JP2018194816A - 映写レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】映写レンズを提供する。【解決手段】映写レンズであって、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第一レンズユニット、第二レンズユニット、第三レンズユニット、第四レンズユニット、第五レンズユニット、および、第六レンズユニットを有する。第一レンズユニットは、負の屈折力を有し、且つ、第一レンズを有し、第二レンズユニットは、正の屈折力を有し、第三レンズユニットは、正の屈折力を有し、第四レンズユニットは、負の屈折力を有し、第五レンズユニットは、正の屈折力を有し、第六レンズユニットは、正の屈折力を有する。映写レンズは、以下の条件を満足させる：０．４＜R12／f＜２．５；式中、R12は、第一レンズのイメージソース側面の曲率半径、fは、映写レンズの有効焦点距離である。【選択図】図１

Description

本発明は、映写レンズに関するものである。

従来のプロジェクタの体積は大きく、携帯に不便であり、近年のプロジェクタは、携帯を便利にするため、小型化設計になり、その中で使用される映写レンズもそれに伴って小型化される必要がある。また、プロジェクタの輝度を向上させるため、映写レンズは大きいアパーチャを必要とする。一方、プロジェクタ位置を移動しない条件下で、映写尺寸を調整できるようにするため、映写レンズはズーム機能を具備せねばならない。従来の映写レンズはこの要求を満たすことができず、よって、新規の映写レンズ設計で、小型化、大アパーチャと可変焦点距離の要求を同時に満たすことが求められている。

本発明は、小体積のレンズ、小アパーチャ値、ズーム機能を有しつつ、良好な光学性能を有する映写レンズを提供することを目的とする。

本発明の映写レンズは、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第一レンズユニット、第二レンズユニット、第三レンズユニット、第四レンズユニット、第五レンズユニット、および、第六レンズユニットを有する。第一レンズユニットは、負の屈折力を有し、且つ、第一レンズを有し、第二レンズユニットは、正の屈折力を有し、第三レンズユニットは、正の屈折力を有し、第四レンズユニットは、負の屈折力を有し、第五レンズユニットは、正の屈折力を有し、第六レンズユニットは、正の屈折力を有する。映写レンズは、以下の条件を満足させる：０．４＜R₁₂／f＜２．５；式中、R₁₂は、第一レンズのイメージソース側面の曲率半径、fは、映写レンズの有効焦点距離である。

本発明の映写レンズは、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第一レンズユニット、第二レンズユニット、第三レンズユニット、第四レンズユニット、および、第五レンズユニットを有する。第一レンズユニットは、負の屈折力を有し、且つ、第一レンズを有し、第二レンズユニットは、正の屈折力を有し、第三レンズユニットは、正の屈折力を有し、第四レンズユニットは、正の屈折力を有し、第五レンズユニットは、正の屈折力を有する。

映写レンズは、接合レンズを有し、この接合レンズは、二個のレンズを有し、これらのレンズのアッベ数差値は、２０より大きい。

第一レンズユニットとイメージソース側の間のレンズユニットは、光軸に沿って移動して、映写レンズの焦点距離を変化させる。

映写レンズは、以下の条件を満足させる：０．４＜R₁₂／f＜２．５；式中、R₁₂は、第一レンズのイメージソース側面の曲率半径、fは、この映写レンズの有効焦点距離である。

映写レンズは、以下の条件を満足させる：ＣＲＡ＜５度；式中、ＣＲＡは、この映写レンズを通過する主光線がイメージソースに到達する一角度である。

映写レンズは、以下の条件を満足させる：Ｆ＞１．５；式中、Ｆは、この映写レンズのアパーチャ値である。

本発明の映写レンズは、さらに、第三レンズユニットと第四レンズユニットの間に設置されるアパーチャを有する。

第一レンズユニットは、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第一レンズ、および、第二レンズを有し、第二レンズユニットは、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第三レンズ、および、第四レンズを有し、第三レンズユニットは第五レンズを有し、第四レンズユニットは、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第六レンズ、第七レンズ、第八レンズ、および、第九レンズを有し、第五レンズユニットは第十レンズを有し、第六レンズユニットは第十一レンズを有し、この第一レンズは、負の屈折力を有し、この第一レンズは、以下の条件を満足させる：Vd₁＞４５；式中、Vd₁は、この第一レンズのアッベ数である。

第一レンズユニットは、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第一レンズ、および、第二レンズを有し、第二レンズユニットは、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第三レンズ、および、第四レンズを有し、第三レンズユニットは第五レンズを有し、第四レンズユニットは、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第六レンズ、第七レンズ、第八レンズ、第九レンズ、および、第十レンズを有し、第五レンズユニットは第十一レンズを有し、この第一レンズは、負の屈折力を有し、この第一レンズは、以下の条件を満足させる：Vd₁＞４５；式中、Vd₁は、この第一レンズのアッベ数である。

映写レンズは、以下の条件を満足させる：０．７２＜R₁₂／f＜１．１８；60＞Vd₁＞45；1.5＜F＜2.2；式中、R₁₂は、第一レンズのイメージソース側面の曲率半径、fは、映写レンズの有効焦点距離、Vd₁は、第一レンズのアッベ数、Ｆは、映写レンズのアパーチャ値であり、映写レンズは、接合レンズを有し、接合レンズは二個のレンズを有し、これらのレンズのアッベ数差値は、２０より大きく、且つ、５５より小さい。

本発明の上述の目的、特徴、および、長所をさらにわかりやすくするため、以下で、好ましい実施形態と図面を併せて詳細に説明する。

本発明の映写レンズは、小体積のレンズ、小アパーチャ値、ズーム機能を有しつつ、良好な光学性能を有する。

本発明の第一実施形態による映写レンズが広角端にあるレンズ配置と光路を示す図である。 本発明の第一実施形態による映写レンズが望遠端にあるレンズ配置と光路を示す図である。 図１の映写レンズの像面湾曲図である。 図１の映写レンズの収差図である。 図１の映写レンズの相対照度図である。 図１の映写レンズの変調伝達関数図である。 図１の映写レンズのスルーフォーカス変調伝達関数図である。 図２の映写レンズの変調伝達関数図である。 図２の映写レンズのスルーフォーカス変調伝達関数図である。 本発明の第二実施形態による映写レンズが広角端にあるレンズ配置と光路を示す図である。 本発明の第二実施形態による映写レンズが望遠端にあるレンズ配置と光路を示す図である。 図４の映写レンズの像面湾曲図である。 図４の映写レンズの収差図である。 図４の映写レンズの相対照度図である。 図４の映写レンズの変調伝達関数図である。 図４の映写レンズのスルーフォーカス変調伝達関数図である。 図５の映写レンズの変調伝達関数図である。 図５の映写レンズのスルーフォーカス変調伝達関数図である。

図１、および、図２を参照する。図１は、本発明の第一実施形態による映写レンズが広角端にあるレンズ配置と光路を示す図、図２は、本発明の第一実施形態による映写レンズが望遠端にあるレンズ配置と光路を示す図である。映写時、イメージソースＩＳ１からの光線は、最後に、映写側に映写される。映写レンズ１は、光軸ＯＡ１に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第一レンズユニットＧ１１、第二レンズユニットＧ１２、第三レンズユニットＧ１３、アパーチャＳＴ１、第四レンズユニットＧ１４、第五レンズユニットＧ１５、第六レンズユニットＧ１６、プレートガラスＰＧ１、プリズムＰ１、および、カバーガラスＣＧ１を有する。使用時、第一レンズユニットＧ１１とイメージソースＩＳ１間の各レンズユニットのピッチD1₄₅、D1₈₉、D1₁₀₁₁、D₁₇₁₈、D₁₉₂₀の変化により、映写レンズ１の有効焦点距離を調整することができ、上述のピッチD1₄₅、D1₈₉、D1₁₀₁₁、D₁₇₁₈、D₁₉₂₀が、映写レンズ１が広角端から望遠端にズームするのに伴って変動する状況は、図１、および、図２中から明らかである。

第一実施形態において、第一レンズユニットＧ１１は、負の屈折力を有し、第二レンズユニットＧ１２は、正の屈折力を有し、第三レンズユニットＧ１３は、正の屈折力を有し、第四レンズユニットＧ１４は、負の屈折力を有し、第五レンズユニットＧ１５は、正の屈折力を有し、第六レンズユニットＧ１６は、正の屈折力を有する。

第一レンズユニットＧ１１は、光軸ＯＡ１に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第一レンズＬ１１、および、第二レンズＬ１２を有する。第一レンズＬ１１はメニスカスレンズで、その映写側面Ｓ１１は凸面であり、イメージソース側面Ｓ１２は凹面であり、映写側面Ｓ１１とイメージソース側面Ｓ１２は、どちらも非球面表面である。第二レンズＬ１２は両凹レンズであり、その映写側面Ｓ１３は凹面であり、イメージソース側面Ｓ１４は凹面であり、映写側面Ｓ１３とイメージソース側面Ｓ１４は、どちらも非球面表面である。

第二レンズユニットＧ１２は、光軸ＯＡ１に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第三レンズＬ１３、および、第四レンズＬ１４を有する。第三レンズＬ１３は両凸レンズで、その映写側面Ｓ１５は凸面であり、イメージソース側面Ｓ１６は凸面であり、且つ、球面表面である。第四レンズＬ１４はメニスカスレンズであり、その映写側面Ｓ１７は凸面であり、且つ、球面表面であり、イメージソース側面Ｓ１８は凹面である。

第三レンズユニットＧ１３は、第五レンズＬ１５を有する。第五レンズＬ１５は両凸レンズであり、その映写側面Ｓ１９は凸面であり、イメージソース側面Ｓ１１０は凸面であり、映写側面Ｓ１９とイメージソース側面Ｓ１１０は、どちらも球面表面である。

第四レンズユニットＧ１４は、光軸ＯＡ１に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第六レンズＬ１６、第七レンズＬ１７、第八レンズＬ１８、および、第九レンズＬ１９を有する。第六レンズＬ１６と第七レンズＬ１７は、接合レンズに接合され、第八レンズＬ１８と第九レンズＬ１９は、接合レンズに接合される。第六レンズＬ１６は、両凸レンズであり、その映写側面Ｓ１１２は凸面であり、イメージソース側面Ｓ１１３は凸面であり、映写側面Ｓ１１２とイメージソース側面Ｓ１１３は、どちらも球面表面である。第七レンズＬ１７は両凹レンズであり、その映写側面Ｓ１１３は凹面であり、イメージソース側面Ｓ１１４は凹面であり、映写側面Ｓ１１３とイメージソース側面Ｓ１１４は、どちらも球面表面である。第八レンズＬ１８は両凹レンズであり、その映写側面Ｓ１１５は凹面であり、イメージソース側面Ｓ１１６は凹面であり、映写側面Ｓ１１５とイメージソース側面Ｓ１１６は、どちらも球面表面である。第九レンズＬ１９は両凸レンズであり、その映写側面Ｓ１１６は凸面であり、イメージソース側面Ｓ１１７は凸面であり、映写側面Ｓ１１６とイメージソース側面Ｓ１１７は、どちらも球面表面である。

第五レンズユニットＧ１５は、第十レンズＬ１１０を有する。第十レンズＬ１１０は両凸レンズであり、その映写側面Ｓ１１８は凸面であり、イメージソース側面Ｓ１１９は凸面であり、映写側面Ｓ１１８とイメージソース側面Ｓ１１９は、どちらも球面表面である。

第六レンズユニットＧ１６は、第十一レンズＬ１１１を有する。第十一レンズＬ１１１は両凸レンズであり、その映写側面Ｓ１２０は凸面であり、イメージソース側面Ｓ１２１は凸面であり、映写側面Ｓ１２０とイメージソース側面Ｓ１２１は、どちらも球面表面である。

プレートガラスＰＧ１のその映写側面Ｓ１２２とイメージソース側面Ｓ１２３は、どちらも平面である。

プリズムＰ１のその映写側面Ｓ１２４とイメージソース側面Ｓ１２５は、どちらも平面である。

カバーガラスＣＧ１のその映写側面Ｓ１２６とイメージソース側面Ｓ１２７は、どちらも平面である。

このほか、本発明の映写レンズに良好な光学性能を保持させるために、第一実施形態中の映写レンズ１は、少なくとも以下の一つの条件を満たす：
|Vd1₆-Vd1₇|＞２０ （１）
|Vd1₈-Vd1₉|＞２０ （２）
Vd1₁＞４５ （３）
０．４＜R1₁₂／f1_W＜２．５ （４）
０．４＜R1₁₂／f1_T＜２．５ （５）
CRA1_W＜５度 （６）
CRA1_T＜５度 （７）
F1_W＞１．５ （８）
F1_T＞１．５ （９）

式中、Vd1₁は第一レンズＬ１１のアッベ数、Vd1₆は第六レンズＬ１６のアッベ数、Vd1₇は第七レンズＬ１７のアッベ数、Vd1₈は第八レンズＬ１８のアッベ数、Vd1₉は第九レンズＬ１９のアッベ数、Ｒ１_１２は第一レンズＬ１１のイメージソース側面Ｓ１２の曲率半径、f1_Wは、映写レンズ１の広角端の有効焦点距離、f1_Tは、映写レンズ１の望遠端の有効焦点距離、CRA1_Wは、映写レンズ１の広角端の主光線がイメージソースＩＳ１に到達する一角度、CRA1_Tは、映写レンズ１の望遠端の主光線がイメージソースＩＳ１に到達する一角度、F1_Wは、映写レンズ１の広角端のアパーチャ値、F1_Tは、映写レンズ１の望遠端のアパーチャ値である。

レンズとアパーチャＳＴ１の設計を利用して、映写レンズ１が、可変焦点距離、効果的に体積を縮小、アパーチャ値縮小、像差修正、レンズ解析度の向上を達成して、良好な画像化品質を達成する。

表一は、図１、および、図２の映写レンズ１が、それぞれ、広角端、および、望遠端ある時の各レンズの相関パラメータ表であり、表一のデータは、第一実施形態の映写レンズ１が広角端にある時の有効焦点距離が14.3 mm、アパーチャ値が1.81、主光線がイメージソースＩＳ１に到達する角度が1.1度、望遠端にある時の有効焦点距離が22.9 mm、アパーチャ値が2.1、主光線がイメージソースＩＳ１に到達する角度が1.0度、映写レンズ１のズーム比が約1.6倍であることを示す。表一中、表面の曲率が0.00である時(曲率半径は1/曲率である故、曲率半径は∞に向かう)表面が平面であることを示す。

表一中、各レンズの非球面表面凹陷度zは以下の公式から得られる：
z=ch²/{1+[1-(k+1)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸+Dh¹⁰+Eh¹²+Fh¹⁴+Gh¹⁶
式中：
c：曲率；
h：レンズ表面の任意の一点から光軸の垂直距離；
k：コーニック定数；
A〜G：非球面係数。

表二は、表一中の各レンズの非球面表面の相関パラメータ表で、kは、コーニック定数（Conic Constant）、A〜Gは、非球面係数である。

第一実施形態の映写レンズ１のその第一レンズＬ１１のアッベ数Vd1₁=58、第六レンズＬ１６のアッベ数Vd1₆=61、第七レンズＬ１７のアッベ数Vd1₇=26、第八レンズＬ１８のアッベ数Vd1₈=28、第九レンズＬ１９のアッベ数Vd1₉=81、第一レンズＬ１１のイメージソース側面Ｓ１２の曲率半径Ｒ１_１２=16.67 mm、映写レンズ１の広角端の有効焦点距離f1_w=14.3 mm、映写レンズ１の望遠端の有効焦点距離f1_T=22.9 mm、映写レンズ１の広角端の主光線がイメージソースＩＳ１に到達する角度CRA1_W=1.1度、映写レンズ１の望遠端の主光線がイメージソースＩＳ１に到達する角度CRA1_T=1.0度、映写レンズ１の広角端のアパーチャ値F1_W=1.81、映写レンズ１の望遠端のアパーチャ値F1_T=2.1である。上述のデータから、Vd1₁=58、|Vd1₆-Vd1₇|=35、|Vd1₈-Vd1₉|=53、R1₁₂／f1_W=1.17、R1₁₂／f1_T=0.73、CRA1_W=1.1度、CRA1_T=1.0度、F1_W=1.81、F1_T=2.1が得られ、どれも、上述の条件(１)〜条件(９)の要求を満たす。

このほか、第一実施形態の映写レンズ１の光学性能も要求を満たすことができ、これは、図３Ａ〜図３Ｇから分かる。図３Ａは、第一実施形態の映写レンズ１の広角端の像面湾曲(Field Curvature)図である。図３Ｂは、第一実施形態の映写レンズ１の広角端の収差(Distortion)図である。図３Ｃは、第一実施形態の映写レンズ１の広角端の相対照度(Relative Illumination)図である。図３Ｄは、第一実施形態の映写レンズ１の広角端の変調伝達関数(Modulation Transfer Function)図である。図３Ｅは、第一実施形態の映写レンズ１の広角端のスルーフォーカス変調伝達関数(Through Focus Modulation Transfer Function)図である。図３Ｆは、第一実施形態の映写レンズ１の望遠端の変調伝達関数(Modulation Transfer Function)図である。図３Ｇは、第一実施形態の映写レンズ１の望遠端のスルーフォーカス変調伝達関数(Through Focus Modulation Transfer Function)図である。

図３Ａから分かるように、第一実施形態の映写レンズ１の広角端の波長が0.450 μm、0.480 μm、0.550 μm、0.600 μm、0.630 μmの光線は、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向の像面湾曲が、-0.06 mm〜0.06 mmの間である。図３Ｂ(図面中の五本線はほぼ重合して、一本の線に見える)から分かるように、第一実施形態の映写レンズ１の広角端の波長が0.450 μm、0.480 μm、0.550 μm、0.600 μm、0.630 μmの光線が生成する収差は、-1.2%〜0%の間である。図３Ｃから分かるように、第一実施形態の映写レンズ１の広角端の波長が0.630 μmの光線は、Y視界0 mm〜8.3 mmで、相対照度は、0.52〜1.0の間である。図３Ｄから分かるように、第一実施形態の映写レンズ１の広角端の波長範囲が0.450 μm〜0.630 μmの光線は、それぞれ、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向で、視界高度が、それぞれ、0.0000 mm、-2.4900 mm、-7.4700 mm、-8.3000 mm、空間周波数が0 lp/mm〜93 lp/mmのとき、その変調伝達関数値は0.54〜1.0の間である。図３Ｅから分かるように、第一実施形態の映写レンズ１の広角端の波長範囲が0.450 μm〜0.630 μmの光線は、それぞれ、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向で、視界高度が、それぞれ、0.0000 mm、-2.4900 mm、-4.1500 mm、-7.4700 mm、-8.3000 mm、空間周波数が93 lp/mmである時、焦点シフトが-0.44 mm〜0.25 mmの間で、そのスルーフォーカス変調伝達関数値は、どれも、０．２より大きい。図３Ｆから分かるように、第一実施形態の映写レンズ１の望遠端の波長範囲が0.4500 μm〜0.6300 μmの光線は、それぞれ、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向で、視界高度が、それぞれ、0.0000 mm、-2.4900 mm、-7.4700 mm、-8.3000 mm、空間周波数が0 lp/mm〜93 lp/mmのとき、その変調伝達関数値は0.50〜1.0の間である。図３Ｇから分かるように、第一実施形態の映写レンズ１の望遠端の波長範囲が0.4500 μm〜0.6300 μmの光線は、それぞれ、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向で、視界高度が、それぞれ、0.0000 mm、-4.1500 mm、-5.8100 mm、-7.4700 mm、-8.3000 mm、空間周波数が93 lp/mmである時、焦点シフトが-0.028 mm〜0.018 mmの間で、そのスルーフォーカス変調伝達関数値は、どれも、０．２より大きい。第一実施形態の映写レンズ１の像面湾曲、収差はどれも効果的に修正され、相対照度、レンズ解像度、ディープフォーカスも要求を満たすことができ、好ましい光学性能を得ることができることが分かる。

本発明が符合する条件は、０．４＜R1₁₂／f1_W＜２．５、０．４＜R1₁₂／f1_T＜２．５、|Vd1₆-Vd1₇|＞２０または|Vd1₈-Vd1₉|＞２０を中心とし、本発明の実施形態による数値も、残りの条件の範囲内である。本発明の条件０．４＜R1₁₂／f1_W＜２．５、０．４＜R1₁₂／f1_T＜２．５は、光がスクリーン上に投射されることを表すので、前端に達するとき、Ｒ値の効果が明らかであり、このようにして、光は、比較的小さい光学距離内で、大きい角度を投射することができ、その最適効果範囲は、０．７２＜R₁₂／f＜１．１８である。条件|Vd1₆-Vd1₇|＞２０または|Vd1₈-Vd1₉|＞２０は、レンズ修色差の特性で、続いた二個のVd値の落差が大きいレンズを利用し、その最適効果範囲は、５５＞|Vd1₆-Vd1₇|＞２０、５５＞|Vd1₈-Vd1₉|＞２０である。条件Vd1₁>４５は、第一レンズの材質のその最適効果範囲が、60＞Vd1₁＞45であることを意味する。条件ＣＲＡ＜５度は、本案のレンズ特性であり、条件Ｆ＞１．５はレンズの光束を制限し、値が小さければ、光束は大きく、その最適効果範囲は、1.5＜F＜2.2である。

図４、および、図５を参照すると、図４は、本発明の第二実施形態による映写レンズが広角端にあるレンズ配置と光路を示す図、図５は、本発明の第二実施形態による映写レンズが望遠端にあるレンズ配置と光路を示す図である。映写時、イメージソースＩＳ２からの光線は、最後に映写側に映写される。映写レンズ２は、光軸ＯＡ２に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第一レンズユニットＧ２１、第二レンズユニットＧ２２、第三レンズユニットＧ２３、アパーチャＳＴ２、第四レンズユニットＧ２４、第五レンズユニットＧ２５、プレートガラスＰＧ２、プリズムＰ２、および、カバーガラスＣＧ２を有する。使用時、第一レンズユニットＧ２１とイメージソースＩＳ２間の各レンズユニットのピッチD2₄₅、D2₈₉、D2₁₀₁₁、D2₁₉₂₀の変化により、映写レンズ２の有効焦点距離の調整を達成することができ、上述のピッチD2₄₅、D2₈₉、D2₁₀₁₁、D2₁₉₂₀が、映写レンズ２が広角端から望遠端にズームするのに伴って変動する状況は、図４、および、図５から明らかである。

第二実施形態において、第一レンズユニットＧ２１は、負の屈折力を有し、第二レンズユニットＧ２２は、正の屈折力を有し、第三レンズユニットＧ２２は、正の屈折力を有し、第四レンズユニットＧ２４は、正の屈折力を有し、第五レンズユニットＧ２５は、正の屈折力を有する。

第一レンズユニットＧ２１は、光軸ＯＡ２に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第一レンズＬ２１、および、第二レンズＬ２２を有する。第一レンズＬ２１は、メニスカスレンズであり、その映写側面Ｓ２１は凸面であり、イメージソース側面Ｓ２２は凹面であり、映写側面Ｓ２１とイメージソース側面Ｓ２２は、どちらも非球面表面である。第二レンズＬ２２は両凹レンズであり、その映写側面Ｓ２３は凹面であり、イメージソース側面Ｓ２４は凹面であり、映写側面Ｓ２３とイメージソース側面Ｓ２４は、どちらも非球面表面である。

第二レンズユニットＧ２２は、光軸ＯＡ２に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第三レンズＬ２３、および、第四レンズＬ２４を有する。第三レンズＬ２３は、両凸レンズであり、その映写側面Ｓ２５は凸面であり、イメージソース側面Ｓ２６は凸面であり、且つ、球面表面である。第四レンズＬ２４は、メニスカスレンズであり、その映写側面Ｓ２７は凸面であり、且つ、球面表面、イメージソース側面Ｓ２８は凹面である。

第三レンズユニットＧ２３は、第五レンズＬ２５を有する。第五レンズＬ２５は、両凸レンズであり、その映写側面Ｓ２９は凸面であり、イメージソース側面Ｓ２１０は凸面であり、映写側面Ｓ２９とイメージソース側面Ｓ２１０は、どちらも球面表面である。

第四レンズユニットＧ２４は、光軸ＯＡ２に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、第六レンズＬ２６、第七レンズＬ２７、第八レンズＬ２８、第九レンズＬ２９、および、第十レンズＬ２１０を有する。第六レンズＬ２６と第七レンズＬ２７は、接合レンズに接合され、第八レンズＬ２８と第九レンズＬ２９は、接合レンズに接合される。第六レンズＬ２６は、両凸レンズであり、その映写側面Ｓ２１２は凸面であり、イメージソース側面Ｓ２１３は凸面であり、映写側面Ｓ２１２とイメージソース側面Ｓ２１３は、どちらも球面表面である。第七レンズＬ２７は両凹レンズであり、その映写側面Ｓ２１３は凹面であり、イメージソース側面Ｓ２１４は凹面であり、映写側面Ｓ２１３とイメージソース側面Ｓ２１４は、どちらも球面表面である。第八レンズＬ２８は両凹レンズであり、その映写側面Ｓ２１５は凹面であり、イメージソース側面Ｓ２１６は凹面であり、映写側面Ｓ２１５とイメージソース側面Ｓ２１６は、どちらも球面表面である。第九レンズＬ２９は、両凸レンズであり、その映写側面Ｓ２１６は凸面であり、イメージソース側面Ｓ２１７は凸面であり、映写側面Ｓ２１６とイメージソース側面Ｓ２１７は、どちらも球面表面である。第十レンズＬ２１０は、両凸レンズであり、その映写側面Ｓ２１８は凸面であり、イメージソース側面Ｓ２１9は凸面であり、映写側面Ｓ２１８とイメージソース側面Ｓ２１９は、どちらも球面表面である。

第五レンズユニットＧ２５は、第十一レンズＬ２１１を有する。第十一レンズＬ２１１は、両凸レンズであり、その映写側面Ｓ２２０は凸面であり、イメージソース側面Ｓ２２１は凸面であり、映写側面Ｓ２２０とイメージソース側面Ｓ２２１は、どちらも球面表面である。

プレートガラスＰＧ２のその映写側面Ｓ２２２とイメージソース側面Ｓ２２３は、どちらも平面である。

プリズムＰ２のその映写側面Ｓ２２４とイメージソース側面Ｓ２２５は、どちらも平面である。

カバーガラスＣＧ２其映写側面Ｓ２２６とイメージソース側面Ｓ２２７は、どちらも平面である。

このほか、本発明の映写レンズに良好な光学性能を保持させるために、第二実施形態中的映写レンズ２は、少なくとも以下の一つの条件を満たす：
|Vd2₆-Vd2₇|＞２０ （１０）
|Vd2₈-Vd2₉|＞２０ （１１）
Vd2₁＞45 （１２）
０．４＜R2₁₂／f2_W＜２．５ （１３）
０．４＜R2₁₂／f2_T＜２．５ （１４）
CRA2_W＜５度 （１５）
CRA2_T＜５度 （１６）
F2_W＞１．５ （１７）
F2_T＞１．５ （１８）

式中、Vd2₁は第一レンズＬ２１のアッベ数、Vd2₆は第六レンズＬ２６のアッベ数、Vd2₇は第七レンズＬ２７のアッベ数、Vd2₈は第八レンズＬ２８のアッベ数、Vd2₉は第九レンズＬ２９のアッベ数、Ｒ２_１２は第一レンズＬ２１のイメージソース側面Ｓ２２の曲率半径、f2_Wは、映写レンズ２の広角端の有効焦点距離、f2_Tは、映写レンズ２の望遠端の有効焦点距離、CRA2_Wは、映写レンズ２の広角端の主光線がイメージソースＩＳ２に到達する一角度、CRA2_Tは、映写レンズ２の望遠端の主光線がイメージソースＩＳ２に到達する一角度、F2_Wは、映写レンズ２の広角端のアパーチャ値、F2_Tは、映写レンズ２の望遠端のアパーチャ値である。

上述のレンズとアパーチャＳＴ２の設計を利用して、映写レンズ２が、可変焦点距離、効果的に体積を縮小、アパーチャ値縮小、像差修正、レンズ解析度の向上を達成して、良好な画像化品質を達成する。

表三は、図４、および、図５の映写レンズ２が、それぞれ、広角端、および、望遠端ある時のレンズの相関パラメータ表であり、表三のデータは、第二実施形態の映写レンズ２が広角端にある時の有効焦点距離が14.3 mm、アパーチャ値が1.75、主光線がイメージソースＩＳ２に到達する角度が1.4度、望遠端にある時の有効焦点距離が21.8 mm、アパーチャ値が1.95、主光線がイメージソースＩＳ２に到達する角度が1.35度、映写レンズ２のズーム比が約1.5倍であることを表示する。

表三中の各レンズの非球面表面凹陷度zの公式は、上述の表一で適用される非球面表面凹陷度zと同じであり、各パラメータの物理意義は、表一の非球面表面凹陷度z公式の説明を参照することができ、ここで再度記述しない。

表四は、表三中の各レンズの非球面表面の相関パラメータ表である。

第二実施形態の映写レンズ２のその第一レンズＬ２１のアッベ数Vd2₁=58、第六レンズＬ２６のアッベ数Vd2₆=60、第七レンズＬ２７のアッベ数Vd2₇=25、第八レンズＬ２８のアッベ数Vd2₈=25、第九レンズＬ２９のアッベ数Vd2₉=64、第一レンズＬ２１のイメージソース側面Ｓ２２の曲率半径Ｒ２_１２=16.67 mm、映写レンズ２の広角端の有効焦点距離f2_w=14.3 mm、映写レンズ２の望遠端の有効焦点距離f2_T=21.8 mm、映写レンズ２の広角端の主光線がイメージソースＩＳ２に到達する角度CRA2_W=1.4度、映写レンズ２の望遠端の主光線がイメージソースＩＳ２に到達する角度CRA2_T=1.35度、映写レンズ２の広角端のアパーチャ値F2_W=1.75、映写レンズ２の望遠端のアパーチャ値F2_T=1.95である。上述のデータから得られるVd2₁=58、|Vd2₆-Vd2₇|=35、|Vd2₈-Vd2₉|=39、R2₁₂／f2_W=１．１７、R2₁₂／f2_T=０．７６、CRA2_W=1.4度、CRA2_T=1.35度、F2_W=1.75、F2_T=1.95は、どれも、上述の条件(１０)〜条件(１８)の要求を満たす。

このほか、第二実施形態の映写レンズ２の光学性能も要求を満たすことができ、これは、図６Ａ〜図６Ｇから分かる。図６Ａは、第二実施形態の映写レンズ２の広角端の像面湾曲(Field Curvature)図である。図６Ｂは、第二実施形態の映写レンズ２の広角端の収差(Distortion)図である。図６Ｃは、第二実施形態の映写レンズ２の広角端の相対照度(Relative Illumination)図である。図６Ｄは、第二実施形態の映写レンズ２の広角端の変調伝達関数(Modulation Transfer Function)図である。図６Ｅは、第二実施形態の映写レンズ２の広角端のスルーフォーカス変調伝達関数(Through Focus Modulation Transfer Function)図である。図６Ｆは、第二実施形態の映写レンズ２の望遠端の変調伝達関数(Modulation Transfer Function)図である。図６Ｇは、第二実施形態の映写レンズ２の望遠端のスルーフォーカス変調伝達関数(Through Focus Modulation Transfer Function)図である。

図６Ａから分かるように、第二実施形態の映写レンズ２の広角端の波長が0.450 μm、0.480 μm、0.486 μm、0.550 μm、0.588 μm、0.600 μm、0.630 μm、0.656 μmの光線は、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向の像面湾曲が、-0.02 mm〜0.07 mmの間である。図６Ｂ(図面中の八本線はほぼ重合して、一本の線に見える)から分かるように、第二実施形態の映写レンズ２の広角端の波長が0.450 μm、0.480 μm、0.486 μm、0.550 μm、0.588 μm、0.600 μm、0.630 μm、0.656 μmの光線が生成する収差は、-1.2%〜0%の間である。図６Ｃから分かるように、第二実施形態の映写レンズ２の広角端の波長が0.480 μmの光線は、Y視界0 mm〜8.3 mmで、相対照度は、0.64〜1.0の間である。図６Ｄから分かるように、第二実施形態の映写レンズ２の広角端の波長範囲が0.450 μm〜0.6563 μmの光線は、それぞれ、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向で、視界高度が、それぞれ、0.0000 mm、-2.4900 mm、-7.4700 mm、-8.3000 mm、空間周波数が0 lp/mm〜93 lp/mmのとき、その変調伝達関数値が0.57〜1.0の間である。図６Ｅから分かるように、第二実施形態の映写レンズ２の広角端の波長範囲が0.4500 μm〜0.6563 μmの光線は、それぞれ、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向で、視界高度が、それぞれ、0.0000 mm、-0.8300 mm、-5.8100 mm、-7.4700 mm、-8.3000 mm、空間周波数が93 lp/mm時、焦点シフトが-0.016 mm〜0.013 mmの間で、そのスルーフォーカス変調伝達関数値は、どれも、０．２より大きい。図６Ｆから分かるように、第二実施形態の映写レンズ２の望遠端対波長範囲が0.4500 μm〜0.6563 μmの光線は、それぞれ、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向で、視界高度が、それぞれ、0.0000 mm、-2.4900 mm、-7.4700 mm、-8.3000 mm、空間周波数が0 lp/mm〜93 lp/mm、その変調伝達関数値が、0.37〜1.0の間である。図６Ｇから分かるように、第二実施形態の映写レンズ２の望遠端対波長範囲が0.450 μm〜0.6563 μmの光線は、それぞれ、タンジェンシャル(Tangential)方向とサジタル(Sagittal)方向で、視界高度が、それぞれ、0.0000 mm、-2.4900 mm、-4.1500 mm、-7.4700 mm、-8.3000 mm、空間周波数が93 lp/mmである時、焦点シフトが-0.022 mm〜0.018 mmの間で、そのスルーフォーカス変調伝達関数値は、どれも、０．２より大きい。第二実施形態の映写レンズ２の像面湾曲、収差はどれも効果的に修正され、相対照度、レンズ解像度、ディープフォーカスも要求を満たすことができ、好ましい光学性能を得ることができることが分かる。

本発明が符合する条件は、
０．４＜R2₁₂／f2_W＜２．５、０．４＜R2₁₂／f2_T＜２．５、|Vd2₆-Vd2₇|＞２０または|Vd2₈-Vd2₉|＞２０を中心とし、本発明の実施形態の数値も、残りの条件の範囲内である。本発明の条件０．４＜R2₁₂／f2_W＜２．５、０．４＜R2₁₂／f2_T＜２．５は、光がスクリーン上に投射されることを表すので、前端に達するとき、Ｒ値の効果が明らかであり、このようにして、光は比較的小さな光学距離内で、大きい角度を投射することができ、その最適効果範囲は、０．７２＜R₁₂／f＜１．１８である。条件|Vd2₆-Vd2₇|＞２０または|Vd2₈-Vd2₉|＞２０は、レンズ修色差の特性で、続いた二個のVd値の落差が大きいレンズを利用し、その最適効果範囲は、５５＞|Vd2₆-Vd2₇|＞２０、５５＞|Vd2₈-Vd2₉|＞２０である。条件Vd2₁＞４５は、第一レンズの材質のその最適効果範囲が、60＞Vd2₁＞45であることを意味する。条件ＣＲＡ＜５度は、本案のレンズ特性であり、条件Ｆ＞１．５はレンズの光束を制限し、値が小さければ、光束は大きく、その最適効果範囲は、1.5＜F＜2.2である。

１、２…映写レンズ
Ｇ１１、Ｇ２１…第一レンズユニット
Ｇ１２、Ｇ２２…第二レンズユニット
Ｇ１３、Ｇ２３…第三レンズユニット
Ｇ１４、Ｇ２４…第四レンズユニット
Ｇ１５、Ｇ２５…第五レンズユニット
Ｇ１６…第六レンズユニット
Ｌ１１、Ｌ２１…第一レンズ
Ｌ１２、Ｌ２２…第二レンズ
Ｌ１３、Ｌ２３…第三レンズ
Ｌ１４、Ｌ２４…第四レンズ
Ｌ１５、Ｌ２５…第五レンズ
Ｌ１６、Ｌ２６…第六レンズ
Ｌ１７、Ｌ２７…第七レンズ
Ｌ１８、Ｌ２８…第八レンズ
Ｌ１９、Ｌ２９…第九レンズ
Ｌ１１０、Ｌ２１０…第十レンズ
Ｌ１１１、Ｌ２１１…第十一レンズ
ＳＴ１、ＳＴ２…アパーチャ
ＯＡ１、ＯＡ２…光軸
ＩＳ１、ＩＳ２…イメージソース
ＰＧ１、ＰＧ２…プレートガラス
Ｐ１、Ｐ２…プリズム
ＣＧ１、ＣＧ２…カバーガラス
Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７…面
Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３…面
Ｓ１１４、Ｓ１１５、Ｓ１１６、Ｓ１１７、Ｓ１１８、Ｓ１１９…面
Ｓ１２０、Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２４、Ｓ１２５…面
Ｓ１２６、Ｓ１２７…面
Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６、Ｓ２７…面
Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２１０、Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３…面
Ｓ２１４、Ｓ２１５、Ｓ２１６、Ｓ２１７、Ｓ２１８、Ｓ２１９…面
Ｓ２２０、Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２２３、Ｓ２２４、Ｓ２２５…面
Ｓ２２６、Ｓ２２７…面
D1₄₅、D1₈₉、D1₁₀₁₁、D1₁₇₁₈、D1₁₉₂₀…ピッチ
D2₄₅、D2₈₉、D2₁₀₁₁、D2₁₉₂₀…ピッチ

Claims (8)

1. 映写レンズであって、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、
   負の屈折力を有し、且つ、第一レンズを有する第一レンズユニットと、
   正の屈折力を有する第二レンズユニットと、
   正の屈折力を有する第三レンズユニットと、
   負の屈折力を有する第四レンズユニットと、
   正の屈折力を有する第五レンズユニット、および、
   正の屈折力を有する第六レンズユニット、
   を有し、
   前記映写レンズは、以下の条件を満足させる：
   ０．４＜R₁₂／f＜２．５
   式中、R₁₂は、前記第一レンズのイメージソース側面の曲率半径、fは、前記映写レンズの有効焦点距離であることを特徴とする映写レンズ。
2. 映写レンズであって、光軸に沿って、映写側からイメージソース側に、順に、
   負の屈折力を有し、且つ、第一レンズを有する第一レンズユニットと、
   正の屈折力を有する第二レンズユニットと、
   正の屈折力を有する第三レンズユニットと、
   正の屈折力を有する第四レンズユニット、
   正の屈折力を有する第五レンズユニット、および、
   正の屈折力を有する第六レンズユニット、
   を有する映写レンズ。
3. 前記映写レンズは接合レンズを有し、前記接合レンズは二個のレンズを有し、これらのレンズのアッベ数差値は、２０より大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映写レンズ。
4. 前記第一レンズユニットと前記イメージソース側の間のこれらのレンズユニットは、前記光軸に沿って移動して、前記映写レンズの焦点距離を変化させる、前記第一レンズユニットは、前記光軸に沿って、前記映写側から前記イメージソース側に、順に、前記第一レンズ、および、第二レンズを有し、前記第二レンズユニットは、前記光軸に沿って、前記映写側から前記イメージソース側に、順に、第三レンズ、および、第四レンズを有し、前記第三レンズユニットは第五レンズを有し、前記第四レンズユニットは、前記光軸に沿って、前記映写側から前記イメージソース側に、順に、第六レンズ、第七レンズ、第八レンズ、第九レンズ、および、第十レンズを有し、前記第五レンズユニットは第十一レンズを有し、前記第六レンズユニットは第十二レンズを有し、前記第一レンズは、負の屈折力を有し、前記第一レンズは、以下の条件を満足させる：
   Vd₁＞４５；
   式中、Vd₁は、該第一レンズの一アッベ数であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映写レンズ。
5. 前記映写レンズは、以下の条件を満足させる：
   ＣＲＡ＜５度；
   式中、ＣＲＡは、前記映写レンズを通過する主光線がイメージソースに到達する一角度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映写レンズ。
6. 前記映写レンズは、以下の条件を満足させる：
   Ｆ＞１．５；
   式中、Ｆは、前記映写レンズの一アパーチャ値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映写レンズ。
7. 更に、前記第三レンズユニットと前記第四レンズユニットの間に設置されるアパーチャを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映写レンズ。
8. 前記映写レンズは、以下の条件を満足させる：
   ０．７２＜R₁₂／f＜１．１８
   60＞Vd₁＞45；
   1.5＜F＜2.2；
   式中、R₁₂は、前記第一レンズのイメージソース側面の曲率半径、fは、前記映写レンズの有効焦点距離、Vd₁は、前記第一レンズの一アッベ数、Fは、前記映写レンズの一アパーチャ値であり、前記映写レンズは接合レンズを有し、前記接合レンズは二個のレンズを有し、これらのレンズのアッベ数差値は、２０より大きく、且つ、５５より小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映写レンズ。

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