JP2020086403A - 投射用ズームレンズおよび投写型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】７群構成で、最も拡大側の第１群と最も縮小側の第７群を固定して変倍を行う新規な投射用ズームレンズを提供する。【解決手段】投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側に向かって順に、負の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、正の第３群Ｇ３、負の第４群Ｇ４、正または負の第５群Ｇ５、正または負の第６群Ｇ６、正の第７群Ｇ７を配してなり、第５群Ｇ５の近傍に開口絞りＳを有し、変倍時に第１群Ｇ１及び第７群Ｇ７が固定で、広角端から望遠端への変倍時に、第２群Ｇ２ないし第６群Ｇ６が縮小側から拡大側へ、隣接群の間隔が変化しつつ移動し、開口絞りＳは第５群Ｇ５と一体に移動し、特定の条件式を満足する。【選択図】図１

Description

この発明は、投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置に関する。

液晶パネルやＤＭＤパネル等の「表示デバイス」に表示された平面画像を、投射用レンズにより拡大投射する投射型画像表示装置は、コンピュータのデータ表示用などに用いられ広く普及している。
投射型画像表示装置に用いられる投射用レンズは、投射画像を拡大投射するスクリーンの最適なサイズを容易に実現できるように、ズーム機能を有する「投射用ズームレンズ」が一般的に用いられている。

投射用ズームレンズは種々のものが提案されているが、７群構成で、最も拡大側の第１群と最も縮小側の第７群を固定して変倍（以下、「ズーミング」ともいう。）を行う投射用ズームレンズとして、特許文献１のものが知られている。

この発明は、７群構成で、最も拡大側の第１群と最も縮小側の第７群を固定して変倍を行う新規な投射用ズームレンズの実現を課題とする。

この発明の投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側に向かって順に、負のパワーの第１群、正のパワーの第２群、正のパワーの第３群、負のパワーの第４群、正または負のパワーの第５群、正または負のパワーの第６群、正のパワーの第７群を配してなり、前記第５群の近傍に開口絞りを有し、変倍時に前記第１群及び前記第７群が固定で、広角端から望遠端への変倍時に、前記第２群、前記第３群、前記第４群、前記第５群、前記第６群が前記縮小側から前記拡大側へ、隣接群の間隔が変化しつつ移動し、前記開口絞りは前記第５群と一体に移動し、前記拡大側の共役点が無限遠の時の空気中におけるバックフォーカス：Ｂｆ、前記広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、前記望遠端における前記全系の焦点距離：ｆｔ、前記第１群の焦点距離：ｆ１が、条件式：
（１） １．０ ＜ Ｂｆ／ｆｗ ＜ ３．０
（２） １．５ ＜ ｆｔ／ｆｗ ＜ ２．５
（３） １．０ ＜ ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＜ ２．０
を満足する。

この発明によれば、７群構成で、最も拡大側の第１群と最も縮小側の第７群を固定して変倍を行う新規な投射用ズームレンズを実現できる。

実施例１の投射用ズームレンズの広角端および望遠端におけるレンズ構成を示す図である。 実施例２の投射用ズームレンズの広角端および望遠端におけるレンズ構成を示す図である。 実施例３の投射用ズームレンズの広角端および望遠端におけるレンズ構成を示す図である。 実施例４の投射用ズームレンズの広角端および望遠端におけるレンズ構成を示す図である。 実施例５の投射用ズームレンズの広角端および望遠端におけるレンズ構成を示す図である。 実施例６の投射用ズームレンズの広角端および望遠端におけるレンズ構成を示す図である。 実施例１の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを示す図である。 実施例１の投射用ズームレンズのズーミングに伴う群間隔の変化を示す図である。 実施例１の投射用ズームレンズの非球面データである。 実施例１の投射用ズームレンズの性能値と各条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例１の投射用ズームレンズの球面収差・非点収差・歪曲収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例１の投射用ズームレンズのコマ収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例２の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを示す図である。 実施例２の投射用ズームレンズのズーミングに伴う群間隔の変化を示す図である。 実施例２の投射用ズームレンズの非球面データである。 実施例２の投射用ズームレンズの性能値と各条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例２の投射用ズームレンズの球面収差・非点収差・歪曲収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例２の投射用ズームレンズのコマ収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例３の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを示す図である。 実施例３の投射用ズームレンズのズーミングに伴う群間隔の変化を示す図である。 実施例３の投射用ズームレンズの非球面データである。 実施例３の投射用ズームレンズの性能値と各条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例３の投射用ズームレンズの球面収差・非点収差・歪曲収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例３の投射用ズームレンズのコマ収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例４の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを示す図である。 実施例４の投射用ズームレンズのズーミングに伴う群間隔の変化を示す図である。 実施例４の投射用ズームレンズの非球面データである。 実施例４の投射用ズームレンズの性能値と各条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例４の投射用ズームレンズの球面収差・非点収差・歪曲収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例４の投射用ズームレンズのコマ収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例５の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを示す図である。 実施例５の投射用ズームレンズのズーミングに伴う群間隔の変化を示す図である。 実施例５の投射用ズームレンズの非球面データである。 実施例５の投射用ズームレンズの性能値と各条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例５の投射用ズームレンズの球面収差・非点収差・歪曲収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例５の投射用ズームレンズのコマ収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例６の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを示す図である。 実施例６の投射用ズームレンズのズーミングに伴う群間隔の変化を示す図である。 実施例６の投射用ズームレンズの非球面データである。 実施例６の投射用ズームレンズの性能値と各条件式のパラメータの値を示す図である。 実施例６の投射用ズームレンズの球面収差・非点収差・歪曲収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 実施例６の投射用ズームレンズのコマ収差を広角端（上図）と望遠端（下図）について示す図である。 投射型画像表示装置の実施の1形態を説明するための図である。

以下、実施の形態を説明する。
図１ないし図６に、この発明の投射用ズームレンズの実施の形態を６例示す。これらの投射用ズームレンズはこの順に、後述する実施例１ないし６の投射用ズームレンズに対応する。
これら図１ないし図６において、図の左方が拡大側（スクリーンのある側）であり、右方が縮小側（表示デバイスの画像表示面がある側）である。また、上側の図は「広角端におけるレンズ配置」を示し、下側の図は「望遠端におけるレンズ配置」を示している。
図１ないし図６に示す実施形態は、３枚の液晶パネルを用いる所謂「３板型の液晶デバイス」を表示デバイスとするものを想定している。
繁雑を避けるため、図１ないし図６において符号を共通化する。即ち、投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側へ向かって順に、第１群Ｇ１、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３、第４群Ｇ４、第５群Ｇ５、第６群Ｇ６、第７群Ｇ７を配してなり、第５群Ｇ５の近傍に開口絞りＳ（図中には「絞りＳ」と表示。）を有する。何れの例においても、開口絞りＳは第５群Ｇ５の最も拡大側の面に固定的に配置されている。勿論、開口絞りＳの配置は、これらの例に限らず、第５群の近傍に配置することもできる。
各群の屈折力（パワー）は、以下の通りである。
第１群Ｇ１は「負のパワー」、第２群Ｇ２及び第３群Ｇ３は「正のパワー」、第４群Ｇ４は「負のパワー」である。第５群Ｇ５および第６群Ｇ６は「正または負のパワー」を取ることができ、第７群Ｇ７は「正のパワー」である。

各図に示す如く、第７群Ｇ７の縮小側には、色合成用のプリズムＰＲが配置され、その縮小側に符号ＩＭで示すのは、３枚の液晶パネルのうちの１枚を代表して、その画像表示面を示している。
広角端（上の図）から望遠端（下の図）への変倍（ズーミング）に際しては、上記の如く、第１群Ｇ１と第７群Ｇ７は固定であって移動しない。即ち、第１群Ｇ１および第７群Ｇ７は「ズーミングに対する固定群」である。
第２群Ｇ２、第３群Ｇ３、第４群Ｇ４、第５群Ｇ５および第６群Ｇ６は「移動群」であり、これらの移動群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して何れも「拡大側」へ移動するが、その際、隣接する群の間隔が変化する。

これら投射用ズームレンズは、以下の条件式（１）ないし（３）を満足する。
（１） １．０ ＜ Ｂｆ／ｆｗ ＜ ３．０
（２） １．５ ＜ ｆｔ／ｆｗ ＜ ２．５
（３） １．０ ＜ ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＜ ２．０
これらの条件式において、「Ｂｆ」は、拡大側の共役点が無限遠の時の空気中におけるバックフォーカス、「ｆｗ」は、広角端における全系の焦点距離、「ｆｔ」は、望遠端における全系の焦点距離であり、「ｆ１」は、第１群Ｇ１の焦点距離である。
上記の如く、この発明の投射用ズームレンズは、第５群Ｇ５及び第６群Ｇ６が「正または負のパワー」を有する。即ち、第５群Ｇ５、第６群Ｇ６のパワーの正負が逆転しても、性能を維持できる構成となっている。
また、開口絞りＳを第５群Ｇ５に近接して配置することで「絞り前後における収差のバランス」が取れるように構成されている。

条件式（１）は、長いバックフォーカスと広角性を両立させる条件である。
下限値を超えると、バックフォーカス：Ｂｆが過小となり、図示の形態例のような場合に色合成プリズムＰＲの配置が困難となる。
また、上限値を超えると、バックフォーカス：Ｂｆが過大となり、広角性の実現が困難となる。
条件式（２）は、変倍比の範囲を規定する。
条件式（２）の下限を超えると、変倍できる範囲が狭くなり、収差補正に対しては有利に働くが、投射画像の被投射面（一般的にスクリーンである。）に対する投射型画像表示装置の設置位置（スクリーンに対する距離）が制限され、設置の自由度が小さくなる。

また、上限を超えると、設置の自由度は大きくなるが、変倍域全域における収差補正が困難になる。
条件式（３）は、広角性と収差のバランスを取る条件である。
下限値を超えると、第１群Ｇ１の負のパワーが過大となり、広角性には有利であるが、像面湾曲、歪曲収差等の収差の補正が困難となる。
上限値を超えた場合、第1群Ｇ１における負のパワーが過小となり、像面湾曲、コマ収差等の補正に対しては有利となるが、広角性の達成が困難となる。

投射用ズームレンズは、上記構成に加えて、光軸上における第１群Ｇ１の最も拡大側のレンズから最も縮小側のレンズまでの距離：Ｌ１Ｇ、光軸上における第１群Ｇ１の最も拡大側のレンズから第７群Ｇ７の最も縮小側のレンズまでの距離：ＬＡが、条件式：
（４） ５．０ ＜ ＬＡ／Ｌ１Ｇ ＜ ９．０
を満足することが好ましい。
条件式（４）は投射用ズームレンズの「コンパクト性と広角性の両立」に有効な条件である。
条件式（４）のパラメータが小さくなると、全系の長さ：ＬＡに対する第1群Ｇ１の長さ：Ｌ１Ｇが長くなり、第1群Ｇ１における負のパワーを弱めることが出来、像面湾曲やコマ収差等の収差発生を抑えることが出来、良好な性能で広角性を達成することが可能となるが、条件式（４）の下限値を超えると、第１群Ｇ１の長さが過大となって、投射用ズームレンズのコンパクト化が難しくなる。
条件式（４）のパラメータが大きくなると、全系の長さ：ＬＡに対する第1群Ｇ１の長さ：Ｌ１Ｇが短くなりコンパクト化には有利であるが、第1群Ｇ１における負のパワーが強くなるので、上限値を超えると、第１群Ｇ１における負のパワーが過大となって、コマ収差、像面湾曲等の諸収差の補正と広角性の達成の両立が困難となり易い。

投射用ズームレンズにおける第１群Ｇ１は「非球面レンズと負のパワーを有する球面レンズとの２枚」で構成されることが好ましい。
非球面レンズの使用は、収差の良好な補正と広角性に有効であり、また、負のパワーの球面レンズは像面湾曲の補正と広角化達成に有効である。
図１ないし図６に示す実施の形態例では、第１群Ｇ１の「拡大側のレンズ」が非球面レンズであり、「縮小側の両凹レンズ」は球面レンズである。
変倍に際しては、第２群Ｇ２ないし第６群Ｇ６の５群が移動するが、これら５群のうちの１つの群を「複数枚のレンズ」で構成し、他の群は「単レンズ」で構成することが好ましい。
変倍の際に移動する移動群は、変倍量に応じて拡大側および／または縮小側に移動するので、軽量であることが好ましい。上記の如く、５群の移動群のうちの１群のみを複数のレンズで構成し、残りの４群を単レンズで構成することにより、投射用ズームレンズを軽量化できる。

このように、移動群のうちの１群のみを複数のレンズで構成し、他の４群を単レンズで構成する場合、単レンズで構成される４群のうち、正のパワーを有する群のレンズの材質を、それらの屈折率の平均値：Ｎｄｐが、条件式：
（５） １．７ ＜ Ｎｄｐ
を満足するように選択することが好ましい。
条件式（５）の下限値を超えると、単レンズで構成されて正のパワーをもつ移動群のレンズのレンズ面の曲率半径が大きくなり、コマ収差、球面収差の補正が困難となり易い。条件式（５）を満足することにより、大きい変倍量を達成しつつ、変倍の全領域に渡って性能を良好にすることが可能となる。

上記の如く、移動群のうちの１群のみを複数のレンズで構成し、他の４群を単レンズで構成する場合、単レンズで構成される４群のうち、正のパワーを有する群のレンズの材質を、それらのアッベ数：νｄｐが、条件式：
（６） ３５．０ ＜ νｄｐ
を満足するものとすることが好ましい。
条件式（６）の下限値を超えると、単レンズで構成されて正のパワーをもつ移動群のレンズの材質のアッベ数が過小となり、変倍領域の全域にわたる倍率色収差、軸上色収差等の収差補正が困難となり易い。条件式（６）を満足することにより、大きい変倍量を達成しつつ、変倍の全領域にわたって良好な性能の実現が容易になる。
なお、条件式（５）および（６）は、条件式（１）ないし（３）とともに、もしくは条件式（１）ないし（４）とともに満足される。条件式（５）と（６）とは、どちらか一方が満足されてもよいが、これらが同時に満足されることが好ましい。

移動群である第２群ないし第６群は、上記の如く、これら５群のうちの１つの群を「複数枚のレンズ」で構成し、他の群は「単レンズ」で構成することができるが、複数枚のレンズで構成される移動群を第５群Ｇ５もしくは第６群Ｇ６とすることができ、これらの場合、「複数のレンズで構成される移動群（第５群Ｇ５または第６群Ｇ６）」に「両凹レンズと両凸レンズの接合レンズ」が少なくとも１組含まれることが好ましい。
投射用ズームレンズに含まれる開口絞りは、第５群Ｇ５の近傍に配置される。このような配置では、複数枚のレンズで構成される移動群は、開口絞りを含むか絞り近傍に配置されており「画面全域に渡り性能への影響」が発生するため、両凹レンズと両凸レンズの組み合わせた接合レンズを用いることにより、収差をより低減出来るようになる。

前述の如く、この発明の投射用ズームレンズの第１群は「非球面レンズと負のパワーを有する球面レンズとの２枚」で構成されることができるが、この場合、負のパワーの球面レンズの材質の屈折率：Ｎｄ１が、条件式：
（７） １．５５ ＜ Ｎｄ１ ＜ １．７５
を満足するようにすることが好ましい。
負の球面レンズの材質の屈折率：Ｎｄ１が小さくなると、球面レンズの焦点距離：ｆｎ（＜０）と屈折率：Ｎｄ１の積の逆数：｛１／（ｆｎ・Ｎｄ１）｝である「ペッツバール和への寄与分」が負の方向に大きくなり、像面の平坦性を規定するペッツバール和の補正に有利になるが、条件式（７）の下限値を超えて材質の屈折率が小さくなると、負の球面レンズに必要とされるパワーを実現するために、レンズ面の曲率半径が小さくなり、コマ収差等の補正が難しくなり易い。

条件式（７）の上限値を超えると、第１群Ｇ１の負の球面レンズの屈折率が大きくなるため、広角化に対しては有利になり、コマ収差に対してもレンズの曲率半径が大きくなるため有利となるが、ペッツバール和の補正に対しては不利となり易い。

第１群が「非球面レンズと負の球面レンズの２枚」で構成される場合、負のパワーを有する球面レンズの材質のアッベ数：νｄ１が、条件式：
（８） ４５．０ ＜ νｄ１
を満足することが好ましい。
条件式（８）の下限値を超えると、倍率色収差の補正が困難となり、投影画面に「色のにじみ」等が発生し易くなり、所望の画像を得ることが困難になり易い。

上記の投射用ズームレンズは、長いバックフォーカスをもち、広角で性能良好であり、大きい変倍範囲を有している。

従って、上記の如き構成の投射用ズームレンズを用いることにより、設置の自由度が大きく、良好な拡大画像を投射できる投射型画像表示装置を実現できる。

投射用ズームレンズの具体的な実施例を挙げる前に、投射型画像表示装置（プロジェクタ）について簡単に説明する。

図４３は、プロジェクタの実施の１形態を説明図的に示している。
プロジェクタ本体のケーシング１内には、投射用ズームレンズＰＺＬと、液晶パネル等の「表示デバイス」を用いる画像生成装置ＩＳＲ、ＩＳＢ、ＩＳＧと、色合成用プリズムＰＲが装荷されている。

画像生成装置ＩＳＲは、投射されるべきカラー画像の「赤色成分画像」を表示デバイスに表示し「赤色成分画像光ＬＲ」を生成して色合成プリズムＰＲに向けて放射する。

画像生成装置ＩＳＧは、カラー画像の「緑色成分画像」を表示デバイスに表示し「緑色成分画像光ＬＧ」を生成して色合成プリズムＰＲに向けて放射する。

画像生成装置ＩＳＢは、カラー画像の「青色成分画像」を表示デバイスに表示し「青色成分画像光ＬＢ」を生成して色合成プリズムＰＲに向けて放射する。

色合成プリズムＰＲは、赤色成分画像光ＬＲ、緑色成分画像光ＬＧ、青色成分画像光ＬＢを合成して「カラー画像光ＩＭＬ」とし、投射用ズームレンズＰＺＬに入射させる。

投射用ズームレンズＰＺＬは、入射してくるカラー画像光ＩＭＬを、投射用結像光ＰＲＬとして、スクリーンに向けて放射する。

投射用ズームレンズＰＺＬとしては、請求項１ないし９に記載のもの、具体的には実施例１ないし６の何れかのものを用いることができる。

以下、投射用ズームレンズの具体的な実施例を６例挙げる。

実施例に用いられている記号の意味は以下の通りである。

ｉ（０≦ｉ≦２４、３３、３４、ＩＭＧ）:拡大側から数えて第ｉ番目の面
ＩＭＧ :表示デバイス（液晶パネル）の画像表示面
Ｒｉ（≧０）:前記第ｉ番目の面の曲率半径
Ｄｉ（≧０）:前記第ｉ番目の面からその縮小側に隣接する面までの軸上面間隔
Ｄ０ ：スクリーンから第１レンズ面（ｉ＝１）までの距離
j ：拡大側から数えて第ｊ番目のレンズ
ＰＲ ：色合成プリズム
Ｎｄj ：前記第ｊ番目のレンズの材質のｄ線に対する屈折率
νｄｊ ：前記第ｊ番目のレンズの材質のアッべ数
ｆ ：全系の焦点距離
Ｆｎｏ ：Ｆナンバ
Ｂｆ ：バックフォーカス
ω ：半画角（度）
Ｙ ：像高（ｍｍ） 。

非球面（「*」を付した面）の表示は周知の以下の式による。

Ｚ＝（１／Ｒｉ）・ｈ²／［１＋√｛１−（Ｋ＋１）・（１／Ｒｉ）²・ｈ²｝］
＋ΣＥ_ｍ・Ｈ^ｍ（ｍ＝３〜２０）
Ｚを光軸方向の座標、ｈを光軸直行方向の座標とし、軸上曲率半径：Ｒｉ、円錐定数：Ｋ、３次以降の係数：Ｅ_ｍを与えて特定する。

計算基準波長は、Ｒ＝６２０ｎｍ（赤色）、Ｇ＝５５０ｎｍ（緑色）、Ｂ＝４６０ｎｍ（青色）である。
長さの次元を有する量の単位は特に断らない限り「ｍｍ」である。
付言すると、以下に挙げる実施例１ないし６において、開口絞りＳは、第５群５Ｇの最も拡大側の面（ｉ＝１２）に合致して設けられている。

「実施例１」
実施例１の投射用ズームレンズは、図１にレンズ構成を示した例である。
実施例１の投射用ズームレンズのデータを図７に示す。図７のデータは、広角端におけるデータである。
実施例１においては、第５群Ｇ５は正のパワー、第６群Ｇ６は負のパワーを有する。
図８の左図には、ズーミングに伴う可変間隔：Ｄ５、Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ１３、Ｄ２２のデータを、広角端および望遠端につき示す。
また、図８の右図には、第ｉ群と第ｉ＋１群（ｉ＝１〜６）の群間隔の、広角端および望遠端における値（左図）および、広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＥＡＮ）、望遠端（ＴＥＬＥ）における値（右図）を示す。
図９には、実施例１の投射用ズームレンズの非球面（ｉ＝１面（ｉ１）およびｉ＝２面（ｉ２））の非球面データを示す。
図１０（ａ）には、実施例１の投射用ズームレンズの性能値を示し、（ｂ）には、条件式（１）〜（８）のパラメータの値を示す。
図１０（ａ）の性能値における１Ｇ＿ｆｄ〜７Ｇ＿ｆｄは、第１群１Ｇ〜第７群７Ｇの各群のｄ線に対する焦点距離（ｍｍ）を示す。

図１１および図１２に収差図を示すが、以下に示す各実施例の収差図は、拡大側の共役面（スクリーン）を物体として、表示デバイスの画像表示面を像面としたときの「像面における収差」を示している。
図１１には、実施例１の投射用ズームレンズの球面収差（左図）、非点収差（中図）、歪曲収差（右図）を示す。図１１の上図（ａ）は広角端におけるものであり、下図（ｂ）は望遠端におけるものである。
球面収差および非点収差の図における横軸の単位は「ｍｍ」で最大値：０．２ｍｍ、最小値：−０．２ｍｍである。歪曲収差の図における横軸の単位は「％」で、最大値：５％、最小値：−５％である。また、非点収差の図および歪曲収差の図における縦軸は、像高：Ｙであり、最大値は共にＹ＝１１．１５ｍｍである。なお、非点収差の図における実線はメリディオナル光線、破線はサジタル光線を示す。
広角端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．４９、望遠端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．７８である。
図１２には、実施例１の投射用ズームレンズのコマ収差を示す。上図は広角端のコマ収差図、下図は望遠端におけるコマ収差図である。0.0Ｈ〜1.0Ｈは、像高上の位置であり、最大像高：Ｙ＝１１．１５ｍｍとの対応は、以下の通りである。
０．０Ｈ 0.5Ｈ 0.7Ｈ ０．９Ｈ 1.0Ｈ
Ｙ＝0.00 Ｙ＝5.575 Ｙ＝7.805 Ｙ＝10.035 Ｙ＝11.15 。

「実施例２」
実施例２の投射用ズームレンズは、図２にレンズ構成を示した例である。
実施例２の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを図１３に示す。
実施例２においては、第５群Ｇ５は負のパワー、第６群Ｇ６は正のパワーを有する。
図１４の左図には、ズーミングに伴う可変間隔：Ｄ５、Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ２０、Ｄ２２のデータを、広角端および望遠端につき示す。
また、図１４の右図には、第ｉ群と第ｉ＋１群（ｉ＝１〜６）の群間隔の、広角端および望遠端における値（左図）および広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＥＡＮ）、望遠端（ＴＥＬＥ）における値（右図）を示す。
図１５には、実施例２の投射用ズームレンズの非球面（ｉ＝１面（ｉ１）およびｉ＝２面（ｉ２））の非球面データを示す。
図１６（ａ）には、実施例２の投射用ズームレンズの性能値、（ｂ）には、条件式（１）〜（８）のパラメータの値を、図１０に倣って示す。
図１７には、実施例２の投射用ズームレンズの球面収差（左図）、非点収差（中図）、歪曲収差（右図）を図１１に倣って示す。
球面収差の図における横軸の最大値：０．２ｍｍ、最小値；−０．２ｍｍである。歪曲収差の図における横軸の単位は「％」であり、最大値：５％、最小値：−５％である。また、非点収差の図および歪曲収差の図における縦軸は、像高：Ｙであり、最大値は共にＹ＝１１．１５ｍｍである。
広角端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．７０、望遠端におけるＦナンバはＦｎｏ：２．０８である。
図１８には、実施例２の投射用ズームレンズのコマ収差を示す。上図は広角端のコマ収差図、下図は望遠端におけるコマ収差図である。0.0Ｈ〜1.0Ｈは、像高上の位置であり、最大像高：Ｙ＝１１．１５ｍｍとの対応は実施例１と同じである。

「実施例３」
実施例３の投射用ズームレンズは、図３にレンズ構成を示した例である。
実施例３の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを図１９に示す。
実施例３においては、第５群Ｇ５は正のパワー、第6群Ｇ６は負のパワーを有する。
図２０の左図には、ズーミングに伴う可変間隔：Ｄ５、Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ１３、Ｄ２２のデータを、広角端および望遠端につき示す。
また、図２０の右図には、第ｉ群と第ｉ＋１群（ｉ＝１〜６）の群間隔の、広角端および望遠端における値（左図）および広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＥＡＮ）、望遠端（ＴＥＬＥ）における値（右図）を示す。
図２１には、実施例３の投射用ズームレンズの非球面（ｉ＝１面（ｉ１）およびｉ＝２面（ｉ２）、ｉ＝２１面（ｉ２１）、ｉ＝２２面（ｉ２２））の非球面データを示す。
図２２（ａ）には、実施例２の投射用ズームレンズの性能値、（ｂ）には、条件式（１）〜（８）のパラメータの値を、図１０に倣って示す。
図２３には、実施例３の投射用ズームレンズの球面収差（左図）、非点収差（中図）、歪曲収差（右図）を図１１に倣って示す。
球面収差の図における横軸の最大値：０．２ｍｍ、最小値；−０．２ｍｍである。歪曲収差の図における横軸は最大値：５％、最小値：−５％である。像高：Ｙの最大値はＹ＝１１．１５ｍｍである。
広角端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．４９、望遠端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．７８である。
図２４には、実施例３の投射用ズームレンズのコマ収差を示す。上図は広角端のコマ収差図、下図は望遠端におけるコマ収差図である。0.0Ｈ〜1.0Ｈは、像高上の位置であり、最大像高：Ｙ＝１１．１５ｍｍとの対応は実施例１と同じである。

「実施例４」
実施例４の投射用ズームレンズは、図４にレンズ構成を示した例である。
実施例４の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを図２５に示す。
実施例４においては、第５群Ｇ５は負のパワー、第6群Ｇ６は正のパワーを有する。
図２６の左図には、ズーミングに伴う可変間隔：Ｄ５、Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ２０、Ｄ２２のデータを、広角端および望遠端につき示す。
図２６の右図には、第ｉ群と第ｉ＋１群（ｉ＝１〜６）の群間隔の、広角端および望遠端における値（左図）および広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＥＡＮ）、望遠端（ＴＥＬＥ）における値（右図）を示す。
図２７には、実施例４の投射用ズームレンズの非球面（ｉ＝１面（ｉ１）およびｉ＝２面（ｉ２）、ｉ＝２１面（ｉ２１）、ｉ＝２２面（ｉ２２））の非球面データを示す。
図２８（ａ）には、実施例４の投射用ズームレンズの性能値、（ｂ）には、条件式（１）〜（８）のパラメータの値を、図１０に倣って示す。
図２９には、実施例４の投射用ズームレンズの球面収差（左図）、非点収差（中図）、歪曲収差（右図）を図１１に倣って示す。
球面収差の図における横軸の最大値：０．２ｍｍ、最小値；−０．２ｍｍである。歪曲収差の図における横軸は最大値：５％、最小値：−５％である。像高：Ｙの最大値はＹ＝１１．１５ｍｍである。

広角端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．４９、望遠端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．８２である。
図３０には、実施例４の投射用ズームレンズのコマ収差を示す。上図は広角端のコマ収差図、下図は望遠端におけるコマ収差図である。0.0Ｈ〜1.0Ｈは、像高上の位置であり、最大像高：Ｙ＝１１．１５ｍｍとの対応は実施例１と同じである。

「実施例５」
実施例５の投射用ズームレンズは、図５にレンズ構成を示した例である。
実施例５の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを図３１に示す。
実施例５においては、第５群Ｇ５は負のパワー、第6群Ｇ６は正のパワーを有する。
図３２の左図には、ズーミングに伴う可変間隔：Ｄ５、Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ２０、Ｄ２２のデータを、広角端および望遠端につき示す。
図３２の右図には、第ｉ群と第ｉ＋１群（ｉ＝１〜６）の群間隔の、広角端および望遠端における値（左図）および広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＥＡＮ）、望遠端（ＴＥＬＥ）における値（右図）を示す。
図３３には、実施例５の投射用ズームレンズの非球面（ｉ＝１面（ｉ１）およびｉ＝２面（ｉ２））の非球面データを示す。
図３４（ａ）には、実施例５の投射用ズームレンズの性能値、（ｂ）には、条件式（１）〜（８）のパラメータの値を、図１０に倣って示す。
図３５には、実施例５の投射用ズームレンズの球面収差（左図）、非点収差（中図）、歪曲収差（右図）を図１１に倣って示す。
球面収差の図における横軸の最大値：０．２ｍｍ、最小値；−０．２ｍｍである。歪曲収差の図における横軸は最大値：５％、最小値：−５％である。像高：Ｙの最大値はＹ＝１０．６ｍｍである。
広角端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．４９、望遠端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．６８である。
図３６には、実施例５の投射用ズームレンズのコマ収差を示す。上図は広角端のコマ収差図、下図は望遠端におけるコマ収差図である。0.0Ｈ〜1.0Ｈは、像高上の位置であり、最大像高：Ｙ＝１０．６の対応は、以下の通りである。
０．０Ｈ 0.5Ｈ 0.7Ｈ ０．９Ｈ 1.0Ｈ
Ｙ＝0.00 Ｙ＝5.300 Ｙ＝7.420 Ｙ＝9.540 Ｙ＝10.600 。

「実施例６」
実施例６の投射用ズームレンズは、図６にレンズ構成を示した例である。
実施例６の投射用ズームレンズの広角端におけるデータを図３７に示す。
実施例６においては、第５群Ｇ５は負のパワー、第6群Ｇ６は正のパワーを有する。

図３８の左図には、ズーミングに伴う可変間隔：Ｄ５、Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ２０、Ｄ２２のデータを、広角端および望遠端につき示す。
図３８の右図には、第ｉ群と第ｉ＋１群（ｉ＝１〜６）の群間隔の、広角端および望遠端における値（左図）および広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＥＡＮ）、望遠端（ＴＥＬＥ）における値（右図）を示す。
図３９には、実施例６の投射用ズームレンズの非球面（ｉ＝１面（ｉ１）およびｉ＝２面（ｉ２））の非球面データを示す。
図４０（ａ）には、実施例６の投射用ズームレンズの性能値、（ｂ）には、条件式（１）〜（８）のパラメータの値を、図１０に倣って示す。
図４１には、実施例６の投射用ズームレンズの球面収差（左図）、非点収差（中図）、歪曲収差（右図）を図１１に倣って示す。

球面収差の図における横軸の最大値：０．２ｍｍ、最小値；−０．２ｍｍである。歪曲収差の図における横軸は最大値：５％、最小値：−５％である。像高：Ｙの最大値はＹ＝１１．１５ｍｍである。

広角端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．４９、望遠端におけるＦナンバはＦｎｏ：１．８１である。

図４２には、実施例６の投射用ズームレンズのコマ収差を示す。上図は広角端のコマ収差図、下図は望遠端におけるコマ収差図である。0.0Ｈ〜1.0Ｈは、像高上の位置であり、最大像高：Ｙ＝１１．１５の対応は、実施例１と同じである。
上に説明した実施例１ないし６は何れも、各実施例の収差図に示すように収差が良好に補正されて性能良好であり、長いバックフォーカスと広い画角を有し、変倍比も大きい。

以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。

Ｇ１ 第１群
Ｇ２ 第２群
Ｇ３ 第３群
Ｓ 開口絞り
Ｇ４ 第４群
Ｇ５ 第５群
Ｇ６ 第６群
ＰＲ 色合成用プリズム
ＩＭ 表示デバイスの画像表示面

特開２０１１−０２８１２３号公報

Claims (10)

1. 拡大側から縮小側に向かって順に、負のパワーの第１群、正のパワーの第２群、正のパワーの第３群、負のパワーの第４群、正または負のパワーの第５群、正または負のパワーの第６群、正のパワーの第７群を配してなり、前記第５群の近傍に開口絞りを有し、
   変倍時に前記第１群及び前記第７群が固定で、広角端から望遠端への変倍時に、前記第２群、前記第３群、前記第４群、前記第５群、前記第６群が前記縮小側から前記拡大側へ、隣接群の間隔が変化しつつ移動し、前記開口絞りは前記第５群と一体に移動し、
   前記拡大側の共役点が無限遠の時の空気中におけるバックフォーカス：Ｂｆ、前記広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、前記望遠端における前記全系の焦点距離：ｆｔ、前記第１群の焦点距離：ｆ１が、条件式：
   （１） １．０ ＜ Ｂｆ／ｆｗ ＜ ３．０
   （２） １．５ ＜ ｆｔ／ｆｗ ＜ ２．５
   （３） １．０ ＜ ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＜ ２．０
   を満足する投射用ズームレンズ。
2. 請求項１記載の投射用ズームレンズであって、
   光軸上における前記第１群の最も拡大側のレンズから最も縮小側のレンズまでの距離：Ｌ１Ｇ、前記光軸上における前記第１群の最も拡大側のレンズから前記第７群の最も縮小側のレンズまでの距離：ＬＡが、条件式：
   （４） ５．０ ＜ ＬＡ／Ｌ１Ｇ ＜ ９．０
   を満足する投射用ズームレンズ。
3. 請求項１または２記載の投射用ズームレンズであって、
   前記第1群が非球面レンズと負のパワーを有する球面レンズとの２枚で構成される投射用ズームレンズ。
4. 請求項１ないし３の任意の１項に記載の投射用ズームレンズであって、
   ズーミングに際して移動する５つの群のうちの１つは複数枚のレンズにより構成され、残りの群は単レンズで構成されている投射用ズームレンズ。
5. 請求項４記載の投射用ズームレンズであって、
   前記ズーミングに際して移動する群のうち、前記単レンズで構成される４つの群のうち、正のパワーを有する群のレンズの材質の屈折率の平均値：Ｎｄｐが、条件式：
   （５） １．７ ＜ Ｎｄｐ
   を満足する投射用ズームレンズ。
6. 請求項４または５記載の投射用ズームレンズであって、
   前記ズーミングに際して移動する群のうち、前記単レンズで構成される前記４つの群のうち、前記正のパワーを有する群のレンズの材質のアッベ数：νｄｐが、条件式：
   （６） ３５．０ ＜ νｄｐ
   を満足する投射用ズームレンズ。
7. 請求項４ないし６の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
   前記ズーミングに際して移動する群のうち、前記複数枚のレンズで構成される１つの群は前記第５群もしくは前記第６群であって、群内に両凹レンズと両凸レンズの接合レンズを少なくとも１組含む投射用ズームレンズ。
8. 請求項１ないし７の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
   前記第1群が非球面レンズと負のパワーを有する球面レンズとの２枚で構成され、
   前記負のパワーを有する球面レンズの材質の屈折率：Ｎｄ１が、条件式：
   （７） １．５５ ＜ Ｎｄ１ ＜ １．７５
   を満足する投射用ズームレンズ。
9. 請求項１ないし８の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
   前記第1群が非球面レンズと負のパワーを有する球面レンズとの２枚で構成され、
   前記負のパワーを有する球面レンズの材質のアッベ数：νｄ１が、条件式：
   （８） ４５．０ ＜ νｄ１
   を満足する投射用ズームレンズ。
10. 請求項１ないし９の何れか１項に記載の投射用ズームレンズを搭載してなる投写型画像表示装置。

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