(57)【要約】【課題】短い投射距離で大画面投射が実現でき，しかも高変倍化が容易で長いバックフォーカスを有するズームレンズを得ること。【解決手段】最も前方側に配置され、負の光学パワーを有する第１レンズ群を含む複数のレンズ群を備え前記複数のレンズ群のうち２つ以上のレンズ群を光軸方向に動かすことによりズーミングを行うズームレンズであって、前記第１レンズ群はズーミング中固定であり、前記第１レンズ群中の最も前方側に配置された第１レンズは負の屈折力を有し、前記第１レンズの材料のアッベ数をνdn、部分分散比をθg，Fn、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体に合焦しているときの空気換算バックフォーカスをｂｆとするとき、              νdn  ＜  32                  ・・・（1）              0.008  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.040・・・（2）              ｜f1／bf｜  ＜  0.9        ・・・（3）なる条件を満足すること。【選択図】図１
2006084971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最も前方側に配置され、負の光学パワーを有する第１レンズ群を含む複数のレンズ群を備え前記複数のレンズ群のうち１つ以上のレンズ群を光軸方向に動かすことによりズーミングを行うズームレンズであって、
前記第１レンズ群はズーミング中固定であり、
前記第１レンズ群中の最も前方側に配置された第１レンズは負の屈折力を有し、前記第１レンズの材料のアッベ数をνdn、部分分散比をθg，Fn、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体に合焦しているときの空気換算バックフォーカスをｂｆとするとき、
νdn  ＜  32
0.008  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.040
｜f1／bf｜  ＜  0.9
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
最も前方側に配置され、負の光学パワーを有する第１レンズ群を含む複数のレンズ群を備え前記複数のレンズ群のうち１つ以上のレンズ群を光軸方向に動かすことによりズーミングを行うズームレンズであって、
前記複数のレンズ群のうち最も後方側に配置されたレンズ群は、ズーミング中固定であり、
前記第１レンズ群中の最も前方側に配置された第１レンズは負の屈折力を有し、前記第１レンズの材料のアッベ数をνdn、部分分散比をθg，Fn、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体に合焦しているときの空気換算バックフォーカスをｂｆとするとき、
νdn  ＜  32
0.008  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.040
｜f1／bf｜  ＜  0.9
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項３】
最も後方側のレンズは正レンズであり、前記正レンズの材料のアッベ数をνdp、部分分散比をθg，Fpとするとき、
νdp  ＞  63
−0.005  ＜θg，Fp−(0.644−0.00168・νdp)＜  0.045
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
【請求項４】
最も後方側のレンズと像面の間にプリズムが配置されており、前記プリズムの材料のアッベ数をνdpr、部分分散比をθg，Frとするとき
νdpr  ＜  50
0.002 ＜θg，Fr−(0.644−0.00168・νdpr)＜ 0.040
なる条件を満足することを特徴とする請求項１，２又は３のズームレンズ。
【請求項５】
前記複数のレンズ群は前方側から後方側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群、正の屈折力を有する第６レンズ群であり、ズーミングの際に該第１，第６レンズ群は固定であり、該第２〜第５レンズ群が移動することを特徴とする請求項１，２，３又は４のズームレンズ。
【請求項６】
前記第５レンズ群は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る正レンズを１枚以上有することを特徴とする請求項５のズームレンズ。
【請求項７】
前記第１レンズ群は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る負レンズを１枚以上有することを特徴とする請求項５又は６のズームレンズ。
【請求項８】
前記第５レンズ群は１以上の正レンズを有し、該１以上の正レンズの材料の平均アッベ数をν5pとするとき
ν5p  ＞  60
なる条件を満足することを特徴とする請求項５，６又は７のズームレンズ。
【請求項９】
前記第4レンズ群は絞りと、後方の面が凸でメニスカス形状の負レンズを１枚以上有することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項１０】
前記複数のレンズ群は前方側から後方側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群であり、ズーミングに際して該第１，第５レンズ群は固定であり、該第２〜第４レンズ群が移動することを特徴とする請求項１，２，３又は４のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第４レンズ群は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る正レンズを１枚以上有することを特徴とする請求項１０のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第１レンズ群は非球面形状の面を有するプラスチック材より成る負レンズを１枚以上有することを特徴とする請求項１０又は１１のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第４レンズ群は１以上の正レンズを有し、該１以上の正レンズの材料の平均アッベ数をν4pとするとき
ν4p  ＞  60
なる条件を満足することを特徴とする請求項１０，１１又は１２のズームレンズ。
【請求項１４】
前記第４レンズ群は絞りと、最も前方側に後方の面が凸でメニスカス形状の負レンズを有することを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項１５】
最も前方に負の屈折力の第１レンズ群が位置し、全体として５つ又は６つのレンズ群を有し、
ズーミングに際して、第１レンズ群及び最も後方側のレンズ群は固定で、複数のレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
最も前方側には負レンズＬｎ、最も像側には正レンズＬｐが配置されており、
該負レンズＬｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νdn、θg，Fn、
該正レンズＬｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νdp、θg，Fp、
第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体に合焦しているときの空気換算バックフォーカスをｂｆとするとき
νdn  ＜  32
0.008  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.040
｜f1／bf｜  ＜  0.9
νdp  ＞  63
−0.005  ＜θg，Fp−(0.644−0.00168・νdp)＜  0.045
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項のズームレンズと、原画を形成する表示ユニットとを有し、前記表示ユニットによって形成された原画を前記ズームレンズによってスクリーン面上に投射することを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置に関し、例えば長いバックフォーカスを有し、照明系との瞳整合性が良好に保たれた液晶プロジェクターに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示素子等の表示素子を用いて、その表示素子に形成された画像をスクリーン面に投射する液晶プロジェクター（画像投射装置）が種々提案されている。
【０００３】
特に液晶プロジェクターはパソコン等の画像を大画面に投影することが可能な装置として会議およびホームシアター向けに普及している。この液晶プロジェクターに用いる投射レンズとしては、以下に掲げる特性が要望されている。
【０００４】
◎液晶表示素子を３枚使用する３板方式のカラー液晶プロジェクションタでは一般に、色分離光学系により白色光源からの光を赤，緑，青色の各色に分離して各液晶表示素子に導き，その各液晶表示素子から射出する光を色合成光学系により合成して投射レンズに入射させている。
【０００５】
その構成上，液晶表示素子を透過した後の色光を合成するためのプリズム等を配置するスペースを液晶表示素子と投射レンズとの間に設けなければならず、投射レンズに関してある一定長のバックフォーカスを有すること、さらに液晶表示素子において反射型の液晶表示素子（LCOS）用を用いた場合には、透過型の液晶表示素子を用いた場合に比して、より長いバックフォーカスを有すること。
【０００６】
◎液晶表示素子から色合成光学系に入射する光束の角度が変化すると，それに応じて色合成光学系の分光透過率が変化し，投影された画像における各色の明るさが画角により変化して見づらい画像になる。このため，角度依存の影響を少なくするため液晶表示素子（縮小共役面）側の瞳が略無限遠方にある所謂テレセントリック光学系であること。
【０００７】
◎３色の液晶表示素子の絵（画像）をスクリーンに合成投射したとき、文字等が二重に見えたりして解像感がそこなわれないように各色の画素を画面の全域にて重ね合わせられなければならない。
【０００８】
そのため、投射レンズにて発生する色ずれ（倍率色収差）を可視光帯域にて良好に補正すること。
【０００９】
◎投射された画像が歪んで見えにくくならないように，歪曲収差が良好に補正されていること。
【００１０】
◎効率良く光源からの光を取り込めるように，Fno（Ｆナンバー）の小さい明るい投射レンズであること。
【００１１】
◎また最近では、装置の高輝度・高解像化といったニーズの一方で、小型液晶パネル搭載のプロジェクターには携帯・機動性を重視すべく装置の小型・軽量化が求められるのと同時に、このような小型投射装置の使用環境を考慮して、より短い投射距離で大画面の投射が実現でき，しかも投影画面サイズの調整を行い易い高変倍のズームレンズであること。
等である。
【００１２】
上記のように長いバックフォーカスを有し、光学的諸性能が高く要求される液晶プロジェクター用の投射レンズには，レンズ枚数を増やすことなく諸収差の補正を良好に行う有効な手段として非球面レンズ（非球面形状の面を有するレンズ）を使用することがある。
【００１３】
また，加工の容易さや製造性の点に着目すればプラスチック材より成る非球面レンズを用いることが好ましい。
【００１４】
従来より液晶プロジェクター用の投射レンズが種々と提案されている（特許文献１〜３）。
【００１５】
特許文献１には小型で低コストを目的とした光学系が記載されているが、透過型液晶プロジェクターでの使用を目的としたものであり、反射型液晶プロジェクターでの使用においてはバックフォーカスが短過ぎる。また広角・高倍率化には限界がある。
【００１６】
特許文献２は、小型化を図り、かつ変倍に伴う諸収差の変動を抑えた光学系が記載されているが高倍率化に限界があることに加え反射型の液晶プロジェクターでの使用においてはバックフォーカスが短過ぎる。
【００１７】
特許文献３は、高画角でありながら、反射型の液晶プロジェクターを考慮した長いバックフォーカスを有する光学系が記載されているが、FNOが大きく単焦点レンズである。
【００１８】
又液晶プロジェクター用の投写レンズとして、拡大共役側（前方）より順に、負・正・正・負・正（もしくは負）・正の屈折力の第１〜第６レンズ群の配列による全体として６つのレンズ群より構成し、このうち所定のレンズ群を適切に移動させてズーミングを行っている６群ズームレンズが提案されている（特許文献４）。
【００１９】
この６群ズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１および６レンズ群を固定として、内部の第２〜第５レンズ群を全て縮小共役側（後方側）へ移動させるため、ズーミング時にレンズ全長が一定に保たれている。またズーミングの際の歪曲収差と色収差を少なくし、縮小共役側にテレセントリックなズームレンズとなっている。
【００２０】
この他の従来の液晶プロジェクター用の投写レンズとして、拡大側（前方）より順に負、正、正、負、正、正の屈折力を有した第１〜第６レンズ群の配列による全体として６つのレンズ群より構成し、このうち所定のレンズ群を適切に移動させてズーミングを行っている６群ズームレンズが提案されている（特許文献５）。
【００２１】
この６群ズームレンズは、第１、４及び６レンズ群を固定として、広角端から望遠端への変倍に際して、内部の第２、３及び５レンズ群を移動させるため、レンズ全長が一定に保たれ、変倍時の色収差等、諸収差の変動を抑えた、縮小共役側にテレセントリックなズームレンズとなっている。
【００２２】
又液晶プロジェクター用のズームレンズとして、前方側から後方側へ順に負、正、負、正、正の屈折力のレンズ群より成り、このうち複数のレンズ群を移動させてズーミングを行なう５群ズームレンズが知られている（特許文献６）。
【００２３】
また、特許文献７に記載のあるズームレンズは、比較的長いバックフォーカスを有する光学系が記載されているが、広角端におけるFnoが２.３や２.４程度と大きい、すなわち暗いズームレンズである。さらにこのズームレンズは硝子枚数も多く、コストおよび重量に対して改善の余地があった。
【特許文献１】特開２００４−００４９６４号公報
【特許文献２】特開２００１−１００１００号公報
【特許文献３】特開２００２−１３１６３６号公報
【特許文献４】特開２００１−２３５６７９号公報
【特許文献５】特開２００１−１０８９００号公報
【特許文献６】特開２００３−０５０３５２号公報
【特許文献７】特開２００４−１３８６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
現在、液晶プロジェクターの更なる小型の要望とともに、特にホームシアター用に大きなメリットとなる近距離投影できること、つまり液晶プロジェクターの広画角化が強く求められている。
【００２５】
また投影映像の高輝度化を目的として投影レンズとして明るい大口径比のものが求められている。
【００２６】
一般に長いバックフォーカスを確保しながら、さらに広画角化を進めると、最も拡大側のレンズ群の屈折力が大きくなる。
【００２７】
また縮小共役側にテレセントリックなズームレンズを実現しようとすると開口絞りから縮小共役側に配置したレンズ群全体について正の屈折力が大きくなり、レンズ系全体がレトロフォーカス型の屈折力配置となり、レンズ系全体の非対称性が増大し、特に歪曲・倍率色収差などの補正が困難となってくる。
【００２８】
この他、画角が広くなるに伴ってペッツバール和を小さくしておかないと像面湾曲が増大し、それの補正が困難になってくる。
【００２９】
本発明は、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した、例えば液晶プロジェクター用に好適なズームレンズの提供を目的とする。
【００３０】
この他、本発明は、短い投射距離で大画面投射が実現でき，しかも高変倍化が容易で長いバックフォーカスを有するズームレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明のズームレンズは、最も前方側に配置され、負の光学パワーを有する第１レンズ群を含む複数のレンズ群を備え前記複数のレンズ群のうち２つ以上のレンズ群を光軸方向に動かすことによりズーミングを行うズームレンズであって、
前記第１レンズ群中の最も前方側に配置された第１レンズは負の屈折力を有し、前記第１レンズの材料のアッベ数をνdn、部分分散比をθg，Fn、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体に合焦しているときの空気換算バックフォーカスをｂｆとするとき、
νdn  ＜  32                  ・・・（1）
0.008  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.040・・・（2）
｜f1／bf｜  ＜  0.9        ・・・（3）
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有したズームレンズが得られる。
【００３３】
この他本発明によれば、長いバックフォーカスを有しながらも諸収差を良好に補正し、テレセントリック性を有した大口径・広画角・高変倍であるズームレンズを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本実施例は以下のように記載することができる。本実施例のズームレンズは、最も前方側（拡大共役側、画像投射装置で言うと、スクリーン等の被投射面側）に配置され、負の光学パワーを有する第１レンズ群を含む複数のレンズ群を備え前記複数のレンズ群のうち１つ以上のレンズ群を光軸方向に動かすことによりズーミングを行うズームレンズであって、前記第１レンズ群はズーミング中固定であり、前記第１レンズ群中の最も前方側に配置された第１レンズは負の屈折力を有し、前記第１レンズの材料のアッベ数をνdn、部分分散比をθg，Fn、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体に合焦しているときの空気換算バックフォーカスをｂｆとするとき、
νdn  ＜  32                  ・・・（1）
0.008  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.040・・・（2）
｜f1／bf｜  ＜  0.9        ・・・（3）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３５】
また、本実施例の別側面のズームレンズは、最も前方側に配置され、負の光学パワーを有する第１レンズ群を含む複数のレンズ群を備え前記複数のレンズ群のうち１つ以上のレンズ群を光軸方向に動かすことによりズーミングを行うズームレンズであって、前記複数のレンズ群のうち最も後方側に配置されたレンズ群は、ズーミング中固定であり、前記第１レンズ群中の最も前方側に配置された第１レンズは負の屈折力を有し、前記第１レンズの材料のアッベ数をνdn、部分分散比をθg，Fn、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体に合焦しているときの空気換算バックフォーカスをｂｆとするとき、
νdn  ＜  32                  ・・・（1）
0.008  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.040・・・（2）
｜f1／bf｜  ＜  0.9        ・・・（3）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３６】
ここで、最も後方側（縮小共役側、画像投射装置で言うと、画像表示素子側又は液晶パネル側）のレンズは正レンズであり、前記正レンズの材料のアッベ数をνdp、部分分散比をθg，Fpとするとき、
νdp  ＞  63              ・・・(4)
−0.005  ＜θg，Fp−(0.644−0.00168・νdp)＜  0.045  ・・・(5)
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３７】
さらに、最も後方側のレンズと像面の間にプリズムが配置されており、前記プリズムの材料のアッベ数をνdpr、部分分散比をθg，Frとするとき
νdpr  ＜  50              ・・・(6)
0.002 ＜θg，Fr−(0.644−0.00168・νdpr)＜ 0.040  ・・・(7)
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３８】
ここで、前記複数のレンズ群は前方側から後方側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群、正の屈折力を有する第６レンズ群であり、ズーミングの際に該第１，第６レンズ群は固定であり、該第２〜第５レンズ群が移動すると尚好ましい。また、前述の最も後方側に配置されたレンズ群が前述の第６レンズ群と同一のレンズ群であることが望ましい。
【００３９】
ここで、前記ズームレンズは、少なくとも１面の非球面を持つ非球面レンズを有することが望ましい。特に、前記第５レンズ群は、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る正レンズを１枚以上有することが望ましい。また、前記第１レンズ群が、非球面形状の面を有するプラスチック材より成る負レンズを１枚以上有することが望ましい。
【００４０】
ここで、前記第５レンズ群は１以上の正レンズを有し、該１以上の正レンズの材料の平均アッベ数をν5pとするとき
ν5p  ＞  60                  ・・・(8)
なる条件を満足することが望ましい。
【００４１】
また、前記第4レンズ群は絞りと、後方の面が凸でメニスカス形状の負レンズを１枚以上有することが望ましい。
【００４２】
また、前記複数のレンズ群は前方側から後方側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群であり、ズーミングに際して該第１，第５レンズ群は固定であり、該第２〜第４レンズ群が移動することが望ましい。
【００４３】
ここで、前記第４レンズ群は１以上の正レンズを有し、該１以上の正レンズの材料の平均アッベ数をν4pとするとき
ν4p  ＞  60                ・・・(9)
なる条件を満足することが望ましい。
【００４４】
ここで、前記第４レンズ群は絞りと、最も前方側に後方の面が凸でメニスカス形状の負レンズを有することが望ましい。
【００４５】
また、本実施例の別側面のズームレンズは、最も前方に負の屈折力の第１レンズ群が位置し、全体として５つ又は６つのレンズ群を有し、ズーミングに際して、第１レンズ群及び最も後方側のレンズ群は固定で、複数のレンズ群が移動するズームレンズにおいて、最も前方側には負レンズＬｎ、最も像側には正レンズＬｐが配置されており、
該負レンズＬｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νdn、θg，Fn、
該正レンズＬｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νdp、θg，Fp、
第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体に合焦しているときの空気換算バックフォーカスをｂｆとするとき
νdn  ＜  32                  ・・・（1）
0.008  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.040・・・（2）
｜f1／bf｜  ＜  0.9        ・・・（3）
νdp  ＞  63              ・・・(4)
−0.005  ＜θg，Fp−(0.644−0.00168・νdp)＜  0.045  ・・・(5)
なる条件を満足することが望ましい。
【００４６】
ここで、前述のズームレンズは、広角端におけるＦｎｏが、１．４以上２．０５以下、好ましくは１.５以上及び／又は１．９以下であることが望ましい。
【００４７】
また、本実施例の画像投射装置は、前述のいずれかのズームレンズと、原画を形成する表示ユニットとを有し、前記表示ユニットによって形成された原画を前記ズームレンズによってスクリーン面（被投射面、勿論リアプロジェクションタイプの場合には、レンチキュラーレンズ等を有し、入射光を拡散する作用を有する画面、スクリーン面であることが望ましい）上に投射する。
【００４８】
次に、本実施例に記載した図面について簡単に説明する。
【００４９】
図１は本発明の実施例１のズームレンズを用いた画像投射装置（液晶ビデオプロジェクター）の要部概略図である。図２（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例１に対応する後述する数値実施例１の数値をｍｍ単位で表わした時の物体距離（第１レンズ群からの距離）２．１ｍのときの広角端（短焦点距離側）と望遠端（長焦点距離側）における収差図である。
【００５０】
図３は本発明の実施例２のズームレンズを用いた画像投射装置（液晶ビデオプロジェクター）の要部概略図である。図４（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例２に対応する後述する数値実施例２の数値をｍｍ単位で表わした時の物体距離（第１レンズ群からの距離）２．１ｍのときの広角端（短焦点距離側）と望遠端（長焦点距離側）における収差図である。
【００５１】
図５は本発明の実施例３のズームレンズを用いた画像投射装置（液晶ビデオプロジェクター）の要部概略図である。図６（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例３に対応する後述する数値実施例３の数値をｍｍ単位で表わした時の物体距離（第１レンズ群からの距離）２．１ｍのときの広角端（短焦点距離側）と望遠端（長焦点距離側）における収差図である。
【００５２】
図７は本発明の実施例４のズームレンズを用いた画像投射装置（液晶ビデオプロジェクター）の要部概略図である。図８（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例４に対応する後述する数値実施例４の数値をｍｍ単位で表わした時の物体距離（第１レンズ群からの距離）２．１ｍのときの広角端（短焦点距離側）と望遠端（長焦点距離側）における収差図である。
【００５３】
図９は本発明の実施例５のズームレンズを用いた画像投射装置（液晶ビデオプロジェクター）の要部概略図である。図１０（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例５に対応する後述する数値実施例５の数値をｍｍ単位で表わした時の物体距離（第１レンズ群からの距離）２．１ｍのときの広角端（短焦点距離側）と望遠端（長焦点距離側）における収差図である。
【００５４】
図１，図３，図５，図７，図９の実施例１〜５における画像投射装置ではＬＣＤの原画（被投影画像）をズームレンズ（投影レンズ、投写レンズ）ＰＬを用いてスクリーン面Ｓ上に拡大投影している状態を示している。
【００５５】
Ｓはスクリーン面（投影面）、ＬＣＤは液晶パネル（液晶表示素子）等の原画像（被投影画像）である。スクリーン面Ｓと原画像ＬＣＤとは共役関係にあり、一般にはスクリーン面Ｓは距離の長い方の共役点（第１共役点）で拡大側（前方）に、原画像ＬＣＤは距離の短い方の共役点（第２共役点）で縮小側（後方）に相当している。尚、ズームレンズを撮影系として用いるときは、スクリーン面Ｓ側が物体側、原画像ＬＣＤ側が像側となる。
【００５６】
ＧＢは色合成プリズムや偏光フィルター、そしてカラーフィルター等に対応して光学設計上設けられたガラスブロック（プリズム）である。
【００５７】
ズームレンズＰＬは接続部材（不図示）を介して液晶ビデオプロジェクター本体（不図示）に装着されている。ガラスブロックＧＢ以降の液晶表示素子ＬＣＤ側はプロジェクター本体に含まれている。
【００５８】
図１，図３，図５，図７の実施例１〜４において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群、Ｌ６は正の屈折力の第６レンズ群である。
【００５９】
実施例１〜４では広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４そして第５レンズ群Ｌ５を拡大側である第１共役点側（スクリーンＳ側）へ独立に移動させている。
【００６０】
尚、第１レンズ群Ｌ１、第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためいには移動しない。第１レンズ群Ｌ１を光軸上移動させてフォーカスを行っている。尚、フォーカスは表示パネルＬＣＤを移動させて行っても良い。
【００６１】
開口絞りＳＴは第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間に設けている。各レンズ面には反射防止用の多層コートが施されている。
【００６２】
図９の実施例５において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。
【００６３】
実施例５では広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際して矢印のように第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４を拡大側である第１共役点側（スクリーンＳ側）へ独立に移動させている。
【００６４】
尚、第１レンズ群Ｌ１、第５レンズ群Ｌ５はズーミングのためいには移動しない。第１レンズ群Ｌ１を光軸上移動させてフォーカスを行っている。尚、フォーカスは表示パネルＬＣＤを移動させて行っても良い。
【００６５】
開口絞りＳＴは第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間に設けている。各レンズ面には反射防止用の多層コートが施されている。
【００６６】
図２，図４，図６，図８，図１０の収差図においてＧは波長５５０ｎｍ、Ｒは波長６２０ｎｍ、Ｂは波長４５０ｎｍでの収差を示し、Ｓ（サジタル像面の倒れ）、Ｍ（メリジオナル像面の倒れ）はどちらも波長５５０ｎｍでの収差を示す。ＦはＦナンバーである。ωは半画角である。
【００６７】
各実施例は、次の条件を満足している。
【００６８】
◎最も前方側（拡大共役側、共役長が長い方の共役位置側）に配置され、負の光学パワーを有する第１レンズ群Ｌ１を含む複数のレンズ群を備え複数のレンズ群のうち１つ以上のレンズ群（好ましくは複数のレンズ群）を光軸方向に動かす（勿論光軸と垂直な方向に若干動かして、斜投射のときの投射画像の歪みや光速のケラレを防止しても構わない）ことによりズーミングを行うズームレンズであって、
第１レンズ群Ｌ１中の最も前方側に配置された第１レンズＧ１１は負の屈折力を有し、第１レンズＧ１１の材料のアッベ数をνdn、部分分散比をθg，Fn、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体に合焦しているときの空気換算バックフォーカスをｂｆとするとき、
νdn  ＜  32                  ・・・（1）
0.008  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.040・・・（2）
｜f1／bf｜  ＜  0.9        ・・・（3）
なる条件を満足している。
【００６９】
ただし
νdn：最も物体側の第１レンズＧ１１の材料のアッベ数
νdn＝（nd−1）／（nF−nC）
θg，Fn＝（ng−nF）／（nF−nC）
nd：d線（587.56nm）に対する屈折率
ng：g線（435.84nm）に対する屈折率
nF：F線（486.13nm）に対する屈折率
nC：C線（656.28nm）に対する屈折率
（以下アッベ数、屈折率、nd、ng、nF、nCの定義は同様）
条件式(1)は、最も物体側の負レンズの材料に高分散（すなわちアッベ数の小さい）材料を使用することを規定しており、特に色収差の補正を良好に行う為のものである。また一般に高分散材料は屈折率が高い傾向があるので、レトロフォーカスタイプの特徴である最も像側の材料の有効径が大きくなる傾向を緩和している。条件式（１）の上限を超える領域においては、軸上および倍率色収差の補正の効果が低下してくる。
【００７０】
条件式(2)は、材料の異常部分分散性を規定しており、主に軸上色収差及び倍率色収差を効果的に補正する為のものである。条件式(2)の上限、および下限を超える領域においては軸上および倍率色収差の補正が低下してくる。
【００７１】
条件式(3)は、長いバックフォーカスを容易に得るためである。条件式(3)の上限を超えるとバックフォーカスが短くなってしまい、プリズム等の挿入に必要な長さのバックフォーカスを得ることが困難になってくる。
【００７２】
尚(1)式に関してさらに好ましくは
νdn  ＜  28    ・・・（1a）
また(2)式に関してさらに好ましくは
0.010  ＜θg，Fn−(0.644−0.00168・νdn)＜  0.030・・・（2a）
また(3)式に関してさらに好ましくは
｜f1／bf｜  ＜  0.8 ・・・（3a）
を満たすことが望ましい。
【００７３】
◎最も後方側のレンズは正レンズであり、正レンズの材料のアッベ数をνdp、部分分散比をθg，Fpとするとき、
νdp  ＞  63              ・・・(4)
−0.005  ＜θg，Fp−(0.644−0.00168・νdp)＜  0.045  ・・・(5)
なる条件を満足している。
【００７４】
ただし
νdp＝（nd−1）／（nF−nC）
θg，Fp＝（ng−nF）／（nF−nC）
条件式(4)は最も像面側の正レンズの材料のアッベ数を規定しており、おもにテレセントリック性を良好に維持しつつ色収差を良好に補正する為のものである。
【００７５】
条件式(5)は最も像面側の正レンズの材料の異常部分分散性を規定しており、主に軸上色収差及び倍率色収差を効果的に補正する為のものである。条件式(5)の上限、および下限を超える領域においては軸上および倍率色収差の補正が低下してしまう。
【００７６】
◎最も後方側のレンズと像面の間にプリズムが配置されており、最もプリズム長の長いプリズムＧＢの材料のアッベ数をνdpr、部分分散比をθg，Frとするとき
νdpr  ＜  50              ・・・(6)
0.002 ＜θg，Fr−(0.644−0.00168・νdpr)＜ 0.040  ・・・(7)
なる条件を満足している。
【００７７】
ただし
νdpr＝（nd−1）／（nF−nC）
θg，Fr＝（ng−nF）／（nF−nC）
条件式(6)は，プリズムとして使用される材料のアッベ数を規定している。ズームレンズの光学性能はレンズ部分だけでなくプリズムの材質に拠るところも大きい。そのためバックフォーカス部のプリズム長が長い液晶プロジェクター用の投射レンズに対して、そのプリズムの材料のアッベ数を(6)式を満足するように選択するのが良く、又条件式(6)を満足するような異なる材料より成るプリズムを組み合わせても良い。条件式（6）を満足すれば、おもに軸上色収差、球面収差、コマ収差の補正における効果が大きい。条件式（7）は、材料の異常部分分散性を規定しており、軸上色収差及び倍率色収差を効果的に補正する為のものである。条件式（7）の上限、および下限を超える領域においては軸上および倍率色収差補正の効果が低下してくる。
【００７８】
(6)式に関して，さらに好ましくは
νdpr  ＜  40    ・・・(6a)
を満たすことが望ましい。また一般的に使用されているS−BSL7（HOYA）等のアッベ数が大きな硝子を使用しても良い。
【００７９】
◎実施例１〜４では、前方側から後方側へ順にズーミング（変倍）の際に固定で負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群、正の屈折力を有する第５レンズ群およびズーミングの際に固定で正の屈折力を有する第６レンズ群の６つのレンズ群より成っている。
【００８０】
これは，全体として６つのレンズ群より成り，レトロフォーカスタイプのレンズ系であり，各レンズ群を適切に配置することによりレンズ系全体の小型化を図りつつ，ズーム範囲全体に渡りテレセントリック性を良好に維持し収差補正を良好に行うのに適したレンズ構成である。また第１レンズ群Ｌ１および第６レンズ群Ｌ６はともにズーミングに際して（ズーミングの為には）固定であり，ズーミングによるレンズ全長を不変とすることにより投射レンズとしての堅牢性を確保でき、機構面で有利となる。
【００８１】
第５レンズ群Ｌ５は非球面形状の面を含む正の屈折力のプラスチックレンズを用いている。
【００８２】
これは，最も後方側（縮小共役側）でテレセントリック性を良好にもたせるため比較的パワーの強い正の屈折力のプラスチック材より成るレンズを用いている。このレンズに非球面形状の面を持たせることにより残存している軸外収差を効果的に取り除いている。なお、製造の容易なことからプラスチックを用いるのが良いが、他にもハイブリッドタイプ非球面、ガラス成形の非球面を用いても良い。
【００８３】
第１レンズ群Ｌ１に負の屈折力のプラスチック材より成る非球面レンズを1枚以上設けている。これは，バックフォーカスが長い広角レンズタイプ（レトロフォーカスタイプ）の特徴である強いパワー（屈折力）を要する第１レンズ群Ｌ１内において，負のパワーを有したプラスチック材より成るレンズを効率的に作用させている。
【００８４】
また，第１レンズ群Ｌ１は他のレンズ群に比べて口径が大きくなるので投射時の光線の密度が小さくなり，それに伴い光線を適切に補正できる非球面が設定しやすくなり，他レンズの収差補正の負担を軽減している。さらにはレンズ枚数の削減にも効果があり製造的に有利となる。
【００８５】
尚、製造的には材料にプラスチックを用いるのが有利であるが、他にもハイブリッドタイプ非球面、ガラス成形の非球面を用いても良い。
【００８６】
第5レンズ群Ｌ５内の正レンズの平均アッベ数をν5pとしたとき条件式(5)を満たしている。
【００８７】
ν5p  ＞  60                  ・・・(8)    
条件式(8)は第５レンズ群Ｌ５中の比較的強いパワーを有した正レンズに、アッベ数の高い材料を利用して色収差を抑えつつも、像面においてテレセントリック性を良好に実現させる為のものである。
【００８８】
6つのレンズ群より構成されるレトロフォーカス型のズームレンズにおいて第4レンズ群Ｌ４内に絞りＳＰを有し、かつ第4レンズ群Ｌ４内に少なくとも像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズを1枚有している。
【００８９】
絞りＳＰに対しコンセントリックなレンズ形状を持たせることにより、歪曲収差の発生を抑えつつ第４レンズ群Ｌ４を比較的強い負のパワーを有するようにしている。これは高倍率のズーム比およびレンズ全長の短縮の実現において、ズーミングの際のピント面移動の補正に効果的である。
【００９０】
◎実施例５では、前方側から後方側へ順に、ズーミングの際に固定で負の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｌ４、およびズーミングの際に固定で正の屈折力を有する第５レンズ群Ｌ５の５つのレンズ群を有している。
【００９１】
これは，全体として５つのレンズ群より成り，レトロフォーカスタイプであり，各レンズ群を適切に配置することによりレンズ系全体の小型化を図りつつ，ズーム範囲全体に渡りテレセントリック性を良好に維持し収差補正を行うのに適した構成である。また第１レンズ群Ｌ１および第５レンズ群Ｌ５はともにズーミングに際して固定であり、ズーミングによるレンズ全長を不変とすることにより投射レンズの堅牢性及び機構面で有利にしている。また、各実施例のレンズ群の構成に関しては前記６群タイプや５群タイプのズームレンズに限定することなく、２群タイプ、３群タイプおよび４群タイプにおいて２つ以上のレンズ群を、変倍の際に移動させるようなレンズ構成としても良い。
【００９２】
５群タイプのズームレンズにおいては、第４レンズ群Ｌ４に非球面形状の面を有するプラスチック材より成る正レンズを少なくとも1枚有している。これにより最も後方側でテレセントリック性をもたせるため比較的パワーの強い正レンズを用いており，これに非球面効果を持たせることにより、残存している軸外収差を効果的に取り除いている。なお、プラスチック材の他にもハイブリッドタイプ非球面レンズ、ガラス成形より成る非球面レンズを用いても良い。
【００９３】
５群タイプのズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｌ１に非球面形状の面を有するプラスチック材より成る負レンズを少なくとも1枚有している。これにより，バックフォーカスが長い広角タイプ（レトロフォーカスタイプ）の特徴である強いパワーを要する第１レンズ群内において，負のパワーを有したプラスチック材より成るレンズを効率的に作用させている。
【００９４】
また，第１レンズ群Ｌ１は他のレンズ群に比べて口径が大きくなるので投射時の光線の密度が小さくなり，それに伴い光線を適切に補正できる非球面を設定しやすくなり，他レンズの収差補正の負担を軽減することができ，さらにはレンズ枚数の削減にも効果がある。
【００９５】
なお、プラスチック材の他にもハイブリッドタイプ非球面レンズ、ガラス成形より成る非球面レンズを用いても良い。
【００９６】
第４レンズ群内の正レンズの材料の平均アッベ数をν4pとするとき条件式(9)を満たしている。
【００９７】
ν4p  ＞  60                  ・・・(9)    
条件式(9)は比較的強いパワーを有した正レンズに対して、アッベ数の大きい材料を使用して色収差を抑えつつも、像面においてテレセントリック性を良好にする為のものである。
【００９８】
５つのレンズ群よりなるズームレンズにおいて第4レンズ群Ｌ４内に絞りＳＰを有し、かつ第４レンズ群Ｌ４内に像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズを最も物体側に有している。
【００９９】
これにより５つのレンズ群により構成されるズームレンズにおいて、絞りＳＰに対しコンセントリックなレンズ形状を持たせることにより、歪曲収差の発生を抑えつつ比較的強い負のパワーを有したレンズの使用を実現して、高倍率のズーム比およびレンズ全長の短縮化を図っている。
【０１００】
◎各実施例において、プラスチックレンズの使用に関しては、特に液晶プロジェクターに使用するときはレンズの温度が上昇するのでプラスチックレンズはガラスレンズに比べてその影響を受けやすい。よってプラスチックレンズを使用するときには、比較的パワーの弱い、すなわち温度上昇におけるパワーの変化が少ない構成とする必然があり、プラスチックレンズの使用に制約があった。
【０１０１】
一般に正プラスチックレンズは温度上昇による材料の屈折率変化に伴い後方側（像側）のピント位置をオーバー方向にシフトさせる傾向があり、負プラスチックレンズは温度上昇による材料の屈折率変化に伴い後方側のピント位置をアンダー方向にシフトさせる傾向がある。
【０１０２】
よって正及び負のプラスチックレンズを用いたときには、ピント位置のシフト方向が対をなし、温度変化によるピントズレを抑制させつつ、プラスチックレンズに効果的にパワーを持たせることができる。条件式（ａ）は、その際目安となるものである。
【０１０３】
−０．０５ ＞ fn/fp ＞ −０．５６  ・・・・（a）
ただし
fn：負プラスチックレンズの焦点距離
fp：正プラスチックレンズの焦点距離 
条件式（a）の下限を超える領域においては，負のパワーに対し正のパワーが過剰に大きくなってしまうため，正プラスチックレンズの温度変化による影響が顕著に出てしまい，焦点が過剰にオーバー方向へシフトしてしまう。また，条件式（a）の上限を超える領域においては正パワーに対し負のパワーが過剰に大きくなってしまうため，負プラスチックレンズの温度変化による影響が顕著に出てしまい，焦点が過剰にアンダー方向へシフトしてしまう。
【０１０４】
次に各実施例のズームレンズの特徴について説明する。
【０１０５】
◎各実施例のズームレンズは、最も前方側に負の屈折力のレンズ群が位置し、全体として５つ又は６つのレンズ群を有している。
【０１０６】
◎各レンズ群はレンズのみならず回折光学素子や反射光学素子等を有していても良い。
【実施例１】
【０１０７】
第１レンズ群Ｌ１は、前方側から後方側へ順に，前方の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１、前方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１２、前方の面が凹形状の負レンズＧ１３、後方の面が凸形状の正レンズＧ１４の４枚構成である。
【０１０８】
負レンズＧ１２をプラスチックレンズとし，その両面を非球面形状としている。プラスチックレンズＧ１２は両面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。また，最も後方側の正レンズＧ１４において後方側の面を凸形状とすることにより歪曲収差および非点収差を補正し，さらに第１レンズ群Ｌ１のレンズに高分散ガラスおよび低分散ガラスを併せて使用することにより倍率色収差の発生を極力抑えている。
【０１０９】
第２レンズ群Ｌ２は両レンズ面が凸形状の正レンズＧ２１の１枚構成としており、主に第１レンズ群Ｌ１で発生した諸収差を補正している。この正レンズＧ２１には屈折率の高い材料が用いられ，ペッツバール和の補正およびズーミング（変倍）時の球面収差等の諸収差の変動を小さくしている。
【０１１０】
一般に中間像高等での像面湾曲および非点収差が大きいと解像感が劣化するためペッツバール和は小さく補正されていることが重要である。さらに色収差補正の観点から、第１レンズ群Ｌ１で発生した倍率色収差を効率良く補正するため，第２レンズ群Ｌ２は、高屈折率で低分散特性を有する材料を選択している。
【０１１１】
第３レンズ群Ｌ３は、前方の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ３１で構成しており、主たる変倍レンズ群の役割を担っている。
【０１１２】
第４レンズ群Ｌ４は，後方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ４１で構成している。負レンズＧ４１に強い負の屈折力を与えており，変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。
【０１１３】
この強い負の屈折力の負レンズＧ４１を配置することにより、効率良くペッツバール和を小さくしている。なお、絞りＳＴは第４レンズ群Ｌ４に存在し、ズーミング時の軸外収差の変動をおさえている。また絞りＳＴは、第4レンズ群Ｌ４以外に設定しても良い。
【０１１４】
さらに絞りＳＴは、ズーミングの際、レンズ群と共に動かせることなく独立に動かす構成としても良い。
【０１１５】
第５レンズ群Ｌ５は，前方側から後方側へ順に，両レンズ面が凹形状の負レンズＧ５１と両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５２との接合レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５３、および後方側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ５４の４枚構成としている。
【０１１６】
最も前方側に負の屈折力をもつ負レンズＧ５１を配することによりペッツバール和を効率良く小さくしている。また，後方側の主点位置を制御し，良好なテレセントリック性を確保しつつ必要な長さのバックフォーカスを得ている。
【０１１７】
また，接合レンズおよび単独の正レンズＧ５３に関しては色収差を小さく抑えるため低分散ガラスを使用している。さらに，最も後方側のレンズＧ５４をプラスチック材より成り、両レンズ面が非球面形状のレンズとしている。これにより，非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。
【０１１８】
第６レンズ群Ｌ６は，両レンズ面が凸形状の正レンズＧ６１より構成している。正レンズＧ６１は色収差を抑えるために低分散ガラスとしつつパワーを強くして、テレセントリック性を良くしている。
【０１１９】
さらに，本実施例では非球面を有する正および負の屈折力のプラスチックレンズをそれぞれ1枚用いているが，これに限らず複数枚のプラスチックレンズを使用しても良い。
【０１２０】
また，非球面レンズはプラスチック材に限らず，ガラス材でも良く、又光学面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とした所以ハイブリッドタイプ非球面を用いる構成としても良い。
【０１２１】
本実施例によれば、Ｆ値が１．８５と小さく，１００型を約3.0ｍと短い距離で投射可能でありながらズーム倍率が約１．7倍という高変倍化が可能な投射レンズを実現している。
【実施例２】
【０１２２】
第１レンズ群Ｌ１は、前方側から後方側へ順に，前方の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１、前方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１２、両面が凹形状の負レンズＧ１３、両面が凸形状の正レンズＧ１４の４枚構成である。
【０１２３】
負レンズＧ１２をプラスチックレンズとし，その両面を非球面形状としている。プラスチックレンズＧ１２は両面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。また，最も後方側の正レンズＧ１４において後方側の面を凸形状とすることにより歪曲収差および非点収差を補正し，さらに第１レンズ群Ｌ１のレンズに高分散ガラスおよび低分散ガラスを併せて使用することにより倍率色収差の発生を極力抑えている。
【０１２４】
第２レンズ群Ｌ２は両レンズ面が凸形状の正レンズＧ２１の１枚構成としており、主に第１レンズ群Ｌ１で発生した諸収差を補正している。この正レンズＧ２１には屈折率の高い材料が用いられ，ペッツバール和の補正およびズーミング（変倍）時の球面収差等の諸収差の変動を小さくしている。
【０１２５】
一般に中間像高等での像面湾曲および非点収差が大きいと解像感が劣化するためペッツバール和は小さく補正されていることが重要である。さらに色収差補正の観点から、第１レンズ群Ｌ１で発生した倍率色収差を効率良く補正するため，第２レンズ群Ｌ２は、高屈折率で低分散特性を有する材料を選択している。
【０１２６】
第３レンズ群Ｌ３は、前方の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ３１で構成しており、主たる変倍レンズ群の役割を担っている。
【０１２７】
第４レンズ群Ｌ４は，後方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ４１で構成している。負レンズＧ４１に強い負の屈折力を与えており，変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。
【０１２８】
この強い負の屈折力の負レンズＧ４１を配置することにより、効率良くペッツバール和を小さくしている。なお、絞りＳＴは第４レンズ群Ｌ４に存在し、ズーミング時の軸外収差の変動をおさえている。また絞りＳＴは、第4レンズ群Ｌ４以外に設定しても良い。
【０１２９】
さらに絞りＳＴは、ズーミングの際、レンズ群と共に動かせることなく独立に動かす構成としても良い。
【０１３０】
第５レンズ群Ｌ５は，前方側から後方側へ順に，両レンズ面が凹形状の負レンズＧ５１と両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５２との接合レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５３、および後方側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ５４の４枚構成としている。
【０１３１】
最も前方側に負の屈折力をもつ負レンズＧ５１を配することによりペッツバール和を効率良く小さくしている。また，後方側の主点位置を制御し，良好なテレセントリック性を確保しつつ必要な長さのバックフォーカスを得ている。
【０１３２】
また，接合レンズおよび単独の正レンズＧ５３に関しては色収差を小さく抑えるため低分散ガラスを使用している。さらに，最も後方側のレンズＧ５４をプラスチック材より成り、両レンズ面が非球面形状のレンズとしている。これにより，非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。
【０１３３】
第６レンズ群Ｌ６は，両レンズ面が凸形状の正レンズＧ６１より構成している。正レンズＧ６１は色収差を抑えるために低分散ガラスとしつつパワーを強くして、テレセントリック性を良くしている。
【０１３４】
さらに，本実施例では非球面を有する正および負の屈折力のプラスチックレンズをそれぞれ1枚用いているが，これに限らず複数枚のプラスチックレンズを使用しても良い。
【０１３５】
また，非球面レンズはプラスチック材に限らず，ガラス材でも良く、又光学面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とした所以ハイブリッドタイプ非球面を用いる構成としても良い。
【０１３６】
本実施例によれば、Ｆ値が１．８５と小さく，１００型を約2.5ｍと短い距離で投射可能でありながらズーム倍率が約１．7倍という高変倍化が可能な投射レンズを実現している。
【実施例３】
【０１３７】
第１レンズ群Ｌ１は、前方側から後方側へ順に，前方の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１、前方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１２、前方の面が凹のメニスカス形状の負レンズＧ１３と後方の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１４との接合レンズの４枚構成である。
【０１３８】
負レンズＧ１２をプラスチックレンズとし，その両面を非球面形状としている。プラスチックレンズＧ１２は両面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。また，最も後方側の正レンズＧ１４において後方側の面を凸形状とすることにより歪曲収差および非点収差を補正し，さらに第１レンズ群Ｌ１のレンズに高分散ガラスおよび低分散ガラスを併せて使用することにより倍率色収差の発生を極力抑えている。
【０１３９】
第２レンズ群Ｌ２は両レンズ面が凸形状の正レンズＧ２１の１枚構成としており、主に第１レンズ群Ｌ１で発生した諸収差を補正している。この正レンズＧ２１には屈折率の高い材料が用いられ，ペッツバール和の補正およびズーミング（変倍）時の球面収差等の諸収差の変動を小さくしている。
【０１４０】
一般に中間像高等での像面湾曲および非点収差が大きいと解像感が劣化するためペッツバール和は小さく補正されていることが重要である。さらに色収差補正の観点から、第１レンズ群Ｌ１で発生した倍率色収差を効率良く補正するため，第２レンズ群Ｌ２は、高屈折率で低分散特性を有する材料を選択している。
【０１４１】
第３レンズ群Ｌ３は、前方の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ３１で構成しており、主たる変倍レンズ群の役割を担っている。
【０１４２】
第４レンズ群Ｌ４は，後方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ４１で構成している。負レンズＧ４１に強い負の屈折力を与えており，変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。
【０１４３】
この強い負の屈折力の負レンズＧ４１を配置することにより、効率良くペッツバール和を小さくしている。なお、絞りＳＴは第４レンズ群Ｌ４に存在し、ズーミング時の軸外収差の変動をおさえている。また絞りＳＴは、第4レンズ群Ｌ４以外に設定しても良い。
【０１４４】
さらに絞りＳＴは、ズーミングの際、レンズ群と共に動かせることなく独立に動かす構成としても良い。
【０１４５】
第５レンズ群Ｌ５は，前方側から後方側へ順に，両レンズ面が凹形状の負レンズＧ５１と両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５２との接合レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５３、および後方側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ５４の４枚構成としている。
【０１４６】
最も前方側に負の屈折力をもつ負レンズＧ５１を配することによりペッツバール和を効率良く小さくしている。また，後方側の主点位置を制御し，良好なテレセントリック性を確保しつつ必要な長さのバックフォーカスを得ている。
【０１４７】
また，接合レンズおよび単独の正レンズＧ５３に関しては色収差を小さく抑えるため低分散ガラスを使用している。さらに，最も後方側のレンズＧ５４をプラスチック材より成り、両レンズ面が非球面形状のレンズとしている。これにより，非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。
【０１４８】
第６レンズ群Ｌ６は，両レンズ面が凸形状の正レンズＧ６１より構成している。正レンズＧ６１は色収差を抑えるために低分散ガラスとしつつパワーを強くして、テレセントリック性を良くしている。
【０１４９】
さらに，本実施例では非球面を有する正および負の屈折力のプラスチックレンズをそれぞれ1枚用いているが，これに限らず複数枚のプラスチックレンズを使用しても良い。
【０１５０】
また，非球面レンズはプラスチック材に限らず，ガラス材でも良く、又光学面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とした所以ハイブリッドタイプ非球面を用いる構成としても良い。
【０１５１】
本実施例によれば、Ｆ値が１．８５と小さく，１００型を約2.8ｍと短い距離で投射可能でありながらズーム倍率が約2.0倍という高変倍化が可能な投射レンズを実現している。
【実施例４】
【０１５２】
第１レンズ群Ｌ１は、前方側から後方側へ順に，前方の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１、前方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１２、両面が凹形状の負レンズＧ１３の３枚構成である。
【０１５３】
負レンズＧ１２をプラスチックレンズとし，その両面を非球面形状としている。プラスチックレンズＧ１２は両面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。さらに第１レンズ群Ｌ１のレンズに高分散ガラスおよび低分散ガラスを併せて使用することにより倍率色収差の発生を極力抑えている。
【０１５４】
第２レンズ群Ｌ２は両レンズ面が凸形状の正レンズＧ２１の１枚構成としており、主に第１レンズ群Ｌ１で発生した諸収差を補正している。この正レンズＧ２１には屈折率の高い材料が用いられ，ペッツバール和の補正およびズーミング（変倍）時の球面収差等の諸収差の変動を小さくしている。
【０１５５】
一般に中間像高等での像面湾曲および非点収差が大きいと解像感が劣化するためペッツバール和は小さく補正されていることが重要である。さらに色収差補正の観点から、第１レンズ群Ｌ１で発生した倍率色収差を効率良く補正するため，第２レンズ群Ｌ２は、高屈折率で低分散特性を有する材料を選択している。
【０１５６】
第３レンズ群Ｌ３は、前方の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ３１で構成しており、主たる変倍レンズ群の役割を担っている。
【０１５７】
第４レンズ群Ｌ４は，後方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ４１で構成している。負レンズＧ４１に強い負の屈折力を与えており，変倍に伴うピント面の移動を補正する役割を担っている。
【０１５８】
この強い負の屈折力の負レンズＧ４１を配置することにより、効率良くペッツバール和を小さくしている。なお、絞りＳＴは第４レンズ群Ｌ４に存在し、ズーミング時の軸外収差の変動をおさえている。また絞りＳＴは、第4レンズ群Ｌ４以外に設定しても良い。
【０１５９】
さらに絞りＳＴは、ズーミングの際、レンズ群と共に動かせることなく独立に動かす構成としても良い。
【０１６０】
第５レンズ群Ｌ５は，前方側から後方側へ順に，両レンズ面が凹形状の負レンズＧ５１と両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５２との接合レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５３、および後方側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ５４の４枚構成としている。
【０１６１】
最も前方側に負の屈折力をもつ負レンズＧ５１を配することによりペッツバール和を効率良く小さくしている。また，後方側の主点位置を制御し，良好なテレセントリック性を確保しつつ必要な長さのバックフォーカスを得ている。
【０１６２】
また，接合レンズおよび単独の正レンズＧ５３に関しては色収差を小さく抑えるため低分散ガラスを使用している。さらに，最も後方側のレンズＧ５４をプラスチック材より成り、両レンズ面が非球面形状のレンズとしている。これにより，非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。
【０１６３】
第６レンズ群Ｌ６は，両レンズ面が凸形状の正レンズＧ６１より構成している。正レンズＧ６１は色収差を抑えるために低分散ガラスとしつつパワーを強くして、テレセントリック性を良くしている。
【０１６４】
さらに，本実施例では非球面を有する正および負の屈折力のプラスチックレンズをそれぞれ1枚用いているが，これに限らず複数枚のプラスチックレンズを使用しても良い。
【０１６５】
また，非球面レンズはプラスチック材に限らず，ガラス材でも良く、又光学面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とした所以ハイブリッドタイプ非球面を用いる構成としても良い。
【０１６６】
本実施例によれば、Ｆ値が１．８５と小さく，１００型を約3.2ｍと短い距離で投射可能でありながらズーム倍率が約1.4倍という高変倍化が可能な投射レンズを実現している。
【実施例５】
【０１６７】
第１レンズ群Ｌ１は、前方側から後方側へ順に，前方の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１１、前方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１２、前方の面が凹形状の負レンズＧ１３、後方の面が凸形状の正レンズＧ１４の４枚構成である。
【０１６８】
負レンズＧ１２をプラスチックレンズとし，その両面を非球面形状としている。プラスチックレンズＧ１２は両面を非球面形状とすることにより主に歪曲収差を補正している。また，最も後方側の正レンズＧ１４において後方側の面を凸形状とすることにより歪曲収差および非点収差を補正し，さらに第１レンズ群Ｌ１のレンズに高分散ガラスおよび低分散ガラスを併せて使用することにより倍率色収差の発生を極力抑えている。
【０１６９】
第２レンズ群Ｌ２は両レンズ面が凸形状の正レンズＧ２１の１枚構成としており、主に第１レンズ群Ｌ１で発生した諸収差を補正している。この正レンズＧ２１には屈折率の高い材料が用いられ，ペッツバール和の補正およびズーミング（変倍）時の球面収差等の諸収差の変動を小さくしている。
【０１７０】
一般に中間像高等での像面湾曲および非点収差が大きいと解像感が劣化するためペッツバール和は小さく補正されていることが重要である。さらに色収差補正の観点から、第１レンズ群Ｌ１で発生した倍率色収差を効率良く補正するため，第２レンズ群Ｌ２は、高屈折率で低分散特性を有する材料を選択している。
【０１７１】
第３レンズ群Ｌ３は、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ３１で構成しており、主たる変倍レンズ群の役割を担っている。
【０１７２】
第４レンズ群Ｌ４は，前方側から後方側へ順に後方側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ４１，両レンズ面が凹形状の負レンズＧ４２と両レンズ面が凸形状の正レンズＧ４３との接合レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ４４、および後方側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ４５の５枚構成としている。
【０１７３】
最も前方側に負の屈折力をもつ負レンズＧ４１を配することによりペッツバール和を効率良く小さくしている。また，後方側の主点位置を制御し，良好なテレセントリック性を確保しつつ必要な長さのバックフォーカスを得ている。
【０１７４】
また，接合レンズおよび単独の正レンズＧ５３に関しては色収差を小さく抑えるため低分散ガラスを使用している。さらに，最も後方側のレンズＧ４５をプラスチック材より成り、両レンズ面が非球面形状のレンズとしている。これにより，非点収差等の軸外収差を効率良く補正している。
【０１７５】
なお、絞りＳＴは第４レンズ群Ｌ４に存在し、ズーミング時の軸外収差の変動をおさえている。また絞りＳＴは、第4レンズ群Ｌ４以外に設定しても良い。
【０１７６】
さらに絞りＳＴは、ズーミングの際、レンズ群と共に動かせることなく独立に動かす構成としても良い。
【０１７７】
第５レンズ群Ｌ５は，両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５１より構成している。正レンズＧ５１は色収差を抑えるために低分散ガラスとしつつパワーを強くして、テレセントリック性を良くしている。
【０１７８】
さらに，本実施例では非球面を有する正および負の屈折力のプラスチックレンズをそれぞれ1枚用いているが，これに限らず複数枚のプラスチックレンズを使用しても良い。
【０１７９】
また，非球面レンズはプラスチック材に限らず，ガラス材でも良く、又光学面に薄い樹脂層を形成させて非球面形状とした所以ハイブリッドタイプ非球面を用いる構成としても良い。
【０１８０】
本実施例によれば、Ｆ値が１．８５と小さく，１００型を約3.2ｍと短い距離で投射可能でありながらズーム倍率が約1.5倍という高変倍化が可能な投射レンズを実現している。
【０１８１】
次に、図１１を用いて、上述の実施例１〜５に記載した投射レンズ（投射光学系）を用いた投射型画像表示装置について説明する。ここでは、ランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系β、投射レンズ鏡筒５内の投射レンズ光学系７０（図１１参照）にて構成される反射型液晶表示素子（反射型液晶パネル等の画像形成素子、勿論投射型液晶パネルを用いても構わない。）を搭載した投射型画像表示装置の光学構成について図１１にて説明する。
【０１８２】
図１１において、４１は連続スペクトルで白色光を発光する発光管、４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光するリフレクターであり、発光管４１とリフレクター４２はランプ１の一要素を形成する。
【０１８３】
４３ａは垂直方向（ランプ１からの光の進行方向における垂直方向（紙面垂直方向））において屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを配列したレンズアレイで構成された第１のシリンダアレイ、４３ｂは第１のシリンダアレイ４３ａの個々のシリンドリカルレンズに対応したシリンドリカルレンズより成るレンズアレイで構成される第２のシリンダアレイ、４４は紫外線吸収フィルタ、４５は無偏光光を所定の偏光光に揃えて射出する偏光変換素子である。
【０１８４】
４６は水平方向において（紙面内）屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサ、４７は光軸を９０度変換する為のミラー、４８はコンデンサーレンズ、４９は水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。
【０１８５】
以上の各要素は照明光学系αの一要素を構成している。
【０１８６】
５８は青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑色（Ｇ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。５９は透明基板に偏光素子を貼着したＧ用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光光のみを透過する。６０はＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する第１の偏光ビームスプリッターであり、偏光分離面６０ａを有する。
【０１８７】
６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂはそれぞれ入射した光を反射するとともに画像変調する赤（Ｒ）用の反射型の液晶表示素子（ＴＮ型液晶，他の液晶表示素子も同じ）、緑（Ｇ）用の反射型の液晶表示素子、青（Ｂ）用の反射型の液晶表示素子である。
【０１８８】
６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤用の１／４波長板、緑用の１／４波長板、青用の１／４波長板である。６４は透明基板に偏光素子を貼着したＲ，Ｂ用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光のみを透過する。６５はＢ光の偏光方向を９０度変換し、Ｒ光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板である。６６はＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第２の偏光ビームスプリッターであり、偏光分離面６６ａを有する。
【０１８９】
６７はＲ光の偏光方向を９０度変換し、Ｂ光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板である。
【０１９０】
６８はＲ，Ｂ用の出射側偏光板（偏光素子）であり、Ｓ偏光のみを透過する。６９はＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第３の偏光ビームスプリッター（色合成手段）であり、偏光分離面６９ａを有する。
【０１９１】
以上のダイクロイックミラー５８から第３の偏光ビームスプリッター６９に至る部材は、色分解合成光学系βの一要素を構成している。
【０１９２】
７０は投射レンズ光学系である。上記照明光学系α，色分解合成光学系βおよび投射レンズ光学系７０により画像表示光学系が構成される。
【０１９３】
次に光学的な作用を説明する。
【０１９４】
発光管４１から発した光は、リフレクター４２により所定の方向に集光される。リフレクター４２の反射面は放物面形状を有しており、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸（光軸）に平行な光束となる。但し、発光管４１からの光束は理想的な点光源からの光束ではなく有限の大きさの発光部を有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。
【０１９５】
これらの光束は、第１のシリンダアレイ４３ａに入射する。第１のシリンダアレイ４３ａに入射した光束はそれぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割、集光され（水平方向に帯状の複数の光束）、紫外線吸収フィルタ４４を介して、第２のシリンダアレイ４３ｂを経て、複数の光束（水平方向に帯状の複数の光束）を偏光変換素子４５の近傍に形成する。
【０１９６】
偏光変換素子４５は、垂直方向に配列した複数の偏光分離面と反射面と１／２波長板とからなり、複数の光束は、その列に対応した偏光分離面に入射し、透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分割される。
【０１９７】
反射されたＳ偏光成分の光は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に出射する。一方、透過したＰ偏光成分の光は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換され、偏光方向が揃った光として出射する。偏光変換された複数の光束（水平方向に帯状の複数の光束）は、偏光変換素子４５を出射した後、フロントコンプレッサ４６を介して、反射ミラー４７にて９０度反射し、コンデンサーレンズ４８、リアコンプレッサ４９に至る。
【０１９８】
ここで、フロントコンプレッサ４６、コンデンサーレンズ４８、リアコンプレッサ４９の光学的作用を適切に設定している。そして複数の光束は矩形形状の像が重なった形となり矩形の均一な照明エリアを形成している。
【０１９９】
この照明エリアに後述の反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを配置する。次に、偏光変換素子４５によりＳ偏光とされた光は、ダイクロイックミラー５８に入射する。尚、ダイクロイックミラー５８は、Ｂ光（波長４３０〜４９５ｎｍ）とＲ光（波長５９０〜６５０ｎｍ）の光は反射し、Ｇ光（波長５０５〜５８０ｎｍ）の光は透過する。
【０２００】
次に、Ｇ光の光路について説明する。
【０２０１】
ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光は入射側偏光板５９に入射する。尚、Ｇ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＳ偏光となっている。そしてＧ光は、入射側偏光板５９から出射した後、第１の偏光ビームスプリッター６０に対してＳ偏光として入射して偏光分離面で反射され、Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇへと至る。Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇにおいては、Ｇ光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のうちＳ偏光成分は、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面６０ａで反射し、光源１側に戻され、投射光から除去される。
【０２０２】
一方、画像変調されたＧ光の反射光のうちＰ偏光成分は、第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面６０ａを透過し、投射光として第３の偏光ビームスプリッター６９に向かう。
【０２０３】
このとき、すべての偏光成分をＳ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、第１の偏光ビームスプリッター６０とＧ光用の反射型液晶表示素子６１Ｇとの間に設けられた１／４波長板６２Ｇの遅相軸を所定の方向に調整することにより、第１の偏光ビームスプリッター６０とＧ用の反射型液晶表示素子６１Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。
【０２０４】
第１の偏光ビームスプリッター６０から出射したＧ光は、第３の偏光ビームスプリッター６９に対してＰ偏光として入射し、第３の偏光ビームスプリッター６９の偏光分離面６９ａを透過して投射レンズ７０へと至る。
【０２０５】
一方、ダイクロイックミラー５８を反射したＲ光とＢ光は、入射側偏光板６４に入射する。尚、Ｒ光とＢ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＳ偏光となっている。そしてＲ光とＢ光は、入射側偏光板６４から出射した後、第１の色選択性位相差板６５に入射する。第１の色選択性位相差板６５は、Ｂ光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢ光はＰ偏光として、Ｒ光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射する。Ｓ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＲ光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射され、Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＢ光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過してＢ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂへと至る。
【０２０６】
Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒに入射したＲ光は画像変調されて反射される。画像変調されたＲ光の反射光のうちＳ偏光成分は、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａで反射されて光源１側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＲ光の反射光のうちＰ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過して投射光として第２の色選択性位相板６７に向かう。
【０２０７】
また、Ｂ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂに入射したＢ光は画像変調されて反射される。画像変調されたＢ光の反射光のうちＰ偏光成分は、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過して光源１側に戻され、投射光から除去される。
【０２０８】
一方、画像変調されたＢ光の反射光のうちＳ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａで反射して投射光として第２の色選択性位相板６７に向かう。
【０２０９】
このとき、第２の偏光ビームスプリッター６６とＲ光用，Ｂ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｂの間に設けられた１／４波長板６２Ｒ，６２Ｂの遅相軸を調整することにより、Ｇ光の場合と同じようにＲ光，Ｂ光それぞれの黒の表示の調整を行うことができる。
【０２１０】
こうして１つの光束に合成され、第２の偏光ビームスプリッター６６から出射したＲ光とＢ光の投射光のうちＲ光は、第２の色選択性位相板６７によって偏光方向が９０度回転されてＳ偏光成分となり、さらに出射側偏光板６８で検光されて第３の偏光ビームスプリッター６９に入射する。
【０２１１】
また、Ｂ光はＳ偏光のまま第２の色選択性位相板６７をそのまま透過し、さらに出射側偏光板６８で検光されて第３の偏光ビームスプリッター６９に入射する。尚、出射側偏光板６８で検光されることにより、Ｒ光とＢ光の投射光は第２の偏光ビームスプリッター６６とＲ光用，Ｂ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｂ、１／４波長板６２Ｒ、６２Ｂを通ることによって生じた無効な成分をカットされた光となる。
【０２１２】
そして、第３の偏光ビームスプリッター６９に入射したＲ光とＢ光の投射光は第３の偏光ビームスプリッター６９の偏光分離面６９ａを反射し、前述した該偏光分離面６９ａにて透過したＧ光と合成されて投射レンズ７０に至る。
【０２１３】
そして、合成されたＲ光，Ｇ光，Ｂ光の投射光は、投射レンズ７０によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。
【０２１４】
以上説明した光路は反射型液晶表示素子が白表示の場合である為、以下に反射型液晶表示素子が黒表示の場合での光路を説明する。
【０２１５】
まず、Ｇ光の光路について説明する。
【０２１６】
ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光のＳ偏光光は入射側偏光板５９に入射し、その後、第１の偏光ビームスプリッター６０に入射して偏光分離面６０ａで反射され、Ｇ光用の反射型液晶表示素子６１Ｇへと至る。しかし、反射型液晶表示素子６１Ｇが黒表示の為、Ｇ光は画像変調されないまま反射される。
【０２１７】
従って、反射型液晶表示素子６１Ｇで反射された後もＧ光はＳ偏光光のままである為、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面６０ａで反射し、入射側偏光板５９を透過して光源１側に戻され、投射光から除去される。
【０２１８】
次に、Ｒ光とＢ光の光路について説明する。
【０２１９】
ダイクロイックミラー５８を反射したＲ光とＢ光のＳ偏光光は、入射側偏光板６４に入射する。そしてＲ光とＢ光は、入射側偏光板６４から出射した後、第１の色選択性位相差板６５に入射する。第１の色選択性位相差板６５は、Ｂの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢ光はＰ偏光として、Ｒ光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射する。
【０２２０】
Ｓ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＲ光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａで反射され、Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＢ光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過してＢ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂへと至る。
【０２２１】
ここでＲ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒは黒表示の為、Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒに入射したＲ光は画像変調されないまま反射される。従って、Ｒ光用の反射型液晶表示素子６１Ｒで反射された後もＲ光はＳ偏光光のままである為、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａで反射し、入射側偏光板６４を通過して光源１側に戻され、投射光から除去される為、黒表示となる。
【０２２２】
一方、Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｂに入射したＢ光はＢ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂが黒表示の為、画像変調されないまま反射される。従って、Ｂ光用の反射型液晶表示素子６１Ｂで反射された後もＢ光はＰ偏光光のままである為、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面６６ａを透過し、第１の色選択性位相差板６５により、Ｓ偏光に変換され、入射側偏光板６４を透過して光源１側に戻されて投射光から除去される。
【０２２３】
ここで、前述の第１、２、３の偏光ビームスプリッターの硝材の屈折率は、1.60以上1.90以下（波長587.56nmの光に対する屈折率）であることが、偏光ビームスプリッターの特性上望ましい。上述の実施例１から５の投射レンズ（ズームレンズ）は、このような偏光ビームスプリッター（少なくとも所定の波長領域の光、好ましくは赤、緑、青色領域の光において、所定の偏光方向の光を反射し、その偏光方向と直交する偏光方向の光を透過するような特性を有する光学素子）によって色合成（互いに異なる波長領域の光の光路の合成）する投射型画像表示装置（特に反射型液晶パネルを用いた反射型液晶表示装置）に適用すると尚好ましい。
【０２２４】
以上が、反射型液晶表示素子（反射型液晶パネル）を使用した投射型画像表示装置での光学構成である。
【０２２５】
尚、反射型の液晶表示素子に限らず透過型の液晶表示素子を用いても、同様の効果が得られる。
【０２２６】
図１２は本発明の画像投射装置の実施形態の要部概略図である。
【０２２７】
同図は前述したズームレンズを３板式のカラー液晶プロジェクターに適用し複数の液晶表示素子に基づく複数の色光の画像情報を色合成手段を介して合成し、投射レンズでスクリーン面上に拡大投射する画像投射装置を示している。
【０２２８】
図１２においてカラー液晶プロジェクター１０１はＲ，Ｇ，Ｂの３枚の液晶パネル１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５ＢからのＲＧＢの各色光を色合成手段としてのプリズム１０２で１つの光路に合成し、前述したズームレンズより成る投影レンズ１０３を用いてスクリーン１０４に投影している。
【０２２９】
図１３は本発明の撮像装置の実施形態の要部概略図である。本実施形態ではビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に撮影レンズとして前述したズームレンズを用いた例を示している。
【０２３０】
図１３においては被写体１０９の像を撮影レンズ１０８で感光体１０７に結像し、画像情報を得ている。
【０２３１】
以上のように各実施例によれば、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した液晶プロジェクター用に好適なズームレンズを達成することができる。
【０２３２】
この他、画像情報を銀塩フィルム、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）上に形成するビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に好適なズームレンズを達成することができる。
【０２３３】
以下に実施例１〜５のズームレンズに各々対応する数値実施例１〜５を示す。各数値実施例においてｉは拡大側（前方側）からの光学面の順序を示し、ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｉとνｉはそれぞ
れｄ線を基準とした第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率、アッベ数を示す。ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバーである。ωは半画角である。
【０２３４】
また数値実施例１〜５の最も後方側の３つの面はガラスブロックＧＢを構成する面である。
【０２３５】
またｋを円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ2／ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2］1/2］
＋Ａｈ4＋Ｂｈ6＋Ｃｈ8＋Ｄｈ10＋Ｅｈ１２
で表示される。但しｒは近軸曲率半径である。
【０２３６】
なお、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０-Z」を意味する。
【０２３７】
前述の各条件式１〜９と数値実施例１〜５における諸数値との関係を表１に示す。
【０２３８】
又、各実施例において、条件式（１），（２），（４）〜（７）に対する使用硝子との関係を表に示す。
【０２３９】
【表１】
2006084971.tif 000003
【０２４０】
【表２】
2006084971.tif 000004
【０２４１】
【表３】
2006084971.tif 000005
【０２４２】
【表４】
2006084971.tif 000006
【０２４３】
【表５】
2006084971.tif 000007
【０２４４】
【表６】
2006084971.tif 000008
【０２４５】
【表７】
2006084971.tif 000009
【０２４６】
【表８】
2006084971.tif 000010
【０２４７】
【表９】
2006084971.tif 000011
【０２４８】
【表１０】
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【０２４９】
【表１１】
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【０２５０】
【表１２】
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【図面の簡単な説明】
【０２５１】
【図１】実施形態１のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図
【図２】数値実施例１のズームレンズの収差図
【図３】実施形態２のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図
【図４】数値実施例２のズームレンズの収差図
【図５】実施形態３のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図
【図６】数値実施例３のズームレンズの収差図
【図７】実施形態４のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図
【図８】数値実施例４のズームレンズの収差図
【図９】実施形態５のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図
【図１０】数値実施例５のズームレンズの収差図
【図１１】本実施例の投射型画像表示装置の光学系の説明図
【図１２】カラー液晶プロジェクターの要部概略図
【図１３】撮像装置の要部概略図
【符号の説明】
【０２５２】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
Ｌ４  第４レンズ群
Ｌ５  第５レンズ群
Ｌ６  第６レンズ群
ＳＴ  開口絞り
ＬＣＤ  液晶表示装置（像面）
ＧＢ  硝子ブロック（色合成プリズム）
Ｓ  Ｓａｇｉｔｔａｌ像面の倒れ
Ｍ  Ｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ像面の倒れ
１  液晶プロジェクター
２  色合成手段
３  投射レンズ
４  スクリーン
５（５Ｂ、５Ｇ、５Ｒ）  液晶パネル
６  撮像装置
７  撮像手段
８  撮影レンズ
９  被写体
【図１】
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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２】
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