JP2012208404A - Wide angle lens and projector device using the same - Google Patents

Wide angle lens and projector device using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide angle lens that projects onto a screen and the like an enlarged image from a light valve such as a DMD for forming an image by changing a reflection direction of light, has high performance, has a small lens aperture, and is compact.SOLUTION: A wide angle lens is constituted of a first lens group having negative refractive power as a whole, a second lens group having positive refractive power as a whole, a third lens group having positive refractive power as a whole, and a fourth lens group having positive refractive power as a whole in this order from an enlargement side. The first lens group is constituted by arranging eight lenses including a negative lens having a convex shape, a negative lens, a negative lens, a positive lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens in this order from the enlargement side. The second lens group is constituted by arranging one positive lens or is constituted by arranging two positive lenses in this order from the enlargement side. The third lens group is constituted by arranging six lenses including a positive lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, a positive lens, and a positive lens in this order from the enlargement side. The fourth lens group is constituted by arranging one positive lens.

Description

本発明は、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い広角レンズ及びそれを用いたプロジェクタ装置に関する。   The present invention relates to a wide-angle lens with a small lens aperture for enlarging and projecting an image on a screen or the like, and a projector apparatus using the same.

近年、微小なマイクロミラー(鏡面素子)を画素に対応させて平面上に並べ、マイクロマシン技術を用いて、それぞれの鏡面の角度を機械的に制御することによって画像を表示するDMD(デジタルマイクロミラーデバイス)が実用化されており、この分野で従来から広く用いられてきた液晶パネルより応答速度が速く、明るい画像が得られるという特徴が、小型で高輝度、高画質であり携帯可能としたプロジェクタ装置を実現するのに適していることから、急速に普及してきている。   In recent years, DMD (digital micromirror device) displays images by arranging microscopic micromirrors (mirror elements) on a plane corresponding to pixels and mechanically controlling the angle of each mirror surface using micromachine technology. ) Has been put to practical use, and is characterized by a faster response speed and a brighter image than a liquid crystal panel that has been widely used in this field. It is rapidly spreading because it is suitable for realizing.

プロジェクタ装置においてライトバルブとしてDMDを用いる場合、同時に使用する投射用レンズに対しては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。   When a DMD is used as a light valve in a projector device, a DMD-specific restriction occurs for a projection lens that is used simultaneously. 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.

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。   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、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、また投影距離が短くて大画面の投影ができる広角レンズの要望がある。このため投射レンズの画角が、全画角で110度程度という大きいものが必要となってきた。このような仕様で開発された投射用レンズは特に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あり、投射レンズの全長が長くなり、プロジェクタ装置の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寸法を小さくすることは重要で、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2007−156210号公報に開示されているような投射用レンズの広角化設計方法の一例がある。   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, the image circle has a large image circle in order to adopt a so-called shift configuration in which the center of the DMD and the optical axis of the projection lens are shifted. There is a demand for a wide-angle lens capable of projecting a large screen with a short projection distance. For this reason, it is necessary that the angle of view of the projection lens be as large as about 110 degrees in all angles. In the projection lens developed with such specifications, the aperture of the front lens group tends to be larger than desired, and the overall length of the projection lens becomes longer, which greatly affects the dimensions of the projector apparatus. However, it is important to reduce the size of a projector device that is assumed to be portable, and it can be said that it is the most important factor in a projector device that is often used with a notebook personal computer. . As means for solving this problem, there is an example of a projection lens widening design method as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-156210.

特開2007−156210号公報JP 2007-156210 A

しかしながら、特許文献1の提案では、全画角が111度と広い画角を実現しているが全長が280mmと大きくなるため、ノート型パーソナルコンピュータなどと共に携帯可能な寸法のプロジェクタを実現することは困難である。   However, in the proposal of Patent Document 1, the wide angle of view is realized as 111 degrees, but the total length is as large as 280 mm. Therefore, it is not possible to realize a projector having a portable size with a notebook personal computer or the like. Have difficulty.

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広角レンズを実現し、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小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 wide-angle lens with high imaging performance and a small lens aperture for applications, compact and bright, with a high image quality capable of projecting a large screen even in a limited space such as a small conference room. An object of the present invention is to provide a projector device.

本発明は、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、全体で正の屈折力を有する第2レンズ群、全体で正の屈折力を有する第3レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第4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(以下負レンズ)、負レンズ、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ(以下正レンズ)、正レンズ、負レンズ、及び正レンズの8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、1枚の正レンズを配して構成されるか、または、2枚の正レンズを配して構成され、前記第3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、及び正レンズの6枚を配して構成され、前記第4レンズ群は、正レンズ1枚を配して構成されている広角レンズであって、
前記第1レンズ群の合成焦点距離に関して下記条件式(1)を満足しており、
前記第3レンズ群の合成焦点距離に関して下記条件式(2)を満足しており、
前記第1レンズ群の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(3)を満足しており、
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面と前記第4レンズ群に配置されるレンズの拡大側面までの光軸上の距離に関して下記条件式(4)を満足していることを特徴とする。(請求項1)
(1) −2.2 < f/fI < −0.8
(2) 0.2 < f/fIII < 0.4
(3) 11.0 < TL/f < 17.0
(4) 3.4 < fb/f < 4.7
: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830mmに合焦状態)
I :第1レンズ群の合成焦点距離
III:第3レンズ群の合成焦点距離
TL :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830mmに合焦状態)
fb :第3レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面と第4レンズ群に配置されるレンズの拡大側面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830mmに合焦状態)
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 positive refractive power as a whole, a third lens group having a positive refractive power as a whole, and a whole. A fourth lens group having a positive refractive power, and the first lens group in order from the magnifying side is a meniscus lens convex to the magnifying side (hereinafter, negative lens), a negative lens, A negative lens, a lens having a positive refractive power (hereinafter, positive lens), a positive lens, a negative lens, and a positive lens are arranged, and the second lens group includes one lens in order from the magnification side. The third lens group includes a positive lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, and a positive lens in order from the magnifying side. A fourth lens group comprising six lenses, a positive lens and a lens; , A wide-angle lens that is configured by disposing one positive lens,
The following conditional expression (1) is satisfied with respect to the composite focal length of the first lens group:
The following conditional expression (2) is satisfied with respect to the combined focal length of the third lens group:
The following conditional expression (3) is satisfied with respect to the distance on the optical axis from the magnifying side surface of the lens arranged on the most magnifying side of the first lens group to the focusing position:
The following conditional expression (4) is satisfied with respect to the distance on the optical axis from the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side of the third lens group to the enlargement side surface of the lens arranged in the fourth lens group. It is characterized by that. (Claim 1)
(1) -2.2 <f / f I <-0.8
(2) 0.2 <f / f III <0.4
(3) 11.0 <TL / f <17.0
(4) 3.4 <fb / f <4.7
f : Composite focal length of the entire lens system (focused on the magnifying side object distance of 830 mm from the most magnifying side of the first lens group)
f I : Synthetic focal length of the first lens group f III : Synthetic focal length of the third lens group TL: On the optical axis from the magnifying side of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group to the in-focus position Distance (focused on the magnifying object distance of 830 mm from the most magnifying side of the first lens group)
fb: Distance on the optical axis between the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side in the third lens group and the enlargement side surface of the lens arranged in the fourth lens group (enlargement from the most enlargement side surface of the first lens group) Focused on side object distance 830mm)

条件式(1)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レンズ群と第4レンズ群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。   Conditional expression (1) is a condition regarding the power of the first lens group. The first lens group has a strong negative power, and has a purpose of securing a space for arranging an optical system for illuminating a light valve such as a DMD in an air space portion between the third lens group and the fourth lens group. ing. 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.

条件式(2)は、第3レンズ群のパワーに関する条件であり、小型化と性能のバランスの条件となる。条件式(2)の上限を超えると第3レンズ群の正パワーが強くなり小型化には有利であるが収差の補正が困難になり、下限を超えるとレンズの正パワーが弱くなり小型化にすることが困難になる。   Conditional expression (2) is a condition relating to the power of the third lens group, and is a condition for reducing the size and the performance. If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the positive power of the third lens group will become strong and advantageous for miniaturization, but it will be difficult to correct aberrations. If the lower limit is exceeded, the positive power of the lens will become weak and miniaturization will occur. It becomes difficult to do.

条件式(3)は、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、小型の条件となる。上限を超えると第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。   Conditional expression (3) 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 to the in-focus position, and is a small condition. If the upper limit is exceeded, the distance from the magnifying side surface of the lens arranged closest to the magnifying side to the in-focus position in the first lens group will be large, and the lens will have a large aperture, which will reduce the size reduction. It becomes difficult to balance various aberrations.

条件式(4)は、第3レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面と第4レンズ群に配置されるレンズの拡大側面までの光軸上の距離の条件であり、光源からの導光スペースを確保して、小型化を実現する条件となる。上限を超えると第3レンズ群の各レンズが大口径になり、小型化を損ねてしまい、下限を超えると光源からの導光スペースを確保するのが困難になる。   Conditional expression (4) is a condition of the distance on the optical axis from the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side in the third lens group to the enlargement side surface of the lens arranged in the fourth lens group. This is a condition for securing a light guide space and realizing miniaturization. If the upper limit is exceeded, each lens of the third lens group has a large aperture, which impairs downsizing, and if the lower limit is exceeded, it is difficult to secure a light guide space from the light source.

請求項1記載の広角レンズにおいて、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)、負レンズ、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ(以下正レンズ)、正レンズ、負レンズ、及び正レンズの8枚を配して構成され、前記第1レンズ群で最も拡大側に配置される負レンズの焦点距離と、前記第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焦点距離に関して下記条件式(5)を満足しており、前記第1レンズ群の拡大側から3枚目に配置される負レンズから、前記第1レンズ群で最も縮小側に配置される正レンズまでを構成する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(6)を満足していることを特徴とする。(請求項2)
(5) 0.5 <fI 2/fI 1 < 0.9
(6) 11 <(VI 3+VI 6)/2−(VI 4+VI 5+VI 7)/3
ただし、
I 1:第1レンズ群で最も拡大側に配置される負レンズの焦点距離
I 2: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焦点距離
I 3: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
I 4:第1レンズ群で拡大側から4枚目に配置される正レンズのアッベ数
I 5:第1レンズ群で拡大側から5枚目に配置される正レンズのアッベ数
I 6:第1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
I 7: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 wide-angle lens according to claim 1, wherein the first lens group includes, in order from the magnifying side, a meniscus-shaped lens having a negative refractive power, a negative lens, a negative lens, and a positive lens. A negative lens having a refractive power (hereinafter referred to as a positive lens), a positive lens, a negative lens, and a positive lens, and arranged at the most magnification side in the first lens group; The following conditional expression (5) is satisfied with respect to the focal length of the negative lens disposed on the second lens from the magnification side in the first lens group, and is disposed on the third lens from the magnification side of the first lens group. The following conditional expression (6) is satisfied with respect to the dispersion characteristics of the glass materials used for each of the five lenses constituting the negative lens to the positive lens arranged closest to the reduction side in the first lens group. Features. (Claim 2)
(5) 0.5 <f I 2 / f I 1 <0.9
(6) 11 <(V I 3 + V I 6 ) / 2− (V I 4 + V I 5 + V I 7 ) / 3
However,
f I 1 : Focal length of the negative lens disposed closest to the magnification side in the first lens group f I 2 : Focal length V I 3 of the negative lens disposed on the second lens from the magnification side in the first lens group Abbe number V I 4 of the negative lens arranged in the third lens from the magnification side in one lens group: Abbe number V I 5 of the positive lens arranged in the fourth lens from the magnification side in the first lens group: First lens Abbe number V I 6 of the positive lens arranged in the fifth lens from the magnifying side in the group: Abbe number V I 7 of negative lens arranged in the sixth lens from the magnifying side in the first lens group: In the first lens group Abbe number of positive lens arranged on the most reduction side

請求項1記載の広角レンズにおいて、前記第2レンズ群は、拡大側から順に、1枚の正レンズを配して構成されるか、または、2枚の正レンズを配して構成され、前記第2レンズ群の合成焦点距離に関して下記条件式(7)を満足していることを特徴とする。(請求項2)
(7) 0.2 < f/fII < 0.5
ただし、
II:第2レンズ群の合成焦点距離
2. The wide-angle lens according to claim 1, wherein the second lens group is configured by arranging one positive lens in order from the magnification side, or by arranging two positive lenses, The following conditional expression (7) is satisfied with respect to the combined focal length of the second lens group. (Claim 2)
(7) 0.2 <f / f II <0.5
However,
f II : Composite focal length of the second lens group

条件式(7)は、第2レンズ群のパワーに関する条件である。第2レンズ群は、正のパワーを持ち、強い負のパワーを持つ第1レンズ群と正のパワーを持つ第3レンズ群とのパワーのバランスを補完する機能を有し、第1レンズ群での収差補正を可能にしている。下限を超えると、第2レンズ群のパワーが弱くなり、第2レンズ群からの光線が発散するため、第1レンズ群の口径が大きくなってしまい、上限を超えると収差の補正が困難になる。   Conditional expression (7) is a condition relating to the power of the second lens group. The second lens group has a function of complementing the power balance between the first lens group having a positive power and a strong negative power and the third lens group having a positive power. Aberration correction is possible. If the lower limit is exceeded, the power of the second lens group becomes weak and the light from the second lens group diverges, so that the aperture of the first lens group becomes large, and if the upper limit is exceeded, it is difficult to correct aberrations. .

請求項1記載の広角レンズにおいて、前記第3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、及び正レンズの6枚を配して構成され、拡大側から4枚目に配置される負レンズの焦点距離に関して下記条件式(8)を満足しており、前記第3レンズ群を構成する最も縮小側に配置される正レンズの縮小側の面のパワーに関して、下記条件式(9)を満足しており、前記第3群に使用される6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(10)を満足していることを特徴とする。(請求項3)
(8) 0.5 < f/fIII 4 < −0.3
(9) −0.5 <f/rIII 11 < −0.3
(10) 30 <(VIII 1+VIII 3+VIII 5+VIII 6)/4−(VIII 2+VIII 4)/2
ただし、
III 4 :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焦点距離
III 11: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
III 1 :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
III 2 :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
III 3 :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
III 4 :第3レンズ群で拡大側から4枚目に配置される正レンズのアッベ数
III 5 :第3レンズ群で拡大側から5枚目に配置される正レンズのアッベ数
III 6 :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 wide-angle lens according to claim 1, wherein the third lens group includes six lenses of a positive lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, a positive lens, and a positive lens in order from the magnification side. The following conditional expression (8) is satisfied with respect to the focal length of the negative lens disposed on the fourth lens from the side, and the surface on the reduction side of the positive lens disposed on the most reduction side constituting the third lens group Regarding power, the following conditional expression (9) is satisfied, and the following conditional expression (10) is satisfied regarding the dispersion characteristics of the glass material used for each of the six lenses used in the third group. Features. (Claim 3)
(8) 0.5 <f / fIII 4 <−0.3
(9) −0.5 <f / r III 11 <−0.3
(10) 30 <( VIII1 + VIII3 + VIII5 + VIII6 ) / 4- ( VIII2 + VIII4 ) / 2
However,
f III 4 : Focal length r III of the negative lens arranged fourth from the magnification side of the third lens group 11 : Radius of curvature V III of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction surface side of the third lens group 1 : Abbe number V III of the positive lens arranged closest to the enlargement side in the third lens group 2 : Abbe number V III 3 of the positive lens arranged second from the enlargement side in the third lens group 3 : Third lens Abbe number V III 4 of the negative lens arranged on the third lens from the magnifying side in the group: Abbe number V III 5 of positive lens arranged on the fourth lens from the magnifying side in the third lens group: In the third lens group Abbe number of positive lens arranged on the fifth lens from the magnification side V III 6 : Abbe number of positive lens arranged closest to the reduction side in the third lens group

条件式(8)は、第1レンズ群、及び第2レンズ群からの発散光束を補正し、大口径比を確保し、球面収差、コマ収差を補正する条件である。第3レンズ群は、第1レンズ群、及び第2レンズ群を射出する発散する光線束を集束する状態へと導くための強い正パワーを有しており、球面収差等の諸収差が発生する。第3レンズ群を構成するレンズは、拡大面側から正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズの6枚構成として諸収差の補正をしているが、第3レンズ群の正パワーを適切にしないと収差補正不足になる。条件式(8)の上限を超えるとアンダーの球面収差が大きくなり、下限を超えるとオーバーの球面収差が大きくなり、周辺でのコマ収差の発生が著しくなり、収差の補正が困難になる。球面形状では、収差補正不足になることがあるが、その場合には第3レンズ群の拡大側から5枚目に配置されるレンズを非球面にすることで、レンズ全系の大口径比を確保し、レンズ全系の小径化と球面収差等の補正が可能になる。   Conditional expression (8) is a condition for correcting divergent light beams from the first lens group and the second lens group, ensuring a large aperture ratio, and correcting spherical aberration and coma aberration. The third lens group has a strong positive power for guiding the diverging beam bundles emitted from the first lens group and the second lens group to a focused state, and various aberrations such as spherical aberration are generated. . The lens constituting the third lens group corrects various aberrations as a six-lens configuration including a positive lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, a positive lens, and a positive lens from the magnification surface side. If the positive power is not appropriate, aberration correction will be insufficient. If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, under spherical aberration will increase, and if the lower limit is exceeded, over spherical aberration will increase, resulting in significant coma around the periphery, making it difficult to correct aberrations. In the spherical shape, aberration correction may be insufficient. In this case, the large lens diameter ratio of the entire lens system can be increased by making the lens arranged on the fifth lens from the magnification side of the third lens group an aspherical surface. This makes it possible to reduce the diameter of the entire lens system and correct spherical aberration and the like.

条件式(9)は、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面の形状に関するする条件であり、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レンズ群の拡大側面から5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 (9) is a condition related to the shape of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side of the third lens group, and is a conditional expression for finely correcting spherical aberration and coma aberration in the entire lens system. . The spherical aberration and coma remaining without being corrected by the five lenses from the enlarged side surface of the third lens group are corrected. When the upper limit is exceeded, the correction is insufficient, and when the lower limit is exceeded, the correction is excessive.

条件式(10)は、第3レンズ群内での色収差補正のための条件である。軸上色収差、及び倍率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、及び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 third lens group. In order to correct axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration, it is necessary that the power of each lens does not become excessive. For that purpose, the Abbe number of a positive lens and a negative lens satisfying conditional expression (10) is required. It becomes a necessary condition. When the lower limit is exceeded, it becomes difficult to correct chromatic aberration.

このように本発明による広角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4)、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 wide-angle lens according to the present invention on the projector apparatus, the entire apparatus can be reduced in size (claim 4), and a thin projector apparatus 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広角レンズを実現し、小型で明るく、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 wide-angle lens with high imaging performance suitable for the characteristics of a light valve such as DMD can be realized, and a small, bright and high-quality projector can be provided.

本発明による広角レンズの第1実施例のレンズ構成図である。It is a lens block diagram of 1st Example of the wide angle lens by this invention. 第1実施例のレンズの諸収差図である。FIG. 6 is a diagram illustrating all aberrations of the lens of the first example. 本発明による広角レンズの第2実施例のレンズ構成図である。It is a lens block diagram of 2nd Example of the wide angle lens by this invention. 第2実施例のレンズの諸収差図である。FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations of the lens of the second example. 本発明による広角レンズの第3実施例のレンズ構成図である。It is a lens block diagram of 3rd Example of the wide angle lens by this invention. 第3実施例のレンズの諸収差図である。It is an aberration diagram of the lens of the third example. 本発明による広角レンズの第4実施例のレンズ構成図である。It is a lens block diagram of 4th Example of the wide angle lens by this invention. 第4実施例のレンズの諸収差図である。FIG. 10 is a diagram illustrating various aberrations of the lens of the fourth example. 本発明による広角レンズの第5実施例のレンズ構成図である。It is a lens block diagram of 5th Example of the wide angle lens by this invention. 第5実施例のレンズの諸収差図である。FIG. 10 is a diagram illustrating all aberrations of the lens of the fifth example.

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5実施例のコンパクトな広角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)、全体で正の屈折力を有する第2レンズ群(レンズ群名称LG2)、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)、全体で正の屈折力を有する第4レンズ群(レンズ群名称LG4)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の負レンズ(レンズ名称をL11、拡大側面の名称を101、縮小側面の名称を102とする)、負レンズ(レンズ名称L12、拡大側面103、縮小側面104)、負レンズ(レンズ名称L13、拡大側面105、縮小側の接合面106)、正レンズ(レンズ名称L14、拡大側の接合面106、縮小側面107)、正レンズ(レンズ名称L15、拡大側面108、縮小側の接合面109)、負レンズ(レンズ名称L16、拡大側の接合面109、縮小側の接合面110)、及び正レンズ(レンズ名称L17、拡大側の接合面110、縮小側面111)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、正レンズ(レンズ名称L21、拡大側面201、縮小側の接合面202)1枚を配して構成されるか、または、さらに一枚の正レンズ(レンズ名称L22、拡大側面202、縮小側面203)追加して配して構成され、前記第3レンズ群LG3は、拡大側から順に、正レンズ(レンズ名称L31、拡大側面301、縮小側の接合面302)、負レンズ(レンズ名称L32、拡大側の接合面302、縮小側面303)、正レンズ(レンズ名称L33、拡大側面304、縮小側面305)、負レンズ(レンズ名称L34、拡大側面306、縮小側面307)、正レンズ(レンズ名称L35、拡大側面308、縮小側面309)、及び正レンズ(レンズ名称L36、拡大側面310、縮小側面311)を配して構成され、前記第4レンズ群L4は、正レンズ一枚(レンズ名称L41、拡大側面401、縮小側面402)を配して構成され、続いて前記第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C01、縮小側面C02)を配して構成されている。   Hereinafter, the present invention will be described with respect to specific numerical examples. In the compact wide-angle lenses of the following first to fifth embodiments, in order from the magnification side, the first lens group (lens group name LG1) having a negative refractive power as a whole, and the first lens group having a positive refractive power as a whole. 2 lens groups (lens group name LG2), a third lens group having a positive refractive power as a whole (lens group name LG3), and a fourth lens group having a positive refractive power as a whole (lens group name LG4). The first lens group LG1 includes, in order from the enlargement side, a negative meniscus lens convex on the enlargement side (lens name is L11, enlargement side name is 101, reduction side name is 102), negative lens ( Lens name L12, enlargement side surface 103, reduction side surface 104), negative lens (lens name L13, enlargement side surface 105, reduction side joint surface 106), positive lens (lens name L14, enlargement side joint surface 106, reduction) Surface 107), a positive lens (lens name L15, enlargement side surface 108, reduction side joint surface 109), a negative lens (lens name L16, enlargement side joint surface 109, reduction side joint surface 110), and a positive lens (lens) The second lens group LG2 is composed of a positive lens (lens name L21, enlargement side 201, reduction side joint surface in order from the enlargement side). 202) One lens is arranged, or one positive lens (lens name L22, enlargement side 202, reduction side 203) is additionally arranged, and the third lens group LG3 In order from the enlargement side, a positive lens (lens name L31, enlargement side surface 301, reduction side cementing surface 302), negative lens (lens name L32, enlargement side cementing surface 302, reduction side surface 303), positive lens (Lens name L33, enlarged side surface 304, reduced side surface 305), negative lens (lens name L34, enlarged side surface 306, reduced side surface 307), positive lens (lens name L35, enlarged side surface 308, reduced side surface 309), and positive lens ( The lens name L36, the enlarged side surface 310, and the reduced side surface 311) are arranged, and the fourth lens group L4 is constituted by arranging one positive lens (lens name L41, enlarged side surface 401, reduced side surface 402). Subsequently, a cover glass CG (enlarged side C01, reduction side), which is a component of a light valve such as DMD, which is arranged with a slight air gap between the reduction side of the fourth lens group LG4 and the light valve surface. Side surface C02) is arranged.

各実施例において使用している非球面については、周知のごとく、光軸方向にZ軸、光軸と直交する方向にY軸をとるとき、非球面式:
Z=(Y2/r)/〔1+√{1−(1+K)(Y/r)2}〕
+A3・Y3+A4・Y4+A5・Y5+A6・Y6+‥‥
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:A3、A4、A5、A6‥‥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。
As is well known, the aspherical surface used in each embodiment has an aspherical formula when taking the Z axis in the optical axis direction and the Y axis in the direction orthogonal to the optical axis:
Z = (Y 2 / r) / [1 + √ {1- (1 + K) (Y / r) 2 }]
+ A 3 · Y 3 + A 4 · Y 4 + A 5 · Y 5 + A 6 · Y 6 +
Is a curved surface obtained by rotating the curve given by around the optical axis, paraxial radius of curvature: r, conic constant: K, higher order aspherical coefficients: A 3 , A 4 , A 5 , A 6. To define the shape. In the notation of the conic constant and the higher-order aspheric coefficient in the table, “E and the number following it” represent “power of 10”. For example, “E-4” means 10 −4 , and this numerical value may be multiplied by the immediately preceding numerical value.

[実施例1]
本発明のコンパクトな広角レンズの第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は広角レンズ全系の焦点距離、FnoはFナンバー、2ωは広角レンズの全画角(単位:度)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、nはd線に対する屈折率、ν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830mm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であり、長さの単位はmmである。
[Example 1]
Table 1 shows numerical examples of the first embodiment of the compact wide-angle lens of the present invention. FIG. 1 is a lens configuration diagram, and FIG.
In the tables and drawings, f represents the focal length of the entire wide-angle lens system, F no represents the F number, and 2ω represents the total angle of view (unit: degrees) of the wide-angle lens. In addition, 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 830 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. Unless otherwise specified throughout, the wavelength used for calculation of various values is CA1 = 550.0 nm, and the unit of length is mm.

Figure 2012208404
Figure 2012208404

[実施例2]
本発明のコンパクトな広角レンズの第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 wide-angle lens of the present invention. FIG. 3 is a lens configuration diagram, and FIG. 4 is a diagram showing various aberrations.

Figure 2012208404
Figure 2012208404

[実施例3]
本発明のコンパクトな広角レンズの第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 wide-angle lens of the present invention. FIG. 5 is a lens configuration diagram, and FIG. 6 is a diagram showing various aberrations.

Figure 2012208404
Figure 2012208404

[実施例4]
本発明のコンパクトな広角レンズの第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 wide-angle lens of the present invention. FIG. 7 is a lens configuration diagram, and FIG.

Figure 2012208404
Figure 2012208404

[実施例5]
本発明のコンパクトな広角レンズの第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 wide-angle lens of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 10 is a diagram showing various aberrations.

Figure 2012208404
Figure 2012208404

次に第1実施例から第5実施例に関して条件式(1)から条件式(10)に対応する値を、まとめて表6に示す。表6から明らかなように、第1実施例から第5実施例の各実施例に関する数値は条件式(1)から(10)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。   Next, Table 6 collectively shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (10) regarding the first to fifth embodiments. As is clear from Table 6, the numerical values related to the first to fifth embodiments satisfy the conditional expressions (1) to (10) and are also apparent from the aberration diagrams in the respective embodiments. Thus, each aberration is corrected well.

Figure 2012208404
Figure 2012208404

以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
請求項1記載の発明は、
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、全体で正の屈折力を有する第2レンズ群、全体で正の屈折力を有する第3レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第4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(以下負レンズ)、負レンズ、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ(以下正レンズ)、正レンズ、負レンズ、及び正レンズの8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、1枚の正レンズを配して構成されるか、または、2枚の正レンズを配して構成され、前記第3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、及び正レンズの6枚を配して構成され、前記第4レンズ群は、正レンズ1枚を配して構成されている広角レンズであって、
前記第1レンズ群の合成焦点距離に関して下記条件式(1)を満足しており、
前記第3レンズ群の合成焦点距離に関して下記条件式(2)を満足しており、
前記第1レンズ群の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(3)を満足しており、
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面と前記第4レンズ群に配置されるレンズの拡大側面までの光軸上の距離に関して下記条件式(4)を満足していることを特徴とする。
(1) −2.2 < f/fI < −0.8
(2) 0.2 < f/fIII < 0.4
(3) 11.0 < TL/f < 17.0
(4) 3.4 < fb/f < 4.7
: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830mmに合焦状態)
I :第1レンズ群の合成焦点距離
III:第3レンズ群の合成焦点距離
TL :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830mmに合焦状態)
fb :第3レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面と第4レンズ群に配置されるレンズの拡大側面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830mmに合焦状態)
The invention described in the scope of claims at the beginning of the filing of the present application will be appended.
The invention described in claim 1
In order from the magnifying side, a first lens group having a negative refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, a third lens group having a positive refractive power as a whole, and a positive refractive power as a whole The first lens group includes, in order from the magnifying side, a lens having a meniscus shape convex to the magnifying side and having negative refractive power (hereinafter, negative lens), negative lens, negative lens, positive lens A lens having a refractive power (hereinafter, positive lens), a positive lens, a negative lens, and a positive lens are arranged, and the second lens group includes one positive lens in order from the magnification side. The third lens group includes, in order from the magnification side, a positive lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, a positive lens, and a positive lens. 6 lenses are arranged, and the fourth lens group includes positive lenses. A wide-angle lens that is configured by disposing one,
The following conditional expression (1) is satisfied with respect to the composite focal length of the first lens group:
The following conditional expression (2) is satisfied with respect to the combined focal length of the third lens group:
The following conditional expression (3) is satisfied with respect to the distance on the optical axis from the magnifying side surface of the lens arranged on the most magnifying side of the first lens group to the focusing position:
The following conditional expression (4) is satisfied with respect to the distance on the optical axis from the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side of the third lens group to the enlargement side surface of the lens arranged in the fourth lens group. It is characterized by that.
(1) -2.2 <f / f I <-0.8
(2) 0.2 <f / f III <0.4
(3) 11.0 <TL / f <17.0
(4) 3.4 <fb / f <4.7
f : Composite focal length of the entire lens system (focused on the magnifying side object distance of 830 mm from the most magnifying side of the first lens group)
f I : Synthetic focal length of the first lens group f III : Synthetic focal length of the third lens group TL: On the optical axis from the magnifying side of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group to the in-focus position Distance (focused on the magnifying object distance of 830 mm from the most magnifying side of the first lens group)
fb: Distance on the optical axis between the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side in the third lens group and the enlargement side surface of the lens arranged in the fourth lens group (enlargement from the most enlargement side surface of the first lens group) Focused on side object distance 830mm)

請求項2記載の発明は、請求項1記載の広角レンズにおいて、
請求項1記載の広角レンズにおいて、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)、負レンズ、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ(以下正レンズ)、正レンズ、負レンズ、及び正レンズの8枚を配して構成され、前記第1レンズ群で最も拡大側に配置される負レンズの焦点距離と、前記第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焦点距離に関して下記条件式(5)を満足しており、前記第1レンズ群の拡大側から3枚目に配置される負レンズから、前記第1レンズ群で最も縮小側に配置される正レンズまでを構成する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(6)を満足していることを特徴とする。
(5) 0.5 <fI 2/fI 1 < 0.9
(6) 11 <(VI 3+VI 6)/2−(VI 4+VI 5+VI 7)/3
ただし、
I 1:第1レンズ群で最も拡大側に配置される負レンズの焦点距離
I 2: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焦点距離
I 3: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
I 4:第1レンズ群で拡大側から4枚目に配置される正レンズのアッベ数
I 5:第1レンズ群で拡大側から5枚目に配置される正レンズのアッベ数
I 6:第1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
I 7: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 invention according to claim 2 is the wide-angle lens according to claim 1,
2. The wide-angle lens according to claim 1, wherein the first lens group includes, in order from the magnifying side, a meniscus-shaped lens having a negative refractive power, a negative lens, a negative lens, and a positive lens. A negative lens having a refractive power (hereinafter referred to as a positive lens), a positive lens, a negative lens, and a positive lens, and arranged at the most magnification side in the first lens group; The following conditional expression (5) is satisfied with respect to the focal length of the negative lens disposed on the second lens from the magnification side in the first lens group, and is disposed on the third lens from the magnification side of the first lens group. The following conditional expression (6) is satisfied with respect to the dispersion characteristics of the glass materials used for each of the five lenses constituting the negative lens to the positive lens arranged closest to the reduction side in the first lens group. Features.
(5) 0.5 <f I 2 / f I 1 <0.9
(6) 11 <(V I 3 + V I 6 ) / 2− (V I 4 + V I 5 + V I 7 ) / 3
However,
f I 1 : Focal length of the negative lens disposed closest to the magnification side in the first lens group f I 2 : Focal length V I 3 of the negative lens disposed on the second lens from the magnification side in the first lens group Abbe number V I 4 of the negative lens arranged in the third lens from the magnification side in one lens group: Abbe number V I 5 of the positive lens arranged in the fourth lens from the magnification side in the first lens group: First lens Abbe number V I 6 of the positive lens arranged in the fifth lens from the magnifying side in the group: Abbe number V I 7 of negative lens arranged in the sixth lens from the magnifying side in the first lens group: In the first lens group Abbe number of positive lens arranged on the most reduction side

請求項3記載の発明は、請求項1記載の広角レンズにおいて、
請求項1記載の広角レンズにおいて、前記第2レンズ群は、拡大側から順に、1枚の正レンズを配して構成されるか、または、2枚の正レンズを配して構成され、前記第2レンズ群の合成焦点距離に関して下記条件式(7)を満足していることを特徴とする。
(7) 0.2 < f/fII < 0.5
ただし、
II:第2レンズ群の合成焦点距離
The invention according to claim 3 is the wide-angle lens according to claim 1,
2. The wide-angle lens according to claim 1, wherein the second lens group is configured by arranging one positive lens in order from the magnification side, or by arranging two positive lenses, The following conditional expression (7) is satisfied with respect to the combined focal length of the second lens group.
(7) 0.2 <f / f II <0.5
However,
f II : Composite focal length of the second lens group

請求項4記載の発明は、請求項1記載の広角レンズにおいて、
前記第3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、及び正レンズの6枚を配して構成され、拡大側から4枚目に配置される負レンズの焦点距離に関して下記条件式(8)を満足しており、前記第3レンズ群を構成する最も縮小側に配置される正レンズの縮小側の面のパワーに関して、下記条件式(9)を満足しており、前記第3群に使用される6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(10)を満足していることを特徴とする。
(8) 0.5 < f/fIII 4 < −0.3
(9) −0.5 <f/rIII 11 < −0.3
(10) 30 <(VIII 1+VIII 3+VIII 5+VIII 6)/4−(VIII 2+VIII 4)/2
ただし、
III 4 :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焦点距離
III 11: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
III 1 :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
III 2 :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
III 3 :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
III 4 :第3レンズ群で拡大側から4枚目に配置される正レンズのアッベ数
III 5 :第3レンズ群で拡大側から5枚目に配置される正レンズのアッベ数
III 6 :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 invention according to claim 4 is the wide-angle lens according to claim 1,
The third lens group includes six lenses of a positive lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, a positive lens, and a positive lens in order from the magnification side, and is arranged as the fourth lens from the magnification side. The following conditional expression (8) is satisfied with respect to the focal length of the negative lens, and the following conditional expression (9) is satisfied with respect to the power of the surface on the reduction side of the positive lens that constitutes the third lens group on the most reduction side. And the following conditional expression (10) is satisfied with respect to the dispersion characteristics of the glass material used for each of the six lenses used in the third group.
(8) 0.5 <f / fIII 4 <−0.3
(9) −0.5 <f / r III 11 <−0.3
(10) 30 <( VIII1 + VIII3 + VIII5 + VIII6 ) / 4- ( VIII2 + VIII4 ) / 2
However,
f III 4 : Focal length r III of the negative lens arranged fourth from the magnification side of the third lens group 11 : Radius of curvature V III of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction surface side of the third lens group 1 : Abbe number V III of the positive lens arranged closest to the enlargement side in the third lens group 2 : Abbe number V III 3 of the positive lens arranged second from the enlargement side in the third lens group 3 : Third lens Abbe number V III 4 of the negative lens arranged on the third lens from the magnifying side in the group: Abbe number V III 5 of positive lens arranged on the fourth lens from the magnifying side in the third lens group: In the third lens group Abbe number of positive lens arranged on the fifth lens from the magnification side V III 6 : Abbe number of positive lens arranged closest to the reduction side in the third lens group

請求項5記載の発明は、プロジェクタ装置において、請求項1から請求項4のいずれかの1項に記載される広角レンズを搭載していることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the projector device, the wide-angle lens according to any one of the first to fourth aspects is mounted.

Claims (5)

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、全体で正の屈折力を有する第3レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第4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(以下負レンズ)、負レンズ、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ(以下正レンズ)、正レンズ、負レンズ、及び正レンズの8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、1枚の正レンズを配して構成されるか、または、2枚の正レンズを配して構成され、前記第3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、及び正レンズの6枚を配して構成され、前記第4レンズ群は、正レンズ1枚を配して構成されている広角レンズであって、
前記第1レンズ群の合成焦点距離に関して下記条件式(1)を満足しており、
前記第3レンズ群の合成焦点距離に関して下記条件式(2)を満足しており、
前記第1レンズ群の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(3)を満足しており、
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面と前記第4レンズ群に配置されるレンズの拡大側面までの光軸上の距離に関して下記条件式(4)を満足していることを特徴とする広角レンズ。
(1) −2.2 < f/fI < −0.8
(2) 0.2 < f/fIII < 0.4
(3) 11.0 < TL/f < 17.0
(4) 3.4 < fb/f < 4.7
: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830mmに合焦状態)
I :第1レンズ群の合成焦点距離
III:第3レンズ群の合成焦点距離
TL :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830mmに合焦状態)
fb :第3レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面と第4レンズ群に配置されるレンズの拡大側面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830mmに合焦状態)
In order from the magnifying side, a first lens group having a negative refractive power as a whole, a second lens group having a positive refractive power as a whole, a third lens group having a positive refractive power as a whole, and a positive refractive power as a whole The first lens group includes, in order from the magnifying side, a lens having a meniscus shape convex to the magnifying side and having negative refractive power (hereinafter, negative lens), negative lens, negative lens, positive lens A lens having a refractive power (hereinafter, positive lens), a positive lens, a negative lens, and a positive lens are arranged, and the second lens group includes one positive lens in order from the magnification side. The third lens group includes, in order from the magnification side, a positive lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, a positive lens, and a positive lens. 6 lenses are arranged, and the fourth lens group includes positive lenses. A wide-angle lens that is configured by disposing one,
The following conditional expression (1) is satisfied with respect to the composite focal length of the first lens group:
The following conditional expression (2) is satisfied with respect to the combined focal length of the third lens group:
The following conditional expression (3) is satisfied with respect to the distance on the optical axis from the magnifying side surface of the lens arranged on the most magnifying side of the first lens group to the focusing position:
The following conditional expression (4) is satisfied with respect to the distance on the optical axis from the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side of the third lens group to the enlargement side surface of the lens arranged in the fourth lens group. A wide-angle lens characterized by that.
(1) -2.2 <f / f I <-0.8
(2) 0.2 <f / f III <0.4
(3) 11.0 <TL / f <17.0
(4) 3.4 <fb / f <4.7
f : Composite focal length of the entire lens system (focused on the magnifying side object distance of 830 mm from the most magnifying side of the first lens group)
f I : Synthetic focal length of the first lens group f III : Synthetic focal length of the third lens group TL: On the optical axis from the magnifying side of the lens arranged closest to the magnifying side in the first lens group to the in-focus position Distance (focused on the magnifying object distance of 830 mm from the most magnifying side of the first lens group)
fb: Distance on the optical axis between the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction side in the third lens group and the enlargement side surface of the lens arranged in the fourth lens group (enlargement from the most enlargement side surface of the first lens group) Focused on side object distance 830mm)
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)、負レンズ、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ(以下正レンズ)、正レンズ、負レンズ、及び正レンズの8枚を配して構成され、前記第1レンズ群で最も拡大側に配置される負レンズの焦点距離と、前記第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焦点距離に関して下記条件式(5)を満足しており、前記第1レンズ群の拡大側から3枚目に配置される負レンズから、前記第1レンズ群で最も縮小側に配置される正レンズまでを構成する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(6)を満足していることを特徴とする請求項1記載の広角レンズ。
(5) 0.5 <fI 2/fI 1 < 0.9
(6) 11 <(VI 3+VI 6)/2−(VI 4+VI 5+VI 7)/3
ただし、
I 1:第1レンズ群で最も拡大側に配置される負レンズの焦点距離
I 2: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焦点距離
I 3: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
I 4:第1レンズ群で拡大側から4枚目に配置される正レンズのアッベ数
I 5:第1レンズ群で拡大側から5枚目に配置される正レンズのアッベ数
I 6:第1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
I 7: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 referred to as negative lens), a negative lens, a negative lens, and a lens having positive refracting power (hereinafter referred to as positive lens). ), A positive lens, a negative lens, and a positive lens, and the focal length of the negative lens arranged on the most magnifying side in the first lens group, and from the magnifying side on the first lens group. The following conditional expression (5) is satisfied with respect to the focal length of the negative lens disposed on the second lens, and from the negative lens disposed on the third lens from the magnification side of the first lens group, the first lens group 2. The wide angle according to claim 1, wherein the following conditional expression (6) is satisfied with respect to the dispersion characteristics of the glass material used for each of the five lenses constituting the positive lens arranged on the most reduction side: lens.
(5) 0.5 <f I 2 / f I 1 <0.9
(6) 11 <(V I 3 + V I 6 ) / 2− (V I 4 + V I 5 + V I 7 ) / 3
However,
f I 1 : Focal length of the negative lens disposed closest to the magnification side in the first lens group f I 2 : Focal length V I 3 of the negative lens disposed on the second lens from the magnification side in the first lens group Abbe number V I 4 of the negative lens arranged in the third lens from the magnification side in one lens group: Abbe number V I 5 of the positive lens arranged in the fourth lens from the magnification side in the first lens group: First lens Abbe number V I 6 of the positive lens arranged in the fifth lens from the magnifying side in the group: Abbe number V I 7 of negative lens arranged in the sixth lens from the magnifying side in the first lens group: In the first lens group Abbe number of positive lens arranged on the most reduction side
前記第2レンズ群は、拡大側から順に、1枚の正レンズを配して構成されるか、または、2枚の正レンズを配して構成され、前記第2レンズ群の合成焦点距離に関して下記条件式(7)を満足していることを特徴とする請求項1記載の広角レンズ。
(7) 0.2 < f/fII < 0.5
ただし、
II:第2レンズ群の合成焦点距離
The second lens group is configured by arranging one positive lens in order from the magnification side, or by arranging two positive lenses, and the combined focal length of the second lens group 2. The wide angle lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (7) is satisfied.
(7) 0.2 <f / f II <0.5
However,
f II : Composite focal length of the second lens group
前記第3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、及び正レンズの6枚を配して構成され、拡大側から4枚目に配置される負レンズの焦点距離に関して下記条件式(8)を満足しており、前記第3レンズ群を構成する最も縮小側に配置される正レンズの縮小側の面のパワーに関して、下記条件式(9)を満足しており、前記第3群に使用される6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(10)を満足していることを特徴とする請求項1記載の広角レンズ。
(8) 0.5 < f/fIII 4 < −0.3
(9) −0.5 <f/rIII 11 < −0.3
(10) 30 <(VIII 1+VIII 3+VIII 5+VIII 6)/4−(VIII 2+VIII 4)/2
ただし、
III 4 :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焦点距離
III 11: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
III 1 :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
III 2 :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
III 3 :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
III 4 :第3レンズ群で拡大側から4枚目に配置される正レンズのアッベ数
III 5 :第3レンズ群で拡大側から5枚目に配置される正レンズのアッベ数
III 6 :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 includes six lenses of a positive lens, a negative lens, a positive lens, a negative lens, a positive lens, and a positive lens in order from the magnification side, and is arranged as the fourth lens from the magnification side. The following conditional expression (8) is satisfied with respect to the focal length of the negative lens, and the following conditional expression (9) is satisfied with respect to the power of the surface on the reduction side of the positive lens that constitutes the third lens group on the most reduction side. The wide angle according to claim 1, wherein the following conditional expression (10) is satisfied with respect to dispersion characteristics of glass materials used for each of the six lenses used in the third group. lens.
(8) 0.5 <f / fIII 4 <−0.3
(9) −0.5 <f / r III 11 <−0.3
(10) 30 <( VIII1 + VIII3 + VIII5 + VIII6 ) / 4- ( VIII2 + VIII4 ) / 2
However,
f III 4 : Focal length r III of the negative lens arranged fourth from the magnification side of the third lens group 11 : Radius of curvature V III of the reduction side surface of the lens arranged closest to the reduction surface side of the third lens group 1 : Abbe number V III of the positive lens arranged closest to the enlargement side in the third lens group 2 : Abbe number V III 3 of the positive lens arranged second from the enlargement side in the third lens group 3 : Third lens Abbe number V III 4 of the negative lens arranged on the third lens from the magnifying side in the group: Abbe number V III 5 of positive lens arranged on the fourth lens from the magnifying side in the third lens group: In the third lens group Abbe number of positive lens arranged on the fifth lens from the magnification side V III 6 : Abbe number of positive lens arranged closest to the reduction side in the third lens group
請求項1から請求項4のいずれかの1項に記載される広角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。   A projector device, comprising the wide-angle lens according to any one of claims 1 to 4.
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CN111796397A (en) * 2020-07-21 2020-10-20 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 Athermal visible light aerial surveying and mapping camera optical system and camera

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