JP4446521B2 - 投写用ズームレンズおよびプロジェクタ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライトバルブに表示された像をスクリーンに拡大投影するプロジェクタ装置の投写用ズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７に、一般的な３板式の液晶プロジェクタの概略構成を示してある。画像をスクリーンなどに拡大投影可能なプロジェクタ装置８は、入射側から供給された画像をスクリーンに向かって投影する投写用ズームレンズ１と、この投写用ズームレンズ１に画像を供給する画像形成装置７とを備えている。液晶プロジェクタ装置の場合は、画像形成装置７のライトバルブとして液晶パネル３が採用されており、図７に示したプロジェクタ装置８においては、白色光源６と、この光源６から放射された光を色分解するダイクロイックミラー５Ｒおよび５Ｇと、赤色、緑色および青色に色分解された各色の画像を形成する透過型表示媒体（ライトバルブ）である液晶パネル３Ｂ、３Ｇおよび３Ｒとを備えている。これらの液晶パネル３Ｂ、３Ｇおよび３Ｒによって形成された投写用の画像は反射ミラー４によってダイクロイックプリズム２に導かれ、色合成された後、投写用レンズ１に入射される。そして、各液晶ライトバルブ３Ｂ、３Ｇおよび３Ｒに表示された画像が拡大および合成されてスクリーン９の上に結像される。
【０００３】
このような液晶プロジェクタに用いられる投写用（投影用）ズームレンズは、ダイクロイックプリズム２を挿入するために長いバックフォーカスが必要である。すなわち、ダイクロイックプリズムが分光特性上、入射角の依存性が大きいので液晶パネル側の構成はテレセントリックな光線にしなくてはならない。また、上記の３板式の画像形成装置に限らず、液晶ライトバルブを用いる場合は、液晶パネルの視角がそれほど大きくなく、画質の角度依存性が大きいので投写用レンズの入射側はテレセントリックであることが望ましい。
【０００４】
近年、液晶パネルに代わり、マイクロマシン技術を用いて機械的に光の反射方向を変えて画像を形成する複数の素子を備えた装置が実用化されている。微少な鏡面素子（マイクロミラー）を画素に対応させてアレイ状に並べ、それぞれの鏡面の角度を制御することにより画像を表示するＤＭＤ（デジタルミラーデバイス、箔変形デバイスあるいはディスプレイ）はその1つである。このマイクロミラーで画素を構成する画像形成装置は、液晶パネルより応答速度が速く、明るい画像が得られるので、小型で高輝度、高画質のプロジェクタを実現するのに適している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このＤＭＤをライトバルブとして採用するプロジェクタ装置においては、ＤＭＤに光を入出力する光学系に回転色フィルタとＴＩＲプリズムなどを採用した単板式のプロジェクタ装置も開発されている。このプロジェクタ装置においても、プリズムが入射角の依存性が大きい特質は代わりない。したがって、液晶パネルを用いたプロジェクタ装置に限らず、ＤＭＤを用いたプロジェクタ装置においても入射側がテレセントリックになった投写用ズームレンズが要求される。
【０００６】
プロジェクタ装置は、近年、さらに携帯性の良い、小型、軽量さらに薄型のものが要求されており、これに伴って、さらに小型で性能の良い投写用ズームレンズの要求が高まっている。すなわち、小型で、明るく高解像度の画像に対応できると共に周辺光量比が充分あり、また広角な投写用ズームレンズが要望されている。
【０００７】
そこで、本発明においては、広角端でＦナンバーが２．０と明るく、半画角２５度以上と広角でありながら、周辺光量比が充分であり、収差性能の良い小型、特に小径の投写用ズームレンズを提供することを目的としている。そして、本発明の投写用ズームレンズを採用することにより、薄く小型でありながら、明るく高解像度の画像を表示することができるプロジェクタ装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の投写用ズームレンズシステム（ズームレンズ）は、入射側がテレセントリックになった投写用ズームレンズであって、スクリーン側から順に、負の屈折力の第１のレンズ群と、正の屈折力の第２のレンズ群と、正の屈折力の第３のレンズ群と、負の屈折力の第４のレンズ群と、正の屈折力の第５のレンズ群とから構成され、第１および第５のレンズ群を固定し、第１のレンズ群と第２のレンズ群との間の距離、第２のレンズ群と第３のレンズ群との間の距離、第３のレンズ群と第４のレンズ群との間の距離、さらに、第４のレンズ群と第５のレンズ群との間の距離が変わるように第２、第３および第４のレンズ群を移動することによりズーミングが可能な投写用ズームレンズである。さらに、第１のレンズ群の最もスクリーン側のレンズに、スクリーン側に凸の負の屈折力のメニスカスレンズを採用している。
【０００９】
本発明の投写用ズームレンズは、スクリーン側（拡大側）から入射側（縮小側）に向かって、負−正−正−負−正の５つのレンズ群によって構成されており、基本的にはレトロフォーカス型であるので非常に長いバックフォーカスが確保でき、入射側をテレセントリックにあるいはそれに非常に近い状態の投写用レンズを形成できる。第１のレンズ群が負のパワーであるので、Ｆナンバーが小さくて明るく、さらに、画角の広い広角な投写用ズームレンズを実現できる。さらに、第２および第３のレンズ群が独立して移動できるようにすることにより、収差性能が良く、小型の投写用ズームレンズが実現できるものである。
【００１０】
本発明の投写用ズームレンズにおいては、さらに、第１のレンズ群を、最もスクリーン側に負の屈折力のメニスカスレンズが配置されるようにしている。最もスクリーン側に位置するレンズは、この投写用ズームレンズにおいて最も径が大きくなるレンズである。このレンズを負のメニスカスレンズとすることによりレンズ径を小さくしても広く画角を確保でき、また周辺光量比も確保できる。したがって、ズームレンズ全体を小径で薄くすると共に、明るく、高解像度の画像を投影するのに適したレンズを提供することができる。したがって、本発明により、レンズ径が５０ｍｍ以下という細い小型の投写用レンズであって、広角端のＦナンバーが２程度の非常に明るく、半画角が２５度と広画角であり、さらに周辺部においても明るい画像を投影できる投写用ズームレンズを提供することができる。
【００１１】
本発明の投写用ズームレンズを採用し、この投写用ズームレンズの入射側に投写用の映像を供給可能な液晶パネルあるいはＤＭＤなどの画像形成装置と組み合わせることにより、小型、薄型で高画質の画像を投影できるプロジェクタ装置を提供することができる。特に、本発明の投写用ズームレンズは、収差性能が良く、明るく広角なレンズを５０ｍｍ程度あるいはそれ以下の直径の細い投写レンズとして纏めることができる。したがって、本発明の投写用ズームレンズを採用することにより、携帯が充分に可能なサイズで、画質の良いプロジェクタ装置を提供できる。
【００１２】
本発明の投写用ズームレンズにおいて、さらにコンパクトで諸収差性能の良好なものを提供するには、第１のレンズ群の合成焦点距離ｆ１と、投写用ズームレンズの広角端における合成焦点距離ｆｗは、次の式（Ａ）の条件を満たす。
【００１３】
−１．９＜ｆ１／ｆｗ＜−０．９ ・・・（Ａ）
この式（Ａ）の下限を下回ると、第１のレンズ群の屈折力（パワー）が弱くなるので、レンズ径が大きくなり、収差補正との両立が難しくなる。一方、上限を上回ると、第１のレンズ群の屈折力が強くなるので、収差補正が難しくなる。
【００１４】
また、第４および第５のレンズ群のパワーを適当な範囲に設定することも重要であり、これにより、第１ないし第５の各レンズ群を構成するレンズ径の差がそれほどないバランスの良い投写用レンズを提供できる。したがって、全体の薄く、あるいは細いコンパクトな投写用ズームレンズであって結像性能の良い投写用ズームレンズを提供することができる。第４および第５のレンズ群の広角端における合成焦点距離ｆｗ４５と、合成焦点距離ｆｗが次の式の条件を満たす。
【００１５】
１．６＜ｆｗ４５／ｆｗ＜２．０ ・・・（Ｂ）
この式（Ｂ）の下限を下回ると、パワーが強くなり収差補正が困難になる。一方、上限を上回ると、パワーが弱くなるので全長が長くなり、小型化と収差補正を両立させるのが難しくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
図１に、本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズシステム（投写用ズームレンズ）１を用いたプロジェクタの光学系を示してある。このプロジェクタ８は全体の構成は、先に図７に基づき説明したものであり、各色の液晶パネル３により形成された映像がダイクロイックプリズム２により合成される。そして、合成された映像が投写用ズームレンズ１に入射され、スクリーン９に投影される。
【００１７】
図１には、投写用ズームレンズ１の各状態における各レンズの配置を示してある。図１（ａ）は、拡大表示する状態である広角端における各レンズの配置であり、図１（ｃ）は、標準状態である望遠端、さらに、図１（ｂ）は、それらの中間における配置を示してある。本例の投写用ズームレンズ１は、スクリーン９の側から５つのレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４およびＧ５にグループ化された１２枚のレンズＬ１１〜Ｌ５４により構成されている。それぞれのレンズの詳細は以下に示した通りである。そして、第１および第２のレンズ群の距離ｄ５、第２および第３のレンズ群の距離ｄ８、第３および第４のレンズ群の距離ｄ１１、さらに、第４および第５のレンズ群の距離ｄ１４を変えることにより広角端から望遠端の間でズーミングが可能なレンズである。
【００１８】
スクリーン側の第１のレンズ群Ｇ１は全体が負の屈折力を備えたレンズ群である。この第１のレンズ群Ｇ１は、スクリーン側から順に、スクリーン側に凸で独立した負のパワーのメニスカスレンズＬ１１と、負のパワーのダブレットをなす両凹の負レンズＬ１２およびスクリーン側に凸の正のメニスカスレンズＬ１３とで構成されている。
【００１９】
第２のレンズ群Ｇ２は、全体が正の屈折力を備えたレンズ群であり、スクリーン側から順に、ダブレットをなす両凸の正レンズＬ２１と、入射側に凸の負のメニスカスレンズＬ２２で構成されている。第３のレンズ群Ｇ３は、両凸の正レンズＬ３１の一枚構成である。そして、第３のレンズ群Ｇ３の入射側に絞りＳが配置されており、第３のレンズ群Ｇ３と共に移動する。
【００２０】
第４のレンズ群Ｇ４は、全体が負の屈折力を備えたレンズ群であり、スクリーン側から順に、ダブレットをなす両凹の負レンズＬ４１と、スクリーン側に凸の正のメニスカスレンズＬ４２で構成されている。
【００２１】
最終のレンズ群Ｇ５は、全体が正の屈折力を備えたレンズ群であり、スクリーン側から順に、ダブレットをなす両凹の負レンズＬ５１および両凸の正レンズＬ５２と、両凸の正レンズＬ５３と、スクリーン側に凸の正レンズＬ５４により構成されている。
【００２２】
先に説明したように、このような負・正・正・負・正の５群構成のレンズ１は、レトロフォーカスを組み合わせたレンズであり、入射側をバックフォーカスが非常に長いテレセントリックにしやすい構成である。そして、第２および第３のレンズ群Ｇ２およびＧ３をそれぞれ独立に移動できるようにして収差補正も行い易い。本例のレンズ１では、広角端から望遠端に向かうと、第２のレンズ群Ｇ２および第３のレンズ群Ｇ３は、全体として第１のレンズ群Ｇ１に近づくが、第３のレンズ群Ｇ３の移動距離は小さい。このため、第２のレンズ群Ｇ２と第３のレンズ群Ｇ３との距離は望遠端で広がるように移動する。したがって、第３のレンズ群Ｇ３と共に移動する絞りＳは広角端から望遠端に向かってそれほど移動しない構成になっている。一方、第４のレンズ群Ｇ４は、第５のレンズ群Ｇ５に近づく方向に動く。
【００２３】
すなわち、本例（以下の例でも同様である）の投写用ズームレンズは、広角端から望遠端へ変倍するときに、第１のレンズ群Ｇ１と第２のレンズ群Ｇ２の距離が縮み、第２のレンズ群Ｇ２と第３のレンズ群Ｇ３の距離が伸び、第３のレンズ群Ｇ３と第４のレンズ群Ｇ４の距離が伸び、さらに、第４のレンズ群Ｇ４と第５のレンズ群Ｇ５の距離が縮むように制御することによりズーミングの制御が行われる。そして、第３のレンズ群Ｇ３の入射側に絞りが配置され、第３のレンズ群Ｇ３と共に動く。
【００２４】
さらに、本例の投写用ズームレンズ１は、最もスクリーン側のレンズＬ１１をスクリーン側に凸の負のメニスカスレンズとしている。このため、レンズ径に対し大きな画角を確保できる。また、小さなレンズ径で十分な周辺光量比を確保できる構成でもある。このため、径が小さな、投写用ズームレンズとしては非常に薄い、あるいは細い構成で、Ｆナンバーが小さく明るく、また、広角なズームレンズを実現することができる。
【００２５】
このように、本例の投写用ズームレンズ１においては、レンズ径が最も大きくなるスクリーン側のレンズを負のメニスカスレンズとして径を小さくしている。これと共に、第４のレンズ群Ｇ４および第５のレンズ群Ｇ５の合成焦点距離を適当な範囲に収めることにより、各群を構成するレンズ径のバランスがとれたズームレントしている。したがって、各群のレンズ径に大きな差のない構成となっており、全体が薄い投写用ズームレンズでありながら、個々のレンズ群を構成するレンズ面を有効に活用できる。このため、いっそうコンパクトで収差性能の良い投写用ズームレンズが実現できている。
【００２６】
コンパクトで諸収差性能の良好な投写用ズームレンズを実現するには、上記にて説明したように、第１のレンズ群Ｇ１の合成焦点距離ｆ１と、投写用ズームレンズの広角端における合成焦点距離ｆｗが式（Ａ）の条件を満たすことが望ましい。また、第４のレンズ群Ｇ４および第５のレンズ群Ｇ５の広角端における合成焦点距離ｆｗ４５と、合成焦点距離ｆｗが式（Ｂ）の条件を満たすことが望ましい。したがって、本例に投写用ズームレンズ１は、それらの条件を満たすように設計されている。
【００２７】
以下に示すレンズデータにおいて、ｒｉはスクリーン側から順番に並んだ各レンズの曲率半径（ｍｍ）、ｄｉはスクリーン側から順番に並んだ各レンズ面の間の距離（ｍｍ）、ｎｉはスクリーン側から順番に並んだ各レンズの屈折率（ｄ線）、νｉはスクリーン側から順番に並んだ各レンズのアッベ数（ｄ線）を示す。また、ｆは投写レンズの合成焦点距離、ｆｗは投写レンズの広角端における合成焦点距離、ｆ１は第１のレンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆｗ４５は第４および第５のレンズ群の広角端における合成焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、Ｂｆｗは広角端におけるバックフォーカス（ｍｍ）を示す。また、データ中のｉｎｆは絞りあるいはプリズムの面を示している。
なお、これらのレンズ間隔は、レンズ先端から３ｍの位置に結像したときの数値を示してある。
【００２８】
本例の投写ズームレンズの諸数値は以下の通りである。
ｆ１ ＝−４９．２
ｆｗ４５＝ ６１．８８
Ｂｗｆ ＝ ３０．９４ （空気中）
広角端半画角 ２５．８度
上記の式（Ａ）および（Ｂ）に定義したパラメータは以下のようになる。
式（Ａ） ｆ１／ｆｗ＝−１．４４
式（Ｂ） ｆｗ４５／ｆｗ＝１．８２
このように、本例の投写用ズームレンズ１は、倍率が１．２５倍であり、広角端においてＦナンバーがほぼ２と非常に明るいズームレンズとなっている。また、画角も半画角で２５度以上と広角である。また、最もスクリーン側のレンズＬ１１の径は４５ｍｍ程度と非常に小さい。したがって、ハウジングを含めても投写用ズームレンズの外径を直径が５０ｍｍ程度以下に纏めることが可能な投写用ズームレンズである。
【００２９】
図２に、この投写用ズームレンズの広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）における球面収差、非点収差および歪曲収差を示してある。球面収差は、６５６．０ｎｍ（破線）、５８７．０ｎｍ（実線）および４５０．０ｎｍ（一点鎖線）の各波長における収差を示している。また、非点収差は、タンジェンシャル光線（Ｔ）およびサジタル光線（Ｓ）の収差をそれぞれ示してある。これらの図からわかるように、本例の投写用ズームレンズは、上述したようなレンズ構成で、さらに、レンズ群のパワーのバランスが式（Ａ）および式（Ｂ）の条件を満足するものである。このため、ズーム領域全体にわたり良好な収差補正がなされている。そして、広角で明るい、入射側がテレセントリックの投写用ズームレンズでありながら、そのサイズをレンズ径が４５ｍｍ程度で、全長が１１０ｍｍ程度という非常にコンパクトで薄く、細いレンズに纏めることができる。
【００３０】
したがって、本例の投写用ズームレンズ１は、液晶パネルあるいはＤＭＤをライトバルブとし、ダイクロイックプリズムあるいはＴＩＲプリズムなどをカラー画像を生成するためにプロジェクタ装置に適しており、これらのプロジェクタ装置全体を非常に薄く纏めることが可能となる。また、本例の投写用ズームレンズは入射側がテレセントリックであるので光線の方向による依存性が少ない。したがって、ダイクロイックプリズムに限らず、その他のプリズムなどの角度依存性のある光学素子を用いて投写用の映像を合成あるいは形成して供給する画像形成装置を備えたプロジェクタ装置にも適しており、そのようなプロジェクタ装置を携帯可能なサイズに纏めることが可能となる。
【００３１】
［実施例２］
図３に、本発明の実施例２に係る投写ようズームレンズ１を用いたプロジェクタの光学系を示してある。図３には、図１と同様に広角端、中間および望遠端における各レンズ配置を中心として示してある。本例の投写用ズームレンズ１も、スクリーン９の側から５つのレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４およびＧ５にグループ化された１２枚のレンズＬ１１〜Ｌ５４により構成されている。それぞれのレンズデータは以下に示した通りである。また、各々のレンズ群も実施例１と同様のレンズ構成となっている。
【００３２】
なお、以下のレンズデータおよび諸収差図は先の実施例１と同様の方法で示している。
なお、これらのレンズ間隔は、レンズ先端から３ｍの位置に結像したときの数値を示してある。
【００３３】
本例の投写ズームレンズの諸数値は以下の通りである。
ｆ１ ＝−３４．０
ｆｗ４５＝ ６２．１８
Ｂｆｗ ＝ ３１．３６ （空気中）
広角端半画角 ２５．８度
上記の式（Ａ）および（Ｂ）に定義したパラメータは以下のようになる。
式（Ａ） ｆ１／ｆｗ＝ −１．００
式（Ｂ） ｆｗ４５／ｆｗ＝ １．８２
このように、本例の投写用ズームレンズ１も、倍率が１．２５倍であり、広角端においてＦナンバーがほぼ２と非常に明るいズームレンズとなっている。また、画角も半画角で２５度以上の広角である。さらに、本例の投写用ズームレンズ１は、パワーの配分を式（Ａ）および式（Ｂ）を満たすように設計しているが、第１のレンズ群Ｇ１のパワーを若干強くしている。このため、最もスクリーン側のレンズＬ１１の径は４０ｍｍ程度とさらに小さくなっており、投写用ズームレンズ１をさらにコンパクトで細いものにすることができる。しかしながら、望遠端におけるＦナンバーは若干大きくなる傾向を示している。
【００３４】
図４に、この投写用ズームレンズの広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）における球面収差、非点収差および歪曲収差を示してある。これらの図からわかるように、実施例１の投写用ズームレンズに比べ、望遠端における補正が若干劣るが、本例の投写用ズームレンズもズーム領域全体にわたり良好な収差補正がなされている。したがって、広角で明るい、入射側がテレセントリックの投写用ズームレンズでありながら、そのサイズをレンズ径が４０ｍｍ程度で、全長が１００ｍｍ程度という非常にコンパクトで薄く、細いレンズに纏めることができる。
【００３５】
［実施例３］
図５に、本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズ１を用いたプロジェクタの光学系を示してある。図５には、図１と同様に広角端、中間および望遠端における各レンズ配置を中心として示してある。本例の投写用ズームレンズ１も、スクリーン９の側から５つのレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４およびＧ５にグループ化された１２枚のレンズＬ１１〜Ｌ５４により構成されている。それぞれのレンズデータは以下に示した通りである。また、各々のレンズ群も実施例１と同様のレンズ構成となっている。
なお、これらのレンズ間隔は、レンズ先端から３ｍの位置に結像したときの数値を示してある。
【００３６】
本例の投写ズームレンズの諸数値は以下の通りである。
ｆ１ ＝−６１．３
ｆｗ４５＝ ６３．５５
Ｂｆｗ ＝ ３１．２３ （空気中）
広角端半画角 ２５．８度
上記の式（Ａ）および（Ｂ）に定義したパラメータは以下のようになる。
式（Ａ） ｆ１／ｆｗ＝ −１．８０
式（Ｂ） ｆｗ４５／ｆｗ＝ １．８６
このように、本例の投写用ズームレンズ１も、倍率が１．２５倍であり、広角端においてＦナンバーがほぼ２と非常に明るいズームレンズとなっている。また、画角も半画角で２５度以上と広角である。さらに、本例の投写用ズームレンズ１は、パワーのバランスが式（Ａ）および式（Ｂ）を満たすものであるが、第１のレンズ群Ｇ１のパワーを若干弱くしている。このため、最もスクリーン側のレンズＬ１１の径は５０ｍｍ程度と若干大きくなり、全長も１２０ｍｍ程度と長くなる。しかしながら、望遠端におけるＦナンバーは若干小さくなり、ズーム領域全体で明るいズームレンズとなっている。さらに、以下の収差図に示すように望遠端における収差性能はさらに改善されており、非常に収差性能の良いズームレンズとなっている。
【００３７】
図６に、この投写用ズームレンズの広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）における球面収差、非点収差および歪曲収差を示してある。これらの図からわかるように、実施例１の投写用ズームレンズに比べ、レンズ径および全長が若干大きくなるが、ズーム領域全体にわたりさらに良好な収差補正がなされている。したがって、広角で明るい、入射側がテレセントリックの投写用ズームレンズでありながら、そのサイズを十分にコンパクトに纏めることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の投写用ズームレンズは、スクリーン側から負、正、正、負および正の５群のレンズを配置した入力側がテレセントリックとなったズームレンズである。そして、最もスクリーン側のレンズを負レンズとすることによりレンズ径を小さくしながら、画角が大きく明るい投写用レンズであり、周辺光量比も確保できるものを提供している。さらに、最もスクリーン側の第１のレンズ群のパワーの配分と、入射側の第４および第５のレンズ群のパワーを上述した適切な範囲にすることにより、いっそうコンパクトで収差性能も非常に良好な投写用ズームレンズを実現している。
【００３９】
したがって、本発明の投写用ズームレンズを採用することにより、明るく高解像度の画像を投写することができるプロジェクタ装置を提供できる。そして、プロジェクタ装置は、大変にコンパクトに纏めることが可能であり、本格的な携帯型のプロジェクタ装置として提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズシステムおよびプロジェクタ装置の構成を示す図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態におけるレンズの配置を示す図である。
【図２】図１に示すレンズシステムの縦収差図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態の収差を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係る投写用ズームレンズシステムおよびプロジェクタ装置の構成を示す図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態におけるレンズの配置を示す図である。
【図４】図３に示すレンズシステムの縦収差図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態の収差を示す図である。
【図５】本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズシステムおよびプロジェクタ装置の構成を示す図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態におけるレンズの配置を示す図である。
【図６】図５に示すレンズシステムの縦収差図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態の収差を示す図である。
【図７】３板式のプロジェクタ装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 投写用ズームレンズシステム
２ ダイクロイックプリズム
３ ＬＣＤ
６ 光源
７ 画像形成装置
８ プロジェクタ装置
９ スクリーン
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライトバルブに表示された像をスクリーンに拡大投影するプロジェクタ装置の投写用ズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７に、一般的な３板式の液晶プロジェクタの概略構成を示してある。画像をスクリーンなどに拡大投影可能なプロジェクタ装置８は、入射側から供給された画像をスクリーンに向かって投影する投写用ズームレンズ１と、この投写用ズームレンズ１に画像を供給する画像形成装置７とを備えている。液晶プロジェクタ装置の場合は、画像形成装置７のライトバルブとして液晶パネル３が採用されており、図７に示したプロジェクタ装置８においては、白色光源６と、この光源６から放射された光を色分解するダイクロイックミラー５Ｒおよび５Ｇと、赤色、緑色および青色に色分解された各色の画像を形成する透過型表示媒体（ライトバルブ）である液晶パネル３Ｂ、３Ｇおよび３Ｒとを備えている。これらの液晶パネル３Ｂ、３Ｇおよび３Ｒによって形成された投写用の画像は反射ミラー４によってダイクロイックプリズム２に導かれ、色合成された後、投写用レンズ１に入射される。そして、各液晶ライトバルブ３Ｂ、３Ｇおよび３Ｒに表示された画像が拡大および合成されてスクリーン９の上に結像される。
【０００３】
このような液晶プロジェクタに用いられる投写用（投影用）ズームレンズは、ダイクロイックプリズム２を挿入するために長いバックフォーカスが必要である。すなわち、ダイクロイックプリズムが分光特性上、入射角の依存性が大きいので液晶パネル側の構成はテレセントリックな光線にしなくてはならない。また、上記の３板式の画像形成装置に限らず、液晶ライトバルブを用いる場合は、液晶パネルの視角がそれほど大きくなく、画質の角度依存性が大きいので投写用レンズの入射側はテレセントリックであることが望ましい。
【０００４】
近年、液晶パネルに代わり、マイクロマシン技術を用いて機械的に光の反射方向を変えて画像を形成する複数の素子を備えた装置が実用化されている。微少な鏡面素子（マイクロミラー）を画素に対応させてアレイ状に並べ、それぞれの鏡面の角度を制御することにより画像を表示するＤＭＤ（デジタルミラーデバイス、箔変形デバイスあるいはディスプレイ）はその1つである。このマイクロミラーで画素を構成する画像形成装置は、液晶パネルより応答速度が速く、明るい画像が得られるので、小型で高輝度、高画質のプロジェクタを実現するのに適している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このＤＭＤをライトバルブとして採用するプロジェクタ装置においては、ＤＭＤに光を入出力する光学系に回転色フィルタとＴＩＲプリズムなどを採用した単板式のプロジェクタ装置も開発されている。このプロジェクタ装置においても、プリズムが入射角の依存性が大きい特質は代わりない。したがって、液晶パネルを用いたプロジェクタ装置に限らず、ＤＭＤを用いたプロジェクタ装置においても入射側がテレセントリックになった投写用ズームレンズが要求される。
【０００６】
プロジェクタ装置は、近年、さらに携帯性の良い、小型、軽量さらに薄型のものが要求されており、これに伴って、さらに小型で性能の良い投写用ズームレンズの要求が高まっている。すなわち、小型で、明るく高解像度の画像に対応できると共に周辺光量比が充分あり、また広角な投写用ズームレンズが要望されている。
【０００７】
そこで、本発明においては、広角端でＦナンバーが２．０と明るく、半画角２５度以上と広角でありながら、周辺光量比が充分であり、収差性能の良い小型、特に小径の投写用ズームレンズを提供することを目的としている。そして、本発明の投写用ズームレンズを採用することにより、薄く小型でありながら、明るく高解像度の画像を表示することができるプロジェクタ装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の投写用ズームレンズシステム（ズームレンズ）は、入射側がテレセントリックになった投写用ズームレンズであって、スクリーン側から順に、負の屈折力の第１のレンズ群と、正の屈折力の第２のレンズ群と、正の屈折力の第３のレンズ群と、負の屈折力の第４のレンズ群と、正の屈折力の第５のレンズ群とから構成され、第１および第５のレンズ群を固定し、第１のレンズ群と第２のレンズ群との間の距離、第２のレンズ群と第３のレンズ群との間の距離、第３のレンズ群と第４のレンズ群との間の距離、さらに、第４のレンズ群と第５のレンズ群との間の距離が変わるように第２、第３および第４のレンズ群を移動することによりズーミングが可能な投写用ズームレンズである。さらに、第１のレンズ群の最もスクリーン側のレンズに、スクリーン側に凸の負の屈折力のメニスカスレンズを採用している。
【０００９】
本発明の投写用ズームレンズは、スクリーン側（拡大側）から入射側（縮小側）に向かって、負−正−正−負−正の５つのレンズ群によって構成されており、基本的にはレトロフォーカス型であるので非常に長いバックフォーカスが確保でき、入射側をテレセントリックにあるいはそれに非常に近い状態の投写用レンズを形成できる。第１のレンズ群が負のパワーであるので、Ｆナンバーが小さくて明るく、さらに、画角の広い広角な投写用ズームレンズを実現できる。さらに、第２および第３のレンズ群が独立して移動できるようにすることにより、収差性能が良く、小型の投写用ズームレンズが実現できるものである。
【００１０】
本発明の投写用ズームレンズにおいては、さらに、第１のレンズ群を、最もスクリーン側に負の屈折力のメニスカスレンズが配置されるようにしている。最もスクリーン側に位置するレンズは、この投写用ズームレンズにおいて最も径が大きくなるレンズである。このレンズを負のメニスカスレンズとすることによりレンズ径を小さくしても広く画角を確保でき、また周辺光量比も確保できる。したがって、ズームレンズ全体を小径で薄くすると共に、明るく、高解像度の画像を投影するのに適したレンズを提供することができる。したがって、本発明により、レンズ径が５０ｍｍ以下という細い小型の投写用レンズであって、広角端のＦナンバーが２程度の非常に明るく、半画角が２５度と広画角であり、さらに周辺部においても明るい画像を投影できる投写用ズームレンズを提供することができる。
【００１１】
本発明の投写用ズームレンズを採用し、この投写用ズームレンズの入射側に投写用の映像を供給可能な液晶パネルあるいはＤＭＤなどの画像形成装置と組み合わせることにより、小型、薄型で高画質の画像を投影できるプロジェクタ装置を提供することができる。特に、本発明の投写用ズームレンズは、収差性能が良く、明るく広角なレンズを５０ｍｍ程度あるいはそれ以下の直径の細い投写レンズとして纏めることができる。したがって、本発明の投写用ズームレンズを採用することにより、携帯が充分に可能なサイズで、画質の良いプロジェクタ装置を提供できる。
【００１２】
本発明の投写用ズームレンズにおいて、さらにコンパクトで諸収差性能の良好なものを提供するには、第１のレンズ群の合成焦点距離ｆ１と、投写用ズームレンズの広角端における合成焦点距離ｆｗは、次の式（Ａ）の条件を満たす。
【００１３】
−１．９＜ｆ１／ｆｗ＜−０．９ ・・・（Ａ）
この式（Ａ）の下限を下回ると、第１のレンズ群の屈折力（パワー）が弱くなるので、レンズ径が大きくなり、収差補正との両立が難しくなる。一方、上限を上回ると、第１のレンズ群の屈折力が強くなるので、収差補正が難しくなる。
【００１４】
また、第４および第５のレンズ群のパワーを適当な範囲に設定することも重要であり、これにより、第１ないし第５の各レンズ群を構成するレンズ径の差がそれほどないバランスの良い投写用レンズを提供できる。したがって、全体の薄く、あるいは細いコンパクトな投写用ズームレンズであって結像性能の良い投写用ズームレンズを提供することができる。第４および第５のレンズ群の広角端における合成焦点距離ｆｗ４５と、合成焦点距離ｆｗが次の式の条件を満たす。
【００１５】
１．６＜ｆｗ４５／ｆｗ＜２．０ ・・・（Ｂ）
この式（Ｂ）の下限を下回ると、パワーが強くなり収差補正が困難になる。一方、上限を上回ると、パワーが弱くなるので全長が長くなり、小型化と収差補正を両立させるのが難しくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
図１に、本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズシステム（投写用ズームレンズ）１を用いたプロジェクタの光学系を示してある。このプロジェクタ８は全体の構成は、先に図７に基づき説明したものであり、各色の液晶パネル３により形成された映像がダイクロイックプリズム２により合成される。そして、合成された映像が投写用ズームレンズ１に入射され、スクリーン９に投影される。
【００１７】
図１には、投写用ズームレンズ１の各状態における各レンズの配置を示してある。図１（ａ）は、拡大表示する状態である広角端における各レンズの配置であり、図１（ｃ）は、標準状態である望遠端、さらに、図１（ｂ）は、それらの中間における配置を示してある。本例の投写用ズームレンズ１は、スクリーン９の側から５つのレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４およびＧ５にグループ化された１２枚のレンズＬ１１〜Ｌ５４により構成されている。それぞれのレンズの詳細は以下に示した通りである。そして、第１および第２のレンズ群の距離ｄ５、第２および第３のレンズ群の距離ｄ８、第３および第４のレンズ群の距離ｄ１１、さらに、第４および第５のレンズ群の距離ｄ１４を変えることにより広角端から望遠端の間でズーミングが可能なレンズである。
【００１８】
スクリーン側の第１のレンズ群Ｇ１は全体が負の屈折力を備えたレンズ群である。この第１のレンズ群Ｇ１は、スクリーン側から順に、スクリーン側に凸で独立した負のパワーのメニスカスレンズＬ１１と、負のパワーのダブレットをなす両凹の負レンズＬ１２およびスクリーン側に凸の正のメニスカスレンズＬ１３とで構成されている。
【００１９】
第２のレンズ群Ｇ２は、全体が正の屈折力を備えたレンズ群であり、スクリーン側から順に、ダブレットをなす両凸の正レンズＬ２１と、入射側に凸の負のメニスカスレンズＬ２２で構成されている。第３のレンズ群Ｇ３は、両凸の正レンズＬ３１の一枚構成である。そして、第３のレンズ群Ｇ３の入射側に絞りＳが配置されており、第３のレンズ群Ｇ３と共に移動する。
【００２０】
第４のレンズ群Ｇ４は、全体が負の屈折力を備えたレンズ群であり、スクリーン側から順に、ダブレットをなす両凹の負レンズＬ４１と、スクリーン側に凸の正のメニスカスレンズＬ４２で構成されている。
【００２１】
最終のレンズ群Ｇ５は、全体が正の屈折力を備えたレンズ群であり、スクリーン側から順に、ダブレットをなす両凹の負レンズＬ５１および両凸の正レンズＬ５２と、両凸の正レンズＬ５３と、スクリーン側に凸の正レンズＬ５４により構成されている。
【００２２】
先に説明したように、このような負・正・正・負・正の５群構成のレンズ１は、レトロフォーカスを組み合わせたレンズであり、入射側をバックフォーカスが非常に長いテレセントリックにしやすい構成である。そして、第２および第３のレンズ群Ｇ２およびＧ３をそれぞれ独立に移動できるようにして収差補正も行い易い。本例のレンズ１では、広角端から望遠端に向かうと、第２のレンズ群Ｇ２および第３のレンズ群Ｇ３は、全体として第１のレンズ群Ｇ１に近づくが、第３のレンズ群Ｇ３の移動距離は小さい。このため、第２のレンズ群Ｇ２と第３のレンズ群Ｇ３との距離は望遠端で広がるように移動する。したがって、第３のレンズ群Ｇ３と共に移動する絞りＳは広角端から望遠端に向かってそれほど移動しない構成になっている。一方、第４のレンズ群Ｇ４は、第５のレンズ群Ｇ５に近づく方向に動く。
【００２３】
すなわち、本例（以下の例でも同様である）の投写用ズームレンズは、広角端から望遠端へ変倍するときに、第１のレンズ群Ｇ１と第２のレンズ群Ｇ２の距離が縮み、第２のレンズ群Ｇ２と第３のレンズ群Ｇ３の距離が伸び、第３のレンズ群Ｇ３と第４のレンズ群Ｇ４の距離が伸び、さらに、第４のレンズ群Ｇ４と第５のレンズ群Ｇ５の距離が縮むように制御することによりズーミングの制御が行われる。そして、第３のレンズ群Ｇ３の入射側に絞りが配置され、第３のレンズ群Ｇ３と共に動く。
【００２４】
さらに、本例の投写用ズームレンズ１は、最もスクリーン側のレンズＬ１１をスクリーン側に凸の負のメニスカスレンズとしている。このため、レンズ径に対し大きな画角を確保できる。また、小さなレンズ径で十分な周辺光量比を確保できる構成でもある。このため、径が小さな、投写用ズームレンズとしては非常に薄い、あるいは細い構成で、Ｆナンバーが小さく明るく、また、広角なズームレンズを実現することができる。
【００２５】
このように、本例の投写用ズームレンズ１においては、レンズ径が最も大きくなるスクリーン側のレンズを負のメニスカスレンズとして径を小さくしている。これと共に、第４のレンズ群Ｇ４および第５のレンズ群Ｇ５の合成焦点距離を適当な範囲に収めることにより、各群を構成するレンズ径のバランスがとれたズームレントしている。したがって、各群のレンズ径に大きな差のない構成となっており、全体が薄い投写用ズームレンズでありながら、個々のレンズ群を構成するレンズ面を有効に活用できる。このため、いっそうコンパクトで収差性能の良い投写用ズームレンズが実現できている。
【００２６】
コンパクトで諸収差性能の良好な投写用ズームレンズを実現するには、上記にて説明したように、第１のレンズ群Ｇ１の合成焦点距離ｆ１と、投写用ズームレンズの広角端における合成焦点距離ｆｗが式（Ａ）の条件を満たすことが望ましい。また、第４のレンズ群Ｇ４および第５のレンズ群Ｇ５の広角端における合成焦点距離ｆｗ４５と、合成焦点距離ｆｗが式（Ｂ）の条件を満たすことが望ましい。したがって、本例に投写用ズームレンズ１は、それらの条件を満たすように設計されている。
【００２７】
以下に示すレンズデータにおいて、ｒｉはスクリーン側から順番に並んだ各レンズの曲率半径（ｍｍ）、ｄｉはスクリーン側から順番に並んだ各レンズ面の間の距離（ｍｍ）、ｎｉはスクリーン側から順番に並んだ各レンズの屈折率（ｄ線）、νｉはスクリーン側から順番に並んだ各レンズのアッベ数（ｄ線）を示す。また、ｆは投写レンズの合成焦点距離、ｆｗは投写レンズの広角端における合成焦点距離、ｆ１は第１のレンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆｗ４５は第４および第５のレンズ群の広角端における合成焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、Ｂｆｗは広角端におけるバックフォーカス（ｍｍ）を示す。また、データ中のｉｎｆは絞りあるいはプリズムの面を示している。
【００２８】
本例の投写ズームレンズの諸数値は以下の通りである。
ｆ１ ＝−４９．２
ｆｗ４５＝ ６１．８８
Ｂｗｆ ＝ ３０．９４ （空気中）
広角端半画角 ２５．８度
上記の式（Ａ）および（Ｂ）に定義したパラメータは以下のようになる。
式（Ａ） ｆ１／ｆｗ＝−１．４４
式（Ｂ） ｆｗ４５／ｆｗ＝１．８２
このように、本例の投写用ズームレンズ１は、倍率が１．２５倍であり、広角端においてＦナンバーがほぼ２と非常に明るいズームレンズとなっている。また、画角も半画角で２５度以上と広角である。また、最もスクリーン側のレンズＬ１１の径は４５ｍｍ程度と非常に小さい。したがって、ハウジングを含めても投写用ズームレンズの外径を直径が５０ｍｍ程度以下に纏めることが可能な投写用ズームレンズである。
【００２９】
図２に、この投写用ズームレンズの広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）における球面収差、非点収差および歪曲収差を示してある。球面収差は、６５６．０ｎｍ（破線）、５８７．０ｎｍ（実線）および４５０．０ｎｍ（一点鎖線）の各波長における収差を示している。また、非点収差は、タンジェンシャル光線（Ｔ）およびサジタル光線（Ｓ）の収差をそれぞれ示してある。これらの図からわかるように、本例の投写用ズームレンズは、上述したようなレンズ構成で、さらに、レンズ群のパワーのバランスが式（Ａ）および式（Ｂ）の条件を満足するものである。このため、ズーム領域全体にわたり良好な収差補正がなされている。そして、広角で明るい、入射側がテレセントリックの投写用ズームレンズでありながら、そのサイズをレンズ径が４５ｍｍ程度で、全長が１１０ｍｍ程度という非常にコンパクトで薄く、細いレンズに纏めることができる。
【００３０】
したがって、本例の投写用ズームレンズ１は、液晶パネルあるいはＤＭＤをライトバルブとし、ダイクロイックプリズムあるいはＴＩＲプリズムなどをカラー画像を生成するためにプロジェクタ装置に適しており、これらのプロジェクタ装置全体を非常に薄く纏めることが可能となる。また、本例の投写用ズームレンズは入射側がテレセントリックであるので光線の方向による依存性が少ない。したがって、ダイクロイックプリズムに限らず、その他のプリズムなどの角度依存性のある光学素子を用いて投写用の映像を合成あるいは形成して供給する画像形成装置を備えたプロジェクタ装置にも適しており、そのようなプロジェクタ装置を携帯可能なサイズに纏めることが可能となる。
【００３１】
［実施例２］
図３に、本発明の実施例２に係る投写ようズームレンズ１を用いたプロジェクタの光学系を示してある。図３には、図１と同様に広角端、中間および望遠端における各レンズ配置を中心として示してある。本例の投写用ズームレンズ１も、スクリーン９の側から５つのレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４およびＧ５にグループ化された１２枚のレンズＬ１１〜Ｌ５４により構成されている。それぞれのレンズデータは以下に示した通りである。また、各々のレンズ群も実施例１と同様のレンズ構成となっている。
【００３２】
なお、以下のレンズデータおよび諸収差図は先の実施例１と同様の方法で示している。
【００３３】
本例の投写ズームレンズの諸数値は以下の通りである。
ｆ１ ＝−３４．０
ｆｗ４５＝ ６２．１８
Ｂｆｗ ＝ ３１．３６ （空気中）
広角端半画角 ２５．８度
上記の式（Ａ）および（Ｂ）に定義したパラメータは以下のようになる。
式（Ａ） ｆ１／ｆｗ＝ −１．００
式（Ｂ） ｆｗ４５／ｆｗ＝ １．８２
このように、本例の投写用ズームレンズ１も、倍率が１．２５倍であり、広角端においてＦナンバーがほぼ２と非常に明るいズームレンズとなっている。また、画角も半画角で２５度以上の広角である。さらに、本例の投写用ズームレンズ１は、パワーの配分を式（Ａ）および式（Ｂ）を満たすように設計しているが、第１のレンズ群Ｇ１のパワーを若干強くしている。このため、最もスクリーン側のレンズＬ１１の径は４０ｍｍ程度とさらに小さくなっており、投写用ズームレンズ１をさらにコンパクトで細いものにすることができる。しかしながら、望遠端におけるＦナンバーは若干大きくなる傾向を示している。
【００３４】
図４に、この投写用ズームレンズの広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）における球面収差、非点収差および歪曲収差を示してある。これらの図からわかるように、実施例１の投写用ズームレンズに比べ、望遠端における補正が若干劣るが、本例の投写用ズームレンズもズーム領域全体にわたり良好な収差補正がなされている。したがって、広角で明るい、入射側がテレセントリックの投写用ズームレンズでありながら、そのサイズをレンズ径が４０ｍｍ程度で、全長が１００ｍｍ程度という非常にコンパクトで薄く、細いレンズに纏めることができる。
【００３５】
［実施例３］
図５に、本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズ１を用いたプロジェクタの光学系を示してある。図５には、図１と同様に広角端、中間および望遠端における各レンズ配置を中心として示してある。本例の投写用ズームレンズ１も、スクリーン９の側から５つのレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４およびＧ５にグループ化された１２枚のレンズＬ１１〜Ｌ５４により構成されている。それぞれのレンズデータは以下に示した通りである。また、各々のレンズ群も実施例１と同様のレンズ構成となっている。
【００３６】
本例の投写ズームレンズの諸数値は以下の通りである。
ｆ１ ＝−６１．３
ｆｗ４５＝ ６３．５５
Ｂｆｗ ＝ ３１．２３ （空気中）
広角端半画角 ２５．８度
上記の式（Ａ）および（Ｂ）に定義したパラメータは以下のようになる。
式（Ａ） ｆ１／ｆｗ＝ −１．８０
式（Ｂ） ｆｗ４５／ｆｗ＝ １．８６
このように、本例の投写用ズームレンズ１も、倍率が１．２５倍であり、広角端においてＦナンバーがほぼ２と非常に明るいズームレンズとなっている。また、画角も半画角で２５度以上と広角である。さらに、本例の投写用ズームレンズ１は、パワーのバランスが式（Ａ）および式（Ｂ）を満たすものであるが、第１のレンズ群Ｇ１のパワーを若干弱くしている。このため、最もスクリーン側のレンズＬ１１の径は５０ｍｍ程度と若干大きくなり、全長も１２０ｍｍ程度と長くなる。しかしながら、望遠端におけるＦナンバーは若干小さくなり、ズーム領域全体で明るいズームレンズとなっている。さらに、以下の収差図に示すように望遠端における収差性能はさらに改善されており、非常に収差性能の良いズームレンズとなっている。
【００３７】
図６に、この投写用ズームレンズの広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）における球面収差、非点収差および歪曲収差を示してある。これらの図からわかるように、実施例１の投写用ズームレンズに比べ、レンズ径および全長が若干大きくなるが、ズーム領域全体にわたりさらに良好な収差補正がなされている。したがって、広角で明るい、入射側がテレセントリックの投写用ズームレンズでありながら、そのサイズを十分にコンパクトに纏めることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の投写用ズームレンズは、スクリーン側から負、正、正、負および正の５群のレンズを配置した入力側がテレセントリックとなったズームレンズである。そして、最もスクリーン側のレンズを負レンズとすることによりレンズ径を小さくしながら、画角が大きく明るい投写用レンズであり、周辺光量比も確保できるものを提供している。さらに、最もスクリーン側の第１のレンズ群のパワーの配分と、入射側の第４および第５のレンズ群のパワーを上述した適切な範囲にすることにより、いっそうコンパクトで収差性能も非常に良好な投写用ズームレンズを実現している。
【００３９】
したがって、本発明の投写用ズームレンズを採用することにより、明るく高解像度の画像を投写することができるプロジェクタ装置を提供できる。そして、プロジェクタ装置は、大変にコンパクトに纏めることが可能であり、本格的な携帯型のプロジェクタ装置として提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズシステムおよびプロジェクタ装置の構成を示す図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態におけるレンズの配置を示す図である。
【図２】図１に示すレンズシステムの縦収差図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態の収差を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係る投写用ズームレンズシステムおよびプロジェクタ装置の構成を示す図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態におけるレンズの配置を示す図である。
【図４】図３に示すレンズシステムの縦収差図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態の収差を示す図である。
【図５】本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズシステムおよびプロジェクタ装置の構成を示す図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態におけるレンズの配置を示す図である。
【図６】図５に示すレンズシステムの縦収差図であり、広角端（ａ）、望遠端（ｃ）および中間（ｂ）の各状態の収差を示す図である。
【図７】３板式のプロジェクタ装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 投写用ズームレンズシステム
２ ダイクロイックプリズム
３ ＬＣＤ
６ 光源
７ 画像形成装置
８ プロジェクタ装置
９ スクリーン
Claims (2)
- 入射側がテレセントリックになった投写用ズームレンズであって、スクリーン側から順に、負の屈折力の第１のレンズ群と、正の屈折力の第２のレンズ群と、正の屈折力の第３のレンズ群と、負の屈折力の第４のレンズ群と、正の屈折力の第５のレンズ群とから構成され、前記第１および第５のレンズ群を固定し、前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群との間の距離、前記第２のレンズ群と前記第３のレンズ群との間の距離、前記第３のレンズ群と前記第４のレンズ群との間の距離、さらに、前記第４のレンズ群と前記第５のレンズ群との間の距離が変わるように前記第２、第３および第４のレンズ群を移動することによりズーミングされ、
さらに、前記第１のレンズ群の最もスクリーン側のレンズがスクリーン側に凸の負の屈折力のメニスカスレンズであり、
前記第１のレンズ群の合成焦点距離ｆ１と、該投写用ズームレンズの広角端における合成焦点距離ｆｗと、前記第４および第５のレンズ群の広角端における合成焦点距離ｆｗ４５とが次の式を満たす投写用ズームレンズ。
−１．９＜ｆ１／ｆｗ＜−０．９
１．６＜ｆｗ４５／ｆｗ＜２．０ - 請求項１に記載の投写用ズームレンズと、この投写用ズームレンズの入射側に投写用の映像を供給可能な画像形成装置とを有するプロジェクタ装置。
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| US6580564B2 (en) * | 2001-03-27 | 2003-06-17 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Wide-angle zoom lens and projection-type display unit using it |
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| JP4204797B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2009-01-07 | フジノン株式会社 | ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置 |
| US6813091B2 (en) * | 2002-05-21 | 2004-11-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens system and photographing apparatus having the same |
| US7009765B2 (en) * | 2002-08-16 | 2006-03-07 | Infocus Corporation | Wide angle lens system having a distorted intermediate image |
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| US7341353B2 (en) * | 2002-08-16 | 2008-03-11 | Infocus Corporation | Variable fresnel screen for use in projection device |
| US7102820B2 (en) | 2002-08-16 | 2006-09-05 | Infocus Corporation | Flat valley fresnel lens for a display device |
| US7088509B2 (en) * | 2002-08-16 | 2006-08-08 | Infocus Corporation | Laminate screen for display device |
| US7090354B2 (en) * | 2002-08-16 | 2006-08-15 | Infocus Corporation | Projection device and screen |
| US6896375B2 (en) * | 2002-08-16 | 2005-05-24 | Infocus Corporation | Rear projection display device having multiple mirrors that are substantially parallel to a screen |
| US7777949B2 (en) * | 2002-08-16 | 2010-08-17 | Seiko Epson Corporation | Laminate screen for a display device |
| US7088507B2 (en) * | 2002-08-16 | 2006-08-08 | Infocus Corporation | Rear projection display |
| US7175287B2 (en) * | 2002-08-16 | 2007-02-13 | Infocus Corporation | Wide angle projection lens |
| JP4191966B2 (ja) * | 2002-08-21 | 2008-12-03 | 日東光学株式会社 | 投写用ズームレンズシステムおよびプロジェクタ装置 |
| DE10244586B4 (de) * | 2002-09-20 | 2016-09-08 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Projektionsobjektiv |
| US6885506B2 (en) * | 2003-02-05 | 2005-04-26 | Pentax Corporation | Wide-angle zoom lens system |
| US7281807B2 (en) | 2003-07-16 | 2007-10-16 | Honeywood Technologies, Llc | Positionable projection display devices |
| US7156522B2 (en) * | 2003-07-16 | 2007-01-02 | Plut William J | Projection-type display devices with reduced weight and size |
| US7080910B2 (en) * | 2003-08-19 | 2006-07-25 | Infocus Corporation | Method and system for a thermal architecture and user adjustable keystone in a display device |
| US7123426B2 (en) * | 2003-12-05 | 2006-10-17 | 3M Innovative Properties Company | Projection lens and display device |
| KR101233911B1 (ko) * | 2003-12-05 | 2013-02-15 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 광각 투사 렌즈 및 투사 디스플레이 장치용 광학 엔진 |
| US7271964B2 (en) * | 2003-12-05 | 2007-09-18 | 3M Innovative Properties Company | Projection display device for multimedia and wall display systems |
| US7126767B2 (en) * | 2003-12-05 | 2006-10-24 | 3M Innovative Properties Company | Wide-angle projection lens for front projection display systems |
| KR20050069828A (ko) * | 2003-12-31 | 2005-07-05 | 엘지전자 주식회사 | 고해상도 투사 장치 |
| US7259912B2 (en) | 2004-01-06 | 2007-08-21 | Infocus Corporation | Fresnel lens having reduced distortions |
| US7050228B2 (en) * | 2004-02-25 | 2006-05-23 | Infocus Corporation | Environmentally-adaptive frame assembly |
| US20060285090A1 (en) * | 2004-12-03 | 2006-12-21 | 3M Innovative Properties Company | Projection lens and portable display device for gaming and other applications |
| US7173777B1 (en) * | 2006-02-14 | 2007-02-06 | 3M Innovative Properties Company | Projection lens and display device for multimedia and other systems |
| US7342723B2 (en) * | 2004-12-03 | 2008-03-11 | 3M Innovative Properties Company | Projection lens and portable display device for gaming and other applications |
| US7177090B1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-13 | Tamron Co., Ltd. | Telecentric zoom lens |
| JP2007121650A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Sony Corp | ズームレンズ及び撮像装置 |
| CN100346188C (zh) * | 2006-01-20 | 2007-10-31 | 中国兵器工业第二O五研究所 | 投影仪用连续变焦投影镜头 |
| TWI410673B (zh) * | 2009-01-22 | 2013-10-01 | Young Optics Inc | 變焦鏡頭 |
| US8000023B2 (en) * | 2009-12-28 | 2011-08-16 | Young Optics Inc. | Zoom lens |
| US8144401B2 (en) * | 2010-02-10 | 2012-03-27 | Young Optics Inc. | Zoom lens |
| DE102012105707B3 (de) * | 2012-06-28 | 2013-03-21 | Leica Camera Ag | Weitwinkelobjektiv vom modifizierten Retrofokustyp |
| US10712544B2 (en) | 2018-06-10 | 2020-07-14 | Logitech Europe S.A. | Lens assembly for a videoconferencing system |
| CN209765153U (zh) | 2019-05-29 | 2019-12-10 | 中强光电股份有限公司 | 变焦投影镜头 |
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