(57)【要約】【課題】複合非球面レンズを含みコストおよび良好な光学性能に有利な構成を実現しながら、近年要望されている高輝度の投写型表示装置に使用可能な耐熱性を備えた投写用レンズ、およびこの投写用レンズを具備する投写型表示装置を実現する。【解決手段】投写用レンズは、ガラスレンズＬＧの面に樹脂層ＬＰが形成され、この樹脂層ＬＰの空気接触面側のレンズ面が非球面形状をなす複合非球面レンズを含む。樹脂層のガラス転移温度をＴｇとし、その単位を℃としたとき、少なくとも１つの樹脂層のＴｇは１５０＜Ｔｇ＜２８０である。また、この少なくとも１つの樹脂層について所定の条件式を満足するように構成される。【選択図】図１
2015215399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスレンズの面に樹脂層が形成され該樹脂層の空気接触面側のレンズ面が非球面形状をなす複合非球面レンズを含み、
少なくとも１つの前記樹脂層について下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする投写用レンズ。
１５０＜Ｔｇ＜２８０    （１）
【数１】
2015215399.tif 000031
ただし、
Ｔｇ：前記樹脂層のガラス転移温度であり、単位は℃
φＤａ：前記樹脂層の空気接触面側のレンズ面の有効直径
ｄ：最軸外主光線と光軸との交点が空気中にある場合は該交点と前記樹脂層の空気接触面側のレンズ面との光軸上の距離であり、該交点が空気中にない場合は光軸方向で該交点に最も近いレンズ面と前記樹脂層の空気接触面側のレンズ面との光軸上の距離
φＤｓ：最軸外主光線と光軸との交点が空気中にある場合は該交点の位置での軸上最周辺光線高さの２倍であり、該交点が空気中にない場合は光軸方向で該交点に最も近いレンズ面の有効直径
であり、ここで、
前記投写用レンズが変倍光学系の場合はφＤａ、ｄ、φＤｓは全系のＦナンバーが最小となる変倍状態のものである。
【請求項２】
下記条件式（３）を満足する請求項１記載の投写用レンズ。
φＤａ／φＤｓ＜２．５    （３）
【請求項３】
下記条件式（４）を満足する請求項１または２記載の投写用レンズ。
１０＜φＤＰ    （４）
ただし、
φＤＰ：前記樹脂層の空気接触面側のレンズ面の最大有効直径であり、単位はミリメートル
であり、ここで、
前記投写用レンズが変倍光学系の場合はφＤＰはとりうる値が最大となる変倍状態のものである。
【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項記載の投写用レンズ。
１≦φＤＰ／φＤＬｍｉｎ＜２．０    （５）
ただし、
φＤＰ：前記樹脂層の空気接触面側のレンズ面の最大有効直径
φＤＬｍｉｎ：全系で最小のレンズ有効直径
であり、ここで、
前記投写用レンズが変倍光学系の場合は、φＤＰはとりうる値が最大となる変倍状態のものであり、φＤＬｍｉｎはとりうる値が最小となる変倍状態のものである。
【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項記載の投写用レンズ。
０．４＜Ｚｒ・ｙ／（Ｆｍｉｎ・ｆ）    （６）
ただし、
Ｚｒ：前記投写用レンズが固定焦点光学系の場合は１であり、変倍光学系の場合は変倍比
ｙ：縮小側を像側とした場合の最大像高
Ｆｍｉｎ：前記投写用レンズが固定焦点光学系の場合は全系のＦナンバーであり、変倍光学系の場合は全系の最小Ｆナンバー
ｆ：前記投写用レンズが固定焦点光学系の場合は全系の焦点距離であり、変倍光学系の場合は広角端における全系の焦点距離
である。
【請求項６】
前記投写用レンズが固定焦点光学系であり、
下記条件式（７）を満足する請求項１から５のいずれか１項記載の投写用レンズ。
０．３＜Ｂｆ／｜ｅｘＰ｜＜１．０    （７）
ただし、
Ｂｆ：最も縮小側のレンズ面から全系の縮小側焦点位置までの光軸上の空気換算距離
ｅｘＰ：全系の縮小側焦点位置から縮小側瞳位置までの距離
である。
【請求項７】
少なくとも１つの前記樹脂層について下記条件式（１’）、（２’）を満足する請求項１記載の投写用レンズ。
１６０＜Ｔｇ＜２５０    （１’）
【数２】
2015215399.tif 000032
【請求項８】
下記条件式（３’）を満足する請求項２記載の投写用レンズ。
φＤａ／φＤｓ＜２．０    （３’）
【請求項９】
下記条件式（５’）を満足する請求項４記載の投写用レンズ。
１≦φＤＰ／φＤＬｍｉｎ＜１．５    （５’）
【請求項１０】
下記条件式（６’）を満足する請求項５記載の投写用レンズ。
０．４５＜Ｚｒ・ｙ／（Ｆｍｉｎ・ｆ）    （６’）
【請求項１１】
下記条件式（７’）を満足する請求項６記載の投写用レンズ。
０．４＜Ｂｆ／｜ｅｘＰ｜＜１．０    （７’）
【請求項１２】
光源と、該光源からの光が入射するライトバルブと、該ライトバルブにより光変調された光による光学像をスクリーン上に投写する投写用レンズとしての請求項１から１１のいずれか１項記載の投写用レンズとを備えた投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写用レンズおよび投写型表示装置に関し、例えば、ライトバルブにより形成される原画像をスクリーン上に拡大投写するのに好適な投写用レンズおよびこれを用いた投写型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレゼンテーション等の際、液晶表示素子やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス：登録商標）等のライトバルブの画像表示面に表示した画像を投写用レンズによりスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置（プロジェクター）が用いられている。画像を投写した際、スクリーン上の拡大投写像の輪郭が歪んでいないこと、および拡大投写像の周辺部で色ズレがないことが好ましく、そのためには投写用レンズには歪曲収差や倍率色収差が良好に補正され、高解像であることが求められる。また、小型化、軽量化、低コスト化の観点から、要求仕様と要求性能を満足した上で投写用レンズのレンズ構成枚数を極力少なくすることが求められる。さらに、近年では短い投写距離で大きな画面サイズが求められる場面が多いことから広角の投写用レンズの需要が増加している。これらの要望を満たすために収差補正効果が高い非球面レンズを用いた投写用レンズが提案されている（例えば、下記特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０７２０９４号公報
【特許文献２】特許第３４８７４６８号公報
【特許文献３】特開２００５−０８４３５２号公報
【特許文献４】特許第４０６００７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非球面レンズとしては、ガラスレンズのレンズ面を非球面形状に成形したレンズ（以下、ガラス非球面レンズという）、プラスチックレンズのレンズ面を非球面形状に成形したレンズ（以下、プラスチック非球面レンズという）、ガラスレンズのレンズ面に薄い樹脂層を形成し、この樹脂層の空気接触面側のレンズ面を非球面としたレンズ（以下、複合非球面レンズという）がある。しかし、ガラス非球面レンズは高コストであり、プラスチック非球面レンズは温度変化による性能変化がガラスレンズに比べて大きいという不都合がある。複合非球面レンズは、一般にはガラス非球面レンズよりも安価に作製でき、プラスチック非球面レンズよりも温度変化による性能変化が小さいが、樹脂層を含むため高温になる使用状態では注意が必要である。
【０００５】
通常、投写型表示装置においては、光利用効率を良くするため照明光学系の射出瞳位置と投写用レンズの縮小側瞳位置とは実質的に一致するように構成される。このような構成では、投写用レンズの主光線と光軸との交点またはその近傍が、照明光学系で用いられるインテグレーターによって生成される２次光源と共役な位置となり高温になりやすいため、このような位置にレンズを配置する場合は、耐熱性に優れた材質を選択することが必要である。また、近年では、より高輝度の投写型表示装置が求められており、そのために従来より高輝度の光源が用いられ、このような高輝度の投写型表示装置の内部では、上述した主光線と光軸との交点とその近傍以外でも高温になる可能性がある。
【０００６】
高温になる位置に耐熱性を考慮していないプラスチック非球面レンズや複合非球面レンズを配置すると、高温により性能変化が生じるだけではなく、これらのレンズが変質する虞があり、投写用レンズの投写性能を損なう虞がある。上記特許文献１〜３には、複合非球面レンズを用いた投写用レンズが記載されているが、いずれも温度変化や耐熱性を考慮した記載は無い。上記特許文献４には、正、負それぞれの面屈折力を有する２つの複合非球面レンズを用い、プラスチックレンズにおける温度変化による光学特性の変化の問題を緩和することが記載されているが、近年要望されている高輝度の投写型表示装置に使用可能な程度の耐熱性に関する記載は無い。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、複合非球面レンズを含みコストおよび良好な光学性能に有利な構成を実現しながら、近年要望されている高輝度の投写型表示装置に使用可能な耐熱性を備えた投写用レンズおよびこの投写用レンズを具備する投写型表示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】
本発明の投写用レンズは、ガラスレンズの面に樹脂層が形成されこの樹脂層の空気接触面側のレンズ面が非球面形状をなす複合非球面レンズを含み、少なくとも１つの樹脂層について下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
１５０＜Ｔｇ＜２８０    （１）
【数１】
2015215399.tif 000003
ただし、
Ｔｇ：樹脂層のガラス転移温度であり、単位は℃
φＤａ：樹脂層の空気接触面側のレンズ面の有効直径
ｄ：最軸外主光線と光軸との交点が空気中にある場合はこの交点と樹脂層の空気接触面側のレンズ面との光軸上の距離であり、この交点が空気中にない場合は光軸方向でこの交点に最も近いレンズ面と樹脂層の空気接触面側のレンズ面との光軸上の距離
φＤｓ：最軸外主光線と光軸との交点が空気中にある場合はこの交点の位置での軸上最周辺光線高さの２倍であり、この交点が空気中にない場合は光軸方向でこの交点に最も近いレンズ面の有効直径
であり、ここで、
投写用レンズが変倍光学系の場合はφＤａ、ｄ、φＤｓは全系のＦナンバーが最小となる変倍状態のものである。
【０００９】
本発明の投写用レンズは、上記条件式（１）に代わり下記条件式（１’）を満足することが好ましい。本発明の投写用レンズは、上記条件式（２）に代わり下記条件式（２’）を満足することが好ましい。
１６０＜Ｔｇ＜２５０    （１’）
【数２】
2015215399.tif 000004
【００１０】
また、本発明の投写用レンズは、下記条件式（３）〜（６）、（３’）、（５’）、（６’）のいずれか１つ、あるいは任意の組合せを満足することが好ましい。
φＤａ／φＤｓ＜２．５    （３）
φＤａ／φＤｓ＜２．０    （３’）
１０＜φＤＰ    （４）
１≦φＤＰ／φＤＬｍｉｎ＜２．０    （５）
１≦φＤＰ／φＤＬｍｉｎ＜１．５    （５’）
０．４＜Ｚｒ・ｙ／（Ｆｍｉｎ・ｆ）    （６）
０．４５＜Ｚｒ・ｙ／（Ｆｍｉｎ・ｆ）    （６’）
ただし、
φＤＰ：樹脂層の空気接触面側のレンズ面の最大有効直径であり、単位はミリメートル
φＤＬｍｉｎ：全系で最小のレンズ有効直径
Ｚｒ：投写用レンズが固定焦点光学系の場合は１であり、変倍光学系の場合は変倍比
ｙ：縮小側を像側とした場合の最大像高
Ｆｍｉｎ：投写用レンズが固定焦点光学系の場合は全系のＦナンバーであり、変倍光学系の場合は全系の最小Ｆナンバー
ｆ：投写用レンズが固定焦点光学系の場合は全系の焦点距離であり、変倍光学系の場合は広角端における全系の焦点距離
であり、ここで、
投写用レンズが変倍光学系の場合は、φＤＰはとりうる値が最大となる変倍状態のものであり、φＤＬｍｉｎはとりうる値が最小となる変倍状態のものである。
【００１１】
本発明の投写用レンズが固定焦点光学系の場合は、下記条件式（７）を満足することが好ましく、下記条件式（７’）を満足することがより好ましい。
０．３＜Ｂｆ／｜ｅｘＰ｜＜１．０    （７）
０．４＜Ｂｆ／｜ｅｘＰ｜＜１．０    （７’）
ただし、
Ｂｆ：最も縮小側のレンズ面から全系の縮小側焦点位置までの光軸上の空気換算距離
ｅｘＰ：全系の縮小側焦点位置から縮小側瞳位置までの距離
である。
【００１２】
本発明の投写型表示装置は、光源と、光源からの光が入射するライトバルブと、ライトバルブにより光変調された光による光学像をスクリーン上に投写する投写用レンズとして本発明の投写用レンズとを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
なお、本発明の投写用レンズにおいて、「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、便宜的にスクリーン側を拡大側と称するものとする。また、本発明の投写用レンズにおいて、「縮小側」とは、原画像表示領域側（ライトバルブ側）を意味し、縮小投写する場合も、便宜的にライトバルブ側を縮小側と称するものとする。
【００１４】
なお、本発明の投写用レンズにおける上記「複合非球面レンズ」は、いわゆるハイブリッド非球面レンズ、レプリカ非球面レンズとも称されるものであり、例えば、ガラスレンズの面に成型により薄い樹脂層を形成し、この樹脂層の空気接触面側のレンズ面を非球面としたレンズであって、ガラスレンズと樹脂層とを一体的に構成して全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズである。従って、本発明の投写用レンズにおける上記「複合非球面レンズ」は、ガラスレンズと樹脂からなるレンズとを別個に形成して、これらを接合剤により貼り合わせて構成した接合レンズとは異なるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ガラスレンズと樹脂層からなる複合非球面レンズを含み、その樹脂層に関する所定の条件式を満足するように構成しているため、コストおよび良好な光学性能に有利な構成を実現しながら、近年要望されている高輝度の投写型表示装置に使用可能な耐熱性を備えた投写用レンズ、およびこの投写用レンズを具備する投写型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１の投写用レンズの構成および光線を示す断面図である
【図２】図１に示す投写用レンズの部分拡大図である
【図３】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４】本発明の実施例２の投写用レンズの構成および光線を示す断面図であり、上段が広角端状態、下段が望遠端状態のものである
【図５】本発明の実施例３の投写用レンズの構成および光線を示す断面図である
【図６】本発明の実施例４の投写用レンズの構成および光線を示す断面図である
【図７】本発明の実施例５の投写用レンズの構成および光線を示す断面図であり、上段が広角端状態、下段が望遠端状態のものである
【図８】本発明の実施例６の投写用レンズの構成および光線を示す断面図である
【図９】本発明の実施例７の投写用レンズの構成および光線を示す断面図である
【図１０】本発明の実施例１の投写用レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である
【図１１】本発明の実施例２の投写用レンズの諸収差図であり、上段が広角端状態、下段が望遠端状態のものであり、各状態の収差図いずれも左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である
【図１２】本発明の実施例３の投写用レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である
【図１３】本発明の実施例４の投写用レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である
【図１４】本発明の実施例５の投写用レンズの諸収差図であり、上段が広角端状態、下段が望遠端状態のものであり、各状態の収差図いずれも左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である
【図１５】本発明の実施例６の投写用レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である
【図１６】本発明の実施例７の投写用レンズの諸収差図であり、上段が広角端状態、下段が望遠端状態のものであり、各状態の収差図いずれも左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である
【図１７】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
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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に、本発明の一実施形態に係る投写用レンズの断面図を示し、図２に図１の投写用レンズの要部拡大図を示す。図１に示す例は、後述の実施例１の投写用レンズに対応している。また、図３に、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を示す。
【００１８】
まず、図３を参照しながら、本発明の一実施形態に係る投写型表示装置について説明する。図３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かかる投写用レンズ１０４とを備えている。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、投写用レンズ１０４に入射する。照明光学系１０２の射出瞳位置と投写用レンズ１０４の入射瞳位置（投写用レンズ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。投写用レンズ１０４により、この光変調された光による光学像がスクリーン１０５上に投写される。
【００１９】
次に、図１、図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る投写用レンズの構成について詳細に説明する。図１、図２では、図の左側を拡大側、右側を縮小側としている。図１、図２には、上側の軸上最周辺光線４ａ、下側の軸上最周辺光線４ｂ、上側の最軸外最周辺光線５ａ、下側の最軸外最周辺光線５ｂ、最軸外主光線５ｃも図示している。なお、最周辺光線は最大光線とも呼ばれるものであり、最軸外主光線は軸外光線のうち最大像高に関する主光線である。また図１では、投写型表示装置に搭載される場合を想定して、平行平面板状のフィルタ２ａと、フィルタ２ａの縮小側の面に位置するライトバルブの画像表示面１も合わせて図示している。
【００２０】
なお、図１では、フィルタ２ａの縮小側の面の位置と画像表示面１の位置とが一致した例を示しているが、必ずしもこれに限定されない。また、図１には、１枚の画像表示面１のみを記載しているが、投写型表示装置において、光源からの光束を色分離光学系により３原色に分離し、各原色用に３つのライトバルブを配設して、フルカラー画像を表示可能とする構成にしてもよい。
【００２１】
本発明に係る投写用レンズは、ガラスレンズの少なくとも１面に樹脂層が形成され、この樹脂層の空気接触面側のレンズ面が非球面形状をなす複合非球面レンズを少なくとも１枚含むように構成される。複合非球面レンズを構成するガラスレンズはレンズ面に非球面を有しない球面レンズであることが好ましく、このようにした場合はコスト的に有利となる。
【００２２】
例えば、図１に示す例の投写用レンズは、固定焦点光学系であり、拡大側から順に、レンズＬ１〜Ｌ１３の１３枚のレンズからなり、そのうち、レンズＬ３が複合非球面レンズである。図１のレンズＬ３は、球面レンズであるガラスレンズＬＧと、ガラスレンズＬＧの縮小側の面に形成された樹脂層ＬＰとからなる。樹脂層ＬＰは、ガラスレンズと反対側のレンズ面、すなわち空気接触面側のレンズ面である縮小側のレンズ面が非球面形状とされている。
【００２３】
なお、図１では、ガラスレンズの一方の面のみに樹脂層が形成された複合非球面レンズの例を示しているが、本発明に係る複合非球面レンズは、ガラスレンズの両方の面に空気接触面側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層が形成されたものであってもよい。また、本発明に係る複合非球面レンズを構成するガラスレンズは実質的にパワーを持たないレンズであってもよい。
【００２４】
本発明の投写用レンズは、固定焦点光学系、変倍光学系のいずれでもよい。本発明の投写用レンズが固定焦点光学系である場合は、最も拡大側のレンズを本発明に係る複合非球面レンズとすれば、固定焦点光学系の投写用レンズで多く求められる広角レンズ系の実現に有利となる。というのは、最も拡大側のレンズを非球面レンズとすることで広角レンズ系で大きな課題となる歪曲収差の補正に有利になるからである。さらに、広角レンズ系では最も拡大側のレンズは径が大きなレンズとなりやすく、このレンズをガラス非球面レンズではなく複合非球面レンズで構成することでコスト的にも有利になる。本発明の投写用レンズが変倍光学系の場合は、変倍の際に移動するレンズ群が本発明に係る複合非球面レンズを含むように構成すれば、像面湾曲を補正する効果がより高い位置に非球面レンズを配置することができ、より高性能のレンズ系の実現に有利となる。
【００２５】
本発明に係る複合非球面レンズの樹脂層の材質には耐熱性の高い熱硬化型樹脂を用いることが好ましい。本発明に係る複合非球面レンズを構成する少なくとも１つの樹脂層は、下記条件式（１）を満足するものである。
１５０＜Ｔｇ＜２８０    （１）
ただし、
Ｔｇ：樹脂層のガラス転移温度であり、単位は°Ｃ
である。
【００２６】
なお、本発明において、ガラス転移温度Ｔｇは以下のように測定される。まず、樹脂層と同材質の樹脂を製膜して、窒素ガス雰囲気下で高温で熱硬化させることにより、測定用の樹脂層を５ｍｍ×３０ｍｍのサイズで作製する。この測定用の樹脂層を、２５℃、６０％ＲＨ（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｈｕｍｉｄｉｔｙ）で２時間以上調湿した後に動的粘弾性測定装置（バイブロン、ＤＶＡ−２２５（アイティー計測制御株式会社製））で、つかみ（把持点）間距離２０ｍｍ、昇温速度２℃／分、測定温度範囲３０℃から２００℃、周波数１Ｈｚで粘弾性を測定し、縦軸に対数軸で貯蔵弾性率、横軸に線形軸で単位が℃の温度を取ってプロットする。貯蔵弾性率が固体領域からガラス転移領域へ移行する際に見受けられる貯蔵弾性率の急激な減少を検知し、この温度を境にして、固体領域におけるプロットにより第１の直線を引き、ガラス転移領域におけるプロットにより第２の直線を引き、第１の直線と第２の直線の交点を求める。この交点の温度が、昇温時に貯蔵弾性率が急激に減少し樹脂層が軟化し始める温度であり、これを樹脂層のガラス転移温度Ｔｇとする。
【００２７】
条件式（１）の下限以下とならないように樹脂層の材質を選択することで、近年要望されている高輝度の投写型表示装置に複合非球面レンズを用いた場合でも、光源の熱によって樹脂層が変質したり、変形したりすることによる投写用レンズの解像性能の低下、樹脂層に形成されたコートの劣化を防止することが可能となる。条件式（１）の上限以上とならないように樹脂層の材質を選択することで、温度変化に対して脆くなる材質を回避することができ、度重なる温度変化による樹脂層のひび割れを防止することができる。条件式（１）を満足することで、投写用レンズを近年要望されている高輝度の投写型表示装置に適用した場合でも、光源の熱による投写用レンズの性能劣化を防止することが可能となる。
【００２８】
上記の条件式（１）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（１’）を満足することが好ましい。
１６０＜Ｔｇ＜２５０    （１’）
【００２９】
また、本投写用レンズにおいては、本発明に係る複合非球面レンズを構成し、条件式（１）を満足する少なくとも１つの樹脂層は、下記条件式（２）を満足する。
【数３】
2015215399.tif 000005
ただし、
φＤａ：樹脂層の空気接触面側のレンズ面の有効直径
ｄ：最軸外主光線と光軸との交点が空気中にある場合はこの交点と樹脂層の空気接触面側のレンズ面との光軸上の距離であり、この交点が空気中にない場合は光軸方向でこの交点に最も近いレンズ面と樹脂層の空気接触面側のレンズ面との光軸上の距離
φＤｓ：最軸外主光線と光軸との交点が空気中にある場合はこの交点の位置での軸上最周辺光線高さの２倍であり、この交点が空気中にない場合は光軸方向でこの交点に最も近いレンズ面の有効直径
である。ここで、投写用レンズが変倍光学系の場合はφＤａ、ｄ、φＤｓは全系のＦナンバーが最小となる変倍状態のものである。
【００３０】
ただし、全系のＦナンバーが最小となる状態でφＤａが複数の値をとる場合、例えば、開口径が可変の可変絞りを投写用レンズが含む場合等は、本発明においては、全系のＦナンバーが最小となる状態でφＤａがとりうる最小の値を用いて条件式（２）を算出する。同様に、全系のＦナンバーが最小となる状態でφＤｓが複数の値をとる場合も、φＤｓがとりうる最小の値を用いて条件式（２）を算出する。また、φＤａ、ｄ、φＤｓは投写距離を無限遠とした状態のものとする。最軸外主光線は投写用レンズの絞り位置、拡大側瞳位置、縮小側瞳位置のいずれかに基づき決めることができる。また、レンズ面の有効直径とは、レンズ面における有効光束の直径であり、有効光束は結像に用いられる光束である。後述の樹脂層の最大有効直径、レンズ有効直径についても同様である。
【００３１】
図２に、図１に示す投写用レンズのレンズＬ３〜Ｌ９とこれらを通る光線の部分拡大図を示す。条件式（２）のｄに関わる最軸外主光線５ｃと光軸Ｚとの交点の位置は光線が密集する位置であり、この位置に近いほど高温になりやすい。また、φＤａ、φＤｓは有効直径に関するものであり、φＤｓに対してφＤａが大きいほど、φＤｓに比べて樹脂層の径は大きなものとなり、最軸外主光線５ｃと光軸Ｚとの交点の位置での光線の密集度に比べ樹脂層での光線の密集度は低く高温になりにくいと考えられる。条件式（２）が満足される構成となるように複合非球面レンズを配置することで、コストおよび耐熱性の両方の点で有利な構成とすることができる。すなわち、仮に、上記φＤａ、ｄの定義の「樹脂層の空気接触面側のレンズ面」を「非球面レンズの空気接触面側のレンズ面」とし、条件式（２）が満足されるような非球面レンズを配置する構成を考えたとき、この非球面レンズとしてプラスチック非球面レンズでもなくガラス非球面レンズでもなく複合非球面レンズを選択することで、コストおよび耐熱性の両方の点で有利な構成とすることができる。
【００３２】
条件式（２）に関する効果をより高めるためには下記条件式（２’）を満足することが好ましく、さらにより高めるためには下記条件式（２’’）を満足することがさらにより好ましい。
【数４】
2015215399.tif 000006
【数５】
2015215399.tif 000007
【００３３】
また、この投写用レンズは、上記条件式（１）、（２）を満足する少なくとも１つの樹脂層の上記φＤａ、φＤｓに関して、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
φＤａ／φＤｓ＜２．５    （３）
条件式（３）が満足される構成となるように複合非球面レンズを配置することで、コストおよび耐熱性の両方の点で有利な構成とすることができる。
【００３４】
条件式（３）に関する効果をより高めるためには下記条件式（３’）を満足することがより好ましく、さらにより高めるためには下記条件式（３’’）を満足することがさらにより好ましい。
φＤａ／φＤｓ＜２．０    （３’）
φＤａ／φＤｓ＜１．５    （３’’）
【００３５】
また、この投写用レンズは、上記条件式（１）、（２）を満足する少なくとも１つの樹脂層について下記条件式（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樹脂層のサイズを設定することで、ガラス非球面レンズを用いる場合に比べてコスト的に有利な構成とすることができる。
１０＜φＤＰ    （４）
ただし、
φＤＰ：樹脂層の空気接触面側のレンズ面の最大有効直径であり、単位はミリメートル
である。ここで、投写用レンズが変倍光学系の場合は、φＤＰはとりうる値が最大となる変倍状態のものである。
【００３６】
また、この投写用レンズは、上記条件式（１）、（２）を満足する少なくとも１つの樹脂層について下記条件式（５）を満足することが好ましい。
１≦φＤＰ／φＤＬｍｉｎ＜２．０    （５）
ただし、
φＤＬｍｉｎ：全系で最小のレンズ有効直径
である。ここで、投写用レンズが変倍光学系の場合は、φＤＬｍｉｎはとりうる値が最小となる変倍状態のものである。なお、条件式（５）のφＤＰは条件式（４）のφＤＰと同じである。
【００３７】
φＤＰはφＤＬｍｉｎ以上となるため、条件式（５）の下限は１となる。条件式（５）の上限以上とならないように複合非球面レンズを配置することで、コストおよび耐熱性の両方の点で有利な構成とすることができる。
【００３８】
条件式（５）に関する効果をより高めるためには下記条件式（５’）を満足することがより好ましく、さらにより高めるためには下記条件式（５’’）を満足することがさらにより好ましい。
１≦φＤＰ／φＤＬｍｉｎ＜１．５    （５’）
１≦φＤＰ／φＤＬｍｉｎ＜１．３５    （５’’）
【００３９】
また、この投写用レンズは、下記条件式（６）を満足することが好ましい。
０．４＜Ｚｒ・ｙ／（Ｆｍｉｎ・ｆ）    （６）
ただし、
Ｚｒ：投写用レンズが固定焦点光学系の場合は１であり、変倍光学系の場合は変倍比
ｙ：縮小側を像側とした場合の最大像高
Ｆｍｉｎ：投写用レンズが固定焦点光学系の場合は全系のＦナンバーであり、変倍光学系の場合は全系の最小Ｆナンバー
ｆ：投写用レンズが固定焦点光学系の場合は全系の焦点距離であり、変倍光学系の場合は広角端における全系の焦点距離
である。
【００４０】
条件式（６）の下限以下とならないように構成することで、達成可能な投写用レンズの仕様の難易度が高くなり、本発明のような耐熱性を考慮した複合非球面レンズを使用することが有効となる。条件式（６）を満足することで、本発明のような耐熱性を考慮した複合非球面レンズを用いて利便性の高い仕様の投写用レンズを実現することができる。
【００４１】
条件式（６）に関する効果をより高めるためには下記条件式（６’）を満足することがより好ましい。また、下記条件式（６’’）を満足することが好ましく、条件式（６’’）の上限以上とならないように構成することで、投写用レンズの仕様の難易度が過度に高くなったり、レンズ系が大きくなったりすることを回避できる。
０．４５＜Ｚｒ・ｙ／（Ｆｍｉｎ・ｆ）    （６’）
０．４５＜Ｚｒ・ｙ／（Ｆｍｉｎ・ｆ）＜１．５０    （６’’）
【００４２】
この投写用レンズが固定焦点光学系である場合は、下記条件式（７）を満足することが好ましい。
０．３＜Ｂｆ／｜ｅｘＰ｜＜１．０    （７）
ただし、
Ｂｆ：最も縮小側のレンズ面から全系の縮小側焦点位置までの光軸上の空気換算距離
ｅｘＰ：全系の縮小側焦点位置から縮小側瞳位置までの距離
である。
【００４３】
条件式（７）の下限以下とならないように構成することで、Ｂｆが短くなりすぎて投写用レンズと照明光が干渉すること、または照明光を効率よく使用できないことを回避できる。条件式（７）の上限以上とならないように構成することで、レンズ系が大きくなったために投写用レンズと照明光が干渉することや高コストになることを回避できる。
【００４４】
条件式（７）の下限に関する効果をより高めるためには下記条件式（７’）を満足することがより好ましく、さらにより高めるためには下記条件式（７’’）を満足することがさらにより好ましい。
０．４＜Ｂｆ／｜ｅｘＰ｜＜１．０    （７’）
０．４５＜Ｂｆ／｜ｅｘＰ｜＜１．０    （７’’）
【００４５】
また、この投写用レンズは、下記条件式（８）を満足することが好ましい。条件式（８）の上限以上とならないように構成することで、投写用レンズに要求される明るさを満足することができる。
Ｆｍａｘ＜４．０    （８）
ただし、
Ｆｍａｘ：投写用レンズが固定焦点光学系の場合は全系のＦナンバーであり、変倍光学系の場合は全系の最大Ｆナンバー
である。
【００４６】
条件式（８）に関する効果をより高めるためには下記条件式（８’）を満足することがより好ましい。
Ｆｍａｘ＜３．５    （８’）
【００４７】
なお、照明光の損失を抑えて投写用レンズに照明光を取り込むためには、縮小側の像面の任意の点に集光する光束の断面において、各光束の上側の最周辺光線と下側の最周辺光線の二等分角線と、各光束の主光線とのなす角度が±３°以内であることが好ましい。
【００４８】
また、本発明の目的とする投写用レンズとして適切な仕様を満足するためには、歪曲収差が約±２％以内に抑えられていることが好ましく、投写用レンズが変倍光学系の場合は変倍全域において歪曲収差が約±２％以内に抑えられていることが好ましい。
【００４９】
なお、上述した好ましい構成や可能な構成は、任意の組合せが可能であり、投写用レンズに要望される事項に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。
【００５０】
次に、本発明の投写用レンズの具体的な実施例について説明する。
＜実施例１＞
実施例１の投写用レンズのレンズ構成図は図１に示したものであるため、ここでは図面の重複説明を省略する。実施例１の投写用レンズは、固定焦点光学系であり、縮小側が非テレセントリックに構成されている。実施例１の投写用レンズは、拡大側から順に、レンズＬ１〜Ｌ１３の１３枚のレンズから実質的に構成されている。レンズＬ３が複合非球面レンズであり、レンズＬ３は、ガラスレンズＬＧと、このガラスレンズＬＧの縮小側の面に形成され縮小側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層ＬＰとからなる。
【００５１】
実施例１の投写用レンズの詳細構成を示す数値データを下記表１〜表３に示す。表１に基本レンズデータを示し、表２に非球面係数を示し、表３にｄ線に関する諸元と可変面間隔の値等を示す。これらの表では、所定の桁でまるめた数値を記載し、長さの単位にはミリメートルを用い、角度の単位には度を用いている。
【００５２】
表１のＳｉの欄には最も拡大側の構成要素の拡大側の面を１番目として縮小側に向かうに従い順次増加するように構成要素の面に面番号を付した場合のｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示し、Ｎｄｊの欄には最も拡大側の構成要素を１番目として縮小側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に関する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。
【００５３】
ただし、曲率半径の符号は、拡大側に凸面を向けた面形状のものを正とし、縮小側に凸面を向けた面形状のものを負としている。基本レンズデータにはフィルタ２ａも含めて示している。非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。
【００５４】
表２に、実施例１の各非球面の非球面係数を示す。表２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、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍは３以上の整数であり、各非球面により異なる）の値である。
【００５５】
【数６】
2015215399.tif 000008
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（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
【００５６】
表１では、可変の面間隔は、ＤＤ［  ］という記号を用い、［  ］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤｉの欄に記入している。実施例１の投写用レンズでは、レンズＬ７のみを光軸方向に移動させて合焦を行うことが可能であり、レンズＬ７の拡大側、縮小側の面間隔に相当する表１のＤＤ［１１］、ＤＤ［１３］が合焦の際に変化する可変面間隔となっている。
【００５７】
表３に、投写距離が無限遠の場合、拡大倍率が−１４３．５７の場合それぞれについて、全系の焦点距離ｆ’、最も縮小側のレンズ面から全系の縮小側焦点位置までの光軸上の空気換算距離Ｂｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、全画角２ω、上記各可変面間隔の値を示す。なお、Ｂｆは縮小側をバック側とした場合のバックフォーカスに相当するものである。Ｂｆは投写距離が無限遠の場合のみ値を示す。また、表３に、全系の縮小側焦点位置から縮小側瞳位置までの距離ｅｘＰの値を示す。本明細書では、ｅｘＰの符号は、全系の縮小側焦点位置よりも縮小側瞳位置が拡大側にある場合を負とし、縮小側にある場合を正としている。
【００５８】
【表１】
2015215399.tif 000009
【００５９】
【表２】
2015215399.tif 000010
【００６０】
【表３】
2015215399.tif 000011
【００６１】
図１０に左から順に、拡大倍率が−１４３．５７の場合の実施例１の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。図１０において、球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）に関する収差をそれぞれ実線、長破線、短破線で示し、非点収差図では、サジタル方向、タンジェンシャル方向のｄ線に関する収差をそれぞれ実線、短破線で示し、歪曲収差図では、ｄ線に関する収差を実線で示し、倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線に関する収差をそれぞれ長破線、短破線で示している。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００６２】
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ため、以下の実施例の説明では一部重複説明を省略する。また、以下で説明する各実施例の断面図において、図の左側を拡大側、右側を縮小側としている点、上側の軸上最周辺光線４ａ、下側の軸上最周辺光線４ｂ、上側の最軸外最周辺光線５ａ、下側の最軸外最周辺光線５ｂ、最軸外主光線５ｃ、画像表示面１も図示している点は実施例１の断面図と同様であるため、以下の実施例の説明では重複説明を省略する。
【００６３】
＜実施例２＞
図４に、実施例２の投写用レンズの構成および光線を示す断面図を示す。実施例２の投写用レンズは、拡大側から順に、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５が配列されてなる５群構成のズームレンズであり、縮小側がテレセントリックに構成されている。図４では「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端状態のものを示し、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態のものを示す。第１レンズ群Ｇ１は拡大側から順にレンズＬ１〜Ｌ４からなり、第２レンズ群Ｇ２は拡大側から順にレンズＬ５〜Ｌ７からなり、第３レンズ群Ｇ３はレンズＬ８のみからなり、第４レンズ群Ｇ４は拡大側から順にレンズＬ９〜Ｌ１２からなり、第５レンズ群Ｇ５はレンズＬ１３のみからなる。レンズＬ９が複合非球面レンズであり、レンズＬ９は、ガラスレンズＬＧと、このガラスレンズＬＧの拡大側の面に形成され拡大側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層ＬＰとからなる。なお、図４では、図１に示すフィルタ２ａに代わり、プリズムおよびフィルタ等を想定したガラスブロック２ｂを配置した例を示している。
【００６４】
表４、表５、表６にそれぞれ、実施例２の投写用レンズの基本レンズデータ、非球面係数、諸元と可変面間隔の値等を示す。表６に示す各値は投写距離が無限遠の場合のものである。表６では、広角端状態と望遠端状態それぞれについて、ｆ’、Ｂｆ、ＦＮｏ．、２ω、各可変面間隔の値に加え、変倍比Ｚｒも示している。表４、表６では、変倍の際に変化する可変面間隔をＤＤ［  ］という記号を用いて示している。なお、この投写用レンズは縮小側がテレセントリックに構成されているため、表６ではｅｘＰの欄に「テレセントリック」と記載している。以下の実施例でも縮小側がテレセントリックのものはｅｘＰの欄は同様に記載している。
【００６５】
【表４】
2015215399.tif 000012
【００６６】
【表５】
2015215399.tif 000013
【００６７】
【表６】
2015215399.tif 000014
【００６８】
図１１に左から順に、拡大倍率が−１０５．４６の場合の実施例２の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。図１１では、「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端状態のものを示し、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態のものを示す。
【００６９】
＜実施例３＞
図５に、実施例３の投写用レンズの構成および光線を示す断面図を示す。実施例３の投写用レンズは、固定焦点光学系であり、縮小側がテレセントリックに構成されている。実施例３の投写用レンズは、拡大側から順に、レンズＬ１〜Ｌ９の９枚のレンズから実質的に構成されている。レンズＬ５が複合非球面レンズであり、レンズＬ５は、ガラスレンズＬＧと、このガラスレンズＬＧの拡大側の面に形成され拡大側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層ＬＰとからなる。また、図５では、レンズＬ４とレンズＬ５の間に光束径を決める開口３を配置し、最も縮小側のレンズより縮小側にフィルタ２ａとガラスブロック２ｂを配置した例を示している。
【００７０】
表７、表８、表９にそれぞれ、実施例３の投写用レンズの基本レンズデータ、非球面係数、諸元と可変面間隔の値等を示す。表７では、開口３に相当する面の面番号の欄には面番号と（ＡＰ）という語句を記載している。表９では、拡大倍率が−６７．７８の場合の各値を示している。また、図１２に左から順に、拡大倍率が−６７．７８の場合の実施例３の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。
【００７１】
【表７】
2015215399.tif 000015
【００７２】
【表８】
2015215399.tif 000016
【００７３】
【表９】
2015215399.tif 000017
【００７４】
＜実施例４＞
図６に、実施例４の投写用レンズの構成および光線を示す断面図を示す。実施例４の投写用レンズは、固定焦点光学系であり、縮小側がテレセントリックに構成されている。実施例４の投写用レンズは、拡大側から順に、レンズＬ１〜Ｌ１０の１０枚のレンズから実質的に構成されている。レンズＬ７が複合非球面レンズであり、レンズＬ７は、ガラスレンズＬＧと、このガラスレンズＬＧの縮小側の面に形成され縮小側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層ＬＰとからなる。また、図６では、最も縮小側のレンズより縮小側にガラスブロック２ｂを配置した例を示している。
【００７５】
表１０、表１１、表１２にそれぞれ、実施例４の投写用レンズの基本レンズデータ、非球面係数、諸元と可変面間隔の値等を示す。表１２では、拡大倍率が−１２７．２８の場合の各値を示している。また、図１３に左から順に、拡大倍率が−１２７．２８の場合の実施例４の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。
【００７６】
【表１０】
2015215399.tif 000018
【００７７】
【表１１】
2015215399.tif 000019
【００７８】
【表１２】
2015215399.tif 000020
【００７９】
＜実施例５＞
図７に、実施例５の投写用レンズの構成および光線を示す断面図を示す。実施例５の投写用レンズは、拡大側から順に、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５が配列されてなる５群構成のズームレンズであり、縮小側がテレセントリックに構成されている。図７では「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端状態のものを示し、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態のものを示す。第１レンズ群Ｇ１は拡大側から順にレンズＬ１〜Ｌ２からなり、第２レンズ群Ｇ２は拡大側から順にレンズＬ３〜Ｌ４からなり、第３レンズ群Ｇ３は拡大側から順にレンズＬ５〜Ｌ６からなり、第４レンズ群Ｇ４は拡大側から順にレンズＬ７〜Ｌ１０からなり、第５レンズ群Ｇ５はレンズＬ１１のみからなる。レンズＬ１、Ｌ７が複合非球面レンズである。レンズＬ１は、ガラスレンズＬＧ１と、このガラスレンズＬＧ１の縮小側の面に形成され縮小側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層ＬＰ１とからなる。レンズＬ７は、ガラスレンズＬＧ２と、このガラスレンズＬＧ２の拡大側の面に形成され拡大側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層ＬＰ２と、このガラスレンズＬＧ２の縮小側の面に形成され縮小側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層ＬＰ３とからなる。なお、図７では、最も縮小側のレンズより縮小側にガラスブロック２ｂを配置した例を示している。
【００８０】
表１３、表１４、表１５にそれぞれ、実施例５の投写用レンズの基本レンズデータ、非球面係数、諸元と可変面間隔の値等を示す。表１５では実施例５の投写用レンズについて、表６と同様に各値を示している。また、図１４に左から順に、拡大倍率が−８１．４０の場合の実施例５の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。図１４では、「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端状態のものを示し、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態のものを示す。
【００８１】
【表１３】
2015215399.tif 000021
【００８２】
【表１４】
2015215399.tif 000022
【００８３】
【表１５】
2015215399.tif 000023
【００８４】
＜実施例６＞
図８に、実施例６の投写用レンズの構成および光線を示す断面図を示す。実施例６の投写用レンズは、固定焦点光学系であり、縮小側が非テレセントリックに構成されている。実施例６の投写用レンズは、拡大側から順に、レンズＬ１〜Ｌ１１の１１枚のレンズから実質的に構成されている。レンズＬ９が複合非球面レンズであり、レンズＬ９は、ガラスレンズＬＧと、このガラスレンズＬＧの拡大側の面に形成され拡大側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層ＬＰとからなる。また、図８では、最も縮小側のレンズより縮小側にフィルタ２ａを配置した例を示している。
【００８５】
表１６、表１７、表１８にそれぞれ、実施例６の投写用レンズの基本レンズデータ、非球面係数、諸元と可変面間隔の値等を示す。実施例６の投写用レンズでは、レンズＬ３〜Ｌ５を一体的に光軸方向に移動させて合焦を行うことが可能であり、レンズＬ３の拡大側の面間隔、レンズＬ５の縮小側の面間隔それぞれに相当する表１６のＤＤ［４］、ＤＤ［１０］が合焦の際に変化する可変面間隔となっている。表１８では、投写距離が無限遠の場合、拡大倍率が−１４８．３９の場合それぞれについて、表３と同様に各値を示している。また、図１５に左から順に、拡大倍率が−１４８．３９の場合の実施例６の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。
【００８６】
【表１６】
2015215399.tif 000024
【００８７】
【表１７】
2015215399.tif 000025
【００８８】
【表１８】
2015215399.tif 000026
【００８９】
＜実施例７＞
図９に、実施例７の投写用レンズの構成および光線を示す断面図を示す。実施例７の投写用レンズは、拡大側から順に、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５が配列されてなる５群構成のズームレンズであり、縮小側がテレセントリックに構成されている。図９では「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端状態のものを示し、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態のものを示す。第１レンズ群Ｇ１は拡大側から順にレンズＬ１〜Ｌ５からなり、第２レンズ群Ｇ２は拡大側から順にレンズＬ６〜Ｌ７からなり、第３レンズ群Ｇ３は拡大側から順にレンズＬ８〜Ｌ９からなり、第４レンズ群Ｇ４は拡大側から順にレンズＬ１０〜Ｌ１５からなり、第５レンズ群Ｇ５はレンズＬ１６のみからなる。レンズＬ１０が複合非球面レンズである。レンズＬ１０は、ガラスレンズＬＧと、このガラスレンズＬＧの拡大側の面に形成され拡大側のレンズ面が非球面形状をなす樹脂層ＬＰとからなる。なお、図９では、最も縮小側のレンズより縮小側にガラスブロック２ｂを配置した例を示している。
【００９０】
表１９、表２０、表２１にそれぞれ、実施例７の投写用レンズの基本レンズデータ、非球面係数、諸元と可変面間隔の値等を示す。実施例７の投写用レンズでは、レンズＬ４のみを光軸方向に移動させて合焦を行うことが可能である。表１９、表２１では、合焦または変倍の際に変化する可変面間隔をＤＤ［  ］という記号を用いて示している。表２１では、投写距離が無限遠の場合の広角端状態と望遠端状態それぞれ、拡大倍率が−１３１．８４の場合の広角端状態と望遠端状態それぞれについて、各値を示している。また、図１６に左から順に、拡大倍率が−１３１．８４の場合の実施例７の投写用レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。図１６では、「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端状態のものを示し、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態のものを示す。
【００９１】
【表１９】
2015215399.tif 000027
【００９２】
【表２０】
2015215399.tif 000028
【００９３】
【表２１】
2015215399.tif 000029
【００９４】
表２２に、上記実施例１〜７の上記条件式（１）〜（８）の対応値とそれに関連する値を示す。表２２に示す値はｄ線に関するものである。なお、表２２の「実施例５＿１」、「実施例５＿２」、「実施例５＿３」の欄は、実施例５の投写用レンズが有する３つの樹脂層ＬＰ１〜ＬＰ３にそれぞれ対応している。上記実施例１〜７の投写用レンズは、例えば明るさが３０００〜７０００ルーメンの高輝度の投写型表示装置に好適に使用可能である。
【００９５】
【表２２】
2015215399.tif 000030
【００９６】
図３に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を示したが、図１７に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を示す。上記実施例１、６が図３に示す投写型表示装置に好適に使用可能であり、上記実施例２〜５、７が図１７に示す投写型表示装置に好適に使用可能である。
【００９７】
図１７に示す投写型表示装置２００は、本発明の実施形態にかかる投写用レンズ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１７では、投写用レンズ１０は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１７ではその図示を省略している。
【００９８】
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、投写用レンズ１０に入射する。投写用レンズ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。
【００９９】
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、本発明の投写用レンズとしては、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。
【０１００】
また、本発明の投写型表示装置は、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。
【符号の説明】
【０１０１】
１    画像表示面
２ａ    フィルタ
２ｂ    ガラスブロック
３    開口
４ａ    上側の軸上最周辺光線
４ｂ    下側の軸上最周辺光線
５ａ    上側の最軸外最周辺光線
５ｂ    下側の最軸外最周辺光線
５ｃ    最軸外主光線
１０、１０４    投写用レンズ
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
１００、２００    投写型表示装置
１０２    照明光学系
１０３    ＤＭＤ
１０４    投写用レンズ
１０５、２０５    スクリーン
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ３    第３レンズ群
Ｇ４    第４レンズ群
Ｇ５    第５レンズ群
Ｌ１〜Ｌ１６    レンズ
ＬＧ、ＬＧ１、ＬＧ２    ガラスレンズ
ＬＰ、ＬＰ１〜ＬＰ３    樹脂層
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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