JP2004325699A - 投射用ズームレンズおよび投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で高性能かつ低価格な投射用ズームレンズを提供する。
【解決手段】拡大側から順に、負の光学的パワーをもつ第１群と、正の光学的パワーをもつ第２群と、正の光学的パワーをもつ第３群と、第４群と、正の光学的パワーを持つ第５群と、から構成され、各群の間隔を変化させることにより変倍を行う。また、第３群が１枚の正レンズで構成されている。第１群と第５群は変倍時に位置固定で、第２、第３および第４群は望遠端から広角端への変倍時に縮小側に移動する。また所定の条件式を満足する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光変調素子により形成される画像をスクリーンに拡大投射する投射型表示装置の投射用ズームレンズに関する。また、投射用ズームレンズを備えた投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、会議でのプレゼンテーションやホームシアター等の用途で、資料や映像を大画面で見るための、低価格で小型、軽量かつ高性能のプロジェクタが普及しつつある。このようなプロジェクタに用いられる投射光学系にも、小型化、高性能化、および低価格化が求められている。
【０００３】
従来、小型化あるいは高性能化を目的として、後述の特許文献１〜３に、５群構成のズームレンズが開示されている。いずれのズームレンズも、拡大側から順に、負正正負正の光学的パワーを持つ群を有し、第３群は１枚の正レンズのみで構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１３−１００１００号公報
【特許文献２】特開平１３−５１１９４号公報
【特許文献３】特開平１１−１０１９４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１〜３に記載のズームレンズは、諸収差は良好に補正されているが構成レンズ枚数が多い。その結果、投射光学系のコストが高くなり、低価格な投射光学系および投射型表示装置を提供することができない。また、レンズ枚数が多いため、小型、軽量なレンズとは言い難い。
【０００６】
以上の問題を鑑み、本発明は、低価格で小型、軽量かつ高性能な投射用ズームレンズを提供することを目的とする。また、そのような投射用ズームレンズを備えた投射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明は、複数の群からなり各群の間隔を変化させることにより変倍を行う投射用ズームレンズであって、拡大側から順に、負の光学的パワーをもつ第１群と、正の光学的パワーをもつ第２群と、正の光学的パワーをもつ第３群と、第４群と、正の光学的パワーを持つ第５群と、から構成され、第３群が１枚の正レンズで構成され、変倍時に、第１群と第５群は位置固定で、第２、第３および第４群は移動し、以下の条件式を同時に満足する投射用ズームレンズである。
ν_３ ＞ ５０
１．５ ＜ ＦＬ_２／Ｆｗ ＜ ５．０
１．５ ＜ ＦＬ_５／Ｆｗ ＜ ５．０
ただし、
ν_３：第３群を構成する正レンズ材料のアッベ数、
ＦＬ_２：第２群の焦点距離、
ＦＬ_５：第５群の焦点距離、
Ｆｗ： 投射用ズームレンズの広角端での焦点距離、
である。
【０００８】
この構成により、低価格で小型、軽量かつ高性能な投射用ズームレンズを実現できる。
【０００９】
上記課題を解決するための第２の発明は、投射されるべき画像を形成する光変調素子と、光変調素子によって形成された画像を投射する第１の発明の投射用ズームレンズと、を備えた投射型表示装置である。投射型表示装置に第１の発明の投射用ズームレンズを備えることで、低価格、小型、軽量で、かつ高画質を備えた投射型表示装置が実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した投射用ズームレンズおよび投射型表示装置を、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１は、投射型表示装置の実施形態の一例を模式的に示している。光源１から放射された光はリフレクタ２で反射された後、インテグレータ光学系３を介して液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを照明する。インテグレータ光学系３（構成部品は図示していない）は、液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを均一な照度で照明するための光学系であり、例えば、複数の矩形レンズが平面上に並べられたレンズアレイと呼ばれる素子を２枚備えている。あるいは、ロッドインテグレータと呼ばれる角柱状の素子と、その端面を液晶パネルに結像するレンズとを備えていてもよい。
【００１２】
インテグレータ光学系３を射出した光はダイクロミラー４，５によって３色（緑、赤、青）の色光に分解され、各色光が各液晶パネルを照明する。青の光路は他の２色と光路長が異なるため、光路長を補正するためのリレー光学系６を有している。
【００１３】
液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは光変調素子であり、画素と呼ばれる単位が２次元に配列されている。液晶パネルの入射側、射出側にはそれぞれ入射側偏光板７および射出側偏光板９が配置されている。画像に対応した色別の電気信号を、各色光に対応した液晶パネルにそれぞれ印加することで、画素毎に入射光が変調されて各色に対応する画像が形成される。
【００１４】
各色毎に形成された画像はクロスダイクロイックプリズム１０により同一光軸上で合成され、投射用ズームレンズ１１により、カラー画像として投射される。
【００１５】
なお、上記説明では、光変調素子として液晶パネルを用いた投射型表示装置を説明したが、それ以外の素子、例えば米国テキサスインスツルメンツ社が提供するＤＭＤ素子（Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）を用いた投射型表示装置であってもよい。また、本発明の投射型表示装置は、光変調素子を３枚使用する投射型表示装置には限らず、例えば１枚の光変調素子を使用するものでも良い。
【００１６】
以下に投射用ズームレンズ１１について説明する。図２〜図６は、投射用ズームレンズの第１〜第５の実施の形態にそれぞれ対応するレンズ構成図であり、望遠端［Ｔ］でのレンズ配置を光学断面で示している。
【００１７】
各レンズ構成図中の矢印ｍｊ（ｊ＝１，２，．．．）は、望遠端［Ｔ］から広角端［Ｗ］への変倍における第ｊ群（Ｇｒｊ）等の移動をそれぞれ模式的に示している。また、各レンズ構成図中、ｒｉ（ｉ＝１，２，３，．．．）が付された面は拡大側から数えてｉ番目の面であり、ｒｉに＊印が付された面は非球面である。ｄｉ（ｉ＝１，２，３，．．．）が付された軸上面間隔は、拡大側から数えてｉ番目の軸上面間隔のうち、変倍時において変化する可変間隔である。
【００１８】
各実施の形態のズームレンズはいずれも、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１群（Ｇｒ１）と、正の光学的パワーを有する第２群（Ｇｒ２）と、正の光学的パワーを有する第３群（Ｇｒ３）と、第４群（Ｇｒ４）と、正の光学的パワーを有する第５群（Ｇｒ５）とを有する。望遠端［Ｔ］から広角端［Ｗ］への変倍時に、第２群（Ｇｒ２）、第３群（Ｇｒ３）および第４群（Ｇｒ４）、は望遠端［Ｔ］での位置よりも常に縮小側に位置するように移動し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行う構成となっている。
【００１９】
そして、投射型表示装置に用いられるズームレンズとして、その縮小側の像面には液晶パネル（図示しない）が配置されている。いずれの実施の形態においても、第２群（Ｇｒ２）、第３群（Ｇｒ３）および第５群（Ｇｒ５）は、正レンズ一枚のみで構成されている。各実施の形態のレンズ構成をさらに詳しく以下に説明する。
【００２０】
《第１の実施の形態（図２、負正正負正）》第１の実施の形態のズームレンズは拡大側から順に、負・正・正・負・正の５群ズームレンズであり、各群は拡大側から順に以下のように構成されている。第１群（Ｇｒ１）は、拡大側に凸の負メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。第２群（Ｇｒ２）は、両凸の正レンズ一枚で構成されている。第３群（Ｇｒ３）は、両凸の正レンズ一枚で構成されている。また、第３群には正レンズの拡大側に遮光絞りＦＳが配置されている。第４群（Ｇｒ４）は、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、両凹レンズと両凸レンズが接合された複合レンズと、縮小側に凸の正メニスカスレンズ（略平凸レンズ）とで構成されている。また、第４群の最も拡大側には開口絞りＳＰが配置されている。第５群（Ｇｒ５）は、両凸の正レンズ一枚で構成されており、この正レンズの縮小側には平行平板が配置されている。この平行平板（３枚構成）は、拡大側から順に、３枚の液晶パネル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂにより変調された画像光を合成するための合成プリズム（例えばクロスダイクロイックプリズム１０）、射出偏光板９（基板ガラスを含む）および液晶パネルの基板ガラスに相当する。便宜的に３枚が接合されて図示されているが、実際の構成では、それぞれの平行平板の間には空間が存在している。また、当然のことながら液晶パネルの基板ガラスは、片側の面を像面に位置し、もう一方の面は像面よりも拡大側に位置する。平行平板（３枚構成）の構成は、以下に説明する他の実施の形態でも同様である。
【００２１】
《第２の実施の形態（図３、負正正負正）》第２の実施の形態のズームレンズは拡大側から順に、負・正・正・負・正の５群ズームレンズであり、各群は拡大側から順に以下のように構成されている。第１群（Ｇｒ１）は、拡大側に凸の負メニスカスレンズと拡大側に凸の負メニスカスレンズとで構成されている。第２群（Ｇｒ２）は、拡大側が平面の正の平凸レンズ一枚で構成されている。第３レンズ群（Ｇｒ３）は、両凸の正レンズ一枚で構成されている。また、第３群には正レンズの拡大側に遮光絞りＦＳが配置されている。第４群（Ｇｒ４）は、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、両凹レンズと両凸レンズが接合された複合レンズと、縮小側に凸の正メニスカスレンズとで構成されている。また、第４群の最も拡大側には開口絞りＳＰが配置されている。第５群（Ｇｒ５）は、両凸の正レンズ一枚で構成されており、この正レンズの縮小側には平行平板が配置されている。平行平板は、第１の実施の形態と同様に、合成プリズム等に対応している。
【００２２】
《第３の実施の形態（図４、負正正正正）》第３の実施の形態のズームレンズは拡大側から順に、負・正・正・正・正の５群ズームレンズであり、各群は拡大側から順に以下のように構成されている。第１群（Ｇｒ１）は、拡大側に凸の負メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。第２群（Ｇｒ２）は、両凸の正レンズ一枚で構成されている。第３群（Ｇｒ３）は、両凸の正レンズ一枚で構成されている。また、第３群には正レンズの拡大側に遮光絞りＦＳが配置されている。第４群（Ｇｒ４）は、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、両凹レンズと両凸レンズが接合された複合レンズと、両凸の正レンズ（略平凸レンズ）とで構成されている。また、第４群の最も拡大側には開口絞りＳＰが配置されている。第５群（Ｇｒ５）は、両凸の正レンズ一枚で構成されており、この正レンズの縮小側には平行平板が配置されている。平行平板は、第１の実施の形態と同様に、合成プリズム等に対応している。
【００２３】
《第４の実施の形態（図５、負正正負正）》第４の実施の形態のズームレンズは拡大側から順に、負・正・正・負・正の５群ズームレンズであり、各群は拡大側から順に以下のように構成されている。第１群（Ｇｒ１）は、拡大側に凸の負メニスカスレンズと拡大側に凸の負メニスカスレンズとで構成されている。第２群（Ｇｒ２）は、両凸の正レンズ一枚で構成されている。第３群（Ｇｒ３）は、両凸の正レンズ一枚で構成されている。また、第３群には正レンズの拡大側に遮光絞りＦＳが配置されている。第４群（Ｇｒ４）は、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、両凹レンズと両凸レンズが接合された複合レンズと、縮小側に凸の正メニスカスレンズとで構成されている。また、第４群の最も拡大側には開口絞りＳＰが配置されている。第５群（Ｇｒ５）は、両凸の正レンズ一枚で構成されており、この正レンズの縮小側には平行平板が配置されている。平行平板は、第１の実施の形態と同様に、合成プリズム等に対応している。
【００２４】
《第５の実施の形態（図６、負正正負正）》第５の実施の形態のズームレンズは拡大側から順に、負・正・正・負・正の５群ズームレンズであり、各群は拡大側から順に以下のように構成されている。第１群（Ｇｒ１）は、両凸の正レンズと、拡大側に凸の負メニスカスレンズと両凹の負レンズとで構成されている。第２群（Ｇｒ２）は、両凸の正レンズ一枚で構成されている。第３群（Ｇｒ３）は、両凸の正レンズ一枚で構成されている。また、第３群には正レンズの拡大側に遮光絞りＦＳが配置されている。第４群（Ｇｒ４）は、拡大側に凸の負メニスカスレンズと、両凹レンズと両凸レンズが接合された複合レンズと、両凸の正レンズとで構成されている。また、第４群の最も拡大側には開口絞りＳＰが配置されている。第５群（Ｇｒ５）は、拡大側に凸の正メニスカスレンズ（略平凸レンズ）一枚で構成されており、この正レンズの縮小側には平行平板が配置されている。平行平板は、第１の実施の形態と同様に、合成プリズム等に対応している。
【００２５】
上記第１〜第５の実施の形態では、望遠端［Ｔ］から広角端［Ｗ］への変倍時に、第１群（Ｇｒ１）と第５群（Ｇｒ５）の位置は固定で、第２群（Ｇｒ２）、第３群（Ｇｒ３）および第４群（Ｇｒ４）が縮小側に移動する。第１群（Ｇｒ１）と第５群（Ｇｒ５）が位置固定されているため、変倍によってズームレンズの全長は変化しない。
【００２６】
なお、いずれの実施形態においても、変倍時に、遮光絞りＦＳは第３群とともに、開口絞りＳＰは第４群とともに移動する。これは変倍によってもＦＮｏ． の変化が少ないように構成しているためであり、これに限るものではない。遮光絞りＦＳおよび開口絞りＳＰは、他の群とともに移動してもよく、独立に移動してもよく、あるいは移動しなくても良い。
【００２７】
このようなズームレンズは、以下に示す条件式を満足することが望ましい。なお、以下に説明する個々の条件をそれぞれ単独に満たせば、それに対応する作用効果を達成することは可能であるが、複数の条件を満たす方が、光学性能，小型化等の観点からより望ましいことはいうまでもない。
【００２８】
ズームレンズは、以下の条件式（１）〜（３）を満足することが望ましい。
ν_３ ＞ ５０ ・・・（１）
１．５ ＜ＦＬ_２／Ｆｗ ＜ ５．０ ・・・（２）
１．５ ＜ＦＬ_５／Ｆｗ ＜ ５．０ ・・・（３）
ただし、
ν_３：第３群を構成する正レンズ材料のアッベ数、
ＦＬ_２：第２群の焦点距離、
ＦＬ_５：第５群の焦点距離、
Ｆｗ： 投射用ズームレンズの広角端での焦点距離、
である。
【００２９】
広角な投射用ズームレンズであるためには、条件式（２），（３）により第３群の光学的パワーが比較的強くなる。その結果、条件式（１）の下限値を下回ると、色収差の補正が困難になる。従って、条件式（１）を満足することが好ましいが、下記の条件式（１Ａ）を満足することがさらに望ましい。
ν_３ ＞ ５５ ・・・（１Ａ）
【００３０】
条件式（２）の下限値を下回ると、第２レンズ群の光学的パワーが強くなりすぎ収差補正が困難になる。上限値を上回ると、変倍時の第２群の移動量が過大となって変倍光学系の全長が長くなりすぎる。また、広角端と望遠端の収差のバランス、特に像面湾曲や非点隔差のバランスの補正が困難となる。従って、条件式（２）を満足することが望ましいが、下記の条件式（２Ａ）を満足することがさらに望ましい。
２．０ ＜ ＦＬ_２／Ｆｗ ＜ ３．０ ・・・（２Ａ）
【００３１】
条件式（３）の下限値を下回ると第５群の光学的パワーが強くなって倍率色収差の発生量が大きくなり、他の群での倍率色収差の補正が困難となる。逆に、条件式（３）の上限値を上回ると第５群の光学的パワーが弱くなりすぎて、縮小側にテレセントリックな状態にすることが困難となる。従って、条件式（３）を満足することが好ましいが、下記の条件式（３Ａ）を満足することがさらに望ましい。
２．０ ＜ ＦＬ_５／Ｆｗ ＜ ３．０ ・・・（３Ａ）
またズームレンズは、更に以下の条件式（４）を満足することが望ましく、なかでも以下の条件式（４Ａ）を満足することが更に望ましい。
０．５ ＜ ＦＬ_３／Ｆｗ ＜ ５．０ ・・・（４）
１．０ ＜ ＦＬ_３／Ｆｗ ＜ ３．０ ・・・（４Ａ）
ただし、
ＦＬ_３：第３群の焦点距離、
Ｆｗ： 投射用ズームレンズの広角端での焦点距離、
である。
【００３２】
条件式（４）の下限値を下回ると第３群の光学的パワーが強くなりすぎ収差補正が困難になる。逆に条件式（４）を上回ると第３群（Ｇｒ３）の光学的パワーが弱くなりすぎて変倍に伴う各群の移動量が大きくなり、光学系が大型化する。また、広角端と望遠端の収差のバランス、特に像面湾曲や非点隔差のバランスの補正が困難となる。
【００３３】
第２群を一枚の正レンズで構成することで、レンズ枚数をさらに少なくして安価なズームレンズとすることができる。第２群を一枚の正レンズで構成する場合、以下の条件式（５）を満足することが好ましく、なかでも以下の条件式（５Ａ）を満足することが更に望ましい。
ν_２ ＜ ５０ ・・・（５）
ν_２ ＜ ４０ ・・・（５Ａ）
ただし、
ν_２：第２群を構成する正レンズ材料のアッベ数
である。
【００３４】
条件式（５）の上限値を上回ると、諸収差、特に倍率色収差と像面湾曲・非点隔差のバランスをとることが困難となる。
【００３５】
第４群は、負または正の、弱い屈折力を持ち、発散系でも収斂系でも良く、以下の条件式（６）を満足することが望ましく、なかでも以下の条件式（６Ａ）を満足することが更に望ましい。
２．０＜｜ＦＬ_４／Ｆｗ｜ ・・・（６）
３．０＜｜ＦＬ_４／Ｆｗ｜ ・・・（６Ａ）
ただし、
ＦＬ_４：第４群の焦点距離、
Ｆｗ： 投射用ズームレンズの広角端での焦点距離、
である。
【００３６】
条件式（６）の下限値を下回ると、第４群の光学的パワーが強くなることで、他の群の光学的パワーが強くなりすぎ、諸収差、特に倍率色収差と、像面湾曲・非点隔差のバランスの補正が困難となる。なお、上記条件式（６），（６Ａ）は、第４群の光学的パワーが０の場合（第４群の焦点距離が無限大）をも、当然のことながら含む。
【００３７】
第４群は負、または正の光学的パワーのいずれを有しても良いが、負の光学的パワーを持つほうが望ましい。
【００３８】
第４群に拡大側から負レンズと正レンズとの接合レンズを含むことが好ましい。諸収差の補正をさらに良好にすることができる。また、第４群は前記接合レンズと１枚の正レンズとの３枚構成、あるいは拡大側から順に、拡大側に凸の負メニスカスレンズと前記接合レンズと１枚の正レンズとの４枚構成にすることで、さらに諸収差を補正できる。また、前記接合レンズの最も拡大側の面は、拡大側に深い凹面であることが好ましい。これにより像面湾曲を良好に補正することができる。
【００３９】
第５群を一枚の正レンズで構成することで、レンズ枚数をさらに少なくして安価なズームレンズとすることができる。第５群を一枚の正レンズで構成する場合、以下の条件式（７）を満足することが好ましく、なかでも以下の条件式（７Ａ）を満足することが更に望ましい。
ν_５ ＜ ５０ ・・・（７）
ν_５ ＜ ４０ ・・・（７Ａ）
ただし、
ν_５：第５群を構成する正レンズ材料のアッベ数
である。
【００４０】
条件式（７）の上限値を上回ると、諸収差、特に倍率色収差と像面湾曲・非点隔差のバランスをとることが困難となる。
【００４１】
また第１〜第５群のうち、少なくとも一つの群中に一面以上の非球面を採用することが望ましい。第１群、第２群、第４群、第５群のうち少なくとも一つの群中に非球面を採用することで、少ないレンズ枚数で像面湾曲や歪曲を良好に補正できる。また、第３群や、第４群の開口絞りＡＳに近い面に非球面を採用すれば、少ないレンズ枚数で球面収差を良好に補正できる。
【００４２】
なお、第１〜第５の実施の形態を構成しているズームレンズの各群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ（つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ）のみで構成されているが、これに限らない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ、回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ、入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等で、各群を構成してもよい。また、不要光をカットするための光束規制板を必要に応じて追加配置してもよい。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明を実施した投射型表示装置に用いられるズームレンズの構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて、更に具体的に説明する。なお、以下に挙げる実施例１〜５は、前述した第１〜第５の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第５の実施の形態を表すレンズ構成図（図２〜図６）は、対応する実施例１〜５のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００４４】
各実施例のコンストラクションデータにおいて、ｒｉ（ｉ＝１，２，３，．．．）は物体側から数えてｉ番目の面の曲率半径、ｄｉ（ｉ＝１，２，３，．．．）は物体側から数えてｉ番目の軸上面間隔を示しており、Ｎｉ（ｉ＝１，２，３，．．．），ｖｉ（ｉ＝１，２，３，．．．）は物体側から数えてｉ番目の光学要素のｄ線に対する屈折率（Ｎｄ），アッベ数（ｖｄ）をそれぞれ示している。また、コンストラクションデータ中、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔は、望遠端（長焦点距離端）［Ｔ］〜ミドル（中間焦点距離状態）［Ｍ］〜広角端（短焦点距離端）［Ｗ］での可変空気間隔である。各焦点距離状態［Ｔ］，［Ｍ］，［Ｗ］に対応する全系の焦点距離（ｆ）及びＦナンバー（ＦＮＯ）を併せて示す。また、上記に示した望ましい条件式およびさらに望ましい条件式を表１に、条件式対応値を表２に示す。なお、コンストラクションデータは、投影距離（最も拡大側のレンズ中心からスクリーン面までの距離）が１．８３ｍの場合の値である。
【００４５】
曲率半径ｒｉに＊印が付された面は、非球面（非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等）であり、非球面の面形状を表わす以下の式（ＡＳ）で定義される。各実施例の非球面データを他のデータと併せて示す（ただしＡｉ＝０の場合は省略する。）。
【００４６】
Ｘ（Ｈ）＝（Ｃ０・Ｈ^２）／｛１＋√（１−ε・Ｃ０^２・Ｈ^２）｝＋Σ（Ａｉ・Ｈ^ｉ） …（ＡＳ）
ただし、式（ＡＳ）中、
Ｘ（Ｈ）：高さＨの位置での光軸（ＡＸ）方向の変位量（面頂点基準）、
Ｈ：光軸（ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ、
Ｃ０：近軸曲率（＝１／曲率半径）、
ε：２次曲面パラメータ、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数、
である。
【００４７】
図７〜図１１は実施例１〜実施例５にそれぞれ対応する縮小側（液晶パネル側）での収差図である。なお、投影距離は１．８３ｍである。図７〜図１１中、［Ｗ］は広角端，［Ｍ］はミドル，［Ｔ］は望遠端における諸収差（左から順に、球面収差等，非点収差，歪曲収差である。Ｙ’：最大像高）を示している。球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線に対する球面収差、一点鎖線（ｇ）はｇ線に対する球面収差、二点鎖線（ｃ）はｃ線に対する球面収差、破線（ＳＣ）は正弦条件を表している。非点収差図において、破線（ＤＭ）はメリディオナル面でのｄ線に対する非点収差を表しており、実線（ＤＳ）はサジタル面でのｄ線に対する非点収差を表わしている。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲％を表している。
【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】
【表１】

【００５４】
【表２】

【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、レンズ枚数を削減することにより、低コストかつ小型、軽量化を実現し、また諸収差を小さく抑えた高性能な投射用ズームレンズを提供することができる。そして、本発明の投射用ズームレンズを投射型表示装置に適用すれば、低コスト化、小型化、軽量化、高画質化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の投射型表示装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】第１の実施の形態（実施例１）のズームレンズのレンズ構成図である。
【図３】第２の実施の形態（実施例２）のズームレンズのレンズ構成図である。
【図４】第３の実施の形態（実施例３）のズームレンズのレンズ構成図である。
【図５】第４の実施の形態（実施例４）のズームレンズのレンズ構成図である。
【図６】第５の実施の形態（実施例５）のズームレンズのレンズ構成図である。
【図７】第１の実施の形態（実施例１）のズームレンズの収差図である。
【図８】第２の実施の形態（実施例２）のズームレンズの収差図である。
【図９】第３の実施の形態（実施例３）のズームレンズの収差図である。
【図１０】第４の実施の形態（実施例４）のズームレンズの収差図である。
【図１１】第５の実施の形態（実施例５）のズームレンズの収差図である。
【符号の説明】
Ｇｒ１ 第１群
Ｇｒ２ 第２群
Ｇｒ３ 第３群
Ｇｒ４ 第４群
Ｇｒ５ 第５群
ＳＰ 開口絞り
ＦＳ 遮光絞り
１ 光源
２ リフレクタ
３ インテグレータ光学系
４，５ ダイクロイックミラー
６ リレー光学系
７ 入射側偏光板
８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ 液晶パネル
９ 射出側偏光板
１０ 色合成プリズム（クロスダイクロイックプリズム）
１１ 投射用ズームレンズ

Claims (7)

1. 複数の群からなり各群の間隔を変化させることにより変倍を行う投射用ズームレンズであって、拡大側から順に、
   負の光学的パワーをもつ第１群と、
   正の光学的パワーをもつ第２群と、
   正の光学的パワーをもつ第３群と、
   第４群と、
   正の光学的パワーを持つ第５群と、
   から構成され、
   第３群が１枚の正レンズで構成され、
   変倍時に、第１群と第５群は位置固定で、第２、第３および第４群は移動し、
   以下の条件式を同時に満足することを特徴とする投射用ズームレンズ；
   ν_３ ＞ ５０
   １．５ ＜ ＦＬ_２／Ｆｗ ＜ ５．０
   １．５ ＜ ＦＬ_５／Ｆｗ ＜ ５．０
   ただし、
   ν_３：第３群を構成する正レンズ材料のアッベ数、
   ＦＬ_２：第２群の焦点距離、
   ＦＬ_５：第５群の焦点距離、
   Ｆｗ： 投射用ズームレンズの広角端での焦点距離、
   である。
2. 前記第４群が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の投射用ズームレンズ；
   ２．０ ＜ ｜ＦＬ_４／Ｆｗ｜
   ただし、
   ＦＬ_４：第４群の焦点距離、
   Ｆｗ： 投射用ズームレンズの広角端での焦点距離、
   である。
3. 前記第４群が負の光学的パワーを持つことを特徴とする請求項１に記載の投射用ズームレンズ。
4. 前記第２群が一枚の正レンズで構成されることを特徴とする請求項１に記載の投射用ズームレンズ。
5. 前記第５群が一枚の正レンズで構成されることを特徴とする請求項１に記載の投射用ズームレンズ。
6. 前記第４群が拡大側から順に、
   拡大側に凸の負メニスカスレンズと、
   両凹の負レンズと両凸の正レンズとを接合してなる複合レンズと、１枚の正レンズと、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の投射用ズームレンズ。
7. 投射されるべき画像を形成する光変調素子と、光変調素子によって形成された画像を投射する請求項１乃至６のいずれかに記載の投射用ズームレンズと、を備えた投射型表示装置。

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