(57)【要約】    【課題】  ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有したズームレンズが得ること。    【解決手段】  縮小側がテレセントリックで、複数のレンズ群で構成されるズームレンズにおいて、各レンズに軸上近軸光線が通るときの高さをｈａ、各レンズに瞳近軸光線が通るときの高さをｈｂとするとき、広角端から望遠端へのズーム範囲中の少なくとも一部のズーム位置でｈｂ／ｈａが最小となる、正レンズＧｐの材料のアッベ数νｄｐ、その正レンズＧｐを含むレンズ群の焦点距離ｆｐ、広角端における全系の焦点距離ｆｗ等を適切に設定したこと。【選択図】  図１
2007206420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縮小側がテレセントリックで、複数のレンズ群で構成されるズームレンズにおいて、該ズームレンズを構成する各レンズに軸上近軸光線が通るときの高さをｈａ、瞳近軸光線が通るときの高さをｈｂとするとき、広角端から望遠端へのズーム範囲中の少なくとも一部のズーム位置でｈｂ／ｈａが最小となる正レンズＧｐの材料のアッベ数をνｄｐ、該正レンズＧｐを含むレンズ群の焦点距離をｆｐ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
νｄｐ＞７５
ｆｗ／ｆｐ＜０．６
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】
縮小側がテレセントリックで、複数のレンズ群で構成されるズームレンズにおいて、レンズ全長をＬとするとき、広角端において拡大側の第１レンズ面から距離０．６Ｌから距離０．９Ｌまでの範囲内に最も有効径が小さい負レンズＧｎが配置されており、該負レンズＧｎから拡大側に距離０．２Ｌの範囲内に正レンズＧｐが配置され、該正レンズＧｐの材料のアッベ数をνｄｐ、該正レンズＧｐを含むレンズ群の焦点距離をｆｐ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
νｄｐ＞７５
ｆｗ／ｆｐ＜０．６
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３】
各レンズに、軸上近軸光線が通るときの高さをｈa、瞳近軸光線が通るときの高さをｈｂとするとき、各レンズのｈｂ／ｈａの値は、前記正レンズＧｐが広角端と望遠端において、いずれも最小であることを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
【請求項４】
前記正レンズＧｐに軸上近軸光線が通るときの高さをｈa、瞳近軸光線が通るときの高さをｈｂとするとき、
｜ｈｂ／ｈａ｜＜０．３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１，２又は３のズームレンズ。
【請求項５】
前記負レンズＧｎの材料のアッベ数をνｄｎとするとき、
νｄｎ＜４０
なる条件を満足することを特徴とする請求項２のズームレンズ。
【請求項６】
前記正レンズＧｐの材料の部分分散比をθｇＦｐとするとき、
θｇＦｐ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ）＞０．０１７
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項７】
前記正レンズＧｐの縮小側に正レンズＧｐ２が配置されており、該正レンズＧｐ２の材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｐ２，θｇＦｐ２とするとき、
θｇＦｐ２（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ２）＞０．００５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項８】
前記正レンズＧｐの拡大側に負レンズＧｎ２が配置されており、該負レンズＧｎ２の材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｎ２，θｇＦｎ２とするとき、
θｇＦｎ２（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｎ２）＞０．０１０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項９】
前記負レンズＧｎ２に正レンズＧｐ３が接合されており、該正レンズＧｐ３の材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｐ３，θｇＦｐ３、接合面の曲率半径をｒａ、接合面の有効径をＤａとするとき
θｇＦｐ３−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ３）＜０．００５
Ｄａ／｜ｒａ｜＞０．２５
なる条件を満足することを特徴とする請求項８のズームレンズ。
【請求項１０】
前記正レンズＧｐの拡大側に正レンズＧｐ４が配置されており、該レンズ正Ｇｐ４の材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｐ４，θｇＦｐ４とするとき、
θｇＦｐ４（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ４）＜−０．００３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項１１】
望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
ｆｔ／ｆｗ＞１．２５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項のズームレンズと、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画上に投射することを特徴とする画像投射装置。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有していることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズに関し、例えば画像情報を所定面上に投射する液晶プロジェクターの投射光学系として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターのズームレンズには、高精細化の要望に応じて色ずれ（倍率色収差）に対して非常に厳しい仕様が要求されている。ズーム比に関しては１．２〜１．３倍程度であり、一眼レフカメラ用の交換レンズ等の仕様に比べるとそれ程大きいものではなかった。それ故、液晶プロジェクター用のズームレンズの設計には、倍率色収差の補正が最大の課題とされ、その課題を解決したズームレンズが提案されている（特許文献１，２）。
【特許文献１】特開２００４−０５４０２１号公報
【特許文献２】特開２００５−０６２２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、液晶プロジェクターに使用されるズームレンズには、高ズーム比化、広画角化、照明光をより高効率で使用するための大口径化、そして全ズーム領域において高い光学性能を有することが強く要望されている。これらの項目は、ズームレンズとして、主に球面収差や倍率色収差を含む諸収差とそれらのズーミングに伴う収差変動に大きく関わっている。
【０００４】
特に、これらの項目のうち、光学性能に大きく影響する倍率色収差と、球面収差のズーミングに伴う変動を少なくすることが要望されている。
【０００５】
しかしながら、倍率色収差と球面収差を全ズーム範囲にわたり良好に補正しつつ高い光学性能を得るには、レンズ構成及び各レンズの材料を適切に設定しなければならない。
【０００６】
本発明は、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のズームレンズは、
◎縮小側がテレセントリックで、複数のレンズ群で構成されるズームレンズにおいて、各レンズに、軸上近軸光線が通るときの高さをｈａ、瞳近軸光線が通るときの高さをｈｂとするとき、広角端から望遠端へのズーム範囲中の少なくとも一部のズーム位置で、ｈｂ／ｈａが最小となる正レンズＧｐの材料のアッベ数をνｄｐ、正レンズＧｐを含むレンズ群の焦点距離をｆｐ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
νｄｐ＞７５
ｆｗ／ｆｐ＜０．６
なる条件を満足することを特徴としている。
【０００８】
◎縮小側がテレセントリックで、複数のレンズ群で構成されるズームレンズにおいて、レンズ全長をＬとするとき、広角端において拡大側の第１レンズ面から距離０．６Ｌから距離０．９Ｌまでの範囲内に最も有効径が小さい負レンズＧｎが配置されており、その負レンズＧｎから拡大側に距離０．２Ｌの範囲内に正レンズＧｐが配置され、その正レンズＧｐの材料のアッベ数をνｄｐ、その正レンズＧｐを含むレンズ群の焦点距離をｆｐ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
νｄｐ＞７５
ｆｗ／ｆｐ＜０．６
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した、ズームレンズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する画像投射装置、撮像装置の実施例について説明する。
【００１１】
図１（Ａ），（Ｂ）は、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）の広角端と望遠端における要部概略図である。
【００１２】
図２、図３は、実施例１においてスクリーンまでの距離（第１レンズ群からの距離）１７６０ｍｍのときの広角端（短焦点距離側）と望遠端（長焦点距離端）における収差図である。
【００１３】
図４（Ａ），（Ｂ）は、実施例２のズームレンズを用いた画像投射装置の広角端と望遠端における要部概略図である。
【００１４】
図５、図６は、実施例２においてスクリーンまでの距離１７６０ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００１５】
図７（Ａ），（Ｂ）は、実施例３のズームレンズを用いた画像投射装置の広角端と望遠端における要部概略図である。
【００１６】
図８、図９は、実施例３においてスクリーンまでの距離２１００ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００１７】
図１０（Ａ），（Ｂ）は、実施例４のズームレンズを用いた画像投射装置の広角端と望遠端における要部概略図である。
【００１８】
図１１、図１２は、実施例４においてスクリーンまでの距離２１００ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００１９】
図１３（Ａ），（Ｂ）は、実施例５のズームレンズを用いた画像投射装置の広角端と望遠端における要部概略図である。
【００２０】
図１４、図１５は、実施例５においてスクリーンまでの距離２１００ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２１】
図１６（Ａ），（Ｂ）は、実施例６のズームレンズを用いた画像投射装置の広角端と望遠端における要部概略図である。
【００２２】
図１７、図１８は、実施例６においてスクリーンまでの距離２１００ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２３】
図１９（Ａ），（Ｂ）は、実施例７のズームレンズを用いた画像投射装置の広角端と望遠端における要部概略図である。
【００２４】
図２０、図２１は、実施例７においてスクリーンまでの距離２１００ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２５】
図２２は、カラー液晶プロジェクターの要部概略図である。
【００２６】
図２３は、撮像装置の要部概略図である。
【００２７】
図１、図４、図７、図１０、図１３、図１６、図１９の実施例１〜７における画像投射装置では、液晶パネルＬＣＤに表示される原画（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。
【００２８】
Ｓはスクリーン面（投影面）、ＬＣＤは液晶パネル（液晶表示素子）であり、ズームレンズＰＬの像面に位置している。スクリーン面Ｓと液晶パネルＬＣＤとは共役関係にあり、一般にはスクリーン面Ｓは距離の長い方の共役点で拡大側（前方）に、液晶パネルＬＣＤは距離の短い方の共役点で縮小側（後方）に相当している。
【００２９】
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、液晶パネルＬＣＤ側が像側となる。
【００３０】
ＳＴＯは開口絞りである。
【００３１】
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である。
【００３２】
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。
【００３３】
ｉを拡大側から縮小側へのレンズ群の順序としたとき、Ｌｉは第ｉレンズ群を示している。
【００３４】
矢印は、広角端から望遠端における各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００３５】
液晶パネルＬＣＤは、縮小側に設けた照明光学系（不図示）からの光で照明されている。
【００３６】
ズームレンズＰＬは、照明光学系との良好な瞳整合性を確保するため、液晶パネルＬＣＤ側（縮小側）の瞳が遠方にある、テレセントリック性を有している。
【００３７】
ガラスブロックＧＢでは、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの液晶パネルの画像を合成する手段、特定の偏光方向のみを選択する手段、偏光の位相を変える手段等を含んでいる。
【００３８】
各実施例のズームレンズＰＬでは、負の屈折力のレンズが先行する（拡大側に位置する）ネガティブリード型の複数のレンズ群を採用することにより、ガラスブロックＧＢを配置するための十分長いバックフォーカスを容易に確保している。
【００３９】
各実施例のズームレンズＰＬは、変倍機能を得るため、いくつかのレンズ群が光軸上を移動し、全系の合成焦点距離を変更している。
【００４０】
図１、図４、図７、図１０の実施例１〜４では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、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を拡大側であるスクリーンＳ側へ独立に移動させている。
【００４１】
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。
【００４２】
図１３、図１６の実施例５、６では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、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をスクリーンＳ側へ独立に移動させている。
【００４３】
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。
【００４４】
図１９の実施例７では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、矢印のように第１レンズ群Ｌ１を拡大側へ凸状の軌跡で移動させている。
【００４５】
又、第２、第３レンズ群Ｌ２、Ｌ３を拡大側へ独立に移動させている。
【００４６】
尚、第４レンズ群Ｌ４は、ズーミングのためには移動しない。
【００４７】
各実施例では、第１レンズ群Ｌ１を光軸上移動させてフォーカスを行っている。
【００４８】
尚、フォーカスは、液晶パネルＬＣＤを移動させて行っても良い。
【００４９】
開口絞りＳＴＯは、図１３、図１６、図１９の実施例５〜７では、第２レンズ群Ｌ２の縮小側に配置している。
【００５０】
又、図７、図１０の実施例３、４では、第３レンズ群Ｌ３の縮小側に配置している。
【００５１】
そして、開口絞りＳＴＯは、ズーミングに際して移動している。
【００５２】
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。
【００５３】
尚、収差図においてＧは波長５５０ｎｍ、Ｒは波長６２０ｎｍ、Ｂは波長４６０ｎｍ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は半画角である。Ｙは像高である。
【００５４】
各実施例のズームレンズは、
νｄｐ＞７５・・・（１）
ｆｗ／ｆｐ＜０．６・・・（２）
なる条件を満足している。
【００５５】
ここで、
νｄｐ： 後述の位置に配置された正レンズＧｐの材料のアッベ数
ｆｐ：正レンズＧｐを含むレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端における全系の焦点距離をｆｗ
である。
【００５６】
正レンズＧｐの位置は、以下の少なくとも一方の条件を満足する位置である。
・各レンズに軸上近軸光線が通るときの高さをｈａ、各レンズに瞳近軸光線がとおる高さをｈｂとするとき、ズーム範囲中の少なくとも一部のズーム位置でｈｂ／ｈａが最小となる位置
・広角端において拡大側の第１レンズ面から距離０．６Ｌから距離０．９Ｌまでの範囲内に最も有効径が小さい負レンズＧｎが存在し、その負レンズＧｎから拡大側に距離０．２Ｌの範囲内にある位置
ここで、拡大側の第１レンズ面より距離０．６Ｌから距離０．９Ｌまでの範囲内とは、負レンズＧｎの拡大側の面における光軸上の点が距離０．６Ｌより縮小側であり、かつ、負レンズＧｎの縮小側の面における光軸上の点が距離０．９Ｌより拡大側にあることを表す。
【００５７】
又、負レンズＧｎよりも拡大側に距離０．２Ｌの範囲内とは、負レンズＧｎの拡大側の面における光軸上の点から、正レンズＧｐの縮小共役側の面における光軸上の点までの距離を表す。
【００５８】
ｇ線、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線に対する材料の屈折率をそれぞれ、Ｎｇ，ＮＦ，ＮＣとする。このときアッベ数νｄ及び後述する部分分散比θｇＦは次のとおりである。
【００５９】
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
近軸軸上光線とは、光学系全系の焦点距離を１に正規化したとき、光学系の光軸と平行に、光軸からの高さを１として入射させた近軸光線である。また瞳近軸光線とは、光学系全系の焦点距離を１に正規化したとき、光軸に対して−４５°で入射する光線の内、光学系の入射瞳と光軸との交点を通過する近軸光線である。光学系の入射角度は、光軸から測って時計回りを正、反時計回りを負とする。
【００６０】
なお、光線は拡大側（本実施例ではスクリーン側）から発するものとする。そしてスクリーンは光学系の左側にあるものとし、スクリーン側から光学系に入射する光線は左側から右へ進むものとする。
【００６１】
条件式（１），（２）を満足する構成をとれば、全ズーム領域で、球面収差の補正を効果的に行うことができる。
【００６２】
仮にｈｂ／ｈａが最小でない、または、条件式（１）の下限を下回るアッベ数の材料を用いた場合、正レンズＧｐをベンディングすると倍率色収差の敏感度が大きくなる。
【００６３】
このため、球面収差の補正の自由度が低下し、良好な光学性能を得るのが難しくなる。
【００６４】
また、正レンズＧｐは、ズーミング時の球面収差の変動を効果的に補正する役割を持つ。このため、条件式（２）の上限を上回るような、変倍を主導するレンズ群内に正レンズＧｐが配置された場合、良好な光学性能を得るのが難しくなる。
【００６５】
また、レンズ全長（第１レンズ面から最終レンズ面までの距離）をＬとした場合、最も有効径が小さい負レンズＧｎを、広角端において拡大側の第１レンズ面から０．６Ｌから０．９Ｌの範囲に配置している。そして負レンズＧｎよりも拡大側の０．２Ｌ以内の位置に条件式（１）を満たす正レンズＧｐを配置している。
【００６６】
ここでは、条件式（１）を満たす正レンズＧｐの配置箇所を幾何的な表現方法を用い、再定義している。
【００６７】
開口絞りＳＴＯより縮小側に配置される負レンズＧｎは、正の屈折力の変倍主導のレンズ群で発生した球面収差や軸上色収差等を補償している。この負レンズＧｎは、倍率色収差を発生させる方向に働いてしまう。
【００６８】
このため、倍率色収差に極力影響を与えないｈｂ／ｈａが小さい位置に配置することが良い。
【００６９】
すなわち、軸外光線高が最も低い位置に配置される負レンズＧｎは、有効径が最も小さくなる。またその位置は、経験的に概ね拡大側の第１レンズ面から距離０．６Ｌから０．９Ｌの範囲内である。
【００７０】
また、負レンズＧｎより拡大側の近傍（拡大側に距離２Ｌの範囲内）には、入射高ｈｂが０になる位置が存在する。これよりこの範囲に配置された正レンズＧｐは、ｈｂ／ｈａが最小という条件と略同義となる。
【００７１】
尚、条件式（１）において、下限値が８５であると、より倍率色収差への敏感度が低くなり、球面収差の補正効果が増すため、好ましい。
【００７２】
各実施例において、各レンズのｈｂ／ｈａの値は、正レンズＧｐが広角端と望遠端において、いずれも最小である。
【００７３】
条件式（１）を満たす正レンズＧｐにおいては、ｈｂ／ｈａが、広角端と望遠端で、ともに最小であることによって、ズーム領域全域で、球面収差を良好に補正するのが容易となる。
【００７４】
また、各実施例では、
｜ｈｂ／ｈａ｜＜０．３・・・・（３）
なる条件を満足している。
【００７５】
レンズＧｐを条件式（３）を満たす位置に配置すると、倍率色収差への敏感度が低くなり、より球面収差の補正効果が得られる。
【００７６】
また、各実施例では、負レンズＧｎの材料のアッベ数をνｄｎとするとき、
νｄｎ＜４０・・・・（４）
なる条件を満足している。
【００７７】
最も有効径が小さい負レンズＧｎは、正の屈折力の変倍主導レンズ群で発生した軸上色収差を効果的に補償する。このため、条件式（４）を満たす硝材を使用することが好ましい。
【００７８】
また、各実施例では、正レンズＧｐの材料の部分分散比をθｇＦｐとするとき、
θｇＦｐ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ）＞０．０１７・・（５）
なる条件を満足している。
【００７９】
「レンズ設計法」松居吉哉著によると、倍率色収差係数Ｔνは、以下で表される。
【００８０】
【数１】
2007206420.tif 000003
【００８１】
尚、本明細書中ではｈをｈａ、
【００８２】
【数２】
2007206420.tif 000004
【００８３】
をｈｂとして表現している。又、
【００８４】
【数３】
2007206420.tif 000005
【００８５】
をαａとして表現している。
【００８６】
この式より明らかなように軸外主光線高ｈｂを小さくすることにより、曲率半径ｒに依存する項の敏感度を下げ、球面収差の自由度を上げることができる。
【００８７】
ここで、正レンズＧｐの光路中の位置では軸外主光線角度αａが比較的大きくなる位置であることから、上式よりαａの項がｒに依存しないため、球面収差に影響を与えずに倍率色収差の補正効果を得られることが分かる。
【００８８】
よって、正レンズＧｐの硝材に、低分散性だけでなく異常分散性を持つ硝材を用いることで、倍率色収差の軽減効果も同時に持たせることができる。
【００８９】
また、正レンズＧｐの光路中の位置ではｈaが大きくなるため軸上色収差を良好に補正する意味でも異常分散性を持つ硝材であることが好ましい。
【００９０】
尚、条件式（５）において、下限値が０．０３３であると、倍率色収差と軸上色収差の補正効果がより大きくなり、好ましい。
【００９１】
各実施例において、条件式（１），（５）を共に満たす材料には、例えば蛍石（ＣａＦ２）等を使用すると良い。
【００９２】
各実施例においては、正レンズＧｐの縮小側に正レンズＧｐ２が配置されている。そして、正レンズＧｐ２の材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｐ２，θｇＦｐ２とするとき、
θｇＦｐ２（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ２）＞０．００５・・（６）
なる条件を満足している。
【００９３】
条件式（１）を満たす正レンズＧｐより縮小側に配置される正レンズＧｐ２に、条件式（６）を満たす硝材を使用すると、倍率色収差の補正効果を得られるため好ましい。
【００９４】
また、各実施例においては、正レンズＧｐの拡大側に負レンズＧｎ２が配置されている。この負レンズＧｎ２の材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｎ２，θｇＦｎ２とするとき、
θｇＦｎ２（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｎ２）＞０．０１０・・（７）
なる条件を満足している。
【００９５】
条件式（１）を満たす正レンズＧｐより拡大側に配置される負レンズＧｎ２に、条件式（７）を満たす硝材を使用すると、倍率色収差の補正効果を得られるため好ましい。
【００９６】
そして、各実施例においては、負レンズＧｎ２に正レンズＧｐ３が接合されている。そして、正レンズＧｐ３の材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄｐ３，θｇＦｐ３、接合面の曲率半径をｒａ、接合面の有効径をＤａとするとき、
θｇＦｐ３−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ３）＜０．００５・・（８）
Ｄａ／｜ｒａ｜＞０．２５・・・・（９）
なる条件を満足している。
【００９７】
条件式（８），（９）を満たすことで、より顕著な倍率色収差補正効果を得られるため、好ましい。
【００９８】
また、各実施例においては、正レンズＧｐの拡大側に正レンズＧｐ４が配置されている。正レンズＧｐ４のアッベ数と部分分散比を各々νｄｐ４，θｇＦｐ４とするとき、
θｇＦｐ４（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ４）＜−０．００３・・（１０）
なる条件を満足している。
【００９９】
条件式（１）を満たす正レンズＧｐより拡大共役側に配置される正レンズＧｐ４に、条件式（１０）を満たす硝材を使用すると倍率色収差の補正効果を得られるため好ましい。
【０１００】
また、各実施例においては、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
ｆｔ／ｆｗ＞１．２５・・・（１２）
なる条件を満足している。
【０１０１】
各実施例におけるズームレンズは、条件式（１２）を満たす場合に、特に効果的である。条件式（１２）の下限値が１．４であると、更に好ましい効果を得ることができる。
【０１０２】
なお、各実施例のズームレンズは、縮小側がテレセントリックである。本発明においてテレセントリックとは、縮小側共役面（液晶パネルＬＣＤ）から縮小側瞳位置までの広角端と望遠端の距離を各々Ｄｐｗ，Ｄｐｔ、レンズ全長（第１レンズ面から最終レンズ面までの距離）をＬとするとき、
０．４＜｜Ｄｐｗ／Ｌ｜
・・・・（１１）
０．４＜｜Ｄｐｔ／Ｌ｜
なる条件をのうち少なくとも一方を満足する場合である。
【０１０３】
テレセントリックな光学系であると、軸外主光線角度αａが大きくなり、より倍率色収差の補正が容易となる。
【０１０４】
各実施例のズームレンズには、少なくとも１枚の非球面レンズを使用することが、諸収差をより良好に補正できるため好ましい。
【０１０５】
以上のように各実施例によれば、高ズーム比、広画角、大口径でありながら、倍率色収差補正と球面収差とそのズーミングに伴う変動を効果的に補正させたテレセントリックなズームレンズを得ることができる。
【０１０６】
以下、各実施例のズームレンズの特徴について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０１０７】
実施例１は、図１に示すような、拡大側より縮小側へ順に、負、正、正、負、正、正の屈折力の第１〜第６レンズ群Ｌ１〜Ｌ６の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）配置より成る、６群構成のズームレンズである。
【０１０８】
以下、各レンズ群の構成は、拡大側より縮小側に順に配置されているものとして説明する。
【０１０９】
第１レンズ群Ｌ１は、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１１、非球面を含む負レンズＧ１２、負レンズＧ１３、縮小側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ１４より成っている。
【０１１０】
負レンズＧ１１では、瞳近軸光線の入射高ｈｂの小さい縮小側の面を、広角化を図るための負の屈折力とし、瞳近軸光線の入射高ｈｂの大きい拡大側の面を歪曲収差の補正効果のある正の屈折力としている。
【０１１１】
また、負レンズＧ１２と、負レンズでＧ１３は、広角化を図るための強い屈折力を有しており、又、歪曲収差の補正を効果的に行っている。
【０１１２】
正レンズＧ１４は、負レンズで発生した諸収差を補正している。
【０１１３】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１と縮小側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ２２との接合レンズＧ２１ａ、拡大側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ２３により構成されている。
【０１１４】
第２レンズ群Ｌ２は、ズーミングのために移動する移動レンズ群であり、４つの移動レンズ群のうち最も強い正の屈折力を有している。ズーミングに際しては、この第２レンズ群Ｌ２の移動により全系の合成焦点距離が大きく変化する。すなわち、第２レンズ群Ｌ２は、移動により全系の主たる変倍を行っている。
【０１１５】
また、第２レンズ群Ｌ２中の正レンズＧ２１と、負レンズＧ２２は、条件式（７）、（８）をそれぞれ満たしている。
【０１１６】
また、その接合面は、条件式（９）を満たしている。瞳近軸光線の入射高ｈｂの大きい第２レンズ群Ｌ２に、２次スペクトルを軽減する硝材を使用することで、倍率色収差を効果的に補正している。
【０１１７】
第３レンズ群Ｌ３は、条件式（１）、（５）を共に満たす正レンズＧ３１より成っている。第３レンズ群Ｌ３は、ズーミングのために移動する移動レンズ群であり、主変倍群である第２レンズ群Ｌ２の移動によって発生する球面収差の変動を補正すると同時に、倍率色収差の補正と軸上色収差の補正を行っている。
【０１１８】
第４レンズ群Ｌ４は、条件式（４）を満たす負レンズＧ４１と拡大側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ４２との接合レンズＧ４１ａより成っている。第４レンズ群Ｌ４は、第２レンズ群Ｌ２で発生した収差を補償している。
【０１１９】
第５レンズ群Ｌ５は、両凸形状の正レンズＧ５１、非球面を含む正レンズＧ５２より成っている。第５レンズ群Ｌ５は、ズーミングのために移動する移動レンズ群であり、全ズーム領域での倍率色収差、像面湾曲を良好に補正している。
【０１２０】
第６レンズ群Ｌ６は、正レンズＧ６１より成っている。第６レンズ群Ｌ６は、第１レンズ群Ｌ１から第５レンズ群Ｌ５までの合成屈折力を弱める働きをしており、高画角化、大口径化に有利な光学作用をしている。
【０１２１】
また、第６レンズ群Ｌ６は、条件式（６）を満たしており、倍率色収差を良好に補正している。
【０１２２】
実施例１のズームレンズのズーム比は、１．６５である。実施例１は、図２、図３に示すように、広角端、望遠端でともに良好な光学特性を有している。
【実施例２】
【０１２３】
実施例２は、図４に示すような、拡大側より縮小側へ順に、負、正、正、正、負、正の屈折力の第１〜第６レンズ群Ｌ１〜Ｌ６の屈折力配置より成る、６群構成のズームレンズである。
【０１２４】
第１レンズ群Ｌ１と第６レンズ群Ｌ６のレンズ構成は、実施例１と同様である。
【０１２５】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１と縮小側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ２２との接合レンズＧ２１ａより構成されている。第２レンズ群Ｌ２は、ズーミングのために移動する移動レンズ群であり、４つの移動レンズ群のうち最も強い正の屈折力を有している。
【０１２６】
また、実施例１と同様、正レンズＧ２１と負レンズＧ２２は、条件式（７）、（８）をそれぞれ満たしている。
【０１２７】
また、その接合面は条件式（９）を満たしている。
【０１２８】
第２レンズ群Ｌ２は、倍率色収差を効果的に補正している。
【０１２９】
第３レンズ群Ｌ３は、拡大側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ３１より成っている。第３レンズ群Ｌ３は、ズーミングに際して移動して、第２レンズ群Ｌ２と共に、変倍を行っている。
【０１３０】
第４レンズ群Ｌ４は、実施例１の第３レンズ群Ｌ３と同様、条件式（１），（５）を共に満たす正レンズＧ４１より成っている。第４レンズ群Ｌ４は、ズーミングのために移動する移動レンズ群であり、変倍主導の第２、第３レンズ群Ｌ２，Ｌ３の移動によって発生する球面収差の変動を補正すると同時に、倍率色収差の補正と軸上色収差の補正を行っている。
【０１３１】
第５レンズ群Ｌ５は、条件式（４）を満たす負レンズＧ５２の両側に正レンズＧ５１，Ｇ５３を貼り合わせた３枚構成の接合レンズＧ５１ａと、非球面を含む正レンズＧ５４と、正レンズＧ５５より成っている。第５レンズ群Ｌ５は、ズーミングのために移動する移動レンズ群であり、変倍主導の第２、第３レンズ群Ｌ２，Ｌ３で発生した収差を補償すると共に、全ズーム領域中の倍率色収差、像面湾曲を良好に補正している。
【０１３２】
実施例２のズーム比は、１．６５である。実施例２は、図５、図６に示すように、広角端、望遠端でともに良好な光学特性を有している。
【実施例３】
【０１３３】
実施例３は、図７に示すように実施例１と同様な、屈折力配置より成る６群構成のズームレンズである。
【０１３４】
第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第６レンズ群Ｌ６のレンズ構成は、実施例２と同様である。
【０１３５】
第１レンズ群Ｌ１は、正レンズＧ１４が両凸形状で構成されている点が、実施例２と異なっている。
【０１３６】
第４レンズ群Ｌ４は、条件式（１）、（５）を共に満たす正レンズＧ４１と、条件式（４）を満たす、負レンズＧ４２との接合レンズＧ４１ａより成っている。
【０１３７】
第４レンズ群Ｌ４は、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３での変倍中に発生する収差を補償すると同時に、球面収差の変動を軽減し、倍率色収差の補正と、軸上色収差の補正を行っている。
【０１３８】
第５レンズ群Ｌ５は、縮小側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ５１、異常分散材料より成る正レンズＧ５２、非球面を含む正レンズＧ５３より成っている。
【０１３９】
第５レンズ群Ｌ５は、ズーミングのために移動する移動レンズ群である。異常分散材料より成る正レンズＧ５２により高次の色収差を効果的に補正している。負レンズＧ５１と正レンズＧ５３により、像面湾曲、非点収差を良好に補正している。
【０１４０】
実施例３ズーム比は、１．７８である。
【０１４１】
実施例３は、図８、図９に示すように、広角端、望遠端でともに良好な光学特性を有している。
【実施例４】
【０１４２】
実施例４は、図１０に示すように、最終レンズ面の縮小側に挿入される光学ブロックの長さが長い、例えば反射型のプロジェクター用のズームレンズである。実施例４は、拡大側より縮小側へ順に、負、正、正、正、正、正の屈折力の第１〜第６レンズ群Ｌ１〜Ｌ６の屈折力配置より成る、６群構成のズームレンズである。
【０１４３】
第４レンズ群４と第６レンズ群Ｌ６の実施構成は、実施例２と同様である。
【０１４４】
第１レンズ群Ｌ１は、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ１１、非球面を含む負レンズＧ１２、負レンズＧ１３より成っている。
【０１４５】
第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３は、実施例２と同様の光学作用をしている。それに加え負レンズＧ１１が、条件式（７）を満たしており、倍率色収差の補正を行っている。
【０１４６】
第２レンズ群Ｌ２は、縮小側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ２１より成っている。第３レンズ群Ｌ３は、拡大側が凸面でメニスカス形状の正レンズＧ３１より成っている。
【０１４７】
第２、第３レンズ群Ｌ２，Ｌ３はズーミングに際して移動しており、これらの移動レンズ群で主たる変倍を行っている。
【０１４８】
また、第３レンズ群Ｌ３の正レンズＧ３１は、条件式（１０）を満たしており、倍率色収差を効果的に補正している。
【０１４９】
第５レンズ群Ｌ５は、条件式（４）を満たす両凹形状の負レンズＧ５１と両凸形状の正レンズＧ５２の接合レンズＧ５１ａと、負レンズＧ５３と正レンズＧ５４の接合レンズＧ５３ａ、両凸形状の正レンズＧ５５より成っている。
【０１５０】
第５レンズ群Ｌ５は、第２〜第４レンズ群で発生した収差を補償する役割と共に、全ズーム領域中の倍率色収差、像面湾曲を良好に補正している。
【０１５１】
実施例４のズーム比は、１．６６である。実施例４は、図１１、図１２に示すように、広角端、望遠端でともに良好な光学特性を有している。
【実施例５】
【０１５２】
実施例５は、図１３に示すような、拡大側より縮小側へ順に、負、正、負、正、正の屈折力の第１〜第５レンズ群Ｌ１〜Ｌ５の屈折力配置より成る、５群構成のズームレンズである。
【０１５３】
実施例５の第２レンズ群Ｌ２は、図７の実施例３における第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３とを一体化した構成となっている。これによって実施例３と同様の効果を得ている。
【０１５４】
実施例５のズーム比は、１．４８である。実施例５は、図１４、図１５に示すように、広角端、望遠端でともに良好な光学特性を有している。
【実施例６】
【０１５５】
実施例６では、図１６に示すような、拡大側より縮小側へ順に、負、正、正、負、正の屈折力の第１〜第５レンズ群Ｌ１〜Ｌ５の屈折力配置より成る、５群構成のズームレンズである。
【０１５６】
実施例６の第１レンズ群Ｌ１は、図１０の実施例４もおける第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とを一体化した構成となっている。これによって実施例４と同様の効果を得ている。
【０１５７】
実施例６のズーム比は、１．４８である。実施例６は、図１７、図１８に示すように、広角端、望遠端でともに良好な光学特性を有している。
【実施例７】
【０１５８】
実施例７は、図１９に示すような、拡大側より縮小側へ順に、負、正、負、正の屈折力の第１〜第４レンズ群Ｌ１〜Ｌ４の屈折力配置より成る、４群構成のズームレンズである。
【０１５９】
実施例７では、第１レンズ群Ｌ１がズーミングのために移動する。実施例７は、図１３の実施例５における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４とを、一体化した構成と略同じである。これによって実施例５と同様の効果を得ている。
【０１６０】
実施例７のズーム比は、１．４８である。実施例７は、図２０、図２１に示すように、広角端、望遠端でともに良好な光学特性を有している。
【０１６１】
次に、前述した正レンズＧｐ、正レンズＧｐ２、正レンズＧｐ３、正レンズＧｐ４、負レンズＧｎ、負レンズＧｎ２と、各実施例のズームレンズを構成するレンズとの対応関係を表―１に示す。
【０１６２】
【表１】
2007206420.tif 000006
【０１６３】
図２２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。
【０１６４】
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パネルに基づく複数の色光の画像情報を色合成手段１０２を介して合成している。そしてズームレンズ１０３でスクリーン面１０４上に拡大投射する画像投射装置を示している。
【０１６５】
図２２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つの光路に合成している。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。
【０１６６】
図２３は本発明の撮像装置の実施例の要部概略図である。本実施形態ではビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置１０６に撮影レンズとして前述したズームレンズを用いた例を示している。
【０１６７】
図２３においては被写体１０９の像を撮影レンズ１０８で感光体１０７に結像し、画像情報を得ている。
【０１６８】
以上のように各実施例によれば、レンズ系全体の小型化を図りつつ、ズーミングに伴う諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した液晶プロジェクター用に好適なズームレンズを達成することができる。
【０１６９】
この他、画像情報を銀塩フィルム、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）上に形成するビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に好適なズームレンズを達成することができる。
【０１７０】
以下に実施例１〜７のズームレンズに各々対応する数値実施例１〜７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面との間の間隔である。ｒｉ，ｄｉの単位はｍｍである。ｎｉとνｉはそれぞれｄ線を基準とした第ｉ番目の光学部材の屈折率、アッベ数を示す。ｆｗ，ｆｔは広角端と望遠端の焦点距離である。ＦｎｏはＦナンバーである。
【０１７１】
また、各レンズにおけるｈｂ／ｈａの値も示している。
【０１７２】
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。
【０１７３】
なお、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０-Z」を意味する。
【０１７４】
レンズ構成と、前述の各条件式１〜１２と数値実施例１〜７における諸数値との関係を表２、表３に示す。
【０１７５】
また、表３には、各実施例における、請求項２の条件に対応する幾何的数値を示す。
【０１７６】
【数４】
2007206420.tif 000007
【０１７７】
【数５】
2007206420.tif 000008
【０１７８】
【数６】
2007206420.tif 000009
【０１７９】
【数７】
2007206420.tif 000010
【０１８０】
【数８】
2007206420.tif 000011
【０１８１】
【数９】
2007206420.tif 000012
【０１８２】
【数１０】
2007206420.tif 000013
【０１８３】
【表２】
2007206420.tif 000014
【０１８４】
【表３】
2007206420.tif 000015
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【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】実施例１のズームレンズの広角端の収差図
【図３】実施例１のズームレンズの望遠端の収差図
【図４】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５】実施例２のズームレンズの広角端の収差図
【図６】実施例２のズームレンズの望遠端の収差図
【図７】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８】実施例３のズームレンズの広角端の収差図
【図９】実施例３のズームレンズの望遠端の収差図
【図１０】実施例４のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図
【図１１】実施例４のズームレンズの広角端の収差図
【図１２】実施例４のズームレンズの望遠端の収差図
【図１３】実施例５のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図
【図１４】実施例５のズームレンズの広角端の収差図
【図１５】実施例５のズームレンズの望遠端の収差図
【図１６】実施例６のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図
【図１７】実施例６のズームレンズの広角端の収差図
【図１８】実施例６のズームレンズの望遠端の収差図
【図１９】実施例７のズームレンズを用いた画像投射装置の要部概略図
【図２０】実施例７のズームレンズの広角端の収差図
【図２１】実施例７のズームレンズの望遠端の収差図
【図２２】カラー液晶プロジェクターの要部概略図
【図２３】撮像装置の要部概略図
【符号の説明】
【０１８６】
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
ＳＴＯ  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
１０１  液晶プロジェクター
１０２  色合成手段
１０３  投射レンズ
１０４  スクリーン
１０５（５Ｂ、５Ｇ、５Ｒ）  液晶パネル
１０６  撮像装置
１０７  撮像手段
１０８  撮影レンズ 
１０９  被写体
【図１】
2007206420.tif 000016
【図２】
2007206420.tif 000017
【図３】
2007206420.tif 000018
【図４】
2007206420.tif 000019
【図５】
2007206420.tif 000020
【図６】
2007206420.tif 000021
【図７】
2007206420.tif 000022
【図８】
2007206420.tif 000023
【図９】
2007206420.tif 000024
【図１０】
2007206420.tif 000025
【図１１】
2007206420.tif 000026
【図１２】
2007206420.tif 000027
【図１３】
2007206420.tif 000028
【図１４】
2007206420.tif 000029
【図１５】
2007206420.tif 000030
【図１６】
2007206420.tif 000031
【図１７】
2007206420.tif 000032
【図１８】
2007206420.tif 000033
【図１９】
2007206420.tif 000034
【図２０】
2007206420.tif 000035
【図２１】
2007206420.tif 000036
【図２２】
2007206420.tif 000037
【図２３】
2007206420.tif 000038