JP7081966B2 - 投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置 - Google Patents
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Description
投射用ズームレンズは、従来から種々のタイプのものが知られているが、最も拡大側に「負の屈折力のレンズ群」を配した「ネガティブリード」型のものは、広画角、縮小側のテレセントリック性、長いバックフォーカス等、投射用ズームレンズに適した光学的特性を実現し易いものとして知られている(例えば、特許文献1~3)。
ズーミングに伴うF値の変動を抑制することについては、特許文献1に記載があり、特許文献2、3に開示された投射用ズームレンズは、ズーミングに伴うF値の変動が抑制されている。
図1、図8、図15、図22、図29に、投射用ズームレンズの実施の形態を5例、例示する。勿論、この発明の投射用ズームレンズは、これら実施の形態に限定されるものではない。図1、図8、図15、図22、図29に示す実施の形態は、この順序で、後述の具体的な実施例1ないし5に対応している。
これらの図において、上の図は「広角端におけるレンズ構成」を示し、下の図は「望遠端におけるレンズ構成」を示す。図の左方が拡大側(被投射面側)であり、右方が縮小側(画像表示素子側)である。繁雑を避けるため、上記各図を通じて符号を共通化する。
即ち、符号G1、G2、G3、G4により、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群を示し、符号Sにより「開口絞り」を示す。さらに、符号MDにより「画像表示素子」を示す。これらの実施の形態においては、画像表示素子MDとして「液晶パネル」が想定され、図中の符号CGは液晶パネルの画像表示面のカバーガラスを示している。
また、これら実施の形態では、赤・緑・青の各色成分の画像を合成してカラー画像を拡大投射するものが想定され、上記各図における符号Pは「色合成用のプリズム」を示している。図に示す画像表示素子MDは「緑色画像成分用の液晶パネル」を代表して示し、他の2色の画像表示素子は図示を省略されている。
投射用ズームレンズは、縮小側が略テレセントリックであり、ズーミングに際し、第4レンズ群G4および開口絞りSが固定で、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3が光軸方向に独立して移動する。
また、ズーミングによる全変倍域においてF値が一定である。「ズーミングによる全変倍域においてF値が一定」は、F値が全変倍域において厳密に一定である場合のみならず、実質的に一定である場合も含む。
ズーミングに際しては、第1レンズ群G1ないし第3レンズ群G3の3つのレンズ群が独立して光軸上を移動し、最適位置に配分されることで全ズーム域に亘り「良好な光学性能」が実現される。
開口絞りSと第4レンズ群G4は固定されているので、画像表示素子MDから出て開口絞りSを通過する光束径は常時「一定」である。第4レンズ群G4は正の屈折力を持つので「開口絞りSから拡大側へ出ていくマージナル光線」の光軸に対する角度は緩やかであり、第1レンズG1乃至第3レンズ群G3をズーミングで光軸上を移動させても「マージナル光線が全く遮られない」ようにできF値をズーミングに関わらず一定にできる。
また、投射用ズームレンズの明るさを決める開口絞りSは、第4レンズ群G4中もしくは第4レンズ群G4の拡大側に固定的に配され、開口絞りSの中心を通過する主光線もズーミングに際して変化しないので、全ズーム域に亘り良好なテレセントリック性が実現される。
広角端から望遠端へのズーミングに際しての、第1レンズ群G1ないし第3レンズ群G3の移動は、上記の如く「互いに独立」であるが、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群G1は拡大側から縮小側へ移動し、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3は、縮小側から拡大側へ移動することができる。この構成を「構成2」という。
上記各図に実施の形態を示した投射用ズームレンズでは「広角端から望遠端へのズーミングに際する第1レンズ群G1ないし第3レンズ群G3の移動」が、上記構成2の如くなっている。レンズ全長は広角端側で長くなるので、第1レンズ群G1ないし第3レンズ群G3の移動を上記構成2の如くにすると「広角時の収差補正」が比較的容易となる。
(1) 0.1 < DP1G/DP2G < 2.0
を満足するようにする。
(2) 1.0 < Bf/fW < 2.7
(3) 1.7 <|f1/fW|< 10.0
を満足することが好ましい。この構成を「構成3」という。
条件(1)と条件(2)、(3)とは「共に満足」されるようにしてもいし、条件(2)、(3)のみが満足されるようにしてもよい。
構成4の投射用ズームレンズにおいては、第1レンズ群G1中の負レンズ:LNのアッベ数:νLN、部分分散比:θgFが、条件:
(4) 0.01< θgF-(0.6438-0.001682νLN) <0.05
を満足することが好ましい。条件(4)が満足される投射用ズームレンズの構成を「構成5」という。
構成6の投射用ズームレンズでは、第2レンズ群G2を構成する1枚の正レンズのd線に対する屈折率:N2Gが、条件:
(5) 1.8 < N2G
を満足する。
条件(1)のパラメータ:DP1G/DP2Gは、広角端から望遠端へのズーミングにおける「第2レンズ群G2の移動量に対する第1レンズ群G1の移動量の比」である。なお、ここに言う「移動量」は移動方向によらない「変位の絶対値」であり、DP1G、DP2Gは共に正の数値である。
パラメータ:DP1G/DP2Gが、条件(1)の上限を超えると、第1レンズ群G1の移動量が大きくなり、広角端における「全長やレンズ外径」が過大となり、投射用ズームレンズが大型化し易い。
また、パラメータ:DP1G/DP2Gが、条件(1)の下限を超えると、第1レンズ群G1の移動範囲が制限され、高い光学性能の維持が困難になり易い。
パラメータ:Bf/fWを条件(2)の範囲内とすることにより、投射用ズームレンズの光学性能と画像表示素子側の光学配置の容易さをバランスさせることができる。
第1レンズ群G1の負の屈折力が強くなると、拡大側の画角は大きくなるが、コマ収差や像面湾曲等の収差を良好に保つことが困難となり易い。また、全系の屈折力が小さくなりすぎると「投射画像が過小」になり易い。
従って、条件(2)と(3)とを合わせて満足させることにより、投射用ズームレンズのバックフォーカスと広画角と光学性能とを良好にバランスさせ易い。
即ち、光学ガラスの屈折率を「g線(435.83nm)に対してNg、F線(486.13nm)に対してNF、C線(656.27nm)に対してNC」とするとき、部分分散比θgFは、
θgF=(Ng-NF)/(NF-NC)
で定義される。
構成6のように、4群のレンズ群中に「1枚のレンズで構成されるレンズ群」を含めることにより、低コストでコンパクトな投射用ズームレンズの実現が可能になる。
図39は、投射型画像表示装置の1形態例であるプロジェクタを説明するための図である。
符号10で示す「プロジェクタ」は、図示を省略されたコンピュータ等から与えられる「画像情報」を被投射面S上にカラーの拡大投射画像として投射する装置である。
符号11は「コントローラ」、符号LRは「赤色光光源」、符号LGは「緑色光光源」、符号LBは「青色光光源」を示し、符号MDRは「赤色成分画像用の液晶パネル」、符号MDGは「緑色成分画像用の液晶パネル」を示し、符号MDBは「青色成分画像用の液晶パネルを示す。
符号Pは色合成用のプリズムを示す。プリズムPは「ダイクロイック膜を用いたクロスプリズム」である。
符号ZLNは「投射用ズームレンズ」を示す。この投射用ズームレンズZLNとして、請求項1~7の投射用ズームレンズ、例えば、後述の実施例1~5の投射用ズームレンズを用いることができる。
コントローラ11はまた、外部から与えられる「画像情報」に応じて、液晶パネルMDR、MDG、MDBを制御し、これらに、赤色成分画像、緑色成分画像、青色成分画像を表示する。
液晶パネルMDRに表示された赤色成分画像は、赤色光光源LRからの赤色光により照射され、液晶パネルMDRを透過した赤色光は、赤色成分画像により強度変調されて「赤色画像光」となり、プリズムPに入射する。
液晶パネルMDGに表示された緑色成分画像は、緑色光光源LGからの緑色光により照射され、液晶パネルMDGを透過した緑色光は、緑色成分画像により強度変調されて「緑色画像光」となり、プリズムPに入射する。
液晶パネルMDBに表示された青色成分画像は、青色光光源LBからの青色光により照射され、液晶パネルMDBを透過した青色光は、青色成分画像により強度変調されて「青色画像光」となり、プリズムPに入射する。
プリズムPは、入射してくる赤色画像光、緑色画像光、青色画像光を「1光束」に合成し、カラー画像光として投射用ズームレンズZLNに入射させる。
カラー画像光は、投射用ズームレンズZNLにより、被投射面であるスクリーンS上に「画像情報によるカラー画像」を拡大投射する。
これら5例の実施例である実施例1ないし実施例5は、前述の如く、図1、図8、図15、図22、図29図に示した実施の形態の具体的な数値例である。
実施例1~実施例5とも、投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側に向かって順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4を配してなっている。
サブレンズ群1bは、縮小側に大きな曲率を持つ正レンズLPと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズLNの2枚のレンズを配し、これら正レンズLPと負レンズLNの間に「縮小側に大きな曲率を持つ負の空気レンズ」を形成している。
また、サブレンズ群1cは「1枚の正レンズ」で構成されている。
「R」により各面(開口絞りSの面および、色合成用のプリズムP、カバーガラスCGの面を含む)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。
「Nd」及び「νd」により、各レンズの材質の「d線に対する屈折率とアッべ数」を示す。「像高」は光軸から画像表示面の最大高さ、「BF」は拡大側の共役点が無限遠の時の空気中(プリズム、カバーガラスのない状態)における最も縮小側のレンズ面から近軸像までの距離(バックフォーカス)を表し、「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表す。
長さの次元を持つ量の単位は、特に断らない限り「mm」である。
Z=(1/R)・h2/[1+√{1-(1+K)・(1/R)2・h2}]
+A4・h4+A6・h6+A8・h8+・・・+An・hn
で表し、上記R、K、An、を与えて形状を特定する。なお、非球面を採用した面は、面番号に「*印」を付して示している。
実施例1は図1に広角端(上図)と望遠端(下図)のレンズ構成を示したものである。
開口絞りSは、第4レンズ群G4における最も拡大側のレンズの「拡大側の面」に近接して固定的に設けられている。
以下に、投射距離:2700mmの場合における実施例1のデータを示す。
「レンズデータ」
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 2700.000
1 114.618 3.500 1.48749 70.44
2 54.709 4.074
3 60.770 17.000 1.92286 20.88
4 102.279 5.000
5 111.779 2.750 1.49700 81.61
6 39.599 13.028
7* 148.678 2.200 1.49710 81.56
8* 41.011 11.593
9 -196.388 2.000 1.49700 81.61
10 81.610 22.928
11 -93.776 10.997 2.00100 29.13
12 -60.028 1.567
13 -51.963 6.963 1.92286 20.88
14 -95.916 1.030
15 414.322 10.553 1.49700 81.61
16 -69.792 (可変)
17 80.858 3.000 1.85478 24.80
18 40.491 0.200
19 40.631 8.288 1.80610 33.27
20 124.218 (可変)
21 145.482 4.159 1.49700 81.61
22 1434.729 (可変)
23(絞り) ∞ 0.586
24 -209.853 3.000 1.49700 81.61
25 -111.085 13.272
26 -38.171 2.000 1.70154 41.15
27 114.986 2.309
28* 59.121 9.929 1.49710 81.56
29* -39.140 0.200
30 103.020 2.000 1.72342 37.99
31 47.443 2.264
32 86.362 12.522 1.49700 81.61
33 -30.834 0.200
34 -31.066 1.300 1.85026 32.27
35 237.978 0.500
36 287.469 8.663 1.92286 20.88
37 -55.202 0.200
38 107.474 8.068 1.49700 81.61
39 -109.500 11.000
40 ∞ 52.000 1.51680 64.17
41 ∞ 5.700
42 ∞ 3.000 1.48640 65.40
43 ∞ 0.300
像面 ∞ 。
「非球面データ」
非球面のデータを以下に示す。
「第7面」
K=14.487449、
A4=-3.942359×10-7、
A6=-1.825420×10-9、
A8=1.319733×10-12、
A10=-4.961563×10-16、
A12=-9.173501×10-20
「第8面」
K=1.804924×10-1、
A4=-1.853522×10-6、
A6=-2.994599×10-9、
A8=5.834780×10-13、
A10=1.544799×10-16、
A12=-6.299101×10-19
「第28面」
K=-2.585589、
A4=-7.187182×10-8、
A6=1.148045×10-9、
A8=-4.755433×10-12、
A10=1.928669×10-14、
A12=-2.895439×10-17
「第29面」
K=1.593398、
A4=4.389851×10-6、
A6=4.345218×10-9、
A8=4.293337×10-12、
A10=9.280262×10-15、
A12=1.567078×10-17 。
上に示したレンズデータにおいて「可変」と表示された面間隔が「可変間隔」であり、広角端・中間焦点距離(中間と表示)・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
D16 60.562 30.495 4.651
D20 2.000 6.307 8.135
D22 9.593 16.693 24.193 。
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
焦点距離 25.316 27.823 30.328
F値 2.0 2.0 2.0
半画角 32.63° 30.29° 28.21°
像高 16.000 16.000 16.000
BF 53.300 53.300 53.300
レンズ全長 270.000 251.341 234.823 。
条件(1)ないし(4)の各パラメータの値を以下に示す。
(1)DP1G/DP2G = 1.697
(2)Bf/fW = 2.105
(3)|f1/fW|= 8.267
(4)θgF-(0.6438-0.001682νLN) = 0.0282 。
「中間焦点距離」における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図4に、コマ収差の図を図5に、「望遠端」における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図6に、コマ収差の図を図7に示す。
D4 5.976
D14 1.550
D16 59.066 。
実施例2は図8に広角端(上図)と望遠端(下図)のレンズ構成を示したものである。
実施例2の投射用ズームレンズは、第2レンズ群G2が「1枚の正レンズ」で構成された例である。第1レンズ群G1、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4は何れも複数枚のレンズで構成され、開口絞りSは、第4レンズ群G4における最も拡大側のレンズの「拡大側の面」に近接して固定的に設けられている。
「レンズデータ」
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 2700.000
1 106.475 15.200 2.00100 29.13
2 220.727 0.301
3 124.860 2.750 1.49700 81.61
4 39.850 14.797
5* 307.585 2.400 1.49710 81.56
6* 43.995 18.953
7 -56.784 2.000 1.75211 25.05
8 124.361 5.460
9 -227.051 7.001 1.92286 20.88
10 -67.272 4.686
11 -44.259 2.000 1.92286 20.88
12 -68.008 1.143
13 -71.087 7.457 1.49700 81.61
14 -45.906 (可変)
15 250.192 7.437 2.00100 29.13
16 -169.442 (可変)
17 197.701 9.413 1.49700 81.61
18 -45.054 0.200
19 -44.446 2.000 1.55298 55.07
20 -77.077 (可変)
21(絞り) ∞ 2.767
22 -95.565 2.000 1.67270 32.17
23 255.948 3.181
24 -52.160 3.622 1.75367 37.50
25 -98.918 6.104
26* 102.081 5.544 1.49710 81.56
27* -74.376 3.737
28 80.121 5.447 1.69895 30.05
29 56.062 1.626
30 103.243 11.158 1.49700 81.61
31 -28.331 0.215
32 -27.996 1.300 1.78470 26.29
33 92.968 0.500
34 100.437 16.000 1.92286 20.88
35 -60.534 5.251
36 59.052 11.000 1.49700 81.61
37 358.459 11.000
38 ∞ 32.000 1.51680 64.17
39 ∞ 5.700
40 ∞ 3.000 1.48640 65.40
41 ∞ 0.300
像面 ∞ 。
非球面のデータを以下に示す。
「第5面」
K=61.859984、
A4=1.798782×10-6、
A6=-1.185521×10-9、
A8=9.774983×10-13、
A10=-3.965492×10-16、
A12=1.446459×10-19
「第6面」
K=7.329964×10-1、
A4=-8.599894×10-8、
A6=-2.502768×10-9、
A8=1.943342×10-12、
A10=-2.455757×10-15、
A12=9.117421×10-19
「第26面」
K=11.758452、
A4=-3.911935×10-7、
A6=1.636185×10-9、
A8=-1.203025×10-11、
A10=4.108715×10-14、
A12=-4.538341×10-17
「第27面」
K=3.356161、
A4=1.992653×10-6、
A6=2.513905×10-9、
A8=-9.939873×10-12、
A10=3.180958×10-14、
A12=-2.551441×10-17 。
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
D14 13.016 6.263 1.000
D16 72.834 68.546 64.341
D20 1.500 11.231 20.434 。
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
焦点距離 25.235 27.767 30.303
Fナンバ 2.0 2.0 2.0
半画角 32.55° 30.03° 27.80°
像高 16.000 16.000 16.000
BF 40.114 40.114 40.114
レンズ全長 270.000 268.690 268.424 。
条件(1)ないし(5)の各パラメータの値を以下に示す。
(1)DP1G/DP2G = 0.151
(2)Bf/fW = 1.590
(3)|f1/fW|= 1.864
(4)θgF-(0.6438-0.001682νLN) = 0.0282
(5)N2G = 2.00100 。
実施例3は図15に広角端及び望遠端におけるレンズ構成を示したものである。
第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4は何れも複数枚のレンズで構成され、第3レンズ群G3は1枚の両凸レンズ(縮小側の曲率が大きい)により構成されている。
開口絞りSは、第4レンズ群G4における最も拡大側のレンズの「拡大側の面」に近接して固定的に設けられている。
以下に、投射距離:2700mmの場合における実施例3のデータを示す。
「レンズデータ」
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 2700.000
1 111.988 21.000 1.80100 34.97
2 353.405 0.300
3 108.551 3.500 1.51742 52.15
4 43.816 20.341
5 1162.620 2.750 1.49700 81.61
6 109.151 4.616
7* -418.057 2.200 1.49710 81.56
8* 53.539 15.607
9 -60.127 2.000 1.64769 33.84
10 124.336 4.892
11 -295.755 7.729 2.00100 29.13
12 -63.180 5.069
13 -41.292 2.000 1.85896 22.73
14 -108.948 1.114
15 -113.795 11.000 1.49700 81.61
16 -45.584 (可変)
17 203.171 3.000 1.74950 35.33
18 111.286 1.094
19 135.399 9.000 2.00100 29.13
20 -196.122 (可変)
21 233.997 12.000 1.49700 81.61
22 -98.771 (可変)
23(絞り) ∞ 0.228
24 -719.282 2.481 1.68893 31.16
25 265.551 17.265
26 -42.036 2.000 1.90366 31.32
27 -99.248 0.200
28* 2101.383 5.878 1.49710 81.56
29* -45.695 0.200
30 119.627 2.000 1.90366 31.32
31 76.104 1.288
32 141.988 11.444 1.49700 81.61
33 -28.319 0.200
34 -28.050 4.492 1.80000 29.84
35 103.923 0.500
36 116.494 12.024 1.92119 23.96
37 -59.588 0.200
38 65.633 9.678 1.49700 81.61
39 -182.804 11.000
40 ∞ 42.000 1.51680 64.17
41 ∞ 5.700
42 ∞ 3.000 1.48640 65.40
43 ∞ 0.300
像面 ∞ 。
非球面のデータを以下に示す。
「第7面」
K=-37.152181、
A4=2.035364×10-6、
A6=-1.486835×10-9、
A8=1.184204×10-12、
A10=-1.673910×10-16、
A12=2.125291×10-21
「第8面」
K=1.093743、
A4=4.746222×10-9、
A6=-2.039794×10-9、
A8=1.102163×10-12、
A10=-7.473956×10-16、
A12=7.969077×10-19
「第28面」
K=99.000000、
A4=5.695715×10-7、
A6=4.119019×10-9、
A8=-1.012245×10-11、
A10=4.685321×10-14、
A12=-2.976678×10-17
「第29面」
K=1.838004、
A4=2.959810E-06×10-6、
A6=4.783293E-09×10-9、
A8=-2.233030E-12×10-12、
A10=1.660811E-14×10-14、
A12=3.195174E-17×10-17 。
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
D16 14.092 6.740 1.000
D20 75.121 69.569 64.273
D22 1.500 12.192 22.220 。
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
焦点距離 25.403 27.950 30.503
Fナンバ 2.0 2.0 2.0
半画角 32.32° 29.86° 27.67°
像高 16.000 16.000 16.000
BF 46.707 46.707 46.707
レンズ全長 290.000 287.789 286.781 。
条件(1)ないし(4)の各パラメータの値を以下に示す。
(1)DP1G/DP2G = 0.326
(2)Bf/fW = 1.839
(3)|f1/fW|= 1.951
(4)θgF-(0.6438-0.001682νLN) = 0.0237 。
実施例4は、図22に広角端と望遠端におけるレンズ構成を示したものである。
開口絞りSは、第4レンズ群G4における最も拡大側のレンズの「拡大側の面」に近接して固定的に設けられている。
以下に、投射距離:2700mmの場合における実施例4のデータを示す。
「レンズデータ」
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 2700.000
1 106.633 21.000 1.72342 37.99
2 427.284 0.300
3 170.178 3.500 1.48749 70.44
4 47.235 19.803
5 537.432 2.750 1.48749 70.44
6 64.471 5.466
7* 286.531 2.200 1.49710 81.56
8* 54.437 16.423
9 -60.774 2.000 1.56732 42.84
10 128.100 5.396
11 -248.768 7.235 2.00100 29.13
12 -68.141 5.369
13 -43.185 2.000 1.92286 20.88
14 -98.449 1.132
15 -103.303 10.883 1.49700 81.61
16 -46.284 (可変)
17 217.309 2.500 1.74950 35.33
18 127.562 1.348
19 167.365 9.000 2.00100 29.13
20 -178.035 (可変)
21 212.483 5.705 1.49700 81.61
22 -101.832 (可変)
23(絞り) ∞ 0.748
24 -152.981 2.000 1.74950 35.33
25 313.017 16.926
26 -39.736 2.285 1.95375 32.32
27 -66.341 1.733
28* 614.135 6.380 1.51633 64.07
29* -46.622 0.200
30 99.655 2.000 1.95000 29.37
31 62.036 1.218
32 91.701 11.953 1.49700 81.61
33 -31.060 0.230
34 -30.915 1.300 1.80000 29.84
35 116.551 0.500
36 132.765 11.422 1.92286 20.88
37 -76.908 1.117
38 82.897 9.617 1.49700 81.61
39 -101.970 11.000
40 ∞ 52.000 1.51680 64.17
41 ∞ 5.700
42 ∞ 3.000 1.48640 65.40
43 ∞ 0.300
像面 ∞ 。
非球面のデータを以下に示す。
「第7面」
K=56.901336、
A4=1.482434×10-6、
A6=-1.545069×10-9、
A8=1.165322×10-12、
A10=-4.247046×10-17、
A12=-1.260937×10-19
「第8面」
K=1.121687、
A4=8.824482×10-8、
A6=-2.344765×10-9、
A8=1.563168×10-12、
A10=-4.784365×10-16、
A12=1.802333×10-19
「第28面」
K=64.173010、
A4=3.161508×10-7、
A6=2.635179×10-9、
A8=-9.254100×10-12、
A10=2.780843×10-14、
A12=-1.947356×10-17
「第29面」
K=1.850683、
A4=2.683265×10-6、
A6=3.895499×10-9、
A8=-2.669465×10-12、
A10=1.066311×10-14、
A12=1.172932×10-17 。
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
D16 14.660 6.981 1.000
D20 80.200 74.367 68.942
D22 1.500 12.004 21.829 。
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
焦点距離 25.388 27.931 30.478
Fナンバ 2.0 2.0 2.0
半画角 32.34° 29.87° 27.68°
像高 16.000 16.000 16.000
BF 53.300 53.300 53.300
レンズ全長 290.000 286.992 285.411 。
条件(1)ないし(4)の各パラメータの値を以下に示す。
(1)DP1G/DP2G = 0.506
(2)Bf/fW = 2.099
(3)|f1/fW|= 1.950
(4)θgF-(0.6438-0.001682νLN) = 0.0282 。
実施例5は図29に広角端及び望遠端におけるレンズ構成を示したものである。
開口絞りSは、第4レンズ群G4における最も拡大側のレンズの「縮小側の面」に近接して固定的に設けられている。即ち、実施例5においては、開口絞りSは第5レンズ群G5の群内に設けられている。
以下に、投射距離:2700mmの場合における実施例5のデータを示す。
「レンズデータ」
面番号 R D Nd νd
物面 ∞ 2700.000
1 111.334 18.000 1.80610 33.27
2 441.176 0.300
3 249.515 3.500 1.48749 70.44
4 44.028 20.661
5 -9238.189 2.750 1.51680 64.20
6 106.798 2.000
7* 391.367 2.200 1.49710 81.56
8* 57.122 17.111
9 -64.048 2.000 1.57501 41.51
10 114.698 4.356
11 2397.226 8.644 2.00100 29.13
12 -80.888 5.939
13 -46.980 2.000 1.92286 20.88
14 -123.591 1.102
15 -124.621 10.998 1.49700 81.61
16 -50.435 (可変)
17 416.080 2.500 1.70154 41.15
18 174.850 0.631
19 201.499 9.000 2.00330 28.27
20 -170.065 (可変)
21 167.462 5.975 1.48749 70.44
22 -111.663 (可変)
23 -105.269 2.000 1.80610 33.27
24 3212.681 0.332
25(絞り) ∞ 20.192
26 -52.062 2.000 1.95000 29.37
27 -123.972 0.222
28* 165.408 5.658 1.51633 64.07
29* -58.736 0.200
30 114.999 2.000 1.95000 29.37
31 63.467 1.502
32 122.330 11.308 1.49700 81.61
33 -27.726 0.200
34 -27.905 1.632 1.80610 33.27
35 138.481 0.500
36 164.685 10.647 1.92119 23.96
37 -56.828 0.351
38 73.781 9.065 1.49700 81.61
39 -135.234 11.000
40 ∞ 62.000 1.51680 64.17
41 ∞ 5.700
42 ∞ 3.000 1.48640 65.40
43 ∞ 0.300
像面 ∞ 。
非球面のデータを以下に示す。
「第7面」
K=99、
A4=1.858978×10-6、
A6=-1.427975×10-9、
A8=9.626988×10-13、
A10=-9.565907×10-17、
A12=1.547740×10-20
「第8面」
K=1.129596、
A4=4.985104×10-8、
A6=-2.351118×10-9、
A8=1.660536×10-12、
A10=-1.020311×10-15、
A12=5.282089×10-19
「第28面」
K=34.101408、
A4=3.085869×10-7、
A6=3.454313×10-9、
A8=-8.006743×10-12、
A10=3.516745×10-14、
A12=-1.723407×10-17
「第29面」
K=1.869507、
A4=2.435073×10-6、
A6=4.272971×10-9、
A8=-3.191354×10-12、
A10=1.795321×10-14、
A12=2.750137×10-17 。
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
D16 15.222 7.189 1.000
D20 85.801 78.561 72.085
D22 1.500 12.108 21.918 。
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。
ズーム位置 広角端 中間 望遠端
焦点距離 25.336 27.873 30.413
Fナンバ 2.0 2.0 2.0
半画角 32.42° 29.93° 27.72°
像高 16.000 16.000 16.000
BF 59.893 59.893 59.893
レンズ全長 290.000 285.335 282.480 。
条件(1)ないし(4)の各パラメータの値を以下に示す。
(1)DP1G/DP2G = 1.122
(2)Bf/fW = 2.364
(3)|f1/fW|= 2.051
(4)θgF-(0.6438-0.001682νLN) = 0.0282 。
以上に説明したように、この発明によれば、以下の如き投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置を実現できる。
[1]
拡大側から縮小側に向かって順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群(G1)、正の屈折力を持つ第2レンズ群(G2)、正の屈折力を持つ第3レンズ群(G3)、正の屈折力を持つ第4レンズ群(G4)を配し、第4レンズ群中もしくは第4レンズ群の拡大側に開口絞り(S)を固定的に配してなり、縮小側が略テレセントリックであり、ズーミングに際し、第4レンズ群(G4)および前記開口絞り(S)が固定で、第1レンズ群(G1)、第2レンズ群(G2)、第3レンズ群(G3)が光軸方向に独立して移動し、前記ズーミングによる全変倍域においてF値が一定である投射用ズームレンズ(実施例1~5)。
[1]記載の投射用ズームレンズであって、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群(G1)は、拡大側から縮小側へ移動し、第2レンズ群(G2)、第3レンズ群(G3)は、縮小側から拡大側へ移動し、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第1レンズ群の移動量:DP1G、第2レンズ群の移動量:DP2Gが、条件:
(1) 0.1 < DP1G/DP2G < 2.0
を満足する投射用ズームレンズ(実施例1~5)。
[1]または[2]記載の投射用ズームレンズであって、拡大側の共役点が無限遠の時の空気中におけるバックフォーカス:Bf、広角端における全系の焦点距離:fW、第1レンズ群の焦点距離:f1が、条件:
(2) 1.0 < Bf/fW < 2.7
(3) 1.7 <|f1/fW|< 10.0
を満足する投射用ズームレンズ(実施例1~5)。
[1]ないし[3]の何れか1に記載の投射用ズームレンズであって、第1レンズ群中に、縮小側に大きな曲率を持つ正レンズ:LPと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズ:LNの2枚のレンズが拡大側から順に配されて、前記正レンズ:LPと前記負レンズ:LNの間に、縮小側に大きな曲率を持つ負の空気レンズが形成されている投射用ズームレンズ(実施例1~5)。
[4]記載の投射用ズームレンズであって、第1レンズ群(G1)中の負レンズ:LNのアッベ数:νLN、部分分散比:θgFが、条件:
(4) 0.01< θgF-(0.6438-0.001682νLN) <0.05
を満足する投射用ズームレンズ(実施例1~5)。
[1]ないし[5]の何れか1に記載の投射用ズームレンズであって、第2レンズ群(G2)は1枚の正レンズで構成され、該正レンズのd線に対する屈折率:N2Gが、条件:
(5) 1.8 < N2G
を満足する投射用ズームレンズ(実施例2)。
[1]ないし[6]の何れか1に記載の投射用ズームレンズであって、第1レンズ群は、拡大側から縮小側へ向かって順に、1aサブレンズ群、負の屈折力を持つ1bサブレンズ群、正の屈折力を持つ1cサブレンズ群を配してなり、拡大側の共役点を遠距離から近距離方向へ移動させるフォーカシングに際して、前記1cサブレンズ群が光軸上を拡大側から縮小側に移動するとともに、前記1aサブレンズ群と前記1bサブレンズ群の間隔が変化する投射用ズームレンズ(実施例1~5)。
[1]ないし[7]の何れか1項に記載の投射用ズームレンズを搭載してなる投射型画像表示装置(図39)。
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
S 開口絞り
P プリズム
CG カバーガラス
MD 画像表示素子
Claims (7)
- 拡大側から縮小側に向かって順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群、正の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、正の屈折力を持つ第4レンズ群を配し、第4レンズ群中もしくは第4レンズ群の拡大側に開口絞りを固定的に配してなり、縮小側が略テレセントリックであり、
第1レンズ群中に、縮小側に大きな曲率を持つ正レンズ:LPと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズ:LNの2枚のレンズが拡大側から順に配されて、前記正レンズ:LPと前記負レンズ:LNの間に、縮小側に大きな曲率を持つ負の空気レンズが形成され、
ズーミングに際し、第4レンズ群および前記開口絞りが固定で、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群が光軸方向に独立して移動し、前記ズーミングによる全変倍域においてF値が一定である投射用ズームレンズ。 - 請求項1記載の投射用ズームレンズであって、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群は、拡大側から縮小側へ移動し、第2レンズ群、第3レンズ群は、縮小側から拡大側へ移動し、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第1レンズ群の移動量:DP1G、第2レンズ群の移動量:DP2Gが、条件:
(1) 0.1 < DP1G/DP2G < 2.0
を満足する投射用ズームレンズ。 - 請求項1または2記載の投射用ズームレンズであって、
拡大側の共役点が無限遠の時の空気中におけるバックフォーカス:Bf、広角端における全系の焦点距離:fW、第1レンズ群の焦点距離:f1が、条件:
(2) 1.0 < Bf/fW < 2.7
(3) 1.7 <|f1/fW|< 10.0
を満足する投射用ズームレンズ。 - 請求項1~3の何れか1項に記載の投射用ズームレンズであって、
第1レンズ群中の負レンズ:LNのアッベ数:νLN、部分分散比:θgFが、条件:
(4) 0.01< θgF-(0.6438-0.001682νLN) <0.05
を満足する投射用ズームレンズ。 - 請求項1~4の何れか1項に記載の投射用ズームレンズであって、
第2レンズ群は1枚の正レンズで構成され、該正レンズのd線に対する屈折率:N2Gが、条件:
(5) 1.8 < N2G
を満足する投射用ズームレンズ。 - 請求項1~5の何れか1項に記載の投射用ズームレンズであって、
第1レンズ群は、拡大側から縮小側へ向かって順に、1aサブレンズ群、負の屈折力を持つ1bサブレンズ群、正の屈折力を持つ1cサブレンズ群を配してなり、拡大側の共役点を遠距離から近距離方向へ移動させるフォーカシングに際して、前記1cサブレンズ群が光軸上を拡大側から縮小側に移動するとともに、前記1aサブレンズ群と前記1bサブレンズ群の間隔が変化する投射用ズームレンズ。 - 請求項1~6の何れか1項に記載の投射用ズームレンズを搭載してなる投射型画像表示装置。
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---|---|---|---|
JP2017242991 | 2017-12-19 | ||
JP2017242991 | 2017-12-19 |
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