(57)【要約】      （修正有）【課題】ズームプロジェクションレンズを提供する。【解決手段】投影面側から結像面側に向かって順番に配列され且つ光軸に沿って移動可能に設置される、負の屈折力を有する第一レンズ群１００及び正の屈折力を有する第二レンズ群２００を備え、第一レンズ群は、負の屈折力を有する第一レンズ１０２を備え、第二レンズ群は、正の屈折力を有する第二レンズ２０２、正の屈折力を有する第三レンズ２０４、負の屈折力を有する第四レンズ２０６及び正の屈折力を有する第五レンズ２０８を備え、且つ以下の条件式を満足する。１．９＜｜Ｆ１／Ｆｗ｜＜２．１、０．５＜｜Ｆ４／Ｆｗ｜＜０．８、０．９５＜｜Ｆ５／Ｆｗ｜＜１．２。ただし、Ｆ１は、前記第一レンズ群の有効焦点距離であり、Ｆ４は、前記第四レンズの有効焦点距離であり、Ｆ５は、前記第五レンズの有効焦点距離であり、Ｆｗは、前記ズームプロジェクションレンズの広角状態での有効焦点距離である。【選択図】図１
2012150452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影面側から結像面側に向かって順番に配列される、負の屈折力を有する第一レンズ群及び正の屈折力を有する第二レンズ群を備え、前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群は、光軸に沿って移動可能に設置され、前記第一レンズ群は、負の屈折力を有する第一レンズを備え、前記第二レンズ群は、光軸に沿って投影面側から結像面側に向かって順番に配列される正の屈折力を有する第二レンズ、正の屈折力を有する第三レンズ、負の屈折力を有する第四レンズ及び正の屈折力を有する第五レンズを備え、且つ以下の条件式を満足することを特徴とするズームプロジェクションレンズ。
１．９＜｜Ｆ１／Ｆｗ｜＜２．１  
０．５＜｜Ｆ４／Ｆｗ｜＜０．８  
０．９５＜｜Ｆ５／Ｆｗ｜＜１．２
ただし、Ｆ１は、前記第一レンズ群の有効焦点距離であり、Ｆ４は、前記第四レンズの有効焦点距離であり、Ｆ５は、前記第五レンズの有効焦点距離であり、Ｆｗは、前記ズームプロジェクションレンズの広角状態での有効焦点距離である。
【請求項２】
前記ズームプロジェクションレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームプロジェクションレンズ。
Ｌ＊Φｗ＜３．８
ただし、Ｌは、前記ズームプロジェクションレンズの広角状態での光学全長であり、Φｗは、前記ズームプロジェクションレンズの広角状態での屈折力である。
【請求項３】
前記ズームプロジェクションレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームプロジェクションレンズ。
ｗ≧２７°
ただし、ｗは、前記ズームプロジェクションレンズの広角状態での半視野角である。
【請求項４】
前記ズームプロジェクションレンズは、前記第三レンズと前記第四レンズとの間に設置される絞りをさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のズームプロジェクションレンズ。
【請求項５】
前記ズームプロジェクションレンズは、前記第二レンズ群と前記ズームプロジェクションレンズの結像面との間に設置されるガラスカバーをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のズームプロジェクションレンズ。
【請求項６】
前記ズームプロジェクションレンズのあらゆるレンズの表面は、全て球面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のズームプロジェクションレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームプロジェクションレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体技術の発展に伴い、いろいろなプロジェクター、例えば、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）プロジェクター、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）プロジェクター及びＬＣｏｓ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）プロジェクターが採用する空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ，ＳＬＭ）、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ，ＤＭＤ）チップ、ＬＣＤパネル及びＬＣｏｓチップは、高解像度化及び小型化に向かって発展して、消費者からのプロジェクション画面品質及び携帯性に対する要求を満足している。空間光変調器の解像度及びサイズに対する要求に対応して、プロジェクターに用いられるプロジェクションレンズ（一般的に、ＳＬＭの前面に設置される）も、優れるプロジェクション画面品質を保証するとともにサイズを縮小することが必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、小型化を実現するとともに優れるプロジェクション画面品質を有するズームプロジェクションレンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するため、本発明に係るズームプロジェクションレンズは、投影面側から結像面側に向かって順番に配列される、負の屈折力を有する第一レンズ群及び正の屈折力を有する第二レンズ群を備え、前記第一レンズ群及び前記第二レンズ群は、光軸に沿って移動可能に設置され、前記第一レンズ群は、負の屈折力を有する第一レンズを備え、前記第二レンズ群は、光軸に沿って投影面側から結像面側に向かって順番に配列される正の屈折力を有する第二レンズ、正の屈折力を有する第三レンズ、負の屈折力を有する第四レンズ及び正の屈折力を有する第五レンズを備え、且つ以下の条件式を満足する。
１．９＜｜Ｆ１／Ｆｗ｜＜２．１  
０．５＜｜Ｆ４／Ｆｗ｜＜０．８  
０．９５＜｜Ｆ５／Ｆｗ｜＜１．２
ただし、Ｆ１は、前記第一レンズ群の有効焦点距離であり、Ｆ４は、前記第四レンズの有効焦点距離であり、Ｆ５は、前記第五レンズの有効焦点距離であり、Ｆｗは、前記ズームプロジェクションレンズの広角状態での有効焦点距離である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のズームプロジェクションレンズは、上記の３つの条件式によって、第一レンズ群及び第二レンズ群の屈折力を合理的に分配することにより、前記ズームプロジェクションレンズの球面収差及び非点収差を効果的に制御して、投影品質を高めるとともに、前記ズームプロジェクションレンズの小型化を実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係る広角状態でのズームプロジェクションレンズの構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る望遠状態でのズームプロジェクションレンズの構造を示す図である。
【図３】図１に示すズームプロジェクションレンズの球面収差図である。
【図４】図１に示すズームプロジェクションレンズの像面湾曲図である。
【図５】図１に示すズームプロジェクションレンズの歪曲収差図である。
【図６】図１に示すズームプロジェクションレンズの横色収差図である。
【図７】図２に示すズームプロジェクションレンズの球面収差図である。
【図８】図２に示すズームプロジェクションレンズの像面湾曲図である。
【図９】図２に示すズームプロジェクションレンズの歪曲収差図である。
【図１０】図２に示すズームプロジェクションレンズの横色収差図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施形態に係るズームプロジェクションレンズ１０の構造を示す図である。前記ズームプロジェクションレンズ１０の投影面側から結像面側（ＳＬＭに近い一端）に向かって、負の屈折力を有する第一レンズ群１００、正の屈折力を有する第二レンズ群２００及び結像面３００が順に配列される。
【０００９】
前記第一レンズ群１００は、負の屈折力を有する第一レンズ１０２を備える。前記ズームプロジェクションレンズ１０の投影面側から結像面側に向かう方向に沿って、前記第一レンズ１０２は、第一表面Ｓ１及び第二表面Ｓ２を備える。
【００１０】
前記ズームプロジェクションレンズ１０の投影面側から結像面側に向かって、前記第二レンズ群２００は、正の屈折力を有する第二レンズ２０２、正の屈折力を有する第三レンズ２０４、負の屈折力を有する第四レンズ２０６及び正の屈折力を有する第五レンズ２０８を備える。前記ズームプロジェクションレンズ１０の投影面側から結像面側に向かう方向に沿って、前記第二レンズ２０２は、第三表面Ｓ３及び第四表面Ｓ４を備え、前記第三レンズ２０４は、第五表面Ｓ５及び第六表面Ｓ６を備え、前記第四レンズ２０６は、第七表面Ｓ７及び第八表面Ｓ８を備え、前記第五レンズ２０８は、第九表面Ｓ９及び第十表面Ｓ１０を備える。
【００１１】
前記ズームプロジェクションレンズ１０は、ＤＬＰプロジェクターに用いられる。投影する際、ＳＬＭによって変調された光信号が、ＳＬＭ表面から前記第二レンズ群２００及び前記第一レンズ群１００を順番に通して投影面に投影され、これによりプロジェクション画面が獲得される。前記ズームプロジェクションレンズ１０が広角端から望遠端に変換する際、前記第一レンズ群１００及び前記第二レンズ群２００は、全て光軸に沿って移動する。本実施形態において、前記ズームプロジェクションレンズ１０は、１．１倍のズーム投影を実現し、あらゆるレンズの表面は、全て球面である。
【００１２】
小型化を実現するために、前記ズームプロジェクションレンズ１０は、以下の条件式を満足している。
【００１３】
１．９＜｜Ｆ１／Ｆｗ｜＜２．１  ……（１）
０．５＜｜Ｆ４／Ｆｗ｜＜０．８  ……（２）
０．９５＜｜Ｆ５／Ｆｗ｜＜１．２  ……（３）
【００１４】
Ｆ１は、前記第一レンズ群１００の有効焦点距離であり、Ｆ４は、前記第四レンズ２０６の有効焦点距離であり、Ｆ５は、前記第五レンズ２０８の有効焦点距離であり、Ｆｗは、前記ズームプロジェクションレンズ１０の広角状態での有効焦点距離である。前記条件式（１）は、前記ズームプロジェクションレンズ１０の光学全長を制御する。前記条件式（２）及び（３）は、像面湾曲及び球面収差を修正する。前記条件式（１）〜（３）によって、前記第一レンズ群１００及び前記第二レンズ群２００の屈折力を合理的に分配することにより、前記ズームプロジェクションレンズ１０の球面収差及び非点収差を効果的に制御して、投影品質を高めるとともに、前記ズームプロジェクションレンズ１０の小型化を実現する。
【００１５】
前記ズームプロジェクションレンズ１０は、以下の条件式も満足する。
【００１６】
Ｌ＊Φｗ＜３．８  ……（４）
【００１７】
Ｌは、前記ズームプロジェクションレンズ１０の広角状態での光学全長であり、Φｗは、前記ズームプロジェクションレンズ１０の広角状態での屈折力である。前記条件式（４）は、前記ズームプロジェクションレンズ１０の光学全長及びズーム比（前記ズームプロジェクションレンズ１０の望遠状態での有効焦点距離と広角状態での有効焦点距離との比である）をさらに制限する。
【００１８】
前記ズームプロジェクションレンズ１０は、以下の条件式も満足する。
【００１９】
ｗ≧２７°  ……（５）
【００２０】
ｗは、前記ズームプロジェクションレンズ１０の広角状態での半視野角である。
【００２１】
前記ズームプロジェクションレンズ１０は、前記第三レンズ２０４と前記第四レンズ２０６との間に設置される絞り２０をさらに備え、前記第一レンズ群１００に入射する光通過量を制限する。前記ズームプロジェクションレンズ１０がズームしている最中、前記絞り２０は前記第二レンズ群２００とともに移動し、且つ前記絞り２０の孔径は変化しない。
【００２２】
前記ズームプロジェクションレンズ１０は、前記第二レンズ群２００と前記結像面３００との間に設置されて前記ズームプロジェクションレンズ１０を保護するために用いられるガラスカバー４００をさらに備える。前記ズームプロジェクションレンズ１０の投影面側から結像面側に向かう方向に沿って、前記ガラスカバー４００は、第十一表面Ｓ１１及び第十二表面Ｓ１２を備える。
【００２３】
本実施形態において、前記ズームプロジェクションレンズ１０の各々の光学素子は、表１及び表２の条件を満たし、Ｆ１＝−４４．５であり、Ｆ４＝−１４．６７５であり、Ｆ５＝２３．９６であり、Ｆｗ＝２２．１であり、Ｌ＝８３ｍｍであり、Φｗ＝０．０４５であり、ｗ＝２６．９５°である。
【００２４】
表１及び表２において、Ｒは、対応する表面の曲率半径であり、Ｄは、対応する表面から次の表面までの軸上距離であり、Ｎｄは、対応するレンズ群のｄ光線（波長が５８７ｎｍである）に対する屈折率であり、Ｖｄは、対応するレンズ群におけるｄ光線のアッベ数であり、Ｆは、前記ズームプロジェクションレンズ１０の有効焦点距離であり、Ｌは、前記ズームプロジェクションレンズ１０の光学全長であり、Ｆ＃は、Ｆナンバーであり、Ｄ１は、前記第二表面Ｓ２から前記第三表面Ｓ３までの軸上距離であり、Ｄ２は、前記第十表面Ｓ１０から前記結像面３００までの軸上距離である。
【００２５】
【表１】
2012150452.tif 000003
【００２６】
【表２】
2012150452.tif 000004
【００２７】
図３〜図６は、広角状態での前記ズームプロジェクションレンズ１０の球面収差、像面湾曲、歪曲収差及び横色収差を示す。図３は、波長が４６０ｎｍである光線、波長が５５０ｎｍである光線、波長が６１０ｎｍである光線に対する球面収差値を示す。広角状態での前記ズームプロジェクションレンズ１０の可視光線（波長範囲は、４００ｎｍ〜７００ｎｍである）に対する球面収差値は−０．３ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲である。図４に示したように、球欠的像面湾曲（Ｓ：Ｓａｇｉｔｔａｌ  ｆｉｅｌｄ  ｃｕｒｖａｔｕｒｅ  ｃｕｒｖｅ）及び子午的像面湾曲（Ｔ：Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  ｆｉｅｌｄ  ｃｕｒｖａｔｕｒｅ  ｃｕｒｖｅ）は、何れも−０．３ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内で制御される。図５に示したように、歪曲収差は、−２％〜０％の範囲内に制御される。図６に示したように、前記ズームプロジェクションレンズ１０の可視光線に対する横色収差は、−４μｍ〜４μｍの範囲内に制御される。前記ズームプロジェクションレンズ１０の広角状態での球面収差、像面湾曲、歪曲収差及び横色収差は、全てより小さい範囲内に制御（修正）される。
【００２８】
図７〜図１０は、望遠状態での前記ズームプロジェクションレンズ１０の球面収差、像面湾曲、歪曲収差及び横色収差を示す。図７は、波長が４６０ｎｍである光線、波長が５５０ｎｍである光線、波長が６１０ｎｍである光線に対する球面収差値を示す。望遠状態での前記ズームプロジェクションレンズ１０の可視光線（波長範囲は、４００ｎｍ〜７００ｎｍである）に対する球面収差値は−０．３ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲である。図８に示したように、球欠的像面湾曲（Ｓ：Ｓａｇｉｔｔａｌ  ｆｉｅｌｄ  ｃｕｒｖａｔｕｒｅ  ｃｕｒｖｅ）及び子午的像面湾曲（Ｔ：Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  ｆｉｅｌｄ  ｃｕｒｖａｔｕｒｅ  ｃｕｒｖｅ）は、何れも−０．３ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内で制御される。図９に示したように、歪曲収差は、−２％〜０％の範囲内に制御される。図１０に示したように、前記ズームプロジェクションレンズ１０の可視光線に対する横色収差は、−４μｍ〜４μｍの範囲内に制御される。前記ズームプロジェクションレンズ１０の望遠状態での球面収差、像面湾曲、歪曲収差及び横色収差は、全てより小さい範囲内に制御（修正）される。
【００２９】
以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であることは勿論であって、本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ズームプロジェクションレンズ
２０  絞り
１００  第一レンズ群
１０２  第一レンズ
２００  第二レンズ群
２０２  第二レンズ
２０４  第三レンズ
２０６  第四レンズ
２０８  第五レンズ
３００  結像面
４００  ガラスカバー
Ｓ１  第一表面
Ｓ２  第二表面
Ｓ３  第三表面
Ｓ４  第四表面
Ｓ５  第五表面
Ｓ６  第六表面
Ｓ７  第七表面
Ｓ８  第八表面
Ｓ９  第九表面
Ｓ１０  第十表面
Ｓ１１  第十一表面
Ｓ１２  第十二表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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