JP2008139706A - Zoom lens system and video projector using the same - Google Patents

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Shunsuke Kimura
俊介 木村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide angle zoom lens system in which distortion aberration is less and back focus is longer. <P>SOLUTION: The zoom lens system includes, in order as viewed from a longer conjugate distance: a first lens group having negative power; a second lens group having negative power; and a third lens group having positive power. When the zoom lens zooms from the wide angle end to the telephoto end, a face distance between the first and second lens groups monotonously increases, a face distance between the second and third lens groups monotonously decreases, and an amount of movement of the second lens group during zooming is largest. When the zoom lens zooms, a diaphragm moves on an optical axis together with the third lens group. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ズームレンズ系及び空間光変調素子の映像をスクリ−ン上に拡大投写するビデオプロジェクターに関する。   The present invention relates to a video projector for enlarging and projecting an image of a zoom lens system and a spatial light modulator on a screen.

赤、緑、青の3原色の反射型の空間変調素子を用いるプロジェクターは、通常、照明光を導くプリズムと色合成のプリズムが投写レンズ系と空間変調素子とを有している。このため投写レンズは長いバックフォーカスが必要となる。色合成のプリズムは分光特性に入射角依存性があるために、共役距離の短い側の瞳位置を空間変調素子から充分遠方にする光学系、すなわちテレセントリック性が必要である。   A projector using a reflective spatial modulation element of the three primary colors of red, green, and blue usually has a projection lens system and a spatial modulation element including a prism for guiding illumination light and a color synthesis prism. For this reason, the projection lens requires a long back focus. Since the color-combining prism has an incident angle dependency in spectral characteristics, an optical system that makes the pupil position on the short conjugate distance side far enough from the spatial modulation element, that is, telecentricity is required.

このような、長いバックフォーカスとテレセントリック性がズーミングによっても変化しない凸群先行4群ズームレンズ系として、例えば特許文献1に提案されているズームレンズ系がある。また特許文献2には、本発明者により、コンパクトな3群ズームが提案されている。また特許文献3には、本発明者により、広角のズームレンズ系が提案されている。さらに特許文献4には、本発明者により、広角の固定焦点レンズが提案されている。
特開平10−161027号公報 特開2004−138677号公報 特開2004−138678号公報 特開2004−138679号公報
As such a convex front four-group zoom lens system in which long back focus and telecentricity do not change even by zooming, there is a zoom lens system proposed in Patent Document 1, for example. Patent Document 2 proposes a compact three-group zoom by the present inventor. Patent Document 3 proposes a wide-angle zoom lens system by the present inventor. Furthermore, Patent Document 4 proposes a wide-angle fixed focus lens by the present inventor.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-161027 JP 2004-138777 A JP 2004-138678 A JP 2004-138679 A

反射型の空間変調素子をビデオプロジェクターに使用する場合、照明光を空間変調素子に導くために色分離合成プリズムの他にプリズムを必要とする。そこで投写レンズには長いバックフォーカスが必要となる。さらにスクリーンからビデオプロジェクターまでの投写距離を短くして小さなスペースで使用したい要望もあり、投写レンズには短い投写距離で使用できる広角のズームレンズ系も要望されている。   When a reflective spatial modulation element is used in a video projector, a prism is required in addition to the color separation / synthesis prism in order to guide illumination light to the spatial modulation element. Therefore, a long back focus is required for the projection lens. Furthermore, there is a demand for shortening the projection distance from the screen to the video projector so that the projection lens can be used in a small space, and a wide-angle zoom lens system that can be used at a short projection distance is also demanded for the projection lens.

これに対して、特許文献4で提案した広角レンズは充分広角であるが、固定焦点レンズであり、セットの設置の自由度が限られている。また特許文献1、特許文献2及び特許文献3に開示されたレンズ系は、ズームレンズ系であるが、広角端での半画角が充分ではない。さらに、これらのレンズをそのまま広角化すると歪曲収差が許容範囲を大きく超えてしまうという問題があった。   On the other hand, the wide-angle lens proposed in Patent Document 4 has a sufficiently wide angle, but is a fixed-focus lens and has a limited degree of freedom in setting the set. The lens systems disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3 are zoom lens systems, but the half angle of view at the wide angle end is not sufficient. Furthermore, if these lenses are widened as they are, there is a problem that the distortion greatly exceeds the allowable range.

本発明は、明るく高精細なプロジェクターを実現するために、長いバックフォーカスを有しながら、より広角なズームレンズ系及びそれを用いたビデオプロジェクターを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a zoom lens system with a wider angle and a video projector using the same while having a long back focus in order to realize a bright and high-definition projector.

長いバックフォーカスを有しながらコンパクトな、広角ズームレンズ系を実現するために、共役距離の長いほうから順に、負、負、正の3群ズーム構成が適当であり、広角ズームレンズ系で補正困難な収差である歪曲収差を補正するには、第2の負レンズ群は、広角端で第1の負レンズ群に接近し、望遠端では第1の負レンズ群からもっとも離れるように、負の2群ズームレンズ系の移動量を大きくすることが効果的であることを、本発明者は見出した。   In order to achieve a compact, wide-angle zoom lens system with a long back focus, a negative, negative, and positive three-group zoom configuration is appropriate in order from the longest conjugate distance, making correction difficult with a wide-angle zoom lens system. In order to correct distortion, which is a special aberration, the second negative lens unit is negative so that it approaches the first negative lens unit at the wide-angle end and is farthest from the first negative lens unit at the telephoto end. The inventor has found that it is effective to increase the amount of movement of the two-group zoom lens system.

以上の知見に基づいて、上記目的は以下のズームレンズ系により達成することができる。すなわち、本発明のズームレンズ系は、
共役距離から長い方から見て順に、負のパワーを有する第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群と第2レンズ群との間の面間隔が単調に増加し、第2レンズ群と第3レンズ群との間の面間隔が単調に減少し、変倍時の第2レンズ群の移動量がもっとも大きく、変倍に際して、絞りが第3レンズ群と共に光軸上を移動することを特徴とする。
Based on the above knowledge, the above object can be achieved by the following zoom lens system. That is, the zoom lens system of the present invention is
A first lens group having a negative power, a second lens group having a negative power, and a third lens group having a positive power in order from the longest conjugate distance,
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the surface distance between the first lens group and the second lens group monotonously increases, and the surface distance between the second lens group and the third lens group monotonously. The amount of movement of the second lens group at the time of zooming is the largest, and the diaphragm moves along the optical axis together with the third lens group at the time of zooming.

本発明によれば、長いバックフォーカスを有しながら、より広角なズームレンズ系及びそれを用いたビデオプロジェクターを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a wide-angle zoom lens system and a video projector using the same while having a long back focus.

(実施の形態1〜5)
図1及び図2は、本発明の実施の形態1に係るズームレンズ系の構成図であり、図1は広角端、図2は望遠端に対応する。図5及び図6は、本発明の実施の形態2に係るズームレンズ系の構成図であり、図5は広角端、図6は望遠端に対応する。図9及び図10は、本発明の実施の形態3に係るズームレンズ系の構成図であり、図9は広角端、図10は望遠端に対応する。図13及び図14は、本発明の実施の形態4に係るズームレンズ系の構成図であり、図13は広角端、図14は望遠端に対応する。図17及び図18は、本発明の実施の形態5に係るズームレンズ系の構成図であり、図17は広角端、図18は望遠端に対応する。
(Embodiments 1 to 5)
1 and 2 are configuration diagrams of a zoom lens system according to Embodiment 1 of the present invention, in which FIG. 1 corresponds to a wide angle end and FIG. 2 corresponds to a telephoto end. 5 and 6 are configuration diagrams of the zoom lens system according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 corresponds to the wide-angle end, and FIG. 6 corresponds to the telephoto end. 9 and 10 are configuration diagrams of a zoom lens system according to Embodiment 3 of the present invention, in which FIG. 9 corresponds to the wide-angle end and FIG. 10 corresponds to the telephoto end. FIGS. 13 and 14 are configuration diagrams of a zoom lens system according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 13 corresponds to the wide-angle end, and FIG. 14 corresponds to the telephoto end. 17 and 18 are configuration diagrams of a zoom lens system according to Embodiment 5 of the present invention, in which FIG. 17 corresponds to the wide-angle end and FIG. 18 corresponds to the telephoto end.

各実施の形態に係るズームレンズ系について、図面を参照しつつ説明する。各実施の形態のズームレンズ系は、共役距離の長い方から見て負、負、正の3群構成となっている。Nはプリズム等のガラスブロックである。Sは像面を表し、撮像系の場合はフィルムやCCD、投写装置の場合は空間光変調素子であるLCD等となる。   The zoom lens system according to each embodiment will be described with reference to the drawings. The zoom lens system of each embodiment has a three-group configuration of negative, negative, and positive when viewed from the longer conjugate distance. N is a glass block such as a prism. S represents an image plane, which is a film or CCD in the case of an imaging system, or an LCD that is a spatial light modulation element in the case of a projection apparatus.

各実施の形態に係るズームレンズ系は、広角端から望遠端の変倍に際して、第1レンズ群(G1)は共役距離の短い側に移動し、第2レンズ群(G2)は共役距離の短い側に移動し、第3レンズ群(G3)は共役距離の長い側に移動する。   In the zoom lens system according to each embodiment, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group (G1) moves to the short conjugate distance side, and the second lens group (G2) has a short conjugate distance. The third lens group (G3) moves to the longer conjugate distance side.

第1レンズ群の構成は、共役距離の長い方から見て順に、負、正、負、負、負、負、正、正、正レンズの9枚構成(L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9)である。第2レンズ群は、負のパワーを持っており、広角端から望遠端に向かって倍率が絶対率で小さくなる、変倍レンズ群となっている。第2レンズ群の構成は、共役距離の長い方から見て順に、正、負、負レンズの3枚構成(L10、L11、L12)である。第3レンズ群は、正のパワーを持っており、変倍レンズ群となっている。絞り位置は第3レンズ群に配置される。第3レンズ群の構成は、共役距離の長い方から見て順に、正、負、正、正、負、正、負、正レンズの8枚構成(L13、L14、L15、L16、L17、L18、L19、L20)である。   The first lens group has a nine-lens configuration (L1, L2, L3, L4, L5) in order from the longest conjugate distance in order of negative, positive, negative, negative, negative, negative, positive, positive, and positive lenses. , L6, L7, L8, L9). The second lens group has a negative power, and is a variable power lens group in which the magnification decreases with an absolute rate from the wide-angle end toward the telephoto end. The configuration of the second lens group is a three-lens configuration (L10, L11, L12) in order from the longest conjugate distance, that is, positive, negative, and negative lenses. The third lens group has positive power and is a variable power lens group. The aperture position is arranged in the third lens group. The configuration of the third lens group is, in order from the longest conjugate distance, eight lens configurations (L13, L14, L15, L16, L17, L18) of positive, negative, positive, positive, negative, positive, negative, and positive lenses. , L19, L20).

このように、各実施の形態のズームレンズ系は、共役距離の長い方から見て、負のパワーを持った第1レンズ群、負のパワーを持った第2レンズ群、正のパワーを持った第3レンズ群の3群構成である。このように、3群ズームの構成にすることでコンパクトなズームレンズ系を実現している。   Thus, the zoom lens system of each embodiment has a first lens group having a negative power, a second lens group having a negative power, and a positive power as viewed from the longer conjugate distance. The third lens group has a three-group configuration. In this way, a compact zoom lens system is realized by adopting a three-group zoom configuration.

以下、さらに各実施の形態のズームレンズ系について、詳細に説明する。従来より、広角に適したズームとして、2群ズームが知られている。各実施の形態のズームレンズ系も、負、正で構成される2群ズームを基本としている。2群ズームは広角に適し、長いバックフォーカスが得られ易い特徴を持っている。ただし、大ズーム化、大口径化が困難で、広角端から望遠端への変倍でバックフォーカスが変化し、Fナンバーが変化するといった課題がある。また、2群ズームは正の後群に絞りを配置している。2群ズームにおいて、主光線の通る位置は正の後群では変倍によって変化がなく、負の前群では大きく変化する。よって変倍によって変化する歪曲を補正するのは前群である。したがって、2群ズームレンズでは、前群の構成を工夫して、変倍による歪曲収差の変動を小さく抑える必要がある。   Hereinafter, the zoom lens system of each embodiment will be described in detail. Conventionally, a two-group zoom is known as a zoom suitable for a wide angle. The zoom lens system of each embodiment is also based on a two-group zoom composed of negative and positive. The two-group zoom is suitable for a wide angle and has a feature that a long back focus can be easily obtained. However, it is difficult to achieve a large zoom and a large aperture, and there is a problem that the back focus changes due to zooming from the wide angle end to the telephoto end, and the F number changes. In the second group zoom, a stop is disposed in the positive rear group. In the two-group zoom, the position through which the principal ray passes does not change due to zooming in the positive rear group, and changes greatly in the negative front group. Therefore, it is the front group that corrects distortion that changes due to zooming. Therefore, in the two-group zoom lens, it is necessary to devise the configuration of the front group to suppress the variation in distortion due to zooming.

2群ズームにおいて、前群の構成は、正の歪曲収差が発生するように正のレンズが追加される。特に高次の歪曲収差が発生するような形状にすることが歪曲収差補正に効果的である。一方、後群では歪曲補正できないので、広角端でも望遠端でも前群で歪曲補正を実施する必要がある。特に、望遠端で歪曲収差がないように前群を構成すると、前群での主光線の位置は広角端で望遠端よりも高くなるので、広角端では主光線の通る位置が望遠端よりも高くなり、歪曲収差が補正過剰となる。このため、従来のレンズでは広角端で、マイナスの歪曲収差、望遠端でプラスの歪曲収差の状態となるように設計を行っている。望遠端で歪曲収差をより小さくしようとすると、望遠端よりも広角端で、プラスの歪曲となる。この傾向を小さくするためには、高次の歪曲収差の発生量を小さくしなければならず、歪曲収差と他の収差のバランスをとるのが困難となる。前群に非球面レンズを導入するのが歪曲収差補正に効果的であるが、レンズ径が大きくなり非球面レンズの製作に課題が残る。そこで、各実施の形態のズームレンズ系は、広角端の補正過剰な歪曲収差を補正するために、ズーム構成を3群構成とし、第2レンズ群が歪曲を補正するようにしている。   In the two-group zoom, a positive lens is added to the configuration of the front group so that positive distortion is generated. In particular, it is effective for correcting the distortion to have a shape in which higher-order distortion is generated. On the other hand, since distortion cannot be corrected in the rear group, it is necessary to perform distortion correction in the front group at both the wide-angle end and the telephoto end. In particular, if the front group is configured so that there is no distortion at the telephoto end, the position of the chief ray at the front group is higher at the wide-angle end than at the telephoto end. The distortion becomes overcorrected. For this reason, the conventional lens is designed to have a negative distortion at the wide-angle end and a positive distortion at the telephoto end. If it is attempted to reduce distortion at the telephoto end, the distortion becomes positive at the wide-angle end than at the telephoto end. In order to reduce this tendency, it is necessary to reduce the amount of high-order distortion, and it is difficult to balance distortion and other aberrations. Introducing an aspheric lens in the front group is effective for correcting distortion aberrations, but the lens diameter increases and problems remain in the manufacture of the aspheric lens. Therefore, in the zoom lens system of each embodiment, in order to correct overcorrection distortion at the wide-angle end, the zoom configuration has three groups, and the second lens group corrects distortion.

各実施の形態のズームレンズ系において、第1レンズ群は負のパワーを持っている。第1レンズ群は、焦点距離よりも長いバックフォーカスを確保するために負のパワーが必要である。歪曲収差を補正するために正のパワーを持ったレンズが付加される。高次の歪曲収差の発生を少なくするために、付加される正のパワーを持ったレンズは共役距離の短い側に多く配置される。正のパワーを持ったレンズは、負のパワーを持ったレンズよりも屈折率が低いガラスが選択される。これは正の歪曲収差を多く発生させるためである。負のパワーを持ったレンズは共役距離の長いほうに凸面を向けたメニスカスレンズが多くなり、正のパワーを持ったレンズは共役距離の短いほうに凸面を向けたメニスカスレンズが多くなる。これは負の歪曲収差の発生を少なくし、正の歪曲収差の発生を多くするためである。このように歪曲収差の発生の少ない負レンズ群とするために第1レンズ群は多くのレンズ枚数で構成される。これは本ズームレンズ系の半画角が39°と大きいためで、半画角を小さくすれば少ない構成枚数で、第1レンズ群を構成することができる。   In the zoom lens system of each embodiment, the first lens group has negative power. The first lens group needs negative power to ensure a back focus longer than the focal length. A lens having a positive power is added to correct distortion. In order to reduce the occurrence of high-order distortion, a large number of lenses having a positive power to be added are arranged on the side having a short conjugate distance. For a lens with positive power, a glass with a lower refractive index than a lens with negative power is selected. This is to generate a lot of positive distortion. Lenses with negative power have more meniscus lenses with convex surfaces facing longer conjugate distances, and lenses with positive power have more meniscus lenses with convex surfaces facing shorter conjugate distances. This is to reduce the occurrence of negative distortion and increase the occurrence of positive distortion. Thus, the first lens group is composed of a large number of lenses in order to form a negative lens group with less distortion. This is because the half angle of view of the zoom lens system is as large as 39 °, and if the half angle of view is reduced, the first lens group can be configured with a small number of components.

各実施の形態のズームレンズ系において、第2レンズ群は負のパワーを持っている。絞りは第3レンズ群に配置するので、負のパワーを持った第2レンズ群では負の歪曲収差が発生する。広角端では第2レンズ群と第3レンズ群は間隔が広く、望遠端では第2レンズ群と第3レンズ群は間隔が狭い。よって第2レンズ群で発生する負の歪曲収差は、広角端で大きく、望遠端で小さい。第1レンズ群では極力歪曲収差が少なくなるように構成してあるが、画角が大きくなる広角端では正の補正過剰な歪曲収差が発生する。この広角端での正の歪曲収差を打ち消すのが第2レンズ群の負の歪曲収差である。望遠端では第1レンズ群で発生する歪曲収差は少なく、第2レンズ群で発生する歪曲収差も小さいので、望遠端でも歪曲収差は小さい。   In the zoom lens system of each embodiment, the second lens group has a negative power. Since the stop is arranged in the third lens group, negative distortion occurs in the second lens group having negative power. The distance between the second lens group and the third lens group is wide at the wide angle end, and the distance between the second lens group and the third lens group is narrow at the telephoto end. Therefore, the negative distortion occurring in the second lens group is large at the wide-angle end and small at the telephoto end. Although the first lens group is configured to minimize distortion as much as possible, positive overcorrection distortion occurs at the wide angle end where the field angle increases. It is the negative distortion of the second lens group that cancels the positive distortion at the wide-angle end. At the telephoto end, the distortion aberration generated in the first lens group is small, and since the distortion aberration generated in the second lens group is also small, the distortion aberration is small at the telephoto end.

このように第2レンズ群で、広角端では負の歪曲収差を発生させ、望遠端で歪曲収差の発生を小さく抑えようとするためには、かかる第2レンズ群の位置は、広角端では第1レンズ群に近く、第3レンズ群に遠いほうがよい。逆に望遠端では第3レンズ群に近いほうがよい。すなわち第2レンズ群の位置が絞りに近くすることで、主光線の高さが第2レンズ群の位置で低くできるので、歪曲収差の発生を小さくすることができる。歪曲収差の広角端と望遠端での変動を小さくするためには、第2レンズ群を通る主光線の高さが広角端と望遠端で差が大きいほうがよい。このために第2レンズ群の移動量は大きいほうがよい。   In this way, in order to generate negative distortion at the wide-angle end in the second lens group and to suppress the occurrence of distortion at the telephoto end, the position of the second lens group is the first at the wide-angle end. It is better to be closer to the first lens group and farther from the third lens group. Conversely, it is better that the telephoto end is closer to the third lens group. That is, since the position of the second lens group is close to the stop, the height of the principal ray can be lowered at the position of the second lens group, so that the occurrence of distortion can be reduced. In order to reduce the fluctuation of distortion at the wide-angle end and the telephoto end, it is better that the height of the principal ray passing through the second lens group has a large difference between the wide-angle end and the telephoto end. For this reason, it is preferable that the amount of movement of the second lens group is large.

各実施の形態のズームレンズ系において、第3レンズ群は正のパワーを持っている。絞りは第3レンズ群に位置しているので、第3レンズ群中では主光線の通る位置は変倍によって変化せず、歪曲収差の発生も、変倍によって変化することはない。   In the zoom lens system of each embodiment, the third lens group has positive power. Since the stop is located in the third lens group, the position through which the chief ray passes in the third lens group does not change due to zooming, and the occurrence of distortion does not change due to zooming.

各実施の形態のズームレンズ系において、第2レンズ群と第3レンズ群は変倍レンズ群である。第3レンズ群は広角端から望遠端に向かって倍率が大きくなる。しかし第2レンズ群は広角端から望遠端に向かって倍率が小さくなる。すなわち第2レンズ群の変倍は広角端から望遠端への変倍に寄与せず、逆に変倍を妨げる作用をしている。そのため、第3レンズ群ではズームレンズ系全体の変倍量よりも大きな倍率変化を必要とする。   In the zoom lens system of each embodiment, the second lens group and the third lens group are variable power lens groups. The magnification of the third lens group increases from the wide-angle end toward the telephoto end. However, the magnification of the second lens group decreases from the wide-angle end toward the telephoto end. That is, the zooming of the second lens group does not contribute to zooming from the wide-angle end to the telephoto end, but acts to prevent zooming. Therefore, the third lens group requires a change in magnification that is larger than the amount of zooming of the entire zoom lens system.

各実施の形態に係るズームレンズ系は、さらに光学性能上、以下の諸条件を満足させることが好ましい。なお、各実施の形態に係るズームレンズ系に対して、複数の好ましい条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足するズームレンズ系の構成が最も望ましい。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏するズームレンズ系を得ることも可能である。   The zoom lens system according to each embodiment preferably satisfies the following conditions in terms of optical performance. A plurality of preferable conditions are defined for the zoom lens system according to each embodiment, but a zoom lens system configuration that satisfies all of the plurality of conditions is most desirable. However, by satisfying individual conditions, it is possible to obtain a zoom lens system that exhibits the corresponding effects.

各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
3<bfw/fw<5 ・・・(1)
ここで、
bfw:広角端の無限遠時の空気換算のバックフォーカス、
fw:広角端の焦点距離
である。
It is desirable that the zoom lens system of each embodiment satisfies the following conditional expression (1).
3 <bfw / fw <5 (1)
here,
bfw: Air-focused back focus at infinity at the wide-angle end,
fw: focal length at the wide angle end.

条件式(1)は、広角端の焦点距離に対して広角端のバックフォーカスを規定しており、プロジェクターに使用する投写レンズの必要なバックフォーカスを規定している。特に空間変調素子に反射型素子を使用する場合は、色合成プリズムの他に、照明光導入用のプリズムブロックが投写レンズと空間変調素子の間に配置される。このためプロジェクター用投写レンズには長いバックフォーカスが必要である。条件式(1)の下限を下回ると、投写レンズと空間変調素子の間に必要な空間を得ることができなくなり、プロジェクターを構成できない。逆に条件式(1)の上限を上回ると、レンズの全長と外径が大きくなり、コンパクト化できなくなる。   Conditional expression (1) defines the back focus at the wide-angle end with respect to the focal length at the wide-angle end, and defines the necessary back focus of the projection lens used in the projector. In particular, when a reflective element is used for the spatial modulation element, a prism block for introducing illumination light is disposed between the projection lens and the spatial modulation element in addition to the color synthesis prism. For this reason, the projector projection lens requires a long back focus. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, a necessary space cannot be obtained between the projection lens and the spatial modulation element, and the projector cannot be configured. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the total length and outer diameter of the lens will increase, making it impossible to make it compact.

各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
1.3<VD2/fw<3.5 ・・・(2)
ここで、
VD2:第2レンズ群の広角端から望遠端に移動するときの移動量、
fw:広角端の焦点距離
である。
It is desirable that the zoom lens system of each embodiment satisfies the following conditional expression (2).
1.3 <VD2 / fw <3.5 (2)
here,
VD2: the amount of movement of the second lens group when moving from the wide-angle end to the telephoto end,
fw: focal length at the wide angle end.

条件式(2)は、レンズの結像面を基準にしたときの、第2レンズ群の広角端から望遠端までの移動量を広角端の焦点距離の比で規定しており、第2レンズ群の移動量を規定している。条件式(2)の下限を下回ると、広角端と望遠端の歪曲の差が大きくなり、歪曲の補正が困難となる。逆に条件式(2)の上限を上回ると、レンズ全長が大きくなるとともにレンズ外径も大きくなりコンパクトに構成できなくなる。   Conditional expression (2) defines the amount of movement from the wide-angle end to the telephoto end of the second lens group with respect to the imaging plane of the lens as a ratio of the focal length at the wide-angle end. Defines the amount of group movement. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the difference in distortion between the wide-angle end and the telephoto end will increase, making it difficult to correct the distortion. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the total lens length increases and the lens outer diameter also increases, making it impossible to form a compact configuration.

各実施の形態のズームレンズ系は、第2レンズ群が、共役距離の長い方から見て第1番目のレンズが正のパワーを持ち、共役距離の長い方から見て第2番目のレンズが負のパワーを持ち、少なくとも3枚のレンズで構成される。このように、共役距離の長い方から見て正、負のパワーを持ったレンズで構成することで広角端と望遠端の歪曲収差の差を小さく抑えることができる。   In the zoom lens system of each embodiment, the second lens group has a positive power when viewed from the longest conjugate distance, and the second lens when viewed from the longest conjugate distance. It has negative power and is composed of at least three lenses. In this way, by using a lens having positive and negative power when viewed from the longer conjugate distance, the difference in distortion between the wide-angle end and the telephoto end can be kept small.

各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
−0.2<fw/f2g<−0.03 ・・・(3)
ここで、
f2g:第2レンズ群の焦点距離、
fw:広角端の焦点距離
である。
It is desirable that the zoom lens system of each embodiment satisfies the following conditional expression (3).
-0.2 <fw / f2g <-0.03 (3)
here,
f2g: focal length of the second lens group,
fw: focal length at the wide angle end.

条件式(3)は、第2レンズ群の焦点距離を広角端の焦点距離の比で規定したもので、第2レンズ群の焦点距離を規定している。条件式(3)の下限を下回ると、球面収差やコマ収差が第2レンズ群で大きく発生し、充分に補正できなくなる。逆に条件式(3)の上限を上回ると、歪曲収差を補正することが困難となる。   Conditional expression (3) defines the focal length of the second lens group by the ratio of the focal lengths at the wide angle end, and defines the focal length of the second lens group. If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, large spherical aberration and coma occur in the second lens group, and correction cannot be made sufficiently. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, it will be difficult to correct distortion.

各実施の形態のズームレンズ系は、第1レンズ群を構成する全ての負レンズについて、屈折率ndが1.75以上であるか、アッベ数νdが80以上であることが好ましい。第1レンズ群は負のパワーを持つので、負の歪曲収差が発生するが、全ての負レンズの屈折率を1.75以上とすることで、かかる負の歪曲収差の発生量を小さくすることができる。また倍率色収差が大きく発生するが、全ての負レンズのアッベ数を80以上とすることで、かかる倍率色収差を小さく抑えることができる。   In the zoom lens system of each embodiment, it is preferable that the refractive index nd is 1.75 or more or the Abbe number νd is 80 or more for all the negative lenses constituting the first lens group. Since the first lens group has negative power, negative distortion occurs. However, by making the refractive index of all negative lenses 1.75 or more, the amount of generation of such negative distortion is reduced. Can do. Further, chromatic aberration of magnification is greatly generated, but by setting the Abbe number of all negative lenses to 80 or more, such chromatic aberration of magnification can be suppressed to a small value.

各実施の形態のズームレンズ系において、第1レンズ群は、共役距離の長い方から見て順に、第1レンズが共役距離の長いほうに凸面を向けたメニスカス負レンズ、第2レンズが共役距離の長いほうに凸面を向けたメニスカス正レンズ、第3レンズと第4レンズと第5レンズとが共役距離の長いほうに凸面を向けたメニスカス負レンズ、第6レンズが負レンズ、第7レンズが共役距離の長いほうに凸面を向けたメニスカス正レンズ、第8レンズが共役距離の短いほうに凸面を向けたメニスカス正レンズ、第9レンズが共役距離の短いほうに凸面を向けたメニスカス正レンズで、少なくとも9枚のレンズで構成されることが好ましい。   In the zoom lens system according to each embodiment, the first lens group includes, in order from the longest conjugate distance, the first lens is a meniscus negative lens having a convex surface toward the longer conjugate distance, and the second lens is the conjugate distance. The positive meniscus lens with the convex surface facing the longer side, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens with the convex surface facing the longer conjugate distance, the sixth lens the negative lens, and the seventh lens A positive meniscus lens with a convex surface facing the longer conjugate distance, a positive meniscus lens with a convex surface facing the shorter conjugate distance, an eighth lens, and a positive meniscus lens with the convex surface facing the shorter conjugate distance It is preferable that the lens is composed of at least nine lenses.

第1レンズ群は、歪曲収差が多く発生するため、歪曲収差の発生をできるだけ少なくし、また高次の歪曲収差の発生が少ない構成が好ましい。これに対応して、各実施の形態のズームレンズ系は、第1レンズは負の歪曲収差が少ない形状、第2レンズは正の高次の歪曲収差が少ない形状、第3、第4、第5レンズは負の歪曲収差が少ない形状、第7レンズは正の高次の歪曲収差が少ない形状、第8、第9レンズは正の歪曲収差が大きくなる形状で、第1レンズ群として歪曲収差を小さくできる。   Since the first lens group generates a large amount of distortion, it is preferable to have a configuration in which the generation of distortion is minimized and the generation of higher-order distortion is small. Correspondingly, in the zoom lens system of each embodiment, the first lens has a shape with little negative distortion, the second lens has a shape with little positive high-order distortion, the third, fourth, and third lenses. The fifth lens has a shape with little negative distortion, the seventh lens has a shape with little positive high-order distortion, and the eighth and ninth lenses have a shape with a large positive distortion, and the first lens group has a distortion aberration. Can be reduced.

各実施の形態のズームレンズ系において、第1レンズ群は、変倍とは別に光軸上を移動可能であることが好ましい。各実施の形態のズームレンズ系のような広角レンズでは、共役距離が変化したときに像面湾曲量が変化する。これは各レンズにおける主光線高さが共役距離によって変化するためである。共役距離による像面湾曲の変化を、第1レンズ群を光軸上で移動させることによって補正することができる。   In the zoom lens systems according to the respective embodiments, it is preferable that the first lens group is movable on the optical axis separately from zooming. In a wide-angle lens such as the zoom lens system of each embodiment, the amount of field curvature changes when the conjugate distance changes. This is because the chief ray height in each lens changes depending on the conjugate distance. A change in field curvature due to the conjugate distance can be corrected by moving the first lens group on the optical axis.

各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
−0.2<fw/f1g<−0.08 ・・・(4)
ここで、
f1g:第1レンズ群の焦点距離、
fw:広角端の焦点距離
である。
It is desirable that the zoom lens system of each embodiment satisfies the following conditional expression (4).
−0.2 <fw / f1g <−0.08 (4)
here,
f1g: focal length of the first lens group,
fw: focal length at the wide angle end.

条件式(4)は、第1レンズ群の焦点距離を広角端の焦点距離で規定したもので、第1レンズ群の焦点距離を規定する。条件式(4)の下限を下回ると、歪曲収差を補正することが困難となる。逆に条件式(4)の上限を上回ると、レンズ全長とレンズ外径が大きくなる。   Conditional expression (4) defines the focal length of the first lens group by the focal length at the wide angle end, and defines the focal length of the first lens group. If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, it will be difficult to correct distortion. Conversely, if the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the total lens length and the lens outer diameter will increase.

各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
1.0<(B3t/B3w)/(ft/fw)<1.07 ・・・(5)
ここで、
B3w:第3レンズ群の広角端の倍率、
B3t:第3レンズ群の望遠端の倍率、
fw:広角端の焦点距離、
ft:望遠端の焦点距離
である。
It is desirable that the zoom lens system of each embodiment satisfies the following conditional expression (5).
1.0 <(B3t / B3w) / (ft / fw) <1.07 (5)
here,
B3w: the magnification at the wide-angle end of the third lens group,
B3t: magnification at the telephoto end of the third lens group,
fw: focal length at wide-angle end,
ft: focal length at the telephoto end.

条件式(5)は、望遠端と広角端との第3レンズ群の倍率の比を、望遠端と広角端との焦点距離の比で割ったもので、第3レンズ群の変倍量をズームレンズ系全体の変倍量に対する寄与度を規定している。条件式(5)の下限を下回ると、第2レンズ群が広角端で第3レンズ群に接近し、望遠端で第3レンズ群から離れる配置となり、歪曲収差を補正することが困難となる。逆に条件式(5)の上限を上回ると、第3レンズ群の移動量が大きくなり、Fナンバーが広角端と望遠端で変化するようになり、明るさを一定に保つことが困難となる。   Conditional expression (5) is obtained by dividing the magnification ratio of the third lens unit at the telephoto end and the wide-angle end by the ratio of the focal lengths at the telephoto end and the wide-angle end. It defines the degree of contribution to the zoom amount of the entire zoom lens system. If the lower limit of conditional expression (5) is surpassed, the second lens group will be positioned closer to the third lens group at the wide-angle end and away from the third lens group at the telephoto end, making it difficult to correct distortion. Conversely, if the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the amount of movement of the third lens group will increase, and the F-number will change between the wide-angle end and the telephoto end, making it difficult to keep the brightness constant. .

なお、各実施の形態のズームレンズ系のように、すべてのレンズ群は変倍に際して移動することが望ましい。すべてのレンズ群が変倍によって移動することで、諸収差を良好に補正できる。   It should be noted that, as in the zoom lens system of each embodiment, it is desirable that all lens groups move during zooming. Various aberrations can be corrected satisfactorily by moving all the lens groups by zooming.

(実施の形態6)
図21は、本発明の実施の形態6に係るビデオプロジェクターの概略構成図である。図21において、ビデオプロジェクターは、ズームレンズ系(投写レンズ系)Aと、空間光変調素子Bと、光源Cと、カラーホイールDとを含む。光源Cからの光は、青、緑、赤の3色に時間的に制限するカラーホイールDによって青、緑、赤の3色に時間的に分解され、空間光変調素子Bを照明する。空間光変調素子Bは、青、緑、赤の3種の光学像が時間的に分割されて形成され、形成された光学像が、ズームレンズ系(投写レンズ系)Aによって拡大投写される。ズームレンズ系(投写レンズ系)Aとして、実施の形態1〜5に係るズームレンズ系を用いることによって、明るくて色のにじみやひずみが少ない映像が得られるビデオプロジェクターを、コンパクトに実現することができる。
(Embodiment 6)
FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a video projector according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 21, the video projector includes a zoom lens system (projection lens system) A, a spatial light modulation element B, a light source C, and a color wheel D. Light from the light source C is temporally decomposed into three colors of blue, green, and red by a color wheel D that is temporally limited to three colors of blue, green, and red, and illuminates the spatial light modulator B. The spatial light modulation element B is formed by temporally dividing three types of optical images of blue, green, and red, and the formed optical image is enlarged and projected by a zoom lens system (projection lens system) A. By using the zoom lens system according to Embodiments 1 to 5 as the zoom lens system (projection lens system) A, it is possible to realize a compact video projector capable of obtaining a bright image with less color blur and distortion. it can.

(実施の形態7)
図22は、本発明の実施の形態7に係るリアプロジェクターの概略構成図である。図22において、リアプロジェクターは、ビデオプロジェクターGと、ミラーHと、透過型スクリーンIと、筺体Jとを含む。ビデオプロジェクターGは、前述の実施の形態6で説明したビデオプロジェクターである。ビデオプロジェクターGから投写される映像はミラーHによって反射され、透過型スクリーンIに結像される。このような実施の形態7によれば、高精細なリアプロジェクターをコンパクトに実現することができる。
(Embodiment 7)
FIG. 22 is a schematic configuration diagram of a rear projector according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 22, the rear projector includes a video projector G, a mirror H, a transmissive screen I, and a housing J. The video projector G is the video projector described in the sixth embodiment. The image projected from the video projector G is reflected by the mirror H and formed on the transmission screen I. According to the seventh embodiment, a high-definition rear projector can be realized in a compact manner.

(実施の形態8)
図23は、本発明の実施の形態8に係るマルチビジョンシステムの概略構成図である。図23において、マルチビジョンシステムは、各々複数個の、ビデオプロジェクターGと、透過型スクリーンIと、筺体Kとを含む。ビデオプロジェクターG各々は、前述の実施の形態6で説明したビデオプロジェクターである。映像信号は映像分割回路Lによって加工分割されて複数台のビデオプロジェクターGに送られる。ビデオプロジェクターGから投写される映像は透過型スクリーンIに結像される。このような実施の形態8によれば、マルチビジョンシステムをコンパクトに実現することができる。
(Embodiment 8)
FIG. 23 is a schematic configuration diagram of a multivision system according to Embodiment 8 of the present invention. In FIG. 23, the multi-vision system includes a plurality of video projectors G, a transmissive screen I, and a housing K, respectively. Each video projector G is the video projector described in the sixth embodiment. The video signal is processed and divided by the video dividing circuit L and sent to a plurality of video projectors G. The image projected from the video projector G is formed on the transmission screen I. According to the eighth embodiment, the multivision system can be realized in a compact manner.

以下、実施の形態1〜5に係るズームレンズ系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべてmmである。また、各数値実施例において、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線における屈折率、νdはd線におけるアッベ数である。   Hereinafter, numerical examples in which the zoom lens systems according to Embodiments 1 to 5 are specifically implemented will be described. In each numerical example, the unit of length in the table is mm. In each numerical example, r is a radius of curvature, d is a surface interval, nd is a refractive index in the d line, and νd is an Abbe number in the d line.

図3は、実施例1に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図である。図4は、実施例1に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図である。図7は、実施例2に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図である。図8は、実施例2に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図である。図11は、実施例3に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図である。図12は、実施例3に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図である。図15は、実施例4に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図である。図16は、実施例4に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図である。図19は、実施例5に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図である。図20は、実施例5に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図である。各縦収差図は、左側から順に、球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差(%)を示す。   FIG. 3 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 1. FIG. 4 is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system according to Example 1 at the telephoto end. FIG. 7 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 2. FIG. 8 is a longitudinal aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 2. FIG. 11 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 3. FIG. 12 is a longitudinal aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3. FIG. 15 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 4; FIG. 16 is a longitudinal aberration diagram of the zoom lens system at a telephoto end according to Example 4. FIG. 19 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 5. FIG. 20 is a longitudinal aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 5. Each longitudinal aberration diagram shows spherical aberration (mm), astigmatism (mm), and distortion (%) in order from the left side.

(実施例1)
実施例1のズームレンズ系は、図1、図2に示した実施の形態1に対応し、歪曲収差を小さくすることを目的とした設計例である。実施例1のズームレンズ系のレンズデータを表1に示す。

Figure 2008139706
(Example 1)
The zoom lens system of Example 1 corresponds to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and is a design example for the purpose of reducing distortion. Table 1 shows lens data of the zoom lens system of Example 1.
Figure 2008139706

また実施例1のズームレンズ系について、広角端のFナンバー(FNo)及び半画角(ω(°))は、各々以下のとおりである。
FNo 2.50
ω 39.9
In the zoom lens system of Example 1, the F number (FNo) and the half angle of view (ω (°)) at the wide angle end are as follows.
FNo 2.50
ω 39.9

さらに実施例1のズームレンズ系について、焦点距離(f(mm))及び可変面間隔(d(mm))は、各々以下のとおりである。
広角端 中間位置 望遠端
f 19.10 20.84 22.91
d18 4.30 14.74 27.38
d24 74.26 49.71 24.98
d41 13.74 17.02 21.06
Further, with respect to the zoom lens system of Example 1, the focal length (f (mm)) and the variable surface interval (d (mm)) are as follows.
Wide angle end Intermediate position Telephoto end f 19.10 20.84 22.91
d18 4.30 14.74 27.38
d24 74.26 49.71 24.98
d41 13.74 17.02 21.06

(実施例2)
実施例2のズームレンズ系は、図5、図6に示した実施の形態2に対応し、歪曲収差を小さくすることを目的とした設計例である。実施例2のズームレンズ系のレンズデータを表2に示す。

Figure 2008139706
(Example 2)
The zoom lens system of Example 2 corresponds to Embodiment 2 shown in FIGS. 5 and 6 and is a design example for the purpose of reducing distortion. Table 2 shows lens data of the zoom lens system of Example 2.
Figure 2008139706

また実施例2のズームレンズ系について、広角端のFナンバー(FNo)及び半画角(ω(°))は、各々以下のとおりである。
FNo 2.51
ω 39.9
In the zoom lens system of Example 2, the F number (FNo) and the half angle of view (ω (°)) at the wide angle end are as follows.
FNo 2.51
ω 39.9

さらに実施例2のズームレンズ系について、焦点距離(f(mm))及び可変面間隔(d(mm))は、各々以下のとおりである。
広角端 中間位置 望遠端
f 19.10 20.60 22.91
d18 4.30 12.97 27.60
d24 75.16 53.12 24.89
d41 13.74 17.02 21.06
Further, regarding the zoom lens system of Example 2, the focal length (f (mm)) and the variable surface interval (d (mm)) are as follows.
Wide-angle end Intermediate position Telephoto end f 19.10 20.60 22.91
d18 4.30 12.97 27.60
d24 75.16 53.12 24.89
d41 13.74 17.02 21.06

(実施例3)
実施例3のズームレンズ系は、図9、図10に示した実施の形態3に対応し、歪曲収差を小さくすることを目的とした設計例である。実施例3のズームレンズ系のレンズデータを表3に示す。

Figure 2008139706
(Example 3)
The zoom lens system of Example 3 corresponds to the third embodiment shown in FIGS. 9 and 10 and is a design example for the purpose of reducing distortion. Table 3 shows lens data of the zoom lens system of Example 3.
Figure 2008139706

また実施例3のズームレンズ系について、広角端のFナンバー(FNo)及び半画角(ω(°))は、各々以下のとおりである。
FNo 2.51
ω 39.9
In the zoom lens system of Example 3, the F number (FNo) and the half angle of view (ω (°)) at the wide-angle end are as follows.
FNo 2.51
ω 39.9

さらに実施例3のズームレンズ系について、焦点距離(f(mm))及び可変面間隔(d(mm))は、各々以下のとおりである。
広角端 中間位置 望遠端
f 19.10 20.76 22.93
d18 4.30 17.24 35.42
d24 75.72 49.21 19.24
d41 13.74 16.89 21.18
Further, regarding the zoom lens system of Example 3, the focal length (f (mm)) and the variable surface interval (d (mm)) are as follows.
Wide-angle end Intermediate position Telephoto end f 19.10 20.76 22.93
d18 4.30 17.24 35.42
d24 75.72 49.21 19.24
d41 13.74 16.89 21.18

(実施例4)
実施例4のズームレンズ系は、図13、図14に示した実施の形態4に対応し、歪曲収差を小さくすることを目的とした設計例である。実施例4のズームレンズ系のレンズデータを表4に示す。

Figure 2008139706
Example 4
The zoom lens system of Example 4 corresponds to Embodiment 4 shown in FIGS. 13 and 14 and is a design example for the purpose of reducing distortion. Table 4 shows lens data of the zoom lens system of Example 4.
Figure 2008139706

また実施例4のズームレンズ系について、広角端のFナンバー(FNo)及び半画角(ω(°))は、各々以下のとおりである。
FNo 2.58
ω 39.9
In the zoom lens system of Example 4, the F-number (FNo) and the half angle of view (ω (°)) at the wide-angle end are as follows.
FNo 2.58
ω 39.9

さらに実施例4のズームレンズ系について、焦点距離(f(mm))及び可変面間隔(d(mm))は、各々以下のとおりである。
広角端 中間位置 望遠端
f 19.10 20.79 22.92
d18 3.12 22.24 47.38
d24 78.81 45.84 10.00
d41 14.30 17.30 21.26
Further, with respect to the zoom lens system of Example 4, the focal length (f (mm)) and the variable surface interval (d (mm)) are as follows.
Wide angle end Intermediate position Telephoto end f 19.10 20.79 22.92
d18 3.12 22.24 47.38
d24 78.81 45.84 10.00
d41 14.30 17.30 21.26

(実施例5)
実施例5のズームレンズ系は、図17、図18に示した実施の形態5に対応し、歪曲収差を小さくすることを目的とした設計例である。実施例5のズームレンズ系のレンズデータを表5に示す。

Figure 2008139706
(Example 5)
The zoom lens system of Example 5 corresponds to the fifth embodiment shown in FIGS. 17 and 18 and is a design example for the purpose of reducing distortion. Table 5 shows lens data of the zoom lens system of Example 5.
Figure 2008139706

また実施例5のズームレンズ系について、広角端のFナンバー(FNo)及び半画角(ω(°))は、各々以下のとおりである。
FNo 2.51
ω 39.9
In the zoom lens system of Example 5, the F number (FNo) and the half angle of view (ω (°)) at the wide-angle end are as follows.
FNo 2.51
ω 39.9

さらに実施例5のズームレンズ系について、焦点距離(f(mm))及び可変面間隔(d(mm))は、各々以下のとおりである。
広角端 中間位置 望遠端
f 19.10 21.16 22.92
d18 39.88 44.98 48.53
d24 36.27 16.43 2.38
d41 14.48 17.99 21.01
Further, regarding the zoom lens system of Example 5, the focal length (f (mm)) and the variable surface interval (d (mm)) are as follows.
Wide-angle end Intermediate position Telephoto end f 19.10 21.16 22.92
d18 39.88 44.98 48.53
d24 36.27 16.43 2.38
d41 14.48 17.99 21.01

以下の表6に、上述した各条件式の対応値を示す。

Figure 2008139706
Table 6 below shows corresponding values of the conditional expressions described above.
Figure 2008139706

本発明のズームレンズ系は、特に反射型空間光変調素子を用いたビデオプロジェクターの投写レンズ系等として好適である。また、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮像光学系等として用いることも可能である。   The zoom lens system of the present invention is particularly suitable as a projection lens system of a video projector using a reflective spatial light modulator. It can also be used as an imaging optical system for a digital still camera or a digital video camera.

実施の形態1(実施例1)に係るズームレンズ系の広角端の構成図Configuration diagram of the zoom lens system at the wide-angle end according to Embodiment 1 (Example 1) 実施の形態1(実施例1)に係るズームレンズ系の望遠端の構成図Configuration diagram of a telephoto end of a zoom lens system according to Embodiment 1 (Example 1) 実施例1に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 1 実施例1に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 1 実施の形態2(実施例2)に係るズームレンズ系の広角端の構成図Configuration diagram of the zoom lens system at the wide-angle end according to Embodiment 2 (Example 2) 実施の形態2(実施例2)に係るズームレンズ系の望遠端の構成図Configuration diagram of a telephoto end of a zoom lens system according to Embodiment 2 (Example 2) 実施例2に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 2 実施例2に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 2 実施の形態3(実施例3)に係るズームレンズ系の広角端の構成図Configuration diagram of the zoom lens system at the wide angle end according to Embodiment 3 (Example 3) 実施の形態3(実施例3)に係るズームレンズ系の望遠端の構成図Configuration diagram of a telephoto end of a zoom lens system according to Embodiment 3 (Example 3) 実施例3に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 3 実施例3に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 3 実施の形態4(実施例4)に係るズームレンズ系の広角端の構成図Block diagram of the zoom lens system at the wide-angle end according to Embodiment 4 (Example 4) 実施の形態4(実施例4)に係るズームレンズ系の望遠端の構成図Configuration diagram of a telephoto end of a zoom lens system according to Embodiment 4 (Example 4) 実施例4に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 4 実施例4に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 4 実施の形態5(実施例5)に係るズームレンズ系の広角端の構成図Configuration diagram of the zoom lens system at the wide-angle end according to Embodiment 5 (Example 5) 実施の形態5(実施例5)に係るズームレンズ系の望遠端の構成図Configuration diagram of a telephoto end of a zoom lens system according to Embodiment 5 (Example 5) 実施例5に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of the zoom lens system according to Example 5 実施例5に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図Longitudinal aberration diagram at the telephoto end of the zoom lens system according to Example 5 実施の形態6に係るビデオプロジェクターの概略構成図Schematic configuration diagram of a video projector according to a sixth embodiment 実施の形態7に係るリアプロジェクターの概略構成図Schematic configuration diagram of a rear projector according to a seventh embodiment 実施の形態8に係るマルチビジョンシステムの概略構成図Schematic configuration diagram of a multi-vision system according to Embodiment 8

符号の説明Explanation of symbols

A ズームレンズ系(投写レンズ系)
B 空間光変調素子
C 光源
D カラーホイール
G ビデオプロジェクター
H ミラー
I 透過型スクリーン
J 筐体
K 筐体
L 映像分割回路
N ガラスブロック
S 像面
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
A Zoom lens system (projection lens system)
B Spatial light modulation element C Light source D Color wheel G Video projector H Mirror I Transmission type screen J Case K Case L Image division circuit N Glass block S Image plane G1 First lens group G2 Second lens group G3 Third lens group

Claims (10)

共役距離から長い方から見て順に、負のパワーを有する第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群と第2レンズ群との間の面間隔が単調に増加し、第2レンズ群と第3レンズ群との間の面間隔が単調に減少し、変倍時の第2レンズ群の移動量がもっとも大きく、変倍に際して、絞りが第3レンズ群と共に光軸上を移動することを特徴とする、ズームレンズ系。
A first lens group having a negative power, a second lens group having a negative power, and a third lens group having a positive power in order from the longest conjugate distance,
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the surface distance between the first lens group and the second lens group monotonously increases, and the surface distance between the second lens group and the third lens group monotonously. The zoom lens system is characterized in that the amount of movement of the second lens group during zooming is the largest, and the diaphragm moves on the optical axis together with the third lens group during zooming.
以下の条件式(1)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
3<bfw/fw<5 ・・・(1)
ここで、
bfw:広角端の無限遠時の空気換算のバックフォーカス、
fw:広角端の焦点距離
である。
The zoom lens system according to claim 1, wherein the zoom lens system satisfies the following conditional expression (1):
3 <bfw / fw <5 (1)
here,
bfw: Air-focused back focus at infinity at the wide-angle end,
fw: focal length at the wide angle end.
以下の条件式(2)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
1.3<VD2/fw<3.5 ・・・(2)
ここで、
VD2:第2レンズ群の広角端から望遠端に移動するときの移動量、
fw:広角端の焦点距離
である。
The zoom lens system according to claim 1, wherein the following conditional expression (2) is satisfied:
1.3 <VD2 / fw <3.5 (2)
here,
VD2: the amount of movement of the second lens group when moving from the wide-angle end to the telephoto end,
fw: focal length at the wide angle end.
第2レンズ群が、共役距離の長い方から見て第1番目のレンズが正のパワーを持ち、共役距離の長い方から見て第2番目のレンズが負のパワーを持ち、少なくとも3枚のレンズで構成される、請求項1に記載のズームレンズ系。   When the second lens group has a long conjugate distance, the first lens has a positive power, and the second lens has a negative power as seen from the long conjugate distance. The zoom lens system according to claim 1, comprising a lens. 以下の条件式(3)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
−0.2<fw/f2g<−0.03 ・・・(3)
ここで、
f2g:第2レンズ群の焦点距離、
fw:広角端の焦点距離
である。
The zoom lens system according to claim 1, wherein the following conditional expression (3) is satisfied:
-0.2 <fw / f2g <-0.03 (3)
here,
f2g: focal length of the second lens group,
fw: focal length at the wide angle end.
第1レンズ群を構成する全ての負レンズについて、屈折率ndが1.75以上であるか、アッベ数νdが80以上である、請求項1に記載のズームレンズ系。   2. The zoom lens system according to claim 1, wherein the refractive index nd is 1.75 or more or the Abbe number νd is 80 or more for all negative lenses constituting the first lens group. 第1レンズ群が、共役距離の長い方から見て順に、第1レンズが共役距離の長いほうに凸面を向けたメニスカス負レンズ、第2レンズが共役距離の長いほうに凸面を向けたメニスカス正レンズ、第3レンズと第4レンズと第5レンズとが共役距離の長いほうに凸面を向けたメニスカス負レンズ、第6レンズが負レンズ、第7レンズが共役距離の長いほうに凸面を向けたメニスカス正レンズ、第8レンズが共役距離の短いほうに凸面を向けたメニスカス正レンズ、第9レンズが共役距離の短いほうに凸面を向けたメニスカス正レンズであり、少なくとも9枚のレンズで構成される、請求項1に記載のズームレンズ系。   The first lens group is a meniscus negative lens in which the first lens has a convex surface toward the longer conjugate distance and the second lens has a convex surface toward the longer conjugate distance in order from the longer conjugate distance. The lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens have a negative meniscus lens having a convex surface toward the longer conjugate distance, the sixth lens has a negative lens, and the seventh lens has a convex surface toward the longer conjugate distance. The positive meniscus lens, the eighth lens is a positive meniscus lens having a convex surface toward a shorter conjugate distance, and the ninth lens is a positive meniscus lens having a convex surface toward a shorter conjugate distance, and is composed of at least nine lenses. The zoom lens system according to claim 1. 第1レンズ群が、変倍とは別に光軸上を移動可能である、請求項1に記載のズームレンズ系。   The zoom lens system according to claim 1, wherein the first lens group is movable on the optical axis separately from zooming. 以下の条件式(4)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
−0.2<fw/f1g<−0.08 ・・・(4)
ここで、
f1g:第1レンズ群の焦点距離、
fw:広角端の焦点距離
である。
The zoom lens system according to claim 1, wherein the following conditional expression (4) is satisfied:
−0.2 <fw / f1g <−0.08 (4)
here,
f1g: focal length of the first lens group,
fw: focal length at the wide angle end.
以下の条件式(5)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
1.0<(B3t/B3w)/(ft/fw)<1.07 ・・・(5)
ここで、
B3w:第3レンズ群の広角端の倍率、
B3t:第3レンズ群の望遠端の倍率、
fw:広角端の焦点距離、
ft:望遠端の焦点距離
である。
The zoom lens system according to claim 1, wherein the following conditional expression (5) is satisfied:
1.0 <(B3t / B3w) / (ft / fw) <1.07 (5)
here,
B3w: the magnification at the wide-angle end of the third lens group,
B3t: magnification at the telephoto end of the third lens group,
fw: focal length at wide-angle end,
ft: focal length at the telephoto end.
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JP2004348082A (en) * 2003-05-26 2004-12-09 Olympus Corp Optical path bending optical system

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