JPH0577043B2 - - Google Patents
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- JPH0577043B2 JPH0577043B2 JP63085155A JP8515588A JPH0577043B2 JP H0577043 B2 JPH0577043 B2 JP H0577043B2 JP 63085155 A JP63085155 A JP 63085155A JP 8515588 A JP8515588 A JP 8515588A JP H0577043 B2 JPH0577043 B2 JP H0577043B2
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- Japan
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- lens
- group lens
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- projection
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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
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プロジエクシヨ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〕 プロジエクシヨンテレビは、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
ようなプロジエクシヨ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
工精度によつ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、プラスチツクレンズの
みを使用したもの、さらにガラスレンズと非球面
のプラスチツクレンズを使用したハイブリツド方
式のものなど多くのものが提案されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 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大型化しコスト高とな
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ツクレンズ
すべてで構成した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、プラスチツクレン
ズは温度の変動によつ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。 また、プロジエクシヨンテレビにおいては、
赤、緑および青の３色の投写管をそれぞれ別々に
投影しているおのおののレンズは色消しの必要が
ないといわれているが、現実の各投写管のスペク
トルを測定すると、青においては幅の広い発光ス
ペクトルが観測され、緑と赤においてはスプリア
ス的な発光スペクトルが観測される。したがつ
て、色消しをしない投影レンズでは各色に対する
結像性能が低下し、コントラストが低下するなど
の問題がある。 〔課題を解決するための手段〕 上記の問題を解決し、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、本発明のプロジエクシヨンテレビ用投影レン
ズを以下のように構成した。 スクリーン側から順に第１群レンズが正レン
ズ、第２群レンズが非球面レンズ、第３群レンズ
が凹レンズ、第４群レンズが両側凸面の正の貼合
せレンズ、第５群レンズが正レンズ、第６群レン
ズがスクリーン側の凹面を向けた負レンズで構成
され、第２群レンズ、第５群レンズ、第６群レン
ズがそれぞれ少なくとも１面が非球面化されたメ
ニスカス状のプラスチツクレンズである７枚構成
のプロジエクシヨンテレビ用投影レンズであつ
て、次の(a)〜(d)の条件を満足することを特徴とす
るプロジエクシヨンテレビ用投影レンズ。 (a) 0.2＜φ1,2＜0.7 (b) 0.2＜｜φ3｜＜0.7，ν3＜40 (c) 1.1＜φ4,5＜1.4 (d) 0.9＜｜φ6｜＜1.3 また、ν4′＜40の条件を加えると、さらに色消
し性能が良くなる。 ただし、 φ1,2：第１群レンズと第２群レンズの合成パワ
ー φ3：第３群レンズのパワー φ4,5：第４群レンズと第５群レンズの合成パワ
ー φ6：第６群レンズのパワー （ただし、全系のパワーを１とする。） ν3：第３群レンズのアツベ数 ν4′：第４群レンズの凹レンズのアツベ数 〔作用〕 非球面化されたプラスチツクレンズの利用によ
り、良好な収差性能を確保するとともに、レンズ
系の屈折力の大きいレンズはガラスレンズとして
構成することにより、温度変化による光学性能の
変化は問題にならない程度に抑えてあり、しかも
屈折力の大きい第４群レンズを貼合せレンズとし
て色消しを行い、さらにプラスチツク化されたレ
ンズはいずれもメニスカス形状となり、薄型でか
つ成型性を良くすることが可能となつている。 条件(a)は、第１群レンズと第２群レンズの合成
パワーに関するもので、上限を越えると特にサジ
タルフレアーの補正が困難となり、広画角化が実
現できなくなる。また下限をこえるとレンズ系の
全長が長くなつてプロジエクシヨンテレビとして
の構造が大きくなりコストアツプの要因となる。
また、この下限を越えてしかもレンズ系の全長を
変えないようにすると、第４群レンズ、第５群レ
ンズのパワーを増すこととなり、軸上、軸外の収
差バランスがとれなくなる。 条件(b)は色収差補正と他の収差補正とのバラン
スを整えるためのもので、第３群レンズのパワー
φ3について、上限を越えると球面収差の補正が
困難となり、大口径比が実現できなくなる。ま
た、下限を越えると色収差補正が不十分なものと
なる。さらにアツベ数ν3が範囲を越えると、特に
第１群および第４群の貼合せレンズの両凸レンズ
としてアツベ数が60程度の通常のガラスレンズを
使用した場合など、これらの各レンズとのバラン
スがとれなくなり、色収差補正を良好に行うこと
ができなくなる。 条件(c)は第４群レンズと第５群レンズの合成パ
ワーに関するもので、上限を越えると球面収差の
補正が困難となり、大口径比が実現できなくな
る。また、下限を越えるとコマ収差の補正が困難
となり広画角化が実現できなくなる。 条件(d)は像画の平坦化を図るためのもので、上
限を越えると像面湾曲は補正過剰となり、下限を
越えると像画湾曲は補正不足となる。 また、ν4′＜40の条件は第４群の貼合せレンズ
の凹レンズのアツベ数に関するもので、第４群の
貼合せレンズがこの条件を満足すると、さらに色
消し性能が良くなる。 なお、第２群レンズおよび第５群レンズが次の
条件(e)および(f)を満足するようにすると、温度変
化に対する光学性能をさらに良くすることができ
る。 (e) −0.3＜φ2＜0.3 (f) 0.1＜φ5＜0.4 ただし、 φ2：第２群レンズのパワー φ5：第５群レンズのパワー （ただし、全系のパワーを１とする。） 条件(e)および条件(f)はそれぞれ第２群レンズ、
第５群レンズのパワーに関するもので、それぞれ
上限を越えると、温度変化による光学性能の変化
に影響が現れるとともに中心厚を厚くし、されに
中心と周辺の肉厚の差が生じることにより成型性
が悪化する。また、それぞれ下限を越えると、第
１群レンズおよび第４群レンズのパワーを増やす
必要が生じ球面収差の補正が困難となり、大口径
化の障害となる。 〔実施例〕 以下、第１図、第３図および第５図は実施例１
〜実施例３の各投影レンズの断面図である。 各実施例において、第１群レンズG1、第３群
レンズG3、第４群レンズの貼合せレンズG4，
G4′はガラスレンズ、第２群レンズG2、第５群レ
ンズG5および第６群レンズG6はプラスチツクレ
ンズである。なお、各実施例において第14面は投
写管面ガラスＴの表面、第15面はその蛍光面であ
り、投写管面ガラスＴと第６群レンズG6の間に
は表面反射によるコントラスト低下や投写管表面
の温度上昇を防ぐために液体あるいはゲル状の充
填材Ｍが充填されている。 以下の記述において、r1，r2，…，r15はレンズ
および投写管面ガラスの各面の近軸曲率半径、
d1，d2，…，d14は各面の間隔、Nd1，Nd2，…，
Nd14はｄ線についての屈折率、νd1，νd3，…，
νd14はｄ線についてのアツベ数である。 また、非球面の形状は一般的な非球面レンズと
同様に光軸方向をＺ軸としたＸ，Ｙ，Ｚの直角座
標において、頂点の近軸曲率半径をｒ、円錐定数
をｋ、高次非球面係数をA4，A6，A8，A10とす
るとき、
れる投影レンズに関する。 〔従来の技術〕 プロジエクシヨンテレビは、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
ようなプロジエクシヨ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
工精度によつ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、プラスチツクレンズの
みを使用したもの、さらにガラスレンズと非球面
のプラスチツクレンズを使用したハイブリツド方
式のものなど多くのものが提案されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 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大型化しコスト高とな
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ツクレンズ
すべてで構成した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、プラスチツクレン
ズは温度の変動によつ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。 また、プロジエクシヨンテレビにおいては、
赤、緑および青の３色の投写管をそれぞれ別々に
投影しているおのおののレンズは色消しの必要が
ないといわれているが、現実の各投写管のスペク
トルを測定すると、青においては幅の広い発光ス
ペクトルが観測され、緑と赤においてはスプリア
ス的な発光スペクトルが観測される。したがつ
て、色消しをしない投影レンズでは各色に対する
結像性能が低下し、コントラストが低下するなど
の問題がある。 〔課題を解決するための手段〕 上記の問題を解決し、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、本発明のプロジエクシヨンテレビ用投影レン
ズを以下のように構成した。 スクリーン側から順に第１群レンズが正レン
ズ、第２群レンズが非球面レンズ、第３群レンズ
が凹レンズ、第４群レンズが両側凸面の正の貼合
せレンズ、第５群レンズが正レンズ、第６群レン
ズがスクリーン側の凹面を向けた負レンズで構成
され、第２群レンズ、第５群レンズ、第６群レン
ズがそれぞれ少なくとも１面が非球面化されたメ
ニスカス状のプラスチツクレンズである７枚構成
のプロジエクシヨンテレビ用投影レンズであつ
て、次の(a)〜(d)の条件を満足することを特徴とす
るプロジエクシヨンテレビ用投影レンズ。 (a) 0.2＜φ1,2＜0.7 (b) 0.2＜｜φ3｜＜0.7，ν3＜40 (c) 1.1＜φ4,5＜1.4 (d) 0.9＜｜φ6｜＜1.3 また、ν4′＜40の条件を加えると、さらに色消
し性能が良くなる。 ただし、 φ1,2：第１群レンズと第２群レンズの合成パワ
ー φ3：第３群レンズのパワー φ4,5：第４群レンズと第５群レンズの合成パワ
ー φ6：第６群レンズのパワー （ただし、全系のパワーを１とする。） ν3：第３群レンズのアツベ数 ν4′：第４群レンズの凹レンズのアツベ数 〔作用〕 非球面化されたプラスチツクレンズの利用によ
り、良好な収差性能を確保するとともに、レンズ
系の屈折力の大きいレンズはガラスレンズとして
構成することにより、温度変化による光学性能の
変化は問題にならない程度に抑えてあり、しかも
屈折力の大きい第４群レンズを貼合せレンズとし
て色消しを行い、さらにプラスチツク化されたレ
ンズはいずれもメニスカス形状となり、薄型でか
つ成型性を良くすることが可能となつている。 条件(a)は、第１群レンズと第２群レンズの合成
パワーに関するもので、上限を越えると特にサジ
タルフレアーの補正が困難となり、広画角化が実
現できなくなる。また下限をこえるとレンズ系の
全長が長くなつてプロジエクシヨンテレビとして
の構造が大きくなりコストアツプの要因となる。
また、この下限を越えてしかもレンズ系の全長を
変えないようにすると、第４群レンズ、第５群レ
ンズのパワーを増すこととなり、軸上、軸外の収
差バランスがとれなくなる。 条件(b)は色収差補正と他の収差補正とのバラン
スを整えるためのもので、第３群レンズのパワー
φ3について、上限を越えると球面収差の補正が
困難となり、大口径比が実現できなくなる。ま
た、下限を越えると色収差補正が不十分なものと
なる。さらにアツベ数ν3が範囲を越えると、特に
第１群および第４群の貼合せレンズの両凸レンズ
としてアツベ数が60程度の通常のガラスレンズを
使用した場合など、これらの各レンズとのバラン
スがとれなくなり、色収差補正を良好に行うこと
ができなくなる。 条件(c)は第４群レンズと第５群レンズの合成パ
ワーに関するもので、上限を越えると球面収差の
補正が困難となり、大口径比が実現できなくな
る。また、下限を越えるとコマ収差の補正が困難
となり広画角化が実現できなくなる。 条件(d)は像画の平坦化を図るためのもので、上
限を越えると像面湾曲は補正過剰となり、下限を
越えると像画湾曲は補正不足となる。 また、ν4′＜40の条件は第４群の貼合せレンズ
の凹レンズのアツベ数に関するもので、第４群の
貼合せレンズがこの条件を満足すると、さらに色
消し性能が良くなる。 なお、第２群レンズおよび第５群レンズが次の
条件(e)および(f)を満足するようにすると、温度変
化に対する光学性能をさらに良くすることができ
る。 (e) −0.3＜φ2＜0.3 (f) 0.1＜φ5＜0.4 ただし、 φ2：第２群レンズのパワー φ5：第５群レンズのパワー （ただし、全系のパワーを１とする。） 条件(e)および条件(f)はそれぞれ第２群レンズ、
第５群レンズのパワーに関するもので、それぞれ
上限を越えると、温度変化による光学性能の変化
に影響が現れるとともに中心厚を厚くし、されに
中心と周辺の肉厚の差が生じることにより成型性
が悪化する。また、それぞれ下限を越えると、第
１群レンズおよび第４群レンズのパワーを増やす
必要が生じ球面収差の補正が困難となり、大口径
化の障害となる。 〔実施例〕 以下、第１図、第３図および第５図は実施例１
〜実施例３の各投影レンズの断面図である。 各実施例において、第１群レンズG1、第３群
レンズG3、第４群レンズの貼合せレンズG4，
G4′はガラスレンズ、第２群レンズG2、第５群レ
ンズG5および第６群レンズG6はプラスチツクレ
ンズである。なお、各実施例において第14面は投
写管面ガラスＴの表面、第15面はその蛍光面であ
り、投写管面ガラスＴと第６群レンズG6の間に
は表面反射によるコントラスト低下や投写管表面
の温度上昇を防ぐために液体あるいはゲル状の充
填材Ｍが充填されている。 以下の記述において、r1，r2，…，r15はレンズ
および投写管面ガラスの各面の近軸曲率半径、
d1，d2，…，d14は各面の間隔、Nd1，Nd2，…，
Nd14はｄ線についての屈折率、νd1，νd3，…，
νd14はｄ線についてのアツベ数である。 また、非球面の形状は一般的な非球面レンズと
同様に光軸方向をＺ軸としたＸ，Ｙ，Ｚの直角座
標において、頂点の近軸曲率半径をｒ、円錐定数
をｋ、高次非球面係数をA4，A6，A8，A10とす
るとき、
【化】
で表される回転対称非球面である。
なお、以下の数値データにおける曲率半径およ
び間〓の長さの単位は“mm”である。
び間〓の長さの単位は“mm”である。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
以上説明したように本発明によれば、色収差を
補正し、大口径比、大画角で周辺光量も十分に確
保された優秀な結像性能を有するプロジエクシヨ
ンテレビ用投影レンズを得ることができる。 なお、各実施例の断面図からもわかるように、
各プラスチツクレンズはメニスカス状となつてい
るため、成型による製造が容易で精度を出しやす
く、前記のような高い性能を維持しながらコスト
を低減することができる。
補正し、大口径比、大画角で周辺光量も十分に確
保された優秀な結像性能を有するプロジエクシヨ
ンテレビ用投影レンズを得ることができる。 なお、各実施例の断面図からもわかるように、
各プラスチツクレンズはメニスカス状となつてい
るため、成型による製造が容易で精度を出しやす
く、前記のような高い性能を維持しながらコスト
を低減することができる。
第１図は実施例１の断面図、第２図は実施例１
の収差曲線図、第３図は実施例２の断面図、第４
図は実施例２の収差曲線図、第５図は実施例３の
断面図、第６図は実施例３の収差曲線図。 G1〜G3……第１群〜第３群レンズ、G4，G4′
……第４群レンズ、G5……第５群レンズ、G6…
…第６群レンズ、Ｍ……充填材、Ｔ……投写管面
ガラス。
の収差曲線図、第３図は実施例２の断面図、第４
図は実施例２の収差曲線図、第５図は実施例３の
断面図、第６図は実施例３の収差曲線図。 G1〜G3……第１群〜第３群レンズ、G4，G4′
……第４群レンズ、G5……第５群レンズ、G6…
…第６群レンズ、Ｍ……充填材、Ｔ……投写管面
ガラス。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スクリーン側から順に第１群レンズが正レン
ズ、第２群レンズが非球面レンズ、第３群レンズ
が凹レンズ、第４群レンズが両側凸面の正の貼合
せレンズ、第５群レンズが正レンズ、第６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２群レンズ、第５群レンズ、第６群レン
ズがそれぞれ少なくとも１面が非球面化されたメ
ニスカス状のプラスチツクレンズである７枚構成
のプロジエクシヨンテレビ用投影レンズであつ
て、次の(a)〜(d)の条件を満足することを特徴とす
るプロジエクシヨンテレビ用投影レンズ。 (a) 0.2＜φ1,2＜0.7 (b) 0.2＜｜φ3｜＜0.7，ν3＜40 (c) 1.1＜φ4,5＜1.4 (d) 0.9＜｜φ6｜＜1.3 ただし、 φ1,2：第１群レンズと第２群レンズの合成パワ
ー φ3：第３群レンズのパワー φ4,5：第４群レンズと第５群レンズの合成パワ
ー φ6：第６群レンズのパワー （ただし、全系のパワーを１とする。） ν3：第３群レンズのアツベ数 ２ 上記第２群レンズおよび第５群レンズが次の
条件(e)および(f)を満足することを特徴とする請求
項１記載のプロジエクシヨンテレビ用投影レン
ズ。 (e) −0.3＜φ2＜0.3 (f) 0.1＜φ5＜0.4 ただし、 φ2：第２群レンズのパワー φ5：第５群レンズのパワー （ただし、全系のパワーを１とする。）
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085155A JPH01257808A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | プロジェクションテレビ用投影レンズ |
| US07/293,152 US4989961A (en) | 1988-04-08 | 1989-01-03 | Projection lens systems for use in projection television |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63085155A JPH01257808A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | プロジェクションテレビ用投影レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257808A JPH01257808A (ja) | 1989-10-13 |
| JPH0577043B2 true JPH0577043B2 (ja) | 1993-10-25 |
Family
ID=13850777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63085155A Granted JPH01257808A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | プロジェクションテレビ用投影レンズ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4989961A (ja) |
| JP (1) | JPH01257808A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5148320A (en) * | 1990-04-23 | 1992-09-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Projection lens |
| JPH07111501B2 (ja) * | 1990-06-15 | 1995-11-29 | キヤノン株式会社 | ｆθレンズ及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP3040187B2 (ja) * | 1991-04-11 | 2000-05-08 | パイオニア株式会社 | 投影レンズ |
| JP2629095B2 (ja) * | 1991-09-13 | 1997-07-09 | 三菱電機株式会社 | 投写レンズ |
| US5572364A (en) * | 1991-09-13 | 1996-11-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Projection lens system |
| JP3224046B2 (ja) * | 1993-02-16 | 2001-10-29 | 富士写真光機株式会社 | 投影レンズ |
| US5309283A (en) * | 1993-03-30 | 1994-05-03 | U.S. Precision Lens Incorporated | Hybrid, color-corrected, projection TV lens system |
| KR0141805B1 (ko) * | 1994-12-10 | 1998-08-17 | 이헌조 | 프로젝션 렌즈 |
| EP0764865B1 (en) * | 1995-09-21 | 2003-07-30 | U.S. Precision Lens Inc. | Projection television lens system |
| JPH09304694A (ja) * | 1995-11-07 | 1997-11-28 | Nikon Corp | 投射レンズ系及びそれを備えた投射装置 |
| US5815735A (en) * | 1996-04-29 | 1998-09-29 | Compaq Computer Corporation | Portable computer with removable display screen using removably mateable connectors to form the sole supporting interconnection between the computer base portion and display screen structure |
| JPH10253883A (ja) * | 1997-03-07 | 1998-09-25 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 投影レンズ |
| US6445512B1 (en) | 1998-06-24 | 2002-09-03 | U.S. Precision Lens Incorporated | Projection television lens systems having improved modulation transfer functions |
| EP1716443A1 (en) * | 2004-02-19 | 2006-11-02 | Thomson Licensing S.A. | A robust family of microdisplay projection lenses |
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| CN112505900A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-16 | 江西晶超光学有限公司 | 光学系统、取像模组及电子设备 |
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