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JP6418482B2 - Projection zoom lens and projection-type image display device - Google Patents
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JP6418482B2 - Projection zoom lens and projection-type image display device - Google Patents

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

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Description

本発明は、画像表示素子に表示される画像をスクリーン等の被投射面に拡大投射するための投射レンズとして用いられる投射用ズームレンズおよびその投射用ズームレンズを搭載した投射型画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to a projection zoom lens used as a projection lens for enlarging and projecting an image displayed on an image display element onto a projection surface such as a screen, and a projection type image display device equipped with the projection zoom lens. It is.

投射型画像表示装置前方のスクリーン上に拡大画像を投射するフロント投射型のプロジェクタ装置は、企業でのプレゼンテーション用や学校での教育用、家庭用に近年広く普及している。
拡大投射される画像を「画像表示面」上に表示する画像表示素子は、「ライトバルブ」とも呼ばれるが、液晶パネルを初めとして、種々のタイプのものが知られている。
近年、テキサスインスツルメント社製のデジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micro−mirror Device)(以下、これを略称して「DMD」と称する)に代表される「微小ミラーデバイス」が、ライトバルブとして注目されている。
投射用ズームレンズは、勿論、種々のライトバルブに適用可能であることが好ましい。
上記微小ミラーデバイス(DMD)では、画像表示面にアレイ配列されたマイクロミラーを選択的に傾斜させて画像の表示を行うようにしている。
制約条件は、様々に存在するが、微小ミラーデバイスは、小型化や高輝度化に有利であり、近来、広く普及しつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, a front projection type projector apparatus that projects an enlarged image on a screen in front of a projection type image display apparatus has been widely used for presentations in companies, education in schools, and home use.
An image display element that displays an image to be enlarged and projected on an “image display surface” is also called a “light valve”, but various types are known including a liquid crystal panel.
In recent years, a “micromirror device” typified by a digital micro-mirror device (hereinafter abbreviated as “DMD”) manufactured by Texas Instruments has attracted attention as a light valve. ing.
Of course, the projection zoom lens is preferably applicable to various light valves.
In the micromirror device (DMD), the micromirrors arrayed on the image display surface are selectively tilted to display an image.
Although there are various constraints, the micromirror device is advantageous for downsizing and high brightness, and has recently been widely spread.

近来、投射用ズームレンズには「高倍率であり、かつ広角であること」が要請されるようになってきている。また、合焦の際に、性能の変動を極力抑えることが求められている。
このような要請に沿うものとして、特許文献1および2に記載されたものが知られている。
即ち、特許文献1(特開2006−234893号公報)に記載の投射用ズームレンズは、負・正・正・負・正・正の6レンズ群構成、または、負・正・正・負・正・正・正の7レンズで群構成であり、合焦時に第1レンズ群の一部を移動させて合焦する方式で、変倍時の収差も十分抑えられているが、6群ないし7群と多いレンズ群構成となっている。
また、特許文献2(特開2010−160478号公報)記載の投射用ズームレンズは、負・正・正・正・正の5レンズ群構成で、収差も十分に抑えられているが、広角端の半画角:ωwは大きくても38°に留まっている。
一般に、「画像の投射に用いられるレンズ」では、結像光線として「斜光線」が用いられる点で、カメラ用の撮影レンズ系と異なる。
In recent years, a zoom lens for projection has been required to be “high magnification and wide angle”. In addition, it is required to suppress performance fluctuations as much as possible during focusing.
As what meets such a request, those described in Patent Documents 1 and 2 are known.
In other words, the projection zoom lens described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-234893) has a negative, positive, positive, negative, positive, positive six lens group configuration, or negative, positive, positive, negative, It is a group structure with 7 lenses of positive, positive, and positive, and it is a method of focusing by moving a part of the first lens group at the time of focusing, and the aberration at the time of zooming is sufficiently suppressed. It has a lens group configuration as many as seven groups.
Further, the projection zoom lens described in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-160478) has a negative, positive, positive, positive, and positive five lens group configuration, and aberrations are sufficiently suppressed. The half angle of view: ωw remains at 38 ° at most.
In general, a “lens used for image projection” is different from a camera lens system in that “oblique light” is used as an imaging light beam.

カメラ用の撮影レンズでは、レンズ系の光軸に対する回転対称な領域が撮影領域となり、広画角の撮影レンズでは、レンズ光軸を中心とする大きな撮影領域が可能である。
ところが、画像の投射に用いられるレンズでは、投射画像が斜光線により結像されるため、画像投射領域として利用できるのは、前記「レンズ光軸を中心とする大きな領域」の一部に限られる。
このため、画像が投射される被投射面を大面積化するためには、投射用ズームレンズの広角化が必要とされる。
また、近時は、プロジェクタ装置の投射距離を小さくし、プロジェクタ装置を被投射面に「より近づけて配置」することが強く要請されている。
このような被投射面への近接配置で、且つ、大面積の被投射面を実現するためにも、投射用ズームレンズには、さらなる広角化が望まれる。
In a photographing lens for a camera, a rotationally symmetric region with respect to the optical axis of the lens system is a photographing region, and in a photographing lens with a wide angle of view, a large photographing region around the lens optical axis is possible.
However, in a lens used for projecting an image, a projected image is formed by oblique rays, so that only a part of the “large area centered on the lens optical axis” can be used as an image projection area. .
For this reason, in order to increase the area of the projection surface on which the image is projected, it is necessary to widen the angle of the projection zoom lens.
Further, recently, there is a strong demand to reduce the projection distance of the projector device and “place the projector device closer to the projection surface”.
In order to realize a projection surface having a large area with such a close arrangement to the projection surface, further widening of the angle is desired for the projection zoom lens.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、5レンズ群構成で、画面サイズを変化させ合焦したときの、性能の変動を小さく抑えて、かつ、広画角の投射用ズームレンズを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has a five-lens group configuration for suppressing a variation in performance when the screen size is changed and focusing, and for projecting a wide angle of view. It aims to provide a zoom lens.

本発明に係る投射用ズームレンズは、上述した目的を達成するために、
画像表示素子の表面上に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する、5群からなる投射用ズームレンズであって、
最も拡大側から順番に、
負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、
正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、
正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、
正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、
正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、
から構成され、
短焦点から長焦点への変倍の際は、隣り合うレンズ群の間隔は互いに変化し、前記第2レンズ群G2が縮小側に移動し、前記第3レンズ群G3と前記第4レンズ群G4が拡大側に移動し、
合焦は、前記第1レンズ群G1の一部が移動することによってなされ、当該第1レンズ群G1は光軸方向に移動する負群と固定される負群で構成され、
近距離側への合焦の際は前記第1レンズ群G1の一部は拡大側に移動し、長距離側への合焦の際には前記第1レンズ群G1の一部は縮小側に移動することを特徴としている。
The projection zoom lens according to the present invention achieves the above-described object,
A projection zoom lens consisting of five groups constituting a projection optical system of an image display device that projects an image displayed on the surface of an image display element onto a projection surface and displays the enlarged image,
In order from the most magnified side,
A first lens group G1 having negative refractive power;
A second lens group G2 having a positive refractive power;
A third lens group G3 having a positive refractive power;
A fourth lens group G4 having a positive refractive power;
A fifth lens group G5 having a positive refractive power;
Consisting of
At the time of zooming from the short focus to the long focus, the interval between adjacent lens groups changes, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4. Moves to the enlargement side,
Focusing is performed by moving a part of the first lens group G1, and the first lens group G1 includes a negative group moving in the optical axis direction and a fixed negative group.
When focusing on a close side is moved to the partially enlarged side of the first lens group G1, a portion of the first lens group G1 upon focusing on a long distance side to the reduction side It is characterized by moving.

本発明によれば、5レンズ群構成で、合焦の際に、第1レンズ群の一部を移動させることで、広画角を図りつつ、性能の変動を効果的に小さく抑えた投射用ズームレンズを提供することができる。   According to the present invention, with a five-lens group configuration, by moving a part of the first lens group at the time of focusing, a wide angle of view is achieved, and the performance variation is effectively suppressed to be small. A zoom lens can be provided.

本発明の第1の実施の形態に係る実施例(数値実施例。以下同じ)1の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the zoom lens for a projection of the Example (numerical example. The following is same) 1 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 実施例1の投射用ズームレンズの収差曲線図である。3 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens of Example 1. FIG. 本発明の第2の実施の形態に係る実施例2の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the zoom lens for projection of Example 2 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 実施例2の投射用ズームレンズの収差曲線図である。FIG. 6 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens according to Example 2. 本発明の第3の実施の形態に係る実施例3の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the zoom lens for projection of Example 3 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 実施例3の投射用ズームレンズの収差曲線図である。6 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens of Example 3. FIG. 本発明の第4の実施の形態に係る実施例4の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the zoom lens for projection of Example 4 which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 実施例4の投射用ズームレンズの収差曲線図である。6 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens of Example 4. FIG. 本発明の第5の実施の形態に係る実施例5の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the zoom lens for projection of Example 5 which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 実施例5の投射用ズームレンズの収差曲線図である。FIG. 10 is an aberration curve diagram of the projection zoom lens according to Example 5. 本発明の第6の実施の形態に係る投射型画像表示装置としてのプロジェクタ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector apparatus as a projection type image display apparatus concerning the 6th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置を詳細に説明する。
本発明のズームレンズは、上記の如く「投射用ズームレンズ」である。
前述の如く、「投射用のズームレンズ」は、結像光線が「斜光線」であり、本発明の投射用ズームレンズも、投射画像を結像する投射用光束としては「斜光線の光束」が用いられる。
図1、図3、図5、図7および図9に、本発明の第1、第2、第3、第4および第5の実施の形態に係る投射用ズームレンズの断面構成を示す。
これら第1〜第5の実施の形態のズームレンズは、この順に、後述する具体的な実施例1〜5に相当する。
上記各図において、各図の左方が「拡大側」、右方が「縮小側」である。繁雑を避けるために、これらの図において符号を共通化する。
上記各図において、符号G1は第1レンズ群、符号G2は第2レンズ群、符号G3は第3レンズ群、符号G4は第4レンズ群、符号G5は第5レンズ群をそれぞれ示す。
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a projection zoom lens and a projection type image display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The zoom lens of the present invention is a “projection zoom lens” as described above.
As described above, in the “projection zoom lens”, the imaging light beam is “oblique light”, and the projection zoom lens of the present invention also has “oblique light beam” as the projection light beam for forming the projection image. Is used.
FIGS. 1, 3, 5, 7, and 9 show cross-sectional configurations of the projection zoom lenses according to the first, second, third, fourth, and fifth embodiments of the present invention.
The zoom lenses of the first to fifth embodiments correspond to specific Examples 1 to 5 described later in this order.
In each of the above figures, the left side of each figure is the “enlargement side” and the right side is the “reduction side”. In order to avoid complications, the symbols are shared in these drawings.
In each of the drawings, reference numeral G1 indicates a first lens group, reference numeral G2 indicates a second lens group, reference numeral G3 indicates a third lens group, reference numeral G4 indicates a fourth lens group, and reference numeral G5 indicates a fifth lens group.

即ち、上記各図に実施の形態を示す投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側へ向かって第1〜第5レンズ群G1〜G5を配してなる5レンズ群構成である。
さらに、上記各図において、画像表示素子として、「Optical Device」(以下、これを「OD」と略称する。)を示す。
これら各実施の形態・各実施例において、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く、液晶表示素子、LED素子等であっても良い。
上記各図の、上段の図は「広角端におけるレンズ群配置(図面上では広角と表示)」を示し、下段の図は「望遠端におけるレンズ群配置(図面上では望遠と表示)」を示す。
また、これ等の図における上段の図と下段の図の間に描かれた破線は、広角端から望遠端への変倍の際の、第2レンズ群G2〜第4レンズ群G4の変移の方向(または軌跡)を示すものとし、第1レンズ群G1と第5レンズ群G5は、固定であることを示す。
上記各図に実施の形態を示す投射用ズームレンズにおいて、第1レンズ群G1は、負の屈折力を有し、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5は、正の屈折力を有する。
In other words, the projection zoom lens according to the embodiment shown in the above drawings has a five-lens group configuration in which the first to fifth lens groups G1 to G5 are arranged from the enlargement side toward the reduction side.
Further, in each of the above drawings, “Optical Device” (hereinafter abbreviated as “OD”) is shown as an image display element.
In each of these embodiments and examples, it is assumed that the light valve is “DMD, which is a micromirror device”. Of course, the light valve is not limited to this, but a liquid crystal display element, an LED element Etc.
In the above figures, the upper diagram shows “lens group arrangement at the wide-angle end (shown as wide angle in the drawing)”, and the lower diagram shows “lens group arrangement at the telephoto end (shown as telephoto in the drawing)”. .
Also, the broken line drawn between the upper and lower figures in these figures indicates the transition of the second lens group G2 to the fourth lens group G4 during zooming from the wide angle end to the telephoto end. The direction (or locus) is indicated, and the first lens group G1 and the fifth lens group G5 are fixed.
In the projection zoom lens whose embodiments are shown in the drawings, the first lens group G1 has negative refractive power, and the second lens group G2, the third lens group G3, the fourth lens group G4, and the fifth lens group G1. The lens group G5 has a positive refractive power.

短焦点から長焦点への変倍の際は、隣り合うレンズ群の間隔は互いに変化し、第2レンズ群G2が縮小側に移動し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4が拡大側に移動するように構成されている。
また、合焦は、第1レンズ群G1の一部が移動することによってなされ、当該第1レンズ群G1は光軸方向に移動する負群と固定される負群で構成され、近距離側への合焦の際は第1レンズ群G1の一部は拡大側に移動し、長距離側への合焦の際には第1レンズ群G1の一部は縮小側に移動するように構成されている。
ここで「群」は、変倍の際に、独立して移動する群(塊)、または、移動しない群(塊)で定義する。
第1レンズ群G1は、合焦の際は固定する群(塊)と移動する群(塊)に分かれているが、変倍の際は第1レンズ群は移動しないため、1つの群とみなす。ここで、第1レンズ群G1のうち、移動するレンズ群を「第1レンズ前群G1−1」と称し、移動しない(固定の)レンズ群を「第1レンズ後群G1−2」と称することとする。
合焦の際に、第1レンズ群G1のうち移動する第1レンズ前群G1−1のパワーを、第1レンズ群の移動しない第1レンズ後群G1−2のパワーよりも強くすることで、合焦の移動量を小さくすることが出来、かつ、より画角を広角にするためにパワーを強めることで光学性能を効果的に高くすることが可能となる。
During zooming from short focus to long focus, the distance between adjacent lens groups changes, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 move to the enlargement side. Configured to move to.
Further, focusing is performed by moving a part of the first lens group G1, and the first lens group G1 includes a negative group that moves in the optical axis direction and a negative group that is fixed. During focusing, a part of the first lens group G1 moves to the enlargement side, and when focusing to the long distance side, a part of the first lens group G1 moves to the reduction side. ing.
Here, the “group” is defined as a group (block) that moves independently or a group (block) that does not move during zooming.
The first lens group G1 is divided into a fixed group (lumb) and a moving group (lumb) during focusing, but the first lens group does not move during zooming, and thus is regarded as one group. . Here, in the first lens group G1, the moving lens group is referred to as “first lens front group G1-1”, and the non-moving (fixed) lens group is referred to as “first lens rear group G1-2”. I will do it.
During focusing, the power of the first lens front group G1-1 that moves in the first lens group G1 is made stronger than the power of the first lens rear group G1-2 that does not move in the first lens group. In addition, it is possible to reduce the amount of focusing movement, and to effectively increase the optical performance by increasing the power to make the angle of view wider.

また、このような条件を満足させるためには、負レンズ群先行型が好ましく、最も拡大側である第1レンズ群G1の一部を移動することが望ましい。即ち、第1レンズ群G1の合焦の際に分けられる固定群である第1レンズ後群G1−2と移動群である第1レンズ前群G1−1は共に負群(負の屈折力)であること望ましい。負レンズ群先行とすることで、主光線高さをより低くすることができ、レンズ有効径を小さく出来るという利点がある。従って、広画角の投射用ズームレンズをコンパクトにすることが可能となる。
下記条件式(1)は、第1レンズ群G1の合焦の際に移動する第1レンズ前群G1−1と固定群である第1レンズ後群G1−2の範囲を規定しており、色収差を最適にするための条件を示している。
(1) 0.1<F1_m/F1_f<0.5
合焦する際、第1レンズ群G1の移動する群G1−1の焦点距離をF1_mとし、固定された群G1−2の焦点距離をF1_fとしたとき、この条件式(1)は、特に全変倍域と合焦域の色収差補正を最適にするための条件である。条件式(1)の下限を下回る場合は、軸上色収差と倍率色収差が大きくなる為望ましく無く、条件式(1)の上限を超える場合は、軸上色収差は補正傾向になるが、倍率色収差が大きくなる為、望ましくない。
In order to satisfy such a condition, the negative lens group leading type is preferable, and it is desirable to move a part of the first lens group G1 which is the most magnified side. That is, the first lens rear group G1-2, which is a fixed group divided when the first lens group G1 is focused, and the first lens front group G1-1, which is a moving group, are both negative groups (negative refractive power). It is desirable that By setting the negative lens group first, there is an advantage that the chief ray height can be lowered and the effective lens diameter can be reduced. Therefore, it is possible to make the projection zoom lens with a wide angle of view compact.
The following conditional expression (1) defines the range of the first lens front group G1-1 that moves when the first lens group G1 is in focus and the first lens rear group G1-2 that is a fixed group. The conditions for optimizing chromatic aberration are shown.
(1) 0.1 <F1_m / F1_f <0.5
When focusing, when the focal length of the moving group G1-1 of the first lens group G1 is F1_m and the focal length of the fixed group G1-2 is F1_f, this conditional expression (1) This is a condition for optimizing the chromatic aberration correction in the zooming area and the focusing area. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, it is not desirable because axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration become large. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, axial chromatic aberration tends to be corrected, but lateral chromatic aberration does not increase. Undesirably because it grows.

画像投射時には、ライトバルブ側からの投射光束(斜光線による光束)が、第5レンズ群G5の側から、第1レンズ群G1側へ導光される。
このとき、第1レンズ群G1が負であるので、第5レンズ群G5からの光束の発散角を第1レンズ群G1で無理なく拡大することができる。
従って上記の如く、第2レンズ群G2から第1レンズ群G1へ受け渡される光束の跳上げ角を小さく抑えることができ、第1レンズ群G1からの放射光束の発散角を無理なく大きく出来る。
また、製造時のレンズの偏心による性能劣化を抑制させる効果がある。
本発明の投射用ズームレンズは、上述した構成に加えて以下の条件式(2)〜(4)の1つ以上を満足させることにより、さらに良好な性能を実現することができる。
(2) 0.9 < |F1| / Fw < 1.3
(3) 8.0 < F5 / Fw < 11.0
(4) 38° < ωw < 45°
これらの条件(2)〜(4)において、各パラメータの記号は、以下のとおりである。
At the time of image projection, a projection light beam (light beam by oblique rays) from the light valve side is guided from the fifth lens group G5 side to the first lens group G1 side.
At this time, since the first lens group G1 is negative, the divergence angle of the light beam from the fifth lens group G5 can be easily expanded by the first lens group G1.
Therefore, as described above, the jump angle of the light beam transferred from the second lens group G2 to the first lens group G1 can be kept small, and the divergence angle of the radiated light beam from the first lens group G1 can be increased reasonably.
In addition, there is an effect of suppressing performance deterioration due to the eccentricity of the lens at the time of manufacture.
The projection zoom lens according to the present invention can achieve even better performance by satisfying one or more of the following conditional expressions (2) to (4) in addition to the above-described configuration.
(2) 0.9 <| F1 | / Fw <1.3
(3) 8.0 <F5 / Fw <11.0
(4) 38 ° <ωw <45 °
In these conditions (2) to (4), the symbols of the parameters are as follows.

「F1」は、第1レンズ群G1の焦点距離、「Fw」は、レンズ全系の焦点距離を表す。
「F5」は、第5レンズ群G5の焦点距離、「ωw」は、広角端の半画角を表わす。
条件式(2)は、軸上の色収差について特に、望遠側の軸上色収差に関するものである。下限を下回る場合は、レンズ全系の焦点距離に対して、第1レンズ群G1のパワー(1/f)が強くなり、パワーバランスが崩れる為、望遠側の軸上色収差が大きくなる。また、条件式(2)の上限を超える場合は、レンズ全系の焦点距離に対して、第1レンズ群G1のパワー(1/f)が弱くなる為、非点収差としては改善方向になるが、球面収差が大きくなる傾向となり、収差のバランスが悪くなる為望ましくない。
条件式(3)は、球面収差と非点収差に関して最適範囲を提案する条件である。条件式(3)の下限を下回ると、第5レンズ群G5のパワーが強くなる為、球面収差と非点収差のタンジェンシャル方向がオーバー気味になる。一方、条件式(3)の上限を超える場合、第5レンズ群G5のパワーが弱くなる為、球面収差と非点収差のタンジェンシャル方向がアンダーになる。よって、条件式(3)の範囲内が望ましい。
“F1” represents the focal length of the first lens group G1, and “Fw” represents the focal length of the entire lens system.
“F5” represents the focal length of the fifth lens group G5, and “ωw” represents the half angle of view at the wide-angle end.
Conditional expression (2) relates to the axial chromatic aberration, particularly regarding the axial chromatic aberration on the telephoto side. When the value is below the lower limit, the power (1 / f) of the first lens group G1 becomes strong with respect to the focal length of the entire lens system, and the power balance is lost, so that axial chromatic aberration on the telephoto side becomes large. When the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the power (1 / f) of the first lens group G1 becomes weaker with respect to the focal length of the entire lens system, and astigmatism is in an improving direction. However, the spherical aberration tends to increase, which is not desirable because the aberration balance deteriorates.
Conditional expression (3) is a condition for proposing an optimum range for spherical aberration and astigmatism. If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, the power of the fifth lens group G5 becomes strong, so that the tangential direction of spherical aberration and astigmatism becomes overexposed. On the other hand, when the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the power of the fifth lens group G5 becomes weak, and the tangential direction of spherical aberration and astigmatism becomes under. Therefore, it is desirable to be within the range of conditional expression (3).

条件式(4)は、本発明の5群タイプの負・正・正・正・正の、合焦時に第1レンズ群G1の一部の負群である第1レンズ後群G1−2を固定させ、移動する負群である第1レンズ前群G1−1を移動させることを特徴とする光学系とする場合の、望ましい半画角の範囲である。もちろん、レンズ枚数を増やしたり、移動量を増やしたり、ズーム比を小さくすれば、条件式(4)範囲外でも可能となる。
第1レンズ群G1において、合焦の際に移動する第1レンズ前群G1−1と移動しない第1レンズ後群G1−2は、それぞれ2枚以上のレンズで構成することが望ましい。仮に、それぞれの群を単レンズで構成した場合、本発明の課題である広角(例えば、半画角が38°を越える画角)かつ高変倍(例えば、1.5倍以上)の投射ズームレンズとすると、発生する諸収差を補正することが困難となる。特に、色収差補正と、球面収差の補正が困難となる為、第1レンズ群G1において、合焦の際の移動群と固定群はそれぞれ2枚以上が望ましい。
本発明の第5レンズ群G5は、第2レンズ群G2と第4レンズ群G4が補正群、第3レンズ群G3が変倍群となっている。広角端から望遠端への変倍の際は、補正群である第2レンズ群G2が縮小側に移動し、変倍群である第3レンズ群G3が拡大側に移動し、補正群である第4レンズ群G4が拡大側に移動することを特徴としている。望遠系のズームの場合は、広角端から望遠端に変倍する際に補正群は拡大側に移動する傾向があるが、本発明は、広角系のズームである為、補正群の第2レンズ群G2は縮小側に緩やかに移動することを特徴としている。
Conditional expression (4) represents the first lens rear group G1-2, which is a negative group of the first lens group G1 at the time of focusing, which is negative / positive / positive / positive / positive in the five-group type of the present invention. This is a desirable half field angle range in the case of an optical system characterized in that the first lens front group G1-1, which is a negative group that is fixed and moved, is moved. Of course, if the number of lenses is increased, the amount of movement is increased, or the zoom ratio is reduced, it is possible even outside the range of conditional expression (4).
In the first lens group G1, it is desirable that the first lens front group G1-1 that moves during focusing and the first lens rear group G1-2 that does not move each include two or more lenses. If each group is composed of a single lens, a projection zoom with a wide angle (for example, an angle of view with a half angle of view exceeding 38 °) and a high zoom ratio (for example, 1.5 times or more), which is the subject of the present invention. When a lens is used, it is difficult to correct various aberrations that occur. In particular, since it becomes difficult to correct chromatic aberration and spherical aberration, it is desirable that each of the first lens group G1 has two or more moving groups and fixed groups at the time of focusing.
In the fifth lens group G5 of the present invention, the second lens group G2 and the fourth lens group G4 are a correction group, and the third lens group G3 is a zooming group. At the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2, which is a correction group, moves to the reduction side, and the third lens group G3, which is a zooming group, moves to the enlargement side, and is a correction group. The fourth lens group G4 is characterized by moving to the enlargement side. In the case of telephoto zoom, the correction group tends to move to the enlargement side when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, but since the present invention is a wide-angle zoom, the second lens in the correction group The group G2 is characterized by moving slowly toward the reduction side.

また、本発明は、変倍比略1.5倍以上の広角ズーム投射系としているが、変倍比が1.5倍以下、1.1倍でも成立することは言うまでも無い。
ズームレンズの具体的な実施例を挙げる前に、図11を参照して、本願発明に係る投射型画像表示装置としてのプロジェクタの実施の1形態(第6の実施の形態)を簡単に説明する。
図11に示す投射型画像表示装置であるプロジェクタ1のライトバルブとして、微小ミラーデバイスであるDMD3を採用した例である。
プロジェクタ1は、照明系2と、ライトバルブであるDMD3と、投射用ズームレンズ4とを有する。
投射用ズームレンズ4としては、本願発明に係る請求項1〜9のいずれか1項に記載されたもの、具体的には実施例1〜5の何れかのものを用いることができる。
照明系2から「RGB3色の光」を時間的に分離してDMD3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マイクロミラーの傾斜を制御する。
このようにしてDMD3に「投射されるべき画像」が表示され、該画像により強度変調された光が、投射用ズームレンズ4で拡大され、スクリーン5に拡大投射される。
The present invention is a wide-angle zoom projection system with a zoom ratio of approximately 1.5 times or more, but it goes without saying that the zoom ratio is also established when the zoom ratio is 1.5 times or less and 1.1 times.
Before giving a specific example of a zoom lens, a first embodiment (sixth embodiment) of a projector as a projection type image display apparatus according to the present invention will be briefly described with reference to FIG. .
This is an example in which a DMD 3 that is a micromirror device is employed as a light valve of the projector 1 that is the projection type image display device shown in FIG.
The projector 1 includes an illumination system 2, a DMD 3 that is a light valve, and a projection zoom lens 4.
As the projection zoom lens 4, the one described in any one of claims 1 to 9 according to the present invention, specifically, any one of Examples 1 to 5 can be used.
The “light of three colors RGB” is temporally separated from the illumination system 2 and irradiated to the DMD 3, and the tilt of the micromirror corresponding to each pixel is controlled at the timing when each color light is irradiated.
In this way, the “image to be projected” is displayed on the DMD 3, and the light whose intensity is modulated by the image is enlarged by the projection zoom lens 4 and enlarged and projected on the screen 5.

照明系2は、図示は省略したが、光源、コンデンサーレンズ、RGBカラーホイール、ミラー等を備えており、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。
このため、照明系2からDMD3に入射させる照明光の入射角をある程度大きくする必要がある。
投射用ズームレンズ4と照明系2のスペースの上記の如き関係上、投射用ズームレンズ4のバックフォーカスをある程度確保する必要がある。
なお、コンデンサーレンズ、RGBカラーホイールとミラーとは「照明光学系」を構成する。
実施例1〜5に係るズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群G2が縮小側に緩やかに移動し、第3〜第4レンズ群G3〜G4が拡大側に移動する。変倍中においてもバックフォーカスは十分に大きく確保される。
Although not shown, the illumination system 2 includes a light source, a condenser lens, an RGB color wheel, a mirror, and the like, and it is necessary to “ensure a certain extent”.
For this reason, it is necessary to increase the incident angle of the illumination light incident on the DMD 3 from the illumination system 2 to some extent.
Due to the above-described relationship between the space between the projection zoom lens 4 and the illumination system 2, it is necessary to secure the back focus of the projection zoom lens 4 to some extent.
The condenser lens, RGB color wheel and mirror constitute an “illumination optical system”.
In the zoom lenses according to Examples 1 to 5, when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 gently moves to the reduction side, and the third to fourth lens groups G3 to G4 move to the enlargement side. Moving. Even during zooming, the back focus is secured sufficiently large.

以下に、本発明の投射用ズームレンズの具体的な実施例を5例挙げる。
各実施例における記号の意味は、以下の通りである。
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
νd:アッベ数
BF:バックフォーカス
非球面の形状は、周知の次式(5)により特定される。
Hereinafter, five specific examples of the projection zoom lens according to the present invention will be described.
The meanings of symbols in each embodiment are as follows.
F: Focal length of the entire optical system Fno: Numerical aperture R: Radius of curvature (“Paraxial radius of curvature” for aspheric surfaces)
D: Interplanar spacing Nd: Refractive index νd: Abbe number BF: Back focus The shape of the aspheric surface is specified by the well-known equation (5).

Figure 0006418482
Figure 0006418482

この式(5)において、Xは「面頂点を基準としたときの光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位」、Kは「円錐係数」、C4、C6、C8、C10・・は非球面係数である。   In this equation (5), X is “displacement in the direction of the optical axis at the position of the height H from the optical axis with respect to the surface apex”, K is “conic coefficient”, C4, C6, C8, C10.・ ・ Is an aspherical coefficient.

〔実施例1〕
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る実施例1における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例1の投射用ズームレンズは、いずれも拡大側(図1の左側)から縮小側(図1の右側)に向け、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4および正の屈折力を有する第5レンズ群G5とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の5群構成である。
ライトバルブとしては、OD(Optical Deviceの略)を配置しており、上述したDMDが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群G2が縮小側に緩やかに移動し、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が拡大側に移動する。この際、第1レンズ群G1および第5レンズ群G5は、固定されている。
合焦に際しては、第1レンズ群G1のうち、第1レンズ前群G1−1が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第1レンズ後群G1−2は固定されている。
また、開口絞りADは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置されている。
[Example 1]
FIG. 1 is a view for explaining a projection zoom lens in Example 1 according to the first embodiment of the present invention.
The projection zoom lens according to Example 1 sequentially has a first lens group G1 having a negative refractive power and a positive refractive power sequentially from the enlargement side (left side in FIG. 1) to the reduction side (right side in FIG. 1). A second lens group G2 having a positive refractive power, a third lens group G3 having a positive refractive power, a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power. -It is a 5-group configuration of positive-positive-positive-positive.
As the light valve, an OD (abbreviation of Optical Device) is arranged, and the DMD described above is assumed.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves gently toward the reduction side, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 move toward the enlargement side. At this time, the first lens group G1 and the fifth lens group G5 are fixed.
During focusing, focusing is performed by moving the first lens front group G1-1 in the first lens group G1 in the optical axis direction, but the first lens rear group G1-2 is fixed. .
The aperture stop AD is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.

実施例1の投射用ズームレンズの第1レンズ群G1は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL11と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズL12と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL13と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL14と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL15と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を両凹レンズからなる負レンズL16と、を配置している。
この第1レンズ群G1のうち、負レンズL12の両面には、非球面が形成されている。
そして、第1レンズ群G1のうち、負レンズL11、負レンズL12、負レンズL13は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第1レンズ前群G1−1を構成している。
また、第1レンズ群G1のうち、正レンズL14と、負レンズL15と、負レンズL16は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第1レンズ後群G1−2を構成している。
The first lens group G1 of the projection zoom lens according to the first exemplary embodiment includes a negative lens L11 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the enlargement side sequentially from the enlargement side to the reduction side, and the lens center portion on the enlargement side. A negative lens L12 composed of a negative meniscus lens that is bent toward the reduction side and has a small thickness deviation ratio, a negative lens L13 composed of a negative meniscus lens with a convex surface directed toward the enlargement side, and a reduction side A positive lens L14 composed of a biconvex lens with a convex surface having a larger curvature than the surface on the enlargement side, a negative lens L15 composed of a negative meniscus lens with a convex surface facing the magnification side, and a curvature larger than that on the enlargement side on the reduction side. A negative lens L16 made of a biconcave lens is disposed on the concave surface.
In this first lens group G1, aspheric surfaces are formed on both surfaces of the negative lens L12.
Of the first lens group G1, the negative lens L11, the negative lens L12, and the negative lens L13 constitute a first lens front group G1-1 that has negative refractive power and moves together during focusing. ing.
In addition, in the first lens group G1, the positive lens L14, the negative lens L15, and the negative lens L16 have negative refractive power, and constitute a fixed first lens rear group G1-2 at the time of focusing. doing.

第2レンズ群G2は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL21のみよりなる。第3レンズG3は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL31と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズL32と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズL33を配置している。これら正レンズL32と負レンズL33の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL41と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL42と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL43とを配置している。
上記負レンズL41と正レンズL42の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズL43の両面には、非球面を形成している。
第5レンズ群G5は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズL51のみを配置している。
The second lens group G2 comprises solely a positive lens L21 consisting of a positive meniscus lens with the convex surface facing the enlargement side. The third lens G3 includes a positive lens L31 composed of a positive meniscus lens having a convex surface facing the enlargement side, a positive lens L32 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the reduction side on the magnification side, and a concave surface facing the magnification side. A negative lens L33 made of a negative meniscus lens facing the lens is disposed. These two lenses, the positive lens L32 and the negative lens L33, are bonded in close contact with each other to form a cemented lens. The fourth lens group G4 includes a negative lens L41 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the reduction side on the enlargement side, and a positive lens L42 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature on the enlargement side than the reduction side. A positive lens L43 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the enlargement side is disposed on the reduction side.
The two lenses of the negative lens L41 and the positive lens L42 are bonded in close contact with each other to form a cemented lens.
Moreover, aspherical surfaces are formed on both surfaces of the positive lens L43.
In the fifth lens group G5, only a positive lens L51 including a planoconvex lens having a convex surface directed toward the enlargement side is disposed.

第5レンズ群G5の縮小側には、画像表示素子としての例えばDMDからなるODを配置している。
実施例1の、全系の焦点距離Fの範囲、FナンバFno、広角端における半画角ωwは、以下のとおりである。
F=12.6〜18.3mm、Fno=2.58〜3.04、ωw=43.0°
実施例1のデータを次表1に示す。
On the reduction side of the fifth lens group G5, an OD made of DMD, for example, is arranged as an image display element.
The range of the focal length F, the F number Fno, and the half angle of view ωw at the wide angle end in Example 1 are as follows.
F = 12.6 to 18.3 mm, Fno = 2.58 to 3.04, ωw = 43.0 °
The data of Example 1 is shown in Table 1 below.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

表1において、面番号は、拡大側から数えた面の番号であり、開口絞りADの面(表中の面番号:21)を含む。ODは、光学デバイスを表わす。
また、表中における「INF」は、曲率半径が無限大であることを示す。さらに、「*」(アスタリスク)は、この記号が付された面、即ち、第3面、第4面、第25面および第26面が「非球面」であることを示す。
これらの事項は、実施例2以下の各実施例においても同様である。
In Table 1, the surface number is the surface number counted from the enlargement side, and includes the surface of the aperture stop AD (surface number: 21 in the table). OD represents an optical device.
“INF” in the table indicates that the radius of curvature is infinite. Further, “*” (asterisk) indicates that the surface to which this symbol is attached, that is, the third surface, the fourth surface, the 25th surface and the 26th surface are “aspherical surfaces”.
These matters are the same in each of the following embodiments.

「非球面のデータ」
上記(5)式における非球面のデータを次表2に示す。
尚、非球面係数において、「En」は、「10のべき乗」、即ち、「×10」を表し、例えば、「E−05」は、「×10−5」を表している。
"Aspherical data"
The aspherical data in the above equation (5) is shown in Table 2 below.
In the aspheric coefficient, “En” represents “power of 10”, that is, “× 10 n ”, for example, “E-05” represents “× 10 −5 ”.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

表1において、D13、D15、D20、D26は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Bfは、バックフォーカスを表わす。投射距離を1550mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表3に示す。   In Table 1, D13, D15, D20, and D26 represent variable intervals of the lens group that change during zooming. Bf represents back focus. The distance between the lens groups when the projection distance is 1550 mm is shown in Table 3 below for the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

「各条件式のパラメータの値」
この実施例1の場合、上記条件式(1)〜(4)に対応する値は、次表4の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(4)を満足している。
"Parameter values for each conditional expression"
In the case of Example 1, values corresponding to the conditional expressions (1) to (4) are as shown in Table 4 below, which satisfy the conditional expressions (1) to (4), respectively.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

図2に、実施例1の収差図を示す。
図2の左側の上段は「広角端(広角と表示)」、中段は「中間焦点距離(中間と表示)、下段は「望遠端(望遠と表示)」の収差を示している。また、右側の上段には、広角端の40インチ相当の収差図、右側の下段には広角端の300インチ相当の収差図を示す。前記したが、合焦はG1−1を光軸方向に移動させて行う。
各段の収差図において、左側の図は「球面収差」、中央の図は「非点収差」、右側の図は「歪曲収差」である。
「球面収差」の図におけるR、G、Bは、それぞれ、波長:R=625nm、G=550nm、B=460nmを表す。
「非点収差」の図における「T」はタンジェンシャル、「S」はサジタルの各光線に対するものであることを示す。
なお、非点収差および歪曲収差については、波長:550nmについて示す。
収差図におけるこれ等の表示は、以下の実施例2〜5の収差図においても同様である。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
FIG. 2 shows aberration diagrams of Example 1.
The upper part of the left side of FIG. 2 shows the aberration at the “wide-angle end (indicated as wide angle)”, the middle part at “intermediate focal length (indicated as intermediate)”, and the lower part at “telephoto end (indicated as telephoto)”. In addition, the upper right graph shows aberration diagrams corresponding to 40 inches at the wide angle end, and the lower right graph shows aberration diagrams corresponding to 300 inches at the wide angle end. As described above, focusing is performed by moving G1-1 in the optical axis direction.
In the aberration diagrams at each stage, the left diagram is “spherical aberration”, the middle diagram is “astigmatism”, and the right diagram is “distortion aberration”.
R, G, and B in the “spherical aberration” diagram represent wavelengths: R = 625 nm, G = 550 nm, and B = 460 nm, respectively.
In the “astigmatism” diagram, “T” indicates tangential and “S” indicates sagittal rays.
Astigmatism and distortion are shown for a wavelength of 550 nm.
These indications in the aberration diagrams are the same in the aberration diagrams of Examples 2 to 5 below.
It goes without saying that even if the screen size is changed, the fluctuation in performance is small and the optical performance is good.

〔実施例2〕
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る実施例2における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例2の投射用ズームレンズは、拡大側(図3の左側)から縮小側(図3の右側)に向け、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4および正の屈折力を有する第5レンズ群G5とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の5群構成である。
ライトバルブとしては、OD(Optical Deviceの略)を配置しており、上述したDMDが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群G2が縮小側に緩やかに移動し、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が拡大側に移動する。この際、第1レンズ群G1および第5レンズ群G5は、固定されている。
合焦に際しては、第1レンズ群G1のうち、第1レンズ前群G1−1が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第1レンズ後群G1−2は固定されている。
[Example 2]
FIG. 3 is a diagram for explaining a projection zoom lens in Example 2 according to the second embodiment of the present invention.
The projection zoom lens of Example 2 has, in order from the enlargement side (left side in FIG. 3) to the reduction side (right side in FIG. 3), a first lens group G1 having negative refractive power, and positive refractive power. A second lens group G2, a third lens group G3 having a positive refractive power, a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power are arranged, so-called negative-positive. -Positive-positive-positive five-group configuration.
As the light valve, an OD (abbreviation of Optical Device) is arranged, and the DMD described above is assumed.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves gently toward the reduction side, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 move toward the enlargement side. At this time, the first lens group G1 and the fifth lens group G5 are fixed.
During focusing, focusing is performed by moving the first lens front group G1-1 in the first lens group G1 in the optical axis direction, but the first lens rear group G1-2 is fixed. .

また、開口絞りADは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置されている。
実施例2の投射用ズームレンズの第1レンズ群G1は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL11と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズL12と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL13と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL14と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL15と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL16と、を配置している。
この第1レンズ群G1のうち、負レンズL12の両面には、非球面が形成されている。
そして、第1レンズ群G1のうち、負レンズL11、負レンズL12、負レンズL13は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第1レンズ前群G1−1を構成している。
The aperture stop AD is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.
The first lens group G1 of the projection zoom lens according to the second embodiment includes a negative lens L11 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the enlargement side sequentially from the enlargement side to the reduction side, and the lens center portion on the enlargement side. A negative lens L12 composed of a negative meniscus lens that is bent toward the reduction side and has a small thickness deviation ratio, a negative lens L13 composed of a negative meniscus lens with a convex surface directed toward the enlargement side, and a reduction side A positive lens L14 composed of a biconvex lens with a convex surface having a larger curvature than the surface on the enlargement side, a negative lens L15 composed of a negative meniscus lens with a convex surface facing the magnification side, and a curvature larger than that on the enlargement side on the reduction side. A negative lens L16 made of a biconcave lens having a concave surface is disposed.
In this first lens group G1, aspheric surfaces are formed on both surfaces of the negative lens L12.
Of the first lens group G1, the negative lens L11, the negative lens L12, and the negative lens L13 constitute a first lens front group G1-1 that has negative refractive power and moves together during focusing. ing.

また、第1レンズ群G1のうち、正レンズL14と、負レンズL15と、負レンズL16は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第1レンズ後群G1−2を構成している。
第2レンズ群G2は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL21のみよりなる。第3レンズG3は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL31と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズL32と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズL33を配置している。これら正レンズL32と負レンズL33の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL41と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL42と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL43とを配置している。
上記負レンズL41と正レンズL42の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズL43の両面には、非球面を形成している。
第5レンズ群G5は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズL51のみを配置している。
In addition, in the first lens group G1, the positive lens L14, the negative lens L15, and the negative lens L16 have negative refractive power, and constitute a fixed first lens rear group G1-2 at the time of focusing. doing.
The second lens group G2 comprises solely a positive lens L21 consisting of a positive meniscus lens with the convex surface facing the enlargement side. The third lens G3 includes a positive lens L31 composed of a positive meniscus lens having a convex surface facing the enlargement side, a positive lens L32 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the reduction side on the magnification side, and a concave surface facing the magnification side. A negative lens L33 made of a negative meniscus lens facing the lens is disposed. These two lenses, the positive lens L32 and the negative lens L33, are bonded in close contact with each other to form a cemented lens. The fourth lens group G4 includes a negative lens L41 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the reduction side on the enlargement side, and a positive lens L42 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature on the enlargement side than the reduction side. A positive lens L43 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the enlargement side is disposed on the reduction side.
The two lenses of the negative lens L41 and the positive lens L42 are bonded in close contact with each other to form a cemented lens.
Moreover, aspherical surfaces are formed on both surfaces of the positive lens L43.
In the fifth lens group G5, only a positive lens L51 including a planoconvex lens having a convex surface directed toward the enlargement side is disposed.

第5レンズ群G5の縮小側には、画像表示素子としての例えばDMDからなるODを配置している。
実施例2の、全系の焦点距離Fの範囲、FナンバFno、広角端における半画角ωwは、以下のとおりである。
F=13.4〜19.4mm、Fno=2.58〜3.04、ωw=41.2°
実施例2のデータを次表5に示す。
On the reduction side of the fifth lens group G5, an OD made of DMD, for example, is arranged as an image display element.
The range of the focal length F, the F number Fno, and the half angle of view ωw at the wide angle end in Example 2 are as follows.
F = 13.4 to 19.4 mm, Fno = 2.58 to 3.04, ωw = 41.2 °
The data of Example 2 is shown in Table 5 below.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

「非球面のデータ」
上記(5)式における非球面のデータを次表6に示す。
"Aspherical data"
The aspherical data in the above equation (5) is shown in Table 6 below.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

表5において、D13、D15、D20、D26は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Bfは、バックフォーカスを表わす。投射距離を1650mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表7に示す。   In Table 5, D13, D15, D20, and D26 represent variable intervals of the lens group that change during zooming. Bf represents back focus. The distance between the lens groups when the projection distance is 1650 mm is shown in Table 7 below for the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

「各条件式のパラメータの値」
この実施例2の場合、上記条件式(1)〜(4)に対応する値は、次表8の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(4)を満足している。
"Parameter values for each conditional expression"
In the case of Example 2, the values corresponding to the conditional expressions (1) to (4) are as shown in Table 8 below, which satisfy the conditional expressions (1) to (4), respectively.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

図4に、実施例2の収差図を示す。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
FIG. 4 shows aberration diagrams of Example 2.
It goes without saying that even if the screen size is changed, the fluctuation in performance is small and the optical performance is good.

〔実施例3〕
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る実施例3における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例3の投射用ズームレンズは、拡大側(図5の左側)から縮小側(図5の右側)に向け、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4および正の屈折力を有する第5レンズ群G5とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の5群構成である。
ライトバルブとしては、OD(Optical Deviceの略)を配置しており、上述したDMDが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群G2が縮小側に緩やかに移動し、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が拡大側に移動する。この際、第1レンズ群G1および第5レンズ群G5は、固定されている。
合焦に際しては、第1レンズ群G1のうち、第1レンズ前群G1−1が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第1レンズ後群G1−2は固定されている。
Example 3
FIG. 5 is a view for explaining a projection zoom lens in Example 3 according to the third embodiment of the present invention.
The projection zoom lens of Example 3 sequentially has a first lens group G1 having negative refractive power and a positive refractive power from the enlargement side (left side in FIG. 5) to the reduction side (right side in FIG. 5). A second lens group G2, a third lens group G3 having a positive refractive power, a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power are arranged, so-called negative-positive. -Positive-positive-positive five-group configuration.
As the light valve, an OD (abbreviation of Optical Device) is arranged, and the DMD described above is assumed.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves gently toward the reduction side, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 move toward the enlargement side. At this time, the first lens group G1 and the fifth lens group G5 are fixed.
During focusing, focusing is performed by moving the first lens front group G1-1 in the first lens group G1 in the optical axis direction, but the first lens rear group G1-2 is fixed. .

また、開口絞りADは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置されている。
実施例3の投射用ズームレンズの第1レンズ群G1は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL11と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズL12と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL13と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL14と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL15と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL16と、を配置している。
この第1レンズ群G1のうち、負レンズL12の両面には、非球面が形成されている。
そして、第1レンズ群G1のうち、負レンズL11、負レンズL12、負レンズL13は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第1レンズ前群G1−1を構成している。
The aperture stop AD is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.
The first lens group G1 of the projection zoom lens according to Example 3 includes a negative lens L11 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the enlargement side sequentially from the enlargement side to the reduction side, and the lens center portion on the enlargement side. A negative lens L12 composed of a negative meniscus lens that is bent toward the reduction side and has a small thickness deviation ratio and a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the surface on the magnification side toward the reduction side. A negative lens L13, a positive lens L14 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the surface on the magnification side on the reduction side, a negative lens L15 composed of a negative meniscus lens having a convex surface on the magnification side, and magnification on the reduction side And a negative lens L16 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the side surface.
In this first lens group G1, aspheric surfaces are formed on both surfaces of the negative lens L12.
Of the first lens group G1, the negative lens L11, the negative lens L12, and the negative lens L13 constitute a first lens front group G1-1 that has negative refractive power and moves together during focusing. ing.

また、第1レンズ群G1のうち、正レンズL14と、負レンズL15と、負レンズL16は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第1レンズ後群G1−2を構成している。この第3の実施の形態における負レンズL13が両凹レンズであるのに対し、第1、第2の実施の形態における負レンズL13が負メニスカスレンズである点で異なっている。
第2レンズ群G2は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL21のみよりなる。
第3レンズG3は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL31と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズL32と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズL33を配置している。これら正レンズL32と負レンズL33の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL41と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL42と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL43とを配置している。
上記負レンズL41と正レンズL42の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
In addition, in the first lens group G1, the positive lens L14, the negative lens L15, and the negative lens L16 have negative refractive power, and constitute a fixed first lens rear group G1-2 at the time of focusing. doing. The negative lens L13 in the third embodiment is a biconcave lens, whereas the negative lens L13 in the first and second embodiments is a negative meniscus lens.
The second lens group G2 comprises solely a positive lens L21 consisting of a positive meniscus lens with the convex surface facing the enlargement side.
The third lens G3 includes a positive lens L31 composed of a positive meniscus lens having a convex surface facing the enlargement side, a positive lens L32 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the reduction side on the magnification side, and a concave surface facing the magnification side. A negative lens L33 made of a negative meniscus lens facing the lens is disposed. These two lenses, the positive lens L32 and the negative lens L33, are bonded in close contact with each other to form a cemented lens. The fourth lens group G4 includes a negative lens L41 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the reduction side on the enlargement side, and a positive lens L42 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature on the enlargement side than the reduction side. A positive lens L43 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the enlargement side is disposed on the reduction side.
The two lenses of the negative lens L41 and the positive lens L42 are bonded in close contact with each other to form a cemented lens.

また、正レンズL43の両面には、非球面を形成している。
第5レンズ群G5は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズL51のみを配置している。
第5レンズ群G5の縮小側には、画像表示素子としての、例えばDMDからなるODを配置している。
実施例3の、全系の焦点距離Fの範囲、FナンバFno、広角端における半画角ωwは、以下のとおりである。
F=13.8〜20.0mm、Fno=2.58〜3.04、ωw=40.4°
実施例3のデータを次表9に示す。
Moreover, aspherical surfaces are formed on both surfaces of the positive lens L43.
In the fifth lens group G5, only a positive lens L51 including a planoconvex lens having a convex surface directed toward the enlargement side is disposed.
On the reduction side of the fifth lens group G5, an OD made of DMD, for example, is disposed as an image display element.
The range of the focal length F, the F number Fno, and the half angle of view ωw at the wide-angle end in Example 3 are as follows.
F = 13.8 to 20.0 mm, Fno = 2.58 to 3.04, ωw = 40.4 °
The data of Example 3 is shown in Table 9 below.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

「非球面のデータ」
上記(5)式における非球面のデータを次表10に示す。
"Aspherical data"
The aspherical data in the above equation (5) is shown in Table 10 below.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

表9において、D13、D15、D20、D26は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Bfは、バックフォーカスを表わす。投射距離を1700mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表11に示す。   In Table 9, D13, D15, D20, and D26 represent variable intervals of the lens group that change during zooming. Bf represents back focus. The distance between the lens groups when the projection distance is 1700 mm is shown in Table 11 below for the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

「各条件式のパラメータの値」
この実施例3の場合、上記条件式(1)〜(4)に対応する値は、次表12の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(4)を満足している。
"Parameter values for each conditional expression"
In the case of Example 3, values corresponding to the conditional expressions (1) to (4) are as shown in the following Table 12, which respectively satisfy the conditional expressions (1) to (4).

Figure 0006418482
Figure 0006418482

図6に、実施例3の収差図を示す。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
FIG. 6 shows aberration diagrams of Example 3.
It goes without saying that even if the screen size is changed, the fluctuation in performance is small and the optical performance is good.

〔実施例4〕
図7は、本発明の第4の実施の形態に係る実施例4における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例4の投射用ズームレンズは、拡大側(図7の左側)から縮小側(図7の右側)に向け、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4および正の屈折力を有する第5レンズ群G5とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の5群構成である。
ライトバルブとしては、OD(Optical Deviceの略)を配置しており、上述したDMDが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群G2が縮小側に緩やかに移動し、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が拡大側に移動する。この際、第1レンズ群G1および第5レンズ群G5は、固定されている。
合焦に際しては、第1レンズ群G1のうち、第1レンズ前群G1−1が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第1レンズ後群G1−2は固定されている。
Example 4
FIG. 7 is a view for explaining a projection zoom lens in Example 4 according to the fourth embodiment of the present invention.
The projection zoom lens of Example 4 has, in order from the enlargement side (left side in FIG. 7) to the reduction side (right side in FIG. 7), a first lens group G1 having negative refractive power, and positive refractive power. A second lens group G2, a third lens group G3 having a positive refractive power, a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power are arranged, so-called negative-positive. -Positive-positive-positive five-group configuration.
As the light valve, an OD (abbreviation of Optical Device) is arranged, and the DMD described above is assumed.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves gently toward the reduction side, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 move toward the enlargement side. At this time, the first lens group G1 and the fifth lens group G5 are fixed.
During focusing, focusing is performed by moving the first lens front group G1-1 in the first lens group G1 in the optical axis direction, but the first lens rear group G1-2 is fixed. .

また、開口絞りADは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置されている。
実施例4の投射用ズームレンズの第1レンズ群G1は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL11と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズL12と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向け両凹レンズからなる負レンズL13と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL14と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL15と、拡大側に縮小側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL16と、を配置している。
この第1レンズ群G1のうち、負レンズL12の両面には、非球面が形成されている。
そして、第1レンズ群G1のうち、負レンズL11、負レンズL12、負レンズL13は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第1レンズ前群G1−1を構成している。
The aperture stop AD is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.
The first lens group G1 of the projection zoom lens according to Example 4 includes a negative lens L11 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the enlargement side sequentially from the enlargement side to the reduction side, and the lens center portion on the enlargement side. A negative lens L12 composed of a negative meniscus lens that is bent toward the reduction side and has a small thickness deviation ratio, and a negative surface composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the surface on the enlargement side directed toward the reduction side. A lens L13, a positive lens L14 made of a biconvex lens having a convex surface with a larger curvature than the surface on the enlargement side, a negative lens L15 made of a negative meniscus lens having a convex surface on the enlargement side, and a reduction side on the enlargement side And a negative lens L16 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than that of the first lens surface.
In this first lens group G1, aspheric surfaces are formed on both surfaces of the negative lens L12.
Of the first lens group G1, the negative lens L11, the negative lens L12, and the negative lens L13 constitute a first lens front group G1-1 that has negative refractive power and moves together during focusing. ing.

また、第1レンズ群G1のうち、正レンズL14と、負レンズL15と、負レンズL16は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第1レンズ後群G1−2を構成している。この第4の実施の形態における負レンズL13が両凹レンズであるのに対し、第1、第2の実施の形態における負レンズL13が負メニスカスレンズである点で異なっている。
第2レンズ群G2は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL21のみよりなる。
第3レンズG3は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL31と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズL32と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズL33を配置している。これら正レンズL32と負レンズL33の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL41と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL42と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL43とを配置している。
上記負レンズL41と正レンズL42の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
In addition, in the first lens group G1, the positive lens L14, the negative lens L15, and the negative lens L16 have negative refractive power, and constitute a fixed first lens rear group G1-2 at the time of focusing. doing. The difference is that the negative lens L13 in the fourth embodiment is a biconcave lens, whereas the negative lens L13 in the first and second embodiments is a negative meniscus lens.
The second lens group G2 comprises solely a positive lens L21 consisting of a positive meniscus lens with the convex surface facing the enlargement side.
The third lens G3 includes a positive lens L31 composed of a positive meniscus lens having a convex surface facing the enlargement side, a positive lens L32 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the reduction side on the magnification side, and a concave surface facing the magnification side. A negative lens L33 made of a negative meniscus lens facing the lens is disposed. These two lenses, the positive lens L32 and the negative lens L33, are bonded in close contact with each other to form a cemented lens. The fourth lens group G4 includes a negative lens L41 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the reduction side on the enlargement side, and a positive lens L42 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature on the enlargement side than the reduction side. A positive lens L43 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the enlargement side is disposed on the reduction side.
The two lenses of the negative lens L41 and the positive lens L42 are bonded in close contact with each other to form a cemented lens.

また、正レンズL43の両面には、非球面を形成している。
第5レンズ群G5は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズL51のみを配置している。
第5レンズ群G5の縮小側には、画像表示素子としての、例えばDMDからなるODを配置している。
実施例4の、全系の焦点距離Fの範囲、FナンバFno、広角端における半画角ωwは、以下のとおりである。
F=14.6〜21.1mm、Fno=2.58〜3.04、ωw=38.9°
実施例4のデータを次表13に示す。
Moreover, aspherical surfaces are formed on both surfaces of the positive lens L43.
In the fifth lens group G5, only a positive lens L51 including a planoconvex lens having a convex surface directed toward the enlargement side is disposed.
On the reduction side of the fifth lens group G5, an OD made of DMD, for example, is disposed as an image display element.
The range of the focal length F, the F number Fno, and the half angle of view ωw at the wide angle end in Example 4 are as follows.
F = 14.6 to 21.1 mm, Fno = 2.58 to 3.04, ωw = 38.9 °
The data of Example 4 is shown in Table 13 below.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

「非球面のデータ」
上記(5)式における非球面のデータを次表14に示す。
"Aspherical data"
The aspherical data in the above equation (5) is shown in Table 14 below.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

表13において、D13、D15、D20、D26は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Bfは、バックフォーカスを表わす。投射距離を1800mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表15に示す。   In Table 13, D13, D15, D20, and D26 represent variable intervals of the lens group that change during zooming. Bf represents back focus. The distance between the lens groups when the projection distance is 1800 mm is shown in Table 15 below for the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

「各条件式のパラメータの値」
この実施例4の場合、上記条件式(1)〜(4)に対応する値は、次表16の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(4)を満足している。
"Parameter values for each conditional expression"
In the case of Example 4, the values corresponding to the conditional expressions (1) to (4) are as shown in Table 16 below, which satisfy the conditional expressions (1) to (4), respectively.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

図8に、実施例4の収差図を示す。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
FIG. 8 shows aberration diagrams of Example 4.
It goes without saying that even if the screen size is changed, the fluctuation in performance is small and the optical performance is good.

〔実施例5〕
図9は、本発明の第5の実施の形態に係る実施例5における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例5の投射用ズームレンズは、拡大側(図9の左側)から縮小側(図9の右側)に向け、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4および正の屈折力を有する第5レンズ群G5とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の5群構成である。
ライトバルブとしては、OD(Optical Deviceの略)を配置しており、上述したDMDが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第2レンズ群G2が縮小側に緩やかに移動し、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4が拡大側に移動する。この際、第1レンズ群G1および第5レンズ群G5は、固定されている。
合焦に際しては、第1レンズ群G1のうち、第1レンズ前群G1−1が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第1レンズ後群G1−2は固定されている。
また、開口絞りADは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置されている。
Example 5
FIG. 9 is a view for explaining a projection zoom lens in Example 5 according to the fifth embodiment of the present invention.
The projection zoom lens of Example 5 has a first lens group G1 having a negative refractive power and a positive refractive power sequentially from the enlargement side (left side in FIG. 9) to the reduction side (right side in FIG. 9). A second lens group G2, a third lens group G3 having a positive refractive power, a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power are arranged, so-called negative-positive. -Positive-positive-positive five-group configuration.
As the light valve, an OD (abbreviation of Optical Device) is arranged, and the DMD described above is assumed.
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second lens group G2 moves gently toward the reduction side, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 move toward the enlargement side. At this time, the first lens group G1 and the fifth lens group G5 are fixed.
During focusing, focusing is performed by moving the first lens front group G1-1 in the first lens group G1 in the optical axis direction, but the first lens rear group G1-2 is fixed. .
The aperture stop AD is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.

実施例5の投射用ズームレンズの第1レンズ群G1は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL11と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズL12と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向け両凹レンズからなる負レンズL13と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL14と、縮小側に凹面を向けた平凹レンズからなる負レンズL15と、拡大側に縮小側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL16と、を配置している。
この第1レンズ群G1のうち、負レンズL12の両面には、非球面が形成されている。
そして、第1レンズ群G1のうち、負レンズL11、負レンズL12、負レンズL13は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第1レンズ前群G1−1を構成している。
また、第1レンズ群G1のうち、正レンズL14と、負レンズL15と、負レンズL16は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第1レンズ後群G1−2を構成している。この第5の実施の形態における負レンズL13が両凹レンズであるのに対し、第1、第2の実施の形態における負レンズL13が負メニスカスレンズである点で異なっている。
The first lens group G1 of the projection zoom lens according to Example 5 includes a negative lens L11 including a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the enlargement side sequentially from the enlargement side to the reduction side, and the lens center portion on the enlargement side. A negative lens L12 composed of a negative meniscus lens that is bent toward the reduction side and has a small thickness deviation ratio, and a negative surface composed of a biconcave lens with a concave surface having a larger curvature than the surface on the enlargement side directed toward the reduction side. A lens L13, a positive lens L14 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the surface on the enlargement side on the reduction side, a negative lens L15 made of a plano-concave lens having a concave surface on the reduction side, and a reduction side on the enlargement side And a negative lens L16 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the surface.
In this first lens group G1, aspheric surfaces are formed on both surfaces of the negative lens L12.
Of the first lens group G1, the negative lens L11, the negative lens L12, and the negative lens L13 constitute a first lens front group G1-1 that has negative refractive power and moves together during focusing. ing.
In addition, in the first lens group G1, the positive lens L14, the negative lens L15, and the negative lens L16 have negative refractive power, and constitute a fixed first lens rear group G1-2 at the time of focusing. doing. The difference is that the negative lens L13 in the fifth embodiment is a biconcave lens, whereas the negative lens L13 in the first and second embodiments is a negative meniscus lens.

第2レンズ群G2は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL21のみよりなる。
第3レンズG3は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL31と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズL32と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズL33を配置している。これら正レンズL32と負レンズL33の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第4レンズ群G4は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL41と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL42と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL43とを配置している。
上記負レンズL41と正レンズL42の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズL43の両面には、非球面を形成している。
The second lens group G2 comprises solely a positive lens L21 consisting of a positive meniscus lens with the convex surface facing the enlargement side.
The third lens G3 includes a positive lens L31 composed of a positive meniscus lens having a convex surface facing the enlargement side, a positive lens L32 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the reduction side on the magnification side, and a concave surface facing the magnification side. A negative lens L33 made of a negative meniscus lens facing the lens is disposed. These two lenses, the positive lens L32 and the negative lens L33, are bonded in close contact with each other to form a cemented lens. The fourth lens group G4 includes a negative lens L41 made of a biconcave lens having a concave surface having a larger curvature than the reduction side on the enlargement side, and a positive lens L42 made of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature on the enlargement side than the reduction side. A positive lens L43 composed of a biconvex lens having a convex surface having a larger curvature than the enlargement side is disposed on the reduction side.
The two lenses of the negative lens L41 and the positive lens L42 are bonded in close contact with each other to form a cemented lens.
Moreover, aspherical surfaces are formed on both surfaces of the positive lens L43.

第5レンズ群G5は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズL51のみを配置している。
第5レンズ群G5の縮小側には、画像表示素子としての、例えばDMDからなるODを配置している。
実施例5の、全系の焦点距離Fの範囲、FナンバFno、広角端における半画角ωwは、以下のとおりである。
F=14.8〜21.4mm、Fno=2.58〜3.04、ωw=38.4°
実施例5のデータを次表17に示す。
In the fifth lens group G5, only a positive lens L51 including a planoconvex lens having a convex surface directed toward the enlargement side is disposed.
On the reduction side of the fifth lens group G5, an OD made of DMD, for example, is disposed as an image display element.
The range of the focal length F, the F number Fno, and the half angle of view ωw at the wide angle end in Example 5 are as follows.
F = 14.8 to 21.4 mm, Fno = 2.58 to 3.04, ωw = 38.4 °
The data of Example 5 are shown in Table 17 below.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

「非球面のデータ」
上記(5)式における非球面のデータを次表18に示す。
"Aspherical data"
The aspherical data in the above equation (5) is shown in Table 18 below.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

表17において、D13、D15、D20、D26は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Bfは、バックフォーカスを表わす。投射距離を1900mmとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表19に示す。   In Table 17, D13, D15, D20, and D26 represent variable intervals of the lens group that change during zooming. Bf represents back focus. The distance between the lens groups when the projection distance is 1900 mm is shown in Table 19 below for the wide-angle end, the middle, and the telephoto end.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

「各条件式のパラメータの値」
この実施例5の場合、上記条件式(1)〜(4)に対応する値は、次表20の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜(4)を満足している。
"Parameter values for each conditional expression"
In the case of Example 5, values corresponding to the conditional expressions (1) to (4) are as shown in Table 20 below, which satisfy the conditional expressions (1) to (4), respectively.

Figure 0006418482
Figure 0006418482

図10に、実施例5の収差図を示す。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
FIG. 10 shows aberration diagrams of Example 5.
It goes without saying that even if the screen size is changed, the fluctuation in performance is small and the optical performance is good.

実施例1〜5の収差図に示すように、各実施例の投射用ズームレンズのいずれにおいても、諸収差は高レベルで補正され、球面収差、非点収差、像面湾曲、倍率色収差、歪曲収差も十分に補正されている。
また、実施例1〜5に示されたように、合焦の際は、第1レンズ群が固定された第1レンズ後群と移動する第1レンズ前群(共に負の屈折力を有する)で構成させ、合焦を固定群と移動群に分けることで、レンズの自重に対する偏心の発生を抑制する効果がある。また、図2、4、6、8、10に示す通り、第1レンズ群を固定群と移動群に分けることによって、合焦の際の収差の変動も小さくできることは言うまでも無い。
また、5レンズ群構成で合焦の際に第1レンズ群の一部を移動させ、一部は固定とすることで、画面サイズを変化させ、合焦したときの性能の変動を小さく抑え且つ広角化(例えば、半画角48°を越える)を実現した略1.5倍以上の投射用ズームレンズが実現される。
As shown in the aberration diagrams of Examples 1 to 5, in any of the projection zoom lenses of each example, various aberrations are corrected at a high level, and spherical aberration, astigmatism, field curvature, lateral chromatic aberration, and distortion are corrected. Aberrations are also sufficiently corrected.
Further, as shown in Examples 1 to 5, during focusing, the first lens rear group to which the first lens group is fixed and the first lens front group that moves (both have negative refractive power). By dividing the focusing into a fixed group and a moving group, there is an effect of suppressing the occurrence of eccentricity with respect to the weight of the lens. Further, as shown in FIGS. 2, 4, 6, 8, and 10, it is needless to say that the variation in aberration during focusing can be reduced by dividing the first lens group into a fixed group and a moving group.
In addition, by moving a part of the first lens group at the time of focusing in the five lens group configuration and fixing a part thereof, the screen size is changed, and fluctuations in performance when focused are kept small. A projection zoom lens that achieves a wide angle (for example, a half angle of view exceeding 48 °) and approximately 1.5 times or more is realized.

G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G5 第5レンズ群
AD 開口絞り
OD オプチカルデバイス
G1 1st lens group G2 2nd lens group G3 3rd lens group G4 4th lens group G5 5th lens group AD Aperture stop OD Optical device

特開2006−234893号公報JP 2006-234893 A 特開2010−160478号公報JP 2010-160478 A

Claims (10)

画像表示素子の表面上に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する、5群からなる投射用ズームレンズであって、
最も拡大側から順番に、
負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、
正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、
正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、
正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、
正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、
から構成され、
短焦点から長焦点への変倍の際は、隣り合うレンズ群の間隔は互いに変化し、前記第2レンズ群G2が縮小側に移動し、前記第3レンズ群G3と前記第4レンズ群G4が拡大側に移動し、
合焦は、前記第1レンズ群G1の一部が移動することによってなされ、当該第1レンズ群G1は光軸方向に移動する負群と固定される負群で構成され、
近距離側への合焦の際は前記第1レンズ群G1の一部は拡大側に移動し、長距離側への合焦の際には前記第1レンズ群G1の一部は縮小側に移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。
A projection zoom lens consisting of five groups constituting a projection optical system of an image display device that projects an image displayed on the surface of an image display element onto a projection surface and displays the enlarged image,
In order from the most magnified side,
A first lens group G1 having negative refractive power;
A second lens group G2 having a positive refractive power;
A third lens group G3 having a positive refractive power;
A fourth lens group G4 having a positive refractive power;
A fifth lens group G5 having a positive refractive power;
Consisting of
At the time of zooming from the short focus to the long focus, the interval between adjacent lens groups changes, the second lens group G2 moves to the reduction side, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4. Moves to the enlargement side,
Focusing is performed by moving a part of the first lens group G1, and the first lens group G1 includes a negative group moving in the optical axis direction and a fixed negative group.
When focusing on a close side is moved to the partially enlarged side of the first lens group G1, a portion of the first lens group G1 upon focusing on a long distance side to the reduction side A zoom lens for projection characterized by moving.
請求項1に記載の投射用ズームレンズにおいて、合焦する際、前記第1レンズ群G1の前記移動する負群と前記固定された負群のそれぞれのパワーの絶対値(焦点距離の逆数(1/|f|)を比較した場合、移動する群のパワーの方が大きいことを特徴とする投射用ズームレンズ。   2. The projection zoom lens according to claim 1, wherein when focusing, the absolute values of the respective powers of the moving negative group and the fixed negative group of the first lens group G <b> 1 (reciprocal of focal length (1) / | F |), the zoom lens for projection is characterized in that the power of the moving group is larger. 請求項1に記載の投射用ズームレンズにおいて、合焦は、最も拡大側のレンズ群が移動することによってなされることを特徴とする投射用ズームレンズ。   The projection zoom lens according to claim 1, wherein focusing is performed by moving a lens group closest to the enlargement side. 請求項1に記載の投射用ズームレンズにおいて、合焦する際、前記第1レンズ群G1の移動する群の焦点距離をF1_mとし、固定された群の焦点距離をF1_fとして、下記条件式(1):
(1) 0.1<F1_m/F1_f<0.5
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。
2. The projection zoom lens according to claim 1, wherein when focusing, the focal length of the moving group of the first lens group G1 is F1_m, and the focal length of the fixed group is F1_f. ):
(1) 0.1 <F1_m / F1_f <0.5
Projection zoom lens characterized by satisfying
請求項1〜4のいずれか1項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群G1の焦点距離をF1とし、レンズ全系の広角端の焦点距離をFwとして、下記条件式(2):
(2) 0.9<|F1|/Fw<1.3
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。
In the projection zoom lens according to any one of claims 1 to 4,
When the focal length of the first lens group G1 is F1, and the focal length at the wide angle end of the entire lens system is Fw, the following conditional expression (2):
(2) 0.9 <| F1 | / Fw <1.3
Projection zoom lens characterized by satisfying
請求項1〜5のいずれか1項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
合焦する際の前記第1レンズ群G1の移動群と固定群は、それぞれ2枚以上から構成されることを特徴とする投射用ズームレンズ。
In the projection zoom lens according to any one of claims 1 to 5,
The projection zoom lens according to claim 1, wherein the moving group and the fixed group of the first lens group G1 at the time of focusing are each composed of two or more lenses.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
短焦点から長焦点への変倍の際に、前記第2レンズ群G2は縮小側に移動し、前記第3レンズ群G3は拡大側に移動し、前記第4レンズ群G4は拡大側に移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 6,
During zooming from short focus to long focus, the second lens group G2 moves to the reduction side, the third lens group G3 moves to the enlargement side, and the fourth lens group G4 moves to the enlargement side. A zoom lens for projection.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
前記第5レンズ群G5の焦点距離をF5とし、レンズ全系の広角端の焦点距離をFwとして、下記条件式(3):
(3) 8.0<F5/Fw<11.0
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 7,
When the focal length of the fifth lens group G5 is F5 and the focal length at the wide-angle end of the entire lens system is Fw, the following conditional expression (3):
(3) 8.0 <F5 / Fw <11.0
Projection zoom lens characterized by satisfying
請求項1〜8のいずれか1項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端の半画角をωwとして、下記条件式(4):
(4) 38°<ωw<45°
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。
The projection zoom lens according to any one of claims 1 to 8,
With the half angle of view at the wide angle end as ωw, the following conditional expression (4):
(4) 38 ° <ωw <45 °
Projection zoom lens characterized by satisfying
光源と、
投射されるべき画像を表示する画像表示素子と、
前記光源から射出した光で前記画像表示素子を照明する照明光学系と、
前記照明光学系により照射され、前記画像表示素子に表示された画像により変調された投射光束を入射され、前記被投射面に前記画像の拡大画像を投射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系として、請求項1〜9のいずれか1項に記載の投射用ズームレンズを用いることを特徴とする画像表示装置。
A light source;
An image display element for displaying an image to be projected;
An illumination optical system that illuminates the image display element with light emitted from the light source;
A projection optical system that is irradiated with the illumination optical system and is incident with a projection light beam modulated by an image displayed on the image display element, and projects an enlarged image of the image on the projection surface; and
An image display apparatus using the projection zoom lens according to claim 1 as the projection optical system.
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