WO2014076897A1 - 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 - Google Patents

投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a projection zoom lens and a projection display device.
  • the present invention relates to a projection zoom lens suitable for enlarging and projecting an original image formed by a light valve on a screen, and a projection display device using the projection zoom lens. Is.
  • a projection display device that enlarges and projects an image displayed on a light valve such as a liquid crystal display element has been widely used.
  • a cross dichroic prism is usually used for color synthesis, and in order to improve color synthesis characteristics in consideration of its angle dependency,
  • the projection lens used in the optical system is telecentric on the reduction side.
  • a wide-angle lens has a larger change in screen size due to a change in projection distance than a lens with a small angle of view, so the screen size can be adjusted by changing the installation distance of the device with respect to the screen. Due to the limited depth of the space, the degree of freedom in installation conditions is often very small. For this reason, zoom lenses that can be adjusted to a desired screen size tend to be preferred even when the installation distance is limited.
  • Patent Document 1 As a zoom lens for projection having a wide angle and a telescopic side on the reduction side, for example, one described in Patent Document 1 below is known.
  • Patent Document 1 a negative first lens group, a positive second lens group, a negative third lens group, a positive fourth lens group, and a positive fifth lens group are arranged in order from the magnification side.
  • a five-group lens system is disclosed.
  • Projection-type display devices used in presentations are moved and moved without being permanently installed, and are often suspended from the ceiling when installed permanently.
  • the demand for is high.
  • a reduction in the size of the lens is also required in order to reduce the size and weight of the entire apparatus.
  • DMD Digital Micromirror Device: registered trademark
  • a large number of variable angle micromirrors are arranged in the DMD.
  • the angle of each micromirror is changed to change the reflection direction of light incident through the illumination optical system.
  • the entire projected image is formed by switching each pixel on and off.
  • the reduction side is not necessarily telecentric.
  • a projection display apparatus of a type using a DMD light valve and a non-telecentric optical system an optical path of illumination light directed from the light source to the DMD via the illumination optical system, and an optical path of reflected light reflected by the DMD
  • each member which comprises an apparatus does not interfere.
  • the projection lens does not block illumination light traveling from the light source to the DMD via the illumination optical system and that the illumination optical system and the projection lens do not interfere with each other.
  • unnecessary reflected light from a DMD pixel that has been switched off does not enter the projection lens. For this purpose, it is necessary to ensure both an appropriate length of back focus and a reduction in the diameter of the lens on the reduction side of the projection lens.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and at a wide angle, an appropriate back focus is ensured and the lens diameter on the reduction side can be reduced, thereby contributing to downsizing of the apparatus. It is an object of the present invention to provide a projection zoom lens that has a configuration in which the F-number is substantially constant and has good optical performance, and a projection display device including such a projection zoom lens.
  • the projection zoom lens of the present invention is disposed on the most magnification side and has a first lens group having a negative refractive power fixed at the time of zooming, and is disposed on the most reduction side and fixed at the time of zooming.
  • the lens group closest to the enlargement side of the intermediate group and the lens group closest to the reduction side of the intermediate group both have positive refractive power and move from the reduction side to the enlargement side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
  • the reduction side is non-telecentric, the final lens group includes two or more positive lenses and two or more negative lenses, and the most reduction side having the positive refractive power on the most reduction side of the final lens group
  • a lateral positive lens is disposed and satisfies the following conditional expression (1): Is shall. 3.00 ⁇ fGe / fw ⁇ 12.00 (1) However, fGe: focal length of the last lens group fw: focal length of the entire system at the wide angle end when the projection distance is infinity
  • conditional expression (1 ′) instead of the conditional expression (1), and it is even more preferable to satisfy the following conditional expression (1 ′′). . 4.00 ⁇ fGe / fw ⁇ 11.00 (1 ′) 5.00 ⁇ fGe / fw ⁇ 10.00 (1 ′′)
  • the first lens group includes, in order from the magnifying side, a front group including the first to third lenses from the magnifying side and a rear group, and the front group includes an aspheric lens. It is preferable to include.
  • the most contracting side positive lens is a biconvex lens.
  • a negative surface with a concave surface facing the reduction side is formed on the enlargement side of the most reduction side positive lens so that a first air lens is formed between the enlargement side and the most reduction side positive lens. It is preferable that a lens is disposed and the following conditional expression (2) is satisfied. 0.01 ⁇ d1 / Hr1 ⁇ 0.15 (2) However, d1: Center thickness of the first air lens Hr1: Maximum effective radius of the reduction-side surface of the first air lens
  • fp12 Composite focal length from the second positive lens from the reduction side of the final lens group to the most positive positive lens
  • the final lens group includes a second lens between a positive lens having a convex surface facing the enlargement side different from the most contracting side positive lens and the positive lens on the enlargement side of the positive lens. It is preferable that the following conditional expression (5) is satisfied, including a negative lens having a concave surface on the reduction side, which is arranged so that the air lens is formed. 0.01 ⁇ d2 / Hr2 ⁇ 0.15 (5) However, d2: Center thickness of the second air lens Hr2: Maximum effective radius of the reduction side surface of the second air lens
  • conditional expression (7 ′) is satisfied instead of the conditional expression (7). It is more preferable to satisfy the following conditional expression (8 ′) instead of the conditional expression (8), and it is even more preferable to satisfy the following conditional expression (8 ′′). 3.00 ⁇ Bf / y ⁇ 4.00 (7 ′) 0.85 ⁇ y / fw (8 ′) 0.90 ⁇ y / fw ⁇ 1.40 (8 '')
  • the first lens group includes a front group including the first to third lenses from the magnification side and a rear group in order from the magnification side
  • the following conditional expression (9 ′) is satisfied, and it is even more preferable that the following conditional expression (9 ′′) is satisfied.
  • -2.50 ⁇ fG1F / fw ⁇ -0.80 (9) -2.10 ⁇ fG1F / fw ⁇ 1.10 (9 ′) -2.10 ⁇ fG1F / fw ⁇ 1.30 (9 ′′)
  • fG1F Focal length of the front group
  • the intermediate group may be configured to include two lens groups having a positive refractive power that moves during zooming. It consists of three lens groups that move at the same time, and these three lens groups are, in order from the magnification side, a lens group having a positive refractive power, a lens group having a negative refractive power, and a lens group having a positive refractive power. Good.
  • conditional expression (10) is satisfied, and it is more preferable that the following conditional expression (10 ′) is satisfied. 4.00 ⁇ Dep / y ⁇ 6.00 (10) 4.00 ⁇ Dep / y ⁇ 5.00 (10 ')
  • Dep Distance from the paraxial exit pupil position at the wide-angle end to the image plane on the reduction side when the reduction side is the exit side
  • y Maximum image height on the reduction side
  • the projection display device is described above as a light source, a light valve on which light from the light source is incident, and a projection zoom lens that projects an optical image by light modulated by the light valve onto a screen.
  • the projection zoom lens according to the present invention is provided.
  • the “enlarged side” means the projected side (screen side), and the screen side is also referred to as the enlarged side for the sake of convenience when performing reduced projection.
  • the “reduction side” means the original image display area side (light valve side), and the light valve side is also referred to as the reduction side for the sake of convenience when performing reduced projection.
  • the reduction side is non-telecentric
  • the absolute value of the inclination of the bisector with respect to the optical axis Z is greater than 3 °.
  • the above “substantially to configured” may include optical elements other than lenses having substantially no power, lenses such as a diaphragm and a cover glass, in addition to the lens groups listed as the constituent elements. Is intended.
  • the “lens group” does not necessarily include a plurality of lenses but also includes a single lens.
  • the surface shape, the radius of curvature, and the sign of refractive power of the above lens are considered in the paraxial region when an aspheric surface is included.
  • the back focus value is an air-converted value.
  • the projection zoom lens according to the present invention adopts a negative leading lens group configuration, preferably sets the fixed group and the moving group, makes the reduction side non-telecentric, and particularly the final lens group arranged on the most reduction side. Since the configuration is set appropriately, it can be configured at a wide angle, ensuring an appropriate back focus, and reducing the lens diameter on the reduction side, contributing to the downsizing of the device, and zooming A configuration in which the F number at the time is substantially constant is facilitated, and good optical performance can be obtained.
  • the projection display device includes the projection zoom lens according to the present invention, it is possible to obtain a good projection image with a small size and a wide angle, and a projection image having the same screen size over the entire zoom range. It becomes easy to make the brightness substantially constant.
  • Sectional drawing which shows the lens structure and light ray locus
  • Partial enlarged view of the projection zoom lens of FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection display device according to an embodiment of the present invention.
  • Sectional drawing which shows the lens structure and light ray locus
  • Sectional drawing which shows the lens structure and light ray locus
  • Sectional drawing which shows the lens structure and light ray locus
  • FIGS. 18A to 18L are diagrams showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 1 of the present invention is a reference.
  • FIGS. 18A to 18L are diagrams showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 1 of the present invention is a reference.
  • 19A to 19L are diagrams showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 1 of the present invention is closest.
  • 20A to 20L are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 2 of the present invention is a reference.
  • FIGS. 21A to 21L are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 2 of the present invention is closest.
  • FIGS. 22A to 22L are diagrams showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 3 of the present invention is a reference.
  • FIGS. 23A to 23L are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 3 of the present invention is closest.
  • 24A to 24L are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 4 of the present invention is a reference.
  • 25 (A) to 25 (L) are graphs showing various aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 4 of the present invention is closest.
  • FIGS. 26A to 26L are diagrams showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 5 of the present invention is a reference.
  • FIGS. 27A to 27L are diagrams showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 5 of the present invention is closest.
  • FIGS. 28A to 28L are diagrams showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 6 of the present invention is a reference.
  • FIGS. 29A to 29L are diagrams showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 6 of the present invention is closest.
  • FIGS. 30A to 30L are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 7 of the present invention is a reference.
  • 31A to 31L are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 7 of the present invention is closest.
  • FIGS. 32A to 32L are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 8 of the present invention is the reference.
  • 33 (A) to 33 (L) are graphs showing various aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 8 of the present invention is closest.
  • 34A to 34L are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 9 is the reference.
  • FIGS. 35A to 35L are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 9 of the present invention is the closest.
  • 36 (A) to 36 (L) are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 10 of the present invention is a reference.
  • 37 (A) to 37 (L) are graphs showing various aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 10 of the present invention is closest.
  • 38 (A) to 38 (L) are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 11 of the present invention is a reference.
  • 39 (A) to 39 (L) are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 11 of the present invention is closest.
  • 40 (A) to 40 (L) are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 12 of the present invention is a reference.
  • 41 (A) to 41 (L) are graphs showing various aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 12 of the present invention is closest.
  • 42 (A) to 42 (L) are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 13 of the present invention is a reference.
  • 43 (A) to 43 (L) are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 13 of the present invention is closest.
  • 44 (A) to 44 (L) show aberration diagrams when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 14 of the present invention is a reference.
  • 45 (A) to 45 (L) are graphs showing aberrations when the projection distance of the projection zoom lens according to Example 14 of the present invention is closest.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view at the wide-angle end of a projection zoom lens according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of the projection zoom lens of FIG.
  • the example shown in FIGS. 1 and 2 corresponds to a projection zoom lens according to Example 1 described later.
  • FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a projection display apparatus 100 shown in FIG. 3 includes a light source 101, an illumination optical system 102, a DMD 103 as a light valve, and a projection zoom lens 104 according to an embodiment of the present invention.
  • the light beam emitted from the light source 101 is selectively converted in time series into light of three primary colors (R, G, B) by a color wheel (not shown), and is perpendicular to the optical axis Z1 of the light beam by the illumination optical system 102.
  • the light After uniforming the light amount distribution in a simple cross section, the light enters the DMD 103.
  • modulation switching to the color light is performed according to the color switching of the incident light.
  • the light modulated by the DMD 103 enters the projection zoom lens 104.
  • the projection zoom lens 104 projects an optical image of the light-modulated light on the screen 105.
  • each member does not interfere and does not obstruct the optical path.
  • the illumination optical system 102 and the projection zoom lens 104 do not interfere with each other and that the projection zoom lens 104 does not block illumination light traveling from the illumination optical system 102 to the DMD 103.
  • the projection zoom lens 104 does not block illumination light traveling from the illumination optical system 102 to the DMD 103.
  • unnecessary reflected light from the pixel of the DMD 103 that has been switched off does not enter the projection zoom lens 104.
  • the reduction side is non-telecentric. If the reduction side of the projection zoom lens is made telecentric, the lens diameter on the reduction side will increase if an attempt is made to increase the back focus while securing the peripheral light amount and brightness. In order to ensure a long back focus while reducing the lens diameter on the reduction side, the pupil position on the reduction side needs to be on the reduction side in the projection zoom lens as much as possible. In the projection zoom lens according to the embodiment of the present invention described below, the pupil position on the reduction side is closer to the reduction side in the projection zoom lens, thereby ensuring an appropriate back focus and reducing the lens diameter on the reduction side. It is possible to make it smaller.
  • the projection zoom lens shown in FIG. 1 includes, in order from the magnification side, a first lens group G1 having a negative refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, and a first lens group having a negative refractive power.
  • a five-group configuration is adopted in which a three-lens group G3, a fourth lens group G4 having a positive refractive power, and a fifth lens group G5 having a positive refractive power are arranged.
  • FIGS. 1 and 2 also show the axial light beam 4 and the maximum image height light beam 5.
  • a parallel plane plate-like optical member 2 assuming various filters, a cover glass, and the like, and a reduction-side surface of the optical member 2
  • the image display surface 1 of the light valve located at is also shown.
  • 1 and 2 show an example in which the position of the reduction-side surface of the optical member 2 and the position of the image display surface 1 coincide with each other, but the present invention is not necessarily limited to this.
  • 1 and 2 show only one image display surface 1, but in a projection display device, a light beam from a light source is separated into three primary colors by a color separation optical system, and for each primary color.
  • the three light valves may be arranged to display a full-color image.
  • the first lens group G1 is composed of five single lenses
  • the second lens group G2 is composed of two single lenses
  • the third lens group G3 is composed of two single lenses
  • the fourth lens group G4 is composed of a cemented lens in which two lenses are cemented
  • the fifth lens group G5 is composed of six single lenses.
  • the number of lens groups of the projection zoom lens of the present invention and the number of lenses constituting each lens group are not necessarily limited to the example shown in FIG.
  • the projection zoom lens according to the present invention is disposed on the most enlargement side and fixed at the time of zooming, and has a negative refractive power, and is disposed on the most reduction side, and at the time of zooming.
  • the three lens groups of the second lens group G2, the third lens group G3, and the fourth lens group G4 constitute the intermediate group Gm, and the fifth lens group G5 constitutes the final lens group Ge. ing.
  • the second lens group G2 to the fourth lens group G4 in the example of FIG. 1 are all moving groups that move during zooming.
  • each lens group during zooming from the wide-angle end to the telephoto end is shown.
  • the general movement direction is indicated by an arrow below each lens group.
  • the intermediate group Gm is composed of three moving groups having positive, negative, and positive refractive power in order from the enlargement side as in the example shown in FIG. 1, while suppressing the total length of the lens system from being increased, The field curvature can be corrected well over the entire zoom range.
  • the intermediate group Gm of the present invention can take another configuration.
  • the minimum lens group is used. Since it can be configured with a number, it is advantageous in terms of cost.
  • the most magnified lens group of the intermediate group Gm (corresponding to the second lens group G2 in the example of FIG. 1) and the most demagnifying lens group of the intermediate group Gm (the fourth lens group G4 in the example of FIG. 1). Both have a positive refractive power and are configured to move from the reduction side to the enlargement side upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
  • the first lens group G1 which tends to increase in diameter, is formed by making the two lens groups, which are the most moving side moving group and the most reducing side moving group among the moving groups, positive lenses. Since the lens diameter can be suppressed, it is advantageous for downsizing.
  • the zooming side moving group and the zooming side moving group move from the zooming side to the zooming side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the total length of the lens system, the first lens group G1 Both the lens diameter and the lens diameter of the most enlarged moving group can be reduced.
  • the moving group on the most enlarged side and the moving group on the most reduced side move in the same direction during zooming, so that the moving group lens or the mechanical parts that hold the moving group lens move using a common space.
  • the overall length of the lens system can be shortened.
  • the moving group having two positive refractive powers is configured to move in the opposite direction at the time of zooming, it cannot move using a common space as described above. , The total length of the lens system becomes long.
  • the most enlarged moving group and the most reduced moving group are configured to move in the reverse direction upon zooming, at a zoom position where the two moving groups are greatly separated, Since the off-axis light beam is far away from the optical axis, the lens diameter of the first lens group and the lens diameter of the most enlarged moving group are increased.
  • the lens group on the further reduction side for example, the lens group corresponding to the final lens group, must be moved at the time of zooming. In this case, the F number is kept constant at the time of zooming. It becomes difficult.
  • the final lens group Ge on the most reduction side is a fixed group that is fixed at the time of zooming, it is easy to make the F number constant at the time of zooming. For example, if the pupil position is present in the final lens group Ge, which is a fixed group, the F-number can be made constant over the entire zoom range.
  • the refractive power of the final lens group Ge is set so as to satisfy the following conditional expression (1). 3.00 ⁇ fGe / fw ⁇ 12.00 (1)
  • fGe focal length of the last lens group
  • fw focal length of the entire system at the wide angle end when the projection distance is infinity
  • conditional expression (1) If the lower limit of conditional expression (1) is not satisfied, it will be difficult to satisfactorily correct lateral chromatic aberration and curvature of field, and it will also be difficult to secure an appropriate length of back focus. If the upper limit of conditional expression (1) is not satisfied, the divergence of the on-axis light beam and the off-axis lower light beam becomes large, and the diameter of the lens on the enlargement side from the final lens group Ge becomes large. Satisfying conditional expression (1) reduces the divergence of on-axis rays and off-axis lower rays and suppresses the enlargement of the diameter of the lens on the enlargement side from the final lens group Ge, while maintaining the chromatic aberration of magnification and image. It is possible to satisfactorily correct surface curvature and to secure a back focus with an appropriate length.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view including the final lens group Ge and the image display surface 1 of the projection zoom lens shown in FIG. FIG. 2 shows the upper maximum ray 5a, the lower maximum ray 5b, and the principal ray 5c of the luminous flux 5 having the maximum image height.
  • the upper side and the lower side are referred to in accordance with the vertical direction of the paper surface of FIG.
  • the lower maximum light beam 5b in FIG. 2 is included in, for example, the above-described off-axis lower light beam.
  • the upper maximum light beam 5a in FIG. 2 is included in, for example, the off-axis upper light beam.
  • the off-axis rays are rays away from the optical axis Z in the first lens group G1 to the third lens group G3, and are rays that determine the effective diameter of the lenses in these lens groups.
  • conditional expression (1) it is preferable to satisfy the following conditional expression (1 ′), and it is even more preferable to satisfy the following conditional expression (1 ′′). 4.00 ⁇ fGe / fw ⁇ 11.00 (1 ′) 5.00 ⁇ fGe / fw ⁇ 10.00 (1 ′′)
  • the final lens group Ge includes two or more positive lenses and two or more negative lenses, and the most reducing side positive lens having a positive refractive power is disposed on the most reducing side of the last lens group Ge. Composed.
  • the final lens group Ge in the example shown in FIG. 2 includes, in order from the magnification side, a positive lens L51, a negative lens L52, a positive lens L53, a positive lens L54, a negative lens L55, and a positive lens L56.
  • a single lens is arranged.
  • the most reduced positive lens corresponds to the lens L56.
  • the final lens group Ge includes two or more positive lenses, aberrations are corrected while reducing the divergence of on-axis rays and off-axis lower rays, and suppressing enlargement of the lens of the enlargement side lens group. Can be performed satisfactorily.
  • the refracting power of the final lens group Ge can be appropriately maintained while reducing the divergence of the on-axis light beam and the off-axis lower light beam.
  • Upper chromatic aberration and curvature of field can be favorably corrected.
  • the positive lens By arranging the positive lens on the most reduction side of the final lens group Ge, it is possible to reduce the divergence of the on-axis light beam and the off-axis lower light beam, thereby suppressing the increase in the diameter of the lens of the enlargement side lens group. .
  • the most demagnifying side positive lens located on the most demagnifying side of the final lens group Ge is preferably a biconvex lens. In this case, the divergence of on-axis rays and off-axis lower rays is reduced and enlarged. It becomes easier to suppress the increase in the diameter of the lens in the side lens group.
  • the second positive lens (corresponding to the lens L54 in the example of FIG. 2) from the reduction side of the final lens group Ge is also preferably a biconvex lens. It becomes easier to reduce the divergence of the side rays and suppress the increase in the diameter of the lens in the enlargement side lens group.
  • a negative lens having a concave surface facing the reduction side is disposed on the enlargement side of the most reduction side positive lens so that the first air lens is formed between the reduction side positive lens and the most reduction side positive lens.
  • a negative lens L55 having a concave surface facing the reduction side with a minute air gap is disposed just before the enlargement side of the lens L56 which is the most reduction side positive lens.
  • a first air lens is formed by the side surface and the enlarged side surface of the lens L56.
  • d1 is the air space on the optical axis of the lens L55 and the lens L56
  • Hr1 is the maximum effective radius of the enlargement side surface of the lens L56.
  • conditional expression (2) If the lower limit of the conditional expression (2) is not satisfied, the distance between the two lenses forming the first air lens (corresponding to the lens L55 and the lens L56 in the example of FIG. 2) becomes too narrow, and manufacturing becomes difficult. If the upper limit of conditional expression (2) is not satisfied, the effect of correcting curvature of field and spherical aberration will be weak. By satisfying conditional expression (2), it is possible to realize a lens system capable of obtaining a favorable correction effect for field curvature and spherical aberration.
  • conditional expression (2) In order to further improve the effect of correcting curvature of field and spherical aberration after satisfying conditional expression (2), it is preferable to satisfy the following conditional expression (2 ′), and in order to further increase the conditional expression (2) It is even more preferable to satisfy ''). 0.01 ⁇ d1 / Hr1 ⁇ 0.10 (2 ′) 0.01 ⁇ d1 / Hr1 ⁇ 0.05 (2 ′′)
  • the following conditional expression (3) 0.30 ⁇ RF1 ⁇ (NdR1-1) / ((RR1 ⁇ (NdF1-1)) ⁇ 1.10 (3)
  • RF1 radius of curvature of the enlargement side surface of the first air lens
  • RR1 radius of curvature of the reduction side surface of the first air lens
  • NdF1 refractive index NdR1: for the d-line of the negative lens forming the first air lens Refractive index of d-line of the most reduced positive lens
  • RF1 is the radius of curvature of the reduction side surface of the lens L55
  • RR1 is the radius of curvature of the enlargement side surface of the lens L56
  • NdF1 is the refractive index with respect to the d-line of the lens L55
  • NdR1 is a refractive index related to the d-line of the lens L56.
  • Conditional expression (3) defines a preferable range of the ratio between the refractive power of the enlargement side surface and the reduction side surface of the first air lens. If the conditional expression (3) is not satisfied, it is difficult to satisfactorily correct curvature of field and spherical aberration. Satisfying conditional expression (3) makes it possible to satisfactorily correct curvature of field and spherical aberration.
  • conditional expression (3) 0.45 ⁇ RF1 ⁇ (NdR1-1) / ((RR1 ⁇ (NdF1-1)) ⁇ 0.90 (3 ′)
  • fp12 Composite focal length from the second positive lens from the reduction side of the final lens group to the most reduction side positive lens
  • fw The focal length of the entire system at the wide angle end when the projection distance is infinite
  • fp12 is the combined focal length of the lenses L54, L55, and L56. If the lower limit of conditional expression (4) is not satisfied, it is difficult to satisfactorily correct spherical aberration, curvature of field, and longitudinal chromatic aberration. If the upper limit of conditional expression (4) is not satisfied, the lens diameter of the lens group on the enlargement side will increase. Satisfying conditional expression (4) reduces the divergence of on-axis rays and off-axis rays while favorably correcting spherical aberration, curvature of field, and axial chromatic aberration. An increase in the diameter of the lens can be suppressed.
  • conditional expression (4) it is preferable to satisfy the following conditional expression (4 ′). 2.00 ⁇ fp12 / fw ⁇ 4.00 (4 ′)
  • a positive lens having a convex surface facing the enlargement side different from the most demagnification side positive lens and a second air lens are formed between the positive lens and the enlargement side of the positive lens.
  • a negative lens having a concave surface directed toward the reduction side is adopted.
  • a negative lens L52 having a concave surface facing the reduction side with a minute air gap is disposed immediately before the magnification side of the positive lens L53 having a convex surface facing the magnification side.
  • a second air lens is formed by the reduction-side surface and the enlargement-side surface of the lens L53.
  • d2 is the air space on the optical axis of the lens L52 and the lens L53
  • Hr2 is the maximum effective radius of the surface on the enlargement side of the lens L53.
  • conditional expression (5) If the lower limit of the conditional expression (5) is not satisfied, the distance between the two lenses forming the second air lens (corresponding to the lens L52 and the lens L53 in the example of FIG. 2) becomes too narrow, and manufacturing becomes difficult. If the upper limit of conditional expression (5) is not satisfied, the effect of correcting curvature of field and spherical aberration will be weak. By satisfying conditional expression (5), it becomes possible to realize a lens system capable of obtaining a favorable correction effect for field curvature and spherical aberration.
  • conditional expression (5) 0.01 ⁇ d2 / Hr2 ⁇ 0.10
  • the second air lens it is preferable that the following conditional expression (6) is satisfied. 0.30 ⁇ RF2 ⁇ (NdR2-1) / ((RR2 ⁇ (NdF2-1)) ⁇ 1.10 (6)
  • RF2 radius of curvature of the second air lens on the enlargement side
  • RR2 radius of curvature of the second air lens on the reduction side
  • NdF2 refractive index NdR2 for the d-line of the negative lens forming the second air lens: Refractive index for d-line of the positive lens forming the second air lens
  • RF2 is the radius of curvature of the reduction side surface of the lens L52
  • RR2 is the radius of curvature of the enlargement side surface of the lens L53
  • NdF2 is the refractive index of the lens L52 with respect to the d-line
  • NdR2 is a refractive index related to the d-line of the lens L53.
  • Conditional expression (6) defines a preferable range of the ratio between the refractive power of the enlargement side surface and the refractive power of the reduction side surface of the second air lens. If the conditional expression (6) is not satisfied, it is difficult to satisfactorily correct curvature of field and spherical aberration. Satisfying conditional expression (6) makes it possible to satisfactorily correct curvature of field and spherical aberration.
  • conditional expression (6) it is preferable to satisfy the following conditional expression (6 ′). 0.45 ⁇ RF2 ⁇ (NdR2-1) / ((RR2 ⁇ (NdF2-1)) ⁇ 0.90 (6 ′)
  • the first negative lens from the reduction side of the final lens group Ge is preferably a meniscus lens having a convex surface on the enlargement side. If this negative lens is a biconcave lens, the negative refractive power becomes strong, and the refractive power of the positive lens of the final lens group Ge must be strengthened. A meniscus lens is preferable. Further, when a meniscus lens is used, in order to form the above-described air lens, it is preferable to use a meniscus lens having a convex surface on the enlargement side.
  • a lens L51 made of a biconvex lens a lens L52 made of a biconcave lens, a lens L53 made of a biconvex lens
  • a lens L54 made of a concave lens a lens L55 made of a negative meniscus lens having a concave surface facing the reduction side
  • a lens L56 made of a biconvex lens are arranged.
  • the lens L51 may be a positive meniscus lens.
  • the lens L53 may also be a positive meniscus lens.
  • the final lens group Ge may have a seven-lens configuration in which a positive meniscus lens, a biconcave lens, a biconvex lens, a biconvex lens, a negative meniscus lens, a negative meniscus lens, and a biconvex lens are arranged in order from the magnification side. .
  • conditional expression (7) If the lower limit of conditional expression (7) is not satisfied, an appropriate length of back focus cannot be secured, and the illumination optical system 102 and the projection zoom lens interfere with each other, or illumination light emitted from the illumination optical system 102 is projected. There is a possibility that the projection zoom lens may block light or unnecessary reflected light from the DMD pixels that are switched off may enter the projection zoom lens. If the upper limit of conditional expression (7) is not satisfied, the reduction-side lens in the projection zoom lens becomes large. By satisfying conditional expression (7), it is possible to secure a back focus with an appropriate length and to reduce the size while preventing interference with other members and the optical path.
  • conditional expression (7) it is preferable to satisfy the following conditional expression (7 ′). 3.00 ⁇ Bf / y ⁇ 4.00 (7 ′)
  • conditional expression (8) If the lower limit of conditional expression (8) is not satisfied, the desired wide angle cannot be realized. By satisfying conditional expression (8), a desired wide angle of view can be secured.
  • conditional expression (8 ′) In order to ensure a wider angle of view, it is more preferable to satisfy the following conditional expression (8 ′), and it is even more preferable to satisfy the lower limit of the following conditional expression (8 ′′). If the upper limit of the following conditional expression (8 ′′) is not satisfied, the lens system becomes large and it becomes difficult to correct distortion. By satisfying conditional expression (8 ′′), it is possible to achieve a desired wide angle of view while satisfactorily correcting distortion while suppressing enlargement of the lens system. 0.85 ⁇ y / fw (8 ′) 0.90 ⁇ y / fw ⁇ 1.40 (8 '')
  • the configuration of the first lens group G1 is also important for widening the angle.
  • the first lens group G1 includes, in order from the magnification side, a front group G1F made up of the first to third lenses from the magnification side, and a rear group G1R.
  • the front group G1F includes at least one aspheric lens. It is preferable to include. By including the aspherical lens in the front group G1F, it is possible to satisfactorily correct the distortion that increases with the wide angle.
  • the most magnified lens of the front group G1F has an aspherical surface, and in this case, a high aberration correction effect can be obtained. Further, since the lens on the most enlarged side of the front group G1F is the lens having the largest diameter in the entire system, it is preferable that the lens is an aspheric lens, and the lens is preferably made of plastic. Can be achieved.
  • the first lens group G1 in the example shown in FIG. 1 includes, in order from the magnification side, a negative meniscus lens whose paraxial region has a concave surface on the magnification side, and a meniscus negative lens with a concave surface on the reduction side. And a meniscus negative lens with a concave surface facing the enlargement side, a meniscus negative lens with a convex surface facing the magnification side, and a biconvex lens. It is a spherical lens.
  • the refractive power of the front group G1F it is preferable that the following conditional expression (9) is satisfied. -2.50 ⁇ fG1F / fw ⁇ -0.80 (9)
  • fG1F focal length of front group
  • fw focal length of entire system at wide angle end when projection distance is infinite
  • Conditional expression (9) defines a preferable range of the refractive power of the front group G1F. If the lower limit of conditional expression (9) is not satisfied, the diameter of the lens of the first lens group G1, particularly the diameter of the lens of the front group G1F, becomes large, and it is difficult to ensure a back focus with an appropriate length. Become. If the upper limit of conditional expression (9) is not satisfied, it is difficult to correct the curvature of field well. By satisfying the conditional expression (9), it is possible to secure a back focus having an appropriate length, suppress an increase in the diameter of the lens, and perform good correction of curvature of field.
  • conditional expression (9 ) In order to enhance the effect obtained by satisfying conditional expression (9), it is more preferable to satisfy the following conditional expression (9 ′), and in order to further increase the conditional expression (9 ′′) Is even more preferred. -2.10 ⁇ fG1F / fw ⁇ 1.10 (9 ′) -2.10 ⁇ fG1F / fw ⁇ 1.30 (9 ′′)
  • the lens that moves during focusing when the projection distance changes is preferably only the lens of the rear group G1R. Since the front group G1F including a large-diameter lens is fixed during focusing, the load on the driving mechanism can be reduced, and the entire length of the optical system can be made unchanged even during focusing. In addition, when the front group G1F includes an aspheric lens, a change in incident light flux to the aspheric lens can be reduced, and an aberration variation due to a change in projection distance can be suppressed.
  • the rear group G1R has a plurality of lenses
  • only some of the lenses in the rear group G1R may be moved during focusing, or all the lenses in the rear group G1R may be moved. They may be moved together or independently.
  • One or a plurality of lenses used for focusing may be selected according to the amount of change in projection distance.
  • conditional expression (10) If the lower limit of conditional expression (10) is not satisfied, it is difficult to secure an appropriate length of back focus when trying to prevent the enlargement-side lens of the projection zoom lens from becoming large in diameter.
  • the illumination optical system 102 and the projection zoom lens interfere with each other, the projection zoom lens blocks the illumination light emitted from the illumination optical system 102, or unnecessary reflection from the DMD pixels that are switched off. There is a risk that light may enter the projection zoom lens.
  • the upper limit of conditional expression (10) If the upper limit of conditional expression (10) is not satisfied, the pupil position on the reduction side is positioned on the enlargement side, and the diameter of the reduction side lens in the projection zoom lens is increased. By satisfying conditional expression (10), it is possible to reduce the size while preventing interference with other members and the optical path.
  • conditional expression (10 ′) 4.00 ⁇ Dep / y ⁇ 5.00
  • conditional expression (11) If the lower limit of conditional expression (11) is not satisfied, it will be difficult to keep the F number constant, and it will be difficult to secure an appropriate length of back focus. If the upper limit of conditional expression (11) is not satisfied, the total length becomes long or the back focus becomes long, and the lens diameter on the reduction side becomes large. Satisfying conditional expression (11) makes it easy to keep the F-number constant, ensure an appropriate length of back focus, and suppress an increase in the lens diameter on the reduction side, Also, the overall length can be suppressed.
  • conditional expression (11 ) In order to enhance the effect obtained by satisfying conditional expression (11), it is preferable to satisfy the following conditional expression (11 ′). 1.80 ⁇ LGe / y ⁇ 3.00 (11 ′)
  • conditional expression (12) If the upper limit of conditional expression (12) is not satisfied, the diameter of the lens on the reduction side increases, the illumination optical system 102 and the projection zoom lens interfere with each other, or illumination light emitted from the illumination optical system 102 is projected. There is a possibility that the lens is shielded from light, or unnecessary reflected light from the DMD pixels that are switched off may enter the projection zoom lens.
  • conditional expression (12) the diameter of the reduction lens in the projection zoom lens can be reduced, and interference with other members and the optical path can be prevented.
  • conditional expression (12 ′) In order to further reduce the size of the lens on the reduction side after satisfying the conditional expression (12), it is preferable to satisfy the following conditional expression (12 ′). ⁇ GL-y ⁇ 2 ⁇ 0.20 (12 ′)
  • conditional expression (13) If the lower limit of conditional expression (13) is not satisfied, good correction of chromatic aberration becomes difficult. If the upper limit of conditional expression (13) is not satisfied, a material having a low refractive index is used in the range of optical materials that can be used at present, and it is difficult to satisfactorily correct field curvature. Satisfying conditional expression (13) makes it possible to correct chromatic aberration and curvature of field.
  • conditional expression (13 ′) In order to correct chromatic aberration more satisfactorily after satisfying conditional expression (13), it is preferable to satisfy the following conditional expression (13 ′). 40.0 ⁇ p ⁇ 60.0 (13 ′)
  • the F number is constant throughout the entire zoom range. In this case, it is possible to project at the same brightness regardless of the zoom ratio when the projection size is the same.
  • Hc ray height of the principal ray with the maximum image height on the most enlargement side surface of the final lens group
  • y maximum image height on the reduction side
  • the point where the principal ray having the maximum image height intersects the optical axis Z can be located in the final lens group Ge. It becomes possible.
  • conditional expression (14 ′) is satisfied. If the lower limit of the conditional expression (14 ′) is not satisfied, the lens diameters of the moving group at the time of zooming and the first lens group G1 on the enlargement side with respect to the final lens group Ge are increased. By satisfying conditional expression (14 ′), it is possible to make the F number constant throughout the entire zoom range while suppressing an increase in the size of the lens system. ⁇ 0.50 ⁇ Hc / y ⁇ 0.00 (14 ′)
  • the final lens group Ge is It is preferable not to have a cemented lens. If the final lens group Ge, where the light rays are concentrated, has a cemented lens, the cementing agent will be significantly altered and deteriorated by powerful light when the projection zoom lens is used in combination with a high-power light source. There is a risk of lowering. Such a concern can be eliminated by making all the lenses of the final lens group Ge into single lenses.
  • the angle formed by the bisector of the maximum ray and the principal ray of each light beam is within ⁇ 3 °.
  • distortion dispertion aberration
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view and a ray locus of the projection zoom lens according to the first embodiment.
  • FIG. 4 shows the arrangement and configuration of each lens group at the wide-angle end, the intermediate focal length state, and the telephoto end, respectively, in the upper, middle, and lower stages with the symbols W, M, and T on the left side.
  • the optical member 2 in the form of a parallel flat plate assuming an axial light beam 4, a maximum image height light beam 5, various filters, a cover glass, and the like, and a light valve positioned on the reduction side surface of the optical member 2
  • the image display surface 1 is also shown.
  • a first lens group G1 having a negative refractive power As a group configuration of the projection zoom lens of Example 1, in order from the magnification side, a first lens group G1 having a negative refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, and a negative refractive power. And a fifth lens group G5 having a positive refractive power and a fifth lens group G5 having a positive refractive power, arranged from a wide-angle end to a telephoto end.
  • the first lens group and the fifth lens group G5 are fixed, and the second lens group G2 to the fourth lens group G4 move in the optical axis direction, of which the second lens group G2 and The fourth lens group G4 is configured to move from the reduction side to the enlargement side.
  • the reduction side is non-telecentric.
  • the first lens group G1 includes five lenses L11 to L15 in order from the enlargement side.
  • the lenses L11 to L13 constitute the front group G1F
  • the lenses L14 and L15 constitute the rear group G1R.
  • the focusing method is performed by moving the lenses L14 and L15 independently in the optical axis direction as schematically shown by arrows above the lenses L14 and L15 in FIG.
  • the second lens group G2 is composed of two lenses L21 and L22 in order from the enlargement side.
  • the third lens group G3 includes two lenses, L31 and L32, in this order from the magnification side.
  • the fourth lens group G4 is composed of two lenses, L41 and L42, in this order from the magnification side.
  • the fifth lens group G5 is composed of six lenses L51 to L56 in order from the enlargement side.
  • the lens L41 and the lens L42 are cemented, and the other lenses are single lenses that are not cemented.
  • the lens L11 is a plastic lens having both aspheric surfaces, and the other lenses have both surfaces having a spherical shape.
  • Table 1 shows basic lens data
  • Table 2 shows an aspherical coefficient
  • Table 3 shows specifications relating to d-line and variable surface spacing.
  • the numerical values shown in Tables 1 to 3 are standardized so that the focal length of the entire system at the wide-angle end when the projection distance is infinity is 1, and are rounded by a predetermined digit.
  • the Ri column indicates the radius of curvature of the i-th surface
  • the basic lens data includes the optical member 2.
  • the surface number of the aspherical surface is marked with *, and the value of the paraxial curvature radius is described in the column of the curvature radius of the aspherical surface.
  • Table 2 shows the aspheric coefficient of each aspheric surface of Example 1.
  • the numerical value “En” (n: integer) of the aspheric coefficient in Table 2 means “ ⁇ 10 ⁇ n ”.
  • Zd C ⁇ h 2 / ⁇ 1+ (1 ⁇ KA ⁇ C 2 ⁇ h 2 ) 1/2 ⁇ + ⁇ Am ⁇ h m
  • Zd Depth of aspheric surface (length of a perpendicular line drawn from a point on the aspherical surface at height h to a plane perpendicular to the optical axis where the aspherical vertex contacts)
  • h Height (distance from the optical axis to the lens surface)
  • C paraxial curvature KA
  • DD [i] described in the Di column of Table 1 means that the interval between the i-th surface and the i + 1-th surface is a variable surface interval.
  • the distance between the group G4 and the fifth lens group G5 is a variable surface distance that changes during zooming, and corresponds to DD [10], DD [14], DD [18], and DD [21] in Table 1, respectively.
  • Example 1 the distance between the front group G1F and the rear group G1R, the distance between the lens L14 and the lens L15, and the distance between the rear group G1R and the second lens group G2 are variable surface distances that change during focusing.
  • the zoom ratio at the wide-angle end, the intermediate focal length state, and the telephoto end at the closest distance the focal length f ′ of the entire system , F number FNo. , The total angle of view 2 ⁇ (in degrees), and the values of DD [6], DD [8], DD [10] among the variable surface intervals.
  • the reference projection distance is 119.28
  • the closest projection distance is 58.66.
  • the projection distance here is the distance from the most enlarged surface of the projection zoom lens to the projection surface (screen).
  • FIGS. 18A to 18L show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 1 when the projection distance is the reference (119.28).
  • FIGS. 18A to 18D are diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion), and lateral chromatic aberration (chromatic aberration of magnification) at the wide-angle end, respectively.
  • (H) is a diagram of spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration in the intermediate focal length state
  • FIGS. 18 (I) to 18 (L) are respectively spherical aberration and astigmatism at the telephoto end. It is a figure of an aberration, a distortion aberration, and a magnification chromatic aberration.
  • FIGS. 19A to 19L show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 1 when the projection distance is closest (58.66).
  • FIGS. 19A to 19D are diagrams of spherical aberration, astigmatism, distortion (distortion), and lateral chromatic aberration (chromatic aberration of magnification), respectively, at the wide-angle end.
  • FIGS. (H) is a diagram of spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration in the intermediate focal length state
  • FIGS. 19 (I) to 19 (L) are respectively spherical aberration and astigmatism at the telephoto end. It is a figure of an aberration, a distortion aberration, and a magnification chromatic aberration.
  • FIGS. 18A to 18L and 19A to 19L are based on the d-line, but in the spherical aberration diagram, the F-line (wavelength wavelength) is used. 486.1 nm) and C-line (wavelength 656.3 nm) aberrations are also shown, and the chromatic aberration diagram of magnification shows aberrations for F-line and C-line.
  • aberrations in the sagittal direction and the tangential direction are indicated by solid lines and broken lines, respectively, and symbols (S) and (T) are written in the description of the line types.
  • FNo. Means F number, and ⁇ in other aberration diagrams means half angle of view.
  • 18A to 18L and FIGS. 19A to 19L are graphs showing that the focal length of the entire system is 1 at the wide angle end when the projection distance is infinity. It is a thing when it is standardized to become.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view and a ray locus of the projection zoom lens according to the second embodiment.
  • the group configuration of the projection zoom lens of Example 2 the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those of Example 1, but the fifth lens group G5 is composed of seven lenses L51 to L57. It is different in point.
  • Table 4, Table 5, and Table 6 show the basic lens data, the aspheric coefficient, the d-line specifications and the variable surface distance of the projection zoom lens of Example 2, respectively.
  • FIGS. 20A to 20L and FIGS. 21A to 21L show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 2.
  • FIGS. The reference projection distance of Example 2 is 119.17, and the closest projection distance is 58.61.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view and a ray locus of the projection zoom lens of Example 3.
  • the group configuration of the projection zoom lens according to the third embodiment, the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those of the first embodiment.
  • Table 7, Table 8, and Table 9 show the basic lens data, aspheric coefficient, specifications regarding the d-line, and variable surface spacing of the projection zoom lens of Example 3, respectively.
  • FIGS. 22 (A) to 22 (L) and FIGS. 23 (A) to 23 (L) show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 3.
  • the reference projection distance of Example 3 is 119.12.
  • the closest projection distance is 58.59.
  • FIG. 7 shows a sectional view and a ray locus of the projection zoom lens of Example 4.
  • the group configuration of the projection zoom lens according to the fourth embodiment, the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those of the first embodiment, but differ in that the lens L31 and the lens L32 are joined.
  • Table 10, Table 11, and Table 12 show the basic lens data, the aspheric coefficient, the d-line specifications and the variable surface interval of the projection zoom lens of Example 4, respectively.
  • FIGS. 24 (A) to 24 (L) and FIGS. 25 (A) to 25 (L) show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 4.
  • FIGS. The reference projection distance of Example 4 is 119, and the closest projection distance is 58.53.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view and a ray locus of the projection zoom lens of the fifth embodiment.
  • a first lens group G1 having a negative refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, and a positive refractive power are used.
  • a fourth lens group G4 having a positive refracting power which is arranged in a four-group configuration.
  • the fourth lens group G4 is fixed, and the second lens group G2 and the third lens group G3 are configured to move in the optical axis direction from the reduction side to the enlargement side.
  • the reduction side is non-telecentric.
  • the intermediate group includes the second lens group G2 and the third lens group G3, and the final lens group includes the fourth lens group G4.
  • the schematic configuration and focusing method of the first lens group G1 of the zoom lens for projection according to the fifth embodiment are substantially the same as those according to the first embodiment.
  • the second lens group G2 of the projection zoom lens according to the fifth exemplary embodiment includes four lenses L21 to L24 in order from the magnification side, and the third lens group G3 includes lenses L31 and L32 in order from the magnification side.
  • the fourth lens group G4 is composed of six lenses L41 to L46 in order from the enlargement side.
  • the lens L23 and the lens L24 are cemented, the lens L31 and the lens L32 are cemented, and the other lenses are single lenses that are not cemented.
  • Table 13, Table 14, and Table 15 show the basic lens data, the aspheric coefficient, the d-line specifications and the variable surface interval of the projection zoom lens of Example 5, respectively.
  • FIGS. 26 (A) to 26 (L) and FIGS. 27 (A) to 27 (L) show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 5.
  • FIGS. The reference projection distance of Example 5 is 118.8, and the closest projection distance is 58.42.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view and a ray locus of the projection zoom lens of Example 6.
  • the group configuration of the zoom lens for projection according to the sixth embodiment and the schematic configuration of each lens group are substantially the same as those of the first embodiment. However, in focusing, a focusing method is adopted in which the lenses L14 and L15 are moved together. It is different.
  • Table 16, Table 17, and Table 18 show the basic lens data, the aspheric coefficient, the d-line specifications and the variable surface interval of the projection zoom lens of Example 6, respectively.
  • FIG. 28A to FIG. 28L and FIG. 29A to FIG. 29L show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 6.
  • FIG. The reference projection distance of Example 6 is 119.14, and the closest projection distance is 58.6.
  • FIG. 10 shows a cross-sectional view and a ray trajectory of the projection zoom lens of the seventh embodiment.
  • the group configuration of the projection zoom lens in Example 7, the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those in Example 5.
  • Table 19, Table 20, and Table 21 show the basic lens data, aspheric coefficient, specifications regarding the d-line, and variable surface interval of the projection zoom lens of Example 7, respectively.
  • FIGS. 30A to 30L and FIGS. 31A to 31L show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 7.
  • FIGS. The reference projection distance of Example 7 is 118.64, and the closest projection distance is 58.35.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view and a ray trajectory of the projection zoom lens of Example 8.
  • the group configuration of the projection zoom lens of Example 8, the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those of Example 5.
  • Table 22, Table 23, and Table 24 show the basic lens data, the aspherical coefficient, the specifications regarding the d-line and the variable surface interval of the projection zoom lens of Example 8, respectively.
  • FIGS. 32 (A) to 32 (L) and FIGS. 33 (A) to 33 (L) show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 8.
  • FIGS. The reference projection distance in Example 8 is 119.14, and the closest projection distance is 58.59.
  • FIG. 12 shows a cross-sectional view and a ray trajectory of the projection zoom lens of Example 9.
  • the group configuration of the projection zoom lens of Example 9, the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those of Example 5.
  • Table 25, Table 26, and Table 27 show the basic lens data, the aspheric coefficient, the d-line specifications and the variable surface interval of the projection zoom lens of Example 9, respectively.
  • FIGS. 34 (A) to 34 (L) and FIGS. 35 (A) to 35 (L) show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 8.
  • FIGS. The reference projection distance in Example 9 is 142.38, and the closest projection distance is 58.9.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view and a ray locus of the projection zoom lens of Example 10.
  • the group configuration of the projection zoom lens of Example 10 and the schematic configuration of each lens group are substantially the same as those of Example 5, except that a focusing method is adopted in which the lenses L14 and L15 are moved together during focusing. It is different.
  • Table 28, Table 29, and Table 30 show the basic lens data, the aspheric coefficient, and the d-line specifications and variable surface spacing of the projection zoom lens of Example 10, respectively.
  • FIGS. 36A to 36L and 37A to 37L show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 10.
  • FIGS. The reference projection distance in Example 10 is 142.07, and the closest projection distance is 58.77.
  • FIG. 14 shows a cross-sectional view and a ray trajectory of the projection zoom lens of Example 11.
  • the group configuration of the projection zoom lens of Example 11, the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those of Example 4.
  • Table 31, Table 32, and Table 33 show the basic lens data, the aspheric coefficient, the d-line specifications and the variable surface interval of the projection zoom lens of Example 11, respectively.
  • FIGS. 38 (A) to 38 (L) and FIGS. 39 (A) to 39 (L) show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 11.
  • FIGS. The standard projection distance of Example 11 is 119.1, and the closest projection distance is 58.57.
  • FIG. 15 shows a cross-sectional view and a ray trajectory of the projection zoom lens of Example 12.
  • the group configuration of the projection zoom lens of Example 12, the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those of Example 4.
  • Table 34, Table 35, and Table 36 show the basic lens data, the aspheric coefficient, the d-line specifications and the variable surface interval of the projection zoom lens of Example 12, respectively.
  • FIGS. 40A to 40L and FIGS. 41A to 41L show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 12.
  • FIGS. The reference projection distance of Example 12 is 119.04, and the closest projection distance is 58.55.
  • FIG. 16 shows a cross-sectional view and a ray locus of the projection zoom lens of Example 13.
  • the group configuration of the projection zoom lens of Example 13, the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those of Example 10.
  • Table 37, Table 38, and Table 39 show the basic lens data, the aspheric coefficient, the d-line specifications and the variable surface interval of the projection zoom lens of Example 13, respectively.
  • 42A to 42L and FIGS. 43A to 43L show aberration diagrams of the zoom lens for projection according to the thirteenth embodiment.
  • the reference projection distance of Example 13 is 143.28, and the closest projection distance is 59.27.
  • FIG. 17 shows a cross-sectional view and a ray locus of the projection zoom lens of Example 14.
  • the group configuration of the projection zoom lens of Example 14, the schematic configuration of each lens group, and the focusing method are substantially the same as those of Example 10.
  • Table 40, Table 41, and Table 42 show the basic lens data, the aspheric coefficient, the d-line specifications and the variable surface interval of the projection zoom lens of Example 14, respectively.
  • 44 (A) to 44 (L) and FIGS. 45 (A) to 45 (L) show aberration diagrams of the projection zoom lens of Example 14.
  • the standard projection distance of Example 14 is 142.66, and the closest projection distance is 55.21.
  • Table 43 shows the corresponding values of the conditional expressions (1) to (14) in Examples 1 to 14 and the values used in the conditional expressions.
  • the column of “Conditional Expression” in Table 43 the physical quantity corresponding to the number of the expression is described, and the upper limit value and the lower limit value are not described.
  • the values shown in Table 43 relate to the d line when the projection distance is infinity.
  • the projection zoom lens according to the present invention is not limited to the above examples, and various modifications can be made. It is possible to appropriately change the curvature radius, the surface interval, the refractive index, the Abbe number, and the aspheric coefficient of the lens.
  • the projection display device of the present invention is not limited to the one having the above-described configuration.
  • the light valve used and the optical member used for light beam separation or light beam synthesis are not limited to the above-described configuration, and various It is possible to change the mode.

Landscapes

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Abstract

【課題】投写用ズームレンズにおいて、広角、適切なバックフォーカスの確保、縮小側のレンズ径の小型化、装置の小型化、良好な光学性能を実現し、変倍時のＦナンバー略一定を容易とする。 【解決手段】投写用ズームレンズは、拡大側から順に、変倍時に固定の負の第１レンズ群（Ｇ１）、変倍時に移動する複数のレンズ群を含む中間群（Ｇｍ）、変倍時に固定の正の最終レンズ群（Ｇｅ）からなり、縮小側が非テレセントリックである。中間群（Ｇｍ）の最も拡大側のレンズ群と最も縮小側の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時に縮小側から拡大側へ移動する。最終レンズ群（Ｇｅ）は２枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを含み、最終レンズ群（Ｇｅ）の最も縮小側には正レンズが配置される。最終レンズ群（Ｇｅ）の焦点距離に関する所定の条件式を満たす。

Description

投写用ズームレンズおよび投写型表示装置
　本発明は、投写用ズームレンズおよび投写型表示装置に関し、例えば、ライトバルブにより形成される原画像をスクリーン上に拡大投写するのに好適な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関するものである。
　従来、液晶表示素子等のライトバルブに表示した画像を拡大投写する投写型表示装置が広く用いられている。ライトバルブとして透過型液晶表示素子が使用される光学系においては、通常、色合成のためにクロスダイクロイックプリズムが用いられており、その角度依存性を考慮して色合成特性を向上させるために、上記光学系に用いられる投写用レンズは縮小側にテレセントリックとされている。
　また、プレゼンテーション用途として投写型表示装置を用いる場合は、比較的奥行きの狭い空間で、短い投写距離で大きな画面サイズが求められる場面が多いため、投写レンズとしては広角なレンズの需要が高い。広角レンズは画角の小さなレンズに比べ、投写距離の変化に対する画面サイズの変化が大きいので、スクリーンに対する装置の設置距離を少し変化させるだけで、画面サイズの調整が可能な場合もあるが、前述のように空間の奥行きが限られていることにより、設置条件の自由度がきわめて小さい場合が多い。そのため、設置距離が限定される中でも所望の画面サイズに調整可能なズームレンズがより好まれる傾向にある。
　広角で縮小側がテレセントリックに構成された投写用ズームレンズとしては、例えば下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、拡大側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、負の第３レンズ群、正の第４レンズ群、正の第５レンズ群が配されてなる５群構成のレンズ系が開示されている。
特開２０１０－２３７６０５号公報
　プレゼンテーションで用いられるような投写型表示装置は、常設されずに移動、移設されたり、また、常設される場合は天井から吊り下げて設置されることも多く、いずれの場合からも小型、軽量化に対する要求が高い。また装置全体の小型化、軽量化のためにレンズの小型化も求められている。しかし、十分な結像性能を得るためには、多数のレンズの組み合わせが必要となり、全長が長くなるとともに、拡大側のレンズ径の大型化を招くことになるため、レンズの小型化は容易ではない。
　一方、より高精度で、高輝度かつコントラスト比の大きい投写画像を得たいという要求の高まりから、ライトバルブとしてＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス：登録商標）を搭載した投写型表示装置が注目されている。ＤＭＤには多数の角度可変のマイクロミラーが配列されており、投写型表示装置においては、各マイクロミラーの角度を変化させて照明光学系を介して入射された光の反射方向を変化させることにより各画素のＯＮ、ＯＦＦの切り換えを行い、全体の投写画像を形成する。このような反射型ライトバルブであるＤＭＤと併用される投写用レンズには、縮小側を必ずしもテレセントリックにする必要がない。
　しかしながら、ライトバルブをＤＭＤとし、非テレセントリックな光学系を用いた型の投写型表示装置では、光源から照明光学系を経由してＤＭＤに向かう照明光の光路、ＤＭＤで反射された反射光の光路、装置を構成する各部材が干渉しないように考慮する必要がある。例えば、光源から照明光学系を経由してＤＭＤに向かう照明光を投写用レンズが遮光しないように、また照明光学系と投写用レンズが干渉しないように、考慮する必要がある。さらに、ＯＦＦに切り替えられているＤＭＤの画素からの不要な反射光が、投写用レンズ内に入射しないように考慮する必要がある。そのためには、適切な長さのバックフォーカスの確保と投写用レンズの縮小側のレンズの小径化の両立が必要となる。
　さらに、従来の投写用ズームレンズでは変倍の際にＦナンバーが変化するものが多く、それらは、ズーム全域で同じ画面サイズの投写像の明るさが略一定とされた投写用ズームレンズという要望に応えるものではなかった。
　本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、広角で、適切なバックフォーカスが確保されるとともに縮小側のレンズ径の小型化が図られて装置の小型化に貢献でき、変倍時のＦナンバーを略一定とする構成が容易で、良好な光学性能を有する投写用ズームレンズおよびこのような投写用ズームレンズを備えた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、最も拡大側に配置され、変倍の際に固定されている負の屈折力を有する第１レンズ群と、最も縮小側に配置され、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する最終レンズ群と、第１レンズ群と最終レンズ群の間に配置され、変倍の際に移動する複数のレンズ群を含む中間群とから実質的に構成され、中間群の最も拡大側のレンズ群および中間群の最も縮小側のレンズ群はともに、正の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍の際に縮小側から拡大側へ移動するものであり、縮小側が非テレセントリックであり、最終レンズ群が２枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズとを含み、最終レンズ群の最も縮小側には正の屈折力を有する最縮小側正レンズが配置され、下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
　３．００＜ｆＧｅ／ｆｗ＜１２．００　（１）
ただし、
ｆＧｅ：最終レンズ群の焦点距離
ｆｗ：投写距離が無限遠の時の広角端における全系の焦点距離
　本発明の投写用ズームレンズにおいては、上記条件式（１）に代えて下記条件式（１’）を満足することがより好ましく、下記条件式（１’’）を満足することがさらにより好ましい。
　４．００＜ｆＧｅ／ｆｗ＜１１．００　（１’）
　５．００＜ｆＧｅ／ｆｗ＜１０．００　（１’’）
　本発明の投写用ズームレンズにおいては、第１レンズ群は、拡大側から順に、拡大側から１～３番目のレンズからなる前群と、後群とから構成され、前群は非球面レンズを含むことが好ましい。
　本発明の投写用ズームレンズにおいては、最縮小側正レンズは両凸レンズであることが好ましい。
　本発明の投写用ズームレンズにおいては、最縮小側正レンズの拡大側には、該最縮小側正レンズとの間に第１の空気レンズが形成されるように縮小側に凹面を向けた負レンズが配置されており、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
　０．０１＜ｄ１／Ｈｒ１＜０．１５　（２）
ただし、
ｄ１：第１の空気レンズの中心厚
Ｈｒ１：第１の空気レンズの縮小側の面の最大有効半径
　上記第１の空気レンズが形成される場合、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
　０．３０＜ＲＦ１×（ＮｄＲ１－１）／（（ＲＲ１×（ＮｄＦ１－１））＜１．１０　（３）
ただし、
ＲＦ１：第１の空気レンズの拡大側の面の曲率半径
ＲＲ１：第１の空気レンズの縮小側の面の曲率半径
ＮｄＦ１：第１の空気レンズを形成する負レンズのｄ線に関する屈折率
ＮｄＲ１：最縮小側正レンズのｄ線に関する屈折率
　また、本発明の投写用ズームレンズにおいては、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
　１．５０＜ｆｐ１２／ｆｗ＜５．００　（４）
ただし、
ｆｐ１２：最終レンズ群の縮小側から２番目の正レンズから最縮小側正レンズまでの合成焦点距離
　本発明の投写用ズームレンズにおいては、最終レンズ群は、最縮小側正レンズとは異なる拡大側に凸面を向けた正レンズと、該正レンズの拡大側に該正レンズとの間に第２の空気レンズが形成されるように配置された縮小側に凹面を向けた負レンズとを含み、下記条件式（５）を満足することが好ましい。
　０．０１＜ｄ２／Ｈｒ２＜０．１５　（５）
ただし、
ｄ２：第２の空気レンズの中心厚
Ｈｒ２：第２の空気レンズの縮小側の面の最大有効半径
　上記第２の空気レンズが形成される場合、下記条件式（６）を満足することが好ましい。
　０．３０＜ＲＦ２×（ＮｄＲ２－１）／（（ＲＲ２×（ＮｄＦ２－１））＜１．１０　（６）
ただし、
ＲＦ２：第２の空気レンズの拡大側の面の曲率半径
ＲＲ２：第２の空気レンズの縮小側の面の曲率半径
ＮｄＦ２：第２の空気レンズを形成する負レンズのｄ線に関する屈折率
ＮｄＲ２：第２の空気レンズを形成する正レンズのｄ線に関する屈折率
　本発明の投写用ズームレンズにおいては、下記条件式（７）、（８）を満足することが好ましい。
　２．５０＜Ｂｆ／ｙ＜４．５０　（７）
　０．８０＜ｙ／ｆｗ　（８）
ただし、
Ｂｆ：全系の縮小側の空気換算距離でのバックフォーカス
ｙ：縮小側の最大像高
　上記条件式（７）に代えて下記条件式（７’）を満足することがより好ましい。上記条件式（８）に代えて下記条件式（８’）を満足することがより好ましく、下記条件式（８’’）を満足することがさらにより好ましい。
　３．００＜Ｂｆ／ｙ＜４．００　（７’）
　０．８５＜ｙ／ｆｗ　（８’）
　０．９０＜ｙ／ｆｗ＜１．４０　（８’’）
　本発明の投写用ズームレンズにおいて、第１レンズ群が、拡大側から順に、拡大側から１～３番目のレンズからなる前群と、後群とから構成されている場合、下記条件式（９）を満足することが好ましく、下記条件式（９’）を満足することがより好ましく、下記条件式（９’’）を満足することがさらにより好ましい。
　－２．５０＜ｆＧ１Ｆ／ｆｗ＜－０．８０　（９）
　－２．１０＜ｆＧ１Ｆ／ｆｗ＜－１．１０　（９’）
　－２．１０＜ｆＧ１Ｆ／ｆｗ＜－１．３０　（９’’）
ただし、
ｆＧ１Ｆ：前群の焦点距離
　本発明の投写用ズームレンズにおいては、中間群は、変倍の際に移動する正の屈折力を有する２つのレンズ群からなるように構成してもよく、あるいは、中間群は、変倍の際に移動する３つのレンズ群からなり、これら３つのレンズ群は拡大側から順に、正の屈折力を有するレンズ群、負の屈折力を有するレンズ群、正の屈折力を有するレンズ群としてもよい。
　本発明の投写用ズームレンズにおいては、下記条件式（１０）を満足することが好ましく、下記条件式（１０’）を満足することがより好ましい。
　４．００＜Ｄｅｐ／ｙ＜６．００　（１０）
　４．００＜Ｄｅｐ／ｙ＜５．００　（１０’）
ただし、
Ｄｅｐ：縮小側を射出側としたときの、広角端における近軸射出瞳位置から縮小側の像面までの距離
ｙ：縮小側の最大像高
　本発明の投写用ズームレンズにおいては、下記条件式（１１）を満足することが好ましい。
　１．５０＜ＬＧｅ／ｙ＜４．００　（１１）
ただし、
ＬＧｅ：最終レンズ群の最も拡大側の面から縮小側の像面までの光軸上の距離
ｙ：縮小側の最大像高
　本発明に係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して上述した本発明の投写用ズームレンズとを備えた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、縮小投写する場合も、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、縮小投写する場合も、便宜的にライトバルブ側を縮小側と称するものとする。
　なお、上記「縮小側が非テレセントリック」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（不図示）を考えたとき、光軸Ｚに対するこの二等分角線の傾きの絶対値が３°より大きい場合を意味する。
　なお、上記「実質的に～構成され」とは、構成要素として挙げたレンズ群以外に、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のレンズ以外の光学要素を含んでもよいことを意図するものである。
　なお、上記「レンズ群」とは、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。
　なお、上記レンズの面形状や曲率半径、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。
　なお、上記「Ｄｅｐ」、上記「ＬＧｅ」については、バックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。
　本発明に係る投写用ズームレンズは、負先行のレンズ群構成を採用し、固定群と移動群を好適に設定し、縮小側を非テレセントリックとし、特に最も縮小側に配置される最終レンズ群の構成を好適に設定しているため、広角に構成でき、適切なバックフォーカスを確保することができるとともに縮小側のレンズ径の小型化を図ることができて装置の小型化に貢献でき、変倍時のＦナンバーを略一定とする構成が容易となり、良好な光学性能を有することができる。
　また、本発明に係る投写型表示装置は、本発明の投写用ズームレンズを備えているため、小型かつ広角で、良好な投写像を得ることができ、ズーム全域で同じ画面サイズの投写像の明るさを略一定とすることが容易となる。
本発明の一実施形態に係る投写用ズームレンズのレンズ構成および光線軌跡を示す断面図 図１の投写用ズームレンズの部分拡大図 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 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および光線軌跡を示す断面図 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および光線軌跡を示す断面図 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および光線軌跡を示す断面図 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および光線軌跡を示す断面図 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および光線軌跡を示す断面図 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および光線軌跡を示す断面図 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および光線軌跡を示す断面図 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および光線軌跡を示す断面図 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および光線軌跡を示す断面図 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および光線軌跡を示す断面図 本発明の実施例１１に係る投写用ズームレンズのレンズ構成および光線軌跡を示す断面図 本発明の実施例１２に係る投写用ズームレンズのレンズ構成および光線軌跡を示す断面図 本発明の実施例１３に係る投写用ズームレンズのレンズ構成および光線軌跡を示す断面図 本発明の実施例１４に係る投写用ズームレンズのレンズ構成および光線軌跡を示す断面図 図１８（Ａ）～図１８（Ｌ）は本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図１９（Ａ）～図１９（Ｌ）は本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図２０（Ａ）～図２０（Ｌ）は本発明の実施例２に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図２１（Ａ）～図２１（Ｌ）は本発明の実施例２に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図２２（Ａ）～図２２（Ｌ）は本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図２３（Ａ）～図２３（Ｌ）は本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図２４（Ａ）～図２４（Ｌ）は本発明の実施例４に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図２５（Ａ）～図２５（Ｌ）は本発明の実施例４に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図２６（Ａ）～図２６（Ｌ）は本発明の実施例５に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図２７（Ａ）～図２７（Ｌ）は本発明の実施例５に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図２８（Ａ）～図２８（Ｌ）は本発明の実施例６に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図２９（Ａ）～図２９（Ｌ）は本発明の実施例６に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図３０（Ａ）～図３０（Ｌ）は本発明の実施例７に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図３１（Ａ）～図３１（Ｌ）は本発明の実施例７に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図３２（Ａ）～図３２（Ｌ）は本発明の実施例８に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図３３（Ａ）～図３３（Ｌ）は本発明の実施例８に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図３４（Ａ）～図３４（Ｌ）は本発明の実施例９に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図３５（Ａ）～図３５（Ｌ）は本発明の実施例９に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図３６（Ａ）～図３６（Ｌ）は本発明の実施例１０に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図３７（Ａ）～図３７（Ｌ）は本発明の実施例１０に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図３８（Ａ）～図３８（Ｌ）は本発明の実施例１１に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図３９（Ａ）～図３９（Ｌ）は本発明の実施例１１に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図４０（Ａ）～図４０（Ｌ）は本発明の実施例１２に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図４１（Ａ）～図４１（Ｌ）は本発明の実施例１２に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図４２（Ａ）～図４２（Ｌ）は本発明の実施例１３に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図４３（Ａ）～図４３（Ｌ）は本発明の実施例１３に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図 図４４（Ａ）～図４４（Ｌ）は本発明の実施例１４に係る投写用ズームレンズの投写距離が基準の時の各収差図 図４５（Ａ）～図４５（Ｌ）は本発明の実施例１４に係る投写用ズームレンズの投写距離が最至近の時の各収差図
　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。図１に、本発明の一実施形態に係る投写用ズームレンズの広角端における断面図を示し、図２に図１の投写用ズームレンズの部分拡大図を示す。図１、図２に示す例は、後述の実施例１の投写用ズームレンズに対応している。図３に、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を示す。
　まず、図３を参照しながら、本発明の実施形態に係る投写型表示装置について説明する。図３に示す投写型表示装置１００は、光源１０１と、照明光学系１０２と、ライトバルブとしてのＤＭＤ１０３と、本発明の実施形態にかかる投写用ズームレンズ１０４とを備えている。光源１０１より出射された光束は、不図示のカラーホイールによって、３原色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各光に時系列的に選択変換され、照明光学系１０２によって光束の光軸Ｚ１と垂直な断面における光量分布の均一化が図られた後、ＤＭＤ１０３に入射する。ＤＭＤ１０３においては、入射光の色の切り替わりに応じて、その色光用への変調切替が行われる。ＤＭＤ１０３により光変調された光は、投写用ズームレンズ１０４に入射する。投写用ズームレンズ１０４により、この光変調された光による光学像がスクリーン１０５上に投写される。
　反射型ライトバルブを用い非テレセントリックな光学系とした投写型表示装置では、各部材が干渉しないように、また光路を妨げないように考慮する必要がある。図３に示す例では例えば、照明光学系１０２と投写用ズームレンズ１０４が干渉しないように、また、照明光学系１０２からＤＭＤ１０３に向かう照明光を投写用ズームレンズ１０４が遮光しないように考慮する必要がある。さらには、ＯＦＦに切り替えられているＤＭＤ１０３の画素からの不要な反射光が、投写用ズームレンズ１０４内に入射しないように考慮する必要がある。そのためには投写用ズームレンズ１０４のＤＭＤ１０３側（縮小側）のレンズの小径化と、適切な長さのバックフォーカスが必要となる。
　本発明の投写用ズームレンズでは、縮小側を非テレセントリックとしている。仮に投写用ズームレンズの縮小側をテレセントリックとした場合、周辺光量や明るさを確保しながらバックフォーカスを長くしようとすると、縮小側のレンズ径は大きくなってしまう。縮小側のレンズ径を小さくしながら、長いバックフォーカスを確保するためには、縮小側の瞳位置をできるだけ投写用ズームレンズ内の縮小側にする必要がある。以下に述べる本発明の実施形態に係る投写用ズームレンズでは、縮小側の瞳位置を投写用ズームレンズ内の縮小側寄りにすることにより、適切なバックフォーカスを確保するとともに縮小側のレンズ径を小さくすることを可能にしている。
　次に、図１、図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る投写用ズームレンズの構成について詳細に説明する。図１に示す例の投写用ズームレンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが配されてなる５群構成を採っている。
　なお、図１、図２では、軸上光束４、最大像高の光束５も図示している。また、図１、図２では、投写型表示装置に搭載される場合を想定して、各種フィルタやカバーガラス等を想定した平行平面板状の光学部材２と、光学部材２の縮小側の面に位置するライトバルブの画像表示面１も合わせて図示している。
　なお、図１、図２では、光学部材２の縮小側の面の位置と画像表示面１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、図１、図２には、１枚の画像表示面１のみを記載しているが、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可能な構成としてもよい。
　図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は５枚の単レンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は２枚の単レンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は２枚の単レンズからなり、第４レンズ群Ｇ４は２枚のレンズが接合された接合レンズからなり、第５レンズ群Ｇ５は６枚の単レンズからなる。ただし、本発明の投写用ズームレンズのレンズ群数や、各レンズ群を構成するレンズ枚数は必ずしも図１に示す例に限定されるものではない。
　本発明の投写用ズームレンズは、最も拡大側に配置され、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、最も縮小側に配置され、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する最終レンズ群Ｇｅと、第１レンズ群Ｇ１と最終レンズ群Ｇｅの間に配置され、変倍の際に移動する複数のレンズ群を含む中間群Ｇｍとからなるように構成される。
　このように、最も拡大側に負レンズ群、最も縮小側に正レンズ群を配置することで、広角化が可能になるとともに、適切な長さのバックフォーカスの確保に有利となる。
　図１に示す例では、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４の３つのレンズ群が中間群Ｇｍを構成し、第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｅを構成している。なお、図１の例の第２レンズ群Ｇ２～第４レンズ群Ｇ４は全て変倍の際に移動する移動群であり、図１では、広角端から望遠端へ変倍する際の各レンズ群の概略的な移動方向を各レンズ群の下の矢印で示している。
　中間群Ｇｍを図１に示す例のように、拡大側から順に、正、負、正の屈折力を有する３つの移動群で構成した場合は、レンズ系の全長が長くなるのを抑えながら、ズーム全域で像面湾曲を良好に補正することができる。
　本発明の中間群Ｇｍは別の構成を採ることも可能であり、例えば、変倍の際に移動する正の屈折力を有する２つのレンズ群からなるように構成した場合は、最少のレンズ群数で構成できるためコスト的に有利となる。
　本発明では、中間群Ｇｍの最も拡大側のレンズ群（図１の例では第２レンズ群Ｇ２に相当）および中間群Ｇｍの最も縮小側のレンズ群（図１の例では第４レンズ群Ｇ４に相当）はともに、正の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍の際に縮小側から拡大側へ移動するように構成される。
　このように、移動群のうち、最も拡大側の移動群および最も縮小側の移動群となる２つのレンズ群を正レンズ群とすることで、大径化する傾向にある第１レンズ群Ｇ１のレンズ径を抑制することができるので小型化に有利となる。
　また、最も拡大側の移動群および最も縮小側の移動群が広角端から望遠端への変倍の際に縮小側から拡大側へ移動することで、レンズ系の全長、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径、最も拡大側の移動群のレンズ径のいずれも小さくすることができる。特に、最も拡大側の移動群および最も縮小側の移動群が変倍時に同方向に移動することで、移動群のレンズまたは移動群のレンズを保持する機械部品が共通の空間を使用して移動することが可能になり、レンズ系全長を短くすることができる。
　本発明と異なり、２つの正の屈折力を有する移動群が変倍時に逆方向に移動するように構成されているものでは、上記のように共通の空間を使用して移動することができないため、レンズ系の全長が長くなってしまう。また、最も拡大側の移動群および最も縮小側の移動群が変倍時に逆方向に移動するように構成されているものでは、２つの移動群が大きく離れるズーム位置では、これら２つの移動群間で軸外光線が光軸から大きく離れるため、第１レンズ群のレンズ径、最も拡大側の移動群のレンズ径が大きくなってしまう。これを防ぐためには、より縮小側のレンズ群、例えば最終レンズ群に相当するレンズ群も変倍時に移動させなくてはならなくなり、その場合には変倍の際にＦナンバーを一定とすることが困難となる。
　本発明の投写用ズームレンズでは、最も縮小側の最終レンズ群Ｇｅを変倍時に固定されている固定群としているため、変倍の際にＦナンバーを一定とすることが容易である。例えば固定群である最終レンズ群Ｇｅ内に瞳位置を存在させれば、ズーム全域にわたりＦナンバーを一定にすることが可能となる。
　本発明では、最終レンズ群Ｇｅの屈折力は下記条件式（１）を満足するように設定されている。
　３．００＜ｆＧｅ／ｆｗ＜１２．００　（１）
ただし、
ｆＧｅ：最終レンズ群の焦点距離
ｆｗ：投写距離が無限遠の時の広角端における全系の焦点距離
　条件式（１）の下限を満たさないと、倍率色収差、像面湾曲の良好な補正が困難となり、また適切な長さのバックフォーカスを確保することも困難となる。条件式（１）の上限を満たさないと、軸上光線や、軸外下側光線の発散が大きくなり、最終レンズ群Ｇｅより拡大側のレンズの径が大きくなる。条件式（１）を満足することで、軸上光線や、軸外下側光線の発散を減じて最終レンズ群Ｇｅより拡大側のレンズの径が大きくなるのを抑制しながら、倍率色収差、像面湾曲の良好な補正、および適切な長さのバックフォーカスの確保が可能となる。
　図２は、図１に示す投写用ズームレンズの最終レンズ群Ｇｅと画像表示面１を含む部分拡大図である。図２に、最大像高の光束５の上側の最大光線５ａ、下側の最大光線５ｂ、主光線５ｃを示す。ここでは、図２の紙面の上下方向に合わせて上側、下側と呼称している。図２の下側の最大光線５ｂが例えば上記の軸外下側光線に含まれる。図２の上側の最大光線５ａが例えば軸外上側光線に含まれる。
　図１からわかるように、軸外光線は第１レンズ群Ｇ１～第３レンズ群Ｇ３では光軸Ｚから離れた光線となり、これらのレンズ群のレンズの有効径を決める光線となるため、軸外光線の発散を減じることで、拡大側のレンズ群のレンズ径を抑制することができる。
　条件式（１）を満足して得られる効果を高めるためには下記条件式（１’）を満足することが好ましく、さらに下記条件式（１’’）を満足することがさらにより好ましい。
　４．００＜ｆＧｅ／ｆｗ＜１１．００　（１’）
　５．００＜ｆＧｅ／ｆｗ＜１０．００　（１’’）
　最終レンズ群Ｇｅは、２枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズとを含み、最終レンズ群Ｇｅの最も縮小側には正の屈折力を有する最縮小側正レンズが配置されるように構成される。
　例えば、図２に示す例の最終レンズ群Ｇｅは、拡大側から順に、正のレンズＬ５１、負のレンズＬ５２、正のレンズＬ５３、正のレンズＬ５４、負のレンズＬ５５、正のレンズＬ５６の６枚のレンズが配されて構成されている。図２に示す例では上記最縮小側正レンズはレンズＬ５６に相当する。
　最終レンズ群Ｇｅが２枚以上の正レンズを含むことで、軸上光線や、軸外下側光線の発散を減じて、拡大側のレンズ群のレンズの大径化を抑制しながら、収差補正を良好に行うことが可能となる。
　最終レンズ群Ｇｅが２枚以上の負レンズを含むことで、軸上光線や、軸外下側光線の発散を減じながらも、最終レンズ群Ｇｅの屈折力を適切に保つことができ、さらに軸上色収差、像面湾曲を良好に補正することができる。
　最終レンズ群Ｇｅの最も縮小側に正レンズを配置することで、軸上光線や、軸外下側光線の発散を減じて、拡大側のレンズ群のレンズの大径化を抑制することができる。
　最終レンズ群Ｇｅの最も縮小側に位置する最縮小側正レンズは、両凸レンズであることが好ましく、このようにした場合は、軸上光線や、軸外下側光線の発散を減じて、拡大側のレンズ群のレンズの大径化を抑制することがより容易になる。
　また、最終レンズ群Ｇｅの縮小側から２番目の正レンズ（図２の例ではレンズＬ５４に相当）も両凸レンズとすることが好ましく、このようにした場合は、軸上光線や、軸外下側光線の発散を減じて、拡大側のレンズ群のレンズの大径化を抑制することがより容易になる。
　最縮小側正レンズの拡大側には、最縮小側正レンズとの間に第１の空気レンズが形成されるように縮小側に凹面を向けた負レンズが配置されることが好ましい。このような構成を採ることで、第１の空気レンズを形成する負レンズより拡大側のレンズの大径化を抑制しながら、像面湾曲、球面収差を良好に補正することができる。
　上記第１の空気レンズに関して、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
　０．０１＜ｄ１／Ｈｒ１＜０．１５　（２）
ただし、
ｄ１：第１の空気レンズの中心厚
Ｈｒ１：第１の空気レンズの縮小側の面の最大有効半径
　図２に示す例では、最縮小側正レンズであるレンズＬ５６の拡大側直前に、微小な空気間隔を挟んで縮小側に凹面を向けた負のレンズＬ５５が配置されており、レンズＬ５５の縮小側の面とレンズＬ５６の拡大側の面とにより第１の空気レンズが形成されている。図２に示す例では、ｄ１はレンズＬ５５とレンズＬ５６の光軸上の空気間隔であり、Ｈｒ１はレンズＬ５６の拡大側の面の最大有効半径である。
　条件式（２）の下限を満たさないと、第１の空気レンズを形成する２つのレンズ（図２の例ではレンズＬ５５、レンズＬ５６に相当）の間隔が狭くなりすぎ、製造が困難となる。条件式（２）の上限を満たさないと、像面湾曲、球面収差の補正効果が弱くなる。条件式（２）を満足することで、像面湾曲、球面収差の良好な補正効果が得られるレンズ系を実現することが可能になる。
　条件式（２）を満足した場合から像面湾曲、球面収差の補正効果をより高めるためには下記条件式（２’）を満足することが好ましく、さらにより高めるためには下記条件式（２’’）を満足することがさらにより好ましい。
　０．０１＜ｄ１／Ｈｒ１＜０．１０　（２’）
　０．０１＜ｄ１／Ｈｒ１＜０．０５　（２’’）
　また、上記第１の空気レンズに関して、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
　０．３０＜ＲＦ１×（ＮｄＲ１－１）／（（ＲＲ１×（ＮｄＦ１－１））＜１．１０　（３）
ただし、
ＲＦ１：第１の空気レンズの拡大側の面の曲率半径
ＲＲ１：第１の空気レンズの縮小側の面の曲率半径
ＮｄＦ１：第１の空気レンズを形成する負レンズのｄ線に関する屈折率
ＮｄＲ１：最縮小側正レンズのｄ線に関する屈折率
　図２に示す例では、ＲＦ１はレンズＬ５５の縮小側の面の曲率半径であり、ＲＲ１はレンズＬ５６の拡大側の面の曲率半径であり、ＮｄＦ１はレンズＬ５５のｄ線に関する屈折率であり、ＮｄＲ１はレンズＬ５６のｄ線に関する屈折率である。
　条件式（３）は第１の空気レンズの拡大側の面の屈折力と縮小側の面の屈折力との比の好適な範囲を規定したものである。条件式（３）を満足しないと、像面湾曲、球面収差の良好な補正が困難になる。条件式（３）を満足することで、像面湾曲、球面収差の良好な補正が可能になる。
　条件式（３）を満足して得られる効果を高めるためには下記条件式（３’）を満足することが好ましい。
　０．４５＜ＲＦ１×（ＮｄＲ１－１）／（（ＲＲ１×（ＮｄＦ１－１））＜０．９０　（３’）
　また、最終レンズ群Ｇｅの縮小側の正の屈折力に関して、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
　１．５０＜ｆｐ１２／ｆｗ＜５．００　（４）
ただし、
ｆｐ１２：最終レンズ群の縮小側から２番目の正レンズから最縮小側正レンズまでの合成焦点距離
ｆｗ：投写距離が無限遠の時の広角端における全系の焦点距離
　図２に示す例では、ｆｐ１２はレンズＬ５４、Ｌ５５、Ｌ５６の合成焦点距離となる。条件式（４）の下限を満たさないと、球面収差、像面湾曲、軸上色収差の良好な補正が困難になる。条件式（４）の上限を満たさないと、拡大側のレンズ群のレンズ径が大きくなる。条件式（４）を満足することで、球面収差、像面湾曲、軸上色収差の良好な補正しながら、軸上光線や、軸外下側光線の発散を減じて、拡大側のレンズ群のレンズの大径化を抑制することができる。
　条件式（４）を満足して得られる効果を高めるためには下記条件式（４’）を満足することが好ましい。
　２．００＜ｆｐ１２／ｆｗ＜４．００　（４’）
　また、最終レンズ群Ｇｅは、最縮小側正レンズとは異なる拡大側に凸面を向けた正レンズと、該正レンズの拡大側に該正レンズとの間に第２の空気レンズが形成されるように配置された縮小側に凹面を向けた負レンズとを含むことが好ましい。このような構成を採ることで、特に球面収差、像面湾曲を良好に補正することができる。
　上記第２の空気レンズに関して、下記条件式（５）を満足することが好ましい。
　０．０１＜ｄ２／Ｈｒ２＜０．１５　（５）
ただし、
ｄ２：第２の空気レンズの中心厚
Ｈｒ２：第２の空気レンズの縮小側の面の最大有効半径
　図２に示す例では、拡大側に凸面を向けた正のレンズＬ５３の拡大側直前に、微小な空気間隔を挟んで縮小側に凹面を向けた負のレンズＬ５２が配置されており、レンズＬ５２の縮小側の面とレンズＬ５３の拡大側の面とにより第２の空気レンズが形成されている。図２に示す例では、ｄ２はレンズＬ５２とレンズＬ５３の光軸上の空気間隔であり、Ｈｒ２はレンズＬ５３の拡大側の面の最大有効半径である。
　条件式（５）の下限を満たさないと、第２の空気レンズを形成する２つのレンズ（図２の例ではレンズＬ５２、レンズＬ５３に相当）の間隔が狭くなりすぎ、製造が困難となる。条件式（５）の上限を満たさないと、像面湾曲、球面収差の補正効果が弱くなる。条件式（５）を満足することで、像面湾曲、球面収差の良好な補正効果が得られるレンズ系を実現することが可能になる。
　条件式（５）を満足した場合から像面湾曲、球面収差の補正効果をより高めるためには下記条件式（５’）を満足することが好ましい。
　０．０１＜ｄ２／Ｈｒ２＜０．１０　（５’）
　また、上記第２の空気レンズに関して、下記条件式（６）を満足することが好ましい。
　０．３０＜ＲＦ２×（ＮｄＲ２－１）／（（ＲＲ２×（ＮｄＦ２－１））＜１．１０　（６）
ただし、
ＲＦ２：第２の空気レンズの拡大側の面の曲率半径
ＲＲ２：第２の空気レンズの縮小側の面の曲率半径
ＮｄＦ２：第２の空気レンズを形成する負レンズのｄ線に関する屈折率
ＮｄＲ２：第２の空気レンズを形成する正レンズのｄ線に関する屈折率
　図２に示す例では、ＲＦ２はレンズＬ５２の縮小側の面の曲率半径であり、ＲＲ２はレンズＬ５３の拡大側の面の曲率半径であり、ＮｄＦ２はレンズＬ５２のｄ線に関する屈折率であり、ＮｄＲ２はレンズＬ５３のｄ線に関する屈折率である。
　条件式（６）は第２の空気レンズの拡大側の面の屈折力と縮小側の面の屈折力との比の好適な範囲を規定したものである。条件式（６）を満足しないと、像面湾曲、球面収差の良好な補正が困難になる。条件式（６）を満足することで、像面湾曲、球面収差の良好な補正が可能になる。
　条件式（６）を満足して得られる効果を高めるためには下記条件式（６’）を満足することが好ましい。
　０．４５＜ＲＦ２×（ＮｄＲ２－１）／（（ＲＲ２×（ＮｄＦ２－１））＜０．９０　（６’）
　また、最終レンズ群Ｇｅの縮小側から１番目の負レンズ（図２の例ではレンズＬ５５に相当）は拡大側に凸面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。仮にこの負レンズを両凹レンズとすると、負の屈折力が強くなり、最終レンズ群Ｇｅの正レンズの屈折力を強くしなければならず、そうすると収差のバランスが崩れてしまうため、この負レンズはメニスカスレンズとすることが好ましい。また、メニスカスレンズとした場合、上述した空気レンズを形成するためには、拡大側に凸面を向けたメニスカスレンズとすることが好ましい。
　なお、図２に示す例の最終レンズ群Ｇｅの構成をより詳しく述べると、拡大側から順に、両凸レンズよりなるレンズＬ５１と、両凹レンズよりなるレンズＬ５２と、両凸レンズよりなるレンズＬ５３と、両凹レンズよりなるレンズＬ５４と、縮小側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなるレンズＬ５５と、両凸レンズよりなるレンズＬ５６とが配列された６枚構成である。しかし、後述の実施例に示すように、種々の変形が可能である。例えば、レンズＬ５１は正メニスカスレンズとしてもよい。また、レンズＬ５３も正メニスカスレンズとしてもよい。また、最終レンズ群Ｇｅを、拡大側から順に、正メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、両凸レンズ、負メニスカスレンズ、負メニスカスレンズ、両凸レンズが配列された７枚構成とすることも可能である。
　また、本実施形態の投写用ズームレンズにおいては、下記条件式（７）を満足することが好ましい。
　２．５０＜Ｂｆ／ｙ＜４．５０　（７）
ただし、
Ｂｆ：全系の縮小側の空気換算距離でのバックフォーカス
ｙ：縮小側の最大像高
　条件式（７）の下限を満たさないと、適切な長さのバックフォーカスを確保できず、照明光学系１０２と投写用ズームレンズが干渉したり、照明光学系１０２から照射される照明光を投写用ズームレンズが遮光してしまったり、ＯＦＦに切り替えられているＤＭＤの画素からの不要な反射光が、投写用ズームレンズ内に入射してしまう虞がある。条件式（７）の上限を満たさないと、投写用ズームレンズにおける縮小側のレンズが大径化する。条件式（７）を満足することで、適切な長さのバックフォーカスを確保して、他の部材や光路との干渉を防ぎながら小型に構成することができる。
　条件式（７）を満足して得られる効果を高めるためには下記条件式（７’）を満足することが好ましい。
　３．００＜Ｂｆ／ｙ＜４．００　（７’）
　また、下記条件式（８）を満足することが好ましい。
　０．８０＜ｙ／ｆｗ　（８）
ただし、
ｙ：縮小側の最大像高
ｆｗ：投写距離が無限遠の時の広角端における全系の焦点距離
　条件式（８）の下限を満たさないと、要望される広角化を実現することができない。条件式（８）を満足することで、要望される広い画角を確保することができる。
　より広い画角を確保するためには、下記条件式（８’）を満足することがより好ましく、下記条件式（８’’）の下限を満足することがさらにより好ましい。なお、下記条件式（８’’）の上限を満たさないと、レンズ系が大型化するとともに歪曲収差の補正も困難となる。条件式（８’’）を満足することで、レンズ系の大型化を抑制しながら、歪曲収差を良好に補正しつつ、要望される広い画角を達成することができる。
　０．８５＜ｙ／ｆｗ　（８’）
　０．９０＜ｙ／ｆｗ＜１．４０　（８’’）
　広角化のためには第１レンズ群Ｇ１の構成も重要である。第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、拡大側から１～３番目の３枚のレンズからなる前群Ｇ１Ｆと、後群Ｇ１Ｒとから構成され、前群Ｇ１Ｆは少なくとも１つの非球面レンズを含むことが好ましい。前群Ｇ１Ｆが非球面レンズを含むことで、広角化に伴い発生量が増加する歪曲収差を良好に補正することができる。
　より好ましくは、前群Ｇ１Ｆの最も拡大側のレンズが非球面を有することが好ましく、このようにした場合は、高い収差補正効果を得ることができる。また、前群Ｇ１Ｆの最も拡大側のレンズは全系で最も径が大きいレンズであるため、このレンズを非球面レンズとする場合はプラスチック製とすることが好ましく、このようにした場合は、軽量化を図ることができる。
　例えば、図１に示す例の第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、近軸領域が拡大側に凹面を向けた負メニスカス形状のレンズと、縮小側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、拡大側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと、両凸レンズとが配列された５枚構成であり、最も拡大側のレンズが非球面レンズである。
　前群Ｇ１Ｆの屈折力に関して、下記条件式（９）を満足することが好ましい。
　－２．５０＜ｆＧ１Ｆ／ｆｗ＜－０．８０　（９）
ただし、
ｆＧ１Ｆ：前群の焦点距離
ｆｗ：投写距離が無限遠の時の広角端における全系の焦点距離
　条件式（９）は前群Ｇ１Ｆの屈折力の好適な範囲を規定したものである。条件式（９）の下限を満たさないと、第１レンズ群Ｇ１のレンズの径、特に前群Ｇ１Ｆのレンズの径が大きくなり、また、適切な長さのバックフォーカスを確保することが困難になる。条件式（９）の上限を満たさないと、像面湾曲の良好な補正が困難になる。条件式（９）を満足することで、適切な長さのバックフォーカスを確保し、レンズの大径化を抑制し、像面湾曲の良好な補正を行うことが可能になる。
　条件式（９）を満足して得られる効果を高めるためには下記条件式（９’）を満足することがより好ましく、さらにより高めるためには下記条件式（９’’）を満足することがさらにより好ましい。
　－２．１０＜ｆＧ１Ｆ／ｆｗ＜－１．１０　（９’）
　－２．１０＜ｆＧ１Ｆ／ｆｗ＜－１．３０　（９’’）
　なお、投写距離が変化した際のフォーカシング時に移動するレンズは、後群Ｇ１Ｒのレンズのみであることが好ましい。フォーカシング時に大径のレンズを含む前群Ｇ１Ｆが固定されていることで、駆動機構の負荷を軽減できるとともに、フォーカシング時でも光学系の全長を不変にすることができる。また、前群Ｇ１Ｆが非球面レンズを含む場合は、この非球面レンズへの入射光束の変化を少なくでき、投写距離の変化による収差変動を抑制できる。
　後群Ｇ１Ｒが複数のレンズを有する場合は、フォーカシング時にその中の一部のレンズのみを移動させてもよく、あるいは後群Ｇ１Ｒの全てのレンズを移動させてもよく、また、複数のレンズを一体的に移動させてもよく、独立に移動させてもよい。フォーカシングに用いる１つあるいは複数のレンズは、投写距離の変動量に応じて選択するようにしてもよい。
　また、下記条件式（１０）を満足することが好ましい。
　４．００＜Ｄｅｐ／ｙ＜６．００　（１０）
ただし、
Ｄｅｐ：縮小側を射出側としたときの、広角端における近軸射出瞳位置から縮小側の像面までの距離
ｙ：縮小側の最大像高
　条件式（１０）の下限を満たさないと、投写用ズームレンズにおける拡大側のレンズが大径化してしまうのを防ごうとすると、適切な長さのバックフォーカスを確保することが困難になり、照明光学系１０２と投写用ズームレンズが干渉したり、照明光学系１０２から照射される照明光を投写用ズームレンズが遮光してしまったり、ＯＦＦに切り替えられているＤＭＤの画素からの不要な反射光が、投写用ズームレンズ内に入射してしまう虞がある。条件式（１０）の上限を満たさないと、縮小側の瞳位置がより拡大側に位置することになり、投写用ズームレンズにおける縮小側のレンズが大径化する。条件式（１０）を満足することで、他の部材や光路との干渉を防ぎながら小型に構成することができる。
　条件式（１０）を満足した場合からさらに縮小側のレンズの大径化を抑制するためには下記条件式（１０’）を満足することが好ましい。
　４．００＜Ｄｅｐ／ｙ＜５．００　（１０’）
　また、下記条件式（１１）を満足することが好ましい。
　１．５０＜ＬＧｅ／ｙ＜４．００　（１１）
ただし、
ＬＧｅ：最終レンズ群の最も拡大側の面から縮小側の像面までの光軸上の距離
ｙ：縮小側の最大像高
　条件式（１１）の下限を満たさないと、Ｆナンバーを一定に保つことが困難になり、また、適切な長さのバックフォーカスを確保することが困難になる。条件式（１１）の上限を満たさないと、全長が長くなる、もしくはバックフォーカスが長くなり、縮小側のレンズ径が大きくなる。条件式（１１）を満足することで、Ｆナンバーを一定に保つことを容易にし、適切な長さのバックフォーカスを確保して縮小側のレンズ径の大径化を抑制することが可能となり、また、全長も抑えることができる。
　条件式（１１）を満足して得られる効果を高めるためには下記条件式（１１’）を満足することが好ましい。
　１．８０＜ＬＧｅ／ｙ＜３．００　（１１’）
　また、下記条件式（１２）を満足することが好ましい。
　φＧＬ－ｙ×２＜０　（１２）
ただし、
φＧＬ：最終レンズ群の最も縮小側の面の有効直径
ｙ：縮小側の最大像高
　条件式（１２）の上限を満たさないと、縮小側のレンズの径が大きくなり、照明光学系１０２と投写用ズームレンズが干渉したり、照明光学系１０２から照射される照明光を投写用ズームレンズが遮光してしまったり、ＯＦＦに切り替えられているＤＭＤの画素からの不要な反射光が、投写用ズームレンズ内に入射してしまう虞がある。条件式（１２）を満足することで、投写用ズームレンズにおける縮小側のレンズの径を小さくすることができ、他の部材や光路との干渉を防ぐことができる。
　条件式（１２）を満足した場合からさらに縮小側のレンズの小型化を図るためには下記条件式（１２’）を満足することが好ましい。
　φＧＬ－ｙ×２＜－０．２０　（１２’）
　また、最終レンズ群Ｇｅの負レンズの材料に関して、下記条件式（１３）を満足することが好ましい。
　３５．０＜νｐ＜６０．０　（１３）
ただし、
νｐ：最終レンズ群中の負レンズのｄ線に関するアッベ数の平均
　条件式（１３）の下限を満たさないと、色収差の良好な補正が困難となる。条件式（１３）の上限を満たさないと、現在使用可能な光学材料の範囲では屈折率の低い材料を用いることになるため、像面湾曲の良好な補正が困難となる。条件式（１３）を満足することで、色収差、像面湾曲の良好な補正が可能になる。
　条件式（１３）を満足した場合からさらに色収差を良好に補正するためには下記条件式（１３’）を満足することが好ましい。
　４０．０＜νｐ＜６０．０　（１３’）
　また、ズーム全域においてＦナンバーが一定となるように構成されていることが好ましく、このようにした場合は、同一投写サイズの時にズーム比に関係なく同じ明るさで投写することができる。
　そこで、本実施形態の投写用ズームレンズにおいては、下記条件式（１４）を満足することが好ましい。
　Ｈｃ／ｙ≦０．００　（１４）
ただし、
Ｈｃ：最終レンズ群の最も拡大側の面における最大像高の主光線の光線高
ｙ：縮小側の最大像高
なおここでは、Ｈｃ、ｙの符号は、光軸Ｚより上方のものを正、下方のものを負とし、ｙが正符号となる光束について考えることにする。
　条件式（１４）の上限を満たすことで、最大像高の主光線が光軸Ｚと交わる点を最終レンズ群Ｇｅ内に位置させることができるので、ズーム全域においてＦナンバーを一定にすることが可能となる。
　さらに下記条件式（１４’）を満足することが好ましい。条件式（１４’）の下限を満たさないと最終レンズ群Ｇｅよりも拡大側にある変倍時の移動群や第１レンズ群Ｇ１のレンズ径が大きくなる。条件式（１４’）を満足することで、レンズ系の大型化を抑制しながらズーム全域においてＦナンバーを一定にすることができる。
　－０．５０＜Ｈｃ／ｙ≦０．００　（１４’）
　上述したように、本実施形態の投写用ズームレンズでは縮小側瞳位置を縮小側寄りに設定することが好ましいことから、最終レンズ群Ｇｅで光線が密集する傾向となるため、最終レンズ群Ｇｅは接合レンズを有しないことが好ましい。仮に、光線が密集する最終レンズ群Ｇｅが接合レンズを有していると、投写用ズームレンズが高出力の光源と併用されたときに強力な光によって接合剤が著しく変質、劣化し、レンズ性能の低下を招く虞がある。最終レンズ群Ｇｅのレンズを全て単レンズとすることで、このような懸念事項を排除することができる。
　なお、照明光の損失を抑えて投写用ズームレンズに照明光を取り込むためには、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、各光束の上側の最大光線と下側の最大光線の二等分角線と、各光束の主光線とのなす角度が±３°以内であることが好ましい。
　また、本発明の目的とする投写用ズームレンズとしては、ズーム全域においてディストーション（歪曲収差）が約２％以下に抑えられていることが好ましい。
　なお、上述した好ましい構成は、任意の組合せが可能であり、投写用ズームレンズに要望される事項に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。
　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。
　＜実施例１＞
　図４に、実施例１の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。図４では、左側にそれぞれＷ、Ｍ、Ｔという記号が付された上段、中段、下段に、それぞれ広角端、中間焦点距離状態、望遠端における各レンズ群の配置と構成を示している。また、図４では、軸上光束４、最大像高の光束５、各種フィルタやカバーガラス等を想定した平行平面板状の光学部材２と、光学部材２の縮小側の面に位置するライトバルブの画像表示面１も合わせて示している。そして、上段と中段の間、中段と下段の間にはそれぞれ、広角端から中間焦点距離状態へ、中間焦点距離状態から望遠端へ変倍する際の各レンズ群の概略的な移動方向を示す矢印も示している。図４に示す構成は、投写距離が無限遠のときのものである。
　実施例１の投写用ズームレンズの群構成としては、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが配列されてなる５群構成であり、広角端から望遠端への変倍の際には、第１レンズ群と第５レンズ群Ｇ５は固定されており、第２レンズ群Ｇ２～第４レンズ群Ｇ４は光軸方向に移動し、そのうち第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４は縮小側から拡大側へ移動するように構成されている。また、縮小側が非テレセントリックとされている。
　実施例１の投写用ズームレンズの各レンズ群の概略構成としては、第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、レンズＬ１１～Ｌ１５の５枚のレンズからなる。レンズＬ１１～Ｌ１３が前群Ｇ１Ｆを構成し、レンズＬ１４、Ｌ１５が後群Ｇ１Ｒを構成する。フォーカシング方法としては、図４のレンズＬ１４、Ｌ１５各々の上の矢印で模式的に示しているように、レンズＬ１４、Ｌ１５を独立に光軸方向に移動させて行う。
　第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に、レンズＬ２１、Ｌ２２の２枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に、レンズＬ３１、Ｌ３２の２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に、レンズＬ４１、Ｌ４２の２枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に、レンズＬ５１～Ｌ５６の６枚のレンズからなる。
　実施例１の投写用ズームレンズにおいて、レンズＬ４１とレンズＬ４２は接合されており、その他のレンズは接合されていない単レンズである。また、実施例１の投写用ズームレンズにおいて、レンズＬ１１は両面が非球面形状のプラスチックレンズであり、その他のレンズは両面が球面形状である。
　実施例１の投写用ズームレンズの詳細構成を示す数値データとして、表１に基本レンズデータを、表２に非球面係数を、表３にｄ線に関する諸元と可変面間隔の値を示す。表１～表３に示す数値は、投写距離が無限遠の時の広角端における全系の焦点距離が１となるように規格化されたものであり、所定の桁でまるめたものである。
　表１のＳｉの欄には最も拡大側の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の面に面番号を付したときのｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、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、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）に関する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線に関するアッベ数を示す。
　ただし、曲率半径の符号は、拡大側に凸面を向けた形状の場合を正とし、縮小側に凸面を向けた形状の場合を負としている。基本レンズデータには光学部材２も含めて示している。非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。
　表２に、実施例１の各非球面の非球面係数を示す。表２の非球面係数の数値の「Ｅ－ｎ」（ｎ：整数）は「×１０－ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…）の値である。
　Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１－ＫＡ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ・ｈｍ
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
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…）
　表１のＤｉの欄に記載されているＤＤ［ｉ］は、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間隔が可変面間隔であることを意味する。実施例１では、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔は変倍時に変化する可変面間隔であり、それぞれ表１のＤＤ［１０］、ＤＤ［１４］、ＤＤ［１８］、ＤＤ［２１］に対応する。また、実施例１では、前群Ｇ１Ｆと後群Ｇ１Ｒの間隔、レンズＬ１４とレンズＬ１５の間隔、後群Ｇ１Ｒと第２レンズ群Ｇ２の間隔はフォーカシング時に変化する可変面間隔であり、それぞれ表１のＤＤ［６］、ＤＤ［８］、ＤＤ［１０］に対応する。
　表３の上段に、実施例１の投写用ズームレンズの投写距離が無限遠の時の広角端、中間焦点距離状態、望遠端それぞれにおけるズーム比、全系の焦点距離ｆ’、ＦナンバーＦＮｏ．、全画角２ω（単位は度）、上記各可変面間隔の値を示す。
　表３の下段に、実施例１の投写用ズームレンズの投写距離が基準の時と、最至近の時の広角端、中間焦点距離状態、望遠端それぞれにおけるズーム比、全系の焦点距離ｆ’、ＦナンバーＦＮｏ．、全画角２ω（単位は度）、可変面間隔のうちＤＤ［６］、ＤＤ［８］、ＤＤ［１０］の値を示す。実施例１では、基準の投写距離を１１９．２８、最至近の投写距離を５８．６６としている。ここで言う投写距離は、投写用ズームレンズの最も拡大側の面から投写面（スクリーン）までの距離である。なお、投写距離が基準の時、最至近の時の広角端、中間焦点距離状態、望遠端それぞれにおけるＤＤ［１４］、ＤＤ［１８］、ＤＤ［２１］の値は表３の上段に示す値と同じであるため表３の下段ではこれらの記載を省略している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　図１８（Ａ）～図１８（Ｌ）に投写距離が基準（１１９．２８）のときの実施例１の投写用ズームレンズの各収差図を示す。図１８（Ａ）～図１８（Ｄ）はそれぞれ、広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の図であり、図１８（Ｅ）～図１８（Ｈ）はそれぞれ、中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の図であり、図１８（Ｉ）～図１８（Ｌ）はそれぞれ、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の図である。
　図１９（Ａ）～図１９（Ｌ）に投写距離が最至近（５８．６６）のときの実施例１の投写用ズームレンズの各収差図を示す。図１９（Ａ）～図１９（Ｄ）はそれぞれ、広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の図であり、図１９（Ｅ）～図１９（Ｈ）はそれぞれ、中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の図であり、図１９（Ｉ）～図１９（Ｌ）はそれぞれ、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の図である。
　図１８（Ａ）～図１８（Ｌ）、図１９（Ａ）～図１９（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、Ｆ線（波長波長４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）に関する収差も示しており、倍率色収差図では、Ｆ線、Ｃ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それぞれに関する収差を実線、破線で示しており、線種の説明にそれぞれ（Ｓ）、（Ｔ）という記号を記入して示している。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバー、その他の収差図のωは半画角を意味する。また、図１８（Ａ）～図１８（Ｌ）、図１９（Ａ）～図１９（Ｌ）の各収差図は、投写距離が無限遠の時の広角端における全系の焦点距離が１となるように規格化されたときのものである。
　上記の実施例１の説明で述べた各種データの記号、意味、記載方法、投写距離が無限遠のときの広角端における全系の焦点距離が１となるように規格化されたときのものである点等は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様である。
　＜実施例２＞
　図５に、実施例２の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例２の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例１のものと略同様であるが、第５レンズ群Ｇ５がＬ５１～Ｌ５７の７枚のレンズからなる点において相違している。表４、表５、表６にそれぞれ、実施例２の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図２０（Ａ）～図２０（Ｌ）、図２１（Ａ）～図２１（Ｌ）に実施例２の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例２の基準の投写距離は１１９．１７、最至近の投写距離は５８．６１である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　＜実施例３＞
　図６に、実施例３の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例３の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例１のものと略同様である。表７、表８、表９にそれぞれ、実施例３の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図２２（Ａ）～図２２（Ｌ）、図２３（Ａ）～図２３（Ｌ）に実施例３の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例３の基準の投写距離は１１９．１２、最至近の投写距離は５８．５９である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　＜実施例４＞
　図７に、実施例４の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例４の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例１のものと略同様であるが、レンズＬ３１とレンズＬ３２が接合されている点において相違している。表１０、表１１、表１２にそれぞれ、実施例４の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図２４（Ａ）～図２４（Ｌ）、図２５（Ａ）～図２５（Ｌ）に実施例４の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例４の基準の投写距離は１１９、最至近の投写距離は５８．５３である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　＜実施例５＞
　図８に、実施例５の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例５の投写用ズームレンズの群構成としては、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とが配列されてなる４群構成であり、広角端から望遠端への変倍の際には、第１レンズ群と第４レンズ群Ｇ４は固定されており、第２レンズ群Ｇ２と３レンズ群Ｇ３は縮小側から拡大側へ光軸方向に移動するように構成されている。また、縮小側が非テレセントリックとされている。実施例５では、中間群は第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とからなり、最終レンズ群は第４レンズ群Ｇ４からなる。
　実施例５の投写用ズームレンズの第１レンズ群Ｇ１の概略構成と、フォーカシング方法は実施例１のものと略同様である。実施例５の投写用ズームレンズの第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に、レンズＬ２１～Ｌ２４の４枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に、レンズＬ３１、Ｌ３２の２枚のレンズからなり、第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に、レンズＬ４１～Ｌ４６の６枚のレンズからなる。レンズＬ２３とレンズＬ２４は接合されており、レンズＬ３１とレンズＬ３２は接合されており、その他のレンズは接合されていない単レンズである。
　表１３、表１４、表１５にそれぞれ、実施例５の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図２６（Ａ）～図２６（Ｌ）、図２７（Ａ）～図２７（Ｌ）に実施例５の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例５の基準の投写距離は１１８．８、最至近の投写距離は５８．４２である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　＜実施例６＞
　図９に、実施例６の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例６の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成は実施例１のものと略同様であるが、フォーカシング時はレンズＬ１４、Ｌ１５を一体的に移動させるフォーカシング方法を採る点において相違している。表１６、表１７、表１８にそれぞれ、実施例６の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図２８（Ａ）～図２８（Ｌ）、図２９（Ａ）～図２９（Ｌ）に実施例６の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例６の基準の投写距離は１１９．１４、最至近の投写距離は５８．６である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　＜実施例７＞
　図１０に、実施例７の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例７の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例５のものと略同様である。表１９、表２０、表２１にそれぞれ、実施例７の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図３０（Ａ）～図３０（Ｌ）、図３１（Ａ）～図３１（Ｌ）に実施例７の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例７の基準の投写距離は１１８．６４、最至近の投写距離は５８．３５である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
　＜実施例８＞
　図１１に、実施例８の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例８の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例５のものと略同様である。表２２、表２３、表２４にそれぞれ、実施例８の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図３２（Ａ）～図３２（Ｌ）、図３３（Ａ）～図３３（Ｌ）に実施例８の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例８の基準の投写距離は１１９．１４、最至近の投写距離は５８．５９である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
　＜実施例９＞
　図１２に、実施例９の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例９の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例５のものと略同様である。表２５、表２６、表２７にそれぞれ、実施例９の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図３４（Ａ）～図３４（Ｌ）、図３５（Ａ）～図３５（Ｌ）に実施例８の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例９の基準の投写距離は１４２．３８、最至近の投写距離は５８．９である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
　＜実施例１０＞
　図１３に、実施例１０の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例１０の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成は実施例５のものと略同様であるが、フォーカシング時はレンズＬ１４、Ｌ１５を一体的に移動させるフォーカシング方法を採る点において相違している。表２８、表２９、表３０にそれぞれ、実施例１０の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図３６（Ａ）～図３６（Ｌ）、図３７（Ａ）～図３７（Ｌ）に実施例１０の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例１０の基準の投写距離は１４２．０７、最至近の投写距離は５８．７７である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
　＜実施例１１＞
　図１４に、実施例１１の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例１１の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例４のものと略同様である。表３１、表３２、表３３にそれぞれ、実施例１１の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図３８（Ａ）～図３８（Ｌ）、図３９（Ａ）～図３９（Ｌ）に実施例１１の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例１１の基準の投写距離は１１９．１、最至近の投写距離は５８．５７である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
　＜実施例１２＞
　図１５に、実施例１２の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例１２の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例４のものと略同様である。表３４、表３５、表３６にそれぞれ、実施例１２の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図４０（Ａ）～図４０（Ｌ）、図４１（Ａ）～図４１（Ｌ）に実施例１２の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例１２の基準の投写距離は１１９．０４、最至近の投写距離は５８．５５である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
　＜実施例１３＞
　図１６に、実施例１３の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例１３の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例１０のものと略同様である。表３７、表３８、表３９にそれぞれ、実施例１３の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図４２（Ａ）～図４２（Ｌ）、図４３（Ａ）～図４３（Ｌ）に実施例１３の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例１３の基準の投写距離は１４３．２８、最至近の投写距離は５９．２７である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
　＜実施例１４＞
　図１７に、実施例１４の投写用ズームレンズの断面図および光線軌跡を示す。実施例１４の投写用ズームレンズの群構成、各レンズ群の概略構成、フォーカシング方法は実施例１０のものと略同様である。表４０、表４１、表４２にそれぞれ、実施例１４の投写用ズームレンズの基本レンズデータ、非球面係数、ｄ線に関する諸元と可変面間隔を示す。図４４（Ａ）～図４４（Ｌ）、図４５（Ａ）～図４５（Ｌ）に実施例１４の投写用ズームレンズの各収差図を示す。実施例１４の基準の投写距離は１４２．６６、最至近の投写距離は５５．２１である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000042
　表４３に、上記実施例１～１４の上記各条件式（１）～（１４）の対応値と条件式に用いられている各値を示す。表４３の「条件式」の欄には式の番号と対応する物理量を記載し、上限値、下限値の記載は省略している。表４３に示す値は投写距離が無限遠のときのｄ線に関するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000043
　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としては、上記実施例のものに限られるものでは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、非球面係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は、上記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、上記構成に限定されず、種々の態様の変更が可能である。

Claims (20)

  1. 　最も拡大側に配置され、変倍の際に固定されている負の屈折力を有する第１レンズ群と、
    　最も縮小側に配置され、変倍の際に固定されている正の屈折力を有する最終レンズ群と、
    　前記第１レンズ群と前記最終レンズ群の間に配置され、変倍の際に移動する複数のレンズ群を含む中間群とから実質的に構成され、
    　前記中間群の最も拡大側のレンズ群および前記中間群の最も縮小側のレンズ群はともに、正の屈折力を有し、広角端から望遠端への変倍の際に縮小側から拡大側へ移動するものであり、
    　縮小側が非テレセントリックであり、
    　前記最終レンズ群が２枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズとを含み、前記最終レンズ群の最も縮小側には正の屈折力を有する最縮小側正レンズが配置され、
    　下記条件式（１）を満足することを特徴とする投写用ズームレンズ。
    　３．００＜ｆＧｅ／ｆｗ＜１２．００　（１）
    ただし、
    ｆＧｅ：前記最終レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：投写距離が無限遠の時の広角端における全系の焦点距離
  2. 　前記第１レンズ群は、拡大側から順に、拡大側から１～３番目のレンズからなる前群と、後群とから構成され、
    　前記前群は非球面レンズを含む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. 　前記最縮小側正レンズは両凸レンズ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。
  4. 　前記最縮小側正レンズの拡大側には、該最縮小側正レンズとの間に第１の空気レンズが形成されるように縮小側に凹面を向けた負レンズが配置されており、
    　下記条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１または３記載の投写用ズームレンズ。
    　０．０１＜ｄ１／Ｈｒ１＜０．１５　（２）
    ただし、
    ｄ１：前記第１の空気レンズの中心厚
    Ｈｒ１：前記第１の空気レンズの縮小側の面の最大有効半径
  5. 　下記条件式（３）を満足す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。
    　０．３０＜ＲＦ１×（ＮｄＲ１－１）／（（ＲＲ１×（ＮｄＦ１－１））＜１．１０　（３）
    ただし、
    ＲＦ１：前記第１の空気レンズの拡大側の面の曲率半径
    ＲＲ１：前記第１の空気レンズの縮小側の面の曲率半径
    ＮｄＦ１：前記第１の空気レンズを形成する前記負レンズのｄ線に関する屈折率
    ＮｄＲ１：前記最縮小側正レンズのｄ線に関する屈折率
  6. 　下記条件式（４）を満足す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。
    　１．５０＜ｆｐ１２／ｆｗ＜５．００　（４）
    ただし、
    ｆｐ１２：前記最終レンズ群の縮小側から２番目の正レンズから前記最縮小側正レンズまでの合成焦点距離
  7. 　前記最終レンズ群は、前記最縮小側正レンズとは異なる拡大側に凸面を向けた正レンズと、該正レンズの拡大側に該正レンズとの間に第２の空気レンズが形成されるように配置された縮小側に凹面を向けた負レンズとを含み、
    　下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１または３記載の投写用ズームレンズ。
    　０．０１＜ｄ２／Ｈｒ２＜０．１５　（５）
    ただし、
    ｄ２：前記第２の空気レンズの中心厚
    Ｈｒ２：前記第２の空気レンズの縮小側の面の最大有効半径
  8. 　下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項７記載の投写用ズームレンズ。
    　０．３０＜ＲＦ２×（ＮｄＲ２－１）／（（ＲＲ２×（ＮｄＦ２－１））＜１．１０　（６）
    ただし、
    ＲＦ２：前記第２の空気レンズの拡大側の面の曲率半径
    ＲＲ２：前記第２の空気レンズの縮小側の面の曲率半径
    ＮｄＦ２：前記第２の空気レンズを形成する前記負レンズのｄ線に関する屈折率
    ＮｄＲ２：前記第２の空気レンズを形成する前記正レンズのｄ線に関する屈折率
  9. 　下記条件式（７）、（８）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
    　２．５０＜Ｂｆ／ｙ＜４．５０　（７）
    　０．８０＜ｙ／ｆｗ　（８）
    ただし、
    Ｂｆ：全系の縮小側の空気換算距離でのバックフォーカス
    ｙ：縮小側の最大像高
  10. 　下記条件式（９）を満足することを特徴とする請求項２記載の投写用ズームレンズ。
    　－２．５０＜ｆＧ１Ｆ／ｆｗ＜－０．８０　（９）
    ただし、
    ｆＧ１Ｆ：前記前群の焦点距離
  11. 　前記中間群は、変倍の際に移動する正の屈折力を有する２つのレンズ群からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
  12. 　下前記中間群は、変倍の際に移動する３つのレンズ群からなり、
    　該３つのレンズ群は拡大側から順に、正の屈折力を有するレンズ群、負の屈折力を有するレンズ群、正の屈折力を有するレンズ群であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
  13. 　下記条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
    　４．００＜Ｄｅｐ／ｙ＜６．００　（１０）
    ただし、
    Ｄｅｐ：縮小側を射出側としたときの、広角端における近軸射出瞳位置から縮小側の像面までの距離
    ｙ：縮小側の最大像高
  14. 　下記条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１３記載の投写用ズームレンズ。
    　１．５０＜ＬＧｅ／ｙ＜４．００　（１１）
    ただし、
    ＬＧｅ：前記最終レンズ群の最も拡大側の面から縮小側の像面までの光軸上の距離
  15. 　下記条件式（１’’）を満足することを特徴とする請求項１記載の投写用ズームレンズ。
    　５．００＜ｆＧｅ／ｆｗ＜１０．００　（１’’）
  16. 　下記条件式（７’）を満足することを特徴とする請求項９記載の投写用ズームレンズ。
    　３．００＜Ｂｆ／ｙ＜４．００　（７’）
  17. 　下記条件式（８’’）を満足することを特徴とする請求項９記載の投写用ズームレンズ。
    　０．９０＜ｙ／ｆｗ＜１．４０　（８’’）
  18. 　下記条件式（９’’）を満足することを特徴とする請求項１０記載の投写用ズームレンズ。
    　－２．１０＜ｆＧ１Ｆ／ｆｗ＜－１．３０　（９’’）
  19. 　下記条件式（１０’）を満足することを特徴とする請求項１３記載の投写用ズームレンズ。
    　４．００＜Ｄｅｐ／ｙ＜５．００　（１０’）
  20. 　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しての請求項１から１９のいずれか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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