JP2017037165A - 光学系及びそれを有する画像投射装置 - Google Patents

光学系及びそれを有する画像投射装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 投射距離全般にわたり良好なる光学性能が容易に得られる光学系及びそれを用いた画像投射装置を得る。【解決手段】 拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、1以上のレンズ群を含む後群より構成される光学系において、前記第1レンズ群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の部分群B1a、負の屈折力の部分群B1b、負の屈折力の部分群B1c、正の屈折力の部分群B1dより構成され、無限遠から至近へのフォーカシングに際して部分群B1aは不動で、部分群B1bと部分群B1cと部分群B1dはいずれも縮小共役側へ、部分群B1bと部分群B1cとの間隔を拡大しつつ、部分群B1cと部分群B1dとの間隔を減少しつつ移動する。【選択図】 図1

Description

本発明は光学系に関し、例えば画像表示素子に表示された画像を拡大投射する画像投射装置(プロジェクター)に用いる投射光学系やデジタルカメラ等に用いる撮像光学系として好適なものである。
画像表示素子に表示された画像を大画面に投影する画像投射装置に用いられる投射光学系には画像表示素子に形成される画像全体をスクリーン面上に種々な投射距離から高解像度で投射できることが要望されている。更に近距離より広い画面にわたり投射できるように広画角であること等が要望されている。
従来より、これらの要望を満足する画像投射装置用の投射光学系として、拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と1以上のレンズ群を含む後群より構成されるレトロフォーカス型の投射光学系が知られている。またスクリーンが拡大共役側の無限遠にあったときから至近距離に変化したときの距離変化に対して複数のレンズ群を移動させてフォーカシングに際しての収差変動を軽減するようにした投射光学系が知られている(特許文献1)。
特許文献1では拡大共役側から縮小共役側に順に、ズーミングに際して固定の負の屈折力の第1レンズ群、ズーミングに際して移動する複数のレンズ群よりなるズームレンズを開示している。そして第1レンズ群を拡大側から順に負の屈折力の第1a群、負の屈折力の第1b群、正又は負の屈折力の第1f群、負の屈折力の第1c群の4つのレンズより構成している。そして無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第1a群と第1f群を不動とし、第1b群を縮小共役側へ移動し、第1c群を拡大共役側へ移動するズームレンズを開示している。
特開2013−68690号公報
プロジェクターに用いられる投射光学系には、投射距離全般にわたり、投射画像が高画質で高い光学性能を有することが要望されている。前述の投射光学系においてこれらの要望を満足するには、全系のレンズ構成及びフォーカシングに際して移動するレンズ群の選択及びそれらのレンズ群の屈折力等を適切に設定することが重要になってくる。このときのレンズ群の選択や選択したレンズ群の屈折力やレンズ構成等が不適切であると、投射距離全般にわたり良好なる光学性能を得るのが困難になる。
特許文献1では負の屈折力の第1レンズ群を4つのレンズ群より構成し、フォーカシングに際して第1a群と第1f群を不動とし、第1b群と第1c群を移動させている。しかしながらフォーカシングに際して第1f群を不動としたときの各レンズ群の屈折力分担が必ずしも十分でないため、フォーカシングに際して収差変動が増大する傾向があった。
本発明は、投射距離全般にわたり良好なる光学性能が容易に得られる光学系及びそれを用いた画像投射装置の提供を目的とする。
本発明の光学系は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、1以上のレンズ群を含む後群より構成される光学系において、
前記第1レンズ群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の部分群B1a、負の屈折力の部分群B1b、負の屈折力の部分群B1c、正の屈折力の部分群B1dより構成され、無限遠から至近へのフォーカシングに際して前記部分群B1aは不動で、前記部分群B1bと前記部分群B1cと前記部分群B1dはいずれも縮小共役側へ、前記部分群B1bと前記部分群B1cとの間隔を拡大しつつ、前記部分群B1cと前記部分群B1dとの間隔を減少しつつ移動することを特徴としている。
本発明によれば、投射距離全般にわたり良好なる光学性能が容易に得られる光学系が得られる。
(A)、(B) 本発明の実施例1の光学系のレンズ断面図 (A)、(B) 実施例1の広角端におけるレンズ断面図 (A)、(B) 実施例1の光学系の収差図 (A)、(B) 実施例1の光学系の収差図 (A)、(B) 実施例1の光学系の収差図 (A)、(B) 実施例1の光学系の倍率色収差図 (A)、(B) 実施例1の光学系の倍率色収差図 (A)、(B) 実施例1の光学系の倍率色収差図 (A)、(B) 本発明の実施例2の光学系のレンズ断面図 (A)、(B) 実施例2の広角端におけるレンズ断面図 (A)、(B) 実施例2の光学系の収差図 (A)、(B) 実施例2の光学系の収差図 (A)、(B) 実施例2の光学系の収差図 (A)、(B) 実施例2の光学系の倍率色収差図 (A)、(B) 実施例2の光学系の倍率色収差図 (A)、(B) 実施例2の光学系の倍率色収差図 (A)、(B) 本発明の実施例3の光学系のレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 実施例3の光学系の収差図 (A)、(B)、(C) 実施例3の光学系の倍率色収差図 本発明の画像投射装置の要部概略図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明は画像投射装置(プロジェクター)に好適な投射用の光学系である。本発明の光学系は、拡大共役側(物体側)から縮小共役側(像側)へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、1以上のレンズ群を含む後群より構成される。
本発明の光学系は、単一焦点距離の投射レンズ又は投射用のズームレンズである。第1レンズ群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の部分群B1a、負の屈折力の部分群B1b、負の屈折力の部分群B1c、正の屈折力の部分群B1dより構成される。無限遠から至近へのフォーカシングに際して部分群B1bと部分群B1cと部分群B1dは縮小共役側へ、隣接する部分群の間隔を変えて移動する。尚、本発明の光学系はデジタルカメラ等の撮像装置用の撮像光学系としても適用できる。
図1(A)、(B)は本発明の実施例1の光学系の投射距離1205mmでの広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。ここで投射距離とは、後述する数値データをmm単位で表したときの第1レンズ面からの距離である。このことは以下全て同じである。図2(A)、(B)は実施例1の広角端での投射距離3443mmと投射距離861mmにおけるレンズ断面図である。図3(A)、(B)は実施例1の光学系の投射距離1205mmでの広角端と望遠端における収差図である。図4(A)、(B)は実施例1の光学系の広角端での投射距離861mmと投射距離3443mmにおける収差図である。
図5(A)、(B)は実施例1の光学系の望遠端での投射距離1076mmと投射距離4304mmにおける収差図である。図6(A)、(B)は実施例1の光学系の投射距離1205mmでの広角端と望遠端における倍率色収差図である。図7(A)、(B)は実施例1の光学系の広角端での投射距離861mmと投射距離3443mmにおける倍率色収差図である。図8(A)、(B)は実施例1の光学系の望遠端での投射距離1076mmと投射距離4304mmにおける倍率色収差図である。
図9(A)、(B)は本発明の実施例2の光学系の投射距離1205mmでの広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図10(A)、(B)は実施例2の広角端での投射距離3443mmと投射距離861mmにおけるレンズ断面図である。図11(A)、(B)は実施例2の光学系の投射距離1205mmでの広角端と望遠端における収差図である。図12(A)、(B)は実施例2の光学系の広角端での投射距離861mmと投射距離3443mmにおける収差図である。図13(A)、(B)は実施例2の光学系の望遠端での投射距離1076mmと投射距離4304mmにおける収差図である。
図14(A)、(B)は実施例2の光学系の投射距離1205mmでの広角端と望遠端における倍率色収差図である。図15(A)、(B)は実施例2の光学系の広角端での投射距離861mmと投射距離3443mmにおける倍率色収差図である。図16(A)、(B)は実施例2の光学系の望遠端での投射距離1076mmと投射距離4304mmにおける倍率色収差図である。
図17(A)、(B)は本発明の実施例3の光学系の投射距離3443mmと投射距離861mmにおけるレンズ断面図である。図18(A)、(B)、(C)は実施例3の光学系の投射距離1205mmと投射距離861mmと投射距離3443mmにおける収差図である。図19(A)、(B)、(C)は実施例3の光学系の投射距離1205mmと投射距離861mmと投射距離3443mmにおける倍率色収差図である。図20は本発明の光学系を有する画像投射装置(プロジェクター)の要部概略図である。
各実施例の光学系は画像投射装置(プロジェクター)に用いられる投射レンズ(投射光学系)である。レンズ断面図において、左方がスクリーン(拡大共役側)、(物体側)、右方が被投射画像側(画像表示素子側)、(縮小共役側)、(像側)である。レンズ断面図において、LAは光学系である。
実施例1、2の光学系はズームレンズより構成され、実施例3の光学系は単一焦点距離の投射レンズである。iは拡大共役側からのレンズ群の順番を示し、Biは第iレンズ群である。LRは1以上のレンズ群よりなる後群である。B1a、B1b、B1c、B1dは各々第1レンズ群B1を構成する部分群である。STは開口絞りである。IPは液晶パネル(画像表示素子)等の原画像(被投射画像)に相当している。
本実施例では原画を形成する画像表示素子が配置される。Sはスクリーン面である。PRは色分解、色合成用のプリズム、光学フィルター、フェースプレート(平行平板ガラス)、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。
図1、図9において矢印は広角端から望遠端へのズーミングの際のレンズ群の移動方向(移動軌跡)を示している。図2、図10において矢印は広角端において無限遠から至近へのフォーカシングに際しての部分群の移動方向を示している。図17において矢印は無限遠から至近へのフォーカシングに際しての部分群の移動方向を示している。
実施例1、2のズームレンズよりなる光学系について説明する。実施例1、2のズームレンズは、ズーミングに際して第1レンズ群は不動で、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。実施例1、2のズームレンズにおいて広角端と望遠端は変倍用のレンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。実施例1、2のズームレンズは拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群B1(レンズL11〜レンズL17)、後群LR(レンズL18〜L26)よりなっている。
後群LRは正の屈折力の第2レンズ群B2(レンズL18)、正の屈折力の第3レンズ群B3(レンズL19、レンズL20)より成る。更に負の屈折力の第4レンズ群B4(レンズL21〜レンズL25)、正の屈折力の第5レンズ群B5(レンズL26)より成る。そしてズーミングに際して第1レンズ群B1と、第5レンズ群B5は不動である。広角端から望遠端へのズーミングに際して第2レンズ群B2と、第3レンズ群B3、第4レンズ群B4が互いに異なった軌跡で拡大共役側へ移動する。
第1レンズ群B1は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の部分群B1a(レンズL11)、負の屈折力の部分群B1b(レンズL12〜レンズL14)より構成される。更に負の屈折力の部分群B1c(レンズL15)、正の屈折力の部分群B1d(レンズL16、レンズL17)より構成される。無限遠から至近へのフォーカシングに際して(投射距離が遠方から近距離になるに従って)部分群B1bと部分群B1c、部分群B1dは縮小共役側へ隣接する部分群の間隔を変化させつつ移動する。
第1レンズ群B1は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、負レンズ、負レンズ、負レンズ、正の7枚のレンズL11〜L17で構成されている。第2レンズ群B2は1枚の正レンズL18で構成されている。第3レンズ群B3は拡大共役側から縮小共役側へ順に、正レンズ、負レンズの2枚のレンズL19〜L20で構成されている。第4レンズ群B4は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズの5枚のレンズL21〜L25で構成されている。第5レンズ群B5は1枚の正レンズL26で構成されている。
実施例3の光学系は拡大共役側から縮小共役側へ順に負の屈折力の第1レンズ群B1(レンズL11〜L17)、後群LR(レンズL18〜レンズL26)よりなっている。後群LRは正の屈折力のレンズ群よりなっている。第1レンズ群B1は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の部分群B1a、負の屈折力の部分群B1b、負の屈折力の部分群B1c、正の屈折力の部分群B1dより構成される。無限遠から至近へのフォーカシングに際して(投射距離が遠方から近距離になるに従って)部分群B1bと部分群B1c、部分群B1dは縮小共役側へ隣接する部分群の間隔を変化させつつ移動する。
具体的には無限遠から至近へのフォーカシングに際して部分群B1bと部分群B1cとの間隔を増大させつつ、また部分群B1cと部分群B1dとの間隔を減少させつつ、縮小共役側へ移動する。第1レンズ群B1のレンズ構成は実施例1と同じである。第2レンズ群B2は拡大共役側から縮小共役側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズL18〜L26で構成される。
球面収差図において実線は波長550nmを示している。非点収差図において点線はメリディオナル像面、実線はサジタル像面を示す。FnoはFナンバー、ωは半画角(度)である。また、収差図において球面収差は0.1mm、非点収差は0.1mm、歪曲は0.5%のスケールで描いている。倍率色収差図においては、基準波長(550nm)に対する各色(波長620nm、波長470nm)を表わしている。
次に本発明の光学系より好ましい構成について説明する。各実施例では被投射画像をスクリーンに投射するものであるが、説明を簡単にするために光束の通過順として拡大共役側のスクリーン(物体)からの光束が縮小共役側の被投射画像(像面)に入射して結像するものとして説明する。各実施例では無限遠から至近へのフォーカシングに際して部分群B1aは不動で、部分群B1bと部分群B1cと部分群B1dはいずれも縮小共役側へ移動する。具体的には、部分群B1bと部分群B1cとの間隔を拡大しつつ部分群B1cと部分群B1dとの間隔を減少しつつ移動する。
フォーカシングに際して軸外光線の入射高さが高くなる部分群B1aを不動とし、フォーカシングに際しての収差変動を押えている。また、レンズ全長を不変とすることで、フォーカシングに際してのレンズ重心の変化を抑えて、メカ機構を簡易化している。また、レンズ全長を不変とし、外観上の品位を向上させている。
部分群B1bは主にフォーカシングの際に生じる像面湾曲等の軸外収差の変動を補正する機能を持つ。部分群B1bは強い負の屈折力を有し、少しの移動距離で像面湾曲等の軸外収差の変動を良好に補正する事ができる構成としている。また部分群B1bはフォーカシングに際しての歪曲収差の変動も同様に補正する機能を持つ。部分群B1bは強い負の屈折力を有するため、複数のレンズより構成して負の屈折力を分担する構成としている。
各実施例では以上の構成をとることによって、フォーカシングに際しての収差変動を軽減し、全物体距離範囲にわたり高い光学性能の光学系を得ている。各実施例において好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。部分群B1bの焦点距離をfB1b、無限遠にフォーカスしているときの第1レンズ群B1の焦点距離をfB1とする。無限遠にフォーカスしているときの部分群B1cと部分群B1dの合成系の焦点距離をfB1cdとする。部分群B1cの焦点距離をfB1c、部分群B1dの焦点距離をfB1dとする。このとき次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
0.2<fB1b/fB1<0.9 ・・・(1)
−8.0<fB1cd/fB1b<−1.0 ・・・(2)
−6.0<fB1c/fB1d<0.0 ・・・(3)
また各実施例の光学系と、原画を形成する画像表示素子とを有し、画像表示素子によって形成された原画を光学系によって投射する画像投射装置に用いるときは次の条件式を満足するのが好ましい。
光学系の最大の投射半画角(光学系がズームレンズのときは広角端における投射半画角であり、単焦点光学系の場合にはこの単焦点光学系の投射半画角)をω(度)とする。このとき、
39.0°<ω<55.0° ・・・(4)
なる条件式を満足するのが良い。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(1)はフォーカシングの際の収差変動を低減させ良好な光学性能を得るためのものである。条件式(1)は第1レンズ群B1の焦点距離に対する部分群B1bの焦点距離の比に関する。条件式(1)の下限値を超えて部分群B1bの負の屈折力が強くなると(負の屈折力の絶対値が大きくなると)部分群B1bよりアンダーの像面湾曲および歪曲収差が増大し、光学性能が低下してくる。
条件式(1)の上限値を超えて、部分群B1bの負の屈折力が弱くなると(負の屈折力の絶対値が小さくなると)フォーカシングに際して像面湾曲および歪曲収差が増大し、全物体距離にわたり高い光学性能を得るのが困難になる。各実施例では軸外主光線の光軸からの入射高さhが小さくなる構成としてフォーカシングに際して軸外収差の変動が少なくなるようにしている。フォーカシングの際の収差変動を低減させ良好な光学性能を得るためのものである。
条件式(2)の下限値を超えて合成系の焦点距離が長くなりすぎると、フォーカシングに際して倍率色収差が増大してくる。条件式(2)の上限値を超えて、合成系の焦点距離が短くなりすぎると、フォーカシングに際して像面湾曲の変動が大きくなり光学性能が低下してくる。また、部分群B1dは1つの接合レンズをもつレンズ構成となっており、これにより主に倍率色収差を補正している。
また、部分群B1cに含まれる負レンズはg線のアンダーな倍率色収差を発生させる事でレンズ全体の倍率色収差を補正する。これとともに、軸外主光線を光軸から離れる方向に曲げる事で縮小共役側に配置した部分群B1dの正レンズに入射する軸外光線の入射高さhを大きくする事で部分群B1dの正レンズによる倍率色収差の補正効果を高めている。
条件式(3)は部分群B1dと部分群B1cの焦点距離の比に関する。条件式(3)の下限値を超えて、部分群B1cの負の屈折力が弱くなりすぎると、倍率色収差の補正が不足してくる。部分群B1cは負の屈折力であるため、条件式(3)の上限値を超えることはない。但し部分群B1cの負の屈折力が強くなりむ、条件式(3)の上限値に近づくと倍率色収差が過剰補正となるため良くない。また、部分群B1bは最も拡大共役側に正レンズを有し、これによって主に歪曲収差を良好に補正している。
条件式(4)は、本発明の光学系と、原画を形成する画像表示素子とを有し、画像表示素子によって形成された原画を光学系によって投射する画像投射装置に用いたときの、投射半画角をω(度)とする。ここで光学系がズームレンズのときは広角端における投射半画角である。条件式(4)の下限値を超えると倍率色収差が補正過剰となる。また上限値を超えると倍率色収差が補正不足になるとともに歪曲収差が増大してくる。更に好ましくは条件式(1)乃至(4)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.3<fB1b/fB1<0.9 ・・・(1a)
−7.0<fB1cd/fB1b<−2.0 ・・・(2a)
−5.0<fB1c/fB1d<−0.5 ・・・(3a)
40.0°<ω<50.0° ・・・(4a)
次に各レンズ群及び各部分群の前述した以外のレンズ構成の特徴は次のとおりである。部分群B1bは1枚以上の正レンズを有する。部分群B1dは1つ以上の接合レンズを有する。部分群B1aは非球面形状のレンズ面を有する。部分群B1cは1つの負レンズよりなる。尚、部分群B1cは少なくとも1つの負レンズを有すれば良い。第1レンズ群B1は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、負レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズより構成される。
本発明の画像投射装置では光学系と、原画を形成する画像表示素子とを有し前記画像表示素子によって形成された原画を光学系によって投射する。
次に本発明の画像投射装置を図20を用いて説明する。図20において41は光源である。42は画像表示素子に対してむらの少ない照明を実現し、出射される光の偏光方向をP偏光またはS偏光の任意の方向にそろえる機能を有する照明光学系である。43は照明光学系42からの光を画像表示素子に対応した任意の色に分解する色分離光学系である。
47、48、49は入射した偏光を電気信号に応じて変調する反射型の液晶よりなる画像表示素子である。44、45は画像表示素子47、48、49で変調に応じて、光を透過または反射させる偏光ビームスプリッタである。46は各画像表示素子47、48、49からの光を1つに合成する色合成光学系である。50は色合成光学系46で合成された光をスクリーン51などの被投射物に投射する投射光学系である。50に本発明の光学系を用いている。これにより、フォーカシングに際して諸収差の変化が良好に補正され、画面全体にわたり光学性能が良好な画像投射装置を得ている。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に各実施例の光学系の数値データを示す。数値データのレンズ構成中の面番号は、拡大共役側から縮小共役側に順に各レンズ面に付した番号である。rは各レンズ面の曲率半径、dはレンズ面iとレンズ面(i+1)との間の光軸上での間隔(物理的間隔)を示す。像側の3つの面はガラスブロックに相当する。
表中に可変と記載されている間隔は、フォーカシング又はズーミングに伴って変化する。また、nd,νdはそれぞれ、各レンズを構成する材料のd線に対する屈折率とアッベ数を示している。また表Aに数値データの光学系の焦点距離、開口比(Fナンバー)、投射半画角、レンズ全長(第1レンズ面から被投射面までの距離)である。BFはバックフォーカスであり最終レンズ面から像面(被投射面)までの空気換算長である。ズーム比、フォーカシング又はズーミング時の各レンズ群の間隔を示す。また非球面形状を示すための非球面係数A〜Fを示している。
yはレンズ面の径方向での座標を、xは光軸方向での座標を示す。また、E−Xは10−Xを示す。このとき、非球面形状は次のとおりである。
x=(y/R)/[1+{1−(1+K)(y/R)}1/2]+Ay+By+Cy+Dy10+Ey12+Fy14
また前述の各実施例と数値との関係を表1に示す。
<実施例1>

レンズ構成
広角 望遠
f(焦点距離) 12.61 15.77
F(開口比) 2.80 2.88
投射半画角(度) 45.9 39.6
レンズ全長 187.0
BF 59.2
ズーム比 1.25

* r 1 = 278.72 d 1 = 4.50 n 1 = 1.716 ν 1 = 53.9
r 2 = 40.10 d 2 = 可変
r 3 = 160.28 d 3 = 3.16 n 2 = 1.489 ν 2 = 70.2
r 4 = 586.33 d 4 = 2
* r 5 = 500.00 d 5 = 2.50 n 3 = 1.859 ν 3 = 40.4
* r 6 = 43.11 d 6 = 24.93
r 7 = -37.99 d 7 = 2.20 n 4 = 1.498 ν 4 = 81.5
r 8 = 52.99 d 8 = 可変
r 9 = -188.83 d 9 = 2.20 n 5 = 1.888 ν 5 = 40.8
r10 = 1043.90 d10 = 可変
r11 = 159.99 d11 = 2.30 n 6 = 1.932 ν 6 = 20.9
r12 = 69.29 d12 = 9.61 n 7 = 1.910 ν 7 = 31.3
r13 = -58.80 d13 = 可変
r14 = 61.21 d14 = 4.15 n 8 = 1.766 ν 8 = 40.1
r15 = -3796.24 d15 = 可変
r16 = 238.21 d16 = 4.03 n 9 = 1.518 ν 9 = 64.1
r17 = -20.27 d17 = 1.00 n10 = 1.888 ν10= 40.8
r18 = -36.47 d18 = 可変
STr19 = ∞ d19 = 可変
r20 = 1095.01 d20 = 1.50 n11 = 1.856 ν11 = 32.3
r21 = 19.93 d21 = 6.04 n12 = 1.518 ν12 = 64.1
r22 = -17.41 d22 = 1.47
r23 = -15.98 d23 = 2.00 n13 = 1.910 ν13 = 31.3
r24 = 60.05 d24 = 3.97 n14 = 1.489 ν14 = 70.2
r25 = -44.11 d25 = 5.33
r26 = -1146.99 d26 = 8.69 n15 = 1.498 ν15 = 81.5
r27 = -23.17 d27 = 可変
r28 = 95.23 d28 = 4.51 n16 = 1.902 ν16 = 20.4
r29 = -164.20 d29 = 2.00
r30 = ∞ d30 = 22.40 n17 = 1.516 ν18 = 64.1
r31 = ∞ d31 = 17.7 n18 = 1.805 ν19 = 25.4
r32 = ∞ d32 = 7.2
変倍時 (1205mm) フォーカス時 (広角端)
群間隔 広角 望遠 群間隔 861mm 1205mm 3443mm
d13 27.64 5.88 d 2 13.90 13.79 13.60
d15 31.91 40.48 d 8 8.13 7.29 5.90
d18 1.50 2.72 d10 2.50 3.04 3.95
d19 4.25 1.20 d13 27.23 27.64 28.32
d27 1.50 16.51


非球面係数
r1 K= 0 A= 6.78E-06 B=-6.28E-09 C= 7.45E-12 D=-6.12E-15
E =3.20E-18 F=-8.86E-22 G= 1.16E-25
r5 K= 0 A=-1.15E-05 B= 3.87E-08 C=-4.63E-11 D= 8.87E-15
E=-3.85E-18 F= 5.02E-20 G=-3.88E-23
r6 K= 0 A=-2.82E-06 B= 2.58E-08 C= 1.91E-11 D=-9.44E-14
E=4.50E-17 F=-1.30E-19 G=3.55E-22
<実施例2>

レンズ構成
広角 望遠
f (焦点距離)12.61 15.77
F (開口比) 2.80 2.88
投射半画角(度) 45.8 39.5
レンズ全長 189.8
BF 59.2
ズーム比 1.25

r 1 = 323.22 d 1 = 3.73 n 1 = 1.716 ν 1 =53.9
r 2 = 45.50 d 2 = 可変
r 3 = 410.25 d 3 = 3.17 n 2 = 1.489 ν 2 =70.2
r 4 = -472.36 d 4 = 2
* r 5 = 500.00 d 5 = 2.77 n 3 = 1.859 ν 3 =40.4
* r 6 = 35.68 d 6 =21.05
r 7 = -33.95 d 7 = 2.20 n 4 = 1.498 ν 4 =81.5
r 8 = -52.61 d 8 = 可変
r 9 = -85.31 d 9 = 3.00 n 5 = 1.776 ν 5 =49.6
r10 = 84.44 d10 = 可変
r11 = 233.02 d11 = 2.30 n 6 = 1.932 ν 6 =20.9
r12 = 78.82 d12 = 9.91 n 7 = 1.910 ν 7 =31.3
r13 = -63.44 d13 = 可変
r14 = 64.77 d14 = 4.82 n 8 = 1.766 ν 8 =40.1
r15 = -2675.45 d15 = 可変
r16 = 378.47 d16 = 3.77 n 9 = 1.518 ν 9 =64.1
r17 = -25.13 d17 = 1.54 n10 = 1.888 ν10 =40.8
r18 = -48.67 d18 = 可変
STr19 = ∞ d19 = 可変
r20 = -417.00 d20 = 1.50 n11 = 1.856 ν11 =32.3
r21 = 23.85 d21 = 6.33 n12 = 1.518 ν12 =64.1
r22 = -19.41 d22 = 1.64
r23 = -17.15 d23 = 2.00 n13 = 1.910 ν13 =31.3
r24 = 70.87 d24 = 4.52 n14 = 1.489 ν14 =70.2
r25 = -41.99 d25 = 1.35
r26 = 385.82 d26 = 8.62 n15 = 1.498 ν15 =81.5
r27 = -23.21 d27 = 可変
r28 = 86.39 d28 = 4.47 n16 = 1.902 ν16 =20.4
r29 = -181.32 d29 = 2.00
r30 = ∞ d30 =22.40 n17 = 1.516 ν17 =64.1
r31 = ∞ d31 =17.7 n18 = 1.805 ν18 =25.4
r32 = ∞ d32 = 7.2
変倍時 (1205mm) フォーカス時 (広角端)
群間隔 広角 望遠 群間隔 861mm 1205mm 3443mm
d13 23.06 0.59 d 2 13.95 14.15 14.26
d15 35.74 45.69 d 8 5.41 6.87 6.52
d18 1.50 2.61 d10 10.03 9.79 9.91
d19 6.48 2.55 d13 24.48 23.06 23.18
d27 1.50 16.84

非球面係数
r1 K= 0 A= 6.35E-06 B=-5.69E-09 C= 6.95E-12 D=-5.99E-15
E= 3.40E-18 F=-1.09E-21 G= 1.75E-25
r5 K=0 A=-1.44E-05 B= 3.89E-08 C=-4.42E-11 D= 9.18E-15
E=-4.74E-18 F= 4.61E-20 G=-3.47E-23
r6 K=0 A=-7.66E-06 B= 2.47E-08 C= 2.02E-11 D=-9.74E-14
E= 5.75E-17 F=-2.08E-19 G= 4.57E-22
<実施例3>

レンズ構成
f(焦点距離) 12.62
F(開口比) 2.80
投射半画角(度) 45.8
レンズ全長 190.0
BF 59.2

* r 1 = 212.51 d 1 = 3.60 n 1 = 1.727 ν 1 = 53.1
r 2 = 45.65 d 2 = 可変
r 3 = 285.25 d 3 = 3.27 n 2 = 1.489 ν 2 = 70.2
r 4 = -963.92 d 4 = 2
* r 5 = 447.06 d 5 = 2.78 n 3 = 1.921 ν 3 = 40.3
* r 6 = 36.41 d 6 =33.44
r 7 = -44.38 d 7 = 2.20 n 4 = 1.498 ν 4 = 81.5
r 8 = 56.30 d 8 = 可変
r 9 = -980.56 d 9 = 2.20 n 5 = 1.888 ν 5 = 40.8
r10 = 191.06 d10 = 可変
r11 = 113.00 d11 = 2.30 n 6 = 1.932 ν 6 = 20.9
r12 = 54.55 d12 = 9.68 n 7 = 1.910 ν 7 = 31.3
r13 = -60.51 d13 = 可変
r14 = 70.47 d14 = 3.56 n 8 = 1.766 ν 8 = 40.1
r15 = -5238.45 d15 =26.02179849
r16 = 658.20 d16 = 3.73 n 9 = 1.518 ν 9 = 64.1
r17 = -25.95 d17 = 1.75 n10 = 1.888 ν10 = 40.8
r18 = -45.93 d18 = 3.249925267
STr19 = ∞ d19 = 8.757922323
r20 = 852.10 d20 = 1.50 n11 = 1.856 ν11 = 32.3
r21 = 20.50 d21 = 6.94 n12 = 1.518 ν12 = 64.1
r22 = -20.37 d22 = 1.74
r23 = -17.49 d23 = 2.00 n13 = 1.910 ν13 = 31.3
r24 = 80.93 d24 = 4.37 n14 = 1.489 ν14 = 70.2
r25 = -47.35 d25 = 1.34
r26 = 437.79 d26 = 9.06 n15 = 1.498 ν15 = 81.5
r27 = -22.91 d27 = 1.500000568
r28 = 104.96 d28 = 4.47 n16 = 1.902 ν16 = 20.4
r29 = -141.93 d29 = 2.00
r30 = ∞ d30 =22.40 n17 = 1.516 ν17 = 64.1
r31 = ∞ d31 =17.7 n18 = 1.805 ν18 = 25.4
r32 = ∞ d32 = 7.2
フォーカス時
群間隔 861mm 1205mm 3443mm
d 2 14.16 13.97 13.73
d 8 6.19 5.76 5.03
d10 2.50 2.76 3.21
d13 25.68 26.04 26.55

非球面係数
r1 K= 0 A= 6.01E-06 B=-5.57E-09 C= 7.07E-12 D=-6.03E-15
E= 3.21E-18 F=-9.12E-22 G= 1.25E-25
r5 K= 0 A=-1.27E-05 B= 3.83E-08 C=-4.61E-11 D= 1.29E-14
E= 1.32E-18 F= 2.44E-20 G=-2.05E-23
r6 K= 0 A=-5.22E-06 B= 2.24E-08 C= 2.91E-11 D=-1.03E-13
E= 4.39E-17 F=-1.30E-19 G= 3.16E-22

B1 第1レンズ群 B2 第2レンズ群 B3 第3レンズ群
B4 第4レンズ群 B5 第5レンズ群
B1a、B1b、B1c、B1d 部分群

Claims (13)

  1. 拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、1以上のレンズ群を含む後群より構成される光学系において、
    前記第1レンズ群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の部分群B1a、負の屈折力の部分群B1b、負の屈折力の部分群B1c、正の屈折力の部分群B1dより構成され、無限遠から至近へのフォーカシングに際して前記部分群B1aは不動で、前記部分群B1bと前記部分群B1cと前記部分群B1dはいずれも縮小共役側へ、前記部分群B1bと前記部分群B1cとの間隔を拡大しつつ、前記部分群B1cと前記部分群B1dとの間隔を減少しつつ移動することを特徴とする光学系。
  2. 前記部分群B1bの焦点距離をfB1b、無限遠にフォーカスしているときの前記第1レンズ群の焦点距離をfB1とするとき、
    0.2<fB1b/fB1<0.9
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
  3. 前記部分群B1bの焦点距離をfB1b、無限遠にフォーカスしているときの前記部分群B1cと部分群B1dの合成系の焦点距離をfB1cdとするとき、
    −8.0<fB1cd/fB1b<−1.0
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学系。
  4. 前記部分群B1cの焦点距離をfB1c、前記部分群B1dの焦点距離をfB1dとするとき、
    −6.0<fB1c/fB1d<0.0
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光学系。
  5. 前記部分群B1bは1枚以上の正レンズを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光学系。
  6. 前記部分群B1dは1つ以上の接合レンズを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学系。
  7. 前記部分群B1aは非球面形状のレンズ面を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光学系。
  8. 前記部分群B1cは少なくとも1つの負レンズを有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光学系。
  9. 前記部分群B1bは複数の負レンズを有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光学系。
  10. 前記後群は正の屈折力のレンズ群より構成されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光学系。
  11. 前記光学系はズームレンズであって、前記後群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、正の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群と前記第5レンズ群は不動で、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群と前記第4レンズ群は互いに異なった軌跡で拡大共役側に移動することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光学系。
  12. 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の光学系と、原画を形成する画像表示素子とを有し、前記画像表示素子によって形成された原画を前記光学系によって投射することを特徴とする画像投射装置。
  13. 前記光学系の最大の投射半画角をω(度)とするとき、
    39.0°<ω<55.0°
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項12に記載の画像投射装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018194619A (ja) * 2017-05-15 2018-12-06 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 投射用ズームレンズおよび画像投射装置
WO2019124082A1 (ja) * 2017-12-19 2019-06-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 投写レンズ系及び画像投写装置
WO2019124083A1 (ja) * 2017-12-19 2019-06-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 投写レンズ系及び画像投写装置
WO2019124081A1 (ja) * 2017-12-19 2019-06-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 投写レンズ系及び画像投写装置
WO2020250672A1 (ja) * 2019-06-14 2020-12-17 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器および変倍光学系の製造方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018194619A (ja) * 2017-05-15 2018-12-06 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 投射用ズームレンズおよび画像投射装置
JP7093613B2 (ja) 2017-05-15 2022-06-30 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 投射用ズームレンズおよび画像投射装置
JPWO2019124082A1 (ja) * 2017-12-19 2021-01-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 投写レンズ系及び画像投写装置
WO2019124081A1 (ja) * 2017-12-19 2019-06-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 投写レンズ系及び画像投写装置
CN111492294A (zh) * 2017-12-19 2020-08-04 松下知识产权经营株式会社 投影镜头***以及图像投影装置
WO2019124083A1 (ja) * 2017-12-19 2019-06-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 投写レンズ系及び画像投写装置
JPWO2019124081A1 (ja) * 2017-12-19 2021-03-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 投写レンズ系及び画像投写装置
WO2019124082A1 (ja) * 2017-12-19 2019-06-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 投写レンズ系及び画像投写装置
CN114755812A (zh) * 2017-12-19 2022-07-15 松下知识产权经营株式会社 投影镜头***以及图像投影装置
US11513325B2 (en) 2017-12-19 2022-11-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Projection lens system and image projection device
US11520126B2 (en) 2017-12-19 2022-12-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Projection lens system and image projection device
CN114755812B (zh) * 2017-12-19 2024-04-05 松下知识产权经营株式会社 投影镜头***以及图像投影装置
WO2020250672A1 (ja) * 2019-06-14 2020-12-17 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器および変倍光学系の製造方法

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