JP4689147B2

JP4689147B2 - Projection zoom lens and enlargement projection device

Info

Publication number: JP4689147B2
Application number: JP2003041548A
Authority: JP
Inventors: 義次河野
Original assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Current assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: JP2004252084A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、投射用ズームレンズおよび拡大投射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータのデータ表示用などに用いられる拡大投射装置として、液晶パネル上の画像を拡大投射する液晶プロジェクタが普及してきている。なかでも、赤表示用、青表示用、緑表示用の３枚の液晶パネルを使用する「３板式プロジェクタ」は、画像が高精細であることから普及も著しい。
【０００３】
３板式プロジェクタにおける投射レンズは、最適なスクリーンサイズを容易に実現できるようにズーム機能を有するものが一般に用いられている（特許文献１、２）。
３板式プロジェクタに用いられる投射用ズームレンズには、一般に以下のような属性が求められる。
【０００４】
３枚の液晶パネルにより強度変調された各光束を、ダイクロイックプリズムやダイクロイックミラー等の「色合成手段」で合成するために、色合成手段を配備するための空間が必要であり、この空間を確保できるように、焦点距離に比して長いバックフォーカスを有すること。
【０００５】
プロジェクタとして低電力で高い光利用効率を得ることが望ましく、各色光の光路の合成時に色合成手段に入射する光の角度が画角により異なると、色シェーディングが発生しやすいことから、光源側から投射用ズームレンズに入射する光は「光軸に対して平行に近い光束」を用いるのが良い。したがって、平行光束を効率良く、投射用ズームレンズに取り込めるよう、縮小側、即ち、画像表示デバイス側においてテレセントリック性を持つこと。
【０００６】
低電力の光源でも明るい画像を提供するため、光源からの光をなるべく多く取り込めるようにＦナンバの小さい、明るいレンズであること。
【０００７】
スクリーン上で３色を重ね合わせたときに、各色の画素が互いにずれると良好なカラー画像を実現できず、投射画像の辺縁部等に緑、青、赤色の縁が現れて像質が損なわれる。このような現象を避けるため、倍率の色収差が小さく抑えられていること。
【０００８】
投射された画像の輪郭が歪んで見苦しくならないように、歪曲収差が許容できる範囲に抑えられていること。画像表示デバイスに表示された画像を忠実に拡大再現するため、高いＭＴＦ特性、解像力特性を備えていること。
【０００９】
以上のような特性は以前から求められていたものであるが、近年、これらの特性に対する要請が益々高くなり、それらを達成することがこの分野における大きな課題となっている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−１８０７１９
【特許文献２】
特開２００１−１４７３６８
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述の諸属性を良好に実現した投射用ズームレンズおよびこれを用いる拡大投射装置の実現を課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の投射用ズームレンズは「平面画像を拡大して投射結像させる投射用ズームレンズ」である。上記平面画像は一般に「液晶パネル」あるいは「デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）」上に表示される画像である。
【００１３】
レンズ構成は「拡大側に負の屈折力の先行群を持つレトロフォーカス型」で、図１に例示するように、拡大側（図の左方）から縮小側（図の右方）へ向かって順に、第１〜第５群Ｇ１〜Ｇ５を配してなり、第１群Ｇ１は負の屈折力、第２群Ｇ２及び第３群Ｇ３及び第５群Ｇ５は共に正の屈折力を有し、第４群Ｇ４は正または負の屈折力を有する。なお、図１において符号ＰＲは「色合成用のプリズム」を示している。
【００１４】
請求項１記載の投射用ズームレンズは以下の如き特徴を有する。
即ち、最も拡大側のレンズはガラスレンズである。
拡大側から数えて第２番目のレンズの、少なくとも一方の面が非球面であり、この非球面の、最大有効高さ（光線の通過範囲）：ｙｍａｘ、光軸との交点を原点とし、光軸に直交する方向の距離：ｙにおける光軸方向の変位：Ｚ（縮小側への変位を正とする）が、
０＜ｙ＜０．４ｙｍａｘ
の領域においては、条件：
−０．０３＜Ｚ／ｙｍａｘ＜０．０３
を満足し、
０．８ｙｍａｘ＜ｙ＜１．０ｙｍａｘ
の領域においては、条件：
（２）０＜Ｚ／ｙｍａｘ＜０．４
を満足しつつ、最周辺部へ向って、Ｚ／ｙｍａｘが単調に増加する。
上記「拡大側から数えて第２番目のレンズ」は、負の屈折力の先行群に含まれ、プラスチックレンズである。そして、条件（１）、（２）を満足する形状である。
【００１５】
条件（１）、（２）は、光軸直交方向の距離：ｙが、上記領域内で変化するときに、パラメータ：Ｚ/ｙmaxの変化する範囲が、条件（１）、（２）により規制されることを意味する。パラメータ；Ｚ/ｙmaxはまた、光線の通過範囲における最周辺部へ向って単調に増加する。従って、パラメータ：Ｚ/ｙmaxの値は、１つの値に決まる訳ではない。
【００１６】
この請求項１記載の投射用ズームレンズにおいて、拡大側から数えて第３番目のレンズは「負の屈折力を持つレンズ」であることが好ましい（請求項２）。
請求項２記載の投射用ズームレンズは、光線が「拡大側から縮小側へ向かって進む」ものとするとき、拡大側から数えて第３番目のレンズにおける拡大側の面の曲率半径：Ｌ３Ｒ１、縮小側の面の曲率半径：Ｌ３Ｒ２が、条件：
（３） −４＜Ｌ３Ｒ１／Ｌ３Ｒ２＜−０．５
を満足することが好ましい（請求項３）。光線は「拡大側から縮小側へ向かって進む」ものとするから、これら曲率半径（非球面の場合には「近軸曲率半径」）の符号は、レンズ面の曲率中心がレンズ面よりも縮小側にある場合に「正」、曲率中心がレンズ面より拡大側にあるとき「負」である。
【００１７】
請求項１または２または３記載の投射用ズームレンズにおいて「最も拡大側のレンズ」は、負の屈折力を持つレンズであることができ（請求項４）、この負レンズは「両面が球面であり、拡大側に凸のメニスカスレンズ形状」である。
【００１８】
上記請求項１〜４の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、第２群Ｇ２を「正の屈折力を持つ単レンズ」とすることができ、この場合、その材質のｄ線に対する屈折率：ｎ２Ｇが、条件：
（４）１．８＜ｎ２Ｇ
を満足することが好ましい（請求項５）。
【００１９】
請求項１記載の投射用ズームレンズは、図１に具体的なレンズ断面形状として例示したが、拡大側から順に第１〜第５群を配してなり、第１群は負の屈折力、第２、第３及び第５群が正の屈折力を有し、第４群が正または負の屈折力を有する５群構成である。
【００２０】
この場合、第４群Ｇ４を構成するレンズのうちで「最も拡大側寄りのレンズ」が、両凹形状であることが好ましい（請求項６）。
【００２１】
請求項１〜６の任意の１に記載の投射用ズームレンズの第４群Ｇ４は「正の屈折力」を有する（請求項７）ことも、「負の屈折力」を有することもできる（請求項８）。これら何れの場合にも、第１群Ｇ１における、少なくとも１つの「負の屈折力のレンズ」が、アッべ数：５０以下のガラスで形成されていることが好ましい（請求項９）。
【００２２】
請求項１〜９の任意の１に記載の投射用ズームレンズは、その第１群と第５群とを「変倍に際して固定」することができる（請求項１０）。
【００２３】
上記請求項１〜１０の任意の１に記載の投射用ズームレンズは「広角端における縮小側瞳位置が拡大側に２００ｍｍ以上である」ことが好ましい（請求項１１）。
この場合の基準は、最も縮小側にあるレンズ面であり、「拡大側に２００ｍｍ以上」は広角端における縮小側瞳位置が、上記最も縮小側にあるレンズ面（基準）から拡大側に向かって２００ｍｍ以上の位置にあることを意味する。
【００２４】
この発明の拡大投射装置は「上記請求項１〜１１の任意の１に記載の投射用ズームレンズを搭載した拡大投射装置」である（請求項１２）。
【００２５】
プロジェクタ用の投射レンズには、主として「長いバックフォーカスを確保する」ため、一般にレトロフォーカス型が使用される。周知の如く、レトロフォーカス型では、先行群に負の屈折力を配し、その後方に正の屈折力を配する。レトロフォーカス型の欠点は、像側（表示デバイス側）において負の歪曲収差が発生し、スクリーン側において本来「矩形」である画像を表示デバイス側に縮小像として結像させると「樽型形状」となることである。
【００２６】
従って、表示デバイスに表示される矩形形状の画像をスクリーン状に拡大して投射すると、表示画像は「糸巻き形状の画像」となる。
【００２７】
プロジェクタ用の投射用レンズは歪曲に対する規格が厳しく、レトロフォーカス型では、先行群における最もスクリーン側に凸レンズを配することで上記「負の歪曲収差」を補正している。この補正方法では、全体として凹の屈折力を持つ先行群中での主点位置が後続群側に寄る。このため、限られたレンズ全長で「レトロフォーカス型を基本とする投射用ズームレンズ」を構成しようとすると、先行群と後続の群との主点間の距離が短くなり、所望の変倍比を得るには各群の屈折力を大きくしなければならず、諸収差が大きくなる。
【００２８】
歪曲収差を補正する別の手段として、先行群中のレンズを非球面化する方法がある。この場合は上記の「先行群における最もスクリーン側に凸レンズを付加」する場合のような不具合はなく、投射用ズームレンズの小型化、高画角化といった性能向上にも適している。
【００２９】
周知の如く、非球面は「異なる画角からの光線がその面上で重ならない」ような位置、具体的には「絞りから離れた位置」で用いるほど有効である。
しかし、非球面を形成するレンズをプラスチックレンズとする場合、拡大側において絞りから最も離れた位置にある「第１群の最もスクリーン側のレンズ」をプラスチックレンズで形成しようとすると、機械強度の弱いプラスチックレンズが外部に剥き出しになり、レンズ面に傷が付きやすいという不具合を生じる。
【００３０】
このような不具合を回避するため、プラスチックレンズが外部に剥き出しにならないように、該プラスチックレンズの拡大側に「保護用の平面ガラス」を取り付けることも行われているが、平面ガラスのコスト分だけコストアップとなる。
【００３１】
この発明の投射用ズームレンズでは「拡大側であるスクリーン側から第２番目のレンズ」に非球面を採用する。このようにすると、非球面を形成するレンズをプラスチックレンズとしても、このレンズのスクリーン側に更に第１番目のレンズがあるためプラスチックレンズが外部に剥き出しになることがない。また、スクリーン側から第２番目のレンズのレンズ面は「非球面の効果を十分に生かせる位置（絞りから離れた位置）」である。
【００３２】
投射用ズームレンズの大型化を避けるためには、最も拡大側にある第１レンズとして「負の屈折力を持つレンズ」を用いることがコスト上有利であるが、このような構成における「光線の振舞い」は以下の如くである。
【００３３】
図２は、第１群の第１レンズＬ１と、これに続く第２レンズのスクリーン側のレンズ面Ｌ２Ｆを示している。光軸をＺ軸とし、これに直交する方向をＹ方向とする。第２レンズのスクリーン側レンズ面に入射する光線として、図の如く軸上光と軸外光を考えて見る。Ｚ軸は、縮小側(図の右方)を「正」とする。
【００３４】
軸上光は図の如く、光軸（Ｚ軸）に略平行に進行して第１レンズＬ１を透過する。透過軸上光は、第１レンズＬ１の負のパワーにより光軸に対して「進行方向へ発散気味」になるが、図の如く、第２レンズのスクリーン側の面Ｌ２Ｆが凹球面であると、この凹球面に立てた法線とこの面Ｌ２Ｆに入射する軸上光線とのなす角である「入射角」は小さい。
【００３５】
一方、軸外光について見ると、この光は、光軸に対して大きな角度をもって第１レンズに入射する。そして第１レンズＬ１を透過すると、第１レンズＬ１の負のパワーにより光軸に対する角度を若干緩和されるが、このような光が入射するレンズ面Ｌ２Ｆが凹球面であると、レンズ面ＬＦ２への入射角は大きくなる。
【００３６】
即ち、第２レンズのスクリーン側のレンズ面Ｌ２Ｆが凹球面である場合、レンズ面Ｌ２Ｆへの入射角は、軸上光線に対しては小さく、軸外光線に対しては大きくなる。第１レンズを正レンズにすると、上記の傾向がさらに顕著になる。
【００３７】
第２レンズのスクリーン側のレンズ面Ｌ２Ｆが、上記とは逆に「拡大側へ向って凸の球面」である場合には、このレンズ面Ｌ２Ｆへの入射角は、軸上光線に対して大きく、軸外光線に対しては小さくなる。
【００３８】
周知の如く、一般に「ある面への入射角が大きくなるほど、この面において発生する収差は大きくなる」ので、第２レンズのスクリーン側のレンズ面Ｌ２Ｆを単純な球面としたのでは、球面が凹でも凸でも、収差発生上、軸上光・軸外光の一方には有利であるが他方には不利になる。
【００３９】
プロジェクタのように非常に大きい倍率で使用されるレンズでは、軸上光は殆ど光軸と平行となるので、軸上付近では「曲率の比較的小さい中立的な面（曲率半径の大きい凸面もしくは凹面）」が良い。
【００４０】
したがって、レンズ面Ｌ２Ｆの形状としては、軸上近傍では、比較的曲率の小さい凸面もしくは凹面形状で、光軸から離れた周辺領域では、凸面形状であることが好ましい。第２レンズにおける縮小側のレンズ面をレンズ面Ｌ２Ｒとすると、上記と同様の考察により、レンズ面Ｌ２Ｒの形状としても、軸上近傍では、比較的曲率の小さい凸面もしくは凹面形状が好ましく、光軸から離れた周辺領域では凹面形状であることが好ましい。第１レンズを正レンズとした場合にも、同様である。
【００４１】
条件（１）、（２）は、このような状況を規定するものである。
即ち、条件（１）は「０＜ｙ＜０．４ｙmax」の近軸領域で、レンズ面Ｌ２Ｆ（Ｌ２Ｒ）の形状が「比較的曲率の小さい凸もしくは凹の球面形状」で、凸面形状の領域と凹面形状の領域が含まれ得ることを表す。
【００４２】
条件（２）は「０．８ｙmax＜ｙ＜１．０ｙmax」の周辺領域で、レンズ面Ｌ２Ｆ（Ｌ２Ｒ）の形状を表すパラメータ：Ｚ／ｙmaxが「正」であることを表し、且つ、パラメータ；Ｚ／ｙmaxが「最周辺部へ向って単調に増加するので、周辺部領域の形状が拡大側へ向って凸の形状」であることを表している。
【００４３】
請求項１記載の条件が満足されるとき「軸上光・軸外光ともレンズ面Ｌ２Ｆおよび／またはレンズ面Ｌ２Ｒへの入射角が有効に小さくな」り、レンズ面Ｌ２Ｆおよび／またはレンズ面Ｌ２Ｒで発生する収差が有効に軽減される。
【００４４】
第２レンズの材質をプラスチックとする場合、環境変化時に第２レンズの焦点距離が変化してピント変動を起こす可能性があるため、第２レンズは「屈折力をできるだけ小さく」しておく必要があり、このような場合に「第１群全体の屈折力」を確保するためには、第３レンズを負の屈折力を持つレンズとすることが望ましい。
【００４５】
その際、収差の均衡上から、第３レンズは条件（３）を満足する形状であることが望ましい。第３レンズに関する条件（３）は負の領域にあり、第３レンズは負の屈折力を持つので、第３レンズの形状は「両凹レンズ形状」となる。
【００４６】
パラメータ：Ｌ３Ｒ１/Ｌ３Ｒ２が、条件（３）の下限を超えると縮小側の面の屈折作用が大きくなりすぎて「サジタル像面の湾曲」が大きくなり、逆に上限を超えると拡大側の面の屈折作用が大きくなりすぎて「負の歪曲」が増加するとともに、メリディオナル像面の湾曲が大きくなる。
【００４７】
第２群は、第１群の負レンズにより発生する「歪曲収差を始めとする諸収差」を補正するために正の屈折力を持つ必要があり、投射用ズームレンズの性能・コスト上、前記条件（４）を満足する「高い屈折率」を持つ単レンズで構成する場合が最もバランスの良いものとなる。
【００４８】
この発明の投射用ズームレンズは、５群構成として構成する場合、「主な変倍群」を正の屈折力を持つ第３群としているが、第３群に続く第４群の「最も第３群寄りのレンズ」を、両凹形状の負レンズとすることにより、第３群で発生する収差と均衡を保ちつつ、像面湾曲の指標であるペッツバール和を効果的に低減することが可能である。
【００４９】
この発明の投射用ズームレンズは、色ムラ等を防ぎ、光源からの光を有効に使用するため、縮小側瞳をレンズ全長などに比して何倍もの遠方にある略テレセントリックな系とすることが好ましい。
【００５０】
この発明の投射用ズームレンズは、各群の屈折力配分を上記の如く「拡大側から順に負・正・正・正・正」とするか、もしくは「拡大側から順に負・正・正・負・正」とするとき、性能的に最も均衡のとれたものとなる。
【００５１】
そして、これら何れの屈折力配分の場合にも、第１群にアッベ数：５０以下という「比較的高分散な材質」を用いて積極的に色収差を補正する光学系にすることで、少ないレンズ枚数にもかかわらず、高性能なレンズを実現できる。
【００５２】
さらに、５群構成である場合、製造上・部品上のコストを考慮した場合、変倍時の群移動を第２〜第４群のみとし、第１・第５群を変倍に際して固定し、第１群を合焦に用いる構成とすることにより、構造の複雑化を防ぎ、安価なものとすることができる。
【００５３】
なお、この発明の投射用ズームレンズは、６群以上の構成として構成することもできるし、４群以下の構成として構成することもできる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、投射用ズームレンズの具体的な実施例を３例挙げる。
【００５５】
各実施例において用いられている記号の意味は以下の通りである。
ｉ拡大側（スクリーン側）から数えて第ｉ番目の面（絞りの面を含む）
ＩＭＧ画像表示面
Ｒｉ拡大側から数えて第ｉ番目の面の曲率半径
Ｄｉ拡大側から数えて第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面の軸上面間隔
Ｄｏスクリーンから第１レンズ面までの距離
ｊ拡大側から数えて第ｊ番目のレンズ
Ｎj 拡大側から数えて第ｊ番目のレンズのｄ線に対する屈折率
νｊ拡大側から数えて第ｊ番目のレンズのアッべ数
ＰＲ色合成用のプリズム
非球面（（＊）印を付して他の面と区別する）の形状は、周知の次式による。
【００５６】
Ｚ＝（１／Ｒｉ）・ｈ²／［１＋√｛１−（Ｋ＋１)・（１／Ｒｉ）²・ｈ²｝］＋Ａ・ｈ⁴＋Ｂ・ｈ⁶＋Ｃ・ｈ⁸＋Ｄ・ｈ¹⁰
Ｚ：光軸方向の座標、ｈ：光軸直行方向の座標、軸上曲率半径：Ｒｉ、円錐定数：Ｋ、４次以降の係数：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄであり、これらを特定することにより非球面の形状が特定される。計算基準波長は５５０ｎｍ（緑色）である。
【００５７】
【実施例】

【００５８】

上の表記において、例えば「0.113395E-08」は、「0.113395×10^-8」を意味する。以下の実施例でも同様である。
【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】

【００６６】
図３、図４に実施例１の投射用ズームレンズの広角端、望遠端における断面図を、図１に倣ってそれぞれ示す。図５〜図７に実施例１の広角端、中間変倍域、望遠端における縦収差図をそれぞれ示す。また、図８〜図１０に実施例１の広角端、中間変倍域、望遠端における横収差図をそれぞれ示す。
【００６７】
図１１、図１２に実施例２の投射用ズームレンズの広角端、望遠端における断面図を、図１に倣ってそれぞれ示す。図１３〜図１５に実施例２の広角端、中間変倍域、望遠端における縦収差図をそれぞれ示す。また、図１６〜図１８に実施例２の広角端、中間変倍域、望遠端における横収差図をそれぞれ示す。
【００６８】
図１９、図２０に実施例３の投射用ズームレンズの広角端、望遠端における断面図を、図１に倣ってそれぞれ示す。図２１〜図２３に実施例３の広角端、中間変倍域、望遠端における縦収差図をそれぞれ示す。また、図２４〜図２６に実施例３の広角端、中間変倍域、望遠端における横収差図をそれぞれ示す。
【００６９】
収差図中において、
Ｇ波長５５０．０ｎｍでの収差
Ｒ波長６１０．０ｎｍでの収差
Ｂ波長４５０．０ｎｍでの収差
Ｓ波長５５０．０ｎｍでのサジタル像面
Ｔ波長５５０．０ｎｍでのタンジェンシャル像面
である。
【００７０】
各収差図により明らかなように、実施例１〜３の投射用ズームレンズとも、広角端〜望遠端に至る変倍領域において、投射用ズームレンズに求められる前記要請に適う良好な性能を有している。
【００７１】
実施例１〜３の投射用ズームレンズは何れも、平面画像を拡大して投射結像させる投射用ズームレンズであって、負の屈折力の先行群を持つレトロフォーカス型で、拡大側から数えて第２番目のレンズの両面が非球面で、これら非球面の、最大有効高さ（光線の通過範囲）：ｙｍａｘ、光軸との交点を原点とし、光軸に直交する方向の距離：ｙにおける光軸方向の変位：Ｚが、
０＜ｙ＜０．４ｙｍａｘ
の領域において、条件：
（１） −０．０３＜Ｚ／ｙｍａｘ＜０．０３
を満足し、
０．８ｙｍａｘ＜ｙ＜１．０ｙｍａｘ
の領域において、条件：
（２）０＜Ｚ／ｙｍａｘ＜０．４
を満足しつつ、Ｚ／ｙｍａｘが最周辺部へ向って単調に増加する。
拡大側から２番目のレンズは、負の屈折力の先行群に含まれ、プラスチックレンズであり、このプラスチックレンズに上記形状の非球面を採用したことにより、図５〜図７に示すように、負の歪曲収差は−０．２％程度以下と、良好な補正が実現されている。
【００７２】
また、拡大側から数えて第３番目のレンズが、負の屈折力を持つレンズ（両凹レンズ）であり、拡大側から数えて第３番目のレンズの、拡大側の面の曲率半径：Ｌ３Ｒ１、縮小側の面の曲率半径：Ｌ３Ｒ２が、条件：
（３） −４＜Ｌ３Ｒ１／Ｌ３Ｒ２＜−０．５
を満足し、最も拡大側のレンズが２面の球面で構成され、負の屈折力を持ち、第２群Ｇ２が正の屈折力を持つ単レンズ（両凸レンズ）からなり、その材質のｄ線に対する屈折率：ｎ２Ｇが、条件：
（４）１．８＜ｎ２Ｇ
を満足する（請求項５）。
【００７３】
また、拡大側から順に第１〜第５群Ｇ１〜Ｇ５を配してなり、第１群Ｇ１は負の屈折力、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３及び第５群Ｇ５が正の屈折力を有し、第４群Ｇ４が正または負の屈折力を有し、第４群Ｇ４を構成するレンズのうちで最も拡大側寄りのレンズは両凹形状である。
【００７４】
また、実施例２では、第４群Ｇ４が正の屈折力を有し、実施例１と３においては、第４群Ｇ４が負の屈折力を持つ。各実施例とも、第１群Ｇ１における、少なくとも１つの、負の屈折力のレンズが、アッべ数：５０以下のガラスで形成されている。
【００７５】
実施例１〜３とも、第１群Ｇ１と第５群Ｇ５とが変倍に際して固定される。
【００７６】
また、縮小側瞳位置は、実施例１において、広角端：−４６８．５ｍｍ、望遠端：７０１ｍｍ、実施例２において、広角端：−２５３．９ｍｍ、望遠端：−６１４．１ｍｍ、実施例３において、広角端：−２０９．６ｍｍ、望遠端：−６４４９．４ｍｍであり、広角端において、拡大側へー２００ｍｍ以上の位置にある。
【００７７】
従って、上記実施例１〜３の任意のものを、周知の拡大投射装置（３枚式液晶カラープロジェクタ）に投射用ズームレンズとして搭載することにより、ズーム機能を備え、性能良好な拡大投射装置を実現できる。
【００７８】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、新規な投射用ズームレンズおよび拡大投射装置を実現できる。この発明の投射用ズームレンズは実施例に示されたように、広角端〜望遠端に至る変倍領域において、投射用ズームレンズに求められる要請に適う良好な性能を有する。この発明の拡大投射装置は、この投射用ズームレンズを搭載することにより良好な拡大画像の表示が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の投射用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図である。
【図２】条件（１）、（２）の技術的意義を説明するための図である。
【図３】実施例１の投射用ズームレンズの広角端における断面図である。
【図４】実施例１の投射用ズームレンズの望遠端における断面図である。
【図５】実施例１の広角端における縦収差図である。
【図６】実施例１の中間変倍域における縦収差図である。
【図７】実施例１の望遠端における縦収差図である。
【図８】実施例１の広角端における横収差図である。
【図９】実施例１の中間変倍域における横収差図である。
【図１０】実施例１の望遠端における横収差図である。
【図１１】実施例２の投射用ズームレンズの広角端における断面図である。
【図１２】実施例２の投射用ズームレンズの望遠端における断面図である。
【図１３】実施例２の広角端における縦収差図である。
【図１４】実施例２の中間変倍域における縦収差図である。
【図１５】実施例２の望遠端における縦収差図である。
【図１６】実施例２の広角端における横収差図である。
【図１７】実施例２の中間変倍域における横収差図である。
【図１８】実施例２の望遠端における横収差図である。
【図１９】実施例３の投射用ズームレンズの広角端における断面図である。
【図２０】実施例３の投射用ズームレンズの望遠端における断面図である。
【図２１】実施例３の広角端における縦収差図である。
【図２２】実施例３の中間変倍域における縦収差図である。
【図２３】実施例３の望遠端における縦収差図である。
【図２４】実施例３の広角端における横収差図である。
【図２５】実施例３の中間変倍域における横収差図である。
【図２６】実施例３の望遠端における横収差図である。
【符号の説明】
Ｇ１第1群
Ｇ２第2群
Ｇ３第3群
Ｇ４第４群
Ｇ５第５群
ＰＲ色合成プリズム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection zoom lens and an enlargement projection device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Liquid crystal projectors for enlarging and projecting images on a liquid crystal panel have become widespread as enlargement projection devices used for computer data display and the like. Among them, the “three-plate projector” using three liquid crystal panels for red display, blue display, and green display has been widely spread due to high-definition images.
[0003]
In general, a projection lens in a three-plate projector has a zoom function so that an optimum screen size can be easily realized (Patent Documents 1 and 2).
The following attributes are generally required for a projection zoom lens used in a three-plate projector.
[0004]
In order to synthesize each light flux whose intensity has been modulated by the three liquid crystal panels using a “color synthesis means” such as a dichroic prism or a dichroic mirror, a space for installing the color synthesis means is necessary. To have a long back focus compared to the focal length.
[0005]
It is desirable to obtain high light utilization efficiency with low power as a projector, and since color shading is likely to occur if the angle of light incident on the color composition means varies depending on the angle of view when combining the optical paths of each color light, from the light source side As the light incident on the projection zoom lens, it is preferable to use a “light beam that is nearly parallel to the optical axis”. Therefore, it has telecentricity on the reduction side, that is, the image display device side so that the parallel light beam can be efficiently taken into the projection zoom lens.
[0006]
In order to provide a bright image even with a low-power light source, it must be a bright lens with a small F number so that as much light as possible can be captured.
[0007]
When the three colors are superimposed on the screen, if the pixels of each color are shifted from each other, a good color image cannot be realized, and green, blue, and red edges appear at the edges of the projected image and the image quality is impaired. It is. In order to avoid this phenomenon, the chromatic aberration of magnification must be kept small.
[0008]
The distortion is limited to an allowable range so that the contour of the projected image is not distorted and unsightly. In order to faithfully enlarge and reproduce the image displayed on the image display device, it has high MTF characteristics and resolution characteristics.
[0009]
The above characteristics have been sought before, but in recent years, there has been an increasing demand for these characteristics, and achieving them has become a major issue in this field.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2000-180719 A
[Patent Document 2]
JP 2001-147368 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
This invention makes it a subject to implement | achieve the zoom lens for projection which implement | achieved the above-mentioned various attributes favorably, and the expansion projection apparatus using the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The projection zoom lens according to the present invention is a “projection zoom lens for enlarging and projecting a planar image”. The planar image is generally an image displayed on a “liquid crystal panel” or a “digital micromirror device (DMD)”.
[0013]
The lens configuration is “retrofocus type having a leading group of negative refractive power on the enlargement side” , and as illustrated in FIG. 1 , from the enlargement side (left side in the figure) toward the reduction side (right side in the figure). In order, the first to fifth groups G1 to G5 are arranged, the first group G1 has a negative refractive power, and the second group G2, the third group G3, and the fifth group G5 both have a positive refractive power. The fourth group G4 has a positive or negative refractive power. In FIG. 1, the symbol PR indicates “a prism for color synthesis”.
[0014]
The zoom lens for projection according to claim 1 has the following characteristics.
That is, the most magnified lens is a glass lens.
At least one surface of the second lens counted from the magnifying side is an aspheric surface, and the maximum effective height (passage range of light rays) of this aspheric surface: ymax, where the intersection point with the optical axis is the origin, the light Distance in the direction perpendicular to the axis: displacement in the optical axis direction at y: Z (displacement toward the reduction side is positive),
0 <y <0.4ymax
In the area of:
−0.03 <Z / ymax <0.03
Satisfied,
0.8ymax <y <1.0ymax
In the area of:
(2) 0 <Z / ymax <0.4
Z / ymax monotonously increases toward the outermost periphery while satisfying.
The “second lens counted from the magnification side” is a plastic lens included in the preceding group having a negative refractive power. The shape satisfies the conditions (1) and (2) .
[0015]
Conditions (1) and (2) are such that when the distance in the direction perpendicular to the optical axis: y changes within the region, the range in which the parameter: Z / ymax changes is regulated by conditions (1) and (2). Means that The parameter Z / ymax also increases monotonically towards the outermost part in the light passage range. Therefore, the value of the parameter: Z / ymax is not determined as one value.
[0016]
In the projection zoom lens according to claim 1, it is preferable that the third lens counted from the magnification side is a “lens having a negative refractive power” (claim 2).
In the projection zoom lens according to claim 2 , when the light beam is "going from the enlargement side toward the reduction side", the radius of curvature of the enlargement side surface of the third lens counted from the enlargement side: L3R1, The radius of curvature of the reduction side surface: L3R2 is the condition:
(3) -4 <L3R1 / L3R2 <-0.5
Is preferably satisfied (Claim 3). Since the ray is assumed to "go from the enlargement side toward the reduction side", the sign of these curvature radii ("paraxial curvature radius" in the case of an aspherical surface) is reduced at the center of curvature of the lens surface than the lens surface. “Positive” when the lens is on the side, and “Negative” when the center of curvature is on the magnification side of the lens surface.
[0017]
"Most of the magnification side lens"

claim

1 or 2 or 3 projection zoom lens according can be a lens having a negative refractive power (Claim 4), the negative lens in the "double-sided spherical There is a meniscus lens shape that is convex on the enlargement side.
[0018]
The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 4, wherein the second group G2 can be a "single lens having a positive refractive power". In this case, the material is refracted with respect to the d-line. Rate: n2G, conditions:
(4) 1.8 <n2G
Is preferably satisfied (Claim 5).
[0019]
The projection zoom lens according to claim 1 is illustrated as a specific lens cross-sectional shape in FIG. 1 , but includes first to fifth groups in order from the enlargement side, and the first group has negative refractive power, The second, third, and fifth groups have a positive refractive power and the fourth group has a positive or negative refractive power .
[0020]
In this case, "most of the expansion side toward lens" among the lenses constituting the fourth lens group G4 is preferably a biconcave shape (claim 6).
[0021]
The fourth group G4 of the projection zoom lens according to any one of claims 1 to 6 can have a "positive refractive power" ( Claim 7 ) or a "negative refractive power" ( Claim 8 ). In any of these cases, it is preferable that at least one “lens having a negative refractive power” in the first group G1 is formed of glass having an Abbe number of 50 or less ( claim 9 ).
[0022]
In the zoom lens for projection according to any one of claims 1 to 9 , the first group and the fifth group can be “fixed upon zooming” ( claim 10 ).
[0023]
In the projection zoom lens according to any one of claims 1 to 10 , it is preferable that "the reduction-side pupil position at the wide-angle end is 200 mm or more on the enlargement side " ( claim 11 ).
The reference in this case is the lens surface closest to the reduction side, and “ 200 mm or more on the enlargement side ” means that the reduction-side pupil position at the wide-angle end is from the lens surface (reference) closest to the reduction side toward the enlargement side. It means being at a position of 200 mm or more.
[0024]
The magnifying projection apparatus according to the present invention is "an magnifying projection apparatus equipped with the projection zoom lens according to any one of claims 1 to 11 " ( claim 12 ).
[0025]
As a projection lens for a projector, a retrofocus type is generally used in order to “maintain a long back focus”. As is well known, in the retrofocus type, a negative refractive power is arranged in the preceding group, and a positive refractive power is arranged behind it. The disadvantage of the retrofocus type is that a negative distortion occurs on the image side (display device side), and a “barrel shape” occurs when an image that is originally “rectangular” is formed on the screen side as a reduced image on the display device side. It is to become.
[0026]
Accordingly, when a rectangular image displayed on the display device is enlarged and projected in a screen shape, the display image becomes a “pincushion-shaped image”.
[0027]
Projection lenses for projectors have strict standards for distortion, and the retrofocus type corrects the “negative distortion aberration” by placing a convex lens on the most screen side in the preceding group. In this correction method, the principal point position in the preceding group having a concave refractive power as a whole approaches the succeeding group side. For this reason, when trying to construct a “projection zoom lens based on a retrofocus type” with a limited total lens length, the distance between the principal points of the preceding group and the succeeding group is shortened, and the desired zoom ratio is achieved. In order to obtain the above, the refractive power of each group must be increased, and various aberrations increase.
[0028]
As another means for correcting distortion, there is a method of aspherical lenses in the preceding group. In this case, there is no inconvenience as in the case of “adding a convex lens closest to the screen in the preceding group”, and it is suitable for performance improvement such as downsizing and high angle of view of the projection zoom lens.
[0029]
As is well known, an aspheric surface is more effective when it is used at a position where light rays from different angles of view do not overlap on the surface, specifically, at a position away from the stop.
However, when a lens that forms an aspherical surface is a plastic lens, the mechanical strength is weak when an attempt is made to form a “first lens most screen side lens” that is farthest from the stop on the enlargement side with a plastic lens. The plastic lens is exposed to the outside, and the lens surface is easily damaged.
[0030]
In order to avoid such problems, a “protective flat glass” is also attached to the enlarged side of the plastic lens so that the plastic lens is not exposed to the outside, but only for the cost of the flat glass. Cost increases.
[0031]
In the projection zoom lens according to the present invention, an aspherical surface is adopted as the “second lens from the screen side that is the magnification side”. In this case, even if the lens forming the aspheric surface is a plastic lens, the plastic lens is not exposed to the outside because the first lens is further provided on the screen side of the lens. Further, the lens surface of the second lens from the screen side is “a position where the aspherical effect can be fully utilized (a position away from the stop)”.
[0032]
In order to avoid an increase in the size of the projection zoom lens, it is advantageous in terms of cost to use a “lens having a negative refractive power” as the first lens closest to the enlargement side. "Behavior" is as follows.
[0033]
FIG. 2 shows the first lens L1 of the first group and the lens surface L2F on the screen side of the second lens following this. The optical axis is the Z axis, and the direction orthogonal to this is the Y direction. Considering on-axis light and off-axis light as shown in the figure as light rays incident on the screen side lens surface of the second lens. The Z-axis is “positive” on the reduction side (right side of the figure).
[0034]
As shown in the drawing, the axial light travels substantially parallel to the optical axis (Z axis) and passes through the first lens L1. The light on the transmission axis becomes “divergent in the direction of travel” with respect to the optical axis due to the negative power of the first lens L1, but as shown in the figure, the screen side surface L2F of the second lens is a concave spherical surface. The “incident angle”, which is the angle formed between the normal line standing on this concave spherical surface and the axial ray incident on this surface L2F, is small.
[0035]
On the other hand, when viewing off-axis light, this light enters the first lens at a large angle with respect to the optical axis. Then, when the light passes through the first lens L1, the angle with respect to the optical axis is slightly relaxed by the negative power of the first lens L1, but when the lens surface L2F on which such light is incident is a concave spherical surface, the lens surface LF2 is entered. The incident angle of becomes larger.
[0036]
That is, when the lens surface L2F on the screen side of the second lens is a concave spherical surface, the incident angle to the lens surface L2F is small for the on-axis light beam and large for the off-axis light beam. When the first lens is a positive lens, the above tendency becomes more remarkable.
[0037]
When the lens surface L2F on the screen side of the second lens is a “spherical surface convex toward the enlargement side” contrary to the above, the incident angle to the lens surface L2F is large with respect to the axial ray. , Smaller for off-axis rays.
[0038]
As is well known, generally, “the larger the incident angle on a certain surface, the greater the aberration generated on this surface”. Therefore, if the lens surface L2F on the screen side of the second lens is a simple spherical surface, the spherical surface is concave. However, even if it is convex, it is advantageous for one of the on-axis light and off-axis light, but disadvantageous for the other, in terms of aberrations.
[0039]
In a lens used at a very high magnification such as a projector, the axial light is almost parallel to the optical axis, so near the axis, a neutral surface with a relatively small curvature (a convex surface or a concave surface with a large curvature radius). ) ”Is good.
[0040]
Therefore, the shape of the lens surface L2F is preferably a convex or concave shape having a relatively small curvature in the vicinity of the axis, and a convex shape in the peripheral region away from the optical axis. If the lens surface L2R on the reduction side of the second lens is the lens surface L2R, the convexity or concave shape having a relatively small curvature is preferable in the vicinity of the axis in the vicinity of the axis. It is preferable that it is concave shape in the peripheral area | region away from. The same applies when the first lens is a positive lens.
[0041]
Conditions (1) and (2) define such a situation.
That is, the condition (1) is a paraxial region of “0 <y <0.4ymax”, the shape of the lens surface L2F (L2R) is “a convex or concave spherical shape with a relatively small curvature”, and a convex surface region. And that a concave region may be included.
[0042]
Condition (2) is a parameter indicating the shape of the lens surface L2F (L2R) in the peripheral region of “0.8ymax <y <1.0ymax”: Z / ymax is “positive” and a parameter; This indicates that Z / ymax is “monotonically increasing toward the outermost peripheral portion, so that the shape of the peripheral region is a convex shape toward the enlargement side”.
[0043]
When the condition of claim 1 is satisfied, “the incident angle to the lens surface L2F and / or the lens surface L2R is effectively reduced for both on-axis light and off-axis light”, the lens surface L2F and / or the lens surface L2R Is effectively reduced.
[0044]
If the material of the second lens is plastic, the focal length of the second lens may change when the environment changes, and the focus may fluctuate. Therefore, the second lens needs to have “refractive power as small as possible”. In such a case, in order to secure “the refractive power of the entire first group”, it is desirable that the third lens is a lens having a negative refractive power.
[0045]
At this time, it is desirable that the third lens has a shape that satisfies the condition (3) in terms of the balance of aberrations. Condition (3) relating to the third lens is in the negative region, and the third lens has a negative refractive power. Therefore, the shape of the third lens is a “biconcave lens shape”.
[0046]
Parameter: When L3R1 / L3R2 exceeds the lower limit of the condition (3), the refractive action of the reduction-side surface becomes too large and the “curve of the sagittal image plane” becomes large. The refracting action becomes too great, increasing “negative distortion”, and increasing the curvature of the meridional image plane.
[0047]
The second group needs to have a positive refractive power in order to correct "various aberrations including distortion" generated by the negative lens of the first group. Due to the performance and cost of the projection zoom lens, The best balance is achieved by a single lens having a “high refractive index” that satisfies the condition (4).
[0048]
When the projection zoom lens according to the present invention is configured as a five-group configuration, the “main variable magnification group” is the third group having a positive refractive power. By making the “lens close to the third group” a negative lens with a biconcave shape, it is possible to effectively reduce the Petzval sum, which is an index of field curvature, while maintaining a balance with the aberration generated in the third group. It is.
[0049]
In the projection zoom lens according to the present invention, in order to prevent color unevenness and effectively use light from the light source, the reduction-side pupil should be a substantially telecentric system that is many times farther than the entire lens length. Is preferred.
[0050]
In the projection zoom lens according to the present invention, the refractive power distribution of each group is set to “negative / positive / positive / positive / positive in order from the magnification side” as described above, or “negative / positive / positive / positive in order from the magnification side”. "Negative / Positive" is the most balanced in terms of performance.
[0051]
In any of these refractive power distributions, an optical system that positively corrects chromatic aberration by using a “relatively high dispersion material” with an Abbe number of 50 or less in the first group can reduce the number of lenses. A high-performance lens can be realized regardless of the number.
[0052]
Furthermore, in the case of a five-group configuration, when considering manufacturing and component costs, the group movement at the time of zooming is limited to the second to fourth groups, and the first and fifth groups are fixed during zooming, By adopting a configuration in which the first group is used for focusing, the structure can be prevented from becoming complicated and inexpensive.
[0053]
The projection zoom lens according to the present invention can be configured as six or more groups, or can be configured as four or less groups.
[0054]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Three specific examples of the projection zoom lens will be described below.
[0055]
The meanings of symbols used in each example are as follows.
i The i-th surface (including the aperture surface) counted from the enlargement side (screen side)
IMG Image display surface Ri Radius of curvature Di of the i-th surface counted from the magnification side Di-axis distance Doi from the i-th and (i + 1) -th surfaces counted from the magnification side Distance from the screen to the first lens surface j Enlarged side Refractive index νj of the jth lens counted from the magnification side to the d-line νj Abbe number PR of the jth lens counted from the magnification side Pr aspherical surface for color synthesis (( *) The shape marked with a mark to distinguish from other surfaces is according to the following well-known formula.
[0056]
Z = (1 / Ri) · h ² / [1 + √ {1− (K + 1) · (1 / Ri) ² · h ² }] + A · h ⁴ + B · h ⁶ + C · h ⁸ + D · h ¹⁰
Z: coordinates in the direction of the optical axis, h: coordinates in the direction orthogonal to the optical axis, on-axis curvature radius: Ri, conic constant: K, fourth and subsequent coefficients: A, B, C, D, which should be specified Identifies the shape of the aspherical surface. The calculation reference wavelength is 550 nm (green).
[0057]
【Example】

[0058]

In the above notation, for example, “0.113395E-08” means “0.113395 × 10 ⁻⁸ ”. The same applies to the following embodiments.
[0059]

[0060]

[0061]

[0062]

[0063]

[0064]

[0065]

[0066]
FIGS. 3 and 4 are sectional views of the projection zoom lens of Example 1 at the wide-angle end and the telephoto end, respectively, following FIG. 5 to 7 show longitudinal aberration diagrams of the first embodiment at the wide angle end, the intermediate zooming range, and the telephoto end, respectively. 8 to 10 show lateral aberration diagrams of Example 1 at the wide-angle end, the intermediate zooming range, and the telephoto end, respectively.
[0067]
11 and 12 are sectional views of the projection zoom lens of Example 2 at the wide-angle end and the telephoto end, respectively, following FIG. FIGS. 13 to 15 show longitudinal aberration diagrams of Example 2 at the wide angle end, the intermediate zooming range, and the telephoto end, respectively. FIGS. 16 to 18 show lateral aberration diagrams of Example 2 at the wide angle end, the intermediate zooming range, and the telephoto end, respectively.
[0068]
FIGS. 19 and 20 are sectional views of the projection zoom lens of Example 3 at the wide-angle end and the telephoto end, respectively, following FIG. FIGS. 21 to 23 show longitudinal aberration diagrams of Example 3 at the wide-angle end, the intermediate zooming range, and the telephoto end, respectively. FIGS. 24 to 26 show lateral aberration diagrams of Example 3 at the wide angle end, the intermediate zooming range, and the telephoto end, respectively.
[0069]
In the aberration diagram,
G Aberration at a wavelength of 550.0 nm R Aberration at a wavelength of 610.0 nm B An aberration at a wavelength of 450.0 nm S A sagittal image plane at a wavelength of 550.0 nm T A tangential image plane at a wavelength of 550.0 nm.
[0070]
As is apparent from the respective aberration diagrams, the projection zoom lenses of Examples 1 to 3 have good performance that meets the above-mentioned demands required for the projection zoom lens in the zooming range from the wide-angle end to the telephoto end. ing.
[0071]
Each of the projection zoom lenses of Examples 1 to 3 is a projection zoom lens that enlarges a planar image to form a projection image, and is a retrofocus type having a leading group having a negative refractive power, counted from the magnification side. Both surfaces of the second lens are aspherical surfaces, and the maximum effective height (ray passing range) of these aspherical surfaces is ymax. The distance in the direction perpendicular to the optical axis with the intersection point with the optical axis as the origin: y Displacement in the optical axis direction at Z:
0 <y <0.4ymax
In the area of:
(1) -0.03 <Z / ymax <0.03
Satisfied,
0.8ymax <y <1.0ymax
In the area of:
(2) 0 <Z / ymax <0.4
Z / ymax monotonously increases toward the outermost periphery while satisfying the above.
The second lens from the magnifying side is included in the preceding group of negative refractive power, and is a plastic lens. By adopting the aspherical surface of the above shape for this plastic lens, as shown in FIGS. Negative distortion is about −0.2% or less, and good correction is realized.
[0072]
The third lens counted from the magnification side is a lens having a negative refractive power (biconcave lens), and the radius of curvature of the surface of the third lens counted from the magnification side: L3R1, The radius of curvature of the reduction side surface: L3R2 is the condition:
(3) -4 <L3R1 / L3R2 <-0.5
Satisfy the most magnification side of the lens is composed of a spherical two surfaces, has a negative refractive power and a single lens (biconvex lens) to the second group G2 having positive refractive power, d line of the material Refractive index for n2G is the condition:
(4) 1.8 <n2G
Satisfying (claim 5).
[0073]
Further, the first to fifth groups G1 to G5 are arranged in order from the enlargement side, the first group G1 has a negative refractive power, and the second group G2, the third group G3, and the fifth group G5 have a positive refractive power. The fourth group G4 has a positive or negative refractive power, and the lens closest to the enlargement side among the lenses constituting the fourth group G4 has a biconcave shape .
[0074]
In Example 2, the fourth group G4 has a positive refractive power, in Examples 1 and 3, the fourth group G4 having negative refractive power. Each embodiment, in the first group G1, at least one, the negative refractive power lens, the Abbe number: 50 are formed in the following glass.
[0075]
Both Examples 1-3, the first group G1 and the fifth lens group G5 is fixed during zooming.
[0076]
Further, the reduction-side pupil position in Embodiment 1 is wide-angle end: −468.5 mm, telephoto end: 701 mm, and in Embodiment 2, wide-angle end: −253.9 mm, telephoto end: −614.1 mm, Embodiment 3. The wide-angle end is −209.6 mm, and the telephoto end is −6449.4 mm. At the wide-angle end, it is at a position of −200 mm or more toward the enlargement side.
[0077]
Accordingly, by mounting any one of the above-described Examples 1 to 3 on a known magnifying projection apparatus (three-panel liquid crystal color projector) as a projection zoom lens, an magnifying projection apparatus having a zoom function and good performance can be obtained. It can be realized.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a novel projection zoom lens and enlargement projection apparatus can be realized. As shown in the embodiment, the projection zoom lens according to the present invention has a good performance that meets the demands required of a projection zoom lens in a zooming range from the wide-angle end to the telephoto end. The magnifying projection apparatus of the present invention can display a good enlarged image by mounting the projection zoom lens.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a projection zoom lens according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the technical significance of conditions (1) and (2).
3 is a cross-sectional view of a projection zoom lens according to Embodiment 1 at a wide angle end. FIG.
4 is a cross-sectional view of a projection zoom lens according to Embodiment 1 at a telephoto end. FIG.
5 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of Example 1. FIG.
6 is a longitudinal aberration diagram in the intermediate zoom region of Example 1. FIG.
7 is a longitudinal aberration diagram at a telephoto end according to Example 1. FIG.
8 is a lateral aberration diagram at the wide-angle end of Example 1. FIG.
9 is a lateral aberration diagram in the intermediate zoom region of Example 1. FIG.
10 is a lateral aberration diagram at a telephoto end according to Example 1. FIG.
11 is a cross-sectional view of a zoom lens for projection according to a second embodiment at a wide angle end. FIG.
12 is a sectional view of a zoom lens for projection according to a second embodiment at a telephoto end. FIG.
13 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of Example 2. FIG.
14 is a longitudinal aberration diagram in an intermediate variable magnification region of Example 2. FIG.
15 is a longitudinal aberration diagram at a telephoto end according to Example 2. FIG.
16 is a lateral aberration diagram at the wide-angle end in Example 2. FIG.
17 is a lateral aberration diagram in the intermediate zoom region of Example 2. FIG.
18 is a lateral aberration diagram at a telephoto end according to Example 2. FIG.
FIG. 19 is a cross-sectional view of the projection zoom lens of Example 3 at the wide-angle end.
20 is a sectional view of a zoom lens for projection according to a third embodiment at a telephoto end. FIG.
21 is a longitudinal aberration diagram at the wide-angle end of Example 3. FIG.
22 is a longitudinal aberration diagram in an intermediate variable magnification region of Example 3. FIG.
FIG. 23 is a longitudinal aberration diagram at a telephoto end according to Example 3.
24 is a lateral aberration diagram at a wide angle end according to Example 3. FIG.
FIG. 25 is a transverse aberration diagram for Example 3 at the intermediate zoom range.
26 is a lateral aberration diagram at a telephoto end according to Example 3. FIG.
[Explanation of symbols]
G1 1st group G2 2nd group G3 3rd group G4 4th group G5 5th group PR Color composition prism

Claims

A projection zoom lens for enlarging and projecting a planar image,
Retro focus type with negative refractive power on the enlargement side,
The first to fifth groups are arranged in order from the enlargement side, the first group has negative refractive power, the second, third, and fifth groups have positive refractive power, and the fourth group is positive or negative. Have a refractive power of
The lens on the most magnified side is a glass lens,
In the negative first group, the second lens counted from the magnifying side is a plastic lens, and at least one surface of the plastic lens is an aspheric surface. (Passage range): ymax, the origin of the intersection with the optical axis, the distance in the direction orthogonal to the optical axis: the displacement in the optical axis direction at y: Z (the displacement to the reduction side is positive),
0 <y <0.4ymax
In the area of:
(1) -0.03 <Z / ymax <0.03
Satisfied,
0.8ymax <y <1.0ymax
In the area of:
(2) 0 <Z / ymax <0.4
A zoom lens for projection having a shape in which Z / ymax monotonously increases toward the outermost peripheral portion while satisfying the above.

The projection zoom lens according to claim 1,
A projection zoom lens, wherein the third lens from the magnifying side is a lens having negative refractive power.

The projection zoom lens according to claim 2 .
Assuming that the light beam travels from the enlargement side to the reduction side, the curvature radius of the surface on the enlargement side: L3R1 and the curvature radius of the reduction side surface: L3R2 of the third lens counted from the enlargement side are:
(3) -4 <L3R1 / L3R2 <-0.5
Projection zoom lens characterized by satisfying

The projection zoom lens according to claim 1, 2 or 3.
A zoom lens for projection, wherein the most magnified lens is a lens having negative refractive power, both surfaces are spherical, and has a meniscus lens shape convex to the magnified side.

The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 4,
The second group consists of a single lens having a positive refractive power, and the refractive index for the d-line of the material: n2G is the condition:
(4) 1.8 <n2G
Projection zoom lens characterized by satisfying

The projection zoom lens according to any one of claims 1 and 5,
A zoom lens for projection, wherein a lens closest to the enlargement side among lenses constituting the fourth group has a biconcave shape.

The zoom lens for projection according to any one of claims 1 to 6,
A projection zoom lens characterized in that the fourth lens group has a positive refractive power.

The zoom lens for projection according to any one of claims 1 to 6,
A zoom lens for projection, wherein the fourth group has a negative refractive power.

The projection zoom lens according to claim 7 or 8,
A projection zoom lens, wherein at least one lens having a negative refractive power in the first group is made of glass having an Abbe number of 50 or less.

The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 9,
A projection zoom lens, wherein the first group and the fifth group are fixed upon zooming.

The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 9,
A zoom lens for projection, wherein the reduction-side pupil position at the wide-angle end is 200 mm or more from the reference to the enlargement side with respect to the lens surface on the most reduction side.

A magnifying projection apparatus comprising the projection zoom lens according to any one of claims 1 to 11.