JP4097957B2

JP4097957B2 - Wide angle zoom lens and projection display device using the same

Info

Publication number: JP4097957B2
Application number: JP2002055768A
Authority: JP
Inventors: 暁子永原
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: JP2002357771A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤや撮像管等の撮像素子あるいは銀塩フィルム等を用いたカメラの結像用ズームレンズ、さらには投映型テレビの投映用ズームレンズに関し、特に液晶等のライトバルブを用いた投写型表示装置に用いられる広角ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のズームレンズとしては、例えば特開平5−297276号公報等に記載された、物体側より順に、変倍の際に固定のフォーカシング機能を有する負の第１レンズ群、変倍機能を有する正の第２レンズ群、変倍に伴う像面の移動を補正する負の第３レンズ群および固定の正の第４レンズ群からなるものが知られている。
【０００３】
しかしそれらの多くは、サイズの小さいＣＣＤ等の撮像素子に用いるために設計されたものである。したがってこれらのレンズを、液晶を用いた投写型表示装置の投映レンズとして使用するためには、投映すべき画像が結像されるレンズの縮小側サイズを大きくする必要があるため、レンズ自体のサイズがかなり大きなものになってしまう。また、投映レンズに使用することを考えると、従来技術では歪曲収差が補正不足のものが多い。
【０００４】
また、液晶を用いた装置の投映レンズとしては、照明系のことも考慮に入れると、投映レンズの縮小側が略テレセントリックな光学系とされていることが望ましいが、従来技術の多くはそのような配慮がなされていない。さらに、色分解あるいは色合成の光学系をレンズ系と結像面の間に挿入しようとしても、それを許容するバックフォーカスが設けられたものは少ない。
【０００５】
このような問題を解決するために、変倍の際に固定のフォーカシング機能を有する負の第１レンズ群と、連続変倍のため、およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係をもって移動する正の第２レンズ群、正の第３レンズ群、負の第４レンズ群と、変倍の際に固定の正の第５レンズ群から構成され、さらに所定の条件式を満足するようにされた特開平10-268193号公報記載のズームレンズが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年では投写型表示装置において、より広角な投映レンズを用いることにより、大型スクリーンに近い距離から投映したいという要望がある。上述した特開平10-268193号公報記載のものは、縮小側サイズに対してレンズ系のコンパクト性と、適切なバックフォーカス量と、縮小側での略テレセントリック性とが図られたズームレンズとされてはいるが画角は23〜25度であり、このような要望に十分に対応したものとは言い難い。また近年、投写型表示装置の小型化も強く要望されており、投映レンズにも更なる小型化が求められている。
【０００７】
本願出願人はこのような事情に鑑み、特願2000-339955号明細書に記載された５群ズームレンズを開示している。
【０００８】
このズームレンズは、正の屈折力を有する第２レンズ群と第３レンズ群、および負の屈折力を有する第４レンズ群が可動とされた５群タイプとされ、さらに各群の焦点距離等を適切な範囲に設定したことにより、従来より画角を広くしつつもズーミングに伴う収差変動を小さくすることが可能とされている。また、レンズ系を縮小側サイズの割にコンパクトな構成とすることができ、縮小側のタンジェンシャル面内の光線が光軸に対し略均等とされ、かつ所定位置に色合成光学系等を挿入し得る程度の適当なバックフォーカス量を得ることができるので、このズームレンズを用いた投写型表示装置は、広画角で収差がよく補正されたコンパクトな装置とすることができる。
【０００９】
しかしながら、近年の投写型表示装置においては、様々な投映環境での使用が求められており、小スペースの投映環境においても投映サイズをさらに大きくとりたいという要求も多く、そのような要求を満たすためにズームレンズに更なる広角化が求められている。上記明細書記載の５群ズームレンズにおいては、広角端の画角が６０度程度と、ある程度広いものとはされているが、これ以上の画角、例えば７０度程度を得ようとすると至近側で像面の倒れを補正することが難しいという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、バックフォーカスも長く、縮小側のタンジェンシャル面内の光線が光軸に対し略均等とされつつも、縮小側サイズに対しコンパクトな構成とされ、諸収差、特に像面の倒れが良好に補正されつつも、画角７０度程度と従来よりも広画角な広角ズームレンズを提供することを目的とするものである。また、本発明は、上記ズームレンズを用いた投写型表示装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の広角ズームレンズは、拡大側から順に、変倍の際に固定でフォーカシングを行うための負の屈折力を有する第１レンズ群と、
連続変倍のため、およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係をもって移動する正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群および負の屈折力を有する第４レンズ群と、
変倍の際に固定の正の屈折力を有する第５レンズ群とを配設してなり、
前記第１レンズ群は、拡大側より順に、変倍に際して固定で、フォーカシングを行うために相互に移動可能な、負の屈折力を有する第１Ａレンズ群と負の屈折力を有する第１Ｂレンズ群とを配列してなり、下記の各条件式（１）〜（５）を満足することを特徴とするものである。
【００１２】
（１）１．５＜ｆ_２／ｆ＜４．０
（２）２．０＜ｆ_３／ｆ＜５．０
（３）１．５＜ｆ_５／ｆ＜３．０
（４）−１．８＜ｆ_１／ｆ＜−０．９
（５）０．４＜ｆ_１／ｆ_１Ａ＜１．０
ｆ：広角端におけるレンズ系全体の焦点距離
ｆ_１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ_２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ_３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離
ｆ_１Ａ：第１Ａレンズ群の焦点距離
【００１３】
また、前記第１Ｂレンズ群の最も拡大側のレンズは拡大側に凹面を向けたレンズであることが好ましい。
また、変倍時において、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が望遠端側に向かうに従って狭くなるように構成されてなることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の投写型表示装置は、上記いずれかの広角ズームレンズを搭載し、ライトバルブに表示された画像をスクリーン上に投映することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明に係る後述する実施例１の広角ズームレンズの基本構成を示すものであり、広角端におけるレンズ構成図(ＷＩＤＥ)である。このレンズを本実施形態の代表として、以下に説明する。
【００１６】
すなわちこのレンズは、変倍の際に固定でフォーカシングを行うための負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１と、連続変倍のため、およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係をもって移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ_３および負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ_４と、変倍の際に固定の正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ_５とを拡大側より順に配設されてなる。また、第１レンズ群Ｇ_１は、負の屈折力を有する第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａと負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１Ｂからなり、フォーカシングはこれら２つのレンズ群が相互に移動することによって行われる。
【００１７】
なお、第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂの最も拡大側のレンズ(図１において第５レンズＬ_５)は拡大側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズである。
また、第５レンズ群Ｇ_５と結像面１との間には、赤外線をカットするフィルタやローパスフィルタさらには色合成光学系（色分解光学系）に相当するガラスブロック２が配列されている。また、図中Ｘは光軸を表している。
【００１８】
上記第１レンズ群Ｇ_１は、変倍の際に固定でフォーカシング機能を有し、上記第２、３、４の各レンズ群Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４は、相互に関係をもって移動することで、連続変倍、およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正を行う機能を有する。なお第５レンズ群Ｇ_５は変倍の際に固定のリレーレンズである。なお、変倍の際に前記第２レンズ群Ｇ_２と前記第３レンズ群Ｇ_３との間隔は、望遠端側に向かうにしたがって狭くなるよう構成されている。
【００１９】
さらに、このズームレンズは、下記条件式（１）〜（５）を満足するように構成されている。
（１）１．５＜ｆ_２／ｆ＜４．０
（２）２．０＜ｆ_３／ｆ＜５．０
（３）１．５＜ｆ_５／ｆ＜３．０
（４）−１．８＜ｆ_１／ｆ＜−０．９
（５）０．４＜ｆ_１／ｆ_１Ａ＜１．０
ｆ：広角端におけるレンズ系全体の焦点距離
ｆ_１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ_２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ_３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離
ｆ_１Ａ：第１Ａレンズ群の焦点距離
【００２０】
また、本発明に係る投写型画像表示装置は、光源、ライトバルブ、および上述した本発明に係る広角ズームレンズを備えた装置である。この装置において本発明に係るズームレンズは、ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に投映するための投映レンズとして機能する。例えば、図１に示す広角ズームレンズを備えた液晶ビデオプロジェクタの場合は、紙面右側の光源部（図示せず）から略平行光束が入射され、液晶表示パネル等のライトバルブの結像面１において映出された画像情報を担持したこの光束が、ガラスブロック２を介しこのズームレンズにより、紙面左側方向のスクリーン(図示せず)に拡大投写される。なお、図１には１つの結像面１のみが記載されているが、液晶ビデオプロジェクタにおいて一般には、光源からの光束をダイクロイックミラーおよびレンズアレイからなる色分離光学系によりＲ、Ｇ、Ｂの３原色光に分離し、各原色光用に３つの液晶表示パネルを配設してフルカラー画像を表示可能な構成とされる。ガラスブロック２はこの３原色光を合成するダイクロイックプリズムとすることができる。
【００２１】
以下、本実施形態による広角ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置の作用効果について説明する。
【００２２】
まず、このズームレンズの連続変倍およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ_２、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ_３、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ_４の３群が相互に関係をもって移動する構成とされることにより、ズーミングによる収差変動を少なくすることができる。また所定のレンズ群に関し、そのパワーが上記条件式(１)〜(４)を満足するように構成されることにより、所定のズーム比を確保しつつもレンズ群の移動距離が小さくレンズ全長がコンパクトで、かつ諸収差が良好に補正されたズームレンズを得ることができる。
【００２３】
さらに、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間隔が望遠端側に向かうにしたがって狭くなるよう構成されることより、ズーミングに必要な移動間隔を小さくでき、レンズ全系のコンパクト化を促進することができる。
【００２４】
ところで、上記第１レンズ群Ｇ_１はフォーカシング機能を有しているが、フォーカシング時において第１レンズ群Ｇ_１全体が一体的に移動した場合には、６０度程度以上に画角をとることが難しい。これは、６０度程度以上に画角をとった場合には、諸収差、特に像面の倒れを良好に補正することが困難となるからである。そこで、本実施形態のものでは、第１レンズ群Ｇ_１を、負の屈折力を有する第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａと負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１Ｂから構成し、フォーカシングはこれら２つのレンズ群を相互に移動することにより行うようにしており、これによって、画角を７０度程度とした至近においても良好に諸収差を補正することを可能としている。
【００２５】
つぎに、各条件式の技術的意義について説明する。
上記条件式（１）については、上限を超え第２レンズ群Ｇ_２の正のパワーが弱まると、変倍に伴う移動量が大となりレンズサイズが大きくなってしまう。また下限を超え第２レンズ群Ｇ_２の正のパワーが強まると収差補正が困難となる。
【００２６】
上記条件式（２）については、上限を超え第３レンズ群Ｇ_３の正のパワーが弱まると、変倍に伴う移動量が大となりレンズサイズが大きくなってしまう。また下限を超え第３レンズ群Ｇ_３の正のパワーが強まると収差補正が困難となる。
【００２７】
上記条件式（３）については、下限を超え第５レンズ群Ｇ_５の正のパワーが強まると、バックフォーカスが短くなり、また縮小側を略テレセントリックの状態とすることが困難となる。この下限値を満足することにより、このズームレンズは所定のバックフォーカスを確保することができ、カラー画像を投映するために必要な色合成用のダイクロイックプリズムをガラスブロック２の位置に挿入することも可能となる。一方、その上限を超え、第５レンズ群Ｇ_５の正のパワーが弱まるとバックフォーカスが長くなりすぎ、レンズバックを含めたサイズが大きくなってしまう。さらに第５レンズ群Ｇ_５における軸上光線高が低くなりすぎ収差補正が困難となる。
【００２８】
上記条件式（４）については、下限を超え第１レンズ群Ｇ_１の負のパワーが弱まると、Ｆ値の小さなレンズの収差補正が困難になったり、フォーカシングによる第１レンズ群Ｇ_１全体の移動量が増えてしまい収差変動が激しくなったりする。また上限を超え負のパワーが強まると、第１レンズ群Ｇ_１によって軸上光線が跳ね上げられすぎて、特に歪曲収差や球面収差等の収差の補正が困難となる。
【００２９】
また、本実施形態における最も特徴的な条件式（５）は第１レンズ群Ｇ_１全体のパワーに対する第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａのパワーの割合を規定するものであり、その下限を超え第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａのパワーの割合が小さくなり過ぎると、その移動量を大きくしなければならなくなるため、第１レンズ群Ｇ_１に入射する入射光線高さが大きく変化し、ディストーションおよび像面倒れを始めとする諸収差をバランスよく補正することが困難となる。一方、その上限を超え、第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａのパワーの割合が大きくなり過ぎると、第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂのパワーの割合が相対的に小さくなり、この第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂの移動量を大きくしなければならなくなり、諸収差の補正が難しくなる。
【００３０】
【実施例】
以下、各実施例についてデータを用いて具体的に説明する。
【００３１】
＜実施例１＞
この実施例１にかかる広角ズームレンズは、前述したように図１に示す如き構成とされている。すなわちこのレンズは拡大側より順に、第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａが、単独の４枚のレンズＬ_１〜Ｌ_４からなり、第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂが、単独の両凹レンズＬ_５からなり、第２レンズ群Ｇ_２が、１つの接合レンズと単独の２枚のレンズＬ_６〜Ｌ_９からなり、第３レンズ群Ｇ_３が、単独の２枚のレンズＬ_１０〜Ｌ_１１からなり、第４レンズ群Ｇ_４が、単独の２枚のレンズＬ_１２〜Ｌ_１３からなり、第５レンズ群Ｇ_５が、１つの接合レンズと単独の２枚のレンズＬ_１４〜Ｌ_１７からなる。
【００３２】
この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（広角端における焦点距離を１として規格化されている；以下の各表において同じ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（上記曲率半径Ｒと同様の焦点距離で規格化されている；以下の各表において同じ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数νを表１に示す。なお、この表１および後述する表２〜４において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎ、νに対応させた数字は拡大側から順次増加するようになっている。
【００３３】
また、広角端（ＷＩＤＥ；1.00倍）、中間（ＭＩＤＤＬＥ；1.18倍）および望遠端（ＴＥＬＥ；1.43倍）における第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａと第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂの距離Ｄ_８（可変１）、第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂと第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_１０（可変２）、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_１７（可変３）、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_２１（可変４）および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ_２５（可変５）ならびに至近における倍率を表１の下段に示す。
【００３４】
なお、各倍率における可変１〜５の間隔を、無限（上段）と至近（下段）に分けて表１の下段に示す。
また下記表５に、実施例１における上記各条件式（１）〜（５）に対応する数値を示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
図３、図４および図５は上記実施例１の広角ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）、および望遠端（ＴＥＬＥ）における至近設定時における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。なお、図３〜５および以下の図６〜１４において、各非点収差図にはサジタル像面およびタンジェンシャル像面に対する収差が示されており、各倍率色収差図にはｄ線に対する収差が示されている。
【００３７】
この図３〜５および下記表５から明らかなように、実施例１の広角ズームレンズによればズーム領域の全体に亘り、至近設定時においても良好な収差補正がなされ、縮小側サイズの割にコンパクトな構成とすることができ、バックフォーカスを適切な大きさとすることができ、さらに縮小側のタンジェンシャル面内の光線束が光軸に対し略平行かつ対称となるようにすることができ、さらに広角端において画角２ω＝68.6度という従来より広画角なレンズとすることができる。
【００３８】
＜実施例２＞
この実施例２にかかるズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされている。この実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数νを表２に示す。
【００３９】
また、広角端（ＷＩＤＥ；1.00倍）、中間（ＭＩＤＤＬＥ；1.18倍）および望遠端（ＴＥＬＥ；1.43倍）における第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａと第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂの距離Ｄ_８（可変１）、第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂと第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_１０（可変２）、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_１７（可変３）、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_２１（可変４）および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ_２５（可変５）ならびに至近における倍率を表１の下段に示す。
【００４０】
なお、各倍率における可変１〜５の間隔を、無限（上段）と至近（下段）に分けて表２の下段に示す。
また下記表５に、実施例２における上記各条件式（１）〜（５）に対応する数値を示す。
【００４１】
【表２】

【００４２】
図６、図７および図８は上記実施例２の広角ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）、および望遠端（ＴＥＬＥ）における至近設定時における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
【００４３】
この図６〜８および下記表５から明らかなように、実施例２の広角ズームレンズによればズーム領域の全体に亘り、至近設定時においても良好な収差補正がなされ、縮小側サイズの割にコンパクトな構成とすることができ、バックフォーカスを適切な大きさとすることができ、さらに縮小側のタンジェンシャル面内の光線束が光軸に対し略平行かつ対称となるようにすることができ、さらに広角端において画角２ω＝68.8度という従来より広画角なレンズとすることができる。
【００４４】
＜実施例３＞
図２は本発明に係る実施例３のズームレンズの基本構成を示すものであり、広角端におけるレンズ構成図（ＷＩＤＥ）である。
【００４５】
この実施例３にかかるズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａが、単独の３枚のレンズＬ_１〜Ｌ_３からなり、第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂが、１つの接合レンズ（両凹レンズおよび両凸レンズ）Ｌ_４、Ｌ_５からなり、第２レンズ群Ｇ_２が、単独の３枚のレンズＬ_６〜Ｌ_８からなり、第３レンズ群Ｇ_３が、１つの接合レンズＬ_９、Ｌ_１０からなり、第４レンズ群Ｇ_４が、１つの接合レンズＬ_１１、Ｌ_１２からなり、第５レンズ群Ｇ_５が、１つの接合レンズと単独の２枚のレンズＬ_１３〜Ｌ_１６からなる。
【００４６】
この実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数νを表３に示す。
【００４７】
また、広角端（ＷＩＤＥ；1.00倍）、中間（ＭＩＤＤＬＥ；1.06倍）および望遠端（ＴＥＬＥ；1.10倍）における第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａと第１Ｂレンズ群Ｇ_１ _Ｂの距離Ｄ_６（可変１）、第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂと第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_９（可変２）、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_１５（可変３）、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１８（可変４）および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ_２１（可変５）ならびに至近における倍率を表３の下段に示す。
【００４８】
なお、各倍率における可変１〜５の間隔を、無限（上段）と至近（下段）に分けて表３の下段に示す。
また下記表５に、実施例３における上記各条件式（１）〜（５）に対応する数値を示す。
【００４９】
【表３】

【００５０】
図９、図１０および図１１は上記実施例３の広角ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）、および望遠端（ＴＥＬＥ）における至近設定時における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
【００５１】
この図９〜１１および下記表５から明らかなように、実施例３の広角ズームレンズによればズーム領域の全体に亘り、至近設定時においても良好な収差補正がなされ、縮小側サイズの割にコンパクトな構成とすることができ、バックフォーカスを適切な大きさとすることができ、さらに縮小側のタンジェンシャル面内の光線束が光軸に対し略平行かつ対称となるようにすることができ、さらに広角端において画角２ω＝68.0度という従来より広画角なレンズとすることができる。
【００５２】
＜実施例４＞
この実施例４にかかるズームレンズは、実施例３のものと略同様の構成とされている。この実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数νを表４に示す。
【００５３】
また、広角端（ＷＩＤＥ；1.00倍）、中間（ＭＩＤＤＬＥ；1.06倍）および望遠端（ＴＥＬＥ；1.10倍）における第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａと第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂの距離Ｄ_６（可変１）、第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂと第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_９（可変２）、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_１５（可変３）、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１８（可変４）および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ_２１（可変５）ならびに至近における倍率を表４の下段に示す。
【００５４】
なお、各倍率における可変１〜５の間隔を、無限（上段）と至近（下段）に分けて表４の下段に示す。
また下記表５に、実施例４における上記各条件式（１）〜（５）に対応する数値を示す。
【００５５】
【表４】

【００５６】
図１２、図１３および図１４は上記実施例４の広角ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）、および望遠端（ＴＥＬＥ）における至近設定時における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
【００５７】
この図１２〜１４および下記表５から明らかなように、実施例４の広角ズームレンズによればズーム領域の全体に亘り、至近設定時においても良好な収差補正がなされ、縮小側サイズの割にコンパクトな構成とすることができ、バックフォーカスを適切な大きさとすることができ、さらに縮小側のタンジェンシャル面内の光線束が光軸に対し略平行かつ対称となるようにすることができ、さらに広角端において画角２ω＝67.8度という従来より広画角なレンズとすることができる。
【００５８】
【表５】

【００５９】
なお、本発明のズームレンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズ群を構成するレンズの枚数や各レンズの曲率半径Ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜変更することが可能である。
【００６０】
なお、上記実施例においては、本発明のレンズを透過型の液晶表示パネルを用いた投写型表示装置の投映レンズとして用いているが、本発明のズームレンズの使用態様はこれに限られるものではなく、反射型の液晶表示パネルを用いた装置の投映レンズあるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投映レンズ等として用いることも可能であるほか、ＣＣＤ、撮像管等の撮像手段、さらには銀塩フィルム等を用いたカメラに使用されるズーム機能を有する結像レンズとして用いることも可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の広角ズームレンズによれば、第１レンズ群Ｇ_１を、負の屈折力を有する第１Ａレンズ群Ｇ_１Ａと負の屈折力を有する第１Ｂレンズ群Ｇ_１Ｂから構成し、フォーカシングはこれら２つのレンズ群を相互に移動することにより行うようにしており、さらに、この２つのレンズ群のパワー配分を適切な範囲に規定することで、画角を７０度程度とした至近においても良好に諸収差を補正することを可能としている。
【００６２】
また、正の屈折力を有する第２レンズ群と第３レンズ群、および負の屈折力を有する第４レンズ群が可動とされた５群タイプとし、さらに各群の焦点距離等を前述した如き適切な範囲に設定しているので、画角を広くしつつもズーミングに伴う収差変動を小さくすることができる。また、レンズ系を縮小側サイズの割にコンパクトな構成とすることができ、縮小側のタンジェンシャル面内の光線が光軸に対し略均等とされ、かつ所定位置に色合成光学系等を挿入し得る程度の適当なバックフォーカス量を得ることができる。
【００６３】
これにより、本発明のズームレンズを用いた投写型表示装置は、広画角で収差がよく補正されたコンパクトな装置とされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係るズームレンズの広角端におけるレンズ構成図
【図２】実施例３に係るズームレンズの広角端におけるレンズ構成図
【図３】実施例１に係るズームレンズの広角端（至近）における各収差図
【図４】実施例１に係るズームレンズの中間（至近）における各収差図
【図５】実施例１に係るズームレンズの望遠端（至近）における各収差図
【図６】実施例２に係るズームレンズの広角端（至近）における各収差図
【図７】実施例２に係るズームレンズの中間（至近）における各収差図
【図８】実施例２に係るズームレンズの望遠端（至近）における各収差図
【図９】実施例３に係るズームレンズの広角端（至近）における各収差図
【図１０】実施例３に係るズームレンズの中間（至近）における各収差図
【図１１】実施例３に係るズームレンズの望遠端（至近）における各収差図
【図１２】実施例４に係るズームレンズの広角端（至近）における各収差図
【図１３】実施例４に係るズームレンズの中間（至近）における各収差図
【図１４】実施例４に係るズームレンズの望遠端（至近）における各収差図
【符号の説明】
Ｇ_１〜Ｇ_５、Ｇ_１Ａ、Ｇ_１Ｂレンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_１７レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_３４レンズ等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_３３レンズ等の面間隔（厚み）
Ｘ光軸
１結像面
２ガラスブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging zoom lens for a camera using an image pickup device such as a CCD or an imaging tube or a silver salt film, and further to a projection zoom lens for a projection type television, and more particularly, projection using a light valve such as a liquid crystal. The present invention relates to a wide-angle zoom lens used in a type display device and a projection type display device using the same.
[0002]
[Prior art]
As a conventional zoom lens, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-297276, a negative first lens group having a fixed focusing function at the time of zooming, and a positive lens having a zooming function, in order from the object side. The second lens group, a negative third lens group that corrects the movement of the image plane accompanying zooming, and a fixed positive fourth lens group are known.
[0003]
However, many of them are designed for use in an image sensor such as a small CCD. Therefore, in order to use these lenses as projection lenses for a projection display device using liquid crystal, it is necessary to increase the reduction side size of the lens on which the image to be projected is formed. Will become quite large. Further, when considering use in a projection lens, there are many cases in which distortion is insufficiently corrected in the prior art.
[0004]
In addition, as a projection lens of a device using liquid crystal, it is desirable that the reduction side of the projection lens is a substantially telecentric optical system in consideration of the illumination system. There is no consideration. Furthermore, even if an attempt is made to insert a color separation or color synthesis optical system between the lens system and the image plane, few are provided with a back focus that allows this.
[0005]
In order to solve such a problem, the negative first lens group having a fixed focusing function at the time of zooming, the continuous zooming, and the correction of the image plane movement caused by the continuous zooming, A positive second lens group, a positive third lens group, a negative fourth lens group, and a positive positive fifth lens group that move relative to each other, and a fixed positive fifth lens group at the time of zooming, and a predetermined conditional expression There is known a zoom lens described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-268193 that satisfies the above requirements.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, there is a demand for projecting from a distance close to a large screen by using a wider-angle projection lens in a projection display device. The lens described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-268193 described above is a zoom lens in which the compactness of the lens system with respect to the reduction side size, an appropriate back focus amount, and substantially telecentricity on the reduction side are achieved. However, the angle of view is 23 to 25 degrees, and it is difficult to say that it fully meets such demands. In recent years, there has been a strong demand for miniaturization of projection display devices, and further miniaturization of projection lenses has been demanded.
[0007]
In view of such circumstances, the present applicant has disclosed a five-group zoom lens described in Japanese Patent Application No. 2000-339955.
[0008]
This zoom lens is a five-group type in which the second lens group and the third lens group having positive refractive power and the fourth lens group having negative refractive power are movable, and the focal length of each group, etc. Is set to an appropriate range, it is possible to reduce aberration fluctuations associated with zooming while widening the angle of view as compared with the prior art. In addition, the lens system can be made compact with respect to the size on the reduction side, the light rays in the tangential surface on the reduction side are made substantially equal to the optical axis, and a color synthesis optical system or the like is inserted at a predetermined position. Since an appropriate back focus amount can be obtained, a projection display device using this zoom lens can be a compact device with a wide angle of view and a well-corrected aberration.
[0009]
However, recent projection display devices are required to be used in various projection environments, and there are many requests for a larger projection size even in a small space projection environment, in order to satisfy such requirements. In addition, the zoom lens is required to have a wider angle. In the 5-group zoom lens described in the above specification, the angle of view at the wide-angle end is about 60 degrees, which is somewhat wide. However, when trying to obtain an angle of view larger than this, for example, about 70 degrees, the closest side is obtained. Therefore, there is a problem that it is difficult to correct the tilt of the image plane.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has a long back focus and a compact configuration with respect to the size on the reduction side, while the light rays in the tangential surface on the reduction side are substantially equal to the optical axis. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wide-angle zoom lens having an angle of view of about 70 degrees and a wider angle of view than that of the prior art while satisfactorily correcting various aberrations, particularly the tilt of the image plane. Another object of the present invention is to provide a projection display device using the zoom lens.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The wide-angle zoom lens according to the present invention includes, in order from the enlargement side, a first lens group having a negative refractive power for performing fixed focusing during zooming;
A second lens group having a positive refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a negative lens that move relative to each other for continuous zooming and for correction of image plane movement caused by the continuous zooming A fourth lens group having a refractive power of
A fifth lens group having a fixed positive refractive power at the time of zooming,
The first lens group is, in order from the magnifying side, fixed at the time of zooming, and is movable relative to each other for focusing, and a first A lens group having a negative refractive power and a first B lens group having a negative refractive power And the following conditional expressions (1) to (5) are satisfied.
[0012]
(1) 1.5 <f₂/F<4.0
(2) 2.0 <f₃/F<5.0
(3) 1.5 <f₅/F<3.0
(4) -1.8 <f₁/F<-0.9
(5) 0.4 <f₁/ F_1A<1.0
f: focal length of the entire lens system at the wide angle end
f₁  : Focal length of the first lens group
f₂  : Focal length of the second lens group
f₃  : Focal length of the third lens group
f₅  : Focal length of the fifth lens group
f_1A: Focal length of the 1A lens group
[0013]
Moreover, it is preferable that the most magnified lens of the first B lens group is a lens having a concave surface directed toward the magnification side.
Further, it is preferable that the zoom lens is configured such that the distance between the second lens group and the third lens group becomes narrower toward the telephoto end side during zooming.
[0014]
Furthermore, a projection display device according to the present invention includes any one of the above wide-angle zoom lenses, and projects an image displayed on the light valve on a screen.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a basic configuration of a wide-angle zoom lens according to a first embodiment of the present invention, which will be described later, and is a lens configuration diagram (WIDE) at the wide-angle end. This lens will be described below as a representative of this embodiment.
[0016]
That is, this lens is a first lens group G having a negative refractive power for performing fixed focusing during zooming.₁And a second lens group G having a positive refractive power that moves relative to each other for continuous zooming and for correction of image plane movement caused by the continuous zooming₂The third lens group G having positive refractive power₃And a fourth lens group G having negative refractive power₄And a fifth lens group G having a fixed positive refractive power upon zooming₅Are arranged in order from the enlarged side. The first lens group G₁1A lens group G having negative refractive power_1AAnd the first lens group G having negative refractive power_1BFocusing is performed by moving these two lens groups relative to each other.
[0017]
The 1B lens group G_1B(The fifth lens L in FIG. 1)₅) Is a lens having negative refractive power with the concave surface facing the enlargement side.
The fifth lens group G₅A glass block 2 corresponding to a filter that cuts infrared rays, a low-pass filter, and a color synthesis optical system (color separation optical system) is arranged between the image forming plane 1 and the imaging plane 1. In the figure, X represents the optical axis.
[0018]
The first lens group G₁Has a fixed focusing function during zooming, and each of the second, third and fourth lens groups G₂, G₃, G₄Has a function of performing continuous magnification and correcting image plane movement caused by the continuous magnification by moving in relation to each other. The fifth lens group G₅Is a relay lens that is fixed during zooming. The second lens group G during zooming₂And the third lens group G₃Is configured to become narrower toward the telephoto end side.
[0019]
Further, this zoom lens is configured to satisfy the following conditional expressions (1) to (5).
(1) 1.5 <f₂/F<4.0
(2) 2.0 <f₃/F<5.0
(3) 1.5 <f₅/F<3.0
(4) -1.8 <f₁/F<-0.9
(5) 0.4 <f₁/ F_1A<1.0
f: focal length of the entire lens system at the wide angle end
f₁  : Focal length of the first lens group
f₂  : Focal length of the second lens group
f₃  : Focal length of the third lens group
f₅  : Focal length of the fifth lens group
f_1A: Focal length of the 1A lens group
[0020]
A projection image display apparatus according to the present invention is an apparatus including a light source, a light valve, and the above-described wide-angle zoom lens according to the present invention. In this apparatus, the zoom lens according to the present invention functions as a projection lens for projecting an optical image of light modulated by a light valve onto a screen. For example, in the case of a liquid crystal video projector including the wide-angle zoom lens shown in FIG. 1, a substantially parallel light beam is incident from a light source unit (not shown) on the right side of the paper, and the image plane 1 of a light valve such as a liquid crystal display panel is incident. The luminous flux carrying the image information displayed is enlarged and projected onto a screen (not shown) in the left direction of the drawing by the zoom lens through the glass block 2. Although only one image plane 1 is shown in FIG. 1, generally in a liquid crystal video projector, a light beam from a light source is converted into R, G, B by a color separation optical system composed of a dichroic mirror and a lens array. The three primary color lights are separated, and three liquid crystal display panels are provided for each primary color light so that a full color image can be displayed. The glass block 2 can be a dichroic prism that synthesizes the three primary color lights.
[0021]
Hereinafter, the operation and effect of the wide-angle zoom lens according to the present embodiment and the projection display device using the same will be described.
[0022]
First, in order to correct continuous zooming of this zoom lens and image plane movement caused by the continuous zooming, the second lens group G having a positive refractive power is used.₂The third lens group G having a positive refractive power₃The fourth lens unit G having negative refractive power₄When the three groups are moved relative to each other, fluctuations in aberration due to zooming can be reduced. Further, the predetermined lens group is configured such that its power satisfies the conditional expressions (1) to (4), so that the moving distance of the lens group is small while the predetermined zoom ratio is secured, and the total lens length is increased. It is possible to obtain a zoom lens that is compact and has various aberrations corrected satisfactorily.
[0023]
Furthermore, the second lens group G₂And the third lens group G₃Is configured to be narrower toward the telephoto end side, the movement interval necessary for zooming can be reduced, and compactization of the entire lens system can be promoted.
[0024]
By the way, the first lens group G₁Has a focusing function, but at the time of focusing, the first lens group G₁When the whole moves integrally, it is difficult to obtain an angle of view of about 60 degrees or more. This is because it is difficult to satisfactorily correct various aberrations, particularly image plane tilt, when the angle of view is about 60 degrees or more. Therefore, in the present embodiment, the first lens group G₁1A lens group G having negative refractive power_1AAnd the first lens group G having negative refractive power_1BThe focusing is performed by moving these two lens groups relative to each other. This makes it possible to correct various aberrations well even in the vicinity of an angle of view of about 70 degrees. .
[0025]
Next, the technical significance of each conditional expression will be described.
Regarding the conditional expression (1), the second lens group G exceeds the upper limit.₂When the positive power of is weakened, the amount of movement accompanying zooming becomes large and the lens size becomes large. The second lens group G exceeds the lower limit.₂As the positive power increases, aberration correction becomes difficult.
[0026]
For conditional expression (2) above, the third lens group G exceeds the upper limit.₃When the positive power of is weakened, the amount of movement accompanying zooming becomes large and the lens size becomes large. The third lens group G exceeds the lower limit.₃As the positive power increases, aberration correction becomes difficult.
[0027]
For conditional expression (3) above, the fifth lens group G exceeds the lower limit.₅As the positive power increases, the back focus becomes shorter, and it becomes difficult to make the reduction side substantially telecentric. By satisfying this lower limit value, the zoom lens can ensure a predetermined back focus, and a dichroic prism for color synthesis necessary for projecting a color image can be inserted at the position of the glass block 2. It becomes possible. On the other hand, the fifth lens group G exceeds the upper limit.₅When the positive power is weakened, the back focus becomes too long, and the size including the lens back becomes large. Furthermore, the fifth lens group G₅The axial ray height at becomes too low, making it difficult to correct aberrations.
[0028]
With respect to the conditional expression (4), the first lens group G exceeds the lower limit.₁When the negative power of the lens becomes weak, it becomes difficult to correct aberrations of a lens having a small F value, or the first lens group G by focusing is used.₁The total amount of movement increases and aberration fluctuations become severe. When the upper limit is exceeded and the negative power increases, the first lens group G₁As a result, the on-axis light beam is excessively raised, making it difficult to correct aberrations such as distortion and spherical aberration.
[0029]
The most characteristic conditional expression (5) in the present embodiment is the first lens group G.₁1A lens group G for total power_1AThe first A lens group G exceeds the lower limit._1AIf the power ratio becomes too small, the amount of movement must be increased, so the first lens group G₁The height of incident light incident on the lens greatly changes, and it becomes difficult to correct various aberrations such as distortion and image plane tilt in a balanced manner. On the other hand, the upper limit is exceeded, and the first A lens group G_1AIf the power ratio of the first lens group becomes too large, the first lens group G_1BThe power ratio of the first B lens group G becomes relatively small._1BTherefore, it is difficult to correct various aberrations.
[0030]
【Example】
Hereinafter, each example will be specifically described using data.
[0031]
<Example 1>
The wide-angle zoom lens according to Example 1 is configured as shown in FIG. 1 as described above. That is, this lens is arranged in order from the magnifying side to the first A lens group_1AIs a single lens L₁~ L₄1B lens group G_1BIs a single biconcave lens L₅The second lens group G₂Is one cemented lens and two single lenses L₆~ L₉The third lens group G₃Is a single lens L₁₀~ L₁₁4th lens group G₄Is a single lens L₁₂~ L₁₃The fifth lens group G₅Is one cemented lens and two single lenses L₁₄~ L₁₇Consists of.
[0032]
The radius of curvature R of each lens surface in Example 1 (standardized by setting the focal length at the wide-angle end as 1; the same in the following tables), the center thickness of each lens, and the air gap D between each lens (above Table 1 shows the refractive index N and Abbe number ν at the d-line of each lens, which is normalized with the same focal length as the radius of curvature R; the same in the following tables). In Table 1 and Tables 2 to 4 to be described later, the numbers corresponding to the symbols R, D, N, and ν are sequentially increased from the enlargement side.
[0033]
The first A lens group G at the wide-angle end (WIDE; 1.00 times), the middle (MIDDLE; 1.18 times), and the telephoto end (TELE; 1.43 times)_1AAnd 1B lens group G_1BDistance D₈(Variable 1), 1B lens group G_1BAnd second lens group G₂Distance D₁₀(Variable 2), second lens group G₂And the third lens group G₃Distance D₁₇(Variable 3), third lens group G₃And the fourth lens group G₄Distance D₂₁(Variable 4) and the fourth lens group G₄And the fifth lens group G₅Distance D₂₅(Variable 5) and the closest magnification are shown in the lower part of Table 1.
[0034]
Note that the intervals between the variables 1 to 5 at each magnification are shown in the lower part of Table 1, divided into infinite (upper part) and close (lower part).
Table 5 below shows numerical values corresponding to the conditional expressions (1) to (5) in Example 1.
[0035]
[Table 1]

[0036]
3, 4, and 5 show various aberrations (spherical aberration, astigmatism, and astigmatism at the close setting at the wide-angle end (WIDE), middle (MIDDLE), and telephoto end (TELE) of the wide-angle zoom lens of Example 1 above. It is an aberration diagram showing distortion and lateral chromatic aberration). 3 to 5 and the following FIGS. 6 to 14, the astigmatism diagrams show aberrations for the sagittal image surface and the tangential image surface, and the respective chromatic aberration diagrams show aberrations for the d-line. Has been.
[0037]
As apparent from FIGS. 3 to 5 and Table 5 below, according to the wide-angle zoom lens of Example 1, good aberration correction is performed over the entire zoom region even at the closest setting, and the size on the reduction side is small. It can be a compact configuration, the back focus can be appropriately sized, and the light bundle in the tangential surface on the reduction side can be made substantially parallel and symmetric with respect to the optical axis, Furthermore, it is possible to obtain a lens having a wider angle of view than that of the prior art with an angle of view 2ω = 68.6 degrees at the wide angle end.
[0038]
<Example 2>
The zoom lens according to Example 2 has substantially the same configuration as that of Example 1. Table 2 shows the curvature radius R of each lens surface, the center thickness of each lens and the air gap D between each lens, the refractive index N and the Abbe number ν of each lens at the d-line in Example 2.
[0039]
The first A lens group G at the wide-angle end (WIDE; 1.00 times), the middle (MIDDLE; 1.18 times), and the telephoto end (TELE; 1.43 times)_1AAnd 1B lens group G_1BDistance D₈(Variable 1), 1B lens group G_1BAnd second lens group G₂Distance D₁₀(Variable 2), second lens group G₂And the third lens group G₃Distance D₁₇(Variable 3), third lens group G₃And the fourth lens group G₄Distance D₂₁(Variable 4) and the fourth lens group G₄And the fifth lens group G₅Distance D₂₅(Variable 5) and the closest magnification are shown in the lower part of Table 1.
[0040]
Note that the intervals between the variables 1 to 5 at each magnification are shown in the lower part of Table 2 by dividing them into infinite (upper part) and close (lower part).
Table 5 below shows numerical values corresponding to the conditional expressions (1) to (5) in Example 2.
[0041]
[Table 2]

[0042]
6, 7, and 8 show various aberrations (spherical aberration, astigmatism, and astigmatism at the close setting at the wide-angle end (WIDE), middle (MIDDLE), and telephoto end (TELE) of the wide-angle zoom lens of Example 2 above. It is an aberration diagram showing distortion and lateral chromatic aberration).
[0043]
As is apparent from FIGS. 6 to 8 and Table 5 below, according to the wide-angle zoom lens of Example 2, good aberration correction is performed over the entire zoom region even at the closest setting, and the size on the reduction side is small. It can be a compact configuration, the back focus can be appropriately sized, and the light bundle in the tangential surface on the reduction side can be made substantially parallel and symmetric with respect to the optical axis, Furthermore, it is possible to obtain a lens having a wider angle of view than that of the prior art with an angle of view 2ω = 68.8 degrees at the wide angle end.
[0044]
<Example 3>
FIG. 2 shows a basic configuration of a zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention, and is a lens configuration diagram (WIDE) at the wide-angle end.
[0045]
The zoom lens according to Example 3 has substantially the same configuration as that of Example 1, but the first lens group G_1AIs a single lens L₁~ L₃1B lens group G_1BIs one cemented lens (biconcave lens and biconvex lens) L₄, L₅The second lens group G₂Is a single lens L₆~ L₈The third lens group G₃Is one cemented lens L₉, L₁₀4th lens group G₄Is one cemented lens L₁₁, L₁₂The fifth lens group G₅Is one cemented lens and two single lenses L₁₃~ L₁₆Consists of.
[0046]
Table 3 shows the curvature radius R of each lens surface, the center thickness of each lens and the air gap D between each lens, the refractive index N and the Abbe number ν of each lens at the d-line in Example 3.
[0047]
The first A lens group G at the wide-angle end (WIDE; 1.00 times), the middle (MIDDLE; 1.06 times), and the telephoto end (TELE; 1.10 times)_1AAnd 1B lens group G₁ _BDistance D₆(Variable 1), 1B lens group G_1BAnd second lens group G₂Distance D₉(Variable 2), second lens group G₂And the third lens group G₃Distance D₁₅(Variable 3), third lens group G₃And the fourth lens group G₄Distance D₁₈(Variable 4) and the fourth lens group G₄And the fifth lens group G₅Distance D₂₁(Variable 5) and the closest magnification are shown in the lower part of Table 3.
[0048]
Note that the intervals between the variables 1 to 5 at each magnification are shown in the lower part of Table 3, divided into infinite (upper part) and close (lower part).
Table 5 below shows numerical values corresponding to the conditional expressions (1) to (5) in Example 3.
[0049]
[Table 3]

[0050]
9, 10, and 11 show various aberrations (spherical aberration, astigmatism, and astigmatism at the close setting at the wide-angle end (WIDE), middle (MIDDLE), and telephoto end (TELE) of the wide-angle zoom lens of Example 3 above. It is an aberration diagram showing distortion and lateral chromatic aberration).
[0051]
As is apparent from FIGS. 9 to 11 and Table 5 below, according to the wide-angle zoom lens of Example 3, good aberration correction is performed over the entire zoom region even at the closest setting, and the size on the reduction side is small. It can be a compact configuration, the back focus can be appropriately sized, and the light bundle in the tangential surface on the reduction side can be made substantially parallel and symmetric with respect to the optical axis, Furthermore, it is possible to obtain a lens having a wider angle of view than that of the prior art with a field angle 2ω = 68.0 degrees at the wide angle end.
[0052]
<Example 4>
The zoom lens according to Example 4 has substantially the same configuration as that of Example 3. Table 4 shows the curvature radius R of each lens surface, the center thickness of each lens and the air gap D between each lens, the refractive index N and the Abbe number ν of each lens at the d-line in Example 3.
[0053]
The first A lens group G at the wide-angle end (WIDE; 1.00 times), the middle (MIDDLE; 1.06 times), and the telephoto end (TELE; 1.10 times)_1AAnd 1B lens group G_1BDistance D₆(Variable 1), 1B lens group G_1BAnd second lens group G₂Distance D₉(Variable 2), second lens group G₂And the third lens group G₃Distance D₁₅(Variable 3), third lens group G₃And the fourth lens group G₄Distance D₁₈(Variable 4) and the fourth lens group G₄And the fifth lens group G₅Distance D₂₁(Variable 5) and the closest magnification are shown in the lower part of Table 4.
[0054]
In addition, the interval of the variable 1-5 in each magnification is shown in the lower part of Table 4 by dividing into infinite (upper part) and close (lower part).
Table 5 below shows numerical values corresponding to the conditional expressions (1) to (5) in Example 4.
[0055]
[Table 4]

[0056]
12, 13, and 14 show various aberrations (spherical aberration, astigmatism, and astigmatism in the close-up setting at the wide-angle end (WIDE), middle (MIDDLE), and telephoto end (TELE) of the wide-angle zoom lens of Example 4 above. It is an aberration diagram showing distortion and lateral chromatic aberration).
[0057]
As is apparent from FIGS. 12 to 14 and Table 5 below, according to the wide-angle zoom lens of Example 4, good aberration correction is performed over the entire zoom region even at the closest setting, and the size on the reduction side is small. It can be a compact configuration, the back focus can be appropriately sized, and the light bundle in the tangential surface on the reduction side can be made substantially parallel and symmetric with respect to the optical axis, Furthermore, it is possible to obtain a lens having a wider angle of view than the conventional lens having an angle of view 2ω = 67.8 degrees at the wide angle end.
[0058]
[Table 5]

[0059]
The zoom lens according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the number of lenses constituting each lens group, the radius of curvature R of each lens, and the lens The interval (or lens thickness) D can be changed as appropriate.
[0060]
In the above embodiment, the lens of the present invention is used as a projection lens of a projection display device using a transmissive liquid crystal display panel. However, the use mode of the zoom lens of the present invention is not limited to this. In addition, it can be used as a projection lens of a device using a reflection type liquid crystal display panel or a projection lens of a device using other light modulation means such as DMD. Furthermore, it can also be used as an imaging lens having a zoom function used in a camera using a silver salt film or the like.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the wide-angle zoom lens of the present invention, the first lens group G₁1A lens group G having negative refractive power_1AAnd 1B lens group G having negative refractive power_1BFocusing is performed by moving these two lens groups relative to each other. Further, by defining the power distribution of these two lens groups within an appropriate range, the angle of view is about 70 degrees. It is possible to correct various aberrations well even in the immediate vicinity.
[0062]
Further, the second lens group and the third lens group having positive refractive power and the fourth lens group having negative refractive power are made movable, and the focal length of each group is as described above. Since an appropriate range is set, it is possible to reduce aberration fluctuations accompanying zooming while widening the angle of view. In addition, the lens system can be made compact with respect to the size on the reduction side, the light rays in the tangential surface on the reduction side are made substantially equal to the optical axis, and a color synthesis optical system or the like is inserted at a predetermined position. An appropriate amount of back focus can be obtained.
[0063]
Accordingly, the projection display device using the zoom lens of the present invention can be a compact device with a wide angle of view and a well-corrected aberration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a lens configuration diagram at the wide-angle end of a zoom lens according to Example 1;
2 is a lens configuration diagram at a wide-angle end of a zoom lens according to Example 3; FIG.
FIG. 3 shows aberration diagrams at the wide-angle end (closest distance) of the zoom lens according to Example 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating aberrations in the middle (closest) of the zoom lens according to Example 1;
FIG. 5 is a diagram of aberrations at the telephoto end (closest distance) of the zoom lens according to Example 1;
6 is a diagram illustrating aberrations at the wide-angle end (closest) of the zoom lens according to Example 2. FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating aberrations in the middle (closest) of the zoom lens according to Example 2;
FIG. 8 is a diagram of aberrations at the telephoto end (closest distance) of the zoom lens according to Example 2;
FIG. 9 is a diagram illustrating aberrations at the wide-angle end (closest) of the zoom lens according to Example 3;
FIG. 10 is a diagram illustrating aberrations in the middle (closest) of the zoom lens according to Example 3;
FIG. 11 is a diagram illustrating aberrations at the telephoto end (closest distance) of the zoom lens according to Example 3;
12 is a diagram illustrating aberrations at the wide-angle end (closest) of the zoom lens according to Example 4; FIG.
FIG. 13 is a diagram illustrating aberrations in the middle (closest) of the zoom lens according to Example 4;
FIG. 14 is a diagram showing aberrations at the telephoto end (closest distance) of the zoom lens according to Example 4;
[Explanation of symbols]
G₁~ G₅, G_1A, G_1B    Lens group
L₁~ L₁₇      lens
R₁~ R₃₄      Curvature radius of lens, etc.
D₁~ D₃₃      Surface spacing (thickness) of lenses, etc.
X optical axis
1 Imaging surface
2 Glass block

Claims

A first lens group having a negative refractive power for performing fixed focusing at the time of zooming in order from the magnification side;
A second lens group having a positive refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a negative lens that move relative to each other for continuous zooming and for correction of image plane movement caused by the continuous zooming A fourth lens group having a refractive power of
A fifth lens group having a fixed positive refractive power at the time of zooming,
The first lens group is, in order from the magnifying side, fixed at the time of zooming, and is movable relative to each other for focusing, and a first A lens group having a negative refractive power and a first B lens group having a negative refractive power And a wide angle zoom lens characterized by satisfying the following conditional expressions (1) to (5).
(1) 1.5 <f ₂ /f<4.0
(2) 2.0 <f ₃ /f<5.0
(3) 1.5 <f ₅ /f<3.0
(4) −1.8 <f ₁ /f<−0.9
(5) 0.4 <f ₁ / f _1A <1.0
f: focal length of the entire lens system at the wide-angle end f ₁ : focal length of the first lens group f ₂ : focal length of the second lens group f ₃ : focal length of the third lens group f ₅ : focal point of the fifth lens group Distance f _1A : Focal length of the 1A lens group

2. The wide-angle zoom lens according to claim 1, wherein the lens on the most magnifying side of the first B lens group is a lens having a concave surface directed toward the magnifying side.

The wide-angle zoom lens according to claim 1 or 2, wherein, at the time of zooming, the distance between the second lens group and the third lens group becomes narrower toward the telephoto end side.

A projection display device comprising the wide-angle zoom lens according to any one of claims 1 to 3 and projecting an image displayed on a light valve on a screen.