JP2010039017A - 口径の小さいレンズ系及びそれを用いたプロジェクタ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第1レンズ群、全体で正の屈折力を有する第2レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は、拡大側から順に、負レンズ、負レンズ、負レンズ及び正レンズの4枚を配して構成され、前記第2レンズ群は、拡大側から順に正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの5枚のレンズを配して構成され、前記第3レンズ群は、正レンズ1枚を配して構成される変倍可能なズームレンズである。
【選択図】 図1
Description
(1) 7.0 < TL / fw < 10.0
(2) 1.8 < dII w / fw < 2.5
(3) −1.0 < mII w < −0.5
(4) −1.0 < fw / fI < −0.55
(5) 1.4 < mII T / mII w < 2.8
ただし、
TL :広角端における第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面と合焦位置までの光軸上の距離
(第1レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離1700mmに合焦状態)
fw :広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
(第1レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離1700mmに合焦状態)
dII w :広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の間の空気間隔
fI :第1レンズ群の合成焦点距離
mII w :広角端における第2レンズ群の倍率
mII T :望遠端における第2レンズ群の倍率
(6) 1.4 < LI / fw < 2.2
(7) −0.8 < fw / f1 < −0.2
(8) 0.9 < fw / r2 < 1.4
(9) 25 <(V1+V2+V3)/ 3−V4
ただし、
LI :第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面と、第1レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の光軸上の距離
f1 :第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの焦点距離
r2 :第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
V1 :第1レンズ群で最も拡大側に配置される負レンズのアッベ数
V2 :第1レンズ群で拡大側から2枚目に配置される負レンズのアッベ数
V3 :第1レンズ群で拡大側から3枚目に配置される負レンズのアッベ数
V4 :第1レンズ群で最も縮小側に配置される正レンズのアッベ数
(10) −0.25 < fw / f2
ただし、
f2 :第1レンズ群で拡大側から2枚目に配置されるレンズの焦点距離
(11) 0.2 < fw / rII 1 < 0.4
(12) 25 <(V5+V7+V9)/ 3−(V6+V8)/ 2
(13) 69 < V9
ただし、
rII 1 :第2レンズ群の最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
V5 :第2レンズ群で最も拡大側に配置される正レンズのアッベ数
V6 :第2レンズ群で拡大側から2枚目に配置される負レンズのアッベ数
V7 :第2レンズ群で拡大側から3枚目に配置される正レンズのアッベ数
V8 :第2レンズ群で拡大側から4枚目に配置される負レンズのアッベ数
V9 :第2レンズ群で最も縮小側に配置される正レンズのアッベ数
(14) −0.8 < fw / f8 < −0.3
(15) −0.2 < fw / rII 10 < −0.4
ただし、
f8 :第2レンズ群の拡大側から4枚目に配置されるレンズの焦点距離
rII 10:第2レンズ群の最も縮小面側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
(1) 7.0 < TL / fw < 10.0
(2) 1.8 < dII w / fw < 2.5
(3) −1.0 < mII w < −0.5
(4) −1.0 < fw / fI < −0.55
(5) 1.4 < mII T / mII w < 2.8
ただし、
TL :広角端における第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面と合焦位置までの光軸上の距離
(第1レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離1700mmに合焦状態)
fw :広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
(第1レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離1700mmに合焦状態)
dII w :広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の間の空気間隔
fI :広角端における第1レンズ群の合成焦点距離
(第1レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離1700mmに合焦状態)
mII w :広角端における第2レンズ群の倍率
mII T :望遠端における第2レンズ群の倍率
また、前記第1レンズ群で第1レンズ群の光軸上の寸法に関して、下記条件式(6)を満足し、最も拡大側に配置されるレンズのパワーに関して下記条件式(7)を満足し、前記第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの縮小側面の形状に関して下記条件式(8)を満足し、前記第1レンズ群を構成する各レンズに使用される硝材の分散特性に関して下記条件式(9)を満足していることが好ましい。
(6) 1.4 < LI / fw < 2.2
(7) −0.8 < fw / f1 < −0.2
(8) 0.9 < fw / r2 < 1.4
(9) 25 <(V1+V2+V3)/ 3−V4
ただし、
LI :第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面と、第1レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の光軸上の距離
f1 :第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの焦点距離
r2 :第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
V1 :第1レンズ群で最も拡大側に配置される負レンズのアッベ数
V2 :第1レンズ群で拡大側から2枚目に配置される負レンズのアッベ数
V3 :第1レンズ群で拡大側から3枚目に配置される負レンズのアッベ数
V4 :第1レンズ群で最も縮小側に配置される正レンズのアッベ数
第2レンズ群と第3レンズ群の間のバックフォーカスに相当する部分を長く取る為には、特に第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの負パワーを増大することが有効であるが、負パワーが過大になると諸収差を補正することが困難になる。これを第1レンズ群の光軸上の距離を大きくとることにより解決するか、第1レンズ群の負パワーを分散するために、レンズ枚数を増加させることで解決することになり、必然的に第1レンズ群はある程度長くならざるを得ない。条件式(6)の上限を超えると光軸方向の寸法が大きく成り過ぎて仕様を満足することが難しくなり小型化の意味がなくなり、下限を超えると小口径化は難しくなる。
第1レンズ群の最も拡大側に配置されるレンズの縮小側の面形状に関するもので、強いパワーを持たせながら、拡大側の光線束に対して概ね同心的形状とし、根本的に収差の発生を抑えた形状としている。したがって上限を超えると、球面収差、コマ収差が補正不足となり、下限を超えると逆に補正過剰になる。
合焦動作を前記第1レンズ群を光軸方向に移動することにより達成し、前記第1レンズ群を構成する前記第1レンズ群で拡大側から2枚目に配置されるレンズに関して、条件式(10)を満足し、前記第1レンズ群で2枚目に配置されるレンズの少なくとも片面が非球面形状であることが好ましい。
(10) −0.25 < fw / f2
ただし、
f2 :第1レンズ群で拡大側から2枚目に配置されるレンズの焦点距離
前述のように、第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの負パワーを増大することは、広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の間の空気間隔を確保し、かつ小型化に有効であるが、球面形状では像面湾曲を含んだ諸収差補正は困難であるため、第1レンズ群の拡大側から2枚目に配置されるレンズに、条件式(10)を満足する弱い負パワーを持つ非球面レンズにすることで、像面湾曲を含んだ諸収差補正が可能になる。
前記第2レンズ群は、拡大側から順に正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの5枚で構成され、前記第2レンズ群を構成するレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側の形状に関して下記条件式(11)を満足しており、前記第2レンズ群を構成する5枚の各レンズに使用される硝材の分散特性に関して下記条件式(12)を満足しており、前記第2レンズ群の最も縮小側に配置されるレンズの分散特性に関して下記条件式(13)を満足していることが好ましい。
(11) 0.2 < fw / rII 1 < 0.4
(12) 25 <(V5+V7+V9)/ 3−(V6+V8)/ 2
(13) 69 < V9
ただし、
rII 1 :第2レンズ群の最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
V5 :第2レンズ群で最も拡大側に配置される正レンズのアッベ数
V6 :第2レンズ群で拡大側から2枚目に配置される負レンズのアッベ数
V7 :第2レンズ群で拡大側から3枚目に配置される正レンズのアッベ数
V8 :第2レンズ群で拡大側から4枚目に配置される負レンズのアッベ数
V9 :第2レンズ群で最も縮小側に配置される正レンズのアッベ数
前記第2レンズ群の拡大側から4枚目に配置されるレンズの拡大側の面が非球面であり、前記レンズのパワー関して下記条件式(14)を満足しており、前記第2レンズ群の最も縮小側に配置されるレンズの縮小側の面の形状に関して下記条件式(15)を満足していることが好ましい。
(14) −0.8 < fw / f8 < −0.3
(15) −0.2 < fw / rII 10 < −0.4
ただし、
f8 :第2レンズ群の拡大側から4枚目に配置されるレンズの焦点距離
rII 10:第2レンズ群の最も縮小面側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
このように本発明によるコンパクトなズームレンズをプロジェクタ装置に搭載することにより装置全体を小型化することが可能となり、携帯にも便利な薄型のプロジェクタ装置を提供することが出来る。
Z=(Y2 /r)/〔1+√{1−(1+K)(Y/r)2 }〕
+A・Y4 +B・Y6 +C・Y8 +D・Y10+‥‥
で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面で、近軸曲率半径:r、円錐定数:K、高次の非球面係数:A、B、C、D‥‥を与えて形状を定義する。尚表中の円錐定数及び高次の非球面係数の表記において「Eとそれに続く数字」は「10の累乗」を表している。例えば、「E−4」は10-4を意味し、この数値を直前の数値に掛ければ良い。
本発明のコンパクトなズームレンズの第1実施例について数値例を表1に示す。また図1は、そのレンズ構成図、図2はその諸収差図である。
表及び図面中、fはズームレンズ全系の焦点距離、FnoはFナンバー、2ωはズームレンズの全画角を表す。また、rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、nd はd線に対する屈折率、νd はd線のアッベ数を示す(ただし、表中の合焦動作により変化する数値は101面からの物体距離を1700mmとした合焦状態での数値)。諸収差図中の球面収差図におけるCA1、CA2、CA3はそれぞれCA1=550.0nm、CA2=450.0nm、CA3=620.0nmの波長における収差曲線である。非点収差図におけるSはサジタル、Mはメリディオナルを示している。また、全般に亘り特別に記載のない限り、諸値の計算に使用している波長はCA1=550.0nmである。
本発明のコンパクトなズームレンズの第2実施例について数値例を表2に示す。また図3は、そのレンズ構成図、図4はその諸収差図である。
本発明のコンパクトなズームレンズの第3実施例について数値例を表3に示す。また図5は、そのレンズ構成図、図6はその諸収差図である。
Claims (6)
- 拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第1レンズ群、全体で正の屈折力を有する第2レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸のメニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ、負レンズ、負レンズ及び正の屈折力を有するレンズの4枚を配して構成され、前記第2レンズ群は、拡大側から順に正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの5枚のレンズを配して構成され、前記第3レンズ群は、正レンズ1枚を配して構成される変倍可能なズームレンズであって、前記第3レンズ群は変倍動作中固定されており、前記第1レンズ群は広角端から中間域までは拡大側から縮小側方向へ、また中間域から望遠端にかけては縮小側から拡大側方向へ光軸上を移動し、前記第2レンズ群は広角端から望遠端にかけて縮小側から拡大側方向へ光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成しており、広角端における第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面と合焦位置までの光軸上の距離に関して下記条件式(1)を満足しており、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との位置関係に関して下記条件式(2)を満足しており、前記第2レンズ群の広角端における倍率に関して下記条件式(3)を満足しており、前記第1レンズ群のパワーに関して下記条件式(4)を満足しており、前記第2レンズ群の望遠端における倍率に関して下記条件式(5)を満足していることを特徴とするコンパクトなズームレンズ。
(1) 7.0 < TL / fw < 10.0
(2) 1.8 < dII w / fw < 2.5
(3) −1.0 < mII w < −0.5
(4) −1.0 < fw / fI < −0.55
(5) 1.4 < mII T / mII w < 2.8
ただし、
TL :広角端における第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面と合焦位置までの光軸上の距離
(第1レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離1700mmに合焦状態)
fw :広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
(第1レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離1700mmに合焦状態)
dII w :広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の間の空気間隔
fI :第1レンズ群の合成焦点距離
mII w :広角端における第2レンズ群の倍率
mII T :望遠端における第2レンズ群の倍率 - 前記請求項1記載のコンパクトなズームレンズにおいて、前記第1レンズ群の光軸上の寸法に関して、下記条件式(6)を満足しており、前記第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズのパワーに関して下記条件式(7)を満足しており、前記第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの縮小側面の形状に関して下記条件式(8)を満足しており、前記第1レンズ群を構成する各レンズに使用される硝材の分散特性に関して下記条件式(9)を満足していることを特徴とする。
(6) 1.4 < LI / fw < 2.2
(7) −0.8 < fw / f1 < −0.2
(8) 0.9 < fw / r2 < 1.4
(9) 25 <(V1+V2+V3)/ 3−V4
ただし、
LI :第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面と、第1レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の光軸上の距離
f1 :第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの焦点距離
r2 :第1レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
V1 :第1レンズ群で最も拡大側に配置される負レンズのアッベ数
V2 :第1レンズ群で拡大側から2枚目に配置される負レンズのアッベ数
V3 :第1レンズ群で拡大側から3枚目に配置される負レンズのアッベ数
V4 :第1レンズ群で最も縮小側に配置される正レンズのアッベ数 - 前記請求項1及び2記載のコンパクトなズームレンズにおいて、合焦動作を前記第1レンズ群を光軸方向に移動することにより達成し、前記第1レンズ群を構成する前記第1レンズ群で2枚目に配置されるレンズに関して条件式(10)を満足しており、前記第1レンズ群で2枚目に配置されるレンズの少なくとも片面が非球面形状であることを特徴とする。
(10) −0.25 < fw / f2
ただし、
f2 :第1レンズ群で拡大側から2枚目に配置されるレンズの焦点距離 - 前記請求項1記載のコンパクトなズームレンズにおいて、前記第2レンズ群は、拡大側から順に正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの5枚で構成され、前記第2レンズ群を構成するレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側の形状に関して下記条件式(11)を満足しており、前記第2レンズ群を構成する5枚の各レンズに使用される硝材の分散特性に関して下記条件式(12)を満足しており、前記第2レンズ群の最も縮小側に配置される硝材の分散特性に関して下記条件式(13)を満足していることを特徴とする。
(11) 0.2 < fw / rII 1 < 0.4
(12) 25 <(V5+V7+V9)/ 3−(V6+V8)/ 2
(13) 69 < V9
ただし、
rII 1 :第2レンズ群の最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
V5 :第2レンズ群で最も拡大側に配置される正レンズのアッベ数
V6 :第2レンズ群で拡大側から2枚目に配置される負レンズのアッベ数
V7 :第2レンズ群で拡大側から3枚目に配置される正レンズのアッベ数
V8 :第2レンズ群で拡大側から4枚目に配置される負レンズのアッベ数
V9 :第2レンズ群で最も縮小側に配置される正レンズのアッベ数 - 前記請求項4記載のコンパクトなズームレンズにおいて、前記第2レンズ群の拡大側から4枚目に配置されるレンズの拡大側の面が非球面であり、前記レンズのパワー関して下記条件式(14)を満足しており、前記第2レンズ群の最も縮小側に配置されるレンズの縮小側の面の形状に関して下記条件式(15)を満足していることを特徴とする。
(14) −0.8 < fw / f8 < −0.3
(15) −0.2 < fw / rII 10 < −0.4
ただし、
f8 :第2レンズ群の拡大側から4枚目に配置されるレンズの焦点距離
rII 10:第2レンズ群の最も縮小面側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径 - 前記請求項1から前記請求項5の少なくともいずれかの1項に記載されるコンパクトなズームレンズを搭載していることを特徴としたプロジェクタ装置。
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KR20130116740A (ko) * | 2012-04-16 | 2013-10-24 | 엘지전자 주식회사 | 영상투사장치 |
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JP2005024804A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Ricoh Co Ltd | ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 |
JP2008026749A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Casio Comput Co Ltd | ズームレンズ及びプロジェクタ装置 |
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2008
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JPWO2018105012A1 (ja) * | 2016-12-05 | 2018-12-06 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | ズームレンズ、撮像装置、移動体及びシステム |
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