(57)【要約】【課題】拡大画像の投射に与る光量の、変倍に伴う変化を有効に小さくできるズーム投射光学系を実現する。【解決手段】ズーム投射光学系は、ライトバルブ１に表示された画像をスクリーンＳ上に、拡大倍率可変で拡大投射するズーム投射光学系であって、２以上のレンズ群と開口絞りＳＴを有する屈折光学系３を有し、屈折光学系３はズーム機能を有し、ズーム時に、屈折光学系のライトバルブ１に最も近いレンズ群と、開口絞りとが連動して、互いの間隔を変化させつつ移動することを特徴とする。【選択図】図１
2014174340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライトバルブに表示された画像をスクリーン上に、拡大倍率可変で拡大投射するズーム投射光学系において、  
２以上のレンズ群と開口絞りを有する屈折光学系を有し、
該屈折光学系はズーム機能を有し、
ズーム時に、前記屈折光学系の前記ライトバルブに最も近いレンズ群と、前記開口絞りとが連動して、互いの間隔を変化させつつ移動することを特徴とするズーム投射光学系。
【請求項２】
請求項１記載のズーム投射光学系において、
開口絞りが、ライトバルブ側から２番目以降の何れかのレンズ群に設けられ、
ズーム時に、前記屈折光学系の前記ライトバルブに最も近いレンズ群と、前記開口絞りが設けられたレンズ群とが連動して、互いの間隔を変化させつつ移動することを特徴とするズーム投射光学系。
【請求項３】
請求項１または２記載のズーム投射光学系において、
屈折光学系とスクリーンとの間に、屈折力をもつミラーが配置されることを特徴とするズーム投射光学系。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のズーム投射光学系において、  
屈折光学系のライトバルブに最も近いレンズ群は、高倍率側から低倍率側へのズーム時に、前記ライトバルブに近づく方向に移動することを特徴とするズーム投射光学系。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のズーム投射光学系において、  
ズーム時に、開口絞りが、ライトバルブに最も近いレンズ群と逆方向に移動することを特徴とするズーム投射光学系。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載のズーム投射光学系において、
屈折光学系は、ズーム時に移動しないレンズ群を２以上有し、
ズーム時に移動しない２以上のレンズ群のうちの少なくとも２つのレンズ群がフォーカス群であることを特徴とするズーム投射光学系。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載のズーム投射光学系において、  
ライトバルブに最も近いレンズ群のｅ線に対する焦点距離：ｆ１、屈折光学系のｅ線に対する合成焦点距離：ｆが、条件：
（１）  ２．４  ＜ｆ１／ｆ＜  ６．２  
を満足することを特徴とするズーム投射光学系。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載のズーム投射光学系において、
屈折光学系は、５つのレンズ群で構成され、これらのうちの少なくとも４つのレンズ群が正の屈折力を有することを特徴とするズーム投射光学系。
【請求項９】
ライトバルブに表示された画像をスクリーン上に、拡大倍率可変で拡大投射して画像表示する画像表示装置であって、
ライトバルブと、ズーム投射光学系とを有し、
前記ズーム投射光学系として、請求項１から請求項８までの何れか１項に記載のズーム投射光学系を用いたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はズーム投射光学系および画像表示装置に関する。
【０００２】
画像表示装置はプロジェクタ装置として実施できる。
【背景技術】
【０００３】
ライトバルブに表示された画像を投射光学系により、スクリーン面上に拡大投射する画像表示装置として、プロジェクタ装置が広く知られている。
【０００４】
プロジェクタ装置の投射光学系は、同じ投射距離で投射画像（スクリーン上に投射された画像を言う。）の大きさを変更できる「ズーム機能」を有することが好ましい。
【０００５】
ズーム機能をもったズーム投射光学系として、従来、特許文献１〜３に開示されたものが知られている。
【０００６】
特許文献１〜３に開示されたズーム投射光学系は「拡大画像の投射に与る光量」の、変倍に伴う変化を小さくするという点でなお、改善の余地なしとしない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、拡大画像の投射に与る光量の、変倍に伴う変化を有効に小さくできるズーム投射光学系の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のズーム投射光学系は、ライトバルブに表示された画像をスクリーン上に、拡大倍率可変で拡大投射するズーム投射光学系において、２以上のレンズ群と開口絞りを有する屈折光学系を有し、該屈折光学系はズーム機能を有し、ズーム時に、前記屈折光学系の前記ライトバルブに最も近いレンズ群と、前記開口絞りとが連動して、互いの間隔を変化させつつ移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、拡大画像の投射に与る光量の、変倍に伴う変化を有効に小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ズーム投射光学系の結像の様子を説明するための図である。
【図２】図１の屈折光学系２とミラー４の部分を拡大して示す図である。
【図３】実施例１の構成を示す図である。
【図４】実施例１のデータを示す図である。
【図５】実施例１の、ズーム機能とフォーカス機能に関するレンズ間隔を示す図である。
【図６】実施例１の非球面データを示す図である。
【図７】ライトバルブを説明するための図である。
【図８】実施例１のズーム投射光学系の近距離投射時、拡大側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図９】実施例１のズーム投射光学系の近距離投射時、縮小側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図１０】実施例１のズーム投射光学系の基準投射時、拡大側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図１１】実施例１のズーム投射光学系の基準投射時、縮小側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図１２】実施例１のズーム投射光学系の遠距離投射時、拡大側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図１３】実施例１のズーム投射光学系の遠距離投射時、縮小側のスクリーン上の画像の具体例を示す図でる。
【図１４】実施例２の構成を示す図である。
【図１５】実施例２のデータを示す図である。
【図１６】実施例２の、ズーム機能とフォーカス機能に関するレンズ間隔を示す図である。
【図１７】実施例２の非球面データを示す図である。
【図１８】ライトバルブを説明するための図である。
【図１９】実施例２のズーム投射光学系の近距離投射時、拡大側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図２０】実施例２のズーム投射光学系の近距離投射時、縮小側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図２１】実施例２のズーム投射光学系の基準投射時、拡大側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図２２】実施例２のズーム投射光学系の基準投射時、縮小側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図２３】実施例２のズーム投射光学系の遠距離投射時、拡大側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図２４】実施例２のズーム投射光学系の遠距離投射時、縮小側のスクリーン上の画像の具体例を示す図でる。
【図２５】実施例３の構成を示す図である。
【図２６】実施例３のデータを示す図である。
【図２７】実施例３の、ズーム機能とフォーカス機能に関するレンズ間隔を示す図である。
【図２８】実施例３の非球面データを示す図である。
【図２９】ライトバルブを説明するための図である。
【図３０】実施例３のズーム投射光学系の近距離投射時、拡大側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図３１】実施例３のズーム投射光学系の近距離投射時、縮小側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図３２】実施例３のズーム投射光学系の基準投射時、拡大側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図３３】実施例３のズーム投射光学系の基準投射時、縮小側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図３４】実施例３のズーム投射光学系の遠距離投射時、拡大側のスクリーン上の画像の具体例を示す図である。
【図３５】実施例３のズーム投射光学系の遠距離投射時、縮小側のスクリーン上の画像の具体例を示す図でる。
【図３６】実施例１〜３の焦点距離のデータを示す図である。
【図３７】画像表示装置の実施の１形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態を説明する。  
図１は、ズーム投射光学系の結像の様子を説明するための図である。  
図１において、ズーム投射光学系１００は、ライトバルブ１に表示された画像をスクリーン２上に、拡大倍率可変で拡大投射する。
【００１２】
ズーム投射光学系１００は、屈折光学系３を有し、屈折光学系３内に開口絞りＳＴが配置されている。  
図１に示すズーム投射光学系１００は、屈折光学系３からの光束をスクリーン２側に反射させるミラー４を有している。ミラー４は凹面鏡で正の屈折力を持つ。
【００１３】
このように、この発明のズーム反射光学系は、屈折光学系の他に屈折力を持つミラーを有することができるが、ミラーはズーム反射光学系の必須の構成要件ではない。
【００１４】
図２は、図１に示す屈折光学系２とミラー４の部分を拡大して示している。
【００１５】
ライトバルブ１は、画像が表示される面（以下「画像表示面」とも言う。）が示されているが、ライトバルブ１としては公知の適宜のものを使用できる。  
即ち、透過型や反射型の各種液晶パネルや、デジタル・ミラー・デバイス（以下「ＤＭＤ」と称する。）等を用いることができる。
【００１６】
屈折光学系３は、２以上のレンズ群と、開口絞りＳＴを有している。
【００１７】
図２に示す例では、ズーム時には、最もライトバルブ１側の「第１レンズ群」と、その拡大側（図の右方）にある「第２レンズ群」が変位して変倍を行う。
【００１８】
この例では、開口絞りＳＴは、第２レンズ群の「最もライトバルブ１側のレンズ面」に形成されている。勿論、開口絞りはレンズとは独立した構成であることもできる。
【００１９】
図２の例では、開口絞りＳＴは第２レンズ群と一体であり、第１、第２レンズ群が連動して変位することにより変倍（「ズーミング」とも言う。）を行う。
【００２０】
従って、ライトバルブ１に最も近い第１レンズ群と開口絞りＳＴとが変位する。
【００２１】
この変位は、第１レンズ群と開口絞りＳＴの間隔が変化するように行われる。
【００２２】
このとき、第１レンズ群の変位と、開口絞りＳＴの変位とを調整することにより、屈折光学系のライトバルブ側の開口数（以下「ＮＡ」とも言う。）の変化を調整できる。
【００２３】
即ち、変倍に伴う開口数の変化が小さくなるようにでき、特に「開口数が実質的に変化しない」ようにすることができる。
【００２４】
ライトバルブ側の開口数が実質的に変化しないようにズーミングを行うと、スクリーン上に投射される投射画像の拡大倍率が変化しても、結像に与る光量は一定になる。
【００２５】
従って、投射画像の大きさが変化しても「投射画像の明るさの変化」を軽減できる。
【００２６】
また、ライトバルブに最も近い第１レンズ群を移動させてズーミングを行うようすると、これを固定群とする場合よりも、ズーム投射光学系の設計の自由度が大きくなる。
【００２７】
補足すると、開口絞りは、屈折光学系を構成するレンズとは独立して設け、ズーミングに際してレンズ群とは独立に変位するようにすることもできる。
【００２８】
しかし、上の例のように、第２レンズ群に設けて、第２レンズ群と一体として変位するようにすることもできる。
【００２９】
さらに、開口絞りをレンズ群に設ける場合、開口絞りを設けるレンズ群は、ライトバルブ側から２番目のレンズ群に限らず、３番目以降のレンズ群に設けることもできる。
【００３０】
即ち、開口絞りは、ライトバルブ側から２番目以降のレンズ群に設けることができる。
【００３１】
前述の如く、この発明のズーム投射光学系は、開口絞りを有する屈折光学系のみで構成できるが、屈折光学系とスクリーンとの間に、屈折力をもつミラーを配置してもよい。
【００３２】
屈折力を持つミラーを用いると、ミラーの機能を含めてズーム投射光学系を設計でき、ズーム投射光学系の設計の自由度が増大し、良好な性能の実現が容易になる。
【００３３】
また、ミラーの屈折力を拡大倍率に生かすことができ、屈折光学系のみの場合よりも更に拡大倍率を高めることが可能となり「より短い投射距離」が可能となる。
【００３４】
「投射距離」は、ズーム投射光学系を構成する光学素子（レンズ、ミラー）の光軸上で最も拡大側の面頂点と、スクリーンとの間の「光軸上の距離」である。
【００３５】
従って「投射距離」が短いほど、ズーム投射光学系をスクリーンに近づけることができる。
【００３６】
ライトバルブ１に最も近いレンズ群（上の説明で第１レンズ群）の移動は、高倍率側から低倍率側へのズーム時に、ライトバルブに近づく向きとするのが好ましい。
【００３７】
また、屈折光学系を構成する複数のレンズ群のうちに、ズーム時に移動しないレンズ群を２以上設け、これらのうちの２以上を「フォーカス群」とすることができる。
【００３８】
「フォーカス群」は、フォーカス機能、即ち、異なる投射距離でスクリーン上の投射画像のピントを合わせる機能を実行するレンズ群である。
【００３９】
このように、ズーム時に動くレンズ群と「フォーカス時に動くレンズ群」を分けることにより、投射画像の精度よいピント合わせが容易になる。
【００４０】
ライトバルブに最も近いレンズ群の「ｅ線に対する焦点距離：ｆ１」、「屈折光学系のｅ線に対する合成焦点距離：ｆ」は、以下の条件（１）を満足することが好ましい。
【００４１】
（１）  ２．４  ＜ｆ１／ｆ＜  ６．２  
条件（１）は、ライトバルブに最も近いレンズ群の屈折力を規制するものである。
【００４２】
条件（１）の上限を超えると、ライトバルブに最も近いレンズ群の屈折力が、屈折光学系全系の屈折力に対して相対的に弱くなる。
【００４３】
このため、ズーム投射光学系全体での球面収差が補正不足となり易い。
【００４４】
条件（１）の下限を超える場合は、ライトバルブに最も近いレンズ群の屈折力が、屈折光学系全系の屈折力に対して相対的に強くなる。
【００４５】
このため、ズーム投射光学系全体での球面収差が補正過剰となり易い。
【００４６】
従って、条件（１）の範囲外では、球面収差の適正な補正が困難となり、コマ収差の悪化による投射画像の画質劣化を招来しやすくなる。
【００４７】
条件（１）を満足することにより、良質の投射画像の実現が容易となる。
【００４８】
屈折光学系を構成するレンズ群は、ズーム時に移動する「ライトバルブに最も近いレンズ群」のほかに、フォーカス群として用いるレンズ群が必要である。
【００４９】
ズーミングに伴い、開口絞りが、他のレンズ群とは独立に移動する場合であると、屈折光学系を構成するレンズ群の数は、最低で２群となる。
【００５０】
ズーム投射光学系の性能やズーミングの容易性、コンパクト性等を効力すると、屈折光学系を構成するレンズ群は５群構成程度が良い。
【００５１】
このように、屈折光学系を５つのレンズ群で構成する場合、そのうちの４つのレンズ群が「正の屈折力」を持つようにするのが好ましい。
【００５２】
ＤＭＤや各種液晶パネルをライトバルブとし、ズーム投射光学系として、この発明のものを用いることにより、この発明の画像表示装置を実現できる。
【実施例】
【００５３】
以下、ズーム投射光学系の具体的な実施例を３例挙げる。
【００５４】
なお、以下に挙げる各実施例において、長さの次元を持つ量の単位は、特に断らない限り「ｍｍ」である。
【００５５】
「実施例１」
実施例１の構成図を図３に示す。
【００５６】
図３に示すように、屈折光学系３は、縮小側であるライトバルブ１の側から拡大側へ向かって、５つのレンズ群と開口絞りＳＴとを配してなる。
【００５７】
５つのレンズ群は、第１レンズ群３Ａ、第２レンズ群３Ｂ、第３レンズ群３Ｃ、第４レンズ群３Ｄ、第５レンズ群３Ｅであり、縮小側から拡大側へ上記順序で配列されている。
【００５８】
第１レンズ群３Ａは、第１ないし第３レンズにより構成され、第２レンズ群３Ｂは、第４レンズないし第７レンズにより構成されている。
【００５９】
第３レンズ群３Ｃは、第８レンズないし第１０レンズで構成され、第４レンズ群３Ｄは、第１１レンズと第１２レンズにより構成されている。
【００６０】
第５レンズ群３Ｅは、１枚の第１３レンズにより構成されている。
【００６１】
これら第１ないし第５レンズ群３Ａ〜３Ｅは、何れも「正の屈折力」を有する。
【００６２】
開口絞りＳＴは、第２レンズ群３Ｂに備えられている。より具体的には、第２レンズ群３Ｂの第４レンズの縮小側面に形成されている。
【００６３】
第１レンズ群３Ａと第２レンズ群３Ｂとは、ズーム時に移動して変倍を行なう「ズーム群」を構成する。
【００６４】
第３レンズ群３Ｃと第４レンズ群３Ｄは、フォーカス群を構成し、第５レンズ群３Ｅは固定群である。  
即ち、第５レンズ群３Ｅは、ズーム時にも、ピント合わせを行うときにも移動しない。
【００６５】
第１レンズ群３Ａは、高倍率側に変倍するときはライトバルブ１から離れるように移動し、低倍率側に変倍するときはライトバルブ１に近づくように移動する。
【００６６】
図４に「縮」とあるのは「低倍率側」、「拡」とあるのは「高倍率側」を意味する。以下においても同様である。
【００６７】
第２レンズ群３Ｂは、高倍率側に変倍するときはライトバルブ１に近づくように移動し、低倍率側に変倍するときはライトバルブ１から離れるように移動する。
【００６８】
従って、第２レンズ群３Ｂに設けられた開口絞りＳＴは、変倍の際には、第１レンズ群３Ａと連動して、第１レンズ群３Ａとは逆方向に移動する。
【００６９】
ピント合わせに際しては、近距離側から遠距離側へのピント合わせでは、図の如く、第３レンズ群３Ｃ、第４レンズ群３Ｄとも、ライトバルブ１から遠ざかる方向に移動する。
【００７０】
実施例１のズーム投射光学系は、屈折光学系３の像側に、屈折力を持つ凹面のミラー４を有している。
【００７１】
ミラー４は「回転対称な非球面」で、回転対称軸を屈折光学系３の光軸と合致させ、図
３の「ＹＺ面」内で、（Ｙ＝０，Ｚ＝２７８．１６）の位置に面頂点を合致させている。
【００７２】
なお、ＹＺ座標の原点（Ｙ＝０，Ｚ＝０）は、屈折光学系３の光軸とライトバルブ１の「画像表示面」との交点である。
【００７３】
実施例１のズーム投射光学系のデータを図４に示す。
【００７４】
図４の左側欄は「面の番号」を表す、「ｒ」は面の曲率半径、「ｄ」波面間隔、「ｎｄ」はレンズ材質の屈折率、「νｄ」はアッベ数であり、何れも「ｄ線基準」である。
【００７５】
実施例１のズーム投射光学系のズーム機能とフォーカス機能に関するレンズ間隔のデータを図５に示す。
【００７６】
非球面は、光軸からの高さ：Ｙ、光軸からの高さＹにおける非球面の非球面頂点における接平面からの距離：Ｚにより周知の下式で表される。
【００７７】
Ｚ＝(１／Ｒ)Ｙ２／［１−√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒ)２}］
＋Ａ４・Ｙ４+Ａ６・Ｙ６+Ａ８・Ｙ８+Ａ１０・Ｙ１０+Ａ１２・Ｙ12+Ａ１４・Ｙ14
上記の式の右辺において「Ｒ」は面の近軸曲率半径、「Ｋ」は円錐定数、Ａ４、Ａ６・・等は「高次の非球面係数」である。
【００７８】
非球面のデータを面番号、「Ｋ、Ａ４〜Ａ１４」とともに図６に示す。
【００７９】
図６の表記中、例えば「9.62896E-11」とあるのは「9.62896×10-11」を意味する。以下においても同様である。
【００８０】
実施例１において、物体側の開口数は拡大側、縮小側ともに０．１９５で一定に保たれている。即ち、開口数はズーミングの際に実施的に一定である。
【００８１】
図７は、ライトバルブの具体例である。この具体例では、ライトバルブとして、対角長：０．６５インチのデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を想定している。
【００８２】
勿論、ライトバルブはこの例に限定されるものではない。例えば、ライトバルブのサイズを対角長：０．５５インチとしてもよい。
【００８３】
また、透過型や反射型の液晶パネルをライトバルブとして用いることができることは勿論である。
【００８４】
実施例１では、屈折光学系の光軸とライトバルブの画像表示面の「図３の下方の辺」との距離を１．２ｍｍシフトさせているが、この距離も任意に変更できる。
【００８５】
図８は、実施例１のズーム投射光学系の、近距離投射時におけるスクリーン上の最大拡大倍率の投射画像の具体例である。  
この投射画像は、図７にデータを示したライトバルブを画像表示面とし、実施例１のズーム投射光学系により最大拡大倍率でスクリーン上に投射画像を表示させたものである。
【００８６】
図８の中央の図は、ライトバルブの画像表示面において「５×５個の画素」を発光させ、これら２５画素の投射画像における結像位置の配置を示している。
【００８７】
図８の上図（上辺）および下図（下辺）は、図８の中央の図における最上辺と最下辺における等間隔７画素の結像位置を示す。
【００８８】
図８の左図（左辺）は、図８の中央の図における左端の辺における５画素の結像位置を示す。図８の各図において、縦横両軸とも単位は「ｍｍ」である。
【００８９】
図９以下の各図においても図８と同様である。
【００９０】
図８において（拡大側）は「最大拡大倍率」を意味する。以下においても同様である。
【００９１】
図９は、実施例１のズーム投射光学系の、近距離投射時におけるスクリーン上の最小拡大倍率の投射画像の具体例である。  
この投射画像は、図７にデータを示したライトバルブを画像表示面とし、実施例１のズーム投射光学系により最小拡大倍率でスクリーン上に投射画像を表示させたものである。
【００９２】
図９において（縮小側）は「最小拡大倍率」を意味する。以下においても同様である。
【００９３】
図１０は、実施例１のズーム投射光学系の、基準投射時におけるスクリーン上の最大拡大倍率の投射画像の具体例である。
【００９４】
この投射画像は、図７にデータを示したライトバルブを画像表示面とし、実施例１のズーム投射光学系により最大拡大倍率でスクリーン上に投射画像を表示させたものである。
【００９５】
図１１は、実施例１のズーム投射光学系の、基準投射時におけるスクリーン上の最小拡大倍率の投射画像の具体例である。
【００９６】
この投射画像は、図７にデータを示したライトバルブを画像表示面とし、実施例１のズーム投射光学系により最小拡大倍率でスクリーン上に投射画像を表示させたものである。
【００９７】
図１２は、実施例１のズーム投射光学系の、遠距離投射時におけるスクリーン上の最大拡大倍率の投射画像の具体例である。  
この投射画像は、図７にデータを示したライトバルブを画像表示面とし、実施例１のズーム投射光学系により最大拡大倍率でスクリーン上に投射画像を表示させたものである。
【００９８】
図１３は、実施例１のズーム投射光学系の、遠距離投射時におけるスクリーン上の最小拡大倍率の投射画像の具体例である。  
この投射画像は、図７にデータを示したライトバルブを画像表示面とし、実施例１のズーム投射光学系により最小拡大倍率でスクリーン上に投射画像を表示させたものである。
【００９９】
「実施例２」
ズーム投射光学系の具体的な実施例２の構成図を図１４に示す。
【０１００】
図１４に示すように、屈折光学系３は、縮小側であるライトバルブ１の側から拡大側へ向かって、５つのレンズ群と開口絞りＳＴとを配してなる。
【０１０１】
５つのレンズ群は、第１レンズ群３Ｆ、第２レンズ群３Ｇ、第３レンズ群３Ｈ、第４レンズ群３Ｉ、第５レンズ群３Ｊであり、縮小側から拡大側へ上記順序で配列されている。
【０１０２】
第１レンズ群３Ｆは、第１ないし第３レンズにより構成され、第２レンズ群３Ｇは、第４レンズないし第７レンズにより構成されている。
【０１０３】
第３レンズ群３Ｈは、第８レンズないし第１０レンズで構成され、第４レンズ群３Ｉは、第１１レンズと第１２レンズにより構成されている。
【０１０４】
第５レンズ群３Ｊは、１枚の第１３レンズにより構成されている。
【０１０５】
これら５群のレンズ群のうち、第４レンズ群３Ｉは「負の屈折力」を持ち、他の４つのレンズ群３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｊは何れも「正の屈折力」を有する。
【０１０６】
開口絞りＳＴは、第２レンズ群３Ｇに備えられている。より具体的には、第２レンズ群３Ｇの第４レンズの縮小側面に形成されている。
【０１０７】
第１レンズ群３Ｆと第２レンズ群３Ｇとは、ズーム時に移動して変倍を行なう「ズーム群」を構成する。
【０１０８】
第３レンズ群３Ｈと第４レンズ群３Ｉは、フォーカス群を構成し、第５レンズ群３Ｊは固定群である。  
即ち、第５レンズ群３Ｊは、ズーム時にも、ピント合わせを行うときにも移動しない。
【０１０９】
第１レンズ群３Ｆは、高倍率側に変倍するときはライトバルブ１から離れるように移動し、低倍率側に変倍するときはライトバルブ１に近づくように移動する。
【０１１０】
第２レンズ群３Ｇは、高倍率側に変倍するときはライトバルブ１に近づくように移動し、低倍率側に変倍するときはライトバルブ１から離れるように移動する。
【０１１１】
従って、第２レンズ群３Ｇに設けられた開口絞りＳＴは、変倍の際には、第１レンズ群３Ｆと連動して、第１レンズ群３Ｆとは逆方向に移動する。
【０１１２】
ピント合わせに際しては、近距離側から遠距離側へのピント合わせでは、図の如く、第３レンズ群３Ｈ、第４レンズ群３Ｉとも、ライトバルブ１から遠ざかる方向に移動する。
【０１１３】
実施例２のズーム投射光学系も、屈折光学系３の像側に、屈折力を持つ凹面のミラー４を有している。
【０１１４】
ミラー４は「回転対称な非球面」で、回転対称軸を屈折光学系３の光軸と合致させ、図
３の「ＹＺ面」内で、（Ｙ＝０，Ｚ＝２８６．５０）の位置に面頂点を合致させている。
【０１１５】
なお、ＹＺ座標の原点（Ｙ＝０，Ｚ＝０）は、屈折光学系３の光軸とライトバルブ１の「画像表示面」との交点である。
【０１１６】
実施例２のズーム投射光学系のデータを、図４に倣って図１５に示す。
【０１１７】
また、実施例２のズーム投射光学系のズーム機能とフォーカス機能に関するレンズ間隔のデータを、図５に倣って図１６に示す。
【０１１８】
非球面データを図６に倣って図１７に示す。
【０１１９】
物体側の開口数は拡大側、縮小側ともに０．１９５で一定に保たれている。即ち、開口数はズーミングの際に実施的に一定である。
【０１２０】
ライトバルブの具体例を、図７に倣って図１８に示す。
【０１２１】
図１８のライトバルブは、図７に示したものと同じであるが、屈折光学系の光軸とライトバルブの画像表示面の「図１４の下方の辺」との距離を１．０ｍｍシフトさせている。
【０１２２】
図１８に示したライトバルブは、対角長：０．６５インチのＤＭＤを想定している。
【０１２３】
ライトバルブのサイズや種類はこれに限定されるものでなく、透過型や反射型の液晶パネルとしてもよいことは実施例に場合と同様である。
【０１２４】
また、光軸と画像表示面の下辺のシフト量も任意に変更できる。
【０１２５】
図１９に、実施例２のズーム投射光学系の、近距離投射時におけるスクリーン上の最大拡大倍率の投射画像の具体例を、図８に倣って示す。  
図２０に、実施例２のズーム投射光学系の、近距離投射時におけるスクリーン上の最小拡大倍率の投射画像の具体例を、図９に倣って示す。  
図２１に、実施例２のズーム投射光学系の、基準投射時におけるスクリーン上の最大拡大倍率の投射画像の具体例を、図１０に倣って示す。
【０１２６】
図２２に、実施例２のズーム投射光学系の、基準投射時におけるスクリーン上の最小拡大倍率の投射画像の具体例を、図１１にならって示す。
【０１２７】
図２３に、実施例２のズーム投射光学系の、遠距離投射時におけるスクリーン上の最大拡大倍率の投射画像の具体例を図１２に倣って示す。  
図２４に、実施例２のズーム投射光学系の、遠距離投射時におけるスクリーン上の最小拡大倍率の投射画像の具体例を、図１３に倣って示す。  
「実施例３」
ズーム投射光学系の具体的な実施例３の構成図を図２５に示す。
【０１２８】
図２５に示すように、屈折光学系３は、縮小側であるライトバルブ１の側から拡大側へ向かって、５つのレンズ群と開口絞りＳＴとを配してなる。
【０１２９】
５つのレンズ群は、第１レンズ群３Ｋ、第２レンズ群３Ｌ、第３レンズ群３Ｍ、第４レンズ群３Ｎ、第５レンズ群３Ｏであり、縮小側から拡大側へ上記順序で配列されている。
【０１３０】
第１レンズ群３Ｋは、第１ないし第３レンズにより構成され、第２レンズ群３Ｌは、第４レンズないし第７レンズにより構成されている。
【０１３１】
第３レンズ群３Ｍは、第８レンズないし第１０レンズで構成され、第４レンズ群３Ｎは、第１１レンズと第１２レンズにより構成されている。
【０１３２】
第５レンズ群３Ｏは、１枚の第１３レンズにより構成されている。
【０１３３】
これら５群のレンズ群のうち、第４レンズ群３Ｎは「負の屈折力」を持ち、他の４つのレンズ群３Ｋ、３Ｌ、３Ｍ、３Ｏは何れも「正の屈折力」を有する。
【０１３４】
開口絞りＳＴは、第２レンズ群３Ｌに備えられている。より具体的には、第２レンズ群３Ｇの第４レンズの縮小側面に形成されている。
【０１３５】
第１レンズ群３Ｋと第２レンズ群３Ｌとは、ズーム時に移動して変倍を行なう「ズーム群」を構成する。
【０１３６】
第３レンズ群３Ｍと第４レンズ群３Ｎは、フォーカス群を構成し、第５レンズ群３Ｏは固定群である。  
即ち、第５レンズ群３Ｏは、ズーム時にも、ピント合わせを行うときにも移動しない。
【０１３７】
第１レンズ群３Ｋは、高倍率側に変倍するときはライトバルブ１から離れるように移動し、低倍率側に変倍するときはライトバルブ１に近づくように移動する。
【０１３８】
第２レンズ群３Ｌは、高倍率側に変倍するときはライトバルブ１に近づくように移動し、低倍率側に変倍するときはライトバルブ１から離れるように移動する。
【０１３９】
従って、第２レンズ群３Ｌに設けられた開口絞りＳＴは、変倍の際には、第１レンズ群３Ｌと連動して、第１レンズ群３Ｋとは逆方向に移動する。
【０１４０】
ピント合わせに際しては、近距離側から遠距離側へのピント合わせでは、図の如く、第３レンズ群３Ｍ、第４レンズ群３Ｎとも、ライトバルブ１から遠ざかる方向に移動する。
【０１４１】
実施例３のズーム投射光学系も、屈折光学系３の像側に、屈折力を持つ凹面のミラー４を有している。
【０１４２】
ミラー４は「回転対称な非球面」で、回転対称軸を屈折光学系３の光軸と合致させ、図
３の「ＹＺ面」内で、（Ｙ＝０，Ｚ＝３００．１３）の位置に面頂点を合致させている。
【０１４３】
ＹＺ座標の原点（Ｙ＝０，Ｚ＝０）は、屈折光学系３の光軸とライトバルブ１の「画像表示面」との交点である。
【０１４４】
実施例３のズーム投射光学系のデータを、図４に倣って図２６に示す。
【０１４５】
また、実施例３のズーム投射光学系のズーム機能とフォーカス機能に関するレンズ間隔のデータを、図５に倣って図２７に示す。
【０１４６】
非球面データを図６に倣って図２８に示す。
【０１４７】
物体側の開口数は拡大側、縮小側ともに０．１９５で一定に保たれている。即ち、開口数はズーミングの際に実施的に一定である。
【０１４８】
ライトバルブの具体例を、図７に倣って図２９に示す。
【０１４９】
図２９のライトバルブは、図７に示したものと同じであるが、屈折光学系の光軸とライトバルブの画像表示面の「図２５の下方の辺」との距離を１．０ｍｍシフトさせている。
【０１５０】
図２９に示したライトバルブは、対角長：０．６５インチのＤＭＤを想定している。
【０１５１】
ライトバルブのサイズや種類はこれに限定されるものでなく、透過型や反射型の液晶パネルとしてもよいことは実施例に場合と同様である。
【０１５２】
また、光軸と画像表示面の下辺のシフト量も任意に変更できる。
【０１５３】
図３０に、実施例３のズーム投射光学系の、近距離投射時におけるスクリーン上の最大拡大倍率の投射画像の具体例を、図８に倣って示す。  
図３１に、実施例３のズーム投射光学系の、近距離投射時におけるスクリーン上の最小拡大倍率の投射画像の具体例を、図９に倣って示す。  
図３２に、実施例３のズーム投射光学系の、基準投射時におけるスクリーン上の最大拡大倍率の投射画像の具体例を、図１０に倣って示す。
【０１５４】
図３３に、実施例２のズーム投射光学系の、基準投射時におけるスクリーン上の最小拡大倍率の投射画像の具体例を、図１１にならって示す。
【０１５５】
図３４に、実施例３のズーム投射光学系の、遠距離投射時におけるスクリーン上の最大拡大倍率の投射画像の具体例を図１２に倣って示す。  
図３５に、実施例３のズーム投射光学系の、遠距離投射時におけるスクリーン上の最小拡大倍率の投射画像の具体例を、図１３に倣って示す。  
図３６に、上記実施例１〜３の各レンズ群の焦点距離：ｆ１〜ｆ５、屈折光学系の焦点距離：ｆおよび、条件（１）のパラメータ：ｆ１／ｆの値を示す。  
実施例１〜３とも条件（１）を満足している。
【０１５６】
この発明のズーム投射光学系は、屈折光学系がズーム機能を有する。
【０１５７】
そして、変倍操作を行うズーム時には、屈折光学系の「ライトバルブに最も近いレンズ群」と開口絞りとが連動して、互いの間隔を変化させつつ移動する。
【０１５８】
ライトバルブに最も近いレンズ群と開口絞りが、互いの間隔を変化しつつ移動する変位の調整を「拡大画像の投射に与る光量の、変倍に伴う変化を軽減」するようにできる。
【０１５９】
そして、上記実施例に示したように、かかる調整は「拡大画像の投射に与る光量」が、変倍の際に実質的に変化しないようにすることも可能である。
【０１６０】
図３７は、画像表示装置の実施の１形態を説明するための図である。
【０１６１】
画像表示装置２００はプロジェクタ装置で、ズーム投射光学系１００として、この発明のズーム投射光学系、具体的に波実施例１〜３のいずれかのものを搭載している。
【０１６２】
ズーム投射光学系１００として、実施例１〜３の何れかのものを用いており、ズーム時に光量を一定に保ったまま、精度よく投射画像の変倍とピント合わせを実現できる。
【０１６３】
勿論、画像表示装置２００は、装置内部に、ライトバルブ１を照明するための照明部１０１や、各種回路部１０２を備える。
【０１６４】
また、光線が装置筐体外に投射される窓部１０３には「カバーガラス」を備えていてもよい。このとき、カバーガラスは防塵の役割も担う。
【符号の説明】
【０１６５】
１      ライトバルブ  
２      スクリーン  
３      屈折光学系  
４      屈折力を有するミラー  
ＳＴ    開口絞り  
１００  ズーム投射光学系
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６６】
【特許文献１】特開２００６−０７８７０２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２２５７３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２２５７４号公報
【図１】
2014174340.tif 000003
【図２】
2014174340.tif 000004
【図３】
2014174340.tif 000005
【図４】
2014174340.tif 000006
【図５】
2014174340.tif 000007
【図６】
2014174340.tif 000008
【図７】
2014174340.tif 000009
【図８】
2014174340.tif 000010
【図９】
2014174340.tif 000011
【図１０】
2014174340.tif 000012
【図１１】
2014174340.tif 000013
【図１２】
2014174340.tif 000014
【図１３】
2014174340.tif 000015
【図１４】
2014174340.tif 000016
【図１５】
2014174340.tif 000017
【図１６】
2014174340.tif 000018
【図１７】
2014174340.tif 000019
【図１８】
2014174340.tif 000020
【図１９】
2014174340.tif 000021
【図２０】
2014174340.tif 000022
【図２１】
2014174340.tif 000023
【図２２】
2014174340.tif 000024
【図２３】
2014174340.tif 000025
【図２４】
2014174340.tif 000026
【図２５】
2014174340.tif 000027
【図２６】
2014174340.tif 000028
【図２７】
2014174340.tif 000029
【図２８】
2014174340.tif 000030
【図２９】
2014174340.tif 000031
【図３０】
2014174340.tif 000032
【図３１】
2014174340.tif 000033
【図３２】
2014174340.tif 000034
【図３３】
2014174340.tif 000035
【図３４】
2014174340.tif 000036
【図３５】
2014174340.tif 000037
【図３６】
2014174340.tif 000038
【図３７】
2014174340.tif 000039