JP2002169086A - 長い背面焦点距離及び射出瞳位置を有する映写ズームレンズ - Google Patents
長い背面焦点距離及び射出瞳位置を有する映写ズームレンズInfo
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Abstract
さいfナンバーを含む優れた光学的品質を有する映写レ
ンズを提供することである。 【解決手段】 映写レンズは、それぞれが実効焦点距離
fI〜fVを有する5つの光学グループOI〜OVを有す
る。光学グループはズーム及び焦点合わせ機能を実行す
るために光軸上を移動する。映写レンズは全部で少なく
とも13枚のレンズL1〜L13を有する。レンズはそ
れぞれ、焦点距離f1〜f13、アッベ数V1〜
V13、屈折率N1〜N13を有する。光学グループO
IはレンズL1〜L3を有し、光学グループOIIはレン
ズL4〜L5を有し、光学グループOIIIはレンズL6
〜L8を有し、光学グループOIVはレンズL9を有し、
光学グループOVはレンズL10〜L13を有する。L
10〜L12は組み合わさってトリプレットを形成す
る。
Description
する。特に、本発明は、長い背面焦点距離を有するズー
ムレンズについて開示する。
l Display;LCD)パネル・プロジェクター
若しくは液晶シリコン(Liquid Crystal
onSilicon;LCOS)パネル・プロジェク
ターなどの映写装置にとって、長い背面焦点距離を有す
る映写レンズは、LCOSの要求解像度のために必要と
される。更に、偏極ビーム・スプリッタ、及びこの偏極
ビーム・スプリッタを通過する平行ビーム用の長い射出
瞳位置を有するテレセントリック手段などの追加的な光
学に要求される空間を提供するために、長い背面頂点距
離が必要とされる。
おいては、長い背面焦点距離及び射出瞳位置を有するレ
ンズが開発されなければならない。このレンズは、ミク
ロサイズ・ピクセルを有するはっきりとした像を提供す
るために、優れた収差、非点収差、及びゆがみ特性を有
しなければならない。更に、映写された像が可能な限り
明るくなるように、小さいfナンバーを有するべきであ
る。
距離、長い射出瞳距離、及び小さいfナンバーを含む優
れた光学的品質を有する映写レンズを提供することであ
る。
が実効焦点距離f1〜fVを有する5つの光学グループO
I〜OVを有する。光学グループはズーム及び焦点合わせ
機能を実行するために光軸上を移動する。
ンズL1〜L13を有する。レンズはそれぞれ、焦点距
離f1〜f13、アッベ数V1〜V13、屈折率N1〜
N1 3を有する。
し、光学グループOIIはレンズL4〜L5を有し、光学
グループOIIIはレンズL6〜L8を有し、光学グルー
プOI VはレンズL9を有し、光学グループOVはレンズ
L10〜L13を有する。L1 0〜L12は組み合わさ
ってトリプレットを形成する。
<(fII/fV)<−0.25、V 10+V12−2V
11>44、2N11−N10−N12>0.5、0.
5<(fN+fP)/(fP)<0.9、を満たす。こ
こで、fNはOI及びOIIの実効焦点距離であり、fP
はOIII、OIV、及びOVの実効焦点距離である。
発明の第一の実施形態:映写レンズW、のレンズ構造を
表す図である。映写レンズWは、5つの光学グループ:
IW、IIW、IIIW、IVW、及びVWを有する。光学グル
ープIWは、メニスカスレンズW1と、2つの凹凸レン
ズW2及びW3と、を有する。W1は、像側へ向かって
より大きい曲率半径を有するレンズ面S2を有する。W
2及びW3は両者とも、対象物側へ向かってより大きい
曲率半径を有するレンズ面S3及びS5をそれぞれ有す
る。光学グループIIWは、2つのレンズW4及びW5を
有する。W4は、対象物側に向かってより大きい曲率半
径を有するレンズ面S7を有するメニスカスレンズであ
り、W5は両凹レンズである。光学グループIIIWは、
3つのレンズW6、W7及びW8を有する。W6は対象
物側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ面S
11を有する凹凸レンズであり、W7は両凸レンズであ
り、W8は像側に向かってより大きい曲率半径を有する
レンズ面S16を有する凹凸レンズである。光学グルー
プIVWは、対象物側に向かってより大きい曲率半径を有
するレンズ面S17を有するメニスカスレンズW9を有
する。最後に、光学グループVWは、4つのレンズ:W
10、W11、W12及びW13を有する。W10、W
11、及びW12は共にトリプレットを形成する。W1
0、W12、及びW13は両凸レンズであり、W11は
両凹レンズである。W1〜W13の各レンズは、2つの
関連するレンズ面を有し、それらはS1〜S26と呼ば
れる。下記表1は、レンズ面の曲率半径、次のレンズ面
までの距離(即ち、レンズの厚さ若しくは次のレンズま
での距離)、レンズの屈折率(波長587.56nmの
光に対する)、及びレンズのアッベ数などのレンズの様
々な特性を一覧にする。このデータは、fナンバー:
2.1、焦点距離:80mm、及び半視角:23.8
°、を有する映写レンズWを提供する。
する球面収差を表す図である。図3は、レンズWに対す
る非点収差を表す図である。図4は、レンズWに対する
ゆがみを表す図である。図から明らかなように、球面収
差は0.5mm以内である。非点収差は0.3mm以内
であり、ゆがみは2%未満である。
の第二の実施形態:映写レンズX、のレンズ構造を表す
図である。映写レンズXは、5つの光学グループ:IX、
IIX、IIIX、IVX、及びVXを有する。光学グループI
Xは、メニスカスレンズX1と、2つの凹凸レンズX2
及びX3と、を有する。X1は、像側へ向かってより大
きい曲率半径を有するレンズ面R2を有する。X2及び
X3は両者とも、対象物側へ向かってより大きい曲率半
径を有するレンズ面R3及びR5をそれぞれ有する。光
学グループIIXは、2つのレンズX4及びX5を有す
る。X4は、対象物側に向かってより大きい曲率半径を
有するレンズ面R7を有するメニスカスレンズであり、
X5は両凹レンズである。光学グループIIIXは、3つの
レンズX6、X7及びX8を有する。X6は対象物側に
向かってより大きい曲率半径を有するレンズ面R11を
有する凹凸レンズであり、X7は両凸レンズであり、X
8は像側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ
面R16を有する凹凸レンズである。光学グループIVX
は、対象物側に向かってより大きい曲率半径を有するレ
ンズ面R17を有するメニスカスレンズX9を有する。
最後に、光学グループVXは、4つのレンズ:X10、X
11、X12及びX13を有する。X10、X11、及
びX12は共にトリプレットを形成する。X10、X1
2、及びX13は両凸レンズであり、X11は両凹レン
ズである。しかし、X13は、非球面のレンズ面R26
を有する。X1〜X13の各レンズは、レンズ面R1〜
R26を有する。下記表2は、レンズの様々な特性を一
覧にする。レンズレンズ面R26は追加的なデータであ
り、Kは−1.197、Aは0.26E−6、及びBは
−0.129E−8、である。表2のデータは、fナン
バー:2.1、焦点距離:80mm、及び半視角:2
3.8°、を有する映写レンズXを提供する。
する球面収差を表す図である。図7は、レンズXに対す
る非点収差を表す図である。図8は、レンズXに対する
ゆがみを表す図である。図6から図8において、撮影距
離は2メートルである。図から明らかなように、球面収
差は0.1mm以内であり、非点収差は0.2mm以内
であり、ゆがみは2%未満である。レンズX13の非球
面R26は、第一の実施形態の映写レンズWを上回る向
上した光学特性を提供する。
の第三の実施形態:映写レンズY、のレンズ構造を表す
図である。映写レンズYは、5つの光学グループ:
IY、II Y、IIIY、IVY、及びVYを有する。光学グル
ープIYは、メニスカスレンズY1と、2つの凹凸レン
ズY2及びY3と、を有する。Y1は、像側へ向かって
より大きい曲率半径を有するレンズ面M2を有する。Y
2及びY3は両者とも、対象物側へ向かってより大きい
曲率半径を有するレンズ面M3及びM5をそれぞれ有す
る。光学グループIIYは、2つのレンズY4及びY5を
有する。Y4は、対象物側に向かってより大きい曲率半
径を有するレンズ面M7を有するメニスカスレンズであ
り、Y5は両凹レンズである。光学グループIIIYは、
3つのレンズY6、Y7及びY8を有する。Y6は対象
物側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ面M
11を有する凹凸レンズであり、Y7は両凸レンズであ
り、Y8は像側に向かってより大きい曲率半径を有する
レンズ面M16を有する凹凸レンズである。光学グルー
プIVYは、対象物側に向かってより大きい曲率半径を有
するレンズ面M17を有するメニスカスレンズY9を有
する。最後に、光学グループVYは、5つのレンズ:Y
10、Y11、Y12、Y13、及びY14を有する。
Y10、Y11、及びY12は共にトリプレットを形成
する。Y10、Y12、及びY13は両凸レンズであ
り、Y11は両凹レンズであり、Y14は、像側に向か
ってより大きい曲率半径を有するレンズ面M28を有す
るメニスカスレンズである。Y1〜Y14の各レンズ
は、2つの関連するレンズ面を有し、それらはM1〜M
26と呼ばれる。下記表3は、レンズの様々な特性を一
覧にする。このデータは、fナンバー:2.1、焦点距
離:80mm、及び半視角:23.8°、を有する映写
レンズXを提供する。
Yに対する球面収差を表す図である。図11は、レンズ
Yに対する非点収差を表す図である。図12は、レンズ
Yに対するゆがみを表す図である。図10から図12に
おいて、撮影距離は2メートルである。図から明らかな
ように、球面収差は0.5mm以内であり、非点収差は
0.5mm以内であり、ゆがみは2%未満である。
発明の好ましい実施形態:映写レンズZ、のレンズ構造
を表す図である。映写レンズZは、5つの光学グルー
プ:I Z、IIZ、IIIZ、IVZ、及びVZを有する。光学
グループIZは、メニスカスレンズZ1と、2つの凹凸
レンズZ2及びZ3と、を有する。Z1は、像側へ向か
ってより大きい曲率半径を有するレンズ面2を有する。
Z2及びZ3は両者とも、対象物側へ向かってより大き
い曲率半径を有するレンズ面3及び5をそれぞれ有す
る。光学グループIIZは、2つのレンズZ4及びZ5を
有する。Z4は、対象物側に向かってより大きい曲率半
径を有するレンズ面7を有するメニスカスレンズであ
り、Z5は両凹レンズである。光学グループIIIZは、
3つのレンズZ6、Z7及びZ8を有する。Z6は対象
物側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ面1
1を有する凹凸レンズであり、Z7は両凸レンズであ
り、Z8は像側に向かってより大きい曲率半径を有する
レンズ面16を有する凹凸レンズである。光学グループ
IVZは、対象物側に向かってより大きい曲率半径を有す
るレンズ面17を有するメニスカスレンズZ9と、両凸
レンズであるレンズZ14と、を有する。最後に、光学
グループVZは、5つのレンズ:Z10、Z11、Y1
2、Z13、及びZ15を有する。Z10、Z11、及
びZ12は共にトリプレットを形成する。Z10は、対
象物側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ面
21を有するメニスカスレンズである。Z12及びZ1
3は両凸レンズであり、Z11は両凹レンズであり、Z
15は、像側に向かってより大きい曲率半径を有するレ
ンズ面30を有するメニスカスレンズである。Z1〜Z
15各レンズは、2つの関連するレンズ面を有し、それ
らは1〜30と呼ばれる。下記表4は、レンズの様々な
特性を一覧にする。このデータは、fナンバー:2.
1、焦点距離:80mm、及び半視角:23.8°、を
有する映写レンズZを提供する。
Zに対する球面収差を表す図である。図15は、レンズ
Zに対する非点収差を表す図である。図16は、レンズ
Zに対するゆがみを表す図である。図14から図16に
おいて、撮影距離は2メートルである。図から明らかな
ように、球面収差は0.1mm以内であり、非点収差は
0.1mm以内であり、ゆがみは1%未満である。
は、すべて少なくとも13枚のレンズを有する。各実施
形態において、レンズは、実施形態を通じて一貫して呼
ばれる。よって、13枚のレンズはそれぞれ実効焦点距
離f1〜f13を有すると言い得る。同様に、レンズ
は、波長587.56nmの光に対して、屈折率N1〜
N13を有する。更に、レンズは、アッベ数V1〜V
13を有する。各実施形態は5つの光学グループを有す
る。よって、これらの光学グループはそれぞれ実効焦点
距離fI〜fVを有すると言い得る。本発明の目的を達
成するために、4つの実施形態はすべて以下の式を満た
す。 (1)0.5<(fN+fP)/(fP)<0.9 (2)−0.45<(f11/fV)<−0.25 (3)V10+V12−2V11>44 (4)2N11−N10−N12>0.5 式(1)において、fNは、第一及び第二光学グループ
の実効焦点距離(EFL)であり、fPは、第三、第
四、及び第五光学グループのEFLである。式(1)
は、本発明によって課される下記条件から導かれる。 (5)−0.1fP>fN>−0.5fP 式(1)は、単に、fPを式(5)に加え、次いでfP
で割ることによって得られる。式(5)は、以下の本発
明の限定条件式である。fNが−0.5fPより小さい
場合、fNのペッツヴァル湾曲は増加する。fNのペッ
ツヴァル湾曲が正の数である時、その値のいかなる増加
も明らかに望まれない本発明の全体のペッツヴァル湾曲
の増加をもたらさない。同様に、fNが0.1fPより
大きい場合、fPのペッツヴァル湾曲は減少し、fPに
対してペッツヴァル湾曲の望まれないより負の値をもた
らす。即ち、式(5)及び故に式(1)は本発明のペッ
ツヴァル湾曲をつり合わせ、最小化するために要求され
る拘束である。
て収差及び不安定さを制限するために要求される。式
(2)において、f11は5番目の光学グループにおけ
る凸レンズである11番目のレンズのEFLであり、ト
リプレットの中央のレンズである。即ち、10番目及び
12番目のレンズと共に5番目のグループにおいて一体
を為す。f11が−0.45fVより小さい時、11番
目のレンズのパワーは要求パワーを上回り、過剰な収差
を生ずる。更に、パワーが増加すると、レンズ位置はよ
り敏感となり、光学システム全体が不安定となる。許容
度はより厳しくなり、組立作業をより厳しく且つ難しく
する。逆にいえば、f11が−0.25f Vを上回る
時、11番目のレンズのパワーは小さくなりすぎ、収差
に対する不充分な補償とその結果としての画質の低下を
もたらす。
の光学グループのトリプレットにそれ自身関心を持つ。
V10、V11、及びV12は、10番目、11番目、
及び12番目のレンズのアッベ数であり、前述の通り、
5番目の光学グループにおいてトリプレットを為す。式
(3)は、色収差がつり合せられることを確実にするた
めの条件である。
の屈折率と内側のレンズの屈折率と間の差が充分あるこ
とを確実にするための条件である。トリプレットの外側
のレンズは、10番目及び12番目のレンズであり、両
者とも互いに非常に近い屈折率を有する。N10及びN
12は、充分な収差補償を確実にするためにN11に近
すぎてはならない。
行するために、光軸上を移動する。光学グループII、II
I、IV、及びVは、焦点合わせ機能を実行するために用い
られる。一般的に言えば、様々なレンズ・グループ間の
距離は、ズームの変更及び焦点合わせによって相互的に
変化する。しかし、上記実施形態のすべてにおいて、光
学グループIVと光学グループVとの間の距離は固定され
る。更に、本発明の上記実施形態すべては光学グループ
Vにおいてトリプレットを利用するにもかかわらず、そ
のような配置は必要的である必要はない。光学グループ
Vがトリプレットを使わない他のレンズの組み合わせも
可能である。
である。
レンズに対する球面収差を表す図である。
レンズに対する非点収差を表す図である。
レンズに対するゆがみを表す図である。
である。
レンズに対する球面収差を表す図である。
レンズに対する非点収差を表す図である。
レンズに対するゆがみを表す図である。
である。
たレンズに対する球面収差を表す図である。
たレンズに対する非点収差を表す図である。
たレンズに対するゆがみを表す図である。
す図である。
れたレンズに対する球面収差を表す図である。
れたレンズに対する非点収差を表す図である。
れたレンズに対するゆがみを表す図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 実効焦点距離fIを有する第一の光学グ
ループと、 実効焦点距離fIIを有する第二の光学グループと、 実効焦点距離fIIIを有する第三の光学グループと、 実効焦点距離fIVを有する第四の光学グループと、 実効焦点距離fVを有する第五の光学グループとを有す
る長い背面焦点距離を有する映写ズームレンズであっ
て、前記第五の光学グループは、 第一のレンズと、 両凹レンズである第二のレンズと、 両凸レンズである第三のレンズと、 両凸レンズである第四のレンズとを有し、上記光学グル
ープは、f1が第一のレンズの焦点距離であり、f2が
第二のレンズの焦点距離であり、f3が第三のレンズの
焦点距離であり、V1が第一のレンズのアッベ数であ
り、V2が第二のレンズのアッベ数であり、V3が第三
のレンズのアッベ数であり、N1が第一のレンズの屈折
率であり、N2が第二のレンズの屈折率であり、N3が
第三のレンズの屈折率であり、fNが第一及び第二光学
グループの実効焦点距離であり、fPが第三、第四、及
び第五の光学グループの実効焦点距離である場合に、以
下の条件 −0.45<(f2/fV)<−0.25 V1+V3−2V2>44 2N2−N1−N3>0.5 0.5<(fN+fP)/(fP)<0.9 を満たすことを特徴とする映写ズームレンズ。 - 【請求項2】 第一のレンズは両凸レンズであることを
特徴とする請求項1記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項3】 屈折率は波長587.56ナノメートル
(nm)の光に対するものであることを特徴とする請求
項1記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項4】 第四のレンズは非球面を有することを特
徴とする請求項1記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項5】 非球面は像側に向かっていることを特徴
とする請求項4記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項6】 第五の光学グループは、像側に向かって
より大きい曲率半径を有するレンズ面を有するメニスカ
スレンズである第五のレンズを更に有することを特徴と
する請求項2記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項7】 第一のレンズは対象物側に向かってより
大きい曲率半径を有するレンズ面を有するメニスカスレ
ンズであることを特徴とする請求項1記載の映写ズーム
レンズ。 - 【請求項8】 第四の光学グループは、両凸レンズであ
る第五のレンズを有し、第五の光学グループは、像側に
向かってより大きい曲率半径を有するレンズ面を有する
メニスカスレンズである第六のレンズを更に有すること
を特徴とする請求項7記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項9】 第一の光学グループは映写された像の焦
点を調整するために用いられることを特徴とする請求項
1記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項10】 第四の光学グループ及び第五の光学グ
ループは光軸上を一緒に移動することを特徴とする請求
項1記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項11】 第一の光学グループは、 像側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ面を
有するメニスカスレンズである第五のレンズと、 対象物側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ
面を有する凹凸レンズである第六のレンズと、 対象物側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ
面を有する凹凸レンズである第七のレンズとを更に有す
ることを特徴とする請求項1記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項12】 第二の光学グループは、 対象物側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ
面を有するメニスカスレンズである第五のレンズと、 両凹レンズである第六のレンズとを更に有することを特
徴とする請求項1記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項13】 第三の光学グループは、 対象物側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ
面を有する凹凸レンズである第五のレンズと、 両凸レンズである第六のレンズと、 像側に向かってより大きい曲率半径を有するレンズ面を
有する凹凸レンズである第七のレンズとを更に有するこ
とを特徴とする請求項1記載の映写ズームレンズ。 - 【請求項14】 第四の光学グループは、対象物側に向
かってより大きい曲率半径を有するレンズ面を有するメ
ニスカスレンズである第五のレンズを有することを特徴
とする請求項1記載の映写ズームレンズ。
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---|---|---|---|
JP2000353270A JP2002169086A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 長い背面焦点距離及び射出瞳位置を有する映写ズームレンズ |
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JP2000353270A JP2002169086A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 長い背面焦点距離及び射出瞳位置を有する映写ズームレンズ |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107272167A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-10-20 | 广东北创光电科技股份有限公司 | 焦距为12mm的光学镜片 |
CN109445070A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-08 | 江西特莱斯光学有限公司 | 一种超高清长焦镜头 |
CN110764236A (zh) * | 2018-07-25 | 2020-02-07 | 扬明光学股份有限公司 | 定焦镜头 |
-
2000
- 2000-11-20 JP JP2000353270A patent/JP2002169086A/ja active Pending
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CN107272167B (zh) * | 2017-08-16 | 2023-03-24 | 广东北创光电科技股份有限公司 | 焦距为12mm的光学镜片 |
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CN110764236B (zh) * | 2018-07-25 | 2022-12-09 | 扬明光学股份有限公司 | 定焦镜头 |
CN109445070A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-08 | 江西特莱斯光学有限公司 | 一种超高清长焦镜头 |
CN109445070B (zh) * | 2018-12-24 | 2024-03-29 | 江西特莱斯光学有限公司 | 一种超高清长焦镜头 |
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