(57)【要約】【課題】  小型、軽量、安価なプロジェクター装置（液晶表示装置）を提供する。【解決手段】  拡大共役側より順に、負の屈折力を有する第１光学成分、正の屈折力を有する第２光学成分、正の屈折力を有する第３光学成分、正の屈折力を有する第４光学成分群、正の屈折力を有する第５光学成分を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記５つの光学成分のうち少なくとも３つの光学成分を駆動するズームレンズにおいて、前記第１光学成分の焦点距離をｆ１、前記第２光学成分の焦点距離をｆ２としたとき、  ０．７５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜２を満足することを特徴とする。【選択図】  図１
2005257895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡大共役側より順に、負の屈折力を有する第１光学成分、正の屈折力を有する第２光学成分、正の屈折力を有する第３光学成分、正の屈折力を有する第４光学成分群、正の屈折力を有する第５光学成分を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記５つの光学成分のうち少なくとも３つの光学成分を駆動するズームレンズにおいて、
前記第１光学成分の焦点距離をｆ１、前記第２光学成分の焦点距離をｆ２としたとき、
０．７５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜２
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
拡大共役側より順に、負の屈折力を有する第１光学成分、正の屈折力を有する第２光学成分、正の屈折力を有する第３光学成分、正の屈折力を有する第４光学成分群、正の屈折力を有する第５光学成分を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記５つの光学成分のうち少なくとも３つの光学成分を駆動するズームレンズにおいて、ｄ線に対する屈折率をｎｄ、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ、ｇ線に対する屈折率をｎｇとし、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）、
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）としたとき、
０．００５＜θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２νｄ）＜０．０４
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項３】
０．０１＜θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２νｄ）＜０．０４
であることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第５光学成分を構成する凸レンズは、
ｄ線に対する屈折率をｎｄ、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ、ｇ線に対する屈折率をｎｇとし、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）、
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）としたとき、
−０．０１＜θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２νｄ）＜０．０４
を満足することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第１、５光学成分が、広角端から望遠端への変倍に際して、縮小側共役点に対して固定されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２、３、４光学成分が、広角端から望遠端への変倍に際して、全て拡大共役側へと移動することを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第１光学成分の焦点距離をｆ１、広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
０．３＜｜ｆｗ／ｆ１｜＜１．０
を満足することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第４光学成分が４枚以下のレンズによって構成されていることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項９】
アッベ数が８０以上の硝子を材料とするレンズを少なくとも１枚含むことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１０】
広角端での前記ズームレンズ全系の焦点距離をｆｗ、および第５光学成分の焦点距離をｆ５としたとき、
１．５＜ｆ５／ｆｗ＜４
を満足することを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第１光学成分を光軸上移動させることによって、フォーカス調整を行うことを特徴とする請求項１乃至１０いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記ズームレンズに関して、第１、第５光学成分はともに変倍に際して、縮小側共役点に対して固定されていることを特徴とする請求項１乃至１１いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第２、３、４光学成分が、広角端から望遠端への変倍に際して全て拡大共役側へと移動することを特徴とする請求項１乃至１２いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１４】
少なくとも１枚の非球面レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至１３いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１５】
画像表示素子と、該画像表示素子からの光を被投影面上に投影する、請求項１乃至１４いずれかに記載のズームレンズとを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
複数の画像表示素子と、光源からの光で前記複数の画像表示素子を照明する照明光学系と、前記複数の画像表示素子からの光を合成する色合成系と、該色合成系からの光を被投影面上に投影する、請求項１乃至１４いずれかに記載のズームレンズとを備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１４に記載のズームレンズを有し、該ズームレンズを用いて物体の像を形成することを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１４に記載のズームレンズを有する光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原画（液晶パネルやＤＭＤ等）の像をスクリーン等に投影するプロジェクター、特に原画をスクリーン等に投影する、ズーム機構を備える投影レンズ（本明細書において、投影レンズとはミラー等の反射光学素子を含んでいても良いし、さらに、投写レンズ、投射レンズと交換可能な言葉として使用する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターに代表されるプロジェクターはパソコン等の画像を大画面に投影することができる装置として会議およびプレゼンテーション等に広く利用されてきており、このプロジェクターには以下に掲げるような要求がある。
【０００３】
液晶表示素子を３枚使用する３板方式のプロジェクション装置では、３枚の液晶表示素子を透過した色光を合成するダイクロイックプリズム等の素子を配置するスペースを、液晶表示素子と投写レンズとの間に設けなければならず、投写レンズに関してある一定長のバックフォーカスを確保することが必要である。さらに、前述の色合成を行うダイクロイックプリズムが有する色合成膜の角度依存の影響を少なくするために、液晶表示装置（縮小共役面）側の瞳が無限遠方にある所謂テレセントリック光学系（特に縮小共役側がテレセントリックである）であることが望まれている。
【０００４】
さらに、３色の液晶表示装置の絵をスクリーンに合成投写したとき、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。そのため、投写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が望ましい。また、投影された画像に関して輪郭部で歪んで見苦しくならないように歪曲収差も良好に補正されていなければならない。
【０００５】
また、液晶プロジェクター装置の高輝度・高解像化といったニーズの一方で、小型パネル搭載のプロジェクターには携帯・機動性を重視すべく装置の小型・軽量化が求められるのと同時に、このような小型投写装置の使用環境を考慮して、より短い投写距離で明るい大画面投写が実現できる装置が望まれるようになってきている。投影装置の明るさを確保するために、投写レンズについてはＦ値１．６〜１．８クラスの大口径投写レンズが望まれている。
【０００６】
従来、液晶プロジェクター用の投写レンズとして拡大側より順に負正正正正の屈折力配列によって全体として５つのレンズ群より構成し、このうち所定のレンズ群を移動させて変倍を行う５群ズームが特許文献１で提案されている。この特許文献１においては、第１および５レンズ群を固定として、広角端から望遠端への変倍に際してレンズ系内部の第２〜４レンズ群を拡大共役側に移動するため、投写レンズ全長は一定に保たれている広画角テレセントリックズームレンズであった。
【特許文献１】特開２００１−０９１８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、拡大側より負正正正正と５群構成であるが、投写光学系Ｆ値が２と大きい（暗い）わりには全長が長く、液晶プロジェクターセットを小型化にするといったニーズを達成するには充分とはいい難かった。そこで、さらなる大口径・広画角化を達成しながらも小型・軽量な投写レンズの開発に期待が寄せられているが、投写レンズの大口径・広画角化を進めれば、一般的には収差補正上、投写レンズは大きく、重く、高価になるといった問題がある。
【０００８】
また、特許文献１の投写レンズは、最も縮小共役側に付加されている第５レンズ群のレンズとして、屈折率値が小さい硝子が選択されているため、特に軸外光束に対する収差補正が困難になるといった問題があった。
【０００９】
そこで本発明では、小型で軽量で安価な投写レンズ及びそれに伴って、小型、軽量、安価なプロジェクター装置（液晶表示装置）を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題の解決の為に、本発明では、以下の構成を特徴とする。
【００１１】
本発明の一側面としてのズームレンズは、拡大共役側より順に、負の屈折力を有する第１光学成分、正の屈折力を有する第２光学成分、正の屈折力を有する第３光学成分、正の屈折力を有する第４光学成分群、正の屈折力を有する第５光学成分を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記５つの光学成分のうち少なくとも３つの光学成分を駆動するズームレンズにおいて、前記第１光学成分の焦点距離をｆ１、前記第２光学成分の焦点距離をｆ２としたとき、
０.７５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜２
を満足することを特徴としている。
【００１２】
本発明の別の側面としてのズームレンズは、拡大共役側より順に、負の屈折力を有する第１光学成分、正の屈折力を有する第２光学成分、正の屈折力を有する第３光学成分、正の屈折力を有する第４光学成分群、正の屈折力を有する第５光学成分を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記５つの光学成分のうち少なくとも３つの光学成分を駆動するズームレンズにおいて、ｄ線に対する屈折率をｎｄ、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ、ｇ線に対する屈折率をｎｇとし、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）、
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）としたとき、
０．００５＜θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２νｄ）＜０．０４
を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レンズ全長に関してレンズ全長を短縮することができるという効果が得られることにより、軽量コンパクトで安価な液晶プロジェクター用投写レンズを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本願発明の実施形態について以下に詳細な説明を行う。まず、以下に本実施形態のズームレンズ、画像表示装置、撮像装置の特徴部分の概略について述べる。
【００１５】
本実施形態のズームレンズは、拡大共役側より順に、負の屈折力を有する第１光学成分、正の屈折力を有する第２光学成分、正の屈折力を有する第３光学成分、正の屈折力を有する第４光学成分群、正の屈折力を有する第５光学成分を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記５つの光学成分のうち少なくとも３つの光学成分を駆動するズームレンズにおいて、前記第１光学成分の焦点距離をｆ１、前記第２光学成分の焦点距離をｆ２としたとき、
０.７５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜２  ・・・（１）
を満足することを特徴としている。
【００１６】
このように負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型のズームレンズ構成により、広画角化および長いバックフォーカスを確保するといった特徴を引き出し、反面高変倍化が難しいといった欠点に対しては、可動成分を３成分もたせることにより変倍時の収差変動を抑えたコンパクトな光学系を実現している。
【００１７】
条件式（１）は第１レンズ群と第２レンズ群との焦点距離比をあらわしたものであって、下限を超えると、レンズ全長が長くなってしまい本願目的にそぐわない。逆に上限を超えると第２レンズ群パワーが強くなりすぎ変倍時の収差変動が大きくなって好ましくない。
【００１８】
また、第１負レンズ群および第５正レンズ群はともに変倍に際して、縮小共役面に対して固定してズーム全長不変とすることで投写レンズ部の堅牢性を確保し、また変倍時に径の大きなレンズ群が固定されているため重量バランス等の変化が少なく設計でき機構面で有利に作用する。
【００１９】
変倍に際しては、第２レンズ群が縮小から拡大側に移動することによって主たる変倍を担い、第３レンズ群が拡大側に移動して前記変倍に伴うピント面の移動を補正する役目を担っている。第４レンズ群は絞りが移動することに起因する瞳移動を補正するためにも、同じく拡大側に移動する。つまり、第４レンズ群は変倍時の収差変動を小さくするために、絞りの動きに沿った方向つまり拡大側へと移動しており、変倍作用はほとんど持たない。
【００２０】
また、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、また広角端における全系の焦点距離をｆｗとしたとき、
０．３＜｜ｆｗ／ｆ１｜＜１．０  ・・・（２）
を満足することを特徴としている。
【００２１】
条件式（２）は第２〜５レンズ群の作用倍率を決定する式であり下限を超えると収差補正上は有利に作用するが、色合成系を配置するためのバックフォーカスが不足し、逆に上限を超えると、第１レンズ群の屈折力が強くなり必要以上のバックフォーカススペースが発生するばかりか、特に歪曲収差などの軸外収差補正が困難となるため好ましくない。
【００２２】
また、ｄ線に対する屈折率をｎｄ、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ、ｇ線に対する屈折率をｎｇとし、νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）、θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）としたとき、第５レンズ群を構成する凸レンズは、
−０．０１＜θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２νｄ）＜０．０４  ・・・（３）
を満足するように構成するのが好ましい。
【００２３】
条件式（２）は第５レンズ群を構成する凸レンズの材質について、固有の部分分散比（θｇＦ）とアッベ数から算出されるｎｏｒｍａｌ−ｌｉｎｅ（Ｋ７−Ｆ２を結んだ標準硝材ライン）値との差を規定するものであり、所謂異常分散度と呼ばれる特性をあらわす。条件式（２）下限を超えると特に短波長（青紫）側の倍率色収差補正が困難となる。（株）オハラの例では、屈折率が高いフリント系列の硝材ではＢａ（バリウム）・Ｔｉ（チタン）系の硝材が最適である。さらに、絞りに対して縮小共役側の凸レンズに少なくとも１枚のアッベ数が８０以上の硝子で構成すれば倍率色収差補正に有効である。上記大きな効果を確実に得るためには条件式（３）下限値を０．００５以上とすることが望ましい。
【００２４】
また光学系全体の構成枚数を少なくするためにも屈折力配分が小さくなる第４レンズ群に関しては４枚以下のレンズによって構成されていることが好ましい。また、コンパクト化実現のため各構成レンズ屈折力増加に伴う諸収差の劣化を補正するために、投写レンズ内部に少なくとも１枚の非球面レンズを採用することも考えられる。
【００２５】
ガラス成形によるもの、または薄い樹脂などを成形してなるハイブリッド非球面等を選ぶことが好ましいが、解像度の目標と、非球面の敏感度によっては、プラスチック成形による非球面レンズとしてもよい。
【００２６】
前記ズームレンズに関して、広角端での全系焦点距離をｆｗおよび第５レンズ群の焦点距離をｆ５としたとき、
１．５＜ｆ５／ｆｗ＜４・・・（４）
を満足するように構成するのが望ましい。
【００２７】
第５レンズ群は、従来の負正正正といった４群ズームタイプにさらに独立した正の屈折力を有する第５レンズ群を像面近傍に付加することにより、正の屈折力を有する第１から第４レンズ群の合成屈折力を弱める作用をし、高画角化および大口径化に有利な構成となる。条件式（４）の下限をこえると第５正レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、歪曲および内向性コマフレア等が大きくなる。また逆に上限をこえると第５正レンズ群の屈折力が小さくなりすぎ、第１〜４レンズ群の屈折力を弱める効果が少なくなり、高性能化の効果がうすれてくるので好ましくない。また、なるべく高屈折率材を採用することが望ましい。
【００２８】
また、拡大側投影距離に応じたフォーカス機構は第１レンズ群で担うことによって、最も簡易的な機構で光学系を実現できる。
【００２９】
また、拡大共役側より順に、負の屈折力を有する第１光学成分、正の屈折力を有する第２光学成分、正の屈折力を有する第３光学成分、正の屈折力を有する第４光学成分群、正の屈折力を有する第５光学成分を有し、広角端から望遠端への変倍に際して前記５つの光学成分のうち少なくとも３つの光学成分を駆動するズームレンズにおいて、ｄ線に対する屈折率をｎｄ、Ｆ線に対する屈折率をｎＦ、Ｃ線に対する屈折率をｎＣ、ｇ線に対する屈折率をｎｇとし、νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）、
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）としたとき、
０．００５＜θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２νｄ）＜０．０４  ・・・（５）
を満足するように構成しても良い。
【００３０】
また、本発明は、上述のズームレンズを有する光学機器にもその権利範囲が及ぶ。例えば、画像表示装置であって、液晶パネルやＤＭＤ等の画像表示素子（光変調素子）と、該画像表示素子からの光を被投影面上に投影する、前述のズームレンズとを有するように構成する。また、複数の画像表示素子と、光源からの光で前記複数の画像表示素子を照明する照明光学系と、前記複数の画像表示素子からの光を合成する色合成系と、該色合成系からの光を被投影面上に投影する、前述のズームレンズとを備えるように構成しても良い。また、撮像装置であって、前述のズームレンズを有し、該ズームレンズを用いて物体の像を形成するように構成しても良い。
【００３１】
かかる構成において、本発明の実施例に基づき、さらに詳細に説明する。
【００３２】
（第１実施例）
本発明の投写レンズの第１の数値実施例を表１にあげ、断面図を図１に示す。表中、Ｒｉはスクリーン側（拡大共役側）から第ｉ番目に位置するレンズ面の曲率半径であり、ｄｉは同じく第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面間の距離、Ｎｊは第ｊ番目のレンズを構成するガラスのｄ線に対する屈折率、νｊは同じく第ｊ番目のレンズを構成するガラスのアッベ数をそれぞれ表す。また、ＧＢは色合成用のダイクロイックプリズム等の硝子ブロック、およびＬＣＤは液晶パネル等の液晶表示素子（ＤＭＤ等の小型ミラーアレイにより光を変調する素子であっても構わない）をそれぞれ表す。
【００３３】
本実施例の投写レンズは、拡大共役側から縮小共役側に負正正正正の５群構成にて成っており、広角端から望遠端への変倍に際して、第１および５レンズ群は固定（つまり、変倍時には投写レンズの全長が一定）であり、第２〜４レンズ群は拡大共役側に独立に移動している。またスクリーン上での照度を確保するためにも、各レンズ面には反射防止用（反射光量低減用）の多層コートを採用するとよい。
【００３４】
第１負レンズ群は、拡大共役側より順に凹凹凸の３枚のレンズにより構成されている。最も拡大共役側に配置される第１レンズを凹レンズで設計することにより見かけの瞳位置を拡大共役側に設定することが可能となるために前玉径を小さく設計することができるという効果が得られる。
【００３５】
第２レンズ群に関しては、主たる変倍群の役割を担っていることもあり、本実施例では構成群中で最も高い屈折力配置となっている。この第２変倍レンズ群に関して全変倍領域での倍率は略等倍率近辺で使用している。このレンズ群を構成する凸レンズには屈折率が高い硝材がペッツバール和補正および変倍時の球面収差等の収差変動を小さく設計できる点で望ましい。特に大口径レンズで高い空間周波数でのレスポンスが要求されると焦点深度が浅くなるため、中間像高等での像面湾曲および非点収差が大きいと解像感が劣化してしまう。このような解像感の劣化を防止、低減するために、ペッツバール和を小さくすることが重要である。さらに可視光中の広帯域についての色収差補正の観点からも、第２レンズ群を構成する凸レンズに関しては、ランタン系の重フリント材等を選択するのが良い。この第２レンズ群中の凸レンズは、屈折力が１．７５以上（好ましくは１．８３以上）であることが好ましく、さらに、分散が３３以上（好ましくは３７以上及び／又は４０以下）であることが望ましい。また、第２レンズ群に含まれる凹レンズの屈折力や分散に関しても、上述の第２レンズ群に含まれる凸レンズと同様の条件を設定しても構わない。
【００３６】
第３レンズ群に関しては本実施例では凸レンズ１枚構成としており、主に変倍時に縮小共役ピント面位置を補正する働きを担っている。なお、開口絞りは第３レンズ群内に存在し、変倍時第３レンズ群とともに移動しており、変倍時の軸外収差変動をおさえている。
【００３７】
第４レンズ群に関しては最も拡大共役面側に強い負の屈折力を与えている。具体的には、この第４レンズ群は、拡大共役側から順に負レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズで構成されている。近軸光線追跡高さが小さくなるこの位置に強い負の屈折力を配置することにより、効率よくペッツバール和を小さく設計することができる。さらに主平面位置を液晶表示素子側に配置できることから良好なテレセントリック性能および長いバックフォーカスを確保することが可能となる。
【００３８】
また、第５レンズ群に関しては縮小倍率で作用して第１〜４レンズ群の合成屈折力を弱める作用をしており、屈折率は１．８５（屈折率は１．７以上、好ましくは１．８２以上であることが望ましい）と大きな材質を選択しており、ペッツバール和を小さくすることができ、さらに、歪曲収差、内向性コマ収差などを低減する効果がある。
【００３９】
上述のような本第１実施例によれば、Ｆ値が１．８と小さい高輝度投写可能で小型の投写レンズを実現することができる。
【００４０】
なお、本実施例のレトロフォーカスズームレンズを第１レンズ群により１．８５ｍにフォーカスしたときの広角端および望遠端での収差図をそれぞれ図５（ａ），（ｂ）に示す。
【００４１】
また、本実施例の条件式（１）〜（５）の数値を以下に示す。
【００４２】
条件式
（１）｜ｆ１｜／ｆ２＝１．３０
（２）｜ｆｗ／ｆ１｜＝０．６０
（３）（５）θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２νｄ）＝０．０１７
（４）（７）ｆ５／ｆｗ＝２．３１
【００４３】
（第２の実施例）
本発明の第２の数値実施例を表２にあげ、断面図を図２に示す。表中、Ｒｉはスクリーン側から第ｉ番目に位置するレンズ面の曲率半径であり、ｄｉは同じく第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面間の距離、Ｎｉは第ｉ番目のレンズを構成するガラスのｄ線に対する屈折率、νｉは同じく第ｉ番目のレンズを構成するガラスのアッベ数をそれぞれ表す。また、特に記載していない部分に関しては第１の実施例と同様である。
【００４４】
また、ＧＢは色合成用のダイクロイックプリズム等の硝子ブロック、およびＬＣＤは液晶表示装置をそれぞれ表す。
【００４５】
本実施例において、物体側より順に負正正正正の５群構成にて成っている。
また、広角端から望遠端への変倍に際して、第１および５レンズ群は固定で全長一定であり、第２〜４レンズ群は拡大共役側に独立に移動している。またスクリーン上での照度を確保するためにも、各レンズ面には多層コートを採用するとよい。
【００４６】
第１負レンズ群内構成に関しては、拡大側より凹凹凸の３枚構成としている。最も拡大共役側に配置されるＧ１レンズをアッベ数が８０以上の特性を有するＯＨＡＲＡ製のｓ−ＦＰＬ５１で設計することにより特に短波長側の倍率色収差を効率よく補正することが可能となっている。
【００４７】
その他の効果については実施例１と同様なので詳細説明は割愛する。
【００４８】
本実施例によれば、Ｆ値が１．８と小さいため高輝度投写可能なレンズを実現できる。なお、本実施例のレトロフォーカスズームレンズを第１レンズ群により１．８５ｍにフォーカスしたときの広角端および望遠端での収差図をそれぞれ図７（ａ），（ｂ）に示す。
【００４９】
また、本実施例の条件式（１）〜（７）の数値を以下に示す。
【００５０】
条件式
（１）｜ｆ１｜／ｆ２＝１．６０
（２）｜ｆｗ／ｆ１｜＝０．５０
（３）（５）θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２νｄ）＝０．０１７
（４）ｆ５／ｆｗ＝２．１９
【００５１】
（第３の実施例）
本発明の第３の数値実施例を表３にあげ、断面図を図３に示す。表中、Ｒｉはスクリーン側から第ｉ番目に位置するレンズ面の曲率半径であり、ｄｉは同じく第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面間の距離、Ｎｉは第ｉ番目のレンズを構成するガラスのｄ線に対する屈折率、νｉは同じく第ｉ番目のレンズを構成するガラスのアッベ数をそれぞれ表す。また、特に記載していない部分に関しては第１の実施例と同様である。
【００５２】
なお、非球面データに関しては以下の関数に従う形状となっている。
【００５３】
Ｚ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ２／ｒ２）｝１／２］＋Ａｙ４＋Ｂｙ６＋Ｃｙ８＋Ｄｙ１０
また、ＧＢは色合成用のダイクロイックプリズム等の硝子ブロック、およびＬＣＤは液晶表示装置をそれぞれ表す。
【００５４】
本実施例において、物体側より順に負正正正正の５群構成にて成っている。また、広角端から望遠端への変倍に際して、第１および５レンズ群は固定で全長一定であり、第２〜４レンズ群は拡大共役側に独立に移動している。またスクリーン上での照度を確保するためにも、各レンズ面には多層コートを採用するとよい。
【００５５】
第１負レンズ群内構成に関しては、拡大側より凹凹凸の３枚構成であり最も拡大側の凹レンズの縮小側面に非球面を採用している。前記非球面は球面硝子の上に薄いプラスチックを成型してなるハイブリッドタイプの非球面であり、主に歪曲収差を効率良く補正している。
【００５６】
また、第４レンズ群中のＧ９についても、非球面レンズを採用しており主に歪曲収差など効率よく補正することができる。本非球面については本例でも、硝子を成形してなる非球面レンズとしている。
【００５７】
また、第５レンズ群に関しては縮小倍率で作用して第１〜４レンズ群の合成屈折力を弱める作用をしており、屈折率は１．７０の材質を選択している。その他の構成および作用については、実施例１と同じなので詳細説明は割愛する。
【００５８】
本実施例によれば、Ｆ値が１．８と小さいため高輝度投写可能なレンズを実現できる。なお、本実施例のレトロフォーカスズームレンズを第１レンズ群により２．１ｍにフォーカスしたときの広角端および望遠端での収差図をそれぞれ図８（ａ），（ｂ）に示す。
【００５９】
また、本実施例の条件式（１）〜（５）の数値を以下に示す。
【００６０】
条件式
（１）｜ｆ１｜／ｆ２＝０．７５
（２）｜ｆｗ／ｆ１｜＝０．５９
（３）（５）θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２νｄ）＝０．０１０
（４）ｆ５／ｆｗ＝３．０６
ここで、上記実施例においては、レンズ群と称しているが、これらはレンズが１枚であってもレンズ群と称するし、２枚以上であっても勿論レンズ群と称するものとする。また、本実施例においては、非球面は２面用いた例と３面用いた例を例示したが、勿論１面しか無い場合でも構わないし、４面以上の非球面を有する構成としても構わない。
【００６１】
また、上記実施例の投写レンズはすべて５群構成であるが、屈折力が弱いレンズがレンズ群の間に配置されていても構わない。例えば、第１群と第２群との間に正の弱い屈折力を有し、変倍中は固定或いは第２群より小さく動くレンズ（複数のレンズであっても構わない）を有していても構わないし、それが負のレンズであっても良いし、第２群と第３群との間、第３群と第４群との間、第４群と第５群との間、或いは第１群より拡大共役側、第５群より縮小共役側に配置されていても構わない。勿論ここで言う、弱い屈折力を有するレンズとは、屈折力を持たない平行平板であっても構わない。ここで、本願発明は、上記実施例に記載した投写レンズ（レトロフォーカスズームレンズ）のみならず、この投写レンズを有する画像表示装置をも包含する。例えば、３つの画像表示素子（赤、緑、青用）と、光源からの光で前記３つの画像表示素子を照明する照明光学系と、前記３つの画像表示素子からの光をスクリーン等の被投影面に投影する、上記実施例に記載した投写レンズとを有する画像表示装置が挙げられる。ここで、画像表示素子は反射型の画像表示素子であることが好ましく、できれば画像表示素子で反射された光は、偏光分離素子（ＰＢＳ）又は偏光分離膜を２回通過（透過しても反射しても構わない）した後、屈折力を有するレンズ群に入射するように構成されていることが望ましい。つまり、ここで言う偏光分離素子又は偏光分離膜は、図１〜４においては、ＧＢ（ガラスブロック）と記載されている部分のことである。また、画像表示素子と偏光分離素子との間、又は画像表示素子と偏光分離膜との間には、１／４λ板が配置されていることが望ましい。
【００６２】
また、本実施例に記載した投写レンズは、撮像装置用の撮像レンズとして用いることも可能である。その場合は、勿論拡大共役側は物体（被写体）側で、縮小共役側がフィルム（ＣＣＤ）面側である。
【００６３】
勿論、本発明の権利範囲は、本実施例に記載した投写レンズ（ズームレンズ）を有するすべての光学機器に及ぶものと考える。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
【表２】
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【００６６】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施例であるレトロフォーカスズームレンズの断面図。
【図２】本発明の第２実施例であるレトロフォーカスズームレンズの断面図。
【図３】本発明の第３実施例であるレトロフォーカスズームレンズの断面図。
【図４】第１実施例の１．８５ｍフォーカス時での収差図。（ａ）は広角端の焦点距離時、（ｂ）は望遠端の焦点距離時の縦収差を示し、それぞれ、球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示す。
【図５】第２実施例の１．８５ｍフォーカス時での収差図。（ａ）は広角端の焦点距離時、（ｂ）は望遠端の焦点距離時の縦収差を示し、それぞれ、球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示す。
【図６】第３実施例の２．１ｍフォーカス時での収差図。（ａ）は広角端の焦点距離時、（ｂ）は望遠端の焦点距離時の縦収差を示し、それぞれ、球面収差、像面湾曲、歪曲収差を示す。
【符号の説明】
【００６８】
Ｉ  第１レンズ群
ＩＩ  第２レンズ群
ＩＩＩ  第３レンズ群
ＩＶ  第４レンズ群
Ｖ  第５レンズ群
ＡＳＰ  非球面
ＬＣＤ  液晶表示装置（像面）
ＧＢ  硝子ブロック（色合成プリズム）
Ｓ  サジタル像面の倒れ
Ｔ  タンジェンシャル像面の倒れ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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