JP6011168B2 - 投射用ズームレンズおよびプロジェクタ装置 - Google Patents
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Description
微小ミラーデバイスでは、照明光源を投写用ズームレンズに隣接させて設置する必要があり、投射用ズームレンズのライトバルブ側のレンズ径を小さくする必要がある。
しかし、構成レンズ枚数が11〜12枚と多く、コンパクト化や低価格化の面でなお改良の余地がある。
また諸収差の補正の点でもなお改善の余地がある。
また、かかる投射用ズームレンズを搭載したプロジェクタ装置の実現を課題とする。
図1〜図5に、投射用ズームレンズの実施の形態を5例示す。これ等の5例は、後述する実施例1〜5に順次対応する。
図1〜図5の最上段の図において、符号G1は第1レンズ群、符号G2は第2レンズ群を示す。また、符号G11は第1前群、符号G12は第1後群を示す。
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。
第2後群G22は、拡大側から縮小側へ向かって、両凹レンズL23と両凸レンズL24とを配してなる。
第1後群G12は、特に「軸上色収差と倍率色収差を大きく発生させる」が、第1前群G11の光線を収斂させる上で重要な役割を果たす。
即ち、正レンズL21、L22は「全く同一の形状」でも良いし、レンズ径のみが異なっても良い。以下、正レンズL21、L22は「同形状」であるという。
(2) 0.0 < |f21/f22| < 0.3
(3) 1.1 < F2/f21 < 1.3
(4) 2.0 < |D1/D2| < 2.8 。
「D1」は、第1レンズ群の、広角側から望遠端への変倍の際の「縮小側への移動に伴う第1レンズ群と第2レンズ群との群間隔の変化量」である。
「D2」は、第2レンズ群の「広角側から望遠端への変倍の際の、拡大側への移動量」である。
条件(1)の上限を超えると、第1レンズ群の負のパワーが相対的に弱まり、色収差が大きく発生し易い。
条件(2)の上限を超えると、非点隔差が大きく発生し易く、歪曲収差もマイナスに大きく発生し易い。さらに、望遠側のコマ収差も大きく発生し易い。
条件(3)の上限を超えると、第2レンズ群のパワーが、第2前群のパワーに対して相対的に小さくなり、大きな倍率色収差を発生させ易い。
条件(3)の下限を超えると、第2前群のパワーが、第2レンズ群のパワーに比して相対的に小さくなり、大きな軸上色収差が発生し易い。
第1レンズ群と第2レンズ群は、上述の通り、広角端から望遠端への変倍の際、反対方向すなわち「間隔が縮小する方向」に移動する。
即ち、第1レンズ群のパワーが、第2レンズ群のパワーに対して相対的に強くなり、第1・第2レンズ群間のパワー配分が崩れ、歪曲収差と非点収差が大きく発生し易くなる。
この場合は、2枚の負レンズ、2枚の正レンズについて部品の共通化が可能となり、コストのさらなる低減を実現できる。
投写用ズームレンズ4と照明光学系2のスペースの上記の如き関係上、投写用ズームレンズのバックフォーカスをある程度確保する必要がある。
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
Vd:アッベ数 。
+C4・H4+C6・H6+C8・H8+C10・H10+・・・ 。
図1に示す実施例1の投射用ズームレンズは、拡大側から順に、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2にグループ化された6枚のレンズL11〜L24で構成されている。
実施例1のデータを表1に示す。
非球面のデータを表2に示す。
表1におけるd4、d12は可変間隔であり、ズーム比に応じて変化する。
d4は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の群間隔(正メニスカスレンズL12の像側面と正メニスカスレンズL21の物体側面との光軸上の距離)であり、従って、広角端におけるd4と望遠端におけるd4との差が、広角端から望遠端への変倍に伴う上記群間隔の差:D1である。また、d12は、第2レンズ群の両凸レンズL24の像側面とカバーガラスCGの物体側面との光軸上の距離であるから、広角端におけるd12と望遠端におけるd12との差が、D2である。
各条件のパラメータの値を表4に示す。
各ズームポジションにおいて、収差は補正に補正されている。
図2に示す実施例の投射用ズームレンズは、拡大側から順に、7枚のレンズL11〜L24を配して構成されている。
実施例2のデータを表5に示す。
非球面のデータを表6に示す。
投射距離:2000mmのときの可変量のデータを表7に示す。
実施例2においては、広角端におけるd6と望遠端におけるd6との差が、広角端から望遠端への変倍に伴う上記群間隔の差:D1である。また、広角端におけるd14と望遠端におけるd14との差が、D2である。
各条件のパラメータの値を表8に示す。
図3に示す実施例3の投射用ズームレンズは、拡大側から順に、7枚のレンズL11〜L24を配して構成されている。
実施例3のデータを表9に示す。
非球面のデータを表10に示す。
投射距離:2000mmのときの可変量のデータを表11に示す。
実施例2と同様、広角端におけるd6と望遠端におけるd6との差が、広角端から望遠端への変倍に伴う上記群間隔の差:D1である。また、広角端におけるd14と望遠端におけるd14との差が、D2である。
各条件のパラメータの値を表12に示す。
図4に示す実施例の投射用ズームレンズは、拡大側から順に、8枚のレンズL11〜L24を配して構成されている。
実施例4のデータを表13に示す。
非球面のデータを表14に示す。
投射距離:2000mmのときの可変量のデータを表15に示す。
実施例4においては、広角端におけるd8と望遠端におけるd8との差が、広角端から望遠端への変倍に伴う上記群間隔の差:D1である。また、広角端におけるd16と望遠端におけるd16との差が、D2である。
各条件のパラメータの値を表16に示す。
図5に示す実施例の投射用ズームレンズは、拡大側から順に、8枚のレンズL11〜らL24を配して構成されている。
第2後群G22は、両凹レンズL23と、光学系中で最もレンズ径が小さい両凸レンズL24を、この順序に配して構成される。
実施例5のデータを表17に示す。
非球面のデータを表18に示す。
投射距離:2000mmのときの可変量のデータを表19に示す。
実施例4と同様、広角端におけるd8と望遠端におけるd8との差が、広角端から望遠端への変倍に伴う上記群間隔の差:D1である。また、広角端におけるd16と望遠端におけるd16との差が、D2である。
各条件のパラメータの値を表20に示す。
G11 第1前群
G12 第1後群
G2 第2レンズ群
G21 第2前群
G22 第2後群
Claims (9)
- 拡大側から縮小側へ向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを配してなり、
第1レンズ群は、拡大側から縮小側へ向かって、負の屈折力を有する第1前群と、正の屈折力を有する第1後群とを配してなり、
第2レンズ群は、拡大側から縮小側へ向かって、正の屈折力を有する第2前群と、負の屈折力を有する第2後群とを配してなり、
第1後群は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚により構成され、
第2前群は、2枚の正レンズを連続して配してなり、
第2後群は、拡大側から縮小側へ向かって、両凹レンズと両凸レンズとを配してなり、
第2前群の2枚の正レンズは、同一硝材による同一レンズ面形状のレンズであり、
全系は8枚以下のレンズで構成され、
第1レンズ群の最も拡大側のレンズから、第2レンズ群の最も縮小側のレンズに向かって、第1前群、第1後群、第2前群、第2後群のレンズ径が段階的に小さくなり、
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群が縮小側へ移動し、第2レンズ群が拡大側に移動することを特徴とする投写用ズームレンズ。 - 請求項1記載の投写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) 1.0 < |F1/F2| < 1.3
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1または2記載の投写用ズームレンズにおいて、
第2レンズ群の焦点距離:F2、第2前側の焦点距離:f21、第2後群の焦点距離:f22が、条件:
(2) 0.0 < |f21/f22| < 0.2
(3) 1.1 < F2/f21 < 1.3
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1〜3の任意の1に記載の投写用ズームレンズにおいて、
広角側から望遠端への変倍に際しての、第1レンズ群の縮小側への移動に伴う前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との群間隔の変化量:D1、第2レンズ群の拡大側への移動量:D2が、条件:
(4) 2.0 < |D1/D2| < 2.8
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1〜4の任意の1に記載の投写用ズームレンズにおいて、
第1前群が、同一硝材による同一レンズ面形状の2枚の負レンズで構成されることを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項5記載の投射用ズームレンズにおいて、
第1前群の2枚の負レンズは同一外径であることを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項1〜6の任意の1に記載の投射用ズームレンズにおいて、
第2前群の、2枚の正レンズが同一外径であることを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 画像表示素子に表示される画像を投射用ズームレンズにより拡大して被投射面上に投射するプロジェクタ装置において、
画像表示素子と、この画像表示素子を照明する光照射系と、請求項1〜7の任意の1に記載の投写用ズームレンズとを有することを特徴とするプロジェクタ装置。 - 請求項8記載のプロジェクタ装置において、
画像表示素子が微小ミラーデバイスであることを特徴とするプロジェクタ装置。
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