(57)【要約】    【課題】  環境変化による光学性能の変動が少なく、又、ズーミングに伴う諸収差の変動が少なく、画面全体にわたり良好なる光学性能をゆうした、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】  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、拡大側から縮小側へ順に、負レンズＧ１、負レンズＧ２、正レンズＧ３を有し、該負レンズＧ１と負レンズＧ２のうち少なくとも一方の負レンズは非球面形状の面を有し、該負レンズＧ１と負レンズＧ２の合成系の焦点距離ｆ１２、該負レンズＧ１と負レンズＧ２の合成系の後側主点から該正レンズＧ３の前側主点までの距離Ｈｗｐｎ、該一方の負レンズの材料の２５℃からの温度変化に対する屈折率変化量ｄｎ／ｄｔ、広角端における全系の焦点距離ｆｗを各々適切に設定すること。【選択図】図１
2007328163.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、
拡大側から縮小側へ順に、第１負レンズ、第２負レンズ、第１正レンズを有し、該第１負レンズと第２負レンズのうち少なくとも一方の負レンズは非球面形状の面を有し、
該第１負レンズと第２負レンズの合成系の焦点距離をｆ１２、
該第１負レンズと第２負レンズの合成系の後側主点から該第１正レンズの前側主点までの距離をＨｗｐｎ、
該一方の負レンズの材料の２５℃からの温度変化に対する屈折率変化量をｄｎ／ｄｔ、
広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−ｆ１２／ｆｗ＜１．４
−ｆ１２／（Ｈｗｐｎ−ｆ１２）＜０．６
｜ｄｎ／ｄｔ｜＜１．０×１０−５
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】
前記第１正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄ、θｇＦとするとき、
θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄ）＜０．００６
なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１正レンズの焦点距離をｆ３とするとき
ｆ３／ｆｗ＜５．０
なる条件を満足することを特徴とする１又は２のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１負レンズ又は前記第２負レンズの焦点距離をｆｎとするとき、
ｆｎ／ｆｗ＞−４．５
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】
広角端と望遠端における縮小側のレンズ面から縮小側の瞳位置までの距離を各々Ｄｐｗ、Ｄｐｔ、レンズ全長をＬとするとき
１．３＞｜Ｌ／Ｄｐｗ｜
１．３＞｜Ｌ／Ｄｐｔ｜
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項６】
前記複数のレンズ群は拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群であり、ズーミングのためには、該第１、第６レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して該第２〜第５レンズ群が拡大側へ移動し、
前記第１負レンズと第２負レンズは該第１レンズ群中に含まれており、前記第１正レンズは該第２レンズ群中に含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項７】
前記複数のレンズ群は拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群であり、ズーミングのためには、該第１、第６レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して該第２〜第５レンズ群が拡大側へ移動し、
前記第１負レンズ、第２負レンズ、第１正レンズは該第１レンズ群中に含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項８】
前記複数のレンズ群は拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群であり、ズーミングのためには該第１、第６レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して該第２〜第５レンズ群が拡大側へ移動し、
前記第１負レンズと第２負レンズは該第１レンズ群中に含まれており、前記第１正レンズは該第２レンズ群中に含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項９】
前記複数のレンズ群は拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群、正の屈折力の第６レンズ群であり、ズーミングのためには、該第１、第６レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングにさいして該第２〜第５レンズ群が拡大側へ移動し、
前記第１負レンズと第２負レンズは該第１レンズ群中に含まれており、前記第１正レンズは該第２レンズ群中に含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項１０】
前記複数のレンズ群は拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群であり、ズーミングのためには該第１、第５レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２〜第４レンズ群が拡大側へ移動し、
前記第１負レンズと第２負レンズは該第１レンズ群中に含まれており、前記第１正レンズは該第２レンズ群中に含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項１１】
前記複数のレンズ群は拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群であり、ズーミングのためには該第１、第５レンズ群は不動であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、該第２〜第４レンズ群か拡大側へ移動し、
前記第１負レンズと第２負レンズは該第１レンズ群中に含まれており、前記第１正レンズは該第２レンズ群中に含まれていることを特徴とする請求項１〜５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被投射面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】
従来、液晶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）用のズームレンズが種々と提案されている。
【０００３】
液晶プロジェクター用のズームレンズには、近距離で大画面の投射ができ、しかも投射像が鮮明であることから広画角で高解像力であること、特に色ずれ（倍率色収差）が少ないことが要求される。
【０００４】
又プロジェクター内の照明用の光源手段からの発熱によって周囲の温度が上昇するために環境変化によって光学性能が大きく変化しないこと、特にピント変動が少ないことが要望されている。
【０００５】
プロジェクター用のズームレンズとして拡大側に負の屈折力のレンズ群を配置し、広画角化を図ったネガティブリード型のズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【０００６】
又、プロジェクター用のズームレンズとして、諸収差のうち、特に倍率色収差を良好に補正し、色ずれを低減し、光学性能の向上を図ったズームレンズが知られている（特許文献３）。
【０００７】
一方、高解像度の投射像を容易に得るには、ズームレンズ中にプラスチック材より成る非球面レンズを用いるのが有効である。
【０００８】
しかしながらプラスチック材より成る非球面レンズは環境変化に対して光学性能が大きく変化するので硝子材より成る非球面レンズを用いて高解像度の投射像を得るようにしたズームレンズが知られている（特許文献４）。
【特許文献１】特開２００４−０７０３０６号公報
【特許文献２】特開２０００−２７５５１９号公報
【特許文献３】特開２００５−０６２２２５号公報
【特許文献４】特開２００４−２４５８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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、広画角で縮小側がテレセントリックであり、しかも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。
【００１０】
又、環境変化があっても、光学性能の変動、特にピント変動の少ないことが要望されている。
【００１１】
これらの要望を満足するには、ズームタイプ及び各レンズ群のレンズ構成そして各レンズの材料等を適切に設定しなければならない。
【００１２】
本発明は、環境変化による光学性能の変動が少なく、又、ズーミングに伴う諸収差の変動が少なく、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】
【００１３】
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、
拡大側から縮小側へ順に、負レンズＧ１、負レンズＧ２、正レンズＧ３を有し、該負レンズＧ１と負レンズＧ２のうち少なくとも一方の負レンズは非球面形状の面を有し、
該負レンズＧ１と負レンズＧ２の合成系の焦点距離をｆ１２、
該負レンズＧ１と負レンズＧ２の合成系の後側主点から該正レンズＧ３の前側主点までの距離をＨｗｐｎ、
該一方の負レンズの材料の２５℃からの温度変化に対する屈折率変化量をｄｎ／ｄｔ、
広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−ｆ１２／ｆｗ＜１．４
−ｆ１２／（Ｈｗｐｎ−ｆ１２）＜０．６
｜ｄｎ／ｄｔ｜＜１．０×１０−５
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、環境変化による光学性能の変動が少なく、又、ズーミングに伴う諸収差の変動が少なく、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が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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）１８９０ｍｍ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。
【００１８】
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。
【００１９】
図５、図６は、実施例２においてスクリーンまでの距離１８９０ｍｍのときの広角端と望遠端における収差図である。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
図１９は、カラー液晶プロジェクターの要部概略図である。
【００２９】
図２０は、撮像装置の要部概略図である。
【００３０】
図１、図４、図７、図１０、図１３、図１６の実施例１〜６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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
ＳＴＯは開口絞りである。
【００３４】
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。
【００３５】
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（表示ユニット）側はプロジェクター本体に含まれている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
図１、図４、図７、図１０の実施例１〜４は、全体として６つのレンズ群Ｌ１〜Ｌ６より構成している。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。
【００４４】
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。即ち不動である。
【００４５】
図１３、図１６の実施例５、６は全体として５つのレンズ群Ｌ１〜Ｌ５より構成している。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。
【００４６】
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。
【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１、図４、図１３、図１６の実施例１、２、５、６では、第３レンズ群Ｌ３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４レンズ群Ｌ４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４７０ｎｍ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、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である。
【００５５】
そして拡大側から縮小側へ順に、負レンズ（第１負レンズ）Ｇ１、負レンズ（第２負レンズ）Ｇ２、正レンズ（第１正レンズ）Ｇ３を有している。該負レンズＧ１と負レンズＧ２のうち少なくとも一方の負レンズＧｎは非球面形状の面を有している。
【００５６】
負レンズＧ１又は負レンズＧ２の焦点距離をｆｎとする。
【００５７】
負レンズＧ１と負レンズＧ２の合成系の焦点距離をｆ１２とする。
【００５８】
負レンズＧ１と負レンズＧ２の合成系の後側主点から該正レンズＧ３の前側主点までの距離をＨｗｐｎとする。
【００５９】
一方の負レンズＧｎの材料の２５℃からの温度変化（０℃〜４０℃）に対する屈折率変化量をｄｎ／ｄｔとする。
【００６０】
正レンズＧ３の焦点距離をｆ３とする。
【００６１】
正レンズＧ３の材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄ、θｇＦとする。
【００６２】
ｇ線、ｄ線、Ｆ線、Ｃ線に対する材料の屈折率をそれぞれ、Ｎｇ、Ｎｄ、ＮＦ、ＮＣとする。
【００６３】
このときアッベ数νｄ及び部分分散比θｇＦは次のとおりである。
【００６４】
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
広角端と望遠端における縮小側のレンズ面から縮小側の瞳位置までの距離を各々Ｄｐｗ、Ｄｐｔ、レンズ全長を第１レンズ面から最終レンズ面までの距離Ｌとする。広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとする。
【００６５】
このとき
−ｆ１２／ｆｗ＜１．４                    ・・・・・（１）
−ｆ１２／（Ｈｗｐｎ−ｆ１２）＜０．６    ・・・・・（２）
｜ｄｎ／ｄｔ｜＜１．０×１０−５           ・・・・・（３）
θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄ）＜０．００６・・・・・（４）
ｆ３／ｆｗ＜５．０                    ・・・・・（５）
ｆｎ／ｆｗ＞−４．５                  ・・・・・（６）
１．３＞｜Ｌ／Ｄｐｗ｜                
１．３＞｜Ｌ／Ｄｐｔ｜                ・・・・・（７）
なる条件のうち１以上を満足している。
【００６６】
条件式（１）は、正レンズＧ３での軸外主光線の高さｈｂを大きくするための条件式である。上限値を上回ると、正レンズＧ３において、前記強いパワーの負レンズＧ１と負レンズＧ２で発生した倍率色収差を補正する効果が弱くなってしまう。
【００６７】
条件式（２）は負レンズＧ１と負レンズＧ２における軸上光線の高さｈを小さくするための条件式である。上限値を上回ると、負レンズＧ１と負レンズＧ２での球面収差の敏感度が大きくなり、歪曲補正の自由度が失われる。
【００６８】
条件式（３）は、非球面を有する負レンズＧｎの材料の温度変化による屈折率変化の比を表している。上限値を上回ると、温度変化によるピント位置変動や、性能劣化が生じてしまう。
【００６９】
前記正レンズＧ３に条件式（４）を満たす材料を使用することで、負レンズＧ１と負レンズＧ２で発生した倍率色収差を効果的に補正している。
【００７０】
上限値を上回った場合、２次スペクトルの補正効果が弱まり、又倍率色収差が多く発生してくる。
【００７１】
条件式（５）は、正レンズＧ３において効果的に倍率色収差と歪曲の補正を行うと共に、レンズ全長を短縮するための条件式である。上限値を上回るとそれらの効果が十分に得られない。
【００７２】
条件式（６）は、負レンズＧ１または負レンズＧ２を用いて、より広画角化を容易にするための条件式である。下限値を下回ると、十分な広さの画角が得られない。
【００７３】
条件式（７）は各実施例のズームレンズが縮小側がテレセントリックであるための条件である。各実施例において像側がテレセントリックとは、条件式（７）の少なくとも一方を満足する場合である。
【００７４】
条件式（７）の少なくとも一方を満足することによって良好なる像側テレセントリック性を得ている。
【００７５】
尚、各実施例において更に好ましくは条件式（１）〜（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００７６】
−ｆ１２／ｆｗ＜１．３６                  ・・・・・（１ａ）
−ｆ１２／（Ｈｗｐｎ−ｆ１２）＜０．５５  ・・・・・（２ａ）
｜ｄｎ／ｄｔ｜＜０．５×１０−５           ・・・・・（３ａ）
θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄ）＜０・・・・・（４ａ）
ｆ３／ｆｗ＜４．８                    ・・・・・（５ａ）
ｆｎ／ｆｗ＞−４．０                  ・・・・・（６ａ）
１．２＞｜Ｌ／Ｄｐｗ｜                
１．２＞｜Ｌ／Ｄｐｔ｜                ・・・・・（７ａ）
尚、各実施例において、負レンズＧ１と負レンズＧ２との間、または負レンズＧ２と正レンズＧ３のと間に、条件式（５）、（６）に比べて十分弱いパワーのレンズを配置しても良い。このときレンズの焦点距離をｆｅとするとき、
｜ｆｅ｜  ／  ｆｗ  ＞  ６．０
とするのが収差補正上好ましい。
【００７７】
また、更に好ましくは以下の条件式（１ｂ）〜（７ｂ）を満足すると良い。
【００７８】
０．８＜−ｆ１２／ｆｗ                  ・・・・・（１ｂ）
０．１＜−ｆ１２／（Ｈｗｐｎ−ｆ１２）・・・・・（２ｂ）
１．０×１０−７＜｜ｄｎ／ｄｔ｜            ・・・・・（３ｂ）
−０．０３＜θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄ）・・・・（４ｂ）
１．０＜ｆ３／ｆｗ                    ・・・・・（５ｂ）
ｆｎ／ｆｗ＜−１．０                  ・・・・・（６ｂ）
０．８５＞｜Ｌ／Ｄｐｗ｜                
０．８５＞｜Ｌ／Ｄｐｔ｜                ・・・・・（７ｂ）
ここで、条件式（１ｂ）を満足しないと、負レンズＧ１、Ｇ２のパワーが強くなり過ぎて、歪曲収差や倍率色収差が発生してしまう。また、条件式（２ｂ）を満足しないと、負レンズＧ２と正レンズＧ３との間隔が広くなり過ぎて、ズームレンズ全体が大型化してしまう。また、条件式（５ｂ）を満足しないと、正レンズＧ３のパワーが強くなり過ぎて、球面収差等の収差が発生してしまう。また、条件式（６ｂ）を満足しないと、負のパワーが強くなり過ぎて、歪曲収差や倍率色収差等の収差が発生してしまう。
【００７９】
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。
【００８０】
尚、以下の説明において近軸軸上光線とは、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。
【００８１】
また軸外主光線（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。
【００８２】
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。
【００８３】
又、特に断りがない限り各レンズ群のレンズ構成は、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。
【００８４】
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。
【００８５】
第１レンズ群Ｌ１は、拡大側が凸面でメニスカス形状で、非球面を含む負レンズＧ１１と、両凹形状の負レンズＧ１２より成っている。
【００８６】
負レンズＧ１１は、軸外主光線の高さｈｂの小さい縮小側の面に、広角化を得るための負のパワー（屈折力）を備えている。又軸外主光線の高さｈｂの大きい拡大側の面に歪曲収差の補正効果を持つ正のパワーを有し、かつ非球面を用いて歪曲を良好に補正している。
【００８７】
この時、負レンズＧ１１の材料は条件式（３）を満たしており、強いパワーを有していても、温度変化によるピント位置変動や、性能劣化が少ない。
【００８８】
負レンズＧ１２では、高画角化を得るために強いパワーを有している。また、負レンズＧ１１と負レンズＧ１２が条件式（１）を満たすことで、負レンズＧ１２より縮小側に向かう軸外主光線の角度αａを光軸とほぼ平行にし、後述する第２レンズ群Ｌ２の正レンズＧ２１における軸外主光線の高さｈｂを大きくしている。
【００８９】
第２レンズ群Ｌ２は、正のパワーを有する両凸形状の正レンズＧ２１のみからなっている。第１1レンズ群Ｌ１中の負のパワーの負レンズＧ１１と負レンズＧ１２で発生した倍率色収差を、前述したように軸外主光線の高さｈｂが大きい位置で効果的に補正すると共に、歪曲の補正も同時に行っている。
【００９０】
また、条件式（２）を満たすことにより、負レンズＧ１１と負レンズＧ１２での軸上光線の高ｈを十分に絞り、球面収差の敏感度をさげることで、歪曲を補正するときの自由度を大きくしている。
【００９１】
また、正レンズＧ２１の材料に条件式（４）を満たす材料を使用することで、２次スペクトルの補正効果を高めて、倍率色収差の補正を容易にしている。
【００９２】
第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状の正レンズＧ３１と絞りＳＴＯで構成されている。第３レンズ群Ｌ３は、第２レンズ群Ｌ２と同様に、光軸上を移動することにより、全系の合成焦点距離を変化させ、ズーム効果を得ている。
【００９３】
第４レンズ群Ｌ４は、拡大側が凸面でメニスカス形状の負レンズＧ４１と両凸形状の正レンズの接合レンズで構成されている。第４レンズ群Ｌ４は、ズーム主導の第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の移動によって発生する球面収差や軸上色収差等の変動を補正している。この時、軸上光線の高さｈが大きく軸外主光線の高さｈｂが小さい位置に配置することで、倍率色収差の発生を抑えつつ、球面収差と軸上色収差の補正を良好に行っている。
【００９４】
第５レンズ群Ｌ５は、両凹形状の負レンズＧ５１と両凸形状の正レンズＧ５２の接合レンズと、両凸形状の正レンズＧ５３より構成されている。第５レンズ群Ｌ５は全ズーム領域において倍率色収差と像面湾曲を良好に補正している。
【００９５】
第６レンズ群Ｌ６は、両凸形状の正レンズＧ６１より成り、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、高画角化及び大口径化に有利な光学作用をしている。
【００９６】
これらの特徴により、実施例１では図２、図３に示すように、広角端、望遠端ともに良好な光学特性を得ている。
【００９７】
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、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。
【００９８】
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、両凹形状で非球面を含む負レンズＧ１２、両凸形状の正レンズＧ１３より成っている。
【００９９】
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と絞りＳＴＯで構成されている。第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２と同様に光軸上を移動することにより全系の合成焦点距離を変化させ、ズーム効果を得ている。
【０１００】
実施例２においては、実施例１に比べて第２レンズ群Ｌ２での軸外主光線の高さｈｂが小さくなる。第２レンズ群Ｌ２は、ズーミングを主導する役割を果たしている。
【０１０１】
この他のレンズ群の効果は、実施例１と同様である。
【０１０２】
これらの特徴により、実施例１では図５、図６に示すように、広角端、望遠端ともに良好な光学特性を得ている。
【０１０３】
実施例３は、図７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。
【０１０４】
実施例３では、実施例２における第１レンズ群Ｌ１を実施例１のように、２枚の負レンズより成る第１レンズ群Ｌ１と１枚の正レンズより成る第２レンズ群Ｌ２に切り分けることで、ズーミング時の収差変動を軽減している。
【０１０５】
第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４は実施例２の第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３に相当している。
【０１０６】
第５レンズ群Ｌ５は実施例２における第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５を同一のレンズ群としたものに相当している。実施例３では、新たな弱い負のパワーの第５レンズ群Ｌ５を構成し、補償レンズ群としての効果と軸外収差のズーミングによる変動を抑える効果を同時に持たせている。
【０１０７】
この他のレンズ群の構成は実施例２と同じである。
【０１０８】
これらの特徴により、実施例３では、図８、図９にそれぞれ示すように、広角端、望遠端ともに良好な光学特性を得ている。
【０１０９】
実施例４は、図１０に示すような、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。
【０１１０】
実施例４では、実施例２における第１レンズ群Ｌ１を実施例１のように、２枚の負レンズより成る第１レンズ群Ｌ１と１枚の正レンズより成る第２レンズ群Ｌ２に切り分けることで、ズーミング時の収差変動を軽減している。
【０１１１】
第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４は実施例２の第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３に相当している。
【０１１２】
第５レンズ群Ｌ５は実施例２における第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５を同一のレンズ群としたものに相当している。実施例４では、新たな弱い正のパワーの第５レンズ群Ｌ５を構成し、補償レンズ群としての効果と軸外収差のズーミングによる変動を抑える効果を同時に持たせている。
【０１１３】
この他のレンズ群の構成は実施例２と同じである。
【０１１４】
これらの特徴により、実施例４では、図１１、図１２にそれぞれ示すように、広角端、望遠端ともに良好な光学特性を得ている。
【０１１５】
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、正、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。
【０１１６】
実施例５では、実施例１における第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５を同一のレンズ群としたものに相当している。実施例５では、新たに弱い正のパワーの第４レンズ群Ｌ４を構成し、補償レンズ群としての効果と軸外収差のズーミングによる変動を抑える効果を同時に持たせている。
【０１１７】
実施例５の第１、第２、第３、第５レンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ５は実施例１の第１、第２、第３、第６レンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６に相当しており、構成及び技術的効果は実施例１と同じである。
【０１１８】
これらの特徴により、実施例５では、図１４、図１５にそれぞれ示すように、広角端、望遠端ともに良好な光学特性を得ている。
【０１１９】
実施例６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（光学的パワー＝焦点距離の逆数）配置より成る、５群構成のズームレンズである。
【０１２０】
実施例６では、実施例１における第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５を同一のレンズ群としたものに相当している。実施例６では、新たに弱い負のパワーの第４レンズ群Ｌ４を構成し、補償レンズ群としての効果と軸外収差のズーミングによる変動を抑える効果を同時に持たせている。
【０１２１】
実施例６の第１、第２、第３、第５レンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ５は実施例１の第１、第２、第３、第６レンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６に相当しており、構成及び技術的効果は実施例１と同じである。
【０１２２】
これらの特徴により、実施例６では、図１４、図１５にそれぞれ示すように、広角端、望遠端ともに良好な光学特性を得ている。
【０１２３】
図１９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。
【０１２４】
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（被投射面）１０４上に拡大投射する画像投射装置を示している。
【０１２５】
図１９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。
【０１２６】
図２０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。
【０１２７】
図２０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（被写体からの光を感光体で受光し）、画像情報を得ている。ここで、感光体とは、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）等である。
【０１２８】
以上のような各実施例によれば、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。
【０１２９】
この他、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、画像情報（被写体の像）を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。
【０１３０】
以下に実施例１〜６のズームレンズに各々対応する数値実施例１〜６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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
なお、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。
【０１３３】
レンズ構成と、前述の各条件式１〜７と数値実施例１〜６における諸数値との関係を表１に示す。
【０１３４】
尚、表−１において条件式（６）に関しては負レンズＧ１と負レンズＧ２の焦点距離を各々ｆ１、ｆ２として双方について示している。
【０１３５】
【数１】
2007328163.tif 000003
【０１３６】
【数２】
2007328163.tif 000004
【０１３７】
【数３】
2007328163.tif 000005
【０１３８】
【数４】
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【０１３９】
【数５】
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【０１４０】
【数６】
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【０１４１】
【表１】
2007328163.tif 000009
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【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】カラー液晶プロジェクターの要部概略図
【図２０】撮像装置の要部概略図
【符号の説明】
【０１４３】
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】
2007328163.tif 000010
【図２】
2007328163.tif 000011
【図３】
2007328163.tif 000012
【図４】
2007328163.tif 000013
【図５】
2007328163.tif 000014
【図６】
2007328163.tif 000015
【図７】
2007328163.tif 000016
【図８】
2007328163.tif 000017
【図９】
2007328163.tif 000018
【図１０】
2007328163.tif 000019
【図１１】
2007328163.tif 000020
【図１２】
2007328163.tif 000021
【図１３】
2007328163.tif 000022
【図１４】
2007328163.tif 000023
【図１５】
2007328163.tif 000024
【図１６】
2007328163.tif 000025
【図１７】
2007328163.tif 000026
【図１８】
2007328163.tif 000027
【図１９】
2007328163.tif 000028
【図２０】
2007328163.tif 000029