JPS6049311A - 投影レンズ - Google Patents
投影レンズInfo
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- JPS6049311A JPS6049311A JP58157681A JP15768183A JPS6049311A JP S6049311 A JPS6049311 A JP S6049311A JP 58157681 A JP58157681 A JP 58157681A JP 15768183 A JP15768183 A JP 15768183A JP S6049311 A JPS6049311 A JP S6049311A
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- lens
- refracting power
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- lenses
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明は投影レンズ、特にCRT像を投影し大きな画面
を得るビデオプロジェクタ−用投影レンズに関する。
を得るビデオプロジェクタ−用投影レンズに関する。
(発明の背景)
一般にビデオプロジェクタ−では、B(青)、G(緑)
、R(赤)、3色のCRTを各々のレンズでスクリーン
に投影しておシ、3色それぞれの発光スペクトル巾は狭
いため色消レンズの必要性はあtbない。これらのビデ
オプロジェクタ−用レンズとしては、通常の球面レンズ
だりで構成されるものや、非球面を含んだものが知れて
いる。
、R(赤)、3色のCRTを各々のレンズでスクリーン
に投影しておシ、3色それぞれの発光スペクトル巾は狭
いため色消レンズの必要性はあtbない。これらのビデ
オプロジェクタ−用レンズとしては、通常の球面レンズ
だりで構成されるものや、非球面を含んだものが知れて
いる。
球面のみの構成では明るく広い画角を持せるためには限
界がちシ、構成するレンズの数を少なくして高性能を維
持するためには、非球面を用いることが不可欠である。
界がちシ、構成するレンズの数を少なくして高性能を維
持するためには、非球面を用いることが不可欠である。
非球面を用いたこの種の投影レンズとしては、特開昭5
5−124114号、特開昭57−108818号、特
開昭58−118616号、特開昭58−125007
号などの各公報に開示されたものが知れている。これら
はいずれも3個のレンズにより構成されており、本願と
同一の出願人による特開昭57−108818号公報に
開示された投影レンズの例を第1図に示す。
5−124114号、特開昭57−108818号、特
開昭58−118616号、特開昭58−125007
号などの各公報に開示されたものが知れている。これら
はいずれも3個のレンズにより構成されており、本願と
同一の出願人による特開昭57−108818号公報に
開示された投影レンズの例を第1図に示す。
図示のごとく、スクリーン側(図中左側)より正の屈折
力を有する第ルンズ、正の屈折力を有する両凸形状第2
レンズ、負の屈折力を有しスクリーン側に強い曲率を向
けた第3レンズよシ構成されている。
力を有する第ルンズ、正の屈折力を有する両凸形状第2
レンズ、負の屈折力を有しスクリーン側に強い曲率を向
けた第3レンズよシ構成されている。
特開昭55−124114号公報に開示された投影レン
ズは、第1図のものよシ第ルンズの屈折力が弱く、第2
レンズの屈折力が強い基本構成を持っているため、中心
の結像性能は良いが、周辺の結像性は悪くなるという欠
点があった。また3個のレンズ素材が全てプラスチック
のため環境雰囲気の温度変化による焦点変動が著しいと
いう欠点もあった。また、特開昭57−108818号
公報に開示された投影レンズは、平面のCRTに対して
レンズ側に凹面を向けた曲率半径2500朋の彎曲した
スクリーンへの投影を前提としていたため、像面彎曲的
には有利な投影レンズであったが、半画角が24.05
°と狭いものであった。さらに、この例についての第2
図に示すCRT側MTF値も5本/朋で概ね50%程度
はあるが、まだ充分な値とは云えなかった。またこれも
3個のレンズ素材が全てプラスチックであるため、環境
雰囲気の温度変化による焦点変動が著しい。
ズは、第1図のものよシ第ルンズの屈折力が弱く、第2
レンズの屈折力が強い基本構成を持っているため、中心
の結像性能は良いが、周辺の結像性は悪くなるという欠
点があった。また3個のレンズ素材が全てプラスチック
のため環境雰囲気の温度変化による焦点変動が著しいと
いう欠点もあった。また、特開昭57−108818号
公報に開示された投影レンズは、平面のCRTに対して
レンズ側に凹面を向けた曲率半径2500朋の彎曲した
スクリーンへの投影を前提としていたため、像面彎曲的
には有利な投影レンズであったが、半画角が24.05
°と狭いものであった。さらに、この例についての第2
図に示すCRT側MTF値も5本/朋で概ね50%程度
はあるが、まだ充分な値とは云えなかった。またこれも
3個のレンズ素材が全てプラスチックであるため、環境
雰囲気の温度変化による焦点変動が著しい。
ここで、レンズ素材として使われているアクリルのe線
における屈折率neを気温20℃を定常状態とし0°C
〜40℃まで変化させ測定すると下記の値を得る。
における屈折率neを気温20℃を定常状態とし0°C
〜40℃まで変化させ測定すると下記の値を得る。
n@(20℃)=1.49380
no(QoG)=1.49608
n@(40℃)=1.49134
この屈折率値変化によるCRT側の温度変化によるデフ
ォーカス量は、第1図に示した特開昭57−10881
8号公報も投影レンズについてみると20℃を零として
、 06G : −0,635朋 40°C: +0.749朋 となる。これだけの焦点変動があると第2図のMTF値
から判断すれば、ビデオプロジェクターの設置場所の温
度変化が太い場合には実用の域を越えてしまう。
ォーカス量は、第1図に示した特開昭57−10881
8号公報も投影レンズについてみると20℃を零として
、 06G : −0,635朋 40°C: +0.749朋 となる。これだけの焦点変動があると第2図のMTF値
から判断すれば、ビデオプロジェクターの設置場所の温
度変化が太い場合には実用の域を越えてしまう。
特開昭58−118616号公報及び特開昭58−12
5007号公報に開示された投影レンズは、M1図に示
したものとほぼ同じ構成を有しているが、第2レンズの
素材をガラスとし、温度変化による焦点変動が小さくな
るよう配慮されている。しかしながら、これらは第2レ
ンズの素材がガラスであるため、非球面化されておらず
、球面収差の補正が充分でなく、画角も半画角25°以
下で狭く、像面彎曲の補正も充分でなかった。さらに、
温度変化による焦点変動については第ルンズでの変化は
何ら補償されておらず未だ十分なものではないという欠
点をもっていた。
5007号公報に開示された投影レンズは、M1図に示
したものとほぼ同じ構成を有しているが、第2レンズの
素材をガラスとし、温度変化による焦点変動が小さくな
るよう配慮されている。しかしながら、これらは第2レ
ンズの素材がガラスであるため、非球面化されておらず
、球面収差の補正が充分でなく、画角も半画角25°以
下で狭く、像面彎曲の補正も充分でなかった。さらに、
温度変化による焦点変動については第ルンズでの変化は
何ら補償されておらず未だ十分なものではないという欠
点をもっていた。
(発明の目的)
本発明の目的は、従来知れているビデオプロジェクタ−
用投影レンズをより広画角し充分々結像性能を得るとと
もに環境雰囲気の温度変化による焦点変動を補償したビ
デオプロジェクタ−用投影レンズを提供することKある
。
用投影レンズをより広画角し充分々結像性能を得るとと
もに環境雰囲気の温度変化による焦点変動を補償したビ
デオプロジェクタ−用投影レンズを提供することKある
。
(発明の概要)
本発明による投影レンズは、スクリーン側より順に正の
屈折力を有する第ルンズ、正の屈折力ヲ有シ両凸形状の
第2レンズ、負の屈折力を有しスクリーン側に強い曲率
の凹面を向けたメニスカス状の第3レンズ、負の屈折力
を有しスクリーン側に強い曲率の凹面を向けた第4レン
ズにより構成されている。
屈折力を有する第ルンズ、正の屈折力ヲ有シ両凸形状の
第2レンズ、負の屈折力を有しスクリーン側に強い曲率
の凹面を向けたメニスカス状の第3レンズ、負の屈折力
を有しスクリーン側に強い曲率の凹面を向けた第4レン
ズにより構成されている。
このような基本構成により第ルンズは球面収差とコマ収
差の補正機能を持ち、第2レンズと第3レンズは接近し
て配置され実質的にはいわゆる分離−゛プレットを構成
し、第ルンズにより補正しきれない球面収差とコマ収差
を補正する機能を有L、jlE4レンズはフィールドフ
ラットナーとしてベソバール和の補正すなわち、像面彎
曲、非点収差の補正機能を有する。
差の補正機能を持ち、第2レンズと第3レンズは接近し
て配置され実質的にはいわゆる分離−゛プレットを構成
し、第ルンズにより補正しきれない球面収差とコマ収差
を補正する機能を有L、jlE4レンズはフィールドフ
ラットナーとしてベソバール和の補正すなわち、像面彎
曲、非点収差の補正機能を有する。
このような補正機能を充分に果すためには、少なくとも
第ルンズ、第3レンズ、第4レンズの各1面を非球面化
することが望ましい。また非球面を有するレンズは、加
工上、レンズ素材をプラスチレンとすることにより、コ
ストの大巾低減が見込める。そして、本発明の投影レン
ズに温度変化による焦点ドリフト補償機能を持たせるた
めには、第ルンズ、第3レンズ、第4レンズの各素材を
プラスチックとし、第2レンズの素材をガラスとするこ
とが必須となる。プラスチックは屈折率の温度依存性が
ガラスに比べ2桁程度大きい。
第ルンズ、第3レンズ、第4レンズの各1面を非球面化
することが望ましい。また非球面を有するレンズは、加
工上、レンズ素材をプラスチレンとすることにより、コ
ストの大巾低減が見込める。そして、本発明の投影レン
ズに温度変化による焦点ドリフト補償機能を持たせるた
めには、第ルンズ、第3レンズ、第4レンズの各素材を
プラスチックとし、第2レンズの素材をガラスとするこ
とが必須となる。プラスチックは屈折率の温度依存性が
ガラスに比べ2桁程度大きい。
この4個のレンズのうち、第2レンズは素材がガラスで
あるため、また第4レンズは物体面近舗にあるため、第
2レンズ及び第4レンズが全系に及ぼす温度変化による
焦点変動は実質的に無視できる。
あるため、また第4レンズは物体面近舗にあるため、第
2レンズ及び第4レンズが全系に及ぼす温度変化による
焦点変動は実質的に無視できる。
そして、第ルンズの屈折力をPl、第3レンズの屈折力
をP3とするとき、 −3,0≦P+ / P3≦−0,8 の条件を満足することにより、この2個のレンズによる
温度変化に対する焦点変動を大巾に軽減することができ
る。従って全系についても大きな温度変化に対して十分
に温度補償を達成することが可能となる。
をP3とするとき、 −3,0≦P+ / P3≦−0,8 の条件を満足することにより、この2個のレンズによる
温度変化に対する焦点変動を大巾に軽減することができ
る。従って全系についても大きな温度変化に対して十分
に温度補償を達成することが可能となる。
この条件の下限に外れると温度補償効果は減少し、逆に
上限を越えると温度補償効果は増大する。
上限を越えると温度補償効果は増大する。
また、この条件の上限に近づくと、第3レンズの屈折力
が大きくなるため、これに対応して第2レンズの屈折力
む増す傾向になる。このことは分離ダブレットとしての
収差補正効果も増す働きをするが、この上限を出ると第
2レンズの屈折力が増しすぎ、新たに第2レンズのスク
リーン側の面での収差の発生が大きくなる。逆に、この
条件の下限に近づくと、分離ダブレットとしての第2.
第3レンズでの収差補正効果が減少し、下限をはずれる
と効果はI9とんどなくなる。すなわち、収差的にも一
ヒ式の範囲で第ルンズと第3レンズの各素材をプラスチ
ックとし、第2レンズの素材をガラスとすることが必要
である。
が大きくなるため、これに対応して第2レンズの屈折力
む増す傾向になる。このことは分離ダブレットとしての
収差補正効果も増す働きをするが、この上限を出ると第
2レンズの屈折力が増しすぎ、新たに第2レンズのスク
リーン側の面での収差の発生が大きくなる。逆に、この
条件の下限に近づくと、分離ダブレットとしての第2.
第3レンズでの収差補正効果が減少し、下限をはずれる
と効果はI9とんどなくなる。すなわち、収差的にも一
ヒ式の範囲で第ルンズと第3レンズの各素材をプラスチ
ックとし、第2レンズの素材をガラスとすることが必要
である。
本発明による温度補償を十分に達成するために、第ルン
ズ(LL )にアクリル、第3レンス(La)にはスチ
レンを用いることが最適であるが、第3レンズ(La)
にアクリルを用いてもビデオグロジェクター用投影レン
ズとしては充分な温度補償効果が得られる。要するに、
第ルンズと第3レンズとのレンズ素材にプラスチックを
用い、第2レンズのレンズ素材にガラスを用い、上記条
件の範囲で第ルンズと第3レンズとの屈折力比をとるこ
とにより十分な温度補償効果が得られる。
ズ(LL )にアクリル、第3レンス(La)にはスチ
レンを用いることが最適であるが、第3レンズ(La)
にアクリルを用いてもビデオグロジェクター用投影レン
ズとしては充分な温度補償効果が得られる。要するに、
第ルンズと第3レンズとのレンズ素材にプラスチックを
用い、第2レンズのレンズ素材にガラスを用い、上記条
件の範囲で第ルンズと第3レンズとの屈折力比をとるこ
とにより十分な温度補償効果が得られる。
以上のごとき本発明の構成において、さらに、第2レン
ズのCRT側のレンズ面及び第3レンズである負メニス
カスレンズのスクリーン側のレンズ面の曲率半径をそれ
ぞれr41 r5とするとき、1’r41 > I r
s I の条件を満たすことが望ましい。
ズのCRT側のレンズ面及び第3レンズである負メニス
カスレンズのスクリーン側のレンズ面の曲率半径をそれ
ぞれr41 r5とするとき、1’r41 > I r
s I の条件を満たすことが望ましい。
これにより、両凸形状の第2レンズと第3レンズとの間
にスクリーン側に凹面を向けたメニスカス形状の空気間
隔が形成され、球面収差のみならず、全画角にわたって
コマ収差をより良好に補正することが可能となる。
にスクリーン側に凹面を向けたメニスカス形状の空気間
隔が形成され、球面収差のみならず、全画角にわたって
コマ収差をより良好に補正することが可能となる。
(実施例)
以下本発明を実施例に基づいて説明する。
第3図は本発明による第1実施例のレンズ構成図である
。中心及び像高100%の光束の光路を図示した。
。中心及び像高100%の光束の光路を図示した。
本実施例の投影レンズはスクリーン側より正の屈折力を
有する第ルンズ(LL)、正の屈折力を有し両凸形状の
第2レンズ(L2)、負の屈折力を有しスクリーン側に
凹面を向けたメニスカス状第3レンズ(La)、負の屈
折力を有しスクリーン側に強い曲率の凹面を向けた第4
レンズ(L4)、その後方にレンズとCRT前面をカッ
プリングする目的で光学的にはほぼ平行平面板として扱
えるシリコンゴム(S)、さらにほぼ平行平面のCRT
前面ガラス(G)を界して、物体面としての蛍光面(P
)が配置されている。そして第ルンズ(L己第4レンズ
(L4)の各スクリーン側の面(r、 、 r7)と、
第3レンズ(La)のCRT側の面(rs)が非球面に
形成されている。また非球面を有する第ルンズ(LL)
、第4レンズ(L4)はレンズ素材がアクリル、第3レ
ンズ(La)はスチレンでともにプラスチック素材が使
用され、第2レンズ(L2)のみガラス素材で構成され
ている。
有する第ルンズ(LL)、正の屈折力を有し両凸形状の
第2レンズ(L2)、負の屈折力を有しスクリーン側に
凹面を向けたメニスカス状第3レンズ(La)、負の屈
折力を有しスクリーン側に強い曲率の凹面を向けた第4
レンズ(L4)、その後方にレンズとCRT前面をカッ
プリングする目的で光学的にはほぼ平行平面板として扱
えるシリコンゴム(S)、さらにほぼ平行平面のCRT
前面ガラス(G)を界して、物体面としての蛍光面(P
)が配置されている。そして第ルンズ(L己第4レンズ
(L4)の各スクリーン側の面(r、 、 r7)と、
第3レンズ(La)のCRT側の面(rs)が非球面に
形成されている。また非球面を有する第ルンズ(LL)
、第4レンズ(L4)はレンズ素材がアクリル、第3レ
ンズ(La)はスチレンでともにプラスチック素材が使
用され、第2レンズ(L2)のみガラス素材で構成され
ている。
物体面の中心、及び像高100%の光束の図示した光路
により各レンズの働きが判り易く説明される。すなわち
、物体面の中心に対する光束は、第ルンズ(L+)の非
球面によシ球面収差の補正を受け、第2レンズ(L2)
及び第3レンズ(L3)からなる分離ダブレットによシ
、さらに球面収差の補正を受け物体面中心とスクリーン
面中心との共役が成立している。また物体面の周辺に対
する斜光束については主光線よシ図中上側の光束が第ル
ンズ(Lq)の非球面で補正され、主光線よシ図中下側
の光束は第2レンズ(L2)及び第3レンズ(L3)の
分離ダブレットでの補正と、第3レンス(L3)の非球
面での補正とを受けている。
により各レンズの働きが判り易く説明される。すなわち
、物体面の中心に対する光束は、第ルンズ(L+)の非
球面によシ球面収差の補正を受け、第2レンズ(L2)
及び第3レンズ(L3)からなる分離ダブレットによシ
、さらに球面収差の補正を受け物体面中心とスクリーン
面中心との共役が成立している。また物体面の周辺に対
する斜光束については主光線よシ図中上側の光束が第ル
ンズ(Lq)の非球面で補正され、主光線よシ図中下側
の光束は第2レンズ(L2)及び第3レンズ(L3)の
分離ダブレットでの補正と、第3レンス(L3)の非球
面での補正とを受けている。
すなわち図からも明らかなように分離ダブレットの球面
収差補正機構が大きく働いているため、第ルンズ(Ll
)及び第3レンズ(L3)の非球面は、広い画角にわた
るコマ収差の補正に大きく働くことが可能になる。仮に
第2レンズ(L2)ト第3レンズ(L3)とを一体化し
て球面レンズとした場合を考えると、球面収差の補正が
不充分になシ広い画角にわたるコマ収差の補正も不可能
になる。また第2レンズ(L2)と第3レンズ(L3)
を一体化して非球面を設ける場合でも、球面収差ばかり
補正され広い画角には対応できず、全体にMTF値の低
い結像性能しか得られない。
収差補正機構が大きく働いているため、第ルンズ(Ll
)及び第3レンズ(L3)の非球面は、広い画角にわた
るコマ収差の補正に大きく働くことが可能になる。仮に
第2レンズ(L2)ト第3レンズ(L3)とを一体化し
て球面レンズとした場合を考えると、球面収差の補正が
不充分になシ広い画角にわたるコマ収差の補正も不可能
になる。また第2レンズ(L2)と第3レンズ(L3)
を一体化して非球面を設ける場合でも、球面収差ばかり
補正され広い画角には対応できず、全体にMTF値の低
い結像性能しか得られない。
第1実施例の諸元を下表に示す。
表中r、 、 r2. r3・・・・・・はスクリーン
側から順次者レンズ面の曲率半径を表わ1〜、d、 、
d2. d3 ・・・・・・・・は各レンズの中心厚
及びレンズ間隔、n、 、 n2. n3・・・・・・
は各レンズのe線に対する気温20℃での屈折率、fl
l f21 f3 + f4は各レンズの焦点距離、
fは全系の焦点距離を表わすものとする。また、非球面
形状は光軸方向をX軸とした直角座標において、頂点曲
率をC,Kを円錐定数、C2,C4゜C61C81CI
Oを高次定数とするとき、P C2P2 +C4P4 +C6P6 + C3P8−1
− C,。plOp−1F丁−7「 で表わされる回転対称非球面でAI、表中にこれらの非
球面係数の値も示した。(以下の実施例についても同様
) 第1実施例 f = 101.2 口径比 1 : 1.10投影倍
率: −7,997X 半画角28.56゜r、=14
3.454 d、=11.On、=1.49380 L
。
側から順次者レンズ面の曲率半径を表わ1〜、d、 、
d2. d3 ・・・・・・・・は各レンズの中心厚
及びレンズ間隔、n、 、 n2. n3・・・・・・
は各レンズのe線に対する気温20℃での屈折率、fl
l f21 f3 + f4は各レンズの焦点距離、
fは全系の焦点距離を表わすものとする。また、非球面
形状は光軸方向をX軸とした直角座標において、頂点曲
率をC,Kを円錐定数、C2,C4゜C61C81CI
Oを高次定数とするとき、P C2P2 +C4P4 +C6P6 + C3P8−1
− C,。plOp−1F丁−7「 で表わされる回転対称非球面でAI、表中にこれらの非
球面係数の値も示した。(以下の実施例についても同様
) 第1実施例 f = 101.2 口径比 1 : 1.10投影倍
率: −7,997X 半画角28.56゜r、=14
3.454 d、=11.On、=1.49380 L
。
r2=−1542,254d2=68
r3−116.976 d3==zo、o n、、==
1.62286 L2r4=−110,914d4=2
J37r51: 89.375 d5=:5.Q na
=1.59501 L3r6==7127.071 a
6=ss、sr、=−48,609d7=5 n4=1
.49380 i、4rs =’== C0 r9= ” d8=5 n6=1.45000 5r1
o=cod9−8n6=1.518720上記第1実施
例の投影レンズの結像性能について、第4図(6)にC
RT上で3本/朋、第4図(B)にCRT上で5本/N
の各MTF%性を示す。波長はe線スペクトルで図中上
よシ像高100係、85係、70チ、50%、30%、
中心の矩形波MTFである。ここで破線はメリデイオナ
ル方向、実線はサジタル方向、またAはスクリーン上で
の高さ、YはCRT上での高さ、そして横軸はCRT上
でのデフォーカス量を示している。5本/朋でも概ね5
0%は越えておシ、従来のものに比べ広角化され、かつ
中心から周辺までバランスのとれたビデオプロジェクタ
−用投影レンズである。
1.62286 L2r4=−110,914d4=2
J37r51: 89.375 d5=:5.Q na
=1.59501 L3r6==7127.071 a
6=ss、sr、=−48,609d7=5 n4=1
.49380 i、4rs =’== C0 r9= ” d8=5 n6=1.45000 5r1
o=cod9−8n6=1.518720上記第1実施
例の投影レンズの結像性能について、第4図(6)にC
RT上で3本/朋、第4図(B)にCRT上で5本/N
の各MTF%性を示す。波長はe線スペクトルで図中上
よシ像高100係、85係、70チ、50%、30%、
中心の矩形波MTFである。ここで破線はメリデイオナ
ル方向、実線はサジタル方向、またAはスクリーン上で
の高さ、YはCRT上での高さ、そして横軸はCRT上
でのデフォーカス量を示している。5本/朋でも概ね5
0%は越えておシ、従来のものに比べ広角化され、かつ
中心から周辺までバランスのとれたビデオプロジェクタ
−用投影レンズである。
次に温度補償機能について説明する。
アクリル及びスチレンのe線における屈折率変化を気温
20℃を定常状態として00〜40°まで変化させ測定
すると以下のデータを得る。
20℃を定常状態として00〜40°まで変化させ測定
すると以下のデータを得る。
ガラスは屈折率温度変化がこれらに比べて2桁程小さい
ために、また、シリコンゴムは平行平板のため全系に及
ぼすデフォーカスの影響が小さくともに屈折率の温度変
化は実質的に無視できる。
ために、また、シリコンゴムは平行平板のため全系に及
ぼすデフォーカスの影響が小さくともに屈折率の温度変
化は実質的に無視できる。
CRT側の温度変化によるデフォーカス量は、20℃を
零として、 となる。
零として、 となる。
このデフォーカス量は、前述した特開昭57〜1088
18号公報に開示された投影レンズについての同一条件
でのデフォーカス量の、およそ4分の1と極めて小さい
。このデフォーカス量を第4図に)及び(至)に示した
MTF特性のデフォーカス値に対応させてみると、3本
/mtttでは十分に深度内にあシ、5本/朋でも10
%程度のMTF値は維持し得ることが分シ、大きな温度
変化がある場合にも実用上優れた結像性能が保たれるこ
とが明らかである。
18号公報に開示された投影レンズについての同一条件
でのデフォーカス量の、およそ4分の1と極めて小さい
。このデフォーカス量を第4図に)及び(至)に示した
MTF特性のデフォーカス値に対応させてみると、3本
/mtttでは十分に深度内にあシ、5本/朋でも10
%程度のMTF値は維持し得ることが分シ、大きな温度
変化がある場合にも実用上優れた結像性能が保たれるこ
とが明らかである。
第5図及び第7図は本発明による第2及び第3実施例の
レンズ構成図である。
レンズ構成図である。
各図中には中心及び像高100チの光束の光路を示した
。これらの実施例の投影レンズは像面としてのスクリー
ン面と物体面としてのCRT面0がレンズ内に設置され
たミt−(M)により互いに垂直に近い配置になってい
る。スクリーン側よシ正の屈折力を有する第ルンズ(L
+)、平面ミラー(均、正の屈折力を有し両凸形状の第
2レンズ(L2) 、負の屈折力を有しスクリーン側に
凹面を向けたメニスカス形状第3レンズ(L3)、負の
屈折力を有しスクリーン側に強い凹面を向けた第4レン
ズ(L4)、その後方にレンズとCRT前面をカップリ
ングする目的で光学的にはほぼ平行平面板として扱える
シリコンゴム(均、さらにほぼ平行平面のCRT前面ガ
ラス0を介して物体面としての蛍光面0が配置されてい
る。レンズ素材及び非球面を有する面とも第1実施例と
同様に設計されている。これらの実施例では第ルンズ(
L+)と第2レンズ(L2)との間にほぼ45°に傾斜
するミラー(均を設置しコンパクトなビデオプロジェク
タ−の構成を可能にしている。
。これらの実施例の投影レンズは像面としてのスクリー
ン面と物体面としてのCRT面0がレンズ内に設置され
たミt−(M)により互いに垂直に近い配置になってい
る。スクリーン側よシ正の屈折力を有する第ルンズ(L
+)、平面ミラー(均、正の屈折力を有し両凸形状の第
2レンズ(L2) 、負の屈折力を有しスクリーン側に
凹面を向けたメニスカス形状第3レンズ(L3)、負の
屈折力を有しスクリーン側に強い凹面を向けた第4レン
ズ(L4)、その後方にレンズとCRT前面をカップリ
ングする目的で光学的にはほぼ平行平面板として扱える
シリコンゴム(均、さらにほぼ平行平面のCRT前面ガ
ラス0を介して物体面としての蛍光面0が配置されてい
る。レンズ素材及び非球面を有する面とも第1実施例と
同様に設計されている。これらの実施例では第ルンズ(
L+)と第2レンズ(L2)との間にほぼ45°に傾斜
するミラー(均を設置しコンパクトなビデオプロジェク
タ−の構成を可能にしている。
以下に、第2実施例及び第3実施例の諸元を示す。
A −+1−co Φ
() (0+m OO〜
ω +X) OOooト
■ へ 1 の 0 ω
■ へ ■ ■ り −
II II II II 1111
?+I:lIl:IL:l 悶 目 −lト
一へ oo o 0
一一一 −の 0
0 (0(X) ロ 0 へ
oooo 寸 ω oト
■ へ 0 の 0 ω
■ へ ■ Φ の −
II II II II 1111
ψ・−
一へ
Ooo の
へ
寸 の ■
の
F−1oo ■ヘト■
第6図(5)及び(B)に上記第2実施例の結像性能を
示すMTF特性を、第8図(5)及び(均に上記第3実
施例のMTF%性をそれぞれ第1実施例と同様に示す。
示すMTF特性を、第8図(5)及び(均に上記第3実
施例のMTF%性をそれぞれ第1実施例と同様に示す。
また第2及び第3実施例における温度補償は、20℃を
零としたとき0℃及び40℃でのCRT側デフォーカス
量は、 となる。これらの実施例でも結像性能、温度補償とも、
第1実施例と同様に従来の投影レンズを大きく上まわっ
ていることが分る。
零としたとき0℃及び40℃でのCRT側デフォーカス
量は、 となる。これらの実施例でも結像性能、温度補償とも、
第1実施例と同様に従来の投影レンズを大きく上まわっ
ていることが分る。
尚、上記の各実施例とも非球面を第ルンズ(L、)ノx
クリーン側の面(rl)、第3レンズ(L3)のCRT
側の面(r6)、第4レンズ(L4)oxクリーン側の
面(r7)に設けたが、第ルンズ(Ll)及び第3レン
ズ(L3)においては他の面を非球面としても同様の性
能が得られる。また、カップリング材として上記実施例
ではシリコンゴムを用いたが、素材としてはこの限りで
なく、水、アルコールなどの液体を用いても、空気層と
してもかまわない。
クリーン側の面(rl)、第3レンズ(L3)のCRT
側の面(r6)、第4レンズ(L4)oxクリーン側の
面(r7)に設けたが、第ルンズ(Ll)及び第3レン
ズ(L3)においては他の面を非球面としても同様の性
能が得られる。また、カップリング材として上記実施例
ではシリコンゴムを用いたが、素材としてはこの限りで
なく、水、アルコールなどの液体を用いても、空気層と
してもかまわない。
同様のことはCRT前面ガラスについても云え、異なる
硝材で異なる厚さにしてもかまわない。
硝材で異なる厚さにしてもかまわない。
(発明の効果)
以上のごとく本発明によれば、口径比1:1.0〜1:
1.2の明るさを有しつつ、半画角25°〜30°の極
めて広画角で1ながら優れた結像性能を有し、しかも0
℃〜40°Cまでの環境雰囲気の温度変化による焦点変
動が十分良好に補償されたビデオプロジェクタ−用投影
レンズが達成される。
1.2の明るさを有しつつ、半画角25°〜30°の極
めて広画角で1ながら優れた結像性能を有し、しかも0
℃〜40°Cまでの環境雰囲気の温度変化による焦点変
動が十分良好に補償されたビデオプロジェクタ−用投影
レンズが達成される。
尚、本発明のような広画角投影レンズになると構成され
る4個のレンズのなかで第4レンズ(L4)が最も外径
として大きくなる。この最もCRTに近い第4レンズ(
L4)を通常使われる長方形のCRT有効サイズより若
干大きい程度の相似形長方形又は正方形にすれば加工コ
ストの低下及びレンズのコンパクト化ばかシでなくビデ
オプロジェクタ−の性能としてもメリットが生じる。特
に透過型ビデオプロジェクタ−では、通常G(緑)のC
RTとこれ用の投影レンズは光学配置として、像面とな
るスクリーンと垂直な光軸を選べるが、他のB (T)
、R(赤)のCRTのための投影レンズには多少のアオ
リ角を持たせなくては々らない。従って、B(青)、G
(緑)、R(赤)3個のCRTを含めた光学系を互いに
接近させアオリ角を小さくするためには一番大きな第4
レンズ(L4)をCRTと同等の大きさにする必要があ
る。第ルンズ(Lt)、第2レンズ(L2)、第3レン
ズ(L3)は円形としてなるべく大きい口径を持たせた
方が結像性能上良いが、第4レンズ(L4)CRTの有
効サイズよシ若干大きくすれば長方形にしても個々の投
影レンズの性能には変りはない。このため、各投影レン
ズの第4レンズ(L4)の外形をCRTの形状よりやや
大きな矩形とすることによシ、3個のCRTを接近させ
ることができ、従ってアオリ角を小さくできスクリーン
上の投影像の質を高められると共に、装置全体を一層小
型化するためにも有利である。
る4個のレンズのなかで第4レンズ(L4)が最も外径
として大きくなる。この最もCRTに近い第4レンズ(
L4)を通常使われる長方形のCRT有効サイズより若
干大きい程度の相似形長方形又は正方形にすれば加工コ
ストの低下及びレンズのコンパクト化ばかシでなくビデ
オプロジェクタ−の性能としてもメリットが生じる。特
に透過型ビデオプロジェクタ−では、通常G(緑)のC
RTとこれ用の投影レンズは光学配置として、像面とな
るスクリーンと垂直な光軸を選べるが、他のB (T)
、R(赤)のCRTのための投影レンズには多少のアオ
リ角を持たせなくては々らない。従って、B(青)、G
(緑)、R(赤)3個のCRTを含めた光学系を互いに
接近させアオリ角を小さくするためには一番大きな第4
レンズ(L4)をCRTと同等の大きさにする必要があ
る。第ルンズ(Lt)、第2レンズ(L2)、第3レン
ズ(L3)は円形としてなるべく大きい口径を持たせた
方が結像性能上良いが、第4レンズ(L4)CRTの有
効サイズよシ若干大きくすれば長方形にしても個々の投
影レンズの性能には変りはない。このため、各投影レン
ズの第4レンズ(L4)の外形をCRTの形状よりやや
大きな矩形とすることによシ、3個のCRTを接近させ
ることができ、従ってアオリ角を小さくできスクリーン
上の投影像の質を高められると共に、装置全体を一層小
型化するためにも有利である。
第1図は従来の投影レンズの例を示すレンズ構成図、第
2図はそのMTF特性図、第3図は本発明による投影レ
ンズの第1実施例のレンズ構成図、第4図(5)及び(
均は第4実施例のMTF特性図、第5図は第2実施例の
レンズ構成図、第6図(5)及び(B)は第2実施例の
MTF特性図、第7図は第3実施例のレンズ構成図、第
8図(5)及びCB)は第3実施例のMTF特性図であ
る。 (主要部分の符号の説明) Ll・・・・・・・第ルンズ 、L2・・・・・・・・
第2レンズL3・・・・・・・・・第3レンズ 、L4
・・・・・・・・・第4レンズ出願人 日本光学工業株
式会社 代理人渡辺隆男
2図はそのMTF特性図、第3図は本発明による投影レ
ンズの第1実施例のレンズ構成図、第4図(5)及び(
均は第4実施例のMTF特性図、第5図は第2実施例の
レンズ構成図、第6図(5)及び(B)は第2実施例の
MTF特性図、第7図は第3実施例のレンズ構成図、第
8図(5)及びCB)は第3実施例のMTF特性図であ
る。 (主要部分の符号の説明) Ll・・・・・・・第ルンズ 、L2・・・・・・・・
第2レンズL3・・・・・・・・・第3レンズ 、L4
・・・・・・・・・第4レンズ出願人 日本光学工業株
式会社 代理人渡辺隆男
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 スクリーン側よシ順に正屈折力を有する第ルンズ、正屈
折力を有し両凸形状の第2レンズ、負屈折力を有しスク
リーン側に強い曲率の凹面を向けたメニスカス形状の第
3レンズ、負の屈折力を有しスクリーン側に強い曲率の
凹面を向けた第4レンズによシ構成きれ、該第1.第3
.第4レンズはプラスチックで形成され該第2レンズは
ガラスで形成されると共に、前記第ルンズの屈折力を烏
、前記第3レンズの屈折力をP3とするとき、 −3,0≦P+/P3 ≦ −0,8 の条件を満足することを特徴とする投影レンズ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58157681A JPS6049311A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 投影レンズ |
US06/643,436 US4564269A (en) | 1983-08-29 | 1984-08-23 | Projection lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58157681A JPS6049311A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 投影レンズ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6049311A true JPS6049311A (ja) | 1985-03-18 |
Family
ID=15655057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58157681A Pending JPS6049311A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 投影レンズ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4564269A (ja) |
JP (1) | JPS6049311A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62174711A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-07-31 | Hitachi Ltd | 投写形テレビ用光学系 |
JPH05323188A (ja) * | 1992-10-30 | 1993-12-07 | Hitachi Ltd | 投写形テレビ用光学系 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4690515A (en) * | 1984-12-20 | 1987-09-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compact projection lens |
NL8500453A (nl) * | 1985-02-18 | 1986-09-16 | Philips Nv | Projektielenzenstelsel. |
JPS61200521A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-05 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | テレビプロジエクタ−用投影レンズ |
JPS6285212A (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-18 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 屈折式投影レンズ |
JPH0648543B2 (ja) * | 1985-12-04 | 1994-06-22 | 三菱電機株式会社 | 光学ヘツド装置 |
US4685774A (en) * | 1986-01-17 | 1987-08-11 | U.S. Precision Lens, Incorporated | Projection lens |
US4776681A (en) * | 1986-01-17 | 1988-10-11 | U.S. Precision Lens, Incorporated | Projection lens |
US4682862A (en) * | 1986-01-17 | 1987-07-28 | U.S. Precision Lens Incorporated | Projection lens |
US4755028A (en) * | 1986-10-14 | 1988-07-05 | U.S Precision Lens, Incorporated | Projection lens with an aspherical corrector lens element |
NL8602974A (nl) * | 1986-11-24 | 1988-06-16 | Philips Nv | Projektielenzenstelsel. |
NL8602975A (nl) * | 1986-11-24 | 1988-06-16 | Philips Nv | Beeldprojektiestelsel. |
JP3072146B2 (ja) * | 1991-03-05 | 2000-07-31 | 旭光学工業株式会社 | アナモフイック光学系 |
JP2801461B2 (ja) * | 1992-03-25 | 1998-09-21 | キヤノン株式会社 | シフト光学系及びそれを有する光学機器 |
JP3057946B2 (ja) * | 1993-01-29 | 2000-07-04 | キヤノン株式会社 | 収差補正系及びそれを用いた天体望遠鏡 |
US5870228A (en) * | 1996-05-24 | 1999-02-09 | U.S. Precision Lens Inc. | Projection lenses having larger back focal length to focal length ratios |
DE69726352T2 (de) * | 1996-08-16 | 2004-09-09 | 3M Innovative Properties Co., St. Paul | Miniaturprojektionszoomobjektiv zur Verwendung mit Anzeigetafel mit Pixelmatrix |
US5991089A (en) * | 1997-01-31 | 1999-11-23 | U.S. Precision Lens Inc. | Long focal length projection lenses for use with large pixelized panels |
US6747818B2 (en) * | 2000-09-06 | 2004-06-08 | Ricoh Company Ltd. | Image forming lens, image forming lens unit, original document reading module, apparatus and method, and image information processing apparatus |
JP2005070374A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Hitachi Ltd | 投写用レンズ装置及びこれを用いた背面投写型画像表示装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1302321B (de) * | 1965-05-08 | 1972-05-31 | Ernst Leitz Gmbh, 6330 Wetzlar | Objektiv mit großer Baulänge |
US3800085A (en) * | 1972-10-20 | 1974-03-26 | M Ambats | Convertible direct viewing/projection t-v system |
US3868173A (en) * | 1973-01-18 | 1975-02-25 | Ambatis Maris | Objective lens assembly for projection television |
JPS55124114A (en) * | 1978-09-08 | 1980-09-25 | Us Precision Lens Inc | Projector lens |
US4348081A (en) * | 1979-09-05 | 1982-09-07 | U.S. Precision Lens Inc. | Projection lens |
JPS58118616A (ja) * | 1982-01-08 | 1983-07-14 | Minolta Camera Co Ltd | ビデオプロジエクタ−用屈折型光学系 |
JPS57108818A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Projection lens |
JPS58125007A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投影レンズ |
-
1983
- 1983-08-29 JP JP58157681A patent/JPS6049311A/ja active Pending
-
1984
- 1984-08-23 US US06/643,436 patent/US4564269A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62174711A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-07-31 | Hitachi Ltd | 投写形テレビ用光学系 |
JPH05323188A (ja) * | 1992-10-30 | 1993-12-07 | Hitachi Ltd | 投写形テレビ用光学系 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4564269A (en) | 1986-01-14 |
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