JP2010197742A - 投射用ズームレンズおよびプロジェクタ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新規な投射用ズームレンズを実現する。
【解決手段】平面画像を倍率可変で拡大して投射結像させる投射用ズームレンズあって、拡大側から順に、第１レンズＧ１ないし第７レンズ群Ｇ７を配置してなり、第１レンズ群Ｇ１は負の屈折力、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５はともに正の屈折力、第６レンズ群Ｇ６は負の屈折力、第７レンズ群Ｇ７は正の屈折力をもち、第２レンズ群Ｇ２が、負または正の屈折力を持つ。
【選択図】図１

Description

この発明は、投射用ズームレンズおよびプロジェクタ装置および撮像装置に関する。

液晶パネルやマイクロミラーを使用した画像表示デバイス上に表示された画像を、投射レンズにより拡大投射するプロジェクタ装置は、コンピュータのデータ表示用などに用いられ、広く普及している。

プロジェクタ装置における投射レンズは、スクリーン上に最適な表示画像サイズを容易に実現できるように、一般にズーム機能を有する「投射用ズームレンズ」が用いられるが、使用目的、設置場所などの違いにより、広角ズームタイプから望遠ズームタイプまで種々のタイプのものが用いられる。

投射用ズームレンズには、一般に以下のような属性が求められる。
画像表示デバイスにより強度変調された各光束を、ダイクロイックプリズムやダイクロイックミラーといった色合成手段で合成することが多いため、物体側のレンズと画像表示デバイスとの間に色合成手段を配備するための空間を確保できるように「比較的長いバックフォーカスを有する」こと。

各色光の光路合成時に「色合成手段に入射する光の角度」が画角により異なると色シェーディングが発生し易いことから、光源側から投射用ズームレンズに入射する光は「光軸に対して平行に近い光束」を用いるのが良い。

この場合、低電力で高い光利用効率を得るに「平行光束を効率良く、投射用ズームレンズに取り込めるよう、縮小側、即ち、画像表示デバイス側においてテレセントリック性を持つ」こと。

低電力の光源でも明るい画像を表示できるように、光源側からの光をなるべく多く取り込めるように「Ｆナンバの小さい明るいレンズ」であること。

スクリーン上で、３色を重ね合わせたときに、各色の画素が互いにずれると良好なカラー画像を実現できず、投射画像の辺縁部等に緑、青、赤などの縁が現れて、像質が損なわれる。これを防止するため「倍率の色収差が小さく抑えられている」こと。

投射された画像の輪郭が歪んで見苦しくならないように、歪曲収差が許容できる範囲に抑えられていること。

画像表示デバイスに表示された画像を、拡大した投射画像において忠実に再現するため、高いＭＴＦ特性、解像力特性を備えていること。

レンズ交換式のプロジェクタ等にも対応できるように、軸上色収差も低く抑えられていることが望ましい。

このような属性の向上は、従来から追及されてきたところであるが、さらなる向上が要請され、その実現もますます困難となってきている。

特に、この発明では、比較的大きな会議室などで使用される高輝度のプロジェクタ装置に用いられる投射用ズームレンズの実現を企図しているが、大きな会議室では部屋の片側にプロジェクタ本体を設置し、反対側に設置されるスクリーンに拡大画像を投射するというのが一般的である。

このため、このような投射用ズームレンズは必然的に「長めの焦点距離」を有するものとなる。
「長めの焦点距離」を持つレンズは従来から知られた、テレフォトタイプやその派生タイプによって容易に実現可能であるが、上記の如きプロジェクタ装置用の投射レンズでは、色毎の画像を合成するためのプリズムなどが「レンズの縮小側」に配置されることが多いため、従来型レンズでは所望の性能を実現しにくい面があった。

投射用ズームレンズは、従来から種々提案されているが、代表的な２例を特許文献１、２として示す。

この発明は、上述の諸属性を良好に向上させ得る投射用ズームレンズの提供を課題とする。

この発明の
投射用ズームレンズは「平面画像を倍率可変で拡大して投射結像させる投射用ズームレンズ」ある。

上記「平面画像」は、液晶パネルやマイクロミラーを使用した画像表示デバイス上に表示された画像であり、投射用ズームレンズの結像における「物体」である。

請求項１記載の投射用ズームレンズは、拡大側から順に、第１レンズ群ないし第７レンズ群を配置してなる。

これら第１〜第７レンズ群において、第１レンズ群は負の屈折力、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群は「ともに正の屈折力」、第６レンズ群は負の屈折力、第７レンズ群は正の屈折力をもつ。そして、第２レンズ群は「負または正の屈折力」を持つ。

即ち、請求項１記載の投射用ズームレンズのパワー配分は、拡大側（像側）から縮小側（平面画像側）へ向かって「負・負・正・正・正・負・正」である（請求項２）か、もしくは「負・正・正・正・正・負・正」である（請求項３）。

第２レンズ群の屈折力に正・負の自由度を与えることにより、設計の自由度を大きくしている。

請求項１〜３の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、変倍に際して「第７レンズ群が、物体である平面画像に対して位置を変えない」ことが好ましい（請求項４）。
請求項１〜４の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、変倍に際して「第１レンズ群が、平面画像に対してその位置を変えない」ことが好ましい（請求項５）。

請求項４のように「最も物体側の第７レンズ群を固定群とする」とともに、請求項５のように「最も像側の第１レンズ群も固定群とすれ」ば、投射用ズームレンズの全長が倍率に関わらず一定となり、なおかつ光源や画像表示デバイス、色合成手段等に対する位置関係も固定的となり、この投射用ズームレンズを搭載したプロジェクタ装置や撮像装置の取り扱い性が向上する。

請求項１〜５の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、第６レンズ群中に「屈折面の曲率半径の絶対値が全系中で最も小さい面」が含まれることが好ましい（請求項６）。

請求項１〜６の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３、第４レンズ群の焦点距離：ｆ４、第５レンズ群の焦点距離：ｆ５が、条件：
（１） （１／ｆ５）−（１／ｆ３）＞ ０
（２） （１／ｆ５）−（１／ｆ４）＞ ０
を満足することが好ましい（請求項７）。
請求項１〜７の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、第３レンズ群と第５レンズ群とが、各々「正レンズのみ」からなり、第４レンズ群が「１以上の正レンズと１以上の負レンズとを有してなる」ことが好ましい（請求項８）。

請求項１〜８の任意の１に記載の投射用ズームレンズはまた、全系における望遠端での焦点距離：ｆＴ、全系における広角端での焦点距離：ｆＷ、光軸から平面画像の最遠部までの距離：Ｙmax、全変倍域中で最長となるときのレンズ全長：ＯＡＬが、条件：
（３） ５・ｆＴ／ｆＷ ＜ＯＡＬ／Ｙmax＜ ８・ｆＴ／ｆＷ
を満足することが好ましい（請求項９）。
請求項１〜９の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、第３レンズ群が「１枚の正レンズのみ」からなることができる（請求項１０）。

請求項１〜１０の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、第４レンズ群が「拡大側から順に、正レンズ、負レンズを、別個もしくは接合して配した構成」であることが好ましい（請求項１１）。

請求項１〜１１の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、第５レンズ群が「凸面を拡大側に向けた正メニスカスレンズを少なくとも２枚含む」構成であることが好ましい（請求項１２）。

請求項１〜１２の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、第６レンズ群中に「接合面が縮小側に凸となる形状の接合レンズ」を含むことが好ましい（請求項１３）。

請求項１〜１３の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、第１レンズ群が「正レンズ、負レンズを、別個もしくは接合してなる」構成とすることが好ましい（請求項１４）。

請求項１〜１４の任意の１に記載の投射用ズームレンズは「平面画像側における瞳位置がほぼ無限遠となる、テレセントリックな光学系となっている」ことができる（請求項１５）。

この発明のプロジェクタ装置は、請求項１〜１５の任意の１に記載の投射用ズームレンズを搭載したプロジェクタ装置（請求項１６）であり、この発明の撮像装置は、請求項１〜１５の任意の１に記載のズームレンズを撮像用に利用した撮像装置（請求項１７）である。

説明を補足すると、この発明の投射用ズームレンズでは、最も拡大側の第１レンズ群に負の屈折力を与えることにより、長いバックフォーカスを得ることを容易にしている。
また、拡大側寄りの第３、第４、第５レンズ群を「いずれも正レンズ群」とすることで、Ｆ値の小さい長焦点レンズに入り込む太い光束を「収差の発生を抑えつつ絞りこむ」ことができる。

更に、第６レンズ群の屈折力を負とすることにより「第１〜第５レンズ群の合成系が有する正の屈折力」で発生した諸収差の相殺を可能とし、第７レンズ群に正の屈折力をもたせることにより「縮小側から見た瞳を略無限位置とする」ことが可能となり、光源を含む照明光学系とのマッチングを容易に実現可能としている。

請求項４のように、第１レンズ群を固定群として変倍の際に移動させないことにより、鏡枠の複雑化を避けることができ、低コストを実現できる。

縮小側焦点付近の空間は「画像表示デバイス、偏光調整部材などで狭くなる」ため、請求項５のように、第７レンズ群を固定群とすることにより、第７レンズ群を移動させる部材を不要とすることによりプロジェクタ装置等の小型化に有効である。

正の屈折力を持つ第３〜第５レンズ群の関係としては、軸上光線高の高さの兼ね合いから、第５レンズ群に対して、第３レンズ群、第４レンズ群の各々の屈折力を弱くすることで「大きな収差を発生させず、より良好な画像を得る」ことが可能であり、条件（１）、条件式（２）は「このような状況を実現する」ための条件である。

条件（１）の下限を超えると、第３レンズ群の持つ「正屈折力」による諸収差が大きくなって、他の群での補正が困難となる。また、条件（２）の下限を超えると、第４レンズ群の正屈折力が、第５レンズ群の正屈折力に対して相対的に大きくなって「諸収差の発生が大きく」なり、他の群での補正が困難となる。

第３、第４、第５レンズ群は、何れも正の屈折力をもつため、コスト的観点からも、基本的には正レンズにより構成されるべきであるが、正レンズのみでは軸上色収差の補正不足に陥ってしまい易い。
これを避けるには請求項７のように「第４レンズ群に負レンズを含める」のがよく、このようにすることにより、軸上色収差、球面収差等をより良好に補正できる。

特に、第４レンズ群を、拡大側から順に正レンズ、負レンズを別個に配するか、あるいはこれら正・負レンズを「正レンズを拡大側にして接合する」ことにより、色収差等の収差がもっとも良く補正される。

第５レンズ群は、これを「拡大側に凸面を向けた形状のメニスカスレンズを２以上含めて構成」することにより、屈折力をバランスよく分散して良好な像性能を得ることができる。

更に、第６レンズ群は「軸上光線高が最も低くなる群」であるので、第６レンズ群内に「強い負の面を配置する」ことで、ペッツバール和を低減させて平坦な像面を得やすくできる。即ち、請求項１２のように、第６レンズ群中に「全系中で最も曲率半径の絶対値の小さい面」を配するのがよい。

また、第６レンズ群中に「接合面が縮小側に凸となる形状の接合レンズ」を含めることにより、軸上色収差を倍率色収差の補正を同時に行われやすくできる。

第１レンズ群で「大きな色収差」を持つと、変倍時に軸上色収差、即ち「赤、緑、青の色の位置関係」が変化し易くなる。負レンズのみでもこのような色収差を少なくすることは「適切なレンズ材質を選択する」ことで可能であるが、より良く色収差を抑えるためには、第１レンズ群内で色収差が補正されていることがより望ましい。

このために、請求項１３のように、第１レンズ群に「１以上の正レンズと１以上の負レンズ」を含めるのがよい。

近年の投射レンズの高倍率化にともない、レンズも大型化する傾向が見られるが、この発明の投射用ズームレンズでは「変倍比（望遠端の焦点距離と広角端の焦点距離の比）に対して画像表示面の実質的な大きさ」とレンズ全長とに適切な関係を設定することにより「コンパクトでありながら、全変倍域において十分な結像性能を確保する」ことを可能としている。

即ち、条件（３）は上記適切な関係を設定する条件である。
条件（３）の下限を超えると、各レンズ群が各々大きな屈折力をもつ必要が生じ、大きな収差の発生を招来する。逆に条件（３）の上限を超えると、レンズ全長が冗長となり、プロジェクタ装置本体の大型化や、コストアップを招いてしまう。

この発明の投射用ズームレンズは、プロジェクタ装置用として有効なものであるから、これを搭載することにより投射性能の良好なプロジェクタ装置（請求項１６）を実現できる。
また、投射用ズームレンズにおいて平面画像と投射画像とは共役関係にあるから、平面画像と「光学的に等価な面」に撮像素子の受光面を配することにより、投射画像上の画像を撮像することができ、また、拡大側の風景、物体などの像を取り込む撮影用レンズとしても利用可能であり、請求項１７の撮像装置を実現できる。

以上のように、この発明によれば新規な投射用レンズ・プロジェクタ装置・撮像装置を実現できる。この発明の投射用レンズは後述の実施例に示すように性能良好であり、これを用いることにより性能良好なプロジェクタ装置・撮像装置を実現できる。

実施例１のレンズの広角端における断面図である。 実施例１のレンズの望遠端における断面図である。 実施例１のレンズの広角端における収差図である。 実施例１のレンズの望遠端における収差図である。 実施例２のレンズの広角端における断面図である。 実施例２のレンズの望遠端における断面図である。 実施例２のレンズの広角端における収差図である。 実施例２のレンズの望遠端における収差図である。 実施例３のレンズの広角端における断面図である。 実施例３のレンズの望遠端における断面図である。 実施例３のレンズの広角端における収差図である。 実施例３のレンズの望遠端における収差図である。 実施例４のレンズの広角端における断面図である。 実施例４のレンズの望遠端における断面図である。 実施例４のレンズの広角端における収差図である。 実施例４のレンズの望遠端における収差図である。

図１、図２に投射型ズームレンズの実施の１形態を示す。

この実施の形態は、後述する実施例１に関するものであり、図１は望遠端、図２は広角端におけるレンズ配置を示している。

図の左方における符号ＳＣＲは「スクリーン」即ち投射面を示し、図の右方のＤＶは液晶パネル等の画像表示デバイスの画像表示面であり、この画像表示面ＤＶに「平面画像」が表示される。以上の点は、以下に説明する他の実施の形態においても同様である。

図１、図２に実施の形態を示す投射用ズームレンズは、平面画像を倍率可変で拡大して投射結像させる投射用ズームレンズあって、拡大側（図の左方）から順に、第１レンズ群Ｇ１ないし第７レンズ群Ｇ７を配置してなる。
第１レンズ群Ｇ１は負の屈折力、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５はともに正の屈折力、第６レンズ群Ｇ６は負の屈折力、第７レンズ群Ｇ７は正の屈折力を持ち、第２レンズ群Ｇ２は「負の屈折力」を持つ。

図５、図６に実施の形態を示す投射用ズームレンズは、後述する実施例２に関するものであり、図５は望遠端、図６は広角端におけるレンズ配置を示している。

この実施の形態の投射用ズームレンズは、平面画像を倍率可変で拡大して投射結像させる投射用ズームレンズあって、拡大側（図の左方）から順に、第１レンズ群Ｇ１ないし第７レンズ群Ｇ７を配置してなる。
第１レンズ群Ｇ１は負の屈折力、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５はともに正の屈折力、第６レンズ群Ｇ６は負の屈折力、第７レンズ群Ｇ７は正の屈折力を持ち、第２レンズ群Ｇ２は「負の屈折力」を持つ。

図９、図１０に実施の形態を示す投射用ズームレンズは、後述する実施例３に関するものであり、図９は望遠端、図１０は広角端におけるレンズ配置を示している。

この実施の形態の投射用ズームレンズは、平面画像を倍率可変で拡大して投射結像させる投射用ズームレンズあって、拡大側（図の左方）から順に、第１レンズ群Ｇ１ないし第７レンズ群Ｇ７を配置してなる。
第１レンズ群Ｇ１は負の屈折力、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５はともに正の屈折力、第６レンズ群Ｇ６は負の屈折力、第７レンズ群Ｇ７は正の屈折力を持ち、第２レンズ群Ｇ２は「正の屈折力」を持つ。

図１３、図１４に実施の形態を示す投射用ズームレンズは、後述する実施例４に関するものであり、図５は望遠端、図６は広角端におけるレンズ配置を示している。

この実施の形態の投射用ズームレンズは、平面画像を倍率可変で拡大して投射結像させる投射用ズームレンズあって、拡大側（図の左方）から順に、第１レンズ群Ｇ１ないし第７レンズ群Ｇ７を配置してなる。
第１レンズ群Ｇ１は負の屈折力、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５はともに正の屈折力、第６レンズ群Ｇ６は負の屈折力、第７レンズ群Ｇ７は正の屈折力を持ち、第２レンズ群Ｇ２は「負の屈折力」を持つ。

以下、投射型ズームレンズの具体的実施例を４例挙げる。

以下にあげる実施例１〜４において、各記号は以下の如き意味を有する。

ｉ 拡大側から数えて第ｉ番目の面（レンズ面および絞りの面）
IMG 画像表示デバイス面
Ｒｉ 拡大側から数えて第ｉ番目の面の曲率半径
Ｄｉ 拡大側から数えて第ｉ番目の面から第ｉ＋１番目の面までの軸上面間隔
Ｄｏ スクリーンから第１レンズ面までの距離
J 拡大側から数えて第ｊ番目のレンズ
Ｎj 拡大側から数えて第ｊ番目のレンズのｄ線に対する屈折率
νｊ 拡大側から数えて第ｊ番目のレンズのアッべ数
ＰＲ 色合成プリズム
「計算基準波長」は５５０ｎｍ（緑色）である。
「実施例１」
ｉ R Ｄ j Ｎ ν
0 ∞ 5800
1 380.319 2.693 1 1.80518 25.5
2 58063.394 0.200
3 394.275 2.300 2 1.62041 60.3
4 44.351 可変
5 -1339.437 2.200 3 1.51680 64.2
6 51.817 4.230 4 1.84666 23.8
7 92.646 可変
8 54.863 5.263 5 1.49700 81.6
9 176.077 可変
10 116.899 8.091 6 1.61800 63.4
11 -57.989 2.200 7 1.84666 23.8
12 -118.672 可変
13 50.462 4.565 8 1.61800 63.4
14 188.487 0.200
15 25.031 5.125 9 1.61800 63.4
16 40.527 可変
17 27.708 2.051 10 1.62374 47.1
18 17.211 5.876
19(絞り面) ∞ 4.170
20 -138.800 3.347 11 1.49700 81.6
21 -29.654 1.900 12 1.61310 44.4
22 34.756 8.335
23 -247.210 2.546 13 1.90366 31.3
24 -57.994 2.563
25 -19.964 1.900 14 1.69895 30.1
26 58.885 6.868 15 1.49700 81.6
27 -35.146 0.200
28 205.383 7.875 16 1.49700 81.6
29 -33.705 可変
30 247.189 5.621 17 1.84666 23.8
31 -81.849 9.000
32 ∞ 29.000 PR 1.51680 64.2
33 ∞ 9.000
IMG ∞ 0.000 。

「可変量」
広角端 中間 望遠端
焦点距離 45.79 56.24 73.50
可変群間隔
D4 29.470 24.784 11.793
D7 13.907 4.096 1.500
D9 6.295 7.596 1.500
D12 1.000 5.277 18.008
D16 1.000 2.330 4.198
D29 1.000 8.588 15.673 。

「条件式のパラメータの値」
条件（１） 0.0135
条件（２） 0.0115
条件（３） ｆＴ／ｆＷ＝1.605 、 ＯＡＬ／Ｙmax ＝9.108 。

「実施例２」
ｉ R Ｄ j Ｎ ν
O ∞ 6000.000
1 446.598 5.505 1 1.76182 26.6
2 -156.658 5.383
3 -115.480 2.300 2 1.61800 63.4
4 57.268 可変
5 158.897 2.200 3 1.51680 64.2
6 52.092 1.900 4 1.84666 23.8
7 52.603 可変
8 54.035 4.761 5 1.49700 81.6
9 122.567 可変
10 54.755 9.968 6 1.61800 63.4
11 -67.625 2.200 7 1.84666 23.8
12 -129.060 可変
13 33.271 4.219 8 1.61800 63.4
14 51.141 0.200
15 31.412 4.813 9 1.61800 63.4
16 66.883 可変
17 22.000 1.900 10 1.61310 44.4
18 15.474 5.343
19(絞り) ∞ 0.958
20 -85.468 5.473 11 1.49700 81.6
21 -45.435 2.801 12 1.61310 44.4
22 31.697 7.023
23 -171.907 2.641 13 1.90366 31.3
24 -44.012 2.379
25 -17.485 1.900 14 1.69895 30.1
26 45.750 6.647 15 1.49700 81.6
27 -38.364 0.200
28 181.262 8.514 16 1.49700 81.6
29 -29.966 可変
30 306.175 5.930 17 1.84666 23.8
31 -69.411 9.000
32 ∞ 26.000 PR 1.51680 64.2
33 ∞ 8.194
IMG: ∞ 。

「可変量」
広角端 中間 望遠端
焦点距離 47.800 58.730 76.76
可変群間隔
D4 7.463 5.489 8.881
D7 15.271 5.161 1.527
D9 15.905 16.884 1.500
D12 1.000 5.510 11.366
D16 1.000 2.638 4.949
D29 1.000 5.957 13.417 。

「条件式のパラメータの値」
条件（１） 0.0125
条件（２） 0.0036
条件（３） ｆＴ／ｆＷ＝1.605 、 ＯＡＬ／Ｙmax＝8.713 。

「実施例３」
ｉ R Ｄ j Ｎ ν
O ∞ 6000.000
1 252.097 3.480 1 1.84666 23.8
2 141.430 1.818
3 253.430 2.300 2 1.62041 60.3
4 63.935 可変
5 -1063.932 2.200 3 1.51680 64.2
6 60.251 8.964 4 1.84666 23.8
7 211.430 可変
8 121.782 5.537 5 1.49700 81.6
9 704.524 可変
10 96.623 14.976 6 1.61800 63.4
11 -72.076 2.200 7 1.84666 23.8
12 -176.462 可変
13 39.291 6.305 8 1.61800 63.4
14 137.635 0.200
15 29.075 4.995 9 1.61800 63.4
16 49.915 可変
17 60.343 1.900 10 1.62374 47.1
18 18.525 6.086
19(絞り) ∞ 2.891
20 246.428 4.649 11 1.49700 81.6
21 -30.583 5.500 12 1.61310 44.4
22 35.649 8.134
23 -101.475 4.661 13 1.90366 31.3
24 -48.940 2.091
25 -21.265 1.900 14 1.69895 30.1
26 97.556 5.637 15 1.49700 81.6
27 -37.235 0.200
28 2455.928 7.150 16 1.49700 81.6
29 -29.507 可変
30 274.080 5.500 17 1.84666 23.8
31 -81.816 0.000
32 ∞ 29.000 PR 1.51860 64.2
33 ∞ 22.077
IMG ∞ 0.000 。

「可変量」
広角端 中間 望遠端
焦点距離 47.88 58.83 76.95
可変群間隔
D4 31.753 23.325 14.358
D7 29.646 13.027 1.500
D9 3.635 13.078 8.252
D12 1.000 9.232 25.423
D16 1.748 2.391 3.340
D29 1.858 8.587 16.767 。

「条件式のパラメータの値」
条件（１） 0.0177
条件（２） 0.0132
条件（３） ｆＴ／ｆＷ＝1.607 、 ＯＡＬ／Ｙmax＝11.39 。

「実施例４」
ｉ R Ｄ j Ｎ ν
0 ∞ 6000.000
1 60.614 2.300 1 1.62041 60.3
2 36.535 可変
3 -190.062 2.200 2 1.51680 64.2
4 55.715 4.008 3 1.84666 23.8
5 92.850 可変
6 52.041 5.984 4 1.49700 81.6
7 166.325 可変
8 108.678 7.877 5 1.61800 63.4
9 -63.439 2.200 6 1.84666 23.8
10 -114.866 可変
11 34.226 5.084 7 1.61800 63.4
12 70.286 0.200
13 25.462 5.227 8 1.61800 63.4
14 45.538 可変
15 23.875 1.900 9 1.62374 47.1
16 15.022 5.383
17(絞り) ∞ 1.656
18 -157.296 3.017 10 1.49700 81.6
19 -38.744 1.900 11 1.61310 44.4
20 31.532 7.471
21 -261.966 2.690 12 1.90366 31.3
22 -50.915 2.917
23 -17.921 1.900 13 1.69895 30.1
24 50.324 7.294 14 1.49700 81.6
25 -37.939 0.200
26 215.518 9.292 15 1.49700 81.6
27 -30.453 可変
28 226.681 5.921 16 1.84666 23.8
29 -80.287 8.000
30 ∞ 25.000 PR 1.51680 64.2
31 ∞ 5.000
IMG ∞ 0.000 。

「可変量」
広角端 中間 望遠端
焦点距離 47.80 58.73 76.76
可変群間隔 D2 15.644 16.559 14.468
D5 23.091 9.945 1.500
D7 13.636 12.547 1.500
D10 1.000 7.363 20.165
D14 1.000 1.827 2.752
D27 1.000 7.128 14.986 。

「条件式のパラメータの値」
条件（１） 0.0146
条件（２） 0.0120
条件（３） ｆＴ／ｆＷ＝1.605 、 ＯＡＬ／Ｙmax＝5.635 。

図３に実施例１に関する広角端における収差図、図４に実施例１に関する望遠端における収差図を示す。これら収差図中の「Ｇ」は波長：５５０．０ｎｍでの収差、「Ｒ」は波長：６２０．０ｎｍでの収差、「Ｂ」は波長：４７０．０ｎｍでの収差であることを示し、「Ｓ」は波長：５５０．０ｎｍでのサジタル像面、「Ｔ」は波長：５５０．０ｎｍでのタンジェンシャル像面であることを示す。他の収差図においても同様である。

図７に実施例２に関する広角端における収差図、図８に実施例２に関する望遠端における収差図を示す。図１１に実施例３に関する広角端における収差図、図１２に実施例３に関する望遠端における収差図を示す。図１５に実施例４に関する広角端における収差図、図１６に実施例１に関する望遠端における収差図を示す。

これら収差図に示すように、各実施例とも、非球面を採用していないにも拘わらず性能良好である。

また、各実施例とも、投射用ズームレンズは、変倍に際して、第７レンズ群Ｇ７が、物体である平面画像に対して位置を変えず、第１レンズ群Ｇ１は、平面画像に対してその位置を変えない。

そして、各実施例とも、第６レンズ群Ｇ６中に「屈折面の曲率半径の絶対値が全系中で最も小さい面」が含まれており、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５とは、各々正レンズのみからなり、第４レンズ群Ｇ４は、１以上の正レンズと１以上の負レンズとを拡大側からこの順序に接合した「接合レンズ」としてなり、第３レンズ群Ｇ３は１枚の正レンズのみからなり、第５レンズ群Ｇ５は、凸面を拡大側に向けた正メニスカスレンズを２枚含み、第６レンズ群Ｇ６中に「接合面が縮小側に凸となる形状の接合レンズ」を含む。

そして何れの実施例も「平面画像側における瞳位置がほぼ無限遠となる、テレセントリックな光学系」となっている。

従って、これら実施例の何れかの投射用ズームレンズを搭載して、性能良好なプロジェクタ装置や撮像装置を実現できる。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｇ６ 第６レンズ群
Ｇ７ 第７レンズ群
ＳＣＲ スクリーン面
ＤＶ 画像表示デバイスの画像表示面
ＰＲ 色合成プリズム

特開２００４− ７０３０６号公報 特開２００１−１０８９００号公報

Claims (17)

1. 平面画像を倍率可変で拡大して投射結像させる投射用ズームレンズあって、
   拡大側から順に、第１レンズ群ないし第７レンズ群を配置してなり、
   第１レンズ群は負の屈折力、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群はともに正の屈折力、第６レンズ群は負の屈折力、第７レンズ群は正の屈折力をもち、
   第２レンズ群が、負または正の屈折力を持つことを特徴とする投射用ズームレンズ。
2. 請求項１記載の投射用ズームレンズにおいて、
   第２レンズ群が負の屈折力を有することを特徴とする投射用ズームレンズ。
3. 請求項１記載の投射用ズームレンズにおいて、
   第２レンズ群が正の屈折力を有することを特徴とする投射用ズームレンズ。
4. 請求項１〜３の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
   変倍に際して、第７レンズ群が、物体である平面画像に対して位置を変えないことを特徴とする投射用ズームレンズ。
5. 請求項１〜４の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
   変倍に際して、第１レンズ群が、平面画像に対してその位置を変えないことを特徴とする投射用ズームレンズ。
6. 請求項１〜５の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
   第６レンズ群中に、屈折面の曲率半径の絶対値が全系中で最も小さい面が含まれることを特徴とする投射用ズームレンズ。
7. 請求項１〜６の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
   第３レンズ群の焦点距離：ｆ３、第４レンズ群の焦点距離：ｆ４、第５レンズ群の焦点距離：ｆ５が、条件：
   （１） （１／ｆ５）−（１／ｆ３）＞ ０
   （２） （１／ｆ５）−（１／ｆ４）＞ ０
   を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。
8. 請求項１〜７の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
   第３レンズ群と第５レンズ群とは、各々正レンズのみからなり、
   第４レンズ群は、１以上の正レンズと１以上の負レンズとを有してなることを特徴とする投射用ズームレンズ。
9. 請求項１〜８の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
   全系における望遠端での焦点距離：ｆＴ、全系における広角端での焦点距離：ｆＷ、光軸から平面画像の最遠部までの距離：Ｙmax、全変倍域中で最長となるときのレンズ全長：ＯＡＬが、条件：
   （３） ５・ｆＴ／ｆＷ ＜ＯＡＬ／Ｙmax＜ ８・ｆＴ／ｆＷ
   を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。
10. 請求項１〜９の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
    第３レンズ群が１枚の正レンズのみからなることを特徴とする投射用ズームレンズ。
11. 請求項１〜１０の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
    第４レンズ群が、拡大側から順に、正レンズ、負レンズを、別個もしくは接合して配した構成であることを特徴とする投射用ズームレンズ。
12. 請求項１〜１１の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
    第５レンズ群が、凸面を拡大側に向けた正メニスカスレンズを少なくとも２枚含むことを特徴とする投射用ズームレンズ。
13. 請求項１〜１２の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
    第６レンズ群中に、接合面が縮小側に凸となる形状の接合レンズを含むことを特徴とする投射用ズームレンズ。
14. 請求項１〜１３の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
    第１レンズ群が、正レンズ、負レンズを、別個もしくは接合してなることを特徴とする投射用ズームレンズ。
15. 請求項１〜１４の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
    平面画像側における瞳位置がほぼ無限遠となる、テレセントリックな光学系となってい
    ることを特徴とする投射用ズームレンズ。
16. 請求項１〜１５の任意の１に記載の投射用ズームレンズを搭載したプロジェクタ装置。
17. 請求項１〜１５の任意の１に記載のズームレンズを撮像用に利用した撮像装置。

Images