JP4599071B2 - Zoom lens and image projection apparatus having the same - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズに関し、例えば液晶プロジェクターに好適なものである。   The present invention relates to a zoom lens, and is suitable for a liquid crystal projector, for example.
従来より、液晶表示素子等の画像表示素子を用いて、その表示素子に表示された画像をスクリーン面に投射する液晶プロジェクター(画像投射装置)が種々提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, various liquid crystal projectors (image projection apparatuses) that use an image display element such as a liquid crystal display element to project an image displayed on the display element onto a screen surface have been proposed.
特に液晶プロジェクターはパソコン等の画像を大画面に投影可能な装置として会議およびプレゼンテーション等に広く利用されてきている。また最近では、ホームシアター用の小型化された液晶プロジェクターの普及がみられ、それと共に液晶表示素子のサイズも小型化される傾向にある。   In particular, liquid crystal projectors have been widely used for conferences and presentations as devices capable of projecting images from a personal computer or the like on a large screen. In recent years, miniaturized liquid crystal projectors for home theaters have been popularized, and the size of liquid crystal display elements tends to be miniaturized.
液晶表示素子を3枚使用する3板方式のカラー液晶プロジェクターでは、白色光源からの光を色分離手段で赤,緑,青の色光に分離して、各々液晶表示素子に導光している。そして液晶表示素子により変調された色光をダイクロイックプリズムおよび偏光板等の色合成手段で合成して投写レンズに導光している。この為、投写レンズには、色合成手段を構成するこれらの素子を配置するスペースを液晶表示素子と投写レンズとの間に設けなければならず、投写レンズにはある一定長のバックフォーカスが要望されている。   In a three-plate type color liquid crystal projector using three liquid crystal display elements, light from a white light source is separated into red, green and blue color lights by a color separation means and guided to the liquid crystal display elements. Then, the color light modulated by the liquid crystal display element is synthesized by color synthesis means such as a dichroic prism and a polarizing plate and guided to the projection lens. For this reason, the projection lens must have a space between the liquid crystal display element and the projection lens for arranging these elements constituting the color synthesizing means, and the projection lens requires a certain length of back focus. Has been.
また、カラー液晶プロジェクターに用いる投写光学系としては、色合成手段を構成するダイクロイックプリズムに設けている色合成膜への入射角度が変化すると分光透過率が変化し、投影された画像に色ムラが発生する等の角度依存の影響を極小にするため、また照明系との良好な瞳整合性を確保するために液晶表示素子(縮小)側の瞳が無限遠方にある所謂テレセントリック光学系であることが要望されている。   In addition, as a projection optical system used in a color liquid crystal projector, when the incident angle to the color composition film provided in the dichroic prism constituting the color composition means changes, the spectral transmittance changes, and the projected image has color unevenness. It is a so-called telecentric optical system in which the pupil on the liquid crystal display element (reduction) side is at an infinite distance in order to minimize the influence of angle dependency such as occurrence and to ensure good pupil matching with the illumination system. Is desired.
又、3色の液晶表示素子の絵(画像)をスクリーンに合成投写したとき、パソコンの文字等が二重に見えたりして解像感および品位がそこなわれないように各色の画素を画面の全域にて重ね合わせられなければならない。そのため、投写レンズにて発生する色ずれ(倍率色収差)が可視光帯域にて良好に補正されていることが要望されている。   In addition, when a picture (image) of a liquid crystal display element of three colors is combined and projected on the screen, the pixels of each color are displayed on the screen so that the characters on the personal computer are doubled and the resolution and quality are not impaired. Must be superimposed over the entire area. For this reason, it is desired that the color shift (magnification chromatic aberration) occurring in the projection lens is well corrected in the visible light band.
更に投影された画像に関して輪郭部で歪んで見苦しくならないように歪曲収差が十分補正されていること(特に周辺および中間部等での急激な歪曲収差の変化等が残存すると、画像品位が低下して好ましくない)や、光源手段からの光束を多く取り込む為にFナンバーの小さな明るいレンズ系であること等が要望されている。   Furthermore, the distortion is sufficiently corrected so that the projected image is not distorted and unsightly at the contour portion (especially if there is a sudden change in distortion at the periphery and the middle portion, etc., the image quality deteriorates). And a bright lens system having a small F number is required to capture a large amount of light from the light source means.
また最近では、画面の高輝度・画像の高精細化といったニーズの一方で、小型パネル搭載のプロジェクターには機動性を重視した、装置の小型・軽量化が強く求められている。さらには、狭い室内において、より短い投射距離で明るくかつ大画面の投影を可能とする高輝度化・広画角化で投射画面サイズの調整が行い易いズームレンズが要望されている。   Recently, while there is a need for high screen brightness and high image definition, projectors equipped with small panels are strongly required to be compact and lightweight with emphasis on mobility. Furthermore, there is a demand for a zoom lens that can easily adjust the projection screen size by increasing the brightness and widening the angle of view so that it can be brightly projected at a shorter projection distance and can be projected on a large screen in a narrow room.
従来より、液晶プロジェクター用の投写レンズとして拡大側(前方側)より順に負、正、正、負、正、正の屈折力のレンズ群より成る全体として6つのレンズ群より構成し、このうち所定のレンズ群を適切に移動させて変倍を行っている6群ズームレンズが知られている(例えば特許文献1)。   Conventionally, a projection lens for a liquid crystal projector is composed of a total of six lens groups each consisting of a negative, positive, positive, negative, positive, and positive refractive power lens group in order from the enlargement side (front side). There is known a 6-group zoom lens that performs zooming by appropriately moving the lens group (for example, Patent Document 1).
この他、液晶プロジェクター用の投写レンズとして、拡大側より順に負、正、負、正、正の屈折力のレンズ群より成る全体として5つのレンズ群より構成し、このうち所定のレンズ群を適切に移動させて変倍を行っている5群ズームレンズが知られている(例えば特許文献2)。   In addition, as a projection lens for a liquid crystal projector, a total of five lens groups each including negative, positive, negative, positive, and positive refractive power groups are arranged in order from the enlargement side. There is known a five-group zoom lens that is moved to a zoom ratio and zoomed (for example, Patent Document 2).
一方、ズームレンズにおいてレンズ枚数を増やすことなく収差補正を行う為に非球面レンズを用いること、そして加工の容易さや製造コストの点からプラスチック材より成る非球面レンズが用いられている。   On the other hand, an aspheric lens is used to correct aberration without increasing the number of lenses in the zoom lens, and an aspheric lens made of a plastic material is used from the viewpoint of ease of processing and manufacturing cost.
例えば物体側より順に負,正,正の屈折力のレンズ群より成る3群ズームレンズにおいて、各レンズ群にプラスチック材より成る非球面レンズを用いたズームレンズが知られている(特許文献3)。
特開2001−108900号公報 特開2001−066499号公報 特開2003−050352号公報
For example, in a three-group zoom lens including negative, positive, and positive refractive power lens groups in order from the object side, a zoom lens using an aspheric lens made of a plastic material for each lens group is known (Patent Document 3). .
JP 2001-108900 A JP 2001-066499 A JP 2003-0050352 A
プラスチック材より成る非球面レンズは、ガラス材より成る非球面レンズに比べて製作が容易でしかも非球面量を容易に多く取れ、光学系の収差補正を容易に行うことができるといった特徴がある。   An aspheric lens made of a plastic material is easier to manufacture than an aspheric lens made of a glass material, and can easily take a large amount of aspheric surface and easily correct aberrations of the optical system.
しかしながらその反面、環境変化があると、例えば温度変化があると、材料の屈折率や厚さそして面形状等が大きく変化して、ピント変動等の光学特性が大きく変化してしまう傾向がある。   On the other hand, if there is an environmental change, for example, if there is a temperature change, the refractive index, thickness, surface shape, etc. of the material will change significantly, and optical characteristics such as focus fluctuation will tend to change greatly.
例えば液晶プロジェクターに用いられるズームレンズにおいては、プラスチック材より成るレンズを用いると設置温度環境,照明用ランプによる発熱などによりズームレンズを構成する各レンズが加熱され、特にプラスチックレンズは、熱による材質の屈折率変化が多い為、光学特性の低下とともにピントズレが多く発生してくる。   For example, in a zoom lens used in a liquid crystal projector, when a lens made of a plastic material is used, each lens constituting the zoom lens is heated by an installation temperature environment, heat generated by an illumination lamp, and the like. Since there are many changes in the refractive index, a lot of defocusing occurs as the optical characteristics deteriorate.
本発明は、収差補正を良好に行う為にプラスチック材より成る非球面レンズを使用しても、温度変化等によるピントズレ等の光学性能の変化を抑えることができるズームレンズ及びそれを有する画像投射装置の提供を目的とする。   The present invention relates to a zoom lens capable of suppressing a change in optical performance such as a focus shift due to a temperature change or the like even when an aspherical lens made of a plastic material is used to satisfactorily correct aberrations, and an image projection apparatus having the same The purpose is to provide.
本発明のズームレンズは、前方より後方へ順に、変倍のために移動しない負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群、変倍のために移動しない正の屈折力の第6レンズ群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第2レンズ群乃至第5レンズ群が前方へ各々独立に移動するズームレンズであって、
プラスチック材より成り、前方又は後方の少なくとも1つの面が非球面形状の正レンズと、
プラスチック材より成り、前方又は後方の少なくとも1つの面が非球面形状の負レンズを有し、
前記ズームレンズに含まれる第i番目のプラスチック材より成る正レンズの焦点距離をfpi、
前記ズームレンズに含まれる第j番目のプラスチック材より成る負レンズの焦点距離をfni、
とし、

とおくとき
−0.56<fn/fp≦−0.32
を満足することを特徴としている。
The zoom lens according to the present invention includes, in order from the front to the rear, a first lens group having a negative refractive power that does not move for zooming, a second lens group having a positive refractive power, a third lens group having a positive refractive power, A fourth lens group having a negative refractive power, a fifth lens group having a positive refractive power, and a sixth lens group having a positive refractive power that does not move due to zooming. During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, A zoom lens in which each of the second to fifth lens groups independently moves forward ,
A positive lens made of a plastic material and having at least one front or rear aspherical surface;
It is made of a plastic material, and at least one front or rear surface has an aspherical negative lens,
The focal length of the positive lens made of the i-th plastic material included in the zoom lens is fpi,
The focal length of the negative lens made of the jth plastic material included in the zoom lens is fni,
age,

-0.56 <fn / fp ≦ −0.32
It is characterized by satisfying.
とおくとき
−0.56<fn/fp<−0.05
を満足することを特徴としている。
-0.56 <fn / fp <-0.05
It is characterized by satisfying.
本発明によれば温度上昇等の環境変化によるピントズレや光学性能の変化を抑制したズームレンズを実現することができる。また非球面形状のレンズを用いることにより少ない構成レンズ枚数にもかかわらず大口径・広画角・高変倍であるレトロフォーカス型のズームレンズを実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a zoom lens in which a focus shift and a change in optical performance due to an environmental change such as a temperature rise are suppressed. Further, by using an aspherical lens, it is possible to realize a retrofocus type zoom lens having a large aperture, a wide angle of view, and a high zoom ratio in spite of a small number of constituent lenses.
以下、図面を用いて本発明のズームレンズの実施例について説明する。   Embodiments of the zoom lens according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1のズームレンズを用いた画像投射装置(液晶ビデオプロジェクター)の要部概略図である。図2(A),(B)は本発明の実施例1に対応する後述する数値実施例1の数値をmm単位で表わした時の物体距離(第1レンズ群からの距離)1.7mのときの広角端(短焦点距離端)と望遠端(長焦点距離端)のズーム位置における収差図である。   FIG. 1 is a main part schematic diagram of an image projection apparatus (liquid crystal video projector) using a zoom lens according to a first embodiment of the present invention. 2A and 2B show an object distance (distance from the first lens group) of 1.7 m when a numerical value of Numerical Example 1 described later corresponding to Example 1 of the present invention is expressed in mm. It is an aberration diagram at the zoom position at the time of wide angle end (short focal length end) and telephoto end (long focal length end).
図3は本発明の実施例2のズームレンズを用いた画像投射装置(液晶ビデオプロジェクター)の要部概略図である。図4(A),(B)は本発明の実施例2に対応する後述する数値実施例2の数値をmm単位で表わした時の物体距離(第1レンズ群からの距離)1.7mのときの広角端(短焦点距離端)と望遠端(長焦点距離端)のズーム位置における収差図である。   FIG. 3 is a schematic diagram of a main part of an image projection apparatus (liquid crystal video projector) using the zoom lens according to the second embodiment of the present invention. 4 (A) and 4 (B) show an object distance (distance from the first lens group) of 1.7 m when the numerical value of Numerical Example 2 described later corresponding to Example 2 of the present invention is expressed in mm. It is an aberration diagram at the zoom position at the time of wide angle end (short focal length end) and telephoto end (long focal length end).
図5は本発明の実施例3のズームレンズを用いた画像投射装置(液晶ビデオプロジェクター)の要部概略図である。図6(A),(B)は本発明の実施例3に対応する後述する数値実施例3の数値をmm単位で表わした時の物体距離(第1レンズ群からの距離)1.7mのときの広角端(短焦点距離端)と望遠端(長焦点距離端)のズーム位置における収差図である。   FIG. 5 is a schematic diagram of a main part of an image projection apparatus (liquid crystal video projector) using the zoom lens according to the third embodiment of the present invention. 6 (A) and 6 (B) show an object distance (distance from the first lens group) of 1.7 m when a numerical value of Numerical Example 3 described later corresponding to Example 3 of the present invention is expressed in mm. It is an aberration diagram at the zoom position at the time of wide angle end (short focal length end) and telephoto end (long focal length end).
図7は本発明の実施例4のズームレンズを用いた画像投射装置(液晶ビデオプロジェクター)の要部概略図である。図8(A),(B)は本発明の実施例4に対応する後述する数値実施例4の数値をmm単位で表わした時の物体距離(第1レンズ群からの距離)1.7mのときの広角端(短焦点距離端)と望遠端(長焦点距離端)のズーム位置における収差図である。   FIG. 7 is a schematic view of a main part of an image projection apparatus (liquid crystal video projector) using a zoom lens according to Embodiment 4 of the present invention. FIGS. 8A and 8B show an object distance (distance from the first lens group) of 1.7 m when a numerical value of Numerical Example 4 (to be described later) corresponding to Example 4 of the present invention is expressed in mm. It is an aberration diagram at the zoom position at the time of wide angle end (short focal length end) and telephoto end (long focal length end).
図9は本発明の実施例5のズームレンズを用いた画像投射装置(液晶ビデオプロジェクター)の要部概略図である。図10(A),(B)は本発明の実施例5に対応する後述する数値実施例5の数値をmm単位で表わした時の物体距離(第1レンズ群からの距離)2.3mのときの広角端(短焦点距離端)と望遠端(長焦点距離端)のズーム位置における収差図である。   FIG. 9 is a schematic view of a main part of an image projection apparatus (liquid crystal video projector) using a zoom lens according to Embodiment 5 of the present invention. FIGS. 10A and 10B show an object distance (distance from the first lens group) of 2.3 m when a numerical value of Numerical Example 5 described later corresponding to Example 5 of the present invention is expressed in mm. It is an aberration diagram at the zoom position at the time of wide angle end (short focal length end) and telephoto end (long focal length end).
図1,図3,図5,図7,図9の実施例1〜5における画像投射装置では液晶パネルLCD等に表示される原画(被投影画像)をズームレンズ(投影レンズ、投写レンズ)PLを用いてスクリーン面SO上に拡大投影している状態を示している。   In the image projection apparatuses according to the first to fifth embodiments shown in FIGS. 1, 3, 5, 7, and 9, an original image (projected image) displayed on a liquid crystal panel LCD or the like is a zoom lens (projection lens, projection lens) PL. Is used to show an enlarged projection on the screen surface SO.
SOはスクリーン面(投影面)、LCDは液晶パネル(液晶表示素子)等の原画像(被投影画像)である。スクリーン面SOと原画像LCDとは共役関係にあり、一般にはスクリーン面SOは距離の長い方の共役点で拡大共役側(前方側)に、原画像LCDは距離の短い方の共役点で縮小共役側(後方側)に相当している。   SO is a screen surface (projection surface), and LCD is an original image (projected image) such as a liquid crystal panel (liquid crystal display element). The screen surface SO and the original image LCD are in a conjugate relationship. In general, the screen surface SO is reduced to the enlargement conjugate side (front side) at the conjugate point with the longer distance, and the original image LCD is reduced at the conjugate point with the shorter distance. It corresponds to the conjugate side (rear side).
GBは色合成プリズムや偏光フィルター、そしてカラーフィルター等のガラスブロックである。   GB is a glass block such as a color synthesis prism, a polarizing filter, and a color filter.
ズームレンズPLは接続部材(不図示)を介して液晶ビデオプロジェクター本体(不図示)に装着されている。ガラスブロックGB以降の液晶表示素子LCD側はプロジェクター本体に含まれている。   The zoom lens PL is attached to a liquid crystal video projector main body (not shown) via a connecting member (not shown). The liquid crystal display element LCD side after the glass block GB is included in the projector body.
図1,図3,図5,図7の実施例1〜4において、L1は負の屈折力(パワー)の第1レンズ群、L2は正の屈折力の第2レンズ群、L3は正の屈折力の第3レンズ群、L4は負の屈折力の第4レンズ群、L5は正の屈折力の第5レンズ群、L6は正の屈折力の第6レンズ群である。STは絞りであり、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4との間に設けている。ASPは面が非球面形状であることを示している。   In Examples 1 to 4 of FIGS. 1, 3, 5, and 7, L1 is a first lens group having a negative refractive power (power), L2 is a second lens group having a positive refractive power, and L3 is positive. A third lens group having a refractive power, L4 is a fourth lens group having a negative refractive power, L5 is a fifth lens group having a positive refractive power, and L6 is a sixth lens group having a positive refractive power. ST is a stop, which is provided between the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4. ASP indicates that the surface is aspherical.
実施例1〜4では広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して矢印のように第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、そして第5レンズ群L5をスクリーンSOへ各々独立に移動させている。   In Examples 1 to 4, the second lens unit L2, the third lens unit L3, the fourth lens unit L4, and the fifth lens unit L5 are moved to the screen SO as indicated by arrows during zooming from the wide-angle end to the telephoto end zoom position. Each is moved independently.
ズーミングのためには、第1レンズ群L1、第6レンズ群L6は移動しない。従って、ズーミングに際して第1〜第6レンズ群までの全長は一定である。第1レンズ群L1を光軸上移動させてフォーカスを行っている。尚、フォーカスは表示パネルLCDを移動させて行っても良い。   For zooming, the first lens unit L1 and the sixth lens unit L6 do not move. Accordingly, the entire length from the first to the sixth lens units is constant during zooming. Focusing is performed by moving the first lens unit L1 on the optical axis. The focusing may be performed by moving the display panel LCD.
図9の実施例5においてL1は負の屈折力の第1レンズ群、L2は正の屈折力の第2レンズ群、L3は正の屈折力の第3レンズ群、L4は正の屈折力の第4レンズ群、L5は正の屈折力の第5レンズ群である。STは絞りであり、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4との間に設けている。ASPは面が非球面形状であることを示している。   In Example 5 of FIG. 9, L1 is a first lens group having a negative refractive power, L2 is a second lens group having a positive refractive power, L3 is a third lens group having a positive refractive power, and L4 is a positive refractive power. The fourth lens group, L5, is a fifth lens group having a positive refractive power. ST is a stop, which is provided between the third lens unit L3 and the fourth lens unit L4. ASP indicates that the surface is aspherical.
実施例5では広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4をスクリーンSO側へ各々独立に移動させている。ズーミングのためには、第1レンズ群L1、第5レンズ群L5は移動しない。   In Example 5, during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens unit L2, the third lens unit L3, and the fourth lens unit L4 are independently moved toward the screen SO as indicated by arrows. For zooming, the first lens unit L1 and the fifth lens unit L5 do not move.
従ってズーミングに際して第1〜第5レンズ群までの全長は一定である。第1レンズ群L1を光軸上移動させてフォーカスを行っている。尚、フォーカスは表示パネルLCDを移動させて行っても良い。   Accordingly, the entire length from the first to the fifth lens units is constant during zooming. Focusing is performed by moving the first lens unit L1 on the optical axis. The focusing may be performed by moving the display panel LCD.
以上の各実施例では、各レンズ面に多層コートが施されており、これによって、スクリーン面SO上での照度の低下を防止している。   In each of the embodiments described above, a multilayer coating is applied to each lens surface, thereby preventing a decrease in illuminance on the screen surface SO.
図2,図4,図6,図8,図10の収差図においてGは波長550nm、Rは波長620nm、Bは波長450nmでの収差を示し、S(サジタル像面の倒れ)、M(メリジオナル像面の倒れ)はどちらも波長550nmでの収差を示す。ωは画角、FはFナンバーである。   In FIG. 2, FIG. 4, FIG. 6, FIG. 8 and FIG. 10, G represents the aberration at a wavelength of 550 nm, R represents the wavelength at 620 nm, B represents the aberration at the wavelength of 450 nm, S (sagittal image plane tilt), M (meridional). Both image plane tilts indicate aberrations at a wavelength of 550 nm. ω is the angle of view, and F is the F number.
次に実施例1〜5の特徴について説明する。各実施例では、
◎プラスチック材より成り、前方又は後方の少なくとも1つの面が非球面形状の正レンズと、
プラスチック材より成り、前方又は後方の少なくとも1つの面が非球面形状の負レンズを有し、
前記ズームレンズに含まれる第i番目のプラスチック材より成る正レンズの焦点距離をfpi、
前記ズームレンズに含まれる第j番目のプラスチック材より成る負レンズの焦点距離をfni、
とし、
Next, features of the first to fifth embodiments will be described. In each example,
◎ made of plastic material, and at least one surface of the side after the front or the positive lens of an aspherical shape,
Made of plastic material, at least one surface of the side after the front also has a negative lens of an aspherical shape,
The focal length of the positive lens made of the i-th plastic material included in the zoom lens is fpi,
The focal length of the negative lens made of the jth plastic material included in the zoom lens is fni,
age,
とおくとき
−0.56<fn/fp≦−0.32 ‥‥‥(1)
を満足している。
-0.56 <fn / fp ≦ −0.32 (1)
Is satisfied.
条件式(1)は、収差補正に有効な非球面形状を備えたプラスチック材より成る負の屈折力のレンズLNと、収差を補正する非球面形状を備えたプラスチック材より成る正の屈折力のレンズLPを含み,それらのパワー(屈折力)関係を特定したものである。   Conditional expression (1) has a negative refractive power lens LN made of a plastic material having an aspheric shape effective for aberration correction and a positive refractive power made of a plastic material having an aspheric shape for correcting aberration. The lens LP is included, and their power (refractive power) relationship is specified.
一般にレンズLPは温度上昇による材料の屈折率変化に伴い縮小共役側のピント位置をオーバー方向に、レンズLNは温度上昇による材料の屈折率変化に伴い縮小共役側のピント位置をアンダー方向にシフトさせる。よって前記双方を用いた構成とするとピント位置のシフト方向が対をなすため、温度変化によるピントズレを抑制できる。   In general, the lens LP shifts the focus position on the reduction conjugate side in the over direction with a change in the refractive index of the material due to temperature rise, and the lens LN shifts the focus position on the reduction conjugate side in the under direction with a change in the refractive index of the material due to temperature rise. . Therefore, when both are used, since the shift positions of the focus positions make a pair, the focus shift due to the temperature change can be suppressed.
条件式(1)の下限を超える領域においては、負の屈折力に対し正の屈折力が過剰に大きくなってしまうため、レンズLPの温度変化による影響が顕著に出てしまい、焦点が過剰にオーバー方向へシフトしてしまう。   In a region exceeding the lower limit of the conditional expression (1), the positive refractive power becomes excessively large with respect to the negative refractive power, so the influence due to the temperature change of the lens LP is noticeable, and the focus is excessive. It shifts in the over direction.
また、条件式(1)の上限を超える領域においては正の屈折力に対し負の屈折力が過剰に大きくなってしまうため、レンズLNの温度変化による影響が顕著に出てしまい、焦点が過剰にアンダー方向へシフトしてしまう。   Further, in a region exceeding the upper limit of the conditional expression (1), the negative refractive power becomes excessively large with respect to the positive refractive power, so that the influence due to the temperature change of the lens LN is prominent and the focus is excessive. Will shift to the under direction.
なお条件式(1)に関して、さらに好ましくは
−0.52 < fn/fp≦−0.32 ‥‥‥(1a)
を満たすことが望ましい。
Regarding conditional expression (1), more preferably -0.52 <fn / fp ≦ −0.32 (1a)
It is desirable to satisfy.
◎1以上の負の屈折力のレンズのうち、少なくとも1つは、最も前方の第1レンズ群に含まれている。   At least one of the lenses having one or more negative refractive powers is included in the foremost first lens group.
各実施例においては、第1レンズ群L1に非球面形状を有した負の屈折力のレンズの材料にプラスチックを用いている。これは、バックフォーカスが長い広角タイプ(レトロフォーカスタイプ)のレンズ系の特徴である強い負の屈折力を要する第1レンズ群L1内に、負の屈折力を有したプラスチック材より成るレンズを用いて収差を効率的に補正している。   In each embodiment, the first lens unit L1 uses plastic as a material for a lens having an aspheric shape and having a negative refractive power. This is because a lens made of a plastic material having a negative refractive power is used in the first lens unit L1 that requires a strong negative refractive power, which is a characteristic of a wide-angle type (retrofocus type) lens system having a long back focus. Aberrations are corrected efficiently.
また、第1レンズ群L1は他のレンズ群に比べて口径が大きくなるので投射時の光線の密度が小さくなり、それに伴い光線を適切に補正できる非球面形状を設定しやすくなり、各実施例は、これによって他レンズの収差補正の負担を軽減し、さらにはレンズ枚数の削減を効果的に達成している。   In addition, since the first lens unit L1 has a larger aperture than the other lens units, the density of the light beam at the time of projection is reduced, and accordingly, it becomes easy to set an aspheric shape that can appropriately correct the light beam. Thus, the burden of correcting aberrations of other lenses is reduced, and the number of lenses is effectively reduced.
◎広角端のズーム位置における全系の焦点距離をfwとするとき
−7<fn/fw<−1 ‥‥‥(2)
を満足している。
◎ When the focal length of the entire system at the zoom position at the wide angle end is fw −7 <fn / fw <−1 (2)
Is satisfied.
条件式(2)は、レンズ全系の焦点距離に対して、プラスチック材より成り、非球面形状を有した負の屈折力のレンズLNの屈折力を適正に規定させた条件式である。条件式(2)の下限を超えた領域ではレンズLNの屈折力が緩くなってくる。そうすると、例えばレトロフォーカスタイプ特有の前群に強い負の屈折力を有する構成においては、レンズLNの非球面形状の作用が不十分となる。また上限を超えた領域では、レンズNLの負の屈折力が強くなりすぎてしまい偏芯敏感度が過剰に大きくなり、レンズ系全体の性能を出すための調整が困難となる。   Conditional expression (2) is a conditional expression in which the refractive power of the lens LN having a negative refractive power made of a plastic material and having an aspherical shape is properly defined with respect to the focal length of the entire lens system. In a region exceeding the lower limit of conditional expression (2), the refractive power of the lens LN becomes loose. Then, for example, in the configuration having a strong negative refractive power in the front group peculiar to the retrofocus type, the action of the aspherical shape of the lens LN becomes insufficient. Further, in the region exceeding the upper limit, the negative refractive power of the lens NL becomes too strong, and the decentering sensitivity becomes excessively large, and it is difficult to make adjustments for obtaining the performance of the entire lens system.
更に好ましくは条件式(2)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。   More preferably, the numerical range of conditional expression (2) is set as follows.
−5<fn/fw<−2 ‥‥‥(2a)
◎最も拡大共役側の第1レンズ群は全て負の屈折力のレンズより成り、このうち最も縮小共役側のレンズは、拡大共役側の面が凹形状又は縮小共役側の面が凸のメニスカス形状より成っている。
-5 <fn / fw <-2 (2a)
The first lens group closest to the magnification conjugate side is composed of lenses having a negative refractive power. Among these lenses, the lens on the most reduction conjugate side is a meniscus shape having a concave surface on the magnification conjugate side or a convex surface on the reduction conjugate side. Is made up of.
各実施例では第1レンズ群L1内のすべてのレンズを負の屈折力のレンズとし(好ましくは1以上の非球面形状を有すること)、拡大共役側の面が凹形状又は縮小共役側の面が凸でメニスカス形状のレンズを備えることにより、拡大共役側の面を凸形状としたレンズで発生する歪曲収差や非点収差と逆の収差を発生させ第1レンズ群L1で発生する歪曲収差や非点収差を少ないレンズ枚数で補正している。さらには前玉有効径の小型化を図っている。   In each embodiment, all the lenses in the first lens unit L1 are lenses having negative refractive power (preferably having at least one aspherical shape), and the surface on the enlargement conjugate side is concave or the surface on the reduction conjugate side. Is provided with a convex meniscus lens, thereby generating distortion aberration or aberration that is opposite to astigmatism generated by a lens having a convex surface on the magnification conjugate side, and distortion aberration generated in the first lens unit L1. Astigmatism is corrected with a small number of lenses. In addition, the effective diameter of the front lens is reduced.
◎第1レンズ群中の負の屈折力のレンズの材料のアッベ数の平均値をν1nとするとき
47<ν1n ‥‥‥(3)
を満足している。
◎ When the average Abbe number of the negative refractive power lens material in the first lens group is ν1n 47 <ν1n (3)
Is satisfied.
条件式(3)は、第1レンズ群L1で発生する倍率色収差を小さくするための条件式である。第1レンズ群L1の負の屈折力のレンズの材料に色分散の小さな材質を用いることで、倍率色収差を小さく抑えている。条件式(3)の下限を越える領域においては倍率色収差が大きくなってしまうので良くない。   Conditional expression (3) is a conditional expression for reducing the lateral chromatic aberration generated in the first lens unit L1. By using a material with small chromatic dispersion as the material of the negative refractive power lens of the first lens unit L1, the lateral chromatic aberration is suppressed to a low level. In a region exceeding the lower limit of conditional expression (3), the lateral chromatic aberration is increased, which is not good.
尚、更に好ましくは条件式(3)の数値を次の如く設定するのが良い。   More preferably, the numerical value of conditional expression (3) should be set as follows.
50<ν1n ‥‥‥(3a)
次に各実施例の特徴について説明する。
50 <ν1n (3a)
Next, features of each embodiment will be described.
図1の実施例1において第1レンズ群L1は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負の屈折力のレンズG11、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負の屈折力のレンズG12、拡大共役側と縮小共役側の面が凹形状のレンズG13より成っている。   In Example 1 of FIG. 1, in the first lens unit L1, in order from the magnification conjugate side to the reduction conjugate side, the magnification conjugate side surface is convex and the meniscus lens G11 having a negative refractive power, and the magnification conjugate side surface is convex. Thus, the lens G12 having a negative meniscus power and the surfaces of the magnification conjugate side and the reduction conjugate side are constituted by a concave lens G13.
レンズG12はプラスチック材より成り拡大共役側と縮小共役側の面が非球面形状である。レンズG12の拡大共役側と縮小共役側の面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。   The lens G12 is made of a plastic material, and the surfaces on the enlargement conjugate side and the reduction conjugate side are aspherical. Distortion is mainly corrected by making the surfaces of the magnification conjugate side and the reduction conjugate side of the lens G12 into aspherical shapes.
また、レンズG13の縮小共役側の面により歪曲収差および非点収差を補正し、さらに第1レンズ群L1のすべてのレンズの材料に低分散ガラス(アッベ数54以上)を使用することにより倍率色収差の発生を小さく抑えている。   Further, distortion and astigmatism are corrected by the surface on the reduction conjugate side of the lens G13, and chromatic aberration of magnification is obtained by using low dispersion glass (Abbe number of 54 or more) as the material of all the lenses of the first lens unit L1. Occurrence is reduced.
第2レンズ群L2は、拡大共役側と縮小共役側の面が凸形状のレンズG21より成り、主に第1レンズ群L1で発生した諸収差を補正している。このレンズG21には屈折率の高い(1.75以上)硝子材を用いており、これによりペッツバール和を小さくし、ズーミングの際の球面収差等の諸収差の変動を小さくしている。   The second lens unit L2 is composed of a lens G21 having a convex conjugate side and a reduction conjugate side, and mainly corrects various aberrations generated in the first lens unit L1. The lens G21 is made of a glass material having a high refractive index (1.75 or more), thereby reducing the Petzval sum and reducing variations in various aberrations such as spherical aberration during zooming.
又、ペッツバール和を小さくして、中間の像高での像面湾曲および非点収差を少なくして、高い解像力を得ている。さらに色収差補正の観点から、第1レンズ群L1で発生した倍率色収差を効率良く補正するため、高屈折率で低分散特性を有するガラスを用いている。   Further, the Petzval sum is reduced to reduce the field curvature and astigmatism at an intermediate image height, thereby obtaining a high resolving power. Further, from the viewpoint of correcting chromatic aberration, a glass having a high refractive index and low dispersion characteristics is used in order to efficiently correct the lateral chromatic aberration generated in the first lens unit L1.
第3レンズ群L3は、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負の屈折力のレンズG31、拡大共役側と縮小共役側の面が凸形状のレンズG32の2枚より成っており、主たる変倍作用の役割を担っている。負,正の屈折力の2枚のレンズ構成とすることにより、大口径でありながら変倍領域において倍率色収差の変動を小さくしている。   The third lens unit L3 is composed of two lenses, a lens G31 having a negative meniscus refractive power on the magnification conjugate side and a lens G32 having a convex shape on the magnification conjugate side and the reduction conjugate side. It plays a role in scaling. By adopting a two-lens configuration with negative and positive refractive power, the variation in lateral chromatic aberration is reduced in the variable magnification region while having a large aperture.
さらに、コマフレアおよび軸上色収差の補正を良好に行っている。なお、絞りSTは第3レンズ群L3内に存在し、ズーミングの際、第3レンズ群L3とともに移動しており、ズーミングの際の軸外収差の変動をおさえている。   Further, the coma flare and the longitudinal chromatic aberration are corrected well. The aperture stop ST exists in the third lens unit L3 and moves together with the third lens unit L3 during zooming to suppress fluctuations in off-axis aberrations during zooming.
第4レンズ群L4は、拡大側の面が凹面のレンズG41より成っている。レンズG41に強い負の屈折力を与えて、変倍に伴うピント面の移動を補正している。この強い負の屈折力のレンズG41を配置することにより、効率良くペッツバール和を小さくしている。   The fourth lens unit L4 includes a lens G41 having a concave surface on the enlargement side. A strong negative refracting power is given to the lens G41 to correct the movement of the focus surface accompanying zooming. By arranging this lens G41 having a strong negative refractive power, the Petzval sum is efficiently reduced.
第5レンズ群L5は、拡大共役側と縮小共役側の面が凹形状のレンズG51と拡大共役側と縮小共役側の面が凸形状のレンズG52と、縮小共役側の面が凸でメニスカス形状の正の屈折力のレンズG53より成っている。   The fifth lens unit L5 includes a lens G51 having concave surfaces on the enlargement conjugate side and a reduction conjugate side, a lens G52 having convex surfaces on the enlargement conjugate side and the reduction conjugate side, and a meniscus shape having a convex surface on the reduction conjugate side. The lens G53 has a positive refractive power.
最も拡大共役側(スクリーン側)に強い負の屈折力をもつレンズG51を配することによりペッツバール和を効率良く小さくしている。また、後ろ側主点位置を制御し、良好なテレセントリック性を確保し、必要な長さのバックフォーカスを得ている。   The Petzval sum is efficiently reduced by disposing a lens G51 having a strong negative refractive power on the enlargement conjugate side (screen side). In addition, the rear principal point position is controlled to ensure good telecentricity and to obtain the required back focus length.
また、レンズG52に関しては色収差を小さく抑えるため低分散ガラスを使用している。さらに,最も縮小共役側のレンズG53の材料にプラスチックを使用し拡大共役側と縮小共役側の面を非球面形状としている。このレンズG53により、非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。   For the lens G52, low dispersion glass is used to suppress chromatic aberration. Further, plastic is used for the material of the lens G53 closest to the reduction conjugate side, and the surfaces on the enlargement conjugate side and the reduction conjugate side are aspherical. This lens G53 efficiently corrects off-axis aberrations such as astigmatism.
第6レンズ群L6は、拡大共役側の面を凸形状の正の屈折力のレンズG61より成っている。このレンズG61を使用しテレセントリック性を良好に維持している。   The sixth lens unit L6 includes a lens G61 having a positive refractive power and a convex conjugated side surface. This lens G61 is used to maintain good telecentricity.
実施例1では正および負の屈折力のレンズG12,G53をプラスチックより成り、1面以上を非球面形状としているが、これに限らず複数のレンズをプラスチック材より成り、1面以上を非球面形状とし、環境変化によるピントズレ等の光学性能の変動を補正しても良い。また、非球面形状を有するレンズはプラスチックに限らず、ガラス材より構成しても良い。又レンズの面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とさせた所以ハイブリッドタイプの非球面形状を用いても良い。   In the first embodiment, the lenses G12 and G53 having positive and negative refractive power are made of plastic and one or more surfaces are aspherical. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of lenses are made of a plastic material, and one or more surfaces are aspherical. It is also possible to correct the variation in optical performance such as a focus shift due to environmental changes. The lens having an aspherical shape is not limited to plastic, and may be made of a glass material. Alternatively, a hybrid aspherical shape may be used because a thin resin layer is formed on the lens surface to form an aspherical shape.
実施例1のズームレンズはFナンバーが1.7と小さく、100型を約2.5mと短い距離で投射可能でありながらズーム倍率が約1.6倍という高変倍化の投射レンズを実現している。   The zoom lens of Example 1 has a small F-number of 1.7 and realizes a high-magnification projection lens with a zoom magnification of about 1.6 times while being capable of projecting a 100-type lens at a short distance of about 2.5 m. is doing.
図3の実施例2において、第1レンズ群L1は3つのレンズG11,G12,G13より成っている。このうちレンズG11,G12は実施例1と同じである。   In Example 2 of FIG. 3, the first lens unit L1 includes three lenses G11, G12, and G13. Among these, the lenses G11 and G12 are the same as those in the first embodiment.
レンズG13は縮小共役型の面が凸でメニスカス形状の負の屈折力のレンズである。レンズG13をメニスカス形状とし、歪曲収差および非点収差を補正している。   The lens G13 is a lens having a negative refracting power having a meniscus shape with a convex surface of a reduction conjugate type. The lens G13 has a meniscus shape to correct distortion and astigmatism.
第2〜第6レンズ群L2〜L6に関しては、実施例1と同じである。   The second to sixth lens groups L2 to L6 are the same as those in the first embodiment.
実施例2のズームレンズでは、Fナンバーが1.75と小さく,100型を約2.4mと短い距離で投射可能でありながらズーム倍率が約1.7倍という高変倍化の投射レンズを実現している。   In the zoom lens according to the second embodiment, a projection lens having a high zoom ratio of about 1.7 times while the F-number is as small as 1.75 and the 100 type can be projected at a short distance of about 2.4 m while the zoom magnification is about 1.7 times. Realized.
図5の実施例3において、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の構成は実施例2と同じである。   In Example 3 of FIG. 5, the configuration of the first lens unit L1 and the second lens unit L2 is the same as that of Example 2.
第3レンズ群L3は拡大共役側と縮小共役側の面が凸形状のレンズG31から成っている。レンズG31に、パワー(屈折力)を持たせることにより主たる変倍レンズ群の役割を担っている。絞りSTは第3レンズ群L3内に存在し、ズーミングの際、第3レンズ群L3とともに移動しており、ズーミングの際の軸外収差の変動をおさえている。   The third lens unit L3 includes a lens G31 having a convex conjugate side and a reduction conjugate side. By giving the lens G31 power (refractive power), it plays the role of the main variable power lens group. The aperture stop ST exists in the third lens unit L3, and moves together with the third lens unit L3 during zooming to suppress fluctuations in off-axis aberrations during zooming.
第4レンズ群L4は、拡大共役側の面が凹のメニスカス形状の負の屈折力のレンズG41より成っている。レンズG41に強い負の屈折力を与えて、変倍に伴うピント面の移動を補正している。この強い負の屈折力のレンズG41を配置することにより、効率良くペッツバール和を小さくしている。   The fourth lens unit L4 is composed of a negative meniscus lens G41 having a concave meniscus surface on the magnification conjugate side. A strong negative refracting power is given to the lens G41 to correct the movement of the focus surface accompanying zooming. By arranging this lens G41 having a strong negative refractive power, the Petzval sum is efficiently reduced.
第5,第6レンズ群L5,L6に関しては、実施例1と同じである。   The fifth and sixth lens groups L5 and L6 are the same as those in the first embodiment.
実施例3のズームレンズでは、Fナンバー1.75と小さく、100型を約2.4mと短い距離で投射可能な投射レンズを実現している。   The zoom lens according to the third embodiment realizes a projection lens that has a small F number of 1.75 and can project a 100-type lens at a short distance of about 2.4 m.
図7の実施例4において、第1,第2,第3レンズ群L1,L2,L3の構成は実施例3と同じである。   In Example 4 of FIG. 7, the configuration of the first, second, and third lens groups L1, L2, and L3 is the same as that of Example 3.
第4レンズ群L4は、拡大共役側と縮小共役側の面が凹形状の負の屈折力のレンズG41より成っている。レンズG41に強い負の屈折力を与えて、変倍に伴うピント面の移動を補正している。この強い負の屈折力のレンズG41を配置することにより、効率良くペッツバール和を小さくしている。また、後ろ側主点位置を制御し、良好なテレセントリック性を確保し、必要な長さのバックフォーカスを得ている。   The fourth lens unit L4 is composed of a lens G41 having negative refractive power whose concave and conjugate surfaces are concave. A strong negative refracting power is given to the lens G41 to correct the movement of the focus surface accompanying zooming. By arranging this lens G41 having a strong negative refractive power, the Petzval sum is efficiently reduced. In addition, the rear principal point position is controlled to ensure good telecentricity and to obtain the required back focus length.
第5レンズ群L5は拡大共役側と縮小共役側の面が凸形状の正の屈折力のレンズG51と縮小共役側の面が凸でメニスカス形状の正の屈折力のレンズG52より成っている。レンズG51は、低分散ガラス(例えば,SFSL5,SFPL51(いずれもOHARA製)等)を使用し、色収差の劣化をより小さく抑えている。   The fifth lens unit L5 includes a positive-refractive-power lens G51 having a convex surface on the enlargement conjugate side and a reduction-conjugate side, and a meniscus lens having a positive refractive power having a convex surface on the reduction-conjugate side. The lens G51 uses low-dispersion glass (for example, SFSL5, SFPL51 (both manufactured by OHARA)) and suppresses the deterioration of chromatic aberration to a smaller extent.
さらに、レンズG52はプラスチック材より成り、拡大共役側と縮小共役側の面が非球面形状としている。このレンズG52により非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。   Further, the lens G52 is made of a plastic material, and the surfaces on the enlargement conjugate side and the reduction conjugate side are aspherical. This lens G52 efficiently corrects off-axis aberrations such as astigmatism.
第6レンズ群に関しては、実施例1と同じである。実施例4のズームレンズはFナンバーが1.7と小さく、100型を約2.8mと短い距離で投射可能でありながらズーム倍率が約1.5倍という高変倍化の投射レンズを実現している。   The sixth lens group is the same as in the first embodiment. The zoom lens of Example 4 has a small F-number of 1.7 and can project a 100-type lens at a short distance of about 2.8 m while realizing a highly variable projection lens with a zoom magnification of about 1.5 times. is doing.
図9の実施例5は全体として5群より成るズームレンズであることが実施例1〜4と異なっている。実施例5において、第1,第2レンズ群L1,L2の構成は実施例3と同じである。   The fifth embodiment shown in FIG. 9 differs from the first to fourth embodiments in that the zoom lens includes five groups as a whole. In the fifth embodiment, the configuration of the first and second lens groups L1 and L2 is the same as that of the third embodiment.
第3レンズ群L3は、拡大共役側の面が凸のメニスカス形状の正の屈折力のレンズG31より成っている。レンズG31に強いパワーを持たせることにより主たる変倍レンズ群の役割を担っている。絞りSTは第3レンズ群L3内に存在し、ズーミングに際して第3レンズ群L3とともに移動しており、ズーミングの際の軸外収差の変動をおさえている。   The third lens unit L3 includes a meniscus lens G31 having a positive refractive power having a convex surface on the magnification conjugate side. By giving the lens G31 strong power, it plays the role of the main variable power lens group. The aperture stop ST exists in the third lens unit L3 and moves together with the third lens unit L3 during zooming, and suppresses fluctuations in off-axis aberrations during zooming.
第4レンズ群L4は拡大共役側と縮小共役側の面が凹形状の負の屈折力のレンズG41、拡大共役側と縮小共役側の面が凸形状の正の屈折力のレンズG42、縮小共役側の面が凸でメニスカス形状の正の屈折力のレンズG43より成っている。   The fourth lens unit L4 includes a negative-refractive-power lens G41 whose concave and concave conjugate surfaces are concave, a positive-refractive-power lens G42 whose convex and negative conjugate-side surfaces are convex, and a reduced conjugate. The lens has a convex side surface and a meniscus lens G43 having a positive refractive power.
最も拡大共役側に強い負の屈折力をもつレンズG41を配することによりペッツバール和を効率良く小さくしている。また、後ろ側主点位置を制御し、良好なテレセントリック性を確保し、必要な長さのバックフォーカスを得ている。また、レンズG42は色収差を小さく抑えるため材料に低分散ガラスを使用している。   The Petzval sum is efficiently reduced by arranging the lens G41 having a strong negative refractive power on the most conjugated side. In addition, the rear principal point position is controlled to ensure good telecentricity and to obtain the required back focus length. The lens G42 uses low dispersion glass as a material in order to suppress chromatic aberration.
さらに,最も縮小共役側のレンズG43をプラスチック材より成り拡大共役側と縮小共役側の面を非球面形状としている。このレンズG43により、非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。第5レンズ群L5は、拡大共役側と縮小共役側の面が凸形状の正の屈折力のレンズG51より成っている。レンズG51によってテレセントリック性を良好に維持している。   Further, the lens G43 closest to the reduction conjugate side is made of a plastic material, and the surfaces on the enlargement conjugate side and the reduction conjugate side are aspherical. This lens G43 efficiently corrects off-axis aberrations such as astigmatism. The fifth lens unit L5 includes a lens G51 having a positive refractive power and a convex conjugate side and a reduction conjugate side. The lens G51 maintains the telecentricity well.
実施例5では正および負の屈折力のレンズG12,G43をプラスチックより成り、1面以上を非球面形状としているが、これに限らず複数のレンズをプラスチックより成り、1面以上を非球面形状とし、環境変化によるピントズレ等の光学性能の変化を補正しても良い。   In Example 5, the lenses G12 and G43 having positive and negative refractive power are made of plastic and one or more surfaces are aspherical. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of lenses are made of plastic and one or more surfaces are aspherical. Then, a change in optical performance such as a focus shift due to an environmental change may be corrected.
また、非球面形状を有するレンズはプラスチックに限らず、ガラス材より構成しても良い。又、レンズ面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とさせた所以ハイブリッドタイプの非球面形状を用いても良い。   The lens having an aspherical shape is not limited to plastic, and may be made of a glass material. Further, a hybrid type aspherical shape may be used because a thin resin layer is formed on the lens surface to form an aspherical shape.
実施例5のズームレンズはFナンバーが1.6と小さく,100型を約3.3mと短い距離で投射可能な投射レンズを実現している。   The zoom lens of Example 5 has a small F-number of 1.6 and realizes a projection lens capable of projecting a 100-type lens at a short distance of about 3.3 m.
以上説明したように、各実施例によれば大口径で縮小側にて良好なテレセントリック性能を有し、高解像・低歪曲で、可視光広帯域にて倍率色収差が良好に補正された長いバックフォーカスを有するズームレンズを実現することができる。   As described above, according to each embodiment, a long aperture with a large aperture, good telecentric performance on the reduction side, high resolution, low distortion, and good correction of lateral chromatic aberration in the visible light broadband. A zoom lens having a focus can be realized.
以下に実施例1〜5のズームレンズの数値データに各々対応する数値実施例1〜5を示す。各数値実施例においてiは拡大側(前方側)からの光学面の順序を示し、Riは第i番目の光学面(第i面)の曲率半径、diは第i面と第(i+1)面との間の間隔、Niとνiはそれぞれd線に対する第i番目の光学部材の材質の屈折率、アッベ数を示す。fは焦点距離、FnoはFナンバーである。   Numerical examples 1 to 5 respectively corresponding to the numerical data of the zoom lenses of Examples 1 to 5 are shown below. In each numerical example, i indicates the order of optical surfaces from the enlargement side (front side), Ri is the radius of curvature of the i-th optical surface (i-th surface), and di is the i-th surface and the (i + 1) -th surface. , Ni and νi represent the refractive index and Abbe number of the material of the i-th optical member with respect to the d-line, respectively. f is a focal length, and Fno is an F number.
また数値実施例1〜4の最も縮小側の2つの面と数値実施例5の最も縮小側の5つの面は、色合成プリズムやフェースプレート、各種フィルター等に相当するガラスブロックGBを構成する面である。   In addition, two surfaces on the most reducing side of Numerical Examples 1 to 4 and five surfaces on the most reducing side of Numerical Example 5 are surfaces constituting a glass block GB corresponding to a color synthesis prism, a face plate, various filters, and the like. It is.
またkを円錐定数、A,B,C,D,Eを非球面係数、光軸からの高さhの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてxとするとき、非球面形状は、   Further, when k is a conic constant, A, B, C, D, and E are aspheric coefficients, and the displacement in the optical axis direction at the position of the height h from the optical axis is x with respect to the surface vertex, the aspheric surface The shape is
で表示される。但しrは近軸曲率半径である。尚、例えば「e−Z」の表示は「10-Z」を意味する。 Is displayed. Where r is the paraxial radius of curvature. For example, the display of “e-Z” means “10 −Z ”.
前述の各条件式1〜3と数値実施例1〜5における諸数値との関係を表1に示す。   Table 1 shows the relationship between the above-described conditional expressions 1 to 3 and various numerical values in the numerical examples 1 to 5.
図11は、本発明のズームレンズを反射型の液晶プロジェクター(画像投射装置)に適用した実施形態の要部概略図である。   FIG. 11 is a schematic view of a main part of an embodiment in which the zoom lens of the present invention is applied to a reflective liquid crystal projector (image projection apparatus).
照明手段101からの出射光束は、ビームスプリッタ102によって反射され反射型の液晶表示パネル103に入射して反射される、この後液晶表示パネル103で光変調された光束はビームスプリッタ102を通し、ズームレンズ104に入射し、ズームレンズ104によって液晶表示パネル103に基づく画像情報をスクリーン105に投射している。   The light beam emitted from the illuminating means 101 is reflected by the beam splitter 102, is incident on the reflective liquid crystal display panel 103 and is reflected, and the light beam which has been light-modulated by the liquid crystal display panel 103 passes through the beam splitter 102 and zooms. The light enters the lens 104, and image information based on the liquid crystal display panel 103 is projected onto the screen 105 by the zoom lens 104.
尚、本実施例において、液晶表示パネル103に透過型の液晶表示パネルを用いても良い。   In this embodiment, a transmissive liquid crystal display panel may be used as the liquid crystal display panel 103.
図12は本発明のズームレンズを撮像装置に適用した実施形態の要部概略図である。本実施形態ではビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に撮影レンズとして前述したズームレンズを用いた例を示している。図8においては被写体9の像をズームレンズ8で感光体7に結像し、画像情報を得ている。   FIG. 12 is a schematic diagram of a main part of an embodiment in which the zoom lens of the present invention is applied to an imaging apparatus. In the present embodiment, an example in which the zoom lens described above is used as a photographing lens in an imaging apparatus such as a video camera, a film camera, or a digital camera is shown. In FIG. 8, the image of the subject 9 is formed on the photoconductor 7 by the zoom lens 8 to obtain image information.
実施例1のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図Schematic diagram of a main part of an image projection apparatus using the zoom lens of Example 1. 数値実施例1のズームレンズをmm単位で表わしたときの物体距離1.7mのときの収差図Aberration diagram when the object distance is 1.7 m when the zoom lens of Numerical Example 1 is expressed in mm. 実施例2のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図Schematic diagram of main parts of an image projection apparatus using the zoom lens of Example 2. 数値実施例2のズームレンズをmm単位で表わしたときの物体距離1.7mのときの収差図Aberration diagram at the object distance of 1.7 m when the zoom lens of Numerical Example 2 is expressed in mm. 実施例3のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図Schematic diagram of main parts of an image projection apparatus using the zoom lens of Example 3 数値実施例3のズームレンズをmm単位で表わしたときの物体距離1.7mのときの収差図Aberration diagram at the object distance of 1.7 m when the zoom lens of Numerical Example 3 is expressed in mm. 実施例4のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図Schematic diagram of main parts of an image projection apparatus using a zoom lens according to Embodiment 4 数値実施例4のズームレンズをmm単位で表わしたときの物体距離1.7mのときの収差図Aberration diagram at the object distance of 1.7 m when the zoom lens of Numerical Example 4 is expressed in mm. 実施例5のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図Schematic view of main parts of an image projection apparatus using the zoom lens of Example 5. 数値実施例5のズームレンズをmm単位で表わしたときの物体距離2.3mのときの収差図Aberration diagram when the object distance is 2.3 m when the zoom lens of Numerical Example 5 is expressed in mm. 画像投射装置を反射型の液晶プロジェクターに適用したときの要部概略図Schematic diagram of the main part when the image projection device is applied to a reflective liquid crystal projector 撮像装置の実施例の要部概略図Schematic diagram of main parts of an embodiment of an imaging apparatus
符号の説明Explanation of symbols
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群
L5 第5レンズ群
L6 第6レンズ群
LCD 液晶表示素子(像面)
GB 硝子ブロック(色合成プリズム)
S Sagittal像面の倒れ
M Meridional像面の倒れ
SP スクリーン
ASP 非球面形状の面
ST 絞り
L1 1st lens group L2 2nd lens group L3 3rd lens group L4 4th lens group L5 5th lens group L6 6th lens group LCD Liquid crystal display element (image surface)
GB glass block (color synthesis prism)
S Sagittal image plane collapse M Meridional image plane collapse SP screen ASP Aspherical surface ST Aperture

Claims (11)

  1. 前方より後方へ順に、変倍のために移動しない負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群、変倍のために移動しない正の屈折力の第6レンズ群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第2レンズ群乃至第5レンズ群が前方へ各々独立に移動するズームレンズであって、
    プラスチック材より成り、前方又は後方の少なくとも1つの面が非球面形状の正レンズと、
    プラスチック材より成り、前方又は後方の少なくとも1つの面が非球面形状の負レンズを有し、
    前記ズームレンズに含まれる第i番目のプラスチック材より成る正レンズの焦点距離をfpi、
    前記ズームレンズに含まれる第j番目のプラスチック材より成る負レンズの焦点距離をfni、
    とし、

    とおくとき
    −0.56<fn/fp≦−0.32
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
    In order from the front to the rear, the first lens group having a negative refractive power that does not move due to zooming, the second lens group having a positive refractive power, the third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a negative refractive power. A lens unit, a fifth lens unit having a positive refractive power, and a sixth lens unit having a positive refractive power that does not move due to zooming. During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, A zoom lens in which 5 lens groups move independently forward ,
    A positive lens made of a plastic material and having at least one front or rear aspherical surface;
    It is made of a plastic material, and at least one front or rear surface has an aspherical negative lens,
    The focal length of the positive lens made of the i-th plastic material included in the zoom lens is fpi,
    The focal length of the negative lens made of the jth plastic material included in the zoom lens is fni,
    age,

    -0.56 <fn / fp ≦ −0.32
    A zoom lens characterized by satisfying
  2. 前記第1レンズ群は、負の屈折力のレンズのみから成り、
    前方の面が凸形状の負レンズと、
    後方の面が凸形状の負レンズとを有することを特徴とする請求項1のズームレンズ。
    The first lens group consists only of lenses with negative refractive power,
    A negative lens with a convex front surface,
    2. The zoom lens according to claim 1, further comprising a negative lens having a convex rear surface.
  3. 前記非球面形状の正レンズのうち少なくとも1つは、前記第5レンズ群に含まれていることを特徴とする請求項1又は2のズームレンズ。 3. The zoom lens according to claim 1, wherein at least one of the aspherical positive lenses is included in the fifth lens group.
  4. 前記第1レンズ群中の負の屈折力のレンズの材料のアッベ数の平均値をν1nとするとき
    47<ν1n
    を満足することを特徴とする請求項2のズームレンズ。
    47 <ν1n, where ν1n is the average Abbe number of the negative refractive power lens material in the first lens group
    The zoom lens according to claim 2, wherein:
  5. 広角端のズーム位置における全系の焦点距離をfwとするとき
    −7<fn/fw<−1
    を満足することを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載のズームレンズ。
    -7 <fn / fw <-1 where fw is the focal length of the entire system at the zoom position at the wide-angle end
    The zoom lens according to claim 1, wherein the zoom lens satisfies the following.
  6. 前方より後方へ順に、変倍のために移動しない負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、変倍のために移動しない正の屈折力の第5レンズ群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第2レンズ群乃至第4レンズ群が前方へ各々独立に移動するズームレンズであって、
    プラスチック材より成り、前方又は後方の少なくとも1つの面が非球面形状の正レンズと、
    プラスチック材より成り、前方又は後方の少なくとも1つの面が非球面形状の負レンズを有し、
    前記ズームレンズに含まれる第i番目のプラスチック材より成る正レンズの焦点距離をfpi、
    前記ズームレンズに含まれる第j番目のプラスチック材より成る負レンズの焦点距離をfni、
    とし、

    とおくとき
    −0.56<fn/fp≦−0.32
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
    In order from the front to the rear, the first lens group having a negative refractive power that does not move for zooming, the second lens group having a positive refractive power, the third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power. The lens group is composed of a fifth lens group having a positive refractive power that does not move due to zooming, and the second to fourth lens groups independently move forward during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. A zoom lens that
    A positive lens made of a plastic material and having at least one front or rear aspherical surface;
    It is made of a plastic material, and at least one front or rear surface has an aspherical negative lens,
    The focal length of the positive lens made of the i-th plastic material included in the zoom lens is fpi,
    The focal length of the negative lens made of the jth plastic material included in the zoom lens is fni,
    age,

    -0.56 <fn / fp ≦ −0.32
    A zoom lens characterized by satisfying
  7. 前記非球面形状の正レンズのうち少なくとも1つは、前記第4レンズ群に含まれていることを特徴とする請求項6のズームレンズ。 7. The zoom lens according to claim 6, wherein at least one of the aspherical positive lenses is included in the fourth lens group.
  8. 前記第1レンズ群中の負の屈折力のレンズの材料のアッベ数の平均値をν1nとするとき
    47<ν1n
    を満足することを特徴とする請求項6又は7のズームレンズ。
    47 <ν1n, where ν1n is the average Abbe number of the negative refractive power lens material in the first lens group
    The zoom lens according to claim 6 or 7, wherein:
  9. 広角端のズーム位置における全系の焦点距離をfwとするとき
    −7<fn/fw<−1
    を満足することを特徴とする請求項6乃至8いずれかに記載のズームレンズ。
    -7 <fn / fw <-1 where fw is the focal length of the entire system at the zoom position at the wide-angle end
    The zoom lens according to claim 6, wherein the zoom lens satisfies the following.
  10. 請求項1乃至9のいずれか1項のズームレンズを用いて投影像原画をスクリーン面上に投射することを特徴とする画像投射装置。 An image projection apparatus that projects a projected image original image on a screen surface using the zoom lens according to claim 1.
  11. 請求項1乃至9のいずれか1項のズームレンズを用いて画像情報を撮像手段面上に形成することを特徴とする光学機器。 10. An optical apparatus characterized in that image information is formed on an imaging means surface using the zoom lens according to any one of claims 1 to 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008083229A (en) 2006-09-26 2008-04-10 Fujinon Corp Projection zoom lens and projection display device
JP5053680B2 (en) 2007-03-29 2012-10-17 キヤノン株式会社 Image projection optical system and image projection apparatus
JP5094239B2 (en) * 2007-07-02 2012-12-12 キヤノン株式会社 Projection optical system and image projection apparatus having the same
JP5081045B2 (en) * 2008-04-11 2012-11-21 富士フイルム株式会社 Projection zoom lens and projection display device
JP5081049B2 (en) 2008-04-17 2012-11-21 富士フイルム株式会社 Projection zoom lens and projection display device
WO2012114756A1 (en) * 2011-02-24 2012-08-30 富士フイルム株式会社 Projector zoom lens and projector-type display device
JP5642868B2 (en) * 2011-02-24 2014-12-17 富士フイルム株式会社 Projection zoom lens and projection display device
JP5828393B2 (en) * 2011-10-17 2015-12-02 セイコーエプソン株式会社 Projection zoom lens
JP6418482B2 (en) * 2014-05-17 2018-11-07 株式会社リコー Projection zoom lens and projection-type image display device
WO2017014317A1 (en) * 2015-07-23 2017-01-26 コニカミノルタ株式会社 Projection device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54113333A (en) * 1978-01-27 1979-09-04 Bolex Int Sa Optical system having very wide range of focus point distance change
JPH1010440A (en) * 1996-06-21 1998-01-16 Canon Inc Finder optical system
JP2002543468A (en) * 1999-05-04 2002-12-17 ユーエス プレシジョン レンズ インコーポレイテッド Projection lens with low lateral chromatic aberration used in combination with a pixelated panel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54113333A (en) * 1978-01-27 1979-09-04 Bolex Int Sa Optical system having very wide range of focus point distance change
JPH1010440A (en) * 1996-06-21 1998-01-16 Canon Inc Finder optical system
JP2002543468A (en) * 1999-05-04 2002-12-17 ユーエス プレシジョン レンズ インコーポレイテッド Projection lens with low lateral chromatic aberration used in combination with a pixelated panel

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