JPH02284108A - レトロフォーカス型レンズ - Google Patents

レトロフォーカス型レンズ

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JPH02284108A
JPH02284108A JP1106606A JP10660689A JPH02284108A JP H02284108 A JPH02284108 A JP H02284108A JP 1106606 A JP1106606 A JP 1106606A JP 10660689 A JP10660689 A JP 10660689A JP H02284108 A JPH02284108 A JP H02284108A
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JP
Japan
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lens
lens group
cemented
lenses
group
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Application number
JP1106606A
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English (en)
Inventor
Kazunari Tsubono
一成 坪野
Nozomi Kitagishi
望 北岸
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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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〕 本発明はレトロフォーカス型レンズに関し、特にバック
フォーカスが焦点距離に比べてかなり大きなレンズに関
するものである。
〔従来の技術〕
カラーTV用撮像カメラではレンズの像面側に3色分解
用プリズムが設けられており、バックフォーカスの大き
なレンズが必要となる。
又、カラースキャナーに於てもカラーで撮影されたポジ
、或はネガフィルムの画像を結像レンズでラインセンサ
ー、或はエリアセンサー上に結像する際に3色分解プリ
ズムで色分解されるのでやはりバックフォーカスの大き
なレンズが必要となる。
更に、3枚の液晶板をB、G、Rの3色光で照明し、液
晶板上の映像を投影レンズでスクリーン上に投影して映
像を鑑賞するカラー液晶プロジェクションテレビに於て
もダイクロプリズムやダイクロミラー等の色合成系が液
晶板と投影レンズの間に設けられており、ここでもバッ
クフォーカスの大きなレンズが必要となる。
一方、バックフォーカスが大きなレンズとしてレトロフ
ォーカス型レンズが従来知られている。
〔発明が解決しようとしている問題点〕しかし、従来の
レトロフォーカス型レンズは構成レンズ枚数が多かった
ので重量も重く又高価なものだった。又、構成レンズの
少ないレンズであっても第1負レンズ群と第2正レンズ
群で構成されるレンズ群のうち第2正レンズ群は互に分
離された正レンズ、負レンズ、正レンズのトリブレット
タイプを基本としたレンズタイプを採用しているものが
多く、各レンズ面の曲率半径がきっ(、従つて各レンズ
面で発生する高次収差も大きくなり、又製造する際の許
容誤差も厳しく押えねばならなかった。
本発明はバックフォーカスの長いレトロフォーカスレン
ズでありながら、少ないレンズ枚数で高性能化を図るも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、大きな共役側から順に負のパワーを有する第
1レンズ群と、該第1レンズ群とは全系の中で最も大き
な空気間隔で隔てられて設けられた正のパワーを有する
第2レンズ群とで構成されるレトロフォーカス型レンズ
に於て、該第1レンズ群は1枚以上の負メニスカスレン
ズを有し、該第2レンズ群は1面以上の接合面を含む2
枚以上の正レンズを有しており、該第1レンズ群の負メ
ニスカスレンズの形状係数を81及び該第2レンズ群の
最も該第1レンズ群側に設けられた正レンズの形状係数
を82.、及び該第2レンズ群の最も該第1レンズ群か
ら離れた位置に設けられた正レンズの形状係数を82.
Rs該第2レンズ群の接合面のパワーをΦ3..とする
とき、S I * S 2F+S 2.l+及びΦ26
Kが−3<S、  <−1(1) 7くS2・、<−0.2(2) −0.5<S1、、<0.5      (3)Φトx
く0       (4) の条件式を満たすことによりバックフォーカスがかなり
太き(、諸収差が良好に補正されたレトロフォーカス型
レンズを達成したものである。
ここで形状係数Sは該当するレンズの大きな共役側の面
の曲率半径をRA%反対側の面の曲率半径をR1とする
とき、 S= (R11+RA)/ (R,−RA)で定義され
る。
本発明の収差補正作用を以下に説明する。
本発明は、第1レンズ群を大きな共役側に凸の負メニス
カスレンズとしており、又第2レンズ群中にある第2レ
ンズを大きな共役側とは逆の面の曲率がきつい凸レンズ
としており、更に第3レンズを曲率半径が略等しい両凸
レンズとしているため、軸外収差の発生が基本的には太
き(ならないレンズ形状と成っている。又、第2レンズ
群中にある正レンズに負のパワーを有する接合面を設け
たためここで球面収差、コマ収差、非点収差の他に、バ
ックフォーカスの大きなレンズに発生しがちな負の歪曲
収差及び倍率色収差を小さく補正することが可能となる
。第2レンズと第3レンズの形状自体は球面収差の発生
が大きくなるレンズタイプであるが、第2レンズ群中に
ある正レンズの接合面と第1レンズ群の凹面でうまく相
殺できる様にしている。
このような収差補正の考え方を表現しているのが条件式
(1)〜(4)である。
条件式(1)〜(3)の上限値を越えるようなレンズ形
状は軸外収差、特に負の歪曲収差の発生が太き(なる。
条件式(1)〜(3)の下限値を越えるようなレンズ形
状は軸外収差に対しては有利であるが、高次の球面収差
及びコマ収差の増大を招く。
ことに条件式(2)の上限値を越えると球面収差、コマ
収差、非点収差及びバックフォーカスの大きなレンズに
発生しがちな負の歪曲収差及び倍率色収差を小さく補正
することが難しくなってくる。
実施例で述べるレトロフォーカス型レンズは特に、 1.5<BF<2.8       (5)の条件のバ
ックフォ−カスを有するとき効果的である。すなわち下
限値を越える程度にバックフォーカスが長いレンズで効
果を発揮する。しかし上限値を越えてバックフォーカス
が長いレンズでは負の歪曲収差及び倍率色収差を小さく
補正することができなくなる。
条件式(6)、(7)、(8)は焦点距離に比べてバッ
クフォーカスをかなり太き(とるときに、更に考慮すべ
き条件式である。
−2<f、7f<−0.7(6) Q、8<f、/f<1.7      (7)1<E/
f  <2.5      (8)但し、該第1レンズ
群の焦点距離をf’、該第2レンズ群の焦点距離をf2
、全系の焦点距離をf、該第1レンズ群と該第2レンズ
群の間の主点間隔をEとする。
条件式(6)、(7)の上限値および条件式(8)の下
限値を越えるとバックフォーカスを大きくとることがで
きな(なる。一方、条件式(6)、(7)の下限値およ
び条件式(8)の上限値を越えると構成レンズ枚数を大
きく増やさなければ歪曲収差及び倍率色収差の補正が困
難となる。
歪曲収差を更に良好に補正するには、第1レンズ群の負
メニスカスレンズに接合面を導入し、接合レンズが条件
式(9)及び(10)を満たすようにすればよい。
−2<R1,X <−0.7(9) 0.08<N、A−N1、<0.45    (10)
但し、第1レンズ群の負メニスカスレンズは大きな共役
側に凹の接合面を有し、該接合面の曲率半径゛をR1,
Xs接合レンズの大きな共役側のレンズともう一方のレ
ンズの屈折率をN IA及びN111とする。
条件式(9)及び(10)の下限値を越えると接合面の
作用が弱(なり、導入した意味がなくなる。一方条件式
(9)の上限値を越えると接合面に於るアンダ一方向の
非点収差が大きく発生する。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例を示す。
本実施例は大きな共役側から順に負のパワーを有する第
1レンズ群と、該第1レンズ群とは全系の中で最も大き
な空気間隔D3で隔てられて設けられた正のパワーを有
する第2レンズ群とで構成されている。第1レンズ群は
大きな共役側からみて凸レンズと凹レンズが接合され、
大きな共役側に凹の接合面を有する接合レンズである第
1レンズで構成されている。該接合レンズは全体として
大きな共役側に凸の負メニスカスレンズである。
第2レンズ群は大きな共役側からみて凹レンズと凸レン
ズが接合され、大きな共役側に凸の接合面を有し正のパ
ワーを有する接合レンズである第2レンズと両凸レンズ
である第3レンズで構成されている。
本実施例は第2レンズ群中にある第2レンズが大きな共
役側とは逆の面の曲率がきつい凸レンズとしており、第
3レンズは比較的パワーの弱い両凸レンズとしているた
め、軸外収差の発生が基本的には大きくならないレンズ
タイプである。
又、本実施例は第2レンズ群中にある第2レンズに負の
パワーを有し、大きな共役側に凸の接合面があるために
ここで球面収差、コマ収差、非点収差の他にバックフォ
ーカスの大きなレンズに発生しがちな負の歪曲収差及び
倍率色収差を小さく補正している。第2レンズと第3レ
ンズの形は球面収差の発生は大きくなるレンズタイプで
あるが第2レンズの接合面と第1レンズ群の凹面でうま
く補正した。
第2レンズ群中に、大きな共役側に凸接合面を設ける場
合にはどのレンズにあっても接合面の曲率半径R!、X
は、 0.9<R1,X/f<5 の範囲にとると、より良好に収差補正ができる。
すなわち、下限値より接合面の曲率半径R2,Xが緩い
と高次の球面収差及びコマ収差の発生を小さくすること
ができ、上限値より接合面の曲率半径Rt、xがきつい
ほうが歪曲収差及び倍率色収差をより小さく補正できる
本実施例は第2レンズ群中にある第2レンズの他に第1
レンズ群中にある第1レンズも接合レンズであり、大き
な共役側に凹の接合面を有し、正レンズの屈折率を負レ
ンズの屈折率より太き(しているため、バックフォーカ
スの大きなレンズに発生しがちな負の歪曲収差を、そこ
でさらに小さく補正している。
又、正レンズのアツベ数を負レンズのアツベ数より小さ
くして、やはりバックフォーカスの大きなレンズに発生
しがちな負の倍率色収差をそこでさらに小さく補正して
いる。
〔他の実施例〕
第3図は本発明の第2の実施例を示す。
本実施例は大きな共役側から順に負のパワーを有する第
1レンズ群と、該第1レンズ群とは全系の中で最も大き
な空気間隔D3で隔てられて設けられた正のパワーを有
する第2レンズ群とで構成されている。負レンズ群であ
る第1レンズ群は大きな共役側から見て凸レンズと凹レ
ンズが接合され、大きな共役側に凹の接合面を有する接
合レンズである第1レンズで構成されている。
該接合レンズは全体として大きな共役側に凸の負メニス
カスレンズである。正レンズ群である第2レンズ群は大
きな共役側から見て凹レンズと凸レンズが接合され、大
きな共役側に凸の接合面を有し正のパワーを有する接合
レンズである第2レンズと、大きな共役側とは逆の面の
曲率半径がきつい凸レンズである第3レンズ、及び曲率
半径の略等しい両凸レンズである第4レンズで構成され
ている。
3色分解用のダイクロミラー系を投光に使用する光学系
では大きな共役側の軸外光束の主光線が光軸と略平行に
なるようにしないと色ムラを生ずる。本実施例では第1
実施例と比べて軸外光束の主光線の角度を小さくしてい
るが、第2レンズ群の正レンズを1枚増加して収差の劣
化を少なくしている。増加した第3レンズの形状はその
形状係゛数を82.工とすると、S 21Mは −3<SaoM<−0.5 の条件を満たすようにすれば良い。下限値を越えると球
面収差及びコマ収差がアンダーに太き(発生する。一方
、上限値を越えると歪曲収差がアンダーに大きく発生す
る。
第5図は本発明の第3の実施例を示す。
本実施例は大きな共役側から順に負のパワーを有する第
1レンズ群と、該第1レンズ群とは全系の中で最も大き
な空気間隔D3で隔てられて設けられた正のパワーを有
する第2レンズ群とで構成されている。第1レンズ群は
大きな共役側に凸の負メニスカスレンズ1枚で構成され
ている。第2レンズ群は両凸レンズである第2レンズと
、大きな共役側からみて凸レンズと凹レンズが接合され
、大きな共役側に凹の接合面を有し全体として正のパワ
ーを有する接合レンズである第3レンズで構成されてい
る。第3レンズの接合面は負のパワーを有している。第
2レンズ群中に設けられる接合面は大きな共役側に凹の
場合はどのレンズにあっても −1<R2,xc/f<−0.4 の範囲にとると、より良好に収差補正ができる。
すなわち、上限値より接合面の曲率半径R1、x、が緩
いと高次の球面収差及びコマ収差の発生を小さくするこ
とができ、下限値より接合面の曲率半径R2xcがきつ
いほうが歪曲収差及び倍率色収差をより小さく補正でき
る。
第7図は3枚の液晶板をB、G、Rの光で照明し投影レ
ンズでスクリーン上に投影して映像を鑑賞するカラー液
晶プロジェクションテレビに本発明に係るレンズを適用
した様子を示すものである。第7図の様なカラー液晶プ
ロジェクションテレビでは3色合成用のグイクロイック
プリズムPが液晶板L1〜L、と投影レンズの間に設け
られている。81〜S、は照明器。この様なグイクロイ
ックプリズムPが光路中にあると球面収差及び非点収差
はオーバ一方向に、倍率色収差はアンダ一方向に発生す
るが、上述の条件式の中で最適化を計ることは通常の手
法で可能である。
表 1 数値実施例1 R1= R2= R3= R4= R5工 R6= R7= R8= 203、035 −87.888 34、503 o、 oo。
117、910 −76、394 176、859 166、705 D1鴛  7.00 02=  5.00 D 3= 115.72 D4=   4.50 D5=  12.00 06=   1.70 D7=   8.0O N 1= 1.66446   ν 1=35.8N 
2= 1.51633   シ2=64.1N 3= 
1.80518   ν 3=25.4N 4= 1.
51633   ν 4=64.1N 5= 1.51
633 ν 5=64.1 アJ ・← 実施例1の収差係数 L 0.005459 0.012230 −0.017497 0.035360 −0.1108.95 0.031858 G、013551 0.028448 −0.001485 0.010088 −0.016824 0.005445 0.026415 −0.027600 −0.002665 0.00821? −0.002537 0.000540 S^ 0.014644 0.170229 −6.551038 0゜557636 −5.421313 5.261854 0.395738 6.784163 1.211911 M 0.027059 −0.234176 2.038828 0.416567 −1.349298 −0.440103 0.239959 −0.604915 0.093919 ^S 0.050001 0.322145 −0.634528 0.311185 −0.335824 0.036810 G、145501 0.053938 −0.050773 T 0.145580 0.049445 −0.730734 o、ooooo。
−0.066264 0.330027 0.142555 0.151239 0.021847 S 0.361406 −0.511178 0.424900 0.232462 −0.100075 −0.030682 0.174665 −0.018295 0.533203 表 3 数値実施例2 R1=  133.626 R2=  −71,128 R3=   32.976 R4= −151,374 R5=  272.020 R6=  −74,496 R7= 1171.955 R8= −118,255 R9=  270.798 RIO= −208,156 D1=  11.00 02=  3.50 D 3= 114.95 D4=  4.00 D5=  12.00 D6:0.70 D7=  7.00 D8=  0.50 D9=   7.0O N 1= 1.65016   ν 1=39.4N 
2= 1.5097?   シ2=62.1N 3= 
1.80518   ν3=25.4N 4= 1.5
1633   シ4=64、lN 5= 1.5163
3 ν 5=64.1 N 6= 1.51633 ν 6=64.1 実施例2の収差係数 魔−Nα M M ^S T S 0.007235 0.011655 −0.017227 −0.013791 0.073619 0.00?639 0.022598 0.003510 0.023410 0.015435 0.006425 0.021663 0.025506 0.003250 0.007652 0.007093 −0.002336 0.046527 0.320625 5.703299 0.036130 −2.416369 1.253386 0.179502 2.729871 −0.007167 0.041151 −0.424608 0.182608 0.179806 0.014484 −0.5<S2・R<0..1548960.0363
96 0.562313 −0.793365 0.089149 −.0 290050 0.026605 0.180111 0.029271 0.045388 0.218731 0.058772 −0.759574 −0.218589 −0.028778 0.339084 0.021554 0.213611 0.093282 0.225648 −0.822511 0.203325 −0.053278 −0.032234 −0.016637 0.006285 Q  000132 0.998353 0.034751 0.129668 0.059446 0.304420 表 数値実施例3 R1=  327.526 22士  37.704 R3・ 200.684 R4=  −81,132 R5=  369.955 R6・ −55,298 R7= −224,523 D1=   5.00 02= 125.25 D3=  12.00 D4=   5.00 D5=  12.00 D6=   4.0O N 1= 1.49700 ν 1=81.6 N 2= 1.64769 ν 2=33.8 N 3= 1.49700   ν 3二81.6N 
4= 1.84666   ν 4=23.9実施例3
の収差係数 L A M S T S 0.001227 −0.013941 0.066453 0.130532 −0.008559 0.276774 0.100136 0.005012 −0.005654 0.064226 0.083559 0.001551 −0.197193 0.053808 0.003751 −7.160670 6.060432 38.890549 −0.665725 −42.539764 8.085464 0.015329 −2.904065 5.857303 24.895462 一〇、120635 −30.308273 3.270010 0.062638 −1.177766 5.660980 15.936627 −0.021860 21.593719 1.757133 0.075010 −0.651599 0.144947 0.358535 0.066407 G、169263 0.151109 0.562463 −0.741913 5.611328 10.431214 0.008072 −15.505456 −0.000926 0.002207 0.674024 0.705124 0.624033 −0.024853 〔発明の効果〕 本発明に係る条件に従うレトロフォーカス型レンズは、
バックフォーカスが著しく大きいレンズとして、構成レ
ンズ枚数が少なくても諸収差が良好に補正でき、重量が
小さく、又安価なレンズを達成することができる。
又各条件に従うレトロフォーカス型レンズは各レンズ面
の曲率半径が比較的緩くできる。従って各レンズ面で発
生する高次収差も小さくて製造する際の許容誤差も比較
的緩く、大量生産しやすいレンズである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例のレンズ断面図、第2図は
その収差図、第3図は本発明の第2実施例のレンズ断面
図、第4図はその収差図、第5図は本発明の第3実施例
のレンズ断面図、第6図はその収差図、第7図は本発明
のレンズが使用されるシステムの例である。 図中、1は第1レンズ群、2は第2レンズ群、Riは曲
率半径、Diはレンズ面間隔、Mはメリデイオナル像面
、 Sはサンタル像面である。 第2図 偵和噛差 #μ点噴崖 歪曲 ごU又崖 不LJ−喝 琢[0咳息 弊l5fij 歪曲 已収差 第6図 五t@uス1E 非fjL収差 翌− f!g簾

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)大きな共役側から順に負のパワーを有する第1レ
    ンズ群と、該第1レンズ群とは全系の中で最も大きな空
    気間隔で隔てられて設けられた正のパワーを有する第2
    レンズ群とで構成されるレトロフオーカス型レンズに於
    て、 該第1レンズ群は1枚以上の負メニスカスレンズを有し
    、該第2レンズ群は1面以上の接合面を含む2枚以上の
    正レンズを有しており、該第1レンズ群の負メニスカス
    レンズの形状係数をS_1及び該第2レンズ群の最も該
    第1レンズ群側に設けられた正レンズの形状係数をS_
    2_・_F及び該第2レンズ群の最も該第1レンズ群か
    ら離れた位置に設けられた正レンズの形状係数をS_2
    _・_R、該第2レンズ群の接合面のパワーをΦ_2_
    ・_Xとするとき、S_1、S_2_・_F、S_2_
    ・_R及びΦ_2_・_Xが以下の条件式を満たすこと
    を特徴とするレトロフオーカス型レンズ。 −3<S_1<−1 −7<S_2_・_F<−0.2 −0.5<S_2_・_R<0.5 −Φ_2_・_X<0 ここで形状係数Sは該当するレンズの大きな共役側の面
    の曲率半径をR_A、反対側の面の曲率半径をR_Bと
    するとき、 S=(R_B+R_A)/(R_B−R_A) で定義されるものである。 (2)特許請求の範囲第1項に於て、レンズ系の空気換
    算のバックフォーカスをBFとするとき、BFが以下の
    条件を満たすレトロフオーカス型レンズ。 1.5<BF<2.8 (3)特許請求の範囲第1項に於て、該第1レンズ群の
    焦点距離をf_1、該第2レンズ群の焦点距離をf_2
    、全系の焦点距離をf、該第1レンズ群と該第2レンズ
    群の間の主点間隔をEとするときに、f_1、f_2及
    びEが以下の条件式を満たすレトロフオーカス型レンズ
    。 −2<f_1/f<−0.7 0.8<f_2/f<1.7 1<E/f<2.5 (4)特許請求の範囲第1項に於て、該第1レンズ群の
    負メニスカスレンズは大きな共役側に凹の接合面を有し
    、該接合面の曲率半径をR_1_・_X、接合レンズの
    大きな共役側のレンズともう一方のレンズの屈折率をN
    _I_A及びN_I_Bとするとき、R_1_・_X、
    N_I_A及びN_I_Bが以下の条件式を満たすレト
    ロフオーカス型レンズ。 −2<R_1_・_X<−0.7 0.08<N_I_A−N_I_B<0.45
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5278698A (en) * 1990-07-06 1994-01-11 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Magnifying projecting lens
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US9036279B2 (en) 2011-07-29 2015-05-19 Fujifilm Corporation Imaging lens and imaging apparatus
US9176306B2 (en) 2011-07-29 2015-11-03 Fujifilm Coporation Imaging lens and imaging apparatus
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