(57)【要約】【課題】７レンズ群構成の新規な投射用ズームレンズを実現する。【解決手段】投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側ヘ向かって、負の屈折力の第１レンズ群１Ｇ、正の屈折力の第２レンズ群２Ｇ、負の屈折力の第３レンズ群３Ｇ、正の屈折力の第４レンズ群４Ｇ、正の屈折力の第５レンズ群５Ｇ、負又は正の屈折力の第６レンズ群６Ｇ、正の屈折力を有する第７レンズ群７Ｇを有し、第４レンズ群４Ｇと第５レンズ群５Ｇとの間に開口絞りＳを有してなり、ズーミングに際して第２レンズ群２Ｇから第６レンズ群６Ｇまでが光軸上を移動することにより第１レンズ群１Ｇないし第７レンズ群７Ｇの群間隔が変化し、ｄ線において空気換算されたバックフォーカス：Ｂｆ、広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、望遠端における全系の焦点距離：ｆｔ、第１レンズ群の合成焦点距離：１Ｇ＿ｆが、条件（１）〜（３）を満足する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズであって、拡大側から縮小側ヘ向かって順に、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、負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、負又は正の屈折力を有する第６レンズ群、正の屈折力を有する第７レンズ群を有し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間に開口絞りを有してなり、
ズーミングに際して第２レンズ群から第６レンズ群までが光軸上を移動することにより前記第１レンズ群ないし第７レンズ群の群間隔が変化し、
ｄ線において空気換算されたバックフォーカス：Ｂｆ、広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、望遠端における全系の焦点距離：ｆｔ、前記第１レンズ群の合成焦点距離：１Ｇ＿ｆが、条件：  
（１）  ２．０＜Ｂｆ／ｆｗ＜５．０  
（２）  １．５＜ｆｔ／ｆｗ＜３．０  
（３）  −３．０＜１Ｇ＿ｆ／ｆｗ  ＜−１．０
を満足する投射用ズームレンズ。
【請求項２】
請求項１記載の投射用ズームレンズであって、
前記第１レンズ群が、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を持つレンズを少なくとも２枚有する投射用ズームレンズ。
【請求項３】
請求項１または２記載の投射用ズームレンズであって、
前記第２レンズ群の合成焦点距離：２Ｇ＿ｆ、前記広角端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件：
（４）  １．５＜２Ｇ＿ｆ／ｆｗ＜５．０  
を満足する投射用ズームレンズ。  
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
前記第２レンズ群が、少なくとも１枚の負の屈折力を持つレンズを有する投射用ズームレンズ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
前記第３レンズ群の合成焦点距離：３Ｇ＿ｆ、前記広角端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件：
（５）  −４．５＜３Ｇ＿ｆ／ｆｗ＜−１．０  
を満足する投射用ズームレンズ。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
前記第３レンズ群が、負の屈折力を持つ１枚のレンズのみで構成されている投射用ズームレンズ。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、  
フォーカシングに際して、前記第１レンズ群全系若しくは前記第１レンズ群に含まれる１枚以上のレンズが光軸方向へ移動する投射用ズームレンズ。  
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
前記第７レンズ群が、正の屈折力を持つ１枚のレンズのみで構成されている投射用ズームレンズ。
【請求項９】
画像表示素子に表示される前記平面画像を、倍率可変で拡大して投射表示する投射型画像表示装置であって、
平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズとして、請求項１ないし８の何れか１項に記載の前記投射用ズームレンズを用いる投射型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面画像を拡大して投射画像として画像表示する「投射型画像表示装置」は、会議でのプレゼンテーションやホームシアター等に用いられるプロジェクタ等として、近年広く普及している。
【０００３】
投射型画像表示装置において、投射画像として表示するべき平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズも従来から種々のものが知られている。  
昨今、プロジェクタは「投射距離」即ち、プロジェクタ本体と投射画像を表示される表示面との距離の短縮化が進み、投射用ズームレンズにも広い画角が求められている。
【０００４】
画角の広いレンズ系としては、所謂ネガティブリード型、即ち「最も拡大側のレンズ群の屈折力を負としたもの」が知られており、７レンズ群構成という比較的少ないレンズ群で構成されたネガティブリード型の投射用ズームレンズとして、例えば、特許文献１、２に開示されたものが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、７レンズ群構成の新規な投射用ズームレンズの実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の投射用ズームレンズは、平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズであって、拡大側から縮小側ヘ向かって順に、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、負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、負又は正の屈折力を有する第６レンズ群、正の屈折力を有する第７レンズ群を有し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間に開口絞りを有してなり、ズーミングに際して第２レンズ群から第６レンズ群までが光軸上を移動することにより前記第１レンズ群ないし第７レンズ群の隣接する群間隔が変化し、ｄ線において空気換算されたバックフォーカス：Ｂｆ、広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、望遠端における全系の焦点距離：ｆｔ、前記第１レンズ群の合成焦点距離：１Ｇ＿ｆが、条件：  
（１）  ２．０＜Ｂｆ／ｆｗ＜５．０  
（２）  １．５＜ｆｔ／ｆｗ＜３．０  
（３）  −３．０＜１Ｇ＿ｆ／ｆｗ  ＜−１．０
を満足する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、７レンズ群構成の新規な投射用ズームレンズを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】投射用ズームレンズの実施例１を説明するための図である。
【図２】投射用ズームレンズの実施例２を説明するための図である。
【図３】投射用ズームレンズの実施例３を説明するための図である。
【図４】投射用ズームレンズの実施例４を説明するための図である。
【図５】投射用ズームレンズの実施例５を説明するための図である。
【図６】実施例１の投射用ズームレンズのデータを示す図である。
【図７】実施例１の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。
【図８】実施例２の投射用ズームレンズのデータを示す図である。
【図９】実施例２の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。
【図１０】実施例３の投射用ズームレンズのデータを示す図である。
【図１１】実施例３の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。
【図１２】実施例４の投射用ズームレンズのデータを示す図である。
【図１３】実施例４の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。
【図１４】実施例５の投射用ズームレンズのデータを示す図である。
【図１５】実施例５の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す図である。
【図１６】実施例１の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。
【図１７】実施例１の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。
【図１８】実施例２の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。
【図１９】実施例２の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。
【図２０】実施例３の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。
【図２１】実施例３の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。
【図２２】実施例４の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。
【図２３】実施例４の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。
【図２４】実施例５の投射用ズームレンズの広角端における収差図である。
【図２５】実施例５の投射用ズームレンズの望遠端における収差図である。
【図２６】投射用画像表示装置の実施の形態を２例示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態を説明する。  
図１ないし図５に、投射用ズームレンズの実施の形態を５例示す。これら５例の実施の形態は、図示の順序で、後述する実施例１ないし５に対応する。  
図１ないし図５において、上図は「広角端」におけるレンズ配置、下図は「望遠端」におけるレンズ配置をそれぞれ示す。  
これらの図において、図の左方は「拡大側」即ち、投射画像が投射される側であり、図の右方は縮小側、即ち「平面画像が表示される側」である。  
繁雑を避けるため、これらの図において符号を共通化する。  
図１ないし図５において、「１Ｇ」は第１レンズ群、「２Ｇ」は第２レンズ群、「３Ｇ」は第３レンズ群、「４Ｇ」は第４レンズ群、「５Ｇ」は第５レンズ群、「６Ｇ」は第６レンズ群、「７Ｇ」は第７レンズ群を示す。  
図１ないし図５に示す実施の形態では「３原色の画像を表示する３枚の液晶パネルを用いる３板式プロジェクタに用いられる投射用ズームレンズ」が想定され、図中の符号「ＰＲ」は色合成用プリズムを示す。また、「Ｓ」は開口絞りを示し、「ＯＩ」は画像表示面、即ち、液晶パネルのパネル面を示し、以下において「平面画像ＯＩ」とも言う。
【００１０】
第１レンズ群１Ｇは「負の屈折力」、第２レンズ群２Ｇは「正の屈折力」、第３レンズ群３Ｇは「負の屈折力」を有する。  
第４レンズ群４Ｇと第５レンズ群５Ｇとは共に「正の屈折力」を有し、第６レンズ群６Ｇは「負または正の屈折力」を有し、第７レンズ群７Ｇは「正の屈折力」を有する。  
即ち、図１ないし図５に示す実施の各形態の投射用ズームレンズは、平面画像ＯＩを倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズである。  
投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側ヘ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群１Ｇ、正の屈折力を有する第２レンズ群２Ｇ、負の屈折力を有する第３レンズ群３Ｇ、正の屈折力を有する第４レンズ群４Ｇ、正の屈折力を有する第５レンズ群５Ｇ、負又は正の屈折力を有する第６レンズ群６Ｇおよび正の屈折力を有する第７レンズ群７Ｇを有し、第４レンズ群４Ｇと第５レンズ群５Ｇとの間に開口絞りＳを有してなる。
【００１１】
ズーミングに際しては、第２レンズ群２Ｇから第６レンズ群６Ｇまでが光軸上を移動することにより第１レンズ群１Ｇないし第７レンズ群７Ｇの隣接する群間隔が変化する。
【００１２】
第１レンズ群１Ｇと第７レンズ群７Ｇは、ズーミングに関して固定群であり、ズーミング中固定される。
【００１３】
この発明の投射用ズームレンズは、ｄ線において空気換算されたバックフォーカス：Ｂｆ、広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、望遠端における全系の焦点距離：ｆｔ、前記第１レンズ群の合成焦点距離：１Ｇ＿ｆが、条件：  
（１）  ２．０＜Ｂｆ／ｆｗ＜５．０  
（２）  １．５＜ｆｔ／ｆｗ＜３．０  
（３）  −３．０＜１Ｇ＿ｆ／ｆｗ  ＜−１．０
を満足する。
【００１４】
「バックフォーカス」は、周知の如く「レンズ系の最終面と像面との間の距離」として定義される。この発明の投射用ズームレンズは、平面画像を拡大画像として投射するものであり、平面画像と投射される拡大画像とは「共役関係」にある。  
この明細書においては、この共役関係に基づき、拡大画像を物体面、平面画像を像面と考える。從って、この明細書における「バックフォーカス」は、投射用ズームレンズの最も縮小側のレンズ面と「平面画像」との距離である。  
バックフォーカス：Ｂｆは、投射用ズームレンズの最も縮小側のレンズ面と平面画像ＯＩとの間の光路上に、空気以外の領域がある場合には、この領域の「ｄ線の屈折率」により空気換算された値である。
【００１５】
最も縮小側のレンズ面と平面画像ＯＩの間の光路内が「空気のみ」である場合は、空気の屈折率は１であるからバックフォーカス：Ｂｆは、最も縮小側のレンズ面と平面画像ＯＩの間の光路長（Ｌとする。）に等しい。
【００１６】
図１ないし図５を参照して説明中の実施の各形態では、上述の如く、最も縮小側のレンズ面と平面画像ＯＩの間の光路上に色合成用プリズムＰＲを有する。この色合成プリズムＰＲの材質の「ｄ線に対する屈折率」をＮｄ、厚さをＤとすると、色合成用プリズムＰＲの存在により、バックフォーカスは「Ｄ（１−１/Ｎｄ）」だけ伸び、この場合の「ｄ線において空気換算されたバックフォーカス」は「Ｌ＋Ｄ（１−１/Ｎｄ）」となる。
【００１７】
以下、色合成用プリズムＰＲの有無に拘らず、ｄ線において空気換算されたバックフォーカス：Ｂｆを単に「バックフォーカス：Ｂｆ」とも呼ぶ。
【００１８】
条件（１）は「バックフォーカス：Ｂｆと広角端における焦点距離：ｆｗとの比」の適正な範囲を設定する条件である。  
バックフォーカス：Ｂｆが大きくなり、焦点距離：ｆｗが小さくなると、条件（１）のパラメータ：Ｂｆ／ｆｗは大きくなる。逆に、バックフォーカス：Ｂｆが小さくなり、焦点距離：ｆｗが大きくなると、条件（１）のパラメータ：Ｂｆ／ｆｗは小さくなる。  
色合成用プリズムＰＲが用いられる場合「ｄ線において空気換算されたバックフォーカス：Ｂｆ」は色合成用プリズムＰＲを配置するためにある程度の大きさが必要である。  
平面画像を表示する画像表示素子として、近来「ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）」も広く使用されるようになってきており、この場合は、平面画像と最も縮小側のレンズ面との間に「色合成用プリズム」を配する必要はない。しかし、ＤＭＤを照明する照明光学系が投射用ズームレンズの光軸に近接するため、やはり、ある程度の大きさのバックフォーカスが必要となる。  
条件（１）の下限値を超えると、バックフォーカス：Ｂｆが小さくなって、最も縮小側のレンズ面と平面画像との間に必要とされる距離を確保することが困難となり易い。  
また、焦点距離：ｆｗが相対的に大きくなり、投射用ズームレンズの正の屈折力が小さくなって広画角の実現が困難となり易い。  
条件（１）の上限値を超えると、焦点距離：ｆｗが小さくなり、投射用ズームレンズの正の屈折力が過大となって諸収差の補正が困難となり易い。  
条件（１）が満足されることにより、適切な大きさのバックフォーカスと、適切な画角や収差補正を実現できる。
【００１９】
条件（２）は、広角端と望遠端における焦点距離の比：ｆｔ／ｆｗ、即ち「所謂ズーム比の適正な範囲」を定める条件である。即ち、この発明の投射用ズームレンズの上記構成において、条件（１）や条件（３）を満足することにより、条件（２）の「ズーム比の範囲」において、良好な光学性能を実現できる。  
条件（３）は、負の屈折力を持つ第１レンズ群１Ｇの焦点距離：１Ｇ＿ｆと、広角端における焦点距離：ｆｗの比：１Ｇ＿ｆ／ｆｗの適正な範囲を設定する条件である。  
負の屈折力を持つ第１レンズ群１Ｇの「負の焦点距離：１Ｇ＿ｆ」は、その絶対値が小さいほど負の屈折力が大きく、投射用ズームレンズの「広角化」には有利であるが、非点収差や像面湾曲等が大きく発生し易くなる。  
また、広角端における全系の焦点距離：ｆｗが大きいと「投射用ズームレンズとしての屈折力」が小さくなって、広画角の達成が困難になりやすく、逆に、小さいと屈折力が大きくなって諸収差の補正が困難となり易い。  
広角端における全系の焦点距離：ｆｗに対する焦点距離：１Ｇ＿ｆの大きさが条件（３）の下限値を超えると、非点収差や像面湾曲などの諸収差を補正するのが困難となる。逆に上限値を超えると、広画角の達成が困難となる。
【００２０】
この発明の投射用ズームレンズの第１レンズ群は「拡大側に凸面を向けた負の屈折力を持つレンズ」を少なくとも２枚有することが好ましい。  
図１ないし図５に示す実施の各形態では何れも、第１レンズ群１Ｇが「拡大側に凸面を向けた負の屈折力を持つレンズ」を２枚以上有している。「負の屈折力を持つレンズ」を以下、簡単に「負レンズ」という。同様に「正の屈折力を持つレンズ」を「正レンズ」と呼ぶ。  
第１レンズ群は「負の屈折力」を有するが、これらの負の屈折力を複数の負レンズで実現すると、第１レンズ群に必要とされる負の屈折力を複数の負レンズに分担させることができ、縮小側から拡大側に向かって透過する光束の発散角を滑らかに増大させて、広画角を実現し易く、また、２枚以上の負レンズの拡大側のレンズ面を「拡大側に凸面」とすることにより歪曲収差の補正が容易になる。
【００２１】
この発明の投射用ズームレンズは、上記条件（１）、（２）、（３）と共に、以下の条件：
（４）  １．５＜２Ｇ＿ｆ／ｆｗ＜５．０  
（５）  −４．５＜３Ｇ＿ｆ／ｆｗ＜−１．０  
の少なくとも一方を満足することが好ましい。  
条件（４）、（５）において、ｆｗは前述の如く「広角端における全系の焦点距離（＞０）」であり、２Ｇ＿ｆは「第２レンズ群の合成焦点距離（＞０）」、３Ｇ＿ｆは「第３レンズ群の合成焦点距離（＜０）」を表す。  
条件（４）は、第２レンズ群の屈折力の「全系の屈折力に対する好適な範囲」を設定する条件であり、条件（５）は、第３レンズ群の屈折力の「全系の屈折力に対する好適な範囲」を設定する条件である。  
条件（４）の下限値を超えると、第２レンズ群の正の屈折力が大きくなり、第１レンズ群で発生する歪曲収差を補正することが可能であるが、コマ収差などの諸収差の補正が困難となり易い。上限値を超えた場合、第２レンズ群の正の屈折力が小さくなり、像面湾曲や非点収差等の収差を補正可能となるが、広画角化した場合の歪曲収差の補正が困難となり易い。  
条件（５）の下限値を超えると、非点収差や像面湾曲等の収差の良好な補正が可能であるが「望遠側で負の屈折力の不足」を招来し易い。上限値を超えた場合、非点収差や歪曲収差等の諸収差の補正が困難となり易い。  
条件（４）や（５）を満足することにより、条件（２）で特定されるズーム比の範囲で「良好な光学性能の実現が」容易となる。  
条件（１）ないし（３）とともに、条件（４）、（５）の少なくとも一方を満足することにより、これら条件の持つ効果を得ることができるが、条件（１）ないし（３）とともに、条件（４）および（５）を満足することが最も好ましいことは言うまでもない。  
第２レンズ群は「正の屈折力」を有するが、第２レンズ群を構成するレンズのうちに「負の屈折力を持つレンズ」を１枚以上含めることにより、条件（４）における「２Ｇ＿ｆ」を「条件(４)を満足する」ように調整し易い。
【００２２】
また、第３レンズ群を「負の屈折力を持つ１枚のレンズのみ」で構成することにより、レンズ構成を簡素とすることができる。
【００２３】
合焦、即ち「フォーカシング」を行うには種々の方法が可能であるが、フォーカシングに際して「第１レンズ群全系若しくは第１レンズ群に含まれる１枚以上のレンズ」が光軸方向へ移動するようにすることにより、フォーカシングの機構を簡単化できる。  
さらに、正の屈折力を有する第７レンズ群は「正レンズ１枚」で、構成することができる。図１ないし図５に示す実施の各形態においても、第７レンズ群７Ｇは「１枚の正レンズのみ」で構成されており、第７レンズ群を１枚の正レンズで構成することにより、投射用ズームレンズの構成を簡単化できる。
【００２４】
この発明の投射用ズームレンズは、画像表示素子に表示される平面画像を、倍率可変で拡大して投射表示する投射型画像表示装置に用いることができる。  
以下に、投射用ズームレンズの具体的な実施例を挙げる。  
「実施例１」
実施例１は、図１にレンズ構成を示したものである。  
実施例１の投射用ズームレンズのデータを図６に示す。  
図６において最も上の欄における「ｉ」は、拡大側から数えた面(レンズ面および開口絞りＳの面、色合成用プリズムＰＲの面)を表すパラメータであり、「ＩＭＧ」は平面画像が表示される面である。  
また、「Ｒ」は曲率半径、「Ｄ」は面間隔、「ｊ」は、拡大側から数えたレンズを表すパラメータ、「ＰＲ」は色合成用プリズムを示す。「Ｎ」はｄ線の屈折率、「ν」はアッベ数である。これらは、実施例２ないし実施例５においても同様である。
【００２５】
図７には、実施例１の投射用ズームレンズの各種のパラメータを示す。  
図７において（ａ）は広角端、中間焦点距離(中間と表示)、望遠端における焦点距離を示す。（ｂ）は、図６に示すデータ中の面間隔「可変」の部分の、広角端、中間、望遠端における面間隔、（ｃ）は、条件（１）ないし（５）のパラメータの値（条件式（１）ないし条件式（５）の値と表示）を示す。
【００２６】
（ｄ）は、広角端（ＷＩＤＥ）、中間焦点距離（ＭＥＡＮ）、望遠端（ＴＥＬＥ）における第１レンズ群１Ｇないし第７レンズ群７Ｇの隣接レンズ群間の面間隔を示す。（ｅ）は広角端における焦点距離：ｆｗ、望遠端における焦点距離：ｆｔ、ｄ線において空気換算されたバクフォーカス：Ｂｆ、第１レンズ群１Ｇの合成焦点距離：１Ｇ＿ｆ、第２レンズ群２Ｇの合成焦点距離：２Ｇ＿ｆ、第３レンズ群３Ｇの合成焦点距離：３Ｇ＿ｆを示す。
【００２７】
以下の実施例２以下においても同様である。
【００２８】
「実施例２」
実施例２は、図２にレンズ構成を示したものである。  
実施例２の投射用ズームレンズのデータを図８に示す。  
図９には、実施例２の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図７に倣って示す。
【００２９】
「実施例３」
実施例３は、図３にレンズ構成を示したものである。  
実施例３の投射用ズームレンズのデータを図１０に示す。  
図１１には、実施例３の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図７に倣って示す。
【００３０】
「実施例４」
実施例４は、図４にレンズ構成を示したものである。  
実施例４の投射用ズームレンズのデータを図１２に示す。  
図１３には、実施例４の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図７に倣って示す。
【００３１】
「実施例５」
実施例５は、図５にレンズ構成を示したものである。  
実施例５の投射用ズームレンズのデータを図１４に示す。  
図１５には、実施例５の投射用ズームレンズの各種のパラメータを図７に倣って示す。
【００３２】
ズーミングに伴う半画角の変動範囲は、以下の通りである。  
実施例１          ３６．１度〜２０．０度  
実施例２          ３６．１度〜２０．０度  
実施例３          ４０．１度〜２６．４度
実施例４          ３６．１度〜２０．０度  
実施例５          ４１．５度〜２６．０度  
なお、実施例１ないし７のうち、実施例１、３、４、５においては、第６レンズ群６Ｇが負の屈折力を有し、実施例２では第６レンズ群６Ｇは正の屈折力を有する。
【００３３】
また、実施例１ないし５の投射用ズームレンズでは、無限遠から有限距離へのフォーカシングを行うのに、第１レンズ群１Ｇの全系（実施例１、３、５）、若しくは第１レンズ群１Ｇに含まれる１枚以上のレンズ(実施例２、４)を光軸方向へ移動させている。
【００３４】
図１６に、実施例１の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。  
図１７に、実施例１の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。  
図１８に、実施例２の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。  
図１９に、実施例２の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。  
図２０に、実施例３の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。  
図２１に、実施例３の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。  
図２２に、実施例４の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。  
図２３に、実施例４の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。  
図２４に、実施例５の投射用ズームレンズの広角端における収差図を示す。  
図２５に、実施例５の投射用ズームレンズの望遠端における収差図を示す。  
これら各収差図は、前述の如く「拡大側に表示された投射画像を物体面」とし、縮小側の「平面画像」の位置を像面として算出したものである。  
収差図における「Ｙ」は最大像高で「平面画像ＯＩの対角線長の１／２」であり、実施例１ないし７を通じて「１４．６ｍｍ」である。コマ収差の図における０Ｈないし１Ｈは、この１４．６ｍｍを１Ｈ、０ｍｍを０Ｈとして規格化した値である。
【００３５】
各収差図において、左側図は球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、右側図はコマ収差を示す。球面収差及びコマ収差の図における「Ｒ」は波長：６２０ｎｍの赤色光、「Ｇ」は波長：５４０ｎｍの緑色光、「Ｂ」は波長：４６０ｎｍの青色光に関するものであることを示す。また、非点収差および歪曲収差については、上記緑色光に関するものを示している。
【００３６】
非点収差における「Ｔ」はタンジェンシアル、「Ｓ」はサジタルを示す。  
各収差図から明らかなように、各実施例とも、広角端・望遠端ともに良好な性能が実現されている。
【００３７】
以下、図２６を参照して投射型画像表示装置の実施の形態を２例示す。  
図２６に示す投射型画像表示装置は、何れもプロジェクタであり、以下、プロジェクタＰＲ１、ＰＲ２と称する。繁雑を避けるため投射型ズームレンズは「符号４」で示す。  
図２６（ａ）に示すプロジェクタＰＲ１は、液晶パネルを用いる３板式プロジェクタであり、図示のように、３枚の液晶パネルＰＲ、ＰＧ、ＰＢが用いられる。液晶パネルＰＲには「投射画像の赤色成分画像」が表示され、この画像は照明装置ＬＲから放射される波長：６２０ｎｍの赤色照明光により照明される。赤色照明光は、液晶パネルＬＲに表示された赤色成分画像により強度変調されて色合成用プリズムＰＲに入射する。
【００３８】
液晶パネルＰＧには「投射画像の緑色成分画像」が表示され、この画像は照明装置ＬＧから放射される波長：５４０ｎｍの緑色照明光により照明される。緑色照明光は、液晶パネルＬＧに表示された緑色成分画像により強度変調されて色合成用プリズムＰＲに入射する。
【００３９】
液晶パネルＰＢには「投射画像の青色成分画像」が表示され、この画像は照明装置ＬＢから放射される波長：４６０ｎｍの青色照明光により照明される。青色照明光は、液晶パネルＬＢに表示された青色成分画像により強度変調されて色合成用プリズムＰＲに入射する。液晶パネルＰＲ、ＰＧ、ＰＢや、照明装置ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ等は、制御部ＣＴにより制御される。
【００４０】
このようにして、色合成用プリズムに入射した各色光は色合成用プリズムで合成され、投射用ズームレンズ４に入射し、スクリーンＳ上にカラー画像として拡大投射される。
【００４１】
投射用ズームレンズ４としては、請求項１ないし８に記載の任意のものを用いることができ、具体的には、色合成用プリズムＰＲと組み合わせて上述の実施例１ないし７の何れかのものを好適に用いることができる。
【００４２】
図２６（ｂ）に示すプロジェクタＰＲ２は、平面画像を表示する画像表示素子としてＤＭＤ３を採用した例である。  
プロジェクタＰＲ２は、照明系２と、画像表示素子であるＤＭＤ３と、投射用ズームレンズ４を有する。
【００４３】
投射用ズームレンズ４としては、請求項１ないし８の任意の１に記載されたもの、具体的には実施例１ないし７の何れかのものを用いることができる。プロジェクタＰＲ２では色合成プリズムＰＲを用いないので、バックフォーカス：Ｂｆは「最も縮小側のレンズ面とＤＭＤ３上の平面画像との間の光路長」に等しい。
【００４４】
照明系２から前記「Ｒ・Ｇ・Ｂの３色の光」を時間的に分離してＤＭＤ３の表示面に照射し、各色光が照射されるタイミングで「個々の画素に対応する微小ミラー(マイクロミラー)の傾斜」を制御する。
【００４５】
このようにしてＤＭＤ３の表示面に「投射されるべき平面画像」が表示され、該平面画像により強度変調された光が、投射用ズームレンズ４によりスクリーンＳ上に結像され、上記平面画像は拡大投射される。
【００４６】
照明系２は、光源２１、コンデンサーレンズＣＬ、ＲＧＢカラーホイールＣＷ、ミラーＭを備えており、これを配置するスペースを「ある程度大きく確保」する必要がある。
【００４７】
このため、照明系２からＤＭＤ３に入射させる照明光の入射角をある程度大きくする必要がある。投射用ズームレンズ４と照明系２とのスペースの上記の如き関係上、投射用ズームレンズ４のバックフォーカスをある程度確保する必要があり、ミラーＭを用いて、照明光の入射角を確保し、投射用ズームレンズ４により必要なバックフォーカスを確保している。  
コンデンサーレンズＣＬ、ＲＧＢカラーホイールＣＷとミラーＭとは「照明光学系」を構成する。照明光学系や光源２１等を制御する「制御部」は、図２６（ｂ）において図示を省略されている。
【００４８】
以上の如く、この発明によれば以下の如き投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置を実現できる。  
[１]
平面画像（ＯＩ）を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズであって、拡大側から縮小側ヘ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群（１Ｇ）、正の屈折力を有する第２レンズ群（２Ｇ）、負の屈折力を有する第３レンズ群（３Ｇ）、正の屈折力を有する第４レンズ群（４Ｇ）、正の屈折力を有する第５レンズ群（５Ｇ）、負又は正の屈折力を有する第６レンズ群（６Ｇ）、正の屈折力を有する第７レンズ群（７Ｇ）を有し、第４レンズ群（４Ｇ）と第５レンズ群（５Ｇ）との間に開口絞り（Ｓ）を有してなり、ズーミングに際して第２レンズ群（２Ｇ）から第６レンズ群（６Ｇ）までが光軸上を移動することにより第１レンズ群（１Ｇ）ないし第７レンズ群（７Ｇ）の群間隔が変化し、ｄ線において空気換算されたバックフォーカス：Ｂｆ、広角端における全系の焦点距離：ｆｗ、望遠端における全系の焦点距離：ｆｔ、前記第１レンズ群の合成焦点距離：１Ｇ＿ｆが、条件：  
（１）  ２．０＜Ｂｆ／ｆｗ＜５．０  
（２）  １．５＜ｆｔ／ｆｗ＜３．０  
（３）  −３．０＜１Ｇ＿ｆ／ｆｗ  ＜−１．０
を満足する投射用ズームレンズ（実施例１ないし５）。
【００４９】
[２]
[１]記載の投射用ズームレンズであって、第１レンズ群（１Ｇ）が、拡大側に凸面を向けた負の屈折力を持つレンズを少なくとも２枚有する投射用ズームレンズ(実施例１ないし５)。  
[３]
[１]または[２]記載の投射用ズームレンズであって、第２レンズ群（２Ｇ）の合成焦点距離：２Ｇ＿ｆ、広角端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件：
（４）  １．５＜２Ｇ＿ｆ／ｆｗ＜５．０  
を満足する投射用ズームレンズ(実施例１ないし５)。  
[４]
[３]記載の投射用ズームレンズであって、第２レンズ群（２Ｇ）が、少なくとも１枚の負の屈折力を持つレンズを有する投射用ズームレンズ(実施例１ないし５)。
【００５０】
[５]
[１]ないし[４]記載の投射用ズームレンズであって、第３レンズ群（３Ｇ）の合成焦点距離：３Ｇ＿ｆ、前記広角端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件：
（５）  −４．５＜３Ｇ＿ｆ／ｆｗ＜−１．０  
を満足する投射用ズームレンズ(実施例１ないし５)。
【００５１】
[６]
[５]記載の投射用ズームレンズであって、第３レンズ群（３Ｇ）が、負の屈折力を持つ１枚のレンズのみで構成されている投射用ズームレンズ(実施例１ないし５)。
【００５２】
[７]
[１]ないし[６]の何れか１に記載の投射用ズームレンズであって、  
フォーカシングに際して、第１レンズ群（１Ｇ）全系若しくは第１レンズ群に含まれる１枚以上のレンズが光軸方向へ移動する投射用ズームレンズ（実施例１ないし５)。  
[８]
[１]ないし[７]の何れか１に記載の投射用ズームレンズであって、第７レンズ群（７Ｇ）が、正の屈折力を持つ１枚のレンズのみで構成されている投射用ズームレンズ(実施例１ないし５)。
【００５３】
[９]
画像表示素子（ＰＲ、ＰＧ、ＰＢ、３）に表示される平面画像を、倍率可変で拡大して投射表示する投射型画像表示装置（ＰＲ１、ＰＲ２）であって、平面画像を倍率可変で拡大して投射する投射用ズームレンズ（４）として、[１]ないし[７]の何れか１に記載の投射用ズームレンズを用いる投射型画像表示装置（図２６）。
【００５４】
以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。  
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１Ｇ        第１レンズ群  
２Ｇ        第２レンズ群  
３Ｇ        第３レンズ群  
４Ｇ        第４レンズ群  
Ｓ          開口絞り  
５Ｇ        第５レンズ群  
６Ｇ        第６レンズ群  
７Ｇ        第７レンズ群  
ＰＲ        色合成凹プリズム  
ＯＩ        平面画像  
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２０１１−  ２８１２３号公報
【特許文献２】特開２００８−２７５７１３号公報
【図１】
2018063297.tif 000003
【図２】
2018063297.tif 000004
【図３】
2018063297.tif 000005
【図４】
2018063297.tif 000006
【図５】
2018063297.tif 000007
【図６】
2018063297.tif 000008
【図７】
2018063297.tif 000009
【図８】
2018063297.tif 000010
【図９】
2018063297.tif 000011
【図１０】
2018063297.tif 000012
【図１１】
2018063297.tif 000013
【図１２】
2018063297.tif 000014
【図１３】
2018063297.tif 000015
【図１４】
2018063297.tif 000016
【図１５】
2018063297.tif 000017
【図１６】
2018063297.tif 000018
【図１７】
2018063297.tif 000019
【図１８】
2018063297.tif 000020
【図１９】
2018063297.tif 000021
【図２０】
2018063297.tif 000022
【図２１】
2018063297.tif 000023
【図２２】
2018063297.tif 000024
【図２３】
2018063297.tif 000025
【図２４】
2018063297.tif 000026
【図２５】
2018063297.tif 000027
【図２６】
2018063297.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月12日(2016.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２０】
2018063297.tif 000029