JP4900297B2

JP4900297B2 - Zoom lens and projector device

Info

Publication number: JP4900297B2
Application number: JP2008080023A
Authority: JP
Inventors: 悦郎川上
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP2009237031A

Description

本発明は、主にＤＭＤなどの光の反射方向を変えて画像を形成するライトバルブからの画像をスクリーンその他に拡大投射するレンズ口径が小さくコンパクトなズームレンズに関するものである。 The present invention relates to a compact zoom lens having a small lens aperture for enlarging and projecting an image from a light valve for forming an image mainly by changing the reflection direction of light such as DMD.

近年、プロジェクタ装置のライトバルブとしてＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いた製品が急速に普及してきている。プロジェクタ装置においてライトバルブとしてこのＤＭＤを用いる場合、使用する投射用レンズに関して、幾つかのＤＭＤ特有の制約が発生する。 In recent years, products using DMD (digital micromirror device) as a light valve of a projector apparatus have been rapidly spread. When this DMD is used as a light valve in a projector apparatus, some DMD-specific restrictions occur with respect to the projection lens used.

第１の制約は小型のプロジェクタ装置を開発する上で最大の制約とも考えられる投射用レンズのＦ値に関するものである。現在、ＤＭＤにおいて、画像を生成する際にマイクロミラーのＯＮ及びＯＦＦを表現するために旋回する角度は±１２°であり、これにより有効な反射光（有効光）と無効な反射光（無効光）とを切り替えている。従って、ＤＭＤをライトバルブとしたプロジェクタ装置においては有効光をとらえる必要があると共に無効光を捉えないことが条件となり、この条件から投射用レンズのＦ値を導くことが出来、すなわちＦ＝２．４となる。実際にはさらに少しでも光量を取り込みたいという要望があるため、実害のない範囲でのコントラストの低下などに配慮した上で更なる小さなＦ値を要求されることも多い。また、この様な条件は投射用レンズのライトバルブ側の瞳の位置が一定という条件のもとで成立しているため、ズームレンズなどの瞳位置が移動する場合は、移動した分、光量のロスなどが生ずるため、一般的には明るさが問題となりやすい広角端で瞳位置を最適化するなどの配慮も必要となる。第２の制約は光源系との配置に関するものである。小型化の為には投射用レンズのイメージサークルはなるべく小さくしたい為に、ＤＭＤに投射用の光束を入力する光源系の配置は限られてしまう。前述のＤＭＤからの有効光を投射用レンズに入力するには、光源系を投射用レンズとほぼ同じ方向（隣り合わせ）に設置することとなる。また投射用レンズの最もライトバルブ側レンズとライトバルブとの間（すなわち一般的にはバックフォーカス）を投射系と光源系との両光学系で使用することになり、投射用レンズには大きなバックフォーカスを設けなければならないと同時に、光源からの導光スペースを確保するために、ライトバルブ側のレンズ系を小さく設計する必要が生ずる。このことは投射用レンズの光学設計の立場から考えると、投射用レンズの後方付近にライトバルブ側の瞳位置が来るように設計するという制約となる。その一方で、投射用レンズの性能を向上するためには、多数のレンズを組み合わせる必要があり、多数枚のレンズを配置すると投射用レンズの全長は有る程度の長さが必要となり、投射用レンズの全長が長くなれば、入射瞳位置が後方にあるレンズでは当然のことながら前方のレンズ径が大きくなってしまうという小型化とは相反する問題となる。 The first restriction relates to the F value of the projection lens, which is considered to be the largest restriction in developing a small projector device. Currently, in the DMD, when the image is generated, the turning angle to represent ON and OFF of the micromirror is ± 12 °, which enables effective reflected light (effective light) and invalid reflected light (ineffective light). ). Therefore, in a projector apparatus using a DMD as a light valve, it is necessary to capture effective light and not to catch invalid light. From this condition, the F value of the projection lens can be derived, that is, F = 2. 4 Actually, there is a demand for capturing a light amount as much as possible, and therefore, a smaller F value is often required in consideration of a decrease in contrast in a range where there is no actual harm. In addition, since such a condition is established under the condition that the position of the pupil on the light valve side of the projection lens is constant, if the pupil position of the zoom lens or the like moves, the amount of light Since loss or the like occurs, it is generally necessary to consider such as optimizing the pupil position at the wide-angle end where brightness tends to be a problem. The second restriction relates to the arrangement with the light source system. Since the image circle of the projection lens is desired to be as small as possible for miniaturization, the arrangement of the light source system for inputting the projection light beam to the DMD is limited. In order to input effective light from the DMD to the projection lens, the light source system is installed in substantially the same direction (adjacent) as the projection lens. In addition, the projection lens and the light source system are used between the light valve side lens of the projection lens and the light valve (in general, the back focus), and the projection lens has a large back. In addition to providing a focus, it is necessary to design a small lens system on the light valve side in order to secure a light guide space from the light source. From the standpoint of optical design of the projection lens, this is a constraint that the pupil position on the light valve side is located near the rear of the projection lens. On the other hand, in order to improve the performance of the projection lens, it is necessary to combine a large number of lenses, and if a large number of lenses are arranged, the total length of the projection lens needs to be a certain length. If the total length of the lens is increased, the lens having the entrance pupil position on the rear side becomes a problem contrary to the size reduction in which the front lens diameter is naturally increased.

この様に、開発を行う上の大きな制約はあるものの、ライトバルブとしてＤＭＤを採用するプロジェクタ装置は、小型化の上で他の方式よりも有利とされており、現在ではプレゼンテーションを行う際に便利なデータプロジェクタを中心として、携帯可能なコンパクトなものが広く普及してきている。また装置自体をコンパクトに構成するためには、当然のことながら使用される投射用レンズに関しても、コンパクト化の要望は非常に強く、もう一方では、多機能化という要望もあり、諸収差の補正の結果としての画質に関する性能が使用するＤＭＤの仕様を充分満足することはもちろんのこと、利便性の点ではズーム構成による変倍が可能というだけではなく、ＤＭＤの中心と投射レンズの光軸をずらした、いわゆるシフト構成を採用するためにイメージサークルが大きいものを要求するようになりレンズのその広角端の画角の大きい物が要求されるようになってきた。このような仕様で開発された投射用レンズは、コスト面や生産面では不利となる非球面レンズの採用も考慮しなければならず、そうしたとしても前群レンズの口径が要望よりどうしても大きくなりがちで、プロジェクタ装置の厚さ寸法に大きな影響を及ぼすことになる。しかしながら、携帯可能であることを前提としたプロジェクタ装置において厚さ寸法を小さくすることはノート型パーソナルコンピュータなどと共に持ち歩くことの多い使われ方をするプロジェクタ装置では、最も重要な要素であるとも言える。この問題を解決する手段として、例えば特開２００７−１４０４７４号公報（特許文献１）に開示されているような投射用レンズのコンパクト化設計方法の一例があり、プロジェクタ装置の小型化に効果的であることが既に知られているが、この発明の実施例によれば非球面レンズを２枚使用しており、コスト面や生産性を考慮に入れると、製品を提供する上で全てに有効な設計手段であるとは言い難い。
特開２００７−１４０４７４号公報 In this way, although there are major restrictions on development, a projector device that employs DMD as a light valve is advantageous over other methods in terms of miniaturization, and is now convenient for presentations. Portable portable compact projectors have become widespread, centering on new data projectors. In addition, in order to make the device itself compact, it is natural that there is a strong demand for miniaturization of the projection lens used, and on the other hand, there is also a demand for multi-function, and correction of various aberrations. In addition to satisfying the specifications of the DMD used as a result of the image quality performance as a result of the above, not only zooming is possible in terms of convenience, but the center of the DMD and the optical axis of the projection lens are In order to employ a shifted so-called shift configuration, a large image circle is required, and a lens having a large angle of view at the wide-angle end of the lens is required. Projection lenses developed with such specifications must also consider the use of aspherical lenses, which are disadvantageous in terms of cost and production, and even so, the aperture of the front lens group tends to be larger than desired. This greatly affects the thickness dimension of the projector apparatus. However, it can be said that reducing the thickness dimension in a projector device that is assumed to be portable is the most important factor in a projector device that is often carried with a notebook personal computer. As a means for solving this problem, there is an example of a compact design method for a projection lens as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-140474 (Patent Document 1), which is effective in reducing the size of a projector device. Although it is already known, according to the embodiment of the present invention, two aspheric lenses are used, and considering cost and productivity, they are all effective in providing products. It is hard to say that it is a design means.
JP 2007-140474 A

本発明は、前述した事情に鑑み、ＤＭＤなどの光の反射方向を変えて画像を形成するライトバルブの特性に適しており、ライトバルブからの画像をスクリーン上或いはその他の壁面等に拡大投射する用途において結像性能が高く、さらにレンズ口径が小さくコンパクトなズームレンズを実現し、コンパクトで明るく、小さな会議室等の限られたスペースでも大きな画面を投射可能な高画質で非球面レンズを使用せず、コストや生産性をも考慮した薄型のプロジェクタ装置を提供することを目的としている。 In view of the above-described circumstances, the present invention is suitable for the characteristics of a light valve that forms an image by changing the reflection direction of light, such as DMD, and enlarges and projects an image from the light valve on a screen or other wall surface. Realize a compact zoom lens with high imaging performance and small lens aperture in applications, use compact and bright, high-quality aspherical lenses that can project large screens even in limited spaces such as small meeting rooms An object of the present invention is to provide a thin projector device that takes cost and productivity into consideration.

請求項１記載の発明は、拡大側から順に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群、全体で正の屈折力を有する第２レンズ群、全体で負の屈折力を有する第３レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群は変倍動作中固定されており、主に変倍を担う前記第３レンズ群は広角端から望遠端への変倍動作により拡大側から縮小側方向へと光軸上を移動し、同時に前記第２レンズ群も連動して光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成しており、前記第１レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（１）を満足しており、前記第３レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（２）を満足しており、前記第３レンズ群の変倍に関する倍率の変化に関して下記条件式（３）を満足していることを特徴とするズームレンズである。
（１） −０．０５＜ｆ_w／ｆ_I ＜０．２
（２） −０．５＜ｆ_w／ｆ_III ＜ −０．３
（３）０．８＜ √（ｍ_IIIw＊ｍ_IIIt ）＜１．３
ただし、
ｆ_w ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
（第１レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離１７００ｍｍに合焦状態）
ｆ_I ：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆ_III ：第３レンズ群の合成焦点距離
ｍ_IIIw：広角端配置における第３レンズ群の合成倍率
ｍ_IIIt：望遠端配置における第３レンズ群の合成倍率 According to the first aspect of the present invention, in order from the magnification side, the first lens group having a positive refractive power as a whole, the second lens group having a positive refractive power as a whole, and the third lens having a negative refractive power as a whole The third lens group is composed of a group and a fourth lens group having positive refractive power as a whole, and the first lens group and the fourth lens group are fixed during zooming operation, and mainly responsible for zooming Is moved on the optical axis from the enlargement side to the reduction side by a zooming operation from the wide-angle end to the telephoto end, and at the same time, the second lens group is also moved on the optical axis in conjunction with the change of the entire lens system. The following conditional expression (1) is satisfied with respect to the power set in the first lens group, and the following conditional expression (2) is satisfied with respect to the power set in the third lens group. In regard to the change of the magnification with respect to the zooming of the third lens group, A zoom lens which is characterized in that satisfies the equation (3).
(1) −0.05 <f _w / f _I <0.2
_{(2) -0.5 <f w /} f III <-0.3
(3) 0.8 <√ (m _IIIw * m _IIIt ) <1.3
However,
f _w : Combined focal length of the entire lens system at the wide-angle end (focused state on the enlargement side object distance of 1700 mm from the most enlargement side surface of the first lens group)
f _I: composite focal length f _III of the first lens group: a third lens group combined focal length m _{III W:} Synthesis magnification of the third lens group at the wide-angle end located m _IIIt: Synthesis magnification of the third lens group at the telephoto end disposed

請求項２記載の発明は、前記第１レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸のメニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）または負レンズと正レンズの接合系、負レンズ、正レンズ及び正レンズを配して構成され、前記第１レンズ群の最も拡大側と最も縮小側の面の近軸光線高さの関係に関して下記条件式（４）を満足し、最も拡大側に配置される負レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（５）を満足し、最も縮小側に配置される正レンズの縮小側面の形状に関して下記条件式（６）を満足し、拡大側に配置される二枚の負レンズの硝材の特性に関して下記条件式（７）及び下記条件式（８）を満足していることを特徴とする。
（４）０．３５＜ＰＨ_I1／ＰＨ_IL ＜０．５５
（５）０．４５＜ｆ_w／ｒ_I1 ＜０．８５
（６） −１．０＜ｆ_w／ｒ_IL ＜ −０．７５
（７）１．６５＜（Ｎ_I1＋Ｎ_I2）／２
（８）３７＜（Ｖ_I1＋Ｖ_I2）／２＜６０
ただし、
ＰＨ_I1：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の近軸光線高さ
ＰＨ_IL：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の近軸光線高さ
ｒ_I1 ：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｒ_IL ：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
Ｎ_I1 ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
Ｎ_I2 ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
Ｖ_I1 ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのアッベ数
Ｖ_I2 ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのアッベ数 According to a second aspect of the present invention, the first lens group has, in order from the magnifying side, a meniscus lens convex to the magnifying side (hereinafter, negative lens), a negative lens, and a positive refracting power. A lens (hereinafter, positive lens) or a negative lens-positive lens cementing system, a negative lens, a positive lens, and a positive lens are arranged, and paraxial rays on the most enlargement side and the most reduction side surface of the first lens group. The following conditional expression (4) is satisfied with respect to the height relationship, and the following conditional expression (5) is satisfied with respect to the shape of the magnifying side surface of the negative lens arranged closest to the magnifying side, and the positive lens The following conditional expression (6) is satisfied with respect to the shape of the reduction side surface, and the following conditional expression (7) and conditional expression (8) are satisfied with respect to the characteristics of the glass material of the two negative lenses disposed on the enlargement side. It is characterized by.
(4) 0.35 <PH _I1 / PH _IL <0.55
(5) 0.45 <f _w / r _I1 <0.85
(6) −1.0 <f _w / r _IL <−0.75
(7) 1.65 <(N _I1 + N _I2 ) / 2
(8) 37 <(V _I1 + V _I2 ) / 2 <60
However,
PH _I1 : Paraxial ray height of the enlargement side surface of the lens arranged closest to the enlargement side in the first lens group PH _IL : Paraxial ray height of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side in the first lens group r _I1 : radius of curvature of the magnifying side of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group r _IL : radius of curvature of the declining side of the lens arranged closest to the reduction side of the first lens group N _I1 : first lens Refractive index N _I2 for the d-line of the lens arranged closest to the magnifying side constituting the group: Refractive index V _I1 for the d-line of the lens arranged second from the magnifying side constituting the first lens group: First lens Abbe number V _{I2 of the} lens arranged closest to the magnification side constituting the group: Abbe number of the lens arranged second from the magnification side constituting the first lens group

請求項３記載の発明は、前記第２レンズ群は正レンズにて構成され、前記第３レンズ群は、拡大側から順に負レンズと正レンズの接合系にて構成され、前記第２レンズ群を構成する正レンズのパワーに関して下記条件式（９）を満足し、前記第３レンズ群を構成する負、正レンズのアッベ数に関して下記条件式（１０）を満足していることを特徴とする。
（９）０．０３＜ｆ_w／ｆ_II ＜０．２
（１０）１５＜Ｖ_III1−Ｖ_III2
ただし、
ｆ_II ：第２レンズ群の合成焦点距離
Ｖ_III1：第３レンズ群の拡大側に配置される負レンズのアッべ数
Ｖ_III2：第３レンズ群の縮小側に配置される正レンズのアッべ数 According to a third aspect of the present invention, the second lens group is configured by a positive lens, and the third lens group is configured by a cemented system of a negative lens and a positive lens in order from the magnification side, and the second lens group. The following conditional expression (9) is satisfied with respect to the power of the positive lens constituting the lens, and the following conditional expression (10) is satisfied with respect to the Abbe number of the negative and positive lenses constituting the third lens group. .
_{(9) 0.03 <f w /} f II <0.2
_{(10) 15 <V III1 -V} III2
However,
f _II: a second lens group combined focal length V _III1: third Abbe number of the negative lens disposed on the enlarged side of the lens unit V _III2: Abbe positive lens disposed on the reduction side of the third lens group number

請求項４記載の発明は、前記第４レンズ群は、拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第４ａレンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４ｂレンズ群を配して構成され、前記第４ａレンズ群は、拡大側から順に一枚乃至二枚の正レンズ及び負レンズを配して構成され、続く前記第４ｂレンズ群は、拡大側から順に正レンズ、正レンズ及び負レンズと正レンズの接合系を配して構成され、前記第４ａレンズ群において、最も拡大側に配置される正レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（１１）を満足しており、最も縮小側に配置される負レンズに配分されるパワーに関して下記条件式（１２）を満足しており、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１３）を満足しており、前記第４ｂレンズ群において、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１４）を満足していることを特徴とする。
（１１）０．３＜ｆ_w／ｒ_IVa1 ＜０．６
（１２） −０．８５＜ｆ_w／ｆ_IVaL ＜ −０．６５
（１３）２０＜Ｖ_IVaP ＜３７
（１４）５０＜Ｖ_IVbP
ただし、
ｒ_IVa1：第４ａレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｆ_IVaL：第４ａレンズ群で最も縮小側に配置される負レンズの焦点距離
Ｖ_IVaP：第４ａレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値
Ｖ_IVbP：第４ｂレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値 According to a fourth aspect of the present invention, the fourth lens group includes, in order from the magnification side, a 4a lens group having a negative refractive power as a whole and a 4b lens group having a positive refractive power as a whole. The 4a lens group includes one or two positive lenses and a negative lens in order from the enlargement side, and the subsequent 4b lens group includes a positive lens, a positive lens, and a negative lens in order from the enlargement side. The lens is composed of a lens and a positive lens joint system, and in the 4a lens group, the following conditional expression (11) is satisfied with respect to the shape of the magnifying side surface of the positive lens arranged closest to the magnifying side. The following conditional expression (12) is satisfied with respect to the power distributed to the negative lens disposed on the side, and the following conditional expression (13) is satisfied with respect to the dispersion of each positive lens that constitutes the fourth lens group. Each positive lens Wherein the respect of the dispersion satisfies the following conditional expression (14).
(11) 0.3 <f _w / r _IVa1 <0.6
(12) −0.85 <f _w / f _IVaL <−0.65
(13) 20 <V _IVaP <37
(14) 50 <V _IVbP
However,
r _IVa1 : radius of curvature of the magnifying side surface of the lens arranged closest to the enlargement side in the 4a lens group f _IVaL : focal length V _{IVaP of the} negative lens arranged closest to the reduction side of the 4a lens group: 4a lens group Average value of the Abbe number of each positive lens constituting the lens V _IVbP : Average value of the Abbe number of each positive lens constituting the 4b lens group

請求項５記載の発明は、前記請求項１から前記請求項４の少なくともいずれかの１項に記載されるズームレンズを搭載していることを特徴としたプロジェクタ装置である。 A fifth aspect of the present invention is a projector device including the zoom lens according to at least one of the first to fourth aspects.

本発明によれば、ＤＭＤなどのライトバルブの特性に適した結像性能が高くコンパクトでコスト面や生産面でも効果的なズームレンズを実現し、コンパクトで明るく、高画質のプロジェクタを安価に提供することが出来る。 According to the present invention, a compact zoom lens that has high imaging performance suitable for the characteristics of light valves such as DMD, is compact and effective in terms of cost and production, and provides a compact, bright and high-quality projector at low cost. I can do it.

本発明のズームレンズは、拡大側から順に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群、全体で正の屈折力を有する第２レンズ群、全体で負の屈折力を有する第３レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群は変倍動作中固定されており、主に変倍を担う前記第３レンズ群は広角端から望遠端への変倍動作により拡大側から縮小側方向へと光軸上を移動し、同時に前記第２レンズ群も連動して光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成しており、前記第１レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（１）を満足しており、前記第３レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（２）を満足しており、前記第３レンズ群の変倍に関する倍率の変化に関して下記条件式（３）を満足していることを特徴とする。
（１）−０．０５＜ｆ_w／ｆ_I ＜０．２
（２）−０．５＜ｆ_w／ｆ_III ＜ −０．３
（３）０．８＜ √（ｍ_IIIw＊ｍ_IIIt ）＜１．３
ただし、
ｆ_w ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
（第１レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離１７００ｍｍに合焦状態）
ｆ_I ：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆ_III ：第３レンズ群の合成焦点距離
ｍ_IIIw：広角端配置における第３レンズ群の合成倍率
ｍ_IIIt：望遠端配置における第３レンズ群の合成倍率 The zoom lens of the present invention includes, in order from the magnification side, a first lens group having a positive refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, and a third lens group having a negative refractive power as a whole. And the fourth lens group having a positive refractive power as a whole, the first lens group and the fourth lens group are fixed during zooming operation, and the third lens group mainly responsible for zooming is By moving from the wide-angle end to the telephoto end, the zoom lens moves on the optical axis from the enlargement side to the reduction side, and at the same time, the second lens group moves on the optical axis in conjunction with the zooming. The following conditional expression (1) is satisfied with respect to the power set in the first lens group, and the following conditional expression (2) is satisfied with respect to the power set in the third lens group. In regard to the change in magnification related to the zooming of the third lens group, Characterized in that it satisfies matter expression (3).
(1) −0.05 <f _w / f _I <0.2
_{(2) -0.5 <f w /} f III <-0.3
(3) 0.8 <√ (m _IIIw * m _IIIt ) <1.3
However,
f _w : Combined focal length of the entire lens system at the wide-angle end (focused state on the enlargement side object distance of 1700 mm from the most enlargement side surface of the first lens group)
f _I: composite focal length f _III of the first lens group: a third lens group combined focal length m _{III W:} Synthesis magnification of the third lens group at the wide-angle end located m _IIIt: Synthesis magnification of the third lens group at the telephoto end disposed

本発明のズームレンズは、基本的には前述のように第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群の４つのレンズ群から構成され、それらレンズ群の有するパワーは、拡大側から順に正、正、負、正の順で配分し構成されている。この適切なパワー配置によりプロジェクタ用ズームレンズとしては広角側からの比較的高いズーム比と光学性能を獲得し、さらに全長及び外形の小型化を達成している。このうち特に変倍中固定されている第１レンズ群は、全体としては比較的小さな正のパワーを有しているが、群内部のパワー構成を見ると拡大側に負のパワー、縮小側に正のパワーが集中する構成をとっていることがわかるが、これはこの第１レンズ群が広角化のためのアフォーカルコンバータの役割が大きいことによる。しかしながら前述のように全体としては正のパワーを有していることは小型化と高性能のバランスをとるものであり上限を超えると第１レンズ群のパワーは過大となり、小型化には有利である一方諸収差が劣化し、下限を超えるとレンズ系が大型化して目的の仕様に達することが出来ない。また、第３レンズ群は変倍を司るバリエータにあたるレンズ群であるが、この群のパワーはその移動量と密接に関連し小型化と諸収差補正の為に重要である。条件式（２）において、上限を超えると第３レンズ群の負のパワーが小さくなり変倍のための移動量が増大してしまい、下限を超えて負のパワーが大きくなると小型化には有利だが各レンズエレメントの過度のパワーの負担のため諸収差を劣化、または変倍による諸収差の変動が大きくなる。条件式（３）は、同様に変倍を司っている第３レンズ群の動作倍率に関してのものであり、少ない移動量で大きなズーム比を得るための条件である。すなわち、第３レンズ群を、その倍率が−１倍前後で作用させることで、収差変動と移動量を共に小さくすることが可能となる。したがって上限を超えると第３レンズ群縮小側（第３レンズ群と第４レンズ群の間隔）の移動スペースが大きくなると共に収差が増幅され、下限を超えると第３レンズ群拡大側（第２レンズ群と第３レンズ群の間隔）のスペースが大きくなり小型化が困難となる。 The zoom lens of the present invention is basically composed of four lens groups, the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group as described above, and the power of these lens groups is as follows. They are distributed and arranged in the order of positive, positive, negative, positive from the enlargement side. With this appropriate power arrangement, the projector zoom lens has achieved a relatively high zoom ratio and optical performance from the wide-angle side, and has achieved a reduction in overall length and size. Of these, the first lens group that is fixed during zooming has a relatively small positive power as a whole, but when looking at the power configuration inside the group, negative power is on the enlargement side, and on the reduction side. It can be seen that a configuration in which positive power is concentrated is due to the fact that the first lens group plays a large role of an afocal converter for widening the angle. However, as described above, having positive power as a whole balances downsizing and high performance. If the upper limit is exceeded, the power of the first lens group becomes excessive, which is advantageous for downsizing. On the other hand, when various aberrations deteriorate and the lower limit is exceeded, the lens system becomes large and the target specification cannot be achieved. The third lens group is a lens group corresponding to a variator that controls zooming. The power of this group is closely related to the amount of movement, and is important for miniaturization and correction of various aberrations. In conditional expression (2), if the upper limit is exceeded, the negative power of the third lens group decreases and the amount of movement for zooming increases, and if the negative power increases beyond the lower limit, it is advantageous for downsizing. However, various aberrations are deteriorated due to excessive power load of each lens element, or fluctuations in various aberrations due to zooming increase. Conditional expression (3) relates to the operation magnification of the third lens group that similarly controls zooming, and is a condition for obtaining a large zoom ratio with a small amount of movement. That is, by operating the third lens group at a magnification of around −1, it is possible to reduce both aberration fluctuations and movement amounts. Accordingly, when the upper limit is exceeded, the moving space on the third lens group reduction side (the distance between the third lens group and the fourth lens group) becomes large and aberrations are amplified, and when the lower limit is exceeded, the third lens group enlargement side (second lens). The space between the lens group and the third lens group becomes large, and it is difficult to reduce the size.

また、前記第１レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸のメニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）または負レンズと正レンズの接合系、負レンズ、正レンズ及び正レンズを配して構成され、前記第１レンズ群の最も拡大側と最も縮小側の面の近軸光線高さの関係に関して下記条件式（４）を満足し、最も拡大側に配置される負レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（５）を満足し、最も縮小側に配置される正レンズの縮小側面の形状に関して下記条件式（６）を満足し、拡大側に配置される二枚の負レンズの硝材の特性に関して下記条件式（７）及び下記条件式（８）を満足していることが望ましい。
（４）０．３５＜ＰＨ_I1／ＰＨ_IL ＜０．５５
（５）０．４５＜ｆ_w／ｒ_I1 ＜０．８５
（６）−１．０＜ｆ_w／ｒ_IL ＜ −０．７５
（７）１．６５＜（Ｎ_I1＋Ｎ_I2）／２
（８）３７＜（Ｖ_I1＋Ｖ_I2）／２＜６０
ただし、
ＰＨ_I1：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の近軸光線高さ
ＰＨ_IL：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の近軸光線高さ
ｒ_I1 ：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｒ_IL ：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
Ｎ_I1 ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
Ｎ_I2 ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
Ｖ_I1 ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのアッベ数
Ｖ_I2 ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのアッベ数 The first lens group includes, in order from the magnifying side, a lens having a meniscus shape convex to the magnifying side (hereinafter, negative lens), a negative lens, and a lens having positive refracting power (hereinafter, positive lens). Alternatively, a negative lens-positive lens cementing system, a negative lens, a positive lens, and a positive lens are arranged, and the relationship between the paraxial ray heights on the most enlargement side and the most reduction side surface of the first lens group is as follows. Conditional expression (4) is satisfied, the following conditional expression (5) is satisfied with respect to the shape of the enlargement side surface of the negative lens arranged closest to the enlargement side, and the following expression is satisfied with respect to the shape of the reduction side surface of the positive lens arranged closest to the reduction side It is desirable that the conditional expression (6) is satisfied, and the following conditional expressions (7) and (8) are satisfied with respect to the characteristics of the glass material of the two negative lenses disposed on the enlargement side.
(4) 0.35 <PH _I1 / PH _IL <0.55
(5) 0.45 <f _w / r _I1 <0.85
(6) −1.0 <f _w / r _IL <−0.75
(7) 1.65 <(N _I1 + N _I2 ) / 2
(8) 37 <(V _I1 + V _I2 ) / 2 <60
However,
PH _I1 : Paraxial ray height of the enlargement side surface of the lens arranged closest to the enlargement side in the first lens group PH _IL : Paraxial ray height of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side in the first lens group r _I1 : radius of curvature of the magnifying side of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group r _IL : radius of curvature of the declining side of the lens arranged closest to the reduction side of the first lens group N _I1 : first lens Refractive index N _I2 for the d-line of the lens arranged closest to the magnifying side constituting the group: Refractive index V _I1 for the d-line of the lens arranged second from the magnifying side constituting the first lens group: First lens Abbe number V _{I2 of the} lens arranged closest to the magnification side constituting the group: Abbe number of the lens arranged second from the magnification side constituting the first lens group

本発明のズームレンズにおける第１レンズ群は、前述のようにワイドコンバータの役割をはたし、これにより広角化を達成しているが、条件式（４）は、このコンバータとしてのほぼ倍率に相当する。条件式（４）で上限を超えるとワイドコンバータとしての効果が小さくなりすぎ広角化が困難となり、逆に下限を超えると広角化には有利であるが、第１レンズ群のパワーが過大となる為、諸収差が劣化してしまう。条件式（５）は、画角の大きな光線が光学系の最初のレンズ面、すなわち第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面に入射する際の屈折の量を制限することにより歪曲、像面湾曲などの諸収差の発生を小さくする条件であり、上限を超えてこの第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径が小さくなると、当該レンズの縮小側面はさらに大きな曲率をもつことになり、これによって収差が過大となる。逆に下限を超えて第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径が大きくなると、入射光束が当該面で大きく屈折され、この面における収差発生が過大となる。条件式（６）は、第１レンズ群の最終面すなわち最も縮小側の面の形状に関しての条件で、当該面は縮小側レンズエレメントの有効径の小型化を達成しつつ系全体における諸収差の補正作用に大きな影響を持つ。上限を超えると特に球面収差、コマ収差の補正が不十分になり、下限を超えると周辺光束のコマフレアーが過大となる。 As described above, the first lens group in the zoom lens of the present invention serves as a wide converter, thereby achieving a wide angle. However, the conditional expression (4) is approximately the magnification as this converter. Equivalent to. If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the effect as a wide converter becomes too small and it becomes difficult to widen the angle. Conversely, if the lower limit is exceeded, it is advantageous for widening the angle, but the power of the first lens group becomes excessive. Therefore, various aberrations are deteriorated. Conditional expression (5) limits the amount of refraction when a light beam having a large angle of view is incident on the first lens surface of the optical system, that is, the magnification side surface of the lens arranged closest to the magnification side in the first lens group. Is a condition for reducing the occurrence of various aberrations such as distortion and curvature of field, and when the radius of curvature of the enlargement side surface of the lens disposed on the most enlargement side in the first lens group becomes smaller than the upper limit, The reduced side surface will have a larger curvature, which causes excessive aberrations. Conversely, when the radius of curvature of the magnifying side surface of the lens disposed on the most magnifying side in the first lens group exceeds the lower limit, the incident light beam is greatly refracted on the surface, and the generation of aberrations on this surface becomes excessive. Conditional expression (6) is a condition regarding the shape of the final surface of the first lens unit, that is, the most reduction side surface. The surface achieves the reduction of the effective diameter of the reduction side lens element and reduces various aberrations in the entire system. It has a big influence on the correction action. If the upper limit is exceeded, correction of spherical aberration and coma aberration will be insufficient, and if the lower limit is exceeded, the coma flare of the peripheral luminous flux will be excessive.

条件式（７）は、第１レンズ群中、特に単独で強い負のパワーをもつ最も拡大側に配置されるレンズ及び二番目に配置されるレンズの屈折率条件である。これらのレンズの屈折率を条件式（７）で示されるように大きく保つことによりペッツバール和を適切に保ち像面湾曲を補正している。条件式（７）で下限を超えるとペッツバール和が過小になり、周辺部像面湾曲が補正過剰となってしまう。条件式（８）は、第１レンズ群の色補正条件である。前述のように、第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズ及び二番目に配置されるレンズは強い負のパワーを有していることで、群全体としての色収差の影響も大きく、すなわち支配的といえる。したがって条件式（８）のように適切な値にする必要がある。下限を超えると色収差の発生が過大となり、逆に上限を超えると色収差の発生が過小となるが、後続するレンズ群との色収差をはじめとする諸収差をキャンセルすることによる低減効果が不十分となりこの場合も性能が低下する。 Conditional expression (7) is a refractive index condition of the first lens group, particularly the lens disposed on the most magnified side having a strong negative power alone and the lens disposed second. By keeping the refractive indexes of these lenses large as shown in the conditional expression (7), the Petzval sum is appropriately maintained to correct the curvature of field. If the lower limit of conditional expression (7) is exceeded, the Petzval sum will be too small, and the peripheral field curvature will be overcorrected. Conditional expression (8) is a color correction condition for the first lens group. As described above, the lens arranged closest to the enlargement side and the second lens arranged in the first lens group have strong negative power, so the influence of chromatic aberration as a whole is large. In other words, it can be said to be dominant. Therefore, it is necessary to set an appropriate value as in the conditional expression (8). If the lower limit is exceeded, the occurrence of chromatic aberration will be excessive, and if the upper limit is exceeded, the occurrence of chromatic aberration will be excessive, but the reduction effect by canceling various aberrations including the chromatic aberration with the subsequent lens group will be insufficient. Even in this case, the performance deteriorates.

また、前記第２レンズ群は正レンズにて構成され、前記第３レンズ群は、拡大側から順に負レンズと正レンズの接合系にて構成され、前記第２レンズ群を構成する正レンズのパワーに関して下記条件式（９）を満足し、前記第３レンズ群を構成する負、正レンズのアッベ数に関して下記条件式（１０）を満足していることが望ましい。
（９）０．０３＜ｆ_w／ｆ_II ＜０．２
（１０）１５＜Ｖ_III1−Ｖ_III2
ただし、
ｆ_II ：第２レンズ群の合成焦点距離
Ｖ_III1：第３レンズ群の拡大側に配置される負レンズのアッべ数
Ｖ_III2：第３レンズ群の縮小側に配置される正レンズのアッべ数 Further, the second lens group is constituted by a positive lens, the third lens group is constituted by a cemented system of a negative lens and a positive lens in order from the magnification side, and the positive lens constituting the second lens group. It is desirable that the following conditional expression (9) is satisfied with respect to power, and that the following conditional expression (10) is satisfied with respect to the Abbe number of the negative and positive lenses constituting the third lens group.
_{(9) 0.03 <f w /} f II <0.2
_{(10) 15 <V III1 -V} III2
However,
f _II: a second lens group combined focal length V _III1: third Abbe number of the negative lens disposed on the enlarged side of the lens unit V _III2: Abbe positive lens disposed on the reduction side of the third lens group number

条件式（９）は、変倍時にはコンペンセータとして機能している第２レンズ群のパワーに関するものである。フォーカシングの機能を兼ねるのも良い。この場合、少ない移動量を得ることは変倍による収差変動を小さく維持する上で重要であり、フォーカシングによる収差変動に関しても有効に働く。したがって、上限を超える条件では、収差の悪化が生ずるので好ましくなく、逆に下限を超えると変倍による収差変動が問題となる。条件式（１０）は、第３レンズ群の色収差補正条件である。下限を超えると補正が不十分となり、変倍時の色収差変動が過大となる。 Conditional expression (9) relates to the power of the second lens group functioning as a compensator during zooming. It can also be used as a focusing function. In this case, obtaining a small amount of movement is important for keeping aberration fluctuations due to zooming small, and also works effectively for aberration fluctuations due to focusing. Therefore, conditions exceeding the upper limit are not preferable because aberrations deteriorate, and conversely, if the lower limit is exceeded, aberration fluctuations due to zooming become a problem. Conditional expression (10) is a condition for correcting chromatic aberration of the third lens group. When the lower limit is exceeded, correction is insufficient, and chromatic aberration fluctuations during zooming become excessive.

また、前記第４レンズ群は、拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第４ａレンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４ｂレンズ群を配して構成され、前記第４ａレンズ群は、拡大側から順に一枚乃至二枚の正レンズ及び負レンズを配して構成され、続く前記第４ｂレンズ群は、拡大側から順に正レンズ、正レンズ及び負レンズと正レンズの接合系を配して構成され、前記第４ａレンズ群において、最も拡大側に配置される正レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（１１）を満足しており、最も縮小側に配置される負レンズに配分されるパワーに関して下記条件式（１２）を満足しており、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１３）を満足しており、前記第４ｂレンズ群において、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１４）を満足していることが望ましい。
（１１）０．３＜ｆ_w／ｒ_IVa1 ＜０．６
（１２）−０．８５＜ｆ_w／ｆ_IVaL ＜ −０．６５
（１３）２０＜Ｖ_IVaP ＜３７
（１４）５０＜Ｖ_IVbP
ただし、
ｒ_IVa1：第４ａレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｆ_IVaL：第４ａレンズ群で最も縮小側に配置される負レンズの焦点距離
Ｖ_IVaP：第４ａレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値
Ｖ_IVbP：第４ｂレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値 The fourth lens group includes, in order from the magnification side, a 4a lens group having a negative refractive power as a whole and a 4b lens group having a positive refractive power as a whole, and the 4a lens. The group is configured by arranging one or two positive lenses and negative lenses in order from the enlargement side, and the subsequent 4b lens group is composed of a positive lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens in order from the enlargement side. In the 4a lens group, the following conditional expression (11) is satisfied with respect to the shape of the magnifying side surface of the positive lens arranged closest to the magnifying side in the 4a lens group, and the negative lens arranged closest to the reducing side The following conditional expression (12) is satisfied with respect to the power distributed to the lens, and the following conditional expression (13) is satisfied with respect to the dispersion of each constituent positive lens. Regarding lens dispersion It is desirable that satisfied serial conditional expression (14).
(11) 0.3 <f _w / r _IVa1 <0.6
(12) −0.85 <f _w / f _IVaL <−0.65
(13) 20 <V _IVaP <37
(14) 50 <V _IVbP
However,
r _IVa1 : radius of curvature of the magnifying side surface of the lens arranged closest to the enlargement side in the 4a lens group f _IVaL : focal length V _{IVaP of the} negative lens arranged closest to the reduction side of the 4a lens group: 4a lens group Average value of the Abbe number of each positive lens constituting the lens V _IVbP : Average value of the Abbe number of each positive lens constituting the 4b lens group

本発明のズームレンズにおける第４レンズ群は前述のように、拡大側から順に負のパワーを持つ第４ａレンズ群及び正のパワーを持つ第４ｂレンズ群から成る構成であり、このことは第４レンズ群と第５レンズ群の間に大きなスペース（いわゆるバックフォーカスにあたる）を確保する上で非常に有効である。条件式（１１）は、収差補正の条件であり、第３レンズ群からの強い発散光束を補正しつつ、以降のレンズ群に伝えるものである。上限を超えると、第４ａレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面である当該面での球面収差補正作用が不十分となり、下限を超えると逆に過度のアンダーな球面収差が発生すると共に、軸外光束に対しては大きなコマ収差を生じてどちらも性能的に問題を生ずる。条件式（１２）は、第４ａレンズ群中、縮小側に配置される強い負のパワーをもつレンズに関する。第４ａレンズ群の拡大側に配置される一枚乃至二枚の正レンズにより発生する収差をキャンセルすることで低減し、さらに第４ａレンズ群全体として負のパワーを持たせバックフォーカスを確保する役割を果たす為には条件式（１２）で示されるのような大きなパワーが適切である。上限を超えると負のパワーが小さくなりバックフォーカスが短くなりやすく、下限を超えると負パワーが過大になりバックフォーカスを確保する上では有利であるが、ペッツバール和が過小となり周辺部像面湾曲が劣化する。同様に条件式（１３）は、第４ａレンズ群の色補正条件である。第４ａレンズ群全体として負のパワーを有することから当該レンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値は小さな値をもつ必要がある。条件式（１３）で上限または下限を超えると色収差のバランスが崩れることにより性能が低下する。条件式（１４）は、第４ｂレンズ群の特に倍率色収差の補正条件に関するものである。第４ｂレンズ群に於いて周辺光束は当該レンズ群の周辺部（各面の光線高が大きい位置）を通過することから、色消し不足が生じている場合縮小側像面における周辺部の倍率色収差となって顕著に現れる。一方で第４ｂレンズ群は全体で正のパワーを有することから第４ｂレンズ群の正レンズは、アッベ数の大きな材料を用いて色消しをする必要がある。これらの理由により条件式（１４）で下限を超えると、倍率色収差が増大してしまい良好な性能が得られない。 As described above, the fourth lens group in the zoom lens according to the present invention is composed of the 4a lens group having a negative power and the 4b lens group having a positive power in order from the magnification side. This is very effective in securing a large space (so-called back focus) between the lens group and the fifth lens group. Conditional expression (11) is a condition for aberration correction, and corrects a strong divergent light beam from the third lens group and transmits it to the subsequent lens groups. If the upper limit is exceeded, the spherical aberration correction action on the magnifying side of the lens arranged closest to the magnifying side in the 4a lens group will be insufficient, and if the lower limit is exceeded, excessively under spherical aberration will occur. At the same time, a large coma aberration is produced with respect to the off-axis light beam, and both cause problems in performance. Conditional expression (12) relates to a lens having strong negative power arranged on the reduction side in the 4a lens group. A function to reduce aberration by canceling one or two positive lenses arranged on the enlargement side of the 4a lens group, and further to give a negative power to the 4a lens group as a whole to ensure back focus. In order to satisfy the above, a large power as shown by the conditional expression (12) is appropriate. If the upper limit is exceeded, the negative power tends to decrease and the back focus tends to be shortened.If the upper limit is exceeded, the negative power becomes excessive, which is advantageous in securing the back focus, but the Petzval sum becomes too small and the peripheral field curvature is reduced. to degrade. Similarly, conditional expression (13) is the color correction condition for the 4a lens group. Since the 4a lens group as a whole has negative power, the average value of the Abbe number of each positive lens constituting the lens group needs to be small. If the upper limit or the lower limit is exceeded in conditional expression (13), the balance of chromatic aberration is lost and the performance is degraded. Conditional expression (14) relates to a correction condition for the chromatic aberration of magnification of the 4b lens group in particular. In the 4b lens group, the peripheral luminous flux passes through the peripheral part of the lens group (position where the light beam height of each surface is large), and therefore when the achromaticity is insufficient, the lateral chromatic aberration of the peripheral part on the reduction side image surface And appears prominently. On the other hand, since the 4b lens group has a positive power as a whole, the positive lens of the 4b lens group needs to be achromatic using a material having a large Abbe number. For these reasons, if the lower limit of conditional expression (14) is exceeded, the lateral chromatic aberration increases, and good performance cannot be obtained.

このように本発明によるズームレンズをプロジェクタ装置に搭載することにより装置全体を小型化することが可能となり、携帯にも便利な薄型で、さらに生産者に対してもコスト面や生産面でも効果的なプロジェクタ装置を提供することが出来る。 By mounting the zoom lens according to the present invention on the projector device in this way, the entire device can be reduced in size, is thin and convenient for carrying, and is also effective for the producer in terms of cost and production. A projector device can be provided.

以下、具体的な数値実施例について、本発明を説明する。以下の第１実施例から第５実施例のズームレンズでは拡大側から順に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群（レンズ群名称ＬＧ１）、全体で正の屈折力を有する第２レンズ群（レンズ群名称ＬＧ２）、全体で負の屈折力を有する第３レンズ群（レンズ群名称ＬＧ３）、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群（レンズ群名称ＬＧ４）から構成され、前記第１レンズ群ＬＧ１は、拡大側から順に、拡大側に凸のメニスカス形状の負レンズ（レンズ名称をＬ１１、拡大側面の名称を１０１、縮小側面の名称を１０２とする）、負レンズ（レンズ名称Ｌ１２、拡大側面１０３、縮小側面１０４）、正レンズ（レンズ名称Ｌ１３、拡大側面１０５、縮小側面１０７）または負レンズ（レンズ名称Ｌ１３ａ、拡大側面１０５、縮小側の接合面１０６）と正レンズ（レンズ名称Ｌ１３ｂ、拡大側の接合面１０６、縮小側面１０７）の接合系、負レンズ（レンズ名称Ｌ１４、拡大側面１０８、縮小側面１０９）、正レンズ（レンズ名称Ｌ１５、拡大側面１１０、縮小側面１１１）及び正レンズ（レンズ名称Ｌ１６、拡大側面１１２、縮小側面１１３）を配して構成され、前記第２レンズ群ＬＧ２は正レンズ（レンズ名称Ｌ２１、拡大側面２０１、縮小側面２０２）にて構成され、前記第３レンズ群ＬＧ３は、拡大側から順に負レンズ（レンズ名称Ｌ３１、拡大側面３０１、縮小側の接合面３０２）と正レンズ（レンズ名称Ｌ３２、拡大側の接合面３０２、縮小側面３０３）の接合系にて構成され、前記第４レンズ群ＬＧ４は、拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第４ａレンズ群（レンズ群名称ＬＧ４ａ）及び全体で正の屈折力を有する第４ｂレンズ群（レンズ群名称ＬＧ４ｂ）を配して構成され、前記第４ａレンズ群ＬＧ４ａは、拡大側から順に一枚乃至二枚の正レンズ（一枚の場合レンズ名称Ｌ４１、拡大側面４０１、縮小側面４０２とし、二枚の場合拡大側レンズ名称をＬ４１、拡大側面４０１、縮小側面４０２、続く二枚目のレンズ名称をＬ４２、拡大側面４０３、縮小側面４０４）及び負レンズ（レンズ名称Ｌ４３、拡大側面４０５、縮小側面４０６）を配して構成され、続く前記第４ｂレンズ群ＬＧ４ｂは、拡大側から順に正レンズ（レンズ名称Ｌ４４、拡大側面４２１、縮小側面４２２）、正レンズ（レンズ名称Ｌ４５、拡大側面４２３、縮小側面４２４）及び負レンズ（レンズ名称Ｌ４６、拡大側面４２５、縮小側の接合面４２６）と正レンズ（レンズ名称Ｌ４７、拡大側の接合面４２６、縮小側面４２７）の接合系を配して構成され、前記第４レンズ群ＬＧ４の縮小側には、大きな空気間隔を設けた後に照明光学系との関連において第５レンズ群（レンズ群名称ＬＧ５）を、正レンズ一枚（レンズ名称をＬ５１、拡大側面の名称を５０１、縮小側面の名称を５０２とする）にて構成しても良く、続いて図では前記第５レンズ群ＬＧ５の縮小側とライトバルブ面との間には僅かな空気間隔をおいて配置されるＤＭＤ等のライトバルブの構成部品であるカバーガラスＣＧ（拡大側面をＣ０１、縮小側面をＣ０２）が描かれている。前記第４レンズ群ＬＧ４を構成する前記第４ａレンズ群ＬＧ４ａ及び前記第４ｂレンズ群ＬＧ４ｂは前記第４レンズ群ＬＧ４に固定されており、前記第１レンズ群ＬＧ１及び前記第４レンズ群ＬＧ４は変倍動作中固定されており、主に変倍を担う前記第３レンズ群ＬＧ３は広角端から望遠端への変倍動作により拡大側から縮小側方向へと光軸上を移動し、同時に前記第２レンズ群ＬＧ２も連動して光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成している。 Hereinafter, the present invention will be described with respect to specific numerical examples. In the zoom lenses of the following first to fifth embodiments, in order from the magnification side, a first lens group having a positive refractive power as a whole (lens group name LG1) and a second lens having a positive refractive power as a whole A group (lens group name LG2), a third lens group (lens group name LG3) having negative refractive power as a whole, and a fourth lens group (lens group name LG4) having positive refractive power as a whole, The first lens group LG1 includes, in order from the magnification side, a meniscus negative lens convex on the magnification side (L11 is a lens name, 101 is a name of a magnification side surface, and 102 is a name of a reduction side surface), a negative lens (lens name) L12, enlargement side 103, reduction side 104), positive lens (lens name L13, enlargement side 105, reduction side 107) or negative lens (lens name L13a, enlargement side 105, reduction side joint surface 106) And a positive lens (lens name L13b, enlargement side joining surface 106, reduction side surface 107), negative lens (lens name L14, enlargement side surface 108, reduction side surface 109), positive lens (lens name L15, enlargement side surface 110, The second lens group LG2 is arranged on the positive lens (lens name L21, enlargement side 201, reduction side 202). The reduction side 111) and the positive lens (lens name L16, enlargement side 112, reduction side 113) are arranged. The third lens group LG3 includes, in order from the enlargement side, a negative lens (lens name L31, enlargement side surface 301, reduction side joint surface 302) and a positive lens (lens name L32, enlargement side joint surface 302, reduction). The fourth lens group LG4 includes a fourth a lens group (lens) having a negative refractive power as a whole in order from the magnification side. Group name LG4a) and a 4b lens group having a positive refractive power as a whole (lens group name LG4b). The 4a lens group LG4a is composed of one or two positive lenses in order from the magnification side. (In the case of one lens, the lens name is L41, the enlarged side surface 401, and the reduced side surface 402. In the case of two lenses, the enlarged side lens name is L41, the enlarged side surface 401, the reduced side surface 402, and the second lens name that follows is L42, and the enlarged side surface 403. , A reduction side surface 404) and a negative lens (lens name L43, enlargement side surface 405, reduction side surface 406), and the subsequent 4b lens group LG4b includes a positive lens (lens name L44, enlargement side surface) in order from the enlargement side. 421, reduction side 422), positive lens (lens name L45, enlargement side 423, reduction side 424) and negative lens (lens name L46, enlargement side 425, reduction). A small joint surface 426) and a positive lens (lens name L47, enlargement side joint surface 426, reduction side surface 427) are arranged, and a large air is provided on the reduction side of the fourth lens group LG4. After the interval, the fifth lens group (lens group name LG5) in relation to the illumination optical system is changed to one positive lens (the lens name is L51, the enlargement side name is 501 and the reduction side name is 502). Next, in the drawing, it is a constituent part of a light valve such as a DMD arranged with a slight air gap between the reduction side of the fifth lens group LG5 and the light valve surface. A cover glass CG (C01 on the enlarged side and C02 on the reduced side) is drawn. The 4a lens group LG4a and the 4b lens group LG4b constituting the fourth lens group LG4 are fixed to the fourth lens group LG4, and the first lens group LG1 and the fourth lens group LG4 are variable. The third lens group LG3, which is fixed during magnification operation and mainly responsible for magnification, moves on the optical axis from the enlargement side to the reduction side by the magnification operation from the wide-angle end to the telephoto end. The two lens units LG2 also move on the optical axis in conjunction with each other, thereby changing the magnification of the entire lens system.

各実施例において使用している非球面については、周知のごとく、光軸方向にＺ軸、光軸と直交する方向にＹ軸をとるとき、非球面式：
Ｚ＝（Ｙ²／ｒ）／〔１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／ｒ）²｝〕
＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰＋‥‥
で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面で、近軸曲率半径：ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の非球面係数：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ‥‥を与えて形状を定義する。尚表中の円錐定数及び高次の非球面係数の表記において「Ｅとそれに続く数字」は「１０の累乗」を表している。例えば、「Ｅ−４」は１０^-4を意味し、この数値を直前の数値に掛ければ良い。 As is well known, the aspherical surface used in each embodiment has an aspherical formula when taking the Z axis in the optical axis direction and the Y axis in the direction orthogonal to the optical axis:
Z = (Y ² / r) / [1 + √ {1- (1 + K) (Y / r) ² }]
+ A ・ Y ⁴ + B ・ Y ⁶ + C ・ Y ⁸ + D ・ Y ¹⁰ +
Is a curved surface obtained by rotating the curve given by 回り around the optical axis, giving a paraxial radius of curvature: r, conic constant: K, and higher order aspherical coefficients: A, B, C, D, etc. Define In the notation of the conic constant and the higher-order aspheric coefficient in the table, “E and the number following it” represent “power of 10”. For example, “E-4” means 10 ⁻⁴ , and this numerical value may be multiplied by the immediately preceding numerical value.

［実施例１］
本発明のズームレンズの第１実施例について数値例を表１に示す。また図１は、そのレンズ構成図、図２はその諸収差図である。表及び図面中、ｆはズームレンズ全系の焦点距離、Ｆ_noはＦナンバー、２ωはズームレンズの全画角を表す。また、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、ｎ_dはｄ線に対する屈折率、ν_dはｄ線のアッベ数を示す（ただし、表中の合焦動作により変化する数値は１０１面からの物体距離を１７００ｍｍとした合焦状態での数値）。諸収差図中の球面収差図におけるＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３はそれぞれＣＡ１＝５５０．０ｎｍ、ＣＡ２＝４３５．８ｎｍ、ＣＡ３＝６４０．０ｎｍの波長における収差曲線である。非点収差図におけるＳはサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。また、全般に亘り特別に記載のない限り、諸値の計算に使用している波長はＣＡ１＝５５０．０ｎｍである。 [Example 1]
Table 1 shows numerical examples of the first embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 1 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 2 is a diagram showing various aberrations thereof. In the table and drawings, f is the focal length of the zoom lens system, F _no is the F-number, 2 [omega a total angle of view of the zoom lens. Further, r is a radius of curvature, d is a lens thickness or a lens interval, n _d is a refractive index with respect to the d line, and ν _d is an Abbe number of the d line (however, a numerical value that changes due to the focusing operation in the table is 101 plane) The numerical value in the in-focus state with the object distance from 1700 mm). In the spherical aberration diagrams in the various aberration diagrams, CA1, CA2, and CA3 are aberration curves at wavelengths of CA1 = 550.0 nm, CA2 = 435.8 nm, and CA3 = 640.0 nm, respectively. In the astigmatism diagram, S indicates sagittal and M indicates meridional. In addition, unless otherwise specified throughout, the wavelength used for calculation of various values is CA1 = 550.0 nm.

［実施例２］
本発明のズームレンズの第２実施例について数値例を表２に示す。また図３は、そのレンズ構成図、図４はその諸収差図である。 [Example 2]
Table 2 shows numerical examples of the second embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 4 is a diagram showing various aberrations thereof.

［実施例３］
本発明のズームレンズの第３実施例について数値例を表３に示す。また図５は、そのレンズ構成図、図６はその諸収差図である。 [Example 3]
Table 3 shows numerical examples of the third embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 6 is a diagram showing various aberrations.

［実施例４］
本発明のズームレンズの第４実施例について数値例を表４に示す。また図７は、そのレンズ構成図、図８はその諸収差図である。 [Example 4]
Table 4 shows numerical examples of the fourth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 8 is a diagram showing various aberrations.

［実施例５］
本発明のズームレンズの第５実施例について数値例を表５に示す。また図９は、そのレンズ構成図、図１０はその諸収差図である。 [Example 5]
Table 5 shows numerical examples of the fifth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 9 is a lens configuration diagram, and FIG. 10 is a diagram showing various aberrations.

次に第１実施例から第５実施例に関して条件式（１）から条件式（１４）に対応する値を、まとめて表６に示す。 Next, Table 6 collectively shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (14) regarding the first to fifth embodiments.

表６から明らかなように、第１実施例から第５実施例の各実施例に関する数値は条件式（１）から（１４）を満足しているとともに、各実施例における収差図からも明らかなように、各収差とも良好に補正されている。 As is clear from Table 6, the numerical values related to the first to fifth embodiments satisfy the conditional expressions (1) to (14) and are clear from the aberration diagrams in the respective embodiments. Thus, each aberration is corrected well.

本発明によるズームレンズの第１実施例のレンズ構成図1 is a lens configuration diagram of a first embodiment of a zoom lens according to the present invention. 第１実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the first example 本発明によるズームレンズの第２実施例のレンズ構成図The lens block diagram of 2nd Example of the zoom lens by this invention. 第２実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the second example 本発明によるズームレンズの第３実施例のレンズ構成図3 is a lens configuration diagram of a third embodiment of a zoom lens according to the present invention. FIG. 第３実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the third example 本発明によるズームレンズの第４実施例のレンズ構成図4 is a lens configuration diagram of a fourth embodiment of a zoom lens according to the present invention. FIG. 第４実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the fourth example 本発明によるズームレンズの第５実施例のレンズ構成図5 is a lens configuration diagram of a fifth embodiment of a zoom lens according to the present invention. 第５実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the fifth example

Claims

拡大側から順に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群、全体で正の屈折力を有する第２レンズ群、全体で負の屈折力を有する第３レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群は変倍動作中固定されており、主に変倍を担う前記第３レンズ群は広角端から望遠端への変倍動作により拡大側から縮小側方向へと光軸上を移動し、同時に前記第２レンズ群も連動して光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成しており、前記第１レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（１）を満足しており、前記第３レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（２）を満足しており、前記第３レンズ群の変倍に関する倍率の変化に関して下記条件式（３）を満足していることを特徴とするズームレンズ。
（１） −０．０５＜ｆ_w／ｆ_I ＜０．２
（２） −０．５＜ｆ_w／ｆ_III ＜ −０．３
（３）０．８＜ √（ｍ_IIIw＊ｍ_IIIt ）＜１．３
ただし、
ｆ_w ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
（第１レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離１７００ｍｍに合焦状態）
ｆ_I ：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆ_III ：第３レンズ群の合成焦点距離
ｍ_IIIw：広角端配置における第３レンズ群の合成倍率
ｍ_IIIt：望遠端配置における第３レンズ群の合成倍率 In order from the magnifying side, a first lens group having a positive refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, a third lens group having a negative refractive power as a whole, and a positive refractive power as a whole The first lens group and the fourth lens group are fixed during zooming operation, and the third lens group mainly responsible for zooming is from the wide-angle end to the telephoto end. By moving on the optical axis from the enlargement side to the reduction side by the zooming operation, and simultaneously moving on the optical axis in conjunction with the second lens group, the entire lens system is zoomed, The power set for the first lens group satisfies the following conditional expression (1), the power set for the third lens group satisfies the following conditional expression (2), and the third lens group The following conditional expression (3) is satisfied with respect to the change in magnification for zooming Zoom lens characterized by.
(1) −0.05 <f _w / f _I <0.2
_{(2) -0.5 <f w /} f III <-0.3
(3) 0.8 <√ (m _IIIw * m _IIIt ) <1.3
However,
f _w : Combined focal length of the entire lens system at the wide-angle end (focused state on the enlargement side object distance of 1700 mm from the most enlargement side surface of the first lens group)
f _I: composite focal length f _III of the first lens group: a third lens group combined focal length m _{III W:} Synthesis magnification of the third lens group at the wide-angle end located m _IIIt: Synthesis magnification of the third lens group at the telephoto end disposed

前記第１レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸のメニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）または負レンズと正レンズの接合系、負レンズ、正レンズ及び正レンズを配して構成され、前記第１レンズ群の最も拡大側と最も縮小側の面の近軸光線高さの関係に関して下記条件式（４）を満足し、最も拡大側に配置される負レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（５）を満足し、最も縮小側に配置される正レンズの縮小側面の形状に関して下記条件式（６）を満足し、拡大側に配置される二枚の負レンズの硝材の特性に関して下記条件式（７）及び下記条件式（８）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（４）０．３５＜ＰＨ_I1／ＰＨ_IL ＜０．５５
（５）０．４５＜ｆ_w／ｒ_I1 ＜０．８５
（６） −１．０＜ｆ_w／ｒ_IL ＜ −０．７５
（７）１．６５＜（Ｎ_I1＋Ｎ_I2）／２
（８）３７＜（Ｖ_I1＋Ｖ_I2）／２＜６０
ただし、
ＰＨ_I1：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の近軸光線高さ
ＰＨ_IL：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の近軸光線高さ
ｒ_I1 ：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｒ_IL ：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
Ｎ_I1 ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
Ｎ_I2 ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
Ｖ_I1 ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのアッベ数
Ｖ_I2 ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのアッベ数 The first lens group includes, in order from the magnifying side, a meniscus lens convex to the magnifying side (hereinafter, negative lens), a negative lens, a lens having positive refracting power (hereinafter, positive lens), or a negative lens. Consists of a lens-positive lens cementing system, a negative lens, a positive lens, and a positive lens, and the following conditional expression regarding the relationship between the paraxial ray heights of the most magnified side and the most reduced surface of the first lens group: (4) is satisfied, the following conditional expression (5) is satisfied with respect to the shape of the enlargement side surface of the negative lens arranged closest to the enlargement side, and the following conditional expression is satisfied with respect to the shape of the reduction side surface of the positive lens arranged closest to the reduction side The following conditional expression (7) and conditional expression (8) are satisfied with respect to the characteristics of the glass material of the two negative lenses arranged on the enlargement side, satisfying (6): Zoom lens.
(4) 0.35 <PH _I1 / PH _IL <0.55
(5) 0.45 <f _w / r _I1 <0.85
(6) −1.0 <f _w / r _IL <−0.75
(7) 1.65 <(N _I1 + N _I2 ) / 2
(8) 37 <(V _I1 + V _I2 ) / 2 <60
However,
PH _I1 : Paraxial ray height of the enlargement side surface of the lens arranged closest to the enlargement side in the first lens group PH _IL : Paraxial ray height of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side in the first lens group r _I1 : radius of curvature of the magnifying side of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group r _IL : radius of curvature of the declining side of the lens arranged closest to the reduction side of the first lens group N _I1 : first lens Refractive index N _I2 for the d-line of the lens arranged closest to the magnification side constituting the group: Refractive index V _I1 for the d-line of the lens arranged second from the magnification side constituting the first lens group: First lens Abbe number V _{I2 of the} lens arranged closest to the magnification side constituting the group: Abbe number of the lens arranged second from the magnification side constituting the first lens group

前記第２レンズ群は正レンズにて構成され、前記第３レンズ群は、拡大側から順に負レンズと正レンズの接合系にて構成され、前記第２レンズ群を構成する正レンズのパワーに関して下記条件式（９）を満足し、前記第３レンズ群を構成する負、正レンズのアッベ数に関して下記条件式（１０）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（９）０．０３＜ｆ_w／ｆ_II ＜０．２
（１０）１５＜Ｖ_III1−Ｖ_III2
ただし、
ｆ_II ：第２レンズ群の合成焦点距離
Ｖ_III1：第３レンズ群の拡大側に配置される負レンズのアッべ数
Ｖ_III2：第３レンズ群の縮小側に配置される正レンズのアッべ数 The second lens group is constituted by a positive lens, the third lens group is constituted by a cemented system of a negative lens and a positive lens in order from the enlargement side, and the power of the positive lens constituting the second lens group. 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (9) is satisfied, and the following conditional expression (10) is satisfied with respect to the Abbe number of the negative and positive lenses constituting the third lens group.
_{(9) 0.03 <f w /} f II <0.2
_{(10) 15 <V III1 -V} III2
However,
f _II: a second lens group combined focal length V _III1: third Abbe number of the negative lens disposed on the enlarged side of the lens unit V _III2: Abbe positive lens disposed on the reduction side of the third lens group number

前記第４レンズ群は、拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第４ａレンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４ｂレンズ群を配して構成され、前記第４ａレンズ群は、拡大側から順に一枚乃至二枚の正レンズ及び負レンズを配して構成され、続く前記第４ｂレンズ群は、拡大側から順に正レンズ、正レンズ及び負レンズと正レンズの接合系を配して構成され、前記第４ａレンズ群において、最も拡大側に配置される正レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（１１）を満足しており、最も縮小側に配置される負レンズに配分されるパワーに関して下記条件式（１２）を満足しており、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１３）を満足しており、前記第４ｂレンズ群において、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１４）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（１１）０．３＜ｆ_w／ｒ_IVa1 ＜０．６
（１２） −０．８５＜ｆ_w／ｆ_IVaL ＜ −０．６５
（１３）２０＜Ｖ_IVaP ＜３７
（１４）５０＜Ｖ_IVbP
ただし、
ｒ_IVa1：第４ａレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｆ_IVaL：第４ａレンズ群で最も縮小側に配置される負レンズの焦点距離
Ｖ_IVaP：第４ａレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値
Ｖ_IVbP：第４ｂレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値 The fourth lens group includes, in order from the magnification side, a 4a lens group having a negative refractive power as a whole and a 4b lens group having a positive refractive power as a whole, and the 4a lens group includes: The first and second positive and negative lenses are arranged in order from the enlargement side, and the subsequent 4b lens group includes, in order from the enlargement side, a positive lens, a positive lens, a negative lens and a positive lens joint system. In the 4a lens group, the following conditional expression (11) is satisfied with respect to the shape of the enlargement side surface of the positive lens arranged closest to the enlargement side in the 4a lens group, and the negative lens arranged closest to the reduction side The following conditional expression (12) is satisfied with respect to the distributed power, and the following conditional expression (13) is satisfied with respect to the dispersion of each constituting positive lens, and each positive lens constituting the 4b lens group has the following conditional expression (13). The following terms regarding dispersion The zoom lens according to claim 1, characterized in that it satisfies the equation (14).
(11) 0.3 <f _w / r _IVa1 <0.6
(12) −0.85 <f _w / f _IVaL <−0.65
(13) 20 <V _IVaP <37
(14) 50 <V _IVbP
However,
r _IVa1 : radius of curvature of the magnifying side surface of the lens arranged closest to the enlargement side in the 4a lens group f _IVaL : focal length V _{IVaP of the} negative lens arranged closest to the reduction side of the 4a lens group: 4a lens group Average value of the Abbe number of each positive lens constituting the lens V _IVbP : Average value of the Abbe number of each positive lens constituting the 4b lens group

前記請求項１から前記請求項４の少なくともいずれかの１項に記載されるズームレンズを搭載していることを特徴としたプロジェクタ装置。 A projector device comprising the zoom lens according to any one of claims 1 to 4.