JPS61180213A - コンパクトな投写レンズ - Google Patents

コンパクトな投写レンズ

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Publication number
JPS61180213A
JPS61180213A JP2125185A JP2125185A JPS61180213A JP S61180213 A JPS61180213 A JP S61180213A JP 2125185 A JP2125185 A JP 2125185A JP 2125185 A JP2125185 A JP 2125185A JP S61180213 A JPS61180213 A JP S61180213A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
crt
focal length
transparent medium
compact projection
Prior art date
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Pending
Application number
JP2125185A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Nakajima
康夫 中嶋
Yoshiharu Yamamoto
義春 山本
Yoshito Miyatake
義人 宮武
Yoshitomi Nagaoka
長岡 良富
Shusuke Ono
小野 周佑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US06/802,341 priority patent/US4690515A/en
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Publication of JPS61180213A publication Critical patent/JPS61180213A/ja
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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】 産業上の利用分野 本発明はCRTの画像をスクリーン上に拡大投写するビ
デオプロジェクタに適したコントラストのよいコンパク
トな投写レンズに関するものである。
従来の技術 発光特性のスペクトル幅が狭い青、赤、緑の各CRTの
画像をレンズによりスクリーン上に拡大投写するビデオ
プロジェクタでは、レンズは色消しの補正をする必要が
ない。これに加えて、プラスチック成形技術のめざまし
い進展により、非球面が安価に、かつ精度よく形成でき
るようになった結果、スクリーン側から順に正屈折力を
有する第第2レンズおよび負屈折力をもちフィールドフ
ラットナーの役目をする第3レンズで構成される簡素な
投写レンズが提案されている。この種のレンズではCR
Tのフェースプレートと第3レンズの相対する面の間で
相互反射が起こりコントラストが低下するという問題が
あった。この対策には、CRTのフェースプレートと第
3レンズとの間隙をCRTのフェースプレート及び第3
レンズの各屈折率とほぼ等しい屈折率をもつ光学的透明
媒体、たとえば、エチレングリコールなどの液体、シリ
コンゲルなどを充填する方法が採用され、コントラスト
のよい画像が得られる投写レンズが知られている(特開
昭59−219709)。
発明が解決しようとする問題1! この従来の投写レンズは構成が簡素でコントラストのよ
い画像が得られるという利点を有しているが、コンパク
ト性に対する配慮には欠けている。
例えば、第1レンズの前面から結像面捷での距離(L)
を全系の焦点距離[f)で割った値(L/f )を望遠
比と呼ぶことにすると、従来例特開昭69−21970
9ではL/f=1゜6である。最近、ビデオプロジェク
タ−のセントをコンパクトにしだいという要望が強く、
これを実現する手段の1つとしてレンズのコンパクト化
が必要になってきている。
本発明はかかる点を考慮して、従来の3枚構成という簡
素さを生かして、光学パラメータの適切な選択によりコ
ンパクト化を実現した投写レンズを提供するものである
問題点を解決するだめの手段 本発明は上記問題点を解決するため、第1レンズの焦点
距離をf4.第2レンズの焦点距離をf2としたとき、
2つの焦点距離の比f、 / f2 を小さな値に設定
することにより投写レンズのコンパクト化を実現するも
のである。
作用 スクリーン側から順に正の屈折力を有する第16 ペー
ジ レンズ、第2レンズおよびCRTに接近して配置される
フィールドフラットナーとしての役目をする負屈折力の
第3レンズ、第3レンズとCRTのフェースプレートと
の間隙を充填する光学的透明媒体からなる投写レンズで
は、近軸計算によれば第1レンズの焦点距離を第2レン
ズの焦点距離で割った値を小さくすることにより、レン
ズのコンパクト化が図れることがわかる。良好な収差補
正は少くとも第1レンズと第3レンズに非球面を導入す
ること、光学的パラメータの適切な設定、および第1レ
ンズの形状を正屈折力のメニスカスにすることにより実
現できる。なお、CRTと第3レンズとの間隙は光学的
透明媒体で充填されるので、第3レンズのCRT側の面
の屈折力を収差補正に有効に利用できないという制約の
なかで、適切な光学パラメータの設定を行っている。
実施例 第1図は本発明の投写レンズの一実施例を示す構成図で
ある。第1図でLlはスクリーン側に凸面を向けた非球
面を有する正屈折力の第1レンズ、L2は両凸の正屈折
力を有する第2レンズ、L3はスクリーン側に非球面の
凹面を向けた負屈折力の第3レンズ、L4は第3レンズ
L3とCRTのフェースプレー)L5との間隙を充填す
る光学的透明媒体であり、媒体L4の屈折率は第3レン
ズL3、およびCRTのフェースプレー)L5の各屈折
率とほぼ近い値をもち、L3とL5との相対する面の間
で起こる不要反射を除去して、コントラストのよい画像
を得ることに寄与する。この利点の反面、第3レンズの
CRT側の面の屈折力は零か、非常に弱くなり、この面
を収差補正に有効に利用できないという不利な点が発生
する。
全レンズ系の光学パワーは第1レンズL1と第2レンズ
L2でほぼ決定され、第3レンズL3と透明媒体L4お
よびCRTのフェースプレートL5の合成レンズはフィ
ールドフラ7)ナーの役目をする。3枚構成でFナンバ
ーが約3以下と明るく、半画角が20°〜3o0の投写
レンズで良好な収差補正を行うには少くとも第1レンズ
と第3レンズに非球面を含む必要がある。また、良好な
光学性能を得るとともにコンパクト化を実現するには光
学パラメータの選定が重要である。第1レンズの焦点距
離をf4、第2レンズの焦点距離をf2として本発明の
投写レンズは下記の条件を満足する。
o、a(f /f  (1,1−・・・・・・−(1)
条件(1)は第1レンズL1と第2レンズL2との光学
的パワーの分配に関しており、上限を越えるとコンパク
ト化に不利である。条件(1)の下限を越えるとコンパ
クト化には有利であるが、第1レンズL1の光学的パワ
ーが強くなりすぎて、第3レンズL3のCRT側の面の
屈折力を収差補正に有効に利用できないという制約のも
とではコマ収差の補正が困難となる。
また、第1レンズL1の形状は軸上、軸外の良好な収差
補正にはメニスカスである方が望ましい。
第1レンズL1が平凸あるいは両凸になると非球面を利
用しても軸外収差補正の困難塵が増す。
更に、コンパクトで良好な光学性能を有するレンズの実
現には、下記の条件を満足することが望9 く−ノ ましい。
o、6(f / f 、 (0,9・ ・・  (2)
0.6 〈f / f2(0,8・・・・・  (3)
−1,45< f/f5(−1,o  ・・・・・・ 
 (4)0.26(d、/f(0,46・・・・・  
(5)ここで、f:Ll 、L2.L3.L4.L5の
全レンズ系の焦点距離 f5:第3レンズL3.透明媒体L4、およびCRTの
フェースプレー)L5 の合成焦点距離 dA:第2レンズL2と第3レンズL3との光軸上の間
隔 条件(2)は第1レンズL1の光学的パワーの分配に関
し、上限を越えるとコンパクト化には有利であるが、軸
外収差の補正が困難になり、下限を越えるとコンパクト
化に不利となる。条件(3)は第2レンズL2の光学的
パワーの分配に関し、下限を越えるとコンパクト化には
有利であるが、第3し1oペーノ ンズL3のCRT側の屈折面を収差補正に有効に利用で
きないという制約のもとでは非点収差の補正が困難に々
る。条件(3)の上限を越えるとコンパクト化には不利
となる。条件(4)は第3レンズL3の光学的パワーの
分配に関し、上限を越えるとペッツバール像面の補正が
不足する。条件(4)の下限をはずれるとペッツバール
像面の補正が過剰になるとともに第3レンズL3のスク
リーン側の面の曲率がきつくなりすぎて製作も困難にな
る。条件(6)の上限を越えると透明媒体L4の厚みが
薄くなりすぎてCRTの放熱効果などの実用上の問題が
生じる。条件(6)の下限を越えると軸外収差の補正が
困難になる。
また、第3レンズL3のCRT側の面は屈折率のほぼ等
しい透明媒体と隣接している関係上屈折力は期待できな
いので平面にした方が生産の経済性が向上する。第3レ
ンズL3の周辺の厚みが厚くなりすぎ加工しにくい形状
になる場合には、第3レンズL3のCRT側の面をスク
リーン側に凹になる形状、すなわち第3レンズをメニス
カスの11 /・−/ 負屈折力を有する形状にして周辺部での厚さを減少させ
加工性を向上させることができる。これは第3レンズL
3のCRT側の面の屈折力が弱いことを利用して、収差
に悪影響を及ぼすことなく実現できる。
以下、本発明の具体的な実施例1から6を示す。
これらの実施例の表で、fは全レンズ系の焦点距離、ω
は半画角、βは投写倍率、f、 、 f2はそれぞれ第
1レンズL第2レンズL2の焦点距離、f3は第3レン
ズL3、媒体L4、およびGRTのフェースプレートの
合成焦点距離、Lは第3レンズL3の前面からCRTの
フェースプレートL6の後面す々わち結像面までの距離
を示す。また、r、 、 r  ・・・・・はスクリー
ン側から順次数えま た谷レンズ面の曲率半径、dl、d2・・・・・・・・
・は各レンズの中心厚および空気間隔、n 、+ n 
2 、・・・・・・・・・は各レンズのe線に対する屈
折率を示す。更に、*印を対したレンズ面は非球面を表
示しており、本発明による投写レンズの非球面形状は光
軸方向をXとし、X軸と垂直なY軸をとり、頂点曲率を
C(=1/r )、円錐定数をk、非球面係数をAD、
AE、AF、ACとするとき、次式で表示される。
十AD−Y’+AE−Y +AF−Y  +AC−Y”
実施例1 f=107.0920mm  Fナンバー:272β=
8   to = 27.6°   f/ f、= 0
.689   量/f2=O,了46   f/f5=
−1,305f2/f、:081d、/f二0.373
  L/f = 49ψ ψ d  =50.32 d =39.92 13、−、。
少 (以下余白) 14ページ 実施例2 f = 107.6410 rrtm 、 Fナンバー
:271゜β=8.ω二27.5 、 f/f、二〇了
04.f/f、、。
(1)、727 、 +7’f3= −1,238、f
、、/f、== 032 。
d、/f−0,355、L / f = 49d2シ2
.90 (以下余白) 17、−ノ 実施例3 f二107.2716胴、Fナンバー:272゜β=8
.ω二27.4°、1/量、:0.73B 、 f/f
2=0.709  、  f/f、=−1,282、f
2/量、=0.962゜d、/f==0.328 、、
L/f:47d2:=53.34 d二35.18 (以下余白) 1B、、、。
19 ケージ 実施例4 f =106.7317岨、Fナンバー==273゜β
=8.ω=27.5°、 f/ fl−o、767、 
f/f2=0.699 、f/f3ニー345 、f2
/f、=0.923゜d4/f−0,318,L/f−
1,46d、、 =52.97 d =33.99 (以下余白) 21ページ 実施例5 f==106.1668調、Fナンバー:、274 。
β=81ω=27.4°、f/f、=o、7y5.f/
f2=0.681  、  量/f3==−1,388
、f2/f1=0.879.dA/f−0,306、L
/f−1,44d2:52.63 (以   下  余   白 ) 23 、、一 実施例6 f二106.1220印、Fナンバー=275゜β=8
.ω==27.3°、f/f、=o、7s2.f/峠=
0.682 、f/f3=−1,402、f2/f、:
0.872 、a4/f=o、soo 、  L/f:
43d2=586 d=383 以   下  余   白 26ベーノ 第2図は実施例1の、第3図は実施例2の、第4図は実
施例3の、第6図は実施例4の、第6図は実施例5の、
第7図は実施例6の諸収差図を示す。非点収差の図で、
mはメリディオナル方向の像面弯曲を、6はサジタル方
向の像面弯曲を示す。
以上の諸収差図から明らかなように本発明によるコンパ
クトな投写レンズは良好な収差補正がなされており、良
好な結像性能を有する。また、望遠比L/fも43〜4
9であり、従来例特開昭759−219709の6と比
較して、大幅なコンパクト化が達成されている。なお、
各実施例における第2レンズL2は球面系であるが、性
能の一層の向上のために非球面にしてもよいことは言う
までもない。また、一層間るい投写レンズの実現には、
光学パワーの大きい第2レンズL2を2枚以上のレンズ
に分割してもよい。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば光学的26 、
 。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における投写レンズの構成図
、第2図〜第7図は本発明の投写レンズの実施例に対す
る諸収差図である。 Ll・・・・・第1レンズ、L2・・・・・・第2レン
ズ、L3・・・・・第3レンズ、L4・・・・・・透明
媒体、L5・・・・・・CRTのフェースプレート。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名L3
−−一郁3いス゛ L4−カ1股刺本 LH−−−cRpyフエスアムー1 第2図 珪#Jqズ瀝   肺^ス歿   歪曹収左第3図 坪面収左   非7倍、収入    F1ス崖第4図 第5図 球面qス九   朴シスA   長曲四崖第6図 球面q7A   非点収A   も側ズ及第 7 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)テレビジョン画像の投写表示装置に用いられ、ス
    クリーン側より順にスクリーン側に曲率の大きな凸面を
    向けた非球面を有する正屈折力の第1レンズ、両凸の正
    屈折力を有する第2レンズ、スクリーン側に非球面の凹
    面を向けた負屈折力の第3レンズ、CRT、および前記
    第3レンズとCRTのフェースプレートとの間隙を充填
    する光学的透明媒体から成り、前記透明媒体の屈折率は
    第3レンズ及びフェースプレートの屈折率とほぼ等しく
    、下記の条件を満足することを特徴とするコンパクトな
    投写レンズ。 0.8<f_1/f_2<1.1 (ただし、f_1:第1レンズの焦点距離 f_2:第2レンズの焦点距離) (2)第1レンズは正屈折力のメニスカス形状を有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のコンパク
    トな投写レンズ。 (3)第3レンズのCRT側の面を平面にしたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のコン
    パクトな投写レンズ。 (4)第3レンズのCRT側の面をスクリーン側にゆる
    い曲率を有する球面の凹面にしたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項または第2項記載のコンパクトな投写
    レンズ。 (5)第1レンズ、第2レンズの焦点距離及び第3レン
    ズ、透明媒体ならびにCRTのフェースプレートとの合
    成焦点距離が下記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項または第2項記載のコンパクトな投
    写レンズ。 0.6<f/f_1<0.9 0.6<f/f_2<0.8 −1.45<f/f_3<−1.0 (ただし、f:第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、
    光学的透明媒体およびCRTのフェースプレートを含め
    た全レンズ系の焦点距離 f_3:第3レンズ、光学的透明媒体およびCRTのフ
    ェースプレートの合成焦点距離) (6)第2レンズと第3レンズとの光軸上の空気間隔を
    d_4とするとき、下記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項または第2項記載のコンパク
    トな投写レンズ。 0.25<d_4/f<0.45
JP2125185A 1984-12-20 1985-02-06 コンパクトな投写レンズ Pending JPS61180213A (ja)

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JP2125185A JPS61180213A (ja) 1985-02-06 1985-02-06 コンパクトな投写レンズ
US06/802,341 US4690515A (en) 1984-12-20 1985-11-25 Compact projection lens
CN85109241.1A CN1006092B (zh) 1984-12-20 1985-12-18 紧凑投影镜头

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JP2125185A JPS61180213A (ja) 1985-02-06 1985-02-06 コンパクトな投写レンズ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6624950B2 (en) 1995-12-11 2003-09-23 Hitachi, Ltd. Projection lens system and projection image display apparatus using the same
JP2004309695A (ja) * 2003-04-04 2004-11-04 Olympus Corp 結像光学系及びそれを用いた撮像装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6801366B2 (en) 1995-12-11 2004-10-05 Hitachi, Ltd. Projection lens system and projection image display apparatus using the same
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