode ray tube is provided.

구체적인 실시 유형으로서 상기 제1렌즈군은, f/f1 〈 0.25(f : 광학계 전체의 초점거리, f1 : 제1렌즈의 초점거리)의 조건을 만족하며 ; 상기 제2렌즈군은, -0.52〈 f/f2〈 -0.35 및2+〉 50,2-〈 40 (f : 광학계 전체의 초점거리, f2 : 제2렌즈의 초점거리,2± : 제3, 제4렌즈 즉 이중렌즈인 ± 파워 렌즈의 아베수(ABBE NUMBER))의 조건을 만족하고 ; 상기 제3렌즈군은, -0.28〈 f/f6〈 0.028 (f : 광학계 전체의 초점거리, f6 : 제6렌즈의 초점거리)의 조건을 만족한다.As a specific embodiment type, the first lens group satisfies a condition of f / f1 &lt; 0.25 (f: focal length of the entire optical system, f1: focal length of the first lens); The second lens group is -0.52 &lt; f / f2 &lt; -0.35 and 2+> 50, 2- <40 (f: focal length of the whole optical system, f2: focal length of the second lens, 2 ±: satisfies the condition of the third and fourth lenses, i.e., the Abbe number of the bi-lens ± power lens; The third lens group satisfies the condition of -0.28 &lt; f / f6 &lt; 0.028 (f: focal length of the entire optical system, f6: focal length of the sixth lens).

그리고 대화각을 유지하기 위하여 상기 제1렌즈군과 제2렌즈군의 간격을 다음과 같이 제한한다.In order to maintain the large angle, the distance between the first lens group and the second lens group is limited as follows.

d12/f 〈 0.26 (d12 : 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격, f : 광학계 전체의 초점거리).d12 / f &lt; 0.26 (d12: interval between the first lens group and the second lens group, f: focal length of the whole optical system).

아울러 상기 제8렌즈에는 제7렌즈의 굴절률과 조화되며 음극선관의 온도 상승에 대비하는 굴절률 1.4 이상의 냉각오일이 삽입되어 있으며, 상기 8 매의 렌즈중 4 매의 렌즈인 제1, 제3, 제4 및 제5렌즈가 글래스 소재로 구성되고, 나머지 3매의 렌즈인 제2, 제6 및 제7렌즈가 플라스틱 소재로 동시에 구성되어 제작되는 하이브리드 타입으로 마련된다.In addition, a cooling oil having a refractive index of 1.4 or more is inserted into the eighth lens to match the refractive index of the seventh lens and to prepare for a rise in temperature of the cathode ray tube, and the first, third, and third lenses are four lenses among the eight lenses. The fourth and fifth lenses are made of a glass material, and the remaining three lenses, the second, sixth and seventh lenses, are made of a plastic material and are manufactured in a hybrid type.

이하 예시된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated drawings.

제2도는 본 발명에 의한 프로젝션 광학계의 렌즈 베치도이며, 제3도는 제2도의 구면 수차도이고, 제4도는 제2도의 상면 만곡, 색수차 및 왜곡 수차도이다.2 is a lens bezel diagram of a projection optical system according to the present invention, FIG. 3 is a spherical aberration diagram of FIG. 2, and FIG. 4 is a top surface curvature, chromatic aberration, and distortion aberration diagram of FIG.

제2도를 참조하면 본 발명에 의한 프로젝션 광학계는, 구면렌즈로서 고굴절률의 양의 파워를 가지는 글래스 소재의 제1렌즈(L1)가 마련되는 제1렌즈군(G1) ; 구경수차 및 종색수차를 제거하는 플라스틱 비구면 렌즈의 제2렌즈(L2)와, 양의 파워와 음의 파워가 결합되어 광학계 전체의 메인 파워를 이루는 이중렌즈인 글래스 소재의 제3, 제4렌즈(L3)(L4)와, 상기 제3, 제4렌즈(L3)(L4)와 파워를 분담하는 글래스 소재의 제5렌즈(L5)가 마련되는 제2렌즈군(G2)과 ; 상기 제2렌즈군(G2)에 비하여 상대적으로 약한 파워를 가지는 플라스틱 비구면 렌즈의 제6렌즈(L6)가 마련되어 그 중심부의 구면수차와 종색수차를 보정하고, 그 주변부의 비축수차를 보정하는 제3렌즈군(G3)과 ; 음극선관에 면하여 위치하는 음의 제7, 제8렌즈(L7)(L8)가 마련되어 강한 음의 파워를 제공하는 제4렌즈군(G4)으로 구성된다.Referring to FIG. 2, the projection optical system according to the present invention includes a first lens group G1 provided with a first lens L1 of glass material having a positive power of high refractive index as a spherical lens; The second lens L2 of the plastic aspherical lens to remove the aberration and longitudinal chromatic aberration, and the third and fourth lenses of the glass material, which are the dual lenses combining the positive power and the negative power to form the main power of the whole optical system ( A second lens group G2 provided with L3) (L4) and a fifth lens L5 of glass material which shares power with the third and fourth lenses L3 and L4; A third lens L6 of a plastic aspherical lens having a relatively weaker power than the second lens group G2 is provided to correct spherical aberration and longitudinal chromatic aberration at the center thereof, and to correct axle aberration at the periphery thereof Lens group G3; The negative seventh and eighth lenses L7 and L8 positioned to face the cathode ray tube are provided to constitute the fourth lens group G4 that provides strong negative power.

아울러 상기 제8렌즈(L8)에는 제7렌즈(L7)의 굴절률과 조화되며 음극선관의 온도 상승에 대비하는 굴절률 1.4 이상의 냉각오일이 삽입되어 있어 음극선관의 발생열 상승을 감소시키고 있다.In addition, a cooling oil having a refractive index of 1.4 or higher is inserted into the eighth lens L8 to match the refractive index of the seventh lens L7 and to prepare for the increase in the temperature of the cathode ray tube, thereby reducing the increase in heat generation of the cathode ray tube.

그리고 상기 제1렌즈군(G1)은, f/f1 〈 0.25 (f : 광학계 전체의 초점거리, f1 : 제1렌즈(L1)의 초점거리)의 조건을 만족하며 ; 상기 제2렌즈군(G2)은, -0.52 〈 f/f2 〈 -0.35 및2+ 〉 50,2- 〈 40 (f : 광학계 전체의 초점거리, f2 : 제2렌즈(L2)의 초점거리,2± : 제3, 제4렌즈(L3)(L4) 즉 이중렌즈인 ± 파워 렌즈의 아베수)의 조건을 만족하고 ; 상기 제3렌즈군(G3)은, -0.28 〈 f/f6 〈 0.028 (f : 광학계 전체의 초점거리, f6 : 제6렌즈(L6)의 초점거리)의 조건을 만족한다.And the first lens group G1 satisfies a condition of f / f1 &lt; 0.25 (f: focal length of the entire optical system, f1: focal length of the first lens L1); The second lens group G2 is -0.52 &lt; f / f2 &lt; -0.35 and 2+〉 50, 2- <40 (f: focal length of the entire optical system, f2: focal length of the second lens L2, 2 ±: satisfies the conditions of the third and fourth lenses L3 (L4), that is, the Abbe number of the ± power lens which is a dual lens; The third lens group G3 satisfies the condition of -0.28 &lt; f / f6 &lt; 0.028 (f: focal length of the entire optical system, f6: focal length of the sixth lens L6).

또한 대화각을 유지하기 위하여 상기 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2)의 간격은 다음과 같이 제한된다.In addition, the interval between the first lens group G1 and the second lens group G2 is limited as follows to maintain the large angle.

d12/f 〈 0.26 (d12 : 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격, f : 광학계 전체의 초점거리).d12 / f &lt; 0.26 (d12: interval between the first lens group and the second lens group, f: focal length of the whole optical system).

제2도에 도시된 본 발명에 의한 실시예 1 의 렌즈 데이타가 다음의 표 1에 요약되어 있다.Lens data of Example 1 according to the present invention shown in FIG. 2 is summarized in Table 1 below.

다음의 표 2 는 제5도에 도시된 본 실시예 2 의 렌즈 데이타이며, 제6도는 제5도의 구면 수차도이고, 제7도는 제5도의 상면 만곡, 색수차 및 왜곡 수차도이다.Table 2 below shows lens data of the second embodiment shown in FIG. 5, FIG. 6 is a spherical aberration diagram of FIG. 5, and FIG. 7 is a top surface curvature, chromatic aberration, and distortion aberration diagram of FIG.

이와 같이 구성된 본 발명의 프로젝션 광학계의 작용은 다음과 같다.The operation of the projection optical system of the present invention configured as described above is as follows.

고굴절률의 양의 파워를 가지며 저분산(〉 50) 물질로 구성된 구면렌즈가 마련되는 제1렌즈군(G1)은 영상의 왜곡을 보정하기 위하여 제3렌즈군(G3)과 더불어 광학계 전체의 파워를 일부 분담하게 된다.It has a positive power of high refractive index and low dispersion > 50) The first lens group G1 provided with the spherical lens made of a material partially shares the power of the entire optical system together with the third lens group G3 in order to correct distortion of an image.

제2렌즈군(G2)의 제2렌즈(L2)는 비구면으로 구성되어 구경수차 및 종색수차를 제거하게 되며, 제3렌즈(L3) 및 제4렌즈(L4)는 양의 파워와 음의 파워의 이중렌즈로 구성하여 색수차를 제거하고, 제5렌즈(L5)는 상기 제3, 제4렌즈(L3)(L4)와 더불어 광학계 전체의 메인 파워를 형성한다. 이로서 제2렌즈군(G2)은 종색수차와 횡색수차(LATERAL CHROMATIC ABERRATION)를 보정하게 되며, 여기서 양의 파워를 갖는 제3렌즈(L3)는 저분산(〉 50)의 물질을 사용하며, 음의 파워를 갖는 제4렌즈(L4)는 고분산(〈 40)의 물질을 사용한다.The second lens L2 of the second lens group G2 is composed of an aspherical surface to eliminate aperture aberration and longitudinal chromatic aberration, and the third lens L3 and the fourth lens L4 are positive and negative power. The chromatic aberration is removed by the dual lens, and the fifth lens L5 forms the main power of the entire optical system together with the third and fourth lenses L3 and L4. As a result, the second lens group G2 corrects longitudinal chromatic aberration and LATERAL CHROMATIC ABERRATION, where the third lens L3 having positive power has a low dispersion ( 〉 50) and the fourth lens L4 having negative power has high dispersion ( A substance of <40 is used.

제3렌즈군(G3)은 플라스틱 비구면 렌즈로 구성되어 약한 파워를 가지며, 그 중심부는 구면수차와 종색수차를 제거하게 되고 그 주변부는 비축수차를 제거하게 된다.The third lens group G3 is composed of a plastic aspherical lens and has a weak power. The center lens of the third lens group G3 removes spherical aberration and longitudinal chromatic aberration, and the peripheral portion of the third lens group G3 removes axon aberration.

제4렌즈군(G4)은 플라스틱 비구면의 제7렌즈(L7)와 음극선관과 결합되는 제8렌즈(L8)로 구성되며, 제8렌즈(L8)는 오일층으로서 굴절률 1.4 이상의 냉각오일에 의하여 음극선관의 발생열을 억제시키고, 상기 제2렌즈군(G2)과 상면 만곡을 서로 보정하기 위하여 제4렌즈군(G4) 전체가 강한 음의 파워를 가진다.The fourth lens group G4 is composed of a seventh lens L7 of a plastic aspherical surface and an eighth lens L8 coupled to a cathode ray tube, and the eighth lens L8 is an oil layer and is formed by cooling oil having a refractive index of 1.4 or higher. In order to suppress the generated heat of the cathode ray tube and to correct the second lens group G2 and the image surface curvature with each other, the entire fourth lens group G4 has a strong negative power.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하며, 7 인치의 소형 음극선관으로 50 인치 이상의 대화면의 고해상도 영상을 투영시킬 수 있게 되며, 즉 대화각(34.7도) 에서의 색수차가 개선되고, 모든 필드에서 MTF 10 line pairs/㎜ 의 고해상력을 갖는 영상 실현이 가능하다. 그리고 플라스틱 렌즈의 사출성형을 고려하여 렌즈의 중심부와 주변부의 두께 차이가 작은 렌즈를 사용하면서도 색수차를 유효하게 보정할 수 있으며, 대구경비(f/# : 1.13)를 유지하면서 고해상도의 영상을 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, a 7-inch small cathode ray tube can project a high-resolution image of a large screen of 50 inches or more, that is, chromatic aberration at a large angle (34.7 degrees) is improved, and MTF 10 in all fields. It is possible to realize an image having a high resolution of line pairs / mm. In consideration of the injection molding of the plastic lens, chromatic aberration can be effectively compensated for by using a lens having a small thickness difference between the center and the periphery of the lens, and a high resolution image can be realized while maintaining a large aperture ratio (f / #: 1.13). have.

아울러 짧은 초점거리(100.7 ㎜)로 대화각을 가지게 됨에 따라 TCL 을 감소시킬 수 있어 하이 데피니션 리어 타입 프로젝션 시스템의 소형화를 가능하게 한다.In addition, with a short focal length (100.7 mm) and a large angle, the TCL can be reduced, thereby miniaturizing a high-definition rear type projection system.

따라서 본 발명에 의하면, 넓은 화각에서 전 영역의 가시광에 해당하는 색수차를 제거하고 플라스틱 렌즈의 사출성형 조건을 고려한 플라스틱 렌즈의 두께 비율을 최소화하고 대구경비를 유지하는 고해상도의 프로젝션 광학계를 제공하게 된다.Accordingly, the present invention provides a high-resolution projection optical system that removes chromatic aberration corresponding to the visible light of the entire area at a wide angle of view, minimizes the thickness ratio of the plastic lens in consideration of the injection molding conditions of the plastic lens, and maintains the large-diameter ratio.

Claims (6)

4개의 렌즈군으로 구성되는 프로젝션 광학계에 있어서, 적어도 한 개의 구면렌즈를 가지며 고 굴절률의 양의 파워를 가지는 제1렌즈(L1)가 마련되는 제1렌즈군(G1)과 ; 구경수차 및 종색수차를 제거하는 적어도 한 개의 비구면 렌즈인 제2렌즈(L2)와, 양의 파워와 음의 파워가 결합되어 광학계 전체의 메인 파워를 이루는 이중렌즈인, 제3, 제4렌즈(L3)(L4)와, 상기 제3, 제4렌즈(L3)(L4)와 파워를 분담하는 제5렌즈(L5)가 마련 되는 제2렌즈군(G2)과 ; 상기 제2렌즈군(G2)에 비하여 상대적으로 약한 파워를 가지는 비구면 렌즈인 제6렌즈(L6)가 마련되어 중심부의 구면수차와 종색 수차를 보정하고, 주변부의 비축수차를 보정하는 제3렌즈군(G3)과 ; 음극선관에 면하여 위치하는 음의 제7, 제8렌즈(L7)(L8)가 마련되어 강한 음의 파워를 제공하는 제4렌즈군(G4) ; 을 구비하며, 상기 제1렌즈군(G1)과 제2렌즈군(G2)의 간격은 다음의 조건, d12/f 〈 0.26 (d12 : 제1렌즈군과 제2렌즈군 사이의 간격, f : 광학계 전체의 초점거리)을 만족하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학계.A projection optical system composed of four lens groups, comprising: a first lens group G1 having at least one spherical lens and provided with a first lens L1 having positive power of high refractive index; At least one aspherical lens (L2) that removes aberration and chrominance aberration, and a third lens and a fourth lens, which are dual lenses in which positive power and negative power are combined to form a main power of the whole optical system. A second lens group G2 provided with L3) L4 and a fifth lens L5 that shares power with the third and fourth lenses L3 and L4; A third lens group (6), which is an aspherical lens having a weaker power than the second lens group G2, is provided to correct spherical aberration and longitudinal chromatic aberration at the center, and to correct axle aberration at the periphery. G3) and; A fourth lens group G4 provided with negative seventh and eighth lenses L7 and L8 positioned to face the cathode ray tube to provide strong negative power; Wherein the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is equal to the following condition, d12 / f &lt; 0.26 (d12: interval between the first lens group and the second lens group, f: And a focal length of the whole optical system). 제1항에 있어서, 상기 제1렌즈군(G1)은, f/f1 〈 0.25 (f : 광학계 전체의 초점거리, f1 : 제1렌즈(L1)의 초점거리)의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학계.The method of claim 1, wherein the first lens group G1 satisfies a condition of f / f1 &lt; 0.25 (f: focal length of the entire optical system, f1: focal length of the first lens L1). Projection optical system. 제1항에 있어서, 상기 제2렌즈군(G2)은, -0.52 〈 f/f2 〈 -0.35 및2+ 〉 50,2- 〈 40 (f : 광학계 전체의 초점거리, f2 : 제2렌즈(L2)의 초점 거리,2± : 제3, 제4렌즈(L3)(L4) 즉 이중렌즈인 ± 파워 렌즈의 아베수)의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학계.The method of claim 1, wherein the second lens group G2 is -0.52 &lt; f / f2 &lt; -0.35 and 2+〉 50, 2- <40 (f: focal length of the entire optical system, f2: focal length of the second lens L2, 2 ±: the projection optical system, which satisfies the conditions of the third and fourth lenses L3 (L4), that is, the Abbe number of the ± power lens which is a dual lens. 제1항에 있어서, 상기 제3렌즈군(G3)은, -0.28 〈 f/f6 〈 0.028 (f : 광학계 전체의 초점거리, f6 : 제6렌즈(L6)의 초점거리)의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학계.The third lens group G3 satisfies the condition of -0.28 &lt; f / f6 &lt; 0.028 (f: focal length of the entire optical system, f6: focal length of the sixth lens L6). Projection optical system, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 제8렌즈(L8)에는 제7렌즈(L7)의 굴절률과 조화되며 음극선관의 온도 상승에 대비 하는 굴절률 1.4 이상의 냉각오일이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학계.The projection optical system according to claim 1, wherein the eighth lens (L8) is inserted with a cooling oil having a refractive index of 1.4 or more in accordance with the refractive index of the seventh lens (L7) and in preparation for the temperature rise of the cathode ray tube. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제3, 제4 및 제5렌즈(L1)(L3)(L4)(L5) 가 글래스 소재로 구성되고, 나머지 제2, 제6 및 제7렌즈(L2)(L6)(L7)가 플라스틱 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학계.The method of claim 1, wherein the first, third, fourth, and fifth lenses L1, L3, L4, and L5 are made of glass material, and the remaining second, sixth, and seventh lenses L2. Projection optical system characterized in that (L6) (L7) is made of a plastic material.
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