JPH0421843B2 - - Google Patents
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- JPH0421843B2 JPH0421843B2 JP8010982A JP8010982A JPH0421843B2 JP H0421843 B2 JPH0421843 B2 JP H0421843B2 JP 8010982 A JP8010982 A JP 8010982A JP 8010982 A JP8010982 A JP 8010982A JP H0421843 B2 JPH0421843 B2 JP H0421843B2
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Classifications
-
- 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)
Description
本発明は、投写形テレビジヨン装置に適した投
影レンズに関する。 テレビジヨン受像機の画像再生面を大形化して
小形の画面では得られない迫力に富んだ画像を得
たいという要求が強まるにつれ、陰極線管の蛍光
面に再生された画像をレンズ、反射鏡などの投写
光学系によりスクリーン上に投写して大形のテレ
ビジヨン画像を得るようにした、いわゆる投写形
テレビジヨン装置が広く用いられるようになつて
きた。 カラー画像を表示する場合、従来のシヤドウマ
スク形カラー陰極線管に映出されるカラー画像を
そのまま拡大投写したのでは、実用上充分な明る
さのカラー画像を得ることができないために、一
般には赤色画像、青色画像、緑色画像を映出する
３本の単色陰極線管を使用し、夫々の画像を重ね
合わせることによつて充分な明るさをもつカラー
画像を得るようにしている。 このように、投写形カラーテレビジヨン装置は
３本の単色陰極円管を使用し、夫々の単色画像を
投影レンズにより拡大してスクリーン上に重ね合
わせ、大形のカラーテレビジヨン画像を得るよう
にしており、画質についても、種々の改良が加え
られて非常に向上している。 しかしながら、３本の単色陰極線替を使用した
としても、まだ、画像の明るさは充分ではなく、
また、解像度も充分とはいえない。そこで、投影
レンズを構成するレンズをプラスチツクで形成し
該レンズの枚数を低減するとともに面形状を非球
面化し、明るさと解像度とを向上させる試みがな
されている。かかる投影レンズではＦナンバーが
1.0近くのものが達成され、従来の投影レンズに
比べて非常に明るくなつているが、解像度の点で
は、従来のガラスによる投影レンズに比べて劣つ
ている。これは色収差によるものである。一般
に、３本の単色陰極線管を用いた投写形カラーテ
レビジヨン装置においては、投影レンズは単色画
像を拡大投影するものであるから、色収差は余り
問題とはならないものと考えられていた。しかし
ながら陰極線管の蛍光体（Gd2O5S：Tb）の発光
スペクトルをみると、第１図に示すように、所要
の550μｍのスペクトルのほかに490μｍ、580μｍ、
620μｍのスペクトルが発生し、実際には完全な
単色画像ではない。そこで、プラスチツクで形成
したレンズにおいて、かかる陰極線管からの色光
に対する収差を低減すべき手段を講じたとして
も、該色光が完全には単色光ではないことから、
色収差が生じて解像度の劣化が避けられなかつ
た。本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除
き、色収差を低減し、明るさ、解像度のすぐれた
拡大画像を得ることができるようにした投影レン
ズを提供するにある。 この目的を達成するために本発明は、第１の凹
レンズ、該第１の凹レンズ側に凹面を有する凸メ
ニスカスレンズ、第１の凸レンズ、第２の凹レン
ズおよび第２の凸レンズを順次配列してなり、前
記凸メニスカスレンズ、第１の凸レンズおよび第
２の凸レンズのアツベ数が50ないし65であり、前
記第２の凹レンズのアツベ数が20ないし40である
ことを特徴とする。 以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。 第２図は本発明による投影レンズの一実施例を
示す構成図であつて、１は単色陰極線管、２は凹
レンズ、３は凸メニスカスレンズ、４は凸レンズ
５は凹レンズ、６は凸レンズ、７はスクリーン、
８は蛍光面、９は陰極線管表面である。 同図において、陰極線管１側から順に、陰極線
管１側の面が平面で他方の面が凹面の凹レンズ
２、凹レンズ２側が凹面の凸メニスカスレンズ
３、両面が凸面の凸レンズ４、凸レンズ４側の面
が凸面で他方の面が凹面の凹レンズ５および両面
が凸面の凸レンズ６が配列されて投影レンズが構
成されており、凹レンズ２、凸メニスカスレンズ
３、凸レンス４および凸レンズ６はアクリル材
（ポリメチルメタクリレート）よりなり、凹レン
ズ５はスチロール材（ポリスチレン）からなる。
また、凸メニスカスレンズ３、凸レンズ４および
凸レンス５はアツベ数を50ないし65と大きく設定
し、凹レンズ５はアツベ数を20ないし40と小さく
設定するとともに、各レンズの面形状を球面か非
球面とする。 凸メニスカスレンズ３、凸レンズ４及び凸レン
ズ６のアツベ数が50以下、あるいは凹レンズ５の
アツベ数が40以上になると、これら凸レンズ及び
凹レンズのパワーの絶対値が大きくなり、非常に
曲率の強いレンズを必要とし、これらの界面で諸
収差が発生し、性能の劣化をきたす。 凸レンズのアツベ数が65以上となると、レンズ
材料に限界を受け、高価になる。また、65以上の
材料であると、屈折率が小さく、レンズの曲率を
強くする必要があり、収差が発生しやすくなる。
同様に、凹レンズのアツベ数が20以下になると、
レンズ材料に限定を受け、高価になる。 凹レンズ２は像面彎曲を補正して平面化する作
用を有するものであつて、陰極線管１側の面（以
下、面S1という）は平面で他方の面（以下、面S2
という）は非球面をなしている。 凸メニスカスレンズ３と凸レンズ４とは、画面
周辺の収差を補正し、解像度を向上させる作用を
有するものであつて、凸メニスカスレンズ３の凹
レンズ２側の面（以下、面S3という）と凸レンズ
４の凹レンズ５側の面（以下、面S6）とは非球面
を、また凸メニスカスレンズ３の他方の面（以
下、面S4という）と凸レンズ４の他方の面（以
下、面S5という）とは球面をなしている。 凹レンズ５と凸レンズ６とは色収差を低減する
作用をし、凹レンズ５の凸レンズ４側の面（以
下、面S7という）と凸レンズ６のスクリーン７側
の面（以下、面S10という）とは非球面であり、
凹レンズ５と凸レンズ６の互いに向い合う面（以
下、夫々面S8、S9という）は同一曲率半径の球面
であつて互いに接している。 次に、かかる投影レンズのＦナンバを0.95とし
たときの各構成レンズの表面曲率半径、全開口
数、面間隔、屈折率およびアツベ数の一具体例を
表１に示す。また、面S2、S3、S6、S7およびS10
の非球面係数を表２に示す。
影レンズに関する。 テレビジヨン受像機の画像再生面を大形化して
小形の画面では得られない迫力に富んだ画像を得
たいという要求が強まるにつれ、陰極線管の蛍光
面に再生された画像をレンズ、反射鏡などの投写
光学系によりスクリーン上に投写して大形のテレ
ビジヨン画像を得るようにした、いわゆる投写形
テレビジヨン装置が広く用いられるようになつて
きた。 カラー画像を表示する場合、従来のシヤドウマ
スク形カラー陰極線管に映出されるカラー画像を
そのまま拡大投写したのでは、実用上充分な明る
さのカラー画像を得ることができないために、一
般には赤色画像、青色画像、緑色画像を映出する
３本の単色陰極線管を使用し、夫々の画像を重ね
合わせることによつて充分な明るさをもつカラー
画像を得るようにしている。 このように、投写形カラーテレビジヨン装置は
３本の単色陰極円管を使用し、夫々の単色画像を
投影レンズにより拡大してスクリーン上に重ね合
わせ、大形のカラーテレビジヨン画像を得るよう
にしており、画質についても、種々の改良が加え
られて非常に向上している。 しかしながら、３本の単色陰極線替を使用した
としても、まだ、画像の明るさは充分ではなく、
また、解像度も充分とはいえない。そこで、投影
レンズを構成するレンズをプラスチツクで形成し
該レンズの枚数を低減するとともに面形状を非球
面化し、明るさと解像度とを向上させる試みがな
されている。かかる投影レンズではＦナンバーが
1.0近くのものが達成され、従来の投影レンズに
比べて非常に明るくなつているが、解像度の点で
は、従来のガラスによる投影レンズに比べて劣つ
ている。これは色収差によるものである。一般
に、３本の単色陰極線管を用いた投写形カラーテ
レビジヨン装置においては、投影レンズは単色画
像を拡大投影するものであるから、色収差は余り
問題とはならないものと考えられていた。しかし
ながら陰極線管の蛍光体（Gd2O5S：Tb）の発光
スペクトルをみると、第１図に示すように、所要
の550μｍのスペクトルのほかに490μｍ、580μｍ、
620μｍのスペクトルが発生し、実際には完全な
単色画像ではない。そこで、プラスチツクで形成
したレンズにおいて、かかる陰極線管からの色光
に対する収差を低減すべき手段を講じたとして
も、該色光が完全には単色光ではないことから、
色収差が生じて解像度の劣化が避けられなかつ
た。本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除
き、色収差を低減し、明るさ、解像度のすぐれた
拡大画像を得ることができるようにした投影レン
ズを提供するにある。 この目的を達成するために本発明は、第１の凹
レンズ、該第１の凹レンズ側に凹面を有する凸メ
ニスカスレンズ、第１の凸レンズ、第２の凹レン
ズおよび第２の凸レンズを順次配列してなり、前
記凸メニスカスレンズ、第１の凸レンズおよび第
２の凸レンズのアツベ数が50ないし65であり、前
記第２の凹レンズのアツベ数が20ないし40である
ことを特徴とする。 以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。 第２図は本発明による投影レンズの一実施例を
示す構成図であつて、１は単色陰極線管、２は凹
レンズ、３は凸メニスカスレンズ、４は凸レンズ
５は凹レンズ、６は凸レンズ、７はスクリーン、
８は蛍光面、９は陰極線管表面である。 同図において、陰極線管１側から順に、陰極線
管１側の面が平面で他方の面が凹面の凹レンズ
２、凹レンズ２側が凹面の凸メニスカスレンズ
３、両面が凸面の凸レンズ４、凸レンズ４側の面
が凸面で他方の面が凹面の凹レンズ５および両面
が凸面の凸レンズ６が配列されて投影レンズが構
成されており、凹レンズ２、凸メニスカスレンズ
３、凸レンス４および凸レンズ６はアクリル材
（ポリメチルメタクリレート）よりなり、凹レン
ズ５はスチロール材（ポリスチレン）からなる。
また、凸メニスカスレンズ３、凸レンズ４および
凸レンス５はアツベ数を50ないし65と大きく設定
し、凹レンズ５はアツベ数を20ないし40と小さく
設定するとともに、各レンズの面形状を球面か非
球面とする。 凸メニスカスレンズ３、凸レンズ４及び凸レン
ズ６のアツベ数が50以下、あるいは凹レンズ５の
アツベ数が40以上になると、これら凸レンズ及び
凹レンズのパワーの絶対値が大きくなり、非常に
曲率の強いレンズを必要とし、これらの界面で諸
収差が発生し、性能の劣化をきたす。 凸レンズのアツベ数が65以上となると、レンズ
材料に限界を受け、高価になる。また、65以上の
材料であると、屈折率が小さく、レンズの曲率を
強くする必要があり、収差が発生しやすくなる。
同様に、凹レンズのアツベ数が20以下になると、
レンズ材料に限定を受け、高価になる。 凹レンズ２は像面彎曲を補正して平面化する作
用を有するものであつて、陰極線管１側の面（以
下、面S1という）は平面で他方の面（以下、面S2
という）は非球面をなしている。 凸メニスカスレンズ３と凸レンズ４とは、画面
周辺の収差を補正し、解像度を向上させる作用を
有するものであつて、凸メニスカスレンズ３の凹
レンズ２側の面（以下、面S3という）と凸レンズ
４の凹レンズ５側の面（以下、面S6）とは非球面
を、また凸メニスカスレンズ３の他方の面（以
下、面S4という）と凸レンズ４の他方の面（以
下、面S5という）とは球面をなしている。 凹レンズ５と凸レンズ６とは色収差を低減する
作用をし、凹レンズ５の凸レンズ４側の面（以
下、面S7という）と凸レンズ６のスクリーン７側
の面（以下、面S10という）とは非球面であり、
凹レンズ５と凸レンズ６の互いに向い合う面（以
下、夫々面S8、S9という）は同一曲率半径の球面
であつて互いに接している。 次に、かかる投影レンズのＦナンバを0.95とし
たときの各構成レンズの表面曲率半径、全開口
数、面間隔、屈折率およびアツベ数の一具体例を
表１に示す。また、面S2、S3、S6、S7およびS10
の非球面係数を表２に示す。
【表】
なお、表１において、屈折率は波長が540ｍμ
での値である。
での値である。
【表】
但し、非球面係数CC、AD、AE、AF、AGは
動径距離ｒにおける中心軸上の点からの軸方向の
偏位ｚを表わす次式の係数である。 （但し、Ｃ＝中心軸上の曲率半径の逆数） そこで、単色陰極線管１の螢光面８に生じた単
色画像は、陰極線管表面９を通して凹レンズ２の
面S1が入射して拡大され、スクリーン７上に拡大
された単色画像が投写される。そして、図示しな
いが、他の２つの単色画像も拡大されてスクリー
ン７上に投写され、これらの単色画像が重なり合
つて拡大されたカラーテレビジヨン画像が表示さ
れる。 かかる投影レンズにより、蛍光面８の曲率半径
が5000mm、表面９の曲率半径が∝である単色陰極
線管１に陰極線管上対角５インチの単色画像をス
クリーン７上対角45インチに拡大表示したときの
物高０の中心軸上の球面収差および色収差を第３
図に示す。第３図において、横軸は相対瞳高を、
縦軸は横収差を表わしている。 第３図から明らかなように、球面収差１mm以内
におさえることができ、また、第１図に示す発光
スペクトルを有する単色陰極線管１の単色画像に
対し、色収差を2.5mm以内におさえることができ
て球面収差、色収差が大幅に改善されている。 第４図ＡないしＥは同じく波長550μｍでのコ
マ収差を示すものであつて、夫々物高が63.5mm、
50.4mm、38.1mm、25.4mm、12.7mmにおけるメリデ
イオナル方向の横収差を第５図ＡないしＥは同じ
くサジタル方向の横収差を示す。 第４図ＡないしＥおよび第５図ＡないしＥから
明らかなように、これら横収差は２mm以下におさ
えることができ、コマ収差が大幅に改善された。 以下の各収差はＦナンバが0.95まで良好に補正
され得、スクリーン７上の拡大画像の明るさ、解
像度が大幅に向上した。 以上説明したように、本発明によれば、Ｆナン
バを0.95と非常に明るくして色収差を大幅に低減
化することができ、画面の中心、周辺ともに解像
度が充分に改善された拡大画像を得ることができ
て、前記従来技術にない優れた機能の投影レンズ
を提供することができる。
動径距離ｒにおける中心軸上の点からの軸方向の
偏位ｚを表わす次式の係数である。 （但し、Ｃ＝中心軸上の曲率半径の逆数） そこで、単色陰極線管１の螢光面８に生じた単
色画像は、陰極線管表面９を通して凹レンズ２の
面S1が入射して拡大され、スクリーン７上に拡大
された単色画像が投写される。そして、図示しな
いが、他の２つの単色画像も拡大されてスクリー
ン７上に投写され、これらの単色画像が重なり合
つて拡大されたカラーテレビジヨン画像が表示さ
れる。 かかる投影レンズにより、蛍光面８の曲率半径
が5000mm、表面９の曲率半径が∝である単色陰極
線管１に陰極線管上対角５インチの単色画像をス
クリーン７上対角45インチに拡大表示したときの
物高０の中心軸上の球面収差および色収差を第３
図に示す。第３図において、横軸は相対瞳高を、
縦軸は横収差を表わしている。 第３図から明らかなように、球面収差１mm以内
におさえることができ、また、第１図に示す発光
スペクトルを有する単色陰極線管１の単色画像に
対し、色収差を2.5mm以内におさえることができ
て球面収差、色収差が大幅に改善されている。 第４図ＡないしＥは同じく波長550μｍでのコ
マ収差を示すものであつて、夫々物高が63.5mm、
50.4mm、38.1mm、25.4mm、12.7mmにおけるメリデ
イオナル方向の横収差を第５図ＡないしＥは同じ
くサジタル方向の横収差を示す。 第４図ＡないしＥおよび第５図ＡないしＥから
明らかなように、これら横収差は２mm以下におさ
えることができ、コマ収差が大幅に改善された。 以下の各収差はＦナンバが0.95まで良好に補正
され得、スクリーン７上の拡大画像の明るさ、解
像度が大幅に向上した。 以上説明したように、本発明によれば、Ｆナン
バを0.95と非常に明るくして色収差を大幅に低減
化することができ、画面の中心、周辺ともに解像
度が充分に改善された拡大画像を得ることができ
て、前記従来技術にない優れた機能の投影レンズ
を提供することができる。
第１図は単色陰極線管の発光スペクトルを示す
図、第２図は本発明による投影レンズの一実施例
を示す構成図、第３図は第２図の投影レンズによ
る球面収差および色収差を示す特性図、第４図Ａ
ないしＥおよび第５図ＡないしＥは第２図の投影
レンズによるコマ収差を示す特性図である。 １……単色陰極線管、２……凹レンズ、３……
凸メニスカスレンズ、４……凸レンズ、５……凹
レンズ、６……凸レンズ、７……スクリーン。
図、第２図は本発明による投影レンズの一実施例
を示す構成図、第３図は第２図の投影レンズによ
る球面収差および色収差を示す特性図、第４図Ａ
ないしＥおよび第５図ＡないしＥは第２図の投影
レンズによるコマ収差を示す特性図である。 １……単色陰極線管、２……凹レンズ、３……
凸メニスカスレンズ、４……凸レンズ、５……凹
レンズ、６……凸レンズ、７……スクリーン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 陰極線管に映出された画像をスクリーン上に
拡大投影するための投影レンズにおいて、陰極線
管側から順に、第１の凹レンズと、該第１の凹レ
ンズ側に凹面を有する凸メニスカスレンズと、両
側が凸面の第１の凸レンズと、第２の凹レンズ
と、第２凸レンズとが配列されており、前記凸メ
ニスカスレンズおよび第１、第２の凸レンズのア
ツベ数を50ないし65とし、かつ、前記第２の凹レ
ンズのアツベ数を20ないし40とすることにより、
色収差を低減可能に構成したことを特徴とする投
影レンズ。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記凸メニ
スカスレンズおよび第１、第２の凸レンズはポリ
メチルメタクリレートからなり、前記第２の凹レ
ンズはポリスチレンからなることを特徴とする投
影レンズ。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、表面曲率半径、全開口径、面間隔、波長540
ｍμでの屈折率、アツベ数および非球面係数が
夫々下記の表で示す値を有し、Ｆナンバーが0.95
であることを特徴とする投影レンズ。 【表】 〔但し、S1、S3、S5、S7、S9は前記夫々のレンズ
の前記陰極線管側一方の面を表わし、S2、S4、
S6、S8、S10は前記夫々のレンズの他方の面を表
わす。〕 【表】 〔但し、非球面係数CC、AD、AE、AF、AG
は、動径距離ｒにおける中心軸上の点からの軸方
向の偏位Ｚを表わす次式の係数である。 （但し、Ｃは中心軸上の曲率半径の逆数）〕
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8010982A JPS58198016A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 投影レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8010982A JPS58198016A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 投影レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198016A JPS58198016A (ja) | 1983-11-17 |
| JPH0421843B2 true JPH0421843B2 (ja) | 1992-04-14 |
Family
ID=13709012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8010982A Granted JPS58198016A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 投影レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198016A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0812328B2 (ja) * | 1985-10-21 | 1996-02-07 | キヤノン株式会社 | 投影レンズ |
| JPH0774858B2 (ja) * | 1985-11-01 | 1995-08-09 | 株式会社ニコン | 投影レンズ |
| JPS63148220A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Konica Corp | プロジエクタ−用投影レンズ |
| JPS6364015A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-22 | Konica Corp | プロジエクタ−用投影レンズ |
| JPH0750245B2 (ja) * | 1987-03-31 | 1995-05-31 | 松下電器産業株式会社 | 投影レンズ |
| US4900139A (en) * | 1987-05-11 | 1990-02-13 | U. S. Precision Lens, Inc. | Color corrected projection lens |
-
1982
- 1982-05-14 JP JP8010982A patent/JPS58198016A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58198016A (ja) | 1983-11-17 |
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