JP6229364B2 - Projection zoom lens and image display device - Google Patents

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Description

この発明は、投射用ズームレンズおよび画像表示装置に関する。   The present invention relates to a projection zoom lens and an image display device.

画像表示装置はプロジェクタ装置として実施できる。   The image display device can be implemented as a projector device.

装置前方のスクリーン上に拡大画像を投射するフロント投射型のプロジェクタ装置は、企業でのプレゼンテーション用や学校での教育用、家庭用に近年広く普及している。   In recent years, a front projection type projector device that projects an enlarged image on a screen in front of the device has been widely used for presentations in companies, education in schools, and home use.

拡大投射される投射用画像を「表示面」上に表示する画像表示素子は「ライトバルブ」とも呼ばれるが、液晶パネルを初めとして、種々のタイプのものが知られている。   An image display element that displays an enlarged projection image on a “display surface” is also called a “light valve”, but various types are known including a liquid crystal panel.

近年、テキサスインスツルメント社製のデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)に代表される「微小ミラーデバイス」が、ライトバルブとして注目されている。   In recent years, “micromirror devices” typified by digital micromirror devices (DMD) manufactured by Texas Instruments have attracted attention as light valves.

画像表示素子の表示面に表示された投射用画像を、スクリーン等の被投射面に投射して拡大表示する投射用光学系は変倍機能を持つことが好ましい。   It is preferable that the projection optical system for projecting and displaying the projection image displayed on the display surface of the image display element on the projection surface such as a screen has a scaling function.

このような変倍機能を持つ投射用ズームレンズは、勿論、種々のライトバルブに適用可能であることが好ましい。   Of course, it is preferable that the projection zoom lens having such a zoom function is applicable to various light valves.

投射用ズームレンズは、コンパクト性や、変倍の際に各レンズ群を変位させる変位機構の簡易性を考慮すると、なるべく少ないレンズ群で構成することが好ましい。   In consideration of compactness and the simplicity of a displacement mechanism for displacing each lens group during zooming, the projection zoom lens is preferably configured with as few lens groups as possible.

従来、少ないレンズ群数で構成された投射用ズームレンズとして、特許文献1、2に開示された3レンズ群構成のものが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a projection zoom lens configured with a small number of lens groups, those having a three-lens group configuration disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known.

特許文献1、2に記載された投射用ズームレンズは何れも、拡大側(スクリーン側)から縮小側(ライトバルブ側)へ向かって、負・正・正の屈折力配分となっている。   The projection zoom lenses described in Patent Documents 1 and 2 have negative, positive, and positive refractive power distribution from the enlargement side (screen side) to the reduction side (light valve side).

この発明は、拡大側から縮小側へ向かって負・負・正の屈折力配分をもつ、新規な3レンズ群構成の投射用ズームレンズの提供を課題とする。   An object of the present invention is to provide a projection zoom lens having a new three-lens group configuration having negative, negative, and positive refractive power distribution from the enlargement side to the reduction side.

この発明の投射用ズームレンズは、画像表示素子に表示された投射用画像を、被投射面に、前記投射用画像の拡大画像として投射し、拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する投射用ズームレンズであって、拡大側から縮小側へ向かって順次、負の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群を有し、第3レンズ群内に開口絞りを配してなり、第1レンズ群は3枚以下のレンズで構成され、かつ、その屈折力が、第1ないし第3レンズ群中において、絶対値において最も大きく、広角端における半画角:ωwが、
条件:(4) 38度< ωw
を満足する。
The projection zoom lens according to the present invention constitutes a projection optical system of an image display device that projects a projection image displayed on an image display element onto a projection surface as an enlarged image of the projection image, and displays the enlarged image. A projection zoom lens having a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power in order from the enlargement side to the reduction side , Ri Na an aperture stop in the third lens group, the first lens group is composed of three or less lenses and the refractive power, the first to third lens in groups, in absolute value The largest half angle of view at the wide-angle end: ωw
Condition: (4) 38 degrees <ωw
Satisfied.

この発明によれば、構成レンズ群数が3と少なく、従来にない屈折力配分を持つ新規な投射用ズームレンズを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a novel projection zoom lens having the number of constituent lens groups as small as three and having an unprecedented refractive power distribution.

実施例1の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a projection zoom lens according to Embodiment 1. 実施例1の投射用ズームレンズの収差曲線図である。3 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens of Example 1. FIG. 実施例2の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a projection zoom lens according to Example 2. FIG. 実施例2の投射用ズームレンズの収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens according to Example 2. 実施例3の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a projection zoom lens according to Example 3. FIG. 実施例3の投射用ズームレンズの収差曲線図である。6 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens of Example 3. FIG. 実施例4の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a projection zoom lens according to Example 4. FIG. 実施例4の投射用ズームレンズの収差曲線図である。6 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens of Example 4. FIG. 実施例5の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a projection zoom lens according to Example 5. FIG. 実施例5の投射用ズームレンズの収差曲線図である。FIG. 10 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens according to Example 5. 画像表示装置としてのプロジェクタ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector apparatus as an image display apparatus.

以下、発明を実施する形態を説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described.

この発明の「投射用ズームレンズ」は、投射画像を結像する投射光束として「斜光線の光束」が用いられる。   In the “projection zoom lens” of the present invention, “oblique light beam” is used as a projection light beam for forming a projected image.

図1、図3、図5、図7、図9に、投射用ズームレンズの実施の形態を5例示す。   5, FIG. 3, FIG. 5, FIG. 7, and FIG. 9 show five embodiments of the projection zoom lens.

これらの実施の形態のズームレンズは、この順に、後述する具体的な実施例1ないし5に相当する。
上記各図において、図の左方が「拡大側」、右方が「縮小側」である。繁雑を避けるために、これらの図において符号を共通化する。
上記各図において、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群をこの順序で、それぞれ符号G1ないしG3で示す。
The zoom lenses according to these embodiments correspond to specific Examples 1 to 5 described later in this order.
In each of the above figures, the left side of the figure is the “enlargement side” and the right side is the “reduction side”. In order to avoid complications, the symbols are shared in these drawings.
In each of the above drawings, the first lens group, the second lens group, and the third lens group are indicated by reference numerals G1 to G3 in this order, respectively.

即ち、上記各図に実施の形態を示す投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側へ向かって順次、第1レンズ群G1ないし第3レンズ群G3を配してなる3レンズ群構成である。   In other words, the projection zoom lens according to the embodiment shown in the above drawings has a three-lens group configuration in which the first lens group G1 to the third lens group G3 are sequentially arranged from the enlargement side to the reduction side.

また、第3レンズ群G3に「開口絞り」が配置されている。   An “aperture stop” is arranged in the third lens group G3.

各レンズ群におけるレンズには、以下の符号を付する。即ち、第iレンズ群(i=1〜3)において、拡大側から数えて第j番目のレンズを符号「Lij」で表す。   The following symbols are attached to the lenses in each lens group. That is, in the i-th lens group (i = 1 to 3), the j-th lens counted from the magnification side is represented by “Lij”.

さらに、上記各図において、符号CGは「画像表示素子(ライトバルブ)のカバーガラス」を示す。
これら実施の形態・実施例において、ライトバルブとしては「微小ミラーデバイスであるDMD」を想定しているが、勿論、ライトバルブがこれに限定される訳ではない。
Further, in each of the above drawings, the symbol CG indicates “a cover glass of an image display element (light valve)”.
In these embodiments and examples, “DMD as a micromirror device” is assumed as the light valve, but of course, the light valve is not limited to this.

上記各図の、上段の図は「広角端におけるレンズ群配置(広角と表示)」を示し、下段の図は「望遠端におけるレンズ群配置(望遠と表示)」を示す。   In the above figures, the upper diagram shows “lens group arrangement at the wide angle end (indicated as wide angle)”, and the lower diagram shows “lens group arrangement at the telephoto end (indicated as telephoto)”.

また、これ等の図における上段の図と下段の図の間に描かれた矢印は、広角端から望遠端への変倍の際の、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3の変位の方向を示す。   Also, the arrows drawn between the upper and lower figures in these figures indicate the displacement of the second lens group G2 and the third lens group G3 during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. Indicates direction.

上記各図に実施の形態を示す投射用ズームレンズにおいて、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とはともに「負の屈折力」を有する。   In the projection zoom lens according to the embodiment shown in each of the above drawings, both the first lens group G1 and the second lens group G2 have “negative refractive power”.

第3レンズ群G3は「正の屈折力」を有する。
即ち、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3の屈折力配分は「負・負・正」である。
The third lens group G3 has “positive refractive power”.
That is, the refractive power distribution of the first lens group G1, the second lens group G2, and the third lens group G3 is “negative / negative / positive”.

以下において「負の屈折力を持つレンズ群」を「負群」とも言い、「正の屈折力を持つレンズ群」を「正群」とも言う。   Hereinafter, the “lens group having a negative refractive power” is also referred to as a “negative group”, and the “lens group having a positive refractive power” is also referred to as a “positive group”.

上記の如く、この発明の投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側へ向かって「負・負・正」の負レンズ群先行型である。   As described above, the projection zoom lens according to the present invention is a negative lens group leading type of “negative / negative / positive” from the enlargement side toward the reduction side.

負レンズ群先行とすることで、主光線高さをより低くでき、レンズ有効径を小さく出来る。従って、広画角の投射用ズームレンズをコンパクトに実現可能である。   By setting the negative lens group in advance, the chief ray height can be made lower and the effective lens diameter can be made smaller. Therefore, a wide-angle projection zoom lens can be realized in a compact manner.

また、画像投射時に、第2レンズ群から第1レンズ群への「光束の跳上げ角」を小さく抑えることができる。   In addition, it is possible to keep the “light beam jump angle” from the second lens group to the first lens group small during image projection.

画像投射時には、ライトバルブ側からの投射光束(斜光線による光束)が、第3レンズ群G3の側から、第1レンズ群G1の側へ導光される。   At the time of image projection, a projected light beam (light beam by oblique rays) from the light valve side is guided from the third lens group G3 side to the first lens group G1 side.

このとき、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2が共に負であるので、第3レンズ群G3からの光束の発散角を、第2、第1レンズ群で無理なく拡大できる。   At this time, since the first lens group G1 and the second lens group G2 are both negative, the divergence angle of the light beam from the third lens group G3 can be easily expanded by the second and first lens groups.

従って、第2レンズ群G1から第1レンズ群G1へ受け渡される光束の跳上げ角が小さく抑えられ、第1レンズ群G1からの「放射光束の発散角」を無理なく大きく出来る。   Accordingly, the jump angle of the light beam transferred from the second lens group G1 to the first lens group G1 can be suppressed small, and the “divergence angle of the radiated light beam” from the first lens group G1 can be increased without difficulty.

また、製造時のレンズの偏心による性能劣化を抑制させる効果がある。   In addition, there is an effect of suppressing performance deterioration due to the eccentricity of the lens at the time of manufacture.

この発明の投射用ズームレンズは、上記構成とともに、以下の条件(1)〜(4)のうち(4)を満足するが、条件(4)とともに、条件(1)〜(3)の1以上を満足することが好ましい。 The projection zoom lens according to the present invention satisfies (4) among the following conditions (1) to (4) together with the above-described configuration, but at least one of the conditions (1) to (3) together with the condition (4). Is preferably satisfied.

(1) 0.10 < f1/f2 < 0.25
(2) 1.5 < |f1|/Fw < 2.1
(3) 1.9 < f3/Fw < 2.7
(4) 38度 < ωw 。
(1) 0.10 <f1 / f2 <0.25
(2) 1.5 <| f1 | / Fw <2.1
(3) 1.9 <f3 / Fw <2.7
(4) 38 degrees <ωw.

これら条件(1)ないし(4)におけるパラメータの記号の意味は以下の通りである。   The meanings of the parameter symbols in these conditions (1) to (4) are as follows.

「f1」は、第1レンズ群の焦点距離(<0)であり、「f2」は、第2レンズ群の焦点距離(<0)、「f3」は、第3レンズ群の焦点距離(>0)である。   “F1” is the focal length (<0) of the first lens group, “f2” is the focal length (<0) of the second lens group, and “f3” is the focal length (> of the third lens group). 0).

また、「Fw」は、レンズ全系の広角端の焦点距離、「ωw」は、広角端における半画角である。   “Fw” is a focal length at the wide-angle end of the entire lens system, and “ωw” is a half angle of view at the wide-angle end.

条件(1)は、広角端における「広い画角と良好な収差補正」の実現に有効な条件であり、特に非点収差、像面湾曲の良好な補正に有効な条件である。   Condition (1) is an effective condition for realizing “wide field angle and good aberration correction” at the wide-angle end, and particularly effective for good correction of astigmatism and curvature of field.

条件(1)の上限を超えると、第1レンズ群の屈折力(=1/f1)が、第2レンズ群の屈折力に対し「絶対値で相対的に小さく」なり、像面湾曲が大きくなり易い。   When the upper limit of the condition (1) is exceeded, the refractive power (= 1 / f1) of the first lens group becomes “relatively small in absolute value” with respect to the refractive power of the second lens group, and the field curvature is large. Easy to be.

条件(1)の下限を超えると、第1レンズ群の屈折力が、第2レンズ群の屈折力(=1/f2)に対し「絶対値で相対的に大きく」なり、非点隔差が大きくなり易い。
条件(1)を満足することにより、非点収差補正の最適解が得られ、像面湾曲増大も有効に抑制可能となる。
この発明の投射用ズームレンズにおける第1レンズ群ないし第3レンズ群の屈折力配分「負・負・正」は、条件(1)を満足させ易い。
When the lower limit of condition (1) is exceeded, the refractive power of the first lens group becomes “relatively large in absolute value” with respect to the refractive power of the second lens group (= 1 / f2), and the astigmatic difference is large. Easy to be.
When the condition (1) is satisfied, an optimum solution for astigmatism correction can be obtained, and an increase in field curvature can be effectively suppressed.
In the zoom lens for projection according to the present invention, the refractive power distribution “negative / negative / positive” of the first lens unit to the third lens unit easily satisfies the condition (1).

条件(2)は、レンズ全系の広角端における「第1レンズ群の焦点距離:f1の最適範囲」である。   Condition (2) is “the focal length of the first lens unit: the optimum range of f1” at the wide-angle end of the entire lens system.

条件(2)の範囲を超えると、第1レンズ群の焦点距離:f1と、レンズ全系の広角端での焦点距離:Fwのバランスが崩れ易い。
この発明の投射用ズームレンズのように3レンズ群構成では、第1レンズ群の焦点距離が小さすぎても、大きすぎても、第1レンズ群の「収差補正上の負担」が大きい。
If the range of the condition (2) is exceeded, the balance between the focal length f1 of the first lens group and the focal length Fw at the wide-angle end of the entire lens system tends to be lost.
In the three-lens group configuration like the projection zoom lens of the present invention, the “aberration correction burden” of the first lens group is large even if the focal length of the first lens group is too small or too large.

条件(2)の範囲内であることが、特に「像面湾曲と軸上色収差」の補正上望ましい。   It is particularly desirable for correction of “field curvature and axial chromatic aberration” to be within the range of condition (2).

条件(2)を満足することにより、変倍時における「第1レンズ群による収差補正」を最適化でき、像面湾曲と色収差を初めとする諸収差の残存を有効に回避できる。   By satisfying the condition (2), “aberration correction by the first lens group” at the time of zooming can be optimized, and the remaining of various aberrations including curvature of field and chromatic aberration can be effectively avoided.

条件(3)は、全変倍域での諸収差をより良好にする条件である。
この発明の投射用ズームレンズにおいては、第2レンズ群を「収差補正群」、第3レンズ群を「変倍群」とすることができる。
Condition (3) is a condition for improving various aberrations in the entire zooming range.
In the projection zoom lens according to the present invention, the second lens group can be an “aberration correction group”, and the third lens group can be a “variable magnification group”.

第3レンズ群は「開口絞り」を配されているため、全ての収差に影響する。
中でも、球面収差とコマ収差に対する影響が大きい。
Since the third lens group is provided with an “aperture stop”, it affects all aberrations.
Among these, the influence on spherical aberration and coma is great.

条件(3)のパラメータが大きく(または小さく)なると、第3レンズ群の正の屈折力が、レンズ全系の広角端での屈折力に対して相対的に小さく(または大きく)なる。   When the parameter of the condition (3) becomes large (or small), the positive refractive power of the third lens group becomes relatively small (or large) with respect to the refractive power at the wide angle end of the entire lens system.

条件(3)の上限または下限を超えると「球面収差とコマ収差が大きく発生」し易くなる。   When the upper limit or lower limit of the condition (3) is exceeded, “spherical aberration and coma aberration are likely to occur” easily.

条件(3)を満足することにより、諸収差、特に、球面収差とコマ収差の発生を有効に抑制できる。   By satisfying the condition (3), it is possible to effectively suppress the occurrence of various aberrations, particularly spherical aberration and coma aberration.

条件(4)は、広角端における「半画角の範囲」を規定している。
上記の如く、この発明の「投射用ズームレンズ」は、投射画像を結像する投射光束として「斜光線の光束」が用いられる。
Condition (4) defines the “half-angle range” at the wide-angle end.
As described above, the “projection zoom lens” of the present invention uses the “oblique light beam” as the projection light beam for forming the projected image.

このため、投射画像が斜光線により結像され、画像投射領域として利用できるのは「レンズ光軸を中心とする軸対象の領域」の一部である。   For this reason, the projection image is formed by oblique rays and can be used as an image projection area in a part of the “axis target area centered on the lens optical axis”.

このため、画像を投射される被投射面の大面積化には、投射用ズームレンズの広角化が必要である。   For this reason, in order to increase the area of the projection surface on which an image is projected, it is necessary to widen the angle of the projection zoom lens.

また、近時は、プロジェクタ装置の投射距離を小さくし、プロジェクタ装置を被投射面に「より近づけて配置」することが強く要請されている。   Further, recently, there is a strong demand to reduce the projection distance of the projector device and “place the projector device closer to the projection surface”.

このような被投射面への近接配置で、且つ、大面積の被投射面を実現するためにも、投射用ズームレンズには、さらなる広角化が望まれる。   In order to realize a projection surface having a large area with such a close arrangement to the projection surface, further widening of the angle is desired for the projection zoom lens.

条件(4)を満足する「広角端における半画角が38度よりも大きい投射用ズームレンズ」は、極めて広画角である。   A “projection zoom lens having a half angle of view larger than 38 degrees at the wide angle end” that satisfies the condition (4) has a very wide angle of view.

上記各図に示した実施の形態の投射用ズームレンズは、何れも「変倍時には最も拡大側のレンズ群」である第1レンズ群G1が固定される。   In each of the projection zoom lenses according to the embodiments shown in the above drawings, the first lens group G1 which is “the most magnified lens group at the time of zooming” is fixed.

そして、変倍時には、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とが移動する。   At the time of zooming, the second lens group G2 and the third lens group G3 move.

即ち、広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群G2は縮小側へ、第3レンズ群G3は拡大側へ、それぞれ移動する。   That is, upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 moves to the enlargement side.

また、実施例1ないし実施例5において、第1レンズ群G1の屈折力が「絶対値」において最も大きい。   In Examples 1 to 5, the refractive power of the first lens group G1 is the largest in “absolute value”.

これらの構成は、負・負・正の屈折力配分の投射用ズームレンズにおいて好ましい構成である。   These configurations are preferable in a projection zoom lens having negative, negative, and positive refractive power distribution.

第1レンズ群を構成するレンズは、3枚以下であることが好ましい。
第1レンズ群は、レンズ径の大きいレンズが用いられるので、第1レンズ群の構成枚数が4枚以上となると、第1レンズ群が大型化し易い。
The number of lenses constituting the first lens group is preferably three or less.
Since a lens having a large lens diameter is used for the first lens group, the size of the first lens group is likely to increase when the number of constituents of the first lens group is four or more.

また、第1レンズ群の自重も重くなって、自重による偏心が生じる恐れがある。   Further, the weight of the first lens group also becomes heavy, and there is a risk that decentration may occur due to the weight of the first lens group.

第1レンズ群は、非球面のレンズを少なくとも1枚有することが好ましい。   The first lens group preferably has at least one aspheric lens.

第1レンズ群に非球面レンズを少なくとも1枚配することにより、歪曲収差を効果的に小さくすることが可能となる。   By disposing at least one aspheric lens in the first lens group, distortion can be effectively reduced.

投射用ズームレンズの具体的な実施例を挙げる前に、図11を参照して、画像表示装置の実施の1形態として、プロジェクタ装置を簡単に説明する。   Before giving a specific example of a projection zoom lens, a projector apparatus will be briefly described as an embodiment of an image display apparatus with reference to FIG.

図11に示すプロジェクタ装置1は、ライトバルブ3として、微小ミラーデバイスであるDMDを採用した例である。勿論、ライトバルブはこれに限定されるものではない。   The projector apparatus 1 shown in FIG. 11 is an example in which a DMD that is a micromirror device is employed as the light valve 3. Of course, the light valve is not limited to this.

プロジェクタ装置1は、照明系2と、ライトバルブであるDMD3と、投射光学系である投射用ズームレンズ4とを有する。   The projector device 1 includes an illumination system 2, a DMD 3 that is a light valve, and a projection zoom lens 4 that is a projection optical system.

照明系2は、光源21、コンデンサーレンズCL、RGBカラーホイールCW、ミラーMを備えている。   The illumination system 2 includes a light source 21, a condenser lens CL, an RGB color wheel CW, and a mirror M.

光源21は、ライトバルブ3に表示される投射用画像を照明する光を射出する。   The light source 21 emits light that illuminates the projection image displayed on the light valve 3.

コンデンサーレンズCL、RGBカラーホイールCWとミラーMとは「照明光学系」を構成する。   The condenser lens CL, the RGB color wheel CW, and the mirror M constitute an “illumination optical system”.

投射用ズームレンズ4としては、請求項1ないしの任意の1に記載されたもの、具体的には、後述の実施例1ないし5の何れかのものを用いる。 As the projection zoom lens 4, one described in any one of claims 1 to 8 , specifically, any one of Examples 1 to 5 described later is used.

照明系2から「R(赤)G(緑)B(青)3色の光」を、時間的に分離してDMD3の表示面に照射して照明する。   The illumination system 2 irradiates the display surface of the DMD 3 with “R (red), G (green), and B (blue) light of three colors” separated in time.

そして、RGBの各色光が表示面に照射されるタイミングで、表示面における「個々の画素に対応するマイクロミラー」の傾斜を制御する。   Then, the inclination of the “micromirror corresponding to each pixel” on the display surface is controlled at the timing when each color light of RGB is irradiated on the display surface.

このようにしてDMD3の表示面に「投射されるべき投射用画像」が表示される。   In this way, the “projection image to be projected” is displayed on the display surface of the DMD 3.

DMD3の表示面に表示された投射用画像を、投射用光学系である投射用ズームレンズ4により被投射面であるスクリーン5に拡大画像として投射して拡大表示させる。   The projection image displayed on the display surface of the DMD 3 is projected as an enlarged image on the screen 5 that is the projection surface by the projection zoom lens 4 that is a projection optical system, and is enlarged and displayed.

即ち、投射用ズームレンズは、投射用画像により変調された投射光束を入射され、スクリーン5上に投射用画像の拡大画像を投射する。   That is, the projection zoom lens receives a projection light beam modulated by the projection image, and projects an enlarged image of the projection image on the screen 5.

光源21、コンデンサーレンズCL、RGBカラーホイールCW、ミラーMを備えた照明系2は、これを配置するスペースを「ある程度大きく確保」する必要がある。   The illumination system 2 including the light source 21, the condenser lens CL, the RGB color wheel CW, and the mirror M needs to “ensure a certain amount of space” for arranging the illumination system 2.

このため、照明系2からDMD3に入射させる照明光の入射角をある程度大きくする必要がある。
投射用ズームレンズ4と照明系2のスペースの上記の如き関係上、投射用ズームレンズ4のバックフォーカスをある程度確保する必要がある。
For this reason, it is necessary to increase the incident angle of the illumination light incident on the DMD 3 from the illumination system 2 to some extent.
Due to the above-described relationship between the space between the projection zoom lens 4 and the illumination system 2, it is necessary to secure the back focus of the projection zoom lens 4 to some extent.

後述する実施例1ないし5の投射用ズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、第3レンズG3が拡大側に移動する。
従って、変倍中においてもバックフォーカスは十分に大きく確保される。
In the projection zoom lenses of Examples 1 to 5 described later, the third lens G3 moves to the enlargement side upon zooming from the wide angle end to the telephoto end.
Accordingly, a sufficiently large back focus is ensured even during zooming.

即ち、図11に実施の形態を示すプロジェクタ装置1は、光源21と、投射されるべき投射用画像を表示する画像表示素子3と、光源21から射出した光で、画像表示素子3を照明する照明光学系CL、CW、Mと、該照明光学系により照射され、投射用画像により変調された投射光束を入射され、被投射面5に「投射用画像の拡大画像」を投射する投射光学系4と、を備え、投射光学系として、請求項1ないし11の任意の1に記載の投射用ズームレンズを用いる。   That is, the projector device 1 whose embodiment is shown in FIG. 11 illuminates the image display element 3 with the light source 21, the image display element 3 that displays the projection image to be projected, and the light emitted from the light source 21. Illumination optical systems CL, CW, and M, and a projection optical system that receives a projection light beam irradiated by the illumination optical system and modulated by the projection image, and projects an “enlarged image of the projection image” on the projection surface 5 The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 11 is used as a projection optical system.

以下に、この発明の投射用ズームレンズの具体的な実施例を5例挙げる。   Hereinafter, five specific examples of the projection zoom lens according to the present invention will be described.

各実施例における記号の意味は以下の通りである。   The meanings of symbols in each embodiment are as follows.

F: 光学系全体の焦点距離
Fno:開口数
R:曲率半径(非球面にあっては「近軸曲率半径」)
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
BF:バックフォーカス 。
F: Focal length of the entire optical system
Fno: Numerical aperture
R: radius of curvature (“paraxial radius of curvature” for aspheric surfaces)
D: Surface spacing
Nd: Refractive index
νd: Abbe number
BF: Back focus.

非球面は、周知の次式により表される。   The aspherical surface is represented by the following well-known expression.

X=(H/R)/[1+{1−K(H/r)}1/2
+C4・H+C6・H+C8・H+C10・H10+・・・ 。
X = (H 2 / R) / [1+ {1-K (H / r) 2} 1/2]
+ C4 · H 4 + C6 · H 6 + C8 · H 8 + C10 · H 10 +.

この式において、Xは「面頂点を基準としたときの光軸からの高さ:Hの位置での光軸方向の変位」、Kは「円錐係数」、C4、C6、C8、C10・・は非球面係数である。   In this equation, X is “height from the optical axis with respect to the surface apex: displacement in the optical axis direction at the position of H”, K is “conic coefficient”, C4, C6, C8, C10. Is the aspheric coefficient.

なお、以下において、「メニスカスレンズ」については、凸面もしくは凹面の向いて居る側と、屈折力が正であるか負であるかを特定する。   In the following, for the “meniscus lens”, a convex or concave side and whether the refractive power is positive or negative are specified.

従って、例えば「拡大側の面が凸面である負メニスカスレンズ」を「拡大側に凸の負レンズ」と表記する。   Therefore, for example, “a negative meniscus lens having a convex surface on the enlargement side” is referred to as “a negative lens convex on the enlargement side”.

また、「両凸レンズ」は、正レンズのレンズ形態の1つであり、「両凹レンズ」は、負レンズのレンズ形態の1つである。   The “biconvex lens” is one of positive lens forms, and the “biconcave lens” is one of negative lens forms.

以下に挙げる実施例1ないし5において、第1レンズ群G1は、変倍に際して固定されている。   In Examples 1 to 5 described below, the first lens group G1 is fixed during zooming.

「実施例1」
実施例1の投射用ズームレンズは、図1に示したものである。
"Example 1"
The projection zoom lens of Example 1 is shown in FIG.

図1に示すように、第1レンズ群G1はレンズL11ないしL13で構成され、第2レンズ群G2はレンズL21ないしL25で構成されている。   As shown in FIG. 1, the first lens group G1 includes lenses L11 to L13, and the second lens group G2 includes lenses L21 to L25.

第3レンズ群G3はレンズL31ないしL36で構成されている。   The third lens group G3 includes lenses L31 to L36.

前述の如く、ライトバルブとしてはDMDが想定され、DMDはカバーガラスCGを有する。この点は、以下の実施例2ないし5においても同様である。   As described above, a DMD is assumed as the light valve, and the DMD has a cover glass CG. This also applies to the following Examples 2 to 5.

広角端から望遠端に変倍する際、第2レンズ群G2は縮小側に移動し、第3レンズ群G3は拡大側に移動する。   When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 moves to the enlargement side.

第1レンズ群G1は負群で、拡大側に凸の負レンズL11、拡大側に凹でレンズ周辺部分が縮小側に変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズL12、拡大側に凸の負レンズL13で構成されている。   The first lens group G1 is a negative group, a negative lens L11 that is convex on the magnifying side, a meniscus lens L12 that is concave on the magnifying side and the peripheral portion of the lens is bent to the reducing side, and has a small thickness ratio, and is convex on the magnifying side It is composed of a negative lens L13.

第2レンズ群G2は負群で、両凸レンズL21、両凹レンズL22、縮小側に凸の正レンズL23、両凹レンズL24、両凸レンズL25で構成されている。
レンズL23とレンズL24は接合されている。
The second lens group G2 is a negative group, and includes a biconvex lens L21, a biconcave lens L22, a positive lens L23 convex to the reduction side, a biconcave lens L24, and a biconvex lens L25.
The lens L23 and the lens L24 are cemented.

第3レンズ群G3は正群で、両凸レンズL31、拡大側に凸の正レンズL32、拡大側に凸の負レンズL33、両凸レンズL34、縮小側に凸の負レンズL35、両凸レンズL36で構成されている。
レンズL33とレンズL34は接合されている。
The third lens group G3 is a positive group, and includes a biconvex lens L31, a positive lens L32 convex on the enlargement side, a negative lens L33 convex on the enlargement side, a biconvex lens L34, a negative lens L35 convex on the reduction side, and a biconvex lens L36. Has been.
The lens L33 and the lens L34 are cemented.

正レンズL32の縮小側に「開口絞り」が配置されている。   An “aperture stop” is disposed on the reduction side of the positive lens L32.

実施例1の、全系の焦点距離:Fの範囲、開口数、広角端における半画角:ωwは、以下のとおりである。   The focal length: F range, numerical aperture, and half angle of view at the wide-angle end: ωw of Example 1 are as follows.

F=13.0〜15.5mm、Fno=2.55〜2.89、ωw=42.1°
実施例1のデータを表1に示す。
F = 13.0 to 15.5 mm, Fno = 2.55 to 2.89, ωw = 42.1 °
The data of Example 1 is shown in Table 1.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

表1において、「S」は「面番号」で、拡大側から数えた面の番号であり、開口絞りの面(表中の面番号:20)、カバーガラスCGの面(表中の面番号:28、29)を含む。   In Table 1, “S” is “surface number”, which is the number of the surface counted from the enlarged side, the surface of the aperture stop (surface number: 20 in the table), the surface of the cover glass CG (surface number in the table). : 28, 29).

また、表中における「INF」は、曲率半径が無限大であることを示し、「*」は、この記号が付された面が「非球面」であることを示す。   In the table, “INF” indicates that the radius of curvature is infinite, and “*” indicates that the surface to which this symbol is attached is “aspherical”.

これらの事項は、実施例2以下の各実施例においても同様である。   These matters are the same in each of the following embodiments.

「非球面のデータ」
非球面のデータを表2に示す。
"Aspherical data"
The aspherical data is shown in Table 2.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

表2の表記において、例えば「6.68101E-21」は「6.68101×10-21」を表す。以下においても同様である。 In the notation of Table 2, for example, “6.68101E-21” represents “6.68101 × 10 −21 ”. The same applies to the following.

表1において、S6、S15は、変倍に際して変化するレンズ群間隔を表す。   In Table 1, S6 and S15 represent lens group intervals that change during zooming.

投射距離を1600mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表3に示す。   Table 3 shows the distance between the lens groups when the projection distance is 1600 mm for the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

「各条件のパラメータの値」
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表4に示す。
"Parameter values for each condition"
Table 4 shows parameter values of the conditions (1) to (4).

Figure 0006229364
Figure 0006229364

図2に、実施例1の収差図を示す。
図2の上段は「広角端(広角と表示)」、中段は「中間焦点距離(中間と表示)」、下段は「望遠端(望遠と表示)」での収差を示している。
FIG. 2 shows aberration diagrams of Example 1.
2 shows the aberration at the “wide-angle end (displayed as wide angle)”, the middle shows the aberration at “intermediate focal length (displayed as intermediate)”, and the lower shows the aberration at the “telephoto end (displayed as telephoto)”.

各段の収差図において、左側の図は「球面収差」、中央の図は「非点収差」、右側の図は「歪曲収差」である。   In the aberration diagrams at each stage, the left diagram is “spherical aberration”, the middle diagram is “astigmatism”, and the right diagram is “distortion aberration”.

「球面収差」の図におけるR、G、Bはそれぞれ、波長:R=625nm、G=550nm、B=460nmを表す。
「非点収差」の図における「T」はタンジェンシアル、「S」はサジタルの各光線に対するものであることを示す。
R, G, and B in the “spherical aberration” diagram represent wavelengths: R = 625 nm, G = 550 nm, and B = 460 nm, respectively.
In the “astigmatism” diagram, “T” indicates tangential and “S” indicates sagittal rays.

なお、非点収差および歪曲収差については、波長:550nmについて示す。   Astigmatism and distortion are shown for a wavelength of 550 nm.

収差図におけるこれ等の表示は以下の実施例2〜5の収差図においても同様である。   These indications in the aberration diagrams are the same in the aberration diagrams of Examples 2 to 5 below.

「実施例2」
実施例2の投射用ズームレンズは、図3に示したものである。
"Example 2"
The projection zoom lens of Example 2 is shown in FIG.

図3に示すように、第1レンズ群G1はレンズL11ないしL13で構成され、第2レンズ群G2はレンズL21ないしL25で構成されている。   As shown in FIG. 3, the first lens group G1 is composed of lenses L11 to L13, and the second lens group G2 is composed of lenses L21 to L25.

第3レンズ群G3はレンズL31ないしL36で構成されている。   The third lens group G3 includes lenses L31 to L36.

広角端から望遠端に変倍する際、第2レンズ群G2は縮小側に移動し、第3レンズ群G3は拡大側に移動する。   When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 moves to the enlargement side.

第1レンズ群G1は負群で、拡大側に凸の負レンズL11、拡大側に凹でレンズ周辺部分が縮小側に変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズL12、拡大側に凸の負レンズL13で構成されている。   The first lens group G1 is a negative group, a negative lens L11 that is convex on the magnifying side, a meniscus lens L12 that is concave on the magnifying side and the peripheral portion of the lens is bent to the reducing side, and has a small thickness ratio, and is convex on the magnifying side It is composed of a negative lens L13.

第2レンズ群G2は負群で、両凸レンズL21、両凹レンズL22、縮小側に凸の正レンズL23、両凹レンズL24、両凸レンズL25で構成されている。
レンズL23とレンズL24は接合されている。
The second lens group G2 is a negative group, and includes a biconvex lens L21, a biconcave lens L22, a positive lens L23 convex to the reduction side, a biconcave lens L24, and a biconvex lens L25.
The lens L23 and the lens L24 are cemented.

第3レンズ群G3は正群で、両凸レンズL31、拡大側に凸の正レンズL32、拡大側に凸の負レンズL33、両凸レンズL34、縮小側に凸の負レンズL35、両凸レンズL36で構成されている。   The third lens group G3 is a positive group, and includes a biconvex lens L31, a positive lens L32 convex on the enlargement side, a negative lens L33 convex on the enlargement side, a biconvex lens L34, a negative lens L35 convex on the reduction side, and a biconvex lens L36. Has been.

レンズL33とレンズL34は接合されている。   The lens L33 and the lens L34 are cemented.

正レンズL32の縮小側に「開口絞り」が配置されている。   An “aperture stop” is disposed on the reduction side of the positive lens L32.

実施例2の、全系の焦点距離:Fの範囲、開口数、広角端における半画角:ωwは、以下のとおりである。   In Example 2, the focal length of the entire system: the range of F, the numerical aperture, and the half angle of view at the wide-angle end: ωw are as follows.

F=13.0〜15.5mm、Fno=2.55〜2.89、ωw=42.1°
実施例2のデータを表5に示す。
F = 13.0 to 15.5 mm, Fno = 2.55 to 2.89, ωw = 42.1 °
The data of Example 2 is shown in Table 5.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

「非球面のデータ」
非球面のデータを表6に示す。
"Aspherical data"
Table 6 shows the aspherical data.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

投射距離を1600mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表7に示す。   Table 7 shows the distance between the lens groups when the projection distance is 1600 mm for the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

「各条件のパラメータの値」
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表8に示す。
"Parameter values for each condition"
Table 8 shows parameter values of the conditions (1) to (4).

Figure 0006229364
Figure 0006229364

図4に、実施例2の収差図を、図2に倣って示す。   FIG. 4 is an aberration diagram of Example 2 according to FIG.

「実施例3」
実施例3の投射用ズームレンズは、図5に示したものである。
"Example 3"
The projection zoom lens of Example 3 is the one shown in FIG.

図5に示すように、第1レンズ群G1はレンズL11ないしL13で構成され、第2レンズ群G2はレンズL21ないしL25で構成されている。   As shown in FIG. 5, the first lens group G1 includes lenses L11 to L13, and the second lens group G2 includes lenses L21 to L25.

第3レンズ群G3はレンズL31ないしL36で構成されている。   The third lens group G3 includes lenses L31 to L36.

広角端から望遠端に変倍する際、第2レンズ群G2は縮小側に移動し、第3レンズ群G3は拡大側に移動する。   When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 moves to the enlargement side.

第1レンズ群G1は負群で、拡大側に凸の負レンズL11、拡大側に凹でレンズ周辺部分が縮小側に変曲されている偏肉比が小さいにスカスレンズL12、拡大側に凸の負レンズL13で構成されている。   The first lens group G1 is a negative group, a negative lens L11 that is convex on the enlargement side, a concave lens on the enlargement side, and the lens peripheral portion is inflected to the reduction side. It is composed of a negative lens L13.

第2レンズ群G2は負群で、両凸レンズL21、縮小側に凹の負レンズL22、縮小側に凸の正レンズL23、両凹レンズL24、拡大側に凸の正レンズL25で構成されている。   The second lens group G2 is a negative group, and includes a biconvex lens L21, a negative lens L22 concave on the reduction side, a positive lens L23 convex on the reduction side, a biconcave lens L24, and a positive lens L25 convex on the enlargement side.

レンズL23とレンズL24は接合されている。   The lens L23 and the lens L24 are cemented.

第3レンズ群G3は正群で、両凸レンズL31、拡大側に凸の正レンズL32、両凹レンズL33、両凸レンズL34、縮小側に凸の負レンズL35、両凸レンズL36で構成されている。   The third lens group G3 is a positive group, and includes a biconvex lens L31, a positive lens L32 convex on the enlargement side, a biconcave lens L33, a biconvex lens L34, a negative lens L35 convex on the reduction side, and a biconvex lens L36.

レンズL33とレンズL34は接合されている。   The lens L33 and the lens L34 are cemented.

正レンズL32の縮小側に「開口絞り」が配置されている。   An “aperture stop” is disposed on the reduction side of the positive lens L32.

実施例3の、全系の焦点距離:Fの範囲、開口数、広角端における半画角:ωwは、以下のとおりである。   In Example 3, the focal length of the entire system: the range of F, the numerical aperture, and the half angle of view at the wide-angle end: ωw are as follows.

F=12.2〜14.5mm、Fno=2.55〜2.89、ωw=43.8°
実施例3のデータを表9に示す。
F = 12.2 to 14.5 mm, Fno = 2.55 to 2.89, ωw = 43.8 °
The data of Example 3 is shown in Table 9.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

「非球面のデータ」
非球面のデータを表10に示す。
"Aspherical data"
Table 10 shows the aspheric data.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

投射距離を1500mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表11に示す。   Table 11 shows the distance between the lens groups when the projection distance is 1500 mm for the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

「各条件のパラメータの値」
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表12に示す。
"Parameter values for each condition"
Table 12 shows parameter values of the conditions (1) to (4).

Figure 0006229364
Figure 0006229364

図6に、実施例3の収差図を、図2に倣って示す。   FIG. 6 is an aberration diagram of Example 3 according to FIG.

「実施例4」
実施例4の投射用ズームレンズは、図7に示したものである。
Example 4
The projection zoom lens of Example 4 is shown in FIG.

図7に示すように、第1レンズ群G1はレンズL11ないしL13で構成され、第2レンズ群G2はレンズL21ないしL25で構成されている。   As shown in FIG. 7, the first lens group G1 is composed of lenses L11 to L13, and the second lens group G2 is composed of lenses L21 to L25.

第3レンズ群G3はレンズL31ないしL36で構成されている。   The third lens group G3 includes lenses L31 to L36.

広角端から望遠端に変倍する際、第2レンズ群G2は縮小側に移動し、第3レンズ群G3は拡大側に移動する。   When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 moves to the enlargement side.

第1レンズ群G1は負群で、拡大側に凸の負レンズL11、拡大側に凸で偏肉比が小さいメニスカスレンズL12、拡大側に凸の負レンズL13で構成されている。   The first lens group G1 is a negative group, and includes a negative lens L11 that is convex on the enlargement side, a meniscus lens L12 that is convex on the enlargement side and has a small thickness deviation ratio, and a negative lens L13 that is convex on the enlargement side.

第2レンズ群G2は負群で、両凸レンズL21、両凹レンズL22、縮小側に凸の正レンズL23、両凹レンズL24、両凸レンズL25で構成されている。   The second lens group G2 is a negative group, and includes a biconvex lens L21, a biconcave lens L22, a positive lens L23 convex to the reduction side, a biconcave lens L24, and a biconvex lens L25.

レンズL23とレンズL24は接合されている。   The lens L23 and the lens L24 are cemented.

第3レンズ群G3は正群で、両凸レンズL31、拡大側に凸の正レンズL32、拡大側に凸の負レンズL33、両凸レンズL34、縮小側に凸の負レンズL35、両凸レンズL36で構成されている。   The third lens group G3 is a positive group, and includes a biconvex lens L31, a positive lens L32 convex on the enlargement side, a negative lens L33 convex on the enlargement side, a biconvex lens L34, a negative lens L35 convex on the reduction side, and a biconvex lens L36. Has been.

レンズL33とレンズL34は接合されている。   The lens L33 and the lens L34 are cemented.

正レンズL32の縮小側に「開口絞り」が配置されている。   An “aperture stop” is disposed on the reduction side of the positive lens L32.

実施例4の、全系の焦点距離:Fの範囲、開口数、広角端における半画角:ωwは、以下のとおりである。   In Example 4, the focal length of the entire system: the range of F, the numerical aperture, and the half field angle at the wide-angle end: ωw are as follows.

F=13.7〜16.4mm、Fno=2.55〜2.89、ωw=40.4°
実施例4のデータを表13に示す。
F = 13.7 to 16.4 mm, Fno = 2.55 to 2.89, ωw = 40.4 °
The data of Example 4 is shown in Table 13.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

「非球面のデータ」
非球面のデータを表14に示す。
"Aspherical data"
Table 14 shows the aspheric data.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

投射距離を1700mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表15に示す。   Table 15 shows the distance between the lens groups when the projection distance is 1700 mm, at the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

「各条件のパラメータの値」
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表16に示す。
"Parameter values for each condition"
Table 16 shows parameter values of the conditions (1) to (4).

Figure 0006229364
Figure 0006229364

図8に、実施例4の収差図を、図2に倣って示す。   FIG. 8 is an aberration diagram of Example 4 similar to FIG.

「実施例5」
実施例5の投射用ズームレンズは、図9に示したものである。
"Example 5"
The projection zoom lens of Example 5 is shown in FIG.

図9に示すように、第1レンズ群G1はレンズL11ないしL13で構成され、第2レンズ群G2はレンズL21ないしL25で構成されている。   As shown in FIG. 9, the first lens group G1 includes lenses L11 to L13, and the second lens group G2 includes lenses L21 to L25.

第3レンズ群G3はレンズL31ないしL36で構成されている。   The third lens group G3 includes lenses L31 to L36.

広角端から望遠端に変倍する際、第2レンズ群G2は縮小側に移動し、第3レンズ群G3は拡大側に移動する。   When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 moves to the enlargement side.

第1レンズ群G1は負群で、拡大側に凸の負レンズL11、拡大側に凸で偏肉比が小さいメニスカスレンズL12、拡大側に凸の負レンズL13で構成されている。   The first lens group G1 is a negative group, and includes a negative lens L11 that is convex on the enlargement side, a meniscus lens L12 that is convex on the enlargement side and has a small thickness deviation ratio, and a negative lens L13 that is convex on the enlargement side.

第2レンズ群G2は負群で、両凸レンズL21、両凹レンズL22、縮小側に凸の正レンズL23、両凹レンズL24、両凸レンズL25で構成されている。
レンズL23とレンズL24は接合されている。
The second lens group G2 is a negative group, and includes a biconvex lens L21, a biconcave lens L22, a positive lens L23 convex to the reduction side, a biconcave lens L24, and a biconvex lens L25.
The lens L23 and the lens L24 are cemented.

第3レンズ群G3は正群で、両凸レンズL31、拡大側に凸の正レンズL32、拡大側に凸の負レンズL33、両凸レンズL34、縮小側に凸の負レンズL35、両凸レンズL36で構成されている。
レンズL33とレンズL34は接合されている。
The third lens group G3 is a positive group, and includes a biconvex lens L31, a positive lens L32 convex on the enlargement side, a negative lens L33 convex on the enlargement side, a biconvex lens L34, a negative lens L35 convex on the reduction side, and a biconvex lens L36. Has been.
The lens L33 and the lens L34 are cemented.

正レンズL32の縮小側に「開口絞り」が配置されている。   An “aperture stop” is disposed on the reduction side of the positive lens L32.

実施例5の、全系の焦点距離:Fの範囲、開口数、広角端における半画角:ωwは、以下のとおりである。   In Example 5, the focal length of the entire system: the range of F, the numerical aperture, and the half angle of view at the wide-angle end: ωw are as follows.

F=14.6〜17.9mm、Fno=2.55〜2.89、ωw=38.9°
実施例5のデータを表17に示す。
F = 14.6 to 17.9 mm, Fno = 2.55 to 2.89, ωw = 38.9 °
The data of Example 5 is shown in Table 17.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

「非球面のデータ」
非球面のデータを表18に示す。
"Aspherical data"
Table 18 shows the aspheric data.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

投射距離を1800mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表19に示す。   The distance between the lens groups when the projection distance is 1800 mm is shown in Table 19 for the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006229364
Figure 0006229364

「各条件のパラメータの値」
条件(1)〜(4)のパラメータの値を、表20に示す。
"Parameter values for each condition"
Table 20 shows parameter values of the conditions (1) to (4).

Figure 0006229364
Figure 0006229364

図10に、実施例5の収差図を、図2に倣って示す。   FIG. 10 is an aberration diagram of Example 5 following FIG.

各収差図に示すように、各実施例とも、諸収差は高レベルで補正されている。即ち、球面収差、非点収差、像面湾曲、倍率色収差、歪曲収差も十分に補正されている。   As shown in each aberration diagram, in each example, various aberrations are corrected at a high level. That is, spherical aberration, astigmatism, curvature of field, lateral chromatic aberration, and distortion are sufficiently corrected.

実施例1ないし5に示されたように、第1レンズ群G1は、3枚のレンズで構成されている。   As shown in Examples 1 to 5, the first lens group G1 is composed of three lenses.

第1レンズ群は、レンズ径の大きいレンズが用いられるが、実施例のように、第1レンズ群の構成を3枚とすることで、第1レンズ群を軽量化できる。   As the first lens group, a lens having a large lens diameter is used, but the first lens group can be reduced in weight by using three first lens groups as in the embodiment.

この軽量化により、自重によるレンズの偏心を抑えることができる。   This weight reduction can suppress the eccentricity of the lens due to its own weight.

また、第1レンズ群に非球面レンズを少なくとも1枚配することにより、歪曲収差を効果的に小さくすることが可能となる。
実施例1ないし5では、歪曲収差が積極的に小さく補正できているが、これは、第1レンズ群に非球面レンズを配した結果に他ならない。
In addition, it is possible to effectively reduce distortion by arranging at least one aspheric lens in the first lens group.
In Examples 1 to 5, the distortion aberration can be positively corrected, but this is nothing but the result of disposing an aspheric lens in the first lens group.

第1レンズ群G1には「非点収差と歪曲収差の補正効果」を持たせている。   The first lens group G1 has “an astigmatism and distortion correction effect”.

実施例1ないし5においてはまた、第1レンズ群G1の「最も拡大側の面を、拡大側に凸面形状、最も縮小側の面は凹面形状」としている。   In Examples 1 to 5, the first lens group G1 has “the most enlargement side surface is convex on the enlargement side, and the most reduction surface is concave”.

このようにすることにより、変倍時における「像面湾曲と歪曲収差の変動を低減」させる効果を得ることができている。   By doing so, an effect of “reducing fluctuations in field curvature and distortion” at the time of zooming can be obtained.

上記の如く、実施例1ないし5の投射用ズームレンズは何れも、広角端から望遠端への変倍の際、第1レンズ群G1が固定である。   As described above, in any of the projection zoom lenses of Examples 1 to 5, the first lens group G1 is fixed when zooming from the wide-angle end to the telephoto end.

そして、第2レンズ群G2は縮小側に移動し、第3レンズ群G3は拡大側に移動する。   Then, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 moves to the enlargement side.

このようにすることにより、変倍の際の諸収差の変動を小さくできている。   By doing so, fluctuations in various aberrations during zooming can be reduced.

また、実施例1ないし5の投射用ズームレンズの「広角端における半画角:ωw」は、何れも、38度を超えている。   In addition, the “half angle of view at the wide angle end: ωw” of the projection zoom lenses of Examples 1 to 5 exceeds 38 degrees.

即ち、上記半画角:ωwは、請求項1ないし5においてそれぞれ、42.1度、42.1度、43.8度、40.4度、38.9度である。   That is, the half angle of view: ωw is 42.1 degrees, 42.1 degrees, 43.8 degrees, 40.4 degrees, and 38.9 degrees in claims 1 to 5, respectively.

前述の如く、3レンズ群構成の投射用ズームレンズとしては「負・正・正」の屈折力配分をもつものとして、特許文献1、2に記載のものが知られている。   As described above, as a projection zoom lens having a three-lens group configuration, those described in Patent Documents 1 and 2 are known as having a negative, positive, and positive refractive power distribution.

これら特許文献1、2に記載された投射用ズームレンズは、変倍時の収差は十分に抑制されて性能良好である。   The projection zoom lenses described in Patent Documents 1 and 2 have good performance because the aberration during zooming is sufficiently suppressed.

しかし、特許文献1記載の投射用ズームレンズは、広角端における半画角は29度に留まっている。   However, the projection zoom lens described in Patent Document 1 has a half angle of view of 29 degrees at the wide angle end.

また、特許文献2記載の投射用ズームレンズは、広角端における半画角が38度に留まっている。   In addition, the projection zoom lens described in Patent Document 2 has a half angle of view at the wide angle end of only 38 degrees.

この発明の投射用ズームレンズは「負・負・正」の屈折力配分を採用し、実施例1ないし5のように「38度を超える大きな半画角」を広角端において実現できている。   The projection zoom lens according to the present invention employs “negative / negative / positive” refractive power distribution, and can realize “a large half angle of view exceeding 38 degrees” at the wide-angle end as in the first to fifth embodiments.

G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G1 first lens group
G2 second lens group
G3 Third lens group

特許第5152854号公報Japanese Patent No. 5152854 特許第4601430号公報Japanese Patent No. 4601430

Claims (9)

画像表示素子に表示された投射用画像を、被投射面に、前記投射用画像の拡大画像として投射し、拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する投射用ズームレンズであって、
拡大側から縮小側へ向かって順次、負の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群を有し、第3レンズ群内に開口絞りを配してなり、
第1レンズ群は3枚以下のレンズで構成され、かつ、その屈折力が、第1ないし第3レンズ群中において、絶対値において最も大きく、
広角端における半画角:ωwが、条件:
(4) 38度< ωw
を満足する投射用ズームレンズ。
A projection zoom lens that constitutes a projection optical system of an image display device that projects a projection image displayed on an image display element onto a projection surface as an enlarged image of the projection image and displays the enlarged image,
In order from the enlargement side to the reduction side, a first lens unit having a negative refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power are provided, and an aperture is formed in the third lens group. Ri name by arranging the aperture,
The first lens group is composed of three or less lenses, and its refractive power is the largest in absolute value among the first to third lens groups,
Half angle of view at wide-angle end: ωw, conditions:
(4) 38 degrees <ωw
Projection zoom lens that satisfies the requirements.
請求項1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
第1レンズ群の焦点距離:f1、第2レンズ群の焦点距離:f2が、条件:
(1) 0.10 < f1/f2 < 0.25
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to claim 1,
The focal length of the first lens group is f1, and the focal length of the second lens group is f2.
(1) 0.10 <f1 / f2 <0.25
Projection zoom lens characterized by satisfying
請求項1または2に記載の投射用ズームレンズにおいて、
第1レンズ群の焦点距離:f1、レンズ全系の広角端の焦点距離:Fwが、条件:
(2) 1.5 < |f1|/Fw < 2.1
を満足すること特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to claim 1 or 2,
The focal length of the first lens group: f1, the focal length of the wide-angle end of the entire lens system: Fw, the conditions:
(2) 1.5 <| f1 | / Fw <2.1
Projection zoom lens characterized by satisfying
請求項1ないし3の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
第3レンズ群の焦点距離:f3、レンズ全系の広角端の焦点距離:Fwが、条件:
(3) 1.9 < f3/Fw < 2.7
を満足すること特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 3,
The focal length of the third lens group is f3, and the focal length of the wide-angle end of the entire lens system is Fw.
(3) 1.9 <f3 / Fw <2.7
Projection zoom lens characterized by satisfying
請求項1ないし4の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
変倍時には最も拡大側のレンズ群が固定されることを特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 4,
A zoom lens for projection, wherein a lens group on the most magnified side is fixed at the time of zooming.
請求項5記載の投射用ズームレンズにおいて、
変倍時には、第2レンズ群と第3レンズ群とが移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to claim 5.
A projection zoom lens, wherein the second lens group and the third lens group move during zooming.
請求項6記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群が縮小側へ、第3レンズ群が拡大側へ、それぞれ移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to claim 6.
A zoom lens for projection, wherein when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group moves to the reduction side and the third lens group moves to the enlargement side.
請求項1ないし7の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
第1レンズ群が、非球面のレンズを少なくとも1枚有することを特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 7,
A projection zoom lens , wherein the first lens group includes at least one aspherical lens.
光源と、A light source;
投射されるべき投射用画像を表示する画像表示素子と、An image display element for displaying a projection image to be projected;
前記光源から射出した光で、上記画像表示素子を照明する照明光学系と、An illumination optical system that illuminates the image display element with light emitted from the light source;
該照明光学系により照射され、前記投射用画像により変調された投射光束を入射され、被投射面に前記投射用画像の拡大画像を投射する投射光学系と、を備え、A projection optical system that is irradiated with the illumination optical system and receives a projection light beam modulated by the projection image, and projects an enlarged image of the projection image on a projection surface;
前記投射光学系として、請求項1ないし8の任意の1に記載の投射用ズームレンズを用いることを特徴とする画像表示装置。An image display apparatus using the projection zoom lens according to any one of claims 1 to 8 as the projection optical system.
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