JP2013088545A

JP2013088545A - 投射用ズームレンズ

Info

Publication number: JP2013088545A
Application number: JP2011227664A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Minefuji; 延孝峯藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2013-05-13
Anticipated expiration: 2031-10-17
Also published as: JP5828393B2; CN103048777B; US9110277B2; US20130094096A1; CN103048777A

Abstract

【課題】広い画角を有し、フォーカス用の第１レンズ群を小型化又は軽量化した投射用ズームレンズを提供すること。
【解決手段】投射用ズームレンズ４０は、拡大側から順に、変倍時に固定され負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍時に光軸ＯＡに沿って移動する負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍時に移動する正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、変倍時に移動する第４レンズ群Ｇ４と、変倍時に固定され正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。投射用ズームレンズ４０は、広角端における全系の焦点距離をＦｗ、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をＦ１とするとき、次の条件式
−０．５＜Ｆｗ／Ｆ１＜−０．１ … （１）
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示素子の画像を拡大投影するプロジェクターへの組み込みに適した投射用ズームレンズに関する。

画像表示素子の画像を拡大投影するためのプロジェクター用の光学系には、（１）赤・緑・青の３枚の液晶パネルからの各光束を合成するためのプリズムを配置するための長いバックフォーカス、（２）色むらの発生を防ぐための良好なテレセントリック特性、（３）照明系からの光を効率よく取り込むための小さなＦナンバー、すなわち明るい光学系であることが、必要とされる。また、近年では、狭い場所でも簡単に設置可能なように、（４）ズーム機能に加えて比較的広い画角を有することも、同時に必要とされることが多くなってきた。

このように広い画角を有しながら、長いバックフォーカスをもった投射用ズームレンズを得る手段として、レトロフォーカスタイプのレンズ構成をとることが多く、最も拡大側には、強い負のパワーを有するレンズ群を配置することが一般的である。

また、投射用ズームレンズでは、広い投射範囲において高い解像力と平坦な像面とを確保するために、変倍に際して、最も拡大側のレンズ群と最も縮小側のレンズ群とを固定し、その間に配置されたレンズ群を移動させることでズーミング動作を行い、合焦に際して、最も拡大側のレンズ群を移動させることでフォーカス動作を行うことが多い。

前述のように、強い負のパワーを有し最も拡大側に配置されるフォーカス群は、複数の強いパワーを持つレンズで構成され、広い画角に対応するために比較的大型のレンズとなることが多く、他のレンズ群と比較してもかなり大型で重量も大きくなる。

フォーカス群を合焦の際に前後に移動させる手段としては、フォーカス群枠と主鏡筒とを主鏡筒の固定枠に切られたヘリコイドネジ構造で連結し、フォーカス群枠を回転によって前後に移動させるという方法をとることが一般的である。レンズ全体の小型化のためには、ヘリコイドネジ部をフォーカス群の縮小側に配置することが必要であるが、フォーカス群の全長が長く、重量が大きい場合、ヘリコイドネジの結合部を長くしないと、フォーカス群の自重による傾きを生じてしまい性能劣化の原因となってしまう。そのため、フォーカス群の全長はできるだけ短く、また、レンズの構成枚数はできるだけ少なくしてフォーカス群全体の軽量化を図ることが好ましい。

前述のように、フォーカス群については小型、軽量化されることが好ましいこともあり、フォーカス群である第１レンズ群を簡略化して１枚で構成した従来例が存在する（特許文献１、２参照）。しかしながら、特許文献１（特開２００１−３１１８７２号公報）のレンズでは、Ｆナンバー２程度の明るさしかなく、半画角も２４゜程度までしかカバーできていない。また、特許文献２（特開２００２−７２０９４号公報）のレンズでは、Ｆナンバー１．７程度を達成して明るさの点では満足できているが、やはり半画角は２４゜程度までしかカバーできていない。このように、第１レンズ群を１枚の構成とした場合、広い画角に対応できないという欠点がある。

一方、半画角３０゜程度の画角を有し、比較的構成枚数も少なく簡単な投射用ズームレンズも存在する（特許文献３、４参照）。特許文献３（特開２００３−２０２４９８号公報）のレンズでは、第１レンズ群を２枚構成としながら、半画角３０゜以上を達成しているが、フォーカス群を２枚のガラスレンズとしているため、ガラス材料の重量によってフォーカス群が傾いてしまい、性能劣化の原因となることが考えられる。フォーカス群の傾きを防ぐためには、フォーカス群と主鏡筒とのつなぎ部分を十分な強度に保つ必要があり、レンズ全体の大きさも大きくなってしまう。また、特許文献４（特開２０１０−１９０９３９号公報）では、第１レンズ群を前述の特許文献３と同じ２枚構成としているものの、第１レンズ群中の縮小側のレンズを樹脂とすることでフォーカス群の軽量化を達成している。しかしながら、フォーカス群の全長がレンズ２枚分必要となるため、まだ改善の余地があった。

ところで、広い画角を有しながら、第１レンズ群を小型、軽量化する手段としては、負のパワーを分散して、２つの群に分割することが考えられる。すなわち、第１レンズ群及び第２レンズ群を負レンズ群として、拡大側の負レンズ群のパワーを分散した例が存在する（特許文献５）。

しかしながら、特許文献５（特開２００６−０３９０３４号公報）では、負・負・正・正・正の５群構成とすることで、拡大側の負のパワーを分散しているが、第１レンズ群が４枚構成となっているため、フォーカス群としての第１レンズ群の小型化、軽量化としては、満足できるレベルのものではない。

以上のように、半画角３０゜以上の広い画角を得るためには、第１レンズ群を２枚以上の構成とすることが必要であり、そのため、フォーカス群である第１レンズ群の枠と主鏡筒の固定枠との嵌合部は、レンズ重量を支えるため十分な強度を持たせることが必要であり、レンズの小型化、軽量化、さらにはコストダウンという点でも、公知のレンズに対する改善が望まれる。

特開２００１−３１１８７２号公報特開２００２−７２０９４号公報特開２００３−２０２４９８号公報特開２０１０−１９０９３９号公報特開２００６−０３９０３４号公報

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、広い画角を有し、フォーカス用の第１レンズ群を小型化又は軽量化した投射用ズームレンズを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る投射用ズームレンズは、拡大側から順に、変倍時に固定され負のパワーを有する第１レンズ群と、変倍時に移動する負のパワーを有する第２レンズ群と、変倍時に移動する正のパワーを有する第３レンズ群と、変倍時に移動する少なくとも１つのレンズ群と、変倍時に固定され正のパワーを有する最終レンズ群との少なくとも５つのレンズ群からなる投射用ズームレンズであって、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
−０．５＜Ｆｗ／Ｆ１＜−０．１ … （１）
を満足する。

上記投射用ズームレンズが満足する条件式（１）は、全系の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離との比に関するもので、第１レンズ群のパワーに関する条件を規定している。

所謂レトロフォーカス型の投射レンズでは、長いバックフォーカスを得るために、拡大側には強い負のパワーを有するレンズ群が配置されるが、この強い負のパワーを有するレンズ群を本願のように負の第１レンズ群と負の第２レンズ群とに分けることで、最も拡大側に配置される第１レンズ群を簡素化することが可能となり、かつ、フォーカシング群である第１レンズ群の枠構造を小型化及び軽量化することができる。結果的に、レンズ全体の小型化及び軽量化の達成が容易になる。

条件式（１）の上限を超えて、第１レンズ群の負のパワーが小さくなりすぎると、フォーカシングの移動量が大きくなりすぎ、好ましくない。逆に、条件式（１）の下限を超えて、第１レンズ群の負のパワーが大きくなりすぎると、特に縮小側の曲率半径が小さくなりすぎ、非点収差、歪曲収差をバランス良く補正することが困難となる。

本発明の具体的な側面によれば、上記投射用ズームレンズであって、第１レンズ群が、縮小側に凹面を向けた１枚の負レンズで構成される。この場合、像面湾曲や歪曲収差等に関する収差補正の観点で有利になる。

本発明の別の側面によれば、正のパワーを有する第３レンズ群は、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズ又は正負の接合レンズで構成され、第３レンズ群の焦点距離をＦ３とするとき、次の条件式
０．０５＜Ｆｗ／Ｆ３＜０．４５ … （２）
を満足する。

条件式（２）は、全系の焦点距離と、正のパワーを有する第３レンズ群の焦点距離との比に関するもので、第３レンズ群のパワーに関する条件を規定している。

第３レンズ群は、第１及び第２レンズ群で発散した光束を、収束させ、後続のレンズ群に導く役割を有するが、第３レンズ群に条件式（２）の範囲内のパワーを持たせることで、通過した光束を適度に収束させることができ、後続のレンズ群での収差発生を少なく抑えることが可能となる。

条件式（２）の下限を超えて、第３レンズ群の正のパワーが小さくなりすぎると、諸収差を抑えつつ、軸外光を効率よく第３レンズ群の後続のレンズ群に導くことが困難となり、第１及び第２レンズ群を大きくせざるを得なくなり小型化という点で好ましくない。逆に、条件式（２）の上限を超えて、第３レンズ群の正のパワーが大きくなりすぎると、第３レンズ群で発生する球面収差、コマ収差等が大きくなりすぎて、第３レンズ群を１枚の正レンズ又は正負の接合レンズで構成することが困難となる。

本発明のさらに別の側面によれば、正のパワーを有する最終レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズで構成され、最終レンズ群の焦点距離をＦＬとするとき、次の条件式
０．２＜Ｆｗ／ＦＬ＜０．４ … （３）
を満足する。

条件式（３）は、全系の焦点距離と、最も縮小側に配置される最終群の焦点距離との比に関し、良好なテレセントリック特性を得ながら、変倍時の収差変動を小さく抑えるための条件を規定する。

条件式（３）の下限を超えて、最終レンズ群の正のパワーが小さくなりすぎると、良好なテレセントリック特性を得ることが困難になる。逆に、条件式（３）の上限を超えて、最終レンズ群の正のパワーが強くなりすぎると、拡大側の面の曲率半径が小さくなりすぎ、変倍時の像面湾曲、非点収差などの収差変動を小さく抑えることが困難となるので好ましくない。

本発明のさらに別の側面によれば、移動によって変倍を行う移動レンズ群中に開口絞りを有し、当該開口絞りを挟んで、拡大側に負のパワーを有する樹脂レンズと、縮小側に正のパワーを有する樹脂レンズとの２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズが配置されている。このように、２枚の符号の異なるパワーの樹脂レンズを組み合わせることで、ピントの変動量を互いに打ち消し合うように機能させることができる。

本発明のさらに別の側面によれば、負のパワーを有する樹脂レンズのパワーをφｎ、正のパワーを有する樹脂レンズのパワーをφｐとするとき、次の条件式
−０．０２＜φｐ＋φｎ＜０（φ＝１／ｆ） … （４）
を満足する。なお、ｆは焦点距離を意味し、パワーφは焦点距離ｆに相当する。

条件式（４）は、開口絞りの拡大側と縮小側とに、負のパワーを有する樹脂レンズと正のパワーを有する樹脂レンズとをそれぞれ配置するときのパワーの配分に関する条件を規定している。一般的に、広角系のレトロフォーカス型の投射レンズの場合、レンズ全体の温度上昇を生じたとき、負の樹脂レンズについては、バックフォーカスが短くなる方向に焦点移動が生じ、正の樹脂レンズについては、バックフォーカスが長くなる方向に焦点移動が生じることが多い。

条件式（４）の下限を超えて、負レンズのパワーが、正レンズのパワーよりも強くなりすぎると、温度上昇によりバックフォーカスが短くなり、逆に条件式（４）の上限を超えて正レンズのパワーが、負レンズのパワーより強くなりすぎると、温度上昇によりバックフォーカスが長くなることで、温度変化に伴う焦点移動の原因となり好ましくない。このように、条件式（４）の範囲内で、負の樹脂レンズと正の樹脂レンズとのパワーをバランスとることで、温度変化があった時の焦点移動を少なく抑えることが可能となる。

本発明のさらに別の側面によれば、移動によって変倍を行う移動レンズ群中に開口絞りを有し、当該開口絞りよりも拡大側において、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズが配置されている。このように、２枚の符号の異なるパワーの樹脂レンズを組み合わせることで、温度変化に伴うピントの変動量を互いに打ち消し合うように機能させることができる。また、開口絞りよりも拡大側のレンズ群は、外気に近いこともあって開口絞りの近傍で発生する発熱の影響を受けにくいので、温度上昇の影響を受けやすい樹脂レンズを絞りより拡大側に配置することで、温度変動に伴う焦点移動を確実に低減することができる。

本発明のさらに別の側面によれば、２枚の符合の異なるパワーを有する樹脂レンズは、互いに隣り合って配置される。これらの樹脂レンズをお互いに近くに配置することで、各レンズの温度差を少なくすることができ、使用時にレンズ内部の温度差を生じたりしても、ピントの変動量を少なくできる。

本発明のさらに別の側面によれば、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズは、同一レンズ群内に配置される。

本発明のさらに別の側面によれば、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズは、隣り合ったレンズ群に配置される。

実施形態の投射用ズームレンズを組み込んだプロジェクターの概略構成を示す図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、プロジェクターに組み込まれた投射用ズームレンズの構造を説明する断面図である。なお、（Ａ）は、広角端の状態を示し、（Ｂ）は、望遠端の状態を示す。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の投射用ズームレンズの断面図である（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１のズームレンズの収差図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例２の投射用ズームレンズの断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２のズームレンズの収差図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例３の投射用ズームレンズの断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３のズームレンズの収差図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例４の投射用ズームレンズの断面図である（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４のズームレンズの収差図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例５の投射用ズームレンズの断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例５のズームレンズの収差図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例６の投射用ズームレンズの断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例６のズームレンズの収差図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例７の投射用ズームレンズの断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例７のズームレンズの収差図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係る投射用ズームレンズについて詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る投射用ズームレンズを組み込んだプロジェクター２は、画像光を投射する光学系部分５０と、光学系部分５０の動作を制御する回路装置８０とを備える。

光学系部分５０において、光源１０は、例えば超高圧水銀ランプであって、Ｒ光、Ｇ光、及びＢ光を含む光を射出する。ここで、光源１０は、超高圧水銀ランプ以外の放電光源であってもよいし、ＬＥＤやレーザーのような固体光源であってもよい。第１インテグレーターレンズ１１及び第２インテグレーターレンズ１２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレーターレンズ１１は、光源１０からの光束を複数に分割する。第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子は、光源１０からの光束を第２インテグレーターレンズ１２のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテグレーターレンズ１２のレンズ素子は、重畳レンズ１４と協働して、第１インテグレーターレンズ１１のレンズ素子の像を液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂに形成する。このような構成により、光源１０からの光が液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの表示領域の全体を略均一な明るさで照明する。

偏光変換素子１３は、第２インテグレーターレンズ１２からの光を所定の直線偏光に変換させる。重畳レンズ１４は、第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子の像を、第２インテグレーターレンズ１２を介して液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの表示領域上で重畳させる。

第１ダイクロイックミラー１５は、重畳レンズ１４から入射したＲ光を反射させ、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー１５で反射されたＲ光は、反射ミラー１６及びフィールドレンズ１７Ｒを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｒへ入射する。液晶パネル１８Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調することにより、Ｒ色の画像を形成する。

第２ダイクロイックミラー２１は、第１ダイクロイックミラー１５からのＧ光を反射させ、Ｂ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー２１で反射されたＧ光は、フィールドレンズ１７Ｇを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｇへ入射する。液晶パネル１８Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調することにより、Ｇ色の画像を形成する。第２ダイクロイックミラー２１を透過したＢ光は、リレーレンズ２２、２４、反射ミラー２３、２５、及びフィールドレンズ１７Ｂを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｂへ入射する。液晶パネル１８Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調することにより、Ｂ色の画像を形成する。

クロスダイクロイックプリズム１９は、光合成用のプリズムであり、各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂで変調された光を合成して画像光とし、投射用ズームレンズ４０へ進行させる。

投射用ズームレンズ４０は、各液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂによって変調されクロスダイクロイックプリズム１９で合成された画像光を不図示のスクリーン上に拡大投射する。

回路装置８０は、ビデオ信号等の外部画像信号が入力される画像処理部８１と、画像処理部８１の出力に基づいて光学系部分５０に設けた液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂを駆動する表示駆動部８２と、投射用ズームレンズ４０に設けた駆動機構（不図示）を動作させて投射用ズームレンズ４０の状態を調整するレンズ駆動部８３と、これらの回路部分８１，８２，８３等の動作を統括的に制御する主制御部８８とを備える。

画像処理部８１は、入力された外部画像信号を各色の諧調等を含む画像信号に変換する。なお、画像処理部８１は、外部画像信号に対して歪補正や色補正等の各種画像処理を行うこともできる。

表示駆動部８２は、画像処理部８１から出力された画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂを動作させることができ、当該画像信号に対応した画像又はこれに画像処理を施したものに対応する画像を液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂに形成させることができる。

レンズ駆動部８３は、主制御部８８の制御下で動作し、投射用ズームレンズ４０を構成する一部の光学要素を光軸ＯＡに沿って適宜移動させることにより、投射用ズームレンズ４０によるスクリーン上への画像の投射倍率を変化させることができる。なお、レンズ駆動部８３は、投射用ズームレンズ４０全体を光軸ＯＡに垂直な上下方向に移動させるアオリの調整により、スクリーン上に投射される画像の縦位置を変化させることもできる。

以下、図２（Ａ）及び２（Ｂ）等を参照して、実施形態の投射用ズームレンズ４０について具体的に説明する。なお、図２（Ａ）等で例示した投射用ズームレンズ４０は、後述する実施例２の投射用ズームレンズ４０と同一の構成となっている。

実施形態の投射用ズームレンズ４０は、拡大側から順に、変倍時に固定され負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍時に光軸ＯＡに沿って移動する負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍時に移動する正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、変倍時に移動する第４レンズ群Ｇ４と、変倍時に固定され正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。ここで、変倍時に移動する第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４は、移動レンズ群を構成し、固定された第５レンズ群Ｇ５は、最終レンズ群に相当する。第１レンズ群Ｇ１は１枚のレンズＬ１のみを有し、第２レンズ群Ｇ２は例えば２枚のレンズＬ２，Ｌ３を有し、第３レンズ群Ｇ３は例えば１枚のレンズＬ４を有し、第４レンズ群Ｇ４は例えば接合レンズＬ５，Ｌ６と１枚のレンズＬ７とを有し、第５レンズ群Ｇ５は例えば２枚のレンズＬ８，Ｌ９を有する。なお、投射用ズームレンズ４０は、移動レンズ群中、具体的には第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に開口絞りＳを有する。投射用ズームレンズ４０は、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）の被投射面Ｉに形成された画像を不図示のスクリーン上に投射する。ここで、投射用ズームレンズ４０と液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）との間には、図１のクロスダイクロイックプリズム１９に相当するプリズムＰＲが配置されている。

変倍について説明すると、図２（Ａ）の広角端の状態から、図２（Ｂ）の望遠端の状態に変化する際には、例えば第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４等が光軸ＯＡに沿って拡大側に移動する。また、フォーカス時には、第１レンズ群Ｇ１のみを単独で光軸ＯＡに沿って移動させる。

投射用ズームレンズ４０は、既に説明した条件式（１）を満足する。すなわち、この投射用ズームレンズ４０は、広角端における全系の焦点距離をＦｗ、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をＦ１とするとき、次の条件式
−０．５＜Ｆｗ／Ｆ１＜−０．１ … （１）
を満足する。

実施形態の投射用ズームレンズ４０は、レトロフォーカス型の投射レンズであり、長いバックフォーカスを得るために、拡大側には強い負のパワーを有するレンズ群が配置されるが、この強い負のパワーを有するレンズ群を負の第１レンズ群Ｇ１と負の第２レンズ群Ｇ２とに分けることで、最も拡大側に配置される第１レンズ群Ｇ１を簡素化することが可能となり、かつ、フォーカシング用の第１レンズ群Ｇ１の枠構造を小型化及び軽量化することができる。結果的に、投射用ズームレンズ４０全体の小型化及び軽量化の達成が容易になる。

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１のパワーに関する条件を規定している。条件式（１）の上限を超えて、第１レンズ群Ｇ１の負のパワーの絶対値が小さくなりすぎると、フォーカシングの移動量が大きくなりすぎ、好ましくない。逆に、条件式（１）の下限を超えて、第１レンズ群Ｇ１の負のパワーの絶対値が大きくなりすぎると、特に縮小側の曲率半径が小さくなりすぎ、非点収差、歪曲収差をバランス良く補正することが困難となる。

以上の投射用ズームレンズ４０は、上記の条件式（１）に追加して、既に説明した条件式（２）を満足する。すなわち、この投射用ズームレンズ４０は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をＦ３とするとき、次の条件式
０．０５＜Ｆｗ／Ｆ３＜０．４５ … （２）
を満足する。

以上の投射用ズームレンズ４０は、上記の条件式（１）等に追加して、既に説明した条件式（３）を満足する。すなわち、この投射用ズームレンズ４０は、最終レンズ群である第５レンズ群Ｇ５の焦点距離をＦＬとするとき、次の条件式
０．２＜Ｆｗ／ＦＬ＜０．４ … （３）
を満足する。

以上の投射用ズームレンズ４０は、開口絞りＳを挟んで、拡大側に負のパワーを有する樹脂レンズ（例えば第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ２）と、縮小側に正のパワーを有する樹脂レンズ（例えば第５レンズ群Ｇ５のレンズＬ８）との２枚の符号の異なるパワーを有する。このように、２枚の符号の異なるパワーのレンズＬ２，Ｌ８を組み合わせることで、ピントの変動量を互いに打ち消し合うように機能させることができる。ここで、投射用ズームレンズ４０は、上記の条件式（１）等に追加して、既に説明した条件式（４）を満足する。すなわち、この投射用ズームレンズ４０は、負のパワーを有する樹脂レンズ（例えばレンズＬ２）のパワーをφｎ、正のパワーを有する樹脂レンズ（例えばレンズＬ８）のパワーをφｐとするとき、次の条件式
０．０５＜Ｆｗ／Ｆ３＜０．４５ … （２）
を満足する。

なお、投射用ズームレンズ４０に組み込まれる正のパワーを有する樹脂レンズと負のパワーを有する樹脂レンズとは、開口絞りＳを挟んで配置する必要はなく、開口絞りＳよりも例えば拡大側に配置することができる。この場合、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズを同一レンズ群内に隣接して又は離間して配置することもできるが、隣接又は離れたレンズ群内に配置することもできる。

なお、投射用ズームレンズ４０を構成するレンズ群は、５つに限らず、６つとすることもできる。

〔実施例〕
以下、投射用ズームレンズ４０の具体的な実施例について説明する。以下に説明する実施例１〜７に共通する諸元の意義を以下にまとめた。
Ｒ曲率半径
Ｄ軸上面間隔（レンズ厚又はレンズ間隔）
ｎｄｄ線の屈折率
ｖｄｄ線のアッベ数
ｄｎ／ｄｔ屈折率の温度係数
α 線膨張係数
ＦｎｏＦ値
Ｆ全系の焦点距離
ω 半画角
非球面は、以下の多項式（非球面式）によって特定される。

ただし、
ｃ：曲率（１／Ｒ）
ｈ：光軸からの高さ
ｋ：非球面の円錐係数
Ａｉ：非球面の高次非球面係数

（実施例１）
実施例１の投射用ズームレンズの全体的な特徴を以下の表１にまとめた。なお、表１中で、「Ｗｉｄｅ」、「Ｍｉｄｄｌｅ」、及び「Ｔｅｌｅ」は、広角端、中間位置、及び望遠端をそれぞれ示す。
〔表１〕
Wide Middle Tele
FNo 1.58 1.62 1.67
F 14.37 15.80 17.24
ω 30.6゜ 28.0゜ 26.1゜

実施例１のレンズ面のデータを以下の表２に示す。なお、ＳＴは開口絞りＳを意味する。また、面番号の後に「＊」が記載されている面は、非球面形状を有する面である。
〔表２〕
面番号 R D nd vd
0 D0
1 48.694 1.80 1.62299 58.20
2 17.749 D2
3* 45.000 2.20 1.51633 64.10
4* 16.332 7.83
5 33.720 4.00 1.80518 25.40
6 98.124 D6
7 36.887 5.60 1.72342 38.00
8 -24.965 1.20 1.69895 30.10
9 -777.034 D9
ST 1.00E+18 8.27
11 -14.560 1.60 1.80518 25.40
12 122.854 0.80
13 -98.298 4.00 1.58913 61.10
14* -21.542 1.13
15 -2909.418 6.20 1.51633 64.10
16 -17.032 D16
17 34.290 5.00 1.58913 61.10
18 -133.479 6.00
19 1.00E+18 25.75 1.51633 64.10
20 1.00E+18 3.35
以上の表２及び以下の表において、１０のべき乗数（例えば１．００×１０^＋１８）をＥ（例えば１．００Ｅ＋１８）を用いて表すものとする。

以下の表３は、実施例１のレンズ面の非球面係数である。
〔表３〕
第3面
K=0.0000, A04=-3.0644E-08, A06=0.0000E+00, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第4面
K=-0.5769, A04=-1.9978E-05, A06=-3.7924E-08, A08=-6.7160E-11,
A10=-1.4970E-13, A12=0.0000E+00
第14面
K=0.0000, A04=1.9114E-05, A06=7.0588E-08, A08=2.3160E-10,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00

以下の表４は、広角端（Wide）、中間位置（Middle）、及び望遠端（Tele）において、表２中の可変間隔Ｄ０，Ｄ２，Ｄ６，Ｄ９，Ｄ１６の値を示している。
〔表４〕
Wide Middle Tele
D0 1800.00 1800.00 1800.00
D2 8.29 7.27 7.97
D6 16.29 12.13 6.75
D9 7.08 8.89 9.74
D16 1.00 4.06 7.88

図３（Ａ）は、実施例１の投射用ズームレンズの広角端の断面図であり、図３（Ｂ）は、望遠端の断面図である。投射用ズームレンズは、被投射面Ｉ上の像を可変倍率で拡大投射するものであり、拡大側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳと、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１と、第５レンズ群（最終レンズ群）Ｇ５は固定され、移動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４等を移動させることでズーミングを行い、合焦に際して第１レンズ群Ｇ１を移動させてフォーカシングを行う。

ここで、第１レンズ群Ｇ１は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１を有する。第２レンズ群Ｇ２は、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３との２枚のレンズで構成される。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ４と縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５との接合レンズを有する。第４レンズ群Ｇ４は、両凹負レンズＬ６と、縮小側に非球面が施された凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８との３枚のレンズで構成される。第５レンズ群Ｇ５は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ９で構成される。

図４（Ａ）は、実施例１の投射用ズームレンズ４１の広角端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図４（Ｂ）は、実施例１の投射用ズームレンズ４１の中間位置での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図４（Ｃ）は、実施例１の投射用ズームレンズ４１の望遠端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。

（実施例２）
実施例２の投射用ズームレンズの全体的な特徴を以下の表５にまとめた。
〔表５〕
Wide Middle Tele
FNo 1.58 1.64 1.72
F 14.37 15.80 17.24
ω 30.5゜ 27.8゜ 25.7゜

実施例２のレンズ面のデータを以下の表６に示す。
〔表６〕
面番号 R D nd vd dn/dt(x10^-6) α(x10^-7)
0 D0
1 1579.866 1.50 1.51633 64.1 1.5 73.0
2 18.369 D2
3* 126.692 2.00 1.53116 56.0 -108.0 700.0
4* 21.315 5.34
5 135.807 4.50 1.80518 25.4 1.2 90.3
6 -70.941 D6
7 29.531 5.60 1.51633 64.1 1.5 73.0
8 -102.428 D8
ST 1.00E+18 4.80
10 -16.750 8.00 1.72825 28.5 2.8 81.2
11 43.545 8.00 1.51633 64.1 1.5 73.0
12 -24.464 0.16
13 47.483 5.60 1.51633 64.1 1.5 73.0
14 -47.483 D14
15* -2821.897 3.40 1.53116 56.0 -108.0 700.0
16* -40.786 2.50
17 -36.443 4.00 1.51633 64.1 1.5 73.0
18 -24.428 6.00
19 1.00E+18 25.75 1.51680 64.2 2.3 73.0
20 1.00E+18 3.35

以下の表７は、実施例２のレンズ面の非球面係数である。
〔表７〕
第3面
K=-1.0000, A04=-6.7668E-06, A06=0.0000E+00, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第4面
K=0.0000, A04=-4.3652E-05, A06=-3.1832E-08, A08=7.5513E-11,
A10=-3.7611E-13, A12=0.0000E+00
第15面
K=0.0000, A04=-1.2688E-05, A06=0.0000E+00, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第16面
K=-1.0000, A04=7.7793E-06, A06=5.4567E-09, A08=2.3541E-11,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00

以下の表８は、広角端（Wide）、中間位置（Middle）、及び望遠端（Tele）において、表６中の可変間隔Ｄ０，Ｄ２，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１４の値を示している。
〔表８〕
Wide Middle Tele
D0 1800.00 1800.00 1800.00
D2 8.65 8.43 8.79
D6 10.84 6.11 1.50
D8 11.76 13.35 14.25
D14 1.00 4.23 7.85

図５（Ａ）は、実施例２の投射用ズームレンズ４２の広角端の断面図であり、図５（Ｂ）は、望遠端の断面図である。投射用ズームレンズ４２は、被投射面Ｉ上の像を可変倍率で拡大投射するものであり、拡大側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳと、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１と、第５レンズ群（最終レンズ群）Ｇ５は固定され、移動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４等を移動させることでズーミングを行い、合焦に際して第１レンズ群Ｇ１を移動させてフォーカシングを行う。

ここで、第１レンズ群Ｇ１は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１を有する。第２レンズ群Ｇ２は、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３との２枚のレンズで構成される。第３レンズ群Ｇ３は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ４を有する。第４レンズ群Ｇ４は、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６との接合レンズ、並びに、両凸正レンズＬ７の３枚のレンズで構成される。第５レンズ群Ｇ５は、両面に非球面が施され縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９との２枚のレンズで構成される。

第２レンズ群Ｇ２中の負メニスカスレンズＬ２と、第５レンズ群Ｇ５中の正メニスカスレンズＬ８とは、樹脂レンズであり、開口絞りＳを挟んで、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズが配置されていることになる。

図６（Ａ）は、実施例２の投射用ズームレンズ４２の広角端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図６（Ｂ）は、実施例２の投射用ズームレンズ４２の中間位置での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図６（Ｃ）は、実施例２の投射用ズームレンズ４２の望遠端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。

（実施例３）
実施例３の投射用ズームレンズの全体的な特徴を以下の表９にまとめた。
〔表９〕
Wide Middle Tele
FNo 1.58 1.64 1.70
F 14.37 15.80 17.24
ω 30.5゜ 28.1゜ 26.2゜

実施例３のレンズ面のデータを以下の表１０に示す。
〔表１０〕
面番号 R D nd vd dn/dt(x10^-6) α(x10^-7)
0 D0
1 63.286 1.50 1.51633 64.1 1.5 73.0
2 17.588 D2
3* 64.947 2.00 1.53116 56.0 -108.0 700.0
4* 16.122 14.37
5 47.467 3.20 1.80518 25.4 1.2 90.3
6 185.065 D6
7 42.687 3.60 1.72000 50.2 5.4 62.1
8 -121.438 D8
ST 1.00E+18 5.58
10 -22.300 3.50 1.51633 64.1 1.5 73.0
11 -17.476 1.20 1.84666 23.8 1.3 89.1
12 282.531 3.57
13 52.195 5.20 1.58913 61.1 3.8 57.7
14 -29.560 5.29
15* -837.657 3.40 1.53116 56.0 -108.0 700.0
16* -47.831 D16
17 33.336 4.60 1.51633 64.1 1.5 73.0
18 -116.582 6.00
19 1.00E+18 25.75 1.51680 64.2 2.3 73.0
20 1.00E+18 3.35

以下の表１１は、実施例３のレンズ面の非球面係数である。
〔表１１〕
第3面
K=-1.0000, A04=-3.4529E-06, A06=-2.1519E-09, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第4面
K=0.0000, A04=-4.2637E-05, A06=-1.3813E-07, A08=3.0798E-10,
A10=-2.3358E-12, A12=0.0000E+00
第15面
K=-1.0000, A04=9.1030E-06, A06=9.7872E-08, A08=8.6880E-11,
A10=-3.0883E-13, A12=0.0000E+00
第16面
K=-20.2023, A04=1.1758E-06, A06=1.7790E-07, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00

以下の表１２は、広角端（Wide）、中間位置（Middle）、及び望遠端（Tele）において、表１０中の可変間隔Ｄ０，Ｄ２，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１６の値を示している。
〔表１２〕
Wide Middle Tele
D0 1800.00 1800.00 1800.00
D2 7.41 7.64 7.33
D6 10.91 5.36 1.50
D8 12.04 13.08 13.80
D16 1.00 4.95 8.69

図７（Ａ）は、実施例３の投射用ズームレンズ４３の広角端の断面図であり、図７（Ｂ）は、望遠端の断面図である。投射用ズームレンズ４３は、被投射面Ｉ上の像を可変倍率で拡大投射するものであり、拡大側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳと、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１と、第５レンズ群（最終レンズ群）Ｇ５は固定され、移動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４等を移動させることでズーミングを行い、合焦に際して第１レンズ群Ｇ１を移動させてフォーカシングを行う。

ここで、第１レンズ群Ｇ１は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１を有する。第２レンズ群Ｇ２は、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３との２枚のレンズで構成される。第３レンズ群Ｇ３は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ４を有する。第４レンズ群Ｇ４は、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と両凹負レンズＬ６との接合レンズ、両凸正レンズＬ７、並びに、両面に非球面が施され縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８の４枚のレンズで構成される。第５レンズ群Ｇ５は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ９を有する。

第２レンズ群Ｇ２中の負メニスカスレンズＬ２と、第４レンズ群Ｇ４中の正メニスカスレンズＬ８とは、樹脂レンズであり、開口絞りＳを挟んで、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズが配置されていることになる。

図８（Ａ）は、実施例３の投射用ズームレンズ４３の広角端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図８（Ｂ）は、実施例３の投射用ズームレンズ４３の中間位置での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図８（Ｃ）は、実施例３の投射用ズームレンズ４３の望遠端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。

（実施例４）
実施例４の投射用ズームレンズの全体的な特徴を以下の表１３にまとめた。
〔表１３〕
Wide Middle Tele
FNo 1.58 1.63 1.72
F 14.37 15.80 17.24
ω 30.5゜ 27.9゜ 25.9゜

実施例４のレンズ面のデータを以下の表１４に示す。
〔表１４〕
面番号 R D nd vd dn/dt(x10^-6) α(x10^-7)
0 D0
1 66.661 1.50 1.51633 64.1 1.5 73.0
2 15.710 D2
3* 63.354 2.00 1.53116 56.0 -108.0 700.0
4* 16.412 10.92
5* 26.397 3.60 1.60737 27.0 -108.0 700.0
6 75.599 D6
7 33.612 5.50 1.51633 64.1 1.5 73.0
8 -69.522 D8
ST 1.00E+18 5.58
10* -25.036 4.15 1.58913 61.1 3.8 57.7
11 -16.786 1.20 1.84666 23.8 1.3 89.1
12 306.451 3.63
13 -185.652 5.60 1.65844 50.9 4.3 68.0
14 -20.366 2.10
15 -68.197 3.40 1.51633 64.1 1.5 73.0
16 -29.072 D16
17 32.196 5.00 1.51633 64.1 1.5 73.0
18 -236.950 6.00
19 1.00E+18 25.75 1.51680 64.2 2.3 73.0
20 1.00E+18 3.35

以下の表１５は、実施例４のレンズ面の非球面係数である。
〔表１５〕
第3面
K=-1.0000, A04=-9.9490E-07, A06=0.0000E+00, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第4面
K=0.0000, A04=-5.7861E-05, A06=-1.4664E-07, A08=4.4497E-10,
A10=-2.9370E-12, A12=0.0000E+00
第5面
K=0.0000, A04=-1.2189E-05, A06=-6.5361E-09, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第10面
K=0.0000, A04=-4.7803E-05, A06=-1.2278E-07, A08=2.3968E-10,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00

以下の表１６は、広角端（Wide）、中間位置（Middle）、及び望遠端（Tele）において、表１４中の可変間隔Ｄ０，Ｄ２，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１６の値を示している。
〔表１６〕
Wide Middle Tele
D0 1800.00 1800.00 1800.00
D2 7.62 6.69 6.85
D6 10.29 6.09 1.50
D8 14.78 16.32 17.05
D16 1.00 4.33 8.27

図９（Ａ）は、実施例４の投射用ズームレンズ４４の広角端の断面図であり、図９（Ｂ）は、望遠端の断面図である。投射用ズームレンズ４４は、被投射面Ｉ上の像を可変倍率で拡大投射するものであり、拡大側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳと、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５とからなる。変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１と、第５レンズ群（最終レンズ群）Ｇ５は固定され、移動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４等を移動させることでズーミングを行い、合焦に際して第１レンズ群Ｇ１を移動させてフォーカシングを行う。

ここで、第１レンズ群Ｇ１は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１を有する。第２レンズ群Ｇ２は、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、拡大側に非球面が施され凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３との２枚のレンズで構成される。第３レンズ群Ｇ３は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ４を有する。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に非球面が施され縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と両凹負レンズＬ６との接合レンズ、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７、並びに、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８の４枚のレンズで構成される。第５レンズ群Ｇ５は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ９を有する。

第２レンズ群Ｇ２中において、負メニスカスレンズＬ２と正メニスカスレンズＬ３とは、樹脂レンズであり、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズが同一レンズ群内に隣接して配置されていることになる。

図１０（Ａ）は、実施例４の投射用ズームレンズ４４の広角端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１０（Ｂ）は、実施例４の投射用ズームレンズ４４の中間位置での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１０（Ｃ）は、実施例４の投射用ズームレンズ４４の望遠端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。

（実施例５）
実施例５の投射用ズームレンズの全体的な特徴を以下の表１７にまとめた。
〔表１７〕
Wide Middle Tele
FNo 1.48 1.62 1.76
F 13.65 17.70 21.90
ω 31.7゜ 25.3゜ 21.0゜

実施例５のレンズ面のデータを以下の表１８に示す。
〔表１８〕
面番号 R D nd vd
0 D0
1 54.358 2.00 1.69680 55.5
2 19.236 D2
3 280.371 2.00 1.51633 64.2
4 32.791 0.10 1.51380 53.0
5* 25.800 8.08
6 611.830 3.40 1.84666 23.8
7 -144.093 D7
8 35.619 1.50 1.80518 25.4
9 21.382 5.50 1.80100 35.0
10 146.171 D10
11* 39.527 3.60 1.74320 49.3
12 93.672 D12
ST 1.00E+18 7.00
14 -15.620 1.20 1.80518 25.4
15 61.281 4.00 1.58642 60.8
16 -33.694 2.18
17 -84.079 6.40 1.74320 49.3
18* -20.156 D18
19 46.235 5.00 1.69680 55.5
20 -95.202 5.75
21 1.00E+18 25.75 1.51633 64.2
22 1.00E+18 3.00

以下の表１９は、実施例５のレンズ面の非球面係数である。
〔表１９〕
第5面
K=0.0000, A04=-2.1003E-05, A06=-2.9904E-08, A08=8.2811E-11,
A10=-3.2507E-13, A12=1.3138E-16
第11面
K=0.0000, A04=2.9365E-07, A06=5.2679E-10, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第18面
K=0.0000, A04=2.2311E-05, A06=4.0812E-08, A08=-1.5000E-10,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00

以下の表２０は、広角端（Wide）、中間位置（Middle）、及び望遠端（Tele）において、表１８中の可変間隔Ｄ０，Ｄ２，Ｄ７，Ｄ１０，Ｄ１２，Ｄ１８の値を示している。
〔表２０〕
Wide Middle Tele
D0 1700.00 2200.00 2700.00
D2 9.51 10.38 9.56
D7 15.66 5.65 1.00
D10 21.39 11.74 1.00
D12 3.74 11.96 18.06
D18 1.10 11.36 21.30

図１１（Ａ）は、実施例５の投射用ズームレンズ４５の広角端の断面図であり、図１１（Ｂ）は、望遠端の断面図である。投射用ズームレンズ４５は、被投射面Ｉ上の像を可変倍率で拡大投射するものであり、拡大側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、開口絞りＳと、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５と、正のパワーを有する第６レンズ群Ｇ６とからなる。変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１と、第６レンズ群（最終レンズ群）Ｇ６は固定され、移動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５等を移動させることでズーミングを行い、合焦に際して第１レンズ群Ｇ１を移動させてフォーカシングを行う。

ここで、第１レンズ群Ｇ１は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１を有する。第２レンズ群Ｇ２は、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズの縮小側に薄い非球面樹脂層を施した複合型非球面レンズＬ２、並びに、両凸正レンズＬ３の２枚のレンズで構成される。第３レンズ群Ｇ３は、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５との２枚からなる接合レンズを有する。第４レンズ群Ｇ４は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に非球面が施され凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６を有する。第５レンズ群Ｇ５は、両凹負レンズＬ７と両凸正レンズＬ８との接合レンズ、並びに、縮小側に非球面が施され凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９の３枚のレンズで構成される。第６レンズ群Ｇ６は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ１０を有する。

図１２（Ａ）は、実施例５の投射用ズームレンズ４５の広角端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１２（Ｂ）は、実施例５の投射用ズームレンズ４５の中間位置での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１２（Ｃ）は、実施例５の投射用ズームレンズ４５の望遠端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。

（実施例６）
実施例６の投射用ズームレンズの全体的な特徴を以下の表２１にまとめた。
〔表２１〕
Wide Middle Tele
FNo 1.49 1.73 2.01
F 13.83 17.94 22.19
ω 31.6゜ 25.2゜ 20.8゜

実施例６のレンズ面のデータを以下の表２２に示す。
〔表２２〕
面番号 R D nd vd dn/dt(x10^-6) α(x10^-7)
0 D0
1 1000.000 2.00 1.51633 64.1 1.5 73.0
2 26.388 D2
3* 38.298 3.00 1.53116 56.0 -108.0 700.0
4* 18.037 D4
5* 46.694 3.50 1.60737 27.0 -108.0 700.0
6 107.516 D6
7 36.813 4.92 1.74320 49.3 5.1 54.9
8 -340.218 D8
ST 1.00E+18 5.57
10 -31.971 1.90 1.84666 23.8 0.2 89.1
11 37.694 6.22 1.58913 61.1 2.5 57.7
12* -107.950 3.46
13 -74.233 4.28 1.58913 61.1 2.5 57.7
14 -22.807 D14
15 33.873 5.20 1.58913 61.1 2.5 57.7
16 -181.255 5.75
17 1.00E+18 25.75 1.51633 64.1 1.5 73.0
18 1.00E+18 3.00

以下の表２３は、実施例６のレンズ面の非球面係数である。
〔表２３〕
第3面
K=0.0000, A04=2.0258E-05, A06=-6.0588E-08, A08=9.3752E-11,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第4面
K=0.0000, A04=-2.1790E-06, A06=-8.6276E-08, A08=-2.3525E-10,
A10=1.3339E-12, A12=-3.3340E-15
第5面
K=0.0000, A04=-1.8678E-06, A06=-7.7625E-10, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第12面
K=7.3638, A04=1.8664E-05, A06=1.1791E-08, A08=-5.7228E-11,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00

以下の表２４は、広角端（Wide）、中間位置（Middle）、及び望遠端（Tele）において、表２２中の可変間隔Ｄ０，Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１４の値を示している。
〔表２４〕
Wide Middle Tele
D0 1700.00 2200.00 2700.00
D2 7.79 7.35 4.28
D4 38.65 32.11 30.53
D6 15.77 8.30 1.00
D8 11.86 13.90 15.42
D14 1.10 13.12 23.34

図１３（Ａ）は、実施例６の投射用ズームレンズ４６の広角端の断面図であり、図１３（Ｂ）は、望遠端の断面図である。投射用ズームレンズ４６は、被投射面Ｉ上の像を可変倍率で拡大投射するものであり、拡大側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、開口絞りＳと、負のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５と、正のパワーを有する第６レンズ群Ｇ６とからなる。変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１と、第６レンズ群（最終レンズ群）Ｇ６は固定され、移動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５等を移動させることでズーミングを行い、合焦に際して第１レンズ群Ｇ１を移動させてフォーカシングを行う。

ここで、第１レンズ群Ｇ１は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１を有する。第２レンズ群Ｇ２は、１枚のレンズ、すなわち両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２を有する。第３レンズ群Ｇ３は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に非球面が施され凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３を有する。第４レンズ群Ｇ４は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ４を有する。第５レンズ群Ｇ５は、両凹負レンズＬ５と縮小側に非球面が施された両凸正レンズＬ６との接合レンズ、並びに、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７の３枚のレンズで構成される。第６レンズ群Ｇ６は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ１０を有する。

第２レンズ群Ｇ２の負メニスカスレンズＬ２と、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ３とは、樹脂レンズであり、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズが隣接する群内に配置されていることになる。

図１４（Ａ）は、実施例６の投射用ズームレンズ４６の広角端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１４（Ｂ）は、実施例６の投射用ズームレンズ４６の中間位置での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１４（Ｃ）は、実施例６の投射用ズームレンズ４６の望遠端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。

（実施例７）
実施例７の投射用ズームレンズの全体的な特徴を以下の表２５にまとめた。
〔表２５〕
Wide Middle Tele
FNo 1.56 1.77 1.99
F 15.83 20.53 25.40
ω 31.1゜ 25.1゜ 20.9゜

実施例７のレンズ面のデータを以下の表２６に示す。
〔表２６〕
面番号 R D nd vd dn/dt(x10^-6) α(x10^-7)
0 D0
1 80.275 2.00 1.65844 50.9 4.3 69.0
2 23.140 D2
3* 36.690 3.00 1.53116 56.0 -108.0 700.0
4* 22.058 17.17
5 -25.566 2.00 1.69680 55.5 4.1 58.0
6 -42.483 0.10
7 185.266 3.50 1.60737 27.0 -108.0 700.0
8* -98.247 D8
9 28.585 5.00 1.65844 50.9 4.3 69.0
10 -376.982 D10
ST 1.00E+18 0.00
12 27.920 3.80 1.72342 38.0 4.1 66.5
13 111.207 D13
14 -72.062 1.50 1.80518 25.4 1.2 90.3
15 36.401 3.58
16 -17.819 2.00 1.64769 33.8 2.3 84.1
17 24.528 4.80 1.58642 60.8 4.6 66.0
18* -78.564 0.10
19 83.865 6.40 1.58913 61.1 3.8 57.7
20 -20.946 D20
21 37.168 5.20 1.51633 64.1 1.5 73.0
22 -135.890 5.75
23 1.00E+18 25.75 1.51633 64.1 1.5 73.0
24 1.00E+18 3.00

以下の表２７は、実施例７のレンズ面の非球面係数である。
〔表２７〕
第3面
K=2.3379, A04=-1.1365E-06, A06=0.0000E+00, A08=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第4面
K=0.0000, A04=-1.6397E-05, A06=-1.4618E-08, A08=2.6093E-12,
A10=-3.6300E-14, A12=-2.9100E-17
第8面
K=-5.6842, A04=2.4757E-06, A06=1.2638E-09, A08=1.4347E-11,
A10=0.0000E+00, A12=0.0000E+00
第18面
K=0.0000, A04=2.9735E-05, A06=1.4967E-08, A08=4.2471E-11,
A10=-6.3983E-13, A12=0.0000E+00

以下の表２８は、広角端（Wide）、中間位置（Middle）、及び望遠端（Tele）において、表２２中の可変間隔Ｄ０，Ｄ２，Ｄ８，Ｄ１０，Ｄ１３，Ｄ２０の値を示している。
〔表２８〕
Wide Middle Tele
D0 1700.00 2200.00 2700.00
D2 5.45 7.38 4.80
D8 21.58 7.66 1.00
D10 11.70 11.42 10.65
D13 1.97 2.87 4.00
D20 1.10 12.03 20.70

図１５（Ａ）は、実施例７の投射用ズームレンズ４７の広角端の断面図であり、図１５（Ｂ）は、望遠端の断面図である。投射用ズームレンズ４７は、被投射面Ｉ上の像を可変倍率で拡大投射するものであり、拡大側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳと、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、負のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５と、正のパワーを有する第６レンズ群Ｇ６とからなる。変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１と、第６レンズ群（最終レンズ群）Ｇ６は固定され、移動レンズ群である第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５等を移動させることでズーミングを行い、合焦に際して第１レンズ群Ｇ１を移動させてフォーカシングを行う。

ここで、第１レンズ群Ｇ１は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１を有する。第２レンズ群Ｇ２は、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、縮小側に非球面が施された両凸正レンズＬ４とを有する。第３レンズ群Ｇ３は、１枚のレンズ、すなわち両凸正レンズＬ５を有する。第４レンズ群Ｇ４は、１枚のレンズ、すなわち拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６を有する。第５レンズ群Ｇ５は、両凹負レンズＬ７、両凹負レンズＬ８と縮小側に非球面が施された両凸正レンズＬ９との接合レンズ、並びに、両凸正レンズＬ１０の４枚のレンズを有する。第６レンズ群Ｇ６は、両凸正レンズＬ１１を有する。

第２レンズ群Ｇ２中において、負メニスカスレンズＬ２と両凸正レンズＬ４とは、樹脂レンズであり、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズが同一レンズ群内に離間して配置されていることになる。

図１６（Ａ）は、実施例７の投射用ズームレンズ４７の広角端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１６（Ｂ）は、実施例７の投射用ズームレンズ４７の中間位置での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１６（Ｃ）は、実施例７の投射用ズームレンズ４７の望遠端での収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。

〔実施例のまとめ〕
いずれの実施例においても、広角端での半画角３０゜以上の広い画角を有しながら、第１レンズ群は１枚の負レンズで構成となっている。

第１レンズ群を簡単な構成しながら、続く第２レンズ群を負のパワーを持つ構成とすることで、従来の１群を複数のレンズで構成した場合と同等の十分良好な光学性能を有し、かつフォーカス群全長を短くでき、軽量化することが可能となった為、フォーカス群と主鏡筒との結合部を簡略化しても性能に影響を与えることなく、レンズ全体の小型化およびコストダウンも可能となっている。

以下の表２９に、各実施例１〜７について、条件式（１）〜（５）関する数値データをまとめた。
〔表２９〕

以下の表３０に、実施例２、３、４、６、７に関して、投射用ズームレンズ全体が一律＋２０℃温度上昇したときの、広角端及び望遠端における焦点移動量を示す。
〔表３０〕

一般的に、許容される焦点深度は、Ｆナンバーと最小錯乱円とから求められるが、最小錯乱円を１２μ程度と仮定すると、上記実施例の場合、広角端で２０μ程度、望遠端で２５μ程度となる。温度の一律上昇が＋２０℃ならば、実施例２、３、４、６、７において焦点移動量が十分焦点深度内に収まっており、一律の温度上昇では、結像にほとんど影響が生じないことが分かる。

この発明は、上記の実施形態又は実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

例えば、各実施例２、３、４、６、７において、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ５（Ｇ６）を構成するレンズの前後又は間に１つ以上の実質的にパワーを持たないレンズを追加することができる。

また、投射用ズームレンズ４０による拡大投射の対象は、液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂに限らず、マイクロミラーを画素とするデジタル・マイクロミラー・デバイス等の各種光変調素子によって形成された画像を投射用ズームレンズ４０によって拡大投射することができる。

４０…投射用ズームレンズ、４１-４７…投射用ズームレンズ、Ｇ１-Ｇ５（Ｇ６）…レンズ群、Ｌ１-Ｌ１１…レンズ、ＯＡ…光軸、ＳＴ…開口絞り、Ｉ…被投射面

Claims

拡大側から順に、変倍時に固定され負のパワーを有する第１レンズ群と、変倍時に移動する負のパワーを有する第２レンズ群と、変倍時に移動する正のパワーを有する第３レンズ群と、変倍時に移動する少なくとも１つのレンズ群と、変倍時に固定され正のパワーを有する最終レンズ群との少なくとも５つのレンズ群からなる投射用ズームレンズであって、
広角端における全系の焦点距離をＦｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をＦ１とするとき、次の条件式（１）を満足することを特長とする投射用ズームレンズ。
−０．５＜Ｆｗ／Ｆ１＜−０．１ … （１）
請求項１に記載の投射用ズームレンズであって、前記第１レンズ群は、縮小側に強い凹面を向けた１枚の負レンズで構成される、投射用ズームレンズ。
請求項１及び２のいずれか一項に記載の投射用ズームレンズであって、正のパワーを有する前記第３レンズ群は、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズ又は正負の接合レンズで構成され、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（２）を満足する、投射用ズームレンズ。
０．０５＜Ｆｗ／Ｆ３＜０．４５ … （２）
請求項１から３までのいずれか一項に記載の投射用ズームレンズであって、正のパワーを有する前記最終レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズで構成され、前記最終レンズ群の焦点距離をＦＬとするとき、次の条件式（３）を満足する、投射用ズームレンズ。
０．２＜Ｆｗ／ＦＬ＜０．４ … （３）
請求項１から４までのいずれか一項に記載の投射用ズームレンズであって、移動によって変倍を行う移動レンズ群中に開口絞りを有し、開口絞りを挟んで、拡大側に負のパワーを有する樹脂レンズと、縮小側に正のパワーを有する樹脂レンズとの２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズが配置されている、投射用ズームレンズ。
請求項５に記載の投射用ズームレンズであって、前記負のパワーを有する樹脂レンズの焦点距離をφｎ、前記正のパワーを有する樹脂レンズのパワーをφｐとするとき、次の条件式（４）を満足する、投射用ズームレンズ。
−０．０２＜φｐ＋φｎ＜０（φ＝１／ｆ） … （４）
請求項１から４までのいずれか一項に記載の投射用ズームレンズであって、移動によって変倍を行う移動レンズ群中に開口絞りを有し、開口絞りよりも拡大側において、２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズが配置されている、投射用ズームレンズ。
請求項７に記載の投射用ズームレンズであって、前記２枚の符合の異なるパワーを有する樹脂レンズは、互いに隣り合って配置される、投射用ズームレンズ。
請求項７に記載の投射用ズームレンズであって、前記２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズは、同一レンズ群内に配置される、投射用ズームレンズ。
請求項７に記載の投射用ズームレンズであって、前記２枚の符号の異なるパワーを有する樹脂レンズは、隣り合ったレンズ群に配置される、投射用ズームレンズ。
請求項７に記載の投射用ズームレンズであって、前記２枚の符合の異なるパワーを有する樹脂レンズは、拡大側から順に、負のパワーを有する樹脂レンズと、正のパワーを有する樹脂レンズとであり、前記負のパワーを有する樹脂レンズの縮小側の凹面の曲率半径をＲn、前記正のパワーを有する樹脂レンズの拡大側の凸面の曲率半径をＲｐとするとき、次の条件式（５）を満足する、投射用ズームレンズ。
０．０＜Ｒｎ／Ｒｐ＜１．０ … （５）
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の投射用ズームレンズであって、拡大側から順に、負の前記第１レンズ群、負の前記第２レンズ群、正の前記第３レンズ群、正の第４レンズ群、及び前記最終レンズ群である正の第５レンズ群の、全体として５つのレンズ群から構成される、投射用ズームレンズ。
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の投射用ズームレンズであって、拡大側から順に、負の前記第１レンズ群、負の前記第２レンズ群、正の前記第３レンズ群、正の第４レンズ群、負の第５レンズ群、及び前記最終レンズ群である正の第６レンズ群の、全体として６つのレンズ群から構成される、投射用ズームレンズ。