JPH02167514A - プロジェクター用投影レンズ - Google Patents

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） この発明は投影レンズ、特に高品位テレビプロジェクタ
−用投影レンズ等に好適な明るく高精細度の投影レンズ
に関する。

（従来技術） テレビプロジェクタ−は周知のように、陰極線管の画面
を投影レンズでスクリーン上に拡大投影するものである
が、近年業務用のみならず、家庭用としてもその需要が
生じようになってきた。

方、従来のテレビの約２倍の解像度を持ついわゆる高品
位テレビが業務用を中心に実用化の兆しを見せ、家庭用
への普及も見込まれている。こう言った状況において、
テレビプロジェクタ−においても高画質への要望は特に
高いものがあり、高品位テレビに見られる高精細度な画
質を落とさないようなテレビプロジェクタ−が求められ
るようになってきた。

この要望に対応して、高精細度な画質を得る事を試みて
いるプロジェクタ−レンズとしては特開昭６２−１０６
４２７号公報、特開昭６２−８５２１２号公報等にその
例が見られる。これらのレンズは、その実施例より明ら
かなように第１レンズ或いはそれに隣接したレンズ等、
レンズ前群に非球面レンズを用いる事によって開口によ
る球面収差及びコマ収差等を補正している。

しかしながら現実には非球面レンズの作成技術は完成し
ているとは言えず、その作成は現在でもきわめて困難で
あり、また比較的加工の簡単であるプラスチックを用い
た非球面レンズを使用した場合でも、ガラスレンズに比
へ環境特性が劣るため、特に第１レンズ或いはそれに隣
接したレンズ等、開口による収差への誤差の利きの大き
い部分に非球面レンズを用いた場合、球面収差への影響
が大きく、高次のフレアーの発生によりコントラストの
低下を招き、画質の劣化が起こるため高精細度なプロジ
ェクタ−の実現が困難となって来る。

この問題を解決するためには、第１レンズ或いはそれに
隣接したレンズ等のレンズ前群には、球面レンズを用い
る事が考えられる。しかし設計上高精細度の画質を実現
するためには、これらレンズ前群に非球面を用いる事は
従来不可欠とされてきたため、その実現は難しいと考え
られていた。

（この発明が解決しようとする問題点）しかし、上記の
ように第１レンズ或としては球面レンズを用いながら諸
収差を良好に補正することができ、かつ、比較的少ない
構成で高品位テレビのごとく高精細度な画質が得られる
プロジェクタ−用投影レンズの実現に対する要望は強く
、本発明はその要望を満足させることの出来る投影レン
ズを得ようとするものである。

（問題を解決するための手段） 本発明のプロジェクタ−用投影レンズは、第工図ないし
第３図に示すように、スクリーン側から順に、正の第１
レンズ、正の第２レンズ、負の第３レンズ、正の第４レ
ンズ、負の第５レンズ、正の第６レンズ、スクリーン側
に凹面を向けた屈折力の弱い第７レンズ、スクリーン側
に凹面を向けた負の第８レンズによって構成されている
。そして少なくとも第６レンズもしくは第７レンズに１
つ以上の非球面を有する。

また本発明のプロジェクタ−レンズは、上記の基本構成
を有する上に、補助的な条件として以下の条件を満足す
る事が望ましい。

（１）　　ｖ、＞４５．ヤ２＞４．５　、　ｖ３＜４０
０．３＜ｆ／ｆ工〈０．７ ０．５＜ｆ／ｆ、＜０．９ −１．５＜ｆ／ｆ、＜−１、Ｏ 但し ャ□：第１レンズのアツベ数 ヤ２：第２レンズのアツベ数 ｖ３：第３レンズのアツベ数 ｆ　：全系の焦点距離 ｆｌ：第１レンズの焦点距離 ｆ２：第２レンズの焦点距離 ｆ３：第３レンズの焦点距離 ｆ４：第４レンズの焦点距離 ｆ５：第５レンズの焦点距離 ヤ４：第４レンズのアツベ数 ヤ、：第５レンズのアツベ数 （３）　０．２＜Ｄ／ｆ＜０．５ Ｄ＝第３レンズと第４レンズの軸上空気間隔 ｆ：全系の焦点距離 （作用） 本発明のプロジェクタ−用投影レンズは、スフリーン側
より順に正の第エレンズ、正の第２レンズを有する事に
よって開口する収差を良好に補正している。また負の第
３レンズにより第１レンズ、第２レンズで発生した倍率
を含めた色収差を良好に補正するとともに高次の球面収
差を良好に補正している。正の第４レンズは全系の屈折
力のかなりの部分を分担しており、主に収束作用を持つ
。

負の第５レンズは第４レンズによって発生する倍率を含
めた色収差を補正している。正の第６レンズは画面中間
より周辺部分で良好な画質を得るために用いられたもの
であり、特に中間から周辺部でのメリジオナル方向のコ
マ収差を良好に補正している。

そして、スクリーン側に凹面を向けた屈折力の弱い第７
レンズ、負の第８レンズは、より良好な像面を得るため
に用いられたものである。特に第７レンズは第８レンズ
を球面レンズとした場合、像面を良好に補正しＣＲＴ蛍
光面に曲率を有する場合はもちろん、蛍光面が平坦な場
合でも良好な像面を得る事を可能としている。

上記第６レンズと第７レンズは非球面を持っており、前
者は主に広画角でのメリジオナルコマ収差の補正、後者
は像面の良好な補正のために用いられている。

さらに、実用的性能をより高めるための条件として、条
件（１）は第１レンズ、第２レンズ、第３レンズのアツ
ベ数及び全系の焦点距離と第１レンズ、第２レンズ、第
３レンズの焦点距離に関する条件であり、本条件を満足
する事により第１レンズ、第２レンズで発生する倍率を
含む色収差を良好に補正している。

条件（２）は、第４レンズのアツベ数と焦点距離、第５
レンズのアツベ数と焦点距離に関する条件であり、全系
のかなりの部分の屈折力を有する第５レンズにより発生
する軸上の色収差を良好に補正する事を可能としている
。

条件（３）は第３レンズと第４レンズの軸上空気間隔と
全系の焦点距離に関する条件で、本条件の下限を超えた
場合サジタルフレアーの増加が著しくなり、広画角のコ
ントラスト及び解像力が大きく低下する。また上限を超
えた場合、コンパクト化が困難となるとともに、広画角
化を行なった場合に周辺光量を得る事が困難となり、均
一な画質を得る事が難しくなる。

（実施例） 本発明のプロジェクタ−用投影レンズの実施例を以下に
示す。実施例はスクリーン側から両凸の第１レンズ、ス
クリーン側に凸面を向けた正のメニスカス第２レンズ、
スクリーン側と反対方向に曲率の強い凹面を向けた負の
第３レンズ、全系のかなりの部分の屈折力を分担する正
の第４レンズ、負の第５レンズ、正の第６レンズ、スク
リーン側に凹面を向けた屈折力の弱い第７レンズ、スク
リーン側に曲率の強い凹面を向けた負の第８レンズから
戊る。

さらに、第６レンズには変極点を有する非球面を持ちま
た、第７レンズは変極点を有さない非球面を持っており
、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、
第５レンズ、第８レンズは球面レンズで構成されている
。

表中、ｒｌはスクリーン側から１番目のレンズ面の頂点
曲率半径、ｄ、はスクリーン側から第ｉ番目のレンズ面
間隔、ｒｚはスクリーン側から第ｉ番目のレンズ材料の
波長５４３ｎｍの屈折率、ヤ；はアツベ数である。また
、非球面形状は面の頂点を原点とし、光軸方向をＸ軸と
した直交座標系において、頂点曲率をＣ１円錐定数をＫ
、非球面係数をＡ１、非球面のべき数をＰ＋（Ｐ＋＞２
．０）としたとき φ＝Ｊｙ　＋ｚ で表わされる。

なお、表中には液体層Ｌｉｑ及びフェースプレートＦＰ
の値も示しである。

実施例１ 焦点距離ｆ＝１３６．０４　　半画角２１°０５′口径
比１　：１．２　　　　　拡大倍率６．３５倍ｆ／ｆ□
＝０．５１　　　　ｆ／ｆ２＝０．７５ｆ／ｆ、＝−１
，３９ 非球面係数 第Ｉ１面 に＝　　　　０．０ Ａ　１　＝　−７，８１５５９Ｘ１０−’Ａ２．＝　　
７，０２２３０Ｘ１０−１２Ａ　３　＝　−４，５７０
５０ｘ　１Ｏ−１５Ａ　４　＝　−１，５２３１１Ｘ　
１０−”第Ｉ２面 に＝　　　０．０ Ａ　］、　＝　−２，６２５５４Ｘ　１Ｏ−７Ａ　２　
＝　　１．０７０６２　Ｘ　１０−”Ａ　３　＝　　３
．８２７３６　ｘ　１０−”Ａ　４．　＝　−２，９２
１８８Ｘ　１０−”第１３面 Ｋ　＝　−２，７１７１９Ｘ　１Ｏ−１Ａ１．＝　　３
．２４８９４Ｘ１０−７Ａ　２　＝　−２，８４２７６
Ｘ１０−”Ａ３＝　　７．４１４４２Ｘ１０−” Ａ　４　＝　−２，９０５８０Ｘ　１０−１７第１４面 べき数 Ｐｌ＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ Ｐ１＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ ４．００００ ６．００００ ８．００００ １０．００００ ４．００００ ６．００００ ８．００００ １０．００００ ４．００００ ６．００００ ８．００００ １０．００００ に＝　　　　１．３１８５６ 実施例２ 焦点距離ｆ＝１３６．０３　　半画角２０’１７’口径
比１：１．２　　　　　拡大倍率６．９倍ｆ／ｆ１＝０
．５４　　　ｆ／ｆ２＝０．６０ｆ／ｆ３＝−１，２４ ｆ（＋ ｆ、、、　　ｆ、、）−０，０１３ Ｌ７「１２ ９５．１２１ ７．００ １．４９４２５ ５５．０ ’１３　　−１．００．９８６ ６．５０ 非球面係数 第１０面 に＝　　　０．０ Ａ　１　＝　−７，３５８１０ｘｌＯ−７Ａ　２　＝　
−３，６５５００Ｘ１０−”Ａ　３　＝　　９．８４９
４０　Ｘ　１Ｏ−１５Ａ　４　：　−１，６１４６０Ｘ
１０−１Ｂ第１工面 に＝　　０．０ Ａ　１　＝　−２，３３９７０Ｘ　１．０−’Ａ２＝　
　４．３０２２０Ｘ１０−” Ａ　３　＝　　５．１７８９０　Ｘ　１０−”Ａ　４．
　＝　−３，６５０７０Ｘ　１０−１８第１２面 Ｋ　＝　　４．０１５４０　Ｘ　１０−１べき数 Ｐｉ　目 Ｐ３＝ Ｐ３＝ ４．００００ ６．００００ ａ、ｏｏｏ。

１０．００００ ４．００００ ６．００００ ｇ、ｏｏｏ。

１０．００００ ２．７１６１０ｘｌｏ−７ −４，９４３４０Ｘ　１．０−” ？、７１９９０Ｘ　１０”１４ ２．７０８８０Ｘ　１０−１７ Ｉ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ　４．　＝ Ａ１＝ Ａ２＝ Ａ３＝ 第１３面 に＝　　１．７０５００ Ａ　１　＝　−８，７９０２０ｘｌＯ−’　　　Ｐ　１
　＝Ａ　２　＝−１，３２１３０ｘｌＯ−１１Ｐ　２　
＝Ａ３＝　　１．３４０３０Ｘ１０−１５Ｐ３＝Ａ４＝
　　８．３６７６０Ｘ１０−”　　　Ｐ４．＝４．００
００ ６．００００ ｇ、ｏｏｏ。

１０．００００ ４．００００ ６．００００ ８．００００ １０．００００ 実施例３ 焦点距離ｆ＝１３６．０１　　半画角２０’５４’口径
比１　：１．２　　　　　拡大倍率６．３５倍ｆ／ｆ１
＝０．５６　　ｆ／ｆ２＝０．６４ｆ／ｆ３＝−１，２
５ ｄ　　　　　　　ｎ 非球面係数 べき数 Ａ　２　＝　　−３，８７２４１Ｘ　１Ｏ−１３Ａ　３
　＝　　−３，１８２２４Ｘ　１０−”′Ａ　４　＝　
　−１，５１１１６Ｘ１０−１１＋第１２面 に＝　　０．０ Ａ　１　＝　−２，９６４２６ＸＩＯ−７Ａ　２　＝　
　１．０３６９１　Ｘ　１０”１０Ａ　３　＝　　３．
７０８３９　Ｘ　１．０−”Ａ　４　＝　−２，９３２
６５Ｘ　１０−１１′第１３面 Ｋ　＝　−３，９７４２８Ｘ　１０−”Ａ　１　＝　　
３．２９９４６　Ｘ　１Ｏ−７Ａ　２　＝　−４，５３
４９１Ｘ　１Ｏ−１１Ａ　３　＝　　７．４３４３６　
Ｘ　１０−”４Ａ　４．　＝　−２，９０５２１Ｘ　１
０−”第１４面 に＝　　１．１２００２ Ｐ　２　＝　　　６．００００ Ｐ　３　＝　　　８．００００ Ｐ　４　＝　　１０．００００ Ｐ　１　コ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ　４．　＝ Ｐ１＝ Ｐ２＝ Ｐ３＝ Ｐ４＝ ４．００００ ６．００００ ８．００００ １０．００００ ４．００００ ６．００００ ８．００００ １０．００００ 第１１面 に＝ ＯｏＯ Ａ　１　＝　　−８，０６８４４Ｘ１０−７Ｐ１＝ ４．００００ （発明の効果） 本発明は実施例および諸収差図に示すごとく、０径比が
１．２程度と大口径比で半画角が２１゜程度と広いにも
かかわらず、結像性能も良好であり、しかも比較的簡単
な構成で高品位テレビのごとく高精細度な画質が得られ
るプロジェクタ−用投影レンズを実現している。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の投影レンズの実施例工な
いし３の構成を示す断面図、第４図ないし第６図はそれ
ぞれ実施何重ないし実施例３の収差図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スクリーン側から順に、正の第１レンズ、正の第２レン
   ズ、負の第３レンズ、正の第４レンズ、負の第５レンズ
   、正の第６レンズ、スクリーン側に凹面を向けた屈折力
   の弱い第７レンズ、スクリーン側に曲率の強い凹面を向
   けた負の第８レンズより構成され、少なくとも第６レン
   ズもしくは第７レンズに１つ以上の非球面を有するプロ
   ジェクター用投影レンズ。