(57)【要約】【課題】  イメージサークルを大きくし、全長を短くかつバックフォーカスを長くし、高性能を維持し、コンパクトかつ枚数の少ない投影レンズを提供する。【解決手段】  ３つのレンズ群からなる投影レンズにおいて、絞り近傍に配置される後群である第３レンズ群が５枚のレンズからなり、絞りに最も近い順に負、正、負の３枚のレンズが一体に接合されて構成されていて、残り２枚のレンズが正レンズであり、後群である第３レンズ群全体が正である。【選択図】図１
2010113193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つのレンズ群からなる投影レンズにおいて、絞り近傍に配置される後群である第３レンズ群が５枚のレンズからなり、絞りに最も近い順に負、正、負の３枚のレンズが一体に接合されて構成されていて、残り２枚のレンズが正レンズであり、後群である第３レンズ群全体が正であることを特徴とする投影レンズ。
【請求項２】
レンズ系の途中で光路を屈曲させないように３つのレンズ群を配置したことを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項３】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、２枚の第１及び第２レンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の両面非球面の負レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は１枚の第３レンズからなり、この第３レンズは正レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項４】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、５枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸の口径の大きな正レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第３レンズは球面の負レンズ、第４レンズは球面の負レンズ、第５レンズは画像形成素子側に凸の球面の正レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第６レンズと、スクリーン側に凸の負レンズである第７レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項５】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、３枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第３レンズは両面非球面の負レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第４レンズと、スクリーン側に凸の正レンズである第５レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項６】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、３枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第３レンズは両面非球面の負レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、この２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第４レンズと、スクリーン側に凸の正レンズである第５レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項７】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、４枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で非球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸で非球面の負レンズ、第３レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第４レンズは負レンズであり、第１レンズ第と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第５レンズと、スクリーン側に凸の正レンズからである第６レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項８】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、４枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で非球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズから第４レンズは１つの非球面の負レンズと２つの球面の負レンズからなり、第１レンズ第と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第５レンズと、スクリーン側に凸の正レンズからである第６レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３つのレンズ群からなる投影レンズに関し、例えば、イメージサークル（画像形成素子面）を大きくとることができ、全長が短くバックフォーカスを長くすることができるフロントプロジェクタ用の投影レンズに関する。本発明の投影レンズは、デジタルマイクロミラー素子（ＤＭＤ）等で表示された画像を拡大投影するための一連の投影レンズに好適に利用可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１に示すように、３つのレンズ群からなり、最も画像形成素子側の第３レンズ群に、色消しのために、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレンズを接合した接合レンズを配置した投影レンズが知られている。
【０００３】
また、例えば、特許文献２に示すように、３つのレンズ群からなり、最も画像形成素子側の第３レンズ群の、絞りに近い位置から、極小側に大きな曲率を持つ負レンズと両面が凸である正レンズの２枚の貼り合わせによる接合レンズ、縮小側に凸のメニスカスの非球面レンズ、縮小側に大きな曲率の正レンズを配置し、後群（第２レンズ群ＩＩの後群（縮小側）ＩＩｒ）全体で４枚のレンズを有する投影レンズが知られている（特許文献２請求項１）。
【０００４】
また、例えば、特許文献３に示すように、２つのレンズ群からなり、第２レンズ群の絞りに近い位置から順に拡大側に大きな曲率を持つ正レンズ、縮小側に大きな曲率を持つ負レンズと両面が凸である正レンズの２枚の貼り合わせによる接合レンズ、両面が非球面で縮小側に凸のメニスカス負レンズ、縮小側に大きな曲率の正レンズの５枚のレンズを配置したプロジェクタ光学系が知られている（特許文献３請求項１）。
【０００５】
その他にも、例えば特許文献４に示すように、３つのレンズ群からなり、画像形成素子に最も近い第３レンズ群のうち、絞りに最も近い位置に、負レンズ・正レンズ・負レンズの３枚のレンズを接合した接合レンズが配置され、全部８枚のレンズを備えたプロジェクタ光学系などの投影レンズも知られている。
【特許文献１】米国特許第７１７３７７７号、Ｆｉｇ.２Ａ、２Ｂ参照
【特許文献２】特開２００４−３３３６８８号公報、図１参照
【特許文献３】特開２００５−１７３４９４号公報、図１参照
【特許文献４】米国特許第７４２３８１９号、ＦＩＧ．２参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＤＭＤ用の投影レンズは、照明光学系で使用するプリズムのため、長いレンズバックが必要とされる。その反面、特にフロントプロジェクタでは、筐体が外部に露出するため投影レンズの全長は短いことが要求される。この相反する要求は、必然的に枚数の増加、構成の複雑化の要因となる。
【０００７】
また、画像形成素子の微細化に伴って、軸上色収差、倍率色収差を高度に補正し、かつフレア（収差のためスポットが広がる現象、いわゆる投影された画像の「にじみ」）が少なく高い解像力を発揮する設計が要求されている。
【０００８】
一方、従来のレンズ系のうち、特許文献２は、負レンズ・正レンズ・負レンズの３枚接合レンズを示しておらず、同文献行番号００１１の「・・・半画角：４０度以上の広画角、高解像度で、長いバックフォーカスと高いテレセントリック性を持ち、結像光束の光路をレンズ群間で屈曲させたコンパクトな投射用レンズ」を実現するために、同文献行番号００１５の「反射手段Ｍが配置される第１、第２レンズ群間は、「レンズ系中で最も大きな空気間隔」をなす」ようにレンズ系が構成されている。つまり、特許文献２に開示された投影レンズは、リアプロジェクションのレンズである。
【０００９】
ここで、リアプロジェクタ用の投影レンズとフロントプロジェクタの投影レンズとの相違点であるパネルシフトについて、図２６を参照して説明する。画像形成素子に形成された画像を、投影レンズを通してスクリーンに投影する場合、図２６下図のように、画像形成素子（＝パネル）を投影レンズの光軸より下に置くことにより、スクリーン上の投影像を光軸より上に形成することが出来る。これは、机上に設置して使用するフロントプロジェクタに必要な機能である。一方、リアプロジェクタでは、前記のような機能は必要ではなく、図２６上図のように、画像形成素子と投影像を同一光軸上に配置する構成が取られる。パネルシフトが必要なフロントプロジェクタ用の投影レンズは、上記説明より、同一パネルを使用するリアプロジェクタ用の投影レンズよりイメージサークル（＝画像形成素子面のサイズ）を大きく取る必要がある。
【００１０】
特許文献２の投影レンズは、リアプロジェクタ用の投影レンズであり、本発明におけるフロントプロジェクタ用の投影レンズと比較して、相対的にイメージサークルが小さい。従って、本発明と類似のレンズ構成であるにも拘らず、同文献で開示されたリアプロジェクタ用の投影レンズ構成においては、本発明の第３レンズ群に相当する「第２群後群」の構成枚数が４枚で構成することが可能である。しかしながら、本発明におけるフロントプロジェクタ用の投影レンズでは、大きなイメージサークルを実現するために第３レンズ群を５枚で構成する必要がある。以上が特許文献２と本発明の相違点である。
【００１１】
また、特許文献３は、負レンズ・正レンズ・負レンズの３枚接合レンズを示しておらず、軸上色収差、倍率色収差を高度に補正し、かつフレア（収差のためスポットが広がる現象、いわゆる投影された画像の「にじみ」）が少なく高い解像力を発揮することができない。
【００１２】
以上のように、本発明は、第３レンズ群に特徴的なレンズ構成である投影レンズを提供することを目的とする。
【００１３】
本発明の他の目的は、絞りに最も近い順に負、正、負の３枚のレンズが一体に接合されて構成され、残り２枚のレンズが正レンズであり、後群である第３レンズ群全体が正であるレンズ構成を備え、イメージサークルを大きくとることができ、全長が短くバックフォーカスを長くすることができるとともに、高性能を維持しつつ、コンパクトかつ枚数の少ない一連の投影レンズタイプの投影レンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための本発明の解決手段を例示すると、特許請求の範囲の各請求項に記載のとおりである。
【００１５】
とくに、本発明に係る投影レンズは、３つのレンズ群からなる投影レンズにおいて、絞り近傍に配置される後群である第３レンズ群が５枚のレンズからなり、絞りに最も近い順に負、正、負の３枚のレンズが一体に接合されて構成されていて、残り２枚のレンズが正レンズであり、後群である第３レンズ群全体が正であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のとおり、本発明の投影レンズは、第３レンズ群に特徴的なレンズ構成である、絞りに最も近い順に負、正、負の３枚のレンズが一体に接合されて構成されていて、残り２枚のレンズが正レンズであり、後群である第３レンズ群全体が正であるレンズ構成を備えているため、イメージサークルを大きくとることができ、全長が短くバックフォーカスを長くすることができるとともに、性能を維持しつつ、コンパクトかつ枚数の少ない一連の投影レンズタイプを実現することができる。また、本発明のレンズタイプを用いることによって、標準画角から広角に対応する投影レンズの設計が可能となる。しかも、前群には、非球面を含めても含めなくても良い効果も有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、コンパクトかつ枚数の少ない３つのレンズ群からなる投影レンズを改良したものである。
【００１８】
本発明の１つの実施形態によれば、本発明に係る投影レンズは、絞り近傍に配置される後群である第３レンズ群が５枚のレンズからなり、絞りに最も近い順に負、正、負の３枚のレンズが一体に接合されて構成されていて、残り２枚のレンズが正レンズであり、後群である第３レンズ群全体が正である。
【００１９】
本発明の別の実施形態によれば、本発明に係る投影レンズは、スクリーンに最も近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、２枚の第１及び第２レンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン（拡大）側に凸の両面非球面の負レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は１枚の第３レンズからなり、この第３レンズは正レンズである。
【００２０】
本発明の更に別の実施形態によれば、本発明に係る投影レンズは、スクリーンに最も近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、５枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸の口径の大きな正レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第３レンズは球面の負レンズ、第４レンズは球面の負レンズ、第５レンズは画像形成素子側に凸の正レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第６レンズと、スクリーン側に凸の正レンズである第７レンズである。
【００２１】
本発明の更に別の実施形態によれば、投影レンズは、スクリーンに最も近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、３枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第３レンズは両面非球面の負レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第４レンズと、スクリーン側に凸の正レンズである第５レンズである。
【００２２】
本発明の更に別の実施形態によれば、投影レンズは、スクリーンに最も近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、３枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第３レンズは両面非球面の負レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、この２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第４レンズと、スクリーン側に凸の正レンズである第５レンズである。
【００２３】
本発明の更に別の実施形態によれば、投影レンズは、スクリーンに最も近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、４枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で非球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸で非球面の負レンズ、第３レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第４レンズは負レンズであり、第１レンズ第と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第５レンズと、スクリーン側に凸の正レンズである第６レンズである。
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２５】
本発明の第１実施例の投影レンズは、非球面を使用した標準画角レンズである。
【００２６】
レンズの仕様は、以下のとおりである。
【００２７】
1.    f = 16.67mm   F/2.4
2.  設計波長  λ=630nm、550nm、460nm
3.  全長 136.53mm
4.  バックフォーカス  36.73mm
なお、屈折率 n=1.5163 、厚み t = 24mm のプリズム含む
5.  像高 y’ = 10.67mm 、半画角33°
6.  L2がプラスチックレンズ
図１は、実施例１の投影レンズのレンズ構成を示す。
【００２８】
実施例１の投影レンズ１は、スクリーン（図示せず）に最も近い順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、絞りＤ、第３レンズ群Ｇ３からなる。第３レンズ群Ｇ３の後方には画像形成素子Ｅが配置されている。
【００２９】
第１レンズ群Ｇ１は、２枚のレンズからなり、第１レンズＬ１はスクリーン（拡大）側に凸の口径の大きな負レンズ、第２レンズＬ２はスクリーン（拡大）側に凸の両面非球面の負レンズである。
【００３０】
第１レンズ群Ｇ１と間隔をあけて第２レンズ群Ｇ２が配置されている。第２レンズ群Ｇ２は１枚の第３レンズＬ３からなり、この第３レンズＬ３は正レンズである。なお、２枚のレンズと、空気間隔をあけた正レンズをひとまとまりにして第１レンズ群と考えても良い。
【００３１】
本発明の実施例１の場合は、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、後群である第３レンズ群Ｇ３とわけて考えることにする。
【００３２】
絞りＤの後方、すなわち画像形成素子Ｅ側に第３レンズ群Ｇ３が配置されている。第３レンズ群Ｇ３は絞りＤに最も近い順に、スクリーン（拡大）側に凸の負レンズである第４レンズＬ４、両凸の正レンズである第５レンズＬ５、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の負レンズである第６レンズＬ６の３枚のレンズが接合された接合レンズと、２枚の正レンズである第７レンズＬ７及び第８レンズＬ８の５枚のレンズからなる。
【００３３】
第３レンズ群Ｇ３は、以上のとおり、５枚のレンズからなるが、全体として正レンズである。
【００３４】
実施例１の投影レンズ１の光路図は図１に示すとおりである。
【００３５】
また、図２、図３は、実施例１の投影レンズのそれぞれ縦収差、横収差を示す。また、図４、図５は、それぞれ倍率色収差、４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【００３６】
また、実施例１の投影レンズ１のレンズデータは、表１に示すとおりである。表１中の第１８面、第１９面はカバーガラスである。
【００３７】
第１レンズ群Ｇ1の第２レンズL２はスクリーン（拡大）側に凸で両面が非球面のレンズであり、第２レンズＬ２の２つの面（第３面および第４面）の非球面係数は、表２に示すとおりである。材質はＰＭＭＡ（nd = 1.49210、vd=57.90）であるが、それ以外の適切な光学プラスチックを使用することも可能である。非球面、正確には、回転対称非球面の定義式は次に示す［数１］で定義される。
【数１】
2010113193.tif 000003
【００３８】
Z は非球面のサグ量である。
X は光軸からの高さを表す。
R は中心曲率半径である。
K はコーニック係数である。
A, B, C, D はそれぞれ４、６、８、１０次の非球面係数である。
【表１】
2010113193.tif 000004
【表２】
2010113193.tif 000005
【実施例２】
【００３９】
本発明の第２実施例の投影レンズは、非球面を使用しない標準画角レンズである。
【００４０】
レンズの仕様は、以下のとおりである。
【００４１】
1.  f = 16.78mm   F/2.4
2.  設計波長  λ=630nm、550nm、460nm
3.  全長 160mm
4.  バックフォーカス  35.64mm
なお、屈折率 n=1.5163 、厚み t = 24mm のプリズム含む
5.  像高 y’ = 10.67mm 、半画角33.11°
図６は、実施例２の投影レンズのレンズ構成を示す。
【００４２】
実施例２の投影レンズ１１は、スクリーン（図示せず）に最も近い順に、第１レンズ群Ｇ１１、第２レンズ群Ｇ１２、絞りＤ、第３レンズ群Ｇ１３からなる。第３レンズ群Ｇ１３の後方には画像形成素子Ｅが配置されている。
【００４３】
第１レンズ群Ｇ１１は、５枚のレンズからなり、第１レンズＬ１１はスクリーン（拡大）側に凸の口径の大きな正レンズ、第２レンズＬ１２はスクリーン（拡大）側に凸の球面の負レンズ、第３レンズＬ１３は球面のメニスカスレンズ、第４レンズＬ１４は両面球面の負レンズ、第５レンズＬ１５は画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の正レンズである。
【００４４】
第１レンズ群Ｇ１１と間隔をあけて第２レンズ群Ｇ１２が配置されている。第２レンズ群Ｇ１２は２枚のレンズからなる。この２枚のレンズは、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の正レンズである第６レンズＬ１６と、スクリーン（拡大）側に凸の正レンズである第７レンズＬ１７である。
【００４５】
絞りＤの後方、すなわち画像形成素子Ｅ（縮小）側に第３レンズ群Ｇ３が配置されている。第３レンズ群Ｇ１３は、絞りＤに最も近い順に、負レンズである第８レンズＬ１８、両凸の正レンズである第９レンズＬ１９、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の負レンズである第１０レンズＬ２０の３枚のレンズが接合された接合レンズと、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の正レンズである第１１レンズＬ２１と、スクリーン（拡大）側に凸の正レンズである第１２レンズＬ２２の５枚のレンズからなる。
【００４６】
第３レンズ群Ｇ１３は、以上のとおり、５枚のレンズからなるが、全体として正レンズである。
【００４７】
また、図７、図８は、実施例２の投影レンズのそれぞれ縦収差、横収差を示す。また、図９、図１０は、それぞれ倍率色収差、４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【００４８】
また、実施例２の投影レンズ１１のレンズデータは、表３に示すとおりである。表３中の第２６面、第２７面はカバーガラスである。
【表３】
2010113193.tif 000006
【実施例３】
【００４９】
本発明の第３実施例の投影レンズは、非球面を使用した準広角レンズである。
【００５０】
レンズの仕様は、以下のとおりである。
【００５１】
1.  f = 12.87mm   F/2.4
2.  設計波長  λ=630nm、550nm、460nm
3.  全長 155.77mm
4.  バックフォーカス  32.49mm
なお、屈折率 n=1.5163 、厚み t = 24mm のプリズム含む
5.  像高 y’ = 10.67mm 、半画角40.45°
6.  Ｌ２３がプラスチックレンズ
図１１は、実施例３の投影レンズのレンズ構成を示す。
【００５２】
実施例３の投影レンズ２１は、スクリーン（図示せず）に最も近い順に、第１レンズ群Ｇ２１、第２レンズ群Ｇ２２、絞りＤ、第３レンズ群Ｇ２３からなる。第３レンズ群Ｇ２３の後方には画像形成素子Ｅ（イメージセンサ）が配置されている。
【００５３】
第１レンズ群Ｇ２１は、３枚のレンズからなり、第１レンズＬ２１はスクリーン（拡大）側に凸の口径の大きな負レンズ、第２レンズＬ２２はスクリーン（拡大）側に凸の球面の負レンズ、第３レンズＬ２３は両面非球面の負レンズである。
【００５４】
第１レンズ群Ｇ２１と間隔をあけて第２レンズ群Ｇ２２が配置されている。第２レンズ群Ｇ２２は２枚のレンズからなる。この２枚のレンズは、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の正レンズである第４レンズＬ２４と、スクリーン（拡大）側に凸の正レンズである第５レンズＬ２５である。
【００５５】
絞りＤの後方、すなわち画像形成素子Ｅ（縮小）側に第３レンズ群Ｇ２３が配置されている。第３レンズ群Ｇ２３は絞りＤに最も近い順に、負レンズである第６レンズＬ２６、両凸の正レンズである第７レンズＬ２７、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の負レンズである第８レンズＬ２８の３枚のレンズが接合された接合レンズと、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の正レンズである第９レンズＬ２９と、スクリーン（拡大）側に凸の正レンズである第１０レンズＬ３０の５枚のレンズからなる。
【００５６】
第３レンズ群Ｇ２３は、以上のとおり、５枚のレンズからなるが、全体として正レンズである。
【００５７】
また、図１２、図１３は、実施例３の投影レンズのそれぞれ縦収差、横収差を示す。また、図１４、図１５は、それぞれ倍率色収差、４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【００５８】
また、実施例３の投影レンズ２１のレンズデータは、表４に示すとおりである。表４中の第２２面、第２３面はカバーガラスである。
【００５９】
第１レンズ群Ｇ２１の第３レンズＬ２３はスクリーン（拡大）側に凸で両面が非球面のレンズであり、第３レンズＬ２３の２つの面（第５面および第６面）の非球面係数は、表５に示すとおりである。非球面、正確には、回転対称非球面の定義式は、実施例１と同じである。材質はＰＭＭＡ（nd = 1.49210、vd=57.90）であるが、それ以外の適切な光学プラスチックを使用することも可能である。
【表４】
2010113193.tif 000007
【表５】
2010113193.tif 000008
【実施例４】
【００６０】
本発明の第４実施例の投影レンズは、非球面を１枚だけ使用した広角投影レンズである。
【００６１】
レンズの仕様は、以下のとおりである。
【００６２】
1.  f = 11.51 mm   F/2.4
2.  設計波長  λ=630nm、550nm、460nm
3.  全長 186.0mm
4.  バックフォーカス  32.50mm
なお、屈折率 n=1.5163 、厚み t = 24mm のプリズム含む
5.  像高 y’ = 12.11mm 、半画角46.8°
6.  Ｌ３３がプラスチックレンズ
図１６は、実施例４の投影レンズのレンズ構成を示す。
【００６３】
実施例４の投影レンズ３１は、スクリーン（図示せず）に最も近い順に、第１レンズ群Ｇ３１、第２レンズ群Ｇ３２、絞りＤ、後群である第３レンズ群Ｇ３３からなる。第３レンズ群Ｇ３３の後方には画像形成素子Ｅが配置されている。
【００６４】
第１レンズ群Ｇ３１は、３枚のレンズからなり、第１レンズＬ３１はスクリーン（拡大）側に凸で球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズＬ３２はスクリーン（拡大）側に凸の球面の負レンズ、第３レンズＬ３３は両面非球面の負レンズである。
【００６５】
第１レンズ群Ｇ３１と間隔をあけて第２レンズ群Ｇ３２が配置されている。第２レンズ群Ｇ３３は２枚のレンズからなる。この２枚のレンズは、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の正レンズである第４レンズＬ３４と、スクリーン（拡大）側に凸の正レンズである第５レンズＬ３５である。
【００６６】
絞りＤの後方、すなわち画像形成素子Ｅ（縮小）側に第３レンズ群Ｇ３３が配置されている。第３レンズ群Ｇ３３は、絞りＤに最も近い順に、負レンズである第６レンズＬ３６、両凸の正レンズである第７レンズＬ３７、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の負レンズである第８レンズＬ３８の３枚のレンズが接合された接合レンズと、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の正レンズである第９レンズＬ３９と、スクリーン（拡大）側に凸の正レンズである第１０レンズＬ４０の５枚のレンズからなる。
【００６７】
第３レンズ群Ｇ３３は、以上のとおり、５枚のレンズからなるが、全体として正レンズである。
【００６８】
また、図１７、図１８は、実施例４の投影レンズのそれぞれ縦収差、横収差を示す。また、図１９、図２０は、それぞれ倍率色収差、４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【００６９】
また、実施例４の投影レンズ３１のレンズデータは、表６に示すとおりである。
【００７０】
第１レンズ群Ｇ３１の第３レンズＬ３３はスクリーン（拡大）側に凸で両面が非球面のレンズであり、第３レンズＬ３３の２つの面（第５面および第６面）の非球面係数は、表７に示すとおりである。非球面、正確には、回転対称非球面の定義式は、実施例１と同じである。
【表６】
2010113193.tif 000009
【表７】
2010113193.tif 000010
【実施例５】
【００７１】
本発明の第５実施例の投影レンズは、非球面を２枚使用した超広角レンズである。
【００７２】
レンズの仕様は、以下のとおりである。
【００７３】
1.  f = 11.41 mm   F/2.4
2.  設計波長  λ=630nm、550nm、460nm
3.  全長 187.95mm
4.  バックフォーカス  32.50mm
なお、屈折率 n=1.5163 、厚み t = 24mm のプリズム含む
5.  像高 y’ = 12.11mm 、半画角47.1°
6.  Ｌ４１およびＬ４２がプラスチックレンズ
図２１は、実施例５の投影レンズのレンズ構成を示す。
【００７４】
実施例５の投影レンズ４１は、スクリーン（図示せず）に最も近い順に、第１レンズ群Ｇ４１、第２レンズ群Ｇ４２、絞りＤ、後群である第３レンズ群Ｇ４３からなる。第３レンズ群Ｇ４３の後方には画像形成素子Ｅ（イメージセンサ）が配置されている。
【００７５】
第１レンズ群Ｇ４１は、４枚のレンズからなり、第１レンズＬ４１はスクリーン（拡大）側に凸で非球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズＬ４２はスクリーン（拡大）側に凸で非球面の負レンズ、第３レンズＬ４３はスクリーン（拡大）側に凸の球面の負レンズ、第４レンズＬ４４は負レンズである。
【００７６】
第１レンズ第Ｇ４１と間隔をあけて第２レンズ群Ｇ４２が配置されている。第２レンズ群Ｇ４２は２枚のレンズからなる。この２枚のレンズは、画像形成素子（縮小）側に凸の正レンズである第５レンズＬ４５と、スクリーン（拡大）側に凸の正レンズからである第６レンズ４６である。
【００７７】
絞りＤの後方、すなわち画像形成素子Ｅ（縮小）側に第３レンズ群Ｇ４３が配置されている。第３レンズ群Ｇ４３は、絞りＤに最も近い順に、負レンズである第７レンズＬ４７、両凸の正レンズである第８レンズＬ４８、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の負レンズである第９レンズＬ４９の３枚のレンズが接合された接合レンズと、画像形成素子Ｅ（縮小）側に凸の正レンズである第１０レンズＬ５０と、スクリーン（拡大）側に凸の正レンズである第１１レンズＬ５１の５枚のレンズからなる。
【００７８】
第３レンズ群Ｇ４３は、以上のとおり、５枚のレンズからなるが、全体として正レンズである。
【００７９】
また、図２２、図２３は、実施例５の投影レンズのそれぞれ縦収差、横収差を示す。また、図２４、図２５は、それぞれ倍率色収差、４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【００８０】
また、実施例５の投影レンズ４１のレンズデータは、表８に示すとおりである。
【００８１】
第１レンズ群Ｇ４１の第１レンズＬ４１の２つの面（第１面および第２面）、第２レンズＬ４２の２つの面（第３面および第４面）の非球面係数は、表９に示すとおりである。非球面、正確には、回転対称非球面の定義式は、実施例１と同じである。
【表８】
2010113193.tif 000011
【表９】
2010113193.tif 000012
【００８２】
なお、本発明では、スクリーンに近い順に、第1レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、４枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で非球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸で球面の負レンズ、第３レンズはスクリーン側に凸の非球面の負レンズ、第４レンズは球面の負レンズであり、第１レンズ第と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第５レンズと、スクリーン側に凸の正レンズからである第６レンズである投影レンズであってもよい。
【００８３】
また、スクリーンに近い順に、第1レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、４枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で非球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸で球面の負レンズ、第３レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第４レンズは非球面の負レンズであり、第１レンズ第と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第５レンズと、スクリーン側に凸の正レンズからである第６レンズである投影レンズであってもよい。
【００８４】
以上のとおり、本発明の投影レンズは、第３レンズ群に特徴的なレンズ構成である、絞りに最も近い順に負、正、負の３枚のレンズが一体に接合されて構成され、残り２枚のレンズが正レンズであり、後群である第３レンズ群全体が正であるレンズ構成を備えているため、イメージサークル（撮像面）を大きくとることができ、全長が短くバックフォーカスを長くすることができるとともに、高性能を維持しつつ、コンパクトかつ枚数の少ない一連の投影レンズタイプを実現することができる。また、本発明のレンズタイプを用いることによって、標準画角から広角に対応する投影レンズの設計が可能となる。しかも、前群には、非球面を含めても含めなくても良い効果も有している。
【００８５】
なお、第１レンズ群、第２レンズ群は上述した実施例に開示のレンズ群に限定されず、第３レンズ群も、その特徴的なレンズ構成である、絞りに最も近い順に負、正、負の３枚のレンズが一体に接合されて構成されていて、残り２枚のレンズが正レンズであり、後群である第３レンズ群全体が正であるレンズ構成を備えていれば、種々の構成を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施例１の投影レンズのレンズ構成を示す。
【図２】実施例１の投影レンズの縦収差を示す。
【図３】実施例１の投影レンズの横収差を示す。
【図４】倍率色収差を示す。
【図５】４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【図６】実施例２の投影レンズのレンズ構成を示す。
【図７】実施例２の投影レンズの縦収差を示す。
【図８】実施例２の投影レンズの横収差を示す。
【図９】倍率色収差を示す。
【図１０】４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【図１１】実施例３の投影レンズのレンズ構成を示す。
【図１２】実施例３の投影レンズの縦収差を示す。
【図１３】実施例３の投影レンズの横収差を示す。
【図１４】倍率色収差を示す。
【図１５】４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【図１６】実施例４の投影レンズのレンズ構成を示す。
【図１７】実施例４の投影レンズの縦収差を示す。
【図１８】実施例４の投影レンズの横収差を示す。
【図１９】倍率色収差を示す。
【図２０】４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【図２１】実施例５の投影レンズのレンズ構成を示す。
【図２２】実施例５の投影レンズの縦収差を示す。
【図２３】実施例５の投影レンズの横収差を示す。
【図２４】倍率色収差を示す。
【図２５】４７ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ／ｍｍに対するスルーフォーカスＭＴＦを示す。
【図２６】シフトの説明を示す。
【図１】
2010113193.tif 000013
【図２】
2010113193.tif 000014
【図３】
2010113193.tif 000015
【図４】
2010113193.tif 000016
【図５】
2010113193.tif 000017
【図６】
2010113193.tif 000018
【図７】
2010113193.tif 000019
【図８】
2010113193.tif 000020
【図９】
2010113193.tif 000021
【図１０】
2010113193.tif 000022
【図１１】
2010113193.tif 000023
【図１２】
2010113193.tif 000024
【図１３】
2010113193.tif 000025
【図１４】
2010113193.tif 000026
【図１５】
2010113193.tif 000027
【図１６】
2010113193.tif 000028
【図１７】
2010113193.tif 000029
【図１８】
2010113193.tif 000030
【図１９】
2010113193.tif 000031
【図２０】
2010113193.tif 000032
【図２１】
2010113193.tif 000033
【図２２】
2010113193.tif 000034
【図２３】
2010113193.tif 000035
【図２４】
2010113193.tif 000036
【図２５】
2010113193.tif 000037
【図２６】
2010113193.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月2日(2008.12.2)
【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】
３つのレンズ群からなる投影レンズにおいて、絞り近傍に配置される後群である第３レンズ群が５枚のレンズからなり、絞りに最も近い順に負、正、負の３枚のレンズが一体に接合されて構成されていて、残り２枚のレンズが正レンズであり、後群である第３レンズ群全体が正であることを特徴とする投影レンズ。
【請求項２】
レンズ系の途中で光路を屈曲させないように３つのレンズ群を配置したことを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項３】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、２枚の第１及び第２レンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の両面非球面の負レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は１枚の第３レンズからなり、この第３レンズは正レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項４】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、５枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸の口径の大きな正レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第３レンズは球面の負レンズ、第４レンズは球面の負レンズ、第５レンズは画像形成素子側に凸の球面の正レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第６レンズと、スクリーン側に凸の正レンズである第７レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項５】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、３枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第３レンズは両面非球面の負レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第４レンズと、スクリーン側に凸の正レンズである第５レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項６】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、３枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第３レンズは両面非球面の負レンズであり、第１レンズ群と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、この２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第４レンズと、スクリーン側に凸の正レンズである第５レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項７】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、４枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で非球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズはスクリーン側に凸で非球面の負レンズ、第３レンズはスクリーン側に凸の球面の負レンズ、第４レンズは負レンズであり、第１レンズ第と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第５レンズと、スクリーン側に凸の正レンズからである第６レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。
【請求項８】
スクリーンに近い順に、第１レンズ群、第２レンズ群、絞り、後群である第３レンズ群からなり、第３レンズ群の後方には画像形成素子が配置されており、第１レンズ群は、４枚のレンズからなり、第１レンズはスクリーン側に凸で非球面の口径の大きな負レンズ、第２レンズから第４レンズは１つの非球面の負レンズと２つの球面の負レンズからなり、第１レンズ第と間隔をあけて第２レンズ群が配置されており、第２レンズ群は２枚のレンズからなり、これらの２枚のレンズは、画像形成素子側に凸の正レンズである第５レンズと、スクリーン側に凸の正レンズからである第６レンズであることを特徴とする請求項１に記載の投影レンズ。