JP2010237605A - 投写用広角ズームレンズおよび投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な光学性能を維持しつつ、明るく広画角を達成し、コンパクト化を図るとともに、非球面レンズの偏芯調整を簡易なものとする。
【解決手段】拡大側から順に、変倍の際に固定で負の屈折力を有する第１群Ｇ_１と、変倍の際に各々が互いに独立して移動する第２〜第４群Ｇ_２〜Ｇ_４と、変倍の際に固定で正の屈折力を有する第５群Ｇ_５とが配され、縮小側がテレセントリックとされている。第１群Ｇ_１は、負、負、負、正、負の５枚のレンズ（レンズＬ_１〜Ｌ_５）により構成され、レンズＬ_１とレンズＬ_５がプラスチックよりなる非球面レンズとされている。また、広角端から望遠端へのズーミング時は、第１群Ｇ_１および第５群Ｇ_５は固定とされ、第２群Ｇ_２、第３群Ｇ_３および第４群Ｇ_４は、第１群Ｇ_１と第２群Ｇ_２の間隔が狭まるように、かつ第４群Ｇ_４と第５群Ｇ_５の間隔が広がるように光軸Ｚ方向に可動とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタ装置等の投写レンズとして用いられるズームレンズに関し、特に液晶表示素子やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等のライトバルブにより形成される原画像を、スクリーン上に拡大投写するのに適した投写用広角ズームレンズ、およびこれを搭載した投写型表示装置に関する。

装置前方のスクリーン上に画像を投写する、いわゆるフロント投写型のプロジェクタ装置は、学校教育用や企業研修用、プレゼンテーション用等として近年広く用いられるようになっている。

このようなフロント投写型のプロジェクタ装置に搭載される投写レンズには、装置の携行性や設置条件への対応性を考慮して、コンパクトな構成でありながら広画角であり、且つズーム機能を有していることも要求される。
従来、このような要求に応え得る投写ズームレンズとしては、例えば、下記特許文献１〜３に記載されたものが提案されている。

特開２００３−１５０３８号公報 特開２００５−２９２２６０号公報 特開２００８−３０９８９７号公報

上記特許文献１、２に記載されたものは、広角端における半画角が４５度未満となっているが、近年、良好な光学性能を維持しつつ、広角端における半画角が４５度以上となる投写用の広角ズームレンズが要望されている。

リアプロジェクション装置等に搭載される固定倍率の投写レンズにおいては、半画角が４５度以上となるものも知られているが、ズームレンズの場合、半画角４５度以上を達成しようとすると、広角端から望遠端まで良好な光学性能を維持することが難しく、特に画角（像高）に共通な球面収差等の軸上収差と、画角に応じて変化するディストーション（歪曲収差）や像面湾曲等の軸外収差とのバランスを取りつつ、これらを共に良好に補正することが難しい。また、拡大側に配されるレンズ群のレンズ系が大きくなってコンパクト化が困難となるという問題もあり、実現されていなかった。

一方、上記特許文献３に記載されたものは、明るさＦが1.8、広角端での半画角ωが４５度以上とされた１．３倍ズームの投写型ズームレンズであるが、このようなズームレンズにおいては、さらなる明るさを追求しようとすると光学設計が極めて難しくなる。特にプロジェクターセットでは周辺光量を８０％前後確保する必要があり、投写レンズ単独でも周辺光量を５０％以上確保することが要求されることが多い。このように周辺光量の比率を多くしようとすると、広角になる程、周辺解像性能を向上させることが難しくなり、このことがコストアップの大きな要因となっている。

さらに、レンズ系内に、例えば２つの非球面レンズを配置することが、光学性能の向上を図る上で有用であるが、非球面レンズは球面レンズと異なりレンズ単品レベルの芯出しが困難であることから、組立て後において偏芯調整を行なう必要が生じる場合があるため、その光学調整の簡易化が要望されていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、明るさの向上を図りつつ広画角を達成し、良好な光学性能を維持することができ、かつコンパクト化を図ることが可能であるとともに、非球面レンズの偏芯調整が簡易とされた投写用広角ズームレンズ、およびこれを搭載した投写型表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の投写用広角ズームレンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群から構成されてなる、縮小側がテレセントリック系とされた投写用広角ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端へのズーミングの際には、前記第１レンズ群および前記第５レンズ群は固定とされるとともに、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、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が狭まるように、かつ前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が広がるように光軸方向に可動とされ、
前記第１レンズ群は、拡大側から順に、負、負、負、正、負の５枚のレンズにより構成されてなるとともに、該第１レンズ群中で、最も拡大側の負レンズおよび最も縮小側の負レンズがプラスチックよりなる非球面レンズとされてなることを特徴とするものである。

また、前記第２レンズ群は、２枚の正レンズよりなることが好ましい。

また、前記第３レンズ群は、拡大側より順に、負レンズおよび正レンズよりなり、この負レンズの前記縮小側の面は凹面であるとともに、この正レンズの拡大側の面が凸面であることが好ましい。

また、前記第４レンズ群は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、拡大側に凹面を向けた形状の接合面を有する第１の接合レンズ、縮小側に凹面を向けた形状の接合面を有する第２の接合レンズ、および正レンズからなることが好ましい。

また、前記第４レンズ群は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、拡大側に凹面を向けた形状の第１の接合面と縮小側に凹面を向けた形状の第２の接合面を拡大側からこの順に有する３枚接合レンズおよび正レンズからなることが好ましい。

また、前記第５レンズ群は１枚の正レンズからなることが好ましい。

また、本発明に係る投写型表示装置は、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、いずれかの前記投写用広角ズームレンズであって、縮小側がテレセントリックとされてなる投写用広角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、前記投写用広角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「負レンズ」とは、少なくとも近軸領域において負の屈折力を有するレンズを意味する。
なお、上記「拡大側」とは、被投写側（スクリーン側）を意味し、縮小投影する場合も、便宜的にスクリーン側を拡大側と称するものとする。一方、上記「縮小側」とは、原画像表示領域側（ライトバルブ側）を意味し、縮小投影する場合も、便宜的にライトバルブ側を縮小側と称するものとする。

上記目的を達成するため、本発明の投写用広角ズームレンズでは、５つのレンズ群を、拡大側から順に、負、正、負、正、正となるように構成し、広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群と第５レンズ群を固定とし、第２〜第４レンズ群は、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が狭まるとともに、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が広がるように、各々独立して光軸方向に移動するよう構成されている。

また、前記第１レンズ群は拡大側から負、負、負、正、負の５枚のレンズにより構成されてなるとともに、該第１レンズ群中で、最も拡大側の負レンズおよび最も縮小側の負レンズがプラスチックよりなる非球面レンズにより構成されている。

このように構成することにより、明るさの向上を図りつつ広画角を達成し、良好な光学性能を維持することができ、かつコンパクト化を図り得る投写用広角ズームレンズおよび投写型表示装置を得ることができる。

特に、前記第１レンズ群のうち、最も拡大側の負レンズを非球面レンズとすることで、光束中で、大きい画角にて出射する光線が、このレンズ系において最も光軸から離れた位置を通るようにすることができるため、歪曲収差、像面湾曲等を補正する上で極めて効果的である。

また、上述したように、本発明のものでは、第１レンズ群中で、最も縮小側の負レンズを非球面レンズとしている。これに替えて、例えば、前記第４レンズ群や前記第５レンズ群中に非球面レンズを配するようにしても光学性能上の効果を奏することができる。しかしながら、非球面レンズは、球面レンズのようにレンズ自体で芯出しが困難であることから、別途、偏芯の調整を行なう必要がある。したがって、本発明のもののように、縮小側の非球面を第１レンズ群中の最も縮小側に設けることによって、２つの非球面レンズの偏芯の調整を、ズーミング時に固定の第１レンズ群内のみで行なうことができ、偏芯の調整操作を極めて簡易なものとすることができる。

実施例１に係る投写用広角ズームレンズ（広角端）の詳細な構成図 実施例１に係る投写用広角ズームレンズの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における各レンズ群配置を示す構成図 実施例２に係る投写用広角ズームレンズ（広角端）の詳細な構成図 実施例２に係る投写用広角ズームレンズの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における各レンズ群配置を示す構成図 実施例３に係る投写用広角ズームレンズ（広角端）の詳細な構成図 実施例３に係る投写用広角ズームレンズの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における各レンズ群配置を示す構成図 実施例４に係る投写用広角ズームレンズ（広角端）の詳細な構成図 実施例４に係る投写用広角ズームレンズの広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における各レンズ群配置を示す構成図 実施例１に係る投写用広角ズームレンズの諸収差図 実施例２に係る投写用広角ズームレンズの諸収差図 実施例３に係る投写用広角ズームレンズの諸収差図 実施例４に係る投写用広角ズームレンズの諸収差図 一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図

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は本発明に係る投写用広角ズームレンズを示すものであり、後述する実施例１のレンズ構成図である。このレンズを本実施形態の代表として、以下に説明する。なお、図中Ｚは光軸を表している。

本実施形態の投写用広角ズームレンズは、拡大側（スクリーン側）から順に、変倍の際に固定で負の屈折力を有するフォーカシング用の第１レンズ群Ｇ_１と、変倍の際に各々が互いに独立して移動する３つのズーミング時移動レンズ群である、第２〜第４レンズ群Ｇ_２〜Ｇ_４（正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ_３、および正の屈折力を有する第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瞳位置固定用の第５レンズ群Ｇ_５（ズーミング時に全系の出射瞳の位置が変化しないようにする）とが配されてなり、縮小側がテレセントリック（略テレセントリックとされているものを含む）とされている。

また、本実施形態の投写用広角ズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングの際には、第１レンズ群Ｇ_１および第５レンズ群Ｇ_５は固定とされるとともに、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、第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２の間隔が狭まるように、かつ第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の間隔が広がるように光軸Ｚ方向に可動とされている。

なお、図１に示す本実施形態の投写用広角ズームレンズでは、紙面右側より入射されライトバルブの画像表示面１において画像情報を与えられた光束が、ガラスブロック２を介してこの投写用広角ズームレンズに入射され、この投写用広角ズームレンズにより紙面左側方向のスクリーン上に拡大投写されるようになっている。図１には、見易さのため１枚のライトバルブの画像表示面１のみを記載しているが、投写型表示装置において、光源からの光束を色分離光学系により３原色光に分離し、各原色光用に３つのライトバルブを配設して、フルカラー画像を表示可能とするものがある（図１３参照）。ガラスブロック２の位置にクロスダイクロイックプリズム等の色合成手段を配設することによりこの３原色光を合成することができる。

上記第１レンズ群Ｇ_１は、拡大側（スクリーン側）から順に、負、負、負、正、負の５枚のレンズ（第１レンズＬ_１〜第５レンズＬ_５）により構成されてなり、全体が光軸Ｚ方向に移動することにより、または第４レンズＬ_４と第５レンズＬ_５が互いの間隔を変えるように移動すること（フローティング）により、フォーカス調整を行うようになっている。また、この第１レンズ群Ｇ_１において、最も拡大側の負レンズである１枚目の負レンズ（第１レンズＬ_１）、および最も縮小側の負レンズである５枚目の負レンズ（第５レンズＬ_５）は、プラスチックよりなる非球面レンズとされている。

このように、第１レンズ群Ｇ_１において、拡大側から順に、負、負、負、正、負の５枚のレンズ（第１レンズＬ_１〜第５レンズＬ_５）により構成したことにより、広角端における画角を広角化しつつ、上記第１レンズ群Ｇ_１の大径化を抑制することができ、全体としてのコンパクト化を図ることも可能となる。

また、フォーカシング用の第１レンズ群Ｇ_１において、最も拡大側から１枚目の負レンズ（第１レンズＬ_１）と、５枚目の負レンズ（第５レンズＬ_５）とを非球面レンズとすることによって、すなわち、ズーミングによる画角変化および光路変化が大きい第１レンズ群Ｇ_１において、３枚のレンズ（第２レンズＬ_２，第３レンズＬ_３および第４レンズＬ_４）を挟むことによって前後に離間して非球面を配置することになり、広角端から望遠端まで収差補正を良好に行うことが可能となる。

第１レンズＬ_１の非球面は、ディストーションや像面湾曲等の軸外収差に対応するように画角に応じた収差補正を行うのに好適であり、第５レンズＬ_５の非球面は、球面収差等の軸上収差に対応するように画角に共通の収差補正を行うのに好適である。これは、第１レンズ群Ｇ_１の構成を、上述した如き負レンズを主体とした配列としたことにより、主として、テレ側において、各像点に向かう光束径を、第１レンズＬ_１においては細く、第５レンズＬ_５においては太くすることが可能となっていることによる。

また、縮小側の非球面レンズを第１レンズ群Ｇ_１中の第５レンズＬ_５とすることによって、２つの非球面レンズの偏芯の調整を、ズーミング中に固定の第１レンズ群Ｇ_１内のみで行なうことができ、偏芯の調整が極めて簡易となる。

また、上記第２レンズ群Ｇ_２を、２枚の正レンズにより構成することで、少ないレンズ枚数でありながら、効率よく明るさの確保および各種収差の低減を図ることができる。

また、前記第３レンズ群Ｇ_３を、拡大側より順に、負レンズおよび正レンズで構成し、この負レンズの縮小側の面を凹面により、また、この正レンズの拡大側の面を凸面により構成することにより、上記と同様に、少ないレンズ枚数でありながら、効率よく明るさの確保および各種収差の低減を図ることができる。

また、上記第４レンズ群Ｇ_４については、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、拡大側に凹面を向けた形状の接合面を有する第１の接合レンズ、縮小側に凹面を向けた形状の接合面を有する第２の接合レンズ、および正レンズを配列した構成とすることにより、または、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、拡大側に凹面を向けた形状の第１の接合面と縮小側に凹面を向けた形状の第２の接合面を有する３枚接合の接合レンズ、および正レンズを配列した構成とすることにより、諸収差、特に色収差を良好に補正することができる。なお、上記３枚接合レンズを用いることにより、色収差補正の効果を向上させることができる。一方、上記２つの２枚接合レンズを用いることにより、３枚接合レンズを用いた場合に比べて熱膨張による悪影響を軽減することが可能である。

また、この第４レンズ群Ｇ_４には、２つの接合面を配することが望ましいが、光束径の絞られた位置が、これらの接合面の近傍にくると熱の影響により、接合部分に不具合（接着剤のはがれ等）が生じる虞がある。本実施形態では、例えば、図２、４、６、８に示すように、各実施例共に、主光線が交わる位置Ｐが、第４レンズ群Ｇ_４よりも拡大側の位置とされているので、上述したような接合部における不具合の発生を防止できるように配慮されている。

また、上記第５レンズ群Ｇ_５については、１枚の正レンズにより構成することで、構成
を簡易化することができ、好ましい。

なお、上記第１レンズ群Ｇ_１のフォーカス調整操作において、前述したように、第４レンズＬ_４と第５レンズＬ_５を、これら２枚のレンズの間隔を変えるように移動させること（フローティング）によって行うようにすれば移動レンズの軽量化を図ることができるので、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１３により説明する。図１３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〜１１ｃを備え、投写用広角ズームレンズ１０として上述した実施形態に係る投写用広角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の間は図示を省略しているが、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透過型液晶パネル１１ａ〜１１ｃ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映される。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〜１６ｃ、全反射ミラー１８ａ〜１８ｃ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広角ズームレンズを用いていることにより、ズーム機能を持ちつつ、広角端における明るさＦを１．７０程度とし、広角端における半画角ωを４５度以上と広角化し、かつ装置の小型化を達成することができるので、装置の携行性や使い勝手を格段に向上させることが可能となる。

なお、本発明の投写用広角ズームレンズは液晶表示パネルを用いた投写型表示装置の投写用広角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、ＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投写用広角ズームレンズ等として用いることも可能である。

以下、本発明に係る投写用広角ズームレンズの具体的な実施例について説明する。なお、実施例２〜４の構成を示す図３〜８において、実施例１と同様の作用効果をなす部材には図１、２で用いたものと同一の符号を付している。

図１および図２（図１は広角端におけるレンズ系構成図、図２は広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における各レンズ群配置図）に示すように、実施例１に係る投写用広角ズームレンズは、その広角端における配置において拡大側から順に、変倍の際に固定で負の屈折力を有するフォーカシング用の第１レンズ群Ｇ_１と、ズーミング時移動の正の第２レンズ群Ｇ_２，負の第３レンズ群Ｇ_３および正の第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瞳位置固定用の第５レンズ群Ｇ_５とが配されてなり、縮小側がテレセントリック系とされている。また、第５レンズ群Ｇ_５の縮小側には、ライトバルブの画像表示面１およびガラスブロック２が、縮小側よりこの順に配置されている。なお、３つのズーミング時移動レンズ群Ｇ_２〜Ｇ_４は、変倍の際に各々が互いに独立して移動するように構成されている。

また、広角端から望遠端へのズーミングの際には、第１レンズ群Ｇ_１および第５レンズ群Ｇ_５は固定とされるとともに、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、第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２の間隔が狭まるように、かつ第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の間隔が広がるように光軸Ｚ方向に、各々独立に可動とされている。

上記第１レンズ群Ｇ_１は、上述したように、最も拡大側から、連続して配された負、負、負、正、負よりなる、５枚のレンズ（第１レンズＬ_１〜第５レンズＬ_５）により構成されている。上記第１レンズＬ_１は、近軸領域において負の屈折力を有する両面非球面のプラスチックレンズからなり、上記第２レンズＬ_２は、縮小側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなり、上記第３レンズＬ_３は両凹レンズからなる。また、上記第４レンズＬ_４は、両凸レンズからなり、上記第５レンズＬ_５は、近軸領域において弱い負の屈折力を有する両面非球面のプラスチックレンズからなっている。

また、上記第２レンズ群Ｇ_２は、両凸レンズである第６レンズＬ_６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７レンズＬ_７からなっている。

また、上記第３レンズ群Ｇ_３は、両凹レンズである第８レンズＬ_８と、両凸レンズである第９レンズＬ_９とからなっている。

また、上記第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１０レンズＬ_１０と、両凸レンズである第１１レンズＬ_１１と、縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１２レンズＬ_１２と、両凹レンズである第１３レンズＬ_１３と、両凸レンズである第１４レンズＬ_１４と、両凸レンズである第１５レンズＬ_１５とからなっている。なお、第１１レンズＬ_１１と第１２レンズＬ_１２（接合面は、拡大側に凹面を向けた形状）、および第１３レンズＬ_１３と第１４レンズＬ_１４（接合面は、縮小側に凹面を向けた形状）は、各々互いに接合されている。

また、上記瞳位置固定用の第５レンズ群Ｇ_５は、両凸レンズである第１６レンズＬ_１６のみからなっている。

上記第１レンズＬ_１および第５レンズＬ_５における各非球面の形状は、下記に示す非球面式により規定される。これら第１レンズＬ_１および第５レンズＬ_５においては、いずれか一方の面が非球面とされたレンズであっても収差補正効果を得ることができるが、両面が非球面とされたレンズであることがより好ましい。

実施例１に係る投写用広角ズームレンズの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（以下「軸上面間隔」と称す）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表１の上段に示す。なお、表１および以下の表において面番号の数字は拡大側からの順番を表すものであり、面番号の右側に＊印が付された面は非球面とされている。実施例１および以下の実施例２において、これらの非球面の曲率半径Ｒは、各表において光軸Ｚ上での曲率半径の値として示しているが、対応するレンズ構成図においては図面を見やすくするため、引出線は必ずしも光軸Ｚとの交点から引き出されていないものがある。

また、上述したように実施例１に係る投写用広角ズームレンズでは、ズーミング時移動レンズ群Ｇ_２〜Ｇ_４が、ズーミング時に互いに独立して光軸Ｚ方向に移動するようになっており、表１の下段には、広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）と、それらの中間位置（ＭＥＤＩＵＭ）における可変間隔（Ｄ_１０，Ｄ_１４，Ｄ_１８，Ｄ_２８）の値が示されている。

また、表２には、各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_４，Ａ_６，Ａ_８，Ａ_１０，Ａ_１２の値が示されている。

図３および図４（図３は広角端におけるレンズ系構成図、図４は広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における各レンズ群配置図）に示すように、実施例２に係る投写用広角ズームレンズは、実施例１に係る投写用広角ズームレンズと略同様の構成とされている。ただし、実施例２に係る投写用広角ズームレンズにおいては、上記第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である第１０レンズＬ_１０と、両凸レンズである第１１レンズＬ_１１と、両凹レンズである第１２レンズＬ_１２と、両凸レンズである第１３レンズＬ_１３と、両凸レンズである第１４レンズＬ_１４とからなり、第１１レンズＬ_１１、第１２レンズＬ_１２および第１３レンズＬ_１３が、３枚接合レンズを構成している（第１１レンズＬ_１１と第１２レンズＬ_１２の接合面は拡大側に凹面を向けた形状、第１２レンズＬ_１２と第１３レンズＬ_１３の接合面は縮小側に凹面を向けた形状）点において相違している。

また、上記第５レンズ群Ｇ_５は、両凸レンズである第１５レンズＬ_１５のみからなっている。

実施例２に係る投写用広角ズームレンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表３の上段に示す。

また、上述したように実施例２に係る投写用広角ズームレンズでは、ズーミング時移動レンズ群Ｇ_２〜Ｇ_４が、ズーミング時に互いに独立して光軸Ｚ方向に移動するようになっており、表３の下段には、広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）と、それらの中間の位置（ＭＥＤＩＵＭ）における可変間隔（Ｄ_１０，Ｄ_１４，Ｄ_１８，Ｄ_２６）の値が示されている。

また、表４には、各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_４，Ａ_６，Ａ_８，Ａ_１０，Ａ_１２の値が示されている。

図５および図６（図５は広角端におけるレンズ系構成図、図６は広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における各レンズ群配置図）に示すように、実施例３に係る投写用広角ズームレンズは、実施例１に係る投写用広角ズームレンズと略同様の構成とされている。

実施例３に係る投写用広角ズームレンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表５の上段に示す。

また、上述したように実施例３に係る投写用広角ズームレンズでは、ズーミング時移動レンズ群Ｇ_２〜Ｇ_４が、ズーミング時に互いに独立して光軸Ｚ方向に移動するようになっており、表５の下段には、広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）と、それらの中間の位置（ＭＥＤＩＵＭ）における可変間隔（Ｄ_１０，Ｄ_１４，Ｄ_１８，Ｄ_２８）の値が示されている。

また、表６には、各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_４，Ａ_６，Ａ_８，Ａ_１０，Ａ_１２の値が示されている。

図７および図８（図７は広角端におけるレンズ系構成図、図８は広角端（Ｗ）および望遠端（Ｔ）における各レンズ群配置図）に示すように、実施例４に係る投写用広角ズームレンズは、実施例２に係る投写用広角ズームレンズと略同様の構成とされている。ただし、上記第５レンズ群Ｇ_５が、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズである第１５レンズＬ_１５からなる点で相違している。

実施例４に係る投写用広角ズームレンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表７の上段に示す。

また、上述したように実施例４に係る投写用広角ズームレンズでは、ズーミング時移動レンズ群Ｇ_２〜Ｇ_４が、ズーミング時に互いに独立して光軸Ｚ方向に移動するようになっており、表７の下段には、広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）と、それらの中間の位置（ＭＥＤＩＵＭ）における可変間隔（Ｄ_１０，Ｄ_１４，Ｄ_１８，Ｄ_２６）の値が示されている。

また、表８には、各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_４，Ａ_６，Ａ_８，Ａ_１０，Ａ_１２の値が示されている。

また、図９〜１２は、実施例１〜４に係る投写用広角ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間の位置（ＭＥＤＩＵＭ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（球面収差、ディストーション、非点収差、および倍率色収差）を示す収差図である。これらの収差図において、ωは半画角を示し、球面収差の収差図にはＧ（緑）、Ｂ（青）およびＲ（赤）の各波長に対する収差曲線を示し、倍率色収差の収差図にはＧに対するＢおよびＲの収差曲線を示している。図９〜１２に示すように、実施例１〜４に係る投写用広角ズームレンズは、ディストーションや倍率色収差をはじめ各収差が良好に補正され、広角端における半画角４８.３〜４８.４度、Ｆナンバ１.７０と、広角で明るい投写レンズとされている。

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。

１ 画像表示面
２ ガラスブロック
１０ 投写用広角ズームレンズ
１１ａ〜１１ｃ 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
１６ａ〜１６ｃ コンデンサレンズ
１８ａ〜１８ｃ 全反射ミラー
２０ 光源
Ｇ_１〜Ｇ_５ レンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_１６ レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_３２ レンズ面等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_３２ 軸上面間隔
Ｚ 光軸

Claims (7)

1. 拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、および正の屈折力を有する第５レンズ群から構成されてなる、縮小側がテレセントリック系とされた投写用広角ズームレンズにおいて、
   広角端から望遠端へのズーミングの際には、前記第１レンズ群および前記第５レンズ群は固定とされるとともに、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、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が狭まるように、かつ前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が広がるように光軸方向に可動とされ、
   前記第１レンズ群は、拡大側から順に、負、負、負、正、負の５枚のレンズにより構成されてなるとともに、該第１レンズ群中で、最も拡大側の負レンズおよび最も縮小側の負レンズがプラスチックよりなる非球面レンズとされてなることを特徴とする投写用広角ズームレンズ。
2. 前記第２レンズ群は、２枚の正レンズよりなることを特徴とする請求項１記載の投写用広角ズームレンズ
3. 前記第３レンズ群は、拡大側より順に、負レンズおよび正レンズよりなり、この負レンズの前記縮小側の面は凹面とされてなるとともに、この正レンズの拡大側の面は凸面とされてなることを特徴とする請求項１または２記載の投写用広角ズームレンズ。
4. 前記第４レンズ群は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、拡大側に凹面を向けた形状の接合面を有する第１の接合レンズ、縮小側に凹面を向けた形状の接合面を有する第２の接合レンズ、および正レンズからなることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の投写用広角ズームレンズ。
5. 前記第４レンズ群は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、拡大側に凹面を向けた形状の第１の接合面と縮小側に凹面を向けた形状の第２の接合面を、拡大側からこの順に有する３枚接合の接合レンズ、および正レンズからなることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の投写用広角ズームレンズ。
6. 前記第５レンズ群は１枚の正レンズからなることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の投写用広角ズームレンズ。
7. 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から６のうちいずれか１項記載の投写用広角ズームレンズであって、かつ縮小側がテレセントリックとされてなる投写用広角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、前記投写用広角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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