JP2002228930A - Zoom lens and projecting device by zoom lens - Google Patents

Zoom lens and projecting device by zoom lens

Info

Publication number
JP2002228930A
JP2002228930A JP2001021217A JP2001021217A JP2002228930A JP 2002228930 A JP2002228930 A JP 2002228930A JP 2001021217 A JP2001021217 A JP 2001021217A JP 2001021217 A JP2001021217 A JP 2001021217A JP 2002228930 A JP2002228930 A JP 2002228930A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
zoom lens
group
optical element
diffractive optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001021217A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Yasui
裕人 安井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2001021217A priority Critical patent/JP2002228930A/en
Publication of JP2002228930A publication Critical patent/JP2002228930A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom lens, is which performance for chromatic aberration can be improved more than the conventional one without increasing the number of diffraction optical element introducing spots needlessly though it consists of nearly the same number of lenses as the conventional one, and to provide a high-performance projecting device. SOLUTION: This zoom lens has at least one diffraction optical element at least in one lens group out of several lens groups, and at least one lens group having the diffraction optical element is a lens group where height (h) from the optical axis of paraxial and axial rays passing through the lens group and height from the optical axis of a pupil paraxial ray have the same sign, and the zoom lens satisfies a following conditional expression 1. 1 -7.0×10-2<C1<-7.0×10-5 Provided that C1 is a phase coefficient obtained when the phase shape of a diffraction surface is given by a following polynomial (a). (a) ϕ(H)=2π/λ(C1.H2+C2.H4+...+Ci.H2i) Where, ϕ(H) means the phase shape of the diffraction surface, H means height in a perpendicular direction to the optical axis, λmeans designed wavelength and Cn means the n-th order phase coefficient.

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、ズームレンズおよ
び該ズームレンズによる投影装置に関し、特に、レンズ
系後方に色合成プリズムや色合成ミラー、そして偏光フ
ィルター等の各種の光学部材を配置した、例えばカラー
液晶表示素子に表示された投影像原画をスクリーン面上
に拡大投影する投影装置に好適な、バックフォーカスが
長くテレセントリック系の高い光学性能を有するズーム
レンズに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zoom lens and a projection apparatus using the zoom lens, and more particularly, to a lens system, in which various optical members such as a color combining prism, a color combining mirror, and a polarizing filter are arranged. The present invention relates to a zoom lens having a long back focus and high optical performance of a telecentric system, which is suitable for a projection apparatus for enlarging and projecting an original projected image displayed on a color liquid crystal display element on a screen surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この様な投影装置に用いられ
る光学系には種々なタイプのものがあるが、投影像原画
としてカラー液晶を用いた投影光学系には、最終レンズ
面から液晶表示素子までの空間(バックフォーカス)に
反射ミラーやダイクロイックプリズム等の光学部材を配
置するために、長いバックフォーカスを有した光学系が
要望されている。このため、カラー液晶用の投影光学系
には、負の屈折力のレンズ群が先行するレトロフォーカ
スタイプのものが多く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are various types of optical systems used in such a projection apparatus. In a projection optical system using a color liquid crystal as a projection image original, a liquid crystal display is provided from a final lens surface. There is a demand for an optical system having a long back focus in order to arrange an optical member such as a reflection mirror or a dichroic prism in a space (back focus) up to the element. For this reason, as a projection optical system for a color liquid crystal, a retrofocus type in which a lens unit having a negative refractive power precedes is often used.

【0003】例えば、特開昭62−291613号公報
や特開平3−145613号公報では、バックフォーカ
スの長いレトロフォーカスタイプのレンズ系が提案され
ている。これらの例の内、特開昭62−291613号
公報のレンズ系は歪曲収差が−5%程度あり、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。
For example, JP-A-62-291613 and JP-A-3-145613 propose a retrofocus type lens system having a long back focus. Of these examples, the lens system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-291613 has a distortion of about -5%.
The lens system of 145613 has a tendency to increase astigmatism.

【0004】更に、RGB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際、色のずれが目立つことがあ
った。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。高画素対応のレンズ系においては、諸収差の除去の
内、色収差の補正が特に重要になってくる。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。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
を増やし、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。
[0004] Further, since the size deviation of the image due to each of the RGB colors, that is, the chromatic aberration of magnification is large, the color deviation sometimes becomes conspicuous when an image of a high-definition liquid crystal display device is projected. It has been known that an aspherical surface is used as a part of a lens system in order to correct various aberrations and reduce the number of lenses. When an aspherical surface is used, the number of lenses can be reduced and an aberration correction effect that cannot be obtained with a spherical surface can be expected and is effective. In a lens system corresponding to a high number of pixels, correction of chromatic aberration is particularly important among various aberrations. However, good correction of chromatic aberration is difficult with an aspherical surface. Recently, in order to suppress the aberration of the lens system, many zoom lenses have been proposed in which the number of constituent lens groups is increased and the degree of freedom is reduced by reducing the aberration sharing of each lens group.

【0005】レンズ系としてズームレンズを用いた際、
色収差の補正のために、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から成るレンズを多用し
たり、また負レンズと正レンズの貼り合せレンズを用い
る等して色消しを行った。そのため、各レンズ群を構成
するレンズ枚数が多くなり、レンズ全体が大型化する傾
向があった。
When a zoom lens is used as a lens system,
In order to correct chromatic aberration, the lenses constituting each lens group often use lenses made of a plurality of materials having different dispersion values, or perform achromatization by using a cemented lens of a negative lens and a positive lens. Was. Therefore, the number of lenses constituting each lens group is increased, and the entire lens tends to be large.

【0006】一方、色収差の発生及びズーミングによる
色収差の変動を小さく抑える方法として、近年回折作用
を有した回折光学素子を光学系に応用する提案がなされ
ている。例えば、特開平4−213421号公報、特開
平6−324262号公報においては、このような回折
光学素子を用いた光学系が提案されているが、これらの
回折光学素子を用いた光学系は、単レンズに回折光学素
子を応用した光学系であり、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
の除去等の考察及び記載はなく、ズームレンズヘの応用
は行われていない。
On the other hand, as a method for suppressing the occurrence of chromatic aberration and the fluctuation of chromatic aberration due to zooming, it has recently been proposed to apply a diffractive optical element having a diffractive action to an optical system. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-213421 and 6-324262 propose optical systems using such diffractive optical elements. However, optical systems using these diffractive optical elements include: This is an optical system in which a diffractive optical element is applied to a single lens.Although there is a reference to chromatic aberration, there is no consideration or description of the removal of fluctuation due to zooming of chromatic aberration peculiar to a zoom lens, and no application to a zoom lens is performed. .

【0007】これに対して、ズームレンズヘ応用したも
のに関しては、例えば、特開平11−84244号公
報、特開2000−19400号公報で提案されてい
る。前記特開平11−84244号公報及び特開200
0−19400号公報において、ズームレンズに回折光
学素子を導入したことで、諸収差、特に色収差の補正が
十分になされた光学系が得られている。
[0007] On the other hand, those applied to a zoom lens have been proposed in, for example, JP-A-11-84244 and JP-A-2000-19400. JP-A-11-84244 and JP-A-200
In Japanese Patent Application Publication No. 0-19400, an optical system in which various aberrations, particularly chromatic aberrations, are sufficiently corrected is obtained by introducing a diffractive optical element to a zoom lens.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平11−84244号公報、特開2000−1940
0号公報等においては、レンズ枚数の多用によるレンズ
系全体の大型化を考慮して、全レンズ枚数が10〜12
枚で構成されるようにされているが、各収差の性能、特
に色収差の性能向上のために、回折光学素子を導入する
箇所を増やしたり、回折光学素子の他に非球面レンズを
同時に用いる等して、各収差の補正が行われているた
め、必ずしも回折光学素子を効率的に使用しているとは
言い難い。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-84244 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-1940 describe the above.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 0-210, etc., the total number of lenses is 10-12
In order to improve the performance of each aberration, especially the performance of chromatic aberration, the number of places where a diffractive optical element is introduced is increased, and an aspheric lens is used in addition to the diffractive optical element. Then, since each aberration is corrected, it cannot be said that the diffractive optical element is always used efficiently.

【0009】本発明では、回折光学素子を導入する群や
回折面の位相形状を表す位相係数C 1の範囲を適切に見
出すことにより、上記従来例に比べ、レンズ枚数は同程
度でありながら、回折光学素子の導入箇所をむやみに増
やすことなく色収差の性能向上を図ることができるズー
ムレンズ、および該ズームレンズによる高性能な投影装
置を提供することを目的とするものである。
In the present invention, a group for introducing a diffractive optical element,
Phase coefficient C representing the phase shape of the diffraction surface 1The range of
As a result, the number of lenses is about the same
The number of places to introduce the diffractive optical element
Zoom that can improve chromatic aberration performance without doing anything
Lens and high-performance projection device using the zoom lens
It is intended to provide a device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、つぎの(1)〜(9)のように構成した
ズームレンズ、および該ズームレンズによる投影装置を
提供するものである。 (1)複数のレンズ群のうちの少なくとも1つのレンズ
群に、回折光学素子を少なくとも1つ有するズームレン
ズであって、前記回折光学素子を有する少なくとも一つ
のレンズ群は、該レンズ群を通過する近軸軸上光線の光
軸からの高さhと、瞳近軸光線の光軸からの高さ とが同一符号となるレンズ群であり、且つ下記の条件式
を満足することを特徴とするズームレンズ。 −7.0×10-2<C1<−7.0×10-5…… 但し、C1は回折面の位相形状を下記の多項式(a)で
与えた時の位相係数である。 φ(H)=2π/λ(C1・H2+C2・H4+・・・・・+Ci・H2i)…(a) φ(H):回折面の位相形状 H:光軸に対して垂直方向の高さ λ:設計波長 Cn:n次の位相係数 (2)前記複数のレンズ群は、距離の長い方の第1共役
点側から距離の短い方の第2共役点側にかけて、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群の3つのレンズ群を含むことを特徴とする上記
(1)に記載のズームレンズ。 (3)前記回折光学素子は光軸に関して回転対称な回折
格子を有する素子であり、この素子を一つだけ有するこ
とを特徴とする上記(1)または上記(2)に記載のズ
ームレンズ。 (4)前記第2群は絞りを有し、ズームのために移動す
ることを特徴とする上記(2)または上記(3)に記載
のズームレンズ。 (5)前記第1群は、光軸上移動してフォーカスを行う
レンズ群であることを特徴とする上記(2)〜(4)の
いずれかに記載のズームレンズ。 (6)絞りを備える移動レンズ群を有するズームレンズ
において、前記移動レンズ群以外のレンズ群に回折光学
素子を有し、下記の条件式を満足することを特徴とす
るズームレンズ。 −7.0×10-2<C1<−7.0×10-5…… 但し、C1は回折面の位相形状を下記の多項式(a)で
与えた時の位相係数である。 φ(H)=2π/λ(C1・H2+C2・H4+・・・・・+Ci・H2i)…(a) φ(H):回折面の位相形状 H:光軸に対して垂直方向の高さ λ:設計波長 Cn:n次の位相係数 (7)前記ズームレンズは、テレセントリック系よりな
ることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記
載のズームレンズ。 (8)前記回折光学素子は、少なくとも1層からなるブ
レーズ型の回折格子からなることを特徴とする上記
(1)〜(7)のいずれかに記載のズームレンズ。 (9)ズームレンズを用いてスクリーン上に像を投影す
る投影装置において、前記ズームレンズを上記(1)〜
(8)のいずれかに記載のズームレンズによって構成し
たことを特徴とする投影装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides a zoom lens constructed as in the following (1) to (9) and a projection device using the zoom lens. is there. (1) A zoom lens having at least one diffractive optical element in at least one of a plurality of lens groups, wherein at least one lens group having the diffractive optical element passes through the lens group. The height h of the paraxial ray on the optical axis and the height of the pupil paraxial ray on the optical axis. Is a lens group having the same sign, and satisfies the following conditional expression. −7.0 × 10 −2 <C 1 <−7.0 × 10 −5, where C 1 is a phase coefficient when the phase shape of the diffraction surface is given by the following polynomial (a). φ (H) = 2π / λ (C 1 · H 2 + C 2 · H 4 +... + C i · H 2i ) (a) φ (H): phase shape of diffraction surface H: on optical axis In contrast, the height in the vertical direction λ: design wavelength C n : nth-order phase coefficient (2) The plurality of lens groups are closer to the second conjugate point from the longer first conjugate point. The zoom lens according to (1), further comprising three lens groups of a first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, and a third group having a negative refractive power. . (3) The zoom lens according to (1) or (2), wherein the diffractive optical element is an element having a diffraction grating that is rotationally symmetric with respect to an optical axis, and includes only one such element. (4) The zoom lens according to (2) or (3), wherein the second group has an aperture and moves for zooming. (5) The zoom lens according to any one of (2) to (4), wherein the first group is a lens group that moves on an optical axis to perform focusing. (6) A zoom lens having a movable lens group provided with a stop, wherein the lens group other than the movable lens group has a diffractive optical element and satisfies the following conditional expression. −7.0 × 10 −2 <C 1 <−7.0 × 10 −5 ... Where C 1 is a phase coefficient when the phase shape of the diffraction surface is given by the following polynomial (a). φ (H) = 2π / λ (C 1 · H 2 + C 2 · H 4 +... + C i · H 2i ) (a) φ (H): phase shape of diffraction surface H: on optical axis Vertical height λ: Design wavelength C n : nth-order phase coefficient (7) The zoom lens according to any one of (1) to (6), wherein the zoom lens is formed of a telecentric system. Zoom lens. (8) The zoom lens according to any one of (1) to (7), wherein the diffractive optical element includes a blazed diffraction grating having at least one layer. (9) In a projection device for projecting an image on a screen using a zoom lens, the zoom lens may be any of the above (1) to (1).
(8) A projection device comprising the zoom lens according to any one of (8) and (7).

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
上記構成を適用することによって、ズームレンズに回折
光学素子を導入する際、前記回折光学素子を導入する群
や回折面の位相形状を表す位相係数C1を適切に見出し
て、諸収差、特に色収差の補正が十分になされた光学系
を得ることは勿論のこと、使用するレンズ枚数を10〜
12枚程度としてできるだけ削減することができ、回折
光学素子を導入する箇所をむやみに増やすことなく、ま
た回折光学素子と非球面レンズを同時に用いることな
く、諸収差の補正が十分なされた高性能な光学系を実現
することが可能となる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In an embodiment of the present invention,
By applying the above configuration, when introducing the diffractive optical element in the zoom lens, appropriately find the phase coefficients C 1 representing the phase shape of the group or a diffraction surface for introducing said diffractive optical element, aberrations, particularly chromatic aberration Not only to obtain an optical system with sufficient correction of
It is possible to reduce as much as about 12 sheets, and without compromising the number of places where the diffractive optical element is introduced and without using the diffractive optical element and the aspherical lens at the same time, a high-performance with sufficient correction of various aberrations An optical system can be realized.

【0012】本実施形態において、回折光学素子を設け
る面に関しては、各光学系を通過する軸上光線及び軸外
光線が、各光線入射位置における法線方向に対して角度
ずれがあると、回折効率が劣化することが懸念される
為、前記軸上光線及び軸外光線に対して、できるだけコ
ンセントリックなレンズ面に設定することが好ましい。
In this embodiment, with respect to the surface on which the diffractive optical element is provided, if an on-axis ray and an off-axis ray passing through each optical system have an angle shift with respect to the normal direction at each ray incident position, diffraction occurs. Since there is a concern that the efficiency is degraded, it is preferable to set the lens surface as concentric as possible with respect to the on-axis ray and the off-axis ray.

【0013】これらの回折光学素子は、光学面の上に施
されるのであるが、そのベースは球面若しくは平面ある
いは非球面あるいは2次曲面でも良い。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。
Although these diffractive optical elements are provided on an optical surface, the base may be a spherical surface, a planar surface, an aspherical surface, or a quadratic curved surface. Alternatively, the optical surface may be formed by a method of attaching a film of plastic or the like as the diffractive optical surface (a so-called replica aspheric surface).

【0014】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 OPT
ICS)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型によって成
形により製造しても良い。
The diffractive optical element in the present embodiment is binary-manufactured by a lithographic method which is a method of manufacturing a holographic optical element (HOE). The diffractive optical element is a binary optics (BINARY OPT)
ICS). 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 using a mold manufactured by these methods.

【0015】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、n次の位相係数を
n、光軸に対して垂直方向の高さ(光軸からの距離)
をH、回折面の位相形状をφ(H)とした時、 φ(H)=2π/λ(C1・H2+C2・H4+・・・・+Ci・H2i)……(a) の式で表すことができる。この(a)式より明らかなよ
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。
Further, the shape of the diffractive optical element in the present embodiment is such that the reference wavelength (d-line) is λ, the nth-order phase coefficient is C n , the height in the direction perpendicular to the optical axis (the distance from the optical axis). )
Where H is the phase shape of the diffraction surface and φ (H), φ (H) = 2π / λ (C 1 · H 2 + C 2 · H 4 +... + C i · H 2i ). a) can be represented by the following equation: As is apparent from the equation (a), the phase is adjusted by the distance H from the optical axis.
The larger the lens diameter, the greater the effect of higher order coefficients.

【0016】本発明において、回折光学素子を導入する
群として、各ズームレンズの各レンズ群を通過する近軸
軸上光線の光軸からの高さhと瞳近軸光線の光軸からの
高さ が同一符号となる群に導入した。もし、この が異符号、もしくは となる群に回折光学素子を導入したとすると、以下のよ
うになる。
In the present invention, as a group into which the diffractive optical element is introduced, the height h from the optical axis of the paraxial ray passing through each lens group of each zoom lens and the height from the optical axis of the pupil paraxial ray. Sa Were introduced into groups with the same sign. If this Is a different sign, or If a diffractive optical element is introduced into the group of

【0017】ここで、回折光学素子を導入する前の光学
系全系の軸上色収差係数をL、倍率色収差係数をTと
し、回折光学素子を導入後の全系の軸上色収差係数をL
D、倍率色収差係数をTDとすると、以下の関係式が成り
立つ。
Here, L is the axial chromatic aberration coefficient of the entire optical system before introducing the diffractive optical element, T is the chromatic aberration coefficient of magnification, and L is the axial chromatic aberration coefficient of the entire system after introducing the diffractive optical element.
D , and the chromatic aberration of magnification coefficient is T D , the following relational expression holds.

【0018】但し、 は回折光学素子を導入した際の各レンズ群を通過する近
軸軸上光線の光軸からの高さ及び瞳近軸光線の光軸から
の高さを表し、φDは回折光学素子の屈折力を、vDは回
折光学素子のアッベ数であり、νD=−3.45であ
る。
However, Represents the height from the optical axis of the height and the paraxial chief ray from the optical axis of a paraxial marginal ray passing through each lens group when introducing the diffractive optical element, phi D is a refractive diffractive optical element And v D is the Abbe number of the diffractive optical element, and ν D = −3.45.

【0019】投影光学系の色収差を考えた場合、一般的
に軸上及び倍率色収差ともに正側に発生することから、
回折光学素子を導入する前の全系の軸上色収差係数L及
び倍率色収差係数Tともに、負の値になることが分か
る。この軸上及び倍率色収差を補正するには、負側に補
正すればよく、各色収差係数では正側に補正すれば良
い。つまり、回折光学素子導入後の各色収差係数LD
Dを正側に補正すれば良いことになる。
When considering the chromatic aberration of the projection optical system, since both on-axis and lateral chromatic aberration generally occur on the positive side,
It can be seen that both the axial chromatic aberration coefficient L and the lateral chromatic aberration coefficient T of the entire system before introducing the diffractive optical element are negative values. In order to correct the axial and lateral chromatic aberrations, the correction may be made to the negative side, and each chromatic aberration coefficient may be corrected to the positive side. That is, each chromatic aberration coefficient L D after introducing the diffractive optical element,
So that the T D may be corrected to the positive side.

【0020】以上のことから、 が異符号となる群に回折光学素子を導入すると、軸上色
収差及び倍率色収差を同時に補正する方向でなくなり、
好ましくない。また となる群に回折光学素子を導入すると、上式より となり倍率色収差を補正する方向でなくなり、好ましく
ないことが分かる。
From the above, When a diffractive optical element is introduced into a group having a different sign, the direction in which the axial chromatic aberration and the lateral chromatic aberration are corrected at the same time is eliminated,
Not preferred. Also When a diffractive optical element is introduced into the group It can be seen that this is not the direction in which the chromatic aberration of magnification is corrected, which is not preferable.

【0021】本発明に係る回折光学面は前述の式(a)
で表せられるものであり、回折面の位相形状を前記
(a)式で与えた際の位相係数C1が以下の条件式を
満足すると、ズームレンズにおいて、効率的に回折光学
素子を利用することができ、有効に収差の補正を行うこ
とができる。 −7.0 ×10-2<C1<−7.0×10-5 …… 上式におけるC1は回折光学素子の近軸的屈折力を表
し、C1が正の値を持つ時には回折光学素子は負の屈折
力を持ち、C1が負の値を持つ時には正の屈折力を有す
る。
The diffractive optical surface according to the present invention has the above-mentioned formula (a).
When the phase coefficient C 1 when the phase shape of the diffractive surface is given by the expression (a) satisfies the following conditional expression, it is possible to efficiently use the diffractive optical element in the zoom lens. And aberration can be effectively corrected. −7.0 × 10 −2 <C 1 <−7.0 × 10 −5 ... C 1 in the above equation represents the paraxial refractive power of the diffractive optical element, and diffraction occurs when C 1 has a positive value. The optical element has a negative refractive power, and has a positive refractive power when C 1 has a negative value.

【0022】上の条件式の下限値を逸脱すると、回折
光学素子のパワーが強くなり過ぎ、回折面の中心と周辺
の鋸状のピッチの差が大きくなり製作が難しくなる。一
方、上の条件式の上限値を逸脱すると、回折光学素子
のパワーが緩くなり過ぎてしまい、所望の色収差への補
正が実現しづらくなる。
If the lower limit of the above conditional expression is deviated, the power of the diffractive optical element becomes too strong, and the difference between the center of the diffractive surface and the sawtooth-shaped pitch around the diffractive surface becomes large, making the production difficult. On the other hand, if the upper limit of the above conditional expression is deviated, the power of the diffractive optical element becomes too weak, and it becomes difficult to correct the desired chromatic aberration.

【0023】また本発明において、絞りを第2群に設定
したのは、第2群がズームレンズの主変倍群であること
と、前記ズームレンズにおいて、絞りを有する群は、瞳
近軸光線の光軸からの高さ が0となることから、第1群で生じた倍率色収差をズー
ミングによって増加させることがなくなるので、第2群
に絞りを設置した。
In the present invention, the stop is set to the second group because the second group is a main zooming group of the zoom lens, and in the zoom lens, the group having the stop is a pupil paraxial ray. Height from optical axis Is 0, the chromatic aberration of magnification generated in the first group is not increased by zooming. Therefore, an aperture is provided in the second group.

【0024】本実施例で用いている回折光学素子の構造
としては、図19に示す1層のキノフォーム形状の単層
構成のものや、図20に示すような格子厚の異なる(又
は同一の)2つの層を積み上げた積層構成のもの等が適
用可能である。
As the structure of the diffractive optical element used in this embodiment, a single-layer kinoform-shaped single-layer structure shown in FIG. 19, or a different grating thickness (or the same as shown in FIG. 20) as shown in FIG. And (2) a layered structure in which two layers are stacked is applicable.

【0025】図21は図19に示す回折光学素子101
の1次回折光の回折効率の波長依存性を示している。実
際の回折光学素子101の構成は、図19より、基材1
02の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、樹脂部に波長5
30nmで1次回折光の回折効率が100%となるよう
な格子厚dの回折格子103を形成している。
FIG. 21 shows the diffractive optical element 101 shown in FIG.
Shows the wavelength dependence of the diffraction efficiency of the first-order diffracted light. The actual configuration of the diffractive optical element 101 is shown in FIG.
02 is coated with an ultraviolet curable resin, and a wavelength of 5
The diffraction grating 103 having a grating thickness d is formed so that the diffraction efficiency of the first-order diffracted light at 30 nm becomes 100%.

【0026】図21で明らかなように、設計次数の回折
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の0次回折光と2次回折
光の回折効率が増大している。そ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. 21, the diffraction efficiency of the design order decreases as the distance from the optimized wavelength of 530 nm increases, while the diffraction efficiencies of the zero-order diffraction light and the second-order diffraction light of the orders near the design order increase. . An increase in diffracted light other than the design order causes a flare, leading to a decrease in the resolution of the optical system.

【0027】図20に示す2つの回折格子104、10
5を積層した積層型の回折光学素子の波長依存特性を図
22に示す。図20では、基材102上に紫外線硬化樹
脂(nd=1.499、vd=54)から成る第1の回
折格子104を形成し、その上に別の紫外線硬化樹脂
(nd=1.598、vd=28)から成る第2の回折
格子105を形成している。この材質の組合せでは、第
1の回折格子104の格子厚d1はd1=13.8μ
m、第2の回折格子105の格子厚d2はd2=10.
5μmとしている。
The two diffraction gratings 104 and 10 shown in FIG.
FIG. 22 shows the wavelength-dependent characteristics of the laminated diffractive optical element in which No. 5 is laminated. In FIG. 20, a first diffraction grating 104 made of an ultraviolet curable resin (nd = 1.499, vd = 54) is formed on a base material 102, and another ultraviolet curable resin (nd = 1.598, vd = 28). With this combination of materials, the grating thickness d1 of the first diffraction grating 104 is d1 = 13.8 μm.
m, the grating thickness d2 of the second diffraction grating 105 is d2 = 10.
It is 5 μm.

【0028】図22から判るように、積層構造の回折光
学素子にすることで、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。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を
用いると、光学性能を更に改善することができる。
As can be seen from FIG. 22, by using a diffractive optical element having a laminated structure, the diffraction efficiency of the design order has a high diffraction efficiency of 95% or more over the entire wavelength range used. As described above, when the laminated structure is used as the diffractive optical element according to the embodiment of the present invention, the optical performance can be further improved.

【0029】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はなく、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1
04を直接基材に形成しても良い。また各格子厚が必ず
しも必要はなく、材料の組合せでは図23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
折光学素子の組立作業性が向上し、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 an ultraviolet curable resin, but other plastic materials or the like can be used.
04 may be formed directly on the substrate. Further, each lattice thickness is not necessarily required, 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, it is excellent in dust resistance, the workability of assembling the diffractive optical element is improved, and a more inexpensive optical system can be provided.

【0030】また、図24のように、基材102上に紫
外線硬化樹脂(nd=1.6685、vd=19.7)
から成る第1の回折格子107を形成し、前記回折格子
107に対し、互いの鋸の山の部分の間隔を約1.5μ
m程度離れた場所に、別の紫外線硬化樹脂(nd=1.
5240、vd=50.8)から成る第2の回折格子1
06を形成した積層構造の回折光学素子でも、前記図2
0の回折格子と同等の回折効率を得ることができる。こ
の材質の組合せでは、第1の回折格子107の格子厚d
1はd1=5.0μm、第2の回折格子106の格子厚
d2はd2=7.5μmとしている。
As shown in FIG. 24, an ultraviolet curable resin (nd = 1.66585, vd = 19.7) is formed on the base material 102.
Is formed, and the interval between the peak portions of the sawtooth is set to about 1.5 μm with respect to the diffraction grating 107.
m, another ultraviolet curable resin (nd = 1.
5240, vd = 50.8)
In the diffractive optical element having the layered structure in which No. 06 is formed, the diffraction optical element shown in FIG.
A diffraction efficiency equivalent to that of the diffraction grating of 0 can be obtained. With this combination of materials, the grating thickness d of the first diffraction grating 107
1 is d1 = 5.0 μm, and the grating thickness d2 of the second diffraction grating 106 is d2 = 7.5 μm.

【0031】本実施の形態においては、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
でき、構成レンズ枚数も削減でき、尚且つ良好な光学性
能を持つ光学系を得ることができる。また、本実施の形
態においては、距離の長い方の第1共役点側から順に負
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群の3つのレンズ群を含む4群構成及び5群構成の
ズームレンズにおいて、前記ズームレンズを構成する各
レンズhを通過する近軸軸上光線の光軸からの高さhと
瞳近軸光線の光軸からの高さ が同一符号となる群に、回折光学素子を導入し、その
際、導入する群を適切に設定し、尚且つ回折光学素子の
回折面の位相形状を表す位相係数C1を適切に設定する
ことによって、諸収差、特に高精細な液晶に対応した倍
率色収差が良好に補正され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することが可能
となる。
In the present embodiment, the use of the diffractive optical element having the above-described configuration makes it possible to reduce chromatic aberration, reduce the number of constituent lenses, and obtain an optical system having good optical performance. it can. Further, in the present embodiment, the first group having negative refractive power, the second group having positive refractive power, and the third group having negative refractive power are sequentially arranged from the first conjugate point side having the longer distance. In the four-group and five-group zoom lenses including the lens group, the height h from the optical axis of the paraxial ray passing through each lens h constituting the zoom lens and the optical axis of the pupil paraxial ray Height Introduce a diffractive optical element to a group having the same sign, and at that time, appropriately set the group to be introduced, and appropriately set a phase coefficient C 1 representing a phase shape of a diffractive surface of the diffractive optical element. Accordingly, it is possible to achieve a telecentric zoom lens having a long back focus, in which various aberrations, particularly, chromatic aberration of magnification corresponding to a high-definition liquid crystal are satisfactorily corrected.

【0032】また、本実施の形態においては、前述記載
の構成にすることにより、変倍比1.3以上でFno
1.8程度と大口径を確保しながらも、諸収差が十分補
正されており、且つ色合成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十
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・全物体距離に渡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プロジェクターを実現すること
ができる。また、その際、構成レンズ枚数も10〜12
枚とできるだけに少なく、且つ、回折光学素子を導入す
る箇所をむやみに増やさず、更に回折光学素子と非球面
レンズを同時に用いることなく、諸収差の補正が十分な
された高性能な光学系が実現可能となる。
Also, in the present embodiment, by adopting the above-described configuration, the Fno at a zoom ratio of 1.3 or more can be obtained.
While ensuring a large aperture of about 1.8, various aberrations are sufficiently corrected, and the chromatic aberration of magnification is ensured while ensuring a sufficient back focus space for optical elements such as a color combining prism and optical elements of various filters. Is excellently corrected, and a telecentric zoom lens having excellent performance over the entire zoom range and all object distances can be realized. In addition, a liquid crystal projector suitable for the zoom lens can be realized. At that time, the number of constituent lenses is also 10 to 12
A high-performance optical system with sufficient correction of various aberrations is realized with as few sheets as possible, without unnecessarily increasing the places where the diffractive optical element is introduced, and without using a diffractive optical element and an aspheric lens at the same time. It becomes possible.

【0033】[0033]

【実施例】つぎに、本発明の実施例について説明する。
図1〜図6は、本発明における実施例1〜実施例6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共役点側にあり、液晶表示素子L
CDは距離の短い方の第2共役点にある。GBは色合成
プリズムや偏光フィルター、そしてカラーフィルター等
のガラスブロックである。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
1 to 6 are lens cross-sectional views of Examples 1 to 6 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. Screen surface S
Is closer to the first conjugate point on the longer side, and the liquid crystal display element L
CD is at the second conjugate point with the shorter distance. GB is a glass block such as a color combining prism, a polarizing filter, and a color filter.

【0034】また、図1〜図6において、L1は負の屈
折力の第1群、L2は正の屈折力の第2群、L3は負の
屈折力の第3群、L4は正の屈折力の第4群、L5は正
の屈折力の第5群を表している。液晶表示素子LCDは
像面に相当している。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表
している。
1 to 6, L1 is a first group having a negative refractive power, L2 is a second group having a positive refractive power, L3 is a third group having a negative refractive power, and L4 is a positive refractive power. The fourth group of forces, L5, represents the fifth group of positive refractive power. The liquid crystal display element LCD corresponds to an image plane. Arrows indicate the movement trajectories of the respective lens units when zooming from the wide-angle end to the telephoto end.

【0035】また、図1〜図6において、Liは第i群
(i=1〜5)を示しでおり、図1〜図3はL1からL
5までが、また図4〜図6に関しては、L1からL4ま
でがズームレンズ部となっており、接続部材を介して液
晶プロジェクター本体に着装されている。従って、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ている。
In FIGS. 1 to 6, Li indicates the ith group (i = 1 to 5), and FIGS.
4 to 6, and L1 to L4 in FIGS. 4 to 6 constitute zoom lens units, which are mounted on the main body of the liquid crystal projector via connection members. Therefore, the liquid crystal display element LCD side after the glass block GB is included in the projector main body.

【0036】図1〜図6に示される本発明の実施例1〜
実施例6において、第1群を光軸上移動させてフォーカ
スを行い、第2群に絞りを有している。また、図1〜図
6の各ズームレンズにおいて、各ズームレンズの各レン
ズ群を通過する近軸軸上光線の光軸からの高さhと瞳近
軸光線の光軸からの高さ が同一符号となる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。以下、各実施例のそれぞれのレンズ構
成について、さらに説明する。
The first embodiment of the present invention shown in FIGS.
In the sixth embodiment, focusing is performed by moving the first lens unit on the optical axis, and the second lens unit has an aperture. In each of the zoom lenses of FIGS. 1 to 6, the height h from the optical axis of the paraxial ray passing through each lens group of each zoom lens and the height of the pupil paraxial ray from the optical axis. Are provided with at least one diffractive optical element rotationally symmetric with respect to the optical axis in at least one lens group among the groups having the same reference numerals. Hereinafter, each lens configuration of each embodiment will be further described.

【0037】[実施例1]図1に示される本発明の実施
例1においては、5群ズームレンズであり、第3群に回
折光学素子を有している。広角端から望遠端への変倍
(ズーミング)に際して、第2群L2と第3群L3と第
4群L4を第1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。この時、第1
群L1と第5群L5は固定である。
[Embodiment 1] The embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 1 is a five-unit zoom lens, and has a diffractive optical element in the third unit. At the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit L2, the third unit L3, and the fourth unit L4 have trajectories that are monotonic toward the first conjugate point or convex toward the first conjugate point. While moving. At this time, the first
The group L1 and the fifth group L5 are fixed.

【0038】[実施例2]図2に示される本発明の実施
例2においては、5群ズームレンズであり、第4群に回
折光学素子を有している。広角端から望遠端への変倍に
際して、第2群L2を第1共役点側に凸状の軌跡を有し
つつ移動させ、第3群L3を第1共役点側に、前記第2
群L2の軌道よりも、緩やかな凸状の軌跡を有しつつ第
2共役点側に移動させ、且つ、第4群L4を第1共役点
側へ単調移動させている。この時、第1群L1と第5群
L5は固定である。
[Embodiment 2] The embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 2 is a five-unit zoom lens, and the fourth unit has a diffractive optical element. At the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit L2 is moved while having a convex locus toward the first conjugate point, and the third unit L3 is moved toward the first conjugate point.
The trajectory of the group L2 is moved to the second conjugate point side while having a gentler convex trajectory, and the fourth group L4 is monotonously moved to the first conjugate point side. At this time, the first lens unit L1 and the fifth lens unit L5 are fixed.

【0039】[実施例3]図3に示される本発明の実施
例3においては、5群ズームレンズであり、第5群に回
折光学素子を有している。広角端から望遠端への変倍に
際して、第2群L2を第1共役点側へ第1共役点側に凸
状の軌跡を有しつつ移動させ、第3群L3を第2共役点
側に単調移動させ、第4群L4を第1共役点側に単調移
動させている。この時、第1群L1と第5群L5は固定
である。
Embodiment 3 Embodiment 3 of the present invention shown in FIG. 3 is a five-unit zoom lens, and has a diffractive optical element in the fifth unit. Upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit L2 is moved to the first conjugate point side while having a locus convex toward the first conjugate point side, and the third unit L3 is moved to the second conjugate point side. The fourth unit L4 is moved monotonically to the first conjugate point side. At this time, the first lens unit L1 and the fifth lens unit L5 are fixed.

【0040】[実施例4]図4に示される本発明の実施
例4においては、4群ズームレンズであり、第3群L3
に回折光学素子を有している。広角端から望遠端へのズ
ーミングは、第2群L2と第3群L3を第1共役点側に
凸状の軌跡を有しつつ移動させている。なお、第1群L
1と第4群L4はズーミング中固定である。この図4の
光学系は、前記図1の光学系とレンズ枚数は同じである
が、ズームタイプが5群構成から4群構成になってい
る。
[Embodiment 4] In Embodiment 4 of the present invention shown in FIG. 4, there is a four-unit zoom lens, and the third unit L3
Has a diffractive optical element. In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit L2 and the third unit L3 are moved while having a locus convex toward the first conjugate point. Note that the first lens unit L
The first and fourth lens units L4 are fixed during zooming. The optical system of FIG. 4 has the same number of lenses as the optical system of FIG. 1, but the zoom type has a five-group configuration to a four-group configuration.

【0041】[実施例5]図5に示される本発明の実施
例5においては、4群ズームレンズであり、第3群L3
に回折光学素子を有している。広角端から望遠端へのズ
ーミングは、第2群L2と第3群L3を第1共役点側に
凸状の軌跡を有しつつ移動させている。なお、第1群L
1と第4群L4はズーミング中固定である。この図5の
光学系は、前記図4の光学系よりも、第3群L3のレン
ズ枚数が1枚削減された構成になっている。
[Embodiment 5] In Embodiment 5 of the present invention shown in FIG. 5, there is a four-unit zoom lens, and the third unit L3
Has a diffractive optical element. In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit L2 and the third unit L3 are moved while having a locus convex toward the first conjugate point. Note that the first lens unit L
The first and fourth lens units L4 are fixed during zooming. The optical system in FIG. 5 has a configuration in which the number of lenses in the third lens unit L3 is reduced by one compared to the optical system in FIG.

【0042】[実施例6]図6に示される本発明の実施
例6においては、4群ズームレンズであり、第3群L3
に回折光学素子を有している。広角端から望遠端へのズ
ーミングは、第2群L2を第1共役点側に凸状の軌跡を
有しつつ移動させ、第3群L3を第1共役点側に単調移
動させている。なお、第1群L1と第4群L4はズーミ
ング中固定である。この図6の光学系は、前記図5の光
学系よりも、第3群L3のレンズ枚数が、更にもう1枚
削減された構成になっている。
[Embodiment 6] The embodiment 6 of the present invention shown in FIG. 6 is a four-unit zoom lens, and the third unit L3
Has a diffractive optical element. In zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second unit L2 is moved with a convex trajectory toward the first conjugate point, and the third unit L3 is monotonously moved toward the first conjugate point. Note that the first lens unit L1 and the fourth lens unit L4 are fixed during zooming. The optical system of FIG. 6 has a configuration in which the number of lenses of the third lens unit L3 is further reduced by one compared to the optical system of FIG.

【0043】図7〜図18に、上記各実施例に対する収
差図を示す。図7は実施例1の広角端の収差図であり、
図8は実施例1の望遠端の収差図である。また、図9は
実施例2の広角端の収差図であり、図10は実施例2の
望遠端の収差図である。また、図11は実施例3の広角
端の収差図であり、図12は実施例3の望遠端の収差図
である。また、図13は実施例4の広角端の収差図であ
り、図14は実施例4の望遠端の収差図である。また、
図15は実施例5の広角端の収差図であり、図16は実
施例5の望遠端の収差図である。また、図17は実施例
6の広角端の収差図であり、図18は実施例6の望遠端
の収差図である。なお、上記図7〜図18の各収差図に
おいて、B、G、Rは470nm、550nm、650
nm、ΔM、ΔSはメリジオナル像面、サジタル像面を
示している。
7 to 18 show aberration diagrams for each of the above embodiments. FIG. 7 is an aberration diagram at a wide-angle end according to the first embodiment.
FIG. 8 is an aberration diagram at a telephoto end according to the first embodiment. FIG. 9 is an aberration diagram at a wide angle end according to the second embodiment, and FIG. 10 is an aberration diagram at a telephoto end according to the second embodiment. FIG. 11 is an aberration diagram at the wide-angle end of the third embodiment, and FIG. 12 is an aberration diagram at the telephoto end of the third embodiment. FIG. 13 is an aberration diagram at the wide-angle end of the fourth embodiment, and FIG. 14 is an aberration diagram at the telephoto end of the fourth embodiment. Also,
FIG. 15 is an aberration diagram at the wide-angle end of the fifth embodiment, and FIG. 16 is an aberration diagram at the telephoto end of the fifth embodiment. FIG. 17 is an aberration diagram at the wide-angle end of the sixth embodiment, and FIG. 18 is an aberration diagram at the telephoto end of the sixth embodiment. 7 to 18, B, G, and R are 470 nm, 550 nm, and 650 nm.
nm, ΔM, and ΔS indicate a meridional image plane and a sagittal image plane.

【0044】以下の表1〜表6に、上記実施例1〜実施
例6に対する数値実施例1〜数値実施例6を示す。これ
らの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viは
各々第1共役点側より順に第i番目のレンズのガラス屈
折率とアッベ数を表している。また、各数値実施例にお
いて、例えば[e−Z」の表示は「10-z]を意味して
いる。
Tables 1 to 6 below show Numerical Embodiments 1 to 6 corresponding to the above-described Embodiments 1 to 6. In these numerical examples, ri is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the first conjugate point side, di is the i-th lens thickness and air space in order from the first conjugate point side, and ni and vi are each The glass refractive index and the Abbe number of the i-th lens are shown in order from the first conjugate point side. In each numerical example, for example, the display of [e-Z] means “10 −z ”.

【0045】[0045]

【表1】(数値実施例1) [Table 1] (Numerical Example 1)

【0046】[0046]

【表2】(数値実施例2) [Table 2] (Numerical example 2)

【0047】[0047]

【表3】(数値実施例3) [Table 3] (Numerical example 3)

【0048】[0048]

【表4】(数値実施例4) [Table 4] (Numerical example 4)

【0049】[0049]

【表5】(数値実施例5) [Table 5] (Numerical example 5)

【0050】[0050]

【表6】(数値実施例6) [Table 6] (Numerical example 6)

【0051】[0051]

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明による
と、少ないレンズ枚数のもとで、回折光学素子を増やす
ことなく色収差の性能向上を図ることができるズームレ
ンズ、および該ズームレンズによる高性能な投影装置を
実現することができる。
As described above, according to the present invention, a zoom lens capable of improving the performance of chromatic aberration without increasing the number of diffractive optical elements with a small number of lenses, and a high performance by the zoom lens It is possible to realize a simple projection device.

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

【図1】本発明の実施例1におけるレンズ断面図。FIG. 1 is a sectional view of a lens according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2におけるレンズ断面図。FIG. 2 is a sectional view of a lens according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3におけるレンズ断面図。FIG. 3 is a sectional view of a lens according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例4におけるレンズ断面図。FIG. 4 is a sectional view of a lens according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例5におけるレンズ断面図。FIG. 5 is a sectional view of a lens according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例6におけるレンズ断面図。FIG. 6 is a sectional view of a lens according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例1における広角端の収差図。FIG. 7 is an aberration diagram at a wide-angle end in Embodiment 1 of the present invention.

【図8】本発明の実施例1における望遠端の収差図。FIG. 8 is an aberration diagram at a telephoto end in Example 1 of the present invention.

【図9】本発明の実施例2における広角端の収差図。FIG. 9 is an aberration diagram at a wide-angle end in Embodiment 2 of the present invention.

【図10】本発明の実施例2における望遠端の収差図。FIG. 10 is an aberration diagram at a telephoto end in Embodiment 2 of the present invention.

【図11】本発明の実施例3における広角端の収差図。FIG. 11 is an aberration diagram at a wide-angle end according to a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例3における望遠端の収差図。FIG. 12 is an aberration diagram at a telephoto end in Embodiment 3 of the present invention.

【図13】本発明の実施例4における広角端の収差図。FIG. 13 is an aberration diagram at a wide-angle end in Embodiment 4 of the present invention.

【図14】本発明の実施例4における望遠端の収差図。FIG. 14 is an aberration diagram at a telephoto end in Example 4 of the present invention.

【図15】本発明の実施例5における広角端の収差図。FIG. 15 is an aberration diagram at a wide-angle end in Embodiment 5 of the present invention.

【図16】本発明の実施例5における望遠端の収差図。FIG. 16 is an aberration diagram at a telephoto end in Example 5 of the present invention.

【図17】本発明の実施例6における広角端の収差図。FIG. 17 is an aberration diagram at a wide angle end in Embodiment 6 of the present invention.

【図18】本発明の実施例6における望遠端の収差図。FIG. 18 is an aberration diagram at a telephoto end in Example 6 of the present invention.

【図19】本発明の実施の形態に係る回折光学素子の説
明図。
FIG. 19 is an explanatory diagram of the diffractive optical element according to the embodiment of the present invention.

【図20】本発明の実施の形態に係る回折光学素子の説
明図。
FIG. 20 is an explanatory diagram of the diffractive optical element according to the embodiment of the present invention.

【図21】本発明の実施の形態に係る回折光学素子(図
19)の波長依存特性の説明図。
FIG. 21 is an explanatory diagram of a wavelength dependence characteristic of the diffractive optical element (FIG. 19) according to the embodiment of the present invention.

【図22】本発明の実施の形態に係る回折光学素子(図
20)の波長依存特性の説明図。
FIG. 22 is an explanatory diagram of the wavelength dependence of the diffractive optical element (FIG. 20) according to the embodiment of the present invention.

【図23】本発明の実施の形態に係る回折光学素子の説
明図。
FIG. 23 is an explanatory diagram of a diffractive optical element according to an embodiment of the present invention.

【図24】本発明の実施の形態に係る回折光学素子の説
明図。
FIG. 24 is an explanatory diagram of a diffractive optical element according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S:スクリーン面 LCD:液晶表示素子 GB:ガラスブロック L1:負の屈折力の第1群レンズ L2:正の屈折力の第2群レンズ L3:負の屈折力の第3群レンズ L4:正の屈折力の第4群レンズ L5:正の屈折力の第5群レンズ 101:回折光学素子 102:基材 103:回折格子 104、107:第1の回折格子 105、106:第2の回折格子 S: Screen surface LCD: Liquid crystal display element GB: Glass block L1: First group lens with negative refractive power L2: Second group lens with positive refractive power L3: Third group lens with negative refractive power L4: Positive Fourth lens unit having refractive power L5: Fifth lens unit having positive refractive power 101: Diffractive optical element 102: Substrate 103: Diffraction grating 104, 107: First diffraction grating 105, 106: Second diffraction grating

フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA06 KA07 MA12 NA02 PA09 PA10 PA18 PA19 PB10 PB11 PB12 QA02 QA07 QA14 QA22 QA26 QA32 QA34 QA41 QA42 QA46 RA05 RA12 RA13 RA36 RA41 RA43 RA45 RA46 SA24 SA26 SA30 SA32 SA44 SA46 SA50 SA52 SA55 SA63 SA64 SA65 SA72 SA75 SA76 SB05 SB14 SB22 SB24 SB32 SB34 SB42 Continued on front page F-term (reference) 2H087 KA06 KA07 MA12 NA02 PA09 PA10 PA18 PA19 PB10 PB11 PB12 QA02 QA07 QA14 QA22 QA26 QA32 QA34 QA41 QA42 QA46 RA05 RA12 RA13 RA36 RA41 RA43 RA45 RA46 SA24 SA26 SA30 SA32 SA52 SA64 SA65 SA72 SA75 SA76 SB05 SB14 SB22 SB24 SB32 SB34 SB42

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のレンズ群のうちの少なくとも1つの
レンズ群に、回折光学素子を少なくとも1つ有するズー
ムレンズであって、前記回折光学素子を有する少なくと
も一つのレンズ群は、該レンズ群を通過する近軸軸上光
線の光軸からの高さhと、瞳近軸光線の光軸からの高さ とが同一符号となるレンズ群であり、且つ下記の条件式
を満足することを特徴とするズームレンズ。 −7.0×10-2<C1<−7.0×10-5…… 但し、C1は回折面の位相形状を下記の多項式(a)で
与えた時の位相係数である。 φ(H)=2π/λ(C1・H2+C2・H4+・・・・・+Ci・H2i)…(a) φ(H):回折面の位相形状 H:光軸に対して垂直方向の高さ λ:設計波長 Cn:n次の位相係数
1. A zoom lens having at least one diffractive optical element in at least one lens group of a plurality of lens groups, wherein at least one lens group having the diffractive optical element has the lens group. The height h of the passing paraxial ray from the optical axis and the height of the pupil paraxial ray from the optical axis Is a lens group having the same sign, and satisfies the following conditional expression. −7.0 × 10 −2 <C 1 <−7.0 × 10 −5, where C 1 is a phase coefficient when the phase shape of the diffraction surface is given by the following polynomial (a). φ (H) = 2π / λ (C 1 · H 2 + C 2 · H 4 +... + C i · H 2i ) (a) φ (H): phase shape of diffraction surface H: on optical axis Vertical height λ: Design wavelength C n : n-order phase coefficient
【請求項2】前記複数のレンズ群は、距離の長い方の第
1共役点側から距離の短い方の第2共役点側にかけて、
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群の3つのレンズ群を含むことを特徴とする
請求項1に記載のズームレンズ。
2. The method according to claim 1, wherein the plurality of lens groups are arranged from a first conjugate point having a longer distance to a second conjugate point having a shorter distance.
The zoom lens according to claim 1, further comprising three lens groups, a first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, and a third group having a negative refractive power.
【請求項3】前記回折光学素子は光軸に関して回転対称
な回折格子を有する素子であり、この素子を一つだけ有
することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
ズームレンズ。
3. The zoom lens according to claim 1, wherein the diffractive optical element is an element having a diffraction grating that is rotationally symmetric with respect to an optical axis, and has only one such element.
【請求項4】前記第2群は絞りを有し、ズームのために
移動することを特徴とする請求項2または請求項3に記
載のズームレンズ。
4. The zoom lens according to claim 2, wherein the second group has a stop and moves for zooming.
【請求項5】前記第1群は、光軸上移動してフォーカス
を行うレンズ群であることを特徴とする請求項2〜4の
いずれか1項に記載のズームレンズ。
5. The zoom lens according to claim 2, wherein the first group is a lens group that moves on an optical axis to perform focusing.
【請求項6】絞りを備える移動レンズ群を有するズーム
レンズにおいて、前記移動レンズ群以外のレンズ群に回
折光学素子を有し、下記の条件式を満足することを特
徴とするズームレンズ。 −7.0×10-2<C1<−7.0×10-5…… 但し、C1は回折面の位相形状を下記の多項式(a)で
与えた時の位相係数である。 φ(H)=2π/λ(C1・H2+C2・H4+・・・・・+Ci・H2i)…(a) φ(H):回折面の位相形状 H:光軸に対して垂直方向の高さ λ:設計波長 Cn:n次の位相係数
6. A zoom lens having a movable lens group provided with a stop, wherein the lens group other than the movable lens group has a diffractive optical element and satisfies the following conditional expression. −7.0 × 10 −2 <C 1 <−7.0 × 10 −5, where C 1 is a phase coefficient when the phase shape of the diffraction surface is given by the following polynomial (a). φ (H) = 2π / λ (C 1 · H 2 + C 2 · H 4 +... + C i · H 2i ) (a) φ (H): phase shape of diffraction surface H: on optical axis Vertical height λ: Design wavelength C n : n-order phase coefficient
【請求項7】前記ズームレンズは、テレセントリック系
よりなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項
に記載のズームレンズ。
7. The zoom lens according to claim 1, wherein said zoom lens comprises a telecentric system.
【請求項8】前記回折光学素子は、少なくとも1層から
なるブレーズ型の回折格子からなることを特徴とする請
求項1〜7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
8. The zoom lens according to claim 1, wherein said diffractive optical element comprises a blazed diffraction grating having at least one layer.
【請求項9】ズームレンズを用いてスクリーン上に像を
投影する投影装置において、前記ズームレンズを請求項
1〜8のいずれか1項に記載のズームレンズによって構
成したことを特徴とする投影装置。
9. A projection device for projecting an image on a screen using a zoom lens, wherein the zoom lens is constituted by the zoom lens according to claim 1. Description: .
JP2001021217A 2001-01-30 2001-01-30 Zoom lens and projecting device by zoom lens Pending JP2002228930A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001021217A JP2002228930A (en) 2001-01-30 2001-01-30 Zoom lens and projecting device by zoom lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001021217A JP2002228930A (en) 2001-01-30 2001-01-30 Zoom lens and projecting device by zoom lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002228930A true JP2002228930A (en) 2002-08-14

Family

ID=18886812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001021217A Pending JP2002228930A (en) 2001-01-30 2001-01-30 Zoom lens and projecting device by zoom lens

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002228930A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005283695A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Fujinon Corp Zoom lens and projection type display device using the same
JP2008170594A (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Nikon Corp Projector optical system, projector, and projecting method
JP2010044264A (en) * 2008-08-14 2010-02-25 Fujinon Corp Projection variable focus lens and projection display
JP2011053513A (en) * 2009-09-03 2011-03-17 Fujifilm Corp Projection type variable focus lens and projection type display device
WO2012086154A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 パナソニック株式会社 Zoom lens system, interchangeable lens device, and camera system
CN111443451A (en) * 2020-05-25 2020-07-24 深圳市沃特隆科技有限公司 360-degree shooting outer lens for camera external connection and use method thereof

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005283695A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Fujinon Corp Zoom lens and projection type display device using the same
JP4526845B2 (en) * 2004-03-29 2010-08-18 フジノン株式会社 Zoom lens and projection display device using the same
JP2008170594A (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Nikon Corp Projector optical system, projector, and projecting method
JP2010044264A (en) * 2008-08-14 2010-02-25 Fujinon Corp Projection variable focus lens and projection display
JP2011053513A (en) * 2009-09-03 2011-03-17 Fujifilm Corp Projection type variable focus lens and projection type display device
WO2012086154A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 パナソニック株式会社 Zoom lens system, interchangeable lens device, and camera system
US8780451B2 (en) 2010-12-22 2014-07-15 Panasonic Corporation Zoom lens system, interchangeable lens apparatus and camera system
CN111443451A (en) * 2020-05-25 2020-07-24 深圳市沃特隆科技有限公司 360-degree shooting outer lens for camera external connection and use method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4764051B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus having the same
JP2002244044A (en) Zoom lens and optical instrument using it
JP2002350727A (en) Zoom lens
JPH11295598A (en) Zoom lens using diffraction optical element
JP2001318309A (en) Photographing lens and optical apparatus using it
US9164291B2 (en) Optical system including diffractive optical element and optical apparatus
JP3314021B2 (en) Zoom lens
JPH1152237A (en) Zoom lens
US6741398B2 (en) Zoom lens system, image projecting and image pick-up devices using the same
JP2003021783A (en) Zoom lens and optical equipment using the same
JPH1152244A (en) Small-sized zoom lens
JP2003215457A (en) Zoom lens and optical equipment with the same
JP2001124990A (en) Zoom lens
JP2000147379A (en) Zoom lens
JPH11149043A (en) Small zoom lens
JPH1152236A (en) Rear focus type zoom lens
JP2002228930A (en) Zoom lens and projecting device by zoom lens
JP3524492B2 (en) Zoom lens and projection device using the same
JP2004012504A (en) Zoom lens and optical equipment having it
JP4208293B2 (en) Zoom lens
JP2000121821A (en) Rear focusing zoom lens having diffraction optical elements
JP3581541B2 (en) Zoom lens and camera having the same
JPH1152238A (en) Zoom lens
JP4401748B2 (en) Projection zoom lens and image projection apparatus having the same
JP2001318316A (en) Zoom lens and optical apparatus using the same