(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最も拡大側に配置されて変倍の際に固定されている第１レンズ群と、最も縮小側に配置されて変倍の際に固定されている最終レンズ群と、前記第１レンズ群と前記最終レンズ群との間に配置されて変倍の際に隣り合う各レンズ群の間隔を変化させて移動する複数のレンズ群とから実質的に構成されており、
前記第１レンズ群が負の屈折力を有し、前記最終レンズ群が正の屈折力を有し、前記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群が負の屈折力を有し、
縮小側がテレセントリックであり、
前記最終レンズ群中に絞りが配設され、変倍の全範囲にわたって開口数が一定となるように設定されており、
前記最終レンズ群において前記絞りより拡大側に少なくとも１枚のレンズが配置されており、
下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする投写用変倍光学系。
Ｉｍφ／ｆｓ＜０．４  …  （１）
３０．０＜｜ｅｘＰ｜／Ｉｍφ  …  （２）
ただし、
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
ｆｓ：前記絞りよりも縮小側にあるレンズの合成焦点距離
ｅｘＰ：縮小側を射出側としたときの、投写距離無限遠時の広角端における縮小側の結像面から近軸射出瞳位置までの光軸上の距離
【請求項２】
最も拡大側に配置されて変倍の際に固定されている第１レンズ群と、最も縮小側に配置されて変倍の際に固定されている最終レンズ群と、前記第１レンズ群と前記最終レンズ群との間に配置されて変倍の際に隣り合う各レンズ群の間隔を変化させて移動する複数のレンズ群とから実質的に構成されており、
前記第１レンズ群が正の屈折力を有し、前記最終レンズ群が正の屈折力を有し、
前記変倍の際に移動する複数のレンズ群が、拡大側から順に、負の屈折力を有するレンズ群と、正の屈折力を有するレンズ群と、正の屈折力を有するレンズ群とから構成される実質的に３つのレンズ群からなり、
縮小側がテレセントリックであり、
前記最終レンズ群中に絞りが配設され、変倍の全範囲にわたって開口数が一定となるように設定されており、
前記最終レンズ群において前記絞りより拡大側に少なくとも１枚のレンズが配置されており、
下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする投写用変倍光学系。
Ｉｍφ／ｆｓ＜０．４  …  （１）
３０．０＜｜ｅｘＰ｜／Ｉｍφ  …  （２）
ただし、
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
ｆｓ：前記絞りよりも縮小側にあるレンズの合成焦点距離
ｅｘＰ：縮小側を射出側としたときの、投写距離無限遠時の広角端における縮小側の結像面から近軸射出瞳位置までの光軸上の距離
【請求項３】
下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の投写用変倍光学系。
０．７＜Ｌｓ／Ｌｇｅ  …  （３）
ただし、
Ｌｓ：前記絞りから最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
Ｌｇｅ：前記最終レンズ群における最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
【請求項４】
下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
１．８＜Ｂｆ／Ｉｍφ  …  （４）
ただし、
Ｂｆ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
【請求項５】
前記変倍の際に移動する複数のレンズ群が、実質的に２群または３群のレンズ群からなることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
【請求項６】
下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１記載の投写用変倍光学系。
１．５＜Ｂｆｎ／ｆｗ  …  （５）
ただし、
Ｂｆｎ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【請求項７】
下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１または６記載の投写用変倍光学系。
−１０．０＜ｆ１／ｆｗ＜−２．０  …  （６）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【請求項８】
下記条件式（７）を満足することを特徴とする請求項２記載の投写用変倍光学系。
１．３＜Ｂｆｐ／ｆｗ  …  （７）
ただし、
Ｂｆｐ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【請求項９】
下記条件式（８）を満足することを特徴とする請求項２または８記載の投写用変倍光学系。
Ｌｐ／Ｉｍφ＜１５．０  …  （８）
ただし、
Ｌｐ：投写距離無限遠時の最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
【請求項１０】
前記第１レンズ群より縮小側の全てのレンズが単レンズにより構成されていることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
【請求項１１】
レンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとなるように構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
【請求項１２】
前記投写用変倍光学系がズームレンズであるとき、フォーカシングは、前記第１レンズ群の最も縮小側に配置されたレンズを含む前記第１レンズ群の一部のみを光軸方向に移動させるインナーフォーカス方式により行うように構成されていることを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
【請求項１３】
下記条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１〜１２のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系。
１．４＜Ｚｒ  …  （９）
ただし、
Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比
【請求項１４】
光源と、該光源からの光が入射するライトバルブと、該ライトバルブにより光変調された光による光学像をスクリーン上に投写する投写用変倍光学系としての請求項１〜１３のうちいずれか１項記載の投写用変倍光学系とを備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写用変倍光学系および投写型表示装置に関し、特に、映画館等において大画面スクリーン上に投写するのに好適な投写用変倍光学系およびこれを用いた投写型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示素子やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス：登録商標）等のライトバルブを用いた投写プロジェクタ装置（投写型表示装置）が広く普及している。また、近年、映画館等においては、このような投写型表示装置であって、大画面に適用し得る、より高精細な画像を映出し得るようにしたものも利用されつつある。このような利用に供される投写型表示装置では、各原色用に３つのライトバルブを配設して、光源からの光束を色分離光学系により３原色に分離し、各ライトバルブを経由した後、色合成光学系により合成して投写する３板方式が採用されていることから、長いバックフォーカスと良好なテレセントリック性を有することが求められている。
【０００３】
一般的に投写距離をスクリーン横幅で割った値をスローレシオという。スクリーンサイズとスクリーンから映写室までの距離、すなわち投写距離は映画館毎にまちまちである。したがって映画館毎に適した大きさの映像を投写するには、それぞれに適したスローレシオに対応するレンズが必要になるが、それらを個々に用意することはコスト面から考えると得策ではない。そこで、変倍光学系を用い、対応できるスローレシオに幅を持たせることが考えられる。投写用の変倍光学系としては、例えば下記特許文献１〜３に記載のものが知られている。
【０００４】
なお、従来の投写用の変倍光学系の多くは変倍の際に開口数（以下「Ｆナンバー」で代用することがある）が変化する。通常はワイド側よりもテレ側の方がＦナンバーが大きいため、そのような変倍光学系では、同じスクリーンサイズの映画館でもスローレシオの大きい映画館の方が、映像が暗くなってしまう。映画館用途としては、変倍の際にＦナンバーが一定であることが好ましいことから、本願出願人は、下記特許文献３において、変倍の際にＦナンバーが一定となるように設定された投写用ズームレンズを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−００８７９７号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６９４８号公報
【特許文献３】特開２００９−１２８６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、上記分野の投写用光学系に対する要望が厳しくなってきている。映画館用途に好適なイメージサークル径（以下、最大有効像円直径ともいう）が得られ、変倍の際にＦナンバーが一定であるという要望を満たした上で、小型化を図りつつ、より高いテレセントリック性を実現し、さらに良好な投写像を得ることが要望されるようになってきている。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、変倍の際にＦナンバーが一定で、小型化を図りながら高いテレセントリック性を実現するとともに良好な投写像を取得可能で、例えば映画館用途として好適な投写用変倍光学系および投写型表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の投写用変倍光学系は、最も拡大側に配置されて変倍の際に固定されている第１レンズ群と、最も縮小側に配置されて変倍の際に固定されている最終レンズ群と、第１レンズ群と最終レンズ群との間に配置されて変倍の際に隣り合う各レンズ群の間隔を変化させて移動する複数のレンズ群とから実質的に構成されており、第１レンズ群が負の屈折力を有し、最終レンズ群が正の屈折力を有し、変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち最も拡大側のレンズ群が負の屈折力を有し、縮小側がテレセントリックであり、最終レンズ群中に絞りが配設され、変倍の全範囲にわたって開口数が一定となるように設定されており、最終レンズ群において絞りより拡大側に少なくとも１枚のレンズが配置されており、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
Ｉｍφ／ｆｓ＜０．４  …  （１）
３０．０＜｜ｅｘＰ｜／Ｉｍφ  …  （２）
ただし、
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
ｆｓ：絞りよりも縮小側にあるレンズの合成焦点距離
ｅｘＰ：縮小側を射出側としたときの、投写距離無限遠時の広角端における縮小側の結像面から近軸射出瞳位置までの光軸上の距離
また、本発明に係る第２の投写用変倍光学系は、最も拡大側に配置されて変倍の際に固定されている第１レンズ群と、最も縮小側に配置されて変倍の際に固定されている最終レンズ群と、第１レンズ群と最終レンズ群との間に配置されて変倍の際に隣り合う各レンズ群の間隔を変化させて移動する複数のレンズ群とから実質的に構成されており、第１レンズ群が正の屈折力を有し、最終レンズ群が正の屈折力を有し、変倍の際に移動する複数のレンズ群が、拡大側から順に、負の屈折力を有するレンズ群と、正の屈折力を有するレンズ群と、正の屈折力を有するレンズ群とから構成される実質的に３つのレンズ群からなり、縮小側がテレセントリックであり、最終レンズ群中に絞りが配設され、変倍の全範囲にわたって開口数が一定となるように設定されており、最終レンズ群において絞りより拡大側に少なくとも１枚のレンズが配置されており、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
Ｉｍφ／ｆｓ＜０．４  …  （１）
３０．０＜｜ｅｘＰ｜／Ｉｍφ  …  （２）
ただし、
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
ｆｓ：絞りよりも縮小側にあるレンズの合成焦点距離
ｅｘＰ：縮小側を射出側としたときの、投写距離無限遠時の広角端における縮小側の結像面から近軸射出瞳位置までの光軸上の距離
【０００９】
本発明に係る第１、第２の投写用変倍光学系においては、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
０．７＜Ｌｓ／Ｌｇｅ  …  （３）
ただし、
Ｌｓ：絞りから最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
Ｌｇｅ：最終レンズ群における最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
【００１０】
また、本発明に係る第１、第２の投写用変倍光学系においては、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
１．８＜Ｂｆ／Ｉｍφ  …  （４）
ただし、
Ｂｆ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
【００１１】
また、本発明に係る第１、第２の投写用変倍光学系においては、変倍の際に移動する複数のレンズ群が、実質的に２群または３群のレンズ群からなるように構成することが好ましい。
【００１３】
本発明に係る第１の投写用変倍光学系においては、下記条件式（５）を満足することが好ましい。
１．５＜Ｂｆｎ／ｆｗ  …  （５）
ただし、
Ｂｆｎ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【００１４】
本発明に係る第１の投写用変倍光学系においては、下記条件式（６）を満足することが好ましい。
−１０．０＜ｆ１／ｆｗ＜−２．０  …  （６）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【００１６】
本発明に係る第２の投写用変倍光学系においては、下記条件式（７）を満足することが好ましい。
１．３＜Ｂｆｐ／ｆｗ  …  （７）
ただし、
Ｂｆｐ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
【００１７】
本発明に係る第２の投写用変倍光学系においては、下記条件式（８）を満足することが好ましい。
Ｌｐ／Ｉｍφ＜１５．０  …  （８）
ただし、
Ｌｐ：投写距離無限遠時の最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
【００１８】
また、本発明に係る第１、第２の投写用変倍光学系においては、第１レンズ群より縮小側の全てのレンズが単レンズにより構成されていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係る第１、第２の投写用変倍光学系においては、レンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとなるように構成されていることが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る第１、第２の投写用変倍光学系がズームレンズであるとき、フォーカシングは、第１レンズ群の最も縮小側に配置されたレンズを含む第１レンズ群の一部のみを光軸方向に移動させるインナーフォーカス方式により行うように構成されていることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る投写型表示装置は、光源と、該光源からの光が入射するライトバルブと、該ライトバルブにより光変調された光による光学像をスクリーン上に投写する投写用変倍光学系として上述した本発明の第１または第２の投写用変倍光学系とを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
なお、本発明の第１、第２の投写用変倍光学系としては、ズームレンズでもよく、バリフォーカルレンズでもよい。
【００２３】
なお、上記「拡大側」とは、被投写側（スクリーン側）を意味し、縮小投写する場合も、便宜的にスクリーン側を拡大側と称するものとする。一方、上記「縮小側」とは、原画像表示領域側（ライトバルブ側）を意味し、縮小投写する場合も、便宜的にライトバルブ側を縮小側と称するものとする。
【００２４】
なお、上記「〜から実質的に構成されており」、「実質的に〜のレンズ群からなる」は、構成要素として挙げたレンズ群以外に、実質的にパワーを有さないレンズやレンズ群、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素等を含んでもよいことを意図するものである。
【００２５】
なお、上記「縮小側がテレセントリック」とは、縮小側の像面の任意の点に集光する光束の断面において上側の最大光線と下側の最大光線との二等分角線が光軸と平行に近い状態を指すものであり、完全にテレセントリックな場合、すなわち前記２等分角線が光軸に対して完全に平行な場合に限るものではなく、多少の誤差がある場合をも含むものを意味する。ここで多少の誤差がある場合とは、光軸に対する前記２等分角線の傾きが±３°の範囲内の場合である。
【００２６】
なお、上記「レンズ群」とは、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。
【００２７】
なお、上記「Iｍφ」は、例えば、投写用変倍光学系の仕様や、投写用変倍光学系が搭載される装置における仕様によって求めることができる。
【００２８】
なお、上記「単レンズ」とは、接合されていない１枚のレンズからなるものを意味する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る第１、第２の投写用変倍光学系は、拡大側から順に、変倍の際に固定されている第１レンズ群、変倍の際に移動する複数のレンズ群、変倍の際に固定されている最終レンズ群が配列されてなり、縮小側がテレセントリックであり、最終レンズ群中に絞りを配設し、変倍の全範囲に亘って開口数が一定となるように設定され、最終レンズ群において絞りより拡大側に少なくとも１枚のレンズが配置され、所定の条件式を満足するように構成される。
【００３０】
したがって、本発明によれば、変倍の全範囲にわたって開口数を一定に保つことができ、小型化を図りながら高いテレセントリック性を実現するとともに良好な投写像を取得可能で、例えば映画館用途として好適な投写用変倍光学系および投写型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図２】本発明の実施例１に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図３】本発明の実施例２に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図４】本発明の実施例２に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図５】本発明の実施例３に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図６】本発明の実施例３に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図７】本発明の実施例４に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図８】本発明の実施例４に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図９】本発明の実施例５に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図１０】本発明の実施例５に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図１１】本発明の実施例６に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図１２】本発明の実施例６に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図１３】本発明の実施例７に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図１４】本発明の実施例７に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図１５】本発明の実施例８に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図１６】本発明の実施例８に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図１７】本発明の実施例９に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図１８】本発明の実施例９に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図１９】本発明の実施例１０に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図２０】本発明の実施例１０に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図２１】本発明の実施例１１に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図２２】本発明の実施例１１に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図２３】本発明の実施例１２に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図２４】本発明の実施例１２に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図２５】本発明の実施例１３に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図２６】本発明の実施例１３に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図２７】本発明の実施例１４に係る投写用変倍光学系のレンズ構成および光線軌跡を示す断面図
【図２８】本発明の実施例１４に係る投写用変倍光学系の、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す図
【図２９】図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）は中間画角の下側不要光線の遮蔽を説明するための図
【図３０】中間画角の下側不要光線の遮蔽を説明するための部分拡大図
【図３１】図３１（Ａ）〜図３１（Ｌ）は本発明の実施例１に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図３２】図３２（Ａ）〜図３２（Ｌ）は本発明の実施例２に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図３３】図３３（Ａ）〜図３３（Ｌ）は本発明の実施例３に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図３４】図３４（Ａ）〜図３４（Ｌ）は本発明の実施例４に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図３５】図３５（Ａ）〜図３５（Ｌ）は本発明の実施例５に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図３６】図３６（Ａ）〜図３６（Ｌ）は本発明の実施例６に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図３７】図３７（Ａ）〜図３７（Ｌ）は本発明の実施例７に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図３８】図３８（Ａ）〜図３８（Ｌ）は本発明の実施例８に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図３９】図３９（Ａ）〜図３９（Ｌ）は本発明の実施例９に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図４０】図４０（Ａ）〜図４０（Ｌ）は本発明の実施例１０に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図４１】図４１（Ａ）〜図４１（Ｌ）は本発明の実施例１１に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図４２】図４２（Ａ）〜図４２（Ｌ）は本発明の実施例１２に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図４３】図４３（Ａ）〜図４３（Ｌ）は本発明の実施例１３に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図４４】図４４（Ａ）〜図４４（Ｌ）は本発明の実施例１４に係る投写用変倍光学系の各収差図
【図４５】本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図
【図４６】本発明の別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１、図２を参照しながら、本発明の一実施形態に係る投写用変倍光学系について説明する。図１は本発明の実施例１に係る投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成を示す断面図であり、図２は図１に示す投写用変倍光学系を変倍操作させたときの広角端、中間焦点位置および望遠端における、各レンズ群の移動位置を示すものである。図２では、広角端から中間焦点位置、中間焦点位置から望遠端へ変化する際の移動するレンズ群の移動方向を各位置の間の矢印で概略的に示している。図１、図２ともに、軸上および最外画角に関する光線軌跡を合わせて示している。図３〜図２８は、本発明の実施形態にかかる別の構成例を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例２〜１４に係る投写用変倍光学系に対応している。基本的な構成は同様であるため、以下では、主に図１、図２に示す構成例を例にとり本発明の実施形態について説明する。
【００３３】
この投写用変倍光学系は、映画館等で用いられるデジタル映像を映出するための投写型表示装置に搭載可能なものであり、例えばライトバルブに表示された画像情報をスクリーンへ投写する投写レンズとして使用可能である。図１および図２では、図の左側を拡大側、右側を縮小側とし、投写型表示装置に搭載される場合を想定して、色合成プリズム（フィルタ類を含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂと、ガラスブロック２ｂの縮小側の面に位置するライトバルブの画像表示面１も合わせて図示している。
【００３４】
投写型表示装置においては、画像表示面１で画像情報を与えられた光束が、ガラスブロック２ａ、２ｂを介して、この投写用変倍光学系に入射され、この投写用変倍光学系により紙面左側方向に配置されるスクリーン（不図示）上に拡大投写されるようになる。
【００３５】
なお、図１および図２では、ガラスブロック２ｂの縮小側の面の位置と画像表示面１の位置とが一致した例を示しているが、必ずしもこれに限定されない。また、図１および図２には、１枚の画像表示面１のみを記載しているが、投写型表示装置において、光源からの光束を色分離光学系により３原色に分離し、各原色用に３つのライトバルブを配設して、フルカラー画像を表示可能とするように構成してもよい。
【００３６】
本実施形態に係る投写用変倍光学系は、最も拡大側に配置されて変倍の際に固定されている第１レンズ群Ｇ１と、最も縮小側に配置されて変倍の際に固定されている最終レンズ群と、第１レンズ群Ｇ１と最終レンズ群との間に配置されて変倍の際に移動する複数のレンズ群（以下、変倍時移動レンズ群という）のみを実質的なレンズ群として有し、縮小側がテレセントリックとなるように構成されている。
【００３７】
例えば図１、図２に示す例では、拡大側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５の５つのレンズ群が配列されて構成されている。このうち、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４の３つのレンズ群が変倍時移動レンズ群に対応し、第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群に対応する。
【００３８】
図１、図２に示す例では、各レンズ群を構成するレンズは、第１レンズ群Ｇ１は６枚のレンズ（第１レンズＬ１〜第６レンズＬ６）からなり、第２レンズ群Ｇ２は１枚のレンズ（第７レンズＬ７）からなり、第３レンズ群Ｇ３は１枚のレンズ（第８レンズＬ８）からなり、第４レンズ群Ｇ４は３枚のレンズ（第９レンズＬ９〜第１１レンズＬ１１）からなり、第５レンズ群Ｇ５は絞り３と７枚のレンズ（第１２レンズＬ１２〜第１８レンズＬ１８）からなる。ただし、本発明の投写用変倍光学系の各レンズ群を構成するレンズの枚数は必ずしも図１、図２に示す例に限定されない。
【００３９】
本実施形態の投写用変倍光学系は、最終レンズ群中に絞り３が配設され、変倍の全範囲にわたって開口数が一定となるように設定されている。絞り３は、例えば開口絞りとして機能するものを用いることができる。
【００４０】
絞り３を変倍時に移動する全てのレンズ群よりも縮小側に配置することで、絞り３が絞り径が変化しない簡素な固定開口により構成されている固定絞りであっても、変倍の際に開口数が一定となり、投写倍率が同じであれば、投写距離に関係なく同じ明るさでスクリーン上に投写することができる。例えば映画館等の室内空間の大きさや形状等に応じて投写距離が変更される際に有効である。なお、絞り３として、絞り径が可変の可変絞りを用いることも勿論可能である。
【００４１】
また、本実施形態の投写用変倍光学系は、最終レンズ群において絞り３よりも拡大側に少なくとも１枚のレンズが配置されるように構成される。絞り３より拡大側の最終レンズ群中に、変倍時に固定されている少なくとも１枚のレンズを配置することで、変倍全域で像面湾曲を良好に補正することが容易となる。
【００４２】
また、絞り３より拡大側の最終レンズ群中に配置されるレンズの保持部材に開口の機能を持たせることで、広角端および広角端よりの変倍領域において中間画角の下側不要光線を遮蔽することが可能となり、テレセントリック性の向上を図ることが容易となる。この点について、図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）、図３０を参照しながら説明する。
【００４３】
図２９（Ａ）は、図１に示す投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ断面図と光線軌跡を示すものである。図２９（Ａ）に、軸上マージナルの上側光線４Ａｗ、軸上マージナルの下側光線４Ｂｗ、中間画角の上側光線５Ａｗ、中間画角の下側光線５Ｂｗ、５Ｃｗ、最大画角の上側光線６Ａｗ、最大画角の下側光線６Ｂｗを示す。
【００４４】
図２９（Ｂ）は、図１に示す投写用変倍光学系の望遠端におけるレンズ断面図と光線軌跡を示すものである。図２９（Ｂ）に、軸上マージナルの上側光線４Ａｔ、軸上マージナルの下側光線４Ｂｔ、中間画角の上側光線５Ａｔ、中間画角の下側光線５Ｂｔ、最大画角の上側光線６Ａｔ、最大画角の下側光線６Ｂｔを示す。なお、図２９（Ｂ）では、図の煩雑化を防ぐため、一部符号を省略している。
【００４５】
図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）に示す例において、最終レンズ群において絞り３よりも拡大側に配置されるレンズは、第１２レンズＬ１２である。図２９（Ａ）の第１２レンズＬ１２付近の部分拡大図を図３０に示す。ただし、図３０では、最大画角の光線の図示を省略している。また、図３０では、第１２レンズＬ１２の保持部材７を追加して図示している。
【００４６】
図３０に示すように、第１２レンズＬ１２の保持部材７に開口機能を持たせることで、中間画角の最も下側の光線を、図３０の太線で示す下側光線５Ｃｗとすることができる。なお、保持部材７は中間画角の不要光を遮蔽可能な開口機能を持つものであればよく、その形状は図３０に示すものに限定されない。
【００４７】
仮に、第１２レンズＬ１２の保持部材７に開口機能を持たせない場合は、中間画角の最も下側の光線は、図３０の点線で示す下側光線５Ｂｗとなり、中間画角の下側光線が必要以上にレンズ系を透過してしまい、中間画角におけるテレセントリック性が悪化する。
【００４８】
テレセントリック性や軸外光学性能を悪化させる不要光線は、実用上問題ない程度にまで遮蔽することが好ましい。しかし、中間画角の下側光線について、このような不要光線を遮蔽しようとしたとき、図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）からわかるように、絞り３より縮小側では軸上マージナルの下側光線の方が軸外の下側光線より光軸から離れた位置を通過するため、絞り３より縮小側で中間画角の下側光線を遮蔽することはできない。また、変倍時移動レンズ群より拡大側のレンズでは、望遠端および広角端において最大画角の下側光線の方が中間画角の下側光線より光軸から離れた位置を通過するため、例えば、変倍時移動レンズ群より拡大側のレンズの保持部材に開口機能を持たせて不要光線を遮蔽しようとしても、望遠端および広角端における最大画角の光束と広角端付近での中間画角の光束との両方についてテレセントリック性の向上を図ることは難しく、変倍比を高くしていくほど、その難しさは増して行く。
【００４９】
以上説明したように、絞り３より拡大側の最終レンズ群中にレンズを配置し、このレンズの保持部材に開口の機能を持たせることで、良好な収差補正とテレセントリック性の向上を図ることができる。なお、絞り３より拡大側の最終レンズ群中にレンズを配置せず、開口の機能を持つ遮光部材のみを配置することも考えられるが、本実施形態のようにレンズを配置した方が、良好な収差補正とテレセントリック性の向上に加え、空間を効率的に利用することができ、さらなる小型化を進める上で有利となる。
【００５０】
さらに、本実施形態の投写用変倍光学系は、下記条件式（１）、（２）を満足するように構成されている。
Ｉｍφ／ｆｓ＜０．４  …  （１）
３０．０＜｜ｅｘＰ｜／Ｉｍφ  …  （２）
ただし、
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
ｆｓ：絞りよりも縮小側にあるレンズの合成焦点距離
ｅｘＰ：縮小側を射出側としたときの、投写距離無限遠時の広角端における縮小側の結像面から近軸射出瞳位置までの光軸上の距離
【００５１】
条件式（１）は、最大有効像円直径、いわゆるイメージサークルの大きさと、絞り３より縮小側のレンズの合成焦点距離との関係を規定するものである。条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の拡大側のレンズ径が大きくなる。条件式（１）を満たすように構成することで、所望のイメージサークルの大きさを得ながら小型化を図ることができる。
【００５２】
条件式（２）は、射出瞳位置とイメージサークルの大きさに関するものである。条件式（２）を満たすように構成することで、所望のイメージサークルの大きさを得ながらテレセントリック性を確保することができる。
【００５３】
また、本実施形態にかかる投写用変倍光学系はさらに以下に述べる構成を適宜選択的に有することが好ましい。なお、好ましい態様としては、以下に述べる構成の１つを有するものでもよく、あるいは任意の組合せを有するものでもよい。
【００５４】
第１レンズ群Ｇ１は負の屈折力を有するものであってもよい。最も拡大側のレンズ群である第１レンズ群Ｇ１が負レンズ群であるネガティブリード型の光学系とすることで、広角化に有利となる。
【００５５】
あるいは、第１レンズ群Ｇ１は正の屈折力を有するものであってもよい。最も拡大側のレンズ群である第１レンズ群Ｇ１が正レンズ群であるポジティブリード型の光学系とすることで、高変倍比を得ることが容易になる。
【００５６】
最終レンズ群は、最も縮小側のレンズ群であることから、拡大側に位置するレンズ群の径が大きくならないために、正の屈折力を有することが好ましい。
【００５７】
変倍時移動レンズ群をどのような構成とするかは適宜選択可能であるが、例えば、２群または３群のレンズ群からなるように構成することができる。変倍時移動レンズ群を２つまたは３つのレンズ群で構成すれば、全系の大型化および変倍時の収差変動の両方を抑制することが容易となる。
【００５８】
例えば、本投写用変倍光学系の第１の態様として、第１レンズ群Ｇ１が負の屈折力を有し、最終レンズ群が正の屈折力を有し、変倍時移動レンズ群のうち最も拡大側のレンズ群が負の屈折力を有するように構成することができる。このような態様を採ることで、広い画角を得ながらも拡大側のレンズ径を適切な大きさに収め、かつ高変倍比を得ることが容易になる。
【００５９】
上記第１の態様の構成を採り、且つ変倍時移動レンズ群を、拡大側から順に、負レンズ群、正レンズ群が配列された２つのレンズ群からなるようにした場合は、第１の態様により得られる上記効果に加え、さらに小型化が容易になるという効果が得られる。
【００６０】
上記第１の態様の構成を採り、且つ変倍時移動レンズ群を、拡大側から順に、負レンズ群、正レンズ群、正レンズ群が配列された３つのレンズ群からなるようにした場合は、第１の態様により得られる上記効果に加え、変倍全域で像面湾曲の補正がより容易になるという効果が得られる。
【００６１】
上記第１の態様の構成を採る場合、下記条件式（５）、（６）のいずれか一方または両方を満足することが好ましい。
１．５＜Ｂｆｎ／ｆｗ  …  （５）
−１０．０＜ｆ１／ｆｗ＜−２．０  …  （６）
ただし、
Ｂｆｎ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
【００６２】
条件式（５）は、ネガティブリード型の光学系において、広角端における全系の焦点距離に対する、全系のバックフォーカスの比の値を規定するものであり、ビームスプリッタや、クロスダイクロイックプリズム、ＴＩＲプリズム等の色合成手段としてのガラスブロック等を挿入する適切なスペースを確保することを可能とするものである。すなわち、条件式（５）の下限を下回ると、長いバックフォーカスを確保することが困難になり、レンズ系の縮小側に色合成手段としてのガラスブロック等を挿入することが困難となる。
【００６３】
条件式（６）は、ネガティブリード型の光学系における第１レンズ群Ｇ１のパワーを規定するものである。条件式（６）の下限を下回ると、拡大側のレンズ外径が大きくなり、広角化が困難になるとともに、長いバックフォーカスを確保することが困難になり、レンズ系の縮小側に色合成手段としてのガラスブロック等を挿入することが困難となる。条件式（６）の上限を上回ると、像面湾曲、ディストーションの補正が困難になる。
【００６４】
本投写用変倍光学系の第２の態様として、第１レンズ群Ｇ１が正の屈折力を有し、最終レンズ群が正の屈折力を有し、変倍時移動レンズ群が、拡大側から順に、負の屈折力を有するレンズ群と、正の屈折力を有するレンズ群と、正の屈折力を有するレンズ群とから構成される実質的に３つのレンズ群からなるように構成することができる。このようなポジティブリード型のレンズ構成とすることにより、高変倍比を得ることが容易になる。また、変倍時移動群を拡大側から順に、負、正、正の屈折力配置とすることで、負、負、正の屈折力配置としたものに比べて変倍時の収差の変動、特に球面収差の変動を抑制することが容易になる。
【００６５】
上記第２の態様の構成を採る場合、下記条件式（７）、（８）のいずれか一方または両方を満足することが好ましい。
１．３＜Ｂｆｐ／ｆｗ  …  （７）
Ｌｐ／Ｉｍφ＜１５．０  …  （８）
ただし、
Ｂｆｐ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
Ｌｐ：投写距離無限遠時の最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
【００６６】
条件式（７）は、ポジティブリード型の光学系において、広角端における全系の焦点距離に対する、全系のバックフォーカスの比の値を規定するものであり、ビームスプリッタや、クロスダイクロイックプリズム、ＴＩＲプリズム等の色合成手段としてのガラスブロック等を挿入する適切なスペースを確保することを可能とするものである。すなわち、条件式（７）の下限を下回ると、長いバックフォーカスを確保することが困難になり、レンズ系の縮小側に色合成手段としてのガラスブロック等を挿入することが困難となる。
【００６７】
条件式（８）は、ポジティブリード型の光学系において、イメージサークルの大きさと、投写距離無限遠時の最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離（以下、レンズ全厚という）との関係を規定するものである。条件式（８）の上限を上回ると、所望のイメージサークルの大きさが得られず、本発明が目的とする映画館等の用途の投写用変倍光学系として必要な機能を備えることが困難になるか、またはレンズ全厚が大きくなりすぎる。
【００６８】
また、本実施形態にかかる投写用変倍光学系は、上記の第１の態様、第２の態様を採る場合に限らず、別の構成を採る場合においても、さらに以下に述べる構成を適宜選択的に有することが好ましい。
【００６９】
本実施形態の投写用変倍光学系は、下記条件式（３）、（４）、（９）のいずれか１つ、あるいは任意の組合せを満足することが好ましい。
０．７＜Ｌｓ／Ｌｇｅ  …  （３）
１．８＜Ｂｆ／Ｉｍφ  …  （４）
１．４＜Ｚｒ  …  （９）
ただし、
Ｌｓ：絞りから最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
Ｌｇｅ：最終レンズ群における最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの光軸上の距離
Ｂｆ：広角端における全系の縮小側のバックフォーカス（空気換算距離）
Ｉｍφ：縮小側における最大有効像円直径
Ｚｒ：広角端に対する望遠端の変倍比
【００７０】
条件式（３）は、最終レンズ群中における絞り３の光軸方向の位置を規定するものである。条件式（３）の下限を下回ると、レンズ系の全長が長くなり、レンズ系が大型化してしまう。
【００７１】
条件式（４）は、バックフォーカスとイメージサークルの大きさの比に関するものである。条件式（４）の下限を下回ると、所望のイメージサークルの大きさを得ながら、レンズ系の縮小側に、ビームスプリッタや、クロスダイクロイックプリズム、ＴＩＲプリズム等の色合成手段としてのガラスブロック等を挿入する適切なスペースを確保することが困難となる。
【００７２】
条件式（９）は、変倍比を規定するものである。条件式（９）の下限を下回ると、高変倍比が得られず、投写用変倍光学系として使用可能な範囲が狭くなりコストメリットが低下してしまい、本発明が目的とする映画館等の用途の投写用変倍光学系として好適なものと言えなくなる。
【００７３】
また、上述した条件式（１）〜（９）それぞれに代えて下記条件式（１−１）〜（９−１）それぞれを満たすことがより好ましい。
Ｉｍφ／ｆｓ＜０．３７  …  （１−１）
３５．０＜｜ｅｘＰ｜／Ｉｍφ  …  （２−１）
０．８＜Ｌｓ／Ｌｇｅ  …  （３−１）
２．２＜Ｂｆ／Ｉｍφ  …  （４−１）
２．０＜Ｂｆｎ／ｆｗ  …  （５−１）
−７．０＜ｆ１／ｆｗ＜−２．３  …  （６−１）
１．５＜Ｂｆｐ／ｆｗ  …  （７−１）
Ｌｐ／Ｉｍφ＜１２．０  …  （８−１）
１．５＜Ｚｒ  …  （９−１）
【００７４】
また、本実施形態の投写用変倍光学系においては、第１レンズ群より縮小側の全てのレンズを、接合レンズではなく単レンズにより構成することが好ましい。第１レンズ群より縮小側では軸上光束と軸外光束が重なる部分が多いため、投写用変倍光学系が投写型表示装置に搭載されて高出力の光源と併用されたとき、強力な光によってレンズを接合するための接合剤が著しく変質、劣化し、レンズ性能の低下を招くおそれがあるが、接合レンズを用いないことで、このような問題の発生を回避することができる。また、このような問題の発生を極力回避するためには、全系の全てのレンズを、接合レンズではなく単レンズにより構成することがより好ましい。
【００７５】
なお、本実施形態の投写用変倍光学系においては、図１に示す例のように、各レンズ面を全て球面とした非球面を用いない構成が可能であり、このようにした場合は、コスト的に有利となる。勿論、本実施形態の投写用変倍光学系において、非球面を用いる構成も可能であり、その場合はより良好に収差補正を行うことができる。
【００７６】
また、本実施形態の投写用変倍光学系においては、レンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとなるように構成してもよい。すなわち、レンズ群の間隔のみを変更することで、ズームレンズからバリフォーカルレンズへ、あるいはバリフォーカルレンズからズームレンズへ変換可能であるように構成してもよい。このような構成によれば、最小限の機構構造変更で異なるフォーカス方式の装置に使用可能となり、コストメリットの高いものとすることができる。
【００７７】
なお、この投写用変倍光学系がズームレンズである場合、投写距離が変化したときのフォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１の最も縮小側に配置されたレンズを含む第１レンズ群Ｇ１の一部のみを光軸方向に移動させることによって行なうインナーフォーカス方式とすることが好ましい。
【００７８】
例えば図２１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１の縮小側から１番目、２番目のレンズである第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とを一体的に光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うことが可能である。インナーフォーカス方式を採用することで、径が大きく重量の大きな拡大側のレンズを駆動させなくてよいため駆動機構の負担を少なくできるとともに、フォーカス時にレンズ全厚を一定に保つことができる。
【００７９】
なお、本発明の投写用変倍光学系においては、フォーカシングを、第１レンズ群Ｇ１の全体または縮小側以外の一部を移動させることによって行うことも可能であり、あるいは第１レンズ群Ｇ１以外のレンズ群の全体または一部を移動させることによって行なうことも可能である。
【００８０】
なお、本発明の目的とする投写用変倍光学系としては、全変倍域でＦナンバーが３．０よりも小さな光学系であることが好ましい。また、本発明の目的とする投写用変倍光学系としては、全変倍域でディストーション（歪曲収差）が約２％以下に抑えられていることが好ましい。
【００８１】
次に、本発明に係る投写型表示装置の実施形態について、図４５および図４６を用いて説明する。図４５は本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の一部を示す概略構成図であり、図４６は本発明の別の施形態に係る投写型表示装置の一部を示す概略構成図である。
【００８２】
図４５に示す投写型表示装置は、各色光に対応したライトバルブとしての反射型表示素子１１ａ〜１１ｃと、色分解のためのダイクロイックミラー１２、１３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４と、光路偏向のための全反射ミラー１８と、偏光分離プリズム１５ａ〜１５ｃを有する照明光学系１０を備えている。なお、ダイクロイックミラー１２の前段には、図示を省略された光源が配されている。
【００８３】
この光源からの白色光はダイクロイックミラー１２、１３により３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）に分解される。分解後の各色光光束はそれぞれ偏光分離プリズム１５ａ〜１５ｃを経て、各色光光束それぞれ対応する反射型表示素子１１ａ〜１１ｃに入射して光変調され、クロスダイクロイックプリズム１４により色合成された後、上述の実施形態に係る投写用変倍光学系１９に入射する。この入射光による光学像が投写用変倍光学系１９により、図示されないスクリーン上に投写される。
【００８４】
一方、図４６に示す他の実施形態に係る投写型表示装置は、各色光に対応したライトバルブとしての反射型表示素子２１ａ〜２１ｃと、色分解および色合成のためのＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム２４ａ〜２４ｃと、偏光分離プリズム２５を有する照明光学系２０を備えている。なお、偏光分離プリズム２５の前段には、図示を省略された光源が配されている。
【００８５】
この光源からの白色光は偏光分離プリズム２５を経た後、ＴＩＲプリズム２４ａ〜２４ｃにより３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）に分解される。分解後の各色光光束はそれぞれ対応する反射型表示素子２１ａ〜２１ｃに入射して光変調され、再びＴＩＲプリズム２４ａ〜２４ｃを逆向きに進行して色合成された後、偏光分離プリズム２５を透過して、上述の実施形態に係る投写用変倍光学系２９に入射する。この入射光による光学像が投写用変倍光学系２９により、図示されないスクリーン上に投写される。
【００８６】
なお、反射型表示素子１１ａ〜１１ｃ、２１ａ〜２１ｃとしては、例えば反射型液晶表示素子やＤＭＤ等を用いることができる。図４５および図４６ではライトバルブとして反射型表示素子を用いた例を示したが、本発明の投写型表示装置が備えるライトバルブは、これに限られるものではなく、透過型液晶表示素子等の透過型表示素子を用いてもよい。
【００８７】
次に、本発明の投写用変倍光学系の具体的な実施例について説明する。以下に述べる実施例１〜１４のうち、実施例１〜１０は第１レンズ群が負の屈折力を有するネガティブリード型の光学系であり、実施例１１〜１４は第１レンズ群が正の屈折力を有するポジティブリード型の光学系である。また、実施例１〜８、１１〜１４は５群構成であり、実施例９、１０は４群構成である。
【００８８】
なお、以下に述べる実施例１〜１４はバリフォーカルレンズとして構成されているが、実施例５、９、１１は後で変形例として説明するように、レンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとして使用できるように構成されている。実施例１〜１４をバリフォーカルレンズとして使用する際は、変倍時または投写距離が変化したときのフォーカシングは、全系を一体的に光軸方向に移動させることによって行う全体繰り出し方式により行われる。
【００８９】
＜実施例１＞
図１、図２にそれぞれ実施例１の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。なお、図１および図２に示す構成は、縮小倍率が−０．００２倍のときのものである。図１、図２についての詳細な説明は上述した通りであるのでここでは重複説明を一部省略する。
【００９０】
実施例１の投写用変倍光学系は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５が配列された５群構成であり、縮小側がテレセントリックとされており、第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、反射型液晶表示パネル等からなるライトバルブの画像表示面１および色合成プリズム（赤外線カットフィルタやローパスフィルタ等のフィルタを含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂが配置されている。
【００９１】
変倍時には、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５は固定されており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は可動とされ、その可動態様は図２に表されている。また、変倍の全範囲にわたって開口数が一定となるように設定されている。
【００９２】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１レンズＬ１と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ２と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第３レンズＬ３と、両凹レンズよりなる第４レンズＬ４と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第５レンズＬ５と、両凸レンズよりなる第６レンズＬ６とから構成されている。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは接合されている。
【００９３】
第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズよりなる第７レンズＬ７から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第８レンズＬ８から構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第９レンズＬ９と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１０レンズＬ１０と、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ１１とから構成されている。
【００９４】
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１２レンズＬ１２と、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１３レンズＬ１３と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１４レンズＬ１４と、両凸レンズよりなる第１５レンズＬ１５と、両凹レンズよりなる第１６レンズＬ１６と、両凸レンズよりなる第１７レンズＬ１７と、両凸レンズよりなる第１８レンズＬ１８とから構成されている。
【００９５】
実施例１の投写用変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１より縮小側の全てのレンズが接合されていない単レンズからなる。また、全てのレンズ面が球面とされており、非球面を用いていないので、コスト的に有利である。
【００９６】
表１の上段の表に実施例１の投写用変倍光学系の基本レンズデータを示す。表１には絞り３、ガラスブロック２ａ、２ｂも含めて示している。表１において、Ｓｉの欄には最も拡大側の構成要素の拡大側の面を１番目として縮小側に向かうに従い順次増加するように構成要素に面番号を付したときのｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示す。Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、Ｎｄｊの欄には最も拡大側の構成要素を１番目として縮小側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線に対するアッベ数を示している。
【００９７】
ただし、曲率半径の符号は、面形状が拡大側に凸の場合を正、縮小側に凸の場合を負としている。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔は、変倍時に変化する可変間隔であり、これらの間隔に相当する欄にはそれぞれ（可変１）、（可変２）、（可変３）、（可変４）と記入している。
【００９８】
表１の下段の表に広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔（可変１）、（可変２）、（可変３）、（可変４）の値をそれぞれ示す。また、表１の一番上に、実施例１の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを示す。
【００９９】
【表１】
0005603301.tif 000002
【０１００】
なお、表１のデータは、広角端における投写用変倍光学系の全系の焦点距離を１０．０として規格化したときの値である。また、表１では所定の桁でまるめた数値を記載している。
【０１０１】
図３１（Ａ）〜図３１（Ｄ）にそれぞれ、広角端における実施例１の投写用変倍光学系の球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図３１（Ｅ）〜図３１（Ｈ）にそれぞれ、中間焦点位置における実施例１の投写用変倍光学系の球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図３１（Ｉ）〜図３１（Ｌ）にそれぞれ、望遠端における実施例１の投写用変倍光学系の球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。
【０１０２】
図３１（Ａ）〜図３１（Ｌ）の各収差図は、ｄ線を基準としたものであるが、球面収差図では、Ｆ線（波長波長４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）に関する収差も示しており、倍率色収差図では、Ｆ線、Ｃ線に関する収差を示している。また、非点収差図ではサジタル方向、タンジェンシャル方向に関する収差をそれぞれ実線、破線で示している。球面収差図の縦軸上方に記載のＦはＦナンバー、その他の収差図の縦軸上方に記載のωは半画角を意味する。なお、図３１（Ａ）〜図３１（Ｌ）の収差図は、縮小倍率が−０．００２倍のときのものである。
【０１０３】
上述した実施例１のレンズ構成図、レンズ群配置図、表および収差図の記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り、以下の実施例２〜１４のものについても基本的に同様である。また、上述した実施例１のレンズ構成図、レンズ群配置図、収差図が縮小倍率−０．００２倍のときのものである点、基本レンズデータが焦点距離が１０．０で規格化されている点も以下の実施例２〜１４のものについても同様である。
【０１０４】
＜実施例２＞
図３、図４にそれぞれ実施例２の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例２に係る投写用変倍光学系は、実施例１に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ１の第５レンズＬ５が両凹レンズよりなる点、第３レンズ群Ｇ３の第８レンズＬ８が両凸レンズよりなる点、第４レンズ群Ｇ４の第１０レンズＬ１０が両凹レンズよりなる点、第５レンズ群Ｇ５の第１２レンズＬ１２が両凹レンズよりなる点、第５レンズ群Ｇ５の第１３レンズＬ１３が両凸レンズよりなる点において相違している。
【０１０５】
実施例２の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表２の一番上に示し、基本レンズデータを表２の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表２の下段の表にそれぞれ示す。また、図３２（Ａ）〜図３２（Ｌ）にそれぞれ、実施例２の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１０６】
【表２】
0005603301.tif 000003
【０１０７】
＜実施例３＞
図５、図６にそれぞれ実施例３の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例３に係る投写用変倍光学系は、実施例１に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ１の第４レンズＬ４が拡大側に平面を向けた平凹レンズよりなる点、第１レンズ群Ｇ１の第５レンズＬ５が両凹レンズよりなる点、第３レンズ群Ｇ３の第８レンズＬ８が両凸レンズよりなる点、第４レンズ群Ｇ４の第１０レンズＬ１０が両凹レンズよりなる点、第５レンズ群Ｇ５の第１２レンズＬ１２が拡大側に平面を向けた平凹レンズよりなる点、絞り３が第１３レンズＬ１３の縮小側の面に設けられている点において相違している。
【０１０８】
実施例３の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表３の一番上に示し、基本レンズデータを表３の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表３の下段の表にそれぞれ示す。また、図３３（Ａ）〜図３３（Ｌ）にそれぞれ、実施例３の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１０９】
【表３】
0005603301.tif 000004
【０１１０】
＜実施例４＞
図７、図８にそれぞれ実施例４の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例４に係る投写用変倍光学系は、実施例１に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第４レンズ群Ｇ４の第１１レンズＬ１１が拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる点において相違している。
【０１１１】
実施例４の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表４の一番上に示し、基本レンズデータを表４の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表４の下段の表にそれぞれ示す。また、図３４（Ａ）〜図３４（Ｌ）にそれぞれ、実施例４の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１１２】
【表４】
0005603301.tif 000005
【０１１３】
＜実施例５＞
図９、図１０にそれぞれ実施例５の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例５に係る投写用変倍光学系は、実施例１に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ１の第４レンズＬ４が拡大側に平面を向けた平凹レンズよりなる点、第５レンズＬ５が両凹レンズよりなる点と、第３レンズ群Ｇ３の第８レンズＬ８が両凸レンズよりなる点、第４レンズ群Ｇ４の第１０レンズＬ１０が両凹レンズよりなる点、第５レンズ群Ｇ５の第１２レンズＬ１２が拡大側に平面を向けた平凹レンズよりなる点において相違している。
【０１１４】
実施例５の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表５の一番上に示し、基本レンズデータを表５の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表５の下段の表にそれぞれ示す。また、図３５（Ａ）〜図３５（Ｌ）にそれぞれ、実施例５の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１１５】
【表５】
0005603301.tif 000006
【０１１６】
＜実施例６＞
図１１、図１２にそれぞれ実施例６の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例６に係る投写用変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の各レンズ群の屈折力の符号、変倍時の固定群、移動群については、実施例１に係る投写用変倍光学系の構成と同様とされているが、各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１のものと相違している。
【０１１７】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第１レンズＬ１と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ２と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第３レンズＬ３と、両凹レンズよりなる第４レンズＬ４と、両凹レンズよりなる第５レンズＬ５と、両凸レンズよりなる第６レンズＬ６とから構成されている。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは接合されている。
【０１１８】
第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズよりなる第７レンズＬ７から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズよりなる第８レンズＬ８から構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第９レンズＬ９と、両凹レンズよりなる第１０レンズＬ１０と、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ１１とから構成されている。
【０１１９】
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第１２レンズＬ１２と、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１３レンズＬ１３と、第１３レンズＬ１３の縮小側の面に設けられた絞り（開口および可変絞りを含む）３と、両凸レンズよりなる第１４レンズＬ１４と、両凹レンズよりなる第１５レンズＬ１５と、両凸レンズよりなる第１６レンズＬ１６と、両凸レンズよりなる第１７レンズＬ１７と、縮小側に平面を向けた平凸レンズよりなる第１８レンズＬ１８とから構成されている。
【０１２０】
実施例６の投写用変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１より縮小側の全てのレンズが接合されていない単レンズからなる。また、全てのレンズ面が球面とされており、非球面を用いていないので、コスト的に有利である。
【０１２１】
実施例６の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表１０の一番上に示し、基本レンズデータを表６の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表６の下段の表にそれぞれ示す。また、図３６（Ａ）〜図３６（Ｌ）にそれぞれ、実施例６の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１２２】
【表６】
0005603301.tif 000007
【０１２３】
＜実施例７＞
図１３、図１４にそれぞれ実施例７の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例７に係る投写用変倍光学系は、実施例６に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ１の第５レンズＬ５が拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる点、第３レンズ群Ｇ３の第８レンズＬ８が拡大側に凹面を向けた正メニスカスレンズよりなる点、第５レンズ群Ｇ５の第１３レンズＬ１３が両凸レンズよりなる点、第１４レンズＬ１４が拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる点、第１５レンズＬ１５が両凸レンズよりなる点、第１６レンズＬ１６が両凹レンズよりなる点、第１８レンズＬ１８が両凸レンズよりなる点、絞り３が第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３の間に設けられている点において相違している。
【０１２４】
実施例７の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表７の一番上に示し、基本レンズデータを表７の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表７の下段の表にそれぞれ示す。また、図３７（Ａ）〜図３７（Ｌ）にそれぞれ、実施例７の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１２５】
【表７】
0005603301.tif 000008
【０１２６】
＜実施例８＞
図１５、図１６にそれぞれ実施例８の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例８に係る投写用変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の各レンズ群の屈折力の符号、変倍時の固定群、移動群については、実施例１に係る投写用変倍光学系の構成と同様とされているが、各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１のものと相違している。
【０１２７】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１レンズＬ１と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ２と、縮小側に凹面を向けた平凹レンズよりなる第３レンズＬ３と、両凹レンズよりなる第４レンズＬ４と、両凸レンズよりなる第５レンズＬ５とから構成されている。
【０１２８】
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第６レンズＬ６と、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第７レンズＬ７とから構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、拡大側より順に、縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第８レンズＬ８と、両凸レンズよりなる第９レンズＬ９とから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１０レンズＬ１０と、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ１１とから構成されている。
【０１２９】
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１２レンズＬ１２と、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１３レンズＬ１３と、両凹レンズよりなる第１４レンズＬ１４と、両凸レンズよりなる第１５レンズＬ１５と、両凸レンズよりなる第１６レンズＬ１６と、両凸レンズよりなる第１７レンズＬ１７とから構成されている。
【０１３０】
実施例８の投写用変倍光学系は、全てのレンズが接合されていない単レンズからなる。また、全てのレンズ面が球面とされており、非球面を用いていないので、コスト的に有利である。
【０１３１】
実施例８の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表８の一番上に示し、基本レンズデータを表８の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表８の下段の表にそれぞれ示す。また、図３８（Ａ）〜図３８（Ｌ）にそれぞれ、実施例８の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１３２】
【表８】
0005603301.tif 000009
【０１３３】
＜実施例９＞
図１７、図１８にそれぞれ実施例９の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例９に係る投写用変倍光学系は、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４が配列された４群構成であり、縮小側がテレセントリックとされており、第４レンズ群Ｇ４の縮小側には、反射型液晶表示パネル等からなるライトバルブの画像表示面１および色合成プリズム（赤外線カットフィルタやローパスフィルタ等のフィルタを含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂが配置されている。
【０１３４】
変倍時には、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４は固定されており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３は可動とされ、その可動態様は図１８に表されている。また、変倍の全範囲にわたって開口数が一定となるように設定されている。
【０１３５】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた平凸レンズよりなる第１レンズＬ１と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ２と、両凹レンズよりなる第３レンズＬ３および第４レンズＬ４と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第５レンズＬ５と、両凸レンズよりなる第６レンズＬ６から構成されている。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは接合されている。
【０１３６】
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側より順に、縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第７レンズＬ７と、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第８レンズＬ８から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、拡大側より順に、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第９レンズＬ９と、縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１０レンズＬ１０と、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ１１とから構成されている。
【０１３７】
第４レンズ群Ｇ４は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第１２レンズＬ１２と、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、両凸レンズよりなる第１３レンズＬ１３と、縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１４レンズＬ１４と、両凸レンズよりなる第１５レンズＬ１５と、両凹レンズよりなる第１６レンズＬ１６と、両凸レンズよりなる第１７レンズＬ１７と、両凸レンズよりなる第１８レンズＬ１８から構成されている。
【０１３８】
実施例９の投写用変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１より縮小側の全てのレンズが接合されていない単レンズからなる。また、全てのレンズ面が球面とされており、非球面を用いていないので、コスト的に有利である。
【０１３９】
実施例９の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表９の一番上に示し、基本レンズデータを表９の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表９の下段の表にそれぞれ示す。また、図３９（Ａ）〜図３９（Ｌ）にそれぞれ、実施例９の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１４０】
【表９】
0005603301.tif 000010
【０１４１】
＜実施例１０＞
図１９、図２０にそれぞれ実施例１０の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例１０に係る投写用変倍光学系は、実施例９に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１が、両凸レンズよりなる点において相違している。
【０１４２】
実施例１０の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表１０の一番上に示し、基本レンズデータを表１０の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表１０の下段の表にそれぞれ示す。また、図４０（Ａ）〜図４０（Ｌ）にそれぞれ、実施例１０の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１４３】
【表１０】
0005603301.tif 000011
【０１４４】
＜実施例１１＞
図２１、図２２にそれぞれ実施例１１の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例１１に係る投写用変倍光学系は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５が配列された５群構成であり、縮小側がテレセントリックとされており、第５レンズ群Ｇ５の縮小側には、反射型液晶表示パネル等からなるライトバルブの画像表示面１および色合成プリズム（赤外線カットフィルタやローパスフィルタ等のフィルタを含む）等のガラスブロック２ａ、２ｂが配置されている。
【０１４５】
変倍時には、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５は固定されており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は可動とされ、その可動態様は図２２に表されている。また、変倍の全範囲にわたって開口数が一定となるように設定されている。
【０１４６】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１レンズＬ１と、縮小側に平面を向けた平凸レンズよりなる第２レンズＬ２と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第３レンズＬ３と、両凸レンズよりなる第４レンズＬ４とから構成されている。
【０１４７】
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第５レンズＬ５と、両凹レンズよりなる第６レンズＬ６と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第７レンズＬ７とから構成されている。
【０１４８】
第３レンズ群Ｇ３は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第８レンズＬ８と、両凸レンズよりなる第９レンズＬ９とから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凸レンズよりなる第１０レンズＬ１０から構成されている。
【０１４９】
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第１１レンズＬ１１と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第１２レンズＬ１２と、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、両凹レンズよりなる第１３レンズＬ１３と、縮小側に凸面を向けた平凸レンズよりなる第１４レンズＬ１４と、縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１５レンズＬ１５と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１６レンズＬ１６と、両凸レンズよりなる第１７レンズＬ１７と、両凸レンズよりなる第１８レンズＬ１８とから構成されている。
【０１５０】
実施例１１の投写用変倍光学系は、全てのレンズが接合されていない単レンズからなる。また、全てのレンズ面が球面とされており、非球面を用いていないので、コスト的に有利である。
【０１５１】
実施例１１の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表１１の一番上に示し、基本レンズデータを表１１の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表１１の下段の表にそれぞれ示す。また、図４１（Ａ）〜図４１（Ｌ）にそれぞれ、実施例１１の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１５２】
【表１１】
0005603301.tif 000012
【０１５３】
＜実施例１２＞
図２３、図２４にそれぞれ実施例１２の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例１２に係る投写用変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の各レンズ群の屈折力の符号、変倍時の固定群、移動群については、実施例１１に係る投写用変倍光学系の構成と同様とされているが、各レンズ群が有するレンズの構成が以下に述べるように実施例１１のものと相違している。
【０１５４】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１レンズＬ１と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第２レンズＬ２と、両凸レンズよりなる第３レンズＬ３とから構成されている。
【０１５５】
第２レンズ群Ｇ２は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第４レンズＬ４と、両凹レンズよりなる第５レンズＬ５と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第６レンズＬ６とから構成されている。
【０１５６】
第３レンズ群Ｇ３は、拡大側より順に、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第７レンズＬ７と、両凸レンズよりなる第８レンズＬ８とから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、両凸レンズよりなる第９レンズＬ９から構成されている。
【０１５７】
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第１０レンズＬ１０と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第１１レンズＬ１１と、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、両凹レンズよりなる第１２レンズＬ１２と、両凸レンズよりなる第１３レンズＬ１３と、縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１４レンズＬ１４と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１５レンズＬ１５と、両凸レンズよりなる第１６レンズＬ１６と、両凸レンズよりなる第１７レンズＬ１７とから構成されている。
【０１５８】
実施例１２の投写用変倍光学系は、全てのレンズが接合されていない単レンズからなる。また、全てのレンズ面が球面とされており、非球面を用いていないので、コスト的に有利である。
【０１５９】
実施例１２の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表１２の一番上に示し、基本レンズデータを表１２の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表１２の下段の表にそれぞれ示す。また、図４２（Ａ）〜図４２（Ｌ）にそれぞれ、実施例１２の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１６０】
【表１２】
0005603301.tif 000013
【０１６１】
＜実施例１３＞
図２５、図２６にそれぞれ実施例１３の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例１３に係る投写用変倍光学系は、実施例１２に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第５レンズ群Ｇ５の第１４レンズＬ１４が縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる点、第１５レンズＬ１５が縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる点、第１６レンズＬ１６が拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる点、第５レンズ群Ｇ５が最も縮小側に配置された両凸レンズよりなる第１８レンズＬ１８をさらに備える点において相違している。
【０１６２】
実施例１３に係る投写用変倍光学系の第５レンズ群Ｇ５は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第１０レンズＬ１０と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第１１レンズＬ１１と、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、両凹レンズよりなる第１２レンズＬ１２と、両凸レンズよりなる第１３レンズＬ１３と、縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１４レンズＬ１４と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１５レンズＬ１５と、両凸レンズよりなる第１６レンズＬ１６と、両凸レンズよりなる第１７レンズＬ１７とから構成されている。
【０１６３】
実施例１３の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表１３の一番上に示し、基本レンズデータを表１３の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表１３の下段の表にそれぞれ示す。また、図４３（Ａ）〜図４３（Ｌ）にそれぞれ、実施例１３の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１６４】
【表１３】
0005603301.tif 000014
【０１６５】
＜実施例１４＞
図２７、図２８にそれぞれ実施例１４の投写用変倍光学系の広角端におけるレンズ構成および光線軌跡、変倍時の各位置におけるレンズ群の配置および光線軌跡を示す。実施例１４に係る投写用変倍光学系は、実施例１３に係る投写用変倍光学系と略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ１の第２レンズＬ２が両凸レンズよりなる点、第３レンズＬ３が拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる点、第５レンズ群Ｇ５の構成において相違している。
【０１６６】
第５レンズ群Ｇ５は、拡大側より順に、両凹レンズよりなる第１０レンズＬ１０と、拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第１１レンズＬ１１と、絞り（開口および可変絞りを含む）３と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１２レンズＬ１２と、両凹レンズよりなる第１３レンズＬ１３と、両凸レンズよりなる第１４レンズＬ１４と、両凹レンズよりなる第１５レンズＬ１５と、両凸レンズよりなる第１６レンズＬ１６と、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズよりなる第１７レンズＬ１７と、両凸レンズからなる第１８レンズＬ１８とから構成されている。
【０１６７】
実施例１４の投写用変倍光学系のＦナンバーＦｎｏ．と全画角２ωを表１４の一番上に示し、基本レンズデータを表１４の上段の表に示し、広角端、中間焦点位置、望遠端における全系の焦点距離、各可変間隔の値を表１４の下段の表にそれぞれ示す。また、図４４（Ａ）〜図４４（Ｌ）にそれぞれ、実施例１４の投写用変倍光学系の各収差図を示す。
【０１６８】
【表１４】
0005603301.tif 000015
【０１６９】
表１５に、上記実施例１〜１４の上記各条件式（１）〜（９）に対応する値と関連する値を示す。なお、ｅｘＰの符号は、縮小側の結像面よりも近軸射出瞳位置が拡大側にある場合を負、縮小側にある場合を正としている。表１５に示すように、実施例１〜１０の投写用変倍光学系は条件式（１）〜（６）、（９）を全て満足しており、実施例１１〜１４の投写用変倍光学系は条件式（１）〜（４）、（７）〜（９）を全て満足している。
【０１７０】
【表１５】
0005603301.tif 000016
【０１７１】
上述の実施例１〜１４は、縮小側がテレセントリックとされ、十分なバックフォーカスを有し、非球面を採用せずに、広角端から望遠端の全変倍範囲に亘りＦナンバーが約２．５と小さく、変倍比が１．５〜２．０と大きな変倍比を有しながらも、その変倍時における収差の変動が抑制されており、各収差が良好に補正されて高い光学性能を有するものである。
【０１７２】
＜実施例５の変形例＞
上記実施例５はレンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとなるように構成されている。表１６に上記実施例５をレンズ群の間隔のみを変更してズームレンズとして使用する際の、投写距離が無限遠のときの広角端、中間焦点位置および望遠端における全系の焦点距離と、各可変間隔の距離を示す。この実施例５の変形例をズームレンズとして使用する際は、投写距離が変動した際のフォーカシングを第１レンズ群Ｇ１の第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とが接合された接合レンズを光軸方向に移動させることによって行うインナーフォーカス方式を採用している。表１６では、このフォーカシングの際に変化する面間隔、すなわち、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の間隔をＤ８として示している。
【０１７３】
【表１６】
0005603301.tif 000017
＜実施例９の変形例＞
上記実施例９もまた、レンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとなるように構成されている。表１７に上記実施例９をレンズ群の間隔のみを変更してズームレンズとして使用する際の、投写距離が無限遠のときの広角端、中間焦点位置および望遠端における全系の焦点距離と、各可変間隔の距離を示す。この実施例９の変形例をズームレンズとして使用する際は、投写距離が変動した際のフォーカシングを第１レンズ群Ｇ１の第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とが接合された接合レンズを光軸方向に移動させることによって行うインナーフォーカス方式を採用している。表１７では、このフォーカシングの際に変化する面間隔、すなわち、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の間隔をＤ８として示している。
【０１７４】
【表１７】
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＜実施例１１の変形例＞
上記実施例１１もまた、レンズ群の間隔のみを変更することでズームレンズとなるように構成されている。表１８に上記実施例１１をレンズ群の間隔のみを変更してズームレンズとして使用する際の、投写距離が無限遠のときの広角端、中間焦点位置および望遠端における全系の焦点距離と、各可変間隔の距離を示す。この実施例１１の変形例をズームレンズとして使用する際は、投写距離が変動した際のフォーカシングを第１レンズ群Ｇ１の第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とを一体的に光軸方向に移動させることによって行うインナーフォーカス方式を採用している。表１８では、このフォーカシングの際に変化する面間隔、すなわち、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間隔をＤ４として示している。
【０１７５】
【表１８】
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【０１７６】
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明の投写用変倍光学系としては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数を適宜変更することが可能である。
【０１７７】
また、本発明の投写型表示装置としても、上記構成のものに限られるものではなく、例えば、用いられるライトバルブや、光束分離または光束合成に用いられる光学部材は、上記構成に限定されず、種々の態様の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１７８】
１    画像表示面
２ａ、２ｂ    ガラスブロック
３    絞り
１０、２０      照明光学系
１１ａ〜１１ｃ、２１ａ〜２１ｃ      反射型表示素子
１２、１３      ダイクロイックミラー
１４      クロスダイクロイックプリズム
１５ａ〜１５ｃ、２５      偏光分離プリズム
１８      全反射ミラー
１９、２９      投写用変倍光学系
２４ａ〜２４ｃ      ＴＩＲプリズム
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ３    第３レンズ群
Ｇ４    第４レンズ群
Ｇ５    第５レンズ群
Ｚ    光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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