JP2006039033A - Zoom lens and projection apparatus - Google Patents

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JP2006039033A JP2004215822A JP2004215822A JP2006039033A JP 2006039033 A JP2006039033 A JP 2006039033A JP 2004215822 A JP2004215822 A JP 2004215822A JP 2004215822 A JP2004215822 A JP 2004215822A JP 2006039033 A JP2006039033 A JP 2006039033A
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Inventor
Yasuhiko Obikane
靖彦 帯金
Jun Nishikawa
純 西川
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Sony Corp
ソニー株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom lens which contributes to reductions in size and weight and satisfactorily corrects various aberrations without increasing the number of lenses, and to provide a projection apparatus using the zoom lens. <P>SOLUTION: The zoom lens is composed of four groups of negative, positive, positive, and positive powers. Specifically, it is composed of in order from the enlargement side: the first lens group G1 fixed when a magnification change takes place, and having the negative refracting power for focusing; the second lens group G2 of the positive refracting power and third lens group having positive refracting power, which are moved having relative relations in order to compensate for a continuous magnification change and the movement of an image face caused by the continuous magnification change; and the fourth lens group G4 having the positive refracting power fixed when the magnification change takes place. In addition, the zoom lens satisfies conditional expressions (1) 0.2<G2t/fw<0.5 and (2) 0.2<G3t/fw<0.5, in which fw denotes the focal distance of the entire lens system at a wide angle end, G2t denotes the distance of movement of the second lens group between the wide angle end and a telephoto end when the magnification change takes place, and G3t is the distance of the movement of the third lens group between the wide angle end and the telephoto end when the magnification change takes place. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は新規なズームレンズ及び該ズームレンズを使用した投影装置に関する。詳しくは、小型であると共に変倍時に全長が変化せず、さらに結像性能が良好であると共にレンズ枚数を少なくすることが出来るズームレンズ及び該ズームレンズを使用した投影装置に関する。   The present invention relates to a novel zoom lens and a projection apparatus using the zoom lens. More specifically, the present invention relates to a zoom lens that is small in size and does not change its overall length upon zooming, has a good imaging performance, and can reduce the number of lenses, and a projection apparatus using the zoom lens.
近年のプロジェクター等の投影装置においては、高画素化・高解像力化と同時に、小型化、低コスト化への要望が大きい。従って、プロジェクター等に用いられる投射型のズームレンズとして、高性能であるとともに、小型で低コストなものの開発が望まれている。   In recent projection apparatuses such as projectors, there is a great demand for downsizing and cost reduction as well as higher pixels and higher resolution. Therefore, it is desired to develop a projection zoom lens for use in a projector or the like that has high performance and is small and low cost.
従来、このような投射型のズームレンズにおいては5群構成からなり、変倍に際して3つの群が移動するズームレンズが多く公開されている。しかし、5群構成で変倍に際して3つの群が移動するズームレンズとなると、変倍時の機構部品やレンズ枚数が多くなり、コスト面では低コスト化が難しくなることが考えられる。   Conventionally, such a projection type zoom lens has a five-group configuration, and many zoom lenses in which three groups move upon zooming have been disclosed. However, a zoom lens in which three groups move during zooming in a five-group configuration increases the number of mechanical parts and the number of lenses during zooming, and it may be difficult to reduce costs in terms of cost.
特許文献1や特許文献2には、変倍時に3つの群が移動する4群構成のズームレンズが示されているが、変倍時に全長が変わることで、レンズ全長の小型化という要望には応えることが出来ない。   Patent Document 1 and Patent Document 2 show a zoom lens having a four-group configuration in which three groups move when zooming. However, there is a demand for downsizing the total lens length by changing the total length when zooming. I can't respond.
特許文献3では変倍時に2つのレンズ群が移動すると共に全長が変わることがない4群構成のズームレンズが示されているが、レンズ枚数が12〜13枚と多く、低コスト化の要望に対して応えることが出来ない。また、「全長を短く抑えたまま変倍を行っても諸収差を良好に補正するための条件式」として、移動群である第2レンズ群と第3レンズ群の結像倍率の積(β2 × β3)の数値を規定しているが、単にβ2 × β3が−2.2を超えるべきことのみが規定されており、上限については言及されていない。また、「全長を短く抑えたまま変倍を行っても諸収差の良好な補正がより行いやすい移動群の結像倍率の積は1倍付近」である旨の記載があるが、具体的には、−1.95〜−1.41の範囲内の実施例が示されているのみである。   Patent Document 3 discloses a zoom lens having a four-group structure in which the two lens groups move at the time of zooming and the total length does not change. However, the number of lenses is as large as 12 to 13, and there is a demand for cost reduction. I cannot respond to it. In addition, as a “conditional expression for satisfactorily correcting various aberrations even when zooming is performed while keeping the overall length short,” the product of the imaging magnifications of the second lens group and the third lens group (β2 Although the numerical value of × β3) is specified, only that β2 × β3 should exceed −2.2 is specified, and the upper limit is not mentioned. In addition, there is a statement that “the product of the imaging magnification of the moving group in which the correction of various aberrations is more easily corrected even when zooming is performed while keeping the overall length short, is about 1 time”. Only examples in the range of -1.95 to -1.41 are shown.
特開平11−326763号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-326763 特開2001−188172号公報JP 2001-188172 A 特開2000−275519号公報JP 2000-275519 A
本発明は上記した事情に鑑みて為されたものであり、変倍に際して2つのレンズ群が移動する4群構成のレンズ系として小型軽量化を図ると共に、レンズ枚数を増やすこと無しに諸収差を良好に補正することが出来るズームレンズ及び該ズームレンズを使用した投影装置を提供することを課題とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances. As a four-group lens system in which two lens groups move during zooming, the present invention achieves a reduction in size and weight, and various aberrations without increasing the number of lenses. It is an object of the present invention to provide a zoom lens that can be corrected satisfactorily and a projection device using the zoom lens.
本発明ズームレンズは、上記した課題を解決するために、負、正、正、正の4群構成とされ、拡大側から順に、変倍に際して固定で、フォーカシングを行うための負の屈折力を有する第1レンズ群G1、連続変倍及び連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係を持って移動する正の屈折力を有する第2レンズ群G2及び正の屈折力を有する第3レンズ群G3、変倍に際して固定の正の屈折力を有する第4レンズ群G4を配列して成り、fwを広角端におけるレンズ系全体の焦点距離、G2tを広角端と望遠端との間の変倍時における第2レンズ群の移動距離、G3tを広角端と望遠端との間の変倍時における第3レンズ群の移動距離として条件式(1)0.2<G2t/fw<0.5及び(2)0.2<G3t/fw<0.5を満足するものである。   In order to solve the above-described problems, the zoom lens according to the present invention has a four-group configuration of negative, positive, positive, and positive, and in order from the magnification side, has a negative refractive power that is fixed during zooming and performs focusing. The first lens group G1 having a positive refractive power and the second lens group G2 having a positive refractive power that moves relative to each other for correction of image plane movement caused by continuous zooming and continuous zooming The third lens group G3 is formed by arranging a fourth lens group G4 having a fixed positive refractive power upon zooming, fw is the focal length of the entire lens system at the wide angle end, and G2t is between the wide angle end and the telephoto end. Conditional expression (1) 0.2 <G2t / fw <0, where G3t is the moving distance of the second lens group at the time of zooming, and G3t is the moving distance of the third lens group at the time of zooming between the wide angle end and the telephoto end. .5 and (2) 0.2 <G3t / fw <0. It is intended to satisfy.
また、本発明投影装置は、上記した課題を解決するために、画像形成部と該画像形成部によって形成された画像を拡大投影するズームレンズとを備え、上記ズームレンズは、負、正、正、正の4群構成とされ、拡大側から順に、変倍に際して固定で、フォーカシングを行うための負の屈折力を有する第1レンズ群G1、連続変倍及び連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係を持って移動する正の屈折力を有する第2レンズ群G2及び正の屈折力を有する第3レンズ群G3、変倍に際して固定の正の屈折力を有する第4レンズ群G4を配列して成り、条件式(1)0.2<G2t/fw<0.5及び(2)0.2<G3t/fw<0.5を満足するものである。   In order to solve the above-described problem, the projection apparatus of the present invention includes an image forming unit and a zoom lens that magnifies and projects an image formed by the image forming unit, and the zoom lens is negative, positive, positive. The first lens group G1, which has a positive four-group configuration and is fixed at the time of zooming, and has a negative refractive power for performing focusing, in order from the magnification side, continuous zooming and image plane movement caused by continuous zooming A second lens group G2 having a positive refractive power and a third lens group G3 having a positive refractive power that move relative to each other for correction, and a fourth lens having a fixed positive refractive power upon zooming Group G4 is arranged, and satisfies the conditional expressions (1) 0.2 <G2t / fw <0.5 and (2) 0.2 <G3t / fw <0.5.
従って、本発明にあっては、第1レンズ群はフォーカシング時にのみ移動され、変倍時にレンズ全長が変わることがない。また、レンズ全長を短くすることが出来ると共に、レンズ枚数を増やすこと無しに諸収差を良好に補正することが出来る。   Therefore, in the present invention, the first lens group is moved only during focusing, and the total lens length does not change during zooming. In addition, the overall lens length can be shortened, and various aberrations can be corrected well without increasing the number of lenses.
本発明ズームレンズは、負、正、正、正の4群構成とされ、拡大側から順に、変倍に際して固定で、フォーカシングを行うための負の屈折力を有する第1レンズ群G1、連続変倍及び連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係を持って移動する正の屈折力を有する第2レンズ群G2及び正の屈折力を有する第3レンズ群G3、変倍に際して固定の正の屈折力を有する第4レンズ群G4を配列して成り、fwを広角端におけるレンズ系全体の焦点距離、G2tを広角端と望遠端との間の変倍時における第2レンズ群の移動距離、G3tを広角端と望遠端との間の変倍時における第3レンズ群の移動距離として、条件式(1)0.2<G2t/fw<0.5、(2)0.2<G3t/fw<0.5を満足することを特徴とする。   The zoom lens of the present invention has a four-group configuration of negative, positive, positive, and positive, and in order from the magnifying side, the first lens group G1, which is fixed during zooming and has a negative refractive power for performing focusing, The second lens group G2 having a positive refractive power and a third lens group G3 having a positive refractive power that move relative to each other in order to correct image plane movement caused by magnification and continuous zooming. The fourth lens group G4 having a fixed positive refractive power is arranged, fw is the focal length of the entire lens system at the wide angle end, and G2t is the second lens group at the time of zooming between the wide angle end and the telephoto end. Conditional expression (1) 0.2 <G2t / fw <0.5, (2) 0,..., G3t as the movement distance of the third lens group during zooming between the wide-angle end and the telephoto end. 2 <G3t / fw <0.5 is satisfied.
また、本発明投影装置は、画像形成部と該画像形成部によって形成された画像を拡大投影するズームレンズとを備えた投影装置であって、上記ズームレンズは、負、正、正、正の4群構成とされ、拡大側から順に、変倍に際して固定で、フォーカシングを行うための負の屈折力を有する第1レンズ群G1、連続変倍及び連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係を持って移動する正の屈折力を有する第2レンズ群G2及び正の屈折力を有する第3レンズ群G3、変倍に際して固定の正の屈折力を有する第4レンズ群G4を配列して成り、fwを広角端におけるレンズ系全体の焦点距離、G2tを広角端と望遠端との間の変倍時における第2レンズ群の移動距離、G3tを広角端と望遠端との間の変倍時における第3レンズ群の移動距離として、条件式(1)0.2<G2t/fw<0.5、(2)0.2<G3t/fw<0.5を満足することを特徴とする。   The projection device of the present invention is a projection device including an image forming unit and a zoom lens that magnifies and projects an image formed by the image forming unit, and the zoom lens includes negative, positive, positive, and positive First lens group G1, which has a four-group structure and is fixed at the time of zooming and has a negative refractive power for focusing, in order from the magnification side, for continuous zooming and correction of image plane movement caused by continuous zooming A second lens group G2 having a positive refractive power that moves relative to each other, a third lens group G3 having a positive refractive power, and a fourth lens group G4 having a fixed positive refractive power upon zooming. Fw is the focal length of the entire lens system at the wide angle end, G2t is the moving distance of the second lens unit during zooming between the wide angle end and the telephoto end, and G3t is between the wide angle end and the telephoto end Third lens group at variable magnification As the moving distance, the conditional expression (1) 0.2 <G2t / fw <0.5, and satisfies the (2) 0.2 <G3t / fw <0.5.
従って、本発明にあっては、第1レンズ群はフォーカシング時にのみ可動で、変倍時には固定であるため、レンズ全長の小型化に寄与する。また、2つの移動レンズ群の変倍時における移動距離の焦点距離に対する割合を適切に規定したので、レンズ全長の小型化が可能になると共に、レンズ枚数を増やすこと無しに、諸収差の補正や変倍時の像面補正を容易に行うことが出来る。   Accordingly, in the present invention, the first lens group is movable only during focusing and is fixed during zooming, which contributes to a reduction in the overall length of the lens. In addition, since the ratio of the moving distance to the focal length at the time of zooming of the two moving lens groups is appropriately defined, the overall length of the lens can be reduced, and various aberrations can be corrected without increasing the number of lenses. Image plane correction at the time of zooming can be easily performed.
請求項2に記載した発明にあっては、bfを空気換算バックフォーカスとして、条件式(3)1.0<bf/fw<1.5を満足するので、テレセントリック性を確保して、色合成素子等の挿入のための十分なバックフォーカスを確保することが出来ると共に、レンズ枚数を増やすこと無しに各種収差の補正を良好に行うことが出来る。   In the invention described in claim 2, conditional expression (3) 1.0 <bf / fw <1.5 is satisfied with bf as an air-converted back focus, so that telecentricity is ensured and color synthesis is performed. A sufficient back focus for inserting elements and the like can be ensured, and various aberrations can be corrected well without increasing the number of lenses.
請求項3及び請求項4に記載した発明にあっては、β2を第2レンズ群の結像倍率、β3を第3レンズ群の結像倍率として、条件式(4)−1.4<β2×β3<−0.8を満足するので、2群のみの移動群によって、変倍時の像面の移動を確実に補正することが出来ると共に、移動群の移動量が大きくなることが無く、レンズ全長の小型化に寄与する。   In the invention described in claims 3 and 4, conditional expression (4) -1.4 <β2 is assumed, where β2 is the imaging magnification of the second lens group and β3 is the imaging magnification of the third lens group. Since × β3 <−0.8 is satisfied, the movement of the image plane at the time of zooming can be reliably corrected by the movement group of only two groups, and the movement amount of the movement group does not increase. Contributes to the miniaturization of the entire lens length.
請求項5乃至請求項8に記載した発明にあっては、f2を第2レンズ群の焦点距離、f3を第3レンズ群の焦点距離として、条件式(5)2.0<f2/fw<5.0及び(6)2.0<f3/fw<5.0を満足するので、変倍時における像面移動の補正及び各種収差の補正を良好に行うことが出来ると共に、レンズ全長の小型化に寄与する。   In the invention described in claims 5 to 8, conditional expression (5) 2.0 <f2 / fw <where f2 is the focal length of the second lens group and f3 is the focal length of the third lens group. Since 5.0 and (6) 2.0 <f3 / fw <5.0 are satisfied, it is possible to satisfactorily correct the image plane movement and various aberrations at the time of zooming, and reduce the total lens length. Contributes to
以下に、本発明ズームレンズ及び投影装置を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the zoom lens and the projection apparatus of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明ズームレンズは負、正、正、正の4群構成を基本とする。拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4が配列されて構成され、連続変倍のため及び連続変倍によって生じる像面の移動を補正するために第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とが相互に関係を持って光軸方向に移動し、第1レンズ群G1及び第4レンズ群G4は変倍に際して固定であり、第1レンズ群G1はフォーカシングを行うために移動可能にされている。   The zoom lens of the present invention is based on a four-group configuration of negative, positive, positive, and positive. In order from the magnification side, the first lens group G1 having negative refractive power, the second lens group G2 having positive refractive power, the third lens group G3 having positive refractive power, and the fourth lens having positive refractive power The group G4 is arranged, and the second lens group G2 and the third lens group G3 are related to each other for the purpose of continuous zooming and to correct the movement of the image plane caused by the continuous zooming. The first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed during zooming, and the first lens group G1 is movable to perform focusing.
上記したように、本発明ズームレンズにあっては、変倍に際しては第2レンズ群G2と第3レンズ群G3のみが移動するので、変倍時の可動レンズ群が少なく、全体の駆動機構をコンパクトに構成することが出来、小型化に寄与する。また、第1レンズ群G1は変倍に際して移動することがないので、レンズ全長がほとんど変化せず、これによって、レンズ全長の小型化に寄与する。   As described above, in the zoom lens of the present invention, only the second lens group G2 and the third lens group G3 move during zooming, so there are few movable lens groups during zooming, and the entire drive mechanism is reduced. It can be made compact and contributes to miniaturization. Further, since the first lens group G1 does not move at the time of zooming, the total lens length hardly changes, and this contributes to the miniaturization of the total lens length.
本発明ズームレンズは、fwを広角端におけるレンズ系全体の焦点距離、G2tを広角端と望遠端との間の変倍時における第2レンズ群の移動距離、G3tを広角端と望遠端との間の変倍時における第3レンズ群の移動距離として、以下の条件式(1)及び(2)を満足する。
(1)0.2<G2t/fw<0.5
(2)0.2<G3t/fw<0.5
上記条件式(1)、(2)は焦点距離に対する移動レンズ群G2、G3の移動距離の割合を定めたものであり、条件式(1)、(2)の上限値を超えると、焦点距離に対する移動レンズ群G2、G3の移動距離が大きくなり過ぎ、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の間隔をより大きく保たなければならなくなり、ズームレンズの全長を短くする事が困難になってしまう。
In the zoom lens of the present invention, fw is the focal length of the entire lens system at the wide-angle end, G2t is the moving distance of the second lens unit during zooming between the wide-angle end and the telephoto end, and G3t is between the wide-angle end and the telephoto end. The following conditional expressions (1) and (2) are satisfied as the moving distance of the third lens unit during zooming.
(1) 0.2 <G2t / fw <0.5
(2) 0.2 <G3t / fw <0.5
The conditional expressions (1) and (2) define the ratio of the moving distance of the moving lens groups G2 and G3 to the focal length. If the upper limit value of the conditional expressions (1) and (2) is exceeded, the focal length The moving distance of the moving lens groups G2 and G3 with respect to the lens becomes too large, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 must be kept larger, thereby shortening the overall length of the zoom lens. It becomes difficult.
また、条件式(1)、(2)の下限値を下回ると、各移動レンズ群G2、G3の移動距離が焦点距離に対して小さくなりすぎるため、所望の変倍率を得るためには、各レンズ群G2、G3のパワーを大きくしなければならず、そのために、各レンズ群G2、G3を構成する各レンズの屈折率や曲率でパワーを上げたり、レンズ枚数を増やす等の工夫をしなければならず、低コスト化が難しくなり、また、パワーの大きいレンズ群を移動させなければならないことにより、像面補正が難しくなる等の問題が発生し収差補正が困難になる。また、移動レンズ群G2、G3が大きなパワーを持つため、2つの移動レンズ群G2、G3の相関的な移動に関しより高い精度が要求されて高い精度のレンズ移動機構が必要になって、コスト増を招くという問題が生じる。   If the lower limit value of the conditional expressions (1) and (2) is not reached, the moving distance of each moving lens group G2, G3 becomes too small with respect to the focal length. The power of the lens groups G2 and G3 must be increased. For that purpose, the power must be increased by the refractive index and the curvature of each lens constituting each lens group G2 and G3, or the number of lenses must be increased. In addition, it is difficult to reduce the cost, and it is necessary to move a lens group having a large power, which causes problems such as difficulty in correcting the image plane, and makes it difficult to correct aberrations. In addition, since the movable lens groups G2 and G3 have a large power, higher accuracy is required for the relative movement of the two movable lens groups G2 and G3, and a highly accurate lens moving mechanism is required, which increases costs. Problem arises.
本発明ズームレンズは、bfを空気換算バックフォーカスとして、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
(3)1.0<bf/fw<1.5
条件式(3)は焦点距離に対するバックフォーカスの割合を定めたものであり、条件式(3)の上限値を超えると、レトロフォーカスを更に強調させる設計にしなければならないため、収差補正の為に更にレンズ枚数を増やさなければならなくなり、低コスト化が難しくなる。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression (3) with bf as an air-converted back focus.
(3) 1.0 <bf / fw <1.5
Conditional expression (3) defines the ratio of the back focus with respect to the focal length. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the retrofocus must be designed to be further emphasized. In addition, the number of lenses must be increased, which makes it difficult to reduce the cost.
また、条件式(3)の下限値を下回ると、色合成素子等の挿入に対しての充分なスペースの確保やテレセントリック性の確保が困難になる。   On the other hand, if the lower limit of conditional expression (3) is not reached, it will be difficult to ensure sufficient space for insertion of a color synthesizing element or the like and to ensure telecentricity.
投影光学系では投影レンズと液晶素子等の画像表示部との間に偏光ビームスプリッターや色合成プリズムを配置している。このため、投影レンズには長いバックフォーカスが必要となってくる。また、画像表示部に液晶素子を使用する場合は、液晶素子の配光特性、又は、複数の色光を合成するときの色合成ダイクロイック膜の角度依存性の影響を排除するため、及び、照明系との良好なマッチングを図り良好な周辺での照度を確保するために射出瞳が無限遠にあるいわゆるテレセントリック光学系であることが望ましい。そのため、上記条件式(3)を満足することが好ましい。   In the projection optical system, a polarizing beam splitter and a color synthesis prism are arranged between the projection lens and an image display unit such as a liquid crystal element. For this reason, the projection lens requires a long back focus. Further, when using a liquid crystal element in the image display unit, in order to eliminate the influence of the light distribution characteristic of the liquid crystal element or the angle dependency of the color synthesis dichroic film when synthesizing a plurality of color lights, and the illumination system Therefore, it is desirable to use a so-called telecentric optical system in which the exit pupil is at infinity in order to achieve good matching with the above and to ensure good illuminance in the vicinity. Therefore, it is preferable that the conditional expression (3) is satisfied.
本発明ズームレンズは、β2を第2レンズ群の結像倍率、β3を第3レンズ群の結像倍率として、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
(4)−1.4<β2 ×β3<−0.8
条件式(4)は変倍に際しての移動群である第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の結像倍率の積を規定するものであり、条件式(4)の上限値を超えると、移動群である第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3の移動量が多くなりズームレンズの全長を短くする事が困難になってしまう。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expression (4), where β2 is the imaging magnification of the second lens group and β3 is the imaging magnification of the third lens group.
(4) -1.4 <β2 × β3 <−0.8
Conditional expression (4) prescribes the product of the imaging magnifications of the second lens group G2 and the third lens group G3, which are moving groups at the time of zooming, and if the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, The amount of movement of the second lens group G2 and the third lens group G3, which are the moving groups, increases, and it becomes difficult to shorten the overall length of the zoom lens.
また、条件式(4)の下限値を下回ると、変倍時の像面の移動に対する補正が難しくなり、移動群を2群だけで構成することが困難になる。   If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, it will be difficult to correct the movement of the image plane at the time of zooming, and it will be difficult to configure only two moving groups.
本発明ズームレンズにあっては、移動群である第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の結像倍率の積を、−1.4〜−0.8と、1倍付近に設定することによって、移動群の数を増やすことなしに、全長を短く抑えたまま変倍を行っても諸収差の良好な補正がより行いやすいようにしている。この点は、上記した従来の特許文献3に示されたズームレンズの各実施例において、移動群の結像倍率の積が−1.95〜−1.41の範囲であるのと大いに異なる。   In the zoom lens of the present invention, the product of the imaging magnifications of the second lens group G2 and the third lens group G3, which are the moving group, is set to -1.4 to -0.8, which is close to 1 ×. Thus, it is made easier to correct various aberrations easily without changing the number of moving groups, even if zooming is performed while keeping the total length short. This is very different from the zoom lens embodiments disclosed in Patent Document 3 described above in which the product of the imaging magnification of the moving group is in the range of -1.95 to -1.41.
本発明ズームレンズは、f2を第2レンズ群の焦点距離、f3を第3レンズ群の焦点距離として、以下の条件式(5)及び(6)を満足することが好ましい。
(5)2.0<f2/fw<5.0
(6)2.0<f3/fw<5.0
条件式(5)、(6)は広角端におけるレンズ系全体の焦点距離に対する各移動群G2、G3の焦点距離の割合を定めたものであり、条件式(5)、(6)の上限値を超えると、各移動群G2、G3のパワーが弱く移動距離を大きく取らないと所望の変倍比を得ることが出来なくなり、ズームレンズの全長を短くすることが困難になってしまう。
The zoom lens according to the present invention preferably satisfies the following conditional expressions (5) and (6), where f2 is the focal length of the second lens group and f3 is the focal length of the third lens group.
(5) 2.0 <f2 / fw <5.0
(6) 2.0 <f3 / fw <5.0
Conditional expressions (5) and (6) define the ratio of the focal lengths of the moving groups G2 and G3 to the focal length of the entire lens system at the wide-angle end. The upper limit values of conditional expressions (5) and (6) Exceeding the range, the power of each of the moving groups G2 and G3 is weak, and a desired zoom ratio cannot be obtained unless the moving distance is large, and it becomes difficult to shorten the overall length of the zoom lens.
また、条件式(5)及び(6)の下限値を下回ると、変倍時における像面移動の補正が難しくなる等の問題が発生し収差補正が困難になる。   If the lower limit value of conditional expressions (5) and (6) is not reached, problems such as difficulty in correcting image plane movement during zooming occur, and aberration correction becomes difficult.
以上のような、本発明ズームレンズによれば、全長の小型化を図りながら、液晶表示素子等で表示された画像情報をスクリーン面上に高い光学性能を維持しつつ、投影することが出来る。   According to the zoom lens of the present invention as described above, it is possible to project image information displayed on a liquid crystal display element or the like on a screen surface while maintaining high optical performance while reducing the overall length.
以下に、本発明ズームレンズの具体的な実施例について説明する。   Specific examples of the zoom lens according to the present invention will be described below.
図1は本発明の実施例1にかかるレンズ構成を示す図である。図1の上段に広角端での状態を示し、下段に望遠端での状態を示す。   FIG. 1 is a diagram showing a lens configuration according to Example 1 of the present invention. The upper stage of FIG. 1 shows the state at the wide-angle end, and the lower stage shows the state at the telephoto end.
ズームレンズ1は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4が配列されて構成され、広角端から望遠端への連続変倍のためと連続変倍によって生じる像面の移動を補正するために第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3が相関的に概ね太い矢印で示すように光軸方向に移動する。また、第1レンズ群G1は変倍時に固定であるが、フォーカシングのために移動する。   The zoom lens 1 includes, in order from the magnification side, a first lens group G1 having a negative refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, a third lens group G3 having a positive refractive power, and a positive refractive power. The fourth lens group G4 and the third lens group G4 are arranged so that the second lens group G2 and the third lens are used for continuous zooming from the wide-angle end to the telephoto end and for correcting the movement of the image plane caused by the continuous zooming. The group G3 moves in the direction of the optical axis as indicated by a correlatively thick arrow. The first lens group G1 is fixed at the time of zooming, but moves for focusing.
第1レンズ群G1は、拡大側から順に配列された、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11、拡大側に凸面を向けると共に両面が非球面で構成された負メニスカスレンズL12、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13により構成され、第2レンズ群G2は、拡大側から順に配列された、両凸レンズと拡大側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズL21、拡大側に凹面を向けた正メニスカスレンズL22、両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズL23により構成され、第3レンズ群は縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3で構成され、第4レンズ群G4は両凸レンズL4で構成されている。なお、図1においてGBは、液晶パネル(液晶表示素子)等の原画像(被投影面)並びに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から成る画像形成部を示す。   The first lens group G1 is arranged in order from the enlargement side, the negative meniscus lens L11 having a convex surface on the enlargement side, the negative meniscus lens L12 having a convex surface on the enlargement side and having both surfaces aspheric, and on the enlargement side Consists of a positive meniscus lens L13 with a convex surface, and the second lens group G2 has a cemented lens L21 of a biconvex lens and a negative lens with a concave surface facing the magnification side, arranged in order from the magnification side, and a concave surface on the magnification side. A positive meniscus lens L22, a cemented lens L23 of a biconcave lens and a biconvex lens, the third lens group is composed of a positive meniscus lens L3 having a convex surface facing the reduction side, and the fourth lens group G4 is a biconvex lens L4. It consists of In FIG. 1, GB denotes an image forming unit composed of an original image (projection surface) such as a liquid crystal panel (liquid crystal display element), a color synthesis prism, a polarizing filter, and a glass block such as a color filter.
実施例1にかかるズームレンズ1のレンズデータを表1に示す。なお、表1及び以下の表において、面番号「i」は拡大側からi番面の面を、曲率半径「r」は第i面の曲率半径を、面間隔「d」はi番目の面とi+1番目の面との間のレンズ肉厚又は空気間隔である軸上面間隔を、屈折率「n」はi番面の面を拡大側に有する硝材のd線に対する屈折率を、アッベ数「ν」はi番面の面を拡大側に有する硝材のd線に対するアッベ数を、「f」は焦点距離を、「F」はFナンバーを、それぞれ示している。   Table 1 shows lens data of the zoom lens 1 according to the first example. In Table 1 and the following table, the surface number “i” is the i-th surface from the enlarged side, the curvature radius “r” is the curvature radius of the i-th surface, and the surface interval “d” is the i-th surface. The refractive index “n” is the refractive index with respect to the d-line of the glass material having the i-th surface on the enlargement side, and the Abbe number “ “ν” indicates the Abbe number with respect to the d-line of the glass material having the i-th surface on the enlargement side, “f” indicates the focal length, and “F” indicates the F number.
また、本明細書において、非球面は以下の数1式によって表される。   Moreover, in this specification, an aspherical surface is represented by the following formula 1.
ここで、「Y」は光軸からの高さ、「Z」は非球面頂点における接平面と非球面との光軸からの高さYにおける光軸方向の距離、「C」は非球面頂点の曲率(=1/r)、「K」は円錐定数、A、A、A、A10は非球面係数である。 Here, “Y” is the height from the optical axis, “Z” is the distance in the optical axis direction at the height Y from the optical axis between the tangential plane and the aspheric surface at the aspherical vertex, and “C” is the aspherical vertex. Of curvature (= 1 / r), “K” is a conic constant, and A 4 , A 6 , A 8 , and A 10 are aspheric coefficients.
変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の軸上面間隔d6、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の軸上面間隔d14及び第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の軸上面間隔d16が可変である。これら軸上面間隔d6、d14、d16の広角端と望遠端での値を以下の表2に示す。   During zooming, the axial upper surface distance d6 between the first lens group G1 and the second lens group G2, the axial upper surface distance d14 between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the third lens group G3. The axial upper surface distance d16 between the fourth lens group G4 is variable. Table 2 below shows the values at the wide-angle end and the telephoto end of the axial distances d6, d14, and d16.
第1レンズ群G1の第2レンズL12の両面(第3面及び第4面)は非球面で構成されている。そこで、以下の表3に上記各面の非球面係数を円錐定数と共に示す。   Both surfaces (third surface and fourth surface) of the second lens L12 of the first lens group G1 are aspherical surfaces. Table 3 below shows the aspheric coefficients of the above surfaces together with the conic constant.
実施例1にかかるズームレンズ1の上記条件式(1)〜(6)対応値を以下の表4に示す。   Table 4 below shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (6) of the zoom lens 1 according to the first example.
上記ズームレンズ1の広角端での収差図を図2に、また、望遠端での収差図を図3にそれぞれ示す。これらの図2、図3において、実線dはd線に対する球面収差、点線gはg線に対する球面収差、破線CはC線に対する球面収差を表しており、実線Sはサジタル面での非点収差、破線Mはメリディオナル面での非点収差を表している。また、「F」はFナンバーを、「W」は半画角を、それぞれ示す。   An aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens 1 is shown in FIG. 2, and an aberration diagram at the telephoto end is shown in FIG. 2 and 3, the solid line d represents spherical aberration with respect to the d line, the dotted line g represents spherical aberration with respect to the g line, the broken line C represents spherical aberration with respect to the C line, and the solid line S represents astigmatism on the sagittal surface. The broken line M represents astigmatism on the meridional surface. “F” indicates an F number, and “W” indicates a half angle of view.
これらの図から、実施例1にかかるズームレンズ1では収差が良好に補正されており、優れた光学性能を有していることが分かる。   From these figures, it can be seen that the zoom lens 1 according to the example 1 has excellent aberrations and excellent optical performance.
図4は本発明の実施例2にかかるレンズ構成を示す図である。図4の上段に広角端での状態を示し、下段に望遠端での状態を示す。   FIG. 4 is a diagram showing a lens configuration according to Example 2 of the present invention. The upper stage in FIG. 4 shows the state at the wide-angle end, and the lower stage shows the state at the telephoto end.
ズームレンズ2は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4が配列されて構成され、広角端から望遠端への連続変倍のためと連続変倍によって生じる像面の移動を補正するために第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3が相関的に概ね太い矢印で示すように光軸方向に移動する。また、第1レンズ群G1は変倍時に固定であるが、フォーカシングのために移動する。   The zoom lens 2 includes, in order from the magnification side, a first lens group G1 having a negative refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, a third lens group G3 having a positive refractive power, and a positive refractive power. The fourth lens group G4 and the third lens group G4 are arranged so that the second lens group G2 and the third lens are used for continuous zooming from the wide-angle end to the telephoto end and for correcting the movement of the image plane caused by the continuous zooming. The group G3 moves in the direction of the optical axis as indicated by a correlatively thick arrow. The first lens group G1 is fixed at the time of zooming, but moves for focusing.
第1レンズ群G1は、拡大側から順に配列された、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11、縮小側に強い凹面を向けると共に両面が非球面で構成された負レンズL12、拡大側に凸面を向けた2枚の正メニスカスレンズの接合レンズL13により構成され、第2レンズ群G2は、拡大側から順に配列された、拡大側に強い凸面を向けた正レンズL21、両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズL22により構成され、第3レンズ群は縮小側に強い凸面を向けた正レンズL3で構成され、第4レンズ群G4は拡大側に強い凸面を向けた正レンズL4で構成されている。なお、図4においてGBは、液晶パネル(液晶表示素子)等の原画像(被投影面)並びに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から成る画像形成部を示す。   The first lens group G1 includes a negative meniscus lens L11 having a convex surface on the magnification side, a negative lens L12 having a strong concave surface on the reduction side, and a double-sided aspheric surface, and arranged on the magnification side. The second lens group G2 is composed of a cemented lens L13 of two positive meniscus lenses having a convex surface, and is arranged in order from the magnifying side, a positive lens L21 having a strong convex surface on the magnifying side, a biconcave lens and a biconvex lens The third lens group is composed of a positive lens L3 having a strong convex surface facing the reduction side, and the fourth lens group G4 is composed of a positive lens L4 having a strong convex surface facing the magnification side. Yes. In FIG. 4, GB denotes an image forming unit composed of an original image (projected surface) such as a liquid crystal panel (liquid crystal display element), a color synthesis prism, a polarizing filter, and a glass block such as a color filter.
実施例2にかかるズームレンズ2のレンズデータを表5に示す。   Table 5 shows lens data of the zoom lens 2 according to the second example.
変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の軸上面間隔d7、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の軸上面間隔d12及び第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の軸上面間隔d14が可変である。これら軸上面間隔d7、d12、d14の広角端と望遠端での値を以下の表6に示す。   During zooming, the axial upper surface distance d7 between the first lens group G1 and the second lens group G2, the axial upper surface distance d12 between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the third lens group G3. The axial upper surface distance d14 between the fourth lens group G4 and the fourth lens group G4 is variable. Table 6 below shows the values at the wide-angle end and the telephoto end of the axial distances d7, d12, and d14.
第1レンズ群G1の第2レンズL12の両面(第3面及び第4面)は非球面で構成されている。そこで、以下の表7に上記各面の非球面係数を円錐定数と共に示す。   Both surfaces (third surface and fourth surface) of the second lens L12 of the first lens group G1 are aspherical surfaces. Table 7 below shows the aspheric coefficients of the above surfaces together with the conic constant.
実施例2にかかるズームレンズ2の上記条件式(1)〜(6)対応値を以下の表8に示す。   Table 8 below shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (6) of the zoom lens 2 according to the second example.
上記ズームレンズ2の広角端での収差図を図5に、また、望遠端での収差図を図6にそれぞれ示す。これらの図5、図6において、実線dはd線に対する球面収差、点線gはg線に対する球面収差、破線CはC線に対する球面収差を表しており、実線Sはサジタル面での非点収差、破線Mはメリディオナル面での非点収差を表している。また、「F」はFナンバーを、「W」は半画角を、それぞれ示す。   FIG. 5 shows aberration diagrams of the zoom lens 2 at the wide-angle end, and FIG. 6 shows aberration diagrams at the telephoto end. 5 and 6, the solid line d represents spherical aberration with respect to the d line, the dotted line g represents spherical aberration with respect to the g line, the broken line C represents spherical aberration with respect to the C line, and the solid line S represents astigmatism on the sagittal surface. The broken line M represents astigmatism on the meridional surface. “F” indicates an F number, and “W” indicates a half angle of view.
これらの図から、実施例2にかかるズームレンズ2では収差が良好に補正されており、優れた光学性能を有していることが分かる。   From these figures, it can be seen that the zoom lens 2 according to Example 2 has excellent aberrations and excellent optical performance.
図7は本発明の実施例3にかかるレンズ構成を示す図である。図7の上段に広角端での状態を示し、下段に望遠端での状態を示す。   FIG. 7 is a diagram showing a lens configuration according to Example 3 of the present invention. The upper stage of FIG. 7 shows the state at the wide-angle end, and the lower stage shows the state at the telephoto end.
ズームレンズ3は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4が配列されて構成され、広角端から望遠端への連続変倍のためと連続変倍によって生じる像面の移動を補正するために第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3が相関的に概ね太い矢印で示すように光軸方向に移動する。また、第1レンズ群G1は変倍時に固定であるが、フォーカシングのために移動する。   The zoom lens 3 includes, in order from the magnification side, a first lens group G1 having a negative refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, a third lens group G3 having a positive refractive power, and a positive refractive power. The fourth lens group G4 and the third lens group G4 are arranged so that the second lens group G2 and the third lens are used for continuous zooming from the wide-angle end to the telephoto end and for correcting the movement of the image plane caused by the continuous zooming. The group G3 moves in the direction of the optical axis as indicated by a correlatively thick arrow. The first lens group G1 is fixed at the time of zooming, but moves for focusing.
第1レンズ群G1は、拡大側から順に配列された、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11、縮小側に強い凹面を向けると共に両面が非球面で構成された負メニスカスレンズL12、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13により構成され、第2レンズ群G2は、拡大側から順に配列された、両凸レンズL21、両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズL22により構成され、第3レンズ群は縮小側に強い凸面を向けた正レンズL3で構成され、第4レンズ群G4は拡大側に強い凸面を向けた正レンズL4で構成されている。なお、図7においてGBは、液晶パネル(液晶表示素子)等の原画像(被投影面)並びに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から成る画像形成部を示す。   The first lens group G1 includes a negative meniscus lens L11 having a convex surface on the enlargement side, a negative meniscus lens L12 having a concave surface on both sides and an aspheric surface, and an enlargement side. The second lens group G2 is composed of a biconvex lens L21 and a cemented lens L22 of a biconcave lens and a biconvex lens, which are arranged in order from the enlargement side, and a third lens group. Is composed of a positive lens L3 having a strong convex surface facing the reduction side, and the fourth lens group G4 is composed of a positive lens L4 having a strong convex surface facing the magnification side. In FIG. 7, GB denotes an image forming unit including an original image (projected surface) such as a liquid crystal panel (liquid crystal display element), a color synthesis prism, a polarizing filter, and a glass block such as a color filter.
実施例3にかかるズームレンズ3のレンズデータを表9に示す。   Table 9 shows lens data of the zoom lens 3 according to the third example.
変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の軸上面間隔d6、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の軸上面間隔d11及び第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の軸上面間隔d13が可変である。これら軸上面間隔d6、d11、d13の広角端と望遠端での値を以下の表10に示す。   During zooming, the axial upper surface distance d6 between the first lens group G1 and the second lens group G2, the axial upper surface distance d11 between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the third lens group G3. The axial upper surface distance d13 between the fourth lens group G4 is variable. Table 10 below shows the values at the wide-angle end and the telephoto end of the axial distances d6, d11, d13.
第1レンズ群G1の第2レンズL12の両面(第3面及び第4面)は非球面で構成されている。そこで、以下の表11に上記各面の非球面係数を円錐定数と共に示す。   Both surfaces (third surface and fourth surface) of the second lens L12 of the first lens group G1 are aspherical surfaces. Table 11 below shows the aspheric coefficients of the above surfaces together with the conic constant.
実施例3にかかるズームレンズ3の上記条件式(1)〜(6)対応値を以下の表12に示す。   Table 12 below shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (6) of the zoom lens 3 according to the third example.
上記ズームレンズ2の広角端での収差図を図8に、また、望遠端での収差図を図9にそれぞれ示す。これらの図8、図9において、実線dはd線に対する球面収差、点線gはg線に対する球面収差、破線CはC線に対する球面収差を表しており、実線Sはサジタル面での非点収差、破線Mはメリディオナル面での非点収差を表している。また、「F」はFナンバーを、「W」は半画角を、それぞれ示す。   FIG. 8 shows aberration diagrams of the zoom lens 2 at the wide-angle end, and FIG. 9 shows aberration diagrams at the telephoto end. 8 and 9, the solid line d represents spherical aberration with respect to the d line, the dotted line g represents spherical aberration with respect to the g line, the broken line C represents spherical aberration with respect to the C line, and the solid line S represents astigmatism on the sagittal surface. The broken line M represents astigmatism on the meridional surface. “F” indicates an F number, and “W” indicates a half angle of view.
これらの図から、実施例3にかかるズームレンズ3では収差が良好に補正されており、優れた光学性能を有していることが分かる。   From these figures, it can be seen that the zoom lens 3 according to Example 3 has excellent aberrations corrected and has excellent optical performance.
図10は本発明の実施例4にかかるレンズ構成を示す図である。図10の上段に広角端での状態を示し、下段に望遠端での状態を示す。   FIG. 10 is a diagram showing a lens configuration according to Example 4 of the present invention. The upper stage in FIG. 10 shows the state at the wide-angle end, and the lower stage shows the state at the telephoto end.
ズームレンズ4は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4が配列されて構成され、広角端から望遠端への連続変倍のためと連続変倍によって生じる像面の移動を補正するために第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3が相関的に概ね太い矢印で示すように光軸方向に移動する。また、第1レンズ群G1は変倍時に固定であるが、フォーカシングのために移動する。   The zoom lens 4 includes, in order from the magnification side, a first lens group G1 having a negative refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, a third lens group G3 having a positive refractive power, and a positive refractive power. The fourth lens group G4 and the third lens group G4 are arranged so that the second lens group G2 and the third lens are used for continuous zooming from the wide-angle end to the telephoto end and for correcting the movement of the image plane caused by the continuous zooming. The group G3 moves in the direction of the optical axis as indicated by a correlatively thick arrow. The first lens group G1 is fixed at the time of zooming, but moves for focusing.
第1レンズ群G1は、拡大側から順に配列された、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11、縮小側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズL12、両凹レンズL13、両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズL14により構成され、第2レンズ群G2は、拡大側から順に配列された、両凸レンズL21、両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズL22により構成され、第3レンズ群は縮小側に強い凸面を向けた正レンズL3で構成され、第4レンズ群G4は拡大側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズL4で構成されている。なお、図10においてGBは、液晶パネル(液晶表示素子)等の原画像(被投影面)並びに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から成る画像形成部を示す。   The first lens group G1 includes, in order from the magnification side, a positive meniscus lens L11 having a convex surface on the magnification side, a negative meniscus lens L12 having a strong concave surface on the reduction side, a biconcave lens L13, a biconcave lens and a biconvex lens The second lens group G2 is composed of a biconvex lens L21 and a cemented lens L22 of a biconcave lens and a biconvex lens arranged in order from the enlargement side, and the third lens group is strong on the reduction side. The fourth lens group G4 includes a positive meniscus lens L4 having a strong convex surface on the enlargement side. In FIG. 10, GB denotes an image forming unit including an original image (projected surface) such as a liquid crystal panel (liquid crystal display element), a color synthesis prism, a polarizing filter, and a glass block such as a color filter.
実施例4にかかるズームレンズ4のレンズデータを表13に示す。   Table 13 shows lens data of the zoom lens 4 according to the fourth example.
変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の軸上面間隔d9、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の軸上面間隔d14及び第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の軸上面間隔d16が可変である。これら軸上面間隔d9、d14、d16の広角端と望遠端での値を以下の表14に示す。   During zooming, the axial upper surface distance d9 between the first lens group G1 and the second lens group G2, the axial upper surface distance d14 between the second lens group G2 and the third lens group G3, and the third lens group G3. The axial upper surface distance d16 between the fourth lens group G4 is variable. Table 14 below shows the values at the wide-angle end and the telephoto end of the shaft upper surface distances d9, d14, and d16.
実施例4にかかるズームレンズ4の上記条件式(1)〜(6)対応値を以下の表15に示す。   The values corresponding to the conditional expressions (1) to (6) of the zoom lens 4 according to the example 4 are shown in Table 15 below.
上記ズームレンズ4の広角端での収差図を図11に、また、望遠端での収差図を図12にそれぞれ示す。これらの図11、図12において、実線dはd線に対する球面収差、点線gはg線に対する球面収差、破線CはC線に対する球面収差を表しており、実線Sはサジタル面での非点収差、破線Mはメリディオナル面での非点収差を表している。また、「F」はFナンバーを、「W」は半画角を、それぞれ示す。   FIG. 11 shows aberration diagrams of the zoom lens 4 at the wide-angle end, and FIG. 12 shows aberration diagrams at the telephoto end. 11 and 12, the solid line d represents spherical aberration with respect to the d line, the dotted line g represents spherical aberration with respect to the g line, the broken line C represents spherical aberration with respect to the C line, and the solid line S represents astigmatism on the sagittal surface. The broken line M represents astigmatism on the meridional surface. “F” indicates an F number, and “W” indicates a half angle of view.
これらの図から、実施例4にかかるズームレンズ4では収差が良好に補正されており、優れた光学性能を有していることが分かる。   From these figures, it can be seen that the zoom lens 4 according to Example 4 has excellent aberrations and excellent optical performance.
以上に説明したように、本発明によれば、変倍に際して2つのレンズ群が移動する4群構成のズームレンズとして従来の5群ズームレンズ、3つのレンズ群が移動する4群ズームレンズに対し小型軽量化が図れると共に、レンズ枚数の削減により低コスト化も実現できる。   As described above, according to the present invention, as a zoom lens having a four-group configuration in which two lens groups move during zooming, a conventional five-group zoom lens and a four-group zoom lens in which three lens groups move are used. The size and weight can be reduced, and the cost can be reduced by reducing the number of lenses.
また、小型軽量でありながら、諸収差が良好に補正され、高画素化・高解像力化にも対応することが可能で、テレセントリック性を有し、バックフォーカスが充分に長く、投影装置に使用するのに適したズームレンズを提供することができる。   In addition, while being compact and lightweight, various aberrations are corrected well, and it is possible to cope with higher pixels and higher resolution, has telecentricity, and has a sufficiently long back focus and is used for a projection device. A zoom lens suitable for the above can be provided.
図13に本発明投影装置の実施の形態を示す。   FIG. 13 shows an embodiment of the projection apparatus of the present invention.
投影装置10は液晶プロジェクターとして構成されたものであり、投影レンズ20と該投影レンズ20によってスクリーン上に投影される画像を形成する画像形成部30及び光源部40を備える。投影レンズ20は鏡筒21内に図示しない複数のレンズが4群構成となるように配置されてなり、具体的には上記した本発明ズームレンズ、例えば、上記実施例1乃至実施例4に示したズムレンズ1〜4が使用される。   The projection device 10 is configured as a liquid crystal projector, and includes a projection lens 20 and an image forming unit 30 and a light source unit 40 that form an image projected on the screen by the projection lens 20. The projection lens 20 is arranged in a lens barrel 21 such that a plurality of lenses (not shown) have a four-group configuration. Specifically, the projection lens 20 is shown in the zoom lens of the present invention, for example, in the first to fourth embodiments. The lens lenses 1-4 are used.
画像形成部30は、赤(R)、緑(G)、青(B)各色に対応した画像を表示する液晶パネル31R、31G、31B、色合成プリズム32を備える。上記各液晶パネル31R、31G、31Bは色合成プリズム32の各入射面32r、32g、32bに対向して配置される。   The image forming unit 30 includes liquid crystal panels 31R, 31G, and 31B and a color combining prism 32 that display images corresponding to red (R), green (G), and blue (B) colors. The liquid crystal panels 31R, 31G, and 31B are disposed to face the incident surfaces 32r, 32g, and 32b of the color combining prism 32, respectively.
光源部40は、白色光源41、リフレクタ42、フライアイレンズ43、全反射ミラー44、偏光変換素子45、ダイクロイックミラー46a、46b、全反射ミラー47a、47b、47c、コンデンサーレンズ48a、48b、48c、リレーレンズ49等を備える。   The light source unit 40 includes a white light source 41, a reflector 42, a fly-eye lens 43, a total reflection mirror 44, a polarization conversion element 45, dichroic mirrors 46a and 46b, total reflection mirrors 47a, 47b and 47c, condenser lenses 48a, 48b and 48c, A relay lens 49 and the like are provided.
白色光源41から出射された白色光はリフレクタ42で前方へ反射され、フライアイレンズ43で光軸に垂直な平面内で光量が均一にされ、全反射ミラー44を介して偏光変換素子45で偏光方向がそろえられ、色分解系へ送られる。色分解系の第1のダイクロイックミラー46aでR光が透過され、G光、B光が反射される。第1のダイクロイックミラー46aを透過したR光は全反射ミラー47aで全反射されてコンデンサーレンズ48aによって液晶パネル31Rへ照射される。   White light emitted from the white light source 41 is reflected forward by the reflector 42, the light amount is made uniform in a plane perpendicular to the optical axis by the fly-eye lens 43, and is polarized by the polarization conversion element 45 via the total reflection mirror 44. The direction is aligned and sent to the color separation system. The R light is transmitted through the first color separation dichroic mirror 46a, and the G light and B light are reflected. The R light that has passed through the first dichroic mirror 46a is totally reflected by the total reflection mirror 47a and irradiated onto the liquid crystal panel 31R by the condenser lens 48a.
第1のダイクロイックミラー46aによって反射されたG光、B光は第2のダイクロイックミラー46bで分光される。すなわち、第2のダイクロイックミラー46bでG光が反射され、B光が透過される。そして、G光はコンデンサレンズ48bによって液晶パネル31Gに照射される。   The G light and B light reflected by the first dichroic mirror 46a are split by the second dichroic mirror 46b. That is, the G light is reflected by the second dichroic mirror 46b and the B light is transmitted. The G light is irradiated to the liquid crystal panel 31G by the condenser lens 48b.
第2のダイクロイックミラー46bを透過したB光は全反射ミラー47b、リレーレンズ49、全反射ミラー47cを経てコンデンサレンズ48cによって液晶パネル31Bに照射される。   The B light transmitted through the second dichroic mirror 46b passes through the total reflection mirror 47b, the relay lens 49, and the total reflection mirror 47c, and is irradiated to the liquid crystal panel 31B by the condenser lens 48c.
そして、上記各液晶パネル31R、31G、31Bを透過して空間変調された各光R光、G光、B光は色合成プリズム32の各入射面32r、32g、32bから各別に色合成プリズム32内に入射し、色合成プリズム32内で合成されて出射面32oから出射し、さらに、投影レンズ20によって前方の図示しないスクリーンに投影される。   Then, the light R light, G light, and B light, which are transmitted through the liquid crystal panels 31R, 31G, and 31B and spatially modulated, are individually color-combining prisms 32 from the incident surfaces 32r, 32g, and 32b of the color-combining prism 32. And is synthesized in the color synthesizing prism 32 and emitted from the emission surface 32o, and further projected onto a front screen (not shown) by the projection lens 20.
なお、上記した投影装置において、投影光を空間変調する手段として透過型液晶パネルを使用したが、空間変調手段が液晶パネルに限定されることを意味するものではなく、また、液晶パネルを使用する場合でも、透過型に限らず、反射型の液晶パネルを使用することも出来る。   In the above projection apparatus, a transmissive liquid crystal panel is used as means for spatially modulating the projection light. However, the spatial modulation means is not limited to the liquid crystal panel, and a liquid crystal panel is used. Even in this case, not only the transmission type but also a reflection type liquid crystal panel can be used.
また、上記投影装置10は、本発明を外部の反射型スクリーンに画像を投影する装置として適用したものであるが、透過型スクリーンの裏側から投影する装置として、例えば、プロジェクションテレビ等として適用することも出来る。   Further, the projection device 10 is the one in which the present invention is applied as a device for projecting an image on an external reflective screen, but as a device for projecting from the back side of a transmissive screen, for example, as a projection television. You can also.
その他、上記した実施の形態及び実施例において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。   In addition, the shapes and numerical values of the respective parts shown in the above-described embodiments and examples are merely examples of the implementation performed in carrying out the present invention, and thus the technical scope of the present invention. Should not be interpreted in a limited way.
小型で高性能でありながら、低コスト化が可能であり、さらに、投影装置に使用するのに好適なズームレンズを得ることが出来る。   Although it is small and has high performance, the cost can be reduced, and a zoom lens suitable for use in a projection apparatus can be obtained.
図2及び図3と共に本発明ズームレンズの実施例1を示すものであり、本図はレンズ構成を示す図である。FIG. 2 and FIG. 3 show Example 1 of the zoom lens according to the present invention, and FIG. 広角端における球面収差、歪曲収差、非点収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the distortion aberration, and the astigmatism at the wide angle end. 望遠端における球面収差、歪曲収差、非点収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the distortion aberration, and the astigmatism at the telephoto end. 図5及び図6と共に本発明ズームレンズの実施例2を示すものであり、本図はレンズ構成を示す図である。FIG. 5 and FIG. 6 show Example 2 of the zoom lens of the present invention, and this figure shows the lens configuration. 広角端における球面収差、歪曲収差、非点収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the distortion aberration, and the astigmatism at the wide angle end. 望遠端における球面収差、歪曲収差、非点収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the distortion aberration, and the astigmatism at the telephoto end. 図8及び図9と共に本発明ズームレンズの実施例3を示すものであり、本図はレンズ構成を示す図である。FIG. 8 and FIG. 9 show Example 3 of the zoom lens according to the present invention, and this figure shows the lens configuration. 広角端における球面収差、歪曲収差、非点収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the distortion aberration, and the astigmatism at the wide angle end. 望遠端における球面収差、歪曲収差、非点収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the distortion aberration, and the astigmatism at the telephoto end. 図11及び図12と共に本発明ズームレンズの実施例4を示すものであり、本図はレンズ構成を示す図である。FIG. 11 and FIG. 12 show Example 4 of the zoom lens according to the present invention, and FIG. 広角端における球面収差、歪曲収差、非点収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the distortion aberration, and the astigmatism at the wide angle end. 望遠端における球面収差、歪曲収差、非点収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, the distortion aberration, and the astigmatism at the telephoto end. 本発明投影装置の実施の形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows embodiment of the projection apparatus of this invention.
符号の説明Explanation of symbols
1…ズームレンズ、2…ズームレンズ、3…ズームレンズ、4…ズームレンズ、G1…第1レンズ群、G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、G4…第4レンズ群、10…投影装置、30…画像形成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Zoom lens, 2 ... Zoom lens, 3 ... Zoom lens, 4 ... Zoom lens, G1 ... 1st lens group, G2 ... 2nd lens group, G3 ... 3rd lens group, G4 ... 4th lens group, 10 ... Projector, 30 ... image forming unit

Claims (9)

  1. 負、正、正、正の4群構成とされ、拡大側から順に、変倍に際して固定で、フォーカシングを行うための負の屈折力を有する第1レンズ群G1、連続変倍及び連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係を持って移動する正の屈折力を有する第2レンズ群G2及び正の屈折力を有する第3レンズ群G3、変倍に際して固定の正の屈折力を有する第4レンズ群G4を配列して成り、以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    (1)0.2<G2t/fw<0.5
    (2)0.2<G3t/fw<0.5
    但し、
    fw:広角端におけるレンズ系全体の焦点距離
    G2t:広角端と望遠端との間の変倍時における第2レンズ群の移動距離
    G3t:広角端と望遠端との間の変倍時における第3レンズ群の移動距離
    The first lens group G1, which has a negative refractive power for performing focusing, in order from the magnification side, is fixed at the time of zooming, and has four groups of negative, positive, positive, and positive. The second lens group G2 having a positive refractive power and a third lens group G3 having a positive refractive power that move relative to each other to correct the image plane movement that occurs, and a fixed positive refractive power at the time of zooming A zoom lens comprising: a fourth lens group G4 having: and satisfying the following conditional expressions (1) and (2):
    (1) 0.2 <G2t / fw <0.5
    (2) 0.2 <G3t / fw <0.5
    However,
    fw: focal length of the entire lens system at the wide-angle end G2t: movement distance of the second lens unit at the time of zooming between the wide-angle end and the telephoto end G3t: third at the time of zooming between the wide-angle end and the telephoto end Moving distance of lens group
  2. 以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
    (3)1.0<bf/fw<1.5
    但し、
    bf:空気換算バックフォーカス
    The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (3) is satisfied.
    (3) 1.0 <bf / fw <1.5
    However,
    bf: Air equivalent back focus
  3. 以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
    (4)−1.4<β2×β3<−0.8
    但し、
    β2:第2レンズ群の結像倍率
    β3:第3レンズ群の結像倍率
    The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (4) is satisfied.
    (4) -1.4 <β2 × β3 <−0.8
    However,
    β2: Imaging magnification of the second lens group β3: Imaging magnification of the third lens group
  4. 以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項2記載のズームレンズ。
    (4)−1.4<β2×β3<−0.8
    The zoom lens according to claim 2, wherein the following conditional expression (4) is satisfied.
    (4) -1.4 <β2 × β3 <−0.8
  5. 以下の条件式(5)、(6)を満足することを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
    (5)2.0<f2/fw<5.0
    (6)2.0<f3/fw<5.0
    但し、
    f2:第2レンズ群の焦点距離
    f3:第3レンズ群の焦点距離
    2. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expressions (5) and (6) are satisfied.
    (5) 2.0 <f2 / fw <5.0
    (6) 2.0 <f3 / fw <5.0
    However,
    f2: focal length of the second lens group f3: focal length of the third lens group
  6. 以下の条件式(5)、(6)を満足することを特徴とする請求項2記載のズームレンズ。
    (5)2.0<f2/fw<5.0
    (6)2.0<f3/fw<5.0
    The zoom lens according to claim 2, wherein the following conditional expressions (5) and (6) are satisfied.
    (5) 2.0 <f2 / fw <5.0
    (6) 2.0 <f3 / fw <5.0
  7. 以下の条件式(5)、(6)を満足することを特徴とする請求項3記載のズームレンズ。
    (5)2.0<f2/fw<5.0
    (6)2.0<f3/fw<5.0
    The zoom lens according to claim 3, wherein the following conditional expressions (5) and (6) are satisfied.
    (5) 2.0 <f2 / fw <5.0
    (6) 2.0 <f3 / fw <5.0
  8. 以下の条件式(5)、(6)を満足することを特徴とする請求項4記載のズームレンズ。
    (5)2.0<f2/fw<5.0
    (6)2.0<f3/fw<5.0
    The zoom lens according to claim 4, wherein the following conditional expressions (5) and (6) are satisfied.
    (5) 2.0 <f2 / fw <5.0
    (6) 2.0 <f3 / fw <5.0
  9. 画像形成部と該画像形成部によって形成された画像を拡大投影するズームレンズとを備えた投影装置であって、
    上記ズームレンズは、負、正、正、正の4群構成とされ、拡大側から順に、変倍に際して固定で、フォーカシングを行うための負の屈折力を有する第1レンズ群G1、連続変倍及び連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係を持って移動する正の屈折力を有する第2レンズ群G2及び正の屈折力を有する第3レンズ群G3、変倍に際して固定の正の屈折力を有する第4レンズ群G4を配列して成り、以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とする投影装置。
    (1)0.2<G2t/fw<0.5
    (2)0.2<G3t/fw<0.5
    但し、
    fw:広角端におけるレンズ系全体の焦点距離
    G2t:広角端と望遠端との間の変倍時における第2レンズ群の移動距離
    G3t:広角端と望遠端との間の変倍時における第3レンズ群の移動距離
    A projection apparatus comprising an image forming unit and a zoom lens for enlarging and projecting an image formed by the image forming unit,
    The zoom lens has a negative, positive, positive, and positive four-group configuration. In order from the magnification side, the zoom lens is fixed at the time of zooming, and has a negative refractive power for performing focusing. And a second lens group G2 having a positive refractive power and a third lens group G3 having a positive refractive power, which move relative to each other, for correction of image plane movement caused by continuous zooming, fixed at zooming A projection apparatus comprising: a fourth lens group G4 having a positive refracting power and satisfying the following conditional expressions (1) and (2):
    (1) 0.2 <G2t / fw <0.5
    (2) 0.2 <G3t / fw <0.5
    However,
    fw: focal length of the entire lens system at the wide-angle end G2t: movement distance of the second lens unit at the time of zooming between the wide-angle end and the telephoto end G3t: third at the time of zooming between the wide-angle end and the telephoto end Moving distance of lens group
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