JPS63264716A - 投影レンズ - Google Patents

投影レンズ

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JPS63264716A
JPS63264716A JP14910787A JP14910787A JPS63264716A JP S63264716 A JPS63264716 A JP S63264716A JP 14910787 A JP14910787 A JP 14910787A JP 14910787 A JP14910787 A JP 14910787A JP S63264716 A JPS63264716 A JP S63264716A
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JP
Japan
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lens
group lens
group
lenses
aspherical surface
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JP14910787A
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Takayuki Yoshioka
吉岡 隆之
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Pioneer Electronic Corp
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B7/008Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
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    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16Optical 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

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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、プロジェクションテレビ等に用いられる投影
レンズに関する。
〔従来の技術〕
上記のようなプロジェクションテレビは、赤、緑および
青のそれぞれ3色のCRT投写管の映像を、3本の投影
レンズでスクリーン上に投影して大画面のカラー画像を
映し出すようにするものであるが、このようなプロジク
ションテレビ等の薄型化あるいは小型化を考慮すると、
使用する投影レンズは、画角、口径比が大きく結像性能
のよいものが要求される。
従来、上記のような投影レンズとして、高い加工精度に
よって品質を保持するためにガラスレンズのみを使用し
たもの、あるいは、コスト低減を図り大口径比を得るた
め、プラスチックレンズのみを使用したもの、さらにガ
ラスレンズと非球面のプラスチックレンズを使用したハ
イブリッド方式のものなど多くのものが提案されている
。また、特開昭60−175019に開示されているよ
うに、像面湾曲を補うためにCRT投写管のガラス面を
非球面にして結像性能の低下を防止するようにしたもの
などがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来のガラスレンズで構成された投影レ
ンズにおいては、大口径比を維持したまま結像性能を向
上させるとコスト高となり、かつ、周辺性能が急激に劣
化するという問題がある。また非球面を用いたプラスチ
ックレンズすべてで構成した従来の3枚構成の投影レン
ズにおいては、大口径には適しているものの、加工精度
がガラスレンズ程期待できないため、設計性能を十分発
揮できないという問題がある。さらに、プラスチックレ
ンズは温度の変動によって屈折率や形状が変化し、焦点
位置が変化して結像性能を低下させるという問題がある
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題を解消し、大口径比を保ちながら大画角で結
像性能の優れた投影レンズを得るために、第1発明〜第
3発明の投影レンズを以下のように構成した。
第1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群レンズが負レンズ、第3群レ
ンズおよび第4群レンズが正レンズ、第5群レンズがス
クリーン側に凹面を向けた負レンズで構成され、第1群
レンズ、第2群レンズがそれぞれ少なくとも1面が非球
面化されたプラスチックレンズであり、第3群レンズま
たは第4群レンズのいずれか一方が少なくとも1面が非
球面化されたレンズであり、第5群レンズが少なくとも
1面が非球面化されたプラスチックレンズである5群5
枚構成のレンズであって、次の(a)〜(f)の条件を
満足することを特徴とする。
(a)   0.29f  < l rq  l <0
.44f(b)   0.2 <ψI < 0.9(c
)  −0.6<ψ! <−0.1(dl   0.7
 <ψj < 1.0(810.0<ψa < 0.5 (f)   (dN/dT)+<−1.0×10−4、
  (dN/dT)z〈−1.0X10−4ただし f    :全系の焦点距離 rq    :第5群レンズのスクリーン側の曲率半径 ψI    :第1群レンズのパワー ψ2    ;第2群レンズのパワー ψ3    :第3群レンズのパワー ψ4    :第4群レンズのパワー (ただし、全系のパワーを1とする。)(dN/dT)
+  ’第1群レンズの屈折率の対温度変化率 (dN/dT)z  ’第2群レンズの屈折率の対温度
変化率 第2発明の投影レンズは、螢光面がスクリーン側に凹面
を向けた球面あるいは非球面形状をした投写管に使用す
る投影レンズにおいて、スクリーン側から順に第1群レ
ンズが正レンズ、第2群レンズが負レンズ、第3群レン
ズおよび第4群レンズが正レンズ、第5群レンズがスク
リーン側に凹面を向けた負レンズで構成され、第1群レ
ンズ、第2群レンズがそれぞれ少なくとも1面が非球面
化されたプラスチックレンズであり、第3群レンズまた
は第4群レンズのいずれか一方が少なくとも1面が非球
面化されたレンズであり、第5群レンズが少なくとも1
面が非球面化されたプラスチックレンズである5群5枚
構成のレンズであって、次の(8)〜100条件を満足
することを特徴とする。
(al   0.29f  < l rq  l <0
.7f(bl   0.2 <ψl < 0.9(c)
  −0.6<ψg<−0.1 (dl   0.7 <ψ3 < 1.0te+  o
、o <ψ4 < 0.5(f)   (dN/dT)
+<−1.0×10−4、  (dN/dT)z<−1
.0X10−4ただし f    :全系の焦点距離 rq    :第5群レンズのスクリーン側の曲率半径 ψ1    :第1群レンズのパワー ψ2    :第2群レンズのパワー ψ3    :第3群レンズのパワー ψ4    :第4群レンズのパワー (ただし、全系のパワーを1とする。)(dN/dT)
1:第1群レンズの屈折率の対温度変化率 (dN/dT)z:第2群レンズの屈折率の対温度変化
率 第3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群レンズが負レンズ、第3群レ
ンズおよび第4群レンズが正レンズ、第5群レンズがス
クリーン側に凹面を向けた負レンズで構成され、第1群
レンズ、第2群レンズがそれぞれ少なくとも1面が非球
面化されたプラスチックレンズであり、第3群レンズま
たは第4群レンズのいずれか一方が少なくとも1面が非
球面化されたレンズであり、第5群レンズがガラスレン
ズである5群5枚構成のレンズであって、次の(a)〜
(f)の条件を満足することを特徴とする。
(a)  −1.36<ψS <−0.8(b)   
0.2 <ψ+ < 0.9(c1−0.6<ψz<−
0.1 fdl   O,7<ψff < 1.0(e)  0
.0 <ψ4 < 0.5(fl  (dN/ dT)
 + < −1.Ox 10−4、  (dN/dT)
z<−1.0×10−4ただし ψ、    :第1群レンズのパワー ψ2    :第2群レンズのパワー ψ、    :第3群レンズのパワー ψ4    :第4群レンズのパワー ψ、    :第5群レンズのパワー (ただし、全系のパワーを1とする。)(dN/dT)
l:第1群レンズの屈折率の対温度変化率 (dN/dT)z  :第2群レンズの屈折率の対温度
変化率 〔作 用〕 第1発明〜第3発明の各投影レンズは、第3群レンズと
プラスチックレンズである第1群レンズおよび第4群レ
ンズによって正のパワーを得るとともに、この第1群レ
ンズは第5群レンズとともに歪曲収差を補正する。さら
に、第1発明、第2発明において、第5群レンズはスク
リーン側に凹面を向けた凹レンズであり、少くとも1面
を非球面にして非点収差あるいは歪曲収差の補正を行う
とともにペッツバール和を小さくして像面湾曲を補正す
る。
また、少なくとも1面を非球面にしたプラスチックレン
ズの負レンズである第2群レンズと上記第1群レンズと
は、温度変化によるそれぞれの屈折率の変化を互いに相
殺するように作用して温度変化による焦点位置の変動を
小さくし、この第2群レンズは本投影レンズ系の開口に
依存する球面収差、非点収差およびコマ収差のほとんど
を補正する重要な機能を有し、また、第5群レンズとと
もにペッツバール和を小さくして像面湾曲を補正する。
さらに、本発明の特徴として、第4群レンズはおもに周
辺部のコマ収差を補正し、上記第5群レンズで補正しき
れない非点収差をこの第4群レンズによって補正すると
ともに球面収差をも適性化する。
第2発明の投影レンズおいては、螢光面がスクリーン側
に凹面を向けた球面あるいは非球面形状をした投写管に
対し、第5群レンズはその螢光面上に像面が形成される
ように像面湾曲、非点収差を適正化する。
また、第3発明の投影レンズにおいては、第5群レンズ
はスクリーン側に凹面を向けたガラスレンズの凹レンズ
であり、おもにペッツバール和を小さくして像面湾曲、
非点収差を補正する。
第1発明の投影レンズの発明の目的を達成するための条
件falは第5群レンズのスクリーン側の曲率半径rq
に関するもので、ペッツバール和を良好に保つための条
件であり、下限を越えるとペッツバール和が小さくなり
過ぎて像面湾曲の補正が過剰になり、上限を越えるとペ
ッツバール和か大きくなって像面湾曲の補正が不足する
条件(blは第1群レンズのパワーに関するもので、下
限を越えると第3群レンズと第4群レンズのパワーを強
くしなければならないので球面収差が大きくなり大口径
化の障害となり、上限を越えると軸外収差が悪化して広
角化の障害となる。
条件(c)は第2群レンズのパワーに関するもので、下
限を越えると第1群レンズの厚みを大きくしてパワーを
強くする必要があるので、プラスチックレンズである第
1群レンズの、特に製造時のプラスチック温度下降が遅
くなるとともに型による製造が困難となり、上限を越え
ると温度変化に対する補正が不足となる。
条件(diは第3群レンズのパワーに関するもので、下
限を越えると第4群レンズの厚みを大きくしてパワーを
強くする必要があるので、このプラスチックレンズとし
ての第4群レンズの特に型による製造が困難となり、上
限を越えると球面収差が増大して大口径化の障害となる
条件telは第4群レンズのパワーに関するもので、下
限を越えるとコマ収差の補正が困難になるとともに、第
1群レンズおよび第3群レンズのパワーを増加しなけれ
ばならず、球面収差の補正が困難となり、また、レンズ
の厚みが大きくなって大口径化・製造コストにとって障
害となる。また、上限を越えると、コマ収差、非点収差
の補正が困難となり、歪曲収差も増大して広画角化が困
難となる。
条件ff)は第1群レンズおよび第2群レンズの屈折率
の対温度変化率に関するのもであり、温度変化による焦
点距離の変動を補償するための条件である。すなわち、
凸レンズの第1群レンズに温度変化率(dN/dT) 
rが−1.0X10−’より小さい材料を用い、さらに
、凹レンズの第2群レンズに温度変化率(dN/dT)
!fJ<−1.0X10−’より小さい材料を用いるよ
うにすると、結像面のずれを互いに相殺する方向に働(
ため、温度が変化しても性能の劣化を小さくできる。
なお、第3群レンズがガラスであればそのものの温度変
化による影響がほとんどなく、また、第4群レンズと第
5群レンズはCRT投写管面ガラスに接近しており、C
RT投写管面ガラス上の点からの光のうち入射瞳を通る
光束の第5群レンズ面での断面積が小さいため、すなわ
ち、光線の高さが小さいため、温度変化により屈折率が
変化しても結像性能はほとんど劣化しないので、これら
のレンズは温度変化に対して補償する必要がない。
第2発明の投影レンズの発明の目的を達成するための条
件(a)は第5群レンズのスクリーン側の曲率半径「9
に関するもので、螢光面がスクリーン側に凹面を向けた
球面あるいは非球面形状をした投写管に対してその螢光
面上に像面湾曲を補正するための条件である。すなわち
、第1発明の場合と同様に、下限を越えるとペッツバー
ル和が小さくなり過ぎて像面湾曲の補正が過剰になり、
上限を越えるとペッツバール和が大きくなって像面湾曲
の補正が不足する。そして、螢光面が曲率を有する分だ
け像面湾曲補正量が小さくなり、さらに上限を越えた場
合は螢光面の曲率を大きくする必要があり、実用的でな
くなる。
この第2発明における条件(b)〜(f)は、前記第1
発明における条件(b)〜(f)と同様の作用を奏する
ための条件である。
なお、第1発明について説明したと同様に、第3群レン
ズがガラスであれば温度変化による影響がほとんどなく
、また、第4群レンズと第5群レンズはCRT投写管面
ガラスに接近しているため、これらのレンズは温度変化
に対して補償する必要がない。
第3発明の投影レンズの発明の目的を達成するための条
件(alは第5群レンズのパワーψ5に関するもので、
ペッツバール和を良好に保つための条件であり、下限を
越えるとペッツバール和が小さくなり過ぎて像面湾曲の
補正が過剰になり、上限を越えるとペッツバール和が大
きくなって像面湾曲の補正が不足する。
この第3発明における条件(b)〜(f)は、第2発明
の場合と同様に、前記第1発明における条件tb)〜(
f)と同様の作用を奏するための条件である。
なお、第3群レンズがガラスであれ−ば温度変化による
影響がほとんどなく、また、第4群レンズと第5群レン
ズはCRT投写管面ガラスに接近しており、第1発明お
よび第2発明の投影レンズの場合と同様にCRT投写管
面ガラス上の点からの光の第5群レンズ面での光線の高
さが小さく、さらに、この第5群レンズはガラスレンズ
であるので、温度変化による結像性能はほとんど劣化せ
ず、これらのレンズは温度変化に対して補償する必要が
ない。
〔実施例〕
以下、第1図、第4図、第7図、第1O図、第13図、
第17図、第20図、第23図、第26図、第29図、
第32図、第35図、第38図および第41図はそれぞ
れ実施例1〜実施例14の投影レンズの断面図であり、
実施−1〜実施例7は第1発明の投影レンズ、実施例8
〜実施例11は第2発明の投影レンズ、実施例12〜実
施例14は第3発明の投影レンズの実施例である。
実施例1〜実施例4.実施例6〜実施例11において、
第2群レンズat %第2群レンズG2、第4群レンズ
G4および第5群レンズG、はアクリルレンズ、第1群
レンズG、はガラスレンズである。なお、第1群レンズ
および第2群レンズの屈折率の対温度変化率は、 (dN/dT)I=−1.2X10−’(dN/dT)
g=−1.2X10−’である。
また、実施例12〜実施例14は上記実施例1〜実施例
4.実施例6〜実施例11の第5群レンズG、をガラス
レンズにしたものであり、第1群レンズおよび第2群レ
ンズの屈折率の対温度変化率は上記のものと同じである
実施例5は上記実施例1〜実施例4.実施例6〜実施例
11の第2群レンズG2をポリスチロールのレンズにし
、この凹レンズである第2群レンズのアツベ数ν2を凸
レンズである第1群レンズ暴よび第3群レンズのアツベ
数ν1 、ν3より小さくし、すなわち、ν2く2厘 
、ν2〈ν3となるようにして波長の違いによる結像面
のずれを相殺するようにし、温度変化に対する補正に加
えてさらに色収差の補正をも行うようにした投影レンズ
の例を示すものであり、この実施例5においては第1群
レンズおよび第2群レンズの屈折率の対温度変化率は、 (dN/dT)l=−1.2X10−’(dN/dT)
!=−1.4X10−’である。
なお、以下の記述において、rlsrls・・・はレン
ズおよび投影管面ガラスの各面の曲率半径、dltd!
p・・・は各レンズと投影管面ガラスの光軸中心の厚み
および空気間隙、N、、N、、・・・はe線の光に対す
る各レンズおよび空気間隙の屈折率である。
また、非球面の形状は光軸方向をX軸とした直角座標に
おいて、頂点の近軸曲率をrq円錐定数をk、高次非球
面定数をAs  = Ah 、AsおよびA16とする
とき、 で表される回転対象非球面である。なお、以下の数値デ
ータにおける曲率半径および間隙の長さの単位は“鶴”
であり、倍率に付した負号は逆転像を結像することを示
し、また、倍率の数値はCRT管面の像のスクリーン面
の像に対する大きさの比を示す。
(実施例1) 焦点距離=86.48 、倍率−0.12980径比=
1.0 ψ、 =0.43.ψ、 =−o、25 。
ψ、 =o、85.ψ、 =0.21 rs =73.137 d +o=5.000   N+。=1.438rq 
、 = o。
rq:非球面   rt :非球面 k   : −0.1006xlo    O,000
0A4   : −0.2352×10−’   0.
2543 Xl0−’Ah   :  0.1149 
Xl0−80.4002 Xl0−9As   : −
0.8983Xl0−130.5431 Xl0−”A
go  ニー0.9505 Xl0−1?−0.173
7Xl0−”r3 :非球面   r4 :非球面 k   :  0.0QOOO,0000A、   :
  0.3547 Xl0−’   0.9238 X
l0−’A、   ニー0.1991 Xl0−8−0
.1173 Xl0−”As   : 0.1792 
Xl0−”   0.8399 Xl0−13A1゜ 
:  0.9170 Xl0−′?0.1865 Xl
0−”rq:非球面   rq:非球面 k     :  0.0000         0
.0OOQA4  : −0.6403Xl0−”  
  −0.8727Xl0−’A、   : −0.5
174×10−9−0.2870×10−9As   
: −0.4612×10−”   −0.5780X
IO″″′A、。  : −0.2548×10−1′
0.6474  Xl0−”rq:非球面 k   ニー0.1000 ×10 A4  : 0.3901 Xl0−1′Ab: −0
.3167×10−’ AIl  : 0.2430 ×10−”Ago  ニ
ー0.9255 Xl0−”(実施例2) 焦点距離=86.55 、倍率−0.12980径比=
1.0 ψ、 =0.29.ψ、 =−0.11。
ψ、=0.84.ψ、 =0.22 d s = 3,744  N 3 ” 1.492r
a  =  158.424 rq:非球面   rq:非球面 k   : −0.1006XIOO,0000A4:
 −0.3284×10−”   0.1058 ×1
0−’A、   :  0.3709 ×10−’  
 0.1299 ×10−’Ae   : −0.89
05×10−”  −0.6536×10−”A1゜ 
:  0.67L5 ×10−”   0.1398 
Xl0−Ihrql :非球面   r4 :非球面に
:  0.0000      0.0000A、  
 :  0.1160 xto−’   0.2732
 xto−7A、   : −0.1040Xl0−”
   −0.8295Xl0−’As    :  0
.5076  ×10−’コ   0.1140  X
l0−”A1゜ :  0.2480  Xl0−” 
  0.8410  Xl0−”rq:非球面   r
q:非球面 に: 0.0000      0.0000A、  
 : −0.2156Xl0−’   0.3112 
×10−’A、   ニー0.1578 ×10−’ 
  −0.1221×10−’As   : 0.31
69 ’Xl0−”  −0.1762Xl0−”Al
e  : −0.6203Xl0−’S  −0.30
54Xl0−+5rq:非球面 に: −0.1000×10 A4   : 0.1563 ×10−’A6   :
 −0.2777Xl0−’へfi   :  0.1
919 Xl0−”A1゜ : −0.8292×10
−”(実施例3) 焦点距離=86.82 、倍率−0.12980径比=
1.0 φ、 =0.33.φ、 =−0.16。
ψ、=o、81.ψ、 =0.30 r 1 = 87.836 d 1 = 7.605  N1=1.492r+22
o。
rq  二非球面   r2 :非球面k   : −
0.1006xto    o、ooo。
A、   : −0.2541Xl0−”   0.3
418 Xl0−hA6:  0.9411 ×10−
100.2565×10−9All   :  0.3
956 ×10−13−0.4913×10−I3Ag
o  ニー0.2312 ×1Q−160.’1770
 xlQ−16rq:非1球面   r4 ;非球面 に:  0.0000      0.0000A、 
  : −0.1544Xl0−e′−0.7016X
l0−’A、   : −0.1516×10−9−0
.2286×10−”A、   :  0.1466 
 xlo−120.2178×10−12A1゜  :
 −0.1914X1O−16−0.5138Xl0−
”rq:非球面   r6 :非球面 k   :  0.0000      0.0000
A4   : −0.7349×10−6−0.847
3×10−7A、   ニー0.7703 ×1O−9
−0.7757 XIO”9A、   ? −0.42
48X10〜12−0.5346 Xl0−12A1゜
 ニー0.2056 Xl0−”  −0.2545X
l0−I6rq :非球面 k   ; −0.1000Xl0 A4   : −0.1237×10−SA6   ニ
ー0.3571 Xl0−9Aa   :  0.81
85 ×10−”A、。 ニーQ、229Q ×10−
”(実施例4) 焦点距離=92.62 、倍率−0.1420口径比=
1.0 ψ、 =0.82.ψ! =−0.58。
ψ、=0.82.  ψ4  =0.12rq  = 
 141.900 dl  =10.953  N、  =1.492r 
z  =−88,466 az  =  5.000  N2  =1.0OOr
 3  =1866.606 d3 =  5.060  N、=1.492r4 =
  75.754 d、  =31.374  N4 =1.000r5 
 =  73.827 d 7=  4.085  Nq  =1.492r 
a  =−366,973 d、=38,899  N、=1.0OOr !  =
−36,980 ct、=  4.000  N、=1.491r1゜=
−52,000 rl :非球面   r2 :非球面 に:  0.0000      0.0000A4:
 −0.2874×10−’   0.2932 ×1
0−5Ah   : 0.1128 ×10−’   
−0.1050xlG−’AIl   :  0.10
64 ×10−”   0.6779 ×10柑2A1
0ニー0.5564 ×10−”  −0.1770×
10−ISr3 :非球面   r4 :非球面 k   :  0.0000        0.00
00A、   :  0.6224  Xl0−’  
  0.1866  XIO〜6Ah   : −0.
2425Xl0−8  −0.1783  xto−9
Aa   :  0.7120  Xl0−”    
0.1755  Xl0−”Alo   : −0.9
205×1Q−16−0.4400Xl0−”rq:非
球面   r8 :非球面 k   :  0.0000      0.0000
A4   ニー0.1395 ×10−’   −0.
2559xlo−6A6   ニー0.1566 Xl
0−”   −0.2063X1O−’As   : 
 0.6037 Xl0−+30.7474 Xl0−
”Ago  :  0.2658 ×IQ−IS   
O,2018Xl0−”rq:非球面 k   ニー0.4060 A4   : 0.2073 Xl0−’Ah  : 
−0.6322xto−’A8   :  0.474
0 Xl0−12AIOニー0.9411 Xl0−1
’(実施例5) 焦点距離=86.17 、倍率−0.1298口径比−
1.0 ψ、 =0.36.ψ、 −−0.26。
ψ3=0.85.ψ4=0.30 r  +z”″ rq:非球面   r2 :非球面 にニー0.1006 XIOO,0000A4   :
 −0.2540×10−bO,5209xtO−’A
、   :  0.1788 Xl0−90.9383
 Xl0−’。
All   ニー0.35t4 ×10−+3−0.4
152 ×10−”AIOニー0.2178  ×10
−”   −0.1987×10−17r3 :非球面
   r4 ;非球面 k   : 0.0000      0.0000A
4ニー0.5173 Xl0−”   −0.1004
X10−’Ahニー0.3610 ×10−9−0.3
910xlo−’As   :  0.7188 ×1
0−+30.1999 ×10−”A1゜ : 0.2
120 X1O−18−0.2112×lQ−+6rq
:非球面   rq  ;非球面 k   :  0.0000      0.0000
A、   ;−0.1031×10−bO,3907×
10−6AI、   ニーQ、1391 Xl0−1!
−0.1024Xto−8AIl   : 0.793
9 xtO−1zO,1928×10−”Ago  ニ
ー0.8641 Xl0−”  −0.4734×lQ
−+srq:非球面 k   : −0.1000×10 A a   :  0.1727 x 10−”Al、
     ニー0.2407   xlo−”Aa  
 :  0.1528 ×10−”A、。 ニー0.6
997 ×10−”(実施例6) 焦点距離=84.62 、倍率−0.12860径比=
1.0 ψ、 =0.34.ψ、 =−0.20。
ψ、 =0.75.ψ4 =0.42 r  I2”” ″ rq:非球面   r2 ;非球面 k   ニー1.0000      0.0000A
4   ニー0.1054 ×10−’   −0.7
342Xl0−’A、   :  0.1060  ×
10−”    0.1375  ×10−”Ae  
 :  0.9952  Xl0−”    0.49
02  XIO柑2A、。  ニー0.2631  ×
10−”   −0.1054×10−”r3 :非球
面   r4 :非球面 k   :  0.0000      0.0000
A、   ?  0.9957 Xl0−’   0.
9054 ×1Q−5A6:−0.4406 xio−
”   −0.5361×10−”As   :  0
.1605 ×10−”   0.1989 ×10−
”A1゜ ニー0.2857 ×10−”  −0.3
855×10−′Sr7 :非球面   r8 :非球
面 k   : 0.0000      0.0000A
、   : −0.2554Xl0−5−0.1854
 I10−’A6   :  0.8177 Xl0−
90.2040 Xl0−8Aa   : −0.36
76Xl0−”  −0.4488×10−”A、。 
:  0.1637 Xl0−140.2168 Xl
0−”rq:非球面   r+o:非球面 にニー1.0000     −0.9000A、  
 :  0.5018 ×10−’   0.0000
A 、   : −0.5007X 10−”   0
.0000AIl   :  0.2482 ×10−
”   0.0000A1゜  ニー0.3817  
XIO伺’    o、ooo。
(実施例7) 焦点距離=86.50 、倍率−0.12860径比=
1.0 ψ、 =0.45.ψ2=−0.20。
ψ、 =0.90.ψ4=0.02 r 、2wo。
rl :非球面   r2 :非球面 k    :  0.0000        0.0
000A、   : −0.1426Xl0−’   
−0.9874Xl0−’Ab:  0.2968  
Xl0−’    0.1666  Xl0−1lAs
   :  0.3034  ×10−”   −0.
4104×10−12A+o   ニー0.9823 
 Xl0−”   0.4386  ×lQ−+6r3
 :非球面   r4 :非球面 k   :  0.0000      0.0000
A、   :  0.7703 ×10−’   0.
6818 ×10−’A、   ニー0.3199 x
io−”   −0.4374Xl0−’A、   :
  0.7223 xlo伺”   0.1381 X
l0−”A1゜ ニー0.6171 ×10−+6−0
.1907 ×10−”r7 :非球面   ra :
非球面 に: ()、0000      0.0000A、 
  : −0.2303Xl0−’   −0.124
6Xl0−5A、   : −0.2919×10−’
   −0.2782×10−1lAIl   :  
0.2047 ×10−”   0.2158 ×10
−”A、、  : −0.2029Xl0−”  −0
.2226XIO伺5「、:非球面 k   j−1.0000−0.9000A、   :
 −0.4679Xl0−’   0.0000A、 
  ニー0.2191  Xl0−@0.0000A、
   :  0.1305 xlo−目  o、ooo
A、、   : −0.4310Xl0−”    0
.0000(実施例8) 焦点距離=87.65 、倍率−0.12860径比=
1.0 ψ、 =0.42.ψz =−0.24−ψ、=0.8
2.ψ4 =0.25 r Iz=−368,913 rl :非球面   r2 :非球面 k   : −0.1856XIOO,0000A4:
 −0.9674×10−6−0.9379×10−’
Am   :  0.2689 Xl0−’   0.
1937 Xl0−”AIl   :  0.4717
 ×10−12−0.3829×10−1zA、、  
  ニー0.1331   ×10−”     0.
4519  xlo −菫brq:非球面   r4 
:非球面 k   :  0.0000      0.0000
A4   :  0.7735 Xl0−’   0.
7476 Xl0−SA&   : −0.3119X
l0−”   −0.4460Xl0−’As   :
  0.7030 xlo−”   0.1370 ×
10−■Al11  ? −0.9336Xl0−” 
 −0.2204Xl0−”rq:非球面   rll
 :非球面 に:  0.0000      0.0000p、、
   : −0.2160×10−’   −0.10
08×10−’A、   ? −0.1483Xl0−
’   −0.4783Xl0−9As   : −0
.2878xlo−目 −〇、1924 Xl0−”A
+o  :  0.2036 ×1Q−140.161
5×lQ−+4rq :非球面 k    ニーt、ooo。
A4   :  0.2225  Xl0−’A6  
  : −0.2430Xl0−8AIl     :
   0.1268  ×10−”AIOニー0.28
74  Xl0−+5(実施例9) 焦点距離−88,43、倍率−0.12860径比−1
.0 ψ、 =0.39.ψg =−0.23。
ψ、 =0.82.ψ4=0.28 rq =  95.052 r2 = 604.632 d・″8.500 N、″
1.492ci2=11.057  N2=1.0OO
rq =−103,317 rq=−23□、734  “・=4・214 N3 
=1.492ct、 =15.346  N、 =1.
0QQrs =  73.227 、 =−2oo、75od s =28・207. N
s″″1.519d、 =24.670  N、 =1
.000r q =−618,812 r a =−124,363“−6°000 N、 =
1°491d、 = 3.200  N、 =1.49
1r 、 I、−−63,000 rI :非球面   r2 :非球面 k   : −0.2150XIOO,0000A、 
  ニー0.9108 ×10−’   −0.819
1×10−’A、   :  0.4074 ×10−
90.2086×10−”Aa   :  0.498
0 ×10−”  −0.3519×10−”AIOニ
ー0.1611 ×lQ−+s   O,2851×l
Q−+6rq:非球面   r4 :非球面 k   : 0.0000      0.0000A
、   : 0.7632 Xl0−50.7359 
Xl0−’A6   : −0.3083Xl0−” 
  −0.4455Xl0−’A8   : 0.70
03 Xl0−”   0.1414 Xl0−”Al
e  i−0.8877×1Q−16−0.2344X
l0−”rq:非球面   rq:非球面 k   :’0.0000       o、ooo。
A、   : −0.2350xio−’   −0.
1361xlo−’A、   :  0.1565 X
l0−90.9928 Xl0−”As   : −0
.2847Xl0−”  −0.2200Xl0−”A
1゜  :  0.1680  Xl0−”   0.
1397  Xl0−”rq :非球面 k   ニーt、ooo。
A4:  0.1120 Xl0−’ A、   ニー0.1337 Xl0−8As   :
  0.7709 XIO伺2Ago  ニー0.16
85 Xl0−”(実施例10) 焦点距離=89.60 、倍率−0.12860径比=
1.0 ψ、 =0.37.ψ、 =−0.23。
ψ3=0.81.ψ4=0.32 d ? = 6.864  N ? = 1.491r
 @  −−119,865 rl :非球面   r2 :非球面 k   : −0.2215XIOO,0000A、 
  : −0.9028×10−h−0.8564×1
0−’A6: 0.4253 Xl0−90.2115
 xio−”A、   : 0.4999 Xl0−”
  −0.3435Xl0−”Ale  : −0.1
635Xl0−1’   0.2973 Xl0−1h
rq:非球面   r4 :非球面 k   : 0.0000      0.0000A
、   : 0.7618 ×10−’   0.74
05 xlo−’A、   : −0.3053×10
−”   −0.4443×10−”As   : 0
.7099 ×10−”   0.1420 ×10−
”Ale  ニー0.88B2 Xl0−1h−0.2
374Xl0−”r7 :非球面   r8 :非球面 k   :  0.0000      0.0000
A、   : −0.2356Xl0−’   −0.
1427XIO−SA、   :  0.2064  
×10−’    0.3364  xlo−9As 
  ニー0.2134  Xl0−”   −0.22
84×1Q−11AtO:  0.1421  XIO
″□”   0.1258  ×1Q−14rq;非球
面 にニー1.0000 A4   :  0.5507 Xl0−’A6   
: −0.6470Xl0−9As  、:  0.4
777 ×10−”A1゜ ニー0.9715 ×10
−16(実施例11) 焦点距離−89,14、倍率−0.12860径比=1
.0 ψ、 =0.37.ψ2 =−0.23。
ψ3=0.81.ψ、 =0.33 d、 =28.221  Ns =1.519r b 
 =−210.172 d、、−+3.ooo  N、、−1.542r Iz
 = −500.000 rq1非球面   r2 :非球面 k   : −0.2215xlo    0.000
0A、   : −0.9142×10−b−0.84
93×10−6A、   :  0.4255 XIO
〜90.2118 ×10−1lAIl   :  0
.4998 ×10−+2−0.3406 ×10−”
AIOニー0.1636 Xl0−”   0.314
2 ×10−16rq:非球面   r4 :非球面 k   :  0.0000      0.0000
p、、   :  0.7630 ×10−’   0
.7400 Xl0−’A6:−0.3050 Xl0
−’   −0.4444Xl0−”Aa   :  
0.7101 Xl0−”   0.1420 X1O
−1lAIOニー0.8919 X1O−16−0.2
379Xl0−”rq:非球面   rq:非球面 k     :  0.0000         0
.0000A4ニー0.2305  xlo−’   
−0.1357×10−’Aa   :  0.220
0  ×to−’    0.3512  Xl0−9
A8   : −0.2716Xl0−”   −0.
2320Xl0−”A+o   :  0.1381 
 ×’1Q−140.1246xlQ−+4rq:非球
面   r12:非球面 k   ニー0.0000       o、ooo。
A4   :  0.3Q67 Xl0−’   −0
.3847Xl0−’A6   : −0.4795X
l0−’   0.4486 Xl0−”AIl   
: 0.4787 ×10−”   0.5532 x
lo−”Ale  : −0.1173Xl0−”  
 0.4472 Xl0−”(実施例12) 焦点距離=85.92 、倍率−0.12860径比=
1.0 ψ、 =0.40.ψz =−0.19、ψ3 =0.
92ψ、=0.2”2.ψ% =−1.14a、 −4
,450Nx =1.492r a  ”−134,8
31 d、=20.295  N、=1.000rs  −6
4,648 ds  =38.571 1”Js  =1.519r
 b =−156,679 a、=  4.542  N?  =1.491r a
  = 1261.573 rI :非球面   r2 :非球面 に: −0.1126×10O,0000A4   :
 −0.8962Xl0−’   −0.6308×1
0−”A、   :  0.3131 ×10−90.
1688xtO−’As   :  0.2479 X
l0−”  −0.4467Xl0−”AIl1  :
 −0.8831×10−”   0.5420 ×1
0−16rq:非球面   r4 :非球面 に:  0.0000      0.0000A、 
  :  0.7541 ×10−’   0.703
7 ×10−’A、   : −0.3216Xl0−
”   −0.4296Xl0−’AI!   :  
0.8173 ×10−ItO,1358xlo−”八
IOニー0.1183 Xl0−”  −0.2141
Xl0−”r7 :非球面   rq:非球面 k   :  0.0000      0.0000
A4    二 −0.1887Xl0−5    −
0.5297   Xl0−6A6: −0.3089
Xl0−8−0.3027 X’l0−aA、   :
  0.1007 Xl0−目  0.1496 Xl
0−”AIo:  0.1710 ×10−”   0
.1694 ×10−Ih(実施例13) 焦点距離−86,,10、倍率−0.12860径比−
1.0 ψ、 =0.38.ψ2 =−0.20、ψ、=0.8
9゜ψ、 =0.10.ψ、 =−1.11d 7= 
4.500  N? =1.491r 、−3028,
661 rI :非球面   r2 :非球面 k   : −0.1126XIOO,0000A4 
  ニー0.1517 Xl0−’   −0.157
0Xl0−’A、   ニー0.6855 ×10−”
   0.1679 ×10−’Al   :  0.
1759 ×10−”  −0.5433×10−”A
1゜ : −0.3102Xl0−160.8809 
XIO伺6r3 :非球面   r4 :非球面 k   :  0.0000      0.0000
A、   :  0.7897 ×10−’   0.
7516 ×10−’A、   : −0.2863×
10−’   −0.4235×10−’As   :
  0.8784 ×10〜”   0.1396 x
lo−■Ago  ニー0.1438 ×IQ−15、
−0.2203×lQ−+srq:非球面   rq:
非球面 k   : 0.0000      0.0000A
、   : −0.1470×10−’   −0.2
359×10−6Ab: −0.3265Xl0−” 
  −0.2546Xl0−”AB   :  0.4
107  Xl0−”   0.3231  Xl0−
”A1゜ :  0.9514  Xl0−”   0
.9907  Xl0−”(実施例14) 焦点距離=86.91 、倍率−0.12860径比=
1.0 ψ、  =0.38.ψt =−0.20、ψ、 =0
.88゜ψ、 =0.11.ψ、 =−1.03dll
=10.300  N11=1.542r +z−−5
96.854 rI :非球面   r2 :非球面 k   : −0.1126XIOO,0000A、 
  : −0.1515Xl0−5−0.1574 X
l0−’A、   : −0.7488XIO柑’  
 0.1677 ×10−”As   :  0.17
47 Xl0−”  −0.5458Xl0−”A1゜
 : −0.3014Xl0−”   0.8826 
XIO伺6rq:非球面   r4 :非球面 k   : 0.0000      0.0000A
、   : 0.7897 ×10−’   0.75
16 ×10−’A6   : −0.2863Xl0
−”   −0.4235Xl0−”As  : 0.
8784 Xl0−目  0.1396 ×10−”A
I+1  : −0.1438Xl0−”  −0.2
203Xl0−”rq:非球面   「1 :非球面 k   :  0.0000      0.0000
A4   : −0.1427Xl0−’   −0.
2058Xl0−h′A、   : −0.3186X
l0−’   −0.2442Xl0−’As: 0.
4335 Xl0−”   0.4030 Xl0−”
AIo  : 0.9215 Xl0−”   0.9
323 Xl0−1sr+*:非球面 k    :  0.0000 A4   :  0.6791  ×10−’A6  
 :  0.8234  Xl0−”As   7 0
.7362  ×1O−15A1゜ : −0.324
5Xl0−”本発明の投影レンズはペッツバール和を小
さくでき、しかも第1発明および第3発明においては投
写管面ガラスTを平面にすることができるので、実施例
1〜実施例7.実施例12.実施例13において、投写
管面ガラスTの表面および螢光面の曲率半径rllおよ
びr1□を無限大としである。なお、投写管の螢光面に
曲率を有したものの例としては、実施例8〜実施例11
に示す。また、この投写管面ガラスTと第1群レンズG
、とは、投写管面ガラスTの反射によるコントラストの
悪化防止と冷却を兼ねる屈折率が1.35以上の液体あ
るいはゲル状の充填材Mにより結合されている。
このように、本発明の実施例ではいずれも第5群レンズ
と投写管面ガラスTとの間に表面反射によるコントラス
ト低下を防ぐために液体またはゲルを充填しているが、
これは本質的なことではなく、実施例1〜実施例11の
ものについては実施例12〜実施例14のように第5群
レンズの投写管側の面をほぼ平面にして、この実施例1
2〜実施例14の場合とともに、媒体を空気にすること
も可能である。
第2図、第5図、第8図、第11図、第14図、第18
図、第21図、第24図、第27図、第30図、第33
図、第36図、第39図および第42図はそれぞれ実施
何重ないし実施例14における単色光に対するOTF 
(optical transfer functio
n )を示す図であり、第3図、第6図、第9図、第1
2図、第15図、第19図、第22図、第25図、第2
8図、第31図、第34図、第37図、第40図および
第43図はそれぞれ実施何重ないし実施例14における
上記の単色光の場合より20°温度を上界させた場合の
OTFを示す図である。さらに、第16図は色補正を考
慮した実施例5についてのものであり、次の表に示した
波長成分をもつ緑の光に対するOTFを示すものである
なお、各図のグラフにはメリジオナルを破線で、また、
サジタルを実線で示しである。
以上の各実施例のOTFを示す図からもわかるように第
1ないし第3の各発明によれば口径比が、すなわちFナ
ンバーが1.0という大口径比を保ちながら半画角が3
1.5’の画角に対しても従来の収差補正はもとより、
温度変化によるプラスチックレンズの屈折率の変化をも
充分補償した良好な結像性能を有する投影レンズが実現
できる。
また、本発明の投影レンズは上記の理由からプラスチッ
クレンズを有効に使用することができ、しかも、極力薄
肉化に努めたので、レンズの製造を簡単にしコストを低
減することができる。さらに上記の実施例5においては
第16図に示したように色収差に対する補正をも行うよ
うにした投影レンズが実現できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、第1ないし第3の各発明によれば
大口径比、大画角にもかかわらず、従来の収差補正はも
とより、温度変化による焦点位置の変動をも充分補償し
た従来にない優秀な結像性能を有しうストを低減した投
影レンズが実現できる。
なお、実施例の断面図からもわかるように、第1群、第
2群、第4群の各プラスティックレンズと、さらに、第
1発明と第2発明においては第5群のプラスチックレン
ズをも厚みを薄くできるので、これらのレンズの型によ
る製造が容易なり、コストを低減することができ、さら
に、特に実施例1.実施例6.実施例8〜実施例9の断
面図からもわかるように第1群レンズの周辺部を第5群
レンズに対向して湾曲させて対称形に近づけたことによ
り、周辺の結像性能を向上させるとともにレンズ直径を
小さくして小型化した投影レンズが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1における投影レンズの断面図、第2図
は実施例1のOTFを示す図、 第3図は実施例1の温度変化に対するOTFを示す図、 第4図は実施例2における投影レンズの断面図、第5図
は実施例2のOTFを示す図、 第6図は実施例2の温度変化に対するOTFを示す図、 第7図は実施例3における投影レンズの断面図、第8図
は実施例3のOTFを示す図、 第9図は実施例3の温度変化に対するOTFを示す図、 第10図は実施例4における投影レンズの断面図、第1
1図は実施例4のOTFを示す図、第12図は実施例4
の温度変化に対するOTFを示す図、 第13図は実施例5における投影レンズの断面図、第1
4図は実施例5のOTFを示す図、第15図は実施例5
の温度変化に対するOTFを示す図、 第16図は実施例5の緑の色ウェイトを考慮したOTF
を示す図、 第17図は実施例6における投影レンズの断面図、第1
8図は実施例6のOTFを示す図、第19図は実施例6
の温度変化に対するOTFを示す図、 第20図は実施例7における投影レンズの断面図、第2
1図は実施例7のOTFを示す図、第22図は実施例7
の温度変化に対するOTFを示す図、 第23図は実施例8における投影レンズの断面図、第2
4図は実施例8のOTFを示す図、第25図は実施例8
の温度変化に対するOTFを示す図、 第26図は実施例9における投影レンズの断面図、第2
7図は実施例9のOTFを示す図、第28図は実施例9
の温度変化に対するOTFを示す図、 第29図は実施例10における投影レンズの断面図、 第30図は実施例1OのOTFを示す図、第31図は実
施例10の温度変化に対するOTFを示す図、 第32図は実施例11における投影レンズの断面図・ 
                1第33図は実施例
11のOTFを示す図、第34図は実施例11の温度変
化に対するOTFを示す図、 第35図は実施例12における投影レンズの断面図、 第36図は実施例12のOTFを示す図、第37図は実
施例12の温度変化に対するOTFを示す図、 第38図は実施例13における投影レンズの断面図、 第39図は実施例13のOTFを示す図、第40図は実
施例13の温度変化に対するOTFを示す図、 第41図は実施例14における投影レンズの断面図、 第42図は実施例14のOTFを示す図、第43図は実
施例14の温度変化に対するOTFを示す図、である。 G1へG5・・・第1群〜第5群レンズ、M・・・充填
す、T・・・CRT投写管面ガラス 特許出願人   パイオニア株式会社 第2図 (31.5’1 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第110 第13図 第14図 第15図 第17図 131.5・) +31.5”1 第19図 +31.5@) (31.5°) +31.5°) +31.5°) 第29図 第30図 (31.5°) 131.5つ 第36図 (315°)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スクリーン側から順に第1群レンズが正レンズ、
    第2群レンズが負レンズ、第3群レンズおよび第4群レ
    ンズが正レンズ、第5群レンズがスクリーン側に凹面を
    向けた負レンズで構成され、第1群レンズ、第2群レン
    ズがそれぞれ少なくとも1面が非球面化されたプラスチ
    ックレンズであり、第3群レンズまたは第4群レンズの
    いずれか一方が少なくとも1面が非球面化されたレンズ
    であり、第5群レンズが少なくとも1面が非球面化され
    たプラスチックレンズである5群5枚構成のレンズであ
    って、次の(a)〜(f)の条件を満足することを特徴
    とする投影レンズ。 (a)0.29f<|r_q|<0.44f(b)0.
    2<ψ_1<0.9 (c)−0.6<ψ_2<−0.1 (d)0.7<ψ_3<1.0 (e)0.0<ψ_4<0.5 (f)(dN/dT)_1<−1.0×10^−^4、
    (dN/dT)_2<−1.0×10^−^4ただし f:全系の焦点距離 r_q:第5群レンズのスクリーン側の 曲率半径 ψ_1:第1群レンズのパワー ψ_2:第2群レンズのパワー ψ_3:第3群レンズのパワー ψ_4:第4群レンズのパワー (ただし、全系のパワーを1とする。) (dN/dT)_1:第1群レンズの屈折率の対温度変
    化率 (dN/dT)_2:第2群レンズの屈折率の対温度変
    化率
  2. (2)螢光面がスクリーン側に凹面を向けた球面あるい
    は非球面形状をした投写管に使用する投影レンズにおい
    て、 スクリーン側から順に第1群レンズが正レンズ、第2群
    レンズが負レンズ、第3群レンズおよび第4群レンズが
    正レンズ、第5群レンズがスクリーン側に凹面を向けた
    負レンズで構成され、第1群レンズ、第2群レンズがそ
    れぞれ少なくとも1面が非球面化されたプラスチックレ
    ンズであり、第3群レンズまたは第4群レンズのいずれ
    か一方が少なくとも1面が非球面化されたレンズであり
    、第5群レンズが少なくとも1面が非球面化されたプラ
    スチックレンズである5群5枚構成のレンズであって、
    次の(a)〜(f)の条件を満足することを特徴とする
    投影レンズ。 (a)0.29f<|r_q|<0.7f (b)0.2<ψ_1<0.9 (c)−0.6<ψ_2<−0.1 (d)0.7<ψ_3<1.0 (e)0.0<ψ_4<0.5 (f)(dN/dT)_1<−1.0×10^−^4、
    (dN/dT)_2<−1.0×10^−^4ただし f:全系の焦点距離 r_q:第5群レンズのスクリーン側の 曲率半径 ψ_1:第1群レンズのパワー ψ_2:第2群レンズのパワー ψ_3:第3群レンズのパワー ψ_4:第4群レンズのパワー (ただし、全系のパワーを1とする。) (dN/dT)_1:第1群レンズの屈折率の対温度変
    化率 (dN/dT)_2:第2群レンズの屈折率の対温度変
    化率
  3. (3)スクリーン側から順に第1群レンズが正レンズ、
    第2群レンズが負レンズ、第3群レンズおよび第4群レ
    ンズが正レンズ、第5群レンズがスクリーン側に凹面を
    向けた負レンズで構成され、第1群レンズ、第2群レン
    ズがそれぞれ少なくとも1面が非球面化されたプラスチ
    ックレンズであり、第3群レンズまたは第4群レンズの
    いずれか一方が少なくとも1面が非球面化されたレンズ
    であり、第5群レンズがガラスレンズである5群5枚構
    成のレンズであって、次の(a)〜(f)の条件を満足
    することを特徴とする投影レンズ。 (a)−1.36<ψ_5<−0.8 (b)0.2<ψ_1<0.9 (c)−0.6<ψ_2<−0.1 (d)0.7<ψ_3<1.0 (e)0.0<ψ_4<0.5 (f)(dN/dT)_1<−1.0×10^−^4、
    (dN/dT)_2<−1.0×10^−^4ただし ψ_1:第1群レンズのパワー ψ_2:第2群レンズのパワー ψ_3:第3群レンズのパワー ψ_4:第4群レンズのパワー ψ_5:第5群レンズのパワー (ただし、全系のパワーを1とする。) (dN/dT)_1:第1群レンズの屈折率の対温度変
    化率 (dN/dT)_2:第2群レンズの屈折率の対温度変
    化率
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