JP3503631B2 - 投映用ズームレンズ及びこれを備えたプロジェクター - Google Patents

投映用ズームレンズ及びこれを備えたプロジェクター

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムやスライ
ド、あるいは液晶表示器などに表示された像をスクリー
ンに拡大投映するためのプロジェクターに好適な投映用
ズームレンズ及びそれを備えたプロジェクターに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】フィルムやスライド、あるいは液晶表示
器などに表示された像をスクリーンに拡大投映するプロ
ジェクターにおいては、投映用の光学系としてテレセン
トリックタイプのズームレンズが用いられることが多
い。
【０００３】標準的な従来のテレセントリックタイプの
ズームレンズの多くは、広角端で半画角が２５度前後の
ものである（例えば、特開２０００−１３７１６５号、
特開平１０−１８６２３５号、特開２０００−２０６４
０９号、特開２０００−０１９４００号、特開平１１−
１９０８２１号、特開平１０−２６８１９３号、特開平
０９−２４３９１７号、特開平１１−２３１２１９
号）。
【０００４】半画角が３０度前後のテレセントリックタ
イプのズームレンズにおいては、第１群または最終群の
比較的に大きなレンズを非球面レンズとし、広角化によ
り発生する諸収差、特に歪曲収差の低減が図られている
（例えば、特開２０００−２０６４０９号）。
【０００５】投映用ズームレンズは、その変倍比が例え
ば１．４程度となるように構成されており、２群形式，
３群形式，４群形式，あるいは５群形式のものが主流と
なっている。
【０００６】これらの投映用ズームレンズにおいて、第
１レンズ群は強いパワーを有するレンズ群であって広角
の光線を取り込むために、特に歪曲収差の発生が生じや
すい。
【０００７】そこで、歪曲収差を低減させるために、広
角なテレセントリックのズームレンズでは非球面レンズ
が用いられる。この場合、従来においては、最もスクリ
ーン側に位置するレンズである前玉の近傍のレンズや最
も像面側に位置するレンズである後玉の近傍のレンズに
非球面レンズを採用し、歪曲収差を低減させるようにし
ていた。
【０００８】すなわち、従来においては、光線の出射側
や光線の入射側に非球面レンズが配設され、歪曲収差を
低減させるようにしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】非球面レンズを採用す
る目的は、歪曲収差を低減させる効果を得ることのみな
らず、色収差以外の他の諸収差を低減する効果を得るこ
とにもある。
【００１０】しかしながら、従来は、光線の出射側や光
線の入射側に非球面レンズが配設されていたために、レ
ンズ設計の主眼が歪曲収差の低減のみに奪われざるを得
ず、このために、他の諸収差を満足の得られるように低
減できていないという問題があった。
【００１１】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題を解消し、限られた少ない枚数のレンズから
構成された簡易な構成で良好に諸収差が低減された高画
角の投映用ズームレンズを提供すること、及び、画像品
質の高いプロジェクターを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の投映用ズームレンズは、スクリーン側より像
面側に向かって順に配設された負の屈折力の第１レンズ
群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３
レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とを備える投映
用ズームレンズにおいて、広角端側から望遠端側に向か
って変倍を行う際には、前記第１レンズ群と前記第４レ
ンズ群とは固定され、前記第２レンズ群と第３レンズ群
とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させら
れ、前記第２レンズ群が、スクリーン側より順に、第２
群−第１の正レンズと、凸面を像面側に向けた第２群−
第２の正レンズと凹面をスクリーン側に向けた第２群−
第１の負レンズとを接合してなる第２群−第１の複合レ
ンズと、第２群−第３の正レンズとから構成され、前記
第３レンズ群が、スクリーン側より順に、凹面を像面側
に向けた第３群−第１のメニスカスレンズと、両面が凹
面の第３群−第１の負レンズと両面が凸面の第３群−第
１の正レンズとを接合してなる第３群−第１の複合レン
ズと、凸面を像面側に向けた第３群−第２のメニスカス
レンズとから構成され、前記第１レンズ群の焦点距離を
ｆ１とし、前記第２群−第１の正レンズと前記第２群−
第１の複合レンズとの合成焦点距離をｆ２ＡＢとしたと
きに、前記ｆ１と前記ｆ２ＡＢとは互いに逆符号を有
し、 ０．５＜｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜２．０である ことを特徴とする。
【００１３】また、前記第２群−第３の正レンズの像面
側の端部と前記第３群−第１のメニスカスレンズのスク
リーン側の端部との間の間隔ｄは広角端側から望遠端側
に向かってより大きくなり、前記間隔ｄの広角端におけ
る値をｄＷとし望遠端における値をｄＴとしたときに ２．０＜ｄＴ/ｄＷ＜４．０である ことを特徴とする。
【００１４】また、前記第２群−第３の正レンズと前記
第３群−第１のメニスカスレンズとは、像面から出射す
る主光線が光軸と交差する位置である絞り位置の近傍に
位置することを特徴とする。
【００１５】また、前記第３群−第１のメニスカスレン
ズは非球面レンズであることを特徴とする。
【００１６】または、全てが球面レンズであることを特
徴とする。
【００１７】 また、前記第２レンズ群は、スクリーン
側より像面側に向かって順に配設された互いに個別的に
移動可能な第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群とから構成
されており、前記第２ａレンズ群は前記第２群−第１の
正レンズで構成され、前記第２ｂレンズ群は前記第２群
−第２の正レンズと凹面をスクリーン側に向けた第２群
−第１の負レンズとを接合してなる前記第２群−第１の
複合レンズと前記第２群−第３の正レンズとから構成さ
れていることを特徴とする。
【００１８】上述の本発明では、第１レンズ群の焦点距
離をｆ１とし、第２群−第１の正レンズと第２群−第１
の複合レンズとの合成焦点距離をｆ２ＡＢとしたとき
に、前記ｆ１と前記ｆ２ＡＢとは互いに逆符号を有し、
０．５＜｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜２．０であり、第２レン
ズ群のスクリーン側にある２つのレンズである第２群−
第１の正レンズと第２群−第１の複合レンズとが有する
合成パワーは第１レンズ群のパワーと符号が逆でほぼ同
等の大きさを有する。このため、第１レンズ群が大きな
パワーを有している場合であっても、第１レンズ群と第
２レンズ群で発生する歪曲収差を互いに逆方向に発生さ
せて消すことができる。｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜が２．０以
上になる場合や｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜が０．５以下になる
場合には、特に広角化する場合に発生しやすい歪曲収差
を小さく押さえることが困難になるとともに像面湾曲や
コマ収差等の収差が増大する。
【００１９】第２レンズ群の第２群−第１の複合レンズ
は倍率色収差を低減させる色消しレンズとして作用す
る。
【００２０】第２群−第３の正レンズは第２レンズ群と
して移動し第３群−第１のメニスカスレンズは第３レン
ズ群として移動し互いに独立に移動するが、第２群−第
３の正レンズの像面側の端部と第３群−第１のメニスカ
スレンズとは、２．０＜ｄＴ/ｄＷ＜４．０を満たす位
置関係にあり、比較的に接近して位置する。ｄＴ/ｄＷ
が４．０以上になると第２レンズ群の合成焦点距離が長
くなり、移動量が増えることになり投映用ズームレンズ
の全長が長くなりすぎ、ｄＴ/ｄＷが２．０以下になる
と第２レンズ群の合成焦点距離が短くなり、収差が発生
しやすくなる。
【００２１】第２群−第３の正レンズと第３群−第１の
メニスカスレンズとは、像面から出射する主光線が光軸
と交差する位置である絞り位置の近傍に位置するので、
従来絞りが設置される位置に絞りを設置しなくとも大口
径化に伴い発生しやすいフレアを抑制することができ
る。特に、広角端でフレアの発生を有効に抑制すること
ができる。ここで、絞り位置とは、従来において絞りを
設置するのに適するとされた位置であり、像面から出射
する主光線が光軸と交差する位置である。また、絞り位
置の近傍とは、第２群−第３の正レンズと第３群−第１
のメニスカスレンズとが、レンズ厚さの数倍、例えば３
倍程度の距離内で他のレンズに比べて最も主光線が光軸
と交わる位置に近い位置にあることをいう。
【００２２】また、第２群−第３の正レンズの像面側の
端部と第３群−第１のメニスカスレンズのスクリーン側
の端部との間の間隔ｄは広角端側から望遠端側に向かっ
てより大きくなり、前記間隔ｄの広角端における値をｄ
Ｗとし望遠端における値をｄＴとしたときに２．０＜ｄ
Ｔ/ｄＷ＜４．０であることによって、第２群−第３の
正レンズと第３群−第１のメニスカスレンズとが絞り位
置の近傍に位置するようにすることができ、従来絞りが
設置される位置に絞りを設置しなくとも大口径化に伴い
発生しやすいフレアを抑制することができ、特に、広角
端でフレアの発生を有効に抑制することができる。
【００２３】また、第３群−第１のメニスカスレンズが
非球面レンズである場合には、諸収差の改善をより効率
的に行うことができる。すなわち、最もスクリーン側に
位置するレンズである前玉の近傍のレンズや最も像面側
に位置するレンズである後玉の近傍のレンズに非球面レ
ンズを採用して歪曲収差を低減させる場合に比べて、非
球面レンズを採用する目的を歪曲収差を低減させること
に重点を置きすぎる必要がなくなり、非球面レンズを採
用する目的を他の諸収差を低減するためにも活用するこ
とができる。この結果、前玉、後玉のように大口径のレ
ンズを非球面にしたものに比べ径の小さいレンズを使用
するために、製造コストダウンを図ることができる。
【００２４】また、第２レンズ群を互いに個別的に移動
可能な第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群とから構成し、
第２ａレンズ群を第２群−第１の正レンズで構成し、第
２ｂレンズ群を第２群−第２の正レンズと第２群−第１
の複合レンズと第２群−第３の正レンズとから構成する
ことことにより、０．５＜｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜２．０
の要請を余裕を持って満たすことができるとともに、第
２群−第３の正レンズと第３群−第１のメニスカスレン
ズとを絞り位置の近傍に余裕をもって位置させることが
でき、大口径化に伴い発生しやすいフレアを抑制するこ
とができる。
【００２５】 なお、請求項７、８、９、及び１０にお
いて、「ほぼ」とは、次のような内容を示す。すなわ
ち、例えば、請求項７において、「ほぼ０．９４」と
は、「０．９３より大きく０．９５より小さい」程度の
ことを示す。同様に、「ほぼ３．３」とは「３．２より
大きく３．４より小さい」ことを示し、「ほぼ１．０」
とは「０．９より大きく１．１より小さい」ことを示
し、「ほぼ３．１」とは「３．０より大きく３．２より
小さい」ことを示し、「ほぼ０．７３」とは「０．７２
より大きく０．７４より小さい」ことを示し、「ほぼ
２．７」とは「２．６より大きく２．８より小さい」こ
とを示し、「ほぼ２８ｍｍ」とは「２７ｍｍより大きく
２９ｍｍより小さい」ことを示す。また、明細書におい
て、「ほぼ２９度」とは「２８度より大きく３０度より
小さい」ことを示す。
【００２６】上記の投映用ズームレンズを、画像形成手
段を備えたプロジェクターにおいて、当該画像形成手段
によって形成された画像を投映する投映用ズームレンズ
として採用すれば、画像品質の高いプロジェクターを提
供することが可能となる。このような画像形成手段の例
としては、液晶表示器や画素がマイクロミラーによって
構成されたデバイスのような光変調装置、及び、フィル
ムやスライドのようなものが挙げられる。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１、図７または図１３は、本発
明の実施形態に係る投映用ズームレンズのレンズ構成を
示すものである。（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々は広角
端（wide）、通常位置(normal)、望遠端(tele)における
ズームレンズ２を示す。
【００２８】図１、図７または図１３に示すズームレン
ズ２は、スクリーン側（図１等における左側）より像面
側（図１等における右側）に向かって順に配設された負
の屈折力の第１レンズ群１０と、正の屈折力の第２レン
ズ群２０と、負の屈折力の第３レンズ群３０と、正の屈
折力の第４レンズ群４０との４群形式で構成されてい
る。ここで、図１等における右側を物点側とする代わり
に像面側と呼ぶようにしたのは、この像面側で、フィル
ムやスライド、あるいは液晶表示器などに表示された像
が得られるからである。本発明の実施形態では、ズーム
レンズ２を、画像形成手段として３つの液晶表示器を用
いたプロジェクターに採用する場合を想定している。従
って、第４レンズ群４０の像面側には当該３つの液晶表
示器によって形成された画像を合成する合成プリズム７
０が配置されている。また、この場合、これら３つの液
晶表示器が、ズームレンズ２の像面の位置付近に配置さ
れることとなる。
【００２９】広角端側から望遠端側に向かって変倍を行
う際には、第１レンズ群１０と第４レンズ群４０とは固
定され、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０とは光軸
上でともにスクリーン側に向かって移動させられる。
【００３０】第２レンズ群２０は、スクリーン側より順
に、第２群−第１の正レンズ２１と、凸面を像面側に向
けた第２群−第２の正レンズ２２と凹面をスクリーン側
に向けた第２群−第１の負レンズ２３とを接合してなる
第２群−第１の複合レンズ２５と、第２群−第３の正レ
ンズ２４とから構成されている。なお、後述の第３の実
施例においては、第２レンズ群２０は、互いに個別的に
移動可能な第２ａレンズ群２０ａと第２ｂレンズ群２０
ｂとから構成されている。
【００３１】第３レンズ群３０は、スクリーン側より順
に、凹面を像面側に向けた第３群−第１のメニスカスレ
ンズ３１と、両面が凹面の第３群−第１の負レンズ３２
と両面が凸面の第３群−第１の正レンズ３３とを接合し
てなる第３群−第１の複合レンズ３５と、凸面を像面側
に向けた第３群−第２のメニスカスレンズ３４とから構
成されている。
【００３２】第１レンズ群１０はスクリーン側より順
に、正レンズ１１と、メニスカスレンズ１２と、両面が
凹面の負レンズ１３とから構成されている。なお、後述
の第３の実施例においては、負レンズ１３の像面側に負
レンズ１４がさらに配設されている。
【００３３】第４レンズ群４０は単一の正レンズ４１か
ら構成されている。
【００３４】第１レンズ群１０の焦点距離をｆ１とし、
第２群−第１の正レンズ２１と第２群−第１の複合レン
ズ２５との合成焦点距離をｆ２ＡＢとしたときに、ｆ１
とｆ２ＡＢとは互いに逆符号を有し、不等式０．５＜｜
ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜２．０が成立している。
【００３５】第２群−第３の正レンズ２４の像面側の端
部と第３群−第１のメニスカスレンズ３１のスクリーン
側の端部との間の間隔ｄは広角端側から望遠端側に向か
ってより大きくなり、間隔ｄの広角端における値をｄＷ
とし望遠端における値をｄＴとしたときに、次の不等式
２．０＜ｄＴ/ｄＷ＜４．０が成立している。
【００３６】また、第２群−第３の正レンズ２４と第３
群−第１のメニスカスレンズ３１とは、像面から出射す
る主光線が光軸と交差する位置である絞り位置６０（図
１９参照）の近傍に位置している。第２群−第３の正レ
ンズ２４と第３群−第１のメニスカスレンズ３１の位置
と絞り位置６０との間のこのような位置関係は、後述の
第１，２，３の実施例において共通することであるが、
図１９には後述の第３の実施例を例にとり示されてい
る。
【００３７】また、第２群−第３の正レンズ２４の像面
側の端部と第３群−第１のメニスカスレンズ３１のスク
リーン側の端部との間の間隔ｄは広角端側から望遠端側
に向かってより大きくなり、間隔ｄの広角端における値
をｄＷとし望遠端における値をｄＴとしたときに２．０
＜ｄＴ/ｄＷ＜４．０が成立している。
【００３８】以下に ズームレンズ２の第１の実施例に
ついて説明する。
【００３９】図１の（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々は広
角端（wide）、通常位置(normal)、望遠端(tele)におけ
るズームレンズ２を示す。第１の実施例においては、第
１レンズ群１０、第２レンズ群２０、第３レンズ群３０
および第４レンズ群４０を構成するレンズは全て球面レ
ンズで構成されている。
【００４０】第１の実施例のズームレンズ２の仕様は次
のとおりである。
【００４１】ｆ＝２８．２ｍｍ（広角端）〜３２．４ｍ
ｍ（望遠端)、ＦNO＝１．７〜２．０、｜ｆ１／ｆ２Ａ
Ｂ｜＝０．９４であり０．５＜｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜
２．０を満たし、ｄＴ/ｄＷ＝３．２９であり２．０＜
ｄＴ/ｄＷ＜４．０を満たす。
【００４２】上記データ中、ｆは光学系全体での焦点距
離、ＦNOはＦナンバーを示している。
【００４３】ズームレンズ２のレンズデータを図２に示
す。なお、ＯＢＪは面番号を示しスクリーン側から順に
各レンズの面に付した番号であり、ＲＤＹは曲率半径
（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ厚
みあるいは空気空間を表している（単位ｍｍ）。ＧＬＡ
はレンズ材料のｄ線屈折率とアッベ数を示し、例えばＧ
ＬＡが１．７０２００＿４０．２ははレンズ材料のｄ線
屈折率が１．７０２００でありアッベ数が４０．２であ
ることを示す。
【００４４】図２において、＊１は、負レンズ１３の像
面側の端面と第２群−第１の正レンズ２１のスクリーン
側の端面との間隔の広角端（wide）、通常位置(norma
l)、望遠端(tele)における値を示し、＊２は、第２群−
第１の負レンズ２３の像面側の端面と第２群−第３の正
レンズ２４のスクリーン側の端面との間隔の広角端（wi
de）、通常位置(normal)、望遠端(tele)における値を示
し、＊３は、第３群−第２のメニスカスレンズ３４の像
面側の端面と正レンズ４１のスクリーン側の端面との間
隔の広角端（wide）、通常位置(normal)、望遠端(tele)
における値を示す。
【００４５】ズームレンズ２の広角端での収差図を図３
および図５に、また望遠端での収差図を図４および図６
に示す。なお、図３および図４の各々において（Ａ）は
球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差を
表している。図３および図４中（Ｂ）の非点収差図にお
ける符号Ｓ，Ｔは、それぞれ球欠的像面，子午的像面に
対する収差を表す。また、図５および図６は横収差図で
あり、図中（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）
は、それぞれ像高比（１．００），（０．８０），
（０．６０），（０．４０），および（０．００）にお
ける収差を表す。
【００４６】次に、ズームレンズ２の第２の実施例につ
いて説明する。
【００４７】図７の（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々は広
角端（wide）、通常位置(normal)、望遠端(tele)におけ
るズームレンズ２を示す。第２の実施例においては、第
３レンズ群３０を構成する第３群−第１のメニスカスレ
ンズ３１が非球面レンズであり、第３群−第１のメニス
カスレンズ３１以外の第１レンズ群１０、第２レンズ群
２０、第３レンズ群３０および第４レンズ群４０の他の
レンズは全て球面レンズで構成されている。
【００４８】非球面レンズである第３群−第１のメニス
カスレンズ３１はスクリーン側の面が非球面であり像面
側は球面であり、非球面の形状は、次の非球面式
【数１】 で表される。ここで、係数ＲはNO１４の面の曲率半径
（ＲＤＹ）、係数Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図８に示す値で
ある。
【００４９】第２の実施例のズームレンズ２の仕様は次
のとおりである。
【００５０】ｆ＝２８．１ｍｍ（広角端）〜３７．３ｍ
ｍ（望遠端)、ＦNO＝１．７〜２．０、｜ｆ１／ｆ２Ａ
Ｂ｜＝１．０であり０．５＜｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜２．
０を満たし、ｄＴ/ｄＷ＝３．０８であり２．０＜ｄＴ/
ｄＷ＜４．０を満たす。
【００５１】ズームレンズ２の広角端での収差図を図９
および図１１に、また望遠端での収差図を図１０および
図１２に示す。なお、図９および図１０の各々において
（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪
曲収差を表している。図９および図１０中（Ｂ）の非点
収差図における符号Ｓ，Ｔは、それぞれ球欠的像面，子
午的像面に対する収差を表す。また、図１１および図１
２は横収差図であり、図中（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ），（Ｅ）は、それぞれ像高比（１．００），
（０．８０），（０．６０），（０．４０），および
（０．００）における収差を表す。
【００５２】次に、ズームレンズ２の第３の実施例につ
いて説明する。
【００５３】図１３の（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々は
広角端（wide）、通常位置(normal)、望遠端(tele)にお
けるズームレンズ２を示す。第３の実施例においては、
第２レンズ群２０は、スクリーン側より像面側に向かっ
て順に配設された互いに個別的に移動可能な第２ａレン
ズ群２０ａと第２ｂレンズ群２０ｂとから構成されてい
る。第２ａレンズ群２０ａは単一の第２群−第１の正レ
ンズ２１で構成され、第２ｂレンズ群２０ｂは第２群−
第２の正レンズ２２と第２群−第１の複合レンズ２３と
第２群−第３の正レンズ２４とから構成されている。
【００５４】また、第１レンズ群１０では、負レンズ１
３の像面側に負レンズ１４がさらに配設されている。
【００５５】また、図１９に示すように、第２群−第３
の正レンズ２４と第３群−第１のメニスカスレンズ３１
とは、像面から出射する主光線が光軸と交差する位置で
ある絞り位置６０の近傍に位置している。第２群−第３
の正レンズ２４と第３群−第１のメニスカスレンズ３１
とは、絞り位置６０またはその近傍に位置するので、従
来絞りが設置される位置にレンズが配置されることで大
口径化に伴い発生しやすいフレアを抑制することができ
る。特に、広角端でフレアの発生を有効に抑制すること
ができる。
【００５６】第３の実施例のズームレンズ２の仕様は次
のとおりである。
【００５７】ｆ＝２８．３ｍｍ（広角端）〜３２．４ｍ
ｍ（望遠端)、ＦNO＝１．７〜２．０、｜ｆ１／ｆ２Ａ
Ｂ｜＝０．７３であり０．５＜｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜
２．０を満たし、ｄＴ/ｄＷ＝２．７３であり２．０＜
ｄＴ/ｄＷ＜４．０を満たす。
【００５８】ズームレンズ２の広角端での収差図を図１
５および図１７に、また望遠端での収差図を図１６およ
び図１８に示す。なお、図１５および図１６の各々にお
いて（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）
は歪曲収差を表している。図１５および図１６中（Ｂ）
の非点収差図における符号Ｓ，Ｔは、それぞれ球欠的像
面，子午的像面に対する収差を表す。また、図１５およ
び図１６は横収差図であり、図中（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、それぞれ像高比（１．０
０），（０．８０），（０．６０），（０．４０），お
よび（０．００）における収差を表す。
【００５９】以上、上述の本発明の実施の形態によれ
ば、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第２群−第１
の正レンズ２１と第２群−第１の複合レンズ２５との合
成焦点距離をｆ２ＡＢとしたときに、ｆ１とｆ２ＡＢと
は互いに逆符号を有し、０．５＜｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜
２．０であり、第２レンズ群２０のスクリーン側にある
２つのレンズである第２群−第１の正レンズ２１と第２
群−第１の複合レンズ２５とが有する合成パワーは第１
レンズ群１０のパワーと符号が逆でほぼ同等の大きさを
有し、このため、第１レンズ群が大きなパワーを有して
いる場合であっても、第１レンズ群１０と第２レンズ群
２０で発生する歪曲収差を互いに逆方向に発生させて消
すことができる。｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜が２．０以上にな
る場合や｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜が０．５以下になる場合に
は、特に広角化する場合に発生しやすい歪曲収差を小さ
く押さえることが困難になるとともに像面湾曲やコマ収
差等の収差が増大する。
【００６０】また、第２群−第３の正レンズ２４は第２
レンズ群２０として移動し第３群−第１のメニスカスレ
ンズ３１は第３レンズ群として移動し互いに独立に移動
するが、第２群−第３の正レンズ２４の像面側の端部と
第３群−第１のメニスカスレンズとは、２．０＜ｄＴ/
ｄＷ＜４．０を満たす位置関係にあり、比較的に接近し
て位置する。このため、ｄＴ/ｄＷが４．０以上になる
と第２レンズ群の合成焦点距離が長くなり、移動量が増
えることになり投映用ズームレンズの全長が長くなりす
ぎ、ｄＴ/ｄＷが２．０以下になると第２レンズ群の合
成焦点距離が短くなり、収差が発生しやすくなるが、
２．０＜ｄＴ/ｄＷ＜４．０を満たすことによって、投
映用ズームレンズの全長を短くでき、また、収差の発生
を抑制することができる。
【００６１】また、第２群−第３の正レンズ２４と第３
群−第１のメニスカスレンズ３１とは、像面から出射す
る主光線が光軸と交差する位置である絞り位置６０の近
傍に位置するので、従来絞りが設置される位置にレンズ
が配置されることで大口径化に伴い発生しやすいフレア
を抑制することができる。これによって、特に、広角端
でフレアの発生を有効に抑制することができる。
【００６２】また、第２群−第３の正レンズ２４の像面
側の端部と第３群−第１のメニスカスレンズ３１のスク
リーン側の端部との間の間隔ｄは広角端側から望遠端側
に向かってより大きくなり、間隔ｄの広角端における値
をｄＷとし望遠端における値をｄＴとしたときに２．０
＜ｄＴ/ｄＷ＜４．０を満たすことによって、第２群−
第３の正レンズ２４と第３群−第１のメニスカスレンズ
３１とが絞り位置６０の近傍に位置するようにすること
ができ、従来絞りが設置される位置にレンズが配置され
ることで大口径化に伴い発生しやすいフレアを抑制する
ことができ、特に、広角端でフレアの発生を有効に抑制
することができる。
【００６３】また、第３群−第１のメニスカスレンズ３
１を非球面レンズにすることによって、諸収差の改善を
より効率的に行うことができる。すなわち、最もスクリ
ーン側に位置するレンズである前玉の近傍のレンズや最
も像面側に位置するレンズである後玉の近傍のレンズに
非球面レンズを採用して歪曲収差を低減させる場合に比
べて、非球面レンズを採用する目的を歪曲収差を低減さ
せることに重点を置きすぎる必要がなくなり、非球面レ
ンズを採用する目的を他の諸収差を低減するためにも活
用することができる。この結果、前玉、後玉の近傍のレ
ンズの硝材を安価なものを使用することが可能になり、
製造コストダウンを図ることができる。
【００６４】また、第２レンズ群２０を互いに個別的に
移動可能な第２ａレンズ群２０ａと第２ｂレンズ群２０
ｂとから構成し、第２ａレンズ群２０ａを第２群−第１
の正レンズ２１で構成し、第２ｂレンズ群２０ｂを第２
群−第２の正レンズ２２と第２群−第１の複合レンズ２
５と第２群−第３の正レンズ２４とから構成することこ
とにより、０．５＜｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜２．０の要請
を余裕を持って満たすことができるとともに、第２群−
第３の正レンズ２４と第３群−第１のメニスカスレンズ
３１とを絞り位置の近傍に余裕をもって位置させること
ができ、大口径化に伴い発生しやすいフレアを抑制する
ことができる。
【００６５】以上説明した実施例１〜３にかかるズーム
レンズは、いずれも、画像形成手段を備えたプロジェク
ターにおいて、当該画像形成手段によって形成された画
像を投映する投映用ズームレンズとして採用することが
可能である。画像形成手段の例としては、液晶表示器や
画素がマイクロミラーによって構成されたデバイスのよ
うな光変調装置、及び、フィルムやスライドのようなも
のが挙げられる。実施例１〜３にかかるズームレンズを
プロジェクターに採用すれば、画像品質の高いプロジェ
クターを提供することが可能となる。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、例えば１２枚や１３枚等の限られた少ない枚数の
レンズから構成された簡易な構成で良好に諸収差が低減
された例えば半画角が２９度前後という高画角の投映用
ズームレンズを提供することができる。
【００６７】また、本発明の投映用ズームレンズを、画
像形成手段を備えたプロジェクターにおいて、当該画像
形成手段によって形成された画像を投映する投映用ズー
ムレンズとして採用すれば、画像品質の高いプロジェク
ターを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投映用ズームレンズの第１の実施例を
示すレンズ構成図であり、広角端位置（ａ）、通常位置
（ｂ）、望遠端位置（ｃ）の各々の場合を示す。
【図２】図１に示すズームレンズのレンズデータを示す
図であり、ＯＢＪは面番号を示し、ＲＤＹは曲率半径
（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ厚
みあるいは空気空間を示し、＊１、＊２、＊３は、レン
ズ群間の間隔の広角端（wide）、通常位置(normal)、望
遠端(tele)における値を示す。
【図３】図１に示したズームレンズの広角端における収
差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差
を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図４】図１に示したズームレンズの望遠端における収
差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差
を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図５】図１に示したズームレンズの広角端における横
収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差
を、（Ｂ）は像高比０．８０における収差を、（Ｃ）は
像高比０．６０における収差を、（Ｄ）は像高比０．４
０における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収
差をそれぞれ表す。
【図６】図１に示したズームレンズの望遠端における横
収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差
を、（Ｂ）は像高比０．８０における収差を、（Ｃ）は
像高比０．６０における収差を、（Ｄ）は像高比０．４
０における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収
差をそれぞれ表す。
【図７】本発明の投映用ズームレンズの第２の実施例を
示すレンズ構成図であり、広角端位置（ａ）、通常位置
（ｂ）、望遠端位置（ｃ）の各々の場合を示す。
【図８】図７に示すズームレンズのレンズデータを示す
図であり、ＯＢＪは面番号を示し、ＲＤＹは曲率半径
（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ厚
みあるいは空気空間を示し、＊１、＊２、＊３は、レン
ズ群間の間隔の広角端（wide）、通常位置(normal)、望
遠端(tele)における値を示す。
【図９】図７に示したズームレンズの広角端における収
差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差
を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図１０】図７に示したズームレンズの望遠端における
収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差
を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図１１】図７に示したズームレンズの広角端における
横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差
を、（Ｂ）は像高比０．８０における収差を、（Ｃ）は
像高比０．６０における収差を、（Ｄ）は像高比０．４
０における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収
差をそれぞれ表す。
【図１２】図７に示したズームレンズの望遠端における
横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差
を、（Ｂ）は像高比０．８０における収差を、（Ｃ）は
像高比０．６０における収差を、（Ｄ）は像高比０．４
０における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収
差をそれぞれ表す。
【図１３】本発明の投映用ズームレンズの第３の実施例
を示すレンズ構成図であり、広角端位置（ａ）、通常位
置（ｂ）、望遠端位置（ｃ）の各々の場合を示す。
【図１４】図１３に示すズームレンズのレンズデータを
示す図であり、ＯＢＪは面番号を示し、ＲＤＹは曲率半
径（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ
厚みあるいは空気空間を示し、＊１、＊２、＊３は、レ
ンズ群間の間隔の広角端（wide）、通常位置(normal)、
望遠端(tele)における値を示す。
【図１５】図１３に示したズームレンズの広角端におけ
る収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収
差を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図１６】図１３に示したズームレンズの望遠端におけ
る収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収
差を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図１７】図１３に示したズームレンズの広角端におけ
る横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収
差を、（Ｂ）は像高比０．８０における収差を、（Ｃ）
は像高比０．６０における収差を、（Ｄ）は像高比０．
４０における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における
収差をそれぞれ表す。
【図１８】図１３に示したズームレンズの望遠端におけ
る横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収
差を、（Ｂ）は像高比０．８０における収差を、（Ｃ）
は像高比０．６０における収差を、（Ｄ）は像高比０．
４０における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における
収差をそれぞれ表す。
【図１９】図１３に示したズームレンズの第２群−第３
の正レンズと第３群−第１のメニスカスレンズとが、像
面から出射する主光線が光軸と交差する位置である絞り
位置の近傍に位置していることを示す光線図。
【符号の説明】
２ 投影用ズームレンズ １０ 第１レンズ群 ２０ 第２レンズ群 ３０ 第３レンズ群 ４０ 第４レンズ群 ２１ 第２群−第１の正レンズ ２２ 第２群−第２の正レンズ ２３ 第２群−第１の負レンズ ２４ 第２群−第３の正レンズ ２５ 第２群−第１の複合レンズ ２０ａ 第２ａレンズ群 ２０ｂ 第２ｂレンズ群 ３１ 第３群−第１のメニスカスレンズ ３２ 第３群−第１の負レンズ ３３ 第３群−第１の正レンズ ３４ 第３群−第２のメニスカスレンズ ３５ 第３群−第１の複合レンズ ６０ 絞り位置 ７０ 合成プリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スクリーン側より像面側に向かって順に配
    設された負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第
    ２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折
    力の第４レンズ群とを備える投映用ズームレンズにおい
    て、 広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、前
    記第１レンズ群と前記第４レンズ群とは固定され、前記
    第２レンズ群と第３レンズ群とは光軸上でともにスクリ
    ーン側に向かって移動させられ、 前記第２レンズ群が、スクリーン側より順に、第２群−
    第１の正レンズと、凸面を像面側に向けた第２群−第２
    の正レンズと凹面をスクリーン側に向けた第２群−第１
    の負レンズとを接合してなる第２群−第１の複合レンズ
    と、第２群−第３の正レンズとから構成され、 前記第３レンズ群が、スクリーン側より順に、凹面を像
    面側に向けた第３群−第１のメニスカスレンズと、両面
    が凹面の第３群−第１の負レンズと両面が凸面の第３群
    −第１の正レンズとを接合してなる第３群−第１の複合
    レンズと、凸面を像面側に向けた第３群−第２のメニス
    カスレンズとから構成され、 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２群−
    第１の正レンズと前記第２群−第１の複合レンズとの合
    成焦点距離をｆ２ＡＢとしたときに、前記ｆ１と前記ｆ
    ２ＡＢとは互いに逆符号を有し、 ０．５＜｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜＜２．０である ことを特徴とする投映用ズームレンズ。
  2. 【請求項２】前記第２群−第３の正レンズの像面側の端
    部と前記第３群−第１のメニスカスレンズのスクリーン
    側の端部との間の間隔ｄは広角端側から望遠端側に向か
    ってより大きくなり、前記間隔ｄの広角端における値を
    ｄＷとし望遠端における値をｄＴとしたときに ２．０＜ｄＴ/ｄＷ＜４．０である ことを特徴とする請求項１に記載の投映用ズームレン
    ズ。
  3. 【請求項３】前記第２群−第３の正レンズと前記第３群
    −第１のメニスカスレンズとは、像面から出射する主光
    線が光軸と交差する位置である絞り位置の近傍に位置す
    ることを特徴とする請求項１に記載の投映用ズームレン
    ズ。
  4. 【請求項４】前記第３群−第１のメニスカスレンズは非
    球面レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投
    映用ズームレンズ。
  5. 【請求項５】全てが球面レンズであることを特徴とする
    請求項１に記載の投映用ズームレンズ。
  6. 【請求項６】前記第２レンズ群は、スクリーン側より像
    面側に向かって順に配設された互いに個別的に移動可能
    な第２ａレンズ群と第２ｂレンズ群とから構成されてお
    り、 前記第２ａレンズ群は前記第２群−第１の正レンズで構
    成され、前記第２ｂレンズ群は前記第２群−第２の正レ
    ンズと凹面をスクリーン側に向けた第２群−第１の負レ
    ンズとを接合してなる前記第２群−第１の複合レンズと
    前記第２群−第３の正レンズとから構成されていること
    を特徴とする請求項１に記載の投映用ズームレンズ。
  7. 【請求項７】 ｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜はほぼ０．９４であ
    り、dT/ｄＷ はほぼ３．３であることを特徴とする請求
    項２に記載の投映用ズームレンズ。
  8. 【請求項８】 ｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜はほぼ１．０であ
    り、dT/ｄＷ はほぼ３．１であることを特徴とする請求
    項２に記載の投映用ズームレンズ。
  9. 【請求項９】 ｜ｆ１／ｆ２ＡＢ｜はほぼ０．７３であ
    り、dT/ｄＷ はほぼ２．７であることを特徴とする請求
    項２に記載の投映用ズームレンズ。
  10. 【請求項１０】 全体の焦点距離をｆとすると、広角端
    ではほぼ２８ｍｍであり、望遠端では３７ｍｍ乃至３８
    ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の投映用ズ
    ームレンズ。
  11. 【請求項１１】 レンズの枚数は、１２枚または１３枚
    であることを特徴とする請求項１に記載の投映用ズーム
    レンズ。
  12. 【請求項１２】画像を形成する画像形成手段と、 前記画像形成手段によって形成された画像を投映する請
    求項１〜１１のいずれかに記載の投映用ズームレンズ
    と、 を備えたことを特徴とするプロジェクター。
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