JP6268763B2

JP6268763B2 - 投射用ズームレンズおよび画像表示装置

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Publication number: JP6268763B2
Application number: JP2013125828A
Authority: JP
Inventors: 高士窪田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2033-06-14
Also published as: JP2015001610A

Description

この発明は、投射用ズームレンズおよび画像表示装置に関する。

画像表示装置はプロジェクタ装置として実施できる。

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。

拡大投射される投射用画像を「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（ＤＭＤ）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では、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。

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。

投射用ズームレンズは従来から、高変倍率化、広画角化、高性能化が追求されてきた。

「画像の投射に用いられる投射用レンズ」では、近来、結像光線として「斜光線」を用いるものが普及しつつある（特許文献１、２）。

一般の「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るから、レンズ光軸を中心とする大きな撮影領域が可能である。

斜光線を結像光線とする投射用レンズでは、画像投射領域として利用できるのは「レンズ光軸を中心とする大きな領域」の一部である。

投射用ズームレンズの高変倍率化、高性能化と共に広画角化が追求される所以である。

投射用ズームレンズはまた、画像表示素子の表示面に表示された投射用画像の拡大像を表示するものである。

従って、歪曲収差や色収差を初めとする各種の収差が良好に補正されていないと、投射された拡大画像が良好なものにならない。
投射用ズームレンズの高性能化が求められる所以である。

この発明は、新規で性能良好な投射用ズームレンズの実現を課題とする。

この発明の投射用ズームレンズは、画像表示素子の表示面に表示された投射用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投射用ズームレンズであって、拡大側から縮小側へ向かって順次、第１レンズ群ないし第６レンズ群を配した６レンズ群構成であり、第１レンズ群は負の屈折力を有し、第２レンズ群は負の屈折力を有し、第３レンズ群は正の屈折力を有し、第４レンズ群は正の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、隣合うレンズ群同士の間隔が変化し、前記第１レンズ群が固定で、前記第２レンズ群は縮小側にカーブを描くように縮小側に移動した後拡大側に移動し、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３、第４レンズ群の焦点距離：ｆ４が、条件：
（４）１．７＜ｆ３／ｆ４＜５．０
を満足することを特徴とする。

この発明に依れば、新規で性能良好な投射用ズームレンズを実現できる。

実施例１の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。実施例１の投射用ズームレンズの収差曲線図である。実施例２の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。実施例２の投射用ズームレンズの収差曲線図である。実施例３の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。実施例３の投射用ズームレンズの収差曲線図である。実施例４の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。実施例４の投射用ズームレンズの収差曲線図である。実施例５の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。実施例５の投射用ズームレンズの収差曲線図である。実施例６の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。実施例６の投射用ズームレンズの収差曲線図である。実施例７の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。実施例７の投射用ズームレンズの収差曲線図である。実施例８の投射用ズームレンズの構成を示す断面図である。実施例８の投射用ズームレンズの収差曲線図である。画像表示装置としてのプロジェクタ装置の概略構成図である。

以下、発明を実施する形態を説明する。

この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。
この発明の投射用ズームレンズも、被投射面に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、図９、図１１、図１３、図１５に、投射用ズームレンズの実施の形態を８例示す。

これら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ないし８に相当する。
上記各図において、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、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群、第６レンズ群をこの順序で、それぞれ符号Ｇ１ないしＧ６で示す。

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レンズ群Ｇ１ないし第６レンズ群Ｇ６を配した６レンズ群構成である。

また、第３レンズ群Ｇ３以下に「開口絞り」が配置されている。

各レンズ群におけるレンズには、以下の符号を付する。

即ち、第ｉレンズ群において、拡大側から数えて第ｊ番目のレンズを符号「Ｌｉｊ」で表す。

さらに、上記各図において、符号ＣＧは「画像表示素子（ライトバルブ）のカバーガラス」を示す。
これら実施の形態・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い。

上記各図の、上段の図は「広角端におけるレンズ群配置（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（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矢印は、広角端から望遠端への変倍の際の、第２レンズ群Ｇ２ないし第６レンズ群Ｇ６の変位の方向を示す。

これらの実施の形態において、第１レンズ群は「広角端から望遠端への変倍」に際して固定である。

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と第２レンズ群Ｇ２とは共に「負の屈折力」を有する。

第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は共に「正の屈折力」を有する。
即ち、第１レンズ群Ｇ１ないし第４レンズ群Ｇ４の屈折力配分は「負・負・正・正」である。

以下において「負の屈折力を持つレンズ群」を「負群」とも言い、「正の屈折力を持つレンズ群」を「正群」とも言う。

第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６のうちの少なくとも一方は「負の屈折力」を持つことが好ましい。

第５、第６レンズ群の少なくとも１方に「負の屈折力」を持たせることは、変倍時のピントずれの補正と、画面全面での解像平坦性の均一化に有効である。
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い。

この発明の投射用ズームレンズでも、第１レンズ群Ｇ１ないし第４レンズ群Ｇ４の屈折力分布を「負・負・正・正」として「負レンズ群を先行」させている。

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、従って、投射用ズームレンズをコンパクトに実現可能である。

また、画像投射時の、第２レンズ群から第１レンズ群への「光束の跳上げ角」を小さく抑えることができる。

即ち、画像投射時には、ライトバルブ側からの投射光束（斜光線による結像光束）が、第４レンズ群Ｇ４側から第１レンズ群Ｇ１側へ導光される。

その際、第３レンズ群Ｇ３からの投射光束の発散角を、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２で無理なく拡大できる。

そして、第２レンズ群Ｇ２から第１レンズ群Ｇ１へ受け渡される投射光束の跳上げ角が小さく抑えられる。

従って、第１レンズ群Ｇ１からの射出する投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。

この発明の投射用ズームレンズは、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３、第４レンズ群の焦点距離：ｆ４が、条件（４）を満足する。

条件（４）は「変倍の際の諸収差を最適にする」ための条件である。

条件（４）の範囲外では、第３レンズ群と第４レンズ群との「屈折力のバランス」が崩れる。

その結果、第４レンズ群の屈折力が弱くなるか、第３レンズ群の屈折力強くなり、変倍時の諸収差が大きくなる。
特に、軸上色収差と球面収差が大きく成りがちである。

条件（４）を満足することにより、変倍の際の収差補正を最適化でき、軸上色収差、球面収差を初めとする諸収差の残存を有効に回避できる。

この発明の投射用ズームレンズは、上述の構成に加えて以下の条件（１）ないし（３）及び（５）の１以上を満足させることにより、さらに良好な性能を実現できる。

（１）１１．６ ≦ＯＡＬ／Ｙ’＜１５．０
（２）０．１＜ｆ１／ｆ２＜０．８
（３）０．０＜｜Ｄ６／ｆ６｜＜０．２
（５）０．１＜｜Ｄ３／Ｄ４｜＜０．７
これらの条件（１）ないし（３）および（５）において、各パラメータの記号の意味は以下のとおりである。

「ＯＡＬ」は、画像表示素子の表示面から投射用ズームレンズの最も拡大側のレンズ面までの光軸上の距離であり、「Ｙ’」は像高である。

投射用ズームレンズにより、投射用画像が被投射面に拡大して表示されるとき、表示された「投射画像」と投射用画像とは共役関係になる。

この関係を逆に見ると、投射画像を物体と見ると投射用画像は像になる。このように投射用画像を像としてみたときの像高が、上記像高：Ｙ’である。

「ＯＡＬ」は、画像表示素子の表示面から投射用ズームレンズの最も拡大側のレンズ面までの光軸上の距離であり投射用ズームレンズに対して一義的に定まる。

従って、条件（１）は、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１が固定であることが前提である。

「ｆ１」は、第１レンズ群の焦点距離、「ｆ２」は、第２レンズ群の焦点距離を表す。

「Ｄ６」は、第６レンズ群の広角端から望遠端への変倍に際する移動量、「ｆ６」は、第６レンズ群の焦点距離を表す。

「Ｄ３」は、第３レンズ群の広角端から望遠端への変倍に際する移動量、「Ｄ４」は、第４レンズ群の広角端から望遠端への変倍に際する移動量を表す。

条件（１）のパラメータ：ＯＡＬ／Ｙ’は、画像表示素子（ライトバルブ）までのスペースも含めた投射用ズームレンズのコンパクト性を表すものとなっている。

このパラメータが小さいほど、投射用ズームレンズはコンパクトであると言える。

因みに、特許文献１記載の投射用ズームレンズでは、パラメータ：ＯＡＬ／Ｙ’は２４、特許文献２記載の投射用ズームレンズでは１７である。

この発明の投射用ズームレンズでは、条件（１）を満足させることにより、投射用ズームレンズを、特許文献１、２記載のものよりもさらにコンパクト化できる。

条件（２）は、特に非点収差、像面湾曲の良好な補正に有効な条件である。

条件（２）の上限を超える場合は、第１レンズ群の屈折力（１／ｆ１）が絶対値で相対的に小さくなり、像面湾曲が大きくなりやすい。
条件（２）の下限を超える場合は、第１レンズ群の屈折力が絶対値で相対的に大きくなり、非点隔差が大きくなり易い。

条件（２）を満足することにより、非点収差補正の最適解が得られ、像面湾曲増大も有効に抑制可能となる。

条件（３）は、第６レンズ群の焦点距離と「変倍に際しての移動量」を最適にする条件である。
即ち、条件（３）を満足しない場合、第６レンズ群の屈折力が強くなるか、第６レンズ群の変倍に際しての移動量が大きくなる。

何れの場合も、特に「変倍時の非点収差とコマ収差」が大きくなる傾向となる。

条件（５）は、バリエータである第３レンズ群とコンペンセータである第４レンズ群の「変倍に際しての移動量」について最適にする条件である。
条件（５）の上限または下限を超えると、第３レンズ群、または第４レンズ群の「変倍に際しての移動量」が過大となる。

このため、屈折力のバランスが崩れ易く、変倍の際に諸収差が大きく発生し易くなる。

条件（５）を満足することにより、変倍の際にも「最適な収差」を得ることが可能となる。

ズームレンズの具体的な実施例を挙げる前に、図１７を参照して、「画像表示装置」としてのプロジェクタ装置の実施の１形態を簡単に説明する。

図１７に示すプロジェクタ装置１は、ライトバルブ３として、微小ミラーデバイスであるＤＭＤを採用した例である。

プロジェクタ装置１は、照明系２と、ライトバルブであるＤＭＤ３と、投射光学系である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、請求項１ないし８の任意の１に記載されたもの、具体的には実施例１ないし８の何れかのものを用いる。

照明系２から「Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）３色の光」を、時間的に分離してＤＭＤ３に照射する。

そして、各色の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「投射されるべき投射用画像」が表示され、該投射用画像により変調された光が、投射光束として投射用ズームレンズ４に入射する。

そして、投射用ズームレンズ４により被投射面であるスクリーン５に「投射用画像の拡大画像」が投射される。

即ち、投射用ズームレンズは、投射用画像を被投射面に投射して拡大表示する。

照明系２は、光源２１、コンデンサーレンズＣＬ、ＲＧＢカラーホイールＣＷ、ミラーＭ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。
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ＣＬ、ＲＧＢカラーホイールＣＷとミラーＭとは「照明光学系」を構成する。

実施例１ないし８の投射用ズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、第３レンズ群Ｇ３ないし第６レンズ群Ｇ６が拡大側に移動する。
従って、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、具体的な実施例を挙げる。

以下に、この発明の投射用ズームレンズの具体的な実施例を８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。

非球面は、周知の次式により表される。

Ｘ＝(Ｈ^２／Ｒ)／[１＋{１−Ｋ(Ｈ／ｒ)^２}^１／２］
＋Ｃ４・Ｈ^４＋Ｃ６・Ｈ^６＋Ｃ８・Ｈ^８＋Ｃ１０・Ｈ^１０＋・・・。

この式において、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ないし８の何れにおいても、前述の如く、ライトバルブとしてはＤＭＤが想定され、ＤＭＤはカバーガラスＣＧを有する。

また、前述の如く、以下の全ての実施例において、第１レンズ群は「広角端から望遠端への変倍」に際して固定である。

以下において、メニスカスレンズの形状を表現するのに、例えば「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」等を「拡大側に凸の正レンズ」と略記する。

「実施例１」
実施例１の投射用ズームレンズは、図１に示したものである。

図１に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１１ないしＬ１３で構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１ないしＬ２４で構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は１枚のレンズＬ３１で構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は２枚のレンズＬ４１とＬ４２で構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は２枚のレンズＬ５１とＬ５２で構成されている。

第６レンズ群Ｇ６は２枚のレンズＬ６１とＬ６２で構成されている。

広角端から望遠端に変倍する際、第２レンズ群Ｇ２は縮小側に緩やかなカーブを描くように移動し、第３レンズ群Ｇ３ないし第６レンズ群Ｇ６は拡大側に移動する。

第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負レンズＬ１１、光軸近傍で拡大側に凹でレンズ周辺部分が縮小側に変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１２、拡大側に凸の負レンズＬ１３で構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は負群で、両凸レンズＬ２１、両凹レンズＬ２２、縮小側に凸の正レンズＬ２３、拡大側に凹の負レンズＬ２４で構成されている。

レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は正群で、１枚の正レンズＬ３１で構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は正群で、２枚の正レンズＬ４１とＬ４２で構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は負群で、縮小側に凹の負レンズＬ５１と両凸レンズＬ５２で構成されている。レンズＬ５１とレンズＬ５２は接合されている。

第６レンズ群Ｇ６は正群で、拡大側に凹の負レンズＬ６１と両凸レンズＬ６２で構成されている。
なお、実施例１ないし８に関する説明において、「両凸レンズ」は正レンズの１形態であり、「両凹レンズ」は負レンズの１形態である。

実施例１の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。

Ｆ＝１３．８〜２６．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５５〜３．７８、ωｗ＝４０．４°
実施例１のデータを表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、開口絞りの面（表中の面番号：２０）、カバーガラスＣＧの面（表中の面番号：２８、２９）を含む。

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、「＊」は、この記号が付された面が「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」
非球面のデータを表２に示す。

表２の表記において例えば「-7.2540E-22」は「-7.2540×10^-22」を表す。以下においても同様である。

表１において、Ｓ６、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ２０は、変倍に際して変化するレンズ群間隔を表す。

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、表３に示す。

「各条件のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）のパラメータの値を、表４に示す。

図２に、実施例１の収差図を示す。
図２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。

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」はタンジェンシアル、「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２〜８の収差図においても同様である。

「実施例２」
実施例２の投射用ズームレンズは、図３に示したものである。

図３に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１１ないしＬ１３で構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１ないしＬ２４で構成されている。

広角端から望遠端に変倍する際、第２レンズ群Ｇ２は「縮小側に緩やかなカーブ」を描くように移動し、第３レンズ群Ｇ３ないし第６レンズ群Ｇ６は拡大側に移動する。

第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負レンズＬ１１、光軸近傍で拡大側に凹でレンズ周辺部分が縮小側変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１２、拡大側に凸の負レンズＬ１３で構成されている。

レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されている。

第６レンズ群Ｇ６は正群で、拡大側に凹の負レンズＬ６１と両凸レンズＬ６２で構成されている。
実施例２の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。

Ｆ＝１５．４〜３１．４ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５５〜４．１２、ωｗ＝３７．４°
実施例２のデータを表５に示す。

「非球面のデータ」
非球面のデータを表６に示す。

投射距離を２０００ｍｍとしたときの、前記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表７に示す。

「各条件のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）のパラメータの値を、表８に示す。

図４に、実施例２の収差図を図２に倣って示す。

「実施例３」
実施例３の投射用ズームレンズは、図５に示したものである。

図５に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１１とＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１ないしＬ２４で構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負レンズＬ１１、光軸近傍で拡大側に凹でレンズ周辺部分が縮小側に変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１２で構成されている。

レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されている。

第６レンズ群Ｇ６は正群で、拡大側に凹の負レンズＬ６１と両凸レンズＬ６２で構成されている。
実施例３の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。

Ｆ＝１６．２〜３１．４ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５５〜４．１２、ωｗ＝３６．０°
実施例３のデータを表９に示す。

「非球面のデータ」
非球面のデータを表１０に示す。

投射距離を１４００ｍｍとしたときの、前記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表１１に示す。

「各条件のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）のパラメータの値を、表１２に示す。

図６に、実施例３の収差図を図２に倣って示す。

「実施例４」
実施例４の投射用ズームレンズは、図７に示したものである。

図７に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１１ないしＬ１３で構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１ないしＬ２４で構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は４枚のレンズＬ５１ないしＬ５４で構成されている。

第６レンズ群Ｇ６は１枚のレンズＬ６１で構成されている。

前述の如く、ライトバルブとしてはＤＭＤが想定され、ＤＭＤはカバーガラスＣＧを有する。

レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は正群で、１枚の正レンズＬ３１で構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は正群で、２枚の正レンズＬ４１とＬ４２で構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は正群で、両凹レンズＬ５１、両凸レンズＬ５２、拡大側に凹の負レンズＬ５３、両凸レンズＬ５４で構成されている。
レンズＬ５１とレンズＬ５２は接合されている。

第６レンズ群Ｇ６は負群で、拡大側に凹の負レンズＬ６１で構成されている。
実施例４の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。

Ｆ＝１２．３〜２３．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６〜４．１８、ωｗ＝４３．７°
実施例４のデータを表１３に示す。

「非球面のデータ」
非球面のデータを表１４に示す。

投射距離を１５００ｍｍとしたときの、前記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表１５に示す。

「各条件のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）のパラメータの値を、表１６に示す。

図８に、実施例４の収差図を図２に倣って示す。

「実施例５」
実施例５の投射用ズームレンズは、図９に示したものである。

図９に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１１ないしＬ１３で構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１ないしＬ２４で構成されている。

レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は正群で、１枚の正レンズＬ３１で構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は正群で、２枚の正レンズＬ４１とＬ４２で構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は正群で、縮小側に凹の負レンズＬ５１、両凸レンズＬ５２、拡大側に凹の負レンズＬ５３、両凸レンズＬ５４で構成されている。
レンズＬ５１とレンズＬ５２は接合されている。

第６レンズ群Ｇ６は負群で、拡大側に凹の負レンズＬ６１で構成されている。

実施例５の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。

Ｆ＝１５．８〜３１．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５５〜４．１７、ωｗ＝３６．７°
実施例５のデータを表１７に示す。

「非球面のデータ」
非球面のデータを表１８に示す。

投射距離を２０００ｍｍとしたときの、前記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表１９に示す。

「各条件のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）のパラメータの値を、表２０に示す。

図１０に、実施例５の収差図を図２に倣って示す。

「実施例６」
実施例６の投射用ズームレンズは、図１１に示したものである。

図１１に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１１ないしＬ１３で構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１ないしＬ２４で構成されている。

レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は正群で、１枚の正レンズＬ３１で構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は正群で、２枚の正レンズＬ４１とＬ４２で構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は負群で、両凹レンズＬ５１、両凸レンズＬ５２、拡大側に凹の負レンズＬ５３、両凸レンズＬ５４で構成されている。
レンズＬ５１とレンズＬ５２は接合されている。

実施例６の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。

Ｆ＝１２．３〜２３．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５５〜３．３４、ωｗ＝４３．０°
実施例６のデータを表２１に示す。

「非球面のデータ」
非球面のデータを表２２に示す。

投射距離を１５５０ｍｍとしたときの、前記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表２３に示す。

「各条件のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）のパラメータの値を、表２４に示す。

図１２に、実施例６の収差図を図２に倣って示す。

「実施例７」
実施例７の投射用ズームレンズは、図１３に示したものである。

図１３に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１１ないしＬ１３で構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１ないしＬ２４で構成されている。

レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は正群で、１枚の正レンズＬ３１で構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は正群で、２枚の正レンズＬ４１とＬ４２で構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は負群で、縮小側に凹の負レンズＬ５１、両凸レンズＬ５２、拡大側に凹の負レンズＬ５３、両凸レンズＬ５４で構成されている。
レンズＬ５１とレンズＬ５２は接合されている。

実施例７の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。

Ｆ＝１３．８〜２６．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５５〜４．１８、ωｗ＝４０．４°
実施例７のデータを表２５に示す。

「非球面のデータ」
非球面のデータを表２６に示す。

投射距離を１７００ｍｍとしたときの、前記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表２７に示す。

「各条件のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）のパラメータの値を、表２８に示す。

図１４に、実施例７の収差図を図２に倣って示す。
「実施例８」
実施例８の投射用ズームレンズは、図１５に示したものである。

図１５に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１１とＬ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１ないしＬ２４で構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は負群で、縮小側に凸の正レンズＬ２１、拡大側に凸の負レンズＬ２２、縮小側に凸の正レンズＬ２３、拡大側に凹の負レンズＬ２４で構成されている。

レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されている。

実施例８の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。

Ｆ＝１３．８〜２６．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５５〜４．１８、ωｗ＝４０．５°
実施例８のデータを表２９に示す。

「非球面のデータ」
非球面のデータを表３０に示す。

投射距離を１７００ｍｍとしたときの、前記レンズ群間隔を、広角端・中間・望遠端について、表３１に示す。

「各条件のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）のパラメータの値を、表３２に示す。

図１６に、実施例８の収差図を図２に倣って示す。

各収差図に示すように、各実施例の投射用ズームレンズとも、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、各実施例の投射用ズームレンズとも「変倍比は１．９倍以上」である。

上に挙げた各実施例について、若干付言する。

実施例１ないし８に示されたように、第１レンズ群Ｇ１は、２または３枚のレンズで構成されている。

第１レンズ群は、レンズ径の大きいレンズが用いられるが、実施例のように、第１レンズ群の構成を２枚または３枚とすることで、第１レンズ群を軽量化できる。

この軽量化により、自重によるレンズの偏心を抑えることができる。
また、実施例１ないし８において、第１レンズ群Ｇ１には「非点収差と歪曲収差の補正効果」を持たせている。

実施例１ないし８においてはまた、第１レンズ群Ｇ１の「最も拡大側の面を、拡大側に凸面形状、最も縮小側の面は凹面形状」としている。

このようにすることにより、変倍時における「像面湾曲と歪曲収差の変動を低減」させる効果を得ることができている。

実施例１ないし８の投射用ズームレンズは何れも、広角端から望遠端への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は固定である。

そして、第２レンズ群Ｇ２は縮小側にカーブを描くように縮小側に移動した後拡大側に移動し、第３レンズ群Ｇ３から第６レンズ群Ｇ６は拡大側に移動する。

各実施例の投射用ズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１はフォーカス群、第２レンズ群Ｇ２がコンペンセータ（収差補正群）となっている。

また、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４が変倍群となっている。

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
Ｇ６第６レンズ群

特開２０１１−１０７２００号公報特許第４９７２７６３号公報

Claims

画像表示素子の表示面に表示された投射用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投射用ズームレンズであって、
拡大側から縮小側へ向かって順次、第１レンズ群ないし第６レンズ群を配した６レンズ群構成であり、
第１レンズ群は負の屈折力を有し、
第２レンズ群は負の屈折力を有し、
第３レンズ群は正の屈折力を有し、
第４レンズ群は正の屈折力を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、隣合うレンズ群同士の間隔が変化し、前記第１レンズ群が固定で、前記第２レンズ群は縮小側にカーブを描くように縮小側に移動した後拡大側に移動し、
第３レンズ群の焦点距離：ｆ３、第４レンズ群の焦点距離：ｆ４が、条件：
（４）１．７＜ｆ３／ｆ４＜５．０
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記載の投射用ズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、拡大側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズの４枚で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または２記載の投射用ズームレンズにおいて、
画像表示素子の表示面から最も拡大側のレンズ面までの距離：ＯＡＬ、像高：Ｙ’が、条件：
（１）１１．６ ≦ＯＡＬ／Ｙ’＜１５．０
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ないし３の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
第１レンズ群の焦点距離：ｆ１、第２レンズ群の焦点距離：ｆ２が、条件：
（２）０．１＜ｆ１／ｆ２＜０．８
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ないし４の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際しての第６レンズ群の移動量：Ｄ６と、第６レンズ群の焦点距離；ｆ６が、条件：
（３）０．０＜｜Ｄ６／ｆ６｜＜０．２
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ないし５の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端に変倍する際に、第３レンズ群と第４レンズ群が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ないし５の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際しての、第３レンズ群の移動量：Ｄ３、第４レンズ群の移動量：Ｄ４が、条件：
（５）０．１＜｜Ｄ３／Ｄ４｜＜０．７
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ないし６の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
第５レンズ群と第６レンズ群のうちの、すくなくとも１方が負の屈折力のレンズ群であることを特徴とする投射用ズームレンズ。
請求項１ないし７の任意の１に記載の投射用ズームレンズにおいて、
変倍比が１．９倍以上であることを特徴とする投射用ズームレンズ。
光源と、
投射されるべき投射用画像を表示面に表示する画像表示素子と、
前記光源から射出した光で、前記表示面を照明する照明光学系と、
該照明光学系により照明され、前記投射用画像により変調された投射光束を入射され、被投射面に前記投射用画像の拡大画像を投射する投射光学系と、を備え、
投射光学系として、請求項１ないし９の任意の１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。