JP6084016B2 - ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 - Google Patents
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Description
本発明はズームレンズに関し、例えば画像をスクリーンに拡大投射する画像投射装置（プロジェクター）に用いられる投射レンズとして好適なものである。
従来、液晶などの画像表示素子を用いて、その画像表示素子に基づく画像を投射光学系でスクリーン面に拡大投影する画像投影装置（プロジェクター）が種々提案されている。プロジェクターは拡大投影時の視認性を良好に確保するために明るい投射画像であることが要望されている。プロジェクターに用いる投射光学系としては、設置性の面から、設置する環境に応じて種々な投射倍率で投射できるズームレンズであることが要望されている。プロジェクター用のズームレンズはズーミングに際して、Ｆナンバー（開口数）が変化するとズーミングに際して投射画像の明るさが変化してしまい観察上好ましくない。
従来、プロジェクター用のズームレンズで、ズーム全域でＦナンバーを一定に保つ事により、投射画像の明るさを一定に維持するようにしたズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
特許文献１の投射用ズームレンズは、拡大側より順に、負、正、正、正、正、正の屈折力の第１レンズ群乃至第６レンズ群よりなり、第４レンズ群と第５レンズ群の間にズーミングに際して独立に移動する開口径が固定又は可変の開口を設けている。これによってズーム全域にわたり、Ｆナンバーが一定となるように設定している。
特許文献２の投写用ズームレンズは、拡大側より順に負、正、正、負、正、正の屈折力の第１レンズ群乃至第６レンズ群よりなり、第２レンズ群の像側にズーミングに際して第２レンズ群と一体的に移動するマスクからなる開口を設けている。また第６レンズ群の物体側にズーミングに際して開口が固定の補助絞りを設けている。これによってズーム全域にわたりＦナンバーが一定となるように設定している。
プロジェクターに用いられるズームレンズは、投射画像が高画質であり、また画像を投射する際にズーミングに際してＦナンバーの変化が少なく種々な拡大倍率で明るさが一定となるよう投射できることが強く要望されている。投射画像が高画質でズーミングに際して投射画像の明るさが一定となるように、即ち全ズーム範囲にわたりＦナンバーを一定にするにはズームタイプや開口絞りの位置などのレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。
特許文献１の投射用ズームレンズでは開口絞りをズーム時に移動させる事で変倍の際にＦｎｏの変化が少ない構成をとっているが、広角端における余分光をカットする事ができずに高画質を実現することができないという問題がある。特許文献２の投射用ズームレンズでは補助絞りを設ける事で不要光をカットしている。しかしながら、開口絞りが最も縮小共役側で固定されているため、ズームポジションごとの諸収差の変動が多く、ズーミングによる光学性能の変化が大きくなる傾向があった。
本発明は、ズーム全域でＦナンバーの変化が少なく、かつズーミングに際しての諸収差の変動が少なく、全ズーム範囲にわたり良好な光学性能が得られるズームレンズの提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、拡大共役側から縮小共役側に順に、
複数のレンズ群を有する前群、開口絞り、複数のレンズ群を有する後群よりなり、
前記前群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、
ズーミングのためには不動の負の屈折力のレンズ群、ズーミングに際して移動する補助絞り、ズーミングに際して移動する１以上のレンズ群よりなる前方変倍レンズ群を有し、
前記後群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、ズーミングに際して移動する１以上のレンズ群よりなる後方変倍レンズ群、ズーミングのためには不動の正の屈折力のレンズ群を有し、
前記開口絞りはズーミングに際して他のレンズ群と異なった軌跡で移動し、
広角端と望遠端における前記前群の焦点位置から前記開口絞りまでの長さを各々Ｘｗ、Ｘｔ、
広角端と望遠端における前記後群の結像倍率を各々βｗｂ、βｔｂ、
全ズーム範囲において前記前方変倍レンズ群の最も拡大共役側のレンズ面から前記補助絞りまでの長さをＬｓ２、最も拡大共役側のレンズ面から最も縮小共役側のレンズ面までの長さをＬとするとき、
０．９＜（Ｘｔ・βｔｂ）／（Ｘｗ・βｗｂ）＜１．１
０．０２＜Ｌｓ２／Ｌ＜０．０５０
なる条件式を満足することを特徴としている。
複数のレンズ群を有する前群、開口絞り、複数のレンズ群を有する後群よりなり、
前記前群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、
ズーミングのためには不動の負の屈折力のレンズ群、ズーミングに際して移動する補助絞り、ズーミングに際して移動する１以上のレンズ群よりなる前方変倍レンズ群を有し、
前記後群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、ズーミングに際して移動する１以上のレンズ群よりなる後方変倍レンズ群、ズーミングのためには不動の正の屈折力のレンズ群を有し、
前記開口絞りはズーミングに際して他のレンズ群と異なった軌跡で移動し、
広角端と望遠端における前記前群の焦点位置から前記開口絞りまでの長さを各々Ｘｗ、Ｘｔ、
広角端と望遠端における前記後群の結像倍率を各々βｗｂ、βｔｂ、
全ズーム範囲において前記前方変倍レンズ群の最も拡大共役側のレンズ面から前記補助絞りまでの長さをＬｓ２、最も拡大共役側のレンズ面から最も縮小共役側のレンズ面までの長さをＬとするとき、
０．９＜（Ｘｔ・βｔｂ）／（Ｘｗ・βｗｂ）＜１．１
０．０２＜Ｌｓ２／Ｌ＜０．０５０
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、ズーム全域でＦナンバーの変化が少なく、かつズーミングに際しての諸収差の変動が少なく、全ズーム範囲にわたり良好な光学性能が得られるズームレンズが得られる。
以下に、本発明のズームレンズの各実施例について説明する。本発明のズームレンズは、拡大共役側から縮小共役側に順に、複数のレンズ群を有する前群、開口絞り、複数のレンズ群を有する後群よりなっている。前群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、ズーミングのためには不動の負の屈折力のレンズ群、ズーミングに際して移動する１以上のレンズ群よりなる前方変倍レンズ群を有している。
後群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、ズーミングに際して移動する１以上のレンズ群よりなる後方変倍レンズ群、ズーミングのためには不動の正の屈折力のレンズ群を有している。開口絞りはズーミングに際して他のレンズ群と異なった軌跡で移動する。前群はズーミングに際して移動する補助絞りを有している。
図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明のズームレンズの実施例１の広角端（短焦点距離端）と望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明のズームレンズの実施例１の投射距離２１００ｍｍのときの広角端と望遠端における縦収差図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明のズームレンズの実施例２の広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明のズームレンズの実施例２の投射距離２１００ｍｍのときの広角端と望遠端における縦収差図である。
図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明のズームレンズの実施例３の広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明のズームレンズの実施例３の投射距離２１００ｍｍのときの広角端と望遠端における縦収差図である。図７は本発明のズームレンズを有する画像投射装置の要部概略図である。
各実施例のズームレンズは、画像投射装置（プロジェクター）に用いられる投射レンズ（投射光学系）である。レンズ断面図において、左方が拡大共役側（スクリーン）（前方）で、右方が縮小共役側（画像表示素子側）（後方）である。ＬＡはズームレンズである。
ＬＦは前群、ＬＲは後群である。Ｂｉは第ｉレンズ群である。ＳＴは開口絞りである。ＡＰは補助絞りである。ＩＥは液晶パネル（画像表示素子）等の原画像（被投射画像）に相当している。Ｓはスクリーン面である。ＧＢは色分解、色合成用のプリズム、光学フィルター、フェースプレート（平行平板ガラス）、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。
矢印は広角端から望遠端へのズーミングの際のレンズユニットの移動方向（移動軌跡）を示している。広角端と望遠端は変倍用のレンズユニットが機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
収差図において、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。球面収差図（LONGITUDINAL,SPHERICAL,ABER）においては、波長４７０ｎｍ、波長５５０ｎｍ、波長６２０ｎｍについて示している。非点収差図（ASTIGMATIC,FIELD,CURVES）において、点線はメリディオナル像面、実線はサジタル像面を示す。歪曲収差図（DISTORTION）は波長５５０ｎｍについて示している。
各実施例のズームレンズは、開口絞りＳＴを境に拡大共役側に前群ＬＦ、縮小共役側に後群ＬＲを有している。拡大共役側から縮小共役側へ順に、前群ＬＦはフォーカシングに際して移動する負の屈折力の第１レンズ群Ｂ１、補助絞りＡＰ、正の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｂ３を有している。
後群ＬＲは負の屈折力の第４レンズ群Ｂ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｂ５、正の屈折力の第６レンズ群Ｂ６から構成されている。そして、ズーミングのためには第１レンズ群Ｂ１、第６レンズ群Ｂ６は不動である。広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｂ２乃至第５レンズ群Ｂ５が拡大共役側へ移動する。
第１レンズ群Ｂ１と第６レンズ群Ｂ６は変倍に寄与しないレンズ群であり、第２レンズ群Ｂ２乃至第５レンズ群Ｂ５が変倍レンズ群である。ここで第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３は前方変倍レンズ群ＬＦＶを構成している。また第４レンズ群Ｂ４と第５レンズ群Ｂ５は後方変倍レンズ群ＬＲＶを構成している。第１レンズ群Ｂ１は負の屈折力の第１１レンズ群Ｂ１１と正の屈折力の第１２レンズ群Ｂ１２よりなり、フォーカシングに際して互いに異なった軌跡（速度）で移動する。
各実施例はライトバルブを有した画像投射装置（特に液晶表示素子を搭載した３板色のプロジェクター）に用いられるズームレンズである。各実施例のズームレンズをライトバルブの変わりに撮像素子を用いた撮像装置用の撮像光学系として利用しても良い。
各実施例のズームレンズは拡大共役側から縮小共役側へ順に、負、正、正、負、正、正の屈折力の第１レンズ群Ｂ１乃至第６レンズ群Ｂ６の６つのレンズ群より構成している。ズーミングに際して第２レンズ群Ｂ２乃至第５レンズ群Ｂ５が移動する。第３レンズ群Ｂ３と第４レンズ群Ｂ４の間にズーミングに際して移動する開口絞りＳＴを有する。広角端と望遠端における前群ＬＦの焦点位置から開口絞りＳＴまでの長さを各々Ｘｗ、Ｘｔとする。広角端と望遠端における後群ＬＲの結像倍率を各々βｗｂ、βｔｂとする。
このとき、
０．９＜（Ｘｔ・βｔｂ）／（Ｘｗ・βｗｂ）＜１．１ ・・・（１）
なる条件式を満足している。
０．９＜（Ｘｔ・βｔｂ）／（Ｘｗ・βｗｂ）＜１．１ ・・・（１）
なる条件式を満足している。
各実施例では開口絞りＳＴより拡大側のレンズ群による前群ＬＦの焦点位置から開口絞りＳＴの間隔および開口絞りＳＴより縮小側のレンズ群による後群ＬＲの合成結像倍率が条件式（１）を満たすように構成している。これによって、ズーム全域においてズーミングに際してのＦナンバーの変化が少ないズームレンズを実現している。ここで、条件式（１）の上限値又は下限値を超えると、ズーミングに際してのＦナンバーの変化を少なくする事が困難になる。条件式（１）を満たす事で、全ズーム域でズーミングに際してのＦナンバーの変化が少ないズームレンズを得ている。
本発明のズームレンズにおいて、広角端および中間のズーム位置において余分光が発生してフレアとなるのを軽減するには次の構成をとるのが良い。通常のズームレンズでは、広角端において開口絞りより拡大共役側の変倍部のレンズ端またはそれを保持するメカ部で余分光を除去する事によりフレアの発生を抑制している。しかし、望遠端において、開口絞りより拡大共役側の変倍部における軸上光束が太くなると、広角端におけるフレア光を除去する事が困難になる。仮に広角端において変倍部のレンズ径を制限する事で余分光を除去すると、望遠端においてＦナンバーが暗く（大きく）なってしまう。
そこで本発明においては、開口絞りＳＴより拡大共役側に位置し、ズーミングに際して移動する開口径一定の補助絞りＡＰを配置している。これにより、ズーム全域でズーミングに際してのＦナンバーの変化が少ない構成でありながら、ズーミングにおける諸収差の変化を良好に補正し、画面全体にわたり良好な光学性能を有したズームレンズを得ている。尚、補助絞りＡＰはズーミングに際して開口径を変化させても良い。
各実施例において補助絞りＡＰはズーミングに際して第２レンズ群Ｂ２と一体的に（同じ軌跡）で移動しても良く、また他のレンズ群と異なった軌跡で移動しても良い。そして開口絞りＳＴより拡大共役側に位置し、ズーミングに際して移動する補助絞りＡＰは、変倍レンズ群（第２レンズ群）の最も拡大共役側のレンズの拡大側レンズ頂点（以降：変倍レンズ群の最も拡大共役側のレンズ頂点）より拡大共役側に配置されている。即ち、各実施例において補助絞りＡＰは前方変倍レンズ群ＬＦＶよりも拡大共役側に配置されている。
そして全ズーム範囲において前方変倍レンズ群ＬＦＶの最も拡大共役側のレンズ面から補助絞りＡＰまでの長さをＬｓ２とする。最も拡大共役側のレンズ面から最も縮小共役側のレンズ面までの長さをＬとする。このとき、
０．０２＜Ｌｓ２／Ｌ＜０．０５０ ・・・（２）
なる条件式を満足している。ここで条件式（２）における長さＬｓ２は全ズーム範囲の全てのズーム位置においても満足することを意味している。
０．０２＜Ｌｓ２／Ｌ＜０．０５０ ・・・（２）
なる条件式を満足している。ここで条件式（２）における長さＬｓ２は全ズーム範囲の全てのズーム位置においても満足することを意味している。
条件式（２）は最も拡大共役側のレンズ頂点から補助絞りまでの間隔を特定以上もたせる事を意味している。条件式（２）を外れると、光束径を小さくして余分光を減らしていくと望遠端において軸上光束も減少してしまい、Ｆナンバーが暗く（大きく）なってしまう。条件式（２）を満たす事により、望遠端における軸上光束を減らす事なく（ズーミングに際してＦナンバーの変化が少ない構成でありながら）広角端および中間のズーム位置における余分光を効果的に除去する事が容易となる。
また、条件式（２）に係る間隔は画角にも影響する。広角端における画角が小さくなるほど除去すべき余分光の画角も小さくなるため、余分光を効果的に除去するためには条件式（２）の間隔を大きくとる必要がある。
各実施例のズームレンズを画像表示素子によって形成された原画を投射する画像投射装置に用いたときの広角端における投射画角を２ωとする。このとき、
０．０２＜Ｌｓ２／（Ｌ・ｃｏｓω）＜０．０６ ・・・（３）
なる条件式を満足するのが良い。
０．０２＜Ｌｓ２／（Ｌ・ｃｏｓω）＜０．０６ ・・・（３）
なる条件式を満足するのが良い。
条件式（３）は任意の画角に対して、余分光を効果的に除去するためのものである。条件式（３）を満たす事で、ズーム全域でズーミングに際してのＦナンバーの変化が少ない構成とするのが容易になる。更にズーミングに際しての諸収差の変化を良好に補正し、画面全体にわたり良好な光学性能を有したズームレンズを得るのが容易になる。尚、好ましくは条件式（１）〜（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．９５＜（Ｘｔ・βｔｂ）／（Ｘｗ・βｗｂ）＜１．０５ ・・・（１ａ）
０．０２５＜Ｌｓ２／Ｌ＜０．０５０ ・・・（２ａ）
０．０３＜Ｌｓ２／（Ｌ・ｃｏｓω）＜０．０５ ・・・（３ａ）
以上のように各実施例によればズーム全域でＦナンバーが一定であるためズームポジションによる明るさの変動が少なく、かつズーミングに伴う収差変動が小さく、高い光学性能を有したズームレンズを得る事ができる。
０．０２５＜Ｌｓ２／Ｌ＜０．０５０ ・・・（２ａ）
０．０３＜Ｌｓ２／（Ｌ・ｃｏｓω）＜０．０５ ・・・（３ａ）
以上のように各実施例によればズーム全域でＦナンバーが一定であるためズームポジションによる明るさの変動が少なく、かつズーミングに伴う収差変動が小さく、高い光学性能を有したズームレンズを得る事ができる。
次に各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。実施例１のズームレンズ（投射レンズユニット）１は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｂ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｂ３を有する。更に負の屈折力の第４レンズ群Ｂ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｂ５、正の屈折力の第６レンズ群Ｂ６より構成される６群ズームレンズである。ズーミングに際して第１レンズ群と第６レンズ群は不動である。ズーミングに際して第２レンズ群乃至第５レンズ群が移動する。
第１レンズ群Ｂ１は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負、負、負、正レンズＬ１１〜Ｌ１４で構成され、第２レンズ群Ｂ２は１枚の正レンズＬ１５で構成され、第３レンズ群Ｂ３は１枚の正レンズＬ１６で構成されている。更に第４レンズ群Ｂ４は拡大共役側から縮小共役側へ順に、負、正、負、正レンズＬ１７〜Ｌ２０で構成され、第５レンズ群Ｂ５は負、正レンズＬ２１，Ｌ２２で構成されている。第６レンズ群Ｂ６は１枚の正レンズＬ２３で構成されている。
広角側（ｗｉｄｅ）から望遠側（ｔｅｌｅ）へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｂ２乃至第５レンズ群Ｂ５がいずれも拡大共役側に移動する。フォーカシングに際しては、第１レンズ群Ｂ１の拡大共役側の３つのレンズよりなる負の屈折力の第１１レンズ群Ｂ１１と縮小共役側の１つのレンズよりなる第１２レンズ群Ｂ１２が別軌跡で移動する。
また、第３レンズ群Ｂ３と第４レンズ群Ｂ４の間にズーミングに際して後述する数値実施例に示す如く他のレンズ群と異なった軌跡で移動する開口絞りＳＴを有し、開口絞りＳＴより拡大共役側にズーミングに際して移動する補助絞りＡＰを有している。補助絞りＡＰはズーミングに際して第２レンズ群Ｂ２と同じ軌跡で移動する。補助絞りＡＰはレンズ鏡筒の一部で構成しても良い。この他リング状の金属板より構成しても良い。
本実施例では条件式（１）を満たす構成とする事で、変倍の際にＦｎｏ変化が少ない構成としている。また、条件式（２），（３）を満たす事で広角端における余分光を効果的に除去し、変倍の際にＦナンバーの変化が少ない構成でかつフレアの少ない高画質な投射画像を実現している。
実施例２は実施例１に比べて広角端における画角（ω）が異なっているだけであり、レンズ構成やズーミングに際しての各レンズ群の移動条件等のズームタイプは実施例１と同じである。また各レンズ群のレンズ構成も実施例１と同じである。開口絞りＳＴ、補助絞りＡＰの配置及びズーミングに際しての移動条件も実施例１と同じである。実施例２の構成では実施例１に対して広角端における画角が小さくなるっているため、補助絞りＡＰを最も拡大共役側のレンズ頂点からより離している。
実施例２において、光学全長に対する開口絞りＳＴ〜レンズ頂点間距離は０．０３９であり実施例１の０．０３０より大きくなり、間隔が大きくなっている。
実施例３において、レンズ構成やズーミングに際しての各レンズ群の移動条件等のズームタイプは実施例１と同じである。また各レンズ群のレンズ構成も実施例１と同じである。本実施例において、実施例１と異なる構成は、補助絞りＡＰがズーミングに際して他のレンズ群と異なる軌跡で移動することである。この構成をとる事で、軸上色収差等のズーミングに際しての諸収差の変動を抑えるのを容易にしている。また、実施例３も条件式（１）〜（３）を満足する。
図７の画像投射装置について説明する。図７において４１は光源である。４２は画像表示素子に対してむらの少ない照明を実現し、出射される光の偏光方向をＰ偏光またはＳ偏光の任意の方向にそろえる機能を有する照明光学系である。４３は照明光学系４２からの光を画像表示素子に対応した任意の色に分解する色分離光学系である。
４７，４８，４９は入射した偏光を電気信号に応じて変調する反射型の液晶よりなる画像表示素子である。４４，４５は画像表示素子４７，４８，４９で変調に応じて、光を透過または反射させる偏光ビームスプリッタである。４６は各画像表示素子４７，４８，４９からの光を１つに合成する色合成光学系である。５０は色合成光学系４６で合成された光をスクリーン５１などの被投射物に投射する投射光学系である。
投影光学系５０に本発明のズームレンズを用いている。これにより、ズーム全域でズーミングの際にＦナンバーの変化が少ない構成でありながら、ズーム時における諸収差の変化が良好に補正され、画面全体にわたり光学性能が良好な画像投射装置を得ている。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に各実施例のズームレンズの数値実施例を示す。数値実施例１（表Ａ）のレンズ構成中の面番号は、拡大共役側から縮小共役側に順に各レンズ面に付した番号である。ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面ｉとレンズ面（ｉ＋１）との間の光軸上での間隔（物理的間隔）を示す。
表中に可変と記載されている間隔は、ズーミングに伴って変化する。また、ｎｄ，νｄはそれぞれ、各レンズを構成する材料のｄ線に対する屈折率とアッベ数を示している。また表１に数値実施例のズームレンズの焦点距離、開口比（Ｆナンバー）、半画角、レンズ全長、空気換算バックフォーカス（ＢＦ）、ズーム比、ズーミング時の各レンズ群の間隔を示す。（表Ｂ）に、非球面形状を示すための非球面係数Ａ〜Ｇを示している。ｙはレンズ面の径方向での座標を、ｘは光軸方向での座標を示す。また、Ｅ−Ｘは１０−Ｘを示す。
ｘ＝（ｙ２/Ｒ）/[１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ２/Ｒ２）｝１/２]＋Ａｙ４＋Ｂｙ６＋Ｃｙ８＋Ｄｙ１０＋Ｅｙ１２＋Ｆｙ１４＋Ｇｙ１６
また前述の各実施例と数値との関係を（表Ｃ）に示す。
また前述の各実施例と数値との関係を（表Ｃ）に示す。
数値実施例１
（表Ａ） レンズ構成
広角 中間 望遠
f（焦点距離） 21.78 30.71 39.20
F（開口比） 2.8 2.8 2.8
半画角（度） 31.0 23.1 18.5
レンズ全長 166.9
BF 58.2
ズーム比 1.80
r1 = 35.62 d1 = 2.50 n1 = 1.805 ν1 = 25.4
r2 = 25.53 d2 = 7.59
r3 = 75.80 d3 = 3.00 n2 = 1.531 ν2 = 55.9
r4 = 31.32 d4 = 16.30
r5 = -30.46 d5 = 2.00 n3 = 1.487 ν3 = 70.2
r6 = 67.66 d6 = 5.01
r7 = 264.92 d7 = 4.55 n4 = 1.806 ν4 = 33.3
r8 = -56.77 d8 = 可変
r9 = ∞ d9 = 5.03 （補助絞り）
r10 = 47.30 d10 = 2.35 n5 = 1.487 ν5 = 70.2
r11 = 55.12 d11 = 可変
r12 = 50.39 d12 = 4.20 n6 = 1.834 ν6 = 37.2
r13 =-5389.26 d13 = 可変
r14 = ∞ d14 = 可変 （開口絞り）
r15 = -150.01 d15 = 1.30 n7 = 1.806 ν7 = 33.3
r16 = 18.79 d16 = 8.40 n8 = 1.618 ν8 = 63.3
r17 = -30.81 d17 = 1.21
r18 = -20.49 d18 = 1.30 n9 = 1.805 ν9 = 25.4
r19 = -570.14 d19 = 0.52
r20 = 120.54 d20 = 7.60 n10 = 1.497 ν10 = 81.5
r21 = -23.89 d21 = 可変
r22 = -95.95 d22 = 1.85 n11 = 1.800 ν11 = 29.8
r23 = 30.03 d23 = 9.25 n12 = 1.805 ν12 = 25.4
r24 = -67.24 d24 = 可変
r25 = 62.41 d25 = 3.70 n13 = 1.805 ν13 = 25.4
r26 = 281.63 d26 = 2.3
r27 = ∞ d27 =30.0 n14 = 1.516 ν14 = 64.1
r28 = ∞ d28 = 1.9
r29 = ∞ d29 =17.7 n15 = 1.805 ν15 = 25.4
r30 = ∞ d30 = 5.0
r31 = ∞ d31 = 2.3 n16 = 1.516 ν16 = 64.1
ズーミング時 （投射距離2100mm） フォーカス時 （広角端）
群間隔 広角 中間 望遠 群間隔 1200mm 9000mm
d6 5.25 4.70
d8 35.45 4.55 3.89 d11 34.81 36.44
d11 15.57 22.30 4.13 d17 15.57 15.57
d13 6.28 21.82 32.38 d22 6.28 6.28
d14 19.39 9.65 1.50 d23 19.39 19.39
d21 1.57 10.04 7.51 d24 1.57 1.57
d24 1.00 10.89 29.85 d25 1.00 1.00
（表Ａ） レンズ構成
広角 中間 望遠
f（焦点距離） 21.78 30.71 39.20
F（開口比） 2.8 2.8 2.8
半画角（度） 31.0 23.1 18.5
レンズ全長 166.9
BF 58.2
ズーム比 1.80
r1 = 35.62 d1 = 2.50 n1 = 1.805 ν1 = 25.4
r2 = 25.53 d2 = 7.59
r3 = 75.80 d3 = 3.00 n2 = 1.531 ν2 = 55.9
r4 = 31.32 d4 = 16.30
r5 = -30.46 d5 = 2.00 n3 = 1.487 ν3 = 70.2
r6 = 67.66 d6 = 5.01
r7 = 264.92 d7 = 4.55 n4 = 1.806 ν4 = 33.3
r8 = -56.77 d8 = 可変
r9 = ∞ d9 = 5.03 （補助絞り）
r10 = 47.30 d10 = 2.35 n5 = 1.487 ν5 = 70.2
r11 = 55.12 d11 = 可変
r12 = 50.39 d12 = 4.20 n6 = 1.834 ν6 = 37.2
r13 =-5389.26 d13 = 可変
r14 = ∞ d14 = 可変 （開口絞り）
r15 = -150.01 d15 = 1.30 n7 = 1.806 ν7 = 33.3
r16 = 18.79 d16 = 8.40 n8 = 1.618 ν8 = 63.3
r17 = -30.81 d17 = 1.21
r18 = -20.49 d18 = 1.30 n9 = 1.805 ν9 = 25.4
r19 = -570.14 d19 = 0.52
r20 = 120.54 d20 = 7.60 n10 = 1.497 ν10 = 81.5
r21 = -23.89 d21 = 可変
r22 = -95.95 d22 = 1.85 n11 = 1.800 ν11 = 29.8
r23 = 30.03 d23 = 9.25 n12 = 1.805 ν12 = 25.4
r24 = -67.24 d24 = 可変
r25 = 62.41 d25 = 3.70 n13 = 1.805 ν13 = 25.4
r26 = 281.63 d26 = 2.3
r27 = ∞ d27 =30.0 n14 = 1.516 ν14 = 64.1
r28 = ∞ d28 = 1.9
r29 = ∞ d29 =17.7 n15 = 1.805 ν15 = 25.4
r30 = ∞ d30 = 5.0
r31 = ∞ d31 = 2.3 n16 = 1.516 ν16 = 64.1
ズーミング時 （投射距離2100mm） フォーカス時 （広角端）
群間隔 広角 中間 望遠 群間隔 1200mm 9000mm
d6 5.25 4.70
d8 35.45 4.55 3.89 d11 34.81 36.44
d11 15.57 22.30 4.13 d17 15.57 15.57
d13 6.28 21.82 32.38 d22 6.28 6.28
d14 19.39 9.65 1.50 d23 19.39 19.39
d21 1.57 10.04 7.51 d24 1.57 1.57
d24 1.00 10.89 29.85 d25 1.00 1.00
（表Ｂ）非球面係数
r3 K=0 A=1.73E-05 B=-3.17E-08 C=2.98E-11 D=1.09E-13
E=-1.13E-16 F=-3.59E-19 G=6.86E-22
r4 K=0 A=1.22E-05 B=-3.39E-08 C=-1.53E-11 D=1.03E-13
E=1.31E-15 F=-5.79E-18 G=7.26E-21
r3 K=0 A=1.73E-05 B=-3.17E-08 C=2.98E-11 D=1.09E-13
E=-1.13E-16 F=-3.59E-19 G=6.86E-22
r4 K=0 A=1.22E-05 B=-3.39E-08 C=-1.53E-11 D=1.03E-13
E=1.31E-15 F=-5.79E-18 G=7.26E-21
（表Ｃ）条件式の値
条件式（１） 1.02
条件式（２） 0.030
条件式（３） 0.035
条件式（１） 1.02
条件式（２） 0.030
条件式（３） 0.035
数値実施例２
（表Ａ）レンズ構成
広角 中間 望遠
f（焦点距離） 21.78 30.49 39.20
F（開口比） 2.8 2.8 2.8
半画角（度） 24.6 18.1 14.3
レンズ全長 167.0
BF 58.2
ズーム比 1.80
r1 = 38.08 d1 = 2.50 n1 = 1.805 ν1 = 25.4
r2 = 25.60 d2 = 7.59
r3 = 74.15 d3 = 3.00 n2 = 1.531 ν2 = 55.9
r4 = 34.97 d4 = 16.30
r5 = -23.79 d5 = 2.00 n3 = 1.487 ν3 = 70.2
r6 = 65.43 d6 = 2.95
r7 = 204.10 d7 = 4.55 n4 = 1.806 ν4 = 33.3
r8 = -46.29 d8 = 可変
r9 = ∞ d9 = 6.88 （補助絞り）
r10 = 54.36 d10 = 2.35 n5 = 1.487 ν5 = 70.2
r11 = 69.76 d11 = 可変
r12 = 51.41 d12 = 4.20 n6 = 1.834 ν6 = 37.2
r13 =-9653.49 d13 = 可変
r14 = ∞ d14 = 可変 （開口絞り）
r15 = -393.80 d15 = 1.30 n7 = 1.806 ν7 = 33.3
r16 = 16.85 d16 = 8.40 n8 = 1.618 ν8 = 63.3
r17 = -35.64 d17 = 1.21
r18 = -21.34 d18 = 1.30 n9 = 1.805 ν9 = 25.4
r19 = 248.42 d19 = 0.52
r20 = 76.12 d20 = 7.60 n10 = 1.497 ν10 = 81.5
r21 = -23.56 d21 = 可変
r22 = -64.17 d22 = 1.85 n11 = 1.800 ν11 = 29.8
r23 = 30.33 d23 = 9.25 n12 = 1.805 ν12 = 25.4
r24 = -51.25 d24 = 可変
r25 = 63.75 d25 = 3.70 n13 = 1.805 ν13 = 25.4
r26 = 425.77 d26 = 1.0
r27 = ∞ d27 =30.0 n14 = 1.516 ν14 = 64.1
r28 = ∞ d28 = 1.9
r29 = ∞ d29 =17.7 n15 = 1.805 ν15 = 25.4
r30 = ∞ d30 = 8.0
r31 = ∞ d31 = 2.3 n16 = 1.516 ν16 = 64.1
ズーミング時 （投射距離2100mm）
群間隔 広角 中間 望遠
d8 32.08 4.84 5.10
d11 19.21 22.10 1.98
d13 4.56 19.85 31.57
d14 21.00 11.00 1.13
d21 2.20 4.78 0.50
d24 0.50 16.98 39.26
（表Ａ）レンズ構成
広角 中間 望遠
f（焦点距離） 21.78 30.49 39.20
F（開口比） 2.8 2.8 2.8
半画角（度） 24.6 18.1 14.3
レンズ全長 167.0
BF 58.2
ズーム比 1.80
r1 = 38.08 d1 = 2.50 n1 = 1.805 ν1 = 25.4
r2 = 25.60 d2 = 7.59
r3 = 74.15 d3 = 3.00 n2 = 1.531 ν2 = 55.9
r4 = 34.97 d4 = 16.30
r5 = -23.79 d5 = 2.00 n3 = 1.487 ν3 = 70.2
r6 = 65.43 d6 = 2.95
r7 = 204.10 d7 = 4.55 n4 = 1.806 ν4 = 33.3
r8 = -46.29 d8 = 可変
r9 = ∞ d9 = 6.88 （補助絞り）
r10 = 54.36 d10 = 2.35 n5 = 1.487 ν5 = 70.2
r11 = 69.76 d11 = 可変
r12 = 51.41 d12 = 4.20 n6 = 1.834 ν6 = 37.2
r13 =-9653.49 d13 = 可変
r14 = ∞ d14 = 可変 （開口絞り）
r15 = -393.80 d15 = 1.30 n7 = 1.806 ν7 = 33.3
r16 = 16.85 d16 = 8.40 n8 = 1.618 ν8 = 63.3
r17 = -35.64 d17 = 1.21
r18 = -21.34 d18 = 1.30 n9 = 1.805 ν9 = 25.4
r19 = 248.42 d19 = 0.52
r20 = 76.12 d20 = 7.60 n10 = 1.497 ν10 = 81.5
r21 = -23.56 d21 = 可変
r22 = -64.17 d22 = 1.85 n11 = 1.800 ν11 = 29.8
r23 = 30.33 d23 = 9.25 n12 = 1.805 ν12 = 25.4
r24 = -51.25 d24 = 可変
r25 = 63.75 d25 = 3.70 n13 = 1.805 ν13 = 25.4
r26 = 425.77 d26 = 1.0
r27 = ∞ d27 =30.0 n14 = 1.516 ν14 = 64.1
r28 = ∞ d28 = 1.9
r29 = ∞ d29 =17.7 n15 = 1.805 ν15 = 25.4
r30 = ∞ d30 = 8.0
r31 = ∞ d31 = 2.3 n16 = 1.516 ν16 = 64.1
ズーミング時 （投射距離2100mm）
群間隔 広角 中間 望遠
d8 32.08 4.84 5.10
d11 19.21 22.10 1.98
d13 4.56 19.85 31.57
d14 21.00 11.00 1.13
d21 2.20 4.78 0.50
d24 0.50 16.98 39.26
（表Ｂ）非球面係数
r3 K=0 A=1.63E-05 B=-2.37E-08 C=-1.09E-11 D=3.03E-13
E=-4.29E-16 F=7.78E-19 G=-2.44E-21
r4 K=0 A=8.72E-06 B=-3.34E-08 C=-3.07E-11 D=1.39E-13
E=1.82E-15 F=-6.40E-18 G=2.25E-21
r3 K=0 A=1.63E-05 B=-2.37E-08 C=-1.09E-11 D=3.03E-13
E=-4.29E-16 F=7.78E-19 G=-2.44E-21
r4 K=0 A=8.72E-06 B=-3.34E-08 C=-3.07E-11 D=1.39E-13
E=1.82E-15 F=-6.40E-18 G=2.25E-21
（表Ｃ） 条件式の値
条件式（１） 1.00
条件式（２） 0.039
条件式（３） 0.043
条件式（１） 1.00
条件式（２） 0.039
条件式（３） 0.043
数値実施例３
（表Ａ）レンズ構成
広角 中間 望遠
f（焦点距離） 21.78 30.71 39.21
F（開口比） 2.8 2.8 2.8
半画角（度） 31.0 23.1 18.5
レンズ全長 167.0
BF 58.2
ズーム比 1.80
r1 = 36.17 d1 = 2.50 n1 = 1.805 ν1 = 25.4
r2 = 25.59 d2 = 7.59
r3 = 72.15 d3 = 3.00 n2 = 1.531 ν2 = 55.9
r4 = 29.85 d4 = 16.30
r5 = -32.14 d5 = 2.00 n3 = 1.487 ν3 = 70.2
r6 = 72.66 d6 = 5.44
r7 = 253.03 d7 = 4.55 n4 = 1.806 ν4 = 33.3
r8 = -58.88 d8 = 可変
r9 = ∞ d9 = 可変 （補助絞り）
r10 = 47.12 d10 = 2.35 n5 = 1.487 ν5 = 70.2
r11 = 55.08 d11 = 可変
r12 = 50.98 d12 = 4.20 n6 = 1.834 ν6 = 37.2
r13 =14440.21 d13 = 可変
r14 = ∞ d14 = 可変 （開口絞り）
r15 = -127.36 d15 = 1.30 n7 = 1.806 ν7 = 33.3
r16 = 19.04 d16 = 8.40 n8 = 1.618 ν8 = 63.3
r17 = -30.02 d17 = 1.21
r18 = -20.33 d18 = 1.30 n9 = 1.805 ν9 = 25.4
r19 = -435.06 d19 = 0.52
r20 = 126.77 d20 = 7.60 n10 = 1.497 ν10 = 81.5
r21 = -23.73 d21 = 可変
r22 = -102.46 d22 = 1.85 n11 = 1.800 ν11 = 29.8
r23 = 30.20 d23 = 9.25 n12 = 1.805 ν12 = 25.4
r24 = -68.82 d24 = 可変
r25 = 62.22 d25 = 3.70 n13 = 1.805 ν13 = 25.4
r26 = 265.15 d26 = 1.0
r27 = ∞ d27 =30.0 n14 = 1.516 ν14 = 64.1
r28 = ∞ d28 = 1.9
r29 = ∞ d29 =17.7 n15 = 1.805 ν15 = 25.4
r30 = ∞ d30 = 7.0
r31 = ∞ d31 = 2.3 n16 = 1.516 ν16 = 64.1
ズーミング時 （投射距離2100mm）
群間隔 広角 中間 望遠
d6 5.44 5.44 5.44
d8 32.73 3.32 4.24
d9 7.02 3.62 1.00
d11 16.27 24.42 6.82
d13 7.62 22.64 34.05
d14 18.57 9.67 0.88
d21 1.23 10.05 8.65
d24 0.50 10.21 28.29
（表Ａ）レンズ構成
広角 中間 望遠
f（焦点距離） 21.78 30.71 39.21
F（開口比） 2.8 2.8 2.8
半画角（度） 31.0 23.1 18.5
レンズ全長 167.0
BF 58.2
ズーム比 1.80
r1 = 36.17 d1 = 2.50 n1 = 1.805 ν1 = 25.4
r2 = 25.59 d2 = 7.59
r3 = 72.15 d3 = 3.00 n2 = 1.531 ν2 = 55.9
r4 = 29.85 d4 = 16.30
r5 = -32.14 d5 = 2.00 n3 = 1.487 ν3 = 70.2
r6 = 72.66 d6 = 5.44
r7 = 253.03 d7 = 4.55 n4 = 1.806 ν4 = 33.3
r8 = -58.88 d8 = 可変
r9 = ∞ d9 = 可変 （補助絞り）
r10 = 47.12 d10 = 2.35 n5 = 1.487 ν5 = 70.2
r11 = 55.08 d11 = 可変
r12 = 50.98 d12 = 4.20 n6 = 1.834 ν6 = 37.2
r13 =14440.21 d13 = 可変
r14 = ∞ d14 = 可変 （開口絞り）
r15 = -127.36 d15 = 1.30 n7 = 1.806 ν7 = 33.3
r16 = 19.04 d16 = 8.40 n8 = 1.618 ν8 = 63.3
r17 = -30.02 d17 = 1.21
r18 = -20.33 d18 = 1.30 n9 = 1.805 ν9 = 25.4
r19 = -435.06 d19 = 0.52
r20 = 126.77 d20 = 7.60 n10 = 1.497 ν10 = 81.5
r21 = -23.73 d21 = 可変
r22 = -102.46 d22 = 1.85 n11 = 1.800 ν11 = 29.8
r23 = 30.20 d23 = 9.25 n12 = 1.805 ν12 = 25.4
r24 = -68.82 d24 = 可変
r25 = 62.22 d25 = 3.70 n13 = 1.805 ν13 = 25.4
r26 = 265.15 d26 = 1.0
r27 = ∞ d27 =30.0 n14 = 1.516 ν14 = 64.1
r28 = ∞ d28 = 1.9
r29 = ∞ d29 =17.7 n15 = 1.805 ν15 = 25.4
r30 = ∞ d30 = 7.0
r31 = ∞ d31 = 2.3 n16 = 1.516 ν16 = 64.1
ズーミング時 （投射距離2100mm）
群間隔 広角 中間 望遠
d6 5.44 5.44 5.44
d8 32.73 3.32 4.24
d9 7.02 3.62 1.00
d11 16.27 24.42 6.82
d13 7.62 22.64 34.05
d14 18.57 9.67 0.88
d21 1.23 10.05 8.65
d24 0.50 10.21 28.29
（表Ｂ）非球面係数
r3 K=0 A=1.54E-05 B=-2.24E-08 C=-1.62E-11 D=2.62E-13
E=-5.47E-16 F=5.13E-19 G=-1.95E-22
r4 K=0 A=1.03E-05 B=-2.46E-08 C=-3.94E-11 D=3.85E-14
E=1.62E-15 F=-5.48E-18 G=5.23E-21
r3 K=0 A=1.54E-05 B=-2.24E-08 C=-1.62E-11 D=2.62E-13
E=-5.47E-16 F=5.13E-19 G=-1.95E-22
r4 K=0 A=1.03E-05 B=-2.46E-08 C=-3.94E-11 D=3.85E-14
E=1.62E-15 F=-5.48E-18 G=5.23E-21
（表Ｃ） 条件式の値
条件式（１） 1.04
条件式（２） 0.041
条件式（３） 0.035
条件式（１） 1.04
条件式（２） 0.041
条件式（３） 0.035
ＬＡ ズームレンズ ＬＢ 光学ブロック ＩＥ 画像表示素子
ＳＴ 開口絞り ＡＰ 補助絞り ＬＦ 前群 ＬＲ 後群
ＬＦＶ 前方変倍レンズ群 ＬＲＶ 後方変倍レンズ群
ＳＴ 開口絞り ＡＰ 補助絞り ＬＦ 前群 ＬＲ 後群
ＬＦＶ 前方変倍レンズ群 ＬＲＶ 後方変倍レンズ群
Claims (4)
- 拡大共役側から縮小共役側に順に、
複数のレンズ群を有する前群、開口絞り、複数のレンズ群を有する後群よりなり、
前記前群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、
ズーミングのためには不動の負の屈折力のレンズ群、ズーミングに際して移動する補助絞り、ズーミングに際して移動する１以上のレンズ群よりなる前方変倍レンズ群を有し、
前記後群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、ズーミングに際して移動する１以上のレンズ群よりなる後方変倍レンズ群、ズーミングのためには不動の正の屈折力のレンズ群を有し、
前記開口絞りはズーミングに際して他のレンズ群と異なった軌跡で移動し、
広角端と望遠端における前記前群の焦点位置から前記開口絞りまでの長さを各々Ｘｗ、Ｘｔ、
広角端と望遠端における前記後群の結像倍率を各々βｗｂ、βｔｂ、
全ズーム範囲において前記前方変倍レンズ群の最も拡大共役側のレンズ面から前記補助絞りまでの長さをＬｓ２、最も拡大共役側のレンズ面から最も縮小共役側のレンズ面までの長さをＬとするとき、
０．９＜（Ｘｔ・βｔｂ）／（Ｘｗ・βｗｂ）＜１．１
０．０２＜Ｌｓ２／Ｌ＜０．０５０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記前群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、
ズーミングのためには不動でフォーカスの際に移動する負の屈折力の第１レンズ群、
ズーミングに際して移動する正の屈折力の第２レンズ群と正の屈折力の第３レンズ群を有し、
前記後群は拡大共役側から縮小共役側へ順に、
ズーミングに際して移動する負の屈折力の第４レンズ群と正の屈折力の第５レンズ群、ズーミングに際して不動の正の屈折力の第６レンズ群を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。 - 請求項１または２に記載のズームレンズと、原画を形成する画像表示素子とを有し、前記画像表示素子によって形成された原画を前記ズームレンズによって投射することを特徴とする画像投射装置。
- 広角端における投射画角を２ωとするとき、
０．０２＜Ｌｓ２／（Ｌ・ｃｏｓω）＜０．０６
なる条件式を満足することを特徴とする請求項３に記載の画像投射装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012255274A JP6084016B2 (ja) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
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