JP2009222982A - ズームレンズ及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】広画角、高変倍比、及び小さなＦナンバーの要求に対応でき、小型化や低コスト化を簡易に達成できるズームレンズを提供すること。
【解決手段】広角側から望遠側に変倍する際に、第１レンズ群１０から第４レンズ群４０までが移動し、第２、第３、及び第４レンズ群２０，３０，４０は、広角側から望遠側に変倍するに当たり縮小側から拡大側に移動するので、構成レンズの枚数を抑えつつ、収差を抑えつつ比較的大きな画角を実現し高変倍比を達成することができ、Ｆナンバーの小さいすなわち明るい画像の投射が可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネル等によって形成された画像をスクリーンに投射するためのズームレンズ、及び、これを組み込んだプロジェクタに関する。

画像投射用のズームレンズのうち、５つのレンズ群からなり比較的高変倍比を達成できるものとして、下記特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４に開示されたものが存在する。

特許文献１のズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、及び正の屈折力の第５レンズ群で構成され、望遠側への変倍時に第２〜第４レンズ群を光軸上で拡大側に移動させる。

特許文献２のズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、及び正の屈折力の第５レンズ群で構成され、望遠側への変倍時に第２〜第４レンズ群を光軸上で拡大側に移動させる。

特許文献３のズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、及び正の屈折力の第５レンズ群で構成され、望遠側への変倍時に第２及び第３第４レンズ群を光軸上で拡大側に移動させ、第４第５レンズ群を光軸上で縮小側に移動させ、第３レンズ群は拡大側または縮小側に移動する。

特許文献４のズームレンズは、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、及び正の屈折力の第５レンズ群で構成され、望遠側への変倍時に第２及び第３レンズ群を光軸上で拡大側に移動させ、第４レンズ群を光軸上で縮小側に移動させる。
特２０００−１３７１６５号公報 特２０００−２９２７０１号公報 特２００１−３３７２７５号公報 特２００１−３２４６７７号公報

近年、様々な場所に設置できるという設置の自由度を高めるため、広画角化に対応し、高変倍比を有し、かつ、明るい場所でも十分なコントラストが得られるようにレンズのＦナンバーの小さいすなわち明るい画像が得られるズームレンズが望まれるようになってきている。また、投射装置全体としての小型化や低コスト化のため、ズームレンズの小型化や構成枚数の低減が重要な課題となっている。

しかしながら、上記特許文献１〜４のズームレンズは、いずれも、広画角、高変倍比、及び小さなＦナンバーの３つの条件を全て満足するものとなっていない。また、レンズ枚数も、一般的に多い構成となっている。

例えば、上記特許文献１のズームレンズは、第１の実施例では、口径比が１：１．７と比較的明るいが、変倍比が1：１．３と小さい、第２の実施例ではこの種の中では比較的高変倍比と言える変倍比1：１．５を達成しているが、口径比１：２とＦナンバーが比較的大きく暗く、また半画角２５°程度までしか対応していない。また、レンズ枚数も、例えば１２〜１３枚と比較的多くなっている。

また、上記特許文献２のズームレンズは、口径比が１：１．７と比較的明るいが、変倍比が１：１．２〜１：２．５と小さく、半画角２５°程度までしか対応していない。また、レンズ枚数も、例えば１３枚と比較的多くなっている。

また、上記特許文献３のズームレンズにおいて、第１から第４の実施例では、変倍比が１：１．６で口径比が１：２．３であり、かなり大きな変倍比を達成しているが、Ｆナンバーが大きくかなり暗い。また、レンズ枚数も、１２枚と少ないとはいえない。

また、上記特許文献４のズームレンズは、変倍比が１：１．４で口径比が１：１．５であり、変倍比が比較的大きくＦナンバーが小さいが、半画角２５°程度までしか対応していない。また、レンズ枚数も、１４枚と比較的多くなっている。

そこで、本発明は、広画角、高変倍比、及び小さなＦナンバーの要求に対応でき、小型化や低コスト化を簡易に達成できるズームレンズを提供することを目的とする。

また、本発明は、上記のようなズームレンズを備えたプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るズームレンズは、（ａ）拡大側より順に、負のパワーを有し少なくとも３枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズを有する第1レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群とにより、全体として構成されるズームレンズであって、（ｂ）変倍に際して、第１レンズ群から第４レンズ群までが移動し、（ｃ）第２、第３、及び第４レンズ群は、広角側から望遠側に変倍するに当たり縮小側から拡大側に移動し、第５レンズ群は、固定である。

上記ズームレンズでは、上記のようなレンズ構成の第１レンズ群から第５レンズ群までを備え、広角側から望遠側に変倍する際に、第１レンズ群から第４レンズ群までが移動し、第２、第３、及び第４レンズ群は、広角側から望遠側に変倍するに当たり縮小側から拡大側に移動するので、収差を抑えつつ比較的大きな画角を実現し高変倍比を達成した場合であっても、Ｆナンバーの小さいすなわち明るい画像の投射が可能になる。このように、広画角化、高変倍比、小Ｆナンバーの実現が容易になることにともなって、例えば構成レンズの枚数を少なくしサイズを小さくすることも容易になり、ズームレンズの小型化や低コスト化も比較的達成し易くなる。

また、本発明の具体的な側面又は態様によれば、上記ズームレンズにおいて、第１レンズ群が、広角側から望遠側に変倍するに当たり拡大側から縮小側に移動する。この場合、Ｆナンバーの小さい明るい画像の形成が容易になる。

また、本発明の別の態様によれば、第１レンズ群は、広角側から望遠端に変倍するときのうち、広角側から中間焦点距離に変倍するに当たり縮小側に移動し、中間焦点距離から望遠端に変倍するに当たり拡大側に移動する。

また、本発明の別の態様によれば、第１レンズ群が、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第１レンズ）と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第２レンズ）と、縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第３レンズ）と、縮小側に凸面を向けた凸レンズ（第４レンズ）とにより４群４枚のレンズで構成され、少なくとも１面の凹面に非球面が施され、広角端における全系の焦点距離をＦｗ、第１レンズ群の焦点距離をＦ１とするとき、次の条件式
０．３５＜｜Ｆｗ／Ｆ１｜＜０．６５ … （１）
を満足する。この場合、第１レンズ群の最も拡大側に配置される第１レンズは、拡大側に凸面をむけた深いメニスカス形状の負レンズとすることにより、広い画角をカバーする軸外光線を十分屈折させることができ、続く第２レンズ以後のレンズ径を小さくする役割を有する。なお、第２レンズは、例えばやや弱い負のパワーを有し、非球面を施すことにより、第１レンズで発生する非点収差や歪曲収差を効率よく補正することが可能となる。また第２レンズの負のパワーを弱くしておくことにより、温度、湿度等の環境変化の影響を受けやすい樹脂材料その他の材料を使用し易くすることも可能としている。続く負の第３レンズと正の第４レンズとは、第１レンズ群内で発生する色収差を小さく抑える役割をする。また、第３レンズは、拡大側に凹面を向けた負レンズとすることにより、第１レンズ及び第２レンズのレンズ外径をより小さくする効果がある。

以上の条件式（１）は、第１レンズ群のパワーに関する条件であり、広角レンズで特に問題となりやすい非点収差や歪曲収差の発生を抑えながら小型化を達成するとともに、３板式プロジェクタに必要な合成プリズム等を配置するために十分なバックフォーカスを確保するための条件である。条件式（１）の下限を超えて第１レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎると、広い角度から入射してくる軸外光線を十分に屈折させることができなくなり第１レンズ群全体が大きくなる。また、第１レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎるとレトロフォーカス性が弱くなり、最終レンズと縮小側共役面との間に合成プリズム等を入れるための十分なバックフォーカスを確保することが難しくなる。逆に、条件式（１）の上限を超えて第１レンズ群の負のパワーが強くなりすぎると、第１レンズ群内での非点収差や歪曲収差の発生が激しくなり、レンズ構成枚数を増やす必要が生じコスト的に不利となり、第２レンズ群以後のレンズ群での収差補正が困難になる。

また、本発明のさらに別の態様によれば、第２レンズ群は、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズにより構成され、第３レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズにより構成され、第２レンズ群の焦点距離をＦ２、第３レンズ群の焦点距離をＦ３とするとき、次の条件式
０．２＜Ｆ２／Ｆ３＜０．４ … （２）
を満足する。第２レンズ群から第４レンズ群までは、ズーミング時の変倍に寄与するが、第２レンズ群と第３レンズ群とに正のパワーを適切に配分することにより、球面収差の発生および非点収差の発生を抑えると同時に、変倍時のレンズ群の移動量をコントロールしてレンズ全体を小型化することが可能となる。上記条件式（２）の下限を超えて第２レンズ群の正のパワーが強まり、第３レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎると、球面収差の発生を小さく抑えることが困難となるとともに、軸外コマ収差も大きくなり好ましくない。逆に、条件式（２）の上限を超えて第２レンズ群の正のパワーが弱まり、第３レンズ群の正のパワーが強くなりすぎると、変倍時の非点収差とコマ収差のバランスを良好に補正することが困難になる。なお、以上において、第１レンズ群中で最も弱い負のパワーを有するレンズ等に非球面を施すことができる。

また、本発明のさらに別の態様によれば、第２レンズ群が、拡大側に凸面を向けた１枚の単レンズにより構成され、広角端における全系の焦点距離をＦｗ、第２レンズ群の拡大側の面の曲率半径をＲ２とするとき、次の条件式
０．３＜Ｆｗ／Ｒ２＜０．６ … （３）
を満足する。条件式（３）は、第２レンズ群を１枚の正レンズで構成するためのレンズ形状に関する条件であり、変倍時の球面収差を小さく抑えるための条件である。本条件式（３）の下限を超えて、正単レンズの拡大側の面の曲率半径が大きくなりすぎると、球面収差が補正不足となりフレアーの発生が大きくなって好ましくない。逆に、条件式（３）の上限を超えて正単レンズの曲率半径が小さくなり過ぎると、変倍時の球面収差の変動が大きくなり各焦点位置でのコントラストが変動する原因となる。

また、本発明のさらに別の態様によれば、第３レンズ群が、拡大側に凸面を向けた１枚の単レンズにより構成され、広角端における全系の焦点距離をＦｗ、第３レンズ群の拡大側の面の曲率半径をＲ３とするとき、次の条件式
０．２＜Ｆｗ／Ｒ３＜０．５ … （４）
を満足する。条件式（４）は、第３レンズ群を１枚の正レンズで構成するためのレンズ形状に関する条件であり、変倍時の非点収差とコマ収差をバランスよく補正するための条件である。本条件式（４）の下限を超えて、正単レンズの拡大側の面の曲率半径が大きくなりすぎると、変倍時の非点収差の変化が大きくなり、変倍域全体で平坦な像面を得ることが困難になる。逆に、条件式（４）の上限を超えて正単レンズの曲率半径が小さくなり過ぎると、特に望遠側においてコマ収差の発生が著しくなり好ましくない。

また、本発明のさらに別の態様によれば、第４レンズ群が、拡大側より順に、負レンズ及び正レンズからなる一組の接合レンズと、少なくとも１枚の縮小側に凸面を向けた正レンズとにより構成され、少なくとも１面の凸面に非球面を有する。第４レンズ群は、第１レンズ群から第３レンズ群で残存した諸収差を補正しつつ、絞りを通過した光線を徐々に光軸から離していき最終的に良好なテレセントリック特性を得られるように、第５レンズ群に入射する光線をコントロールする役割をする。そのためには、例えば最も拡大側に凹面を配置するのが良く、拡大側から順に負レンズと正レンズから構成され縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の少なくとも一組の接合レンズと、縮小側に凸面を向けた正レンズとの少なくとも３枚の構成とし、かつ少なくとも１面の凸面を非球面とすることにより効果的に球面収差や非点収差を補正することが可能となる。また第４レンズ群の最も拡大側に配置される負レンズは、単体では強いパワーを持つため、続く正レンズと接合レンズとすることにより組み立て時のばらつきの発生を少なくすることができる。

また、本発明のさらに別の態様によれば、第５レンズ群が、拡大側に凸面を有する正の単レンズにより構成され、広角端における全系の焦点距離をＦｗ、第５レンズ群の焦点距離をＦ５とするとき、次の条件式
０．１＜Ｆｗ／Ｆ５＜０．３ … （５）
を満足する。条件式（５）は、第５レンズ群を１枚の正レンズで構成するための条件であり、第１レンズ群から第４レンズ群までによって変倍する際にも良好に補正された諸収差を悪化させることなく、良好なテレセントリック特性を得るための役割をする。本条件式（５）の下限を超えて第５レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎると、十分なテレセン性を確保することが困難になる。ここで、テレセントリック特性を満足するためには、第５レンズ群の正のパワーを補う為に、第４レンズ群の正のパワーが増大し、球面収差、像面湾曲をバランスよく補正することができなくなる。逆に、条件式（５）の上限を超えて、第５レンズ群の正のパワーが強くなりすぎると、特に画面周辺部における収差発生を小さく抑えることが困難になり、第５レンズ群を１枚の正レンズで構成することが困難になる。

本発明に係るプロジェクタは、（ａ）画像を形成する画像形成装置と、（ｂ）前記画像形成装置によって形成された画像を投射する上述のズームレンズとを備える。

上記プロジェクタでは、構成レンズの枚数増加を抑えつつ、広画角化、高変倍比、及び小Ｆナンバーを達成できるズームレンズを用いているので、小型で安価でありながら、様々な設置場所で明るく大きな画像を投射することができる。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るズームレンズのレンズ構成を示し、図２は、ズーミング動作を説明するものである。図２（Ａ）、２（Ｂ）、及び２（Ｃ）は、それぞれ広角端（ｗｉｄｅ）、中焦点距離（ｍｉｄｄｌｅ）、及び望遠端（ｔｅｌｅ）におけるズームレンズ２の状態を示す。

図１に示すズームレンズ２は、物面ＯＳ上の画像を不図示のスクリーン上に拡大投射するためのものであり、拡大側であるスクリーン側（図１における左側）より縮小側である物面ＯＳ側（図１における右側）に向かって順に配設された負のパワーの第１レンズ群１０と、正のパワーの第２レンズ群２０と、正のパワーの第３レンズ群３０と、正のパワーの第４レンズ群４０と、正のパワーの第５レンズ５０とを備えている。ここで、レンズ群という用語は、１枚のレンズから構成されている場合も含めて、１枚以上のレンズからなることを意味するものとする。したがって、以下の説明において、第２レンズ群２０、第３レンズ群３０、及び第５レンズ群５０は、それぞれ単一のレンズから構成されているが、便宜的に「レンズ群」という名称を用いることにする。なお、このズームレンズ２では、第３レンズ群３０の物面ＯＳ側に絞りＳＴが設けられている。

ズームレンズ２は、物面ＯＳ側がほぼテレセントリックになるように構成されている。また、ズームレンズ２の後端である第５レンズ群５０と、液晶表示パネルが配置される物面ＯＳとの間には、３色の像を合成するための合成プリズム９０が配置されている。なお、他の２色の液晶表示パネルを配置すべき物面については、図示を省略しているが、図示の物面ＯＳと等価な配置となっている。図１において、物面ＯＳ上の各物点からは、物面ＯＳに垂直で光軸ＯＡに平行な主光線を中心として一定の広がりを有する光束が射出し、左側に進み、ズームレンズ２を通過してスクリーン上に投影される。

このズームレンズ２において、ズーミングすなわち変倍を行う際には、第５レンズ群５０を固定した状態で、第１、第２、第３、及び第４レンズ群１０，２０，３０，４０が光軸ＯＡ上で移動させられる。広角端側から望遠端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動し、第２、第３、及び第４レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動する。逆に、望遠端側から広角端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動し、第２、第３、及び第４レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動する。なお、スクリーンまでの距離が変化した場合のフォーカシングは、第１レンズ群１０を光軸ＯＡ方向に移動させることによって行うことができる。

第１レンズ群１０は、スクリーン側（拡大側）から物面ＯＳ側（縮小側）にかけての順に、スクリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１１と、スクリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１２と、物面ＯＳ側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１３と、物面ＯＳ側に凸面を向けたメニスカスの正レンズ１４とを含む４群４枚のレンズで構成され、変倍に際してこれらが光軸ＯＡに沿って一体的に移動する。そして、これらのレンズ１１，１２，１３，１４を構成する少なくとも１つの凹面には、非球面が施されている。

第１レンズ群１０の最もスクリーン側に配置される負メニスカスレンズ１１は、スクリーン側に凸面をむけた深いメニスカス形状の負レンズとすることにより、広い画角をカバーする軸外光線を十分屈折させることができ、続く負メニスカスレンズ１２以後のレンズ径を小さくする役割を有する。負メニスカスレンズ１２は、やや弱い負のパワーを有し、非球面を施すことにより、負メニスカスレンズ１１で発生する非点収差や歪曲収差を効率よく補正する。また、負メニスカスレンズ１２の負のパワーを弱くしておくことにより、温度、湿度等の環境変化の影響を受けやすい樹脂材料その他の材料を使用し易くしている。負メニスカスレンズ１３と正レンズ１４とは、第１レンズ群内で発生する色収差を小さく抑える役割を有する。また、負メニスカスレンズ１３は、スクリーン側に凹面を向けた負レンズとすることにより、負メニスカスレンズ１１，１２のレンズ外径をより小さくする効果がある。

この第１レンズ群１０については、広角端における全系の焦点距離をＦｗ、第１レンズ群１０の焦点距離をＦ１とするとき、次の条件式
０．３５＜｜Ｆｗ／Ｆ１｜＜０．６５ … （１）
を満足する。つまり、第１レンズ群１０は、条件式（１）の下限を下回らない程度に負のパワーを強くしているので、広い角度から入射してくる軸外光線を十分に屈折させることができ、第１レンズ群１０全体が大きくなることを防止できる。また、第１レンズ群１０の負のパワーを適宜強くしているので、レトロフォーカス性が高まり、合成プリズム９０を配置するためバックフォーカスを十分に確保することができる。一方、第１レンズ群１０は、条件式（１）の上限を上回らない程度に負のパワーを抑えているので、第１レンズ群１０内での非点収差や歪曲収差の発生を低減でき、レンズ構成枚数を増やすことなく、第２レンズ群２０以後のレンズ群での収差補正が可能になる。

第２レンズ群２０は、スクリーン側に凸面を向けた１枚の正レンズからなり、変倍に際して光軸ＯＡに沿って移動する。

第３レンズ群３０は、スクリーン側に凸面を向けた１枚の正レンズからなり、変倍に際して光軸ＯＡに沿って移動する。

第２レンズ群２０と第３レンズ群３０とに正のパワーを適切に配分することにより、球面収差の発生及び非点収差の発生を抑えることが可能になる。また、両レンズ群２０，３０にパワーを適切に配分することにより、変倍時のレンズ群１０，２０，３０，４０の移動量をコントロールしてズームレンズ２全体を小型化することが可能となる。

具体的には、これら第２及び第３レンズ群２０，３０は、第２レンズ群の焦点距離をＦ２、第３レンズ群の焦点距離をＦ３とするとき、次の条件式
０．２＜Ｆ２／Ｆ３＜０．４ … （２）
を満足する。つまり、上記条件式（２）の下限を満たす程度に、第２レンズ群２０の正のパワーを抑え、第３レンズ群３０の正のパワーを強めているので、球面収差の発生を小さく抑えることができ、軸外コマ収差も低減することができる。一方、上記条件式（２）の上限を満たす程度に、第２レンズ群２０の正のパワーを強め、第３レンズ群３０の正のパワーを抑えているので、変倍時の非点収差とコマ収差のバランスを良好に補正することが可能になる。

また、以上のうち前者の第２レンズ群２０については、スクリーン側の面の曲率半径をＲ２とするとき、次の条件式
０．３＜Ｆｗ／Ｒ２＜０．６ … （３）
を満足する。つまり、第２レンズ群２０の正単レンズは、条件式（３）の下限を下回らない程度にスクリーン側の面の曲率半径を小さくしているので、球面収差が補正不足となることを回避できフレアーの発生が大きくなることを回避できる。一方、第２レンズ群２０の正単レンズは、条件式（３）の上限を上回らない程度にスクリーン側の面の曲率半径を大きくしているので、変倍時の球面収差の変動を抑えることができ、各焦点位置でのコントラストが変動する現象を低減できる。

また、以上のうち後者の第３レンズ群３０については、スクリーン側の面の曲率半径をＲ３とするとき、次の条件式
０．２＜Ｆｗ／Ｒ３＜０．５ … （４）
を満足する。つまり、第３レンズ群３０の正単レンズは、条件式（４）の下限を下回らない程度にスクリーン側の面の曲率半径を小さくしているので、変倍時の非点収差の変化を小さくすることができ、変倍域全体で平坦な像面を得ることが容易になる。一方、第３レンズ群３０の正単レンズは、条件式（４）の上限を上回らない程度にスクリーン側の面の曲率半径を大きくしているので、望遠側においてコマ収差の発生が著しくなることを防止できる。

第４レンズ群４０は、スクリーン側（拡大側）から物面ＯＳ側（縮小側）にかけての順に、両凹の負レンズ４１ａと両凸の正レンズ４１ｂからなる一組の接合レンズ４１と、１枚の物面ＯＳ側に凸面を向けた正レンズ（具体例では両凸の正レンズ）４２とを含む２群３枚のレンズで構成され、変倍に際してこれらが光軸ＯＡに沿って一体的に移動する。そして、これらのレンズ４１ａ，４１ｂ，４２を構成する少なくとも１つの凸面には、非球面が施されている。

第４レンズ群４０は、第１レンズ群１０から第３レンズ群３０で残存した諸収差を補正しつつ、絞りを通過した光線を徐々に光軸から離していき最終的に良好なテレセントリック特性を得られるように、第５レンズ群５０に入射する光線をコントロールする役割をする。そのためには、最も拡大側に凹面を配置するのが良く、上記のようなレンズ４１ａ，４１ｂ，４２の構成とし正レンズ４１ｂの物面ＯＳ側の凸面を非球面とすることにより、効果的に球面収差や非点収差を補正することできる。また第４レンズ群４０の最もスクリーン側に配置される負レンズ４１ａは、単体では強いパワーを持つため、続く正レンズ４１ｂと組み合わせて接合レンズ４１とすることにより組み立て時のばらつきの発生を少なくすることができる。

第５レンズ群５０は、スクリーン側に凸の１枚の正レンズからなり、変倍に際して固定されている。第５レンズ群５０の正単レンズは、第５レンズ群の焦点距離をＦ５とするとき、次の条件式
０．１＜Ｆｗ／Ｆ５＜０．３ … （５）
を満足する。条件式（５）は、第１レンズ群１０から第４レンズ群４０までによって変倍する際にも良好に補正された諸収差を悪化させることなく、良好なテレセントリック特性を得るための役割を有する。第５レンズ群５０の正単レンズは、条件式（５）の下限を下回らない程度にスクリーン側の面の曲率半径を小さくしているので、十分なテレセン性を確保することができる。また、テレセントリック特性を満足するために第５レンズ群に適度な正のパワーを持たせることにより、第４レンズ群４０の正のパワーを過剰に増大させる必要がなく、球面収差、像面湾曲をバランスよく補正することができる。一方、第５レンズ群５０の正単レンズは、条件式（５）の上限を上回らない程度にスクリーン側の面の曲率半径を大きくしているので、画面周辺部における収差発生を小さく抑えることが容易になり、第５レンズ群５０を１枚の正レンズで構成することが容易になる。

〔実施例１〕
以下に、図１に示すズームレンズ２を数値的に規定した実施例１について説明する。以下の表１及び表２は、実施例１のズームレンズ２のレンズデータを示す。

表１の上欄において、「面番号」は、スクリーン側から順に各レンズの面に付した番号である。また、「ｒ」は、曲率半径を示し、「ｄ」は、次の面との間のレンズ厚み或いは空気空間を表している。さらに、「ｎｄ」は、レンズ材料のｄ線における屈折率を示し、「ｖｄ」は、レンズ材料のｄ線におけるアッベ数を示す。なお、「ｄ」の欄において、距離Ｄ０，Ｄ８，Ｄ１０，Ｄ１２，Ｄ１８は、可変間隔を示しており、表２の下欄に、「広角端」、「中焦点距離」、及び「望遠端」における各距離Ｄ０，Ｄ８，Ｄ１０，Ｄ１２，Ｄ１８の値が示されている。

本実施例１において、第１〜第５レンズ群１０〜５０は、基本的に球面で形成されているが、既述のように負メニスカスレンズ１２の入出射面（表１の３面及び４面）と、接合レンズ４１を構成する正レンズ４１ｂの入射面を（表１の１６面）とが非球面となっている。これらの非球面形状の光軸方向の面頂点からの変位量ｘは、ｃを近軸曲率半径の逆数、ｈを光軸からの高さ、ｋを円錐係数、Ａ０４〜Ａ１２を高次非球面係数とするとき、次式

で表される。本実施例１の場合、上記非球面式における各係数「ｋ」、「Ａ０４」〜「Ａ１２」の値については、表１の下欄に示した通りである。

本実施例１のズームレンズ２の結果的な仕様は、表２の上欄に示すように、焦点距離ｆがｆ＝１８．２〜２９．２であり、Ｆナンバーが、Ｆｎｏ＝１．５８〜１．９７であり、この際の半画角ωは、ω＝３１．７°〜２１．３°となった。

また、本実施例１のズームレンズ２において、上記条件式（１）の値Ｆｗ／Ｆ１は、−０．４９６であり、上記条件式（２）のＦ２／Ｆ３は、０．４９８であり、上記条件式（３）の値Ｆｗ／Ｒ２は、０．３７６であり、上記条件式（４）の値Ｆｗ／Ｒ３は、０．３４９であり、上記条件式（５）の値Ｆｗ／Ｆ５は、０．１６５である。

図３は、本実施例１の広角端における諸収差図であり、拡大側（スクリーン側）距離を１．７ｍとした場合における縮小側（物面ＯＳ側）での諸収差を示す。諸収差図の左端は、基準波長５５０ｎｍと他の波長６１０ｎｍ，４６０ｎｍとにおける各色の球面収差を示し、諸収差図の中央は、波長５５０ｎｍにおける非点収差を示し、諸収差図の右端は、波長５５０ｎｍにおける歪曲収差を示す。

図４は、本実施例１の中間焦点距離における諸収差図であり、図３と対応しており、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

図５は、本実施例１の望遠端における諸収差図であり、図３と対応しており、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

〔第２実施形態〕
図６は、第２実施形態に係るズームレンズのレンズ構成を示す。この場合、広角端におけるズームレンズ１０２が示されている。本実施形態のズームレンズ１０２は、図１に示す第１実施形態のズームレンズ２を変形したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態のズームレンズ２と同一の構造を有する。

図６に示すズームレンズ１０２は、スクリーン側より物面ＯＳ側に向かって順に配設された負のパワーの第１レンズ群１０と、正のパワーの第２レンズ群２０と、正のパワーの第３レンズ群３０と、正のパワーの第４レンズ群４０と、正のパワーの第５レンズ群５０とを備えている。ズームレンズ１０２は、物面ＯＳ側が略テレセントリックになっており、第４レンズ群４０と物面ＯＳとの間に、合成プリズム９０が配置されている。

広角端側から望遠端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動し、第２、第３、及び第４レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動する。逆に、望遠端側から広角端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動し、第２、第３、及び第３レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動する。なお、スクリーンまでの距離が変化した場合のフォーカシングは、第１レンズ群１０を光軸ＯＡ方向に移動させることによって行う。

本実施形態において、第１レンズ群１０の構成は、第１実施形態のズームレンズ２の場合と略同じであるが、負メニスカスレンズ１２は、物面ＯＳ側に薄い樹脂からなる非球面層１２ｃを接合した複合非球面レンズとなっている。また、正レンズ１４は、正の両凸レンズとなっている。

このズームレンズ１０２においても、図１に示す第１実施形態のズームレンズ２の場合と同様に、条件式（１）〜（５）が満たされており、第１実施形態のズームレンズ２と同様の特性が得られる。

〔実施例２〕
以下に、図６に示すズームレンズ１０２を数値的に規定した実施例２について説明する。以下の表３及び表４は、実施例２のズームレンズ１０２のレンズデータを示す。

表３の上欄において、「面番号」、「ｒ」、「ｄ」、「ｎｄ」、「ｖｄ」等の諸元が示されている。また、表４の下欄に、本実施例２の「広角端」、「中焦点距離」、及び「望遠端」における各距離Ｄ０，Ｄ９，Ｄ１１，Ｄ１３，Ｄ１９の値が示されている。本実施例２は、５面、及び１７面が非球面となっており、表３の下欄に示した各係数「ｋ」、「Ａ０４」〜「Ａ１２」に対応する非球面形状を有する。

本実施例２の結果的な仕様は、表４の上欄に示すように、焦点距離ｆがｆ＝１８．２〜２９．２であり、Ｆナンバーが、Ｆｎｏ＝１．５５〜２．００であり、この際の半画角ωは、ω＝３１．７°〜２０．９°となった。

また、本実施例２のズームレンズ１０２において、上記条件式（１）の値Ｆｗ／Ｆ１は、−０．４９１であり、上記条件式（２）のＦ２／Ｆ３は、０．４１３であり、上記条件式（３）の値Ｆｗ／Ｒ２は、０．４４９であり、上記条件式（４）の値Ｆｗ／Ｒ３は、０．３２４であり、上記条件式（５）の値Ｆｗ／Ｆ５は、０．２０１である。

図７は、本実施例２の広角端における諸収差図であり、拡大側距離１．７ｍにおける縮小側での諸収差を示す。諸収差図の左端は、基準波長５５０ｎｍと他の波長６１０ｎｍ，４６０ｎｍとにおける各色の球面収差を示し、諸収差図の中央は、波長５５０ｎｍにおける非点収差を示し、諸収差図の右端は、波長５５０ｎｍにおける歪曲収差を示す。

図８は、本実施例２の中間焦点距離における諸収差図であり、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

図９は、本実施例２の望遠端における諸収差図であり、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

〔第３実施形態〕
図１０は、第３実施形態に係るズームレンズのレンズ構成を示す。この場合、広角端におけるズームレンズ２０２が示されている。本実施形態のズームレンズ２０２は、図６に示す第２実施形態のズームレンズ１０２を変形したものであり、特に説明しない部分については第２実施形態のズームレンズ１０２と同一の構造を有する。

図１０に示すズームレンズ２０２は、スクリーン側より物面ＯＳ側に向かって順に配設された負のパワーの第１レンズ群１０と、正のパワーの第２レンズ群２０と、正のパワーの第３レンズ群３０と、正のパワーの第４レンズ群４０と、正のパワーの第５レンズ群５０とを備えている。このズームレンズ２０２は、物面ＯＳ側が略テレセントリックになっており、第４レンズ群４０と物面ＯＳとの間に、合成プリズム９０が配置されている。

広角端側から望遠端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動し、第２、第３、及び第４レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動する。逆に、望遠端側から広角端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動し、第２、第３、及び第３レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動する。なお、スクリーンまでの距離が変化した場合のフォーカシングは、第１レンズ群１０を光軸ＯＡ方向に移動させることによって行う。

本実施形態において、第４レンズ群４０の構成は、第２実施形態のズームレンズ１０２の場合と略同じであるが、正レンズ４２の両面を非球面としており、これに対応して、正レンズ４１ｂの物面ＯＳ側を非球面でなく物面ＯＳ側に凹の球面としている。

このズームレンズ２０２においても、図６に示す第２実施形態のズームレンズ１０２の場合と同様に、条件式（１）〜（５）が満たされており、第２実施形態のズームレンズ１０２と同様の特性が得られる。

〔実施例３〕
以下に、図１０に示すズームレンズ２０２を数値的に規定した実施例３について説明する。以下の表５及び表６は、実施例３のズームレンズ１０２のレンズデータを示す。

表５の上欄において、「面番号」、「ｒ」、「ｄ」、「ｎｄ」、「ｖｄ」等の諸元が示されている。また、表６の下欄に、本実施例３の「広角端」、「中焦点距離」、及び「望遠端」における各距離Ｄ０，Ｄ９，Ｄ１１，Ｄ１３，Ｄ１９の値が示されている。本実施例３は、５面、１８面、及び１９面が非球面となっており、表５の下欄に示した各係数「ｋ」、「Ａ０４」〜「Ａ１２」に対応する非球面形状を有する。

本実施例３の結果的な仕様は、表６の上欄に示すように、焦点距離ｆがｆ＝１８．２〜２９．２であり、Ｆナンバーが、Ｆｎｏ＝１．５３〜１．９５であり、この際の半画角ωは、ω＝３１．７°〜２１．０°となった。

また、本実施例３のズームレンズ２０２において、上記条件式（１）の値Ｆｗ／Ｆ１は、−０．４５７であり、上記条件式（２）のＦ２／Ｆ３は、０．６１４であり、上記条件式（３）の値Ｆｗ／Ｒ２は、０．３９６であり、上記条件式（４）の値Ｆｗ／Ｒ３は、０．４３３であり、上記条件式（５）の値Ｆｗ／Ｆ５は、０．２３５である。

図１１は、本実施例３の広角端における諸収差図であり、拡大側距離１．７ｍにおける縮小側での諸収差を示す。諸収差図の左端は、基準波長５５０ｎｍと他の波長６１０ｎｍ，４６０ｎｍとにおける各色の球面収差を示し、諸収差図の中央は、波長５５０ｎｍにおける非点収差を示し、諸収差図の右端は、波長５５０ｎｍにおける歪曲収差を示す。

図１２は、本実施例３の中間焦点距離における諸収差図であり、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

図１３は、本実施例３の望遠端における諸収差図であり、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

〔第４実施形態〕
図１４は、第４実施形態に係るズームレンズのレンズ構成を示す。この場合、広角端におけるズームレンズ３０２が示されている。本実施形態のズームレンズ３０２は、図１に示す第１実施形態のズームレンズ２を変形したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態のズームレンズ２と同一の構造を有する。

図１４に示すズームレンズ３０２は、スクリーン側より物面ＯＳ側に向かって順に配設された負のパワーの第１レンズ群１０と、正のパワーの第２レンズ群２０と、正のパワーの第３レンズ群３０と、正のパワーの第４レンズ群４０と、正のパワーの第５レンズ群５０とを備えている。このズームレンズ３０２は、物面ＯＳ側が略テレセントリックになっており、第４レンズ群４０と物面ＯＳとの間に、合成プリズム９０が配置されている。

広角端側から望遠端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動し、第２、第３、及び第４レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動する。逆に、望遠端側から広角端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動し、第２、第３、及び第３レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動する。なお、スクリーンまでの距離が変化した場合のフォーカシングは、第１レンズ群１０を光軸ＯＡ方向に移動させることによって行う。

本実施形態において、第４レンズ群４０は、２群４枚構成であり、具体的には、スクリーン側から物面ＯＳ側にかけての順に、両凹の負レンズ４１ａ及び両凸の正レンズ４１ｂからなる一組の接合レンズ４１と、スクリーン側に凸の正レンズ４２ａ及び両凸の正レンズ４２ｂからなる一組の接合レンズ４２とを備え、変倍に際してこれらが光軸ＯＡに沿って一体的に移動する。そして、接合レンズ４２を構成する少なくとも１つの凸面には、非球面が施されている。

このズームレンズ３０２においても、図１に示す第１実施形態のズームレンズ２の場合と同様に、条件式（１）〜（５）が満たされており、第１実施形態のズームレンズ２と同様の特性が得られる。

〔実施例４〕
以下に、図１４に示すズームレンズ３０２を数値的に規定した実施例４について説明する。以下の表７及び表８は、実施例４のズームレンズ３０２のレンズデータを示す。

表７の上欄において、「面番号」、「ｒ」、「ｄ」、「ｎｄ」、「ｖｄ」等の諸元が示されている。また、表８の下欄に、本実施例４の「広角端」、「中焦点距離」、及び「望遠端」における各距離Ｄ０，Ｄ８，Ｄ１０，Ｄ１２，Ｄ１９の値が示されている。本実施例４は、３面、４面、及び１９面が非球面となっており、表７の下欄に示した各係数「ｋ」、「Ａ０４」〜「Ａ１２」に対応する非球面形状を有する。

本実施例４の結果的な仕様は、表８の上欄に示すように、焦点距離ｆがｆ＝１８．２〜２９．２であり、Ｆナンバーが、Ｆｎｏ＝１．５７〜２．０５であり、この際の半画角ωは、ω＝３１．７°〜２１．１°となった。

また、本実施例４のズームレンズ３０２において、上記条件式（１）の値Ｆｗ／Ｆ１は、−０．４３０であり、上記条件式（２）のＦ２／Ｆ３は、０．２７７であり、上記条件式（３）の値Ｆｗ／Ｒ２は、０．３６２であり、上記条件式（４）の値Ｆｗ／Ｒ３は、０．２５１であり、上記条件式（５）の値Ｆｗ／Ｆ５は、０．２４２である。

図１５は、本実施例４の広角端における諸収差図であり、拡大側距離１．７ｍにおける縮小側での諸収差を示す。諸収差図の左端は、基準波長５５０ｎｍと他の波長６１０ｎｍ，４６０ｎｍとにおける各色の球面収差を示し、諸収差図の中央は、波長５５０ｎｍにおける非点収差を示し、諸収差図の右端は、波長５５０ｎｍにおける歪曲収差を示す。

図１６は、本実施例４の中間焦点距離における諸収差図であり、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

図１７は、本実施例４の望遠端における諸収差図であり、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

〔第５実施形態〕
図１８は、第５実施形態に係るズームレンズのレンズ構成を示す。図１９は、ズーミング動作を説明するものである。図１９（Ａ）、１９（Ｂ）、及び１９（Ｃ）は、それぞれ広角端、中焦点距離、及び望遠端におけるズームレンズ２の状態を示す。本実施形態のズームレンズ４０２は、図１に示す第１実施形態のズームレンズ２を変形したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態のズームレンズ２と同一の構造を有する。

図１８等に示すズームレンズ４０２は、スクリーン側より物面ＯＳ側に向かって順に配設された負のパワーの第１レンズ群１０と、正のパワーの第２レンズ群２０と、正のパワーの第３レンズ群３０と、正のパワーの第４レンズ群４０と、正のパワーの第５レンズ群５０とを備えている。このズームレンズ４０２は、物面ＯＳ側が略テレセントリックになっており、第４レンズ群４０と物面ＯＳとの間に、合成プリズム９０が配置されている。

第５実施形態のズーミングすなわち変倍動作は、他の実施形態の変倍動作と異なっている。広角端側から望遠端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、広角端から中焦点距離前後にかけて、光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動し、中焦点距離前後から望遠端にかけて、光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動する。一方、第２、第３、及び第４レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿ってスクリーン側に向かって徐々に移動する。逆に、望遠端側から広角端側への変倍について説明すると、４つの可動レンズ群１０，２０，３０，４０のうち、第１レンズ群１０は、光軸ＯＡに沿って一旦スクリーン側に向かって徐々に移動するとともに途中で物面ＯＳ側に向かってＵターンし、第２、第３、及び第３レンズ群２０，３０，４０は、相互の間隔を変化させつつ光軸ＯＡに沿って物面ＯＳ側に向かって徐々に移動する。なお、スクリーンまでの距離が変化した場合のフォーカシングは、第１レンズ群１０を光軸ＯＡ方向に移動させることによって行う。

このズームレンズ４０２においても、図１に示す第１実施形態のズームレンズ２の場合と同様に、条件式（１）〜（５）が満たされており、第１実施形態のズームレンズ２と同様の特性が得られる。

〔実施例５〕
以下に、図１８に示すズームレンズ４０２を数値的に規定した実施例５について説明する。以下の表９及び表１０は、実施例５のズームレンズ４０２のレンズデータを示す。

表９の上欄において、「面番号」、「ｒ」、「ｄ」、「ｎｄ」、「ｖｄ」等の諸元が示されている。また、表１０の下欄に、本実施例５の「広角端」、「中焦点距離」、及び「望遠端」における各距離Ｄ０，Ｄ８，Ｄ１０，Ｄ１２，Ｄ１８の値が示されている。本実施例５は、３面、４面、及び１９面が非球面となっており、表９の下欄に示した各係数「ｋ」、「Ａ０４」〜「Ａ１２」に対応する非球面形状を有する。

本実施例５の結果的な仕様は、表１０の上欄に示すように、焦点距離ｆがｆ＝１８．２〜２９．２であり、Ｆナンバーが、Ｆｎｏ＝１．６０〜２．１２であり、この際の半画角ωは、ω＝３１．７°〜２１．０°となった。

また、本実施例５のズームレンズ４０２において、上記条件式（１）の値Ｆｗ／Ｆ１は、−０．５７２であり、上記条件式（２）のＦ２／Ｆ３は、０．５３３であり、上記条件式（３）の値Ｆｗ／Ｒ２は、０．５５１であり、上記条件式（４）の値Ｆｗ／Ｒ３は、０．４２９であり、上記条件式（５）の値Ｆｗ／Ｆ５は、０．２０２である。

図２０は、本実施例５の広角端における諸収差図であり、拡大側距離１．７ｍにおける縮小側での諸収差を示す。諸収差図の左端は、基準波長５５０ｎｍと他の波長６１０ｎｍ，４６０ｎｍとにおける各色の球面収差を示し、諸収差図の中央は、波長５５０ｎｍにおける非点収差を示し、諸収差図の右端は、波長５５０ｎｍにおける歪曲収差を示す。

図２１は、本実施例５の中間焦点距離における諸収差図であり、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

図２２は、本実施例５の望遠端における諸収差図であり、左端は、各色の球面収差を示し、中央は、非点収差を示し、右端は、歪曲収差を示す。

〔第６実施形態〕
次に、図２３を参照して、上述のズームレンズ２，１０２，２０２，３０２，４０２を備えたプロジェクタ６６０を説明する。

このプロジェクタ６６０は、システム光軸ＳＡに沿って、均一化した光源光を射出する光源装置６１と、光源装置６１から射出された照明光を赤・緑・青の３色に分離する分離照明系６３と、分離照明系６３から射出された各色の照明光によって照明される光変調部６５と、光変調部６５を経た各色の変調光を合成するクロスダイクロイックプリズム６７と、クロスダイクロイックプリズム６７から射出された像光を投射するための投射レンズ６９とを備える。

ここで、光源装置６１は、光源光を射出する光源ユニット６１ａと、この光源ユニット６１ａから射出された光源光を均一で所定の偏光方向の照明光に変換する均一化光学系６１ｃとを備える。光源ユニット６１ａは、光源ランプ６１ｍやリフレクタ６１ｎを有する。また、均一化光学系６１ｃは、光源光を部分光束に分割するための第１レンズアレイ６１ｄと、分割後の部分光束の広がりを調節する第２レンズアレイ６１ｅと、各部分光束の偏光方向を揃える偏光変換装置６１ｇと、各部分光束を対象とする照明領域に重畳して入射させる重畳レンズ６１ｉとを備えている。

分離照明系６３は、第１及び第２ダイクロイックミラー６３ａ，６３ｂと、光路折曲用のミラー６３ｍ，６３ｎ，６３ｏとを備え、システム光軸ＳＡを３つの光路ＯＰ１〜ＯＰ３に分岐することによって、照明光を青色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、及び赤色光ＬＢの３つの光束に分離する。なお、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２は、入射側の第１のリレーレンズＬＬ１の直前に形成された像を、ほぼそのまま射出側のフィールドレンズ６３ｈに伝達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。

光変調部６６は、３色の照明光ＬＢ，ＬＲ，ＬＧがそれぞれ入射する３つの液晶ライトバルブ６５ａ，６５ｂ，６５ｃを備え、フィールドレンズ６３ｆ，６３ｇ，６３ｈを経て各液晶ライトバルブ６５ａ，６５ｂ，６５ｃに入射した各色光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲを、駆動信号に応じて画素単位で強度変調する。なお、各液晶ライトバルブ６５ａ，６５ｂ，６５ｃは、液晶表示パネルを一対の偏光板で挟んだ構造を有している。

クロスダイクロイックプリズム６７は、交差するダイクロイック膜６７ａ，６７ｂを備えており、各液晶ライトバルブ６５ａ，６５ｂ，６５ｃからの変調光を合成した像光を射出する。なお、クロスダイクロイックプリズム６７は、図１等に示す合成プリズム９０に相当するものである。

投射レンズであるズームレンズ２，１０２，２０２，３０２，４０２は、クロスダイクロイックプリズム６７で合成された像光を適当な拡大率で不図示のスクリーン上にカラー画像として投射する。

なお、各液晶ライトバルブ６５ａ，６５ｂ，６５ｃを構成する液晶パネルの液晶表示層は、図１等に示す物面ＯＳに対応するものとなっている。

上記実施形態のプロジェクタ６６０において、ズームレンズ２，１０２，２０２，３０２，４０２は、物面ＯＳで略テレセントリックであるので、液晶表示パネルの画質の角度依存性に左右されずに、鮮明な画像をスクリーン上に投影することを可能にする。さらに、ズームレンズ２，１０２，２０２，３０２，４０２は、第１〜第５実施形態の説明からも明らかなように、少ないレンズで収差を抑えつつ比較的大きな画角や高変倍比を達成するものであり、Ｆナンバーの小さいすなわち明るい画像の投射を可能にする。よって、このようなズームレンズ２，１０２，２０２，３０２，４０２をプロジェクタ６６０に組み込んだ場合、プロジェクタ６６０を比較的小型で安価に維持しつつ、様々な設置場所で明るく大きな画像を投射できるものとすることができる。

なお、各液晶ライトバルブ６５ａ，６５ｂ，６５ｃに代えて、画素がマイクロミラーによって構成されたデバイスのような光変調装置や、フィルム又はスライドのような画像形成装置を用いることも可能である。

第１実施形態に係るズームレンズの構成図である。 （Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）は、それぞれ広角端、中焦点距離、及び望遠端におけるズームレンズの状態を示す。 実施例１の広角端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例１の中間焦点距離での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例１の望遠端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 第２実施形態に係るズームレンズの構成図である。 実施例２の広角端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例２の中間焦点距離での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例２の望遠端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 第３実施形態に係るズームレンズの構成図である。 実施例３の広角端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例３の中間焦点距離での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例３の望遠端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 第４実施形態に係るズームレンズの構成図である。 実施例４の広角端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例４の中間焦点距離での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例４の望遠端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 第５実施形態に係るズームレンズの構成図である。 （Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）は、それぞれ広角端、中焦点距離、及び望遠端におけるズームレンズの状態を示す。 実施例５の広角端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例５の中間焦点距離での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 実施例５の望遠端での球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 上記各実施形態のズームレンズを備えたプロジェクタを示す図である。

符号の説明

２，１０２，２０２，３０２，４０２…ズームレンズ、 １０…第１レンズ群、 １１…負メニスカスレンズ １２…負メニスカスレンズ、 １３…負メニスカスレンズ、 １４…正レンズ、 ２０…第２レンズ群、 ３０…第３レンズ群、 ４０…第４レンズ群、 ４１…接合レンズ、 ４１ａ…負レンズ、 ４１ｂ…正レンズ、 ４２…正レンズ、 ５０…第５レンズ群、 ９０…合成プリズム、 ６１…光源装置、 ６３…分離照明系、 ６５…光変調部、 ６５ａ，６５ｂ，６５ｃ…液晶ライトバルブ、 ６７…クロスダイクロイックプリズム、 ６９…投射レンズ、 ６６０…プロジェクタ、 ＯＡ…光軸、 ＳＴ…絞り、 ＯＳ…物面、 ＯＰ１〜ＯＰ３…光路、 ＳＡ…システム光軸

Claims (10)

1. 拡大側より順に、負のパワーを有し少なくとも３枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズを有する第1レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群とにより、全体として構成されるズームレンズであって、
   変倍に際して、前記第１レンズ群から前記第４レンズ群までが移動し、
   前記第２、第３、及び第４レンズ群は、広角側から望遠側に変倍するに当たり縮小側から拡大側に移動し、第５レンズ群は、固定である、ズームレンズ。
2. 前記第１レンズ群は、広角側から望遠側に変倍するに当たり拡大側から縮小側に移動する、請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群は、広角側から中間焦点距離に変倍するに当たり縮小側に移動し、中間焦点距離から望遠端に変倍するに当たり拡大側に移動する、請求項１に記載のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、縮小側に凸面を向けた両凸レンズとにより４群４枚のレンズで構成され、少なくとも１面の凹面に非球面が施され、
   広角端における全系の焦点距離をＦｗ、第１レンズ群の焦点距離をＦ１とするとき、次の条件式
   ０．３５＜｜Ｆｗ／Ｆ１｜＜０．６５ … （１）
   を満足する、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のズームレンズ。
5. 前記第２レンズ群は、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズにより構成され、
   前記第３レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズにより構成され、
   前記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、前記第３レンズ群の焦点距離をＦ３とするとき、次の条件式
   ０．２＜Ｆ２／Ｆ３＜０．４ … （２）
   を満足する、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のズームレンズ。
6. 前記第２レンズ群は、拡大側に凸面を向けた１枚の単レンズにより構成され、
   広角端における全系の焦点距離をＦｗ、前記第２レンズ群の拡大側の面の曲率半径をＲ２とするとき、次の条件式
   ０．３＜Ｆｗ／Ｒ２＜０．６ … （３）
   を満足する、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のズームレンズ。
7. 前記第３レンズ群は、拡大側に凸面を向けた１枚の単レンズにより構成され、
   広角端における全系の焦点距離をＦｗ、前記第３レンズ群の拡大側の面の曲率半径をＲ３とするとき、次の条件式
   ０．２＜Ｆｗ／Ｒ３＜０．５ … （４）
   を満足する、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のズームレンズ。
8. 前記第４レンズ群は、拡大側より順に、負レンズ及び正レンズからなる一組の接合レンズと、少なくとも１枚の縮小側に凸面を向けた正レンズとにより構成され、少なくとも１面の凸面に非球面を有する、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のズームレンズ。
9. 前記第５レンズ群は、拡大側に凸面を有する正の単レンズにより構成され、広角端における全系の焦点距離をＦｗ、前記第５レンズ群の焦点距離をＦ５とするとき、次の条件式
   ０．１＜Ｆｗ／Ｆ５＜０．３ … （５）
   を満足する、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のズームレンズ。
10. 画像を形成する画像形成装置と、
    前記画像形成装置によって形成された画像を投射する請求項１から請求項９のいずれか一項記載のズームレンズと
    を備えるプロジェクタ。

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