JP2009069540A - 投写型ズームレンズおよび投写型表示装置 - Google Patents

投写型ズームレンズおよび投写型表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】5群7枚のレンズ構成とされ、小型化、軽量化を達成し、諸収差、特に像面の倒れを良好に補正し得る投写型ズームレンズおよび投写型表示装置を得る。
【解決手段】拡大側から順に、負の第1群G、各々正の第2群G〜第5群Gを備え、縮小側が略テレセントリックとされ、7枚のレンズが、第1群Gに1枚、第2群Gに1枚、第3群Gに1枚、第4群Gに3枚、第5群 に1枚となるように分配され、少なくとも、第3群Gと第4群Gを変倍時の移動群としているため、簡易な構成のわりに諸収差を良好なものとすることができる。また、第4群Gを構成する拡大側の2枚のレンズの間に、両凸の空気レンズを形成し、この空気レンズの焦点距離(パワー)を、所定範囲内に規定しているので、特に像面の倒れを良好に補正することが可能である。
【選択図】図1

Description

本発明は、投写型表示装置等に搭載される5群で7枚構成の投写型ズームレンズおよびその投写型ズームレンズを搭載した投写型表示装置に関し、特に、透過型あるいは反射型の液晶表示装置やDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)表示装置等のライトバルブからの映像情報を担持した光束をスクリーン上に拡大投影する投写型ズームレンズおよび投写型表示装置に関するものである。
近年、液晶表示装置やDMD表示装置等のライトバルブを用いた投写型表示装置が広く普及しており、特に、このライトバルブを3枚用い、RGB3原色の照明光に各々対応させるようにすることでこれら各照明光を変調し、個々のライトバルブで変調された光をプリズム等で合成し、投影レンズを介してスクリーンに画像を表示する構成をとるものが広く利用されている。
上述したライトバルブにおいては小型化・高精細化が急激に進み、また、パソコンの普及と相俟って、このような投写型表示装置を用いてプレゼンテーションを行うことの需要も増加しており、利便性や設置性のよい態様のものが望まれているため、投写型表示装置に対して、より高性能で、より小型・軽量なものへの要求が高まってきている。また、これに伴い投写レンズに関しても、より小型、軽量なものであることが強く望まれている。
このような要件を満たす投写型ズームレンズとしては、例えば4群、7枚レンズにより構成された下記特許文献1に記載のものが知られている。すなわち、この投写型ズームレンズは、変倍時において第1〜4の全レンズ群を光軸に沿って移動させ、その第4レンズ群に配された接合レンズにより色収差を補正するように構成されている。
特開2004−279958号公報
上述したように、特許文献1記載の投写型ズームレンズにおいては、小型、軽量との要求を満足し、また、色収差を良好に補正するための構成も施されている。
しかしながら、特許文献1記載の投写型ズームレンズのように構成された場合には、諸収差、特に像面の倒れが大きいものとなってしまうため、高精細な画像を投写した場合の再生画像における画質の劣化が顕著であった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、5群7枚のレンズ構成とされ、小型化、軽量化を図るとともに、諸収差、特に像面の倒れを良好に補正することが可能な投写型ズームレンズおよび投写型表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明の投写型ズームレンズは、
拡大側から順に、少なくとも1面が非球面からなる1枚の負の非球面レンズよりなる第1レンズ群と、拡大側に凸面を向けた1枚の正レンズよりなる第2レンズ群と、拡大側に凸面を向けた1枚の正レンズよりなる第3レンズ群と、拡大側に凹面を向けた負レンズからなる第41レンズ、該第41レンズと間隔を空けて配置された第42レンズ、および縮小側に凸面を向けた正レンズからなる第43レンズの3枚のレンズを拡大側からこの順で配列された第4レンズ群と、拡大側に凸面を向けた1枚の正レンズよりなる第5レンズ群と、からなり、
変倍時には、少なくとも前記第3レンズ群と前記第4レンズ群が光軸方向に移動するように構成されるとともに、縮小側が略テレセントリックに構成されていることを特徴とするものである。
この場合において、以下の条件式(1)〜(3)を満足することが好ましい。
−2.5≦f1/fw≦−0.9・・・・(1)
0.9≦f3/fw≦4.0・・・・・(2)
1.5≦f5/fw≦5.0・・・・・(3)
ただし、
fw:広角端でのレンズ系全体の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
f5:前記第5レンズ群の焦点距離
また、変倍時には、第3レンズ群および第4レンズ群のみが光軸方向に移動するように構成することができる。
一方、変倍時には、第2レンズ群、第3レンズ群および第4レンズ群のみが光軸方向に移動するように構成することもできる。この場合において、第2レンズ群と第3レンズ群が一体となって光軸方向に移動するように構成することが可能である。
また、前記第41レンズと前記第42レンズとの間隔により負の空気レンズを形成し、以下の条件式(4)を満足するように構成することが好ましい。
−30.0≦fn/fw≦−0.5・・・・(4)
ただし、
fn:前記空気レンズの焦点距離
また、前記第42レンズの拡大側が凹面で構成され、さらに以下の条件式(4´)を満足することが、より好ましい。
−12.0≦fn/fw≦−0.5・・・・(4´)
また、前記空気レンズが両凸形状とされていることが好ましい。
また、前記第4レンズ群に含まれる複数のレンズ面のうち、少なくとも1面を非球面で構成することが好ましい。
また、前記非球面のうち少なくとも1つは、ガラスレンズの表面に樹脂層を密着形成せしめ、該樹脂層と空気との境界面を非球面とすることにより形成することが可能である。
さらに、フォーカス調整は、前記第1レンズ群を光軸方向に移動させることにより行うことが好ましい。
また、本発明の投写型表示装置は、光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、上述したいずれかの投写型ズームレンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写型ズームレンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。
本発明の投写型ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置によれば、全体を5群で7枚のレンズにより簡易に構成しており、小型、軽量化の達成が容易である。しかも、7枚のレンズを、第1レンズ群に1枚、第2レンズ群に1枚、第3レンズ群に1枚、第4レンズ群に3枚、第5レンズ群に1枚というように分配し、少なくとも、第3レンズ群と第4レンズ群を変倍時の移動群としているため、簡易な構成のわりに諸収差を良好なものとすることができる。
なお、移動群を、第3レンズ群および第4レンズ群とするか第2レンズ群、第3レンズ群および第4レンズ群とすることにより、前述した特許文献1の従来技術と比較しても変倍時のレンズ駆動機構を簡易でコンパクトなものとすることができる。
また、第4レンズ群を、第41レンズ、第42レンズおよび第43レンズの3枚により構成し、この第41レンズと第42レンズとの間に負の空気レンズが形成されるように構成し、この空気レンズの焦点距離(パワー)を、所定範囲内に規定することにより、特に像面の倒れを良好に補正することが可能である。
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1に示す実施形態(実施例1のものを代表させて示している)の投写型ズームレンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G、各々正の屈折力を有する第2レンズ群G〜第5レンズ群Gを備え、縮小側が略テレセントリックに構成されており、その後段には、色合成プリズムを主とするガラスブロック(フィルタ部を含む)2および液晶表示パネル等ライトバルブの画像表示面1が配設される。なお、図中Xは光軸を表している。
ここで第1レンズ群Gは、縮小側に凹面を向けた負レンズよりなる第1レンズLからなる(なお、実施例4〜6は、第1レンズLが球面ガラスレンズと樹脂層とからなる複合非球面レンズとされている)。また、第2レンズ群Gは、拡大側に凸面を向けた正レンズよりなる第2レンズLのみからなる。また、第3レンズ群Gは、拡大側に凸面を向けた正レンズよりなる第3レンズLのみからなる。また、第4レンズ群Gは、拡大側に凹面を向けた負レンズよりなる第4レンズL、第4レンズLとの間に負の空気レンズが形成されるように配置された正レンズよりなる第5レンズL、および縮小側に凸面を向けた正レンズよりなる第6レンズLからなる。また、第5レンズ群Gは、拡大側に凸面を向けた正レンズよりなる第7レンズLのみからなる。このように構成された結果、第4レンズ群Gを構成する第4レンズLと第5レンズLとの間には、負の空気レンズが形成されることになる。
このように、第1レンズ群Gに1枚、第2レンズ群Gに1枚、第3レンズ群Gに1枚、第4レンズ群Gに3枚、第5レンズ群Gに1枚というように7枚のレンズを分配することにより、簡易な構成のわりに諸収差を良好なものとすることができる。
また、第4レンズ群Gにおける、第4レンズLと第5レンズLとの間に負の空気レンズを形成することにより、また、下記条件式(4)の範囲を満足することにより、像面の倒れを補正することが可能となる。
なお、この負の空気レンズは、両凸形状とされた場合に、その補正機能がより向上するものである。さらに、この負の空気レンズが瞳の近傍に配される場合には、その補正機能がより向上するものである。本実施形態においては、瞳が、第3レンズ群Gと第4レンズ群Gの間(実施例1〜3、7)、または第4レンズ群Gに近接配置された第3レンズ群Gの拡大側(実施例4、5)の位置付近に設定されることになるので、この負の空気レンズが瞳の近傍に配されるように構成されていることになる。
また、ズーミング時において、第4レンズ群Gと一体的に開口絞り3(マスクとすることも可)が移動するように構成されていることが好ましい(実施例1〜3、7に対応)。
本実施形態の投写型ズームレンズにおいては、上述したように、ネガティヴリード型のズームレンズとされているため、広角化を図り易く、また適正な長さのバックフォーカスを確保することが可能である。
また、本実施形態の投写型ズームレンズは、変倍時において、少なくとも2つのレンズ群(実施例2では、第3レンズ群Gおよび第4レンズ群G、実施例1、3〜7では、第2レンズ群G、第3レンズ群Gおよび第4レンズ群G(そのうち実施例4、5では、第2レンズ群Gと第3レンズ群Gが一体的に移動する)を光軸方向に移動させることにより、ズーム機能を有する構成とされている。変倍時の移動群を第3レンズ群Gおよび第4レンズ群Gの2つのレンズ群とすることにより、鏡胴の簡略化等を図ることができ、系全体としてコストの低減およびコンパクト化を図ることができる。一方、移動群を、第2レンズ群G、第3レンズ群Gおよび第4レンズ群Gの3つのレンズ群とすることにより、収差補正をより良好なものとすることができる。この場合において、第2レンズ群Gと第3レンズ群Gを一体的に移動させることにより、移動群を2つのレンズ群とした場合と、移動群を3つのレンズ群とした場合の、両者の利点を有する系とすることができる。
また、広角端から望遠端への変倍に際し、移動レンズ群を、いずれも拡大側に移動するように構成することにより、より変倍比を大きく設定することが可能となる(実施例1、2、4〜7)。
ただし、これは、上記移動レンズ群の各々について、広角端での位置よりも望遠端での位置の方が、より拡大側に設定されていることを意味しているのであって、中間領域において一旦縮小側に移動することを排除するものではない。
また、フォーカス調整は、第1レンズ群Gを光軸方向に移動させることにより行われる。
また、本実施形態に係る投写型ズームレンズは、下記条件式(1)〜(3)を満足することが好ましい。
−2.5≦f1/fw≦−0.9・・・・(1)
0.9≦f3/fw≦4.0・・・・・(2)
1.5≦f5/fw≦5.0・・・・・(3)
ただし、
fw:広角端でのレンズ系全体の焦点距離
f1:第1レンズ群Gの焦点距離
f3:第3レンズ群Gの焦点距離
f5:第5レンズ群Gの焦点距離
さらに、下記条件式(4)を満足することが好ましい。
−30.0≦fn/fw≦−0.5・・・・(4)
ただし、
fn:前記空気レンズの焦点距離
ここで、上述した条件式(1)〜(5)の技術的意義について説明する。
条件式(1)は、収差補正を良好なものとし、かつレンズバックを適切な長さとし得る範囲を規定するものである。すなわち、条件式(1)の下限を下回った場合は、レンズバックが短くなりすぎ、色合成部等の挿入が困難となる。一方、その上限を上回った場合は、収差補正が困難となり、またレンズバックが長くなりすぎ、系が大型化してしまう。
また、条件式(2)は、収差補正を良好なものとし、かつ系のコンパクト化を図り得る範囲を規定するものである。すなわち、条件式(2)の下限を下回った場合は、収差補正が困難となる。一方、その上限を上回った場合は、レンズの移動量が大きくなりすぎ、系が大型化してしまう。
また、条件式(3)も、収差補正を良好なものとし、かつ系のコンパクト化を図り得る範囲を規定するものである。すなわち、条件式(3)の下限を下回った場合は、収差補正が困難となる。一方、その上限を上回った場合は、レンズバックが長くなりすぎ、系が大型化してしまう。
また、条件式(4)は、収差補正を良好なものとし得る上記空気レンズのパワーの範囲を規定するものである。すなわち、条件式(4)の下限を下回った場合は、収差補正、特にサジタル方向の像面補正が困難となる。一方、その上限を上回った場合は、収差補正、特にコマ収差の補正が困難となる。
なお、条件式(4)に替えて、下記条件式(4´)を満足するように設定することにより、上記収差補正の作用効果がより良好なものとなる。
−12.0≦fn/fw≦−0.5・・・・(4´)
さらに、条件式(4´)に替えて、下記条件式(4´´)を満足するように設定することにより、上記収差補正の作用効果が極めて良好なものとなる。
−7.0≦fn/fw≦−0.5・・・・(4´´)
ここで、下記各実施例の投写型ズームレンズは、いずれも非球面レンズを含むものであり、その非球面形状は下記非球面式により表わされる。
また、非球面(実施例4〜6においては第1レンズLの縮小側の面)は、ガラスレンズの表面に樹脂層を密着形成せしめ、該樹脂層と空気との境界面を非球面とすることにより形成する複合非球面とすることが可能である。
さらに、フォーカス調整は、前記第1レンズ群Gを光軸方向に移動させることにより行うことが好ましい。
Figure 2009069540
次に、上述した投写型ズームレンズを搭載した投写型表示装置の一例を図15により説明する。図15に示す投写型表示装置は、ライトバルブとして透過型液晶パネル11a〜cを備え、投写型ズームレンズ10として上述した実施形態に係る投写型ズームレンズを用いている。また、光源20とダイクロイックミラー12の間には、フライアイ等のインテグレータ(図示を省略)が配されており、光源20からの白色光は照明光学部を介して、3つの色光光束(G光、B光、R光)にそれぞれ対応する液晶パネル11a〜cに入射されて光変調され、クロスダイクロイックプリズム14により、色合成され投写型ズームレンズ10により図示されないスクリーン上に投影される。この装置は、色分解のためのダイクロイックミラー12、13、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム14、コンデンサレンズ16a〜c、全反射ミラー18a〜cを備えている。本実施形態の投写型表示装置は、本実施形態に係る投写型ズームレンズを用いているので、広角、かつ投写画像の画質が良好であり、明るく、小型かつ軽量な投写型表示装置とすることができる。
なお、本発明の投写型ズームレンズは透過型の液晶表示パネルを用いた投写型表示装置の投写型ズームレンズとしての使用態様に限られるものではなく、反射型の液晶表示パネルあるいはDMD等の他の光変調手段を用いた装置の投写型ズームレンズ等として用いることも可能である。
また、図16(A)、(B)に示すように、いずれかの透過型液晶パネル11a〜cとクロスダイクロイックプリズム14との間に、倍率色補正手段として機能する、正レンズ15aまたは負レンズ15bを挿入することにより、ズームレンズ10のみによっては補正が困難な場合においても系全体としての倍率色収差を補正することが可能である。
以下、具体的な実施例を用いて、本発明の投写型ズームレンズをさらに説明する。
<実施例1>
この実施例1にかかる投写型ズームレンズは、前述したように図1に示す如き構成とされている。すなわちこの投写型ズームレンズは、拡大側から順に、第1レンズ群Gは、両面が非球面とされた両凹レンズよりなる第1レンズLのみからなり、第2レンズ群Gは、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第2レンズLのみからなり、第3レンズ群Gは、両面が非球面とされた両凸レンズよりなる第3レンズLのみからなる。また、第4レンズ群Gは、両面が非球面とされた両凹レンズよりなる第4レンズL、該第4レンズLとの間に負の空気レンズが形成されるように配置された、両凸レンズよりなる第5レンズL、および縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第6レンズLからなる。また、第5レンズ群Gは、両凸レンズよりなる第7レンズLのみからなる。なお、開口絞り3が第3レンズ群Gと第4レンズ群Gとの間に配されており、第4レンズ群Gと一体的に移動するように構成されている。また、開口絞り3に替えて、または開口絞り3と共にマスクが配設されていても良い。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移動に伴い、第2レンズ群G、第3レンズ群Gおよび第4レンズ群Gが、互いに独立して拡大側に移動する。
また、フォーカス調整は、第1レンズ群Gを光軸方向に移動させることにより行われる。
この実施例1における各レンズ面の曲率半径R(レンズ全系の焦点距離を1.0として規格化されている;以下の各表において同じ)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔D(上記曲率半径Rと同様に規格化されている;以下の各表において同じ)、各レンズのd線における屈折率Ndおよびアッベ数νdを表1の上段に示す。なお、この表1および後述する表2〜7において、各記号R、D、Nd、νdに対応させた数字は拡大側から順次増加するようになっている。
また、表1の中段には各非球面に対応する各定数K、A〜A12の値が示されており、表1の下段には、広角端(ワイド)および望遠端(テレ)の各場合における、可変間隔1(第1レンズ群Gと第2レンズ群Gとの間隔)、可変間隔2(第2レンズ群Gと第3レンズ群Gとの間隔)、可変間隔3(第3レンズ群Gと第4レンズ群Gとの間隔)および可変間隔4(第4レンズ群Gと第5レンズ群Gとの間隔)が示されている。
Figure 2009069540
また、表8に実施例1における上記各条件式に対応する数値を示す。
図8は実施例1の投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。なお、図8および以下の図9〜14において、各球面収差図にはd線、F線、C線の光に対する収差が示されており、各非点収差図にはサジタル像面およびタンジェンシャル像面についての収差が示されており、各倍率色収差図にはd線の光に対するF線およびC線の光についての収差が示されている。
この図8から明らかなように、実施例1の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角2ωが59.6度と広角で、広角端でのF値が1.80と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。
また、表8に示すように実施例1の投写型ズームレンズによれば、条件式(1)〜(4)が満足され、さらに条件式(4´)、(4´´)についても満足されている。
<実施例2>
実施例2に係る投写型ズームレンズの概略構成を図2に示す。この実施例2にかかる投写型ズームレンズは、実施例1のものと略同様の構成とされているが、主として、第3レンズ群Gを構成する第3レンズLが凸面を拡大側に向けた正のメニスカスレンズよりなり、また、開口絞り3の他に、第3レンズ群Gの縮小側において、この第3レンズ群Gと一体的に移動するマスク4を配置した構成とされている点において相違している。
さらに、変倍時において、広角端から望遠端への移動に伴い、第3レンズ群Gおよび第4レンズ群Gが、互いに独立して拡大側に移動する点において相違している。
この実施例2における各レンズ面の曲率半径R、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔D、各レンズのd線における屈折率Ndおよびアッベ数νdを表2に示す。
また、表2の中段には各非球面に対応する各定数K、A〜A12の値が示されており、表2の下段には、広角端(ワイド)および望遠端(テレ)の各場合における、可変間隔1(第2レンズ群Gと第3レンズ群Gとの間隔)、可変間隔2(第3レンズ群Gと第4レンズ群Gとの間隔)および可変間隔3(第4レンズ群Gと第5レンズ群Gとの間隔)が示されている。
Figure 2009069540
また、表8に実施例2における上記各条件式に対応する数値を示す。
図9は実施例2の投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。
この図9から明らかなように、実施例2の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角2ωが59.6度と広角で、広角端でのF値が1.81と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。
また、表8に示すように実施例2の投写型ズームレンズによれば、条件式(1)〜(4)が満足され、さらに条件式(4´)、(4´´)についても満足されている。
<実施例3>
実施例3に係る投写型ズームレンズの概略構成を図3に示す。この実施例3にかかる投写型ズームレンズは、実施例1のものと略同様の構成とされているが、主として、第4レンズ群Gを構成する、第4レンズLが両面球面レンズ、第5レンズLが両面非球面レンズよりなる点において相違している。さらに、変倍時において、第2レンズ群Gは、広角端から望遠端に向かうにしたがって、拡大側から縮小側に移動するように構成されている点においても相違している。
この実施例3における各レンズ面の曲率半径R、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔D、各レンズのd線における屈折率Ndおよびアッベ数νdを表3に示す。
また、表3の中段には各非球面に対応する各定数K、A〜A12の値が示されており、表3の下段には、広角端(ワイド)および望遠端(テレ)の各場合における、可変間隔1(第1レンズ群Gと第2レンズ群Gとの間隔)、可変間隔2(第2レンズ群Gと第3レンズ群Gとの間隔)、可変間隔3(第3レンズ群Gと第4レンズ群Gとの間隔)および可変間隔4(第4レンズ群Gと第5レンズ群Gとの間隔)が示されている。
Figure 2009069540
また、表8に実施例3における上記各条件式に対応する数値を示す。
図10は実施例3の投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。
この図10から明らかなように、実施例3の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角2ωが59.6度と広角で、広角端でのF値が1.80と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。
また、表8に示すように実施例3の投写型ズームレンズによれば、条件式(1)〜(4)が満足され、さらに条件式(4´)についても満足されている。
<実施例4>
実施例4に係る投写型ズームレンズの概略構成を図4に示す。この実施例4にかかる投写型ズームレンズは、実施例1のものと略同様の構成とされているが、主として、第1レンズ群Gを構成するレンズが、複合非球面レンズとされた第1レンズLとされている点で相違している。すなわち、この第1レンズLは、拡大側に凸面を向けた正のメニスカス形状をなすガラスレンズsの表面に薄い樹脂層sを密着形成せしめ、該樹脂層sと空気との境界面を非球面とすることにより形成される。また、第3レンズ群Gを構成する第3レンズLが両凸レンズとされ、第4レンズ群Gを構成する、第4レンズL、第5レンズLおよび第6レンズLが各々、両凹レンズ、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ、および両凸レンズよりなる点において相違している。また、第3レンズ群Gの拡大側に配された開口絞り3の他に、第2レンズ群Gの縮小側において、この第2レンズ群Gと一体的に移動するマスク4を配置した構成とされている点において相違している。なお、本実施例においては、複合非球面レンズである第1レンズLの最も縮小側の面のみが非球面とされており、他は全て球面とされている。また、本実施例のものでは、変倍時において、広角端から望遠端への移行に伴い、第2レンズ群G、第3レンズ群Gおよび第4レンズ群Gが拡大側に移動することになるが、第2レンズ群Gおよび第3レンズ群Gは一体的に移動するように構成されている。
この実施例4における各レンズ面の曲率半径R、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔D、各レンズのd線における屈折率Ndおよびアッベ数νdを表4に示す。
また、表4の中段には各非球面に対応する各定数K、A〜A12の値が示されており、表4の下段には、広角端(ワイド)および望遠端(テレ)の各場合における、可変間隔1(第1レンズ群Gと第2レンズ群Gとの間隔)、可変間隔2(第3レンズ群Gと第4レンズ群Gとの間隔)および可変間隔3(第4レンズ群Gと第5レンズ群Gとの間隔)が示されている。
Figure 2009069540
また、表8に実施例4における上記各条件式に対応する数値を示す。
図11は実施例4の投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。
この図11から明らかなように、実施例4の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角2ωが59.4度と広角で、広角端でのF値が2.50と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。
また、表8に示すように実施例4の投写型ズームレンズによれば、条件式(1)〜(4)が満足され、さらに条件式(2´)、(2´´)についても満足されている。
<実施例5>
実施例5に係る投写型ズームレンズの概略構成を図5に示す。この実施例5にかかる投写型ズームレンズは、実施例4のものと略同様の構成とされているが、主として、第4レンズ群Gを構成するレンズのうち、第4レンズLの両面が非球面とされ、第5レンズLが縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなり、第6レンズLが縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる点において相違している。
また、本実施例のものでは、変倍時において、広角端から望遠端への移動に伴い、第2レンズ群G、第3レンズ群Gおよび第4レンズ群Gが拡大側に移動することになるが、このとき第4実施例のものと同様に、第2レンズ群Gおよび第3レンズ群Gは一体的に移動するように構成されている。
この実施例5における各レンズ面の曲率半径R、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔D、各レンズのd線における屈折率Ndおよびアッベ数νdを表5に示す。
また、表5の中段には各非球面に対応する各定数K、A〜A12の値が示されており、表5の下段には、広角端(ワイド)および望遠端(テレ)の各場合における、可変間隔1(第1レンズ群Gと第2レンズ群Gとの間隔)、可変間隔2(第3レンズ群Gと第4レンズ群Gとの間隔)および可変間隔3(第4レンズ群Gと第5レンズ群Gとの間隔)が示されている。
Figure 2009069540
また、表8に実施例5における上記各条件式に対応する数値を示す。
図12は実施例5の投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。
この図12から明らかなように、実施例5の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角2ωが59.6度と広角で、広角端でのF値が1.91と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。
また、表8に示すように実施例5の投写型ズームレンズによれば、条件式(1)〜(4)が満足され、さらに条件式(4´)、(4´´)についても満足されている。
<実施例6>
実施例6に係る投写型ズームレンズの概略構成を図6に示す。この実施例6にかかる投写型ズームレンズは、実施例5のものと略同様の構成とされているが、主として、第4レンズ群Gを構成するレンズのうち、第4レンズLが、その光軸近傍において、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる点において相違している。また、変倍時において、広角端から望遠端への移動に伴い、第2レンズ群G、第3レンズ群Gおよび第4レンズ群Gが、互いに独立して拡大側に移動する点において相違している。さらに、開口絞り3およびマスク4は、表されていない。
また、表6の中段には各非球面に対応する各定数K、A〜A12の値が示されており、表6の下段には、広角端(ワイド)および望遠端(テレ)の各場合における、可変間隔1(第1レンズ群Gと第2レンズ群Gとの間隔)、可変間隔2(第2レンズ群Gと第3レンズ群Gとの間隔)、可変間隔3(第3レンズ群Gと第4レンズ群Gとの間隔)および可変間隔4(第4レンズ群Gと第5レンズ群Gとの間隔)が示されている。
Figure 2009069540
また、表8に実施例6における上記各条件式に対応する数値を示す。
図13は実施例6の投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。
この図13から明らかなように、実施例6の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角2ωが59.6度と広角で、広角端でのF値が1.74と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。
また、表8に示すように実施例6の投写型ズームレンズによれば、条件式(1)〜(4)が満足され、さらに条件式(4´)、(4´´)についても満足されている。
<実施例7>
実施例7に係る投写型ズームレンズの概略構成を図7に示す。この実施例7にかかる投写型ズームレンズは、実施例1のものと略同様の構成とされているが、主として、第3レンズ群Gを構成する第3レンズLが凸面を拡大側に向けた正のメニスカスレンズよりなる点において相違している。
この実施例7における各レンズ面の曲率半径R、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔D、各レンズのd線における屈折率Ndおよびアッベ数νdを表7に示す。
また、表7の中段には各非球面に対応する各定数K、A〜A12の値が示されており、表7の下段には、広角端(ワイド)および望遠端(テレ)の各場合における、可変間隔1(第1レンズ群Gと第2レンズ群Gとの間隔)、可変間隔2(第2レンズ群Gと第3レンズ群Gとの間隔)、可変間隔3(第3レンズ群Gと第4レンズ群Gとの間隔)および可変間隔4(第4レンズ群Gと第5レンズ群Gとの間隔)が示されている。
Figure 2009069540
また、表8に実施例7における上記各条件式に対応する数値を示す。
図14は実施例7の投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図である。
この図14から明らかなように、実施例7の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角2ωが59.8度と広角で、広角端でのF値が1.81と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。
また、表8に示すように実施例7の投写型ズームレンズによれば、条件式(1)〜(4)が満足され、さらに条件式(4´)、(4´´)についても満足されている。
Figure 2009069540
本発明の実施例1に係る投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における構成を示す概略図 本発明の実施例2に係る投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における構成を示す概略図 本発明の実施例3に係る投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における構成を示す概略図 本発明の実施例4に係る投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における構成を示す概略図 本発明の実施例5に係る投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における構成を示す概略図 本発明の実施例6に係る投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における構成を示す概略図 本発明の実施例7に係る投写型ズームレンズの広角端(ワイド)および望遠端(テレ)における構成を示す概略図 実施例1の投写型ズームレンズの諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図 実施例2の投写型ズームレンズの諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図 実施例3の投写型ズームレンズの諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図 実施例4の投写型ズームレンズの諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図 実施例5の投写型ズームレンズの諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図 実施例6の投写型ズームレンズの諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図 実施例7の投写型ズームレンズの諸収差(球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差)を示す収差図 本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図 本発明の変更形態に係る投写型表示装置の一部を説明するための概略構成図
符号の説明
〜G レンズ群
〜L レンズ
〜R19 レンズ面等の曲率半径
〜D18 レンズ面間隔(レンズ厚)
X 光軸
1 画像表示面
2 ガラスブロック(フィルタ部を含む)
3 開口絞り
4 マスク
10 投写型ズームレンズ
11a〜c 透過型液晶パネル
12、13 ダイクロイックミラー
14 クロスダイクロイックプリズム
15a、b 倍率色補正手段(レンズ)
16a〜c コンデンサレンズ
18a〜c 全反射ミラー
20 光源

Claims (12)

  1. 拡大側から順に、少なくとも1面が非球面からなる1枚の負の非球面レンズよりなる第1レンズ群と、拡大側に凸面を向けた1枚の正レンズよりなる第2レンズ群と、拡大側に凸面を向けた1枚の正レンズよりなる第3レンズ群と、拡大側に凹面を向けた負レンズからなる第41レンズ、該第41レンズと間隔を空けて配置された第42レンズ、および縮小側に凸面を向けた正レンズからなる第43レンズの3枚のレンズを拡大側からこの順で配列された第4レンズ群と、拡大側に凸面を向けた1枚の正レンズよりなる第5レンズ群と、からなり、
    変倍時には、少なくとも前記第3レンズ群と前記第4レンズ群が光軸方向に移動するように構成されるとともに、縮小側が略テレセントリックに構成されていることを特徴とする投写型ズームレンズ。
  2. さらに、以下の条件式(1)〜(3)を満足するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の投写型ズームレンズ。
    −2.5≦f1/fw≦−0.9・・・・(1)
    0.9≦f3/fw≦4.0・・・・・(2)
    1.5≦f5/fw≦5.0・・・・・(3)
    ただし、
    fw:広角端でのレンズ系全体の焦点距離
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    f3:前記第3レンズ群の焦点距離
    f5:前記第5レンズ群の焦点距離
  3. 変倍時には、前記第3レンズ群および前記第4レンズ群のみが光軸方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の投写型ズームレンズ。
  4. 変倍時には、前記第2レンズ群、第3レンズ群および第4レンズ群のみが光軸方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の投写型ズームレンズ。
  5. 変倍時には、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が一体となって光軸方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項4記載の投写型ズームレンズ。
  6. 前記第41レンズと前記第42レンズとの間隔により負の空気レンズが形成され、以下の条件式(4)を満足するように構成されていることを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項記載の投写型ズームレンズ。
    −30.0≦fn/fw≦−0.5・・・・(4)
    ただし、
    fn:前記空気レンズの焦点距離
  7. 前記第42レンズの拡大側が凹面で構成され、さらに以下の条件式(4´)を満足することを特徴とする請求項6記載の投写型ズームレンズ。
    −12.0≦fn/fw≦−0.5・・・・(4´)
  8. 前記空気レンズが両凸形状とされていることを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項記載の投写型ズームレンズ。
  9. 前記第4レンズ群に含まれる複数のレンズ面のうち、少なくとも1面が非球面で構成されたことを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項記載の投写型ズームレンズ。
  10. 前記非球面のうち少なくとも1つは、ガラスレンズの表面に樹脂層を密着形成せしめ、該樹脂層と空気との境界面を非球面としたことを特徴とする請求項1〜9のうちいずれか1項記載の投写型ズームレンズ。
  11. フォーカス調整は、前記第1レンズ群を光軸方向に移動させることにより行う構成とされていることを特徴とする請求項1〜10のうちいずれか1項記載の投写型ズームレンズ。
  12. 光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、請求項1〜11のうちいずれか1項記載の投写型ズームレンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写型ズームレンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。
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