(57)【要約】  投写レンズにおいて、携帯性に優れた投写型表示装置に適合し、装置筐体サイズの小型化、特に厚み方向の薄型化を達成し、良好な投写性能を実現する。  投写レンズは、縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写するものであって、拡大側から順に、負の第１レンズ群（Ｇ１）と、正の第２レンズ群（Ｇ２）と、正の第３レンズ群（Ｇ３）と、正の第４レンズ群（Ｇ４）とからなり、条件式（１）〜（４）を満足する。    Ｂｆ／ｆ≦１．０（１）    ０．５≦ｄ３４／ｆ≦３．０（２）    ０．５≦ＹＩ／ｆ（３）    ｆ×ｄ３４／（ＹＩ×ＹＡ）≦１２．５（４）ここで、    Ｂｆ：縮小側のバックフォーカス（空気換算長）    ｆ：全系の焦点距離    ｄ３４：第３レンズ群（Ｇ３）と第４レンズ群（Ｇ４）の光軸上の空気換算間隔    ＹＩ：縮小側共役位置における有効光束の最大高さ    ＹＡ：前記投写レンズにおける軸上光束の最大高さ
2012105181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、
拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
下記条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とする投写レンズ。
Ｂｆ／ｆ≦１．０  …  （１）
０．５≦ｄ３４／ｆ≦３．０  …  （２）
０．５≦ＹＩ／ｆ  …  （３）
ｆ×ｄ３４／（ＹＩ×ＹＡ）≦１２．５  …  （４）
ここで、
Ｂｆ：縮小側のバックフォーカス（空気換算長）
ｆ：全系の焦点距離
ｄ３４：前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の光軸上の空気換算間隔
ＹＩ：縮小側共役位置における有効光束の最大高さ
ＹＡ：前記投写レンズにおける軸上光束の最大高さ
【請求項２】
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、
全系が６枚以下のレンズにより構成され、
拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
下記条件式（２−１）を満足することを特徴とする投写レンズ。
０．７≦ｄ３４／ｆ≦２．０  …  （２−１）
ここで、
ｆ：全系の焦点距離
ｄ３４：前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の光軸上の空気換算間隔
【請求項３】
下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の投写レンズ。
ｆ×ＹＰ／（ＹＩ×ＹＡ）≦３．０  …  （５）
ここで、
ＹＰ：前記投写レンズにおける軸外主光線の最大高さ
【請求項４】
下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の投写レンズ。
ｄ１３／ＹＩ≦７．５  …  （６）
ここで、
ｄ１３：前記第１レンズ群の最も拡大側の面から前記第３レンズ群の最も縮小側の面までの光軸上の距離
【請求項５】
下記条件式（７）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項記載の投写レンズ。
０．５≦｜ｆ１｜／ｆ≦２．５  …  （７）
ここで、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
【請求項６】
下記条件式（８）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項記載の投写レンズ。
０．５≦ｆ２／ｆ≦５．０  …  （８）
ここで、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
【請求項７】
下記条件式（９）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項記載の投写レンズ。
１．５≦ｆ４／ｆ≦５．０  …  （９）
ここで、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
【請求項８】
前記第１レンズ群が、１枚の負レンズにより構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項９】
前記第１レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１０】
前記第２レンズ群が、１枚の正レンズにより構成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１１】
前記第２レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１２】
前記第３レンズ群が、３枚以下のレンズにより構成されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１３】
前記第３レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１４】
前記第４レンズ群が、１枚の正レンズにより構成されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１５】
前記第４レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１６】
最も拡大側に配置されたレンズが、有効光束通過領域を含む非円形状とされてなることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１７】
最も縮小側に配置されたレンズが、有効光束通過領域を含む非円形状とされてなることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１８】
縮小側がテレセントリックであることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１９】
光源と、少なくとも１つのライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、請求項１から１８のいずれか１項記載の投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブにより光変調した後、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型あるいは反射型の液晶表示素子やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス：登録商標）等のライトバルブからの表示情報等を拡大投写する投写レンズに関し、特に、いわゆる携帯性に優れたハンディータイプの投写型表示装置に好適な投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置やＤＭＤ表示装置等のライトバルブを用いた投写型表示装置が広く普及しているが、ライトバルブの小型化・高精細化が急激に進み、また、パソコンの普及と相俟って、このような投写型表示装置を用いてプレゼンテーションを行うことの需要も増加している。このような事情から、近年、特に、携帯性に優れた小型の投写型表示装置が要求されるようになっている。また、将来は、携帯電話や懐中電灯を扱うような感覚で、投写型表示装置を扱うことも考えられ、そのためには、さらに携帯性を推し進めることが必須である。【０００３】
上記要求に応えうる方策としては、特に、投写光学系の光軸と垂直となる方向、一般には装置筺体の厚み方向に小さくなるように薄型化を図ることが有効であり、そのためには投写レンズにおける全てのレンズの外径を小さくすることが重要となる。【０００４】
装置の携帯性を高めることを目的として、投写レンズのコンパクト化を図った従来技術としては、例えば下記特許文献１、２に記載された投写レンズの如く、縮小側がテレセントリックとされ、また、色合成や、照明光と投写光の分離、等を行うためにレンズバックにある程度のスペースを確保した構成とされたものが知られている。またその他には、例えば特許文献３、４に記載された投写レンズの如く、縮小側がテレセントリックとされ、縮小側共役位置近くに正レンズを配置した構成とされたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０６３３１号公報
【特許文献２】特開２００９−６９５４０号公報
【特許文献３】特許３１７５４１１号公報
【特許文献４】特許３６９５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載されたものは、縮小側がテレセントリックで、レンズバックをある程度確保した構成とされているが、縮小側のレンズの大型化を抑制し、積極的に小型化を図る対策は講じられておらず、さらに、この縮小側のレンズとともに拡大側のレンズも含め、有効光束に対する積極的な小型化対策も採られていない。また、上記特許文献３、４に記載されたものは、８枚〜１０枚のレンズ枚数を要しており、装置の小型化や携帯性を推進する際にはより少ないレンズ枚数の構成が求められる。【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、携帯性に優れた投写型表示装置に適合可能であり、装置筐体サイズの小型化、特に厚み方向の薄型化を達成可能で、良好な投写性能を有する投写レンズ、およびこれを用いた投写型表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の投写レンズは、縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、下記条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とするものである。
Ｂｆ／ｆ≦１．０  …  （１）
０．５≦ｄ３４／ｆ≦３．０  …  （２）
０．５≦ＹＩ／ｆ  …  （３）
ｆ×ｄ３４／（ＹＩ×ＹＡ）≦１２．５  …  （４）
ここで、
Ｂｆ：縮小側のバックフォーカス（空気換算長）
ｆ：全系の焦点距離
ｄ３４：第３レンズ群と第４レンズ群の光軸上の空気換算間隔
ＹＩ：縮小側共役位置における有効光束の最大高さ
ＹＡ：投写レンズにおける軸上光束の最大高さ【０００９】
本発明の第２の投写レンズは、縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、全系が６枚以下のレンズにより構成され、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、下記条件式（２−１）を満足することを特徴とするものである。
０．７≦ｄ３４／ｆ≦２．０  …  （２−１）
ここで、
ｆ：全系の焦点距離
ｄ３４：第３レンズ群と第４レンズ群の光軸上の空気換算間隔【００１０】
本発明の第２の投写レンズにおいては、下記条件式（１）、（３）、（４）のいずれか１つ、あるいは任意の２つ以上の組合せを満足することが好ましい。
Ｂｆ／ｆ≦１．０  …  （１）
０．５≦ＹＩ／ｆ  …  （３）
ｆ×ｄ３４／（ＹＩ×ＹＡ）≦１２．５  …  （４）
ここで、
Ｂｆ：縮小側のバックフォーカス（空気換算長）
ＹＩ：縮小側共役位置における有効光束の最大高さ
ＹＡ：投写レンズにおける軸上光束の最大高さ【００１１】
本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、下記条件式（５）〜（９）のいずれか１つ、あるいは任意の２つ以上の組合せを満足することが好ましい。
ｆ×ＹＰ／（ＹＩ×ＹＡ）≦３．０  …  （５）
ｄ１３／ＹＩ≦７．５  …  （６）
０．５≦｜ｆ１｜／ｆ≦２．５  …  （７）
０．５≦ｆ２／ｆ≦５．０  …  （８）
１．５≦ｆ４／ｆ≦５．０  …  （９）
ここで、
ＹＰ：投写レンズにおける軸外主光線の最大高さ
ＹＩ：縮小側共役位置における有効光束の最大高さ
ＹＡ：投写レンズにおける軸上光束の最大高さ
ｄ１３：第１レンズ群Ｇ１の最も拡大側の面から第３レンズ群Ｇ３の最も縮小側の面までの光軸上の距離
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離【００１２】
本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、第１レンズ群が、１枚の負レンズにより構成されることが好ましい。また、本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、第１レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。【００１３】
本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、第２レンズ群が、１枚の正レンズにより構成されることが好ましい。また、本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、第２レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。【００１４】
本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、第３レンズ群が、３枚以下のレンズにより構成されることが好ましい。また、本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、第３レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。【００１５】
本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、第４レンズ群が、１枚の正レンズにより構成されることが好ましい。また、本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、第４レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。【００１６】
本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、最も拡大側に配置されたレンズが、有効光束通過領域を含む非円形状とされてなることが好ましい。また、本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、最も縮小側に配置されたレンズが、有効光束通過領域を含む非円形状とされてなることが好ましい。【００１７】
本発明の第１、第２の投写レンズにおいては、縮小側がテレセントリックであることが好ましい。【００１８】
本発明の投写型表示装置は、光源と、少なくとも１つのライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、上記記載の投写レンズとを備え、光源からの光束をライトバルブにより光変調した後、投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。【００１９】
なお、上記「拡大側」とは、被投写側（スクリーン側）を意味し、縮小投影する場合も、便宜的にスクリーン側を拡大側と称するものとする。一方、上記「縮小側」とは、原画像表示領域側（ライトバルブ側）を意味し、縮小投影する場合も、便宜的にライトバルブ側を縮小側と称するものとする。【００２０】
なお、「レンズ群」とは、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。【００２１】
なお、上記本発明の投写レンズにおけるレンズ群およびレンズの屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。【００２２】
なお、上記本発明の投写レンズにおける「〜第１レンズ群と、〜第２レンズ群と、〜第３レンズ群と、〜第４レンズ群とからなり」とは、レンズ群としてはこれらの４つのレンズ群のみを有するという意味であり、レンズ群以外の光学要素を含むようにしてもよい。
同様に、「第１レンズ群が、１枚の負レンズにより構成される」とは、レンズとしては１枚の負レンズのみを有するという意味であり、レンズ以外の光学要素を含むようにしてもよい。「第２レンズ群が、１枚の正レンズにより構成される」、「第２レンズ群が、１枚の正レンズにより構成される」、「第４レンズ群が、１枚の正レンズにより構成される」についても同様に、レンズ以外の光学要素を含むようにしてもよい。【００２３】
なお、ＹＩに関する「有効光束」とは、所定の仕様に基づき投写レンズに光束を入射させたとき結像に用いられる光束のことである。また、ＹＡに関する「軸上光束」とは、Ｆ値や開口絞り径等の所定の仕様に基づき最大径まで軸上光束を入射させたときのものである。【００２４】
なお、上記「非円形形状」とは、光束進行方向から見た各レンズの形状が円形ではないことを意味する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の第１の投写レンズによれば、拡大側から順に、屈折力が負、正、正、正の４つのレンズ群を配設してなる４群構成の投写レンズにおいて、条件式（１）〜（４）を満足するように構成しているため、投写レンズとして必要とされる良好な性能を確保しながら、携帯性に優れた投写型表示装置に適合可能とさせることができ、装置筐体サイズの小型化、特に厚み方向の薄型化を達成することができる。【００２６】
本発明の第２の投写レンズによれば、拡大側から順に、屈折力が負、正、正、正の４つのレンズ群を配設してなる４群構成の投写レンズにおいて、６枚以下のレンズで構成し、条件式（２−１）を満足するように構成しているため、投写レンズとして必要とされる良好な性能を確保しながら、携帯性に優れた投写型表示装置に適合可能とさせることができ、装置筐体サイズの小型化を達成することができる。【００２７】
本発明の投写型表示装置によれば、本発明の投写レンズを用いていることにより、携帯性に優れ、装置筐体サイズの小型化、特に厚み方向の薄型化を達成可能なものとすることができ、かつ良好な投写性能を有するものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる投写レンズの構成と光路を示す図
【図２】光束進行方向から見たときのレンズの非円形形状の具体例を示す概略図
【図３】本発明の実施形態にかかる投写型表示装置の主要部の概略構成図
【図４】本発明の実施形態にかかる投写型表示装置の主要部の概略構成図
【図５】本発明の実施形態にかかる投写型表示装置の主要部の概略構成図
【図６】本発明の実施例１の投写レンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例２の投写レンズのレンズ構成を示す断面図
【図８】本発明の実施例３の投写レンズのレンズ構成を示す断面図
【図９】本発明の実施例４の投写レンズのレンズ構成を示す断面図
【図１０】本発明の実施例５の投写レンズのレンズ構成を示す断面図
【図１１】本発明の実施例６の投写レンズのレンズ構成を示す断面図
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は本発明の実施例１の投写レンズの各収差図
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）は本発明の実施例２の投写レンズの各収差図
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は本発明の実施例３の投写レンズの各収差図である
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）は本発明の実施例４の投写レンズの各収差図である
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）は本発明の実施例５の投写レンズの各収差図である
【図１７】図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）は本発明の実施例６の投写レンズの各収差図である
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に、本発明の一実施形態にかかる投写レンズのレンズ断面図、および、軸上光束Ａ、最大画角での軸外光束ＯＡを示す。図１に示す構成例は、後述の実施例１の投写レンズに対応するものである。
【００３０】
本実施形態にかかる投写レンズは、光軸Ｚに沿って、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群を配列して構成されるものである。
【００３１】
図１に示す構成例では例えば、第１レンズ群Ｇ１は１枚構成でレンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２は１枚構成でレンズＬ２からなり、第３レンズ群Ｇ３は３枚構成でレンズＬ３１、Ｌ３２、Ｌ３３からなり、第４レンズ群Ｇ４は１枚構成でレンズＬ４からなる。
【００３２】
この投写レンズは、投写型表示装置に搭載されて、縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズである。図１では、図の左側を拡大側、右側を縮小側とし、投写型表示装置に搭載される場合を想定して、フィルタやカバーガラス等の平行平面部材２と、平行平面部材２の縮小側の面に位置するライトバルブの画像表示面１も合わせて図示している。
【００３３】
投写型表示装置においては、画像表示面１で画像情報を与えられた光束が、平行平面部材２を介して、この投写レンズに入射され、この投写レンズにより紙面左側方向に配置されるスクリーン（不図示）上に拡大投写されるようになる。このような使用法において、縮小側共役位置は画像表示面１の位置、拡大側共役位置はスクリーンの位置となる。
【００３４】
なお、図１では、平行平面部材２の縮小側の面の位置と画像表示面１の位置とが一致した例を示しているが、必ずしもこれに限定されない。また、図１には、１枚の画像表示面１のみを記載しているが、投写型表示装置において、光源からの光束を色分離光学系により３原色に分離し、各原色用に３つのライトバルブを配設して、フルカラー画像を表示可能とするように構成してもよい。ライトバルブとしては例えば、反射型液晶表示素子、透過型液晶表示素子、ＤＭＤ等を用いることができる。
【００３５】
後で図３〜図５を参照して投写型表示装置について説明するように、投写型表示装置においては、例えばプリズム等を用いた、照明光と投影光を分離するための光束分離光学系や、複数のライトバルブからの光束を合成する光束合成光学系を光路に挿入することが多い。そこで、本実施形態の投写レンズは、第４レンズ群Ｇ４を縮小側共役位置の近傍に配置し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間を広くとり、この間に光束分離光学系や光束合成光学系を挿入可能な構成を採っている。
【００３６】
ライトバルブとして液晶素子を用いたり、光束分離光学系や光束合成光学系にＰＢＳ（Polarized Beam Splitter）プリズムや色合成プリズムを用いたりすることがあるため、本実施形態の投写レンズは、縮小側はテレセントリックとされていることが好ましい。
【００３７】
本実施形態にかかる第１の態様の投写レンズは、上述した第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群のみをレンズ群として有し、下記条件式（１）〜（４）を満足するものである。
Ｂｆ／ｆ≦１．０  …  （１）
０．５≦ｄ３４／ｆ≦３．０  …  （２）
０．５≦ＹＩ／ｆ  …  （３）
ｆ×ｄ３４／（ＹＩ×ＹＡ）≦１２．５  …  （４）
ここで、
Ｂｆ：縮小側のバックフォーカス（空気換算長）
ｆ：全系の焦点距離
ｄ３４：第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の光軸上の空気換算間隔
ＹＩ：縮小側共役位置における有効光束の最大高さ
ＹＡ：投写レンズにおける軸上光束の最大高さ
【００３８】
なお、ＹＡは投写レンズが有する全レンズ面での軸上光束の光軸からの高さのうち、最も高いものである。例えば図１に示す例では、レンズＬ３３の縮小側のレンズ面における軸上マージナル光線の高さがＹＡとなる。
【００３９】
上記第１の態様の投写レンズにおいては、下記条件式（５）〜（９）のいずれか１つ、あるいは任意の２つ以上の組合せを満足することが好ましい。
ｆ×ＹＰ／（ＹＩ×ＹＡ）≦３．０  …  （５）
ｄ１３／ＹＩ≦７．５  …  （６）
０．５≦｜ｆ１｜／ｆ≦２．５  …  （７）
０．５≦ｆ２／ｆ≦５．０  …  （８）
１．５≦ｆ４／ｆ≦５．０  …  （９）
ここで、
ＹＰ：投写レンズにおける軸外主光線の最大高さ
ｄ１３：第１レンズ群Ｇ１の最も拡大側の面から第３レンズ群Ｇ３の最も縮小側の面までの光軸上の距離
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
【００４０】
なお、ＹＰは投写レンズが有する全レンズ面での軸外主光線の光軸からの高さのうち、最も高いものである。例えば、図１に示す例では、最大画角での軸外光束ＯＡの主光線Ｃ１の投写レンズにおける最大の高さがＹＰとなる。
【００４１】
本実施形態にかかる第２の態様の投写レンズは、上述した第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群のみをレンズ群として有し、全系が６枚以下のレンズにより構成され、下記条件式（２−1）を満足するものである。
０．７≦ｄ３４／ｆ≦２．０  …  （２−1）
ここで、
ｆ：全系の焦点距離
ｄ３４：第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の光軸上の空気換算間隔
【００４２】
上記第２の態様の投写レンズにおいては、下記条件式（１）、（３）〜（９）のいずれか１つ、あるいは任意の２つ以上の組合せを満足することが好ましい。
Ｂｆ／ｆ≦１．０  …  （１）
０．５≦ＹＩ／ｆ  …  （３）
ｆ×ｄ３４／（ＹＩ×ＹＡ）≦１２．５  …  （４）
ｆ×ＹＰ／（ＹＩ×ＹＡ）≦３．０  …  （５）
ｄ１３／ＹＩ≦７．５  …  （６）
０．５≦｜ｆ１｜／ｆ≦２．５  …  （７）
０．５≦ｆ２／ｆ≦５．０  …  （８）
１．５≦ｆ４／ｆ≦５．０  …  （９）
ここで、
Ｂｆ：縮小側のバックフォーカス（空気換算長）
ｆ：全系の焦点距離
ＹＩ：縮小側共役位置における有効光束の最大高さ
ｄ３４：第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の光軸上の空気換算間隔
ＹＡ：投写レンズにおける軸上光束の最大高さ
ＹＰ：投写レンズにおける軸外主光線の最大高さ
ｄ１３：第１レンズ群Ｇ１の最も拡大側の面から第３レンズ群Ｇ３の最も縮小側の面までの光軸上の距離
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
【００４３】
以下に、上記各条件式の技術的意義について説明する。
条件式（１）の上限を上回ると、縮小側のバックフォーカスが長くなり、第４レンズ群Ｇ４のレンズ径が大きくなる。本実施形態のレンズタイプの投写レンズでは、一般に、最も拡大側のレンズか最も縮小側のレンズのレンズ径が全系の中で最大のレンズ径となる。条件式（１）の上限を上回ると、最も縮小側のレンズ群である第４レンズ群Ｇ４のレンズ径が大きくなり、その結果、投写レンズ全体のレンズ径を小さくすることが困難になる。
【００４４】
条件式（２）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に光束分離光学系や光束合成光学系を挿入するためのスペースを確保することが難しくなる。条件式（２）の上限を上回ると、レンズ系の光軸方向の全長を短くすることが困難になる。すなわち、条件式（２）を満足することで、光束分離光学系や光束合成光学系を挿入することを可能としつつ、全系の全長が長くなりすぎるのを抑制することができる。
【００４５】
条件式（３）の下限を下回ると、画角を広くすることが困難になり、本発明の目的とする投写型表示装置の用途として好適なものと言えなくなる。
【００４６】
条件式（４）の上限を上回ると、本発明の目的とする投写型表示装置の用途として要求される小さなＦ値の投写レンズを実現することが困難になる。
【００４７】
条件式（５）は小さなＦ値を確保しながら、光学系の小型化を図るための式である。条件式（５）の上限を上回ると、最も拡大側のレンズまたは最も縮小側のレンズのレンズ径が大きくなり、その結果、投写レンズ全体のレンズ径を小さくすることが困難になる。
【００４８】
条件式（６）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３までの光軸方向の長さが長くなり、その結果、レンズ系の光軸方向の全長を短くすることが困難になる。
【００４９】
条件式（７）の下限を下回ると、諸収差、特に像面湾曲とディストーションを抑制することが困難になる。条件式（７）の上限を上回ると、画角を広くすることが困難になり、本発明の目的とする投写型表示装置の用途として好適なものと言えなくなる。
【００５０】
条件式（８）の下限を下回ると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが強くなり、諸収差、特に球面収差を抑制することが困難になる。条件式（８）の上限を上回ると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが弱くなり、バランスをとるために第３レンズ群Ｇ３のパワーが強くなり、諸収差、特に球面収差を抑制することが困難になる。
【００５１】
条件式（９）の下限を下回ると、投写レンズの縮小側のテレセントリック性を維持することが困難になる。条件式（９）の上限を上回ると、投写レンズ全体のレンズ径を小さくすることが困難になる。
【００５２】
さらに、条件式（１）に代えて、下記条件式（１−１）を満足する構成とすることにより、上記条件式（１）を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。
Ｂｆ／ｆ≦０．５  …  （１−１）
【００５３】
さらに、条件式（２）に代えて、下記条件式（２−１）を満足する構成とすることにより、上記条件式（２）を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。
０．７≦ｄ３４／ｆ≦２．０  …  （２−１）
【００５４】
またさらに、条件式（２−１）に代えて、下記条件式（２−２）を満足する構成とすることにより、上記条件式（２−１）の上限を満足した場合の作用効果を得ながら、条件式（２−１）の下限を満足した場合の作用効果をさらにより良好に奏することができる。
１．０≦ｄ３４／ｆ≦２．０  …  （２−２）
【００５５】
さらに、条件式（４）に代えて、下記条件式（４−１）を満足する構成とすることにより、上記条件式（４）を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。
ｆ×ｄ３４／（ＹＩ×ＹＡ）≦１０．０  …  （４）
【００５６】
さらに、条件式（５）に代えて、下記条件式（５−１）を満足する構成とすることにより、上記条件式（５）を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。
ｆ×ＹＰ／（ＹＩ×ＹＡ）≦２．６  …  （５−１）
【００５７】
さらに、条件式（６）に代えて、下記条件式（６−１）を満足する構成とすることにより、上記条件式（６）を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。
ｄ１３／ＹＩ≦５．０  …  （６−１）
【００５８】
さらに、条件式（７）に代えて、下記条件式（７−１）を満足する構成とすることにより、上記条件式（７）の下限を満足した場合の作用効果を得ながら、条件式（７）の上限を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。
０．５≦｜ｆ１｜／ｆ≦１．５  …  （７−１）
【００５９】
さらに、条件式（８）に代えて、下記条件式（８−１）を満足する構成とすることにより、上記条件式（８）の下限を満足した場合の作用効果を得ながら、条件式（８）の上限を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。
０．５≦ｆ２／ｆ≦２．０  …  （８−１）
【００６０】
さらに、条件式（９）に代えて、下記条件式（９−１）を満足する構成とすることにより、上記条件式（９）を満足した場合の作用効果をより良好に奏することができる。
２．０≦ｆ４／ｆ≦３．５  …  （９−１）
【００６１】
本発明の実施形態にかかる投写レンズはさらに以下に述べる構成を適宜選択的に有することが好ましい。なお、好ましい態様としては、以下に述べる構成の１つを有するものでもよく、あるいは任意の複数の組合せを有するものでもよい。
【００６２】
第１レンズ群Ｇ１は、１枚の負レンズのみからなるように構成してもよく、このようにした場合は、レンズ枚数を抑えて光学系の小型化に貢献できる。第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも１面の非球面を有することが好ましく、これにより、レンズ枚数を低減しつつ解像力を向上させることができる。
【００６３】
第２レンズ群Ｇ２は、１枚の正レンズのみからなるように構成してもよく、このようにした場合は、レンズ枚数を抑えて光学系の小型化に貢献できる。第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１面の非球面を有することが好ましく、これにより、レンズ枚数を低減しつつ解像力を向上させることができる。
【００６４】
第３レンズ群Ｇ３が有するレンズ枚数は、３枚以下となるように構成することが好ましく、これにより、レンズ枚数を抑えて光学系の小型化に貢献できる。第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも１面の非球面を有することが好ましく、これにより、レンズ枚数を低減しつつ解像力を向上させることができる。
【００６５】
例えば、第３レンズ群Ｇ３は、縮小側に凸面を向けた１枚の正メニスカスレンズのみからなるように構成してもよく、この場合は、軽量、安価に構成できる。または、第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に、両凹レンズと、両凸レンズとからなるように構成してもよく、この場合は、第３レンズ群Ｇ３を１枚構成とした場合に比べて、色収差、特に軸上色収差を良好に補正することができる。あるいは、第３レンズ群Ｇ３は、１枚の負レンズと２枚の正レンズからなる３枚構成としてもよく、この場合には、色収差を含む諸収差を良好に補正しながら高いテレセントリック性を確保することが容易になる。
【００６６】
第４レンズ群Ｇ４は、１枚の正レンズのみからなるように構成してもよく、このようにした場合は、レンズ枚数を抑えて光学系の小型化に貢献できる。第４レンズ群Ｇ４は、少なくとも１面の非球面を有することが好ましく、これにより、レンズ枚数を低減しつつ解像力を向上させることができる。
【００６７】
第４レンズ群Ｇ４は、例えば、縮小側共役位置近傍に配置され、縮小側に平面を向けた平凸レンズからなるように構成してもよい。
【００６８】
本発明の実施形態にかかる投写レンズは、全系で有するレンズ枚数が６枚以下となるように構成されていることが好ましく、これにより、レンズ枚数を抑えて光学系の小型化に貢献できる
【００６９】
さらに、本発明の実施形態にかかる投写レンズは、最も拡大側に配置されたレンズ、または、最も縮小側に配置されたレンズが、有効光束通過領域を含む非円形状とされていることが好ましい。なお、最も拡大側と最も縮小側以外のレンズも、有効光束通過領域を含む非円形状としてもよい。以上のように、有効光束通過領域を含む非円形状として、有効光束通過領域以外の所定の領域がカットされた状態とすることにより、レンズ径を抑制して小型化に貢献することができる。
【００７０】
なお、非円形状としては、光束進行方向から見たときのレンズ形状が円とは異なる種々の形状とすることが可能である。例えば図２に示すように、光軸方向から見たときのレンズ形状が、円から１つの弓形領域を切り取ったもの（Ａ）、円から対向する２つの弓形領域を切り取ったもの（Ｂ）、この（Ｂ）の形状からさらに１つの弓形領域を切り取ったもの（Ｃ）等とすることができる。
【００７１】
次に、本発明にかかる投写型表示装置の実施形態について説明する。図３〜図５に、本実施形態の投写レンズを用いた、本発明の実施形態にかかる投写型表示装置の主要部の概略構成図を示す。
【００７２】
図３に示す投写型表示装置１００Ａは、ライトバルブとして反射型液晶表示パネル１Ｌｒを用いたものである。投写型表示装置１００Ａは、反射型液晶表示パネル１Ｌｒと、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に配置されたＰＢＳプリズム３ａと、ＰＢＳプリズム３ａへ光軸Ｚに対して垂直な方向から照明光を入射させるための光源１０ａとを有している。光源１０ａからの光束は、ＰＢＳプリズム３ａにより偏光分離され、所定方向の偏光のみ第４レンズ群Ｇ４とフィルタ等からなる平行平面板２とを介して反射型液晶表示パネル１Ｌｒに入射し、反射型液晶表示パネル１Ｌｒで光変調された光束は、光軸Ｚに沿って進行してＰＢＳプリズム３ａおよび投写レンズを透過してスクリーンに向けて投写される。
【００７３】
図４に示す投写型表示装置１００Ｂは、ライトバルブとしてＤＭＤ１Ｄを用いたものである。投写型表示装置１００Ｂは、ＤＭＤ１Ｄと、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に配置されたＴＩＲ(Total Internal Reflection)プリズム３ｂと、ＴＩＲプリズム３ｂへ照明光を入射させるための光源１０ｂとを有している。光源１０ｂからの光束は、ＴＩＲプリズム３ｂ内部で反射されて第４レンズ群Ｇ４とフィルタ等からなる平行平面板２とを介してＤＭＤ１Ｄに入射し、ＤＭＤ１Ｄで光変調された光束は、光軸Ｚに沿って進行してＴＩＲプリズム３ｂおよび投写レンズを透過してスクリーンに向けて投写される。
【００７４】
図５に示す投写型表示装置１００Ｃは、赤色、緑色、青色の各色に色分離して光変調を行うものであり、ライトバルブとして各色に対応する３つの透過型液晶表示パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを用い、各色の光路に第４レンズ群Ｇ４を配置したものである。投写型表示装置１００Ｃは、透過型液晶表示パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと、白色光を発する光源１０ｃと、光源１０ｃからの光束を赤色、緑色、青色の各色に色分離するためのダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２と、光束を所定方向へ導く全反射ミラー１１、１２、１３と、光束を合成するためのクロスダイクロイックプリズム３ｃとを有している。
【００７５】
光源１０ｃからの光束は、ダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２により各色に分離されて、それぞれ透過型液晶表示パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを透過し変調され、フィルタ等からなる平行平面板２と第４レンズ群Ｇ４とを介してクロスダイクロイックプリズム３ｃに入射し、クロスダイクロイックプリズム３ｃで１つの光束となるように合成される。合成された光束は、光軸Ｚに沿って進行して投写レンズの第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３を透過してスクリーンに向けて投写される。なお、図５では、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３はまとめて概略的に図示している。
【００７６】
次に、本発明の投写レンズの数値実施例について説明する。図６〜図１１にそれぞれ、本発明の投写レンズの実施例１〜実施例６のレンズ断面図を示す。
【００７７】
図６に示す実施例１の投写レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との４つのレンズ群からなり、全系の構成レンズ枚数が６枚であり、縮小側がテレセントリックとされている。第１レンズ群Ｇ１は、近軸領域で両凹形状の負のレンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２は、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ２からなり、第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に、両凹形状の負のレンズＬ３１と、両凸形状の正のレンズＬ３２と、近軸領域で両凸形状の正のレンズＬ３３とからなり、第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で縮小側に平面を向けた平凸形状の正のレンズＬ４からなる。レンズＬ３１とレンズＬ３２は接合されている。レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３３の両面、およびレンズＬ４の拡大側の面は非球面である。
【００７８】
図７に示す実施例２の投写レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との４つのレンズ群からなり、全系の構成レンズ枚数が４枚であり、全て接合されていない単レンズであり、縮小側がテレセントリックとされている。第１レンズ群Ｇ１は、近軸領域で両凹形状の負のレンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２は、近軸領域で両凸形状の正のレンズＬ２からなり、第３レンズ群Ｇ３は、近軸領域で縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ３からなり、第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で縮小側に平面を向けた正の平凸形状のレンズＬ４からなる。レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３の両面、およびレンズＬ４の拡大側の面は非球面である。なお、図７では、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に光束分離光学系や光束合成光学系を想定したプリズム３を挿入した例を示している。
【００７９】
図８に示す実施例３の投写レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との４つのレンズ群からなり、全系の構成レンズ枚数が５枚であり、全て接合されていない単レンズであり、縮小側がテレセントリックとされている。第１レンズ群Ｇ１は、近軸領域で拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２は、近軸領域で両凸形状の正のレンズＬ２からなり、第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に、近軸領域で両凹形状の負のレンズＬ３１と、近軸領域で両凸形状の正のレンズＬ３２とからなり、第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で縮小側に平面を向けた正の平凸形状のレンズＬ４からなる。レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３１、Ｌ３２の両面、およびレンズＬ４の拡大側の面は非球面である。なお、図８では、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に光束分離光学系や光束合成光学系を想定したプリズム３を挿入した例を示している。
【００８０】
図９に示す実施例４の投写レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との４つのレンズ群からなり、全系の構成レンズ枚数が４枚であり、全て接合されていない単レンズであり、縮小側がテレセントリックとされている。第１レンズ群Ｇ１は、近軸領域で両凹形状の負のレンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２は、近軸領域で両凸形状の正のレンズＬ２からなり、第３レンズ群Ｇ３は、近軸領域で縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ３からなり、第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で縮小側に平面を向けた平凸形状の正のレンズＬ４からなる。レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３の両面、およびレンズＬ４の拡大側の面は非球面である。
【００８１】
図１０に示す実施例５の投写レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との４つのレンズ群からなり、全系の構成レンズ枚数が５枚であり、全て接合されていない単レンズであり、縮小側がテレセントリックとされている。第１レンズ群Ｇ１は、近軸領域で縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２は、近軸領域で両凸形状の正のレンズＬ２からなり、第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に、近軸領域で両凹形状の負のレンズＬ３１と、近軸領域で両凸形状の正のレンズＬ３２とからなり、第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で縮小側に平面を向けた平凸形状の正のレンズＬ４からなる。レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３１、Ｌ３２の両面、およびレンズＬ４の拡大側の面は非球面である。
【００８２】
図１１に示す実施例６の投写レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４との４つのレンズ群からなり、全系の構成レンズ枚数が６枚であり、全て接合されていない単レンズであり、縮小側がテレセントリックとされている。第１レンズ群Ｇ１は、近軸領域で両凹形状の負のレンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２は、近軸領域で拡大側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ２からなり、第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に、縮小側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ３１と、両凹形状の負のレンズＬ３２と、近軸領域で両凸形状の正のレンズＬ３３とからなり、第４レンズ群Ｇ４は、近軸領域で縮小側に平面を向けた平凸形状の正のレンズＬ４からなる。レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３３の両面、およびレンズＬ４の拡大側の面は非球面である。
【００８３】
表１に実施例１の投写レンズの基本レンズデータを示す。表１の最上段には、全系の焦点距離ｆ、Ｆ値（Ｆナンバー）Ｆｎｏ、縮小側共役位置における有効光束の最大高さＹＩが示されている。表１には、拡大側共役面をＯＢＪとし、縮小側共役面をＩＭＧとして表示しており、Ｓｉの欄には最も拡大側の構成要素の拡大側の面を１番目として縮小側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、Ｎｄｊの欄には最も拡大側のレンズを１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）のレンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目のレンズのｄ線に対するアッベ数を示している。この基本レンズデータには、平行平面部材２も含めて示している。
【００８４】
なお、表１の曲率半径と面間隔は、投写レンズの焦点距離を１．００として規格化した値である。曲率半径の符号は、面形状が拡大側に凸の場合を正、縮小側に凸の場合を負としている。表１において、面番号に＊印が付いた面は非球面であり、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を示している。
【００８５】
表２に、実施例１の投写レンズの各非球面の非球面係数を示す。表２の非球面係数の数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は「×１０−ｎ」を意味し、「Ｅ＋ｎ」は「×１０ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数Ｋ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…）の値である。
【数１】
2012105181.tif 000003
ただし、
Ｚｄ：光軸から距離Ｙの非球面上の点より非球面頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ
Ｙ：光軸からの距離
Ｃ：光軸近傍の曲率
Ｋ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…）
【００８６】
同様に、実施例２〜６の投写レンズの基本レンズデータ、非球面係数をそれぞれ表３〜表１２に示す。表中の記号の意味、表記方法は上述した実施例１のものと同様である。ただし、実施例２、３の基本レンズデータは、図７、図８に示したプリズム３も含めて示している。また、下記各表では、所定の桁でまるめた数値を記載している。
【００８７】
【表１】
2012105181.tif 000004
【００８８】
【表２】
2012105181.tif 000005
【００８９】
【表３】
2012105181.tif 000006
【００９０】
【表４】
2012105181.tif 000007
【００９１】
【表５】
2012105181.tif 000008
【００９２】
【表６】
2012105181.tif 000009
【００９３】
【表７】
2012105181.tif 000010
【００９４】
【表８】
2012105181.tif 000011
【００９５】
【表９】
2012105181.tif 000012
【００９６】
【表１０】
2012105181.tif 000013
【００９７】
【表１１】
2012105181.tif 000014
【００９８】
【表１２】
2012105181.tif 000015
【００９９】
上記実施例１〜６の投写レンズにおける上記条件式（１）〜（９）に対応する値を表１３に示す。実施例１〜６では、ｄ線を基準波長としており、表１３にはこの基準波長における各値を示す。
【０１００】
【表１３】
2012105181.tif 000016
【０１０１】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）にそれぞれ、実施例１の投写レンズの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）の収差図は、拡大側共役位置を表１に示す値に設定したときのものである。
【０１０２】
球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（波長波長４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）に関する収差を示している。非点収差図ではサジタル方向、タンジェンシャル方向に関する収差をそれぞれ実線、破線で示している。ディストーションの図では、ｄ線に関する収差を実線で示している。倍率色収差図では、Ｆ線、Ｃ線に関する収差を示している。球面収差図の縦軸上方に記載のＦはＦ値、その他の収差図の縦軸上方に記載のωは半画角を意味する。
【０１０３】
同様に、実施例２〜６の投写レンズそれぞれの収差図を図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）、図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）、図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）に示す。これらの収差図は、拡大側共役位置を各実施例の基本レンズデータに示す値に設定したときのものである。各収差図から、実施例１〜６の投写レンズは各収差が良好に補正されていることがわかる。
【０１０４】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明の投写レンズの各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数の値は、適宜変更することが可能である。また、本発明の投写型表示装置に用いられるライトバルブや、光束分離または光束合成に用いられる光学部材は、上記構成に限定されず、種々の態様の変更が可能である。
【図１】
2012105181.tif 000017
【図２】
2012105181.tif 000018
【図３】
2012105181.tif 000019
【図４】
2012105181.tif 000020
【図５】
2012105181.tif 000021
【図６】
2012105181.tif 000022
【図７】
2012105181.tif 000023
【図８】
2012105181.tif 000024
【図９】
2012105181.tif 000025
【図１０】
2012105181.tif 000026
【図１１】
2012105181.tif 000027
【図１２】
2012105181.tif 000028
【図１３】
2012105181.tif 000029
【図１４】
2012105181.tif 000030
【図１５】
2012105181.tif 000031
【図１６】
2012105181.tif 000032
【図１７】
2012105181.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月10日(2012.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縮小側共役位置に表示された画像情報を拡大側共役位置へ投写する投写レンズであって、
全系が６枚以下のレンズにより構成され、
拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
下記条件式（１）、（２−１）、（３）、（５）を満足することを特徴とする投写レンズ。
Ｂｆ／ｆ≦１．０  …  （１）
０．７≦ｄ３４／ｆ≦２．０  …  （２−１）
０．５≦ＹＩ／ｆ  …  （３）
ｆ×ＹＰ／（ＹＩ×ＹＡ）≦３．０  …  （５）
ここで、
Ｂｆ：縮小側のバックフォーカス（空気換算長）
ｆ：全系の焦点距離
ｄ３４：前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の光軸上の空気換算間隔
ＹＩ：縮小側共役位置における有効光束の最大高さ
ＹＰ：前記投写レンズにおける軸外主光線の最大高さ
ＹＡ：前記投写レンズにおける軸上光束の最大高さ
【請求項２】
下記条件式（２−２）を満足することを特徴とする請求項１記載の投写レンズ。
１．０≦ｄ３４／ｆ≦２．０  …  （２−２）
【請求項３】
下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の投写レンズ。
ｆ×ｄ３４／（ＹＩ×ＹＡ）≦１２．５  …  （４）
【請求項４】
下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の投写レンズ。
ｄ１３／ＹＩ≦７．５  …  （６）
ここで、
ｄ１３：前記第１レンズ群の最も拡大側の面から前記第３レンズ群の最も縮小側の面までの光軸上の距離
【請求項５】
下記条件式（７）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項記載の投写レンズ。
０．５≦｜ｆ１｜／ｆ≦２．５  …  （７）
ここで、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
【請求項６】
下記条件式（８）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項記載の投写レンズ。
０．５≦ｆ２／ｆ≦５．０  …  （８）
ここで、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
【請求項７】
下記条件式（９）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項記載の投写レンズ。
１．５≦ｆ４／ｆ≦５．０  …  （９）
ここで、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
【請求項８】
前記第１レンズ群が、１枚の負レンズにより構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項９】
前記第１レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１０】
前記第２レンズ群が、１枚の正レンズにより構成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１１】
前記第２レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１２】
前記第３レンズ群が、３枚以下のレンズにより構成されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１３】
前記第３レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１４】
前記第４レンズ群が、１枚の正レンズにより構成されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１５】
前記第４レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１６】
最も拡大側に配置されたレンズが、有効光束通過領域を含む非円形状とされてなることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１７】
最も縮小側に配置されたレンズが、有効光束通過領域を含む非円形状とされてなることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１８】
縮小側がテレセントリックであることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項記載の投写レンズ。
【請求項１９】
光源と、少なくとも１つのライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、請求項１から１８のいずれか１項記載の投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブにより光変調した後、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。
【国際調査報告】
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