JP2801293B2 - ズームレンズ - Google Patents
ズームレンズInfo
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- JP2801293B2 JP2801293B2 JP1259650A JP25965089A JP2801293B2 JP 2801293 B2 JP2801293 B2 JP 2801293B2 JP 1259650 A JP1259650 A JP 1259650A JP 25965089 A JP25965089 A JP 25965089A JP 2801293 B2 JP2801293 B2 JP 2801293B2
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- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
- G02B15/1425—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being negative
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ズームレンズ、特にプロジエクシヨン用に
好適なズームレンズ。
好適なズームレンズ。
まず、第11図に一般的なカラー液晶に形成された像を
投影するロジエクシヨンテレビの構成図を示す。１は白
色光源でコリメートされた光を射出する。２（2a,2b,2
c）は液晶表示素子、３（3a,3b）は反射ミラー、4,5,6
はそれぞれ赤反射ダイクロイツクミラー、緑反射ダイク
ロイツクミラー、青反射ダイクロイツクミラー、７は投
影レンズである。こういった構成のもとでは、投影レン
ズの最終面から液晶表示素子までの間（バツクフオーカ
ス間）に反射ミラーあるいはダイクロイツクミラー等の
少なくとも２枚のミラーを配置する必要から、どうして
も長いバツクフオーカスを確保しなければならない。
投影するロジエクシヨンテレビの構成図を示す。１は白
色光源でコリメートされた光を射出する。２（2a,2b,2
c）は液晶表示素子、３（3a,3b）は反射ミラー、4,5,6
はそれぞれ赤反射ダイクロイツクミラー、緑反射ダイク
ロイツクミラー、青反射ダイクロイツクミラー、７は投
影レンズである。こういった構成のもとでは、投影レン
ズの最終面から液晶表示素子までの間（バツクフオーカ
ス間）に反射ミラーあるいはダイクロイツクミラー等の
少なくとも２枚のミラーを配置する必要から、どうして
も長いバツクフオーカスを確保しなければならない。
ところで、４群,5群等の多群で構成されるズームレン
ズを用いることにより、長いバツクフオーカスを維持し
ながら比較的良好な光学特性を得ることが容易となる。
しかしながら、全長が長くなり、大型化してくるといっ
た問題が生じる。
ズを用いることにより、長いバツクフオーカスを維持し
ながら比較的良好な光学特性を得ることが容易となる。
しかしながら、全長が長くなり、大型化してくるといっ
た問題が生じる。
本発明はかかる問題点に鑑みて、比較的長いバツクフ
オーカスを確保するとともに小型化を図りながら光学性
能の良好なズームレンズを提供することにある。
オーカスを確保するとともに小型化を図りながら光学性
能の良好なズームレンズを提供することにある。
そこで、本発明は大きな共役側から順に、負の屈折力
を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ
群を有し広角側から望遠側へのズーミングに際して前記
第２レンズ群を大きな共役側へ移動させるズームレンズ
であって、広角端における全系の焦点距離をfW、広角端
における前記第２レンズ群の最終レンズ面から小さな共
役側（以下バツクフオーカスを称す）までの距離をb
fW、前記第１レンズ群と第２レンズ群の焦点距離を各々
fI,fII、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との主点
間隔をeWとするとき、 bfW/fW＞1.6 0.8＜−eW/fI＜２ １＜−fI/fII＜1.5 なる条件式を満足するよう構成したことにある。
を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ
群を有し広角側から望遠側へのズーミングに際して前記
第２レンズ群を大きな共役側へ移動させるズームレンズ
であって、広角端における全系の焦点距離をfW、広角端
における前記第２レンズ群の最終レンズ面から小さな共
役側（以下バツクフオーカスを称す）までの距離をb
fW、前記第１レンズ群と第２レンズ群の焦点距離を各々
fI,fII、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との主点
間隔をeWとするとき、 bfW/fW＞1.6 0.8＜−eW/fI＜２ １＜−fI/fII＜1.5 なる条件式を満足するよう構成したことにある。
以下、図面を参照しながら本発明のズームレンズにつ
いて説明する。
いて説明する。
第１図から第５図は、後述する本発明の数値実施例に
対応するレンズ断面図である。
対応するレンズ断面図である。
Ｉは不図示のスクリーン（大きな共役）側に位置し負
の屈折力を有する第１レンズ群、IIは不図示の液晶等の
原画像（小さな共役）側に位置し正の屈折力を有する第
２レンズ群で、広角側から望遠側へのズーミングに際し
て実線で示す通りの移動軌跡に従って移動、特に第２レ
ンズ群がスクリーン側へ移動している。尚、Ｗはワイド
端、Ｍは中角、Ｔはテレ端を各々示している。
の屈折力を有する第１レンズ群、IIは不図示の液晶等の
原画像（小さな共役）側に位置し正の屈折力を有する第
２レンズ群で、広角側から望遠側へのズーミングに際し
て実線で示す通りの移動軌跡に従って移動、特に第２レ
ンズ群がスクリーン側へ移動している。尚、Ｗはワイド
端、Ｍは中角、Ｔはテレ端を各々示している。
そして、本発明に於いては、前述した問題点を解決す
るために条件式（１），（２），（３）を満足させてい
る。
るために条件式（１），（２），（３）を満足させてい
る。
まず、物体側より負の屈折力の第１レンズ群Ｉと正の
屈折力の第２レンズ群IIで構成され、第２レンズ群IIを
物体側に移動して、広角端から望遠端に変倍を行うズー
ムレンズにおいて、バツクフオーカスは広角端で最も短
くなるが、例えばカラー液晶プロジエクシヨンTV用の投
影レンズとして用いるにはダイクロイツクミラー等を配
置するスペース分だけバツクフオーカスが必要であるの
で条件式（１）の条件を満足する必要がある。
屈折力の第２レンズ群IIで構成され、第２レンズ群IIを
物体側に移動して、広角端から望遠端に変倍を行うズー
ムレンズにおいて、バツクフオーカスは広角端で最も短
くなるが、例えばカラー液晶プロジエクシヨンTV用の投
影レンズとして用いるにはダイクロイツクミラー等を配
置するスペース分だけバツクフオーカスが必要であるの
で条件式（１）の条件を満足する必要がある。
ところで、薄肉系を考えた時、広角端に於けるバツク
フオーカスをSRwとすると、 SRw＝（１−eW/fI）・fW …（４） となる。従って、条件式（２）中の−eW/fIの値が大き
くなると、（４）式のバツクフオーカスSRwが大きくな
るので、厚肉系でのバツクフオーカスbfWも長くなる傾
向にある。しかし、（２）式の上限値を越えて、−eW/f
Iの値が大きくなりすぎると、レンズ全系の大きさ自体
が大きくなる。
フオーカスをSRwとすると、 SRw＝（１−eW/fI）・fW …（４） となる。従って、条件式（２）中の−eW/fIの値が大き
くなると、（４）式のバツクフオーカスSRwが大きくな
るので、厚肉系でのバツクフオーカスbfWも長くなる傾
向にある。しかし、（２）式の上限値を越えて、−eW/f
Iの値が大きくなりすぎると、レンズ全系の大きさ自体
が大きくなる。
第１レンズ群Ｉの焦点距離と第２レンズ群IIの焦点距
離の比を定める条件式（３）の条件はレンズ全系の大き
さとバツクフオーカス及び光学性能を良好に保つための
ものであり、（３）式の上限値を越えると、第１レンズ
群の焦点距離が大きくなるので、バツクフオーカスを長
く保つのが困難となり、長く保とうとすると、eWを大き
くする必要があるので、レンズ全系の大きさが大きくな
る。逆に条件式（３）の下限値を越えると広角端で像面
がアンダーになりすぎその補正が困難となる。従って、
投影レンズとして用いる場合、近距離での倍率の大きい
投影が困難となる。
離の比を定める条件式（３）の条件はレンズ全系の大き
さとバツクフオーカス及び光学性能を良好に保つための
ものであり、（３）式の上限値を越えると、第１レンズ
群の焦点距離が大きくなるので、バツクフオーカスを長
く保つのが困難となり、長く保とうとすると、eWを大き
くする必要があるので、レンズ全系の大きさが大きくな
る。逆に条件式（３）の下限値を越えると広角端で像面
がアンダーになりすぎその補正が困難となる。従って、
投影レンズとして用いる場合、近距離での倍率の大きい
投影が困難となる。
又、本発明に於て、比較的に長いバツクフオーカスを
確保しながら、又、良好な光学性能を維持するには、前
記第２レンズ群が少なくとも１枚の負レンズを有し、そ
のうち負の屈折力の最も強い負レンズII2を境として、
前記第２レンズ群中の大きな共役側のレンズ群II1の焦
点距離をfII 1、大きな共役側のレンズ群II 3の焦点距
離をfII 3とするとき、 fII 1＞0,fII 3＞0,1＜fII 1/fII 3＜５ …（５） なる条件を満足させるとよい。
確保しながら、又、良好な光学性能を維持するには、前
記第２レンズ群が少なくとも１枚の負レンズを有し、そ
のうち負の屈折力の最も強い負レンズII2を境として、
前記第２レンズ群中の大きな共役側のレンズ群II1の焦
点距離をfII 1、大きな共役側のレンズ群II 3の焦点距
離をfII 3とするとき、 fII 1＞0,fII 3＞0,1＜fII 1/fII 3＜５ …（５） なる条件を満足させるとよい。
条件式（５）は負レンズII2の前後に位置する正レン
ズ群の屈折力配置を適切に定める条件式であり、条件式
（５）の上限値を越えると第２レンズ群の例えばスクリ
ーン側主点が像側に寄るのでレンズ系を大きくすること
なく主点間隔eW Tを大きくでき、そしてバツクフオーカ
スを長く保つのに有利となる方向ではあるが、小さな共
役側の正レンズ群fII 3の屈折力分担が強くなりすぎる
ため、特に広角端での小さな共役面で見た場合の樽型の
歪曲収差の発生が大きくなり、その補正が困難となる。
ズ群の屈折力配置を適切に定める条件式であり、条件式
（５）の上限値を越えると第２レンズ群の例えばスクリ
ーン側主点が像側に寄るのでレンズ系を大きくすること
なく主点間隔eW Tを大きくでき、そしてバツクフオーカ
スを長く保つのに有利となる方向ではあるが、小さな共
役側の正レンズ群fII 3の屈折力分担が強くなりすぎる
ため、特に広角端での小さな共役面で見た場合の樽型の
歪曲収差の発生が大きくなり、その補正が困難となる。
一方、下限値を越えると、バツクフオーカスを長く保
つことが困難となる。また、焦点距離fII 3が大きくな
ってくると、つまりレンズ群II3のパワーが弱くなって
くると、例えばカラー液晶プロジエクター用のレンズと
して用いる場合には液晶表示素子からの軸外の光束も略
平行光束となって射出するためレンズの小型化を図りな
がら軸外光線を十分に確保することが困難になってく
る。
つことが困難となる。また、焦点距離fII 3が大きくな
ってくると、つまりレンズ群II3のパワーが弱くなって
くると、例えばカラー液晶プロジエクター用のレンズと
して用いる場合には液晶表示素子からの軸外の光束も略
平行光束となって射出するためレンズの小型化を図りな
がら軸外光線を十分に確保することが困難になってく
る。
更に、第２レンズ群II中の大きな共役側のレンズ群と
負レンズII2との空気間隔をｄとしたとき、 0.25＜d/fII＜0.4 …（６） なる条件を満足するよう構成することにより、更に容易
にバツクフオーカスの長いズームレンズを達成すること
ができる。
負レンズII2との空気間隔をｄとしたとき、 0.25＜d/fII＜0.4 …（６） なる条件を満足するよう構成することにより、更に容易
にバツクフオーカスの長いズームレンズを達成すること
ができる。
すなわち、バツクフオーカスを長くするには前述のよ
うに第２レンズ群の構成を第２レンズ群の物体側主点を
像側にすれば良いが、（６）式のd/fIIを大きくするこ
とにより、容易に達成される。すなわち、逆に（６）式
の下限値を越えるとd/fIIは小さくなるのでバツクフオ
ーカスを長く保つことが困難となる。また、第２レンズ
群の負レンズへの軸外光線の入射高が低くなりすぎ、広
角端での歪曲収差が補正できなくなる。また、逆に
（６）式の上限値を越えると、第２レンズ群が大きなも
のとなり、コンパクトなズームレンズを達成することが
出来なくなる。また、広角端での軸外光線の入射高が大
きくなるので、非点収差、歪曲収差が発生し、その補正
が困難となるので望ましくない。
うに第２レンズ群の構成を第２レンズ群の物体側主点を
像側にすれば良いが、（６）式のd/fIIを大きくするこ
とにより、容易に達成される。すなわち、逆に（６）式
の下限値を越えるとd/fIIは小さくなるのでバツクフオ
ーカスを長く保つことが困難となる。また、第２レンズ
群の負レンズへの軸外光線の入射高が低くなりすぎ、広
角端での歪曲収差が補正できなくなる。また、逆に
（６）式の上限値を越えると、第２レンズ群が大きなも
のとなり、コンパクトなズームレンズを達成することが
出来なくなる。また、広角端での軸外光線の入射高が大
きくなるので、非点収差、歪曲収差が発生し、その補正
が困難となるので望ましくない。
又、第２レンズ群中の負レンズのレンズ厚をｄ′とし
たとき、 0.18＜ｄ′/fII＜0.3 …（７） なる条件を満足する様に、第２レンズ群を構成しても良
い。すなわち、（７）式の下限値を越えるとバツクフオ
ーカスを長く保つことが困難となり、上限値を越えると
広角端での非点収差、歪曲収差の補正が困難となる。ま
た、このように負レンズのレンズ厚を厚くする構成をと
ることにより、負レンズの大きい共役側の面で軸外光線
が軸外方向へ曲げられるので、（６）式の条件における
空気間隔よりも短い構成で負レンズの像側の面での歪曲
収差の補正が行える。
たとき、 0.18＜ｄ′/fII＜0.3 …（７） なる条件を満足する様に、第２レンズ群を構成しても良
い。すなわち、（７）式の下限値を越えるとバツクフオ
ーカスを長く保つことが困難となり、上限値を越えると
広角端での非点収差、歪曲収差の補正が困難となる。ま
た、このように負レンズのレンズ厚を厚くする構成をと
ることにより、負レンズの大きい共役側の面で軸外光線
が軸外方向へ曲げられるので、（６）式の条件における
空気間隔よりも短い構成で負レンズの像側の面での歪曲
収差の補正が行える。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例において
R1はスクリーン側より順に第１番目のレンズ面の曲率半
径、D1はスクリーンより順に第１番目のレンズ厚及び空
気間隔、Niとνｉは夫々スクリーン側より順に第１番目
のレンズのガラスの屈折率とアツベ数である。
R1はスクリーン側より順に第１番目のレンズ面の曲率半
径、D1はスクリーンより順に第１番目のレンズ厚及び空
気間隔、Niとνｉは夫々スクリーン側より順に第１番目
のレンズのガラスの屈折率とアツベ数である。
尚、実施例１〜５において、フオーカスは第１レンズ
群Ｉを光軸に沿って移動させて行っている。又、可変間
隔D8にスクリーン距離∞時の間隔を示す。
群Ｉを光軸に沿って移動させて行っている。又、可変間
隔D8にスクリーン距離∞時の間隔を示す。
尚、各数値条件式に対応した各数値実施例の値を以下
の表に示す。
の表に示す。
〔発明の効果〕 以上説明したように、スクリーン側より負の屈折力の
第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群を有し、第２
レンズ群をスクリーン側に移動して広角端より望遠端に
変倍に行うズームレンズの屈折力の配置を特定すること
により、バツクフオーカスの長いズームレンズを達成
し、カラー液晶プロジエクシヨンTV用の投影レンズとし
て用いることができる。
第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群を有し、第２
レンズ群をスクリーン側に移動して広角端より望遠端に
変倍に行うズームレンズの屈折力の配置を特定すること
により、バツクフオーカスの長いズームレンズを達成
し、カラー液晶プロジエクシヨンTV用の投影レンズとし
て用いることができる。
【図面の簡単な説明】 第１図〜第５図は各々本発明の数値実施例１〜５のレン
ズ断面図、第６図〜第10図は各々本発明の数値実施例１
〜５の倍率1/70倍における諸収差図である。第11図はプ
ロジエクターの構成図である。収差図において、Ｗは広
角端、Ｍは中間、Ｔは望遠端の収差図を示す。 １は光源、 ２は液晶表示素子、 ３はミラー、 ４は赤反射ダイクロイツクミラー、 ５は緑反射ダイクロイツクミラー、 ６は青反射ダイクロイツクミラー、 ７は投影レンズ、 である。
ズ断面図、第６図〜第10図は各々本発明の数値実施例１
〜５の倍率1/70倍における諸収差図である。第11図はプ
ロジエクターの構成図である。収差図において、Ｗは広
角端、Ｍは中間、Ｔは望遠端の収差図を示す。 １は光源、 ２は液晶表示素子、 ３はミラー、 ４は赤反射ダイクロイツクミラー、 ５は緑反射ダイクロイツクミラー、 ６は青反射ダイクロイツクミラー、 ７は投影レンズ、 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−96621（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−265211（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−183617（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 15/16 G02B 13/16
Claims (2)
- 【請求項１】大きな共役側から順に、負の屈折力を有す
る第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群を有
し広角側から望遠側へのズーミングに際して前記第２レ
ンズ群を大きな共役側へ移動させるズームレンズであっ
て、広角端における前記第２レンズ群の最終レンズ面か
ら小さな共役までの距離をbfW、広角端における全系の
焦点距離をfW、前記第１レンズ群と第２レンズ群の焦点
距離を各々fI,fII、前記第１レンズ群と前記第２レンズ
群との主点間隔をeWとするとき、 bfW/fW＞1.6 0.8＜−eW/fI＜２ １＜−fI/fII＜1.5 なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 【請求項２】前記第２レンズ群は少なくとも１枚の負レ
ンズを有し、そのうち負の屈折力の最も強い負レンズを
境として、前記第２レンズ群中の大きな共役側のレンズ
群の焦点距離をfII 1、小さな共役側のレンズ群の焦点
距離をfII 3とするとき、 fII 1＞0,fII 3＞0,1＜fII 1/fII 3＜５ なる条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のズームレンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1259650A JP2801293B2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | ズームレンズ |
| US07/591,264 US5179473A (en) | 1989-10-03 | 1990-10-01 | Zoom lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1259650A JP2801293B2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | ズームレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03120507A JPH03120507A (ja) | 1991-05-22 |
| JP2801293B2 true JP2801293B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=17336997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1259650A Expired - Fee Related JP2801293B2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | ズームレンズ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5179473A (ja) |
| JP (1) | JP2801293B2 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5781349A (en) * | 1994-08-05 | 1998-07-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens |
| JP3394107B2 (ja) * | 1995-01-19 | 2003-04-07 | 三菱電機株式会社 | ズームレンズ及び投写型表示装置 |
| JP3409231B2 (ja) * | 1995-09-28 | 2003-05-26 | コニカ株式会社 | ズームレンズ |
| JP3576679B2 (ja) * | 1996-01-25 | 2004-10-13 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ |
| US5963375A (en) * | 1996-01-31 | 1999-10-05 | U.S. Precision Lens Inc. | Athermal LCD projection lens |
| US5841587A (en) * | 1996-04-29 | 1998-11-24 | U.S. Precision Lens Inc. | LCD projection lens |
| US5870228A (en) * | 1996-05-24 | 1999-02-09 | U.S. Precision Lens Inc. | Projection lenses having larger back focal length to focal length ratios |
| US5969874A (en) * | 1996-05-30 | 1999-10-19 | U.S. Precision Lens Incorporated | Long focal length projection lenses |
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| ES2256970T3 (es) | 1997-11-13 | 2006-07-16 | 3M Innovative Properties Company | Lentes de proyeccion con amplio campo de vision para sistemas compactos de lente de proyeccion que emplean paneles de pixeles. |
| US6301057B1 (en) | 1999-02-02 | 2001-10-09 | Corning Precision Lens | Long focal length projection lenses |
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