(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負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レンズ群とからなるとともに、縮小側がテレセントリックに構成されてなり、
前記第２レンズ群は、拡大側から順に、負のＧ２１レンズおよび正のＧ２２レンズからなり、
前記第３レンズ群は、正のＧ３１レンズのみからなり、
前記第１レンズ群よりも拡大側の位置に絞りが配されており、
以下の条件式（１）、（２）を満足するように構成されてなることを特徴とする投写用レンズ。
０．３０  ≦  ｄ２３／ｆ３  ≦  ０．６５  （１）
１０  ≦  ｜Ｄ１２／ｆｆ｜  （２）
ここで、
ｄ２３：前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気換算間隔
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
Ｄ１２：前記第１レンズ群の最も拡大側面から前記第２レンズ群の最も縮小側面までの光軸上の長さ
ｆｆ：全系の最も拡大側面から全系の拡大側焦点位置までの距離
【請求項２】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の投写用レンズ。
ｂｆ／ｆ３  ≦  ０．２  （３）
ここで、
ｂｆ：全系の空気換算バックフォーカス
【請求項３】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の投写用レンズ。
１．２  ≦  ｆ３／ｆ  ≦  １．９  （４）
ここで、
ｆ：全系の焦点距離
【請求項４】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の投写用レンズ。
０．４  ≦  Ｄ１２／ｆ３  ≦  １．１  （５）
【請求項５】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写用レンズ。
０．２  ≦  ｆ１／ｆ  ≦  １．０  （６）
ここで、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
【請求項６】
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写用レンズ。
−３．５  ≦  ｆ２／ｆ  ≦  −０．５  （７）
ここで、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
【請求項７】
前記第１レンズ群は、拡大側から順に、負のＧ１１レンズ、正のＧ１２レンズおよび正のＧ１３レンズからなること、または拡大側から順に、負のＧ１１レンズおよび正のＧ１２レンズからなること、を特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項記載の投写用レンズ。
【請求項８】
前記第２レンズ群と第３レンズ群の間の領域で照明光と投写光の分離を行うことを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項記載の投写用レンズ。
【請求項９】
前記第２レンズ群と第３レンズ群の間の領域で複数のライトバルブからの光束を合成することを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項記載の投写用レンズ。
【請求項１０】
光源と、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１〜９のうちいずれか１項記載の投写用レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、該投写用レンズによりスクリーンに投影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、投写型表示装置に搭載される投写用レンズおよびその投写型表示装置に関し、特に透過型液晶、反射型液晶、あるいはＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等のライトバルブを搭載した小型のプロジェクタ装置に好適に用いられる投写用レンズおよび投写型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のプロジェクタの普及スピードは急激であり、それと共に利便性や設置性が良好で、小型、軽量かつ安価なプロジェクタが求められている。また、その要求に応えるべく、プロジェクタに使用される投写用レンズとしても、小型で軽量、かつ安価な投写用レンズが求められている。
【０００３】
特に、バックフォーカスを短くすることで投写用レンズの縮小側レンズの外径をコンパクトにすることができるが、そのような投写用レンズとして、下記特許文献１、２に記載された投写用レンズが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１６４２８３号公報
【特許文献２】特開２００５−２１５３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１、２に開示されたものは、縮小側レンズの外径を小さくすることができるものの、レンズ構成枚数が１０〜１１枚と多く、全長が長くなり過ぎているため、また、拡大側のレンズの外径が大型化することに対する配慮がなされていないため、系全体で見ればコンパクト化が十分に図られているとはいえない。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、系全体の短縮化および拡大側レンズの外径の小型化を図ることで、レンズ系のコンパクト化を図り得る投写用レンズ、および投写型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の投写用レンズは、拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負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レンズ群とからなるとともに、縮小側がテレセントリックに構成されてなり、前記第２レンズ群は、拡大側から順に、負のＧ２１レンズおよび正のＧ２２レンズからなり、前記第３レンズ群は、正のＧ３１レンズのみからなり、前記第１レンズ群よりも拡大側の位置に絞りが配されており、以下の条件式（１）、（２）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
０．３０  ≦  ｄ２３／ｆ３  ≦  ０．６５  （１）
１０  ≦  ｜Ｄ１２／ｆｆ｜  （２）
ここで、
ｄ２３：前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気換算間隔
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
Ｄ１２：前記第１レンズ群の最も拡大側面から前記第２レンズ群の最も縮小側面までの光軸上の長さ
ｆｆ：全系の最も拡大側面から全系の拡大側焦点位置までの距離
【０００８】
また、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
ｂｆ／ｆ３  ≦  ０．２                          （３）
ここで、
ｂｆ：全系の空気換算バックフォーカス
【０００９】
また、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
１．２  ≦  ｆ３／ｆ  ≦  １．９                （４）
ここで、
ｆ：全系の焦点距離
【００１０】
また、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．４  ≦  Ｄ１２／ｆ３  ≦  １．１            （５）
【００１１】
また、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．２  ≦  ｆ１／ｆ  ≦  １．０  （６）
ここで、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
【００１２】
また、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
−３．５  ≦  ｆ２／ｆ  ≦  −０．５  （７）
ここで、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
【００１３】
また、前記第１レンズ群は、拡大側から順に、負のＧ１１レンズ、正のＧ１２レンズおよび正のＧ１３レンズからなること、または拡大側から順に、負のＧ１１レンズおよび正のＧ１２レンズからなること、が好ましい。
【００１６】
また、前記第２レンズ群と第３レンズ群の間の領域で照明光と投写光の分離を行うことが好ましい。
【００１７】
また、前記第２レンズ群と第３レンズ群の間の領域で複数のライトバルブからの光束を合成することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の投写型表示装置は、光源と、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、上記いずれかの投写用レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、該投写用レンズによりスクリーンに投影することを特徴とするものである。
【００２０】
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。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の投写用レンズおよびこれを用いた投写型表示装置によれば、正、負、正の３群構成からなり、さらに上述したように条件式（１）、（２）を満足するように構成されている。
【００２２】
このように、本発明の投写用レンズおよびこれを用いた投写型表示装置によれば、条件式（１）を満足することにより、第２レンズ群と第３レンズ群の間の領域に、照明光と投写光の分離処理を行なうための光束分離光学系、あるいは複数の変調素子からの光束を合成する光束合成光学系等を挿入することを可能としつつ、全系の全長が過大となるのを抑制することができる。すなわち、本発明の投写用レンズにおいては、レンズ系内の第２レンズ群と第３レンズ群の間に光学プリズム挿入用のスペースを設け、レンズ系の縮小側には余り間を空けずにライトバルブを配置しうる特有の構成とされており、これにより縮小側レンズの外径を小さくすることが可能である。
【００２３】
また、条件式（２）を満足することにより、系の縮小側をテレセントリックに保ちつつ、拡大側レンズの外径を小さくすることが可能となる。すなわち、条件式（２）を満足することにより、第１レンズ群と第２レンズ群の長さの和を抑制することができ、条件式（１）の上限値の規定と相俟って、レンズ全長の短縮化、コンパクト化を図ることができる。また、条件式（２）を満足することは、全系の最も拡大側面から全系の拡大側焦点位置までの距離ｆｆが極めて短いことを意味し、また系の縮小側がテレセントリックとされていることから、拡大側レンズ付近に、光束が最も絞られる前側焦点が位置することになる。これにより、従来技術において課題とされていた、拡大側レンズの外径のコンパクト化を図ることができ、レンズ系全体としてのコンパクト化も図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１に係る投写用レンズのレンズ構成図である。
【図２】実施例２に係る投写用レンズのレンズ構成図である。
【図３】実施例３に係る投写用レンズのレンズ構成図である。
【図４】実施例４に係る投写用レンズのレンズ構成図である。
【図５】実施例５に係る投写用レンズのレンズ構成図である。
【図６】実施例６に係る投写用レンズのレンズ構成図である。
【図７】実施例１に係る投写用レンズの各収差図(（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）、拡大倍率72.0倍)である。
【図８】実施例２に係る投写用レンズの各収差図（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）、拡大倍率72.0倍)である。
【図９】実施例３に係る投写用レンズの各収差図(（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）拡大倍率72.0倍)である。
【図１０】実施例４に係る投写用レンズの各収差図(（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）拡大倍率72.0倍)である。
【図１１】実施例５に係る投写用レンズの各収差図(（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）拡大倍率72.0倍)である。
【図１２】実施例６に係る投写用レンズの各収差図(（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）拡大倍率72.0倍)である。
【図１３】本実施形態において、透過型ＬＣＤパネル（ＲＧＢ用の３板タイプ）とクロスダイクロプリズムを用いた光学系の概念図である。
【図１４】本実施形態において、反射型ＬＣＤパネル（単板タイプ）とＰＢＳプリズムを用いた光学系の概念図である。
【図１５】本実施形態において、ＤＭＤ表示パネルとＴＩＲプリズムを用いた光学系の概念図である。
【図１６】本実施形態において、ＤＭＤ表示パネルとミラーを用いた光学系の概念図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明に係る実施例１の投写用レンズの基本構成を示すものである。図１に示す投写用レンズを本実施形態の代表例として、以下に説明する。
【００２６】
すなわちこの投写用レンズは、拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負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、からなるとともに、縮小側がテレセントリックに構成されてなり、少なくとも以下の条件式（１）、（２）を満足するように構成されてなるものである。
０．３０  ≦  ｄ２３／ｆ３  ≦  ０．６５  （１）
１０  ≦  ｜Ｄ１２／ｆｆ｜  （２）
ここで、
ｄ２３：第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の空気換算間隔
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
Ｄ１２：第１レンズ群Ｇ１の最も拡大側面から第２レンズ群Ｇ２の最も縮小側面までの光軸上の長さ
ｆｆ：全系の最も拡大側面から全系の拡大側焦点位置までの距離
【００２７】
上記条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に、光学プリズムを挿入し得る広い間隔を空ける、という本実施形態に係る投写用レンズの基本的な形状を表すものであり、この条件式（１）を満足することにより、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔が、照明光と投写光の分離処理を行なうための光束分離光学系、あるいは複数の変調素子からの光束を合成する光束合成光学系等を挿入することを可能としつつ、全系の全長が長くなり過ぎるのを抑制することができる。また、第３レンズ群Ｇ３のバックを短縮できることから縮小側レンズの外径を小さくすることができる。なお、この条件式（１）の上限を上回ると、レンズ全長が長くなり過ぎてしまい、一方、その下限を下回ると、照明光と投写光の分離処理を行なうための光束分離光学系、あるいは複数の変調素子からの光束を合成する光束合成光学系等を挿入することが困難となる。
【００２８】
このような鑑点から、上記条件式（１）に替えて下記条件式（１´）を満足することが好ましい。
０．３５  ≦  ｄ２３／ｆ３  ≦  ０．５５          （１´）
【００２９】
また、上記条件式（２）を満足することは、全系の最も拡大側面から全系の拡大側焦点位置までの距離ｆｆが極めて短いことを意味し、また系の縮小側がテレセントリックとされていることから、拡大側レンズ付近に、光束が最も絞られる前側焦点が位置することになる。このように、条件式（２）を満足することにより、拡大側レンズの外径はコンパクトなものにし得ることになるから、結局、レンズ系全体のコンパクト化を図ることが可能となる。また、条件式（２）を満足することは、第１レンズ群と第２レンズ群の長さの和を抑制することになるから、レンズ全長の短縮化を図ることができ、そのような鑑点からも系全体のコンパクト化を図ることができる。
【００３０】
このような鑑点から、上記条件式（２）に替えて下記条件式（２´）を満足することが好ましく、（２´´）を満足することがさらに好ましい。
１５  ≦  ｜Ｄ１２／ｆｆ｜                      （２´）
３０  ≦  ｜Ｄ１２／ｆｆ｜                      （２´´）
【００３１】
また、上記第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、負の第Ｇ１１レンズ（第１レンズＬ１）、正の第Ｇ１２レンズ（第２レンズＬ２）および正の第Ｇ１３レンズ（第３レンズＬ３）からなる（実施例１、２、４、５を参照）こと、または拡大側から順に、負の第Ｇ１１レンズ（第１レンズＬ１）および正の第Ｇ１２レンズ（第２レンズＬ２）からなる（実施例３、６を参照）ことが好ましい。
【００３２】
また、上記第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に、負の第Ｇ２１レンズ（実施例１、２、４、５では第４レンズＬ４、実施例３、６では第３レンズＬ３）および正の第Ｇ２２レンズ（実施例１、２、４、５では第５レンズＬ５、実施例３、６では第４レンズＬ４）からなることが好ましい。
【００３３】
また、上記第３レンズ群Ｇ３は、正のＧ３１レンズ（実施例１、２、４、５では第６レンズＬ６、実施例３、６では第５レンズＬ５）のみからなることが好ましい。
【００３４】
また、上記第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間の領域で、照明光と投写光の分離処理、あるいは複数の空間変調素子からの光束を合成する処理を行うことが好ましい。
【００３５】
また、上記第１レンズ群Ｇ１よりも拡大側の位置に絞り（またはマスク）が配されていることが好ましい。または該第１レンズ群Ｇ１内において、最も拡大側のレンズ（Ｇ１１レンズ）と拡大側から２番目のレンズ（Ｇ１２レンズ）の間の位置に絞り（またはマスク）を配するようにしてもよい。
【００３６】
具体的な各レンズ形状等については、下記の各実施例において説明する。
なお、第３レンズ群Ｇ３と、画像表示面１との間には、赤外線をカットするフィルタやローパスフィルタ等を含むフィルタ１ａが、また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、光束分離光学系または光束合成光学系に相当するガラスブロック（光学プリズム）２が配設されている。なお、図中Ｚは光軸を表している。
【００３７】
ところで、上記第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配設するガラスブロック（光学プリズム）２としては、例えば、図１３〜図１６に示す態様のものを含む種々のタイプのものとすることができる。
【００３８】
すなわち、例えば、図１３に示すように、各３色光に対応する透過型液晶表示パネルにより変調され、その画像表示面１Ｂ、１Ｇ、１Ｒから射出された各色光が、各々に対応する第３レンズ群Ｇ３を通過した後、これら第３レンズ群Ｇ３と第２レンズ群Ｇ２との間に挿入されたクロスダイクロイックプリズム２ａによって合成され、第２レンズ群Ｇ２および第１レンズ群Ｇ１を通過した後、図示されないスクリーンに向けて投写される。
【００３９】
また、例えば、図１４に示すように、光軸Ｚに対して直交する方向から入射した照明光を、反射型液晶表示パネルの画像表示面１Ｐ方向に偏向するとともに、反射型液晶表示パネルの画像表示面１Ｐから射出された変調光を光軸Ｚに沿って直進せしめるＰＢＳプリズム２ｂが、第３レンズ群Ｇ３と第２レンズ群Ｇ２との間に挿入されており、ＰＢＳプリズム２ｂによって、照明光と変調光が分離されることとなる。なお、この後、分離された変調光は、第２レンズ群Ｇ２および第１レンズ群Ｇ１を通過し、図示されないスクリーンに向けて投写される。
【００４０】
また、例えば、図１５に示すように、光軸Ｚに対して斜め下方向から入射した照明光を、ＤＭＤ表示パネルの画像表示面１Ｑ方向に偏向するとともに、ＤＭＤ表示パネルの画像表示面１Ｑから射出された変調光を光軸Ｚに沿って直進せしめるＴＩＲプリズム２ｃが、第３レンズ群Ｇ３と第２レンズ群Ｇ２との間に挿入されており、ＴＩＲプリズム２ｃによって、照明光と変調光が分離されることとなる。なお、この後、分離された変調光は、第２レンズ群Ｇ２および第１レンズ群Ｇ１を通過し、図示されないスクリーンに向けて投写される。
【００４１】
また、例えば、図１６に示すように、光軸Ｚに対して直交する方向から入射した照明光を、ＤＭＤ表示パネルの画像表示面１Ｓ方向に偏向するとともに、ＤＭＤ表示パネルの画像表示面１Ｓから射出された変調光が光軸Ｚに沿って直進することを許容する凹面ミラー２ｄが、第３レンズ群Ｇ３と第２レンズ群Ｇ２との間の、光軸Ｚから離間した位置に挿入されており、この凹面ミラー２ｄによって、照明光と変調光が分離されることとなる。なお、この後、分離された変調光は、第２レンズ群Ｇ２および第１レンズ群Ｇ１を通過し、図示されないスクリーンに向けて投写される。
【００４２】
また、本実施形態における各非球面は、下記非球面式により表される。
【００４３】
【数１】
0005442515.tif 000002
【００４４】
また、本実施形態においては、上述した条件式（１）、（２）を満足しているが、さらに下記条件式（３）〜（７）のうち少なくとも１つの条件式を適宜満足することが好ましい。
ｂｆ／ｆ３  ≦  ０．２  （３）
１．２  ≦  ｆ３／ｆ  ≦  １．９  （４）
０．４  ≦  Ｄ１２／ｆ３  ≦  １．１  （５）
０．２  ≦  ｆ１／ｆ  ≦  １．０  （６）
−３．５  ≦  ｆ２／ｆ  ≦  −０．５  （７）
ここで、
ｂｆ：全系の空気換算バックフォーカス
ｆ：全系の焦点距離
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
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
Ｄ１２：第１レンズ群Ｇ１の最も拡大側面から第２レンズ群Ｇ２の最も縮小側面までの光軸上の長さ
【００４５】
以下、上述した条件式（３）〜（７）の技術的意義について説明する。
上記条件式（３）は、全系の空気換算バックフォーカスｂｆを第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３で割った値の範囲を規定するものであり、第３レンズ群Ｇ３の小型化を図るための範囲を規定するものである。すなわち、条件式（３）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｇ３の小型化を図ることが困難となる。
【００４６】
このような鑑点から、上記条件式（３）に替えて下記条件式（３´）を満足することがより好ましい。
ｂｆ／ｆ３  ≦  ０．１５                        （３´）
【００４７】
また、上記条件式（４）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を全系の焦点距離ｆで割った値の範囲を規定するものであり、像面補正などの収差補正を良好にしつつ、第２レンズ群Ｇ２の小型化を図り得る範囲を規定するものである。すなわち、条件式（４）の上限を上回ると、第２レンズ群Ｇ２の全長が長くなり過ぎて、系のコンパクト化が困難となり、一方、その下限を下回ると、第３レンズ群Ｇ３のパワーが過大となり像面補正などの収差補正が困難となる。
【００４８】
このような鑑点から、上記条件式（４）に替えて下記条件式（４´）を満足することがより好ましい。
１．３  ≦  ｆ３／ｆ  ≦  １．７                （４´）
【００４９】
また、上記条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２の全体の長さＤ１２を第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３で割った値の範囲を規定するものであり、この条件式（５）を満足することで、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２の全体の長さＤ１２が、短くなり過ぎず、収差補正が良好となるとともに、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の長さが長くなり過ぎず、系のコンパクト化を図ることができる。すなわち、条件式（５）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の全体の長さが長くなり過ぎ、一方、その下限を下回ると、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の全体の長さが短くなり過ぎ像面補正などの収差補正が困難となる。
【００５０】
このような鑑点から、上記条件式（５）に替えて下記条件式（５´）を満足することがより好ましい。
０．５  ≦  Ｄ１２／ｆ３  ≦  ０．９            （５´）
【００５１】
また、上記条件式（６）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１を全系の焦点距離ｆで割った値の範囲を規定するものであり、色収差補正を良好にしつつ、第１レンズ群Ｇ１の小型化を図り得る範囲を規定するものである。すなわち、条件式（６）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の全長が長くなり過ぎ、ひいては系全体のコンパクト化を図ることが困難となり、一方、その下限を下回ると、第１レンズ群Ｇ１のパワーが過大となり色収差などの収差補正が困難となる。
【００５２】
このような鑑点から、上記条件式（６）に替えて下記条件式（６´）を満足することがより好ましく、（６´´）を満足することがさらに好ましい。
０．３  ≦  ｆ１／ｆ  ≦  ０．８                （６´）
０．４  ≦  ｆ１／ｆ  ≦  ０．７                （６´´）
【００５３】
また、上記条件式（７）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２を全系の焦点距離ｆで割った値の範囲を規定するものであり、諸収差の補正を良好にしつつ、第２レンズ群Ｇ２の小型化を図り得る範囲を規定するものである。すなわち、条件式（７）の上限を上回ると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが過大となり諸収差の補正が困難となり、一方、その下限を下回ると、第２レンズ群Ｇ２の全長が長くなり過ぎ、ひいては系全体のコンパクト化を図ることが困難となる。
【００５４】
このような鑑点から、上記条件式（７）に替えて下記条件式（７´）を満足することがより好ましく、（７´´）を満足することがさらに好ましい。
−３．０  ≦  ｆ２／ｆ  ≦  −０．７            （７´）
−２．５  ≦  ｆ２／ｆ  ≦  −０．８            （７´´）
【００５５】
次に、上述した投写用レンズを搭載した投写型表示装置の一例を、図１７により説明する。図１７に示す投写型表示装置３０は、ライトバルブとして透過型液晶パネル１１ａ〜ｃを備え、投写用レンズ１０として上述した実施形態に係る投写用レンズを用いている。また、光源１５とダイクロイックミラー１２の間は図示を省略しているが、光源１５からの白色光は照明光学部を介して、３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）にそれぞれ対応する液晶パネル１１ａ〜ｃに入射されて光変調され、クロスダイクロイックプリズム１４により、色合成され投写用レンズ１０により図示されないスクリーン上に投映される。この装置は、コンデンサレンズ１６ａ〜ｃ、全反射ミラー１８ａ〜ｃを備えている。
【００５６】
本実施形態の投写型表示装置３０は、レンズ系全体のコンパクト化を図った投写用レンズを用いているので、装置全体のコンパクト化を図ることができる。
【００５７】
なお、本発明の投写用レンズにおいては、ライトバルブとして、透過型の液晶表示パネルを用いたものに限られるものではなく、反射型の液晶表示パネルあるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投写用レンズ等として用いることも可能である。
【実施例】
【００５８】
以下、各実施例についてデータを用いて具体的に説明する。
【００５９】
＜実施例１＞
この実施例１にかかる投写用レンズは、前述したように図１に示す如き構成とされている。すなわちこの投写用レンズは、第１レンズ群Ｇ１が、拡大側より順に、両面が非球面形状をなすプラスチックよりなる第１レンズＬ１（光軸近傍で両凹形状）と、ガラスよりなる両凸レンズである第２レンズＬ２と、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第３レンズＬ３とから構成されてなり、第２レンズ群Ｇ２が、両凹レンズからなる第４レンズＬ４および両凸レンズからなる第５レンズＬ５とから構成されてなり、第３レンズ群Ｇ３が、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる第６レンズＬ６から構成されてなる。
【００６０】
また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が広く確保されており、この間隔に色合成プリズム（または光束分離プリズム）２が配設される。この間隔は上記条件式（１）を満足する範囲で構成されており、具体的には、上記ｄ２３／ｆ３の値が、０．４３に設定されている。
【００６１】
また、この実施例１の第１レンズＬ１の両面は上記非球面式により表される非球面とされている。
【００６２】
この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（レンズ全系の焦点距離を１．００として規格化されている；以下の各表において同じ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（上記曲率半径Ｒと同様に規格化されている；以下の各表において同じ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表１の上段に示す。なお、この表１および後述する表３、５、７、９、１１において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄに対応させた数字は拡大側から順次増加するようになっている。
【００６３】
また、この表１および後述する表３、５、７、９、１１における最上段には、全系の焦点距離ｆ、半画角ωおよびＦｎｏ．が示されている。
また、上述したように第１レンズＬ１の両面は各々非球面とされており、表２に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２の値を示す。
【００６４】
【表１】
0005442515.tif 000003
【００６５】
【表２】
0005442515.tif 000004
【００６６】
また、図７は、実施例１の収差図（（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）、拡大倍率72.0倍)を示すものである。なお、図７および以下の図８〜１２において、各球面収差図にはｄ線、Ｆ線、Ｃ線に対する収差が示されており、各非点収差図にはサジタル像面およびタンジェンシャル像面に対する収差が示されており、各倍率色収差図にはｄ線に対するＦ線およびＣ線の収差が示されている。
【００６７】
この図７から明らかなように、実施例１の投写用レンズによれば、各収差は良好に補正されている。
また、表１３に示すように実施例１の投写用レンズによれば、条件式（１）〜（７）、（１´）〜（７´）および（２´´）、（６´´）、（７´´）が満足されている。
【００６８】
＜実施例２＞
実施例２に係る投写用レンズの概略構成を図２に示す。この実施例２にかかる投写用レンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、主として、第１レンズ群Ｇ１を構成する第３レンズＬ３が、プラスチックよりなる両面非球面レンズからなり、さらに、第２レンズ群Ｇ２を構成する第５レンズＬ５が、凸面を縮小側に向けた正のメニスカスレンズとされている点において相違している。
【００６９】
また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が広く確保されており、この間隔に色合成プリズム（または光束分離プリズム）２が配設される。この間隔は上記条件式（１）を満足する範囲で構成されており、具体的には、上記ｄ２３／ｆ３の値が、０．４３に設定されている。
【００７０】
この実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表３に示す。
また、上述したように第１レンズＬ１および第３レンズＬ３は各々非球面とされており、表４に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２の値を示す。
【００７１】
【表３】
0005442515.tif 000005
【００７２】
【表４】
0005442515.tif 000006
【００７３】
図８は、実施例２の収差図（（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）、拡大倍率72.0倍)を示すものである。
この図８から明らかなように、実施例２の投写用レンズによれば、各収差は良好に補正されている。
【００７４】
また、表１３に示すように実施例２の投写用レンズによれば、条件式（１）〜（７）、（１´）〜（７´）および（２´´）、（６´´）、（７´´）が満足されている。
【００７５】
＜実施例３＞
実施例３に係る投写用レンズの概略構成を図３に示す。この実施例３にかかる投写用レンズは、実施例１のものと類似する構成を有しているが、５枚レンズ構成とされている点において大きく相違している。すなわちこの投写用レンズは、第１レンズ群Ｇ１が、拡大側より順に、両面が非球面形状をなすプラスチックよりなる第１レンズＬ１（光軸近傍で拡大側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ形状）と、両面が非球面形状をなすプラスチックよりなる第２レンズＬ２（光軸近傍で両凸レンズ形状）とから構成されてなり、第２レンズ群Ｇ２が、両凹レンズからなる第３レンズＬ３および縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第４レンズＬ４とから構成されてなり、第３レンズ群Ｇ３が、拡大側に凸面を向けた平凸レンズからなる第５レンズＬ５から構成されてなる。
【００７６】
また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が広く確保されており、この間隔に色合成プリズム（または光束分離プリズム）２が配設される。この間隔は上記条件式（１）を満足する範囲で構成されており、具体的には、上記ｄ２３／ｆ３の値が、０．４６に設定されている。
【００７７】
この実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表５に示す。
また、上述したように第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の両面は各々非球面とされており、表６に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２の値を示す。
【００７８】
【表５】
0005442515.tif 000007
【００７９】
【表６】
0005442515.tif 000008
【００８０】
図９は上記実施例３の収差図（（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）、拡大倍率72.0倍)を示すものである。
この図９から明らかなように、実施例３の投写用レンズによれば、各収差は良好に補正されている。
【００８１】
また、表１３に示すように実施例３の投写用レンズによれば、条件式（１）〜（７）、（１´）〜（７´）および（６´´）、（７´´）が満足されている。
【００８２】
＜実施例４＞
実施例４に係る投写用レンズの概略構成を図４に示す。この実施例４にかかる投写用レンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、主として、第１レンズ群Ｇ１を構成する第３レンズＬ３が、プラスチックよりなる両面非球面レンズ（光軸近傍において拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ形状）からなる点において相違している。
【００８３】
また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が広く確保されており、この間隔に色合成プリズム（または光束分離プリズム）２が配設される。この間隔は上記条件式（１）を満足する範囲で構成されており、具体的には、上記ｄ２３／ｆ３の値が、０．４９に設定されている。
【００８４】
この実施例４における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表７に示す。
また、上述したように第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の両面は各々非球面とされており、表８に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２の値を示す。
【００８５】
【表７】
0005442515.tif 000009
【００８６】
【表８】
0005442515.tif 000010
【００８７】
図１０は上記実施例４の収差図（（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）、拡大倍率72.0倍)を示すものである。
この図１０から明らかなように、実施例４の投写用レンズによれば、各収差は良好に補正されている。
【００８８】
また、表１３に示すように実施例４の投写用レンズによれば、条件式（１）〜（７）、（１´）〜（７´）および（２´´）、（６´´）、（７´´）が満足されている。
【００８９】
＜実施例５＞
実施例５に係る投写用レンズの概略構成を図５に示す。この実施例５にかかる投写用レンズは、実施例２のものと略同様の構成とされているが、第１レンズＬ１の拡大側に絞り（マスクとすることが可能）３が設けられている点において相違している。
【００９０】
また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が広く確保されており、この間隔に色合成プリズム（または光束分離プリズム）２が配設される。この間隔は上記条件式（１）を満足する範囲で構成されており、具体的には、上記ｄ２３／ｆ３の値が、０．５０に設定されている。
【００９１】
この実施例５における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表９に示す。
また、上述したように第１レンズＬ１および第３レンズＬ３の両面は各々非球面とされており、表１０に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２の値を示す。
【００９２】
【表９】
0005442515.tif 000011
【００９３】
【表１０】
0005442515.tif 000012
【００９４】
図１１は上記実施例５の収差図（（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）、拡大倍率72.0倍)を示すものである。
この図１１から明らかなように、実施例５の投写用レンズによれば、各収差は良好に補正されている。
【００９５】
また、表１３に示すように実施例５の投写用レンズによれば、条件式（１）〜（７）、（１´）〜（７´）および（２´´）、（６´´）、（７´´）が満足されている。
【００９６】
＜実施例６＞
実施例６に係る投写用レンズの概略構成を図６に示す。この実施例６にかかる投写用レンズは、実施例３のものと同様に５枚レンズ構成とされているが、主として、第２レンズ群Ｇ２を構成する第４レンズＬ４が、プラスチックよりなる両面非球面レンズ（光軸近傍において両凸レンズ形状）からなり、さらに、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に光学プリズムが配されていない点において相違している。なお、本実施例のものにおいて、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に光束分離/合成用の光学プリズムを挿入することも可能であるし、図１６に示すように光束分離用の反射ミラー（２ｄ）を配設するようにしてもよい。
【００９７】
また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は上記条件式（１）を満足する範囲で構成されており、具体的には、上記ｄ２３／ｆ３の値が、０．５２に設定されている。
【００９８】
この実施例６における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表１１に示す。
また、上述したように第１レンズＬ１、第２レンズＬ２および第４レンズＬ４の両面は各々非球面とされており、表１２に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２の値を示す。
【００９９】
【表１１】
0005442515.tif 000013
【０１００】
【表１２】
0005442515.tif 000014
【０１０１】
図１２は実施例６の収差図（（（ｉ）は球面収差、（ii）は非点収差、（iii）ディストーションおよび（iv）倍率色収差）、拡大倍率72.0倍)を示すものである。
この図１２から明らかなように、実施例６の投写用レンズによれば、各収差は良好に補正されている。
【０１０２】
また、表１３に示すように実施例６の投写用レンズによれば、条件式（１）〜（７）、（１´）〜（７´）および（６´´）、（７´´）が満足されている。
【０１０３】
【表１３】
0005442515.tif 000015
【０１０４】
なお、本発明に係る投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置としては、上述したものに限られるものではなく、種々の態様の変更が可能である。例えば、各レンズ群を構成するレンズの形状、枚数や配設位置は適宜設定することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
Ｇ１〜Ｇ３      レンズ群
Ｌ１〜Ｌ６      レンズ
Ｒ１〜Ｒ１７      レンズ面等の曲率半径
Ｄ１〜Ｄ１６      レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｚ      光軸
１、１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ、１Ｐ、１Ｑ、１Ｓ      画像表示面
１ａ      フィルタ
２      ガラスブロック（光学プリズム）
２ａ      クロスダイクロイックプリズム
２ｂ      ＰＢＳプリズム
２ｃ      ＴＩＲプリズム
２ｄ      凹面ミラー
３      絞り（マスク）
１０      投写用レンズ
１１ａ〜ｃ      透過型液晶パネル
１２、１３      ダイクロイックミラー
１４      クロスダイクロイックプリズム
１５      光源
１６ａ〜ｃ      コンデンサレンズ
１８ａ〜ｃ      全反射ミラー
３０      投写型表示装置
【図１】
0005442515.tif 000016
【図２】
0005442515.tif 000017
【図３】
0005442515.tif 000018
【図４】
0005442515.tif 000019
【図５】
0005442515.tif 000020
【図６】
0005442515.tif 000021
【図７】
0005442515.tif 000022
【図８】
0005442515.tif 000023
【図９】
0005442515.tif 000024
【図１０】
0005442515.tif 000025
【図１１】
0005442515.tif 000026
【図１２】
0005442515.tif 000027
【図１３】
0005442515.tif 000028
【図１４】
0005442515.tif 000029
【図１５】
0005442515.tif 000030
【図１６】
0005442515.tif 000031
【図１７】
0005442515.tif 000032