JP2015219376A - 投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置 - Google Patents
投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015219376A JP2015219376A JP2014102919A JP2014102919A JP2015219376A JP 2015219376 A JP2015219376 A JP 2015219376A JP 2014102919 A JP2014102919 A JP 2014102919A JP 2014102919 A JP2014102919 A JP 2014102919A JP 2015219376 A JP2015219376 A JP 2015219376A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- group
- lens group
- projection
- negative
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
【課題】 レンズ構成枚数が少なく、合焦の移動の際における性能の変動を効果的に抑制し、且つ広角化を実現する。【解決手段】 投射用ズームレンズは、画像表示素子としてのＯＤの表面上に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する。５群からなる投射用ズームレンズであって、最も拡大側から順番に、変倍の際に不動である負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から構成される。合焦する際、第１レンズ群Ｇ１のうち、移動する負の屈折力を有する第１レンズ前群Ｇ１−１と、固定された負の屈折力を有する第１レンズ後群Ｇ１−２とで構成される。【選択図】 図１
Description
本発明は、画像表示素子に表示される画像をスクリーン等の被投射面に拡大投射するための投射レンズとして用いられる投射用ズームレンズおよびその投射用ズームレンズを搭載した投射型画像表示装置に関するものである。
投射型画像表示装置前方のスクリーン上に拡大画像を投射するフロント投射型のプロジェクタ装置は、企業でのプレゼンテーション用や学校での教育用、家庭用に近年広く普及している。
拡大投射される画像を「画像表示面」上に表示する画像表示素子は、「ライトバルブ」とも呼ばれるが、液晶パネルを初めとして、種々のタイプのものが知られている。
近年、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（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）（以下、これを略称して「ＤＭＤ」と称する）に代表される「微小ミラーデバイス」が、ライトバルブとして注目されている。
投射用ズームレンズは、勿論、種々のライトバルブに適用可能であることが好ましい。
上記微小ミラーデバイス（ＤＭＤ）では、画像表示面にアレイ配列されたマイクロミラーを選択的に傾斜させて画像の表示を行うようにしている。
制約条件は、様々に存在するが、微小ミラーデバイスは、小型化や高輝度化に有利であり、近来、広く普及しつつある。
拡大投射される画像を「画像表示面」上に表示する画像表示素子は、「ライトバルブ」とも呼ばれるが、液晶パネルを初めとして、種々のタイプのものが知られている。
近年、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（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）（以下、これを略称して「ＤＭＤ」と称する）に代表される「微小ミラーデバイス」が、ライトバルブとして注目されている。
投射用ズームレンズは、勿論、種々のライトバルブに適用可能であることが好ましい。
上記微小ミラーデバイス（ＤＭＤ）では、画像表示面にアレイ配列されたマイクロミラーを選択的に傾斜させて画像の表示を行うようにしている。
制約条件は、様々に存在するが、微小ミラーデバイスは、小型化や高輝度化に有利であり、近来、広く普及しつつある。
近来、投射用ズームレンズには「高倍率であり、かつ広角であること」が要請されるようになってきている。また、合焦の際に、性能の変動を極力抑えることが求められている。
このような要請に沿うものとして、特許文献１および２に記載されたものが知られている。
即ち、特許文献１（特開２００６−２３４８９３号公報）に記載の投射用ズームレンズは、負・正・正・負・正・正の６レンズ群構成、または、負・正・正・負・正・正・正の７レンズで群構成であり、合焦時に第１レンズ群の一部を移動させて合焦する方式で、変倍時の収差も十分抑えられているが、６群ないし７群と多いレンズ群構成となっている。
また、特許文献２（特開２０１０−１６０４７８号公報）記載の投射用ズームレンズは、負・正・正・正・正の５レンズ群構成で、収差も十分に抑えられているが、広角端の半画角：ωｗは大きくても３８°に留まっている。
一般に、「画像の投射に用いられるレンズ」では、結像光線として「斜光線」が用いられる点で、カメラ用の撮影レンズ系と異なる。
このような要請に沿うものとして、特許文献１および２に記載されたものが知られている。
即ち、特許文献１（特開２００６−２３４８９３号公報）に記載の投射用ズームレンズは、負・正・正・負・正・正の６レンズ群構成、または、負・正・正・負・正・正・正の７レンズで群構成であり、合焦時に第１レンズ群の一部を移動させて合焦する方式で、変倍時の収差も十分抑えられているが、６群ないし７群と多いレンズ群構成となっている。
また、特許文献２（特開２０１０−１６０４７８号公報）記載の投射用ズームレンズは、負・正・正・正・正の５レンズ群構成で、収差も十分に抑えられているが、広角端の半画角：ωｗは大きくても３８°に留まっている。
一般に、「画像の投射に用いられるレンズ」では、結像光線として「斜光線」が用いられる点で、カメラ用の撮影レンズ系と異なる。
カメラ用の撮影レンズでは、レンズ系の光軸に対する回転対称な領域が撮影領域となり、広画角の撮影レンズでは、レンズ光軸を中心とする大きな撮影領域が可能である。
ところが、画像の投射に用いられるレンズでは、投射画像が斜光線により結像されるため、画像投射領域として利用できるのは、前記「レンズ光軸を中心とする大きな領域」の一部に限られる。
このため、画像が投射される被投射面を大面積化するためには、投射用ズームレンズの広角化が必要とされる。
また、近時は、プロジェクタ装置の投射距離を小さくし、プロジェクタ装置を被投射面に「より近づけて配置」することが強く要請されている。
このような被投射面への近接配置で、且つ、大面積の被投射面を実現するためにも、投射用ズームレンズには、さらなる広角化が望まれる。
ところが、画像の投射に用いられるレンズでは、投射画像が斜光線により結像されるため、画像投射領域として利用できるのは、前記「レンズ光軸を中心とする大きな領域」の一部に限られる。
このため、画像が投射される被投射面を大面積化するためには、投射用ズームレンズの広角化が必要とされる。
また、近時は、プロジェクタ装置の投射距離を小さくし、プロジェクタ装置を被投射面に「より近づけて配置」することが強く要請されている。
このような被投射面への近接配置で、且つ、大面積の被投射面を実現するためにも、投射用ズームレンズには、さらなる広角化が望まれる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、５レンズ群構成で、画面サイズを変化させ合焦したときの、性能の変動を小さく抑えて、かつ、広画角の投射用ズームレンズを提供することを目的としている。
本発明に係る投射用ズームレンズは、上述した目的を達成するために、
画像表示素子の表面上に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する、５群からなる投射用ズームレンズであって、
最も拡大側から順番に、
負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、
正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、
正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、
正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、
から構成され、
短焦点から長焦点への変倍の際は、前記第２レンズ群Ｇ２が縮小側に移動し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動し、
合焦は、前記第１レンズ群Ｇ１の一部が移動することによってなされ、当該第１レンズ群Ｇ１は光軸方向に移動する負群と固定される負群で構成され、
近距離側への合焦の際は前記第１レンズ群Ｇ１の一部は拡大側に移動し、長距離側への合焦の際には前記第１レンズ群Ｇ１は縮小側に移動することを特徴としている。
画像表示素子の表面上に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する、５群からなる投射用ズームレンズであって、
最も拡大側から順番に、
負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、
正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、
正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、
正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、
から構成され、
短焦点から長焦点への変倍の際は、前記第２レンズ群Ｇ２が縮小側に移動し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動し、
合焦は、前記第１レンズ群Ｇ１の一部が移動することによってなされ、当該第１レンズ群Ｇ１は光軸方向に移動する負群と固定される負群で構成され、
近距離側への合焦の際は前記第１レンズ群Ｇ１の一部は拡大側に移動し、長距離側への合焦の際には前記第１レンズ群Ｇ１は縮小側に移動することを特徴としている。
本発明によれば、５レンズ群構成で、合焦の際に、第１レンズ群の一部を移動させることで、広画角を図りつつ、性能の変動を効果的に小さく抑えた投射用ズームレンズを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置を詳細に説明する。
本発明のズームレンズは、上記の如く「投射用ズームレンズ」である。
前述の如く、「投射用のズームレンズ」は、結像光線が「斜光線」であり、本発明の投射用ズームレンズも、投射画像を結像する投射用光束としては「斜光線の光束」が用いられる。
図１、図３、図５、図７および図９に、本発明の第１、第２、第３、第４および第５の実施の形態に係る投射用ズームレンズの断面構成を示す。
これら第１〜第５の実施の形態のズームレンズは、この順に、後述する具体的な実施例１〜５に相当する。
上記各図において、各図の左方が「拡大側」、右方が「縮小側」である。繁雑を避けるために、これらの図において符号を共通化する。
上記各図において、符号Ｇ１は第１レンズ群、符号Ｇ２は第２レンズ群、符号Ｇ３は第３レンズ群、符号Ｇ４は第４レンズ群、符号Ｇ５は第５レンズ群をそれぞれ示す。
本発明のズームレンズは、上記の如く「投射用ズームレンズ」である。
前述の如く、「投射用のズームレンズ」は、結像光線が「斜光線」であり、本発明の投射用ズームレンズも、投射画像を結像する投射用光束としては「斜光線の光束」が用いられる。
図１、図３、図５、図７および図９に、本発明の第１、第２、第３、第４および第５の実施の形態に係る投射用ズームレンズの断面構成を示す。
これら第１〜第５の実施の形態のズームレンズは、この順に、後述する具体的な実施例１〜５に相当する。
上記各図において、各図の左方が「拡大側」、右方が「縮小側」である。繁雑を避けるために、これらの図において符号を共通化する。
上記各図において、符号Ｇ１は第１レンズ群、符号Ｇ２は第２レンズ群、符号Ｇ３は第３レンズ群、符号Ｇ４は第４レンズ群、符号Ｇ５は第５レンズ群をそれぞれ示す。
即ち、上記各図に実施の形態を示す投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側へ向かって第１〜第５レンズ群Ｇ１〜Ｇ５を配してなる５レンズ群構成である。
さらに、上記各図において、画像表示素子として、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ」（以下、これを「ＯＤ」と略称する。）を示す。
これら各実施の形態・各実施例において、ライトバルブとしては「微小ミラーデバイスであるＤＭＤ」を想定しているが、勿論、ライトバルブがこれに限定される訳ではなく、液晶表示素子、ＬＥＤ素子等であっても良い。
上記各図の、上段の図は「広角端におけるレンズ群配置（図面上では広角と表示）」を示し、下段の図は「望遠端におけるレンズ群配置（図面上では望遠と表示）」を示す。
また、これ等の図における上段の図と下段の図の間に描かれた破線は、広角端から望遠端への変倍の際の、第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４の変移の方向（または軌跡）を示すものとし、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５は、固定であることを示す。
上記各図に実施の形態を示す投射用ズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、負の屈折力を有し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５は、正の屈折力を有する。
さらに、上記各図において、画像表示素子として、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ」（以下、これを「ＯＤ」と略称する。）を示す。
これら各実施の形態・各実施例において、ライトバルブとしては「微小ミラーデバイスであるＤＭＤ」を想定しているが、勿論、ライトバルブがこれに限定される訳ではなく、液晶表示素子、ＬＥＤ素子等であっても良い。
上記各図の、上段の図は「広角端におけるレンズ群配置（図面上では広角と表示）」を示し、下段の図は「望遠端におけるレンズ群配置（図面上では望遠と表示）」を示す。
また、これ等の図における上段の図と下段の図の間に描かれた破線は、広角端から望遠端への変倍の際の、第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４の変移の方向（または軌跡）を示すものとし、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５は、固定であることを示す。
上記各図に実施の形態を示す投射用ズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、負の屈折力を有し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５は、正の屈折力を有する。
短焦点から長焦点への変倍の際は、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動するように構成されている。
また、合焦は、第１レンズ群Ｇ１の一部が移動することによってなされ、当該第１レンズ群Ｇ１は光軸方向に移動する負群と固定される負群で構成され、近距離側への合焦の際は第１レンズ群Ｇ１の一部は拡大側に移動し、長距離側への合焦の際には第１レンズ群Ｇ１は縮小側に移動するように構成されている。
ここで「群」は、変倍の際に、独立して移動する群（塊）、または、移動しない群（塊）で定義する。
第１レンズ群Ｇ１は、合焦の際は固定する群（塊）と移動する群（塊）に分かれているが、変倍の際は第１レンズ群は移動しないため、１つの群とみなす。ここで、第１レンズ群Ｇ１のうち、移動するレンズ群を「第１レンズ前群Ｇ１−１」と称し、移動しない（固定の）レンズ群を「第１レンズ後群Ｇ１−２」と称することとする。
合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１のうち移動する第１レンズ前群Ｇ１−１のパワーを、第１レンズ群の移動しない第１レンズ後群Ｇ１−２のパワーよりも強くすることで、合焦の移動量を小さくすることが出来、かつ、より画角を広角にするためにパワーを強めることで光学性能を効果的に高くすることが可能となる。
また、合焦は、第１レンズ群Ｇ１の一部が移動することによってなされ、当該第１レンズ群Ｇ１は光軸方向に移動する負群と固定される負群で構成され、近距離側への合焦の際は第１レンズ群Ｇ１の一部は拡大側に移動し、長距離側への合焦の際には第１レンズ群Ｇ１は縮小側に移動するように構成されている。
ここで「群」は、変倍の際に、独立して移動する群（塊）、または、移動しない群（塊）で定義する。
第１レンズ群Ｇ１は、合焦の際は固定する群（塊）と移動する群（塊）に分かれているが、変倍の際は第１レンズ群は移動しないため、１つの群とみなす。ここで、第１レンズ群Ｇ１のうち、移動するレンズ群を「第１レンズ前群Ｇ１−１」と称し、移動しない（固定の）レンズ群を「第１レンズ後群Ｇ１−２」と称することとする。
合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１のうち移動する第１レンズ前群Ｇ１−１のパワーを、第１レンズ群の移動しない第１レンズ後群Ｇ１−２のパワーよりも強くすることで、合焦の移動量を小さくすることが出来、かつ、より画角を広角にするためにパワーを強めることで光学性能を効果的に高くすることが可能となる。
また、このような条件を満足させるためには、負レンズ群先行型が好ましく、最も拡大側である第１レンズ群Ｇ１の一部を移動することが望ましい。即ち、第１レンズ群Ｇ１の合焦の際に分けられる固定群である第１レンズ後群Ｇ１−２と移動群である第１レンズ前群Ｇ１−１は共に負群（負の屈折力）であること望ましい。負レンズ群先行とすることで、主光線高さをより低くすることができ、レンズ有効径を小さく出来るという利点がある。従って、広画角の投射用ズームレンズをコンパクトにすることが可能となる。
下記条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の合焦の際に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１と固定群である第１レンズ後群Ｇ１−２の範囲を規定しており、色収差を最適にするための条件を示している。
（１） ０．１＜Ｆ１_ｍ／Ｆ１_ｆ＜０．５
合焦する際、第１レンズ群Ｇ１の移動する群Ｇ１−１の焦点距離をＦ１_ｍとし、固定された群Ｇ１−２の焦点距離をＦ１_ｆとしたとき、この条件式（１）は、特に全変倍域と合焦域の色収差補正を最適にするための条件である。条件式（１）の下限を下回る場合は、軸上色収差と倍率色収差が大きくなる為望ましく無く、条件式（１）の上限を超える場合は、軸上色収差は補正傾向になるが、倍率色収差が大きくなる為、望ましくない。
下記条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の合焦の際に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１と固定群である第１レンズ後群Ｇ１−２の範囲を規定しており、色収差を最適にするための条件を示している。
（１） ０．１＜Ｆ１_ｍ／Ｆ１_ｆ＜０．５
合焦する際、第１レンズ群Ｇ１の移動する群Ｇ１−１の焦点距離をＦ１_ｍとし、固定された群Ｇ１−２の焦点距離をＦ１_ｆとしたとき、この条件式（１）は、特に全変倍域と合焦域の色収差補正を最適にするための条件である。条件式（１）の下限を下回る場合は、軸上色収差と倍率色収差が大きくなる為望ましく無く、条件式（１）の上限を超える場合は、軸上色収差は補正傾向になるが、倍率色収差が大きくなる為、望ましくない。
画像投射時には、ライトバルブ側からの投射光束（斜光線による光束）が、第５レンズ群Ｇ５の側から、第１レンズ群Ｇ１側へ導光される。
このとき、第１レンズ群Ｇ１が負であるので、第５レンズ群Ｇ５からの光束の発散角を第１レンズ群Ｇ１で無理なく拡大することができる。
従って上記の如く、第２レンズ群Ｇ２から第１レンズ群Ｇ１へ受け渡される光束の跳上げ角を小さく抑えることができ、第１レンズ群Ｇ１からの放射光束の発散角を無理なく大きく出来る。
また、製造時のレンズの偏心による性能劣化を抑制させる効果がある。
本発明の投射用ズームレンズは、上述した構成に加えて以下の条件式（２）〜（４）の１つ以上を満足させることにより、さらに良好な性能を実現することができる。
（２） ０．９ ＜ ｜Ｆ１｜ ／ Ｆｗ ＜ １．３
（３） ８．０ ＜ Ｆ５ ／ Ｆｗ ＜ １１．０
（４） ３８° ＜ ωｗ ＜ ４５°
これらの条件（２）〜（４）において、各パラメータの記号は、以下のとおりである。
このとき、第１レンズ群Ｇ１が負であるので、第５レンズ群Ｇ５からの光束の発散角を第１レンズ群Ｇ１で無理なく拡大することができる。
従って上記の如く、第２レンズ群Ｇ２から第１レンズ群Ｇ１へ受け渡される光束の跳上げ角を小さく抑えることができ、第１レンズ群Ｇ１からの放射光束の発散角を無理なく大きく出来る。
また、製造時のレンズの偏心による性能劣化を抑制させる効果がある。
本発明の投射用ズームレンズは、上述した構成に加えて以下の条件式（２）〜（４）の１つ以上を満足させることにより、さらに良好な性能を実現することができる。
（２） ０．９ ＜ ｜Ｆ１｜ ／ Ｆｗ ＜ １．３
（３） ８．０ ＜ Ｆ５ ／ Ｆｗ ＜ １１．０
（４） ３８° ＜ ωｗ ＜ ４５°
これらの条件（２）〜（４）において、各パラメータの記号は、以下のとおりである。
「Ｆ１」は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、「Ｆｗ」は、レンズ全系の焦点距離を表す。
「Ｆ５」は、第５レンズ群Ｇ５の焦点距離、「ωｗ」は、広角端の半画角を表わす。
条件式（２）は、軸上の色収差について特に、望遠側の軸上色収差に関するものである。下限を下回る場合は、レンズ全系の焦点距離に対して、第１レンズ群Ｇ１のパワー（１／ｆ）が強くなり、パワーバランスが崩れる為、望遠側の軸上色収差が大きくなる。また、条件式（２）の上限を超える場合は、レンズ全系の焦点距離に対して、第１レンズ群Ｇ１のパワー（１／ｆ）が弱くなる為、非点収差としては改善方向になるが、球面収差が大きくなる傾向となり、収差のバランスが悪くなる為望ましくない。
条件式（３）は、球面収差と非点収差に関して最適範囲を提案する条件である。条件式（３）の下限を下回ると、第５レンズ群Ｇ５のパワーが強くなる為、球面収差と非点収差のタンジェンシャル方向がオーバー気味になる。一方、条件式（３）の上限を超える場合、第５レンズ群Ｇ５のパワーが弱くなる為、球面収差と非点収差のタンジェンシャル方向がアンダーになる。よって、条件式（３）の範囲内が望ましい。
「Ｆ５」は、第５レンズ群Ｇ５の焦点距離、「ωｗ」は、広角端の半画角を表わす。
条件式（２）は、軸上の色収差について特に、望遠側の軸上色収差に関するものである。下限を下回る場合は、レンズ全系の焦点距離に対して、第１レンズ群Ｇ１のパワー（１／ｆ）が強くなり、パワーバランスが崩れる為、望遠側の軸上色収差が大きくなる。また、条件式（２）の上限を超える場合は、レンズ全系の焦点距離に対して、第１レンズ群Ｇ１のパワー（１／ｆ）が弱くなる為、非点収差としては改善方向になるが、球面収差が大きくなる傾向となり、収差のバランスが悪くなる為望ましくない。
条件式（３）は、球面収差と非点収差に関して最適範囲を提案する条件である。条件式（３）の下限を下回ると、第５レンズ群Ｇ５のパワーが強くなる為、球面収差と非点収差のタンジェンシャル方向がオーバー気味になる。一方、条件式（３）の上限を超える場合、第５レンズ群Ｇ５のパワーが弱くなる為、球面収差と非点収差のタンジェンシャル方向がアンダーになる。よって、条件式（３）の範囲内が望ましい。
条件式（４）は、本発明の５群タイプの負・正・正・正・正の、合焦時に第１レンズ群Ｇ１の一部の負群である第１レンズ後群Ｇ１−２を固定させ、移動する負群である第１レンズ前群Ｇ１−１を移動させることを特徴とする光学系とする場合の、望ましい半画角の範囲である。もちろん、レンズ枚数を増やしたり、移動量を増やしたり、ズーム比を小さくすれば、条件式（４）範囲外でも可能となる。
第１レンズ群Ｇ１において、合焦の際に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１と移動しない第１レンズ後群Ｇ１−２は、それぞれ２枚以上のレンズで構成することが望ましい。仮に、それぞれの群を単レンズで構成した場合、本発明の課題である広角（例えば、半画角が３８°を越える画角）かつ高変倍（例えば、１．５倍以上）の投射ズームレンズとすると、発生する諸収差を補正することが困難となる。特に、色収差補正と、球面収差の補正が困難となる為、第１レンズ群Ｇ１において、合焦の際の移動群と固定群はそれぞれ２枚以上が望ましい。
本発明の第５レンズ群Ｇ５は、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４が補正群、第３レンズ群Ｇ３が変倍群となっている。広角端から望遠端への変倍の際は、補正群である第２レンズ群Ｇ２が縮小側に移動し、変倍群である第３レンズ群Ｇ３が拡大側に移動し、補正群である第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動することを特徴としている。望遠系のズームの場合は、広角端から望遠端に変倍する際に補正群は拡大側に移動する傾向があるが、本発明は、広角系のズームである為、補正群の第２レンズ群Ｇ２は縮小側に緩やかに移動することを特徴としている。
第１レンズ群Ｇ１において、合焦の際に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１と移動しない第１レンズ後群Ｇ１−２は、それぞれ２枚以上のレンズで構成することが望ましい。仮に、それぞれの群を単レンズで構成した場合、本発明の課題である広角（例えば、半画角が３８°を越える画角）かつ高変倍（例えば、１．５倍以上）の投射ズームレンズとすると、発生する諸収差を補正することが困難となる。特に、色収差補正と、球面収差の補正が困難となる為、第１レンズ群Ｇ１において、合焦の際の移動群と固定群はそれぞれ２枚以上が望ましい。
本発明の第５レンズ群Ｇ５は、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４が補正群、第３レンズ群Ｇ３が変倍群となっている。広角端から望遠端への変倍の際は、補正群である第２レンズ群Ｇ２が縮小側に移動し、変倍群である第３レンズ群Ｇ３が拡大側に移動し、補正群である第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動することを特徴としている。望遠系のズームの場合は、広角端から望遠端に変倍する際に補正群は拡大側に移動する傾向があるが、本発明は、広角系のズームである為、補正群の第２レンズ群Ｇ２は縮小側に緩やかに移動することを特徴としている。
また、本発明は、変倍比略１．５倍以上の広角ズーム投射系としているが、変倍比が１．５倍以下、１．１倍でも成立することは言うまでも無い。
ズームレンズの具体的な実施例を挙げる前に、図１１を参照して、本願発明に係る投射型画像表示装置としてのプロジェクタの実施の１形態（第６の実施の形態）を簡単に説明する。
図１１に示す投射型画像表示装置であるプロジェクタ１のライトバルブとして、微小ミラーデバイスであるＤＭＤ３を採用した例である。
プロジェクタ１は、照明系２と、ライトバルブであるＤＭＤ３と、投射用ズームレンズ４とを有する。
投射用ズームレンズ４としては、本願発明に係る請求項１〜９のいずれか１項に記載されたもの、具体的には実施例１〜５の何れかのものを用いることができる。
照明系２から「ＲＧＢ３色の光」を時間的に分離してＤＭＤ３に照射し、各色光が照射されるタイミングで個々の画素に対応するマイクロミラーの傾斜を制御する。
このようにしてＤＭＤ３に「投射されるべき画像」が表示され、該画像により強度変調された光が、投射用ズームレンズ４で拡大され、スクリーン５に拡大投射される。
ズームレンズの具体的な実施例を挙げる前に、図１１を参照して、本願発明に係る投射型画像表示装置としてのプロジェクタの実施の１形態（第６の実施の形態）を簡単に説明する。
図１１に示す投射型画像表示装置であるプロジェクタ１のライトバルブとして、微小ミラーデバイスであるＤＭＤ３を採用した例である。
プロジェクタ１は、照明系２と、ライトバルブであるＤＭＤ３と、投射用ズームレンズ４とを有する。
投射用ズームレンズ４としては、本願発明に係る請求項１〜９のいずれか１項に記載されたもの、具体的には実施例１〜５の何れかのものを用いることができる。
照明系２から「ＲＧＢ３色の光」を時間的に分離してＤＭＤ３に照射し、各色光が照射されるタイミングで個々の画素に対応するマイクロミラーの傾斜を制御する。
このようにしてＤＭＤ３に「投射されるべき画像」が表示され、該画像により強度変調された光が、投射用ズームレンズ４で拡大され、スクリーン５に拡大投射される。
照明系２は、図示は省略したが、光源、コンデンサーレンズ、ＲＧＢカラーホイール、ミラー等を備えており、これを配置するスペースを「ある程度大きく確保」する必要がある。
このため、照明系２からＤＭＤ３に入射させる照明光の入射角をある程度大きくする必要がある。
投射用ズームレンズ４と照明系２のスペースの上記の如き関係上、投射用ズームレンズ４のバックフォーカスをある程度確保する必要がある。
なお、コンデンサーレンズ、ＲＧＢカラーホイールとミラーとは「照明光学系」を構成する。
実施例１〜５に係るズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３〜第４レンズ群Ｇ３〜Ｇ４が拡大側に移動する。変倍中においてもバックフォーカスは十分に大きく確保される。
このため、照明系２からＤＭＤ３に入射させる照明光の入射角をある程度大きくする必要がある。
投射用ズームレンズ４と照明系２のスペースの上記の如き関係上、投射用ズームレンズ４のバックフォーカスをある程度確保する必要がある。
なお、コンデンサーレンズ、ＲＧＢカラーホイールとミラーとは「照明光学系」を構成する。
実施例１〜５に係るズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３〜第４レンズ群Ｇ３〜Ｇ４が拡大側に移動する。変倍中においてもバックフォーカスは十分に大きく確保される。
以下に、本発明の投射用ズームレンズの具体的な実施例を５例挙げる。
各実施例における記号の意味は、以下の通りである。
Ｆ：光学系全体の焦点距離
Ｆｎｏ：開口数
Ｒ：曲率半径（非球面にあっては「近軸曲率半径」）
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
ＢＦ：バックフォーカス
非球面の形状は、周知の次式（５）により特定される。
各実施例における記号の意味は、以下の通りである。
Ｆ：光学系全体の焦点距離
Ｆｎｏ：開口数
Ｒ：曲率半径（非球面にあっては「近軸曲率半径」）
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
ＢＦ：バックフォーカス
非球面の形状は、周知の次式（５）により特定される。
この式（５）において、Ｘは「面頂点を基準としたときの光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位」、Ｋは「円錐係数」、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０・・は非球面係数である。
〔実施例１〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例１の投射用ズームレンズは、いずれも拡大側（図１の左側）から縮小側（図１の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
また、開口絞りＡＤは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例１の投射用ズームレンズは、いずれも拡大側（図１の左側）から縮小側（図１の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
また、開口絞りＡＤは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。
実施例１の投射用ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１１と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１２と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１３と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ１４と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１５と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を両凹レンズからなる負レンズＬ１６と、を配置している。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
また、第１レンズ群Ｇ１のうち、正レンズＬ１４と、負レンズＬ１５と、負レンズＬ１６は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第１レンズ後群Ｇ１−２を構成している。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
また、第１レンズ群Ｇ１のうち、正レンズＬ１４と、負レンズＬ１５と、負レンズＬ１６は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第１レンズ後群Ｇ１−２を構成している。
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２１のみよりなる。第３レンズＧ３は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ３１と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズＬ３２と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズＬ３３を配置している。これら正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ４１と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４２と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４３とを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズＬ４３の両面には、非球面を形成している。
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズＬ５１のみを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズＬ４３の両面には、非球面を形成している。
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズＬ５１のみを配置している。
第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、画像表示素子としての例えばＤＭＤからなるＯＤを配置している。
実施例１の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１２．６〜１８．３ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝４３．０°
実施例１のデータを次表１に示す。
実施例１の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１２．６〜１８．３ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝４３．０°
実施例１のデータを次表１に示す。
表１において、面番号は、拡大側から数えた面の番号であり、開口絞りＡＤの面（表中の面番号：２１）を含む。ＯＤは、光学デバイスを表わす。
また、表中における「INF」は、曲率半径が無限大であることを示す。さらに、「＊」（アスタリスク）は、この記号が付された面、即ち、第３面、第４面、第２５面および第２６面が「非球面」であることを示す。
これらの事項は、実施例２以下の各実施例においても同様である。
また、表中における「INF」は、曲率半径が無限大であることを示す。さらに、「＊」（アスタリスク）は、この記号が付された面、即ち、第３面、第４面、第２５面および第２６面が「非球面」であることを示す。
これらの事項は、実施例２以下の各実施例においても同様である。
「非球面のデータ」
上記（５）式における非球面のデータを次表２に示す。
尚、非球面係数において、「Ｅｎ」は、「１０のべき乗」、即ち、「×１０ｎ」を表し、例えば、「Ｅ−０５」は、「×１０−５」を表している。
上記（５）式における非球面のデータを次表２に示す。
尚、非球面係数において、「Ｅｎ」は、「１０のべき乗」、即ち、「×１０ｎ」を表し、例えば、「Ｅ−０５」は、「×１０−５」を表している。
表１において、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ２０、Ｄ２６は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Ｂｆは、バックフォーカスを表わす。投射距離を１５５０ｍｍとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表３に示す。
「各条件式のパラメータの値」
この実施例１の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表４の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
この実施例１の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表４の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
図２に、実施例１の収差図を示す。
図２の左側の上段は「広角端（広角と表示）」、中段は「中間焦点距離（中間と表示）、下段は「望遠端（望遠と表示）」の収差を示している。また、右側の上段には、広角端の４０インチ相当の収差図、右側の下段には広角端の３００インチ相当の収差図を示す。前記したが、合焦はＧ１−１を光軸方向に移動させて行う。
各段の収差図において、左側の図は「球面収差」、中央の図は「非点収差」、右側の図は「歪曲収差」である。
「球面収差」の図におけるＲ、Ｇ、Ｂは、それぞれ、波長：Ｒ＝６２５ｎｍ、Ｇ＝５５０ｎｍ、Ｂ＝４６０ｎｍを表す。
「非点収差」の図における「Ｔ」はタンジェンシャル、「Ｓ」はサジタルの各光線に対するものであることを示す。
なお、非点収差および歪曲収差については、波長：５５０ｎｍについて示す。
収差図におけるこれ等の表示は、以下の実施例２〜５の収差図においても同様である。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
図２の左側の上段は「広角端（広角と表示）」、中段は「中間焦点距離（中間と表示）、下段は「望遠端（望遠と表示）」の収差を示している。また、右側の上段には、広角端の４０インチ相当の収差図、右側の下段には広角端の３００インチ相当の収差図を示す。前記したが、合焦はＧ１−１を光軸方向に移動させて行う。
各段の収差図において、左側の図は「球面収差」、中央の図は「非点収差」、右側の図は「歪曲収差」である。
「球面収差」の図におけるＲ、Ｇ、Ｂは、それぞれ、波長：Ｒ＝６２５ｎｍ、Ｇ＝５５０ｎｍ、Ｂ＝４６０ｎｍを表す。
「非点収差」の図における「Ｔ」はタンジェンシャル、「Ｓ」はサジタルの各光線に対するものであることを示す。
なお、非点収差および歪曲収差については、波長：５５０ｎｍについて示す。
収差図におけるこれ等の表示は、以下の実施例２〜５の収差図においても同様である。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
〔実施例２〕
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る実施例２における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例２の投射用ズームレンズは、拡大側（図３の左側）から縮小側（図３の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る実施例２における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例２の投射用ズームレンズは、拡大側（図３の左側）から縮小側（図３の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
また、開口絞りＡＤは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。
実施例２の投射用ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１１と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１２と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１３と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ１４と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１５と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ１６と、を配置している。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
実施例２の投射用ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１１と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１２と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１３と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ１４と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１５と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ１６と、を配置している。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
また、第１レンズ群Ｇ１のうち、正レンズＬ１４と、負レンズＬ１５と、負レンズＬ１６は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第１レンズ後群Ｇ１−２を構成している。
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２１のみよりなる。第３レンズＧ３は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ３１と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズＬ３２と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズＬ３３を配置している。これら正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ４１と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４２と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４３とを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズＬ４３の両面には、非球面を形成している。
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズＬ５１のみを配置している。
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２１のみよりなる。第３レンズＧ３は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ３１と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズＬ３２と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズＬ３３を配置している。これら正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ４１と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４２と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４３とを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズＬ４３の両面には、非球面を形成している。
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズＬ５１のみを配置している。
第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、画像表示素子としての例えばＤＭＤからなるＯＤを配置している。
実施例２の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１３．４〜１９．４ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝４１．２°
実施例２のデータを次表５に示す。
実施例２の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１３．４〜１９．４ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝４１．２°
実施例２のデータを次表５に示す。
「非球面のデータ」
上記（５）式における非球面のデータを次表６に示す。
上記（５）式における非球面のデータを次表６に示す。
表５において、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ２０、Ｄ２６は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Ｂｆは、バックフォーカスを表わす。投射距離を１６５０ｍｍとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表７に示す。
「各条件式のパラメータの値」
この実施例２の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表８の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
この実施例２の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表８の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
図４に、実施例２の収差図を示す。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
〔実施例３〕
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る実施例３における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例３の投射用ズームレンズは、拡大側（図５の左側）から縮小側（図５の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る実施例３における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例３の投射用ズームレンズは、拡大側（図５の左側）から縮小側（図５の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
また、開口絞りＡＤは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。
実施例３の投射用ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１１と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１２と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ１３と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ１４と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１５と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ１６と、を配置している。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
実施例３の投射用ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１１と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１２と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ１３と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ１４と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１５と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ１６と、を配置している。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
また、第１レンズ群Ｇ１のうち、正レンズＬ１４と、負レンズＬ１５と、負レンズＬ１６は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第１レンズ後群Ｇ１−２を構成している。この第３の実施の形態における負レンズＬ１３が両凹レンズであるのに対し、第１、第２の実施の形態における負レンズＬ１３が負メニスカスレンズである点で異なっている。
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２１のみよりなる。
第３レンズＧ３は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ３１と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズＬ３２と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズＬ３３を配置している。これら正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ４１と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４２と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４３とを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２１のみよりなる。
第３レンズＧ３は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ３１と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズＬ３２と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズＬ３３を配置している。これら正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ４１と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４２と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４３とを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズＬ４３の両面には、非球面を形成している。
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズＬ５１のみを配置している。
第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、画像表示素子としての、例えばＤＭＤからなるＯＤを配置している。
実施例３の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１３．８〜２０．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝４０．４°
実施例３のデータを次表９に示す。
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズＬ５１のみを配置している。
第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、画像表示素子としての、例えばＤＭＤからなるＯＤを配置している。
実施例３の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１３．８〜２０．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝４０．４°
実施例３のデータを次表９に示す。
「非球面のデータ」
上記（５）式における非球面のデータを次表１０に示す。
上記（５）式における非球面のデータを次表１０に示す。
表９において、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ２０、Ｄ２６は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Ｂｆは、バックフォーカスを表わす。投射距離を１７００ｍｍとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表１１に示す。
「各条件式のパラメータの値」
この実施例３の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表１２の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
この実施例３の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表１２の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
図６に、実施例３の収差図を示す。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
〔実施例４〕
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る実施例４における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例４の投射用ズームレンズは、拡大側（図７の左側）から縮小側（図７の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る実施例４における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例４の投射用ズームレンズは、拡大側（図７の左側）から縮小側（図７の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
また、開口絞りＡＤは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。
実施例４の投射用ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１１と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１２と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向け両凹レンズからなる負レンズＬ１３と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ１４と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１５と、拡大側に縮小側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ１６と、を配置している。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
実施例４の投射用ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１１と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１２と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向け両凹レンズからなる負レンズＬ１３と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ１４と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１５と、拡大側に縮小側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ１６と、を配置している。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
また、第１レンズ群Ｇ１のうち、正レンズＬ１４と、負レンズＬ１５と、負レンズＬ１６は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第１レンズ後群Ｇ１−２を構成している。この第４の実施の形態における負レンズＬ１３が両凹レンズであるのに対し、第１、第２の実施の形態における負レンズＬ１３が負メニスカスレンズである点で異なっている。
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２１のみよりなる。
第３レンズＧ３は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ３１と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズＬ３２と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズＬ３３を配置している。これら正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ４１と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４２と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４３とを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２１のみよりなる。
第３レンズＧ３は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ３１と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズＬ３２と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズＬ３３を配置している。これら正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ４１と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４２と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４３とを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズＬ４３の両面には、非球面を形成している。
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズＬ５１のみを配置している。
第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、画像表示素子としての、例えばＤＭＤからなるＯＤを配置している。
実施例４の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１４．６〜２１．１ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝３８．９°
実施例４のデータを次表１３に示す。
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズＬ５１のみを配置している。
第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、画像表示素子としての、例えばＤＭＤからなるＯＤを配置している。
実施例４の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１４．６〜２１．１ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝３８．９°
実施例４のデータを次表１３に示す。
「非球面のデータ」
上記（５）式における非球面のデータを次表１４に示す。
上記（５）式における非球面のデータを次表１４に示す。
表１３において、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ２０、Ｄ２６は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Ｂｆは、バックフォーカスを表わす。投射距離を１８００ｍｍとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表１５に示す。
「各条件式のパラメータの値」
この実施例４の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表１６の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
この実施例４の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表１６の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
図８に、実施例４の収差図を示す。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
〔実施例５〕
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る実施例５における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例５の投射用ズームレンズは、拡大側（図９の左側）から縮小側（図９の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
また、開口絞りＡＤは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る実施例５における投射用ズームレンズを説明するためのものである。
実施例５の投射用ズームレンズは、拡大側（図９の左側）から縮小側（図９の右側）に向け、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４および正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配置した、いわゆる負−正−正−正−正の５群構成である。
ライトバルブとしては、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅの略）を配置しており、上述したＤＭＤが想定されている。
広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群Ｇ２が縮小側に緩やかに移動し、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動する。この際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は、固定されている。
合焦に際しては、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズ前群Ｇ１−１が光軸方向に移動することによって合焦が行われるが、第１レンズ後群Ｇ１−２は固定されている。
また、開口絞りＡＤは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。
実施例５の投射用ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側に向かって、順次、凸面を拡大側に向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１１と、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺になるに従い、縮小側に変曲され偏肉比が小さい負メニスカスレンズからなる負レンズＬ１２と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凹面を向け両凹レンズからなる負レンズＬ１３と、縮小側に拡大側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ１４と、縮小側に凹面を向けた平凹レンズからなる負レンズＬ１５と、拡大側に縮小側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ１６と、を配置している。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
また、第１レンズ群Ｇ１のうち、正レンズＬ１４と、負レンズＬ１５と、負レンズＬ１６は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第１レンズ後群Ｇ１−２を構成している。この第５の実施の形態における負レンズＬ１３が両凹レンズであるのに対し、第１、第２の実施の形態における負レンズＬ１３が負メニスカスレンズである点で異なっている。
この第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１２の両面には、非球面が形成されている。
そして、第１レンズ群Ｇ１のうち、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２、負レンズＬ１３は、負の屈折力を有し、合焦の際、共に移動する第１レンズ前群Ｇ１−１を構成している。
また、第１レンズ群Ｇ１のうち、正レンズＬ１４と、負レンズＬ１５と、負レンズＬ１６は、負の屈折力を有し、合焦の際、固定の第１レンズ後群Ｇ１−２を構成している。この第５の実施の形態における負レンズＬ１３が両凹レンズであるのに対し、第１、第２の実施の形態における負レンズＬ１３が負メニスカスレンズである点で異なっている。
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２１のみよりなる。
第３レンズＧ３は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ３１と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズＬ３２と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズＬ３３を配置している。これら正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ４１と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４２と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４３とを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズＬ４３の両面には、非球面を形成している。
第３レンズＧ３は、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ３１と、拡大側に縮小側よりも曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズよりなる正レンズＬ３２と、拡大側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる負レンズＬ３３を配置している。これら正レンズＬ３２と負レンズＬ３３の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に縮小側より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ４１と、拡大側に縮小側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４２と、縮小側に拡大側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ４３とを配置している。
上記負レンズＬ４１と正レンズＬ４２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わされて、接合レンズを形成している。
また、正レンズＬ４３の両面には、非球面を形成している。
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズＬ５１のみを配置している。
第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、画像表示素子としての、例えばＤＭＤからなるＯＤを配置している。
実施例５の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１４．８〜２１．４ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝３８．４°
実施例５のデータを次表１７に示す。
第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、画像表示素子としての、例えばＤＭＤからなるＯＤを配置している。
実施例５の、全系の焦点距離Ｆの範囲、ＦナンバＦno、広角端における半画角ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１４．８〜２１．４ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５８〜３．０４、ωｗ＝３８．４°
実施例５のデータを次表１７に示す。
「非球面のデータ」
上記（５）式における非球面のデータを次表１８に示す。
上記（５）式における非球面のデータを次表１８に示す。
表１７において、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ２０、Ｄ２６は、変倍に際して変化するレンズ群の可変間隔を表す。Ｂｆは、バックフォーカスを表わす。投射距離を１９００ｍｍとしたときの、上記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、次表１９に示す。
「各条件式のパラメータの値」
この実施例５の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表２０の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
この実施例５の場合、上記条件式（１）〜（４）に対応する値は、次表２０の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜（４）を満足している。
図１０に、実施例５の収差図を示す。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
図の通り、画面サイズを変えても、性能の変動は小さく、良好な光学性能であることは言うまでも無い。
実施例１〜５の収差図に示すように、各実施例の投射用ズームレンズのいずれにおいても、諸収差は高レベルで補正され、球面収差、非点収差、像面湾曲、倍率色収差、歪曲収差も十分に補正されている。
また、実施例１〜５に示されたように、合焦の際は、第１レンズ群が固定された第１レンズ後群と移動する第１レンズ前群（共に負の屈折力を有する）で構成させ、合焦を固定群と移動群に分けることで、レンズの自重に対する偏心の発生を抑制する効果がある。また、図２、４、６、８、１０に示す通り、第１レンズ群を固定群と移動群に分けることによって、合焦の際の収差の変動も小さくできることは言うまでも無い。
また、５レンズ群構成で合焦の際に第１レンズ群の一部を移動させ、一部は固定とすることで、画面サイズを変化させ、合焦したときの性能の変動を小さく抑え且つ広角化（例えば、半画角４８°を越える）を実現した略１．５倍以上の投射用ズームレンズが実現される。
また、実施例１〜５に示されたように、合焦の際は、第１レンズ群が固定された第１レンズ後群と移動する第１レンズ前群（共に負の屈折力を有する）で構成させ、合焦を固定群と移動群に分けることで、レンズの自重に対する偏心の発生を抑制する効果がある。また、図２、４、６、８、１０に示す通り、第１レンズ群を固定群と移動群に分けることによって、合焦の際の収差の変動も小さくできることは言うまでも無い。
また、５レンズ群構成で合焦の際に第１レンズ群の一部を移動させ、一部は固定とすることで、画面サイズを変化させ、合焦したときの性能の変動を小さく抑え且つ広角化（例えば、半画角４８°を越える）を実現した略１．５倍以上の投射用ズームレンズが実現される。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
ＡＤ 開口絞り
ＯＤ オプチカルデバイス
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
ＡＤ 開口絞り
ＯＤ オプチカルデバイス
Claims (10)
- 画像表示素子の表面上に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する、５群からなる投射用ズームレンズであって、
最も拡大側から順番に、
負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、
正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、
正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、
正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、
から構成され、
短焦点から長焦点への変倍の際は、前記第２レンズ群Ｇ２が縮小側に移動し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４が拡大側に移動し、
合焦は、前記第１レンズ群Ｇ１の一部が移動することによってなされ、当該第１レンズ群Ｇ１は光軸方向に移動する負群と固定される負群で構成され、
近距離側への合焦の際は前記第１レンズ群Ｇ１の一部は拡大側に移動し、長距離側への合焦の際には前記第１レンズ群Ｇ１は縮小側に移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項１に記載の投射用ズームレンズにおいて、合焦する際、前記第１レンズ群Ｇ１の前記移動する負群と前記固定された負群のそれぞれのパワーの絶対値（焦点距離の逆数（１／｜ｆ｜）を比較した場合、移動する群のパワーの方が大きいことを特徴とする投射用ズームレンズ。
- 請求項１に記載の投射用ズームレンズにおいて、合焦は、最も拡大側のレンズ群が移動することによってなされることを特徴とする投射用ズームレンズ。
- 請求項１に記載の投射用ズームレンズにおいて、合焦する際、前記第１レンズ群Ｇ１の移動する群の焦点距離をＦ１_ｍとし、固定された群の焦点距離をＦ１_ｆとして、下記条件式（１）：
（１） ０．１＜Ｆ１_ｍ／Ｆ１_ｆ＜０．５
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をＦ１とし、レンズ全系の広角端の焦点距離をＦｗとして、下記条件式（２）：
（２） ０．９＜｜Ｆ１｜／Ｆｗ＜１．３
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項１〜５のいずれか１項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
合焦する際の前記第１レンズ群Ｇ１の移動群と固定群は、それぞれ２枚以上から構成されることを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項１〜６のいずれか１項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
変倍の際に、前記第２レンズ群Ｇ２は縮小側に移動し、前記第３レンズ群Ｇ３は拡大側に移動し、前記第４レンズ群Ｇ４は拡大側に移動することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項１〜７のいずれか１項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
前記第５レンズ群Ｇ５の焦点距離をＦ５とし、レンズ全系の広角端の焦点距離をＦｗとして、下記条件式（３）：
（３） ８.０＜Ｆ５／Ｆｗ＜１１.０
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 請求項１〜８のいずれか１項に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端の半画角をωｗとして、下記条件式（４）：
（４） ３８°＜ωｗ＜４５°
を満足することを特徴とする投射用ズームレンズ。 - 光源と、
投射されるべき画像を表示する画像表示素子と、
前記光源から射出した光で前記画像表示素子を照明する照明光学系と、
前記照明光学系により照射され、前記画像表示素子に表示された画像により変調された投射光束を入射され、前記被投射面に前記画像の拡大画像を投射する投射光学系と、を備え、
前記投射光学系として、請求項１〜９のいずれか１項に記載の投射用ズームレンズを用いることを特徴とする画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014102919A JP6418482B2 (ja) | 2014-05-17 | 2014-05-17 | 投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014102919A JP6418482B2 (ja) | 2014-05-17 | 2014-05-17 | 投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015219376A true JP2015219376A (ja) | 2015-12-07 |
| JP6418482B2 JP6418482B2 (ja) | 2018-11-07 |
Family
ID=54778792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014102919A Expired - Fee Related JP6418482B2 (ja) | 2014-05-17 | 2014-05-17 | 投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6418482B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023273441A1 (zh) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 成都极米科技股份有限公司 | 一种投影光学系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005010668A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ズームレンズ、並びにそれを用いた映像拡大投写システム及びビデオプロジェクタ、並びにそのビデオプロジェクタを用いたリアプロジェクタ及びマルチビジョンシステム |
| JP2005257895A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Canon Inc | ズームレンズ、画像表示装置、撮像装置 |
| JP2005266103A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
| JP2007328163A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
-
2014
- 2014-05-17 JP JP2014102919A patent/JP6418482B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005010668A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ズームレンズ、並びにそれを用いた映像拡大投写システム及びビデオプロジェクタ、並びにそのビデオプロジェクタを用いたリアプロジェクタ及びマルチビジョンシステム |
| JP2005257895A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Canon Inc | ズームレンズ、画像表示装置、撮像装置 |
| JP2005266103A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
| JP2007328163A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023273441A1 (zh) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 成都极米科技股份有限公司 | 一种投影光学系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6418482B2 (ja) | 2018-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5701970B2 (ja) | 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 | |
| JP2016050989A (ja) | 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 | |
| JP2016050990A (ja) | 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 | |
| JP6252173B2 (ja) | プロジェクタ装置 | |
| JP6260274B2 (ja) | 投射用ズーム光学系 | |
| JP6123624B2 (ja) | 画像表示装置 | |
| JP2016061948A (ja) | 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 | |
| JP2016109810A (ja) | 投射用レンズおよび画像表示装置 | |
| JP6229364B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
| JP6268763B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
| JP6167649B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
| JP6418482B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置 | |
| JP2018194619A (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像投射装置 | |
| JP6167652B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
| JPWO2012081251A1 (ja) | 投写用ズームレンズおよび投写装置 | |
| JP6241148B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
| JP6167651B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
| JP6197354B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
| JP6152769B2 (ja) | 投射用ズームレンズ | |
| JP6303376B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
| JP6379450B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび画像表示装置 | |
| JP6303298B2 (ja) | 投射用ズームレンズ及び画像表示装置 | |
| JP6123623B2 (ja) | 投射用ズームレンズ | |
| JP6197554B2 (ja) | 画像表示装置 | |
| JP6197553B2 (ja) | 投射用ズームレンズ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170421 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180302 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180426 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180914 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180927 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6418482 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |