(57)【要約】  【課題】  非球面レンズを使用しなくても、高輝度、高画質でコンパクトな投写装置を実現することのできる投写レンズを提供する。  【解決手段】  投写レンズ１を、スクリーン側から像面２側に向かって順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とにより構成する。第１レンズ群Ｇ１を構成するすべてのレンズとして、前記スクリーン側に凸面を向けたメニスカスレンズを用いる。第２レンズ群Ｇ２に、各画角の主光線が交わる位置の近傍にそれぞれが正の屈折力の２組の接合レンズを備えさせる。第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとしたとき、下記条件式（１）を満足させる。      ０．６５＜ｆ／｜ｆ１｜＜０．８          ・・・（１）【選択図】  図１
2006003655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子上に形成された画像をスクリーン上に拡大投写する投写レンズであって、
前記スクリーン側から像面側に向かって順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群とを備え、
前記第１レンズ群を構成する各レンズは、すべて前記スクリーン側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、
前記第２レンズ群は、各画角の主光線が交わる位置の近傍にそれぞれが正の屈折力の２組の接合レンズを有し、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとしたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とする投写レンズ。
０．６５＜ｆ／｜ｆ１｜＜０．８          ・・・（１）
【請求項２】
前記第１レンズ群は、前記スクリーン側から順に配置された、１枚の正レンズと、少なくとも３枚の負レンズとからなる請求項１に記載の投写レンズ。
【請求項３】
前記第２レンズ群の前記２組の接合レンズは、各画角の主光線が交わる位置の前後に配置された請求項１に記載の投写レンズ。
【請求項４】
前記第３レンズ群は、前記スクリーン側に負レンズを有し、前記像面側に正レンズを有する請求項１に記載の投写レンズ。
【請求項５】
前記第１レンズ群の前記正レンズ及び前記負レンズがガラスレンズであり、前記正レンズの硝材のｅ線の屈折率をｎｅ+ 、前記負レンズの硝材のｅ線の屈折率をｎｅ- としたとき、下記条件式（２）、（３）を満足する請求項２に記載の投写レンズ。
ｎｅ+ ＜１．６                      ・・・（２）
ｎｅ- ＞１．６                      ・・・（３）
【請求項６】
前記第１〜第３レンズ群を構成する各レンズは、すべて球面レンズである請求項１に記載の投写レンズ。
【請求項７】
画像情報に応じて画像を形成する表示素子と、
前記表示素子を照明する照明手段と、
前記表示素子上に形成された画像をスクリーン上に拡大投写する投写レンズとを備えた投写装置であって、
前記投写レンズとして請求項１〜６のいずれかに記載の投写レンズを用いることを特徴とする投写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型の表示素子（例えば、ＤＭＤ（Digital Micro-Mirror Device）、液晶ライトバルブなど）上に形成された画像をスクリーン上に拡大投写する投写レンズ、及びそれを用いた投写装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大画面用の映像機器としては、表示素子としてＤＭＤや液晶ライトバルブを用いた投写装置が知られている。ここで、ＤＭＤは、ミラーエレメント（１画素に相当する微少ミラー）を格子状に配列し、個々のミラーエレメントの向きを独立に変化させることによって画像を表示する反射型の表示素子である。
【０００３】
ところで、ＤＭＤを用いた投写装置には、３枚のＤＭＤを用いる方式のものと１枚のみのＤＭＤを用いる方式のものとがある。そして、後者の、いわゆる単板方式の投写装置においては、例えば、カラーホイール時分割方式が一般的に採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１０に、このカラーホイール時分割方式を採用した単板方式の投写装置を略図化して示す。図１０に示すように、この投写装置において、光源としてのランプ５から出射された光は、ＤＭＤ９に入射し、ＤＭＤ９の画像情報（各ミラーエレメントの向き）により、各ミラーエレメントに当たった光が、映像に寄与する光と寄与しない光とにその進行方向の違いによって分けられる。そして、映像に寄与する光のみが投写レンズ１１に入り、投写レンズ１１によって拡大されてスクリーン上に投影され、これにより大きな映像が得られる。
【０００５】
ここで、光源からの光が可能な限りロス無くＤＭＤに取り込まれ、かつ、映像に寄与する光のみが投写レンズに入るようにするためには、投写レンズには或る程度長いバックフォーカスが必要となる。尚、表示素子として液晶ライトバルブを用いた投写装置は、色合成プリズムを使用する方式のものが一般的であり、この場合にもやはり或る程度長いバックフォーカスが必要となる。
【０００６】
投写装置に使用される投写レンズには、スクリーン上に映像を投写する場合に、その映像の解像度を高くできること、コントラストを高くできること、歪曲を小さくできること、色ずれを小さくできることなど、高い光学性能が要求される。また、小型の表示素子からの画像情報に応じた光を投写レンズで拡大してスクリーン上に色むら無く投写するためには、投写レンズの像面側（表示素子側）がテレセントリック性を有していなければならないが、このことが各収差の補正を困難にしている。
【０００７】
一方、投写装置においては、最近ますます、明るい場所でも明るい映像が見られるように、かつ、狭い場所でも大きな映像を映し出せるようにとの要望が強くなっている。このため、投写レンズには、Ｆｎｏ（Ｆナンバー）が小さく、高輝度の使用に対してもレンズ性能が劣化せず、拡大映像サイズに対して投写距離（投写レンズ〜スクリーン間距離）の短い広角（例えば、半画角４０°以上）のレンズ仕様が要求される（例えば、特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開２０００−９８２７２号公報
【特許文献２】特開２００２−１０７６１８号公報
【特許文献３】特開平１１−１４２７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、小型の表示素子上に形成された画像をスクリーン上に拡大投写する投写レンズを備えた投写装置であって、高輝度、高画質でコンパクトな投写装置を実現することにあり、コンパクトな投写装置を実現するためには、上記のように、投写レンズに広角（例えば、半画角４０°以上）のレンズ仕様が要求される。そして、このような広角のレンズ仕様で、かつ、上記のような高い光学性能、テレセントリック性を達成するため、一般に、投写レンズを構成するレンズの一部に非球面レンズが使用されており、当該非球面レンズは、投写レンズのスクリーン側に配置されることが多い。その理由は、広角のレンズの場合、周辺の像で大きな歪曲収差が発生し易く、これを補正するためには、投写レンズのスクリーン側に非球面レンズを配置するのが有効だからである。また、この場合、投写レンズのスクリーン側はレンズの径が大きいため、大口径の非球面レンズが必要となる。非球面レンズとしては、一般に、樹脂レンズとガラスレンズの２種類があるが、大口径の非球面レンズの場合には、コストを抑えるために樹脂レンズが使用される。
【０００９】
しかし、樹脂は、ガラスに比べて、熱的に光学的性質が不安定（温度変化による屈折率変化が大きい）であり、さらに、高輝度の使用では高温で変形する可能性もある。
【００１０】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、必ずしも非球面レンズを使用しなくても、高輝度、高画質でコンパクトな投写装置を実現することのできる投写レンズ、及びそれを用いた投写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】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明に係る投写レンズの構成は、表示素子上に形成された画像をスクリーン上に拡大投写する投写レンズであって、前記スクリーン側から像面側に向かって順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群とを備え、前記第１レンズ群を構成する各レンズは、すべて前記スクリーン側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、前記第２レンズ群は、各画角の主光線が交わる位置の近傍にそれぞれが正の屈折力の２組の接合レンズを有し、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとしたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とする。
【００１２】
０．６５＜ｆ／｜ｆ１｜＜０．８          ・・・（１）
【００１３】
第１レンズ群は、強い負の屈折力を有し、主として、広角化を図ると共に、適切なバックフォーカスを確保する働きを担っている。このように第１レンズ群が強い負の屈折力を有する場合には、樽型の歪曲収差が発生するが、本発明に係る投写レンズの構成においては、第１レンズ群を構成する各レンズを、すべてスクリーン側に凸面を向けたメニスカスレンズとすることにより、この樽型の歪曲収差を或る程度補正することができるようにされている。
【００１４】
第２レンズ群は、全系の正の屈折力のかなりの部分を受け持ち、色収差を補正すると共に、第１〜第３レンズ群でレンズの口径があまり大きくならないようにする働きを担っている。
【００１５】
第３レンズ群は、適切な像高を確保する働きとテレセントリック性を確保する働きとを担っている。
【００１６】
上記式（１）は、第１レンズ群のレンズのパワーを規定するための条件式である。上記式（１）の下限値を下回り、第１レンズ群の負のパワーが小さくなると、広角化、及び適切なバックフォーカスの確保が困難となる。また、上記式（１）の上限値を超え、第１レンズ群の負のパワーが大きくなると、コマ収差及び樽型の歪曲収差が大きくなってその補正が困難となる。
【００１７】
前記本発明の投写レンズの構成においては、広角でかつ歪曲収差の小さい投写レンズを実現するために、前記第１レンズ群は、前記スクリーン側から順に配置された、１枚の正レンズと、少なくとも３枚の負レンズとからなるのが好ましい。また、この場合には、前記第１レンズ群の前記正レンズ及び前記負レンズがガラスレンズであり、前記正レンズの硝材のｅ線の屈折率をｎｅ+ 、前記負レンズの硝材のｅ線の屈折率をｎｅ- としたとき、下記条件式（２）、（３）を満足するのが好ましい。
【００１８】
ｎｅ+ ＜１．６                      ・・・（２）
ｎｅ- ＞１．６                      ・・・（３）
【００１９】
第１レンズ群は、上記のように強い負の屈折力を有するため、樽型の歪曲収差が発生する。これを或る程度適切に補正するための条件式が上記式（２）である。第１レンズ群を構成する正レンズは、周辺でより正の屈折力を増加させるために、その硝材のｅ線の屈折率ｎｅ+ はｎｅ+ ＜１．６を満足するのが好ましい。一方、第１レンズ群を構成する負レンズは、周辺で負の屈折力を極力小さく抑えるために、その硝材のｅ線の屈折率ｎｅ- はｎｅ- ＞１．６を満足するのが好ましい。
【００２０】
前記本発明の投写レンズの構成においては、前記第２レンズ群の前記２組の接合レンズは、各画角の主光線が交わる位置の前後に配置されるのが好ましい。
【００２１】
第２レンズ群は、上記のように全系の正の屈折力のかなりの部分を受け持つと共に、第１レンズ群、第３レンズ群で発生する倍率色収差及び軸上色収差を補正する働きを担っている。双方の色収差をバランス良く補正するためには、第２レンズ群の２組の接合レンズを、各画角の主光線が交わる位置の前後に配置するのが好ましい。
【００２２】
前記本発明の投写レンズの構成においては、前記第３レンズ群は、前記スクリーン側に負レンズを有し、前記像面側に正レンズを有するのが好ましい。すなわち、第３レンズ群に、適切な像高を確保し、かつ、各画角の主光線が表示素子面（像面）とほぼ直角に交わる（テレセントリック性）ような働きをさせるためには、そのスクリーン側に負レンズを配置し、像面側には正レンズを配置するのが好ましい。
【００２３】
前記本発明の投写レンズの構成においては、前記第１〜第３レンズ群を構成する各レンズは、すべて球面レンズであるのが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係る投写装置の構成は、画像情報に応じて画像を形成する表示素子と、前記表示素子を照明する照明手段と、前記表示素子上に形成された画像をスクリーン上に拡大投写する投写レンズとを備えた投写装置であって、前記投写レンズとして前記本発明の投写レンズを用いることを特徴とする。この投写装置の構成によれば、投写レンズとして前記本発明の投写レンズを用いていることにより、高輝度、高画質でコンパクトな投写装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の投写レンズの構成によれば、広角で、かつ、テレセントリック性を有しながら、歪曲収差、色収差並びにその他の収差が良好に補正された投写レンズを提供することが可能となる。従って、当該投写レンズを用いることにより、高輝度、高画質でコンパクトな投写装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態の説明に入る前に、表示素子と投写レンズとの関係について、表示素子としてＤＭＤを用いた単板方式の投写装置を例に挙げて、図１０を参照しながら説明する。図１０に示すように、光源としてのランプ５から出射された光は、赤、緑、青に分割された回転するカラーホイール７を通過し、全反射プリズム１０で反射した後、ＤＭＤ９に入射する。ＤＭＤ９に入射した光は、ＤＭＤ９の画像情報（各ミラーエレメントの向き）により、各ミラーエレメントに当たった光が、映像に寄与する光と寄与しない光とにその進行方向の違いによって分けられる。そして、映像に寄与する光のみが投写レンズ１１に入る。ここで、カラーホイール７からは、ＤＭＤ９の画像情報の色に応じた赤、緑、青の光束が出射するように工夫されている。ランプ５から出射された光の光路の途中には、ランプ５からの光を集光するためのコンデンサーレンズ６、及びカラーホイール７からの光束の形状を適正に整えるためのリレーレンズ８が挿入されている。
【００２７】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００２８】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態における投写レンズの構成を示す配置図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施の形態の投写レンズ１は、スクリーン側（図１では、左側）から像面２側（図１では、右側）に向かって順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを備えている。
【００３０】
第１レンズ群Ｇ１を構成する各レンズは、すべて前記スクリーン側に凸面を向けたメニスカスレンズである。さらに具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、前記スクリーン側から順に配置された、正メニスカスレンズ（正レンズ）と、３枚の負メニスカスレンズ（負レンズ）とにより構成されている。尚、負メニスカスレンズは、少なくとも３枚備わっていればよい。第１レンズ群Ｇ１をこのような構成とすることにより、広角でかつ歪曲収差の小さい投写レンズ１を実現することができる。
【００３１】
この第１レンズ群Ｇ１は、強い負の屈折力を有し、主として、広角化を図ると共に、適切なバックフォーカスを確保する働きを担っている。このように第１レンズ群Ｇ１が強い負の屈折力を有する場合には、樽型の歪曲収差が発生するが、この樽型の歪曲収差を或る程度補正することができるようにするために、本実施の形態においては、上記のように、第１レンズ群Ｇ１を構成するすべてのレンズとして、前記スクリーン側に凸面を向けたメニスカスレンズが用いられている。
【００３２】
第２レンズ群Ｇ２は、各画角の主光線が交わる位置の近傍にそれぞれが正の屈折力の２組の接合レンズを有している。さらに具体的には、第２レンズ群Ｇ２は、前記スクリーン側から順に配置された、両凸レンズと像面２側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの第１の接合レンズと、前記スクリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、前記スクリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとの第２の接合レンズとにより構成されている。そして、第１の接合レンズは、各画角の主光線が交わる位置を基準として前記スクリーン側に配置され、第２の接合レンズは、各画角の主光線が交わる位置を基準として像面２側に配置されている。
【００３３】
この第２レンズ群Ｇ２は、全系の正の屈折力のかなりの部分を受け持ち、色収差を補正すると共に、第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３でレンズの口径があまり大きくならないようにする働きを担っている。また、この第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３で発生する倍率色収差及び軸上色収差を補正する働きを担っている。そして、双方の色収差をバランス良く補正するためには、上記のように、第１の接合レンズと第２の接合レンズの２組の接合レンズを、各画角の主光線が交わる位置の前後に配置するのが望ましい。
【００３４】
第３レンズ群Ｇ３は、前記スクリーン側に負レンズを有し、像面２側に正レンズを有している。さらに具体的には、第３レンズ群Ｇ３は、前記スクリーン側から順に配置された、両凹レンズ（負レンズ）と、両凸レンズと、両凹レンズと両凸レンズとの接合レンズと、両凸レンズと、両凸レンズ（正レンズ）とにより構成されている。
【００３５】
この第３レンズ群Ｇ３は、適切な像高を確保する働きとテレセントリック性を確保する働きとを担っている。このように、第３レンズ群Ｇ３に、適切な像高を確保し、かつ、各画角の主光線が表示素子面（像面２）とほぼ直角に交わる（テレセントリック性）ような働きをさせるためには、上記のように、そのスクリーン側に負レンズを配置し、像面側には正レンズを配置するのが望ましい。
【００３６】
尚、図示していないが、第２レンズ群Ｇ２を構成する負メニスカスレンズと第２の接合レンズとの間、及び第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、絞りが配置されている。
【００３７】
本実施の形態の投写レンズ１は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとしたとき、下記条件式（１）を満足している。
【００３８】
０．６５＜ｆ／｜ｆ１｜＜０．８          ・・・（１）
【００３９】
上記式（１）は、第１レンズ群Ｇ１のレンズのパワーを規定するための条件式である。上記式（１）の下限値を下回り、第１レンズ群Ｇ１の負のパワーが小さくなると、広角化、及び適切なバックフォーカスの確保が困難となる。また、上記式（１）の上限値を超え、第１レンズ群Ｇ１の負のパワーが大きくなると、コマ収差及び樽型の歪曲収差が大きくなってその補正が困難となる。
【００４０】
また、本実施の形態の投写レンズ１においては、第１レンズ群Ｇ１の正レンズ（正メニスカスレンズ）及び負レンズ（負メニスカスレンズ）がガラスレンズであり、前記正レンズの硝材のｅ線の屈折率をｎｅ+ 、前記負レンズの硝材のｅ線の屈折率をｎｅ- としたとき、下記条件式（２）、（３）を満足するのが望ましい。
【００４１】
ｎｅ+ ＜１．６                      ・・・（２）
ｎｅ- ＞１．６                      ・・・（３）
【００４２】
第１レンズ群Ｇ１は、上記のように強い負の屈折力を有するため、樽型の歪曲収差が発生する。これを或る程度適切に補正するための条件式が上記式（２）である。第１レンズ群Ｇ１を構成する正レンズ（正メニスカスレンズ）は、周辺でより正の屈折力を増加させるために、その硝材のｅ線の屈折率ｎｅ+ はｎｅ+ ＜１．６を満足するのが望ましい。一方、第１レンズ群Ｇ１を構成する負レンズ（負メニスカスレンズ）は、周辺で負の屈折力を極力小さく抑えるために、その硝材のｅ線の屈折率ｎｅ- はｎｅ- ＞１．６を満足するのが望ましい。
【００４３】
図１中、Ｐはガラスのブロックからなる、表示素子の画像を投写レンズ１に取り込むためのものであり、色合成プリズムや全反射プリズム等に相当する。
【００４４】
下記（表１）に、本実施の形態の投写レンズ１の主な光学仕様、及び各レンズの具体的数値例を示す。
【００４５】
［表１］
f＝ 11.38(mm)      Fno＝2.0   半画角ω＝40.4゜
f1＝-15.32(mm)
ｆ／｜ｆ１｜＝0.74
ｎｅ+ ＝1.51872
ｎｅ- ＝1.62032
面      曲率半径（R）    面間隔（D）  屈折率（Ne）  アッベ数（νe）
(mm)             (mm)
0          ∞         1300.00
1        53.585          5.50         1.51872        64.0
2       131.358          0.51
3        30.753          1.96         1.79191        25.5
4        16.287          6.04
5        39.98           1.37         1.74690        49.0
6        17.026          5.02
7       192.828          1.20         1.62032        63.1
8        26.264         14.85
9        63.973         10.00         1.81184        33.0
10       -17.095          1.70         1.79191        25.5
11       -38.596          4.82
12        30.458          1.33         1.68081        55.3
13        15.411          7.50
14          ∞           13.722          絞り
15        63.236          2.67         1.74794        44.6
16        18.389          6.40         1.72310        29.3
17       -38.752          2.00
18          ∞            4.09           絞り
19       -45.259          1.78         1.85505        23.6
20        44.031          0.60
21        33.049          6.50         1.49845        81.2
22       -27.409          0.60
23       -89.903          1.30         1.81184        33.0
24        22.173          8.60         1.48914        70.2
25       -39.639          0.27
26       146.194          4.40         1.48914        70.2
27      -142.669          0.27
28        45.123          6.30         1.62032        63.1
29       -88.994          7.50
30          ∞           25.00         1.59142        61.0
31          ∞            3.00
32          ∞            3.00         1.51872        64.0
33          ∞
【００４６】
図２に、本実施の形態の投写レンズ１の球面収差、非点収差、歪曲収差の図を示し、図３に、本実施の形態の投写レンズ１のコマ収差の図を示す。尚、球面収差の図、コマ収差の図において、実線は波長５５０ｎｍの緑色光に対する値、短い破線は波長４６０ｎｍの青色光に対する値、長い破線は波長６２０ｎｍの赤色光に対する値をそれぞれ示している。また、非点収差の図において、実線は波長５５０ｎｍの緑色光に対するサジタル方向（Ｓ）の値、破線は波長５５０ｎｍの緑色光に対するメリジオナル方向（Ｍ）の値をそれぞれ示している。また、歪曲収差の図においても、波長５５０ｎｍの緑色光に対する値を示している（後述する他の実施の形態についても同様である）。
【００４７】
図２、図３に示す収差図から明らかなように、本実施の形態の投写レンズは、上記レンズ構成を有し、上記条件式を満足することにより、十分な収差補正がなされ、良好な光学性能が得られていることが分かる。
【００４８】
ところで、投写レンズを非常に高輝度の投写装置に使用する場合、一般に、各レンズ群の各レンズを通過する光は強いエネルギーを持つ。このため、投写レンズの一部に大口径非球面レンズとして樹脂レンズを使用した場合、温度上昇による屈折率の変化や変形あるいは変色などによって性能、信頼性が低下する可能性がある。しかし、本実施の形態の投写レンズの構成によれば、非球面レンズを使用しなくても、高い光学性能、テレセントリック性を達成することができるので、このような性能、信頼性の低下を招くおそれはない。
【００４９】
［第２の実施の形態］
図４は本発明の第２の実施の形態における投写レンズの構成を示す配置図である。
【００５０】
図４に示すように、本実施の形態の投写レンズ３の基本構成は、上記第１の実施の形態の投写レンズ１と同じであるが、本実施の形態の投写レンズ３においては、一部のレンズ、具体的には、第１レンズ群Ｇ１のスクリーン側から数えて第１番目、第２番目のレンズに上記第１の実施の形態とは別の硝材を使用して、より広角な仕様でも高性能な投写レンズを実現することができるように設計されている。尚、各レンズ面の曲率半径、レンズ面間隔は上記第１の実施の形態のものと異なっているが、条件式を含めたその他の構成については上記第１の実施の形態と同様であるため、その詳細については説明を省略する。
【００５１】
下記（表２）に、本実施の形態の投写レンズ３の主な光学仕様、及び各レンズの具体的数値例を示す。
【００５２】
［表２］
f＝ 11.38(mm)      Fno＝2.0   半画角ω＝41.2°
f1＝-17.50(mm)
ｆ／｜ｆ１｜＝0.65
ｎｅ+ ＝1.51872
ｎｅ- ＝1.62032
面      曲率半径（R）    面間隔（D）  屈折率（Ne）  アッベ数（νe）
(mm)             (mm)
0          ∞         1300.00
1        50.590          8.00         1.51872        64.0
2       123.820          0.56
3        33.081          2.14         1.81184        33.0
4        17.260          7.00
5        35.487          1.50         1.76078        47.5
6        17.187          5.34
7        80.092          1.31         1.62032        63.1
8        24.359         16.30
9        75.087         10.93         1.81184        33.0
10       -16.337          1.86         1.79191        25.5
11       -37.942          1.93
12        34.296          1.46         1.68081        55.3
13        14.862         11.20
14          ∞            7.48           絞り
15        64.348          2.92         1.74794        44.6
16        17.970          7.00         1.72310        29.3
17       -36.433          2.19
18          ∞            3.77           絞り
19       -45.256          1.94         1.85505        23.6
20        44.352          0.66
21        35.344          7.20         1.49845        81.2
22       -25.517          0.66
23      -122.114          1.42         1.81184        33.0
24        22.843          9.40         1.48914        70.2
25       -39.330          0.30
26       108.965          3.60         1.48914        70.2
27      -480.130          0.30
28        45.513          5.35         1.62032        63.1
29      -116.846          8.50
30          ∞           25.00         1.59142        61.0
31          ∞            3.00
32          ∞            3.00         1.51872        64.0
33          ∞
【００５３】
図５に、本実施の形態の投写レンズ３の球面収差、非点収差、歪曲収差の図を示し、図６に、本実施の形態の投写レンズ３のコマ収差の図を示す。
【００５４】
図５、図６に示す収差図から明らかなように、本実施の形態の投写レンズは、上記レンズ構成を有し、上記条件式を満足することにより、十分な収差補正がなされ、良好な光学性能が得られていることが分かる。
【００５５】
［第３の実施の形態］
図７は本発明の第３の実施の形態における投写レンズの構成を示す配置図である。
【００５６】
図７に示すように、本実施の形態の投写レンズ４は、第１レンズ群Ｇ１の負レンズが３枚から４枚になっている点で、上記第１の実施の形態の投写レンズ１と異なっている。また、第１レンズ群Ｇ１の、スクリーン側から数えて第１番目と第２番目の負レンズの硝材、及び第３レンズ群Ｇ３の像面２側から数えて第２番目のレンズの硝材も上記第１の実施の形態の投写レンズ１と異なっている。そして、この構成により、負レンズによって生ずる歪曲収差や倍率色収差をより容易に補正することができるようにされている。尚、各レンズ面の曲率半径、レンズ面間隔も上記第１の実施の形態のものと異なっているが、条件式を含めたその他の構成については上記第１の実施の形態と同様であるため、その詳細については説明を省略する。
【００５７】
下記（表３）に、本実施の形態の投写レンズ４の主な光学仕様、及び各レンズの具体的数値例を示す
［表３］
f＝ 11.38(mm)      Fno＝2.0   半画角ω＝41.2°
f1＝-14.55(mm)
ｆ／｜ｆ１｜＝0.78
ｎｅ+ ＝1.51872
ｎｅ- ＝1.62032
面      曲率半径（R）    面間隔（D）  屈折率（Ne）  アッベ数（νe）
(mm)             (mm)
0          ∞         1300.00
1        46.655          7.50         1.51872        64.0
2       112.288          0.56
3        32.781          2.14         1.81184        33.0
4        16.700          6.61
5        34.352          1.50         1.74794        44.6
6        17.507          4.51
7        56.418          1.30         1.62032        63.1
8        25.673          2.56
9        93.566          1.31         1.62032        63.1
10        30.252         11.67
11        52.825         10.93         1.81184        33.0
12       -16.469          1.86         1.79191        25.5
13       -39.390          0.32
14        29.867          1.46         1.68081        55.3
15        15.257          8.20
16          ∞           11.320          絞り
17        72.332          2.92         1.74794        44.6
18        16.235          7.00         1.72310        29.3
19       -37.531          2.19
20          ∞            2.88           絞り
21       -47.394          1.94         1.85505        23.6
22        43.927          0.66
23        31.527          7.20         1.49845        81.2
24       -27.425          0.66
25      -142.703          1.42         1.81184        33.0
26        20.975          9.40         1.48914        70.2
27       -39.282          0.30
28       112.123          4.81         1.60548        60.4
29       770.489          0.30
30        46.430          6.89         1.62032        63.1
29       -87.872          7.50
30          ∞           25.00         1.59142        61.0
31          ∞            3.00
32          ∞            3.00         1.51872        64.0
33          ∞
【００５８】
図８に、本実施の形態の投写レンズ４の球面収差、非点収差、歪曲収差の図を示し、図９に、本実施の形態の投写レンズ４のコマ収差の図を示す。
【００５９】
図８、図９に示す収差図から明らかなように、本実施の形態の投写レンズは、上記レンズ構成を有し、上記条件式を満足することにより、十分な収差補正がなされ、良好な光学性能が得られていることが分かる。
【００６０】
［第４の実施の形態］
図１１は本発明の第４の実施の形態における背面投写型投写装置を示す配置図である。
【００６１】
図１１において、１５は画像情報に応じて画像を形成する表示素子としてのＤＭＤ９と、ＤＭＤ９を照明する照明手段としてのランプ５、コンデンサーレンズ６、カラーホイール７、リレーレンズ８、全反射プリズム１０と、ＤＭＤ９上に形成された画像をスクリーン１３上に拡大投写する投写レンズ１１とを備えた投写装置を示している（図１０参照）。ここで、投写レンズ１１としては、上記第１〜第３の実施の形態で説明した投写レンズが用いられている。投写装置１５は、透過型スクリーン１３を保持した筐体１４内に配置されている。
【００６２】
投写装置１５の投写レンズ１１から出射する光は、投写装置１５と透過型スクリーン１３との間に配置された、光路を折り曲げるための反射手段としての反射ミラー１２によって反射され、透過型スクリーン１３に入射する。これにより、拡大投写された映像を透過型スクリーン１３の前方から観察することができる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態の投写装置においては、広角で、かつ、テレセントリック性を有しながら、歪曲収差、色収差並びにその他の収差が良好に補正された、上記第１〜第３の実施の形態で説明した投写レンズが用いられているので、高輝度、高画質でコンパクトな投写装置を実現することができる。
【００６４】
尚、本実施の形態においては、背面投写型投写装置を例に挙げて説明したが、本発明の投写レンズは、表示素子上の画像を反射型スクリーンに直接投写する投写装置に用いることもできる。いずれにしても、本発明の投写レンズを用いれば、高輝度、高画質でコンパクトな投写装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の投写レンズ及びそれを用いた投写装置は、大画面用の映像機器としてのプロジェクターに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における投写レンズの構成を示す配置図
【図２】本発明の第１の実施の形態における投写レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差の図
【図３】本発明の第１の実施の形態における投写レンズのコマ収差の図
【図４】本発明の第２の実施の形態における投写レンズの構成を示す配置図
【図５】本発明の第２の実施の形態における投写レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差の図
【図６】本発明の第２の実施の形態における投写レンズのコマ収差の図
【図７】本発明の第３の実施の形態における投写レンズの構成を示す配置図
【図８】本発明の第３の実施の形態における投写レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差の図
【図９】本発明の第３の実施の形態における投写レンズのコマ収差の図
【図１０】表示素子と投写レンズとの関係を説明するための、表示素子としてＤＭＤを用いた単板方式の投写装置を示す概略構成図
【図１１】本発明の第４の実施の形態における背面投写型投写装置を示す配置図
【符号の説明】
【００６７】
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
１、３、４、１１  投写レンズ
２  像面
５  ランプ
６  コンデンサーレンズ
７  カラーホイール
８  リレーレンズ
９  ＤＭＤ
１０  全反射プリズム
１２  反射ミラー
１３  透過型スクリーン
１４  筐体
１５  投写装置
【図１】
2006003655.tif 000003
【図２】
2006003655.tif 000004
【図３】
2006003655.tif 000005
【図４】
2006003655.tif 000006
【図５】
2006003655.tif 000007
【図６】
2006003655.tif 000008
【図７】
2006003655.tif 000009
【図８】
2006003655.tif 000010
【図９】
2006003655.tif 000011
【図１０】
2006003655.tif 000012
【図１１】
2006003655.tif 000013