JP2009258184A - 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】５群構成で、変倍時に３群移動とされた投写用レンズにおいて、小型化、低コスト化、量産適性等の要求を満足させつつ、高い光学性能を得ることができるようにする。
【解決手段】 拡大側から順に、負の第１群Ｇ_１、各々正の第２〜５群Ｇ_２〜Ｇ_５からなり、第１群Ｇ_１が非球面を有し、第４群Ｇ_４中の最も拡大側のレンズ（Ｌ_７）が非球面を有し、第５群Ｇ_５が１枚の正レンズからなり、変倍時には、第１群Ｇ_１と第５群Ｇ_５が固定とされる一方、第２〜４群Ｇ_２〜Ｇ_４は各々可動とされる。また、次式（１）を満足する。
０．８＜ｄ３４／ｆｗ（１）。 ただし、ｆｗ：広角端における全系の焦点距離、
ｄ３４：広角端における、第３群Ｇ_３と第４群Ｇ_４の空気間隔
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタ等に搭載される５群構成で３群ズーム移動タイプの投写用ズームレンズおよびその投写用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用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。

近年のプロジェクタにおいては、ＲＧＢ３原色の照明光に対応した３枚のライトバルブを用い、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、投写用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、このようなプロジェクタ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いるため、プロジェクタに対して、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おり、これに伴い投写用レンズに関しても、そうした要求に見合ったものが必要とされている。

ところで、３枚のライトバルブからの変調光を色合成光学系で合成して投写するタイプのプロジェクタにおいて、投写用レンズにはプリズム等を配置するための長いバックフォーカスが必要になる。また、色合成光学系では入射光の入射角度に応じて分光特性が変化するため、投写用レンズは縮小側から見た入射瞳が十分遠方に位置するという特性、すなわちテレセントリック性を有することが要求される。また、レンズの明るさと、撮像デバイスの解像度に見合った収差補正も必要とされる他、フロント投写型の場合は、設置性の観点からズーム機能と広画角も要求される。さらに、ライトバルブの小型化、モバイル用途の需要増加、および装置の低価格化などに応じ、投写用レンズも他の部材と同様に小型化・軽量化を強く求められている。

このような要求にある程度応えた投写用レンズとしては、拡大側から順に負−正−正−正または負−正の５群構成とし、変倍時には、第１群と第５群を固定とする一方、第２群と第３群と第４群を各々光軸方向に可動させる、下記特許文献１、２などに開示されたタイプのものが知られている。

特許第３９５４７３６号公報 特開２００６−１６２７３４号公報

しかしながら、上記特許文献１、２記載のものでは、諸収差のバランスという観点において、投写用レンズに要求される昨今の高い要求に十分応えたものとはされていなかった。

ところで、例えばレンズ枚数を増やす、あるいはズーム移動群を増やす、ということで光学設計の自由度を増やせばレンズの性能を向上させることはできる。しかし、レンズの性能の向上をこのような部品点数の増加に頼れば、大型化やコスト増に直結し、さらにはレンズ系全体での硝材の厚みが増加することで分光透過率の低下を招く。分光透過率の低下は、とりわけ短波長側において顕著であり、投写用レンズを通過した後の投影画像を直接調整できないプロジェクタにおいては特に不利な要素となる。

また、非球面の使用は収差補正の有力な手段であり、１枚の非球面レンズに複数枚の球面レンズを代替させて性能を維持しながら光学系を小型化することも可能である。

しかし、その一方で非球面レンズは、高い部品精度、組立精度が必要となるため多用すると製造の難易度が上がり、さらに、小ロット生産ではコスト面で不利になるといった問題がある。

したがって、実際のレンズ設計においては、小型化、低コスト化、量産適性といった多種多様な要求を満足させつつ、投写用レンズに求められている高い光学性能を得ることのできるレンズ構成を構築していく必要がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、昨今の投写用レンズに求められている小型化、低コスト化、量産適性等の要求を満足させつつ、高い光学性能を得ることのできる投写用レンズおよびこれ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。

本発明の投写用ズームレンズは、
拡大側から順に、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、正の屈折力の第４レンズ群、および正の屈折力の第５レンズ群からなり、
前記第１レンズ群が非球面を有するとともに、前記第４レンズ群中の最も拡大側のレンズが非球面を有し、前記第５レンズ群が１枚の正レンズからなり、
変倍時には、前記第１レンズ群と前記第５レンズ群が固定とされる一方、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群は各々可動とされ、かつ広角端から望遠端への変倍時において、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群が、光軸に沿って拡大側に移動するように構成され、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
０．８＜ｄ３４／ｆｗ （１）
ただし、
ｆｗ ：広角端における全系の焦点距離
ｄ３４：広角端における、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の空気間隔

この場合において、前記第４レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた負レンズ、拡大側に凹面を向けた負レンズと縮小側に凸面を向けた正レンズを接合してなる接合レンズ、および縮小側に凸面を向けた正レンズからなることが好ましい。なお、上記接合レンズは、負レンズが拡大側に位置することが、より好ましい。

また、前記第４レンズ群中で最も拡大側に位置する非球面レンズの拡大側の面は、光軸上で該面と接する、該面と同一符号かつ同一曲率を有する球面よりも、光軸上以外の領域において、縮小側に位置する曲面とされていることが好ましい。

また、上記投写用ズームレンズにおいて下記条件式（２）〜（４）を満足することが好ましい。
０＜｜ｄ／ｆｗ｜＜１．００ （２）
１．７５＜ｎｄｐ （３）
１．７５＜ｎｄｎ （４）
ただし、
ｄ：前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の、広角端における合成レンズ群の拡大側焦点位置から、前記第４レンズ群の最も拡大側に位置するレンズの拡大側面頂点までの距離
ｎｄｐ：前記第２レンズ群中の各正レンズのｄ線に対する屈折率の平均値
ｎｄｎ：前記第４レンズ群中の各負レンズのｄ線に対する屈折率の平均値

また、前記第１レンズ群中の最も拡大側のレンズが拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであり、該負のメニスカスレンズの縮小側の面が非球面とされてなることが好ましい。
そして、この場合において、前記第１レンズ群中の最も拡大側のレンズは、ガラスレンズの表面に樹脂層を付設し、該樹脂層の、該ガラスレンズ側とは反対側の面を非球面とした、複合型非球面レンズであることが好ましい。

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用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、前記投写用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。

なお、上記において、「拡大側」とは投影面側（final image側）のことを意味し、また、「縮小側」とは光源側（original image側）のことを意味する。

本発明の投写用ズームレンズによれば、レンズ系全体を、拡大側から順に負−正−正−正−正の５群に分割するとともに、中間に位置する３つのレンズ群を変倍時に可動とし、また、第１レンズ群に非球面を設けるとともに、第４レンズ群中の最も拡大側のレンズに非球面を設け、第５レンズ群を１枚の正レンズで構成するようにしている。さらに、上記条件式（１）を満足するようにして、広角端における、第３レンズ群と第４レンズ群の間の空気間隔を所定値以上に大きくとるように構成している。

これにより、レンズのパワーを適切に配分することができ、また、収差補正を行うための非球面を効率よく配置することができ、少ない非球面レンズによって諸収差を良好に補正することができる。特に、第４レンズ群を正の屈折力とするとともに、このレンズ群中に配した、上記非球面を設けたレンズの拡大側に大きな空気間隔を設けるようにしているから、全系で最も拡大側のレンズを凹レンズとすることができ、歪曲を良好に補正できるとともに諸収差のバランスを極めて良好にでき、１．２倍程度の変倍比を有することが可能であるにも拘わらず、小型で明るく広角なズームレンズを構築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）の投写用ズームレンズは、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ｚは光軸を表している。

ここで第１レンズ群Ｇ_１は、拡大側に凸面を向けた非球面負レンズ（各実施例のものでは複合非球面レンズ）よりなる第１レンズＬ_１および負レンズよりなる第２レンズＬ_２からなる。また、第２レンズ群Ｇ_２は、正レンズよりなる第３レンズＬ_３および正レンズよりなる第４レンズＬ_４からなる。また、第３レンズ群Ｇ_３は、正レンズよりなる第５レンズＬ_５と、負レンズよりなる第６レンズＬ_６とを接合してなる接合レンズからなる。また、第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた非球面負レンズ（以下の各実施例において、少なくとも光軸近傍で負の屈折力を有する）よりなる第７レンズＬ_７と、拡大側に凹面を向けた負レンズよりなる第８レンズＬ_８および縮小側に凸面を向けた正レンズよりなる第９レンズＬ_９を接合してなる接合レンズと、正レンズよりなる第１０レンズＬ_１０からなる。また、第５レンズ群Ｇ_５は、正レンズよりなる第１１レンズＬ_１１のみからなる。

また、第１レンズ群Ｇ_１中の最も拡大側の第１レンズＬ_１が拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとされ、該第１レンズＬ_１の縮小側の面が非球面とされてなることが好ましい。このように第１レンズ群Ｇ_１中の最も拡大側に非球面レンズを配設したことにより、各画角毎に歪曲を独立して補正することができるので、効率的に収差補正を行うことができ、また、レンズ系の小型化を図ることができる。

また、この第１レンズＬ_１を、ガラスレンズの表面に樹脂層を付設し、該樹脂層の、該ガラスレンズ側とは反対側の面を非球面とした、複合型非球面レンズとすることにより、上述した歪曲補正の効率化とレンズ系の小型化を、より促進することができる。

また、第４レンズ群Ｇ_４中で最も拡大側に位置する非球面レンズである第７レンズＬ_７は両面が非球面とされていることが好ましく、拡大側の面は、図２に示すように、光軸ｚ上にて該面に接する、該面と同一符号かつ同一曲率（Ｒ_１３）を有する球面Ｐよりも、光軸ｚ上以外の領域において、より縮小側に位置する曲面とされていることが好ましい。このように、第７レンズＬ_７の拡大側の非球面が、球面Ｐよりも縮小側に位置するような形状とされたことにより、球面収差の補正をより良好なものとすることが可能である。

また、第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた負の非球面レンズ（各実施例のものでは第７レンズＬ_７）、拡大側に凹面を向けた負レンズ（各実施例のものでは第８レンズＬ_８）と縮小側に凸面を向けた正レンズ（各実施例のものでは第９レンズＬ_９）を接合してなる接合レンズ、および縮小側に凸面を向けた正レンズ（各実施例のものでは第１０レンズＬ_１０）からなることが好ましい。第４レンズ群Ｇ_４をこのような構成とすることにより、球面収差の補正において有利となり、また軸上、倍率いずれの色収差の補正においても有利となり、さらに全系縮小側におけるテレセントリック性を確保することが容易となる。

また、本実施形態の投写用ズームレンズは、変倍時において、３つのレンズ群Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４を光軸ｚ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。このように変倍時の移動群を、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。

また、広角端から望遠端への変倍に際し、移動レンズ群は、いずれも拡大側に移動するように構成することが好ましい。本実施形態のものでは、この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。

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、一般には、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。

なお、本実施形態の投写用ズームレンズの明るさは、ズーミング時において、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間の構造的なフレーム形状によって定まっているが、適宜絞り（マスクとすることも可）を所定位置に配置して調整することも可能である。

また、本実施形態に係る投写用ズームレンズは、下記条件式（１）を満足するように構成されており、さらに、下記条件式（２）〜（４）を満足することが好ましい。
０．８＜ｄ３４／ｆｗ （１）
０＜｜ｄ／ｆｗ｜＜１．００ （２）
１．７５＜ｎｄｐ （３）
１．７５＜ｎｄｎ （４）
ただし、
ｆｗ ：広角端における全系の焦点距離
ｄ３４：広角端における、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の空気間隔
ｄ ：第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の広角端における合成レンズ群の拡大側焦点位置から、第４レンズ群Ｇ_４の最も拡大側のレンズの拡大側面頂点までの距離
ｎｄｐ：第２レンズ群Ｇ_２中の各正レンズのｄ線に対する屈折率の平均値
ｎｄｎ：第４レンズ群Ｇ_４中の各負レンズのｄ線に対する屈折率の平均値

ここで、上述した条件式（１）〜（４）の技術的意義について説明する。
まず、条件式（１）は、広角端における全系の焦点距離に対する、広角端における、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の空気間隔の比を規定したもので、歪曲を良好に補正するための条件式である。条件式（１）の下限を下回った場合は、負の歪曲が増大し、拡大側の糸巻き歪曲を悪化させる要因となる。

なお、条件式（１）に替えて、下記条件式（１´）を満足するように設定することにより、上記作用効果がより良好なものとなる。
０．８＜ｄ３４／ｆｗ＜１．３ （１´）

また、条件式（２）は、設計上の瞳の位置を適切に規定するための条件式であり、条件式（２）の範囲を外れると、第４レンズ群Ｇ_４中の非球面によって球面収差を効果的に補正することが難しくなる。

なお、条件式（２）に替えて、下記条件式（２´）を満足するように設定することにより、上記条件式（２）の作用効果がより良好なものとなる。
０．３０＜｜ｄ／ｆｗ｜＜０．７０ （２´）

また、条件式（２´）に替えて、下記条件式（２´´）を満足するように設定することにより、上記条件式（２）の作用効果がさらに良好なものとなる。
０．４５＜｜ｄ／ｆｗ｜＜０．６０ （２´´）

また、条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ_２中の各正レンズのｄ線に対する屈折率の平均値を規定したもので、像面湾曲を良好に補正するための条件式である。
この条件式（３）の下限を下回った場合は、ペッツバール和が増大し、像面の倒れを招く要因となる。

また、条件式（４）は、第４レンズ群Ｇ_４中の各負レンズのｄ線に対する屈折率の平均値を規定したもので、球面収差と色収差を良好に補正するための条件式である。この条件式（４）の下限を下回った場合は、球面収差と色収差を良好に補正することが難しくなる。

ここで、下記各実施例の投写用ズームレンズは、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。

次に、上述した投写用ズームレンズを搭載した投写型表示装置の一例を図１０により説明する。図１０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、投写用ズームレンズ１０として上述した実施形態に係る投写用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、色合成され投写用ズームレンズ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用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、本発明の投写用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用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用ズームレンズ等として用いることも可能である。

以下、具体的な実施例を用いて、本発明の投写用ズームレンズをさらに説明する。

＜実施例１＞
この実施例１にかかる投写用ズームレンズは、前述したように図１に示す如き構成とされている。すなわちこの投写用ズームレンズは、拡大側から順に、第１レンズ群Ｇ_１が、縮小側に凹面を向けた負のメニスカス形状のガラスレンズＬ_Ａの縮小側に樹脂層Ｌ_Ｂを付設し、該樹脂層Ｌ_Ｂの縮小側の面を非球面とした複合型非球面レンズよりなる第１レンズＬ_１と、両凹レンズよりなる第２レンズＬ_２とからなる。また、第２レンズ群Ｇ_２は、縮小側を凸面とされた平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のメニスカスレンズよりなる第４レンズＬ_４からなる。また、第３レンズ群Ｇ_３は、両凸レンズよりなる第５レンズＬ_５と、縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第６レンズＬ_６を接合してなる接合レンズからなる。また、第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた両面非球面の負レンズよりなる第７レンズＬ_７と、両凹レンズよりなる第８レンズＬ_８および両凸レンズよりなる第９レンズＬ_９を接合してなる接合レンズと、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１０レンズＬ_１０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１１レンズＬ_１１のみからなる。

また、第４レンズ群Ｇ_４中の両面が非球面の第７レンズＬ_７は、拡大側の面は、先に図２をもって説明したように、光軸ｚ上にて該面に接する、該面と同一符号かつ同一曲率（Ｒ_１３）を有する球面Ｐよりも、光軸ｚ上以外の領域において、より縮小側に位置する曲面とされている。

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（図１のズーム移動軌跡を参照（以下の各実施例における図２〜４も同様））。

この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、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２〜４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の最上段には、焦点距離f（広角端〜望遠端）、広角端でのバックフォーカスBfw、Ｆナンバー Fno.（広角端〜望遠端）、画角2ω（広角端〜望遠端）が示されており、表１の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１６の値が示されている。

また、表５に実施例１における上記各条件式（１）〜（４）に対応する数値を示す。

図６は実施例１の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）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６および以下の図７〜９において、各球面収差図には546.07nm、460.0nm、615.0nmの各波長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546.07nmの光に対する460.0nmおよび615.0nmの光についての収差が示されている。

この図６から明らかなように、実施例１の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが７３．８度と広角で、広角端でのＦ値が１．５８と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表５に示すように実施例１の投写用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（１´）、（２´）、（２´´）についても満足されている。

なお、最も拡大側の面（第１面）からスクリーンまでの距離は１２８０ｍｍである（以下の各実施例において同じ）。

＜実施例２＞
実施例２に係る投写用ズームレンズの概略構成を図３に示す。この実施例２にかかる投写用ズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているので、データのみを示し、詳細な説明は省略する。

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の上段に示す。

また、表２の最上段には、焦点距離f（広角端〜望遠端）、広角端でのバックフォーカスBfw、ＦナンバーFno.（広角端〜望遠端）、画角2ω（広角端〜望遠端）が示されており、表２の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１６の値が示されている。

また、表５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７は実施例２の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）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７から明らかなように、実施例２の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが７４．０度と広角で、広角端でのＦ値が１．５８と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表５に示すように実施例２の投写用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（１´）、（２´）、（２´´）についても満足されている。

＜実施例３＞
実施例３に係る投写用ズームレンズの概略構成を図４に示す。この実施例３にかかる投写用ズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているので、データのみを示し、詳細な説明は省略する。

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の上段に示す。

また、表３の最上段には、焦点距離f（広角端〜望遠端）、広角端でのバックフォーカスBfw、ＦナンバーFno.（広角端〜望遠端）、画角2ω（広角端〜望遠端）が示されており、表３の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１６の値が示されている。

また、表５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８は実施例３の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）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８から明らかなように、実施例３の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが７４．０度と広角で、広角端でのＦ値が１．５８と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表５に示すように実施例３の投写用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（１´）、（２´）、（２´´）についても満足されている。

＜実施例４＞
実施例４に係る投写用ズームレンズの概略構成を図５に示す。この実施例４にかかる投写用ズームレンズは、第２レンズ群Ｇ_２を構成する第３レンズＬ_３が、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとされている点において、実施例１のものとは相違しているが、その他は実施例１のものと略同様の構成とされているので、データのみを示し、詳細な説明は省略する。

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の上段に示す。

また、表４の最上段には、焦点距離f（広角端〜望遠端）、広角端でのバックフォーカスBfw、ＦナンバーFno.（広角端〜望遠端）、画角2ω（広角端〜望遠端）が示されており、表４の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１６の値が示されている。

また、表５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９は実施例４の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）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４の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが７４．０度と広角で、広角端でのＦ値が１．５８と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表５に示すように実施例４の投写用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（１´）、（２´）、（２´´）についても満足されている。

なお、本発明の投写用広角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、例えば各レンズの曲率半径Ｒおよび軸上面間隔Ｄを適宜変更することが可能である。

また、本発明の投写型表示装置としても、上記構成のものに限られるものではなく、本発明の投写用広角ズームレンズを備えた種々の装置構成が可能である。ライトバルブとしては、例えば、透過型または反射型の液晶表示素子や、傾きを変えることができる微小な鏡が略平面上に多数形成された微小ミラー素子（例えば、テキサス・インスツルメント社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることができる。また、照明光学系としても、ライトバルブの種類に対応した適切な構成を採用することができる。

本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における構成を示す概略図 第４レンズ群Ｇ_４中で最も拡大側に位置する非球面レンズ（第７レンズＬ_７）の拡大側の非球面形状を説明するための概略図 本発明の実施例２に係る投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における構成を示す概略図 本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における構成を示す概略図 本発明の実施例４に係る投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における構成を示す概略図 実施例１の投写用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の投写用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の投写用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の投写用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 本発明の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図

符号の説明

Ｇ_１〜Ｇ_４ レンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_１１ レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_２３ レンズ面等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_２２ レンズ面間隔（レンズ厚）
ｚ 光軸
１ 画像表示面
２ ガラスブロック（フィルタ部を含む）
１０ 投写用ズームレンズ
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 (9)

1. 拡大側から順に、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、正の屈折力の第４レンズ群、および正の屈折力の第５レンズ群からなり、
   前記第１レンズ群が非球面を有するとともに、前記第４レンズ群中の最も拡大側のレンズが非球面を有し、前記第５レンズ群が１枚の正レンズからなり、
   変倍時には、前記第１レンズ群と前記第５レンズ群が固定とされる一方、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群は各々可動とされ、かつ広角端から望遠端への変倍時において、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群が、光軸に沿って拡大側に移動するように構成され、
   以下の条件式（１）を満足することを特徴とする投写用ズームレンズ。
   ０．８＜ｄ３４／ｆｗ （１）
   ただし、
   ｆｗ ：広角端における全系の焦点距離
   ｄ３４：広角端における、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の空気間隔
2. 前記第４レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた負の非球面レンズ、拡大側に凹面を向けた負レンズと縮小側に凸面を向けた正レンズを接合してなる接合レンズ、および縮小側に凸面を向けた正レンズからなることを特徴とする請求項１記載の投写用ズームレンズ。
3. 前記第４レンズ群中で最も拡大側に位置する非球面レンズの拡大側の面は、光軸上で該面と接する、該面と同一符号かつ同一曲率を有する球面よりも、光軸上以外の領域において、縮小側に位置する曲面とされていることを特徴とする請求項１または２記載の投写用ズームレンズ。
4. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
   ０＜｜ｄ／ｆｗ｜＜１．００ （２）
   ただし、
   ｄ：前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の、広角端における合成レンズ群の拡大側焦点位置から、前記第４レンズ群の最も拡大側に位置するレンズの拡大側面頂点までの距離
5. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
   １．７５＜ｎｄｐ （３）
   ただし、
   ｎｄｐ：前記第２レンズ群中の各正レンズのｄ線に対する屈折率の平均値
6. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
   １．７５＜ｎｄｎ （４）
   ただし、
   ｎｄｎ：前記第４レンズ群中の各負レンズのｄ線に対する屈折率の平均値
7. 前記第１レンズ群中の最も拡大側のレンズが拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであり、該負のメニスカスレンズの縮小側の面が非球面とされてなることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
8. 前記第１レンズ群中の最も拡大側のレンズは、ガラスレンズの表面に樹脂層を付設し、該樹脂層の、該ガラスレンズ側とは反対側の面を非球面とした、複合型非球面レンズであることを特徴とする請求項７記載の投写用ズームレンズ。
9. 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１〜８のうちいずれか１項記載の投写用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、前記投写用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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