JP6027453B2 - Projection zoom lens - Google Patents
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Description
この発明は、投射用ズームレンズに関する。 The present invention relates to a projection zoom lens.
会議等におけるプレゼンテーション用や教育用、コンピュータのデータ表示用にプロジェクタ装置が広く用いられるようになった。 Projector devices have been widely used for presentations in conferences, education, and computer data display.
プロジェクタ装置や、プロジェクタ装置用の投射用レンズも種々のものが知られている（特許文献１、２等）。
Various types of projector devices and projection lenses for projector devices are also known (
プロジェクタ装置では、液晶表示素子（液晶パネル）やデジタルミラーデバイス（以下「ＤＭＤ」と略記する。）等の「ライトバルブ」に表示された源画像が拡大投射される。
プロジェクタ装置は、カラー画像を拡大投射できるものが一般的である。
In the projector apparatus, a source image displayed on a “light valve” such as a liquid crystal display element (liquid crystal panel) or a digital mirror device (hereinafter abbreviated as “DMD”) is enlarged and projected.
Projector devices are generally capable of enlarging and projecting color images.
液晶パネルでカラー画像を表示する場合、３原色の画像成分を３枚の液晶パネルに分けて表示し、各画像成分を「色合成プリズム」で合成して投射用レンズに入射させる。 When displaying a color image on a liquid crystal panel, the image components of the three primary colors are displayed separately on three liquid crystal panels, and each image component is combined by a “color combining prism” and incident on a projection lens.
このため、投射用レンズは、色合成プリズムを配置できるように「長いバックフォーカス」を必要とする。 For this reason, the projection lens requires a “long back focus” so that the color synthesis prism can be arranged.
ＤＭＤによる画像表示の場合にも、ＤＭＤを照明する照明光学系と投射用レンズとの位置関係を満足させるため「長いバックフォーカス」が必要となる。 Also in the case of image display by DMD, “long back focus” is required to satisfy the positional relationship between the illumination optical system that illuminates the DMD and the projection lens.
投射用レンズには、上記のほか、一般に、以下の如き属性が求められる。
明るい投射画像を実現できるように、Ｆナンバの小さい明るいレンズであること。
最適なスクリーンサイズを容易に実現できるように変倍（ズーム）機能を有すること。
In addition to the above, the projection lens generally requires the following attributes.
A bright lens with a small F number so that a bright projected image can be realized.
Have a zoom function to easily realize the optimal screen size.
投射画像の像質を維持するため、歪曲収差が許容できる範囲に抑えられ、特に、周辺及び中間域での急激な歪曲収差の変動が小さく抑えられていること。 In order to maintain the image quality of the projected image, the distortion is limited to an allowable range, and particularly, the rapid distortion variation in the peripheral and intermediate areas is suppressed to a small level.
また、上記の３枚の液晶パネルをライトバルブとして用いる場合、縮小側にテレセントリックな性質を持つことが好ましい。 Further, when the above-mentioned three liquid crystal panels are used as light valves, it is preferable to have telecentric properties on the reduction side.
また、近来、スクリーンにプロジェクタ装置を近接させ、短い距離で大画面を映せる広角な投射用レンズが求められている。
広角な投射用レンズは、ライトバルブと投射用レンズ光軸のオフセット量が大きくとることで「プロジェクタ装置が投射画像を見るときの妨げにならない」利点がある。
Recently, there has been a demand for a wide-angle projection lens that can bring a projector device close to a screen and project a large screen at a short distance.
The wide-angle projection lens has an advantage that “the projector device does not interfere with the projection image” because the offset amount between the light valve and the optical axis of the projection lens is large.
広角という点で、特許文献１、２記載の投射用レンズを見ると、特許文献１記載の投射用レンズでは半画角：５５度以上が実現されている。
When the projection lens described in
特許文献２記載の投射用レンズでは、半画角：４５度以上が実現されているが、最大のものでも５０度を超えない。 In the projection lens described in Patent Document 2, a half angle of view of 45 degrees or more is realized, but even the maximum one does not exceed 50 degrees.
特許文献１記載の投射用レンズは半画角：５５度以上の広画角であるが、この投射用レンズはズーム機能を持たない。
The projection lens described in
特許文献２記載の投射用レンズはズーム機能を有するが、画角の面でなお改善の余地なしとしない。 Although the projection lens described in Patent Document 2 has a zoom function, there is still no room for improvement in terms of angle of view.
この発明は、投射用レンズとして求められる上記諸属性を有し、５０度を超える半画角をもつ投射用ズームレンズの実現を課題とする。 An object of the present invention is to realize a projection zoom lens having the above-described attributes required for a projection lens and having a half angle of view exceeding 50 degrees.
この発明の投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側へ向かって順次、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群、正の第５レンズ群を配してなり、変倍に際しては第１レンズ群と第５レンズ群とが固定され、第１レンズ群に、非球面レンズが１枚以上配され、開口絞りが、第４レンズ群中に配されており、縮小側がテレセントリックであり、広角端における全系の焦点距離：ｆw、空気換算時のバックフォーカス：Bf、第１レンズ群の焦点距離：f1が、条件：
（１） 4.5 ≧ Bf/fw ≧ 2.5
（２） 2.0 ≧ │ｆ1/ｆw│ ≧ 0.9
を満足し、且つ、第１レンズ群の最も拡大側のレンズ面の頂点から前記開口絞りまでの距離：STO、前記頂点から射出瞳までの距離：Enpが、条件：
（３） 2.5 ≦ STO/Enp ≦ 4.5
を満足することを特徴とする。
In the projection zoom lens according to the present invention, a negative first lens group, a positive second lens group, a positive third lens group, a positive fourth lens group, and a positive first lens group are sequentially arranged from the enlargement side to the reduction side. will be arranged fifth lens group, the first lens group and the fifth lens group is fixed during zooming, the first lens group, an aspherical lens is distribution or one, aperture stop, the fourth lens It is arranged in the group, the reduction side is telecentric, the focal length of the entire system at the wide angle end: fw, the back focus in air conversion: Bf, and the focal length of the first lens group: f1.
(1) 4.5 ≧ Bf / fw ≧ 2.5
(2) 2.0 ≧ | f1 / fw | ≧ 0.9
And the distance from the apex of the most magnified lens surface of the first lens group to the aperture stop: STO, the distance from the apex to the exit pupil: Enp, the conditions:
(3) 2.5 ≤ STO / Enp ≤ 4.5
It is characterized by satisfying .
この発明によれば、５０度を超える半画角を持つ新規な投射用ズームレンズを実現できる。 According to the present invention, a novel projection zoom lens having a half angle of view exceeding 50 degrees can be realized.
図１、図８、図１５、図２２に、投射用ズームレンズの実施の形態を４例示す。これ等の図は、実施の各形態の投射用ズームレンズの断面図である。
これらの実施の形態は、この順序で後述の実施例１〜４に相当する。
4, FIG. 8, FIG. 15 and FIG. 22 show four embodiments of the projection zoom lens. These drawings are cross-sectional views of the projection zoom lens according to each embodiment.
These embodiments correspond to Examples 1 to 4 described later in this order.
これらの図において、図の左方が「拡大側」、右方が「縮小側」である。
繁雑を避けるため、これ等の図において符号を共通化する。
即ち、符号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４でそれぞれ、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群を表す。
In these figures, the left side of the figure is the “enlargement side” and the right side is the “reduction side”.
In order to avoid complications, the symbols are shared in these drawings.
That is, reference numerals G1, G2, G3, and G4 represent the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group, respectively.
これらの実施形態の投射用ズームレンズは、ライトバルブとして液晶パネルを３枚用いてカラー画像を拡大投射する投射型画像表示装置に用いるものである。 The projection zoom lens according to these embodiments is used in a projection type image display apparatus that enlarges and projects a color image using three liquid crystal panels as light valves.
上記各図において、符号ＭＤはライトバルブである液晶パネル（３枚のうちの１枚）を示し、符号Ｐは色合成プリズムを示す。符号Ｓは開口絞りを示す。 In each of the above drawings, the symbol MD indicates a liquid crystal panel (one of three) that is a light valve, and the symbol P indicates a color synthesis prism. Reference numeral S denotes an aperture stop.
また、上側の図は広角端（「Ｗｉｄｅ」と表示）のレンズ配置を示し、下側の図は望遠端（「Ｔｅｌｅ」と表示）のレンズ配置を示している。 The upper diagram shows the lens arrangement at the wide-angle end (shown as “Wide”), and the lower diagram shows the lens arrangement at the telephoto end (shown as “Tele”).
上下の図の間に描かれた矢印は、広角端から望遠端への変倍に伴う各移動群の移動の様子を示している。 The arrows drawn between the upper and lower figures indicate the movement of each moving group accompanying zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
これ等実施の各形態の投射用ズームレンズは、縮小側にテレセントリック性が高いレンズである。 The projection zoom lens according to each of these embodiments is a lens having high telecentricity on the reduction side.
第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の屈折力は、第１レンズ群Ｇ１の側から順に「負・正・正・正・正」である。 The refractive power of the first lens group G1 to the fifth lens group G5 is “negative / positive / positive / positive / positive / positive” in order from the first lens group G1 side.
即ち、拡大側から見ると「負の屈折力が先行」する所謂「ネガティブリード型」で、この型の採用により、広角化および「長いバックフォーカス」の実現を容易にしている。 That is, when viewed from the enlargement side, the so-called “negative lead type” in which “negative refracting power precedes” is adopted. By adopting this type, it is easy to realize a wide angle and “long back focus”.
また、上記各図に明らかなように、第１〜第５レンズ群のうち、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５は変倍に際して移動しない「固定群」である。 Further, as is apparent from the above drawings, among the first to fifth lens groups, the first lens group G1 and the fifth lens group G5 are “fixed groups” that do not move during zooming.
第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４は変倍に際して移動する「移動群」である。 The second to fourth lens groups G2 to G4 are “moving groups” that move upon zooming.
実施の各形態の投射用ズームレンズとも、これら移動群Ｇ２〜Ｇ４は独立に移動する。 In the projection zoom lenses according to the embodiments, the moving groups G2 to G4 move independently.
第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５を固定群とすることは、変倍時の全長を不変に保つことができる利点があり、また、投射用ズームレンズの堅牢性の面からも好ましい。
また、レンズ径の大きいレンズを含む第１レンズ群Ｇ１を固定とするので、変倍時の重量バランスが大きく崩れることがない。
Using the first lens group G1 and the fifth lens group G5 as fixed groups has the advantage that the entire length during zooming can be kept unchanged, and is also preferable from the standpoint of robustness of the projection zoom lens.
In addition, since the first lens group G1 including a lens having a large lens diameter is fixed, the weight balance at the time of zooming is not greatly lost.
広角化に伴い、第１レンズ群Ｇ１において「負の歪曲収差」が発生し易いが、第１レンズ群Ｇ１に非球面レンズを配して、この「負の歪曲収差の増大」を相殺する。 Along with the widening of the angle, “negative distortion” is likely to occur in the first lens group G1, but an aspheric lens is disposed in the first lens group G1 to cancel this “increase in negative distortion”.
投射用ズームレンズの縮小側はテレセントリックであり、実施の各形態に示すように、特に「３枚の液晶パネルをライトバルブとする場合」に好適に用いることができる。 The reduction side of the projection zoom lens is telecentric, and as shown in each embodiment, it can be suitably used particularly when “three liquid crystal panels are used as light valves”.
勿論、ＤＭＤを用いるような場合にも、縮小側をテレセントリックとしたこの発明の投射用ズームレンズを用いることができる。 Of course, even when DMD is used, the projection zoom lens of the present invention in which the reduction side is telecentric can be used.
なお、縮小側がテレセントリックといっても、厳密なテレセントリックを意味するわけではなく、実用レベルでテレセントリックであれば良い。 Note that even if the reduction side is telecentric, it does not mean strict telecentricity, but may be telecentric at a practical level.
条件（１）は、大きな画角を確保しつつ、長いバックフォーカスを確保するための条件である。 Condition (1) is a condition for securing a long back focus while securing a large angle of view.
大きな画角を保持しつつ、条件（１）の下限を超えると、ライトバルブ側のレイアウトに必要なバックフォーカス：Ｂｆの確保が困難である。 If the lower limit of the condition (1) is exceeded while maintaining a large angle of view, it is difficult to secure the back focus: Bf necessary for the layout on the light valve side.
条件（１）の上限を超えると、広角端における全系の焦点距離：ｆｗが小さくなり、全系の正の屈折力が過剰に強くなり、広角端での諸収差の補正が困難になる。 If the upper limit of condition (1) is exceeded, the focal length fw of the entire system at the wide-angle end becomes small, the positive refractive power of the entire system becomes excessively strong, and it becomes difficult to correct various aberrations at the wide-angle end.
条件（２）は、条件（１）を満足されることを前提として「大きな画角と、良好な光学性能を両立」させる条件である。
パラメータ：|ｆ１/ｆｗ|が、条件（２）の上限を超えると、条件（１）を満足する「ｆｗ」に対して|ｆ１|が過大になり、第１レンズ群の負の屈折力が小さくなる。
このため、５０度を超える大きな画角(投射光束の画角)を得ることが困難になる。
条件（２）の下限を超えると、大きな画角は確保できるが、条件（１）を満足する「ｆｗ」に対して|ｆ１|が過小になり、第１レンズ群の負の屈折力が過大となる。
このため、コマ収差、像面湾曲等の補正が困難となる。
The condition (2) is a condition for achieving both “a large angle of view and good optical performance” on the premise that the condition (1) is satisfied.
When the parameter: | f1 / fw | exceeds the upper limit of the condition (2), | f1 | becomes excessive with respect to “fw” that satisfies the condition (1), and the negative refractive power of the first lens unit Get smaller.
For this reason, it becomes difficult to obtain a large angle of view (the angle of view of the projected light beam) exceeding 50 degrees.
If the lower limit of the condition (2) is exceeded, a large angle of view can be secured, but | f1 | becomes too small with respect to “fw” that satisfies the condition (1), and the negative refractive power of the first lens unit is excessive. It becomes.
This makes it difficult to correct coma, curvature of field, and the like.
即ち、上記群構成・屈折力配分と、条件（１）、（２）の充足により「大きな画角と、必要にして十分なバックフォーカス」の確保と「良好な光学性能」が実現される。 That is, by satisfying the group configuration / refractive power distribution and the conditions (1) and (2), it is possible to secure “a large angle of view and sufficient back focus if necessary” and “good optical performance”.
第５レンズ群Ｇ５は１枚の正レンズで構成でき、１枚の正レンズで構成することにより、投射用ズームレンズの低価格化・コンパクト化に資することができる。 The fifth lens group G5 can be composed of a single positive lens, and by constituting it with a single positive lens, it is possible to contribute to the reduction in cost and size of the projection zoom lens.
移動群である第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４のうちで、最も縮小側の第４レンズ群を全レンズ群中で最多枚数のレンズで構成することが好ましい。 Of the second to fourth lens groups G2 to G4 that are the moving group, it is preferable that the fourth lens group on the most reduction side is constituted by the largest number of lenses in all the lens groups.
各実施例において、移動群中、拡大側の第２レンズ群Ｇ２は「変倍時のピント変動を抑える機能」を課されている。
第３レンズ群Ｇ３は「主たる変倍群（バリエータ）」としての役割を与えられており、変倍の際の移動量が大きい。
In each embodiment, the second lens group G2 on the magnifying side in the moving group is given a “function to suppress focus fluctuation during zooming”.
The third lens group G3 is given a role as a “main variable power group (variator)”, and has a large amount of movement during zooming.
従って、第３レンズ群Ｇ３は「なるべく少ないレンズ枚数で軽量に構成」するのが構造的にも好ましい。 Therefore, it is structurally preferable that the third lens group G3 is “lightly configured with as few lenses as possible”.
最も縮小側の移動群である第４レンズ群を「最多枚数のレンズで構成」すると、第４レンズ群に「種々の収差を補正する機能」を持たせることができる。 When the fourth lens group, which is the most reducing side moving group, is “configured with the largest number of lenses”, the fourth lens group can have a “function to correct various aberrations”.
即ち、変倍時にバリエータである第３レンズ群で発生する諸収差を補正する機能や、球面収差、ペッツバール和を補正する機能を持たせることができる。 That is, it is possible to provide a function of correcting various aberrations generated in the third lens group that is a variator at the time of zooming, and a function of correcting spherical aberration and Petzval sum.
さらに「軸上光線高さが高いことにより発生する軸上色収差」、「軸外光線高さが高いことにより発生する倍率色収差」を補正する機能をもたせることができる。 Further, it is possible to provide a function of correcting “axial chromatic aberration caused by high on-axis ray height” and “magnification chromatic aberration caused by high off-axis ray height”.
このように、第４レンズ群Ｇ４を「最多レンズ枚数」で構成し、上記収差補正機能を持たせ、他の移動群である第２、第３レンズ群Ｇ２、Ｇ３の構成を簡単化できる。 In this way, the fourth lens group G4 is configured with the “maximum number of lenses”, has the aberration correction function, and the configuration of the second and third lens groups G2 and G3, which are other moving groups, can be simplified.
即ち、投射用ズームレンズのコンパクト化・低価格化に資することができる。 That is, it can contribute to the compactness and low price of the projection zoom lens.
この発明の投射用ズームレンズは、開口絞りＳが第４レンズ群Ｇ４中に配されている。 In the projection zoom lens according to the present invention , the aperture stop S is disposed in the fourth lens group G4.
第４レンズ群Ｇ４中に開口絞りＳを用いることにより「縮小側におけるテレセントリック性」の実現が容易としている。 By using an aperture stop S in the fourth lens group G4, “telecentricity on the reduction side” can be easily realized .
上記各図の実施の形態においては、開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４の拡大側の、第３レンズ群Ｇ３に近い位置に、第４レンズ群Ｇ４と一体に設けられている。 In the embodiments shown in the drawings, the aperture stop S is provided integrally with the fourth lens group G4 at a position close to the third lens group G3 on the enlargement side of the fourth lens group G4.
このように開口絞りＳを設けられた投射用ズームレンズは、以下の条件（３）を満足する。 Thus, the projection zoom lens provided with the aperture stop S satisfies the following condition (3) .
（３） 2.5 ≦ STO/Enp ≦ 4.5
条件（３）において、「Enp」は最も拡大側のレンズ面の頂点から射出瞳までの距離であり、「STO」は、上記頂点から開口絞りまでの距離である。
(3) 2.5 ≤ STO / Enp ≤ 4.5
In condition (3), “Enp” is the distance from the vertex of the lens surface closest to the magnification side to the exit pupil, and “STO” is the distance from the vertex to the aperture stop.
なお、「射出瞳」は、拡大側から第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３を介して開口絞りＳを見たときの開口絞りＳの像である。 The “exit pupil” is an image of the aperture stop S when the aperture stop S is viewed from the enlargement side via the first to third lens groups G1 to G3.
５０度を超える画角を確保しつつパラメータ：STO/Enpが下限を超えると、上記距離：Enpが大きくなって投射用ズームレンズのコンパクト性が失われ易い。
またコストの増大も招来し易い。
If the parameter: STO / Enp exceeds the lower limit while securing an angle of view exceeding 50 degrees, the distance: Enp becomes large and the compactness of the projection zoom lens tends to be lost.
Also, an increase in cost is likely to be caused.
条件（３）の上限を超えると、上記距離：Enpが過小となり、歪曲収差、コマ収差の補正が困難になる。 If the upper limit of the condition (3) is exceeded, the distance: Enp becomes too small, and it becomes difficult to correct distortion aberration and coma aberration.
第４レンズ群Ｇ４は「１枚以上の正レンズを含む構成とし、前記正レンズの１枚以上を、ｄ線に対するアッベ数：６０以上の硝材で形成する」のが好ましい。 It is preferable that the fourth lens group G4 is “configured to include one or more positive lenses, and one or more of the positive lenses are formed of a glass material having an Abbe number of 60 or more with respect to d-line”.
投射用ズームレンズは、広角になるほど倍率色収差が増大して補正が難しくなる。 In the projection zoom lens, the chromatic aberration of magnification increases as the angle becomes wider, and correction becomes difficult.
第４レンズ群に含まれる１以上の正レンズを「ｄ線に対するアッベ数：６０以上」の硝材で形成することにより、倍率色収差の発生を抑制することが可能となる。 By forming one or more positive lenses included in the fourth lens group with a glass material having an “Abbe number with respect to d-line: 60 or more”, the occurrence of lateral chromatic aberration can be suppressed.
投射用ズームレンズはまた、Ｆナンバが小さくなるにつれ軸上光線の光線高さが高くなり、軸上色収差の補正も困難となってくる。 In the projection zoom lens, as the F number decreases, the height of the on-axis light beam increases and correction of the on-axis chromatic aberration becomes difficult.
開口絞りＳの近傍では「光線高さが特に高くなる」ので、開口絞りＳに近い第４レンズ群中にアッベ数：６０以上の硝材による正レンズを１枚以上用いることが好ましい。 In the vicinity of the aperture stop S, “the light beam height is particularly high”, it is preferable to use at least one positive lens made of a glass material having an Abbe number of 60 or more in the fourth lens group close to the aperture stop S.
また、第１レンズ群中に配された非球面レンズの１枚を、最も拡大側に配することが好ましい。 Further, it is preferable that one of the aspheric lenses arranged in the first lens group is arranged on the most enlargement side.
第１レンズ群の最も拡大側のレンズは、ライトバルブ側からの光束が被投射面（スクリーン）に向かって射出するレンズである。 The most magnified lens in the first lens group is a lens that emits a light beam from the light valve side toward a projection surface (screen).
従って、このレンズを非球面レンズとすることにより、諸収差を効率良く補正できる。 Therefore, various aberrations can be efficiently corrected by using this lens as an aspheric lens.
一般に、非球面レンズは「各像高の光線が分かれた位置」即ち「開口絞りからできるだけ離れた位置」で使用される。 In general, the aspherical lens is used at “a position where rays of each image height are separated”, that is, “a position as far as possible from the aperture stop”.
投射用ズームレンズにおいて、最も拡大側に非球面レンズを用いることにより、歪曲収差、像面湾曲等の広角レンズで問題となる諸収差を効率良く補正することができる。 In the projection zoom lens, by using an aspherical lens on the most magnified side, various aberrations that are problematic in wide-angle lenses such as distortion and field curvature can be corrected efficiently.
また、第１レンズ群には１枚以上の球面レンズを配するのが良く、その場合、球面レンズの硝材のｄ線に対する屈折率の平均値：ndlは以下の条件（４）を満足するのが良い。 In addition, it is preferable to arrange one or more spherical lenses in the first lens group. In this case, the average value of refractive index for the d-line of the glass material of the spherical lens: ndl satisfies the following condition (4). Is good.
（４） nd1 ＞ 1.7
この条件を満足させることにより、広角レンズで問題となる歪曲収差、コマ収差を抑えることができ、レンズ枚数の少ない低価格の投射用ズームレンズとすることができる。
(4) nd1> 1.7
By satisfying this condition, distortion and coma, which are problems with wide-angle lenses, can be suppressed, and a low-cost projection zoom lens with a small number of lenses can be obtained.
なお、第１レンズ群に含まれる球面レンズは１枚でもよく、その場合には上記平均値：ndlは勿論、当該１枚の球面レンズの硝材のｄ線に対する屈折率である。 Note that the number of spherical lenses included in the first lens group may be one, and in this case, the average value: ndl is a refractive index with respect to the d-line of the glass material of the one spherical lens.
以下、投射用ズームレンズの具体的な実施例を４例挙げる。 Hereinafter, four specific examples of the projection zoom lens will be described.
実施例のデータを表す表中において、「面番号」は、拡大側(スクリーン側)から縮小側(ライトバルブ側)に向かって数えたレンズ面と絞りの面の番号である。 In the table showing the data of the examples, “surface number” is the number of the lens surface and the aperture surface counted from the enlargement side (screen side) to the reduction side (light valve side).
「＊印」を付した面番号のレンズ面は「非球面」である。
「屈折率：ｎｄおよびアッベ数：νｄ」は、ｄ線基準である。
The lens surface with the surface number marked with “*” is “aspherical surface”.
“Refractive index: nd and Abbe number: νd” are based on the d-line.
「物面」は、表示されるべき画像を投射される面(スクリーン面)であり、第１レンズ群の最も拡大側のレンズ面から７４０ｍｍの距離を基準として示している。 The “object surface” is a surface (screen surface) on which an image to be displayed is projected, and is indicated on the basis of a distance of 740 mm from the most magnified lens surface of the first lens group.
「Ｒ」により各面の曲率半径（非球面にあっては近軸曲率半径）を表し、「Ｄ」により光軸上の面間隔を表す。 “R” represents the radius of curvature of each surface (the paraxial radius of curvature for an aspherical surface), and “D” represents the surface spacing on the optical axis.
「有効径」は、光軸からの「光線の通る最大高さ」である。
「ＦＮｏ」はＦナンバである。
The “effective diameter” is the “maximum height through which the light beam passes” from the optical axis.
“FNo” is an F number.
なお、特に断らない限り、長さの元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。 Unless otherwise specified, the unit of the quantity having the length element is “mm”.
非球面は、光軸との交点を原点とする周知の次式により表示する。 The aspherical surface is displayed by the following well-known expression having the intersection with the optical axis as the origin.
Ｚ＝（１／Ｒ）・ｈ２／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）・（１／Ｒ）２・ｈ２｝］
＋Ａ３・ｈ３＋Ａ４・ｈ４＋Ａ５・ｈ５＋Ａ６・ｈ６＋・・・＋Ａｎ・ｈｎ 。
Z = (1 / R) · h 2 / [1 + √ {1− (1 + K) · (1 / R) 2 · h 2 }]
+ A3 · h 3 + A4 · h 4 + A5 · h 5 + A6 · h 6 +... + An · h n .
この式において、「Ｚ」は光軸方向の変移、「ｈ」は光軸からの高さ、「Ｒ」は近軸曲率半径、「Ｋ」は円錐定数、「Ａｎ（≧３）」はｎ次の非球面係数である。 In this equation, “Z” is a shift in the optical axis direction, “h” is a height from the optical axis, “R” is a paraxial radius of curvature, “K” is a conic constant, and “An (≧ 3)” is n. The following aspheric coefficient.
従って、上記Ｒ、Ｋ、Ａnを与えて形状を特定する。 Therefore, the shape is specified by giving R, K, and An.
「実施例１」
実施例１の投射用ズームレンズは、図１に示したものである。
"Example 1"
The projection zoom lens of Example 1 is shown in FIG.
実施例１のデータを表１に示す。 The data of Example 1 is shown in Table 1.
「非球面データ」
非球面のデータを表２に示す。
"Aspherical data"
The aspherical data is shown in Table 2.
なお、上記表記において、例えば「2.340547E-21」は「2.340547×10-21」を意味する。以下においても同様である。 In the above notation, for example, “2.340547E-21” means “2.340547 × 10 −21 ”. The same applies to the following.
「可変間隔」
可変間隔のデータを表３に示す。表中の「Wide」は広角端、「Mean」は中間焦点距離、「Tele」は「望遠端」をそれぞれ表す。
"Variable interval"
Table 3 shows the variable interval data. In the table, “Wide” represents the wide-angle end, “Mean” represents the intermediate focal length, and “Tele” represents the “telephoto end”.
「各種データ」
各種データ（焦点距離、半画角、Ｆナンバ（ＦＮｏ））を表４に示す。
"Various data"
Various data (focal length, half angle of view, F number (FNo)) are shown in Table 4.
また、像高、バックフォーカス：Ｂｆ、レンズ全長を表５に示す。 Table 5 shows the image height, back focus: Bf, and total lens length.
「像高」は、光軸からのライトバルブ(液晶パネル)の最大高さである。 “Image height” is the maximum height of the light valve (liquid crystal panel) from the optical axis.
Ｂｆは、拡大側の共役点が無限遠の時の「最も縮小側のレンズ面からライトバルブ面までの距離」である。 Bf is the “distance from the lens surface closest to the reduction side to the light valve surface” when the conjugate point on the enlargement side is infinity.
この距離は「空気換算時」即ち、色合成プリズムの無い状態の値である。 This distance is a value “when converted to air”, that is, a state where there is no color synthesis prism.
「レンズ全長」は最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの距離である。 “Lens total length” is the distance from the most magnified lens surface to the most reduced lens surface.
「条件式のパラメータの数値」
条件式（１）〜（４）のパラメータの値は以下のとおりである。
"Numeric value of conditional expression parameter"
The parameter values of conditional expressions (1) to (4) are as follows.
（１） Bf/fｗ＝3.495
（２） |ｆ1/ｆw|＝1.237
（３） STO/ENP＝3.666
（４） nd1＝1.78930 。
(1) Bf / fw = 3.495
(2) | f1 / fw | = 1.237
(3) STO / ENP = 3.666
(4) nd1 = 1.78930.
実施例１の投射用ズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を図２に、コマ収差を図３に示す。 FIG. 2 shows spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end of the projection zoom lens of Example 1, and FIG. 3 shows coma aberration.
また、中間位置における球面収差、非点収差、歪曲収差を図４に、コマ収差を図５に、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を図６に、コマ収差を図７に示す。 FIG. 4 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at the intermediate position, FIG. 5 shows coma, FIG. 6 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at the telephoto end, and FIG. 7 shows coma. .
各収差図は、５５０ｎｍの波長を持つ緑色光の収差を示すが、球面収差図、コマ収差図には赤、青の光を代表して波長：６２０ｎｍと４７０ｎｍの収差も表示している。
非点収差図における「Ｓ」はサジタル像、「Ｍ」はメリディオナル像の収差を示す。
Each aberration diagram shows the aberration of green light having a wavelength of 550 nm, but the spherical aberration diagram and coma aberration diagram also show aberrations at wavelengths of 620 nm and 470 nm, representing red and blue light.
In the astigmatism diagram, “S” indicates the sagittal image, and “M” indicates the meridional image.
以下の他の収差図に於いても上記と同様である。 The same applies to other aberration diagrams below.
実施例１の投射用ズームレンズは変倍機能を有し、広角端における画角が５５．２度と広角で、広角端におけるＦＮｏは２．０と明るい。 The projection zoom lens of Example 1 has a zooming function, the field angle at the wide-angle end is as wide as 55.2 degrees, and the FNo at the wide-angle end is as bright as 2.0.
また、レンズ全長は１２４．５９３ｍｍでコンパクトである。 The total lens length is 124.593 mm and is compact.
「実施例２」
実施例２の投射用ズームレンズは、図８に示したものである。
"Example 2"
The projection zoom lens of Example 2 is shown in FIG.
実施例２のデータを表６に示す。 The data of Example 2 is shown in Table 6.
「非球面データ」
非球面のデータを表７に示す。
"Aspherical data"
Table 7 shows the aspherical data.
「可変間隔」
可変間隔のデータを表８に示す。
"Variable interval"
Table 8 shows the variable interval data.
「各種データ」
各種データを表９に示す。
"Various data"
Various data are shown in Table 9.
像高、バックフォーカス：Ｂｆ、レンズ全長を表１０に示す。 Table 10 shows the image height, back focus: Bf, and total lens length.
「条件式のパラメータの数値」
条件式（１）〜（４）のパラメータの値は以下のとおりである。
"Numeric value of conditional expression parameter"
The parameter values of conditional expressions (1) to (4) are as follows.
（１） Bf/fｗ＝2.992
（２） |ｆ1/ｆw|＝1.087
（３） STO/ENP＝3.898
（４） nd1 = 1.81910 。
(1) Bf / fw = 2.992
(2) | f1 / fw | = 1.087
(3) STO / ENP = 3.898
(4) nd1 = 1.81910.
実施例２の投射用ズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を図９に、コマ収差を図１０に示す。 FIG. 9 shows spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide angle end of the projection zoom lens of Example 2, and FIG. 10 shows coma aberration.
また、中間位置における球面収差、非点収差、歪曲収差を図１１に、コマ収差を図１２にしめす。 FIG. 11 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at the intermediate position, and FIG. 12 shows coma aberration.
さらに、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を図１３に、コマ収差を図１４に示す。 Further, FIG. 13 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at the telephoto end, and FIG. 14 shows coma aberration.
実施例２の投射用ズームレンズは変倍機能を有し、広角端における画角が５１．１度と広角で、広角端におけるＦＮｏは２．１５と明るい。 The projection zoom lens of Example 2 has a zooming function, the field angle at the wide-angle end is as wide as 51.1 degrees, and the FNo at the wide-angle end is as bright as 2.15.
また、レンズ全長は１１７．３８６ｍｍでコンパクトである。 Further, the total lens length is 117.386 mm and is compact.
「実施例３」
実施例３の投射用ズームレンズは、図１５に示したものである。
"Example 3"
The projection zoom lens of Example 3 is shown in FIG.
実施例２のデータを表１１に示す。 The data of Example 2 is shown in Table 11.
「非球面データ」
非球面のデータを表１２に示す。
"Aspherical data"
Table 12 shows the aspherical data.
「可変間隔」
可変間隔のデータを表１３に示す。
"Variable interval"
Table 13 shows the variable interval data.
「各種データ」
各種データを表１４に示す。
"Various data"
Various data are shown in Table 14.
像高、バックフォーカス：Ｂｆ、レンズ全長を表１５に示す。 Table 15 shows image height, back focus: Bf, and total lens length.
「条件式のパラメータの数値」
条件式（１）〜（４）のパラメータの値は以下のとおりである。
"Numeric value of conditional expression parameter"
The parameter values of conditional expressions (1) to (4) are as follows.
（１） Bf/fｗ＝3.957
（２） |ｆ1/ｆw|＝1.020
（３） STO/ENP＝3.626
（４） nd1 = 1.85790 。
(1) Bf / fw = 3.957
(2) | f1 / fw | = 1.020
(3) STO / ENP = 3.626
(4) nd1 = 1.85790.
実施例３の投射用ズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を図１６に、コマ収差を図１７に示す。 FIG. 16 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at the wide angle end of the projection zoom lens of Example 3, and FIG. 17 shows coma aberration.
また、中間位置における球面収差、非点収差、歪曲収差を図１８に、コマ収差を図１９にしめす。 FIG. 18 shows spherical aberration, astigmatism, and distortion at the intermediate position, and FIG. 19 shows coma aberration.
さらに、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を図２０に、コマ収差を図２１に示す。 Further, FIG. 20 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at the telephoto end, and FIG. 21 shows coma aberration.
実施例３の投射用ズームレンズは変倍機能を有し、広角端における画角が５８．４度と極めて広角で、ＦＮｏは２．００と明るい。 The projection zoom lens of Example 3 has a zooming function, the field angle at the wide-angle end is as wide as 58.4 degrees, and the FNo is as bright as 2.00.
また、レンズ全長は１２９．７９７ｍｍでコンパクトである。 The total lens length is 129.797 mm and is compact.
「実施例４」
実施例４の投射用ズームレンズは、図２２に示したものである。
Example 4
The projection zoom lens of Example 4 is shown in FIG.
実施例４のデータを表１６に示す。 The data of Example 4 is shown in Table 16.
「非球面データ」
非球面のデータを表１７に示す。
"Aspherical data"
Table 17 shows the aspherical data.
「可変間隔」
可変間隔のデータを表１８に示す。
"Variable interval"
Table 18 shows the variable interval data.
「各種データ」
各種データを表１９に示す。
"Various data"
Various data are shown in Table 19.
像高、バックフォーカス：Ｂｆ、レンズ全長を表２０に示す。 Table 20 shows image height, back focus: Bf, and total lens length.
「条件式のパラメータの数値」
条件式（１）〜（４）のパラメータの値は以下のとおりである。
"Numeric value of conditional expression parameter"
The parameter values of conditional expressions (1) to (4) are as follows.
（１） Bf/fｗ＝2.925
（２） |ｆ1/ｆw|＝0.989
（３） STO/ENP＝3.746
（４） nd1 ＝1.81910 。
(1) Bf / fw = 2.925
(2) | f1 / fw | = 0.989
(3) STO / ENP = 3.746
(4) nd1 = 1.81910.
実施例４の投射用ズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を図２３に、コマ収差を図２４に示す。 FIG. 23 shows spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide angle end of the zoom lens for projection of Example 4, and FIG. 24 shows coma aberration.
また、中間位置における球面収差、非点収差、歪曲収差を図２６に、コマ収差を図２６に示す。 In addition, FIG. 26 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at the intermediate position, and FIG. 26 shows coma aberration.
さらに、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を図２７に、コマ収差を図２８に示す。 Further, FIG. 27 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at the telephoto end, and FIG. 28 shows coma aberration.
実施例４の投射用ズームレンズは変倍機能を有し、広角端における画角が５０．４度と広角で、広角端におけるＦＮｏは１．８０と極めて明るい。 The projection zoom lens of Example 4 has a zooming function, the field angle at the wide-angle end is as wide as 50.4 degrees, and the FNo at the wide-angle end is very bright at 1.80.
また、レンズ全長は１２７．９０１ｍｍでコンパクトである。 Further, the total lens length is 127.901 mm and is compact.
また、実施例１〜４の投射用ズームレンズは何れも、各変倍位置において、各収差が良好に補正され、性能良好である。
また、縮小側は、実用レベルでテレセントリックである。
In addition, in each of the projection zoom lenses according to Examples 1 to 4, each aberration is favorably corrected at each zoom position, and the performance is good.
The reduction side is telecentric at a practical level.
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｓ 開口絞り
Ｐ 色合成プリズム
ＭＤ 液晶パネル
G1 first lens group
G2 second lens group
G3 Third lens group
G4 4th lens group
G5 5th lens group
S Aperture stop
P color synthesis prism
MD LCD panel
Claims (6)
変倍に際しては第１レンズ群と第５レンズ群とが固定され、
第１レンズ群に、非球面レンズが１枚以上配され、
開口絞りが、第４レンズ群中に配されており、
縮小側がテレセントリックであり、
広角端における全系の焦点距離：ｆw、空気換算時のバックフォーカス：Bf、第１レンズ群の焦点距離：f1が、条件：
（１） 4.5 ≧ Bf/fw ≧ 2.5
（２） 2.0 ≧ │ｆ1/ｆw│ ≧ 0.9
を満足し、且つ、
第１レンズ群の最も拡大側のレンズ面の頂点から前記開口絞りまでの距離：STO、前記頂点から射出瞳までの距離：Enpが、条件：
（３） 2.5 ≦ STO/Enp ≦ 4.5
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 In order from the enlargement side to the reduction side, a negative first lens group, a positive second lens group, a positive third lens group, a positive fourth lens group, and a positive fifth lens group are arranged,
During zooming, the first lens group and the fifth lens group are fixed,
The first lens group, an aspherical lens is distribution or one,
An aperture stop is arranged in the fourth lens group,
The reduction side is telecentric,
The focal length of the entire system at the wide-angle end: fw, the back focus when converted to air: Bf, and the focal length of the first lens group: f1.
(1) 4.5 ≧ Bf / fw ≧ 2.5
(2) 2.0 ≧ | f1 / fw | ≧ 0.9
Satisfied, and,
The distance from the apex of the most magnified lens surface of the first lens group to the aperture stop: STO, the distance from the apex to the exit pupil: Enp, the conditions:
(3) 2.5 ≤ STO / Enp ≤ 4.5
Projection zoom lens characterized by satisfying
第５レンズ群が、１枚の正レンズで構成されることを特徴とする投射用ズームレンズ。 The projection zoom lens according to claim 1,
A projection zoom lens, wherein the fifth lens group is composed of one positive lens.
第４レンズ群を構成するレンズ枚数が、全レンズ群中で最多であることを特徴とする投射用ズームレンズ。 The projection zoom lens according to claim 1 or 2,
A projection zoom lens characterized in that the number of lenses constituting the fourth lens group is the largest among all the lens groups.
第４レンズ群が１枚以上の正レンズを含んで構成され、前記正レンズの１枚以上が、ｄ線に対するアッベ数が６０以上の硝材で形成されていることを特徴とする投射用ズームレンズ。The fourth lens group includes one or more positive lenses, and at least one of the positive lenses is formed of a glass material having an Abbe number of 60 or more with respect to the d-line. .
第１レンズ群中に配された非球面レンズの１枚が、最も拡大側に配されていることを特徴とする投射用ズームレンズ。A projection zoom lens, wherein one of the aspherical lenses arranged in the first lens group is arranged on the most magnified side.
第１レンズ群は、球面レンズを１枚以上含んでおり、該球面レンズの硝材のｄ線に対する屈折率の平均値：ndlが、条件：The first lens group includes one or more spherical lenses, and the average value of refractive index for the d-line of the glass material of the spherical lens: ndl is the condition:
（４） nd1 ＞ 1.7 (4) nd1> 1.7
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。Projection zoom lens characterized by satisfying
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