投影レンズ及びプロジェクタ
【課題】広角端でも望遠端でも倍率色収差の補正が充分になされ、ズーム比が大きく、レンズ枚数が少なく、かつテレセントリック性の変動の少ない投影レンズを提供する。
【解決手段】レンズ群を光軸に沿って移動させることで変倍を行う投影レンズであって、変倍時に移動する少なくとも２つの移動レンズ群（Ｇｒ２，Ｇｒ３，Ｇｒ４）を備え、移動レンズ群のうち移動量が最大の移動レンズ群である最大移動レンズ群（Ｇｒ３）が、正のパワーを有する少なくとも１つの正レンズ（Ｌ８，Ｌ９）を有し、最大移動レンズ群（Ｇｒ３）は、望遠端から広角端への変倍において絞り（Ｓ１）に近づくように動き、かつ、最大移動レンズ群（Ｇｒ３）及び正レンズ（Ｌ８，Ｌ９）が条件式（１）〜（３）を満足する。Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５２ （１）、０．５＜Ｌｒ／Ｌ＜０．８ （２）、１．２＜Ｌｓｆ／Ｌｓｒ＜５ （３）
【解決手段】レンズ群を光軸に沿って移動させることで変倍を行う投影レンズであって、変倍時に移動する少なくとも２つの移動レンズ群（Ｇｒ２，Ｇｒ３，Ｇｒ４）を備え、移動レンズ群のうち移動量が最大の移動レンズ群である最大移動レンズ群（Ｇｒ３）が、正のパワーを有する少なくとも１つの正レンズ（Ｌ８，Ｌ９）を有し、最大移動レンズ群（Ｇｒ３）は、望遠端から広角端への変倍において絞り（Ｓ１）に近づくように動き、かつ、最大移動レンズ群（Ｇｒ３）及び正レンズ（Ｌ８，Ｌ９）が条件式（１）〜（３）を満足する。Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５２ （１）、０．５＜Ｌｒ／Ｌ＜０．８ （２）、１．２＜Ｌｓｆ／Ｌｓｒ＜５ （３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変倍機能を有する例えばプロジェクタ用の投影レンズに関するものであって、例えば液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス等で生成された画像をスクリーンに拡大投影するのに適した投影レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズにおける倍率色収差を補正する手法として、異常分散性を有するガラスを用いる手法が広く知られている。異常分散性を有するガラスは、一般的なガラスとは異なり部分分散比とアッベ数との関係を示すグラフが直線上に載らず、直線から大きく外れる特性を有している。
【０００３】
ここで、部分分散比Ｐｇ，Ｆとアッベ数Ｖｄとは以下の条件式で表される。
【０００４】
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
但し、ｎｇ：ｇ線での屈折率 ｎＦ：Ｆ線での屈折率 ｎＣ：Ｃ線での屈折率
Ｖｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ） ｎｄ：ｄ線での屈折率
また、一般的なガラスと比較して緑の光に対する屈折率より赤や青の光の屈折率が大きいものをランゲの異常分散性を持つガラスと呼び、その逆、すなわち、一般的なガラスと比較して緑の光に対する屈折率より赤や青の光に対する屈折率が小さいものをクルツの異常分散性を持つガラスと呼ぶ。
【０００５】
具体的に述べると、異常分散性のあるガラスは以下のような特徴を有している。
【０００６】
ｉ）絞りの縮小側にランゲの特性を有する正レンズを使用した場合、倍率色収差がマイナス側に発生する。
【０００７】
ｉｉ）絞りの拡大側にランゲの特性を有する正レンズを使用した場合、倍率色収差がプラス側に発生する。
【０００８】
ｉｉｉ）絞りの拡大側にランゲの特性を有する負レンズを使用した場合、倍率色収差がプラス側に発生する。
【０００９】
ｉｖ）絞りの拡大側にランゲの特性を有する負レンズを使用した場合、倍率色収差がマイナス側に発生する。
【００１０】
ここで、倍率色収差がプラス側に発生するとは、投影時に緑の像に対して赤や青の像が画面中心寄りに結像することを意味し、マイナス側に発生するとは、その逆に投影時に画面周辺寄りに結像することを意味する。なお、レンズがクルツの特性を持つ場合には、上記の特徴とは逆の側に倍率色収差が発生する。
【００１１】
近年、さまざまなシチュエーションに対応できる高倍率ズームレンズが求められるようになってきているが、ズーム比を大きくした場合、広角端と望遠端との双方で、倍率色収差を小さくするような最適なガラス配置を得ることが難しくなる。また、この要求を満足させようとすると、レンズ枚数を増やす必要があり、コスト高になる。
【００１２】
ズーム比が大きい場合、全群におけるパワーが大きくなる広角端では、正レンズによる正のパワーが大きな割合を占める。そのため、望遠端において最適なガラス配置にし、かつ、テレセントリック性の変動を防ぐために移動レンズ群を絞りの前に配置すると、正レンズによる補正が過剰になり倍率色収差がプラス側に発生することになる。
【００１３】
一方、望遠端においては、その逆、すなわち、倍率色収差がマイナス側に発生することになる。したがって、原理的に広角端においては倍率色収差がプラス側に発生しやすくなり、望遠端においては倍率色収差がマイナス側に発生しやすくなる。
【００１４】
このような倍率色収差を補正するために、特許文献１〜４では、異常分散性の大きいレンズを移動量の大きいレンズ群に配置するズームレンズが開示されている。
【特許文献１】特開平５−４５５８２号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９８９６号公報
【特許文献３】特開２００６−１６２７３４号公報
【特許文献４】特開２００５−４３６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１記載のズームレンズは、縮小側のレンズ群の移動量が大きいため、ズーミングによりテレセントリック性が変動する。
【００１６】
また、特許文献２〜４記載のズームレンズは、最大移動レンズ群と絞りとの距離がズーミング中にあまり変化しないため、レンズ群を通る光線位置がズーミングによってほとんど変化せず、ズーミングによって変動する倍率色収差を充分に補正することができない。すなわち、特許文献２〜４記載のズームレンズは、広角端と望遠端とで倍率色収差への効き度があまり変わらず、広角端でも望遠端でも同じように補正してしまうため、広角端と望遠端とでの倍率色収差の差が大きなままになり、全ズーム域で倍率色収差を小さく補正しきれない。
【００１７】
本発明の目的は、広角端でも望遠端でも倍率色収差の補正が充分になされ、ズーム比が大きく、レンズ枚数が少なく、かつテレセントリック性の変動の少ない投影レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
（１）本発明による投影レンズは、レンズ群を光軸に沿って移動させることで変倍を行う投影レンズであって、変倍時に移動する少なくとも２つの移動レンズ群を備え、前記移動レンズ群のうち移動量が最大の移動レンズ群である最大移動レンズ群が、正のパワーを有する少なくとも１つの正レンズを有し、前記最大移動レンズ群は、絞りよりも拡大側に位置し、望遠端から広角端への変倍において絞りに近づくように動き、かつ、前記最大移動レンズ群及び前記正レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする。
【００１９】
Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５２ （１）
０．５＜Ｌｒ／Ｌ＜０．８ （２）
１．２＜Ｌｓｆ／Ｌｓｒ＜５ （３）
Ｐｇ，Ｆ；前記正レンズのレンズ硝材の部分分散比
Ｖｄ；前記正レンズのレンズ硝材のアッベ数
Ｌｒ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と全群の縮小側のレンズ面の頂点との距離
Ｌ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの全群のレンズ長
Ｌｓｆ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
Ｌｓｒ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
上記構成において、条件式（３）は最大移動レンズ群と絞りとの距離がズーミングによって変動することを意味する。これによりズーミング中に光線通過位置を大きく変動させ、ズーム端のどちらかで倍率色収差の補正の効果が強い投影レンズを得ることができる。
【００２０】
ここで、投影レンズをプロジェクタに適用する場合、変倍による明るさの変化を最大限小さくすることが必要となる。そのため、焦点距離の長い望遠端の方が、焦点距離の短い広角端に比べて光束幅が大きくなる。
【００２１】
光束幅の小さい広角端で倍率色収差の補正を行おうとすると、レンズの中心から周辺に向かうにつれて補正量が大きくなるため、画面中心に近い部分の倍率色収差が残ってしまう。よって、望遠端で倍率色収差を補正することが望ましい。そこで、望遠端で倍率色収差の補正を行うべく、最大移動レンズ群が望遠端から広角端への変倍において絞りに近づくように動くように構成し、かつ条件式（１）を定めている。
【００２２】
すなわち、条件式（１）は最大移動レンズ群を構成する正レンズの異常分散性がランゲであることを意味する。これにより望遠端での倍率色収差のプラス方向への補正の効果を強くすることが可能となる。
【００２３】
また、条件式（２）は最大移動レンズ群が、レンズ全体のうちで拡大側寄りにあることを意味している。これにより倍率色収差の補正を容易にしている。また、ズーミングによるテレセントリック性の変動を防ぐことができる。
【００２４】
（２）望遠端での焦点距離と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することが好ましい。
ｆｔ／ｆｗ＞１．３ （４）
ｆｔ；望遠端での焦点距離
ｆｗ；広角端での焦点距離
上記構成において、条件式（４）は変倍比が大きいことを意味する。これにより、投影レンズの使用環境を広げることができる。
【００２５】
（３）近軸射出瞳位置と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することが好ましい。
｜ｅｘｐ／ｆｗ｜＞４０ （５）
ｅｘｐ；近軸射出瞳位置
ｆｗ；広角端での焦点距離
上記構成において、条件式（５）は、テレセントリック性を規定している。条件式（５）が下限を下回ると、軸外光の角度が大きくなるため、特にダイクロイックプリズムで色合成したり、ＴＩＲプリズムで照明光を取り込んだりする場合に効率が悪くなる。
【００２６】
（４）前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離Ｌｓｒが以下の条件式を満足することが好ましい。
Ｌｓｒ／Ｌｗ＜０．３ （６）
Ｌｗ；広角端での全群のレンズ長
上記構成において、条件式（６）は広角端で最大移動レンズ群が絞りに近い位置にあることを意味する。これにより、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。
【００２７】
（５）前記最大移動レンズ群よりも拡大側に負のパワーを有する負レンズを少なくとも１つ有し、前記負レンズのレンズ硝材が前記条件式（１）を満足することが好ましい。
【００２８】
これにより、広角端における倍率色収差が小さくなり、最大移動レンズ群内で望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることで、ズーム全域での倍率色収差を小さくすることができ、広角端での倍率色収差を補正するうえで最適のレンズ構成を得ることができる。
【００２９】
（６）最も拡大側のレンズ群が負のパワーを有することが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、最も拡大側のレンズ群が負のパワーを有しているため、倍率色収差の補正が容易になる。
【００３１】
（７）前記レンズ群は、拡大側から負正正負正の第１〜第５のレンズ群により構成され、前記第２〜第４のレンズ群が前記移動レンズ群であり、前記第３のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることが好ましい。
【００３２】
（８）前記レンズ群は、拡大側から負正負正の第１〜第４のレンズ群により構成され、前記第２及び前記第３のレンズ群が前記移動レンズ群であり、前記第２のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることが好ましい。
【００３３】
（９）前記レンズ群は、拡大側から負正正負正正の第１〜第６のレンズ群により構成され、前記第２〜第５のレンズ群が前記移動レンズ群であり、前記第３のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることが好ましい。
【００３４】
（１０）全群のレンズ枚数が、１８枚以下であることが好ましい。
【００３５】
これにより、低コストな投影レンズを得ることができる。
【００３６】
（１１）本発明によるプロジェクタは、画像を生成する画像生成素子と、光源と、前記光源からの光を前記画像生成素子に導く照明光学系と、前記画像生成素子からの画像光をスクリーン面に拡大投影する請求項１〜１０のいずれかに記載の投影レンズとを備えることを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、（１）〜（１０）のいずれかに記載された投影レンズを備えるプロジェクタを提供することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、広角端でも望遠端でも倍率色収差の補正が充分になされ、ズーム比が大きく、レンズ枚数が少なく、かつテレセントリック性の変動の少ない投影レンズを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１による投影レンズをプロジェクタに適用した場合を例に挙げて説明する。図２４は、本発明の実施の形態１によるプロジェクタの全体構成図を示している。図１は、本発明の実施の形態１の投影レンズのレンズ構成図を示している。
図２は、広角端における投影レンズの光路図を示している。図３は、広角端と望遠端との中間の中間焦点距離状態における投影レンズの光路図を示している。図４は、望遠端における投影レンズの光路図を示している。
【００４０】
図２４に示すようにプロジェクタは、スクリーン２と、光を変調して画像を生成する画像変調素子３と、画像をスクリーン２に投影する投影レンズ１と、光源４と、光源４からの光を画像変調素子３に導く照明光学系５と、照明光と投影光とを分離する例えばＴＩＲプリズムにより構成されるプリズムＰｒと、プロジェクタの全体制御を司る制御部６とを備えている。画像変調素子３の前面にはカバーガラスＣＧが設けられている。
【００４１】
図１に示すように投影レンズ１は、スクリーン２側（拡大側）から順に配置された第１〜第５のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５と、第５のレンズ群Ｇｒ５に対して画像生成装置３側（縮小側）に配置されたプリズムＰｒとを備えている。
【００４２】
第１〜第５のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５は、それぞれ、負正正負正のパワーを有しており、第２〜第４のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４が移動レンズ群である。ここで、第２〜第４のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４には、第２〜第４のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４をそれぞれ光軸に沿って拡大側又は縮小側に移動させるアクチュエータ（図略）が接続されている。また、アクチュエータには、第２〜第４のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４の移動制御を行うための制御部６が接続されている。
【００４３】
ここで、第３のレンズ群Ｇｒ３は、第２及び第４のレンズ群Ｇｒ２，Ｇｒ４よりも移動量が大きい最大移動レンズ群を構成する。第１のレンズ群Ｇｒ１は、拡大側から順に配置されたレンズＬ１〜Ｌ４により構成されている。また、第２のレンズ群Ｇｒ２は、拡大側から順に配置されたレンズＬ５，Ｌ６により構成されている。また、第３のレンズ群Ｇｒ３は、拡大側から順に配置されたレンズＬ７〜〜Ｌ９により構成されている。また、第４のレンズ群Ｇｒ４は、拡大側から順に配置されたレンズＬ１０，Ｌ１１により構成されている。また、第５のレンズ群Ｇｒ５は、拡大側から順に配置されたレンズＬ１２〜Ｌ１７と、レンズＬ１２よりも拡大側に配置された絞りＳ１とを備えている。
【００４４】
第３のレンズ群Ｇｒ３は、正のパワーを有する少なくとも１つの正レンズを有し、図１の場合、レンズＬ８及びレンズＬ９が正レンズに該当する。
【００４５】
また、最大移動レンズ群である第３のレンズ群Ｇｒ３は、望遠端から広角端への変倍において絞りＳ１に近づくように動く。ここで、望遠端では、図４に示すように第３のレンズ群Ｇｒ３が最も拡大側に位置し、広角端では、図２に示すように第３のレンズ群Ｇｒ３が最も縮小側に位置する。
【００４６】
そして、第３のレンズ群Ｇｒ３及びレンズＬ８，Ｌ９は以下の条件式を満足する。
【００４７】
Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５２ （１）
０．５＜Ｌｒ／Ｌ＜０．８ （２）
１．２＜Ｌｓｆ／Ｌｓｒ＜５ （３）
Ｐｇ，Ｆ；レンズＬ８，Ｌ９のレンズ硝材の部分分散比
Ｖｄ；レンズＬ８，Ｌ９のレンズ硝材のアッベ数
Ｌｒ；第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も拡大側に来たときの、第３のレンズ群Ｇｒ３の縮小側のレンズ面の頂点と全群の縮小側のレンズ面の頂点との距離（図４参照）
Ｌ；第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も拡大側に来たときの全群のレンズ長（図４参照）
Ｌｓｆ；第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も拡大側に来たときの、第３のレンズ群Ｇｒ３の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離（図４参照）
Ｌｓｒ；第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も縮小側に来たときの、第３のレンズ群Ｇｒ３の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離（図２参照）
なお、条件式（１）において好ましくは、条件式（１）´である。
【００４８】
Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５５ （１）´
また、図２及び図４の光路図に示すように、条件式（３）を満たすことにより、第３のレンズ群Ｇｒ３において、望遠端で光線通過位置が高く、広角端で光線通過位置を低くすることができる。
【００４９】
また、図２に示すように、広角端での軸外光の第３のレンズ群Ｇｒ３における光線通過位置が軸上光の光線通過位置に近くなっている。そのため、広角端では第３のレンズ群Ｇｒ３での軸外光線の屈折効果が軸上光の屈折効果とほとんど変わらなくなる。よって、広角端では、第３のレンズ群Ｇｒ３内において、軸外光で発生する倍率色収差と軸上付近で発生する倍率色収差との差は小さく、発生する倍率色収差は小さい。
【００５０】
投影レンズでは、一般的に、変倍時にレンズの明るさを極力変わらないようにする必要性から、図２及び図４に示すように、第３のレンズ群Ｇｒ３を通過する軸外光の光束幅は、望遠端で大きく、広角端で小さくなる。このことにより、望遠端での軸外光の屈折効果が軸外に向けて少しずつ大きくなるため、倍率色収差の補正効果を軸外に向けて漸次大きくすることができ、軸上と最軸外との中間の像位置においても十分な倍率色収差の補正効果が得られる。
【００５１】
このような構成において、第３のレンズ群Ｇｒ３の正のパワーを有するレンズＬ８、Ｌ９を条件式（１）の特性を持つレンズとすることで、広角端から望遠端まで、倍率色収差の発生と変動とを抑えることができる。
【００５２】
また、本実施の形態における投影レンズ１は、望遠端における全群の焦点距離ｆｔと広角端における全群の焦点距離ｆｗとが条件式（４）を満たしている。
ｆｔ／ｆｗ＞１．３ （４）
条件式（４）を満足する場合には、従来の構成では、望遠端と広角端とでの倍率色収差の差が大きくなりがちであるが、条件式（１）〜（３）を満足することで倍率色収差の差を抑制することができる。
【００５３】
これにより、変倍比が大きくなり、投影レンズ１の使用環境を広げることができる。
【００５４】
また、本実施の形態における投影レンズ１は、縮小側の像位置（画像生成素子３）からの近軸射出瞳位置ｅｘｐと広角端における全群の焦点距離ｆｗとが条件式（５）を満たしている。
｜ｅｘｐ／ｆｗ｜＞４０ （５）
これにより、テレセントリック性を確保することができる。なお、条件式（５）が下限を下回ると、軸外光の角度が大きくなるため、特にダイクロイックプリズムで色合成したり、ＴＩＲプリズムで照明光を取り込んだりする場合に効率が悪くなる。
【００５５】
また、本実施の形態における投影レンズ１は、図２に示すように第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も縮小側に来たとき、第３のレンズ群Ｇｒ３の縮小側のレンズ面の頂点と絞りＳ１との距離Ｌｓｒが条件式（６）を満足する。
Ｌｓｒ／Ｌｗ＜０．３ （６）
これにより、広角端で第３のレンズ群Ｇｒ３が絞りＳ１の近くに位置し、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態における投影レンズ１は、第３のレンズ群Ｇｒ３よりも拡大側である第１及びの第２のレンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２に少なくとも１枚の負レンズを設け、その負レンズが条件式（１）を満たしている。本実施の形態においては、条件式（１）を満たす負レンズはレンズＬ２とレンズＬ５とである。なお、第１及び第２のレンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２に設ける少なくとも１枚の負レンズの条件式として、条件式（１）に代えて条件式（１）´を採用することが好ましい。
【００５７】
これにより、広角端における倍率色収差を小さくすることが可能となる。第３のレンズ群Ｇｒ３内の正レンズの望遠端での倍率色収差を補正し、第１のレンズ群Ｇｒ１と第２のレンズ群Ｇｒ２との負レンズで広角端における倍率色収差を補正しているので、全ズーム域で倍率色収差を補正できる。また、本実施の形態では、全群のレンズ枚数は、レンズＬ１〜Ｌ１７の１７枚であり、構成が簡便化されている。
【００５８】
なお、第１〜第５のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５のそれぞれを構成するレンズの枚数は図１に示す枚数に限定されず、他の枚数を採用してもよい。
【００５９】
図５は、本実施の形態による投影レンズ１の倍率色収差に対する補正効果を模式的に示す図であり、図６は比較例による投影レンズの倍率色収差に対する補正効果を模式的に示す図である。本実施の形態の投影レンズ１は、最大移動レンズ群（第３のレンズ群Ｇｒ３）が、望遠端から広角端への変倍時に、絞りに近づくように移動するのに対し、比較例の投影レンズでは、最大移動レンズ群が、望遠端から広角端への変倍時に、絞りから離れるように移動する。すなわち、比較例では、望遠端において倍率色収差が小さくなるように投影レンズを構成し、広角端において生じる倍率色収差を最大移動レンズ群が補正する場合を示している。
【００６０】
なお、図５（ａ）及び図６（ａ）は望遠端における倍率色収差に対する補正の効果を示し、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は広角端における倍率色収差の補正の効果を示している。
【００６１】
また、図５（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｂ）において、縦軸は倍率色収差の大きさを示し、横軸はレンズの光軸からの距離を示している。
【００６２】
本実施の形態では、条件式（１）、（３）により第３のレンズ群Ｇｒ３は、望遠端における倍率色収差を補正し、広角端における倍率色収差は補正していない。その代わり、本実施の形態では、第１及び第２のレンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２内の負レンズ（レンズＬ２，Ｌ５）を条件式（１）を満たす負レンズ、すなわちランゲの特性を満たすレンズにより構成することで、広角端における倍率色収差が小さく設定されている。そのため、図５（ａ），（ｂ）に示すように、広角端と望遠端との両方において倍率色収差が良好に補正されていることが分かる。
【００６３】
一方、図６の場合では、望遠端で倍率色収差が生じないように投影レンズ１を構成し、広角端において生じる倍率色収差は第３のレンズ群Ｇｒ３が補正している。投影レンズの場合には、望遠端と広角端とで実質的に同じＦナンバーのレンズが要求されるため、望遠端での光束幅よりも広角端での光束幅が狭くなる。光束幅の狭い光束がレンズの周辺部に入射すると光束幅の広い光束よりも強い屈折力を受ける。
【００６４】
そのため、図６（ｂ）に示すようにレンズの周辺において、倍率色収差に対する補正効果が過大に現れ、倍率色収差に対する補正が良好になされない。
【００６５】
（実施例１）
次に、実施の形態１における投影レンズ１の実施例１について説明する。実施例１における各レンズのコンストラクションデータは、以下の通りである。なお、ＣＲは各レンズの曲率半径を示し、Ｔは無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）を示し、Ｎｄは各レンズのｄ線における屈折率を示し、Ｖｄは各レンズのｄ線におけるアッベ数を示す。また、各レンズ面に付されている番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、拡大側から数えた場合のｉ番目のレンズ面である。
【００６６】
単位：ｍｍ
面番号 CR T Nd Vd
1 159.120 10.101 1.5168 64.2
2 1150.457 0.300
3 129.889 5.000 1.48749 70.44
4 54.181 13.898
5 408.230 4.099 1.62299 58.12
6 60.318 13.793
7 -388.564 3.724 1.60311 60.69
8 85.750 可変
9 -163.277 4.000 1.62004 36.29
10 203.028 2.172
11 167.910 13.235 1.713 53.94
12 -84.834 可変
13 -74.125 3.752 1.53172 48.84
14 210.004 2.288
15 254.435 11.317 1.48749 70.44
16 -71.783 0.353
17 145.364 6.943 1.497 81.61
18 -368.970 70.864 39.285 3.183
19 -268.508 2.500 1.497 81.61
20 61.678 3.864
21 74.377 5.467 1.6727 32.17
22 463.777 可変
23絞り INF 65.254
24 2648.586 2.674 1.6968 55.46
25 110.620 1.620
26 75.026 8.886 1.497 81.61
27 -118.044 15.000
28 101.694 9.074 1.497 81.61
29 -104.836 2.395
30 -88.294 3.000 1.8061 40.72
31 63.381 4.295
32 85.519 7.998 1.497 81.61
33 -213.247 0.800
34 73.913 8.683 1.497 81.61
35 -209.000 15.300
36 INF 85.000 1.5168 64.2
37 INF 3.000
38 INF 3.000 1.48749 70.44
39 INF 2.000
変倍に関する各種データ
望遠端 中間焦点距離状態 広角端
焦点距離 42.51 36.80 31.10
Ｆナンバー 2.50 2.50 2.50
Ｔ８ 27.844 26.379 25.687
Ｔ１２ 42.552 72.356 105.818
Ｔ２２ 3.455 6.695 10.026
【００６７】
【表１】
【００６８】
なお、表１は、実施の形態１の投影レンズ１の条件式（１）〜（６）の値を示している。また、ｅｘｐに関しては、射出瞳位置が、正の値の場合は縮小側像面の拡大側、負の値の場合は縮小側像面の拡大側の反対側にある。
【００６９】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例１の投影レンズ１の収差図を図７〜図９に示す。図７は広角端での収差図を示し、図８は中間焦点距離状態での収差図を示し、図９は望遠端での収差図を示している。また、図７〜図９において、（ａ）は球面収差と正弦条件とを示し、（ｂ）は非点収差を示し、（ｃ）は歪曲収差を示し、（ｄ）は倍率色収差を示している。また、各収差図は、縮小側での収差を表している。
【００７０】
球面収差図において、実線ｄはｄ線、一点鎖線ｇはｇ線、二点鎖線ＣはＣ線に対する各球面収差量(ｍｍ)を表しており、破線ＳＣは正弦条件不満足量(ｍｍ)を表している。非点収差図において、ＤＴはメリディオナル面、実線ＤＳはサジタル面での各輝線に対する各非点収差(ｍｍ)を表している。歪曲収差図においては実線はｄ線に対する歪曲(％)を表している。また、倍率色収差図において、ｄ線を基準としたｇ線（実線）、C線（破線）に対する倍率色収差（ｍｍ）を表している。
【００７１】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２の投影レンズ１のレンズ構成図を示している。なお、実施の形態１と同一のものは説明を省略する。図１０に示すように実施の形態２のプロジェクタの投影レンズ１は、それぞれ負正負正のパワーを有する第１〜第４のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ４により構成され、第２及び第３のレンズ群Ｇｒ２，Ｇｒ３が移動レンズ群であり、第２のレンズ群Ｇｒ２が最大移動レンズ群となっている。
【００７２】
第１のレンズ群Ｇｒ１はレンズＬ１〜Ｌ６により構成され、第２のレンズ群Ｇｒ２はレンズＬ７〜Ｌ９により構成され、第３のレンズ群Ｇｒ３はレンズＬ１０，Ｌ１１により構成され、第４のレンズ群Ｇｒ４はレンズＬ１２〜Ｌ１７及び絞りＳ１により構成される。
【００７３】
図１１は広角端での投影レンズ１の光路図を示し、図１２は中間焦点距離状態の投影レンズ１の光路図を示し、図１３は望遠端での投影レンズ１の光路図を示している。
【００７４】
図１１及び図１３の光路図に示すように、条件式（３）を満たすことにより、第２のレンズ群Ｇｒ２において、望遠端で光線通過位置が高く、広角端で光線通過位置を低くすることができる。
【００７５】
また、図１１に示すように、広角端での軸外光の第２のレンズ群Ｇｒ２における光線通過位置が軸上光の光線通過位置に近くなっている。そのため、広角端では第２のレンズ群Ｇｒ２での軸外光線の屈折効果が軸上光の屈折効果とほとんど変わらなくなる。よって、広角端では、第２のレンズ群Ｇｒ２内において軸外光で発生する倍率色収差と軸上付近で発生する倍率色収差との差は小さく、発生する倍率色収差は小さい。
【００７６】
投影レンズでは、一般的に、変倍時にレンズの明るさを極力変わらないようにする必要性から、図１１及び図１３に示すように、第２のレンズ群Ｇｒ２を通過する軸外光の光束幅は、望遠端で大きく、広角端で小さくなる。このことにより、望遠端での軸外光の屈折効果が軸外に向けて少しずつ大きくなるため、倍率色収差の補正効果を軸外に向けて漸次大きくすることができ、軸上と最軸外との中間の像位置においても十分な倍率色収差の補正効果が得られる。
【００７７】
このような構成において、第２のレンズ群Ｇｒ２の正のパワーを有するレンズＬ８、Ｌ９を条件式（１）の特性を持つレンズとすることで、広角端から望遠端まで、倍率色収差の発生と変動とを抑えることができる。
【００７８】
なお、本実施の形態において、第２のレンズ群Ｇｒ２内の拡大側から２枚目と３枚目の正レンズ（レンズＬ８，Ｌ９）がランゲの特性となっている。また、第１のレンズ群Ｇｒ１内の拡大側から４枚目と５枚目との負レンズ（レンズＬ４，Ｌ５）がランゲの特性となっている。これにより、効果的に広角端での倍率色収差を補正することが可能となる。また、実施の形態１と同様、条件式（１）〜（６）を満たしている。これにより、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。また、本実施の形態では、全群のレンズ枚数は、レンズＬ１〜Ｌ１７の１７枚であり、構成が簡便化されている。
【００７９】
（実施例２）
次に、実施の形態２における投影レンズ１の実施例２について説明する。実施例２における各レンズのコンストラクションデータは、以下の通りである。
面番号 CR T Nd Vd
1 145.914 13.688 1.5168 64.2
2 4111.673 0.300
3 126.700 5.000 1.62299 58.12
4 59.838 17.863
5 -487.327 4.000 1.62299 58.12
6 69.775 16.990
7 -135.987 3.500 1.48749 70.44
8 110.920 13.163
9 -297.722 4.000 1.62004 36.29
10 182.301 2.692
11 167.869 15.859 1.713 53.94
12 -86.701 可変
13 -82.787 3.500 1.53172 48.84
14 158.884 2.082
15 168.714 12.878 1.48749 70.44
16 -77.261 0.300
17 143.584 7.702 1.497 81.61
18 -379.331 可変
19 -196.436 2.500 1.497 81.61
20 75.757 20.746
21 117.572 6.032 1.6727 32.17
22 34246.575 可変
23絞り INF 31.325
24 -7727.975 3.500 1.48749 70.44
25 59.705 3.113
26 65.511 10.307 1.497 81.61
27 -120.777 50.798
28 118.670 9.002 1.497 81.61
29 -71.036 1.607
30 -76.120 3.000 1.8061 40.72
31 62.865 4.142
32 83.250 7.796 1.497 81.61
33 -260.727 0.800
34 76.999 9.968 1.497 81.61
35 -114.817 15.300
36 INF 85.000 1.5168 64.2
37 INF 3.000
38 INF 3.000 1.48749 70.44
39 INF 2.000
変倍に関する各種データ
望遠端 中間焦点距離状態 広角端
焦点距離 42.51 36.80 31.10
Ｆナンバー 2.50 2.50 2.50
Ｔ１２ 64.135 87.520 119.446
Ｔ１８ 68.375 36.046 4.048
Ｔ２２ 4.016 12.960 13.031
【００８０】
【表２】
【００８１】
なお、表２は、実施の形態２の投影レンズ１の条件式（１）〜（６）の値を示している。また、ｅｘｐに関しては、射出瞳位置が、正の値の場合は縮小側像面の拡大側、負の値の場合は縮小側像面の拡大側の反対側にある。
【００８２】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例２の投影レンズ１の収差図を図１４〜図１６に示す。なお、図１４は広角端を示し、図１５は中間焦点距離状態を示し、図１６は望遠端を示している。また、図１４〜図１６において、（ａ）は球面収差を示し、（ｂ）は非点収差を示し、（ｃ）は歪曲収差を示し、（ｄ）は倍率色収差を示している。
【００８３】
（実施の形態３）
図１７は、本発明の実施の形態３による投影レンズ１のレンズ構成図を示している。なお、実施の形態１，２と同一のものは説明を省略する。図１７に示すように実施の形態３のプロジェクタの投影レンズ１は、それぞれ負正正負正正のパワーを有する第１〜第６のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ６により構成され、第２〜第５のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ５が移動レンズ群であり、第３のレンズ群Ｇｒ３が最大移動レンズ群となっている。
【００８４】
第１のレンズ群Ｇｒ１はレンズＬ１〜Ｌ４により構成され、第２のレンズ群Ｇｒ２はレンズＬ５，Ｌ６により構成され、第３のレンズ群Ｇｒ３はレンズＬ７〜Ｌ９により構成され、第４のレンズ群Ｇｒ４はレンズＬ１０，Ｌ１１により構成され、第５のレンズ群Ｇｒ５はレンズＬ１２〜Ｌ１６及び絞りＳ１により構成され、第６のレンズ群Ｇｒ６はレンズＬ１７により構成される。
【００８５】
図１８は広角端での投影レンズ１の光路図を示し、図１９は中間焦点距離状態の投影レンズ１の光路図を示し、図２０は望遠端での投影レンズ１の光路図を示している。
【００８６】
図１８及び図２０の光路図に示すように、条件式（３）を満たすことにより、第３のレンズ群Ｇｒ３において、望遠端で光線通過位置が高く、広角端で光線通過位置を低くすることができる。
【００８７】
また、図１８に示すように、広角端での軸外光の第３のレンズ群Ｇｒ３における光線通過位置が軸上光の光線通過位置に近くなっている。そのため、広角端では第３のレンズ群Ｇｒ３での軸外光線の屈折効果が軸上光の屈折効果とほとんど変わらなくなる。よって、広角端では、第３のレンズ群Ｇｒ３内では軸外光で発生する倍率色収差と軸上光で発生する倍率色収差との差は小さく、発生する倍率色収差は小さい。
【００８８】
投影レンズでは、一般的に、変倍時にレンズの明るさを極力変わらないようにする必要性から、図１８及び図２０に示すように、第３のレンズ群Ｇｒ３を通過する軸外光の光束幅は、望遠端で大きく、広角端で小さくなる。このことにより、望遠端での軸外光の屈折効果が軸外に向けて少しずつ大きくなるため、倍率色収差の補正効果を軸外に向けて漸次大きくすることができ、軸上と最軸外との中間の像位置においても十分な倍率色収差の補正効果が得られる。
【００８９】
このような構成において、第３のレンズ群Ｇｒ３の正のパワーを有するレンズＬ８、Ｌ９を条件式（１）の特性を持つレンズとすることで、広角端から望遠端まで、倍率色収差の発生と変動を抑えることができる。
【００９０】
なお、本実施の形態において、第３のレンズ群Ｇｒ３内の拡大側から２枚目と３枚目の正レンズ（レンズＬ８，Ｌ９）がランゲとなっている。また、第１のレンズ群Ｇｒ１内の拡大側から２枚目の負レンズ（レンズＬ２）と、第２のレンズ群Ｇｒ２の拡大側から１枚目の負レンズ（レンズＬ５）とがランゲの特性を有している。これにより、効果的に広角端での倍率色収差を補正することが可能となる。
【００９１】
また、実施の形態１、２と同様、条件式（１）〜（６）を満たしている。
【００９２】
これにより、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。また、本実施の形態では、全群のレンズ枚数は、レンズＬ１〜Ｌ１７の１７枚であり、構成が簡便化されている。
【００９３】
（実施例３）
次に、実施の形態３における投影レンズ１の実施例３について説明する。実施例３における各レンズのコンストラクションデータは、以下の通りである。
面番号 CR T Nd Vd
1 174.384 9.446 1.5168 64.2
2 1547.341 0.300
3 132.570 5.000 1.48749 70.44
4 53.374 13.591
5 359.021 4.000 1.62299 58.12
6 58.083 13.862
7 -415.638 3.500 1.60311 60.69
8 94.635 可変
9 -178.335 4.000 1.62004 36.29
10 198.416 2.379
11 171.982 3.076 1.713 53.94
12 -86.487 可変
13 -72.250 3.687 1.53172 48.84
14 260.421 2.329
15 340.086 11.202 1.48749 70.44
16 -69.818 0.300
17 138.701 6.841 1.497 81.61
18 -464.59 可変
19 -258.385 2.500 1.497 81.61
20 61.303 4.044
21 73.952 5.559 1.6727 32.17
22 467.530 可変
23絞り INF 62.147
24 -3327.012 2.500 1.6968 55.46
25 117.293 1.380
26 72.058 8.862 1.497 81.61
27 -119.257 15.000
28 99.844 8.249 1.497 81.61
29 -106.812 2.523
30 -85.559 3.000 1.8061 40.72
31 62.568 4.301
32 85.163 8.099 1.497 81.61
33 -180.309 可変
34 74.475 8.598 1.497 81.61
35 -226.364 15.300
36 INF 85.000 1.5168 64.2
37 INF 3.000
38 INF 3.000 1.48749 70.44
39 INF 2.000
変倍に関する各種データ
望遠端 中間焦点距離状態 広角端
焦点距離 42.51 36.80 31.10
Ｆナンバー 2.50 2.50 2.49
Ｔ８ 29.512 28.687 28.992
Ｔ１２ 42.998 72.617 106.029
Ｔ１８ 69.384 37.949 3.335
Ｔ２２ 3.466 6.637 9.568
Ｔ３３ 5.564 5.035 3.000
【００９４】
【表３】
【００９５】
なお、表３は、実施の形態３の投影レンズ１の条件式（１）〜（６）の値を示している。また、ｅｘｐに関しては、射出瞳位置が、正の値の場合は縮小側像面の拡大側、負の値の場合は縮小側像面の拡大側の反対側にある。
【００９６】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例３の投影レンズ１の収差図を図２１〜図２３に示す。なお、図２１は広角端を示し、図２２は中間焦点距離状態を示し、図２３は望遠端を示している。また、図２１〜図２３において、（ａ）は球面収差を示し、（ｂ）は非点収差を示し、（ｃ）は歪曲収差を示し、（ｄ）は倍率色収差を示している。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施の形態１による投影レンズのレンズ構成図を示している。
【図２】広角端における投影レンズの光路図を示している。
【図３】中間焦点距離状態における投影レンズの光路図を示している。
【図４】望遠端における投影レンズの光路図を示している。
【図５】実施の形態１による投影レンズによる倍率色収差に対する補正効果を示す図である。
【図６】実施の形態１による投影レンズによる倍率色収差に対する補正効果を示す図である。
【図７】実施例１の投影レンズの収差図である。
【図８】実施例１の投影レンズの収差図である。
【図９】実施例１の投影レンズの収差図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による投影レンズのレンズ構成図を示している。
【図１１】広角端での投影レンズの光路図を示している。
【図１２】中間焦点距離状態の投影レンズの光路図を示している。
【図１３】望遠端での投影レンズの光路図を示している。
【図１４】実施例２の投影レンズの収差図である。
【図１５】実施例２の投影レンズの収差図である。
【図１６】実施例２の投影レンズの収差図である。
【図１７】本発明の実施の形態３による投影レンズのレンズ構成図を示している。
【図１８】広角端での投影レンズの光路図を示している。
【図１９】中間焦点距離状態の投影レンズの光路図を示している。
【図２０】望遠端での投影レンズの光路図を示している。
【図２１】実施例３の投影レンズの収差図である。
【図２２】実施例３の投影レンズの収差図である。
【図２３】実施例３の投影レンズの収差図である。
【図２４】本発明の実施によるプロジェクタの全体構成図を示している。
【符号の説明】
【００９８】
１ 投影レンズ
２ スクリーン
３ 画像生成装置
Ｇｒ１〜Ｇｒ５ レンズ群
【技術分野】
【０００１】
本発明は変倍機能を有する例えばプロジェクタ用の投影レンズに関するものであって、例えば液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス等で生成された画像をスクリーンに拡大投影するのに適した投影レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズにおける倍率色収差を補正する手法として、異常分散性を有するガラスを用いる手法が広く知られている。異常分散性を有するガラスは、一般的なガラスとは異なり部分分散比とアッベ数との関係を示すグラフが直線上に載らず、直線から大きく外れる特性を有している。
【０００３】
ここで、部分分散比Ｐｇ，Ｆとアッベ数Ｖｄとは以下の条件式で表される。
【０００４】
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
但し、ｎｇ：ｇ線での屈折率 ｎＦ：Ｆ線での屈折率 ｎＣ：Ｃ線での屈折率
Ｖｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ） ｎｄ：ｄ線での屈折率
また、一般的なガラスと比較して緑の光に対する屈折率より赤や青の光の屈折率が大きいものをランゲの異常分散性を持つガラスと呼び、その逆、すなわち、一般的なガラスと比較して緑の光に対する屈折率より赤や青の光に対する屈折率が小さいものをクルツの異常分散性を持つガラスと呼ぶ。
【０００５】
具体的に述べると、異常分散性のあるガラスは以下のような特徴を有している。
【０００６】
ｉ）絞りの縮小側にランゲの特性を有する正レンズを使用した場合、倍率色収差がマイナス側に発生する。
【０００７】
ｉｉ）絞りの拡大側にランゲの特性を有する正レンズを使用した場合、倍率色収差がプラス側に発生する。
【０００８】
ｉｉｉ）絞りの拡大側にランゲの特性を有する負レンズを使用した場合、倍率色収差がプラス側に発生する。
【０００９】
ｉｖ）絞りの拡大側にランゲの特性を有する負レンズを使用した場合、倍率色収差がマイナス側に発生する。
【００１０】
ここで、倍率色収差がプラス側に発生するとは、投影時に緑の像に対して赤や青の像が画面中心寄りに結像することを意味し、マイナス側に発生するとは、その逆に投影時に画面周辺寄りに結像することを意味する。なお、レンズがクルツの特性を持つ場合には、上記の特徴とは逆の側に倍率色収差が発生する。
【００１１】
近年、さまざまなシチュエーションに対応できる高倍率ズームレンズが求められるようになってきているが、ズーム比を大きくした場合、広角端と望遠端との双方で、倍率色収差を小さくするような最適なガラス配置を得ることが難しくなる。また、この要求を満足させようとすると、レンズ枚数を増やす必要があり、コスト高になる。
【００１２】
ズーム比が大きい場合、全群におけるパワーが大きくなる広角端では、正レンズによる正のパワーが大きな割合を占める。そのため、望遠端において最適なガラス配置にし、かつ、テレセントリック性の変動を防ぐために移動レンズ群を絞りの前に配置すると、正レンズによる補正が過剰になり倍率色収差がプラス側に発生することになる。
【００１３】
一方、望遠端においては、その逆、すなわち、倍率色収差がマイナス側に発生することになる。したがって、原理的に広角端においては倍率色収差がプラス側に発生しやすくなり、望遠端においては倍率色収差がマイナス側に発生しやすくなる。
【００１４】
このような倍率色収差を補正するために、特許文献１〜４では、異常分散性の大きいレンズを移動量の大きいレンズ群に配置するズームレンズが開示されている。
【特許文献１】特開平５−４５５８２号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９８９６号公報
【特許文献３】特開２００６−１６２７３４号公報
【特許文献４】特開２００５−４３６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１記載のズームレンズは、縮小側のレンズ群の移動量が大きいため、ズーミングによりテレセントリック性が変動する。
【００１６】
また、特許文献２〜４記載のズームレンズは、最大移動レンズ群と絞りとの距離がズーミング中にあまり変化しないため、レンズ群を通る光線位置がズーミングによってほとんど変化せず、ズーミングによって変動する倍率色収差を充分に補正することができない。すなわち、特許文献２〜４記載のズームレンズは、広角端と望遠端とで倍率色収差への効き度があまり変わらず、広角端でも望遠端でも同じように補正してしまうため、広角端と望遠端とでの倍率色収差の差が大きなままになり、全ズーム域で倍率色収差を小さく補正しきれない。
【００１７】
本発明の目的は、広角端でも望遠端でも倍率色収差の補正が充分になされ、ズーム比が大きく、レンズ枚数が少なく、かつテレセントリック性の変動の少ない投影レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
（１）本発明による投影レンズは、レンズ群を光軸に沿って移動させることで変倍を行う投影レンズであって、変倍時に移動する少なくとも２つの移動レンズ群を備え、前記移動レンズ群のうち移動量が最大の移動レンズ群である最大移動レンズ群が、正のパワーを有する少なくとも１つの正レンズを有し、前記最大移動レンズ群は、絞りよりも拡大側に位置し、望遠端から広角端への変倍において絞りに近づくように動き、かつ、前記最大移動レンズ群及び前記正レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする。
【００１９】
Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５２ （１）
０．５＜Ｌｒ／Ｌ＜０．８ （２）
１．２＜Ｌｓｆ／Ｌｓｒ＜５ （３）
Ｐｇ，Ｆ；前記正レンズのレンズ硝材の部分分散比
Ｖｄ；前記正レンズのレンズ硝材のアッベ数
Ｌｒ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と全群の縮小側のレンズ面の頂点との距離
Ｌ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの全群のレンズ長
Ｌｓｆ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
Ｌｓｒ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
上記構成において、条件式（３）は最大移動レンズ群と絞りとの距離がズーミングによって変動することを意味する。これによりズーミング中に光線通過位置を大きく変動させ、ズーム端のどちらかで倍率色収差の補正の効果が強い投影レンズを得ることができる。
【００２０】
ここで、投影レンズをプロジェクタに適用する場合、変倍による明るさの変化を最大限小さくすることが必要となる。そのため、焦点距離の長い望遠端の方が、焦点距離の短い広角端に比べて光束幅が大きくなる。
【００２１】
光束幅の小さい広角端で倍率色収差の補正を行おうとすると、レンズの中心から周辺に向かうにつれて補正量が大きくなるため、画面中心に近い部分の倍率色収差が残ってしまう。よって、望遠端で倍率色収差を補正することが望ましい。そこで、望遠端で倍率色収差の補正を行うべく、最大移動レンズ群が望遠端から広角端への変倍において絞りに近づくように動くように構成し、かつ条件式（１）を定めている。
【００２２】
すなわち、条件式（１）は最大移動レンズ群を構成する正レンズの異常分散性がランゲであることを意味する。これにより望遠端での倍率色収差のプラス方向への補正の効果を強くすることが可能となる。
【００２３】
また、条件式（２）は最大移動レンズ群が、レンズ全体のうちで拡大側寄りにあることを意味している。これにより倍率色収差の補正を容易にしている。また、ズーミングによるテレセントリック性の変動を防ぐことができる。
【００２４】
（２）望遠端での焦点距離と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することが好ましい。
ｆｔ／ｆｗ＞１．３ （４）
ｆｔ；望遠端での焦点距離
ｆｗ；広角端での焦点距離
上記構成において、条件式（４）は変倍比が大きいことを意味する。これにより、投影レンズの使用環境を広げることができる。
【００２５】
（３）近軸射出瞳位置と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することが好ましい。
｜ｅｘｐ／ｆｗ｜＞４０ （５）
ｅｘｐ；近軸射出瞳位置
ｆｗ；広角端での焦点距離
上記構成において、条件式（５）は、テレセントリック性を規定している。条件式（５）が下限を下回ると、軸外光の角度が大きくなるため、特にダイクロイックプリズムで色合成したり、ＴＩＲプリズムで照明光を取り込んだりする場合に効率が悪くなる。
【００２６】
（４）前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離Ｌｓｒが以下の条件式を満足することが好ましい。
Ｌｓｒ／Ｌｗ＜０．３ （６）
Ｌｗ；広角端での全群のレンズ長
上記構成において、条件式（６）は広角端で最大移動レンズ群が絞りに近い位置にあることを意味する。これにより、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。
【００２７】
（５）前記最大移動レンズ群よりも拡大側に負のパワーを有する負レンズを少なくとも１つ有し、前記負レンズのレンズ硝材が前記条件式（１）を満足することが好ましい。
【００２８】
これにより、広角端における倍率色収差が小さくなり、最大移動レンズ群内で望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることで、ズーム全域での倍率色収差を小さくすることができ、広角端での倍率色収差を補正するうえで最適のレンズ構成を得ることができる。
【００２９】
（６）最も拡大側のレンズ群が負のパワーを有することが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、最も拡大側のレンズ群が負のパワーを有しているため、倍率色収差の補正が容易になる。
【００３１】
（７）前記レンズ群は、拡大側から負正正負正の第１〜第５のレンズ群により構成され、前記第２〜第４のレンズ群が前記移動レンズ群であり、前記第３のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることが好ましい。
【００３２】
（８）前記レンズ群は、拡大側から負正負正の第１〜第４のレンズ群により構成され、前記第２及び前記第３のレンズ群が前記移動レンズ群であり、前記第２のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることが好ましい。
【００３３】
（９）前記レンズ群は、拡大側から負正正負正正の第１〜第６のレンズ群により構成され、前記第２〜第５のレンズ群が前記移動レンズ群であり、前記第３のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることが好ましい。
【００３４】
（１０）全群のレンズ枚数が、１８枚以下であることが好ましい。
【００３５】
これにより、低コストな投影レンズを得ることができる。
【００３６】
（１１）本発明によるプロジェクタは、画像を生成する画像生成素子と、光源と、前記光源からの光を前記画像生成素子に導く照明光学系と、前記画像生成素子からの画像光をスクリーン面に拡大投影する請求項１〜１０のいずれかに記載の投影レンズとを備えることを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、（１）〜（１０）のいずれかに記載された投影レンズを備えるプロジェクタを提供することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、広角端でも望遠端でも倍率色収差の補正が充分になされ、ズーム比が大きく、レンズ枚数が少なく、かつテレセントリック性の変動の少ない投影レンズを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１による投影レンズをプロジェクタに適用した場合を例に挙げて説明する。図２４は、本発明の実施の形態１によるプロジェクタの全体構成図を示している。図１は、本発明の実施の形態１の投影レンズのレンズ構成図を示している。
図２は、広角端における投影レンズの光路図を示している。図３は、広角端と望遠端との中間の中間焦点距離状態における投影レンズの光路図を示している。図４は、望遠端における投影レンズの光路図を示している。
【００４０】
図２４に示すようにプロジェクタは、スクリーン２と、光を変調して画像を生成する画像変調素子３と、画像をスクリーン２に投影する投影レンズ１と、光源４と、光源４からの光を画像変調素子３に導く照明光学系５と、照明光と投影光とを分離する例えばＴＩＲプリズムにより構成されるプリズムＰｒと、プロジェクタの全体制御を司る制御部６とを備えている。画像変調素子３の前面にはカバーガラスＣＧが設けられている。
【００４１】
図１に示すように投影レンズ１は、スクリーン２側（拡大側）から順に配置された第１〜第５のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５と、第５のレンズ群Ｇｒ５に対して画像生成装置３側（縮小側）に配置されたプリズムＰｒとを備えている。
【００４２】
第１〜第５のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５は、それぞれ、負正正負正のパワーを有しており、第２〜第４のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４が移動レンズ群である。ここで、第２〜第４のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４には、第２〜第４のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４をそれぞれ光軸に沿って拡大側又は縮小側に移動させるアクチュエータ（図略）が接続されている。また、アクチュエータには、第２〜第４のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４の移動制御を行うための制御部６が接続されている。
【００４３】
ここで、第３のレンズ群Ｇｒ３は、第２及び第４のレンズ群Ｇｒ２，Ｇｒ４よりも移動量が大きい最大移動レンズ群を構成する。第１のレンズ群Ｇｒ１は、拡大側から順に配置されたレンズＬ１〜Ｌ４により構成されている。また、第２のレンズ群Ｇｒ２は、拡大側から順に配置されたレンズＬ５，Ｌ６により構成されている。また、第３のレンズ群Ｇｒ３は、拡大側から順に配置されたレンズＬ７〜〜Ｌ９により構成されている。また、第４のレンズ群Ｇｒ４は、拡大側から順に配置されたレンズＬ１０，Ｌ１１により構成されている。また、第５のレンズ群Ｇｒ５は、拡大側から順に配置されたレンズＬ１２〜Ｌ１７と、レンズＬ１２よりも拡大側に配置された絞りＳ１とを備えている。
【００４４】
第３のレンズ群Ｇｒ３は、正のパワーを有する少なくとも１つの正レンズを有し、図１の場合、レンズＬ８及びレンズＬ９が正レンズに該当する。
【００４５】
また、最大移動レンズ群である第３のレンズ群Ｇｒ３は、望遠端から広角端への変倍において絞りＳ１に近づくように動く。ここで、望遠端では、図４に示すように第３のレンズ群Ｇｒ３が最も拡大側に位置し、広角端では、図２に示すように第３のレンズ群Ｇｒ３が最も縮小側に位置する。
【００４６】
そして、第３のレンズ群Ｇｒ３及びレンズＬ８，Ｌ９は以下の条件式を満足する。
【００４７】
Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５２ （１）
０．５＜Ｌｒ／Ｌ＜０．８ （２）
１．２＜Ｌｓｆ／Ｌｓｒ＜５ （３）
Ｐｇ，Ｆ；レンズＬ８，Ｌ９のレンズ硝材の部分分散比
Ｖｄ；レンズＬ８，Ｌ９のレンズ硝材のアッベ数
Ｌｒ；第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も拡大側に来たときの、第３のレンズ群Ｇｒ３の縮小側のレンズ面の頂点と全群の縮小側のレンズ面の頂点との距離（図４参照）
Ｌ；第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も拡大側に来たときの全群のレンズ長（図４参照）
Ｌｓｆ；第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も拡大側に来たときの、第３のレンズ群Ｇｒ３の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離（図４参照）
Ｌｓｒ；第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も縮小側に来たときの、第３のレンズ群Ｇｒ３の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離（図２参照）
なお、条件式（１）において好ましくは、条件式（１）´である。
【００４８】
Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５５ （１）´
また、図２及び図４の光路図に示すように、条件式（３）を満たすことにより、第３のレンズ群Ｇｒ３において、望遠端で光線通過位置が高く、広角端で光線通過位置を低くすることができる。
【００４９】
また、図２に示すように、広角端での軸外光の第３のレンズ群Ｇｒ３における光線通過位置が軸上光の光線通過位置に近くなっている。そのため、広角端では第３のレンズ群Ｇｒ３での軸外光線の屈折効果が軸上光の屈折効果とほとんど変わらなくなる。よって、広角端では、第３のレンズ群Ｇｒ３内において、軸外光で発生する倍率色収差と軸上付近で発生する倍率色収差との差は小さく、発生する倍率色収差は小さい。
【００５０】
投影レンズでは、一般的に、変倍時にレンズの明るさを極力変わらないようにする必要性から、図２及び図４に示すように、第３のレンズ群Ｇｒ３を通過する軸外光の光束幅は、望遠端で大きく、広角端で小さくなる。このことにより、望遠端での軸外光の屈折効果が軸外に向けて少しずつ大きくなるため、倍率色収差の補正効果を軸外に向けて漸次大きくすることができ、軸上と最軸外との中間の像位置においても十分な倍率色収差の補正効果が得られる。
【００５１】
このような構成において、第３のレンズ群Ｇｒ３の正のパワーを有するレンズＬ８、Ｌ９を条件式（１）の特性を持つレンズとすることで、広角端から望遠端まで、倍率色収差の発生と変動とを抑えることができる。
【００５２】
また、本実施の形態における投影レンズ１は、望遠端における全群の焦点距離ｆｔと広角端における全群の焦点距離ｆｗとが条件式（４）を満たしている。
ｆｔ／ｆｗ＞１．３ （４）
条件式（４）を満足する場合には、従来の構成では、望遠端と広角端とでの倍率色収差の差が大きくなりがちであるが、条件式（１）〜（３）を満足することで倍率色収差の差を抑制することができる。
【００５３】
これにより、変倍比が大きくなり、投影レンズ１の使用環境を広げることができる。
【００５４】
また、本実施の形態における投影レンズ１は、縮小側の像位置（画像生成素子３）からの近軸射出瞳位置ｅｘｐと広角端における全群の焦点距離ｆｗとが条件式（５）を満たしている。
｜ｅｘｐ／ｆｗ｜＞４０ （５）
これにより、テレセントリック性を確保することができる。なお、条件式（５）が下限を下回ると、軸外光の角度が大きくなるため、特にダイクロイックプリズムで色合成したり、ＴＩＲプリズムで照明光を取り込んだりする場合に効率が悪くなる。
【００５５】
また、本実施の形態における投影レンズ１は、図２に示すように第３のレンズ群Ｇｒ３が変倍時に最も縮小側に来たとき、第３のレンズ群Ｇｒ３の縮小側のレンズ面の頂点と絞りＳ１との距離Ｌｓｒが条件式（６）を満足する。
Ｌｓｒ／Ｌｗ＜０．３ （６）
これにより、広角端で第３のレンズ群Ｇｒ３が絞りＳ１の近くに位置し、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態における投影レンズ１は、第３のレンズ群Ｇｒ３よりも拡大側である第１及びの第２のレンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２に少なくとも１枚の負レンズを設け、その負レンズが条件式（１）を満たしている。本実施の形態においては、条件式（１）を満たす負レンズはレンズＬ２とレンズＬ５とである。なお、第１及び第２のレンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２に設ける少なくとも１枚の負レンズの条件式として、条件式（１）に代えて条件式（１）´を採用することが好ましい。
【００５７】
これにより、広角端における倍率色収差を小さくすることが可能となる。第３のレンズ群Ｇｒ３内の正レンズの望遠端での倍率色収差を補正し、第１のレンズ群Ｇｒ１と第２のレンズ群Ｇｒ２との負レンズで広角端における倍率色収差を補正しているので、全ズーム域で倍率色収差を補正できる。また、本実施の形態では、全群のレンズ枚数は、レンズＬ１〜Ｌ１７の１７枚であり、構成が簡便化されている。
【００５８】
なお、第１〜第５のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５のそれぞれを構成するレンズの枚数は図１に示す枚数に限定されず、他の枚数を採用してもよい。
【００５９】
図５は、本実施の形態による投影レンズ１の倍率色収差に対する補正効果を模式的に示す図であり、図６は比較例による投影レンズの倍率色収差に対する補正効果を模式的に示す図である。本実施の形態の投影レンズ１は、最大移動レンズ群（第３のレンズ群Ｇｒ３）が、望遠端から広角端への変倍時に、絞りに近づくように移動するのに対し、比較例の投影レンズでは、最大移動レンズ群が、望遠端から広角端への変倍時に、絞りから離れるように移動する。すなわち、比較例では、望遠端において倍率色収差が小さくなるように投影レンズを構成し、広角端において生じる倍率色収差を最大移動レンズ群が補正する場合を示している。
【００６０】
なお、図５（ａ）及び図６（ａ）は望遠端における倍率色収差に対する補正の効果を示し、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は広角端における倍率色収差の補正の効果を示している。
【００６１】
また、図５（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｂ）において、縦軸は倍率色収差の大きさを示し、横軸はレンズの光軸からの距離を示している。
【００６２】
本実施の形態では、条件式（１）、（３）により第３のレンズ群Ｇｒ３は、望遠端における倍率色収差を補正し、広角端における倍率色収差は補正していない。その代わり、本実施の形態では、第１及び第２のレンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２内の負レンズ（レンズＬ２，Ｌ５）を条件式（１）を満たす負レンズ、すなわちランゲの特性を満たすレンズにより構成することで、広角端における倍率色収差が小さく設定されている。そのため、図５（ａ），（ｂ）に示すように、広角端と望遠端との両方において倍率色収差が良好に補正されていることが分かる。
【００６３】
一方、図６の場合では、望遠端で倍率色収差が生じないように投影レンズ１を構成し、広角端において生じる倍率色収差は第３のレンズ群Ｇｒ３が補正している。投影レンズの場合には、望遠端と広角端とで実質的に同じＦナンバーのレンズが要求されるため、望遠端での光束幅よりも広角端での光束幅が狭くなる。光束幅の狭い光束がレンズの周辺部に入射すると光束幅の広い光束よりも強い屈折力を受ける。
【００６４】
そのため、図６（ｂ）に示すようにレンズの周辺において、倍率色収差に対する補正効果が過大に現れ、倍率色収差に対する補正が良好になされない。
【００６５】
（実施例１）
次に、実施の形態１における投影レンズ１の実施例１について説明する。実施例１における各レンズのコンストラクションデータは、以下の通りである。なお、ＣＲは各レンズの曲率半径を示し、Ｔは無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）を示し、Ｎｄは各レンズのｄ線における屈折率を示し、Ｖｄは各レンズのｄ線におけるアッベ数を示す。また、各レンズ面に付されている番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、拡大側から数えた場合のｉ番目のレンズ面である。
【００６６】
単位：ｍｍ
面番号 CR T Nd Vd
1 159.120 10.101 1.5168 64.2
2 1150.457 0.300
3 129.889 5.000 1.48749 70.44
4 54.181 13.898
5 408.230 4.099 1.62299 58.12
6 60.318 13.793
7 -388.564 3.724 1.60311 60.69
8 85.750 可変
9 -163.277 4.000 1.62004 36.29
10 203.028 2.172
11 167.910 13.235 1.713 53.94
12 -84.834 可変
13 -74.125 3.752 1.53172 48.84
14 210.004 2.288
15 254.435 11.317 1.48749 70.44
16 -71.783 0.353
17 145.364 6.943 1.497 81.61
18 -368.970 70.864 39.285 3.183
19 -268.508 2.500 1.497 81.61
20 61.678 3.864
21 74.377 5.467 1.6727 32.17
22 463.777 可変
23絞り INF 65.254
24 2648.586 2.674 1.6968 55.46
25 110.620 1.620
26 75.026 8.886 1.497 81.61
27 -118.044 15.000
28 101.694 9.074 1.497 81.61
29 -104.836 2.395
30 -88.294 3.000 1.8061 40.72
31 63.381 4.295
32 85.519 7.998 1.497 81.61
33 -213.247 0.800
34 73.913 8.683 1.497 81.61
35 -209.000 15.300
36 INF 85.000 1.5168 64.2
37 INF 3.000
38 INF 3.000 1.48749 70.44
39 INF 2.000
変倍に関する各種データ
望遠端 中間焦点距離状態 広角端
焦点距離 42.51 36.80 31.10
Ｆナンバー 2.50 2.50 2.50
Ｔ８ 27.844 26.379 25.687
Ｔ１２ 42.552 72.356 105.818
Ｔ２２ 3.455 6.695 10.026
【００６７】
【表１】
【００６８】
なお、表１は、実施の形態１の投影レンズ１の条件式（１）〜（６）の値を示している。また、ｅｘｐに関しては、射出瞳位置が、正の値の場合は縮小側像面の拡大側、負の値の場合は縮小側像面の拡大側の反対側にある。
【００６９】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例１の投影レンズ１の収差図を図７〜図９に示す。図７は広角端での収差図を示し、図８は中間焦点距離状態での収差図を示し、図９は望遠端での収差図を示している。また、図７〜図９において、（ａ）は球面収差と正弦条件とを示し、（ｂ）は非点収差を示し、（ｃ）は歪曲収差を示し、（ｄ）は倍率色収差を示している。また、各収差図は、縮小側での収差を表している。
【００７０】
球面収差図において、実線ｄはｄ線、一点鎖線ｇはｇ線、二点鎖線ＣはＣ線に対する各球面収差量(ｍｍ)を表しており、破線ＳＣは正弦条件不満足量(ｍｍ)を表している。非点収差図において、ＤＴはメリディオナル面、実線ＤＳはサジタル面での各輝線に対する各非点収差(ｍｍ)を表している。歪曲収差図においては実線はｄ線に対する歪曲(％)を表している。また、倍率色収差図において、ｄ線を基準としたｇ線（実線）、C線（破線）に対する倍率色収差（ｍｍ）を表している。
【００７１】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２の投影レンズ１のレンズ構成図を示している。なお、実施の形態１と同一のものは説明を省略する。図１０に示すように実施の形態２のプロジェクタの投影レンズ１は、それぞれ負正負正のパワーを有する第１〜第４のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ４により構成され、第２及び第３のレンズ群Ｇｒ２，Ｇｒ３が移動レンズ群であり、第２のレンズ群Ｇｒ２が最大移動レンズ群となっている。
【００７２】
第１のレンズ群Ｇｒ１はレンズＬ１〜Ｌ６により構成され、第２のレンズ群Ｇｒ２はレンズＬ７〜Ｌ９により構成され、第３のレンズ群Ｇｒ３はレンズＬ１０，Ｌ１１により構成され、第４のレンズ群Ｇｒ４はレンズＬ１２〜Ｌ１７及び絞りＳ１により構成される。
【００７３】
図１１は広角端での投影レンズ１の光路図を示し、図１２は中間焦点距離状態の投影レンズ１の光路図を示し、図１３は望遠端での投影レンズ１の光路図を示している。
【００７４】
図１１及び図１３の光路図に示すように、条件式（３）を満たすことにより、第２のレンズ群Ｇｒ２において、望遠端で光線通過位置が高く、広角端で光線通過位置を低くすることができる。
【００７５】
また、図１１に示すように、広角端での軸外光の第２のレンズ群Ｇｒ２における光線通過位置が軸上光の光線通過位置に近くなっている。そのため、広角端では第２のレンズ群Ｇｒ２での軸外光線の屈折効果が軸上光の屈折効果とほとんど変わらなくなる。よって、広角端では、第２のレンズ群Ｇｒ２内において軸外光で発生する倍率色収差と軸上付近で発生する倍率色収差との差は小さく、発生する倍率色収差は小さい。
【００７６】
投影レンズでは、一般的に、変倍時にレンズの明るさを極力変わらないようにする必要性から、図１１及び図１３に示すように、第２のレンズ群Ｇｒ２を通過する軸外光の光束幅は、望遠端で大きく、広角端で小さくなる。このことにより、望遠端での軸外光の屈折効果が軸外に向けて少しずつ大きくなるため、倍率色収差の補正効果を軸外に向けて漸次大きくすることができ、軸上と最軸外との中間の像位置においても十分な倍率色収差の補正効果が得られる。
【００７７】
このような構成において、第２のレンズ群Ｇｒ２の正のパワーを有するレンズＬ８、Ｌ９を条件式（１）の特性を持つレンズとすることで、広角端から望遠端まで、倍率色収差の発生と変動とを抑えることができる。
【００７８】
なお、本実施の形態において、第２のレンズ群Ｇｒ２内の拡大側から２枚目と３枚目の正レンズ（レンズＬ８，Ｌ９）がランゲの特性となっている。また、第１のレンズ群Ｇｒ１内の拡大側から４枚目と５枚目との負レンズ（レンズＬ４，Ｌ５）がランゲの特性となっている。これにより、効果的に広角端での倍率色収差を補正することが可能となる。また、実施の形態１と同様、条件式（１）〜（６）を満たしている。これにより、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。また、本実施の形態では、全群のレンズ枚数は、レンズＬ１〜Ｌ１７の１７枚であり、構成が簡便化されている。
【００７９】
（実施例２）
次に、実施の形態２における投影レンズ１の実施例２について説明する。実施例２における各レンズのコンストラクションデータは、以下の通りである。
面番号 CR T Nd Vd
1 145.914 13.688 1.5168 64.2
2 4111.673 0.300
3 126.700 5.000 1.62299 58.12
4 59.838 17.863
5 -487.327 4.000 1.62299 58.12
6 69.775 16.990
7 -135.987 3.500 1.48749 70.44
8 110.920 13.163
9 -297.722 4.000 1.62004 36.29
10 182.301 2.692
11 167.869 15.859 1.713 53.94
12 -86.701 可変
13 -82.787 3.500 1.53172 48.84
14 158.884 2.082
15 168.714 12.878 1.48749 70.44
16 -77.261 0.300
17 143.584 7.702 1.497 81.61
18 -379.331 可変
19 -196.436 2.500 1.497 81.61
20 75.757 20.746
21 117.572 6.032 1.6727 32.17
22 34246.575 可変
23絞り INF 31.325
24 -7727.975 3.500 1.48749 70.44
25 59.705 3.113
26 65.511 10.307 1.497 81.61
27 -120.777 50.798
28 118.670 9.002 1.497 81.61
29 -71.036 1.607
30 -76.120 3.000 1.8061 40.72
31 62.865 4.142
32 83.250 7.796 1.497 81.61
33 -260.727 0.800
34 76.999 9.968 1.497 81.61
35 -114.817 15.300
36 INF 85.000 1.5168 64.2
37 INF 3.000
38 INF 3.000 1.48749 70.44
39 INF 2.000
変倍に関する各種データ
望遠端 中間焦点距離状態 広角端
焦点距離 42.51 36.80 31.10
Ｆナンバー 2.50 2.50 2.50
Ｔ１２ 64.135 87.520 119.446
Ｔ１８ 68.375 36.046 4.048
Ｔ２２ 4.016 12.960 13.031
【００８０】
【表２】
【００８１】
なお、表２は、実施の形態２の投影レンズ１の条件式（１）〜（６）の値を示している。また、ｅｘｐに関しては、射出瞳位置が、正の値の場合は縮小側像面の拡大側、負の値の場合は縮小側像面の拡大側の反対側にある。
【００８２】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例２の投影レンズ１の収差図を図１４〜図１６に示す。なお、図１４は広角端を示し、図１５は中間焦点距離状態を示し、図１６は望遠端を示している。また、図１４〜図１６において、（ａ）は球面収差を示し、（ｂ）は非点収差を示し、（ｃ）は歪曲収差を示し、（ｄ）は倍率色収差を示している。
【００８３】
（実施の形態３）
図１７は、本発明の実施の形態３による投影レンズ１のレンズ構成図を示している。なお、実施の形態１，２と同一のものは説明を省略する。図１７に示すように実施の形態３のプロジェクタの投影レンズ１は、それぞれ負正正負正正のパワーを有する第１〜第６のレンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ６により構成され、第２〜第５のレンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ５が移動レンズ群であり、第３のレンズ群Ｇｒ３が最大移動レンズ群となっている。
【００８４】
第１のレンズ群Ｇｒ１はレンズＬ１〜Ｌ４により構成され、第２のレンズ群Ｇｒ２はレンズＬ５，Ｌ６により構成され、第３のレンズ群Ｇｒ３はレンズＬ７〜Ｌ９により構成され、第４のレンズ群Ｇｒ４はレンズＬ１０，Ｌ１１により構成され、第５のレンズ群Ｇｒ５はレンズＬ１２〜Ｌ１６及び絞りＳ１により構成され、第６のレンズ群Ｇｒ６はレンズＬ１７により構成される。
【００８５】
図１８は広角端での投影レンズ１の光路図を示し、図１９は中間焦点距離状態の投影レンズ１の光路図を示し、図２０は望遠端での投影レンズ１の光路図を示している。
【００８６】
図１８及び図２０の光路図に示すように、条件式（３）を満たすことにより、第３のレンズ群Ｇｒ３において、望遠端で光線通過位置が高く、広角端で光線通過位置を低くすることができる。
【００８７】
また、図１８に示すように、広角端での軸外光の第３のレンズ群Ｇｒ３における光線通過位置が軸上光の光線通過位置に近くなっている。そのため、広角端では第３のレンズ群Ｇｒ３での軸外光線の屈折効果が軸上光の屈折効果とほとんど変わらなくなる。よって、広角端では、第３のレンズ群Ｇｒ３内では軸外光で発生する倍率色収差と軸上光で発生する倍率色収差との差は小さく、発生する倍率色収差は小さい。
【００８８】
投影レンズでは、一般的に、変倍時にレンズの明るさを極力変わらないようにする必要性から、図１８及び図２０に示すように、第３のレンズ群Ｇｒ３を通過する軸外光の光束幅は、望遠端で大きく、広角端で小さくなる。このことにより、望遠端での軸外光の屈折効果が軸外に向けて少しずつ大きくなるため、倍率色収差の補正効果を軸外に向けて漸次大きくすることができ、軸上と最軸外との中間の像位置においても十分な倍率色収差の補正効果が得られる。
【００８９】
このような構成において、第３のレンズ群Ｇｒ３の正のパワーを有するレンズＬ８、Ｌ９を条件式（１）の特性を持つレンズとすることで、広角端から望遠端まで、倍率色収差の発生と変動を抑えることができる。
【００９０】
なお、本実施の形態において、第３のレンズ群Ｇｒ３内の拡大側から２枚目と３枚目の正レンズ（レンズＬ８，Ｌ９）がランゲとなっている。また、第１のレンズ群Ｇｒ１内の拡大側から２枚目の負レンズ（レンズＬ２）と、第２のレンズ群Ｇｒ２の拡大側から１枚目の負レンズ（レンズＬ５）とがランゲの特性を有している。これにより、効果的に広角端での倍率色収差を補正することが可能となる。
【００９１】
また、実施の形態１、２と同様、条件式（１）〜（６）を満たしている。
【００９２】
これにより、広角端において倍率色収差を変化させずに、望遠端での倍率色収差の補正の効果を強くすることが可能となる。また、本実施の形態では、全群のレンズ枚数は、レンズＬ１〜Ｌ１７の１７枚であり、構成が簡便化されている。
【００９３】
（実施例３）
次に、実施の形態３における投影レンズ１の実施例３について説明する。実施例３における各レンズのコンストラクションデータは、以下の通りである。
面番号 CR T Nd Vd
1 174.384 9.446 1.5168 64.2
2 1547.341 0.300
3 132.570 5.000 1.48749 70.44
4 53.374 13.591
5 359.021 4.000 1.62299 58.12
6 58.083 13.862
7 -415.638 3.500 1.60311 60.69
8 94.635 可変
9 -178.335 4.000 1.62004 36.29
10 198.416 2.379
11 171.982 3.076 1.713 53.94
12 -86.487 可変
13 -72.250 3.687 1.53172 48.84
14 260.421 2.329
15 340.086 11.202 1.48749 70.44
16 -69.818 0.300
17 138.701 6.841 1.497 81.61
18 -464.59 可変
19 -258.385 2.500 1.497 81.61
20 61.303 4.044
21 73.952 5.559 1.6727 32.17
22 467.530 可変
23絞り INF 62.147
24 -3327.012 2.500 1.6968 55.46
25 117.293 1.380
26 72.058 8.862 1.497 81.61
27 -119.257 15.000
28 99.844 8.249 1.497 81.61
29 -106.812 2.523
30 -85.559 3.000 1.8061 40.72
31 62.568 4.301
32 85.163 8.099 1.497 81.61
33 -180.309 可変
34 74.475 8.598 1.497 81.61
35 -226.364 15.300
36 INF 85.000 1.5168 64.2
37 INF 3.000
38 INF 3.000 1.48749 70.44
39 INF 2.000
変倍に関する各種データ
望遠端 中間焦点距離状態 広角端
焦点距離 42.51 36.80 31.10
Ｆナンバー 2.50 2.50 2.49
Ｔ８ 29.512 28.687 28.992
Ｔ１２ 42.998 72.617 106.029
Ｔ１８ 69.384 37.949 3.335
Ｔ２２ 3.466 6.637 9.568
Ｔ３３ 5.564 5.035 3.000
【００９４】
【表３】
【００９５】
なお、表３は、実施の形態３の投影レンズ１の条件式（１）〜（６）の値を示している。また、ｅｘｐに関しては、射出瞳位置が、正の値の場合は縮小側像面の拡大側、負の値の場合は縮小側像面の拡大側の反対側にある。
【００９６】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例３の投影レンズ１の収差図を図２１〜図２３に示す。なお、図２１は広角端を示し、図２２は中間焦点距離状態を示し、図２３は望遠端を示している。また、図２１〜図２３において、（ａ）は球面収差を示し、（ｂ）は非点収差を示し、（ｃ）は歪曲収差を示し、（ｄ）は倍率色収差を示している。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施の形態１による投影レンズのレンズ構成図を示している。
【図２】広角端における投影レンズの光路図を示している。
【図３】中間焦点距離状態における投影レンズの光路図を示している。
【図４】望遠端における投影レンズの光路図を示している。
【図５】実施の形態１による投影レンズによる倍率色収差に対する補正効果を示す図である。
【図６】実施の形態１による投影レンズによる倍率色収差に対する補正効果を示す図である。
【図７】実施例１の投影レンズの収差図である。
【図８】実施例１の投影レンズの収差図である。
【図９】実施例１の投影レンズの収差図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による投影レンズのレンズ構成図を示している。
【図１１】広角端での投影レンズの光路図を示している。
【図１２】中間焦点距離状態の投影レンズの光路図を示している。
【図１３】望遠端での投影レンズの光路図を示している。
【図１４】実施例２の投影レンズの収差図である。
【図１５】実施例２の投影レンズの収差図である。
【図１６】実施例２の投影レンズの収差図である。
【図１７】本発明の実施の形態３による投影レンズのレンズ構成図を示している。
【図１８】広角端での投影レンズの光路図を示している。
【図１９】中間焦点距離状態の投影レンズの光路図を示している。
【図２０】望遠端での投影レンズの光路図を示している。
【図２１】実施例３の投影レンズの収差図である。
【図２２】実施例３の投影レンズの収差図である。
【図２３】実施例３の投影レンズの収差図である。
【図２４】本発明の実施によるプロジェクタの全体構成図を示している。
【符号の説明】
【００９８】
１ 投影レンズ
２ スクリーン
３ 画像生成装置
Ｇｒ１〜Ｇｒ５ レンズ群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ群を光軸に沿って移動させることで変倍を行う投影レンズであって、
変倍時に移動する少なくとも２つの移動レンズ群を備え、
前記移動レンズ群のうち移動量が最大の移動レンズ群である最大移動レンズ群が、正のパワーを有する少なくとも１つの正レンズを有し、
前記最大移動レンズ群は、絞りよりも拡大側に位置し、望遠端から広角端への変倍において絞りに近づくように動き、かつ、前記最大移動レンズ群及び前記正レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする投影レンズ。
Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５２ （１）
０．５＜Ｌｒ／Ｌ＜０．８ （２）
１．２＜Ｌｓｆ／Ｌｓｒ＜５ （３）
Ｐｇ，Ｆ；前記正レンズのレンズ硝材の部分分散比
Ｖｄ；前記正レンズのレンズ硝材のアッベ数
Ｌｒ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と全群の縮小側のレンズ面の頂点との距離
Ｌ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの全群のレンズ長
Ｌｓｆ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
Ｌｓｒ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
【請求項２】
望遠端での焦点距離と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の投影レンズ。
ｆｔ／ｆｗ＞１．３ （４）
ｆｔ；望遠端での焦点距離
ｆｗ；広角端での焦点距離
【請求項３】
近軸射出瞳位置と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の投影レンズ。
｜ｅｘｐ／ｆｗ｜＞４０ （５）
ｅｘｐ；近軸射出瞳位置
ｆｗ；広角端での焦点距離
【請求項４】
前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離Ｌｓｒが以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の投影レンズ。
Ｌｓｒ／Ｌｗ＜０．３ （６）
Ｌｗ；広角端での全群のレンズ長
【請求項５】
前記最大移動レンズ群よりも拡大側に負のパワーを有する負レンズを少なくとも１つ有し、
前記負レンズのレンズ硝材が前記条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項６】
最も拡大側のレンズ群が負のパワーを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項７】
前記レンズ群は、拡大側から負正正負正の第１〜第５のレンズ群により構成され、
前記第２〜第４のレンズ群が前記移動レンズ群であり、
前記第３のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項８】
前記レンズ群は、拡大側から負正負正の第１〜第４のレンズ群により構成され、
前記第２及び前記第３のレンズ群が前記移動レンズ群であり、
前記第２のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項９】
前記レンズ群は、拡大側から負正正負正正の第１〜第６のレンズ群により構成され、
前記第２〜第５のレンズ群が前記移動レンズ群であり、
前記第３のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項１０】
全群のレンズ枚数が、１８枚以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項１１】
画像を生成する画像生成素子と、光源と、前記光源からの光を前記画像生成素子に導く照明光学系と、前記画像生成素子からの画像光をスクリーン面に拡大投影する請求項１〜１０のいずれかに記載の投影レンズとを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１】
レンズ群を光軸に沿って移動させることで変倍を行う投影レンズであって、
変倍時に移動する少なくとも２つの移動レンズ群を備え、
前記移動レンズ群のうち移動量が最大の移動レンズ群である最大移動レンズ群が、正のパワーを有する少なくとも１つの正レンズを有し、
前記最大移動レンズ群は、絞りよりも拡大側に位置し、望遠端から広角端への変倍において絞りに近づくように動き、かつ、前記最大移動レンズ群及び前記正レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする投影レンズ。
Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１Ｖｄ＞０．６５２ （１）
０．５＜Ｌｒ／Ｌ＜０．８ （２）
１．２＜Ｌｓｆ／Ｌｓｒ＜５ （３）
Ｐｇ，Ｆ；前記正レンズのレンズ硝材の部分分散比
Ｖｄ；前記正レンズのレンズ硝材のアッベ数
Ｌｒ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と全群の縮小側のレンズ面の頂点との距離
Ｌ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの全群のレンズ長
Ｌｓｆ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も拡大側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
Ｌｓｒ；前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離
【請求項２】
望遠端での焦点距離と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の投影レンズ。
ｆｔ／ｆｗ＞１．３ （４）
ｆｔ；望遠端での焦点距離
ｆｗ；広角端での焦点距離
【請求項３】
近軸射出瞳位置と広角端での焦点距離とが、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の投影レンズ。
｜ｅｘｐ／ｆｗ｜＞４０ （５）
ｅｘｐ；近軸射出瞳位置
ｆｗ；広角端での焦点距離
【請求項４】
前記最大移動レンズ群が変倍時に最も縮小側に来たときの、当該最大移動レンズ群の縮小側のレンズ面の頂点と絞り面との距離Ｌｓｒが以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の投影レンズ。
Ｌｓｒ／Ｌｗ＜０．３ （６）
Ｌｗ；広角端での全群のレンズ長
【請求項５】
前記最大移動レンズ群よりも拡大側に負のパワーを有する負レンズを少なくとも１つ有し、
前記負レンズのレンズ硝材が前記条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項６】
最も拡大側のレンズ群が負のパワーを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項７】
前記レンズ群は、拡大側から負正正負正の第１〜第５のレンズ群により構成され、
前記第２〜第４のレンズ群が前記移動レンズ群であり、
前記第３のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項８】
前記レンズ群は、拡大側から負正負正の第１〜第４のレンズ群により構成され、
前記第２及び前記第３のレンズ群が前記移動レンズ群であり、
前記第２のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項９】
前記レンズ群は、拡大側から負正正負正正の第１〜第６のレンズ群により構成され、
前記第２〜第５のレンズ群が前記移動レンズ群であり、
前記第３のレンズ群が前記最大移動レンズ群であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項１０】
全群のレンズ枚数が、１８枚以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の投影レンズ。
【請求項１１】
画像を生成する画像生成素子と、光源と、前記光源からの光を前記画像生成素子に導く照明光学系と、前記画像生成素子からの画像光をスクリーン面に拡大投影する請求項１〜１０のいずれかに記載の投影レンズとを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１０−８７９７（Ｐ２０１０−８７９７Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６９１９７（Ｐ２００８−１６９１９７）
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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