JPH0456816A - 投影ズームレンズ - Google Patents

投影ズームレンズ

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JPH0456816A
JPH0456816A JP16490890A JP16490890A JPH0456816A JP H0456816 A JPH0456816 A JP H0456816A JP 16490890 A JP16490890 A JP 16490890A JP 16490890 A JP16490890 A JP 16490890A JP H0456816 A JPH0456816 A JP H0456816A
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lens
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wide
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Kotaro Yano
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ズームレンズ、特にプロジェクション用に好
適なズームレンズに関する。
〔従来の技術〕
まず、第7図に一般的なカラー液晶画面に形成された像
を投影するプロジェクションテレビの構成図を示す。l
は白色光源でコリメートされた光を射出する。2 (2
a、 2b、 2c)は液晶表示素子、3 (3a。
3b)は反射ミラー、4.5.6はそれぞれ赤反射ダイ
クロイックミラー、緑反射グイクロイックミラー青反射
ダイクロイックミラー、7は投影レンズである。こうい
った構成のもとでは、投影レンズの最終面から液晶表示
素子までの間(バックフォーカス間)に反射ミラーある
いはダイクロイックミラー等の少な(とも2枚のミラー
を配置する必要から、どうしても長いバックフォーカス
を確保しなければならない。
〔発明が解決しようとしている問題点〕ところで、バッ
クフォーカスが長く、又簡易なズームレンズとして負の
屈折力を有するレンズが先行し、次に正の屈折力を有す
るレンズで構成される所謂2群型のズームレンズが考え
られるが、ズーミングに際しての第2レンズ群の移動量
が大きくなり、又ズームレンズ全系も長(なるという問
題が生じている。
本発明はかかる問題点に鑑みて、比較的に長いバックフ
ォーカスを確保するとともに小型化を図りながら光学性
能の良好なズームレンズを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
そして本発明の特徴とするところは、大きな共役側から
順に正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有
する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群を
有し、広角側から望遠側へのズーミングに際して、前記
第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が増大し、第2レン
ズ群と第3レンズ群の間隔が減少し、第3レンズ群が大
きな共役側へ移動するズームレンズであって、広角端に
おける全系の焦点距離をfW、前記第1レンズ群の焦点
距離をfr、第2レンズ群の焦点距離をfII、広角端
における第2レンズ群と第3レンズ群との主点間隔をe
IIWとするとき、 0.3<e r1w/ f W <0.6      
 − (1)1.5 <  (1/fI + 1/fn
 )・fW < 2.0 − (2)0.3<−f m
/f W <0.45     − (3)なる条件式
を満足することにある。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら本発明のズームレンズについ
て説明する。
第1図から第3図は後述する本発明の数値実施例に対応
するレンズ断面図である。
■は不図示のスクリーン(大きな共役)側に位置し、正
の屈折力を有する第1レンズ群、■は負の屈折力を有す
る第2レンズ群、■は不図示の液晶等の原画像(小さな
共役)側に位置し、正の屈折力を有する第3レンズ群で
、広角側から望遠側へのズーミングに際して実線で示す
通りの移動軌跡に従って移動している。尚、Wは広角端
、Mは中間、Tは望遠端を各々示している。
そして、本発明においては前述した問題点を解決するた
めに条件式(1)、  (2)、  (3)を満足させ
ている。
ところで、本実施例のズームレンズにおいては原画像側
に位置し、正の屈折力を有する第3レンズ群をスクリー
ン側に移動させて広角側から望遠側への変倍を行ってい
るが、第3レンズ群の最終レンズ面と原画像との間に前
述した通りダイクロイックミラー等の光学部品を配置す
る必要からこの間の距離(以下バックフォーカスと称す
る。)を広角端で十分に確保しなければならない。
ここで薄肉系を考えた時、広角端におけるバックフォー
カスをSWとすると S w= (1−(e+w+e nw) /fI(1−
e+w/fI)  e  nw/f  nl  ・ f
  w・・・(A) (但し、elWは広角端における第1レンズ群と第2レ
ンズ群との主点間隔である。)となる。第1レンズ群と
第2レンズ群との間隔は広角端で最小となるので、(A
)式中のe+wの値はレンズ全系をコンパクトにするた
めにあまり大きな値をとることができない。そこで(A
)式をSw=(k−enw・(1/fI+1/fII)
”fW   −(B)(但し、k = 1−e+w/f
I+e+w−enw/ (fj−fn ) )と変形し
てみる。するとこの式(B)がらenwの値および−(
1/f)+1/f ff)の値を大きくすると、薄肉系
のバックフォーカスswが大きくなるので厚肉系でのバ
ックフォーカスも長くなる傾向にあることがわかる。
従って条件式(1)の下限値を越えるとバックフォーカ
スを長く保つことが困難となる。一方、上限値を越える
と逆にレンズ全系が大きくなりコンパクト化を図ること
が困難になってくる。
又、条件式(2)の下限値を越えても同様にバックフォ
ーカスを長(保つことが困難となる。
一方、条件式(2)式の上限値を越えると第1群の焦点
距離flも大きくなるので、ズーミングにおける第1レ
ンズ群の移動量も大きくなるので、コンパクトなレンズ
系を達成するのが困難となる。
更に条件式(3)の下限値を越えてくると、第2レンズ
群の焦点距離1fnlが小さ(なり、像面がオーバーに
発生し、他のレンズ群でのこの収差を補正することが困
難となる。又、小さな共役面(液晶表示素子)における
樽型の歪曲収差も発生し、特に広角端での収差の補正が
困難となる。
一方、(3)式の上限値を越える程、つまり第2の焦点
距離1f■1が大きくなりすぎると、ズーミングにおけ
る第2レンズ群の移動量が大きくなり、所定の変倍比を
稼ぐことが困難になってくる。
一方、本発明のように正、負、正から成るズームレンズ
において、比較的長いバックフォーカスを確保しながら
、さらに良好な光学性能を維持するには、前記第3レン
ズ群が少なくとも1枚の負レンズを有し、そのうち負の
屈折力の最も強い負レンズ■2を境として、前記第3レ
ンズ群中であってこの負レンズ■2よりも大きな共役側
のレンズ群をレンズ群■1としたとき、このレンズ群■
1の焦点距離をfW+とし、前記負レンズ■2の小さな
共役側のレンズ面の曲率半径をrAとするとき、0.6
<rA/ f w<0.9       ・・・(4)
0.5<f m+/ f w <0.8      −
 (5)なる条件を満足させるとよい。
条件式(4)は負レンズ■2の小さな共役側のレンズ面
の曲率半径に関する条件式であり、(4)式の下限値を
越えると、負レンズ■2の小さな共役側のレンズ面で発
生するオーバ一方向の球面収差、非点収差が大きくなり
、その補正が困難となる。
一方上限値を越えると、負レンズ■2の小さな共役側の
レンズ面で発生する小さな共役側での糸まき型の歪曲収
差の発生が小さ(なり、特に広角端で第2レンズ群で発
生する樽型の歪曲収差の補正が困難となる。
また、条件式(5)はレンズ群■1の焦点距離fmlを
適切に定める条件式であり、(5)式の下限値を越える
と第3レンズ群の大きな共役側の主点が大きな共役側に
寄るので、前述の式(B)で示す主点間隔emwの値が
小さくなり、バックフォーカスを長く保つことが困難に
なってくる。逆に条件式(チ)の上限値を越えると、負
レンズ■2の小さな共役側のレンズ面で歪曲収差を補正
しようとする時に同時に発生するオーバ一方向の球面収
差をアンダ一方向に補正することが困難となる。
次に本発明の数値実施例を示す。数値実施例においてR
1はスクリーン側より順に第1番目のレンズ面の曲率半
径、D、はスクリーンより順に第1番目のレンズ厚及び
空気間隔、N1とν1は夫々スクリーン側より順に第1
番目のレンズのガラスの屈折率とアツベ数である。
尚、実施例1〜3において、フォーカスは第1レンズ群
■を光軸に沿って移動させて行っている。又、可変間隔
D8にスクリーン距離■時の間隔を示す。
尚、各数値条件式に対応した各数値実施例の値を以下の
表に示す。
〔発明の効果〕
以上説明したように、スクリーン側より正の屈折力の第
1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の
第3レンズ群を有し、第1レンズ群と第2レンズ群の間
隔を増大し、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔を減少
し、第3レンズ群をスクリーン側に移動して広角端より
望遠端に変倍を行うズームレンズの屈折力の配置を特定
することにより、バックフォーカスの長いズームレンズ
を達成し、カラー液晶プロジェクションTV用の投影レ
ンズとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は各々本発明の数値実施例1〜3のレン
ズ断面、 第4図〜第6図は各々本発明の数値実施例1〜3の諸収
差図で、広角端で倍率が3/100の距離における小さ
な共役面における諸収差図を示す。 第7図はプロジェクタ−の構成図である。 収差図において、Wは広角端、Mは中間、Tは望遠端の
収差図を示す。 lは光源、 2は液晶表示素子、 3はミラーを示す。 躬1図 Fん埴 げ=//り。 球垂収蟇 非、軟双Δ W −7ノ、?゛ 歪曲 (ンζ′ン F/z乙 W二27.ざ 抹面喉幕 非力、収差 ガ=2”l、6゜ 歪曲(に) Fな、? w=75.2” (d=/s、2゜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)大きな共役側から順に、正の屈折力を有する第1
    レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折
    力を有する第3レンズ群を有し、広角側から望遠側への
    ズーミングに際して、前記第1レンズ群と第2レンズ群
    の間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔が
    減少し、第3レンズ群が大きな共役側へ移動するズーム
    レンズであって、広角端における全系の焦点距離をf_
    W、前記第1レンズ群の焦点距離をf_ I 、第2レン
    ズ群の焦点距離をf_II、広角端における第2レンズ群
    と第3レンズ群との主点間隔をe_II_Wとするとき、 0.3<e_II_W/f_W<0.6 1.5<−(1/f_ I +1/f_II)・f_W<2
    .00.3<−f_II/f_W<0.45 なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 (2)前記第3レンズ群は少なくとも1枚の負レンズを
    有し、負の屈折力の最も強い負レンズを境として、前記
    第3レンズ群中であってこの強い負レンズよりも大きな
    共役側のレンズ群の焦点距離をf_III_1とし、強い
    負レンズの小さな共役側のレンズ面の曲率半径をr_A
    とするとき 0.6<r_A/f_W<0.9 0.5<f_III_1/f_W<0.8 なる条件式を満足することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のズームレンズ。
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