(57)【要約】【課題】広角端から望遠端に至る全変倍域においてＦ値が一定で、ネガティブリード型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、拡大側から縮小側に向かって順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５を配し、第５レンズ群中もしくは第５レンズ群の拡大側に開口絞りＳを固定的に配してなり、縮小側が略テレセントリックであり、ズーミングに際し、第１レンズ群Ｇ１、第５レンズ群Ｇ５および前記開口絞りＳが固定で、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が光軸方向に独立して移動し、前記ズーミングによる全変倍域においてＦ値が一定である。【選択図】                  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡大側から縮小側に向かって順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群、正の屈折力を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群、正の屈折力を持つ第５レンズ群を配し、第５レンズ群中もしくは第５レンズ群の拡大側に開口絞りを固定的に配してなり、縮小側が略テレセントリックであり、
ズーミングに際し、第１レンズ群、第５レンズ群および前記開口絞りが固定で、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が光軸方向に独立して移動し、前記ズーミングによる全変倍域においてＦ値が一定であ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、  
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群は、縮小側から拡大側へ移動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、  
拡大側の共役点が無限遠の時の空気中におけるバックフォーカス：Ｂｆ、広角端における全系の焦点距離：ｆＷ、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１が、条件：   
（１）  １．０  ＜  Ｂｆ／ｆＷ  ＜  ２．７  
（２）  １．８  ＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜  ３．５
を満足する投射用ズームレンズ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、  
第１レンズ群は、縮小側に大きな曲率を持つ負レンズと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズの２枚のレンズを拡大側から順に配した構成を群中に有する投射用ズームレンズ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
第１レンズ群中に、縮小側に大きな曲率を持つ正レンズ：ＬＰと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズ：ＬＮの２枚のレンズが拡大側から順に配されて、前記正レンズ：ＬＰと前記負レンズ：ＬＮの間に、縮小側に大きな曲率を持つ負の空気レンズが形成されている投射用ズームレンズ。
【請求項６】
請求項５記載の投射用ズームレンズであって、  
第１レンズ群中の負レンズ：ＬＮの材質のアッベ数：νＬＮ、部分分散比：θｇＦが、条件：
（３）  ０．０１＜  θｇＦ−(０．６４３８−０．００１６８２νＬＮ)  ＜０．０５
を満足する投射用ズームレンズ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
第２レンズ群は１枚の正レンズで構成され、該正レンズの材質のｄ線に対する屈折率：Ｎ２Ｇが、条件：
（４）  １．７  ＜  Ｎ２Ｇ 
を満足する投射用ズームレンズ。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
第３レンズ群は１枚の負レンズで構成され、該負レンズの材質のｄ線に対する屈折率：Ｎ３Ｇが、条件：
（５）  １．７  ＜  Ｎ３Ｇ 
を満足する投射用ズームレンズ。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の投射用ズームレンズであって、
第１レンズ群は、拡大側から縮小側へ向かって順に、１ａサブレンズ群、負の屈折力を持つ１ｂサブレンズ群、正の屈折力を持つ１ｃサブレンズ群を配してなり、拡大側の共役点を遠距離から近距離方向へ移動させるフォーカシングに際して、前記１ｃサブレンズ群が光軸上を拡大側から縮小側に移動するとともに、前記１ｂサブレンズ群も独立に光軸上を移動する投射用ズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の投射用ズームレンズを搭載してな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】
液晶表示素子やＤＭＤ等の「画像表示素子」に表示された小さい原画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する投射型画像表示装置はプロジェクタ等として広く知られ、被投射面との距離に煩わされることなく、投射画像のサイズを変更できる「投射用ズームレンズ」を搭載したプロジェクタは、その使い易さから広く普及している。  
投射用ズームレンズは、従来から種々のタイプのものが知られているが、最も拡大側に「負の屈折力のレンズ群」を配した「ネガティブリード」型のものは、広画角、縮小側のテレセントリック性、長いバックフォーカス等、投射用ズームレンズに適した光学的特性を実現し易いものとして知られている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
ズームレンズは一般に、ズーミングによってそのＦ値（開口数：Fナンバ）が変動し、広角端より望遠端のＦ値が大きく、暗くなり易い。  
ズーミングに伴うＦ値の変動を抑制することについては、特許文献１に記載があり、特許文献２、３に開示された投射用ズームレンズは「ズーミングに伴うＦ値の変動」が抑制されている。  
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、広角端から望遠端に至る全変倍域においてＦ値が一定で、ネガティブリード型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】
【０００５】
この発明の投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側に向かって順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群、正の屈折力を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群、正の屈折力を持つ第５レンズ群を配し、第５レンズ群中もしくは第５レンズ群の拡大側に開口絞りを固定的に配してなり、縮小側が略テレセントリックであり、ズーミングに際し、第１レンズ群、第５レンズ群および前記開口絞りが固定で、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が光軸方向に独立して移動し、前記ズーミングによる全変倍域においてＦ値が一定である。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、広角端から望遠端に至る全変倍域においてＦ値が一定で、ネガティブリード型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】
【０００７】
【図１】実施例１の広角端と望遠端におけるレンズ構成を示す図である。
【図２】実施例１の広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図３】実施例１の広角端におけるコマ収差を示す図である。
【図４】実施例１の中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図５】実施例１の中間焦点距離におけるコマ収差を示す図である。
【図６】実施例１の望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図７】実施例１の望遠端におけるコマ収差を示す図である。
【図８】実施例２の広角端と望遠端におけるレンズ構成を示す図である。
【図９】実施例２の広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１０】実施例２の広角端におけるコマ収差を示す図である。
【図１１】実施例２の中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１２】実施例２の中間焦点距離におけるコマ収差を示す図である。
【図１３】実施例２の望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１４】実施例２の望遠端におけるコマ収差を示す図である。
【図１５】実施例３の広角端と望遠端におけるレンズ構成を示す図である。
【図１６】実施例３の広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１７】実施例３の広角端におけるコマ収差を示す図である。
【図１８】実施例３の中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図１９】実施例３の中間焦点距離におけるコマ収差を示す図である。
【図２０】実施例３の望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２１】実施例３の望遠端におけるコマ収差を示す図である。
【図２２】実施例４の広角端と望遠端におけるレンズ構成を示す図である。
【図２３】実施例４の広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２４】実施例４の広角端におけるコマ収差を示す図である。
【図２５】実施例４の中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２６】実施例４の中間焦点距離におけるコマ収差を示す図である。
【図２７】実施例４の望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図２８】実施例４の望遠端におけるコマ収差を示す図である。
【図２９】実施例５の広角端と望遠端におけるレンズ構成を示す図である。
【図３０】実施例５の広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図３１】実施例５の広角端におけるコマ収差を示す図である。
【図３２】実施例５の中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図３３】実施例５の中間焦点距離におけるコマ収差を示す図である。
【図３４】実施例５の望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図３５】実施例５の望遠端におけるコマ収差を示す図である。
【図３６】実施例１の投射用ズームレンズが広角端で、投射距離１６４０ｍｍから９１１ｍｍにフォーカシングする様子を示す図である。
【図３７】実施例１の広角端で、投射距離９１１ｍｍにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図３８】実施例１の広角端で、投射距離９１１ｍｍにおけるコマ収差を示す図である。
【図３９】投射型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】
【０００８】
上に記載した投射用ズームレンズの構成、即ち「拡大側から縮小側に向かって順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群、正の屈折力を持つ第２レンズ群、負の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群、正の屈折力を持つ第５レンズ群を配し、第５レンズ群中もしくは第５レンズ群の拡大側に開口絞りを固定的に配してなり、縮小側が略テレセントリックで、ズーミングに際し、第１レンズ群、第５レンズ群および前記開口絞りが固定で、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が光軸方向に独立して移動し、前記ズーミングによる全変倍域においてＦ値が一定」である構成を「構成１」という。
【０００９】
以下、実施の形態に即して説明する。  
図１、図８、図１５、図２２、図２９に、投射用ズームレンズの実施の形態を５例、例示する。勿論、この発明の投射用ズームレンズは、これら実施の形態に限定されるものではない。図１、図８、図１５、図２２、図２９に示す実施の形態は、この順序で、後述の具体的な実施例１ないし５に対応している。  
これらの図において、上の図は「広角端におけるレンズ構成」を示し、下の図は「望遠端におけるレンズ構成」を示す。図の左方が拡大側（被投射面側）であり、右方が縮小側（画像表示素子側）である。繁雑を避けるため、上記各図を通じて符号を共通化する。  
即ち、符号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５により、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群を示し、符号Ｓにより「開口絞り」を示す。さらに、符号ＭＤにより「画像表示素子」を示す。これらの実施の形態においては、画像表示素子ＭＤとして「液晶パネル」が想定され、図中の符号ＣＧは液晶パネルの画像表示面のカバーガラスを示している。  
また、これら実施の形態では、赤・緑・青の各色成分の画像を合成してカラー画像を拡大投射するものが想定され、上記各図における符号Ｐは「色合成用のプリズム」を示している。図に示す画像表示素子ＭＤは「緑色画像成分用の液晶パネル」を代表して示し、他の２色の画像表示素子は図示を省略されている。
【００１０】
上記各図に示すように、投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側へ向かった順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５を配し、第５レンズ群中もしくは第５レンズ群の拡大側に開口絞りＳを固定的に配してなる。  
投射用ズームレンズは、縮小側が略テレセントリックであり、ズーミングに際し、第１レンズ群Ｇ１、第５レンズ群Ｇ５および開口絞りＳが固定で、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４が光軸方向に独立して移動する。  
また、ズーミングによる全変倍域においてＦ値が一定である。「ズーミングによる全変倍域においてＦ値が一定」は、Ｆ値が全変倍域において厳密に一定である場合のみならず、実質的に一定である場合も含む。
【００１１】
この発明の投射用ズームレンズは、上記の如く、拡大側から「負・正・負・正・正の屈折力」を持つ５つのレンズ群から構成されている。第１レンズ群Ｇ１、第５レンズ群Ｇ５と開口絞りＳとは「固定」であるから、ズーミングに際して移動しない。  
ズーミングに際しては、第２レンズ群Ｇ２ないし第４レンズ群Ｇ４の３つのレンズ群が独立して光軸上を移動し、最適位置に配分されることで全ズーム域に亘り「良好な光学性能」が実現される。  
開口絞りＳと第５レンズ群Ｇ５は固定されており、相互の位置関係が不変であるから、画像表示素子ＭＤから出て開口絞りＳを通過する光束径は常時「一定」である。第５レンズ群Ｇ５は正の屈折力を持つので「開口絞りＳから拡大側へ出ていくマージナル光線」の光軸に対する角度は緩やかであり、第２レンズ群Ｇ２ないし第４レンズ群Ｇ４をズーミングで光軸上を移動させても「マージナル光線が全く遮られない」ようにでき、Ｆ値をズーミングに関わらず一定にできる。  
また、投射用ズームレンズの明るさを決める開口絞りＳは、第５レンズ群Ｇ５中もしくは第５レンズ群Ｇ５の拡大側に固定的に配され、開口絞りＳの中心を通過する主光線もズーミングに際して変化しないので、全ズーム域に亘り「縮小側に良好なテレセントリック性」が実現される。  
広角端から望遠端へのズーミングに際しての、第２レンズ群Ｇ２ないし第４レンズ群Ｇ４の移動は、上記の如く「互いに独立」であるが、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４は、縮小側から拡大側へ移動することができる。この構成を「構成２」という。  
上記各図に実施の形態を示した投射用ズームレンズでは「広角端から望遠端へのズーミングに際する第２レンズ群Ｇ２ないし第４レンズ群Ｇ４の移動」が、上記構成２の如くなっている。
【００１２】
構成１または２の投射用ズームレンズは、拡大側の共役点が無限遠の時の空気中におけるバックフォーカス：Ｂｆ、広角端における全系の焦点距離：ｆＷ、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１が、条件：   
（１）  １．０  ＜  Ｂｆ／ｆＷ  ＜  ２．７  
（２）  １．８  ＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜  ３．５
を満足することが好ましい。この構成を「構成３」という。  
構成１または２または３の投射用ズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１が「縮小側に大きな曲率を持つ負レンズと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズの２枚のレンズを拡大側から順に配した構成を第１レンズ群中に有する」ことができる。この構成を「構成４」という。  
上記構成１または２または３または４の投射用ズームレンズはまた、第１レンズ群Ｇ１中に、縮小側に大きな曲率を持つ正レンズ：ＬＰと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズ：ＬＮの２枚のレンズが拡大側から順に配されて、正レンズ：ＬＰと負レンズ：ＬＮの間に、「縮小側に大きな曲率を持つ負の空気レンズ」が形成されるように構成できる。この構成を「構成５」という。
【００１３】
なお、図１、図８、図１５、図２２、図２９、図３６においては、「ＬＰ」、「ＬＮ」をそれぞれ、正レンズ：ＬＰと負レンズ：ＬＮを示す符号として用いている。
【００１４】
上記構成４、５に言う「曲率」の大小は「曲率の絶対値の大小」である。  
構成５の投射用ズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１中の負レンズ：ＬＮのアッベ数：νＬＮ、部分分散比：θｇＦが、条件：
（３）  ０．０１＜  θｇＦ−(０．６４３８−０．００１６８２νＬＮ)  ＜０．０５
を満足することが好ましい。条件（３）が満足される投射用ズームレンズの構成を「構成６」という。
【００１５】
構成１ないし６の何れかの投射用ズームレンズは、第２レンズ群Ｇ２を１枚の正レンズで構成することができる。この構成を「構成７」という。  
構成７の投射用ズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２を構成する１枚の正レンズのｄ線に対する屈折率：Ｎ２Ｇが、条件：
（４）  １．７  ＜  Ｎ２Ｇ 
を満足する。  
構成１ないし７の何れかの投射用ズームレンズは、第３レンズ群Ｇ３を１枚の負レンズで構成することができる。この構成を「構成８」という。構成８の投射用ズームレンズでは、第３レンズ群Ｇ３を構成する１枚の負レンズのｄ線に対する屈折率：Ｎ３Ｇが、条件：
（５）  １．７  ＜  Ｎ３Ｇ 
を満足する。
【００１６】
構成１ないし８の何れかの投射用ズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１を「拡大側から縮小側へ向かって順に、１ａサブレンズ群、負の屈折力を持つ１ｂサブレンズ群、正の屈折力を持つ１ｃサブレンズ群を配し、拡大側の共役点を遠距離から近距離方向へ移動させるフォーカシングに際して、１ｃサブレンズ群が光軸上を拡大側から縮小側に移動するとともに、１ｂサブレンズ群も独立に光軸上を移動する」ように構成することができる。この構成を「構成９」という。
【００１７】
以下に、上に挙げた条件（１）〜（５）の意義等を説明する。  
条件（１）のパラメータ：Ｂｆ／ｆＷは、広角端における全系の焦点距離：ｆＷに対する「拡大側の共役点が無限遠の時の空気中におけるバックフォーカス」の割合であり、パラメータ：Ｂｆ／ｆＷが大きく（小さく）なると、広角端における焦点距離：ｆＷが小さく（大きく）なったり、バックフォーカス：Ｂｆが大きく（小さく）なったりする。
【００１８】
焦点距離：ｆＷが小さくなると、全系の屈折力が大きくなって「諸収差の補正」が困難となり易く、バックフォーカス：Ｂｆが小さくなると、画像表示素子側の光学配置（前述のプリズムＰの配置等）が困難になり易い。また、焦点距離：ｆＷが大きくなると、全系の屈折力が小さくなって「投射画像が小さく」なり易く、バックフォーカス：Ｂｆが大きくなりすぎると、投射用ズームレンズを含む投射型画像表示装置を大型化させ易い。  
パラメータ：Ｂｆ／ｆＷを条件（１）の範囲内とすることにより、投射用ズームレンズの光学性能と画像表示素子側の光学配置の容易さをバランスさせることができる。
【００１９】
条件（２）のパラメータ：｜ｆ１／ｆＷ｜は、広角端における全系の焦点距離：ｆＷに対する第１レンズ群Ｇ１の焦点距離：ｆ１の割合を絶対値で表すものであり、パラメータ：｜ｆ１／ｆＷ｜が大きく（小さく）なると、第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力が弱く（強く）なったり、全系の屈折力が強く（弱く）なったりする。
【００２０】
第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力が弱くなると、拡大側の画角が小さくなり、投射用ズームレンズとしては広画角の実現が困難となり易く、全系の屈折力が強くなると「諸収差の補正」が困難となり易い。  
第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力が強くなると、拡大側の画角は大きくなるが、コマ収差や像面湾曲等の収差を良好に保つことが困難となり易い。また、全系の屈折力が小さくなりすぎると「投射画像が過小」になり易い。
【００２１】
条件（２）が成り立つ範囲では「広画角と光学性能」を両立させることができる。  
従って、条件（１）と（２）とを合わせて満足させることにより、投射用ズームレンズのバックフォーカスと広画角と光学性能とを良好にバランスさせることができる。
【００２２】
構成４の投射用ズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１が「縮小側に大きな曲率を持つ負レンズと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズの２枚のレンズを拡大側から順に配した構成を第１レンズ群内に有して」いる。  
上記「２枚の負レンズは、互いに凹面を対向」させているが、「拡大側に大きな曲率を持つ負レンズ」における拡大側の凹面は「マージナル光線に対する屈折作用が小さい」ので、拡大側の凹面の曲率を大きくしても「球面収差やコマ収差を大きく発生させることなく、第１レンズ群Ｇ１に大きな負の屈折力を与える」ことができる。
【００２３】
また「拡大側に大きな曲率を持つ負レンズ」に、屈折率（Ｎｄ）の小さい硝材を用いることで「全体のペッツバール和」を小さくすることが可能となる。  
構成５の投射用ズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１内において、縮小側に大きな曲率を持つ正レンズ：ＬＰと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズ：ＬＮの２枚のレンズを拡大側から順に配することにより、正レンズ：ＬＰと負レンズ：ＬＮの間に、縮小側に大きな曲率を持つ負レンズとして「空気レンズ」を形成しており、倍率色収差を補正し易いレンズとなっている。
【００２４】
構成６における条件（３）は、上記構成５における負レンズ：ＬＮの材料に対する条件であって、この条件（３）を満足する材料で負レンズ：ＬＮを構成することにより、倍率色収差を「有効に小さく」することができる。
【００２５】
なお、条件（３）における部分分散比：θｇＦは、以下の如くに定義される。  
即ち、光学ガラスの屈折率を「ｇ線（４３５．８３ｎｍ）に対してＮｇ、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）に対してＮＦ、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対してＮＣ」とするとき、部分分散比θｇＦは、
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
で定義される。
【００２６】
負レンズ：ＬＮのアッベ数：νＬＮと部分分散比：θｇＦが条件（３）を満足することで投射用ズームレンズの倍率色収差を「より小さく」でき、広い画角に亘り良好な画像を得ることが可能となる。
【００２７】
構成７の投射用ズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２が条件（４）を満足する１枚の正レンズで構成され、構成８の投射用ズームレンズでは、第３レンズ群Ｇ３が条件（５）を満足する１枚の負レンズで構成されている。  
構成７、８のように、５群のレンズ群中に「１枚のレンズで構成されるレンズ群」を含めることにより、低コストでコンパクトな投射用ズームレンズの実現が可能になる。
【００２８】
ところで、プロジェクタが広画角化すると、スクリーンまでの距離の変更により投射距離が変化した場合、「像面の平坦性」を維持しつつフォーカシングすることは必ずしも容易でない。
【００２９】
構成９の投射用ズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１を「拡大側から、１ａサブレンズ群、負の屈折力を持つ１ｂサブレンズ群、正の屈折力を持つ１ｃサブレンズ群の３つのサブレンズ群」で構成し、遠距離から近距離方向へのフォーカシングに際して、１ｃサブレンズ群が光軸上を拡大側から縮小側に移動すると共に、１ｂサブレンズ群も独立に光軸上を移動して１ａサブレンズ群と１ｂサブレンズ群の間隔を変化させることにより像面の平坦性を保持し、広い投射距離範囲を持つことができるようにしている。
【００３０】
投射用ズームレンズの具体的な実施例の説明の前に、投射型画像表示装置の実施の１形態を、図３９を参照して説明する。  
図３９は、投射型画像表示装置の１形態例であるプロジェクタを説明するための図である。  
符号１０で示すプロジェクタは、図示を省略されたコンピュータ等から与えられる「画像情報」を被投射面Ｓ上にカラーの拡大投射画像として投射する装置である。  
符号１１は「コントローラ」、符号ＬＲは「赤色光光源」、符号ＬＧは「緑色光光源」、符号ＬＢは「青色光光源」を示し、符号ＭＤＲは「赤色成分画像用の液晶パネル」、符号ＭＤＧは「緑色成分画像用の液晶パネル」を示す。  
符号Ｐは色合成用のプリズムを示す。プリズムＰは「ダイクロイック膜を用いたクロスプリズム」である。  
符号ＺＬＮは「投射用ズームレンズ」を示す。この投射用ズームレンズＺＬＮとして、請求項１〜９の投射用ズームレンズ、例えば、後述の実施例１〜５の投射用ズームレンズを用いることができる。
【００３１】
コントローラ１１は、コンピュータやＣＰＵとして構成され、赤色光光源ＬＲ、緑色光光源ＬＧ、青色光光源ＬＢの点滅や、投射用ズームレンズＺＬＮの「ズーム機構やフォーカス機構（共に図示を省略されている。）」を制御する。  
コントローラ１１はまた、外部から与えられる「画像情報」に応じて、液晶パネルＭＤＲ、ＭＤＧ、ＭＤＢを制御し、これらに、赤色成分画像、緑色成分画像、青色成分画像を表示する。  
液晶パネルＭＤＲに表示された赤色成分画像は、赤色光光源ＬＲからの赤色光により照射され、液晶パネルＭＤＲを透過した赤色光は、赤色成分画像により強度変調されて「赤色画像光」となり、プリズムＰに入射する。  
液晶パネルＭＤＧに表示された緑色成分画像は、緑色光光源ＬＧからの緑色光により照射され、液晶パネルＭＤＧを透過した緑色光は、緑色成分画像により強度変調されて「緑色画像光」となり、プリズムＰに入射する。  
液晶パネルＭＤＢに表示された青色成分画像は、青色光光源ＬＢからの青色光により照射され、液晶パネルＭＤＢを透過した青色光は、青色成分画像により強度変調されて「青色画像光」となり、プリズムＰに入射する。  
プリズムＰは、入射してくる赤色画像光、緑色画像光、青色画像光を「１光束」に合成し、カラー画像光として投射用ズームレンズＺＬＮに入射させる。  
カラー画像光は、投射用ズームレンズＺＮＬにより、被投射面であるスクリーンＳ上に「画像情報によるカラー画像」を拡大投射する。
【００３２】
以下、投射用ズームレンズの具体的な実施例を５例挙げる。  
これら５例の実施例である実施例１ないし実施例５は、前述の如く、図１、図８、図１５、図２２、図２９図に示した実施の形態の具体的な数値例である。  
実施例１〜実施例５とも、投射用ズームレンズは、拡大側から縮小側に向かって順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５を配してなっている。
【００３３】
また、何れの実施例においても、第１レンズ群Ｇ１は、望遠端の図に示すように、拡大側から１ａサブレンズ群、１ｂサブレンズ群、１ｃサブレンズ群（それぞれ符号１ａ、１ｂ、１ｃで示し、以下、サブレンズ群１ａ、サブレンズ群１ｂ、サブレンズ群１ｃと呼ぶ。）の３つの「サブレンズ群」から成る。  
サブレンズ群１ｂは、縮小側に大きな曲率を持つ負レンズ、縮小側に大きな曲率を持つ負レンズと拡大側に大きな曲率を持つ負レンズを、凹面同士を対向させて群内に有し、その縮小側に、縮小側に大きな曲率を持つ正レンズＬＰと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズＬＮの２枚のレンズを配し、これら正レンズＬＰと負レンズＬＮの間に「縮小側に大きな曲率を持つ負の空気レンズ」を形成している。  
また、サブレンズ群１ｃは「１枚の正レンズ」で構成されている。
【００３４】
実施例１〜実施例５をそれぞれ示す各図は、広角端・望遠端とも、投射距離（投射用ズームレンズの最も拡大側のレンズ面と被投射面であるスクリーンとの光軸上の距離）：１６４０ｍｍにフォーカシングするように、上記の各サブレンズ群１ａ〜１ｃの間隔を調整した状態を示している。
【００３５】
各実施例のデータ表記において、「面番号」は、投射用ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面、開口絞りＳ、プリズムＰの面を、拡大側（スクリーン側）から縮小側（画像表示素子側）へ数えた番号で表しており、スクリーンを「物面」、画像表示素子（液晶パネルが想定されている。）の画像表示面を「像面」として表記している。  
「Ｒ」により各面（開口絞りＳの面および、色合成用のプリズムＰ、カバーガラスＣＧの面を含む）の曲率半径（非球面にあっては近軸曲率半径）を表し、「Ｄ」により光軸上の面間隔を表す。  
「Ｎｄ」及び「νｄ」により、各レンズの材質の「ｄ線に対する屈折率とアッベ数」を示す。「像高」は光軸から画像表示面の最大高さ、「ＢＦ」は拡大側の共役点が無限遠の時の空気中（プリズム、カバーガラスのない状態）における最も縮小側のレンズ面から近軸像までの距離（バックフォーカス）を表し、「レンズ全長」は最も拡大側のレンズ面から最も縮小側のレンズ面までの距離で表す。  
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。
【００３６】
以下の実施例の投射用ズームレンズには非球面レンズが含まれるが「非球面の形状」は、光軸と非球面の交点を原点とし、光軸に対する高さ：ｈ、光軸方向の変位：Ｚ、近軸曲率半径：Ｒ、円錐定数：Ｋ、ｎ次の非球面係数：Ａｎ、として、周知の式：
Ｚ＝（１/Ｒ）・ｈ２/［１＋√{１−(１＋Ｋ)・（１／Ｒ）２・ｈ２}］
+Ａ４・ｈ４+Ａ６・ｈ６+Ａ８・ｈ８+・・・+Ａｎ・ｈｎ 
で表し、上記Ｒ、Ｋ、Ａｎ、を与えて形状を特定する。なお、非球面を採用した面は、面番号に「＊印」を付して示している。
【００３７】
「実施例１」
実施例１は図１に広角端（上図）と望遠端（下図）のレンズ構成を示したものである。
【００３８】
第３レンズ群Ｇ３は「１枚の負レンズ（両凹レンズ）」で構成され、第４レンズ群Ｇ４は「１枚の正レンズ（両凸レンズ）」で構成されている。  
開口絞りＳは、第５レンズ群Ｇ５の拡大側に固定的に設けられている。  
以下に、投射距離：１６４０ｍｍの場合における実施例１のデータを示す。  
「レンズデータ」
面番号       Ｒ           Ｄ           Ｎｄ        νｄ
物面         ∞        1640.000  
1          103.021       12.000       1.51860      69.89  
2          415.857        0.300   
3           67.292        3.781       1.49700      81.61  
4           36.210       16.663   
5          110.582        2.500       1.49700      81.61  
6           24.685        9.698    
7*          91.036        2.300       1.51633      64.07  
8*          23.188       11.642   
9          -44.074        1.900       1.52249      59.84  
10         165.243        2.174   
11        -278.019        6.185       2.00100      29.13 
12         -43.925        2.143   
13         -33.252        1.800       1.85896      22.73  
14         -91.509        1.000    
15        -136.550        6.295       1.56069      58.34  
16         -36.215               （可変）  
17          60.411        1.600       1.59270      35.45 
18          39.004        0.850    
19          43.006        6.243       1.96300      24.11  
20        -212.471               （可変）   
21        -197.618        2.000       1.92286      20.88  
22          99.691               （可変）  
23          86.597        6.000       1.49700      81.61  
24         -74.714               （可変）  
25(絞り)     ∞           2.974   
26          86.290        1.300       1.67270      32.17  
27         46.628         3.476  
28        -39.264         1.600       2.00100      29.13  
29       -433.119         0.300   
30*       100.294         4.233       1.51633      64.07  
31*       -36.805         0.300   
32         82.543         1.600       1.95000      29.37  
33         45.201         0.200   
34         43.642         9.183       1.49700      81.61 
35        -18.591         0.200    
36        -19.128         1.300       1.79504      28.69 
37         66.385         1.357  
38        112.963         6.646       1.92286      20.88   
39        -41.427         4.649   
40         54.305         8.954       1.49700      81.55  
41        -54.197         6.700   
42          ∞           26.000       1.51680      64.17  
43          ∞            6.300   
44          ∞            1.900       1.48640      65.40  
45          ∞            0.300   
像面        ∞                                            。
【００３９】
「非球面データ」
非球面のデータを以下に示す。  
「第７面」
Ｋ＝14.365290、
Ａ4＝2.480204×10−8、
Ａ6＝-2.845828×10−8、
Ａ8＝4.646706×10−11、
Ａ10＝-2.822074×10−14、
Ａ12＝-4.257172×10−17 
「第８面」
Ｋ＝9.581289×10−2、
Ａ4＝-6.559764×10−6、
Ａ6＝-4.965575×10−8、
Ａ8＝3.655648×10−11、
Ａ10＝3.692807×10−14、
Ａ12＝-2.803393×10−16 
「第３０面」
Ｋ＝53.448638、
Ａ4＝-2.371323×10−6、
Ａ6＝3.770876×10−8、
Ａ8＝-7.867310×10−11、
Ａ10＝2.990470×10−12、
Ａ12＝-1.743495×10−14 
「第３１面」
Ｋ＝2.378309、
Ａ4＝1.576702×10−5、
Ａ6＝6.970018×10−8、
Ａ8＝-6.690791×10−11、
Ａ10＝3.842160×10−12、
Ａ12＝-9.798815×10−15                        。
【００４０】
「可変間隔」
上に示したレンズデータにおいて「可変」と表示された面間隔が「可変間隔」であり、広角端・中間焦点距離（中間と表示）・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。  
ズーム位置      広角端        中間        望遠端        
Ｄ16           11.475         5.456        0.578      
Ｄ20            4.901         2.766        1.000    
Ｄ22           16.778        16.934       16.241         
Ｄ24            0.300         8.298       15.635             。
【００４１】
「各種データ」
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。  
ズーム位置     広角端    中間      望遠端      
焦点距離      15.443     16.988     18.535    
Ｆ値           2.0        2.0        2.0 
半画角        37.91°    35.28°    32.86°    
像高          12.000     12.000     12.000    
ＢＦ          31.719     31.719     31.719  
レンズ全長   178.800    178.800    178.800        。
【００４２】
「各条件式のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）の各パラメータの値を以下に示す。
（１）Ｂｆ／ｆＷ  ＝  ２．０５４
（２）｜ｆ１／ｆＷ｜＝  ２．５５７
（３）θｇＦ−(０．６４３８−０．００１６８２νＬＮ) ＝  ０．０２３７
（５）Ｎ３Ｇ  ＝  １．９２２８６                        。
【００４３】
実施例１の投射用ズームレンズの「広角端」における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図２に、コマ収差の図を図３に示す。各収差図は、５４５ｎｍの波長を持つ緑色光の収差を示すが、球面収差図、コマ収差図には赤、青の光を代表して波長：６３５ｎｍと４６０ｎｍの収差も示している。非点収差図におけるＳはサジタル像、Ｍはメリディオナル像の収差を示す。  
「中間焦点距離」における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図４に、コマ収差の図を図５に、「望遠端」における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図６に、コマ収差の図を図７に示す。
【００４４】
上に示したデータは、上述の如く投射距離：１６４０ｍｍにおけるものであるが、広角端の状態で、投射距離：１６４０ｍｍから投射距離：９１１ｍｍへのフォーカシングの様子を図３６に示す。図の如く、投射距離：９１１ｍｍへのフォーカシングでは、サブレンズ群１ｃが光軸上を拡大側から縮小側に移動すると共に、サブレンズ群１ｂも独立に拡大側から縮小側へ移動してサブレンズ群１ａとの間隔を変化させている。
【００４５】
実施例１の投射用ズームレンズが、投射距離：９１１ｍｍにフォーカシングしたときのサブレンズ群１ａ、１ｂ、１ｃの間隔（面間隔：Ｄ４、Ｄ１４）と、サブレンズ群１ｃと第２レンズ群Ｇ２との間隔（面間隔：Ｄ１６）を以下に示す。
【００４６】
「投射距離：９１１ｍｍ」
Ｄ４     16.898    
Ｄ１４    1.270    
Ｄ１６   10.970                                。
【００４７】
実施例１の広角端における投射距離９１１ｍｍでの球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図３７に、コマ収差の図を図３８に示す。
【００４８】
「実施例２」
実施例２は図８に広角端（上図）と望遠端（下図）のレンズ構成を示したものである。
【００４９】
以下に、投射距離：１６４０ｍｍの場合における実施例２のデータを示す。  
「レンズデータ」
面番号       Ｒ           Ｄ           Ｎｄ        νｄ         
物面         ∞         1640.000    
1         108.388         11.800      1.51860      69.89  
2         465.437          0.300   
3          63.199          4.835      1.49700      81.61   
4          35.378         16.282    
5         116.113          2.500      1.48749      70.44   
6          24.154          9.133     
7*         74.079          2.300      1.49710      81.56   
8*         21.630         11.796     
9         -40.800          2.038      1.56732      42.84  
10        230.281          2.555    
11       -129.826          6.311      2.00330      28.27  
12        -38.908          1.514   
13        -32.660          1.933      1.80810      22.76  
14       -109.712          1.025   
15       -206.784          7.452      1.56883      56.36  
16        -36.259                  （可変）   
17         51.285          1.600      1.59270      35.45  
18         40.952          0.935    
19         46.401          5.047      1.96300      24.11  
20       -349.327                （可変）   
21       -188.825          2.000      1.78472      25.72  
22         71.466                  （可変）   
23         72.291          6.000      1.49700      81.61  
24        -78.452                （可変）   
25(絞り)    ∞             8.276    
26        -51.420          1.600      2.00330      28.27   
27        132.215          0.688   
28*        73.212          3.996      1.49710      81.56   
29*       -41.215          0.300   
30         64.510          1.600      1.95000      29.37  
31         37.337          0.205   
32         36.499          8.933      1.48749      70.44  
33        -18.739          0.200   
34        -20.033          1.300      1.79504      28.69  
35         59.567          1.248   
36         84.473          6.897      1.92286      20.88  
37        -44.541          6.815   
38         46.174          7.138      1.49700      81.61  
39        -87.588          6.700   
40          ∞            26.000      1.51680      64.17  
41          ∞             3.400     
42          ∞             1.900      1.48640      65.40  
43          ∞             0.300  
像面        ∞                                            。
【００５０】
「非球面データ」
非球面のデータを以下に示す。  
「第７面」
Ｋ＝9.354169、
Ａ4＝-6.709372×10−7、
Ａ6＝-3.519502×10−8、
Ａ8＝5.191726×10−11、
Ａ10＝-2.751735×10−14、
Ａ12＝-5.948527×10−17 
「第８面」
Ｋ＝-1.905384×10−2、
Ａ4＝-5.632101×10−6、
Ａ6＝-5.997846×10−8、
Ａ8＝3.684867×10−11、
Ａ10＝4.705355×10−14、
Ａ12＝-3.309977×10−16 
「第２８面」
Ｋ＝26.916453、
Ａ4＝4.858156×10−8、
Ａ6＝5.490046×10−8、
Ａ8＝-1.884828×10−10、
Ａ10＝4.076769×10−12、
Ａ12＝-1.426982×10−14 
「第２９面」
Ｋ＝2.430195、
Ａ4＝1.695632×10−5、
Ａ6＝8.750766×10−8、
Ａ8＝9.995242×10−11、
Ａ10＝2.865782×10−12、
Ａ12＝1.958361×10−15                                          。
【００５１】
「可変間隔」
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。
ズーム位置    広角端      中間      望遠端
Ｄ16         12.227      5.556       0.300
Ｄ20          6.076      3.265       1.024
Ｄ22         16.547     16.904      16.283
Ｄ24          0.300      9.425      17.543                      。
【００５２】
「各種データ」
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。  
ズーム位置      広角端     中間       望遠端
焦点距離        15.447      16.992      18.538  
Ｆナンバ         2.0         2.0         2.0  
半画角          37.90°      35.27°    32.85°   
像高            12.000       12.000     12.000  
ＢＦ            28.819       28.819     28.819  
レンズ全長     181.700      181.700    181.700               。
【００５３】
「各条件式のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）の各パラメータの値を以下に示す。
（１）Ｂｆ／ｆＷ  ＝  １．８６６
（２）｜ｆ１／ｆＷ｜＝  ２．６３３
（３）θｇＦ−(０．６４３８−０．００１６８２νＬＮ) ＝  ０．０２６１
（５）Ｎ３Ｇ  ＝  １．７８４７２                                    。
【００５４】
実施例２の投射用ズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図９に、コマ収差の図を図１０に示す。また、中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図１１に、コマ収差の図を図１２に、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図１３に、コマ収差の図を図１４に示す。
【００５５】
「実施例３」
実施例３は図１５に広角端及び望遠端における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では、第２レンズ群Ｇ２が「１枚の正レンズ」で構成され、第３レンズ群Ｇ３は「１枚の負レンズ」で構成されている。
【００５６】
以下に、投射距離：１６４０ｍｍの場合における実施例３のデータを示す。  
「レンズデータ」
面番号       Ｒ         Ｄ         Ｎｄ        νｄ
物面         ∞      1640.000    
1         118.466      11.924      1.51680      64.20  
2         424.553       2.445   
3          67.545       8.000      1.49700      81.61  
4          35.586      16.778   
5          96.693       2.500      1.49700      81.61  
6          24.080       8.854    
7*         73.512       2.300      1.55332      71.68   
8*         22.850      11.487    
9         -40.826       3.850      1.59270      35.45  
10        216.652       2.719  
11       -124.020       6.333      2.00100      29.13  
12        -41.117       1.903  
13        -32.829       2.383      1.89286      20.36  
14        -65.978       1.000   
15       -151.586       7.706      1.61772      49.82  
16        -38.129             （可変）  
17         62.700       4.577      1.89286      20.36  
18       -786.230               （可変） 
19       -269.799       2.000      1.96300      24.11 
20        124.692               （可変）   
21         86.083       6.000      1.49700      81.61 
22        -92.871             （可変）   
23(絞り)    ∞         11.234   
24        -58.358       1.600      2.00330      28.27  
25        150.169       0.300   
26*        72.929       3.978      1.55332      71.68  
27*       -46.585       0.300   
28         43.913       1.794      1.91650      31.60  
29         29.499       0.465     
30         32.235       8.343      1.49700      81.61  
31        -19.843       0.209   
32        -20.975       1.300      1.80000      29.84  
33         63.841       2.010   
34         89.450       9.675      1.92286      20.88  
35        -51.036       5.793    
36         46.948       6.724      1.49700      81.61  
37       -155.039       6.700   
38          ∞         26.000      1.51680      64.17 
39          ∞          3.400    
40          ∞          1.900      1.48640      65.40  
41          ∞          0.300   
像面        ∞                                                。
【００５７】
「非球面データ」
非球面のデータを以下に示す。  
「第７面」
Ｋ＝9.309440、
Ａ4＝-1.614417×10−6、
Ａ6＝-2.446763×10−8、
Ａ8＝3.418481×10−11、
Ａ10＝-1.009374×10−14、
Ａ12＝-7.559080×10−17 
「第８面」
Ｋ＝1.061858×10−1、
Ａ4＝-7.185966×10−6、
Ａ6＝-4.735630×10−8、
Ａ8＝3.626134×10−11、
Ａ10＝1.693289×10−14、
Ａ12＝-3.182189×10−16 
「第２６面」
Ｋ＝25.078508、
Ａ4＝-1.175875×10−7、
Ａ6＝3.487578×10−9、
Ａ8＝5.209107×10−11、
Ａ10＝1.227434×10−12、
Ａ12＝-9.164958×10−15 
「第２７面」
Ｋ＝2.669070、
Ａ4＝1.254988×10−5、
Ａ6＝4.080252×10−8、
Ａ8＝5.363199×10−11、
Ａ10＝2.130407×10−12、
Ａ12＝-5.080341×10−15                                          。
【００５８】
「可変間隔」
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。
ズーム位置    広角端      中間      望遠端
Ｄ16          14.073      6.312     0.300
Ｄ18           9.486      4.839     1.066
Ｄ20          16.359     16.940    16.272  
Ｄ22           0.300     12.127    22.580                    。
【００５９】
「各種データ」
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。  
ズーム位置       広角端      中間        望遠端  
焦点距離         15.506       17.058       18.611
Ｆナンバ          2.0          2.0          2.0  
半画角           37.79°      35.15°      32.73°  
像高             12.000       12.000       12.000  
ＢＦ             28.819       28.819       28.819  
レンズ全長      196.700      196.700      196.700                    。
【００６０】
「各条件式のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）の各パラメータの値を以下に示す。
（１）Ｂｆ／ｆＷ  ＝  １．８５９
（２）｜ｆ１／ｆＷ｜＝  ３．０１３
（３）θｇＦ−(０．６４３８−０．００１６８２νＬＮ) ＝  ０．０３０８
（４）Ｎ２Ｇ  ＝  １．８９２８６
（５）Ｎ３Ｇ  ＝  １．９６３００                                      。
【００６１】
実施例３の投射用ズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図１６に、コマ収差の図を図１７に示す。中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図１８に、コマ収差の図を図１９に、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図２０に、コマ収差の図を図２１に示す。
【００６２】
「実施例４」
実施例４は、図２２に広角端と望遠端におけるレンズ構成を示したものである。  
この実施例４においては開口絞りＳは、第５レンズ群中に固定的に配置されている。
【００６３】
以下に、投射距離：１６４０ｍｍの場合における実施例４のデータを示す。  
「レンズデータ」
面番号       Ｒ        Ｄ         Ｎｄ       νｄ
物面         ∞     1640.000   
1         120.679      9.490      1.53775     74.70  
2         545.924      0.300   
3          70.880      4.320      1.49700     81.61  
4          34.261     15.781   
5         143.350      2.500      1.49700     81.61  
6          26.910      8.947    
7*         84.774      2.300      1.51633     64.07   
8*         24.224     11.868   
9         -45.274      1.900      1.48749     70.44  
10        127.901      0.459   
11        142.088      7.336      2.00100     29.13  
12        -65.302      2.243   
13        -43.539      1.805      1.92119     23.96  
14      -3622.315      1.000   
15       -564.924      8.275      1.56384     60.67  
16        -35.880              （可変）  
17        125.901      1.600      1.54072     47.20  
18         42.864      0.353   
19         43.401      6.398      2.00330     28.27   
20       -231.555              （可変） 
21       -125.775      2.000      1.96300     24.11 
22        134.995              （可変）   
23        -74.751      2.463      1.92286     20.88 
24        -60.482      0.300  
25         67.897      4.628      1.49700     81.61 
26       -149.307              （可変）  
27       -187.360      1.300      1.61772     49.82 
28        222.734      0.311   
29(絞り)    ∞         9.267   
30        -39.962      1.600      2.00100     29.13  
31       -329.750      0.300    
32*       128.430      4.130      1.51633     64.07 
33*       -34.257      0.300  
34        108.120      1.600      2.00100     29.13  
35         42.939      0.258  
36         43.266      8.801      1.49700     81.61  
37        -19.878      0.202   
38        -21.827      1.300      1.79504     28.69 
39         75.144      1.245   
40        125.088      6.135      1.92286     20.88  
41        -44.512      3.963   
42         79.327      9.028      1.49700     81.61  
43        -43.264     10.000   
44          ∞        26.000      1.51680     64.17 
45          ∞         8.000   
46          ∞         1.900      1.48640     65.40   
47          ∞         0.300    
像面        ∞                                              。
【００６４】
「非球面データ」
非球面のデータを以下に示す。  
「第７面」
Ｋ＝11.865693、
Ａ4＝-1.416193×10−6、
Ａ6＝-2.872617×10−8、
Ａ8＝3.138193×10−11、
Ａ10＝-5.368166×10−15、
Ａ12＝-5.072983×10−17 
「第８面」
Ｋ＝8.809099×10−2、
Ａ4＝-6.258062×10−6、
Ａ6＝-4.549968×10−8、
Ａ8＝2.781473×10−11、
Ａ10＝1.722554×10−14、
Ａ12＝-1.456021×10−16 
「第３２面」
Ｋ＝53.971438、
Ａ4＝-4.897058×10−6、
Ａ6＝4.424815×10−8、
Ａ8＝-1.800012×10−11、
Ａ10＝1.275300×10−12、
Ａ12＝-9.497954×10−15 
「第３３面」
Ｋ＝1.802171、
Ａ4＝1.622565×10−5、
Ａ6＝6.947151×10−8、
Ａ8＝-1.144016×10−10、
Ａ10＝3.371100×10−12、
Ａ12＝-1.348165×10−14                                  。
【００６５】
「可変間隔」
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。  
ズーム位置   広角端     中間      望遠端
Ｄ16         13.400    6.095      0.300 
Ｄ20          8.300    4.580      1.227 
Ｄ22         15.393   16.461     16.495  
Ｄ26          0.700   10.657     19.771          。
【００６６】
「各種データ」
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。  
ズーム位置       広角端    中間      望遠端
焦点距離         15.405     16.946     18.488  
Ｆナンバ          2.0        2.0        2.0   
半画角           38.00°    35.36°    32.95°  
像高             12.000     12.000     12.000  
ＢＦ             36.719     36.719     36.719  
レンズ全長      183.800    183.800    183.800                          。
【００６７】
「各条件式のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）の各パラメータの値を以下に示す。
（１）Ｂｆ／ｆＷ  ＝  ２．３８４
（２）｜ｆ１／ｆＷ｜＝  ２．６７９
（３）θｇＦ−(０．６４３８−０．００１６８２νＬＮ) ＝  ０．０１５１
（５）Ｎ３Ｇ  ＝  １．９６３００                              。
【００６８】
実施例４の投射用ズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図２３に、コマ収差の図を図２４に示す。中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図２５に、コマ収差の図を図２６に、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図２７に、コマ収差の図を図２８に示す。
【００６９】
「実施例５」  
実施例５は図２９に広角端及び望遠端におけるレンズ構成を示したものである。  
以下に、投射距離：１６４０ｍｍの場合における実施例５のデータを示す。  
「レンズデータ」
面番号       Ｒ         Ｄ           Ｎｄ      νｄ
物面        ∞      1640.000   
1         105.223      9.584       1.48749     70.44  
2         431.627      0.300     
3          61.979      3.000       1.49700     81.61  
4          33.564     15.453   
5          86.881      2.500       1.49700     81.61  
6          23.545      8.502   
7*         72.394      2.300       1.51633     64.07  
8*         21.756     11.703   
9         -35.802      1.900       1.64769     33.79  
10       -346.014      2.058   
11        -79.139      4.954       2.00100     29.12  
12        -38.474      2.259   
13        -29.596      1.800       1.89286     20.36 
14        -45.413      1.000   
15        -70.726      5.253       1.57099     50.80 
16        -32.961               （可変）  
17         66.582      1.600       1.67270     32.17 
18         49.257      0.300   
19         49.277      5.296       2.00060     25.46 
20       -308.531               （可変）   
21       -112.289      2.000       1.90200     25.26 
22        181.608               （可変） 
23       -111.576      2.573       1.51860     69.89  
24        -69.430      0.300   
25         85.826      4.128       1.49700     81.61  
26        -98.182               （可変）   
27(絞り)    ∞        12.441   
28        -41.687      1.600       2.00100     29.13  
29        419.159      0.375    
30*        94.798      4.017       1.51633     64.07 
31*       -38.396      0.300   
32         79.251      1.600       1.95000     29.37 
33         42.119      0.508   
34         48.795      8.195       1.49700     81.61  
35        -19.169      0.200   
36        -21.096      1.300       1.80000     29.84  
37         89.346      1.922   
38        163.291      5.405       1.92286     20.88  
39        -47.011      0.948   
40         53.775      7.330       1.49700     81.61 
41        -59.839      6.000   
42           ∞       26.000       1.51680     64.17  
43           ∞        7.000   
44           ∞        1.900       1.48640     65.40  
45           ∞        0.300      
像面         ∞                                          。
【００７０】
「非球面データ」
非球面のデータを以下に示す。  
「第７面」
Ｋ＝9.963495、
Ａ4＝-2.539107×10−6、
Ａ6＝-2.670658×10−8、
Ａ8＝4.050891×10−11、
Ａ10＝-1.662066×10−14、
Ａ12＝-1.112798×10−16 
「第８面」
Ｋ＝9.579134×10−2、
Ａ4＝-9.973070×10−6、
Ａ6＝-5.488668×10−8、
Ａ8＝5.047420×10−11、
Ａ10＝-7.874270×10−15、
Ａ12＝-4.576713×10−16 
「第３０面」
Ｋ＝46.340408、
Ａ4＝-5.514798×10−7、
Ａ6＝5.002732×10−8、
Ａ8＝-2.025546×10−11、
Ａ10＝2.351359×10−12、
Ａ12＝-1.341363×10−14 
「第３１面」
Ｋ＝1.498417、
Ａ4＝1.750643×10−5、
Ａ6＝8.550681×10−8、
Ａ8＝2.383155×10−11、
Ａ10＝3.809954×10−12、
Ａ12＝-1.082888×10−14                        。
【００７１】
「可変間隔」
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における可変間隔の値を以下に示す。  
ズーム位置    広角端      中間      望遠端
Ｄ16         11.169       5.104      0.300
Ｄ20          6.563       3.797      1.458
Ｄ22         15.863      16.604     16.390
Ｄ26          0.300       8.390     15.747                              。
【００７２】
「各種データ」
広角端・中間・望遠端の各ズーム位置における各種データを以下に示す。  
ズーム位置      広角端    中間       望遠端
焦点距離        15.378     16.916     18.455 
Ｆナンバ         2.0        2.0        2.0 
半画角          38.07°    35.43°    33.01°
像高            12.000     12.000     12.000 
ＢＦ            31.719     31.719     31.719 
レンズ全長     168.800    168.800    168.800             。
【００７３】
「各条件式のパラメータの値」
条件（１）ないし（５）の各パラメータの値を以下に示す。
（１）Ｂｆ／ｆＷ  ＝  ２．０６３
（２）｜ｆ１／ｆＷ｜＝  ２．２８０
（３）θｇＦ−(０．６４３８−０．００１６８２νＬＮ) ＝  ０．０３０８
（５）Ｎ３Ｇ  ＝  １．９０２００                                        。
【００７４】
実施例５の投射用ズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図３０に、コマ収差の図を図３１に示す。中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図３２に、コマ収差の図を図３３に、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差の図を図３４に、コマ収差の図を図３５に示す。
【００７５】
各実施例とも、広角端・中間焦点距離・望遠端ともに各収差が良好に補正されて高い性能を有している。  
以上に説明したように、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］
拡大側から縮小側に向かって順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群（Ｇ１）、正の屈折力を持つ第２レンズ群（Ｇ２）、負の屈折力を持つ第３レンズ群（Ｇ３）、正の屈折力を持つ第４レンズ群（Ｇ４）、正の屈折力を持つ第５レンズ群（Ｇ５）を配し、第５レンズ群中もしくは第５レンズ群の拡大側に開口絞り（Ｓ）を固定的に配してなり、縮小側が略テレセントリックであり、ズーミングに際し、第１レンズ群（Ｇ１）、第５レンズ群（Ｇ５）および前記開口絞り（Ｓ）が固定で、第２レンズ群（Ｇ２）、第３レンズ群（Ｇ３）、第４レンズ群（Ｇ４）が光軸方向に独立して移動し、前記ズーミングによる全変倍域においてＦ値が一定である投射用ズームレンズ（実施例１〜５）。
【００７６】
［２］
［１］記載の投射用ズームレンズであって、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群（Ｇ２）、第３レンズ群（Ｇ３）、第４レンズ群（Ｇ４）は、縮小側から拡大側へ移動する投射用ズームレンズ（実施例１〜５）。
【００７７】
［３］
［１］または［２］記載の投射用ズームレンズであって、拡大側の共役点が無限遠の時の空気中におけるバックフォーカス：Ｂｆ、広角端における全系の焦点距離：ｆＷ、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１が、条件：   
（１）  １．０  ＜  Ｂｆ／ｆＷ  ＜  ２．７  
（２）  １．８  ＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜  ３．５
を満足する投射用ズームレンズ（実施例１〜５）。
【００７８】
［４］
［１］ないし［３］の何れか１に記載の投射用ズームレンズであって、第１レンズ群（Ｇ１）は、縮小側に大きな曲率を持つ負レンズと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズの２枚のレンズを拡大側から順に配した構成を群中に有する投射用ズームレンズ（実施例１〜５）。
【００７９】
［５］
［１］ないし［４］の何れか１に記載の投射用ズームレンズであって、第１レンズ群中に、縮小側に大きな曲率を持つ正レンズ：ＬＰと、拡大側に大きな曲率を持つ負レンズ：ＬＮの２枚のレンズが拡大側から順に配されて、前記正レンズ：ＬＰと前記負レンズ：ＬＮの間に、縮小側に大きな曲率を持つ負の空気レンズが形成されている投射用ズームレンズ（実施例１〜５）。
【００８０】
［６］
［５］記載の投射用ズームレンズであって、第１レンズ群（Ｇ１）中の負レンズ：ＬＮの材質のアッベ数：νＬＮ、部分分散比：θｇＦが、条件：
（３）  ０．０１＜  θｇＦ−(０．６４３８−０．００１６８２νＬＮ)  ＜０．０５
を満足する投射用ズームレンズ（実施例１〜５）。
【００８１】
［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、第２レンズ群（Ｇ２）は１枚の正レンズで構成され、該正レンズの材質のｄ線に対する屈折率：Ｎ２Ｇが、条件：
（４）  １．７  ＜  Ｎ２Ｇ 
を満足する投射用ズームレンズ（実施例３）。
【００８２】
［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３レンズ群（Ｇ３）は１枚の負レンズで構成され、該負レンズの材質のｄ線に対する屈折率：Ｎ３Ｇが、条件：
（５）  １．７  ＜  Ｎ３Ｇ 
を満足する投射用ズームレンズ（実施例１〜５）。
【００８３】
［９］
［１］ないし［８］の何れか１に記載の投射用ズームレンズであって、第１レンズ群は、拡大側から縮小側へ向かって順に、１ａサブレンズ群、負の屈折力を持つ１ｂサブレンズ群、正の屈折力を持つ１ｃサブレンズ群を配してなり、拡大側の共役点を遠距離から近距離方向へ移動させるフォーカシングに際して、前記１ｃサブレンズ群が光軸上を拡大側から縮小側に移動するとともに、１ｂサブレンズ群も独立に光軸上を移動する投射用ズームレンズ（実施例１〜５）。
【００８４】
［１０］
［１］ないし［９］の何れか１に記載の投射用ズームレンズを搭載してなる投射型画像表示装置（図３９）。
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】
【００８５】
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ３    第３レンズ群
Ｇ４    第４レンズ群
Ｇ５    第５レンズ群
Ｓ      開口絞り  
Ｐ      プリズム
ＣＧ    カバーガラス
ＭＤ    画像表示素子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特許第４８６４６００号公報
【特許文献２】特許第５５９６５００号公報
【特許文献３】特許第５３０２１２３号公報
【図１】
2019101362.tif 000003
【図２】
2019101362.tif 000004
【図３】
2019101362.tif 000005
【図４】
2019101362.tif 000006
【図５】
2019101362.tif 000007
【図６】
2019101362.tif 000008
【図７】
2019101362.tif 000009
【図８】
2019101362.tif 000010
【図９】
2019101362.tif 000011
【図１０】
2019101362.tif 000012
【図１１】
2019101362.tif 000013
【図１２】
2019101362.tif 000014
【図１３】
2019101362.tif 000015
【図１４】
2019101362.tif 000016
【図１５】
2019101362.tif 000017
【図１６】
2019101362.tif 000018
【図１７】
2019101362.tif 000019
【図１８】
2019101362.tif 000020
【図１９】
2019101362.tif 000021
【図２０】
2019101362.tif 000022
【図２１】
2019101362.tif 000023
【図２２】
2019101362.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2019101362.tif 000027
【図２６】
2019101362.tif 000028
【図２７】
2019101362.tif 000029
【図２８】
2019101362.tif 000030
【図２９】
2019101362.tif 000031
【図３０】
2019101362.tif 000032
【図３１】
2019101362.tif 000033
【図３２】
2019101362.tif 000034
【図３３】
2019101362.tif 000035
【図３４】
2019101362.tif 000036
【図３５】
2019101362.tif 000037
【図３６】
2019101362.tif 000038
【図３７】
2019101362.tif 000039
【図３８】
2019101362.tif 000040
【図３９】
2019101362.tif 000041