JP2813744B2 - 投写レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高画質な投写画像を得る
のに適した投写型ディスプレイ用の投写レンズに関し、
特に広画角かつ大口径比の投写レンズに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像の大画面化の要望が強く、大
画面のテレビジョン映像を得る方法の一つとしてプロジ
ェクションＴＶが普及しつつある。プロジェクションＴ
Ｖは映像源である赤，青，緑ＣＲＴ上の映像を投写レン
ズにより拡大投影し、スクリーン上で合成してフルカラ
ーの大画面映像を得る。この光学システムにおいて、高
画質の映像を得るためには、投写レンズの性能が重要な
役割を担っている。

【０００３】プロジェクションＴＶに用いられる投写レ
ンズは、スクリーン上での映像の明るさを十分得るため
に口径比を１近くと大きくとる必要があり、かつ画面の
周辺部に至るまで良好に収差補正されなければならな
い。またプロジェクションＴＶは直視型ＴＶに比べセッ
トの奥行きが大きく、広い設置場所が必要となることが
問題となる。このためセットのコンパクト化の要望が強
く、投写レンズにおいては投写距離が短い広画角レンズ
の要求がある。

【０００４】ビデオプロジェクタで高画質を得るために
は、投写レンズの性能が大きく左右する。画面を明るく
するために口径比が大きく、投写距離を短くするために
画角が大きく、本体をコンパクトにするために小型軽量
で、高解像度化のために画面中心から周辺にわたりフォ
ーカス性能がよい投写レンズが必要とされる。

【０００５】従来よりこの種のレンズとして、オールガ
ラスレンズが用いられてきた。しかし、ガラスレンズで
レンズ口径を大きくした場合、レンズが重くなるという
欠点がある。また、各種収差を補正するためにレンズの
枚数が増えるという欠点がある。そこで、非球面レンズ
を用い、少ないレンズ枚数で収差を補正する方法が採ら
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来より投写レンズの
広画角化あるいは高開口比を実現するために非球面プラ
スッチクレンズを用いた例が数多くある。しかしなが
ら、広画角かつ画面全域にわたって良好な結像性能を得
るためには開口比を１以下とすることは困難であり、十
分明るい映像を得ることができなくなる。また画面全域
に至る光束を良好に収差補正するために非球面レンズの
非球面量が大きくなり、加工精度の問題から特に画面周
辺部において設計性能を十分に発揮できないことが問題
となる。

【０００７】逆に、開口比を大きくとると光束径が大き
くなり、特にスクリーンに近い位置に非球面プラスチッ
クレンズ用いた場合、やはり加工精度の問題から収差が
発生しやすく、フレアによる映像のコントラストの劣化
を生じることになる。また大口径の光束を良好に収差補
正するために十分な画角を得ることが難しく、プロジェ
クションＴＶセットのコンパクト化を妨げることにな
る。

【０００８】さらに、プロジェクションＴＶに投写レン
ズを搭載した実動状態では、映像源であるＣＲＴの熱発
生により投写レンズ内で各レンズ群の温度分布が異な
り、設計時と実動時との性能に差異が生じるということ
が問題となる。特にプラスチックレンズにおいては熱の
影響を受けやすく、その屈折率に変化を生じるなどの問
題点がある。

【０００９】現在、大口径の非球面レンズをガラスレン
ズで製作することは技術的に困難であり、プラスチック
材料を使った非球面レンズを使用している。投写レンズ
に大口径の非球面プラスチックレンズを使用する場合、
加工が非常に困難であるという欠点と、温度変化による
プラスチック材料の屈折率変化または湿度変化による形
状変化のためにレンズの結像性能が劣化するという欠点
とがある。

【００１０】また、投写画面を明るくするために、投写
光源として10インチを越えるような大型の投写管を使用
した場合、レンズの口径が大きくなり、正の集光作用を
持つ集光レンズはレンズの中心の厚さが厚くなるため、
単体のレンズの重量が重くなりレンズの組立に支障をき
たす場合がある。レンズの直径が200 ｍｍを越える場
合、レンズの中心厚が厚くなりすぎると硝材作成が困難
になり、またコストが高くなるという欠点がある。

【００１１】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、本発明の１つの目的は、口径比１以下かつ半画
角38°以上で結像性能にすぐれた投写レンズを提供する
ことにある。

【００１２】本発明の他の目的は、投写レンズにおける
温度分布による設計時と実動時との性能差を抑制するこ
とができ、これにより小型のＣＲＴを用いた場合でも映
像が明るいコンパクトなプロジェクションＴＶを提供す
ることにある。

【００１３】本発明の更に他の目的は、大口径かつ広画
角であるにもかかわらず高解像度であり、プラスチック
レンズを使用しているにもかかわらず環境変化による結
像性能劣化が少ない投写レンズを提供することにある。

【００１４】本発明の更に他の目的は、レンズの直径が
200 ｍｍを越えるような大口径になっても作製が困難で
ない投写レンズを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１発明（請求項１）の
投写レンズは、スクリーン側から順に、スクリーン側に
凸面を向け、光軸付近に正、周辺にいくにしたがって負
のパワーを有するメニスカス形状で両面に非球面を有す
る第１群レンズ、スクリーン側に凸面を向けた正のメニ
スカス形状で両面に非球面を有する第２群レンズ、スク
リーン側に凸面を向けた正のメニスカス形状の第３群レ
ンズ、第３群レンズに近接して配される両凸の第４群レ
ンズ、スクリーン側に凹面を向けた正のメニスカス形状
で両面に非球面を有する第５群レンズ、及びスクリーン
側に強い凹面を向け、スクリーン側の面に非球面を有す
る第６群レンズから成り、下記の条件を満足する構成と
する。 0.0≦ｆ／ｆ12≦0.2 ・・（１） 0.9≦Ｄ8 ／ｆ≦1.0 ・・（２） 0.2＜ｆ4 ／ｆ3 ＜0.8 ・・（３） 但し、 ｆ ：レンズ全系の焦点距離 ｆ12：第１群，第２群レンズの合成焦点距離 Ｄ8 ：第４群レンズの像側面頂点より像面までの距離 ｆ3 ：第３群レンズの焦点距離 ｆ4 ：第４群レンズの焦点距離

【００１６】

【００１７】第１発明（請求項２）の投写レンズは、ス
クリーン側から順に、スクリーン側に凸面を向け、光軸
付近に正、周辺にいくにしたがって負のパワーを有する
メニスカス形状で両面に非球面を有する第１群レンズ、
スクリーン側に凸面を向けた正のメニスカス形状で両面
に非球面を有する第２群レンズ、スクリーン側に凸面を
向けた正のメニスカス形状の第３群レンズ、第３群レン
ズに近接して配される両凸の第４群レンズ、スクリーン
側に凹面を向けた正のメニスカス形状で両面に非球面を
有する第５群レンズ、及びスクリーン側に強い凹面を向
け、スクリーン側の面に非球面を有する第６群レンズか
ら成り、下記の条件を満足する構成とする。 ｎ1 ≧ｎ2 ≧ｎ5 ≧ｎ6 ・・（４） 但し、 ｎ1 ：第１群レンズの屈折率 ｎ2 ：第２群レンズの屈折率 ｎ5 ：第５群レンズの屈折率 ｎ6 ：第６群レンズの屈折率

【００１８】第２発明（請求項３）の投写レンズは、ス
クリーン側から順に、スクリーン側に凸面を向けた正の
メニスカス形状の第１群レンズ、スクリーン側に凸面を
向け、正のメニスカス形状で両面に非球面を有する第２
群レンズ、負の第３群レンズ、正の第４群レンズ、正の
第５群レンズ、負の第６群レンズ、正の第７群レンズ、
スクリーン側に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非
球面を有する第８群レンズ、及び負の第９群レンズから
成り、下記の条件を満足する構成とする。 −2.0 ＜ｆ6 ／ｆ45＜−1.7 ・・（５） 1.7＜ｆ7 ／ｆ45＜1.9 ・・（６） 但し、 ｆ45：第４群, 第５群レンズの合成焦点距離 ｆ6 ：第６群レンズの焦点距離 ｆ7 ：第７群レンズの焦点距離

【００１９】また、第２発明の投写レンズでは、上記の
構成において以下の条件を満足することが望ましい（請
求項４）。 ｔ1 ＜7000／Ｄ1 ・・（７） ｔ7 ＜7000／Ｄ7 ・・（８） ｔ9 ＜7000／Ｄ9 ・・（９） ｔ13＜7000／Ｄ13 ・・（10） 但し、 ｔ1 ：第１群レンズの中心の厚さ ｔ7 ：第４群レンズの中心の厚さ ｔ9 ：第５群レンズの中心の厚さ ｔ13：第７群レンズの中心の厚さ Ｄ1 ：第１群レンズの直径 Ｄ7 ：第４群レンズの直径 Ｄ9 ：第５群レンズの直径 Ｄ13：第７群レンズの直径

【００２０】第３発明（請求項５）の投写レンズは、ス
クリーン側から順に、スクリーン側に凸面を向けた正の
メニスカス形状の第１群レンズ、スクリーン側に凸面を
向け、正のメニスカス形状で両面に非球面を有する第２
群レンズ、負の第３群レンズ、正の第４群レンズ、負の
第５群レンズ、正の第６群レンズ、正の第７群レンズ、
スクリーン側に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非
球面を有する第８群レンズ、及び負の第９群レンズから
成り、下記の条件を満足する構成とする。 −2.1 ＜ｆ5 ／ｆ4 ＜−1.4 ・・（11） 0.7 ＜ｆ67／ｆ4 ＜0.9 ・・（12） 但し、 ｆ4 ：第４群レンズの焦点距離 ｆ5 ：第５群レンズの焦点距離 ｆ67：第６群, 第７群レンズの合成焦点距離

【００２１】また、第３発明の投写レンズでは、上記の
構成において以下の条件を満足することが望ましい（請
求項６）。 ｔ1 ＜7000／Ｄ1 ・・（13） ｔ7 ＜7000／Ｄ7 ・・（14） ｔ11＜7000／Ｄ11 ・・（15） ｔ13＜7000／Ｄ13 ・・（16） 但し、 ｔ1 ：第１群レンズの中心の厚さ ｔ7 ：第４群レンズの中心の厚さ ｔ11：第６群レンズの中心の厚さ ｔ13：第７群レンズの中心の厚さ Ｄ1 ：第１群レンズの直径 Ｄ7 ：第４群レンズの直径 Ｄ11：第６群レンズの直径 Ｄ13：第７群レンズの直径

【００２２】

【００２３】第４発明（請求項７）の投写レンズはスク
リーン側から順に、スクリーン側に凸面を向けた正のメ
ニスカス形状の第１群レンズ、スクリーン側に凸面を向
け、正のメニスカス形状で両面に非球面を有する第２群
レンズ、負の第３群レンズ、両凸で正の屈折力を持つ第
４群レンズ、負の第５群レンズ、正の第６群レンズ、ス
クリーン側に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非球
面を有する第７群レンズ、及び負の第８群レンズから成
り、下記の条件を満足する構成とする。 0.5 ＜ｆ／ｆ1 ＜0.7 ・・（21） −1.1 ＜ｆ／ｆ3 ＜−1.0 ・・（22） 0.1 ＜ｔ4 ／ｆ ＜0.2 ・・（23） 1.1 ＜ｔ6 ／ｔ4 ＜1.3 ・・（24） 但し、 ｆ ：全レンズ系の焦点距離 ｆ1 ：第１群レンズの焦点距離 ｆ3 ：第３群レンズの焦点距離 ｔ4 ：第２群レンズと第３群レンズとの軸上間隔 ｔ6 ：第３群レンズと第４群レンズとの軸上間隔

【００２４】

【作用】第１発明の投写レンズでは、第１群，第２群レ
ンズを有することにより、球面収差及びコマ収差の高精
度な補正と弱い正の集光作用とを行なう。第３群レンズ
と第３群レンズに近接して配される第４群レンズとは全
レンズ系の大部分を担う強い集光作用を持つ。また第５
群レンズは非点収差，歪曲収差及びコマ収差を高精度に
補正する作用を有する。そして第６群レンズはスクリー
ン側に凹面向けた形状を有し、ＣＲＴの蛍光面上に正し
く像を結ぶための作用をする。

【００２５】投写レンズの広画角化，高開口比を実現す
るために第１，第２，第５，第６群レンズを非球面形状
とすることにより高精度な収差補正を行ない、優れた結
像性能を有しつつレンズ枚数，コストの低減が図れる。
また、非球面を有するレンズのレンズ材をプラスチック
とすることにより投写レンズの軽量化を実現できる。

【００２６】上記（１）の条件は第１群，第２群レンズ
の合成パワーに関するものであり、下限を越えると光束
径が大きくなり、特に球面収差を補正するために第２群
レンズの非球面量が大きくなるため製造公差が実用的で
なくなる。また、上限を越えると特に軸外のコマ収差の
補正が困難となる。上記（２）の条件は全レンズ系の大
部分の強い集光作用を有する第３，第４群レンズの配置
に関するものであり、下限を越えると広角にして十分な
明るさを得ることが困難となり、また上限を越えると軸
外収差の補正が困難となる。上記（３）の条件は全レン
ズ系の大部分の強い集光作用を有する第３，第４群レン
ズのパワー配分に関するのものであり、下限を越えると
周辺光量が低下し実用的でなくなる。また上限を越える
と球面収差が増大し、これを補正するために前群非球面
レンズの非球面量が大きくなり加工誤差による性能劣化
をまねきやすくなる。

【００２７】上記（４）の条件はプラスチック材より成
る非球面レンズの屈折率に関するものである。各レンズ
群に実動状態における温度分布を設定し、アクリルの屈
折率温度依存性を考慮し、設計時と実動時との性能差を
抑制する。

【００２８】第２発明の投写レンズでは、第１，第２群
レンズは球面収差及びコマ収差の補正及び正の集光機能
を有する。第３群レンズは発散機能を有する。第４，第
５群レンズは正の集光機能を有する。第６群レンズは発
散機能を有し、また第７群レンズと共に色収差の補正を
行なう。第７群レンズは色収差補正の他に集光機能を有
する。第８群レンズは非点収差，歪曲収差及びコマ収差
の補正機能を有する。第９群レンズはＣＲＴの蛍光面上
に正しく結像するように、像面湾曲の補正を行なう。

【００２９】上記（５），（６）の条件は全レンズ系の
うち、大部分の集光作用を行なうパワーレンズの配置に
関するものであり、（５）の上限を越えるとコマ収差の
補正が困難になり、下限を越えると色収差及び非点収差
の補正が困難になる。（６）の上限を越えるとコマ収差
の補正が困難になり、下限を越えると球面収差の補正が
困難になる。また、貼合わせレンズを使わないで色収差
の補正を行うのでコストの低減を図ることが出来る。

【００３０】上記（７）, （８）, （９）, （10）の条
件はそれぞれ第１群, 第４群, 第５群, 第７群レンズの
直径と中心厚との関係に関するものであり、レンズの直
径が大きくなったときにレンズの厚さを制限する。この
条件により、レンズの直径が200 ｍｍを越えてもレンズ
単体の重量をレンズの組立が可能な重量に抑えることが
できる。

【００３１】第３発明の投写レンズでは、第１, 第２群
レンズは球面収差, コマ収差の補正及び正の集光機能を
有する。第３群レンズは発散機能を有する。第４群レン
ズは正の集光機能を有する。第５群レンズは発散機能を
有し、また第４, 第６群レンズと共に色収差の補正を行
なう。第６群レンズは色収差補正の他に集光機能を有
す。第７群レンズは正の集光機能を有する。第８群レン
ズは非点収差, 歪曲収差及びコマ収差の補正機能を有す
る。第９群レンズはＣＲＴの蛍光面上に正しく結像する
ように、像面湾曲の補正を行なう。

【００３２】上記（11）, （12）の条件は全レンズ系の
うち、大部分の集光作用を行なうパワーレンズの配置に
関するものであり、（11）の上限を越えるとコマ収差の
補正が困難になり、下限を越えると色収差及び非点収差
の補正が困難になる。（12）の上限を越えるとコマ収差
の補正が困難になり、下限を越えると球面収差の補正が
困難になる。また、貼合わせレンズを使わないで色収差
の補正を行うのでコストの低減を図ることが出来る。

【００３３】上記（13）, （14）, （15）, （16）の条
件はそれぞれ第１群, 第４群, 第７群, 第６群レンズの
直径と中心厚との関係に関するものであり、レンズの直
径が大きくなったときにレンズの厚さを制限する。この
条件により、レンズの直径が200 ｍｍを越えてもレンズ
単体の重量をレンズの組立が可能な重量に抑えることが
できる。

【００３４】

【００３５】

【００３６】第４発明の投写レンズでは、第１, 第２群
レンズは球面収差，コマ収差の補正及び正の集光機能を
有する。第３群レンズは発散機能を有する。第４群レン
ズは正の集光機能を有する。第４群レンズに近接して配
される第５群レンズは発散機能を有し、また第４群レン
ズと共に色収差の補正を行なう。第６群レンズは正の集
光機能を有する。第７群レンズは非点収差，歪曲収差及
びコマ収差の補正機能を有する。第８群レンズはＣＲＴ
の蛍光面上に正しく結像するように、像面湾曲の補正を
行なう。

【００３７】上記（21）の条件は第１群レンズのパワー
に関するものであり、上限を越えるとコマ収差の補正が
困難になり、下限を越えるとレンズ系の全長が長くな
る。上記（22）の条件は第３群レンズのパワーに関する
ものであり、上限を越えると色収差及びサジタルフレア
の補正が困難になり、下限を越えるとコマ収差が発生し
やすくなる。上記（23）の条件は第２群レンズと第３群
レンズとの軸上間隔に関するものであり、上限を越える
とコマ収差の補正が困難になり、下限を越えると球面収
差の補正が困難になる。前記（24）の条件は第２群レン
ズと第３群レンズ及び第３群レンズと第４群レンズの軸
上間隔に関するものであり、上限を越えると倍率色収差
が発生し、下限を越えるとサジタルフレアが大きくな
る。また、貼合わせレンズを使わないで色収差の補正を
行うのでコストの低減を図ることが出来る。

【００３８】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて詳述する。

【００３９】なお、以下に示す実施例の各表において、
Ｒは曲率半径、ｄは面間隔、Ｎは所定波長（実施例１
（表１〜表４）では 543ｎｍ，実施例２〜５（表５〜表
12）では 545ｎｍ）の光に対する屈折率、υはアッベ
数、Ｓｉはスクリーン側ＯＢＪから像面ＩＭＧまでのｉ
番目の面番号である。また非球面形状は、光軸をｘ，光
軸に直交する方向をＰ，コーニック係数をｃｃ，非球面
係数をＡj （ｊ＝４，６，８，10）としたとき次式で表
わす。

【００４０】

【数１】

【００４１】実施例１．本発明の実施例１（第１発明）
による投写レンズの例を以下に示す。実施例１は、例え
ば図１，図３，図５，図７に示すように図示しないスク
リーン側から順に、スクリーン側に凸面を向け、光軸付
近に正、周辺にいくにしたがって負のパワーを有するメ
ニスカス形状で両面に非球面を有する第１群レンズＬ
１、スクリーン側に凸面を向けた正のメニスカス形状で
両面に非球面を有する第２群レンズＬ２、スクリーン側
に凸面を向けた正のメニスカス形状の第３群レンズＬ
３、第３群レンズに近接して配される両凸の第４群レン
ズＬ４、スクリーン側に凹面を向けた正のメニスカス形
状で両面に非球面を有する第５群レンズＬ５、及びスク
リーン側に強い凹面を向け、スクリーン側の面に非球面
を有する第６群レンズＬ６から成り、前述の（１）〜
（４）の各条件を満足する。なお、蛍光面はスクリーン
側に凹面を向けた３５０Ｒの球面形状を有する。

【００４２】（例１）実施例１の例１の投写レンズの構
成を表１に、その構成図を図１に、その収差図を図２に
示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】（例２）実施例１の例２の投写レンズの構
成を表２に、その構成図を図３に、その収差図を図４に
示す。

【００４５】

【表２】

【００４６】（例３）実施例１の例３の投写レンズの構
成を表３に、その構成図を図５に、その収差図を図６に
示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】（例４）実施例１の例４の投写レンズの構
成を表４に、その構成図を図７に、その収差図を図８に
示す。

【００４９】

【表４】

【００５０】実施例２．本発明の実施例２（第２発明）
による投写レンズの例を以下に示す。実施例２は、例え
ば図９，図11に示すように図示しないスクリーン側から
順に、スクリーン側に凸面を向けた正のメニスカス形状
の第１群レンズＬ１、スクリーン側に凸面を向け、正の
メニスカス形状で両面に非球面を有する第２群レンズＬ
２、負の第３群レンズＬ３、正の第４群レンズＬ４、正
の第５群レンズＬ５、負の第６群レンズＬ６、第６群レ
ンズＬ６に近接して配される正の第７群レンズＬ７、ス
クリーン側に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非球
面を有する第８群レンズＬ８、及び負の第９群レンズＬ
９から成り、前述の（５），（６）の各条件を満足す
る。なお、図中10は冷却液、11はＣＲＴフェースプレー
トである。

【００５１】（例１）実施例２の例１の投写レンズの構
成を表５に、その構成図を図９に、その収差図を図10に
示す。

【００５２】

【表５】

【００５３】（例２）実施例２の例２の投写レンズの構
成を表６に、その構成図を図11に、その収差図を図12に
示す。

【００５４】

【表６】

【００５５】実施例３．本発明の実施例３（第３発明）
による投写レンズの例を以下に示す。実施例３は、例え
ば図13，図15に示すように図示しないスクリーン側から
順に、スクリーン側に凸面を向けた正のメニスカス形状
の第１群レンズＬ１、スクリーン側に凸面を向け、正の
メニスカス形状で両面に非球面を有する第２群レンズＬ
２、負の第３群レンズＬ３、正の第４群レンズＬ４、負
の第５群レンズＬ５、正の第６群レンズＬ６、正の第７
群レンズＬ７、スクリーン側に凹面を向けたメニスカス
形状で両面に非球面を有する第８群レンズＬ８、及び負
の第９群レンズＬ９から成り、前述の（11），（12）の
各条件を満足する。

【００５６】（例１）実施例３の例１の投写レンズの構
成を表７に、その構成図を図13に、その収差図を図14に
示す。

【００５７】

【表７】

【００５８】（例２）実施例３の例２の投写レンズの構
成を表８に、その構成図を図15に、その収差図を図16に
示す。

【００５９】

【表８】

【００６０】実施例４． 本発明の実施例４による投写レンズの例を以下に示す。
実施例４は、例えば図17，図19に示すように図示しない
スクリーン側から順に、スクリーン側に凸面を向けた正
のメニスカス形状の第１群レンズＬ１、スクリーン側に
凸面を向け、正のメニスカス形状で両面に非球面を有す
る第２群レンズＬ２、負の第３群レンズＬ３、両凸で正
の屈折力を持つ第４群レンズＬ４、第４群レンズＬ４に
貼り合わせた負の第５群レンズＬ５、正の第６群レンズ
Ｌ６、スクリーン側に凹面を向けたメニスカス形状で両
面に非球面を有する第７群レンズＬ７、及び負の第８群
レンズＬ８から成り、以下の（17）〜（20）の各条件を
満足する。 0.6＜ｆ／ｆ1 ＜0.7 ・・（17） −1.1 ＜ｆ／ｆ3 ＜−0.9 ・・（18） 0.1＜ｔ4 ／ｆ＜0.2 ・・（19） 1.2＜ｔ6 ／ｔ4 ＜1.4 ・・（20） 但し、 ｆ ：全レンズ系の焦点距離 ｆ1 ：第１群レンズの焦点距離 ｆ3 ：第３群レンズの焦点距離 ｔ4 ：第２群レンズと第３群レンズとの軸上間隔 ｔ6 ：第３群レンズと第４群レンズとの軸上間隔

【００６１】（例１）実施例４の例１の投写レンズの構
成を表９に、その構成図を図17に、その収差図を図18に
示す。

【００６２】

【表９】

【００６３】（例２）実施例４の例２の投写レンズの構
成を表10に、その構成図を図19に、その収差図を図20に
示す。

【００６４】

【表１０】

【００６５】実施例５． 本発明の実施例５（第４発明）による投写レンズの例を
以下に示す。実施例５は、例えば図21，図23に示すよう
に図示しないスクリーン側から順に、スクリーン側に凸
面を向けた正のメニスカス形状の第１群レンズＬ１、ス
クリーン側に凸面を向け、正のメニスカス形状で両面に
非球面を有する第２群レンズＬ２、負の第３群レンズＬ
３、両凸で正の屈折力を持つ第４群レンズＬ４、負の第
５群レンズＬ５、正の第６群レンズＬ６、スクリーン側
に凹面を向けたメニスカス形状で両面に非球面を有する
第７群レンズＬ７、及び負の第８群レンズＬ８から成
り、前述の（21）〜（24）の各条件を満足する。

【００６６】（例１）実施例５の例１の投写レンズの構
成を表11に、その構成図を図21に、その収差図を図22に
示す。

【００６７】

【表１１】

【００６８】（例２）実施例５の例２の投写レンズの構
成を表12に、その構成図を図23に、その収差図を図24に
示す。

【００６９】

【表１２】

【００７０】

【発明の効果】以上のように、第１発明の投写レンズで
は、半画角が38°以上と広角であり、かつ口径比が１以
下の明るさを得ることができる。このため、小型のＣＲ
Ｔを用いた場合でも十分な明るさが得られ、セット奥行
きを短縮したコンパクトなプロジェクションＴＶを提供
することができる。さらに、投写レンズの前群、後群に
非球面量が小さな、加工性に優れた非球面レンズを配す
ることにより軸外の諸収差を良好に補正し、投写画面の
全域にわたって結像性能に優れた映像を実現できる。ま
た、投写レンズの温度分布を考慮した設計により実動状
態で設計性能を十分発揮することができる。

【００７１】また、第２発明の投写レンズでは、非球面
プラスチックレンズを採用したことにより、口径比が1.
09，全画角が48゜と大きいうえ、少ないレンズ枚数で優
れた結像性能を達成でき、コスト，重量の低減も期待で
きる。また、非球面プラスチックレンズは、集光機能を
持たない形状としたので、温度変化によるデフォーカス
の発生を極力抑えることができる。また、第２発明によ
る投写レンズにおいて、前述の（７）〜（10）の各条件
を満足させて単体のレンズの重量を制限すると、レンズ
の直径が200 ｍｍを越えて大きくなってもレンズの作成
及び組立に支障をきたさず、コストも抑えられる。

【００７２】また、第３発明の投写レンズでは、非球面
プラスチックレンズを採用したことにより、口径比が1.
09, 全画角が48゜と大きいうえ、少ないレンズ枚数で優
れた結像性能を達成でき、コスト, 重量の低減も期待で
きる。また、非球面プラスチックレンズは、集光機能を
持たない形状としたので、温度変化によるデフォーカス
の発生を極力抑えることができる。また、第３発明によ
る投写レンズにおいて、前述の（13）〜（16）の各条件
を満足させて単体のレンズの重量を制限すると、レンズ
の口径が200 ｍｍを越えて大きくなってもレンズの作成
及び組立に支障をきたさず、コストも抑えられる。

【００７３】

【００７４】更に、第４発明の投写レンズでは、非球面
プラスチックレンズを採用したことにより、口径比が1.
09, 全画角が47.8゜と大きいうえ、少ないレンズ枚数で
優れた結像性能を達成でき、コスト, 重量の低減も期待
できる。また、非球面プラスチックレンズは、集光機能
を持たない形状としたので、温度変化によるデフォーカ
スの発生を極力抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１（第１発明）の例１の投写レンズの構
成図である。

【図２】実施例１（第１発明）の例１の投写レンズの収
差図である。

【図３】実施例１（第１発明）の例２の投写レンズの構
成図である。

【図４】実施例１（第１発明）の例２の投写レンズの収
差図である。

【図５】実施例１（第１発明）の例３の投写レンズの構
成図である。

【図６】実施例１（第１発明）の例３の投写レンズの収
差図である。

【図７】実施例１（第１発明）の例４の投写レンズの構
成図である。

【図８】実施例１（第２発明）の例４の投写レンズの収
差図である。

【図９】実施例２（第２発明）の例１の投写レンズの構
成図である。

【図１０】実施例２（第２発明）の例１の投写レンズの
収差図である。

【図１１】実施例２（第２発明）の例２の投写レンズの
構成図である。

【図１２】実施例２（第２発明）の例２の投写レンズの
収差図である。

【図１３】実施例３（第３発明）の例１の投写レンズの
構成図である。

【図１４】実施例３（第３発明）の例１の投写レンズの
収差図である。

【図１５】実施例３（第３発明）の例２の投写レンズの
構成図である。

【図１６】実施例３（第３発明）の例２の投写レンズの
収差図である。

【図１７】実施例４の例１の投写レンズの構成図であ
る。

【図１８】実施例４の例１の投写レンズの収差図であ
る。

【図１９】実施例４の例２の投写レンズの構成図であ
る。

【図２０】実施例４の例２の投写レンズの収差図であ
る。

【図２１】実施例５（第４発明）の例１の投写レンズの
構成図である。

【図２２】実施例５（第４発明）の例１の投写レンズの
収差図である。

【図２３】実施例５（第４発明）の例２の投写レンズの
構成図である。

【図２４】実施例５（第４発明）の例２の投写レンズの
収差図である。

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群レンズ Ｌ２ 第２群レンズ Ｌ３ 第３群レンズ Ｌ４ 第４群レンズ Ｌ５ 第５群レンズ Ｌ６ 第６群レンズ Ｌ７ 第７群レンズ Ｌ８ 第８群レンズ Ｌ９ 第９群レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−39916（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−235907（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−148914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−133915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−200215（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−191308（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−246512（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーン側から順に、スクリーン側に
   凸面を向け、光軸付近に正、周辺にいくにしたがって負
   のパワーを有するメニスカス形状で両面に非球面を有す
   る第１群レンズと、スクリーン側に凸面を向けた正のメ
   ニスカス形状で両面に非球面を有する第２群レンズと、
   スクリーン側に凸面を向けた正のメニスカス形状の第３
   群レンズと、該第３群レンズに近接して配される両凸の
   第４群レンズと、スクリーン側に凹面を向けた正のメニ
   スカス形状で両面に非球面を有する第５群レンズと、ス
   クリーン側に強い凹面を向け、スクリーン側の面に非球
   面を有する第６群レンズとを備え、以下の条件を満足す
   ることを特徴とする投写レンズ。 0.0≦ｆ／ｆ12≦0.2 0.9≦Ｄ8 ／ｆ≦1.0 0.2＜ｆ4 ／ｆ3 ＜0.8 但し、 ｆ ：レンズ全系の焦点距離 ｆ12：第１群，第２群レンズの合成焦点距離 Ｄ8 ：第４群レンズの像側面頂点より像面までの距離 ｆ3 ：第３群レンズの焦点距離 ｆ4 ：第４群レンズの焦点距離
2. 【請求項２】 スクリーン側から順に、スクリーン側に
   凸面を向け、光軸付近に正、周辺にいくにしたがって負
   のパワーを有するメニスカス形状で両面に非球面を有す
   る第１群レンズと、スクリーン側に凸面を向けた正のメ
   ニスカス形状で両面に非球面を有する第２群レンズと、
   スクリーン側に凸面を向けた正のメニスカス形状の第３
   群レンズと、該第３群レンズに近接して配される両凸の
   第４群レンズと、スクリーン側に凹面を向けた正のメニ
   スカス形状で両面に非球面を有する第５群レンズと、ス
   クリーン側に強い凹面を向け、スクリーン側の面に非球
   面を有する第６群レンズとを備え、以下の条件を満足す
   ることを特徴とする投写レンズ。 ｎ1 ≧ｎ2 ≧ｎ5 ≧ｎ6 但し、 ｎ1 ：第１群レンズの屈折率 ｎ2 ：第２群レンズの屈折率 ｎ5 ：第５群レンズの屈折率 ｎ6 ：第６群レンズの屈折率
3. 【請求項３】 スクリーン側から順に、スクリーン側に
   凸面を向けた正のメニスカス形状の第１群レンズと、ス
   クリーン側に凸面を向け、正のメニスカス形状で両面に
   非球面を有する第２群レンズと、負の第３群レンズと、
   正の第４群レンズと、正の第５群レンズと、負の第６群
   レンズと、正の第７群レンズと、スクリーン側に凹面を
   向けたメニスカス形状で両面に非球面を有する第８群レ
   ンズと、負の第９群レンズとを備え、以下の条件を満足
   することを特徴とする投写レンズ。 −2.0 ＜ｆ6 ／ｆ45＜−1.7 1.7＜ｆ7 ／ｆ45＜1.9 但し、 ｆ45：第４群, 第５群レンズの合成焦点距離 ｆ6 ：第６群レンズの焦点距離 ｆ7 ：第７群レンズの焦点距離
4. 【請求項４】 以下の条件を満足することを特徴とする
   請求項３記載の投写レンズ。 ｔ1 ＜7000／Ｄ1 ｔ7 ＜7000／Ｄ7 ｔ9 ＜7000／Ｄ9 ｔ13＜7000／Ｄ13 但し、 ｔ1 ：第１群レンズの中心の厚さ ｔ7 ：第４群レンズの中心の厚さ ｔ9 ：第５群レンズの中心の厚さ ｔ13：第７群レンズの中心の厚さ Ｄ1 ：第１群レンズの直径 Ｄ7 ：第４群レンズの直径 Ｄ9 ：第５群レンズの直径 Ｄ13：第７群レンズの直径
5. 【請求項５】 スクリーン側から順に、スクリーン側に
   凸面を向けた正のメニスカス形状の第１群レンズと、ス
   クリーン側に凸面を向け、正のメニスカス形状で両面に
   非球面を有する第２群レンズと、負の第３群レンズと、
   正の第４群レンズと、負の第５群レンズと、正の第６群
   レンズと、正の第７群レンズと、スクリーン側に凹面を
   向けたメニスカス形状で両面に非球面を有する第８群レ
   ンズと、負の第９群レンズとを備え、以下の条件を満足
   することを特徴とする投写レンズ。 −2.1 ＜ｆ5 ／ｆ4 ＜−1.4 0.7＜ｆ67／ｆ4 ＜0.9 但し、 ｆ4 ：第４群レンズの焦点距離 ｆ5 ：第５群レンズの焦点距離 ｆ67：第６群, 第７群レンズの合成焦点距離
6. 【請求項６】 以下の条件を満足することを特徴とする
   請求項５記載の投写レンズ。 ｔ1 ＜7000／Ｄ1 ｔ7 ＜7000／Ｄ7 ｔ11＜7000／Ｄ11 ｔ13＜7000／Ｄ13 但し、 ｔ1 ：第１群レンズの中心の厚さ ｔ7 ：第４群レンズの中心の厚さ ｔ11：第６群レンズの中心の厚さ ｔ13：第７群レンズの中心の厚さ Ｄ1 ：第１群レンズの直径 Ｄ7 ：第４群レンズの直径 Ｄ11：第６群レンズの直径 Ｄ13：第７群レンズの直径
7. 【請求項７】 スクリーン側から順に、スクリーン側に
   凸面を向けた正のメニスカス形状の第１群レンズと、ス
   クリーン側に凸面を向け、正のメニスカス形状で両面に
   非球面を有する第２群レンズと、負の第３群レンズと、
   両凸で正の屈折力を持つ第４群レンズと、該第４群レン
   ズに近接して配される負の第５群レンズと、正の第６群
   レンズと、スクリーン側に凹面を向けたメニスカス形状
   で両面に非球面を有する第７群レンズと、負の第８群レ
   ンズとを備え、以下の条件を満足することを特徴とする
   投写レンズ。 0.5＜ｆ／ｆ1 ＜0.7 −1.1 ＜ｆ／ｆ3 ＜−1.0 0.1＜ｔ4 ／ｆ＜0.2 1.1＜ｔ6 ／ｔ4 ＜1.3 但し、 ｆ ：全レンズ系の焦点距離 ｆ1 ：第１群レンズの焦点距離 ｆ3 ：第３群レンズの焦点距離 ｔ4 ：第２群レンズと第３群レンズとの軸上間隔 ｔ6 ：第３群レンズと第４群レンズとの軸上間隔