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JPH1062684A - 投影レンズ - Google Patents

投影レンズ

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Publication number
JPH1062684A
JPH1062684A JP24106896A JP24106896A JPH1062684A JP H1062684 A JPH1062684 A JP H1062684A JP 24106896 A JP24106896 A JP 24106896A JP 24106896 A JP24106896 A JP 24106896A JP H1062684 A JPH1062684 A JP H1062684A
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JP
Japan
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lens
positive
back focus
focal length
enlargement side
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Application number
JP24106896A
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English (en)
Other versions
JPH1062684A5 (ja
JP3741790B2 (ja
Inventor
Tsutomu Yamamoto
力 山本
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Optical Co Ltd filed Critical Fuji Photo Optical Co Ltd
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Priority to DE1997136623 priority patent/DE19736623A1/de
Publication of JPH1062684A publication Critical patent/JPH1062684A/ja
Priority to US09/280,080 priority patent/US6295166B1/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 投影レンズにおいて、第1および第2の正の
レンズと、第3の負のレンズと、第4および第5の正の
レンズとにより構成し、かつ所定の条件式を満足するこ
とにより、バックフォーカスを短くし、かつ歪曲収差を
良好にする。 【構成】 拡大側から、拡大側に凸面を向けた正の第1
レンズL1および第2レンズL2、両凹面の負の第3レン
ズL3、縮小側に凸面を向けた正の第4レンズL4および
拡大側に凸面を向けた正の第5レンズL5がこの順に配
列されてなり、かつ下記各条件式を満足するように構成
されてなる。 0.35<F12/F<0.65、 −3.0<F3/F
<−1.3 0.5<F5/F<0.85 、 0.35<BF/
F<0.55 1.2<R8/R9<3.2

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CCDや撮像管等
の撮像手段あるいは銀塩フィルム等を用いたカメラの結
像レンズとしても使用可能な、投射型テレビに用いられ
る投影レンズに関し、特に、液晶表示パネルを用いた投
射型テレビに好適な投影レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、液晶表示パネルを用いた投射
型テレビに用いられる投影レンズとしては、液晶表示パ
ネル、照明系や色合成光学系等との関係により、テレセ
ントリックな光学系が要求され、あるいは色合成光学系
を挿入するために長いバックフォーカスが要求されてい
る。このような要求を満足させるためのレンズとして、
例えば特開昭63−81414号公報に記載されたもの
が知られている。このレンズは、従来よりもレンズ枚数
を少なく構成でき、かつ焦点距離と比較してバックフォ
ーカスが長く、テレセントリックな光学系を実現するこ
とができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焦点距
離と比較してバックフォーカスが長すぎると、光学系全
体が大型化するという問題がある。また、液晶表示パネ
ルを用いた光学系においては、テレビあるいは写真より
も歪曲収差が目立つため、これを抑える必要があるが、
上記公報記載のレンズでは、十分に歪曲収差を補正する
ことができなかった。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、色合成光学系等の光学系を挿入し得る適度なバッ
クフォーカスを有し、テレセントリックで、歪曲収差を
十分に補正し得る投影レンズを提供することを目的とす
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の投影レンズは、
拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた正の第1レン
ズ、拡大側に凸面を向けた正の第2レンズ、両凹レンズ
からなる第3レンズ、縮小側に凸面を向けた正のメニス
カスレンズからなる第4レンズ、および拡大側に凸面を
向けた正の第5レンズが配列されてなり、以下の各条件
式(1)〜(4)を満足するように構成されてなること
を特徴とするものである。
【0006】 (1) 0.35<F12/F<0.65 (2) −3.0<F3/F<−1.3 (3) 0.5<F5/F<0.85 (4) 0.35<BF/F<0.55 ここで、 F12 :第1レンズと第2レンズとの合
成焦点距離 F3 :第3レンズの焦点距離 F5 :第5レンズの焦点距離 F :全レンズ系の焦点距離 BF :全レンズ系のバックフォーカス また、前記第4レンズが以下の条件式(5)を満足する
ように構成されてなることが好ましい。 (5) 1.2<R8/R9<3.2 ここで、 R8 :第4レンズの拡大側の面の曲率
半径 R9 :第4レンズの縮小側の面の曲率半径 さらに、前記第1レンズ内もしくは該第1レンズよりも
拡大側の位置において、軸上光束をカットするように構
成されてなることが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。なお、以下に3つの実施例につい
て具体的に説明するが、各実施例に各々対応する図面の
説明において同一の要素については同一の符号を付し、
重複する説明については省略する。
【0008】<実施例1>この実施例1のレンズは、図
1に示すように、拡大側から、正の第1レンズL1、正
の第2レンズL2、負の第3レンズL3、正の第4レンズ
4および正の第5レンズL5がこの順に配列されてな
り、かつ下記各条件式を満足するように構成されてい
る。
【0009】 (1) 0.35<F12/F<0.65 (2) −3.0<F3/F<−1.3 (3) 0.5<F5/F<0.85 (4) 0.35<BF/F<0.55 (5) 1.2<R8/R9<3.2 ここで、 F12 :第1レンズL1と第2レンズL2
との合成焦点距離 F3 :第3レンズL3の焦点距離 F5 :第5レンズの焦点距離 F :全レンズ系の焦点距離 BF :全レンズ系のバックフォーカス R8 :第4レンズの拡大側の面の曲率半径 R9 :第4レンズの縮小側の面の曲率半径
【0010】なお、LCD1を透過し、光軸Xに沿って
この投影レンズに入射した光束は、図示されないスクリ
ーン上に拡大して投射される。また、レンズ系の縮小側
(LCD側)には色合成光学系2が配されている。な
お、第1レンズL1よりも拡大側には、軸上光束遮蔽手
段3が設けられており、軸上光束をカットするようにな
っている。
【0011】ここで、第1レンズL1および第2レンズ
2は拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ、第
3レンズL3は拡大側に強い曲率の面を向けた両凹レン
ズ、第4レンズL4は縮小側に凸面を向けた正のメニス
カスレンズ、第5レンズL5は拡大側に強い曲率の面を
向けた両凸レンズである。
【0012】次に、上記条件式(1)〜(5)について
説明する。条件式(1)の上限を越えて第1レンズL1
と第2レンズL2との合成焦点距離が長くなると、バッ
クフォーカスが大きくなりすぎてしまい、一方、条件式
(1)の下限を越えて第1レンズL1と第2レンズL2
の合成焦点距離が短くなると、収差の補正が困難となっ
たり、バックフォーカスが短くなりすぎてしまうが、本
実施例においてはこの条件式(1)を満足しており、バ
ックフォーカスを適当な大きさとすることができ、ま
た、収差の補正を良好なものとすることできる。
【0013】また、条件式(2)の上限、下限のどちら
を越えても、第3レンズL3が唯一の負のレンズである
ため、収差のバランスが崩れ、収差を補正することが困
難となるが、本実施例ではこの条件式(2)を満足して
おり、収差のバランスを良好なものとすることができ
る。
【0014】また、条件式(3)の上限を越え、第5レ
ンズL5の焦点距離が長くなると、バックフォーカスが
長くなりすぎたり、収差を補正することが困難となり、
一方、条件式(3)の下限を越え、第5レンズL5の焦
点距離が短くなると、収差の補正、特に歪曲収差の補正
が困難となるが、本実施例ではこの条件式(3)を満足
しており、バックフォーカスを適当な長さとすることが
でき、また、収差の補正、特に歪曲収差の補正を良好な
ものとすることができる。
【0015】また、条件式(4)の上限を越え、バック
フォーカスが長くなると、光学系全体が大型化してしま
い、一方、条件式(4)の下限を越え、バックフォーカ
スが大幅に短くなると、第5レンズL5と結像面との間
に色合成光学系等を挿入することができなくなってしま
うが、本実施例ではこの条件式(4)を満足しており、
光学系全体の大型化を防止しつつ、光路中に色合成光学
系等の挿入を可能としている。
【0016】また、条件式(5)の上限を越えると、収
差補正、とくに像面湾曲の補正が困難となり、一方、条
件式(5)の下限を越えると、レンズ自体の製造が困難
となるが、本実施例ではこの条件式(5)を満足してい
るため、像面湾曲等の補正が容易となり、レンズ自体の
製造が容易となる。
【0017】さらに、第1レンズL1あるいは第1レン
ズL1よりも拡大側において軸上光束遮蔽手段を挿入し
ないと、角度のきつい軸外光束をカットできなくなって
拡大側のレンズ径が大きくなり、またテレセントリック
性が失われることになるが、本実施例では第1レンズL
1よりも拡大側に軸上光束をカットする手段3を挿入し
ているので拡大側のレンズ径の拡大化を防止しつつテレ
セントリック性を保持することができる。
【0018】次に、この実施例1における各レンズ面の
曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ
間の空気間隔D(mm)、各レンズのd線における屈折
率Nおよびアッベ数νを下記表1に示す。ただし、この
表1および後述する表2、3において、各記号R,D,
N,νに対応させた数字は拡大側から順次増加するよう
になっている。なお、表1の下段に本実施例における条
件式(1)〜(5)の値を示す。
【0019】
【表1】
【0020】また、この実施例1におけるレンズのFナ
ンバおよび半画角ωは各々3.00および10.7°で
ある。
【0021】<実施例2>次に、実施例2の投影レンズ
について図2を用いて説明する。この実施例2のレンズ
は、図2に示すように、上記実施例1のレンズとほぼ同
様のレンズ構成とされているが、主として、第4レンズ
4と第5レンズL5が極めて接近している点で上記実施
例1のものとは異なっている。
【0022】なお、前述した条件式(1)〜(5)は全
て満足されており、さらに第1レンズL1よりも拡大側
には、軸上光束遮蔽手段3が設けられている。この実施
例2における各レンズ面の曲率半径R(mm)、各レン
ズの中心厚および各レンズ間の空気間隔D(mm )、
各レンズのd線における、屈折率Nおよびアッベ数νを
下記表2に示す。なお、表2の下段に本実施例の条件式
(1)〜(5)の値を示す。
【0023】
【表2】
【0024】また、この実施例2におけるレンズのFナ
ンバおよび半画角ωは各々3.00および10.9°で
ある。
【0025】<実施例3>実施例3の投影レンズは、上
記実施例2のレンズとほぼ同様のレンズ構成とされてい
るため、図示は省略する。なお、前述した条件式(1)
〜(5)は全て満足されており、さらに第1レンズL1
よりも拡大側には、軸上光束遮蔽手段3が設けられてい
る。
【0026】この実施例3における各レンズ面の曲率半
径R(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空
気間隔D(mm)、各レンズのd線における、屈折率N
およびアッベ数νを下記表3に示す。なお、表3の下段
に条件式(1)〜(5)の値を示す。
【0027】
【表3】
【0028】また、この実施例3におけるレンズのFナ
ンバおよび半画角ωは各々3.00および10.9°で
ある。なお、上記実施例1〜3に対応させてその各収差
図(球面収差、非点収差およびディストーションの収差
図)を各々図3〜5に示す。なお、この収差図において
ωは半画角を示す。
【0029】また、各球面収差図においては e線、F
線およびC線に対する収差が示されている。さらに、各
非点収差図には、サジタル(S)像面およびタンジェン
シャル(T)像面に対する収差が示されている。これら
図3〜5から明らかなように、上述した各実施例におい
ては、前述した各収差を全て良好なものとすることがで
きる。
【0030】なお、本発明の投影レンズとしては、上記
実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更
が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Rおよびレン
ズ間隔(もしくはレンズ厚)Dを適宜変更することが可
能である。なお、上記実施例においては、本発明のレン
ズを液晶表示パネルの投影レンズとして用いているが、
本発明の投影レンズの使用態様はこれに限られるもので
はなく、各種カメラの結像レンズ等として用いることも
可能である。
【0031】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の投
影レンズによれば、バックフォーカスを適当な大きさと
することができるので縮小側に色合成光学系等を挿入可
能なバックフォーカスを確保しつつ、全光学系のサイズ
を小型化することができる。また、歪曲収差等の収差の
補正を良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係るレンズ基本構成を示す
概略図
【図2】本発明の実施例2に係るレンズ基本構成を示す
概略図
【図3】実施例1に係るレンズの各収差図
【図4】実施例2に係るレンズの各収差図
【図5】実施例3に係るレンズの各収差図
【符号の説明】
1 〜L5 レンズ R1 〜R13 レンズ面あるいは色合成光学系の端面の
曲率半径 D1 〜D12 レンズ面間隔(レンズ厚) X 光軸 P 結像位置 1 LCD 2 色合成光学系 3 軸上光束遮蔽手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた
    正の第1レンズ、拡大側に凸面を向けた正の第2レン
    ズ、両凹レンズからなる第3レンズ、縮小側に凸面を向
    けた正のメニスカスレンズからなる第4レンズ、および
    拡大側に凸面を向けた正の第5レンズが配列されてな
    り、以下の各条件式(1)〜(4)を満足するように構
    成されてなることを特徴とする投影レンズ。 (1) 0.35<F12/F<0.65 (2) −3.0<F3/F<−1.3 (3) 0.5<F5/F<0.85 (4) 0.35<BF/F<0.55 ここで、 F12 :第1レンズと第2レンズとの合
    成焦点距離 F3 :第3レンズの焦点距離 F5 :第5レンズの焦点距離 F :全レンズ系の焦点距離 BF :全レンズ系のバックフォーカス
  2. 【請求項2】 前記第4レンズが以下の条件式(5)を
    満足するように構成されてなることを特徴とする請求項
    1記載の投影レンズ。 (5) 1.2<R8/R9<3.2 ここで、 R8 :第4レンズの拡大側の面の曲率
    半径 R9 :第4レンズの縮小側の面の曲率半径
  3. 【請求項3】 前記第1レンズ内もしくは該第1レンズ
    よりも拡大側の位置において、軸上光束をカットするよ
    うに構成されてなることを特徴とする請求項1または2
    記載の投影レンズ。
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