JP5512402B2 - 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、投写型表示装置等に搭載される５群で８枚構成の投写用ズームレンズおよびその投写用ズーム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影する投写用ズーム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プリズム等で合成し、投影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。

上述したライトバルブにおいては小型化・高精細化が急激に進み、また、パソコンの普及と相俟って、このような投写型表示装置を用いてプレゼンテーションを行うことの需要も増加しており、利便性や設置性のよい態様のものが望まれているため、投写型表示装置に対して、より高性能で、より小型・軽量なものへの要求が高まってきている。また、これに伴い投写レンズに関しても、より小型、軽量なものであることが強く望まれている。

このような要件を満たす投写用ズームレンズとしては、例えば４〜５群で７〜８枚のレンズにより構成された、下記特許文献１〜３に記載のものが知られている。

しかし、これら特許文献１〜３に記載された投写用ズームレンズは、いずれも第４レンズ群に接合レンズを備えた投写用ズームレンズが記載されており、これにより色収差が良好とされているが、特に像面の倒れを良好に補正することが困難であった。

そこで、本願出願人は、５群構成の投写用ズームレンズにおいて、拡大側から４番目の第４レンズ群に、負レンズとして機能する空気レンズを配することで、このような像面の倒れを良好とするようにした、下記特許文献４、５に記載のものを提案している。

特開２００４−１０９８９６号公報 特開２００４−２７９９５８号公報 特開２００５−１５６９６３号公報 特開２００９−６９５３９号公報 特開２００９−６９５４０号公報

しかしながら、上記特許文献４、５に記載された投写用ズームレンズにおいては、諸収差、特に球面収差とコマ収差の両者をさらに良好に補正することへの要求が高まっていた。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、５群８枚のレンズ構成とされ、小型化、軽量化を図るとともに、諸収差、特に球面収差とコマ収差の両者をバランスよく良好に補正し得る投写用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ものである。

本発明の投写用ズームレンズは、
拡大側から順に、２枚のレンズからなる負の屈折力を有する第１レンズ群と、１枚の正レンズからなる第２レンズ群と、開口絞りと、１枚の正レンズからなる第３レンズ群と、負レンズからなる第４１レンズ、該第４１レンズとの間に負の空気レンズが形成されるように配置された第４２レンズ、および正レンズからなる第４３レンズの３枚のレンズを拡大側からこの順で配列された第４レンズ群と、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズからなる第５レンズ群とからなり、
変倍時には、前記第１レンズ群および前記第５レンズ群が固定されており、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群が光軸方向に移動するように構成されており、そのうち前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は一体となって前記第４レンズ群とは異なる軌跡で移動するように構成されており、
さらに、以下の条件式（１）を満足するように構成されていることを特徴とするものである。
−０．６＜（Ｒ_７２＋Ｒ_７１）／（Ｒ_７２−Ｒ_７１）＜０．６・・・・・（１）
ただし、
Ｒ_７１：前記第４３レンズの拡大側の面の曲率半径
Ｒ_７２：前記第４３レンズの縮小側の面の曲率半径

また、前記投写用ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群の２枚のレンズのうち、拡大側のレンズは少なくとも一面が非球面であり、縮小側のレンズは縮小側に凹面を向けたものであり、前記第２レンズ群の正レンズは拡大側に凸面を向けたものであり、前記第３レンズ群の正レンズは拡大側に凸面を向けたものであり、前記第４レンズ群の３枚のレンズのうち、前記第４１レンズは拡大側に凹面を向けたものであり、前記第４３レンズは縮小側に凸面を向けたものであることが好ましい。

また、前記投写用ズームレンズにおいて、以下の条件式（７）を満足するように構成されていることが好ましい。
３．０＜｜ｆ_１Ａ／ｆｗ｜・・・・・（７）
ただし、
ｆｗ：広角端でのレンズ系全体の焦点距離
ｆ_１Ａ:前記第１レンズ群の拡大側のレンズの焦点距離

また、前記投写用ズームレンズにおいて、フォーカシングは、前記第１レンズ群を光軸方向に移動して行うことが好ましい。

また、前記投写用ズームレンズにおいて、前記空気レンズが両凸形状とされていることが好ましい。

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、上述した投写用ズームレンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写用ズームレンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。

なお、上記「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。

本発明の投写用ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置によれば、以下に示すような作用効果を奏する。

すなわち、本発明の投写用ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置によれば、上記条件式（１）を満足する構成とされたことにより、第４レンズ群を構成する第４３レンズの両面の曲率の関係が所定の範囲に規定され、コマ収差や球面収差を始めとする諸収差を良好に補正することが可能となる。

さらに、上述した本発明の投写用ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置によれば、全体を５群で８枚のレンズにより簡易に構成しており、小型、軽量化の達成が容易である。また、第４レンズ群を、第４１レンズ、第４２レンズおよび第４３レンズの３枚により構成し、この第４１レンズと第４２レンズとの間に負の空気レンズが形成されるように構成しており、この空気レンズの形状の調整により、像面の倒れ等の諸収差を補正することを可能とし得る。

本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図である。 本発明の実施例２に係る投写用ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図である。 本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図である。 本発明の実施例４に係る投写用ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図である。 本発明の実施例５に係る投写用ズームレンズの広角端（ワイド）および望遠端（テレ）における構成を示す概略図である。 実施例１の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）における諸収差（球面収差（Ａ-i）、非点収差（Ａ-ii）、ディストーション（Ａ-iii）および倍率色収差（Ａ-iv））、および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（球面収差（Ｂ-i）、非点収差（Ｂ-ii）、ディストーション（Ｂ-iii）および倍率色収差（Ｂ‐iv））を示す収差図である。 実施例１の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 実施例１の投写用ズームレンズの望遠端（ＴＥＬＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 実施例２の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）における諸収差（球面収差（Ａ-i）、非点収差（Ａ-ii）、ディストーション（Ａ-iii）および倍率色収差（Ａ-iv））、ならびに望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（球面収差（Ｂ-i）、非点収差（Ｂ-ii）、ディストーション（Ｂ-iii）および倍率色収差（Ｂ‐iv））を示す収差図である。 実施例２の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 実施例２の投写用ズームレンズの望遠端（ＴＥＬＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 実施例３の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）における諸収差（球面収差（Ａ-i）、非点収差（Ａ-ii）、ディストーション（Ａ-iii）および倍率色収差（Ａ-iv））、および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（球面収差（Ｂ-i）、非点収差（Ｂ-ii）、ディストーション（Ｂ-iii）および倍率色収差（Ｂ‐iv））を示す収差図である。 実施例３の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 実施例３の投写用ズームレンズの望遠端（ＴＥＬＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 実施例４の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）における諸収差（球面収差（Ａ-i）、非点収差（Ａ-ii）、ディストーション（Ａ-iii）および倍率色収差（Ａ-iv））、および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（球面収差（Ｂ-i）、非点収差（Ｂ-ii）、ディストーション（Ｂ-iii）および倍率色収差（Ｂ‐iv））を示す収差図である。 実施例４の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 実施例４の投写用ズームレンズの望遠端（ＴＥＬＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 実施例５の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）における諸収差（球面収差（Ａ-i）、非点収差（Ａ-ii）、ディストーション（Ａ-iii）および倍率色収差（Ａ-iv））、および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（球面収差（Ｂ-i）、非点収差（Ｂ-ii）、ディストーション（Ｂ-iii）および倍率色収差（Ｂ‐iv））を示す収差図である。 実施例５の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 実施例５の投写用ズームレンズの望遠端（ＴＥＬＥ）におけるコマ収差を示す収差図である。 本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。

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。なお、実施例１〜４は本発明の実施例であり、実施例５は本発明に関する参考例である。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）の投写用ズームレンズは、拡大側から順に、２枚のレンズからなる負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１と、１枚の正レンズからなる第２レンズ群Ｇ_２と、開口絞り３と、１枚の正レンズからなる第３レンズ群Ｇ_３と、負レンズからなる第４１レンズ、該第４１レンズとの間に負の空気レンズが形成されるように配置された第４２レンズ、および正レンズからなる第４３レンズの３枚のレンズを拡大側からこの順で配列された第４レンズ群Ｇ_４と、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズからなる第５レンズ群Ｇ_５とからなり、縮小側がテレセントリックに構成されており、その後段には、色合成プリズムを主とするガラスブロック（フィルタ部を含む）２および液晶表示パネル等ライトバルブの画像表示面１が配設される。なお、図中Ｚは光軸を表している。

以下の実施例１〜５における各レンズ群Ｇ_１〜Ｇ_５の主たる構成は以下のようになっている。すなわち、第１レンズ群Ｇ_１は、拡大側より、少なくとも１面が非球面からなる非球面レンズ（プラスチック製）よりなる第１レンズＬ_１、および縮小側に凹面を向けた負レンズよりなる第２レンズＬ_２からなる。また、第２レンズ群Ｇ_２は、拡大側に凸面を向けた正レンズよりなる第３レンズＬ_３のみからなる。また、第３レンズ群Ｇ_３は、拡大側に凸面を向けた正レンズよりなる第４レンズＬ_４のみからなる。また、第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側に凹面を向けた負レンズよりなる第５レンズＬ_５、第５レンズＬ_５との間に負の空気レンズが形成されるように配置されたレンズよりなる第６レンズＬ_６、および縮小側に凸面を向けた正レンズよりなる第７レンズＬ_７からなり、全体として、正の屈折力（実施例５）または負の屈折力（実施例１〜４）を有する。なお、第１レンズ群Ｇ _１ が、少なくとも１面を非球面とされたレンズを含むことが、レンズ径の小さな非球面レンズにより収差補正を良好なものとすることができる。また、第５レンズ群Ｇ_５は、拡大側に凸面を向けた正レンズよりなる第８レンズＬ_８のみからなる。このように構成された結果、第４レンズ群Ｇ_４を構成する第５レンズＬ_５と第６レンズＬ_６との間には、負の空気レンズ（下記実施例では両凸形状）Ｌｎが形成されることになる。

このように、第４レンズ群Ｇ_４における、第５レンズＬ_５と第６レンズＬ_６との間に負の空気レンズＬｎを形成することにより、像面の倒れを補正することが可能となる。

なお、この負の空気レンズＬｎは、両凸形状とされた場合に、その補正機能がより向上するものである。

また、ズーミング時において、第３レンズ群Ｇ_３と一体的に開口絞り３（マスクとすることも可）が移動するように構成されていることが好ましい（実施例１〜５に対応）。

本実施形態の投写用ズームレンズにおいては、上述したように、ネガティヴリード型のズームレンズとされているため、広角化を図り易く、また適正な長さのバックフォーカスを確保することが可能である。

また、本実施形態の投写用ズームレンズは、変倍時において、３つのレンズ群（実施例１〜５では、第２レンズ群Ｇ_２、第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４を光軸方向に移動させることにより、ズーム機能を有する構成とされている。このように、移動群を、第２レンズ群Ｇ_２、第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４の３つのレンズ群とすることにより、収差補正をより良好なものとすることができる。この場合において、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３を一体的に移動させることにより、駆動機構の簡略化等を図ることができ、かつ収差補正をより良好なものとすることができる。

また、広角端から望遠端への変倍に際し、移動レンズ群は、いずれも拡大側に移動するように構成することが好ましい。本実施形態のものでは、このように構成することにより、より変倍比を大きく設定することが可能となる。

ただし、これは、上記移動レンズ群の各々について、広角端での位置よりも望遠端での位置の方が、より拡大側に設定されていることを意味しているのであって、中間領域において一旦縮小側に移動することを排除するものではない。

また、フォーカス調整は、第１レンズ群Ｇ_１を光軸方向に移動させることにより行うことが好ましいが、その他のレンズ群を移動することも可能である。

また、本実施形態に係る第１態様の投写用ズームレンズは、下記条件式（１）を満足するように構成されている。
−０．６＜（Ｒ_７２＋Ｒ_７１）／（Ｒ_７２−Ｒ_７１）＜０．６・・・・・（１）
ただし、
Ｒ_７１：第７レンズＬ_７（第４３レンズ）の拡大側の面の曲率半径
Ｒ_７２：第７レンズＬ_７（第４３レンズ）の縮小側の面の曲率半径

また、本実施形態に係る第２態様の投写用ズームレンズは、下記条件式（２）、（３）を満足するように構成されている。
−０．８５＜（Ｒ_７２＋Ｒ_７１）／（Ｒ_７２−Ｒ_７１）＜０．８５・・・・・（２）
−６．０＜ｆ_４／ｆ_５・・・・・（３）
ただし、
Ｒ_７１：第７レンズＬ_７（第４３レンズ）の拡大側の面の曲率半径
Ｒ_７２：第７レンズＬ_７（第４３レンズ）の縮小側の面の曲率半径
ｆ_４:第４レンズ群Ｇ_４の焦点距離
ｆ_５:第５レンズ群Ｇ_５の焦点距離

また、本実施形態に係る第３態様の投写用ズームレンズは、下記条件式（４）、（５）を満足するように構成されている。
−６．０＜ｆｎ／ｆｗ＜−２．０・・・・・（４）
−１１．０＜ｆ_４／ｆ_２・・・・・（５）
ただし、
ｆｎ：空気レンズＬｎの焦点距離
ｆｗ：広角端でのレンズ系全体の焦点距離
ｆ_２:第２レンズ群Ｇ_２の焦点距離
ｆ_４:第４レンズ群Ｇ_４の焦点距離

また、本実施形態に係る第４態様の投写用ズームレンズは、下記条件式（６）を満足するように構成されている。
−２４．０＜ｆ_４／ｆｗ＜−６．０・・・・・（６）
ただし、
ｆｗ：広角端でのレンズ系全体の焦点距離
ｆ_４:第４レンズ群Ｇ_４の焦点距離

さらに、上記いずれかの態様の投写用ズームレンズにおいては、下記条件式（７）、（８）を満足するように構成されていることが好ましい。
３．０＜｜ｆ_１Ａ／ｆｗ｜・・・・・（７）
−２０．０＜ｆｎ／ｆｗ＜−０．５・・・・・（８）
ただし、
ｆｗ：広角端でのレンズ系全体の焦点距離
ｆ_１Ａ:第１レンズ群Ｇ_１の第１レンズＬ_１の焦点距離
ｆｎ：空気レンズＬｎの焦点距離

ここで、上述した条件式（１）〜（８）の技術的意義について説明する。

まず、条件式（１）および（２）は、第４レンズ群Ｇ_４の最も縮小側のレンズである第７レンズＬ_７の両面の曲率半径の和を、これら両面の曲率半径の差で除したものであり、球面収差やコマ収差を良好に補正するための条件を規定するものである。
すなわち、この条件式（１）や条件式（２）の上限を上回るとコマ収差が悪化し、下限を下回ると球面収差が悪化する。

なお、このような観点から、条件式（１）に替えて、下記条件式（１´）を満足することが望ましく、下記条件式（１´´）を満足することがさらに望ましい。
−０．２＜（Ｒ_７２＋Ｒ_７１）／（Ｒ_７２−Ｒ_７１）＜０．２・・・・・（１´）
−０．１＜（Ｒ_７２＋Ｒ_７１）／（Ｒ_７２−Ｒ_７１）＜０．１・・・・・（１´´）

また、条件式（３）は、第４レンズ群Ｇ_４の焦点距離を第５レンズ群Ｇ_５の焦点距離で除した範囲を規定するものであり、収差全般を良好に補正するための条件を示すものである。すなわち、条件式（３）の下限を下回ると、第５レンズ群Ｇ_５のパワーが大きくなり過ぎて、収差全般を良好に補正することが困難となる。

また、上記条件式（４）は、収差補正を良好なものとし得る上記空気レンズのパワーの範囲を規定するものである。すなわち、条件式（４）の下限を下回った場合は、収差補正、特にサジタル方向の像面補正が困難となる。一方、その上限を上回った場合は、収差補正、特にコマ収差の補正が困難となる。

なお、このような観点から、条件式（４）に替えて、下記条件式（４´）を満足することが望ましい。
−５．０＜ｆｎ／ｆｗ＜−２．０・・・・・（４´）

また、条件式（５）は、第４レンズ群Ｇ_４の焦点距離を第２レンズ群Ｇ_２の焦点距離で除したものであり、収差全般を良好に補正するための条件を示すものである。すなわち、条件式（５）の下限を下回ると、第２レンズ群Ｇ_２のパワーが大きくなり過ぎて、収差全般を良好に補正することが困難となる。

なお、このような観点から、条件式（５）に替えて、下記条件式（５´）を満足することが望ましく、下記条件式（５´´）を満足することがさらに望ましい。
−８．０＜ｆ_４／ｆ_２＜０.０・・・・・（５´）
−７．０＜ｆ_４／ｆ_２＜−３．０・・・・・（５´´）

また、条件式（６）は、第４レンズ群Ｇ_４のパワーを規定するものであり、第４レンズ群Ｇ_４が負のパワーを有する場合に適用される条件を示すものである。すなわち、この条件式（６）の下限を下回った場合には、第４レンズ群Ｇ_４のパワー強くなりすぎて収差の補正が困難となり、一方、その上限を上回った場合には、第４レンズ群Ｇ_４のパワーが弱くなりすぎて、装置の大型化につながり、また画角を広画角化することが困難となる。

なお、このような観点から、条件式（６）に替えて、下記条件式（６´）を満足することが望ましい。
−１５．０＜ｆ_４／ｆｗ＜−７．０・・・・・（６´）

また、条件式（７）は、第１レンズ群Ｇ_４の拡大側のレンズである第１レンズＬ_１のパワーを規定するものであり、収差全般を良好に補正するための条件を示すものである。すなわち、条件式（７）の下限を下回ると、非球面レンズである第１レンズＬ_１のパワーが大きくなり過ぎて、特にプラスチックで構成されている場合には、温度変化に伴う収差の変動が過大となる。

なお、このような観点から、条件式（７）に替えて、下記条件式（７´）を満足することが望ましく、下記条件式（７´´）を満足することがさらに望ましい。
５.０＜｜ｆ_１Ａ／ｆｗ｜＜２０．０・・・・・（７´）
７.０＜｜ｆ_１Ａ／ｆｗ｜＜１５．０・・・・・（７´´）

また、条件式（８）は、第４レンズ群Ｇ_４の上記空気レンズＬｎのパワーを規定するものであり、特に、コマ収差とサジタルフレアの補正を良好なものとするための条件式である。すなわち、この条件式（８）の下限を下回るとサジタルフレアの補正が困難となり、一方、その上限を上回るとコマ収差の補正が困難となる。
−１０.０＜ｆｎ／ｆｗ＜−１.０・・・・・（８´）
−５．０＜ｆｎ／ｆｗ＜−２．０・・・・・（８´´）

ここで、下記各実施例の投写用ズームレンズは、いずれも非球面レンズを含むものであり、その非球面形状は下記非球面式により表わされる。

次に、上述した投写用ズームレンズを搭載した投写型表示装置の一例を図２１により説明する。図２１に示す投写型表示装置３０は、ライトバルブとして透過型液晶パネル１１ａ〜ｃを備え、投写用ズームレンズ１０として上述した実施形態に係る投写用ズームレンズを用いている。また、光源１５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、色合成され投写用ズームレンズ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用ズーム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、本発明の投写用ズームレンズは透過型の液晶表示パネル等を用いた投写型表示装置の投写用ズームレンズとしての使用態様に限られるものではなく、反射型の液晶表示パネル等あるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投写用ズーム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、本発明の投写用ズームレンズをさらに説明する。

＜実施例１＞
この実施例１にかかる投写用ズームレンズは、前述したように図１に示す如き構成とされている。すなわちこの投写用ズームレンズは、拡大側から順に、両面が非球面からなる非球面レンズ（プラスチック製）よりなる第１レンズＬ_１および両凹レンズよりなる第２レンズＬ_２をこの順に拡大側より配列してなる負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１と、両凸レンズである第３レンズＬ_３のみからなる第２レンズ群Ｇ_２と、開口絞り３と、両凸レンズである第４レンズＬ_４のみからなる第３レンズ群Ｇ_３と、両凹レンズからなる第５レンズＬ_５、この第５レンズＬ_５との間に負の空気レンズ（両凸形状）Ｌｎが形成されるように配置された、拡大側に凹面を向けた正のメニスカス形状の第６レンズＬ_６、および両凸レンズからなる第７レンズＬ_７の３枚のレンズを拡大側からこの順で配列された負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ_４と、拡大側に凸面を向けた平凸レンズである第８レンズＬ_８のみからなる第５レンズ群Ｇ_５とからなり、縮小側がテレセントリックに構成されており、その後段には、色合成プリズムを主とするガラスブロック（フィルタ部を含む）２および液晶表示パネル等ライトバルブの画像表示面１が配設される。なお、図中Ｚは光軸を表している。

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Ｇ_２、第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４が、拡大側に移動するが、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３は一体的に移動する。また、開口絞り３も、第２レンズ群Ｇ_２および第３レンズ群Ｇ_３と一体的に移動する。なお、開口絞り３に替えて、または開口絞り３と共にマスクが配設されていても良い。
また、フォーカス調整は、第１レンズ群Ｇ_１を光軸Ｚ方向に移動させることにより行われる。

この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよびアッベ数ν_ｄを表１の上段に示す。なお、この表１および後述する表２〜６において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎ_ｄ、ν_ｄ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の最上段には、焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、Ｆｎｏ．、画角２ωが示されている（後述する表２〜６において同じ）。

また、表１の中段には、広角端（ワイド）および望遠端（テレ）の各場合における、可変間隔１（第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間隔）、可変間隔２（第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間隔）および可変間隔３（第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５との間隔）が示されており（後述する表２〜６において同じ）、表１の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１０の値が示されている（後述する表２〜６において同じ）。

また、表６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６は実施例１の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）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）を示す収差図であり、図７は実施例１の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）におけるコマ収差を示す収差図であり、図８は実施例１の投写用ズームレンズの望遠端（テレ）におけるコマ収差を示す収差図である。なお、図６および以下の図９、図１２、図１５および図１８において、各球面収差図には550nm、460nmおよび620nm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550nmの光に対する460nmおよび620nmの光についての収差が示されている。

この図６〜８から明らかなように、実施例１の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５６．４度と広角で、Ｆ値が２．０と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表６に示すように実施例１の投写用ズームレンズによれば、条件式（１）〜（８）、（１´）、（４´）〜（８´）および（１´´）、（５´´）、（７´´）、（８´´）が満足されている。

＜実施例２＞
実施例２に係る投写用ズームレンズの概略構成を図２に示す。この実施例２にかかる投写用ズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされている。
この実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよびアッベ数ν_ｄを表２に示す。

また、表６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９は実施例２の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）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）を示す収差図であり、図１０は実施例２の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）におけるコマ収差を示す収差図であり、図１１は実施例２の投写用ズームレンズの望遠端（テレ）におけるコマ収差を示す収差図である。

この図９〜１１から明らかなように、実施例２の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５６．８度と広角で、Ｆ値が２．０と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表６に示すように実施例２の投写用ズームレンズによれば、条件式（１）〜（８）、（１´）、（４´）〜（８´）および（１´´）、（５´´）、（７´´）、（８´´）が満足されている。

＜実施例３＞
実施例３に係る投写用ズームレンズの概略構成を図３に示す。この実施例３にかかる投写用ズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされている。
この実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよびアッベ数ν_ｄを表３に示す。

また、表６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１２は実施例３の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）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）を示す収差図であり、図１３は実施例３の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）におけるコマ収差を示す収差図であり、図１４は実施例３の投写用ズームレンズの望遠端（テレ）におけるコマ収差を示す収差図である。

この図１２〜１４から明らかなように、実施例３の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５６．４度と広角で、Ｆ値が２．０と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表６に示すように実施例３の投写用ズームレンズによれば、条件式（１）〜（８）、（１´）、（４´）〜（８´）および（１´´）、（５´´）、（７´´）、（８´´）が満足されている。

＜実施例４＞
実施例４に係る投写用ズームレンズの概略構成を図４に示す。この実施例４にかかる投写用ズームレンズは、実施例３のものとは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（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよびアッベ数ν_ｄを表４に示す。

また、表６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１５は実施例４の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）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）を示す収差図であり、図１６は実施例４の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）におけるコマ収差を示す収差図であり、図１７は実施例４の投写用ズームレンズの望遠端（テレ）におけるコマ収差を示す収差図である。

この図１５〜１７から明らかなように、実施例４の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５６．４度と広角で、Ｆ値が２．０と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表６に示すように実施例４の投写用ズームレンズによれば、条件式（１）〜（８）、（１´）、（４´）〜（８´）および（１´´）、（５´´）、（７´´）、（８´´）が満足されている。

＜実施例５＞
実施例５に係る投写用ズームレンズの概略構成を図５に示す。この実施例５にかかる投写用ズームレンズは、実施例１のものとは略同様の構成とされているが、第４レンズ群Ｇ_４が正の屈折力を有する点において相違している。
この実施例５における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよびアッベ数ν_ｄを表５に示す。

また、表６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１８は実施例５の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）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）を示す収差図であり、図１９は実施例５の投写用ズームレンズの広角端（ワイド）におけるコマ収差を示す収差図であり、図２０は実施例５の投写用ズームレンズの望遠端（テレ）におけるコマ収差を示す収差図である。

この図１８〜２０から明らかなように、実施例５の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５６．４度と広角で、Ｆ値が２．０と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表６に示すように実施例５の投写用ズームレンズによれば、条件式（２）〜（５）、（７）、（８）、（４´）、（７´）、（８´）、および（７´´）、（８´´）が満足されている。

Ｇ_１〜Ｇ_５ レンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_８ レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_１９ レンズ面等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_１８ 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 開口絞り
１０ 投写用ズームレンズ
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
１５ 光源
１６ａ〜ｃ コンデンサレンズ
１８ａ〜ｃ 全反射ミラー
２０ 光源

Claims (6)

1. 拡大側から順に、２枚のレンズからなる負の屈折力を有する第１レンズ群と、１枚の正レンズからなる第２レンズ群と、開口絞りと、１枚の正レンズからなる第３レンズ群と、負レンズからなる第４１レンズ、該第４１レンズとの間に負の空気レンズが形成されるように配置された第４２レンズ、および正レンズからなる第４３レンズの３枚のレンズを拡大側からこの順で配列された第４レンズ群と、拡大側に凸面を向けた１枚の正レンズからなる第５レンズ群とからなり、
   変倍時には、前記第１レンズ群および前記第５レンズ群が固定されており、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群が光軸方向に移動するように構成されており、そのうち前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は一体となって前記第４レンズ群とは異なる軌跡で移動するように構成されており、
   さらに、以下の条件式（１）を満足するように構成されていることを特徴とする投写用ズームレンズ。
   −０．６＜（Ｒ_７２＋Ｒ_７１）／（Ｒ_７２−Ｒ_７１）＜０．６・・・・・（１）
   ただし、
   Ｒ_７１：前記第４３レンズの拡大側の面の曲率半径
   Ｒ_７２：前記第４３レンズの縮小側の面の曲率半径
2. 前記第１レンズ群の２枚のレンズのうち、拡大側のレンズは少なくとも一面が非球面であり、縮小側のレンズは縮小側に凹面を向けたものであり、前記第２レンズ群のレンズは拡大側に凸面を向けたものであり、前記第３レンズ群のレンズは拡大側に凸面を向けたものであり、前記第４レンズ群の３枚のレンズのうち、前記第４１レンズは拡大側に凹面を向けたものであり、前記第４３レンズは縮小側に凸面を向けたものであることを特徴とする請求項１記載の投写用ズームレンズ。
3. 以下の条件式（７）を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の投写用ズームレンズ。
   ３．０＜｜ｆ_１Ａ／ｆｗ｜・・・・・（７）
   ただし、
   ｆｗ：広角端でのレンズ系全体の焦点距離
   ｆ_１Ａ:前記第１レンズ群の拡大側のレンズの焦点距離
4. 前記空気レンズが両凸形状とされていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
5. フォーカシングは、前記第１レンズ群を光軸方向に移動して行うことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
6. 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１〜５のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写用ズームレンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。

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