JP2783667B2 - ズームレンズ - Google Patents
ズームレンズInfo
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- JP2783667B2 JP2783667B2 JP2285259A JP28525990A JP2783667B2 JP 2783667 B2 JP2783667 B2 JP 2783667B2 JP 2285259 A JP2285259 A JP 2285259A JP 28525990 A JP28525990 A JP 28525990A JP 2783667 B2 JP2783667 B2 JP 2783667B2
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- lens
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ズームレンズ、特にプロジエクシヨン用に
好適なズームレンズに関する。
好適なズームレンズに関する。
まず、第９図に一般的なカラー液晶画面に形成された
像を投影するプロジエクシヨンテレビの構成図を示す。
１は白色光源でコリメートされた光を射出する。２（2
a、2b、2c）は液晶表示素子、３は反射ミラー、４、
５、６はそれぞれ赤反射ダイクロイツクミラー、緑反射
ダイクロイツクミラー、青反射ダイクロイツクミラー、
７は投影レンズである。こういった構成のもとでは、投
影レンズの最終面から液晶表示素子までの間（バイクフ
オーカス間）に反射ミラーあるいはダイクロイツクミラ
ー等の少なくとも２枚のミラーを配置する必要から、ど
うしても長いバツクフオーカスを確保しなければならな
い。
像を投影するプロジエクシヨンテレビの構成図を示す。
１は白色光源でコリメートされた光を射出する。２（2
a、2b、2c）は液晶表示素子、３は反射ミラー、４、
５、６はそれぞれ赤反射ダイクロイツクミラー、緑反射
ダイクロイツクミラー、青反射ダイクロイツクミラー、
７は投影レンズである。こういった構成のもとでは、投
影レンズの最終面から液晶表示素子までの間（バイクフ
オーカス間）に反射ミラーあるいはダイクロイツクミラ
ー等の少なくとも２枚のミラーを配置する必要から、ど
うしても長いバツクフオーカスを確保しなければならな
い。
ところで、バツクフオーカスが長く、又簡易なズーム
レンズとして負の屈折力を有するレンズが先行し、次に
正の屈折力を有するレンズで構成される所謂２群型のズ
ームレンズが考えられるが、ズーミングに際しての第２
レンズ群の移動量が大きくなり、又ズームレンズ全系も
長くなるという問題が生じている。
レンズとして負の屈折力を有するレンズが先行し、次に
正の屈折力を有するレンズで構成される所謂２群型のズ
ームレンズが考えられるが、ズーミングに際しての第２
レンズ群の移動量が大きくなり、又ズームレンズ全系も
長くなるという問題が生じている。
本発明はかかる問題点に鑑みて、比較的に長いバツク
フオーカスを確保するとともに小型化を図りながら光学
性能の良好なズームレンズを提供することにある。
フオーカスを確保するとともに小型化を図りながら光学
性能の良好なズームレンズを提供することにある。
そして本発明は、大きな共役側から順に正の屈折力を
有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ
群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有
する第４レンズ群を有し、広角側から望遠側へのズーミ
ングに際して、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔
が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少
し、第３レンズ群および第４レンズ群は各々独立に小さ
な共役側へ凸の軌跡を描くように移動する構成を含む。
有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ
群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有
する第４レンズ群を有し、広角側から望遠側へのズーミ
ングに際して、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔
が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少
し、第３レンズ群および第４レンズ群は各々独立に小さ
な共役側へ凸の軌跡を描くように移動する構成を含む。
さらには前記第２レンズ群は大きな共役側から順に、
小さな共役側に大きなパワーをもつ負レンズ、小さな共
役側に大きなパワーをもつ負レンズ、大きな共役側に大
きなパワーをもつ正レンズ、小さな共役側に凸のメニス
カス負レンズより構成され、前記第２群中の最も小さな
共役側のメニスカス負レンズの大きな共役側の曲率半径
をR1、小さな共役側の曲率半径をR2とするとき以下の条
件式を満足する。
小さな共役側に大きなパワーをもつ負レンズ、小さな共
役側に大きなパワーをもつ負レンズ、大きな共役側に大
きなパワーをもつ正レンズ、小さな共役側に凸のメニス
カス負レンズより構成され、前記第２群中の最も小さな
共役側のメニスカス負レンズの大きな共役側の曲率半径
をR1、小さな共役側の曲率半径をR2とするとき以下の条
件式を満足する。
SF＝（R1＋R2）／（R1−R2） −５＜SF＜−３ …（１） 一方、前記第３レンズ群は大きな共役側から順に、小
さな共役側へ凸のメニスカスレンズ、大きなパワーをも
つ凸レンズ、小さな共役側へ凸のメニスカス凹レンズよ
り構成される。
さな共役側へ凸のメニスカスレンズ、大きなパワーをも
つ凸レンズ、小さな共役側へ凸のメニスカス凹レンズよ
り構成される。
これとは別に、広角端における全系の焦点距離をfw、
第１レンズ群の焦点距離をf1、第２レンズ群の焦点距離
をf2、広角端における第２のレンズ群と第３レンズ群と
の主点間隔をe2wとするとき以下の条件式を満足する。
第１レンズ群の焦点距離をf1、第２レンズ群の焦点距離
をf2、広角端における第２のレンズ群と第３レンズ群と
の主点間隔をe2wとするとき以下の条件式を満足する。
0.2＜e2w/fw＜0.6 …（２） 1.0＜−（1/f1＋1/f2）・fw＜2.0 …（３） 上述の式の極値の意味は後に述べる。
第１図から第２図は後述する本発明の数値実施例に対
応するレンズ断面図である。
応するレンズ断面図である。
11又は21は不図示のスクリーン（大きな共役）側に位
置し、正の屈折力を有する第１のレンズ群、12又は22は
負の屈折力を有する第２レンズ群、13又は23は正の屈折
力を有する第３レンズ群、14又は24は不図示の液晶等の
原画像（小さな共役）側に位置し、正の屈折力を有する
第４レンズ群で、広角側から望遠側へのズーミングに際
して実線で示す通りの移動軌跡（展開したときの軌跡）
に従って移動している。尚、Ｗは広角端、Ｍは中間、Ｔ
は望遠端を各々示している。
置し、正の屈折力を有する第１のレンズ群、12又は22は
負の屈折力を有する第２レンズ群、13又は23は正の屈折
力を有する第３レンズ群、14又は24は不図示の液晶等の
原画像（小さな共役）側に位置し、正の屈折力を有する
第４レンズ群で、広角側から望遠側へのズーミングに際
して実線で示す通りの移動軌跡（展開したときの軌跡）
に従って移動している。尚、Ｗは広角端、Ｍは中間、Ｔ
は望遠端を各々示している。
尚、第３群および第４群を同期的に独立移動とするこ
とで、中間焦点距離における画像湾曲収差の変動を抑え
ている。
とで、中間焦点距離における画像湾曲収差の変動を抑え
ている。
また第２群の最も小さな共役側（図中、右端）と第３
群の最も大きな共役側（図中、左端）に小さな共役側へ
凸のメニスカスレンズを配置させることにより像面湾曲
収差の発生を小さく抑えている。
群の最も大きな共役側（図中、左端）に小さな共役側へ
凸のメニスカスレンズを配置させることにより像面湾曲
収差の発生を小さく抑えている。
本発明は高性能化も目標としており、軸上色収差およ
び倍率色収差を極力小さく抑える必要があるため、第１
群、第３群、第４群の正レンズのアツベ数を大きくする
必要があり、その結果として第１群、第３群、第４群の
正レンズの屈折率を高くすることができない。そのため
画像湾曲収差を小さく抑えるには、負レンズの屈折率を
低くしなければならないが、屈折率の低いガラスはアツ
ベ数の小さいものが無く十分な色収差補正が困難とな
る。よって負レンズには高屈折率低アツベ数のガラスを
使用し、発生する像面湾曲収差を第２群、第３群内に配
置したフイールドフラツテイング用レンズにより補正し
ている。
び倍率色収差を極力小さく抑える必要があるため、第１
群、第３群、第４群の正レンズのアツベ数を大きくする
必要があり、その結果として第１群、第３群、第４群の
正レンズの屈折率を高くすることができない。そのため
画像湾曲収差を小さく抑えるには、負レンズの屈折率を
低くしなければならないが、屈折率の低いガラスはアツ
ベ数の小さいものが無く十分な色収差補正が困難とな
る。よって負レンズには高屈折率低アツベ数のガラスを
使用し、発生する像面湾曲収差を第２群、第３群内に配
置したフイールドフラツテイング用レンズにより補正し
ている。
前述の条件式（１）は第２群の最も小さな共役側のメ
ニスカス負レンズの形状を限定したもので、条件式
（１）の上限値を超えると像面がオーバーとなり条件式
（１）の下限値を超えると像面がアンダーとなり好まし
くない。
ニスカス負レンズの形状を限定したもので、条件式
（１）の上限値を超えると像面がオーバーとなり条件式
（１）の下限値を超えると像面がアンダーとなり好まし
くない。
また、本実施例のズームレンズにおいては、原画像側
に位置し正の屈折力を有する第３、第４レンズ群を原画
像側へ凸の軌跡（展開して描いた時の軌跡）にて移動さ
せ、主に画像位置の補正を行っているが、第４レンズ群
の最終レンズ面と原画像との間に前述した通りダイクロ
イツクミラー等の光学部品を配置する必要からこの間の
距離（以下バツクフオーカスと称する）を広角端付近で
十分に確保しなければならない。
に位置し正の屈折力を有する第３、第４レンズ群を原画
像側へ凸の軌跡（展開して描いた時の軌跡）にて移動さ
せ、主に画像位置の補正を行っているが、第４レンズ群
の最終レンズ面と原画像との間に前述した通りダイクロ
イツクミラー等の光学部品を配置する必要からこの間の
距離（以下バツクフオーカスと称する）を広角端付近で
十分に確保しなければならない。
基本構造を薄肉系で考えた時、広角端におけるバツク
フオーカスSwとすると下式となる。
フオーカスSwとすると下式となる。
Sw＝｛１−（e1w＋e2w′）／ f1＝（１−e1w/f1）e2w′/f2｝・fw …（Ａ） 但し、e1wは広角端における第１レンズ群と第２レン
ズ群との主点間隔であり、e2w′は第２レンズ群と第
３、４レンズ群との主点間隔である。第１レンズ群と第
２レンズ群との間隔は広角端で最小となるので、（Ａ）
式中のe1wの値はレンズ全系をコンパクトにするために
あまり大きな値をとることができない。そこで（Ａ）式
を Sw＝｛Ｋ−e2w′・ （1/f1＋1/f2）・ｆ …（Ｂ） （但し、Ｋ＝１−e1w/f1＋e1w・e2w′／ （1/f1＋1/f2）） と変形してみる。するとこの式（Ｂ）からe2wの値およ
び−（1/f1＋1/f2）の値を大きくすると、薄肉系のバツ
クフオーカスSWが大きくなるので圧肉系でのバツクフオ
ーカスも長くなる傾向にあることがわかる。
ズ群との主点間隔であり、e2w′は第２レンズ群と第
３、４レンズ群との主点間隔である。第１レンズ群と第
２レンズ群との間隔は広角端で最小となるので、（Ａ）
式中のe1wの値はレンズ全系をコンパクトにするために
あまり大きな値をとることができない。そこで（Ａ）式
を Sw＝｛Ｋ−e2w′・ （1/f1＋1/f2）・ｆ …（Ｂ） （但し、Ｋ＝１−e1w/f1＋e1w・e2w′／ （1/f1＋1/f2）） と変形してみる。するとこの式（Ｂ）からe2wの値およ
び−（1/f1＋1/f2）の値を大きくすると、薄肉系のバツ
クフオーカスSWが大きくなるので圧肉系でのバツクフオ
ーカスも長くなる傾向にあることがわかる。
従って条件式（２）の下限値を超えるとe2w′も大き
くなりバツクフオーカスを長く保つことが困難となる。
一方、上限値を超えると逆にレンズ全系が大きくなりコ
ンパクト化を図ることが困難となってくる。
くなりバツクフオーカスを長く保つことが困難となる。
一方、上限値を超えると逆にレンズ全系が大きくなりコ
ンパクト化を図ることが困難となってくる。
一方、条件式（３）の下限値を超えても同様にバツク
フオーカスを長く保つことが困難となり、条件式（３）
式の上限値を超えると第１群の焦点距離f1も大きくなる
ので、ズーミングにおける第１レンズ群の移動量も大き
くなりコンパクトなレンズ系を達成するのが困難とな
る。
フオーカスを長く保つことが困難となり、条件式（３）
式の上限値を超えると第１群の焦点距離f1も大きくなる
ので、ズーミングにおける第１レンズ群の移動量も大き
くなりコンパクトなレンズ系を達成するのが困難とな
る。
次に条件式（４）の下限値を超えてくると、第２レン
ズ群の焦点距離|f2|が小さくなり、像面がオーバーに発
生し、他のレンズでこの収差を補正することが困難とな
る。又、小さな共役面（液晶表示素子）における樽型の
歪曲収差も発生し、特に広角端での収差の補正が困難と
なる。
ズ群の焦点距離|f2|が小さくなり、像面がオーバーに発
生し、他のレンズでこの収差を補正することが困難とな
る。又、小さな共役面（液晶表示素子）における樽型の
歪曲収差も発生し、特に広角端での収差の補正が困難と
なる。
一方、（４）式の上限値を超える程、つまり第２群の
焦点距離|f2|が大きくなりすぎると、ズーミングにおけ
る第２レンズ群の移動量が大きくなり所定の変倍比を稼
ぐことが困難になってくる。
焦点距離|f2|が大きくなりすぎると、ズーミングにおけ
る第２レンズ群の移動量が大きくなり所定の変倍比を稼
ぐことが困難になってくる。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例において
R1はスクリーン側より順に第１番目のレンズ面の曲率半
径、D1はスクリーン側より順に第１番目のレンズ厚及び
空気間隔、N1とν１は夫々スクリーン側より順に第１番
目のレンズのガラスの屈折率とアツベ数である。
R1はスクリーン側より順に第１番目のレンズ面の曲率半
径、D1はスクリーン側より順に第１番目のレンズ厚及び
空気間隔、N1とν１は夫々スクリーン側より順に第１番
目のレンズのガラスの屈折率とアツベ数である。
尚、実施例１〜２において、フオーカスは第１レンズ
群11・21を光軸に沿って移動させて行っている。又、可
変間隔D8にスクリーン距離∞時の間隔を示す。
群11・21を光軸に沿って移動させて行っている。又、可
変間隔D8にスクリーン距離∞時の間隔を示す。
尚、各数値条件式に対応した各数値実施例の値を以下
の表に示す。
の表に示す。
第１図と第２図は順に本発明の数値実施例１と２のレン
ズ断面図。 第３図、第４図、第５図は順に本発明の数値実施例１の
広角端、中間、望遠端で倍率が1/20の距離における小さ
な共役面における諸収差図。 第６図、第７図、第８図は順に本発明の数値実施例２の
広角端、中間、望遠端で倍率が1/20の距離における小さ
な共役面における諸収差図。 第９図はビデオプロジエクターの構成図。 Ｗは広角端、Ｍは中間、Ｔは望遠端、１は光源、２は液
晶表示素子、３はミラーを示す。
ズ断面図。 第３図、第４図、第５図は順に本発明の数値実施例１の
広角端、中間、望遠端で倍率が1/20の距離における小さ
な共役面における諸収差図。 第６図、第７図、第８図は順に本発明の数値実施例２の
広角端、中間、望遠端で倍率が1/20の距離における小さ
な共役面における諸収差図。 第９図はビデオプロジエクターの構成図。 Ｗは広角端、Ｍは中間、Ｔは望遠端、１は光源、２は液
晶表示素子、３はミラーを示す。
Claims (3)
- 【請求項１】大きな共役側から順に、正の屈折力を有す
る第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正
の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第
４レンズ群を有し、広角側から望遠側へのズーミングに
際して、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大
し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し、第３
レンズ群および第４レンズ群は各々独立に小さな共役側
へ凸の軌跡を描くように移動するズームレンズであっ
て、前記第２レンズ群は大きな共役側から順に、小さな
共役側に大きなパワーをもつ負レンズ、小さな共役側に
大きなパワーをもつ負レンズ、大きな共役側に大きなパ
ワーをもつ正レンズ、小さな共役側に凸のメニスカス負
レンズより構成され、前記第２レンズ群中の最も小さな
共役側のメニスカス負レンズの大きな共役側の曲率半径
をR1、小さな共役側の曲率半径をR2とするとき以下の条
件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 SF＝（R1＋R2）／（R1−R2） −５＜SF＜−３ …（１） - 【請求項２】前記第３レンズ群は大きな共役側から順
に、小さな共役側へ凸のメニスカスレンズ、大きなパワ
ーをもつ正レンズ、小さな共役側へ凸のメニスカス負レ
ンズより構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のズームレンズ。 - 【請求項３】大きな共役側から順に、正の屈折力を有す
る第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正
の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第
４レンズ群を有し、広角側から望遠側へのズーミングに
際して、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大
し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し、第３
レンズ群および第４レンズ群は各々独立に小さな共役側
へ凸の軌跡を描くように移動するズームレンズであっ
て、広角端における全系の焦点距離をfw、第１レンズ群
の焦点距離をf1、第２レンズ群の焦点距離をf2、広角端
における第２レンズ群と第３レンズ群との主点間隔をe
2wとするとき以下の条件式を満足することを特徴とする
ズームレンズ。 0.2＜e2w/fw＜0.6 …（２） 1.0＜−（1/f1＋1/f2）・fw＜2.0 …（３） 0.3＜−f2/fw＜0.5 …（４）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285259A JP2783667B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | ズームレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285259A JP2783667B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | ズームレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04158326A JPH04158326A (ja) | 1992-06-01 |
| JP2783667B2 true JP2783667B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17689185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2285259A Expired - Fee Related JP2783667B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | ズームレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2783667B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4839740B2 (ja) * | 2004-09-15 | 2011-12-21 | 株式会社ニコン | ズームレンズ |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS575012A (en) * | 1980-06-12 | 1982-01-11 | Minolta Camera Co Ltd | Four component zoom lens system |
| JPS6014214A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 広画角を含むズ−ムレンズ |
| JPS6014213A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 広画角を含む高変倍率ズ−ムレンズ |
| JPS60114814A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-21 | Canon Inc | ズ−ムレンズ |
| JPS60165612A (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-28 | Canon Inc | 高変倍ズ−ムレンズ |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP2285259A patent/JP2783667B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04158326A (ja) | 1992-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |