JP5345008B2 - 投写型可変焦点レンズおよび投写型表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、投写型表示装置等に搭載される７枚構成の可変焦点レンズおよびその可変焦点レンズを搭載した投写型表示装置に関し、特に、透過型あるいは反射型の液晶表示装置やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）表示装置等のライトバルブからの映像情報を担持した光束をスクリーン上に拡大投写する小型の投写型可変焦点レンズおよび投写型表示装置に関するものである。
近年、液晶表示装置やＤＭＤ表示装置等のライトバルブを用いた投写型表示装置が広く普及しており、特に、このライトバルブを３枚用い、ＲＧＢ３原色の照明光に各々対応させるようにすることでこれら各照明光を変調し、個々のライトバルブで変調された光を色合成用プリズム等で合成し、投写レンズを介してスクリーンに画像を表示する構成をとるものが広く利用されている。
このような投写型表示装置に用いられる投写レンズとしては、スクリーン上での投写画像のサイズを変えることができる可変焦点レンズ（ズームレンズ）を用いることが多い。このような投写用の可変焦点レンズには、従来より４群レンズ形式あるいは５群レンズ形式のテレセントリックな可変焦点レンズが多く用いられており、さらに高性能化や高ズーム化などが求められる場合には、６群構成の可変焦点レンズも用いられている。
このような可変焦点レンズは、高い収差特性を実現するため、またテレセントリック性を確保するため、さらにはコントラストの低下や色ムラの発生を防ぐために、一般に、多くの枚数のレンズが用いられることになるが、レンズ枚数の増大はコストアップに直結するため、上記目的を達成しうる最小限のレンズ枚数により上記可変焦点レンズを構築することが求められている。
このような観点から、下記特許文献に記載されているような、構成レンズ枚数を７枚とした投写型可変焦点レンズが従来より知られている。
しかしながら、上記特許文献１に開示された７枚構成の投写用ズームレンズは、変倍時の移動レンズ群が４つであることから、カム等を含めた移動機構が複雑化し、重量の増大や製作難度の上昇を招き、コスト的にも不利となる。
また、上記特許文献２に開示された７枚構成の投写用ズームレンズは、Ｆ値が６であり、明るいレンズ系を得る、との要請に応えることができない。
本発明は、変倍時の移動レンズ群が３群以下で、構成レンズの枚数が７枚とコンパクトなものとしつつも、テレセントリック性を確保し、明るく諸収差を良好に低減し得る、低コストな投写型可変焦点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ものである。
本発明の投写型可変焦点レンズは、
全体として７枚のレンズで構成され、最も拡大側に配された２枚のレンズである第１レンズおよび第２レンズは負の合成屈折力を有し、拡大側から３番目に配されたレンズである第３レンズは正の屈折力を有し、拡大側から５番目に配されたレンズである第５レンズは負の屈折力を有し、拡大側から６番目に配されたレンズである第６レンズは正の屈折力を有し、拡大側から７番目に配されたレンズである第７レンズは正の屈折力を有し、さらにレンズ系の縮小側がテレセントリックに構成されており、
前記７枚のレンズが３つ以上のレンズ群に設定されるとともに、このうち３つ以下のレンズ群を独立に移動させて、隣接する各レンズ群の間隔を変化させることにより焦点距離を可変するようにし、
広角端から望遠端へ焦点距離を可変する時には、前記第３レンズが光軸に沿って縮小側から拡大側に移動し、
前記第１レンズまたは前記第２レンズがプラスチック材により形成され、
以下の条件式（３）を満足することを特徴とするものである。
｜ｆ１／ｆ２｜≧３．０・・・・（３）
ここで、
ｆ１：前記第１レンズおよび前記第２レンズのうち、プラスチック材よりなるレンズの焦点距離
ｆ２：前記第１レンズおよび前記第２レンズのうち、非プラスチック材よりなるレンズの焦点距離
全体として７枚のレンズで構成され、最も拡大側に配された２枚のレンズである第１レンズおよび第２レンズは負の合成屈折力を有し、拡大側から３番目に配されたレンズである第３レンズは正の屈折力を有し、拡大側から５番目に配されたレンズである第５レンズは負の屈折力を有し、拡大側から６番目に配されたレンズである第６レンズは正の屈折力を有し、拡大側から７番目に配されたレンズである第７レンズは正の屈折力を有し、さらにレンズ系の縮小側がテレセントリックに構成されており、
前記７枚のレンズが３つ以上のレンズ群に設定されるとともに、このうち３つ以下のレンズ群を独立に移動させて、隣接する各レンズ群の間隔を変化させることにより焦点距離を可変するようにし、
広角端から望遠端へ焦点距離を可変する時には、前記第３レンズが光軸に沿って縮小側から拡大側に移動し、
前記第１レンズまたは前記第２レンズがプラスチック材により形成され、
以下の条件式（３）を満足することを特徴とするものである。
｜ｆ１／ｆ２｜≧３．０・・・・（３）
ここで、
ｆ１：前記第１レンズおよび前記第２レンズのうち、プラスチック材よりなるレンズの焦点距離
ｆ２：前記第１レンズおよび前記第２レンズのうち、非プラスチック材よりなるレンズの焦点距離
また、広角端から望遠端へ焦点距離を可変する時に、前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔が不変であり、
以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
−２.２ ＜ ｆ１２／ｆｗ ＜−０.５・・・・（１）
ここで、
ｆｗ:広角端の全系焦点距離
ｆ１２:前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離
以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
−２.２ ＜ ｆ１２／ｆｗ ＜−０.５・・・・（１）
ここで、
ｆｗ:広角端の全系焦点距離
ｆ１２:前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離
また、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１.０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜３．５・・・・（２）
ここで、
ｆｗ:広角端の全系焦点距離
ｆ３:前記第３レンズの焦点距離
１.０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜３．５・・・・（２）
ここで、
ｆｗ:広角端の全系焦点距離
ｆ３:前記第３レンズの焦点距離
また、前記第１レンズおよび前記第２レンズの各面のうち少なくとも１面が非球面とされていることが好ましい。
また、拡大側から４番目に配されたレンズである第４レンズは、縮小側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズであることが好ましい。
また、前記第１レンズは、ガラスレンズの一面に樹脂層を付設し、該樹脂層の面のうち該ガラスレンズ側とは反対側の面を非球面としてなる複合型非球面レンズとすることが可能である。
また、本発明の投写型表示装置は、光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、上記いずれかの投写型可変焦点レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写型可変焦点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。
ここで、「可変焦点レンズ」とは、バリフォーカルレンズとズームレンズとを含めたものである。ここで、バリフォーカルレンズとは、ズームレンズと異なり、変倍により共役長が変化した際に、これに伴うピントのずれをフォーカシングにより調整するものである。
また、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。
本発明の投写型可変焦点レンズによれば、最も拡大側に配された２枚のレンズである第１レンズおよび第２レンズが負の合成屈折力を有することで、負の屈折力のレンズ群が先行するように構成しており、比較的簡単に広画角と長いバックフォーカスを確保することができる。
一方、変倍時において、正の第３レンズを光軸に沿って縮小側から拡大側に移動させるようにしており、これにより、第３レンズに補正群としての機能のみならず変倍群としての機能を持たせるとことができ、変倍全域における収差の変動（特に非点収差や像面湾曲）を抑制することができ、少ないレンズ枚数で高性能な投写用可変焦点レンズを構成することが可能となる。
すなわち、上記第１レンズおよび上記第２レンズが負の合成屈折力を有することから、軸上および軸外の光線は、ともに高い位置で第３レンズに入射することになる。この第３レンズを正レンズとすることで、軸外光線に対して非点収差等の収差を大きく補正する作用をもたせることができるが、可変焦点レンズの場合には、この大きな収差補正作用が逆に欠点ともなり、変倍時におけるレンズ移動に伴う収差の変動（特に非点収差）が大きくなってしまう。そこで、本願発明の投写型可変焦点レンズにおいては、この変倍時における収差の変動を抑制するために、広角端から望遠端に向かうにしたがい、第３レンズが縮小側から拡大側に移動するようにし、変倍時において、第３レンズに入射する軸外光線の光線高が余り変化しない高さで保つことができるようにしているので、非点収差などの軸外収差への収差補正効果を常に発揮することが可能となる。同時に、明るさを確保とした状態で、非点収差の大きさ自体も低減させることができる。
また、本発明の投写型表示装置は、本発明の投写型可変焦点レンズを用いていることにより、明るさを確保とした状態で、非点収差を始めとする諸収差を良好に維持しつつ、低コスト化および軽量化を促進することができる。
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示す実施形態（実施例１のものを代表させて示している）の投写型可変焦点レンズは、レンズ７枚で構成され、最も拡大側に配された２枚のレンズである第１レンズＬ１および第２レンズＬ２は負の合成屈折力を有し、拡大側から３番目に配されたレンズである第３レンズＬ３は正の屈折力を有し、拡大側から５番目に配されたレンズである第５レンズＬ５は負の屈折力を有し、拡大側から６番目に配されたレンズである第６レンズＬ６は正の屈折力を有し、拡大側から７番目に配されたレンズである第７レンズＬ７は、正の屈折力を有し、さらにレンズ系の縮小側がテレセントリックに構成されている。
また、上述した７枚のレンズは３つ以上のレンズ群（実施例１〜１０は３つのレンズ群、実施例１１〜１４は４つのレンズ群、実施例１５、１６は５つのレンズ群）で構成され、焦点距離の可変時（変倍時を含む。以下、単に変倍時と称することがある。）には、このうち３つ以下のレンズ群（実施例１〜８、１１〜１４は２つのレンズ群、実施例９、１０、１５、１６は３つのレンズ群）を移動させて焦点距離を可変するようにし、広角端から望遠端へ焦点距離を可変する時には、少なくとも第３レンズＬ３が光軸Ｚに沿って縮小側から拡大側に移動するように構成されている。
また、レンズ系の後段には、図１等に示すように、色合成プリズムを主とするガラスブロック２および３つ以上の液晶表示パネル等のライトバルブの画像表示面１が配設される。ただし、１枚のライトバルブを用いた、いわゆる単板タイプのものにおいては、色合成プリズムは不要とされる。
また、図１には示されていないが、例えば、第２レンズ群Ｇ２中、あるいはその他の位置にマスク３を配置することが可能である。
また、本願明細書における「マスク」とは、軸外光線の上側光線または下側光線の一部を遮光する機能を有するものである。このような遮光の作用により、軸外光線の上側光線と下側光線のバランスを保つことができ、色むらの発生を防ぐことができる。
なお、マスクは、軸外光線の上側光線と下側光線を制限し、明るさを規定する開口絞りとすることも可能である。
なお、フォーカシング時には、例えば、１つのレンズ群（実施例１〜６、９、１０、１５、１６については第１レンズ群、実施例７、８、１１〜１４については第３レンズ群）を光軸Ｚに沿って移動させるように構成される。
このように、本実施形態の投写型可変焦点レンズによれば、最も拡大側の第１レンズＬ１および拡大側から２番目の第２レンズＬ２の合成屈折力を負とすることで、広画角と長いバックフォーカスを容易に確保することができるようにしている。
ここで、本実施形態においては、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２のいずれか一方を屈折力の小さい非球面プラスチックレンズ（実施例１〜３、実施例５、および実施例７〜１６では第１レンズＬ１、実施例４では第２レンズＬ２）とし、他方を負の屈折力のガラスレンズ（実施例１〜３、実施例５、および実施例７〜１６では第２レンズＬ２、実施例４では第１レンズＬ１）とすることが好ましく、これにより、収差補正機能は非球面プラスチックレンズに、パワーはガラスレンズに、各々分担させることができ、これにより収差補正機能を十分発揮させつつ、熱的な変化に影響され難いレンズ系を構築することができる。また、一方のレンズをプラスチック材により構成することで、製造性およびコスト面で有利となる。
一方、本実施形態においては、他の態様（下記実施例６参照）として、第１レンズＬ１が、ガラスレンズの一面に樹脂層を付設し、該樹脂層の面のうち該ガラスレンズ側とは反対側の面を非球面としてなる複合型非球面レンズとすることが可能である。このような構成とすることによっても、収差補正機能を十分発揮させつつ、熱的な変化に影響され難いレンズ系を構築することができる。
一方、変倍時において、正の第３レンズＬ３を光軸に沿って縮小側から拡大側に移動させるようにしており、これにより、第３レンズＬ３に補正群としての機能のみならず変倍群としての機能を持たせることができ、変倍全域において、特に非点収差や像面湾曲などの収差の変動を抑制することができ、少ないレンズ枚数で高性能な投写用可変焦点レンズを構成することが可能となるようにしている。
すなわち、広角端から望遠端に向かうにしたがって、第３レンズＬ３を縮小側から拡大側に移動させ、変倍時において、第３レンズＬ３に入射する軸外光線の光線高が余り変化しない高さを保つようにしているので、非点収差などの軸外収差への収差補正効果を常に発揮することができる。同時に、明るさを確保しつつ、非点収差自体も低減させることができる。
また、第５レンズＬ５が負レンズであり、第６レンズＬ６が正レンズであり、第７レンズＬ７が正レンズであるように構成することで、レンズ系縮小側のテレセントリック性を向上させることができる。
上述したように構成されたレンズ枚数を合計すると７枚であり、このように比較的少ないレンズ枚数は、ズームレンズとして構成することも可能であるが、いわゆるバリフォーカルレンズとすることで、より容易に構成しうる。また、その場合には、変倍時におけるレンズ群の連携移動における制約を排除することが可能であるから、変倍時における収差変動を大幅に改善することができる。
ここで、「可変焦点レンズ」とは、いわゆるバリフォーカルレンズとズームレンズの両者を含む概念であり、そのうち、「バリフォーカルレンズ」とは、変倍時において共役長が変化した際に生じるピントのずれに応じたフォーカシング操作が必要となるものである。そして、変倍時の移動群が２群である場合でも、これら２つの移動群が互いに独立に移動することで、各移動レンズ群を連携させるためのカム機構等の複雑なレンズ駆動機構が不要である。
なお、「バリフォーカルレンズ」に比して、「ズームレンズ」は、変倍時において共役長が一定となるように調整し、その共役長の若干のズレ量をフォーカシングレンズにより調整することになるが、変倍時には２つ以上の移動群がズーム用カム機構などを用いて、相互に所定の規則にしたがって移動するものであり、一般に、小型化、軽量化および低廉化の点で不利となる。
また、本実施形態に係る投写型可変焦点レンズにおいては、下記条件式（１）、（２）の少なくとも一方を満足することが好ましい。
−２.２ ＜ ｆ１２／ｆｗ ＜−０.５・・・・（１）
１.０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜３．５・・・・（２）
ここで、
ｆｗ:広角端の全系焦点距離
ｆ１２:前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離
ｆ３:前記第３レンズの焦点距離
−２.２ ＜ ｆ１２／ｆｗ ＜−０.５・・・・（１）
１.０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜３．５・・・・（２）
ここで、
ｆｗ:広角端の全系焦点距離
ｆ１２:前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離
ｆ３:前記第３レンズの焦点距離
ここで、上述した条件式（１）、（２）の技術的意義について説明する。
まず、条件式（１）は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離ｆ１２と、広角端の全系焦点距離ｆｗとの比の値の範囲を規定したものであり、収差補正を良好なものとし、レンズバックとして適切な長さを得るための範囲を規定するための条件式である。
すなわち、この下限を下回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の負の合成屈折力が弱くなりすぎて、レンズバックが短くなり、色合成プリズム等の色合成光学系の挿入が困難となる。一方、この上限を上回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の負の合成屈折力が強くなりすぎて、コマ収差、像面湾曲等の軸外収差を良好に保つのが困難になるばかりか、レンズバックが長くなり、系の大型化につながる。
なお、条件式（１）の作用をさらに効果的に得るためには、下記条件式（１´）を満足することがより好ましい。
−２.０ ＜ ｆ１２／ｆｗ ＜−０.８・・・・（１´）
−２.０ ＜ ｆ１２／ｆｗ ＜−０.８・・・・（１´）
また、条件式（２）は、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３と、広角端の全系焦点距離ｆｗとの比の値の範囲を規定したものであって、第３レンズＬ３のパワーの範囲を規定したものである。
すなわち、この下限を下回ると、第３レンズＬ３のパワーが強くなりすぎて収差補正が困難となる。一方、この上限を上回ると、変倍時の第３レンズＬ３の移動量が大きくなり過ぎ、レンズ系の全長が長くなってしまう。
なお、条件式（２）の作用をさらに効果的に得るためには、下記条件式（２´）を満足することがより好ましい。
１.４ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜３．０・・・・（２´）
１.４ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜３．０・・・・（２´）
また、上述したように、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２のいずれか一方を屈折力の小さい非球面プラスチックレンズとし、他方を負の屈折力のガラスレンズとした場合に、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
｜ｆＰ／ｆＮＰ｜≧３．０・・・・（３）
ここで、
ｆＰ：第１レンズＬ１および第２レンズＬ２のうち、プラスチック材よりなるレンズの焦点距離
ｆＮＰ：第１レンズＬ１および第２レンズＬ２のうち、非プラスチック材よりなるレンズの焦点距離
｜ｆＰ／ｆＮＰ｜≧３．０・・・・（３）
ここで、
ｆＰ：第１レンズＬ１および第２レンズＬ２のうち、プラスチック材よりなるレンズの焦点距離
ｆＮＰ：第１レンズＬ１および第２レンズＬ２のうち、非プラスチック材よりなるレンズの焦点距離
上記条件式（３）は、温度変化による影響を最小限とするためのパワー範囲を規定するための式であり、その下限を下回った場合は、温度変化による影響が大きくなり過ぎる。
また、第４レンズＬ４は、縮小側に凸面を向けた正レンズであることが好ましい。第４レンズＬ４を、このような形状の正レンズとすることで、球面収差などの軸上収差を向上させることができる。
ここで、下記各実施例の投写型可変焦点レンズは、いずれも、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の各面のうち少なくとも１面が非球面とされているものであり、これによって、ディストーションの補正を有利なものとすることができる。なお、その非球面形状は下記非球面式により表わされる。
次に、上述した投写型可変焦点レンズを搭載した投写型表示装置の一例を図３３により説明する。図３３に示す投写型表示装置は、ライトバルブとして透過型液晶パネル１１ａ〜ｃを備え、投写型可変焦点レンズとして上述した実施形態に係る投写型可変焦点レンズ１０を用いている。また、光源とダイクロイックミラー１２の間には、フライアイ等のインテグレータ（図示を省略）が配されており、光源からの白色光は照明光学部を介して、３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）にそれぞれ対応する液晶パネル１１ａ〜ｃに入射されて光変調され、クロスダイクロイックプリズム１４により色合成され、投写型可変焦点レンズ１０により図示されないスクリーン上に投写される。この装置は、色分解のためのダイクロイックミラー１２、１３、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４、コンデンサレンズ１６ａ〜ｃ、全反射ミラー１８ａ〜ｃを備えている。本実施形態の投写型表示装置は、本実施形態に係る投写型可変焦点レンズを用いているので、高変倍可能な構成でありながら、小型化、軽量化および低廉化を図ることができ、また、高い光学性能を維持することができる。
なお、本発明の投写型可変焦点レンズは透過型の液晶表示パネルを用いた投写型表示装置の投写型可変焦点レンズとしての使用態様に限られるものではなく、反射型の液晶表示パネルあるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投写型可変焦点レンズ等として用いることも可能である。
以下、具体的な実施例を用いて、本発明の投写型可変焦点レンズをさらに説明する。
＜第１の実施例群＞
この第１の実施例群は、下記実施例１〜６に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２からなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４からなる第２レンズ群Ｇ２と、第５レンズＬ５〜第７レンズＬ７からなる第３レンズ群Ｇ３とからなり、変倍時において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが互いに独立して移動するように構成されている。
＜第１の実施例群＞
この第１の実施例群は、下記実施例１〜６に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２からなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４からなる第２レンズ群Ｇ２と、第５レンズＬ５〜第７レンズＬ７からなる第３レンズ群Ｇ３とからなり、変倍時において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが互いに独立して移動するように構成されている。
この実施例１にかかる投写型可変焦点レンズは、図１に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、拡大側から順に説明すると、まず第１レンズ群Ｇ１が、パワーの弱い負の両面非球面レンズよりなる第１レンズＬ１、および両凹レンズよりなる第２レンズＬ２からなる。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズよりなる第３レンズＬ３、および両面非球面の両凸レンズ（軸上）よりなる第４レンズＬ４からなる。また、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズよりなる第５レンズＬ５、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第６レンズＬ６、および両凸レンズよりなる第７レンズＬ７からなる。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚに沿って縮小側に移動するとともに、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（レンズ全系の広角端での焦点距離を1.00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と同様に規格化されている；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２〜１６において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄに対応させた数字は拡大側から順次増加するようになっている。
また、表１の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１（第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔：移動１（以下の各表において同じ））、および可変間隔２（第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔：移動２（以下の各表において同じ））が示されており、表１の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例１における上記各条件式に対応する数値を示す。
図１７は実施例１の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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１７および以下の図１８〜３２において、各球面収差図にはｄ線、Ｆ線、Ｃ線の光に対する収差が示されており、各非点収差図にはサジタル像面およびタンジェンシャル像面についての収差が示されており、各倍率色収差図にはｄ線の光に対するＦ線およびＣ線の光についての収差が示されている。
この図１７から明らかなように、実施例１の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．８度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例１の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例２にかかる投写型可変焦点レンズは、図２に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例１と略同様の構成とされているが、第１レンズＬ１がパワーの弱い正の両面非球面レンズよりなる点、２つのマスク３ａ、３ｂ（マスクに替えて開口絞りとすることが可能：以下の実施例において同じ）が第２レンズ群Ｇ２内に配されている点、および第７レンズＬ７が拡大側に凸面を向けた平凸レンズよりなる点、において相違している。
また、実施例１のものと同様に、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚに沿って縮小側に移動するとともに、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表２の上段に示す。
また、表２の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１および可変間隔２が示されており、表２の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例２における上記各条件式に対応する数値を示す。
図１８は実施例２の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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１８から明らかなように、実施例２の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５７．４度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例２の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例３にかかる投写型可変焦点レンズは、図３に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例２と略同様の構成とされているが、第６レンズＬ６が両凸レンズからなり、第５レンズＬ５と互いに接合されて接合レンズを構成している点、および第７レンズＬ７が拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる点、において相違している。
また、実施例２のものと同様に、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚに沿って縮小側に移動するとともに、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表３の上段に示す。
また、表３の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１および可変間隔２が示されており、表３の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例３における上記各条件式に対応する数値を示す。
図１９は実施例３の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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１９から明らかなように、実施例３の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５７．４度と広角で、Ｆ値が２．００と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例３の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例４にかかる投写型可変焦点レンズは、図４に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例１と類似した構成とされているが、第１レンズＬ１が両凹レンズよりなり、第２レンズＬ２がパワーの弱い両面非球面レンズよりなる点、および１つのマスク３が第２レンズ群Ｇ２内に配されている点、において相違している。
また、実施例１のものと同様に、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚに沿って縮小側に移動するとともに、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
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４の上段に示す。
また、表４の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１および可変間隔２が示されており、表４の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例４における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２０は実施例４の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２０から明らかなように、実施例４の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５７．２度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例４の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例５にかかる投写型可変焦点レンズは、図５に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例１と略同様の構成とされているが、第４レンズＬ４が球面レンズにより構成される両凸レンズよりなる点、および１つのマスク３が第２レンズ群Ｇ２内に配されている点において相違している。
また、実施例１のものと同様に、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚに沿って縮小側に移動するとともに、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
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５の上段に示す。
また、表５の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１および可変間隔２が示されており、表５の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例５における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２１は実施例５の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２１から明らかなように、実施例５の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．４度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例５の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例６にかかる投写型可変焦点レンズは、図６に示す如き構成とされている。なお、実施例６は本発明の参考例である。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例５と略同様の構成とされているが、第１レンズＬ１が、縮小側に凹面を向けた負のメニスカス形状の複合非球面レンズ（ガラスレンズの縮小側の面に樹脂膜を付設したものであり、最も縮小側の面が非球面とされている）よりなる点、第２レンズＬ２が拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズからなる点、および第６レンズＬ６が両凸レンズからなる点、において相違している。
また、実施例１のものと同様に、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚに沿って縮小側に移動するとともに、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例６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６の上段に示す。
また、表６の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１および可変間隔２が示されており、表６の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例６における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２２は実施例６の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２２から明らかなように、実施例６の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．６度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例６の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）、（２）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
＜第２の実施例群＞
この第２の実施例群は、下記実施例７、８に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２からなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４からなる第２レンズ群Ｇ２と、第５レンズＬ５〜第７レンズＬ７からなる第３レンズ群Ｇ３とからなり、変倍時において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが互いに独立して移動するように構成されている。
この第２の実施例群は、下記実施例７、８に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２からなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４からなる第２レンズ群Ｇ２と、第５レンズＬ５〜第７レンズＬ７からなる第３レンズ群Ｇ３とからなり、変倍時において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが互いに独立して移動するように構成されている。
この実施例７にかかる投写型可変焦点レンズは、図７に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、拡大側から順に説明すると、まず第１レンズ群Ｇ１が、パワーの弱い両面非球面レンズよりなる第１レンズＬ１、および両凹レンズよりなる第２レンズＬ２からなる。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズよりなる第３レンズＬ３、マスク３、および両凸レンズよりなる第４レンズＬ４からなる。また、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズよりなる第５レンズＬ５、両凸レンズよりなる第６レンズＬ６、および両凸レンズよりなる第７レンズＬ７からなる。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動するとともに、第３レンズ群Ｇ３が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例７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、表７の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２および可変間隔３（第３レンズ群Ｇ３とガラスブロック２との間隔：移動３（下記表８〜１０において同じ））が示されており、表７の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例７における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２３は実施例７の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２３から明らかなように、実施例７の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．６度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例７の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例８にかかる投写型可変焦点レンズは、図８に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例７と略同様の構成とされているが、第４レンズＬ４が縮小側に凸面を向けた両面非球面の正のメニスカスレンズ（軸上）からなる点、および第６レンズＬ６が縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる点、において相違している。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動するとともに、第３レンズ群Ｇ３が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例８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８の上段に示す。
また、表８の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２および可変間隔３が示されており、表８の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例８における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２４は実施例８の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２４から明らかなように、実施例８の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．６度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例８の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
＜第３の実施例群＞
この第３の実施例群は、下記実施例９、１０に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２からなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４からなる第２レンズ群Ｇ２と、第５レンズＬ５〜第７レンズＬ７からなる第３レンズ群Ｇ３とからなり、変倍時において、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群が互いに独立して移動するように構成されている。
この第３の実施例群は、下記実施例９、１０に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２からなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４からなる第２レンズ群Ｇ２と、第５レンズＬ５〜第７レンズＬ７からなる第３レンズ群Ｇ３とからなり、変倍時において、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群が互いに独立して移動するように構成されている。
この実施例９にかかる投写型可変焦点レンズは、図９に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、拡大側から順に説明すると、まず第１レンズ群Ｇ１が、パワーの弱い両面非球面レンズよりなる第１レンズＬ１、および両凹レンズよりなる第２レンズＬ２からなる。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズよりなる第３レンズＬ３、マスク３、および両面非球面の両凸レンズ（軸上）よりなる第４レンズＬ４からなる。また、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズよりなる第５レンズＬ５、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第６レンズＬ６、および両凸レンズよりなる第７レンズＬ７からなる。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚに沿って縮小側に移動し、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動するとともに、第３レンズ群Ｇ３が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例９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、表９の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２および可変間隔３が示されており、表９の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例９における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２５は実施例９の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２５から明らかなように、実施例９の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．６度と広角で、Ｆ値が２．００と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例９の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例１０にかかる投写型可変焦点レンズは、図１０に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例９と略同様の構成とされているが、第４レンズＬ４が球面レンズにより構成される両凸レンズよりなる点において相違している。
また、実施例９のものと同様に、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第１レンズ群Ｇ１が光軸Ｚに沿って縮小側に移動し、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って拡大側に移動するとともに、第３レンズ群Ｇ３が光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例１０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１０の上段に示す。
また、表１０の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２および可変間隔３が示されており、表１０の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例１０における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２６は実施例１０の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２６から明らかなように、実施例１０の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．２度と広角で、Ｆ値が２．１０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例１０の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
＜第４の実施例群＞
この第４の実施例群は、下記実施例１１、１２に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２よりなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３よりなる第２レンズ群Ｇ２と、第４レンズＬ４よりなる第３レンズ群Ｇ３と、第５レンズＬ５〜第７レンズＬ７よりなる第４レンズ群Ｇ４とからなり、変倍時において、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３が互いに独立して移動するように構成されている。
この第４の実施例群は、下記実施例１１、１２に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２よりなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３よりなる第２レンズ群Ｇ２と、第４レンズＬ４よりなる第３レンズ群Ｇ３と、第５レンズＬ５〜第７レンズＬ７よりなる第４レンズ群Ｇ４とからなり、変倍時において、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３が互いに独立して移動するように構成されている。
この実施例１１にかかる投写型可変焦点レンズは、図１１に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、拡大側から順に説明すると、まず第１レンズ群Ｇ１が、パワーの弱い両面非球面レンズよりなる第１レンズＬ１、および両凹レンズよりなる第２レンズＬ２からなる。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズよりなる第３レンズＬ３、およびマスク３からなる。また、第３レンズ群Ｇ３は縮小側に凸面を向けた、両面非球面の正のメニスカスレンズ（軸上）よりなる第４レンズＬ４からなる。また、第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズよりなる第５レンズＬ５、両凸レンズよりなる第６レンズＬ６、および両凸レンズよりなる第７レンズＬ７からなる。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３がともに光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例１１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１１の上段に示す。
また、表１１の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２および可変間隔３（第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔：移動３（下記表１２〜１６において同じ））が示されており、表１１の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例１１における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２７は実施例１１の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２７から明らかなように、実施例１１の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．４度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例１１の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例１２にかかる投写型可変焦点レンズは、図１２に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例１１と略同様の構成とされているが、
第５レンズＬ５と第６レンズＬ６が互いに接合されて接合レンズを構成している点において相違している。
第５レンズＬ５と第６レンズＬ６が互いに接合されて接合レンズを構成している点において相違している。
また、実施例１１のものと同様に、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３がともに、光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例１２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１２の上段に示す。
また、表１２の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２および可変間隔３が示されており、表１２の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例１２における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２８は実施例１２の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２８から明らかなように、実施例１２の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．４度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例１２の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
＜第５の実施例群＞
この第５の実施例群は、下記実施例１３、１４に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２よりなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４よりなる第２レンズ群Ｇ２と、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６よりなる第３レンズ群Ｇ３と、第７レンズＬ７よりなる第４レンズ群Ｇ４とからなり、変倍時において、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３が互いに独立して移動するように構成されている。
この第５の実施例群は、下記実施例１３、１４に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２よりなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４よりなる第２レンズ群Ｇ２と、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６よりなる第３レンズ群Ｇ３と、第７レンズＬ７よりなる第４レンズ群Ｇ４とからなり、変倍時において、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３が互いに独立して移動するように構成されている。
この実施例１３にかかる投写型可変焦点レンズは、図１３に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、拡大側から順に説明すると、まず第１レンズ群Ｇ１が、パワーの弱い両面非球面レンズよりなる第１レンズＬ１、および両凹レンズよりなる第２レンズＬ２からなる。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズよりなる第３レンズＬ３、マスク３、および両凸レンズよりなる第４レンズＬ４からなる。また、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズよりなる第５レンズＬ５および縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第６レンズＬ６からなる。また、第４レンズ群Ｇ４は両凸レンズよりなる第７レンズＬ７からなる。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３がともに、光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例１３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１３の上段に示す。
また、表１３の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２および可変間隔３が示されており、表１３の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例１３における上記各条件式に対応する数値を示す。
図２９は実施例１３の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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２９から明らかなように、実施例１３の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．８度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例１３の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例１４にかかる投写型可変焦点レンズは、図１４に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例１３と略同様の構成とされているが、第４レンズＬ４が縮小側に凸面を向けた両面非球面の正のメニスカスレンズ（軸上）からなる点において相違している。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３がともに光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（バリフォーカルレンズタイプとされている）。
この実施例１４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１４の上段に示す。
また、表１４の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２および可変間隔３が示されており、表１４の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例１４における上記各条件式に対応する数値を示す。
図３０は実施例１４の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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３０から明らかなように、実施例１４の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．６度と広角で、Ｆ値が２．２０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例１４の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
＜第６の実施例群＞
この第６の実施例群は、下記実施例１５、１６に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２からなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３からなる第２レンズ群Ｇ２と、第４レンズＬ４からなる第３レンズ群Ｇ３と、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６からなる第４レンズ群Ｇ４と、第７レンズＬ７よりなる第５レンズ群Ｇ５とからなり、変倍時において、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が互いに独立して移動するように構成されている。
この第６の実施例群は、下記実施例１５、１６に係る投写型可変焦点レンズを含むものであり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２からなる第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズＬ３からなる第２レンズ群Ｇ２と、第４レンズＬ４からなる第３レンズ群Ｇ３と、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６からなる第４レンズ群Ｇ４と、第７レンズＬ７よりなる第５レンズ群Ｇ５とからなり、変倍時において、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が互いに独立して移動するように構成されている。
この実施例１５にかかる投写型可変焦点レンズは、図１５に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、拡大側から順に説明すると、まず第１レンズ群Ｇ１が、パワーの弱い両面非球面レンズよりなる第１レンズＬ１、および両凹レンズよりなる第２レンズＬ２からなる。また、第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズよりなる第３レンズＬ３、およびマスク３からなる。また、第３レンズ群Ｇ３は縮小側に凸面を向けた、両面非球面の正のメニスカスレンズ（軸上）よりなる第４レンズＬ４からなる。また、第４レンズ群Ｇ４は、両凹レンズよりなる第５レンズＬ５、および両凸レンズよりなる第６レンズＬ６からなる。また、第５レンズ群Ｇ５は両凸レンズよりなる第７レンズＬ７からなる。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４がともに光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（ズームレンズタイプとされている）。
この実施例１５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１５の上段に示す。
また、表１５の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２、可変間隔３および可変間隔４（第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔：移動４（下記表１６において同じ））が示されており、表１５の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例１５における上記各条件式に対応する数値を示す。
図３１は実施例１５の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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３１から明らかなように、実施例１５の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．４度と広角で、Ｆ値が２．００と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例１５の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
この実施例１６にかかる投写型可変焦点レンズは、図１６に示す如き構成とされている。
すなわちこの投写型可変焦点レンズは、上記実施例１５と略同様の構成とされているが、第４レンズＬ４が球面レンズにより構成される両凸レンズよりなる点において相違している。
また、変倍時には、広角端から望遠端への移行に伴い、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４がともに光軸Ｚに沿って拡大側に移動する。
また、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる（ズームレンズタイプとされている）。
この実施例１６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１６の上段に示す。
また、表１６の中段には広角端（ワイド）、中間位置（ミドル）および望遠端（テレ）の各々における、可変間隔１、可変間隔２、可変間隔３および可変間隔４が示されており、表１６の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ３〜Ａ１６の値が示されている。
また、表１７に実施例１６における上記各条件式に対応する数値を示す。
図３２は実施例１６の投写型可変焦点レンズの広角端（ワイド）、中間位置（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３２から明らかなように、実施例１６の投写型可変焦点レンズによれば、広角端での画角２ωが５６．２度と広角で、Ｆ値が２．１０と明るく、各収差が良好に補正されている。
また、表１７に示すように実施例１６の投写型可変焦点レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（１´）、（２´）が全て満足されている。
Ｇ１〜Ｇ５ レンズ群
Ｌ１〜Ｌ７ レンズ
Ｒ１〜Ｒ１７ レンズ面等の曲率半径
Ｄ１〜Ｄ１６ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｚ 光軸
１ 画像表示面
２ ガラスブロック（フィルタ部を含む）
３、３ａ、３ｂ マスク（開口絞り）
１０ 投写型可変焦点レンズ
１１ａ〜ｃ 透過型液晶パネル
１２、１３ ダイクロイックミラー
１４ クロスダイクロイックプリズム
１６ａ〜ｃ コンデンサレンズ
１８ａ〜ｃ 全反射ミラー
Ｌ１〜Ｌ７ レンズ
Ｒ１〜Ｒ１７ レンズ面等の曲率半径
Ｄ１〜Ｄ１６ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｚ 光軸
１ 画像表示面
２ ガラスブロック（フィルタ部を含む）
３、３ａ、３ｂ マスク（開口絞り）
１０ 投写型可変焦点レンズ
１１ａ〜ｃ 透過型液晶パネル
１２、１３ ダイクロイックミラー
１４ クロスダイクロイックプリズム
１６ａ〜ｃ コンデンサレンズ
１８ａ〜ｃ 全反射ミラー
Claims (7)
- 全体として７枚のレンズで構成され、最も拡大側に配された２枚のレンズである第１レンズおよび第２レンズは負の合成屈折力を有し、拡大側から３番目に配されたレンズである第３レンズは正の屈折力を有し、拡大側から５番目に配されたレンズである第５レンズは負の屈折力を有し、拡大側から６番目に配されたレンズである第６レンズは正の屈折力を有し、拡大側から７番目に配されたレンズである第７レンズは正の屈折力を有し、さらにレンズ系の縮小側がテレセントリックに構成されており、
前記７枚のレンズが３つ以上のレンズ群に設定されるとともに、このうち３つ以下のレンズ群を独立に移動させて、隣接する各レンズ群の間隔を変化させることにより焦点距離を可変するようにし、
広角端から望遠端へ焦点距離を可変する時には、前記第３レンズが光軸に沿って縮小側から拡大側に移動し、
前記第１レンズまたは前記第２レンズがプラスチック材により形成され、
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする投写型可変焦点レンズ。
｜ｆ１／ｆ２｜≧３．０・・・・（３）
ここで、
ｆ１：前記第１レンズおよび前記第２レンズのうち、プラスチック材よりなるレンズの焦点距離
ｆ２：前記第１レンズおよび前記第２レンズのうち、非プラスチック材よりなるレンズの焦点距離 - 広角端から望遠端へ焦点距離を可変する時に、前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔が不変であり、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１記載の投写型可変焦点レンズ。
−２.２ ＜ ｆ１２／ｆｗ ＜−０.５・・・・（１）
ここで、
ｆｗ:広角端の全系焦点距離
ｆ１２:前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離 - 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の投写型可変焦点レンズ。
１.０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜３．５・・・・（２）
ここで、
ｆｗ:広角端の全系焦点距離
ｆ３:前記第３レンズの焦点距離 - 前記第１レンズおよび前記第２レンズの各面のうち少なくとも１面が非球面とされていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の投写型可変焦点レンズ。
- 拡大側から４番目に配されたレンズである第４レンズは、縮小側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の投写型可変焦点レンズ。
- 前記第１レンズは、ガラスレンズの一面に樹脂層を付設し、該樹脂層の面のうち該ガラスレンズ側とは反対側の面を非球面としてなる複合型非球面レンズであることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の投写型可変焦点レンズ。
- 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項記載の投写型可変焦点レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写型可変焦点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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