JP6485302B2 - 変倍機能を有する投射レンズ及びプロジェクター - Google Patents

変倍機能を有する投射レンズ及びプロジェクター Download PDF

Info

Publication number
JP6485302B2
JP6485302B2 JP2015183032A JP2015183032A JP6485302B2 JP 6485302 B2 JP6485302 B2 JP 6485302B2 JP 2015183032 A JP2015183032 A JP 2015183032A JP 2015183032 A JP2015183032 A JP 2015183032A JP 6485302 B2 JP6485302 B2 JP 6485302B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
lens
positive
negative
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015183032A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017058511A (ja
Inventor
祐介 今井
祐介 今井
井上　和彦
和彦 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2015183032A priority Critical patent/JP6485302B2/ja
Priority to US15/265,468 priority patent/US9958655B2/en
Publication of JP2017058511A publication Critical patent/JP2017058511A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6485302B2 publication Critical patent/JP6485302B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/146—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having more than five groups
    • G02B15/1465—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having more than five groups the first group being negative
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/20—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having an additional movable lens or lens group for varying the objective focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/005—Diaphragms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description

本発明は変倍機能を有する投射レンズ及びプロジェクターに関するものであり、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(digital micromirror device)やＬＣＤ(liquid crystal display)等の画像表示素子の表示画像をスクリーンに拡大投影するのに適した広いフォーカスレンジを有する投射用ズームレンズと、それを備えたプロジェクターに関するものである。
プロジェクター用の投射レンズとして好適なズームレンズが、特許文献１，２で提案されている。特許文献１に記載のズームレンズは、負負正負正正又は負負正負負正という負群先行の６群構成を有するものであり、特許文献２に記載のズームレンズは、負正負正正という負群先行の５群構成を有するものである。特許文献１に記載のズームレンズでは、第１レンズ群を一体的に移動させるフォーカス方式を採用している。それに対し、特許文献２に記載のズームレンズでは、複数の群を別々の軌道で移動させることによりフォーカシングを行う、いわゆるフローティングフォーカス方式を採用している。具体的には、第１レンズ群を３つの部分群に分割し、前方２つの群を別々の軌道で移動させることにより、収差変動を補正しながらフォーカシングを行う構成になっている。
ＷＯ２０１４／１０４０８３ Ａ１ 特開平８−５９２１号公報
特許文献１に記載のズームレンズでは、投射距離の変化に際して軸上色収差や像面湾曲の変動を十分に補正することができず、広いフォーカスレンジに対応することが困難である。特許文献２に記載のズームレンズでは、径の大きい群を移動させることになるため、フォーカシングに掛かるトルクが増大し、フォーカス機構の耐久性に影響を与える可能性がある。また、特許文献１，２で提案されているフォーカス方式では、最も拡大側に位置するレンズ群を移動させることになるため、フォーカシングによりレンズ全長が変化し、結果としてフォーカス群を保持する機構の大型化につながるおそれがある。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、高精細の画像表示素子に対応可能な高い収差性能を広いフォーカスレンジで有するコンパクトな投射レンズと、それを備えたプロジェクターを提供することにある。
上記目的を達成するために、第１の発明の投射レンズは、拡大共役側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、複数のレンズ群とからなり、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行う投射レンズであって、
前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する第１ａレンズ群と、正又は負の屈折力を有する第１ｂレンズ群と、正又は負の屈折力を有する第１ｃレンズ群と、の３つの副群からなり、
ズーミングに際し、前記第１レンズ群が光軸上に固定であり、
遠距離側から近距離側へのフォーカシングに際し、第１ａレンズ群が光軸上に固定であり、第１ｂレンズ群と第１ｃレンズ群がそれぞれ別々の軌道で拡大共役側へ移動し、
遠距離側と近距離側の両方で以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする。
−４．７＜ｆ１／ｆｗ＜−２．５ …（１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、
である。
第２の発明の投射レンズは、上記第１の発明において、前記第１ｂレンズ群と前記第１ｃレンズ群のうちのいずれか一方のみが、正の屈折力を有し、かつ、正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成されることを特徴とする。
第３の発明の投射レンズは、上記第１又は第２の発明において、前記第１ｂレンズ群及び前記第１ｃレンズ群が、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする。
０＜｜Σ（１／（ｆｎ×νｄｎ））×１０００｜≦０．３０５ …（２）
ただし、
ｆｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズの焦点距離、
νｄｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズのアッベ数、
である。
第４の発明の投射レンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第１ｂレンズ群及び前記第１ｃレンズ群が、以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする。
０＜｜Σ（１／（ｆｎ×ｎｄｎ））×１０００｜≦１．３２ …（３）
ただし、
ｆｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズの焦点距離、
ｎｄｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズの屈折率、
である。
第５の発明の投射レンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする。
２．５＜｜（ｆ１ｂ／ｆ１ｃ）×ｄｘ｜＜４．２ …（４）
ただし、
ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群の焦点距離、
ｆ１ｃ：第１ｃレンズ群の焦点距離、
ｄｘ：フォーカシングにおける第１ｂレンズ群の移動量に対する第１ｃレンズ群の移動量の比、
である。
第６の発明のプロジェクターは、画像光を形成する画像形成素子と、前記画像光を拡大投射する上記第１〜第５のいずれか１つの発明に係る投射レンズと、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、フォーカス時の副群の動きや副群を構成する第１レンズ群の焦点距離等が適切に設定された構成になっているため、高精細の画像表示素子に対応可能な高い収差性能を広いフォーカスレンジで有するコンパクトな投射レンズと、それを備えたプロジェクターを実現することが可能である。
第１の実施の形態（実施例１）のレンズ構成図。 第２の実施の形態（実施例２）のレンズ構成図。 第３の実施の形態（実施例３）のレンズ構成図。 第４の実施の形態（実施例４）のレンズ構成図。 実施例１の望遠端，近距離フォーカス時（ＥＸ１−Ｔ−Ｋ）の収差図。 実施例１の中間ポジション，近距離フォーカス時（ＥＸ１−Ｍ−Ｋ）の収差図。 実施例１の広角端，近距離フォーカス時（ＥＸ１−Ｗ−Ｋ）の収差図。 実施例１の望遠端，遠距離フォーカス時（ＥＸ１−Ｔ−Ｅ）の収差図。 実施例１の中間ポジション，遠距離フォーカス時（ＥＸ１−Ｍ−Ｅ）の収差図。 実施例１の広角端，遠距離フォーカス時（ＥＸ１−Ｗ−Ｅ）の収差図。 実施例２の望遠端，近距離フォーカス時（ＥＸ２−Ｔ−Ｋ）の収差図。 実施例２の中間ポジション，近距離フォーカス時（ＥＸ２−Ｍ−Ｋ）の収差図。 実施例２の広角端，近距離フォーカス時（ＥＸ２−Ｗ−Ｋ）の収差図。 実施例２の望遠端，遠距離フォーカス時（ＥＸ２−Ｔ−Ｅ）の収差図。 実施例２の中間ポジション，遠距離フォーカス時（ＥＸ２−Ｍ−Ｅ）の収差図。 実施例２の広角端，遠距離フォーカス時（ＥＸ２−Ｗ−Ｅ）の収差図。 実施例３の望遠端，近距離フォーカス時（ＥＸ３−Ｔ−Ｋ）の収差図。 実施例３の中間ポジション，近距離フォーカス時（ＥＸ３−Ｍ−Ｋ）の収差図。 実施例３の広角端，近距離フォーカス時（ＥＸ３−Ｗ−Ｋ）の収差図。 実施例３の望遠端，遠距離フォーカス時（ＥＸ３−Ｔ−Ｅ）の収差図。 実施例３の中間ポジション，遠距離フォーカス時（ＥＸ３−Ｍ−Ｅ）の収差図。 実施例３の広角端，遠距離フォーカス時（ＥＸ３−Ｗ−Ｅ）の収差図。 実施例４の望遠端，近距離フォーカス時（ＥＸ４−Ｔ−Ｋ）の収差図。 実施例４の中間ポジション，近距離フォーカス時（ＥＸ４−Ｍ−Ｋ）の収差図。 実施例４の広角端，近距離フォーカス時（ＥＸ４−Ｗ−Ｋ）の収差図。 実施例４の望遠端，遠距離フォーカス時（ＥＸ４−Ｔ−Ｅ）の収差図。 実施例４の中間ポジション，遠距離フォーカス時（ＥＸ４−Ｍ−Ｅ）の収差図。 実施例４の広角端，遠距離フォーカス時（ＥＸ４−Ｗ−Ｅ）の収差図。 プロジェクターの一実施の形態を示す模式図。
以下、本発明に係る投射レンズ，プロジェクター等を説明する。本発明の実施の形態に係る投射レンズは、拡大共役側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、複数のレンズ群とからなり、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行う、変倍機能を有する投射レンズである。この投射レンズを構成する変倍光学系としては、例えば、ズームレンズ，バリフォーカルレンズ等の焦点距離可変のレンズ系が挙げられる。また、変倍光学系の方向として「拡大共役側」や「縮小共役側」という表現を用いるが、「拡大共役側」は光学像を拡大してスクリーン等に投影する方向であり、その逆方向が「縮小共役側」、つまり元の光学像を表示する画像表示素子（例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス）が配置される方向である。
また、上記投射レンズでは、前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する第１ａレンズ群と、正又は負の屈折力を有する第１ｂレンズ群と、正又は負の屈折力を有する第１ｃレンズ群と、の３つの副群からなり、ズーミングに際し、前記第１レンズ群が光軸上に固定であり、遠距離側から近距離側へのフォーカシングに際し、第１ａレンズ群が光軸上に固定であり、第１ｂレンズ群と第１ｃレンズ群がそれぞれ別々の軌道で拡大共役側へ移動し、遠距離側と近距離側の両方で以下の条件式（１）を満たすことを特徴としている。
−４．７＜ｆ１／ｆｗ＜−２．５ …（１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、
である。
上記投射レンズでは、負群リードのズーム光学構成を採用することにより、広い画角と長いバックフォーカスを確保しつつ、フォーカシングには複数のレンズ群を別々の軌道で移動させて合焦する、いわゆるフローティングフォーカス方式を採用することにより、諸収差の変動を補正しながら広いフォーカスレンジのフォーカシングを実現している。
また、最も拡大共役側の第１ａレンズ群は、通常、最も有効径が大きくなるが、この第１ａレンズ群をフォーカシングに際して光軸上に固定して配置することにより、以下のような効果が得られる。第１に、最も重量が大きくなるレンズ群を移動させる必要がなくなるため、フォーカス機構への負担を軽減することができる。第２に、レンズ全長が変わらないため、フォーカス群を保持する機構の過度な巨大化を防ぐことができる。第３に、光軸から最も離れた画角の光線の通過位置が不動となるため、フォーカシングに際する倍率色収差の変動を抑えることができる。
条件式（１）は、全系の屈折力に対する第１レンズ群の屈折力の範囲を規定しているが、条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群の焦点距離が小さすぎて（つまり、負の屈折力が弱くなりすぎて）、オーバー方向に発生した像面湾曲を補正することが困難になる。逆に、条件式（１）の上限を上回ると、像面湾曲の補正と歪曲収差の補正との両立が困難になる。したがって、条件式（１）を満たすことにより、像面湾曲と歪曲収差を共に良好に補正することが可能になる。
上記投射レンズでは、負群リードで複数のレンズ群（移動群及び固定群）からなる変倍光学系において、最も拡大共役側に位置する第１レンズ群が、拡大共役側から順に、負の第１ａレンズ群と、正又は負の第１ｂレンズ群と、正又は負のを持つ第１ｃレンズ群と、の３つの副群から構成されている。そして、上述したように、フォーカス時の副群の動きや副群を構成する第１レンズ群の焦点距離等が適切に設定された構成になっているため、高精細の画像表示素子に対応可能な高い収差性能を広いフォーカスレンジで有するコンパクトな投射レンズを実現することが可能であり、その投射レンズをプロジェクターに用いれば、プロジェクターの高性能化，高機能化，コンパクト化等に寄与することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
前記第１ｂレンズ群と前記第１ｃレンズ群のうちのいずれか一方のみが、正の屈折力を有し、かつ、正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成されることが望ましい。フォーカシングに際して、正の屈折力を持つ副群と負の屈折力を持つ副群を同方向に移動させることにより、像面湾曲の変動を抑えることができる。また、正レンズ１枚と負レンズ１枚の構成にすることにより、色消しの効果を持たせることができる。
前記第１ｂレンズ群及び前記第１ｃレンズ群が、以下の条件式（２）を満たすことが望ましい。
０＜｜Σ（１／（ｆｎ×νｄｎ））×１０００｜≦０．３０５ …（２）
ただし、
ｆｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズの焦点距離、
νｄｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズのアッベ数、
である。
条件式（２）は、第１レンズ群内の色消し条件の好ましい範囲を規定する式であり、理想的には０であればよい。条件式（２）の上限を上回ると、フォーカシングに際する倍率色収差と軸上色収差の変動が大きくなりすぎて、補正が困難になるおそれがある。したがって、条件式（２）を満たすようにすれば、フォーカシングに伴う倍率色収差及び軸上色収差の変動を広いフォーカスレンジにおいて良好に補正することが可能になる。
前記第１ｂレンズ群及び前記第１ｃレンズ群が、以下の条件式（３）を満たすことが望ましい。
０＜｜Σ（１／（ｆｎ×ｎｄｎ））×１０００｜≦１．３２ …（３）
ただし、
ｆｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズの焦点距離、
ｎｄｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズの屈折率、
である。
条件式（３）は、第１レンズ群内のペッツバール和の好ましい範囲を規定する式であり、理想的には０であればよい。条件式（３）の上限を上回ると、フォーカシングによる像面湾曲の変動が大きくなりすぎて、補正が困難になるおそれがある。したがって、条件式（３）を満たすようにすれば、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を広いフォーカスレンジにおいて良好に補正することが可能になる。
以下の条件式（４）を満たすことが望ましい。
２．５＜｜（ｆ１ｂ／ｆ１ｃ）×ｄｘ｜＜４．２ …（４）
ただし、
ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群の焦点距離、
ｆ１ｃ：第１ｃレンズ群の焦点距離、
ｄｘ：フォーカシングにおける第１ｂレンズ群の移動量に対する第１ｃレンズ群の移動量の比、
である。
前述したように、遠距離側から近距離側へのフォーカシングにおいて、第１ａレンズ群が光軸上に位置固定であり、第１ｂレンズ群と第１ｃレンズ群がそれぞれ別々の軌道で拡大共役側へ移動するフローティングフォーカス方式を採用することにより、第１ｂレンズ群のフォーカス移動による像面湾曲の変動を第１ｃレンズ群のフォーカス移動により補正することができる。つまり、条件式（４）の対応値は、第１ｃレンズ群による像面湾曲の補正の効果の指標となる値である。条件式（４）の上限を上回ると、フォーカシング時の像面湾曲補正が過剰となり、条件式（４）の下限を下回ると、フォーカシング時の像面湾曲補正が過少となり、結果的にいずれの場合も広いフォーカスレンジを得ることができなくなるおそれがある。したがって、条件式（４）を満たすようにすれば、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を広いフォーカスレンジにおいて良好に補正することが可能になる。なお、全ズームポジションで条件式（４）を満たすことが更に望ましい。
次に、第１〜第４の実施の形態を挙げて、変倍機能を有する投射レンズの具体的な光学構成を説明する。図１〜図４は、投射レンズの第１〜第４の実施の形態であるズームレンズＺＬにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、望遠端（Ｔ）でのレンズ配置等を光学断面で示している。図１〜図４中の移動軌跡ｍｋ（ｋ＝１，２，…，６）は、望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）へのズーミングにおける第ｋレンズ群Ｇｒｋの移動・固定状態をそれぞれ模式的に示している。また、図１〜図４中の移動矢印ｍａ，ｍｂ，ｍｃは、投影距離が遠距離（Ｅ）から近距離（Ｋ）へのフォーカシングにおける副群Ｇｒ１ａ，Ｇｒ１ｂ，Ｇｒ１ｃの移動・固定状態を模式的に示している。
第１〜第３の実施の形態（図１〜図３）のズームレンズＺＬは、拡大共役側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇｒ６と、の６群で構成されたプロジェクター用ズームレンズであり、第４の実施の形態（図４）のズームレンズＺＬは、拡大共役側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇｒ６と、の６群で構成されたプロジェクター用ズームレンズである。つまり、第１〜第３の実施の形態は拡大共役側から順に負負正負正正の屈折力配置を有する６群構成のズームレンズＺＬであり、第４の実施の形態は拡大共役側から順に負正正負正正の屈折力配置を有する６群構成のズームレンズＺＬである。
第１，第３，第４の実施の形態では、第２レンズ群Ｇｒ２，第３レンズ群Ｇｒ３，第４レンズ群Ｇｒ４，及び第５レンズ群Ｇｒ５を光軸ＡＸに沿って移動させることによりズーミングを行う構成になっており、第２の実施の形態では、第２レンズ群Ｇｒ２，第３レンズ群Ｇｒ３，及び第５レンズ群Ｇｒ５を光軸ＡＸに沿って移動させることによりズーミングを行う構成になっている。第１〜第４の実施の形態では、いずれも第１レンズ群Ｇｒ１と第６レンズ群Ｇｒ６が固定群であるが、第２の実施の形態では、第４レンズ群Ｇｒ２も固定群となっている。第１レンズ群Ｇｒ１のズーム位置が固定になっているので、変倍による光学系全長の変化を抑制することができ、また、移動部品が減少するため変倍機構を簡素化することができる。なお、第６レンズ群Ｇｒ６の縮小共役側に位置するプリズムＰＲ（例えばＴＩＲ(Total Internal Reflection)プリズム，色分解合成プリズム等）、及び画像表示素子のカバーガラスＣＧのズーム位置も固定である。
第１〜第３の実施の形態では、負の屈折力を有する第１ａレンズ群Ｇｒ１ａが光軸ＡＸ上に固定であり、正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと負の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃがそれぞれ別々の軌道で拡大共役側へ移動する。第４の実施の形態では、負の屈折力を有する第１ａレンズ群Ｇｒ１ａが光軸ＡＸ上に固定であり、負の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと正の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃがそれぞれ別々の軌道で拡大共役側へ移動する。第１〜第３の実施の形態では、正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂが正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成されており、第４の実施の形態では、正の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃが正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成されている。正の屈折力を持つ副群と負の屈折力を持つ副群を同方向にフォーカス移動させることにより、像面湾曲の変動を抑えることができ、また、フォーカス移動する正の副群を正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成することにより、色消しの効果を持たせることができる。
次に、上記ズームレンズＺＬを投射レンズとして適用したプロジェクターの一実施の形態を説明する。図２９に、プロジェクターＰＪの概略構成例を示す。このプロジェクターＰＪは、光源１，照明光学系２，反射ミラー３，プリズムＰＲ，画像表示素子（画像形成素子）４，制御部５，アクチュエーター６，ズームレンズ（投射レンズ）ＺＬ等を備えている。制御部５は、プロジェクターＰＪの全体制御を司る部分である。画像表示素子４は、光を変調して画像を生成する画像変調素子（例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス）であり、画像を表示する画像表示面ＩＭ上には、カバーガラスＣＧが設けられている。
光源１（例えば、キセノンランプ等の白色光源，レーザー光源）から出射した光は、照明光学系２，反射ミラー３及びプリズムＰＲで画像表示素子４に導かれて、画像表示素子４では画像光が形成される。プリズムＰＲは、例えばＴＩＲプリズム（他に色分離合成プリズム等）からなり、照明光と投影光との分離等を行う。画像表示素子４で形成された画像光は、ズームレンズＺＬでスクリーン面ＳＣに向けて拡大投射される。つまり、画像表示素子４に表示された画像は、ズームレンズＺＬでスクリーン面ＳＣに拡大投影される。
プロジェクターＰＪは、上記のように、画像を表示する画像表示素子４と、光源１と、その光源１からの光を画像表示素子４に導く照明光学系２と、画像表示素子４に表示された画像をスクリーン面ＳＣに拡大投影するズームレンズＺＬと、を備えているが、前記投射レンズとしてのズームレンズＺＬが適用可能なプロジェクターはこれに限らない。例えば、画像表示面自身の発光により画像を表示する画像表示素子を用いれば、照明を不要にすることも可能であり、その場合、光源１や照明光学系２を用いずにプロジェクターを構成することが可能である。
ズームレンズＺＬにおいてズーミングやフォーカシングのために移動するレンズ群には、それぞれ光軸ＡＸに沿って拡大共役側又は縮小共役側に移動させるアクチュエーター６が接続されている。そしてアクチュエーター６には、移動群の移動制御を行うための制御部５が接続されている。なお、制御部５及びアクチュエーター６については、これを使わず手動でレンズ群を移動させてもよい。
以下、本発明を実施した投射レンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜４（ＥＸ１〜４）は、前述した第１〜第４の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第４の実施の形態を表すレンズ構成図（図１〜図４）は、対応する実施例１〜４のレンズ断面形状，レンズ配置等をそれぞれ示している。
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ，曲率半径ＣＲ（ｍｍ），軸上面間隔Ｔｉ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，及びｄ線に関するアッベ数νｄを示す。ただし、ｅ線（波長５４６ｎｍ）を基準として評価するために、後述する焦点距離等のデータはｅ線での計算値とした。なお、ＳＴは開口絞り、ＩＭは画像表示面をそれぞれ示しており、Ｆ，Ｚはフォーカシング時とズーミング時の可変面間隔Ｔｉ（ｉ：面番号）をそれぞれ示している。
各種データ１，２として、近距離フォーカスポジションＫ，遠距離フォーカスポジションＥにおける、投影距離（ｍｍ），全系の焦点距離（ｍｍ），ズーム比，半画角（ω，°），Ｆナンバー，及び群間隔である可変面間隔Ｔｉ（ｉ：面番号，ｍｍ）をそれぞれ示し、各種データ３として、バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），レンズ全長（ｍｍ），最大像高（ｍｍ）を示す。投影距離は、スクリーン面ＳＣからズームレンズＺＬの最前面（ｉ＝１）頂点までの距離であり、バックフォーカスＢＦは、レンズ最終面から画像表示面ＩＭまでの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長は、ズームレンズＺＬの最前面（ｉ＝１）からズームレンズＺＬの最終面までの距離にバックフォーカスＢＦを加えたものである。また、最大像高は画像表示面ＩＭの対角長の半分に相当する。なお、ズーミングにより変化するデータに関しては、各ズームポジションＴ，Ｍ，Ｗでの値を示す。
さらに各種データ４として、フォーカス群Ｇｒ１ｂ，Ｇｒ１ｃの移動量（ｍｍ）と、その移動量比ｄｘを示す。また、各種データ５として、第ｋレンズ群Ｇｒｋ（ｋ＝１，２，…，６）の焦点距離ｆｋ、第１ａレンズ群Ｇｒ１ａ，第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂ，第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃの各焦点距離ｆ１ａ，ｆ１ｂ，ｆ１ｃを示す。ただし、第１レンズ群Ｇｒ１に関しては、焦点距離ｆ１と屈折力φ１をフォーカスポジションＫ，Ｅのそれぞれについて示す。
表１〜表４に、第ｊレンズＬｊ（ｊ＝１，２，３，…）の焦点距離ｆｌ，条件式（２）の関連データである１／（ｆｎ×νｄｎ），条件式（３）の関連データである１／（ｆｎ×ｎｄｎ）を各実施例について示し、表５に各実施例の条件式（１）〜（４）の対応値を示す。
図５〜図２８は、実施例１〜実施例４（ＥＸ１〜ＥＸ４）にそれぞれ対応する収差図であり、図５〜図７，図１１〜図１３，図１７〜図１９，図２３〜図２５は、近距離フォーカスポジション（Ｋ）における諸収差を示しており、図８〜図１０，図１４〜図１６，図２０〜図２２，図２６〜図２８は、遠距離フォーカスポジション（Ｅ）における諸収差を示している。また、図５，図８，図１１，図１４，図１７，図２０，図２３，図２６は望遠端（Ｔ）における諸収差を示しており、図６，図９，図１２，図１５，図１８，図２１，図２４，図２７は中間ポジション（Ｍ，中間焦点距離状態）における諸収差を示しており、図７，図１０，図１３，図１６，図１９，図２２，図２５，図２８は広角端（Ｗ）における諸収差を示している。図５〜図２８のそれぞれにおいて、（Ａ）は球面収差（ｍｍ）、（Ｂ）は非点収差（ｍｍ）、（Ｃ）は歪曲収差（％）、（Ｄ）は倍率色収差（ｍｍ）を示している。
（Ａ）の球面収差図では、縦軸に瞳への光線の入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）をとっており、横軸に波長４６０ｎｍ，５４６ｎｍ，６２０ｎｍの光線に対する球面収差量をそれぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（横軸スケール：−０．１ｍｍ〜０．１ｍｍ）として表している。球面収差図における波長と線種との対応関係は、
波長４６０ｎｍに対する球面収差 ： 長い破線、
波長５４６ｎｍに対する球面収差 ： 実線、
波長６２０ｎｍに対する球面収差 ： 短い破線、
である。
（Ｂ）の非点収差図では、縦軸に近軸像高（ｍｍ）をとっており、横軸に波長４６０ｎｍ，５４６ｎｍ，６２０ｎｍの光線に対するサジタル（Ｓ）像面とメリディオナル（Ｍ）像面をそれぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（横軸スケール：−０．１ｍｍ〜０．１ｍｍ）として表している。非点収差図における波長と線種との対応関係は、
波長４６０ｎｍに対するＳ像面 ： 一点破線、
波長４６０ｎｍに対するＭ像面 ： 点線、
波長５４６ｎｍに対するＳ像面 ： 長い破線、
波長５４６ｎｍに対するＭ像面 ： 実線、
波長６２０ｎｍに対するＳ像面 ： 二点破線、
波長６２０ｎｍに対するＭ像面 ： 短い破線、
である。
（Ｃ）の歪曲収差図では、縦軸に近軸像高（ｍｍ）をとっており、横軸に波長５４６ｎｍの光線に対する歪曲（横軸スケール：−１．５％〜１．５％）を表している。
（Ｄ）の倍率色収差図では、縦軸に近軸像高（ｍｍ）をとっており、横軸に波長４６０ｎｍの光線と波長５４６ｎｍの光線との差に相当する倍率色収差（Ｂｌｕｅ−Ｇｒｅｅｎ）、及び波長６２０ｎｍの光線と波長５４６ｎｍの光線との差に相当する倍率色収差（Ｒｅｄ−Ｇｒｅｅｎ）を表している（横軸スケール：−０．００５ｍｍ〜０．００５ｍｍ）。倍率色収差図における波長と線種との対応関係は、
倍率色収差（Ｂｌｕｅ−Ｇｒｅｅｎ） ： 実線、
倍率色収差（Ｒｅｄ−Ｇｒｅｅｎ） ： 破線、
である。
実施例１は、第１レンズ群Ｇｒ１が負負負正負負正負の８枚、第２レンズ群Ｇｒ２が正負の２枚、第３レンズ群Ｇｒ３が正正の２枚、第４レンズ群Ｇｒ４が負負正の３枚、第５レンズ群Ｇｒ５が正負正正負正の６枚、第６レンズ群Ｇｒ６が正の１枚の計２２枚のレンズ（第１レンズＬ１〜第２２レンズＬ２２）からなる負負正負正正の６群構成を有している。第４５面までがズームレンズＺＬのレンズユニットであり、第４６面以降はプリズムＰＲや表示素子４のカバーガラスＣＧである。第３１面は開口絞りであり、第４レンズ群Ｇｒ４における最も縮小共役側に位置し、変倍時には第４レンズ群Ｇｒ４の一部として一体的に移動する（図１中の移動軌跡ｍ４）。
実施例１では、望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍に際し、第１レンズ群Ｇｒ１が光軸ＡＸ上に位置固定され、第２レンズ群Ｇｒ２が縮小共役側に凸となる弧を描く軌道（変倍時の移動の展開状態）で移動し（つまり、縮小共役側への移動後に拡大共役側へＵターン移動し）、第３レンズ群Ｇｒ３が縮小共役側に向かって移動し、第４レンズ群Ｇｒ４が縮小共役側に凸となる弧を描く軌道（変倍時の移動の展開状態）で移動し（つまり、縮小共役側への移動後に拡大共役側へＵターン移動し）、第５レンズ群Ｇｒ５が縮小共役側に向かって移動し、第６レンズ群Ｇｒ６が光軸ＡＸ上に位置固定される。
実施例１では、第１レンズ群Ｇｒ１が、拡大共役側から順に、負負の２枚から構成される負の屈折力を持つ第１ａレンズ群Ｇｒ１ａと、負正の２枚から構成される正の屈折力を持つ第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと、負負正負の４枚から構成される負の屈折力を持つ第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃと、に分割される。遠距離投射（Ｅ）から近距離投射（Ｋ）へのフォーカシングに際し、第１ａレンズ群Ｇｒ１ａは光軸ＡＸ上に位置固定され、第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃはそれぞれ別の軌道で拡大共役側へ移動する。遠距離投射（Ｅ）から近距離投射（Ｋ）へのフォーカシングに際し、第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃの移動量の比は１．８６７となる。
実施例２は、第１レンズ群Ｇｒ１が負負負正負負正負の８枚、第２レンズ群Ｇｒ２が正負の２枚、第３レンズ群Ｇｒ３が正正の２枚、第４レンズ群Ｇｒ４が負負正の３枚、第５レンズ群Ｇｒ５が正負正正負正の６枚、第６レンズ群Ｇｒ６が正の１枚の計２２枚のレンズ（第１レンズＬ１〜第２２レンズＬ２２）からなる負負正負正正の６群構成を有している。第４５面までがズームレンズＺＬのレンズユニットであり、第４６面以降はプリズムＰＲや表示素子４のカバーガラスＣＧである。第３１面は開口絞りであり、第４レンズ群Ｇｒ４における最も縮小共役側に位置し、変倍時には第４レンズ群Ｇｒ４の一部として位置固定である（図２中の移動軌跡ｍ４）。
実施例２では、望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍に際し、第１レンズ群Ｇｒ１が光軸ＡＸ上に位置固定され、第２レンズ群Ｇｒ２が縮小共役側に凸となる弧を描く軌道（変倍時の移動の展開状態）で移動し（つまり、縮小共役側への移動後に拡大共役側へＵターン移動し）、第３レンズ群Ｇｒ３が縮小共役側に向かって移動し、第４レンズ群Ｇｒ４が光軸ＡＸ上に位置固定され、第５レンズ群Ｇｒ５が縮小共役側に向かって移動し、第６レンズ群Ｇｒ６が光軸ＡＸ上に位置固定される。
実施例２では、第１レンズ群Ｇｒ１が、拡大共役側から順に、負負の２枚から構成される負の屈折力を持つ第１ａレンズ群Ｇｒ１ａと、負正の２枚から構成される正の屈折力を持つ第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと、負負正負の４枚から構成される負の屈折力を持つ第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃと、に分割される。遠距離投射（Ｅ）から近距離投射（Ｋ）へのフォーカシングに際し、第１ａレンズ群Ｇｒ１ａは光軸ＡＸ上に位置固定され、第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃはそれぞれ別の軌道で拡大共役側へ移動する。遠距離投射（Ｅ）から近距離投射（Ｋ）へのフォーカシングに際し、第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃの移動量の比は１．８７５となる。
実施例３は、第１レンズ群Ｇｒ１が負負負正負正負の８枚、第２レンズ群Ｇｒ２が正負の２枚、第３レンズ群Ｇｒ３が正正の２枚、第４レンズ群Ｇｒ４が負負正の３枚、第５レンズ群Ｇｒ５が正正負負正正の６枚、第６レンズ群Ｇｒ６が正の１枚の計２１枚のレンズ（第１レンズＬ１〜第２１レンズＬ２１）からなる負負正負正正の６群構成を有している。第４３面までがズームレンズＺＬのレンズユニットであり、第４４面以降はプリズムＰＲや表示素子４のカバーガラスＣＧである。第２９面は開口絞りであり、第５レンズ群Ｇｒ５における最も拡大共役側に位置し、変倍時には第５レンズ群Ｇｒ５の一部として一体的に移動する（図３中の移動軌跡ｍ５）。
実施例３では、望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍に際し、第１レンズ群Ｇｒ１が光軸ＡＸ上に位置固定され、第２レンズ群Ｇｒ２が縮小共役側に凸となる弧を描く軌道（変倍時の移動の展開状態）で移動し（つまり、縮小共役側への移動後に拡大共役側へＵターン移動し）、第３レンズ群Ｇｒ３が縮小共役側に向かって移動し、第４レンズ群Ｇｒ４が拡大共役側に向かって移動し、第５レンズ群Ｇｒ５が縮小共役側に向かって移動し、第６レンズ群Ｇｒ６が光軸ＡＸ上に位置固定される。
実施例３では、第１レンズ群Ｇｒ１が、拡大共役側から順に、負負の２枚から構成される負の屈折力を持つ第１ａレンズ群Ｇｒ１ａと、負正の２枚から構成される正の屈折力を持つ第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと、負正負の３枚から構成される負の屈折力を持つ第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃと、に分割される。遠距離投射（Ｅ）から近距離投射（Ｋ）へのフォーカシングに際し、第１ａレンズ群Ｇｒ１ａは光軸ＡＸ上に位置固定され、第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃはそれぞれ別の軌道で拡大共役側へ移動する。遠距離投射（Ｅ）から近距離投射（Ｋ）へのフォーカシングに際し、第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃの移動量の比は１．８２８となる。
実施例４は、第１レンズ群Ｇｒ１が正負負負負正の６枚、第２レンズ群Ｇｒ２が負正の２枚、第３レンズ群Ｇｒ３が正の１枚、第４レンズ群Ｇｒ４が負負正の３枚、第５レンズ群Ｇｒ５が正負正正負正の６枚、第６レンズ群Ｇｒ６が正の１枚の計１９枚のレンズ（第１レンズＬ１〜第１９レンズＬ１９）からなる負正正負正正の６群構成を有している。第３９面までがズームレンズＺＬのレンズユニットであり、第４０面以降はプリズムＰＲや表示素子４のカバーガラスＣＧである。第２５面は開口絞りであり、第４レンズ群Ｇｒ４における最も縮小共役側に位置し、変倍時には第４レンズ群Ｇｒ４の一部として一体的に移動する（図４中の移動軌跡ｍ４）。
実施例４では、望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍に際し、第１レンズ群Ｇｒ１が光軸ＡＸ上に位置固定され、第２レンズ群Ｇｒ２が縮小共役側に向かって移動し、第３レンズ群Ｇｒ３が縮小共役側に向かって移動し、第４レンズ群Ｇｒ４が縮小共役側に向かって移動し、第５レンズ群Ｇｒ５が縮小共役側に向かって移動し、第６レンズ群Ｇｒ６が光軸ＡＸ上に位置固定される。
実施例４では、第１レンズ群Ｇｒ１が、拡大共役側から順に、正負の２枚から構成される負の屈折力を持つ第１ａレンズ群Ｇｒ１ａと、負負の２枚から構成される負の屈折力を持つ第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと、負正の２枚から構成される正の屈折力を持つ第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃと、に分割される。遠距離投射（Ｅ）から近距離投射（Ｋ）へのフォーカシングに際し、第１ａレンズ群Ｇｒ１ａは光軸ＡＸ上に位置固定され、第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃはそれぞれ別の軌道で拡大共役側へ移動する。遠距離投射（Ｅ）から近距離投射（Ｋ）へのフォーカシングに際し、第１ｂレンズ群Ｇｒ１ｂと第１ｃレンズ群Ｇｒ１ｃの移動量の比は３．７４９となる。
なお、各実施例のズームレンズＺＬを投射レンズとしてプロジェクター（例えば液晶プロジェクター）ＰＪに用いる場合、本来はスクリーン面（被投影面）ＳＣが像面であり画像表示面ＩＭ（例えば液晶パネル面）が物体面であるが、各実施例では光学設計上それぞれ縮小系とし、スクリーン面ＳＣ（図２９）を物体面とみなして画像表示面（縮小共役側像面）ＩＭで光学性能を評価している。そして、得られた光学性能から分かるように、各実施例のズームレンズＺＬはプロジェクター用の投射レンズとしてだけでなく、撮像装置（例えばビデオカメラ，デジタルカメラ）用の撮像レンズとしても好適に使用可能である。
実施例１
単位：mm
面データ
i CR Ti nd νd
1 149.381 8.860 1.70154 41.15
2 86.666 24.882
3 173.342 7.182 1.72342 37.99
4 78.713 可変(F)
5 264.092 6.242 1.60311 60.69
6 111.890 13.319
7 135.418 24.079 1.80610 33.27
8 -243.481 可変(F)
9 120.779 5.916 1.83400 37.34
10 55.236 20.995
11 ∞ 5.459 1.61800 63.39
12 126.905 4.549
13 87.400 25.474 1.48749 70.44
14 -76.522 0.200
15 -113.854 3.996 1.71300 53.94
16 398.513 可変(F,Z)
17 -234.986 8.138 1.51680 64.20
18 -69.628 0.236
19 -112.286 3.276 1.80809 22.76
20 127.831 可変(Z)
21 -765.083 6.211 1.80610 33.27
22 -107.249 35.992
23 89.197 7.144 1.90366 31.31
24 -684.045 可変(Z)
25 -203.532 3.601 1.43700 95.10
26 40.134 8.955
27 -97.142 2.915 1.43700 95.10
28 41.652 2.276
29 44.055 6.911 1.56883 56.04
30 -254.480 31.338
31 ∞(ST) 可変(Z)
32 -35.449 3.609 1.43700 95.10
33 -29.388 2.623
34 -28.198 2.500 1.88300 40.80
35 -37.791 3.554
36 192.372 8.435 1.43700 95.10
37 -59.312 3.000
38 363.100 5.838 1.43700 95.10
39 -92.305 1.952
40 -221.625 2.568 1.80610 40.73
41 54.771 2.237
42 60.996 10.451 1.43700 95.10
43 -109.156 可変(Z)
44 75.894 7.744 1.53775 74.70
45 -397.771 15.300
46 ∞ 85.000 1.51680 64.20
47 ∞ 1.000
48 ∞ 3.000 1.48749 70.44
49 ∞ 4.000
50(IM)
各種データ１
投影距離 1751(K)
(T) (M) (W)
焦点距離 25.543 21.200 17.623
ズーム比 1.449
半画角ω 31.577 36.522 41.698
Fナンバー 2.499 2.378 2.299
群間隔
T4 27.310 27.296 27.284
T8 4.022 4.010 4.000
T16 21.314 24.448 20.607
T20 11.622 19.627 31.761
T24 21.107 12.044 3.009
T31 21.517 32.042 44.239
T43 24.508 11.934 0.500
各種データ２
投影距離 10914(E)
(T) (M) (W)
焦点距離 25.764 21.398 17.800
ズーム比 1.447
半画角ω 31.357 36.268 41.414
Fナンバー 2.500 2.381 2.300
群間隔
T4 29.329 29.327 29.325
T8 5.773 5.771 5.769
T16 17.543 20.656 16.798
T20 11.622 19.627 31.761
T24 21.107 12.044 3.009
T31 21.517 32.042 44.239
T43 24.508 11.934 0.500
各種データ３
BF 78.356
レンズ全長 449.724
最大像高 15.700
各種データ４
フォーカス群移動量
Gr1b
(T) (M) (W)
10914(E) 0.000 0.000 0.000
1751(K) -2.020 -2.031 -2.041
Gr1c
(T) (M) (W)
10914(E) 0.000 0.000 0.000
1751(K) -3.771 -3.792 -3.810
移動量比 1.867
各種データ５
各レンズ群の焦点距離
f1a -117.641
f1b 155.784
f1c -109.152
f2 -117.717
f3 65.229
f4 -86.554
f5 190.934
f6 118.822
(K) (E)
f1 -80.085 -80.034
φ1 -0.012 -0.012
実施例２
単位：mm
面データ
i CR Ti nd νd
1 150.095 8.858 1.70154 41.15
2 86.592 24.597
3 170.672 7.175 1.72342 37.99
4 78.565 可変(F)
5 254.885 6.244 1.60311 60.69
6 107.970 13.764
7 133.887 24.456 1.80610 33.27
8 -239.234 可変(F)
9 118.053 5.181 1.83400 37.34
10 54.726 21.439
11 ∞ 6.402 1.61800 63.39
12 122.819 2.869
13 84.910 26.114 1.48749 70.44
14 -75.407 0.200
15 -110.138 4.164 1.71300 53.94
16 467.940 可変(F,Z)
17 -244.399 8.343 1.51680 64.20
18 -69.011 0.200
19 -116.257 3.257 1.80809 22.76
20 120.131 可変(Z)
21 -628.811 5.880 1.80610 33.27
22 -107.308 33.667
23 88.522 7.035 1.90366 31.31
24 -742.722 可変(Z)
25 -214.299 3.620 1.43700 95.10
26 40.712 8.888
27 -94.432 1.950 1.43700 95.10
28 40.797 2.411
29 43.704 7.061 1.56883 56.04
30 -261.358 31.516
31 ∞(ST) 可変(Z)
32 -34.781 2.938 1.43700 95.10
33 -29.425 2.887
34 -28.235 2.500 1.88300 40.80
35 -37.056 2.275
36 171.703 8.504 1.43700 95.10
37 -60.697 3.022
38 320.474 6.278 1.43700 95.10
39 -89.428 1.907
40 -208.292 2.579 1.80610 40.73
41 54.634 2.328
42 61.663 10.341 1.43700 95.10
43 -111.100 可変(Z)
44 74.064 7.182 1.53775 74.70
45 -517.781 15.717
46 ∞ 85.000 1.51680 64.20
47 ∞ 1.000
48 ∞ 3.000 1.48749 70.44
49 ∞ 4.000
50(IM)
各種データ１
投影距離 1726(K)
(T) (M) (W)
焦点距離 25.546 21.193 17.604
ズーム比 1.451
半画角ω 31.574 36.532 41.729
Fナンバー 2.659 2.516 2.399
群間隔
T4 27.158 27.145 27.134
T8 4.021 4.009 4.000
T16 24.108 25.172 22.059
T20 12.881 21.309 33.097
T24 20.975 11.507 2.853
T31 24.673 36.229 48.258
T43 24.085 12.529 0.500
各種データ２
投影距離 10988(E)
(T) (M) (W)
焦点距離 25.784 21.405 17.792
ズーム比 1.449
半画角ω 31.337 36.259 41.426
Fナンバー 2.660 2.517 2.400
群間隔
T4 29.258 29.256 29.254
T8 5.859 5.857 5.855
T16 20.170 21.213 18.084
T20 12.881 21.309 33.097
T24 20.975 11.507 2.853
T31 24.673 36.229 48.258
T43 24.085 12.529 0.500
各種データ３
BF 78.773
レンズ全長 450.000
最大像高 15.700
各種データ４
フォーカス群移動量
Gr1b
(T) (M) (W)
10988(E) 0.000 0.000 0.000
1726(K) -2.100 -2.111 -2.120
Gr1c
(T) (M) (W)
10988(E) 0.000 0.000 0.000
1726(K) -3.938 -3.959 -3.976
移動量比 1.875
各種データ５
各レンズ群の焦点距離
f1a -117.952
f1b 154.762
f1c -110.103
f2 -117.608
f3 65.119
f4 -86.001
f5 185.492
f6 120.623
(K) (E)
f1 -81.399 -81.368
φ1 -0.012 -0.012
実施例３
単位：mm
面データ
i CR Ti nd νd
1 103.916 6.465 1.65844 50.85
2 62.139 13.877
3 92.446 5.229 1.65844 50.85
4 52.678 可変(F)
5 171.340 4.330 1.61800 63.39
6 60.549 14.197
7 220.092 11.772 1.91082 35.25
8 -134.918 可変(F)
9 143.299 3.777 1.80420 46.50
10 49.927 12.945
11 76.643 19.523 1.51680 64.20
12 -60.449 0.200
13 -106.614 2.890 1.49700 81.61
14 40.675 可変(F,Z)
15 -308.819 7.739 1.51742 52.15
16 -39.530 0.200
17 -51.843 2.262 1.80809 22.76
18 106.163 可変(Z)
19 1326.720 4.967 1.80518 25.46
20 -73.878 0.200
21 45.111 5.605 1.90366 31.31
22 191.877 可変(Z)
23 -121.743 1.688 1.49700 81.61
24 24.392 7.513
25 -94.743 1.815 1.63854 55.45
26 66.854 0.534
27 42.218 5.050 1.68893 31.16
28 -136.252 可変(Z)
29 ∞(ST) 6.203
30 40.984 5.526 1.43700 95.10
31 -52.172 0.200
32 37.179 4.583 1.60300 65.44
33 -69.736 0.010 1.55000 47.00
34 -69.736 1.177 1.72825 28.32
35 26.708 7.086
36 -23.513 1.200 1.90366 31.31
37 62.268 0.010 1.55000 47.00
38 62.268 7.436 1.60300 65.44
39 -28.063 0.200
40 111.435 5.826 1.49700 81.61
41 -44.072 可変(Z)
42 86.640 4.413 1.85896 22.73
43 -137.880 12.000
44 ∞ 38.000 1.71300 53.94
45 ∞ 3.000
46 ∞ 1.050 1.48749 70.44
47 ∞ 0.200
48(IM)
各種データ１
投影距離 1751(K)
(T) (M) (W)
焦点距離 18.412 15.035 12.273
ズーム比 1.500
半画角ω 31.084 36.438 42.128
Fナンバー 2.399 2.337 2.276
群間隔
T4 22.792 22.788 22.786
T8 1.541 1.538 1.536
T14 21.564 22.403 18.888
T18 9.921 14.654 21.904
T22 24.720 17.402 10.651
T29 6.840 13.405 21.197
T41 22.899 18.087 13.315
各種データ２
投影距離 10914(E)
(T) (M) (W)
焦点距離 18.365 14.985 12.224
ズーム比 1.502
半画角ω 31.149 36.529 42.240
Fナンバー 2.399 2.337 2.276
群間隔
T4 22.173 22.153 22.138
T8 1.029 1.012 1.000
T14 22.694 23.565 20.072
T18 9.921 14.654 21.904
T22 24.720 17.402 10.651
T28 6.840 13.405 21.197
T41 22.899 18.087 13.315
各種データ３
BF 38.090
レンズ全長 280.000
最大像高 11.100
各種データ４
フォーカス群移動量
Gr1b
(T) (M) (W)
10914(E) 0.000 0.000 0.000
1751(K) -0.618 -0.635 -0.647
Gr1c
(T) (M) (W)
10914(E) 0.000 0.000 0.000
1751(K) -1.130 -1.161 -1.184
移動量比 1.828
各種データ５
各レンズ群の焦点距離
f1a -105.790
f1b 184.139
f1c -80.886
f2 -83.006
f3 36.481
f4 -58.270
f5 105.273
f6 61.874
(K) (E)
f1 -49.039 -48.927
φ1 -0.020 -0.020
実施例４
単位：mm
面データ
i CR Ti nd νd
1 26.677 14.289 1.51680 64.20
2 886.738 0.300
3 129.208 6.212 1.65844 50.85
4 64.373 可変(F)
5 557.492 4.746 1.49700 81.61
6 69.748 13.118
7 1464.263 4.027 1.63854 55.45
8 112.583 可変(F)
9 -80.111 4.842 1.69895 30.05
10 129.836 3.597
11 162.965 14.355 1.72342 37.99
12 -81.466 可変(F,Z)
13 -230.447 5.009 1.56732 42.84
14 89.127 2.505
15 89.201 12.202 1.51680 64.20
16 -117.615 可変(Z)
17 119.308 5.180 1.72825 28.32
18 587.169 可変(Z)
19 198.830 2.433 1.49700 81.61
20 52.676 13.459
21 -232.275 2.150 1.63854 55.45
22 551.189 0.759
23 88.414 3.572 1.80610 40.73
24 561.553 7.767
25 ∞(ST) 可変(Z)
26 -1447.856 7.671 1.43700 95.10
27 -54.735 3.469
28 -49.941 2.903 1.80420 46.50
29 -109.574 26.677
30 -10035.603 9.023 1.43700 95.10
31 -76.100 1.412
32 339.630 9.457 1.43700 95.10
33 -87.694 1.990
34 -97.643 3.773 1.80420 46.50
35 94.388 5.220
36 124.961 12.916 1.43700 95.10
37 -99.348 可変(Z)
38 102.894 8.901 1.49700 81.61
39 -712.956 19.500
40 ∞ 116.500 1.51680 64.20
41 ∞ 4.000
42 ∞ 3.000 1.48749 70.44
43 ∞ 0.000
44(IM)
各種データ１
投影距離 1500(K)
(T) (M) (W)
焦点距離 49.329 43.174 37.015
ズーム比 1.333
半画角ω 24.519 27.526 31.294
Fナンバー 4.117 3.992 3.881
群間隔
T4 19.500 19.500 19.500
T8 32.512 32.512 32.512
T12 42.029 62.332 92.009
T16 34.237 29.919 17.457
T18 33.707 18.641 3.000
T25 28.568 43.624 58.163
T37 33.089 17.113 1.000
各種データ２
投影距離 5400(E)
(T) (M) (W)
焦点距離 49.654 43.468 37.270
ズーム比 1.332
半画角ω 24.377 27.367 31.119
Fナンバー 4.120 3.992 3.880
群間隔
T4 23.374 23.374 23.374
T8 43.162 43.162 43.162
T12 27.505 47.809 77.486
T16 34.237 29.919 17.457
T18 33.707 18.641 3.000
T25 28.568 43.624 58.163
T37 33.089 17.113 1.000
各種データ３
BF 102.323
レンズ全長 422.000
最大像高 22.500
各種データ４
フォーカス群移動量
Gr1b
(T) (M) (W)
5400(E) 0.000 0.000 0.000
1500(K) 3.874 3.874 3.874
Gr1c
(T) (M) (W)
5400(E) 0.000 0.000 0.000
1500(K) 14.524 14.524 14.524
移動量比 3.749
各種データ５
各レンズ群の焦点距離
f1a -522.488
f1b -83.432
f1c 1277.088
f2 583.986
f3 202.955
f4 -380.490
f5 336.948
f6 181.051
(K) (E)
f1 -94.092 -94.527
φ1 -0.011 -0.011
Figure 0006485302
Figure 0006485302
Figure 0006485302
Figure 0006485302
Figure 0006485302
ＺＬ ズームレンズ（投射レンズ）
Ｇｒｋ 第ｋレンズ群（ｋ＝１，２，…，６）
Ｇｒ１ａ 第１ａレンズ群（副群）
Ｇｒ１ｂ 第１ｂレンズ群（副群）
Ｇｒ１ｃ 第１ｃレンズ群（副群）
Ｌｊ 第ｊレンズ（ｊ＝１，２，３，…）
ＳＴ 開口絞り
ＰＪ プロジェクター
ＰＲ プリズム
ＳＣ スクリーン面
ＩＭ 画像表示面（縮小共役側像面）
１ 光源
２ 照明光学系
３ 反射ミラー
４ 画像表示素子（画像形成素子）
５ 制御部
６ アクチュエーター
ＡＸ 光軸

Claims (6)

  1. 拡大共役側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、複数のレンズ群とからなり、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行う投射レンズであって、
    前記第１レンズ群が、負の屈折力を有する第１ａレンズ群と、正又は負の屈折力を有する第１ｂレンズ群と、正又は負の屈折力を有する第１ｃレンズ群と、の３つの副群からなり、
    ズーミングに際し、前記第１レンズ群が光軸上に固定であり、
    遠距離側から近距離側へのフォーカシングに際し、第１ａレンズ群が光軸上に固定であり、第１ｂレンズ群と第１ｃレンズ群がそれぞれ別々の軌道で拡大共役側へ移動し、
    遠距離側と近距離側の両方で以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする投射レンズ；
    −４．７＜ｆ１／ｆｗ＜−２．５ …（１）
    ただし、
    ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
    ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、
    である。
  2. 前記第１ｂレンズ群と前記第１ｃレンズ群のうちのいずれか一方のみが、正の屈折力を有し、かつ、正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成されることを特徴とする請求項１記載の投射レンズ。
  3. 前記第１ｂレンズ群及び前記第１ｃレンズ群が、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の投射レンズ；
    ０＜｜Σ（１／（ｆｎ×νｄｎ））×１０００｜≦０．３０５ …（２）
    ただし、
    ｆｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズの焦点距離、
    νｄｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズのアッベ数、
    である。
  4. 前記第１ｂレンズ群及び前記第１ｃレンズ群が、以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の投射レンズ；
    ０＜｜Σ（１／（ｆｎ×ｎｄｎ））×１０００｜≦１．３２ …（３）
    ただし、
    ｆｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズの焦点距離、
    ｎｄｎ：第１ｂレンズ群及び第１ｃレンズ群に含まれている単レンズの屈折率、
    である。
  5. 以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の投射レンズ；
    ２．５＜｜（ｆ１ｂ／ｆ１ｃ）×ｄｘ｜＜４．２ …（４）
    ただし、
    ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群の焦点距離、
    ｆ１ｃ：第１ｃレンズ群の焦点距離、
    ｄｘ：フォーカシングにおける第１ｂレンズ群の移動量に対する第１ｃレンズ群の移動量の比、
    である。
  6. 画像光を形成する画像形成素子と、前記画像光を拡大投射する請求項１〜５のいずれか１項に記載の投射レンズと、を備えたことを特徴とするプロジェクター。
JP2015183032A 2015-09-16 2015-09-16 変倍機能を有する投射レンズ及びプロジェクター Active JP6485302B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015183032A JP6485302B2 (ja) 2015-09-16 2015-09-16 変倍機能を有する投射レンズ及びプロジェクター
US15/265,468 US9958655B2 (en) 2015-09-16 2016-09-14 Projection lens system with magnification-varying capability and projector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015183032A JP6485302B2 (ja) 2015-09-16 2015-09-16 変倍機能を有する投射レンズ及びプロジェクター

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017058511A JP2017058511A (ja) 2017-03-23
JP6485302B2 true JP6485302B2 (ja) 2019-03-20

Family

ID=58257326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015183032A Active JP6485302B2 (ja) 2015-09-16 2015-09-16 変倍機能を有する投射レンズ及びプロジェクター

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9958655B2 (ja)
JP (1) JP6485302B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6415258B2 (ja) * 2014-11-14 2018-10-31 キヤノン株式会社 結像光学系および画像投射装置
JP7093613B2 (ja) * 2017-05-15 2022-06-30 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 投射用ズームレンズおよび画像投射装置
JP7293017B2 (ja) * 2019-07-18 2023-06-19 キヤノン株式会社 光学系および光学機器
JP2022119007A (ja) 2021-02-03 2022-08-16 キヤノン株式会社 ズームレンズ及び撮像装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0651203A (ja) * 1991-06-29 1994-02-25 Olympus Optical Co Ltd 近距離収差変動の小さいズームレンズ
JP3414499B2 (ja) * 1994-06-24 2003-06-09 オリンパス光学工業株式会社 ズームレンズ
JP2012189971A (ja) * 2010-04-12 2012-10-04 Fujifilm Corp 投写用ズームレンズ、投写用変倍光学系および投写型表示装置
JP5486385B2 (ja) * 2010-04-15 2014-05-07 株式会社シグマ 超広角レンズ系
JP5637110B2 (ja) * 2011-09-21 2014-12-10 コニカミノルタ株式会社 インナーフォーカスズームレンズ
JPWO2014104083A1 (ja) 2012-12-27 2017-01-12 コニカミノルタ株式会社 変倍機能を有する投射レンズ及びプロジェクター
JP6415258B2 (ja) * 2014-11-14 2018-10-31 キヤノン株式会社 結像光学系および画像投射装置
JP6602114B2 (ja) * 2015-09-01 2019-11-06 キヤノン株式会社 投射光学系、及びそれを用いた投射型画像表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9958655B2 (en) 2018-05-01
US20170075094A1 (en) 2017-03-16
JP2017058511A (ja) 2017-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10401596B2 (en) Projection optical system and projector
JP4107109B2 (ja) 投影レンズ
JP5455572B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2018180447A (ja) 投影光学系及び投影装置
JP6658185B2 (ja) 投射ズームレンズ及び画像投射装置
JP7061980B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP6625028B2 (ja) ズームレンズ、撮像装置、および投写型表示装置
CN201666968U (zh) 投影用变焦透镜及投影型显示装置
US9122045B2 (en) Projection zoom lens and projection type display device
JP4593971B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6485302B2 (ja) 変倍機能を有する投射レンズ及びプロジェクター
CN203799102U (zh) 投影用变焦透镜和投影型显示装置
JP2016050990A (ja) 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP6198862B2 (ja) 結像光学系、及びそれを用いた投射型画像表示装置、撮像装置
US7911705B2 (en) Projection lens and projector
JP6534371B2 (ja) ズームレンズ、撮像装置、および投写型表示装置
JP6830470B2 (ja) 結像光学系、投写型表示装置、および撮像装置
JP6546076B2 (ja) 広角レンズ及び撮像装置
JP2012088518A (ja) 光学補正型ズームレンズ及びそれを用いた投射型表示装置
US10168602B2 (en) Projection optical system and projector
JP2004061681A (ja) ズームレンズ及びそれを有する光学機器
JP4380207B2 (ja) 投影レンズ
JPH1054937A (ja) 高変倍ズームレンズ系
JP2012211973A (ja) ズームレンズ及びそれを用いた投射型表示装置
JP2017107112A (ja) 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170921

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180606

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180612

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180803

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190204

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6485302

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150