JPH0744834U

JPH0744834U - オーバヘッド・プロジェクターの望遠写真レンズ組立体

Info

Publication number: JPH0744834U
Application number: JP003550U
Authority: JP
Inventors: フランクバンダウェーフデニス
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1995-11-28
Also published as: US4744641A; KR890001222U; KR940001684Y1; DE3816758A1; JPS63313109A

Abstract

(57)【要約】【目的】オーバヘッド・プロジェクターのバック焦点
距離を従来とほぼ同じに維持したまま投影スクリーンま
での距離を長くする。【構成】オーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立
体がオーバヘッド透明ステージから投影スクリーンにむ
かって順に、第一負凹レンズ（１）と、これに空げきを
おいた第一正両凸レンズ（２）と、これに空げきをおい
た第二負凹レンズ（３）と、これに接触する第二正両凸
レンズ（４）とを有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はオーバヘッド・プロジェクターに関し、より詳細には、この種のプロジェクターと共に用いられる投映レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】

オーバヘッド投映レンズは数多くの形式をなしているが、現在用いられている最も一般的な形式は、間隔をあけた２個の正の凹レンズを利用する２要素投映レンズ組立体で、その一方は鏡面反射器へ光を導くため、他方は鏡からの光を受けて投映レンズ組立体の下方に位置するステージからの像を垂直な投映スクリーンまたは表面に投映するためのものである。映像は、投映されるべき透明物が置かれるステージに対する前後方向への投映レンズ組立体の移動によって焦点を合わされる。在来の２要素投映レンズが、米国特許第３，１２６，７８６号および同第３，３３４，９５７号のような刊行物に図示され、説明されている。

【０００３】上記の特許に記載されているような在来の投映レンズは、約２７５〜３５５ｍｍの焦点距離の範囲を包含している。この形式の投映レンズが使用される倍率に対しては、投映スクリーンから１ｍ前後（２〜３ｆｔ）にオーバヘッド・プロジェクターを置く投映距離が得られる。例えば、代表的な３５０ｍｍの焦点距離の投映レンズを５．７の倍率で使用する場合、プロジェクターは、投映スクリーンから２．１４〜２．４４ｍ（７〜８ｆｔ）に在る。

【０００４】

【考案が解決しようとする問題点】

多くの室と聴衆の配置に対してこのプロジェクターとスクリーンとの距離は、プロジェクターと話者とによるスクリーンの部分的な隠ぺいを生じさせる。話者とプロジェクターとが、スクリーンを観衆に対してほぼ中央に残したままで、聴衆の左側と前面とに移動すれば、より良い配置がもたらされるはずである。これにより、全聴衆にはスクリーンの完全な視界が与えられ、しかも話者は聴衆との目による接触を保つことができるはずである。このような配置を達成するためには、映像の大きさを増すことなく、オーバヘッド・プロジェクターからスクリーンまでの投映距離を通常の投映距離の役１〜１．５倍に増大させなければならない。

【０００５】この更に長い投映距離は、在来の２要素組立体よりも長い焦点距離の投映レンズを必要とする。例えば、５．６７の倍率で３．３６〜３．６６ｍ（１１〜１２ｆｔ）の投映距離を得るためには、５２５ｍｍに近い焦点距離を有する投映レンズが必要となるはずである。オーバヘッド・プロジェクターに通常用いられる形式の投映レンズの場合には、この更に長い焦点距離のために、約６０％のバック焦点距離の増大がもたらされる。その場合、この投映レンズ組立体は、通常のオーバヘッド・プロジェクターの焦点調整範囲とも、また、一般にオーバヘッド・プロジェクター内に包含されているフレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）集光レンズの焦点距離とも両立できなくなる。この問題を克服するため、オーバヘッド・プロジェクターは、更に長い焦点合せポストの長さと、更に長い焦点距離のフレネル・レンズとを包含するように変更された。変更されたこれらの機械は通常、外観がぎこちなく、輸送が困難で、大直径の投映レンズを必要とする。

【０００６】米国特許第４，３５０，４１５号では、一対の補助の正および負の凹レンズを付加してその焦点距離を３５５ｍｍから５３０ｍｍに増大させることにより、在来の２要素投映レンズ組立体の投映距離を増大させようと試みている。０．８７のテレフオト比率を導入することにより、約３．６６ｍ（１２ｆｔ）において、５．７の倍率でのバック焦点距離が約３８８ｍｍに短縮されている。しかし、このバック焦点距離は、より小サイズのスクリーン用の在来のオーバヘッド・プロジェクターと両立し得るためには、依然余りにも大き過ぎる。従ってこのレンズ組立体を、これらのオーバヘッド・プロジェクターの全作動範囲にわたってそれらと共に使用することはできない。また、在来の投映レンズと同じ形式の分散ガラスを使用する補助的な凹レンズによって生ずる結果的な色収差は、映像に色のフリンジングを結果として生ずる。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】

本考案は、在来のオーバヘッド・プロジェクターと共に使用される４要素望遠写真投映レンズ組立体から成るものである。このレンズ組立体は、各々が変向鏡によって分離された２組のレンズ要素から成る２グループで構成されている。この投映レンズ組立体は、オーバヘッド・プロジェクターの在来の２要素投映レンズとほぼ同じバック焦点距離を維持したままレンズ組立体から投映スクリーンまでの更に長い投映距離をもたらすことができ、とくに、オーバヘッド・プロジェクターのステージから投映スクリーンへの順に、第一負凹レンズと、それに空げきを置いた第一正両凸レンズと、それに空げきを置いた第二負凹レンズと、それに接触する第二正両凸レンズとを包含する。レンズ組立体は、５２５ｍｍの焦点距離と、５．７の倍率で約３５０ｍｍのパック焦点距離と、約３７５０ｍｍの投映距離とを有する。

【０００８】本考案の投映レンズ組立体は更に、光路を垂直方向から水平方向へ変向させるために第一正両凸レンズと第二負凹との間に置かれた鏡を包含し、また、投映される像の色補正に備えるため、レンズの高い分散率またはアツベ数で測った、選定された分散のガラスを使用する。

【０００９】

【実施例および作用】

本考案を、添付図面につき更に詳細に説明する。ここで図について説明する。同図は、オーバヘッド・プロジェクターの投映ステージからの垂直行路から、投映する光を遠隔の投映スクリーンへ向ける水平行路への、投映される光の変向を可能にさせるオーバヘッド・プロジェクター用のコンパクトな投映レンズ組立体を示す。ステージとスクリーンとは図示されていない。本考案のレンズ組立体はなるべくなら、光軸の垂直部分に沿いステージに対して進退運動をするように取り付けることが望ましい。図に示す投映レンズ組立体は、第一負凹レンズ１とそれに空げきを置いた第一正両凸レンズ２と、それに空げきを置いた第二負凹レンズ３と、それに接触する第二正両凸レンズ４とを含む。第一正両凸レンズ２と第二負凹レンズ３との間には、プロジェクターのステージを通過する光を垂直行路から水平行路へ変向させてこの光を投映スクリーンへ向けるように方向付けられた平面鏡５が置かれる。投映レンズ組立体を通る光の光軸を線６で示す。

【００１０】鏡５およびレンズ３，４は、レンズ３，４が鏡５の旋回運動の２倍の角速度で動く、「アーティキュレーティング」構成として技術上周知の方法でスクリーン上を上下動する傾倒能力を映像に与えるように動くことができる。

【００１１】図のレンズ組立体の第一特定実施例を下の第１表に示してあるが、ここではそれぞれのレンズがスペクトルのＤ線に対する対応屈折率Ｎと一緒に列挙されており、対応する分散率またはアツベ数Ｖが各レンズについて示してあり、また各レンズの各表面の曲率半径が示してある。それぞれの表面は順次番号付けされ、レンズが番号付けされたと同じ順序で下付き番号で表示され、また、レンズの前面（ステージに最も近い表面）に入る放射に対してそれぞれ凸および凹となる表面をＲの正および負の値で表示しながら、ステージからスクリーンに向かって連続的に番号付けされる。それぞれのレンズの軸線方向の厚さＴおよびレンズ間の空げきＳも、それぞれのレンズの厚さＴを対応下付き番号で各レンズについて識別し且つレンズ要素間の空げきＳもレンズと同じ順序で順次番号付けされた下付き番号で識別して、列挙されている。半径Ｒ、厚さＴ、および間げきＳはｍｍで表わしてある。

【００１２】

【表３】第１表レンズＮｄＶ半径 mm Ｔmm Ｓmm Ｒ₁＝ 543.90 １ 1.6204 60.33 Ｔ₁＝ 6.00 Ｒ₂＝ 94.11 Ｓ₁＝ 24.21 Ｒ₃＝ 230.10 ２ 1.6477 33.85 Ｔ₂＝12.00 Ｒ₄＝−3264.78 Ｓ₂＝109.27 Ｒ₅＝− 144.09 ３ 1.7174 29.51 Ｔ₃＝ 3.65 Ｒ₆＝− 578.40 Ｓ₃＝ 0.00 Ｒ₇＝ 838.20 ４ 1.5168 64.17 Ｔ₄＝12.70 Ｒ₈＝− 91.00 ───────────────────────────────────

【００１３】第１表のパラメタで表示されたレンズ組立体については、レンズ１が−１８４．３７ｍｍの等価焦点距離と１００ｍｍの呼び直径とを有し、レンズ２が３３２．３２ｍｍの等価焦点距離と９５ｍｍの呼び直径とを有し、レンズ３が−２６８．４４ｍｍの等価焦点距離と６５ｍｍの呼び直径とを有し、レンズ４が１５９．５８ｍｍの等価焦点距離と７５ｍｍの呼び直径とを有している。レンズ組立体は、５２９．０９ｍｍの焦点距離と、１６７．８０ｍｍの全長と、５．７の倍率において３５１．３５ｍｍのバック・フォーカスと、５．７の倍率において３７５２ｍｍの投映距離と、レンズ組立体の長さとレンズ組立体のバック焦点距離との和をレンズ組立体の焦点距離で除したものとして定義される０．８１のテレフォト比率とを有する。

【００１４】本考案のレンズ組立体の第二実施例を第２表に示してあるが、包含されている諸量の定義およびレンズの番号付けの仕方は、第１表に関連して説明したと同様である。

【００１５】第２表の値によって定義されるレンズ組立体は、５２４．６３ｍｍの焦点距離と、１６４．３０ｍｍの全長と、０．８１のテレフォト比率とを有する。レンズ１については等価焦点距離が−１７９．４７ｍｍであり、レンズ２の等価焦点距離は３３９．５９ｍｍであり、レンズ３の等価焦点距離は−２７２．０８ｍｍであり、レンズ４の等価焦点距離は１５７．１５ｍｍである。呼びレンズ直径は、第１表のレンズ組立体に関連して述べたそれと同様である。第２表のレンズ・パラメタによって定義されるレンズ組立体の、５．７の倍率での投映距離は３７５７ｍｍであり、バック・フォーカスは３５０．１４ｍｍである。

【００１６】

【表４】第２表レンズＮｄＶ半径 mm Ｔmm Ｓmm Ｒ₁＝ 578.40 １ 1.6204 60.33 Ｔ₁＝ 6.00 Ｒ₂＝ 93.00 Ｓ₁＝ 23.00 Ｒ₃＝ 245.00 ２ 1.6889 31.18 Ｔ₂＝12.00 Ｒ₄＝−5080.00 Ｓ₂＝108.30 Ｒ₅＝− 150.70 ３ 1.7552 27.58 Ｔ₃＝ 3.00 Ｒ₆＝− 570.14 Ｓ₃＝ 0.00 Ｒ₇＝ 762.20 ４ 1.5168 64.17 Ｔ₄＝12.00 Ｒ₈＝− 90.42 ───────────────────────────────────

【００１７】本考案における如く、多数のレンズが列をなして用いられる場合、共通の問題は、レンズの製造中に使用されるガラスの同様な分散または分散率による映像の色のフリンジングである。レンズの分散は、種々の波長の光を様々に屈折させるガラスの性質に関連し、波長による屈折の変化が大きい場合には大きく、より類似した範囲に種々の波長が屈折される場合には小さい、と考えられる。第１表および第２表から、分散率またはアツベ数で測られる分散は、第一負凹レンズ１と第二正両凸レンズ４とに比べ、第一正両凸レンズ２と第二負凹レンズ３とについて大であることがわかる。種々の分散特性を有するレンズのこの配列により、色のフリンジングは排除され若しくは大いに軽減される。

【００１８】二つの例示的な実施例に関連させて本考案を開示したが、添付クレイムに開示したような本考案を逸脱することなく、比例的な変更をなし得ることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に従って構成された投映レンズ組立体の
略図。１第一負凹レンズ２第一正両凸レンズ３第二負凹レンズ４第二正両凸レンズ５鏡

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】透明ステージからの像を投映スクリーン
に投映するオーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立
体にして、前記レンズ組立体によりオーバヘッド・プロ
ジェクターの２要素投映レンズとほぼ同じバック・フォ
ーカスを維持したまま前記レンズ組立体から前記投映ス
クリーンまでの更に長い投映距離が得られるようにした
レンズ組立体が、前記ステージから前記スクリーンへの
順に、第一負凹レンズ（１）と、それに空げきを置いた
第一正両凸レンズ（２）と、それに空げきを置いた第二
負凹レンズ（３）と、それに接触する第二正両凸レンズ
（４）とを含むことを特徴とするオーバヘッド・プロジ
ェクター用レンズ組立体。
【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
オーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立体にして、
前記レンズ組立体を通過する光路を変向させるため、前
記第一正両凸レンズ（２）と前記第二負凹レンズ（３）
との間に置かれた鏡（５）を包含するオーバヘッド・プ
ロジェクター用レンズ組立体。
【請求項３】実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
オーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立体にして、
前記レンズ組立体の長さと前記レンズ組立体のバック焦
点距離との和をレンズ組立体の焦点距離で除したものと
して定義される約０．８１のテレフォト比率を有するオ
ーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立体。
【請求項４】実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
オーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立体におい
て、前記レンズ組立体により投映される前記像の色補正
に備えるため、前記第一正両凸レンズ（２）と前記第二
負凹レンズ（３）とが、前記レンズのアツベ数で測った
高い分散を有するようにしたオーバヘッド・プロジェク
ター用レンズ組立体。
【請求項５】実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
オーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立体におい
て、前記レンズの諸特性とそれらの空間的関係とが、第
１欄ではそれぞれのレンズがステージからスクリーンに
向かって番号を付けられ、スペクトルのＤ線に対する対
応屈折率Ｎが第２欄に示され、対応する分散率が第３欄
に示され、レンズ表面の曲率半径Ｒが第４欄に示され、
それぞれの表面がレンズと同じ順序で順次番号を付けら
れ且つそれぞれ各Ｒに用いられた下付き番号で識別さ
れ、Ｒの正および負の値がステージからレンズに入る放
射に対してそれぞれ凸および凹となる表面を表示し、そ
れぞれのレンズ要素の軸線方向の厚さＴとレンズ間の空
げきＳとが第５欄に示され、それぞれのレンズの厚さと
レンズ間の空げきとがレンズと同じ順序で順次付された
下付き番号で識別され、量Ｒ、ＴおよびＳがｍｍで表わ
されるようにした次の表におけるとほぼ同じであるよう
にしたオーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立体。【表１】 ─────────────────────────────────── Ｒ₁＝ 543.90 １ 1.6204 60.33 Ｔ₁＝ 6.00 Ｒ₂＝ 94.11 Ｓ₁＝ 24.21 Ｒ₃＝ 230.10 ２ 1.6477 33.85 Ｔ₂＝ 12.00 Ｒ₄＝−3264.78 Ｓ₂＝109.27 Ｒ₅＝− 144.09 ３ 1.7174 29.51 Ｔ₃＝ 3.65 Ｒ₆＝− 578.40 Ｓ₃＝ 0.00 Ｒ₇＝ 838.20 ４ 1.5168 64.17 Ｔ₄＝ 12.70 Ｒ₈＝− 91.00 ───────────────────────────────────
【請求項６】実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
オーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立体におい
て、前記レンズの諸特性とそれらの空間的関係とが、第
１欄ではそれぞれのレンズがステージからスクリーンに
向かって番号を付けられ、スペクトルのＤ線に対する対
応屈折率Ｎが第２欄に示され、対応する分散率が第３欄
に示され、レンズ表面の曲率半径Ｒが第４欄に示され、
それぞれの表面がレンズと同じ順序で順次番号を付けら
れ且つそれぞれ各Ｒに用いられた下付き番号で識別さ
れ、Ｒの正および負の値がステージからレンズに入る放
射に対してそれぞれ凸および凹となる表面を表示し、そ
れぞれのレンズ要素の軸線方向の厚さＴとレンズ間の空
げきＳとが第５欄に示され、それぞれのレンズの厚さと
レンズ間の空げきとがレンズと同じ順序で順次付された
下付き番号で識別され、量Ｒ、ＴおよびＳがｍｍで表わ
されるようにした次の表におけるとほぼ同じであるよう
にしたオーバヘッド・プロジェクター用レンズ組立体。【表２】 ─────────────────────────────────── Ｒ₁＝ 578.40 １ 1.6204 60.33 Ｔ₁＝ 6.00 Ｒ₂＝ 93.00 Ｓ₁＝ 23.00 Ｒ₃＝ 245.00 ２ 1.6889 31.18 Ｔ₂＝ 12.00 Ｒ₄＝−5080.00 Ｓ₂＝108.30 Ｒ₅＝− 150.70 ３ 1.7552 27.58 Ｔ₃＝ 3.00 Ｒ₆＝− 570.14 Ｓ₃＝ 0.00 Ｒ₇＝ 762.20 ４ 1.5168 64.17 Ｔ₄＝ 12.00 Ｒ₈＝− 90.42 ───────────────────────────────────