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JPS61145516A - 投写レンズ系 - Google Patents

投写レンズ系

Info

Publication number
JPS61145516A
JPS61145516A JP60279341A JP27934185A JPS61145516A JP S61145516 A JPS61145516 A JP S61145516A JP 60279341 A JP60279341 A JP 60279341A JP 27934185 A JP27934185 A JP 27934185A JP S61145516 A JPS61145516 A JP S61145516A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens system
projection
image
concave
Prior art date
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Granted
Application number
JP60279341A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0723930B2 (ja
Inventor
ジヨン・アルフレツド・クラーク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of JPS61145516A publication Critical patent/JPS61145516A/ja
Publication of JPH0723930B2 publication Critical patent/JPH0723930B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

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】 本発明は投写レンズ、特に、テレビジョンセットの陰極
線管(CRT)の螢光体スクリーン上の画像を拡大して
投写するように設計されているレンズに関するものであ
る。
このようなレンズは公開欧州特許願第0.135.21
5号及び第0.135.216号に開示されている。
投写テレビジョンセットでは見る人から反対側から半透
明なスクリーン上に画像が投写される。
CRTとレンズとは透明なスクリーンの背後にあって、
自由に立っているキャビネット内に納まっている。キャ
ビネットの前面が半透明なスクリーンを具える。キャビ
ネットの奥行きをできるだけ小さくし、少なくとも普通
の居間のドアを容易に通り抜けられる値より小さくする
。こうして奥行きを小さくするため普通キャビネット内
に光路を曲5げるための鏡を用いる。投写距離、即ち、
レンズと半透明なスクリーンとの間の距離を小さくする
と、内部の鏡の数を減らせる。しかし、これはレンズが
大きな視野角で投射しなければならないことを意味する
。広角投写レンズは±35度以上をカバーするが、約±
23度をカバーするだけの標準゛投写レンズよりも一般
に一層複雑である。
各々が自己のレンズを有する3個の陰極線管を用いるカ
ラー投写テレビジョン装置でも、各CRTのスペクトル
帯域幅が限られているために生じる各レンズの色収差を
補正する必要がないことがしばしばある。このためレン
ズの設計が成る程度筒単になる。いくつかのレンズを非
球面にしてもレンズ系の素子の数を減らせる。このよう
な設計は米国特許第4.300.817号及び第4.3
48.081号明細書に開示されている。しかし、これ
らの明細書に示されているタイプのレンズは非常に広角
な投写−装置には適していない。蓋し、光の透過の点で
も、分解能の点でも広い視野角での光学的性能が非常に
悪いからである。広い視野角で性能が悪い主たる原因は
CRTのフェースプレートに続く視野を平坦にするレン
ズが急峻に彎曲していることである。
英国特許願第2.091.898A号及び第2.119
.113A号並びに公開欧州特許願第0.135.21
5号及び第0、135.216号では、視野を平坦にす
るレンズにより生ずる光学的問題がフェースプレートが
投写レンズの方に凹状なCRTを用いることにより大幅
に解決されている。
本発明の目的は、−側又は両側でフェースプレートがほ
ぼ凹状に彎曲している陰極線管を用いて、3管式カラー
投写テレビジョン装置に適した広角レンズの光の透過性
及び分解能の両方を改良するにある。投写角が非常に大
きい場合のこの性能は欧州特許願第0.135.215
号及び第0.135.216号に記載されている装置よ
りも優れている。フェースプレートが平坦又はほとんど
平坦なCRTと共に用いられるレンズについては、同時
係属に係る英国特許願第8.431.616号を参照さ
れたい。
本発明が提供する平坦な表示スクリーン上に凹状の物体
面の拡大像を投写するレンズ系は、投写レンズが全体の
レンズの度に対して度が低い第1の素子L1と、この第
1の素子と凹状の物体面との間にあって、各々度が正の
、分離された第2及び第3の素子L2及びし3とを具え
、それぞれの素子の度に、、 K、及びに3を全体のレ
ンズの度Kに対して、−0,20K  <K、 < +
0.15に+0.62K  <K、<+Q、89に+0
.55K  <K3<+0.67にとなるように選び、
素子の面の少なくとも一つを非球面としたことを特徴と
する。開口絞り(apreture 5top)は第1
の度が低い素子の近傍に置かれる。そしてその後にCR
Tのフェースプレートの方に向いて第2及び第3の素子
が続く。第2及び第3の素子をまとめると欧州特許願第
0、135.215号のレンズ系に特に類似している。
最后に得られるレンズ系は素子の数が3で、これは欧州
特許願第0.135.215号と同じである。しがし、
素子の順序が異なる。本発明では度の低い素子がフェー
スプレートから一番離れた位置にあるが、欧州特許願で
は度を実質的に与える2個の素子の間にある。また、こ
れらの2個の素子の形がスクリーンの方に向かってほぼ
凸状である欧州特許願第0.135.215号のレンズ
系と対照的に、本発明では、度を実質的に与える2個の
素子がフェースプレートに向かって凸になっている。
こうして得られる6個の面のいずれか一つを非球面にす
ればテレビジョンの投写に足る分解能が得られる。但し
、特に高精細度の1249ラインテレビジョン画像を投
写する場合は、2個の面を非球面とすれば好適である。
而して非球面とされるこれらの2個の面は隣り合う素子
にとることもできるし、第1と第3の素子にとることも
できる。また、これらの2個の非球面を有効に分離する
に足る厚さを以っている場合は一個の素子の両面にとる
こともできる。
図面につき本発明を説明する。
第1図につき説明すると、自由に立っているキャビネッ
ト1内に後方投写テレビジョン表示装置が納まっている
。このテレビジョン表示装置は投写レンズ3の方に向か
って凸状になっているフェースプレートを有する陰極線
管([l’RT)  2と、光路を曲げるための前面を
金属化処理した鏡4と、半透明な投写スクリーン5とを
具える。スクリーン5はフレネルレンズと光を散乱する
要素とを具える複合スクリーンとすることができる。カ
ラーテレビジョンの場合は、図面の面に垂直な直線上に
3個のCRTと3個のレンズを並べ、外側のCRTを内
方に傾かせて投写された3個の画像が半透明なスクリー
ン5上で互いに一致するようにする。
第2図及び第3図は開口を異ならせて設計した投写レン
ズ3の2個の例を示す。これらのレンズは標準の525
又は625 ラインのテレビジョンに対しても、高精細
度の1249ラインのテレビジョンに対しても十分な分
解能を有している。第3図に示したレンズ系の第1の素
子は片側が平坦になっており、製造が簡単で、コストが
かからないようになっている。これらの図において、レ
ンズ素子には文字りを付し、その素子の画像、即ち、半
透明なスクリーン端からCRTのフェースプレート端に
向かって数えた順番を示す数字をその後に付しである。
CRTのフェースプレートには符号FPを付しである。
素子の面には文字Sを付し、その後に素子と同じ順序で
番号を付しである。半透明なスクリーンに向かって凸で
ある面は正の曲率半径で示し、凹である面は負の曲率半
径で示しである。
レンズ素子Ll、 L2. L3の近軸度をKll K
g、 K3で示し、全レンズ系の度をKで示す。各レン
ズ素子の相対変は次のように選ぶ。
−0,20K <K、 < +0.15に+ 0.62
K < K2 < + 0.80に+0.55K  <
に、 < +0.67に゛ 素子の面の少なくとも一つ
を非球面にする。
任意の一つのレンズ素子は両側を球面としてもよいし、
−側または両側を非球面とすることもできる。図示した
例ではレンズ素子L1及びL3は一側が非球面であり、
レンズ素子し2は両側とも球面である。非球面は次の関
係で定める。
ここでZはその面の、光軸に垂直で、光軸から距離Sの
所にあるその面の区域に対し極でその面と接する平面か
らの光軸方向での隔たりであり、Cは光軸上でのその面
の彎曲であり、eは円錐曲線の定数でり、a4+ af
b a@及びal。はその面についての定数である。
下記の表■及び■は、それぞれ、第2図及び第3図の実
施例の詳細な設計を与える。
八 −−−−Δコココ Q63輻句帽− 第4図及び第5図は、それぞれ、第2図及び第3図のレ
ンズの性能を示す。各図の5個のグラフはタンジエンシ
アル(T、。)方向及びサジッタル(S、、)方向の両
者について空間周波数の関数として変調転送関数(MT
F)を垂直方向にプロットしたものである。各グラフは
光軸に対して測ったCRTのフェースプレート上の物体
の高さ及びレンズのスクリーン側を見た投射角により投
射された像の種々の位置に関するものである。光軸を離
れた位置の場合は光軸の値に対して実効幾何学的開口面
積Aが与えられている。MTPはCRTのフェースプレ
ート上で1m当たり7.5サイクル迄プロツトしである
上述した設計的ではフェースプレートの両側を同じ半径
として示しである。しかし、CRTのフェースプレート
は同心円としたり、僅かに半径を異ならせてフェースプ
レートの厚さをほぼ一定にしたり、弱い正または負の度
を持たせたりすることができる。フェースプレートのい
ずれの面も非球面として、更に分解能を改良することも
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る広角レンズ系が適用される投写テ
レビジョン装置の断面図、 第2図は開口がP/1.05であり、凹状のフェースプ
レートを具えるCRTから±40度迄0角度で投写する
のに適したガラス又はプラスチックの3個の素子を具え
るレンズ系の断面図、 第3図は開口がF/1.2である場合の第2図に類似す
るレンス系のもう一つの例の断面図、第4図と第5図は
、それぞれ、第2図及び第3図のレンズ系のMTF及び
相対照明ファクタAを示すグラフ線図である。 1・・・キャビネット  2・・・CRT3・・・投写
レンズ   4・・・鏡 5・・・投写スクリーン c/mm       7.5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、平坦な表示スクリーン上に凹状の物体面の拡大像を
    投写するために、投写レンズが全体のレンズの度に対し
    て度が低い第1の素子L1と、この第1の素子と凹状の
    物体面との間にあって、各々度が正の、分離された第2
    及び第3の素子L2及びL3とを具え、それぞれの素子
    の度K_1、K_2及びK_3を全体のレンズの度Kに
    対して、 −0.20K<K_1<+0.15K +0.62K<K_2<+0.80K +0.55K<K_3<+0.67K となるように選び、素子の面の少なくとも一つを非球面
    としたことを特徴とするレンズ系。 2、素子の2個の面を非球面としたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のレンズ系。 3、各非球面を次の関係、即ち、 Z=(cs^2)/[1+√(1−ec^2s^2)]
    +a_4s^4+a_6s^6+a_8s^8+a_1
    _0s^1^0で定め、ここでZが光軸に垂直で、光軸
    から距離sの所にあるその面の区域に対しその極でその
    面に接する平面からその面が、光軸方向において、ずれ
    ているずれを表し、cが光軸上でのその面の彎曲を表し
    、eが円錐曲線の定数を表し、a_4、a_6、a_8
    及びa_1_0がその面の定数を表すものとしたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載のレン
    ズ系。 4、レンズをレンズ系の方に向かって凹状の陰極線管の
    フェースプレートFPと組合わせてフェースプレートラ
    スタをスクリーンに投写し、波長525nmでのレンズ
    系の焦点距離を92.1mmとし、相対開口をF/1.
    05とし、投写角を±4040.0°とし、倍率を8倍
    としてスローを750mmとし、実質的に次表のように
    したことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のレン
    ズ系。 表  面の極     軸方向     軸方向     
    屈折率  半径      厚さ      分離  mm      mm      mm  S1 512.8 L1       5.00            
    1.5727  S2 493.1   25.63  S3 164.6 L2                       
    1.5727  S4−136.9  S5 482.0 L3       25.00           
    1.5727  S6−104.6  52.28  S7−119.2  12.00           1.5200S8
    −119.2 非球面:S2、S5  S2              S5 c     .002028         .00
    2075 e      0              0a_
    4    .3789×10^−^6   −.4840×
    ^1^0^−^6a_6    .1225×10^−^9    .1411×
    10^−^9a_8   −.4456×10^−^1^3 −.5227×
    10^−^3a_1_0  .1298×10^−^1^6  .5667×10
    ^−^1^7 素子値  焦点距離、mm  度mm^−^1  相対度レンズ   92.1     0.01086  1 L1  −24.700  −0.00004 −0.
    004 L2  133.9     0.0075   0.
    688 L3  152.4     0.0066   0.
    604 但し、L1、L2及びL3は像端からの順次のレンズ素
    子であり、S1ないしS8は順次の素子の面であり、正
    の面は像端の方に向いて凸であり、負の面は像端の方に
    向いて凹であるとする。 5、レンズを、フェースプレートラスタをスクリーンに
    投写するためのレンズ系の方に向かって凸である陰極線
    管のフェースプレートFPと組合わせ、波長525nm
    でのレンズ系の焦点距離を92.3mmとし、相対開口
    をF/1.2とし、投写角を±40.0°とし、倍率を
    8倍としてスローを750mmとし、実質的に下表のよ
    うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の
    レンズ系。 表  面の極   軸方向   軸方向   屈折率  半径    厚さ    分離  mm    mm    mm  S1 平面 L1        5.00        1.5
    727  S2 平面  23.80  S3 215.6 L2       19.00        1.5
    727  S4−108.3  42.97  S5 851.3 L3       23.00        1.5
    727  S6 −97.2  48.97  S7−119.1 FP       12.00        1.5
    200  S8−119.1 非球面:S2、S5  S2             S5 c     0              .001
    175 e     0               0a_
    4   .5435×10^−^6   −.3609×10^
    −^6a_6   .8080×10^−^1^0  .2297×1
    0^−^1^0a_8  −.3581×10^−^1^4 −.6778×1
    0^−^1^4a_1_0  0              0 素子値  焦点距離、mm 度mm^−^1 相対度レンズ  92.3    0.01083 1 L1  ∞       0       0 L2  128.6   0.0078  0.718 L3  153.7   0.0065  0.600 但し、L1、L2及びL3は像端からの順次のレンズ素
    子とし、S1ないしS8は順次の素子の面とし、正の面
    は像端の方に向かって凸とし、負の面は像端の方に向か
    って凹であるとする。 6、フェースプレートが投写された像の方向に向かって
    凹である陰極線管と、特許請求の範囲第1項ないし第5
    項のいずれか一項に記載のレンズ系とを具えることを特
    徴する投写テレビジョン装置。 7、凹状のフェースプレートにのっている、それぞれ、
    赤色、青色及び緑色の螢光体を有する第1、第2及び第
    3の陰極線管と、各陰極線管に関連し、各々、共通の一
    つの表示スクリーン上に凹状のフェースプレートの像を
    投写するように配設されているレンズ系とを具えるカラ
    ーテレビジョン投写装置において、レンズ系が特許請求
    の範囲第1項ないし第5項のいずれか一項に記載のもの
    であることを特徴とするカラーテレビジョン投写装置。
JP60279341A 1984-12-14 1985-12-13 投写レンズ系 Expired - Lifetime JPH0723930B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08431615A GB2168501A (en) 1984-12-14 1984-12-14 Projection lens system
GB8431615 1984-12-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
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JPH0723930B2 JPH0723930B2 (ja) 1995-03-15

Family

ID=10571200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60279341A Expired - Lifetime JPH0723930B2 (ja) 1984-12-14 1985-12-13 投写レンズ系

Country Status (7)

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US (1) US4699477A (ja)
EP (1) EP0184879B1 (ja)
JP (1) JPH0723930B2 (ja)
AU (1) AU573935B2 (ja)
CA (1) CA1257124A (ja)
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