(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡大共役側から縮小共役側へ順に、ズーミングのためには動かない負の屈折力を有する第１レンズ群と、ズーミングの際に移動する複数のレンズ群と、を有する結像光学系であって、
前記第１レンズ群は、前記拡大共役側から前記縮小共役側へ順に、合焦の際に固定され負の屈折力を有する第１ａレンズ群、負の屈折力を有する第１ｂレンズ群、および、正の屈折力を有する第１ｃレンズ群の３つのレンズ群からなり、
前記第１ｂレンズ群および前記第１ｃレンズ群は、無限から至近への合焦の際に、該第１ｂレンズ群と該第１ｃレンズ群との間隔を狭めながら前記拡大共役側から前記縮小共役側へ移動する、ことを特徴とする結像光学系。
【請求項２】
前記第１ｂレンズ群の焦点距離をｆｂ、前記第１ｃレンズ群の焦点距離をｆｃとするとき、
−５．０＜ｆｂ／ｆｃ＜−１．１
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項３】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１ａレンズ群の焦点距離をｆａとするとき、
０．２＜ｆａ／ｆ１＜０．６
を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の結像光学系。
【請求項４】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
−５．０＜ｆ１／ｆｗ＜−１．５
を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項５】
前記第１レンズ群の最も拡大共役側のレンズ有効径をφｍａｘ１Ｂ、フォーカシングの際に移動するフォーカス移動群の最大の有効径をφｍａｘＦＢとするとき、
φｍａｘ１Ｂ／φｍａｘＦＢ＞１．３
を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項６】
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、フォーカシングの際に移動するフォーカス移動群を構成する各レンズ群の焦点距離をｆ、ガラス材料のｄ線に対するアッベ数をνｄとするとき、
｜ｆｗ×（フォーカス移動群のΣ（１／（ｆ・νｄ）））｜＜０．００４
を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項７】
前記第１ｂレンズ群は、単独の負レンズで構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項８】
前記第１ｃレンズ群は、前記拡大共役側から前記縮小共役側へ順に、少なくとも１つの負レンズおよび少なくとも１つの正レンズで構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項９】
前記第１ａレンズ群は、少なくとも１つの前記拡大共役側に凸の負メニスカス非球面レンズを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の結像光学系。
【請求項１０】
原画を形成する画像表示素子と、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の結像光学系と、を有し、
前記結像光学系は、前記画像表示素子により形成された前記原画を投射するように構成されてい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、ズームレンズなどの結像光学系に係り、画像を拡大投射する画像投射装置に適して用いられる結像光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像の超高解像度化による高リアリティおよび高臨場感の要求が高まっており、これらを精密に再現するため、高い解像性能を有する結像光学系が望まれている。また、結像光学系の高解像度化に伴う画素の微細化および許容深度幅の減少から、より高い像面平坦性、および、より小さい倍率色収差を有する結像光学系が求められる。また、像面平坦性や倍率色収差が遠方から至近への合焦の際に変化しないことが求められる。
【０００３】
プロジェクタなどの画像投射装置では、画像形成素子へ照明光を導くスペースが必要であるため、レンズユニットのバックフォーカスはある程度長いことが必要である。また、画像投射装置において、瞳は照明光学系により決定される。良好な照度分布を確保するため、レンズユニットは、その像側がテレセントリックである必要である。また、原画に対し投影画像に歪みが生じないように、レンズユニットは歪曲収差が良好に補正されていることが好ましい。
【０００４】
特許文献１には、第１レンズ群を負レンズ、負レンズ、および、正レンズの３つのレンズに分割し、負屈折力を有する中間のレンズ群を遠方から至近で拡大共役側に移動することにより合焦を行う撮像レンズが開示されている。特許文献２には、第１レンズ群を負レンズ、正レンズ、および、正レンズに分割し、遠方から至近で正屈折力の中間のレンズ群を拡大共役側に、最も縮小共役側のレンズ群を縮小共役側に移動することにより合焦を行う投写用広角レンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２２７９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８６２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の撮像レンズおよび特許文献２の投写用広角レンズは、第１レンズ群を分割するパワーバランスが最適でないため、極めて高い解像度が要求される場合には性能不足である。また、特許文献１、２は共に単焦点のレンズに関するものであり、変倍の要素が考慮されていない。
【０００７】
そこで本発明は、遠方から至近まで諸収差が良好に補正されて高精細な画像を形成可能な結像光学系および画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての結像光学系は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、ズーミングのためには動かない負の屈折力を有する第１レンズ群と、ズーミングの際に移動する複数のレンズ群と、を有する結像光学系であって、前記第１レンズ群は、前記拡大共役側から前記縮小共役側へ順に、合焦の際に固定され負の屈折力を有する第１ａレンズ群、負の屈折力を有する第１ｂレンズ群、および、正の屈折力を有する第１ｃレンズ群の３つのレンズ群からなり、前記第１ｂレンズ群および前記第１ｃレンズ群は、無限から至近への合焦の際に、該第１ｂレンズ群と該第１ｃレンズ群との間隔を狭めながら前記拡大共役側から前記縮小共役側へ移動する。
【０００９】
本発明の他の側面としての画像投射装置は、原画を形成する画像表示素子と、前記結像光学系とを有し、前記結像光学系は、前記画像表示素子により形成された前記原画を投射するように構成されている。
【００１０】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、遠方から至近まで諸収差が良好に補正されて高精細な画像を形成可能な結像光学系および画像投射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における光学系の広角端の断面図である。
【図２】実施例１における光学系の広角端の収差図（物体距離：１０９６ｍｍ）である。
【図３】実施例１における光学系の広角端の収差図（物体距離：１５３４ｍｍ）である。
【図４】実施例１における光学系の広角端の収差図（物体距離：６５７６ｍｍ）である。
【図５】実施例１における光学系の望遠端の収差図（物体距離：１０９６ｍｍ）である。
【図６】実施例１における光学系の望遠端の収差図（物体距離：１５３４ｍｍ）である。
【図７】実施例１における光学系の望遠端の収差図（物体距離：６５７６ｍｍ）である。
【図８】実施例２における光学系の広角端の断面図である。
【図９】実施例２における光学系の広角端の収差図（物体距離：９９０ｍｍ）である。
【図１０】実施例２における光学系の広角端の収差図（物体距離：１３８６ｍｍ）である。
【図１１】実施例２における光学系の広角端の収差図（物体距離：５９４０ｍｍ）である。
【図１２】実施例２における光学系の望遠端の収差図（物体距離：９９０ｍｍ）である。
【図１３】実施例２における光学系の望遠端の収差図（物体距離：１３８６ｍｍ）である。
【図１４】実施例２における光学系の望遠端の収差図（物体距離：５９４０ｍｍ）である。
【図１５】実施例３における光学系の広角端の断面図である。
【図１６】実施例３における光学系の広角端の収差図（物体距離：１１００ｍｍ）である。
【図１７】実施例３における光学系の広角端の収差図（物体距離：１９６０ｍｍ）である。
【図１８】実施例３における光学系の広角端の収差図（物体距離：８４００ｍｍ）である。
【図１９】実施例３における光学系の望遠端の収差図（物体距離：１１００ｍｍ）である。
【図２０】実施例３における光学系の望遠端の収差図（物体距離：１９６０ｍｍ）である。
【図２１】実施例３における光学系の望遠端の収差図（物体距離：８４００ｍｍ）である。
【図２２】本実施形態における画像投射装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
画角が大きく、かつバックフォーカスが長いことが要求される場合、第１レンズ群が負の屈折力を有する所謂レトロフォーカスタイプの光学系（ズームレンズなどの結像光学系）が好適である。また、ズーミング（変倍）に際して第１レンズ群を動かさない（固定する）ことにより、複雑な構成を採ることなく、ズーミングに寄与せず合焦が可能となる。しかし、高画角化に伴い、一般的には第１レンズ群のレンズ径が大きくなる。ここで合焦を行うと、その周辺光主光線高さの変化から良好な合焦性能を維持することは困難である。
【００１５】
そこで本実施形態の結像光学系は、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｂ１を、３つのレンズ群に分割して構成される。すなわち第１レンズ群Ｂ１を、負の屈折力を有するレンズ群Ｂ１ａ（第１ａレンズ群）、負の屈折力を有するレンズ群Ｂ１ｂ（第１ｂレンズ群）、および、正の屈折力を有するレンズ群Ｂ１ｃ（第１ｃレンズ群）に分割する。そして本実施形態の結像光学系は、比較的主光線高さ変化の少ないレンズ群Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃの間隔を縮めながら縮小共役側に繰り込むように構成される。このような構成により、遠方から至近まで良好な合焦が可能な結像光学系を実現することができる。
【００１６】
このように本実施形態の結像光学系は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、ズーミングのためには動かない負の屈折力を有する第１レンズ群Ｂ１、および、ズーミングの際に移動する複数のレンズ群（例えば、第２レンズ群Ｂ２〜第７レンズ群Ｂ７）を有する。第１レンズ群Ｂ１は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、合焦の際に固定され負の屈折力を有するレンズ群Ｂ１ａ、負の屈折力を有するレンズ群Ｂ１ｂ、および、正の屈折力を有するレンズ群Ｂ１ｃの３つのレンズ群からなる。そして、レンズ群Ｂ１ｂおよびレンズ群Ｂ１ｃは、無限から至近への合焦の際に、レンズ群Ｂ１ｂとレンズ群Ｂ１ｃとの間隔を狭めながら拡大共役側から縮小共役側へ移動する。
【００１７】
本実施形態の結像光学系において、レンズ群Ｂ１ｂの焦点距離をｆｂ、レンズ群Ｂ１ｃの焦点距離をｆｃとするとき、以下の条件式（１）を満たすことが好ましい。  
【００１８】
−５．０＜ｆｂ／ｆｃ＜−１．１  …  （１）
条件式（１）は、レンズ群Ｂ１ｂの焦点距離ｆｂがレンズ群Ｂ１ｃの焦点距離ｆｃよりも長いことを示している。条件式（１）を満たすことにより、レンズ群Ｂ１ｂにおいて周辺光主光線角度が緩くなるように設定することができ、良好な合焦性能を容易に得ることが可能となる。条件式（１）の上限を超えると、レンズ群Ｂ１ｂの屈折力が大きく過ぎて周辺光主光線角度が強くなり過ぎるか、または、レンズ群Ｂ１ｃの屈折力が弱くなり過ぎて倍率色収差の補正が良好に行われなくなる。一方、条件式（１）の下限を超えると、合焦の際におけるレンズ群Ｂ１ｂの移動量がレンズ群Ｂ１ｃに対して大きくなり過ぎて必要な合焦範囲を得られないか、または、レンズ群Ｂ１ｂの移動量が大きくなり過ぎてレンズ群Ｂ１ｃが干渉するため好ましくない。
【００１９】
本実施形態の結像光学系において、条件式（１）を以下の条件式（１ａ）の範囲に設定すると、より適切なパワー配置となり、より好ましい。
【００２０】
−４．０＜ｆｂ／ｆｃ＜−２．０  …  （１ａ）
また、本実施形態の結像光学系において、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離をｆ１、レンズ群Ｂ１ａの焦点距離をｆａとするとき、以下の条件式（２）を満たすことが好ましい。
【００２１】
０．２＜ｆａ／ｆ１＜０．６  …  （２）
条件式（２）は、レンズ群Ｂ１ａの焦点距離ｆａが第１レンズ群Ｂ１の焦点距離ｆ１よりも短いことを示している。条件式（２）を満たすことにより、所望の画角を得つつ、レンズ群Ｂ１ｂの周辺光主光線角度を緩くすることができる。条件式（２）の上限を超えると、レンズ群Ｂ１ｂにおいて周辺光主光線角度が強くなり、良好な合焦性能を得ることが困難となる。一方、条件式（２）の下限を超えると、レンズ群Ｂ１ｂの屈折力が弱くなり過ぎるか、または、レンズ群Ｂ１ｃの屈折力が強くなり過ぎ、良好な合焦性能を得ることが困難となる。
【００２２】
本実施形態の結像光学系において、条件式（２）を以下の条件式（２ａ）の範囲に設定すると、より適切なパワー配置となり、より好ましい。
【００２３】
０．３＜ｆａ／ｆ１＜０．５  …  （２ａ）
また、本実施形態の結像光学系において、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離をｆ１とするとき、以下の条件式（３）を満たすことが好ましい。
【００２４】
−５．０＜ｆ１／ｆｗ＜−１．５  …  （３）
条件式（３）は、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離ｆ１が全系（結像光学系全体）の焦点距離ｆｗよりも長いことを示している。特に広角レンズにおいては、全長の短縮化および前玉径の小型化に寄与する。条件式（３）の上限を超えると、第１レンズ群Ｂ１での残収差量が大きくなりやすく、変倍域全体で良好な性能を得ることが困難になる。このため、要求される高精細な画像を得ることが困難となる。一方、条件式（３）の下限を超えると、所望の画角を得ることが困難となる。
【００２５】
本実施形態の結像光学系において、条件式（３）を以下の条件式（３ａ）の範囲に設定すると、より適切なパワー配置となり、より好ましい。
【００２６】
−４．５＜ｆ１／ｆｗ＜−２．０  …  （３ａ）
また、本実施形態の結像光学系において、第１レンズ群Ｂ１の最も拡大共役側のレンズ有効径をφｍａｘ１Ｂ、フォーカス移動群（フォーカシングの際に移動するレンズ群）の最大の有効径をφｍａｘＦＢとするとき、以下の条件式（４）を満たすことが好ましい。
【００２７】
φｍａｘ１Ｂ／φｍａｘＦＢ＞１．３  …  （４）
条件式（４）を満たすと、軸外光線高さが低いところで色消しを行うことにより、高次の倍率色の発生を低減することができる。また、軸外光線高さが低いところでフォーカシングを行うことにより、高次の軸外収差変動の発生を低減することができる。
【００２８】
本実施形態の結像光学系において、条件式（４）を以下の条件式（４ａ）の範囲に設定すると、より好ましい。
【００２９】
φｍａｘ１Ｂ／φｍａｘＦＢ＞１．５  …  （４ａ）
また、本実施形態の結像光学系において、フォーカス移動群を構成する各レンズ群の焦点距離をｆ、ガラス材料のｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対するアッベ数をνｄとするとき、以下の条件式（５）を満たすことが好ましい。
【００３０】
｜ｆｗ×（フォーカス移動群のΣ（１／（ｆ・νｄ）））｜＜０．００４  …  （５）
条件式（５）を満たすと、フォーカス移動群内において色消しが良好に行われることにより、フォーカシングの際における倍率色収差の変動を低減することができる。
【００３１】
また、本実施形態の結像光学系において、条件式（５）を以下の条件式（５ａ）の範囲に設定すると、より好ましい。
【００３２】
｜ｆｗ×（フォーカス移動群のΣ（１／（ｆ・νｄ）））｜＜０．００３  …  （５ａ）
また、本実施形態の結像光学系において、レンズ群Ｂ１ｃは、拡大共役側から縮小共役側へ、少なくとも１つの負レンズ、および、少なくとも１つの正レンズにより構成されることが好ましい。レンズ群Ｂ１ｃは、第１レンズ群Ｂ１の中で正の屈折力を有する唯一のレンズ群であるため、色消しの接合とすることにより倍率色収差や歪曲などを良好に補正することが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態の結像光学系において、レンズ群Ｂ１ｂは、単独の負レンズで構成されることが好ましい。弱い屈折力を有するレンズ群Ｂ１ｂの移動量を確保するため、シンプル（簡易）な構成を採ることが好ましい。レンズ群Ｂ１ｂを複数のレンズで構成すると、レンズ群Ｂ１ｂ自体の効果と比較して、第１レンズ群Ｂ１の大きさが不要に大きくなり、または、全長の増加を招くことになる。ただし、これらを許容可能であれば、レンズ群Ｂ１ｂを複数のレンズで構成してもよい。
【００３４】
また、本実施形態の結像光学系において、レンズ群Ｂ１ａは、少なくとも１つの拡大共役側に凸の負メニスカス非球面レンズを有する。
【００３５】
以下、本実施形態の結像光学系に関し、具体的実施例について説明する。
【００３６】
（実施例１）
まず、図１乃至図７を参照して、実施例１における結像光学系（光学系）について説明する。図１は、本実施例における広角端の光学系の断面図である。図１に示される光学系は、主にプロジェクタ用に設計された投射光学系であり、最も縮小側にプリズムガラスＰｒを有する。また本実施例の光学系は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、第１レンズ群Ｂ１、第２レンズ群Ｂ２、第３レンズ群Ｂ３、絞り群ｓｔｏ、第４レンズ群Ｂ４、第５レンズ群Ｂ５、第６レンズ群Ｂ６、および、第７レンズ群Ｂ７を有する。第１レンズ群Ｂ１は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、レンズ群Ｂ１ａ（第１ａレンズ群）、レンズ群Ｂ１ｂ（第１ｂレンズ群）、および、レンズ群Ｂ１ｃ（第１ｃレンズ群）を有する。これらの基本構成は、後述の実施例２、３の光学系についても同様である。
【００３７】
図２、図３、図４は、物体距離がそれぞれ１０９６ｍｍ、１５３４ｍｍ、６５７６ｍｍの場合における光学系の広角端の収差図であり、本実施例の光学系（広角レンズ）の結像性能を示している。図５、図６、図７は、物体距離がそれぞれ１０９６ｍｍ、１５３４ｍｍ、６５７６ｍｍの場合における、光学系の望遠端の収差図である。本実施例では、前述の効果により良好な合焦性能が確保されており、かつズーミングに際して性能の劣化が少ない。
【００３８】
図２乃至図７のそれぞれにおいて、左側から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および、倍率色収差を示している。球面収差において、破線はＣ線（６５６．３ｎｍ）、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１ｎｍ）、および、点線はｇ線（４３５．８ｎｍ）の収差を示している。横軸のスケールはデフォーカス量であり、−０．１０〜＋０．１０［ｍｍ］である。非点収差において、実線はサジタル像面、点線はメリジオナル像面の像面湾曲を示している。横軸は、球面収差と同じである。歪曲収差においては、横軸のスケールが−１．０〜＋１．０［％］で示されている。
【００３９】
本実施例の数値実施例１は、以下のとおりである。数値実施例１において、面番号は拡大側より順に各レンズの面に付した番号であり、Ｒは各レンズ面の曲率半径、Ｄは面間隔、Ｎｄ、νｄは、ガラス材料のｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数である。面番号の右側にｓが付記されているレンズ面は、絞りの位置示している。面番号の右側に＊（アスタリスク）が付記されているレンズ面は、以下の関数に従った非球面形状であることを示し、数値実施例にその係数を示している。ｙはレンズ面の面頂点を基準としたときの径方向の座標、ｘはレンズ面の面頂点を基準としたときの光軸方向の座標を示す。
【００４０】
ｘ＝（ｙ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ２  ／Ｒ２  ）｝１／２］
＋Ａｙ４＋Ｂｙ６＋Ｃｙ８＋Ｄｙ１０＋Ｅｙ１２＋Ｆｙ１４＋Ｇｙ１６
なお、これらの説明は、後述の数値実施例２、３についても同様である。
【００４１】
（数値実施例１）
ｆ＝17.08〜22.19  ω＝38.3〜31.3  FNO＝2.6  Φ＝27.08
no   Φea         R        d       glass       Nd      νd
OBJ                     1534.00               
1*   76.00     174.392     4.20    SBSL7    1.51633    64.14 
2    67.95      62.856    17.00                 
3*   47.87      55.879     2.60    SLAL8    1.71300    53.87 
4    39.62      26.747    15.60               
5    37.57     -46.171     2.00    SFPL51   1.49700    81.54 
6    36.41      52.340     可変     
7    37.92    -150.600     2.00    SLAM2    1.74400    44.79 
8    38.79     346.851     可変                 
9    42.04      99.287     2.30    EFDS1W   1.92286    20.88 
10   42.32      56.193    11.50    SNBH52   1.67300    38.15 
11   43.03     -56.193     可変                 
12   36.87      71.947     3.30    SBAL35   1.58913    61.13 
13   36.27     141.375     可変                 
14   31.32      80.940     3.55    FD60W    1.80518    25.46 
15   30.73   -5606.356     可変                 
16   22.32       (STO)     可変                 
17   21.91     368.763     3.70    SBSL7    1.51633    64.14 
18   21.54     -38.620     1.30    TAFD25   1.90366    31.31 
19   21.52     -63.551     可変                 
20   20.50    -155.343     1.20    TAFD25   1.90366    31.31 
21   20.77      28.776     5.90    SBSL7    1.51633    64.14 
22   21.69     -41.875     可変                 
23   22.44     -24.146     1.30    TAFD25   1.90366    31.31 
24   25.61      96.004     5.75    SBSL7    1.51633    64.14 
25   27.96     -41.868     1.30                 
26   32.17     562.451     8.75    SFPL51   1.49700    81.54 
27   34.11     -29.109     可変                 
28   39.46      93.214     5.00    SNPH1    1.80810    22.76 
29   39.38    -196.899     4.39                 
30   50.00        ∞      38.70    SBSL7    1.51633    64.14 
31   50.00        ∞       3.00                 
32   50.00        ∞      19.50    SF6      1.80518    25.43 
33   50.00        ∞       6.30                 
IMG                                 
非球面係数
sur        1*              3*
R    5.7342E-03     1.7896E-02
k    0.0000E+00     0.0000E+00
A    2.7472E-06    -2.1302E-06
B   -8.7665E-10    -5.7510E-11
C    6.1503E-13     1.4584E-12
D   -2.6540E-16    -1.1279E-15
E    7.6837E-20    -2.5667E-19
F    0.0000E+00     0.0000E+00
G    0.0000E+00     0.0000E+00
変倍間隔
sur  広角端    望遠端
11   69.813    34.732 
13    2.119    16.867 
15   15.154    26.600 
16    9.534     1.516 
19    2.952     4.079 
22    3.305     4.078 
27    2.682    17.688 
合焦間隔変化      
sur   物体距離  物体距離  物体距離        
0       1096      1534     6576
6     12.555     11.408   9.427 
8      4.212     4.782    5.768 
11     69.237    69.813   70.808
（実施例２）
次に、図８乃至図１４を参照して、実施例２における結像光学系（光学系）について説明する。本実施例は、広角端の画角をより高画角に設定した光学系に関し、画角を変更しても前述の効果が得られる。より高画角のレンズユニットでは、バックフォーカスをやや短めに設定することで、レンズ径の増大を抑えることができる。
【００４２】
図８は、本実施例における光学系の広角端の断面図である。図９、図１０、図１１は、物体距離がそれぞれ１０９６ｍｍ、１５３４ｍｍ、６５７６ｍｍの場合における光学系の広角端の収差図である。図１２、図１３、図１４は、物体距離がそれぞれ１０９６ｍｍ、１５３４ｍｍ、６５７６ｍｍの場合における光学系の望遠端の収差図である。本実施例の構成においても、前述の効果により良好な性能が確保されており、かつ変倍に際して性能の劣化が少ない。
【００４３】
本実施例の数値実施例２は、以下のとおりである。
【００４４】
（数値実施例２）
ｆ＝15.00〜19.50  ω＝41.9〜34.7  FNO＝2.7  Φ＝27.08
no   Φea         R        d       glass       Nd      νd
OBJ                     1386.00 
1*   68.06    244.623     4.30     SLAL54    1.65100   56.16 
2    57.43     47.632    12.98                  
3*   47.08     77.905     2.60     SLAH66    1.77250   49.60 
4    39.33     29.100    13.91                  
5    38.27    -50.549     2.00     SFPL51    1.49700   81.54 
6    38.34     77.784     可変                  
7    40.44    377.212     2.00     SLAM2     1.74400   44.79 
8*   40.80    120.969     可変                  
9    43.49    107.756     2.30     EFDS1W    1.92286   20.88 
10   43.87     60.874    12.00     SNBH8     1.72047   34.71 
11   44.65    -62.683     可変                  
12   35.68     59.671     5.00     SFSL5     1.48749   70.24 
13   34.78    170.902     可変                  
14   31.69     92.491     4.00     SNPH1     1.80810   22.76 
15   30.94    920.325     可変                  
16   20.16      (STO)     可変                  
17   20.30    206.783     3.90     SBSL7     1.51633   64.14 
18   20.45    -47.474     1.30     TAFD25    1.90366   31.31 
19   20.71   -103.642     可変                  
20   21.57    608.587     1.20     TAFD25    1.90366   31.31 
21   21.83     26.697     6.20     SBSL7     1.51633   64.14 
22   22.69    -48.214     可変                  
23   23.23    -27.024     1.30     TAFD25    1.90366   31.31 
24   26.23     70.919     5.70     SFPM3     1.53775   74.70 
25   28.45    -53.515     1.00                  
26   32.36    175.815     8.40     SFPL51    1.49700   81.54 
27   33.93    -31.348     可変                  
28   36.71    116.020     5.00     EFDS1W    1.92286   20.88 
29   36.65   -169.373     3.40                  
30   50.00      ∞       36.00     SBSL7     1.51633   64.14 
31   50.00      ∞        2.00                
32   50.00      ∞       18.00     SF6       1.80518   25.43 
33   50.00      ∞        6.32                
IMG                                 
非球面係数
sur       1             3*            8*
R     2.4462E+02    7.7905E+01    1.2097E+02
k     0.0000E+00    0.0000E+00    0.0000E+00
A     5.5846E-06   -6.0973E-06   -5.9828E-07
B    -3.7134E-09    3.2008E-09    2.0009E-10
C     3.2427E-12    2.1023E-12    5.5788E-13
D    -1.6355E-15   -7.6396E-15   -2.3927E-15
E     4.8440E-19    5.3378E-18    2.3680E-18
F     0.0000E+00    0.0000E+00    0.0000E+00
G     0.0000E+00    0.0000E+00    0.0000E+00
変倍間隔
sur    広角端   望遠端
11     77.917   46.127 
13      2.000   11.294 
15     14.948   27.169 
16      3.676    1.500 
19      7.159    2.078 
22      3.269    3.112 
27      1.600   19.289 
合焦間隔変化
sur   物体距離  物体距離   物体距離
0       990       1386      5940
6     10.0140    8.9910     6.8744 
8      4.5301    5.1874     6.5699 
11    77.5511   77.9169    78.6509
（実施例３）
次に、図１５乃至図２１を参照して、実施例３における結像光学系（光学系）について説明する。本実施例は、広角端の画角をより高画角に設定した光学系に関し、画角を変更しても前述の効果が得られる。より高画角のレンズユニットでは、バックフォーカスをやや短めに設定することで、レンズ径の増大を抑えることができる。
【００４５】
図１５は、本実施例における光学系の広角端の断面図である。図１６、図１７、図１８は、物体距離がそれぞれ１０９６ｍｍ、１５３４ｍｍ、６５７６ｍｍの場合における光学系の広角端の収差図である。図１９、図２０、図２１は、物体距離がそれぞれ１０９６ｍｍ、１５３４ｍｍ，６５７６ｍｍの場合における光学系の望遠端の収差図である。本実施例の構成でも、前述の効果により良好な性能が確保されており、かつ変倍に際して性能の劣化が少ない。
【００４６】
本実施例の数値実施例３は、以下のとおりである。
【００４７】
（数値実施例３）
ｆ＝21.30〜31.95  ω＝32.4〜23.0  FNO＝2.7  Φ＝27.08
no   Φea         R        d       glass       Nd      νd
OBJ                     1960.00
1*   46.71     116.095     3.50    SLAL54    1.65100   56.16 
2    42.02      47.693     4.96                 
3*   37.00      41.260     3.00    SLAH66    1.77250   49.60 
4    31.58      24.490    10.82                 
5    30.24     -46.081     2.00    SFPL51    1.49700   81.54 
6    29.75      62.271     可変                 
7    31.19    -230.163     1.80    SLAM2     1.74400   44.79 
8    31.54     416.921     可変     
9    33.40     124.309     2.00    EFDS1W    1.92286   20.88 
10   33.58      61.389     8.71    SNBH8     1.72047   34.71 
11   34.21     -62.631     可変                 
12   35.15      64.340     4.47    SFSL5     1.48749   70.24 
13   34.90     321.713     可変                 
14   32.37      82.853     4.00    SNPH1     1.80810   22.76 
15   31.81  -11000.000     可変                 
16   25.85       (STO)     可変                 
17   25.60   -2886.335     5.00    SBSL7     1.51633   64.14 
18   25.49     -28.651     1.30    TAFD25    1.90366   31.31 
19   25.86     -43.676     可変                 
20   24.20    -456.978     1.20    TAFD25    1.90366   31.31 
21   23.95      25.767     6.30    SBSL7     1.51633   64.14 
22   24.59     -91.896     可変                 
23   25.19     -25.866     1.30    TAFD25    1.90366   31.31 
24   28.95      76.160     7.00    SFPM3     1.53775   74.70 
25   31.29     -40.178     1.00                 
26   36.49     218.940    10.80    SFPL51    1.49700   81.54 
27   38.72     -32.948     可変                 
28   43.24      94.252     5.00    EFDS1W    1.92286   20.88 
29   42.96    -714.256     3.40                 
30   50.00       ∞       36.00    SBSL7     1.51633   64.14 
31   50.00       ∞        2.00               
32   50.00       ∞       18.00    SF6       1.80518   25.43 
33   50.00       ∞       13.18                 
IMG                                 
非球面係数
sur       1*           3*   
R    1.1610E+02     4.1260E+01      
k    0.0000E+00     0.0000E+00      
A    8.9547E-06    -8.1377E-06      
B   -6.9875E-09     1.0570E-09      
C    9.7423E-12     8.1343E-12      
D   -6.5271E-15    -3.3387E-14      
E    4.1138E-18     3.2109E-17      
F    0.0000E+00     0.0000E+00      
G    0.0000E+00     0.0000E+00      
変倍間隔                
sur  広角端    望遠端
11   57.156    10.000 
13    4.292    24.529 
15    1.000    16.821 
16   17.696     1.500 
19    2.000     6.332 
22    4.417     6.226 
27    2.540    23.691 
合焦間隔変化                  
sur   物体距離  物体距離  物体距離
0       1100       1960       8400
6     13.434     11.352      8.868 
8      4.198      5.397      6.886 
11    56.274     57.156     58.152 
表１は、実施例１〜３の各結像光学系の数値を示している。表２は、実施例１〜３の各結像光学系の条件式（１）〜（３）を示している。
【００４８】
【表１】
0006415258.tif 000002
【００４９】
【表２】
0006415258.tif 000003
【００５０】
次に、図２２を参照して、各実施例の結像光学系（ズームレンズ）を備えた画像投射装置について説明する。図２２は、本実施形態における画像投射装置（プロジェクタ１００）の概略図である。図２２は、各実施例の結像光学系を３板式のカラー液晶プロジェクタに適用した例を示している。プロジェクタ１００は、原画を形成する複数の液晶表示素子（画像表示素子）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、投射用レンズでスクリーン面上に拡大投射する。
【００５１】
図２２において、プロジェクタ１００（カラー液晶プロジェクタ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３枚のパネル（画像表示素子）を有する。またプロジェクタ１００は、Ｒ、Ｇ、Ｂからの各色光を合成する色合成手段としてのプリズム２００を有する。そして１つの光路に合成し、前述した結像光学系（ズームレンズ）からなる投射レンズ３００を用いてスクリーン４００に投影している。このように、各実施例の結像光学系をプロジェクタなどに適用することにより、高い光学性能を有する画像投射装置を実現することができる。
【００５２】
各実施例によれば、遠方から至近まで諸収差が良好に補正されて高精細な画像を形成可能な結像光学系および画像投射装置を提供することができる。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｂ１    第１レンズ群
Ｂ１ａ  第１ａレンズ群
Ｂ１ｂ  第１ｂレンズ群
Ｂ１ｃ  第１ｃレンズ群
【図１】
0006415258.tif 000004
【図２】
0006415258.tif 000005
【図３】
0006415258.tif 000006
【図４】
0006415258.tif 000007
【図５】
0006415258.tif 000008
【図６】
0006415258.tif 000009
【図７】
0006415258.tif 000010
【図８】
0006415258.tif 000011
【図９】
0006415258.tif 000012
【図１０】
0006415258.tif 000013
【図１１】
0006415258.tif 000014
【図１２】
0006415258.tif 000015
【図１３】
0006415258.tif 000016
【図１４】
0006415258.tif 000017
【図１５】
0006415258.tif 000018
【図１６】
0006415258.tif 000019
【図１７】
0006415258.tif 000020
【図１８】
0006415258.tif 000021
【図１９】
0006415258.tif 000022
【図２０】
0006415258.tif 000023
【図２１】
0006415258.tif 000024
【図２２】
0006415258.tif 000025