(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡大側から順に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群、全体で正の屈折力を有する第２レンズ群、全体で負の屈折力を有する第３レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群は変倍動作中固定されており、主に変倍を担う前記第３レンズ群は広角端から望遠端への変倍動作により拡大側から縮小側方向へと光軸上を移動し、同時に前記第２レンズ群も連動して光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成しており、前記第１レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（１）を満足しており、前記第３レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（２）を満足しており、前記第３レンズ群の変倍に関する倍率の変化に関して下記条件式（３）を満足していることを特徴とするズームレンズ。
（１）      −０．０５ ＜ｆw／ｆI ＜ ０．２
（２）      −０．５ ＜ ｆw／ｆIII ＜ −０．３
（３）      ０．８ ＜ √（ｍIIIw＊ｍIIIt ）＜ １．３
ただし、
ｆw   ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
（第１レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離１７００ｍｍに合焦状態）
ｆI   ：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆIII ：第３レンズ群の合成焦点距離
ｍIIIw：広角端配置における第３レンズ群の合成倍率
ｍIIIt：望遠端配置における第３レンズ群の合成倍率
【請求項２】
前記第１レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸のメニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）または負レンズと正レンズの接合系、負レンズ、正レンズ及び正レンズを配して構成され、前記第１レンズ群の最も拡大側と最も縮小側の面の近軸光線高さの関係に関して下記条件式（４）を満足し、最も拡大側に配置される負レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（５）を満足し、最も縮小側に配置される正レンズの縮小側面の形状に関して下記条件式（６）を満足し、拡大側に配置される二枚の負レンズの硝材の特性に関して下記条件式（７）及び下記条件式（８）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（４）      ０．３５ ＜ ＰＨI1／ＰＨIL ＜ ０．５５
（５）      ０．４５ ＜ｆw／ｒI1 ＜ ０．８５
（６）      −１．０ ＜ｆw／ｒIL ＜ −０．７５
（７）      １．６５ ＜ （ＮI1＋ＮI2）／２
（８）      ３７ ＜ （ＶI1＋ＶI2）／２ ＜ ６０
ただし、
ＰＨI1：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の近軸光線高さ
ＰＨIL：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の近軸光線高さ
ｒI1  ：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｒIL  ：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
ＮI1  ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
ＮI2  ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
ＶI1  ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのアッベ数
ＶI2  ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのアッベ数
【請求項３】
前記第２レンズ群は正レンズにて構成され、前記第３レンズ群は、拡大側から順に負レンズと正レンズの接合系にて構成され、前記第２レンズ群を構成する正レンズのパワーに関して下記条件式（９）を満足し、前記第３レンズ群を構成する負、正レンズのアッベ数に関して下記条件式（１０）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（９）      ０．０３ ＜ ｆw／ｆII ＜ ０．２
（１０）    １５ ＜ ＶIII1−ＶIII2
ただし、
ｆII  ：第２レンズ群の合成焦点距離
ＶIII1：第３レンズ群の拡大側に配置される負レンズのアッべ数
ＶIII2：第３レンズ群の縮小側に配置される正レンズのアッべ数
【請求項４】
前記第４レンズ群は、拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第４ａレンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４ｂレンズ群を配して構成され、前記第４ａレンズ群は、拡大側から順に一枚乃至二枚の正レンズ及び負レンズを配して構成され、続く前記第４ｂレンズ群は、拡大側から順に正レンズ、正レンズ及び負レンズと正レンズの接合系を配して構成され、前記第４ａレンズ群において、最も拡大側に配置される正レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（１１）を満足しており、最も縮小側に配置される負レンズに配分されるパワーに関して下記条件式（１２）を満足しており、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１３）を満足しており、前記第４ｂレンズ群において、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１４）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（１１）    ０．３ ＜ ｆw／ｒIVa1 ＜ ０．６
（１２）    −０．８５ ＜ ｆw／ｆIVaL ＜ −０．６５
（１３）    ２０ ＜ ＶIVaP ＜ ３７
（１４）    ５０ ＜ ＶIVbP
ただし、
ｒIVa1：第４ａレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｆIVaL：第４ａレンズ群で最も縮小側に配置される負レンズの焦点距離
ＶIVaP：第４ａレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値
ＶIVbP：第４ｂレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値
【請求項５】
前記請求項１から前記請求項４の少なくともいずれかの１項に記載されるズームレンズを搭載していることを特徴としたプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にＤＭＤなどの光の反射方向を変えて画像を形成するライトバルブからの画像をスクリーンその他に拡大投射するレンズ口径が小さくコンパクトなズームレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタ装置のライトバルブとしてＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いた製品が急速に普及してきている。プロジェクタ装置においてライトバルブとしてこのＤＭＤを用いる場合、使用する投射用レンズに関して、幾つかのＤＭＤ特有の制約が発生する。
【０００３】
第１の制約は小型のプロジェクタ装置を開発する上で最大の制約とも考えられる投射用レンズのＦ値に関するものである。現在、ＤＭＤにおいて、画像を生成する際にマイクロミラーのＯＮ及びＯＦＦを表現するために旋回する角度は±１２°であり、これにより有効な反射光（有効光）と無効な反射光（無効光）とを切り替えている。従って、ＤＭＤをライトバルブとしたプロジェクタ装置においては有効光をとらえる必要があると共に無効光を捉えないことが条件となり、この条件から投射用レンズのＦ値を導くことが出来、すなわちＦ＝２．４となる。実際にはさらに少しでも光量を取り込みたいという要望があるため、実害のない範囲でのコントラストの低下などに配慮した上で更なる小さなＦ値を要求されることも多い。また、この様な条件は投射用レンズのライトバルブ側の瞳の位置が一定という条件のもとで成立しているため、ズームレンズなどの瞳位置が移動する場合は、移動した分、光量のロスなどが生ずるため、一般的には明るさが問題となりやすい広角端で瞳位置を最適化するなどの配慮も必要となる。第２の制約は光源系との配置に関するものである。小型化の為には投射用レンズのイメージサークルはなるべく小さくしたい為に、ＤＭＤに投射用の光束を入力する光源系の配置は限られてしまう。前述のＤＭＤからの有効光を投射用レンズに入力するには、光源系を投射用レンズとほぼ同じ方向（隣り合わせ）に設置することとなる。また投射用レンズの最もライトバルブ側レンズとライトバルブとの間（すなわち一般的にはバックフォーカス）を投射系と光源系との両光学系で使用することになり、投射用レンズには大きなバックフォーカスを設けなければならないと同時に、光源からの導光スペースを確保するために、ライトバルブ側のレンズ系を小さく設計する必要が生ずる。このことは投射用レンズの光学設計の立場から考えると、投射用レンズの後方付近にライトバルブ側の瞳位置が来るように設計するという制約となる。その一方で、投射用レンズの性能を向上するためには、多数のレンズを組み合わせる必要があり、多数枚のレンズを配置すると投射用レンズの全長は有る程度の長さが必要となり、投射用レンズの全長が長くなれば、入射瞳位置が後方にあるレンズでは当然のことながら前方のレンズ径が大きくなってしまうという小型化とは相反する問題となる。
【０００４】
この様に、開発を行う上の大きな制約はあるものの、ライトバルブとしてＤＭＤを採用するプロジェクタ装置は、小型化の上で他の方式よりも有利とされており、現在ではプレゼンテーションを行う際に便利なデータプロジェクタを中心として、携帯可能なコンパクトなものが広く普及してきている。また装置自体をコンパクトに構成するためには、当然のことながら使用される投射用レンズに関しても、コンパクト化の要望は非常に強く、もう一方では、多機能化という要望もあり、諸収差の補正の結果としての画質に関する性能が使用するＤＭＤの仕様を充分満足することはもちろんのこと、利便性の点ではズーム構成による変倍が可能というだけではなく、ＤＭＤの中心と投射レンズの光軸をずらした、いわゆるシフト構成を採用するためにイメージサークルが大きいものを要求するようになりレンズのその広角端の画角の大きい物が要求されるようになってきた。このような仕様で開発された投射用レンズは、コスト面や生産面では不利となる非球面レンズの採用も考慮しなければならず、そうしたとしても前群レンズの口径が要望よりどうしても大きくなりがちで、プロジェクタ装置の厚さ寸法に大きな影響を及ぼすことになる。しかしながら、携帯可能であることを前提としたプロジェクタ装置において厚さ寸法を小さくすることはノート型パーソナルコンピュータなどと共に持ち歩くことの多い使われ方をするプロジェクタ装置では、最も重要な要素であるとも言える。この問題を解決する手段として、例えば特開２００７−１４０４７４号公報（特許文献１）に開示されているような投射用レンズのコンパクト化設計方法の一例があり、プロジェクタ装置の小型化に効果的であることが既に知られているが、この発明の実施例によれば非球面レンズを２枚使用しており、コスト面や生産性を考慮に入れると、製品を提供する上で全てに有効な設計手段であるとは言い難い。
【特許文献１】特開２００７−１４０４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑み、ＤＭＤなどの光の反射方向を変えて画像を形成するライトバルブの特性に適しており、ライトバルブからの画像をスクリーン上或いはその他の壁面等に拡大投射する用途において結像性能が高く、さらにレンズ口径が小さくコンパクトなズームレンズを実現し、コンパクトで明るく、小さな会議室等の限られたスペースでも大きな画面を投射可能な高画質で非球面レンズを使用せず、コストや生産性をも考慮した薄型のプロジェクタ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】
【０００６】
請求項１記載の発明は、拡大側から順に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群、全体で正の屈折力を有する第２レンズ群、全体で負の屈折力を有する第３レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群は変倍動作中固定されており、主に変倍を担う前記第３レンズ群は広角端から望遠端への変倍動作により拡大側から縮小側方向へと光軸上を移動し、同時に前記第２レンズ群も連動して光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成しており、前記第１レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（１）を満足しており、前記第３レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（２）を満足しており、前記第３レンズ群の変倍に関する倍率の変化に関して下記条件式（３）を満足していることを特徴とするズームレンズである。
（１）      −０．０５ ＜ｆw／ｆI ＜ ０．２
（２）      −０．５ ＜ ｆw／ｆIII ＜ −０．３
（３）      ０．８ ＜ √（ｍIIIw＊ｍIIIt ）＜ １．３
ただし、
ｆw   ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
（第１レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離１７００ｍｍに合焦状態）
ｆI   ：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆIII ：第３レンズ群の合成焦点距離
ｍIIIw：広角端配置における第３レンズ群の合成倍率
ｍIIIt：望遠端配置における第３レンズ群の合成倍率
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記第１レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸のメニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）または負レンズと正レンズの接合系、負レンズ、正レンズ及び正レンズを配して構成され、前記第１レンズ群の最も拡大側と最も縮小側の面の近軸光線高さの関係に関して下記条件式（４）を満足し、最も拡大側に配置される負レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（５）を満足し、最も縮小側に配置される正レンズの縮小側面の形状に関して下記条件式（６）を満足し、拡大側に配置される二枚の負レンズの硝材の特性に関して下記条件式（７）及び下記条件式（８）を満足していることを特徴とする。
（４）      ０．３５ ＜ ＰＨI1／ＰＨIL ＜ ０．５５
（５）      ０．４５ ＜ｆw／ｒI1 ＜ ０．８５
（６）      −１．０ ＜ｆw／ｒIL ＜ −０．７５
（７）      １．６５ ＜ （ＮI1＋ＮI2）／２
（８）      ３７ ＜ （ＶI1＋ＶI2）／２ ＜ ６０
ただし、
ＰＨI1：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の近軸光線高さ
ＰＨIL：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の近軸光線高さ
ｒI1  ：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｒIL  ：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
ＮI1  ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
ＮI2  ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
ＶI1  ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのアッベ数
ＶI2  ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのアッベ数
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記第２レンズ群は正レンズにて構成され、前記第３レンズ群は、拡大側から順に負レンズと正レンズの接合系にて構成され、前記第２レンズ群を構成する正レンズのパワーに関して下記条件式（９）を満足し、前記第３レンズ群を構成する負、正レンズのアッベ数に関して下記条件式（１０）を満足していることを特徴とする。
（９）      ０．０３ ＜ ｆw／ｆII ＜ ０．２
（１０）      １５ ＜ ＶIII1−ＶIII2
ただし、
ｆII  ：第２レンズ群の合成焦点距離
ＶIII1：第３レンズ群の拡大側に配置される負レンズのアッべ数
ＶIII2：第３レンズ群の縮小側に配置される正レンズのアッべ数
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記第４レンズ群は、拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第４ａレンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４ｂレンズ群を配して構成され、前記第４ａレンズ群は、拡大側から順に一枚乃至二枚の正レンズ及び負レンズを配して構成され、続く前記第４ｂレンズ群は、拡大側から順に正レンズ、正レンズ及び負レンズと正レンズの接合系を配して構成され、前記第４ａレンズ群において、最も拡大側に配置される正レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（１１）を満足しており、最も縮小側に配置される負レンズに配分されるパワーに関して下記条件式（１２）を満足しており、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１３）を満足しており、前記第４ｂレンズ群において、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１４）を満足していることを特徴とする。
（１１）    ０．３ ＜ ｆw／ｒIVa1 ＜ ０．６
（１２）    −０．８５ ＜ ｆw／ｆIVaL ＜ −０．６５
（１３）    ２０ ＜ ＶIVaP ＜ ３７
（１４）    ５０ ＜ ＶIVbP
ただし、
ｒIVa1：第４ａレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｆIVaL：第４ａレンズ群で最も縮小側に配置される負レンズの焦点距離
ＶIVaP：第４ａレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値
ＶIVbP：第４ｂレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記請求項１から前記請求項４の少なくともいずれかの１項に記載されるズームレンズを搭載していることを特徴としたプロジェクタ装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＤＭＤなどのライトバルブの特性に適した結像性能が高くコンパクトでコスト面や生産面でも効果的なズームレンズを実現し、コンパクトで明るく、高画質のプロジェクタを安価に提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のズームレンズは、拡大側から順に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群、全体で正の屈折力を有する第２レンズ群、全体で負の屈折力を有する第３レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群は変倍動作中固定されており、主に変倍を担う前記第３レンズ群は広角端から望遠端への変倍動作により拡大側から縮小側方向へと光軸上を移動し、同時に前記第２レンズ群も連動して光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成しており、前記第１レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（１）を満足しており、前記第３レンズ群に設定されるパワーに関して下記条件式（２）を満足しており、前記第３レンズ群の変倍に関する倍率の変化に関して下記条件式（３）を満足していることを特徴とする。
（１）−０．０５ ＜ｆw／ｆI ＜ ０．２
（２）−０．５ ＜ ｆw／ｆIII ＜ −０．３
（３）０．８ ＜ √（ｍIIIw＊ｍIIIt ）＜ １．３
ただし、
ｆw   ：広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
（第１レンズ群の最も拡大側面からの拡大側物体距離１７００ｍｍに合焦状態）
ｆI   ：第１レンズ群の合成焦点距離
ｆIII ：第３レンズ群の合成焦点距離
ｍIIIw：広角端配置における第３レンズ群の合成倍率
ｍIIIt：望遠端配置における第３レンズ群の合成倍率
【００１３】
本発明のズームレンズは、基本的には前述のように第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群の４つのレンズ群から構成され、それらレンズ群の有するパワーは、拡大側から順に正、正、負、正の順で配分し構成されている。この適切なパワー配置によりプロジェクタ用ズームレンズとしては広角側からの比較的高いズーム比と光学性能を獲得し、さらに全長及び外形の小型化を達成している。このうち特に変倍中固定されている第１レンズ群は、全体としては比較的小さな正のパワーを有しているが、群内部のパワー構成を見ると拡大側に負のパワー、縮小側に正のパワーが集中する構成をとっていることがわかるが、これはこの第１レンズ群が広角化のためのアフォーカルコンバータの役割が大きいことによる。しかしながら前述のように全体としては正のパワーを有していることは小型化と高性能のバランスをとるものであり上限を超えると第１レンズ群のパワーは過大となり、小型化には有利である一方諸収差が劣化し、下限を超えるとレンズ系が大型化して目的の仕様に達することが出来ない。また、第３レンズ群は変倍を司るバリエータにあたるレンズ群であるが、この群のパワーはその移動量と密接に関連し小型化と諸収差補正の為に重要である。条件式（２）において、上限を超えると第３レンズ群の負のパワーが小さくなり変倍のための移動量が増大してしまい、下限を超えて負のパワーが大きくなると小型化には有利だが各レンズエレメントの過度のパワーの負担のため諸収差を劣化、または変倍による諸収差の変動が大きくなる。条件式（３）は、同様に変倍を司っている第３レンズ群の動作倍率に関してのものであり、少ない移動量で大きなズーム比を得るための条件である。すなわち、第３レンズ群を、その倍率が−１倍前後で作用させることで、収差変動と移動量を共に小さくすることが可能となる。したがって上限を超えると第３レンズ群縮小側（第３レンズ群と第４レンズ群の間隔）の移動スペースが大きくなると共に収差が増幅され、下限を超えると第３レンズ群拡大側（第２レンズ群と第３レンズ群の間隔）のスペースが大きくなり小型化が困難となる。
【００１４】
また、前記第１レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凸のメニスカス形状で負の屈折力を有するレンズ（以下負レンズ）、負レンズ、正の屈折力を有するレンズ（以下正レンズ）または負レンズと正レンズの接合系、負レンズ、正レンズ及び正レンズを配して構成され、前記第１レンズ群の最も拡大側と最も縮小側の面の近軸光線高さの関係に関して下記条件式（４）を満足し、最も拡大側に配置される負レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（５）を満足し、最も縮小側に配置される正レンズの縮小側面の形状に関して下記条件式（６）を満足し、拡大側に配置される二枚の負レンズの硝材の特性に関して下記条件式（７）及び下記条件式（８）を満足していることが望ましい。
（４）０．３５ ＜ ＰＨI1／ＰＨIL ＜ ０．５５
（５）０．４５ ＜ｆw／ｒI1 ＜ ０．８５
（６）−１．０ ＜ｆw／ｒIL ＜ −０．７５
（７）１．６５ ＜ （ＮI1＋ＮI2）／２ 
（８）３７ ＜ （ＶI1＋ＶI2）／２ ＜ ６０
ただし、
ＰＨI1：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の近軸光線高さ
ＰＨIL：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の近軸光線高さ
ｒI1  ：第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｒIL  ：第１レンズ群で最も縮小側に配置されるレンズの縮小側面の曲率半径
ＮI1  ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
ＮI2  ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのｄ線に対する屈折率
ＶI1  ：第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズのアッベ数
ＶI2  ：第１レンズ群を構成する拡大側より二番目に配置されるレンズのアッベ数
【００１５】
本発明のズームレンズにおける第１レンズ群は、前述のようにワイドコンバータの役割をはたし、これにより広角化を達成しているが、条件式（４）は、このコンバータとしてのほぼ倍率に相当する。条件式（４）で上限を超えるとワイドコンバータとしての効果が小さくなりすぎ広角化が困難となり、逆に下限を超えると広角化には有利であるが、第１レンズ群のパワーが過大となる為、諸収差が劣化してしまう。条件式（５）は、画角の大きな光線が光学系の最初のレンズ面、すなわち第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面に入射する際の屈折の量を制限することにより歪曲、像面湾曲などの諸収差の発生を小さくする条件であり、上限を超えてこの第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径が小さくなると、当該レンズの縮小側面はさらに大きな曲率をもつことになり、これによって収差が過大となる。逆に下限を超えて第１レンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径が大きくなると、入射光束が当該面で大きく屈折され、この面における収差発生が過大となる。条件式（６）は、第１レンズ群の最終面すなわち最も縮小側の面の形状に関しての条件で、当該面は縮小側レンズエレメントの有効径の小型化を達成しつつ系全体における諸収差の補正作用に大きな影響を持つ。上限を超えると特に球面収差、コマ収差の補正が不十分になり、下限を超えると周辺光束のコマフレアーが過大となる。
【００１６】
条件式（７）は、第１レンズ群中、特に単独で強い負のパワーをもつ最も拡大側に配置されるレンズ及び二番目に配置されるレンズの屈折率条件である。これらのレンズの屈折率を条件式（７）で示されるように大きく保つことによりペッツバール和を適切に保ち像面湾曲を補正している。条件式（７）で下限を超えるとペッツバール和が過小になり、周辺部像面湾曲が補正過剰となってしまう。条件式（８）は、第１レンズ群の色補正条件である。前述のように、第１レンズ群を構成する最も拡大側に配置されるレンズ及び二番目に配置されるレンズは強い負のパワーを有していることで、群全体としての色収差の影響も大きく、すなわち支配的といえる。したがって条件式（８）のように適切な値にする必要がある。下限を超えると色収差の発生が過大となり、逆に上限を超えると色収差の発生が過小となるが、後続するレンズ群との色収差をはじめとする諸収差をキャンセルすることによる低減効果が不十分となりこの場合も性能が低下する。
【００１７】
また、前記第２レンズ群は正レンズにて構成され、前記第３レンズ群は、拡大側から順に負レンズと正レンズの接合系にて構成され、前記第２レンズ群を構成する正レンズのパワーに関して下記条件式（９）を満足し、前記第３レンズ群を構成する負、正レンズのアッベ数に関して下記条件式（１０）を満足していることが望ましい。
（９）０．０３ ＜ ｆw／ｆII ＜ ０．２
（１０）１５ ＜ ＶIII1−ＶIII2
ただし、
ｆII  ：第２レンズ群の合成焦点距離
ＶIII1：第３レンズ群の拡大側に配置される負レンズのアッべ数
ＶIII2：第３レンズ群の縮小側に配置される正レンズのアッべ数
【００１８】
条件式（９）は、変倍時にはコンペンセータとして機能している第２レンズ群のパワーに関するものである。フォーカシングの機能を兼ねるのも良い。この場合、少ない移動量を得ることは変倍による収差変動を小さく維持する上で重要であり、フォーカシングによる収差変動に関しても有効に働く。したがって、上限を超える条件では、収差の悪化が生ずるので好ましくなく、逆に下限を超えると変倍による収差変動が問題となる。条件式（１０）は、第３レンズ群の色収差補正条件である。下限を超えると補正が不十分となり、変倍時の色収差変動が過大となる。
【００１９】
また、前記第４レンズ群は、拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第４ａレンズ群及び全体で正の屈折力を有する第４ｂレンズ群を配して構成され、前記第４ａレンズ群は、拡大側から順に一枚乃至二枚の正レンズ及び負レンズを配して構成され、続く前記第４ｂレンズ群は、拡大側から順に正レンズ、正レンズ及び負レンズと正レンズの接合系を配して構成され、前記第４ａレンズ群において、最も拡大側に配置される正レンズの拡大側面の形状に関して下記条件式（１１）を満足しており、最も縮小側に配置される負レンズに配分されるパワーに関して下記条件式（１２）を満足しており、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１３）を満足しており、前記第４ｂレンズ群において、構成する各正レンズの分散に関して下記条件式（１４）を満足していることが望ましい。
（１１）０．３ ＜ ｆw／ｒIVa1 ＜ ０．６
（１２）−０．８５ ＜ ｆw／ｆIVaL ＜ −０．６５
（１３）２０ ＜ ＶIVaP ＜ ３７
（１４）５０ ＜ ＶIVbP
ただし、
ｒIVa1：第４ａレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面の曲率半径
ｆIVaL：第４ａレンズ群で最も縮小側に配置される負レンズの焦点距離
ＶIVaP：第４ａレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値
ＶIVbP：第４ｂレンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値
【００２０】
本発明のズームレンズにおける第４レンズ群は前述のように、拡大側から順に負のパワーを持つ第４ａレンズ群及び正のパワーを持つ第４ｂレンズ群から成る構成であり、このことは第４レンズ群と第５レンズ群の間に大きなスペース（いわゆるバックフォーカスにあたる）を確保する上で非常に有効である。条件式（１１）は、収差補正の条件であり、第３レンズ群からの強い発散光束を補正しつつ、以降のレンズ群に伝えるものである。上限を超えると、第４ａレンズ群で最も拡大側に配置されるレンズの拡大側面である当該面での球面収差補正作用が不十分となり、下限を超えると逆に過度のアンダーな球面収差が発生すると共に、軸外光束に対しては大きなコマ収差を生じてどちらも性能的に問題を生ずる。条件式（１２）は、第４ａレンズ群中、縮小側に配置される強い負のパワーをもつレンズに関する。第４ａレンズ群の拡大側に配置される一枚乃至二枚の正レンズにより発生する収差をキャンセルすることで低減し、さらに第４ａレンズ群全体として負のパワーを持たせバックフォーカスを確保する役割を果たす為には条件式（１２）で示されるのような大きなパワーが適切である。上限を超えると負のパワーが小さくなりバックフォーカスが短くなりやすく、下限を超えると負パワーが過大になりバックフォーカスを確保する上では有利であるが、ペッツバール和が過小となり周辺部像面湾曲が劣化する。同様に条件式（１３）は、第４ａレンズ群の色補正条件である。第４ａレンズ群全体として負のパワーを有することから当該レンズ群を構成する各正レンズのアッベ数の平均値は小さな値をもつ必要がある。条件式（１３）で上限または下限を超えると色収差のバランスが崩れることにより性能が低下する。条件式（１４）は、第４ｂレンズ群の特に倍率色収差の補正条件に関するものである。第４ｂレンズ群に於いて周辺光束は当該レンズ群の周辺部（各面の光線高が大きい位置）を通過することから、色消し不足が生じている場合縮小側像面における周辺部の倍率色収差となって顕著に現れる。一方で第４ｂレンズ群は全体で正のパワーを有することから第４ｂレンズ群の正レンズは、アッベ数の大きな材料を用いて色消しをする必要がある。これらの理由により条件式（１４）で下限を超えると、倍率色収差が増大してしまい良好な性能が得られない。
【００２１】
このように本発明によるズームレンズをプロジェクタ装置に搭載することにより装置全体を小型化することが可能となり、携帯にも便利な薄型で、さらに生産者に対してもコスト面や生産面でも効果的なプロジェクタ装置を提供することが出来る。
【００２２】
以下、具体的な数値実施例について、本発明を説明する。以下の第１実施例から第５実施例のズームレンズでは拡大側から順に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群（レンズ群名称ＬＧ１）、全体で正の屈折力を有する第２レンズ群（レンズ群名称ＬＧ２）、全体で負の屈折力を有する第３レンズ群（レンズ群名称ＬＧ３）、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群（レンズ群名称ＬＧ４）から構成され、前記第１レンズ群ＬＧ１は、拡大側から順に、拡大側に凸のメニスカス形状の負レンズ（レンズ名称をＬ１１、拡大側面の名称を１０１、縮小側面の名称を１０２とする）、負レンズ（レンズ名称Ｌ１２、拡大側面１０３、縮小側面１０４）、正レンズ（レンズ名称Ｌ１３、拡大側面１０５、縮小側面１０７）または負レンズ（レンズ名称Ｌ１３ａ、拡大側面１０５、縮小側の接合面１０６）と正レンズ（レンズ名称Ｌ１３ｂ、拡大側の接合面１０６、縮小側面１０７）の接合系、負レンズ（レンズ名称Ｌ１４、拡大側面１０８、縮小側面１０９）、正レンズ（レンズ名称Ｌ１５、拡大側面１１０、縮小側面１１１）及び正レンズ（レンズ名称Ｌ１６、拡大側面１１２、縮小側面１１３）を配して構成され、前記第２レンズ群ＬＧ２は正レンズ（レンズ名称Ｌ２１、拡大側面２０１、縮小側面２０２）にて構成され、前記第３レンズ群ＬＧ３は、拡大側から順に負レンズ（レンズ名称Ｌ３１、拡大側面３０１、縮小側の接合面３０２）と正レンズ（レンズ名称Ｌ３２、拡大側の接合面３０２、縮小側面３０３）の接合系にて構成され、前記第４レンズ群ＬＧ４は、拡大側から順に、全体で負の屈折力を有する第４ａレンズ群（レンズ群名称ＬＧ４ａ）及び全体で正の屈折力を有する第４ｂレンズ群（レンズ群名称ＬＧ４ｂ）を配して構成され、前記第４ａレンズ群ＬＧ４ａは、拡大側から順に一枚乃至二枚の正レンズ（一枚の場合レンズ名称Ｌ４１、拡大側面４０１、縮小側面４０２とし、二枚の場合拡大側レンズ名称をＬ４１、拡大側面４０１、縮小側面４０２、続く二枚目のレンズ名称をＬ４２、拡大側面４０３、縮小側面４０４）及び負レンズ（レンズ名称Ｌ４３、拡大側面４０５、縮小側面４０６）を配して構成され、続く前記第４ｂレンズ群ＬＧ４ｂは、拡大側から順に正レンズ（レンズ名称Ｌ４４、拡大側面４２１、縮小側面４２２）、正レンズ（レンズ名称Ｌ４５、拡大側面４２３、縮小側面４２４）及び負レンズ（レンズ名称Ｌ４６、拡大側面４２５、縮小側の接合面４２６）と正レンズ（レンズ名称Ｌ４７、拡大側の接合面４２６、縮小側面４２７）の接合系を配して構成され、前記第４レンズ群ＬＧ４の縮小側には、大きな空気間隔を設けた後に照明光学系との関連において第５レンズ群（レンズ群名称ＬＧ５）を、正レンズ一枚（レンズ名称をＬ５１、拡大側面の名称を５０１、縮小側面の名称を５０２とする）にて構成しても良く、続いて図では前記第５レンズ群ＬＧ５の縮小側とライトバルブ面との間には僅かな空気間隔をおいて配置されるＤＭＤ等のライトバルブの構成部品であるカバーガラスＣＧ（拡大側面をＣ０１、縮小側面をＣ０２）が描かれている。前記第４レンズ群ＬＧ４を構成する前記第４ａレンズ群ＬＧ４ａ及び前記第４ｂレンズ群ＬＧ４ｂは前記第４レンズ群ＬＧ４に固定されており、前記第１レンズ群ＬＧ１及び前記第４レンズ群ＬＧ４は変倍動作中固定されており、主に変倍を担う前記第３レンズ群ＬＧ３は広角端から望遠端への変倍動作により拡大側から縮小側方向へと光軸上を移動し、同時に前記第２レンズ群ＬＧ２も連動して光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成している。
【００２３】
各実施例において使用している非球面については、周知のごとく、光軸方向にＺ軸、光軸と直交する方向にＹ軸をとるとき、非球面式：
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／〔１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／ｒ）2｝〕
＋Ａ・Ｙ4＋Ｂ・Ｙ6＋Ｃ・Ｙ8＋Ｄ・Ｙ10＋‥‥
で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面で、近軸曲率半径：ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の非球面係数：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ‥‥を与えて形状を定義する。尚表中の円錐定数及び高次の非球面係数の表記において「Ｅとそれに続く数字」は「１０の累乗」を表している。例えば、「Ｅ−４」は１０-4を意味し、この数値を直前の数値に掛ければ良い。
【００２４】
［実施例１］
本発明のズームレンズの第１実施例について数値例を表１に示す。また図１は、そのレンズ構成図、図２はその諸収差図である。表及び図面中、ｆはズームレンズ全系の焦点距離、ＦnoはＦナンバー、２ωはズームレンズの全画角を表す。また、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、ｎd はｄ線に対する屈折率、νd はｄ線のアッベ数を示す（ただし、表中の合焦動作により変化する数値は１０１面からの物体距離を１７００ｍｍとした合焦状態での数値）。諸収差図中の球面収差図におけるＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３はそれぞれＣＡ１＝５５０．０ｎｍ、ＣＡ２＝４３５．８ｎｍ、ＣＡ３＝６４０．０ｎｍの波長における収差曲線である。非点収差図におけるＳはサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。また、全般に亘り特別に記載のない限り、諸値の計算に使用している波長はＣＡ１＝５５０．０ｎｍである。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
［実施例２］
本発明のズームレンズの第２実施例について数値例を表２に示す。また図３は、そのレンズ構成図、図４はその諸収差図である。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
［実施例３］
本発明のズームレンズの第３実施例について数値例を表３に示す。また図５は、そのレンズ構成図、図６はその諸収差図である。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
［実施例４］
本発明のズームレンズの第４実施例について数値例を表４に示す。また図７は、そのレンズ構成図、図８はその諸収差図である。
【００３１】
【表４】
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【００３２】
［実施例５］
本発明のズームレンズの第５実施例について数値例を表５に示す。また図９は、そのレンズ構成図、図１０はその諸収差図である。
【００３３】
【表５】
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【００３４】
次に第１実施例から第５実施例に関して条件式（１）から条件式（１４）に対応する値を、まとめて表６に示す。
【００３５】
【表６】
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【００３６】
表６から明らかなように、第１実施例から第５実施例の各実施例に関する数値は条件式（１）から（１４）を満足しているとともに、各実施例における収差図からも明らかなように、各収差とも良好に補正されている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるズームレンズの第１実施例のレンズ構成図
【図２】第１実施例のレンズの諸収差図
【図３】本発明によるズームレンズの第２実施例のレンズ構成図
【図４】第２実施例のレンズの諸収差図
【図５】本発明によるズームレンズの第３実施例のレンズ構成図
【図６】第３実施例のレンズの諸収差図
【図７】本発明によるズームレンズの第４実施例のレンズ構成図
【図８】第４実施例のレンズの諸収差図
【図９】本発明によるズームレンズの第５実施例のレンズ構成図
【図１０】第５実施例のレンズの諸収差図
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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