JP2004279958A - 投映用ズームレンズ及びこれを備えたプロジェクター - Google Patents
投映用ズームレンズ及びこれを備えたプロジェクター Download PDFInfo
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Abstract
【課題】限られた少ない枚数のレンズから構成され良好に諸収差が低減された高画角で高倍率の投映用ズームレンズを提供する。
【解決手段】投映用ズームレンズ２は、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０乃至第４レンズ群４０のすべての群が光軸上で移動させられ、第１レンズ群１０は光軸上で物点側に向かって移動させられ、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０と第４レンズ群４０とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させられ、第１レンズ群１０が、第１群第１メニスカスレンズ１１と、両面１２ａ、１２ｂが非球面の第１群第２メニスカスレンズ１２とから構成され、第２レンズ群２０が、正の１枚の第２群レンズ２１からなり、第３レンズ群３０が、正の１枚の第３群レンズ３１からなり、第４レンズ群４０が、第４群第１レンズ４１と物点側の面４２ａが非球面の第４群第２レンズ４２とを接合してなる接合レンズ４０ａと、正の第４群第３レンズ４３とからなり、実質的に７枚のレンズからなり、物点側がテレセントリックであることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】投映用ズームレンズ２は、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０乃至第４レンズ群４０のすべての群が光軸上で移動させられ、第１レンズ群１０は光軸上で物点側に向かって移動させられ、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０と第４レンズ群４０とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させられ、第１レンズ群１０が、第１群第１メニスカスレンズ１１と、両面１２ａ、１２ｂが非球面の第１群第２メニスカスレンズ１２とから構成され、第２レンズ群２０が、正の１枚の第２群レンズ２１からなり、第３レンズ群３０が、正の１枚の第３群レンズ３１からなり、第４レンズ群４０が、第４群第１レンズ４１と物点側の面４２ａが非球面の第４群第２レンズ４２とを接合してなる接合レンズ４０ａと、正の第４群第３レンズ４３とからなり、実質的に７枚のレンズからなり、物点側がテレセントリックであることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムやスライド、あるいは液晶表示器などに表示された像をスクリーンに拡大投映するためのプロジェクターに好適な投映用ズームレンズ及びそれを備えたプロジェクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルムやスライド、あるいは液晶表示器などに表示された像をスクリーンに拡大投映するプロジェクターにおいては、投映用の光学系としてテレセントリックタイプのズームレンズが用いられることが多い。
【０００３】
投映用ズームレンズは、その変倍比が例えば１．２程度となるように構成されており、４群形式あるいは５群形式のものが主流となっている。
【０００４】
標準的な従来の４群形式あるいは５群形式のテレセントリックタイプのズームレンズの多くは、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、スクリーン側の最先端の第１レンズ群と物点側の最後端の第４レンズ群あるいは第５レンズ群とは固定され、第１レンズ群と第４レンズ群あるいは第５レンズ群との間にあるレンズ群を移動するように構成されている。
【０００５】
また、従来の４群形式あるいは５群形式のテレセントリックタイプのズームレンズは、高い収差特性や広画角性を実現するために、レンズ枚数が多く必要としていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２０６４０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の投映用ズームレンズは、所望の歪曲収差やコマ収差等の諸収差を得るためにレンズ枚数が多くする必要があり、構成が複雑になるとともにコストが高くなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、限られた少ない枚数のレンズから構成され良好に諸収差が低減された高画角で高倍率の投映用ズームレンズを提供すること、及び、画像品質の高いプロジェクターを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の投映用ズームレンズは、スクリーン側より物点側に向かって順に配設された負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とを備える投映用ズームレンズであって、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群のすべての群が光軸上で移動させられ、前記第１レンズ群は光軸上で物点側に向かって移動させられ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させられ、前記第１レンズ群が、スクリーン側より順に、凸面をスクリーン側に向けた負の第１群第１メニスカスレンズと、凸面をスクリーン側に向け、両面が非球面の負の第１群第２メニスカスレンズとから構成され、前記第２レンズ群が、正の１枚の第２群レンズからなり、前記第３レンズ群が、正の１枚の第３群レンズからなり、前記第４レンズ群が、スクリーン側より順に、負の第４群第１レンズと物点側の面が非球面の正の第４群第２レンズとを接合してなる接合レンズと、正の第４群第３レンズとからなり、実質的に７枚のレンズからなり、物点側がテレセントリックであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記第１群第１メニスカスレンズのスクリーン側の端点と前記第３群レンズの物点側の端点との間の距離をｄとし、広角端側における前記ｄをｄｗとし、望遠端側における前記ｄをｄｔとしたときに、０．３＜ｄｔ／ｄｗ＜０．７を満たすことを特徴とする。
【００１１】
また、前記第１群第２メニスカスレンズはプラスチックレンズであることを特徴とする。
【００１２】
また、前記第４群第３レンズは、最も物点側にあるレンズであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のプロジェクターは、画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成された画像を投映する上述の投映用ズームレンズと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
本願発明によれば、角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群を光軸上で物点側に向かって移動させ、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させて全てのレンズ群が移動させ、また、第１群第２メニスカスレンズの両面と第４群第２レンズの物点側の面を非球面にし、また、第４群第３レンズを接合レンズと一体的に移動させるので、実質的に７枚という少ない枚数でありながら、所望の収差特性を満たし、物点側がテレセントリックであり、半画角が例えば３３度という高画角性であることとズーム倍率が例えば１．５という高倍率性であることとを両立させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１または図２は、本発明の実施形態に係る投映用ズームレンズのレンズ構成を示すものである。（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々は広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）におけるズームレンズ２を示す。
【００１６】
図１または図２に示すズームレンズ２は、スクリーン側（図１等における左側）より物面側（図１等における右側）に向かって順に配設された負の屈折力の第１レンズ群１０と、正の屈折力の第２レンズ群２０と、正の屈折力の第３レンズ群３０と、正の屈折力の第４レンズ群４０とを備えている。ここで、レンズ群という用語は、１枚のレンズから構成されている場合も含めて、１枚以上のレンズからなることを意味するとする。従って、以下の説明において、第２レンズ群２０及び第３レンズ群３０は、各々単一のレンズから構成されているが、便宜的に「レンズ群」という名称を用いることにする。
【００１７】
ズームレンズ２は物点側がほぼテレセントリックになるように構成されている。図１等において、物点面７０上の各々の物点から各々の主光線を中心とした平行光束が出射し、左側に進み、ズームレンズ２を通ってスクリーン上に投影される。以下では、説明を簡略にするために、スクリーン側からズームレンズ２に各々の光束が各々の主光線を中心として入射し、物点面７０上の各々の物点に結像されるとする。符合６０は３つの液晶表示器の３種の色の像を合成する合成プリズムを示す。
【００１８】
ズームレンズ２は、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０乃至第４レンズ群のすべての群が光軸上で移動させられる。従来のズームレンズでは、初段の第１レンズ群と最終段の第４レンズ群のいずれかは固定されていたが、本発明では第１レンズ群１０及び第４レンズ群４０を含めて全ての群が移動する。
【００１９】
また、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０は光軸上で物点側に向かって移動させられ、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０と第４レンズ群４０とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させられる。従来のズームレンズでは、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０は第２レンズ群２０等と同様にスクリーン側に向かって移動させられていたのであるが、本発明では、第１レンズ群１０は第２レンズ群２０等とは逆方向に移動させられる。
【００２０】
第１レンズ群１０は、スクリーン側より順に、凸面をスクリーン側に向けた負の第１群第１メニスカスレンズ１１と、凸面をスクリーン側に向け、両面１２ａ、１２ｂが非球面の負の第１群第２メニスカスレンズ１２とから構成されている。第１群第１メニスカスレンズ１１はスクリーン側へ高画角に光線を入射できるように大きな直径を有する。第１群第１メニスカスレンズ１１にスクリーン側から高画角に入射した光束に対し第１群第１メニスカスレンズ１１で生じ得る諸収差は、第１群第２メニスカスレンズ１２のスクリーン側の面１２ａと物点側の面１２ｂの両面を非球面にすることにより、できる限り補償される。また、広角端側と望遠端側との間で変倍を行う際に、第１レンズ群１０を第２レンズ群２０等とは逆方向に移動させることによって、所望範囲の収差特性を維持しながら、半画角が例えば３３度と高画角であることと、変倍比が例えば１．５というように高倍率であることとを両立させることができる。
【００２１】
また、第１群第２メニスカスレンズ１２はプラスチック材からなり型を用いて安価に製造可能なプラスチックレンズである。第１群第２メニスカスレンズ１２は屈折力の弱いレンズであり、ズームレンズ２を構成するレンズの中で最も小さい屈折力を有する。例えば、第１群第２メニスカスレンズ１２は、スクリーン側の面１２ａと物点側の面１２ｂとは曲面に沿ってほぼ同じ厚さで形成され、例えば、両面１２ａ、１２ｂの各々の非球面を構成する球面部分の曲率半径Ｒは、各々の面において１４ｍｍ以上２４ｍｍ以下の範囲にある。このように、スクリーン側の面１２ａと物点側の面１２ｂとの曲率半径をあまり違わないようにすることにより、第１群第２メニスカスレンズ１２がプラスチックレンズである場合においても、使用環境における温度変動の影響を受けにくくすることができる。
【００２２】
第２レンズ群２０は、正の１枚の第２群レンズ２１から構成されている。第３レンズ群３０は、正の１枚の第３群レンズ３１から構成されている。第３群レンズ３１のスクリーン側の近傍には、絞り３０ａが配設されており、絞り３０ａは第３群レンズ３１と一体的に移動させられる。
【００２３】
第４レンズ群４０は、スクリーン側より順に、負の第４群第１レンズ４１と物点側の面４２ａが非球面の正の第４群第２レンズ４２とを接合してなる接合レンズ４０ａと、正の第４群第３レンズ４３とから構成されている。接合レンズ４０ａによって主に色収差を補正するとともに、第４群第２レンズ４２の物点側の面４２ａを非球面にすることによって主に球面収差を補正する。また、本発明においては、第４群第３レンズ４３は最も物点側にあるレンズであり、第４群第２レンズ４２に近接して配設されている。第４群第３レンズ４３は、主に物点側のテレセントリック性を確保するように機能し、また、接合レンズ４０ａと協働的に作用し主に球面収差を補正する。従来においては、最も物点側にあるレンズは、ズーム動作の際に固定されることが多かったが、本願発明においては、第４群第３レンズ４３は単に移動させられるだけでなく、接合レンズ４０ａと一体的に移動させられるのである。第４群第３レンズ４３が接合レンズ４０ａと一体的に移動させられることによって、ズーム動作の際に、接合レンズ４０ａから送られる光束のうちの一定の光束量が常に第４群第３レンズ４３に入射可能であるので、第４群第３レンズ４３のレンズ口径を過大に大きくする必要をなくすることができる。
【００２４】
また、ズームレンズ２の変倍に最も寄与するのは、第１レンズ群１０と第３レンズ群３０である。
【００２５】
各々のズーム動作位置において、第１群レンズ１１にスクリーン側から平行に入射した光束は、第３群レンズ３１からできるだけ平行に出射するように、第２群レンズ２１を経て第３群レンズ３１へ送られる。第１群レンズ１１にスクリーン側から平行に入射した光束を第３群レンズ３１からできるだけ平行に出射させることにより、第１レンズ群４０から出射された光束は物点側に結像し、各々のズーム動作位置において、確実にテレセントリック性を確保することができる。
【００２６】
前述したように、本願発明においては、第１群レンズ１１と第３群レンズ３１とは特徴的な動きをするのであり、例えば、ズーム動作の際に第１群レンズ１０は第３群レンズ３０等とは逆方向に移動する。この特徴は、次のように表現することが可能である。第１群第１メニスカスレンズ１１のスクリーン側の端点１１ａと第３群レンズ３１の物点側の端点３ａとの間の距離をｄとし、広角端側における前記ｄをｄｗとし、望遠端側における前記ｄをｄｔとしたときに、
０．３＜ｄｔ／ｄｗ＜０．７
を満たすように構成されている。ｄｔ／ｄｗが０．７以上の場合には、望遠端側で第１群第１メニスカスレンズ１１と第３群レンズ３１とが接近し過ぎてしまい、第１群レンズ１１にスクリーン側から平行に入射した光束を第３群レンズ３１からできるだけ平行に出射させることが困難になる。また、ｄｔ／ｄｗが０．３以下の場合には、広角端側においてｄｗが大きくなりすぎ、必要な光束を確保するためには、第１レンズ群１０を大型にする必要があるという問題が生じる。そこで、ｄｔ／ｄｗは０．３と０．７の範囲にある必要がある。
【００２７】
上述のように、ズームレンズ２は、実質的に７枚という非常に少ない枚数のレンズから構成されているにもかかわらす、所望の収差特性を満たし、半画角が３３度という高画角性とズーム倍率が１．５という高倍率性とを両立させることができる。
【００２８】
以下に ズームレンズ２の実施例について説明する。
図１の（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々は広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）におけるズームレンズ２を示す。実施例においては、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、第３レンズ群３０及び第４レンズ群４０は、面１２ａ、１２ｂ及び面４２ａが非球面であることを除けば、他の面は全て球面で形成されている。
【００２９】
非球面に形成された面１２ａ、１２ｂ及び面４２ａの形状は、次の非球面式
【数１】
で表される。
【００３０】
ズームレンズ２のレンズデータを図３に示す。なお、ＯＢＪは面番号を示しスクリーン側から順に各レンズの面に付した番号であり、ＲＤＹは曲率半径（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ厚みあるいは空気空間を表している（単位ｍｍ）。ＧＬＡはレンズ材料のｄ線屈折率とアッベ数を示し、例えばＧＬＡが１．４８７４９−７０．４はレンズ材料のｄ線屈折率が１．４８７４９でありアッベ数が７０．４であることを示す。
【００３１】
非球面式における係数については、例えば非球面１１ａにおいて、係数ＲはＯＢＪの欄におけるＮＯ２の面の曲率半径（ＲＤＹ）、係数Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図３においてＮＯ３で表示して示す値である。同様に、非球面面１２ｂ、４２ａの各々の曲率半径（ＲＤＹ）、係数Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、ＮＯ４とＮＯ１２に示す値である。
【００３２】
実施例のズームレンズ２の仕様は次のとおりである。上記データ中、ｆは光学系全体での焦点距離、ＦはＦナンバーを示している。
【００３３】
ズームレンズ２の全体の焦点距離ｆは、ｆ＝１３．８０ｍｍ（広角端）〜２０．７ｍｍ（望遠端）であり、ＦナンバーはＦ＝１．７（広角端）〜２．１（望遠端）である。また、ズームレンズ２の半画角は約３３度である。また、ズームレンズ２の変倍比は約１．５である。また、空気中でバックフォーカスは２４．４４ｍｍ〜２９．４ｍｍである。
【００３４】
図３において、＊１は、第１群第１メニスカスレンズ１１のスクリーン側の端面とスクリーンとの間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示し、＊２は、第１群第２メニスカスレンズ１２の物点側の端面と第２群レンズ２１のスクリーン側の端面との間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示し、＊３は、第２群レンズ２１の物点側の端面と第３群レンズ３１のスクリーン側の端面との間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示し、＊４は、第３群レンズ３１の物点側の端面と第４群第１レンズ４１のスクリーン側の端面との間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示し、＊５は、第４群第３レンズ４３の物点側の端面と合成プリズム６０のスクリーン側の端面との間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示す。
【００３５】
ズームレンズ２の広角端での収差図を図４および図７に、また通常位置での収差図を図５および図８に、また望遠端での収差図を図６および図９に示す。なお、図４乃至図６の各々において（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差を表している。図７乃至図９中（Ｂ）の非点収差図における符号Ｓ，Ｔは、それぞれ球欠的像面，子午的像面に対する収差を表す。また、図７乃至図９は横収差図であり、図中（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、それぞれ像高比（１．００），（０．８６），（０．６６），（０．４２），および（０．００）における収差を表す。
【００３６】
広角端側における第１群第１メニスカスレンズ１１のスクリーン側の端点１１ａと第３群レンズ３１の物点側の端点３ａとの間の距離ｄｗは６２．７２ｍｍであり、通常位置では例えばｄは４７．２９ｍｍであり、望遠端側におけるｄであるｄｔは３．４８ｍｍである。この場合、ｄｔ／ｄｗは０．５であり、０．３＜ｄｔ／ｄｗ＜０．７の式を満たす。
【００３７】
また、第１群第２メニスカスレンズ１２はプラスチックレンズであり、面１２ａの非球面を構成する球面部分の曲率半径Ｒは２２．９８ｍｍあり、面１２ｂの非球面を構成する球面部分の曲率半径Ｒは１５．４７ｍｍであり、ともに例えば、１４ｍｍ以上であって２４ｍｍ以下の範囲にある。
【００３８】
以上、上述の本発明の実施の形態によれば、スクリーン側より物点側に向かって順に配設された負の屈折力の第１レンズ群１０と、正の屈折力の第２レンズ群２０と、正の屈折力の第３レンズ群３０と、正の屈折力の第４レンズ群４０とを備える投映用ズームレンズであって、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０乃至第４レンズ群４０のすべての群が光軸上で移動させられ、第１レンズ群１０は光軸上で物点側に向かって移動させられ、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０と第４レンズ群４０とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させられ、第１レンズ群１０が、スクリーン側より順に、凸面をスクリーン側に向けた負の第１群第１メニスカスレンズ１１と、凸面をスクリーン側に向け、両面１２ａ、１２ｂが非球面の負の第１群第２メニスカスレンズ１２とから構成され、第２レンズ群２０が、１枚の第２群レンズ２１からなり、第３レンズ群３０が、正の１枚の第３群レンズ３１からなり、第４レンズ群４０が、スクリーン側より順に、負の第４群第１レンズ４１と物点側の面が非球面の正の第４群第２レンズ４２とを接合してなる接合レンズ４０ａと、正の第４群第３レンズ４３とからなり、実質的に７枚という少ないレンズ枚数でありながら、物点側が略テレセントリックであり、所望の収差特性を満たし、半画角が例えば３３度という高画角性であることとズーム倍率が例えば１．５という高倍率性であることとを両立させることができる。
【００３９】
また、第１群第１メニスカスレンズ１１のスクリーン側の端点１１ａと第３群レンズ３１の物点側の端点３１ａとの間の距離をｄとし、広角端側におけるｄをｄｗとし、望遠端側におけるｄをｄｔとしたときに、０．３＜ｄｔ／ｄｗ＜０．７を満たすので、望遠端側で第１群第１メニスカスレンズ１１と第３群レンズ３１とが接近させ過ぎて第１群レンズ１１にスクリーン側から平行に入射した光束を第３群レンズ３１からできるだけ平行に出射させることが困難になることを回避でき、必要な光束を確保するためには、第１レンズ群１０を過大に大型にする必要を回避することができる。
【００４０】
また、第１群第２メニスカスレンズ１２はプラスチックレンズであるので、製造コストを低減することができる。また、第１群第２メニスカスレンズ１２の両面の各々の非球面を構成する球面部分の曲率半径Ｒは、各々の面においてほぼ両面が互いに平行の関係にあり、例えば、１４ｍｍ以上であって２４ｍｍ以下であるので、プラスチックレンズであるにもかかわらず使用環境における温度変動の影響を受けにくくすることができる。
【００４１】
また、第４群第３レンズ４３は、最も物点側にあるレンズであり、ズーム動作の際に第４レンズ群４０にあって接合レンズ４０ａと一体的に移動することによって、ズーム動作の各々の位置において、確実のテレセントリック性を確保するように機能することができる。
【００４２】
なお、上述の説明において、図１等における右側を物点側としたのは、この物点側で、フィルムやスライド、あるいは液晶表示器などに表示された像からなる物点面７０が形成され、この物点面６０がズームレンズ２によってスクリーンに投影されるからである。
【００４３】
次に、図１０を参照して、ズームレンズ２を備えたプロジェクター１の一実施例を説明する。
プロジェクター１は、カラー画像を形成するための画像形成手段３とズームレンズ２を備えている。画像形成手段３は、光変調素子として３つの液晶表示器と、３つの液晶表示器の３種の色の像を合成する合成プリズム６０を備えている。図１０において、３つの液晶表示器による各々の画像は模式的に物点面７０に配置された液晶表示器に形成されるとして表示されており、３つの液晶表示器の具体的な表示は省略している。３つの液晶表示器による各々の画像は合成プリズム６０によって合成された後、ズームレンズ２によってスクリーン５へ投影される。ズームレンズ２は物点面７０で略テレセントリックであるので、液晶表示器の画質の角度依存性に左右されずに鮮明にスクリーン５に投影することを可能にする。また、ズームレンズ２は長いバックフォーカスを有し、ズームレンズ２と物点面７０との間に合成プリズム６０を配設することが可能である。
【００４４】
なお、画像形成手段３としては、液晶表示器に換えて、画素がマイクロミラーによって構成されたデバイスのような光変調装置やフィルムやスライドのようなものを用いることも可能である。
【００４５】
上述の実施例にかかるズームレンズ２をプロジェクター１に採用することにより、画像品質の高いプロジェクターを提供することが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、実質的に７枚の限られた少ない枚数のレンズから構成された簡易な構成で良好に諸収差が低減された例えば半画角が約３３度という高画角で例えば倍率が１．５という高倍率の投映用ズームレンズを提供でき、また、この投映用ズームレンズを備えた画像品質の高いプロジェクターを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投映用ズームレンズの実施例を示すレンズ構成図であり、広角端位置（ａ）、通常位置（ｂ）、望遠端位置（ｃ）の各々の場合を示す。
【図２】物点面の異なる物点から出射した光束を示す光線図。
【図３】図１に示すズームレンズのレンズデータを示す図であり、ＯＢＪは面番号を示し、ＲＤＹは曲率半径（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ厚みあるいは空気空間を示し、＊１、＊２、＊３、＊４、＊５は、スクリーン、レンズ群、及び合成プリズムの間の間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示す。
【図４】図１に示したズームレンズの広角端における収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図５】図１に示したズームレンズの通常位置における収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図６】図１に示したズームレンズの望遠端における収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図７】図１に示したズームレンズの広角端における横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差を、（Ｂ）は像高比０．８６における収差を、（Ｃ）は像高比０．６６における収差を、（Ｄ）は像高比０．４２における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収差をそれぞれ表す。
【図８】図１に示したズームレンズの通常位置における横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差を、（Ｂ）は像高比０．８６における収差を、（Ｃ）は像高比０．６６における収差を、（Ｄ）は像高比０．４２における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収差をそれぞれ表す。
【図９】図１に示したズームレンズの望遠端における横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差を、（Ｂ）は像高比０．８６における収差を、（Ｃ）は像高比０．７３における収差を、（Ｄ）は像高比０．５３における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収差をそれぞれ表す。
【図１０】本発明の投映用ズームレンズを備えたプロジェクターを示す図。
【符号の説明】
１ プロジェクター
２ ズームレンズ
３ 画像形成手段
５ スクリーン
１０ 第１レンズ群
２０ 第２レンズ群
３０ 第３レンズ群
４０ 第４レンズ群
１１ 第１群第１メニスカスレンズ
１２ 第１群第２メニスカスレンズ
１２ａ 第１群第２メニスカスレンズのスクリーン側の面（非球面）
１２ｂ 第１群第２メニスカスレンズの物点側の面（非球面）
２１ 第２群レンズ
３１ 第３群レンズ
３０ａ 絞り
４１ 第４群第１レンズ
４２ 第４群第２レンズ
４０ａ 接合レンズ
４３ 第４群第３レンズ
６０ 合成プリズム
７０ 物点面
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムやスライド、あるいは液晶表示器などに表示された像をスクリーンに拡大投映するためのプロジェクターに好適な投映用ズームレンズ及びそれを備えたプロジェクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルムやスライド、あるいは液晶表示器などに表示された像をスクリーンに拡大投映するプロジェクターにおいては、投映用の光学系としてテレセントリックタイプのズームレンズが用いられることが多い。
【０００３】
投映用ズームレンズは、その変倍比が例えば１．２程度となるように構成されており、４群形式あるいは５群形式のものが主流となっている。
【０００４】
標準的な従来の４群形式あるいは５群形式のテレセントリックタイプのズームレンズの多くは、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、スクリーン側の最先端の第１レンズ群と物点側の最後端の第４レンズ群あるいは第５レンズ群とは固定され、第１レンズ群と第４レンズ群あるいは第５レンズ群との間にあるレンズ群を移動するように構成されている。
【０００５】
また、従来の４群形式あるいは５群形式のテレセントリックタイプのズームレンズは、高い収差特性や広画角性を実現するために、レンズ枚数が多く必要としていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２０６４０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の投映用ズームレンズは、所望の歪曲収差やコマ収差等の諸収差を得るためにレンズ枚数が多くする必要があり、構成が複雑になるとともにコストが高くなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、限られた少ない枚数のレンズから構成され良好に諸収差が低減された高画角で高倍率の投映用ズームレンズを提供すること、及び、画像品質の高いプロジェクターを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の投映用ズームレンズは、スクリーン側より物点側に向かって順に配設された負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とを備える投映用ズームレンズであって、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群のすべての群が光軸上で移動させられ、前記第１レンズ群は光軸上で物点側に向かって移動させられ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させられ、前記第１レンズ群が、スクリーン側より順に、凸面をスクリーン側に向けた負の第１群第１メニスカスレンズと、凸面をスクリーン側に向け、両面が非球面の負の第１群第２メニスカスレンズとから構成され、前記第２レンズ群が、正の１枚の第２群レンズからなり、前記第３レンズ群が、正の１枚の第３群レンズからなり、前記第４レンズ群が、スクリーン側より順に、負の第４群第１レンズと物点側の面が非球面の正の第４群第２レンズとを接合してなる接合レンズと、正の第４群第３レンズとからなり、実質的に７枚のレンズからなり、物点側がテレセントリックであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記第１群第１メニスカスレンズのスクリーン側の端点と前記第３群レンズの物点側の端点との間の距離をｄとし、広角端側における前記ｄをｄｗとし、望遠端側における前記ｄをｄｔとしたときに、０．３＜ｄｔ／ｄｗ＜０．７を満たすことを特徴とする。
【００１１】
また、前記第１群第２メニスカスレンズはプラスチックレンズであることを特徴とする。
【００１２】
また、前記第４群第３レンズは、最も物点側にあるレンズであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のプロジェクターは、画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成された画像を投映する上述の投映用ズームレンズと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
本願発明によれば、角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群を光軸上で物点側に向かって移動させ、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させて全てのレンズ群が移動させ、また、第１群第２メニスカスレンズの両面と第４群第２レンズの物点側の面を非球面にし、また、第４群第３レンズを接合レンズと一体的に移動させるので、実質的に７枚という少ない枚数でありながら、所望の収差特性を満たし、物点側がテレセントリックであり、半画角が例えば３３度という高画角性であることとズーム倍率が例えば１．５という高倍率性であることとを両立させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１または図２は、本発明の実施形態に係る投映用ズームレンズのレンズ構成を示すものである。（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々は広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）におけるズームレンズ２を示す。
【００１６】
図１または図２に示すズームレンズ２は、スクリーン側（図１等における左側）より物面側（図１等における右側）に向かって順に配設された負の屈折力の第１レンズ群１０と、正の屈折力の第２レンズ群２０と、正の屈折力の第３レンズ群３０と、正の屈折力の第４レンズ群４０とを備えている。ここで、レンズ群という用語は、１枚のレンズから構成されている場合も含めて、１枚以上のレンズからなることを意味するとする。従って、以下の説明において、第２レンズ群２０及び第３レンズ群３０は、各々単一のレンズから構成されているが、便宜的に「レンズ群」という名称を用いることにする。
【００１７】
ズームレンズ２は物点側がほぼテレセントリックになるように構成されている。図１等において、物点面７０上の各々の物点から各々の主光線を中心とした平行光束が出射し、左側に進み、ズームレンズ２を通ってスクリーン上に投影される。以下では、説明を簡略にするために、スクリーン側からズームレンズ２に各々の光束が各々の主光線を中心として入射し、物点面７０上の各々の物点に結像されるとする。符合６０は３つの液晶表示器の３種の色の像を合成する合成プリズムを示す。
【００１８】
ズームレンズ２は、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０乃至第４レンズ群のすべての群が光軸上で移動させられる。従来のズームレンズでは、初段の第１レンズ群と最終段の第４レンズ群のいずれかは固定されていたが、本発明では第１レンズ群１０及び第４レンズ群４０を含めて全ての群が移動する。
【００１９】
また、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０は光軸上で物点側に向かって移動させられ、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０と第４レンズ群４０とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させられる。従来のズームレンズでは、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０は第２レンズ群２０等と同様にスクリーン側に向かって移動させられていたのであるが、本発明では、第１レンズ群１０は第２レンズ群２０等とは逆方向に移動させられる。
【００２０】
第１レンズ群１０は、スクリーン側より順に、凸面をスクリーン側に向けた負の第１群第１メニスカスレンズ１１と、凸面をスクリーン側に向け、両面１２ａ、１２ｂが非球面の負の第１群第２メニスカスレンズ１２とから構成されている。第１群第１メニスカスレンズ１１はスクリーン側へ高画角に光線を入射できるように大きな直径を有する。第１群第１メニスカスレンズ１１にスクリーン側から高画角に入射した光束に対し第１群第１メニスカスレンズ１１で生じ得る諸収差は、第１群第２メニスカスレンズ１２のスクリーン側の面１２ａと物点側の面１２ｂの両面を非球面にすることにより、できる限り補償される。また、広角端側と望遠端側との間で変倍を行う際に、第１レンズ群１０を第２レンズ群２０等とは逆方向に移動させることによって、所望範囲の収差特性を維持しながら、半画角が例えば３３度と高画角であることと、変倍比が例えば１．５というように高倍率であることとを両立させることができる。
【００２１】
また、第１群第２メニスカスレンズ１２はプラスチック材からなり型を用いて安価に製造可能なプラスチックレンズである。第１群第２メニスカスレンズ１２は屈折力の弱いレンズであり、ズームレンズ２を構成するレンズの中で最も小さい屈折力を有する。例えば、第１群第２メニスカスレンズ１２は、スクリーン側の面１２ａと物点側の面１２ｂとは曲面に沿ってほぼ同じ厚さで形成され、例えば、両面１２ａ、１２ｂの各々の非球面を構成する球面部分の曲率半径Ｒは、各々の面において１４ｍｍ以上２４ｍｍ以下の範囲にある。このように、スクリーン側の面１２ａと物点側の面１２ｂとの曲率半径をあまり違わないようにすることにより、第１群第２メニスカスレンズ１２がプラスチックレンズである場合においても、使用環境における温度変動の影響を受けにくくすることができる。
【００２２】
第２レンズ群２０は、正の１枚の第２群レンズ２１から構成されている。第３レンズ群３０は、正の１枚の第３群レンズ３１から構成されている。第３群レンズ３１のスクリーン側の近傍には、絞り３０ａが配設されており、絞り３０ａは第３群レンズ３１と一体的に移動させられる。
【００２３】
第４レンズ群４０は、スクリーン側より順に、負の第４群第１レンズ４１と物点側の面４２ａが非球面の正の第４群第２レンズ４２とを接合してなる接合レンズ４０ａと、正の第４群第３レンズ４３とから構成されている。接合レンズ４０ａによって主に色収差を補正するとともに、第４群第２レンズ４２の物点側の面４２ａを非球面にすることによって主に球面収差を補正する。また、本発明においては、第４群第３レンズ４３は最も物点側にあるレンズであり、第４群第２レンズ４２に近接して配設されている。第４群第３レンズ４３は、主に物点側のテレセントリック性を確保するように機能し、また、接合レンズ４０ａと協働的に作用し主に球面収差を補正する。従来においては、最も物点側にあるレンズは、ズーム動作の際に固定されることが多かったが、本願発明においては、第４群第３レンズ４３は単に移動させられるだけでなく、接合レンズ４０ａと一体的に移動させられるのである。第４群第３レンズ４３が接合レンズ４０ａと一体的に移動させられることによって、ズーム動作の際に、接合レンズ４０ａから送られる光束のうちの一定の光束量が常に第４群第３レンズ４３に入射可能であるので、第４群第３レンズ４３のレンズ口径を過大に大きくする必要をなくすることができる。
【００２４】
また、ズームレンズ２の変倍に最も寄与するのは、第１レンズ群１０と第３レンズ群３０である。
【００２５】
各々のズーム動作位置において、第１群レンズ１１にスクリーン側から平行に入射した光束は、第３群レンズ３１からできるだけ平行に出射するように、第２群レンズ２１を経て第３群レンズ３１へ送られる。第１群レンズ１１にスクリーン側から平行に入射した光束を第３群レンズ３１からできるだけ平行に出射させることにより、第１レンズ群４０から出射された光束は物点側に結像し、各々のズーム動作位置において、確実にテレセントリック性を確保することができる。
【００２６】
前述したように、本願発明においては、第１群レンズ１１と第３群レンズ３１とは特徴的な動きをするのであり、例えば、ズーム動作の際に第１群レンズ１０は第３群レンズ３０等とは逆方向に移動する。この特徴は、次のように表現することが可能である。第１群第１メニスカスレンズ１１のスクリーン側の端点１１ａと第３群レンズ３１の物点側の端点３ａとの間の距離をｄとし、広角端側における前記ｄをｄｗとし、望遠端側における前記ｄをｄｔとしたときに、
０．３＜ｄｔ／ｄｗ＜０．７
を満たすように構成されている。ｄｔ／ｄｗが０．７以上の場合には、望遠端側で第１群第１メニスカスレンズ１１と第３群レンズ３１とが接近し過ぎてしまい、第１群レンズ１１にスクリーン側から平行に入射した光束を第３群レンズ３１からできるだけ平行に出射させることが困難になる。また、ｄｔ／ｄｗが０．３以下の場合には、広角端側においてｄｗが大きくなりすぎ、必要な光束を確保するためには、第１レンズ群１０を大型にする必要があるという問題が生じる。そこで、ｄｔ／ｄｗは０．３と０．７の範囲にある必要がある。
【００２７】
上述のように、ズームレンズ２は、実質的に７枚という非常に少ない枚数のレンズから構成されているにもかかわらす、所望の収差特性を満たし、半画角が３３度という高画角性とズーム倍率が１．５という高倍率性とを両立させることができる。
【００２８】
以下に ズームレンズ２の実施例について説明する。
図１の（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々は広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）におけるズームレンズ２を示す。実施例においては、第１レンズ群１０、第２レンズ群２０、第３レンズ群３０及び第４レンズ群４０は、面１２ａ、１２ｂ及び面４２ａが非球面であることを除けば、他の面は全て球面で形成されている。
【００２９】
非球面に形成された面１２ａ、１２ｂ及び面４２ａの形状は、次の非球面式
【数１】
【００３０】
ズームレンズ２のレンズデータを図３に示す。なお、ＯＢＪは面番号を示しスクリーン側から順に各レンズの面に付した番号であり、ＲＤＹは曲率半径（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ厚みあるいは空気空間を表している（単位ｍｍ）。ＧＬＡはレンズ材料のｄ線屈折率とアッベ数を示し、例えばＧＬＡが１．４８７４９−７０．４はレンズ材料のｄ線屈折率が１．４８７４９でありアッベ数が７０．４であることを示す。
【００３１】
非球面式における係数については、例えば非球面１１ａにおいて、係数ＲはＯＢＪの欄におけるＮＯ２の面の曲率半径（ＲＤＹ）、係数Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図３においてＮＯ３で表示して示す値である。同様に、非球面面１２ｂ、４２ａの各々の曲率半径（ＲＤＹ）、係数Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、ＮＯ４とＮＯ１２に示す値である。
【００３２】
実施例のズームレンズ２の仕様は次のとおりである。上記データ中、ｆは光学系全体での焦点距離、ＦはＦナンバーを示している。
【００３３】
ズームレンズ２の全体の焦点距離ｆは、ｆ＝１３．８０ｍｍ（広角端）〜２０．７ｍｍ（望遠端）であり、ＦナンバーはＦ＝１．７（広角端）〜２．１（望遠端）である。また、ズームレンズ２の半画角は約３３度である。また、ズームレンズ２の変倍比は約１．５である。また、空気中でバックフォーカスは２４．４４ｍｍ〜２９．４ｍｍである。
【００３４】
図３において、＊１は、第１群第１メニスカスレンズ１１のスクリーン側の端面とスクリーンとの間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示し、＊２は、第１群第２メニスカスレンズ１２の物点側の端面と第２群レンズ２１のスクリーン側の端面との間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示し、＊３は、第２群レンズ２１の物点側の端面と第３群レンズ３１のスクリーン側の端面との間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示し、＊４は、第３群レンズ３１の物点側の端面と第４群第１レンズ４１のスクリーン側の端面との間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示し、＊５は、第４群第３レンズ４３の物点側の端面と合成プリズム６０のスクリーン側の端面との間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示す。
【００３５】
ズームレンズ２の広角端での収差図を図４および図７に、また通常位置での収差図を図５および図８に、また望遠端での収差図を図６および図９に示す。なお、図４乃至図６の各々において（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差を表している。図７乃至図９中（Ｂ）の非点収差図における符号Ｓ，Ｔは、それぞれ球欠的像面，子午的像面に対する収差を表す。また、図７乃至図９は横収差図であり、図中（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、それぞれ像高比（１．００），（０．８６），（０．６６），（０．４２），および（０．００）における収差を表す。
【００３６】
広角端側における第１群第１メニスカスレンズ１１のスクリーン側の端点１１ａと第３群レンズ３１の物点側の端点３ａとの間の距離ｄｗは６２．７２ｍｍであり、通常位置では例えばｄは４７．２９ｍｍであり、望遠端側におけるｄであるｄｔは３．４８ｍｍである。この場合、ｄｔ／ｄｗは０．５であり、０．３＜ｄｔ／ｄｗ＜０．７の式を満たす。
【００３７】
また、第１群第２メニスカスレンズ１２はプラスチックレンズであり、面１２ａの非球面を構成する球面部分の曲率半径Ｒは２２．９８ｍｍあり、面１２ｂの非球面を構成する球面部分の曲率半径Ｒは１５．４７ｍｍであり、ともに例えば、１４ｍｍ以上であって２４ｍｍ以下の範囲にある。
【００３８】
以上、上述の本発明の実施の形態によれば、スクリーン側より物点側に向かって順に配設された負の屈折力の第１レンズ群１０と、正の屈折力の第２レンズ群２０と、正の屈折力の第３レンズ群３０と、正の屈折力の第４レンズ群４０とを備える投映用ズームレンズであって、広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、第１レンズ群１０乃至第４レンズ群４０のすべての群が光軸上で移動させられ、第１レンズ群１０は光軸上で物点側に向かって移動させられ、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０と第４レンズ群４０とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させられ、第１レンズ群１０が、スクリーン側より順に、凸面をスクリーン側に向けた負の第１群第１メニスカスレンズ１１と、凸面をスクリーン側に向け、両面１２ａ、１２ｂが非球面の負の第１群第２メニスカスレンズ１２とから構成され、第２レンズ群２０が、１枚の第２群レンズ２１からなり、第３レンズ群３０が、正の１枚の第３群レンズ３１からなり、第４レンズ群４０が、スクリーン側より順に、負の第４群第１レンズ４１と物点側の面が非球面の正の第４群第２レンズ４２とを接合してなる接合レンズ４０ａと、正の第４群第３レンズ４３とからなり、実質的に７枚という少ないレンズ枚数でありながら、物点側が略テレセントリックであり、所望の収差特性を満たし、半画角が例えば３３度という高画角性であることとズーム倍率が例えば１．５という高倍率性であることとを両立させることができる。
【００３９】
また、第１群第１メニスカスレンズ１１のスクリーン側の端点１１ａと第３群レンズ３１の物点側の端点３１ａとの間の距離をｄとし、広角端側におけるｄをｄｗとし、望遠端側におけるｄをｄｔとしたときに、０．３＜ｄｔ／ｄｗ＜０．７を満たすので、望遠端側で第１群第１メニスカスレンズ１１と第３群レンズ３１とが接近させ過ぎて第１群レンズ１１にスクリーン側から平行に入射した光束を第３群レンズ３１からできるだけ平行に出射させることが困難になることを回避でき、必要な光束を確保するためには、第１レンズ群１０を過大に大型にする必要を回避することができる。
【００４０】
また、第１群第２メニスカスレンズ１２はプラスチックレンズであるので、製造コストを低減することができる。また、第１群第２メニスカスレンズ１２の両面の各々の非球面を構成する球面部分の曲率半径Ｒは、各々の面においてほぼ両面が互いに平行の関係にあり、例えば、１４ｍｍ以上であって２４ｍｍ以下であるので、プラスチックレンズであるにもかかわらず使用環境における温度変動の影響を受けにくくすることができる。
【００４１】
また、第４群第３レンズ４３は、最も物点側にあるレンズであり、ズーム動作の際に第４レンズ群４０にあって接合レンズ４０ａと一体的に移動することによって、ズーム動作の各々の位置において、確実のテレセントリック性を確保するように機能することができる。
【００４２】
なお、上述の説明において、図１等における右側を物点側としたのは、この物点側で、フィルムやスライド、あるいは液晶表示器などに表示された像からなる物点面７０が形成され、この物点面６０がズームレンズ２によってスクリーンに投影されるからである。
【００４３】
次に、図１０を参照して、ズームレンズ２を備えたプロジェクター１の一実施例を説明する。
プロジェクター１は、カラー画像を形成するための画像形成手段３とズームレンズ２を備えている。画像形成手段３は、光変調素子として３つの液晶表示器と、３つの液晶表示器の３種の色の像を合成する合成プリズム６０を備えている。図１０において、３つの液晶表示器による各々の画像は模式的に物点面７０に配置された液晶表示器に形成されるとして表示されており、３つの液晶表示器の具体的な表示は省略している。３つの液晶表示器による各々の画像は合成プリズム６０によって合成された後、ズームレンズ２によってスクリーン５へ投影される。ズームレンズ２は物点面７０で略テレセントリックであるので、液晶表示器の画質の角度依存性に左右されずに鮮明にスクリーン５に投影することを可能にする。また、ズームレンズ２は長いバックフォーカスを有し、ズームレンズ２と物点面７０との間に合成プリズム６０を配設することが可能である。
【００４４】
なお、画像形成手段３としては、液晶表示器に換えて、画素がマイクロミラーによって構成されたデバイスのような光変調装置やフィルムやスライドのようなものを用いることも可能である。
【００４５】
上述の実施例にかかるズームレンズ２をプロジェクター１に採用することにより、画像品質の高いプロジェクターを提供することが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、実質的に７枚の限られた少ない枚数のレンズから構成された簡易な構成で良好に諸収差が低減された例えば半画角が約３３度という高画角で例えば倍率が１．５という高倍率の投映用ズームレンズを提供でき、また、この投映用ズームレンズを備えた画像品質の高いプロジェクターを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投映用ズームレンズの実施例を示すレンズ構成図であり、広角端位置（ａ）、通常位置（ｂ）、望遠端位置（ｃ）の各々の場合を示す。
【図２】物点面の異なる物点から出射した光束を示す光線図。
【図３】図１に示すズームレンズのレンズデータを示す図であり、ＯＢＪは面番号を示し、ＲＤＹは曲率半径（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ厚みあるいは空気空間を示し、＊１、＊２、＊３、＊４、＊５は、スクリーン、レンズ群、及び合成プリズムの間の間隔の広角端（ｗｉｄｅ）、通常位置（ｎｏｒｍａｌ）、望遠端（ｔｅｌｅ）における値を示す。
【図４】図１に示したズームレンズの広角端における収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図５】図１に示したズームレンズの通常位置における収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図６】図１に示したズームレンズの望遠端における収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図７】図１に示したズームレンズの広角端における横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差を、（Ｂ）は像高比０．８６における収差を、（Ｃ）は像高比０．６６における収差を、（Ｄ）は像高比０．４２における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収差をそれぞれ表す。
【図８】図１に示したズームレンズの通常位置における横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差を、（Ｂ）は像高比０．８６における収差を、（Ｃ）は像高比０．６６における収差を、（Ｄ）は像高比０．４２における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収差をそれぞれ表す。
【図９】図１に示したズームレンズの望遠端における横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差を、（Ｂ）は像高比０．８６における収差を、（Ｃ）は像高比０．７３における収差を、（Ｄ）は像高比０．５３における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収差をそれぞれ表す。
【図１０】本発明の投映用ズームレンズを備えたプロジェクターを示す図。
【符号の説明】
１ プロジェクター
２ ズームレンズ
３ 画像形成手段
５ スクリーン
１０ 第１レンズ群
２０ 第２レンズ群
３０ 第３レンズ群
４０ 第４レンズ群
１１ 第１群第１メニスカスレンズ
１２ 第１群第２メニスカスレンズ
１２ａ 第１群第２メニスカスレンズのスクリーン側の面（非球面）
１２ｂ 第１群第２メニスカスレンズの物点側の面（非球面）
２１ 第２群レンズ
３１ 第３群レンズ
３０ａ 絞り
４１ 第４群第１レンズ
４２ 第４群第２レンズ
４０ａ 接合レンズ
４３ 第４群第３レンズ
６０ 合成プリズム
７０ 物点面
Claims (5)
- スクリーン側より物点側に向かって順に配設された負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とを備える投映用ズームレンズであって、
広角端側から望遠端側に向かって変倍を行う際には、前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群のすべての群が光軸上で移動させられ、前記第１レンズ群は光軸上で物点側に向かって移動させられ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは光軸上でともにスクリーン側に向かって移動させられ、
前記第１レンズ群が、スクリーン側より順に、凸面をスクリーン側に向けた負の第１群第１メニスカスレンズと、凸面をスクリーン側に向け、両面が非球面の負の第１群第２メニスカスレンズとから構成され、
前記第２レンズ群が、正の１枚の第２群レンズからなり、
前記第３レンズ群が、正の１枚の第３群レンズからなり、
前記第４レンズ群が、スクリーン側より順に、負の第４群第１レンズと物点側の面が非球面の正の第４群第２レンズとを接合してなる接合レンズと、正の第４群第３レンズとからなり、
実質的に７枚のレンズからなり、
物点側がテレセントリックである
ことを特徴とする投影用ズームレンズ。 - 前記第１群第１メニスカスレンズのスクリーン側の端点と前記第３群レンズの物点側の端点との間の距離をｄとし、広角端側における前記ｄをｄｗとし、望遠端側における前記ｄをｄｔとしたときに、
０．３＜ｄｔ／ｄｗ＜０．７
を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の投映用ズームレンズ。 - 前記第１群第２メニスカスレンズはプラスチックレンズである
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。 - 前記第４群第３レンズは、最も物点側にあるレンズである
ことを特徴とする請求項１に記載の投映用ズームレンズ。 - 画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成された画像を投映する請求項１〜４のいずれかに記載の投映用ズームレンズと、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。
Priority Applications (1)
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