JP2010008797A - 投影レンズ及びプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レンズ群を光軸に沿って移動させることで変倍を行う投影レンズであって、変倍時に移動する少なくとも2つの移動レンズ群(Gr2,Gr3,Gr4)を備え、移動レンズ群のうち移動量が最大の移動レンズ群である最大移動レンズ群(Gr3)が、正のパワーを有する少なくとも1つの正レンズ(L8,L9)を有し、最大移動レンズ群(Gr3)は、望遠端から広角端への変倍において絞り(S1)に近づくように動き、かつ、最大移動レンズ群(Gr3)及び正レンズ(L8,L9)が条件式(1)〜(3)を満足する。Pg,F+0.00181Vd>0.652 (1)、0.5<Lr/L<0.8 (2)、1.2<Lsf/Lsr<5 (3)
【選択図】図1
Description
但し、ng:g線での屈折率 nF:F線での屈折率 nC:C線での屈折率
Vd=(nd−1)/(nF−nC) nd:d線での屈折率
また、一般的なガラスと比較して緑の光に対する屈折率より赤や青の光の屈折率が大きいものをランゲの異常分散性を持つガラスと呼び、その逆、すなわち、一般的なガラスと比較して緑の光に対する屈折率より赤や青の光に対する屈折率が小さいものをクルツの異常分散性を持つガラスと呼ぶ。
0.5<Lr/L<0.8 (2)
1.2<Lsf/Lsr<5 (3)
Pg,F;前記正レンズのレンズ硝材の部分分散比
Vd;前記正レンズのレンズ硝材のアッベ数
Lr;前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と全群の縮小側のレンズ面の頂点との距離
L;前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの全群のレンズ長
Lsf;前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
Lsr;前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
上記構成において、条件式(3)は最大移動レンズ群と絞りとの距離がズーミングによって変動することを意味する。これによりズーミング中に光線通過位置を大きく変動させ、ズーム端のどちらかで倍率色収差の補正の効果が強い投影レンズを得ることができる。
ft/fw>1.3 (4)
ft;望遠端での焦点距離
fw;広角端での焦点距離
上記構成において、条件式(4)は変倍比が大きいことを意味する。これにより、投影レンズの使用環境を広げることができる。
|exp/fw|>40 (5)
exp;近軸射出瞳位置
fw;広角端での焦点距離
上記構成において、条件式(5)は、テレセントリック性を規定している。条件式(5)が下限を下回ると、軸外光の角度が大きくなるため、特にダイクロイックプリズムで色合成したり、TIRプリズムで照明光を取り込んだりする場合に効率が悪くなる。
Lsr/Lw<0.3 (6)
Lw;広角端での全群のレンズ長
上記構成において、条件式(6)は広角端で最大移動レンズ群が絞りに近い位置にあることを意味する。これにより、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態1による投影レンズをプロジェクタに適用した場合を例に挙げて説明する。図24は、本発明の実施の形態1によるプロジェクタの全体構成図を示している。図1は、本発明の実施の形態1の投影レンズのレンズ構成図を示している。
図2は、広角端における投影レンズの光路図を示している。図3は、広角端と望遠端との中間の中間焦点距離状態における投影レンズの光路図を示している。図4は、望遠端における投影レンズの光路図を示している。
0.5<Lr/L<0.8 (2)
1.2<Lsf/Lsr<5 (3)
Pg,F;レンズL8,L9のレンズ硝材の部分分散比
Vd;レンズL8,L9のレンズ硝材のアッベ数
Lr;第3のレンズ群Gr3が変倍時に最も拡大側に来たときの、第3のレンズ群Gr3の縮小側のレンズ面の頂点と全群の縮小側のレンズ面の頂点との距離(図4参照)
L;第3のレンズ群Gr3が変倍時に最も拡大側に来たときの全群のレンズ長(図4参照)
Lsf;第3のレンズ群Gr3が変倍時に最も拡大側に来たときの、第3のレンズ群Gr3の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離(図4参照)
Lsr;第3のレンズ群Gr3が変倍時に最も縮小側に来たときの、第3のレンズ群Gr3の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離(図2参照)
なお、条件式(1)において好ましくは、条件式(1)´である。
また、図2及び図4の光路図に示すように、条件式(3)を満たすことにより、第3のレンズ群Gr3において、望遠端で光線通過位置が高く、広角端で光線通過位置を低くすることができる。
ft/fw>1.3 (4)
条件式(4)を満足する場合には、従来の構成では、望遠端と広角端とでの倍率色収差の差が大きくなりがちであるが、条件式(1)〜(3)を満足することで倍率色収差の差を抑制することができる。
|exp/fw|>40 (5)
これにより、テレセントリック性を確保することができる。なお、条件式(5)が下限を下回ると、軸外光の角度が大きくなるため、特にダイクロイックプリズムで色合成したり、TIRプリズムで照明光を取り込んだりする場合に効率が悪くなる。
Lsr/Lw<0.3 (6)
これにより、広角端で第3のレンズ群Gr3が絞りS1の近くに位置し、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。
次に、実施の形態1における投影レンズ1の実施例1について説明する。実施例1における各レンズのコンストラクションデータは、以下の通りである。なお、CRは各レンズの曲率半径を示し、Tは無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔(軸上面間隔)を示し、Ndは各レンズのd線における屈折率を示し、Vdは各レンズのd線におけるアッベ数を示す。また、各レンズ面に付されている番号ri(i=1,2,3,・・・)は、拡大側から数えた場合のi番目のレンズ面である。
面番号 CR T Nd Vd
1 159.120 10.101 1.5168 64.2
2 1150.457 0.300
3 129.889 5.000 1.48749 70.44
4 54.181 13.898
5 408.230 4.099 1.62299 58.12
6 60.318 13.793
7 -388.564 3.724 1.60311 60.69
8 85.750 可変
9 -163.277 4.000 1.62004 36.29
10 203.028 2.172
11 167.910 13.235 1.713 53.94
12 -84.834 可変
13 -74.125 3.752 1.53172 48.84
14 210.004 2.288
15 254.435 11.317 1.48749 70.44
16 -71.783 0.353
17 145.364 6.943 1.497 81.61
18 -368.970 70.864 39.285 3.183
19 -268.508 2.500 1.497 81.61
20 61.678 3.864
21 74.377 5.467 1.6727 32.17
22 463.777 可変
23絞り INF 65.254
24 2648.586 2.674 1.6968 55.46
25 110.620 1.620
26 75.026 8.886 1.497 81.61
27 -118.044 15.000
28 101.694 9.074 1.497 81.61
29 -104.836 2.395
30 -88.294 3.000 1.8061 40.72
31 63.381 4.295
32 85.519 7.998 1.497 81.61
33 -213.247 0.800
34 73.913 8.683 1.497 81.61
35 -209.000 15.300
36 INF 85.000 1.5168 64.2
37 INF 3.000
38 INF 3.000 1.48749 70.44
39 INF 2.000
変倍に関する各種データ
望遠端 中間焦点距離状態 広角端
焦点距離 42.51 36.80 31.10
Fナンバー 2.50 2.50 2.50
T8 27.844 26.379 25.687
T12 42.552 72.356 105.818
T22 3.455 6.695 10.026
図10は、本発明の実施の形態2の投影レンズ1のレンズ構成図を示している。なお、実施の形態1と同一のものは説明を省略する。図10に示すように実施の形態2のプロジェクタの投影レンズ1は、それぞれ負正負正のパワーを有する第1〜第4のレンズ群Gr1〜Gr4により構成され、第2及び第3のレンズ群Gr2,Gr3が移動レンズ群であり、第2のレンズ群Gr2が最大移動レンズ群となっている。
次に、実施の形態2における投影レンズ1の実施例2について説明する。実施例2における各レンズのコンストラクションデータは、以下の通りである。
面番号 CR T Nd Vd
1 145.914 13.688 1.5168 64.2
2 4111.673 0.300
3 126.700 5.000 1.62299 58.12
4 59.838 17.863
5 -487.327 4.000 1.62299 58.12
6 69.775 16.990
7 -135.987 3.500 1.48749 70.44
8 110.920 13.163
9 -297.722 4.000 1.62004 36.29
10 182.301 2.692
11 167.869 15.859 1.713 53.94
12 -86.701 可変
13 -82.787 3.500 1.53172 48.84
14 158.884 2.082
15 168.714 12.878 1.48749 70.44
16 -77.261 0.300
17 143.584 7.702 1.497 81.61
18 -379.331 可変
19 -196.436 2.500 1.497 81.61
20 75.757 20.746
21 117.572 6.032 1.6727 32.17
22 34246.575 可変
23絞り INF 31.325
24 -7727.975 3.500 1.48749 70.44
25 59.705 3.113
26 65.511 10.307 1.497 81.61
27 -120.777 50.798
28 118.670 9.002 1.497 81.61
29 -71.036 1.607
30 -76.120 3.000 1.8061 40.72
31 62.865 4.142
32 83.250 7.796 1.497 81.61
33 -260.727 0.800
34 76.999 9.968 1.497 81.61
35 -114.817 15.300
36 INF 85.000 1.5168 64.2
37 INF 3.000
38 INF 3.000 1.48749 70.44
39 INF 2.000
変倍に関する各種データ
望遠端 中間焦点距離状態 広角端
焦点距離 42.51 36.80 31.10
Fナンバー 2.50 2.50 2.50
T12 64.135 87.520 119.446
T18 68.375 36.046 4.048
T22 4.016 12.960 13.031
図17は、本発明の実施の形態3による投影レンズ1のレンズ構成図を示している。なお、実施の形態1,2と同一のものは説明を省略する。図17に示すように実施の形態3のプロジェクタの投影レンズ1は、それぞれ負正正負正正のパワーを有する第1〜第6のレンズ群Gr1〜Gr6により構成され、第2〜第5のレンズ群Gr2〜Gr5が移動レンズ群であり、第3のレンズ群Gr3が最大移動レンズ群となっている。
次に、実施の形態3における投影レンズ1の実施例3について説明する。実施例3における各レンズのコンストラクションデータは、以下の通りである。
面番号 CR T Nd Vd
1 174.384 9.446 1.5168 64.2
2 1547.341 0.300
3 132.570 5.000 1.48749 70.44
4 53.374 13.591
5 359.021 4.000 1.62299 58.12
6 58.083 13.862
7 -415.638 3.500 1.60311 60.69
8 94.635 可変
9 -178.335 4.000 1.62004 36.29
10 198.416 2.379
11 171.982 3.076 1.713 53.94
12 -86.487 可変
13 -72.250 3.687 1.53172 48.84
14 260.421 2.329
15 340.086 11.202 1.48749 70.44
16 -69.818 0.300
17 138.701 6.841 1.497 81.61
18 -464.59 可変
19 -258.385 2.500 1.497 81.61
20 61.303 4.044
21 73.952 5.559 1.6727 32.17
22 467.530 可変
23絞り INF 62.147
24 -3327.012 2.500 1.6968 55.46
25 117.293 1.380
26 72.058 8.862 1.497 81.61
27 -119.257 15.000
28 99.844 8.249 1.497 81.61
29 -106.812 2.523
30 -85.559 3.000 1.8061 40.72
31 62.568 4.301
32 85.163 8.099 1.497 81.61
33 -180.309 可変
34 74.475 8.598 1.497 81.61
35 -226.364 15.300
36 INF 85.000 1.5168 64.2
37 INF 3.000
38 INF 3.000 1.48749 70.44
39 INF 2.000
変倍に関する各種データ
望遠端 中間焦点距離状態 広角端
焦点距離 42.51 36.80 31.10
Fナンバー 2.50 2.50 2.49
T8 29.512 28.687 28.992
T12 42.998 72.617 106.029
T18 69.384 37.949 3.335
T22 3.466 6.637 9.568
T33 5.564 5.035 3.000
2 スクリーン
3 画像生成装置
Gr1〜Gr5 レンズ群
Claims (11)
- レンズ群を光軸に沿って移動させることで変倍を行う投影レンズであって、
変倍時に移動する少なくとも2つの移動レンズ群を備え、
前記移動レンズ群のうち移動量が最大の移動レンズ群である最大移動レンズ群が、正のパワーを有する少なくとも1つの正レンズを有し、
前記最大移動レンズ群は、絞りよりも拡大側に位置し、望遠端から広角端への変倍において絞りに近づくように動き、かつ、前記最大移動レンズ群及び前記正レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする投影レンズ。
Pg,F+0.00181Vd>0.652 (1)
0.5<Lr/L<0.8 (2)
1.2<Lsf/Lsr<5 (3)
Pg,F;前記正レンズのレンズ硝材の部分分散比
Vd;前記正レンズのレンズ硝材のアッベ数
Lr;前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と全群の縮小側のレンズ面の頂点との距離
L;前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの全群のレンズ長
Lsf;前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
Lsr;前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離 - 望遠端での焦点距離と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の投影レンズ。
ft/fw>1.3 (4)
ft;望遠端での焦点距離
fw;広角端での焦点距離 - 近軸射出瞳位置と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2記載の投影レンズ。
|exp/fw|>40 (5)
exp;近軸射出瞳位置
fw;広角端での焦点距離 - 前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離Lsrが以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の投影レンズ。
Lsr/Lw<0.3 (6)
Lw;広角端での全群のレンズ長 - 前記最大移動レンズ群よりも拡大側に負のパワーを有する負レンズを少なくとも1つ有し、
前記負レンズのレンズ硝材が前記条件式(1)を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の投影レンズ。 - 最も拡大側のレンズ群が負のパワーを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の投影レンズ。
- 前記レンズ群は、拡大側から負正正負正の第1〜第5のレンズ群により構成され、
前記第2〜第4のレンズ群が前記移動レンズ群であり、
前記第3のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の投影レンズ。 - 前記レンズ群は、拡大側から負正負正の第1〜第4のレンズ群により構成され、
前記第2及び前記第3のレンズ群が前記移動レンズ群であり、
前記第2のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の投影レンズ。 - 前記レンズ群は、拡大側から負正正負正正の第1〜第6のレンズ群により構成され、
前記第2〜第5のレンズ群が前記移動レンズ群であり、
前記第3のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の投影レンズ。 - 全群のレンズ枚数が、18枚以下であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の投影レンズ。
- 画像を生成する画像生成素子と、光源と、前記光源からの光を前記画像生成素子に導く照明光学系と、前記画像生成素子からの画像光をスクリーン面に拡大投影する請求項1〜10のいずれかに記載の投影レンズとを備えることを特徴とするプロジェクタ。
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