[go: up one dir, main page]

JP2017219630A - Projection zoom lens and projection-type image display device - Google Patents

Projection zoom lens and projection-type image display device Download PDF

Info

Publication number
JP2017219630A
JP2017219630A JP2016112927A JP2016112927A JP2017219630A JP 2017219630 A JP2017219630 A JP 2017219630A JP 2016112927 A JP2016112927 A JP 2016112927A JP 2016112927 A JP2016112927 A JP 2016112927A JP 2017219630 A JP2017219630 A JP 2017219630A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
lens
zoom lens
projection zoom
projection
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.)
Granted
Application number
JP2016112927A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6694761B2 (en
Inventor
健二 宮
Kenji Miya
健二 宮
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.)
Ricoh Industrial Solutions Inc
Original Assignee
Ricoh Industrial Solutions 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 Ricoh Industrial Solutions Inc filed Critical Ricoh Industrial Solutions Inc
Priority to JP2016112927A priority Critical patent/JP6694761B2/en
Publication of JP2017219630A publication Critical patent/JP2017219630A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6694761B2 publication Critical patent/JP6694761B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)

Abstract

【課題】7レンズ群構成の新規な投射用ズームレンズを実現する。【解決手段】投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側ヘ向かって、負の屈折力の第1レンズ群1G、正の屈折力の第2レンズ群2G、負の屈折力の第3レンズ群3G、正の屈折力の第4レンズ群4G、正の屈折力の第5レンズ群5G、負又は正の屈折力の第6レンズ群6G、正の屈折力を有する第7レンズ群7Gを有し、第4レンズ群4Gと第5レンズ群5Gとの間に開口絞りSを有してなり、ズーミングに際して第2レンズ群2Gから第6レンズ群6Gまでが光軸上を移動することにより第1レンズ群1Gないし第7レンズ群7Gの群間隔が変化し、d線において空気換算されたバックフォーカス:Bf、広角端における全系の焦点距離:fw、望遠端における全系の焦点距離:ft、第1レンズ群の合成焦点距離:1G_fが、条件(1)〜(3)を満足する。【選択図】図1A novel projection zoom lens having a seven-lens-group configuration is realized. A projection zoom lens comprises, in order from the enlargement side to the reduction side, a first lens group 1G with negative refractive power, a second lens group 2G with positive refractive power, and a third lens group with negative refractive power. 3G, a fourth lens group 4G with positive refractive power, a fifth lens group 5G with positive refractive power, a sixth lens group 6G with negative or positive refractive power, and a seventh lens group 7G with positive refractive power. An aperture stop S is provided between the fourth lens group 4G and the fifth lens group 5G. During zooming, the second lens group 2G to the sixth lens group 6G move along the optical axis, resulting in the The distance between the first lens group 1G to the seventh lens group 7G changes, and the air-converted back focus at the d-line: Bf, the focal length of the entire system at the wide-angle end: fw, and the focal length of the entire system at the telephoto end: ft , the combined focal length of the first lens group: 1G_f satisfies the conditions (1) to (3). [Selection drawing] Fig. 1

Description

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

平面画像を拡大して投射画像として画像表示する「投射型画像表示装置」は、会議でのプレゼンテーションやホームシアター等に用いられるプロジェクタ等として、近年広く普及している。   In recent years, a “projection-type image display device” that enlarges a planar image and displays an image as a projection image has become widespread in recent years as a projector or the like used in a presentation at a conference or a home theater.

投射型画像表示装置において、投射画像として表示するべき平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズも従来から種々のものが知られている。
昨今、プロジェクタは「投射距離」即ち、プロジェクタ本体と投射画像を表示される表示面との距離の短縮化が進み、投射用ズームレンズにも広い画角が求められている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various projection zoom lenses for projecting a planar image to be displayed as a projection image with a variable magnification are known.
In recent years, the “projection distance” of the projector, that is, the distance between the projector main body and the display surface on which the projection image is displayed has been shortened, and a wide angle of view is also required for the projection zoom lens.

画角の広いレンズ系としては、所謂ネガティブリード型、即ち「最も拡大側のレンズ群の屈折力を負としたもの」が知られており、7レンズ群構成という比較的少ないレンズ群で構成されたネガティブリード型の投射用ズームレンズとして、例えば、特許文献1、2に開示されたものが知られている。   As a lens system with a wide angle of view, a so-called negative lead type, that is, “a lens unit that has the negative refractive power of the most magnified lens group” is known, and it is composed of a relatively small lens group of 7 lens groups. As the negative lead type projection zoom lens, for example, those disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known.

この発明は、7レンズ群構成の新規な投射用ズームレンズの実現を課題とする。   It is an object of the present invention to realize a novel projection zoom lens having a seven lens group configuration.

この発明の投射用ズームレンズは、平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズであって、拡大側から縮小側ヘ向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、負の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群、正の屈折力を有する第5レンズ群、負又は正の屈折力を有する第6レンズ群、正の屈折力を有する第7レンズ群を有し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間に開口絞りを有してなり、ズーミングに際して第2レンズ群から第6レンズ群までが光軸上を移動することにより前記第1レンズ群ないし第7レンズ群の隣接する群間隔が変化し、d線において空気換算されたバックフォーカス:Bf、広角端における全系の焦点距離:fw、望遠端における全系の焦点距離:ft、前記第1レンズ群の合成焦点距離:1G_fが、条件:
(1) 2.0<Bf/fw<5.0
(2) 1.5<ft/fw<3.0
(3) −3.0<1G_f/fw <−1.0
を満足する。
The projection zoom lens according to the present invention is a projection zoom lens that projects a magnified planar image with a variable magnification, and in order from the magnification side to the reduction side, a first lens group having negative refractive power, A second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a negative refractive power, a fourth lens group having a positive refractive power, a fifth lens group having a positive refractive power, and a negative or positive refractive power. A sixth lens group, a seventh lens group having a positive refractive power, an aperture stop between the fourth lens group and the fifth lens group, and from the second lens group during zooming. By moving up to the sixth lens group on the optical axis, the adjacent group interval of the first to seventh lens groups changes, and the back focus converted into air at the d-line: Bf, the entire system at the wide-angle end Focal length: fw at the telephoto end Focal length of the system: ft, combined focal length of the first lens group: 1G_f is, conditions:
(1) 2.0 <Bf / fw <5.0
(2) 1.5 <ft / fw <3.0
(3) -3.0 <1G_f / fw <-1.0
Satisfied.

この発明によれば、7レンズ群構成の新規な投射用ズームレンズを実現できる。   According to the present invention, a novel projection zoom lens having a seven-lens group configuration can be realized.

投射用ズームレンズの実施例1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 1 of the zoom lens for projection. 投射用ズームレンズの実施例2を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 2 of the zoom lens for projection. 投射用ズームレンズの実施例3を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 3 of the zoom lens for projection. 投射用ズームレンズの実施例4を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 4 of the zoom lens for projection. 投射用ズームレンズの実施例5を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 5 of the zoom lens for projection. 投射用ズームレンズの実施例6を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 6 of the zoom lens for projection. 投射用ズームレンズの実施例7を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Example 7 of the zoom lens for projection. 実施例1の投射用ズームレンズのデータを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating data of a projection zoom lens according to Example 1. 実施例1の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating various parameters of the projection zoom lens according to the first exemplary embodiment. 実施例2の投射用ズームレンズのデータを示す図である。6 is a diagram illustrating data 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各種のパラメータを示す図である。6 is a diagram illustrating various parameters of a projection zoom lens according to Embodiment 2. FIG. 実施例3の投射用ズームレンズのデータを示す図である。6 is a diagram illustrating data 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各種のパラメータを示す図である。6 is a diagram illustrating various parameters of a projection zoom lens according to Example 3. FIG. 実施例4の投射用ズームレンズのデータを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating data of a projection zoom lens according to Example 4. 実施例4の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating various parameters of a projection zoom lens according to Example 4. 実施例5の投射用ズームレンズのデータを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating data of a projection zoom lens according to Example 5. 実施例5の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating various parameters of a projection zoom lens according to Example 5. 実施例6の投射用ズームレンズのデータを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating data of a projection zoom lens according to Example 6. 実施例6の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating various parameters of a projection zoom lens according to Example 6. 実施例7の投射用ズームレンズのデータを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating data of a projection zoom lens according to Example 7. 実施例7の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating various parameters of a projection zoom lens according to Example 7. 実施例1の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。FIG. 3 is an aberration diagram at the wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 1; 実施例1の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。FIG. 4 is an aberration diagram at the telephoto end of the projection zoom lens according to Example 1; 実施例2の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram at a wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 2. 実施例2の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram at the telephoto end of the projection zoom lens according to Example 2; 実施例3の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram at a wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 3; 実施例3の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram at a telephoto end of the projection zoom lens according to Example 3; 実施例4の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram at a wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 4; 実施例4の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram at a telephoto end of the projection zoom lens according to Example 4; 実施例5の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram at a wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 5; 実施例5の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram at a telephoto end of the projection zoom lens according to Example 5; 実施例6の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram at a wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 6; 実施例6の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。10 is an aberration diagram at a telephoto end of a projection zoom lens in Example 6. FIG. 実施例7の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。10 is an aberration diagram at a wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 7. FIG. 実施例7の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram at a telephoto end of the projection zoom lens according to Example 7; 投射用画像表示装置の実施の形態を2例示す図である。It is a figure which shows two examples of embodiment of the image display apparatus for projection.

以下、実施の形態を説明する。
図1ないし図7に、投射用ズームレンズの実施の形態を7例示す。これら7例の実施の形態は、図示の順序で、後述する実施例1ないし7に対応する。
図1ないし図7において、上図は「広角端」におけるレンズ配置、下図は「望遠端」におけるレンズ配置をそれぞれ示す。
これらの図において、図の左方は「拡大側」即ち、投射画像が投射される側であり、図の右方は縮小側、即ち「平面画像が表示される側」である。
繁雑を避けるため、これらの図において符号を共通化する。
図1ないし図7において、「1G」は第1レンズ群、「2G」は第2レンズ群、「3G」は第3レンズ群、「4G」は第4レンズ群、「5G」は第5レンズ群、「6G」は第6レンズ群、「7G」は第7レンズ群を示す。
図1ないし図7に示す実施の形態では「3原色の画像を表示する3枚の液晶パネルを用いる3板式プロジェクタに用いられる投射用ズームレンズ」が想定され、図中の符号「PR」は色合成用プリズムを示す。また、「S」は開口絞りを示し、「OI」は画像表示面、即ち、液晶パネルのパネル面を示し、以下において「平面画像OI」とも言う。
Hereinafter, embodiments will be described.
1 to 7 show seven examples of the embodiment of the projection zoom lens. These seven embodiments correspond to Examples 1 to 7 described later in the order shown.
1 to 7, the upper diagram shows the lens arrangement at the “wide-angle end”, and the lower diagram shows the lens arrangement at the “telephoto end”.
In these figures, the left side of the figure is the “enlarged side”, that is, the side on which the projected image is projected, and the right side of the figure is the reduced side, ie, the “side on which the planar image is displayed”.
In order to avoid complications, the symbols are shared in these drawings.
1 to 7, “1G” is the first lens group, “2G” is the second lens group, “3G” is the third lens group, “4G” is the fourth lens group, and “5G” is the fifth lens. “6G” represents a sixth lens group, and “7G” represents a seventh lens group.
In the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 7, a “projection zoom lens used in a three-plate projector using three liquid crystal panels for displaying three primary color images” is assumed. The composition prism is shown. “S” indicates an aperture stop, “OI” indicates an image display surface, that is, a panel surface of a liquid crystal panel, and is also referred to as “planar image OI” in the following.

第1レンズ群1Gは「負の屈折力」、第2レンズ群2Gは「正の屈折力」、第3レンズ群3Gは「負の屈折力」を有する。
第4レンズ群4Gと第5レンズ群5Gとは共に「正の屈折力」を有し、第6レンズ群6Gは「負または正の屈折力」を有し、第7レンズ群7Gは「正の屈折力」を有する。
即ち、図1ないし図7に示す実施の各形態の投射用ズームレンズは、平面画像OIを倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズである。
投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側ヘ向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズ群1G、正の屈折力を有する第2レンズ群2G、負の屈折力を有する第3レンズ群3G、正の屈折力を有する第4レンズ群4G、正の屈折力を有する第5レンズ群5G、負又は正の屈折力を有する第6レンズ群6Gおよび正の屈折力を有する第7レンズ群7Gを有し、第4レンズ群4Gと第5レンズ群5Gとの間に開口絞りSを有してなる。
The first lens group 1G has “negative refractive power”, the second lens group 2G has “positive refractive power”, and the third lens group 3G has “negative refractive power”.
The fourth lens group 4G and the fifth lens group 5G both have “positive refractive power”, the sixth lens group 6G has “negative or positive refractive power”, and the seventh lens group 7G has “positive power”. Refracting power ".
That is, the projection zoom lens according to each embodiment shown in FIGS. 1 to 7 is a projection zoom lens that projects a planar image OI with a variable magnification.
The projection zoom lens includes a first lens group 1G having a negative refractive power, a second lens group 2G having a positive refractive power, and a third lens group having a negative refractive power in order from the enlargement side to the reduction side. 3G, fourth lens group 4G having positive refractive power, fifth lens group 5G having positive refractive power, sixth lens group 6G having negative or positive refractive power, and seventh lens group having positive refractive power 7G, and an aperture stop S is provided between the fourth lens group 4G and the fifth lens group 5G.

ズーミングに際しては、第2レンズ群2Gから第6レンズ群6Gまでが光軸上を移動することにより第1レンズ群1Gないし第7レンズ群7Gの隣接する群間隔が変化する。   During zooming, the second lens group 2G to the sixth lens group 6G move on the optical axis to change the adjacent group spacing of the first lens group 1G to the seventh lens group 7G.

第1レンズ群1Gと第7レンズ群7Gは、ズーミングに関して固定群であり、ズーミング中固定される。   The first lens group 1G and the seventh lens group 7G are fixed groups with respect to zooming, and are fixed during zooming.

この発明の投射用ズームレンズは、d線において空気換算されたバックフォーカス:Bf、広角端における全系の焦点距離:fw、望遠端における全系の焦点距離:ft、前記第1レンズ群の合成焦点距離:1G_fが、条件:
(1) 2.0<Bf/fw<5.0
(2) 1.5<ft/fw<3.0
(3) −3.0<1G_f/fw <−1.0
を満足する。
The projection zoom lens according to the present invention has a back focus converted to air at the d-line: Bf, a focal length of the entire system at the wide-angle end: fw, a focal length of the entire system at the telephoto end: ft, and the composition of the first lens group. Focal length: 1G_f, condition:
(1) 2.0 <Bf / fw <5.0
(2) 1.5 <ft / fw <3.0
(3) -3.0 <1G_f / fw <-1.0
Satisfied.

「バックフォーカス」は、周知の如く「レンズ系の最終面と像面との間の距離」として定義される。この発明の投射用ズームレンズは、平面画像を拡大画像として投射するものであり、平面画像と投射される拡大画像とは「共役関係」にある。
この明細書においては、この共役関係に基づき、拡大画像を物体面、平面画像を像面と考える。從って、この明細書における「バックフォーカス」は、投射用ズームレンズの最も縮小側のレンズ面と「平面画像」との距離である。
バックフォーカス:Bfは、投射用ズームレンズの最も縮小側のレンズ面と平面画像OIとの間の光路上に、空気以外の領域がある場合には、この領域の「d線の屈折率」により空気換算された値である。
“Back focus” is defined as “the distance between the final surface of the lens system and the image plane” as is well known. The projection zoom lens according to the present invention projects a planar image as an enlarged image, and the planar image and the projected enlarged image are in a “conjugate relationship”.
In this specification, based on this conjugate relationship, an enlarged image is considered as an object plane and a planar image as an image plane. Therefore, “back focus” in this specification is the distance between the lens surface on the most reduction side of the projection zoom lens and the “planar image”.
Back focus: Bf is determined by the “d-line refractive index” in the region other than air on the optical path between the most reduced lens surface of the projection zoom lens and the planar image OI. It is a value converted into air.

最も縮小側のレンズ面と平面画像OIの間の光路内が「空気のみ」である場合は、空気の屈折率は1であるからバックフォーカス:Bfは、最も縮小側のレンズ面と平面画像OIの間の光路長(Lとする。)に等しい。   When the optical path between the most reduced lens surface and the planar image OI is “air only”, the refractive index of air is 1, so the back focus: Bf is the most reduced lens surface and the planar image OI. Is equal to the optical path length (L).

図1ないし図7を参照して説明中の実施の各形態では、上述の如く、最も縮小側のレンズ面と平面画像OIの間の光路上に色合成用プリズムPRを有する。この色合成プリズムPRの材質の「d線に対する屈折率」をNd、厚さをDとすると、色合成用プリズムPRの存在により、バックフォーカスは「D(1−1/Nd)」だけ伸び、この場合の「d線において空気換算されたバックフォーカス」は「L+D(1−1/Nd)」となる。   In each of the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 7, as described above, the color combining prism PR is provided on the optical path between the lens surface closest to the reduction side and the planar image OI. When the refractive index with respect to the d-line of the material of the color synthesis prism PR is Nd and the thickness is D, the back focus is extended by “D (1-1 / Nd)” due to the presence of the color synthesis prism PR. In this case, “back focus converted to air in the d-line” is “L + D (1-1 / Nd)”.

以下、色合成用プリズムPRの有無に拘らず、d線において空気換算されたバックフォーカス:Bfを単に「バックフォーカス:Bf」とも呼ぶ。   Hereinafter, back focus: Bf converted to air in the d line regardless of the presence or absence of the color combining prism PR is also simply referred to as “back focus: Bf”.

条件(1)は「バックフォーカス:Bfと広角端における焦点距離:fwとの比」の適正な範囲を設定する条件である。
バックフォーカス:Bfが大きくなり、焦点距離:fwが小さくなると、条件(1)のパラメータ:Bf/fwは大きくなる。逆に、バックフォーカス:Bfが小さくなり、焦点距離:fwが大きくなると、条件(1)のパラメータ:Bf/fwは小さくなる。
色合成用プリズムPRが用いられる場合「d線において空気換算されたバックフォーカス:Bf」は色合成用プリズムPRを配置するためにある程度の大きさが必要である。
平面画像を表示する画像表示素子として、近来「DMD(デジタルミラーデバイス)」も広く使用されるようになってきており、この場合は、平面画像と最も縮小側のレンズ面との間に「色合成用プリズム」を配する必要はない。しかし、DMDを照明する照明光学系が投射用ズームレンズの光軸に近接するため、やはり、ある程度の大きさのバックフォーカスが必要となる。
条件(1)の下限値を超えると、バックフォーカス:Bfが小さくなって、最も縮小側のレンズ面と平面画像との間に必要とされる距離を確保することが困難となり易い。
また、焦点距離:fwが相対的に大きくなり、投射用ズームレンズの正の屈折力が小さくなって広画角の実現が困難となり易い。
条件(1)の上限値を超えると、焦点距離:fwが小さくなり、投射用ズームレンズの正の屈折力が過大となって諸収差の補正が困難となり易い。
条件(1)が満足されることにより、適切な大きさのバックフォーカスと、適切な画角や収差補正を実現できる。
Condition (1) is a condition for setting an appropriate range of “ratio between back focus: Bf and focal length at wide angle end: fw”.
When the back focus: Bf increases and the focal length: fw decreases, the parameter (Bf / fw) of the condition (1) increases. Conversely, when the back focus: Bf decreases and the focal length: fw increases, the parameter (Bf / fw) of the condition (1) decreases.
When the color synthesizing prism PR is used, “back focus converted to air at the d line: Bf” needs to have a certain size in order to arrange the color synthesizing prism PR.
Recently, “DMD (digital mirror device)” has been widely used as an image display element for displaying a planar image. In this case, a “color” between the planar image and the lens surface on the most reduction side is used. There is no need to provide a “combination prism”. However, since the illumination optical system for illuminating the DMD is close to the optical axis of the projection zoom lens, a certain amount of back focus is still required.
When the lower limit value of the condition (1) is exceeded, the back focus: Bf becomes small, and it is difficult to secure the required distance between the lens surface on the most reduction side and the planar image.
Further, the focal length: fw becomes relatively large, and the positive refractive power of the projection zoom lens becomes small, so that it is difficult to realize a wide angle of view.
When the upper limit value of the condition (1) is exceeded, the focal length: fw becomes small, and the positive refractive power of the projection zoom lens becomes excessive, and it is difficult to correct various aberrations.
By satisfying the condition (1), it is possible to realize an appropriately sized back focus and an appropriate field angle and aberration correction.

条件(2)は、広角端と望遠端における焦点距離の比:ft/fw、即ち「所謂ズーム比の適正な範囲」を定める条件である。即ち、この発明の投射用ズームレンズの上記構成において、条件(1)や条件(3)を満足することにより、条件(2)の「ズーム比の範囲」において、良好な光学性能を実現できる。
条件(3)は、負の屈折力を持つ第1レンズ群1Gの焦点距離:1G_fと、広角端における焦点距離:fwの比:1G_f/fwの適正な範囲を設定する条件である。
負の屈折力を持つ第1レンズ群1Gの「負の焦点距離:1G_f」は、その絶対値が小さいほど負の屈折力が大きく、投射用ズームレンズの「広角化」には有利であるが、非点収差や像面湾曲等が大きく発生し易くなる。
また、広角端における全系の焦点距離:fwが大きいと「投射用ズームレンズとしての屈折力」が小さくなって、広画角の達成が困難になりやすく、逆に、小さいと屈折力が大きくなって諸収差の補正が困難となり易い。
広角端における全系の焦点距離:fwに対する焦点距離:1G_fの大きさが条件(3)の下限値を超えると、非点収差や像面湾曲などの諸収差を補正するのが困難となる。逆に上限値を超えると、広画角の達成が困難となる。
Condition (2) is a condition for determining the ratio of the focal lengths at the wide-angle end and the telephoto end: ft / fw, that is, “an appropriate range of the so-called zoom ratio”. That is, in the above-described configuration of the projection zoom lens according to the present invention, satisfactory optical performance can be realized in the “zoom ratio range” of the condition (2) by satisfying the conditions (1) and (3).
Condition (3) is a condition for setting an appropriate range of the focal length: 1G_f of the first lens group 1G having negative refractive power and the focal length: fw at the wide angle end: 1G_f / fw.
The “negative focal length: 1G_f” of the first lens group 1G having a negative refractive power has a larger negative refractive power as its absolute value is smaller, which is advantageous for “widening the angle” of the projection zoom lens. Astigmatism, curvature of field, etc. are likely to occur greatly.
Further, when the focal length: fw of the entire system at the wide angle end is large, “refractive power as a projection zoom lens” is small, and it is difficult to achieve a wide angle of view. Therefore, it becomes difficult to correct various aberrations.
If the magnitude of the focal length: 1G_f with respect to the focal length: fw of the entire system at the wide-angle end exceeds the lower limit value of the condition (3), it becomes difficult to correct various aberrations such as astigmatism and field curvature. Conversely, when the upper limit is exceeded, it becomes difficult to achieve a wide angle of view.

この発明の投射用ズームレンズの第1レンズ群は「拡大側に凸面を向けた負の屈折力を持つレンズ」を少なくとも2枚有することが好ましい。
図1ないし図7に示す実施の各形態では何れも、第1レンズ群1Gが「拡大側に凸面を向けた負の屈折力を持つレンズ」を2枚以上有している。「負の屈折力を持つレンズ」を以下、簡単に「負レンズ」という。同様に「正の屈折力を持つレンズ」を「正レンズ」と呼ぶ。
第1レンズ群は「負の屈折力」を有するが、これらの負の屈折力を複数の負レンズで実現すると、第1レンズ群に必要とされる負の屈折力を複数の負レンズに分担させることができ、縮小側から拡大側に向かって透過する光束の発散角を滑らかに増大させて、広画角を実現し易く、また、2枚以上の負レンズの拡大側のレンズ面を「拡大側に凸面」とすることにより歪曲収差の補正が容易になる。
The first lens group of the projection zoom lens according to the present invention preferably includes at least two “lenses having a negative refractive power with a convex surface facing the enlargement side”.
In each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 7, the first lens group 1G has two or more “lenses having negative refractive power with a convex surface facing the enlargement side”. Hereinafter, the “lens having negative refractive power” is simply referred to as “negative lens”. Similarly, a “lens having a positive refractive power” is called a “positive lens”.
The first lens group has “negative refracting power”, but if these negative refracting powers are realized by a plurality of negative lenses, the negative refracting power required for the first lens group is shared by the plurality of negative lenses. The divergence angle of the light beam transmitted from the reduction side to the enlargement side can be smoothly increased to easily realize a wide angle of view, and the enlargement side lens surface of two or more negative lenses can be By making the convex surface on the enlargement side, it becomes easy to correct distortion.

この発明の投射用ズームレンズは、上記条件(1)、(2)、(3)と共に、以下の条件:
(4) 1.5<2G_f/fw<5.0
(5) −4.5<3G_f/fw<−1.0
の少なくとも一方を満足することが好ましい。
条件(4)、(5)において、fwは前述の如く「広角端における全系の焦点距離(>0)」であり、2G_fは「第2レンズ群の合成焦点距離(>0)」、3G_fは「第3レンズ群の合成焦点距離(<0)」を表す。
条件(4)は、第2レンズ群の屈折力の「全系の屈折力に対する好適な範囲」を設定する条件であり、条件(5)は、第3レンズ群の屈折力の「全系の屈折力に対する好適な範囲」を設定する条件である。
条件(4)の下限値を超えると、第2レンズ群の正の屈折力が大きくなり、第1レンズ群で発生する歪曲収差を補正することが可能であるが、コマ収差などの諸収差の補正が困難となり易い。上限値を超えた場合、第2レンズ群の正の屈折力が小さくなり、像面湾曲や非点収差等の収差を補正可能となるが、広画角化した場合の歪曲収差の補正が困難となり易い。
条件(5)の下限値を超えると、非点収差や像面湾曲等の収差の補正が可能であるが「望遠側で負の屈折力の不足」を招来し易い。上限値を超えた場合、非点収差や歪曲収差等の諸収差の補正が困難となり易い。
条件(4)や(5)を満足することにより、条件(2)で特定されるズーム比の範囲で「良好な光学性能の実現が」容易となる。
条件(1)ないし(3)とともに、条件(4)、(5)の少なくとも一方を満足することにより、これら条件の持つ効果を得ることができるが、条件(1)ないし(3)とともに、条件(4)および(5)を満足することが最も好ましいことは言うまでもない。
第2レンズ群は「正の屈折力」を有するが、第2レンズ群を構成するレンズのうちに「負の屈折力を持つレンズ」を1枚以上含めることにより、条件(4)における「2G_f」を「条件(4)を満足する」ように調整し易い。
The projection zoom lens according to the present invention has the following conditions in addition to the above conditions (1), (2), and (3):
(4) 1.5 <2G_f / fw <5.0
(5) -4.5 <3G_f / fw <-1.0
It is preferable to satisfy at least one of the following.
In the conditions (4) and (5), fw is “the focal length of the entire system at the wide-angle end (> 0)” as described above, and 2G_f is “the combined focal length of the second lens group (> 0)”, 3G_f Represents “combined focal length (<0) of the third lens group”.
Condition (4) is a condition for setting “a suitable range for the refractive power of the entire system” of the refractive power of the second lens group. Condition (5) is a condition for setting the “refractive power of the entire system” of the third lens group. This is a condition for setting a “preferable range for refractive power”.
When the lower limit value of the condition (4) is exceeded, the positive refractive power of the second lens group becomes large, and it is possible to correct distortion aberration generated in the first lens group. Correction is likely to be difficult. When the upper limit is exceeded, the positive refractive power of the second lens group becomes small and aberrations such as field curvature and astigmatism can be corrected, but it is difficult to correct distortion when the field angle is widened. It is easy to become.
If the lower limit of condition (5) is exceeded, aberrations such as astigmatism and curvature of field can be corrected, but it is easy to cause “insufficient negative refractive power on the telephoto side”. When the upper limit is exceeded, correction of various aberrations such as astigmatism and distortion tends to be difficult.
Satisfying the conditions (4) and (5) facilitates “realization of good optical performance” within the zoom ratio range specified by the condition (2).
By satisfying at least one of the conditions (4) and (5) together with the conditions (1) to (3), the effects of these conditions can be obtained. However, together with the conditions (1) to (3), the conditions Needless to say, it is most preferable to satisfy (4) and (5).
The second lens group has “positive refracting power”, but by including one or more “lens having negative refracting power” among the lenses constituting the second lens group, “2G_f” in the condition (4) is satisfied. "Is easy to adjust to" satisfy condition (4) ".

また、第3レンズ群を「負の屈折力を持つ1枚のレンズのみ」で構成することにより、レンズ構成を簡素とすることができる。   Further, by configuring the third lens group with “only one lens having negative refractive power”, the lens configuration can be simplified.

合焦、即ち「フォーカシング」を行うには種々の方法が可能であるが、フォーカシングに際して「第1レンズ群全系若しくは第1レンズ群に含まれる1枚以上のレンズ」が光軸方向へ移動するようにすることにより、フォーカシングの機構を簡単化できる。
さらに、正の屈折力を有する第7レンズ群は「正レンズ1枚」で、構成することができる。図1ないし図7に示す実施の各形態においても、第7レンズ群7Gは「1枚の正レンズのみ」で構成されており、第7レンズ群を1枚の正レンズで構成することにより、投射用ズームレンズの構成を簡単化できる。
Various methods are available for focusing, that is, “focusing”. In focusing, “the entire first lens group or one or more lenses included in the first lens group” moves in the optical axis direction. By doing so, the focusing mechanism can be simplified.
Further, the seventh lens group having a positive refractive power can be constituted by “one positive lens”. In each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 7, the seventh lens group 7G is composed of “only one positive lens”, and the seventh lens group is composed of one positive lens. The configuration of the projection zoom lens can be simplified.

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る平面画像を、倍率可変で拡大して投射表示する投射型画像表示装置に用いることができる。
以下に、投射用ズームレンズの具体的な実施例を挙げる。
「実施例1」
実施例1は、図1にレンズ構成を示したものである。
実施例1の投射用ズームレンズのデータを図8に示す。
図8において最も上の欄における「i」は、拡大側から数えた面(レンズ面および開口絞りSの面、色合成用プリズムPRの面)を表すパラメータであり、「IMG」は平面画像が表示される面である。
また、「R」は曲率半径、「D」は面間隔、「j」は、拡大側から数えたレンズを表すパラメータ、「PR」は色合成用プリズムを示す。「N」はd線の屈折率、「ν」はアッベ数である。これらは、実施例2ないし実施例7においても同様である。
The projection zoom lens according to the present invention can be used in a projection type image display apparatus that displays a planar image displayed on an image display element with a variable magnification.
Specific examples of the projection zoom lens will be described below.
"Example 1"
In Example 1, the lens configuration is shown in FIG.
The data of the projection zoom lens of Example 1 is shown in FIG.
In FIG. 8, “i” in the uppermost column is a parameter representing a surface (the lens surface and the surface of the aperture stop S, the surface of the color combining prism PR) counted from the enlargement side, and “IMG” is a plane image. The surface to be displayed.
“R” is a radius of curvature, “D” is a surface interval, “j” is a parameter representing a lens counted from the magnification side, and “PR” is a color composition prism. “N” is the refractive index of the d-line, and “ν” is the Abbe number. The same applies to the second to seventh embodiments.

図9には、実施例1の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す。
図9において(a)は広角端、中間焦点距離(中間と表示)、望遠端における焦点距離を示す。(b)は、図8に示すデータ中の面間隔「可変」の部分の、広角端、中間、望遠端における面間隔、(c)は、条件(1)ないし(5)のパラメータの値(条件式(1)ないし条件式(5)の値と表示)を示す。
FIG. 9 shows various parameters of the projection zoom lens of Example 1.
9A shows the focal length at the wide-angle end, the intermediate focal length (shown as intermediate), and the telephoto end. (B) is the surface interval at the wide-angle end, the middle, and the telephoto end of the portion of the surface interval “variable” in the data shown in FIG. 8, and (c) is the value of the parameter (1) to (5) ( Conditional expressions (1) to (5) are shown).

(d)は、広角端(WIDE)、中間焦点距離(MEAN)、望遠端(TELE)における第1レンズ群1Gないし第7レンズ群7Gの隣接レンズ群間の面間隔を示す。(e)は広角端における焦点距離:fw、望遠端における焦点距離:ft、d線において空気換算されたバクフォーカス:Bf、第1レンズ群1Gの合成焦点距離:1G_f、第2レンズ群2Gの合成焦点距離:2G_f、第3レンズ群3Gの合成焦点距離:3G_fを示す。   (D) shows a surface interval between adjacent lens groups of the first lens group 1G to the seventh lens group 7G at the wide angle end (WIDE), the intermediate focal length (MEAN), and the telephoto end (TELE). (E) is the focal length at the wide angle end: fw, the focal length at the telephoto end: ft, the back focus converted to air at the d-line: Bf, the combined focal length of the first lens group 1G: 1G_f, and the second lens group 2G. The combined focal length: 2G_f and the combined focal length of the third lens group 3G: 3G_f are shown.

以下の実施例2以下においても同様である。   The same applies to Examples 2 and below.

「実施例2」
実施例2は、図2にレンズ構成を示したものである。
実施例2の投射用ズームレンズのデータを図10に示す。
図11には、実施例2の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図9に倣って示す。
"Example 2"
In Example 2, the lens configuration is shown in FIG.
The data of the projection zoom lens of Example 2 is shown in FIG.
FIG. 11 shows various parameters of the zoom lens for projection according to the second embodiment, following FIG.

「実施例3」
実施例3は、図3にレンズ構成を示したものである。
実施例3の投射用ズームレンズのデータを図12に示す。
図13には、実施例3の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図9に倣って示す。
"Example 3"
In Example 3, the lens configuration is shown in FIG.
Data of the projection zoom lens of Example 3 is shown in FIG.
FIG. 13 shows various parameters of the zoom lens for projection according to the third embodiment, following FIG.

「実施例4」
実施例4は、図4にレンズ構成を示したものである。
実施例4の投射用ズームレンズのデータを図14に示す。
図15には、実施例4の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図9に倣って示す。
Example 4
In Example 4, the lens configuration is shown in FIG.
Data of the projection zoom lens of Example 4 is shown in FIG.
FIG. 15 shows various parameters of the zoom lens for projection according to the fourth embodiment, following FIG.

「実施例5」
実施例5は、図5にレンズ構成を示したものである。
実施例5の投射用ズームレンズのデータを図16に示す。
図17には、実施例5の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図9に倣って示す。
"Example 5"
In Example 5, the lens configuration is shown in FIG.
Data of the projection zoom lens of Example 5 is shown in FIG.
FIG. 17 shows various parameters of the zoom lens for projection according to the fifth embodiment, following FIG.

「実施例6」
実施例6は、図6にレンズ構成を示したものである。
実施例6の投射用ズームレンズのデータを図18に示す。
図19には、実施例6の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図9に倣って示す。
"Example 6"
In Example 6, the lens configuration is shown in FIG.
Data of the projection zoom lens of Example 6 is shown in FIG.
In FIG. 19, various parameters of the projection zoom lens of Example 6 are shown in FIG.

「実施例7」
実施例7は、図7にレンズ構成を示したものである。
実施例7の投射用ズームレンズのデータを図20に示す。
図21には、実施例7の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図9に倣って示す。
"Example 7"
In Example 7, the lens configuration is shown in FIG.
Data of the projection zoom lens of Example 7 is shown in FIG.
FIG. 21 shows various parameters of the zoom lens for projection according to the seventh embodiment, following FIG.

ズーミングに伴う半画角の変動範囲は、以下の通りである。
実施例1 36.1度〜20.0度
実施例2 36.1度〜20.0度
実施例3 40.1度〜26.4度
実施例4 36.1度〜20.0度
実施例5 41.5度〜26.0度
実施例6 36.1度〜20.0度
実施例7 33.6度〜14.9度
なお、実施例1ないし7のうち、実施例1、2、3、5、6、7においては、第6レンズ群G6が負の屈折力を有し、実施例4では第6レンズ群G6は正の屈折力を有する。
The range of fluctuation of the half angle of view accompanying zooming is as follows.
Example 1 36.1 degrees to 20.0 degrees
Example 2 36.1 degrees to 20.0 degrees
Example 3 40.1 degrees to 26.4 degrees
Example 4 36.1 degrees to 20.0 degrees
Example 5 41.5 degrees to 26.0 degrees
Example 6 36.1 degrees to 20.0 degrees
Example 7 33.6 degrees to 14.9 degrees
Among Examples 1 to 7, in Examples 1, 2, 3, 5, 6, and 7, the sixth lens group G6 has negative refractive power, and in Example 4, the sixth lens group G6 has Has positive refractive power.

また、実施例1ないし7の投射用ズームレンズでは、無限遠から有限距離へのフォーカシングを行うのに、第1レンズ群1Gの全系(実施例2、5、7)若しくは第1レンズ群1Gに含まれる1枚以上のレンズ(実施例1、3、4、6)を光軸方向へ移動させている。   Further, in the projection zoom lenses of Examples 1 to 7, in order to perform focusing from infinity to a finite distance, the entire system of the first lens group 1G (Examples 2, 5, and 7) or the first lens group 1G is used. One or more included lenses (Examples 1, 3, 4, and 6) are moved in the optical axis direction.

図22に、実施例1の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。
図23に、実施例1の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。
図24に、実施例2の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。
図25に、実施例2の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。
図26に、実施例3の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。
図27に、実施例3の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。
図28に、実施例4の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。
図29に、実施例4の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。
図30に、実施例5の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。
図31に、実施例5の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。
図32に、実施例6の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。
図33に、実施例6の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。
図34に、実施例7の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。
図35に、実施例7の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。
これら各収差図は、前述の如く「拡大側に表示された投射画像を物体面」とし、縮小側の「平面画像」の位置を像面として算出したものである。
収差図における「Y」は最大像高で「平面画像OIの対角線長の1/2」であり、実施例1ないし7を通じて「14.6mm」である。コマ収差の図における0Hないし1Hは、この14.6mmを1H、0mmを0Hとして規格化した値である。
FIG. 22 is an aberration diagram at the wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 1.
FIG. 23 is an aberration diagram at the telephoto end of the projection zoom lens according to Example 1.
FIG. 24 is an aberration diagram at the wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 2.
FIG. 25 shows aberration diagrams at the telephoto end of the projection zoom lens of Example 2. FIG.
FIG. 26 is an aberration diagram at the wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 3.
FIG. 27 shows aberration diagrams at the telephoto end of the projection zoom lens according to Example 3.
FIG. 28 shows aberration diagrams at the wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 4.
FIG. 29 is an aberration diagram at the telephoto end of the projection zoom lens in Example 4.
FIG. 30 is an aberration diagram at the wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 5.
FIG. 31 is an aberration diagram at the telephoto end of the projection zoom lens in Example 5.
FIG. 32 is an aberration diagram at the wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 6.
FIG. 33 shows aberration diagrams at the telephoto end of the projection zoom lens according to Example 6.
FIG. 34 is an aberration diagram at the wide-angle end of the projection zoom lens according to Example 7.
FIG. 35 shows aberration diagrams at the telephoto end of the projection zoom lens according to Example 7.
Each of these aberration diagrams is calculated using the “projection image displayed on the enlargement side as the object plane” and the position of the “planar image” on the reduction side as the image plane as described above.
“Y” in the aberration diagram is the maximum image height, “½ of the diagonal length of the planar image OI”, and “14.6 mm” through Examples 1 to 7. In the coma aberration diagram, 0H to 1H are values obtained by standardizing 14.6 mm as 1H and 0 mm as 0H.

各収差図において、左側図は球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、右側図はコマ収差を示す。球面収差及びコマ収差の図における「R」は波長:620nmの赤色光、「G」は波長:540nmの緑色光、「B」は波長:460nmの青色光に関するものであることを示す。また、非点収差および歪曲収差については、上記緑色光に関するものを示している。   In each aberration diagram, the left diagram shows spherical aberration, astigmatism, and distortion, and the right diagram shows coma. In the spherical aberration and coma aberration diagrams, “R” represents red light having a wavelength of 620 nm, “G” represents green light having a wavelength of 540 nm, and “B” represents blue light having a wavelength of 460 nm. Further, astigmatism and distortion are related to the green light.

非点収差における「T」はタンジェンシアル、「S」はサジタルを示す。
各収差図から明らかなように、各実施例とも、広角端・望遠端ともに良好な性能が実現されている。
In astigmatism, “T” indicates tangential, and “S” indicates sagittal.
As is apparent from each aberration diagram, in each of the examples, good performance is realized at both the wide-angle end and the telephoto end.

以下、図36を参照して投射型画像表示装置の実施の形態を2例示す。
図36図に示す投射型画像表示装置は、何れもプロジェクタであり、以下、プロジェクタPR1、PR2と称する。繁雑を避けるため投射型ズームレンズは「符号4」で示す。
図36(a)に示すプロジェクタPR1は、液晶パネルを用いる3板式プロジェクタであり、図示のように、3枚の液晶パネルPR、PG、PBが用いられる。液晶パネルPRには「投射画像の赤色成分画像」が表示され、この画像は照明装置LRから放射される波長:620nmの赤色照明光により照明される。赤色照明光は、液晶パネルLRに表示された赤色成分画像により強度変調されて色合成用プリズムPRに入射する。
Hereinafter, two embodiments of the projection type image display apparatus will be described with reference to FIG.
Each of the projection type image display apparatuses shown in FIG. 36 is a projector, and is hereinafter referred to as projectors PR1 and PR2. In order to avoid complication, the projection type zoom lens is indicated by “reference numeral 4”.
The projector PR1 shown in FIG. 36A is a three-plate projector using a liquid crystal panel, and three liquid crystal panels PR, PG, and PB are used as shown. A “red component image of the projection image” is displayed on the liquid crystal panel PR, and this image is illuminated with red illumination light having a wavelength of 620 nm emitted from the illumination device LR. The red illumination light is intensity-modulated by the red component image displayed on the liquid crystal panel LR and enters the color combining prism PR.

液晶パネルPGには「投射画像の緑色成分画像」が表示され、この画像は照明装置LGから放射される波長:540nmの緑色照明光により照明される。緑色照明光は、液晶パネルLGに表示された緑色成分画像により強度変調されて色合成用プリズムPRに入射する。   The “green component image of the projected image” is displayed on the liquid crystal panel PG, and this image is illuminated with green illumination light having a wavelength of 540 nm emitted from the illumination device LG. The green illumination light is intensity-modulated by the green component image displayed on the liquid crystal panel LG and enters the color combining prism PR.

液晶パネルPBには「投射画像の青色成分画像」が表示され、この画像は照明装置LBから放射される波長:460nmの青色照明光により照明される。青色照明光は、液晶パネルLBに表示された青色成分画像により強度変調されて色合成用プリズムPRに入射する。液晶パネルPR、PG、PBや、照明装置LR、LG、LB等は、制御部CTにより制御される。   The “blue component image of the projected image” is displayed on the liquid crystal panel PB, and this image is illuminated with blue illumination light having a wavelength of 460 nm emitted from the illumination device LB. The blue illumination light is intensity-modulated by the blue component image displayed on the liquid crystal panel LB and enters the color combining prism PR. The liquid crystal panels PR, PG, PB, the illumination devices LR, LG, LB and the like are controlled by the control unit CT.

このようにして、色合成用プリズムに入射した各色光は色合成用プリズムで合成され、投射用ズームレンズ4に入射し、スクリーンS上にカラー画像として拡大投射される。   In this way, the respective color lights incident on the color combining prism are combined by the color combining prism, incident on the projection zoom lens 4, and enlarged and projected on the screen S as a color image.

投射用ズームレンズ4としては、請求項1ないし8に記載の任意のものを用いることができ、具体的には、色合成用プリズムPRと組み合わせて上述の実施例1ないし7の何れかのものを好適に用いることができる。   As the projection zoom lens 4, any one of claims 1 to 8 can be used. Specifically, the projection zoom lens 4 is one according to any of the first to seventh embodiments described above in combination with the color synthesis prism PR. Can be suitably used.

図36(b)に示すプロジェクタPR2は、平面画像を表示する画像表示素子としてDMD3を採用した例である。
プロジェクタPR2は、照明系2と、画像表示素子であるDMD3と、投射用ズームレンズ4を有する。
A projector PR2 shown in FIG. 36B is an example in which DMD3 is employed as an image display element that displays a planar image.
The projector PR2 includes an illumination system 2, a DMD 3 that is an image display element, and a projection zoom lens 4.

投射用ズームレンズ4としては、請求項1ないし8の任意の1に記載されたもの、具体的には実施例1ないし7の何れかのものを用いることができる。プロジェクタPR2では色合成プリズムPRを用いないので、バックフォーカス:Bfは「最も縮小側のレンズ面とDMD3上の平面画像との間の光路長」に等しい。   As the projection zoom lens 4, the lens described in any one of claims 1 to 8, specifically, any one of Examples 1 to 7 can be used. Since the projector PR2 does not use the color synthesizing prism PR, the back focus: Bf is equal to “the optical path length between the lens surface closest to the reduction side and the planar image on the DMD 3”.

照明系2から前記「R・G・Bの3色の光」を時間的に分離してDMD3の表示面に照射し、各色光が照射されるタイミングで「個々の画素に対応する微小ミラー(マイクロミラー)の傾斜」を制御する。   The “lights of the three colors R, G, and B” are temporally separated from the illumination system 2 and irradiated onto the display surface of the DMD 3, and at the timing when each color light is irradiated, “a minute mirror corresponding to each pixel ( Control the "tilt of the micromirror".

このようにしてDMD3の表示面に「投射されるべき平面画像」が表示され、該平面画像により強度変調された光が、投射用ズームレンズ4によりスクリーンS上に結像され、上記平面画像は拡大投射される。   In this way, the “planar image to be projected” is displayed on the display surface of the DMD 3, and the light whose intensity is modulated by the planar image is imaged on the screen S by the projection zoom lens 4. Magnified projection.

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を備えており、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 includes a light source 21, a condenser lens CL, an RGB color wheel CW, and a mirror M, and it is necessary to “ensure a certain amount of space” for arranging the light source 21.

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。投射用レンズ4と照明系2とのスペースの上記の如き関係上、投射用レンズ4のバックフォーカスをある程度確保する必要があり、ミラーMを用いて、照明光の入射角を確保し、投射用ズームレンズ4により必要なバックフォーカスを確保している。
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。照明光学系や光源21等を制御する「制御部」は、図36(b)において図示を省略されている。
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 lens 4 and the illumination system 2, it is necessary to secure the back focus of the projection lens 4 to some extent. The mirror M is used to secure the incident angle of the illumination light, and for projection The zoom lens 4 ensures the necessary back focus.
The condenser lens CL, the RGB color wheel CW, and the mirror M constitute an “illumination optical system”. A “control unit” that controls the illumination optical system, the light source 21, and the like is not shown in FIG.

以上の如く、この発明によれば以下の如き投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置を実現できる。
[1]
平面画像(OI)を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズであって、拡大側から縮小側ヘ向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズ群(1G)、正の屈折力を有する第2レンズ群(2G)、負の屈折力を有する第3レンズ群(3G)、正の屈折力を有する第4レンズ群(4G)、正の屈折力を有する第5レンズ群(5G)、負又は正の屈折力を有する第6レンズ群(6G)、正の屈折力を有する第7レンズ群(7G)を有し、第4レンズ群(4G)と第5レンズ群(5G)との間に開口絞り(S)を有してなり、ズーミングに際して第2レンズ群(2G)から第6レンズ群(6G)までが光軸上を移動することにより第1レンズ群(1G)ないし第7レンズ群(7G)の群間隔が変化し、d線において空気換算されたバックフォーカス:Bf、広角端における全系の焦点距離:fw、望遠端における全系の焦点距離:ft、前記第1レンズ群の合成焦点距離:1G_fが、条件:
(1) 2.0<Bf/fw<5.0
(2) 1.5<ft/fw<3.0
(3) −3.0<1G_f/fw <−1.0
を満足する投射用ズームレンズ(実施例1ないし7)。
As described above, according to the present invention, the following projection zoom lens and projection type image display apparatus can be realized.
[1]
A projection zoom lens for projecting a planar image (OI) with a variable magnification, and in order from the magnification side to the reduction side, a first lens group (1G) having a negative refractive power, a positive refractive power A second lens group (2G) having negative refractive power, a third lens group (3G) having negative refractive power, a fourth lens group (4G) having positive refractive power, and a fifth lens group (5G having positive refractive power) ), A sixth lens group (6G) having negative or positive refractive power, a seventh lens group (7G) having positive refractive power, and a fourth lens group (4G) and a fifth lens group (5G). Between the second lens group (2G) and the sixth lens group (6G) during zooming, the first lens group (1G) or The group interval of the seventh lens group (7G) changes, and the back focal length converted to air in the d-line Carcass: Bf, the focal length of the entire system at the wide angle end: fw, the focal length of the entire system at the telephoto end: ft, combined focal length of the first lens group: 1G_f is, conditions:
(1) 2.0 <Bf / fw <5.0
(2) 1.5 <ft / fw <3.0
(3) -3.0 <1G_f / fw <-1.0
Zoom lens for projection satisfying the above (Examples 1 to 7).

[2]
[1]記載の投射用ズームレンズであって、第1レンズ群(1G)が、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を持つレンズを少なくとも2枚有する投射用ズームレンズ(実施例1ないし7)。
[3]
[1]または[2]記載の投射用ズームレンズであって、第2レンズ群(2G)の合成焦点距離:2G_f、広角端における全系の焦点距離:fwが、条件:
(4) 1.5<2G_f/fw<5.0
を満足する投射用ズームレンズ(実施例1〜7)。
[4]
[3]記載の投射用ズームレンズであって、第2レンズ群(2G)が、少なくとも1枚の負の屈折力を持つレンズを有する投射用ズームレンズ(実施例1〜7)。
[2]
The projection zoom lens according to [1], wherein the first lens group (1G) includes at least two lenses having negative refractive power with a convex surface facing the enlargement side (Examples 1 to 7).
[3]
The projection zoom lens according to [1] or [2], wherein the combined focal length of the second lens group (2G) is 2G_f, and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw.
(4) 1.5 <2G_f / fw <5.0
Zoom lens for projection satisfying the above (Examples 1 to 7).
[4]
[3] The projection zoom lens according to [3], wherein the second lens group (2G) includes at least one lens having negative refractive power (Examples 1 to 7).

[5]
[1]ないし[4]記載の投射用ズームレンズであって、第3レンズ群(3G)の合成焦点距離:3G_f、前記広角端における全系の焦点距離:fwが、条件:
(5) −4.5<3G_f/fw<−1.0
を満足する投射用ズームレンズ(実施例1〜7)。
[5]
The projection zoom lens according to any one of [1] to [4], wherein the combined focal length of the third lens group (3G) is 3G_f, and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw.
(5) -4.5 <3G_f / fw <-1.0
Zoom lens for projection satisfying the above (Examples 1 to 7).

[6]
[5]記載の投射用ズームレンズであって、第3レンズ群(3G)が、負の屈折力を持つ1枚のレンズのみで構成されている投射用ズームレンズ(実施例1〜7)。
[6]
[5] The projection zoom lens according to [5], wherein the third lens group (3G) includes only one lens having negative refractive power (Examples 1 to 7).

[7]
[1]ないし[6]の何れか1に記載の投射用ズームレンズであって、
フォーカシングに際して、第1レンズ群(1G)全系若しくは第1レンズ群に含まれる1枚以上のレンズが光軸方向へ移動する投射用ズームレンズ(実施例1〜7)。
[8]
[1]ないし[7]の何れか1に記載の投射用ズームレンズであって、第7レンズ群(7G)が、正の屈折力を持つ1枚のレンズのみで構成されている投射用ズームレンズ(実施例1〜7)。
[7]
The projection zoom lens according to any one of [1] to [6],
A zoom lens for projection in which the entire first lens group (1G) or at least one lens included in the first lens group moves in the optical axis direction during focusing (Examples 1 to 7).
[8]
The projection zoom lens according to any one of [1] to [7], wherein the seventh lens group (7G) includes only one lens having a positive refractive power. Lens (Examples 1-7).

[9]
画像表示素子(PR、PG、PB、3)に表示される平面画像を、倍率可変で拡大して投射表示する投射型画像表示装置(PR1、PR2)であって、平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズ(4)として、[1]ないし[7]の何れか1に記載の投射用ズームレンズを用いる投射型画像表示装置(図36)。
[9]
A projection-type image display device (PR1, PR2) that magnifies and displays a planar image displayed on the image display elements (PR, PG, PB, 3) with a variable magnification, and expands the planar image with a variable magnification. A projection type image display apparatus using the projection zoom lens described in any one of [1] to [7] as a projection zoom lens (4) to be projected (FIG. 36).

以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the invention described in the claims unless otherwise specified in the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
The effects described in the embodiments of the present invention are merely a list of suitable effects resulting from the invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments.

1G 第1レンズ群
2G 第2レンズ群
3G 第3レンズ群
4G 第4レンズ群
S 開口絞り
5G 第5レンズ群
6G 第6レンズ群
7G 第7レンズ群
PR 色合成凹プリズム
OI 平面画像
1G first lens group
2G second lens group
3G third lens group
4G 4th lens group
S Aperture stop
5G 5th lens group
6G 6th lens group
7G 7th lens group
PR color composite concave prism
OI plane image

特開2011− 28123号公報JP 2011-28123 A 特開2008−275713号公報JP 2008-275713 A

Claims (9)

平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズであって、拡大側から縮小側ヘ向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、負の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群、正の屈折力を有する第5レンズ群、負又は正の屈折力を有する第6レンズ群、正の屈折力を有する第7レンズ群を有し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間に開口絞りを有してなり、
ズーミングに際して第2レンズ群から第6レンズ群までが光軸上を移動することにより前記第1レンズ群ないし第7レンズ群の群間隔が変化し、
d線において空気換算されたバックフォーカス:Bf、広角端における全系の焦点距離:fw、望遠端における全系の焦点距離:ft、前記第1レンズ群の合成焦点距離:1G_fが、条件:
(1) 2.0<Bf/fw<5.0
(2) 1.5<ft/fw<3.0
(3) −3.0<1G_f/fw <−1.0
を満足する投射用ズームレンズ。
A projection zoom lens that magnifies and projects a planar image at a variable magnification, and in order from the magnification side to the reduction side, a first lens group having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power A third lens group having negative refractive power, a fourth lens group having positive refractive power, a fifth lens group having positive refractive power, a sixth lens group having negative or positive refractive power, and positive refraction A seventh lens group having power, and having an aperture stop between the fourth lens group and the fifth lens group;
During zooming, the distance from the second lens group to the sixth lens group moves on the optical axis, so that the group interval of the first to seventh lens groups changes,
The back focus converted to air at the d-line: Bf, the focal length of the entire system at the wide-angle end: fw, the focal length of the entire system at the telephoto end: ft, and the combined focal length of the first lens group: 1G_f.
(1) 2.0 <Bf / fw <5.0
(2) 1.5 <ft / fw <3.0
(3) -3.0 <1G_f / fw <-1.0
Projection zoom lens that satisfies the requirements.
請求項1記載の投射用ズームレンズであって、
前記第1レンズ群が、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を持つレンズを少なくとも2枚有する投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to claim 1,
A projection zoom lens, wherein the first lens group includes at least two lenses having a negative refractive power with a convex surface facing the enlargement side.
請求項1または2記載の投射用ズームレンズであって、
前記第2レンズ群の合成焦点距離:2G_f、前記広角端における全系の焦点距離:fwが、条件:
(4) 1.5<2G_f/fw<5.0
を満足する投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to claim 1 or 2,
The combined focal length of the second lens group: 2G_f and the focal length of the entire system at the wide angle end: fw are the conditions:
(4) 1.5 <2G_f / fw <5.0
Projection zoom lens that satisfies the requirements.
請求項1ないし3の何れか1項に記載の投射用ズームレンズであって、
前記第2レンズ群が、少なくとも1枚の負の屈折力を持つレンズを有する投射用ズームレンズ。
A projection zoom lens according to any one of claims 1 to 3,
The projection zoom lens, wherein the second lens group includes at least one lens having negative refractive power.
請求項1ないし4の何れか1項に記載の投射用ズームレンズであって、
前記第3レンズ群の合成焦点距離:3G_f、前記広角端における全系の焦点距離:fwが、条件:
(5) −4.5<3G_f/fw<−1.0
を満足する投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 4,
The combined focal length of the third lens group: 3G_f and the focal length of the entire system at the wide angle end: fw are the conditions:
(5) -4.5 <3G_f / fw <-1.0
Projection zoom lens that satisfies the requirements.
請求項1ないし5の何れか1項に記載の投射用ズームレンズであって、
前記第3レンズ群が、負の屈折力を持つ1枚のレンズのみで構成されている投射用ズームレンズ。
A projection zoom lens according to any one of claims 1 to 5,
A projection zoom lens in which the third lens group is composed of only one lens having negative refractive power.
請求項1ないし6の何れか1項に記載の投射用ズームレンズであって、
フォーカシングに際して、前記第1レンズ群全系若しくは前記第1レンズ群に含まれる1枚以上のレンズが光軸方向へ移動する投射用ズームレンズ。
A projection zoom lens according to any one of claims 1 to 6,
A zoom lens for projection in which the entire system of the first lens group or at least one lens included in the first lens group moves in the optical axis direction during focusing.
請求項1ないし7の何れか1項に記載の投射用ズームレンズであって、
前記第7レンズ群が、正の屈折力を持つ1枚のレンズのみで構成されている投射用ズームレンズ。
A projection zoom lens according to any one of claims 1 to 7,
The projection zoom lens, wherein the seventh lens group is composed of only one lens having a positive refractive power.
画像表示素子に表示される前記平面画像を、倍率可変で拡大して投射表示する投射型画像表示装置であって、
平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズとして、請求項1ないし8の何れか1項に記載の前記投射用ズームレンズを用いる投射型画像表示装置。
A projection-type image display device that displays the planar image displayed on the image display element with a variable magnification and a projection display,
9. A projection type image display apparatus using the projection zoom lens according to claim 1, as a projection zoom lens for enlarging and projecting a planar image at a variable magnification.
JP2016112927A 2016-06-06 2016-06-06 Projection zoom lens and projection type image display device Active JP6694761B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016112927A JP6694761B2 (en) 2016-06-06 2016-06-06 Projection zoom lens and projection type image display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016112927A JP6694761B2 (en) 2016-06-06 2016-06-06 Projection zoom lens and projection type image display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017219630A true JP2017219630A (en) 2017-12-14
JP6694761B2 JP6694761B2 (en) 2020-05-20

Family

ID=60656155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016112927A Active JP6694761B2 (en) 2016-06-06 2016-06-06 Projection zoom lens and projection type image display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6694761B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018063297A (en) * 2016-10-11 2018-04-19 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 Projection zoom lens and projection-type image display device
JP2018159822A (en) * 2017-03-23 2018-10-11 キヤノン株式会社 Zoom lens and imaging apparatus having the same
JP2019211713A (en) * 2018-06-07 2019-12-12 キヤノン株式会社 Imaging optical system, image projection device using the same, and image projection system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008275713A (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Canon Inc Projection zoom lens, optical unit, and image projection apparatus
JP2011028123A (en) * 2009-07-28 2011-02-10 Ricoh Optical Industries Co Ltd Zoom lens for projection, and projection type display device
JP2014032358A (en) * 2012-08-06 2014-02-20 Canon Inc Zoom lens and imaging apparatus including the same
US20140226219A1 (en) * 2011-10-26 2014-08-14 Fujifilm Corporation Projection zoom lens and projection type display device
JP2015127753A (en) * 2013-12-27 2015-07-09 株式会社リコー Zoom optical system for projection
JP2015145982A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 コニカミノルタ株式会社 Variable power projection optical system and image projection device
JP2016045224A (en) * 2014-08-19 2016-04-04 リコー光学株式会社 Projection zoom lens and projection-type image display device
DE102015119674A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Canon Kabushiki Kaisha OPTICAL PICTURE SYSTEM AND IMAGE PROJECTION DEVICE

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008275713A (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Canon Inc Projection zoom lens, optical unit, and image projection apparatus
JP2011028123A (en) * 2009-07-28 2011-02-10 Ricoh Optical Industries Co Ltd Zoom lens for projection, and projection type display device
US20140226219A1 (en) * 2011-10-26 2014-08-14 Fujifilm Corporation Projection zoom lens and projection type display device
JP2014032358A (en) * 2012-08-06 2014-02-20 Canon Inc Zoom lens and imaging apparatus including the same
JP2015127753A (en) * 2013-12-27 2015-07-09 株式会社リコー Zoom optical system for projection
JP2015145982A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 コニカミノルタ株式会社 Variable power projection optical system and image projection device
JP2016045224A (en) * 2014-08-19 2016-04-04 リコー光学株式会社 Projection zoom lens and projection-type image display device
DE102015119674A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Canon Kabushiki Kaisha OPTICAL PICTURE SYSTEM AND IMAGE PROJECTION DEVICE

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018063297A (en) * 2016-10-11 2018-04-19 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 Projection zoom lens and projection-type image display device
JP2018159822A (en) * 2017-03-23 2018-10-11 キヤノン株式会社 Zoom lens and imaging apparatus having the same
JP2019211713A (en) * 2018-06-07 2019-12-12 キヤノン株式会社 Imaging optical system, image projection device using the same, and image projection system
US10955732B2 (en) 2018-06-07 2021-03-23 Canon Kabushiki Kaisha Imaging optical system, image projection apparatus using the same, and image projection system having lens units which are arranged from an enlargement conjugate side toward a reduction conjugate side

Also Published As

Publication number Publication date
JP6694761B2 (en) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5513248B2 (en) Projection zoom lens and projection display device
JP6098506B2 (en) Projection-type image display device and projection optical system
JP6692694B2 (en) Imaging optical system, projection display device, and imaging device
JP2005164839A (en) Lens system and image projection apparatus having the same
JP6625028B2 (en) Zoom lens, imaging device, and projection display device
JP2002055280A (en) Zoom lens and image projection device using the same
JP2009128684A (en) Zoom lens for projection and projection-type display device
JP2011022282A (en) Projection zoom lens and projection display device
JP6784563B2 (en) Projection zoom lens and projection image display device
JP5767614B2 (en) Projection optical system and projector apparatus
JP2018036389A (en) Zoom lens, projection display device, and imaging device
JP6662159B2 (en) Projection optical system and projector
JP2015135392A (en) Projection optical system and projection-type image display device
JP4599071B2 (en) Zoom lens and image projection apparatus having the same
JP2010054693A (en) Projection lens and projection display device using the same
JP6694761B2 (en) Projection zoom lens and projection type image display device
JP6784564B2 (en) Projection zoom lens and projection image display device
JP6694762B2 (en) Projection zoom lens and projection type image display device
JP2007240731A (en) Projection optical system and image projection apparatus
JP4700953B2 (en) Projection zoom lens and projector apparatus
JP6167649B2 (en) Projection zoom lens and image display device
JP6167651B2 (en) Projection zoom lens and image display device
JP6197354B2 (en) Projection zoom lens and image display device
JPH11326763A (en) Zoom lens and projection device using the same
JP6418482B2 (en) Projection zoom lens and projection-type image display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200309

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: 20200324

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200420

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6694761

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350