(57)【要約】【課題】広角かつ高倍率でありながら、諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像光学系、この結像光学系を備えた投写型表示装置、および、この結像光学系を備えた撮像装置を提供する。【解決手段】拡大側から順に、拡大側結像面と共役な位置に中間像ＭＩを形成する第１結像光学系Ｇ１と、中間像ＭＩを縮小側結像面Ｓｉｍに再結像させる第２結像光学系Ｇ２とからなり、第２結像光学系Ｇ２は、変倍時に移動する移動レンズ群を少なくとも２つ含む複数のレンズ群からなり、所定の条件式を満足するものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡大側から順に、拡大側結像面と共役な位置に中間像を形成する第１結像光学系と、前記中間像を縮小側結像面に再結像させる第２結像光学系とからなり、
変倍時に隣り合う群との光軸方向の間隔が変化する群を一つのレンズ群とした場合、前記第２結像光学系は、変倍時に移動する移動レンズ群を少なくとも２つ含む複数のレンズ群からなり、
広角端における前記第１結像光学系の焦点距離をｆ１ｗ、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、
望遠端における前記第１結像光学系の焦点距離をｆ１ｔ、
望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、
縮小側における有効像円半径をＹｍａｘとした場合、
１．１５＜（ｆ１ｗ／｜ｆｗ｜−ｆ１ｔ／｜ｆｔ｜）×Ｙｍａｘ／｜ｆｗ｜＜５  …（１）
で表される条件式（１）を満足する結像光学系。
【請求項２】
全体として６つまたは７つのレンズ群からなり、
全体の中で最も拡大側のレンズ群と最も縮小側のレンズ群は、変倍時に前記縮小側結像面に対して固定された正の屈折力を有するレンズ群である
請求項１記載の結像光学系。
【請求項３】
前記第２結像光学系の中で、広角端における最大空気間隔を挟んで拡大側に配置された前記移動レンズ群をまとめて拡大側移動群、縮小側に配置された前記移動レンズ群をまとめて縮小側移動群とした場合、広角端から望遠端への変倍時に、前記拡大側移動群の中の前記移動レンズ群は縮小側に移動し、前記縮小側移動群の中の前記移動レンズ群は拡大側に移動する
請求項１または２記載の結像光学系。
【請求項４】
望遠端における前記縮小側移動群の横倍率をβＢｔ、
広角端における前記縮小側移動群の横倍率をβＢｗとした場合、
１．３＜βＢｔ／βＢｗ＜３  …（２）
で表される条件式（２）を満足する
請求項３記載の結像光学系。
【請求項５】
望遠端における前記拡大側移動群の横倍率をβＡｔ、
広角端における前記拡大側移動群の横倍率をβＡｗとした場合、
０．８＜βＡｔ／βＡｗ＜１．２  …（３）
で表される条件式（３）を満足する
請求項３または４記載の結像光学系。
【請求項６】
前記縮小側移動群は、少なくとも２つの前記移動レンズ群を有し、
前記縮小側移動群の中で最も縮小側の前記移動レンズ群の焦点距離をｆＢＬとした場合、
８＜ｆＢＬ／｜ｆｗ｜＜４０  …（４）
で表される条件式（４）を満足する
請求項３から５のいずれか１項記載の結像光学系。
【請求項７】
広角端における全系のバックフォーカスをＢｆｗとした場合、
７＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜  …（５）
で表される条件式（５）を満足する
請求項１から６のいずれか１項記載の結像光学系。
【請求項８】
全体の中で最も縮小側のレンズ群は、１枚の単レンズからなる
請求項１から７のいずれか１項記載の結像光学系。
【請求項９】
前記第２結像光学系は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｃレンズ群と、負の屈折力を有する第２Ｄレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｅレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｆレンズ群とからなり、
変倍時に、前記第２Ｂレンズ群、前記第２Ｃレンズ群、前記第２Ｄレンズ群、および前記第２Ｅレンズ群は移動し、前記第２Ｆレンズ群は前記縮小側結像面に対して固定される
請求項１から８のいずれか１項記載の結像光学系。
【請求項１０】
前記第２結像光学系は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、負の屈折力を有する第２Ｃレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｄレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｅレンズ群とからなり、
変倍時に、前記第２Ａレンズ群、前記第２Ｂレンズ群、前記第２Ｃレンズ群、および前記第２Ｄレンズ群は移動し、前記第２Ｅレンズ群は前記縮小側結像面に対して固定される
請求項１から８のいずれか１項記載の結像光学系。
【請求項１１】
前記第２結像光学系は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｃレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｄレンズ群とからなり、
変倍時に、前記第２Ａレンズ群、前記第２Ｂレンズ群、および前記第２Ｃレンズ群は移動し、前記第２Ｄレンズ群は前記縮小側結像面に対して固定される
請求項１から８のいずれか１項記載の結像光学系。
【請求項１２】
１．２＜（ｆ１ｗ／｜ｆｗ｜−ｆ１ｔ／｜ｆｔ｜）×Ｙｍａｘ／｜ｆｗ｜＜３．５  …（１−１）
で表される条件式（１−１）を満足する
請求項１記載の結像光学系。
【請求項１３】
１．３５＜βＢｔ／βＢｗ＜２．５  …（２−１）
で表される条件式（２−１）を満足する
請求項４記載の結像光学系。
【請求項１４】
０．８５＜βＡｔ／βＡｗ＜１．１５  …（３−１）
で表される条件式（３−１）を満足する
請求項５記載の結像光学系。
【請求項１５】
１０．５＜ｆＢＬ／｜ｆｗ｜＜３５  …（４−１）
で表される条件式（４−１）を満足する
請求項６記載の結像光学系。
【請求項１６】
９＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜＜２０  …（５−１）
で表される条件式（５−１）を満足する
請求項７記載の結像光学系。
【請求項１７】
画像データに基づく光学像を出力するライトバルブと、
請求項１から１６のいずれか１項記載の結像光学系とを備え、
前記結像光学系は、前記ライトバルブから出力された前記光学像をスクリーン上に投写する投写型表示装置。
【請求項１８】
請求項１から１６のいずれか１項記載の結像光学系を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間像を形成する結像光学系、この結像光学系を備えた投写型表示装置、およびこの結像光学系を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示素子やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ：登録商標）表示素子等のライトバルブを用いた投写型表示装置が広く用いられている。
【０００３】
この種の投写型表示装置に用いられる結像光学系には、ライトバルブの解像度に見合った良好な収差補正が求められている。また、スクリーンまでの距離設定の自由度を高めることを考慮して、広角かつ高倍率でありながら、諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像光学系を投写型表示装置に搭載したいという要望も強くなっている。
【０００４】
このような要望に応えるべく、縮小側結像面と共役な位置に中間像を形成し、この中間像を拡大側結像面に再結像させる結像光学系が提案されている。（例えば、特許文献１、２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１０２２３９号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７９２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のレンズは、変倍比が１．３倍程度、画角が１００°程度と、昨今の要求に達し切れていない。また、特許文献２のレンズは、変倍比が１．９倍程度と高倍率であるが、画角は１２０°程度であり十分に広角であるとはいいきれず、また変倍に伴う収差変動が大きい等の問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、中間像を形成する方式の結像光学系において、広角かつ高倍率でありながら、諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像光学系、この結像光学系を備えた投写型表示装置、および、この結像光学系を備えた撮像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】
本発明の結像光学系は、拡大側から順に、拡大側結像面と共役な位置に中間像を形成する第１結像光学系と、中間像を縮小側結像面に再結像させる第２結像光学系とからなり、変倍時に隣り合う群との光軸方向の間隔が変化する群を一つのレンズ群とした場合、第２結像光学系は、変倍時に移動する移動レンズ群を少なくとも２つ含む複数のレンズ群からなり、広角端における第１結像光学系の焦点距離をｆ１ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における第１結像光学系の焦点距離をｆ１ｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、縮小側における有効像円半径をＹｍａｘとした場合、条件式（１）を満足する。
１．１５＜（ｆ１ｗ／｜ｆｗ｜−ｆ１ｔ／｜ｆｔ｜）×Ｙｍａｘ／｜ｆｗ｜＜５  …（１）
【０００９】
なお、条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
１．２＜（ｆ１ｗ／｜ｆｗ｜−ｆ１ｔ／｜ｆｔ｜）×Ｙｍａｘ／｜ｆｗ｜＜３．５  …（１−１）
【００１０】
本発明の結像光学系においては、全体として６つまたは７つのレンズ群からなり、全体の中で最も拡大側のレンズ群と最も縮小側のレンズ群は、変倍時に縮小側結像面に対して固定された正の屈折力を有するレンズ群であることが好ましい。
【００１１】
また、第２結像光学系の中で、広角端における最大空気間隔を挟んで拡大側に配置された移動レンズ群をまとめて拡大側移動群、縮小側に配置された移動レンズ群をまとめて縮小側移動群とした場合、広角端から望遠端への変倍時に、拡大側移動群の中の移動レンズ群は縮小側に移動し、縮小側移動群の中の移動レンズ群は拡大側に移動することが好ましい。
【００１２】
また、望遠端における縮小側移動群の横倍率をβＢｔ、広角端における縮小側移動群の横倍率をβＢｗとした場合、条件式（２）を満足することが好ましく、条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
１．３＜βＢｔ／βＢｗ＜３  …（２）
１．３５＜βＢｔ／βＢｗ＜２．５  …（２−１）
【００１３】
また、望遠端における拡大側移動群の横倍率をβＡｔ、広角端における拡大側移動群の横倍率をβＡｗとした場合、条件式（３）を満足することが好ましく、条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
０．８＜βＡｔ／βＡｗ＜１．２  …（３）
０．８５＜βＡｔ／βＡｗ＜１．１５  …（３−１）
【００１４】
また、縮小側移動群は、少なくとも２つの移動レンズ群を有し、縮小側移動群の中で最も縮小側の移動レンズ群の焦点距離をｆＢＬ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとした場合、条件式（４）を満足することが好ましく、条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
８＜ｆＢＬ／｜ｆｗ｜＜４０  …（４）
１０．５＜ｆＢＬ／｜ｆｗ｜＜３５  …（４−１）
【００１５】
また、広角端における全系のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとした場合、条件式（５）を満足することが好ましく、条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
７＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜  …（５）
９＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜＜２０  …（５−１）
【００１６】
また、全体の中で最も縮小側のレンズ群は、１枚の単レンズからなることが好ましい。
【００１７】
また、第２結像光学系は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｃレンズ群と、負の屈折力を有する第２Ｄレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｅレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｆレンズ群とからなり、変倍時に、第２Ｂレンズ群、第２Ｃレンズ群、第２Ｄレンズ群、および第２Ｅレンズ群は移動し、第２Ｆレンズ群は縮小側結像面に対して固定されるものとしてもよい。
【００１８】
また、第２結像光学系は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、負の屈折力を有する第２Ｃレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｄレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｅレンズ群とからなり、変倍時に、第２Ａレンズ群、第２Ｂレンズ群、第２Ｃレンズ群、および第２Ｄレンズ群は移動し、第２Ｅレンズ群は縮小側結像面に対して固定されるものとしてもよい。
【００１９】
また、第２結像光学系は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｃレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｄレンズ群とからなり、変倍時に、第２Ａレンズ群、第２Ｂレンズ群、および第２Ｃレンズ群は移動し、第２Ｄレンズ群は縮小側結像面に対して固定されるものとしてもよい。
【００２０】
本発明の投写型表示装置は、画像データに基づく光学像を出力するライトバルブと、上記記載の本発明の結像光学系とを備え、結像光学系は、ライトバルブから出力された前記光学像をスクリーン上に投写する。
【００２１】
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の結像光学系を備える。
【００２２】
なお、上記「〜からなる」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、絞りやマスクやカバーガラスやフィルタやミラーやプリズム等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、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。
【００２３】
また、上記「レンズ群」とは、レンズ以外にも、絞りやマスクやカバーガラスやフィルタやミラーやプリズム等のレンズ以外の光学要素等を含んでもよいことを意図するものである。
【００２４】
また、各条件式の記号のうち、焦点距離および横倍率については、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離が無限遠の場合の焦点距離を意味する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の結像光学系は、拡大側から順に、拡大側結像面と共役な位置に中間像を形成する第１結像光学系と、中間像を縮小側結像面に再結像させる第２結像光学系とからなり、変倍時に隣り合う群との光軸方向の間隔が変化する群を一つのレンズ群とした場合、第２結像光学系は、変倍時に移動する移動レンズ群を少なくとも２つ含む複数のレンズ群からなり、広角端における第１結像光学系の焦点距離をｆ１ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における第１結像光学系の焦点距離をｆ１ｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、縮小側における有効像円半径をＹｍａｘとした場合、条件式（１）を満足するようにしたので、広角かつ高倍率でありながら、諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像光学系、この結像光学系を備えた投写型表示装置、および、この結像光学系を備えた撮像装置を提供することができる。
１．１５＜（ｆ１ｗ／｜ｆｗ｜−ｆ１ｔ／｜ｆｔ｜）×Ｙｍａｘ／｜ｆｗ｜＜５  …（１）
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる結像光学系（実施例１と共通）のレンズ構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例２の結像光学系のレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例３の結像光学系のレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例４の結像光学系のレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例５の結像光学系のレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例６の結像光学系のレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例７の結像光学系のレンズ構成を示す断面図
【図８】本発明の実施例１の結像光学系の各収差図
【図９】本発明の実施例２の結像光学系の各収差図
【図１０】本発明の実施例３の結像光学系の各収差図
【図１１】本発明の実施例４の結像光学系の各収差図
【図１２】本発明の実施例５の結像光学系の各収差図
【図１３】本発明の実施例６の結像光学系の各収差図
【図１４】本発明の実施例７の結像光学系の各収差図
【図１５】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
【図１６】本発明の別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図
【図１７】本発明のさらに別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図
【図１８】本発明の一実施形態に係る撮像装置の前側の斜視図
【図１９】図１８に示す撮像装置の背面側の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一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光学系のレンズ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の結像光学系の構成と共通である。図１においては、光路を展開したときに、左側が拡大側、右側が縮小側となるように記載している。また、図１は、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離が無限遠の状態を示しており、上段に広角端の状態を示し、光束として軸上光束Ｗａおよび最大画角の光束Ｗｂを併せて記入し、下段に望遠端の状態を示し、光束として軸上光束Ｔａおよび最大画角の光束Ｔｂを併せて記入している。
【００２８】
この結像光学系は、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ＰＰと、ライトバルブの画像表示面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ＰＰを介して、この結像光学系に入射され、この結像光学系により不図示のスクリーン上に投写されるようになる。
【００２９】
図１に示す通り、本実施形態の結像光学系は、拡大側から順に、拡大側結像面と共役な位置に中間像ＭＩを形成する第１結像光学系Ｇ１と、中間像ＭＩを縮小側結像面（画像表示面Ｓｉｍ）に再結像させる第２結像光学系Ｇ２とから構成されている。なお、図１中において中間像ＭＩは模式的に示されたものであり、実際の形状を示したものではない。
【００３０】
このように、中間像ＭＩを形成する結像光学系では、第１結像光学系Ｇ１のバックフォーカスを短縮できるとともに、第１結像光学系Ｇ１の拡大側のレンズ径を小さくすることが可能であり、全系の焦点距離を短くして広角化に適した構成とすることができる。
【００３１】
また、変倍時に隣り合う群との光軸Ｚ方向の間隔が変化する群を一つのレンズ群とした場合、第２結像光学系Ｇ２は、変倍時に移動する移動レンズ群を少なくとも２つ含む複数のレンズ群から構成されている。このように、第２結像光学系Ｇ２に主な変倍作用を担わせることによって、結像光学系の変倍作用について、第２結像光学系Ｇ２のリレー倍率変化、すなわち中間像ＭＩのサイズの変化により主な変倍を行う事になるため、結像光学系の光学的構成を簡素化することができる。  
【００３２】
また、広角端における第１結像光学系Ｇ１の焦点距離をｆ１ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における第１結像光学系Ｇ１の焦点距離をｆ１ｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、縮小側における有効像円半径をＹｍａｘとした場合、条件式（１）を満足するように構成されている。
１．１５＜（ｆ１ｗ／｜ｆｗ｜−ｆ１ｔ／｜ｆｔ｜）×Ｙｍａｘ／｜ｆｗ｜＜５  …（１）
【００３３】
条件式（１）は、広角と高倍率を両立させるための条件式であり、広角と高倍率を両立させるには、第２結像光学系Ｇ２の広角端と望遠端でのリレー倍率を適切に設定する必要がある。条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、広角端と望遠端のリレー倍率の差が小さくなり過ぎるのを防ぐことができるため、所望の変倍比の確保に有利となる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、リレー倍率の差が大きくなり過ぎるのを防ぐことができるため、所望の画角および変倍比を確保しつつ、第１結像光学系Ｇ１の拡大側のレンズ径の小型化、および広角端での歪曲収差および像面湾曲の補正に有利となる。なお、条件式（１−１）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。
１．２＜（ｆ１ｗ／｜ｆｗ｜−ｆ１ｔ／｜ｆｔ｜）×Ｙｍａｘ／｜ｆｗ｜＜３．５  …（１−１）
【００３４】
本実施形態の結像光学系においては、全体として６つまたは７つのレンズ群からなり、全体の中で最も拡大側のレンズ群と最も縮小側のレンズ群は、変倍時に縮小側結像面に対して固定された正の屈折力を有するレンズ群であることが好ましい。このように、変倍時に、最も拡大側のレンズ群を固定とすることによって、レンズ全長の変動のないレンズ構成とすることができる。また、最も縮小側のレンズ群を固定とすることによって、テレセントリック性を保ちつつ、変倍時の収差変動を少なくすることが可能となる。
【００３５】
また、第２結像光学系Ｇ２の中で、広角端における最大空気間隔を挟んで拡大側に配置された移動レンズ群をまとめて拡大側移動群、縮小側に配置された移動レンズ群をまとめて縮小側移動群とした場合、広角端から望遠端への変倍時に、拡大側移動群の中の移動レンズ群は縮小側に移動し、縮小側移動群の中の移動レンズ群は拡大側に移動することが好ましい。
【００３６】
なお、図１に示す例では、第２結像光学系Ｇ２は、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅ、および第２Ｆレンズ群Ｇ２Ｆから構成されており、この内、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂが拡大側移動群に該当し、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅが縮小側移動群に該当する。
【００３７】
縮小側移動群は変倍の主な作用を担う群、拡大側移動群は変倍による像面位置の変動を主に補正する群であり、広角端から望遠端への変倍時に、拡大側移動群の中の移動レンズ群が縮小側に移動し、縮小側移動群の中の移動レンズ群が拡大側に移動することによって、変倍時の球面収差および非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。
【００３８】
また、望遠端における縮小側移動群の横倍率をβＢｔ、広角端における縮小側移動群の横倍率をβＢｗとした場合、条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、縮小側移動群の変倍作用が小さくなり過ぎるのを防ぐことができるため、変倍比の確保に有利となる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることによって、縮小側移動群の変倍作用が大きくなり過ぎるのを防ぐことができるため、変倍時の収差変動の抑制に有利となる。なお、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。
１．３＜βＢｔ／βＢｗ＜３  …（２）
１．３５＜βＢｔ／βＢｗ＜２．５  …（２−１）
【００３９】
また、望遠端における拡大側移動群の横倍率をβＡｔ、広角端における拡大側移動群の横倍率をβＡｗとした場合、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、拡大側移動群の変倍作用が小さくなり過ぎるのを防ぐことができるため、変倍に寄与している縮小側移動群の移動量を抑え、レンズ全系の小型化に有利となる。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、拡大側移動群の変倍作用が大きくなり過ぎるのを防ぐことができるため、変倍時の収差変動の抑制に有利となり、さらに変倍による像面位置の変動の補正にも有利となる。なお、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。
０．８＜βＡｔ／βＡｗ＜１．２  …（３）
０．８５＜βＡｔ／βＡｗ＜１．１５  …（３−１）
【００４０】
また、縮小側移動群は、少なくとも２つの移動レンズ群を有し、縮小側移動群の中で最も縮小側の移動レンズ群の焦点距離をｆＢＬ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとした場合、条件式（４）を満足することが好ましい。このように、変倍作用を担う縮小側移動群に２つ以上の移動レンズ群を持たすことで、高倍率化に伴う収差変動の補正に有利となる。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、変倍作用が強くなり過ぎるのを防ぐことができるため、変倍時の軸上色収差および球面収差の変動を小さくすることができる。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、変倍作用が弱くなり過ぎるのを防ぐことができるため、所望の変倍比を確保するための移動量を抑え、レンズ全長の小型化に有利となる。なお、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。
８＜ｆＢＬ／｜ｆｗ｜＜４０  …（４）
１０．５＜ｆＢＬ／｜ｆｗ｜＜３５  …（４−１）
【００４１】
また、広角端における全系のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとした場合、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、バックフォーカスが短くなり過ぎるのを防ぐことができるため、色合成プリズム等を配置する場合に有利となる。なお、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。条件式（５−１）の上限以上とならないようにすることによって、バックフォーカスも含めたレンズ全系の小型化に有利となる。
７＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜  …（５）
９＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜＜２０  …（５−１）
【００４２】
また、全体の中で最も縮小側のレンズ群は、１枚の単レンズからなることが好ましい。このような構成とすることによって、レンズ構成として必要な最小枚数での構成となるため、コストダウンに有利となる。
【００４３】
また、第２結像光学系Ｇ２は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、正の屈折力を有する第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、負の屈折力を有する第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、正の屈折力を有する第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅと、正の屈折力を有する第２Ｆレンズ群Ｇ２Ｆとからなり、変倍時に、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅは移動し、第２Ｆレンズ群Ｇ２Ｆは縮小側結像面に対して固定されるものとしてもよい。
【００４４】
後述の実施例１〜３の構成が、この構成に該当する。第２Ａレンズ群Ｇ２Ａおよび／または第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂが拡大側移動群に該当し、主に像面位置の補正に寄与する。第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅが縮小側移動群に該当するか、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅが縮小側移動群に該当し、主に変倍作用を担っている。第２Ｆレンズ群Ｇ２Ｆを変倍時に固定することによって、テレセントリック性を保ちつつ、変倍時の収差変動を少なくすることが可能となる。第２結像光学系Ｇ２についてこのような構成にすることによって、広角かつ高倍率でありながら、諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像光学系とすることができる。
【００４５】
また、第２結像光学系Ｇ２は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、負の屈折力を有する第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、正の屈折力を有する第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、正の屈折力を有する第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅとからなり、変倍時に、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、および第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄは移動し、第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅは縮小側結像面に対して固定されるものとしてもよい。
【００４６】
後述の実施例４〜６の構成が、この構成に該当する。第２Ａレンズ群Ｇ２Ａが拡大側移動群に該当し、主に像面位置の補正に寄与する。第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、および第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄが縮小側移動群に該当し、主に変倍作用を担っている。第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅを変倍時に固定することによって、テレセントリック性を保ちつつ、変倍時の収差変動を少なくすることが可能となる。第２結像光学系Ｇ２についてこのような構成にすることによって、広角かつ高倍率でありながら、諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像光学系とすることができる。
【００４７】
また、第２結像光学系Ｇ２は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、正の屈折力を有する第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、正の屈折力を有する第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄとからなり、変倍時に、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、および第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃは移動し、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄは縮小側結像面に対して固定されるものとしてもよい。
【００４８】
後述の実施例７の構成が、この構成に該当する。第２Ａレンズ群Ｇ２Ａが拡大側移動群に該当し、主に像面位置の補正に寄与する。第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂおよび第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃが縮小側移動群に該当し、主に変倍作用を担っている。第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄを変倍時に固定することによって、テレセントリック性を保ちつつ、変倍時の収差変動を少なくすることが可能となる。第２結像光学系Ｇ２についてこのような構成にすることによって、広角かつ高倍率でありながら、諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像光学系とすることができる。
【００４９】
また、図１に示す例では、レンズ系と画像表示面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰを配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等をレンズ系と画像表示面Ｓｉｍとの間に配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
【００５０】
次に、本発明の結像光学系の数値実施例について説明する。まず、実施例１の結像光学系について説明する。実施例１の結像光学系のレンズ構成を示す断面図を図１に示す。図１および後述の実施例２〜７に対応した図２〜７においては、左側が拡大側、右側が縮小側である。また、図１〜７は、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離が無限遠の状態を示しており、上段に広角端の状態を示し、光束として軸上光束Ｗａおよび最大画角の光束Ｗｂを併せて記入し、下段に望遠端の状態を示し、光束として軸上光束Ｔａおよび最大画角の光束Ｔｂを併せて記入している。
【００５１】
実施例１の結像光学系は、拡大側から順に、第１結像光学系Ｇ１と、第２結像光学系Ｇ２とから構成されている。第１結像光学系Ｇ１は、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｊの１０枚のレンズと、第１光路折り曲げ手段Ｒ１と、第２光路折り曲げ手段Ｒ２とから構成されている。第２結像光学系Ｇ２は、拡大側から順に、レンズＬ２ａの１枚のレンズのみから構成される第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、レンズＬ２ｂ〜レンズＬ２ｅの４枚のレンズから構成される第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、レンズＬ２ｆの１枚のレンズのみから構成される第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、レンズＬ２ｇ〜レンズＬ２ｊの４枚のレンズおよび開口絞りＳｔから構成される第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、レンズＬ２ｋ〜レンズＬ２ｌの２枚のレンズから構成される第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅと、レンズＬ２ｍの１枚のレンズのみから構成される第２Ｆレンズ群Ｇ２Ｆとから構成されている。実施例１の結像光学系においては、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂが拡大側移動群に該当し、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅが縮小側移動群に該当する。
【００５２】
実施例１の結像光学系の基本レンズデータを表１に、諸元に関するデータを表２に、変化する面間隔に関するデータを表３に、非球面係数に関するデータを表４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２〜７についても基本的に同様である。
【００５３】
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））における屈折率を示し、νの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））におけるアッベ数を示す。また、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。基本レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（絞り）という語句を記載している。また、表１のレンズデータにおいて、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[面番号]と記載している。このＤＤ[面番号]に対応する数値は表３に示している。
【００５４】
表２の諸元に関するデータに、焦点距離｜ｆ｜、バックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、全画角２ω（°）の値を示す。
【００５５】
表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表４の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号と、これら非球面に関する非球面係数を示す。表４の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。非球面係数は、下記式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍの値である。
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ・ｈｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面深さＺｄにおけるΣはｍに関する総和を意味する。
【００５６】
基本レンズデータおよび諸元に関するデータにおいて、角度の単位としては°を用い、長さ（距離）については広角端における焦点距離｜ｆ｜＝１で規格化した数値を記載している。
【００５７】
【表１】
2019095789.tif 000003
【００５８】
【表２】
2019095789.tif 000004
【００５９】
【表３】
2019095789.tif 000005
【００６０】
【表４】
2019095789.tif 000006
【００６１】
実施例１の結像光学系の各収差図を図８に示す。なお、図８の上段（広角端）、中段（中間位置）、下段（望遠端）の各々において、左側から順に、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離を１１５．３２８８とした場合の球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。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（ナノメートル））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（ナノメートル））、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、およびＦ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））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（ナノメートル））およびＦ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））についての収差をそれぞれ長破線および短破線で示す。なお、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。
【００６２】
次に、実施例２の結像光学系について説明する。実施例２の結像光学系のレンズ構成を示す断面図を図２に示す。実施例２の結像光学系の群構成は、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａおよび第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂが拡大側移動群に該当し、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅが縮小側移動群に該当する以外は、実施例１の結像光学系と同じである。また、実施例２の結像光学系の基本レンズデータを表５に、諸元に関するデータを表６に、変化する面間隔に関するデータを表７に、非球面係数に関するデータを表８に、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離を１１５．３２７４とした場合の各収差図を図９に示す。
【００６３】
【表５】
2019095789.tif 000007
【００６４】
【表６】
2019095789.tif 000008
【００６５】
【表７】
2019095789.tif 000009
【００６６】
【表８】
2019095789.tif 000010
【００６７】
次に、実施例３の結像光学系について説明する。実施例３の結像光学系のレンズ構成を示す断面図を図３に示す。
【００６８】
実施例３の結像光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｋの１１枚のレンズから構成されている。第２結像光学系Ｇ２は、拡大側から順に、レンズＬ２ａ〜レンズＬ２ｄの４枚のレンズから構成される第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、レンズＬ２ｅの１枚のレンズのみから構成される第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、レンズＬ２ｆ〜レンズＬ２ｇの２枚のレンズから構成される第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、レンズＬ２ｈ〜レンズＬ２ｉの２枚のレンズおよび開口絞りＳｔから構成される第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、レンズＬ２ｊ〜レンズＬ２ｋの２枚のレンズから構成される第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅと、レンズＬ２ｌの１枚のレンズのみから構成される第２Ｆレンズ群Ｇ２Ｆとから構成されている。実施例３の結像光学系においては、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａが拡大側移動群に該当し、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅが縮小側移動群に該当する。
【００６９】
また、実施例３の基本レンズデータを表９に、諸元に関するデータを表１０に、変化する面間隔に関するデータを表１１に、非球面係数に関するデータを表１２に、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離を１１５．４５６７とした場合の各収差図を図１０に示す。
【００７０】
【表９】
2019095789.tif 000011
【００７１】
【表１０】
2019095789.tif 000012
【００７２】
【表１１】
2019095789.tif 000013
【００７３】
【表１２】
2019095789.tif 000014
【００７４】
次に、実施例４の結像光学系について説明する。実施例４の結像光学系のレンズ構成を示す断面図を図４に示す。
【００７５】
実施例４の結像光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｋの１１枚のレンズから構成されている。第２結像光学系Ｇ２は、拡大側から順に、レンズＬ２ａ〜レンズＬ２ｄの４枚のレンズから構成される第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、レンズＬ２ｅの１枚のレンズのみから構成される第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、レンズＬ２ｆ〜レンズＬ２ｉの４枚のレンズおよび開口絞りＳｔから構成される第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、レンズＬ２ｊ〜レンズＬ２ｋの２枚のレンズから構成される第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、レンズＬ２ｌの１枚のレンズのみから構成される第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅとから構成されている。実施例４の結像光学系においては、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａが拡大側移動群に該当し、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、および第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄが縮小側移動群に該当する。
【００７６】
また、実施例４の結像光学系の基本レンズデータを表１３に、諸元に関するデータを表１４に、変化する面間隔に関するデータを表１５に、非球面係数に関するデータを表１６に、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離を１１５．６０３８とした場合の各収差図を図１１に示す。
【００７７】
【表１３】
2019095789.tif 000015
【００７８】
【表１４】
2019095789.tif 000016
【００７９】
【表１５】
2019095789.tif 000017
【００８０】
【表１６】
2019095789.tif 000018
【００８１】
次に、実施例５の結像光学系について説明する。実施例５の結像光学系のレンズ構成を示す断面図を図５に示す。
【００８２】
実施例５の結像光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｌの１２枚のレンズから構成されている。第２結像光学系Ｇ２は、拡大側から順に、レンズＬ２ａ〜レンズＬ２ｄの４枚のレンズから構成される第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、レンズＬ２ｅの１枚のレンズのみから構成される第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、レンズＬ２ｆ〜レンズＬ２ｉの４枚のレンズおよび開口絞りＳｔから構成される第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、レンズＬ２ｊの１枚のレンズのみから構成される第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、レンズＬ２ｋの１枚のレンズのみから構成される第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅとから構成されている。実施例５の結像光学系においては、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａが拡大側移動群に該当し、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、および第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄが縮小側移動群に該当する。
【００８３】
また、実施例５の結像光学系の基本レンズデータを表１７に、諸元に関するデータを表１８に、変化する面間隔に関するデータを表１９に、非球面係数に関するデータを表２０に、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離を１１５．５３９０とした場合の各収差図を図１２に示す。
【００８４】
【表１７】
2019095789.tif 000019
【００８５】
【表１８】
2019095789.tif 000020
【００８６】
【表１９】
2019095789.tif 000021
【００８７】
【表２０】
2019095789.tif 000022
【００８８】
次に、実施例６の結像光学系について説明する。実施例６の結像光学系のレンズ構成を示す断面図を図６に示す。実施例６の結像光学系の群構成は、第１結像光学系Ｇ１が、拡大側から順に、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｊの１０枚のレンズから構成される第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと、レンズＬ１ｋ〜レンズＬ１ｌの２枚のレンズから構成される第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂとから構成されている以外は、実施例５の結像光学系と同じである。また、実施例６の結像光学系の基本レンズデータを表２１に、諸元に関するデータを表２２に、変化する面間隔に関するデータを表２３に、非球面係数に関するデータを表２４に、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離を１１５．９８０８とした場合の各収差図を図１３に示す。
【００８９】
【表２１】
2019095789.tif 000023
【００９０】
【表２２】
2019095789.tif 000024
【００９１】
【表２３】
2019095789.tif 000025
【００９２】
【表２４】
2019095789.tif 000026
【００９３】
次に、実施例７の結像光学系について説明する。実施例７の結像光学系のレンズ構成を示す断面図を図７に示す。
【００９４】
実施例７の結像光学系において、第１結像光学系Ｇ１は、拡大側から順に、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｊの１０枚のレンズから構成される第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと、レンズＬ１ｋ〜レンズＬ１ｌの２枚のレンズから構成される第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂとから構成されている。第２結像光学系Ｇ２は、拡大側から順に、レンズＬ２ａ〜レンズＬ２ｄの４枚のレンズから構成される第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、レンズＬ２ｅの１枚のレンズのみから構成される第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、レンズＬ２ｆ〜レンズＬ２ｊの５枚のレンズおよび開口絞りＳｔから構成される第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、レンズＬ２ｋの１枚のレンズのみから構成される第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄとから構成されている。実施例７の結像光学系においては、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａが拡大側移動群に該当し、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂおよび第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃが縮小側移動群に該当する。
【００９５】
また、実施例７の結像光学系の基本レンズデータを表２５に、諸元に関するデータを表２６に、変化する面間隔に関するデータを表２７に、非球面係数に関するデータを表２８に、拡大側結像面から第１結像光学系までの距離を１１６．０１４２とした場合の各収差図を図１４に示す。
【００９６】
【表２５】
2019095789.tif 000027
【００９７】
【表２６】
2019095789.tif 000028
【００９８】
【表２７】
2019095789.tif 000029
【００９９】
【表２８】
2019095789.tif 000030
【０１００】
実施例１〜７の結像光学系の条件式（１）〜（５）に対応する値を表２９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２９に示す値はこの基準波長におけるものである。
【０１０１】
【表２９】
2019095789.tif 000031
【０１０２】
以上のデータから、実施例１〜７の結像光学系は全て、条件式（１）〜（５）を満たしており、全画角が１２５°以上と広角で、かつ変倍比が１．５倍以上と高倍率でありながら、諸収差が良好に補正された高い光学性能を有する結像光学系であることが分かる。
【０１０３】
次に、本発明の実施形態に係る投写型表示装置について説明する。図１５は、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。図１５に示す投写型表示装置１００は、本発明の実施形態に係る結像光学系１０と、光源１５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１５では、結像光学系１０は概略的に図示している。また、光源１５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１５ではその図示を省略している。
【０１０４】
光源１５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、結像光学系１０に入射する。結像光学系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１０５上に投写する。
【０１０５】
図１６は、本発明の別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。図１６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光学系２１０と、光源２１５と、各色光に対応したライトバルブとしてのＤＭＤ素子２１ａ〜２１ｃと、色分解および色合成のためのＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム２４ａ〜２４ｃと、照明光と投写光を分離する偏光分離プリズム２５とを有する。なお、図１６では結像光学系２１０を概略的に図示している。また、光源２１５と偏光分離プリズム２５の間にはインテグレーターが配されているが、図１６ではその図示を省略している。
【０１０６】
光源２１５からの白色光は、偏光分離プリズム２５内部の反射面で反射された後、ＴＩＲプリズム２４ａ〜２４ｃにより３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）に分解される。分解後の各色光光束はそれぞれ対応するＤＭＤ素子２１ａ〜２１ｃに入射して光変調され、再びＴＩＲプリズム２４ａ〜２４ｃを逆向きに進行して色合成された後、偏光分離プリズム２５を透過して、結像光学系２１０に入射する。結像光学系２１０は、ＤＭＤ素子２１ａ〜２１ｃ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。
【０１０７】
図１７は、本発明のさらに別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。図１７に示す投写型表示装置３００は、本発明の実施形態に係る結像光学系３１０と、光源３１５と、各色光に対応したライトバルブとしての反射型表示素子３１ａ〜３１ｃと、色分離のためのダイクロイックミラー３２、３３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム３４と、光路偏向のための全反射ミラー３８と、偏光分離プリズム３５ａ〜３５ｃとを有する。なお、図１７では、結像光学系３１０は概略的に図示している。また、光源３１５とダイクロイックミラー３２の間にはインテグレーターが配されているが、図１７ではその図示を省略している。
【０１０８】
光源３１５からの白色光はダイクロイックミラー３２、３３により３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）に分解される。分解後の各色光光束はそれぞれ偏光分離プリズム３５ａ〜３５ｃを経て、各色光光束それぞれに対応する反射型表示素子３１ａ〜３１ｃに入射して光変調され、クロスダイクロイックプリズム３４により色合成された後、結像光学系３１０に入射する。結像光学系３１０は、反射型表示素子３１ａ〜３１ｃにより光変調された光による光学像をスクリーン３０５上に投写する。
【０１０９】
図１８、図１９は、本発明の一実施形態に係る撮像装置であるカメラ４００の外観図である。図１８は、カメラ４００を前側から見た斜視図を示し、図１９は、カメラ４００を背面側から見た斜視図を示す。カメラ４００は、交換レンズ４８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４８は、本発明の実施形態にかかる光学系である結像光学系４９を鏡筒内に収納したものである。
【０１１０】
このカメラ４００はカメラボディ４１を備え、カメラボディ４１の上面にはシャッターボタン４２と電源ボタン４３とが設けられている。またカメラボディ４１の背面には、操作部４４、４５と表示部４６とが設けられている。表示部４６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。
【０１１１】
カメラボディ４１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４７が設けられ、マウント４７を介して交換レンズ４８がカメラボディ４１に装着されるようになっている。
【０１１２】
カメラボディ４１内には、交換レンズ４８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（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）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４００では、シャッターボタン４２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。
【０１１３】
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、本発明の結像光学系は、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、およびアッベ数を適宜変更することが可能である。
【０１１４】
また、本発明の投写型表示装置も、上記構成のものに限られるものではなく、例えば、用いられるライトバルブおよび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。ライトバルブは、光源からの光を画像表示素子により空間変調して、画像データに基づく光学像として出力する態様に限定されず、自発光型の画像表示素子から出力された光自体を、画像データに基づく光学像として出力する態様であってもよい。自発光型の画像表示素子としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）またはＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が２次元配列された画像表示素子が挙げられる。
【０１１５】
また、本発明の撮像装置も、上記構成のものに限られるものではなく、例えば、一眼レフ形式のカメラや、フィルムカメラ、およびビデオカメラなどに適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１０、２１０、３１０    結像光学系
１１ａ〜１１ｃ    透過型表示素子
１２、１３、３２、３３    ダイクロイックミラー
１４、３４    クロスダイクロイックプリズム
１５、２１５、３１５    光源
１６ａ〜１６ｃ    コンデンサレンズ
１８ａ〜１８ｃ、３８    全反射ミラー
２１ａ〜２１ｃ    ＤＭＤ素子
２４ａ〜２４ｃ    ＴＩＲプリズム
２５、３５ａ〜３５ｃ    偏光分離プリズム
３１ａ〜３１ｃ    反射型表示素子
４１    カメラボディ
４２    シャッターボタン
４３    電源ボタン
４４、４５    操作部
４６    表示部
４７    マウント
４８    交換レンズ
４９    結像光学系
１００、２００、３００    投写型表示装置
１０５、２０５、３０５    スクリーン
４００    カメラ
Ｇ１    第１結像光学系
Ｇ１Ａ    第１Ａレンズ群
Ｇ１Ｂ    第１Ｂレンズ群
Ｇ２    第２結像光学系
Ｇ２Ａ    第２Ａレンズ群
Ｇ２Ｂ    第２Ｂレンズ群
Ｇ２Ｃ    第２Ｃレンズ群
Ｇ２Ｄ    第２Ｄレンズ群
Ｇ２Ｅ    第２Ｅレンズ群
Ｇ２Ｆ    第２Ｆレンズ群
Ｌ１ａ〜Ｌ２ｍ    レンズ
ＭＩ    中間像
ＰＰ    光学部材
Ｒ１    第１光路折り曲げ手段
Ｒ２    第２光路折り曲げ手段
Ｓｉｍ    画像表示面
Ｔａ    望遠端における軸上光束
Ｔｂ    望遠端における最大画角の光束
Ｗａ    広角端における軸上光束
Ｗｂ    広角端における最大画角の光束
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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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