JPWO2014076925A1 - 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投写用ズームレンズにおいて、高変倍比を確保した上で開口数を全変倍領域において一定とする。【解決手段】拡大側から順に負の第１レンズ群（Ｇ１）、変倍時移動する正の第２〜４レンズ群（Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４）、変倍時移動する第５レンズ群（Ｇ５）、および正の第６レンズ群（Ｇ６）が配されてなる投写用ズームレンズにおいて、縮小側がテレセントリックとなるように構成し、該ズームレンズの開口数が全変倍領域において一定となるように構成し、第４レンズ群（Ｇ４）の広角端から望遠端までの変倍時移動量を全レンズ群中最大とし、条件式（１）、（２）を満足させる。ただしｍｋ（ｋ＝２〜５）は第ｋレンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値、ｆｗは広角端における全系の焦点距離。１．９＜ｍ４／ｆｗ…（１）０．７＜（ｍ３＋ｍ４）／（ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）…（２）【選択図】図１

Description

本発明はズームレンズに関し、特に、投写型表示装置に適用される投写用ズームレンズに関するものである。

また本発明は、そのような投写用ズームレンズを備えた投写型表示装置に関するものである。

従来、液晶表示素子やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス：登録商標）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いる。また、近年、映画館等においては、このような投写型表示装置であって、大画面に適用し得る、より高精細な画像を映出し得るようにしたものも利用されつつある。

上述した映画館等での利用に供される投写型表示装置においては、各原色用に３つのライトバルブを配設して、光源からの光束を色分離光学系により３原色に分離し、各ライトバルブを経由した後、色合成光学系により合成して投写する３板方式が採用されていることから、長いバックフォーカスと良好なテレセントリック性を有することが求められている。

また、映画館等での利用に供される投写型表示装置においては、映画館やホールごとに異なる投射距離とスクリーンサイズに応じて、さらには、表示画像のアスペクト比（シネスコサイズ、ビスタサイズなど）に応じて、スクリーンサイズに表示画像のサイズを適合させるために、投写用レンズとして高変倍比のズームレンズが求められるようになってきている。

また、そのような投写用ズームレンズを、上述したサイズ適合のために変倍させた際に、表示画像の明るさが変わってしまうことを防止するため、この種のズームレンズには、その開口数（以下、「Ｆナンバー」ということもある）を全変倍領域において一定に保つ機能が求められることが多い。

さらに、シネマスクリーンのデジタル化の加速に伴い、投写型表示装置の小型化、低価格化が進み、投写用ズームレンズにも、上述したバックフォーカスやテレセントリック性、高変倍比に関する要望と共に、小型化、低コスト化が求められる傾向にある。

特許文献１〜５には、投写型表示装置への適用を前提としたズームレンズが記載されている。より具体的に特許文献１には、負の屈折力を有して最も拡大側に配置された第１レンズ群と、正の屈折力を有して最も縮小側に配置された最終レンズ群とを変倍の際に固定しておき、そして第４レンズ群に開口絞りを配置した６群構成の投写用ズームレンズが示されている。

一方特許文献２には、開口絞りより縮小側のレンズ群を変倍の際に移動させないようにして、開口数を一定に保つ投写用ズームレンズが示されている。また特許文献３には、負の屈折力を有して最も拡大側に配置された第１レンズ群と、正の屈折力を有して最も縮小側に配置された最終レンズ群とを変倍の際に固定しておき、そして、変倍に伴ってその開口径が変化する可変絞りを用いることにより、全変倍領域において開口数が一定となるようにした投写用ズームレンズが記載されている。

また特許文献４、５には、正の屈折力を有して最も拡大側に配置された第１レンズ群と、正の屈折力を有して最も縮小側に配置された最終レンズ群とを変倍の際に固定しておき、それらのレンズ群の間に配置した移動レンズ群を変倍の際に移動させるようにして、全変倍領域において開口数を一定に保つ投写用ズームレンズが示されている。

特開２００６−１８４７２３号公報 特開２００５−１０６９４８号公報 特開２００８−０４６２５９号公報 特開２００９−１２８６８３号公報 特開２０１２−０５８６０７号公報

しかし、特許文献１に示された投写用ズームレンズは、変倍時に開口数を一定に保つ機能は備えていない。またこの投写用ズームレンズは、バックフォーカスも短いものである。

一方、開口絞りより縮小側のレンズ群を変倍の際に移動させないで開口数を一定に保つようにした特許文献２に記載の投写用ズームレンズは、投写用ズームレンズとして十分な高変倍比が確保されているものではない。また、このような構成の投写用ズームレンズは、拡大側のレンズ外径と全長が大きくなりがちであるので、設置条件が厳しくなり、またコストも高くなりやすい。

また、可変絞りにより開口数を一定に保つようにした特許文献３に記載の投写用ズームレンズは、高変倍比が確保されている反面、十分に長いバックフォーカスを備えていないので、前述したプリズムを併用した光学系を配置する上で不利なものとなっている。

また、特許文献４や５に示された投写用ズームレンズは、開口数を一定に保つために開口絞りよりも拡大側のレンズ群を移動させ、開口絞りおよびそれよりも縮小側のレンズ群は固定としておくため、全長や、最も拡大側のレンズ群のレンズ径が大きくなりがちになっている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、開口数を全変倍領域において一定とすることができ、そして高変倍比と十分に長いバックフォーカスを確保でき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。

本発明による第１の投写用ズームレンズは、
実質的に、拡大側から順に配された、負の屈折力を有する第１レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第４レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する第５レンズ群、および正の屈折力を有する第６レンズ群からなる投写用ズームレンズにおいて、
縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
該ズームレンズの開口数が全変倍領域において一定となるように構成され、
前記第４レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時移動量が全レンズ群中最大であり、
そして第２、３、４および５レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値をそれぞれｍ２、ｍ３、ｍ４、およびｍ５とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとして下記の条件式（１）および（２）
１．９＜ｍ４／ｆｗ… （１）
０．７＜（ｍ３＋ｍ４）／（ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）… （２）
を満たしていることを特徴とするものである。

ここで、上記の「実質的に、・・・・第６レンズ群からなる」とは、そこに挙げられたレンズ群以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分等を持つ場合も含むものとする。これは、以下に説明する本発明の第２の投写用ズームレンズについても同様である。

また、上記の「縮小側がテレセントリック」とは、縮小側の像面の任意の点に集光する光束の断面において上側の最大光線と下側の最大光線との二等分角線が光軸と平行に近い状態を指すものであり、完全にテレセントリックな場合、すなわち前記二等分角線が光軸に対して完全に平行な場合に限るものではなく、多少の誤差がある場合をも含むものを意味する。ここで多少の誤差がある場合とは、光軸に対する前記二等分角線の傾きが±３°の範囲内の場合である。これは、以下に説明する本発明の第２の投写用ズームレンズについても同様である。

また、本発明による第２の投写用ズームレンズは、
実質的に、拡大側から順に配された、負の屈折力を有する第１レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第４レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する第５レンズ群、および正の屈折力を有する第６レンズ群からなる投写用ズームレンズにおいて、
前記第５レンズ群が負の屈折力を有するものとされ、
縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
該ズームレンズの開口数が全変倍領域において一定となるように構成され、
前記第４レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時移動量が全レンズ群中最大であり、
そして、第４レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値をｍ４、広角端における全系の焦点距離をｆｗとして、下記条件式（１）
１．９＜ｍ４／ｆｗ… （１）
を満たしていることを特徴とするものである。

なお、この第２の投写用ズームレンズにおいては、第２、３、４および５レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値をそれぞれｍ２、ｍ３、ｍ４、およびｍ５として、下記条件式（２）
０．７＜（ｍ３＋ｍ４）／（ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）… （２）
が満たされていることが望ましい。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいては、
開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置され、
そして、第４レンズ群の焦点距離をｆ４、広角端における全系の焦点距離をｆｗとして下記条件式（３）
３．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．５… （３）
が満たされていることが望ましい。

ここで、上記の条件式（３）が規定している条件については、下式（３’）
３．５＜ｆ４／ｆｗ＜５．０… （３’）
が満たされていることがより望ましい。

また、上述のように第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された開口絞りは、変倍時に開口径が変化する可変絞りであることが望ましい。

また、上述のように第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された開口絞りは、変倍時に他のレンズから独立して光軸方向に移動するものであることが望ましい。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいて、特に、上述のように開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された上で条件式（３）が満たされている場合は、第３レンズ群から第５レンズ群までのレンズ群が、広角端から望遠端への変倍時に拡大側へ単調に移動するものであることが望ましい。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいて、特に、上述のように開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された上で条件式（３）が満たされている場合は、広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）をＢｆ、縮小側における最大有効像円直径（イメージサークル径）をＩｍφ、投写距離無限遠時の最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離をＬとして、下記条件式（４）および（５）
２．５＜Ｂｆ／Ｉｍφ… （４）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２… （５）
が満たされていることが望ましい。

ここで、上記の条件式（５）が規定している条件については、下式（５’）
８＜Ｌ／Ｉｍφ＜１１… （５’）
が満たされていることがより望ましい。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいて、特に、上述のように開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された上で条件式（３）が満たされている場合は、第２レンズ群が、負の屈折力を有するレンズを含んでいることが望ましい。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいて、特に、上述のように開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された上で条件式（３）が満たされている場合は、第３レンズ群が、負の屈折力を有するレンズを含んでいることが望ましい。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいて、特に、上述のように開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された上で条件式（３）が満たされている場合は、
第４レンズ群が正の屈折力を有するレンズを含み、
そして、この正の屈折力を有するレンズの媒質のアッベ数をνｐとして、下記条件式（６）
６０＜νｐ… （６）
が満たされていることが望ましい。

ここで、上記の条件式（６）が規定している条件については、下式（６’）
７０＜νｐ… （６’）
が満たされていることがより望ましく、さらには下式（６”）、
８０＜νｐ… （６”）
が満たされていることがより一層望ましい。
また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいて、特に、上述のように開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された上で条件式（３）が満たされている場合は、第５レンズ群が拡大側から順に、負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズ、負の屈折力を有するレンズの並びを含むことが望ましい。

なお、本発明の投写用ズームレンズにおいて、各レンズ群を構成するレンズには接合レンズが用いられてもよいが、接合レンズはｎ枚の貼り合わせで構成されていれば、ｎ枚のレンズとして数えるものとする。

また、本発明の投写用ズームレンズにおけるレンズの面形状、屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。

他方、本発明による投写型表示装置は、光源と、該光源からの光が入射するライトバルブと、該ライトバルブにより光変調された光による光学像をスクリーン上に投写する投写用ズームレンズとを備え、この投写用ズームレンズとして上述した本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズが適用されたことを特徴とするものである。

本発明による第１の投写用ズームレンズにおいては、第４レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時移動量を全レンズ群中で最大とし、そして該第４レンズ群およびそれと隣り合う第３レンズ群の変倍時移動量を条件式（１）および（２）
１．９＜ｍ４／ｆｗ… （１）
０．７＜（ｍ３＋ｍ４）／（ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）… （２）
が満たされる程に大きく取っているので、高変倍比を確保できるものとなる。

一方、本発明による第２の投写用ズームレンズにおいては、第４レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時移動量を全レンズ群中で最大とし、そして該第４レンズ群の変倍時移動量を条件式（１）
１．９＜ｍ４／ｆｗ… （１）
が満たされる程に大きく取っているので、高変倍比を確保できるものとなる。

また、この本発明による第２の投写用ズームレンズにおいて特に、第４レンズ群およびそれと隣り合う第３レンズ群の変倍時移動量を条件式（２）
０．７＜（ｍ３＋ｍ４）／（ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）… （２）
が満たされる程に大きく取っている場合は、より高変倍比を確保できるものとなる。
その上で本発明による第１、第２の投写用ズームレンズでは、第３レンズ群と第４レンズ群、とりわけ第４レンズ群に変倍機能の多くを振り分けるように構成したので、第２レンズ群および第５レンズ群に収差補正機能を多く分担させることができる。そこで、長バックフォーカスとしても収差補正を良好に行うことができるので、長いバックフォーカスと高変倍比を両立させることが可能になる。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいて特に、条件式（３）
３．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．５… （３）
が満たされている場合は、球面収差を小さく抑え、また小型化することが可能になる。すなわちｆ４／ｆｗの値が３．０以下になると球面収差が増大し、その値が５．５以上になると、レンズ径が大きくなってズームレンズが大型化しやすいが、条件式（３）が満たされていれば、そのような問題を回避して、球面収差を小さく抑え、また小型化することが可能になる。

以上の効果は、条件式（３）が規定する範囲内でさらに下式
３．５＜ｆ４／ｆｗ＜５．０… （３’）
が満たされている場合は、より顕著なものとなる。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいて、特に、開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された上で条件式（３）が満たされている場合に、前記条件式（４）および（５）
２．５＜Ｂｆ／Ｉｍφ… （４）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２… （５）
が満たされていれば、前述したプリズム等を挿入するためのレンズバックのスペースを容易に確保でき、そしてズームレンズの小型化を実現できる。

すなわち、Ｂｆ／Ｉｍφの値が２．５以下になっているとバックフォーカスが短くて、レンズバックのスペースが小さくなるが、Ｂｆ／Ｉｍφの値が２．５を上回っている場合は、そのような問題を回避して、レンズバックのスペースを容易に確保可能となる。

また、Ｌ／Ｉｍφの値が１２以上になっていると、レンズ全長が伸びてズームレンズが大型化するが、Ｌ／Ｉｍφの値が１２を下回っていれば、そのような問題を回避して、ズームレンズを小型化することが可能になる。

以上の効果は、条件式（５）が規定する範囲内でさらに下式
８＜Ｌ／Ｉｍφ＜１１… （５’）
が満たされている場合は、より顕著なものとなる。そしてこの場合は、色収差も小さく抑えることが可能になる。すなわち、Ｌ／Ｉｍφの値が８以下である場合は、色収差が増大しやすいが、Ｌ／Ｉｍφの値が８を上回っていれば、そのような問題を回避して、色収差を小さく抑えることが可能になる。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいて、特に、開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された上で条件式（３）が満たされている場合に、前記条件式（６）
６０＜νｐ… （６）
が満たされていれば、軸上色収差を小さく抑えることが可能になる。

以上の効果は、条件式（６）が規定する範囲内でさらに下式
７０＜νｐ… （６’）
が満たされている場合は、より顕著なものとなり、さらに下式（６”）、
８０＜νｐ… （６”）
が満たされている場合は、より一層顕著なものとなる。

なお、映画館等での利用に供される投写型表示装置に適用されるズームレンズには一般に、全変倍領域でＦナンバーが３．０よりも小さい（明るい）ことが求められるが、本発明の投写用ズームレンズは、そのような要求にも応えられるものである。その具体的数値については、以下で実施例に即して説明する。

また、上述のような投写型表示装置に適用されるズームレンズには一般に、全変倍領域で歪曲収差が２％程度内に抑えられていることが求められるが、本発明の投写用ズームレンズは、そのような要求にも応えられるものである。その具体的数値については、以下で実施例に即して説明する。

他方、本発明の投写型表示装置は、投写用ズームレンズとして以上述べた通りの本発明のズームレンズが適用されたものであるので、高変倍比を確保した上で開口数を全変倍領域において一定とすることができる。

本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例７に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例８に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例９に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１０に係る投写用ズームレンズのレンズ構成を示す断面図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例１に係る投写用ズームレンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例２に係る投写用ズームレンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例３に係る投写用ズームレンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例４に係る投写用ズームレンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例５に係る投写用ズームレンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例６に係る投写用ズームレンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例７に係る投写用ズームレンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例８に係る投写用ズームレンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例９に係る投写用ズームレンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｌ）は上記実施例１０に係る投写用ズームレンズの各収差図 本発明の一実施形態に係る投写型表示装置を示す概略構成図 本発明の別の実施形態に係る投写型表示装置を示す概略構成図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る投写用ズームレンズについて説明する。この図１は、本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズを変倍操作させたときの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置における、各レンズ群の移動位置を示すものである。この図示の仕方は、図１〜１０において共通である。

また、図２〜図１０は、本発明の実施形態に係る別の構成例を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例２〜１０に係る投写用ズームレンズに対応している。

以下では、まず、主に図１に示す構成を例に取って説明する。本実施形態の投写用ズームレンズは、映画館等で用いられるデジタル映像を映出するための投写型表示装置に搭載可能なものであり、例えばライトバルブに表示された画像情報をスクリーンへ投写する投写レンズとして使用可能である。図１では、図の左側を拡大側、右側を縮小側とし、投写型表示装置に搭載される場合を想定して、色合成プリズム（フィルタ類を含む）等のガラスブロック２、１を示している。これは、以下の図２〜１８においても同様である。なおライトバルブの画像表示面は、例えばガラスブロック１の縮小側の面に位置するように配される。

投写型表示装置においては、上記画像表示面で画像情報を与えられた光束が、ガラスブロック２、１を介して投写用ズームレンズに入射され、該投写用ズームレンズにより図中左側方向に配置されるスクリーン（不図示）上に拡大投写される。

なお上の説明では、ガラスブロック２の縮小側の面の位置と画像表示面の位置とが一致した例を示しているが、必ずしもこれに限定されない。また上の説明では、１つの画像表示面のみについて説明しているが、投写型表示装置において、光源からの光束を色分離光学系により３原色に分離し、各原色用に３つのライトバルブを配設して、フルカラー画像を表示できるように構成してもよい。

本実施形態に係る投写用ズームレンズは、最も拡大側に配置されて変倍の際に固定されている負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、この第１レンズ群Ｇ１の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、この第２レンズ群Ｇ２の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、この第３レンズ群Ｇ３の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、この第４レンズ群Ｇ４の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、最も縮小側に配置されて変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とを実質的なレンズ群として有し、縮小側がテレセントリックとなるように構成されている。以上述べたレンズ群の構成は、図１〜６および９の投写用ズームレンズにおいて共通である。

そしてこの投写用ズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１を移動させてフォーカシングを行うように構成されている。

図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は４枚のレンズ（第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４）からなり、第２レンズ群Ｇ２は２枚のレンズ（第５レンズＬ５および第６レンズＬ６）からなり、第３レンズ群Ｇ３は２枚のレンズ（第７レンズＬ７および第８レンズＬ８）からなり、第４レンズ群Ｇ４は１枚のレンズ（第９レンズＬ９）およびその拡大側に配置された開口絞りＳｔからなり、第５レンズ群Ｇ５は５枚のレンズ（第１０レンズＬ１０〜第１４レンズＬ１４）からなり、第６レンズ群Ｇ６は１枚のレンズ（第１５レンズＬ１５）からなる。

ただし、各レンズ群を構成するレンズの枚数は、必ずしも図１に示す例に限定されるものではない。例えば後述する実施例３の投写用ズームレンズでは第２レンズ群Ｇ３が１枚のレンズから構成され、第４レンズ群Ｇ３が２枚のレンズから構成されている。また後述する実施例４の投写用ズームレンズでは、第６レンズ群Ｇ６が２枚のレンズから構成されている。

本実施形態の投写用ズームレンズにおいては、第４レンズ群Ｇ４に配置された開口絞りＳｔが、ズームレンズの開口数が全変倍領域において一定となるように開口径を変化させる可変絞りとされている。この点は、開口絞りＳｔの配置位置が異なる場合も含めて、実施例２〜９において全て同じである。ただし本発明の投写用ズームレンズにおいては、実施例１０におけるように、開口径が変化しない開口絞りが用いられてもよい。

そして本実施形態の投写用ズームレンズにおいては、第４レンズ群Ｇ４の広角端から望遠端までの変倍時移動量が全レンズ群中で最大となっており、そして第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の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値をそれぞれｍ２、ｍ３、ｍ４、およびｍ５とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとして下記の条件式（１）および（２）
１．９＜ｍ４／ｆｗ… （１）
０．７＜（ｍ３＋ｍ４）／（ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）… （２）
が満たされている。それにより本実施形態の投写用ズームレンズは、高変倍比を確保できるものとなっている。

なお上記条件式（１）、（２）や、その他の条件式（３）〜（６）が規定している条件（つまり文字式の部分）を、表２２において実施例毎にまとめて示してある。また表２３には、条件式（１）〜（６）に関連する条件と、それ以外の主要な条件の値を実施例毎にまとめて示してある。

また、本実施形態の投写用ズームレンズにおいては、開口絞りＳｔが第３レンズ群Ｇ３の縮小側かつ第５レンズ群Ｇ５の拡大側に配置され、そして、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離をｆ４、広角端における全系の焦点距離をｆｗとして下記条件式（３）
３．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．５… （３）
が満たされている。それにより本実施形態の投写用ズームレンズは、球面収差を小さく抑え、また小型化することが可能になる。その理由は、先に詳しく説明した通りである。

本実施形態では、条件式（３）が規定する範囲内でさらに前記条件式（３’）も満たされているので、以上の効果がより顕著なものとなる。

また、本実施形態の投写用ズームレンズにおいては、広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）をＢｆ、縮小側における最大有効像円直径（イメージサークル径）をＩｍφ、投写距離無限遠時の最も拡大側のレンズ面（第１レンズＬ１の拡大側レンズ面）から最も縮小側のレンズ面（第１５レンズＬ１５の縮小側レンズ面）までの光軸上の距離をＬとして、下記条件式（４）および（５）
２．５＜Ｂｆ／Ｉｍφ… （４）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２… （５）
が満たされている。それにより本実施形態の投写用ズームレンズでは、前述したプリズム等を挿入するためのレンズバックのスペースを容易に確保でき、そして小型化を実現できる。その理由は、先に詳しく説明した通りである。

本実施形態の投写用ズームレンズでは、条件式（５）が規定する範囲内でさらに前記条件式（５’）も満たされているので、以上の効果がより顕著なものとなる。そしてこの場合は、色収差も小さく抑えることが可能になる。その理由も、先に詳しく説明した通りである。

また、本実施形態の投写用ズームレンズにおいては、第４レンズ群Ｇ４が正の屈折力を有するレンズ（第９レンズＬ９）を含み、そして、この第９レンズＬ９の媒質のアッベ数をνｐとして、下記条件式（６）
６０＜νｐ… （６）
が満たされている。なお各レンズのアッベ数については、後述する表１に示してある。

それにより本実施形態の投写用ズームレンズは、軸上色収差を小さく抑えることが可能になる。そして本実施形態では、条件式（６）が規定する範囲内で前記条件式（６’）式も、さらには前記条件式（６”）も満たされているので、上記の効果がより一層顕著なものとなる。

次に、以上述べたレンズ群の構成とは違う構成を有する実施形態について説明する。図７に断面図を示す実施形態の投写用ズームレンズは、後述する実施例７の投写用ズームレンズに対応している。本実施形態に係る投写用ズームレンズは、最も拡大側に配置されて変倍の際に固定されている負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、この第１レンズ群Ｇ１の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、この第２レンズ群Ｇ２の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、この第３レンズ群Ｇ３の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、この第４レンズ群Ｇ４の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、最も縮小側に配置されて変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とを実質的なレンズ群として有し、縮小側がテレセントリックとなるように構成されている。以上述べたレンズ群の構成は、実施例７、８および１０において共通である。

以上の構成は、前述した図１の投写用ズームレンズと比べると、第５レンズ群Ｇ５が正の屈折力を有するものである点において基本的に相違している。

図７に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は３枚のレンズ（第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３）からなり、第２レンズ群Ｇ２は２枚のレンズ（第４レンズＬ４および第５レンズＬ５）からなり、第３レンズ群Ｇ３は２枚のレンズ（第６レンズＬ６および第７レンズＬ７）からなり、第４レンズ群Ｇ４は１枚のレンズ（第８レンズＬ８）からなり、第５レンズ群Ｇ５は５枚のレンズ（第９レンズＬ９〜第１３レンズＬ１３）およびその拡大側に配置された開口絞りＳｔからなり、第６レンズ群Ｇ６は１枚のレンズ（第１４レンズＬ１４）からなる。ただし、各レンズ群を構成するレンズの枚数は、必ずしも図７に示す例に限定されるものではない。

図７に示した実施形態の投写用ズームレンズにおいても、前記条件式（１）〜（６）並びに（３’）、（５’）、（６’）および（６”）が全て満足されている。それによって得られる効果は、先に説明したものと同じである。

次に、本発明に係る投写型表示装置の実施形態について、図２１および２２を用いて説明する。図２１は本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の一部を示す概略構成図である。この図２１に示す投写型表示装置は、各色光に対応したライトバルブとしての反射型表示素子１１ａ〜１１ｃと、色分解のためのダイクロイックミラー１２、１３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４と、光路偏向のための全反射ミラー１８と、偏光分離プリズム１５ａ〜１５ｃを有する照明光学系１０を備えている。なお、ダイクロイックミラー１２の前段には、白色光Ｌを発する光源１７が配されている。

光源１７から発せられた白色光Ｌはダイクロイックミラー１２、１３により３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）に分解される。分解後の各色光光束はそれぞれ偏光分離プリズム１５ａ〜１５ｃを経て、各色光光束それぞれに対応する反射型表示素子１１ａ〜１１ｃに入射して光変調され、クロスダイクロイックプリズム１４により色合成された後、本発明の実施形態に係る投写用ズームレンズ１９に入射する。そこでこの入射光による光学像が投写用ズームレンズ１９により、スクリーン１００上に投写される。

次に図２２は、本発明の別の実施形態に係る投写型表示装置の一部を示す概略構成図である。この図２２に示す投写型表示装置は、各色光に対応したライトバルブとしての反射型表示素子２１ａ〜２１ｃと、色分解および色合成のためのＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム２４ａ〜２４ｃと、偏光分離プリズム２５とを有する照明光学系２０を備えている。なお、偏光分離プリズム２５の前段には、白色光Ｌを発する光源２７が配されている。

光源２７から発せられた白色光Ｌは偏光分離プリズム２５を経た後、ＴＩＲプリズム２４ａ〜２４ｃにより３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）に分解される。分解された各色光光束はそれぞれ対応する反射型表示素子２１ａ〜２１ｃに入射して光変調され、再びＴＩＲプリズム２４ａ〜２４ｃを逆向きに進行して色合成された後、偏光分離プリズム２５を透過して、本発明の実施形態に係る投写用ズームレンズ２９に入射する。そこでこの入射光による光学像が投写用ズームレンズ２９により、スクリーン１００上に投写される。

なお、反射型表示素子１１ａ〜１１ｃ、２１ａ〜２１ｃとしては、例えば反射型液晶表示素子やＤＭＤ等を用いることができる。図２１および２２では、ライトバルブとして反射型表示素子を用いた例を示したが、本発明の投写型表示装置が備えるライトバルブは、これに限られるものではなく、透過型液晶表示素子等の透過型表示素子を用いてもよい。

次に、本発明の投写用ズームレンズの具体的な実施例について説明する。なお、以下に説明する実施例１〜１０は全て、本発明の第１の投写用ズームレンズの実施例である。そして、それらの中で特に実施例１〜６は、本発明の第２の投写用ズームレンズの実施例でもある。

＜実施例１＞
図１に、実施例１の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置におけるレンズ群の配置を示す。なお、図１についての詳細な説明は先に説明した通りであるので、ここでは特に必要の無い限り重複した説明は省略する。

この実施例１の投写用ズームレンズは、最も拡大側に配置されて変倍の際に固定されている負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、この第１レンズ群Ｇ１の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、この第２レンズ群Ｇ２の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、この第３レンズ群Ｇ３の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、この第４レンズ群Ｇ４の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、最も縮小側に配置されて変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とを実質的なレンズ群として有し、縮小側がテレセントリックとなるように構成されている。前述した通り、以上述べたレンズ群の構成は、実施例１〜６、および９において共通である。

第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の屈折率を有する（以下、レンズに関しては単に「正の」あるいは「負の」という）第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３と、負の第４レンズＬ４の４枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配置された、負の第５レンズＬ５と、正の第６レンズＬ６の２枚のレンズから構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第７レンズＬ７と、負の第８レンズＬ８の２枚のレンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、可変絞りである開口絞りＳｔと、正の第９レンズＬ９とから構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、負の第１０レンズＬ１０と、正の第１１レンズＬ１１と、負の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３と、正の第１４レンズＬ１４の５枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、１枚の正の第１５レンズＬ１５から構成されている。なお第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３は接合されている。

表１に、実施例１の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。ここでは、ガラスブロック２、１も含めて示している。表１において、Ｓｉの欄には最も拡大側に有る構成要素の拡大側の面を１番目として縮小側に向かうに従い順次増加するように構成要素に面番号を付したときのｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示す。Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、Ｎｄｊの欄には最も拡大側の構成要素を１番目として縮小側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線に対するアッベ数を示している。

なお表１の曲率半径Ｒおよび面間隔Ｄの値は、広角端における投写用ズームレンズの全系の焦点距離を１０．００として規格化した値である。また表１中では、所定の桁でまるめた数値を記載している。また曲率半径の符号は、面形状が拡大側に凸の場合を正、縮小側に凸の場合を負としている。

面間隔Ｄのうち、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔、および第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との間隔は、変倍時に変化する可変間隔であり、これらの間隔に相当する欄にはそれぞれ、「ＤＤ」に当該間隔の前側の面番号を付してＤＤ８、ＤＤ１１、ＤＤ１５、ＤＤ１８、ＤＤ２７と記載している。

以上は、後述する表３、５、８、１０、１２、１４、１６、１８、および２０においても同様である。なお、上述した可変レンズ群間隔について、「ＤＤ」の後に続く数字は各実施例における構成要素の数に応じて変わっているが、当該間隔の前側の面番号を付して示しているのはどの表でも同じである。また、非球面には＊印を付して示してある。

ここで表２に、実施例１の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における全系の焦点距離ｆと、バックフォーカスＢｆと、上記可変間隔ＤＤ８、ＤＤ１１、ＤＤ１５、ＤＤ１８およびＤＤ２７の値と、開口絞りＳｔの絞り径（開口径：直径を示す）とを示す。これらの数値も、広角端における全系の焦点距離を１０．００として規格化した値であり、そしてこれらは投写距離が無限遠の場合の値である。またこの表２には、実施例１のズームレンズのズーム倍率（広角端におけるものを１．００とする）、Ｆナンバー（開口数）Ｆｎｏ．および全画角２ω（単位は度）を併せて示してある。

以上述べた表２の記載の仕方は、表４、６、９、１１、１３、１５、１７、１９、および２１においても同様である。

表２に示される通り、本実施例においては１．４３と高い変倍比が確保されている。また実施例１〜１０全体では、１．４３〜１．６７と高い変倍比が得られている。そしてＦナンバーは、広角端、中間位置、望遠端を通して、前述した３．０よりも十分に小さい２．５で一定に保たれている。これは、実施例２〜１０においても同様である。

ここで表２２に、前記条件式（１）〜（６）が規定する条件（つまり文字式の部分）の値を、実施例１〜１０の各々について示す。ここに示される通り、実施例１〜１０の全てにおいて条件式（１）〜（６）が満たされている。さらに、実施例１〜１０の全てにおいて前記条件式（３’）、（５’）、（６’）および（６”）も満たされている。

また表２３には、上記条件式（１）〜（６）に含まれる条件と、それ以外の主要な条件の値を実施例１〜１０毎に示してある。なお表２３中のｆｔは望遠端における全系の焦点距離であり、またｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ５およびｆｅはそれぞれ、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５および最終レンズ群（第６レンズ群Ｇ６）の焦点距離である。

ここで図１１の（Ａ）〜（Ｄ）にそれぞれ、実施例１の投写用ズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。また同図の（Ｅ）〜（Ｈ）にそれぞれ、実施例１の投写用ズームレンズの中間位置における球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差の各収差図を示す。また同図の（Ｉ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例１の投写用ズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、ディストーション、倍率色収差の各収差図を示す。同図に示される通り実施例１では、全変倍領域で歪曲収差が２％程度内に抑えられている。これは他の実施例２〜１０においてもほぼ同様である。

図１１の（Ａ）〜（Ｌ）の各収差図は、ｄ線を基準としたものであるが、球面収差図では、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長波長４８６．１ｎｍ）に関する収差も示しており、倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線に関する収差を示している。また、非点収差図ではサジタル方向、タンジェンシャル方向に関する収差をそれぞれ実線、破線で示している。球面収差図の縦軸上方に記載のＦＮｏ．はＦナンバー、その他の収差図の縦軸上方に記載のωは半画角を意味する。なおこれらの値は、投写距離が無限遠の場合の値である。

上述した実施例１のレンズ群配置図、表および収差図の記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り、以下の実施例２〜１０のものについても基本的に同様である。また、上述した実施例１のレンズ群配置図（図１）が広角端、中間位置、望遠端におけるものである点、そして収差図が広角端、中間位置、望遠端におけるものである点も、実施例２〜１０において同様である。

＜実施例２＞
図２に、実施例２の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置おけるレンズ群の配置を示す。この実施例２において第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３と、負の第４レンズＬ４の４枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配置された、負の第５レンズＬ５と、正の第６レンズＬ６の２枚のレンズから構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第７レンズＬ７および負の第８レンズＬ８の２枚のレンズと、可変絞りである開口絞りＳｔとから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に配置された、正の第９レンズＬ９と、負の第１０レンズＬ１０の２枚のレンズから構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、負の第１１レンズＬ１１と、負の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３と、正の第１４レンズＬ１４の４枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、１枚の正の第１５レンズＬ１５から構成されている。

なお第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は接合され、第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３も接合されている。

表３に、実施例２の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。また表４に、実施例２の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における諸元を表２と同様にして示す。それらにおける表示項目、並びに表示の仕方は、先に述べた通りである。

一方図１２の（Ａ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例２の投写用ズームレンズの各収差図を示す。

＜実施例３＞
図３に、実施例３の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置におけるレンズ群の配置を示す。この実施例３において第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３と、負の第４レンズＬ４の４枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は１枚の正の第５レンズＬ５から構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第６レンズＬ６および負の第７レンズＬ７の２枚のレンズと、可変絞りである開口絞りＳｔとから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に配置された、正の第８レンズＬ８と、負の第９レンズＬ９の２枚のレンズから構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、正の第１０レンズＬ１０と、負の第１１レンズＬ１１と、負の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３と、正の第１４レンズＬ１４の５枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、１枚の正の第１５レンズＬ１５から構成されている。

なお第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３は接合されている。また第１０レンズＬ１０は、第１１レンズＬ１１の拡大側レンズ面に接着された薄い樹脂層から形成されて、複合非球面を構成している。

表５に、実施例３の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。また表６に、実施例３の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における諸元を表２と同様にして示す。それらにおける表示項目、並びに表示の仕方は、先に述べた通りである。

またこの実施例３では、第１０レンズＬ１０の拡大側レンズ面（面番号２０の面）が非球面とされているので、表７にその非球面に関するデータを示している。表７の非球面データには、非球面の面番号と、各非球面に関する非球面係数を示す。表７の非球面データの数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は、「×１０^−ｎ」を意味する。なお、非球面係数は、下記非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝４、６、８、１０）の値である。

Ｚｄ＝Ｃ・ｈ^２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ^２・ｈ^２）^１/２｝＋ΣＡｍ・ｈ^ｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…１６）

一方図１３の（Ａ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例３の投写用ズームレンズの各収差図を示す。

＜実施例４＞
図４に、実施例４の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置におけるレンズ群の配置を示す。この実施例４において第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３と、負の第４レンズＬ４の４枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配置された、負の第５レンズＬ５と、正の第６レンズＬ６とから構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第７レンズＬ７と、負の第８レンズＬ８の２枚のレンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に配置された、可変絞りである開口絞りＳｔと、正の第９レンズＬ９とから構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、負の第１０レンズＬ１０と、正の第１１レンズＬ１１と、負の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３と、正の第１４レンズＬ１４の５枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、拡大側から順に配置された、負の第１５レンズＬ１５と、正の第１６レンズＬ１６の２枚のレンズから構成されている。

なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は接合され、第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３は接合され、そして第１５レンズＬ１５と第１６レンズＬ１６も接合されている。

表８に、実施例４の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。また表９に、実施例４の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における諸元を表２と同様にして示す。それらにおける表示項目、並びに表示の仕方は、先に述べた通りである。

一方図１４の（Ａ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例４の投写用ズームレンズの各収差図を示す。

＜実施例５＞
図５に、実施例５の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置におけるレンズ群の配置を示す。この実施例５において第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３と、負の第４レンズＬ４の４枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配置された、負の第５レンズＬ５と、正の第６レンズＬ６とから構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第７レンズＬ７と、負の第８レンズＬ８の２枚のレンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に配置された、可変絞りである開口絞りＳｔと、正の第９レンズＬ９とから構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、負の第１０レンズＬ１０と、正の第１１レンズＬ１１と、負の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３と、正の第１４レンズＬ１４の５枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、１枚の正の第１５レンズＬ１５から構成されている。

なお、第５レンズＬ５と第６レンズ６は接合され、第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３も接合されている。

表１０に、実施例５の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。また表１１に、実施例５の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における諸元を表２と同様にして示す。それらにおける表示項目、並びに表示の仕方は、先に述べた通りである。

一方図１５の（Ａ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例５の投写用ズームレンズの各収差図を示す。

＜実施例６＞
図６に、実施例６の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置におけるレンズ群の配置を示す。この実施例６において第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３と、負の第４レンズＬ４の４枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配置された、負の第５レンズＬ５と、正の第６レンズＬ６とから構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第７レンズＬ７と、負の第８レンズＬ８の２枚のレンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に配置された、可変絞りである開口絞りＳｔと、正の第９レンズＬ９とから構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、負の第１０レンズＬ１０と、正の第１１レンズＬ１１と、負の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３と、正の第１４レンズＬ１４の５枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、１枚の正の第１５レンズＬ１５から構成されている。

なお、第５レンズＬ５と第６レンズ６は接合され、第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３も接合されている。

表１２に、実施例６の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。また表１３に、実施例６の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における諸元を表２と同様にして示す。それらにおける表示項目、並びに表示の仕方は、先に述べた通りである。

一方図１６の（Ａ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例６の投写用ズームレンズの各収差図を示す。

＜実施例７＞
図７に、実施例７の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置におけるレンズ群の配置を示す。

この実施例７の投写用ズームレンズは、最も拡大側に配置されて変倍の際に固定されている負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、この第１レンズ群Ｇ１の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、この第２レンズ群Ｇ２の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、この第３レンズ群Ｇ３の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、この第４レンズ群Ｇ４の次に縮小側に配置されて変倍時に移動する正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、最も縮小側に配置されて変倍の際に固定されている正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とを実質的なレンズ群として有し、縮小側がテレセントリックとなるように構成されている。以上述べたレンズ群の構成は、実施例７、８および１０において共通である。

この実施例７において第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３の３枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配置された、負の第４レンズＬ４と、正の第５レンズＬ５とから構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第６レンズＬ６と、負の第７レンズＬ７とから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、１枚の正の第８レンズＬ８から構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、可変絞りである開口絞りＳｔと、負の第９レンズＬ９と、正の第１０レンズＬ１０と、負の第１１レンズＬ１１と、正の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３の５枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、１枚の正の第１４レンズＬ１４から構成されている。

なお、第４レンズＬ４と第５レンズ５は接合され、第１１レンズＬ１１と第１２レンズＬ１２も接合されている。

表１４に、実施例７の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。また表１５に、実施例７の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における諸元を表２と同様にして示す。

一方図１７の（Ａ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例７の投写用ズームレンズの各収差図を示す。

＜実施例８＞
図８に、実施例８の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置におけるレンズ群の配置を示す。この実施例８において第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３の３枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配置された、負の第４レンズＬ４と、正の第５レンズＬ５とから構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第６レンズＬ６と、負の第７レンズＬ７とから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、１枚の正の第８レンズＬ８から構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、可変絞りである開口絞りＳｔと、負の第９レンズＬ９と、正の第１０レンズＬ１０と、負の第１１レンズＬ１１と、正の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３の５枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、１枚の正の第１４レンズＬ１４から構成されている。

なお、第４レンズＬ４と第５レンズ５は接合され、第１１レンズＬ１１と第１２レンズＬ１２も接合されている。

表１６に、実施例８の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。また表１７に、実施例８の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における諸元を表２と同様にして示す。

一方図１８の（Ａ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例８の投写用ズームレンズの各収差図を示す。

＜実施例９＞
図９に、実施例９の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置におけるレンズ群の配置を示す。

この実施例９において第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３と、負の第４レンズＬ４の４枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は、１枚の正の第５レンズＬ５から構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第６レンズＬ６と、可変絞りである開口絞りＳｔとから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に配置された、正の第７レンズＬ７と、負の第８レンズＬ８とから構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、正の第９レンズＬ９と、負の第１０レンズＬ１０と、負の第１１レンズＬ１１と、正の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３の５枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、１枚の正の第１４レンズＬ１４から構成されている。

なお、第７レンズＬ７と第８レンズ８は接合され、第９レンズＬ９と第１０レンズ１０は接合され、第１１レンズＬ１１と第１２レンズＬ１２も接合されている。

表１８に、実施例９の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。また表１９に、実施例９の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における諸元を表２と同様にして示す。

一方図１９の（Ａ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例９の投写用ズームレンズの各収差図を示す。

＜実施例１０＞
図１０に、実施例１０の投写用ズームレンズの広角端および望遠端、並びにそれらの中間位置におけるレンズ群の配置を示す。

この実施例１０において第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に配置された、正の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、負の第３レンズＬ３の３枚のレンズから構成されている。また第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配置された、負の第４レンズＬ４と、正の第５レンズＬ５の２枚のレンズから構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に配置された、正の第６レンズＬ６と、負の第７レンズＬ７の２枚のレンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、１枚の正の第８レンズＬ８から構成されている。

第４レンズ群Ｇ４の縮小側には、後述する第５レンズ群Ｇ５との間において、それらのレンズ群Ｇ４およびＧ５とは独立して光軸Ｚに沿って移動する開口絞りＳｔが配置されている。この開口絞りＳｔは、上記のように移動して、ズームレンズの開口数を全変倍領域で一定とする可動絞りとされている。

なおこの開口絞りＳｔは開口径が一定のものであるが、ズームレンズの開口数を上記のように一定に保つために、開口径を変える可変絞りとされてもよい。ただし本発明において、開口絞りが可動絞りと可変絞りの双方の機能を備えるものであることは必ずしも必要ではなく、一方の機能だけが付与されてもよいし、さらには、いずれの機能も備えない開口絞りが適用されてもよい。

第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に配置された、負の第９レンズＬ９と、正の第１０レンズＬ１０と、負の第１１レンズＬ１１と、正の第１２レンズＬ１２と、正の第１３レンズＬ１３の５枚のレンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、１枚の正の第１４レンズＬ１４から構成されている。

なお、第４レンズＬ４と第５レンズ５は接合され、第１１レンズＬ１１と第１２レンズＬ１２も接合されている。

表２０に、実施例１０の投写用ズームレンズの基本レンズデータを示す。また表２１に、実施例１０の投写用ズームレンズが変倍する際の広角端、中間位置、望遠端における諸元を表２と同様にして示す。

一方図２０の（Ａ）〜（Ｌ）にそれぞれ、実施例１０の投写用ズームレンズの各収差図を示す。

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明の投写用ズームレンズは、上記実施例のものに限られることなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数を適宜変更することが可能である。

また、本発明の投写型表示装置も前述した構成のものに限られるものではなく、例えば、用いられるライトバルブや、光束分離または光束合成に用いられる光学部材は、既述の構成に限定されず、種々の態様の変更が可能である。

また、可変絞りにより開口数を一定に保つようにした特許文献３に記載の投写用ズームレンズは、高変倍比が確保されている反面、十分に長いバックフォーカスを備えていないので、プリズムを併用した光学系を配置する上で不利なものとなっている。

本発明による第１の投写用ズームレンズは、
実質的に、拡大側から順に配された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第４レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する第５レンズ群、および変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第６レンズ群からなり、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する投写用ズームレンズにおいて、
縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
該ズームレンズの開口数が全変倍領域において一定となるように構成され、
前記第４レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時移動量が全レンズ群中最大であり、
開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置され、
前記第３レンズ群が、負の屈折力を有するレンズを含み、
前記第５レンズ群が拡大側から順に、負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有すレンズ、負の屈折力を有するレンズの並びを含み、
そして第２、３、４および５レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値をそれぞれｍ２、ｍ３、ｍ４、およびｍ５とし、広角端における全系の焦点距離をｆｗとし、第４レンズ群の焦点距離をｆ４とし、広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）をＢｆとし、縮小側における最大有効像円直径（イメージサークル径）をＩｍφとし、投写距離無限遠時の最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離をＬとして下記の条件式（１）、（２）、（３）、（４）および（５）
１．９＜ｍ４／ｆｗ… （１）
０．７＜（ｍ３＋ｍ４）／（ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）… （２）
３．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．５… （３）
２．５＜Ｂｆ／Ｉｍφ… （４）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２… （５）
を満たしていることを特徴とするものである。

また、本発明による第２の投写用ズームレンズは、
実質的に、拡大側から順に配された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第４レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する第５レンズ群、および変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第６レンズ群からなり、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する投写用ズームレンズにおいて、
前記第５レンズ群が負の屈折力を有するものとされ、
縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
該ズームレンズの開口数が全変倍領域において一定となるように構成され、
前記第４レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時移動量が全レンズ群中最大であり、
開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置され、
前記第３レンズ群が、負の屈折力を有するレンズを含み、
前記第５レンズ群が拡大側から順に、負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有すレンズ、負の屈折力を有するレンズの並びを含み、
そして、第４レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値をｍ４、広角端における全系の焦点距離をｆｗとし、第４レンズ群の焦点距離をｆ４とし、広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）をＢｆとし、縮小側における最大有効像円直径（イメージサークル径）をＩｍφとし、投写距離無限遠時の最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離をＬとして、下記条件式（１）、（３）、（４）および（５）
１．９＜ｍ４／ｆｗ… （１）
３．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．５… （３）
２．５＜Ｂｆ／Ｉｍφ… （４）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２… （５）
を満たしていることを特徴とするものである。

ここで、上記の条件式（６）が規定している条件については、下式（６’）
７０＜νｐ… （６’）
が満たされていることがより望ましく、さらには下式（６”）、
８０＜νｐ… （６”）
が満たされていることがより一層望ましい。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいては特に、条件式（３）
３．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．５… （３）
が満たされているので、球面収差を小さく抑え、また小型化することが可能になる。すなわちｆ４／ｆｗの値が３．０以下になると球面収差が増大し、その値が５．５以上になると、レンズ径が大きくなってズームレンズが大型化しやすいが、条件式（３）が満たされていれば、そのような問題を回避して、球面収差を小さく抑え、また小型化することが可能になる。

また、本発明による第１あるいは第２の投写用ズームレンズにおいては特に、開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置された上で条件式（３）が満たされている場合に、前記条件式（４）および（５）
２．５＜Ｂｆ／Ｉｍφ… （４）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２… （５）
が満たされているので、前述したプリズム等を挿入するためのレンズバックのスペースを容易に確保でき、そしてズームレンズの小型化を実現できる。

Claims (17)

1. 実質的に、拡大側から順に配された、負の屈折力を有する第１レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第４レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する第５レンズ群、および正の屈折力を有する第６レンズ群からなる投写用ズームレンズにおいて、
   縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
   該ズームレンズの開口数が全変倍領域において一定となるように構成され、
   前記第４レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時移動量が全レンズ群中最大であり、
   以下の条件式（１）および（２）を満たすことを特徴とする投写用ズームレンズ。
   １．９＜ｍ４／ｆｗ… （１）
   ０．７＜（ｍ３＋ｍ４）／（ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）… （２）
   ただし、
   ｍ２：第２レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値
   ｍ３：第３レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値
   ｍ４：第４レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値
   ｍ５：第５レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値
   ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
2. 実質的に、拡大側から順に配された、負の屈折力を有する第１レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第４レンズ群、変倍の際に光軸に沿って移動する第５レンズ群、および正の屈折力を有する第６レンズ群からなる投写用ズームレンズにおいて、
   前記第５レンズ群が負の屈折力を有するものとされ、
   縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
   該ズームレンズの開口数が全変倍領域において一定となるように構成され、
   前記第４レンズ群の広角端から望遠端までの変倍時移動量が全レンズ群中最大であり、
   以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする投写用ズームレンズ。
   １．９＜ｍ４／ｆｗ… （１）
   ただし、
   ｍ４：第４レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値
   ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
3. 以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項２記載の投写用ズームレンズ。
   ０．７＜（ｍ３＋ｍ４）／（ｍ２＋ｍ３＋ｍ４＋ｍ５）… （２）
   ただし、
   ｍ２：第２レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値
   ｍ３：第３レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値
   ｍ４：第４レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値
   ｍ５：第５レンズ群の、広角端から望遠端までの変倍時移動量の絶対値
4. 開口絞りが第３レンズ群の縮小側かつ第５レンズ群の拡大側に配置され、
   以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
   ３．０＜ｆ４／ｆｗ＜５．５… （３）
   ただし、
   ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
5. 以下の条件式（３’）を満たすことを特徴とする請求項４記載の投写用ズームレンズ。
   ３．５＜ｆ４／ｆｗ＜５．０… （３’）
6. 前記開口絞りが、変倍時に開口径が変化する可変絞りであることを特徴とする請求項４記載の投写用ズームレンズ。
7. 前記開口絞りが、変倍時に他のレンズから独立して光軸方向に移動するものであることを特徴とする請求項４記載の投写用ズームレンズ。
8. 前記第３レンズ群から第５レンズ群までのレンズ群が、広角端から望遠端への変倍時に拡大側へ単調に移動するものであることを特徴とする請求項４記載の投写用ズームレンズ。
9. 以下の条件式（４）および（５）を満たすことを特徴とする請求項４記載の投写用ズームレンズ。
   ２．５＜Ｂｆ／Ｉｍφ… （４）
   Ｌ／Ｉｍφ＜１２… （５）
   ただし、
   Ｂｆ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
   Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
   Ｌ：投写距離無限遠時の最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
10. 以下の条件式（５’）を満たすことを特徴とする請求項９記載の投写用ズームレンズ。
    ８＜Ｌ／Ｉｍφ＜１１… （５’）
11. 前記第２レンズ群が、負の屈折力を有するレンズを含むことを特徴とする請求項４記載の投写用ズームレンズ。
12. 前記第３レンズ群が、負の屈折力を有するレンズを含むことを特徴とする請求項４記載の投写用ズームレンズ。
13. 前記第４レンズ群が、正の屈折力を有するレンズを含み、
    以下の条件式（６）を満たすことを特徴とする請求項４記載の投写用ズームレンズ。
    ６０＜νｐ… （６）
    ただし、
    νｐ：第４レンズ群中の前記正の屈折力を有するレンズの媒質のアッベ数
14. 以下の条件式（６’）を満たすことを特徴とする請求項１３記載の投写用ズームレンズ。
    ７０＜νｐ… （６’）
15. 以下の条件式（６”）を満たすことを特徴とする請求項１３記載の投写用ズームレンズ。
    ８０＜νｐ… （６”）
16. 前記第５レンズ群が拡大側から順に、負の屈折力を有するレンズ、正の屈折力を有するレンズ、負の屈折力を有するレンズの並びを含むことを特徴とする請求項４記載の投写用ズームレンズ。
17. 光源と、該光源からの光が入射するライトバルブと、該ライトバルブにより光変調された光による光学像をスクリーン上に投写する請求項１から３いずれか１項記載の投写用ズームレンズとを備えたことを特徴とする投写型表示装置。

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