JPS63148220A

JPS63148220A - プロジエクタ−用投影レンズ

Info

Publication number: JPS63148220A
Application number: JP61294944A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Arai; 則一荒井; Kiichiro Ueda; 喜一郎植田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1988-06-21

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）この発明はテレビプロジェクタ等に用いられる明るく、
広角のプロジェクタ用投影レンズに関する。

（従来技術）テレビプロジェクタは陰極線管の画面を投影レンズでス
クリーン上に拡大投影するものであるが、近年、業務用
のみならず家庭用としても需要が盛り上がり、普及が見
込まれるようになってきた。

これに伴い、プロジェクタ−装置のコンパクト化。

低コスト化の要望が強まり、プロジェクタ−レンズも口
径比が１：１．０種度と大きく、しかも半画角が３５°
程度という極めて広角なものが必要とされてきている。

半画角が２７″′〜３２６程度のプロジェクタ−用レン
ズは数多く知られているが、その基本構成は以下の３種
に分類される。

タイプ１　正の屈折力を持つ第１群レンズ、正の屈折力
を持つ第２群レンズ、負の屈折力を持つ第３群レンズか
らなる３群構成のものタイプ２　負の屈折力を持つ第１
群レンズ、正の屈折力を持つ第２群レンズ、負の屈折力
を持つ第３群レンズからなる３群構成のものタイプ３　
正の屈折力を持つ第１群レンズ、負の屈折力を持つ第２
群レンズ、正の屈折力を持つ第３群レンズ、負の屈折力
を持つ第４レンズからなる４群構成のもの尚、各群は必要に応じて色収差、球面収差等の補正のた
め貼合わせレンズとされ或いは分割されることは勿論で
ある。

タイプ１のレンズは、大口径化が可能であるが、広角化
するとサジタルフレアが大きいという欠点が１１立って
くる。タイプ２のレンズは、広角化には有利であるが、
大口径のレンズでは第２群の正レンズを非常に大きくす
る必要が生じ、コスト上昇を招く。また、倍率の色収差
の補正が困難である。タイプ３はタイプ１とタイプ２の
中間的なタイプである。

明るく、画角が３５°程度と広いプロジェクタ用投影レ
ンズとしては特開昭６０−２００２１６号公報、同昭６
１−２０５９０９号公報等が知られている。しかし、こ
れらのレンズは蛍光面がスクリーンに向けて凹面である
陰極線管用に使用されるものである。タイプ３に属する
レンズとじて非球面プラスチックレンズと球面ガラスレ
ンズを組み合わせたハイブリットレンズである特開昭６
１−１８０２１５号公報記載のものが見られる。

しかし、これも画角が２５°〜２８°と小さい上、陰極
線管の蛍光面も緩いながらスクリーン側に向かって凹で
あり、蛍光面が平面である通常のｌＩ３極線管に使用さ
れる画角の大きいプロジェクタ−用投影レンズはこれま
で知られていない。

（この発明が解決しようとする問題点）この発明は、従
来から広く用いられている蛍光面が平面である陰極線管
を利用したプロジェクタ−に搭載される口径比がｌ：１
．ｏ程度と大きく、半画角が３５°程度と極めて広角で
あり、その上、低コスト化が可能で、収差がよく補正さ
れた周辺部まで高い画質の像が得られるプロジェクタ−
用投影レンズを得ようとするものである。

（問題点を解決するための手段）この発明においては第１図に示すように、投影レンズは
スクリーン側から順に、正の第１群レンズＧ１、負の第
２群レンズＧ２、正の第３群レンズＧ３．屈折力の弱い
第４群レンズＧ４および曲率の強い凹面をスクリーン側
に向けた負の第５群レンズＧ５からなり、 −２，０＜ｆ、／ｆ、２＜−０，３−−−（１）の条件
を満足することを特徴とする。

但しｆ２：第２群レンズの焦点距離ｆ８２：第１群レンズと第２群レンズの合成焦点距離を示す。

更に、 −０，１５＜ｆ／ｆ、＜０．２５　　・・・　（２）０
　　　＜ｄ、／ｄ４＜１．８　−−・（３）但しｆ　：全レンズ系の合成焦点距離ｆ４＝第４群レンズの焦点距離ｄ２：第１群レンズと第２群レンズの間隔ｄ４：第２群
レンズと第３群レンズの間隔の条件を満たすことが望ま
しい。

（作用）この発明のレンズ構成は、正、負、正のトリプレットタ
イプのレンズに屈折力の弱い第４群レンズ、スクリーン
側に向けた負の第５群レンズを付加した形となっており
、第４群レンズが無ければ前記のタイプ３に属するレン
ズであり、倍率の色収差は小さいが、半画角は２８°程
度が限界であった・屈折力の弱い第４レンズは、画角の大きいところで発生
するコマ収差を補正するために導入されたもので、画角
が３０°〜３５″の範囲のコマ収差を補正する。そして
、その屈折力や、第３レンズ群が球面レンズか非球面レ
ンズかによっても変るが、一般的には非球面レンズであ
ることが望ましい。

条件（１）は、第１群レンズと第２群レンズのパワー配
分に関し、上限を超えると第２群レンズの屈折力が強く
なり過ぎ１画角の小さいところで外向性のコマ収差が大
となる。一方、下限を超えると第２群レンズの屈折力が
弱くなりすぎ、市記のタイプ１のようにサジタルフレア
が増加し、第４群レンズでメリジオナルコマ収差を補正
しても画角が３０°〜３５＠でのコントラストが低下す
る。

条件（２）は、第４群レンズの屈折力が基本的にはほぼ
０であることを示している。上限を超えると画角の大き
いところで外向性のコマ収差が大きくなり、逆に、下限
を超えた場合は画角の大きいところで内向性のコマ収差
が大きくなる。

条件（３）の上限を超えると、オーバーのサジタルフレ
アが発生する。これを補正するには第１群レンズの少な
くとも１面を変曲点を持つような非球面量の大きな非球
面としなければならず、製作が困難になり、コストアッ
プを招く。下限を超えるとアンダーの倍率色収差が大き
くなり、テレビプロジェクタ−では、蛍光体のスペクト
ル分布による色ずれが生じる。

（実施例）以下この発明の実施例を示す。表中の記号はｒｉミニス
クリーンから第ｉ番目のレンズ面の頂点曲率半径ｄＩミニスクリーン側ら第ｉ番目のレンズ面間隔ｎＩニ
スクリーン側から第ｉ番目のレンズ材料のｅ線に対する
屈折率シＩ＝スクリーン側から第ｉ番目のレンズ材料のアツベ
数をそれぞれ示す、また、非球面形状は面の頂点を原点と
し、光軸方向をＸ軸とした直交座標系において頂点曲率
をＣ１円錐定数をＫ、非球面係数をＡＩ、非球面のべき
数をＰ＋　（Ｐ＋＞２．０）としたときＸ＝１＋、／１−　　　にｂ＋ｌ、Ａ　ＩφＰ１φ＝ノ
ｙ　　＋ｚで表される。なお、表中にはフェースプレートＦの値も
示してあり、これを含めて第５群レンズとして表示して
いる。

実施例１は、第１図に示すように第５レンズ群Ｇ、はス
クリーン側に凹面を向けたプラスチックの球殻レンズと
フェースプレートＦとの間に流体りを満たしてレンズを
構成した例である。また。

第２群レンズをプラスチックレンズ、第３群レンズをガ
ラスレンズとすることで温度変化によるバックフォーカ
スの変動の少ないレンズとすることが出来る。

実施例１ｆ＝　８６．２７　　　　　口径比１：１．０４倍率−
０，１２９８７半画角　３５″′ｄ２／ｄ４＝１．１６
　　ｆ２／ｆ１□＝−０，６８ｆ／ｆ４＝０．１６ｉ　
　　　　　ｒＩｄＩｒＢ　　　　ｖ　（Ｇユ　１　　　
７３．３５９　１５．３２　１．４９４０７　５５．０
２　　−５６２．０４０　１４．０１Ｇ２３　　−３５８．０８４　　３．４７　１．５７０
９６　３３．７４　　　１６５．４３０　１２．０５Ｇ、　　５　　　１１６．２７１　２５．００　１．５
９１４３　６１．０６　　−１０９．５７０　　６．５
１Ｇ４７　　　４０８．２７８　　７．００　１．４９４
０７　５５．０８　　−７１３．７９１　４２．３６Ｇ、　　９　　　−３０．９２９　　３．４７　１．４
９４０？　　５５，０１０、　　−４７．２４３　　６
．０２　１．４４５５０　６４．４Ｆ　１１　　　　　
ｏｏ　　　　１０．３０　１．５４２１２　５９．５１
２　　　　　■ 非球面係数・べき数第１面Ｋ　＝　−９，０５４３１Ｘ１０−” Ａ□＝　−４，６０７５８ｘ　１０−’　　　　　ｐ工
＝　４．００００Ａ２＝−２，２５８８４ｘｌＯ−１ａ
Ｐ２＝　６．０００ＯＡ、＝−９，２７０９６Ｘ１０−
１４Ｐ、＝　８．００００第２面にニー６．５４２８８　Ｘ　１０−” Ａ、＝　−１，５４８９１Ｘ　１０−’　　　　　Ｐ工
＝４．００００Ａ、＝−１，７４９１９ｘｌＯ−ｉａＰ
、＝　６．０００ＯＡ、＝　　１．７０５２５Ｘ１０−
”　　　　　Ｐ、＝　８．００００第３面Ｋ　＝　　５．４５７１０ＸｌＯ−３八〇＝　−４，１０１５２Ｘ１０−’　　　　　Ｐ工、
　４．０００ＯＡ、＝　　１．６０４４２ｘｌｏ−”　
　　　　ｐ２＝　６．０００ＯＡ３＝　　３．０４８８
８Ｘ１０−１４Ｐ３＝　８．００００第８面Ｋ　、　−１，８９０６８ＸＩＯ−” Ａ、＝　　１．１５００４Ｘ１０−’　　　　　Ｐ１＝
　４．００００Ａ、＝　　４．７３２３５Ｘ１０−”　
　　　　Ｐ２＝　６．０００ＯＡ、＝−２，００５７８
Ｘ１０−１４Ｐ、＝　８．００００第９面Ｋ　＝−３，５８２’ＩＡよ−　−８，３９７３６ｘｌＯ−”　　　　　Ｐ工＝
４．０００ＯＡ、＝　　４．６１９４３Ｘ１０−’　　
　　　Ｐ、＝　６．００００Ａ、＝　−１，９５１１２
Ｘ１０−”　　　　　Ｐ、＝　８．０００ＯＡ４＝　　
２．７８１３６Ｘ１０−”　　　　　Ｐ４＝１０．００
００実施例２ｆ＝　８６．３０　　　　　口径比１：１．０４倍率−
０，１２９８７半画角　３４．６゜ｄ、／ｄ４＝０．９
３　　ｆ２／ｆ１２＝−１，３４ｆ／ｆ４＝０．１６ｉ
　　　　　ｒｌ　　　　　ｄｉ　　　　　ｎｉ　　　　
ｖｉＧｌｌ　　　　７３．３５９　１５．３２　１．４
９４０７　５５．０２　　−５６２．０４０　１３．８
５Ｇ、　　３　　−３５８．０８４　　３．４７　１．５
７０９６　３３．７４　　　３００．０００　１４．８
４Ｇ、　　５　　　１６１．９４７　２０．３４　１．５
９１４３　６１．０６　　　−１１０．９０７　　　６
．５１０４７　　　４０８．２７ｇ　　　７．００　　
１．４９４０７　　５５．０８　　　−７４８．６９２
　　４２．３６Ｇ、　　９　　　−３０．８６０　　３
．４７　　１．４９４０７　　５５．０１０　　　−４
７．５１１　　６．０２　　１．４４５５０　　６４．
４Ｆ　１１　　　　　００　　　１０．３０　　１．５
４２１２　　５９．５１２　　　　　　　ψ 非球面係数・べき数第１面Ｋ　＝　−１，２２２９６Ｘ１０− Ａ□＝　−４，３７２４２Ｘ１０−’　　　　　Ｐ、＝
　４．０００ＯＡ、＝−１，４６６４６Ｘ１０−１０Ｐ
２＝　６．０００ＯＡ、＝　−９，６８２９３Ｘ１０−
”　　　　Ｐ、＝　８．００００第２面Ｋ　、　−６，６２７８８Ｘ１０−” Ａ、＝　−１，，６７１８４ｘｌＯ−’　　　　　Ｐ、
＝　４．０００ＯＡ、＝　−１，７２９４１Ｘ　１０−
”　　　　　Ｐ２＝　６．０００ＯＡ、＝　　３．６３
９１５ｘｌＯ−１４ｐ、＝　８．００００第３面Ｋ　＝４．９０３５５Ｘ１０−３Ａ１＝　−４，６６６１８Ｘ　１０−’　　　　　Ｐ１
＝　４．０００ＯＡ２＝　　１，０４６３１　ｘ　１Ｏ
−１０Ｐ２＝　６．００００Ａ、＝　　６．１６６４５
ｘｌＯ−１４ｐ３＝　８．００００第８面Ｋ　＝　−１，８５４８５Ｘ１０−” Ａ、＝−２，０６６７１Ｘ１０−＠Ｐ□＝　４．０００
０Ａ２＝　　２．７２４７０ｘｌＯ−１１ｐ、＝　６．
０００ＯＡ、＝−２，９３３２６Ｘ１０−１４Ｐ−＝　
８．００００第９面Ｋ　＝　−３，２３６４７Ａ、＝　−８，３４７８２ｘｔＯ−’　　　　　ｐ、＝
　４．ＱＯＯＯＡ、＝　　４．７１２０１Ｘ１０−’　
　　　　ｐ２＝　６．０００ＯＡ、ニー１．９０１４１
Ｘ１０”１２Ｐ、＝　８．００００Ａ１２　　２．４９
４０７　Ｘ　１０””　　　　　Ｐ４＝１０．００００
実施例３ｆ＝　８６．３６　　　　　口径比１：１．０４倍率−
０，１２９８７半画角　３５．２゜ｄ、／ｄ、＝１．２
５　　ｆ、／ｆ１□＝−０，５２ｆ／ｆ４＝０．１８Ｌ
　　　　　ｒＭ　　　　　ｄｌＧ、　　１　　　　７３．３５９　　１５．３２　　１
．４９４０７　５５．０２　　−５６２．０４０　１４
．４８Ｇ、　　３　　　−３５８．０８４　　３，４７　　１
．５７０９６　３３．７４　　　１４０．０００　１１
．５７Ｇ３５　　　１０６，１１９　２６，１８　１．５９１
４３　６１．０６　　−１０９．５９１　　６．５１Ｇ４７　　　４０８．２７８　　７．００　　１．４９
４０７　５５．０８　　−５６８．２６９　４２．３６Ｇ、　　９　　　−３０．９４１　　３．４７　１．４
９４０７　５５．０１０　　　−４７．２８５　　６．
０２　　１．４４５５０　６４．４Ｆ　１１　　　　０
ｏ　　　　１０．３０　１．５４２１２　５９．５非球
面係数・べき数第１面に＝　−９，７１０４４ｘ　ｔｏ−” Ａ、＝　−４，６２６２５Ｘ１０−’　　　　　Ｐ、＝
　４．００００Ａ２＝　−２，２７４６１，Ｘ１０−”
　　　　Ｐ２＝　６．０００ＯＡ、＝　−９，２８９７
６Ｘ１０−”　　　　Ｐ、＝　８．００００第２面Ｋ　＝　−６，５４３９４ｘｌＯ−” Ａ、ニー１．５３２７５Ｘ１０−’　　　　　Ｐ□＝　
４．０００ＯＡ２＝　−１，７４４６７Ｘ１０−”　　
　　　Ｐ２＝　６．０００ＯＡ、＝　　１．７１９６３
　ｘ　１０−１’　　　　　Ｐ、＝８．０ＯＯＯ第３面Ｋ　　＝　　５．５２７３８Ｘ１０−３Ｋ　　＝　　−
１，８９２０３Ｘ１０−”Ａ１＝　　１．１７９７９ｘ
ｌＯ−’　　　　　　Ｐ、＝　４．０００ＯＡ、＝　　
４．９７９１６ｘｌＯ−１１Ｐ２＝　６．００００Ｋ　
　＝　　−３，５８０１０Ａ、＝　−８，３９７９２Ｘ１０−’　　　　　　Ｐ、
＝　４．０００ＯＡ、＝４．６１９０７Ｘ１０−’　　
　　　ｐ２＝　６．０００ＯＡ、＝−１，９５１３４Ｘ
１０−１２Ｐ、＝　８．０００ＯＡ４＝　　２．７８０
０６　Ｘ　１Ｏ−１ＧＰ４＝１．０．００００（発明の
効果）この発明は上記実施例及び図面に見るように、口径比が
１．０４と大口径であり１画角も３５゜と広いにもかか
わらず、結像性能もその諸収差図のように良好である。

そして、軸上の色収差も第２レンズをアツベ数の小さい
材料を用いることで収差図に示すように小さくすること
が出来た。

尚、実施例の第５レンズは、コストダウンのため、屈折
力の小さいメニスカスレンズとフェースプレート及びそ
の間に充填された液体レンズとがら構成されているが、
このメニスカスレンズと液体レンズとを負の単レンズに
変更出来ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のプロジェクタ−用投影レンズの構成
を示す断面図、第２図ないし第４図はそれぞれ実施例工
ないし実施例３の収差図である。ＧＩ＝スクリーン側から第１番目のレンズ群Ｆ　：フェ
ースプレート　　　　Ｌ：液体層特許出願人　小西六写
真工業株式会社出願人代理人　弁理士　左膝　文男（他２名）第　　　ｌ　　　図Ｆ第２図Ｆｌ、０．ｌ　　　　　　　　　　Ｙ＝７１　　　　　
　　　　　Ｙ＝７１ｇ　：１１’　ＩＩＹ　５　　　　
　　　　Ｊｌ　己、’、　ｌｉ７　ｒ’４ｉ　　　　　
　　　　、ｆ’　ｆａｌｌ　１１７　、？゛＼　コヤ　１ゝ−１％噂１４１　　ｍ °＼　　コ、゛１％葎

Claims

【特許請求の範囲】スクリーン側から順に、正の第１群レンズ、負の第２群
レンズ、正の第３群レンズ、屈折力の弱い第４群レンズ
、曲率の強い凹面をスクリーン側に向けた負の第５群レ
ンズからなり、 −２．０＜ｆ＿２／ｆ＿１＿２＜−０．３の条件を満足することを特徴とするプロジェクター用投
影レンズ但しｆ＿２：第２群レンズの焦点距離ｆ＿１＿２：第１群レンズと第２群レンズの合成焦点距
離