(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光をスクリーン上に拡大投射する投写レンズであって、
スクリーン側より順に、負のパワーの第Ｉレンズ群、弱いパワーの第IIレンズ群、正のパワーの第IIIレンズ群よりなり、
第IIレンズ群と第IIIレンズ群の間に絞りを設け、
前記第IIレンズ群が、スクリーンより順に第１の負レンズ、第２の正レンズ、第３の正レンズ、第４の負レンズ、及び、第５の正レンズで構成され、前記第１の負レンズと前記第２の正レンズとは接合されて第１の貼合わせレンズを構成し、前記第３の正レンズと前記第４の負レンズとは接合されて第２の貼合わせレンズを構成し、次の条件を満足し、
【数１】
0003588283.tif 000031
ただし、
ｎdＩ１:第１の貼合わせレンズの負レンズの屈折率
ｎdＩ２:第１の貼合わせレンズの正レンズの屈折率
νdＩ１:第１の貼合わせレンズの負レンズのアッベ数
νdＩ２:第１の貼合わせレンズの正レンズのアッベ数
ｎdII１:第２の貼合わせレンズの正レンズの屈折率
ｎdII２:第２の貼合わせレンズの負レンズの屈折率
νdII１:第２の貼合わせレンズの正レンズのアッベ数
νdII２:第２の貼合わせレンズの負レンズのアッベ数
ＰgFII１:第２の貼合わせレンズの正レンズのｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）
ＰgFII２:第２の貼合わせレンズの負レンズのｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）
前記第Ｉレンズ群、第IIレンズ群、第IIIレンズ群の焦点距離を各々ｆＩ、ｆII、ｆIII、投写レンズ全系の焦点距離をｆ０としたとき
【数２】
0003588283.tif 000032
なる条件を満足することを特徴とする投写レンズ。
【請求項２】
光源と、前記光源から放射される光により照明されるとともに光学像を形成する空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の光学像を投写する投写手段とを備え、前記投写手段が請求項１に記載の投写レンズである映像拡大投写システム。
【請求項３】
光源と、光源からの光を青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段と、前記光源から放射される光により照明されるとともに時間的に変化する青、緑、赤の３色に対応する光学像を形成する空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の光学像を投写する投写手段とを備え、前記投写手段が請求項１に記載の投写レンズであるビデオプロジェクー。
【請求項４】
請求項３記載のビデオプロジェクーと、投写レンズから投写された光を折り曲げるミラーと、投写された光を映像に映し出す透過型スクリーンとを有するリアプロジェクター。
【請求項５】
請求項３記載のビデオプロジェクーと、投写された光を映像に映し出す透過型スクリーンと、筐体とから構成されるシステムを複数台備え、さらに映像を分割する映像分割回路を有するマルチビジョンシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は投写レンズ、特に空間光変調素子の映像をスクリーン上に拡大投写するプロジェクター用投写レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大画面映像を得る方法として、空間光変調素子に映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する方法が従来よりよく知られている。最近では空間光変調素子として液晶パネルを用いるプロジェクターが注目されている。空間光変調素子として反射型の液晶パネルを用いるプロジェクターは光源からの照明光をより有効に投写レンズに導くことができる。
【０００３】
カラー画像を得る方法としてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色の映像信号に応じた３枚の液晶パネルを使用し、ダイクロイックプリズムを使用して３枚の液晶パネルの映像を合成する方法や、光源からの光を時間的にＲ、Ｇ、Ｂに分割する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プリズムを使用したプロジェクターでは、レンズと空間光変調素子との間に大きな空間を必要とするのでバックフォーカスの長い投写レンズを必要とする。
【０００５】
プリズムを使用したプロジェクターでは、プリズムに対する入射角の依存性が大きく、設計された入射角以外の角度で入射した光線は、透過率が変化し、画面上で色むらや輝度むらとなる。そこで投写レンズにはテレセントリック性が必要である。
【０００６】
画面周辺での性能が厳しく要求されるデータ表示やグラフィック表示用のプロジェクターにおいては図形歪みや色のにじみが無いことが重要で、投写レンズの歪曲収差と倍率色収差がよく補正されていることが必要である。
【０００７】
周辺での明るさも要求され、周辺光量比で７０％以上を要求される。
【０００８】
特開平２−２２８６２０号公報では、バックフォーカスとテレセントリック性と歪曲収差を補正した投写レンズを実現している。しかしながら以下の問題がある。
【０００９】
同公報の実施例で示された投写レンズでは半画角が３６度と小さく、プロジェクションテレビとして使用するにはセットサイズが大きくなりすぎる。
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、レンズ構成を適切に設定することにより、プロジェクション用レンズとして特に厳しく要求される倍率色収差が十分に補正され、画面全体にわたって、高画質な画像を実現できる投写レンズを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レンズ構成を適切に設定することにより、投写距離が短く、バックフォーカスが長く、色のにじみや歪みの少ない画像が得られる投写レンズを実現し、上記の目的を達成した。
【００１２】
すなわち、本発明の投写レンズは以下の構成とする。
【００１３】
本発明の投写レンズは、光源からの光をスクリーン上に拡大投射する投写レンズであって、スクリーン側より順に、負のパワーの第Ｉレンズ群、弱いパワーの第IIレンズ群、正のパワーの第IIIレンズ群よりなり、第IIレンズ群と第IIIレンズ群の間に絞りを設け、前記第IIレンズ群が、スクリーンより順に第１の負レンズ、第２の正レンズ、第３の正レンズ、第４の負レンズ、及び、第５の正レンズで構成され、前記第１の負レンズと前記第２の正レンズとは接合されて第１の貼合わせレンズを構成し、前記第３の正レンズと前記第４の負レンズとは接合されて第２の貼合わせレンズを構成し、次の条件を満足し、
【００１４】
【数３】
（１）  −０．０４  ＜  ｎdＩ１−ｎdＩ２  ＜  −０．００３
（２）  １３．９      ＜ νdＩ１−νdＩ２ ＜ ３１
（３）  −０．０３９    ＜  ｎdII１−ｎdII２  ＜  ０．００１
（４）  ０．８     ＜ νdII１−νdII２ ＜ １１．５
（５）  −０．０３３    ＜ ＰgFII１−ＰgFII２＜−０．００９
ただし、
ｎdＩ１:第１の貼合わせレンズの負レンズの屈折率
ｎdＩ２:第１の貼合わせレンズの正レンズの屈折率
νdＩ１:第１の貼合わせレンズの負レンズのアッベ数
νdＩ２:第１の貼合わせレンズの正レンズのアッベ数
ｎdII１:第２の貼合わせレンズの正レンズの屈折率
ｎdII２:第２の貼合わせレンズの負レンズの屈折率
νdII１:第２の貼合わせレンズの正レンズのアッベ数
νdII２:第２の貼合わせレンズの負レンズのアッベ数
ＰgFII１:第２の貼合わせレンズの正レンズのｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）
ＰgFII２:第２の貼合わせレンズの負レンズのｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）
前記第Ｉレンズ群、第IIレンズ群、第IIIレンズ群の焦点距離を各々ｆＩ、ｆII、ｆIII、投写レンズ全系の焦点距離をｆ０としたとき
【数４】
（６）  −０．３５  ＜ ｆ０／ｆＩ  ＜  −０．２７
（７）  ０．０１  ＜ ｆ０／ｆII  ＜  ０．０６
（８）  ０．３５  ＜ ｆ０／ｆIII  ＜  ０．３８
なる条件を満足することを特徴とする。
【００１５】
このように構成すると、第IIレンズ群の第１の貼合わせレンズで一次の倍率色収差を補正し、第２の貼合わせレンズで二次の倍率色収差を補正できる。
【００１６】
前記投写レンズにおいては、第１の貼合わせレンズと第２の貼合わせレンズの光軸上の間にはレンズがない。このように構成すると、第１の貼合わせレンズと第２の貼合わせレンズの両方ともが主光線高を低くでき、倍率色収差の補正が容易になる。
【００１７】
また、前記投写レンズにおいて、光源によって照明された光学像をスクリーン上に拡大投影する際の投射倍率が１０〜３００倍であることが好ましい。投射倍率が１０〜３００倍であれば小型の空間光変調素子でセットをコンパクトにしながら大画面に投射できる。
【００１８】
また、前記投写レンズにおいて、前記第IIレンズ群に対してスクリーンと反対側に絞りを設けることが好ましい。このように構成することで、レンズ全長が短くコンパクトで、倍率色収差がよく補正された投写レンズが得られる。
【００１９】
また、前記投写レンズは、スクリーン側より順に、負のパワーの第Ｉレンズ群、弱いパワーの第IIレンズ群、正のパワーの第IIIレンズ群よりなり、第IIレンズ群と第IIIレンズ群の間に絞りが設けられている。このように構成すると広角で倍率色収差がよく補正された投写レンズを提供できる。
【００２０】
前記投写レンズは、前記第Ｉレンズ群、第IIレンズ群、第IIIレンズ群の焦点距離を各々ｆＩ、ｆII、ｆIII、投写レンズ全系の焦点距離をｆ０としたとき以下の条件を満足する。
【００２１】
【数５】
（６）  −０．３５  ＜ｆ０／ｆＩ  ＜  −０．２７
（７）  ０．０１  ＜ｆ０／ｆII  ＜  ０．０６
（８）  ０．３５  ＜ｆ０／ｆIII ＜  ０．３８
【００２２】
このように構成すると広角で倍率色収差がよく補正された投写レンズを提供できる。
【００２３】
また、前記投写レンズにおいて、第Ｉレンズ群、第IIレンズ群、第IIIレンズ群はそれぞれ少なくとも１面の非球面を持つことが好ましい。このように構成すると歪曲収差、球面収差、コマ収差を良好に補正でき、広角で倍率色収差がよく補正された投写レンズを提供できる。
【００２４】
また、前記投写レンズは射出側テレセントリック系よりなっていることが好ましい。このように構成することで、投写レンズと空間光変調素子の間に位置するプリズムに対する入射角が画面位置によらず均一となるから、色むらのないセットを供給できる。
【００２５】
また、前記投写レンズはＦナンバーが３以下、半画角４０度以上であることが好ましい。Ｆナンバーが３以下であれば、空間光変調素子に液晶パネルや反射型ミラーデバイスを使った場合は、コントラストの低下を抑えながら最大限明るいシステムとすることができる。また、半画角４０度以上であれば、さらにスクリーンに投射する距離を短くすることができ、例えばリアプロジェクションテレビをコンパクトにできる。
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
本発明の映像拡大投写システムは、光源と、前記光源から放射される光により照明されるとともに光学像を形成する空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の光学像を投写する投写手段とを備え、前記投写手段が上記本発明の投写レンズであることを特徴とする。このような映像拡大投写システムによれば、コンパクトな映像拡大投写システムが得られる。
【００３７】
本発明のビデオプロジェクーは、光源と、光源からの光を青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段と、前記光源から放射される光により照明されるとともに時間的に変化する青、緑、赤の３色に対応する光学像を形成する空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の光学像を投写する投写手段とを備え、前記投写手段が上記本発明の投写レンズであることを特徴とする。このようなビデオプロジェクターによれば、倍率色収差がよく補正されているので、青、緑、赤の３色の映像をスクリーン上でずれることなく投写することができ、明るくて高精細な映像を得ることができるとともに、投写距離が短いので小さな空間でも使用できるビデオプロジェクターが実現できる。
【００３８】
本発明のリアプロジェクターは、上記のビデオプロジェクーと、投写レンズから投写された光を折り曲げるミラーと、投写された光を映像に映し出す透過型スクリーンとを有することを特徴とする。このようなリアプロジェクターによれば、投写距離の短い投写レンズのためコンパクトなセットが実現できる。
【００３９】
本発明のマルチビジョンシステムは、上記のビデオプロジェクーと、投写された光を映像に映し出す透過型スクリーンと、筐体とから構成されるシステムを複数台備え、さらに映像を分割する映像分割回路を有することを特徴とする。このようなマルチビジョンシステムによれば、投写距離の短い投写レンズのため奥行きの短いセットが実現できる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明は適切なレンズ配置で歪曲収差とテレセントリック性と倍率色収差とを満足しながら大きな画角と長いバックフォーカスを実現している。
【００４１】
テレセントリック性を得るためには主光線をレンズの仕様からくる半画角から水平まで曲げる必要がある。このことはテレセントリック性を持たないレンズに比べて主光線を大きく曲げることとなる。これは歪曲収差や倍率色収差の補正にとって非常に大きな負担となる。
【００４２】
歪曲収差や倍率色収差の補正のためには、絞りに対して対称構成をとることが有利であることは知られているが、テレセントリック性である限り主光線の対称性を得ることはできない。さらに長いバックフォーカスを得るためには逆望遠型の構成となり、前部の凹レンズが歪曲収差や倍率色収差の発生源となる。
【００４３】
本発明では絞り近傍で絞りよりスクリーン側に、スクリーン側から順に、屈折率の差が少なく、アッベ数差が１０から３０前後のレンズを組み合わせて接合した第１の貼り合わせレンズと、屈折率の差が少なく、アッベ数差も少なく、部分分散比の差が大きいレンズを組み合わせて接合した第２の貼り合わせレンズとを配置し、これにより倍率色収差を補正している。
【００４４】
スクリーン側の第１の負パワーのレンズ群は長いバックフォーカスと開口効率を上げるために強い負のパワーを持っておりレトロフォーカスタイプの前群を構成している。強い負のパワーと主光線高が高いため、アッベ数が大きいレンズで構成しても、Ｆ線やｇ線はｄ線に比べて大きく屈折し、倍率色収差を発生させる。
【００４５】
この倍率色収差を補正するのが負パワーのレンズ群中にある正レンズである。この正レンズは倍率色収差の補正のためアッベ数の小さいガラスで構成されるが、アッベ数と部分分散比は逆比例の関係にあるので、アッベ数の小さいガラスは部分分散比が大きく、Ｆ線で倍率色収差を補正すればｇ線では大きく補正過剰になってしまう。
【００４６】
最終の正パワーのレンズ群はテレセントリック性を実現するために大きなパワーを必要とするが、アッベ数が大きいレンズで構成しても主光線高が高いのでＦ線やｇ線はｄ線に比べて大きく屈折し、倍率色収差を発生させる。
【００４７】
この倍率色収差を補正するのが最終の正パワーのレンズ群のスクリーン側に位置する負レンズである。この負レンズは倍率色収差の補正のためアッベ数の小さいガラスで構成されるが、アッベ数と部分分散比は逆比例の関係にあるので、アッベ数の小さいガラスは部分分散比が大きく、Ｆ線で倍率色収差を補正すればｇ線では大きく補正過剰になってしまう。
【００４８】
倍率色収差の補正は主光線高の比較的高いところのレンズで行うのが一般的で効率的である。軸上色収差の補正は軸上光線高の高いところのレンズで行われる。よって色補正は、軸上光線高が高く、主光線高の低いところのレンズで軸上色収差の色補正を行い、主光線高が高いところのレンズで倍率色収差の色補正を行う。
【００４９】
しかしテレセントリック性のレンズや広角のレンズでは倍率色収差の発生量が大きく、さらに倍率色収差を厳しく補正しなければならないプロジェクター用の投写レンズにおいては、一次の倍率色収差を補正しても二次の倍率色収差の残存量が大きく、実用上問題が残る。さらに主光線高の高いところでアッベ数が小さいレンズで倍率色収差を補正するため、中間画角までで倍率色収差を少し補正不足の状態にしても、最大画角にいくにしたがって急速に倍率色収差が補正過剰となる。
【００５０】
例えば負パワーの第１レンズ群では倍率色補正のためにアッベ数の小さいガラスに正パワーを持たせて使う。アッベ数の大きいガラスでは補正のための正パワーが大きくなり、第１レンズ群の負のパワーを維持するために第１群中の負のレンズのパワーも大きくなり、倍率色収差の発生量が大きくなり、その他の収差も大きく発生する。よって倍率色収差の補正のためにアッベ数の小さいガラスを使うこととなるが、アッベ数の小さいガラスは部分分散比が大きく、Ｆ線からＣ線の波長域で倍率色収差を補正できても、ｇ線の波長では補正過剰となる。ガラスの性質上アッベ数が小さくなればなるほど部分分散比が大きくなり、ほぼ直線関係にある。しかも倍率色収差の補正に使いたいアッベ数３０以下のガラスはほとんどが、基準となるガラスＣ７とＦ２を結んで得られる標準線に対しても部分分散が大きくなるように大きくずれている。よってアッベ数が小さく、部分分散比が大きいガラスで倍率色収差を補正せざるをえないために一次の倍率色収差は補正できても二次の倍率色収差はなかなか補正できなかった。
【００５１】
本発明では一般的には軸上色収差を補正する役目の絞り近傍の主光線高の低いレンズ群に、一次の倍率色収差と二次の倍率色収差を補正させる構成としている。すべての倍率色収差をこのレンズ群で補正はできないが、この構成によって負パワーの第１レンズ群中と正パワーの第３レンズ群中の倍率色収差を補正するためのレンズの補正量を減少させ、部分分散比の比較的小さいレンズで一次の倍率色収差が補正できるようにし、二次の倍率色収差の補正過剰の発生を少なく抑えることができるようにしている。
【００５２】
スクリーン側にある第１の貼り合わせレンズの各々のレンズはアッベ数差を持たせて一次の倍率色収差を補正する。この際各々のレンズの屈折率差は小さくすることで、色収差以外の各収差には影響を与えずに、貼り合わせ面の曲率を大きくすることができ、倍率色収差の補正量を大きくすることができる。さらに絞り近傍であるため、主光線高が低いため、レンズ外径が比較的小さく、貼り合わせ面の曲率を大きくしてもレンズのコバがなくなったり、レンズ中心厚が大きくなりすぎたりする事がない。
【００５３】
スクリーン側から数えて二番目にある第２の貼り合わせレンズの各々のレンズは部分分散比に差を持たせて二次の倍率色収差を補正する。この際各々のレンズの屈折率差は小さく、アッベ数差も小さくすることで、二次の倍率色収差以外の各収差には影響を与えずに、二次の倍率色収差の補正量を大きくすることができる。
【００５４】
本発明の実施の形態１に係る投写レンズについて、図面を参照しつつ説明する。図１は実施の形態１に係わる投写レンズの構成図である。
【００５５】
図１において、紙面左側にスクリーン（図示せず）が配置される。
【００５６】
スクリーン側の第Ｉレンズ群Ｉは強い負のパワーを持ち、軸上光線を大きく跳ね上げて、バックフォーカスを確保する。さらに入射瞳を前進させて大きな開口効率を実現する。さらにペッツバール和を補正している。第Ｉレンズ群Ｉはスクリーン側より２枚の負レンズＩ1，Ｉ2、色収差や歪曲収差補正用の正レンズＩ3、歪曲収差補正用の非球面レンズＩ4よりなる。
【００５７】
第IIレンズ群IIは弱いパワーを持ち、倍率色収差を補正する。第IIレンズ群IIは、スクリーン側より順番に、第１レンズII1〜第５レンズII5が配置されて構成される。第IIレンズ群第１レンズII1は屈折率が低く、アッベ数が大きい負レンズ、第IIレンズ群第２レンズII2は第１レンズII1と屈折率の差が少なく、アッベ数差が大きく、部分分散比の差が少ないガラスで構成される正レンズで、第１レンズII1と第２レンズII2は接合され、第１の貼り合わせレンズを構成する。第１レンズII1は異常部分分散を持ったガラスで構成されることが好ましく、第１レンズII1と第２レンズII2は部分分散比の差が少ないことが好ましい。第IIレンズ群第３レンズII3は、アッベ数が小さく屈折率が高い正レンズ、第IIレンズ群第４レンズII4は、第３レンズII3とアッベ数の差が少なく、屈折率の差も少なく、部分分散比の差が大きいガラスで構成される負レンズで、第３レンズII3と第４レンズII4は接合され、第２の貼り合わせレンズを構成する。第IIレンズ群第５レンズII5は非球面を持った正のレンズである。
【００５８】
第IIIレンズ群IIIは正のパワーを持ちテレセントリック性を実現する。第IIIレンズ群IIIは主光線が高い位置に位置するため歪曲収差が大きく発生する。このため歪曲収差の補正のための非球面レンズが付加される。第IIIレンズ群IIIは、スクリーン側より順番に、屈折率が高くアッベ数の小さい負レンズIII1、屈折率が低くアッベ数の大きい正レンズIII2、非球面を持った負レンズIII3、屈折率が低くアッベ数の大きい正レンズIII4で構成される。前記負レンズIII1と正レンズIII2とは接合されている。
【００５９】
第IIレンズ群IIと第IIIレンズ群IIIとの間には、絞りＳが配置されている。
【００６０】
さらに第IIIレンズ群IIIの反スクリーン側には空間光変調素子IV１が配置され、空間光変調素子IV１とレンズ群との間にはプリズムIV２が配置されている。
【００６１】
このように、空間光変調素子IV１と投写レンズＩ〜IIIとの間にプリズムIV２が介在するため、空間光変調素子IV１との間に長い空気間隔が必要となる。すなわち長いバックフォーカスが必要である。またプリズムIV２による入射角依存性による色むらや輝度むらがおこらないようにするためにテレセントリック性が良好である必要がある。本実施形態によれば、半画角４４度と広角ながら長いバックフォーカスとテレセントッリック性を満足し、歪曲収差と倍率色収差の補正に成功している。
【００６２】
本実施の形態１の投写レンズは、第IIレンズ群IIの第１の貼合わせレンズの負レンズII1の屈折率をｎdＩ１、第１の貼合わせレンズの正レンズII2の屈折率をｎdＩ２、第１の貼合わせレンズの負レンズII1のアッベ数をνdＩ１、第１の貼合わせレンズの正レンズII2のアッベ数をνdＩ２、第２の貼合わせレンズの正レンズII3の屈折率をｎdII１、第２の貼合わせレンズの負レンズII4の屈折率をｎdII２、第２の貼合わせレンズの正レンズII3のアッベ数をνdII１、第２の貼合わせレンズの負レンズII4のアッベ数をνdII２、第２の貼合わせレンズの正レンズII3のｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）をＰgFII１、第２の貼合わせレンズの負レンズII4のｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）をＰgFII２とすると、以下の式（１）〜（５）の関係を満足している。
【００６３】
【数６】
（１）  −０．０４  ＜  ｎdＩ１−ｎdＩ２  ＜  −０．００３
（２）  １３．９      ＜ νdＩ１−νdＩ２ ＜ ３１
（３）  −０．０３９    ＜  ｎdII１−ｎdII２  ＜  ０．００１
（４）  ０．８     ＜ νdII１−νdII２ ＜ １１．５
（５）  −０．０３３    ＜ ＰgFII１−ＰgFII２＜−０．００９
【００６４】
式（１）は第１の貼り合わせレンズの負レンズと正レンズの屈折率の差に関する式で、下限を越えると非点収差が補正不足で補正できなくなり、上限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなる。
【００６５】
式（２）は第１の貼り合わせレンズの負レンズと正レンズのアッベ数の差に関する式で、下限を越えると一次の倍率色収差が補正不足で補正できなくなり、上限を越えると実在するレンズの組み合わせが得られなくなる。
【００６６】
式（３）は第２の貼り合わせレンズの正レンズと負レンズの屈折率の差に関する式で、下限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなり、上限を越えると式（４）と式（５）を同時に満足する実在するレンズの組み合わせが得られなくなる。
【００６７】
式（４）は第２の貼り合わせレンズの正レンズと負レンズのアッベ数の差に関する式で、下限を越えると式（３）と式（５）を同時に満足する実在するレンズの組み合わせが得られなくなり、上限を越えると一次の倍率色収差が補正不足で補正できなくなる。
【００６８】
式（５）は第２の貼り合わせレンズの正レンズと負レンズのｇ線とＦ線に対する部分分散比の差に関する式で、下限を越えると式（３）と式（４）を同時に満足する実在するレンズの組み合わせが得られなくなり、上限を越えると二次の倍率色収差が補正不足で補正できなくなる。
【００６９】
本実施形態の投写レンズは、レンズ系全体の焦点距離をｆ０、第Ｉレンズ群の焦点距離をｆＩ、第IIレンズ群の焦点距離をｆII、第IIIレンズ群の焦点距離をｆIIIとすると、以下の式（６）〜（８）の関係を満足していることが好ましい。
【００７０】
【数７】
（６）    −０．３５  ＜ｆ０／ｆＩ  ＜  −０．２７
（７）    ０．０１  ＜ｆ０／ｆII  ＜  ０．０６
（８）    ０．３５  ＜ｆ０／ｆIII ＜  ０．３８
【００７１】
式（６）はレンズ全系の焦点距離の第Ｉレンズ群の焦点距離に対する比で、第Ｉレンズ群のパワーに関する式で、下限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなり、上限を越えるとバックフォーカスが確保できなくなる。
【００７２】
式（７）はレンズ全系の焦点距離の第IIレンズ群の焦点距離に対する比で、第IIレンズ群のパワーに関する式で、下限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなり、上限を越えるとバックフォーカスが確保できなくなる。
【００７３】
式（８）はレンズ全系の焦点距離の第IIIレンズ群の焦点距離に対する比で、第IIIレンズ群のパワーに関する式で、下限を越えるとテレセントリック性を確保できなくなり、上限を越えるとコマ収差、非点収差が補正できなくなる。
【００７４】
以下、本実施形態の具体的な数値例として、実施例１を示す。
【００７５】
（実施例１）
図１は本発明の実施の形態１の実施例１に係わる投写レンズの構成図である。
【００７６】
本実施例１は、ＦNO＝3.0、焦点距離f＝１０．５２、半画角ω＝４４°の投写レンズにおいて、式（１）〜式（５）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【００７７】
具体的な数値を表１に示す。表中ｒiはレンズ各面の曲率半径で、添字iはスクリーン側から順に各レンズ面に付した番号を示す。ｄiはレンズ厚またはレンズ間間隔で、添字iはスクリーン側から順に各レンズまたはレンズ間間隔に付した番号を示す。ｎiは各レンズのｄ線での屈折率で、添字iはスクリーン側から順に各レンズに付した番号を示す。νiは各レンズのｄ線でのアッベ数で、添字iはスクリーン側から順に各レンズに付した番号を示す。ＰgFiはｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）で、添字iはスクリーン側から順に各レンズに付した番号を示す。
【００７８】
また非球面形状は、レンズの開口の光軸からの半径距離ｈの位置におけるレンズ頂点からの変位量をＸとするとき、以下の式で表される回転対称非球面である。
【００７９】
【数８】
0003588283.tif 000002
【００８０】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、ぞれぞれ順に実施例１の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図２（ａ）の球面収差図において実線はｅ線であり、破線は正弦条件である。図２（ｂ）の非点収差図において実線はサジタル像面湾曲であり、破線はメリジオナル像面湾曲である。図２（ｄ）の軸上の色収差図において、実線はｅ線、破線はＦ線、一点鎖線はＣ線に対する値である。図２（ｅ）の倍率色収差図において、破線はＦ線、一点鎖線はＣ線に対する値である。
【００８１】
【表１】
0003588283.tif 000003
0003588283.tif 000004
【００８２】
各面の非球面係数を示す。
【００８３】
0003588283.tif 000005
【００８４】
（実施例２）
以下、実施形態１の別の具体的な数値例として、実施例２を示す。
【００８５】
図３は本発明の実施の形態１の実施例２に係わる投写レンズの構成図である。図１と同一の機能を有する部材には同一の符号が付してある。
【００８６】
本実施例２は、ＦNO＝3.0、焦点距離f＝１０．４０、半画角ω＝４４°の投写レンズにおいて、式（１）〜式（５）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【００８７】
次に具体的な数値を表２に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【００８８】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に実施例２の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【００８９】
【表２】
0003588283.tif 000006
0003588283.tif 000007
【００９０】
各面の非球面係数を示す。
【００９１】
0003588283.tif 000008
【００９２】
（実施例３）
以下、実施形態１の別の具体的な数値例として、実施例３を示す。
【００９３】
図５は本発明の実施の形態１の実施例３に係わる投写レンズの構成図である。図１と同一の機能を有する部材には同一の符号が付してある。
【００９４】
本実施例３は、ＦNO＝3.0、焦点距離f＝１０．４２、半画角ω＝４４°の投写レンズにおいて、式（１）〜式（５）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【００９５】
次に具体的な数値を表３に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【００９６】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に実施例３の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【００９７】
【表３】
0003588283.tif 000009
0003588283.tif 000010
【００９８】
各面の非球面係数を示す。
【００９９】
0003588283.tif 000011
【０１００】
（実施例４）
以下、実施形態１の別の具体的な数値例として、実施例４を示す。
【０１０１】
図７は本発明の実施の形態１の実施例４に係わる投写レンズの構成図である。図１と同一の機能を有する部材には同一の符号が付してある。
【０１０２】
本実施例４は、ＦNO＝3.0、焦点距離f＝１０．４２、半画角ω＝４４°の投写レンズにおいて、式（１）〜式（５）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【０１０３】
次に具体的な数値を表４に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【０１０４】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に実施例４の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【０１０５】
【表４】
0003588283.tif 000012
0003588283.tif 000013
【０１０６】
各面の非球面係数を示す。
【０１０７】
0003588283.tif 000014
【０１０８】
（実施例５）
以下、実施形態１の別の具体的な数値例として、実施例５を示す。
【０１０９】
図９は本発明の実施の形態１の実施例５に係わる投写レンズの構成図である。図１と同一の機能を有する部材には同一の符号が付してある。
【０１１０】
本実施例５は、ＦNO＝3.0、焦点距離f＝１０．３２、半画角ω＝４４°の投写レンズにおいて、式（１）〜式（５）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【０１１１】
次に具体的な数値を表５に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【０１１２】
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に実施例５の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【０１１３】
【表５】
0003588283.tif 000015
0003588283.tif 000016
【０１１４】
各面の非球面係数を示す。
【０１１５】
0003588283.tif 000017
【０１１６】
（実施例６）
以下、実施形態１の別の具体的な数値例として、実施例６を示す。
【０１１７】
図１１は本発明の実施の形態１の実施例６に係わる投写レンズの構成図である。図１と同一の機能を有する部材には同一の符号が付してある。
【０１１８】
本実施例６は、ＦNO＝3.0、焦点距離f＝１０．５２、半画角ω＝４４°の投写レンズにおいて、、式（１）〜式（５）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【０１１９】
次に具体的な数値を表６に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【０１２０】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に実施例６の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【０１２１】
【表６】
0003588283.tif 000018
0003588283.tif 000019
【０１２２】
各面の非球面係数を示す。
【０１２３】
0003588283.tif 000020
【０１２４】
（参考実施形態１）
参考実施形態１に係る投写レンズについて、図面を参照しつつ説明する。図１３は参考実施形態１に係わる投写レンズの構成図である。
【０１２５】
図１３において、紙面左側にスクリーン（図示せず）が配置される。
【０１２６】
スクリーン側の第Ｉレンズ群Ｉは弱いパワーを持ち、倍率色収差を補正する。第Ｉレンズ群Ｉは、スクリーン側より順番に、第１レンズＩ1〜第５レンズＩ5が配置されて構成される。第Ｉレンズ群第１レンズＩ1は屈折率が低く、アッベ数が大きい負レンズ、第Ｉレンズ群第２レンズＩ2は第１レンズＩ1と屈折率の差が少なく、アッベ数差が大きく、部分分散比の差が少ないガラスで構成される正レンズで、第１レンズＩ1と第２レンズＩ2は接合され、第１の貼り合わせレンズを構成する。第１レンズＩ1は異常部分分散を持ったガラスで構成されることが好ましく、第１レンズＩ1と第２レンズＩ2は部分分散比の差が少ないことが好ましい。第Ｉレンズ群第３レンズＩ3は、アッベ数が小さく、屈折率が高い正レンズ、第Ｉレンズ群第４レンズＩ4は、第３レンズＩ3とアッベ数の差が少なく、屈折率の差も少なく、部分分散比の差が大きいガラスで構成される負レンズで、第３レンズＩ3と第４レンズＩ4は接合され、第２の貼り合わせレンズを構成する。第Ｉレンズ群第５レンズＩ5は非球面を持った正のレンズである。
【０１２７】
第IIレンズ群IIは正のパワーを持ちテレセントリック性を実現する。第IIレンズ群IIは主光線が高い位置に位置するため歪曲収差が大きく発生する。このため歪曲収差の補正のための非球面レンズが付加される。第IIレンズ群IIはスクリーン側より順番に、屈折率が高くアッベ数の小さい負レンズII1、屈折率が低くアッベ数の大きい正レンズII2、非球面を持った負レンズII3、屈折率が低くアッベ数の大きい正レンズII4で構成される。前記負レンズII1と正レンズII2とは接合されている。
【０１２８】
また、第Ｉレンズ群Ｉと第IIレンズ群IIの間には、絞りＳが配置されている。
【０１２９】
さらに第IIレンズ群IIの反スクリーン側には空間光変調素子IV１が配置され、空間光変調素子IV１とレンズ群の間にはプリズムIV２が配置されている。
【０１３０】
このように、空間光変調素子IV１と投写レンズＩ〜IIとの間にプリズムIV２が介在するため、空間光変調素子IV１との間に長い空気間隔が必要となる。すなわち長いバックフォーカスが必要である。またプリズムIV２による入射角依存性による色むらや輝度むらがおこらないようにするためにテレセントリック性が良好である必要がある。本実施形態によれば、コンパクトでありながら長いバックフォーカスとテレセントッリック性を満足し、歪曲収差と倍率色収差の補正に成功している。
【０１３１】
本参考実施形態１の投写レンズは、第Ｉレンズ群Ｉの第１の貼合わせレンズの負レンズＩ1の屈折率をｎdＩ１、第１の貼合わせレンズの正レンズＩ2の屈折率をｎdＩ２、第１の貼合わせレンズの負レンズＩ1のアッベ数をνdＩ１、第１の貼合わせレンズの正レンズＩ2のアッベ数をνdＩ２、第２の貼合わせレンズの正レンズＩ3の屈折率をｎdII１、第２の貼合わせレンズの負レンズＩ4の屈折率をｎdII２、第２の貼合わせレンズの正レンズI3のアッベ数をνdII１、第２の貼合わせレンズの負レンズＩ4のアッベ数をνdII２、第２の貼合わせレンズの正レンズＩ3のｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）をＰgFII１、第２の貼合わせレンズの負レンズＩ4のｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）をＰgFII２とすると、以下の式（１）〜（５）の関係を満足している。
【０１３２】
【数９】
（１）  −０．０４  ＜  ｎdＩ１−ｎdＩ２  ＜  −０．００３
（２）  １３．９      ＜ νdＩ１−νdＩ２ ＜ ３１
（３）  −０．０３９    ＜  ｎdII１−ｎdII２  ＜  ０．００１
（４）  ０．８     ＜ νdII１−νdII２ ＜ １１．５
（５）  −０．０３３    ＜ ＰgFII１−ＰgFII２＜−０．００９
【０１３３】
式（１）は第１の貼り合わせレンズの負レンズと正レンズの屈折率の差に関する式で、下限を越えると非点収差が補正不足で補正できなくなり、上限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなる。
【０１３４】
式（２）は第１の貼り合わせレンズの負レンズと正レンズのアッベ数の差に関する式で、下限を越えると一次の倍率色収差が補正不足で補正できなくなり、上限を越えると実在するレンズの組み合わせが得られなくなる。
【０１３５】
式（３）は第２の貼り合わせレンズの正レンズと負レンズの屈折率の差に関する式で、下限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなり、上限を越えると式（４）と式（５）を同時に満足する実在するレンズの組み合わせが得られなくなる。
【０１３６】
式（４）は第２の貼り合わせレンズの正レンズと負レンズのアッベ数の差に関する式で、下限を越えると式（３）と式（５）を同時に満足する実在するレンズの組み合わせが得られなくなり、上限を越えると一次の倍率色収差が補正不足で補正できなくなる。
【０１３７】
式（５）は第２の貼り合わせレンズの正レンズと負レンズのｇ線とＦ線に対する部分分散比の差に関する式で、下限を越えると式（３）と式（４）を同時に満足する実在するレンズの組み合わせが得られなくなり、上限を越えると二次の倍率色収差が補正不足で補正できなくなる。
【０１３８】
以下、参考実施形態１の具体的な数値例として、参考例１を示す。
【０１３９】
（参考例１）
図１３は参考実施形態１の参考例１に係わる投写レンズの構成図である。
【０１４０】
本参考例１は、ＦNO＝2.8、焦点距離f＝２６．８３、半画角ω＝19°の投写レンズにおいて、式（１）〜式（５）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【０１４１】
次に具体的な数値を表７に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【０１４２】
図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に参考例１の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【０１４３】
【表７】
0003588283.tif 000021
【０１４４】
各面の非球面係数を示す。
【０１４５】
0003588283.tif 000022
【０１４６】
（参考例２）
以下、参考実施形態１の別の具体的な数値例として、参考例２を示す。
【０１４７】
図１５は参考実施形態１の参考例２に係わる投写レンズの構成図である。図１３と同一の機能を有する部材には同一の符号が付してある。
【０１４８】
本参考例２は、ＦNO＝3.3、焦点距離f＝４０．７１、半画角ω＝１２°の投写レンズにおいて、式（１）〜式（５）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【０１４９】
次に具体的な数値を表８に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【０１５０】
図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に参考例２の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【０１５１】
【表８】
0003588283.tif 000023
【０１５２】
各面の非球面係数を示す。
【０１５３】
0003588283.tif 000024
【０１５４】
（参考実施形態２）
参考実施形態２に係る投写レンズについて、図面を参照しつつ説明する。図１７は参考実施形態２に係わる投写レンズの構成図である。
【０１５５】
図１７において、紙面左側にスクリーン（図示せず）が配置される。
【０１５６】
スクリーン側より順番に第１レンズ〜第９レンズが配置されて構成される。第１レンズ１は負のパワーを持つ負レンズ、第２レンズ２は正のパワーを持つ正レンズである。第３レンズ３は屈折率が低く、アッベ数が大きい負レンズ、第４レンズ４は第３レンズ３と屈折率の差が少なく、アッベ数差が大きく、部分分散比の差が少ないガラスで構成される正レンズで、第３レンズ３と第４レンズ４は接合され、第１の貼り合わせレンズを構成する。第３レンズ３は異常部分分散を持ったガラスで構成されることが好ましく、第３レンズ３と第４レンズ４は部分分散比の差が少ないことが好ましい。第５レンズ５は、アッベ数が小さく屈折率が高い正レンズ、第６レンズ６は、第５レンズ５とアッベ数の差が少なく、屈折率の差も少なく、部分分散比の差が大きいガラスで構成される負レンズで、第５レンズ５と第６レンズ６は接合され、第２の貼り合わせレンズを構成する。第７レンズ７は正レンズ、第８レンズは負レンズ、第９レンズは正レンズである。
【０１５７】
また、第６レンズと第７の間には、絞りＳが配置されている。
【０１５８】
さらに第７レンズの反スクリーン側には空間光変調素子IV１が配置されている。
【０１５９】
本参考実施形態によれば、コンパクトでありながら長いバックフォーカスを有し、後ろ絞り光学系を構成しているため、レンズ径を小さく抑えることができ、倍率色収差の補正に成功している。
【０１６０】
本参考実施形態２の投写レンズは、第１の貼合わせレンズの負レンズ３の屈折率をｎdＩ１、第１の貼合わせレンズの正レンズ４の屈折率をｎdＩ２、第１の貼合わせレンズの負レンズ３のアッベ数をνdＩ１、第１の貼合わせレンズの正レンズ４のアッベ数をνdＩ２、第２の貼合わせレンズの正レンズ５の屈折率をｎdII１、第２の貼合わせレンズの負レンズ６の屈折率をｎdII２、第２の貼合わせレンズの正レンズ５のアッベ数をνdII１、第２の貼合わせレンズの負レンズ６のアッベ数をνdII２、第２の貼合わせレンズの正レンズ５のｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）をＰgFII１、第２の貼合わせレンズの負レンズ６のｇ線とＦ線に対する部分分散比（ng−nF）／（nF−nC）をＰgFII２とすると、以下の式（１）〜（５）の関係を満足している。
【０１６１】
【数１０】
（１）  −０．０４  ＜  ｎdＩ１−ｎdＩ２  ＜  −０．００３
（２）  １３．９      ＜ νdＩ１−νdＩ２ ＜ ３１
（３）  −０．０３９    ＜  ｎdII１−ｎdII２  ＜  ０．００１
（４）  ０．８     ＜ νdII１−νdII２ ＜ １１．５
（５）  −０．０３３    ＜ ＰgFII１−ＰgFII２＜−０．００９
【０１６２】
式（１）は第１の貼り合わせレンズの負レンズと正レンズの屈折率の差に関する式で、下限を越えると非点収差が補正不足で補正できなくなり、上限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなる。
【０１６３】
式（２）は第１の貼り合わせレンズの負レンズと正レンズのアッベ数の差に関する式で、下限を越えると一次の倍率色収差が補正不足で補正できなくなり、上限を越えると実在するレンズの組み合わせが得られなくなる。
【０１６４】
式（３）は第２の貼り合わせレンズの正レンズと負レンズの屈折率の差に関する式で、下限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなり、上限を越えると式（４）と式（５）を同時に満足する実在するレンズの組み合わせが得られなくなる。
【０１６５】
式（４）は第２の貼り合わせレンズの正レンズと負レンズのアッベ数の差に関する式で、下限を越えると式（３）と式（５）を同時に満足する実在するレンズの組み合わせが得られなくなり、上限を越えると一次の倍率色収差が補正不足で補正できなくなる。
【０１６６】
式（５）は第２の貼り合わせレンズの正レンズと負レンズのｇ線とＦ線に対する部分分散比の差に関する式で、下限を越えると式（３）と式（４）を同時に満足する実在するレンズの組み合わせが得られなくなり、上限を越えると二次の倍率色収差が補正不足で補正できなくなる。
【０１６７】
以下、具体的な数値例として、参考例３を示す。
【０１６８】
（参考例３）
図１７は参考実施形態２の参考例３に係わる投写レンズの構成図である。
【０１６９】
本参考例３は、ＦNO＝3.3、焦点距離f＝２８．１０、半画角ω＝２５°の投写レンズにおいて、式（１）〜式（５）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、後ろ絞り光学系で、レンズ径を小さくし、倍率色収差を補正することを目的に設計した例である。
【０１７０】
次に具体的な数値を表９に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【０１７１】
図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に参考例３の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【０１７２】
【表９】
0003588283.tif 000025
【０１７３】
（参考例４）
以下、参考実施形態２の別の具体的な数値例として、参考例４を示す。
【０１７４】
図１９は参考実施形態２の参考例４に係わる投写レンズの構成図である。図１７と同一の機能を有する部材には同一の符号が付してある。
【０１７５】
本参考例４は、ＦNO＝3.0、焦点距離f＝２８．０７、半画角ω＝２５°の投写レンズにおいて、式（１）〜式（５）の条件を満足することによりバックフォーカスが長く、後ろ絞り光学系で、レンズ径を小さくし、倍率色収差を補正することを目的に設計した例である。
【０１７６】
次に具体的な数値を表１０に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【０１７７】
図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に参考例４の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【０１７８】
【表１０】
0003588283.tif 000026
【０１７９】
（参考実施形態３）
参考実施形態３に係る投写レンズについて、図面を参照しつつ説明する。図２１は参考実施形態３に係わる投写レンズの構成図である。
【０１８０】
図２１において、紙面左側にスクリーン（図示せず）が配置される。
【０１８１】
スクリーン側の第Ｉレンズ群Ｉは強い負のパワーを持ち、軸上光線を大きく跳ね上げて、バックフォーカスを確保する。さらに入射瞳を前進させて大きな開口効率を実現する。さらにペッツバール和を補正している。第Ｉレンズ群Ｉはスクリーン側より２枚の負レンズＩ1，Ｉ2、色収差や歪曲収差補正用の正レンズＩ3、歪曲収差補正用の非球面レンズＩ4よりなる。
【０１８２】
第IIレンズ群IIは弱いパワーを持ち、軸上色収差を補正する。第IIレンズ群IIは、スクリーン側より順番に、第１レンズII1〜第３レンズII3が配置されて構成される。第IIレンズ群第１レンズII1は屈折率が低く、アッベ数が小さい正レンズ、第IIレンズ群第２レンズII2は第１レンズII1と屈折率の差が少なくアッベ数が大きいガラスで構成される負レンズで、第１レンズII1と第２レンズII2は接合される。第IIレンズ群第３レンズII3は非球面を持った正のレンズである。
【０１８３】
第IIIレンズ群IIIは正のパワーを持ちテレセントリック性を実現する。第IIIレンズ群IIIは主光線が高い位置に位置するため歪曲収差が大きく発生する。このため歪曲収差の補正のための非球面レンズが付加される。第IIIレンズ群IIIは、スクリーン側より順番に、屈折率が高くアッベ数の小さい負レンズIII1、屈折率が低くアッベ数の大きい正レンズIII2、非球面を持った負レンズIII3、屈折率が低くアッベ数の大きい正レンズIII4で構成される。前記負レンズIII1と正レンズIII2とは接合されている。
【０１８４】
また、第IIレンズ群IIと第IIIレンズ群IIIの間には、絞りＳが配置されている。
【０１８５】
さらに第IIIレンズ群IIIの反スクリーン側には空間光変調素子IV１が配置され、空間光変調素子IV１とレンズ群との間にはプリズムIV２が配置されている。
【０１８６】
このように、空間光変調素子IV１と投写レンズＩ〜IIIとの間にプリズムIV２が介在するため、空間光変調素子IV１との間に長い空気間隔が必要となる。すなわち長いバックフォーカスが必要である。またプリズムIV２による入射角依存性による色むらや輝度むらがおこらないようにするためにテレセントリック性が良好である必要がある。本参考実施形態によれば、半画角４４度と広角ながら長いバックフォーカスとテレセントッリック性を満足し、歪曲収差と倍率色収差の補正に成功している。
【０１８７】
本参考実施形態３の投写レンズは、レンズ系全体の焦点距離をｆ０、第Ｉレンズ群の焦点距離をｆＩ、第IIレンズ群の焦点距離をｆII、第IIIレンズ群の焦点距離をｆIIIとすると、以下の式（９）〜（１１）の関係を満足している。
【０１８８】
【数１１】
（９）    −０．３５  ＜ｆ０／ｆＩ  ＜  −０．２７
（１０）    ０．０１  ＜ｆ０／ｆII  ＜  ０．０６
（１１）    ０．３５  ＜ｆ０／ｆIII ＜  ０．３８
【０１８９】
式（９）はレンズ全系の焦点距離の第Ｉレンズ群の焦点距離に対する比で、第Ｉレンズ群のパワーに関する式で、下限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなり、上限を越えるとバックフォーカスが確保できなくなる。
【０１９０】
式（１０）はレンズ全系の焦点距離の第IIレンズ群の焦点距離に対する比で、第IIレンズ群のパワーに関する式で、下限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなり、上限を越えるとバックフォーカスが確保できなくなる。
【０１９１】
式（１１）はレンズ全系の焦点距離の第IIIレンズ群の焦点距離に対する比で、第IIIレンズ群のパワーに関する式で、下限を越えるとテレセントリック性を確保できなくなり、上限を越えるとコマ収差、非点収差が補正できなくなる。
【０１９２】
以下、本参考実施形態の具体的な数値例として、参考例５を示す。
【０１９３】
（参考例５）
図２１は参考実施形態３の参考例５に係わる投写レンズの構成図である。
【０１９４】
本参考例５は、ＦNO＝3.0、焦点距離f＝１０．４７、半画角ω＝４４°の投写レンズにおいて、式（９）〜式（１１）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【０１９５】
次に具体的な数値を表１１に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【０１９６】
図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に参考例５の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【０１９７】
【表１１】
0003588283.tif 000027
【０１９８】
各面の非球面係数を示す。
【０１９９】
0003588283.tif 000028
【０２００】
（参考実施形態４）
参考実施形態４に係る投写レンズについて、図面を参照しつつ説明する。図２３は参考実施形態４に係わる投写レンズの構成図である。
【０２０１】
図２３において、紙面左側にスクリーン（図示せず）が配置される。
【０２０２】
スクリーン側の第Ｉレンズ群Ｉは強い負のパワーを持ち、軸上光線を大きく跳ね上げて、バックフォーカスを確保する。さらに入射瞳を前進させて大きな開口効率を実現する。さらにペッツバール和を補正している。第Ｉレンズ群Ｉはスクリーン側より２枚の負レンズＩ1，Ｉ2、色収差や歪曲収差補正用の正レンズＩ3、歪曲収差補正用の非球面レンズＩ4よりなる。
【０２０３】
第IIレンズ群IIは弱いパワーを持ち、倍率色収差を補正する。第IIレンズ群IIは、スクリーン側より順番に、第１レンズII1〜第３レンズII3が配置されて構成される。第IIレンズ群第１レンズII1は屈折率が低く、アッベ数が大きい負レンズ、第IIレンズ群第２レンズII2は第１レンズII1と屈折率の差が少なくアッベ数が小さいガラスで構成される正レンズで、第１レンズII1と第２レンズII2は接合される。第１レンズII1は異常部分分散を持ったガラスで構成されることが好ましく、第１レンズII1と第２レンズII2は部分分散比の差が少ないことが好ましい。第IIレンズ群第３レンズII3は非球面を持った正のレンズである。
【０２０４】
第IIIレンズ群IIIは正のパワーを持ちテレセントリック性を実現する。第IIIレンズ群IIIは主光線が高い位置に位置するため歪曲収差が大きく発生する。このため歪曲収差の補正のための非球面レンズが付加される。第IIIレンズ群IIIは、スクリーン側より順番に、屈折率が高くアッベ数の小さい負レンズIII1、屈折率が低くアッベ数の大きい正レンズIII2、非球面を持った負レンズIII3、屈折率が低くアッベ数の大きい正レンズIII4で構成される。前記負レンズIII1と正レンズIII2とは接合されている。
【０２０５】
また、第IIレンズ群IIと第IIIレンズ群IIIの間には、絞りＳが配置されている。
【０２０６】
さらに第IIIレンズ群IIIの反スクリーン側には空間光変調素子IV１が配置され、空間光変調素子IV１とレンズ群との間にはプリズムIV２が配置されている。
【０２０７】
このように、空間光変調素子IV１と投写レンズＩ〜IIIとの間にプリズムIV２が介在するため、空間光変調素子IV１との間に長い空気間隔が必要となる。すなわち長いバックフォーカスが必要である。またプリズムIV２による入射角依存性による色むらや輝度むらがおこらないようにするためにテレセントリック性が良好である必要がある。本参考実施形態によれば、半画角４４度と広角ながら長いバックフォーカスとテレセントッリック性を満足し、歪曲収差と倍率色収差の補正に成功している。
【０２０８】
本参考実施形態４の投写レンズは、レンズ系全体の焦点距離をｆ０、第Ｉレンズ群の焦点距離をｆＩ、第IIレンズ群の焦点距離をｆII、第IIIレンズ群の焦点距離をｆIIIとすると、以下の式（１２）〜（１４）の関係を満足している。
【０２０９】
【数１２】
（１２）    −０．３５  ＜ｆ０／ｆＩ  ＜  −０．２７
（１３）    ０．０１  ＜ｆ０／ｆII  ＜  ０．０６
（１４）    ０．３５  ＜ｆ０／ｆIII ＜  ０．３８
【０２１０】
式（１２）はレンズ全系の焦点距離の第Ｉレンズ群の焦点距離に対する比で、第Ｉレンズ群のパワーに関する式で、下限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなり、上限を越えるとバックフォーカスが確保できなくなる。
【０２１１】
式（１３）はレンズ全系の焦点距離の第IIレンズ群の焦点距離に対する比で、第IIレンズ群のパワーに関する式で、下限を越えると非点収差が補正過剰で補正できなくなり、上限を越えるとバックフォーカスが確保できなくなる。
【０２１２】
式（１４）はレンズ全系の焦点距離の第IIIレンズ群の焦点距離に対する比で、第IIIレンズ群のパワーに関する式で、下限を越えるとテレセントリック性を確保できなくなり、上限を越えるとコマ収差、非点収差が補正できなくなる。
【０２１３】
以下、具体的な数値例として、参考例６を示す。
【０２１４】
（参考例６）
図２３は参考実施形態４の参考例６に係わる投写レンズの構成図である。
【０２１５】
本参考例６は、ＦNO＝3.0、焦点距離f＝１０．３６、半画角ω＝４４°の投写レンズにおいて、式（１２）〜式（１４）の条件を満足することにより、バックフォーカスが長く、テレセントリック性を持ち、倍率色収差と歪曲収差を補正することを目的に設計した例である。
【０２１６】
次に具体的な数値を表１２に示す。表中の各記号は実施例１で示した表１と同じである。
【０２１７】
図２４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ順に参考例６の投写レンズの球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差（％）、軸上色収差(mm)、倍率色収差(mm)を示している。図示方法は図２と同様である。
【０２１８】
【表１２】
0003588283.tif 000029
【０２１９】
各面の非球面係数を示す。
【０２２０】
0003588283.tif 000030
【０２２１】
（実施の形態２）
図２５は本発明の実施の形態２に係わる映像拡大投写システムの構成図である。図２５において、Ａは実施の形態１で示した投写レンズ、Ｂは光学像を形成する空間光変調素子、Ｃは光源である。Ｐは本映像拡大投写システムで投写された映像のフォーカス面である。
【０２２２】
このような実施の形態２によれば、光源Ｃにより照明される空間光変調素子Ｂに形成された光学像を投写レンズＡによってフォーカス面Ｐに拡大投写される。投写レンズＡに実施の形態１で示した投写レンズを用いることによって、色のにじみのすくない映像拡大投写システムが得られる。
【０２２３】
（実施の形態３）
図２６は本発明の実施の形態３に係わるビデオプロジェクターの構成図である。図２６において、Ａは実施の形態１で示した投写レンズ、Ｂは光学像を形成する空間光変調素子で、Ｂには青、緑、赤の３種の光に対応する光学像が時間的に分割されて形成される。ＤはＲ、Ｇ、Ｂのフィルターを回転させることで、光源からの光を時間的に制限して青、緑、赤の３色に変換して透過する。光源Ｃからの光は、青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段Ｄによって青、緑、赤の３色に時間的に分解され、空間光変調素子Ｂを照明する。空間光変調素子Ｂは手段Ｄに対応して青、緑、赤の３種の光学像が時間的に分割されて形成され、投写レンズＡによって拡大投写される。
【０２２４】
投写レンズＡに実施の形態１で示した投写レンズを用いることによって、明るくて、色のにじみやひずみが少ない映像が得られるビデオプロジェクターが実現できる。
【０２２５】
（実施の形態４）
図２７は本発明の実施の形態４に係わるリアプロジェクターの構成図である。図２７において、Ｇは実施の形態３で示したビデオプロジェクター、Ｈは光を折り曲げるミラー、Ｉは透過型スクリーン、Ｊは筐体である。ビデオプロジェクターＧから投写される映像はミラーＨによって反射され、透過型スクリーンＩに結像される。
【０２２６】
このような実施の形態４によれば、ビデオプロジェクターＧに実施の形態３で示したビデオプロジェクターを用いることによって、セットの奥行きと高さを小さく抑えることができ、コンパクトなセットが実現できる。
【０２２７】
（実施の形態５）
図２８は本発明の実施の形態５に係わるマルチビジョンシステムの構成図である。図２８において、Ｇは実施の形態３で示したビデオプロジェクター、Ｉは透過型スクリーン、Ｋは筐体、Ｌは映像を分割する映像分割回路である。映像信号は映像分割回路Ｌによって加工分割されて複数台のビデオプロジェクターＧに送られる。ビデオプロジェクターＧから投写される映像は透過型スクリーンＩに結像される。
【０２２８】
このような実施の形態５によれば、ビデオプロジェクターＧに実施の形態３で示したビデオプロジェクターを用いることによって、奥行きの短いコンパクトなセットが実現できる。
【０２２９】
【発明の効果】
以上記載したように本発明によれば、レンズ構成を適切に設定することにより、投写距離が短くて、バックフォーカスが長く、色のにじみや歪みの少ない画像を実現できる投写レンズを提供することができる。
【０２３０】
また本発明は、そのような投写レンズを用いることにより、明るく高画質な大画面映像をコンパクトに実現できる映像拡大投写システム、ビデオプロジェクター、リアプロジェクター、マルチビジョンシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の実施例１に係わる投写レンズ構成図。
【図２】実施例１の投写レンズの収差図。
【図３】本発明の実施の形態１の実施例２に係わる投写レンズ構成図。
【図４】実施例２の投写レンズの収差図。
【図５】本発明の実施の形態１の実施例３に係わる投写レンズ構成図。
【図６】実施例３の投写レンズの収差図。
【図７】本発明の実施の形態１の実施例４に係わる投写レンズ構成図。
【図８】実施例４の投写レンズの収差図。
【図９】本発明の実施の形態１の実施例５に係わる投写レンズ構成図。
【図１０】実施例５の投写レンズの収差図。
【図１１】本発明の実施の形態１の実施例６に係わる投写レンズ構成図。
【図１２】実施例６の投写レンズの収差図。
【図１３】参考実施形態１の参考例１に係わる投写レンズ構成図。
【図１４】参考例１の投写レンズの収差図。
【図１５】参考実施形態１の参考例２に係わる投写レンズ構成図。
【図１６】参考例２の投写レンズの収差図。
【図１７】参考実施形態２の参考例３に係わる投写レンズ構成図。
【図１８】参考例３の投写レンズの収差図。
【図１９】参考実施形態２の参考例４に係わる投写レンズ構成図。
【図２０】参考例４の投写レンズの収差図。
【図２１】参考実施形態３の参考例５に係わる投写レンズ構成図。
【図２２】参考例５の投写レンズの収差図。
【図２３】参考実施形態４の参考例６に係わる投写レンズ構成図。
【図２４】参考例６の投写レンズの収差図。
【図２５】本発明の実施の形態２に係わる映像拡大投写システムの構成図。
【図２６】本発明の実施の形態３に係わるビデオプロジェクターの構成図。
【図２７】本発明の実施の形態４に係わるリアプロジェクターの構成図。
【図２８】本発明の実施の形態５に係わるマルチビジョンシステムの構成図。
【符号の説明】
Ａ  投写レンズ
Ｂ  空間光変調素子
Ｃ  光源
Ｄ  光を青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段
Ｇ  ビデオプロジェクター
Ｈ  ミラー
Ｉ  透過型スクリーン
Ｊ  筐体
Ｋ  筐体
Ｌ  映像分割回路
Ｏ  反射型の空間光変調素子
Ｐ  投写された映像のフォーカス面
【図１】
0003588283.tif 000033
【図２】
0003588283.tif 000034
【図３】
0003588283.tif 000035
【図４】
0003588283.tif 000036
【図５】
0003588283.tif 000037
【図６】
0003588283.tif 000038
【図７】
0003588283.tif 000039
【図８】
0003588283.tif 000040
【図９】
0003588283.tif 000041
【図１０】
0003588283.tif 000042
【図１１】
0003588283.tif 000043
【図１２】
0003588283.tif 000044
【図１３】
0003588283.tif 000045
【図１４】
0003588283.tif 000046
【図１５】
0003588283.tif 000047
【図１６】
0003588283.tif 000048
【図１７】
0003588283.tif 000049
【図１８】
0003588283.tif 000050
【図１９】
0003588283.tif 000051
【図２０】
0003588283.tif 000052
【図２１】
0003588283.tif 000053
【図２２】
0003588283.tif 000054
【図２３】
0003588283.tif 000055
【図２４】
0003588283.tif 000056
【図２５】
0003588283.tif 000057
【図２６】
0003588283.tif 000058
【図２７】
0003588283.tif 000059
【図２８】
0003588283.tif 000060