JP4874688B2

JP4874688B2 - ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置

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Publication number: JP4874688B2
Application number: JP2006093770A
Authority: JP
Inventors: 暁子永原
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2012-02-15
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Description

本発明は、ＣＣＤや撮像管等の撮像素子あるいは銀塩フィルム等を用いたカメラの結像用ズームレンズ、さらには投映型テレビの投映用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）等を用いた投写型表示装置に用いられる投映用ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置に関するものである。

従来のズームレンズとして、下記特許文献１等に記載された５群構成のものが知られている。このズームレンズは、拡大側より順に、負、正、正、負、正のパワー配置とされており、ガラス球面レンズのみを使用し、非球面レンズは使用していないにも拘わらず、小型化を実現している。また、縮小側でのテレセントリック性、および適切なバックフォーカスを得ることができる構成になっている。５群構成で同様のパワー配置の他のズームレンズとしては、下記特許文献２に記載された、変倍範囲全体に亘ってテレセントリック性を維持したズームレンズが知られている。

特開２００２−１４８５１６号公報特開２０００−１１１７９７号公報

しかしながら、特許文献１のものはディストーションの補正に改善の余地があり、明るさも十分ではなかった。また、特許文献２では、第１レンズ群の第１レンズの前面に非球面を設けており、成形の容易さと低廉化のために、第１レンズをプラスチックレンズとしているが、損傷を受けやすい状態とされる第１レンズをプラスチックで形成することは、耐候性の面から好ましいことではなかった。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、軽量、小型で広画角、かつ諸収差を良好に補正し得る、耐候性に優れた明るいズームレンズおよび投写型表示装置を提供することを目的とする。

本発明のズームレンズは、変倍の際に固定でフォーカシングを行うための負の屈折力を有する第１レンズ群と、
連続変倍のため、およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係をもって移動する正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群および負の屈折力を有する第４レンズ群と、
変倍の際に固定の正の屈折力を有する第５レンズ群とを拡大側より順に配設してなり、
前記第１レンズ群は、いずれも拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状をなすガラスレンズおよびプラスチックレンズを拡大側より順に配列してなり、該プラスチックレンズは、少なくとも１面が非球面とされ、該ガラスレンズは、下記の条件式（１）および（２）を満足し、
前記第２レンズ群は、２枚の正レンズを配列してなり、
前記第２レンズ群および前記第３レンズ群において、下記の条件式（３）および（４）を満足し、
前記第４レンズ群は、拡大側より順に配列される、負レンズ、および負レンズと正レンズを接合してなる接合レンズを含むことを特徴とするものである。

１．５６＜Ｎｄ＜１．８０ ……（１）
νｄ＞４５ ……（２）
１．０＜Ｆ２／Ｆ＜２．０ ……（３）
２．０＜Ｆ３／Ｆ＜７．０ ……（４）
ただし、
Ｎｄ：ｄ線における屈折率
νｄ：ｄ線におけるアッベ数
Ｆ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離

また、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、球面レンズのみにより構成されることが好ましい。

また、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に際して、拡大側へ移動することが好ましい。

また、前記第４レンズ群は、最も縮小側に単独の正レンズが配設されてなり、前記第５レンズ群は、正レンズ１枚からなることが好ましい。

また、前記第４レンズ群の最も縮小側の正レンズは、少なくとも１面が非球面とされ、プラスチックからなることが好ましい。

また、前記第４レンズ群において、下記の条件式（５）を満足することが望ましい。

Ｆ４／Ｆ＜−１．０ ……（５）
ただし
Ｆ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
Ｆ４：第４レンズ群の焦点距離

また、前記第５レンズ群は拡大側より順に、プラスチックよりなる正レンズ、およびガラスよりなる正レンズを配列してなることが好ましい。

さらに、本発明の投写型表示装置は、光源、ライトバルブ、および該ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に投映するための投映レンズとして上述したいずれかのズームレンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明の５群からなるズームレンズによれば、第１レンズ群を負とし、広画角かつ明るいズームレンズとすることができる。また、負の屈折力を有する第１レンズ群は、拡大側に凸面を向けた２枚の負メニスカスレンズにより構成され、その材質は拡大側より順にガラス、プラスチックとされている。２枚のレンズが共に拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状とされることで、拡大側のレンズ凹面に、縮小側のレンズの凸面が入り込むように構成することができ、レンズ径方向およびレンズ長さ方向共に小型化に有利となる。さらに、該ガラスよりなる負メニスカスレンズが条件式（１）および（２）を満足することにより、軽量化が図られ、諸収差、特に倍率色収差が良好に補正されるようになっている。また、外部環境に曝される最も物体側のレンズの材質をガラスにすることで、耐候性の向上が図られている。また、該プラスチックよりなる負メニスカスレンズは、軽量化、低廉化に有効であることから、これを外部環境には曝されない第２レンズとして用い、このレンズに非球面を設けることで良好なディストーション補正ができるようになっている。また、第２レンズ群に、２枚の正レンズを配列することで、良好に球面収差の補正がなされるようになっており、条件式（３）および（４）を満足することにより、小型化を図りながら収差が良好に補正されるようになっている。さらに、第４レンズ群Ｇ４を、拡大側より順に配列される、負レンズ、および負レンズと正レンズよりなる接合レンズを含むようにすることで、像面湾曲、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正することができる。

本発明のズームレンズは、上記のような第１レンズ群を備えた５群構成にすることで、軽量化、小型化、明るさの向上および広画角化を図ることができ、さらに諸収差を良好に補正することができるようになっており、耐候性の面でも優れたものになっている。

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は本発明に係る実施例１のズームレンズの基本構成を示すものであり、広角端におけるレンズ構成図(ワイド)および望遠端におけるレンズ構成図(テレ)を示すものである。この実施例に１に係るズームレンズを本実施形態の代表例として、以下に説明する。

すなわちこのズームレンズは、変倍の際に固定でフォーカシングを行うための負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１と、連続変倍のため、およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係をもって移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ_３および負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ_４と、変倍の際に固定の正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ_５とを拡大側より順に配設されてなる。なお、第５レンズ群Ｇ_５と液晶表示素子やＤＭＤ等の表示面１との間には、赤外線をカットするフィルタやローパスフィルタさらには色合成光学系（色分解光学系）に相当するガラスブロック２が配列されている。また、図中Ｘ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負メニスカスレンズよりなる第１レンズＬ_１および拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第２レンズＬ_２からなり、第２レンズ群Ｇ_２は、正メニスカスレンズよりなる第３レンズＬ_３および正レンズよりなる第４レンズＬ_４からなり、第３レンズ群Ｇ_３は、負レンズよりなる第５レンズＬ_５および正レンズよりなる第６レンズＬ_６からなり、第４レンズ群Ｇ_４は、負メニスカスレンズよりなる第７レンズＬ_７と、負レンズよりなる第８レンズＬ_８および正レンズよりなる第９レンズＬ_９により構成される接合レンズと、正レンズよりなる第１０レンズＬ_１０からなり、第５レンズ群Ｇ_５は、正レンズよりなる第１１レンズＬ_１１からなる。

上記第１レンズ群Ｇ_１は、変倍の際に固定でフォーカシング機能を有し、上記第２、３、４の各レンズ群Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４は、相互に関係をもって移動することで、連続変倍、およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正を行う機能を有する。なお第５レンズ群Ｇ_５は変倍の際に固定のリレーレンズである。

また、このズームレンズは、第２、３、４の各レンズ群Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４の各レンズを球面レンズにより形成することで、移動群が全て球面レンズとされるので、製品全体として製造を容易にすることができる。

また、第４レンズ群Ｇ_４を、拡大側より順に配列される、負レンズ、および負レンズと正レンズよりなる接合レンズを含むようにすることで、像面湾曲、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正することができる。

また、第２レンズ群Ｇ_２および第３レンズ群Ｇ_３を、広角端から望遠端への変倍に際して、拡大側へ移動するように構成することで、小型化を図ることができる。

また、第２レンズ群Ｇ_２は、２枚の正レンズを配列することで、良好に球面収差の補正がなされるようになっている。

また、第４レンズ群Ｇ_４の、最も縮小側に単独の正レンズを配設し、第５レンズ群Ｇ_５は正レンズ１枚からなるようにすることで、小型化を図ることができる。

また、第４レンズ群Ｇ_４の最も縮小側の正レンズは、少なくとも１面が非球面とされ、プラスチックからなるようにすることで、更に小型化を図ることができる。

さらに、第５レンズ群Ｇ_５は、拡大側より順にプラスチックよりなる正レンズ、およびガラスよりなる正レンズを配列することで、移動群のレンズ枚数および移動量が減ることになる。その結果、移動機構の部品が減少することで、径方向の小型化を図ることができる。また、径の大きなレンズをプラスチックとすることで、軽量化も図ることができる。

また、本実施形態における各非球面は、下記非球面式により表される。

また、本実施形態においては以下に示す条件式（１）〜（５）を満足している。

１．５６＜Ｎｄ＜１．８０ ……（１）
νｄ＞４５ ……（２）
１．０＜Ｆ２／Ｆ＜２．０ ……（３）
２．０＜Ｆ３／Ｆ＜７．０ ……（４）
Ｆ４／Ｆ＜−１．０ ……（５）
ただし、
Ｎｄ：ｄ線における屈折率
νｄ：ｄ線におけるアッベ数
Ｆ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
Ｆ４：第４レンズ群の焦点距離

ここで、上述した条件式（１）〜（５）の技術的意義について説明する。
上記条件式（１）は、第１レンズＬ_１の屈折率を規定するもので、上限を上回ると一般的にレンズの比重が大きくなり軽量化に不利となる。また、硝材が高価にもなるため、低廉化においても不利となる。一方、下限を下回ると、パワーを得るために曲率が強くなり過ぎてしまい、収差補正が困難となる。

上記条件式（２）は、第１レンズＬ_１のアッベ数を規定するもので、下限を下回ると倍率色収差の補正が困難となる。

上記条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ_２のパワーを規定するものである。上限を上回ると第２レンズ群Ｇ_２の移動量が大きくなり過ぎるため、小型化しようとすると他のレンズ群とのパワーバランスが悪くなるので、結果的に良好な収差補正が困難となる。一方、下限を下回ると、第２レンズ群Ｇ_２での収差発生量が大きくなり過ぎることになる。

上記条件式（４）は、第３レンズ群Ｇ_３のパワーを規定するものである。上限を上回ると第３レンズ群Ｇ_３の移動量が大きくなり過ぎるため、小型化しようとすると他のレンズ群とのパワーバランスが悪くなるので、結果的に収差補正が困難となる。一方、下限を下回ると、第３レンズ群Ｇ_３での収差発生量が大きくなり過ぎることになる。

上記条件式（５）は、第４レンズ群Ｇ_４のパワーを規定するものである。すなわち、この上限を上回ると第４レンズ群Ｇ_４の負のパワーが強くなり過ぎる。このためズーミング時に光線軌跡がレンズ径方向に大きく変化しないように第５レンズ群Ｇ_５のパワーを強くする必要が生じ、レンズ群間のパワーバランスが悪くなり、結果として良好な収差補正が困難となる。

また、本発明に係る投写型表示装置は、光源、ライトバルブ、および上述した本発明に係るズームレンズを備えた装置である。この装置において本発明に係るズームレンズは、ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に投映するための投映レンズとして機能する。例えば、図１に示すズームレンズを備えた液晶ビデオプロジェクタの場合は、紙面右側の光源部（図示せず）から略平行光束が入射され、液晶表示パネル等のライトバルブの表示面１に照射される。この表示面１に映出された画像の情報を担持した光束は、ガラスブロック２を介しこのズームレンズにより、紙面左側方向のスクリーン(図示せず)に拡大投写される。なお、図１には１つの表示面１のみが記載されているが、液晶ビデオプロジェクタにおいて一般には、光源からの光束をダイクロイックミラーからなる色分離光学系によりＲ、Ｇ、Ｂの３原色光に分離し、各原色光用に３つの表示面１を配設してフルカラー画像を表示可能な構成とされる。ガラスブロック２はこの３原色光を合成するダイクロイックプリズムとすることができる。

以下、各実施例についてデータを用いて具体的に説明する。
＜実施例１＞
この実施例１にかかるズームレンズは、前述したように図１に示す如き構成とされている。すなわちこのズームレンズは拡大側より順に、第１レンズ群Ｇ_１が、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１レンズＬ_１および拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第２レンズＬ_２からなり、第２レンズ群Ｇ_２が、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第３レンズＬ_３および両凸レンズよりなる第４レンズＬ_４からなり、第３レンズ群Ｇ_３が、両凹レンズよりなる第５レンズＬ_５および両凸レンズよりなる第６レンズＬ_６からなり、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よりなる第７レンズＬ_７、両凹レンズよりなる第８レンズＬ_８と両凸レンズよりなる第９レンズＬ_９により構成される接合レンズ、および平凸レンズよりなる第１０レンズＬ_１０からなり、第５レンズ群Ｇ_５が、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ_１１からなる。

この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（広角端におけるレンズ全系の焦点距離を１として規格化されている；以下の各表において同じ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（上記曲率半径Ｒと同様の焦点距離で規格化されている；以下の各表において同じ）、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３、５、７、９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、広角端（ワイド）、中間（ミドル）および望遠端（テレ）における第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_４、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_８、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１２、および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ_１９、ならびに各位置での焦点距離ｆを表１の中段に示す。さらに、表１の下段に実施例１における上記各条件式（１）〜（５）に対応する数値を示す。

また、第３面と第４面は非球面とされており、表２に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０、Ａ_１１、Ａ_１２、Ａ_１３、Ａ_１４の値を示す。

図６は上記実施例１のズームレンズの広角端（ワイド）、中間（ミドル）、および望遠端（テレ）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７〜１０において、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対する収差が示されており、各倍率色収差図にはｄ線に対するＦ線およびＣ線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のズームレンズによれば、広画角でありながらズーム領域の全体に亘って良好な収差補正がなされるようになっている。さらに、広角端のＦＮｏは１．６０であり、従来よりも明るいズームレンズとなっている。

また、表１の下段に示すように実施例１のズームレンズによれば、条件式（１）〜（５）は全て満足されている。

＜実施例２＞
実施例２に係るズームレンズの概略構成を図２に示す。この実施例２にかかるズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされている。実施例１との主な相違点は、第３レンズＬ_３が両凸レンズよりなり、第４レンズＬ_４が拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなり、第５レンズＬ_５が拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなり、第１０レンズＬ_１０が両凸レンズよりなる点である。

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３の上段に示す。

また、広角端（ワイド）、中間（ミドル）および望遠端（テレ）における第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_４、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_８、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１２、および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ_１９、ならびに各位置での焦点距離ｆを表３の中段に示す。さらに、表３の下段に実施例２における上記各条件式（１）〜（５）に対応する数値を示す。

また、第３面と第４面は非球面とされており、表４に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０、Ａ_１１、Ａ_１２、Ａ_１３、Ａ_１４の値を示す。

図７は上記実施例２のズームレンズの広角端（ワイド）、中間（ミドル）、および望遠端（テレ）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のズームレンズによれば、広画角でありながらズーム領域の全体に亘って良好な収差補正がなされるようになっている。さらに、広角端のＦＮｏは１．８０であり、従来よりも明るいズームレンズとなっている。

また、表３の下段に示すように実施例２のズームレンズによれば、条件式（１）〜（５）は全て満足されている。

＜実施例３＞
実施例３に係るズームレンズの概略構成を図３に示す。この実施例３にかかるズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、主に第４レンズ群Ｇ_４が３枚構成である点、および第５レンズ群Ｇ_５が２枚構成である点が実施例１と異なる。すなわち、このズームレンズは拡大側より順に、第１レンズ群Ｇ_１が、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１レンズＬ_１および拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第２レンズＬ_２からなり、第２レンズ群Ｇ_２が、両凸レンズよりなる第３レンズＬ_３および両凸レンズよりなる第４レンズＬ_４からなり、第３レンズ群Ｇ_３が、両凹レンズよりなる第５レンズＬ_５および両凸レンズよりなる第６レンズＬ_６からなり、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よりなる第７レンズＬ_７、両凹レンズよりなる第８レンズＬ_８と両凸レンズよりなる第９レンズＬ_９により構成される接合レンズからなり、第５レンズ群Ｇ_５が、両凸レンズよりなる第１０レンズＬ_１０および両凸レンズよりなる第１１レンズＬ_１１からなる。

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５の上段に示す。また、広角端（ワイド）、中間（ミドル）および望遠端（テレ）における第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_４、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_８、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１２、および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ_１７、ならびに各位置での焦点距離ｆを表５の中段に示す。さらに表５の下段に実施例３における上記各条件式（１）〜（５）に対応する数値を示す。

また、第３面、第４面、第１８面および第１９面は非球面とされており、表６に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８の値を示す。

図８は上記実施例３のズームレンズの広角端（ワイド）、中間（ミドル）、および望遠端（テレ）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のズームレンズによれば、広画角でありながらズーム領域の全体に亘って良好な収差補正がなされるようになっている。さらに、広角端のＦＮｏは１．６０であり、従来よりも明るいズームレンズとなっている。

また、表５の下段に示すように実施例３のズームレンズによれば、条件式（１）〜（５）は全て満足されている。

＜実施例４＞
実施例４に係るズームレンズの概略構成を図４に示す。この実施例４にかかるズームレンズは、実施例３のものと略同様の構成とされている。

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７の上段に示す。

また、広角端（ワイド）、中間（ミドル）および望遠端（テレ）における第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_４、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_８、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１２および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ_１７、ならびに各位置での焦点距離ｆを表７の中段に示す。さらに、表７の下段に実施例４における上記各条件式（１）〜（５）に対応する数値を示す。

また、第３面、第４面、第１８面および第１９面は非球面とされており、表８に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０の値を示す。

図９は上記実施例４のズームレンズの広角端（ワイド）、中間（ミドル）、および望遠端（テレ）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のズームレンズによれば、広画角でありながらズーム領域の全体に亘って良好な収差補正がなされるようになっている。さらに、広角端のＦＮｏは１．７０であり、従来よりも明るいズームレンズとなっている。

また、表７の下段に示すように実施例４のズームレンズによれば、条件式（１）〜（５）は全て満足されている。

＜実施例５＞
実施例５に係るズームレンズの概略構成を図５に示す。この実施例５にかかるズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされている。実施例１との主な相違点は、第３レンズＬ_３が両凸レンズよりなり、第１０レンズＬ_１０が両凸レンズよりなる点である。また、第４レンズ群Ｇ_４の最も縮小側のレンズを、非球面を備えたプラスチックレンズにすることで、更に軽量化および小型化を図ることができる。

この実施例５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９の上段に示す。

また、広角端（ワイド）、中間（ミドル）および望遠端（テレ）における第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２の距離Ｄ_４、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の距離Ｄ_８、第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４の距離Ｄ_１２および第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５の距離Ｄ_１９ならびに、各位置での焦点距離ｆを表９の中段に示す。さらに、表９の下段に実施例５における上記各条件式（１）〜（５）に対応する数値を示す。

また、第３面、第４面、第１８面および第１９面は非球面とされており、表１０に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０の値を示す。

図１０は上記実施例５のズームレンズの広角端（ワイド）、中間（ミドル）、および望遠端（テレ）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１０から明らかなように、実施例５のズームレンズによれば、広画角でありながらズーム領域の全体に亘って良好な収差補正がなされるようになっている。さらに、広角端のＦＮｏは１．６１であり、従来よりも明るいズームレンズとなっている。

また、表９の下段に示すように実施例５のズームレンズによれば、条件式（１）〜（５）は全て満足されている。

なお、上記各実施例においては、本発明のレンズを透過型の液晶表示パネルを用いた投写型表示装置の投映レンズとして用いているが、本発明のズームレンズの使用態様はこれに限られるものではなく、反射型の液晶表示パネルを用いた装置の投映レンズあるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投映レンズ等として用いることも可能であるほか、ＣＣＤ、撮像管等の撮像手段、さらには銀塩フィルム等を用いたカメラに使用されるズーム機能を有する結像レンズとして用いることも可能である。

実施例１に係るズームレンズの広角端と望遠端のレンズ構成図実施例２に係るズームレンズの広角端と望遠端のレンズ構成図実施例３に係るズームレンズの広角端と望遠端のレンズ構成図実施例４に係るズームレンズの広角端と望遠端のレンズ構成図実施例５に係るズームレンズの広角端と望遠端のレンズ構成図実施例１に係るズームレンズの広角端、中間および望遠端における各収差図実施例２に係るズームレンズの広角端、中間および望遠端における各収差図実施例３に係るズームレンズの広角端、中間および望遠端における各収差図実施例４に係るズームレンズの広角端、中間および望遠端における各収差図実施例５に係るズームレンズの広角端、中間および望遠端における各収差図

符号の説明

Ｇ_１〜Ｇ_５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）
Ｘ光軸
１表示面
２ガラスブロック

Claims

変倍の際に固定でフォーカシングを行うための負の屈折力を有する第１レンズ群と、
連続変倍のため、およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正のため、相互に関係をもって移動する正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群および負の屈折力を有する第４レンズ群と、
変倍の際に固定の正の屈折力を有する第５レンズ群とを拡大側より順に配設してなり、
前記第１レンズ群は、いずれも拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状をなすガラスレンズおよびプラスチックレンズを拡大側より順に配列してなり、該プラスチックレンズは、少なくとも１面が非球面とされ、該ガラスレンズは、下記の条件式（１）および（２）を満足し、
前記第２レンズ群は、２枚の正レンズを配列してなり、
前記第２レンズ群および前記第３レンズ群において、下記の条件式（３）および（４）を満足し、
前記第４レンズ群は、拡大側より順に配列される、負レンズ、および負レンズと正レンズを接合してなる接合レンズを含むことを特徴とするズームレンズ。
１．５６＜Ｎｄ＜１．８０ ……（１）
νｄ＞４５ ……（２）
１．０＜Ｆ２／Ｆ＜２．０ ……（３）
２．０＜Ｆ３／Ｆ＜７．０ ……（４）
ただし、
Ｎｄ：ｄ線における屈折率
νｄ：ｄ線におけるアッベ数
Ｆ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
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、球面レンズのみにより構成されてなることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群および前記第３レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に際して、拡大側へ移動することを特徴とする請求項１または２記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群において、下記の条件式（５）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項記載のズームレンズ。
Ｆ４／Ｆ＜−１．０ ……（５）
ただし、
Ｆ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
Ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
前記第４レンズ群は、最も縮小側に単独の正レンズが配設されてなり、前記第５レンズ群は、正レンズ１枚からなることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のズームレンズ。
前記第５レンズ群は拡大側より順に、プラスチックよりなる正レンズ、およびガラスよりなる正レンズを配列してなることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群は、最も縮小側に単独の正レンズが配設されてなり、前記第５レンズ群は、正レンズ１枚からなり、前記第４レンズ群の最も縮小側の正レンズは、少なくとも１面が非球面とされ、プラスチックからなることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群および前記第３レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に際して、拡大側へ移動することを特徴とする請求項７記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群において、下記の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項７または８記載のズームレンズ。
Ｆ４／Ｆ＜−１．０ ……（５）
ただし、
Ｆ：広角端におけるレンズ全系の焦点距離
Ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
光源、ライトバルブ、および該ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に投映するための投映レンズとして請求項１〜９のうちいずれか１項記載のズームレンズを備えたことを特徴とする投写型表示装置。