JP2000019400A - Zoom lens - Google Patents

Zoom lens

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JP2000019400A
JP2000019400A JP10198053A JP19805398A JP2000019400A JP 2000019400 A JP2000019400 A JP 2000019400A JP 10198053 A JP10198053 A JP 10198053A JP 19805398 A JP19805398 A JP 19805398A JP 2000019400 A JP2000019400 A JP 2000019400A
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zoom lens
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a zoom lens being optimum for a liquid crystal projector having excellent optical performance extending over a whole variable power range to a telephoto end from a wide angle end and extending over a whole object distance to an extremely closest distance object from an infinite distance object. SOLUTION: This zoom lens is provided with five lens groups being the 1st group L1 whose refractive power is negative, the 2nd group L2 whose refractive power is positive, the 3rd group L3 whose refractive power is negative, the 4th group L4 whose refractive power is positive and the 5th group L5 whose refractive power is positive in order from a 1st conjugate point whose distance is long. Then, a variable power action to the telephoto end from the wide angle end is executed by moving the 2nd and the 4th groups to the 1st conjugate point. Besides, at least one lens group out of the respective lens groups is provided with at least one diffraction type optical element being asymmetric with respect to an optical axis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ズームレンズに関
し、特にレンズ系後方に色合成プリズムや色合成ミラー
や各種のフィルターを有した液晶ビデオプロジェクター
等に好適なテレセントリック系で、しかも画面全体にわ
たり良好な光学性能を有するバックフォーカスの長いズ
ームレンズに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zoom lens, and more particularly to a telecentric system suitable for a liquid crystal video projector having a color synthesizing prism, a color synthesizing mirror and various filters at the rear of the lens system. The present invention relates to a zoom lens having a long back focus and excellent optical performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりレンズ系の後方に色合成プリズ
ム、偏光フィルター、カラーフィルター等の各種の光学
部材を配置した液晶ビデオプロジェクター用のバックフ
ォーカスが比較的長いレンズ系(投影レンズ系)が種々
と提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are various lens systems (projection lens systems) having a relatively long back focus for liquid crystal video projectors in which various optical members such as a color combining prism, a polarizing filter, and a color filter are arranged behind a lens system. It has been proposed.

【0003】このようなレンズ系が、例えば、特開昭6
2―291613号公報や特開平3―145613号公
報等で提案されている。
Such a lens system is disclosed in, for example,
It has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-291613 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-145613.

【0004】これらのうち特開昭62―291613号
公報のレンズ系は歪曲収差が−5%程度ある。また、特
開平3―145613号公報のレンズ系は非点収差が大
きくなる傾向があった。
The lens system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-291613 has a distortion of about -5%. Further, the lens system disclosed in JP-A-3-145613 tends to have large astigmatism.

【0005】更に、RBG各色による画像の大きさのず
れ、すなわち倍率色収差が大きいため高精細な液晶表示
素子の画像を投影したときに、色のずれが目立つことが
あった。
[0005] Further, since the size deviation of the image due to each of the RBG colors, that is, the magnification chromatic aberration is large, the color deviation sometimes becomes conspicuous when an image of a high-definition liquid crystal display device is projected.

【0006】また、諸収差の補正とレンズ枚数の減少の
ためには、従来よりレンズ系の一部に非球面を用いるこ
とが知られている。非球面を用いるとレンズ枚数の削減
と球面では得られない収差補正効果が期待でき有効であ
る。
In order to correct various aberrations and reduce the number of lenses, it is conventionally known to use an aspherical surface as a part of a lens system. The use of an aspherical surface is effective because the number of lenses can be reduced and an aberration correction effect that cannot be obtained with a spherical surface can be expected.

【0007】高画素対応のレンズ系においては諸収差の
除去のうち、色収差の補正が特に重要となってくる。し
かしながら非球面では色収差の良好なる補正は難しい。
In a lens system corresponding to a high number of pixels, correction of chromatic aberration is particularly important in removing various aberrations. However, good correction of chromatic aberration is difficult with an aspherical surface.

【0008】最近ではレンズ系の収差を抑えるために構
成レンズ群の数を増して、各レンズ群の収差分担を小さ
くして自由度を増やすズームレンズが多く提案されてい
る。
Recently, many zoom lenses have been proposed in which the number of constituent lens groups is increased in order to suppress the aberration of the lens system, and the degree of freedom is increased by reducing the aberration sharing of each lens group.

【0009】レンズ系としてズームレンズを用いたと
き、 色収差については第1群で補正し、特に第1 群で
色収差の発生を小さく抑える必要がある。そうしない
と、主変倍群である第2群以降のレンズ群の移動によっ
て色収差のズーミングに伴う変動が大きくなってくる。
When a zoom lens is used as a lens system, it is necessary to correct chromatic aberration in the first lens unit, and particularly to suppress occurrence of chromatic aberration in the first lens unit. Otherwise, the fluctuation of the chromatic aberration accompanying zooming increases due to the movement of the second and subsequent lens units, which are the main zooming units.

【0010】また第2群以降の変倍群においても色収差
等の変動を小さくさせる必要がある。そのために従来で
は、各レンズ群を構成するレンズは、複数の分散値の異
なる材質より成るレンズを多用し色消しを行っていた。
また負レンズと正レンズを貼り合わせて補正していた。
そのため各レンズ群を構成するレンズ枚数が多くなりレ
ンズ系全体が大型化する傾向があった。
It is also necessary to reduce fluctuations in chromatic aberration and the like in the second and subsequent zooming units. Therefore, in the related art, achromatizing is performed by frequently using lenses made of a plurality of materials having different dispersion values as lenses constituting each lens group.
In addition, correction was performed by bonding a negative lens and a positive lens.
Therefore, the number of lenses constituting each lens group is increased, and the entire lens system tends to be large.

【0011】一方、色収差の発生、変動を小さく抑える
方法として近年回折作用を有した回折型光学素子(回折
光学素子)を撮像光学系に応用する提案がなされてい
る。
On the other hand, as a method of suppressing the occurrence and fluctuation of chromatic aberration, it has recently been proposed to apply a diffractive optical element (diffractive optical element) having a diffractive effect to an image pickup optical system.

【0012】例えば特開平4ー213421号公報、特開平6ー32
4262号公報等で回折光学素子を用いた光学系が提案され
ている。
For example, JP-A-4-213421, JP-A-6-32
No. 4262 proposes an optical system using a diffractive optical element.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】前述の回折光学素子を
用いた光学系は単レンズに回折光学素子を応用したもの
であり、色収差に対する言及はあるが、ズームレンズ特
有の色収差のズーミングによる変動の除去等の考察、記
載はなく、ズームレンズへの応用は行われていない。
The above-mentioned optical system using a diffractive optical element is an application of a diffractive optical element to a single lens, and although there is a reference to chromatic aberration, fluctuation of chromatic aberration peculiar to a zoom lens due to zooming is mentioned. There is no consideration or description of removal or the like, and no application to a zoom lens is performed.

【0014】ズームレンズへの応用に関しては米国特許
(USP)5,268,790 号公報で、全体として4つのレン
ズ群より成るズームレンズが提案されている。該従来例
は主変倍群である第2群もしくは補正群である第3群に
回折型光学素子を用いることを提案しており、第1群に
ついては従来通りのレンズ構成であった。この構成では
第1群で発生する色収差はそのままであり、ズーミング
に伴い、その色収差は第2群等変倍群の移動により増倍
あるいは変動することになり効率的ではなかった。
With respect to application to a zoom lens, US Pat. No. 5,268,790 proposes a zoom lens composed of four lens groups as a whole. This conventional example proposes using a diffractive optical element for the second unit that is the main zooming unit or the third unit that is the correction unit, and the first unit has a conventional lens configuration. In this configuration, the chromatic aberration generated in the first group remains unchanged, and the chromatic aberration increases or fluctuates due to the movement of the second-unit equal-magnification unit during zooming, and is not efficient.

【0015】本発明は、全体として5つのレンズ群を有
し、このうち所定のレンズ群に回折光学素子を適切に設
定することにより、非点収差及び歪曲収差が少なく、か
つ、高精細の液晶に対応した倍率色収差が良好に補正し
たバックフォーカスの長いテレセントリック系のズーム
レンズの提供を目的とする。
The present invention comprises a total of five lens groups. Of these, by appropriately setting a diffractive optical element in a predetermined lens group, it is possible to reduce astigmatism and distortion and to obtain a high-definition liquid crystal. It is an object of the present invention to provide a telecentric zoom lens having a long back focus and excellent correction of chromatic aberration of magnification corresponding to (1).

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、(1−1)距離の長い方の第1 共役点から順に負の
屈折力の第1群、正の屈折力の第2 群、負の屈折力の第
3群、正の屈折力の第4群、そして正の屈折力の第5群
の5つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍を
該第2群と第4群を第1共役点側へ移動させて行い、前
記各レンズ群のうち少なくとも一方のレンズ群は光軸に
対し、対称な回折型光学素子を少なくとも1つ有してい
ることを特徴としている。
The zoom lens according to the present invention comprises: (1-1) a first unit having a negative refractive power, a second unit having a positive refractive power, in order from the first conjugate point having a longer distance, The zoom lens has five lens units, a third unit having a negative refractive power, a fourth unit having a positive refractive power, and a fifth unit having a positive refractive power, and performs zooming from the wide-angle end to the telephoto end. And moving the fourth group to the first conjugate point side, wherein at least one of the lens groups has at least one diffractive optical element symmetrical with respect to the optical axis. And

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1,図4,図7,図10,図1
3は各々本発明の数値実施例1〜5のレンズ断面図であ
る。図中Sはスクリーン面、LCDは被投影画像として
の液晶表示素子である。スクリーン面Sは距離の長い方
の第1共役点側にある。液晶表示素子LCDは距離の短
い方の第2共役点にある。
FIG. 1, FIG. 4, FIG. 7, FIG. 10, FIG.
3 is a lens sectional view of each of Numerical Examples 1 to 5 of the present invention. In the figure, S is a screen surface, and LCD is a liquid crystal display element as an image to be projected. The screen surface S is on the first conjugate point side with the longer distance. The liquid crystal display element LCD is located at the shorter second conjugate point.

【0018】図中、L1は負の屈折力の第1群(第1レ
ンズ群)、L2は正の屈折力の第2群(第2レンズ
群)、L3は負の屈折力の第3群(第3レンズ群)、L
4は正の屈折力の第4群(第4レンズ群)、L5は正の
屈折力の第5群(第5レンズ群)である。GBは赤外カ
ットフィルター等のガラスブロックである。液晶表示素
子LCDは像面に相当している。
In the drawing, L1 denotes a first group (first lens group) having a negative refractive power, L2 denotes a second group (second lens group) having a positive refractive power, and L3 denotes a third group having a negative refractive power. (Third lens group), L
Reference numeral 4 denotes a fourth group (fourth lens group) having a positive refractive power, and L5 denotes a fifth group (fifth lens group) having a positive refractive power. GB is a glass block such as an infrared cut filter. The liquid crystal display element LCD corresponds to an image plane.

【0019】矢印は広角端から望遠端への変倍(ズーミ
ング)を行う際の各レンズ群の移動軌跡を示している。
Arrows indicate the trajectories of the movements of the respective lens units when zooming from the wide-angle end to the telephoto end.

【0020】本発明では広角端から望遠端への変倍に際
して第2群L2と第4群L4を第1共役点側へ移動させ
ている。
In the present invention, at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit L2 and the fourth unit L4 are moved toward the first conjugate point.

【0021】このとき第2群と第3群との間隔が増大
し、第3群と第4群との間隔が減少するようにしてい
る。第3群は変倍に際して固定又は第2共役点側へ単調
に若しくは第1共役点側に凸状の軌跡を有しつつ移動さ
せている。第1群と第5群は変倍に際して固定である。
At this time, the interval between the second and third units is increased, and the interval between the third and fourth units is reduced. The third lens unit is fixed or moved monotonously to the second conjugate point side or moved while having a convex locus to the first conjugate point side during zooming. The first and fifth units are fixed during zooming.

【0022】第1 群L1を移動させてフォーカスを行っ
ている。第1 群から第5 群のうち少なくとも1つのレン
ズ群に光軸に対して回転対称な回折光学素子を少なくと
も1つ設けている。
The focus is performed by moving the first lens unit L1. At least one diffractive optical element rotationally symmetric with respect to the optical axis is provided in at least one of the first to fifth lens groups.

【0023】本実施形態における回折光学素子は、ホロ
グラフィック光学素子(HOE)の製作手法であるリソ
グラフィック手法で2 値的に製作している。回折光学素
子はバイナリーオプティックス(BINARY OPTICS)で製作
しても良い。この場合、更に回折効率を上げるためにキ
ノフォームと呼ばれる鋸状の形状にしても良い。またこ
れらの方法で製作した方によって成型により製造しても
良い。
The diffractive optical element according to the present embodiment is manufactured in a binary manner by a lithographic technique which is a technique for producing a holographic optical element (HOE). The diffractive optical element may be manufactured by binary optics (BINARY OPTICS). In this case, in order to further increase the diffraction efficiency, a saw-like shape called a kinoform may be used. Further, it may be manufactured by molding by those manufactured by these methods.

【0024】また本実施形態における回折光学素子の形
状は、基準波長(d線)をλ、光軸からの距離をh、位
相をφ(h)としたとき φ(h)=2π/λ(C1・h2 +C2・h4 +‥‥‥Ci・h2i) ‥‥‥(a ) (a)式より明かのように光軸からの距離hによって位
相を調整している。レンズ径が大きければ大きい程、高
次の係数の影響を大きくすることができるようになって
いる。
The shape of the diffractive optical element in this embodiment is as follows: when the reference wavelength (d-line) is λ, the distance from the optical axis is h, and the phase is φ (h), φ (h) = 2π / λ ( and adjusts the phase by C1 · h 2 + C2 · h 4 + ‥‥‥ Ci · h 2i) ‥‥‥ (a) (a) the distance from the optical axis as if light from the equation h. The larger the lens diameter, the greater the effect of higher order coefficients.

【0025】次に、本発明の数値実施例を説明する。図
1 の数値実施例1はズーミング中、固定の第1レンズ群
に回折光学素子を導入した例である。広角端から望遠端
へのズーミングは第2群、第4群が第1 共役点側へ移動
し、第3群が第2 共役点側に単調移動している。第5群
はズーミング中固定である。
Next, numerical examples of the present invention will be described. Figure
Numerical Example 1 of 1 is an example in which a diffractive optical element is introduced into the fixed first lens group during zooming. In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit and the fourth unit move toward the first conjugate point, and the third unit moves monotonously toward the second conjugate point. The fifth group is fixed during zooming.

【0026】図4 の数値実施例2もズーミング中、固定
の第1レンズ群に回折光学素子を導入した例である。広
角端から望遠端へのズーミングは第2群、第4群が第1
共役点側へ移動し、第3群が第1 共役点側に移動した
後、第2共役点側に戻る動き(第1共役側に凸の軌跡)
をするものである。第5群はズーミング中固定である。
Numerical embodiment 2 shown in FIG. 4 is also an example in which a diffractive optical element is introduced into the fixed first lens group during zooming. For zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit and the fourth unit are the first.
Movement to the conjugate point side, movement of the third unit to the first conjugate point side, and then return to the second conjugate point side (trajectory convex to the first conjugate side)
It is what you do. The fifth group is fixed during zooming.

【0027】図7 の数値実施例3はズーミング中、固定
の第1レンズ群と第5レンズ群に群に回折光学素子を導
入した例である。広角端から望遠端へのズーミングは第
2群、第4群が第1共役点側へ移動し、第3群が第1共
役点側に移動した後、第2共役点側に戻る動き(第1共
役点側に凸の軌跡)をするものである。第5群はズーミ
ング中、固定である。
Numerical embodiment 3 shown in FIG. 7 is an example in which diffractive optical elements are introduced into the fixed first and fifth lens groups during zooming. In the zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second and fourth units move to the first conjugate point side, the third unit moves to the first conjugate point side, and then returns to the second conjugate point side (No. (A locus convex toward one conjugate point). The fifth group is fixed during zooming.

【0028】図10の実施例4は第1レンズ群と第2レ
ンズ群に群に回折光学素子を導入した例である。広角端
から望遠端へのズーミングは第2群、第4群が第1共役
点側へ移動し、第3群が第1共役点側に移動した後、第
2共役点側に戻る動き(第1大きな共役点側に凸の軌
跡)をするものである。第5群はズーミング中固定であ
る。この中の第9番目の回折光学素子は平板ガラス状の
上に回折面を施したものである。
Embodiment 4 of FIG. 10 is an example in which diffractive optical elements are introduced into the first lens group and the second lens group. In the zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second and fourth units move to the first conjugate point side, the third unit moves to the first conjugate point side, and then returns to the second conjugate point side (No. (A locus convex to the side of one large conjugate point). The fifth group is fixed during zooming. The ninth diffractive optical element is one in which a diffractive surface is formed on a flat glass plate.

【0029】図13の数値実施例5は第1レンズ群と第
4レンズ群に群に回折光学素子を導入した例である。広
角端から望遠端へのズーミングは第2群、第4群が第1
共役点側へ移動し、ズーミングに際し第1群、第3群、
第5群は固定になっているものである。
Numerical Embodiment 5 in FIG. 13 is an example in which diffractive optical elements are introduced into the first lens unit and the fourth lens unit. For zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit and the fourth unit are the first.
It moves to the conjugate point side, and the first group, the third group,
The fifth group is fixed.

【0030】図中Liは第i群(i=1〜5)である。
L1からL5までがズームレンズ部であり、接続部材C
を介して液晶ビデオプロジェクター本体に着装されてい
る。したがってガラスブロックGB以降の液晶表示素子
LCD側はプロジェクター本体に含まれる。
In the figure, Li represents the ith group (i = 1 to 5).
L1 to L5 are zoom lens units, and the connecting member C
Through the LCD video projector body. Therefore, the liquid crystal display element LCD side after the glass block GB is included in the projector main body.

【0031】以上の各数値実施例では広角端から望遠端
への変倍に際して矢印のように移動させている。又、第
1群を光軸上移動させてフォーカスを行っている。
In each of the numerical embodiments described above, the magnification is changed from the wide-angle end to the telephoto end as indicated by arrows. Further, the first unit is moved on the optical axis to perform focusing.

【0032】また、この第1レンズ群に非球面を設ける
のが良く、これによれば更に性能を上げることができ
る。
Further, it is preferable to provide an aspherical surface in the first lens group, whereby the performance can be further improved.

【0033】また更に良好な収差補正、特に軸外のフレ
アーや歪曲そして色収差を良好に補正するためには、第
1群中に少なくとも1枚の非球面レンズそして少なくと
も1枚の光軸に対して回転対称な回折型光学素子を有す
ることが有効である。先にも述べたように、液晶表示素
子の高精細化にともない、従来あまり問題にならなかっ
た解像力が問題となりこれに大きく起因する収差を良好
に補正する必要がでてきた。該第5群中に非球面を配置
することにより軸外のフレアーを良好に補正することが
可能となった。また、該第4群は比較的に軸外光線が光
軸より離れたところを通過するため、該回折型光学素子
を配置することにより、倍率色収差を良好に補正するこ
とが可能になり更に性能が向上する。
For better correction of aberrations, especially off-axis flare, distortion and chromatic aberration, at least one aspherical lens and at least one optical axis must be included in the first lens unit. It is effective to have a rotationally symmetric diffractive optical element. As described above, as the resolution of the liquid crystal display element has been increased, the resolution which has not been a problem in the past has become a problem, and it has become necessary to satisfactorily correct aberrations largely caused by the problem. By arranging an aspherical surface in the fifth lens group, off-axis flare can be favorably corrected. In addition, since the fourth lens group passes relatively off-axis rays away from the optical axis, arranging the diffractive optical element makes it possible to satisfactorily correct lateral chromatic aberration, and further improve performance. Is improved.

【0034】また、良好な収差補正、特に色収差を良好
に補正するためには、第5群中に少なくとも1枚の光軸
に対して回転対称な回折型光学素子を有することであ
る。先にも述べたように、液晶表示素子の高精細化にと
もない、従来あまり問題にならなかった色収差、特に倍
率色収差を良好に補正することが可能となる。
In order to satisfactorily correct aberrations, especially chromatic aberration, it is necessary to include at least one diffraction optical element rotationally symmetric with respect to the optical axis in the fifth lens unit. As described above, chromatic aberration which has not been a problem in the past, particularly chromatic aberration of magnification, can be satisfactorily corrected as the definition of the liquid crystal display element becomes higher.

【0035】尚、本発明の目的とするズームレンズは以
上の構成要件を有することにより達成されるが更に好ま
しくは次の諸条件のうちの少なくとも1つを満足させる
のが良い。
It should be noted that the zoom lens aimed at by the present invention is achieved by having the above-mentioned components, but it is more preferable that at least one of the following conditions be satisfied.

【0036】(ア-1) 広角端及び望遠端における全系の
焦点距離をfw、fT とし、第i群の焦点距離をfiと
するとき 0.8< |f1/f2| < 2.3 ‥‥‥(1)
[0036] (a-1) to the focal length of the entire system at the wide-angle end and the telephoto end fw, and f T, 0.8 when the focal length of the i group and fi <| f1 / f2 | < 2.3 ‥‥‥ (1)

【0037】[0037]

【数2】 なる条件式を満足するのが良い。(Equation 2) It is better to satisfy the following conditional expression.

【0038】上の式(1),(2)は主変倍群である第
2 レンズ群と第1レンズ群の関係を適切に規定したもの
である。
Equations (1) and (2) above are the main variable power groups.
2 The relationship between the lens group and the first lens group is appropriately defined.

【0039】(1)式の下限値を逸脱すると第1レンズ
群で決まる前玉径が大きくなり、また広角端での歪曲収
差が大きくなり適当でない。また上限値を逸脱すると所
望の変倍比を得るために第2 レンズ群の移動量を大きく
する必要があり全系が大型化し適当でない。
If the value deviates from the lower limit of the expression (1), the diameter of the front lens determined by the first lens unit increases, and the distortion at the wide-angle end increases, which is not appropriate. If the upper limit is deviated, it is necessary to increase the amount of movement of the second lens unit in order to obtain a desired zoom ratio.

【0040】(2)式は主変倍群のパワーを適切にする
もので下限値を超えると像面が補正過剰となり適当でな
い。また上限値を超えると所望の変倍比を得るために第
2 レンズ群の移動量を大きくする必要があり全系が大型
化し適当でない。
Equation (2) is to make the power of the main zooming unit appropriate. If the power exceeds the lower limit, the image plane is over-corrected, which is not appropriate. If the value exceeds the upper limit, the desired zoom ratio is obtained in order to obtain the desired zoom ratio.
2 It is necessary to increase the amount of movement of the lens group, and the entire system is large and unsuitable.

【0041】(ア-2) 本発明においては以下の条件式を
満たすことがレンズ系全体を略テレセントリック性を保
つのに好ましい。
(A-2) In the present invention, it is preferable that the following conditional expression is satisfied in order to maintain substantially telecentricity of the entire lens system.

【0042】|Tk|/fw > 4 ‥‥‥(3) 但しTkは距離の短い第2 共役点側からズームレンズの
射出瞳までの距離(ズーミング中の絶対値が最小値のパ
ネル(像面)から射出瞳までの距離)である。
| Tk | / fw> 4 ‥‥‥ (3) where Tk is the distance from the short-distance second conjugate point to the exit pupil of the zoom lens (the panel whose absolute value during zooming is the minimum (image plane) ) To the exit pupil).

【0043】ここで言っている略テレセントリック性と
いうのは液晶素子の配光特性、または複数の色光を合成
する時の色合成ダイクロイックミラーの角度依存の影響
を排除する為に、射出瞳が遠方にあることを示す。具体
的にはその角度依存性を排するためには必要な条件であ
る。
The substantially telecentric property referred to here means that the exit pupil is located at a distance in order to eliminate the influence of the light distribution characteristics of the liquid crystal element or the angle dependence of the color combining dichroic mirror when combining a plurality of color lights. Indicates that there is. Specifically, it is a necessary condition to eliminate the angle dependency.

【0044】更に望ましくは条件式(3)の数値は以下
の範囲に入っていることが望ましい。
More preferably, the numerical value of the conditional expression (3) should be within the following range.

【0045】 |Tk|/fw>9.0 ‥‥‥(3a) (ア-3) 歪曲を適正に補正するためには以下の式を満た
していることが好ましい。
| Tk | / fw> 9.0 (3a) (A-3) In order to properly correct the distortion, it is preferable that the following expression is satisfied.

【0046】1<|f1|/fw<2 ‥‥‥(4) この式の上限値を逸脱すると広角端の歪曲が、下限値を
超えると望遠端の歪曲を適正にできなくなる。
1 <| f1 | / fw <2 (4) When the value exceeds the upper limit of this equation, the distortion at the wide-angle end becomes insufficient. When the value exceeds the lower limit, the distortion at the telephoto end becomes impossible.

【0047】(ア-4) 第1 群内に回折型光学素子を配置
すると、適当に回折型光学素子の位相を選択することに
より第1群で発生する倍率色収差、例えばd線とg線と
いった2波長の倍率色収差は小さく抑えられ、全体とし
ての倍率色収差のズーミングによる変動を小さく抑えら
る。しかも望遠端に残存する軸上色収差(2次スペクト
ル)の量は悪化しないものとなる。
(A-4) When the diffractive optical element is arranged in the first group, by appropriately selecting the phase of the diffractive optical element, chromatic aberration of magnification occurring in the first group, such as d-line and g-line, The chromatic aberration of magnification at two wavelengths is suppressed to a small value, and the fluctuation of the chromatic aberration of magnification as a whole due to zooming is suppressed to a small value. Moreover, the amount of axial chromatic aberration (secondary spectrum) remaining at the telephoto end does not deteriorate.

【0048】(ア-5) 第2群以降のレンズ群に回折型光
学素子を配置するのが良い。そして適当に回折型光学素
子の位相を選択することにより第2レンズ群以降で発生
する倍率色収差、例えばd線とg線といった2波長の倍
率色収差は小さく抑えられ、全体としての倍率色収差の
ズーミングによる変動を小さく抑えられる。しかも望遠
端に残存する軸上色収差(2次スペクトル)の量は悪化
しない。
(A-5) It is preferable to arrange a diffractive optical element in the second and subsequent lens units. By appropriately selecting the phase of the diffractive optical element, chromatic aberration of magnification occurring after the second lens group, for example, chromatic aberration of magnification of two wavelengths such as d-line and g-line, can be suppressed to be small, and zooming of chromatic aberration of magnification as a whole can be achieved. Fluctuations can be kept small. Moreover, the amount of axial chromatic aberration (secondary spectrum) remaining at the telephoto end does not deteriorate.

【0049】(ア-6) 前述の(ア-4) 又は(ア-5) の双方を
同時に満足するように構成することにより、高度な色収
差補正を達成して良好な光学性能を維持しつつ更なる小
型化を達成できるようになる。
(A-6) By configuring so that both the above (A-4) and (A-5) are simultaneously satisfied, a high degree of chromatic aberration correction can be achieved and good optical performance can be maintained. Further miniaturization can be achieved.

【0050】(ア-7) 本発明に係る回折型光学素子面は
前述の式(a)で表せられるものであり、テレセントリ
ックなズームレンズにおいて、効率的に係数を生かし
て、有効な収差補正を達成するには以下の条件を満たす
のが好ましい。
(A-7) The surface of the diffractive optical element according to the present invention is represented by the above-mentioned equation (a). In a telecentric zoom lens, efficient aberration correction can be performed by efficiently utilizing the coefficient. To achieve this, the following conditions are preferably satisfied.

【0051】fi・C1 < 0 ‥‥‥(5) ここでC1は第1群にある回折光学素子の係数である。
C1は回折型光学素子の近軸的屈折力を表しC1が正の
値を持つときは負の屈折力を持ち、C1が負の値を持つ
ときは正の屈折力を有する。この式を満たしていれば回
折光学素子が正レンズ群にある時も、負レンズ群にある
時もその群の曲率を緩く出来収差補正上有効である。
Fi · C1 <0 ‥‥‥ (5) where C1 is a coefficient of the diffractive optical element in the first group.
C1 represents a paraxial refractive power of the diffractive optical element, and has a negative refractive power when C1 has a positive value, and has a positive refractive power when C1 has a negative value. If this expression is satisfied, the curvature of the diffractive optical element can be made gentler both in the positive lens group and in the negative lens group, which is effective in correcting aberrations.

【0052】(ア-8) 回折光学素子の係数を次の条件を
満足するように設定するのが良い。
(A-8) It is preferable to set the coefficient of the diffractive optical element so as to satisfy the following condition.

【0053】 1 ×10-4 < | C2 / C1 |< 1 ‥‥‥(6) 1 ×10-7 < | C3 / C1 | < 1×10-1 ‥‥‥(7) この条件式を外れると、収差補正が難しくなるだけでな
く回折型光学素子が作りにくくなり適当でない。
Outside <1 × 10 -1 ‥‥‥ (7 ) The condition | [0053] 1 × 10 -4 <| C2 / C1 | <1 ‥‥‥ (6) 1 × 10 -7 <| C3 / C1 In this case, not only is it difficult to correct aberration, but also it is difficult to produce a diffractive optical element, which is not appropriate.

【0054】(ア-9) 第1群内または第2群内または第3
群内の少なくとも1つのレンズ群に回折光学素子を配
置するのが良い。この回折型光学素子により、各群で発
生する倍率色収差を小さく抑えられ、第2群の移動によ
る倍率色収差のズーミングによる変動も小さく抑えられ
るような構成となる。
(A-9) In the first group, in the second group, or in the third group
Preferably, a diffractive optical element is arranged in at least one lens group in the group. With this diffractive optical element, the chromatic aberration of magnification occurring in each group can be suppressed small, and the fluctuation due to zooming of the chromatic aberration of magnification due to the movement of the second group can be suppressed small.

【0055】(ア-10) 本発明に係る回折型光学素子は、
光学面の上に施されるのであるが、そのベースは球面も
しくは平面あるいは非球面あるいは2次曲面でも良い。
(A-10) The diffractive optical element according to the present invention comprises:
Although applied on an optical surface, the base may be a spherical or planar surface, an aspherical surface, or a quadratic surface.

【0056】また、それらの光学面にプラスチック等の
膜を上記回折光学素子面として添付する方法(いわゆる
レプリカ非球面)で作成しても良い。これによれば高い
光学性能を容易に得ることができる。
Further, a film of plastic or the like may be attached to those optical surfaces as a surface of the diffractive optical element (so-called replica aspherical surface). According to this, high optical performance can be easily obtained.

【0057】(ア-11) 回折型光学素子のパワーを強くす
ると中心と周辺の鋸状(格子形状)のピッチの差が大き
くなり製作が難しくなり、また完成品の回折効率も良く
ない。
(A-11) If the power of the diffractive optical element is increased, the difference in the pitch between the center and the periphery of the sawtooth (lattice shape) becomes large, making fabrication difficult, and the diffraction efficiency of the finished product is not good.

【0058】本発明のように、第1群または第2群また
は第3 群の貼り合わせ等の色消しレンズの代わりの色収
差補正を回折光学系で行う場合のパワーは余り必要では
ない。
As in the present invention, when the chromatic aberration is corrected by the diffractive optical system in place of the achromatic lens such as bonding of the first group, the second group, or the third group, much less power is required.

【0059】ここで若干の軸外収差特に像面湾曲、ディ
ストーション補正のためにパワーを持たせても良い。そ
の場合の第i レンズ群の回折光学面の焦点距離を Fboi
、第iレンズ群の焦点距離をF iとするとき以下の条
件を満たしていれば製作についても難しくなく、色収差
を含めた収差補正にも良好である。
Here, power may be provided for correcting some off-axis aberrations, particularly curvature of field and distortion. In that case, set the focal length of the diffractive optical surface of the i-th lens group to Fboi
When the focal length of the i-th lens group is Fi, if the following conditions are satisfied, the manufacture is not difficult, and the correction of aberration including chromatic aberration is excellent.

【0060】 0.05 < Fi/Fboi < 3.0 ‥‥‥(8) 但しi=1〜5である。0.05 <Fi / Fboi <3.0 ‥‥‥ (8) where i = 1 to 5.

【0061】(ア-12) 主変倍群である第2 レンズ群につ
いては以下の式を満たすのが良い。第2レンズ群の広角
端と望遠端の倍率を各々β2W,β2T、第2 レンズ群
の倍率変化β2 t/β2 wをZ2、全系の焦点距離の変
化ft/fwをZとし、変倍群となる第2レンズ群と第
4レンズ群のズーミングでの移動量をそれぞれM2、M
4とすると 0.8<Z2/Z<1.1 ‥‥‥(9) 0.9<M2/M4<15 ‥‥‥(10) 0.4<M2/(ft−fw)<1.5 ‥‥‥(11) (9)式は変倍群となる第2レンズ群と第4レンズ群で
の変倍の比を適切に規定するものである。第3レンズ群
は変倍に際し減倍するためこの範囲にあるのが好まし
い。
(A-12) It is preferable that the following formula is satisfied for the second lens unit which is the main zooming unit. The magnification at the wide-angle end and the telephoto end of the second lens group are respectively β2W and β2T, the magnification change β2t / β2w of the second lens group is Z2, and the change ft / fw of the focal length ft / fw of the entire system is Z. The moving amounts of the second lens unit and the fourth lens unit during zooming are M2 and M, respectively.
Assuming that 4, 0.8 <Z2 / Z <1.1 (9) 0.9 <M2 / M4 <15 (10) 0.4 <M2 / (ft−fw) <1.5 ‥‥‥ (11) Equation (9) appropriately defines the ratio of zooming between the second lens group and the fourth lens group that are zooming groups. The third lens group is preferably in this range in order to reduce the magnification upon zooming.

【0062】(10),(11)式はレンズ全体の長さ
と各変倍群の移動量を適切にするものである。特に第2
レンズ群と第4レンズ群とでは第4レンズ群の方がパワ
ーが弱くなりがちであるので適切な変倍分担をするには
この範囲が好ましい。特に第2レンズ群の移動量が第4
レンズ群の移動量を超えていることが更に好ましい(1
≦M2/M4<1.6)。
The expressions (10) and (11) make the length of the entire lens and the amount of movement of each zooming unit appropriate. Especially the second
Since the power of the fourth lens group is apt to be weaker between the lens group and the fourth lens group, this range is preferable in order to appropriately allocate the magnification. In particular, the movement amount of the second lens group is the fourth.
More preferably, the movement amount of the lens group is exceeded (1).
≤ M2 / M4 <1.6).

【0063】(ア-13) 上述したように第2レンズ群と第
4レンズ群とでは第4レンズ群の方がパワーが弱くなり
がちであり特に以下の式を満たすのが良い。
(A-13) As described above, the power of the second lens group and the fourth lens group tends to be weaker in the fourth lens group, and it is particularly preferable to satisfy the following expression.

【0064】 0.4<f2/f4<1.5 ‥‥‥(12) (12)は主変倍群のパワー配置と変倍を適切にしなが
らペッツバール和を適当に設定するのに必用な式であ
る。
0.4 <f2 / f4 <1.5 (12) (12) is an equation necessary for appropriately setting the Petzval sum while appropriately setting the power distribution and zooming of the main zooming group. It is.

【0065】(ア-14) 全系の射出瞳と、歪曲を適当に設
定するには、以下の式を満たしているのが好ましい。
(A-14) In order to appropriately set the exit pupil and the distortion of the entire system, it is preferable that the following expression is satisfied.

【0066】 0.1<bf/f5<0.5 ‥‥‥(13) 0.5<|f1|/bf<2.2 ‥‥‥(14) bfは第5レンズ群から表示体(LCD)までのきょり
でありダイクロプリズム等を除いた空気換算長のことで
ある。(13)式は全系を適切にテレセントリックにす
るために必用な式である。上限値を超えると大型化し、
下限値を超えると歪曲が発生する。第14式も歪曲を適
切にとりながら射出瞳を長くしテレセントリックにする
ための条件である。
0.1 <bf / f5 <0.5 ‥‥‥ (13) 0.5 <| f1 | / bf <2.2 ‥‥‥ (14) bf is a display element (LCD) from the fifth lens group. ) And the air-equivalent length excluding the dichroic prism. The expression (13) is necessary to make the entire system appropriately telecentric. Exceeding the upper limit increases the size,
If the lower limit is exceeded, distortion occurs. Equation 14 is also a condition for making the exit pupil longer and making it telecentric while appropriately taking distortion.

【0067】(ア-15) 各群のパワー配置を適切にしつつ
各群の移動量を適切にして、小型化をするには以下の式
を満たすのが好ましい。
(A-15) It is preferable to satisfy the following expression in order to make the movement amount of each group appropriate while making the power arrangement of each group appropriate and to reduce the size.

【0068】[0068]

【数3】 歪曲収差は第1群において十分に押さえておくと共に、
バックフォーカスを十分に確保することが必要である。
(Equation 3) Distortion is sufficiently suppressed in the first lens unit,
It is necessary to ensure a sufficient back focus.

【0069】上限値を超えるとフォーカシングのための
移動量が大きくなり全長が長大化し、かつバックフォー
カスが短くなり好ましくない。逆に、下限値を超えると
フォーカシングのための移動量は少なくなるものの、歪
曲収差の補正が困難になると同時にぺッツバール和が負
に大きくなり像面が倒れてくるので好ましくない。
If the value exceeds the upper limit, the amount of movement for focusing is increased, the overall length is increased, and the back focus is undesirably shortened. Conversely, if the lower limit is exceeded, the amount of movement for focusing is reduced, but it is not preferable because it becomes difficult to correct distortion and the Petzval sum becomes large negatively and the image surface falls.

【0070】(ア-16) 第i群の焦点距離をfi、広角端
と望遠端での焦点距離を各々fw,ftとするとき
(A-16) When the focal length of the i-th lens unit is fi, and the focal lengths at the wide-angle end and the telephoto end are fw and ft, respectively.

【0071】[0071]

【数4】 を満足することである。(Equation 4) Is to satisfy.

【0072】(16),(17)式は変倍に寄与するレ
ンズ群の適切なパワー配置を示したものである。それぞ
れの上限値を超えると所望のズーム比を得るための移動
量が大きくなり、レンズ系全体が大型化し適切でない。
また下限値を超えると各群の移動量は小さくなるが、ズ
ーミングに伴なう収差変動、特に像面湾曲の変動が大き
くなり適当でない。
Equations (16) and (17) show an appropriate power arrangement of the lens group that contributes to zooming. If each of the upper limits is exceeded, the amount of movement for obtaining a desired zoom ratio becomes large, and the entire lens system becomes large, which is not appropriate.
If the lower limit value is exceeded, the amount of movement of each lens unit becomes small, but the fluctuation of aberrations due to zooming, especially the fluctuation of curvature of field increases, which is not appropriate.

【0073】(18)式は(13)式とともに射出瞳を
長くしてテレセントリックにするために必要な条件であ
る。下限値を超えると、テレセントリックに構成しても
第5群にて歪曲収差が発生して適当でない。また上限値
を超えると全系の大きさが大型化し適当でない。
Expression (18) is a condition necessary for making the exit pupil longer and telecentric together with expression (13). If the lower limit value is exceeded, distortion will occur in the fifth lens unit even if it is telecentric, which is not appropriate. If the ratio exceeds the upper limit, the size of the entire system becomes large, which is not suitable.

【0074】(ア-17) ズーミングにおける倍率色収差を
低減しつつ、変動も抑えるために第3レンズ群に材質の
アッベ数ν3 が以下の範囲のレンズを有することが好ま
しい。
(A-17) In order to reduce the chromatic aberration of magnification during zooming and to suppress the fluctuation, it is preferable that the third lens group includes a lens having an Abbe number ν3 of the following range.

【0075】ν3 >55 ‥‥‥(19) 特に好ましくは ν3 >60 ‥‥‥(19a) の範囲のレンズがあることが好ましい。Ν3> 55 ° (19) It is particularly preferable that there is a lens in the range of ν3> 60 ° (19a).

【0076】(ア-18) また第1レンズ群を構成する負レ
ンズの平均アッベ数ν1nは ν1n>60 ‥‥‥(20) とするのが良い。このように構成することにより色収差
とそのズーミングによる変動を小さくすることができ
る。
(A-18) The average Abbe number ν1n of the negative lens constituting the first lens group is preferably set to ν1n> 60 ‥‥‥ (20). With this configuration, it is possible to reduce the chromatic aberration and its fluctuation due to zooming.

【0077】(ア-19) 最適にテレセントリック系にしつ
つ、レンズからパネルまでの距離を最適にするために以
下の条件を満たすのが好ましい。
(A-19) It is preferable to satisfy the following conditions in order to optimize the distance from the lens to the panel while optimally making the system telecentric.

【0078】2<f5/fw<7 ‥‥‥(21) 下限値を超えると最適なテレセントリック性を満足でき
ず、上限値を超えると大型化して適当でない。
2 <f5 / fw <7 (21) If the value exceeds the lower limit, the optimum telecentricity cannot be satisfied.

【0079】(ア-20) 一般に回折光学素子面は、通常の
レンズの屈折により発生する色収差と反対の色収差が発
生する。例えば、従来貼り合わせレンズ面等により色消
しを行っていたレンズのを除去し、レンズ枚数の削減を
する場合は、その貼り合わせレンズ面で発生していた色
収差分担と反対の色収差分担を有するレンズ面を回折光
学素子面とするのがよい。そうすれば通常の屈折により
発生する色収差と反対の色収差が回折光学素子面上で発
生し、その方向は元々あった貼り合わせレンズ面での色
収差発生方向と同じ物となり、貼り合わせ等の色消しが
単レンズ上にて可能となる。
(A-20) In general, chromatic aberration opposite to chromatic aberration caused by ordinary lens refraction occurs on the surface of a diffractive optical element. For example, in the case of removing a lens that has been achromatized by a pasted lens surface or the like and reducing the number of lenses, a lens having chromatic aberration sharing opposite to the chromatic aberration sharing generated on the bonded lens surface is used. Preferably, the surface is a diffractive optical element surface. Then, chromatic aberration opposite to the chromatic aberration caused by ordinary refraction occurs on the surface of the diffractive optical element, and the direction becomes the same direction as the chromatic aberration generation direction on the originally bonded lens surface, and the achromaticity of bonding etc. Becomes possible on a single lens.

【0080】色収差係数(注)といった観点から見る
と、絞りより物体側のレンズ面では、軸上色収差係数L
と倍率色収差係数T が同一符号のレンズ面に回折光学面
を配置し、絞りより像面側のレンズ面では双方が逆符号
のレンズ面に回折光学面を配置するのが好ましい
((注)収差係数:共立出版株発行 「レンズ設計法」
松居吉哉著 p89~参照)。
From the viewpoint of the chromatic aberration coefficient (Note), the axial chromatic aberration coefficient L
It is preferable to arrange a diffractive optical surface on a lens surface having the same sign as the magnification and chromatic aberration coefficient T, and to arrange a diffractive optical surface on a lens surface having the opposite sign on the lens surface on the image plane side from the stop. Coefficient: Kyoritsu Publishing Co., Ltd. “Lens Design Method”
Yoshiya Matsui, p89 ~).

【0081】また回折効率を改善するためには以下で説
明するような積層構造の回折光学素子にするのが良い。
In order to improve the diffraction efficiency, a diffractive optical element having a laminated structure as described below is preferably used.

【0082】図17は図16に示す1層の回折光学素子
の一次回折効率の波長依存特性を示している。実際の回
折格子の構成は基材102 の表面に紫外線硬化樹脂を塗布
し、樹脂部に波長530nmで1次回折効率が100%
となるような格子厚dの格子103 を成形している。
FIG. 17 shows the wavelength dependence of the first-order diffraction efficiency of the single-layer diffractive optical element shown in FIG. The actual structure of the diffraction grating is such that an ultraviolet-curing resin is applied to the surface of the substrate 102, and the first-order diffraction efficiency is 100% at a wavelength of 530 nm on the resin portion.
A grating 103 having a grating thickness d is formed.

【0083】図17で明らかなように設計次数での回折
効率は最適化した波長530nmから離れるに従って低
下し、一方設計次数近傍の次数0次、2次回折光が増大
している。この設計次数以外の回折光の増加は、フレア
となり、光学系の解像度の低下につながる。
As is apparent from FIG. 17, the diffraction efficiency at the design order decreases as the wavelength goes away from the optimized wavelength of 530 nm, while the 0th-order and second-order diffracted lights near the design order increase. This increase in diffracted light other than the design order causes a flare, which leads to a reduction in the resolution of the optical system.

【0084】図18は本実施形態で用いている積層型の
回折光学素子の説明図である。図19はこの構成の回折
光学素子の1次回折効率の波長依存特性である。具体的
な構成としては、基材上に紫外線硬化樹脂(nd=1.499、
νd=54 )からなる第1の回折格子104 を構成し、その
上に別の紫外線硬化樹脂(nd=1.598、νd=28 )から
なる第2の回折格子105 を形成している。この材質の組
み合わせでは、第1の回折格子部の格子厚d1はd1=
13.8μm 、第2の回折格子部の格子厚d2はd2=10.5
μm としている。
FIG. 18 is an explanatory view of a laminated diffractive optical element used in the present embodiment. FIG. 19 shows the wavelength dependence of the first-order diffraction efficiency of the diffractive optical element having this configuration. As a specific configuration, a UV curable resin (nd = 1.499,
νd = 54), and a second diffraction grating 105 made of another UV-curable resin (nd = 1.598, νd = 28) is formed thereon. With this combination of materials, the grating thickness d1 of the first diffraction grating part is d1 =
13.8 μm, the grating thickness d2 of the second diffraction grating portion is d2 = 10.5
μm.

【0085】図19から判るように積層構造の回折格子
にすることで、設計次数の回折効率は、使用波長全域で
95%以上の高い回折効率を有している。
As can be seen from FIG. 19, the diffraction efficiency of the design order can be increased over the entire wavelength range by using a diffraction grating having a laminated structure.
It has a high diffraction efficiency of 95% or more.

【0086】このように、本発明の実施例の回折光学素
子として積層構造の回折格子を用いることで、光学性能
を改善させている。
As described above, the optical performance is improved by using the diffraction grating having the laminated structure as the diffractive optical element of the embodiment of the present invention.

【0087】なお回折光学素子として、材質を紫外線硬
化樹脂に限定するものでなく、他のプラスチック材など
も使用できるし、基材によっては、第1の回折格子部10
4を直接基材に形成しても良い。また各格子厚が必ずし
も異なる必要はなく、材料の組み合わせでは図20に示
すように2 つの格子厚を等しくできる。この場合、回折
光学素子表面に格子形状が形成されないので、防塵性に
優れ、回折光学素子の組み立て作業性が向上し、より安
価な光学系を提供できる。
The material of the diffractive optical element is not limited to the ultraviolet curable resin, but other plastic materials can be used. Depending on the base material, the first diffraction grating 10 may be used.
4 may be formed directly on the substrate. In addition, the lattice thicknesses do not necessarily need to be different, and two lattice thicknesses can be made equal by a combination of materials as shown in FIG. In this case, since the grating shape is not formed on the surface of the diffractive optical element, the dust-proof property is excellent, the workability of assembling the diffractive optical element is improved, and a cheaper optical system can be provided.

【0088】本実施形態では以上のような構成の回折光
学素子を用いることによって色収差を低減し、構成レン
ズ枚数を削減でき、良好な光学性能を維持しつつ更なる
小型化を達成している。
In this embodiment, chromatic aberration can be reduced by using the diffractive optical element having the above structure, the number of constituent lenses can be reduced, and further miniaturization can be achieved while maintaining good optical performance.

【0089】以下に、本発明の数値実施例を記載する。
数値実施例において、Ri は第1共役点側より順に第i
番目のレンズ面の曲率半径、Di は第1共役点側より順
に第i 番目のレンズ厚及び空気間隔、Ni とνi はそれ
ぞれ第1共役点側より順に第i 番目のレンズのガラスの
屈折率とアッベ数である。
Hereinafter, numerical examples of the present invention will be described.
In the numerical examples, Ri is the i-th order from the first conjugate point side.
The radius of curvature of the lens surface, Di is the i-th lens thickness and air spacing in order from the first conjugate point, and Ni and νi are the refractive index of the glass of the i-th lens in order from the first conjugate point, respectively. Abbe number.

【0090】また、数値実施例1〜5における最も像面
側の平板レンズは、色合成プリズム、偏光フィルター、
カラーフィルター等のガラスブロックを示す。又、前述
の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−
1に示す。
The flat lens closest to the image plane in Numerical Examples 1 to 5 includes a color combining prism, a polarizing filter,
2 shows a glass block such as a color filter. Also, the relation between the above-mentioned conditional expressions and various numerical values in the numerical examples is shown in Table.
It is shown in FIG.

【0091】回折型光学素子面は、位相 φ(h) として φ(h)=2π/λ(C1・h2+C2・h4+C3・h6+‥‥+Ci・
h2i) 但し、 λ:波長 Ci:位相を表す係数 h :光軸からの高さ なる式で表している。また、例えば「e−Z」の表示は
「10-Z」を意味する。
The diffractive optical element surface has a phase φ (h) of φ (h) = 2π / λ (C1 · h 2 + C2 · h 4 + C3 · h 6 + ‥‥ + Ci ·
h 2i ) where λ: wavelength Ci: coefficient representing phase h: height from optical axis In addition, for example, the display of “ eZ ” means “10 −Z ”.

【0092】[0092]

【外1】 [Outside 1]

【0093】[0093]

【外2】 [Outside 2]

【0094】[0094]

【外3】 [Outside 3]

【0095】[0095]

【外4】 [Outside 4]

【0096】[0096]

【外5】 [Outside 5]

【0097】[0097]

【外1】 [Outside 1]

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明によれば以上のように、全体とし
て5つのレンズ群を有し、このうち所定のレンズ群に回
折光学素子を適切に設定することにより、非点収差及び
歪曲収差が少なく、かつ、高精細の液晶に対応した倍率
色収差が良好に補正したバックフォーカスの長いテレセ
ントリック系のズームレンズを達成している。
As described above, according to the present invention, as a whole, there are five lens groups, and astigmatism and distortion can be reduced by appropriately setting a diffractive optical element in a predetermined lens group. A telecentric zoom lens with a long back focus and small chromatic aberration of magnification corresponding to a small and high-definition liquid crystal has been satisfactorily corrected.

【0099】特に本発明によれば、以上説明したように
構成することにより、変倍比1.3以上でFNo1。8程
度と大口径を確保しながらも非点収差及び歪曲収差が少
なく、かつ、色合成用プリズム等の光学素子や各種フィ
ルターの光学素子が入るバックフォーカス空間を充分に
確保しつつ、倍率色収差が良好に補正され全ズーム域・
全物体距離にわたって良好な性能を有するテレセントリ
ックな光学系のズームレンズを実現し、合わせて該ズー
ムレンズに適した液晶ビデオプロジェクターを実現する
ことができる。
In particular, according to the present invention, by employing the above-described configuration, astigmatism and distortion are reduced while securing a large aperture of about F1.8 with a zoom ratio of 1.3 or more, and The chromatic aberration of magnification is well corrected while ensuring sufficient back focus space for optical elements such as prisms for color synthesis and optical elements of various filters.
A telecentric zoom lens having good performance over all object distances can be realized, and a liquid crystal video projector suitable for the zoom lens can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の数値実施例1のレンズ断面図FIG. 1 is a sectional view of a lens according to a numerical example 1 of the present invention.

【図2】本発明の数値実施例1の広角端の収差図FIG. 2 is an aberration diagram at a wide-angle end according to Numerical Embodiment 1 of the present invention.

【図3】本発明の数値実施例1の望遠端の収差図FIG. 3 is an aberration diagram at a telephoto end in Numerical Example 1 of the present invention;

【図4】本発明の数値実施例2のレンズ断面図FIG. 4 is a sectional view of a lens according to a numerical example 2 of the present invention.

【図5】本発明の数値実施例2の広角端の収差図FIG. 5 is an aberration diagram at a wide-angle end according to Numerical Example 2 of the present invention.

【図6】本発明の数値実施例2の望遠端の収差図FIG. 6 is an aberration diagram at a telephoto end in Numerical Example 2 of the present invention.

【図7】本発明の数値実施例3のレンズ断面図FIG. 7 is a sectional view of a lens according to a numerical example 3 of the present invention.

【図8】本発明の数値実施例3の広角端の収差図FIG. 8 is an aberration diagram at a wide angle end according to Numerical Example 3 of the present invention.

【図9】本発明の数値実施例3の望遠端の収差図FIG. 9 is an aberration diagram at a telephoto end in Numerical Example 3 of the present invention.

【図10】本発明の数値実施例4のレンズ断面図FIG. 10 is a sectional view of a lens according to a numerical example 4 of the present invention.

【図11】本発明の数値実施例4の広角端の収差図FIG. 11 is an aberration diagram at a wide angle end according to Numerical Example 4 of the present invention.

【図12】本発明の数値実施例4の望遠端の収差図FIG. 12 is an aberration diagram at a telephoto end in Numerical Example 4 of the present invention.

【図13】本発明の数値実施例5のレンズ断面図FIG. 13 is a sectional view of a lens according to a numerical example 5 of the present invention.

【図14】本発明の数値実施例5の広角端の収差図FIG. 14 is an aberration diagram at a wide angle end according to Numerical Example 5 of the present invention.

【図15】本発明の数値実施例5の望遠端の収差図FIG. 15 is an aberration diagram at a telephoto end in Numerical Example 5 of the present invention.

【図16】従来の回折光学素子の要部断面図FIG. 16 is a sectional view of a main part of a conventional diffractive optical element.

【図17】従来の回折光学素子の回折効率の説明図FIG. 17 is an explanatory diagram of diffraction efficiency of a conventional diffractive optical element.

【図18】本発明に係る回折光学素子の説明図FIG. 18 is an explanatory view of a diffractive optical element according to the present invention.

【図19】本発明に係る回折光学素子の回折効率の説明
FIG. 19 is an explanatory diagram of the diffraction efficiency of the diffractive optical element according to the present invention.

【図20】本発明に係る回折光学素子の説明図FIG. 20 is an explanatory diagram of a diffractive optical element according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

L1 第1群 L2 第2群 L3 第3群 L4 第4群 L5 第5群 LCD 像面 d d線 g g線 ΔS サジタル像面 ΔM メリディオナル像面 S スクリーン L1 First group L2 Second group L3 Third group L4 Fourth group L5 Fifth group LCD Image plane d d line gg line ΔS Sagittal image plane ΔM Meridional image plane S screen

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 AA04 2H087 KA06 LA01 MA12 NA02 PA09 PA19 PA20 PB11 PB12 QA02 QA06 QA14 QA22 QA26 QA32 QA41 QA46 RA01 RA41 RA43 RA46 SA44 SA46 SA50 SA52 SA55 SA63 SA65 SA72 SA74 SA76 SB04 SB05 SB13 SB14 SB22 SB23 SB34 SB42  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H049 AA04 2H087 KA06 LA01 MA12 NA02 PA09 PA19 PA20 PB11 PB12 QA02 QA06 QA14 QA22 QA26 QA32 QA41 QA46 RA01 RA41 RA43 RA46 SA44 SA46 SA50 SA52 SA55 SA63 SA14 SA04 SB04 SB SB22 SB23 SB34 SB42

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 距離の長い方の第1 共役点から順に負の
屈折力の第1群、正の屈折力の第2 群、負の屈折力の第
3群、正の屈折力の第4群、そして正の屈折力の第5群
の5つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍を
該第2群と第4群を第1共役点側へ移動させて行い、前
記各レンズ群のうち少なくとも一方のレンズ群は光軸に
対し、対称な回折型光学素子を少なくとも1つ有してい
ることを特徴とするズームレンズ。
1. A first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, a third group having a negative refractive power, and a fourth group having a positive refractive power are sequentially arranged from a first conjugate point having a longer distance. Group, and a fifth lens group of a fifth group having a positive refractive power. The zooming from the wide-angle end to the telephoto end is performed by moving the second and fourth units toward the first conjugate point, A zoom lens, wherein at least one of the lens groups has at least one diffractive optical element symmetrical with respect to an optical axis.
【請求項2】 広角端から望遠端への変倍において前記
第2群と第3群の間隔は広角端に比べて望遠端で広く、
前記第3群と第4群の間隔は広角端に比べて望遠端で狭
くなっていることを特徴とする請求項1のズームレン
ズ。
2. In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the second and third units is wider at the telephoto end than at the wide-angle end.
2. The zoom lens according to claim 1, wherein an interval between the third and fourth units is smaller at a telephoto end than at a wide-angle end.
【請求項3】 前記第3群は変倍に際して固定であるこ
とを特徴とする請求項2のズームレンズ。
3. The zoom lens according to claim 2, wherein the third unit is fixed at the time of zooming.
【請求項4】 前記第1群と第5群は変倍に際して固定
であることを特徴とする請求項1のズームレンズ。
4. The zoom lens according to claim 1, wherein said first and fifth units are fixed during zooming.
【請求項5】 前記第1群を光軸上移動させてフォーカ
スを行っていることを特徴とする請求項1,2,3又は
4のズームレンズ。
5. The zoom lens according to claim 1, wherein said first unit is moved on an optical axis to perform focusing.
【請求項6】 前記第i群の焦点距離をfi、全系の広
角端と望遠端の焦点距離を各々fW,fTとしたとき 1.1<|f1/f2|<2.3 【数1】 なる条件を満足することを特徴とする請求項1から5の
いずれか1項のズームレンズ。
6. When the focal length of the i-th lens unit is fi and the focal lengths at the wide-angle end and the telephoto end of the entire system are fW and fT, respectively, 1.1 <| f1 / f2 | <2.3. ] The zoom lens according to any one of claims 1 to 5, wherein the following condition is satisfied.
【請求項7】 全系の射出瞳から距離の短い第2共役点
までの距離をTKとしたとき 4<TK/fW なる条件を満足することを特徴とする請求項6のズーム
レンズ。
7. The zoom lens according to claim 6, wherein, when a distance from the exit pupil of the entire system to the second conjugate point having a short distance is TK, a condition of 4 <TK / fW is satisfied.
【請求項8】 前記ズームレンズはテレセントリック系
より成っていることを特徴とする請求項1から7のいず
れか1項のズームレンズ。
8. The zoom lens according to claim 1, wherein said zoom lens is made of a telecentric system.
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