JP2009069540A - 投写型ズームレンズおよび投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】５群７枚のレンズ構成とされ、小型化、軽量化を達成し、諸収差、特に像面の倒れを良好に補正し得る投写型ズームレンズおよび投写型表示装置を得る。
【解決手段】拡大側から順に、負の第１群Ｇ_１、各々正の第２群Ｇ_２〜第５群Ｇ_５を備え、縮小側が略テレセントリックとされ、７枚のレンズが、第１群Ｇ_１に１枚、第２群Ｇ_２に１枚、第３群Ｇ_３に１枚、第４群Ｇ_４に３枚、第５群Ｇ _５ に１枚となるように分配され、少なくとも、第３群Ｇ_３と第４群Ｇ_４を変倍時の移動群としているため、簡易な構成のわりに諸収差を良好なものとすることができる。また、第４群Ｇ_４を構成する拡大側の２枚のレンズの間に、両凸の空気レンズを形成し、この空気レンズの焦点距離（パワー）を、所定範囲内に規定しているので、特に像面の倒れを良好に補正することが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、投写型表示装置等に搭載される５群で７枚構成の投写型ズームレンズおよびその投写型ズームレンズを搭載した投写型表示装置に関し、特に、透過型あるいは反射型の液晶表示装置やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）表示装置等のライトバルブからの映像情報を担持した光束をスクリーン上に拡大投影する投写型ズームレンズおよび投写型表示装置に関するものである。

近年、液晶表示装置やＤＭＤ表示装置等のライトバルブを用いた投写型表示装置が広く普及しており、特に、このライトバルブを３枚用い、ＲＧＢ３原色の照明光に各々対応させるようにすることでこれら各照明光を変調し、個々のライトバルブで変調された光をプリズム等で合成し、投影レンズを介してスクリーンに画像を表示する構成をとるものが広く利用されている。

上述したライトバルブにおいては小型化・高精細化が急激に進み、また、パソコンの普及と相俟って、このような投写型表示装置を用いてプレゼンテーションを行うことの需要も増加しており、利便性や設置性のよい態様のものが望まれているため、投写型表示装置に対して、より高性能で、より小型・軽量なものへの要求が高まってきている。また、これに伴い投写レンズに関しても、より小型、軽量なものであることが強く望まれている。

このような要件を満たす投写型ズームレンズとしては、例えば４群、７枚レンズにより構成された下記特許文献１に記載のものが知られている。すなわち、この投写型ズームレンズは、変倍時において第１〜４の全レンズ群を光軸に沿って移動させ、その第４レンズ群に配された接合レンズにより色収差を補正するように構成されている。

特開２００４−２７９９５８号公報

上述したように、特許文献１記載の投写型ズームレンズにおいては、小型、軽量との要求を満足し、また、色収差を良好に補正するための構成も施されている。

しかしながら、特許文献１記載の投写型ズームレンズのように構成された場合には、諸収差、特に像面の倒れが大きいものとなってしまうため、高精細な画像を投写した場合の再生画像における画質の劣化が顕著であった。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、５群７枚のレンズ構成とされ、小型化、軽量化を図るとともに、諸収差、特に像面の倒れを良好に補正することが可能な投写型ズームレンズおよび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。

本発明の投写型ズームレンズは、
拡大側から順に、少なくとも１面が非球面からなる１枚の負の非球面レンズよりなる第１レンズ群と、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズよりなる第２レンズ群と、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズよりなる第３レンズ群と、拡大側に凹面を向けた負レンズからなる第４１レンズ、該第４１レンズと間隔を空けて配置された第４２レンズ、および縮小側に凸面を向けた正レンズからなる第４３レンズの３枚のレンズを拡大側からこの順で配列された第４レンズ群と、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズよりなる第５レンズ群と、からなり、
変倍時には、少なくとも前記第３レンズ群と前記第４レンズ群が光軸方向に移動するように構成されるとともに、縮小側が略テレセントリックに構成されていることを特徴とするものである。

この場合において、以下の条件式（１）〜（３）を満足することが好ましい。
−２．５≦ｆ１／ｆｗ≦−０．９・・・・（１）
０．９≦ｆ３／ｆｗ≦４．０・・・・・（２）
１．５≦ｆ５／ｆｗ≦５．０・・・・・（３）
ただし、
ｆｗ：広角端でのレンズ系全体の焦点距離
ｆ１:前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３:前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ５:前記第５レンズ群の焦点距離

また、変倍時には、第３レンズ群および第４レンズ群のみが光軸方向に移動するように構成することができる。

一方、変倍時には、第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群のみが光軸方向に移動するように構成することもできる。この場合において、第２レンズ群と第３レンズ群が一体となって光軸方向に移動するように構成することが可能である。

また、前記第４１レンズと前記第４２レンズとの間隔により負の空気レンズを形成し、以下の条件式（４）を満足するように構成することが好ましい。
−３０．０≦ｆｎ／ｆｗ≦−０．５・・・・（４）
ただし、
ｆｎ：前記空気レンズの焦点距離

また、前記第４２レンズの拡大側が凹面で構成され、さらに以下の条件式（４´）を満足することが、より好ましい。
−１２．０≦ｆｎ／ｆｗ≦−０．５・・・・（４´）

また、前記空気レンズが両凸形状とされていることが好ましい。

また、前記第４レンズ群に含まれる複数のレンズ面のうち、少なくとも１面を非球面で構成することが好ましい。

また、前記非球面のうち少なくとも１つは、ガラスレンズの表面に樹脂層を密着形成せしめ、該樹脂層と空気との境界面を非球面とすることにより形成することが可能である。

さらに、フォーカス調整は、前記第１レンズ群を光軸方向に移動させることにより行うことが好ましい。

また、本発明の投写型表示装置は、光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、上述したいずれかの投写型ズームレンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写型ズームレンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。

本発明の投写型ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置によれば、全体を５群で７枚のレンズにより簡易に構成しており、小型、軽量化の達成が容易である。しかも、７枚のレンズを、第１レンズ群に１枚、第２レンズ群に１枚、第３レンズ群に１枚、第４レンズ群に３枚、第５レンズ群に１枚というように分配し、少なくとも、第３レンズ群と第４レンズ群を変倍時の移動群としているため、簡易な構成のわりに諸収差を良好なものとすることができる。

なお、移動群を、第３レンズ群および第４レンズ群とするか第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群とすることにより、前述した特許文献１の従来技術と比較しても変倍時のレンズ駆動機構を簡易でコンパクトなものとすることができる。

また、第４レンズ群を、第４１レンズ、第４２レンズおよび第４３レンズの３枚により構成し、この第４１レンズと第４２レンズとの間に負の空気レンズが形成されるように構成し、この空気レンズの焦点距離（パワー）を、所定範囲内に規定することにより、特に像面の倒れを良好に補正することが可能である。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示す実施形態（実施例１のものを代表させて示している）の投写型ズームレンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１、各々正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２〜第５レンズ群Ｇ_５を備え、縮小側が略テレセントリックに構成されており、その後段には、色合成プリズムを主とするガラスブロック（フィルタ部を含む）２および液晶表示パネル等ライトバルブの画像表示面１が配設される。なお、図中Ｘは光軸を表している。

ここで第１レンズ群Ｇ_１は、縮小側に凹面を向けた負レンズよりなる第１レンズＬ_１からなる（なお、実施例４〜６は、第１レンズＬ_１が球面ガラスレンズと樹脂層とからなる複合非球面レンズとされている）。また、第２レンズ群Ｇ_２は、拡大側に凸面を向けた正レンズよりなる第２レンズＬ_２のみからなる。また、第３レンズ群Ｇ_３は、拡大側に凸面を向けた正レンズよりなる第３レンズＬ_３のみからなる。また、第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側に凹面を向けた負レンズよりなる第４レンズＬ_４、第４レンズＬ_４との間に負の空気レンズが形成されるように配置された正レンズよりなる第５レンズＬ_５、および縮小側に凸面を向けた正レンズよりなる第６レンズＬ_６からなる。また、第５レンズ群Ｇ_５は、拡大側に凸面を向けた正レンズよりなる第７レンズＬ_７のみからなる。このように構成された結果、第４レンズ群Ｇ_４を構成する第４レンズＬ_４と第５レンズＬ_５との間には、負の空気レンズが形成されることになる。

このように、第１レンズ群Ｇ_１に１枚、第２レンズ群Ｇ_２に１枚、第３レンズ群Ｇ_３に１枚、第４レンズ群Ｇ_４に３枚、第５レンズ群Ｇ_５に１枚というように７枚のレンズを分配することにより、簡易な構成のわりに諸収差を良好なものとすることができる。

また、第４レンズ群Ｇ_４における、第４レンズＬ_４と第５レンズＬ_５との間に負の空気レンズを形成することにより、また、下記条件式（４）の範囲を満足することにより、像面の倒れを補正することが可能となる。

なお、この負の空気レンズは、両凸形状とされた場合に、その補正機能がより向上するものである。さらに、この負の空気レンズが瞳の近傍に配される場合には、その補正機能がより向上するものである。本実施形態においては、瞳が、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の間（実施例１〜３、７）、または第４レンズ群Ｇ_４に近接配置された第３レンズ群Ｇ_３の拡大側（実施例４、５）の位置付近に設定されることになるので、この負の空気レンズが瞳の近傍に配されるように構成されていることになる。

また、ズーミング時において、第４レンズ群Ｇ_４と一体的に開口絞り３（マスクとすることも可）が移動するように構成されていることが好ましい（実施例１〜３、７に対応）。

本実施形態の投写型ズームレンズにおいては、上述したように、ネガティヴリード型のズームレンズとされているため、広角化を図り易く、また適正な長さのバックフォーカスを確保することが可能である。

また、本実施形態の投写型ズームレンズは、変倍時において、少なくとも２つのレンズ群（実施例２では、第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４、実施例１、３〜７では、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（そのうち実施例４、５では、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３が一体的に移動する）を光軸方向に移動させることにより、ズーム機能を有する構成とされている。変倍時の移動群を第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４の２つのレンズ群とすることにより、鏡胴の簡略化等を図ることができ、系全体としてコストの低減およびコンパクト化を図ることができる。一方、移動群を、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の３つのレンズ群とすることにより、収差補正をより良好なものとすることができる。この場合において、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３を一体的に移動させることにより、移動群を２つのレンズ群とした場合と、移動群を３つのレンズ群とした場合の、両者の利点を有する系とすることができる。

また、広角端から望遠端への変倍に際し、移動レンズ群を、いずれも拡大側に移動するように構成することにより、より変倍比を大きく設定することが可能となる（実施例１、２、４〜７）。

ただし、これは、上記移動レンズ群の各々について、広角端での位置よりも望遠端での位置の方が、より拡大側に設定されていることを意味しているのであって、中間領域において一旦縮小側に移動することを排除するものではない。

また、フォーカス調整は、第１レンズ群Ｇ_１を光軸方向に移動させることにより行われる。

また、本実施形態に係る投写型ズームレンズは、下記条件式（１）〜（３）を満足することが好ましい。
−２．５≦ｆ１／ｆｗ≦−０．９・・・・（１）
０．９≦ｆ３／ｆｗ≦４．０・・・・・（２）
１．５≦ｆ５／ｆｗ≦５．０・・・・・（３）
ただし、
ｆｗ：広角端でのレンズ系全体の焦点距離
ｆ１:第１レンズ群Ｇ_１の焦点距離
ｆ３:第３レンズ群Ｇ_３の焦点距離
ｆ５:第５レンズ群Ｇ_５の焦点距離

さらに、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
−３０．０≦ｆｎ／ｆｗ≦−０．５・・・・（４）
ただし、
ｆｎ：前記空気レンズの焦点距離

ここで、上述した条件式（１）〜（５）の技術的意義について説明する。
条件式（１）は、収差補正を良好なものとし、かつレンズバックを適切な長さとし得る範囲を規定するものである。すなわち、条件式（１）の下限を下回った場合は、レンズバックが短くなりすぎ、色合成部等の挿入が困難となる。一方、その上限を上回った場合は、収差補正が困難となり、またレンズバックが長くなりすぎ、系が大型化してしまう。

また、条件式（２）は、収差補正を良好なものとし、かつ系のコンパクト化を図り得る範囲を規定するものである。すなわち、条件式（２）の下限を下回った場合は、収差補正が困難となる。一方、その上限を上回った場合は、レンズの移動量が大きくなりすぎ、系が大型化してしまう。

また、条件式（３）も、収差補正を良好なものとし、かつ系のコンパクト化を図り得る範囲を規定するものである。すなわち、条件式（３）の下限を下回った場合は、収差補正が困難となる。一方、その上限を上回った場合は、レンズバックが長くなりすぎ、系が大型化してしまう。

また、条件式（４）は、収差補正を良好なものとし得る上記空気レンズのパワーの範囲を規定するものである。すなわち、条件式（４）の下限を下回った場合は、収差補正、特にサジタル方向の像面補正が困難となる。一方、その上限を上回った場合は、収差補正、特にコマ収差の補正が困難となる。

なお、条件式（４）に替えて、下記条件式（４´）を満足するように設定することにより、上記収差補正の作用効果がより良好なものとなる。
−１２．０≦ｆｎ／ｆｗ≦−０．５・・・・（４´）

さらに、条件式（４´）に替えて、下記条件式（４´´）を満足するように設定することにより、上記収差補正の作用効果が極めて良好なものとなる。
−７．０≦ｆｎ／ｆｗ≦−０．５・・・・（４´´）

ここで、下記各実施例の投写型ズームレンズは、いずれも非球面レンズを含むものであり、その非球面形状は下記非球面式により表わされる。

また、非球面（実施例４〜６においては第１レンズＬ_１の縮小側の面）は、ガラスレンズの表面に樹脂層を密着形成せしめ、該樹脂層と空気との境界面を非球面とすることにより形成する複合非球面とすることが可能である。

さらに、フォーカス調整は、前記第１レンズ群Ｇ_１を光軸方向に移動させることにより行うことが好ましい。

次に、上述した投写型ズームレンズを搭載した投写型表示装置の一例を図１５により説明する。図１５に示す投写型表示装置は、ライトバルブとして透過型液晶パネル１１ａ〜ｃを備え、投写型ズームレンズ１０として上述した実施形態に係る投写型ズームレンズを用いている。また、光源２０とダイクロイックミラー１２の間には、フライアイ等のインテグレータ（図示を省略）が配されており、光源２０からの白色光は照明光学部を介して、３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）にそれぞれ対応する液晶パネル１１ａ〜ｃに入射されて光変調され、クロスダイクロイックプリズム１４により、色合成され投写型ズームレンズ１０により図示されないスクリーン上に投影される。この装置は、色分解のためのダイクロイックミラー１２、１３、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４、コンデンサレンズ１６ａ〜ｃ、全反射ミラー１８ａ〜ｃを備えている。本実施形態の投写型表示装置は、本実施形態に係る投写型ズームレンズを用いているので、広角、かつ投写画像の画質が良好であり、明るく、小型かつ軽量な投写型表示装置とすることができる。

なお、本発明の投写型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写型ズーム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あるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投写型ズームレンズ等として用いることも可能である。

また、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、いずれかの透過型液晶パネル１１ａ〜ｃとクロスダイクロイックプリズム１４との間に、倍率色補正手段として機能する、正レンズ１５ａまたは負レンズ１５ｂを挿入することにより、ズームレンズ１０のみによっては補正が困難な場合においても系全体としての倍率色収差を補正することが可能である。

以下、具体的な実施例を用いて、本発明の投写型ズームレンズをさらに説明する。
＜実施例１＞
この実施例１にかかる投写型ズームレンズは、前述したように図１に示す如き構成とされている。すなわちこの投写型ズームレンズは、拡大側から順に、第１レンズ群Ｇ_１は、両面が非球面とされた両凹レンズよりなる第１レンズＬ_１のみからなり、第２レンズ群Ｇ_２は、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ_２のみからなり、第３レンズ群Ｇ_３は、両面が非球面とされた両凸レンズよりなる第３レンズＬ_３のみからなる。また、第４レンズ群Ｇ_４は、両面が非球面とされた両凹レンズよりなる第４レンズＬ_４、該第４レンズＬ_４との間に負の空気レンズが形成されるように配置された、両凸レンズよりなる第５レンズＬ_５、および縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第６レンズＬ_６からなる。また、第５レンズ群Ｇ_５は、両凸レンズよりなる第７レンズＬ_７のみからなる。なお、開口絞り３が第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間に配されており、第４レンズ群Ｇ_４と一体的に移動するように構成されている。また、開口絞り３に替えて、または開口絞り３と共にマスクが配設されていても良い。

また、変倍時には、広角端から望遠端への移動に伴い、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が、互いに独立して拡大側に移動する。

また、フォーカス調整は、第１レンズ群Ｇ_１を光軸方向に移動させることにより行われる。

この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（レンズ全系の焦点距離を1.0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と同様に規格化されている；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Ｎｄおよびアッベ数νｄを表１の上段に示す。なお、この表１および後述する表２〜７において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄ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の中段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表１の下段には、広角端（ワイド）および望遠端（テレ）の各場合における、可変間隔１（第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間隔）、可変間隔２（第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間隔）、可変間隔３（第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間隔）および可変間隔４（第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５との間隔）が示されている。

また、表８に実施例１における上記各条件式に対応する数値を示す。

図８は実施例１の投写型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。なお、図８および以下の図９〜１４において、各球面収差図にはｄ線、Ｆ線、Ｃ線の光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ついての収差が示されており、各倍率色収差図にはｄ線の光に対するＦ線およびＣ線の光についての収差が示されている。

この図８から明らかなように、実施例１の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５９．６度と広角で、広角端でのＦ値が１．８０と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例１の投写型ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（４´）、（４´´）についても満足されている。

＜実施例２＞
実施例２に係る投写型ズームレンズの概略構成を図２に示す。この実施例２にかかる投写型ズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、主として、第３レンズ群Ｇ_３を構成する第３レンズＬ_３が凸面を拡大側に向けた正のメニスカスレンズよりなり、また、開口絞り３の他に、第３レンズ群Ｇ_３の縮小側において、この第３レンズ群Ｇ_３と一体的に移動するマスク４を配置した構成とされている点において相違している。

さらに、変倍時において、広角端から望遠端への移動に伴い、第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４が、互いに独立して拡大側に移動する点において相違している。

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Ｎｄおよびアッベ数νｄを表２に示す。

また、表２の中段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表２の下段には、広角端（ワイド）および望遠端（テレ）の各場合における、可変間隔１（第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間隔）、可変間隔２（第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間隔）および可変間隔３（第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５との間隔）が示されている。

また、表８に実施例２における上記各条件式に対応する数値を示す。

図９は実施例２の投写型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。

この図９から明らかなように、実施例２の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５９．６度と広角で、広角端でのＦ値が１．８１と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例２の投写型ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（４´）、（４´´）についても満足されている。

＜実施例３＞
実施例３に係る投写型ズームレンズの概略構成を図３に示す。この実施例３にかかる投写型ズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、主として、第４レンズ群Ｇ_４を構成する、第４レンズＬ_４が両面球面レンズ、第５レンズＬ_５が両面非球面レンズよりなる点において相違している。さらに、変倍時において、第２レンズ群Ｇ_２は、広角端から望遠端に向かうにしたがって、拡大側から縮小側に移動するように構成されている点においても相違している。

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Ｎｄおよびアッベ数νｄを表３に示す。

また、表３の中段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表３の下段には、広角端（ワイド）および望遠端（テレ）の各場合における、可変間隔１（第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間隔）、可変間隔２（第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間隔）、可変間隔３（第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間隔）および可変間隔４（第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５との間隔）が示されている。

また、表８に実施例３における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１０は実施例３の投写型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。

この図１０から明らかなように、実施例３の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５９．６度と広角で、広角端でのＦ値が１．８０と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例３の投写型ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（４´）についても満足されている。

＜実施例４＞
実施例４に係る投写型ズームレンズの概略構成を図４に示す。この実施例４にかかる投写型ズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、主として、第１レンズ群Ｇ_１を構成するレンズが、複合非球面レンズとされた第１レンズＬ_１とされている点で相違している。すなわち、この第１レンズＬ_１は、拡大側に凸面を向けた正のメニスカス形状をなすガラスレンズｓ_１の表面に薄い樹脂層ｓ_２を密着形成せしめ、該樹脂層ｓ_２と空気との境界面を非球面とすることにより形成される。また、第３レンズ群Ｇ_３を構成する第３レンズＬ_３が両凸レンズとされ、第４レンズ群Ｇ_４を構成する、第４レンズＬ_４、第５レンズＬ_５および第６レンズＬ_６が各々、両凹レンズ、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ、および両凸レンズよりなる点において相違している。また、第３レンズ群Ｇ_３の拡大側に配された開口絞り３の他に、第２レンズ群Ｇ_２の縮小側において、この第２レンズ群Ｇ_２と一体的に移動するマスク４を配置した構成とされている点において相違している。なお、本実施例においては、複合非球面レンズである第１レンズＬ_１の最も縮小側の面のみが非球面とされており、他は全て球面とされている。また、本実施例のものでは、変倍時において、広角端から望遠端への移行に伴い、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が拡大側に移動することになるが、第２レンズ群Ｇ_２および第３レンズ群Ｇ_３は一体的に移動するように構成されている。

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Ｎｄおよびアッベ数νｄを表４に示す。

また、表４の中段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表４の下段には、広角端（ワイド）および望遠端（テレ）の各場合における、可変間隔１（第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間隔）、可変間隔２（第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間隔）および可変間隔３（第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５との間隔）が示されている。

また、表８に実施例４における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１１は実施例４の投写型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。

この図１１から明らかなように、実施例４の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５９．４度と広角で、広角端でのＦ値が２．５０と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例４の投写型ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（２´）、（２´´）についても満足されている。

＜実施例５＞
実施例５に係る投写型ズームレンズの概略構成を図５に示す。この実施例５にかかる投写型ズームレンズは、実施例４のものと略同様の構成とされているが、主として、第４レンズ群Ｇ_４を構成するレンズのうち、第４レンズＬ_４の両面が非球面とされ、第５レンズＬ_５が縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなり、第６レンズＬ_６が縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる点において相違している。

また、本実施例のものでは、変倍時において、広角端から望遠端への移動に伴い、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が拡大側に移動することになるが、このとき第４実施例のものと同様に、第２レンズ群Ｇ_２および第３レンズ群Ｇ_３は一体的に移動するように構成されている。

この実施例５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Ｎｄおよびアッベ数νｄを表５に示す。

また、表５の中段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表５の下段には、広角端（ワイド）および望遠端（テレ）の各場合における、可変間隔１（第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間隔）、可変間隔２（第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間隔）および可変間隔３（第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５との間隔）が示されている。

また、表８に実施例５における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１２は実施例５の投写型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。

この図１２から明らかなように、実施例５の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５９．６度と広角で、広角端でのＦ値が１．９１と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例５の投写型ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（４´）、（４´´）についても満足されている。

＜実施例６＞
実施例６に係る投写型ズームレンズの概略構成を図６に示す。この実施例６にかかる投写型ズームレンズは、実施例５のものと略同様の構成とされているが、主として、第４レンズ群Ｇ_４を構成するレンズのうち、第４レンズＬ_４が、その光軸近傍において、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる点において相違している。また、変倍時において、広角端から望遠端への移動に伴い、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が、互いに独立して拡大側に移動する点において相違している。さらに、開口絞り３およびマスク４は、表されていない。

また、表６の中段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表６の下段には、広角端（ワイド）および望遠端（テレ）の各場合における、可変間隔１（第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間隔）、可変間隔２（第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間隔）、可変間隔３（第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間隔）および可変間隔４（第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５との間隔）が示されている。

また、表８に実施例６における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１３は実施例６の投写型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。

この図１３から明らかなように、実施例６の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５９．６度と広角で、広角端でのＦ値が１．７４と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例６の投写型ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（４´）、（４´´）についても満足されている。

＜実施例７＞
実施例７に係る投写型ズームレンズの概略構成を図７に示す。この実施例７にかかる投写型ズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、主として、第３レンズ群Ｇ_３を構成する第３レンズＬ_３が凸面を拡大側に向けた正のメニスカスレンズよりなる点において相違している。

この実施例７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Ｎｄおよびアッベ数νｄを表７に示す。

また、表７の中段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表７の下段には、広角端（ワイド）および望遠端（テレ）の各場合における、可変間隔１（第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間隔）、可変間隔２（第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間隔）、可変間隔３（第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間隔）および可変間隔４（第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５との間隔）が示されている。

また、表８に実施例７における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１４は実施例７の投写型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。

この図１４から明らかなように、実施例７の投写型ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５９．８度と広角で、広角端でのＦ値が１．８１と明るく、各収差、特に像面の倒れが良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例７の投写型ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（４´）、（４´´）についても満足されている。

本発明の実施例１に係る投写型ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図 本発明の実施例２に係る投写型ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図 本発明の実施例３に係る投写型ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図 本発明の実施例４に係る投写型ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図 本発明の実施例５に係る投写型ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図 本発明の実施例６に係る投写型ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図 本発明の実施例７に係る投写型ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図 実施例１の投写型ズームレンズの諸収差（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 実施例２の投写型ズームレンズの諸収差（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 実施例３の投写型ズームレンズの諸収差（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 実施例４の投写型ズームレンズの諸収差（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 実施例５の投写型ズームレンズの諸収差（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 実施例６の投写型ズームレンズの諸収差（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 実施例７の投写型ズームレンズの諸収差（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 本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図 本発明の変更形態に係る投写型表示装置の一部を説明するための概略構成図

符号の説明

Ｇ_１〜Ｇ_５ レンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_７ レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_１９ レンズ面等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_１８ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ 光軸
１ 画像表示面
２ ガラスブロック（フィルタ部を含む）
３ 開口絞り
４ マスク
１０ 投写型ズームレンズ
１１ａ〜ｃ 透過型液晶パネル
１２、１３ ダイクロイックミラー
１４ クロスダイクロイックプリズム
１５ａ、ｂ 倍率色補正手段（レンズ）
１６ａ〜ｃ コンデンサレンズ
１８ａ〜ｃ 全反射ミラー
２０ 光源

Claims (12)

1. 拡大側から順に、少なくとも１面が非球面からなる１枚の負の非球面レンズよりなる第１レンズ群と、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズよりなる第２レンズ群と、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズよりなる第３レンズ群と、拡大側に凹面を向けた負レンズからなる第４１レンズ、該第４１レンズと間隔を空けて配置された第４２レンズ、および縮小側に凸面を向けた正レンズからなる第４３レンズの３枚のレンズを拡大側からこの順で配列された第４レンズ群と、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズよりなる第５レンズ群と、からなり、
   変倍時には、少なくとも前記第３レンズ群と前記第４レンズ群が光軸方向に移動するように構成されるとともに、縮小側が略テレセントリックに構成されていることを特徴とする投写型ズームレンズ。
2. さらに、以下の条件式（１）〜（３）を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の投写型ズームレンズ。
   −２．５≦ｆ１／ｆｗ≦−０．９・・・・（１）
   ０．９≦ｆ３／ｆｗ≦４．０・・・・・（２）
   １．５≦ｆ５／ｆｗ≦５．０・・・・・（３）
   ただし、
   ｆｗ：広角端でのレンズ系全体の焦点距離
   ｆ１:前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ３:前記第３レンズ群の焦点距離
   ｆ５:前記第５レンズ群の焦点距離
3. 変倍時には、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群のみが光軸方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の投写型ズームレンズ。
4. 変倍時には、前記第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群のみが光軸方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の投写型ズームレンズ。
5. 変倍時には、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群が一体となって光軸方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の投写型ズームレンズ。
6. 前記第４１レンズと前記第４２レンズとの間隔により負の空気レンズが形成され、以下の条件式（４）を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写型ズームレンズ。
   −３０．０≦ｆｎ／ｆｗ≦−０．５・・・・（４）
   ただし、
   ｆｎ：前記空気レンズの焦点距離
7. 前記第４２レンズの拡大側が凹面で構成され、さらに以下の条件式（４´）を満足することを特徴とする請求項６記載の投写型ズームレンズ。
   −１２．０≦ｆｎ／ｆｗ≦−０．５・・・・（４´）
8. 前記空気レンズが両凸形状とされていることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項記載の投写型ズームレンズ。
9. 前記第４レンズ群に含まれる複数のレンズ面のうち、少なくとも１面が非球面で構成されたことを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項記載の投写型ズームレンズ。
10. 前記非球面のうち少なくとも１つは、ガラスレンズの表面に樹脂層を密着形成せしめ、該樹脂層と空気との境界面を非球面としたことを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項記載の投写型ズームレンズ。
11. フォーカス調整は、前記第１レンズ群を光軸方向に移動させることにより行う構成とされていることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項記載の投写型ズームレンズ。
12. 光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、請求項１〜１１のうちいずれか１項記載の投写型ズームレンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写型ズームレンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。
    

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