JP5803840B2 - 変倍機能を有する投影レンズ及びプロジェクター - Google Patents

変倍機能を有する投影レンズ及びプロジェクター Download PDF

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Description

本発明は変倍機能を有する投影レンズ及びプロジェクターに関するものであり、例えば、大きい変倍比を達成する場合に最適な投影用ズームレンズと、それを用いたプロジェクターに関するものである。
プロジェクター用の投影レンズとして好適なズームレンズが、特許文献1,2等で提案されている。
特開2010−008797号公報 特開2011−028123号公報
しかし、さまざまなシチュエーションに対応できる高変倍率ズームレンズが近年求められるようになってきているため、特許文献1,2等で提案されているような従来のズーム構成では十分な光学性能を得ることができない。レンズの変倍比を大きくする場合、変倍に働く群(変倍群:バリエーター)の移動量が大きくなる傾向があり、その場合、特に軸外収差について変倍による変動が大きくなるからである。
軸外収差の変動について(ここでは特に像面湾曲について)、3次収差係数から考えてみる。以下の式(FC)は3次の像面湾曲収差係数を示す式であり、この式(FC)に従って像面湾曲が発生すると考えてよい。
IV=〈Q〉2Δ(1/ns)h2〈h〉2+P …(FC)
ただし、
〈Q〉:アッベの不変量(定数)、
Δ():()内の像側の数値と物体側の数値の差、
n:屈折面から物体側、像側の屈折率、
s:物体及び像の屈折面からの距離、
h:軸上マージナル光線高さ、
〈h〉:軸外主光線高さ、
P:ペッツバール和、
である。
ペッツバール和Pが十分に小さい場合、像面湾曲量は軸外主光線の通過位置hの2乗に比例して大きくなる。変倍群の移動量が大きくなると、特に軸外主光線の通過位置が大きく変化するため、変倍によって像面湾曲が大きく変化するようになる。像面湾曲以外の軸外収差についても軸外主光線の通過位置が高くなるほど大きくなるので、同じ考え方が成り立ち、変倍により大きく変化することになる。
例えば、特許文献1記載の4群構成のズームレンズでは、変倍比を大きくするために変倍群である第3群の移動量が大きくなっており、軸外収差の変倍時の変動が大きくなっている。また、式(FC)から分かるように、軸外収差の変動をコントロールするには軸外主光線通過位置が高い位置に移動群を設けることが効果的であり、そのような構成を有するズームレンズが特許文献2に記載されている。しかし、特許文献2記載のズームレンズは、軸外収差補正のための可動群が絞りより縮小側にあるため、変倍時のテレセントリック性の変動を抑えることが困難になっている。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、大きな変倍比を有していても像面湾曲を初めとする軸外収差を良好に補正し、かつ、全ズーム域で良好なテレセントリック性を確保できる投影レンズと、それを備えたプロジェクターを提供することにある。
上記目的を達成するために、第1の発明の投影レンズは、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、3枚以上のレンズからなり、前記第3群が正の単レンズからなり、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
2<T34w/T34t<30 …(1)
ただし、
T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
である。
第2の発明の投影レンズは、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワー又は負パワーを有する第5群と、正パワーを有する第6群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う6群構成のズームレンズであって、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第6群が変倍時に固定であり、かつ、3枚以上のレンズからなり、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
2<T34w/T34t<30 …(1)
ただし、
T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
である。
第3の発明の投影レンズは、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、絞りを有し、前記第3群が正の単レンズからなり、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
2<T34w/T34t<30 …(1)
ただし、
T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
である。
第4の発明の投影レンズは、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワー又は負パワーを有する第5群と、正パワーを有する第6群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う6群構成のズームレンズであって、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第6群が変倍時に固定であり、かつ、絞りを有し、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
2<T34w/T34t<30 …(1)
ただし、
T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
である。
第5の発明の投影レンズは、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、3枚以上のレンズからなり、以下の条件式(1)及び(4)を満足することを特徴とする。
2<T34w/T34t<30 …(1)
1.25<ft/fw<1.5 …(4)
ただし、
T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
fw:広角端での焦点距離、
ft:望遠端での焦点距離、
である。
第6の発明の投影レンズは、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、3枚以上のレンズからなり、以下の条件式(1)及び(6)を満足することを特徴とする。
2<T34w/T34t<30 …(1)
5<f4/fw<10 …(6)
ただし、
T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
f4:第4群の焦点距離、
fw:広角端での焦点距離、
である。
第7の発明の投影レンズは、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、絞りを有し、以下の条件式(1)及び(4)を満足することを特徴とする。
2<T34w/T34t<30 …(1)
1.25<ft/fw<1.5 …(4)
ただし、
T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
fw:広角端での焦点距離、
ft:望遠端での焦点距離、
である。
第8の発明の投影レンズは、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、絞りを有し、以下の条件式(1)及び(6)を満足することを特徴とする。
2<T34w/T34t<30 …(1)
5<f4/fw<10 …(6)
ただし、
T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
f4:第4群の焦点距離、
fw:広角端での焦点距離、
である。
第9の発明の投影レンズは、上記第2,第4,第5,第6,第7又は第8の発明において、前記第3群が正の単レンズからなることを特徴とする。
第10の発明の投影レンズは、上記第1,第3又は第9の発明において、前記第3群を構成する正の単レンズがメニスカスレンズであることを特徴とする。
11の発明の投影レンズは、上記第10の発明において、前記第3群を構成する正の単レンズが縮小側に凸のメニスカスレンズであることを特徴とする。
12の発明の投影レンズは、上記第11の発明において、前記メニスカスレンズが以下の条件式(3)を満足することを特徴とする。
−0.2<(R3r−R3f)/(R3r+R3f)<−0.01 …(3)
ただし、
R3f:第3群を構成する単レンズの拡大側面の曲率半径、
R3r:第3群を構成する単レンズの縮小側面の曲率半径、
である。
第13の発明の投影レンズは、上記第1,第2,第3,第4,第6又は第8の発明において、以下の条件式(4)を満足することを特徴とする。
1.25<ft/fw<1.5 …(4)
ただし、
fw:広角端での焦点距離、
ft:望遠端での焦点距離、
である。
第14の発明の投影レンズは、上記第1,第2,第3,第4,第5又は第7の発明において、以下の条件式(6)を満足することを特徴とする。
5<f4/fw<10 …(6)
ただし、
f4:第4群の焦点距離、
fw:広角端での焦点距離、
である。
15の発明の投影レンズは、上記第1〜第14のいずれか1つの発明において、以下の条件式(2)を全変倍域で満足することを特徴とする。
−0.002<1/exp<0.002 …(2)
ただし、
exp:縮小側像面から射出瞳までの距離、
である。
16の発明の投影レンズは、上記第1〜第15のいずれか1つの発明において、前記第1群が変倍時に固定であることを特徴とする。
17の発明の投影レンズは、上記第1〜第16のいずれか1つの発明において、変倍時に移動する群の移動量のうち前記第4群の移動量が最も大きいことを特徴とする
18の発明の投影レンズは、上記第1〜第17のいずれか1つの発明において、前記第3群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動することを特徴とする
19の発明の投影レンズは、上記第1〜第18のいずれか1つの発明において、以下の条件式()を満足することを特徴とする。
−5<f1/fw<−1 …(5)
ただし、
:第群の焦点距離、
fw:広角端での焦点距離、
である。
20の発明の投影レンズは、上記第1〜第19のいずれか1つの発明において、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする。
2<fi/fw<5 …(7)
ただし、
fi:最終群の焦点距離、
fw:広角端での焦点距離、
である。
21の発明のプロジェクターは、画像を表示する画像表示素子と、光源と、その光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、前記画像表示素子に表示された画像をスクリーン面に拡大投影する上記第1〜第20のいずれか1つの発明に係る投影レンズと、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、第3群の動き等が適切に設定された構成になっているため、大きな変倍比を有していても像面湾曲を初めとする軸外収差を良好に補正し、かつ、全ズーム域で良好なテレセントリック性を確保することが可能である。
第1の実施の形態(実施例1)の光学構成図。 第2の実施の形態(実施例2)の光学構成図。 第3の実施の形態(実施例3)の光学構成図。 第4の実施の形態(実施例4)の光学構成図。 第5の実施の形態(実施例5)の光学構成図。 第6の実施の形態(実施例6)の光学構成図。 第1の実施の形態(実施例1)の光路図。 第2の実施の形態(実施例2)の光路図。 第3の実施の形態(実施例3)の光路図。 第4の実施の形態(実施例4)の光路図。 第5の実施の形態(実施例5)の光路図。 第6の実施の形態(実施例6)の光路図。 実施例1の収差図。 実施例2の収差図。 実施例3の収差図。 実施例4の収差図。 実施例5の収差図。 実施例6の収差図。 プロジェクターの一実施の形態を示す模式図。
以下、本発明に係る投影レンズ,プロジェクター等を説明する。本発明に係る投影レンズは、拡大側から順に負正正正の4群を有し、最も縮小側に正の最終群を有する、5群構成又は6群構成のズームレンズである。つまり、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズ、又は、拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワー又は負パワーを有する第5群と、正パワーを有する第6群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う6群構成のズームレンズである(パワー:焦点距離の逆数で定義される量)。
5群構成のズームレンズでは、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第5群が変倍時に固定であり、以下の条件式(1)を満足している。そして、前記第5群が3枚以上のレンズからなるか、又は、絞りを有する構成になっている。6群構成のズームレンズでは、前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、前記第6群が変倍時に固定であり、以下の条件式(1)を満足している。そして、前記第6群が3枚以上のレンズからなるか、又は、絞りを有する構成になっている。
2<T34w/T34t<30 …(1)
ただし、
T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
である。
上記構成は、負正正始まりのズームレンズにおいて、変倍群であり最も移動量の大きい第3群の前に、変倍時に独立して動く正の群を軸外収差補正のために挿入したものである。このことにより、高倍率ズームレンズのために変倍群の移動量が大きくなっても、挿入した正の群により、軸外収差の変倍時の変動を補正することができる。なお、上記挿入した正の群は本発明における第3群に相当し、上記最も移動量の大きい変倍群である第3群は本発明における第4群に相当する。
条件式(1)は、第3群の動きを規制するものである。第1群が負の屈折力を持つズームレンズにおいては、一般的に変倍群が望遠端で拡大側に移動するが、この場合、変倍群における広角端での軸外主光線通過位置が低くなるため、広角端での軸外収差、特に像面湾曲を補正しきれない。したがって、第3群で広角端の軸外収差を補正するには、広角端で軸外主光線位置が高くなる拡大側に第3群を置く必要があるが、条件式(1)の下限を下回ると、広角端で第3群が第4群に近づきすぎて、第3群での軸外主光線通過位置が低くなるため、広角端の軸外収差を第3群で補正しきれなくなる。
また、第1群が負の屈折力を持つズームレンズにおいては、一般的に拡大側に近づくほど広角端の軸外主光線通過位置が望遠端よりも高くなる。そのため、拡大側の群では軸外収差、特に像面湾曲について変倍時に第4群で発生するものと逆の方向の隔差が発生する。そのことから考えると、条件式(1)の上限を上回るほど、第3群が第4群から離れてしまうと広角端の軸外収差を補正しすぎて逆方向の隔差が発生してしまう。
また、プロジェクター用投影レンズにおいては、プリズムを使用して照明光を取り込む関係上縮小側でテレセントリック性が必要となる。この場合、縮小側の軸上と軸外の主光線が高い精度で平行になっている。光線取り込みのためのコートには角度依存性があるため、このことにより光線取り込みにムラが生じることを防ぐことができる。本発明では、最も縮小側の群を固定とし、かつ、3枚以上のレンズから構成することにより、変倍時の収差の変動を小さくしつつ、テレセントリック性の確保のために必要な最終群のパワーを確保することで、変倍時のテレセントリック性の変動を防ぎ、変倍による画質の変化を抑えることができる。
最終群に絞りを設けることも、変倍時のテレセントリック性の変動を防ぐことに有効である。前述したように、プロジェクター用投影レンズにおいては、プリズムを使用して照明光を取り込む関係上縮小側でテレセントリック性が必要となる。この場合、縮小側の軸上と軸外の主光線が高い精度で平行になっている。光線取り込みのためのコートには角度依存性があるため、このことにより光線取り込みにムラが生じることを防ぐことができる。本発明では、最も縮小側の群を固定とし、かつ、絞りを有する構成にすることで、変倍時のテレセントリック性の変動を防ぎ、変倍による画質の変化を抑えることができる。例えば、ダイクロイックプリズムでの色合成やTIR(Total Internal Reflection)プリズムでの照明光の取り込みを行う場合に、テレセントリック性の変動に起因する画質の変化を抑えることができる。
上述した投影レンズの特徴的構成によると、第3群の動き等が適切に設定された構成になっているため、大きな変倍比を有していても像面湾曲を初めとする軸外収差を良好に補正し、かつ、全ズーム域で良好なテレセントリック性を確保することが可能である。そして、その投影レンズをプロジェクターに用いれば、プロジェクターの高性能化,高機能化,コンパクト化等に寄与することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能,小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
以下の条件式(2)を全変倍域で満足することが望ましい。
−0.002<1/exp<0.002 …(2)
ただし、
exp:縮小側像面から射出瞳までの距離、
である。
条件式(2)は、射出瞳が縮小側像位置から十分離れていることを示している。条件式(2)を満たせば、移動量の大きい変倍群は縮小側像面から離れるため、変倍群として第4群が絞りよりも拡大側に位置することになる。これにより、広角端での光線通過位置を容易に低くすることができ、第3群での軸外収差補正が容易になる。したがって、良好なテレセントリック性を有する投影レンズを実現できる。
前記第1群は変倍時に固定であることが望ましい。第1群を変倍時固定とすれば、広角端で第1群における軸外主光線通過位置を高くすることができ、さらに軸外収差を補正することが可能となる。また、径が大きくなりやすい第1群を固定とすることで、玉枠構成を簡単なものにすることができ、コストの増大を抑えることができる。
前記第3群は正の単レンズからなることが望ましい。第3群を正の単レンズで構成することにより、第3群に軸外光を光軸方向へ収束させる効果を持たせることができ、変倍時の移動量を大きくした場合に大きくなる傾向がある第4群の径を小さくすることが可能となる。また、単レンズとすることで、変倍群である第4群の移動量が大きい場合でもズームレンズの更なる大型化を防ぐことができる。
前記第3群を構成する正の単レンズはメニスカスレンズであることが望ましい。第3群を構成する正の単レンズをメニスカス形状にすれば、第3群のペッツバール和を小さくすることができ、軸外収差のうち像面湾曲の第3群での発生を更に抑えることができる。
前記第3群を構成する正の単レンズは縮小側に凸のメニスカスレンズであることが望ましい。第3群を構成する正のメニスカスレンズを縮小側に凸形状にすれば、軸外光を拡大側の凹面で発散させ、縮小側の凸面で収束させることができる。したがって、拡大側に凸の場合と比べて、第3群内の軸外主光線の通過位置を高くすることができ、更に効率的に軸外収差の発生を抑えることができる。
前記メニスカスレンズは以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
−0.2<(R3r−R3f)/(R3r+R3f)<−0.01 …(3)
ただし、
R3f:第3群を構成する単レンズの拡大側面の曲率半径、
R3r:第3群を構成する単レンズの縮小側面の曲率半径、
である。
条件式(3)の下限を下回ると、第3群の屈折力が大きくなりすぎて、第3群内で発生するペッツバール和が大きくなるため、像面湾曲を補正することが困難になる。条件式(3)の上限を上回ると、第3群が軸外光を収束させる効果が小さくなり、レンズの小型化が困難になる。
以下の条件式(3a)を満足することが更に望ましい。
−0.18<(R3r−R3f)/(R3r+R3f)<−0.05 …(3a)
この条件式(3a)は、前記条件式(3)が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(3a)を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
変倍時に移動する群の移動量のうち前記第4群の移動量が最も大きいことが望ましい。変倍時の第4群の移動量が最も大きいことは、第4群の移動が最も変倍効果を持つことを意味する。正の屈折力を持つ群の場合、拡大側へ移動させることで倍率を大きくすることができる。この場合、縮小側の像が拡大側の像に対して相対的に大きくなるので、投影レンズ系では同じ投影距離でのスクリーン幅が小さくなる。すなわち、正の群を拡大側へ移動させると望遠側への変倍効果が得られる。また、変倍群よりも縮小側にある群では軸外主光線の通過位置が低いため、軸外収差の補正効果が小さくなる。そこで、第4群以外の移動群、すなわち第2群、第3群が変倍群であった場合は、軸外収差を補正しやすい拡大側の群が少なくなることを意味する。したがって、第4群を変倍群にすることで、更に効率的に軸外収差を補正することが可能となる。
前記第3群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動することが望ましい。このように、第4群と同じ方向に第3群を移動させることで、ズームレンズが大きくなることを防ぐことができる。
以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
1.25<ft/fw<1.5 …(4)
ただし、
fw:広角端での焦点距離、
ft:望遠端での焦点距離、
である。
条件式(4)は、投影レンズとして好ましい変倍比を規定している。つまり、第3群及び第4群の移動に関する条件式(1)を満たす上で好ましい変倍比の範囲を規定している。条件式(4)の下限を下回ると、変倍比が小さすぎて、投影光学系を設置できる場面が限られてしまう。条件式(4)の上限を上回ると、変倍比を大きくするためには第4群の移動量を増やす必要があるため、変倍時の軸外収差の変動が大きくなり、第3群での補正が困難になる。
以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
−5<f1/fw<−1 …(5)
ただし、
f1:第1群の焦点距離、
fw:広角端での焦点距離、
である。
条件式(5)は、第1群の好ましい屈折力を規定している。条件式(5)の下限を下回ると、第1群の屈折力が小さくなり、第1群を小さくしてコンパクトなズームレンズにすることが難しくなる。条件式(5)の上限を上回ると、第1群の屈折力が大きくなりすぎ、特に歪曲収差を抑えることが困難になる。
以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
5<f4/fw<10 …(6)
ただし、
f4:第4群の焦点距離、
fw:広角端での焦点距離、
である。
条件式(6)は、第4群の好ましい屈折力を規定している。条件式(6)の下限を下回ると、第4群の屈折力が大きくなり、第4群内で軸外収差が発生しやすくなるため、変倍時の軸外収差の補正が難しくなる。条件式(6)の上限を上回ると、第4群の屈折力が小さくなりすぎて、高い変倍比を得るためには移動量を増やす必要が出てきてコンパクトにすることが困難になる。
以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
2<fi/fw<5 …(7)
ただし、
fi:最終群の焦点距離、
fw:広角端での焦点距離、
である。
条件式(7)は、最終群(5群構成では第5群であり、6群構成では第6群である。)の好ましい屈折力を規定している。条件式(7)の下限を下回ると、最終群の屈折力が大きくなって、最終群で発生する軸外収差を抑えることが困難になる。条件式(7)の上限を上回ると、最終群の屈折力が小さくなりすぎて、軸外光線を曲げてテレセントリック性を確保することが困難になる。
次に、第1〜第6の実施の形態を挙げて、投影レンズZLの具体的な光学構成を説明する。図1〜図6は、第1〜第6の実施の形態を構成する投影レンズZLにそれぞれ対応する光学構成図であり、広角端(W)でのレンズ配置等を光学断面で示している。また、図7〜図12は、第1〜第6の実施の形態を構成する投影レンズZLにそれぞれ対応する光路図であり、(A)は広角端(W)での光路等、(B)は望遠端(T)での光路等を、それぞれ光学断面で示している。
図1〜図6中の矢印mk(k=1,2,3,…)は、広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおける第k群Grkの移動をそれぞれ模式的に示している。ただし、第1群Gr1と最も縮小側のレンズ群(最終群)は固定群であり、それらに対応する矢印はズーム位置固定であることを示している。なお、最終群の縮小側に位置するプリズムPR(例えばTIRプリズム,色分解合成プリズム等)と画像表示素子のカバーガラスCGのズーム位置も固定である。
第1〜第6の実施の形態の投影レンズZLは、少なくとも第1群Gr1と最終群を固定群とし、その他のレンズ群を可動群として光軸AXに沿って移動させることにより変倍を行うプロジェクター用ズームレンズであり、拡大側から順に負正正正の4群と、正の最終群と、をズーム群として有している。つまり、
第1の実施の形態の投影レンズZLは5群構成:負正正正正、
第2の実施の形態の投影レンズZLは6群構成:負正正正正正、
第3の実施の形態の投影レンズZLは6群構成:負正正正正正、
第4の実施の形態の投影レンズZLは6群構成:負正正正負正、
第5の実施の形態の投影レンズZLは5群構成:負正正正正、
第6の実施の形態の投影レンズZLは5群構成:負正正正正、
である。
次に、投影レンズZLを適用したプロジェクターの一実施の形態を説明する。図19に、プロジェクターPJの概略構成例を示す。このプロジェクターPJは、光源2,照明光学系3,画像表示素子4,制御部5,アクチュエーター6,プリズムPR,投影レンズZL等を備えている。制御部5は、プロジェクターPJの全体制御を司る部分である。画像表示素子4は、光を変調して画像を生成する画像変調素子(例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス)であり、画像を表示する画像表示面IM上には、カバーガラスCGが設けられている。
光源2(例えば、キセノンランプ等の白色光源)から出射した光は、照明光学系3及びプリズムPRで画像表示素子4に導かれる。プリズムPRは、例えばTIRプリズム,色分解合成プリズム等からなり、照明光と投影光との分離等を行う。画像表示素子4に表示された画像は、投影レンズZLでスクリーン面1に拡大投影される。
投影レンズZLにおいてズーミングやフォーカシングのために移動するレンズ群には、それぞれ光軸AXに沿って拡大側又は縮小側に移動させるアクチュエーター6が接続されている。そしてアクチュエーター6には、移動群の移動制御を行うための制御部5が接続されている。なお、制御部5及びアクチュエーター6については、これを使わず手動でレンズ群を移動させてもよい。
以下、本発明を実施した投影レンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例1〜6(EX1〜6)は、前述した第1〜第6の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第1〜第6の実施の形態を表す光学構成図(図1〜図6)及び光路図(図7〜図12)は、対応する実施例1〜6の光学構成,光路等をそれぞれ示している。
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号i,曲率半径CR(mm),軸上面間隔T(mm),d線(波長587.56nm)に関する屈折率Nd,d線に関するアッベ数Vdを示す。各種データとして、像高(Y’,mm),ズーム比(ZR)を示し、さらに各ズームポジションW,M,Tについて、全系の焦点距離(f,mm),Fナンバー(FNo),半画角(ω,°),バックフォーカス(BF,mm),レンズ全長(SUMT,mm),及び可変面間隔Ti(i:面番号,mm)を示し、ズームレンズ群データとして、各群の焦点距離(mm)を示す。また、表1に各実施例の条件式対応値を示す。
バックフォーカスBFは、レンズ最終面から近軸像面IMまでの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長SUMTは、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスBFを加えたものである。なお、各実施例のデータは、広角端(W)での焦点距離fを1mmに規格化して示しているので、実際のプロジェクターに搭載される際のレンズ系の焦点距離,面間隔等は、ここで挙げたものよりも大きなものとなる。
図13〜図18は、実施例1〜実施例6(EX1〜EX6)にそれぞれ対応する収差図(無限遠合焦状態での縦収差図)であり、広角端(W)と中間(M)と望遠端(T)における諸収差(左から順に、球面収差,非点収差,歪曲収差である。)を示している。図13〜図18中、FNOはFナンバー、Y’(mm)は撮像素子SRの受光面SS上での最大像高(光軸AXからの距離に相当する。)である。球面収差図において、実線d,一点鎖線g,二点鎖線cはd線,g線,c線に対する球面収差(mm)をそれぞれ表している。非点収差図において、破線DMはメリディオナル像面、実線DSはサジタル像面であり、d線に対する各非点収差(mm)を表している。また、歪曲収差図において実線はd線に対する歪曲(%)を表している。
なお、各実施例を投影レンズZLとしてプロジェクター(例えば液晶プロジェクター)PJに用いる場合、本来はスクリーン面(被投影面)1が像面であり画像表示面IM(例えば液晶パネル面)が物体面であるが、各実施例では光学設計上それぞれ縮小系とし、スクリーン面1(図19)を物体面とみなして画像表示面IMで光学性能を評価している。そして、得られた光学性能から分かるように、各実施例の投影レンズZLはプロジェクター用の投影レンズとしてだけでなく、撮像装置(例えばビデオカメラ,デジタルカメラ)用の撮像レンズとしても好適に使用可能である。
実施例1の投影レンズZLは、負正正正正の5群構成のズームレンズである。変倍時、第1群Gr1と最も縮小側の第5群Gr5は固定である。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2群Gr2〜第4群Gr4が拡大側へ単調に移動し、第4群Gr4の移動量が最も大きくなっている。
実施例1の光路図(図7)から、第4群Gr4において変倍時の軸外主光線通過位置の変動が大きく、それに対して第3群Gr3におけるそれは小さいことが分かる。収差論より、像面湾曲は軸外主光線通過位置に依存して変化することが知られている。本実施例では、第4群Gr4内で広角端(W)の軸外主光線通過位置が低く、望遠端(T)のそれが高いため、変倍により像面湾曲の変動が大きくなる。そのため、本実施例では広角端(W)で第4群Gr4から離れた位置に来るように第3群Gr3を配置することで変倍時のそれを小さくし、像面湾曲変動を補正している。
実施例1では、第3群Gr3が縮小側凸の正メニスカス単レンズ1枚からなり、絞りSTが固定の第5群Gr5内にある。また実施例1では、レンズ枚数が18枚であり、変倍比が1.42倍であり、射出瞳位置は変倍時の変動が無く、縮小側像位置から2057.4mmである。縮小側像位置から十分に離れた位置に射出瞳があるため、本実施例では十分なテレセントリック性が確保できている。
実施例2の投影レンズZLは、負正正正正正の6群構成のズームレンズである。変倍時、第1群Gr1と最も縮小側の第6群Gr6は固定である。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2群Gr2〜第4群Gr4が拡大側へ移動し、第5群Gr5が縮小側へ単調に移動し、第4群Gr4の移動量が最も大きくなっている。
実施例2の光路図(図8)から、第4群Gr4において変倍時の軸外主光線通過位置の変動が大きく、それに対して第3群Gr3におけるそれは小さいことが分かる。収差論より、像面湾曲は軸外主光線通過位置に依存して変化することが知られている。本実施例では、第4群Gr4内で広角端(W)の軸外主光線通過位置が低く、望遠端(T)のそれが高いため、変倍により像面湾曲の変動が大きくなる。そのため、本実施例では広角端(W)で第4群Gr4から離れた位置に来るように第3群Gr3を配置することで変倍時のそれを小さくし、像面湾曲変動を補正している。
実施例2では、第3群Gr3が縮小側凸の正メニスカス単レンズ1枚からなり、絞りSTが固定の第6群Gr6内にある。また実施例2では、レンズ枚数が18枚であり、変倍比が1.42倍であり、射出瞳位置は変倍時の変動が無く、縮小側像位置から1148.1mmである。縮小側像位置から十分に離れた位置に射出瞳があるため、本実施例では十分なテレセントリック性が確保できている。
実施例3の投影レンズZLは、負正正正正正の6群構成のズームレンズである。変倍時、第1群Gr1と最も縮小側の第6群Gr6が固定である。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2群Gr2〜第5群Gr5が拡大側へ単調に移動し、第4群Gr4の移動量が最も大きくなっている。
実施例3の光路図(図9)から、第4群Gr4において変倍時の軸外主光線通過位置の変動が大きく、それに対して第3群Gr3におけるそれは小さいことが分かる。収差論より、像面湾曲は軸外主光線通過位置に依存して変化することが知られている。本実施例では、第4群Gr4内で広角端(W)の軸外主光線通過位置が低く、望遠端(T)のそれが高いため、変倍により像面湾曲の変動が大きくなる。そのため、本実施例では広角端(W)で第4群Gr4から離れた位置に来るように第3群Gr3を配置することで変倍時のそれを小さくし、像面湾曲変動を補正している。
実施例3では、第3群Gr3が縮小側凸の正メニスカス単レンズ1枚からなり、絞りSTが固定の第6群Gr6内にある。また実施例3では、レンズ枚数が18枚であり、変倍比が1.42倍であり、射出瞳位置は変倍時の変動が無く、縮小側像位置から1782.1mmである。縮小側像位置から十分に離れた位置に射出瞳があるため、本実施例では十分なテレセントリック性が確保できている。
実施例4の投影レンズZLは、負正正正負正の6群構成のズームレンズである。変倍時、第1群Gr1と最も縮小側の第6群Gr6が固定である。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2群Gr2〜第4群Gr4が拡大側へ移動し、第5群Gr5が縮小側へ単調に移動し、第4群Gr4の移動量が最も大きくなっている。
実施例4の光路図(図10)から、第4群Gr4において変倍時の軸外主光線通過位置の変動が大きく、それに対して第3群Gr3におけるそれは小さいことが分かる。収差論より、像面湾曲は軸外主光線通過位置に依存して変化することが知られている。本実施例では、第4群Gr4内で広角端(W)の軸外主光線通過位置が低く、望遠端(T)のそれが高いため、変倍により像面湾曲の変動が大きくなる。そのため、本実施例では広角端(W)で第4群Gr4から離れた位置に来るように第3群Gr3を配置することで変倍時のそれを小さくし、像面湾曲変動を補正している。
実施例4では、第3群Gr3が縮小側凸の正メニスカス単レンズ1枚からなり、絞りSTが固定の第6群Gr6内にある。また実施例4では、レンズ枚数が18枚であり、変倍比が1.42倍であり、射出瞳位置は変倍時の変動が無く、縮小側像位置から4235.6mmである。縮小側像位置から十分に離れた位置に射出瞳があるため、本実施例では十分なテレセントリック性が確保できている。
実施例5の投影レンズZLは、負正正正正の5群構成のズームレンズである。変倍時、第1群Gr1と最も縮小側の第5群Gr5が固定である。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2群Gr2〜第4群Gr4が拡大側へ単調に移動し、第4群Gr4の移動量が最も大きくなっている。
実施例5の光路図(図11)から、第4群Gr4において変倍時の軸外主光線通過位置の変動が大きく、それに対して第3群Gr3におけるそれは小さいことが分かる。収差論より、像面湾曲は軸外主光線通過位置に依存して変化することが知られている。本実施例では、第4群Gr4内で広角端(W)の軸外主光線通過位置が低く、望遠端(T)のそれが高いため、変倍により像面湾曲の変動が大きくなる。そのため、本実施例では広角端(W)で第4群Gr4から離れた位置に来るように第3群Gr3を配置することで変倍時のそれを小さくし、像面湾曲変動を補正している。
実施例5では、第3群Gr3が縮小側凸の正メニスカス単レンズ1枚からなり、絞りSTが固定の第5群Gr5内にある。また実施例5では、レンズ枚数が18枚であり、変倍比が1.3倍であり、射出瞳位置は変倍時の変動が無く、縮小側像位置から1994.1mmである。縮小側像位置から十分に離れた位置に射出瞳があるため、本実施例では十分なテレセントリック性が確保できている。
実施例6の投影レンズZLは、負正正正正の5群構成のズームレンズである。変倍時、第1群Gr1と最も縮小側の第5群Gr5が固定である。広角端(W)から望遠端(T)への変倍において、第2群Gr2〜第4群Gr4が拡大側へ単調に移動し、第4群Gr4の移動量が最も大きくなっている。
実施例6の光路図(図12)から、第4群Gr4において変倍時の軸外主光線通過位置の変動が大きく、それに対して第3群Gr3におけるそれは小さいことが分かる。収差論より、像面湾曲は軸外主光線通過位置に依存して変化することが知られている。本実施例では、第4群Gr4内で広角端(W)の軸外主光線通過位置が低く、望遠端(T)のそれが高いため、変倍により像面湾曲の変動が大きくなる。そのため、本実施例では広角端(W)で第4群Gr4から離れた位置に来るように第3群Gr3を配置することで変倍時のそれを小さくし、像面湾曲変動を補正している。
実施例6では、第3群Gr3が縮小側凸の正メニスカス単レンズ1枚からなり、絞りSTが固定の第5群Gr5内にある。また実施例6では、レンズ枚数が18枚であり、変倍比が1.45倍であり、射出瞳位置は変倍時の変動が無く、縮小側像位置から6942.8mmである。縮小側像位置から十分に離れた位置に射出瞳があるため、本実施例では十分なテレセントリック性が確保できている。
実施例1
単位:mm
面データ
i CR T Nd Vd
1 7.948 0.437 1.51680 64.19
2 70.503 0.016
3 4.948 0.197 1.60311 60.69
4 1.995 0.749
5 12.428 0.155 1.49700 81.60
6 2.496 1.166
7 -70.359 0.139 1.49700 81.60
8 3.602 可変
9 -6.402 0.133 1.75520 27.53
10 5.896 0.136
11 8.091 0.481 1.59551 39.22
12 -2.806 可変
13 -3.114 0.250 1.51742 52.19
14 -2.373 可変
15 -2.413 0.131 1.75520 27.53
16 -3.837 0.304
17 -4.220 0.251 1.51823 58.96
18 -2.501 0.016
19 6.009 0.319 1.49700 81.60
20 -11.657 可変
21 -5.826 0.091 1.49700 81.60
22 1.951 0.114
23 2.127 0.302 1.64769 33.84
24 -21.922 0.277
25(ST) INFINITY 1.889
26 -2.349 0.085 1.80611 40.73
27 4.210 0.145
28 10.621 0.276 1.49700 81.60
29 -2.775 0.016
30 3.321 0.435 1.49700 81.60
31 -2.909 0.083
32 -20.666 0.107 1.80611 40.73
33 2.595 0.156
34 3.796 0.334 1.49700 81.60
35 -5.495 0.064
36 3.247 0.375 1.49700 81.60
37 -5.931 0.534
38 INFINITY 3.736 1.51680 64.19
39 INFINITY 0.213
40 INFINITY 0.160 1.48749 70.44
41 INFINITY
各種データ
Y'= 0.62
ZR= 1.42
f= 1.000 - 1.172 - 1.417
FNo= 2.301 - 2.301 - 2.300
ω= 31.870 - 27.940 - 23.700
BF= 3.399 - 3.400 - 3.400
SUMT= 18.408 - 18.409 - 18.409

T8= 0.833 - 0.718 - 0.661
T12= 2.564 - 2.036 - 1.603
T14= 1.760 - 1.324 - 0.454
T20= 0.221 - 1.300 - 2.659
ズームレンズ群データ
群/面 焦点距離
1/ 1- 8 -2.070
2/ 9-12 16.214
3/13-14 17.268
4/15-20 8.145
5/21-41 3.520
実施例2
単位:mm
面データ
i CR T Nd Vd
1 7.564 0.442 1.51680 64.19
2 54.018 0.016
3 4.764 0.197 1.60311 60.69
4 1.947 0.774
5 14.617 0.155 1.49700 81.60
6 2.494 1.216
7 -20.217 0.139 1.49700 81.60
8 4.198 可変
9 -7.068 0.133 1.75520 27.53
10 5.327 0.129
11 6.769 0.501 1.59551 39.22
12 -2.816 可変
13 -2.940 0.225 1.51742 52.19
14 -2.328 可変
15 -2.474 0.127 1.75520 27.53
16 -3.999 0.405
17 -5.046 0.285 1.51823 58.96
18 -2.655 0.016
19 6.054 0.309 1.49700 81.60
20 -13.544 可変
21 -6.140 0.091 1.49700 81.60
22 1.934 0.113
23 2.093 0.303 1.64769 33.84
24 -26.777 可変
25(ST) INFINITY 1.916
26 -2.228 0.085 1.80611 40.73
27 4.322 0.140
28 9.364 0.291 1.49700 81.60
29 -2.709 0.021
30 3.470 0.442 1.49700 81.60
31 -2.904 0.071
32 -28.620 0.107 1.80611 40.73
33 2.561 0.142
34 3.374 0.361 1.49700 81.60
35 -5.286 0.064
36 3.555 0.348 1.49700 81.60
37 -6.672 0.534
38 INFINITY 3.736 1.51680 64.19
39 INFINITY 0.214
40 INFINITY 0.160 1.48749 70.44
41 INFINITY
各種データ
Y'= 0.62
ZR= 1.42
f= 1.000 - 1.172 - 1.417
FNo= 2.300 - 2.300 - 2.300
ω= 31.870 - 27.939 - 23.701
BF= 3.399 - 3.400 - 3.400
SUMT= 18.411 - 18.412 - 18.411

T8= 0.872 - 0.722 - 0.640
T12= 2.434 - 1.932 - 1.515
T14= 1.716 - 1.296 - 0.454
T20= 0.218 - 1.324 - 2.680
T24= 0.208 - 0.175 - 0.160
ズームレンズ群データ
群/面 焦点距離
1/ 1- 8 -2.034
2/ 9-12 13.832
3/13-14 19.213
4/15-20 7.958
5/21-24 111.096
6/25-41 3.712
実施例3
単位:mm
面データ
i CR T Nd Vd
1 7.533 0.444 1.51680 64.19
2 54.894 0.016
3 4.680 0.197 1.60311 60.69
4 1.931 0.779
5 15.316 0.155 1.49700 81.60
6 2.449 1.169
7 -20.467 0.139 1.49700 81.60
8 4.427 可変
9 -7.410 0.133 1.75520 27.53
10 5.350 0.132
11 6.945 0.517 1.59551 39.22
12 -2.856 可変
13 -2.981 0.244 1.51742 52.19
14 -2.349 可変
15 -2.513 0.123 1.75520 27.53
16 -4.264 0.368
17 -5.563 0.281 1.51823 58.96
18 -2.662 0.016
19 6.340 0.301 1.49700 81.60
20 -14.135 可変
21 -5.532 0.091 1.49700 81.60
22 1.964 0.113
23 2.136 0.306 1.64769 33.84
24 -16.897 可変
25(ST) INFINITY 1.930
26 -2.213 0.085 1.80611 40.73
27 4.446 0.141
28 10.534 0.284 1.49700 81.60
29 -2.659 0.016
30 3.626 0.438 1.49700 81.60
31 -2.760 0.070
32 -22.094 0.107 1.80611 40.73
33 2.619 0.144
34 3.502 0.352 1.49700 81.60
35 -5.389 0.064
36 3.360 0.356 1.49700 81.60
37 -6.901 0.534
38 INFINITY 3.736 1.51680 64.19
39 INFINITY 0.214
40 INFINITY 0.160 1.48749 70.44
41 INFINITY
各種データ
Y'= 0.62
ZR= 1.42
f= 1.000 - 1.172 - 1.417
FNo= 2.300 - 2.300 - 2.300
ω= 31.870 - 27.939 - 23.701
BF= 3.399 - 3.400 - 3.400
SUMT= 18.424 - 18.425 - 18.425

T8= 0.847 - 0.705 - 0.626
T12= 2.442 - 1.948 - 1.546
T14= 1.842 - 1.364 - 0.454
T20= 0.224 - 1.330 - 2.677
T24= 0.160 - 0.169 - 0.214
ズームレンズ群データ
群/面 焦点距離
1/ 1- 8 -2.055
2/ 9-12 13.825
3/13-14 18.920
4/15-20 8.246
5/21-24 79.066
6/25-41 3.712
実施例4
単位:mm
面データ
i CR T Nd Vd
1 7.656 0.437 1.51680 64.19
2 52.507 0.016
3 4.632 0.197 1.60311 60.69
4 1.937 0.763
5 12.112 0.155 1.49700 81.60
6 2.384 1.198
7 -50.517 0.139 1.49700 81.60
8 3.564 可変
9 -7.087 0.133 1.75520 27.53
10 5.786 0.123
11 7.041 0.500 1.59551 39.22
12 -2.801 可変
13 -2.962 0.262 1.51742 52.19
14 -2.337 可変
15 -2.547 0.123 1.75520 27.53
16 -4.073 0.426
17 -4.702 0.284 1.51823 58.96
18 -2.635 0.016
19 5.589 0.315 1.49700 81.60
20 -14.683 可変
21 -5.461 0.091 1.49700 81.60
22 1.916 0.113
23 2.082 0.287 1.64769 33.84
24 -102.647 可変
25(ST) INFINITY 1.961
26 -2.581 0.085 1.80611 40.73
27 4.385 0.133
28 8.293 0.280 1.49700 81.60
29 -2.896 0.016
30 3.174 0.411 1.49700 81.60
31 -3.592 0.094
32 -365.391 0.107 1.80611 40.73
33 2.576 0.162
34 3.882 0.325 1.49700 81.60
35 -5.834 0.064
36 3.255 0.360 1.49700 81.60
37 -6.853 0.534
38 INFINITY 3.736 1.51680 64.19
39 INFINITY 0.214
40 INFINITY 0.160 1.48749 70.44
41 INFINITY
各種データ
Y'= 0.62
ZR= 1.42
f= 1.000 - 1.173 - 1.417
FNo= 2.301 - 2.300 - 2.300
ω= 31.869 - 27.938 - 23.699
BF= 3.399 - 3.400 - 3.400
SUMT= 18.273 - 18.274 - 18.274

T8= 0.992 - 0.791 - 0.646
T12= 2.190 - 1.721 - 1.378
T14= 1.585 - 1.247 - 0.454
T20= 0.225 - 1.311 - 2.660
T24= 0.305 - 0.227 - 0.160
ズームレンズ群データ
群/面 焦点距離
1/ 1- 8 -1.997
2/ 9-12 12.470
3/13-14 18.719
4/15-20 7.770
5/21-24 -49.845
6/25-41 3.620
実施例5
単位:mm
面データ
i CR T Nd Vd
1 5.829 0.475 1.51680 64.19
2 64.033 0.015
3 3.804 0.181 1.60311 60.69
4 1.928 0.750
5 -22.432 0.142 1.49700 81.60
6 2.272 0.809
7 -18.972 0.127 1.49700 81.60
8 4.303 可変
9 -8.852 0.122 1.75520 27.53
10 3.377 0.138
11 4.611 0.482 1.59551 39.22
12 -2.951 可変
13 -3.122 0.258 1.51742 52.19
14 -2.249 可変
15 -2.755 0.113 1.75520 27.53
16 -4.515 0.066
17 -7.483 0.236 1.51823 58.96
18 -2.703 0.015
19 5.234 0.221 1.49700 81.60
20 414.758 可変
21 -4.856 0.083 1.49700 81.60
22 1.964 0.141
23 2.132 0.265 1.64769 33.84
24 -13.689 0.147
25(ST) INFINITY 1.798
26 -1.889 0.078 1.80611 40.73
27 5.195 0.134
28 22.403 0.263 1.49700 81.60
29 -2.188 0.015
30 3.617 0.395 1.49700 81.60
31 -2.585 0.049
32 -175.413 0.098 1.80611 40.73
33 2.375 0.124
34 2.987 0.317 1.49700 81.60
35 -6.339 0.059
36 3.192 0.318 1.49700 81.60
37 -6.559 0.492
38 INFINITY 3.429 1.51680 64.19
39 INFINITY 0.196
40 INFINITY 0.147 1.48749 70.44
41 INFINITY
各種データ
Y'= 0.57
ZR= 1.30
f= 1.000 - 1.131 - 1.300
FNo= 2.300 - 2.300 - 2.300
ω= 29.708 - 26.784 - 23.701
BF= 3.122 - 3.122 - 3.122
SUMT= 16.908 - 16.908 - 16.908

T8= 0.840 - 0.726 - 0.657
T12= 2.131 - 1.929 - 1.744
T14= 2.097 - 1.573 - 0.833
T20= 0.284 - 1.125 - 2.118
ズームレンズ群データ
群/面 焦点距離
1/ 1- 8 -2.083
2/ 9-12 21.098
3/13-14 14.137
4/15-20 7.980
5/21-41 3.193
実施例6
単位:mm
面データ
i CR T Nd Vd
1 7.813 0.433 1.51680 64.19
2 41.649 0.016
3 4.722 0.202 1.60311 60.69
4 1.966 0.782
5 11.738 0.158 1.49700 81.60
6 2.536 0.940
7 -25.426 0.142 1.49700 81.60
8 4.602 可変
9 -7.010 0.137 1.75520 27.53
10 10.084 0.163
11 38.988 0.446 1.59551 39.22
12 -2.821 可変
13 -2.948 0.224 1.51742 52.19
14 -2.334 可変
15 -2.590 0.137 1.75520 27.53
16 -4.859 0.523
17 -8.393 0.354 1.51823 58.96
18 -3.029 0.101
19 7.503 0.309 1.49700 81.60
20 -10.919 可変
21 -5.117 0.093 1.49700 81.60
22 2.051 0.116
23 2.231 0.313 1.64769 33.84
24 -14.751 0.164
25(ST) INFINITY 2.020
26 -2.225 0.087 1.80611 40.73
27 5.037 0.146
28 14.182 0.291 1.49700 81.60
29 -2.623 0.016
30 3.756 0.449 1.49700 81.60
31 -2.864 0.064
32 -33.079 0.109 1.80611 40.73
33 2.535 0.134
34 3.106 0.385 1.49700 81.60
35 -5.725 0.066
36 3.758 0.349 1.49700 81.60
37 -7.064 0.546
38 INFINITY 3.824 1.51680 64.19
39 INFINITY 0.219
40 INFINITY 0.164 1.48749 70.44
41 INFINITY
各種データ
Y'= 0.64
ZR= 1.45
f= 1.000 - 1.184 - 1.450
FNo= 2.300 - 2.300 - 2.300
ω= 32.470 - 28.265 - 23.700
BF= 3.479 - 3.480 - 3.480
SUMT= 18.858 - 18.858 - 18.858

T8= 1.137 - 0.913 - 0.778
T12= 2.785 - 2.252 - 1.813
T14= 1.349 - 0.953 - 0.055
T20= 0.236 - 1.389 - 2.862
ズームレンズ群データ
群/面 焦点距離
1/ 1- 8 -2.233
2/ 9-12 16.202
3/13-14 19.281
4/15-20 8.235
5/21-41 3.634
Figure 0005803840
ZL 投影レンズ(ズームレンズ)
Gr1 第1群
Gr2 第2群
Gr3 第3群
Gr4 第4群
Gr5 第5群
Gr6 第6群
ST 絞り
IM 画像表示面(縮小側像面)
PJ プロジェクター
PR プリズム
1 スクリーン面
2 光源
3 照明光学系
4 画像表示素子
5 制御部
6 アクチュエーター
AX 光軸

Claims (21)

  1. 拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、
    前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、
    前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、
    前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、3枚以上のレンズからなり、
    前記第3群が正の単レンズからなり、
    以下の条件式(1)を満足することを特徴とする投影レンズ;
    2<T34w/T34t<30 …(1)
    ただし、
    T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
    T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
    である。
  2. 拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワー又は負パワーを有する第5群と、正パワーを有する第6群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う6群構成のズームレンズであって、
    前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、
    前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、
    前記第6群が変倍時に固定であり、かつ、3枚以上のレンズからなり、
    以下の条件式(1)を満足することを特徴とする投影レンズ;
    2<T34w/T34t<30 …(1)
    ただし、
    T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
    T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
    である。
  3. 拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、
    前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、
    前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、
    前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、絞りを有し、
    前記第3群が正の単レンズからなり、
    以下の条件式(1)を満足することを特徴とする投影レンズ;
    2<T34w/T34t<30 …(1)
    ただし、
    T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
    T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
    である。
  4. 拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワー又は負パワーを有する第5群と、正パワーを有する第6群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う6群構成のズームレンズであって、
    前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、
    前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、
    前記第6群が変倍時に固定であり、かつ、絞りを有し、
    以下の条件式(1)を満足することを特徴とする投影レンズ;
    2<T34w/T34t<30 …(1)
    ただし、
    T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
    T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
    である。
  5. 拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、
    前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、
    前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、
    前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、3枚以上のレンズからなり、
    以下の条件式(1)及び(4)を満足することを特徴とする投影レンズ;
    2<T34w/T34t<30 …(1)
    1.25<ft/fw<1.5 …(4)
    ただし、
    T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
    T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
    fw:広角端での焦点距離、
    ft:望遠端での焦点距離、
    である。
  6. 拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、
    前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、
    前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、
    前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、3枚以上のレンズからなり、
    以下の条件式(1)及び(6)を満足することを特徴とする投影レンズ;
    2<T34w/T34t<30 …(1)
    5<f4/fw<10 …(6)
    ただし、
    T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
    T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
    f4:第4群の焦点距離、
    fw:広角端での焦点距離、
    である。
  7. 拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、
    前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、
    前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、
    前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、絞りを有し、
    以下の条件式(1)及び(4)を満足することを特徴とする投影レンズ;
    2<T34w/T34t<30 …(1)
    1.25<ft/fw<1.5 …(4)
    ただし、
    T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
    T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
    fw:広角端での焦点距離、
    ft:望遠端での焦点距離、
    である。
  8. 拡大側から順に、負パワーを有する第1群と、正パワーを有する第2群と、正パワーを有する第3群と、正パワーを有する第4群と、正パワーを有する第5群と、からなり、各群間隔を変化させることにより変倍を行う5群構成のズームレンズであって、
    前記第2群と前記第3群が変倍時にそれぞれ移動し、
    前記第4群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動し、
    前記第5群が変倍時に固定であり、かつ、絞りを有し、
    以下の条件式(1)及び(6)を満足することを特徴とする投影レンズ;
    2<T34w/T34t<30 …(1)
    5<f4/fw<10 …(6)
    ただし、
    T34t:望遠端での第3群と第4群との間隔、
    T34w:広角端での第3群と第4群との間隔、
    f4:第4群の焦点距離、
    fw:広角端での焦点距離、
    である。
  9. 前記第3群が正の単レンズからなることを特徴とする請求項2,4,5,6,7又は8記載の投影レンズ。
  10. 前記第3群を構成する正の単レンズがメニスカスレンズであることを特徴とする請求項1,3又は9記載の投影レンズ。
  11. 前記第3群を構成する正の単レンズが縮小側に凸のメニスカスレンズであることを特徴とする請求項10記載の投影レンズ。
  12. 前記メニスカスレンズが以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項11記載の投影レンズ;
    −0.2<(R3r−R3f)/(R3r+R3f)<−0.01 …(3)
    ただし、
    R3f:第3群を構成する単レンズの拡大側面の曲率半径、
    R3r:第3群を構成する単レンズの縮小側面の曲率半径、
    である。
  13. 以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1,2,3,4,6又は8記載の投影レンズ;
    1.25<ft/fw<1.5 …(4)
    ただし、
    fw:広角端での焦点距離、
    ft:望遠端での焦点距離、
    である。
  14. 以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項1,2,3,4,5又は7記載の投影レンズ;
    5<f4/fw<10 …(6)
    ただし、
    f4:第4群の焦点距離、
    fw:広角端での焦点距離、
    である。
  15. 以下の条件式(2)を全変倍域で満足することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の投影レンズ;
    −0.002<1/exp<0.002 …(2)
    ただし、
    exp:縮小側像面から射出瞳までの距離、
    である。
  16. 前記第1群が変倍時に固定であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の投影レンズ。
  17. 変倍時に移動する群の移動量のうち前記第4群の移動量が最も大きいことを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の投影レンズ。
  18. 前記第3群が広角端から望遠端への変倍において拡大側へ移動することを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の投影レンズ。
  19. 以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の投影レンズ;
    −5<f1/fw<−1 …(5)
    ただし、
    f1:第1群の焦点距離、
    fw:広角端での焦点距離、
    である。
  20. 以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の投影レンズ;
    2<fi/fw<5 …(7)
    ただし、
    fi:最終群の焦点距離、
    fw:広角端での焦点距離、
    である。
  21. 画像を表示する画像表示素子と、光源と、その光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、前記画像表示素子に表示された画像をスクリーン面に拡大投影する請求項1〜20のいずれか1項に記載の投影レンズと、を備えたことを特徴とするプロジェクター。
JP2012176735A 2012-08-09 2012-08-09 変倍機能を有する投影レンズ及びプロジェクター Active JP5803840B2 (ja)

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