JP2001194584A - 投影レンズおよび映像投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画振れによる投影像の劣化を低減し、高品位
な投影像を得ることができるようにする。 【解決手段】 像面側から順に、全体として正の屈折力
を有した第１のレンズ群Ｇ１と第２のレンズ群Ｇ２とを
配置する。第１のレンズ群Ｇ１の最も物体側には、負の
屈折力を有し像側に凸面を向けた第１のレンズ成分Ｌ１
を配置する。第２のレンズ群Ｇ２の最も像面側には、物
体側に凸面を向け、少なくとも１つの面が接合面で構成
された第２のレンズ成分Ｌ２を配置し、第２のレンズ群
Ｇ２の最も物体側には、正の屈折力を有する第３のレン
ズ成分Ｌ３を配置する。第３のレンズ成分Ｌ３は、画振
れ補正用のレンズ成分であり、光軸Ｏに直交するＸ方向
およびＹ方向に移動可能に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に提供され
た映像を、映像の振れを補正してスクリーン等に投影す
るための投影レンズおよび映像投影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、投影レンズは、例えば、映画
フィルムに記録された映像をスクリーンに投影する映写
装置の光学系に利用されている。また、投影レンズは、
例えば、映画フィルムに記録された映像をカメラで撮影
して映像信号に変換するようなテレシネ装置の光学系に
も利用されている。更に、投影レンズは、映写装置およ
びテレシネ装置のようないわゆるフィルム処理装置以外
にも、光学的に提供された映像を投影するための種々の
映像投影装置の光学系に利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来より、
映像投影装置においては、投影された映像の位置が変位
する現象（以下、このような現象を「画ぶれ」とい
う。）が問題となっている。例えば、フィルム処理装置
においては、フィルムの走行位置が常に一定の位置に位
置決めされていないと画ぶれが生じる。フィルム処理装
置には、フィルム走行系の方式として、連続送り方式と
間欠送り方式とがあるが、いずれの方式においても、こ
の画ぶれが生じる。例えば、連続送り方式においては、
照明光の走査と映画フィルムの走行とを完全に同期させ
ることが困難であるという欠点があり、これにより画ぶ
れが生ずる。また、間欠送り方式においては、映画フィ
ルムの幅方向の両端部に設けられたパーフォレーション
と呼ばれる送り穴に、レジストーションピンと呼ばれる
ピンを挿入して映画フィルムの位置決めを行うようにな
っているが、フィルムの損傷を回避するため、レジスト
ーションピンとパーフォレーションに隙間を設ける必要
があり、このことがフィルム位置の変位を発生させ、画
ぶれを生じさせる。

【０００４】このような画ぶれが生じると、例えば映写
装置においては、投影レンズにより映像が数百倍に拡大
してスクリーン上に投影されるため、映像の品位を著し
く低下させ、映像の安定感を劣化させることになる。ま
た、この画ぶれに起因する映像品位の低下は、視聴者に
疲労を与える原因になるという問題もある。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、画振れによる投影像の劣化を低減
し、高品位な投影像を得ることができるようにした投影
レンズおよび映像投影装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による投影レンズ
は、光学的に提供された映像を投影するための投影レン
ズであって、複数のレンズ成分を有すると共に、複数の
レンズ成分の少なくとも１つが、投影対象となる映像の
振れが補正されるように、映像の振れに応じて、光軸に
直交する方向に移動可能に構成されているものである。

【０００７】ここで、本発明による投影レンズは、例え
ば、像面側から順に、少なくとも、正の屈折力を有する
第１のレンズ群と正の屈折力を有する第２のレンズ群と
が配置されて構成され、第１のレンズ群は、最も物体側
に配置されると共に、負の屈折力を有し像側に凸面を向
けた第１のレンズ成分を備え、第２のレンズ群は、最も
像面側に配置されると共に、物体側に凸面を向け、少な
くとも１つの面が接合面で構成された第２のレンズ成分
と、最も物体側に配置されると共に、正の屈折力を有す
る第３のレンズ成分とを備え、第３のレンズ成分、また
は第２のレンズ成分および第３のレンズ成分が、光軸に
直交する方向に移動可能に構成されていることが望まし
い。

【０００８】本発明による映像投影装置は、光学的に提
供された映像を投影レンズを介して投影する映像投影装
置であって、投影レンズが、複数のレンズ成分を有する
と共に、複数のレンズ成分の少なくとも１つが、投影対
象となる映像の振れが補正されるように、映像の振れに
応じて、光軸に直交する方向に移動可能に構成されてい
るものである。

【０００９】本発明による投影レンズおよび映像投影装
置では、複数のレンズ成分の少なくとも１つが、投影対
象となる映像の振れに応じて光軸に直交する方向に移動
することにより、映像の振れが補正される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明の一実施の形態に係る映像
投影装置としての映写装置の要部構造を示す図である。
この映写装置１は、映画フィルム２に記録された映像を
投影するためのものであり、同図に示したように、投影
対象となる映画フィルム２が所定の位置に停止するよう
にして挟持するゲート部２１と、映画フィルム２を間欠
送りするための間欠送り部２２と、ゲート部２１に挟持
された映画フィルム２に向けて投影用の光Ｌ１を発する
光源２４Ａを内蔵したランプハウス部２４と、内部に、
映画フィルム２に記録された映像を光学的に拡大するた
めの投影レンズ２８が配置されたレンズ部２７と、投影
レンズ２８によって拡大された映像が投影されるスクリ
ーン２９とを備えている。なお、図示しないが、映写装
置１は、更に、映画フィルム２を供給する供給リール
と、この供給リールから供給された映画フィルム２を巻
き取る巻取リールと、映画フィルム２に記録された音声
を再生する音声再生部とを備えている。ゲート部２１お
よび間欠送り部２２は、供給リールと巻取リールとの間
に配置されている。

【００１２】この映写装置１は、更に、映画フィルム２
の幅方向および長手方向の位置振れ量に対応した検出信
号SX0,SY0 を出力する位置検出部３３と、映写装置１の
各部の制御を行う主制御部３４と、映画フィルム２の位
置振れ量に応じて投影レンズ２８における画振れ補正用
のレンズ成分を光軸に直交する方向に移動させる画振れ
補正機構部４１と、主制御部３４からの画振れ補正制御
信号SX1,SY1 に基づいて画振れ補正機構部４１を駆動制
御する駆動制御部４２とを備えている。

【００１３】映画フィルム２は、図示しないが、幅方向
の両端部に、走行同期を取るためのパーフォレーション
と呼ばれる送り穴が、所定間隔毎に順次設けられてい
る。この映画フィルム２の幅方向の両端部に設けられた
２つのパーフォレーションの列の間には映像を光学的に
記録した映像記録領域が設けられている。また、映画フ
ィルム２の幅方向の少なくとも１つの端部には、デジタ
ル音声を光学的に記録したデジタル音声記録領域とアナ
ログ音声を光学的に記録したアナログ音声記録領域とが
設けられている。

【００１４】ランプハウス部２４は、光源２４Ａの他
に、映画フィルム２の間欠送り動作に連動して開閉する
シャッタ２４Ｂと、このシャッタ２４Ｂの駆動を行うモ
ータ２４Ｃとを有している。

【００１５】ゲート部２１は、ピクチャゲート２１Ａお
よびプレッシャプレート２１Ｂを有し、これらピクチャ
ゲート２１Ａおよびプレッシャプレート２１Ｂ間におい
て映画フィルム２を挟み込むような構成となっている。
ピクチャゲート２１Ａの映画フィルム２との対向面には
スチールバンド３１が設けられている。プレッシャプレ
ート２１Ｂの映画フィルム２との対向面には対向面が湾
曲した形状のガイドシュー３２が設けられている。ピク
チャゲート２１Ａおよびプレッシャプレート２１Ｂに
は、映画フィルム２の映像記録領域に対応した大きさの
図示しないピクチャアパーチャが設けられている。

【００１６】間欠送り部２２は、間欠送りスプロケット
２２Ａおよびスプロケットシュー２２Ｂを有し、これら
間欠送りスプロケット２２Ａおよびスプロケットシュー
２２Ｂ間において映画フィルム２を挟み込むような構成
となっている。この間欠送り部２２において、間欠送り
スプロケット２２Ａは、サーボモータ２３の駆動制御に
基づいて、所定のタイミングで所定角度ずつ順次回転
し、これにより、映画フィルム２の各映像記録領域がゲ
ート部２１に瞬間的に（例えば、２４回／秒の割合で）
順次停止するように映画フィルム２を間欠送りするよう
になっている。

【００１７】位置検出部３３は、映画フィルム２がゲー
ト部に停止したときに、その停止位置における映画フィ
ルム２の幅方向および長手方向の位置振れ量を検出し、
その位置振れ量に対応した検出信号SX0,SY0 を主制御部
３４に出力するようになっている。位置検出部３３は、
例えば、映画フィルム２に設けられたパーフォレーショ
ンの幅方向および長手方向の位置を、ピクチャゲート２
１Ａおよびプレッシャプレート２１Ｂに設けられた図示
しないピクチャアパーチャの位置と比較することによ
り、映画フィルム２の位置振れ量の検出を行うようにな
っている。主制御部３４は、位置検出部３３において検
出された映画フィルム２の位置振れ量に基づいて、駆動
制御部４２に対し、画振れを補正するための画振れ補正
制御信号SX1,SY1 を送出するようになっている。なお、
主制御部３４は、位置検出部３３において検出された位
置振れ量と画振れ補正用のレンズ成分の移動量との関係
を示す関係テーブルを記憶するためのメモリを有してい
る。

【００１８】このような構成の映写装置１では、図示し
ない供給リールから映画フィルム２がゲート部２１に連
続的に供給されると共に、供給された映画フィルム２が
図示しない巻取リールに連続的に巻き取られる。間欠送
り部２２の間欠送りスプロケット２２Ａは、所定のタイ
ミングで所定角度ずつ順次回転し、これにより、供給リ
ールから連続的に供給された映画フィルム２の各画像記
録領域がゲート部２１に瞬間的において順次間欠的に停
止するように映画フィルム２を間欠送りさせる。

【００１９】映写装置１では、映画フィルム２の間欠送
り動作に連動してランプハウス部２４のシャッタ２４Ｂ
が開閉動作し、ゲート部２１の所定位置において映画フ
ィルム２の映像記録領域が停止したときに、映画フィル
ム２の映像記録領域にランプハウス部２４からの光が投
射される。映画フィルム２の映像記録領域を透過した投
影光は、レンズ部２７の投影レンズ２８によってスクリ
ーン２９に拡大投影される。なお、映画フィルム２に記
録された音声は、図示しない音声再生部において再生さ
れる。

【００２０】また、映写装置１では、映画フィルム２が
ゲート部に停止したときに、その停止位置における映画
フィルム２の幅方向および長手方向の位置振れ量が、位
置検出部３３において検出され、その位置振れ量に対応
した検出信号SX0,SY0 が主制御部３４に出力される。主
制御部３４は、位置検出部３３において検出された位置
振れ量に基づいて、駆動制御部４２に対し、画振れを補
正するための画振れ補正制御信号SX1,SY1 を送出する。
駆動制御部４２は、画振れ補正制御信号SX1,SY1 に基づ
いて、画振れ補正機構部４１を駆動し、投影レンズ２８
における画振れ補正用のレンズ成分を光軸に直交する方
向に移動させる。このように、映写装置１では、ゲート
部２１に停止した映画フィルム２に位置振れがあったと
しても、投影レンズ２８の画振れ補正用のレンズ成分
が、位置振れに応じて光軸に直交する方向に移動し、投
影光の光軸が補正される。これにより、映写装置１で
は、映画フィルム２に位置振れがあったとしても、スク
リーン２９上における投影像の画振れが補正される。

【００２１】次に、本実施の形態に係る投影レンズ２８
の構成および作用について詳細に説明する。

【００２２】図２は、投影レンズ２８のレンズ構成の一
例を示すものであり、図では、光軸Ｏを含む平面内にお
ける投影レンズ装置２８の断面構造を示している。ま
た、図中の符号Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ８〜Ｓ１２は、各レンズ
要素の面番号を示し、符号Ｓ７は、開口絞りを示してい
る。符号Ｓ１３は、映画フィルム２のフィルム面（物体
面）を示している。従って、図において、レンズ面Ｓ１
方向が像面側（投影側）であり、フィルム面Ｓ１３方向
が物体側である。なお、図では、投影レンズ２８のレン
ズ要素と共に、投影レンズ２８を通過する複数の光線群
を同時に示している。

【００２３】同図に示したように、投影レンズ２８は、
全体がいわゆるガウス型レンズの構成となっており、像
面側から順に、少なくとも、正の屈折力を有する第１の
レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２のレンズ群Ｇ２
とが配置されて構成されている。第２のレンズ群Ｇ２
は、開口絞りＳ７を介して第１のレンズ群Ｇ１よりも物
体側に配置されている。従って、投影レンズ２８では、
物体側において、映画フィルム２に光を照射することに
より光学的な映像が提供されると、この映像が、第２の
レンズ群Ｇ２、第１のレンズ群Ｇ１の順に物体側から入
射され、スクリーン２９（図１）に向けて拡大した投影
像が形成される。

【００２４】第１のレンズ群Ｇ１は、像面側に凸面を向
けた正のメニスカスレンズＥ１と、像面側に凸面を向け
た正のメニスカスレンズＥ２と、像面側に凸面を向けた
負のメニスカスレンズＥ３（Ｌ１）とを備えている。第
１のレンズ群Ｇ１においては、像面側から順に、レンズ
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３が、この順番で配置されている。この
ように、第１のレンズ群Ｇ１の最も物体側には、像側に
凸面を向けた第１のレンズ成分Ｌ１としての負のメニス
カスレンズＥ３が配置されている。

【００２５】第２のレンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向
け、少なくとも１つの面が接合面で構成された第２のレ
ンズ成分Ｌ２と、正の屈折力を有する両凸レンズＥ６
（Ｌ３）とを備えている。第２のレンズ成分Ｌ２は、全
体として負の屈折力を有しており、同図の例では、両凹
レンズＥ４および両凸レンズＥ５が面Ｓ９で接合された
接合レンズを有して構成されている。第２のレンズ群Ｇ
２においては、像面側から順に、レンズＥ４，Ｅ５，Ｅ
６が、この順番で配置されている。このように、第２の
レンズ群Ｇ２の最も像面側には、開口絞りＳ７に隣接し
て第２のレンズ成分Ｌ２が配置され、最も物体側には、
第３のレンズ成分Ｌ３としての両凸レンズＥ６が配置さ
れている。

【００２６】投影レンズ２８のレンズ成分の少なくとも
１つは、投影対象となる映像の振れが補正されるよう
に、映像の振れに応じて、光軸Ｏに直交する方向に移動
可能に構成されている。本実施の形態においては、第２
のレンズ群Ｇ２の第３のレンズ成分Ｌ３が画振れ補正用
のレンズ成分であり、光軸Ｏに直交するＸ方向およびＹ
方向に移動可能に構成されている。なお、画振れ補正用
のレンズ成分の移動方向は、機械的な精度の関係上、光
軸Ｏに対して完全に直交させることができるとは限らな
い。本実施の形態においては、画振れ補正用のレンズ成
分の移動方向は、画振れを補正することが可能な範囲
で、ほぼ直交していれば良い。

【００２７】ここで、投影レンズ２８において、第１の
レンズ群Ｇ１または第２のレンズ群Ｇ２の少なくとも一
方における少なくとも１つのレンズ面が非球面で構成さ
れていることが望ましい。本実施の形態においては、例
えば図３に示したように、第１のレンズ群Ｇ１における
メニスカスレンズＥ２の像側の面Ｓ３と、第２のレンズ
群Ｇ２における第２のレンズ成分Ｌ２の最も物体側の面
Ｓ１０とが非球面で構成されている。このように投影レ
ンズ２８の少なくとも１つの面を非球面で構成すると、
主として球面収差およびコマ収差を効果的に除去するこ
とができる。特に、開口絞りＳ７に近い面を非球面で構
成すると、球面収差の除去に有効である他、非球面を形
成するレンズ面が小径となるため、精度の高い非球面加
工を行うことが可能となる。

【００２８】また、投影レンズ２８においては、第２の
レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、レンズ系全体の焦
点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１）を満足す
ることが望ましい。

【００２９】０．５＜ｆ２／ｆ＜１．５ …（１）

【００３０】この条件式（１）は、第２のレンズ群Ｇ２
の焦点距離ｆ２とレンズ系全体の焦点距離ｆとの比につ
いて、適切な範囲を定めたものである。条件式（１）の
下限値を下回ると、球面収差が負側に過大となる傾向で
あり性能の点で不都合となる。一方、条件式（１）の上
限値を上回ると、球面収差が負側に過大となる傾向にな
り性能の点で不都合となる。また、条件式（１）の上限
値を上回ると、ペッツバール和が正側に大きく変移し易
くなり、フィルム面Ｓ１３でピントの合う位置が負方向
に曲がり易くなり好ましくない。

【００３１】また、投影レンズ２８においては、第３の
レンズ成分Ｌ３の焦点距離をｆ４とし、画ぶれ補正時に
おける第３のレンズ成分Ｌ３の光軸Ｏに直交する方向の
最大変位量の大きさをΔＳとしたときに、以下の条件式
（２）を満足することが望ましい。

【００３２】ΔＳ／ｆ４＜０．０１ …（２）

【００３３】この条件式（２）は、画振れ補正用のレン
ズ成分における光軸Ｏに直交する方向の最大変位量の大
きさΔＳと焦点距離ｆ４との比について、適切な範囲を
規定したものである。条件式（２）を満足しない場合、
画振れ補正用のレンズ成分の画ぶれ補正時における最大
変位量の大きさΔＳの値が大きくなりすぎ、画ぶれ補正
時における収差変動量が大きくなるため性能の点で不都
合となる。

【００３４】更に、投影レンズ２８においては、レンズ
系全体の焦点距離をｆとし、最大物体高（映画フィルム
２の大きさ）をＹ_max とし、画振れ補正用のレンズ成分
である第３のレンズ成分Ｌ３のアッベ数の値をνａとし
たときに、以下の条件式（３），（４）を満足すること
が望ましい。

【００３５】０．１８＜Ｙ_max ／ｆ＜０．４ …（３） ４５＜νａ …（４）

【００３６】ここで、条件式（３）は、最大物体高Ｙ
_max に対するレンズ系全体の焦点距離ｆの比について適
切な範囲を規定している。条件式（３）の上限値を上回
ると、ペッツバール和が正側に過度に大きくなり易くな
り、性能の点で不都合である。逆に、条件式（３）の下
限値を下回ると、画角が大きくなりすぎて、軸外収差、
特に像面湾曲およびコマ収差が補正しきれなくなり性能
の点で不都合となる。また、条件式（３）の下限値を下
回ると、バックフォーカスが不足しがちになり、不都合
である。条件式（４）は、画ぶれ補正時、すなわち画振
れ補正用のレンズ成分を移動させた場合においても良好
な色収差補正を得るために重要な条件である。条件式
（４）を満足しない場合には、画ぶれ補正時に短波長の
軸上色収差が負側に過大となり、良好な結像性能を得る
ことが困難となる。

【００３７】図３は、図２に示したレンズ構成における
投影レンズ２８の諸元値を示すものである。同図におい
て、ｆは焦点距離を、Ｂｆはバックフォーカスを表して
いる。Ｆnoは、無限遠方からの投影状態におけるＦナン
バーを表す。面番号は、光線の進行する方向（投影方
向）とは逆の像面側からのレンズ面の順序を示し、図２
の符号Ｓ１〜Ｓ１３に対応している。屈折率およびアッ
ベ数は、それぞれｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対
する値を示している。曲率半径、面間隔、焦点距離ｆお
よびバックフォーカスＢｆの値の単位はミリメートル
（ｍｍ）である。

【００３８】また、同図（Ｂ）に示されている非球面係
数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの値は、非球面形状を表す所定の
非球面多項式における係数である。ここで、非球面多項
式は、光軸方向にＺ軸、光軸Ｏの直交方向にＨ軸を取
り、光の進行方向を負とし、Ｒを近軸曲率半径としたと
き、次の式（Ａ）によって表されるものである。

【００３９】 Ｚ＝（（１／Ｒ）Ｈ² ）／［１＋｛１−（Ｈ／Ｒ）² ｝^1/2 ］ ＋ＡＨ² ＋ＢＨ⁴ ＋ＣＨ⁶ ＋ＤＨ⁸ ＋ＥＨ¹⁰ …（Ａ）

【００４０】この式（Ａ）において、Ｈは、光軸Ｏから
の距離を表し、Ｚは、光軸Ｏからの距離Ｈにおけるレン
ズのサグ（ｓａｇ）量を表している。非球面係数Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、式（Ａ）において、それぞれ２次，
４次，６次，８次，１０次の係数である。式（Ａ）の非
球面多項式において、２次の非球面係数Ａがゼロのとき
には、近軸におけるレンズの面形状が球面であることを
示している。

【００４１】同図（Ｃ）は、上述の条件式（１）〜
（４）に対応する値を示している。同図に示したよう
に、本実施の形態に係る投影レンズ２８においては、レ
ンズ系全体の焦点距離ｆの値が１００ｍｍであり、第２
のレンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２の値が８２．５ｍｍであ
るから、ｆ２／ｆ＝０．８２５となり、上述の条件式
（１）を満足している。

【００４２】また、投影レンズ２８においては、画ぶれ
補正時における第３のレンズ成分Ｌ３の光軸Ｏに直交す
る方向の最大変位量の大きさΔＳの値が０．２ｍｍであ
り、第３のレンズ成分Ｌ３の焦点距離ｆ４の値が９９．
２ｍｍであるから、ΔＳ／ｆ４＝０．００２０となり、
上述の条件式（２）を満足している。

【００４３】更に、投影レンズ２８においては、レンズ
系全体の焦点距離ｆの値が１００ｍｍであり、最大物体
高（映画フィルム２の大きさ）Ｙ_max の値が２７．２ｍ
ｍであるから、Ｙ_max ／ｆ＝０．２７２となり、上述の
条件式（３）を満足している。また更に、投影レンズ２
８においては、第３のレンズ成分Ｌ３のアッベ数νａの
値が、４７．５であるから、上述の条件式（４）を満足
している。

【００４４】図４は、投影レンズ２８における第３のレ
ンズ成分Ｌ３のレンズ移動量と映画フィルム２のフィル
ム移動量（位置振れ量）との関係を示すテーブルの一例
を示したものである。また、図５は、図４に示したレン
ズ移動量とフィルム移動量との関係をグラフ化したもの
である。本実施の形態においては、映画フィルム２に位
置振れがあった場合には、映画フィルム２の移動方向と
同方向に、画振れ補正用のレンズ成分である第３のレン
ズ成分Ｌ３を移動させるようになっている。主制御部３
４（図１）は、図４に示したような関係テーブルを図示
しないメモリにあらかじめ記憶している。主制御部３４
は、位置検出部３３において検出された位置振れ量を取
得すると、あらかじめ記憶している関係テーブルから適
切なレンズ移動量の値を求め、映画フィルム２の移動方
向と同方向に画振れ補正用のレンズ成分を移動させるよ
う、駆動制御部４２に対し、画振れ補正制御信号SX1,SY
1を送出する。

【００４５】図６〜図８は、図３に示した諸元値を有す
る投影レンズ２８に対し、無限遠方から光を逆投影した
状態（逆投影状態）におけるフィルム面Ｓ１３上の諸収
差を示す図である。なお、図６は、第３のレンズ成分Ｌ
３のレンズ移動量がゼロのときの球面収差（同図
（Ａ））、非点収差（同図（Ｂ））および歪曲収差（同
図（Ｃ））を示している。図７は、第３のレンズ成分Ｌ
３のレンズ移動量をゼロとしたときの横収差を示し、図
８は、画振れ補正をしたときの横収差の一例として、第
３のレンズ成分Ｌ３のレンズ移動量を０．２ｍｍとした
ときの横収差を示している。また、これらの各収差図に
おいて、符号Ｙは像高を、符号Ｅはｅ線（波長λ＝５４
６．１ｎｍ）を、符号ＦはＦ線（波長λ＝４８６．１ｎ
ｍ）を、符号ＣはＣ線（波長λ＝６５６．３ｎｍ）をそ
れぞれ示している。また、非点収差を示す図６（Ｂ）の
収差図において、符号Ｓはサジタル像面を、符号Ｔはメ
リジオナル（タンジェンシャル）像面を示している。図
７および図８に示した横収差は、各像高について、フィ
ルム面内における互いに直交する２つの方向Ｘ，Ｙ（図
２参照）の収差を示している。

【００４６】各収差図から明らかなように、投影レンズ
２８は、第３のレンズ成分Ｌ３の移動量がゼロの場合は
もちろん、画振れ補正のために第３のレンズ成分Ｌ３を
移動させた場合においても、中心部から周辺部に渡って
諸収差が良好に補正されていることがわかる。

【００４７】図９は、投影レンズ２８の逆投影状態にお
けるフィルム面Ｓ１３上の口径食を示す図である。同図
において、横軸はフィルム面Ｓ１３上の高さを示し、縦
軸は口径食を示している。なお、同図の縦軸では、口径
食がゼロの状態を１としている。同図に示したように、
投影レンズ２８では、周辺部に渡って口径食が全くない
ことがわかる。従って、本実施の形態に係る投影レンズ
２８では、開口効率が高く、中心部から周辺部に渡って
明るいレンズ性能を有している。

【００４８】なお、一般に、投影光学系の場合、投影像
が投影されるスクリーン上の照度分布は、反射鏡などの
照明光学系と他のレンズ系との関係で決まるものであ
り、投影レンズ単独で決定されるわけではない。しかし
ながら、投影レンズの口径食はスクリーン上の照度分布
に少なからず影響を与えるので、ここでは参考として口
径食の値を図示した。

【００４９】以上説明したように、本実施の形態に係る
投影レンズ２８および映写装置１によれば、投影対象と
なる映像の振れ、すなわち映画フィルム２の位置振れが
補正されるように、映画フィルム２の位置振れに応じ
て、画振れ補正用のレンズ成分を光軸に直交する方向に
移動させるようにしたので、画振れの影響による投影像
の劣化を低減し、高品位な投影像を得ることができる。
このように、本実施の形態に係る投影レンズ２８および
映写装置１によれば、画振れの影響を低減することがで
きるので、画振れによる視聴者の疲労を低減することが
できる。

【００５０】また、本実施の形態に係る投影レンズ２８
によれば、投影レンズ２８を、像面側から順に、少なく
とも、正の屈折力を有する第１のレンズ群Ｇ１と正の屈
折力を有する第２のレンズ群Ｇ２とを配置して構成し、
第１のレンズ群Ｇ１が、最も物体側に配置されると共
に、負の屈折力を有し像側に凸面を向けた第１のレンズ
成分Ｌ１を備え、第２のレンズ群Ｇ２が、最も像面側に
配置されると共に、物体側に凸面を向け、少なくとも１
つの面が接合面で構成された第２のレンズ成分Ｌ２と、
最も物体側に配置されると共に、正の屈折力を有する第
３のレンズ成分Ｌ３とを備えるようにしたので、周辺部
における像質および開口効率を向上させ、全体に渡って
高品位な投影像を得ることができる。従って、本実施の
形態に係る映写装置１において、スクリーン全体に渡っ
て高品位な映像を投影することができる。また、本実施
の形態に係る投影レンズ２８によれば、少なくとも１つ
の面を非球面で構成するようにしたので、球面収差およ
びコマ収差を効果的に除去することができる。

【００５１】［変形例］次に、本発明の変形例について
説明する。なお、以下の説明では、上記実施の形態にお
ける構成要素と同一の部分には同一の符号を付し、適宜
説明を省略する。本変形例に係る映像投影装置としての
映写装置の全体構成は図１に示した映写装置１と同様で
あるが、レンズ部２７に適用される投影レンズ２８の構
成が異なっている。

【００５２】図１０は、本変形例に係る投影レンズ２
８′のレンズ構成を示すものであり、図では、光軸Ｏを
含む平面内における投影レンズ装置２８′の断面構造を
示している。また、図中の符号Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ８〜Ｓ１
４は、各レンズ要素の面番号を示し、符号Ｓ７は、開口
絞りを示している。符号Ｓ１５は、映画フィルム２のフ
ィルム面（物体面）を示している。従って、図におい
て、レンズ面Ｓ１方向が像面側（投影側）であり、フィ
ルム面Ｓ１５方向が物体側である。なお、図では、投影
レンズ２８′のレンズ要素と共に、投影レンズ２８′を
通過する複数の光線群を同時に示している。

【００５３】同図に示したように、投影レンズ２８′
は、図２に示した投影レンズ２８と同様に、像面側から
順に、少なくとも、正の屈折力を有する第１のレンズ群
Ｇ１′と正の屈折力を有する第２のレンズ群Ｇ２′とが
配置されて構成されている。第２のレンズ群Ｇ２′は、
開口絞りＳ７を介して第１のレンズ群Ｇ１′よりも物体
側に配置されている。従って、投影レンズ２８′では、
物体側において、映画フィルム２に光を照射することに
より光学的な映像が提供されると、この映像が、第２の
レンズ群Ｇ２′、第１のレンズ群Ｇ１′の順に物体側か
ら入射され、スクリーン２９（図１）に向けて拡大した
投影像が形成される。

【００５４】第１のレンズ群Ｇ１′は、像面側に凸面を
向けた正のメニスカスレンズＥ１′と、像面側に凸面を
向けた正のメニスカスレンズＥ２′と、像面側に凸面を
向けた負のメニスカスレンズＥ３′（Ｌ１′）とを備え
ている。第１のレンズ群Ｇ１′においては、像面側から
順に、レンズＥ１′，Ｅ２′，Ｅ３′が、この順番で配
置されている。このように、第１のレンズ群Ｇ１′の最
も物体側には、図２に示した投影レンズ２８における第
１のレンズ群Ｇ１と同様に、負のメニスカスレンズＥ
３′が第１のレンズ成分Ｌ１′として配置されている。

【００５５】第２のレンズ群Ｇ２′は、物体側に凸面を
向け、少なくとも１つの面が接合面で構成された第２の
レンズ成分Ｌ２′と、正の屈折力を有する両凸レンズＥ
７′（Ｌ３′）とを備えている。第２のレンズ成分Ｌ
２′は、両凹レンズＥ４′、両凸レンズＥ５′およびメ
ニスカスレンズＥ６′を有して構成され、全体の屈折力
は負となっている。この第２のレンズ成分Ｌ２′の両凹
レンズＥ４′および両凸レンズＥ５′は、面Ｓ９で接合
された接合レンズの構成となっている。また、第２のレ
ンズ成分Ｌ２′のメニスカスレンズＥ６′は、フィルム
面Ｓ１５側に凸面を向けた負のメニスカスの構成となっ
ている。第２のレンズ群Ｇ２′においては、像面側から
順に、レンズＥ４′，Ｅ５′，Ｅ６′，Ｅ７′が、この
順番で配置されている。このように、第２のレンズ群Ｇ
２′の最も像面側には、開口絞りＳ７に隣接して第２の
レンズ成分Ｌ２′が配置され、最も物体側には、第３の
レンズ成分Ｌ３′としての両凸レンズＥ７′が配置され
ている。

【００５６】投影レンズ２８′においては、第２のレン
ズ群Ｇ２′の第２のレンズ成分Ｌ２′および第３のレン
ズ成分Ｌ３′が画振れ補正用のレンズ成分となってお
り、これらのレンズ成分が、図２に示した投影レンズ２
８と同様に、光軸Ｏに直交するＸ方向およびＹ方向に移
動可能に構成されている。なお、画振れ補正用のレンズ
成分の移動方向は、機械的な精度の関係上、光軸Ｏに対
して完全に直交させることができるとは限らない。本変
形例においては、画振れ補正用のレンズ成分の移動方向
は、画振れを補正することが可能な範囲で、ほぼ直交し
ていれば良い。

【００５７】ここで、投影レンズ２８′において、第１
のレンズ群Ｇ１′または第２のレンズ群Ｇ２′の少なく
とも一方における少なくとも１つのレンズ面が非球面で
構成されていることが望ましい。本変形例においては、
例えば図１１に示したように、第１のレンズ群Ｇ１′に
おけるメニスカスレンズＥ２′の像側の面Ｓ３が非球面
で構成されている。投影レンズ２８′の少なくとも１つ
の面を非球面で構成することによる作用および効果は、
上述の図２に示した投影レンズ２８と同様である。

【００５８】また、投影レンズ２８′においては、図２
に示した投影レンズ２８と同様に、第２のレンズ群Ｇ
２′の焦点距離をｆ２とし、レンズ系全体の焦点距離を
ｆとしたときに、以下の条件式（１）を満足することが
望ましい。条件式（１）を満足することによる作用およ
び効果は、図２に示した投影レンズ２８と同様である。

【００５９】０．５＜ｆ２／ｆ＜１．５ …（１）

【００６０】また、投影レンズ２８′においては、図２
に示した投影レンズ２８と同様に、第３のレンズ成分Ｌ
３′の焦点距離をｆ４とし、画ぶれ補正時における第３
のレンズ成分Ｌ３′の光軸Ｏに直交する方向の最大変位
量の大きさをΔＳとしたときに、以下の条件式（２）を
満足することが望ましい。条件式（２）を満足すること
による作用および効果は、図２に示した投影レンズ２８
と同様である。

【００６１】ΔＳ／ｆ４＜０．０１ …（２）

【００６２】更に、投影レンズ２８′においては、レン
ズ系全体の焦点距離をｆとし、最大物体高（映画フィル
ム２の大きさ）をＹ_max とし、画振れ補正用のレンズ成
分の一つである第３のレンズ成分Ｌ３′のアッベ数の値
をνａとしたときに、以下の条件式（３），（４）を満
足することが望ましい。条件式（３），（４）を満足す
ることによる作用および効果は、図２に示した投影レン
ズ２８と同様である。

【００６３】０．１８＜Ｙ_max ／ｆ＜０．４ …（３） ４５＜νａ …（４）

【００６４】図１１は、図１０に示したレンズ構成にお
ける投影レンズ２８′の諸元値を示すものである。同図
における各符号の意味は、図３と同様である。

【００６５】同図（Ｃ）は、図３（Ｃ）と同様に、上述
の条件式（１）〜（４）に対応する値を示している。同
図に示したように、本変形例に係る投影レンズ２８′に
おいては、レンズ系全体の焦点距離ｆの値が１００ｍｍ
であり、第２のレンズ群Ｇ２′の焦点距離ｆ２の値が７
９．３ｍｍであるから、ｆ２／ｆ＝０．７９３となり、
上述の条件式（１）を満足している。

【００６６】また、投影レンズ２８′においては、画ぶ
れ補正時における第３のレンズ成分Ｌ３′の光軸Ｏに直
交する方向の最大変位量の大きさΔＳの値が０．２ｍｍ
であり、第３のレンズ成分Ｌ３′の焦点距離ｆ４の値が
７３．７ｍｍであるから、ΔＳ／ｆ４＝０．００２７と
なり、上述の条件式（２）を満足している。

【００６７】更に、投影レンズ２８′においては、レン
ズ系全体の焦点距離ｆの値が１００ｍｍであり、最大物
体高（映画フィルム２の大きさ）Ｙ_max の値が２７．２
ｍｍであるから、Ｙ_max ／ｆ＝０．２７２となり、上述
の条件式（３）を満足している。また更に、投影レンズ
２８′においては、第３のレンズ成分Ｌ３′のアッベ数
νａの値が、４７．５であるから、上述の条件式（４）
を満足している。

【００６８】図１２は、投影レンズ２８′における画振
れ補正用のレンズ成分（第２のレンズ成分Ｌ２′および
第３のレンズ成分Ｌ３′）のレンズ移動量と映画フィル
ム２のフィルム移動量（位置振れ量）との関係を示すテ
ーブルの一例を示したものである。また、図１３は、図
１２に示したレンズ移動量とフィルム移動量との関係を
グラフ化したものである。本実施の形態においては、映
画フィルム２に位置振れがあった場合には、映画フィル
ム２の移動方向と同方向に、画振れ補正用のレンズ成分
である第２のレンズ成分Ｌ２′および第３のレンズ成分
Ｌ３′を移動させるようになっている。主制御部３４
（図１）は、図１２に示したような関係テーブルを図示
しないメモリにあらかじめ記憶している。主制御部３４
は、位置検出部３３において検出された位置振れ量を取
得すると、あらかじめ記憶している関係テーブルから適
切なレンズ移動量の値を求め、映画フィルム２の移動方
向と同方向に画振れ補正用のレンズ成分を移動させるよ
う、駆動制御部４２に対し、画振れ補正制御信号SX1,SY
1 を送出する。

【００６９】図１４〜図１６は、図１１に示した諸元値
を有する投影レンズ２８′に対し、無限遠方から光を逆
投影した状態（逆投影状態）におけるフィルム面Ｓ１５
上の諸収差を示す図である。なお、図１４は、第２のレ
ンズ成分Ｌ２′および第３のレンズ成分Ｌ３′のレンズ
移動量がゼロのときの球面収差（同図（Ａ））、非点収
差（同図（Ｂ））および歪曲収差（同図（Ｃ））を示し
ている。図１５は、第２のレンズ成分Ｌ２′および第３
のレンズ成分Ｌ３′のレンズ移動量をゼロとしたときの
横収差を示し、図１６は、画振れ補正をしたときの横収
差の一例として、第２のレンズ成分Ｌ２′および第３の
レンズ成分Ｌ３′のレンズ移動量を０．２ｍｍとしたと
きの横収差を示している。これらの各収差図において、
各符号の意味は、上述の図６〜図８と同様である。

【００７０】これらの収差図から明らかなように、投影
レンズ２８′は、図２に示した投影レンズ２８と同様
に、画振れ補正用のレンズ成分の移動量がゼロの場合は
もちろん、画振れ補正用のレンズ成分を移動させた場合
においても、中心部から周辺部に渡って諸収差が良好に
補正されていることがわかる。

【００７１】図１７は、投影レンズ２８′の逆投影状態
におけるフィルム面Ｓ１５上の口径食を示す図である。
同図において、横軸はフィルム面Ｓ１５上の高さを示
し、縦軸は口径食を示している。なお、同図の縦軸で
は、口径食がゼロの状態を１としている。同図に示した
ように、投影レンズ２８′では、周辺部に渡って口径食
が全くないことがわかる。従って、本変形例に係る投影
レンズ２８′では、図２に示した投影レンズ２８と同様
に、開口効率が高く、中心部から周辺部に渡って明るい
レンズ性能を有している。

【００７２】以上説明したように、本変形例に係る投影
レンズ２８′によれば、図２に示した投影レンズ２８と
同様に、画振れの影響による投影像の劣化を低減し、高
品位な投影像を得ることができる。

【００７３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず種々の変形実施が可能である。例えば、本発明の投
影レンズは、映写装置のみならず、映画フィルムに記録
された映像をカメラで撮影して映像信号に変換するよう
なテレシネ装置等の他のフィルム処理装置にも利用する
ことが可能である。更に、本発明の投影レンズは、映画
フィルムに記録された映像を投影するような装置に限定
されず、映画フィルム以外から光学的に提供された映像
を投影するその他の投影装置に広く適用することが可能
である。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし６
のいずれか１項に記載の投影レンズおよび請求項７記載
の映像投影装置によれば、複数のレンズ成分の少なくと
も１つを、投影対象となる映像の振れが補正されるよう
に、映像の振れに応じて、光軸に直交する方向に移動可
能に構成したので、画振れによる投影像の劣化を低減
し、画振れの影響を受けることなく高品位な投影像を得
ることができるという効果を奏する。

【００７５】特に、請求項６記載の投影レンズによれ
ば、請求項２記載の投影レンズにおいて、第１のレンズ
群または第２のレンズ群の少なくとも一方における少な
くとも１つのレンズ面を、非球面で構成するようにした
ので、球面収差やコマ収差の除去をより効果的に行うこ
とが可能となり、より高品位な投影像を得ることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る映像投影装置とし
ての映写装置の要部構成を示す構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る投影レンズの構成
を示す断面図である。

【図３】図２に示した投影レンズの光学的な諸元値を示
す説明図である。

【図４】図２に示した投影レンズにおけるレンズの移動
量とフィルムの移動量との関係を示すテーブルの一例を
示す説明図である。

【図５】図４に示したレンズの移動量とフィルムの移動
量との関係をグラフ化して示す説明図である。

【図６】図２に示した投影レンズの逆投影状態における
球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図であ
る。

【図７】図２に示した投影レンズの逆投影状態における
横収差を示す収差図である。

【図８】図２に示した投影レンズにおいて画振れ補正時
の横収差を示す収差図である。

【図９】図２に示した投影レンズの逆投影状態における
口径食を示す説明図である。

【図１０】本発明の変形例に係る投影レンズの構成を示
す断面図である。

【図１１】図１０に示した投影レンズの光学的な諸元値
を示す説明図である。

【図１２】図１０に示した投影レンズにおけるレンズの
移動量とフィルムの移動量との関係を示すテーブルの一
例を示す説明図である。

【図１３】図１２に示したレンズの移動量とフィルムの
移動量との関係をグラフ化して示す説明図である。

【図１４】図１０に示した投影レンズの逆投影状態にお
ける球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図で
ある。

【図１５】図１０に示した投影レンズの逆投影状態にお
ける横収差を示す収差図である。

【図１６】図１０に示した投影レンズにおいて画振れ補
正時の横収差を示す収差図である。

【図１７】図１０に示した投影レンズの逆投影状態にお
ける口径食を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｇ１，Ｇ１′…第１のレンズ群、Ｇ２，Ｇ２′…第２の
レンズ群、Ｌ１，Ｌ１′…第１のレンズ成分、Ｌ２，Ｌ
２′…第２のレンズ成分、Ｌ３，Ｌ３′…第３のレンズ
成分、１…映写装置、２…映画フィルム、２７…レンズ
部、２８…投影レンズ、２９…スクリーン、３３…位置
検出部、３４…主制御部、４１…画振れ補正機構部、４
２…駆動制御部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的に提供された映像を投影するため
   の投影レンズであって、 複数のレンズ成分を有すると共に、 前記複数のレンズ成分の少なくとも１つが、投影対象と
   なる映像の振れが補正されるように、映像の振れに応じ
   て、光軸に直交する方向に移動可能に構成されているこ
   とを特徴とする投影レンズ。
2. 【請求項２】 前記投影レンズは、像面側から順に、少
   なくとも、正の屈折力を有する第１のレンズ群と正の屈
   折力を有する第２のレンズ群とが配置されて構成され、 前記第１のレンズ群は、 最も物体側に配置されると共に、負の屈折力を有し像側
   に凸面を向けた第１のレンズ成分を備え、 前記第２のレンズ群は、 最も像面側に配置されると共に、物体側に凸面を向け、
   少なくとも１つの面が接合面で構成された第２のレンズ
   成分と、最も物体側に配置されると共に、正の屈折力を
   有する第３のレンズ成分とを備え、 前記第３のレンズ成分、または前記第２のレンズ成分お
   よび前記第３のレンズ成分が、光軸に直交する方向に移
   動可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載
   の投影レンズ。
3. 【請求項３】 前記第２のレンズ群の焦点距離をｆ２と
   し、レンズ系全体の焦点距離をｆとしたときに、 ０．５＜ｆ２／ｆ＜１．５ …（１） で表される条件式（１）を満足することを特徴とする請
   求項２記載の投影レンズ。
4. 【請求項４】 前記第３のレンズ成分の焦点距離をｆ４
   とし、画ぶれ補正時における前記第３のレンズ成分の光
   軸に直交する方向の最大変位量の大きさをΔＳとしたと
   き、 ΔＳ／ｆ４＜０．０１ …（２） で表される条件式（２）を満足することを特徴とする請
   求項２記載の投影レンズ。
5. 【請求項５】 レンズ系全体の焦点距離をｆとし、前記
   光学的に提供された映像の最大物体高をＹ_max とし、前
   記第３のレンズ成分のアッベ数の値をνａとしたとき、 ０．１８＜Ｙ_max ／ｆ＜０．４ …（３） ４５＜νａ …（４） で表される条件式（３），（４）を満足することを特徴
   とする請求項２記載の投影レンズ。
6. 【請求項６】 前記第１のレンズ群または前記第２のレ
   ンズ群の少なくとも一方は、少なくとも１つのレンズ面
   が非球面で構成されていることを特徴とする請求項２記
   載の投影レンズ。
7. 【請求項７】 光学的に提供された映像を投影レンズを
   介して投影する映像投影装置であって、 前記投影レンズは、 複数のレンズ成分を有すると共に、 前記複数のレンズ成分の少なくとも１つが、投影対象と
   なる映像の振れが補正されるように、映像の振れに応じ
   て、光軸に直交する方向に移動可能に構成されているこ
   とを特徴とする映像投影装置。