ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
【課題】 ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した、例えば液晶プロジェクター用に好適なズームレンズを得ること。
【解決手段】 原画を形成する表示ユニットと、該表示ユニットによって形成された原画をズームレンズによって投影面上に投射する画像投射装置において、
該ズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に第１〜第６レンズ群を有し、該第１、第４、第５レンズ群は、各々１以上の非球面レンズを有し、
軸上と軸外の光線が各非球面レンズに入射するときの入射高を適切に設定したこと。
【解決手段】 原画を形成する表示ユニットと、該表示ユニットによって形成された原画をズームレンズによって投影面上に投射する画像投射装置において、
該ズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に第１〜第６レンズ群を有し、該第１、第４、第５レンズ群は、各々１以上の非球面レンズを有し、
軸上と軸外の光線が各非球面レンズに入射するときの入射高を適切に設定したこと。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置に関し、例えば液晶表示素子で形成される画像情報を投影面上に投射する液晶プロジェクターとして好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターに用いられるズームレンズには、像側（縮小側）に色分解プリズムや色フィルター等を配置するためバックフォーカスが長く、像側がテレセントリックであることが要望されている。
【０００３】
更に、短い投射距離で大画面の投射ができるよう、広画角であること、即ちレンズ系全体がレトロフォーカス型であること、そして種々な投射倍率で投射ができるように高ズーム比であること等が要望されている。
【０００４】
これらの要望を満足し、高い光学性能を得る一方法として光学系中に、非球面形状の面を有するレンズ（非球面レンズ）を用いる方法がある。
【０００５】
従来、液晶プロジェクターに用いられるズームレンズとして、非球面レンズを用いて長いバックフォーカスを有し、高い光学性能を有するレトロフォーカス型のズームレンズが知られている。
【０００６】
このうち拡大側より縮小側へ順に、負、正、正、負、正（もしくは負）、正の屈折力の第１〜第６レンズ群の配列による全体として６つのレンズ群より成る６群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【０００７】
又、拡大側より縮小側へ順に、負、正、負、正、正の屈折力の第１〜第５レンズ群より成る５群ズームレンズが知られている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００１−２３５６７９号公報
【特許文献２】特開２００１−１０８９００号公報
【特許文献３】特開２０００−１１１７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プロジェクターで用いられるズームレンズは、長いバックフォーカスを有し、縮小側がテレセントリックであることが要望されるために、拡大側に負の屈折力のレンズ群を、縮小側に正の屈折力のレンズ群を配する場合が多い。
【０００９】
このようなレンズ構成のズームレンズは、レンズ系全体の非対称性が増大し、例えば広画角化を図ろうとすると歪曲収差や像面湾曲等の軸外諸収差が多く発生してくる。
【００１０】
これらの諸収差を補正するには、非球面レンズを用いるのが有効である。しかしながら複数のレンズ群より成るズームレンズにおいては、投射画角やＦナンバー等を考慮して非球面レンズをレンズ系中の適切な位置に配置しないと高ズーム比化、広画角化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しい。
【００１１】
特に、複数の非球面レンズを用いて歪曲収差や像面湾曲等の軸外収差を全ズーム範囲にわたり良好に補正しつつ広画角の投射において高い光学性能を得るには、複数の非球面レンズの適切な位置への配置が重要になってくる。
【００１２】
本発明は、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した、例えば液晶プロジェクター用に好適なズームレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に第１〜第６レンズ群を有する画像投射装置用のズームレンズであって、
前記第１レンズ群、前記第４レンズ群、前記第５レンズ群は、各々非球面を含んでおり、
【００１４】
【数１】
【００１５】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１６】
この他、本発明のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に第１〜第５レンズ群を有する画像投射用のズームレンズであって、
前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群は、各々非球面を含んでおり、
【００１７】
【数２】
【００１８】
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した、例えば液晶プロジェクター用に好適なズームレンズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の画像投射装置の実施例について説明する。
【００２１】
まず初めに、請求項等でも用いられている文言について簡単に説明する。本願実施例中の記載において、光線高さとは、光軸からの距離（光軸と垂直な方向の距離）のことである。また、軸上光束とは、縮小側共役位置又は拡大側共役位置の光軸上の点から出射する光束（言い換えると、多数の光線）のことである。また、軸上マージナル光線とは、前述の軸上光束（結像に寄与する光線束）のうち最も外側（光軸から離れた位置）を通る光線のことであり、光学系のＦｎｏを決定する光線である。また、最軸外主光線とは、縮小側共役位置又は拡大側共役位置の光軸から最も離れた位置から出射（最も離れた位置に入射）する光束の主光線のことである。液晶パネル等の画像を形成する表示ユニットを持つ画像投射装置においては、単に最大画角の主光線としても良いし、原画を形成する表示ユニット（液晶パネル等）の光軸から最も離れた位置から出射する光束の主光線としても良い。
【００２２】
図１は、実施例１の画像投射装置（液晶ビデオプロジェクター）用のズームレンズの広
角端（短焦点距離端）における要部概略図である。
【００２３】
図２（Ａ）、（Ｂ）は、実施例１においてスクリーンまでの距離（第１レンズ群からの距離）２ｍのときの広角端と望遠端（長焦点距離端）における収差図である。
【００２４】
図３は、実施例２の画像投射装置用のズームレンズの広角端における要部概略図である。
【００２５】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、実施例２においてスクリーンまでの距離２ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２６】
図５は、実施例３の画像投射装置用のズームレンズの広角端における要部概略図である。
【００２７】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、実施例３においてスクリーンまでの距離２ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２８】
図７は、実施例４の画像投射装置用のズームレンズの広角端における要部概略図である。
【００２９】
図８（Ａ）、（Ｂ）は、実施例４においてスクリーンまでの距離２ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００３０】
図９は本発明の画像投射装置に用いるズームレンズの光路の説明図である。
【００３１】
図１０は、本発明のカラー液晶プロジェクターの要部概略図である。
【００３２】
図１１は、本発明に係るズームレンズをデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いたときの要部概略図である。
【００３３】
図１、図３、図５、図７の実施例１〜４における画像投射装置では、液晶パネルＬＣＤに表示される原画（被投影画像）をズームレンズ（投影レンズ、投写レンズ）ＰＬを用いてスクリーン面（投影面）Ｓ０上に拡大投影している状態を示している。
【００３４】
Ｓ０はスクリーン面（投影面）、ＬＣＤは液晶パネル（液晶表示素子）であり、ズームレンズＰＬの像面に位置している。スクリーン面Ｓ０と液晶パネルＬＣＤとは共役関係にあり、一般にはスクリーン面Ｓ０は距離の長い方の共役点で拡大側（前方、拡大共役側）に、液晶パネルＬＣＤは距離の短い方の共役点で縮小側（後方、縮小共役側）に相当している。
【００３５】
尚、ズームレンズを撮像装置の撮影系として用いるときは、スクリーン面Ｓ０側が物体側、液晶パネルＬＣＤ側が像側（ＩＰ）となる。
【００３６】
ＳＴは開口絞りである。
【００３７】
ＧＢは色合成プリズムや偏光フィルター、そしてカラーフィルター等に対応して光学設計上設けられたガラスブロックである。
【００３８】
ズームレンズＰＬは、接続部材（不図示）を介して液晶ビデオプロジェクター本体（不図示）に装着されている。ガラスブロックＧＢ以降の液晶表示素子ＬＣＤ側は表示ユニッ
トとしてプロジェクター本体に含まれている。
【００３９】
尚、ガラスブロックＧＢをズームレンズＰＬの構成要件の１つとして含ませて、液晶表示素子ＬＣＤをプロジェクター本体側に含ませても良い。
【００４０】
ｉを拡大側から縮小側へのズームレンズＰＬを構成する各レンズ群の順序としたとき、Ｌｉは第ｉレンズ群を示している。
【００４１】
矢印は、広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００４２】
液晶パネルＬＣＤは、縮小側に設けた照明光学系（不図示）からの光で照明されている。
【００４３】
ズームレンズＰＬは、照明光学系との良好な瞳整合性を確保するため、液晶パネルＬＣＤ側（縮小側）の瞳が遠方にある、テレセントリック性を有している。
【００４４】
ガラスブロックＧＢは、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの液晶パネルＬＣＤの画像を合成する手段、特定の偏光方向のみを選択する手段、偏光の位相を変える手段等の光学部材を含んでいる。
【００４５】
各実施例のズームレンズＰＬでは、負の屈折力のレンズが先行する（拡大側に位置する）ネガティブリード型の複数のレンズ群を採用することにより、ガラスブロックＧＢを配置するための十分長いバックフォーカスの確保を容易にしている。
【００４６】
各実施例のズームレンズＰＬは、変倍機能を得るため、いくつかのレンズ群が光軸上を移動し、全系の合成焦点距離を変更している。
【００４７】
尚、図２、図４、図６、図８の収差図においてＧは波長５５０ｎｍ、Ｒは波長６２０ｎｍ、Ｂは波長４７０ｎｍでの収差を示している。又、Ｓは波長５５０ｎｍでのサジタル像面の倒れ、Ｍは波長５５０ｎｍでのメリジオナル像面の倒れを示している。ＦｎｏはＦナンバーである。ωは半画角である。
【００４８】
まず、ズームレンズが全体として６つのレンズ群より成る図１、図３、図５の実施例１〜３の特徴について説明する。
【００４９】
Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群、Ｌ６は正の屈折力の第６レンズ群である。ここで屈折力（パワー）は焦点距離の逆数である。
【００５０】
絞りＳＴは、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間に設けている。
【００５１】
図１の実施例１では広角端から望遠端のズーミングに際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、そして第５レンズ群Ｌ５は、拡大側（スクリーンＳＯ）へ各々独立に移動している。
【００５２】
第１レンズ群Ｌ１と第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには不動である。
【００５３】
図３の実施例２では広角端から望遠端のズーミングに際して矢印のように第２レンズ群
Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、そして第５レンズ群Ｌ５は拡大側へ各々独立に移動している。又、第４レンズ群Ｌ４は縮小側に凸状の軌跡で移動している。第１レンズ群Ｌ１と第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには不動である。
【００５４】
図５の実施例３では広角端から望遠端のズーミングに際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、そして第５レンズ群Ｌ５は拡大側へ各々独立に移動している。
【００５５】
第１レンズ群Ｌ１、第４レンズ群Ｌ４および第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには不動である。
【００５６】
この他、実施例１〜３のレンズ構成の特徴は、次のとおりである。
【００５７】
第１、第６レンズ群Ｌ１、Ｌ６はズーミングのために移動しない。従ってズーミングに際して第１〜第６レンズ群Ｌ１〜Ｌ６までの全長は一定である。これにより投射レンズ系を収納する鏡筒の堅牢性を確保している。
【００５８】
第１レンズ群Ｌ１は光軸上移動してフォーカスを行っている。尚、フォーカスは表示パネルＬＣＤを移動させて行っても良い。
【００５９】
第１、第４、第５レンズ群Ｌ１、Ｌ４、Ｌ５は各々１以上の非球面形状の面を含む非球面レンズを１以上有している。
【００６０】
第１レンズ群Ｌ１は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る負レンズを１枚以上有している。バックフォーカスが長い広角タイプ（レトロフォーカスタイプ）のレンズ系では、第１レンズ群Ｌ１が強い負の屈折力を有することが要求される。
【００６１】
第１レンズ群Ｌ１に所定の強さの負の屈折力を与えると諸収差が多く発生する。各実施例では、このときに発生する諸収差をプラスチック材より成り、非球面を有する負レンズを第１レンズ群Ｌ１中に設けて効率的に補正している。
【００６２】
また、第１レンズ群Ｌ１は他のレンズ群に比べて口径が大きくなるので投射時の光線密度が小さくなり、それに伴い各収差を適切に補正するための非球面が設定しやすくなる系となっている。
【００６３】
第１レンズ群Ｌ１中の非球面は、第１レンズ群Ｌ１中の他のレンズでの収差補正の負担を軽減している。さらにはレンズ枚数の削減にも効果がある。
【００６４】
第１レンズ群Ｌ１中の拡大側から数えて第２番目のレンズはプラスチック材より成る非球面レンズである。プラスチック材より成る非球面レンズが外部に剥き出しになることが無いようにして機械的強度の弱いプラスチック材より成る非球面レンズを保護している。
【００６５】
尚、非球面レンズとしてプラスチックを用いる他にも薄膜を設けたハイブリッドタイプの非球面レンズや、ガラス成形より成る非球面レンズを用いても良い。
【００６６】
第５レンズ群Ｌ５は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る正レンズを１枚以上有している。この理由は、縮小側（縮小共役側）でテレセントリック性を良好にもたせるため比較的パワーの強い正の屈折力の第５レンズ群を用いるためである。第５レンズ群Ｌ５中の正レンズに非球面形状の面を１以上持たせることにより残存している軸外収差を効果的に補正している。なお、非球面レンズの材料としてプラスチックを用いる他にも薄膜より成るハイブリッドタイプの非球面レンズや、ガラス成形より成る非球面レンズを
用いても良い。
【００６７】
次に実施例１〜３の各レンズ群のレンズ構成の特徴について説明する。
【００６８】
第１レンズ群Ｌ１は、拡大側から縮小側へ順に、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１１、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１２、縮小側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１３、両凸形状の正レンズＧ１４の４枚で構成している。負レンズＧ１２をプラスチック材より構成し、その両面を非球面形状としている。
【００６９】
負レンズＧ１２は両面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。また、最も縮小側の正レンズＧ１４において縮小側の面を曲率の大きな凸形状とすることにより歪曲収差およびコマ収差を補正している。さらに負レンズＧ１１は材料に高屈折率のガラスを使用することにより前玉レンズ径の増大を抑えている。
【００７０】
第２レンズ群Ｌ２は両凸形状の正レンズＧ２１の１枚で構成している。これにより、主に第１レンズ群Ｌ１で発生した諸収差を補正している。この正レンズＧ２１には屈折率の高い材料を用いて、ペッツバール和の補正およびズーミング時の球面収差等の諸収差の変動を小さくしている。
【００７１】
一般に中間像高等での像面湾曲および非点収差が大きいと解像感が劣化するためペッツバール和は小さいことが重要である。さらに色収差補正の観点から、第１レンズ群Ｌ１で発生した倍率色収差を効率良く補正するため、第２レンズ群Ｌ２を構成するレンズには、高屈折率で低分散特性を有する材料を選択している。
【００７２】
第３レンズ群Ｌ３は、拡大側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ３１で構成しており、主たる変倍の役割を担っている。
【００７３】
第４レンズ群Ｌ４は、両凹形状の負レンズＧ４１で構成している。負レンズＧ４１に強い負の屈折力を与えている。実施例１、２において第４レンズ群Ｌ４は変倍に伴うピント面（像面）の移動を補正する役割を担っている。また、両面を非球面形状とすることにより広角端から望遠端への全ズーム領域で球面収差を補正している。この強い負の屈折力の負レンズＧ４１を配置することにより、ペッツバール和を小さくしている。
【００７４】
第５レンズ群Ｌ５は、拡大側から縮小側へ順に、両凹形状の負レンズＧ５１と両凸形状の正レンズＧ５２との接合レンズ、両凸形状の正レンズＧ５３、縮小側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ５４の４枚より構成している。
【００７５】
なお、絞りＳＴは第５レンズ群Ｌ５内に存在し、ズーミング時の軸外収差の変動をおさえている。尚絞りＳＴは、第５レンズ群Ｌ５以外に設定しても良い。さらに絞りＳＴは、ズーミングの際、レンズ群と共に動かせることなく独立に動かす構成としても良い。最も拡大側に負の屈折力の負レンズＧ５１を配することによりペッツバール和を小さくしている。
【００７６】
また、縮小側の主点位置を制御し、良好なテレセントリック性を確保しつつ必要な長さのバックフォーカスを得ている。
【００７７】
また、接合レンズおよび単独の正レンズＧ５３は色収差を小さく抑えるため材料に低分散ガラスを使用している。
【００７８】
さらに、最も縮小側のレンズＧ５４をプラスチック材より構成し、両レンズ面を非球面
形状としている。これにより、非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。
【００７９】
第６レンズ群Ｌ６は、両凸形状の正レンズＧ６１より構成している。正レンズＧ６１は色収差を抑えるため、材料に低分散ガラスとしている。又パワーを強くして、テレセントリック性を良くしている。
【００８０】
実施例１〜３において、第４レンズ群Ｌ４は、変倍に伴うピント移動の補正や収差変動の補正をするために縮小側へ単調移動、又は拡大側へ凸形状の軌跡で移動しても良い。
【００８１】
さらに、実施例１〜３では非球面を有するプラスチック材より成る正および負レンズ、またガラス材より成る非球面を有するレンズをそれぞれ１枚用いているが、使用枚数はこれに限らず、複数用いても良い。また，非球面を有するレンズの材料はプラスチック材やガラス材に限らず、光学面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とした所以ハイブリッドタイプの非球面を用いても良い。
【００８２】
実施例１〜３によれば、Ｆ値が１．８と小さく，１００型を約３．０ｍと短い距離で投射面に投射可能である。実施例１ではズーム倍率が約１．４倍という高変倍化を実現している。また歪曲収差は広角端から望遠端への全ズーム領域において０．３５％以内とし、歪みの少ないズームレンズを実現している。
【００８３】
実施例２では、ズーム倍率が約１．７倍という高変倍化を実現している。また歪曲収差は広角端から望遠端全域において０．１８％以内とし、歪みの少ないズームレンズを実現している。
【００８４】
実施例３では、ズーム倍率が約１．５倍という高変倍化を実現している。また歪曲収差は広角端から望遠端全域において０．２０％以内とし、歪みの少ないズームレンズを実現している。
【００８５】
図９は図１の実施例１を例にとり、画像投射装置に用いるズームレンズの軸上光線と最大画角（表示ユニット等の共役面の画像形成領域のうち、光軸から最も離れた位置）を通る軸外光線の進行方向を逆方向にして示した光路の説明図である。
【００８６】
図９において、
【００８７】
【数３】
【００８８】
ここで、光線高さ（光軸からの距離）の最大値とは、非球面の数が１つのときは、その非球面での光線が通過する位置の光線高さである。又、非球面の数が複数のときは、それらの非球面の中で最も光線高さが高い位置を通る光線の通過位置の光線高さのことを言う。
【００８９】
また、軸上光線とは、共役面の軸上位置（具体的には液晶パネル等の原画を形成する原画形成素子の原画の中心位置）から出射する光線のことである。ここで軸上位置から出射する光線は多数あるが、その多数存在する光線のうち、非球面を通過する位置での光線高さが最も高い光線が非球面を通過する位置を、上述のように定義し、以下の条件式で用いている。このような位置を、軸上マージナル光線が非球面を通過する位置、と言っても構わない。
【００９０】
非球面レンズは、レンズ群中に非球面レンズが複数あるときは、任意の１つの非球面レンズをいう。
【００９１】
このとき実施例１〜３は、所定の寸法の投影像原画を投影面上に投射する画像投射装置用のズームレンズとして、次の条件を満足している。
【００９２】
【数４】
【００９３】
条件式（１）〜（３）は、諸収差を非球面レンズでバランスよく補正するために有効
な各レンズ群が有する非球面レンズの関係を特定したものである。ここで、条件式の符号は、図９に記載した通りである。すなわち、前述の最軸外主光線や軸上マージナル光線と光軸を含む断面で、前述の最軸外主光線（軸上マージナル光線）が光軸に対してずれている方向を正とする。
【００９４】
諸収差のうち、歪曲収差を補正するためには、軸上から最大画角までの各画角の違いによる光線が同一レンズ面で適度に分散されるような位置、具体的には絞りＳＴから離れた光線密度が低くなる位置で非球面を用いるのが有効である。
【００９５】
条件式（１）はこのときの歪曲収差を補正するために規定したものである。条件式（１）は、非球面を光線密度が低くなるレンズを有する第１レンズ群Ｌ１内の所定位置に設けるためのものである。具体的には第１レンズ群Ｌ１内の非球面（非球面は１つでも良いし複数でも良い）を通る最大画角による主光線（最大画角から出射する光束の主光線）の、光軸からの高さの最大値と、第１レンズ群Ｌ１内の非球面レンズを通る軸上光線の光軸からの高さの最大値の比であり、光線密度の度合いを表すものである。
【００９６】
条件式（１）の上限を越えてしまうと歪曲収差の補正には有利となるが軸上光線の高さに依存する他の収差に関してその補正が困難となり好ましくない。また下限を超えてしまうと画角の違いによる収差補正を行うための非球面を用いることの効果が少なくなってしまう。
【００９７】
次に一般に大口径比のズームレンズを実現するには開放Ｆナンバーを決定する軸上無限遠物体からの平行光線の光軸からの高さｈをより高くする必要がある。この光軸からの高さｈが高くなるほど光束は、レンズの周辺部を通過するので収差を補正する上で困難を生じ、特に球面収差の補正が不利になる。
【００９８】
条件式（２）は、このときの球面収差を補正するために規定したものである。
【００９９】
広角端と望遠端における第４レンズ群Ｌ４内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の光軸からの高さの最大値の平均値と、該非球面レンズを通る軸上光線の、光軸からの高さの最大値の平均値の比に関するものである。
【０１００】
条件式（２）は、これらの光束の光軸からの高さの最大値の比が軸上光線が最大画角の光線に対して大きくなる度合いを表している。
【０１０１】
上限値を越えると軸上光線と軸外光線のそれぞれの光線束が交わる比率が大きくなるので軸上光線に起因する収差を効果的に補正できなくなってしまう。また下限値を超えると軸上光線の高さが大きくなるので、他のレンズ群において軸上光線の高さがより大きくなってしまいトータルとして軸上光線の補正が困難となってしまう。
【０１０２】
条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１の非球面レンズを通る最大画角による主光線の光軸からの高さの最大値と、第５レンズ群Ｌ５内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の、光軸からの高さの最大値の比に関するものである。
【０１０３】
この比がマイナス（負符号）になるということは、第１レンズ群Ｌ１での非球面で軸外光線の下光線が、光線密度が小さくなるレンズ周辺部を通ることになる。この結果、非球面による補正効果を受けやすくなり、逆に第５レンズ群Ｌ５の位置においては上光線が非球面の補正効果を受けやすくなる光路となる。
【０１０４】
条件式（３）はこの比を適切に設定することにより、諸収差をバランス良く補正するた
めのものである。
【０１０５】
条件式（３）の上限値を超えるとレトロフォーカスタイプの特徴である先行する負の屈折力のレンズ群での歪曲の補正効果が少なくなる。
【０１０６】
又、下限値を超えると第１レンズ群Ｌ１で極度に最大画角の光線が軸上光線から離れる状況となり総合の収差補正が困難となってしまう。
【０１０７】
実施例１〜３ではこれら条件式（１）〜（３）を同時に満たすことにより諸収差を良好に抑えつつ、特に、歪曲収差を大幅に低減している。
【０１０８】
また更に好ましくは条件式（１）〜（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【０１０９】
【数５】
【０１１０】
第４レンズ群Ｌ４は、非球面形状の面を有する負レンズを１枚以上有し、その負レンズの材料の屈折率をＮｄ４ｎとするとき、
１．６０ ＜ Ｎｄ４ｎ …（４）
なる条件を満足している。
【０１１１】
第４レンズ群Ｌ４は、強い負の屈折力を有し、変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。また第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力を強くすることによりペッツバール和を小さくしている。
【０１１２】
条件式（４）の下限を超えると、ペッツバール和を小さくするのが難しくなる。この結果、像面湾曲を小さくするためにレンズ枚数を増やすことになってしまう。さらに実施例１、２では変倍による第４レンズ群Ｌ４の移動量も大きくなってしまいレンズ系全体の小型化が困難となる。
【０１１３】
また更に好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【０１１４】
１．６７ ＜ Ｎｄ４ｎ …（４ａ）
実施例１〜３では、以上のように各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に配置することによって、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーム範囲全体にわたり、縮小側のテレセントリック性を良好に維持しつつ、収差補正を良好に行い、高い光学性能を得ている。
【０１１５】
次に全体として５つのレンズ群より成る図７の実施例４の特徴について説明する。
【０１１６】
図７の実施例４において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。絞りＳＴは、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に設けている。
【０１１７】
図７の実施例４では広角端から望遠端のズーミングに際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、そして第４レンズ群Ｌ４は、拡大側へ各々独立に移動している。
【０１１８】
第１レンズ群Ｌ１と第５レンズ群Ｌ５はズーミングのためには不動である。従って、ズーミングに際して第１〜第５レンズ群Ｌ１〜Ｌ５までの全長は一定である。
【０１１９】
これにより実施例１〜３と同様の効果を得ている。第１レンズ群Ｌ１は光軸上移動してフォーカスを行っている。尚、フォーカスは表示パネルＬＣＤを移動させて行っても良い。
第１、第３、第４レンズ群Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４は各々、１以上の非球面形状の面を含む非球面レンズを有している。
【０１２０】
第１レンズ群Ｌ１は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る負レンズを１枚以上有している。バックフォーカスが長い広角タイプ（レトロフォーカスタイプ）のレンズ系では、第１レンズ群Ｌ１が強い負の屈折力を有することが要求される。
【０１２１】
第１レンズ群Ｌ１に所定の強さの負の屈折力を与えると諸収差が多く発生する。実施例４では、このときに発生する諸収差をプラスチック材より成り、非球面を有する負レンズを第１レンズ群Ｌ１中に設けて効率的に補正している。
【０１２２】
また、第１レンズ群Ｌ１は他のレンズ群に比べて口径が大きくなるので投射時の光線密度が小さくなり、それに伴い各収差を適切に補正するための非球面が設定しやすくなる系となっている。
【０１２３】
第１レンズ群Ｌ１中の非球面は、第１レンズ群Ｌ１中の他のレンズでの収差補正の負担を軽減している。さらにはレンズ枚数の削減にも効果がある。
【０１２４】
第１レンズ群Ｌ１中の拡大側から数えて第２番目のレンズはプラスチック材より成る非球面レンズである。プラスチック材より成る非球面レンズが外部に剥き出しになることが無いようにして機械的強度の弱いプラスチック材より成る非球面レンズを保護している。
【０１２５】
尚、非球面レンズとしてプラスチックを用いる他にも薄膜を設けたハイブリッドタイプの非球面レンズや、ガラス成形より成る非球面レンズを用いても良い。
【０１２６】
第４レンズ群Ｌ４は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る正レンズを１枚以上有している。この理由は、縮小側（縮小共役側）でテレセントリック性を良好にもたせるため比較的パワーの強い正の屈折力の第４レンズ群を用いるためである。第４レンズ群Ｌ４中の正レンズに非球面形状の面を１上持たせることにより残存している軸外収差を効果的に補正している。
【０１２７】
なお、非球面レンズの材料としてプラスチックを用いる他にも薄膜より成るハイブリッドタイプの非球面レンズや、ガラス成形より成る非球面レンズを用いても良い。
【０１２８】
次に実施例４の各レンズ群のレンズ構成の特徴について説明する。
【０１２９】
第１レンズ群Ｌ１は、拡大側から縮小側へ順に、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１１、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１２、両凹形状の負レンズＧ１３、両凸形状の正レンズＧ１４の４枚より構成している。
【０１３０】
負レンズＧ１２をプラスチック材より構成し、その両面を非球面形状としている。負レンズＧ１２は両面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。
【０１３１】
また、最も縮小側の正レンズＧ１４において縮小側の面を曲率の大きな凸形状とすることにより歪曲収差およびコマ収差を補正している。
【０１３２】
さらに第１レンズ群Ｌ１の各レンズの材料に高分散ガラスおよび低分散ガラスを併せて使用することにより倍率色収差の発生を極力抑えている。
【０１３３】
第２レンズ群Ｌ２は両凸形状の正レンズＧ２１、同じく両凸形状の正レンズＧ２２の２枚で構成している。第２レンズ群Ｌ２は主たる変倍の役割を担っている。
【０１３４】
変倍による第２レンズ群Ｌ２の移動量を抑えるために正レンズＧ２１の材料には、高屈折率のガラスを選択している。又、第１レンズ群Ｌ１で発生した倍率色収差を効率良く補正するため正レンズＧ２２の材料には低分散特性を有する材料を選択している。
【０１３５】
第３レンズ群Ｌ３は、両凹形状の負レンズＧ３１で構成している。負レンズＧ３１に強い負の屈折力を与えている。第３レンズ群Ｌ３は、変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。
【０１３６】
また、両面を非球面形状とすることにより広角端から望遠端への全ズーム領域で球面収差を補正している。この強い負の屈折力の負レンズＧ３１を配置することにより、ペッツバール和を小さくしている。
【０１３７】
なお、絞りＳＴは第３レンズ群Ｌ３に存在し、ズーミング時の軸外収差の変動をおさえている。また絞りＳＴは、第３レンズ群Ｌ３以外に設定しても良い。さらに絞りＳＴは、ズーミングの際、レンズ群と共に動かせることなく独立に動かす構成としても良い。
【０１３８】
第４レンズ群Ｌ４は、拡大側から縮小側へ順に、両凹形状の負レンズＧ４１と両凸形状の正レンズＧ４２との接合レンズ、両凸形状の正レンズＧ４３、同じく両凸形状の正レンズＧ４４の４枚で構成している。
【０１３９】
最も拡大側に負の屈折力をもつ負レンズＧ４１を配することによりペッツバール和を小さくしている。また、縮小側の主点位置を制御し、良好なテレセントリック性を確保しつつ必要な長さのバックフォーカスを得ている。
【０１４０】
また、正レンズＧ４３は色収差を小さく抑えるため材料に低分散ガラスを使用している。さらに、最も縮小側のレンズＧ４４のレンズ面を非球面形状としている。これにより、非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。
【０１４１】
第５レンズ群Ｌ５は、両凸形状の正レンズＧ５１より構成している。正レンズＧ５１はパワーを強くしてテレセントリック性を良くしている。
【０１４２】
広角端から望遠端に至るズーミング時において、第３レンズ群Ｌ３は、変倍に伴うピント移動補正や収差変動を補正するために縮小側へ単調移動、又は拡大側へ凸形状の軌跡で移動しても良く、又、変倍時に固定としても良い。
【０１４３】
実施例４では非球面を有するプラスチック材より成るレンズ、またガラス材による非球面を有するレンズを各々用いているが、使用枚数はこれに限らない。また，非球面を有す
るレンズの材料はプラスチック材やガラス材に限らず、光学面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とした所以ハイブリッドタイプ非球面を用いても良い。
【０１４４】
本実施例４によれば、Ｆ値が１．９と小さく，１００型を約３．１ｍと短い距離で投影面に投射可能である。実施例４は、ズーム倍率が約１．３倍である。また歪曲収差は広角端から望遠端への全ズーム領域において０．２８％以内とし、歪みの少ないズームレンズを実現している。
【０１４５】
実施例４においても実施例１〜３と同様に各パラメータを次の如く設定する。
【０１４６】
即ち、
【０１４７】
【数６】
【０１４８】
このとき実施例４は、所定の寸法の投影像原画を投影面上に投射する画像投射装置用のズームレンズとして、次の条件を満足している。
【０１４９】
【数７】
【０１５０】
条件式（５）〜（７）は、諸収差を非球面レンズでバランスよく補正するために有効な各レンズ群が有する非球面レンズの関係を特定したものである。
【０１５１】
諸収差のうち、歪曲収差を補正するためには、軸上から最大画角までの各画角の違いによる光線が同一レンズ面で適度に分散されるような位置、具体的には絞りＳＴから離れた
光線密度が低くなる位置で非球面を用いるのが有効である。
【０１５２】
条件式（５）はこのときの歪曲収差を補正するために規定したものである。条件式（５）は、非球面を光線密度が低くなるレンズを有する第１レンズ群Ｌ１内の所定位置に設けるためのものである。具体的には第１レンズ群Ｌ１内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の、光軸からの高さの最大値と、第１レンズ群Ｌ１内の非球面レンズを通る軸上光線の光軸からの高さの最大値の比であり、光線密度の度合いを表すものである。
【０１５３】
条件式（５）の上限を越えてしまうと歪曲収差の補正には有利となるが軸上光線の高さに依存する他の収差に関してその補正が困難となり好ましくない。また下限を超えてしまうと画角の違いによる収差補正を行うための非球面を用いることの効果が少なくなってしまう。
【０１５４】
次に一般に大口径比のズームレンズを実現するには開放Ｆナンバーを決定する軸上無限遠物体からの平行光線の光軸からの高さｈをより高くする必要がある。この光軸からの高さｈが高くなるほど光束は、レンズの周辺部を通過するので収差を補正する上で困難を生じ、特に球面収差の補正が不利になる。
【０１５５】
条件式（６）は、このときの球面収差を補正するために規定したものである。
【０１５６】
広角端と望遠端における第３レンズ群Ｌ３内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の光軸からの高さの最大値の平均値と、該非球面レンズを通る軸上光線の、光軸からの高さの最大値の平均値の比に関するものである。
【０１５７】
条件式（６）は、これらの光束の光軸からの高さの最大値の比が軸上光線が最大画角の光線に対して大きくなる度合いを表している。
【０１５８】
上限値を越えると軸上光線と軸外光線のそれぞれの光線束が交わる比率が大きくなるので軸上光線に起因する収差を効果的に補正できなくなってしまう。また下限値を超えると軸上光線の高さが大きくなるので、他のレンズ群において軸上光線の高さがより大きくなってしまいトータルとして軸上光線の補正が困難となってしまう。
【０１５９】
条件式（７）は第１レンズ群Ｌ１の非球面レンズを通る最大画角による主光線の光軸からの高さの最大値と、第４レンズ群Ｌ４内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の、光軸からの高さの最大値の比に関するものである。
【０１６０】
この比がマイナス（負符号）になるということは、第１レンズ群Ｌ１での非球面で軸外光線の下光線が、光線密度が小さくなるレンズ周辺部を通ることになる。この結果、非球面による補正効果を受けやすくなり、逆に第４レンズ群Ｌ４の位置においては上光線が非球面の補正効果を受けやすくなる光路となる。
【０１６１】
条件式（７）はこの比を適切に設定することにより、諸収差をバランス良く補正するためのものである。
【０１６２】
条件式（７）の上限値を超えるとレトロフォーカスタイプの特徴である先行する負の屈折力のレンズ群での歪曲の補正効果が少なくなる。
【０１６３】
又、下限値を超えると第１レンズ群Ｌ１で極度に最大画角の光線が軸上光線から離れる状況となり総合の収差補正が困難となってしまう。
【０１６４】
実施例４ではこれら条件式（５）〜（７）を同時に満たすことにより諸収差を良好に抑えつつ、特に、歪曲収差を大幅に低減している。
【０１６５】
また更に好ましくは条件式（５）〜（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【０１６６】
【数８】
【０１６７】
第３レンズ群Ｌ３は、非球面形状の面を有する負レンズを１枚以上有し、その負レンズの材料の屈折率をＮｄ４ｎとするとき、
１．６０ ＜ Ｎｄ３ｎ …（８）
なる条件を満足している。
【０１６８】
第３レンズ群Ｌ３は強い負の屈折力を有し、変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。
【０１６９】
また第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力を強くすることによりペッツバール和を小さくしている。条件式（８）の下限を超えると、ペッツバール和を小さくするのが難しくなる。この結果、レンズ枚数を増やすことになってしまう。さらに変倍による第３レンズ群Ｌ３の移動量も大きくなってしまい小型化が困難となる。
【０１７０】
また更に好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【０１７１】
１．６７ ＜ Ｎｄ３ｎ …（８ａ）
実施例４では、以上のように各レンズ群の屈折力とレンズ構成を適切に配置することによりレンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーム範囲全体に渡りテレセントリック性を良好に維持し収差補正を良好に行い、高い光学性能を得ている。
【０１７２】
次に実施例１〜４に共通の特徴について説明する。
【０１７３】
プラスチック材より成るレンズは、それを液晶プロジェクターに使用するとレンズの温度が上昇し、プラスチック材より成るレンズはガラス材より成るレンズに比べて光学的性能の変化の影響を多く受ける。
【０１７４】
よってプラスチック材より成るレンズを使用するときには、比較的パワーの弱い、すなわち温度変化におけるパワーの変化が少ない構成とする必要があり、プラスチック材より成るレンズの使用に制約がある。
【０１７５】
一般にプラスチック材より成る正レンズは温度上昇による材料の屈折率の変化に伴い正の屈折力が弱まり後方側（像側）のピント位置をオーバー方向にシフトさせる傾向がある。
【０１７６】
また、プラスチック材より成る負レンズは温度上昇による材料の屈折率の変化に伴い負の屈折力が弱まり後方側のピント位置をアンダー方向にシフトさせる傾向がある。
【０１７７】
よってプラスチック材より成る正レンズと負レンズを用いたときには、ピント位置のシフト方向が対をなし、温度変化によるピントズレを抑制させつつ、プラスチック材より成るレンズに効果的にパワーを持たせることができる。
【０１７８】
ｆｎをプラスチック材より成る負レンズの焦点距離とする。ｆｐをプラスチック材より成る正レンズの焦点距離とする。
【０１７９】
このときプラスチック材よりなる正レンズと負レンズを用いるときには、焦点距離ｆｎ、ｆｐが次式（ａ）を満足する範囲で用いるのが良い。
【０１８０】
−０．１０ ＞ ｆｎ／ｆｐ ＞ −０．６０ ・・・・（ａ）
条件式（ａ）の下限を超える領域においては，負のパワーに対し正のパワーが過剰に大きくなってしまう。このため、正レンズの温度変化による影響が顕著に出てしまい、焦点が過剰にオーバー方向へシフトしてしまう。また、条件式（ａ）の上限を超える領域においては正パワーに対し負のパワーが過剰に大きくなってしまう。このため、負レンズの温度変化による影響が顕著に出てしまい、焦点が過剰にアンダー方向へシフトしてしまう。
【０１８１】
以上のように各実施例によれば、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した液晶プロジェクター用に好適なズームレンズを達成することができる。
【０１８２】
図１０は本発明の画像投射装置の実施例５の要部概略図である。
【０１８３】
同図は前述した実施例１〜４で用いたズームレンズを３板式のカラー液晶プロジェクターに適用し複数の液晶パネル（表示ユニット）に基づく複数の色光の画像情報を色合成手段１０２を介して合成している。
【０１８４】
そしてズームレンズ１０３でスクリーン面１０４上に拡大投射する画像投射装置を示している。
【０１８５】
図１０においてカラー液晶プロジェクター１０１はＲ，Ｇ，Ｂの３枚の液晶パネル１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５ＢからのＲＧＢの各色光を色合成手段としてのプリズム１０２で１つの光路に合成している。そして前述したズームレンズより成る投影レンズ１０３を用いてスクリーン１０４に投影している。
【０１８６】
以上のように各実施例に係るズームレンズは、表示体の画像を固定した有限距離にてスクリーンに拡大投射するプロジェクター装置に好適なものである。
【０１８７】
特に表示体に各色光毎に複数の液晶等を用い、各色光を色合成した後に、ズームレンズを介してスクリーン上に高精細な画像投射を行うのに好適な、簡易構成で小型のテレセントリック性を有している。
【０１８８】
ここで、前述の画像投射装置用のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、負正負正正の５群ズーム構成か、或いは負正正負正正の６群ズーム構成であって、単に互いに異なる３つ以上のレンズ群内に１枚以上ずつ非球面レンズを配置する構成としても良い。つまり、前述の条件式を満足しなくても、互いに異なる位置（レンズ群内）に１枚以上ずつ非球面レンズを配置すれば、歪曲収差を始めとした収差を比較的独立した状態で制御することができるため、収差低減を図りやすくなる。
【０１８９】
図１１は本発明の画像投射装置に係るズームレンズを撮像装置に用いたときの実施例の要部概略図である。本実施形態ではビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置１０６に撮影レンズとして前述したズームレンズを用いた例を示している。
【０１９０】
図１１においては被写体１０９の像を撮影レンズ１０８で感光体（画像投射装置における原画に相当）１０７に結像し、画像情報を得ている。
【０１９１】
以上のように各実施例によれば、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有したズームレンズを有する液晶プロジェクターを達成することができる。
【０１９２】
この他、画像情報を銀塩フィルム、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）上に形成するビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置を達成することができる。
【０１９３】
以下に実施例１〜４のズームレンズに各々対応する数値実施例１〜４を示す。各数値実施例においてｉは拡大側（前方側）からの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔である。Ｒｉ，ｄｉの単位はｍｍである。Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線を基準とした第ｉ番目の光学部材の屈折率、アッベ数を示す。Ｗｉｄｅ，Ｔｅｌｅは広角端と望遠端である。ｆ焦点距離である。ＦｎｏはＦナンバーである。ωは半画角である。
【０１９４】
またｋを円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２］１／２］
＋Ａｈ４＋Ｂｈ６＋Ｃｈ８＋Ｄｈ１０＋Ｅｈ１２で表示される。但しｒは近軸曲率半径である。
【０１９５】
なお、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。
【０１９６】
前述の各条件式１〜８と数値実施例１〜４における諸数値との関係を表１に示す。
【０１９７】
【数９】
【０１９８】
【数１０】
【０１９９】
【数１１】
【０２００】
【数１２】
【０２０１】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】実施例１の画像投射装置の要部概略図
【図２】実施例１のズームレンズの広角端と望遠端における収差図
【図３】実施例２の画像投射装置の要部概略図
【図４】実施例２のズームレンズの広角端と望遠端における収差図
【図５】実施例３の画像投射装置の要部概略図
【図６】実施例３のズームレンズの広角端と望遠端における収差図
【図７】実施例４の画像投射装置の要部概略図
【図８】実施例４のズームレンズの広角端と望遠端における収差図
【図９】実施例１の光路の説明図
【図１０】カラー液晶プロジェクターの要部概略図
【図１１】撮像装置の要部概略図
【符号の説明】
【０２０３】
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ５ 第５レンズ群
Ｌ６ 第６レンズ群
ＳＴ 開口絞り
ＬＣＤ 液晶表示装置（像面）
ＧＢ 硝子ブロック（色合成プリズム）
Ｓ Ｓａｇｉｔｔａｌ像面の倒れ
Ｍ Ｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ像面の倒れ
１０１ 液晶プロジェクター
１０２ 色合成手段
１０３ 投射レンズ
１０４ スクリーン
１０５（５Ｂ、５Ｇ、５Ｒ） 液晶パネル
１０６ 撮像装置
１０７ 撮像手段
１０８ 撮影レンズ
１０９ 被写体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置に関し、例えば液晶表示素子で形成される画像情報を投影面上に投射する液晶プロジェクターとして好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターに用いられるズームレンズには、像側（縮小側）に色分解プリズムや色フィルター等を配置するためバックフォーカスが長く、像側がテレセントリックであることが要望されている。
【０００３】
更に、短い投射距離で大画面の投射ができるよう、広画角であること、即ちレンズ系全体がレトロフォーカス型であること、そして種々な投射倍率で投射ができるように高ズーム比であること等が要望されている。
【０００４】
これらの要望を満足し、高い光学性能を得る一方法として光学系中に、非球面形状の面を有するレンズ（非球面レンズ）を用いる方法がある。
【０００５】
従来、液晶プロジェクターに用いられるズームレンズとして、非球面レンズを用いて長いバックフォーカスを有し、高い光学性能を有するレトロフォーカス型のズームレンズが知られている。
【０００６】
このうち拡大側より縮小側へ順に、負、正、正、負、正（もしくは負）、正の屈折力の第１〜第６レンズ群の配列による全体として６つのレンズ群より成る６群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【０００７】
又、拡大側より縮小側へ順に、負、正、負、正、正の屈折力の第１〜第５レンズ群より成る５群ズームレンズが知られている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００１−２３５６７９号公報
【特許文献２】特開２００１−１０８９００号公報
【特許文献３】特開２０００−１１１７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プロジェクターで用いられるズームレンズは、長いバックフォーカスを有し、縮小側がテレセントリックであることが要望されるために、拡大側に負の屈折力のレンズ群を、縮小側に正の屈折力のレンズ群を配する場合が多い。
【０００９】
このようなレンズ構成のズームレンズは、レンズ系全体の非対称性が増大し、例えば広画角化を図ろうとすると歪曲収差や像面湾曲等の軸外諸収差が多く発生してくる。
【００１０】
これらの諸収差を補正するには、非球面レンズを用いるのが有効である。しかしながら複数のレンズ群より成るズームレンズにおいては、投射画角やＦナンバー等を考慮して非球面レンズをレンズ系中の適切な位置に配置しないと高ズーム比化、広画角化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しい。
【００１１】
特に、複数の非球面レンズを用いて歪曲収差や像面湾曲等の軸外収差を全ズーム範囲にわたり良好に補正しつつ広画角の投射において高い光学性能を得るには、複数の非球面レンズの適切な位置への配置が重要になってくる。
【００１２】
本発明は、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した、例えば液晶プロジェクター用に好適なズームレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に第１〜第６レンズ群を有する画像投射装置用のズームレンズであって、
前記第１レンズ群、前記第４レンズ群、前記第５レンズ群は、各々非球面を含んでおり、
【００１４】
【数１】
【００１５】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１６】
この他、本発明のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に第１〜第５レンズ群を有する画像投射用のズームレンズであって、
前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群は、各々非球面を含んでおり、
【００１７】
【数２】
【００１８】
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した、例えば液晶プロジェクター用に好適なズームレンズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の画像投射装置の実施例について説明する。
【００２１】
まず初めに、請求項等でも用いられている文言について簡単に説明する。本願実施例中の記載において、光線高さとは、光軸からの距離（光軸と垂直な方向の距離）のことである。また、軸上光束とは、縮小側共役位置又は拡大側共役位置の光軸上の点から出射する光束（言い換えると、多数の光線）のことである。また、軸上マージナル光線とは、前述の軸上光束（結像に寄与する光線束）のうち最も外側（光軸から離れた位置）を通る光線のことであり、光学系のＦｎｏを決定する光線である。また、最軸外主光線とは、縮小側共役位置又は拡大側共役位置の光軸から最も離れた位置から出射（最も離れた位置に入射）する光束の主光線のことである。液晶パネル等の画像を形成する表示ユニットを持つ画像投射装置においては、単に最大画角の主光線としても良いし、原画を形成する表示ユニット（液晶パネル等）の光軸から最も離れた位置から出射する光束の主光線としても良い。
【００２２】
図１は、実施例１の画像投射装置（液晶ビデオプロジェクター）用のズームレンズの広
角端（短焦点距離端）における要部概略図である。
【００２３】
図２（Ａ）、（Ｂ）は、実施例１においてスクリーンまでの距離（第１レンズ群からの距離）２ｍのときの広角端と望遠端（長焦点距離端）における収差図である。
【００２４】
図３は、実施例２の画像投射装置用のズームレンズの広角端における要部概略図である。
【００２５】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、実施例２においてスクリーンまでの距離２ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２６】
図５は、実施例３の画像投射装置用のズームレンズの広角端における要部概略図である。
【００２７】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、実施例３においてスクリーンまでの距離２ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２８】
図７は、実施例４の画像投射装置用のズームレンズの広角端における要部概略図である。
【００２９】
図８（Ａ）、（Ｂ）は、実施例４においてスクリーンまでの距離２ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００３０】
図９は本発明の画像投射装置に用いるズームレンズの光路の説明図である。
【００３１】
図１０は、本発明のカラー液晶プロジェクターの要部概略図である。
【００３２】
図１１は、本発明に係るズームレンズをデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いたときの要部概略図である。
【００３３】
図１、図３、図５、図７の実施例１〜４における画像投射装置では、液晶パネルＬＣＤに表示される原画（被投影画像）をズームレンズ（投影レンズ、投写レンズ）ＰＬを用いてスクリーン面（投影面）Ｓ０上に拡大投影している状態を示している。
【００３４】
Ｓ０はスクリーン面（投影面）、ＬＣＤは液晶パネル（液晶表示素子）であり、ズームレンズＰＬの像面に位置している。スクリーン面Ｓ０と液晶パネルＬＣＤとは共役関係にあり、一般にはスクリーン面Ｓ０は距離の長い方の共役点で拡大側（前方、拡大共役側）に、液晶パネルＬＣＤは距離の短い方の共役点で縮小側（後方、縮小共役側）に相当している。
【００３５】
尚、ズームレンズを撮像装置の撮影系として用いるときは、スクリーン面Ｓ０側が物体側、液晶パネルＬＣＤ側が像側（ＩＰ）となる。
【００３６】
ＳＴは開口絞りである。
【００３７】
ＧＢは色合成プリズムや偏光フィルター、そしてカラーフィルター等に対応して光学設計上設けられたガラスブロックである。
【００３８】
ズームレンズＰＬは、接続部材（不図示）を介して液晶ビデオプロジェクター本体（不図示）に装着されている。ガラスブロックＧＢ以降の液晶表示素子ＬＣＤ側は表示ユニッ
トとしてプロジェクター本体に含まれている。
【００３９】
尚、ガラスブロックＧＢをズームレンズＰＬの構成要件の１つとして含ませて、液晶表示素子ＬＣＤをプロジェクター本体側に含ませても良い。
【００４０】
ｉを拡大側から縮小側へのズームレンズＰＬを構成する各レンズ群の順序としたとき、Ｌｉは第ｉレンズ群を示している。
【００４１】
矢印は、広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００４２】
液晶パネルＬＣＤは、縮小側に設けた照明光学系（不図示）からの光で照明されている。
【００４３】
ズームレンズＰＬは、照明光学系との良好な瞳整合性を確保するため、液晶パネルＬＣＤ側（縮小側）の瞳が遠方にある、テレセントリック性を有している。
【００４４】
ガラスブロックＧＢは、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの液晶パネルＬＣＤの画像を合成する手段、特定の偏光方向のみを選択する手段、偏光の位相を変える手段等の光学部材を含んでいる。
【００４５】
各実施例のズームレンズＰＬでは、負の屈折力のレンズが先行する（拡大側に位置する）ネガティブリード型の複数のレンズ群を採用することにより、ガラスブロックＧＢを配置するための十分長いバックフォーカスの確保を容易にしている。
【００４６】
各実施例のズームレンズＰＬは、変倍機能を得るため、いくつかのレンズ群が光軸上を移動し、全系の合成焦点距離を変更している。
【００４７】
尚、図２、図４、図６、図８の収差図においてＧは波長５５０ｎｍ、Ｒは波長６２０ｎｍ、Ｂは波長４７０ｎｍでの収差を示している。又、Ｓは波長５５０ｎｍでのサジタル像面の倒れ、Ｍは波長５５０ｎｍでのメリジオナル像面の倒れを示している。ＦｎｏはＦナンバーである。ωは半画角である。
【００４８】
まず、ズームレンズが全体として６つのレンズ群より成る図１、図３、図５の実施例１〜３の特徴について説明する。
【００４９】
Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群、Ｌ６は正の屈折力の第６レンズ群である。ここで屈折力（パワー）は焦点距離の逆数である。
【００５０】
絞りＳＴは、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間に設けている。
【００５１】
図１の実施例１では広角端から望遠端のズーミングに際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、そして第５レンズ群Ｌ５は、拡大側（スクリーンＳＯ）へ各々独立に移動している。
【００５２】
第１レンズ群Ｌ１と第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには不動である。
【００５３】
図３の実施例２では広角端から望遠端のズーミングに際して矢印のように第２レンズ群
Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、そして第５レンズ群Ｌ５は拡大側へ各々独立に移動している。又、第４レンズ群Ｌ４は縮小側に凸状の軌跡で移動している。第１レンズ群Ｌ１と第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには不動である。
【００５４】
図５の実施例３では広角端から望遠端のズーミングに際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、そして第５レンズ群Ｌ５は拡大側へ各々独立に移動している。
【００５５】
第１レンズ群Ｌ１、第４レンズ群Ｌ４および第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには不動である。
【００５６】
この他、実施例１〜３のレンズ構成の特徴は、次のとおりである。
【００５７】
第１、第６レンズ群Ｌ１、Ｌ６はズーミングのために移動しない。従ってズーミングに際して第１〜第６レンズ群Ｌ１〜Ｌ６までの全長は一定である。これにより投射レンズ系を収納する鏡筒の堅牢性を確保している。
【００５８】
第１レンズ群Ｌ１は光軸上移動してフォーカスを行っている。尚、フォーカスは表示パネルＬＣＤを移動させて行っても良い。
【００５９】
第１、第４、第５レンズ群Ｌ１、Ｌ４、Ｌ５は各々１以上の非球面形状の面を含む非球面レンズを１以上有している。
【００６０】
第１レンズ群Ｌ１は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る負レンズを１枚以上有している。バックフォーカスが長い広角タイプ（レトロフォーカスタイプ）のレンズ系では、第１レンズ群Ｌ１が強い負の屈折力を有することが要求される。
【００６１】
第１レンズ群Ｌ１に所定の強さの負の屈折力を与えると諸収差が多く発生する。各実施例では、このときに発生する諸収差をプラスチック材より成り、非球面を有する負レンズを第１レンズ群Ｌ１中に設けて効率的に補正している。
【００６２】
また、第１レンズ群Ｌ１は他のレンズ群に比べて口径が大きくなるので投射時の光線密度が小さくなり、それに伴い各収差を適切に補正するための非球面が設定しやすくなる系となっている。
【００６３】
第１レンズ群Ｌ１中の非球面は、第１レンズ群Ｌ１中の他のレンズでの収差補正の負担を軽減している。さらにはレンズ枚数の削減にも効果がある。
【００６４】
第１レンズ群Ｌ１中の拡大側から数えて第２番目のレンズはプラスチック材より成る非球面レンズである。プラスチック材より成る非球面レンズが外部に剥き出しになることが無いようにして機械的強度の弱いプラスチック材より成る非球面レンズを保護している。
【００６５】
尚、非球面レンズとしてプラスチックを用いる他にも薄膜を設けたハイブリッドタイプの非球面レンズや、ガラス成形より成る非球面レンズを用いても良い。
【００６６】
第５レンズ群Ｌ５は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る正レンズを１枚以上有している。この理由は、縮小側（縮小共役側）でテレセントリック性を良好にもたせるため比較的パワーの強い正の屈折力の第５レンズ群を用いるためである。第５レンズ群Ｌ５中の正レンズに非球面形状の面を１以上持たせることにより残存している軸外収差を効果的に補正している。なお、非球面レンズの材料としてプラスチックを用いる他にも薄膜より成るハイブリッドタイプの非球面レンズや、ガラス成形より成る非球面レンズを
用いても良い。
【００６７】
次に実施例１〜３の各レンズ群のレンズ構成の特徴について説明する。
【００６８】
第１レンズ群Ｌ１は、拡大側から縮小側へ順に、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１１、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１２、縮小側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１３、両凸形状の正レンズＧ１４の４枚で構成している。負レンズＧ１２をプラスチック材より構成し、その両面を非球面形状としている。
【００６９】
負レンズＧ１２は両面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。また、最も縮小側の正レンズＧ１４において縮小側の面を曲率の大きな凸形状とすることにより歪曲収差およびコマ収差を補正している。さらに負レンズＧ１１は材料に高屈折率のガラスを使用することにより前玉レンズ径の増大を抑えている。
【００７０】
第２レンズ群Ｌ２は両凸形状の正レンズＧ２１の１枚で構成している。これにより、主に第１レンズ群Ｌ１で発生した諸収差を補正している。この正レンズＧ２１には屈折率の高い材料を用いて、ペッツバール和の補正およびズーミング時の球面収差等の諸収差の変動を小さくしている。
【００７１】
一般に中間像高等での像面湾曲および非点収差が大きいと解像感が劣化するためペッツバール和は小さいことが重要である。さらに色収差補正の観点から、第１レンズ群Ｌ１で発生した倍率色収差を効率良く補正するため、第２レンズ群Ｌ２を構成するレンズには、高屈折率で低分散特性を有する材料を選択している。
【００７２】
第３レンズ群Ｌ３は、拡大側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ３１で構成しており、主たる変倍の役割を担っている。
【００７３】
第４レンズ群Ｌ４は、両凹形状の負レンズＧ４１で構成している。負レンズＧ４１に強い負の屈折力を与えている。実施例１、２において第４レンズ群Ｌ４は変倍に伴うピント面（像面）の移動を補正する役割を担っている。また、両面を非球面形状とすることにより広角端から望遠端への全ズーム領域で球面収差を補正している。この強い負の屈折力の負レンズＧ４１を配置することにより、ペッツバール和を小さくしている。
【００７４】
第５レンズ群Ｌ５は、拡大側から縮小側へ順に、両凹形状の負レンズＧ５１と両凸形状の正レンズＧ５２との接合レンズ、両凸形状の正レンズＧ５３、縮小側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ５４の４枚より構成している。
【００７５】
なお、絞りＳＴは第５レンズ群Ｌ５内に存在し、ズーミング時の軸外収差の変動をおさえている。尚絞りＳＴは、第５レンズ群Ｌ５以外に設定しても良い。さらに絞りＳＴは、ズーミングの際、レンズ群と共に動かせることなく独立に動かす構成としても良い。最も拡大側に負の屈折力の負レンズＧ５１を配することによりペッツバール和を小さくしている。
【００７６】
また、縮小側の主点位置を制御し、良好なテレセントリック性を確保しつつ必要な長さのバックフォーカスを得ている。
【００７７】
また、接合レンズおよび単独の正レンズＧ５３は色収差を小さく抑えるため材料に低分散ガラスを使用している。
【００７８】
さらに、最も縮小側のレンズＧ５４をプラスチック材より構成し、両レンズ面を非球面
形状としている。これにより、非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。
【００７９】
第６レンズ群Ｌ６は、両凸形状の正レンズＧ６１より構成している。正レンズＧ６１は色収差を抑えるため、材料に低分散ガラスとしている。又パワーを強くして、テレセントリック性を良くしている。
【００８０】
実施例１〜３において、第４レンズ群Ｌ４は、変倍に伴うピント移動の補正や収差変動の補正をするために縮小側へ単調移動、又は拡大側へ凸形状の軌跡で移動しても良い。
【００８１】
さらに、実施例１〜３では非球面を有するプラスチック材より成る正および負レンズ、またガラス材より成る非球面を有するレンズをそれぞれ１枚用いているが、使用枚数はこれに限らず、複数用いても良い。また，非球面を有するレンズの材料はプラスチック材やガラス材に限らず、光学面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とした所以ハイブリッドタイプの非球面を用いても良い。
【００８２】
実施例１〜３によれば、Ｆ値が１．８と小さく，１００型を約３．０ｍと短い距離で投射面に投射可能である。実施例１ではズーム倍率が約１．４倍という高変倍化を実現している。また歪曲収差は広角端から望遠端への全ズーム領域において０．３５％以内とし、歪みの少ないズームレンズを実現している。
【００８３】
実施例２では、ズーム倍率が約１．７倍という高変倍化を実現している。また歪曲収差は広角端から望遠端全域において０．１８％以内とし、歪みの少ないズームレンズを実現している。
【００８４】
実施例３では、ズーム倍率が約１．５倍という高変倍化を実現している。また歪曲収差は広角端から望遠端全域において０．２０％以内とし、歪みの少ないズームレンズを実現している。
【００８５】
図９は図１の実施例１を例にとり、画像投射装置に用いるズームレンズの軸上光線と最大画角（表示ユニット等の共役面の画像形成領域のうち、光軸から最も離れた位置）を通る軸外光線の進行方向を逆方向にして示した光路の説明図である。
【００８６】
図９において、
【００８７】
【数３】
【００８８】
ここで、光線高さ（光軸からの距離）の最大値とは、非球面の数が１つのときは、その非球面での光線が通過する位置の光線高さである。又、非球面の数が複数のときは、それらの非球面の中で最も光線高さが高い位置を通る光線の通過位置の光線高さのことを言う。
【００８９】
また、軸上光線とは、共役面の軸上位置（具体的には液晶パネル等の原画を形成する原画形成素子の原画の中心位置）から出射する光線のことである。ここで軸上位置から出射する光線は多数あるが、その多数存在する光線のうち、非球面を通過する位置での光線高さが最も高い光線が非球面を通過する位置を、上述のように定義し、以下の条件式で用いている。このような位置を、軸上マージナル光線が非球面を通過する位置、と言っても構わない。
【００９０】
非球面レンズは、レンズ群中に非球面レンズが複数あるときは、任意の１つの非球面レンズをいう。
【００９１】
このとき実施例１〜３は、所定の寸法の投影像原画を投影面上に投射する画像投射装置用のズームレンズとして、次の条件を満足している。
【００９２】
【数４】
【００９３】
条件式（１）〜（３）は、諸収差を非球面レンズでバランスよく補正するために有効
な各レンズ群が有する非球面レンズの関係を特定したものである。ここで、条件式の符号は、図９に記載した通りである。すなわち、前述の最軸外主光線や軸上マージナル光線と光軸を含む断面で、前述の最軸外主光線（軸上マージナル光線）が光軸に対してずれている方向を正とする。
【００９４】
諸収差のうち、歪曲収差を補正するためには、軸上から最大画角までの各画角の違いによる光線が同一レンズ面で適度に分散されるような位置、具体的には絞りＳＴから離れた光線密度が低くなる位置で非球面を用いるのが有効である。
【００９５】
条件式（１）はこのときの歪曲収差を補正するために規定したものである。条件式（１）は、非球面を光線密度が低くなるレンズを有する第１レンズ群Ｌ１内の所定位置に設けるためのものである。具体的には第１レンズ群Ｌ１内の非球面（非球面は１つでも良いし複数でも良い）を通る最大画角による主光線（最大画角から出射する光束の主光線）の、光軸からの高さの最大値と、第１レンズ群Ｌ１内の非球面レンズを通る軸上光線の光軸からの高さの最大値の比であり、光線密度の度合いを表すものである。
【００９６】
条件式（１）の上限を越えてしまうと歪曲収差の補正には有利となるが軸上光線の高さに依存する他の収差に関してその補正が困難となり好ましくない。また下限を超えてしまうと画角の違いによる収差補正を行うための非球面を用いることの効果が少なくなってしまう。
【００９７】
次に一般に大口径比のズームレンズを実現するには開放Ｆナンバーを決定する軸上無限遠物体からの平行光線の光軸からの高さｈをより高くする必要がある。この光軸からの高さｈが高くなるほど光束は、レンズの周辺部を通過するので収差を補正する上で困難を生じ、特に球面収差の補正が不利になる。
【００９８】
条件式（２）は、このときの球面収差を補正するために規定したものである。
【００９９】
広角端と望遠端における第４レンズ群Ｌ４内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の光軸からの高さの最大値の平均値と、該非球面レンズを通る軸上光線の、光軸からの高さの最大値の平均値の比に関するものである。
【０１００】
条件式（２）は、これらの光束の光軸からの高さの最大値の比が軸上光線が最大画角の光線に対して大きくなる度合いを表している。
【０１０１】
上限値を越えると軸上光線と軸外光線のそれぞれの光線束が交わる比率が大きくなるので軸上光線に起因する収差を効果的に補正できなくなってしまう。また下限値を超えると軸上光線の高さが大きくなるので、他のレンズ群において軸上光線の高さがより大きくなってしまいトータルとして軸上光線の補正が困難となってしまう。
【０１０２】
条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１の非球面レンズを通る最大画角による主光線の光軸からの高さの最大値と、第５レンズ群Ｌ５内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の、光軸からの高さの最大値の比に関するものである。
【０１０３】
この比がマイナス（負符号）になるということは、第１レンズ群Ｌ１での非球面で軸外光線の下光線が、光線密度が小さくなるレンズ周辺部を通ることになる。この結果、非球面による補正効果を受けやすくなり、逆に第５レンズ群Ｌ５の位置においては上光線が非球面の補正効果を受けやすくなる光路となる。
【０１０４】
条件式（３）はこの比を適切に設定することにより、諸収差をバランス良く補正するた
めのものである。
【０１０５】
条件式（３）の上限値を超えるとレトロフォーカスタイプの特徴である先行する負の屈折力のレンズ群での歪曲の補正効果が少なくなる。
【０１０６】
又、下限値を超えると第１レンズ群Ｌ１で極度に最大画角の光線が軸上光線から離れる状況となり総合の収差補正が困難となってしまう。
【０１０７】
実施例１〜３ではこれら条件式（１）〜（３）を同時に満たすことにより諸収差を良好に抑えつつ、特に、歪曲収差を大幅に低減している。
【０１０８】
また更に好ましくは条件式（１）〜（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【０１０９】
【数５】
【０１１０】
第４レンズ群Ｌ４は、非球面形状の面を有する負レンズを１枚以上有し、その負レンズの材料の屈折率をＮｄ４ｎとするとき、
１．６０ ＜ Ｎｄ４ｎ …（４）
なる条件を満足している。
【０１１１】
第４レンズ群Ｌ４は、強い負の屈折力を有し、変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。また第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力を強くすることによりペッツバール和を小さくしている。
【０１１２】
条件式（４）の下限を超えると、ペッツバール和を小さくするのが難しくなる。この結果、像面湾曲を小さくするためにレンズ枚数を増やすことになってしまう。さらに実施例１、２では変倍による第４レンズ群Ｌ４の移動量も大きくなってしまいレンズ系全体の小型化が困難となる。
【０１１３】
また更に好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【０１１４】
１．６７ ＜ Ｎｄ４ｎ …（４ａ）
実施例１〜３では、以上のように各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に配置することによって、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーム範囲全体にわたり、縮小側のテレセントリック性を良好に維持しつつ、収差補正を良好に行い、高い光学性能を得ている。
【０１１５】
次に全体として５つのレンズ群より成る図７の実施例４の特徴について説明する。
【０１１６】
図７の実施例４において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。絞りＳＴは、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に設けている。
【０１１７】
図７の実施例４では広角端から望遠端のズーミングに際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、そして第４レンズ群Ｌ４は、拡大側へ各々独立に移動している。
【０１１８】
第１レンズ群Ｌ１と第５レンズ群Ｌ５はズーミングのためには不動である。従って、ズーミングに際して第１〜第５レンズ群Ｌ１〜Ｌ５までの全長は一定である。
【０１１９】
これにより実施例１〜３と同様の効果を得ている。第１レンズ群Ｌ１は光軸上移動してフォーカスを行っている。尚、フォーカスは表示パネルＬＣＤを移動させて行っても良い。
第１、第３、第４レンズ群Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４は各々、１以上の非球面形状の面を含む非球面レンズを有している。
【０１２０】
第１レンズ群Ｌ１は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る負レンズを１枚以上有している。バックフォーカスが長い広角タイプ（レトロフォーカスタイプ）のレンズ系では、第１レンズ群Ｌ１が強い負の屈折力を有することが要求される。
【０１２１】
第１レンズ群Ｌ１に所定の強さの負の屈折力を与えると諸収差が多く発生する。実施例４では、このときに発生する諸収差をプラスチック材より成り、非球面を有する負レンズを第１レンズ群Ｌ１中に設けて効率的に補正している。
【０１２２】
また、第１レンズ群Ｌ１は他のレンズ群に比べて口径が大きくなるので投射時の光線密度が小さくなり、それに伴い各収差を適切に補正するための非球面が設定しやすくなる系となっている。
【０１２３】
第１レンズ群Ｌ１中の非球面は、第１レンズ群Ｌ１中の他のレンズでの収差補正の負担を軽減している。さらにはレンズ枚数の削減にも効果がある。
【０１２４】
第１レンズ群Ｌ１中の拡大側から数えて第２番目のレンズはプラスチック材より成る非球面レンズである。プラスチック材より成る非球面レンズが外部に剥き出しになることが無いようにして機械的強度の弱いプラスチック材より成る非球面レンズを保護している。
【０１２５】
尚、非球面レンズとしてプラスチックを用いる他にも薄膜を設けたハイブリッドタイプの非球面レンズや、ガラス成形より成る非球面レンズを用いても良い。
【０１２６】
第４レンズ群Ｌ４は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る正レンズを１枚以上有している。この理由は、縮小側（縮小共役側）でテレセントリック性を良好にもたせるため比較的パワーの強い正の屈折力の第４レンズ群を用いるためである。第４レンズ群Ｌ４中の正レンズに非球面形状の面を１上持たせることにより残存している軸外収差を効果的に補正している。
【０１２７】
なお、非球面レンズの材料としてプラスチックを用いる他にも薄膜より成るハイブリッドタイプの非球面レンズや、ガラス成形より成る非球面レンズを用いても良い。
【０１２８】
次に実施例４の各レンズ群のレンズ構成の特徴について説明する。
【０１２９】
第１レンズ群Ｌ１は、拡大側から縮小側へ順に、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１１、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１２、両凹形状の負レンズＧ１３、両凸形状の正レンズＧ１４の４枚より構成している。
【０１３０】
負レンズＧ１２をプラスチック材より構成し、その両面を非球面形状としている。負レンズＧ１２は両面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。
【０１３１】
また、最も縮小側の正レンズＧ１４において縮小側の面を曲率の大きな凸形状とすることにより歪曲収差およびコマ収差を補正している。
【０１３２】
さらに第１レンズ群Ｌ１の各レンズの材料に高分散ガラスおよび低分散ガラスを併せて使用することにより倍率色収差の発生を極力抑えている。
【０１３３】
第２レンズ群Ｌ２は両凸形状の正レンズＧ２１、同じく両凸形状の正レンズＧ２２の２枚で構成している。第２レンズ群Ｌ２は主たる変倍の役割を担っている。
【０１３４】
変倍による第２レンズ群Ｌ２の移動量を抑えるために正レンズＧ２１の材料には、高屈折率のガラスを選択している。又、第１レンズ群Ｌ１で発生した倍率色収差を効率良く補正するため正レンズＧ２２の材料には低分散特性を有する材料を選択している。
【０１３５】
第３レンズ群Ｌ３は、両凹形状の負レンズＧ３１で構成している。負レンズＧ３１に強い負の屈折力を与えている。第３レンズ群Ｌ３は、変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。
【０１３６】
また、両面を非球面形状とすることにより広角端から望遠端への全ズーム領域で球面収差を補正している。この強い負の屈折力の負レンズＧ３１を配置することにより、ペッツバール和を小さくしている。
【０１３７】
なお、絞りＳＴは第３レンズ群Ｌ３に存在し、ズーミング時の軸外収差の変動をおさえている。また絞りＳＴは、第３レンズ群Ｌ３以外に設定しても良い。さらに絞りＳＴは、ズーミングの際、レンズ群と共に動かせることなく独立に動かす構成としても良い。
【０１３８】
第４レンズ群Ｌ４は、拡大側から縮小側へ順に、両凹形状の負レンズＧ４１と両凸形状の正レンズＧ４２との接合レンズ、両凸形状の正レンズＧ４３、同じく両凸形状の正レンズＧ４４の４枚で構成している。
【０１３９】
最も拡大側に負の屈折力をもつ負レンズＧ４１を配することによりペッツバール和を小さくしている。また、縮小側の主点位置を制御し、良好なテレセントリック性を確保しつつ必要な長さのバックフォーカスを得ている。
【０１４０】
また、正レンズＧ４３は色収差を小さく抑えるため材料に低分散ガラスを使用している。さらに、最も縮小側のレンズＧ４４のレンズ面を非球面形状としている。これにより、非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。
【０１４１】
第５レンズ群Ｌ５は、両凸形状の正レンズＧ５１より構成している。正レンズＧ５１はパワーを強くしてテレセントリック性を良くしている。
【０１４２】
広角端から望遠端に至るズーミング時において、第３レンズ群Ｌ３は、変倍に伴うピント移動補正や収差変動を補正するために縮小側へ単調移動、又は拡大側へ凸形状の軌跡で移動しても良く、又、変倍時に固定としても良い。
【０１４３】
実施例４では非球面を有するプラスチック材より成るレンズ、またガラス材による非球面を有するレンズを各々用いているが、使用枚数はこれに限らない。また，非球面を有す
るレンズの材料はプラスチック材やガラス材に限らず、光学面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とした所以ハイブリッドタイプ非球面を用いても良い。
【０１４４】
本実施例４によれば、Ｆ値が１．９と小さく，１００型を約３．１ｍと短い距離で投影面に投射可能である。実施例４は、ズーム倍率が約１．３倍である。また歪曲収差は広角端から望遠端への全ズーム領域において０．２８％以内とし、歪みの少ないズームレンズを実現している。
【０１４５】
実施例４においても実施例１〜３と同様に各パラメータを次の如く設定する。
【０１４６】
即ち、
【０１４７】
【数６】
【０１４８】
このとき実施例４は、所定の寸法の投影像原画を投影面上に投射する画像投射装置用のズームレンズとして、次の条件を満足している。
【０１４９】
【数７】
【０１５０】
条件式（５）〜（７）は、諸収差を非球面レンズでバランスよく補正するために有効な各レンズ群が有する非球面レンズの関係を特定したものである。
【０１５１】
諸収差のうち、歪曲収差を補正するためには、軸上から最大画角までの各画角の違いによる光線が同一レンズ面で適度に分散されるような位置、具体的には絞りＳＴから離れた
光線密度が低くなる位置で非球面を用いるのが有効である。
【０１５２】
条件式（５）はこのときの歪曲収差を補正するために規定したものである。条件式（５）は、非球面を光線密度が低くなるレンズを有する第１レンズ群Ｌ１内の所定位置に設けるためのものである。具体的には第１レンズ群Ｌ１内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の、光軸からの高さの最大値と、第１レンズ群Ｌ１内の非球面レンズを通る軸上光線の光軸からの高さの最大値の比であり、光線密度の度合いを表すものである。
【０１５３】
条件式（５）の上限を越えてしまうと歪曲収差の補正には有利となるが軸上光線の高さに依存する他の収差に関してその補正が困難となり好ましくない。また下限を超えてしまうと画角の違いによる収差補正を行うための非球面を用いることの効果が少なくなってしまう。
【０１５４】
次に一般に大口径比のズームレンズを実現するには開放Ｆナンバーを決定する軸上無限遠物体からの平行光線の光軸からの高さｈをより高くする必要がある。この光軸からの高さｈが高くなるほど光束は、レンズの周辺部を通過するので収差を補正する上で困難を生じ、特に球面収差の補正が不利になる。
【０１５５】
条件式（６）は、このときの球面収差を補正するために規定したものである。
【０１５６】
広角端と望遠端における第３レンズ群Ｌ３内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の光軸からの高さの最大値の平均値と、該非球面レンズを通る軸上光線の、光軸からの高さの最大値の平均値の比に関するものである。
【０１５７】
条件式（６）は、これらの光束の光軸からの高さの最大値の比が軸上光線が最大画角の光線に対して大きくなる度合いを表している。
【０１５８】
上限値を越えると軸上光線と軸外光線のそれぞれの光線束が交わる比率が大きくなるので軸上光線に起因する収差を効果的に補正できなくなってしまう。また下限値を超えると軸上光線の高さが大きくなるので、他のレンズ群において軸上光線の高さがより大きくなってしまいトータルとして軸上光線の補正が困難となってしまう。
【０１５９】
条件式（７）は第１レンズ群Ｌ１の非球面レンズを通る最大画角による主光線の光軸からの高さの最大値と、第４レンズ群Ｌ４内の非球面レンズを通る最大画角による主光線の、光軸からの高さの最大値の比に関するものである。
【０１６０】
この比がマイナス（負符号）になるということは、第１レンズ群Ｌ１での非球面で軸外光線の下光線が、光線密度が小さくなるレンズ周辺部を通ることになる。この結果、非球面による補正効果を受けやすくなり、逆に第４レンズ群Ｌ４の位置においては上光線が非球面の補正効果を受けやすくなる光路となる。
【０１６１】
条件式（７）はこの比を適切に設定することにより、諸収差をバランス良く補正するためのものである。
【０１６２】
条件式（７）の上限値を超えるとレトロフォーカスタイプの特徴である先行する負の屈折力のレンズ群での歪曲の補正効果が少なくなる。
【０１６３】
又、下限値を超えると第１レンズ群Ｌ１で極度に最大画角の光線が軸上光線から離れる状況となり総合の収差補正が困難となってしまう。
【０１６４】
実施例４ではこれら条件式（５）〜（７）を同時に満たすことにより諸収差を良好に抑えつつ、特に、歪曲収差を大幅に低減している。
【０１６５】
また更に好ましくは条件式（５）〜（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【０１６６】
【数８】
【０１６７】
第３レンズ群Ｌ３は、非球面形状の面を有する負レンズを１枚以上有し、その負レンズの材料の屈折率をＮｄ４ｎとするとき、
１．６０ ＜ Ｎｄ３ｎ …（８）
なる条件を満足している。
【０１６８】
第３レンズ群Ｌ３は強い負の屈折力を有し、変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。
【０１６９】
また第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力を強くすることによりペッツバール和を小さくしている。条件式（８）の下限を超えると、ペッツバール和を小さくするのが難しくなる。この結果、レンズ枚数を増やすことになってしまう。さらに変倍による第３レンズ群Ｌ３の移動量も大きくなってしまい小型化が困難となる。
【０１７０】
また更に好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【０１７１】
１．６７ ＜ Ｎｄ３ｎ …（８ａ）
実施例４では、以上のように各レンズ群の屈折力とレンズ構成を適切に配置することによりレンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーム範囲全体に渡りテレセントリック性を良好に維持し収差補正を良好に行い、高い光学性能を得ている。
【０１７２】
次に実施例１〜４に共通の特徴について説明する。
【０１７３】
プラスチック材より成るレンズは、それを液晶プロジェクターに使用するとレンズの温度が上昇し、プラスチック材より成るレンズはガラス材より成るレンズに比べて光学的性能の変化の影響を多く受ける。
【０１７４】
よってプラスチック材より成るレンズを使用するときには、比較的パワーの弱い、すなわち温度変化におけるパワーの変化が少ない構成とする必要があり、プラスチック材より成るレンズの使用に制約がある。
【０１７５】
一般にプラスチック材より成る正レンズは温度上昇による材料の屈折率の変化に伴い正の屈折力が弱まり後方側（像側）のピント位置をオーバー方向にシフトさせる傾向がある。
【０１７６】
また、プラスチック材より成る負レンズは温度上昇による材料の屈折率の変化に伴い負の屈折力が弱まり後方側のピント位置をアンダー方向にシフトさせる傾向がある。
【０１７７】
よってプラスチック材より成る正レンズと負レンズを用いたときには、ピント位置のシフト方向が対をなし、温度変化によるピントズレを抑制させつつ、プラスチック材より成るレンズに効果的にパワーを持たせることができる。
【０１７８】
ｆｎをプラスチック材より成る負レンズの焦点距離とする。ｆｐをプラスチック材より成る正レンズの焦点距離とする。
【０１７９】
このときプラスチック材よりなる正レンズと負レンズを用いるときには、焦点距離ｆｎ、ｆｐが次式（ａ）を満足する範囲で用いるのが良い。
【０１８０】
−０．１０ ＞ ｆｎ／ｆｐ ＞ −０．６０ ・・・・（ａ）
条件式（ａ）の下限を超える領域においては，負のパワーに対し正のパワーが過剰に大きくなってしまう。このため、正レンズの温度変化による影響が顕著に出てしまい、焦点が過剰にオーバー方向へシフトしてしまう。また、条件式（ａ）の上限を超える領域においては正パワーに対し負のパワーが過剰に大きくなってしまう。このため、負レンズの温度変化による影響が顕著に出てしまい、焦点が過剰にアンダー方向へシフトしてしまう。
【０１８１】
以上のように各実施例によれば、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した液晶プロジェクター用に好適なズームレンズを達成することができる。
【０１８２】
図１０は本発明の画像投射装置の実施例５の要部概略図である。
【０１８３】
同図は前述した実施例１〜４で用いたズームレンズを３板式のカラー液晶プロジェクターに適用し複数の液晶パネル（表示ユニット）に基づく複数の色光の画像情報を色合成手段１０２を介して合成している。
【０１８４】
そしてズームレンズ１０３でスクリーン面１０４上に拡大投射する画像投射装置を示している。
【０１８５】
図１０においてカラー液晶プロジェクター１０１はＲ，Ｇ，Ｂの３枚の液晶パネル１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５ＢからのＲＧＢの各色光を色合成手段としてのプリズム１０２で１つの光路に合成している。そして前述したズームレンズより成る投影レンズ１０３を用いてスクリーン１０４に投影している。
【０１８６】
以上のように各実施例に係るズームレンズは、表示体の画像を固定した有限距離にてスクリーンに拡大投射するプロジェクター装置に好適なものである。
【０１８７】
特に表示体に各色光毎に複数の液晶等を用い、各色光を色合成した後に、ズームレンズを介してスクリーン上に高精細な画像投射を行うのに好適な、簡易構成で小型のテレセントリック性を有している。
【０１８８】
ここで、前述の画像投射装置用のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、負正負正正の５群ズーム構成か、或いは負正正負正正の６群ズーム構成であって、単に互いに異なる３つ以上のレンズ群内に１枚以上ずつ非球面レンズを配置する構成としても良い。つまり、前述の条件式を満足しなくても、互いに異なる位置（レンズ群内）に１枚以上ずつ非球面レンズを配置すれば、歪曲収差を始めとした収差を比較的独立した状態で制御することができるため、収差低減を図りやすくなる。
【０１８９】
図１１は本発明の画像投射装置に係るズームレンズを撮像装置に用いたときの実施例の要部概略図である。本実施形態ではビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置１０６に撮影レンズとして前述したズームレンズを用いた例を示している。
【０１９０】
図１１においては被写体１０９の像を撮影レンズ１０８で感光体（画像投射装置における原画に相当）１０７に結像し、画像情報を得ている。
【０１９１】
以上のように各実施例によれば、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有したズームレンズを有する液晶プロジェクターを達成することができる。
【０１９２】
この他、画像情報を銀塩フィルム、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）上に形成するビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置を達成することができる。
【０１９３】
以下に実施例１〜４のズームレンズに各々対応する数値実施例１〜４を示す。各数値実施例においてｉは拡大側（前方側）からの光学面の順序を示し、Ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔である。Ｒｉ，ｄｉの単位はｍｍである。Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線を基準とした第ｉ番目の光学部材の屈折率、アッベ数を示す。Ｗｉｄｅ，Ｔｅｌｅは広角端と望遠端である。ｆ焦点距離である。ＦｎｏはＦナンバーである。ωは半画角である。
【０１９４】
またｋを円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２］１／２］
＋Ａｈ４＋Ｂｈ６＋Ｃｈ８＋Ｄｈ１０＋Ｅｈ１２で表示される。但しｒは近軸曲率半径である。
【０１９５】
なお、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。
【０１９６】
前述の各条件式１〜８と数値実施例１〜４における諸数値との関係を表１に示す。
【０１９７】
【数９】
【０１９８】
【数１０】
【０１９９】
【数１１】
【０２００】
【数１２】
【０２０１】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】実施例１の画像投射装置の要部概略図
【図２】実施例１のズームレンズの広角端と望遠端における収差図
【図３】実施例２の画像投射装置の要部概略図
【図４】実施例２のズームレンズの広角端と望遠端における収差図
【図５】実施例３の画像投射装置の要部概略図
【図６】実施例３のズームレンズの広角端と望遠端における収差図
【図７】実施例４の画像投射装置の要部概略図
【図８】実施例４のズームレンズの広角端と望遠端における収差図
【図９】実施例１の光路の説明図
【図１０】カラー液晶プロジェクターの要部概略図
【図１１】撮像装置の要部概略図
【符号の説明】
【０２０３】
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ５ 第５レンズ群
Ｌ６ 第６レンズ群
ＳＴ 開口絞り
ＬＣＤ 液晶表示装置（像面）
ＧＢ 硝子ブロック（色合成プリズム）
Ｓ Ｓａｇｉｔｔａｌ像面の倒れ
Ｍ Ｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ像面の倒れ
１０１ 液晶プロジェクター
１０２ 色合成手段
１０３ 投射レンズ
１０４ スクリーン
１０５（５Ｂ、５Ｇ、５Ｒ） 液晶パネル
１０６ 撮像装置
１０７ 撮像手段
１０８ 撮影レンズ
１０９ 被写体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡大側から縮小側へ順に第１〜第６レンズ群を有する画像投射装置用のズームレンズであって、
前記第１レンズ群、前記第４レンズ群、前記第５レンズ群は、各々非球面を含んでおり、
【数１】
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１、４レンズ群が負の屈折力を有し、前記第２、３、５、６レンズ群が正の屈折力を有しており、
ズーミングのためには、前記第１、第６レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２、３、４、５レンズ群が拡大側へ移動することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１、４レンズ群が負の屈折力を有し、前記第２、３、５、６レンズ群が正の屈折力を有しており、
ズーミングのためには、該第１、第４、第６レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して該第２、第３、第５レンズ群が拡大側へ移動することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項４】
前記第４レンズ群は非球面を持つ負レンズを有し、該負レンズの材料の屈折率をＮｄ４ｎとするとき
１．６０＜Ｎｄ４ｎ
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項のズームレンズ。
【請求項５】
拡大側から縮小側へ順に第１〜第５レンズ群を有する画像投射用のズームレンズであって、
前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群は、各々非球面を含んでおり、
【数２】
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項６】
前記第１、３レンズ群は負の屈折力を有し、前記第２、４、５レンズ群は正の屈折力を有しており、
ズーミングのためには、前記第１、第５レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２、３、４レンズ群が拡大側へ移動することを特徴とする請求項５記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第３レンズ群は非球面を持つ負レンズを有し、該負レンズの材料の屈折率をＮｄ３ｎとするとき
１．６０＜Ｎｄ３ｎ
なる条件を満足することを特徴とする請求項５又は６記載のズームレンズ。
【請求項８】
拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群を有する画像投射装置用のズームレンズであって、
前記６つのレンズ群のうち、３つのレンズ群が各々非球面レンズを含むことを特徴とするズームレンズ。
【請求項９】
拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群を有する画像投射装置用のズームレンズであって、
前記５つのレンズ群のうち、３つのレンズ群が各々非球面レンズを含むことを特徴とするズームレンズ。
【請求項１０】
原画を形成する表示ユニットと、請求項１乃至９いずれかに記載のズームレンズを有しており、該表示ユニットによって形成された原画を前記ズームレンズを用いて投影面上に投影することを特徴とする画像投射装置。
【請求項１】
拡大側から縮小側へ順に第１〜第６レンズ群を有する画像投射装置用のズームレンズであって、
前記第１レンズ群、前記第４レンズ群、前記第５レンズ群は、各々非球面を含んでおり、
【数１】
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１、４レンズ群が負の屈折力を有し、前記第２、３、５、６レンズ群が正の屈折力を有しており、
ズーミングのためには、前記第１、第６レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２、３、４、５レンズ群が拡大側へ移動することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１、４レンズ群が負の屈折力を有し、前記第２、３、５、６レンズ群が正の屈折力を有しており、
ズーミングのためには、該第１、第４、第６レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して該第２、第３、第５レンズ群が拡大側へ移動することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項４】
前記第４レンズ群は非球面を持つ負レンズを有し、該負レンズの材料の屈折率をＮｄ４ｎとするとき
１．６０＜Ｎｄ４ｎ
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項のズームレンズ。
【請求項５】
拡大側から縮小側へ順に第１〜第５レンズ群を有する画像投射用のズームレンズであって、
前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群は、各々非球面を含んでおり、
【数２】
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項６】
前記第１、３レンズ群は負の屈折力を有し、前記第２、４、５レンズ群は正の屈折力を有しており、
ズーミングのためには、前記第１、第５レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第２、３、４レンズ群が拡大側へ移動することを特徴とする請求項５記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第３レンズ群は非球面を持つ負レンズを有し、該負レンズの材料の屈折率をＮｄ３ｎとするとき
１．６０＜Ｎｄ３ｎ
なる条件を満足することを特徴とする請求項５又は６記載のズームレンズ。
【請求項８】
拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群を有する画像投射装置用のズームレンズであって、
前記６つのレンズ群のうち、３つのレンズ群が各々非球面レンズを含むことを特徴とするズームレンズ。
【請求項９】
拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群を有する画像投射装置用のズームレンズであって、
前記５つのレンズ群のうち、３つのレンズ群が各々非球面レンズを含むことを特徴とするズームレンズ。
【請求項１０】
原画を形成する表示ユニットと、請求項１乃至９いずれかに記載のズームレンズを有しており、該表示ユニットによって形成された原画を前記ズームレンズを用いて投影面上に投影することを特徴とする画像投射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−３０４２６８（Ｐ２００７−３０４２６８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３１４８９（Ｐ２００６−１３１４８９）
【出願日】平成１８年５月１０日（２００６．５．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１０日（２００６．５．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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