JP2001350094A - Optical system, projection optical system, image projection device having the same, and imaging device - Google Patents
Optical system, projection optical system, image projection device having the same, and imaging deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クロスダイクロイックプリズムと組み合わせ
た時にはズームレンズ全体を非常に小型化でき、クロス
ダイクロイックプリズム以外の、より光路長が長い色合
成プリズムと組み合わせた時でも、クロスダイクロイッ
クプリズムと組み合わせた場合と比較してほぼ同程度の
大きさを実現することができるズームレンズを提供す
る。
【解決手段】 拡大共役側から、負の屈折力の第1レン
ズ群I、正の屈折力の第2レンズ群II、正の屈折力の
第3レンズ群III、負の屈折力の第4レンズ群IV、正
又は負の屈折力の第5レンズ群V、正の屈折力の第6レン
ズ群VIから成る6群ズームレンズで、ズームレンズ全
系の広角端の焦点距離をfw、第2レンズ群の焦点距離を
f2とした時、
0.02<fw/f2<0.6
を満足するようにする。
(57) [Summary] [PROBLEMS] When combined with a cross dichroic prism, the entire zoom lens can be made very small, and even when combined with a color combining prism other than the cross dichroic prism and having a longer optical path length, the cross dichroic prism can be used. Provided is a zoom lens capable of realizing almost the same size as that in the case of the combination. SOLUTION: From an enlargement conjugate side, a first lens group I having a negative refractive power, a second lens group II having a positive refractive power, a third lens group III having a positive refractive power, and a fourth lens having a negative refractive power. A six-group zoom lens including a group IV, a fifth lens group V having a positive or negative refractive power, and a sixth lens group VI having a positive refractive power, wherein the focal length at the wide-angle end of the entire zoom lens system is fw, and the second lens The focal length of the group
When f2, 0.02 <fw / f2 <0.6 is satisfied.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
ー等に使用される、液晶画像等を拡大投影するための投
射レンズに好適で、コンパクトな構成で良好な光学特性
を有する光学系に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical system suitable for a projection lens for enlarging and projecting a liquid crystal image or the like used in a liquid crystal projector or the like, having a compact structure and excellent optical characteristics. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、RGB各色光ごとの3枚の透
過型液晶パネル(画像形成素子)からの光をクロスダイ
クロイックプリズム(色合成手段)で色合成し、スクリ
ーン上に拡大投影する3板式液晶プロジェクター用の投
射レンズは、特開平11−95098号公報等で種々提
案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, light from three transmission type liquid crystal panels (image forming elements) for each color light of RGB is color-combined by a cross dichroic prism (color synthesizing means) and enlarged and projected on a screen. Various projection lenses for liquid crystal projectors have been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-95098.
【0003】上記公報の第1実施例から第8実施例にて
開示されている投射レンズは、拡大共役側(スクリーン
側)から順に、負屈折力の第1レンズ群、正屈折力の第
2レンズ群、負屈折力の第3レンズ群、正屈折力の第4
レンズ群からなる4群構成とし、そして、変倍に際して
該第2レンズ群および第3レンズ群を光軸方向に移動さ
せているもの、さらに変倍に際して該第3レンズ群を前
群と後群に分離して5群構成とし、最も拡大共役側のレ
ンズ群および、最も縮小共役側(液晶パネル側)のレン
ズ群以外を光軸方向に移動させて、変倍を行っているも
のが開示されている。The projection lenses disclosed in the first to eighth embodiments of the above publication include, in order from the enlargement conjugate side (screen side), a first lens unit having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power. Lens group, third lens group with negative refractive power, fourth lens group with positive refractive power
A four-group configuration including lens groups, wherein the second lens group and the third lens group are moved in the optical axis direction during zooming, and the third lens group is further divided into front and rear groups during zooming. The zoom lens is configured to perform zooming by moving in a direction other than the lens group closest to the enlargement conjugate side and the lens group closest to the reduction conjugate side (liquid crystal panel side) in the optical axis direction. ing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、液晶プロジェク
ターはさらなる小型化および明るさ向上が求められてお
り、それに使用される投射レンズも、小型化および大口
径化に対しての要求がさらに強まっている。上記公報に
開示された投射レンズは、Fナンバーが2.3程度であ
り、上記公報に開示された構成のまま、さらに大口径化
すると、レンズ設計の自由度が不足してくるので、解像
力が低下したり、レンズ全体が大型化してしまったりす
るといった問題が生じていた。In recent years, liquid crystal projectors have been required to be further miniaturized and improved in brightness, and the projection lenses used therein have also been required to be smaller and larger in diameter. I have. The projection lens disclosed in the above publication has an F-number of about 2.3, and if the diameter is further increased while keeping the configuration disclosed in the above publication, the degree of freedom in lens design becomes insufficient. There have been problems such as a decrease in the size and an increase in the size of the entire lens.
【0005】また、上記公報の図19に示されるクロス
ダイクロイックプリズムは非常に小型であるが、プリズ
ムの製造および接合が非常に難しい。そこで、色合成プ
リズムの製造コストを安くするために、新しい色合成方
式として、ダイクロイックミラー層をプリズム内部で交
差させない方式も検討されている。Although the cross dichroic prism shown in FIG. 19 of the above publication is very small, it is very difficult to manufacture and join the prism. Therefore, in order to reduce the manufacturing cost of the color combining prism, a method in which the dichroic mirror layers do not intersect inside the prism has been studied as a new color combining method.
【0006】本発明のズームレンズは、クロスダイクロ
イックプリズムと組み合わせる時には、全長を非常に小
型化でき、クロスダイクロイックプリズム以外の、より
プリズム光路長が長い色合成方式のプリズムと組み合わ
せたとしても、全系として大型化することなく、クロス
ダイクロイックプリズムを用いた従来の系とほとんど同
程度の大きさを実現できる光学系を提供することを目的
とする。When the zoom lens according to the present invention is combined with a cross dichroic prism, the overall length can be extremely reduced, and even when combined with a prism of a color synthesis type other than the cross dichroic prism, which has a longer prism optical path length, the entire system can be used. It is an object of the present invention to provide an optical system which can realize almost the same size as a conventional system using a cross dichroic prism without increasing the size.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1の光学系は、光
学的パワーを有する少なくとも6つの光学成分によって
全系が構成され、該少なくとも6つの光学成分のうち少
なくとも4つが変倍の際に移動し、最も拡大共役側に近
い第1光学成分が負の光学的パワーを有する光学系であ
って、該第1光学成分は、拡大共役側から順に、両凸レ
ンズ、拡大共役側に凸の負メニスカスレンズ、負レン
ズ、縮小共役側に比して拡大共役側に強いパワーを有す
る正レンズを有することを特徴としている。In the optical system according to the present invention, the whole system is constituted by at least six optical components having optical power, and at least four of the at least six optical components are used when zooming. The first optical component that moves and is closest to the enlargement conjugate side is an optical system having a negative optical power, and the first optical component is a biconvex lens and a negative negative convex component on the enlargement conjugate side in order from the enlargement conjugate side. It is characterized by having a meniscus lens, a negative lens, and a positive lens having a stronger power on the enlargement conjugate side than on the reduction conjugate side.
【0008】請求項2の光学系は、光学的パワーを有す
る少なくとも6つの光学成分によって全系が構成され、
該少なくとも6つの光学成分のうち少なくとも4つが変
倍の際に移動し、最も拡大共役側に近い第1光学成分が
負の光学的パワーを有する光学系であって、前記少なく
とも6つの光学成分のうち拡大共役側から2番目の第2
光学成分は、拡大共役側から順に、正レンズ、縮小共役
側に比して拡大共役側に強いパワーを有する負レンズを
備えることを特徴としている。In the optical system according to the present invention, the entire system is constituted by at least six optical components having optical power.
At least four of the at least six optical components move during zooming, and the first optical component closest to the magnification conjugate side is an optical system having a negative optical power, and the at least six optical components are The second of the second from the expanded conjugate side
The optical component includes a positive lens in order from the enlargement conjugate side, and a negative lens having a stronger power on the enlargement conjugate side than the reduction conjugate side.
【0009】請求項3の光学系は、光学的パワーを有す
る少なくとも6つの光学成分によって全系が構成され、
該少なくとも6つの光学成分のうち少なくとも4つが変
倍の際に移動し、最も拡大共役側に近い第1光学成分が
負の光学的パワーを有する光学系であって、前記少なく
とも6つの光学成分のうち拡大共役側から3番目の第3
光学成分は、1枚の正レンズから成ることを特徴として
いる。In the optical system according to the third aspect, the entire system is constituted by at least six optical components having optical power.
At least four of the at least six optical components move during zooming, and the first optical component closest to the magnification conjugate side is an optical system having a negative optical power, and the at least six optical components are Of which the third third from the expanded conjugate side
The optical component is characterized by comprising one positive lens.
【0010】請求項4の光学系は、光学的パワーを有す
る少なくとも6つの光学成分によって全系が構成され、
該少なくとも6つの光学成分のうち少なくとも4つが変
倍の際に移動し、最も拡大共役側に近い第1光学成分が
負の光学的パワーを有する光学系であって、光学系全系
の広角端の焦点距離をfw、前記少なくとも6つの光学成
分のうち拡大共役側から2番目の第2光学成分の焦点距
離をf2とした時、 0.02<fw/f2<0.6 ―(1) を満足することを特徴としている。In the optical system according to the present invention, the entire system is constituted by at least six optical components having optical power.
At least four of the at least six optical components move during zooming, and the first optical component closest to the magnification conjugate side is an optical system having negative optical power, and the wide-angle end of the entire optical system Where fw is the focal length of the second optical component and f2 is the focal length of the second optical component of the at least six optical components from the magnification conjugate side, and 0.02 <fw / f2 <0.6- (1). Features.
【0011】請求項5の光学系は、請求項4記載の光学
系であって、前記少なくとも6つの光学成分のうち拡大
共役側から3番目の第3光学成分は、1枚の正レンズか
ら成ることを特徴としている。The optical system according to claim 5 is the optical system according to claim 4, wherein, of the at least six optical components, a third third optical component from the enlargement conjugate side comprises one positive lens. It is characterized by:
【0012】請求項6の光学系は、請求項3乃至5いず
れか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6つの
光学成分のうち拡大共役側から2番目の第2光学成分
は、拡大共役側から、正レンズ、縮小共役側に比して拡
大共役側に強いパワーを有する負レンズを備えることを
特徴としている。An optical system according to a sixth aspect is the optical system according to any one of the third to fifth aspects, wherein, of the at least six optical components, a second second optical component from an enlargement conjugate side is an optical system. It is characterized by including a positive lens from the conjugate side and a negative lens having stronger power on the enlargement conjugate side than on the reduction conjugate side.
【0013】請求項7の光学系は、請求項2乃至6いず
れか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6つの
光学成分のうち最も拡大共役側の第1光学成分は、拡大
共役側から順に、両凸レンズ、拡大共役側に凸の負メニ
スカスレンズ、負レンズ、縮小共役側に比して拡大共役
側に強いパワーを有する正レンズを備えることを特徴と
している。An optical system according to a seventh aspect is the optical system according to any one of the second to sixth aspects, wherein the first optical component closest to the enlargement conjugate side of the at least six optical components is an optical component on the enlargement conjugate side. , A bi-convex lens, a negative meniscus lens convex on the enlargement conjugate side, a negative lens, and a positive lens having stronger power on the enlargement conjugate side than on the reduction conjugate side.
【0014】請求項8の光学系は、請求項2乃至6いず
れか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6つの
光学成分のうち最も拡大共役側の第1光学成分は、拡大
共役側から順に、両凸レンズ、拡大共役側に凸の負メニ
スカスレンズ、拡大共役側に強いパワーを有する負レン
ズを備えることを特徴としている。An optical system according to an eighth aspect is the optical system according to any one of the second to sixth aspects, wherein the first optical component closest to the enlargement conjugate side of the at least six optical components is an optical system on the enlargement conjugate side. , A bi-convex lens, a negative meniscus lens convex on the enlargement conjugate side, and a negative lens having strong power on the enlargement conjugate side.
【0015】請求項9の光学系は、請求項1乃至8いず
れか1項記載の光学系であって、光学系全系が拡大共役
側から順に、負の屈折力の第1光学成分、正の屈折力の
第2光学成分、正の屈折力の第3光学成分、負の屈折力
の第4光学成分、正又は負の屈折力の第5光学成分、正
の屈折力の第6光学成分という6つの光学成分を有する
ことを特徴としている。An optical system according to a ninth aspect is the optical system according to any one of the first to eighth aspects, wherein the entire optical system has a first optical component having a negative refractive power, a positive optical component, and a positive optical component. A second optical component having a positive refractive power, a third optical component having a positive refractive power, a fourth optical component having a negative refractive power, a fifth optical component having a positive or negative refractive power, and a sixth optical component having a positive refractive power. It has six optical components.
【0016】請求項10の光学系は、請求項1乃至9い
ずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6つ
の光学成分のうち最も拡大共役側の第1光学成分の焦点
距離をf1、また光学系全系の広角端の焦点距離をfwとす
る時、 −1<fw/f1<−0.3 ―(2) を満足することを特徴としている。An optical system according to a tenth aspect is the optical system according to any one of the first to ninth aspects, wherein the focal length of the first optical component closest to the enlargement conjugate side among the at least six optical components is f1. When the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, -1 <fw / f1 <-0.3- (2) is satisfied.
【0017】請求項11の光学系は、請求項1乃至10
いずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6
つの光学成分のうち拡大共役側から3番目の第3光学成
分の焦点距離をf3、また光学系全系の広角端の焦点距離
をfwとする時、 0.45<fw/f3<1.3 ―(3) を満足することを特徴としている。The optical system according to claim 11 is the optical system according to claims 1 to 10
The optical system according to any one of the preceding claims, wherein the at least 6
When the focal length of the third optical component third from the magnification conjugate side among the three optical components is f3, and the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, 0.45 <fw / f3 <1.3. ―It is characterized by satisfying (3).
【0018】請求項12の光学系は、請求項1乃至11
いずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6
つの光学成分のうち拡大共役側から4番目の第4光学成
分の焦点距離をf4、また光学系全系の広角端の焦点距離
をfwとする時、 −0.9<fw/f4<−0.1 ―(4) を満足することを特徴としている。The optical system of claim 12 is the optical system of claims 1 to 11
The optical system according to any one of the preceding claims, wherein the at least 6
When the focal length of the fourth optical component fourth from the magnification conjugate side among the two optical components is f4, and the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, −0.9 <fw / f4 <−0. .1-(4) is satisfied.
【0019】請求項13の光学系は、請求項1乃至12
いずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6
つの光学成分のうち拡大共役側から5番目の第5光学成
分の焦点距離をf5、また光学系全系の広角端の焦点距離
をfwとする時、 −0.15<fw/f5<0.35 ―(5) を満足することを特徴としている。The optical system of claim 13 is the optical system of claims 1 to 12
The optical system according to any one of the preceding claims, wherein the at least 6
When the focal length of the fifth fifth optical component from the magnification conjugate side of the two optical components is f5, and the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, −0.15 <fw / f5 <0. 35-(5) is satisfied.
【0020】請求項14の光学系は、請求項1乃至13
いずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6
つの光学成分のうち拡大共役側から6番目の第6光学成
分の焦点距離をf6、また光学系全系の広角端の焦点距離
をfwとする時、 0.2<fw/f6<0.8 ―(6) を満足することを特徴としている。The optical system according to claim 14 is the optical system according to claims 1 to 13
The optical system according to any one of the preceding claims, wherein the at least 6
When the focal length of the sixth optical component that is the sixth from the magnification conjugate side among the two optical components is f6 and the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, 0.2 <fw / f6 <0.8 ―It is characterized by satisfying (6).
【0021】請求項15の光学系は、請求項1乃至14
いずれか1項記載の光学系であって、光学系の両端の光
学成分が、変倍に際して縮小側共役点に対して固定され
ていることを特徴としている。The optical system according to claim 15 is the optical system according to claims 1 to 14
5. The optical system according to claim 1, wherein the optical components at both ends of the optical system are fixed with respect to the reduction-side conjugate point during zooming.
【0022】請求項16の光学系は、請求項1乃至15
いずれか1項に記載の光学系であって、前記少なくとも
6つの光学成分のうち拡大共役側から2番目、5番目の光
学成分である第2光学成分、第5光学成分は、変倍に際
して一体に移動することを特徴としている。The optical system according to claim 16 is the optical system according to claims 1 to 15
The optical system according to claim 1, wherein the second optical component and the fifth optical component that are the second and fifth optical components from the magnification conjugate side of the at least six optical components are integrated when zooming. It is characterized by moving to.
【0023】請求項17の光学系は、請求項1乃至16
いずれか1項に記載の光学系であって、前記少なくとも
6つの光学成分のうち拡大共役側から2、3、4、5番
目の光学成分である第2光学成分、第3光学成分、第4
光学成分、第5光学成分は広角端から望遠端への変倍に
際し、すべて縮小共役側から拡大共役側へ移動すること
を特徴としている。The optical system of claim 17 is the optical system of claims 1 to 16
The optical system according to claim 1, wherein the second, third, and fourth optical components are the second, third, fourth, and fifth optical components from the magnification conjugate side of the at least six optical components.
The optical component and the fifth optical component are all characterized in that they move from the reduction conjugate side to the enlargement conjugate side when zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
【0024】請求項18の光学系は、請求項1乃至17
いずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6
つの光学成分のうち拡大共役側から4番目の第4光学成
分は拡大共役側に比して縮小共役側に強いパワーを有す
る1枚の負レンズを有することを特徴としている。The optical system of claim 18 is the optical system of claims 1 to 17
The optical system according to any one of the preceding claims, wherein the at least 6
The fourth optical component, which is the fourth optical component from the enlargement conjugate side, has one negative lens having stronger power on the reduction conjugate side than on the enlargement conjugate side.
【0025】請求項19の光学系は、請求項1乃至18
いずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6
つの光学成分のうち拡大共役側から5番目の第5光学成
分は拡大共役側から順に、縮小共役側に比して拡大共役
側に強いパワーを有する負レンズ、縮小共役側に強いパ
ワーを有する正レンズ、縮小共役側に強いパワーを有す
る正レンズを備えることを特徴としている。The optical system of claim 19 is the optical system of claims 1 to 18
The optical system according to any one of the preceding claims, wherein the at least 6
The fifth optical component, which is the fifth optical component from the enlargement conjugate side, is a negative lens having stronger power on the enlargement conjugate side than the reduction conjugate side and a positive lens having stronger power on the reduction conjugate side, in order from the enlargement conjugate side. The lens is characterized in that a positive lens having a strong power is provided on the reduction conjugate side.
【0026】請求項20の光学系は、請求項1乃至19
いずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6
つの光学成分のうち拡大共役側から6番目の第6光学成
分は、縮小共役側に比して拡大共役側に強いパワーを有
する1枚の正レンズを有することを特徴としている。The optical system according to claim 20 is the optical system according to claims 1 to 19
The optical system according to any one of the preceding claims, wherein the at least 6
The sixth optical component, which is the sixth optical component from the enlargement conjugate side, has one positive lens having stronger power on the enlargement conjugate side than on the reduction conjugate side.
【0027】請求項21の光学系は、請求項1乃至20
いずれか1項に記載の光学系であって、前記少なくとも
6つの光学成分のうち最も拡大共役側の第1光学成分を
光軸方向に移動して、フォーカス調整を行うことを特徴
としている。The optical system according to claim 21 is the optical system according to claims 1 to 20.
7. The optical system according to claim 1, wherein a focus adjustment is performed by moving a first optical component closest to the enlargement conjugate side among the at least six optical components in an optical axis direction.
【0028】請求項22の光学系は、請求項1乃至21
いずれか1項記載の光学系であって、拡大側の共役点が
前記光学系から無限遠方にあるとき、前記少なくとも6
つの光学成分のうち最も縮小共役側の光学成分の最も縮
小共役側の面と縮小側の共役点との間の空気換算長をb
f、光学系全系の広角端の焦点距離をfwとする時、 0.8<bf/fw ―(7) を満足することを特徴としている。The optical system according to claim 22 is the optical system according to claims 1 to 21.
The optical system according to claim 1, wherein when the conjugate point on the magnification side is at infinity from the optical system, the at least 6
The air-equivalent length between the surface of the optical component closest to the reduction conjugate side and the conjugate point on the reduction side of the optical component closest to the reduction side is b
f, when the focal length at the wide angle end of the entire optical system is fw, 0.8 <bf / fw- (7) is satisfied.
【0029】請求項23の光学系は、請求項1乃至22い
ずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6つ
の光学成分のうち拡大共役側から2,3,4,5番目の
光学成分を第2光学成分、第3光学成分、第4光学成分、
第5光学成分とし、広角端から望遠端への変倍時の第2
光学成分の移動量をM2、広角端から望遠端への変倍時
の第3光学成分の移動量をM3、広角端から望遠端への
変倍時の第4光学成分の移動量をM4、広角端から望遠
端への変倍時の第5光学成分の移動量をM5とする時、 1.3 <M2/M3<1 ―(8) 0.4 <M4/M3<1 ―(9) 0.4 <M5/M3<1 ―(10) を満足することを特徴とする請求項1乃至22いずれか
1項記載の光学系。An optical system according to a twenty-third aspect is the optical system according to any one of the first to twenty-second aspects, wherein the second, third, fourth, and fifth optical systems of the at least six optical components from the magnification conjugate side. The components are the second optical component, the third optical component, the fourth optical component,
The fifth optical component, the second at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end
The moving amount of the optical component is M2, the moving amount of the third optical component when zooming from the wide-angle end to the telephoto end is M3, the moving amount of the fourth optical component when zooming from the wide-angle end to the telephoto end is M4, When the moving amount of the fifth optical component at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end is M5, 1.3 <M2 / M3 <1− (8) 0.4 <M4 / M3 <1− (9) 0.4 <M5 / 23. The method according to claim 1, wherein M3 <1− (10) is satisfied.
The optical system according to item 1.
【0030】請求項24の光学系は、請求項1乃至23
いずれか1項記載の光学系であって、前記少なくとも6
つの光学成分のうち拡大共役側から順に、第1光学成
分、第2光学成分、第3光学成分、第4光学成分、第5光学
成分、第6光学成分とする時、広角端から望遠端への変
倍に際して、該第1光学成分と第2光学成分の間隔は減
少し、該第2光学成分と第3光学成分の間隔は減少し、
該第3光学成分と第4光学成分の間隔は増加し、該第5
光学成分と第6光学成分の間隔は増加することを特徴と
している。The optical system according to claim 24 is the optical system according to claims 1 to 23.
The optical system according to any one of the preceding claims, wherein the at least 6
When the first optical component, the second optical component, the third optical component, the fourth optical component, the fifth optical component, and the sixth optical component of the two optical components in order from the enlargement conjugate side, from the wide-angle end to the telephoto end Upon zooming, the distance between the first optical component and the second optical component decreases, the distance between the second optical component and the third optical component decreases,
The distance between the third optical component and the fourth optical component increases,
The distance between the optical component and the sixth optical component is increased.
【0031】請求項25の光学系は、請求項1乃至24
いずれか1項に記載の光学系であって、光学系全系の広
角端の焦点距離をfwとし、広角端の縮小側共役点と縮小
側瞳位置の距離をtkwとする時、 |fw/tkw|<0.25 ―(11) を満たすことを特徴としている。The optical system according to claim 25 is the optical system according to claims 1 to 24
The optical system according to any one of the above, wherein the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, and the distance between the reduction-side conjugate point and the reduction-side pupil position at the wide-angle end is tkw, | fw / tkw | <0.25− (11)
【0032】請求項26の投射光学系は、複数の画像形
成素子からの異なる色の光を合成するための色合成手段
を有し、該複数の画像形成素子からの光を被投射面上に
投射する投射光学系において、拡大側の共役点が前記投
射光学系から無限遠方にある時の投射光学系と画像形成
素子との間の空気換算長をbf、前記色合成プリズムの空
気換算長をppathとする時、 1.2<bf/ppath<2.1 ―(12) を満たすことを特徴としている。A projection optical system according to a twenty-sixth aspect has color synthesizing means for synthesizing light of different colors from a plurality of image forming elements, and emits light from the plurality of image forming elements onto a projection surface. In the projection optical system for projection, the air conversion length between the projection optical system and the image forming element when the conjugate point on the enlargement side is at infinity from the projection optical system is bf, and the air conversion length of the color combining prism is When ppath, 1.2 <bf / ppath <2.1-(12) is satisfied.
【0033】請求項27の投射光学系は、請求項26に
従う投射光学系であって、 1.2<bf/ppath<1.5 ―(13) を満たすことを特徴としている。A projection optical system according to a twenty-seventh aspect is the projection optical system according to the twenty-sixth aspect, wherein 1.2 <bf / ppath <1.5- (13) is satisfied.
【0034】請求項28の投射光学系は、背休講26又は
27に従う投射光学系であって、前記色合成手段は、3つ
以上のプリズムより構成されていて、互いに波長域が異
なる光を反射する2つのダイクロイックミラー層を有
し、該2つのダイクロイックミラー層は前記色合成手段
内部で交差しないことを特徴としている。In the projection optical system according to claim 28, the backing lecture 26 or
27. The projection optical system according to item 27, wherein the color combining means includes two or more prisms, and has two dichroic mirror layers that reflect light having different wavelength ranges from each other. Are characterized in that they do not intersect inside the color synthesizing means.
【0035】請求項29の投射光学系は、請求項28記
載の投射光学系であって、前記色合成手段は、全反射面
と透過面を兼ねる面を備えるプリズムを最も射出側に有
し、また前記2つのダイクロイックミラー層の間に配置
されるプリズムを色合成方向の平面で切断したとき、断
面図外形は4つ以上の線分により形成され、該ダイクロ
イックミラー層が形成されていない面の断面図の屈曲点
の少なくとも一つは、該2つのダイクロイックミラー層
が形成されている面の断面図の線分の両端を結んだ線分
よりプリズムの内側に存在することを特徴としている。A projection optical system according to a twenty-ninth aspect is the projection optical system according to the twenty-eighth aspect, wherein the color synthesizing means has a prism having a surface that functions as a total reflection surface and a transmission surface on the most exit side, Further, when the prism disposed between the two dichroic mirror layers is cut along a plane in the color synthesis direction, the cross-sectional view is formed of four or more line segments, and the outer surface of the surface where the dichroic mirror layer is not formed is formed. At least one of the inflection points in the cross-sectional view is characterized in that it exists inside the prism from a line connecting both ends of the line in the cross-sectional view of the surface on which the two dichroic mirror layers are formed.
【0036】請求項30の投射光学系は、請求項28又は
29記載の投射光学系であって、前記色合成手段は、全反
射面と透過面を兼ねる面を備えるプリズムを最も射出側
に有し、また前記2つのダイクロイックミラー層の間に
配置されるプリズムを色合成方向の平面で切断したと
き、断面図外形は4つ以上の線分により形成され、該断
面図外形の内角の少なくとも一つは180度を超える角
度であることを特徴としている。A projection optical system according to claim 30 is the projection optical system according to claim 28 or
30. The projection optical system according to claim 29, wherein the color synthesizing unit has a prism having a surface that functions as a total reflection surface and a transmission surface on the most exit side, and the prism disposed between the two dichroic mirror layers. Is cut by a plane in the color synthesis direction, the outer shape of the cross-sectional view is formed by four or more line segments, and at least one of the inner angles of the outer shape of the cross-sectional view is an angle exceeding 180 degrees.
【0037】請求項31の投射光学系は、請求項28乃至
30いずれか1項記載の投射光学系であって、前記色合成
手段は、4つ以上のプリズムより構成されていて、全反
射面と透過面を兼ねる面を備えるプリズムを最も射出側
に有し、互いに波長域が異なる光を反射する2つのダイ
クロイックミラー層を有し、該2つのダイクロイックミ
ラー層の間には複数のプリズムが配置されていることを
特徴としている。The projection optical system according to the thirty-first aspect is characterized in that,
30.A projection optical system according to any one of the preceding claims, wherein the color synthesizing means is constituted by four or more prisms, and has a prism having a surface that functions as a total reflection surface and a transmission surface on the most exit side. It has two dichroic mirror layers that reflect light having different wavelength ranges from each other, and a plurality of prisms are arranged between the two dichroic mirror layers.
【0038】請求項32の投射光学系は、請求項28乃
至31いずれか1項記載の投射光学系であって、前記色
合成手段は、光の射出側から順に、光学的に平滑な面を
3面以上備える第1プリズムと、光学的に平滑な面を2
面以上備えた第2プリズムと、光学的に平滑な面を3面
以上備えた第3プリズムと、光学的に平滑な面を2面以
上備えた第4プリズムとを備え、該第1プリズムと第2
プリズムの向かい合う面の一方又は双方に第1の色光を
反射するダイクロイックミラー層を備え、該第3プリズ
ムと該第4プリズムが向かい合う面の一方又は双方に第
2の色光を反射するダイクロイックミラー層を備えるこ
とを特徴としている。A projection optical system according to a thirty-second aspect is the projection optical system according to any one of the twenty-eighth to thirty-first aspects, wherein the color synthesizing means sequentially forms an optically smooth surface from a light emission side. A first prism having three or more surfaces, and two optically smooth surfaces
A second prism having at least three optically smooth surfaces, a third prism having at least three optically smooth surfaces, and a fourth prism having at least two optically smooth surfaces. Second
A dichroic mirror layer that reflects the first color light is provided on one or both of the opposing surfaces of the prism, and a dichroic mirror layer that reflects the second color light on one or both of the surfaces where the third prism and the fourth prism face each other. It is characterized by having.
【0039】請求項33の投射光学系は、請求項28乃
至32いずれか1項記載の投射光学系であって、前記色
合成手段は、光の射出側から順に、光学的に平滑な面を
3面以上備え、該3面以上の面の中の一つの面が透過面
と全反射面を兼ねる面を備える第1プリズムと、光学的
に平滑な面を2面以上備えた第2プリズムと、光学的に
平滑な面を3面以上備えた第3プリズムと、光学的に平
滑な面を2面以上備えた第4プリズムとを備え、該第1
プリズムと第2プリズムの向かい合う面の一方又は双方
に第1の色光を反射するダイクロイックミラー層を備
え、該第3プリズムと該第4プリズムが向かい合う面の
一方又は双方に第2の色光を反射するダイクロイックミ
ラー層を備えることを特徴としている。A projection optical system according to a thirty-third aspect is the projection optical system according to any one of the twenty-eighth to thirty-second aspects, wherein the color synthesizing means sequentially forms an optically smooth surface from a light emitting side. A first prism having three or more surfaces, one of the three or more surfaces having a surface serving as a transmission surface and a total reflection surface, and a second prism having two or more optically smooth surfaces. A third prism having three or more optically smooth surfaces, and a fourth prism having two or more optically smooth surfaces,
A dichroic mirror layer for reflecting the first color light is provided on one or both surfaces of the prism and the second prism facing each other, and the second color light is reflected on one or both surfaces of the third prism and the fourth prism. It is characterized by having a dichroic mirror layer.
【0040】請求項34の投射光学系は、請求項26乃
至33いずれか1項に記載の投射光学系であって、光学
的パワーを有する少なくとも6つの光学成分によって全
系が構成され、該少なくとも6つの光学成分のうち少な
くとも4つが変倍の際に移動し、最も拡大共役側に近い
第1光学成分が負の工学的パワーを有することを特徴と
している。A projection optical system according to a thirty-fourth aspect is the projection optical system according to any one of the twenty-sixth to thirty-fourth aspects, wherein the entire system is constituted by at least six optical components having optical power. At least four of the six optical components move during zooming, and the first optical component closest to the magnification conjugate side has a negative engineering power.
【0041】請求項35の投射光学系は、複数の画像形
成素子からの異なる色の光を合成するための色合成手段
を有し、該複数の画像形成素子からの光を被投射面上に
投射する投射光学系として請求項1乃至25いずれか1
項に記載の光学系を用いる投射光学系において、拡大側
の共役点が前記投射光学系から無限遠方にある時の投射
光学系と画像形成素子との間の空気換算長をbf、前記色
合成プリズムの空気換算長をppathとする時、 1.2<bf/ppath<2.1 を満たすことを特徴としている。According to a thirty-fifth aspect of the present invention, the projection optical system has color synthesizing means for synthesizing lights of different colors from the plurality of image forming elements, and the light from the plurality of image forming elements is projected onto the projection surface. 26. Any one of claims 1 to 25 as a projection optical system for projecting.
In the projection optical system using the optical system according to claim, bf, the air conversion length between the projection optical system and the image forming element when the conjugate point on the enlargement side is at infinity from the projection optical system, the color synthesis When the air conversion length of the prism is ppath, 1.2 <bf / ppath <2.1 is satisfied.
【0042】請求項36の投射光学系は、請求項35に
従う投射光学系であって、 1.2<bf/ppath<1.5 を満たすことを特徴としている。A projection optical system according to a thirty-sixth aspect is the projection optical system according to the thirty-fifth aspect, wherein 1.2 <bf / ppath <1.5 is satisfied.
【0043】請求項37の画像投影装置は、請求項1乃
至25いずれか1項記載の光学系を有し、該光学系を用
いて、縮小側の共役点に配置された画像形成素子により
形成される像を拡大投影することを特徴としている。An image projection apparatus according to a thirty-seventh aspect has the optical system according to any one of the first to twenty-fifth aspects, and is formed by an image forming element disposed at a conjugate point on the reduction side using the optical system. It is characterized in that the projected image is enlarged and projected.
【0044】請求項38の画像投影装置は、請求項26
乃至36いずれか1項に記載の投射光学系を有し、該投
射光学系を用いて、縮小側の共役点に配置された画像形
成素子により形成される像を拡大投影することを特徴と
している。According to a thirty-eighth aspect of the present invention, there is provided the image projecting apparatus according to the twenty-sixth aspect
37. The projection optical system according to any one of claims 36 to 36, wherein an image formed by an image forming element disposed at a conjugate point on the reduction side is enlarged and projected using the projection optical system. .
【0045】請求項39の画像投影装置は、請求項37
又は38記載の画像投影装置であって、前記画像形成素
子は、液晶表示素子から成ることを特徴としている。The image projection apparatus according to claim 39,
40. The image projection device according to claim 38, wherein the image forming element comprises a liquid crystal display element.
【0046】請求項40の撮像装置は、請求項1乃至2
5いずれか1項記載の光学系を用いて、縮小側の共役点
にある感光体に物体の像を投影することを特徴としてい
る。The image pickup apparatus according to claim 40 is the first or second embodiment.
5. An image of an object is projected onto a photoconductor at a conjugate point on the reduction side by using the optical system according to any one of 5.
【0047】[0047]
【発明の実施の形態】次に図面を用いて本願発明の光学
系の実施例について説明する。本実施例では、本発明の
光学系を液晶プロジェクターの投射光学系として用いて
いる。ただし、本発明の光学系は液晶プロジェクター等
に用いられる投射光学系に限られるものではなく、他に
も多種の実施例がありうる。ここでは、本発明の光学系
を投射光学系に適用した場合のすべての実施例に共通す
る特徴について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the optical system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the optical system of the present invention is used as a projection optical system of a liquid crystal projector. However, the optical system of the present invention is not limited to a projection optical system used for a liquid crystal projector or the like, and there may be various other embodiments. Here, features common to all embodiments when the optical system of the present invention is applied to a projection optical system will be described.
【0048】本実施例中のズームレンズ(光学系)は、
図1〜8に示すように、拡大共役側(プロジェクターの
投射光学系ではスクリーン側、カメラの撮影光学系では
物体側)から縮小共役側(プロジェクターの投射光学系
では画像形成素子側、カメラの撮影光学系では像側)へ
順に、負の屈折力の第1レンズ群(第1光学成分)I、
正の屈折力の第2レンズ群(第2光学成分)II、正の
屈折力の第3レンズ群(第3光学成分)III、負の屈
折力の第4レンズ群(第4光学成分)IV、正又は負の
屈折力の第5レンズ群(第5光学成分)V、正の屈折力
の第6レンズ群(第6光学成分)VIと6つのレンズ群
から構成されている。各レンズ群(光学成分)は本実施
例中ではレンズのみで構成されているが、本発明ではレ
ンズに限らず、ミラー等のような他の光学素子も含む場
合もある。The zoom lens (optical system) in this embodiment is
As shown in FIGS. 1 to 8, from the enlargement conjugate side (the screen side in the projection optical system of the projector, the object side in the imaging optical system of the camera) to the reduction conjugate side (the image forming element side in the projection optical system of the projector, the imaging of the camera). In the optical system, the first lens group (first optical component) I having a negative refractive power I,
Second lens group (second optical component) II having positive refractive power, third lens group (third optical component) III having positive refractive power, fourth lens group (fourth optical component) IV having negative refractive power IV , A fifth lens group (fifth optical component) V having a positive or negative refractive power, a sixth lens group (sixth optical component) VI having a positive refractive power, and six lens groups. Each lens group (optical component) is composed of only a lens in the present embodiment. However, the present invention is not limited to a lens but may include other optical elements such as a mirror.
【0049】該第1レンズ群は、拡大共役側から順に、
両凸レンズ、拡大共役側に凸の負メニスカスレンズ、両
凹レンズ、拡大共役側に凸の正メニスカスレンズより構
成、又は両凸レンズ、拡大共役側に凸の負メニスカスレ
ンズ、拡大共役側に強いパワーを有する負レンズより構
成されている。該第1レンズ群の拡大共役側および縮小
共役側に正レンズを配置するのは、拡大共役側の正レン
ズで主に歪曲収差を補正し、縮小共役側の正レンズで色
収差補正を行うためである。歪曲収差の補正は軸外主光
線の高さが高いところのほうが各像高に対応する光束の
通過する場所が異なるため補正を行い易く、色収差の補
正において、特に倍率色収差の補正に関しては、軸外主
光線の高さが低いところで色収差補正を行うほうが高次
の倍率色収差の発生が少なく好ましい。負レンズは、各
面の負の屈折力を分散させ、高次の歪曲収差およびコマ
収差、非点収差の発生を小さくするため、上記形状をと
ることが望ましい。The first lens unit is arranged in order from the magnification conjugate side.
It consists of a biconvex lens, a negative meniscus lens convex on the enlargement conjugate side, a biconcave lens, a positive meniscus lens convex on the enlargement conjugate side, or a biconvex lens, a negative meniscus lens convex on the enlargement conjugate side and having strong power on the enlargement conjugate side. It is composed of a negative lens. The reason why the positive lenses are arranged on the enlargement conjugate side and the reduction conjugate side of the first lens group is that distortion is mainly corrected by the enlargement conjugate side positive lens, and chromatic aberration is corrected by the reduction conjugate side positive lens. is there. The correction of distortion is easier when the height of the off-axis chief ray is higher because the location where the light flux corresponding to each image height passes is different.In the correction of chromatic aberration, especially for the correction of lateral chromatic aberration, It is preferable to perform chromatic aberration correction at a position where the height of the outer principal ray is low because occurrence of high-order chromatic aberration of magnification is small. The negative lens desirably has the above shape in order to disperse the negative refractive power of each surface and reduce the occurrence of higher-order distortion, coma, and astigmatism.
【0050】該第2レンズ群は、拡大共役側から順に両
凸レンズ、縮小共役側に凸の負メニスカスレンズより構
成されている。該第2群の最も縮小共役側のレンズ面
で、第1群の負レンズで発生する歪曲収差を補正し、該
第2レンズ群内の空気レンズで、該第1群の最も拡大共
役側の正レンズの縮小共役側のレンズ面で大きく発生す
る非点収差を補正している。The second lens group is composed of a biconvex lens in order from the enlargement conjugate side and a negative meniscus lens convex to the reduction conjugate side. The lens surface of the second group which is closest to the reduction conjugate side corrects the distortion generated by the negative lens of the first group, and the air lens in the second lens group which is closest to the enlargement conjugate side of the first group. The astigmatism which largely occurs on the lens surface on the reduction conjugate side of the positive lens is corrected.
【0051】該第3レンズ群は、拡大共役側に強いパワ
ーを有した1枚の両凸レンズより構成されている。該第
3レンズ群の1枚の両凸レンズは、軸上像高の瞳周辺の
光束における各レンズ面への入射角度および射出角度が
ほぼ等しくなるようにし、該第3群による球面収差の発
生が最も少なくなる形状とするために、拡大共役側のレ
ンズ面のパワーが、縮小共役側のレンズ面のパワーより
強くなっている。The third lens group is composed of one biconvex lens having a strong power on the magnification conjugate side. One biconvex lens of the third lens group makes the incident angle and the exit angle of each of the luminous fluxes around the pupil of the on-axis image height to each lens surface substantially equal, and the third group produces spherical aberration. In order to minimize the shape, the power of the lens surface on the enlargement conjugate side is stronger than the power of the lens surface on the reduction conjugate side.
【0052】該第4レンズ群は、縮小共役側に強いパワ
ーを有した1枚の負レンズより構成されている。第4レ
ンズ群は該4群で発生する球面収差を小さくするために
上記形状となっている。The fourth lens group is composed of one negative lens having a strong power on the reduction conjugate side. The fourth lens group has the above shape in order to reduce the spherical aberration generated in the fourth lens group.
【0053】該第5レンズ群は、拡大共役側から順に、
拡大共役側に強いパワーを有した両凹レンズ、縮小共役
側に強いパワーを有した正レンズ、縮小共役側に強いパ
ワーを有した正レンズより構成され、拡大共役側の該両
凹レンズと該正レンズは接合されている。該第5レンズ
群の拡大共役側に負レンズを配置するのは、該負レンズ
で光線を跳ね上げ、長いバックフォーカスを得るため
と、軸外主光線の高さの低いところで色収差補正を行
い、高次の倍率色収差の発生を小さく抑えるためであ
る。2枚の正レンズは、軸上および軸外の光束の屈折を
分散させるために、縮小共役側のレンズ面をその反対側
のレンズ面に対し強いパワーを有する形状をとってい
る。The fifth lens group is arranged in order from the magnification conjugate side.
A biconcave lens having strong power on the enlargement conjugate side, a positive lens having strong power on the reduction conjugate side, and a positive lens having strong power on the reduction conjugate side, the biconcave lens and the positive lens on the enlargement conjugate side Are joined. Arranging the negative lens on the magnifying conjugate side of the fifth lens group is to jump up the light beam with the negative lens, obtain a long back focus, and perform chromatic aberration correction at a low height of the off-axis principal ray, This is to suppress the occurrence of higher-order chromatic aberration of magnification. The two positive lenses have a shape in which the lens surface on the reduction conjugate side has a stronger power than the lens surface on the opposite side in order to disperse the refraction of on-axis and off-axis light beams.
【0054】該第6レンズ群は、拡大共役側に強いパワ
ーを有した1枚の正レンズより構成されている。拡大共
役側に強いパワーを持たせることにより、該第1レンズ
群から該第5レンズ群の合成主平面と第6レンズ群の実
際に光線が屈折される点の距離を、光軸から離れたとこ
ろほど大きくすることができるので、周辺の光路ほど合
成屈折力を弱めることができ、スクリーン側で糸巻き型
の歪曲を減少させることができる。The sixth lens group is composed of one positive lens having a strong power on the magnification conjugate side. By giving a strong power to the enlargement conjugate side, the distance between the combined principal plane of the fifth lens group and the point where the light ray of the sixth lens group is actually refracted from the first lens group is increased from the optical axis. Since it can be increased in some places, the combined refracting power can be weakened in the peripheral optical path, and the pincushion type distortion can be reduced on the screen side.
【0055】レンズ群の群構成として、最も拡大共役側
に負レンズ群を配置し、最も縮小共役側に正レンズ群を
配置するのは、全体としてレトロフォーカスの構成をと
り、広角端においてバックフォーカスより短い焦点距離
を実現し、短い投射距離において、大きな投影像を得る
ためである。また、縮小共役側の正レンズ群は縮小側共
役面に対してテレセントリックとなるために必要となっ
ている。該第2、3、4、5レンズ群は、第2、3、
4、5レンズ群を合成した場合、全体として正屈折力を
有しており、各焦点距離位置において、各収差が最小に
なるように、各々のレンズ群の間隔を変化させながら、
広角端から望遠端への変倍に際して、縮小共役側から拡
大共役側に移動している。As a group configuration of the lens groups, the negative lens group is disposed closest to the enlargement conjugate side and the positive lens group is disposed closest to the reduction conjugate side. This is for realizing a shorter focal length and obtaining a large projection image at a short projection distance. Further, the positive lens group on the reduction conjugate side is required to be telecentric with respect to the reduction conjugate plane. The second, third, fourth, and fifth lens groups are second, third,
When the four or five lens groups are combined, they have a positive refractive power as a whole, and at each focal length position, while changing the distance between the lens groups so as to minimize each aberration,
During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the lens moves from the reduction conjugate side to the enlargement conjugate side.
【0056】また、本実施例では2種類の色合成プリズ
ムを想定している。一つ目は図33に示す色合成プリズ
ムである。このプリズムは、4つのプリズムより構成さ
れ、プリズム7の7B面に第1の色光を反射するダイク
ロイックミラー層が形成され、プリズム9の9B面に第
2の色光を反射するダイクロイックミラー層が形成され
ている。該第1の色光と該第2の色光は、異なった波長
域の光を反射するよう構成されており、全体として、3
色の色合成が可能な構成となっている。画像形成素子1
1,12,13は3原色に対応した画像形成を行ってい
る。従来の3枚のCCDを使用するビデオカメラ等に使
用されている3つのプリズムより構成される色分解プリ
ズムと比較すると、2つダイクロイックミラー層に挟ま
れるプリズムを2つのプリズムで構成することにより、
プリズムの光路長の短縮を実現している。このプリズム
は、従来のクロスダイクロイックプリズムと比較する
と、2種類のダイクロイックミラー層が交差していない
ので、色合成プリズムを構成しているプリズム単体の角
度精度が低くてよく、またプリズム接合時の接合精度も
低くすることができるので、非常に、製造コストの安い
投射光学系が実現できる。In this embodiment, two types of color combining prisms are assumed. The first is a color combining prism shown in FIG. This prism is composed of four prisms, a dichroic mirror layer for reflecting the first color light is formed on the 7B surface of the prism 7, and a dichroic mirror layer for reflecting the second color light is formed on the 9B surface of the prism 9. ing. The first color light and the second color light are configured to reflect light in different wavelength ranges, and
It is configured to be able to combine colors. Image forming element 1
1, 12, and 13 perform image formation corresponding to three primary colors. Compared with a conventional color separation prism composed of three prisms used in a video camera or the like using three CCDs, by forming a prism sandwiched between two dichroic mirror layers by two prisms,
The optical path length of the prism is shortened. Compared to the conventional cross dichroic prism, this prism does not have two types of dichroic mirror layers intersecting, so the angular accuracy of the prism constituting the color combining prism may be low, and the prism at the time of joining the prisms Since the accuracy can be reduced, a projection optical system with extremely low manufacturing cost can be realized.
【0057】2つ目は、図34のクロスダイクロイック
プリズムCSP2は、4つのプリズム14、15、1
6、17より構成され、2種類のダイクロイックミラー
層DM1,DM2をプリズム内部で交差させているの
で、色合成プリズムとしては、最も短いプリズム光路長
が得られる利点がある。このため、投射レンズPJLの
バックフォーカスも短くてすみ、投射レンズPJLの設
計が容易となる利点がある。Second, the cross dichroic prism CSP2 in FIG. 34 is composed of four prisms 14, 15, 1
6 and 17, the two types of dichroic mirror layers DM1 and DM2 intersect inside the prism. Therefore, the color combining prism has an advantage that the shortest prism optical path length can be obtained. For this reason, there is an advantage that the back focus of the projection lens PJL can be short, and the design of the projection lens PJL is easy.
【0058】次に各条件式について述べる。条件式
(1)は、ズームレンズの広角端の全系の焦点距離と第
2レンズ群の焦点距離について限定したもので、条件式
(1)の下限値を超える領域では、第2レンズ群の正の
パワーが弱くなるので、第2レンズ群より拡大共役側で
軸外光束が広がってしまい、第1レンズ群の有効径が増
大してくるので良くない。条件式(1)の上限値を超え
る領域では、第2レンズ群の正のパワーが強くなり過ぎ
るので、第2レンズ群以降のレンズ群の合成主点が拡大
共役側に移動し、全系で短い焦点距離を実現するために
は、第1レンズ群を拡大共役側に移動させねばならなく
なるので、レンズ全長が大きくなってくるので、良くな
い。Next, each conditional expression will be described. Conditional expression (1) restricts the focal length of the entire system at the wide-angle end of the zoom lens and the focal length of the second lens group. In a region exceeding the lower limit of conditional expression (1), the conditional expression (1) is satisfied. Since the positive power becomes weaker, the off-axis light beam spreads on the magnification conjugate side with respect to the second lens unit, and the effective diameter of the first lens unit increases, which is not good. In a region exceeding the upper limit value of the conditional expression (1), the positive power of the second lens unit becomes too strong, so that the combined principal point of the second and subsequent lens units moves to the enlargement conjugate side, and in the entire system. In order to realize a short focal length, the first lens group must be moved to the enlargement conjugate side, which is not good because the total length of the lens increases.
【0059】条件式(2)は、ズームレンズの広角端の
全系の焦点距離と第1レンズ群の焦点距離について限定
したもので、条件式(2)の下限値を超える領域では、
第1レンズ群の負のパワーが強くなり過ぎて、像面湾曲
がオーバーになってくるので良くない。条件式(2)の
上限値を超える領域では、第1レンズ群の負のパワーが
弱くなり過ぎるので、全系で短い焦点距離を実現するこ
とが困難となり大きなスクリーン像を得るための投射距
離が大きくなってしまうので良くない。Conditional expression (2) restricts the focal length of the entire system at the wide-angle end of the zoom lens and the focal length of the first lens unit. In the region exceeding the lower limit of conditional expression (2),
This is not good because the negative power of the first lens group becomes too strong and the curvature of field becomes excessive. In a region exceeding the upper limit value of the conditional expression (2), the negative power of the first lens unit becomes too weak, so that it is difficult to realize a short focal length in the entire system, and the projection distance for obtaining a large screen image becomes short. It is not good because it becomes big.
【0060】条件式(3)は、ズームレンズの広角端の
全系の焦点距離と第3レンズ群の焦点距離について限定
したもので、条件式(3)の下限値を超える領域では、
第3レンズ群の正のパワーが弱くなるので、第3レンズ
群より拡大共役側で軸外光束が広がってしまい、第1レ
ンズ群の有効径が増大してくるので良くない。条件式
(3)の上限値を超える領域では、第3レンズ群の正の
パワーが強くなり過ぎるので、第3レンズ群で球面収差
が大きく発生してくるので、良くない。Conditional expression (3) restricts the focal length of the entire system at the wide-angle end of the zoom lens and the focal length of the third lens group. In the region exceeding the lower limit value of conditional expression (3),
Since the positive power of the third lens group becomes weaker, the off-axis light beam spreads on the enlargement conjugate side than the third lens group, which is not good because the effective diameter of the first lens group increases. In a region exceeding the upper limit value of the conditional expression (3), the positive power of the third lens unit becomes too strong, and a large spherical aberration is generated in the third lens unit, which is not good.
【0061】条件式(4)は、ズームレンズの広角端の
全系の焦点距離と第4レンズ群の焦点距離について限定
したもので、条件式(4)の下限値を超える領域では、
第4レンズ群の負のパワーが強くなり過ぎるので、像面
湾曲がオーバーとなってくるので、良くない。条件式
(4)の上限値を超える領域では、第4レンズ群の負の
パワーが弱くなり過ぎるので、第4レンズ群で軸上周辺
光線を十分に跳ね上げることができず、バックフォーカ
スが十分にとれなくなるので、良くない。Conditional expression (4) restricts the focal length of the entire system at the wide-angle end of the zoom lens and the focal length of the fourth lens unit. In the region exceeding the lower limit of conditional expression (4),
Since the negative power of the fourth lens group becomes too strong, the curvature of field becomes excessive, which is not good. In a region exceeding the upper limit value of the conditional expression (4), the negative power of the fourth lens group becomes too weak, so that the fourth lens group cannot sufficiently jump up on-axis marginal rays, and has a sufficient back focus. It's not good because it can't be taken.
【0062】条件式(5)は、ズームレンズの広角端の
全系の焦点距離と第5レンズ群の焦点距離について限定
したもので、条件式(5)の下限値を超える領域では、
第5レンズ群の負のパワーが強くなるので、縮小共役側
の像面に対するテレセントリック性が崩れてくるので、
良くない。条件式(5)の上限値を超える領域では、第
5レンズ群の正のパワーが強くなり過ぎるので、バック
フォーカスが十分にとれなくなるので、良くない。Conditional expression (5) restricts the focal length of the entire system at the wide-angle end of the zoom lens and the focal length of the fifth lens group. In the region exceeding the lower limit of conditional expression (5),
Since the negative power of the fifth lens group becomes stronger, telecentricity with respect to the image plane on the reduction conjugate side is lost.
Not good. In a region exceeding the upper limit value of the conditional expression (5), the positive power of the fifth lens unit becomes too strong, so that the back focus cannot be sufficiently obtained.
【0063】条件式(6)は、ズームレンズの広角端の
全系の焦点距離と第6レンズ群の焦点距離について限定
したもので、条件式(6)の下限値を超える領域では、
第6レンズ群の正のパワーが弱くなるので、縮小共役側
の像面に対するテレセントリック性が崩れてくるので、
良くない。条件式(6)の上限値を超える領域では、第
5レンズ群の正のパワーが強くなり過ぎるので、縮小共
役側の像面に対するテレセントリック性が崩れ、かつバ
ックフォーカスが十分にとれなくなるので、良くない。The conditional expression (6) restricts the focal length of the entire system at the wide-angle end of the zoom lens and the focal length of the sixth lens group. In the region exceeding the lower limit value of the conditional expression (6),
Since the positive power of the sixth lens group becomes weak, the telecentricity with respect to the image plane on the reduction conjugate side is lost.
Not good. In a region exceeding the upper limit value of the conditional expression (6), the positive power of the fifth lens group becomes too strong, so that the telecentricity with respect to the image plane on the reduction conjugate side is lost and the back focus cannot be sufficiently obtained. Absent.
【0064】条件式(7)は、ズームレンズの広角端の
全系の焦点距離と拡大共役側の共役点が紙面左側方向の
無限遠方にあるときの縮小共役側のバックフォーカスの
比について限定したもので、該バックフォーカスはプリ
ズムを空気に換算した値を示す。条件式(7)の下限値
を超える領域では、色合成プリズムを配置する空間が十
分にとれなくなるので、良くない。Conditional expression (7) restricts the ratio of the focal length of the entire system at the wide-angle end of the zoom lens to the ratio of the back focus on the reduction conjugate side when the conjugate point on the enlargement conjugate side is at infinity in the left direction on the paper. The back focus indicates a value obtained by converting the prism into air. In a region exceeding the lower limit value of the conditional expression (7), a space for disposing the color synthesizing prism cannot be sufficiently obtained, which is not good.
【0065】条件式(8)は、広角端から望遠端への変
倍に際しての第2レンズ群の移動量と第3レンズ群の移
動量の比について限定したもので、条件式(8)の下限
値を超える領域では、広角端から望遠端への変倍に際し
ての第2レンズ群の拡大共役側への移動量が減少するの
で、結果として、第2レンズ群以降の合成主点の移動量
が減少し、変倍比が大きく取れなくなるので良くない。
条件式(8)の上限値を超える領域では、第2レンズ群
の移動量が大きくなり過ぎてレンズ全長が大きくなって
くるので良くない。Conditional expression (8) restricts the ratio of the amount of movement of the second lens unit to the amount of movement of the third lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In the region exceeding the lower limit, the amount of movement of the second lens group toward the enlargement conjugate side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end decreases. As a result, the amount of movement of the combined principal point after the second lens group Is reduced, and a large zoom ratio cannot be obtained.
In a region exceeding the upper limit value of the conditional expression (8), the amount of movement of the second lens unit becomes too large, and the entire lens length becomes large.
【0066】条件式(9)は、広角端から望遠端への変
倍に際しての第4レンズ群の移動量と第3レンズ群の移
動量の比について限定したもので、条件式(9)の下限
値を超える領域では、広角端から望遠端への変倍に際し
ての第4レンズ群の拡大共役側への移動量が減少するの
で、第5レンズ群の移動量が大きくとれなくなり、変倍
比が大きく取れなくなるので良くない。条件式(9)の
上限値を超える領域では、第4レンズ群の移動量が大き
くなり過ぎてレンズ全長が大きくなってくるので良くな
い。Conditional expression (9) restricts the ratio of the amount of movement of the fourth lens unit to the amount of movement of the third lens unit upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In a region exceeding the lower limit, the amount of movement of the fourth lens unit toward the enlargement conjugate side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end decreases. It is not good because it is not possible to get large. In a region exceeding the upper limit value of the conditional expression (9), the amount of movement of the fourth lens unit becomes too large, and the entire lens length becomes large.
【0067】条件式(10)は、広角端から望遠端への
変倍に際しての第5レンズ群の移動量と第3レンズ群の
移動量の比について限定したもので、条件式(10)の
下限値を超える領域では、広角端から望遠端への変倍に
際しての第5レンズ群の拡大共役側への移動量が減少す
るので、結果として、第2レンズ群以降の合成主点の移
動量が減少し、変倍比が大きく取れなくなるので良くな
い。条件式(10)の上限値を超える領域では、第5レ
ンズ群の移動量が大きくなり過ぎてレンズ全長が大きく
なってくるので良くない。Conditional expression (10) restricts the ratio of the amount of movement of the fifth lens unit to the amount of movement of the third lens unit upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end. In a region exceeding the lower limit, the amount of movement of the fifth lens unit to the enlargement conjugate side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end decreases. As a result, the amount of movement of the combined principal point after the second lens unit Is reduced, and a large zoom ratio cannot be obtained. In a region exceeding the upper limit value of the conditional expression (10), the amount of movement of the fifth lens unit becomes too large, and the overall length of the lens becomes large.
【0068】条件式(11)は、広角端の焦点距離と広
角端の縮小共役側の瞳位置の比の絶対値について限定し
たもので、条件式(11)の上限値を超える領域では、
液晶パネル等の画像形成素子に対するテレセントリック
性が悪くなってくるので良くない。画像形成素子として
光の入射角度に応じてコントラストが変化してしまう液
晶パネルを使用する場合、テレセントリック性が悪くな
ると、表示画面内において、コントラストむらが生じて
くる。また色合成プリズムのダイクロイックミラー層に
対する入射角度が画像形成素子の中心部と周辺部で異な
ってくるため、光のカットオフ波長がずれて色むらが生
じてくる。Conditional expression (11) restricts the absolute value of the ratio between the focal length at the wide-angle end and the pupil position on the reduction conjugate side at the wide-angle end. In the region exceeding the upper limit of conditional expression (11),
It is not good because the telecentricity with respect to an image forming element such as a liquid crystal panel deteriorates. When a liquid crystal panel whose contrast changes in accordance with the incident angle of light is used as an image forming element, if the telecentricity is deteriorated, contrast unevenness occurs in a display screen. Further, since the angle of incidence of the color combining prism with respect to the dichroic mirror layer differs between the central part and the peripheral part of the image forming element, the cutoff wavelength of light shifts and color unevenness occurs.
【0069】条件式(12)は、ズームレンズの広角端
の拡大共役側の共役点が紙面左側方向の無限遠方にある
ときの縮小共役側のバックフォーカスと、色合成プリズ
ムの空気換算時の光路長について限定したもので、実施
例4から7に適応した条件式である。条件式(12)の
下限値を超える領域では、該色合成プリズムと液晶パネ
ル等の画像形成素子の距離が十分にとれず、射出側偏光
板の配置が困難となったり、液晶パネルや射出側偏光板
の冷却が十分に行えなくなってきたりするので良くな
い。条件式(12)の上限値を超える領域では、不必要
に、色合成プリズムと液晶パネル等の画像形成素子の距
離、および色合成プリズムと投射レンズの間隔が大きく
なり、レンズ全長が大型化してくるので良くない。Conditional expression (12) shows that the back focus on the reduction conjugate side when the conjugate point on the enlargement conjugate side at the wide-angle end of the zoom lens is located at infinity on the left side of the paper, and the optical path of the color combining prism when converted to air. This is a conditional expression limited to the length, and adapted to Examples 4 to 7. In a region exceeding the lower limit value of the conditional expression (12), the distance between the color synthesizing prism and the image forming element such as the liquid crystal panel is not sufficiently long, so that it is difficult to dispose the exit-side polarizing plate or the liquid crystal panel or the exit side. It is not good because the polarizing plate cannot be sufficiently cooled. In a region exceeding the upper limit of conditional expression (12), the distance between the color combining prism and the image forming element such as a liquid crystal panel and the distance between the color combining prism and the projection lens are unnecessarily increased, and the overall length of the lens is increased. Not good because it comes.
【0070】より好ましくは、式(13)を満たすと、
光学特性がさらに良くなる。More preferably, when Expression (13) is satisfied,
Optical characteristics are further improved.
【0071】以下に第1〜5実施例について述べる。実
施例中の記号は、拡大共役側からi番めのレンズ面の曲
率半径をri、拡大共役側からi番めのレンズ面とi+1
番めレンズ面の間の面間隔をdi、拡大共役側からi番め
のレンズのd線における屈折率をni、拡大共役側からi
番めのレンズのアッベ数をνiとする。また、CSPは
色合成プリズムに相当するダミーガラスを、FPは液晶
パネルなどの画像形成素子が配置される焦点面を示す。
また、収差図中において、eはe線,FはF線,CはC
線,gはg線,Mはメリディオナル面,Sはサジタル面
を表し、倍率色収差の収差図は、e線を基準にしたもの
である。The first to fifth embodiments will be described below. The symbols in the examples are ri, the radius of curvature of the i-th lens surface from the enlargement conjugate side, and i + 1 from the enlargement conjugate side.
The surface distance between the second lens surfaces is di, the refractive index at the d-line of the i-th lens from the magnification conjugate side is ni, and the refractive index is i from the magnification conjugate side.
Let the Abbe number of the second lens be νi. CSP indicates a dummy glass corresponding to a color combining prism, and FP indicates a focal plane on which an image forming element such as a liquid crystal panel is arranged.
In the aberration diagrams, e is e-line, F is F-line, C is C-line.
A line, g represents a g line, M represents a meridional surface, and S represents a sagittal surface. The aberration diagram of lateral chromatic aberration is based on the e line.
【0072】(第1実施例)図1に本発明第1実施例の
レンズ断面図を、図9,10,11に第1実施例のズー
ムレンズの広角端、中間位置、望遠端の収差図を、数値
実施例1に第1実施例の設計値を示す。図1の設計例は
0.7インチ(有効表示範囲14.336mmX10.
752mm)の液晶を投影するための投射レンズであ
る。投射サイズは広角端4mにおいて100インチであ
る。図1の設計例は図33に示す4つのプリズムからな
る色合成プリズムCSP1用に設計された投射レンズで
ある。(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view of a lens according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 9, 10, and 11 are aberration diagrams of the zoom lens according to the first embodiment at the wide-angle end, an intermediate position, and a telephoto end. Numerical Example 1 shows design values of the first embodiment. The design example in FIG. 1 is 0.7 inches (effective display range 14.336 mm × 10.
752 mm) for projecting a liquid crystal. The projection size is 100 inches at the wide-angle end of 4 m. The design example of FIG. 1 is a projection lens designed for the color combining prism CSP1 composed of four prisms shown in FIG.
【0073】Fナンバーは広角端で1.7、望遠端で2
と極めて明るい投射レンズである。変倍比は1.3倍で
ある。The F-number is 1.7 at the wide-angle end and 2 at the telephoto end.
This is a very bright projection lens. The zoom ratio is 1.3.
【0074】(第2実施例)図2に本発明第2実施例の
レンズ断面図を、図12,13,14に第2実施例のズ
ームレンズの広角端、中間位置、望遠端の収差図を、数
値実施例2に第2実施例の設計値を示す。図2の設計例
も0.7インチ(有効表示範囲14.336mmX1
0.752mm)の液晶を投影するための投射レンズで
ある。投射サイズは広角端3.6mにおいて100イン
チである。(Second Embodiment) FIG. 2 is a sectional view of a lens according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 12, 13, and 14 are aberration diagrams of the zoom lens according to the second embodiment at the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end. Numerical example 2 shows design values of the second example. The design example of FIG. 2 is also 0.7 inches (effective display range 14.336 mm X 1
It is a projection lens for projecting a 0.752 mm) liquid crystal. The projection size is 100 inches at the wide-angle end of 3.6 m.
【0075】Fナンバーは広角端で1.7、望遠端で2
と極めて明るい投射レンズである。変倍比は1.3倍で
ある。図2の設計例も図33に示す4つのプリズムから
なる色合成プリズムCSP1用に設計された投射レンズ
である。図1の実施例とほぼ同様の構成であるが、焦点
距離範囲を短焦点側にシフトし、図1の実施例と比較す
ると、同一投射距離でより大きなスクリーン像が得られ
るようにしたものである。広角化のため実施例1と比較
するとレンズ全長および前玉有効径はやや大きくなって
いる。The F-number is 1.7 at the wide-angle end and 2 at the telephoto end.
This is a very bright projection lens. The zoom ratio is 1.3. The design example of FIG. 2 is also a projection lens designed for the color combining prism CSP1 composed of four prisms shown in FIG. Although the configuration is almost the same as that of the embodiment of FIG. 1, the focal length range is shifted to the short focal length side so that a larger screen image can be obtained at the same projection distance as compared with the embodiment of FIG. is there. The overall lens length and the front lens effective diameter are slightly larger than those in the first embodiment for widening the angle.
【0076】(第3実施例)図3に本発明第3実施例の
レンズ断面図を、図15,16,17に第3実施例のズ
ームレンズの広角端、中間位置、望遠端の収差図を、数
値実施例3に第3実施例の設計値を示す。図3の設計例
も0.7インチ(有効表示範囲14.336mmX1
0.752mm)の液晶を投影するための投射レンズで
ある。投射サイズは広角端4mにおいて100インチで
ある。(Third Embodiment) FIG. 3 is a sectional view of a lens according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 15, 16, and 17 are aberration diagrams of the zoom lens according to the third embodiment at the wide-angle end, an intermediate position, and a telephoto end. Numerical Example 3 shows design values of the third example. The design example in FIG. 3 is also 0.7 inches (effective display range 14.336 mm X 1
It is a projection lens for projecting a 0.752 mm) liquid crystal. The projection size is 100 inches at the wide-angle end of 4 m.
【0077】Fナンバーは広角端で2、望遠端で2.2
と明るい投射レンズである。変倍比は1.2倍である。
図3の設計例も図33に示す4つのプリズムからなる色
合成プリズムCSP1用に設計された投射レンズであ
る。図1の実施例とほぼ同様の構成であるが、広角端の
FナンバーをF1.7からF2に暗くし、変倍比を1.
3倍から1.2倍にスペックダウンさせて、小型化を狙
った設計例である。実施例1のレンズ全長(最も拡大共
役側のレンズ面の頂点から、縮小共役側の共役点までの
距離)131.7mmおよび実施例2のレンズ全長13
9.813mmに対し、実施例3のレンズ全長は11
6.487mmと非常に小型になっている。The F number is 2 at the wide-angle end and 2.2 at the telephoto end.
And a bright projection lens. The zoom ratio is 1.2 times.
The design example in FIG. 3 is also a projection lens designed for the color combining prism CSP1 including the four prisms shown in FIG. The configuration is almost the same as that of the embodiment of FIG.
F-number is darkened from F1.7 to F2, and the zoom ratio is 1.
This is a design example in which the specification is reduced from 3 times to 1.2 times to reduce the size. The total lens length of Example 1 (distance from the vertex of the lens surface closest to the enlargement conjugate side to the conjugate point of the reduction conjugate side) of 131.7 mm and the total lens length of Example 2 13
In contrast to 9.813 mm, the total lens length of Example 3 is 11
It is extremely small at 6.487 mm.
【0078】(第4実施例)図4に本発明第4実施例の
レンズ断面図を、図18,19,20に第4実施例のズ
ームレンズの広角端、中間位置、望遠端の収差図を、数
値実施例4に第4実施例の設計値を示す。図4の設計例
は0.9インチ(有効表示範囲18.432mmX1
3.824mm)の液晶を投影するための投射レンズで
ある。投射サイズは広角端3.6mにおいて100イン
チである。(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a sectional view of a lens according to a fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 18, 19 and 20 are aberration diagrams of the zoom lens according to the fourth embodiment at the wide-angle end, at the intermediate position, and at the telephoto end. Numerical Example 4 shows design values of the fourth example. The design example of FIG. 4 is 0.9 inches (effective display range 18.432 mm X 1
This is a projection lens for projecting a 3.824 mm) liquid crystal. The projection size is 100 inches at the wide-angle end of 3.6 m.
【0079】Fナンバーは広角端で1.7、望遠端で2
と極めて明るい投射レンズである。変倍比は1.3倍で
ある。図4の設計例は図34に示すクロスダイクロイッ
クプリズムCSP2用に設計された投射レンズである。
図1から3の実施例と同様のレンズ構成であるが、バッ
クフォーカスを広角端の焦点距離で割った値が、実施例
1から3と比較して、小さくなっているので、レンズ全
長はパネルサイズを考慮すると極めて小さくなってい
る。The F-number is 1.7 at the wide-angle end and 2 at the telephoto end.
This is a very bright projection lens. The zoom ratio is 1.3. The design example in FIG. 4 is a projection lens designed for the cross dichroic prism CSP2 shown in FIG.
Although the lens configuration is the same as that of the embodiment of FIGS. 1 to 3, the value obtained by dividing the back focus by the focal length at the wide-angle end is smaller than that of the first to third embodiments. Considering the size, it is extremely small.
【0080】(第5実施例)図5に本発明第5実施例の
レンズ断面図を、図21,22,23に第5実施例のズ
ームレンズの広角端、中間位置、望遠端の収差図を、数
値実施例5に第5実施例の設計値を示す。図5の設計例
も0.9インチ(有効表示範囲18.432mmX1
3.824mm)の液晶を投影するための投射レンズで
ある。投射サイズは広角端3.6mにおいて100イン
チである。(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a sectional view of a lens according to a fifth embodiment of the present invention, and FIGS. 21, 22, and 23 are aberration diagrams of the zoom lens according to the fifth embodiment at the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end. Numerical example 5 shows design values of the fifth example. The design example of FIG. 5 is also 0.9 inches (effective display range 18.432 mm X 1
This is a projection lens for projecting a 3.824 mm) liquid crystal. The projection size is 100 inches at the wide-angle end of 3.6 m.
【0081】Fナンバーは広角端で1.7、望遠端で2
と極めて明るい投射レンズである。変倍比は1.3倍で
ある。図5の設計例も図34に示すクロスダイクロイッ
クプリズムCSP2用に設計された投射レンズである。
図4の実施例とほぼ同様の構成であるが、変倍の際に、
第2レンズ群IIと第5レンズ群Vを一体に移動するこ
とにより、不図示の鏡筒のカム溝を1本減らすことがで
きるので、コストダウンが可能となる。The F-number is 1.7 at the wide-angle end and 2 at the telephoto end.
This is a very bright projection lens. The zoom ratio is 1.3. 5 is also a projection lens designed for the cross dichroic prism CSP2 shown in FIG.
The configuration is almost the same as that of the embodiment of FIG.
By moving the second lens group II and the fifth lens group V integrally, the number of cam grooves of the lens barrel (not shown) can be reduced by one, so that the cost can be reduced.
【0082】(第6実施例)図6に本発明第6実施例の
レンズ断面図を、図24,25,26に第6実施例のズ
ームレンズの広角端、中間位置、望遠端の収差図を、数
値実施例6に第6実施例の設計値を示す。図6の設計例
も0.9インチ(有効表示範囲18.432mmX1
3.824mm)の液晶を投影するための投射レンズで
ある。投射サイズは広角端4mにおいて100インチで
ある。(Sixth Embodiment) FIG. 6 is a sectional view of a lens according to a sixth embodiment of the present invention. FIGS. 24, 25 and 26 show aberration diagrams of the zoom lens according to the sixth embodiment at the wide-angle end, at the intermediate position, and at the telephoto end. Numerical Example 6 shows design values of the sixth example. The design example of FIG. 6 is also 0.9 inches (effective display range 18.432 mm X 1
This is a projection lens for projecting a 3.824 mm) liquid crystal. The projection size is 100 inches at the wide-angle end of 4 m.
【0083】Fナンバーは広角端で2、望遠端で2.2
と明るい投射レンズである。変倍比は1.2倍である。
図6の設計例も図34に示すクロスダイクロイックプリ
ズムCSP2用に設計された投射レンズである。実施例
4および5と比較すると、広角端の100インチの投射
距離を遠くし、広角端のFナンバーをF1.7から、F
2に暗くして、スペックダウンし、小型化を実現したも
のである。実施例4のレンズ全長149.611mm、
実施例5のレンズ全長151.595mmに対し、実施
例6ではレンズ全長が131.619mmに短縮され
た。The F-number is 2 at the wide-angle end and 2.2 at the telephoto end.
And a bright projection lens. The zoom ratio is 1.2 times.
6 is also a projection lens designed for the cross dichroic prism CSP2 shown in FIG. Compared to Examples 4 and 5, the projection distance at the wide-angle end of 100 inches was increased, and the F-number at the wide-angle end was increased from F1.7 to F
The size is reduced to 2, and the size is reduced. The total lens length of the fourth embodiment is 149.611 mm,
In Example 6, the total lens length was reduced to 131.619 mm, compared to 151.595 mm in Example 5.
【0084】(第7実施例)図7に本発明第7実施例の
レンズ断面図を、図27,28,29に第7実施例のズ
ームレンズの広角端、中間位置、望遠端の収差図を、数
値実施例7に第7実施例の設計値を示す。(Seventh Embodiment) FIG. 7 is a sectional view of a lens according to a seventh embodiment of the present invention. FIGS. 27, 28 and 29 show aberration diagrams of the zoom lens according to the seventh embodiment at the wide-angle end, at the intermediate position, and at the telephoto end. Numerical example 7 shows design values of the seventh example.
【0085】図7の設計例は0.7インチ(有効表示範
囲14.336X10.752mm)の液晶を投影する
ための投射レンズである。投射サイズは広角端4mにお
いて100インチである。The design example shown in FIG. 7 is a projection lens for projecting a 0.7-inch (effective display area 14.336 × 10.752 mm) liquid crystal. The projection size is 100 inches at the wide-angle end of 4 m.
【0086】図7の設計例も図34に示すようなクロス
ダイクロイックプリズムCSP2用に設計された投射レ
ンズである。The design example of FIG. 7 is also a projection lens designed for the cross dichroic prism CSP2 as shown in FIG.
【0087】Fナンバーは広角端で2、望遠端で2.1
5と明るい投射レンズである。変倍比は1.2倍であ
る。レンズ構成は実施例1から6と比較して、第1レン
ズ群の構成が異なり、拡大共役側から順に、両凸レン
ズ、拡大共役側に凸の負メニスカスレンズ、拡大共役側
に強いパワーを有する負レンズより構成されている点が
異なる。実施例1から6と比較すると、プリズム光路長
が短く、Fナンバー、投射距離、変倍比もスペックダウ
ンしているので、第1群のレンズ枚数を1枚減少するこ
とができた。レンズ全長は106.559mmと本発明
実施例中最も短くなっている。The F-number is 2 at the wide-angle end and 2.1 at the telephoto end.
5 is a bright projection lens. The zoom ratio is 1.2 times. The lens configuration is different from the first to sixth embodiments in the configuration of the first lens group. The biconvex lens, the negative meniscus lens convex on the enlargement conjugate side, and the negative lens having strong power on the enlargement conjugate side are arranged in order from the enlargement conjugate side. The difference is that it is composed of a lens. Compared with Examples 1 to 6, the prism optical path length was shorter, and the F-number, the projection distance, and the zoom ratio were also down-specified, so that the number of lenses in the first group could be reduced by one. The total lens length is 106.559 mm, which is the shortest in the embodiment of the present invention.
【0088】(第8実施例)図8に本発明第8実施例の
レンズ断面図を、図30,31,32に第8実施例のズ
ームレンズの広角端、中間位置、望遠端の収差図を、数
値実施例8に第8実施例の設計値を示す。図8の設計例
は0.9インチ(有効表示範囲18.432X13.8
24)の液晶を投影するための投射レンズである。投射
サイズは広角端3.6mにおいて100インチである。(Eighth Embodiment) FIG. 8 is a sectional view of a lens according to an eighth embodiment of the present invention. FIGS. 30, 31, and 32 are aberration diagrams of the zoom lens according to the eighth embodiment at the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end. Numerical example 8 shows design values of the eighth example. 8 is 0.9 inches (effective display area 18.432 × 13.8).
24) A projection lens for projecting the liquid crystal. The projection size is 100 inches at the wide-angle end of 3.6 m.
【0089】Fナンバーは広角端で1.7、望遠端で2
と極めて明るい投射レンズである。変倍比は1.3倍で
ある。図8の設計例は図34に示すクロスダイクロイッ
クプリズムCSP2用に設計された投射レンズである。
本発明は実施例4とほぼ同様の構成であるが、第5レン
ズ群が弱い負レンズ群より構成されている点が異なる。
レンズ全長は149.804mmである。The F-number is 1.7 at the wide-angle end and 2 at the telephoto end.
This is a very bright projection lens. The zoom ratio is 1.3. The design example in FIG. 8 is a projection lens designed for the cross dichroic prism CSP2 shown in FIG.
The present invention has substantially the same configuration as that of the fourth embodiment, except that the fifth lens group is composed of a weak negative lens group.
The total lens length is 149.804 mm.
【0090】[0090]
【外1】 [Outside 1]
【0091】[0091]
【外2】 [Outside 2]
【0092】[0092]
【外3】 [Outside 3]
【0093】[0093]
【外4】 [Outside 4]
【0094】[0094]
【外5】 [Outside 5]
【0095】[0095]
【外6】 [Outside 6]
【0096】[0096]
【外7】 [Outside 7]
【0097】[0097]
【外8】 [Outside 8]
【0098】以下に各実施例における条件式(1)〜(13)
の値を示す。Hereinafter, conditional expressions (1) to (13) in each embodiment will be described.
Shows the value of
【0099】[0099]
【表1】 [Table 1]
【0100】以上、第1乃至8実施例は、液晶プロジェ
クター等でよく用いられる、画像形成素子(液晶パネ
ル、原画)を3枚揃える3板式に対応させた実施例であ
る。図35は、3板式の液晶ディスプレイ概略図で、液
晶プロジェクター31内に液晶パネル35(縮小共役側)が
3枚あり、その3枚が形成した赤、緑、青の画像を色合成
プリズム2で合成して、ズームレンズ(光学系)を通し
て、スクリーン4(拡大共役側)に投影している。もち
ろんこれは単板式でも良く、単板式の場合は、液晶パネ
ルが1枚となるので、色合成プリズムが不要となる。ま
た、本発明の光学系は液晶プロジェクターに限らず、デ
ジタルカメラ、銀塩カメラ、ビデオカメラなど様々な撮
像装置に用いても良い。図36はカメラに用いた際の概
略図で、物体39(拡大共役側)の像がズームレンズ38を
通して、カメラ本体36内の感光体37(縮小共役側)に結
像している。As described above, the first to eighth embodiments correspond to the three-plate system in which three image forming elements (liquid crystal panel, original) are often used in a liquid crystal projector or the like. FIG. 35 is a schematic diagram of a three-panel liquid crystal display, in which a liquid crystal panel 35 (reduction conjugate side) is provided in a liquid crystal projector 31.
There are three images, and the red, green and blue images formed by the three images are synthesized by the color synthesis prism 2 and projected on a screen 4 (enlargement conjugate side) through a zoom lens (optical system). Of course, this may be a single-panel type. In the case of a single-panel type, since there is only one liquid crystal panel, a color combining prism is not required. Further, the optical system of the present invention is not limited to a liquid crystal projector, and may be used for various imaging devices such as a digital camera, a silver halide camera, and a video camera. FIG. 36 is a schematic diagram when used in a camera. An image of an object 39 (magnification conjugate side) is formed on a photoconductor 37 (reduction conjugate side) in the camera body 36 through a zoom lens 38.
【0101】このように、本発明の光学系は液晶プロジ
ェクターを始め、撮像装置などにも利用することが可能
である。As described above, the optical system of the present invention can be used not only for a liquid crystal projector but also for an imaging device.
【0102】[0102]
【発明の効果】上記本発明によれば、3枚の液晶を色合
成してスクリーン上に投射するための、Fナンバーが
1.7から2と極めて明るく、液晶に対するテレセント
リック性が良好で、光学性能が良好で、小型な投射レン
ズが実現できる。According to the present invention, the F number is extremely bright, from 1.7 to 2, for synthesizing three liquid crystals and projecting the same on a screen. Good performance and a small projection lens can be realized.
【0103】本発明をクロスダイクロイックプリズムを
用いた液晶プロジェクターに応用すれば、今までにない
小型な液晶プロジェクターが実現できる。また、本発明
の投射レンズを、2種類のダイクロイックミラー層が交
差しないタイプの色合成プリズムに応用すれば、プリズ
ム光路長の増大によるレンズ全長の増加を小さく抑える
ことが可能となり、極めて製造が容易で、製造コストの
安い液晶プロジェクターが実現できる。If the present invention is applied to a liquid crystal projector using a cross dichroic prism, an unprecedented small liquid crystal projector can be realized. Further, if the projection lens of the present invention is applied to a color synthesis prism of a type in which two types of dichroic mirror layers do not intersect, it is possible to suppress an increase in the overall length of the lens due to an increase in the optical path length of the prism, which makes manufacturing extremely easy. Thus, a liquid crystal projector with low manufacturing cost can be realized.
【図1】本発明実施例1のズームレンズの断面図FIG. 1 is a sectional view of a zoom lens according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明実施例2のズームレンズの断面図FIG. 2 is a sectional view of a zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明実施例3のズームレンズの断面図FIG. 3 is a sectional view of a zoom lens according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明実施例4のズームレンズの断面図FIG. 4 is a sectional view of a zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明実施例5のズームレンズの断面図FIG. 5 is a sectional view of a zoom lens according to a fifth embodiment of the present invention.
【図6】本発明実施例6のズームレンズの断面図FIG. 6 is a sectional view of a zoom lens according to a sixth embodiment of the present invention.
【図7】本発明実施例7のズームレンズの断面図FIG. 7 is a sectional view of a zoom lens according to a seventh embodiment of the present invention.
【図8】本発明実施例8のズームレンズの断面図FIG. 8 is a sectional view of a zoom lens according to Embodiment 8 of the present invention;
【図9】本発明実施例1のズームレンズの広角端の収差
図FIG. 9 is an aberration diagram at a wide-angle end of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
【図10】本発明実施例1のズームレンズの中間位置の
収差図FIG. 10 is an aberration diagram of an intermediate position of the zoom lens according to the first embodiment of the present invention.
【図11】本発明実施例1のズームレンズの望遠端の収
差図FIG. 11 is an aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens according to Embodiment 1 of the present invention.
【図12】本発明実施例2のズームレンズの広角端の収
差図FIG. 12 is an aberration diagram at a wide-angle end of a zoom lens according to a second embodiment of the present invention.
【図13】本発明実施例2のズームレンズの中間位置の
収差図FIG. 13 is an aberration diagram at an intermediate position of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention;
【図14】本発明実施例2のズームレンズの望遠端の収
差図FIG. 14 is an aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention;
【図15】本発明実施例3のズームレンズの広角端の収
差図FIG. 15 is an aberration diagram at a wide-angle end of a zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention;
【図16】本発明実施例3のズームレンズの中間位置の
収差図FIG. 16 is an aberration diagram at an intermediate position of the zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention.
【図17】本発明実施例3のズームレンズの望遠端の収
差図FIG. 17 is an aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention;
【図18】本発明実施例4のズームレンズの広角端の収
差図FIG. 18 is an aberration diagram at a wide-angle end of a zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention.
【図19】本発明実施例4のズームレンズの中間位置の
収差図FIG. 19 is an aberration diagram at an intermediate position of the zoom lens according to Embodiment 4 of the present invention.
【図20】本発明実施例4のズームレンズの望遠端の収
差図FIG. 20 is an aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens according to Embodiment 4 of the present invention;
【図21】本発明実施例5のズームレンズの広角端の収
差図FIG. 21 is an aberration diagram at a wide-angle end of a zoom lens according to Embodiment 5 of the present invention;
【図22】本発明実施例5のズームレンズの中間位置の
収差図FIG. 22 is an aberration diagram at an intermediate position of the zoom lens according to Embodiment 5 of the present invention.
【図23】本発明実施例5のズームレンズの望遠端の収
差図FIG. 23 is an aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens according to Embodiment 5 of the present invention;
【図24】本発明実施例6のズームレンズの広角端の収
差図FIG. 24 is an aberration diagram at a wide-angle end of a zoom lens according to Embodiment 6 of the present invention;
【図25】本発明実施例6のズームレンズの中間位置の
収差図FIG. 25 is an aberration diagram at an intermediate position of the zoom lens according to Embodiment 6 of the present invention;
【図26】本発明実施例6のズームレンズの望遠端の収
差図FIG. 26 is an aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens according to Embodiment 6 of the present invention;
【図27】本発明実施例7のズームレンズの広角端の収
差図FIG. 27 is an aberration diagram at a wide-angle end of a zoom lens according to Embodiment 7 of the present invention;
【図28】本発明実施例7のズームレンズの中間位置の
収差図FIG. 28 is an aberration diagram at an intermediate position of the zoom lens according to Embodiment 7 of the present invention;
【図29】本発明実施例7のズームレンズの望遠端の収
差図FIG. 29 is an aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens according to Embodiment 7 of the present invention;
【図30】本発明実施例8のズームレンズの広角端の収
差図FIG. 30 is an aberration diagram at a wide-angle end of a zoom lens according to Embodiment 8 of the present invention;
【図31】本発明実施例8のズームレンズの中間位置の
収差図FIG. 31 is an aberration diagram at an intermediate position of the zoom lens according to Embodiment 8 of the present invention;
【図32】本発明実施例8のズームレンズの望遠端の収
差図FIG. 32 is an aberration diagram at a telephoto end of a zoom lens according to Embodiment 8 of the present invention;
【図33】本発明実施例1のズームレンズと色合成プリ
ズムの断面図FIG. 33 is a sectional view of a zoom lens and a color combining prism according to the first embodiment of the present invention.
【図34】本発明の投射レンズと組み合わされるクロス
ダイクロイックプリズムの断面図FIG. 34 is a cross-sectional view of a cross dichroic prism combined with the projection lens of the present invention.
【図35】本発明を液晶プロジェクターに利用したとき
の概略図FIG. 35 is a schematic diagram when the present invention is applied to a liquid crystal projector.
【図36】本発明をカメラに利用したときの概略図FIG. 36 is a schematic diagram when the present invention is applied to a camera.
I 第1レンズ群 II 第2レンズ群 III 第3レンズ群 IV 第4レンズ群 V 第5レンズ群 VI 第6レンズ群 FP 焦点面 CSP 色合成プリズム CSP1 4つのプリズムからなる色合成プリズム CSP2 クロスダイクロイックプリズム I First lens group II Second lens group III Third lens group IV Fourth lens group V Fifth lens group VI Sixth lens group FP Focal plane CSP Color synthesis prism CSP1 Color synthesis prism composed of four prisms CSP2 Cross dichroic prism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/74 H04N 5/74 A 9/31 9/31 C Fターム(参考) 2H087 KA06 KA07 MA12 PA10 PA11 PA18 PB11 PB12 QA02 QA07 QA14 QA22 QA26 QA34 QA41 QA45 RA36 RA41 SA57 SA63 SA64 SA65 SA66 SA72 SB05 SB13 SB22 SB32 SB44 5C022 AB66 AC54 5C058 AA06 BA05 BA25 EA12 EA26 5C060 BA04 BA09 BB13 BC05 GB05 HC01 HC10 HC21 JA17 JB06──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/74 H04N 5/74 A 9/31 9/31 CF term (reference) 2H087 KA06 KA07 KA07 MA12 PA10 PA11 PA18 PB11 PB12 QA02 QA07 QA14 QA22 QA26 QA34 QA41 QA45 RA36 RA41 SA57 SA63 SA64 SA65 SA66 SA72 SB05 SB13 SB22 SB32 SB44 5C022 AB66 AC54 5C058 AA06 BA05 BA25 EA12 EA26 5C060 BA04 BA09 BB13 BC05 HC05 HC01 HC01
Claims (40)
光学成分によって全系が構成され、該少なくとも6つの
光学成分のうち少なくとも4つが変倍の際に移動し、最
も拡大共役側に近い第1光学成分が負の光学的パワーを
有する光学系であって、該第1光学成分は、拡大共役側
から順に、両凸レンズ、拡大共役側に凸の負メニスカス
レンズ、負レンズ、縮小共役側に比して拡大共役側に強
いパワーを有する正レンズを有することを特徴とする光
学系。1. A system comprising at least six optical components having optical power, wherein at least four of the at least six optical components move during zooming, and the first optical component is closest to the magnification conjugate side. The component is an optical system having negative optical power, and the first optical component is, in order from the enlargement conjugate side, a biconvex lens, a negative meniscus lens convex to the enlargement conjugate side, a negative lens, and a reduction conjugate side. An optical system characterized by having a positive lens having strong power on the enlargement conjugate side.
光学成分によって全系が構成され、該少なくとも6つの
光学成分のうち少なくとも4つが変倍の際に移動し、最
も拡大共役側に近い第1光学成分が負の光学的パワーを
有する光学系であって、前記少なくとも6つの光学成分
のうち拡大共役側から2番目の第2光学成分は、拡大共
役側から順に、正レンズ、縮小共役側に比して拡大共役
側に強いパワーを有する負レンズを備えることを特徴と
する光学系。2. The first optical system, which is constituted by at least six optical components having optical power, wherein at least four of the at least six optical components move during zooming and are closest to the magnification conjugate side. An optical system whose component has negative optical power, of the at least six optical components, the second second optical component from the enlargement conjugate side, in order from the enlargement conjugate side, has a ratio between the positive lens and the reduction conjugate side. An optical system comprising a negative lens having strong power on the enlargement conjugate side.
光学成分によって全系が構成され、該少なくとも6つの
光学成分のうち少なくとも4つが変倍の際に移動し、最
も拡大共役側に近い第1光学成分が負の光学的パワーを
有する光学系であって、前記少なくとも6つの光学成分
のうち拡大共役側から3番目の第3光学成分は、1枚の
正レンズから成ることを特徴とする光学系。3. A first optical system having at least six optical components having optical power, wherein at least four of the at least six optical components move at the time of zooming and are closest to the magnification conjugate side. An optical system in which the component has a negative optical power, wherein the third optical component, which is the third optical component from the magnification conjugate side, of the at least six optical components comprises one positive lens. .
光学成分によって全系が構成され、該少なくとも6つの
光学成分のうち少なくとも4つが変倍の際に移動し、最
も拡大共役側に近い第1光学成分が負の光学的パワーを
有する光学系であって、光学系全系の広角端の焦点距離
をfw、前記少なくとも6つの光学成分のうち拡大共役側
から2番目の第2光学成分の焦点距離をf2とした時、 0.02<fw/f2<0.6 を満足することを特徴とする光学系。4. A first optical system having at least six optical components having optical power, wherein at least four of the at least six optical components move during zooming, and the first optical component is closest to the enlargement conjugate side. The component is an optical system having a negative optical power, and the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, and the focal length of the second second optical component from the magnification conjugate side of the at least six optical components Where f2 is satisfied, and 0.02 <fw / f2 <0.6 is satisfied.
大共役側から3番目の第3光学成分は、1枚の正レンズ
から成ることを特徴とする請求項4記載の光学系。5. The optical system according to claim 4, wherein a third third optical component from the enlargement conjugate side of said at least six optical components comprises one positive lens.
大共役側から2番目の第2光学成分は、拡大共役側か
ら、正レンズ、縮小共役側に比して拡大共役側に強いパ
ワーを有する負レンズを備えることを特徴とする請求項
3乃至5いずれか1項記載の光学系。6. A second optical component, which is second from the enlargement conjugate side, of the at least six optical components, has a negative power having a stronger power on the enlargement conjugate side than on the positive lens and the reduction conjugate side from the enlargement conjugate side. The optical system according to claim 3, further comprising a lens.
も拡大共役側の第1光学成分は、拡大共役側から順に、
両凸レンズ、拡大共役側に凸の負メニスカスレンズ、負
レンズ、縮小共役側に比して拡大共役側に強いパワーを
有する正レンズを備えることを特徴とする請求項2乃至
6いずれか1項記載の光学系。7. The first optical component closest to the enlargement conjugate side among the at least six optical components is, in order from the enlargement conjugate side,
7. A biconvex lens, a negative meniscus lens convex on the enlargement conjugate side, a negative lens, and a positive lens having stronger power on the enlargement conjugate side than on the reduction conjugate side. Optical system.
も拡大共役側の第1光学成分は、拡大共役側から順に、
両凸レンズ、拡大共役側に凸の負メニスカスレンズ、拡
大共役側に強いパワーを有する負レンズを備えることを
特徴とする請求項2乃至6いずれか1項記載の光学系。8. The first optical component closest to the enlargement conjugate side among the at least six optical components is, in order from the enlargement conjugate side,
7. The optical system according to claim 2, further comprising a biconvex lens, a negative meniscus lens convex on the enlargement conjugate side, and a negative lens having strong power on the enlargement conjugate side.
屈折力の第1光学成分、正の屈折力の第2光学成分、正
の屈折力の第3光学成分、負の屈折力の第4光学成分、
正又は負の屈折力の第5光学成分、正の屈折力の第6光
学成分という6つの光学成分を有することを特徴とする
請求項1乃至8いずれか1項記載の光学系。9. The entire optical system includes, in order from the magnification conjugate side, a first optical component having a negative refractive power, a second optical component having a positive refractive power, a third optical component having a positive refractive power, and a negative refractive power. A fourth optical component of
9. The optical system according to claim 1, comprising six optical components: a fifth optical component having a positive or negative refractive power and a sixth optical component having a positive refractive power.
最も拡大共役側の第1光学成分の焦点距離をf1、また光
学系全系の広角端の焦点距離をfwとする時、 −1<fw/f1<−0.3 を満足することを特徴とする請求項1乃至9いずれか1項
記載の光学系。10. When the focal length of the first optical component closest to the enlargement conjugate side among the at least six optical components is f1 and the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, -1 <fw / 10. The optical system according to claim 1, wherein f1 <-0.3 is satisfied.
拡大共役側から3番目の第3光学成分の焦点距離をf3、
また光学系全系の広角端の焦点距離をfwとする時、 0.45<fw/f3<1.3 を満足することを特徴とする請求項1乃至10いずれか1
項記載の光学系。11. The focal length of a third third optical component from the enlargement conjugate side among the at least six optical components is f3,
11. The lens system according to claim 1, wherein 0.45 <fw / f3 <1.3 is satisfied when the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw.
The optical system according to the item.
拡大共役側から4番目の第4光学成分の焦点距離をf4、
また光学系全系の広角端の焦点距離をfwとする時、 −0.9<fw/f4<−0.1 を満足することを特徴とする請求項1乃至11いずれか1
項記載の光学系。12. A focal length of a fourth fourth optical component from an enlargement conjugate side among the at least six optical components is f4,
12. The optical system according to claim 1, wherein when the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, -0.9 <fw / f4 <-0.1 is satisfied.
The optical system according to the item.
拡大共役側から5番目の第5光学成分の焦点距離をf5、
また光学系全系の広角端の焦点距離をfwとする時、 −0.15<fw/f5<0.35 を満足することを特徴とする請求項1乃至12いずれか1
項記載の光学系。13. The focal length of a fifth fifth optical component from the enlargement conjugate side among the at least six optical components is f5,
13. The optical system according to claim 1, wherein, when the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, -0.15 <fw / f5 <0.35 is satisfied.
The optical system according to the item.
拡大共役側から6番目の第6光学成分の焦点距離をf6、
また光学系全系の広角端の焦点距離をfwとする時、 0.2<fw/f6<0.8 を満足することを特徴とする請求項1乃至13いずれか1
項記載の光学系。14. A focal length of a sixth sixth optical component from an enlargement conjugate side among the at least six optical components is f6,
14. The lens system according to claim 1, wherein 0.2 <fw / f6 <0.8 is satisfied when the focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw.
The optical system according to the item.
して縮小側共役点に対して固定されていることを特徴と
する請求項1乃至14いずれか1項記載の光学系。15. The optical system according to claim 1, wherein the optical components at both ends of the optical system are fixed with respect to the reduction-side conjugate point during zooming.
拡大共役側から2番目、5番目の光学成分である第2光学
成分、第5光学成分は、変倍に際して一体に移動するこ
とを特徴とする請求項1乃至15いずれか1項に記載の
光学系。16. The second optical component and the fifth optical component, which are the second and fifth optical components from the enlargement conjugate side, of the at least six optical components, move together during zooming. The optical system according to claim 1.
拡大共役側から2、3、4、5番目の光学成分である第
2光学成分、第3光学成分、第4光学成分、第5光学成
分は広角端から望遠端への変倍に際し、すべて縮小共役
側から拡大共役側へ移動することを特徴とする請求項1
乃至16いずれか1項に記載の光学系。17. The second, third, fourth, and fifth optical components that are the second, third, fourth, and fifth optical components from the magnification conjugate side of the at least six optical components are 2. A zoom lens system according to claim 1, wherein when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the zoom lens moves from the reduction conjugate side to the enlargement conjugate side.
17. The optical system according to any one of items 16 to 16.
拡大共役側から4番目の第4光学成分は拡大共役側に比
して縮小共役側に強いパワーを有する1枚の負レンズを
有することを特徴とする請求項1乃至17いずれか1項
記載の光学系。18. A fourth optical component, which is the fourth optical component from the enlargement conjugate side among the at least six optical components, has one negative lens having a stronger power on the reduction conjugate side than on the enlargement conjugate side. The optical system according to any one of claims 1 to 17, wherein
拡大共役側から5番目の第5光学成分は拡大共役側から
順に、縮小共役側に比して拡大共役側に強いパワーを有
する負レンズ、縮小共役側に強いパワーを有する正レン
ズ、縮小共役側に強いパワーを有する正レンズを備える
ことを特徴とする請求項1乃至18いずれか1項記載の
光学系。19. A fifth lens component, which is a fifth optical component from the enlargement conjugate side among the at least six optical components, is a negative lens having stronger power on the enlargement conjugate side than on the reduction conjugate side in order from the enlargement conjugate side. 19. The optical system according to claim 1, further comprising a positive lens having a strong power on the conjugate side and a positive lens having a strong power on the reduction conjugate side.
拡大共役側から6番目の第6光学成分は、縮小共役側に
比して拡大共役側に強いパワーを有する1枚の正レンズ
を有することを特徴とする請求項1乃至19いずれか1
項記載の光学系。20. The sixth optical component, which is the sixth optical component from the enlargement conjugate side among the at least six optical components, has one positive lens having a stronger power on the enlargement conjugate side than on the reduction conjugate side. 20. Any one of claims 1 to 19, characterized in that:
The optical system according to the item.
最も拡大共役側の第1光学成分を光軸方向に移動して、
フォーカス調整を行うことを特徴とする請求項1乃至2
0いずれか1項に記載の光学系。21. A first optical component closest to the enlargement conjugate side among the at least six optical components is moved in an optical axis direction,
3. The focus adjustment is performed.
0. The optical system according to any one of the preceding items.
遠方にあるとき、前記少なくとも6つの光学成分のうち
最も縮小共役側の光学成分の最も縮小共役側の面と縮小
側の共役点との間の空気換算長をbf、光学系全系の広角
端の焦点距離をfwとする時、 0.8<bf/fw を満足することを特徴とする請求項1乃至21いずれか1
項記載の光学系。22. When the conjugate point on the enlargement side is at infinity from the optical system, the most conjugate side of the at least six optical components and the most conjugate point on the reduction side are connected with the conjugate point on the reduction side. 23, wherein 0.8 <bf / fw is satisfied, where bf is the air-equivalent length and fw is the focal length at the wide-angle end of the entire optical system.
The optical system according to the item.
拡大共役側から2,3,4,5番目の光学成分を第2光
学成分、第3光学成分、第4光学成分、第5光学成分と
し、広角端から望遠端への変倍時の第2光学成分の移動
量をM2、広角端から望遠端への変倍時の第3光学成分
の移動量をM3、広角端から望遠端への変倍時の第4光
学成分の移動量をM4、広角端から望遠端への変倍時の
第5光学成分の移動量をM5とする時、 1.3 <M2/M3<1 0.4 <M4/M3<1 0.4 <M5/M3<1 を満足することを特徴とする請求項1乃至22いずれか
1項記載の光学系。23. The second, third, fourth, and fifth optical components of the at least six optical components from the magnification conjugate side as a second optical component, a third optical component, a fifth optical component, The amount of movement of the second optical component at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end is M2, the amount of movement of the third optical component at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end is M3, and the amount of change is M3 from the wide-angle end to the telephoto end. When the moving amount of the fourth optical component at the time of magnification is M4 and the moving amount of the fifth optical component at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end is M5, 1.3 <M2 / M3 <10.4 <M4 / M3 < 23. The method according to claim 1, wherein 1 0.4 <M5 / M3 <1 is satisfied.
The optical system according to item 1.
拡大共役側から順に、第1光学成分、第2光学成分、第3
光学成分、第4光学成分、第5光学成分、第6光学成分と
する時、広角端から望遠端への変倍に際して、該第1光
学成分と第2光学成分の間隔は減少し、該第2光学成分
と第3光学成分の間隔は減少し、該第3光学成分と第4
光学成分の間隔は増加し、該第5光学成分と第6光学成
分の間隔は増加することを特徴とする請求項1乃至23
いずれか1項記載の光学系。24. A first optical component, a second optical component, a third optical component,
When the optical component, the fourth optical component, the fifth optical component, and the sixth optical component are used, at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first optical component and the second optical component decreases, and The distance between the second optical component and the third optical component decreases, and the third optical component and the fourth optical component
The distance between the optical components increases, and the distance between the fifth optical component and the sixth optical component increases.
7. The optical system according to claim 1.
し、広角端の縮小側共役点と縮小側瞳位置の距離をtkw
とする時、 |fw/tkw|<0.25 を満たすことを特徴とする請求項1乃至24いずれか1項
に記載の光学系。25. The focal length at the wide-angle end of the entire optical system is fw, and the distance between the reduction-side conjugate point and the reduction-side pupil position at the wide-angle end is tkw.
The optical system according to any one of claims 1 to 24, wherein | fw / tkw | <0.25 is satisfied.
光を合成するための色合成手段を有し、該複数の画像形
成素子からの光を被投射面上に投射する投射光学系にお
いて、拡大側の共役点が前記投射光学系から無限遠方に
ある時の投射光学系と画像形成素子との間の空気換算長
をbf、前記色合成プリズムの空気換算長をppathとする
時、 1.2<bf/ppath<2.1 を満たすことを特徴とする投射光学系。26. A projection optical system comprising a color synthesizing unit for synthesizing lights of different colors from a plurality of image forming elements, and projecting light from the plurality of image forming elements onto a projection surface. When the air conversion length between the projection optical system and the image forming element when the conjugate point on the enlargement side is at infinity from the projection optical system is bf, and the air conversion length of the color combining prism is ppath, 1.2 < A projection optical system which satisfies bf / ppath <2.1.
て、 1.2<bf/ppath<1.5 を満たすことを特徴とする投射光学系。27. The projection optical system according to claim 26, wherein 1.2 <bf / ppath <1.5 is satisfied.
ムより構成されていて、互いに波長域が異なる光を反射
する2つのダイクロイックミラー層を有し、該2つのダ
イクロイックミラー層は前記色合成手段内部で交差しな
いことを特徴とする請求項26又は27に従う投射光学
系。28. The color synthesizing means comprises two or more prisms, and has two dichroic mirror layers that reflect light having different wavelength ranges from each other, and the two dichroic mirror layers are the color synthesizing layers. 28. A projection optical system according to claim 26 or 27, wherein the projection optical system does not intersect inside the means.
を兼ねる面を備えるプリズムを最も射出側に有し、また
前記2つのダイクロイックミラー層の間に配置されるプ
リズムを色合成方向の平面で切断したとき、断面図外形
は4つ以上の線分により形成され、該ダイクロイックミ
ラー層が形成されていない面の断面図の屈曲点の少なく
とも一つは、該2つのダイクロイックミラー層が形成さ
れている面の断面図の線分の両端を結んだ線分よりプリ
ズムの内側に存在することを特徴とする請求項28記載
の投射光学系。29. The color synthesizing means has a prism having a surface that functions as a total reflection surface and a transmission surface on the most exit side, and further includes a prism disposed between the two dichroic mirror layers in a color synthesis direction. When cut along a plane, the cross-sectional view outline is formed by four or more line segments, and at least one of the bending points in the cross-sectional view of the surface on which the dichroic mirror layer is not formed is formed by the two dichroic mirror layers. 29. The projection optical system according to claim 28, wherein the projection optical system exists inside the prism with respect to a line segment connecting both ends of the line segment in the cross-sectional view of the surface.
を兼ねる面を備えるプリズムを最も射出側に有し、また
前記2つのダイクロイックミラー層の間に配置されるプ
リズムを色合成方向の平面で切断したとき、断面図外形
は4つ以上の線分により形成され、該断面図外形の内角
の少なくとも一つは180度を超える角度であることを
特徴とする請求項28又は29記載の投射光学系。30. The color synthesizing means includes a prism having a surface that functions as a total reflection surface and a transmission surface on the most exit side, and further includes a prism disposed between the two dichroic mirror layers in a color synthesis direction. 30. The sectional view according to claim 28 or 29, wherein when cut in a plane, the cross-sectional outline is formed by four or more line segments, and at least one of the inner angles of the cross-sectional outline is an angle exceeding 180 degrees. Projection optics.
ムより構成されていて、全反射面と透過面を兼ねる面を
備えるプリズムを最も射出側に有し、互いに波長域が異
なる光を反射する2つのダイクロイックミラー層を有
し、該2つのダイクロイックミラー層の間には複数のプ
リズムが配置されていることを特徴とする請求項28乃
至30いずれか1項記載の投射光学系。31. The color synthesizing means is constituted by four or more prisms, has a prism having a surface that functions as a total reflection surface and a transmission surface on the most exit side, and reflects light having different wavelength ranges from each other. 31. The projection optical system according to claim 28, further comprising two dichroic mirror layers, wherein a plurality of prisms are arranged between the two dichroic mirror layers.
に、光学的に平滑な面を3面以上備える第1プリズム
と、光学的に平滑な面を2面以上備えた第2プリズム
と、光学的に平滑な面を3面以上備えた第3プリズム
と、光学的に平滑な面を2面以上備えた第4プリズムと
を備え、該第1プリズムと第2プリズムの向かい合う面
の一方又は双方に第1の色光を反射するダイクロイック
ミラー層を備え、該第3プリズムと該第4プリズムが向
かい合う面の一方又は双方に第2の色光を反射するダイ
クロイックミラー層を備えることを特徴とする請求項2
8乃至31いずれか1項記載の投射光学系。32. The color combining means includes, in order from the light emission side, a first prism having three or more optically smooth surfaces and a second prism having two or more optically smooth surfaces. A third prism having three or more optically smooth surfaces, and a fourth prism having two or more optically smooth surfaces, one of the opposing surfaces of the first and second prisms Alternatively, a dichroic mirror layer that reflects the first color light is provided on both sides, and a dichroic mirror layer that reflects the second color light is provided on one or both surfaces of the third prism and the fourth prism facing each other. Claim 2
32. The projection optical system according to any one of items 8 to 31.
に、光学的に平滑な面を3面以上備え、該3面以上の面
の中の一つの面が透過面と全反射面を兼ねる面を備える
第1プリズムと、光学的に平滑な面を2面以上備えた第
2プリズムと、光学的に平滑な面を3面以上備えた第3
プリズムと、光学的に平滑な面を2面以上備えた第4プ
リズムとを備え、該第1プリズムと第2プリズムの向か
い合う面の一方又は双方に第1の色光を反射するダイク
ロイックミラー層を備え、該第3プリズムと該第4プリ
ズムが向かい合う面の一方又は双方に第2の色光を反射
するダイクロイックミラー層を備えることを特徴とする
請求項28乃至32いずれか1項記載の投射光学系。33. The color synthesizing means includes, in order from the light emission side, at least three optically smooth surfaces, and one of the three or more surfaces has a transmission surface and a total reflection surface. A first prism having a dual-purpose surface, a second prism having two or more optically smooth surfaces, and a third prism having three or more optically smooth surfaces.
A prism, and a fourth prism having two or more optically smooth surfaces, and a dichroic mirror layer that reflects the first color light on one or both of the opposing surfaces of the first prism and the second prism. 33. The projection optical system according to claim 28, further comprising: a dichroic mirror layer that reflects the second color light on one or both surfaces of the third and fourth prisms facing each other.
の光学成分によって全系が構成され、該少なくとも6つ
の光学成分のうち少なくとも4つが変倍の際に移動し、
最も拡大共役側に近い第1光学成分が負の工学的パワー
を有することを特徴とする請求項26乃至33いずれか
1項に記載の投射光学系。34. The whole system is constituted by at least six optical components having optical power, wherein at least four of the at least six optical components move during zooming,
The first optical component closest to the magnification conjugate side has a negative engineering power.
The projection optical system according to item 1.
光を合成するための色合成手段を有し、該複数の画像形
成素子からの光を被投射面上に投射する投射光学系とし
て請求項1乃至25いずれか1項に記載の光学系を用い
る投射光学系において、拡大側の共役点が前記投射光学
系から無限遠方にある時の投射光学系と画像形成素子と
の間の空気換算長をbf、前記色合成プリズムの空気換算
長をppathとする時、 1.2<bf/ppath<2.1 を満たすことを特徴とする投射光学系。35. A projection optical system comprising a color synthesizing unit for synthesizing light of different colors from a plurality of image forming elements, and projecting the light from the plurality of image forming elements onto a projection surface. Item 25. In the projection optical system using the optical system according to any one of Items 1 to 25, an air conversion between the projection optical system and the image forming element when the enlargement side conjugate point is at infinity from the projection optical system. The projection optical system satisfies 1.2 <bf / ppath <2.1, where bf is the length and ppath is the air conversion length of the color combining prism.
て、 1.2<bf/ppath<1.5 を満たすことを特徴とする投射光学系。36. The projection optical system according to claim 35, wherein 1.2 <bf / ppath <1.5 is satisfied.
学系を有し、該光学系を用いて、縮小側の共役点に配置
された画像形成素子により形成される像を拡大投影する
ことを特徴とする画像投影装置。37. An optical system according to claim 1, wherein an image formed by an image forming element arranged at a conjugate point on a reduction side is enlarged and projected by using the optical system. An image projection device characterized by the above-mentioned.
載の投射光学系を有し、該投射光学系を用いて、縮小側
の共役点に配置された画像形成素子により形成される像
を拡大投影することを特徴とする画像投影装置。38. An image forming apparatus comprising: the projection optical system according to claim 26; and using the projection optical system to form an image formed by an image forming element disposed at a conjugate point on a reduction side. An image projection device for performing enlarged projection.
ら成ることを特徴とする請求項37又は38いずれか1
項記載の画像投影装置。39. The image forming device according to claim 37, wherein the image forming device comprises a liquid crystal display device.
Item.
光学系を用いて、縮小側の共役点にある感光体に物体の
像を投影することを特徴とする撮像装置。40. An image pickup apparatus using the optical system according to claim 1 to project an image of an object onto a photoconductor at a conjugate point on a reduction side.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000167493A JP2001350094A (en) | 2000-06-05 | 2000-06-05 | Optical system, projection optical system, image projection device having the same, and imaging device |
| US09/790,171 US6633436B2 (en) | 2000-02-23 | 2001-02-21 | Optical system, projection optical system, image projection apparatus having it, and image pickup apparatus |
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| JP2000167493A JP2001350094A (en) | 2000-06-05 | 2000-06-05 | Optical system, projection optical system, image projection device having the same, and imaging device |
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|---|---|
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6801367B2 (en) | 2002-06-12 | 2004-10-05 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Zoom lens and projection display device which uses same |
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