JP2004226803A - Telecentric zoom lens - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a telecentric zoom lens which satisfies small numerical aperture, a wide view angle, low distortion, high resolution/low chromatic aberration and a small aperture, and avoids cost rise, and whose image forming performance with respect to the change of a distance to a screen is uniformized and whose shortest projection distance to the screen is kept short. <P>SOLUTION: The telecentric zoom lens is constituted of a 1st lens group having negative power, a 2nd lens group having positive power and a 3rd lens group having positive power, and satisfies 2.5≥¾f1/fw¾≥1.5, 4≥f2/fw≥2.5 and 13≥f3/fw≥3 when it is assumed that the focal distances of the 1st, the 2nd and the 3rd lens groups are f1, f2 and f3, and the focal distance in the case of wide side is fw. Then, at least one surface of the 1st lens group is aspherical. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレセントリックズームレンズ、さらに詳しくは、表示デバイスに入射し反射された光束の主光線が光軸とほぼ平行である表示デバイス側テレセントリックの、プロジェクタに好適に使用できるテレセントリックズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
プロジェクタ用に特にテレセントリックタイプの投射レンズを必要とするのは、表示デバイスの反射効率を高めるためであり、そのため投射レンズの入射瞳位置が表示デバイスからスクリーン側に大きく離れるように構成される。テレセントリックズームレンズが使用される表示デバイスは、液晶素子と、近年急速に需要が伸びてきているDMD素子とTIRプリズムを組み合わせた場合である。さらに、近年、リアプロジェクションTVにもテレセントリックズームレンズが使用されている。
【0003】
このような状況から、テレセントリックズームレンズには、以下の要望がある。
(1)明るいもの(開口数の小さいもの)。スクリーン上に明るい投影を行うためである。照明系からの光束をできるだけ損失なくスクリーンに伝達するためには、投射レンズの瞳径を大きくして開口数を小さくしなければならない。
(2)広画角のもの。アジア・欧州の狭い居住スペース内においても、近距離で十分な大きさの投影ができることが要求される。
(3)低歪曲のもの。投影された画面が歪まないことであり、像歪みは実際にスクリーン観察者の感性に直接大きく影響する。
(4)高解像度・低色収差のもの。液晶素子及びDMD素子に係わらず、各画素の情報を如何に忠実に再現可能とすることが重要であり、解像度は十分にその素子の画素を分解できる性能でなければならない。しかし、画素分解できたとしても、色ずれによって結局は十分な解像力と画質・色再現性が得られない場合がある。従って、色収差に関しては、低分散ガラスを利用した最小化が必要であるが、その設計性能と目視での画質の相関性を確認し、コストに見合った設計を行うという別途特別な配慮が必要となっている。
【0004】
(5)小口径のもの。特にプロジェクタ本体の外寸仕様に関わることであるが、小型化すなわちモバイル化が必須条件となってきている。プロジェクタの厚み方向の寸法は、投射レンズの口径寸法の影響を直接受ける。
(6)ズーム化によるコストアップの低減。ユーザー側の立場からやはり容易に投影サイズを変更できるような機能としての投射レンズのズーム化(変倍系)は必要な機能として定着しつつある。しかし、ズーム化を行うことにより、複雑なメカニカル駆動系が必要となる場合が多いため、コストアップになることを避けるような光学・機構設計が必要条件である。
【0005】
市販化されているプロジェクタ用においては、上述した要望(1)ないし(6)についてすべてを満足テレセントリックズームレンズは未だ見当たらない。例えば、要望(3)(4)を満足させるために、要望(1)(2)(5)を犠牲にしている。
【0006】
従来のプロジェクタ用ズームレンズとしては、4レンズ群からなり、フォーカス調整は第1レンズ群全体を繰出し、変倍調整は第2レンズ群を移動させ、第3レンズ群はコンペンセーターとして使用し、第4レンズ群を固定とする構成が最も一般的である(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
このような構成においては、特に第1レンズ群のみによりフォーカス調整を行っているために、スクリーン距離の変化に対する結像性能の均一化が難しく、スクリーンまでの最短投射距離も長くなる傾向があった。また、短い至近距離をある程度の広画角で達成するためには、第1レンズの有効径が大きくなる傾向があった。第3レンズ群を駆動するためのカムも、変曲点をもつ場合が多く、カムの加工性にも問題があった。
【0008】
さらに、このような従来のレンズでは非球面レンズを球面複合レンズタイプとしていたために、非球面量を大きくとれず、歪曲補正を十分に補正することができない。そのため、特に広画角化が困難となっていた。また、非球面量が大きくとれたとしても、中心部と周辺部の厚みの差が大きく、設計によっては強いレンズパワーを持たせる傾向が強いため、通常の樹脂レンズを用いる場合にはレンズの温度変化に対する性能の変動が大きくなってしまう傾向があった。
さらにまた、第1レンズの第1面を非球面とするタイプにおいては、収差補正上は効果的に作用する場合が多いが、該第1面がユーザーの手に直接触れてしまい、傷つきやすい等取り扱い面において問題があった。
【0009】
他の従来の投写レンズとしては、第1レンズ群G1は、正の屈折力を持ち大きな共役側が凸面の第1レンズL1と、負の屈折力を持ち小さな共役側に強い凹面を向けた第2レンズL2と、負の屈折力を持ち小さな共役側に強い凹面を向けた第3レンズL3とにより構成されている。第2レンズ群G2は正の屈折力を持った第4レンズL4により構成され、小さな共役側近傍で、かつ第3レンズ群G3の大きな共役側の焦点近傍に絞りASTが設けられている。第3レンズ群G3は、負の屈折力を持ち小さい共役側に凹面を有する第5レンズL5と、正の屈折力を持ち大きな共役側が凸面で第5レンズL5に接合された第6レンズL6と、正の屈折力を持った第7,第8レンズL7,L8とによる構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0010】
この投写レンズは、単焦点レンズであり、またリアプロジェクタ用であるためフロントプロジェクタに用いた場合、焦点距離が短くなり、フォーカス調整も十分に行うことができない問題がある。また、リアプロジェクタ用であることは、第1レンズの直径が大きくなりプロジェクタをコンパクト化できない問題もある。
【0011】
【特許文献1】
特開平10−307332号公報
【0012】
【発明の目的】
本発明は、従来のプロジェクタ用のズームレンズの上述した問題点に鑑みてなされたものであって、明るく(開口数が小さく)、広画角、低歪曲、高解像度・低色収差、小口径であって、コストアップを避けたテレセントリックズームレンズを提供することを目的とする。
本発明はまた、スクリーン距離の変化に対する結像性能が均一化されており、かつスクリーンまでの最短投射距離が短いテレセントリックズームレンズを提供することを目的とする。
本発明はさらに、非球面レンズの非球面量を大きくとって歪曲補正を十分に補正することができ、また非球面レンズの中心部と周辺部の厚みの差が小さく、通常の樹脂レンズを用いる場合にもレンズの温度変化に対する性能の変動が小さいテレセントリックズームレンズを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
第1発明は、負パワーの第1レンズ群、正パワーの第2レンズ群、及び正パワーの第3レンズ群からなり、第1レンズ群、第2レンズ群、及び第3レンズ群の焦点距離をf1、f2、f3、ワイド時の焦点距離をfwとする時、
2.5≧|f1/fw|≧ 1.5
4≧ f2/fw ≧2.5
13≧ f3/fw ≧3
であり、第1レンズ群の少なくとも1面が非球面であることを特徴とするテレセントリックズームレンズである。
【0014】
第1発明の実施形態は、以下のとおりである。
前記第1レンズ群が、前側の第1レンズ要素と、後側の前記非球面を含む第2レンズ第2要素とからなり、それぞれの焦点距離をf11及びf12とする時、
f11/f12≧0.5 −−−−−−−(4)
とすることによって、スクリーン距離の変化に対する像性能の変動を少なくしたことを特徴とする。
上記条件式(4)が上限値を超えた場合、第1レンズの有効径が大きくなり、小口径化が達成できない。また、焦点距離の変化に対する結像性能の変化も大きくなる。条件(4)が下限値を下回った場合、フォーカスに対する第2レンズ以降の第1レンズ群4の移動量が大きくなる。また、倍率色収差の発生も大きくなる。
【0015】
前記第1レンズ群の前記第1レンズ要素及び前記第2レンズ要素が、フォーカシング時に、それらの間隔を変化させ、レンズ全長が変化しないことを特徴とする。
このように第2レンズ(非球面レンズ)以降の第1レンズ群4を移動するフォーカス方式により、第1レンズ群1全体によるフォーカス方式と比較して、スクリーンまでの距離すなわち投影距離の変化に対する結像性能の変動劣化を少なくすることができる。
【0016】
前記非球面が、非球面を有するレンズの焦点距離をfpとする時、
|fp/fw|≧13 −−−−−−−−−−−(5)
であることを特徴とする。
第1レンズ群1に含まれる第2レンズは、通常射出成型によって作られる非球面レンズ5を包含している。樹脂成型レンズを採用するためには、レンズの温度変化に対する性能の変動を考慮しなければならない。条件式(5)の範囲外であると、成型性が悪くなる他、温度変化に対する性能劣化も大きくなる。
【0017】
前記第1レンズ群が、3枚以上の負レンズを含み、前記第2レンズ群が、3枚以上の正レンズを含み、前記負レンズ及び前記正レンズのうちの少なくとも3枚のレンズの分散値が、
分散値≧ 75 −−−−−−−−−−−(6)
であることを特徴とする。
条件式(6)の下限値以下の場合、像面の周辺部に於ける倍率色収差(Lateral Color)及び縦の色収差(軸上光)(Axial Color)の発生が大きくなる。これによりレンズ性能としての分解能(MTF特性)が大きく低下する。
【0018】
前記第3レンズ群が、正レンズと負レンズからなり、該正レンズの分散値が、
分散値≧ 75 −−−−−−−−−−(7)
であることを特徴とする。条件式(7)式の下限値を下回った場合、倍率色収差(Lateral Color)の発生が大きくなる。しかも条件式(7)を満足するような高屈折率硝材は存在しないので、十分なテレセン性を確保するためには、正レンズと負レンズの2枚構成として、物体側から見たこの群の球面収差の補正が必要となる。
【0019】
第2発明は、負パワーの第1レンズ群、正パワーの第2レンズ群、及び正パワーの第3レンズ群からなり、
第1レンズ群が、スクリーン側より、スクリーン側に凸面を向けた第1負メニスカスレンズ、パワーの小さい第2非球面レンズ、スクリーン側に凸面を向けた第3負メニスカスレンズ、第4両凹負レンズ、第5両凸正レンズからなり、
第2レンズ群が、スクリーン側より、第6正レンズ、第7正レンズ、第8負レンズ、スクリーン側に凹面を向けた正メニスカスの第9レンズ、クリーン側に凹面を向けた負メニスカスの第10レンズとして、第9レンズと第10レンズは接合レンズであり、第11凹レンズ、両凸レンズの第12レンズ、第11レンズと第12レンズは接合レンズであり、第13両凸レンズからなり、
第3レンズ群が、スクリーン側より、第14両凸正レンズ、第15負レンズからなり、第3レンズの後方にプリズムを配置したことを特徴とするテレセントリックズームレンズである。
【0020】
【作用】
第1発明において、fw:ワイド時(最短焦点距離)のズームレンズ全体の焦点距離、f1: 第1群の焦点距離、f2: 第2群の焦点距離、f3: 第3群の焦点距離とするとき、
2.5≧|f1/fw|≧ 1.5 −−−−−−−(1)
である。条件(1)の上限を超えた場合、f1の値に対応して、f2の値も大きくなる。結果として、第1レンズ群1、第2レンズ群2の移動量が大きくなり、レンズ全長およびレンズ前玉径の増大を招く。条件(1)の下限値を下回った場合、第1レンズ群1の焦点距離が短くなり、諸収差、特に周辺部に於ける像面の位置ズレ(像面湾曲)及び倍率の色収差(Lateral Color)の色収差が大きくなる。
【0021】
4≧ f2/fw≧2.5 −−−−−−−−−−−(2)
条件(2)の条件を超えた場合、主として変倍を司る、第2レンズ群2の移動量が大きくなり、メカニカル構造上好ましくない。しかも、レンズ全長も長くなる。条件(2)の下限値を下回った場合、球面収差及びコマ収差の補正が困難となる。
【0022】
13≧f3/fw ≧ 3−−−−−−−−−−−−(3)
条件(3)の上限値を超えた場合、第3レンズ群3より瞳位置までの距離及びバックフォーカスが長くなり、またレンズ全長も長くなり、コンパクト性が低減する。条件(3)が下限値を下回った場合、必要なバックフォーカスの確保が困難となる。また、第3レンズ群3での球面収差の発生により、テレセントリック性が崩れ、しかも正レンズのパワーが大きくなるため、周辺部での倍率色収差の発生が大きくなるおそれがある。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態の投影光学装置用のテレセントリックズームレンズを表及び図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
第1実施形態のテレセントリックズームレンズは、図1に示すように、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3レンズ群3、及びプリズム部材6からなり、表示デバイス7に組み合わせて使用される。4は、第1レンズ群1の第2レンズ以降のレンズを示す。5は、非球面レンズを示す。6は、プリズム部材を示す。
【0024】
非球面形状を表す式は、光軸に垂直な高さをH、面頂を原点としたときの高さHにおける光軸方向の変位量をX(H)、近軸曲率半径をR、円錐係数をε、n次の非球面係数をAnとしたとき、次の式(5)で表される。
X(H)=(H/R)/{1+[1−(1+ε)・(H/R)]1/2
+A4H+A6H+A8H+A10H10・・・・・・(5)
条件式(1)の値: 2.40
条件式(2)の値: 3.11
条件式(3)の値: 5.70
条件式(4)の値: 0.70
条件式(5)の値:15.4
【0025】

Figure 2004226803
Figure 2004226803
【0026】
Figure 2004226803
【0027】
Figure 2004226803
【0028】
第1実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図6に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図7に示す。波長546nmの歪曲収差を、図8に示す。
第1実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図9に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図10に示す。波長546nmの歪曲収差を、図11に示す。
【0029】
(第2実施形態)
第2実施形態のテレセントリックズームレンズは、図2に示すように、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3レンズ群3、及びプリズム部材6からなり、表示パネル7に組み合わせて使用される。
条件式(1)の値: 2.22
条件式(2)の値: 3.22
条件式(3)の値: 5.62
条件式(4)の値: 1.40
条件式(5)の値:30.8
【0030】
Figure 2004226803
Figure 2004226803
【0031】
Figure 2004226803
【0032】
Figure 2004226803
【0033】
第2実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図12に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図13に示す。波長546nmの歪曲収差を、図14に示す。第2実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図15に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図16に示す。波長546nmの歪曲収差を、図17に示す。
【0034】
(第3実施形態)
第3実施形態のテレセントリックズームレンズは、図3に示すように、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3レンズ群3、及びプリズム部材6からなり、表示パネル7に組み合わせて使用される。
条件式(1)の値: 2.37
条件式(2)の値: 3.60
条件式(3)の値: 4.67
条件式(4)の値: 1.06
条件式(5)の値:15.5
【0035】
Figure 2004226803
Figure 2004226803
【0036】
Figure 2004226803
【0037】
Figure 2004226803
【0038】
第3実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図18に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図19に示す。波長546nmの歪曲収差を、図20に示す。第3実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図21に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図22に示す。波長546nmの歪曲収差を、図23に示す。
【0039】
(第4実施形態)
第4実施形態のテレセントリックズームレンズは、図4に示すように、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3レンズ群3、及びプリズム部材6からなり、表示パネル7に組み合わせて使用される。
条件式(1)の値: 1.70
条件式(2)の値: 2.73
条件式(3)の値:10.92
条件式(4)の値: 1.43
条件式(5)の値:14.4
【0040】
Figure 2004226803
Figure 2004226803
【0041】
Figure 2004226803
【0042】
Figure 2004226803
【0043】
第4実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図24に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図25に示す。波長546nmの歪曲収差を、図26に示す。第4実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図27に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図28に示す。波長546nmの歪曲収差を、図29に示す。
【0044】
(第5実施形態)
第5実施形態のテレセントリックズームレンズは、図5に示すように、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3レンズ群3、及びプリズム部材6からなり、表示パネル7に組み合わせて使用される。
条件式(1)の値: 1.91
条件式(2)の値: 2.88
条件式(3)の値: 8.74
条件式(4)の値: 1.32
条件式(5)の値:28.5
【0045】
Figure 2004226803
Figure 2004226803
【0046】
Figure 2004226803
【0047】
Figure 2004226803
【0048】
第5実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図30に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図31示す。波長546nmの歪曲収差を、図32に示す。
第5実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の基準波長587.56nmに対する波長435.83nm、486.13nm、546.07nm、656.27nmの横色収差を、図33に、C1、C2、C3、C4で示す。波長546nmの像面彎曲収差を、図34に示す。波長546nmの歪曲収差を、図35に示す。
【0049】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のテレセントリックズームレンズによれば、明るく(開口数が小さく)、広画角、低歪曲、高解像度・低色収差、小口径であって、コストアップを避けたテレセントリックズームレンズを構成できる効果を有する。本発明によればまた、スクリーン距離の変化に対する結像性能が均一化されており、かつスクリーンまでの最短投射距離が短いテレセントリックズームレンズを構成することができる。
【0050】
本発明によればさらに、非球面レンズの非球面量を大きくとって歪曲補正を十分に補正することができ、また非球面レンズの中心部と周辺部の厚みの差が小さく、通常の樹脂レンズを用いる場合にもレンズの温度変化に対する性能の変動が小さいテレセントリックズームレンズを構成できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1実施形態のテレセントリックズームレンズの構成光学図である。
【図2】図2は、本発明の第2実施形態のテレセントリックズームレンズの構成光学図である。
【図3】図3は、本発明の第3実施形態のテレセントリックズームレンズの構成光学図である。
【図4】図4は、本発明の第4実施形態のテレセントリックズームレンズの構成光学図である。
【図5】図5は、本発明の第5実施形態のテレセントリックズームレンズの構成光学図である。
【図6】図6は、本発明の第1実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の横色収差図である。
【図7】図7は、本発明の第1実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の像面彎曲収差図である。
【図8】図8は、本発明の第1実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の歪曲収差図である。
【図9】図9は、本発明の第1実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の横色収差図である。
【図10】図10は、本発明の第1実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の像面彎曲収差図である。
【図11】図11は、本発明の第1実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の歪曲収差図である。
【図12】図12は、本発明の第2実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の色横収差図である。
【図13】図13は、本発明の第2実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の像面彎曲収差図である。
【図14】図14は、本発明の第2実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の歪曲収差図である。
【図15】図15は、本発明の第2実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の色横収差図である。
【図16】図16は、本発明の第2実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の像面彎曲収差図である。
【図17】図17は、本発明の第2実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の歪曲収差図である。
【図18】図18は、本発明の第3実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の色横収差図である。
【図19】図19は、本発明の第3実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の像面彎曲収差図である。
【図20】図20は、本発明の第3実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の歪曲収差図である。
【図21】図21は、本発明の第3実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の色横収差図である。
【図22】図22は、本発明の第3実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の像面彎曲収差図である。
【図23】図23は、本発明の第3実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の歪曲収差図である。
【図24】図24は、本発明の第4実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の横色収差図である。
【図25】図25は、本発明の第4実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の像面彎曲収差図である。
【図26】図26は、本発明の第4実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の歪曲収差図である。
【図27】図27は、本発明の第4実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の横色収差図である。
【図28】図28は、本発明の第4実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の像面彎曲収差図である。
【図29】図29は、本発明の第4実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の歪曲収差図である。
【図30】図30は、本発明の第5実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の横色収差図である。
【図31】図31は、本発明の第5実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の像面彎曲収差図である。
【図32】図32は、本発明の第5実施形態のテレセントリックズームレンズの望遠端の歪曲収差図である。
【図33】図33は、本発明の第5実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の横色収差図である。
【図34】図34は、本発明の第5実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の像面彎曲収差図である。
【図35】図35は、本発明の第5実施形態のテレセントリックズームレンズの広角端の歪曲収差図である。
図である。
【符号の説明】
1 第1レンズ群
2 第2レンズ群
3 第3レンズ群
4 第2レンズ以降の第1レンズ群
5 非球面レンズ
6 プリズム部材
7 表示バイス[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a telecentric zoom lens, and more particularly, to a telecentric zoom lens suitable for use in a projector, which is a telecentric display device in which a principal ray of a light beam incident on and reflected by a display device is substantially parallel to an optical axis.
[0002]
[Prior art]
The need for a telecentric type projection lens especially for a projector is to increase the reflection efficiency of the display device, and therefore, the entrance pupil position of the projection lens is configured to be far away from the display device to the screen side. A display device using a telecentric zoom lens is a combination of a liquid crystal element, a DMD element, whose demand has been rapidly growing in recent years, and a TIR prism. Furthermore, in recent years, a telecentric zoom lens has also been used in a rear projection TV.
[0003]
Under these circumstances, telecentric zoom lenses have the following demands.
(1) Bright (small numerical aperture). This is for bright projection on the screen. In order to transmit the light beam from the illumination system to the screen with as little loss as possible, the pupil diameter of the projection lens must be increased and the numerical aperture must be reduced.
(2) Wide angle of view. It is required to be able to project a sufficiently large projection at a short distance even in a small living space in Asia and Europe.
(3) Low distortion. That is, the projected screen is not distorted, and the image distortion actually has a great influence directly on the sensitivity of the screen observer.
(4) High resolution and low chromatic aberration. Regardless of the liquid crystal element and the DMD element, it is important to be able to faithfully reproduce the information of each pixel, and the resolution must be a performance that can sufficiently resolve the pixels of the element. However, even if pixel resolution can be performed, sufficient resolution, image quality, and color reproducibility may not be obtained due to color misregistration. Therefore, regarding chromatic aberration, it is necessary to minimize the use of low-dispersion glass.However, it is necessary to check the correlation between the design performance and visual image quality, and to perform special design that matches the cost. Has become.
[0004]
(5) Of small diameter. In particular, regarding the external dimensions of the projector main body, miniaturization, that is, mobility is becoming an essential condition. The size in the thickness direction of the projector is directly affected by the diameter of the projection lens.
(6) Reduction of cost increase by zooming. The zooming (magnification system) of the projection lens as a function that also allows the projection size to be easily changed from the viewpoint of the user is being established as a necessary function. However, since zooming often requires a complicated mechanical drive system, it is necessary to design an optics and mechanism to avoid an increase in cost.
[0005]
For commercially available projectors, no telecentric zoom lens has yet been found that satisfies all of the above requirements (1) to (6). For example, in order to satisfy the demands (3) and (4), the demands (1), (2) and (5) are sacrificed.
[0006]
Conventional zoom lenses for projectors consist of four lens groups, focus adjustment extends the entire first lens group, zooming adjustment moves the second lens group, and the third lens group is used as a compensator. The configuration in which four lens groups are fixed is most common (for example, see Patent Document 1).
[0007]
In such a configuration, since the focus is adjusted only by the first lens group, it is difficult to make the imaging performance uniform with respect to the change in the screen distance, and the shortest projection distance to the screen tends to be long. . Further, in order to achieve a short close distance with a certain wide angle of view, the effective diameter of the first lens tends to increase. A cam for driving the third lens group often has an inflection point, and there is a problem in workability of the cam.
[0008]
Further, in such a conventional lens, since the aspherical lens is a spherical complex lens type, the amount of aspherical surface cannot be large, and the distortion cannot be sufficiently corrected. Therefore, it has been particularly difficult to widen the angle of view. Even if the amount of aspherical surface is large, the difference in thickness between the central part and the peripheral part is large, and depending on the design, there is a strong tendency to have a strong lens power. There was a tendency for performance variations to change to increase.
Furthermore, in the type in which the first surface of the first lens is aspherical, it often works effectively for aberration correction, but the first surface directly touches the user's hand and is easily damaged. There was a problem in handling.
[0009]
As another conventional projection lens, the first lens group G1 includes a first lens L1 having a positive refractive power and a large conjugate side having a convex surface and a second lens L1 having a negative refractive power and having a strong concave surface facing a small conjugate side. It comprises a lens L2 and a third lens L3 having a negative refractive power and having a strong concave surface facing the small conjugate side. The second lens group G2 includes a fourth lens L4 having a positive refractive power, and an aperture stop AST is provided near the small conjugate side and near the focal point on the large conjugate side of the third lens group G3. The third lens group G3 includes a fifth lens L5 having a negative refractive power and a concave surface on a small conjugate side, and a sixth lens L6 having a positive refractive power and a large convex surface on the conjugate side and joined to the fifth lens L5. There has been proposed a configuration including seventh and eighth lenses L7 and L8 having positive refractive power (for example, see Patent Document 1).
[0010]
Since this projection lens is a single focus lens and is used for a rear projector, when it is used for a front projector, there is a problem that the focal length becomes short and focus adjustment cannot be performed sufficiently. In addition, the use of a rear projector has a problem that the diameter of the first lens becomes large and the projector cannot be made compact.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-10-307332
[Object of the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional zoom lens for a projector, and has a high brightness (small numerical aperture), a wide angle of view, low distortion, high resolution and low chromatic aberration, and a small aperture. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a telecentric zoom lens that avoids an increase in cost.
Another object of the present invention is to provide a telecentric zoom lens having uniform imaging performance with respect to a change in screen distance and having a shortest projection distance to a screen.
In the present invention, furthermore, the distortion correction can be sufficiently corrected by increasing the amount of aspherical surface of the aspherical lens, and the difference in thickness between the central portion and the peripheral portion of the aspherical lens is small, and a normal resin lens is used. It is another object of the present invention to provide a telecentric zoom lens in which a fluctuation in performance with respect to a temperature change of the lens is small even in such a case.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The first invention comprises a first lens group having negative power, a second lens group having positive power, and a third lens group having positive power, and the focal lengths of the first lens group, the second lens group, and the third lens group. Is f1, f2, f3 and the focal length at the time of wide is fw,
2.5 ≧ | f1 / fw | ≧ 1.5
4 ≧ f2 / fw ≧ 2.5
13 ≧ f3 / fw ≧ 3
Wherein the at least one surface of the first lens group is an aspherical surface.
[0014]
Embodiments of the first invention are as follows.
When the first lens group includes a first lens element on the front side and a second lens second element including the aspheric surface on the rear side, and respective focal lengths are f11 and f12,
f11 / f12 ≧ 0.5 −−−−−−− (4)
, The fluctuation of the image performance with respect to the change of the screen distance is reduced.
If the above-mentioned conditional expression (4) exceeds the upper limit, the effective diameter of the first lens becomes too large to achieve a small aperture. Further, the change in the imaging performance with respect to the change in the focal length also increases. If the condition (4) is below the lower limit, the amount of movement of the first lens group 4 after the second lens with respect to focus becomes large. Further, the occurrence of chromatic aberration of magnification also increases.
[0015]
The first lens element and the second lens element of the first lens group change their distance during focusing, and the total lens length does not change.
As described above, the focus method of moving the first lens group 4 after the second lens (aspherical lens) makes it possible to reduce the distance to the screen, that is, the change in the projection distance, as compared with the focus method of the first lens group 1 as a whole. The fluctuation deterioration of the image performance can be reduced.
[0016]
When the focal length of the lens having the aspheric surface is fp,
| Fp / fw | ≧ 13 −−−−−−−−−−− (5)
It is characterized by being.
The second lens included in the first lens group 1 includes an aspherical lens 5 usually formed by injection molding. In order to adopt a resin molded lens, it is necessary to consider a change in performance of the lens with respect to a temperature change. If the value is out of the range of the conditional expression (5), the moldability is deteriorated and the performance deterioration due to a temperature change is increased.
[0017]
The first lens group includes three or more negative lenses, the second lens group includes three or more positive lenses, and a dispersion value of at least three of the negative lens and the positive lens. But,
Variance ≧ 75 −−−−−−−−−−− (6)
It is characterized by being.
If the lower limit of conditional expression (6) is not exceeded, the occurrence of lateral chromatic aberration (Lateral Color) and longitudinal chromatic aberration (axial light) (Axial Color) in the periphery of the image plane increases. As a result, the resolution (MTF characteristic) as the lens performance is greatly reduced.
[0018]
The third lens group includes a positive lens and a negative lens, and the variance of the positive lens is
Variance ≧ 75 −−−−−−−−−− (7)
It is characterized by being. If the lower limit of conditional expression (7) is not reached, the occurrence of lateral chromatic aberration (lateral color) will increase. In addition, since there is no high refractive index glass material that satisfies the conditional expression (7), in order to ensure sufficient telecentricity, a two-lens configuration of a positive lens and a negative lens is used for this group viewed from the object side. Correction of spherical aberration is required.
[0019]
The second invention comprises a first lens unit having negative power, a second lens unit having positive power, and a third lens unit having positive power,
The first lens group includes a first negative meniscus lens having a convex surface facing the screen side from the screen side, a second aspherical lens having a small power, a third negative meniscus lens having a convex surface facing the screen side, and a fourth biconcave negative lens. Lens, a fifth biconvex positive lens,
The second lens group includes, from the screen side, a sixth positive lens, a seventh positive lens, an eighth negative lens, a ninth lens of a positive meniscus having a concave surface facing the screen side, and a sixth lens having a negative meniscus having a concave surface facing the clean side. As the tenth lens, the ninth lens and the tenth lens are cemented lenses, the eleventh concave lens, the twelfth lens of a biconvex lens, the eleventh lens and the twelfth lens are cemented lenses, and are composed of a thirteenth biconvex lens.
The third lens group includes a fourteenth biconvex positive lens and a fifteenth negative lens from the screen side, and a prism is disposed behind the third lens.
[0020]
[Action]
In the first invention, fw: the focal length of the entire zoom lens at the time of widening (the shortest focal length), f1: the focal length of the first group, f2: the focal length of the second group, and f3: the focal length of the third group. When
2.5 ≧ | f1 / fw | ≧ 1.5 −−−−−−− (1)
It is. When the value exceeds the upper limit of the condition (1), the value of f2 also increases in accordance with the value of f1. As a result, the amount of movement of the first lens group 1 and the second lens group 2 is increased, and the total length of the lens and the diameter of the front lens of the lens are increased. When the value goes below the lower limit of the condition (1), the focal length of the first lens unit 1 becomes short, and various aberrations, particularly, a positional shift (field curvature) of an image surface in a peripheral portion and a chromatic aberration of magnification (Lateral Color) are obtained. ) Of the chromatic aberration is increased.
[0021]
4 ≧ f2 / fw ≧ 2.5 −−−−−−−−−−− (2)
If the condition (2) is exceeded, the amount of movement of the second lens group 2, which mainly controls zooming, increases, which is not preferable in terms of mechanical structure. In addition, the overall length of the lens becomes longer. When the value goes below the lower limit of the condition (2), it becomes difficult to correct spherical aberration and coma.
[0022]
13 ≧ f3 / fw ≧ 3 −−−−−−−−−−−− (3)
When the value exceeds the upper limit of the condition (3), the distance from the third lens unit 3 to the pupil position and the back focus become longer, and the overall length of the lens becomes longer, thereby reducing the compactness. If the condition (3) is below the lower limit, it is difficult to secure a necessary back focus. In addition, the occurrence of spherical aberration in the third lens group 3 causes the telecentricity to collapse, and the power of the positive lens increases. Therefore, the occurrence of lateral chromatic aberration in the peripheral portion may increase.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a telecentric zoom lens for a projection optical device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to tables and drawings.
(1st Embodiment)
As shown in FIG. 1, the telecentric zoom lens according to the first embodiment includes a first lens group 1, a second lens group 2, a third lens group 3, and a prism member 6, and is used in combination with a display device 7. You. Reference numeral 4 denotes the second and subsequent lenses of the first lens group 1. Reference numeral 5 denotes an aspheric lens. Reference numeral 6 denotes a prism member.
[0024]
The expression representing the aspherical surface shape is as follows: H is the height perpendicular to the optical axis, X (H) is the displacement amount in the optical axis direction at the height H when the surface top is the origin, R is the paraxial radius of curvature, and Cone is the cone. When the coefficient is ε and the n-th order aspherical coefficient is An, it is expressed by the following equation (5).
X (H) = (H 2 / R) / {1+ [1- (1 + ε) · (H 2 / R 2)] 1/2}
+ A4H 4 + A6H 6 + A8H 8 + A10H 10 (5)
Value of conditional expression (1): 2.40
Value of conditional expression (2): 3.11
Value of conditional expression (3): 5.70
Value of conditional expression (4): 0.70
Value of conditional expression (5): 15.4
[0025]
Figure 2004226803
Figure 2004226803
[0026]
Figure 2004226803
[0027]
Figure 2004226803
[0028]
The lateral chromatic aberration at the wavelength of 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the telephoto end of the telecentric zoom lens of the first embodiment is shown in FIG. 6, and C1, C2, C3, and C4 are shown in FIG. Indicated by FIG. 7 shows the field curvature at a wavelength of 546 nm. FIG. 8 shows the distortion at a wavelength of 546 nm.
The lateral chromatic aberrations of the wavelengths 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the wide angle end of the telecentric zoom lens of the first embodiment are shown in FIG. 9, and C1, C2, C3, and C4. Indicated by FIG. 10 shows the field curvature at a wavelength of 546 nm. FIG. 11 shows distortion at a wavelength of 546 nm.
[0029]
(2nd Embodiment)
As shown in FIG. 2, the telecentric zoom lens according to the second embodiment includes a first lens group 1, a second lens group 2, a third lens group 3, and a prism member 6, and is used in combination with a display panel 7. You.
Value of conditional expression (1): 2.22
Value of conditional expression (2): 3.22
Value of conditional expression (3): 5.62
Value of conditional expression (4): 1.40
Value of conditional expression (5): 30.8
[0030]
Figure 2004226803
Figure 2004226803
[0031]
Figure 2004226803
[0032]
Figure 2004226803
[0033]
The lateral chromatic aberration at the wavelength of 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the telephoto end of the telecentric zoom lens of the second embodiment is shown in FIG. 12, and C1, C2, C3, and C4 are shown in FIG. Indicated by FIG. 13 shows the field curvature at a wavelength of 546 nm. FIG. 14 shows the distortion at a wavelength of 546 nm. The lateral chromatic aberration of the wavelengths 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the wide angle end of the telecentric zoom lens according to the second embodiment is shown in FIG. 15, and C1, C2, C3, and C4 are shown in FIG. Indicated by FIG. 16 shows the field curvature aberration at a wavelength of 546 nm. FIG. 17 shows the distortion at the wavelength of 546 nm.
[0034]
(Third embodiment)
As shown in FIG. 3, the telecentric zoom lens according to the third embodiment includes a first lens group 1, a second lens group 2, a third lens group 3, and a prism member 6, and is used in combination with a display panel 7. You.
Value of conditional expression (1): 2.37
Value of conditional expression (2): 3.60
Value of conditional expression (3): 4.67
Value of conditional expression (4): 1.06
Value of conditional expression (5): 15.5
[0035]
Figure 2004226803
Figure 2004226803
[0036]
Figure 2004226803
[0037]
Figure 2004226803
[0038]
The lateral chromatic aberration of wavelengths 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the telephoto end of the telecentric zoom lens according to the third embodiment is shown in FIG. 18, and C1, C2, C3, and C4 are shown in FIG. Indicated by FIG. 19 shows the field curvature at a wavelength of 546 nm. FIG. 20 shows the distortion at a wavelength of 546 nm. The lateral chromatic aberration of wavelengths 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the wide angle end of the telecentric zoom lens of the third embodiment is shown in FIG. 21, and C1, C2, C3, and C4. Indicated by FIG. 22 shows the field curvature at a wavelength of 546 nm. FIG. 23 shows distortion at a wavelength of 546 nm.
[0039]
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 4, the telecentric zoom lens according to the fourth embodiment includes a first lens group 1, a second lens group 2, a third lens group 3, and a prism member 6, and is used in combination with a display panel 7. You.
Value of conditional expression (1): 1.70
Value of conditional expression (2): 2.73
Value of conditional expression (3): 10.92
Value of conditional expression (4): 1.43
Value of conditional expression (5): 14.4
[0040]
Figure 2004226803
Figure 2004226803
[0041]
Figure 2004226803
[0042]
Figure 2004226803
[0043]
FIG. 24 shows lateral chromatic aberration at wavelengths 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the telephoto end of the telecentric zoom lens according to the fourth embodiment, and FIG. 24 shows C1, C2, C3, and C4. Indicated by FIG. 25 shows the field curvature at a wavelength of 546 nm. FIG. 26 shows the distortion at the wavelength of 546 nm. The lateral chromatic aberrations of the wavelengths 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the wide angle end of the telecentric zoom lens of the fourth embodiment are shown in FIG. 27, and C1, C2, C3, and C4. Indicated by FIG. 28 shows the field curvature at a wavelength of 546 nm. FIG. 29 shows distortion at a wavelength of 546 nm.
[0044]
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 5, the telecentric zoom lens according to the fifth embodiment includes a first lens group 1, a second lens group 2, a third lens group 3, and a prism member 6, and is used in combination with a display panel 7. You.
Value of conditional expression (1): 1.91
Value of conditional expression (2): 2.88
Value of conditional expression (3): 8.74
Value of conditional expression (4): 1.32
Value of conditional expression (5): 28.5
[0045]
Figure 2004226803
Figure 2004226803
[0046]
Figure 2004226803
[0047]
Figure 2004226803
[0048]
The lateral chromatic aberration at the wavelength of 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the telephoto end of the telecentric zoom lens of the fifth embodiment is shown in FIG. 30, and C1, C2, C3, and C4 are shown in FIG. Indicated by FIG. 31 shows the field curvature at a wavelength of 546 nm. FIG. 32 shows distortion at a wavelength of 546 nm.
The lateral chromatic aberration of wavelengths 435.83 nm, 486.13 nm, 546.07 nm, and 656.27 nm with respect to the reference wavelength 587.56 nm at the wide angle end of the telecentric zoom lens of the fifth embodiment is shown in FIG. 33, and C1, C2, C3, and C4 are shown in FIG. Indicated by FIG. 34 shows the field curvature at a wavelength of 546 nm. FIG. 35 shows distortion at a wavelength of 546 nm.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the telecentric zoom lens of the present invention, a telecentric zoom lens that is bright (small numerical aperture), has a wide angle of view, low distortion, high resolution / low chromatic aberration, small aperture, and avoids cost increase. Has the effect of being able to configure According to the present invention, it is also possible to form a telecentric zoom lens having uniform imaging performance with respect to a change in screen distance and a shortest projection distance to the screen.
[0050]
According to the present invention, furthermore, distortion correction can be sufficiently corrected by increasing the amount of aspherical surface of the aspherical lens, and the difference in thickness between the central portion and the peripheral portion of the aspherical lens is small. Is also advantageous in that a telecentric zoom lens with small fluctuations in performance with respect to temperature changes of the lens can be constructed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration optical diagram of a telecentric zoom lens according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration optical diagram of a telecentric zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration optical diagram of a telecentric zoom lens according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration optical diagram of a telecentric zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration optical diagram of a telecentric zoom lens according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a lateral chromatic aberration diagram at the telephoto end of the telecentric zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a field curvature aberration at a telephoto end of the telecentric zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a distortion diagram at the telephoto end of the telecentric zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a lateral chromatic aberration diagram at the wide angle end of the telecentric zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view showing a field curvature aberration at a wide-angle end of the telecentric zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a distortion diagram at the wide-angle end of the telecentric zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a chromatic lateral aberration diagram at a telephoto end of a telecentric zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a field curvature aberration at a telephoto end of a telecentric zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a distortion diagram at a telephoto end of a telecentric zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a chromatic lateral aberration diagram at a wide angle end of a telecentric zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a view showing a field curvature aberration at a wide-angle end of a telecentric zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a distortion diagram at a wide-angle end of a telecentric zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a chromatic lateral aberration diagram at a telephoto end of a telecentric zoom lens according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing a field curvature aberration at a telephoto end of a telecentric zoom lens according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a distortion diagram at a telephoto end of a telecentric zoom lens according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a chromatic lateral aberration diagram at a wide-angle end of a telecentric zoom lens according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a view showing a field curvature aberration at a wide-angle end of a telecentric zoom lens according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a distortion diagram at a wide-angle end of a telecentric zoom lens according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a lateral chromatic aberration diagram at the telephoto end of a telecentric zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing a field curvature aberration at a telephoto end of a telecentric zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a distortion diagram at a telephoto end of a telecentric zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a lateral chromatic aberration diagram at the wide angle end of a telecentric zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a view showing a field curvature aberration at a wide-angle end of a telecentric zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a distortion diagram at a wide-angle end of a telecentric zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a lateral chromatic aberration diagram at the telephoto end of a telecentric zoom lens according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a diagram showing a field curvature aberration at the telephoto end of a telecentric zoom lens according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a distortion diagram at a telephoto end of a telecentric zoom lens according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a lateral chromatic aberration diagram at the wide angle end of a telecentric zoom lens according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a view showing a field curvature aberration at a wide-angle end of a telecentric zoom lens according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a distortion diagram at a wide-angle end of a telecentric zoom lens according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 first lens group 2 second lens group 3 third lens group 4 first lens group 5 after second lens 5 aspherical lens 6 prism member 7 display device

Claims (7)

負パワーの第1レンズ群、正パワーの第2レンズ群、及び正パワーの第3レンズ群からなり、第1レンズ群、第2レンズ群、及び第3レンズ群の焦点距離をf1、f2、f3、ワイド時の焦点距離をfwとする時、
2.5≧|f1/fw|≧1.5
4≧ f2/fw≧2.5
13≧ f3/fw≧3
であり、第1レンズ群の少なくとも1面が非球面であることを特徴とするテレセントリックズームレンズ。
It comprises a first lens group of negative power, a second lens group of positive power, and a third lens group of positive power, wherein the focal lengths of the first lens group, the second lens group, and the third lens group are f1, f2, f3, when the focal length in wide mode is fw,
2.5 ≧ | f1 / fw | ≧ 1.5
4 ≧ f2 / fw ≧ 2.5
13 ≧ f3 / fw ≧ 3
Wherein at least one surface of the first lens group is an aspherical surface.
前記第1レンズ群が、前側の第1レンズ要素と、後側の前記非球面を含む第2レンズ第2要素とからなり、それぞれの焦点距離をf11及びf12とする時、
f11/f12≧0.5
とすることによって、スクリーン距離の変化に対する像性能の変動を少なくしたことを特徴とする請求項1に記載のテレセントリックズームレンズ。
When the first lens group includes a first lens element on the front side and a second lens second element including the aspheric surface on the rear side, and respective focal lengths are f11 and f12,
f11 / f12 ≧ 0.5
2. The telecentric zoom lens according to claim 1, wherein the variation in image performance with respect to a change in screen distance is reduced.
前記第1レンズ群の前記第1レンズ要素及び前記第2レンズ要素が、フォーカシング時に、それらの間隔を変化させ、レンズ全長が変化しないことを特徴とする請求項2に記載のテレセントリックズームレンズ。3. The telecentric zoom lens according to claim 2, wherein the first lens element and the second lens element of the first lens group change their distance during focusing and do not change the overall length of the lens. 4. 前記非球面が、非球面を有するレンズの焦点距離をfpとする時、
|fp/fw|≧13
であることを特徴とする請求項1に記載のテレセントリックズームレンズ。
When the focal length of the lens having the aspheric surface is fp,
| Fp / fw | ≧ 13
The telecentric zoom lens according to claim 1, wherein
前記第1レンズ群が、3枚以上の負レンズを含み、前記第2レンズ群が、3枚以上の正レンズを含み、前記負レンズ及び前記正レンズのうちの少なくとも3枚のレンズの分散値が、
分散値≧ 75
であることを特徴とする請求項1に記載のテレセントリックズームレンズ。
The first lens group includes three or more negative lenses, the second lens group includes three or more positive lenses, and a dispersion value of at least three of the negative lens and the positive lens. But,
Variance ≧ 75
The telecentric zoom lens according to claim 1, wherein
前記第3レンズ群が、正レンズと負レンズからなり、該正レンズの分散値が、
分散値≧ 75
であることを特徴とする請求項1に記載のテレセントリックズームレンズ。
The third lens group includes a positive lens and a negative lens, and the variance of the positive lens is
Variance ≧ 75
The telecentric zoom lens according to claim 1, wherein
負パワーの第1レンズ群、正パワーの第2レンズ群、及び正パワーの第3レンズ群からなり、
第1レンズ群が、スクリーン側より、スクリーン側に凸面を向けた第1負メニスカスレンズ、パワーの小さい第2非球面レンズ、スクリーン側に凸面を向けた第3負メニスカスレンズ、第4両凹負レンズ、第5両凸正レンズからなり、
第2レンズ群が、スクリーン側より、第6正レンズ、第7正レンズ、第8負レンズ、スクリーン側に凹面を向けた正メニスカスの第9レンズ、クリーン側に凹面を向けた負メニスカスの第10レンズとして、第9レンズと第10レンズは接合レンズであり、第11凹レンズ、両凸レンズの第12レンズ、第11レンズと第12レンズは接合レンズであり、第13両凸レンズからなり、
第3レンズ群が、スクリーン側より、第14両凸正レンズ、第15負レンズからなり、第3レンズの後方にプリズムを配置したことを特徴とするテレセントリックズームレンズ。
A first lens group having a negative power, a second lens group having a positive power, and a third lens group having a positive power;
The first lens group includes a first negative meniscus lens having a convex surface facing the screen side from the screen side, a second aspherical lens having a small power, a third negative meniscus lens having a convex surface facing the screen side, and a fourth biconcave negative lens. Lens, a fifth biconvex positive lens,
The second lens group includes, from the screen side, a sixth positive lens, a seventh positive lens, an eighth negative lens, a ninth lens of a positive meniscus having a concave surface facing the screen side, and a sixth lens having a negative meniscus having a concave surface facing the clean side. As the tenth lens, the ninth lens and the tenth lens are cemented lenses, the eleventh concave lens, the twelfth lens of a biconvex lens, the eleventh lens and the twelfth lens are cemented lenses, and are composed of a thirteenth biconvex lens.
A telecentric zoom lens, wherein the third lens group includes a fourteenth biconvex positive lens and a fifteenth negative lens from the screen side, and a prism is disposed behind the third lens.
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