JP5053694B2 - Projection zoom lens, optical unit, and image projection apparatus - Google Patents

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本発明は、プロジェクタ等の画像投射装置に関し、特に画像投射装置に投射レンズとして用いられるズームレンズに関する。   The present invention relates to an image projection apparatus such as a projector, and more particularly to a zoom lens used as a projection lens in the image projection apparatus.
プロジェクタ会議およびプレゼンテーションや過程での映画鑑賞などに広く利用されてきており、以下に掲げる要求がある。 The projector has been widely used in such movies in the meetings and presentations and process, there is a request listed below.
1.R,G,Bの3色の画像形成素子を使用する3板方式のプロジェクタでは、照明光学系からの光を色分解して該3つの画像形成素子に導いたり、それら画像形成素子からの色光を合成したりする色合成プリズムや偏光素子等の色分解合成光学系を用いる。このため、色分解合成光学系を配置するスペースを画像形成素子と投射レンズとの間に設ける必要がある。このため、投射レンズのバックフォーカスはある程度長いことが必要である。 1. In a three-plate projector that uses three color image forming elements of R, G, and B, light from the illumination optical system is color-separated and guided to the three image forming elements, or color light from these image forming elements. the synthesized using color synthesis prism or color separation Kaigo formation optical system such as a polarizing element or. Therefore, it is necessary to provide between the space for disposing the color separation Kaigo formed optical system and an image forming device and the projection lens. For this reason, the back focus of the projection lens needs to be long to some extent.
2.色分解合成光学系に使用される光学膜(偏光分離膜等)には、入射角度依存症がある。この入射角度依存症の影響を小さくし、また画像形成素子を照明する照明系との良好な瞳整合性を確保するため、投射レンズは、画像形成素子側の瞳が無限遠方にあるテレセントリック光学系であることが必要となる。 2. The optical film (polarization splitting film) used for the color separation Kaigo formation optical system, there is the incident angle dependence. In order to reduce the influence of this incident angle dependence and to ensure good pupil matching with the illumination system that illuminates the image forming element, the projection lens is a telecentric optical system in which the pupil on the image forming element side is at infinity. It is necessary to be.
3.3色の画像を合成して被投射面に投射した場合に、3色の対応画素同士を被投射面上の全範囲にて良好に重ね合わせることが必要である。このため、投射レンズにて発生する色ずれ(倍率色収差)を可視光全域にて良好に補正することが求められる。   3. When three color images are combined and projected onto the projection surface, it is necessary to satisfactorily superimpose the corresponding pixels of the three colors in the entire range on the projection surface. For this reason, it is required to satisfactorily correct color shift (magnification chromatic aberration) generated in the projection lens over the entire visible light range.
4.原画に対して、投射画像の輪郭部に歪みが生じないよう、投射レンズは、歪曲収差が良好に補正されていることが必要である。   4). In order to prevent distortion in the contour portion of the projection image with respect to the original image, the projection lens needs to be corrected for distortion.
これらの要件を満たしつつ、レンズ構成枚数を抑えるとともに高い基本性能を得るため、構成レンズの一部に非球面を用いることが有効である。特に、絞りよりも縮小共役側(画像形成素子側、以下単に縮小側という)に用いると、軸外及び軸上の収差補正やテレセントリック性の確保等に効果が高い。縮小側に非球面を用いた液晶プロジェクタ用の投射レンズとしては、特許文献1〜5にて開示されている。 It is effective to use an aspherical surface for a part of the constituent lenses in order to suppress the number of lens constituents and obtain high basic performance while satisfying these requirements. In particular, when used on the reduction conjugate side (image forming element side, hereinafter simply referred to as the reduction side) rather than the stop, it is highly effective in correcting off-axis and on-axis aberrations and ensuring telecentricity. The reduction side as the projection lens for a liquid crystal projector using a non-spherical, that is disclosed in Patent Documents 1 to 5.

特開2003−195169号公報JP 2003-195169 A 特開2006−30469号公報JP 2006-30469 A 特開2004−85979号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-8579 特開2004−109896号公報JP 2004-109896 A 特開2005−156963号公報JP 2005-156963 A
非球面を実現する方法としては、プラスチック材料を射出成形するプラスチックレンズや球面研磨されたガラスレンズの表面に、薄い樹脂材料を接合する所謂レプリカ法がある。また、プレス成形で溶融されたガラスの表面に、直接非球面を転写するガラスモールド法もある。ただし、いずれの方法でも、一般的な球面研磨レンズと比べると製造コストが高く、多用することはできない。したがって、非球面を使用する位置を適正に決めて、コストを抑えつつ最大限の非球面効果を得る必要がある。   As a method for realizing the aspherical surface, there is a so-called replica method in which a thin resin material is bonded to the surface of a plastic lens for injection molding a plastic material or a glass lens subjected to spherical polishing. There is also a glass mold method in which an aspherical surface is directly transferred onto the surface of glass melted by press molding. However, in any method, the manufacturing cost is higher than that of a general spherical polishing lens, and it cannot be used frequently. Accordingly, it is necessary to appropriately determine the position where the aspheric surface is used to obtain the maximum aspheric effect while suppressing the cost.
許文献1では、マージナル光線が最も高くなる位置にレプリカレンズによる非球面を用いており、主に像面湾曲およびコマ収差補正とテレセン性の確保に特化した使い方を採用している。しかし、このような使い方では、非球面レンズの外径が非常に大きくなり、コスト的に不利になる。しかも、非球面効果を軸上収差の補正に用いていないので、効果的な非球面の用い方とは言えない。 In Patent Document 1, by using the aspherical by a replica lens in a position marginal ray becomes highest, employs the use mainly dedicated to securing the curvature of field and coma aberration correction and telecentricity. However, in such usage, the outer diameter of the aspherical lens becomes very large, which is disadvantageous in terms of cost. In addition, since the aspherical effect is not used for correction of axial aberration, it cannot be said that it is an effective method of using the aspherical surface.
さらに、最近のプロジェクタは高輝度化が著しく、外気から遠く光密度の高い縮小側にプラスチックや樹脂材料を用いることが困難になってきている。この点から、最近では、非球面ガラスモールドレンズに注目が集まっている。しかし、ガラスモールドレンズは、コスト上、径に制約があるため、プラスチックレンズやレプリカレンズに比べて使う位置が限定されてしまう。この点に着目し、特許文献2では、最もレンズ径が小さい位置に非球面ガラスモールドレンズを使うことで、低コスト化を図っている。ただし、軸上収差の補正に特化した使い方であるため、非球面の効果を十分に生かしているとは言えない。 Furthermore, recent projectors have a remarkable increase in brightness, making it difficult to use plastics and resin materials on the reduction side, which is far from the outside air and has a high light density. In this regard, recently, attention has been focused on aspheric glass mold lenses. However, since the glass mold lens has a limited diameter due to cost, the position to be used is limited compared to a plastic lens or a replica lens. Focusing on this point, Patent Document 2 uses an aspheric glass mold lens at the position where the lens diameter is the smallest to reduce the cost. However, since the method is specialized for correcting axial aberration, it cannot be said that the effect of the aspherical surface is fully utilized.
また、収差補正のバランス上は、絞りからある程度離れた位置で軸外及び軸上の収差を補正することが好ましい。特許文献3〜5では、絞りよりも若干、画像形成素子側で非球面を用いており、軸上及び軸外の両方の収差補正に該非球面を活用している。しかしながら、いずれの特許文献でも、絞り直後のレンズユニットに非球面を用い、ズーミング時の絞りからの距離変化に伴う収差変動のバランシングまでも兼ねている。この結果、それぞれの補正が中途半端となっている。このため、高ズーム比を実現することが困難である上、非球面レンズの屈折力が高くなり、取り付け精度や面精度、さらには軸ずれなどの性能に対する敏感度が非常に高い。   Further, in terms of aberration correction balance, it is preferable to correct off-axis and on-axis aberrations at a position somewhat away from the stop. In Patent Documents 3 to 5, an aspheric surface is used slightly on the image forming element side than the stop, and the aspheric surface is used for both on-axis and off-axis aberration correction. However, in any of the patent documents, an aspherical surface is used for the lens unit immediately after the diaphragm, and it also serves to balance aberration fluctuations accompanying a change in distance from the diaphragm during zooming. As a result, each correction is halfway. For this reason, it is difficult to achieve a high zoom ratio, and the refractive power of the aspherical lens is high, and the sensitivity to performance such as mounting accuracy, surface accuracy, and axis deviation is very high.
以上のような理由から、特許文献1〜5にて開示された技術では、現在及び今後において投射レンズに求められる高いズーム比、高スペック及び高輝度対応という条件を満たすことが難しい。   For the reasons described above, it is difficult for the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 5 to satisfy the conditions of high zoom ratio, high spec, and high brightness required for projection lenses at present and in the future.
本発明は、少ないレンズエレメント数で諸収差を良好に補正できる投射用ズームレンズ、及びこれを備えた光学ユニット、画像投射装置を提供する。 The present invention, projection zoom lens can be favorably corrected aberrations with a small number of lens elements, and optical studies unit having the same, to provide an image projection apparatus.
本発明の一側面としての投射用ズームレンズは、拡大側から順に、負第1レンズユニットと、第2レンズユニットと、正の第3レンズユニットと、正の第4レンズユニットと、負の第5レンズユニットと、正の第6レンズユニットと、正の第7レンズユニットとで構成され、前記第2レンズユニット、前記第3レンズユニット、前記第4レンズユニット、前記第5レンズユニット、そして前記第6レンズユニットは、ズーミングのために移動する可動レンズユニットであり前記第6レンズユニットは、拡大側から順に、負の接合レンズコンポーネントと、正のレンズエレメントで構成され、かつ前記接合レンズコンポーネントは最も縮小側の面が非球面であり、以下の条件を満足することを特徴とする。 The projection zoom lens according to one aspect of the present invention includes, in order from the enlargement side, a negative first lens unit, a positive second lens unit, a positive third lens unit, and a positive fourth lens unit. It is composed of a negative fifth lens unit, a positive sixth lens unit, and a positive seventh lens unit, and the second lens unit, the third lens unit, the fourth lens unit, and the fifth lens unit. and the sixth lens unit is a variable dynamic lens unit that move for zooming, the sixth lens unit includes, in order from the magnification side, a negative cemented lens component consists of a positive lens element, The cemented lens component is characterized in that the most reduction side surface is an aspherical surface and satisfies the following conditions.
-1.5≦fasp/fBk-1≦-0.38
0.2≦|f/bf|≦1.0
ただし、fBk-1は前記第6レンズユニットの焦点距離、faspは前記接合レンズコンポーネントの焦点距離、fは前記ズームレンズの全系の広角端における焦点距離、bfは前記ズームレンズの最も縮小側のレンズ面から縮小側共役面までの空気換算バックフォーカスである。
-1.5 ≦ fasp / fBk-1 ≦ -0.38
0.2 ≦ | f / bf | ≦ 1.0
Where fBk-1 is the focal length of the sixth lens unit, fasp is the focal length of the cemented lens component, f is the focal length at the wide-angle end of the entire zoom lens system, and bf is the most reduced side of the zoom lens. This is an air equivalent back focus from the lens surface to the reduction side conjugate surface.
なお、上記ズームレンズと、照明光学系からの光を色分解して、それぞれ原画を形成する複数の画像形成素子に導き、該複数の画像形成素子からの互いに異なる色の光を合成してズームレンズに導く光学系とを有する光学ユニットも本発明の他の側面を構成する。   The light from the zoom lens and the illumination optical system is color-separated and led to a plurality of image forming elements that respectively form an original image, and the light of different colors from the plurality of image forming elements is combined to zoom. An optical unit having an optical system leading to the lens also constitutes another aspect of the present invention.
また、上記投射光学ユニットを有する画像投射装置や、該画像投射装置とこの画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有する画像表示システムも本発明の他の側面を構成する。   Further, an image display system including the image projection apparatus including the projection optical unit and the image projection apparatus and an image supply apparatus that supplies image information to the image projection apparatus constitute another aspect of the present invention.
本発明によれば、非球面を適正な位置に用いることで、少ないレンズエレメント数又はレンズユニット数で諸収差を良好に補正できる投射用ズームレンズを実現することができる。したがって、このズームレンズを用いることで、高品位な画像を投射する光学ユニット、画像投射装置及び画像表示システムを提供することができる。 According to the present invention, by using an aspherical surface at an appropriate position, it is possible to realize a projection zoom lens that can favorably correct various aberrations with a small number of lens elements or lens units. Accordingly, by using the zoom lens, it is possible to provide optical science unit you project a high-quality image, an image projection apparatus and an image display system.
以下、本発明の好ましい実施例について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
まず、本発明の全実施例に共通する事項について説明する。   First, items common to all the embodiments of the present invention will be described.
実施例のズームレンズは、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に設けられる投射レンズとして使用される投射用ズームレンズである。プロジェクタには、光源と、照明光学系、色分解合成光学系及び投射レンズを含む光学ユニットとが設けられる。色分解合成光学系は、光源から発せられて照明光学系を射出した光を色分解して、原画を形成する複数(例えば、RGB用の3つ)の画像形成素子に導く。また、色分解合成光学系は、該複数の画像形成素子からの複数の色光を合成して投射レンズに導く。 The zoom lens of the embodiment, a projection Zumuren's to be used as a projection lens provided in the image projection apparatus such as a liquid crystal projector. The projector is provided with a light source and an optical unit including an illumination optical system, a color separation / synthesis optical system, and a projection lens. The color separation / synthesis optical system color-separates light emitted from the light source and emitted from the illumination optical system, and guides it to a plurality of (for example, three for RGB) image forming elements that form an original image. The color separation / synthesis optical system combines a plurality of color lights from the plurality of image forming elements and guides them to the projection lens.
投射レンズは、縮小共役側(以下、単に縮小側という)において画像形成素子上に形成された原画を、拡大共役側(以下、単に拡大側という)に配置されたスクリーンや壁面等の被投射面に拡大投射する。そして、投射レンズとしてのズームレンズは、投射画像のサイズを変更するためにズーミングを行う。   The projection lens is a projection surface such as a screen or a wall surface on which an original image formed on the image forming element on the reduction conjugate side (hereinafter simply referred to as the reduction side) is disposed on the magnification conjugate side (hereinafter simply referred to as the enlargement side). Magnify and project. The zoom lens as the projection lens performs zooming to change the size of the projection image.
該ズームレンズは、最も拡大側に配置された負のB1レンズユニットと、最も縮小側に配置された正のBkレンズユニットと、これらB1レンズユニット及びBkレンズユニットの間に配置され、ズーミングのために移動する複数の可動レンズユニットとを有する。   The zoom lens is arranged between the negative B1 lens unit arranged on the most enlargement side, the positive Bk lens unit arranged on the most reduction side, and the B1 lens unit and the Bk lens unit for zooming. A plurality of movable lens units that move to each other.
該複数の可動レンズユニットのうち最も縮小側のBk-1レンズユニットを構成する最も拡大側のLaspレンズコンポーネント(単レンズエレメント又は接合レンズコンポーネント)は負のレンズコンポーネントである。また、該Laspレンズコンポーネントは、最も縮小側に非球面のレンズ面を有する。   The most magnified Lasp lens component (single lens element or cemented lens component) constituting the most contracting Bk-1 lens unit among the plurality of movable lens units is a negative lens component. The Lasp lens component has an aspheric lens surface on the most reduction side.
さらに以下の条件を満足する。   Furthermore, the following conditions are satisfied.
-1.5≦fasp/fBk-1≦-0.38 …(1)
0.2≦|f/bf|≦1.0 …(2)
ここで、fBk-1はBk-1レンズユニットの焦点距離、fasp はLaspレンズコンポーネントの焦点距離である。そして、fは該ズームレンズ全系の広角端(ワイド端)における焦点距離、bfは該ズームレンズの最も縮小側のレンズ面から像面までの空気換算バックフォーカスである。
-1.5 ≦ fasp / fBk-1 ≦ -0.38 (1)
0.2 ≦ | f / bf | ≦ 1.0 (2)
Here, fBk-1 is the focal length of the Bk-1 lens unit, and fasp is the focal length of the Lasp lens component. F is a focal length at the wide-angle end (wide end) of the entire zoom lens system, and bf is an air-converted back focus from the lens surface closest to the zoom lens to the image plane.
条件(1)は、軸上収差と軸外収差を適正に補正するために必要な可動レンズユニットであるBk-1レンズユニットにおいて最も拡大側に配置されたLaspレンズコンポーネントの屈折力バランスを示す。この条件の範囲を逸脱すると、軸上収差及び軸外収差のうち一方に偏った収差補正が行われることになる。また、非球面レンズ面の諸敏感度が高くなり、Laspレンズコンポーネントの生産性の低下を招く。   Condition (1) indicates the refractive power balance of the Lasp lens component arranged on the most enlarged side in the Bk-1 lens unit, which is a movable lens unit necessary for appropriately correcting the on-axis aberration and the off-axis aberration. When deviating from the range of this condition, aberration correction deviated to one of the on-axis aberration and the off-axis aberration is performed. In addition, various sensitivities of the aspherical lens surface are increased, leading to a decrease in productivity of the Lasp lens component.
条件(2)は、プロジェクタとして必要なバックフォーカスの条件を示す。該条件の上限を超えると、原画(画像形成素子)と投射レンズとの間に、色合成光学素子(色合成プリズム等)を配置することができず、色合成ができなくなる。   Condition (2) indicates a back focus condition necessary for the projector. If the upper limit of the condition is exceeded, a color synthesizing optical element (such as a color synthesizing prism) cannot be disposed between the original image (image forming element) and the projection lens, and color synthesis cannot be performed.
これらの条件(1),(2)を満足することで、非球面を適正な位置に用いることができ、少ないレンズエレメント数又はレンズユニット数で諸収差を良好に補正できる
なお、条件(1),(2)に加えて、以下の条件(3)を満足するとなおよい。
By satisfying these conditions (1) and (2), the aspherical surface can be used at an appropriate position, and various aberrations can be satisfactorily corrected with a small number of lens elements or lens units. Condition (1) , (2), the following condition (3) should be satisfied.
DLasp≦35 …(3)
ここで、DLasp はLaspレンズコンポーネントにおける最も拡大側のレンズ面の外径である。
DLasp ≦ 35 (3)
Here, DLasp is the outer diameter of the most magnified lens surface in the Lasp lens component.
条件(3)は、Laspレンズコンポーネントに含まれる非球面レンズエレメントの製造上、好適な外径の範囲を示している。この条件の上限を超えると、1回の成形で製造できる非球面レンズエレメントの個数が減り、コストの上昇につながる可能性が出てくる。   Condition (3) indicates a preferable outer diameter range in manufacturing the aspheric lens element included in the Lasp lens component. When the upper limit of this condition is exceeded, the number of aspherical lens elements that can be manufactured by one molding is reduced, which may lead to an increase in cost.
ただし、この条件(3)は、満足することが好ましい条件に過ぎず、必ずしも満足すべきものではない。このことは、後述する他の条件についても同様である。   However, this condition (3) is only a condition that is preferably satisfied, and is not necessarily satisfied. The same applies to other conditions described later.
Bk-1レンズユニットのうち最も拡大側に配置されたLaspレンズコンポーネントを、拡大側から順に配置された負レンズエレメントと正レンズエレメントとを接合した接合レンズコンポーネントにより構成するとよい。これにより、色収差をより良好に補正できるようになる。   The Lasp lens component arranged on the most enlargement side of the Bk-1 lens unit may be constituted by a cemented lens component obtained by joining a negative lens element and a positive lens element arranged in order from the magnification side. Thereby, chromatic aberration can be corrected more favorably.
また、Laspレンズコンポーネントを、縮小側に凸面を向けた単レンズエレメントとしての負のメニスカスレンズエレメントにより構成してもよい。この場合、色収差の補正効果をある程度確保しつつ、レンズエレメント数の削減によるコストダウンや両面非球面化による性能向上を図ることができる。   Further, the Lasp lens component may be configured by a negative meniscus lens element as a single lens element having a convex surface facing the reduction side. In this case, it is possible to reduce the cost by reducing the number of lens elements and to improve the performance by making both surfaces aspherical, while securing a correction effect of chromatic aberration to some extent.
また、Laspレンズコンポーネントのうち上記非球面を有するレンズエレメントのガラス材料のガラス転移温度(Tg)は、
300℃≦ Tg ≦ 600℃ …(4)
を満たしているとさらによい。この条件(4)の上限を上回ると、プレス成形による安価な非球面加工が難しくなってくる。また、下限を下回ると、プラスチック材料等の耐光性の低い材料しか選定できなくなり可能性が生じ、高スペックで高輝度のズームレンズへの採用が難しくなってくる。
The glass transition temperature of the glass material of the lens element having the aspherical surface of Lasp lens component (Tg) of,
300 ℃ ≦ Tg ≦ 600 ℃ (4)
Even better. If the upper limit of the condition (4) is exceeded, inexpensive aspherical processing by press molding becomes difficult. If the value is lower than the lower limit, only a material having low light resistance such as a plastic material may be selected, which makes it difficult to adopt the zoom lens with high specifications and high brightness.
さらに、ズームレンズが絞りを有する場合には、該絞りに最も近いレンズエレメントとLaspレンズコンポーネントとの間に少なくとも1つのレンズエレメントを配置するとよい。この条件を満たすことで、非球面効果を軸上収差の補正にとどまらずに、軸外収差の補正にも十分に用いることが可能となる。   Furthermore, when the zoom lens has a stop, at least one lens element may be disposed between the lens element closest to the stop and the Lasp lens component. By satisfying this condition, the aspherical effect can be sufficiently used for correcting off-axis aberrations as well as correcting on-axis aberrations.
なお、本発明の実施例又は参考例としてのズームレンズの好ましいレンズユニット構成としては、以下のような例がある。 In addition, as a preferable lens unit configuration of the zoom lens as an example or a reference example of the present invention, there are the following examples.
第1の例は、拡大側から順に、負正正負正正の光学的パワー(焦点距離の逆数:屈折力と言い換えてもよい)を有した6つのレンズユニットにより構成されたズームレンズである。このような構成により、絞りからの距離変化による収差変動の補正を担当するレンズユニットを設けることができ、非球面を収差補正用に特化して高スペック高ズーム比を実現することができる。しかも、非球面に必要な光学的パワー(屈折力)を低減して、製造誤差や取り付け誤差に対する敏感度を下げて生産性を向上させることができる。   The first example is a zoom lens composed of six lens units having negative, positive, positive, positive and positive optical powers (reciprocal of focal length: may be referred to as refractive power) in order from the magnification side. With such a configuration, it is possible to provide a lens unit that is responsible for correcting aberration fluctuations due to a change in distance from the stop, and a high-spec high zoom ratio can be realized by specializing the aspheric surface for aberration correction. In addition, the optical power (refractive power) required for the aspherical surface can be reduced, the sensitivity to manufacturing errors and mounting errors can be reduced, and productivity can be improved.
第2の例は、拡大側から順に、負正正正負正正の光学的パワーを有した7つのレンズユニットで構成されたズームレンズである。この構成により、ズーミングによる諸収差の変動をより低減することができる。   The second example is a zoom lens composed of seven lens units having optical powers of positive, negative, positive, positive, positive and positive in order from the magnification side. With this configuration, variations in various aberrations due to zooming can be further reduced.
以下、本発明の実施例又は参考例についてより詳細に説明する。
参考例1]
Hereinafter, examples or reference examples of the present invention will be described in more detail.
[ Reference Example 1]
図1には、本発明の参考例1であるズームレンズの広角端(ワイド端)での断面を示す。本参考例のズームレンズは、14枚のレンズエレメントにより構成され、拡大側から順に負正正負正正の6つのレンズユニットを有する。14枚のレンズエレメント中、拡大側から2番目及び12番目のレンズエレメント12,52が、両面が非球面である非球面レンズエレメントである。 FIG. 1 shows a cross section at the wide-angle end (wide end) of a zoom lens that is Reference Example 1 of the present invention. The zoom lens of the present reference example is composed of 14 lens elements, and has six lens units of negative positive positive negative positive in order from the enlargement side. Among the 14 lens elements, the second and twelfth lens elements 12 and 52 from the magnification side are aspherical lens elements whose both surfaces are aspherical.
表1には、本参考例の数値例を示す。表1中、fはズームレンズ全系の広角端における焦点距離、ωは半画角、FはFナンバーである。面番号は、拡大側から順に各レンズ面に付した番号である。rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間の間隔(面間隔:次のレンズ面との物理的間隔)である。表中に括弧書きで記載されている面間隔は、ズーミングに伴って表1(B)に示すように変化する。n,νはそれぞれ該レンズ面を備えたレンズエレメントを構成するガラス材料のd線の屈折率及びアッベ数である。 Table 1 shows numerical examples of this reference example. In Table 1, f is the focal length at the wide-angle end of the entire zoom lens system, ω is the half angle of view, and F is the F number. The surface number is a number assigned to each lens surface in order from the enlargement side. r is the radius of curvature of the lens surface, and d is the distance between the lens surfaces (surface distance: physical distance from the next lens surface). The surface spacing described in parentheses in the table changes as shown in Table 1 (B) with zooming. n d and ν d are the d-line refractive index and Abbe number of the glass material constituting the lens element having the lens surface, respectively.
面番号の右側に*が付されている面は、以下の関数(5)に従う非球面形状を有し、表1(C)に非球面係数を示す。yは該レンズ面の径方向の座標、xは光軸方向の座標を示す。   The surface marked with * on the right side of the surface number has an aspheric shape according to the following function (5), and Table 1 (C) shows the aspheric coefficient. y is a coordinate in the radial direction of the lens surface, and x is a coordinate in the optical axis direction.
x =(y2 /R)/[1+{1-(1+K)(y2 /R2 )}1/2] +Ay4 +By6 +Cy8 +Dy10 +Ey12 …(5)
以上の諸元の表し方は、他の実施例又は参考例の数値例でも同じである。
x = (y 2 / R) / [1+ {1- (1 + K) (y 2 / R 2 )} 1/2 ] + Ay 4 + By 6 + Cy 8 + Dy 10 + Ey 12 … (5 )
The manner of expressing the above specifications is the same in the numerical examples of the other embodiments or reference examples .
参考例(数値例)では、ズーミングのために、第2,第3,第4及び第5レンズユニット20〜50が光軸方向に移動し、第1及び第6レンズユニット10,60は不動(固定)である。図1には、広角端から望遠端にズーミングする際の第2,第3,第4及び第5レンズユニット20〜50の移動を矢印で示している。 In this reference example (numerical example), the second, third, fourth and fifth lens units 20 to 50 move in the optical axis direction for zooming, and the first and sixth lens units 10 and 60 do not move. (Fixed). In FIG. 1, the movement of the second, third, fourth and fifth lens units 20 to 50 during zooming from the wide-angle end to the telephoto end is indicated by arrows.
第1レンズユニット(B1レンズユニット)10は、全体として負の屈折力を有し、拡大側から順に、負負負正の4枚のレンズエレメントで構成されている。第1レンズユニット10のうち拡大側から2番目の第2レンズエレメント12は、拡大側に凸面を向けた負の両面非球面メニスカスレンズエレメントであり、プラスチックレンズエレメントである。   The first lens unit (B1 lens unit) 10 has a negative refractive power as a whole, and is composed of four negative, negative and positive lens elements in order from the enlargement side. The second lens element 12 second from the magnification side in the first lens unit 10 is a negative double-sided aspheric meniscus lens element with a convex surface facing the magnification side, and is a plastic lens element.
高輝度プロジェクタにおいては、拡大側のレンズは外気に近いために温度が低く、拡大側におけるプラスチックレンズの使用は問題がない。もちろん、ここにガラスモールドレンズやレプリカレンズを用いることも可能である。第1レンズユニット10の最も拡大側に正レンズを配置(追加)して歪曲補正を行ってもよい(第1レンズユニット全体としては負)。   In a high-intensity projector, the temperature on the magnification side is close to the outside air, so the temperature is low, and there is no problem in using a plastic lens on the magnification side. Of course, it is also possible to use a glass mold lens or a replica lens here. A distortion correction may be performed by arranging (adding) a positive lens on the most enlargement side of the first lens unit 10 (negative as a whole of the first lens unit).
第2レンズユニット20〜第5レンズユニット50は、ズーミングにおいて光軸方向に移動する複数の可動レンズユニットであり、第2レンズユニット20が主たる変倍レンズユニットである。   The second lens unit 20 to the fifth lens unit 50 are a plurality of movable lens units that move in the optical axis direction during zooming, and the second lens unit 20 is a main variable power lens unit.
第2レンズユニット20は、全体として正の屈折力を有し、拡大側から順に、正正負の3枚のレンズエレメント21〜23により構成されている。拡大側から2番目及び3番目のレンズエレメント22,23は接合レンズコンポーネントを構成している。   The second lens unit 20 has a positive refractive power as a whole, and is composed of three positive and negative lens elements 21 to 23 in order from the enlargement side. The second and third lens elements 22 and 23 from the enlargement side constitute a cemented lens component.
第3レンズユニット30は、正の単レンズエレメントにより構成されている。   The third lens unit 30 is composed of a positive single lens element.
第4レンズユニット40は、全体として負の屈折力を有し、負レンズエレメント41と正のレンズエレメント42の接合レンズコンポーネントにより構成されている。   The fourth lens unit 40 has a negative refractive power as a whole, and is constituted by a cemented lens component of a negative lens element 41 and a positive lens element 42.
第5レンズユニット(Bk-1レンズユニット)50については、後述する。   The fifth lens unit (Bk-1 lens unit) 50 will be described later.
また、第6レンズユニット(Bkレンズユニット)60は、正の単レンズエレメントにより構成されている。   The sixth lens unit (Bk lens unit) 60 is configured by a positive single lens element.
80は、偏光ビームスプリッタや色合成プリズム等の色分解合成光学系を構成する光学素子であり、IPには液晶パネル等の画像形成素子が配置される。これらは後述する他の実施例又は参考例でも同じである。 Reference numeral 80 denotes an optical element constituting a color separation / combination optical system such as a polarization beam splitter or a color synthesis prism, and an image forming element such as a liquid crystal panel is disposed in the IP. These are the same in other examples or reference examples described later.
第5レンズユニット50は、拡大側から順に、以下の接合レンズコンポーネント(Laspレンズコンポーネント51,52)と正のレンズエレメント53とを有する。接合レンズコンポーネントは、拡大側から順に配置された両凹の負レンズエレメント51と両凸の正レンズエレメント52が接合されて構成されている。該接合レンズコンポーネント(51,52)は、全体として負の屈折力を有する。   The fifth lens unit 50 includes the following cemented lens components (Lasp lens components 51 and 52) and a positive lens element 53 in order from the enlargement side. The cemented lens component is configured by cementing a biconcave negative lens element 51 and a biconvex positive lens element 52 that are sequentially arranged from the enlargement side. The cemented lens component (51, 52) has a negative refractive power as a whole.
両凸の正レンズエレメント52は、縮小側のレンズ面(Laspレンズコンポーネントのうち最も縮小側のレンズ面)を非球面としたガラスモールドレンズであり、これにより軸外及び軸上の収差の補正を行う。軸外及び軸上の収差をバランスよく補正するために、接合レンズコンポーネントの合成焦点距離faspと第5レンズユニット50全体の焦点距離fBk-1との比は、条件(1)を満たす。さらに、Laspレンズコンポーネントの最も拡大側のレンズ面(負レンズエレメント51の拡大側レンズ面)の外径が条件(3)式を満たすことで、より低コストで非球面レンズエレメントを製作できる。   The biconvex positive lens element 52 is a glass mold lens in which the lens surface on the reduction side (the lens surface on the most reduction side among the Lasp lens components) is aspherical, thereby correcting aberrations off and on the axis. Do. In order to correct off-axis and on-axis aberrations in a well-balanced manner, the ratio between the combined focal length fasp of the cemented lens component and the focal length fBk-1 of the entire fifth lens unit 50 satisfies the condition (1). Furthermore, an aspherical lens element can be manufactured at a lower cost when the outer diameter of the most magnified lens surface of the Lasp lens component (the magnified lens surface of the negative lens element 51) satisfies the condition (3).
また、負レンズエレメント51を構成するガラス材のガラス転移温度Tgは、条件(4)を満たしている。   Further, the glass transition temperature Tg of the glass material constituting the negative lens element 51 satisfies the condition (4).
条件(2)は、プロジェクタ用投射レンズとして満たすべき、該ズームレンズのバックフォーカスの空気換算値とズームレンズ全系の広角端における焦点距離との間の条件であり、本参考例(数値例)でもこれを満たす。 Condition (2) is a condition between the air-converted value of the back focus of the zoom lens and the focal length at the wide-angle end of the entire zoom lens system that should be satisfied as a projector projection lens. This reference example (numerical example) But it meets this.
また、条件(1),(2)に代えて、以下の条件(1′),(2′)を満たすことで、収差補正上さらに有利になる。   Further, it is more advantageous in terms of aberration correction by satisfying the following conditions (1 ′) and (2 ′) instead of the conditions (1) and (2).
-1.0≦fasp/fBk-1 ≦ -0.45 …(1′)
0.4≦|f/bf|≦ 0.8 …(2′
-1.0 ≤ fasp / fBk-1 ≤ -0.45 (1 ')
0.4 ≦ | f / bf | ≦ 0.8 (2 ' )
-1.0≦fasp/fBk-1 ≦ -0.45 …(1′)
0.4≦|f/bf|≦ 0.8 …(2′)。

《表1》
f=23.8〜37.2(変倍比1.56) ω=28.9°〜19.4° F/1.60〜F/2.28

条件(1)の値 = -0.500
条件(2)の値 = 0.765
条件(3)の値 = 26

(A)レンズデータ
面番号 r d nd νd
1 100.829 2.76 1.743 44.7
2 25.840 4.63
3* 54.362 2.50 1.529 55.7
4* 29.447 11.61
5 -29.179 2.29 1.487 70.2
6 -73.938 1.00
7 -449.897 4.20 1.834 37.1
8 -58.081 ( )
9 69.623 4.42 1.834 37.1
10 -617.449 0.50
11 53.736 8.02 1.749 35.2
12 -53.736 1.30 1.755 27.5
13 174.794 ( )
14 46.251 2.87 1.487 70.2
15 1905.775 ( )
16 -348.089 1.15 1.698 30.1
17 15.031 4.51 1.487 70.2
18 61.920 ( )
19 -21.910 1.40 1.755 27.5
20 39.087 6.65 1.583 59.3
21* -30.749 3.50
22 152.345 7.52 1.516 64.1
23 -32.807 ( )
24 68.146 5.64 1.805 25.4
25 -163.261 2.00
26 ∞ 32.00 1.516 64.1
27 ∞ 8.07

(B)可変面間隔
W M T
d 8 23.61 13.41 0.50
d13 17.91 17.78 15.03
d15 1.19 3.18 8.49
d18 3.74 4.26 3.16
d23 2.08 9.89 21.35

(C)非球面係数
K A B C D E
3 0.000e+000 9.246e-006 -5.124e-008 1.512e-010 -2.572e-013 1.391e-016
4 -2.377e-001 6.238e-007 -6.574e-008 1.913e-010 -3.806e-013 2.501e-016
21 -1.643e-001 1.724e-006 1.346e-008 -1.478e-010 8.704e-013 -2.454e-015

図2には、本数値例のズームレンズの広角端と望遠端での球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
参考例2]
-1.0 ≤ fasp / fBk-1 ≤ -0.45 (1 ')
0.4 ≦ | f / bf | ≦ 0.8 (2 ′).

<Table 1>
f = 23.8-37.2 (magnification ratio 1.56) ω = 28.9 ° -19.4 ° F / 1.60-F / 2.28

Condition (1) value = -0.500
Condition (2) value = 0.765
Condition (3) value = 26

(A) Lens data Surface number rd nd νd
1 100.829 2.76 1.743 44.7
2 25.840 4.63
3 * 54.362 2.50 1.529 55.7
4 * 29.447 11.61
5 -29.179 2.29 1.487 70.2
6 -73.938 1.00
7 -449.897 4.20 1.834 37.1
8 -58.081 ()
9 69.623 4.42 1.834 37.1
10 -617.449 0.50
11 53.736 8.02 1.749 35.2
12 -53.736 1.30 1.755 27.5
13 174.794 ()
14 46.251 2.87 1.487 70.2
15 1905.775 ()
16 -348.089 1.15 1.698 30.1
17 15.031 4.51 1.487 70.2
18 61.920 ()
19 -21.910 1.40 1.755 27.5
20 39.087 6.65 1.583 59.3
21 * -30.749 3.50
22 152.345 7.52 1.516 64.1
23 -32.807 ()
24 68.146 5.64 1.805 25.4
25 -163.261 2.00
26 ∞ 32.00 1.516 64.1
27 ∞ 8.07

(B) Variable surface spacing
WMT
d 8 23.61 13.41 0.50
d13 17.91 17.78 15.03
d15 1.19 3.18 8.49
d18 3.74 4.26 3.16
d23 2.08 9.89 21.35

(C) Aspheric coefficient
KABCDE
3 0.000e + 000 9.246e-006 -5.124e-008 1.512e-010 -2.572e-013 1.391e-016
4 -2.377e-001 6.238e-007 -6.574e-008 1.913e-010 -3.806e-013 2.501e-016
21 -1.643e-001 1.724e-006 1.346e-008 -1.478e-010 8.704e-013 -2.454e-015

FIG. 2 shows spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of this numerical example.
[ Reference Example 2]
図3には、本発明の参考例1であるズームレンズの広角端での断面を示す。本参考例のズームレンズは、11枚のレンズエレメントにより構成され、拡大側から順に負正正負正正の6つのレンズユニットを有する。 FIG. 3 shows a cross section at the wide-angle end of a zoom lens that is Reference Example 1 of the present invention. The zoom lens of this reference example is composed of eleven lens elements, and has six lens units that are negative, positive, positive, negative and positive in order from the magnification side.
参考例でも、ズーミングのために、第2,第3,第4及び第5レンズユニット20〜50が光軸方向に移動し、第1及び第6レンズユニット10,60は不動(固定)である。 Also in this reference example, for zooming, the second, third, fourth, and fifth lens units 20 to 50 move in the optical axis direction, and the first and sixth lens units 10 and 60 are stationary (fixed). is there.
参考例1とは、第5レンズユニット(Bk-1レンズユニット)50のうち最も拡大側の負のレンズコンポーネント(Laspレンズコンポーネント)51が、縮小側に凸面を向けた両面非球面メニスカスレンズエレメントにより構成されている点で大きく異なる。これにより、色収差の補正効果をある程度確保しつつ、両面の非球面化による性能向上とレンズエレメント枚の削減による低コスト化を実現できる。第5レンズユニット50は、上記縮小側に凸面を向けたメニスカスレンズエレメント51の縮小側に、正のレンズエレメント52を有する。 Reference example 1 is that a negative lens component (Lasp lens component) 51 on the most enlargement side of the fifth lens unit (Bk-1 lens unit) 50 is a double-sided aspheric meniscus lens element with a convex surface facing the reduction side. It differs greatly in that it is configured. Thereby, while ensuring the correction effect of chromatic aberration to some extent, it is possible to realize performance improvement by aspherical surfaces on both sides and cost reduction by reducing the number of lens elements. The fifth lens unit 50 has a positive lens element 52 on the reduction side of the meniscus lens element 51 with the convex surface facing the reduction side.
また、第1レンズユニット(B1レンズユニット)10は、参考例1と同様に構成されている。第2レンズユニット20は、全体として正の屈折力を有し、拡大側から順に、正負の2枚のレンズエレメント21,22により構成されている。 The first lens unit (B1 lens unit) 10 is configured in the same manner as in Reference Example 1. The second lens unit 20 has a positive refractive power as a whole, and is composed of two positive and negative lens elements 21 and 22 in order from the enlargement side.
第3レンズユニット30は、正の単レンズエレメントにより構成されている。第4レンズユニット40は、負の単レンズエレメントにより構成されている。さらに、第6レンズユニット(Bkレンズユニット)60は、正の単レンズエレメントにより構成されている。   The third lens unit 30 is composed of a positive single lens element. The fourth lens unit 40 is composed of a negative single lens element. Furthermore, the sixth lens unit (Bk lens unit) 60 is constituted by a positive single lens element.
参考例のズームレンズは、画像形成素子のサイズが小さく有効像円が小さいプロジェクタ用の投射レンズとして好適である。 The zoom lens of this reference example is suitable as a projection lens for a projector having a small image forming element and a small effective image circle.
表2には、本参考例の数値例を示す。図4には、本数値例のズームレンズの広角端と望遠端での球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。 Table 2 shows numerical examples of this reference example. FIG. 4 shows spherical aberration, astigmatism and distortion at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of this numerical example.

《表2》
f=21.8〜34.6(変倍比1.59) ω=29.2°〜19.4° F/1.60〜F/2.30

式(1)の値 = -0.772
式(2)の値 = 0.793
式(3)の値 = 24

(A)レンズデータ
面番号 r d nd νd
1 209.977 1.70 1.669 39.2
2 25.222 3.56
3* 40.216 2.60 1.529 55.7
4* 26.717 11.36
5 -31.328 1.45 1.487 70.2
6 394.959 4.92 1.834 37.1
7 -56.227 ( )
8 85.173 4.90 1.696 55.5
9 -132.264 0.50
10 47.533 3.53 1.712 53.8
11 122.545 ( )
12 0.000 14.94
13 31.618 3.50 1.622 58.1
14 -264.146 ( )
15 -94.370 1.30 1.805 25.4
16 25.270 ( )
17* -23.946 1.80 1.688 31.0
18* -60.489 1.25
19 186.312 7.68 1.487 70.2
20 -19.938 ( )
21 57.528 5.87 1.717 47.9
22 -108.931 2.00
23 0.000 29.50 1.516 64.1
24 0.000 6.07
(B)可変面間隔
W M T
d 7 21.91 12.24 1.15
d11 9.93 10.11 9.28
d14 1.32 2.92 5.78
d16 7.78 7.64 3.63
d20 5.18 13.22 26.29

(C)非球面係数
K A B C D E
3 0.000e+000 8.310e-006 -2.371e-008 -1.056e-011 1.497e-013 -2.957e-016
4 3.342e-001 -5.240e-006 -4.217e-008 -1.482e-011 1.458e-013 -4.067e-016
17 0.000e+000 -1.743e-005 -3.912e-008 -6.214e-011 0.000e+000 0.000e+000
18 1.508e+000 3.642e-006 1.448e-009 2.767e-010 -1.374e-012 3.238e-015

<Table 2>
f = 21.8-34.6 (zoom ratio 1.59) ω = 29.2 ° -19.4 ° F / 1.60-F / 2.30

Value of formula (1) = -0.772
Value of formula (2) = 0.793
Value of formula (3) = 24

(A) Lens data Surface number rd nd νd
1 209.977 1.70 1.669 39.2
2 25.222 3.56
3 * 40.216 2.60 1.529 55.7
4 * 26.717 11.36
5 -31.328 1.45 1.487 70.2
6 394.959 4.92 1.834 37.1
7 -56.227 ()
8 85.173 4.90 1.696 55.5
9 -132.264 0.50
10 47.533 3.53 1.712 53.8
11 122.545 ()
12 0.000 14.94
13 31.618 3.50 1.622 58.1
14 -264.146 ()
15 -94.370 1.30 1.805 25.4
16 25.270 ()
17 * -23.946 1.80 1.688 31.0
18 * -60.489 1.25
19 186.312 7.68 1.487 70.2
20 -19.938 ()
21 57.528 5.87 1.717 47.9
22 -108.931 2.00
23 0.000 29.50 1.516 64.1
24 0.000 6.07
(B) Variable surface spacing
WMT
d 7 21.91 12.24 1.15
d11 9.93 10.11 9.28
d14 1.32 2.92 5.78
d16 7.78 7.64 3.63
d20 5.18 13.22 26.29

(C) Aspheric coefficient
KABCDE
3 0.000e + 000 8.310e-006 -2.371e-008 -1.056e-011 1.497e-013 -2.957e-016
4 3.342e-001 -5.240e-006 -4.217e-008 -1.482e-011 1.458e-013 -4.067e-016
17 0.000e + 000 -1.743e-005 -3.912e-008 -6.214e-011 0.000e + 000 0.000e + 000
18 1.508e + 000 3.642e-006 1.448e-009 2.767e-010 -1.374e-012 3.238e-015
図5には、本発明の実施例3であるズームレンズの広角端での断面を示す。本実施例のズームレンズは、11枚のレンズエレメントにより構成され、拡大側から順に、負正正正負正正の7つのレンズユニットを有する。   FIG. 5 shows a cross section at the wide-angle end of a zoom lens that is Embodiment 3 of the present invention. The zoom lens according to the present exemplary embodiment includes 11 lens elements, and includes seven lens units of negative positive positive positive negative positive in order from the enlargement side.
本実施例では、ズーミングのために、第2,第3,第4、第5及び第6レンズユニット20〜60が光軸方向に移動し、第1及び第7レンズユニット10,70は不動(固定)である。   In this embodiment, for zooming, the second, third, fourth, fifth and sixth lens units 20 to 60 move in the optical axis direction, and the first and seventh lens units 10 and 70 do not move ( Fixed).
第1レンズユニット(B1レンズユニット)10は、拡大側から順に、負負負の3枚のレンズエレメント11〜13により構成されている。   The first lens unit (B1 lens unit) 10 includes three negative and negative lens elements 11 to 13 in order from the enlargement side.
第2レンズユニット20は、正の単レンズエレメントにより構成されている。第3レンズユニット30は、正の単レンズエレメントにより構成されている。第4レンズユニット40は、拡大側から順に、正のレンズエレメント41と負のレンズエレメント42の接合レンズコンポーネントと絞りASにより構成されている。   The second lens unit 20 is composed of a positive single lens element. The third lens unit 30 is composed of a positive single lens element. The fourth lens unit 40 includes, in order from the enlargement side, a cemented lens component of a positive lens element 41 and a negative lens element 42 and an aperture AS.
第5レンズユニット50は、負のレンズエレメント51と正のレンズエレメント52が接合された負の接合レンズコンポーネントにより構成されている。   The fifth lens unit 50 includes a negative cemented lens component in which a negative lens element 51 and a positive lens element 52 are cemented.
第6レンズユニット(Bk-1レンズユニット)60は、拡大側から順に、負の接合レンズコンポーネント(Laspレンズコンポーネント61,62)と正のレンズエレメント63とを有する。接合レンズコンポーネントは、拡大側から順に配置された負のレンズエレメント61,62が接合されて構成され、縮小側のレンズエレメント62における縮小側のレンズ面(Laspレンズコンポーネントの最も縮小側のレンズ面)は、非球面である。   The sixth lens unit (Bk-1 lens unit) 60 includes a negative cemented lens component (Lasp lens components 61 and 62) and a positive lens element 63 in order from the enlargement side. The cemented lens component is configured by cementing negative lens elements 61 and 62 arranged in order from the magnification side, and a reduction-side lens surface of the reduction-side lens element 62 (lens surface on the most reduction side of the Lasp lens component). Is an aspherical surface.
さらに、第7レンズユニット(Bkレンズユニット)70は、正の単レンズエレメントにより構成されている。   Further, the seventh lens unit (Bk lens unit) 70 is constituted by a positive single lens element.
本実施例では、7つのレンズユニットを用いることで、参考例1より高い光学性能を実現している。 In this embodiment, by using seven lens units, optical performance higher than that of Reference Example 1 is realized.
また、本実施例のズームレンズでは、絞りASに最も近いレンズエレメント51とLaspレンズコンポーネント(接合レンズコンポーネント61,62)との間に1つのレンズエレメント52が配置されている。これにより、非球面効果によって軸上収差及び軸外収差を良好に補正することができる。なお、絞りに最も近いレンズエレメントとLaspレンズコンポーネントとの間に配置されるレンズエレメントは、2つ以上でもよい。   In the zoom lens of this embodiment, one lens element 52 is disposed between the lens element 51 closest to the stop AS and the Lasp lens component (bonded lens components 61 and 62). Thereby, it is possible to satisfactorily correct the axial aberration and the off-axis aberration by the aspheric effect. Two or more lens elements may be arranged between the lens element closest to the stop and the Lasp lens component.
本実施例のズームレンズは、画像形成素子のサイズが小さく有効像円が小さいプロジェクタ用の投射レンズとして好適である。   The zoom lens of this embodiment is suitable as a projection lens for a projector having a small image forming element and a small effective image circle.
表3には、本実施例の数値例を示す。図6には、本数値例のズームレンズの広角端と望遠端での球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。   Table 3 shows numerical examples of the present embodiment. FIG. 6 shows spherical aberration, astigmatism, and distortion at the wide-angle end and the telephoto end of the zoom lens of this numerical example.

《表3》
f=23.8〜37.7(変倍比1.58) ω=28.9°〜19.2° F/1.60〜F/2.26

式(1)の値 = -0.802
式(2)の値 = 0.765
式(3)の値 = 26

(A)レンズデータ
面番号 r d nd νd
1 469.340 2.00 1.612 58.7
2 27.917 3.40
3* 50.000 2.50 1.529 55.7
4* 30.201 11.21
5 -38.764 1.65 1.487 70.2
6 -120.473 ( )
7 555.277 4.09 1.834 37.1
8 -76.630 ( )
9 51.436 4.17 1.834 37.1
10 297.500 ( )
11 57.322 5.61 1.712 53.8
12 -68.990 1.30 1.805 25.4
13 -492.970 13.31
14 0.000 ( )
15 -79.813 1.15 1.672 32.0
16 15.994 4.48 1.612 58.7
17 74.748 ( )
18 -22.310 1.80 1.698 30.1
19 -44.853 2.15 1.693 53.2
20* -45.932 2.37
21 223.505 9.31 1.496 81.5
22 -23.914 ( )
23 57.135 5.17 1.743 44.7
24 -197.672 2.00
25 0.000 32.00 1.516 64.1
26 0.000 8.05

(B)可変面間隔
W M T
d 6 2.48 1.10 1.00
d 8 19.44 10.12 0.50
d10 7.04 5.17 0.70
d14 1.62 5.36 9.92
d17 8.07 5.37 3.60
d22 0.70 12.20 23.62

(C)非球面係数
K A B C D E
3 0.000e+000 1.849e-005 -6.272e-008 1.331e-010 -1.872e-013 1.079e-016
4 5.941e-001 8.553e-006 -7.452e-008 1.142e-010 -1.442e-013 8.141e-018
20 -5.858e+000 6.697e-006 1.312e-008 1.679e-010 -1.069e-012 2.257e-015

<< Table 3 >>
f = 23.8-37.7 (magnification ratio 1.58) ω = 28.9 ° -19.2 ° F / 1.60-F / 2.26

Value of formula (1) = -0.802
Value of formula (2) = 0.765
Value of equation (3) = 26

(A) Lens data Surface number rd nd νd
1 469.340 2.00 1.612 58.7
2 27.917 3.40
3 * 50.000 2.50 1.529 55.7
4 * 30.201 11.21
5 -38.764 1.65 1.487 70.2
6 -120.473 ()
7 555.277 4.09 1.834 37.1
8 -76.630 ()
9 51.436 4.17 1.834 37.1
10 297.500 ()
11 57.322 5.61 1.712 53.8
12 -68.990 1.30 1.805 25.4
13 -492.970 13.31
14 0.000 ()
15 -79.813 1.15 1.672 32.0
16 15.994 4.48 1.612 58.7
17 74.748 ()
18 -22.310 1.80 1.698 30.1
19 -44.853 2.15 1.693 53.2
20 * -45.932 2.37
21 223.505 9.31 1.496 81.5
22 -23.914 ()
23 57.135 5.17 1.743 44.7
24 -197.672 2.00
25 0.000 32.00 1.516 64.1
26 0.000 8.05

(B) Variable surface spacing
WMT
d 6 2.48 1.10 1.00
d 8 19.44 10.12 0.50
d10 7.04 5.17 0.70
d14 1.62 5.36 9.92
d17 8.07 5.37 3.60
d22 0.70 12.20 23.62

(C) Aspheric coefficient
KABCDE
3 0.000e + 000 1.849e-005 -6.272e-008 1.331e-010 -1.872e-013 1.079e-016
4 5.941e-001 8.553e-006 -7.452e-008 1.142e-010 -1.442e-013 8.141e-018
20 -5.858e + 000 6.697e-006 1.312e-008 1.679e-010 -1.069e-012 2.257e-015
参考例1、2および実施例3で説明したズームレンズは、図7に示すプロジェクタ(画像投射装置)に用いられる。 The zoom lenses described in Reference Examples 1 and 2 and Example 3 are used in the projector (image projection apparatus) shown in FIG.
図7において、303は液晶ドライバである。この液晶ドライバ303には、パーソナルコンピュータ、DVDプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置350からのビデオ信号(画像情報)が入力される。液晶ドライバ303は、該ビデオ信号を、画像形成素子としての反射型液晶表示素子であるレッド(R)用液晶表示素子3R、グリーン(G)用液晶表示素子3G及びブルー(B)用液晶表示素子3Bの駆動信号に変換する。これにより、レッド用液晶表示素子3R、グリーン用液晶表示素子3G及びブルー用液晶表示素子3Bはそれぞれ独立に制御される。   In FIG. 7, reference numeral 303 denotes a liquid crystal driver. The liquid crystal driver 303 receives a video signal (image information) from an image supply device 350 such as a personal computer, a DVD player, or a TV tuner. The liquid crystal driver 303 converts the video signal into a red (R) liquid crystal display element 3R, a green (G) liquid crystal display element 3G, and a blue (B) liquid crystal display element, which are reflective liquid crystal display elements as image forming elements. It is converted into a 3B drive signal. Accordingly, the red liquid crystal display element 3R, the green liquid crystal display element 3G, and the blue liquid crystal display element 3B are controlled independently.
なお、本実施例では、反射型液晶表示素子を画像形成素子として用いたプロジェクタについて説明するが、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を画像形成素子として用いてもよい。   In this embodiment, a projector using a reflective liquid crystal display element as an image forming element will be described. However, a digital micromirror device (DMD) may be used as an image forming element.
また、プロジェクタと画像供給装置350により画像表示システムが構成される。   The projector and the image supply device 350 constitute an image display system.
301は照明光学系である。なお、図の枠内における左側には、右側に示した照明光学系301の側面図を示している。照明光学系301は、高圧水銀ランプ等の光源ランプ301aから発せられた白色光を、図の紙面に垂直な偏光方向を有する直線偏光に変換してダイクロイックミラー305に導く。   Reference numeral 301 denotes an illumination optical system. Note that a left side in the figure shows a side view of the illumination optical system 301 shown on the right side. The illumination optical system 301 converts white light emitted from a light source lamp 301 a such as a high-pressure mercury lamp into linearly polarized light having a polarization direction perpendicular to the paper surface of the drawing and guides it to the dichroic mirror 305.
本実施例のダイクロイックミラー305は、マゼンタ色の光を反射してグリーン色の光を透過する。これにより、白色光のうちマゼンタ光成分が偏向されて、ブルークロスカラー偏光子311に導かれる。   The dichroic mirror 305 of this embodiment reflects magenta light and transmits green light. As a result, the magenta light component of the white light is deflected and guided to the blue cross color polarizer 311.
ブルークロスカラー偏光子311は、ブルー色の偏光に対して半波長のリタデーションを与える。これにより、紙面に水平な偏光方向を有する直線偏光であるブルー光成分と、紙面に垂直な偏光方向を有する直線偏光であるレッド光成分とが生成される。   The blue cross color polarizer 311 provides half-wave retardation for blue polarized light. Thus, a blue light component that is linearly polarized light having a polarization direction horizontal to the paper surface and a red light component that is linearly polarized light having a polarization direction perpendicular to the paper surface are generated.
次に、ブルー光成分は、第1の偏光ビームスプリッタ310にP偏光として入射し、その偏光分離膜を透過して、ブルー用液晶表示素子3Bに導かれる。また、レッド光成分は、第1の偏光ビームスプリッタ310にS偏光として入射し、その偏光分離膜で反射されてレッド用液晶表示素子3Rに導かれる。   Next, the blue light component enters the first polarization beam splitter 310 as P-polarized light, passes through the polarization separation film, and is guided to the blue liquid crystal display element 3B. The red light component is incident on the first polarizing beam splitter 310 as S-polarized light, reflected by the polarization separation film, and guided to the red liquid crystal display element 3R.
一方、ダイクロイックミラー305を透過したグリーン光成分は、光路長を補正するためのダミーガラス306を通過した後、第2の偏光ビームスプリッタ307に入射する。図の紙面に垂直な偏光方向を有するグリーン光成分は、第2の偏光ビームスプリッタ307の偏光分離膜に対してS偏光であるため、ここで反射されてグリーン用液晶表示素子3Gに導かれる。   On the other hand, the green light component transmitted through the dichroic mirror 305 passes through the dummy glass 306 for correcting the optical path length, and then enters the second polarization beam splitter 307. Since the green light component having the polarization direction perpendicular to the paper surface of the drawing is S-polarized light with respect to the polarization separation film of the second polarization beam splitter 307, it is reflected here and guided to the green liquid crystal display element 3G.
以上のようにして、レッド用液晶表示素子3R、グリーン用液晶表示素子3G及びブルー用液晶表示素子3Gに照明光が入射する。   As described above, the illumination light is incident on the red liquid crystal display element 3R, the green liquid crystal display element 3G, and the blue liquid crystal display element 3G.
各液晶表示素子は、入射した照明光(偏光光)に対して、該液晶表示素子上に配列された画素の変調状態に応じてリタデーションを与える。各液晶表示素子からの反射光のうち、照明光と同じ方向の偏光成分は、照明光の光路を概ね引き返して光源ランプ側に戻る。   Each liquid crystal display element gives retardation to incident illumination light (polarized light) according to a modulation state of pixels arranged on the liquid crystal display element. Of the reflected light from each liquid crystal display element, the polarized light component in the same direction as the illumination light almost returns the optical path of the illumination light and returns to the light source lamp side.
また、各液晶表示素子からの反射光のうち、照明光の偏光方向に対して直交する偏光方向の偏光成分により形成される画像光は以下のように進む。   In addition, among the reflected light from each liquid crystal display element, the image light formed by the polarization component in the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the illumination light proceeds as follows.
レッド用液晶表示素子3Rから射出した図の紙面に水平な偏光方向の直線偏光であるレッド光成分は、第1の偏光ビームスプリッタ310の偏光分離膜をP偏光として透過し、次にレッドクロスカラー偏光子312を透過する。レッドクロスカラー偏光子312は、レッド光成分に半波長のリタデーションを与える。これにより、レッド光成分は、図の紙面に垂直な偏光方向を有する直線偏光に変換される。そして、該レッド光成分は、第3の偏光ビームスプリッタ308にS偏光として入射し、その偏光分離膜で反射して、上述したズームレンズとしての投射レンズ(投射用ズームレンズ)304に導かれ、この投射レンズによって拡大投射される。   The red light component, which is linearly polarized light with a polarization direction horizontal to the paper surface of the drawing emitted from the red liquid crystal display element 3R, passes through the polarization separation film of the first polarization beam splitter 310 as P-polarized light, and then the red cross color. The light passes through the polarizer 312. The red cross color polarizer 312 gives half-wave retardation to the red light component. As a result, the red light component is converted into linearly polarized light having a polarization direction perpendicular to the drawing sheet. Then, the red light component is incident on the third polarization beam splitter 308 as S-polarized light, reflected by the polarization separation film, and guided to the projection lens (projection zoom lens) 304 as the zoom lens described above. The projection lens is enlarged and projected.
ブルー用液晶表示素子3Bから射出した図の紙面に垂直な偏光方向を有する直線偏光であるブルー光成分は、第1の偏光ビームスプリッタ310の偏光分離膜でS偏光として反射し、レッドクロスカラー偏光子312をそのまま通過する。そして、該ブルー光成分は、第3の偏光ビームスプリッタ308にS偏光として入射し、その偏光分離面で反射して投射レンズ304に導かれ、拡大投射される。   The blue light component, which is linearly polarized light having a polarization direction perpendicular to the paper surface of the drawing, emitted from the blue liquid crystal display element 3B is reflected as S-polarized light by the polarization separation film of the first polarizing beam splitter 310, and is red-cross-color polarized light. It passes through the child 312 as it is. Then, the blue light component is incident on the third polarization beam splitter 308 as S-polarized light, reflected by the polarization separation surface, guided to the projection lens 304, and enlarged and projected.
グリーン用液晶表示素子3Gから射出した図の紙面に水平な偏光方向を有する直線偏光であるグリーン光成分は、第2の偏光ビームスプリッタ307の偏光分離膜をP偏光として透過し、次に光路長を補正するためのダミーガラス309を透過する。そして、該ブルー光成分は、第3の偏光ビームスプリッタ308にP偏光として入射し、その偏光分離膜を透過して、投射レンズ304に導かれ、拡大投射される。   The green light component, which is linearly polarized light having a polarization direction horizontal to the paper surface of the drawing, emitted from the green liquid crystal display element 3G passes through the polarization separation film of the second polarization beam splitter 307 as P-polarized light, and then the optical path length. Is transmitted through the dummy glass 309 for correcting the above. Then, the blue light component enters the third polarization beam splitter 308 as P-polarized light, passes through the polarization separation film, is guided to the projection lens 304, and is enlarged and projected.
第3の偏光ビームスプリッタ308で色合成されたレッド、グリーン及びブルー光成分は、投射レンズ304の入射瞳によって捕らえられ、光拡散スクリーン(被投射面)313に転送される。各液晶表示素子の光変調面とスクリーン313の光拡散面とが投射レンズ304によって光学的に共役な関係に配されているため、スクリーン313上には、ビデオ信号に応じた画像が投射(表示)される。なお、レッド用液晶表示素子3R、グリーン用液晶表示素子3G及びブルー用液晶表示素子3Bは、対応する画素からの光がスクリーン313上において所定の精度で重なるように調整されている。   The red, green, and blue light components color-combined by the third polarization beam splitter 308 are captured by the entrance pupil of the projection lens 304 and transferred to the light diffusion screen (projected surface) 313. Since the light modulation surface of each liquid crystal display element and the light diffusion surface of the screen 313 are arranged in an optically conjugate relationship by the projection lens 304, an image corresponding to the video signal is projected (displayed) on the screen 313. ) The red liquid crystal display element 3 </ b> R, the green liquid crystal display element 3 </ b> G, and the blue liquid crystal display element 3 </ b> B are adjusted so that light from the corresponding pixels overlaps with a predetermined accuracy on the screen 313.
なお、第1及び第2の偏光ビームスプリッタ310,307、ダミーガラス309及び第3の偏光ビームスプリッタ308が、上述した色分解合成光学系を構成する。   Note that the first and second polarizing beam splitters 310 and 307, the dummy glass 309, and the third polarizing beam splitter 308 constitute the color separation / synthesis optical system described above.
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、種々の変形及び変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made.
本発明の参考例1であるズームレンズの広角端での断面図。Sectional drawing at the wide-angle end of the zoom lens which is Reference Example 1 of the present invention. 参考例1の数値例の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of a numerical example of Reference Example 1. 本発明の参考例2であるズームレンズの広角端での断面図。Sectional drawing in the wide-angle end of the zoom lens which is the reference example 2 of this invention. 参考例2の数値例の収差図。FIG. 6 is an aberration diagram of a numerical example of Reference Example 2. 本発明の実施例3であるズームレンズの広角端での断面図。Sectional drawing at the wide-angle end of a zoom lens that is Embodiment 3 of the present invention. 実施例3の数値例の収差図。FIG. 10 is an aberration diagram of a numerical example of Example 3. 実施例又は参考例のズームレンズを用いたプロジェクタの構成例を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a projector using a zoom lens of an example or a reference example .
符号の説明Explanation of symbols
10 第1レンズユニット
20 第2レンズユニット
30 第3レンズユニット
40 第4レンズユニット
50 第5レンズユニット
60 第6レンズユニット
70 第7レンズユニット
80 色分解合成光学系を構成する光学素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st lens unit 20 2nd lens unit 30 3rd lens unit 40 4th lens unit 50 5th lens unit 60 6th lens unit 70 7th lens unit 80 The optical element which comprises a color separation synthetic | combination optical system

Claims (9)

  1. 原画を拡大投射する投射用ズームレンズであって、拡大側から順に、
    第1レンズユニットと、
    第2レンズユニットと、
    正の第3レンズユニットと、
    正の第4レンズユニットと、
    負の第5レンズユニットと、
    正の第6レンズユニットと、
    正の第7レンズユニットとで構成され、
    前記第2レンズユニット、前記第3レンズユニット、前記第4レンズユニット、前記第5レンズユニット、そして前記第6レンズユニットは、ズーミングのために移動する可動レンズユニットであり
    前記第6レンズユニットは、拡大側から順に、負の接合レンズコンポーネントと、正のレンズエレメントで構成され、かつ前記接合レンズコンポーネントは最も縮小側の面が非球面であり、
    以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
    -1.5≦fasp/fBk-1≦-0.38
    0.2≦|f/bf|≦1.0
    ただし、fBk-1は前記第6レンズユニットの焦点距離、faspは前記接合レンズコンポーネントの焦点距離、fは前記ズームレンズの全系の広角端における焦点距離、bfは前記ズームレンズの最も縮小側のレンズ面から縮小側共役面までの空気換算バックフォーカスである。
    This is a projection zoom lens that magnifies and projects the original image .
    A negative first lens unit;
    A positive second lens unit;
    A positive third lens unit;
    A positive fourth lens unit;
    A negative fifth lens unit;
    A positive sixth lens unit;
    It consists of a positive seventh lens unit,
    The second lens unit, the third lens unit, the fourth lens unit, the fifth lens unit and the sixth lens unit, is a variable dynamic lens unit that move for zooming,
    The sixth lens unit includes, in order from the magnification side, a negative cemented lens component and a positive lens element, and the cemented lens component has an aspherical surface on the most reduction side,
    A zoom lens satisfying the following conditions:
    -1.5 ≦ fasp / fBk-1 ≦ -0.38
    0.2 ≦ | f / bf | ≦ 1.0
    Where fBk-1 is the focal length of the sixth lens unit, fasp is the focal length of the cemented lens component, f is the focal length at the wide-angle end of the entire zoom lens system, and bf is the most reduced side of the zoom lens. This is an air equivalent back focus from the lens surface to the reduction side conjugate surface.
  2. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
    DLasp≦35 [mm]
    ただし、DLaspは前記接合レンズコンポーネントにおける最も拡大側のレンズ面の外径である。
    The zoom lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
    DLasp ≦ 35 [mm]
    However, DLasp is the outer diameter of the most magnified lens surface in the cemented lens component.
  3. 前記接合レンズコンポーネントは、拡大側から順に配置された負のレンズエレメントと正のレンズエレメントが接合されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のズームレンズ。 The cemented lens component, the zoom lens according to claim 1 or 2 and the negative lens elements arranged in order from the magnifying side and a positive lens element, characterized in Tei Rukoto joined.
  4. 以下の条件を満足していることを特徴とする請求項1からのいずれか1つに記載のズームレンズ。
    300℃≦ Tg ≦ 600℃
    ただし、Tgは前記接合レンズコンポーネントのうち前記非球面を有するレンズエレメントのガラス材料のガラス転移温度である。
    The zoom lens according to claim 1, any one of 3, characterized in that the following conditions are satisfied.
    300 ℃ ≦ Tg ≦ 600 ℃
    Where Tg is the glass transition temperature of the glass material of the lens element having the aspherical surface among the cemented lens components.
  5. 絞りを有し、
    該絞りに最も近いレンズエレメントと前記接合レンズコンポーネントとの間に少なくとも1つのレンズエレメントが配置されていることを特徴とする請求項1からのいずれか1つに記載のズームレンズ。
    Having an aperture,
    At least one of the zoom lens according to claim 1, any one of 4 lens elements is characterized in that it is arranged between the nearest lens element in the restrictor and the cemented lens component.
  6. 前記第1レンズユニットのうち拡大側から2番目のレンズエレメントは、拡大側に凸面を向けた負の両面非球面メニスカスレンズエレメントであることを特徴とする請求項1からのいずれか1つに記載のズームレンズ。 The second lens element from the magnification side in the first lens unit includes one of claims 1 to 5, characterized in that the magnification side is a negative aspherical meniscus lens element having a convex surface directed toward The described zoom lens.
  7. 請求項1からのいずれか1つに記載のズームレンズと、
    照明光学系からの光を色分解して、それぞれ原画を形成する複数の画像形成素子に導き、該複数の画像形成素子からの複数の色光を合成して前記ズームレンズに導く色分解合成光学系とを有することを特徴とする光学ユニット。
    A zoom lens according to any one of claims 1 to 6 ;
    Color separation / synthesis optical system that color-separates light from the illumination optical system, guides it to a plurality of image forming elements each forming an original image, and combines a plurality of color lights from the plurality of image forming elements to lead to the zoom lens An optical unit comprising:
  8. 請求項に記載の光学ユニットを有する画像投射装置。 An image projection apparatus comprising the optical unit according to claim 7 .
  9. 請求項に記載の画像投射装置と、
    該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
    An image projection device according to claim 8 ,
    An image display system comprising: an image supply device that supplies image information to the image projection device.
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