(57)【要約】【課題】  テレセントリック性を有し、歪曲収差および色収差を含む諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像レンズ、およびこの結像レンズを備えた光学装置を提供する。【解決手段】  拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、正の屈折力を有する第５レンズＬ５と、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と、正の屈折力を有する第７レンズＬ７とからなり、第２レンズＬ２〜第５レンズＬ５のアッベ数に関する所定の条件式（１）および（２）を満足するものとする。【選択図】図１
2018092081.tif 000002
【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レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズと、正の屈折力を有する第７レンズとからなり、
下記条件式（１）および（２）を満足する
ことを特徴とする結像レンズ。
−５０＜νｄ２−νｄ３＜−１５  …（１）
−８０＜νｄ４−νｄ５＜−４０  …（２）
ただし、
νｄ２：前記第２レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ３：前記第３レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ４：前記第４レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ５：前記第５レンズのｄ線におけるアッベ数
とする。
【請求項２】
下記条件式（３）を満足する
請求項１記載の結像レンズ。
２＜｜ｆ４５／ｆ２３｜＜４０  …（３）
ただし、
ｆ４５：前記第４レンズおよび前記第５レンズのｄ線における合成焦点距離
ｆ２３：前記第２レンズおよび前記第３レンズのｄ線における合成焦点距離
とする。
【請求項３】
下記条件式（４）を満足する
請求項１または２記載の結像レンズ。
６＜｜ｆ４５／ｆ｜＜４０  …（４）
ただし、
ｆ４５：前記第４レンズおよび前記第５レンズのｄ線における合成焦点距離
ｆ：全系のｄ線における焦点距離
とする。
【請求項４】
下記条件式（５）を満足する
請求項１から３のいずれか１項記載の結像レンズ。
２＜ｆ１／ｆ＜１５  …（５）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズのｄ線における焦点距離
ｆ：全系のｄ線における焦点距離
とする。
【請求項５】
下記条件式（６）を満足する
請求項１から４のいずれか１項記載の結像レンズ。
０．５＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．２  …（６）
ただし、
Ｒ２：前記第１レンズの縮小側の面の曲率半径
Ｒ１：前記第１レンズの拡大側の面の曲率半径
とする。
【請求項６】
前記第６レンズの拡大側の面および前記第７レンズの拡大側の面は、拡大側に凸面を向けている
請求項１から５のいずれか１項記載の結像レンズ。
【請求項７】
前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、前記第５レンズ、前記第６レンズおよび前記第７レンズは、全て単レンズである
請求項１から６のいずれか１項記載の結像レンズ。
【請求項８】
下記条件式（１−１）を満足する
請求項１記載の結像レンズ。
−５０＜νｄ２−νｄ３＜−２０  …（１−１）
【請求項９】
下記条件式（１−２）を満足する
請求項１記載の結像レンズ。
−４０＜νｄ２−νｄ３＜−２２  …（１−２）
【請求項１０】
下記条件式（２−１）を満足する
請求項１記載の結像レンズ。
−７０＜νｄ４−νｄ５＜−４２  …（２−１）
【請求項１１】
下記条件式（３−１）を満足する
請求項２記載の結像レンズ。
５＜｜ｆ４５／ｆ２３｜＜３０  …（３−１）
【請求項１２】
下記条件式（４−１）を満足する
請求項３記載の結像レンズ。
７＜｜ｆ４５／ｆ｜＜３０  …（４−１）
【請求項１３】
下記条件式（５−１）を満足する
請求項４記載の結像レンズ。
２．５＜ｆ１／ｆ＜１０  …（５−１）
【請求項１４】
下記条件式（６−１）を満足する
請求項５記載の結像レンズ。
０．６＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．２  …（６−１）
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項記載の結像レンズを備えたことを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像レンズおよび光学装置に関し、例えば、投写型表示装置やヘッドアップディスプレイ装置などに用いられる投写用レンズ、または、デジタルカメラやビデオカメラなどに用いられる撮像用レンズとして好適な結像レンズ、およびこれを搭載した光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、投写型表示装置の市場はパーソナルコンピュータの普及とともに大きく伸びてきている。投写型表示装置において光変調を行うライトバルブとしては、透過型や反射型の液晶表示素子や、微小ミラーが規則的に配列されたＤＭＤ（Digital Micromirror Device：登録商標）素子などが知られている。中でも、微小ミラーを用いたＤＭＤ素子は応答速度が高く、光の三原色それぞれの照明光を時分割で順次単板のライトバルブに照射する構成が可能なため小型化に向いている。
【０００３】
モバイル用途の需要拡大などに伴い、小型の投写型表示装置が求められており、そのためには少ないレンズ枚数で小型に構成された結像レンズを用いることが好ましい。また、ヘッドアップディスプレイ装置や、デジタルカメラやビデオカメラなどにおいても小型化が求められており、これらに用いられる結像レンズにも小型化が要求されている。全系が７枚のレンズからなる結像レンズとしては、例えば下記特許文献１、２に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５６４１３９３号明細書
【特許文献２】特開平１０−３３３０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、投写型表示装置およびヘッドアップディスプレイ装置においては画像表示素子の高画素化が進み、デジタル撮像装置においては撮像素子の高画素化が進んでいることから、これらに用いられる結像レンズには、歪曲収差および色収差を含む諸収差が良好に補正されてより高性能であることが求められている。また、投射用の結像レンズでは、テレセントリック性が確保されていることも要求される。
【０００６】
市場では上記要求を同時に満たす結像レンズが求められている。しかしながら、特許文献１、２に記載の結像レンズは、いずれもテレセントリック性を持たず、また近年の画像表示素子および撮像素子の高画素化に対応するには、さらなる高性能化が望まれる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、テレセントリック性を有し、歪曲収差および色収差を含む諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像レンズ、およびこの結像レンズを備えた光学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】
本発明の結像レンズは、拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズと、正の屈折力を有する第７レンズとからなり、下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とする。
−５０＜νｄ２−νｄ３＜−１５  …（１）
−８０＜νｄ４−νｄ５＜−４０  …（２）
ただし、
νｄ２：第２レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ３：第３レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ４：第４レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ５：第５レンズのｄ線におけるアッベ数
とする。
【０００９】
本発明の結像レンズにおいては、下記条件式（１−１）、（１−２）および／または（２−１）を満足することが好ましい。
−５０＜νｄ２−νｄ３＜−２０  …（１−１）
−４０＜νｄ２−νｄ３＜−２２  …（１−２）
−７０＜νｄ４−νｄ５＜−４２  …（２−１）
【００１０】
また、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
２＜｜ｆ４５／ｆ２３｜＜４０  …（３）
５＜｜ｆ４５／ｆ２３｜＜３０  …（３−１）
ただし、
ｆ４５：第４レンズおよび第５レンズのｄ線における合成焦点距離
ｆ２３：第２レンズおよび第３レンズのｄ線における合成焦点距離
とする。
【００１１】
また、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
６＜｜ｆ４５／ｆ｜＜４０  …（４）
７＜｜ｆ４５／ｆ｜＜３０  …（４−１）
ただし、
ｆ４５：第４レンズおよび第５レンズのｄ線における合成焦点距離
ｆ：全系のｄ線における焦点距離
とする。
【００１２】
また、下記条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
２＜ｆ１／ｆ＜１５  …（５）
２．５＜ｆ１／ｆ＜１０  …（５−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズのｄ線における焦点距離
ｆ：全系のｄ線における焦点距離
とする。
【００１３】
また、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
０．５＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．２  …（６）
０．６＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．２  …（６−１）
ただし、
Ｒ２：第１レンズの縮小側の面の曲率半径
Ｒ１：第１レンズの拡大側の面の曲率半径
とする。
【００１４】
また、第６レンズの拡大側の面および第７レンズの拡大側の面は、拡大側に凸面を向けていることが好ましい。
【００１５】
また、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズおよび第７レンズは、全て単レンズであることが好ましい。
【００１６】
本発明の光学装置は、上記記載の本発明の結像レンズを備えたことを特徴とする。
【００１７】
なお、上記「拡大側」とは、被投写側（スクリーン側）を意味し、縮小投写する場合も、便宜的に被投写側を拡大側と称するものとする。一方、上記「縮小側」とは、画像表示素子側（ライトバルブ側）を意味し、縮小投写する場合も、便宜的に画像表示素子側を縮小側と称するものとする。
【００１８】
また、上記「〜からなり」とは、構成要素として挙げたもの以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、パワーを有さないミラーや絞りやマスクやカバーガラスやフィルタなどのレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構などの機構部分、などを含んでもよいことを意図するものである。
【００１９】
また、「バックフォーカス」については、拡大側、縮小側をそれぞれ一般的な撮像レンズの物体側、像側に相当するものとして考え、拡大側、縮小側それぞれをフロント側、バック側とするものとする。
【００２０】
また、上記のレンズの面形状や曲率半径や屈折力の符号は、非球面が含まれている場合は近軸領域で考えるものとする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、正の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズと、正の屈折力を有する第７レンズとからなり、下記条件式（１）および（２）を満足するものとしたので、テレセントリック性を有し、歪曲収差および色収差を含む諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像レンズ、および、この結像レンズを備えた光学装置を提供することができる。
−５０＜νｄ２−νｄ３＜−１５  …（１）
−８０＜νｄ４−νｄ５＜−４０  …（２）
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる結像レンズ（実施例１と共通）の構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例２の結像レンズの構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例３の結像レンズの構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例４の結像レンズの構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例１の結像レンズの各収差図
【図６】本発明の実施例２の結像レンズの各収差図
【図７】本発明の実施例３の結像レンズの各収差図
【図８】本発明の実施例４の結像レンズの各収差図
【図９】本発明の光学装置の一実施形態である投写型表示装置の概略構成図
【図１０】本発明の光学装置の他の実施形態である投写型表示装置の概略構成図
【図１１】本発明の光学装置の一実施形態である撮像装置の前側の斜視図
【図１２】図１１に示す撮像装置の背面側の斜視図
【図１３】本発明の光学装置の一実施形態であるヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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は本発明の一実施形態にかかる結像レンズの構成を示す断面図である。図１に示す構成例は、後述の実施例１の結像レンズの構成と共通である。図１は、画像表示面Ｓｉｍ側が縮小側、第１レンズＬ１側が拡大側であり、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、図１では軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂも合わせて示している。
【００２４】
この結像レンズは、例えば投写型表示装置に搭載されて、ライトバルブに表示された画像情報をスクリーンへ投写するものとして使用可能である。図１では、投写型表示装置に搭載される場合を想定して、色合成部または照明光分離部に用いられるフィルタやプリズムなどを想定した光学部材ＰＰ１およびＰＰ２と、光学部材ＰＰ２の縮小側の面に位置する画像表示面Ｓｉｍも合わせて図示している。投写型表示装置においては、画像表示素子上の画像表示面Ｓｉｍで画像情報を与えられた光束が、光学部材ＰＰ１およびＰＰ２を介して、この結像レンズに入射され、この結像レンズにより不図示のスクリーン上に投写されるようになる。
【００２５】
図１に示す通り、本実施形態の結像レンズは、拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、正の屈折力を有する第５レンズＬ５と、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と、正の屈折力を有する第７レンズＬ７とからなる。
【００２６】
このように、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の２枚のレンズに正の屈折力を分担させることによって、歪曲収差および倍率色収差の補正に有利となる。また、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４を負レンズとすることによって、非点収差および倍率色収差の補正に有利となる。また、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６および第７レンズＬ７の最も縮小側の３枚のレンズに正の屈折力を分担させ、画像表示面Ｓｉｍに対して徐々に光線を曲げることによって、縮小側のテレセントリック性を維持しつつ、歪曲収差および球面収差の悪化を防ぐことができる。
【００２７】
また、本実施形態の結像レンズは、下記条件式（１）および（２）を満足するように構成されている。
−５０＜νｄ２−νｄ３＜−１５  …（１）
−８０＜νｄ４−νｄ５＜−４０  …（２）
ただし、
νｄ２：第２レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ３：第３レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ４：第４レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ５：第５レンズのｄ線におけるアッベ数
とする。
【００２８】
条件式（１）を満足することによって、倍率色収差を適正に補正することができる。なお、下記条件式（１−１）、より好ましくは条件式（１−２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
−５０＜νｄ２−νｄ３＜−２０  …（１−１）
−４０＜νｄ２−νｄ３＜−２２  …（１−２）
【００２９】
条件式（２）を満足することによって、倍率色収差を適正に補正することができる。なお、下記条件式（２−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
−７０＜νｄ４−νｄ５＜−４２  …（２−１）
【００３０】
本実施形態の結像レンズにおいては、下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、縮小側のテレセントリック性を維持することができる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、色収差を適正に補正することができる。なお、下記条件式（３−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
２＜｜ｆ４５／ｆ２３｜＜４０  …（３）
５＜｜ｆ４５／ｆ２３｜＜３０  …（３−１）
ただし、
ｆ４５：第４レンズおよび第５レンズのｄ線における合成焦点距離
ｆ２３：第２レンズおよび第３レンズのｄ線における合成焦点距離
とする。
【００３１】
また、下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の下限以下とならないようにすることによって、縮小側のテレセントリック性を維持することができる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることによって、色収差を適正に補正することができる。なお、下記条件式（４−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
６＜｜ｆ４５／ｆ｜＜４０  …（４）
７＜｜ｆ４５／ｆ｜＜３０  …（４−１）
ただし、
ｆ４５：第４レンズおよび第５レンズのｄ線における合成焦点距離
ｆ：全系のｄ線における焦点距離
とする。
【００３２】
また、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることによって、色収差を適正に補正することができる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることによって、歪曲収差を適正に補正することができる。なお、下記条件式（５−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
２＜ｆ１／ｆ＜１５  …（５）
２．５＜ｆ１／ｆ＜１０  …（５−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズのｄ線における焦点距離
ｆ：全系のｄ線における焦点距離
とする。
【００３３】
また、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の下限以下とならないようにすることによって、色収差を適正に補正することができる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることによって、歪曲収差を適正に補正することができる。なお、下記条件式（６−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
０．５＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．２  …（６）
０．６＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．２  …（６−１）
ただし、
Ｒ２：第１レンズの縮小側の面の曲率半径
Ｒ１：第１レンズの拡大側の面の曲率半径
とする。
【００３４】
また、第６レンズＬ６の拡大側の面および第７レンズＬ７の拡大側の面は、拡大側に凸面を向けていることが好ましい。このような構成とすることによって、縮小側のテレセントリック性を維持しつつ、球面収差の悪化を防ぐことができる。
【００３５】
また、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６および第７レンズＬ７は、全て単レンズであることが好ましい。このように、接合レンズを持たない構成とすることによって、膨張または収縮による接合面の剥がれの問題が生じなくなるため、温度変化耐性を向上させることができる。
【００３６】
次に、本発明の結像レンズの数値実施例について説明する。なお、以下に示す実施例の数値データは全て、全系の焦点距離が１．０００となるように規格化されたものであり、所定の桁でまるめたものである。
【００３７】
まず、実施例１の結像レンズについて説明する。実施例１の結像レンズの構成を示す断面図を図１に示す。なお、図１および後述の実施例２〜４に対応した図２〜４においては、画像表示面Ｓｉｍ側が縮小側、第１レンズＬ１側が拡大側であり、図示されている開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、図１〜４では軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂも合わせて示している。
【００３８】
実施例１の結像レンズのレンズデータを表１に、諸元に関するデータを表２に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２〜４についても基本的に同様である。
【００３９】
表１のレンズデータにおいて、面番号の欄には最も拡大側の構成要素の面を１番目として縮小側に向かうに従い順次増加する面番号を示し、曲率半径の欄には各面の曲率半径を示し、面間隔の欄には各面とその次の面との光軸Ｚ上の間隔を示す。また、ｎの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））に対する屈折率を示し、νの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示す。ここで、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。レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰ１およびＰＰ２も含めて示している。
【００４０】
表２の諸元に関するデータに、バックフォーカスＢｆ´、ＦナンバーＦＮｏ、および、全画角２ωの値を示す。
【００４１】
【表１】
2018092081.tif 000003
【００４２】
【表２】
2018092081.tif 000004
【００４３】
実施例１の結像レンズの各収差図を図５に示す。図５中の左側から順に球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示す。これらの収差図は、投写距離を収差図中に記載の距離としたときの状態を示す。球面収差、非点収差および歪曲収差を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)およびＦ線(波長４８６．１ｎｍ)についての収差をそれぞれ実線、長破線および短破線で示す。非点収差図にはサジタル方向およびタンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線および短破線で示す。倍率色収差図にはＣ線(波長６５６．３ｎｍ)およびＦ線(波長４８６．１ｎｍ)についての収差をそれぞれ長破線および短破線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバー、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００４４】
上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【００４５】
次に、実施例２の結像レンズについて説明する。実施例２の結像レンズの構成を示す断面図を図２に示す。また、実施例２の結像レンズのレンズデータを表３に、諸元に関するデータを表４に、各収差図を図６に示す。
【００４６】
【表３】
2018092081.tif 000005
【００４７】
【表４】
2018092081.tif 000006
【００４８】
次に、実施例３の結像レンズについて説明する。実施例３の結像レンズの構成を示す断面図を図３に示す。また、実施例３の結像レンズのレンズデータを表５に、諸元に関するデータを表６に、各収差図を図７に示す。
【００４９】
【表５】
2018092081.tif 000007
【００５０】
【表６】
2018092081.tif 000008
【００５１】
次に、実施例４の結像レンズについて説明する。実施例４の結像レンズの構成を示す断面図を図４に示す。また、実施例４の結像レンズのレンズデータを表７に、諸元に関するデータを表８に、各収差図を図８に示す。
【００５２】
【表７】
2018092081.tif 000009
【００５３】
【表８】
2018092081.tif 000010
【００５４】
実施例１〜４の結像レンズの条件式（１）〜（６）に対応する値を表９に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、下記の表９に示す値はこの基準波長におけるものである。
【００５５】
【表９】
2018092081.tif 000011
【００５６】
以上のデータから、実施例１〜４の結像レンズは全て、条件式（１）〜（６）を満たしており、テレセントリック性を有し、歪曲収差および色収差を含む諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像レンズであることが分かる。
【００５７】
次に、本発明の実施形態に係る光学装置について説明する。図９は本発明の光学装置の一実施形態である投写型表示装置の概略構成図である。図９に示す投写型表示装置１００は、光源１０１と、照明光学系１０２と、ライトバルブとしてのＤＭＤ１０３と、本発明の実施形態に係る結像レンズである投写レンズ１０４とを備えている。なお、図９では上記の各構成要素を概略的に図示している。光源１０１より出射された光束は、不図示のカラーホイールによって、３原色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各光に時系列的に選択変換され、照明光学系１０２によって光束の光軸Ｚと垂直な断面における光量分布の均一化が図られた後、ＤＭＤ１０３に入射する。ＤＭＤ１０３においては、入射光の色の切り替わりに応じて、その色光用への変調切替が行われる。ＤＭＤ１０３により光変調された光は、投写レンズ１０４に入射する。照明光学系１０２の射出瞳位置と投写レンズ１０４の入射瞳位置（投写レンズ１０４の縮小側瞳位置に対応）とが実質的に一致するように構成されている。投写レンズ１０４は、この光変調された光による光学像をスクリーン１０５上に投写する。
【００５８】
図１０は本発明の光学装置の他の実施形態である投写型表示装置の概略構成図である。図１０に示す投写型表示装置２００は、本発明の実施形態に係る結像レンズである投写レンズ１０と、光源２０と、各色光に対応したライトバルブとしての透過型表示素子１１ａ〜１１ｃと、色分解のためのダイクロイックミラー１２、１３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４と、コンデンサレンズ１６ａ〜１６ｃと、光路を偏向するための全反射ミラー１８ａ〜１８ｃとを有する。なお、図１０では投写レンズ１０を概略的に図示している。また、光源２０とダイクロイックミラー１２の間にはインテグレーターが配されているが、図１０ではその図示を省略している。
【００５９】
光源２０からの白色光は、ダイクロイックミラー１２、１３で３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）に分解された後、それぞれコンデンサレンズ１６ａ〜１６ｃを経て各色光光束にそれぞれ対応する透過型表示素子１１ａ〜１１ｃに入射して光変調され、クロスダイクロイックプリズム１４により色合成された後、投写レンズ１０に入射する。投写レンズ１０は、透過型表示素子１１ａ〜１１ｃにより光変調された光による光学像をスクリーン２０５上に投写する。
【００６０】
図１１は本発明の光学装置の一実施形態である撮像装置（カメラ３００）の前側の斜視図、図１２は図１１に示す撮像装置（カメラ３００）の背面側の斜視図である。カメラ３００は、交換レンズ３８が取り外し自在に装着される、レフレックスファインダーを持たない一眼形式のデジタルカメラである。交換レンズ３８は、本発明の実施形態にかかる結像レンズである撮像レンズ３９を鏡筒内に収納したものである。
【００６１】
このカメラ３００はカメラボディ３１を備え、カメラボディ３１の上面にはシャッターボタン３２と電源ボタン３３とが設けられている。またカメラボディ３１の背面には、操作部３４、３５と表示部３６とが設けられている。表示部３６は、撮像された画像や、撮像される前の画角内にある画像を表示するためのものである。
【００６２】
カメラボディ３１の前面中央部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口が設けられ、その撮影開口に対応する位置にマウント３７が設けられ、マウント３７を介して交換レンズ３８がカメラボディ３１に装着されるようになっている。
【００６３】
カメラボディ３１内には、交換レンズ３８によって形成された被写体像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤなどの撮像素子（図示せず）、その撮像素子から出力された撮像信号を処理して画像を生成する信号処理回路、およびその生成された画像を記録するための記録媒体などが設けられている。このカメラ３００では、シャッターボタン３２を押すことにより静止画または動画の撮影が可能であり、この撮影で得られた画像データが上記記録媒体に記録される。
【００６４】
図１３は本発明の光学装置の一実施形態であるヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。図１３に示すヘッドアップディスプレイ装置４００は、自動車４１１のダッシュボード４１２内に配置され、装置内から出射された走行速度などの情報を示す画像をフロントウィンドウ（画像反射面）４１３で反射させ、運転者（観察者）４１４のフロントウィンドウ４１３越し前方に虚像Ｖとして拡大表示するものである。ヘッドアップディスプレイ装置４００は、虚像Ｖを表示するための画像表示素子４１と、本発明の実施形態に係る結像レンズである投写レンズ４２と、平面ミラー４３とを有し、画像表示素子４１から出射された表示光が、投写レンズ４２を通り、平面ミラー４３で反射し、フロントウィンドウ４１３に到達するように構成されている。
【００６５】
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明の結像レンズとしては、上記実施例の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り、例えば各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数を適宜変更することが可能である。
【００６６】
また、本発明の光学装置は、上記構成のものに限られるものではない。例えば、投写型表示装置で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。
【００６７】
また、撮像装置の実施形態では、レフレックスファインダーを持たない一眼形式のデジタルカメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、一眼レフ形式のカメラや、フィルムカメラ、ビデオカメラなどに適用することも可能である。
【００６８】
また、ヘッドアップディスプレイ装置の構成に関しても、上記実施形態の構成に限定されず、種々の構成とすることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０、１０４    投写レンズ
１１ａ〜１１ｃ      透過型表示素子
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
１６ａ〜１６ｃ      コンデンサレンズ
１８ａ〜１８ｃ      全反射ミラー
２０、１０１      光源
３１    カメラボディ
３２    シャッターボタン
３３    電源ボタン
３４、３５    操作部
３６    表示部
３７    マウント
３８    交換レンズ
３９    撮像レンズ
４１    画像表示素子
４２    投写レンズ
４３    平面ミラー
１００、２００    投写型表示装置
１０２    照明光学系
１０３    ＤＭＤ
１０５、２０５    スクリーン
３００    カメラ
４００    ヘッドアップディスプレイ装置
４１１    自動車
４１２    ダッシュボード
４１３    フロントウィンドウ（画像反射面）
４１４    運転者（観察者）
Ｌ１    第１レンズ
Ｌ２    第２レンズ
Ｌ３    第３レンズ
Ｌ４    第４レンズ
Ｌ５    第５レンズ
Ｌ６    第６レンズ
Ｌ７    第７レンズ
ＰＰ１、ＰＰ２    光学部材
Ｓｉｍ    画像表示面
Ｓｔ    開口絞り
Ｖ    虚像
ｗａ    軸上光束
ｗｂ    最大画角の光束
Ｚ    光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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