JP2010169799A - Zoom lens and projector device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主にＤＭＤなどの光の反射方向を変えて画像を形成するライトバルブからの画像をスクリーンその他に拡大投射するレンズ口径が小さくコンパクトなズームレンズに関するものである。 The present invention relates to a compact zoom lens having a small lens aperture for enlarging and projecting an image from a light valve for forming an image mainly by changing the reflection direction of light such as DMD.
近年、プロジェクタ装置のライトバルブとしてＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いた製品が急速に普及してきている。プロジェクタ装置においてライトバルブとしてこのＤＭＤを用いる場合、使用する投射用レンズに関して、幾つかのＤＭＤ特有の制約が発生する。第１の制約は小型のプロジェクタ装置を開発する上で最大の制約とも考えられる投射用レンズのＦ値に関するものである。現在、ＤＭＤにおいて、画像を生成する際にマイクロミラーのＯＮ及びＯＦＦを表現するために旋回する角度は±１２°であり、これにより有効な反射光（有効光）と無効な反射光（無効光）とを切り替えている。従って、ＤＭＤをライトバルブとしたプロジェクタ装置においては有効光をとらえる必要があると共に無効光を捉えないことが条件となり、この条件から投射用レンズのＦ値を導くことが出来、すなわちＦ＝２．４となる。実際にはさらに少しでも光量を取り込みたいという要望があるため、実害のない範囲でのコントラストの低下などに配慮した上で更なる小さなＦ値を要求されることも多い。また、この様な条件は投射用レンズのライトバルブ側の瞳の位置が一定という条件のもとで成立しているため、ズームレンズなどの瞳位置が移動する場合は、移動した分、光量のロスなどが生ずるため、一般的には明るさが問題となりやすい広角端で瞳位置を最適化するなどの配慮も必要となる。第２の制約は光源系との配置に関するものである。小型化の為には投射用レンズのイメージサークルはなるべく小さくしたい為に、ＤＭＤに投射用の光束を入力する光源系の配置は限られてしまう。前述のＤＭＤからの有効光を投射用レンズに入力するには、光源系を投射用レンズとほぼ同じ方向（隣り合わせ）に設置することとなる。また投射用レンズの最もライトバルブ側レンズとライトバルブとの間（すなわち一般的にはバックフォーカス）を投射系と光源系との両光学系で使用することになり、投射用レンズには大きなバックフォーカスを設けなければならないと同時に、光源からの導光スペースを確保するために、ライトバルブ側のレンズ系を小さく設計する必要が生ずる。このことは投射用レンズの光学設計の立場から考えると、投射用レンズの後方付近にライトバルブ側の瞳位置が来るように設計するという制約となる。その一方で、投射用レンズの性能を向上するためには、多数のレンズを組み合わせる必要があり、多数枚のレンズを配置すると投射用レンズの全長は有る程度の長さが必要となり、投射用レンズの全長が長くなれば、入射瞳位置が後方にあるレンズでは当然のことながら前方のレンズ径が大きくなってしまうという小型化とは相反する問題となる。 In recent years, products using DMD (digital micromirror device) as a light valve of a projector apparatus have been rapidly spread. When this DMD is used as a light valve in a projector apparatus, some DMD-specific restrictions occur with respect to the projection lens used. The first restriction relates to the F value of the projection lens, which is considered to be the largest restriction in developing a small projector device. Currently, in the DMD, when the image is generated, the turning angle to represent ON and OFF of the micromirror is ± 12 °, which enables effective reflected light (effective light) and invalid reflected light (ineffective light). ). Therefore, in a projector apparatus using a DMD as a light valve, it is necessary to capture effective light and not to catch invalid light. From this condition, the F value of the projection lens can be derived, that is, F = 2. 4 Actually, there is a demand for capturing a light amount as much as possible, and therefore, a smaller F value is often required in consideration of a decrease in contrast in a range where there is no actual harm. In addition, since such a condition is established under the condition that the position of the pupil on the light valve side of the projection lens is constant, if the pupil position of the zoom lens or the like moves, the amount of light Since loss or the like occurs, it is generally necessary to consider such as optimizing the pupil position at the wide-angle end where brightness tends to be a problem. The second restriction relates to the arrangement with the light source system. Since the image circle of the projection lens is desired to be as small as possible for miniaturization, the arrangement of the light source system for inputting the projection light beam to the DMD is limited. In order to input effective light from the DMD to the projection lens, the light source system is installed in substantially the same direction (adjacent) as the projection lens. In addition, the projection lens and the light source system are used between the light valve side lens of the projection lens and the light valve (in general, the back focus), and the projection lens has a large back. In addition to providing a focus, it is necessary to design a small lens system on the light valve side in order to secure a light guide space from the light source. From the standpoint of optical design of the projection lens, this is a constraint that the pupil position on the light valve side is located near the rear of the projection lens. On the other hand, in order to improve the performance of the projection lens, it is necessary to combine a large number of lenses, and if a large number of lenses are arranged, the total length of the projection lens needs to be a certain length. If the total length of the lens is increased, the lens having the entrance pupil position on the rear side becomes a problem contrary to the size reduction in which the front lens diameter is naturally increased.
この様に、開発を行う上の大きな制約はあるものの、ライトバルブとしてＤＭＤを採用するプロジェクタ装置は、小型化の上で他の方式よりも有利とされており、現在ではプレゼンテーションを行う際に便利なデータプロジェクタを中心として、携帯可能なコンパクトなものが広く普及してきている。また装置自体をコンパクトに構成するためには、当然のことながら使用される投射用レンズに関しても、コンパクト化の要望は非常に強く、もう一方では、多機能化という要望もあり、諸収差の補正の結果としての画質に関する性能が使用するＤＭＤの仕様を充分満足することはもちろんのこと、利便性の点ではズーム構成による変倍が可能というだけではなく、ＤＭＤの中心と投射レンズの光軸をずらした、いわゆるシフト構成を採用するためにイメージサークルが大きいものを要求するようになりレンズのその広角端の画角の大きい物が要求されるようになってきた。このような仕様で開発された投射用レンズは、コスト面や生産面では不利となる非球面レンズの採用も考慮しなければならず、そうしたとしても前群レンズの口径が要望よりどうしても大きくなりがちで、プロジェクタ装置の厚さ寸法に大きな影響を及ぼすことになる。しかしながら、携帯可能であることを前提としたプロジェクタ装置において厚さ寸法を小さくすることはノート型パーソナルコンピュータなどと共に持ち歩くことの多い使われ方をするプロジェクタ装置では、最も重要な要素であるとも言える。この問題を解決する手段として、例えば特開２００７−１４０４７４号公報（特許文献１参照。）に開示されているような投射用レンズのコンパクト化設計方法の一例があり、プロジェクタ装置の小型化に効果的であることが既に知られているが、この発明の実施例によれば非球面レンズを２枚使用しており、コスト面や生産性を考慮に入れると、製品を提供する上で全てに有効な設計手段であるとは言い難い。 In this way, although there are major restrictions on development, a projector device that employs DMD as a light valve is advantageous over other methods in terms of miniaturization, and is now convenient for presentations. Portable portable compact projectors have become widespread, centering on new data projectors. In addition, in order to make the device itself compact, it is natural that there is a strong demand for miniaturization of the projection lens used, and on the other hand, there is also a demand for multi-function, and correction of various aberrations. In addition to satisfying the specifications of the DMD used as a result of the image quality performance as a result of the above, not only zooming is possible in terms of convenience, but the center of the DMD and the optical axis of the projection lens are In order to employ a shifted so-called shift configuration, a large image circle is required, and a lens having a large angle of view at the wide-angle end of the lens is required. Projection lenses developed with such specifications must also consider the use of aspherical lenses, which are disadvantageous in terms of cost and production, and even so, the aperture of the front lens group tends to be larger than desired. This greatly affects the thickness dimension of the projector apparatus. However, it can be said that reducing the thickness dimension in a projector device that is assumed to be portable is the most important factor in a projector device that is often carried with a notebook personal computer. As means for solving this problem, there is an example of a projection lens compact design method as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-140474 (refer to Patent Document 1), which is effective in reducing the size of the projector device. However, according to the embodiment of the present invention, two aspherical lenses are used, and in consideration of cost and productivity, all of the products are provided. It is hard to say that it is an effective design tool.
本発明は、前述した事情に鑑み、ＤＭＤなどの光の反射方向を変えて画像を形成するライトバルブの特性に適しており、ライトバルブからの画像をスクリーン上或いはその他の壁面等に拡大投射する用途において結像性能が高く、さらにレンズ口径が小さくコンパクトなズームレンズを実現し、コンパクトで明るく、小さな会議室等の限られたスペースでも大きな画面を投射可能な高画質で携帯に便利な薄型のプロジェクタ装置を提供することを目的としている。 In view of the above-described circumstances, the present invention is suitable for the characteristics of a light valve that forms an image by changing the reflection direction of light, such as DMD, and enlarges and projects an image from the light valve on a screen or other wall surface. A compact zoom lens with high imaging performance and a small lens aperture in applications, is compact and bright, has a high image quality that can project a large screen even in a limited space such as a small conference room, and is thin and convenient to carry. An object of the present invention is to provide a projector device.
本発明のズームレンズは、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、全体で負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る変倍可能なズームレンズであって、前記第１レンズ群は変倍動作中固定されており、前記第２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３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、前記第１レンズ群のパワーに関して下記条件式（２）を満足しており、前記第２レンズ群の望遠端と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３レンズ群の望遠端と広角端における倍率に関して下記条件式（４）を満足しており、前記第２レンズ群と第３レンズ群の望遠端と広角端における合成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（請求項１）
（１） ６．０ ＜ ＴＬ ／ ｆw ＜ １１．０
（２） −０．４ ＜ ｆw ／ ｆI ＜ −０．１
（３） ０．７ ＜ ｍII T ／ ｍII w ＜ １．４
（４） １．４ ＜ ｍIII T ／ ｍIII w ＜ ２．４
（５） １．４ ＜ ｍII−III T ／ ｍII−III w ＜ ２．４
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）
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
ｍIII w ：広角端における第３レンズ群の倍率
ｍIII T ：望遠端における第３レンズ群の倍率
ｍII−III w：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成倍率
ｍII−III T：望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成倍率
The zoom lens of the present invention includes, in order from the magnification side, a first lens group having a negative refractive power as a whole, a second lens group having a negative refractive power as a whole, and a third lens having a positive refractive power as a whole. In this zoom lens, the first lens group is fixed during zooming operation, and the second lens group extends from the wide-angle end to the intermediate range from the enlargement side to the reduction side. In addition, the third lens unit moves on the optical axis from the wide-angle end to the telephoto end and moves on the optical axis from the reduction side to the enlargement side from the intermediate range to the telephoto end. The entire lens system is zoomed, and the following conditional expression (1) is satisfied with respect to the distance on the optical axis from the magnifying side surface of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group at the wide angle end to the in-focus position. Satisfied, regarding the power of the first lens group Conditional expression (2) is satisfied, the following conditional expression (3) is satisfied with respect to the magnification at the telephoto end and the wide-angle end of the second lens group, and the telephoto end and the wide-angle end of the third lens group are satisfied. The following conditional expression (4) is satisfied regarding the magnification, and the following conditional expression (5) is satisfied regarding the combined magnification at the telephoto end and the wide angle end of the second lens group and the third lens group. (Claim 1)
(1) 6.0 <TL / fw <11.0
(2) -0.4 <f w / f I <-0.1
(3) 0.7 <m II T / m II w <1.4
(4) 1.4 <m III T / m III w <2.4
(5) 1.4 <m II-III T / m II-III w <2.4
However,
TL: Distance on the optical axis from the magnifying side surface of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens unit at the wide angle end to the in-focus position (according to the magnifying side object distance of 1700 mm from the magnifying side most of the first lens unit) Out of focus)
f w : Combined focal length of the entire lens system at the wide-angle end (focused state on the enlargement side object distance of 1700 mm from the most enlargement side surface of the first lens group)
f I : Composite focal length of the first lens group m II w : Magnification of the second lens group at the wide angle end m II T : Magnification of the second lens group at the telephoto end m III w : Magnification of the third lens group at the wide angle end m III T : magnification of the third lens group at the telephoto end m II-III w : combined magnification of the second lens group and the third lens group at the wide angle end m II-III T : second lens group and third at the telephoto end Combined magnification of lens group
条件式（１）は、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の条件であり、小型、小径化の条件となる。上限を超えると広角端における第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距離が大きくなり、またレンズが大口径になり、小型、小径化を損ねてしまい、下限を超えると、諸収差のバランスを取るのが困難になる。条件式（２）は、第１レンズ群のパワーに関する条件である。第１レンズ群は強い負のパワーを持ち、ＤＭＤ等のライトバルブを照明するための光学系を配する為の空間を第３レンズ群とＤＭＤ等のライトバルブの構成部品であるカバーガラスＣＧとの空気間隔部分（照明光学系との関連において第４レンズ群が構成されている場合には、第４レンズ群との空気間隔部分）に確保する目的を持っている。上限を超えると、第１レンズ群の負のパワーが小さくなり、第３レンズ群と第４レンズ群の空気間隔を確保するのが困難になり、下限を超えると負のパワーが大きくなり第３レンズ群の正のパワーを強めなければならず、諸収差のバランスを取るのが困難になる。条件式（３）は、第２レンズ群の広角端における倍率と、第２レンズ群の望遠端における倍率に関する条件式であり、変倍域にわたってレンズ全系を小型にする条件であり、下限を超えると縮小倍率での全長が長くなり、上限を超えると拡大倍率での全長が長くなる。条件式（４）は、第３レンズ群の広角端における倍率と、第３レンズ群の望遠端における倍率に関する条件式であり、変倍域にわたってレンズ全系を小型にする条件であり、下限を超えると縮小倍率での全長が長くなり、上限を超えると拡大倍率での全長が長くなる。条件式（５）は、第２レンズ群と第３レンズ群の広角端における合成倍率と、第２レンズ群と第３レンズ群の望遠端における合成倍率に関する条件式であり、本ズームレンズ系の変倍率に対応する。上限を超えると、変倍率の大きなレンズ系が得られるが、第２レンズ群の移動量も増大し大型化するとともに性能の変動も大きくなってしまい、下限を超えると、性能的には有利であるが変倍率自体が小さくなり、本発明である小型、高変倍レンズが得られなくなる。 Conditional expression (1) is a condition of the distance on the optical axis from the magnifying side surface of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group at the wide-angle end to the in-focus position, and is a condition for reducing the size and diameter. . If the upper limit is exceeded, the distance from the magnifying side of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group at the wide-angle end to the in-focus position becomes large, and the lens becomes a large aperture, which impairs the reduction in size and size. If the lower limit is exceeded, it becomes difficult to balance various aberrations. Conditional expression (2) is a condition regarding the power of the first lens group. The first lens group has a strong negative power, and a space for arranging an optical system for illuminating a light valve such as a DMD has a cover glass CG which is a component of the light valve such as the third lens group and the DMD. The air gap portion (if the fourth lens group is configured in relation to the illumination optical system) has an object of securing the air gap portion. When the upper limit is exceeded, the negative power of the first lens group becomes small, and it becomes difficult to ensure the air gap between the third lens group and the fourth lens group. When the upper limit is exceeded, the negative power increases and the third power increases. The positive power of the lens group must be strengthened, making it difficult to balance various aberrations. Conditional expression (3) is a conditional expression regarding the magnification at the wide-angle end of the second lens group and the magnification at the telephoto end of the second lens group, and is a condition for reducing the size of the entire lens system over the zooming range. If it exceeds, the total length at the reduction magnification becomes long, and if it exceeds the upper limit, the total length at the enlargement magnification becomes long. Conditional expression (4) is a conditional expression regarding the magnification at the wide-angle end of the third lens group and the magnification at the telephoto end of the third lens group, and is a condition for reducing the size of the entire lens system over the zooming range. If it exceeds, the total length at the reduction magnification becomes long, and if it exceeds the upper limit, the total length at the enlargement magnification becomes long. Conditional expression (5) is a conditional expression regarding the combination magnification at the wide-angle end of the second lens group and the third lens group and the combination magnification at the telephoto end of the second lens group and the third lens group. Corresponds to the scaling factor. If the upper limit is exceeded, a lens system with a large zoom ratio can be obtained, but the amount of movement of the second lens group increases and the size of the second lens group increases, and the fluctuation in performance also increases. However, the zoom ratio itself becomes small, and the small and high zoom lens according to the present invention cannot be obtained.
また、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（以下負レンズ）、正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）、負レンズ、負レンズ及び正レンズの５枚を配して構成され、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最も拡大側に配置されるレンズと拡大側から２枚目に配置されるレンズに使用される硝材の分散特性と、拡大側から４枚目と最も縮小側に配置される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。（請求項２）
（６） １．３ ＜ ＬI ／ ｆw ＜ ２．０
（７） −０．６ ＜ ｆw ／ ｆ1 ＜ −０．３
（８） ０．７ ＜ ｆw ／ r2 ＜ １．３
（９） −６５ ＜（Ｖ1＋Ｖ2）／ ２−（Ｖ4＋Ｖ5）／ ２
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枚目に配置される正レンズのアッベ数
Ｖ4 ：第１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
Ｖ5 ：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
The first lens group includes, in order from the magnifying side, a meniscus lens convex to the magnifying side (hereinafter, negative lens), a lens having positive refracting power (hereinafter, positive lens), and a negative lens. The negative lens and the positive lens are arranged, and the following conditional expression (6) is satisfied with respect to the dimension on the optical axis of the first lens group. The following conditional expression (7) is satisfied with respect to the power of the lens disposed on the lens, and the following conditional expression (8) is satisfied with respect to the shape of the reduction side surface of the lens disposed on the most magnification side in the first lens group. The dispersion characteristics of the glass material used for the lens arranged on the most magnified side and the second lens arranged from the magnification side constituting the first lens group, and the fourth lens from the magnification side and the most reduced side Dispersion characteristics of glass materials used for lenses placed in It is preferably satisfied the following conditional expression (9) with respect to. (Claim 2)
(6) 1.3 <L I / f w <2.0
(7) -0.6 <f w / f 1 <-0.3
(8) 0.7 <f w / r 2 <1.3
(9) −65 <(V 1 + V 2 ) / 2− (V 4 + V 5 ) / 2
However,
L I : Distance f 1 on the optical axis between the enlargement side surface of the lens arranged closest to the enlargement side in the first lens group and the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side in the first lens group f 1 : first lens group The focal length r 2 of the lens arranged closest to the magnification side: radius of curvature V 1 of the reduction side of the lens arranged closest to the magnification side in the first lens group V 1 : negative arranged closest to the magnification side in the first lens group Lens Abbe number V 2 : Abbe number of the positive lens arranged as the second lens from the magnification side in the first lens group V 4 : Abbe number of the negative lens arranged as the fourth lens from the magnification side in the first lens group V 5 : Abbe number of the positive lens arranged closest to the reduction side in the first lens group
条件式（６）は、第１レンズ群の光軸上の寸法に関する条件式であり、少ないレンズ枚数で諸収差を補正する為の条件となる。第３レンズ群とＤＭＤ等のライトバルブの構成部品であるカバーガラスＣＧとの空気間隔部分（照明光学系との関連において第４レンズ群が構成されている場合には、第４レンズとの空気間隔部分）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。条件式（７）は、第１レンズ群の最も拡大側に配置されるレンズのパワーに関する条件であり、前述のように第１レンズ群の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３レンズ群とＤＭＤ等のライトバルブの構成部品であるカバーガラスＣＧとの空気間隔を確保し、かつ小型化に有効であるが、条件式（７）の上限を超えるとレンズの負パワーが強くなり色収差と像面湾曲が発生し、収差の補正が困難になり、下限を超えるとレンズの負パワーが弱くなり第３レンズ群とＤＭＤ等のライトバルブの構成部品であるカバーガラスＣＧとの空気間隔のバックフォーカスに相当する部分を長く取ることが困難になる。条件式（８）は、レンズ全系の歪曲収差とコマ収差補正のための条件式である。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。条件式（９）は、第１レンズ群内での色収差補正のための条件である。単色収差を補正するには、各レンズのパワーが過大とならないことが必要で、そのためには条件式（９）を満たす正レンズ、負レンズのアッベ数であることが必要な条件となる。下限を超えると、色収差の補正が困難となる。 Conditional expression (6) is a conditional expression related to the dimension on the optical axis of the first lens group, and is a condition for correcting various aberrations with a small number of lenses. The air gap between the third lens group and the cover glass CG, which is a component of the light valve such as the DMD (if the fourth lens group is configured in relation to the illumination optical system, the air between the fourth lens and the fourth lens group) In order to take a long portion corresponding to the back focus of the (interval portion), it is particularly effective to increase the negative power of the lens arranged closest to the enlargement side in the first lens group, but if the negative power becomes excessive It becomes difficult to correct various aberrations. This can be solved by increasing the distance on the optical axis of the first lens group, or by increasing the number of lenses in order to disperse the negative power of the first lens group. The first lens group has to be long to some extent. If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the dimension in the optical axis direction becomes too large and it is difficult to satisfy the specifications, and there is no point in downsizing, and if the lower limit is exceeded, it is difficult to reduce the aperture. Conditional expression (7) is a condition regarding the power of the lens arranged closest to the magnification side of the first lens group, and increases the negative power of the lens arranged closest to the magnification side of the first lens group as described above. This is effective for securing the air gap between the third lens group at the wide-angle end and the cover glass CG which is a component of the light valve such as DMD, and is effective for miniaturization, but exceeds the upper limit of the conditional expression (7). The negative power of the lens becomes stronger, chromatic aberration and curvature of field occur, and it becomes difficult to correct the aberration. It becomes difficult to take a long portion corresponding to the back focus of the air gap with a certain cover glass CG. Conditional expression (8) is a conditional expression for correcting distortion and coma aberration of the entire lens system. This relates to the shape of the lens on the reduction side of the lens arranged closest to the magnifying side of the first lens group. While giving a strong power, the shape is substantially concentric with the light beam on the magnifying side, and fundamentally generates aberrations. The shape is suppressed. Therefore, when the upper limit is exceeded, spherical aberration and coma aberration are undercorrected, and when the lower limit is exceeded, overcorrection is conversely performed. Conditional expression (9) is a condition for correcting chromatic aberration in the first lens group. In order to correct the monochromatic aberration, it is necessary that the power of each lens does not become excessive. To that end, it is necessary that the Abbe numbers of the positive lens and the negative lens satisfy the conditional expression (9). When the lower limit is exceeded, it becomes difficult to correct chromatic aberration.
前記第２レンズ群は、拡大側から順に、負レンズ、正レンズの２枚のレンズを配して構成され、合焦動作を前記第２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２レンズ群を構成する各レンズに使用される硝材に関して条件式（１０）を満足していることが好ましい。（請求項３）
（１０） １９ ＜ Ｖ6−Ｖ7
ただし、
Ｖ6 ：第２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
Ｖ7 ：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
The second lens group is composed of two lenses, a negative lens and a positive lens, in order from the magnification side, and achieves a focusing operation by moving the second lens group in the optical axis direction. It is preferable that conditional expression (10) is satisfied with respect to the glass material used for each lens constituting the second lens group. (Claim 3)
(10) 19 <V 6 -V 7
However,
V 6 : Abbe number of the negative lens arranged closest to the enlargement side in the second lens group V 7 : Abbe number of the positive lens arranged closest to the reduction side in the second lens group
条件式（１０）は、第２レンズ群内での色収差補正のための条件である。単色収差を補正するには、各レンズのパワーが過大とならないことが必要で、そのためには条件式（１０）を満たす正レンズ、負レンズのアッベ数であることが必要な条件となる。下限を超えると、色収差の補正が困難となる。 Conditional expression (10) is a condition for correcting chromatic aberration in the second lens group. In order to correct the monochromatic aberration, it is necessary that the power of each lens does not become excessive. For that purpose, the Abbe numbers of the positive lens and the negative lens satisfying the conditional expression (10) are necessary. When the lower limit is exceeded, it becomes difficult to correct chromatic aberration.
前記第３レンズ群は、拡大側から順に正レンズ、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ及び正レンズの７枚を配して構成され、前記第３レンズ群を構成する拡大側から３枚目に配置されるレンズのパワーに関して下記条件式（１１）を満足しており、前記第３レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズと拡大側から２枚目に配置されるレンズのパワーに関して下記条件式（１２）を満足しており、前記第３レンズ群を構成する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（１３）を満足しており、前記第３レンズ群を構成する拡大側から４枚目に配置されるレンズと拡大側から５枚目に配置されるレンズのパワーに関して下記条件式（１４）を満足しており、前記第３レンズ群を構成する拡大側から６枚目に配置されるレンズと最も縮小側に配置されるレンズのパワーに関して下記条件式（１５）を満足しており、前記第３レンズ群を構成する拡大側から６枚目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（１６）を満足しており、前記第３レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズと拡大側から２枚目及び３枚目に配置される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（１７）を満足しており、拡大側から６枚目に配置されるレンズと最も縮小側に配置される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（１８）を満足していることが好ましい。（請求項４）
（１１） −１．２ ＜ ｆw ／ ｆ10 ＜ −０．１
（１２） ０．４ ＜ ｆ8 ／ ｆ9 ＜ ２．０
（１３） −０．２ ＜ ｆw ／ ｒIII 1 ＜ ０．４
（１４） ０．４ ＜ （１ ／ ｆ12 − １ ／ ｆ11 ）＊ ｆw ＜ １．４
（１５） ０．５ ＜ （１ ／ ｆ14 − １ ／ ｆ13 ）＊ ｆw ＜ １．５
（１６） ０．０ ＜ ｆw ／ ｒIII 11 ＜ ０．７
（１７） −２５ ＜（Ｖ8＋Ｖ9）／ ２−Ｖ10 ＜ ４０
（１８） ２５ ＜ Ｖ14−Ｖ13
ただし、
ｆ8 ：第３レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの焦点距離
ｆ9 ：第３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
ｆ10 ：第３レンズ群で拡大側から３枚目に配置されるレンズの焦点距離
ｆ11 ：第３レンズ群で拡大側から４枚目に配置されるレンズの焦点距離
ｆ12 ：第３レンズ群で拡大側から５枚目に配置されるレンズの焦点距離
ｆ13 ：第３レンズ群で拡大側から６枚目に配置されるレンズの焦点距離
ｆ14 ：第３レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの焦点距離
ｒIII 1 ：第３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
ｒIII 11：第３レンズ群で拡大側から６枚目に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
Ｖ8 ：第３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
Ｖ9 ：第３レンズ群で拡大側から２枚目に配置される正レンズのアッベ数
Ｖ10 ：第３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
Ｖ13 ：第３レンズ群で拡大側から６枚目に配置される負レンズのアッベ数
Ｖ14 ：第３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
The third lens group is configured by arranging seven lenses of a positive lens, a positive lens, a negative lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens in order from the magnification side, and constitutes the third lens group. The following conditional expression (11) is satisfied with respect to the power of the lens disposed on the third lens from the side, and the lens disposed closest to the magnifying side and the second lens from the magnifying side constitute the third lens group. The following conditional expression (12) is satisfied with respect to the power of the lens to be operated, and the following conditional expression (13) is satisfied with respect to the shape on the magnifying side of the lens disposed on the most magnifying side constituting the third lens group. In addition, the following conditional expression (14) is satisfied with respect to the power of the lens arranged on the fourth lens from the magnifying side and the lens arranged on the fifth lens from the magnifying side constituting the third lens group, Magnifying side that composes three lens groups The following conditional expression (15) is satisfied with respect to the power of the lens disposed on the sixth lens and the power of the lens disposed closest to the reduction side, and is disposed on the sixth lens from the magnification side constituting the third lens group. The following conditional expression (16) is satisfied regarding the shape of the lens on the magnifying side, and the lens arranged on the most magnifying side and the second and third lenses from the magnifying side constituting the third lens group. The dispersion characteristic of the glass material used for the lens is satisfied with the following conditional expression (17), and the dispersion of the glass material used for the lens arranged on the sixth lens from the magnification side and the lens arranged on the most reduction side is satisfied. It is preferable that the following conditional expression (18) is satisfied with respect to characteristics. (Claim 4)
(11) -1.2 <f w /
(12) 0.4 <f 8 / f 9 <2.0
(13) -0.2 <f w / r III 1 <0.4
(14) 0.4 <(1 / f 12 - 1 / f 11) * f w <1.4
(15) 0.5 <(1 / f 14 - 1 / f 13) * f w <1.5
(16) 0.0 <f w / r III 11 <0.7
(17) -25 <(V 8 + V 9) / 2-
(18) 25 <V 14 -V 13
However,
f 8 : Focal length of the lens arranged closest to the magnifying side in the third lens group f 9 : Focal length of the second lens arranged from the magnifying side in the third lens group f 10 : Enlarging in the third lens group Focal length f 11 of the lens arranged on the third lens from the side: Focal length f 12 of lens arranged on the fourth lens from the magnifying side in the third lens group: Fifth lens from the magnifying side in the third lens group Focal length f 13 of the arranged lens: Focal length f 14 of the lens arranged on the sixth lens from the magnifying side in the third lens group: Focal length r III of the lens arranged closest to the reduction side in the third lens group 1 : curvature radius r III 11 of the magnifying side surface of the lens arranged closest to the magnifying side of the third lens group: radius of curvature V 8 of the magnifying side surface of the lens arranged in the third lens group as the sixth lens from the magnifying side Abbe number of the positive lens disposed on the most magnification side in the third lens group V 9: third lens group Expansion of the positive lens disposed on the second sheet from the side Abbe number V 10: Abbe number of the negative lens disposed from the enlargement side to the third piece by the third lens unit V 13: 6 from the magnification side in the third lens group Abbe number V 14 of the negative lens arranged on the first lens: Abbe number of the positive lens arranged closest to the reduction side in the third lens group
条件式（１１）は、第３レンズ群の拡大側から３枚目に配置される負レンズのパワーに関する条件式である。第３レンズ群の最も拡大側に配置された正レンズと第３レンズ群の拡大側から２枚目に配置された正レンズで発生する球面収差と色収差を補正するために、負のパワーを持たせたレンズを第３レンズ群の拡大側から３枚目に配置することが必要である。条件式（１１）の上限を超えると負のパワーが弱くなるため球面収差がアンダーになり、下限を超えると負のパワーが強くなるため球面収差がオーバーになり、球面収差の補正が困難になり、色収差の補正も困難になる。条件式（１２）は、第３レンズ群の最も拡大側に配置される正レンズのパワーと、第３レンズ群の拡大側から２枚目に配置される正レンズのパワーに関する条件式である。第３レンズ群で拡大側に配置されるレンズは、第２レンズ群を射出する発散光束を収束状態へと導くための強い正のパワーを有するレンズにすることが必要であり、大きな球面収差を発生させることになるため、第３レンズ群の拡大側に配置される正レンズ以降のレンズで収差補正が可能なパワーにする必要がある。そのため、第３レンズ群の拡大側に２枚の正レンズを適切なパワー配分で配置することにより、球面収差の発生を小さくする必要がある。条件式（１２）の上限を超えると、第３レンズ群の最も拡大側に配置される正レンズのパワーが強くなりすぎ、球面収差が大きくなり収差補正が困難になり、下限を超えると、第３レンズ群の拡大側から２枚目に配置される正レンズのパワーが強くなりすぎ、球面収差が大きくなり収差補正が困難になる。条件式（１３）は、第３レンズ群の最も拡大側に配置される正レンズの拡大側面の形状に関する条件式である。前述のように、第３レンズ群で拡大側に配置されるレンズは、第２レンズ群を射出する発散光束を収束する状態へと導くための強い正パワーを有するレンズにすることが必要であり、大きな球面収差を発生させることになるため、第３レンズ群の２枚目以降のレンズで収差補正が可能な形状にする必要がある。条件式（１３）の上限を超えると面のパワーが大きくなりアンダーの球面収差が大きくなり、下限を超えると面のパワーが小さくなりオーバーの球面収差が大きくなり補正が困難になる。条件式（１４）は、第３レンズ群の拡大側から４枚目に配置される負レンズのパワーと、第３レンズ群の拡大側から５枚目に配置される正レンズのパワーに関する条件式である。球面収差、軸上色収差、倍率色収差を補正するためには、負レンズのパワーと正レンズのパワーを最適にする必要がある。条件式（１４）の上限を超えると、負レンズと正レンズの合成パワーが強くなりすぎ収差補正が困難になり、下限を超えると、負レンズと正レンズの合成パワーが弱くなりすぎ収差補正が困難になる。条件式（１５）は、第３レンズ群の拡大側から６枚目に配置される負レンズのパワーと、第３レンズ群の最も縮小側に配置される正レンズのパワーに関する条件式である。第３レンズ群の拡大側から６枚目に配置される負レンズと、第３レンズ群の最も縮小側に配置される正レンズは、倍率色収差を補正するために重要であり適切なパワー配分にする必要がある。条件式（１５）の上限を超えると、負レンズと正レンズの合成パワーが強くなりすぎ収差補正が困難になり、下限を超えると、負レンズと正レンズの合成パワーが弱くなりすぎ収差補正が困難になる。条件式（１６）は、第３レンズ群の拡大側から６枚目に配置されるレンズの拡大側面の形状に関する条件式である。前述のように、第３レンズ群の拡大側から６枚目に配置される負レンズのパワーと、第３レンズ群の最も縮小側に配置される正レンズのパワー配分は、倍率色収差の補正に重要であるが、第３レンズ群の拡大側から６枚目に配置されるレンズの拡大側の形状は、球面収差、コマ収差の補正にも関係している。条件式（１６）の上限を超えると面のパワーが大きくなりアンダーの球面収差とコマ収差が大きくなり、下限を超えると面のパワーが小さくなりオーバーの球面収差とコマ収差が大きくなり補正が困難になる。条件式（１７）は、第３レンズ群内での色収差補正のための条件である。単色収差を補正するには、各レンズのパワーが過大とならないことが必要で、そのためには条件式（１７）を満たす正レンズ、負レンズのアッベ数であることが必要な条件となる。下限を超えると、色収差の補正が困難となる。条件式（１８）は、倍率色収差補正のための条件である。第３レンズ群は強い正パワーを有しているため、倍率色収差への影響も大きい。特に、第３レンズ群の中で最も強い正パワーを有している最も縮小側に配置される正レンズの影響が大きく、条件式（１８）の下限を超えると収差補正が困難になる。 Conditional expression (11) is a conditional expression related to the power of the negative lens disposed on the third lens from the magnification side of the third lens group. In order to correct spherical aberration and chromatic aberration generated in the positive lens arranged on the most magnified side of the third lens group and the positive lens arranged on the second lens from the magnified side of the third lens group, it has negative power. It is necessary to dispose the third lens from the magnification side of the third lens group. If the upper limit of conditional expression (11) is exceeded, the negative power becomes weak and the spherical aberration becomes under, and if the lower limit is exceeded, the negative power becomes strong and the spherical aberration becomes over, making it difficult to correct the spherical aberration. Further, it becomes difficult to correct chromatic aberration. Conditional expression (12) is a conditional expression regarding the power of the positive lens arranged closest to the magnification side of the third lens group and the power of the positive lens arranged second from the magnification side of the third lens group. The lens arranged on the enlargement side in the third lens group needs to be a lens having strong positive power for guiding the divergent light beam emitted from the second lens group to a converged state, and has a large spherical aberration. Therefore, it is necessary to make the power capable of correcting aberrations with the lenses after the positive lens arranged on the enlargement side of the third lens group. Therefore, it is necessary to reduce the occurrence of spherical aberration by arranging two positive lenses with appropriate power distribution on the enlargement side of the third lens group. If the upper limit of conditional expression (12) is exceeded, the power of the positive lens disposed on the most magnified side of the third lens group will be too strong, and spherical aberration will increase, making it difficult to correct aberrations. The power of the positive lens arranged on the second lens from the enlargement side of the three lens group becomes too strong, and the spherical aberration becomes large, making it difficult to correct the aberration. Conditional expression (13) is a conditional expression related to the shape of the magnifying side surface of the positive lens arranged closest to the magnifying side of the third lens group. As described above, the lens arranged on the enlargement side in the third lens group needs to be a lens having strong positive power for guiding the divergent light beam emitted from the second lens group to a converged state. In order to generate a large spherical aberration, it is necessary to make a shape capable of correcting the aberration with the second and subsequent lenses of the third lens group. When the upper limit of conditional expression (13) is exceeded, the surface power increases and under spherical aberration increases, and when the lower limit is exceeded, the surface power decreases and over spherical aberration increases, making correction difficult. Conditional expression (14) is a conditional expression regarding the power of the negative lens disposed on the fourth lens from the magnification side of the third lens group and the power of the positive lens disposed on the fifth lens from the magnification side of the third lens group. It is. In order to correct spherical aberration, longitudinal chromatic aberration, and lateral chromatic aberration, it is necessary to optimize the power of the negative lens and the power of the positive lens. When the upper limit of conditional expression (14) is exceeded, the combined power of the negative lens and the positive lens becomes too strong, making it difficult to correct aberrations. When the lower limit is exceeded, the combined power of the negative lens and the positive lens becomes too weak, correcting aberrations. It becomes difficult. Conditional expression (15) is a conditional expression relating to the power of the negative lens disposed on the sixth lens from the magnification side of the third lens group and the power of the positive lens disposed closest to the reduction side of the third lens group. The negative lens arranged on the sixth lens from the magnification side of the third lens group and the positive lens arranged on the most reduction side of the third lens group are important for correcting the chromatic aberration of magnification, and appropriate power distribution. There is a need to. If the upper limit of conditional expression (15) is exceeded, the combined power of the negative lens and the positive lens becomes too strong, making it difficult to correct aberrations. If the upper limit is exceeded, the combined power of the negative lens and the positive lens becomes too weak, correcting aberrations. It becomes difficult. Conditional expression (16) is a conditional expression related to the shape of the magnification side surface of the lens disposed on the sixth lens from the magnification side of the third lens group. As described above, the power of the negative lens disposed on the sixth lens from the magnification side of the third lens group and the power distribution of the positive lens disposed closest to the reduction side of the third lens group are used for correcting the lateral chromatic aberration. Although important, the shape on the magnification side of the sixth lens arranged from the magnification side of the third lens group is also related to correction of spherical aberration and coma aberration. If the upper limit of conditional expression (16) is exceeded, the surface power increases and under spherical aberration and coma aberration increase. If the lower limit is exceeded, the surface power decreases and over spherical aberration and coma aberration increase, making correction difficult. become. Conditional expression (17) is a condition for correcting chromatic aberration in the third lens group. In order to correct the monochromatic aberration, it is necessary that the power of each lens does not become excessive. To that end, it is necessary that the Abbe numbers of the positive lens and the negative lens satisfy the conditional expression (17). When the lower limit is exceeded, it becomes difficult to correct chromatic aberration. Conditional expression (18) is a condition for correcting the lateral chromatic aberration. Since the third lens group has a strong positive power, it has a great influence on the lateral chromatic aberration. In particular, the influence of the positive lens arranged closest to the reduction side having the strongest positive power in the third lens group is large, and if the lower limit of conditional expression (18) is exceeded, aberration correction becomes difficult.
前記第３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（１９）を満足していることが好ましい。（請求項５）
（１９） −０．２５ ＜ ｆw ／ ｒIII 14 ＜ −０．０２
ただし、
ｒIII 14：第３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
It is preferable that the following conditional expression (19) is satisfied with respect to the shape of the reduction side surface of the lens disposed on the most reduction side of the third lens group. (Claim 5)
(19) -0.25 <f w / r III 14 <-0.02
However,
r III 14 : radius of curvature of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction surface side of the third lens unit
条件式（１９）は、レンズ全系における球面収差、コマ収差をきめ細かく補正するための条件式である。前記第３レンズ群の拡大側から配置された６枚のレンズで補正しきれずに残存する球面収差、コマ収差を補正している。上限を超えると補正不足となり、逆に下限を超えると補正過剰となる。 Conditional expression (19) is a conditional expression for finely correcting spherical aberration and coma aberration in the entire lens system. The six spherical lenses arranged from the magnification side of the third lens group correct the remaining spherical aberration and coma without being corrected. If the upper limit is exceeded, the correction will be insufficient.
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（請求項６）、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。 Thus, by mounting the compact zoom lens according to the present invention on the projector device, the entire device can be reduced in size (claim 6), and a thin projector device that is convenient for carrying can be provided.
本発明によれば、ＤＭＤなどのライトバルブの特性に適した結像性能が高くコンパクトなズームレンズを実現し、コンパクトで明るく、高画質のプロジェクタを提供することが出来る。 According to the present invention, a compact zoom lens with high imaging performance suitable for the characteristics of a light valve such as DMD can be realized, and a compact, bright and high-quality projector can be provided.
以下、具体的な数値実施例について、本発明を説明する。以下の第１実施例から第１２実施例のコンパクトなズームレンズでは拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第１レンズ群（レンズ群名称ＬＧ１）、全体で負の屈折力を有する第２レンズ群（レンズ群名称ＬＧ２）、及び全体で正の屈折力を有する第３レンズ群（レンズ群名称ＬＧ３）から構成され、前記第１レンズ群ＬＧ１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（レンズ名称Ｌ１１、拡大側面１０１、縮小側面１０２）（以下負レンズ）、正の屈折力を有するレンズ（レンズ名称Ｌ１２、拡大側面１０３、縮小側面１０４）（以下正レンズ）、負レンズ（レンズ名称Ｌ１３、拡大側面１０５、縮小側面１０６）、負レンズ（レンズ名称Ｌ１４、拡大側面１０７、縮小側面１０８）、及び正の屈折力を有するレンズ（レンズ名称Ｌ１５、拡大側面１０９、縮小側面１１０）の５枚を配して構成され、前記第２レンズ群ＬＧ２は、拡大側から順に負レンズ（レンズ名称Ｌ２１、拡大側面２０１、縮小側の接合面２０２）と正レンズ（レンズ名称Ｌ２２、拡大側の接合面２０２、縮小側面２０３）の接合系にて構成され、前記第３レンズ群ＬＧ３は、４枚の正レンズと３枚の負レンズを含む７枚のレンズを配して構成され（レンズ名称を拡大側より順にＬ３１、Ｌ３２・・・・、面の名称を拡大側から順に３０１、３０２・・・・とする）、前記第３レンズ群ＬＧ３の縮小側には、大きな空気間隔を設けた後に照明光学系との関連において第４レンズ群（レンズ群名称ＬＧ４）を、正レンズ一枚（レンズ名称をＬ４１、拡大側面の名称を４０１、縮小側面の名称を４０２とする）にて構成しても良く、続いて図では前記第４レンズ群ＬＧ４の縮小側とライトバルブ面との間には僅かな空気間隔をおいて配置されるＤＭＤ等のライトバルブの構成部品であるカバーガラスＣＧ（拡大側面をＣ０１、縮小側面をＣ０２）が描かれている。前記第１レンズ群ＬＧ１及び前記第4レンズ群ＬＧ４は変倍動作中固定されており、前記第２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３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いる。
Hereinafter, the present invention will be described with respect to specific numerical examples. In the compact zoom lenses of the following first to twelfth examples, in order from the enlargement side, the first lens group having a negative refractive power as a whole (lens group name LG1), and the first having a negative refractive power as a whole. 2 lens groups (lens group name LG2) and a third lens group (lens group name LG3) having a positive refractive power as a whole. The first lens group LG1 is convex on the enlargement side in order from the enlargement side. Lens having negative refractive power (lens name L11,
［実施例１］
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。
[Example 1]
Table 1 shows numerical examples of the first embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 1 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 2 is a diagram showing various aberrations thereof. In the table and drawings, f is the focal length of the zoom lens system, F no is the F-number, 2 [omega a total angle of view of the zoom lens. Further, r is a radius of curvature, d is a lens thickness or a lens interval, n d is a refractive index with respect to the d line, and ν d is an Abbe number of the d line (however, a numerical value that changes due to the focusing operation in the table is 101 plane) The numerical value in the in-focus state with the object distance from 1700 mm). CA1, CA2, and CA3 in the spherical aberration diagrams in the various aberration diagrams are aberration curves at wavelengths of CA1 = 550.0 nm, CA2 = 450.0 nm, and CA3 = 620.0 nm, respectively. In the astigmatism diagram, S indicates sagittal and M indicates meridional. In addition, unless otherwise specified throughout, the wavelength used for calculation of various values is CA1 = 550.0 nm.
［実施例２］
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。
[Example 2]
Table 2 shows numerical examples of the second embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 4 is a diagram showing various aberrations thereof.
［実施例３］
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。
[Example 3]
Table 3 shows numerical examples of the third embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 6 is a diagram showing various aberrations.
［実施例４］
本発明のコンパクトなズームレンズの第４実施例について数値例を表４に示す。また図７は、そのレンズ構成図、図８はその諸収差図である。
[Example 4]
Table 4 shows numerical examples of the fourth embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 8 is a diagram showing various aberrations.
［実施例５］
本発明のコンパクトなズームレンズの第５実施例について数値例を表５に示す。また図９は、そのレンズ構成図、図１０はその諸収差図である。
[Example 5]
Table 5 shows numerical examples of the fifth embodiment of the compact zoom lens of the present invention. FIG. 9 is a lens configuration diagram, and FIG. 10 is a diagram showing various aberrations.
［実施例６］
本発明のコンパクトなズームレンズの第６実施例について数値例を表６に示す。また図１１は、そのレンズ構成図、図１２はその諸収差図である。
[Example 6]
Table 6 shows numerical examples of the sixth embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 11 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 12 is a diagram showing various aberrations.
［実施例７］
本発明のコンパクトなズームレンズの第７実施例について数値例を表７に示す。また図１３は、そのレンズ構成図、図１４はその諸収差図である。
[Example 7]
Table 7 shows numerical examples of the seventh embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 13 is a lens configuration diagram thereof, and FIG. 14 is a diagram showing various aberrations thereof.
［実施例８］
本発明のコンパクトなズームレンズの第８実施例について数値例を表８に示す。また図１５は、そのレンズ構成図、図１６はその諸収差図である。
[Example 8]
Table 8 shows numerical examples of the eighth embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 15 is a lens configuration diagram, and FIG. 16 is a diagram showing various aberrations.
［実施例９］
本発明のコンパクトなズームレンズの第９実施例について数値例を表９に示す。また図１７は、そのレンズ構成図、図１８はその諸収差図である。
[Example 9]
Table 9 shows numerical examples of the ninth embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 17 is a lens configuration diagram, and FIG.
［実施例１０］
本発明のコンパクトなズームレンズの第１０施例について数値例を表１０に示す。また図１９は、そのレンズ構成図、図２０はその諸収差図である。
[Example 10]
Table 10 shows numerical examples of the tenth embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 19 is a lens configuration diagram, and FIG. 20 is a diagram showing various aberrations.
［実施例１１］
本発明のコンパクトなズームレンズの第１１実施例について数値例を表１１に示す。また図２１は、そのレンズ構成図、図２２はその諸収差図である。
[Example 11]
Table 11 shows numerical examples of the eleventh embodiment of the compact zoom lens according to the present invention. FIG. 21 is a lens configuration diagram, and FIG. 22 is a diagram showing various aberrations.
［実施例１２］
本発明のコンパクトなズームレンズの第１２実施例について数値例を表１２に示す。また図２３は、そのレンズ構成図、図２４はその諸収差図である。
[Example 12]
Table 12 shows numerical examples of the twelfth embodiment of the compact zoom lens of the present invention. FIG. 23 is a lens configuration diagram, and FIG.
次に第１実施例から第１２実施例に関して条件式（１）から条件式（１９）に対応する値を、まとめて表１３に示す。 Next, Table 13 collectively shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (19) regarding the first to twelfth embodiments.
表１３から明らかなように、第１実施例から第１２実施例の各実施例に関する数値は条件式（１）から（１９）を満足しているとともに、各実施例における収差図からも明らかなように、各収差とも良好に補正されている。 As is apparent from Table 13, the numerical values related to the first to twelfth examples satisfy the conditional expressions (1) to (19) and are also apparent from the aberration diagrams in the respective examples. Thus, each aberration is corrected well.
Claims (6)
（１） ６．０ ＜ ＴＬ ／ ｆw ＜ １１．０
（２） −０．４ ＜ ｆw ／ ｆI ＜ −０．１
（３） ０．７ ＜ ｍII T ／ ｍII w ＜ １．４
（４） １．４ ＜ ｍIII T ／ ｍIII w ＜ ２．４
（５） １．４ ＜ ｍII−III T ／ ｍII−III w ＜ ２．４
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）
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
ｍIII w ：広角端における第３レンズ群の倍率
ｍIII T ：望遠端における第３レンズ群の倍率
ｍII−III w：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成倍率
ｍII−III T：望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成倍率 In order from the magnifying side, the first lens group having a negative refractive power as a whole, the second lens group having a negative refractive power as a whole, and the third lens group having a positive refractive power as a whole. The first lens group is fixed during zooming operation, and the second lens group extends from the wide-angle end to the intermediate range from the enlargement side to the reduction side, and from the intermediate range to the telephoto end. And the third lens unit moves on the optical axis from the wide-angle end to the telephoto end from the reduction side to the enlargement side, thereby changing the magnification of the entire lens system. The following conditional expression (1) is satisfied with respect to the distance on the optical axis from the magnifying side surface of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group at the wide angle end to the in-focus position, The following conditional expression (2) is satisfied with respect to the power of one lens unit The following conditional expression (3) is satisfied with respect to the magnification at the telephoto end and the wide-angle end of the second lens group, and the following conditional expression (4) is satisfied with respect to the magnification at the telephoto end and the wide-angle end of the third lens group. The compact zoom lens is characterized in that the following conditional expression (5) is satisfied with respect to the combined magnification at the telephoto end and the wide-angle end of the second lens group and the third lens group.
(1) 6.0 <TL / fw <11.0
(2) -0.4 <f w / f I <-0.1
(3) 0.7 <m II T / m II w <1.4
(4) 1.4 <m III T / m III w <2.4
(5) 1.4 <m II-III T / m II-III w <2.4
However,
TL: Distance on the optical axis from the magnifying side surface of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens unit at the wide angle end to the in-focus position (according to the magnifying side object distance of 1700 mm from the magnifying side most of the first lens unit) Out of focus)
f w : Combined focal length of the entire lens system at the wide-angle end (focused state on the enlargement side object distance of 1700 mm from the most enlargement side surface of the first lens group)
f I : Composite focal length of the first lens group m II w : Magnification of the second lens group at the wide angle end m II T : Magnification of the second lens group at the telephoto end m III w : Magnification of the third lens group at the wide angle end m III T : magnification of the third lens group at the telephoto end m II-III w : combined magnification of the second lens group and the third lens group at the wide angle end m II-III T : second lens group and third at the telephoto end Combined magnification of lens group
（６） １．３ ＜ ＬI ／ ｆw ＜ ２．０
（７） −０．６ ＜ｆw ／ ｆ1 ＜ −０．３
（８） ０．７ ＜ ｆw ／ r2 ＜ １．３
（９） −６５ ＜（Ｖ1＋Ｖ2）／ ２−（Ｖ4＋Ｖ5）／ ２
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枚目に配置される正レンズのアッベ数
Ｖ4 ：第１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
Ｖ5 ：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 2. The compact zoom lens according to claim 1, wherein the first lens group includes, in order from the magnification side, a lens having a negative meniscus shape having a negative refractive power (hereinafter referred to as a negative lens) and a positive refractive power. The first lens group has the following conditional expression (6) with respect to the dimension on the optical axis: a lens having a lens (hereinafter, positive lens), a negative lens, a negative lens, and a positive lens. The following conditional expression (7) is satisfied with respect to the power of the lens arranged closest to the magnification side in the first lens group, and the shape of the reduction side surface of the lens arranged closest to the magnification side in the first lens group: The following conditional expression (8) is satisfied, and the dispersion characteristic of the glass material used for the lens arranged on the most magnified side and the second lens arranged from the magnification side constituting the first lens group, Arranged on the 4th sheet from the enlargement side Characterized in that it satisfies the following conditional expression (9) with respect to the dispersion characteristics of a glass material used for a lens disposed that the lens the most reduction side.
(6) 1.3 <L I / f w <2.0
(7) −0.6 <f w / f 1 <−0.3
(8) 0.7 <f w / r 2 <1.3
(9) −65 <(V 1 + V 2 ) / 2− (V 4 + V 5 ) / 2
However,
L I : Distance f 1 on the optical axis between the enlargement side surface of the lens arranged closest to the enlargement side in the first lens group and the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side in the first lens group f 1 : first lens group The focal length r 2 of the lens arranged closest to the magnification side: radius of curvature V 1 of the reduction side of the lens arranged closest to the magnification side in the first lens group V 1 : negative arranged closest to the magnification side in the first lens group Lens Abbe number V 2 : Abbe number of the positive lens arranged as the second lens from the magnification side in the first lens group V 4 : Abbe number of the negative lens arranged as the fourth lens from the magnification side in the first lens group V 5 : Abbe number of the positive lens arranged closest to the reduction side in the first lens group
（１０） １９ ＜ Ｖ6−Ｖ7
ただし、
Ｖ6 ：第２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
Ｖ7 ：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 3. The compact zoom lens according to claim 1, wherein the second lens group includes two lenses, a negative lens and a positive lens, in order from the enlargement side, and the focusing operation is performed in the second lens group. This is achieved by moving the lens group in the optical axis direction, and satisfies the conditional expression (10) for the glass material used for each lens constituting the second lens group.
(10) 19 <V 6 -V 7
However,
V 6 : Abbe number of the negative lens arranged closest to the enlargement side in the second lens group V 7 : Abbe number of the positive lens arranged closest to the reduction side in the second lens group
（１１） −１．２ ＜ ｆw ／ ｆ10 ＜ −０．１
（１２） ０．４ ＜ ｆ8 ／ ｆ9 ＜ ２．０
（１３） −０．２ ＜ ｆw／ ｒIII 1 ＜ ０．４
（１４） ０．４ ＜ （１ ／ ｆ12 − １ ／ ｆ11 ）＊ ｆw ＜ １．４
（１５） ０．５ ＜ （１／ｆ14 − １ ／ ｆ13 ）＊ ｆw ＜ １．５
（１６） ０．０ ＜ ｆw ／ ｒIII 11 ＜ ０．７
（１７） −２５ ＜（Ｖ8＋Ｖ9）／ ２−Ｖ10 ＜ ４０
（１８） ２５ ＜ Ｖ14−Ｖ13
ただし、
ｆ8 ：第３レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの焦点距離
ｆ9 ：第３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
ｆ10 ：第３レンズ群で拡大側から３枚目に配置されるレンズの焦点距離
ｆ11 ：第３レンズ群で拡大側から４枚目に配置されるレンズの焦点距離
ｆ12 ：第３レンズ群で拡大側から５枚目に配置されるレンズの焦点距離
ｆ13 ：第３レンズ群で拡大側から６枚目に配置されるレンズの焦点距離
ｆ14 ：第３レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの焦点距離
ｒIII 1 ：第３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
ｒIII 11：第３レンズ群で拡大側から６枚目に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
Ｖ8 ：第３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
Ｖ9 ：第３レンズ群で拡大側から２枚目に配置される正レンズのアッベ数
Ｖ10 ：第３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
Ｖ13 ：第３レンズ群で拡大側から６枚目に配置される負レンズのアッベ数
Ｖ14 ：第３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 2. The compact zoom lens according to claim 1, wherein the third lens group includes a positive lens, a positive lens, a negative lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens in order from the magnification side. It is configured and satisfies the following conditional expression (11) with respect to the power of the third lens arranged from the magnifying side constituting the third lens group, and is arranged on the most magnifying side constituting the third lens group The following conditional expression (12) is satisfied with respect to the power of the lens to be arranged and the second lens from the magnifying side, and the magnification side of the lens arranged at the most magnifying side constituting the third lens group is satisfied. The following conditional expression (13) is satisfied with respect to the shape, and the following conditions regarding the power of the lens arranged on the fourth lens from the magnifying side and the lens arranged on the fifth lens from the magnifying side constituting the third lens group: Formula (1 And the following conditional expression (15) is satisfied with respect to the power of the lens disposed on the sixth lens from the magnifying side and the lens disposed on the most demagnifying side constituting the third lens group, The following conditional expression (16) is satisfied with respect to the shape on the magnification side of the sixth lens arranged from the magnification side constituting the third lens group, and the lens is arranged on the most magnification side constituting the third lens group. The following conditional expression (17) is satisfied with respect to the dispersion characteristics of the glass material used in the second lens and the third lens arranged from the enlargement side and the lens arranged from the enlargement side, and the sixth lens is arranged from the enlargement side: The following conditional expression (18) is satisfied with respect to the dispersion characteristics of the glass material used for the lens and the lens disposed closest to the reduction side.
(11) -1.2 <f w / f 10 <-0.1
(12) 0.4 <f 8 / f 9 <2.0
(13) -0.2 <f w / r III 1 <0.4
(14) 0.4 <(1 / f 12 - 1 / f 11) * f w <1.4
(15) 0.5 <(1 / f 14 - 1 / f 13) * f w <1.5
(16) 0.0 <f w / r III 11 <0.7
(17) -25 <(V 8 + V 9) / 2-V 10 <40
(18) 25 <V 14 -V 13
However,
f 8 : Focal length of the lens arranged closest to the magnifying side in the third lens group f 9 : Focal length of the second lens arranged from the magnifying side in the third lens group f 10 : Enlarging in the third lens group Focal length f 11 of the lens arranged on the third lens from the side: Focal length f 12 of lens arranged on the fourth lens from the magnifying side in the third lens group: Fifth lens from the magnifying side in the third lens group Focal length f 13 of the arranged lens: Focal length f 14 of the lens arranged on the sixth lens from the magnifying side in the third lens group: Focal length r III of the lens arranged closest to the reduction side in the third lens group 1 : curvature radius r III 11 of the magnifying side surface of the lens arranged closest to the magnifying side of the third lens group: radius of curvature V 8 of the magnifying side surface of the lens arranged in the third lens group as the sixth lens from the magnifying side Abbe number of the positive lens disposed on the most magnification side in the third lens group V 9: third lens group Expansion of the positive lens disposed on the second sheet from the side Abbe number V 10: Abbe number of the negative lens disposed from the enlargement side to the third piece by the third lens unit V 13: 6 from the magnification side in the third lens group Abbe number V 14 of the negative lens arranged on the first lens: Abbe number of the positive lens arranged closest to the reduction side in the third lens group
（１９） −０．２５ ＜ ｆw ／ ｒIII 14 ＜ −０．０２
ただし、
ｒIII 14：第３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 5. The compact zoom lens according to claim 4, wherein the following conditional expression (19) is satisfied with respect to the shape of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side of the third lens group. .
(19) -0.25 <f w / r III 14 <-0.02
However,
r III 14 : radius of curvature of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction surface side of the third lens unit
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