(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズ系全体の小型化を図りつつ、フォーカシングに伴う諸収差を良好に補正し、投射距離全般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を得ること。【解決手段】最も拡大側に配置され、ズーミングのためには不動の負の屈折力のレンズ群ＧＦと、最も縮小側に配置され、ズーミングのためには不動の正の屈折力のレンズ群ＧＲと、レンズ群ＧＦと前記レンズ群ＧＲとの間に配置され、ズーミングのために光軸方向に移動する１以上のレンズ群を有し、レンズ群ＧＦは、フォーカシング時に移動する負の屈折力のレンズ群Ａと、フォーカシング時に不動の正の屈折力のレンズ群Ｂを有し、レンズ群ＧＦは最も拡大側に負の屈折力のレンズＧＦａ、レンズ群ＧＲは最も縮小側に正の屈折力のレンズＧＲｂを有し、レンズＧＦａとレンズＧＲｂのアッベ数を各々適切に設定する。【選択図】図１
2011180602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最も拡大側に配置され、ズーミングのためには不動の負の屈折力のレンズ群ＧＦと、
最も縮小側に配置され、ズーミングのためには不動の正の屈折力のレンズ群ＧＲと、
前記レンズ群ＧＦと前記レンズ群ＧＲとの間に配置され、ズーミングのために光軸方向に移動する１以上のレンズ群を有し、
前記レンズ群ＧＦは、拡大側から縮小側へ順に、
フォーカシングのために移動する負の屈折力のレンズ群Ａと、
フォーカシングのためには不動の正の屈折力のレンズ群Ｂを有し、
前記レンズ群ＧＦは、最も拡大側に負の屈折力のレンズＧＦａを有し、
前記レンズ群ＧＲは、最も縮小側に正の屈折力のレンズＧＲｂを有し、
前記レンズＧＦａと前記レンズＧＲｂの材料のアッベ数を各々νｄＦ、νｄＲとするとき、
３２＜νｄＲ−νｄＦ＜５０
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】
前記レンズ群Ａは、負レンズから成ることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
縮小側共役位置から縮小側の瞳位置までの距離をＤＰ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
７．０  ＜｜ＤＰ/ｆｗ｜  
なる条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
拡大側から順に、
前記レンズ群ＧＦである第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
正の屈折力を有する第３レンズ群と、
負の屈折力を有する第４レンズ群と、
正の屈折力を有する第５レンズ群と、
前記レンズ群ＧＲである第６レンズ群を有し、
ズーミングのためには前記第１レンズ群と第６レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群は移動することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
拡大側から順に、
前記レンズ群ＧＦである第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
正の屈折力を有する第３レンズ群と、
負の屈折力を有する第４レンズ群と、
正の屈折力を有する第５レンズ群と、
正の屈折力を有する第６レンズ群と、
前記レンズ群ＧＲである第７レンズ群を有し、
ズーミングのためには前記第１レンズ群と第７レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群、第６レンズ群は移動することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
拡大側から順に、
前記レンズ群ＧＦである第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
正の屈折力を有する第３レンズ群と、
正の屈折力を有する第４レンズ群と、
前記レンズ群ＧＲである第５レンズ群を有し、
ズーミングのためには前記第１レンズ群と第５レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群は移動することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか１項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズによりスクリーン面に投射される画像を形成する液晶表示素子を有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、種々な投影倍率で高い光学性能を有し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】
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く。そして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である。
【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】
◎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小型・軽量であること。
【００１２】
◎種々な投射距離において、良好なる投射像が得られること、即ちフォーカシング時の収差変動が少ないこと。
【００１３】
これらの要求を満足するようにしたズームレンズとして、レンズ群内の一部の光学要素のみを移動させてフォーカシングを行うプロジェクター用のズームレンズが提案されている（特許文献１〜３）。
【００１４】
特許文献１は、スクリーン側より順に、負、正、正、負、正の屈折力のレンズ群より成る５群ズームレンズである。そして、正、負、負、正レンズの４枚構成からなる第１レンズ群内において最後尾（被投影画像側）の正レンズを固定させスクリーン側の３枚のレンズを移動させることでフォーカシングを行うズームレンズを開示している。
【００１５】
特許文献２、３は、スクリーン側より順に、負、正、正、負、正の屈折力のレンズ群より成る５群ズームレンズである。そして、第１レンズ群を負の屈折力を有した２つのレンズ要素より構成し、これらのレンズ要素の相互間隔を変えることでフォーカシングを行うズームレンズを開示している。これらはいずれもフォーカス要素中に正レンズが含まれており、フォーカス要素全体の屈折力を弱めている。
【００１６】
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ている。そして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）。ここで拡大共役側とは前方側、拡大側と同じ意味で本明細書においてはこれらの用語を交換可能に使用する。
【００１７】
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いる。そして内部の第２〜第５レンズ群を全て拡大共役側（前方側、拡大側と同じ意味で本明細書においてはこれらの用語を交換可能に使用します。）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。そして、この特許文献４に開示された構成では、第１レンズ群が拡大共役側から正、負、負の３枚のレンズより構成されており、この第１レンズ群を駆動してフォーカス調整を行っている旨の開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平１０−１８６２３５号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７７７１号公報
【特許文献３】特開２００４−２２６８０３号公報
【特許文献４】特開２００１−２３５６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
一般にフォーカシングを行う際の諸収差の変動を抑える一方法として、フォーカスレンズ群の屈折力をできるだけ強くし、フォーカスレンズ群の移動量を極力少なくする方法がある。特許文献１〜３では、いずれも第１レンズ群中のレンズ構成上フォーカスレンズ群を負レンズだけで構成していないためフォーカスレンズ群の屈折力が弱く、フォーカシングの際の移動量が多くなり諸収差の変動が多くなる傾向があった。
【００２０】
さらにプロジェクターで用いられるズームレンズのレンズ構成は、長いバックフォーカスを得るためにレトロフォーカスタイプとし、かつ縮小側をテレセントリックとするために、縮小側に強い正の屈折力のレンズ群を配するのが多い。
【００２１】
しかしながら、このようなレンズ構成のズームレンズは、レンズ系全体の非対称性が増大し、例えば倍率色収差として青色が緑色に対してアンダー側（光軸方向）に生じる傾向にある。
【００２２】
又少ないレンズ枚数になるほど各レンズの屈折力が増すため、特に絞りより縮小側に位置する負レンズがオーバー方向の高次の倍率色収差を発生しやすくなる。また、ズーム比が大きくなるほど広角端から望遠端に至る倍率色収差の変動も大きくなる傾向がある。
【００２３】
本発明は、レンズ系全体の小型化を図りつつ、フォーカシングに伴う諸収差を良好に補正し、投射距離全般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。
【００２４】
この他本発明は、倍率色収差を良好に補正し、高い光学性能が容易に得られる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。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明のズームレンズは、最も拡大側に配置され、ズーミングのためには不動の負の屈折力のレンズ群ＧＦと、
最も縮小側に配置され、ズーミングのためには不動の正の屈折力のレンズ群ＧＲと、
前記レンズ群ＧＦと前記レンズ群ＧＲとの間に配置され、ズーミングのために光軸方向に移動する１以上のレンズ群を有し、
前記レンズ群ＧＦは、拡大側から縮小側へ順に、
フォーカシングのために移動する負の屈折力のレンズ群Ａと、
フォーカシングのためには不動の正の屈折力のレンズ群Ｂを有し、
前記レンズ群ＧＦは、最も拡大側に負の屈折力のレンズＧＦａを有し、
前記レンズ群ＧＲは、最も縮小側に正の屈折力のレンズＧＲｂを有し、
前記レンズＧＦａと前記レンズＧＲｂの材料のアッベ数を各々νｄＦ、νｄＲとするとき、
３２＜νｄＲ−νｄＦ＜５０
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、レンズ系全体の小型化を図りつつ、フォーカシングに伴う諸収差を良好に補正し、投射距離全般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が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例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のズームレンズの広角端の収差図
【図３】数値実施例１のズームレンズの望遠端の収差図
【図４】数値実施例１のズームレンズの倍率色収差図
【図５】実施例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６】数値実施例２のズームレンズの広角端の収差図
【図７】数値実施例２のズームレンズの望遠端の収差図
【図８】実施例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９】数値実施例３のズームレンズの広角端の収差図
【図１０】数値実施例３のズームレンズの望遠端の収差図
【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
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施例は以下のように記載することができる。
【００２９】
実施例のズームレンズは、最も前方側（拡大側）に配置され、負の光学パワーを有するレンズ群ＧＦを含む複数のレンズ群を備えている。そして複数のレンズ群のうちレンズ群ＧＦ以外の１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。後方側に配置した画像情報を所定面上に投射する。このときレンズ群ＧＦは、フォーカスに際して移動する負の屈折力のレンズ群Ａとフォーカスの為には不動の正の屈折力のレンズ群Ｂより成ることを特徴としている。ここで、本明細書においては、レンズ群とは、複数枚のレンズを意味するだけでなく、１枚のレンズであってもレンズ群と称することとする。
【００３０】
このときレンズ群Ａを負の屈折力のレンズのみで構成している。
【００３１】
このようにフォーカシングの際に第１レンズ群中の負の屈折力を有したレンズだけを移動させることによりフォーカス要素の屈折力を高めている。そしてフォーカスレンズ群の移動量を減らし、諸収差の変動を最小限におさえることで、投射距離の違いによる光学性能の変化を少なくしている。
【００３２】
この他の実施例のズームレンズでは、最も前方側に配置され、負の光学パワーを有するレンズ群ＧＦと、最も後方側に配置され、正の光学パワーを有するレンズ群ＧＲを含む複数のレンズ群を備えている。そして前記複数のレンズ群のうち該レンズ群ＧＦとレンズ群ＧＲ以外の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。そして後方側に配置した画像情報を所定面上に投射する。該レンズ群ＧＦの最も前方側のレンズＧＦａは負の屈折力であり、該レンズ群ＧＲの最も後方側のレンズＧＲｂは正の屈折力であり、該レンズＧＦａとレンズＧＲｂの材料のアッベ数を各々νｄＦ、νｄＲとする。このとき、
３２＜νｄＲ−νｄＦ・・・・（１）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３３】
又、このような構成の基で、レンズ系ＧＦは、前方側から後方側へ順に、フォーカスに際して移動する負の屈折力のレンズ群Ａとフォーカスに際して固定の正の屈折力のレンズ群Ｂより構成することを特徴としている。
【００３４】
そして、更にレンズ群Ａを負の屈折力のレンズのみで構成している。
【００３５】
このようにレンズＧＦａとレンズＧＲｂを、それらの材料のアッベ数が条件式（１）を満足するように構成することによって、倍率色収差を良好に補正している。
【００３６】
特に条件式（１）を満たすことでズーム比の大きいズームレンズにおいても少ないレンズ枚数で倍率色収差の変動を好適に補正している。
【００３７】
最も前方側のレンズＧＦａの材料に高分散ガラスを用い、最も後方側のレンズＧＲｂの材料に低分散ガラスを用いている。最も前方側のレンズＧＦａは広角端から望遠端まで高い像高での光線の入射高の変化が大きくなるので、アンダー側に生じる高次の倍率色収差を広角端で大きく、望遠端で少なく発生させている。このとき条件式（１）を満たすことで、ズーミングに応じてオーバー方向の高次の倍率色収差を打ち消すようアンダー方向の高次の倍率色収差を発生させることができ、少ない構成レンズ枚数で好適な倍率色収差を補正している。
【００３８】
尚このとき条件式（１）は
νｄＲ−νｄＦ＜５０・・・・（１ａ）
なる条件を満足するように上限値を設定するのが良い。即ち
３２＜νｄＲ−νｄＦ＜５０
とするのが良い。
【００３９】
これによれば投射距離全般にわたり、倍率色収差をより良好に補正することが容易となる。
【００４０】
又、後方側がテレセントリックとする為に、後方側の画像情報を配置する位置（縮小側共役位置）から射出瞳（縮小側の瞳位置）までの距離をＤＰ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。このとき、
７．０  ＜｜ＤＰ/ｆｗ｜      ・・・（２）
なる条件を満足するのが良い。
【００４１】
条件式（２）を外れると、テレセントリック性が悪くなり、カラープロジェクターに適用したときの各色の明るさが画角により異なってくるので良くない。
【００４２】
各実施例では、以上のように各要素を構成することによって、フォーカシングによる収差の変動が少なく、かつズーミングの際の倍率色収差の変動が少ないプロジェクター用に好適なズームレンズを実現している。
【００４３】
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上に投射している。このとき、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。
【００４４】
次に、本実施例に記載した図面について簡単に説明する。
【００４５】
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、図３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）１．７ｍ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。
【００４６】
図４（Ａ），（Ｂ）は数値実施例１の波長５５０ｎｍに対する波長６１０ｎｍ（赤色）と波長４７０ｎｍ（青色）の物体距離１．７ｍのときの各像高Ｙにおける広角端と望遠端の倍率色収差図である。
【００４７】
図５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の要部概略図である。図６、図７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１．７ｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００４８】
図８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の要部概略図である。図９、図１０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１．７ｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００４９】
図１，図５、図８の実施例１〜３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。
【００５０】
Ｓはスクリーン面（投影面、被投射面）、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とは共役関係又は略共役関係にある。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）（拡大側共役位置）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）（縮小側共役位置）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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
実施例１〜３のズームレンズは、Ｆナンバーが１．７５であり、画像情報を１００型のスクリーン面上に２．５ｍ（数値実施例をｍｍ単位で表わしたとき）という短い投影距離で投射している。
【００５４】
図２，図３，図６，図７，図８、図９の収差図においてＧは波長５５０ｎｍ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。ＦｎｏはＦナンバーである。ωは半画角、Ｙは像高（被投射側の像高）である。
【００５５】
次に各実施例のズームレンズの詳細について説明する。
【００５６】
図１の実施例１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。
【００５７】
第１レンズ群Ｌ１は、負の屈折力の第１Ａレンズ群Ｌ１Ａと、正の屈折力の第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂを有している。
【００５８】
実施例１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。
【００５９】
尚、第１レンズ群Ｌ１、第６レンズ群Ｌ６はズーミングのためには移動しない。第１レンズ群Ｌ１中の負の屈折力の第１Ａレンズ群Ｌ１Ａを光軸上移動させてフォーカスを行っている。尚、フォーカスの為には、第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂは不動である。
【００６０】
開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間に設けており、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と共に移動している。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。
【００６１】
実施例１では、物体側から像側へ順に、第１Ａレンズ群Ｌ１Ａは、負レンズＧ１１、両レンズ面が非球面形状の負レンズＧ１２、負レンズＧ１３より成り、第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂは、後方の面が凸形状の正レンズＧ１４より成っている。ここで、第1Ａレンズ群は３枚の負レンズから構成されているが、勿論１枚の負レンズで構成しても良いし、また２枚、４枚、或いはそれ以上の負レンズで構成しても構わない。つまり、第１Ａレンズ群Ｌ１Ａは、負レンズのみで構成されていれば良い。但し、全系の収差を抑制することや、全系の小型化の観点から、２枚以上５枚以下、好ましくは３枚以上の負レンズで構成することが好ましい。同じく第１Ｂレンズ群も２枚の正レンズで構成しても構わない。また、第１Ａレンズ群Ｌ１Ａよりも拡大共役側に実質的に屈折力が無い（光学的パワーが無い）レンズ（光学素子）を配置しても構わない。この第１Ａレンズ群Ｌ１Ａよりも拡大共役側に配置されるレンズの焦点距離は、ズームレンズのワイド端の焦点距離の２０倍（好ましくは１００倍）以上であることが望ましい。
【００６２】
第２レンズ群Ｌ２は、前方の面が凸形状の正レンズＧ２１より成っている。
【００６３】
第３レンズ群Ｌ３は、正レンズＧ３１と負レンズＧ３２の接合レンズより成っている。
【００６４】
第４レンズ群Ｌ４は、両レンズ面が凹形状の負レンズＧ４１より成っている。
【００６５】
第５レンズ群Ｌ５は、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５１と後方の面が凸形状の正レ
ンズＧ５２より成っている。
【００６６】
正レンズＧ５２の両レンズ面は非球面形状より成っている。
【００６７】
第６レンズ群Ｌ６は、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ６１より成っている。
【００６８】
実施例１では、フォーカシングの際、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力のレンズ要素だけが移動するようにしている。これによってフォーカスの際の移動要素の屈折力（負）は第１レンズ群Ｌ１全体よりも大きくなり、第１レンズ群Ｌ１全体でフォーカシングを行う場合よりも移動量を減じることができ、それに従って収差の変動を減らしている。また、フォーカスの際の移動要素を構成する３枚の負レンズＧ１１〜Ｇ１３が拡大側にまとまって移動するため、鏡筒の構成が容易に実現することができる。
【００６９】
図５の実施例２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レンズ群である。またＬ６は正の屈折力の第６レンズ群、Ｌ７は正の屈折力の第７レンズ群である。
【００７０】
第１レンズ群Ｌ１は、負の屈折力の第１Ａレンズ群Ｌ１Ａと、正の屈折力の第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂを有している。
【００７１】
実施例２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、第５レンズ群Ｌ５そして第６レンズ群Ｌ６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。
【００７２】
尚、第１レンズ群Ｌ１、第７レンズ群Ｌ７はズーミングのためには移動しない。第１レンズ群Ｌ１中の負の屈折力の第１Ａレンズ群Ｌ１Ａを光軸上移動させてフォーカスを行っている。尚、フォーカスの為には第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂは不動である。
【００７３】
開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間に設けており、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と共に移動している。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。
【００７４】
実施例２では、物体側から像側へ順に、第１Ａレンズ群Ｌ１Ａは、負レンズＧ１１、両レンズ面が非球面形状の負レンズＧ１２、負レンズＧ１３より成り、第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂは、後方の面が凸形状の正レンズＧ１４より成っている。ここで、第1Ａレンズ群は３枚の負レンズから構成されているが、勿論１枚の負レンズで構成しても良いし、また２枚、４枚、或いはそれ以上の負レンズで構成しても構わない。つまり、第１Ａレンズ群Ｌ１Ａは、負レンズのみで構成されていれば良い。但し、全系の収差を抑制することや、全系の小型化の観点から、２枚以上５枚以下、好ましくは３枚以上の負レンズで構成することが好ましい。同じく第１Ｂレンズ群も２枚の正レンズで構成しても構わない。また、第１Ａレンズ群Ｌ１Ａよりも拡大共役側に実質的に屈折力が無い（光学的パワーが無い）レンズ（光学素子）を配置しても構わない。この第１Ａレンズ群Ｌ１Ａよりも拡大共役側に配置されるレンズの焦点距離は、ズームレンズのワイド端の焦点距離の２０倍（好ましくは１００倍）以上であることが望ましい。
【００７５】
第２レンズ群Ｌ２は前方の面が凸形状の正レンズＧ２１より成っている。第３レンズ群Ｌ３は、正レンズＧ３１と負レンズＧ３２の接合レンズより成っている。第４レンズ群Ｌ４は、両レンズ面が凹形状の負レンズＧ４１より成っている。第５レンズ群Ｌ５は、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５１より成っている。第６レンズ群Ｌ６は後方の面が凸形状の正レンズＧ６１より成っている。
【００７６】
正レンズＧ６１の両レンズ面は非球面形状より成っている。
【００７７】
第７レンズ群Ｌ７は、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ７１より成っている。
【００７８】
実施例２では、全体として７つのレンズ群より構成し、ズーミングに伴い収差変動を少なくしている。第１Ａレンズ群Ｌ１Ａでフォーカスする際の光学的作用は実施例１と同じである。
【００７９】
図８の実施例３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。第１レンズ群Ｌ１は、負の屈折力の第１Ａレンズ群Ｌ１Ａと、正の屈折力の第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂを有している。
【００８０】
実施例３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。
【００８１】
尚、第１レンズ群Ｌ１、第５レンズ群Ｌ５はズーミングのためには移動しない。第１レンズ群Ｌ１中の負の屈折力の第１Ａレンズ群Ｌ１Ａを光軸上移動させてフォーカスを行っている。尚、フォーカスの為には第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂは不動である。
【００８２】
開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間に設けており、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３と共に移動している。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。
【００８３】
実施例３では、物体側から像側へ順に、第１Ａレンズ群Ｌ１Ａは、負レンズＧ１１、両レンズ面が非球面形状の負レンズＧ１２、負レンズＧ１３より成り、第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂは、後方の面が凸形状の正レンズＧ１４より成っている。ここで、第1Ａレンズ群は３枚の負レンズから構成されているが、勿論１枚の負レンズで構成しても良いし、また２枚、４枚、或いはそれ以上の負レンズで構成しても構わない。つまり、第１Ａレンズ群Ｌ１Ａは、負レンズのみで構成されていれば良い。但し、全系の収差を抑制することや、全系の小型化の観点から、２枚以上５枚以下、好ましくは３枚以上の負レンズで構成することが好ましい。同じく第１Ｂレンズ群も２枚の正レンズで構成しても構わない。また、第１Ａレンズ群Ｌ１Ａよりも拡大共役側に実質的に屈折力が無い（光学的パワーが無い）レンズ（光学素子）を配置しても構わない。この第１Ａレンズ群Ｌ１Ａよりも拡大共役側に配置されるレンズの焦点距離は、ズームレンズのワイド端の焦点距離の２０倍（好ましくは１００倍）以上であることが望ましい。
【００８４】
第２レンズ群Ｌ２は、前方の面が凸形状の正レンズＧ２１より成っている。第３レンズ群Ｌ３は、正レンズＧ３１と負レンズＧ３２の接合レンズより成っている。第４レンズ群Ｌ４は両レンズ面が凹形状の負レンズＧ４１、両レンズ面が凸形状の正レンズＧ４２と後方の面が凸形状の正レンズＧ４３より成っている。
【００８５】
正レンズＧ４３の両レンズ面は非球面形状より成っている。
【００８６】
第５レンズ群Ｌ５は両レンズ面が凸形状の正レンズＧ５１より成っている。
【００８７】
実施例３では、全体として５つのレンズ群より構成し、比較的偏心解威度の高い負レンズＧ４１、正レンズＧ４２の相互取り付け誤差を減じている。これにより製造を容易にしている。第１Ａレンズ群Ｌ１Ａでフォーカスするときの光学的作用は実施例１と同じである。
【００８８】
次に、図１１を用いて、上述の実施例１〜３に記載したズームレンズを投射レンズ（投射光学系）として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。反射型液晶表示素子は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。
【００８９】
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。
【００９０】
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のシリンダアレイである。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。
【００９１】
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である。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。
【００９２】
以上の各要素は照明光学系αの一要素を構成している。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
次に光学的な作用を説明する。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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を経る。そして複数の光束（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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
次に、Ｇ光の光路について説明する。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。これにより、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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。これにより、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。
【０１１７】
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偏光成分となる。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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
まず、Ｇ光の光路について説明する。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
次に、Ｒ光とＢ光の光路について説明する。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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偏光に変換される。そして入射側偏光板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。
【０１３０】
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。偏光ビームスプリッターは、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である。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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つの光路に合成する。そして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。
【０１３６】
以下に実施例１〜３のズームレンズに各々対応する数値実施例１〜３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は焦点距離である。
【０１３７】
また数値実施例１〜３の最も後方側の２つの面はガラスブロックＧＢを構成する面である。
【０１３８】
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。
【０１３９】
なお、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０-Z」を意味する。
【０１４０】
前述の各条件式１〜２と数値実施例１〜３における諸数値との関係を表１に示す。
【０１４１】
数値実施例１
（Ａ）レンズデータ
面番号 曲率半径R   面間隔d   屈折率ｎd アッベ数νd
1      40.00375     2.00     1.746398    27.8 
2      20.08345     7.11
3      84.78046     2.50     1.531987    55.8 
4      26.83627    12.17
5     -23.27356     1.65     1.488976    70.2 
6    -101.45165      d 6
7    -168.29559     4.50     1.753999    35.3 
8     -37.25336      d 8
9      42.90310     3.85     1.753999    35.3 
10     252.62854      d10 
11      64.85383     3.80     1.775817    49.6 
12     -64.85383     1.30     1.854159    23.8 
13    2109.01157     8.80
14       絞 り        d14
15     -20.24525     1.15     1.746398    27.8 
16      88.78303      d16
17      56.01143     8.60     1.488976    70.2 
18     -23.65127     0.50
19    -182.59351     3.55     1.531987    55.8 
20     -50.51247      d20
21      48.32359     6.35     1.488976    70.2 
22     -78.90134     1.73
23         ∞       29.20     1.518052    64.1 
24         ∞        9.1042
像面
非球面係数
面番号 K  A    B     C     D        E 
3     0  2.03893e-5 -6.28981e-8  2.15774e-10 -2.68827e-13  7.52135e-17
4    0  9.26818e-6 -7.92267e-8  1.70009e-10  3.77076e-14 -9.28005e-16
19    0 -1.74477e-5 -2.15534e-8 -2.18198e-11  1.13202e-13  9.24183e-16
20    0 -7.76948e-6 -1.76136e-8  3.25435e-11 -7.54099e-14  1.10428e-15
（Ｂ）ズーミングに際しての移動量
ｆ＝20.54   ｆ＝25.47   ｆ＝32.03
（広角）      ← →     （望遠）
d8   14.00949     5.70622     1.22241
d10  14.45606     9.48876     0.70000
d14  12.90960    18.33358    23.89794
d16   2.08219     1.85866     0.70000
d20   0.70536     8.77547    17.64233
（Ｃ）フォーカシングに際しての移動量
物体距離＝∞  物体距離＝7.2ｍ  物体距離＝1.7ｍ  物体距離＝1.0ｍ  
d6    0.83134        0.87340          1.00731          1.12726
【０１４２】
数値実施例２
（Ａ）レンズデータ
面番号 曲率半径R   面間隔d   屈折率ｎd アッベ数νd
1      37.50919     2.30     1.746398    27.8  
2      20.37389     7.11
3      77.78855     2.50     1.531987    55.8  
4      25.91731    12.81 
5     -23.44651     1.65     1.488976    70.2  
6    -125.97711      d 6 
7    -137.07615     4.78     1.753999    35.3  
8     -37.54786      d 8 
9      42.84232     3.94     1.753999    35.3  
10     253.00296      d10 
11      61.97277     3.94     1.775817    49.6  
12     -61.97277     1.30     1.854159    23.8  
13    -769.98320     9.03 
14       絞 り        d14
15     -20.24381     1.15     1.746398    27.8  
16      90.95572      d16 
17      59.99538     8.73     1.488976    70.2  
18     -22.65899      d18 
19    -192.36222     3.11     1.531987    55.8  
20     -61.14919      d20 
21      47.53963     6.61     1.488976    70.2  
22     -73.61163     1.73 
23         ∞       29.20     1.518052    64.1  
24         ∞        9.0925
像面
非球面係数
面番号 K       A   B    C       D     E 
3    0     2.28124e-5 -7.72020e-8  2.85372e-10  -4.53387e-13  3.65335e-16
4 0.468172 9.02544e-6 -9.78557e-8  2.10056e-10  -3.42224e-14 -8.15677e-16
19   0    -2.16700e-5 -4.51762e-8  6.62042e-12  -1.35685e-13  1.35733e-15
20 8.57459 -6.94481e-6 -3.15546e-8 7.68963e-11  -2.39733e-13  1.43474e-15
（Ｂ）ズーミングに際しての移動量
ｆ＝20.55   ｆ＝25.40   ｆ＝32.05
（広角）      ← →     （望遠）
d8   11.45649     4.34484     1.15096  
d10  15.98133    10.36014     0.81918  
d14  11.55478    16.97503    21.67997  
d16   2.71490     2.33827     0.70000  
d18   0.50000     0.89124     2.17917  
d20   0.70000     7.99798    16.37823  
（Ｃ）フォーカシングに際しての移動量
物体距離＝∞  物体距離＝7.2ｍ  物体距離＝1.7ｍ  物体距離＝1.0ｍ  
d6    0.95738         1.00144         1.14156          1.26685
【０１４３】
数値実施例３
（Ａ）レンズデータ
面番号 曲率半径R   面間隔d   屈折率ｎd アッベ数νd
1      40.00000     2.00     1.746398    27.8 
2      20.84646     6.48
3      79.11466     2.50     1.531987    55.8 
4      27.49184    11.88
5     -24.51906     1.65     1.488976    70.2 
6    -159.56948      d 6
7    -217.26019     4.27     1.753999    35.3 
8     -39.16574      d 8
9      41.46397     3.46     1.753999    35.3 
10     173.59183      d10
11      68.77912     3.78     1.775817    49.6 
12     -68.77912     1.30     1.854159    23.8 
13    -370.86456     8.29
14       絞 り        d14
15     -20.61697     1.15     1.746398    27.8 
16      75.84888     2.61
17      51.47248     8.84     1.498306    81.5 
18     -24.57231     0.99
19    -154.65491     3.94     1.531987    55.8 
20     -48.21169      d20 
21      49.63966     5.97     1.488976    70.2 
22     -97.49254     1.73
23         ∞       29.20     1.518052    64.1 
24         ∞        9.11249
像面
非球面係数
面番号 K    A    B    C       D      E 
3     0   2.39002e-5 -7.85335e-8  2.82840e-10  -5.10385e-13   4.82670e-16
4 0.82000 9.67314e-6 -9.28713e-8  1.78722e-10  -1.30937e-13  -4.76430e-16
19    0  -1.84241e-5 -2.32060e-8  1.57386e-11  -5.29428e-14   8.63637e-16
20 4.58709 -2.79208e-6 -1.71898e-8 1.27531e-10 -3.76035e-13   1.37862e-15
（Ｂ）ズーミングに際しての移動量
ｆ＝20.55   ｆ＝25.40   ｆ＝32.05
（広角）      ← →     （望遠）
d8   18.54472     7.91422     1.08868
d10  11.02830     7.76763     0.70000
d14  12.62326    16.80830    21.91464
d20   0.70000    10.40612    19.19295
（Ｃ）フォーカシングに際しての移動量
物体距離＝∞  物体距離＝7.2ｍ  物体距離＝1.7ｍ  物体距離＝1.0ｍ  
d6    0.80742         0.85347         0.99998          1.13112
【０１４４】
【表１】
2011180602.tif 000003
【符号の説明】
【０１４５】
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
Ｌ７  第７レンズ群
ＳＰ  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
【図２】
2011180602.tif 000004
【図３】
2011180602.tif 000005
【図４】
2011180602.tif 000006
【図５】
2011180602.tif 000007
【図６】
2011180602.tif 000008
【図７】
2011180602.tif 000009
【図８】
2011180602.tif 000010
【図９】
2011180602.tif 000011
【図１０】
2011180602.tif 000012
【図１１】
2011180602.tif 000013
【図１２】
2011180602.tif 000014
【図１】
2011180602.tif 000015