JPS6235088B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は折り曲げ式のビデオプロジエクターに
用いるのに好適な投影レンズに関するものであ
る。 近年、ビデオプロジエクターは臨場感が強い等
の理由で需要が増大しつつあり、明るい画面をう
るためにレンズは１：1.0程度に大口径化されて
きた。その結果装置が大型化し、ビデオプロジエ
クターを一般家庭に普及するためには装置をコン
パクト化又は薄型化することが必要であり、その
ためレンズ内に平面反射鏡をもうけて光路を折り
曲げる方式が考えられてきた。こうした方法によ
るコンパクト化を一層効果的にするためには、受
像管（以下CRTと云う）が長い条件の下では、
できるだけCRT面に近く反射鏡を配置すること
が好ましい。しかし、CRT面近くに大きなレン
ズ間隔を確保して平面反射鏡を配置することは、
反射面の前におかれたレンズ部のバツクフオーカ
スを長くすることが必要なうえ、レンズの口径比
が１に近いためにレンズの径が大きくなりかつ収
差補正上も好ましくない。現状の折り曲げ式ビデ
オプロジエクター用投影レンズはCRT面から遠
くはなれたレンズ内に反射鏡を有しているので装
置のコンパクト化にとつて不満足なものである。 本発明の目的は、レンズ系内のCRT面に近い
位置にプリズムを入れて光路を折り曲げることに
より、コンパクトで高性能なビデオプロジエクタ
ーを実現できる投影レンズを得ようとするもので
ある。 本発明の投影レンズは、スクリーン側から順に
第１群レンズが正レンズ、第２レンズが負レン
ズ、第３、第４および５群レンズがそれぞれ正レ
ンズ、第６群レンズが負レンズで構成され、第４
群レンズと第５群レンズとの間にプリズムを入れ
て光路を折り曲げ、全系の焦点距離をｆ、第１〜
４群レンズで構成される系の焦点距離をｆ_F、各
レンズの曲率半径を像空間側から順にr₁，r₂，…
…r₁₁，r₁₂、プリズムの光路長をＬとするとき、 (i) ｆ＜Ｌ (ii) ｆ＜ｆ_F＜1.3f (iii) 0.8f＜｜r₆｜＜1.2fかつ0.8f＜｜r₇｜＜1.2f (iv) 1.2f＜r₉＜｜r₁₀｜ であることを特徴とするものである。 本発明は、第１、２、３群が構成するトリプレ
ツトに正レンズの第４群を加えて口径比を大きく
すると共に収差補正の能力を高め、その直後にプ
リズムを配し、次に第４群レンズと同様な目的で
第５群をおき、さらにフイールドフラツトナーの
役割を担う第６群を配しCRTに接続される構成
になつている。 本発明のポイントである光路を折り曲げるため
のプリズムは、光学的には厚い平行平面板と等価
であるが、平面反射鏡でなくプリズムにすること
により、1.1f程度必要とする長い光路も容易に確
保することができる。また、厚い平行平面板は球
面収差、非点収差を補正過剰にもたらす効果を有
しているので、大口径のため正の屈折力が強くな
つているレンズ部の収差補正の負担を軽くするこ
とができる。これを単なる平面反射鏡で光路を曲
げようとすると、1.1f程度のレンズ間隔をうるた
めに、反射鏡の前にくるレンズ系はレトロフオー
カス的な構成にすることが必要であり、口径比が
大きいので開口収差の補正がきわめて困難にな
る。しかも反射鏡に近いレンズの径は1.1f以上の
大きさとなり装置の大型化を招くことになる。 以上の基本思想のもとで(i)の条件は本発明を成
立せしめるものであつてプリズムの光路がｆより
大きいことを要請するものであり、これは同時に
全系の球面収差・非点収差の良好な補正の故障に
もなつている。 条件(ii)はプリズムの前の第１〜４群で構成され
る系の焦点距離に関するもので、(i)の条件を実現
し良好な収差補正を得るために必要である。下限
から外れるときはCRTを取り付けるのに十分な
バツクフオーカスを得るために第５群レンズのパ
ワーを弱く与える必要があり1.1fに及ぶ大口径比
を実現することが困難となり、無理に大口径比を
得ようとすると第４群レンズと第５群レンズの間
隔が小さくなりプリズムを入れて折り曲げること
が困難となる。上限をこえるときは1.1に及ぶ大
口径比を得ために第５群レンズのパワーを強く与
える必要があり、軸外収差の補正にとつて好まし
くない。 (iii)の条件に於て、｜r₆｜、｜r₇｜が下限および
上限から外れるときは共に球面収差、コマ収差の
補正に好ましくない。 (iv)の条件は第５群レンズのパワーと形状に関連
するが、ｒ_g＜｜r₁₀｜から外れるときは球面収差
の補正が十分にできず、またｒ_gが1.2fより小さ
くなれば軸外光束の上光線に対して補正不足が大
きくなるので好ましくない。 次に実施例を示す。 実施例 １ The present invention relates to a projection lens suitable for use in a foldable video projector. In recent years, the demand for video projectors has been increasing due to their ability to provide a strong sense of realism, and the lens diameter has been increased to around 1:1.0 in order to provide a bright screen. As a result, the devices have become larger, and in order to popularize video projectors in general households, it is necessary to make the devices more compact or thinner. Therefore, a method of bending the optical path by providing a flat reflecting mirror in the lens has been considered. It's here. In order to make this method more compact, under conditions where the picture tube (hereinafter referred to as CRT) is long,
It is preferable to place the reflector as close to the CRT surface as possible. However, placing a flat reflector with a large lens gap near the CRT surface
It is necessary to lengthen the back focus of the lens section placed in front of the reflective surface, and since the aperture ratio of the lens is close to 1, the diameter of the lens becomes large, which is also undesirable in terms of aberration correction. The current projection lens for a foldable video projector has a reflecting mirror in the lens that is far away from the CRT surface, which is unsatisfactory for making the device more compact. An object of the present invention is to obtain a projection lens that can realize a compact and high-performance video projector by inserting a prism in a position close to the CRT surface within the lens system and bending the optical path. In the projection lens of the present invention, in order from the screen side, the first group lens is a positive lens, the second lens is a negative lens, the third, fourth and fifth group lenses are each positive lenses, and the sixth group lens is a negative lens. , 4th
A prism is inserted between the group lens and the fifth group lens to bend the optical path, and the focal length of the entire system is f, the first to
The focal length of the system consisting of four lens groups is f _F , and the radius of curvature of each lens is r ₁ , r ₂ ,... in order from the image space side.
...r ₁₁ , r ₁₂ , when the optical path length of the prism is L, (i) f<L (ii) f<f _F <1.3f (iii) 0.8f<|r ₆ |<1.2f and 0.8f< |r ₇ |<1.2f (iv) 1.2f<r ₉ <|r ₁₀ |. The present invention adds a fourth positive lens group to the triplet made up of the first, second, and third groups to increase the aperture ratio and improve the ability to correct aberrations. It has a fifth group for the same purpose as a group lens, and a sixth group that plays the role of a field flattener, and is connected to a CRT. The prism for bending the optical path, which is the key point of the present invention, is optically equivalent to a thick parallel plane plate, but by using a prism instead of a flat reflecting mirror, a long optical path that requires about 1.1 f can be easily created. can be secured. In addition, since a thick parallel plane plate has the effect of over-correcting spherical aberration and astigmatism, it is possible to reduce the burden of aberration correction on the lens section, which has a strong positive refractive power due to its large aperture. I can do it. If we try to bend the optical path with a simple flat reflector, in order to obtain a lens spacing of about 1.1f, the lens system in front of the reflector must have a retrofocus configuration, and the aperture ratio is large, making it extremely difficult to correct aperture aberration. Moreover, the diameter of the lens close to the reflecting mirror is larger than 1.1f, which leads to an increase in the size of the device. Based on the above basic idea, condition (i) makes the present invention possible and requires that the optical path of the prism be larger than f, which also reduces the spherical aberration and astigmatism of the entire system. Good correction is also becoming a problem. Condition (ii) relates to the focal length of the system consisting of the first to fourth groups in front of the prism, and is necessary to realize condition (i) and obtain good aberration correction. When it is outside the lower limit, it is necessary to weaken the power of the 5th group lens in order to obtain enough back focus to attach a CRT, making it difficult to achieve a large aperture ratio of 1.1f, and forcing a large aperture ratio. If this is attempted, the distance between the fourth group lens and the fifth group lens becomes smaller, making it difficult to insert and bend the prism. When the upper limit is exceeded, it is necessary to give a strong power to the fifth lens group in order to obtain a large aperture ratio of 1.1, which is not preferable for correcting off-axis aberrations. In condition (iii), when |r ₆ | and |r ₇ | are outside the lower limit and upper limit, both are unfavorable for correction of spherical aberration and coma aberration. Condition (iv) is related to the power and shape of the fifth lens group, but if r _g < | r ₁₀ |, spherical aberration cannot be sufficiently corrected, and if r _g becomes smaller than 1.2f, This is not preferable because the correction is insufficient for the upper rays of the off-axis rays. Next, examples will be shown. Example 1

【表】 第１図は実施例１に基づく折り曲げ式ビデオプ
ロジエクター用レンズの概略構成を示す断面図で
あり、第２図Ａ〜Ｃは実施例１に基づく各収差図
である。第１図においてＰは第４群レンズ及び第
５群レンズからの空気間隔の和を3.97として配さ
れた屈折率1.51680、アツベ数64.2、光路111.65の
プリズムである。第１図においてＧは第６群レン
ズに厚さ6.17、屈折率1.48、アツベ数64.1の媒体
を介して接続された厚さ5.68、屈折率1.54072、
アツベ数47.2のCRTの管面ガラスである。 実施例 ２[Table] FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a lens for a folding video projector based on Example 1, and FIGS. 2A to 2C are aberration diagrams based on Example 1. In FIG. 1, P is a prism with a refractive index of 1.51680, an Atsbe number of 64.2, and an optical path of 111.65, which is arranged with the sum of the air distances from the fourth lens group and the fifth lens group being 3.97. In Fig. 1, G is a lens with a thickness of 5.68 and a refractive index of 1.54072 connected to the sixth group lens through a medium with a thickness of 6.17, a refractive index of 1.48, and an Atsbe number of 64.1.
This is CRT tube glass with an Atsbe number of 47.2. Example 2

【表】 第３図Ａ〜Ｃは実施例２に基づく折曲げ式ビデ
オプロジエクター用レンズの各収差図である。 実施例２に於いて屈折率1.492、アツベ数
56.1、光路110.47のプリズムは第４群レンズ及び
第５群レンズからの空気間隔の和を3.95として配
されており、屈折率1.54072、アツベ数47.2、厚
さ6.13のCRTの管面ガラスは屈折率1.41、アツベ
数64.1、厚さ6.08の媒体を介して第６群レンズに
接続されている。 実施例 ３[Table] FIGS. 3A to 3C are aberration diagrams of the folding video projector lens according to Example 2. In Example 2, the refractive index was 1.492 and the Atsube number
56.1, the prism with optical path 110.47 is arranged with the sum of the air distances from the 4th group lens and 5th group lens being 3.95, and the CRT tube glass has a refractive index of 1.54072, an Atsube number of 47.2, and a thickness of 6.13. 1.41, Atsbe's number 64.1, and thickness 6.08. Example 3

【表】 第４図Ａ〜Ｃは実施例３に基づく折曲げ式ビデ
オプロジエクター用レンズの各収差図である。実
施例３に於いて屈折率1.492、アツベ数56.1、光
路110.57のプリズムは第４群レンズ及び第５群レ
ンズからの空気間隔の和を3.95として配されてお
り、屈折率1.54072、アツベ数47.2、厚さ6.13の
CRTの管面ガラスは屈折率1.41、アツベ数64.1、
厚さ5.70の媒体を介して第６群レンズに接続され
ている。 第５図は本発明の投影レンズを適用した折り曲
げ式ビデオプロジエクターの全体の構成を示すも
のであり、キヤビネツト１の下部に斜め下方へ向
けてCRT２を配置し、その管面ガラス２ａに接
続して投影レンズ３を配置することにより光路を
折り曲げる。投影レンズ３を射出した光はミラー
４および５により反射されてキヤビネツト１の前
面に配置したスクリーン６上に投影される。第
２，３および４図から明らかなように、本発明に
よれば大口径比でありながら収差が良好に補正さ
れているため、コンパクトで高画質のビデオプロ
ジエクターを実現することができる。[Table] FIGS. 4A to 4C are aberration diagrams of the folding video projector lens according to Example 3. In Example 3, the prism with a refractive index of 1.492, an Atsube number of 56.1, and an optical path of 110.57 is arranged with the sum of the air distances from the fourth group lens and the fifth group lens being 3.95, and the prism has a refractive index of 1.54072, an Atsube number of 47.2, and an optical path of 110.57. Thickness 6.13
CRT tube glass has a refractive index of 1.41 and an Atsbe number of 64.1.
It is connected to the sixth group lens through a medium having a thickness of 5.70 mm. FIG. 5 shows the overall configuration of a foldable video projector to which the projection lens of the present invention is applied. A CRT 2 is arranged at the bottom of a cabinet 1 facing diagonally downward, and is connected to its tube glass 2a. The optical path is bent by arranging the projection lens 3. The light emitted from the projection lens 3 is reflected by mirrors 4 and 5 and projected onto a screen 6 disposed in front of the cabinet 1. As is clear from FIGS. 2, 3, and 4, according to the present invention, aberrations are well corrected despite the large aperture ratio, so a compact and high-quality video projector can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の実施例１のレンズの断面図、
第２，３，４図はそれぞれ実施例１、２、３の各
収差図、第５図は本発明の投影レンズを具えるビ
デオプロジエクターの全体の構成図である。 １……キヤビネツト、２……CRT、３……投
影レンズ、４……ミラー、５……ミラー、６……
スクリーン。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens according to Example 1 of the present invention;
2, 3, and 4 are aberration diagrams of Examples 1, 2, and 3, respectively, and FIG. 5 is an overall configuration diagram of a video projector equipped with the projection lens of the present invention. 1... Cabinet, 2... CRT, 3... Projection lens, 4... Mirror, 5... Mirror, 6...
screen.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ スクリーン側から順に第１群レンズが正レン
ズ、第２レンズが負レンズ、第３、第４および５
群レンズがそれぞれ正レンズ、第６群レンズが負
レンズで構成され、第４群レンズと第５群レンズ
との間にプリズムを入れて光路を折り曲げ、全系
の焦点距離をｆ、第１〜４群レンズで構成される
系の焦点距離をｆ_F、各レンズの曲率半径を像空
間側から順にr₁，r₂，……r₁₁，r₁₂、プリズムの
光路長をＬとするとき、 (i) ｆ＜Ｌ (ii) ｆ＜ｆ_F＜1.3f (iii) 0.8f＜｜r₆｜＜1.2fかつ0.8f＜｜r₇｜＜1.2f (iv) 1.2f＜r₉＜｜r₁₀｜ であることを特徴とする投影レンズ。[Claims] 1. In order from the screen side, the first lens group is a positive lens, the second lens is a negative lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens group are negative lenses.
Each group lens consists of a positive lens, and the sixth group lens consists of a negative lens. A prism is inserted between the fourth and fifth group lenses to bend the optical path, and the focal length of the entire system is f, the first to When the focal length of the system consisting of four group lenses is f _F , the radius of curvature of each lens is r ₁ , r ₂ , ... r ₁₁ , r ₁₂ in order from the image space side, and the optical path length of the prism is L, (i) f<L (ii) f<f _F <1.3f (iii) 0.8f<|r ₆ |<1.2f and 0.8f<|r ₇ |<1.2f (iv) 1.2f<r ₉ <| A projection lens characterized in that r ₁₀ |.