JP2006065249A

JP2006065249A - ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置

Info

Publication number: JP2006065249A
Application number: JP2004250953A
Authority: JP
Inventors: Kimiaki Nakazawa; 公昭仲澤; Fumio Watabe; 文男渡部
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-03-09
Also published as: US7227693B2; US20060056043A1

Abstract

【課題】変倍時に正の第２群、正の第３群、弱い第４群が可動とされた５群タイプとし、液晶を用いた投写型表示装置に好適で、諸収差が良好に補正され、明るく広角で、適切なバックフォーカス長とされ、バックフォーカスを含むレンズ全系の短縮化を図り得るズームレンズを得る。
【解決手段】変倍時に固定でフォーカシングを行う負のＧ_１群、連続変倍および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Ｇ_２群、正のＧ_３群、弱い屈折力のＧ_４群と、変倍時に固定で正のＧ_５群とが拡大側より配設され、Ｇ_４群は拡大側より、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ_１１、負レンズＬ_１２と正レンズＬ_１３の接合レンズ、および正レンズＬ_１４からなり、Ｇ_５群は１枚の凸レンズＬ_１５からなる。また、(1)F_n<2.0、(2)F_n×LL/Bf<5.25、(3)f₂/f₃<1.0、(4)0.8<f₂₃/f_w<1.4、(5)4.5<|f₄/f_w|、(6)1.6<f₅/f_w<2.8を満足する。
【選択図】図１

Description

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。

一般に、投写型表示装置に用いられる投映用ズームレンズには、まず液晶プロジェクタに対応させるために明るさ（大口径）が要望され、さらに投写型表示装置の小型化の要望に応えるためコンパクト性が要望されている。また、液晶を用いた投映レンズに使用するために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や、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するために適量のバックフォーカスを備えていることも、このタイプのズームレンズの前提条件といえる。

また、近年このタイプのズームレンズには、投写型表示装置において大型スクリーンに近い距離から投映したいという要望に応えるため、より広画角なものとすることも条件とされている。
特に、ここ数年来、投写型表示装置のコンパクト化への要求は強いものがあり、投写のためのズームレンズとしても、明るさを確保した上でレンズ系の全長を短縮化する必要に迫られている。

従来、この種のズームレンズとしては、例えば、特許文献１〜６のものが知られている。これらは、全体として５群構成のズームレンズであって、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群として３群のズーム移動群を有し、特許文献１および２のものは拡大側より順に凹凸凸凸凸構成のものであり、特許文献３〜６のものは拡大側より順に凹凸凸凹凸構成のものである。

特開２００１−９１８２９号公報特開２００４−２０７６５号公報特開２０００−１３７１６５号公報特開２００１−１００１００号公報特開２００１−３２４６７７号公報特開２００２−７２０９４号公報

しかしながら、この特許文献１に記載されたものは、Ｆナンバが広角端において２．０程度と暗く、また、レンズ系の全長も、ここ数年来の短縮化への要求を満足しているとはいい難い。さらに画角としてもより広角なものが望まれる。

特許文献２に記載されたものは、Ｆナンバが広角端において１．７３程度となっているが、レンズ系の全長が、ここ数年来の短縮化への要求を満足しているとはいい難い。

特許文献３に記載されたものは、Ｆナンバが広角端において２．０程度と暗いものが多く、また、Ｆナンバが広角端において１．７となっている実施例１のものも、レンズ系の全長が、ここ数年来の短縮化への要求を満足しているとはいい難い。さらに広角端における画角が５０゜となっており、より広角なものが望まれる。

特許文献４に記載されたものは、Ｆナンバが広角端において２．０程度と暗いものが多く、また、Ｆナンバが広角端において１．８４となっている実施例１のものも、レンズ系の全長が、ここ数年来の短縮化への要求を満足しているとはいい難い。

特許文献５に記載されたものは、Ｆナンバが広角端において１．５となっているが、レンズ系の全長が、ここ数年来の短縮化への要求を満足しているとはいい難い。さらに広角端における画角が４８゜程度となっており、より広角なものが望まれる。

特許文献６に記載されたものは、レンズ系の全長については非球面を用いた構成が奏効しコンパクト性に優れているが、Ｆナンバが広角端において１．７３と暗く、さらに画角としてもより広角なものが望まれる。

これらの従来例からも分かるとおり、明るさと画角とをいずれも犠牲にすることなく系の全長を短縮化することは非常に困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、３群移動の５群構成のズームレンズにおいて、諸収差が良好に補正され、明るく広角で、適切なバックフォーカス長を確保することができ、バックフォーカスを含めたレンズ全系の短縮化を図り得る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。

本発明の第１のズームレンズは、拡大側より順に、変倍の際に固定でフォーカシングを行う負の屈折力を有する第１レンズ群と、
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い、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、および弱い屈折力を有する第４レンズ群と、
変倍の際に固定で正の屈折力を有する第５レンズ群とを配設してなるズームレンズにおいて、
前記第５レンズ群は１枚の凸レンズからなり、
さらに以下の各条件式（１）〜（６）を満足することを特徴とするものである。
Ｆ_ｎ＜２．０（１）
Ｆ_ｎ×ＬＬ／Ｂｆ＜５．２５（２）
ｆ_２／ｆ_３＜１．０（３）
０．８＜ｆ_２３／ｆ_ｗ＜１．４（４）
４．５＜｜ｆ_４／ｆ_ｗ｜（５）
１．６＜ｆ_５／ｆ_ｗ＜２．８（６）
ただし、
Ｆ_ｎ：広角端におけるＦナンバ
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算）
ＬＬ：投写距離無限時のレンズ全長
ｆ_ｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
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_２３：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ_４：第４レンズ群の焦点距離
ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離

本発明の第２のズームレンズは、拡大側より順に、変倍の際に固定でフォーカシングを行う負の屈折力を有する第１レンズ群と、
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い、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、および弱い屈折力を有する第４レンズ群と、
変倍の際に固定で正の屈折力を有する第５レンズ群とを配設してなるズームレンズにおいて、
前記第４レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、および正レンズを配設してなり、
さらに以下の各条件式（１）〜（６）を満足することを特徴とするものである。
Ｆ_ｎ＜２．０（１）
Ｆ_ｎ×ＬＬ／Ｂｆ＜５．２５（２）
ｆ_２／ｆ_３＜１．０（３）
０．８＜ｆ_２３／ｆ_ｗ＜１．４（４）
４．５＜｜ｆ_４／ｆ_ｗ｜（５）
１．６＜ｆ_５／ｆ_ｗ＜２．８（６）
ただし、
Ｆ_ｎ：広角端におけるＦナンバ
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算）
ＬＬ：投写距離無限時のレンズ全長
ｆ_ｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
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_２３：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ_４：第４レンズ群の焦点距離
ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離

本発明の第３のズームレンズは、拡大側より順に、変倍の際に固定でフォーカシングを行う負の屈折力を有する第１レンズ群と、
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い、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、および弱い屈折力を有する第４レンズ群と、
変倍の際に固定で正の屈折力を有する第５レンズ群とを配設してなるズームレンズにおいて、
前記第５レンズ群は１枚の凸レンズからなり、
前記第４レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、および正レンズを配設してなり、
さらに以下の各条件式（１）〜（６）を満足することを特徴とするものである。
Ｆ_ｎ＜２．０（１）
Ｆ_ｎ×ＬＬ／Ｂｆ＜５．２５（２）
ｆ_２／ｆ_３＜１．０（３）
０．８＜ｆ_２３／ｆ_ｗ＜１．４（４）
４．５＜｜ｆ_４／ｆ_ｗ｜（５）
１．６＜ｆ_５／ｆ_ｗ＜２．８（６）
ただし、
Ｆ_ｎ：広角端におけるＦナンバ
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算）
ＬＬ：投写距離無限時のレンズ全長
ｆ_ｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
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_２３：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ_４：第４レンズ群の焦点距離
ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離

なお、前記第１〜３のズームレンズにおいて、「弱い屈折力を有する第４レンズ群」とは、第１から第５レンズ群までの前記各レンズ群のうちで、前記第４レンズ群の屈折力が最も弱くなるように構成されていることを表すものである。

また、前記第１〜３のズームレンズにおいて、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、変倍時において同一方向へ移動するように構成することが好ましい。

また、前述したいずれかのズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、拡大側から順に、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズの接合レンズとを配設してなることが好ましい。

また、前述したいずれかのズームレンズにおいて、前記第３レンズ群は、１組の接合レンズを含むことが好ましい。

また、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投映レンズとして上記いずれかのズームレンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明のズームレンズによれば、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群および弱い屈折力を有する第４レンズ群が可動とされた５群タイプで、第５レンズ群を１枚の凸レンズから構成する、および／または第４レンズ群を、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、および正レンズを配設するように構成する、ことにより、さらに所定の６つの条件式を満足することにより、諸収差が良好に補正され、Ｆナンバが例えば１．５５と明るく（大口径で）、広画角とされ、適切なバックフォーカス長を確保することができ、バックフォーカスを含めたレンズ全系が大幅に短縮化されたズームレンズを得ることができる。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も、これらの要望に応え得る装置とすることができる。

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。

すなわちこのズームレンズは、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および弱い屈折力を有する第４レンズ群Ｇ_４と、変倍の際に固定で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。なお、図中、Ｘは光軸を表している。

また、第５レンズ群Ｇ_５は１枚の凸レンズから構成され、および／または第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、および正レンズを配設する構成とされている。

さらに、このズームレンズは、下記条件式（１）〜（６）を満足するように構成されている。
Ｆ_ｎ＜２．０（１）
Ｆ_ｎ×ＬＬ／Ｂｆ＜５．２５（２）
ｆ_２／ｆ_３＜１．０（３）
０．８＜ｆ_２３／ｆ_ｗ＜１．４（４）
４．５＜｜ｆ_４／ｆ_ｗ｜（５）
１．６＜ｆ_５／ｆ_ｗ＜２．８（６）
ただし、
Ｆ_ｎ：広角端におけるＦナンバ
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算）
ＬＬ：投写距離無限時のレンズ全長
ｆ_ｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
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_２３：広角端における第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の合成焦点距離
ｆ_４：第４レンズ群Ｇ_４の焦点距離
ｆ_５：第５レンズ群Ｇ_５の焦点距離

また、本発明に係る投写型表示装置は、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において、本発明に係るズームレンズは液晶ビデオプロジェクタの投映レンズとして示されており、第５レンズ群Ｇ_５と液晶表示パネル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。この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、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プリズム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１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。

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。

拡大側より順に、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および弱い屈折力を有する第４レンズ群Ｇ_４と、変倍の際に固定で正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ_５とを配設された構成により、レンズ群の移動スペースを極力少なくした、３つのレンズ群の移動によりズーミングを行なうタイプの、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。

また、第５レンズ群Ｇ_５は１枚の凸レンズから構成され、さらに第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、および正レンズを配設する構成とされ、いずれの構成によっても、レンズ全系の短縮化を図る、という作用効果を奏することができる。

上記各条件式の技術的意義としては、まず、上記条件式（１）は、このズームレンズのＦナンバを規定するものであり、このレンズの目的に対応する基本的な構成要件といってよいものである。換言すれば、本発明は、条件式（１）の条件を満足するような大口径のレンズにおいて、良好な光学性能を達成するとともに適切なバックフォーカス長を確保し、バックフォーカスを含めたレンズ全系を大幅に短縮化し得たことに、その意義がある。

上記条件式（２）は、上記ガラスブロック２等を配設するための、第５レンズ群Ｇ_５の縮小側のレンズ面〜液晶表示パネル１までの距離（バックフォーカス）Ｂｆと、レンズ系の全長ＬＬと、広角端におけるＦナンバの値Ｆ_ｎとの関係を規定した式であり、明るいレンズ系としつつ、レンズ全系の短縮化を図り得る範囲を示すものである。なお、このＢｆの値は、ガラスブロック２の厚みを屈折率で割った値と空気間隔とを加えた値、すなわち空気換算距離である。

通常、Ｆナンバが小さく周辺光量の多いレンズはレンズ径が大きくなるため、レンズ厚も大きくなってレンズ全長が大きくなる傾向にある。特に縮小側がテレセントリックな光学系では、縮小側のレンズ径は、Ｂｆと、必要とされる全光量および周辺光量とで決定されることになるので径大化しがちで、レンズ厚も大きくなる。この条件式（２）の上限を超えると、レンズ系の明るさと、レンズ全系の短縮化の両方を満足することが困難となる。

なお、上記特許文献１〜５記載のものでは、条件式（２）に対応する値が５．２５より大きくなり、結果としてレンズ全長が長くなり、近年のレンズ全系の短縮化の要請に応えることができない。

上記条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ_２の焦点距離と第３レンズ群Ｇ_３の焦点距離との比を規定した式であり、球面収差を良好に補正するとともに適切なバックフォーカス量を確保しつつ、レンズ全系の短縮化を図り得る範囲を示すものである。この条件式（３）の上限を超えると、第３レンズ群Ｇ_３の屈折力が大きくなり、球面収差の補正が難しくなるとともに適切なバックフォーカス量を確保することが難しくなる。

上記条件式（４）は、広角端における第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との合成レンズ群の屈折力を規定した式であり、上記条件式（３）と同様に、球面収差を良好に補正するとともに適切なバックフォーカス量を確保しつつ、レンズ全系の短縮化を図り得る範囲を示すものである。この条件式（４）の上限を超えると、この合成レンズ群の屈折力が小さくなり、変倍時における各レンズ群の移動量が大きくなるのでレンズ系の全長が大きくなる。一方、条件式（４）の下限を超えると、この合成レンズ群の屈折力が大きくなり、球面収差の補正が難しくなるとともに適切なバックフォーカス量を確保することが難しくなる。

また、球面収差の補正を良好なものとし、適切なバックフォーカス量を確保しつつ、レンズ全系の短縮化を図るという観点からは、より好ましくは、上記範囲を０．９〜１．２５とする。

上記条件式（５）は、第４レンズ群Ｇ_４の屈折力を規定した式であり、このズームレンズの縮小側をテレセントリックに保ちながら良好な収差補正を行い得る範囲を示すものである。本発明のズームレンズでは、第４レンズ群Ｇ_４は第１〜第５レンズ群Ｇ_１〜Ｇ_５までの各レンズ群のうちで、屈折力が最も弱くなるように構成されている。第４レンズ群Ｇ_４の屈折力は正でも負でもよいが、後段の第５レンズ群Ｇ_５が１枚の凸レンズとされているので、適切な屈折力配分が特に重要となる。条件式（４）の下限を超えて第４レンズ群Ｇ_４の屈折力が大きくなると、縮小側でのテレセントリック性を維持しながら各収差（球面収差、非点収差、コマ収差）のバランスを良好に補正することが困難となる。

上記条件式（６）は、第５レンズ群Ｇ_５の屈折力を規定した式であり、この第５レンズ群Ｇ_５の縮小側をテレセントリックに保ちながら良好な収差補正を行い得る範囲を示すものである。本実施形態においては、第５レンズ群Ｇ_５を構成するレンズが１枚であるため、縮小側をテレセントリックに保ちながら良好な収差補正を行なうためには、このレンズの屈折力を適切に設定することが極めて重要である。この条件式（６）の上限および下限を超えると、第５レンズ群Ｇ_５の縮小側をテレセントリックに保ちながら良好な収差補正を行なうことが難しくなる。

また、上記テレセントリック性を確保しつつ収差の補正を良好なものとするためには、より好ましくは、上記範囲を１．８〜２．７とする。

なお、上記第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４とは、変倍時において、広角側から望遠側に向かうにしたがって、拡大側に単調に移動することが好ましい。このように、３つの移動群Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４が、変倍時に互いに同一方向に移動することで、レンズ移動用のスペースを最小限にしつつ円滑なズーミングを確保する。これにより、レンズ全長を短縮化することが可能となる。この場合、上記３つの移動群Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４は、変倍時において、広角側から望遠側に向かうにしたがって相対距離が離れるように移動することがより好ましい。

また、第２レンズ群は、拡大側から順に、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズの接合レンズとを配設してなることが好ましい。これにより、色収差の補正をしながら凸のパワーを強くできるので、ズーム移動量を少なくすることができる。
また、第３レンズ群Ｇ_３に１組の接合レンズを含むことにより、色収差の補正を良好とすることができる。

なお、本発明のズームレンズは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の使用態様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ＤＭＤ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。

また、投写型表示装置が、本発明に係るズームレンズと、別の例えば広画角な投映用レンズや標準的投映距離に好適なレンズとを、選択的に交換して装着できるように構成することにより、装置の設置場所の自由度を高めることができる。

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。なお、本発明のズームレンズとしては下記実施例のものに限られるものではなく、例えば各レンズ群を構成するレンズの枚数および形状は適宜選択し得る。

＜実施例１＞
この実施例１に係るズームレンズは、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正メニスカスレンズよりなる第１レンズＬ_１と、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と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第３レンズＬ_３と、拡大側に強い曲率の面を向けた両凹レンズよりなる第４レンズＬ_４とからなり、第２レンズ群Ｇ_２が、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と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第６レンズＬ_６および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からなる接合レンズとからなる。

また、第３レンズ群Ｇ_３が、縮小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および縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１０レンズＬ_１０との接合レンズからなり、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１１レンズＬ_１１と、拡大側に強い曲率の面を向けた両凹レンズよりなる第１２レンズＬ_１２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１３レンズＬ_１３からなる接合レンズと、縮小側に強い曲率の面を向けた両凸レンズよりなる第１４レンズＬ_１４とからなり、第５レンズ群Ｇ_５が、拡大側に強い曲率の面を向けた両凸レンズよりなる第１５レンズＬ_１５からなる。

また、このズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｇ_２、第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４はともに、広角側から望遠側への変倍の際に拡大側へ移動する。

この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（広角端における拡大側の共役点位置無限遠状態の焦点距離を１として規格化されている；以下の表２および３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；以下の表２および３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に示す。なお、この表１および後述する表２および３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。

また、表１の中段に、実施例１における広角端（ズーム比1.00）および望遠端（ズーム比1.20）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_８（可変１）、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_１３（可変２）、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１８（可変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_２５（可変４）を示す。

また、表１の下段に、実施例１における焦点距離ｆ、画角２ωおよびＦナンバを示す。

＜実施例２＞
この実施例２に係るズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされており、そのため、図示は省略している。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に示す。

また、表２の中段に、実施例２における広角端（ズーム比1.00）および望遠端（ズーム比1.20）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_８（可変１）、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_１３（可変２）、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１８（可変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_２５（可変４）を示す。

また、表２の下段に、実施例２における焦点距離ｆ、画角２ωおよびＦナンバを示す。

＜実施例３＞
図２は実施例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。この実施例３に係るズームレンズは、図２に示されるとおり、実施例１のものと大略同様の構成とされている。

実施例１との主な相違点は、第１レンズ群Ｇ_１が３枚の簡易な構成となっている点で、第１レンズ群Ｇ_１は、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と、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と、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とからなる。そのため、以降のレンズのレンズ番号は実施例１のものよりも１つずつ繰り上がることになるが、さらにこの実施例３に係るズームレンズでは、第４レンズＬ_４が縮小側に強い曲率の面を向けた両凸レンズよりなり、第１３レンズＬ_１３が縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる点も実施例１と異なっている。

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に示す。

また、表３の中段に、実施例３における広角端（ズーム比1.00）および望遠端（ズーム比1.20）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（可変１）、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_１１（可変２）、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１６（可変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_２３（可変４）を示す。

また、表３の下段に、実施例３における焦点距離ｆ、画角２ωおよびＦナンバを示す。

表４に、上記実施例１〜３のズームレンズに関し、上記条件式（１）〜（６）に対応する値を示す。なお、各実施例の投写距離無限時のレンズ全長ＬＬは、実施例１において３．６２６、実施例２において３．６２６、実施例３において３．６１８とされている。

図３〜５は上記実施例１〜３のズームレンズの広角端（ワイド）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。各球面収差図にはｄ線、Ｆ線、Ｃ線に対する収差が示されており、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Ｆ線、Ｃ線のｄ線に対する収差が示されている。なお、各収差図は投写距離無限ではなく倍率約８０倍の位置におけるものを示している。

図３〜５および表４から明らかなように、実施例１〜３のズームレンズはいずれも、条件式（１）〜（６）を全て満足し、ズーム領域の全体に亘って良好な収差補正がなされ、明るく広画角で、適切なバックフォーカス長とされ、バックフォーカスを含むレンズ全系が短縮化されたズームレンズとされている。

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実施例１に係るズームレンズの各収差図実施例２に係るズームレンズの各収差図実施例３に係るズームレンズの各収差図

符号の説明

Ｇ_１〜Ｇ_５レンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_１５レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_２９レンズ面等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_２９レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ光軸
１液晶表示パネル
２ガラスブロック

Claims

拡大側より順に、変倍の際に固定でフォーカシングを行う負の屈折力を有する第１レンズ群と、
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い、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、および弱い屈折力を有する第４レンズ群と、
変倍の際に固定で正の屈折力を有する第５レンズ群とを配設してなるズームレンズにおいて、
前記第５レンズ群は１枚の凸レンズからなり、
さらに以下の各条件式（１）〜（６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
Ｆ_ｎ＜２．０（１）
Ｆ_ｎ×ＬＬ／Ｂｆ＜５．２５（２）
ｆ_２／ｆ_３＜１．０（３）
０．８＜ｆ_２３／ｆ_ｗ＜１．４（４）
４．５＜｜ｆ_４／ｆ_ｗ｜（５）
１．６＜ｆ_５／ｆ_ｗ＜２．８（６）
ただし、
Ｆ_ｎ：広角端におけるＦナンバ
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算）
ＬＬ：投写距離無限時のレンズ全長
ｆ_ｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
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_２３：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ_４：第４レンズ群の焦点距離
ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離
拡大側より順に、変倍の際に固定でフォーカシングを行う負の屈折力を有する第１レンズ群と、
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い、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、および弱い屈折力を有する第４レンズ群と、
変倍の際に固定で正の屈折力を有する第５レンズ群とを配設してなるズームレンズにおいて、
前記第４レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、および正レンズを配設してなり、
さらに以下の各条件式（１）〜（６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
Ｆ_ｎ＜２．０（１）
Ｆ_ｎ×ＬＬ／Ｂｆ＜５．２５（２）
ｆ_２／ｆ_３＜１．０（３）
０．８＜ｆ_２３／ｆ_ｗ＜１．４（４）
４．５＜｜ｆ_４／ｆ_ｗ｜（５）
１．６＜ｆ_５／ｆ_ｗ＜２．８（６）
ただし、
Ｆ_ｎ：広角端におけるＦナンバ
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算）
ＬＬ：投写距離無限時のレンズ全長
ｆ_ｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
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_２３：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ_４：第４レンズ群の焦点距離
ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離
拡大側より順に、変倍の際に固定でフォーカシングを行う負の屈折力を有する第１レンズ群と、
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い、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、および弱い屈折力を有する第４レンズ群と、
変倍の際に固定で正の屈折力を有する第５レンズ群とを配設してなるズームレンズにおいて、
前記第５レンズ群は１枚の凸レンズからなり、
前記第４レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、および正レンズを配設してなり、
さらに以下の各条件式（１）〜（６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
Ｆ_ｎ＜２．０（１）
Ｆ_ｎ×ＬＬ／Ｂｆ＜５．２５（２）
ｆ_２／ｆ_３＜１．０（３）
０．８＜ｆ_２３／ｆ_ｗ＜１．４（４）
４．５＜｜ｆ_４／ｆ_ｗ｜（５）
１．６＜ｆ_５／ｆ_ｗ＜２．８（６）
ただし、
Ｆ_ｎ：広角端におけるＦナンバ
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算）
ＬＬ：投写距離無限時のレンズ全長
ｆ_ｗ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
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_２３：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離
ｆ_４：第４レンズ群の焦点距離
ｆ_５：第５レンズ群の焦点距離
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、変倍時において同一方向へ移動することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群は、拡大側から順に、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズの接合レンズとを配設してなることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群は、１組の接合レンズを含むことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載のズームレンズ。
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投映レンズとして請求項１〜６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。