JP2012189971A - 投写用ズームレンズ、投写用変倍光学系および投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投写用ズームレンズまたは投写用変倍光学系において、縮小側がテレセントリックとされ、適切なバックフォーカスを有し、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎず、大きな変倍比を有し、その変倍時における収差の変動を抑制する。
【解決手段】拡大側から、変倍時に固定の負の第１レンズ群と、変倍時に可動の負の第２レンズ群と、変倍時に可動の正の第３レンズ群と、変倍時に固定の正の第４レンズ群とからなり、縮小側がテレセントリックとされ、さらに、条件式（１）を満足する。
１．５＜ Ｂｆ／ｆｗ （１）
ただし、Ｂｆは全系のバックフォーカス（空気換算距離）、ｆｗは広角端における全系の焦点距離である。
【選択図】図１

Description

本発明は、投写型表示装置等に搭載される投写用ズームレンズ、投写用変倍光学系、および投写型表示装置に関し、特に、映画館等において大画面スクリーン上に投影するのに好適な投写用ズームレンズ、投写用変倍光学系、および投写型表示装置に関するものである。

従来、液晶表示装置やＤＭＤ表示装置等のライトバルブを用いた、比較的バックフォーカスの長い投写プロジェクタ装置（投写型表示装置）が広く普及している。

また、近年、映画館等においては、このような投写プロジェクタ装置であって、大画面に適用し得る、より高精細な画像を映出し得るようにしたものも利用されつつある。

このような利用に供される投写プロジェクタ装置では、反射型液晶表示素子やＤＭＤ３板方式が採用されており、より長いバックフォーカスで、かつ他と同様に良好なテレセントリック性が求められている。

一般的に投写距離をスクリーン横幅で割った値をスローレシオという。スクリーンサイズとスクリーンから映写室までの距離、すなわち投影距離は映画館毎にまちまちである。
したがって映画館毎に適した大きさの映像を投影するには、それぞれに適したスローレシオに対応するレンズが必要になるが、それらを個々に用意することはコスト面から考えると得策ではない。そこで、変倍光学系を用い対応できるスローレシオに幅を持たせることにより、この課題を解決することが考えられる。

ところで、投写プロジェクタ装置に搭載される、２群移動の投写用ズームレンズが従来より種々知られているが、投写性能の良好性を奏するレンズ構成として、例えば、下記特許文献１、２に記載された４群構成２群移動のものが知られている。

下記特許文献１の投写用ズームレンズは、拡大側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群および正の第４レンズ群で構成され、変倍時に第２レンズ群および第３レンズ群を光軸に沿って移動せしめて変倍を行う構成となっている。

一方、下記特許文献２の投写用ズームレンズは、拡大側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群および正の第４レンズ群で構成され、変倍時に第２レンズ群および第３レンズ群を光軸に沿って移動せしめて変倍を行う構成となっている。

その他の投写用ズームレンズとしては、例えば下記特許文献３〜９に記載されたものが知られている。下記特許文献３の投写用ズームレンズは、拡大側から順に、負の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群および正の第５レンズ群で構成され、変倍時に第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群を光軸に沿って移動せしめて変倍を行う構成となっている。

下記特許文献４には、少なくとも１つの回折光学素子を有し、拡大側から順に、負の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、負の第４レンズ群および正の第５レンズ群で構成された投写用ズームレンズ、および拡大側から順に、負の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、負の第４レンズ群、正の第５レンズ群および正の第６レンズ群で構成された投写用ズームレンズが記載されている。

下記特許文献５には、拡大側から順に、負の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群および正の第５レンズ群で構成された投写用ズームレンズ、および拡大側から順に、負の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群、負の第５レンズ群および正の第６レンズ群で構成された投写用ズームレンズが記載されている。

特開平１０−１２３４１９号公報 特開２０００−２７５５１９号公報 特開２００６−３９０３４号公報 特開２００２−１８２１１０号公報 特開２００７−１５６２６８号公報 特開２００５−１０６９４８号公報 特開２００１−２１５４１０号公報 特開２００１−１４１９９９号公報 特開２０１０−８７９７号公報

しかしながら、上記特許文献１の投写用ズームレンズは、拡大側の第１レンズ群が正の屈折力を有しているため、望遠系のレンズ系では高ズーム比を得やすい構成ではあるが、ズーム比を損うことなく広角化を進めようとすると、どうしても、必要なバックフォーカスが得られない、あるいは拡大側である第１レンズ群のレンズの外径が大きくなり過ぎ、レンズ系のコンパクト化を図ることが困難であるという問題がある。

また、上記特許文献２の投写用ズームレンズは、各レンズ群のパワーが、拡大側から順に、負、正、正および正とされており、変倍時移動群のパワーが正、正とされているため、変倍比を大きくしたときの収差の変動が過大となり、変倍比を余り大きくすることが困難である。

上記特許文献３の投写用ズームレンズは、バックフォーカスが短く、変倍比が小さい。上記特許文献４の投写用ズームレンズは、変倍比が小さい。上記特許文献５の投写用ズームレンズは、バックフォーカスが短い。また、上記特許文献３〜５の投写用ズームレンズはいずれも、変倍時の開口数の変動については特に考慮されていないため、変倍時に開口数が変動してしまい、映画館用途の投写用ズームレンズとしては適さないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、縮小側がテレセントリックとされ、適切なバックフォーカスを有し、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎず、大きな変倍比を有し、その変倍時における収差の変動を抑制し得る投写用ズームレンズ、投写用変倍光学系および投写型表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る第１の投写用ズームレンズは、拡大側より順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、縮小側がテレセントリックとなるように構成され、下記条件式（１）を満足することを特徴とする。
１．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１）
ただし、
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記目的を達成するために、本発明に係る第２の投写用ズームレンズは、拡大側より順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、縮小側がテレセントリックとなるように構成され、下記条件式（２）を満足することを特徴とする。
−１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜０．０ （２）
ただし、
ｆ₁：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記第１または第２の投写用ズームレンズにおいて、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
ｆ₂／ｆｗ＜−５．０ （３）
ただし、
ｆ₂：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記第１または第２の投写用ズームレンズにおいて、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
１．５＜ｆ₃／ｆｗ＜１０．０ （４）
ただし、
ｆ₃：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記第１または第２の投写用ズームレンズにおいて、下記条件式（５）を満足することが好ましい。
１．０＜ｆ₄／ｆｗ＜５．０ （５）
ただし、
ｆ₄：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記第１または第２の投写用ズームレンズにおいて、前記第４レンズ群の最も拡大側に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されていることが好ましい。

また、上記第１または第２の投写用ズームレンズにおいて、全てのレンズが単独のレンズにより構成されていることが好ましい。

また、上記第１または第２の投写用ズームレンズにおいて、投写距離が変化したときのフォーカシングは、前記第１レンズ群の縮小側の１枚以上のレンズを、光軸方向に移動することにより行うインナーフォーカス方式であることが好ましい。

また、本発明に係る第１の投写型表示装置は、光源と、ライトバルブと、該ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に投影する投写用ズームレンズとして上述したいずれか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。

また、上記目的を達成するために、本発明に係る第１の投写用変倍光学系は、拡大側より順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、縮小側がテレセントリックとなるように構成され、下記条件式（１１）を満足することを特徴とする。
１．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
ただし、
Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記目的を達成するために、本発明に係る第２の投写用変倍光学系は、拡大側より順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、縮小側がテレセントリックとなるように構成され、下記条件式（１２）を満足することを特徴とする。
−１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜０．０ （１２）
ただし、
ｆ₁：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記目的を達成するために、本発明に係る第３の投写用変倍光学系は、最も拡大側に配置された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、最も縮小側に配置された、変倍の際に固定とされ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た、変倍の際に移動する複数のレンズ群とからなり、前記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も拡大側のレンズ群は負の屈折力を有し、前記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も縮小側のレンズ群は正の屈折力を有し、縮小側がテレセントリックとなるように構成され、下記条件式（１１）、（１２´）を満足することを特徴とする。
１．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
−１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜−２．０ （１２´）
ただし、
Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ₁：前記第１レンズ群の焦点距離

また、上記目的を達成するために、本発明に係る第４の投写用変倍光学系は、最も拡大側に配置された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、最も縮小側に配置された、変倍の際に固定とされ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た、変倍の際に移動する複数のレンズ群とからなり、前記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も拡大側のレンズ群は負の屈折力を有し、前記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も縮小側のレンズ群は正の屈折力を有し、縮小側がテレセントリックとなるように構成され、前記最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されていることを特徴とする。

上記第１、第２、第３、第４の少なくとも１つの投写用変倍光学系において、下記条件式（１６）を満足することが好ましい。
１．８＜Ｂｆ／Ｉｍφ （１６）
ただし、
Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径

また、上記第１、第２、第３、第４の少なくとも１つの投写用変倍光学系において、下記条件式（１３）を満足することが好ましい。
ｆ_MK／ｆｗ＜−３．５ （１３）
ただし、
ｆ_MK：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記第１、第２、第３、第４の少なくとも１つの投写用変倍光学系において、下記条件式（１４）を満足することが好ましい。
１．５＜ｆ_MS／ｆｗ＜１０．０ （１４）
ただし、
ｆ_MS：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も縮小側のレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記第１、第２、第３、第４の少なくとも１つの投写用変倍光学系において、下記条件式（１５）を満足することが好ましい。
１．０＜ｆ_E／ｆｗ＜５．０ （１５）
ただし、
ｆ_E：全系で最も縮小側に配置されて変倍の際に固定とされる正の屈折力を有するレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記第３または第４の投写用変倍光学系において、前記変倍の際に移動する複数のレンズ群は、３つのレンズ群からなり、該３つのレンズ群のうち拡大側から２番目のレンズ群は正の屈折力を有し、下記条件式（１７）を満足することが好ましい。
５．０＜ｆ_Mｍ／ｆｗ （１７）
ただし、
ｆ_Mｍ：前記変倍の際に移動する３つのレンズ群のうち拡大側から２番目のレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記第１、第２、第３、第４の少なくとも１つの投写用変倍光学系において、全系で最も縮小側に配置されて変倍の際に固定とされる正の屈折力を有するレンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されていることが好ましい。

またここで、上記目的を達成するために、本発明に係る第５の投写用変倍光学系は、最も拡大側に配置された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、最も縮小側に配置された、変倍の際に固定とされ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た、変倍の際に移動する２つまたは３つのレンズ群とからなり、縮小側がテレセントリックとなるように構成され、前記最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されており、下記条件式（１８）、（１９）を満足することが好ましい。
５．０＜Ｂｆ×Ｚｒ^２／Ｉｍφ （１８）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２．５ （１９）
ただし、
Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
Ｌ：投写距離無限時のレンズ全厚

上記第５の投写用変倍光学系において、前記変倍の際に移動する２つまたは３つのレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群は負の屈折力を有することが好ましい。

上記第５の投写用変倍光学系において、下記条件式（１１）を満足することが好ましい。
１．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
ただし、
Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

また、上記第１、第２、第３、第４、第５の少なくとも１つの投写用変倍光学系において、前記第１レンズ群よりも縮小側に配設されるレンズが単独のレンズにより構成されていることが好ましい。

また、上記第１、第２、第３、第４、第５の少なくとも１つの投写用変倍光学系において、レンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとなるように構成されていることが好ましい。その際に、前記変倍光学系がズームレンズであるとき、投写距離が変化したときのフォーカシングは、前記第１レンズ群の縮小側の１枚以上のレンズを光軸方向に移動することにより行うインナーフォーカス方式であることが好ましい。

また、上記第１、第２、第３、第４、第５の少なくとも１つの投写用変倍光学系において、下記条件式（２０）を満足することが好ましい。
１．４＜Ｚｒ （２０）
ただし、
Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比

また、本発明に係る第２の投写型表示装置は、光源と、ライトバルブと、該ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に投影する投写用変倍光学系として上述したいずれかの投写用変倍光学系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、縮小投影する場合も、便宜的にスクリーン側を拡大側と称するものとする。一方、上記「縮小側」とは、原画像表示領域側（ライトバルブ側）を意味し、縮小投影する場合も、便宜的にライトバルブ側を縮小側と称するものとする。

また、「絞り」には、開口径が固定とされたいわゆる開口の他、開口径を変化させ得る可変絞りも含まれるものとする。

なお、上記のバックフォーカスＢｆは、縮小側におけるものである。また、上記の投写距離無限時のレンズ全厚Ｌは、投写距離無限時の、最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離である。

なお、本発明の変倍光学系としては、ズームレンズでもよく、バリフォーカルレンズでもよい。

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

本発明に係る第１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、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群が配列された構成とされているから、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎず、また、大きな変倍比を有しながらも、その変倍時における収差の変動を抑制することができる。

また、本発明に係る第１の投写用ズームレンズは、条件式（１）を満足することにより、適切なバックフォーカスを有するものとすることができる。

また、本発明に係る第２の投写用ズームレンズにおいても、上記第１の投写用ズームレンズと同様の効果を奏することが可能であるが、上記第１の投写用ズームレンズが条件式（１）を満足するのに対し、第２の投写用ズームレンズは、上記条件式（２）を満足するように構成されているので、拡大側のレンズの外径が大きくなるのを阻止することで広角化を図ることが可能である。

このように、本発明の第１または第２の投写用ズームレンズによれば、４群構成２群移動という少ない移動群の構成で、適切なバックフォーカスを有し、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎず広角化が容易となり、大きな変倍比を有しながらも、その変倍時における収差の変動を抑制することができる。

本発明に係る第１の投写用変倍光学系は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群が配列された構成とされているから、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎず、また、大きな変倍比を有しながらも、その変倍時における収差の変動を抑制することができる。

また、本発明に係る第１の投写用変倍光学系は、条件式（１１）を満足することにより、適切なバックフォーカスを有するものとすることができる。

また、本発明に係る第２の投写用変倍光学系においても、上記第１の投写用変倍光学系と同様の効果を奏することが可能であるが、上記第１の投写用変倍光学系が条件式（１１）を満足するのに対し、第２の投写用変倍光学系は、上記条件式（１２）を満足するように構成されているので、拡大側のレンズの外径が大きくなるのを阻止することで広角化を図ることが可能である。

このように、本発明の第１または第２の投写用変倍光学系によれば、４群構成２群移動という少ない移動群の構成で、適切なバックフォーカスを有し、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎず広角化が容易となり、大きな変倍比を有しながらも、その変倍時における収差の変動を抑制することができる。

本発明に係る第３の投写用変倍光学系は、拡大側から順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群、変倍の際に移動する複数のレンズ群、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する最終レンズ群が配列され、変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も拡大側のレンズ群は負の屈折力を有し、最も縮小側のレンズ群は正の屈折力を有する構成とされているから、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎず、また、大きな変倍比を有しながらも、その変倍時における収差の変動を抑制することができる。

また、本発明に係る第３の投写用変倍光学系は、条件式（１１）、（１２´）を満足することにより、適切なバックフォーカスを有することができ、拡大側のレンズ外径が大きくなるのを阻止することで広角化を図ることが可能であり、像面湾曲、ディストーションを抑制して良好な画質を得ることができる。

また、本発明に係る第４の投写用変倍光学系においても、上記第３の投写用変倍光学系と同様に、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎず、また、変倍時における収差の変動を抑制することができる。上記第３の投写用変倍光学系が条件式（１１）、（１２´）を満足するのに対し、第４の投写用変倍光学系は、最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されているので、投写倍率が同じであれば、投写距離に関係なく投写画面の明るさを一定とすることができ、映画館用途として好適なものとすることができる。

また、本発明に係る第５の投写用変倍光学系は、拡大側から順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群、変倍の際に移動する２つまたは３つのレンズ群、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する最終レンズ群が配列され、最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されているので、投写倍率が同じであれば、投写距離に関係なく投写画面の明るさを一定とすることができ、映画館用途として好適なものとすることができる。

また、本発明に係る第５の投写用変倍光学系は、条件式（１８）、（１９）を満足することにより、レンズ系が大きくなるのを抑制しながら、映画館用途として好適な変倍比やイメージサークルの大きさを実現することができる。

本発明に係る第１の投写型表示装置は、本発明の投写用ズームレンズを備えているため、装置のコンパクト化を図りながら、良好な投写像を得ることができる。

本発明に係る第２の投写型表示装置は、本発明の投写用変倍光学系を備えているため、装置のコンパクト化を図りながら、良好な投写像を得ることができる。

実施例１に係る投写用ズームレンズの詳細な構成図である。 実施例１に係る投写用ズームレンズの、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例２に係る投写用ズームレンズの詳細な構成図である。 実施例２に係る投写用ズームレンズの、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例３に係る投写用ズームレンズの詳細な構成図である。 実施例３に係る投写用ズームレンズの、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例４に係る投写用ズームレンズの詳細な構成図である。 実施例４に係る投写用ズームレンズの、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例５に係る投写用ズームレンズの詳細な構成図である。 実施例５に係る投写用ズームレンズの、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例６に係る投写用ズームレンズの詳細な構成図である。 実施例６に係る投写用ズームレンズの、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例７に係る投写用変倍光学系の構成図および入射光線軌跡を示す図である。 実施例７に係る投写用変倍光学系の、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例８に係る投写用変倍光学系の構成図および入射光線軌跡を示す図である。 実施例８に係る投写用変倍光学系の、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例９に係る投写用変倍光学系の構成図および入射光線軌跡を示す図である。 実施例９に係る投写用変倍光学系の、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１０に係る投写用変倍光学系の構成図および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１０に係る投写用変倍光学系の、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１１に係る投写用変倍光学系の構成図および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１１に係る投写用変倍光学系の、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１２に係る投写用変倍光学系の構成図および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１２に係る投写用変倍光学系の、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１３に係る投写用変倍光学系の構成図および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１３に係る投写用変倍光学系の、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１４に係る投写用変倍光学系の構成図および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１４に係る投写用変倍光学系の、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１５に係る投写用変倍光学系の構成図および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１５に係る投写用変倍光学系の、変倍によるレンズ群移動軌跡および入射光線軌跡を示す図である。 実施例１に係る投写用ズームレンズの諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例２に係る投写用ズームレンズの諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例３に係る投写用ズームレンズの諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例４に係る投写用ズームレンズの諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例５に係る投写用ズームレンズの諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例６に係る投写用ズームレンズの諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例７に係る投写用変倍光学系の諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例８に係る投写用変倍光学系の諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例９に係る投写用変倍光学系の諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例１０に係る投写用変倍光学系の諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例１１に係る投写用変倍光学系の諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例１２に係る投写用変倍光学系の諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例１３に係る投写用変倍光学系の諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例１４に係る投写用変倍光学系の諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 実施例１５に係る投写用変倍光学系の諸収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。 本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。 本発明の他の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

＜第１の実施形態（ズームレンズ）＞
まず、図１、図２を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。本発明の第１の実施形態は、投写用ズームレンズとして構成されている。図１は本発明の第１の実施形態にかかる投写用ズームレンズのレンズ構成図であり、後述する実施例１に対応する。図２は、図１に示すズームレンズを変倍操作させたときの、広角端、中間位置および望遠端における、各レンズ群の移動位置を示すものである。図２では、広角端から中間位置、中間位置から望遠端へ移動する際の移動するレンズ群の移動方向を各位置の間の矢印で概略的に示している。また、図２では、軸上光束、および最大画角における軸外光束の入射光線軌跡も合わせて示している。なお、図１、図２において、図中Ｚは光軸を表している。図１、図２に示す構成例を第１の実施形態の代表として、以下に説明する。

この第１の実施形態の投写用ズームレンズは、縮小側に配置された、ライトバルブ（反射型液晶表示板（ＬＣＯＳ型）、透過型液晶表示板あるいはＤＭＤ等）の画像表示面１において画像情報を与えられた光束が、色合成プリズム（フィルタ類を含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂを介して縮小側（図中右側）より入射され、当該投写用ズームレンズにより、拡大側（図中左側）に配置されたスクリーン上に拡大投写するようになっている。

第１の実施形態に係る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、負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とから構成され、縮小側がテレセントリックとされている。

投写用ズームレンズにおいてこのようなパワー配置としたことにより、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎないので広角化が容易となり、また、変倍時における収差の変動を抑制することができる。

また、変倍時において、上記第１レンズ群Ｇ₁と第４レンズ群Ｇ₄は固定群とされ、上記第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃は移動群とされる。移動群において拡大側から順に、負、正のパワー配置としたことにより、拡大側のレンズ径を適切な大きさに収めながら高変倍比を得ることが容易になる。

ここで、第１レンズ群Ｇ₁は、例えば、最も拡大側に配された１枚の正レンズ（図１に示す例では第１レンズＬ₁）と、複数枚の負レンズ（図１に示す例では第２レンズＬ₂〜第５レンズＬ₅の４枚の負レンズ）と、１枚の正レンズ（図１に示す例では第６レンズＬ₆）により構成されている。

また、第２レンズ群Ｇ₂は、例えば、拡大側から順に、負レンズおよび正レンズの２枚レンズ（図１に示す例では第７レンズＬ₇と第８レンズＬ₈）により構成されている。

また、第３レンズ群Ｇ₃は、例えば、拡大側から順に、負レンズ、正レンズおよび正レンズの３枚構成（図１に示す例では第９レンズＬ₉〜第１１レンズＬ₁₁）により構成されている。

また、第４レンズ群Ｇ₄は、例えば、拡大側から順に、正レンズ、負レンズ、負レンズおよび３枚の正レンズの６枚構成（図１に示す例では第１２レンズＬ₁₂〜第１７レンズＬ₁₇）により構成されている。なお、この第４レンズ群Ｇ₄の最も拡大側には絞り（開口絞りおよび可変絞りを含む）３が配されている。

このように、縮小側テレセントリックな投写用レンズにおいて、絞り３を変倍時に移動する全てのレンズ群（図１に示す例では第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃）よりも縮小側に配置し、かつ変倍時に絞り３が固定されている構成とすることにより、変倍の全範囲に亘ってＦｎｏ．が一定に保たれることになり、投写倍率が同じであれば、投写距離に関係なく投写画面の明るさを一定とすることができる。

なお、投写距離が変化したときのフォーカシングは、第１レンズ群Ｇ₁の縮小側の１枚以上のレンズを光軸方向に移動させることによって行なうインナーフォーカス方式とすることが好ましい。例えば図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ₁の縮小側の２枚のレンズ（第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆）を光軸方向に移動させるインナーフォーカス方式としている。このようなインナーフォーカス方式にすると、径が大きく重量の大きな拡大側のレンズを駆動させなくてよいため駆動機構の負担を少なくできるとともに、フォーカス時にレンズ全厚を一定に保つことができる。なお、フォーカシングを、第１レンズ群Ｇ₁以外のレンズ群の全体または一部を移動させることによって行なうことは可能であり、第１レンズ群Ｇ₁の全体または縮小側以外の一部を移動させることによって行うことも勿論可能である。

第１の実施形態の投写用ズームレンズは、下記条件式（１）または下記条件式（２）を満足するように構成されている。勿論、条件式（１）、（２）を同時に満足することも可能である。
１．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１）
−１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜０．０ （２）
ただし、
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ₁：前記第１レンズ群Ｇ₁の焦点距離

この条件式（１）は、広角端における全系の焦点距離ｆｗに対する、全系のバックフォーカス（空気換算距離）Ｂｆの比の値を規定するものであり、ビームスプリッタや、クロスダイクロイックプリズム、ＴＩＲプリズム等の色合成手段としてのガラスブロック等を挿入する適切なスペースを確保することを可能とするものである。すなわち、この条件式（１）の下限を下回ると、長いバックフォーカスを確保することが困難になり、レンズ系の縮小側に色合成手段としてのガラスブロック等を挿入することが困難となる。

なお、このような観点から、上記条件式（１）に替えて、下記条件式（１´）を満足することが好ましい。
２．０＜Ｂｆ／ｆｗ （１´）

また、上記条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ₁のパワーを規定するもので、この条件式（２）の下限を下回ると、拡大側のレンズ外径が大きくなり、広角化が困難になるとともに、長いバックフォーカスを確保することが困難になり、レンズ系の縮小側に色合成手段としてのガラスブロック等を挿入することが困難となる。

なお、このような観点から、上記条件式（２）の下限に替えて、下記条件式（２´）の下限を満足することが好ましく、さらに、像面湾曲、ディストーションを抑制し得るように下記条件式（２´）の上限を満足することが好ましい。
−６．０＜ｆ₁／ｆｗ＜−２．５ （２´）

また、第１の実施形態の投写用ズームレンズは、条件式（３）〜（５）の少なくともいずれか１つの式を満足することが好ましい。
ｆ₂／ｆｗ＜−５．０ （３）
１．５＜ｆ₃／ｆｗ＜１０．０ （４）
１．０＜ｆ₄／ｆｗ＜５．０ （５）
ただし、
ｆ₂：前記第２レンズ群Ｇ₂の焦点距離
ｆ₃：前記第３レンズ群Ｇ₃の焦点距離
ｆ₄：前記第４レンズ群Ｇ₄の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

上記条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ₂のパワーを規定するもので、この条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズ群Ｇ₂のパワーが強くなり過ぎ、そのために第３レンズ群Ｇ₃のパワーも強くなるので、像面湾曲や色収差の補正が困難になる。

なお、このような観点から、上記条件式（３）に替えて、下記条件式（３´）を満足することが好ましい。
ｆ₂／ｆｗ＜−１０．０ （３´）

また、上記条件式（４）は、第３レンズ群Ｇ₃のパワーを規定するものである。この条件式（４）の上限を上回り、第３レンズ群Ｇ₃のパワーが弱くなり過ぎると、変倍時における第３レンズ群Ｇ₃の移動量が増加するため、レンズ全厚が長くなる。一方、その下限を下回り、第３レンズ群Ｇ₃のパワーが強くなり過ぎると、球面収差や色収差の収差補正が困難となる。

なお、このような観点から、上記条件式（４）に替えて、下記条件式（４´）を満足することが好ましい。
３．０＜ｆ₃／ｆｗ＜６．０ （４´）

上記条件式（５）は、第４レンズ群Ｇ₄のパワーを規定するものである。この条件式（５）の上限を上回り、第４レンズ群Ｇ₄のパワーが弱くなり過ぎると、望遠端での球面収差が大きくなる。一方、その下限を下回り、第４レンズ群Ｇ₄のパワーが強くなり過ぎると、球面収差の収差補正が困難となるとともに、拡大側のレンズ外径が大きくなる。

なお、このような観点から、上記条件式（５）に替えて、下記条件式（５´）を満足することが好ましい。
２．０＜ｆ₄／ｆｗ＜４．０ （５´）

また、第１の実施形態の投写用ズームレンズにおいては、全てのレンズを、接合レンズではなく単独のレンズにより構成することが好ましい。投写用ズームレンズが投写型表示装置に搭載されて高出力の光源と併用されたとき、強力な光によってレンズを接合するための接合剤が著しく変質、劣化し、レンズ性能の低下を招くおそれがあるが、接合レンズを用いないことで、そのような問題の発生を回避することができる。

また、第１の実施形態の投写用ズームレンズにおいては、図１に示す例のように、各レンズ面を全て球面として非球面を用いない構成が可能であり、このようにした場合は、コスト的に有利となる。勿論、第１の実施形態の投写用ズームレンズにおいて、非球面を用いる構成も可能であり、その場合はより良好に収差補正を行うことができる。

＜第２の実施形態（変倍光学系）＞
次に、図１３、図１４を参照しながら、本発明の第２の実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態は、投写用変倍光学系として構成されている。本発明の第２の実施形態の投写用変倍光学系は以下に述べる第１〜第３の態様をとるものであり、図１３、図１４に示す構成例は、これら第１〜第３の態様を有するものである。図１３、図１４に示す構成例を第２の実施形態の代表として、以下に説明する。

図１３は本発明の第２の実施形態にかかる投写用変倍光学系のレンズ構成図であり、後述する実施例７に対応する。図１４は、図１３に示す変倍光学系を変倍操作させたときの、広角端、中間位置および望遠端における、各レンズ群の移動位置を示すものである。図１４では、広角端から中間位置、中間位置から望遠端へ移動する際の移動するレンズ群の移動方向を各位置の間の矢印で概略的に示している。なお、図１３、図１４において、図中Ｚは光軸を表している。また、図１３、図１４では、軸上光束、および最大画角における軸外光束の入射光線軌跡も合わせて示している。

この第２の実施形態の投写用変倍光学系は、縮小側に配置された、ライトバルブ（反射型液晶表示板（ＬＣＯＳ型）、透過型液晶表示板あるいはＤＭＤ等）の画像表示面１において画像情報を与えられた光束が、色合成プリズム（フィルタ類を含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂを介して縮小側（図中右側）より入射され、当該投写用ズームレンズにより、拡大側（図中左側）に配置されたスクリーン上に拡大投写するようになっている。

＜第２の実施形態の第１の態様＞
第２の実施形態に係る投写用変倍光学系の第１の態様は、拡大側（スクリーン側）から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁と、負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とから構成され、縮小側がテレセントリックとされている。

投写用変倍光学系においてこのようなパワー配置としたことにより、広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎないので広角化が容易となり、また、変倍時における収差の変動を抑制することができる。

また、変倍時において、上記第１レンズ群Ｇ₁と第４レンズ群Ｇ₄は固定群とされ、上記第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃は移動群とされる。移動群において拡大側から順に、負、正のパワー配置としたことにより、拡大側のレンズ径を適切な大きさに収めながら高変倍比を得ることが容易になる。

ここで、第１レンズ群Ｇ₁は、例えば、拡大側から順に、１枚の正レンズ（図１３に示す例では第１レンズＬ₁）と、複数枚の負レンズ（図１３に示す例では第２レンズＬ₂〜第５レンズＬ₅の４枚の負レンズ）と、１枚の正レンズ（図１３に示す例では第６レンズＬ₆）により構成することができる。

また、第２レンズ群Ｇ₂は、例えば、拡大側から順に、負レンズおよび正レンズが配された２枚構成（図１３に示す例では第７レンズＬ₇と第８レンズＬ₈）とすることができる。

また、第３レンズ群Ｇ₃は、例えば、拡大側から順に、正レンズ、負レンズおよび正レンズが配された３枚構成（図１３に示す例では第９レンズＬ₉〜第１１レンズＬ₁₁）とすることができる。

また、第４レンズ群Ｇ₄は、例えば、拡大側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズおよび２枚の正レンズが配された７枚構成（図１３に示す例では第１２レンズＬ₁₂〜第１８レンズＬ₁₈）とすることができる。

なお、図１３に示すように、第４レンズ群Ｇ₄中に絞り（開口絞りおよび可変絞りを含む）３を配設することが好ましい。縮小側テレセントリックな投写用光学系において、絞り３を変倍時に移動する全てのレンズ群（図１３に示す例では第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃）よりも縮小側に配置し、かつ変倍時に絞り３が固定されている構成とすることにより、変倍の全範囲に亘ってＦｎｏ．が一定に保たれることになり、投写倍率が同じであれば、投写距離に関係なく投写画面の明るさを一定とすることができる。

また、絞り３が可変絞りの場合には、絞り３を最も縮小側の固定群中に配設することで、絞り３の可変機構を設置することが容易になる。特に、絞り３を最も縮小側の固定群の最も拡大側に配設した場合には、絞り３の可変機構を設置することがより容易になる。

上記第１の態様の投写用変倍光学系は、下記条件式（１１）または下記条件式（１２）を満足するように構成されている。勿論、条件式（１１）、（１２）を同時に満足することも可能である。
１．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
−１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜０．０ （１２）
ただし、
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ₁：前記第１レンズ群Ｇ₁の焦点距離

また、第１の態様の投写用変倍光学系は、下記条件式（１３）〜（１６）、（１８）〜（２０）の少なくともいずれか１つの式を満足することが好ましい。
ｆ_MK／ｆｗ＜−３．５ （１３）
１．５＜ｆ_MS／ｆｗ＜１０．０ （１４）
１．０＜ｆ_E／ｆｗ＜５．０ （１５）
１．８＜Ｂｆ／Ｉｍφ （１６）
５．０＜Ｂｆ×Ｚｒ^２／Ｉｍφ （１８）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２．５ （１９）
１．４＜Ｚｒ （２０）
ただし、
ｆ_MK：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ_MS：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も縮小側のレンズ群の焦点距離
ｆ_E：全系で最も縮小側に配置されて変倍の際に固定とされる正の屈折力を有するレンズ群の焦点距離
Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比
Ｌ：投写距離無限時のレンズ全厚

具体的には、第１の態様の投写用変倍光学系においては、ｆ_MK、ｆ_MS、ｆ_Eは以下のものとなる。
ｆ_MK：第２レンズ群Ｇ₂の焦点距離
ｆ_MS：第３レンズ群Ｇ₃の焦点距離
ｆ_E：第４レンズ群Ｇ₄の焦点距離

なお、上記条件式（１１）〜（１６）、（１８）〜（２０）の作用効果については、後でまとめて述べる。

＜第２の実施形態の第２の態様＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る投写用変倍光学系の第２の態様について説明する。この第２の態様は、最も拡大側に配置された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁と、最も縮小側に配置された、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する最終レンズ群と、第１レンズ群Ｇ₁と最終レンズ群の間に配置された、変倍の際に移動する複数のレンズ群とから構成され、縮小側がテレセントリックとされている。そして、変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も拡大側のレンズ群は負の屈折力を有し、最も縮小側のレンズ群は正の屈折力を有するように構成される。

例えば、図１３に示す例においては、最終レンズ群は第４レンズ群Ｇ₄に対応し、変倍の際に移動する複数のレンズ群は第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃の２つのレンズ群に対応する。しかし、後述の実施例に示すように、この第２の態様に係る変倍の際に移動するレンズ群の数は必ずしも２つに限定されず、適宜選択可能であり、例えば３つでもよい。

移動群において最も拡大側に負レンズ群、最も縮小側に正レンズ群のパワー配置としたことにより、拡大側のレンズ径を適切な大きさに収めながら高変倍比を得ることが容易になる。

第２の態様の投写用変倍光学系は、下記条件式（１１）、（１２´）を満足するように構成されている。
１．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
−１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜−２．０ （１２´）
ただし、
Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ₁：前記第１レンズ群の焦点距離

なお、第２の態様の投写用変倍光学系は、上記条件式（１１）、（１２´）を満足する代わりに、最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されているように構成することもできる。このようにした場合は、変倍の全範囲に亘ってＦｎｏ．が一定に保たれることになり、投写倍率が同じであれば、投写距離に関係なく投写画面の明るさを一定とすることができる。

なお、勿論、第２の態様の投写用変倍光学系において、上記条件式（１１）、（１２´）を満足し、かつ、最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されているように構成することも可能である。

また、第２の態様の投写用変倍光学系は、下記条件式（１３）〜（１６）、（１８）〜（２０）の少なくともいずれか１つの式を満足することが好ましい。
ｆ_MK／ｆｗ＜−３．５ （１３）
１．５＜ｆ_MS／ｆｗ＜１０．０ （１４）
１．０＜ｆ_E／ｆｗ＜５．０ （１５）
１．８＜Ｂｆ／Ｉｍφ （１６）
５．０＜Ｂｆ×Ｚｒ^２／Ｉｍφ （１８）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２．５ （１９）
１．４＜Ｚｒ （２０）
ただし、
ｆ_MK：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ_MS：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も縮小側のレンズ群の焦点距離
ｆ_E：全系で最も縮小側に配置されて変倍の際に固定とされる正の屈折力を有するレンズ群の焦点距離
Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比
Ｌ：投写距離無限時のレンズ全厚

具体的には、第２の態様の投写用変倍光学系においては、ｆ_Eは以下のものとなる。
ｆ_E：最終レンズ群の焦点距離

また、第２の態様の投写用変倍光学系においては、変倍の際に移動する複数のレンズ群が３つのレンズ群からなる場合、該３つのレンズ群のうち拡大側から２番目に位置する、すなわち全系の中間に位置するレンズ群は正の屈折力を有し、下記条件式（１７）を満足するものであることが好ましい。
５．０＜ｆ_Mｍ／ｆｗ （１７）
ただし、
ｆ_Mｍ：変倍の際に移動する３つのレンズ群のうち拡大側から２番目のレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

例えば、図１９に示す後述の実施例１０の構成例は、本発明の第２の実施形態の第２の態様を有し、全系が第１レンズ群Ｇ₁〜第５レンズ群Ｇ₅の５つのレンズ群からなり、変倍の際に移動するレンズ群が３つのレンズ群からなるものである。この図１９に示す実施例１０の構成例においては、第３レンズ群Ｇ₃の焦点距離がｆ_Mｍとなる。

図１９に示す構成例においては、３つのレンズ群からなる移動群は拡大側から順に、負、正、正のパワー配置となっており、これにより、変倍全域で像面湾曲を補正することが容易になる。また、図１９に示す構成例のように、５群構成とし、拡大側から順に、負、負、正、正、正のパワー配置とすることで、長いバックフォーカスと大きな変倍比を有する、広角レンズ系から中望遠レンズ系までを幅広く実現することができる。

なお、上記条件式（１１）、（１２´）、（１３）〜（２０）の作用効果については、後でまとめて述べる。

＜第２の実施形態の第３の態様＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る投写用変倍光学系の第３の態様について説明する。この第３の態様は、最も拡大側に配置された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁と、最も縮小側に配置された、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する最終レンズ群と、第１レンズ群Ｇ₁と最終レンズ群の間に配置された、変倍の際に移動する２つまたは３つのレンズ群とから構成され、縮小側がテレセントリックとされている。

また、第３の態様の投写用変倍光学系は、最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されている。これにより、変倍の全範囲に亘ってＦｎｏ．が一定に保たれることになり、投写倍率が同じであれば、投写距離に関係なく投写画面の明るさを一定とすることができる。

さらに、第３の態様の投写用変倍光学系は、下記条件式（１８）、（１９）を満足するように構成されている。
５．０＜Ｂｆ×Ｚｒ^２／Ｉｍφ （１８）
Ｌ／Ｉｍφ＜１２．５ （１９）
ただし、
Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
Ｌ：投写距離無限時のレンズ全厚

第３の態様の投写用変倍光学系においては、変倍の際に移動する２つまたは３つのレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群は負の屈折力を有することが好ましい。移動群の最も拡大側のレンズ群を負レンズ群とすることで、拡大側のレンズ径を適切な大きさに収めながら高変倍比を得ることが容易になる。

また、第３の態様の投写用変倍光学系は、下記条件式（１１）〜（１６）、（２０）の少なくともいずれか１つの式を満足することが好ましい。
１．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
−１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜０．０ （１２）
ｆ_MK／ｆｗ＜−３．５ （１３）
１．５＜ｆ_MS／ｆｗ＜１０．０ （１４）
１．０＜ｆ_E／ｆｗ＜５．０ （１５）
１．８＜Ｂｆ／Ｉｍφ （１６）
１．４＜Ｚｒ （２０）
ただし、
Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ₁：第１レンズ群Ｇ₁の焦点距離
ｆ_MK：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群の焦点距離
ｆ_MS：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も縮小側のレンズ群の焦点距離
ｆ_E：全系で最も縮小側に配置されて変倍の際に固定とされる正の屈折力を有するレンズ群の焦点距離
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比

具体的には、第３の態様の投写用変倍光学系においては、ｆ_Eは以下のものとなる。
ｆ_E：最終レンズ群の焦点距離

また、第３の態様の投写用変倍光学系においても前述の第２の態様の投写用変倍光学系と同様に、変倍の際に移動する複数のレンズ群が３つのレンズ群からなる場合、該３つのレンズ群のうち拡大側から２番目に位置する、すなわち全系の中間に位置するレンズ群は正の屈折力を有し、下記条件式（１７）を満足するものであることが好ましい。
５．０＜ｆ_Mｍ／ｆｗ （１７）
ただし、
ｆ_Mｍ：変倍の際に移動する３つのレンズ群のうち拡大側から２番目のレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離

以下に、上記条件式（１１）〜（２０）の作用効果について述べる。
上記条件式（１１）は、広角端における全系の焦点距離ｆｗに対する、全系のバックフォーカス（空気換算距離）Ｂｆの比の値を規定するものであり、ビームスプリッタや、クロスダイクロイックプリズム、ＴＩＲプリズム等の色合成手段としてのガラスブロック等を挿入する適切なスペースを確保することを可能とするものである。すなわち、この条件式（１１）の下限を下回ると、長いバックフォーカスを確保することが困難になり、レンズ系の縮小側に色合成手段としてのガラスブロック等を挿入することが困難となる。

なお、このような観点から、上記条件式（１１）に替えて、下記条件式（１１´）を満足することが好ましい。
２．０＜Ｂｆ／ｆｗ （１１´）

上記条件式（１２）は、第１レンズ群Ｇ₁のパワーを規定するもので、この条件式（１２）の下限を下回ると、拡大側のレンズ外径が大きくなり、広角化が困難になるとともに、長いバックフォーカスを確保することが困難になり、レンズ系の縮小側に色合成手段としてのガラスブロック等を挿入することが困難となる。

また、上記条件式（１２）の上限に替えて、下記条件式（１２´）の上限を満足するようにすれば、条件式（１２）を満足した場合の効果に加え、さらに像面湾曲、ディストーションを抑制することが容易になるという効果が得られる。
−１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜−２．０ （１２´）

なお、このような観点から、上記条件式（１２´）に替えて、下記条件式（１２´´）を満足することが好ましい。
−７．０＜ｆ₁／ｆｗ＜−２．５ （１２´´）

上記条件式（１３）は、変倍の際に移動する複数のレンズ群（以下、移動レンズ群という）のうち最も拡大側のレンズ群のパワーを規定するものである。移動レンズ群のうち、最も拡大側のレンズ群は負、最も縮小側のレンズ群は正の屈折力を有するように構成されている場合は、この条件式（１３）の上限を上回ると、移動レンズ群のうち最も拡大側の負のレンズ群のパワーが強くなり過ぎ、そのために移動レンズ群のうち最も縮小側の正のレンズ群のパワーも強くなるので、像面湾曲や色収差の補正が困難になる。

なお、このような観点から、上記条件式（１３）に替えて、下記条件式（１３´）を満足することが好ましい。
ｆ_MK／ｆｗ＜−５．０ （１３´）

また、上記条件式（１４）は、移動レンズ群のうち最も縮小側のレンズ群のパワーを規定するものである。この条件式（１４）の上限を上回り、移動レンズ群のうち最も縮小側のレンズ群のパワーが弱くなり過ぎると、変倍時におけるこのレンズ群の移動量が増加するため、レンズ全厚が長くなる。一方、その下限を下回り、移動レンズ群のうち最も縮小側のレンズ群のパワーが強くなり過ぎると、球面収差や色収差の収差補正が困難となる。

なお、このような観点から、上記条件式（１４）に替えて、下記条件式（１４´）を満足することが好ましい。
３．２＜ｆ_MS／ｆｗ＜６．５ （１４´）

上記条件式（１５）は、全系で最も縮小側に配置されて変倍の際に固定とされる正の屈折力を有するレンズ群のパワーを規定するものである。この条件式（１５）の上限を上回り、このレンズ群のパワーが弱くなり過ぎると、望遠端での球面収差が大きくなる。一方、その下限を下回り、全系で最も縮小側に配置されて変倍の際に固定とされる正の屈折力を有するレンズ群のパワーが強くなり過ぎると、球面収差の収差補正が困難となるとともに、拡大側のレンズ外径が大きくなる。

なお、このような観点から、上記条件式（１５）に替えて、下記条件式（１５´）を満足することが好ましい。
２．０＜ｆ_E／ｆｗ＜４．０ （１５´）

上記条件式（１６）は、いわゆるイメージサークルの大きさに対する全系のバックフォーカスの比の値を規定するものであり、ビームスプリッタや、クロスダイクロイックプリズム、ＴＩＲプリズム等の色合成手段としてのガラスブロック等を挿入する適切なスペースを確保することを可能とするものである。すなわち、この条件式（１６）の下限を下回ると、レンズ系の縮小側に色合成手段としてのガラスブロック等を挿入することが困難となる。

なお、このような観点から、上記条件式（１６）に替えて、下記条件式（１６´）を満足することが好ましい。
２．０＜Ｂｆ／Ｉｍφ （１６´）

上記条件式（１７）は、移動レンズ群が３つのレンズ群からなる場合、これら３つのレンズ群のうち拡大側から２番目のレンズ群のパワーを規定するものである。この条件式（１７）の下限を下回ると、移動レンズ群のパワーバランスが悪くなり、像面湾曲の補正が困難になる。

なお、このような観点から、上記条件式（１７）に替えて、下記条件式（１７´）を満足することが好ましい。
６．０＜ｆ_Mｍ／ｆｗ （１７´）

上記条件式（１８）は、イメージサークルの大きさに対するバックフォーカスおよび変倍比の二乗の比の値を規定するものである。この条件式（１８）の下限を下回ると、適切なバックフォーカスが得られない等、本発明が目的とする用途の投写用変倍光学系として必要な機能を備えることが困難になる。

なお、このような観点から、上記条件式（１８）に替えて、下記条件式（１８´）を満足することが好ましい。
５．５＜Ｂｆ×Ｚｒ^２／Ｉｍφ （１８´）

上記条件式（１９）は、イメージサークルの大きさに対するレンズ全厚の比の値を規定するものである。この条件式（１９）の上限を上回ると、本発明が目的とする用途の投写用変倍光学系として必要な機能を備えることが困難になるとともに、レンズ全厚が大きくなる。

なお、このような観点から、上記条件式（１９）に替えて、下記条件式（１９´）を満足することが好ましい。
Ｌ／Ｉｍφ＜１２．０ （１９´）

上記条件式（２０）は、変倍比を規定するものである。この条件式（２０）の下限を下回ると、投写用変倍光学系として使用可能な範囲が狭くなりコストメリットが低下してしまい、本発明が目的とする用途の投写用変倍光学系として好適なものと言えなくなる。

なお、このような観点から、上記条件式（２０）に替えて、下記条件式（２０´）を満足することが好ましい。
１．５＜Ｚｒ （２０´）

また、第２の実施形態の第１、第２、第３の態様の投写用変倍光学系においては、第１レンズ群Ｇ₁よりも縮小側に配設されるレンズを、接合レンズではなく単独のレンズにより構成することが好ましい。本変倍光学系が投写型表示装置に搭載されて高出力の光源と併用されたとき、第１レンズ群Ｇ₁よりも縮小側に配設されるレンズでは光束の密度が高いため、強力な光によってレンズを接合するための接合剤が著しく変質、劣化し、レンズ性能の低下を招くおそれがあるが、接合レンズを用いないことで、そのような問題の発生を回避することができる。

また、第２の実施形態の第１、第２、第３の態様の投写用変倍光学系においては、図１３に示す例のように、各レンズ面を全て球面として非球面を用いない構成が可能であり、このようにした場合は、コスト的に有利となる。勿論、第２の実施形態の第１、第２、第３の態様の投写用変倍光学系において、非球面を用いる構成も可能であり、その場合はより良好に収差補正を行うことができる。

また、第２の実施形態の第１、第２、第３の態様の投写用変倍光学系においては、レンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとなるように構成されていることが好ましい。すなわち、レンズ群の間隔のみを変更することで、ズームレンズからバリフォーカルレンズへ、あるいはバリフォーカルレンズからズームレンズへ変換可能であることが好ましい。これにより、最小限の機構構造変更で異なるフォーカス方式の装置に使用可能となり、コストメリットの高いものとすることができる。

そして、投写用変倍光学系がズームレンズの形態の際には、投写距離が変化したときのフォーカシングは、第１レンズ群Ｇ₁の縮小側の１枚以上のレンズを光軸方向に移動させることによって行なうインナーフォーカス方式とすることが好ましい。例えば第１レンズ群Ｇ₁の縮小側の２枚のレンズ（図１３に示す例では第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆）を光軸方向に移動させるインナーフォーカス方式とすることが好ましい。このようにした場合には、径が大きく重量の大きな拡大側のレンズを駆動させなくてよいため駆動機構の負担を少なくできるとともに、フォーカス時にレンズ全厚を一定に保つことができる。なお、フォーカシングを、第１レンズ群Ｇ₁以外のレンズ群の全体または一部を移動させることによって行なうことは可能であり、第１レンズ群Ｇ₁の全体または縮小側以外の一部を移動させることによって行うことも勿論可能である。

なお、本発明の目的とする投写用レンズとしては、全変倍域でＦｎｏ．が３．０よりも小さな光学系であることが好ましい。また、本発明の目的とする投写用レンズとしては、全変倍域でディストーション（歪曲収差）が約２％以下に抑えられていることが好ましい。

＜投写型表示装置＞
次に、本発明に係る投写型表示装置の実施形態について、図４６および図４７を用いて説明する。図４６は本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の一部を示す概略構成図であり、図４７は本発明の他の実施形態に係る投写型表示装置の一部を示す概略構成図である。

図４６に示す投写型表示装置は、各色光に対応した反射型液晶表示パネル１１ａ〜１１ｃと、色分解のためのダイクロイックミラー１２，１３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４と、全反射ミラー１８と、偏光分離プリズム１５ａ〜１５ｃを有する照明光学系１０を備えている。ダイクロイックミラー１２の前段には、図示を省略された光源が配されており、この光源からの白色光が、３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）にそれぞれ対応する液晶表示パネル１１ａ〜１１ｃに入射されて光変調され、上述の実施形態に係る投影用ズームレンズ１９により、図示されないスクリーンに投写される。

一方、図４７に示す他の実施形態に係る投写型表示装置は、各色光に対応した反射型液晶表示素子２１ａ〜２１ｃと、色分解および色合成のためのＴＩＲプリズム２４ａ〜２４ｃと、偏光分離プリズム２５を有する照明光学系２０を備えている。偏光分離プリズム２５の前段は図示を省略しているが、光源からの白色光は、３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）にそれぞれ対応する液晶表示パネル２１ａ〜２１ｃに入射されて光変調され、上述の実施形態に係る投影用ズームレンズ２９により図示されないスクリーンに投写される。

本実施形態の投写型表示装置１０、２０は、レンズ系全体のコンパクト化を図った投写用ズームレンズを用いているので、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

なお、本発明の投写用ズームレンズにおいては、ライトバルブとして、反射型の液晶表示パネルを用いたものに限られるものではなく、透過型の液晶表示パネルあるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投写用レンズ等として用いることも可能である。

以下、本発明の具体的な実施例について説明する。以下に述べる実施例１〜１５のうち、実施例１〜６は投写用ズームレンズとして構成されており、実施例７〜１５は投写用バリフォーカルレンズとして構成されているが、実施例７、１０はレンズ群の間隔のみを変更することで投写用ズームレンズとして使用可能となるように構成されている。実施例７〜１５を投写用バリフォーカルレンズとして使用する際は、変倍時および投写距離が変化したときのフォーカシングは、全系を一体的に光軸方向に移動させることによって行う全体繰り出し方式を採る。

＜実施例１＞
図１（レンズ構成図）および図２（レンズ群移動軌跡図:広角端（投写距離7583.0mm）、中間位置（投写距離7583.0mm）および望遠端（投写距離7583.0mm）の各位置におけるレンズ群位置を示す：以下の図４、６、８、１０、１２において同じ）に示すように、実施例１に係る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、負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とから構成されており、縮小側がテレセントリックとされており、第４レンズ群Ｇ₄の縮小側には、反射型液晶表示パネル等からなるライトバルブの画像表示面１および色合成プリズム（赤外線カットフィルタやローパスフィルタ等のフィルタを含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂが配置されている。

変倍時には、第１レンズ群Ｇ₁と第４レンズ群Ｇ₄とが固定とされ、第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃とが可動とされ、その可動態様は図２に表されている。

さらに、フォーカシングは、第１レンズ群Ｇ₁の縮小側の第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆を光軸方向に移動させることによって行なうインナーフォーカス方式を採用している。

また、上記第１レンズ群Ｇ₁は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１レンズＬ₁と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ₂および第３レンズＬ₃と、両凹レンズよりなる第４レンズＬ₄および第５レンズＬ₅と、両凸レンズよりなる第６レンズＬ₆とから構成されている。

また、上記第２レンズ群Ｇ₂は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第７レンズＬ₇と両凸レンズよりなる第８レンズＬ₈とから構成されている。

また、上記第３レンズ群Ｇ₃は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第９レンズＬ₉と、両凸レンズよりなる第１０レンズＬ₁₀と、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ₁₁とから構成されており、第９レンズＬ₉と第１０レンズＬ₁₀は微小間隔を隔てて対向するように配されている。

また、上記第４レンズ群Ｇ₄は、拡大側より順に、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１２レンズＬ₁₂と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１３レンズＬ₁₃と、両凹レンズよりなる第１４レンズＬ₁₄と、両凸レンズよりなる第１５レンズＬ₁₅、第１６レンズＬ₁₆および第１７レンズＬ₁₇とから構成されており、１４レンズＬ₁₄と第１５レンズＬ₁₅は微小間隔を隔てて対向するように配されている。

なお、各レンズ面は全て球面とされており非球面を用いていないので、コスト的に有利である。

表１に、実施例１に係る投写用ズームレンズのレンズデータを示す。最も拡大側のレンズの拡大側の面を１番目として縮小側に向かうに従い順次増加するように構成要素に面番号をふったときの、ｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔（以下「軸上面間隔」と称す）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_dおよびアッベ数ν_dの値を、表１に示す。なお、表１に示されるデータは実寸であり、表１には絞り３やガラスブロック２ａ、２ｂも含めて示しており、これらの点は以下の実施例２〜６についても同じである。

表１では、変倍時に間隔が変化する面間隔を（可変１）、（可変２）、（可変３）として示しており、表１の下段に、広角端および望遠端におけるこれら各可変間隔の距離を示す。また、表１の上段に、全系の焦点距離ｆ、Ｆｎｏ．、全画角２ω、ズーム倍率および広角端の投写距離を示す。この表１の記号の意味、記載方法は、以下の実施例２〜６に対応する表２〜６においても同様であるため、以下の表２〜６については重複説明を省略する。

また、後掲の表１６に、実施例１に係る投写用ズームレンズの上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例１に係る投写用ズームレンズの縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは５１．００ｍｍである。

また、表１に示されるように、全画角２ωは広角端において５６．５９度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．８と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例１に係る投写用ズームレンズは、表１に示すように１．７８というズーム倍率を確保しつつ、図１に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例２＞
図３（レンズ構成図）および図４（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例２に係る投写用ズームレンズは、実施例１に係る投写用ズームレンズと略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第５レンズＬ₅が、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる点において相違している。

なお、この実施例２に係る投写用ズームレンズにおいて、第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆、第７レンズＬ₇と第８レンズＬ₈、第９レンズＬ₉と第１０レンズＬ₁₀ならびに第１４レンズＬ₁₄と第１５レンズＬ₁₅が、いずれも微小間隔を隔てて対向するように配置されているが、互いに接合はされていない。

表２に、実施例２に係る投写用ズームレンズのレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例２に係る投写用ズームレンズの上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例２に係る投写用ズームレンズの縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは５１．００ｍｍである。

また、表２に示されるように、全画角２ωは広角端において５６．８４度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．８と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例２に係る投写用ズームレンズは、表２に示すように１．７８というズーム倍率を確保しつつ、図３に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例３＞
図５（レンズ構成図）および図６（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例３に係る投写用ズームレンズは、実施例１に係る投写用ズームレンズと略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第１レンズＬ₁が、両凸レンズよりなる点において相違している。

なお、この実施例３に係る投写用ズームレンズにおいて、第９レンズＬ₉と第１０レンズＬ₁₀ならびに第１４レンズＬ₁₄と第１５レンズＬ₁₅が、いずれも微小間隔を隔てて対向するように配置されているが、互いに接合はされていない。

表３に、実施例３に係る投写用ズームレンズのレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例３に係る投写用ズームレンズの上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例３に係る投写用ズームレンズの縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは５１．００ｍｍである。

また、表３に示されるように、全画角２ωは広角端において５６．７３度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．８と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例３に係る投写用ズームレンズは、表３に示すように１．７８というズーム倍率を確保しつつ、図５に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例４＞
図７（レンズ構成図）および図８（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例４に係る投写用ズームレンズは、実施例１に係る投写用ズームレンズと略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第５レンズＬ₅が、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる点において相違している。

なお、この実施例４に係る投写用ズームレンズにおいて、第９レンズＬ₉と第１０レンズＬ₁₀ならびに第１４レンズＬ₁₄と第１５レンズＬ₁₅が、いずれも微小間隔を隔てて対向するように配置されているが、互いに接合はされていない。

表４に、実施例４に係る投写用ズームレンズのレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例４に係る投写用ズームレンズの上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例４に係る投写用ズームレンズの縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは５１．００ｍｍである。

また、表４に示されるように、全画角２ωは広角端において５６．９４度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．８と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例４に係る投写用ズームレンズは、表４に示すように１．７８というズーム倍率を確保しつつ、図７に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例５＞
図９（レンズ構成図）および図１０（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例５に係る投写用ズームレンズは、実施例１に係る投写用ズームレンズと略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第５レンズＬ₅が、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる点において相違している。

なお、この実施例５に係る投写用ズームレンズにおいて、第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆、第７レンズＬ₇と第８レンズＬ₈、第９レンズＬ₉と第１０レンズＬ₁₀ならびに第１４レンズＬ₁₄と第１５レンズＬ₁₅が、いずれも微小間隔を隔てて対向するように配置されているが、互いに接合はされていない。

表５に、実施例５に係る投写用ズームレンズのレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例５に係る投写用ズームレンズの上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例５に係る投写用ズームレンズの縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは５１．００ｍｍである。

また、表５に示されるように、全画角２ωは広角端において５６．９６度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．８と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例５に係る投写用ズームレンズは、表５に示すように１．６０というズーム倍率を確保しつつ、図９に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例６＞
図１１（レンズ構成図）および図１２（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例６に係る投写用ズームレンズは、実施例１に係る投写用ズームレンズと略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第５レンズＬ₅が、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる点において相違している。

なお、この実施例６に係る投写用ズームレンズにおいて第７レンズＬ₇と第８レンズＬ₈、第９レンズＬ₉と第１０レンズＬ₁₀ならびに第１４レンズＬ₁₄と第１５レンズＬ₁₅が、いずれも微小間隔を隔てて対向するように配置されているが、互いに接合はされていない。

表６に、実施例６に係る投写用ズームレンズのレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例６に係る投写用ズームレンズの上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例６に係る投写用ズームレンズの縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは５１．００ｍｍである。

また、表６に示されるように、全画角２ωは広角端において４８．１６度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．８と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例６に係る投写用ズームレンズは、表６に示すように１．７８というズーム倍率を確保しつつ、図１１に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例７＞
図１３（レンズ構成図）および図１４（レンズ群移動軌跡図：縮小倍率−０．００２倍の時の広角端、中間位置および望遠端の各位置におけるレンズ群位置を示す：以下の図１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０において同じ）に示すように、実施例７に係る投写用変倍光学系は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁と、負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とから構成されており、縮小側がテレセントリックとされており、第４レンズ群Ｇ₄の縮小側には、反射型液晶表示パネル等からなるライトバルブの画像表示面１および色合成プリズム（赤外線カットフィルタやローパスフィルタ等のフィルタを含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂが配置されている。

変倍時には、第１レンズ群Ｇ₁と第４レンズ群Ｇ₄とが固定とされ、第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃とが可動とされ、その可動態様は図１４に表されている。

第１レンズ群Ｇ₁は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた平凸レンズよりなる第１レンズＬ₁と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ₂と、両凹レンズよりなる第３レンズＬ₃および第４レンズＬ₄と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第５レンズＬ₅と、両凸レンズよりなる第６レンズＬ₆から構成されている。第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆とは接合されている。

また、上記第２レンズ群Ｇ₂は、拡大側より順に、縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第７レンズＬ₇と、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第８レンズＬ₈から構成されている。

また、上記第３レンズ群Ｇ₃は、拡大側より順に、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第９レンズＬ₉と、縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１０レンズＬ₁₀と、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ₁₁とから構成されている。

また、上記第４レンズ群Ｇ₄は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第１２レンズＬ₁₂と、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、両凸レンズよりなる第１３レンズＬ₁₃と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１４レンズＬ₁₄と、両凸レンズよりなる第１５レンズＬ₁₅と、両凹レンズよりなる第１６レンズＬ₁₆と、両凸レンズよりなる第１７レンズＬ₁₇および第１８レンズＬ₁₈から構成されており、第１６レンズＬ₁₆と第１７レンズＬ₁₇は微小間隔を隔てて対向するように配されている。

なお、各レンズ面は全て球面とされており非球面を用いていないので、コスト的に有利である。

表７に、実施例７に係る投写用変倍光学系のレンズデータを示す。実施例７に係る投写用変倍光学系の各面の曲率半径Ｒ、軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_dおよびアッベ数ν_dの値を、表７に示す。

表７では、変倍時に間隔が変化する面間隔を（可変１）、（可変２）、（可変３）として示しており、表１の下段に、広角端、中間位置および望遠端における全系の焦点距離とこれら各可変間隔の距離を示す。また、表７の上段に、Ｆｎｏ．、全画角２ω、変倍比Ｚｒを示す。この表７の記号の意味、記載方法は、以下の実施例８〜１５に対応する表８〜１５においても基本的に同様であるため、以下の実施例８〜１５については重複説明を省略する。また、表７に示されるデータは焦点距離１０．００で規格化したものであり、この点は以下の表８〜１５についても同じである。

また、後掲の表１６に、実施例７に係る投写用変倍光学系の上記各条件式に対応する数値を示す。実施例７に係る投写用変倍光学系の縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは１０．３６である。なお、上記表７は、実施例７をバリフォーカルレンズとして使用するときのものであり、ズームレンズとして使用するときのレンズ間隔については表１７に後掲する。

また、表７に示されるように、全画角２ωは広角端において５５．２度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．４９と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例７に係る投写用変倍光学系は、表７に示すように１．６４という変倍比を確保しつつ、図１３に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例８＞
図１５（レンズ構成図）および図１６（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例８に係る投写用変倍光学系は、実施例７に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第１レンズＬ₁が、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる点、絞り３と第１２レンズＬ₁₂の配列順が入れ替わって絞り３が第４レンズ群Ｇ₄の最も拡大側に配設されている点において相違している。

表８に、実施例８に係る投写用変倍光学系のレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例８に係る投写用変倍光学系の上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例８に係る投写用変倍光学系の縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは１０．３７である。

また、表８に示されるように、全画角２ωは広角端において５５．２度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．４８と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例８に係る投写用変倍光学系は、表８に示すように１．６４という変倍比を確保しつつ、図１５に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例９＞
図１７（レンズ構成図）および図１８（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例９に係る投写用変倍光学系は、実施例７に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第１レンズＬ₁が、両凸レンズよりなる点において相違している。

表９に、実施例９に係る投写用変倍光学系のレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例９に係る投写用変倍光学系の上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例９に係る投写用変倍光学系の縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは１０．３６である。

また、表９に示されるように、全画角２ωは広角端において５５．２度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．４８と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例９に係る投写用変倍光学系は、表９に示すように１．６４という変倍比を確保しつつ、図１７に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例１０＞
図１９（レンズ構成図）および図２０（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例１０に係る投写用変倍光学系は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁と、負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、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₅とから構成されており、縮小側がテレセントリックとされており、第５レンズ群Ｇ₅の縮小側には、反射型液晶表示パネル等からなるライトバルブの画像表示面１および色合成プリズム（赤外線カットフィルタやローパスフィルタ等のフィルタを含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂが配置されている。

変倍時には、第１レンズ群Ｇ₁と第５レンズ群Ｇ₅とが固定とされ、第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃と第４レンズ群Ｇ₄が可動とされ、その可動態様は図２０に表されている。

第１レンズ群Ｇ₁は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１レンズＬ₁と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ₂と、縮小側に凹面を向けた平凹レンズよりなる第３レンズＬ₃と、両凹レンズよりなる第４レンズＬ₄と、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第５レンズＬ₅とから構成されている。

また、上記第２レンズ群Ｇ₂は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第６レンズＬ₆と、両凸レンズよりなる第７レンズＬ₇とから構成されている。

また、上記第３レンズ群Ｇ₃は、拡大側より順に、縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第８レンズＬ₈と、両凸レンズよりなる第９レンズＬ₉とから構成されている。

また、上記第４レンズ群Ｇ₄は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１０レンズＬ₁₀と、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ₁₁とから構成されており、第１０レンズＬ₁₀と、第１１レンズＬ₁₁とは微小間隔を隔てて対向するように配されている。

また、上記第５レンズ群Ｇ₅は、拡大側より順に、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１２レンズＬ₁₂と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１３レンズＬ₁₃と、両凹レンズよりなる第１４レンズＬ₁₄と、両凸レンズよりなる第１５レンズＬ₁₅、第１６レンズＬ₁₆および第１７レンズＬ₁₇とから構成されており、第１４レンズＬ₁₄と第１５レンズＬ₁₅とは微小間隔を隔てて対向するように配されている。

なお、各レンズ面は全て球面とされており非球面を用いていないので、コスト的に有利である。

表１０に、実施例１０に係る投写用変倍光学系のレンズデータを示す。表１０では、変倍時に間隔が変化する面間隔が４つあるため、（可変１）、（可変２）、（可変３）、（可変４）として示しており、この点は以下の実施例１１〜１５において同様である。また、後掲の表１６に、実施例１０に係る投写用変倍光学系の上記各条件式に対応する数値を示す。実施例１０に係る投写用変倍光学系の縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは８．２８である。なお、下記表１０は、実施例１０をバリフォーカルレンズとして使用するときのものであり、ズームレンズとして使用するときのレンズ間隔については表１８に後掲する。

また、表１０に示されるように、全画角２ωは広角端において４５．６度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．５０と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例１０に係る投写用変倍光学系は、表１０に示すように１．７５という変倍比を確保しつつ、図１９に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例１１＞
図２１（レンズ構成図）および図２２（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例１１に係る投写用変倍光学系は、実施例１０に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第５レンズＬ₅が、両凸レンズよりなる点、第２レンズ群Ｇ₂の第７レンズＬ₇が縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる点において相違している。

表１１に、実施例１１に係る投写用変倍光学系のレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例１１に係る投写用変倍光学系の上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例１１に係る投写用変倍光学系の縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは８．２８である。

また、表１１に示されるように、全画角２ωは広角端において４５．６度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．５０と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例１１に係る投写用変倍光学系は、表１１に示すように１．７５という変倍比を確保しつつ、図２１に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例１２＞
図２３（レンズ構成図）および図２４（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例１２に係る投写用変倍光学系は、実施例１０に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第５レンズＬ₅が、両凸レンズよりなる点、第２レンズ群Ｇ₂の第７レンズＬ₇が縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる点において相違している。

表１２に、実施例１２に係る投写用変倍光学系のレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例１２に係る投写用変倍光学系の上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例１２に係る投写用変倍光学系の縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは９．０４である。

また、表１２に示されるように、全画角２ωは広角端において４９．２度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．５０と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例１２に係る投写用変倍光学系は、表１２に示すように１．７５という変倍比を確保しつつ、図２３に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例１３＞
図２５（レンズ構成図）および図２６（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例１３に係る投写用変倍光学系は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁と、負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、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₅とから構成されており、縮小側がテレセントリックとされており、第５レンズ群Ｇ₅の縮小側には、反射型液晶表示パネル等からなるライトバルブの画像表示面１および色合成プリズム（赤外線カットフィルタやローパスフィルタ等のフィルタを含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂが配置されている。

変倍時には、第１レンズ群Ｇ₁と第５レンズ群Ｇ₅とが固定とされ、第２レンズ群Ｇ₂と第３レンズ群Ｇ₃と第４レンズ群Ｇ₄が可動とされ、その可動態様は図２６に表されている。

第１レンズ群Ｇ₁は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１レンズＬ₁と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ₂と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第３レンズＬ₃と、両凹レンズよりなる第４レンズＬ₄と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第５レンズＬ₅と、両凸レンズよりなる第６レンズＬ₆とから構成されている。第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆とは接合されている。

また、上記第２レンズ群Ｇ₂は、両凹レンズよりなる第７レンズＬ₇から構成されている。

また、上記第３レンズ群Ｇ₃は、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第８レンズＬ₈から構成されている。

また、上記第４レンズ群Ｇ₄は、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第９レンズＬ₉と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１０レンズＬ₁₀と、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ₁₁とから構成されている。

また、上記第５レンズ群Ｇ₅は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１２レンズＬ₁₂と、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１３レンズＬ₁₃と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１４レンズＬ₁₄と、両凸レンズよりなる第１５レンズＬ₁₅と、両凹レンズよりなる第１６レンズＬ₁₆と、両凸レンズよりなる第１７レンズＬ₁₇および第１８レンズＬ₁₈とから構成されており、第１６レンズＬ₁₆と第１７レンズＬ₁₇とは微小間隔を隔てて対向するように配されている。

なお、各レンズ面は全て球面とされており非球面を用いていないので、コスト的に有利である。

表１３に、実施例１３に係る投写用変倍光学系のレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例１３に係る投写用変倍光学系の上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例１３に係る投写用変倍光学系の縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは１２．１１である。

また、表１３に示されるように、全画角２ωは広角端において６２．８度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．４９と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例１３に係る投写用変倍光学系は、表１３に示すように１．５２という変倍比を確保しつつ、図２５に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例１４＞
図２７（レンズ構成図）および図２８（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例１４に係る投写用変倍光学系は、実施例１３に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第１レンズＬ₁が両凸レンズよりなる点と、第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆が接合されていない点、第４レンズ群Ｇ₄の第１０レンズＬ₁₀が両凹レンズよりなる点、および第５レンズ群Ｇ₅の構成において相違している。

実施例１４の上記第５レンズ群Ｇ₅は、拡大側より順に、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１２レンズＬ₁₂と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１３レンズＬ₁₃と、拡大側に凹面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１４レンズＬ₁₄と、両凹レンズよりなる第１５レンズＬ₁₅と、両凸レンズよりなる第１６レンズＬ₁₆、第１７レンズＬ₁₇および第１８レンズＬ₁₈とから構成されている。

表１４に、実施例１４に係る投写用変倍光学系のレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例１４に係る投写用変倍光学系の上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例１４に係る投写用変倍光学系の縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは１０．１５である。

また、表１４に示されるように、全画角２ωは広角端において５４．２度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．５０と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例１４に係る投写用変倍光学系は、表１４に示すように１．６という変倍比を確保しつつ、図２７に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

＜実施例１５＞
図２９（レンズ構成図）および図３０（レンズ群移動軌跡図）に示すように、実施例１５に係る投写用変倍光学系は、実施例１３に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ₁の第４レンズＬ₄が拡大側に平面を向けた平凹レンズよりなる点、第５レンズＬ₅が両凹レンズよりなる点と、第３レンズ群Ｇ₃の第８レンズＬ₈が両凸レンズよりなる点、第４レンズ群Ｇ₄の第１０レンズＬ₁₀が両凹レンズよりなる点、および第５レンズ群Ｇ₅の第１２レンズＬ₁₂が拡大側に平面を向けた平凹レンズよりなる点において相違している。

表１５に、実施例１５に係る投写用変倍光学系のレンズデータを示す。また、後掲の表１６に、実施例１５に係る投写用変倍光学系の上記各条件式に対応する数値を示す。なお、実施例１５に係る投写用変倍光学系の縮小側における最大有効像円直径Ｉｍφは１２．１２である。

また、表１５に示されるように、全画角２ωは広角端において６２．８度、Ｆｎｏ．は全変倍域で２．４９と広角で明るいレンズとされている。また、広角端から望遠端に亘り明るさが一定とされている。

また、上述したように、実施例１５に係る投写用変倍光学系は、表１５に示すように１．５２という変倍比を確保しつつ、図２９に示すように拡大側のレンズの外径をコンパクトなものとしている。

表１６に、上記実施例１〜１５の上記各条件式に対応する数値を示す。なお、上記実施例１〜６の投写用ズームレンズは、投写用変倍光学系の範疇に入るものであるため、上述した本発明の第１の実施形態および第２の実施形態の両方で述べた条件式の対応値を示している。

表１７に、上記実施例７を、レンズ群の間隔のみを変更してズームレンズとして使用する際の、投写距離が無限遠のときの広角端、中間位置および望遠端における全系の焦点距離と、各可変間隔の距離を示す。実施例７では、ズームレンズとしての使用時は、投写距離が変動した際のフォーカシングを第１レンズ群Ｇ₁の第５レンズＬ₅と第６レンズＬ₆との接合レンズを光軸方向に移動させることによって行うインナーフォーカス方式を採用しており、このフォーカシングの際に変化する面間隔、すなわち、第４レンズＬ₄と第５レンズＬ₅の間隔を、表１７ではＤ８として示している。

表１８に、上記実施例１０を、レンズ群の間隔のみを変更してズームレンズとして使用する際の、投写距離が無限遠のときの広角端、中間位置および望遠端における全系の焦点距離と、各可変間隔の距離を示す。実施例１０では、ズームレンズとしての使用時は、投写距離が変動した際のフォーカシングを第１レンズ群Ｇ₁の第５レンズＬ₅を光軸方向に移動させることによって行うインナーフォーカス方式を採用しており、このフォーカシングの際に変化する面間隔、すなわち、第４レンズＬ₄と第５レンズＬ₅の間隔を、表１８ではＤ８として示している。

また、図３１〜４５は、実施例１〜１５の諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、および倍率色収差）を示す収差図（広角端における収差図（球面収差（A‐ｉ）、非点収差（A‐ｉｉ）、ディストーション（A‐ｉｉｉ）および倍率色収差（A‐ｉｖ））、中間位置における収差図（球面収差（B‐ｉ）、非点収差（B‐ｉｉ）、ディストーション（B‐ｉｉｉ）および倍率色収差（B‐ｉｖ））、望遠端における収差図（球面収差（C‐ｉ）、非点収差（C‐ｉｉ）、ディストーション（C‐ｉｉｉ）および倍率色収差（C‐ｉｖ）））である。これらの収差図において、ＦはＦｎｏ．を示し、ωは半画角を示し、球面収差の収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（波長波長４８６．１ｎｍ）、およびＣ線（波長６５６．３ｎｍ）の各波長に対する収差曲線を示し、倍率色収差の収差図にはｄ線に対するＦ線およびＣ線の収差曲線を示している。上記収差図のうち、実施例１〜６のものは投写距離7583.0mmのときのものであり、実施例７〜１５のものは縮小倍率が−０．００２倍のときのものである。図３１〜４５に示すように、実施例１〜１５は、球面収差、ディストーション、さらには倍率色収差をはじめとする各収差が良好に補正されている。

上述の実施例１〜１５は、縮小側がテレセントリックとされ、長いバックフォーカスを有し、非球面を採用せずに、Ｆｎｏ．が２．５〜２．８と小さく、全画角が４５度を超え、しかも広角化された状態においても拡大側レンズの外径が大きくなり過ぎることはなく、大きな変倍比を有しながらも、その変倍時における収差の変動が抑制されて、広角端から望遠端の全変倍範囲に亘りＦｎｏ．を一定とすることができるものである。

なお、本発明の投写用ズームレンズ、投写用変倍光学系としては、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Ｒおよび軸上面間隔Ｄ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としても、上記構成のものに限られるものではなく、本発明の投写用ズームレンズ、投写用変倍光学系を備えた種々の装置構成が可能である。

１ 画像表示面
２ａ、２ｂ ガラスブロック（色合成プリズム（フィルタを含む））
３ 絞り
１０、２０ 照明光学系
１１ａ〜１１ｃ、２１ａ〜２１ｃ 反射型液晶表示パネル
１２、１３ ダイクロイックミラー
１４ クロスダイクロイックプリズム
１５ａ〜１５ｃ、２５ 偏光ビームスプリッタ
１８ 全反射ミラー
１９、２９ 投影用ズームレンズ
２４ａ〜２４ｃ ＴＩＲプリズム
Ｇ₁〜Ｇ₅ レンズ群
Ｌ₁〜Ｌ₁₈ レンズ
Ｒ₁〜Ｒ₃₈ レンズ面等の曲率半径
Ｄ₁〜Ｄ₃₈ 軸上面間隔

Claims (27)

1. 拡大側より順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
   縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
   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。
   １．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１）
   ただし、
   Ｂｆ：全系のバックフォーカス（空気換算距離）
   ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
2. 拡大側より順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
   縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
   下記条件式（２）を満足することを特徴とする投写用ズームレンズ。
   −１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜０．０ （２）
   ただし、
   ｆ₁：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
3. 下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の投写用ズームレンズ。
   ｆ₂／ｆｗ＜−５．０ （３）
   ただし、
   ｆ₂：前記第２レンズ群の焦点距離
4. 下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
   １．５＜ｆ₃／ｆｗ＜１０．０ （４）
   ただし、
   ｆ₃：前記第３レンズ群の焦点距離
5. 下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
   １．０＜ｆ₄／ｆｗ＜５．０ （５）
   ただし、
   ｆ₄：前記第４レンズ群の焦点距離
6. 前記第４レンズ群の最も拡大側に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
7. 全てのレンズが単独のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
8. 投写距離が変化したときのフォーカシングは、前記第１レンズ群の縮小側の１枚以上のレンズを光軸方向に移動することにより行うインナーフォーカス方式であることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
9. 光源と、ライトバルブと、該ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に投影する投写用ズームレンズとしての請求項１〜８のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズとを備えたことを特徴とする投写型表示装置。
10. 拡大側より順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
    縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
    下記条件式（１１）を満足することを特徴とする投写用変倍光学系。
    １．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
    ただし、
    Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
    ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
11. 拡大側より順に、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に固定とされる正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
    縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
    下記条件式（１２）を満足することを特徴とする投写用変倍光学系。
    −１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜０．０ （１２）
    ただし、
    ｆ₁：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
12. 最も拡大側に配置された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、最も縮小側に配置された、変倍の際に固定とされ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た、変倍の際に移動する複数のレンズ群とからなり、
    前記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も拡大側のレンズ群は負の屈折力を有し、前記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も縮小側のレンズ群は正の屈折力を有し、
    縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
    下記条件式（１１）、（１２´）を満足することを特徴とする投写用変倍光学系。
    １．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
    −１０．０＜ｆ₁／ｆｗ＜−２．０ （１２´）
    ただし、
    Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
    ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
    ｆ₁：前記第１レンズ群の焦点距離
13. 最も拡大側に配置された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、最も縮小側に配置された、変倍の際に固定とされ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た、変倍の際に移動する複数のレンズ群とからなり、
    前記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も拡大側のレンズ群は負の屈折力を有し、前記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も縮小側のレンズ群は正の屈折力を有し、
    縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
    前記最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されていることを特徴とする投写用変倍光学系。
14. 下記条件式（１６）を満足することを特徴とする請求項１０〜１３のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
    １．８＜Ｂｆ／Ｉｍφ （１６）
    ただし、
    Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
    Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
15. 下記条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項１０〜１４のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
    ｆ_MK／ｆｗ＜−３．５ （１３）
    ただし、
    ｆ_MK：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
16. 下記条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項１０〜１５のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
    １．５＜ｆ_MS／ｆｗ＜１０．０ （１４）
    ただし、
    ｆ_MS：変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も縮小側のレンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
17. 下記条件式（１５）を満足することを特徴とする請求項１０〜１６のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
    １．０＜ｆ_E／ｆｗ＜５．０ （１５）
    ただし、
    ｆ_E：全系で最も縮小側に配置されて変倍の際に固定とされる正の屈折力を有するレンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
18. 前記変倍の際に移動する複数のレンズ群は、３つのレンズ群からなり、該３つのレンズ群のうち拡大側から２番目のレンズ群は正の屈折力を有し、
    下記条件式（１７）を満足することを特徴とする請求項１２〜１７のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
    ５．０＜ｆ_Mｍ／ｆｗ （１７）
    ただし、
    ｆ_Mｍ：前記変倍の際に移動する３つのレンズ群のうち拡大側から２番目のレンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
19. 全系で最も縮小側に配置されて変倍の際に固定とされる正の屈折力を有するレンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されていることを特徴とする請求項１０〜１２、１４〜１８のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
20. 最も拡大側に配置された、変倍の際に固定とされる負の屈折力を有する第１レンズ群と、最も縮小側に配置された、変倍の際に固定とされ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た、変倍の際に移動する２つまたは３つのレンズ群とからなり、
    縮小側がテレセントリックとなるように構成され、
    前記最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定されており、
    下記条件式（１８）、（１９）を満足することを特徴とする投写用変倍光学系。
    ５．０＜Ｂｆ×Ｚｒ^２／Ｉｍφ （１８）
    Ｌ／Ｉｍφ＜１２．５ （１９）
    ただし、
    Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
    Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比
    Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
    Ｌ：投写距離無限時のレンズ全厚
21. 前記変倍の際に移動する２つまたは３つのレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群は負の屈折力を有することを特徴とする請求項２０記載の投写用変倍光学系。
22. 下記条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項２０または２１記載の投写用変倍光学系。
    １．５＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
    ただし、
    Ｂｆ：広角端における全系のバックフォーカス（空気換算距離）
    ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
23. 前記第１レンズ群よりも縮小側に配設されるレンズが単独のレンズにより構成されていることを特徴とする請求項１０〜２２のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
24. レンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとなるように構成されていることを特徴とする請求項１０〜２３のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
25. 前記変倍光学系がズームレンズであるとき、投写距離が変化したときのフォーカシングは、前記第１レンズ群の縮小側の１枚以上のレンズを光軸方向に移動することにより行うインナーフォーカス方式であることを特徴とする請求項１０〜２４のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
26. 下記条件式（２０）を満足することを特徴とする請求項１０〜２５のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
    １．４＜Ｚｒ （２０）
    ただし、
    Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比
27. 光源と、ライトバルブと、該ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に投影する投写用変倍光学系としての請求項１０〜２６のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系とを備えたことを特徴とする投写型表示装置。