JP5532142B2 - 投影レンズ及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は投影レンズ及びプロジェクタに関するものであり、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(digital micromirror device)やＬＣＤ(liquid crystal display)等の画像表示素子の表示画像をスクリーンに拡大投影するのに適した変倍機能を有する投影レンズと、それを備えたプロジェクタに関するものである。

変倍機能を有するプロジェクタ用の投影レンズとして、倍率色収差を良好に補正することを狙ったものが特許文献１で提案されている。その投影レンズは、絞りよりも拡大側に位置し、かつ、異常分散硝子を含む正パワーの群が、望遠端から広角端にかけて大きく後へ（つまり絞りへ近づくように）移動することによって、テレセントリック性を維持しながら倍率色収差を補正する構成になっている。

特開２０１０−８７９７号公報

しかし近年、画像表示素子の高精細化（１画素のサイズで従来の約半減レベル）が実現された結果、従来に比べてほぼ倍の解像能力が投影レンズに必要とされている。このため特許文献１で提案されているような従来の手法では、特に変倍比の大きい投影レンズにおいて、群移動によって発生する（望遠端〜中間ポジション〜広角端での）像面湾曲変動が許容できなくなっている。また、倍率色収差についても従来の半分レベルの値が要求されている。したがって、従来の技術では、広い変倍域にわたって高精細な新しい画像表示素子に対応できる光学性能（倍率色収差，像面湾曲等）を得ることが困難になっている。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、高精細の画像表示素子に対応可能であって、倍率色収差，像面湾曲等の諸収差が大きく改善された高性能の投影レンズ及びそれを用いたプロジェクタを提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明の投影レンズは、５群構成又は６群構成で、各群間隔を変化させることにより変倍を行う投影レンズであって、最も拡大側の群が負のパワーを有し、最も縮小側の群が正のパワーを有し、変倍時に最も移動量の大きい群を第α群とし、第α群の隣で２番目に移動量の大きい群を第β群とするとき、第α群と第β群の合成パワーは常に正であり、第α群と第β群を１つの成分として（α＋β）成分とし、（α＋β）成分の拡大側に隣り合う群を第γ群とし、（α＋β）成分の縮小側に隣り合う群を第δ群とするとき、第γ群と第δ群の少なくともいずれかは変倍時に移動し、（α＋β）成分の縮小側に絞りが配置され、望遠端から以下の条件式（０）を満たす所定の中間ポジションを経て広角端に至る変倍において、前記最も拡大側の群及び前記最も縮小側の群の位置が固定であり、前記第α群及び前記第β群が拡大側から縮小側へ移動し、以下の条件式（Ｘ１Ａ），（Ｘ１Ｂ），（Ｘ２Ａ），（Ｘ２Ｂ），（Ｘ３Ａ）及び（Ｘ３Ｂ）を満たすことを特徴とする。
０．９９＜ｆｍ／（ｆｔ×ｆｗ）^1/2＜１．０１ …（０）
７＜ΔＴＭα／｜ΔＴＭγδ｜ …（Ｘ１Ａ）
７＜ΔＴＷα／｜ΔＴＷγδ｜ …（Ｘ１Ｂ）
７＜ΔＴＭβ／｜ΔＴＭγδ｜ …（Ｘ２Ａ）
７＜ΔＴＷβ／｜ΔＴＷγδ｜ …（Ｘ２Ｂ）
０．９＜ΔＴＭβ／ΔＴＭα≦１ …（Ｘ３Ａ）
０．９＜ΔＴＷβ／ΔＴＷα≦１ …（Ｘ３Ｂ）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離、
ｆｍ：中間ポジションでの全系の焦点距離、
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離、
ΔＴＭα：望遠端から中間ポジションまでの第α群の移動量、
ΔＴＭβ：望遠端から中間ポジションまでの第β群の移動量、
ΔＴＭγδ：望遠端から中間ポジションまでの、第γ群と第δ群の移動量のうち大きいほうの移動量、
ΔＴＷα：望遠端から広角端までの第α群の移動量、
ΔＴＷβ：望遠端から広角端までの第β群の移動量、
ΔＴＷγδ：望遠端から広角端までの、第γ群と第δ群の移動量のうち大きいほうの移動量、
である。

第２の発明の投影レンズは、上記第１の発明において、以下の条件式（４）及び（５）を満たすことを特徴とする。
２０＜｜ｅｘｐ／ｆｔ｜ …（４）
１．３＜ｆｔ／ｆｗ …（５）
ただし、
ｅｘｐ：縮小側の近軸像面を基準とする近軸射出瞳位置（すなわち、縮小側の近軸像面から近軸射出瞳までの距離）、
である。

第３の発明の投影レンズは、上記第１又は第２の発明において、望遠端から中間ポジションを経て広角端に至る変倍について以下の条件式（Ｘ６）を満たすことを特徴とする。
０．００１＜（ＸＬｍａｘ−ＸＬｍｉｎ）／ΔＴＷα＜０．０４０ …（Ｘ６）
ただし、
ＸＬｍａｘ：望遠端，中間ポジション及び広角端における第α群と第β群との間隔の最大値、
ＸＬｍｉｎ：望遠端，中間ポジション及び広角端における第α群と第β群との間隔の最小値、
である。

第４の発明の投影レンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第α群と前記第β群のどちらか一方の群のみ又は両方の群が正レンズを含み、前記第α群と前記第β群のどちらか一方の群のみが負レンズ１枚を含み、前記第α群と前記第β群を構成する総レンズ枚数が合計３枚又は４枚であり、前記正レンズの１枚以上が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成ることを特徴とする。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

第５の発明の投影レンズは、上記第４の発明において、前記負レンズを含む群のパワーについて以下の条件式（８）を満たすことを特徴とする。
Φｎ／Φｗ＜０．１ …（８）
ただし、
Φｎ：負レンズを含む群のパワー、
Φｗ：広角端での全系のパワー、
である。

第６の発明の投影レンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記最も拡大側の群が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成る負レンズを１枚以上含むことを特徴とする。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

第７の発明の投影レンズは、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第δ群の最も拡大側のレンズが以下の条件式（７）を満たす負レンズであることを特徴とする。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

第８の発明の投影レンズは、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記第α群と前記第β群との合成パワーについて、以下の条件式（Ｘ９Ａ）及び（Ｘ９Ｂ）を満たすことを特徴とする。
０．９＜ΦαβＷ／ΦαβＴ＜１．１ …（Ｘ９Ａ）
０．９＜ΦαβＭ／ΦαβＴ＜１．１ …（Ｘ９Ｂ）
ただし、
ΦαβＴ：望遠端における第α群と第β群との合成パワー、
ΦαβＭ：中間ポジションにおける第α群と第β群との合成パワー、
ΦαβＷ：広角端における第α群と第β群との合成パワー、
である。

第９の発明の投影レンズは、拡大側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、第３群と、第４群と、正のパワーを有する第５群と、から成る５群構成で、各群間隔を変化させることにより変倍を行う投影レンズであって、前記第４群の最も縮小側のレンズよりも縮小側に絞りが位置し、望遠端から以下の条件式（０）を満たす所定の中間ポジションを経て広角端に至る変倍において、前記第１群及び前記第５群の位置が固定であり、前記第３群と前記第４群との合成パワーが常に正であり、前記第３群及び前記第４群が拡大側から縮小側へ移動し、以下の条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ）及び（３Ｂ）を満たすことを特徴とする。
０．９９＜ｆｍ／（ｆｔ×ｆｗ）^1/2＜１．０１ …（０）
７＜ΔＴＭ３／｜ΔＴＭ２｜ …（１Ａ）
７＜ΔＴＷ３／｜ΔＴＷ２｜ …（１Ｂ）
７＜ΔＴＭ４／｜ΔＴＭ２｜ …（２Ａ）
７＜ΔＴＷ４／｜ΔＴＷ２｜ …（２Ｂ）
０．９＜ΔＴＭ４／ΔＴＭ３＜１．１ …（３Ａ）
０．９＜ΔＴＷ４／ΔＴＷ３＜１．１ …（３Ｂ）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離、
ｆｍ：中間ポジションでの全系の焦点距離、
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離、
ΔＴＭ２：望遠端から中間ポジションまでの第２群の移動量、
ΔＴＭ３：望遠端から中間ポジションまでの第３群の移動量、
ΔＴＭ４：望遠端から中間ポジションまでの第４群の移動量、
ΔＴＷ２：望遠端から広角端までの第２群の移動量、
ΔＴＷ３：望遠端から広角端までの第３群の移動量、
ΔＴＷ４：望遠端から広角端までの第４群の移動量、
である。

第１０の発明の投影レンズは、上記第９の発明において、前記絞りが前記第５群に固定されて配置されており、以下の条件式（４）及び（５）を満たすことを特徴とする。
２０＜｜ｅｘｐ／ｆｔ｜ …（４）
１．３＜ｆｔ／ｆｗ …（５）
ただし、
ｅｘｐ：縮小側の近軸像面を基準とする近軸射出瞳位置（すなわち、縮小側の近軸像面から近軸射出瞳までの距離）、
である。

第１１の発明の投影レンズは、上記第９又は第１０の発明において、前記第３群の最も縮小側に位置するレンズ面から前記第４群の最も拡大側に位置するレンズ面までの距離を３−４群間隔とするとき、望遠端から中間ポジションを経て広角端に至る変倍について以下の条件式（６）を満たすことを特徴とする。
０．００１＜（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／Δｚｍ＜０．０４０ …（６）
ただし、
Ｌｍａｘ：望遠端，中間ポジション及び広角端における３−４群間隔の最大値、
Ｌｍｉｎ：望遠端，中間ポジション及び広角端における３−４群間隔の最小値、
Δｚｍ：ΔＴＷ３，ΔＴＷ４のうちの最大値、
である。

第１２の発明の投影レンズは、上記第９〜第１１のいずれか１つの発明において、前記第３群と前記第４群のどちらか一方の群のみ又は両方の群が正レンズを含み、前記第３群と前記第４群のどちらか一方の群のみが負レンズ１枚を含み、前記第３群と前記第４群を構成する総レンズ枚数が合計３枚又は４枚であり、前記正レンズの１枚以上が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成ることを特徴とする。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

第１３の発明の投影レンズは、上記第１２の発明において、前記負レンズを含む群のパワーについて以下の条件式（８）を満たすことを特徴とする。
Φｎ／Φｗ＜０．１ …（８）
ただし、
Φｎ：負レンズを含む群のパワー、
Φｗ：広角端での全系のパワー、
である。

第１４の発明の投影レンズは、上記第９〜第１３のいずれか１つの発明において、前記第２群がレンズ２枚以下から成ることを特徴とする。

第１５の発明の投影レンズは、上記第９〜第１４のいずれか１つの発明において、前記第１群が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成る負レンズを１枚以上含むことを特徴とする。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

第１６の発明の投影レンズは、上記第９〜第１５のいずれか１つの発明において、前記第５群の最も拡大側のレンズが以下の条件式（７）を満たす負レンズであることを特徴とする。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

第１７の発明の投影レンズは、上記第９〜第１６のいずれか１つの発明において、前記第３群と前記第４群との合成パワーについて、以下の条件式（９Ａ）及び（９Ｂ）を満たすことを特徴とする。
０．９＜Φ３４Ｗ／Φ３４Ｔ＜１．１ …（９Ａ）
０．９＜Φ３４Ｍ／Φ３４Ｔ＜１．１ …（９Ｂ）
ただし、
Φ３４Ｔ：望遠端における第３群と第４群との合成パワー、
Φ３４Ｍ：中間ポジションにおける第３群と第４群との合成パワー、
Φ３４Ｗ：広角端における第３群と第４群との合成パワー、
である。

第１８の発明の投影レンズは、上記第９〜第１７のいずれか１つの発明において、前記第３群と前記第４群との移動軌跡が異なることを特徴とする。

第１９の発明のプロジェクタは、画像を表示する画像表示素子と、光源と、その光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、前記画像表示素子に表示された画像をスクリーン面に拡大投影する上記第１〜第１８のいずれか１つの発明に係る投影レンズと、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、第α群と第β群（例えば、第３群と第４群）の変倍時の移動量等が所定の条件を満たした構成を採用しているため、高精細の画像表示素子に対応可能であって、倍率色収差，像面湾曲等の諸収差を大きく改善して高性能化を達成することが可能である。

第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。 第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。 第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。 第４の実施の形態（実施例４）の光学構成図。 第５の実施の形態（実施例５）の光学構成図。 第６の実施の形態（実施例６）の光学構成図。 第７の実施の形態（実施例７）の光学構成図。 第８の実施の形態（実施例８）の光学構成図。 第９の実施の形態（実施例９）の光学構成図。 第１０の実施の形態（実施例１０）の光学構成図。 第１１の実施の形態（実施例１１）の光学構成図。 第１の実施の形態（実施例１）の光路図。 第２の実施の形態（実施例２）の光路図。 第３の実施の形態（実施例３）の光路図。 第４の実施の形態（実施例４）の光路図。 第５の実施の形態（実施例５）の光路図。 第６の実施の形態（実施例６）の光路図。 第７の実施の形態（実施例７）の光路図。 第８の実施の形態（実施例８）の光路図。 第９の実施の形態（実施例９）の光路図。 第１０の実施の形態（実施例１０）の光路図。 第１１の実施の形態（実施例１１）の光路図。 実施例１の望遠端での収差図。 実施例１の中間ポジションでの収差図。 実施例１の広角端での収差図。 実施例２の望遠端での収差図。 実施例２の中間ポジションでの収差図。 実施例２の広角端での収差図。 実施例３の望遠端での収差図。 実施例３の中間ポジションでの収差図。 実施例３の広角端での収差図。 実施例４の望遠端での収差図。 実施例４の中間ポジションでの収差図。 実施例４の広角端での収差図。 実施例５の望遠端での収差図。 実施例５の中間ポジションでの収差図。 実施例５の広角端での収差図。 実施例６の望遠端での収差図。 実施例６の中間ポジションでの収差図。 実施例６の広角端での収差図。 実施例７の望遠端での収差図。 実施例７の中間ポジションでの収差図。 実施例７の広角端での収差図。 実施例８の望遠端での収差図。 実施例８の中間ポジションでの収差図。 実施例８の広角端での収差図。 実施例９の望遠端での収差図。 実施例９の中間ポジションでの収差図。 実施例９の広角端での収差図。 実施例１０の望遠端での収差図。 実施例１０の中間ポジションでの収差図。 実施例１０の広角端での収差図。 実施例１１の望遠端での収差図。 実施例１１の中間ポジションでの収差図。 実施例１１の広角端での収差図。 プロジェクタの概略構成例を示す模式図。

以下、本発明に係る投影レンズ等を説明する。本発明に係る投影レンズは、５群構成又は６群構成で、各群間隔を変化させることにより変倍を行う投影レンズである。そして、最も拡大側の群が負のパワーを有し（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、最も縮小側の群が正のパワーを有し、変倍時に最も移動量の大きい群を第α群とし、第α群の隣で２番目に移動量の大きい群を第β群とするとき、第α群と第β群の合成パワーは常に正であり、第α群と第β群を１つの成分として（α＋β）成分とし、（α＋β）成分の拡大側に隣り合う群を第γ群とし、（α＋β）成分の縮小側に隣り合う群を第δ群とするとき、第γ群と第δ群の少なくともいずれかは変倍時に移動し、（α＋β）成分の縮小側に絞りが配置され、望遠端から以下の条件式（０）を満たす所定の中間ポジションを経て広角端に至る変倍において、前記最も拡大側の群及び前記最も縮小側の群の位置が固定であり、前記第α群及び前記第β群が拡大側から縮小側へ移動し、以下の条件式（Ｘ１Ａ），（Ｘ１Ｂ），（Ｘ２Ａ），（Ｘ２Ｂ），（Ｘ３Ａ）及び（Ｘ３Ｂ）を満たすことを特徴としている。
０．９９＜ｆｍ／（ｆｔ×ｆｗ）^1/2＜１．０１ …（０）
７＜ΔＴＭα／｜ΔＴＭγδ｜ …（Ｘ１Ａ）
７＜ΔＴＷα／｜ΔＴＷγδ｜ …（Ｘ１Ｂ）
７＜ΔＴＭβ／｜ΔＴＭγδ｜ …（Ｘ２Ａ）
７＜ΔＴＷβ／｜ΔＴＷγδ｜ …（Ｘ２Ｂ）
０．９＜ΔＴＭβ／ΔＴＭα≦１ …（Ｘ３Ａ）
０．９＜ΔＴＷβ／ΔＴＷα≦１ …（Ｘ３Ｂ）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離、
ｆｍ：中間ポジションでの全系の焦点距離、
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離、
ΔＴＭα：望遠端から中間ポジションまでの第α群の移動量、
ΔＴＭβ：望遠端から中間ポジションまでの第β群の移動量、
ΔＴＭγδ：望遠端から中間ポジションまでの、第γ群と第δ群の移動量のうち大きいほうの移動量、
ΔＴＷα：望遠端から広角端までの第α群の移動量、
ΔＴＷβ：望遠端から広角端までの第β群の移動量、
ΔＴＷγδ：望遠端から広角端までの、第γ群と第δ群の移動量のうち大きいほうの移動量、
である。

条件式（Ｘ１Ａ），（Ｘ１Ｂ），（Ｘ２Ａ）及び（Ｘ２Ｂ）は、第α群及び第β群が第γ群又は第δ群に比べて大きく移動することを示している。絞りより拡大側に位置する第α群及び第β群が大きく移動することによって、特に倍率色収差の補正が容易になるが、条件式（Ｘ１Ａ），（Ｘ１Ｂ），（Ｘ２Ａ）及び（Ｘ２Ｂ）では、高精細化された画像表示素子に対応した投影レンズに関してその最適な移動量を規定している。条件式（Ｘ１Ａ），（Ｘ１Ｂ），（Ｘ２Ａ）又は（Ｘ２Ｂ）の下限を下回ると、特に中間ポジション（条件式（０）で示す変倍ポジション）及び広角端における像高の高いところ（つまり画角の大きいところ）の像面湾曲が悪化し、投影品質の劣化を招くことになる。

以下の条件式（Ｘ１Ａａ），（Ｘ１Ｂａ），（Ｘ２Ａａ）又は（Ｘ２Ｂａ）を満たすことが好ましく、以下の条件式（Ｘ１Ａｂ），（Ｘ１Ｂｂ），（Ｘ２Ａｂ）又は（Ｘ２Ｂｂ）を満たすことが更に好ましい。これらの条件式（Ｘ１Ａａ），（Ｘ１Ｂａ），（Ｘ２Ａａ），（Ｘ２Ｂａ），（Ｘ１Ａｂ），（Ｘ１Ｂｂ），（Ｘ２Ａｂ）及び（Ｘ２Ｂｂ）は、前記条件式（Ｘ１Ａ），（Ｘ１Ｂ），（Ｘ２Ａ）及び（Ｘ２Ｂ）が規定している条件範囲のなかでも更に好ましい条件範囲を規定しており、以下の条件式（Ｘ１Ａａ），（Ｘ１Ｂａ），（Ｘ２Ａａ），（Ｘ２Ｂａ），（Ｘ１Ａｂ），（Ｘ１Ｂｂ），（Ｘ２Ａｂ）又は（Ｘ２Ｂｂ）の上限を下回るように設定すれば、像面湾曲の悪化をより効果的に防止することができる。
７＜ΔＴＭα／｜ΔＴＭγδ｜＜５００ …（Ｘ１Ａａ）
７＜ΔＴＷα／｜ΔＴＷγδ｜＜５００ …（Ｘ１Ｂａ）
７＜ΔＴＭβ／｜ΔＴＭγδ｜＜５００ …（Ｘ２Ａａ）
７＜ΔＴＷβ／｜ΔＴＷγδ｜＜５００ …（Ｘ２Ｂａ）
７＜ΔＴＭα／｜ΔＴＭγδ｜＜２０ …（Ｘ１Ａｂ）
７＜ΔＴＷα／｜ΔＴＷγδ｜＜２０ …（Ｘ１Ｂｂ）
７＜ΔＴＭβ／｜ΔＴＭγδ｜＜２０ …（Ｘ２Ａｂ）
７＜ΔＴＷβ／｜ΔＴＷγδ｜＜２０ …（Ｘ２Ｂｂ）

本発明に係る投影レンズでは、第α群及び第β群、並びに第γ群と第δ群の少なくともいずれかは移動群である。各群間隔は変倍において変化するが、第α群と第β群の移動には４つのパターンある。つまり、変倍の途中で間隔が最も狭くなるパターン、変倍の途中で間隔が最も広くなるパターン、変倍に伴って間隔が単調に広くなるパターン、変倍に伴って間隔が単調に狭くなるパターンである。条件式（Ｘ３Ａ）及び（Ｘ３Ｂ）は、第α群と第β群のそれぞれの動きが微量に異なっていることを示しており、第α群と第β群の移動を微量に異ならせることによって、望遠端〜中間ポジション〜広角端にかけての諸収差の最適化を行うことが可能となる。

条件式（Ｘ３Ａ）又は（Ｘ３Ｂ）の下限を下回ると、望遠端〜中間ポジション〜広角端での像面湾曲変動量が増大し、倍率色収差が悪化するため、投影品質の劣化を招くことになる。また、条件式（Ｘ３Ａ）又は（Ｘ３Ｂ）の上限を上回ると、中間ポジション及び広角端での像面湾曲が悪化し、倍率色収差が悪化するため、投影品質の劣化を招くことになる。なお、本発明に係る投影レンズは５群構成又は６群構成になっているため、ΔＴＭβ／ΔＴＭα＝１、ΔＴＷβ／ΔＴＷα＝１となっていても、途中の移動軌跡が完全に一致している場合は想定していない。

上述した投影レンズの特徴的構成によると、変倍中、倍率色収差性能を維持しながら、変倍の全域にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。そして、その投影レンズをプロジェクタに用いれば、プロジェクタのコンパクト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。

以下の条件式（４）及び（５）を満たすことが望ましい。
２０＜｜ｅｘｐ／ｆｔ｜ …（４）
１．３＜ｆｔ／ｆｗ …（５）
ただし、
ｅｘｐ：縮小側の近軸像面を基準とする近軸射出瞳位置（すなわち、縮小側の近軸像面から近軸射出瞳までの距離）、
である。

条件式（４）は、テレセントリック性を規定している。条件式（４）の下限を下回った場合、軸外光の角度が大きくなるため、例えばプロジェクタで用いられるダイクロイックプリズムの色合成効率や、デジタル・マイクロミラー・デバイスを用いたプロジェクタにおいてＴＩＲ(Total Internal Reflection)プリズムでの照明光の取り込み効率が悪くなる。したがって、照度ムラ等の画質低下を招くおそれがある。

また、上記の効率低下を効果的に抑えようとする場合、以下の条件式（４ａ）を満たすことが更に好ましい。この条件式（４ａ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも更に好ましい条件範囲を規定している。
３０＜｜ｅｘｐ／ｆｔ｜ …（４ａ）

条件式（５）は、好ましい変倍比を規定している。条件式（５）を満たすことは、変倍比が大きいことを意味する。通常の変倍比が１．２程度であるのに対し、条件式（５）を満たすことによって、例えば１．３〜１．６にすれば、投影レンズの使用環境を広げることができる。

望遠端から中間ポジションを経て広角端に至る変倍について以下の条件式（Ｘ６）を満たすことが望ましい。
０．００１＜（ＸＬｍａｘ−ＸＬｍｉｎ）／ΔＴＷα＜０．０４０ …（Ｘ６）
ただし、
ＸＬｍａｘ：望遠端，中間ポジション及び広角端における第α群と第β群との間隔の最大値、
ＸＬｍｉｎ：望遠端，中間ポジション及び広角端における第α群と第β群との間隔の最小値、
である。

条件式（Ｘ６）は、第α群と第β群の動きがそれぞれ微量に異なっていることを示している。第α群と第β群の移動を微量に異ならせることにより、望遠端〜中間ポジション〜広角端にかけての諸収差の最適化を行うことができる。また、倍率色収差性能を維持しながら、全変倍域にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。条件式（Ｘ６）の下限を下回ると、ＸＬｍａｘとＸＬｍｉｎとの差から変倍による第α群と第β群との軌跡差も０に近くなり、収差補正効果が小さくなってくる。条件式（Ｘ６）の上限を上回ると、逆に変動が大きくなりすぎて、収差補正量が過剰となってしまう。

第α群と第β群のどちらか一方の群のみ又は両方の群が正レンズを含み、第α群と第β群のどちらか一方の群のみが負レンズ１枚を含み、第α群と第β群を構成する総レンズ枚数が合計３枚又は４枚であり、前記正レンズの１枚以上が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成ることが望ましい。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

上記構成は、移動量の大きい第α群と第β群に条件式（７）を満たす異常分散の正レンズを含むことにより、倍率色収差の良好な補正を可能とするものである。したがって、条件式（７）の条件範囲を外れると、倍率色収差の良好な補正が困難になる。なお、条件式（７）中の部分分散比：Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）である（ｎｇ，ｎＦ，ｎＣ：ｇ線，Ｆ線，Ｃ線に対する各屈折率）。

望遠端から広角端への変倍時に、第α群と第β群が縮小側に大きく移動する構成とすることにより、望遠端で光線通過位置を高くし、広角端で光線通過位置を低くすることができる。後述する光路図（図１２〜図２２）に示すように、広角端での軸外光の第α群と第β群における光線通過位置は、軸上光の光線通過位置に近くなっている。そのため、広角端では第α群と第β群での軸外光線の屈折効果が軸上光の屈折効果とほとんど変わらなくなる。よって、広角端では、第α群と第β群において、軸外光で発生する倍率色収差と軸上付近で発生する倍率色収差は小さく、発生する倍率色収差は小さい。また、第α群と第β群を通過する軸外光の光束幅は望遠端で大きく、広角端で小さくなる。このことにより、望遠端での軸外光の屈折効果が軸外に向けて少しずつ大きくなるため、倍率色収差の補正効果を軸外に向けて漸次大きくすることができ、軸上と最軸外との中間の像位置においても十分な倍率色収差の補正効果が得られる。このような構成において、第α群と第β群に条件式（７）の特性を持つレンズを配置することで、広角端から望遠端まで倍率色収差の発生と変動を抑えることができる。

以下の条件式（７ａ）を満たすことが更に好ましい。この条件式（７ａ）は、前記条件式（７）が規定している条件範囲のなかでも更に好ましい条件範囲を規定している。
０．６７＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７ａ）

前記負レンズを含む群のパワーについて、以下の条件式（８）を満たすことが望ましい。
Φｎ／Φｗ＜０．１ …（８）
ただし、
Φｎ：負レンズを含む群のパワー、
Φｗ：広角端での全系のパワー、
である。

条件式（８）は、第α群と第β群のうち、負レンズを含む群のパワーについて、収差補正効果が良好に得られる範囲を規定している。条件式（８）の上限を上回ると、主に倍率色収差の補正を行っている（光線が高いところで当たる）負レンズを含まない群のパワーが相対的に弱くなってしまい、収差補正効果が弱まってしまう。なお、第α群と第β群のうち、負レンズを含む群のパワーは負であることが更に好ましい。例えば、負正負正正の５群構成における第３群、あるいは負正正負正の５群構成における第４群に、前記負レンズを含むことが好ましい。

第γ群が移動群である場合、レンズ２枚以下から成ることが望ましい。拡大側に近く、径の比較的大きいレンズ群の枚数を少なくすることにより、低コストな投影レンズを得ることができる。

第１群（つまり、最も拡大側の群）が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成る負レンズを１枚以上含むことが望ましい。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

広角端における第１群では、軸上付近の光と軸外光とで通過位置が大きく異なる。このような構成において、第１群に条件式（７）を満たす特性のレンズを配置すると、広角端における倍率色収差を小さくすることが可能となる。特に光線が高いところで当たる広角側の倍率色収差を良好に補正することが可能となる。

第δ群の最も拡大側のレンズが以下の条件式（７）を満たす負レンズであることが望ましい。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

第δ群の最も拡大側のレンズが条件式（７）を満たす負レンズであれば、軸上色収差を良好に補正することが可能となる。さらにこの構成は、プロジェクタの温度上昇による像点変動量を軽減するのにも効果がある。

第α群と第β群との合成パワーについて、以下の条件式（Ｘ９Ａ）及び（Ｘ９Ｂ）を満たすことが望ましい。
０．９＜ΦαβＷ／ΦαβＴ＜１．１ …（Ｘ９Ａ）
０．９＜ΦαβＭ／ΦαβＴ＜１．１ …（Ｘ９Ｂ）
ただし、
ΦαβＴ：望遠端における第α群と第β群との合成パワー、
ΦαβＭ：中間ポジションにおける第α群と第β群との合成パワー、
ΦαβＷ：広角端における第α群と第β群との合成パワー、
である。

条件式（Ｘ９Ａ）及び（Ｘ９Ｂ）は、第α群と第β群の動きがそれぞれ微量に異なっていることを示している。第α群と第β群の移動を微量に異ならせることで、望遠端〜中間ポジション〜広角端にかけての諸収差の最適化を行うことができる。また、倍率色収差性能を維持しながら、全変倍域にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。

条件式（Ｘ９Ａ）又は（Ｘ９Ｂ）の下限を下回ると、望遠端〜中間ポジション〜広角端の像面湾曲変動量が増大し、倍率色収差が悪化するため、投影品質の劣化を招くおそれがある。また、条件式（Ｘ９Ａ）又は（Ｘ９Ｂ）の上限を上回ると、中間ポジション及び広角端での像面湾曲が悪化し、倍率色収差が悪化するため、投影品質の劣化を招くおそれがある。

以下の条件式（Ｘ９Ａａ）又は（Ｘ９Ｂａ）を満たすことが更に好ましい。これらの条件式（Ｘ９Ａａ）及び（Ｘ９Ｂａ）は、前記条件式（Ｘ９Ａ）及び（Ｘ９Ｂ）が規定している条件範囲のなかでも更に好ましい条件範囲を規定しており、以下の条件式（Ｘ９Ａａ）又は（Ｘ９Ｂａ）を満たすように設定すれば、像面湾曲や倍率色収差の悪化をより効果的に防止することができる。
０．９５＜ΦαβＷ／ΦαβＴ＜１．０５ …（Ｘ９Ａａ）
０．９５＜ΦαβＭ／ΦαβＴ＜１．０５ …（Ｘ９Ｂａ）

本発明に係る投影レンズの好ましい例は、拡大側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、第３群と、第４群と、正のパワーを有する第５群と、から成る５群構成で、各群間隔を変化させることにより変倍を行う投影レンズである（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）。そして、前記第４群の最も縮小側のレンズよりも縮小側に絞りが位置し、望遠端から以下の条件式（０）を満たす所定の中間ポジションを経て広角端に至る変倍において、前記第１群及び前記第５群の位置が固定であり、前記第３群と前記第４群との合成パワーが常に正であり、前記第３群及び前記第４群が拡大側から縮小側へ移動し、以下の条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ）及び（３Ｂ）を満たすことを特徴としている。
０．９９＜ｆｍ／（ｆｔ×ｆｗ）^1/2＜１．０１ …（０）
７＜ΔＴＭ３／｜ΔＴＭ２｜ …（１Ａ）
７＜ΔＴＷ３／｜ΔＴＷ２｜ …（１Ｂ）
７＜ΔＴＭ４／｜ΔＴＭ２｜ …（２Ａ）
７＜ΔＴＷ４／｜ΔＴＷ２｜ …（２Ｂ）
０．９＜ΔＴＭ４／ΔＴＭ３＜１．１ …（３Ａ）
０．９＜ΔＴＷ４／ΔＴＷ３＜１．１ …（３Ｂ）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離、
ｆｍ：中間ポジションでの全系の焦点距離、
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離、
ΔＴＭ２：望遠端から中間ポジションまでの第２群の移動量、
ΔＴＭ３：望遠端から中間ポジションまでの第３群の移動量、
ΔＴＭ４：望遠端から中間ポジションまでの第４群の移動量、
ΔＴＷ２：望遠端から広角端までの第２群の移動量、
ΔＴＷ３：望遠端から広角端までの第３群の移動量、
ΔＴＷ４：望遠端から広角端までの第４群の移動量、
である。

条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ）及び（２Ｂ）は、第３群及び第４群が第２群に比べて大きく移動することを示している。絞りより拡大側に位置する第３群及び第４群が大きく移動することによって、特に倍率色収差の補正が容易になるが、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ）及び（２Ｂ）では、高精細化された画像表示素子に対応した投影レンズに関してその最適な移動量を規定している。条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ）又は（２Ｂ）の下限を下回ると、特に中間ポジション（条件式（０）で示す変倍ポジション）及び広角端における像高の高いところ（つまり画角の大きいところ）の像面湾曲が悪化し、投影品質の劣化を招くことになる。

以下の条件式（１Ａａ），（１Ｂａ），（２Ａａ）又は（２Ｂａ）を満たすことが好ましく、以下の条件式（１Ａｂ），（１Ｂｂ），（２Ａｂ）又は（２Ｂｂ）を満たすことが更に好ましい。これらの条件式（１Ａａ），（１Ｂａ），（２Ａａ），（２Ｂａ），（１Ａｂ），（１Ｂｂ），（２Ａｂ）及び（２Ｂｂ）は、前記条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ）及び（２Ｂ）が規定している条件範囲のなかでも更に好ましい条件範囲を規定しており、以下の条件式（１Ａａ），（１Ｂａ），（２Ａａ），（２Ｂａ），（１Ａｂ），（１Ｂｂ），（２Ａｂ）又は（２Ｂｂ）の上限を下回るように設定すれば、像面湾曲の悪化をより効果的に防止することができる。
７＜ΔＴＭ３／｜ΔＴＭ２｜＜５００ …（１Ａａ）
７＜ΔＴＷ３／｜ΔＴＷ２｜＜５００ …（１Ｂａ）
７＜ΔＴＭ４／｜ΔＴＭ２｜＜５００ …（２Ａａ）
７＜ΔＴＷ４／｜ΔＴＷ２｜＜５００ …（２Ｂａ）
７＜ΔＴＭ３／｜ΔＴＭ２｜＜２０ …（１Ａｂ）
７＜ΔＴＷ３／｜ΔＴＷ２｜＜２０ …（１Ｂｂ）
７＜ΔＴＭ４／｜ΔＴＭ２｜＜２０ …（２Ａｂ）
７＜ΔＴＷ４／｜ΔＴＷ２｜＜２０ …（２Ｂｂ）

本発明に係る投影レンズでは、第２群，第３群及び第４群が移動群である。各群間隔は変倍において変化するが、第３群と第４群の移動には４つのパターンある。つまり、変倍の途中で間隔が最も狭くなるパターン、変倍の途中で間隔が最も広くなるパターン、変倍に伴って間隔が単調に広くなるパターン、変倍に伴って間隔が単調に狭くなるパターンである。条件式（３Ａ）及び（３Ｂ）は、第３群と第４群のそれぞれの動きが微量に異なっていることを示しており、第３群と第４群の移動を微量に異ならせることによって、望遠端〜中間ポジション〜広角端にかけての諸収差の最適化を行うことが可能となる。

条件式（３Ａ）又は（３Ｂ）の下限を下回ると、望遠端〜中間ポジション〜広角端での像面湾曲変動量が増大し、倍率色収差が悪化するため、投影品質の劣化を招くことになる。また、条件式（３Ａ）又は（３Ｂ）の上限を上回ると、中間ポジション及び広角端での像面湾曲が悪化し、倍率色収差が悪化するため、投影品質の劣化を招くことになる。なお、本発明に係る投影レンズは５群構成になっているため、ΔＴＭ４／ΔＴＭ３＝１、ΔＴＷ４／ΔＴＷ３＝１となっていても、途中の移動軌跡が完全に一致している場合は想定していない。

上述した投影レンズの特徴的構成によると、変倍中、倍率色収差性能を維持しながら、変倍の全域にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。そして、その投影レンズをプロジェクタに用いれば、プロジェクタのコンパクト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。

絞りが第５群に固定されて配置されており、以下の条件式（４）及び（５）を満たすことが望ましい。
２０＜｜ｅｘｐ／ｆｔ｜ …（４）
１．３＜ｆｔ／ｆｗ …（５）
ただし、
ｅｘｐ：縮小側の近軸像面を基準とする近軸射出瞳位置（すなわち、縮小側の近軸像面から近軸射出瞳までの距離）、
である。

絞りを第５群に固定配置することにより、変倍によるテレセントリック性の変動を抑制することができる。また、移動部品が減少するので、投影レンズの保持構成を簡素にすることができる。

条件式（４）は、テレセントリック性を規定している。条件式（４）の下限を下回った場合、軸外光の角度が大きくなるため、例えばプロジェクタで用いられるダイクロイックプリズムの色合成効率や、デジタル・マイクロミラー・デバイスを用いたプロジェクタにおいてＴＩＲ(Total Internal Reflection)プリズムでの照明光の取り込み効率が悪くなる。したがって、照度ムラ等の画質低下を招くおそれがある。

また、上記の効率低下を効果的に抑えようとする場合、以下の条件式（４ａ）を満たすことが更に好ましい。この条件式（４ａ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも更に好ましい条件範囲を規定している。
３０＜｜ｅｘｐ／ｆｔ｜ …（４ａ）

条件式（５）は、好ましい変倍比を規定している。条件式（５）を満たすことは、変倍比が大きいことを意味する。通常の変倍比が１．２程度であるのに対し、条件式（５）を満たすことによって、例えば１．３〜１．６にすれば、投影レンズの使用環境を広げることができる。

第３群の最も縮小側に位置するレンズ面から第４群の最も拡大側に位置するレンズ面までの距離を３−４群間隔とするとき、望遠端から中間ポジションを経て広角端に至る変倍について以下の条件式（６）を満たすことが望ましい。
０．００１＜（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／Δｚｍ＜０．０４０ …（６）
ただし、
Ｌｍａｘ：望遠端，中間ポジション及び広角端における３−４群間隔の最大値、
Ｌｍｉｎ：望遠端，中間ポジション及び広角端における３−４群間隔の最小値、
Δｚｍ：ΔＴＷ３，ΔＴＷ４のうちの最大値、
である。

条件式（６）は、第３群と第４群の動きがそれぞれ微量に異なっていることを示している。第３群と第４群の移動を微量に異ならせることにより、望遠端〜中間ポジション〜広角端にかけての諸収差の最適化を行うことができる。また、倍率色収差性能を維持しながら、全変倍域にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。条件式（６）の下限を下回ると、ＬｍａｘとＬｍｉｎとの差から変倍による第３群と第４群との軌跡差も０に近くなり、収差補正効果が小さくなってくる。条件式（６）の上限を上回ると、逆に変動が大きくなりすぎて、収差補正量が過剰となってしまう。

第３群と第４群のどちらか一方の群のみ又は両方の群が正レンズを含み、第３群と第４群のどちらか一方の群のみが負レンズ１枚を含み、第３群と第４群を構成する総レンズ枚数が合計３枚又は４枚であり、前記正レンズの１枚以上が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成ることが望ましい。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

上記構成は、移動量の大きい第３群と第４群に条件式（７）を満たす異常分散の正レンズを含むことにより、倍率色収差の良好な補正を可能とするものである。したがって、条件式（７）の条件範囲を外れると、倍率色収差の良好な補正が困難になる。なお、条件式（７）中の部分分散比：Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）である（ｎｇ，ｎＦ，ｎＣ：ｇ線，Ｆ線，Ｃ線に対する各屈折率）。

望遠端から広角端への変倍時に、第３群と第４群が縮小側に大きく移動する構成とすることにより、望遠端で光線通過位置を高くし、広角端で光線通過位置を低くすることができる。後述する光路図（図１０〜図１８）に示すように、広角端での軸外光の第３群と第４群における光線通過位置は、軸上光の光線通過位置に近くなっている。そのため、広角端では第３群と第４群での軸外光線の屈折効果が軸上光の屈折効果とほとんど変わらなくなる。よって、広角端では、第３群と第４群において、軸外光で発生する倍率色収差と軸上付近で発生する倍率色収差は小さく、発生する倍率色収差は小さい。また、第３群と第４群を通過する軸外光の光束幅は望遠端で大きく、広角端で小さくなる。このことにより、望遠端での軸外光の屈折効果が軸外に向けて少しずつ大きくなるため、倍率色収差の補正効果を軸外に向けて漸次大きくすることができ、軸上と最軸外との中間の像位置においても十分な倍率色収差の補正効果が得られる。このような構成において、第３群と第４群に条件式（７）の特性を持つレンズを配置することで、広角端から望遠端まで倍率色収差の発生と変動を抑えることができる。

以下の条件式（７ａ）を満たすことが更に好ましい。この条件式（７ａ）は、前記条件式（７）が規定している条件範囲のなかでも更に好ましい条件範囲を規定している。
０．６７＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７ａ）

第３群と第４群のどちらか一方の群のみに含まれる負レンズに関し、その負レンズを含む群のパワーについて、以下の条件式（８）を満たすことが望ましい。
Φｎ／Φｗ＜０．１ …（８）
ただし、
Φｎ：負レンズを含む群のパワー、
Φｗ：広角端での全系のパワー、
である。

条件式（８）は、第３群と第４群のうち、負レンズを含む群のパワーについて、収差補正効果が良好に得られる範囲を規定している。条件式（８）の上限を上回ると、主に倍率色収差の補正を行っている（光線が高いところで当たる）負レンズを含まない群のパワーが相対的に弱くなってしまい、収差補正効果が弱まってしまう。なお、第３群と第４群のうち、負レンズを含む群のパワーは負であることが更に好ましい。つまり、負正負正正の５群構成における第３群、あるいは負正正負正の５群構成における第４群に、前記負レンズを含むことが好ましい。

第２群がレンズ２枚以下から成ることが望ましい。拡大側に近く、径の比較的大きい第２群の枚数を少なくすることにより、低コストな投影レンズを得ることができる。

第１群が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成る負レンズを１枚以上含むことが望ましい。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

広角端における第１群では、軸上付近の光と軸外光とで通過位置が大きく異なる。このような構成において、第１群に条件式（７）を満たす特性のレンズを配置すると、広角端における倍率色収差を小さくすることが可能となる。特に光線が高いところで当たる広角側の倍率色収差を良好に補正することが可能となる。

第５群の最も拡大側のレンズが以下の条件式（７）を満たす負レンズであることが望ましい。
０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
ただし、
Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
である。

第５群の最も拡大側のレンズが条件式（７）を満たす負レンズであれば、軸上色収差を良好に補正することが可能となる。さらにこの構成は、プロジェクタの温度上昇による像点変動量を軽減するのにも効果がある。

第３群と第４群との合成パワーについて、以下の条件式（９Ａ）及び（９Ｂ）を満たすことが望ましい。
０．９＜Φ３４Ｗ／Φ３４Ｔ＜１．１ …（９Ａ）
０．９＜Φ３４Ｍ／Φ３４Ｔ＜１．１ …（９Ｂ）
ただし、
Φ３４Ｔ：望遠端における第３群と第４群との合成パワー、
Φ３４Ｍ：中間ポジションにおける第３群と第４群との合成パワー、
Φ３４Ｗ：広角端における第３群と第４群との合成パワー、
である。

条件式（９Ａ）及び（９Ｂ）は、第３群と第４群の動きがそれぞれ微量に異なっていることを示している。第３群と第４群の移動を微量に異ならせることで、望遠端〜中間ポジション〜広角端にかけての諸収差の最適化を行うことができる。また、倍率色収差性能を維持しながら、全変倍域にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。

条件式（９Ａ）又は（９Ｂ）の下限を下回ると、望遠端〜中間ポジション〜広角端の像面湾曲変動量が増大し、倍率色収差が悪化するため、投影品質の劣化を招くおそれがある。また、条件式（９Ａ）又は（９Ｂ）の上限を上回ると、中間ポジション及び広角端での像面湾曲が悪化し、倍率色収差が悪化するため、投影品質の劣化を招くおそれがある。

以下の条件式（９Ａａ）又は（９Ｂａ）を満たすことが更に好ましい。これらの条件式（９Ａａ）及び（９Ｂａ）は、前記条件式（９Ａ）及び（９Ｂ）が規定している条件範囲のなかでも更に好ましい条件範囲を規定しており、以下の条件式（９Ａａ）又は（９Ｂａ）を満たすように設定すれば、像面湾曲や倍率色収差の悪化をより効果的に防止することができる。
０．９５＜Φ３４Ｗ／Φ３４Ｔ＜１．０５ …（９Ａａ）
０．９５＜Φ３４Ｍ／Φ３４Ｔ＜１．０５ …（９Ｂａ）

次に、第１〜第１１の実施の形態を挙げて、変倍機能を有する投影レンズＬＮの具体的な光学構成を説明する。図１〜図１１は、第１〜第１１の実施の形態を構成する投影レンズＬＮにそれぞれ対応する光学構成図であり、望遠端（Ｔ）でのレンズ配置等を光学断面で示している。また、図１２〜図２２は、第１〜第１１の実施の形態にそれぞれ対応する光路図であり、望遠端（Ｔ），中間ポジション（Ｍ，中間焦点距離状態），広角端（Ｗ）での光路等を光学断面で示している。

図１〜図１１中、ｄｉ（ｉ＝１，２，３，．．．）が付された軸上面間隔は、拡大側から数えてｉ番目の軸上面間隔のうち、変倍において変化する群間隔であり、Ｌｉ（ｉ＝１，２，３，…）は拡大側から数えてｉ番目のレンズである。各光学構成図中の移動軌跡ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，ｍ５，ｍ６，ｍ７は、望遠端（Ｔ）から広角端（Ｗ）への変倍における第１群Ｇｒ１，第２群Ｇｒ２，第３群Ｇｒ３，第４群Ｇｒ４，第５群Ｇｒ５，第６群Ｇｒ６（第１〜第９，第１１の実施の形態では平行平板群），第７群Ｇｒ７（第１０の実施の形態では平行平板群）の移動をそれぞれ模式的に示している。ただし、第１群Ｇｒ１と最終群（第１〜第９，第１１の実施の形態では第５群Ｇｒ５、第１０の実施の形態では第６群Ｇｒ６）は固定群であり、投影レンズＬＮの縮小側に位置する平行平板群も変倍位置は固定である。なお、平行平板群は、プリズムＰＲ（例えばＴＩＲプリズム）と画像表示素子のカバーガラスＣＧから成っている。

第１〜第９，第１１の実施の形態（図１〜図９，図１１等）の投影レンズＬＮは、第２群Ｇｒ２〜第４群Ｇｒ４を光軸ＡＸに沿って移動させることにより変倍を行うプロジェクタ用変倍レンズであり、拡大側から順に、負のパワーを有する第１群Ｇｒ１と、正のパワーを有する第２群Ｇｒ２と、第３群Ｇｒ３と、第４群Ｇｒ４と、正のパワーを有する第５群Ｇｒ５と、の５群で構成されている。例えば、第１〜第６，第８の実施の形態は拡大側から順に負正負正正のパワーを有する５群構成の変倍レンズであり、第７の実施の形態は拡大側から順に負正正負正のパワーを有する５群構成の変倍レンズであり、第９の実施の形態は拡大側から順に負正正正正の屈折力を有する５群構成の変倍レンズである。また、第１０の実施の形態（図１０等）の投影レンズＬＮは、第２群Ｇｒ２〜第５群Ｇｒ５を光軸ＡＸに沿って移動させることにより変倍を行うプロジェクタ用変倍レンズであり、拡大側から順に、負のパワーを有する第１群Ｇｒ１と、正のパワーを有する第２群Ｇｒ２と、負のパワーを有する第３群Ｇｒ３と、正のパワーを有する第４群Ｇｒ４と、正のパワーを有する第５群Ｇｒ５と、正のパワーを有する第６群Ｇｒ６と、の６群で構成されている。なお、変倍レンズとは、例えば、ズームレンズ，バリフォーカルレンズ等の可変焦点距離レンズに相当するものである。

第１の実施の形態と第９の実施の形態は、第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４の移動量が同じであるため、どちらが第α群でどちらが第β群でも構わない。第２〜第７の実施の形態は第３群Ｇｒ３が第β群であり、第４群Ｇｒ４が第α群である。第８の実施の形態と第１０の実施の形態は、第３群Ｇｒ３が第α群であり、第４群Ｇｒ４が第β群である。第１１の実施の形態は、第２群Ｇｒ２が第β群であり、第３群Ｇｒ３が第α群である。第１０の実施の形態は、第１〜第９の実施の形態の第５群Ｇｒ５を２つに分離し、分離した拡大側のレンズ群を移動群としたものである。第１の実施の形態は、第１〜第９の実施の形態の第２群Ｇｒ２を固定し、さらに、第５群Ｇｒ５を２つに分離し、分離した拡大側のレンズ群を移動群としたものである。

次に、投影レンズＬＮを適用したプロジェクタの一実施の形態を説明する。図５６に、プロジェクタＰＪの概略構成例を示す。このプロジェクタＰＪは、投影レンズＬＮ，反射ミラー２，画像表示素子３，光源４，照明光学系５，制御部６，プリズムＰＲ等を備えている。制御部６は、プロジェクタＰＪの全体制御を司る部分である。画像表示素子３は、光を変調して画像を生成する画像変調素子であり、画像を表示する表示面上には、カバーガラスＣＧが設けられている。光源４からの光は、照明光学系５，ミラー２及びプリズムＰＲで画像表示素子３に導かれる。プリズムＰＲは、例えばＴＩＲプリズム（他に色分離合成プリズム等）から成り、照明光と投影光との分離を行う。画像表示素子３に表示された画像は、投影レンズＬＮでスクリーン面１に拡大投影される。

移動群である第２群Ｇｒ２，第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４には、それぞれ光軸ＡＸに沿って拡大側又は縮小側に移動させるアクチュエータ（不図示）が接続されている。そしてアクチュエータには、移動群の移動制御を行うための制御部６が接続されている。なお、制御部６及びアクチュエータについては、これを使わず手動でレンズ群を移動させてもよい。

以下、本発明を実施した投影レンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜１１（ＥＸ１〜１１）は、前述した第１〜第１１の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第１１の実施の形態を表す光学構成図（図１〜図１１）や光路図（図１２〜図２２）は、対応する実施例１〜１１のレンズ構成，光路等をそれぞれ示している。

各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ，曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率Ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数Ｖｄを示す。また、各種データとして、√（ｆｔ×ｆｗ），条件式（０）の対応値，像高（Ｙ’，ｍｍ）を示し、全系の焦点距離（ＦＬ，ｍｍ），Ｆナンバー（ＦＮＯ），半画角（ω，°），バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），可変面間隔ｄｉ（ｍｍ）を各変倍ポジションについて示す。さらに、変倍レンズ群データとして各群の焦点距離（ｍｍ）を示す。

バックフォーカスＢＦは、レンズ最終面から近軸像面ＩＭまでの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長ＴＬは、投影レンズＬＮの最前面（光束規制面）から投影レンズＬＮの最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。ＬＡＳＴ（近軸）は、縮小側の近軸像面ＩＭに対する最終面間隔であり、変倍時の可変間隔である。また、表１〜表４に各実施例の条件式対応値を示す。

図２３〜図５５は、実施例１〜実施例１１（ＥＸ１〜ＥＸ１１）にそれぞれ対応する収差図であり、図２３，図２６，図２９，図３２，図３５，図３８，図４１，図４４，図４７，図５０，図５３は望遠端（Ｔ）における諸収差を示しており、図２４，図２７，図３０，図３３，図３６，図３９，図４２，図４５，図４８，図５１，図５４は中間ポジション（Ｍ，中間焦点距離状態）における諸収差を示しており、図２５，図２８，図３１，図３４，図３７，図４０，図４３，図４６，図４９，図５２，図５５は広角端（Ｗ）における諸収差を示している。図２３〜図５５のそれぞれにおいて、（Ａ）は球面収差等（ｍｍ）、（Ｂ）は非点収差（ｍｍ）、（Ｃ）は歪曲収差（％）、（Ｄ）は倍率色収差（ｍｍ）を示している（Ｈ：入射高さ（ｍｍ），Ｙ’：最大像高（ｍｍ））。

（Ａ）の球面収差図において、実線はｅ線（波長５４６．１ｎｍ）に対する球面収差、一点鎖線は波長４６０ｎｍに対する球面収差、二点鎖線は波長６２０ｎｍに対する球面収差をそれぞれ表しており、破線ＳＣは正弦条件不満足量を表している。（Ｂ）の非点収差図において、ＤＴはタンジェンシャル像面、ＤＳはサジタル像面であり、それぞれｅ線（波長５４６．１ｎｍ），波長４６０ｎｍ，波長６２０ｎｍに対する非点収差を表している。（Ｃ）の歪曲収差図において実線はｅ線に対する歪曲（％）を表しており、（Ｄ）の倍率色収差図において実線は波長４６０ｎｍ、破線は波長６２０ｎｍに対する倍率色収差をそれぞれ表している。

なお、各実施例を投影レンズとしてプロジェクタ（例えば液晶プロジェクタ）に用いる場合、本来はスクリーン面（被投影面）が像面であり画像表示面（例えば液晶パネル面）が物体面であるが、各実施例では光学設計上それぞれ縮小系とし、スクリーン面を物体面とみなして画像表示面（像面ＩＭ）で光学性能を評価している。そして、得られた光学性能から分かるように、各実施例の変倍レンズはプロジェクタ用の投影レンズとしてだけでなく、撮像装置（例えばビデオカメラ，デジタルカメラ）用の撮像レンズとしても好適に使用可能である。

実施例１〜１１に関し、投射距離：４５ｍ，イメージサークル：４０ｍｍ，Ｆナンバー２．５である。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４の合成パワーΦ３４は、望遠端（Ｔ）〜広角端（Ｗ）にかけて常に正であり、条件式（９Ａ）及び（９Ｂ）を満たしている。第１群Ｇｒ１は条件式（７）を満たす負レンズを１枚以上有している（条件式（７ａ）を満たすものを含む実施例もある。）。第５群Ｇｒ５の最も拡大側には、条件式（７）を満たす負レンズが位置している（（７ａ）を満たす実施例もある。）。第α群と第β群の合成パワーΦαβは、望遠端（Ｔ）〜広角端（Ｗ）にかけて常に正であり、条件式（Ｘ９Ａ）及び（Ｘ９Ｂ）を満たしている。第γ群は条件式（７）を満たす負レンズを１枚以上有している（条件式（７ａ）を満たすものを含む実施例もある。）。第δ群の最も拡大側は、条件式（７）を満たす負レンズが位置している（（７ａ）を満たす実施例もある。）。

実施例１は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が２枚、第４群Ｇｒ４が１枚、第５群Ｇｒ５が８枚の計１７枚のレンズから成る負正負正正の５群構成を有している。第３７面までがレンズであり、第３８面以降はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面と第１４面は光束規制面である。

実施例１では、変倍比が１．３６倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第４群Ｇｒ４の最も縮小側のレンズから第５群Ｇｒ５の最も拡大側負レンズまでの間（第２１面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例１では、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４は同一方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。中間ポジション（Ｍ）において３−４群間隔が最小値Ｌｍｉｎを取り、望遠端（Ｔ）及び広角端（Ｗ）において最大値Ｌｍａｘを取り、条件式（６）を満たしている。なお、このように中間ポジション（Ｍ）で３−４群間隔が最小値を取っている場合、全変倍域における３−４群間隔の最小値とＬｍｉｎが必ずしも完全一致している必要はない。

実施例１では、第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４に正レンズを含み、第３群Ｇｒ３に負レンズ１枚を含んでいる。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は３枚であり、前記正レンズは２枚とも条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第３群Ｇｒ３についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

実施例２は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が１枚、第３群Ｇｒ３が２枚、第４群Ｇｒ４が１枚、第５群Ｇｒ５が８枚の計１６枚のレンズから成る負正負正正の５群構成を有している。第３５面までがレンズであり、第３６面以降はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面と第１２面は光束規制面である。

実施例２では、変倍比が１．４５倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第４群Ｇｒ４の最も縮小側のレンズから第５群Ｇｒ５の最も拡大側負レンズまでの間（第１９面）に固定されており、条件式（４）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例２では、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４は同一方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。中間ポジション（Ｍ）において３−４群間隔が最小値Ｌｍｉｎを取り、広角端（Ｗ）において最大値Ｌｍａｘを取り、条件式（６）を満たしている。なお、このように中間ポジション（Ｍ）で３−４群間隔が最小値を取っている場合、全変倍域における３−４群間隔の最小値とＬｍｉｎが必ずしも完全一致している必要はない。

実施例２では、第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４に正レンズを含み、第３群Ｇｒ３に負レンズ１枚を含んでいる。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は３枚であり、第４群Ｇｒ４の正レンズのみが条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第３群Ｇｒ３についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

実施例３は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が２枚、第４群Ｇｒ４が２枚、第５群Ｇｒ５が８枚の計１８枚のレンズから成る負正負正正の５群構成を有している。第３９面までがレンズであり、第４０面以降はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面と第１４面は光束規制面である。

実施例３では、変倍比が１．５０倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第４群Ｇｒ４の最も縮小側のレンズから第５群Ｇｒ５の最も拡大側負レンズまでの間（第２３面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例３では、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４は同一方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。中間ポジション（Ｍ）において３−４群間隔が最小値Ｌｍｉｎを取り、広角端（Ｗ）において最大値Ｌｍａｘを取り、条件式（６）を満たしている。なお、このように中間ポジション（Ｍ）で３−４群間隔が最小値を取っている場合、全変倍域における３−４群間隔の最小値とＬｍｉｎが必ずしも完全一致している必要はない。

実施例３では、第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４に正レンズを含み、第３群Ｇｒ３に負レンズ１枚を含んでいる。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は４枚であり、前記正レンズは３枚とも条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第３群Ｇｒ３についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

実施例４は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が２枚、第４群Ｇｒ４が１枚、第５群Ｇｒ５が８枚の計１７枚のレンズから成る負正負正正の５群構成を有している。第３７面までがレンズであり、第３８面以降はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面と第１４面は光束規制面である。

実施例４では、変倍比が１．３３倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第５群Ｇｒ５内（第２５面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例４では、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４は同一方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。中間ポジション（Ｍ）において３−４群間隔が最小値Ｌｍｉｎを取り、望遠端（Ｔ）において最大値Ｌｍａｘを取り、条件式（６）を満たしている。なお、このように中間ポジション（Ｍ）で３−４群間隔が最小値を取っている場合、全変倍域における３−４群間隔の最小値とＬｍｉｎが必ずしも完全一致している必要はない。

実施例４では、第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４に正レンズを含み、第３群Ｇｒ３に負レンズ１枚を含んでいる。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は３枚であり、前記正レンズは２枚とも条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第３群Ｇｒ３についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

実施例５は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が２枚、第４群Ｇｒ４が１枚、第５群Ｇｒ５が８枚の計１７枚のレンズから成る負正負正正の５群構成を有している。第３７面までがレンズであり、第３８面以降はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面と第１４面は光束規制面である。

実施例５では、変倍比が１．３６倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第４群Ｇｒ４の最も縮小側のレンズから第５群Ｇｒ５の最も拡大側負レンズまでの間（第２１面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例５では、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４は同一方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。中間ポジション（Ｍ）において３−４群間隔が最小値Ｌｍｉｎを取り、広角端（Ｗ）において最大値Ｌｍａｘを取り、条件式（６）を満たしている。なお、このように中間ポジション（Ｍ）で３−４群間隔が最小値を取っている場合、全変倍域における３−４群間隔の最小値とＬｍｉｎが必ずしも完全一致している必要はない。

実施例５では、第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４に正レンズを含み、第３群Ｇｒ３に負レンズ１枚を含んでいる。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は３枚であり、前記正レンズは２枚とも条件式（７）を満たしている。第３群Ｇｒ３についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

実施例６は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が１枚、第４群Ｇｒ４が２枚、第５群Ｇｒ５が８枚の計１７枚のレンズから成る負正負正正の５群構成を有している。第３７面までがレンズであり、第３８面以降はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面と第１４面は光束規制面である。

実施例６では、変倍比が１．３６倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第４群Ｇｒ４の最も縮小側のレンズから第５群Ｇｒ５の最も拡大側負レンズまでの間（第２１面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例６では、第２群Ｇｒ２が第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４と反対方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。中間ポジション（Ｍ）において３−４群間隔が最小値Ｌｍｉｎを取り、広角端（Ｗ）において最大値Ｌｍａｘを取り、条件式（６）を満たしている。なお、このように中間ポジション（Ｍ）で３−４群間隔が最小値を取っている場合、全変倍域における３−４群間隔の最小値とＬｍｉｎが必ずしも完全一致している必要はない。

実施例６では、第３群Ｇｒ３が負レンズ１枚、第４群Ｇｒ４が正レンズ２枚の構成になっている。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は３枚であり、前記正レンズは２枚とも条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第３群Ｇｒ３についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

実施例７は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が１枚、第４群Ｇｒ４が２枚、第５群Ｇｒ５が８枚の計１７枚のレンズから成る負正正負正の５群構成を有している。第３７面までがレンズであり、第３８面以降はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面と第１４面は光束規制面である。

実施例７では、変倍比が１．３６倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第４群Ｇｒ４の最も縮小側のレンズから第５群Ｇｒ５の最も拡大側負レンズまでの間（第２１面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例７では、第２群Ｇｒ２が第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４と反対方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。望遠端（Ｔ）において３−４群間隔が最小値Ｌｍｉｎを取り、広角端（Ｗ）において最大値Ｌｍａｘを取り、条件式（６）を満たしている。

実施例７では、第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４に正レンズを含み、第４群Ｇｒ４に負レンズ１枚を含んでいる。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は３枚であり、前記正レンズは２枚とも条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第４群Ｇｒ４についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

実施例８は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が２枚、第４群Ｇｒ４が１枚、第５群Ｇｒ５が８枚の計１７枚のレンズから成る負正負正正の５群構成を有している。第３７面までがレンズであり、第３８面以降はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面と第１４面は光束規制面である。

実施例８では、変倍比が１．３６倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第４群Ｇｒ４の最も縮小側のレンズから第５群Ｇｒ５の最も拡大側負レンズまでの間（第２１面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例８では、第２群Ｇｒ２が望遠端（Ｔ）〜中間ポジション（Ｍ）にかけて第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４と反対方向に動き、中間ポジション（Ｍ）〜広角端（Ｗ）にかけて同方向に動く。そして、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。広角端（Ｗ）において３−４群間隔が最小値Ｌｍｉｎを取り、望遠端（Ｔ）において最大値Ｌｍａｘを取り、条件式（６）を満たしている。

実施例８では、第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４に正レンズを含み、第３群Ｇｒ３に負レンズ１枚を含んでいる。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は３枚であり、前記正レンズは２枚とも条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第３群Ｇｒ３についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

実施例９は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が２枚、第４群Ｇｒ４が１枚、第５群Ｇｒ５が８枚の計１７枚のレンズから成る負正正正正の５群構成を有している。第３７面までがレンズであり、第３８面以降はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面と第１４面は光束規制面である。

実施例９では、変倍比が１．３６倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第４群Ｇｒ４の最も縮小側のレンズから第５群Ｇｒ５の最も拡大側負レンズまでの間（第２１面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例９では、第２群Ｇｒ２が第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４と反対方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。中間ポジション（Ｍ）において３−４群間隔が最大値Ｌｍａｘを取り、望遠端（Ｔ）及び広角端（Ｗ）において最小値Ｌｍｉｎを取り、条件式（６）を満たしている。なお、このように中間ポジション（Ｍ）で３−４群間隔が最大値を取っている場合、全変倍域における３−４群間隔の最大値とＬｍａｘが必ずしも完全一致している必要はない。

実施例９では、第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４に正レンズを含み、第３群Ｇｒ３に負レンズ１枚を含んでいる。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は３枚であり、前記正レンズは２枚とも条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第３群Ｇｒ３についてはΦｎが正の値を取り、条件式（８）を満たしている。

実施例１０は、第１群Ｇｒ１が４枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が２枚、第４群Ｇｒ４が１枚、第５群Ｇｒ５が２枚、第６群Ｇｒ６が６枚の計１７枚のレンズから成る負正負正正正の６群構成を有している。第３６面までがレンズであり、第３７面以降（Ｇｒ７）はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面は光束規制面である。

実施例１０では、変倍比が１．４５倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第５群Ｇｒ５の最も縮小側のレンズから第６群Ｇｒ６の最も拡大側負レンズまでの間（第２４面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例１０では、第２群Ｇｒ２〜第５群Ｇｒ５は同一方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。中間ポジション（Ｍ）において３−４群間隔が最小値Ｌｍｉｎを取り、望遠端（Ｔ）において最大値Ｌｍａｘを取り、条件式（６）を満たしている。なお、このように中間ポジション（Ｍ）で３−４群間隔が最小値を取っている場合、全変倍域における３−４群間隔の最小値とＬｍｉｎが必ずしも完全一致している必要はない。

実施例１０では、第３群Ｇｒ３及び第４群Ｇｒ４に正レンズを含み、第３群Ｇｒ３に負レンズ１枚を含んでいる。第３群Ｇｒ３と第４群Ｇｒ４を構成する総レンズ枚数は３枚であり、前記正レンズは２枚とも条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第３群Ｇｒ３についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

実施例１１は、第１群Ｇｒ１が６枚、第２群Ｇｒ２が２枚、第３群Ｇｒ３が１枚、第４群Ｇｒ４が２枚、第５群Ｇｒ５が６枚の計１７枚のレンズから成る負負正正正の５群構成を有している。第３６面までがレンズであり、第３７面以降（Ｇｒ６）はプリズムＰＲや画像表示素子３のカバーガラスＣＧである。第１面は光束規制面である。

実施例１１では、変倍比が１．４５倍であり、条件式（５）を満たしている。絞り位置は第４群Ｇｒ４の最も縮小側のレンズから第５群Ｇｒ５の最も拡大側負レンズまでの間（第２４面）に固定されており、条件式（４）及び（４ａ）を満たしている。この絞り位置は、本実施例では固定としているが、他部品と干渉しない範囲で移動していてもよい。その際、効率の観点から、条件式（４）及び（４ａ）を満たしながら移動していることが望ましい。

実施例１１では、実施例１１では、第４群Ｇｒ４が第２群Ｇｒ２及び第３群Ｇｒ３と反対方向に動き、条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ），（３Ｂ）を満たしている。中間ポジション（Ｍ）において２−３群間隔が最小値ＸＬｍｉｎを取り、広角端（Ｗ）において最大値ＸＬｍａｘを取り、条件式（Ｘ６）を満たしている。なお、このように中間ポジション（Ｍ）で２−３群間隔が最小値を取っている場合、全変倍域における２−３群間隔の最小値とＸＬｍｉｎが必ずしも完全一致している必要はない。

実施例１１では、第２群Ｇｒ２及び第３群Ｇｒ３に正レンズを含み、第２群Ｇｒ２に負レンズ１枚を含んでいる。第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３を構成する総レンズ枚数は３枚であり、前記正レンズは２枚とも条件式（７）及び（７ａ）を満たしている。第２群Ｇｒ２についてはΦｎが負であるため、条件式（８）を満たしている。

ＬＮ 投影レンズ
Ｇｒ１ 第１群
Ｇｒ２ 第２群
Ｇｒ３ 第３群
Ｇｒ４ 第４群
Ｇｒ５ 第５群
Ｇｒ６ 第６群（平行平板群）
Ｇｒ７ 第７群（平行平板群）
Ｌｉ 第ｉレンズ（ｉ＝１，２，３，…）
ＳＴ 絞り
ＩＭ 像面（画像表示面）
ＡＸ 光軸

Claims (19)

1. ５群構成又は６群構成で、各群間隔を変化させることにより変倍を行う投影レンズであって、
   最も拡大側の群が負のパワーを有し、最も縮小側の群が正のパワーを有し、
   変倍時に最も移動量の大きい群を第α群とし、第α群の隣で２番目に移動量の大きい群を第β群とするとき、第α群と第β群の合成パワーは常に正であり、
   第α群と第β群を１つの成分として（α＋β）成分とし、（α＋β）成分の拡大側に隣り合う群を第γ群とし、（α＋β）成分の縮小側に隣り合う群を第δ群とするとき、第γ群と第δ群の少なくともいずれかは変倍時に移動し、（α＋β）成分の縮小側に絞りが配置され、
   望遠端から以下の条件式（０）を満たす所定の中間ポジションを経て広角端に至る変倍において、前記最も拡大側の群及び前記最も縮小側の群の位置が固定であり、前記第α群及び前記第β群が拡大側から縮小側へ移動し、以下の条件式（Ｘ１Ａ），（Ｘ１Ｂ），（Ｘ２Ａ），（Ｘ２Ｂ），（Ｘ３Ａ）及び（Ｘ３Ｂ）を満たすことを特徴とする投影レンズ；
   ０．９９＜ｆｍ／（ｆｔ×ｆｗ）^1/2＜１．０１ …（０）
   ７＜ΔＴＭα／｜ΔＴＭγδ｜ …（Ｘ１Ａ）
   ７＜ΔＴＷα／｜ΔＴＷγδ｜ …（Ｘ１Ｂ）
   ７＜ΔＴＭβ／｜ΔＴＭγδ｜ …（Ｘ２Ａ）
   ７＜ΔＴＷβ／｜ΔＴＷγδ｜ …（Ｘ２Ｂ）
   ０．９＜ΔＴＭβ／ΔＴＭα≦１ …（Ｘ３Ａ）
   ０．９＜ΔＴＷβ／ΔＴＷα≦１ …（Ｘ３Ｂ）
   ただし、
   ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離、
   ｆｍ：中間ポジションでの全系の焦点距離、
   ｆｗ：広角端での全系の焦点距離、
   ΔＴＭα：望遠端から中間ポジションまでの第α群の移動量、
   ΔＴＭβ：望遠端から中間ポジションまでの第β群の移動量、
   ΔＴＭγδ：望遠端から中間ポジションまでの、第γ群と第δ群の移動量のうち大きいほうの移動量、
   ΔＴＷα：望遠端から広角端までの第α群の移動量、
   ΔＴＷβ：望遠端から広角端までの第β群の移動量、
   ΔＴＷγδ：望遠端から広角端までの、第γ群と第δ群の移動量のうち大きいほうの移動量、
   である。
2. 以下の条件式（４）及び（５）を満たすことを特徴とする請求項１記載の投影レンズ；
   ２０＜｜ｅｘｐ／ｆｔ｜ …（４）
   １．３＜ｆｔ／ｆｗ …（５）
   ただし、
   ｅｘｐ：縮小側の近軸像面を基準とする近軸射出瞳位置（すなわち、縮小側の近軸像面から近軸射出瞳までの距離）、
   である。
3. 望遠端から中間ポジションを経て広角端に至る変倍について以下の条件式（Ｘ６）を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の投影レンズ；
   ０．００１＜（ＸＬｍａｘ−ＸＬｍｉｎ）／ΔＴＷα＜０．０４０ …（Ｘ６）
   ただし、
   ＸＬｍａｘ：望遠端，中間ポジション及び広角端における第α群と第β群との間隔の最大値、
   ＸＬｍｉｎ：望遠端，中間ポジション及び広角端における第α群と第β群との間隔の最小値、
   である。
4. 前記第α群と前記第β群のどちらか一方の群のみ又は両方の群が正レンズを含み、前記第α群と前記第β群のどちらか一方の群のみが負レンズ１枚を含み、前記第α群と前記第β群を構成する総レンズ枚数が合計３枚又は４枚であり、前記正レンズの１枚以上が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の投影レンズ；
   ０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
   ただし、
   Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
   νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
   である。
5. 前記負レンズを含む群のパワーについて以下の条件式（８）を満たすことを特徴とする請求項４記載の投影レンズ；
   Φｎ／Φｗ＜０．１ …（８）
   ただし、
   Φｎ：負レンズを含む群のパワー、
   Φｗ：広角端での全系のパワー、
   である。
6. 前記最も拡大側の群が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成る負レンズを１枚以上含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の投影レンズ；
   ０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
   ただし、
   Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
   νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
   である。
7. 前記第δ群の最も拡大側のレンズが以下の条件式（７）を満たす負レンズであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の投影レンズ；
   ０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
   ただし、
   Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
   νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
   である。
8. 前記第α群と前記第β群との合成パワーについて、以下の条件式（Ｘ９Ａ）及び（Ｘ９Ｂ）を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の投影レンズ；
   ０．９＜ΦαβＷ／ΦαβＴ＜１．１ …（Ｘ９Ａ）
   ０．９＜ΦαβＭ／ΦαβＴ＜１．１ …（Ｘ９Ｂ）
   ただし、
   ΦαβＴ：望遠端における第α群と第β群との合成パワー、
   ΦαβＭ：中間ポジションにおける第α群と第β群との合成パワー、
   ΦαβＷ：広角端における第α群と第β群との合成パワー、
   である。
9. 拡大側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、第３群と、第４群と、正のパワーを有する第５群と、から成る５群構成で、各群間隔を変化させることにより変倍を行う投影レンズであって、
   前記第４群の最も縮小側のレンズよりも縮小側に絞りが位置し、
   望遠端から以下の条件式（０）を満たす所定の中間ポジションを経て広角端に至る変倍において、前記第１群及び前記第５群の位置が固定であり、前記第３群と前記第４群との合成パワーが常に正であり、前記第３群及び前記第４群が拡大側から縮小側へ移動し、以下の条件式（１Ａ），（１Ｂ），（２Ａ），（２Ｂ），（３Ａ）及び（３Ｂ）を満たすことを特徴とする投影レンズ；
   ０．９９＜ｆｍ／（ｆｔ×ｆｗ）^1/2＜１．０１ …（０）
   ７＜ΔＴＭ３／｜ΔＴＭ２｜ …（１Ａ）
   ７＜ΔＴＷ３／｜ΔＴＷ２｜ …（１Ｂ）
   ７＜ΔＴＭ４／｜ΔＴＭ２｜ …（２Ａ）
   ７＜ΔＴＷ４／｜ΔＴＷ２｜ …（２Ｂ）
   ０．９＜ΔＴＭ４／ΔＴＭ３＜１．１ …（３Ａ）
   ０．９＜ΔＴＷ４／ΔＴＷ３＜１．１ …（３Ｂ）
   ただし、
   ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離、
   ｆｍ：中間ポジションでの全系の焦点距離、
   ｆｗ：広角端での全系の焦点距離、
   ΔＴＭ２：望遠端から中間ポジションまでの第２群の移動量、
   ΔＴＭ３：望遠端から中間ポジションまでの第３群の移動量、
   ΔＴＭ４：望遠端から中間ポジションまでの第４群の移動量、
   ΔＴＷ２：望遠端から広角端までの第２群の移動量、
   ΔＴＷ３：望遠端から広角端までの第３群の移動量、
   ΔＴＷ４：望遠端から広角端までの第４群の移動量、
   である。
10. 前記絞りが前記第５群に固定されて配置されており、以下の条件式（４）及び（５）を満たすことを特徴とする請求項９記載の投影レンズ；
    ２０＜｜ｅｘｐ／ｆｔ｜ …（４）
    １．３＜ｆｔ／ｆｗ …（５）
    ただし、
    ｅｘｐ：縮小側の近軸像面を基準とする近軸射出瞳位置（すなわち、縮小側の近軸像面から近軸射出瞳までの距離）、
    である。
11. 前記第３群の最も縮小側に位置するレンズ面から前記第４群の最も拡大側に位置するレンズ面までの距離を３−４群間隔とするとき、望遠端から中間ポジションを経て広角端に至る変倍について以下の条件式（６）を満たすことを特徴とする請求項９又は１０記載の投影レンズ；
    ０．００１＜（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／Δｚｍ＜０．０４０ …（６）
    ただし、
    Ｌｍａｘ：望遠端，中間ポジション及び広角端における３−４群間隔の最大値、
    Ｌｍｉｎ：望遠端，中間ポジション及び広角端における３−４群間隔の最小値、
    Δｚｍ：ΔＴＷ３，ΔＴＷ４のうちの最大値、
    である。
12. 前記第３群と前記第４群のどちらか一方の群のみ又は両方の群が正レンズを含み、前記第３群と前記第４群のどちらか一方の群のみが負レンズ１枚を含み、前記第３群と前記第４群を構成する総レンズ枚数が合計３枚又は４枚であり、前記正レンズの１枚以上が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成ることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の投影レンズ；
    ０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
    ただし、
    Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
    νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
    である。
13. 前記負レンズを含む群のパワーについて以下の条件式（８）を満たすことを特徴とする請求項１２記載の投影レンズ；
    Φｎ／Φｗ＜０．１ …（８）
    ただし、
    Φｎ：負レンズを含む群のパワー、
    Φｗ：広角端での全系のパワー、
    である。
14. 前記第２群がレンズ２枚以下から成ることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の投影レンズ。
15. 前記第１群が以下の条件式（７）を満たすレンズ硝材から成る負レンズを１枚以上含むことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の投影レンズ；
    ０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
    ただし、
    Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
    νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
    である。
16. 前記第５群の最も拡大側のレンズが以下の条件式（７）を満たす負レンズであることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項に記載の投影レンズ；
    ０．６５２＜Ｐｇ，Ｆ＋０．００１８１×νｄ …（７）
    ただし、
    Ｐｇ，Ｆ：レンズ硝材の部分分散比、
    νｄ：レンズ硝材のアッべ数、
    である。
17. 前記第３群と前記第４群との合成パワーについて、以下の条件式（９Ａ）及び（９Ｂ）を満たすことを特徴とする請求項９〜１６のいずれか１項に記載の投影レンズ；
    ０．９＜Φ３４Ｗ／Φ３４Ｔ＜１．１ …（９Ａ）
    ０．９＜Φ３４Ｍ／Φ３４Ｔ＜１．１ …（９Ｂ）
    ただし、
    Φ３４Ｔ：望遠端における第３群と第４群との合成パワー、
    Φ３４Ｍ：中間ポジションにおける第３群と第４群との合成パワー、
    Φ３４Ｗ：広角端における第３群と第４群との合成パワー、
    である。
18. 前記第３群と前記第４群との移動軌跡が異なることを特徴とする請求項９〜１７のいずれか１項に記載の投影レンズ。
19. 画像を表示する画像表示素子と、光源と、その光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、前記画像表示素子に表示された画像をスクリーン面に拡大投影する請求項１〜１８のいずれか１項に記載の投影レンズと、を備えたことを特徴とするプロジェクタ。

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