JP2002148516A - ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変倍時に第２〜４群が可動とされた５群タイ
プで所定の条件式を満足することにより、ズーミングに
伴う収差変動が小さく、縮小側でのテレセントリック
性、系のコンパクト性、所定のバックフォーカスを得ら
れ、液晶を用いた投映用に好適なズームレンズおよびこ
れを用いた投写型表示装置を得る。 【構成】 拡大側より順に、負の第１レンズ群Ｇ_１は変
倍の際に固定でフォーカシング機能を有し、正の第２、
正の第３、負の第４の各レンズ群Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４は、
相互に関係をもって移動することで連続変倍およびその
連続変倍によって生じる像面の移動の補正を行う機能を
有する。正の第５レンズ群Ｇ_５は変倍の際に固定のマス
タレンズである。なお、第５レンズ群Ｇ_５と結像面１と
の間には色合成光学系等に相当するガラスブロック２が
配されている。また、第１、２、３、５の各レンズ群Ｇ
_１、Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_５の焦点距離を規定する４つの条件
式を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤや撮像管等
の撮像素子あるいは銀塩フィルム等を用いたカメラの結
像用ズームレンズ、さらには投映型テレビの投映用ズー
ムレンズに関し、特に液晶を用いた投写型表示装置に用
いられる投映用ズームレンズおよびこれを用いた投写型
表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のズームレンズとしては、例えば特
開平5−297276号公報等に記載された、物体側より順
に、変倍の際に固定のフォーカシング機能を有する負の
第１レンズ群、変倍機能を有する正の第２レンズ群、変
倍に伴う像面の移動を補正する負の第３レンズ群および
固定の正の第４レンズ群からなるものが知られている。

【０００３】しかしそれらの多くは、サイズの小さいＣ
ＣＤ等の撮像素子に用いるために設計されたものであ
る。したがってこれらのレンズを、液晶を用いた投写型
表示装置の投映レンズとして使用するためには、投映す
べき画像が結像されるレンズの縮小側サイズを大きくす
る必要があるため、レンズ自体のサイズがかなり大きな
ものになってしまう。また、投映レンズに使用すること
を考えると、従来技術では歪曲収差が補正不足のものが
多い。

【０００４】また、液晶を用いた装置の投映レンズとし
ては、照明系のことも考慮に入れると、投映レンズの縮
小側が略テレセントリックな光学系とされていることが
望ましいが、従来技術の多くはそのような配慮がなされ
ていない。さらに、色分解あるいは色合成の光学系をレ
ンズ系と結像面の間に挿入しようとしても、それを許容
するバックフォーカスが設けられたものは少ない。

【０００５】このような問題を解決するために、変倍の
際に固定のフォーカシング機能を有する負の第１レンズ
群と、連続変倍のため、およびその連続変倍によって生
じる像面移動の補正のため、相互に関係をもって移動す
る正の第２レンズ群、正の第３レンズ群、負の第４レン
ズ群と、変倍の際に固定の正の第５レンズ群から構成さ
れ、さらに所定の条件式を満足するようにされた特開平
10-268193号公報記載のズームレンズが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は投写型表示装置において、より広角な投映レンズを用
いることにより、大型スクリーンに近い距離から投映し
たいという要望がある。上述した特開平10-268193号公
報記載のものは、縮小側サイズに対してレンズ系のコン
パクト性と、適切なバックフォーカス量と、縮小側での
略テレセントリック性とが図られたズームレンズとされ
てはいるが画角は23〜25度であり、このような要望に十
分に対応したものとは言い難い。また近年、投写型表示
装置の小型化も強く要望されており、投映レンズにも更
なる小型化が求められている。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、諸収差が良好に補正され、バックフォーカ
スも長く、縮小側のタンジェンシャル面内の光線が光軸
に対し略均等とされつつも、縮小側サイズに対しコンパ
クトな構成とされかつ従来より広画角なズームレンズを
提供することを目的とするものである。また、本発明
は、上記ズームレンズを用いた投写型表示装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のズームレンズ
は、変倍の際に固定でフォーカシングを行うための負の
屈折力を有する第１レンズ群と、連続変倍のため、およ
びその連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、
相互に関係をもって移動する正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レンズ群および負の屈
折力を有する第４レンズ群と、変倍の際に固定の正の屈
折力を有する第５レンズ群とを拡大側より順に配設して
なり、下記の各条件式（１）〜（４）を満足することを
特徴とするものである。 -1.5＜Ｆ_１／Ｆ＜-0.7 ……（１） 0.5＜Ｆ_２／Ｆ＜1.5 ……（２） 5.0＜Ｆ_３／Ｆ＜15.0 ……（３） 0.8＜Ｆ_５／Ｆ＜1.5 ……（４） ただし、 Ｆ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離 Ｆ_１：第１レンズ群の焦点距離 Ｆ_２：第２レンズ群の焦点距離 Ｆ_３：第３レンズ群の焦点距離 Ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離

【０００９】また、前記第２レンズ群と前記第３レンズ
群との間隔が望遠端側に向かうにしたがって狭くなるよ
う構成され、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群にお
いて、下記の条件式（５）、（６）を満足することが好
ましい。 0.1＜Ｄ_２／Ｆ＜0.5 ……（５） 0.03＜δ_Ｄ２／（Ｆ×Ｆ_ｔ）^１／２＜0.1 ……（６） ただし、 Ｄ_２：第２レンズ群と第３レンズ群との広角端における
レンズ間隔 δ_Ｄ２：第２レンズ群と第３レンズ群の広角端から望遠
端におけるレンズ間隔の変化量の絶対値 Ｆ_ｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離

【００１０】また、前記第３レンズ群は、正の屈折力を
有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの２枚から
なり、これら各レンズは、単体または互いに接合された
状態とされ、さらに、下記の条件式（７）を満足するこ
とがより好ましい。 ν_Ｎ＜35 ……（７） ただし、 ν_Ｎ：第３レンズ群の負の屈折力を有するレンズのアッ
ベ数

【００１１】本発明の投写型表示装置は、光源、ライト
バルブ、および該ライトバルブにより変調された光によ
る光学像をスクリーン上に投映するための投映レンズと
して上記ズームレンズを備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。図１は本発明に係る後述する実
施例１のズームレンズの基本構成を示すものであり、広
角端におけるレンズ構成図(ワイド)および望遠端におけ
るレンズ構成図(テレ)である。このレンズを本実施形態
の代表として、以下に説明する。また、図２は、図１に
示す広角端におけるレンズ構成の拡大図である。

【００１３】すなわちこのレンズは、変倍の際に固定で
フォーカシングを行うための負の屈折力を有する第１レ
ンズ群Ｇ_１と、連続変倍のため、およびその連続変倍に
よって生じる像面移動の補正のため、相互に関係をもっ
て移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２、正の
屈折力を有する第３レンズ群Ｇ_３および負の屈折力を有
する第４レンズ群Ｇ_４と、変倍の際に固定の正の屈折力
を有する第５レンズ群Ｇ_５とを拡大側より順に配設され
てなる。第３レンズ群Ｇ_３は、正の屈折力を有するレン
ズ(図１において第６レンズＬ_６)と負の屈折力を有する
レンズ(図１において第５レンズＬ_５)との２枚からな
る。なお、第５レンズ群Ｇ_５と結像面１との間には、赤
外線をカットするフィルタやローパスフィルタさらには
色合成光学系（色分解光学系）に相当するガラスブロッ
ク２が配列されている。また、図中Ｘは光軸を表してい
る。

【００１４】上記第１レンズ群Ｇ_１は、変倍の際に固定
でフォーカシング機能を有し、上記第２、３、４の各レ
ンズ群Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４は、相互に関係をもって移動す
ることで、連続変倍、およびその連続変倍によって生じ
る像面移動の補正を行う機能を有する。なお第５レンズ
群Ｇ_５は変倍の際に固定のリレーレンズである。なお、
変倍の際に前記第２レンズ群Ｇ_２と前記第３レンズ群Ｇ
_３との間隔は、望遠端側に向かうにしたがって狭くなる
よう構成されている。

【００１５】さらに、このズームレンズは、下記条件式
（１）〜（７）を満足するように構成されている。 -1.5＜Ｆ_１／Ｆ＜-0.7 ……（１） 0.5＜Ｆ_２／Ｆ＜1.5 ……（２） 5.0＜Ｆ_３／Ｆ＜15.0 ……（３） 0.8＜Ｆ_５／Ｆ＜1.5 ……（４） 0.1＜Ｄ_２／Ｆ＜0.5 ……（５） 0.03＜δ_Ｄ２／（Ｆ×Ｆ_ｔ）^１／２＜0.1 ……（６） ν_Ｎ＜35 ……（７） ただし、 Ｆ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離 Ｆ_ｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離 Ｆ_１：第１レンズ群Ｇ_１の焦点距離 Ｆ_２：第２レンズ群Ｇ_２の焦点距離 Ｆ_３：第３レンズ群Ｇ_３の焦点距離 Ｆ_５：第５レンズ群Ｇ_５の焦点距離 Ｄ_２：第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との広角端
におけるレンズ間隔 δ_Ｄ２：第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の広角端
から望遠端におけるレンズ間隔の変化量の絶対値 ν_Ｎ：第３レンズ群Ｇ_３の負の屈折力を有するレンズの
アッベ数

【００１６】また、本発明に係る投写型画像表示装置
は、光源、ライトバルブ、および上述した本発明に係る
ズームレンズを備えた装置である。この装置において本
発明に係るズームレンズは、ライトバルブにより変調さ
れた光による光学像をスクリーン上に投映するための投
映レンズとして機能する。例えば、図１に示すズームレ
ンズを備えた液晶ビデオプロジェクタの場合は、紙面右
側の光源部（図示せず）から略平行光束が入射され、液
晶表示パネル等のライトバルブの結像面１において映出
された画像情報を担持したこの光束が、ガラスブロック
２を介しこのズームレンズにより、紙面左側方向のスク
リーン(図示せず)に拡大投写される。なお、図１には１
つの結像面１のみが記載されているが、液晶ビデオプロ
ジェクタにおいて一般には、光源からの光束をダイクロ
イックミラーおよびレンズアレイからなる色分離光学系
によりＲ、Ｇ、Ｂの３原色光に分離し、各原色光用に３
つの液晶表示パネルを配設してフルカラー画像を表示可
能な構成とされる。ガラスブロック２はこの３原色光を
合成するダイクロイックプリズムとすることができる。

【００１７】以下、本実施形態によるズームレンズおよ
びこれを用いた投写型表示装置の作用効果について説明
する。

【００１８】まず、このズームレンズの連続変倍および
その連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、正
の屈折力の第２レンズ群Ｇ_２、正の屈折力の第３レンズ
群Ｇ _３、負の屈折力の第４レンズ群Ｇ_４の３群が相互に
関係をもって移動する構成とされることにより、ズーミ
ングによる収差変動を少なくすることができる。また所
定のレンズ群に関し、そのパワーが上記条件式(１)〜
(４)を満足するように構成されることにより、所定のズ
ーム比を確保しつつもレンズ群の移動距離が小さくレン
ズ全長がコンパクトで、かつ諸収差が良好に補正された
ズームレンズを得ることができる。

【００１９】さらに、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群
Ｇ_３との間隔が望遠端側に向かうにしたがって狭くなる
よう構成されることより、ズーミングに必要な移動間隔
を小さくでき、レンズ全系のコンパクト化を促進するこ
とができる。

【００２０】つぎに、各条件式について述べる。上記条
件式（１）については、下限を超え第１レンズ群Ｇ_１の
負のパワーが弱まると、Ｆ値の小さなレンズの収差補正
が困難になったり、フォーカシングによる第１レンズ群
Ｇ_１の移動量が増えてしまい収差変動が激しくなったり
する。また上限を超え負のパワーが強まると、第１レン
ズ群Ｇ_１によって軸上光線が跳ね上げられすぎて、特に
歪曲収差や球面収差等の収差の補正が困難となる。

【００２１】上記条件式（２）については、上限を超え
第２レンズ群Ｇ_２の正のパワーが弱まると、変倍に伴う
移動量が大となりレンズサイズが大きくなってしまう。
また下限を超え第２レンズ群Ｇ_２の正のパワーが強まる
と収差補正が困難となる。上記条件式（３）について
は、上限を超え第３レンズ群Ｇ_３の正のパワーが弱まる
と、変倍に伴う移動量が大となりレンズサイズが大きく
なってしまう。また下限を超え第３レンズ群Ｇ_３の正の
パワーが強まると収差補正が困難となる。

【００２２】上記条件式（４）については、下限を超え
第５レンズ群Ｇ_５の正のパワーが強まると、バックフォ
ーカスが短くなり、また縮小側を略テレセントリックの
状態とすることが困難となる。この下限値を満足するこ
とにより、このズームレンズは所定のバックフォーカス
を確保することができ、カラー画像を投映するために必
要な色合成用のダイクロイックプリズムをガラスブロッ
ク２の位置に挿入することも可能となる。一方、その上
限を超え、第５レンズ群Ｇ_５の正のパワーが弱まるとバ
ックフォーカスが長くなりすぎ、レンズバックを含めた
サイズが大きくなってしまう。さらに第５レンズ群Ｇ_５
における軸上光線高が低くなりすぎ収差補正が困難とな
る。

【００２３】上記条件式（５）については、その下限を
超え第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３とのレンズ問
隔が短くなると、特に歪曲収差等の諸収差のバランスが
悪くなり、またその上限を超え第２レンズ群Ｇ_２と第３
レンズ群Ｇ_３のレンズ間隔が長くなると全体のサイズが
大きくなってしまう。上記条件式（６）については、そ
の上限を超え変化量が大きくなると、ズーミングに伴う
収差変動を補正することが困難となり、一方その下限を
超え変化量が小さくなると、第２レンズ群Ｇ_２と第３レ
ンズ群Ｇ_３のズーミングに要する移動量が大きくなって
しまう。上記条件式（７）については、その上限を超え
ると色収差の補正が困難となる。

【００２４】本実施形態のズームレンズはこのような構
成とされているので、良好な収差補正と、適切なバック
フォーカス量と縮小側での略テレセントリック性とが達
成され、かつ縮小側サイズに対しコンパクトで従来より
広画角なズームレンズとされ得る。したがって、このズ
ームレンズを投写型表示装置に用いた場合には、所定位
置に色合成光学系等を挿入し得る程度の適当なバックフ
ォーカス量を得ることができ、また、広画角なズームレ
ンズにより大型スクリーンに近い距離から投映すること
ができるとともに、装置自体もコンパクトなものとする
ことができる。

【００２５】

【実施例】以下、各実施例についてデータを用いて具体
的に説明する。

【００２６】＜実施例１＞この実施例１にかかるズーム
レンズは、前述したように図１に示す如き構成とされて
いる。すなわちこのレンズは拡大側より順に、第１レン
ズ群Ｇ_１が、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
よりなる第１レンズＬ_１および縮小側に強い曲率の面を
向けた両凹レンズよりなる第２レンズＬ_２からなり、第
２レンズ群Ｇ_２が、縮小側に強い曲率の面を向けた両凸
レンズよりなる第３レンズＬ_３および拡大側に凸面を向
けた正メニスカスレンズよりなる第４レンズＬ_４からな
り、第３レンズ群Ｇ_３が、縮小側に強い曲率の面を向け
た両凹レンズよりなる第５レンズＬ_５および縮小側に強
い曲率の面を向けた両凸レンズよりなる第６レンズＬ _６
からなり、第４レンズ群Ｇ_４が拡大側に凸面を向けた負
メニスカスレンズよりなる第７レンズＬ_７からなり、第
５レンズ群Ｇ_５が、拡大側に強い曲率の面を向けた両凹
レンズよりなる第８レンズＬ_８と縮小側に強い曲率の面
を向けた両凸レンズよりなる第９レンズＬ_９との接合レ
ンズ、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりな
る第１０レンズＬ_１０、および拡大側に強い曲率の面を
向けた両凸レンズよりなる第１１レンズＬ_１１からな
る。

【００２７】この実施例１における各レンズ面の曲率半
径Ｒ（広角端における焦点距離を１として規格化されて
いる；以下の各表において同じ）、各レンズの中心厚お
よび各レンズ間の空気間隔Ｄ（上記曲率半径Ｒと同様の
焦点距離で規格化されている；以下の各表において同
じ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数
νを表１の上段に示す。なお、この表１および後述する
表２〜４において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎ、νに対応させた
数字は拡大側から順次増加するようになっている。

【００２８】また、広角端（ワイド）、中間（ミドル）
および望遠端（テレ）における第１レンズ群Ｇ_１と第２
レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_４（移動１）、第２レンズ群Ｇ_２
と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_８（移動２）、第３レンズ
群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１２（移動３）およ
び第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ
_１４（移動４）ならびに、広角端および望遠端における
焦点距離を表１の下段に示す。また下記表５に、実施例
１における上記各条件式（１）〜（７）に対応する数値
を示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】図４、図５および図６は上記実施例１のズ
ームレンズの広角端（ワイド）、中間（ミドル）、およ
び望遠端（テレ）における諸収差（球面収差、非点収
差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
である。なお、図４〜６および以下の図７〜１５におい
て、各非点収差図にはサジタル像面およびタンジェンシ
ャル像面に対する収差が示されており、各倍率色収差図
にはｄ線に対する収差が示されている。

【００３１】この図４〜６および下記表５から明らかな
ように、実施例１のズームレンズによればズーム領域の
全体に亘って良好な収差補正がなされ、縮小側サイズの
割にコンパクトな構成とすることができ、バックフォー
カスを適切な大きさとすることができ、さらに縮小側の
タンジェンシャル面内の光線束が光軸に対し略平行かつ
対称となるようにすることができ、さらに広角端におい
て半画角ω＝29.4度という従来より広画角なレンズとす
ることができる。

【００３２】＜実施例２＞この実施例２にかかるズーム
レンズは、実施例１のものと略同様の構成とされてい
る。実施例１との相違点は、第２レンズＬ_２が拡大側に
強い曲率の面を向けた両凹レンズよりなり、第４レンズ
Ｌ_４が拡大側に強い曲率の面を向けた両凸レンズよりな
る点である。この実施例２における各レンズ面の曲率半
径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔
Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数ν
を表２の上段に示す。

【００３３】また、広角端（ワイド）、中間（ミドル）
および望遠端（テレ）における第１レンズ群Ｇ_１と第２
レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_４（移動１）、第２レンズ群Ｇ_２
と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_８（移動２）、第３レンズ
群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１２（移動３）およ
び第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ
_１４（移動４）ならびに、広角端および望遠端における
焦点距離を表２の下段に示す。また下記表５に、実施例
２における上記各条件式（１）〜（７）に対応する数値
を示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】図７、図８および図９は上記実施例２のズ
ームレンズの広角端（ワイド）、中間（ミドル）、およ
び望遠端（テレ）における諸収差（球面収差、非点収
差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
である。

【００３６】この図７〜９および下記表５から明らかな
ように、実施例２のズームレンズによればズーム領域の
全体に亘って良好な収差補正がなされ、縮小側サイズの
割にコンパクトな構成とすることができ、バックフォー
カスを適切な大きさとすることができ、さらに縮小側の
タンジェンシャル面内の光線束が光軸に対し略平行かつ
対称となるようにすることができ、さらに広角端におい
て半画角ω＝25.8度という従来より広画角なレンズとす
ることができる。

【００３７】＜実施例３＞図３は本発明に係る実施例３
のズームレンズの基本構成を示すものであり、広角端に
おけるレンズ構成図（ワイド）および望遠端におけるレ
ンズ構成図（テレ）である。

【００３８】この実施例２にかかるズームレンズは、実
施例１のものと略同様の構成とされているが、負の屈折
力を有する第１レンズ群Ｇ_１が３枚構成とされている点
が実施例１と異なる。すなわち、このレンズは拡大側よ
り順に、第１レンズ群Ｇ_１が、拡大側に凸面を向けた正
メニスカスレンズよりなる第１レンズＬ_１、拡大側に凸
面を向けた負メニスカスレンズよりなる第２レンズＬ_２
および縮小側に強い曲率の面を向けた両凹レンズよりな
る第３レンズＬ_３からなり、第２レンズ群Ｇ_２が、縮小
側に強い曲率の面を向けた両凸レンズよりなる第４レン
ズＬ_４および拡大側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ
よりなる第５レンズＬ_５からなり、第３レンズ群Ｇ
_３が、縮小側に強い曲率の面を向けた両凹レンズよりな
る第６レンズＬ_６および縮小側に強い曲率の面を向けた
両凸レンズよりなる第７レンズＬ_７からなり、第４レン
ズ群Ｇ_４が拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよ
りなる第８レンズＬ_８からなり、第５レンズ群Ｇ_５が、
拡大側に強い曲率の面を向けた両凹レンズよりなる第９
レンズＬ_９と縮小側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ
よりなる第１０レンズＬ_１０との接合レンズ、縮小側に
凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第１１レンズ
Ｌ_１１、および拡大側に強い曲率の面を向けた両凸レン
ズよりなる第１２レンズＬ_１２からなる。

【００３９】この実施例３における各レンズ面の曲率半
径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔
Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数ν
を表３の上段に示す。また、広角端（ワイド）、中間
（ミドル）および望遠端（テレ）における第１レンズ群
Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_６（移動１）、第２レ
ンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_１０（移動
２）、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ
_１４（移動３）および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群
Ｇ _５の距離Ｄ_１７（移動４）ならびに、広角端および望
遠端における焦点距離を表３の下段に示す。また下記表
５に、実施例３における上記各条件式（１）〜（７）に
対応する数値を示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】図１０、図１１および図１２は上記実施例
３のズームレンズの広角端（ワイド）、中間（ミド
ル）、および望遠端（テレ）における諸収差（球面収
差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を
示す収差図である。

【００４２】この図１０〜１２および下記表５から明ら
かなように、実施例３のズームレンズによればズーム領
域の全体に亘って良好な収差補正がなされ、縮小側サイ
ズの割にコンパクトな構成とすることができ、バックフ
ォーカスを適切な大きさとすることができ、さらに縮小
側のタンジェンシャル面内の光線束が光軸に対し略平行
かつ対称となるようにすることができ、さらに広角端に
おいて半画角ω＝29.3度という従来より広画角なレンズ
とすることができる。

【００４３】＜実施例４＞この実施例４にかかるズーム
レンズは、実施例１のものと略同様の構成とされてい
る。実施例１との相違点は、第１０レンズＬ_１０が縮小
側に強い曲率の面を向けた両凸レンズよりなる点であ
る。この実施例４における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各
レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レン
ズのｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数νを表４の上
段に示す。

【００４４】また、広角端（ワイド）、中間（ミドル）
および望遠端（テレ）における第１レンズ群Ｇ_１と第２
レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_４（移動１）、第２レンズ群Ｇ_２
と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_８（移動２）、第３レンズ
群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１２（移動３）およ
び第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ
_１４（移動４）ならびに、広角端および望遠端における
焦点距離を表４の下段に示す。また下記表５に、実施例
４における上記各条件式（１）〜（７）に対応する数値
を示す。

【００４５】

【表４】

【００４６】

【表５】

【００４７】図１３、図１４および図１５は上記実施例
４のズームレンズの広角端（ワイド）、中間（ミド
ル）、および望遠端（テレ）における諸収差（球面収
差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を
示す収差図である。

【００４８】この図１３〜１５および上記表５から明ら
かなように、実施例４のズームレンズによればズーム領
域の全体に亘って良好な収差補正がなされ、縮小側サイ
ズの割にコンパクトな構成とすることができ、バックフ
ォーカスを適切な大きさとすることができ、さらに縮小
側のタンジェンシャル面内の光線束が光軸に対し略平行
かつ対称となるようにすることができ、さらに広角端に
おいて半画角ω＝27.4度という従来より広画角なレンズ
とすることができる。

【００４９】なお、本発明のズームレンズとしては、上
記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変
更が可能であり、例えば各レンズ群を構成するレンズの
枚数や各レンズの曲率半径Ｒおよびレンズ間隔（もしく
はレンズ厚）Ｄを適宜変更することが可能である。ま
た、第３レンズ群Ｇ_３を構成する、正の屈折力を有する
レンズと負の屈折力を有するレンズとは、互いに接合さ
れた状態とされていてもよい。

【００５０】なお、上記実施例においては、本発明のレ
ンズを透過型の液晶表示パネルを用いた投写型表示装置
の投映レンズとして用いているが、本発明のズームレン
ズの使用態様はこれに限られるものではなく、反射型の
液晶表示パネルを用いた装置の投映レンズあるいはＤＭ
Ｄ等の他の光変調手段を用いた装置の投映レンズ等とし
て用いることも可能であるほか、ＣＣＤ、撮像管等の撮
像手段、さらには銀塩フィルム等を用いたカメラに使用
されるズーム機能を有する結像レンズとして用いること
も可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のズームレ
ンズによれば、正の屈折力を有する第２レンズ群と第３
レンズ群、および負の屈折力を有する第４レンズ群が可
動とされた５群タイプとし、さらに各群の焦点距離等を
前述した如き適切な範囲に設定しているので、従来より
画角を広くしつつもズーミングに伴う収差変動を小さく
することができる。また、レンズ系を縮小側サイズの割
にコンパクトな構成とすることができ、縮小側のタンジ
ェンシャル面内の光線が光軸に対し略均等とされ、かつ
所定位置に色合成光学系等を挿入し得る程度の適当なバ
ックフォーカス量を得ることができるので、本発明のズ
ームレンズを用いた投写型表示装置は、広画角で収差が
よく補正されたコンパクトな装置とされ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係るズームレンズの広角端と望遠端
のレンズ構成図

【図２】実施例１に係るズームレンズの広角端における
詳細なレンズ構成図

【図３】実施例３に係るズームレンズの広角端と望遠端
のレンズ構成図

【図４】実施例１に係るズームレンズの広角端における
各収差図

【図５】実施例１に係るズームレンズの中間における各
収差図

【図６】実施例１に係るズームレンズの望遠端における
各収差図

【図７】実施例２に係るズームレンズの広角端における
各収差図

【図８】実施例２に係るズームレンズの中間における各
収差図

【図９】実施例２に係るズームレンズの望遠端における
各収差図

【図１０】実施例３に係るズームレンズの広角端におけ
る各収差図

【図１１】実施例３に係るズームレンズの中間における
各収差図

【図１２】実施例３に係るズームレンズの望遠端におけ
る各収差図

【図１３】実施例４に係るズームレンズの広角端におけ
る各収差図

【図１４】実施例４に係るズームレンズの中間における
各収差図

【図１５】実施例４に係るズームレンズの望遠端におけ
る各収差図

【符号の説明】

Ｇ_１〜Ｇ_５ レンズ群 Ｌ_１〜Ｌ_１２ レンズ Ｒ_１〜Ｒ_２５ レンズ面等の曲率半径 Ｄ_１〜Ｄ_２４ レンズ面間隔（レンズ厚） Ｘ 光軸 １ 結像面 ２ ガラスブロック

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA06 MA03 NA01 NA02 PA09 PA10 PA19 PB11 PB12 QA02 QA07 QA12 QA17 QA22 QA25 QA26 QA34 QA41 QA45 RA41 RA43 SA44 SA46 SA49 SA53 SA55 SA63 SA64 SA65 SA72 SA76 SB03 SB04 SB13 SB23 SB32 SB35

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変倍の際に固定でフォーカシングを行う
   ための負の屈折力を有する第１レンズ群と、 連続変倍のため、およびその連続変倍によって生じる像
   面移動の補正のため、相互に関係をもって移動する正の
   屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３
   レンズ群および負の屈折力を有する第４レンズ群と、 変倍の際に固定の正の屈折力を有する第５レンズ群とを
   拡大側より順に配設してなり、下記の各条件式（１）〜
   （４）を満足することを特徴とするズームレンズ。 -1.5＜Ｆ_１／Ｆ＜-0.7 ……（１） 0.5＜Ｆ_２／Ｆ＜1.5 ……（２） 5.0＜Ｆ_３／Ｆ＜15.0 ……（３） 0.8＜Ｆ_５／Ｆ＜1.5 ……（４） ただし、 Ｆ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離 Ｆ_１：第１レンズ群の焦点距離 Ｆ_２：第２レンズ群の焦点距離 Ｆ_３：第３レンズ群の焦点距離 Ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離
2. 【請求項２】 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と
   の間隔が望遠端側に向かうにしたがって狭くなるよう構
   成されてなることを特徴とする請求項１記載のズームレ
   ンズ。
3. 【請求項３】 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群に
   おいて、下記の条件式（５）、（６）を満足することを
   特徴とする請求項１または２記載のズームレンズ。 0.1＜Ｄ_２／Ｆ＜0.5 ……（５） 0.03＜δ_Ｄ２／（Ｆ×Ｆ_ｔ）^１／２＜0.1 ……（６） ただし、 Ｄ_２：第２レンズ群と第３レンズ群との広角端における
   レンズ間隔 δ_Ｄ２：第２レンズ群と第３レンズ群の広角端から望遠
   端におけるレンズ間隔の変化量の絶対値 Ｆ_ｔ：望遠端におけるレンズ全系の焦点距離
4. 【請求項４】 前記第３レンズ群は、正の屈折力を有す
   るレンズと負の屈折力を有するレンズとの２枚からな
   り、これら各レンズは、単体または互いに接合された状
   態とされ、さらに、下記の条件式（７）を満足すること
   を特徴とする請求項３記載のズームレンズ。 ν_Ｎ＜35 ……（７） ただし、 ν_Ｎ：第３レンズ群の負の屈折力を有するレンズのアッ
   ベ数
5. 【請求項５】 光源、ライトバルブ、および該ライトバ
   ルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に
   投映するための投映レンズとして請求項１〜４のうちい
   ずれか１項記載のズームレンズを備えたことを特徴とす
   る投写型表示装置。