(57)【要約】【課題】限られた少ない枚数のレンズから構成された簡易な構成で良好に諸収差が低減された明るい投射レンズを提供する。【解決手段】投射レンズ（２）は、スクリーン（５）側より表示素子（７０）側に向かって順に配設された１枚の負の屈折力のレンズからなる第１レンズ（１０）と、１枚の正の屈折力のレンズからなる第２レンズ（２０）と、１枚の負の屈折力のレンズからなる第３レンズ（３０）と、負の屈折力の第１貼り合わせレンズ（４１）と正の屈折力の第２貼り合わせレンズ（４２）とからなり全体で正の屈折力の第４レンズ（４０）と、１枚の正の屈折力からなる第５レンズ（５０）との実質的に６枚のレンズからなり、表示素子側で略テレセントリックに形成され、第１レンズの表示素子側の面（１１）と第２貼り合わせレンズの表示素子側の面（４３）が、非球面に形成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2004184932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン側より表示素子側に向かって順に配設された１枚の負の屈折力のレンズからなる第１レンズと、１枚の正の屈折力のレンズからなる第２レンズと、１枚の負の屈折力のレンズからなる第３レンズと、負の屈折力の第１貼り合わせレンズと正の屈折力の第２貼り合わせレンズとからなり全体で正の屈折力の第４レンズと、１枚の正の屈折力からなる第５レンズとの実質的に６枚のレンズからなり、
前記表示素子側で略テレセントリックに形成され、
前記第１レンズの表示素子側の面と前記第２貼り合わせレンズの表示素子側の面が、非球面に形成されている
ことを特徴とする投射レンズ。
【請求項２】
前記第２レンズのスクリーン側の先端から前記第４レンズの表示素子側の先端までの距離をＬ２−４とし、前記第２レンズの表示素子側の先端から前記第３レンズのスクリーン側の先端までの距離をＬ２３とするとき、
０．３＜Ｌ２３／Ｌ２−４＜０．５
であることを特徴とする請求項１に記載の投射レンズ。
【請求項３】
前記第１レンズと前記第２レンズとの合成の焦点距離をｆ１−２とし、前記第３レンズの焦点距離をｆ３とするとき、
−１．５＜ｆ１−２／ｆ３＜−０．８
であることを特徴とする請求項１に記載の投射レンズ。
【請求項４】
前記第１レンズと前記第２レンズと前記第３レンズとは、スクリーン側から光軸にほぼ平行に前記第１レンズに入射する光束を光軸にほぼ平行に前記第３レンズを出射させるようにする屈折力を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の投射レンズ。
【請求項５】
前記第１貼り合わせレンズのスクリーン側の面はほぼ平面である
ことを特徴とする請求項１に記載の投射レンズ。
【請求項６】
画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成された画像を投映する請求項１〜５のいずれかに記載の投映用ズームレンズと、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムやスライド、あるいは液晶表示器などに表示された像をスクリーンに拡大投映するための投射レンズ及びこれを備えたプロジェクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
低コストのＬＣＤプロジェクター用レンズを考える場合に、明るいこと、コンパクトで軽量であること、高精細な画像が得られること、歪曲が小さいこと、倍率色収差が小さいこと、テレセントリックであること、バックフォーカスが長いこと、短い投射距離を有すること、低コストであること等が要求される。
【０００３】
一方、フィルムやスライド、あるいは液晶表示器などに表示された像をスクリーンに拡大投映するプロジェクターにおいては、投映用の光学系としてテレセントリックタイプのズームレンズが用いられることが多い。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３７１６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ズームレンズでは、低コストであること等の要件を満たしにくい。
【０００６】
一方、固定焦点型の投射レンズを多数枚のレンズで構成することによって、高精細な画像が得られること、歪曲が小さいこと、倍率色収差が小さいこと等の要件を満たすことができる。しかしながら、レンズ枚数を多くした場合に、短波長側の透過率がレンズのガラス材の内部吸収により低減する。これに対し、短波長側の内部吸収の少ない鉛入りガラスを用い明るさを確保することも考えられるが、高コストになる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、少ない枚数のレンズから構成された簡易な構成で良好に諸収差が低減された固定焦点型の投射レンズ及びこれを備えたプロジェクターを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の投射レンズは、スクリーン側より表示素子側に向かって順に配設された１枚の負の屈折力のレンズからなる第１レンズと、１枚の正の屈折力のレンズからなる第２レンズと、１枚の負の屈折力のレンズからなる第３レンズと、負の屈折力の第１貼り合わせレンズと正の屈折力の第２貼り合わせレンズとからなり全体で正の屈折力の第４レンズと、１枚の正の屈折力からなる第５レンズとの実質的に６枚のレンズからなり、前記表示素子側で略テレセントリックに形成され、前記第１レンズの表示素子側の面と前記第２貼り合わせレンズの表示素子側の面が、非球面に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の発明によれば、第１レンズによって広角範囲の光線を拾い集め、第２レンズによって光線の収束を図り第３レンズへ送り、第３レンズによって拡散された光束が第４レンズへ導かれ、第４レンズにおいて主に色収差の低減を図り、第５レンズへ導かれ、第５レンズにおいて主に表示素子側で略テレセントリックになるように光束の収束を図る。
【００１０】
第１レンズの表示素子側の面が非球面に形成されているので、スクリーン側から第１レンズに広角度で入射した光束は、少ない枚数のレンズで構成されているにもかかわらず、歪曲収差やコマ収差や非点収差等の諸収差を低減させることができる。また、第２貼り合わせレンズの表示素子側の面が非球面に形成されているので、少ない枚数のレンズで構成されているにもかかわらず、歪曲収差やコマ収差や非点収差等の諸収差を低減させることができ、また、第５レンズに対して、投射レンズが略テレセントリックとなるようにする役割を過負担なく担わせることが可能になる。
【００１１】
また、第１レンズ及び第４レンズは一面に非球面を有するため製造コストの観点からレンズ口径をあまり大きくすることはできない。しかし、第２レンズと第４レンズとの間に第３レンズを配設したので、第２レンズと第３レンズと第４レンズとの間の位置関係を好適に設定するとともに第３レンズのパワー（屈折力）を好適に設定することにより、第１レンズ及び第４レンズのレンズ口径が限られる場合においても、第２レンズを出射した大きな光束口径の光束を第３レンズを介して第３レンズにおいて大きさ収差を発生させることなく第４レンズに受け渡すことが可能になり、少ないレンズ枚数の割にはＦＮｏ．（Ｆナンバー）の大きな明るい投射レンズを構成することができる。
【００１２】
また、第２レンズと第４レンズとの間に第３レンズを配設したので、第２レンズと第３レンズと第４レンズとの間の位置関係を好適に設定することにより、例えば光軸に平行なスクリーン側から第１レンズに入射する光束が、光軸にほぼ平行な光束として第４レンズに入射するようにでき、この結果、第４レンズの色収差以外の収差補正の役割負担を軽減させることができる。
【００１３】
また、本発明は、前記第２レンズのスクリーン側の先端から前記第４レンズの表示素子側の先端までの距離をＬ２−４とし、前記第２レンズの表示素子側の先端から前記第３レンズのスクリーン側の先端までの距離をＬ２３とするとき、
０．３＜Ｌ２３／Ｌ２−４＜０．５
であることを特徴とする。
【００１４】
上記発明において、Ｌ２３／Ｌ２−４の値が小さいほど第３レンズは第２レンズに近いので第２レンズを出射した光束はより大きな光束口径で第３レンズに入射する。第３レンズに入射する光束口径が大きい場合であって第３レンズのパワーが大きい場合に、所望の明るさ（ＦＮｏ．）を得るために大きな光束口径の光束を捕獲しようとすると第４レンズのレンズ口径を大きくする必要が生じる。一方、一面が非球面である第４レンズは限られたレンズ口径を有するので、所望の明るさ（ＦＮｏ．）を得るためには第３レンズのパワーを小さくする必要があるが、第３レンズのパワーを小さくしすぎると投射レンズのバックフォカスの長さが短くなり好ましくなく、第３レンズのパワーを小さくすることにも限度がある。そこで、第４レンズの限られたレンズ口径を前提にするとともに所望のバックフォカスの長さを確保するためには、Ｌ２３／Ｌ２−４の値が小さすぎるのはよくなく、数値実験によれば０．３より大きい必要がある。
【００１５】
また、Ｌ２３／Ｌ２−４の値が大きいほど第３レンズは第２レンズから遠く、第３レンズと第４レンズの間隔は小さくなる。所望の明るさ（ＦＮｏ．）を得るためには、第３レンズを出射した光束の全てを第４レンズに入射させる必要があり、このためには第３レンズのパワーを大きくする必要がある。Ｌ２３／Ｌ２−４の値が大きいほど第３レンズのパワーをより大きくする必要があるが、第３レンズのパワーを大きくしすぎると収差が発生しやすくなる。そこで、収差が許容範囲にあるように第３レンズのパワーを抑制するとともにＬ２３／Ｌ２−４の値を大きくし過ぎないようにする必要がある。Ｌ２３／Ｌ２−４の値が大きすぎるのはよくなく、数値実験によれば０．５より小さい必要がある。
【００１６】
また、本発明は、前記第１レンズと前記第２レンズとの合成の焦点距離をｆ１−２とし、前記第３レンズの焦点距離をｆ３とするとき、
−１．５＜ｆ１−２／ｆ３＜−０．８
であることを特徴とする。
【００１７】
上記発明において、ｆ１−２／ｆ３の値が−１．５と−０．８との間というように−１の近傍であるということは、例えば光軸にほぼ平行にスクリーン側から第１レンズに入射した光束が光軸にほぼ平行な光束として第３レンズから出射し、ほぼ平行な光束として第４レンズに入射することを意味する。この場合、光軸に対し傾斜してスクリーン側から第１レンズに入射した光束もあまり大きく方向を変えることなく第３レンズから出射する傾向にあり、第４レンズに入射する。すなわち、第１レンズ及び第２レンズの組と第３レンズとはいわゆるアフォーカル系を構成する。これによって、投射レンズの収差の低減を図ることができる。ｆ１−２／ｆ３の値が−１．５以下の場合や−０．８以上の場合のいずれの場合も、例えば光軸にほぼ平行にスクリーン側から第１レンズに入射した光束でも平行でない光束として第４レンズに入射することになるので、第４レンズにおける収差補正の役割負担が大きくなり、投射レンズにおける収差が生じやすくなる。
【００１８】
また、本発明は、前記第１レンズと前記第２レンズと前記第３レンズとは、スクリーン側から光軸にほぼ平行に前記第１レンズに入射する光束を光軸にほぼ平行に前記第３レンズを出射させるようにする屈折力を有することを特徴とする。
【００１９】
上記発明において、第１レンズ及び第２レンズの組と第３レンズとはいわゆるアフォーカル系を構成するので、投射レンズの収差の低減を図ることができる。
【００２０】
また、本発明は、前記第１貼り合わせレンズのスクリーン側の面はほぼ平面であることを特徴とする。
【００２１】
上記発明において、例えば第３レンズから光軸にほぼ平行に出射する光束は第１貼り合わせレンズのスクリーン側の面でほとんど屈折を受けることなく第４レンズに入射する。これによって、投射レンズの収差の低減を図ることができる。
【００２２】
また、本発明のプロジェクターは、画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成された画像を投射する上記投射レンズと、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る投射レンズのレンズ構成を示すものである。
図１に示す投射レンズ２は、スクリーン側（図１における左側）より表示素子（物点面）側（図１における右側）に向かって順に配設された１枚の負の屈折力のレンズからなる第１レンズ１０と、１枚の正の屈折力のレンズからなる第２レンズ２０と、１枚の負の屈折力のレンズからなる第３レンズ３０と、負の屈折力の第１貼り合わせレンズ４１と正の屈折力の第２貼り合わせレンズ４２とからなり全体で正の屈折力の第４レンズ４０と、１枚の正の屈折力からなる第５レンズ５０との実質的に６枚のレンズから構成されている。符号６０は表示素子としての３つの液晶表示器の３種の色の像を合成する合成プリズムを示す。符合７０は模式的に表示素子（物点面）を示す。ズームレンズ２は、物点面７０の側で略テレセントリックに形成され、物点面７０の各々の点から出た光束は平行光束としてスクリーン５（図６参照）に向かうように形成されている。第２レンズ２０の表示素子７０側の直後には絞り２２が設けられており、絞り２２の大きさによって投射レンズ２の明るさ（ＦＮｏ．）が決められる。
【００２４】
図５に示すように、第１レンズ１０によって広角範囲の光線を拾い集め、第２レンズ２０によって光線の収束を図り第３レンズ３０へ送り、第３レンズ３０によって第４レンズ４０へ導かれ、第４レンズにおいて主に色収差の低減を図り、第５レンズ５０へ導かれ、第５レンズ５０において主に表示素子７０側で略テレセントリックになるように光束の収束を図る。
【００２５】
投射レンズ２において、第１レンズ１０の表示素子側の面１１と第２貼り合わせレンズ４２の表示素子側の面４３が、非球面に形成されている。面１１と面４３の形状は次の非球面式
【数１】
2004184932.tif 000003
で表われる。係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを所定の係数値であり、Ｒは面１１または面４３の中心近傍の曲率半径を示す。
【００２６】
第１レンズ１０の面１１が非球面に形成されているので、スクリーン側から第１レンズ１０に広角度で入射した光束は、少ない枚数のレンズで構成されているにもかかわらず、歪曲収差やコマ収差や非点収差等の諸収差を低減させることができる。また、第２貼り合わせレンズ４２の面４３が非球面に形成されているので、少ない枚数のレンズで構成されているにもかかわらず、歪曲収差やコマ収差や非点収差等の諸収差を低減させることができる。また、面４３を非球面にことにより、第５レンズ５０に対して、第５レンズ５０において諸収差を発生させることなく投射レンズ２が略テレセントリックとなるようにする役割を過負担なく担わせることができる。面１１と面４３を非球面に形成することにより、色収差以外の諸収差すなわち歪曲収差やコマ収差や非点収差等の諸収差を著しく低減できる。例えば、従来３．０％の歪曲収差やコマ収差や非点収差等の諸収差を約１．５％に低減することができた。
【００２７】
第１レンズ１０及び第４レンズ４０は一面に非球面を有するため、第１レンズ１０及び第４レンズ４０のレンズ口径を所定値より大きくすると製造コストが高くなる。また、球面のガラスレンズ面上に樹脂材等からなる薄膜を加工付着させて面１１，４３を非球面に形成する場合に、製造可能なレンズ口径の大きさにも限度がある。そこで、第１レンズ１０及び第４レンズ４０のレンズ口径はあまり大きくすることはできない。投射レンズ２においては、第１レンズ１０及び第４レンズ４０のレンズ口径が限られた値にもかかわらず、少ないレンズ枚数の割にはＦＮｏ．の大きい明るい投射レンズ２を構成することができるように、第２レンズ２０と第４レンズ４０との間に第３レンズ３０が配設されている。第２レンズ２０と第４レンズ４０との間に第３レンズ３０との間の位置関係を好適に設定するとともに第３レンズ３０のパワー（屈折力）を好適に設定することにより、第１レンズ１０及び第４レンズ４０のレンズ口径が限られる場合においても、第２レンズ２０を出射した大きな光束口径の光束を第３レンズ３０を介して第４レンズ４０に適正に受け渡しできる。また、第３レンズ３０のパワーを好適に設定することにより第３レンズ３０において大きさ収差を発生させないようにする。投射レンズ２は、少ないレンズ枚数の割には、高い収差特性とＦＮｏ．が１．５という大きなＦＮｏ．を有する。
【００２８】
また、投射レンズ２では、第２レンズ２０のスクリーン５側の先端から第４レンズ４０の表示素子７０側の先端までの距離をＬ２−４とし、第２レンズ２０の表示素子７０側の先端から第３レンズ３０のスクリーン５側の先端までの距離をＬ２３とするとき、
０．３＜Ｌ２３／Ｌ２−４＜０．５                  （１）
が成立する。
【００２９】
式（１）に示すように、Ｌ２３／Ｌ２−４に下限と上限とがあるのは次のような理由による。
図１または図５に示すように、Ｌ２３／Ｌ２−４の値が小さいほど第３レンズ３０は第２レンズ２０に近いので第２レンズ２０を出射した光束はより大きな光束口径で第３レンズ３０に入射する。第３レンズ３０に入射する光束口径が大きい場合において第３レンズ３０のパワーを大きくすると、第３レンズ３０を出射した光束はさらに拡散され第４レンズ４０に入射する。所望の明るさ（ＦＮｏ．）を得るために大きな光束口径の光束を第４レンズ４０において捕獲しようとすると第４レンズ４０のレンズ口径を大きくする必要が生じる。このため、面４３が非球面である第４レンズ４０のレンズ口径が限られた値であることを前提にすると、所望の明るさ（ＦＮｏ．）を得るためには第３レンズ３０のパワーを小さくする必要がある。しかし、第３レンズ３０のパワーを小さくしすぎると投射レンズ２のバックフォカスの長さが短くなり好ましくない。Ｌ２３／Ｌ２−４の値が小さいまま第３レンズ３０のパワーを小さくすることにも限度がある。そこで、第４レンズ４０の限られたレンズ口径を前提にするとともに所望のバックフォカスの長さを確保するためには、Ｌ２３／Ｌ２−４の値が小さすぎるのはよくなく、数値実験によれば０．３より大きくある必要がある。
【００３０】
また、図１または図５に示すように、Ｌ２３／Ｌ２−４の値が大きいほど第３レンズ３０は第２レンズ２０から遠く、第３レンズ３０と第４レンズ４０の間隔は小さくなる。所望の明るさ（ＦＮｏ．）を得るためには、第３レンズ３０を出射した光束の全てを第４レンズ４０に入射させる必要がある。このためには第３レンズ３０のパワーを大きくし第３レンズ３０を出射した光束を大きくする拡散させる必要がある。このように、Ｌ２３／Ｌ２−４の値が大きいほど第３レンズ３０のパワーをより大きくする必要があるが、第３レンズ３０のパワーを大きくしすぎると第３レンズ３０が収差の発生源となる。そこで、収差が許容範囲にあるように第３レンズ３０のパワーを抑制するとともにＬ２３／Ｌ２−４の値を大きくし過ぎないようにする必要がある。Ｌ２３／Ｌ２−４の値は、数値実験によれば０．５より小さくある必要がある。
【００３１】
また、投射レンズ２において、第１レンズ１０と第２レンズ２０との合成の焦点距離をｆ１−２とし、第３レンズ３０の焦点距離をｆ３とするとき、
−１．５＜ｆ１−２／ｆ３＜−０．８                （２）
が成立する。
【００３２】
式（２）に示すように、ｆ１−２／ｆ３に下限と上限とがあるのは次のような理由による。
ｆ１−２／ｆ３の値が−１．５と−０．８との間というように−１の近傍であるということは、第１レンズ１０と第２レンズ２０との合成パワーと第３レンズ３０のパワーとがほぼ等しくかつ符合が逆であることであり、例えば光軸にほぼ平行にスクリーン５側から第１レンズ１０に入射した光束が光軸にほぼ平行な光束として第３レンズ３０から出射し、平行な光束として第４レンズ４０に入射することを意味する。この場合、光軸に対し傾斜してスクリーン５側から第１レンズ１０に入射した光束もあまり大きく方向を変えることなく第３レンズ３０から出射する傾向があり、第４レンズ４０に入射する。すなわち、第１レンズ１０及び第２レンズ２０の組と第３レンズ３０とはいわゆるアフォーカル系を構成する。このように、第１レンズ１０と第２レンズ２０と第３レンズ３０との間にアフォーカル系が構成されているので、少ないレンズ枚数であるにもかかわらず、投射レンズ２の収差の低減を良好に図ることができる。ｆ１−２／ｆ３の値が−１．５以下の場合や−０．８以上の場合のいずれの場合も、第１レンズ１０及び第２レンズ２０の組と第３レンズ３０との間のアフォーカル系が崩れ、例えば光軸にほぼ平行にスクリーン５側から第１レンズ１０に入射した光束でも平行でない光束として第４レンズ４０に入射することになる。このため、第４レンズ４０における収差補正の役割負担が大きくなり、投射レンズ２における収差が生じやすくなる。
【００３３】
このように、投射レンズ２では、第１レンズ１０と第２レンズ２０と第３レンズ３０とは、スクリーン５側から光軸にほぼ平行に第１レンズ１０に入射する光束を光軸にほぼ平行に第３レンズ３０を出射させるようにする屈折力を有する。
【００３４】
また、第１貼り合わせレンズ４１のスクリーン側の面４４の曲率半径は非常に大きくはほぼ平面に形成されている。これによって、例えば第３レンズ３０から光軸にほぼ平行に出射する光束は第１貼り合わせレンズの面４４でほとんど屈折を受けることなく第４レンズ４０に入射することができる。これによって、第１レンズ１０及び第２レンズ２０の組と第３レンズ３０とがアフォーカル系を構成することと相俟って、投射レンズ２の収差の低減を図ることができる。
【００３５】
以下に投射レンズ２の実施例について説明する。
実施例の投射レンズ２の仕様は次のとおりである。
【００３６】
投射レンズ２のレンズデータを図２に示す。なお、ＯＢＪは面番号を示しスクリーン側から順に各レンズの面に付した番号である。例えば、第１レンズ１０の非球面１１はＯＢＪ番号２で表され、第１レンズ１０はＯＢＪ番号１，２で表される。ＯＢＪ番号５は絞り２２を表す。第２レンズ２０はＯＢＪ番号３，４で表され、第３レンズ３０はＯＢＪ番号６，７で表される。貼り合わせレンズである第４レンズ４０はＯＢＪ番号８，９，１０で表され、非球面４３はＯＢＪ番号１０で表される。第５レンズ５０はＯＢＪ番号１１，１２で表される。ＲＤＹは曲率半径（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ厚みあるいは空気空間を表している（単位ｍｍ）。例えば、ＯＢＪ番号１の欄にあるＴＨＩの値２．０は第１レンズ１０の厚さを示し、ＯＢＪ番号２の欄にあるＴＨＩの値２７．７は第１レンズ１０の表示素子７０側の端面と第２レンズ２０のスクリーン５側の端面との間の長さを表す。ＧＬＡはレンズ材料のｄ線屈折率とアッベ数を示し、例えばＧＬＡが１．５１６８０＿６４．２はレンズ材料のｄ線屈折率が１．５１６８０でありアッベ数が６４．２であることを示す。
【００３７】
投射レンズ２の収差図を図３および図４に示す。なお、図３において（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差を表している。図３中（Ｂ）の非点収差図における符号Ｓ，Ｔは、それぞれ球欠的像面，子午的像面に対する収差を表す。また、図４は横収差図であり、図中（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、それぞれ像高比（１．００），（０．８３），（０．６２），（０．４２），および（０．００）における収差を表す。図３及び図４に示されるように、本実施例の投射レンズ２は高い収差特性を有する。
【００３８】
第１レンズ１０の面１１と第２貼り合わせレンズ４２の面４３の非球面形状は、前述の非球面式で表される。ここで、図２において、非球面式における係数ＲはＯＢＪ番号２，１０の欄で示される曲率半径（ＲＤＹ）で与えられ、係数Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤはＯＢＪ番号２，１０の欄で示される値である。第１レンズ１０と第２貼り合わせレンズ４２においては、球面のガラスレンズ面上に樹脂材等からなる薄膜を加工付着させて非球面１１、４３を形成することが可能である。
【００３９】
上述の実施例では、第２レンズ２０のスクリーン５側の先端から第４レンズ４０の表示素子７０側の先端までの距離をＬ２−４は２９．７ｍｍであり、第２レンズ２０の表示素子７０側の先端から第３レンズ３０のスクリーン５側の先端までの距離をＬ２３は１１．６ｍｍである。Ｌ２３／Ｌ２−４は０，３９ｍｍであって約０．４であり、式（１）で示す０．３＜Ｌ２３／Ｌ２−４＜０．５を満たす。
【００４０】
また、第１レンズ１０と第２レンズ２０との合成の焦点距離をｆ１−２は２８．８ｍｍであり、第３レンズ３０の焦点距離をｆ３は−２９．９ｍｍである。ｆ１−２／ｆ３は０．９６であって約−１であり、式（２）に示す−１．５＜ｆ１−２／ｆ３＜−０．８を満たす。
【００４１】
また、第１貼り合わせレンズ４１のスクリーン側の面４４の曲率半径は、図２おいてＯＢＪ番号８の欄のＲＤＹに示すように、−９７８６５．７１７ｍｍという非常に大きな値を有し、面４４はほぼ平面に形成されている。
また、上述の実施例の投射レンズ２のＦＮｏ．は１．５である。また、バックフォーカスの長さは３３．３ｍｍである。
【００４２】
以上、上述の本発明の実施の形態によれば、実質的に６枚のレンズで構成することによって、投射レンズ２を明るく、高い収差特性を有し、コンパクトで軽量にすることができ、低コストのＬＣＤプロジェクター用の投射レンズを提供することができる。
【００４３】
また、投射レンズ２では、第１レンズ１０の像面側の面１１と第４レンズ４０の面４３を非球面に形成することによって、少ない枚数のレンズで構成されているにもかかわらず、色収差以外の諸収差すなわち歪曲収差やコマ収差や非点収差を低減でき、高精細な画像を得ることができるようにすることができる。
【００４４】
また、面４３を非球面にすることにより、第５レンズ５０に対して、第５レンズ５０において諸収差を発生させることなく投射レンズ２が略テレセントリックとなるようにする役割を過負担なく担わせることができる。
【００４５】
また、第２レンズ２０と第４レンズ４０との間に第３レンズ３０を配設し、第２レンズ２０と第４レンズ４０との間における第３レンズ３０の位置関係を好適に設定するとともに第３レンズ３０のパワー（屈折力）を好適に設定することにより、第１レンズ１０及び第４レンズ４０のレンズ口径が限られた値にもかかわらず、少ないレンズ枚数の割には、高い収差特性と大きなＦＮｏ．を有することができる。
【００４６】
また、投射レンズ２ではＬ２３／Ｌ２−４が式（１）を満たすので、投射レンズ２は、長いバックフォカスを確保でき、第３レンズ３０のパワーを抑制して収差が許容範囲にあるようにでき、第４レンズ４０のレンズ口径が限られた値であるにもかかわらず、大きなＦＮｏ．を有することができる。
【００４７】
また、投射レンズ２ではｆ１−２／ｆ３が式（２）を満たすので、第１レンズ１０及び第２レンズ２０の組と第３レンズ３０とはいわゆるアフォーカル系を構成することができ、第４レンズ４０における収差補正の役割負担が小さくでき、投射レンズ２に高度な収差特性を持たせることができる。
【００４８】
また、第１貼り合わせレンズ４１の面４４の曲率半径は非常に大きくはほぼ平面に形成されているので、例えば第３レンズ３０から光軸にほぼ平行に出射する光束は第１貼り合わせレンズの面４４でほとんど屈折を受けることなく第４レンズ４０に入射することができ、投射レンズ２の収差の低減を図ることができる。
【００４９】
なお、第１レンズ１０、第２レンズ２０、第３レンズ３０及び第５レンズ５０を１枚のレンズからなるとしたが、ここで１枚のレンズとは実質的に１枚であることを示し、例えば薄膜を表面に加工付着させた場合も実質的には１枚のレンズとして考えることができる。
【００５０】
次に、図６を参照して、上述の投射レンズ２を備えたプロジェクター１の一実施例について説明する。
【００５１】
プロジェクター１は、カラー画像を形成するための画像形成手段３とズームレンズ２を備えている。画像形成手段３は、３つの液晶表示器と、３つの液晶表示器の３種の色の像を合成する合成プリズム６０とを備えている。図６において、３つの液晶表示器は模式的に表示されており、３つの液晶表示器による各々の画像は模式的に表示素子（物点面）７０上に形成されるとして表示されており、３つの液晶表示器の具体的な表示は省略している。３つの液晶表示器による各々の画像は合成プリズム６０によって合成された後、投射レンズ２によってスクリーン５へ投影される。投射レンズ２は表示素子７０からスクリーン５に向かって略テレセントリックであるので、液晶表示器の画質の角度依存性に左右されずに鮮明にスクリーン５に投影することを可能にする。また、投射レンズ２は長いバックフォーカスを有し、投射レンズ２と表示素子７０との間に合成プリズム６０を配設することが可能である。
【００５２】
なお、画像形成手段３としては、液晶表示器に換えて、画素がマイクロミラーによって構成されたデバイスのような光変調装置やフィルムやスライドのようなものを用いることも可能である。
【００５３】
上述の実施例にかかる投射レンズ２をプロジェクター１に採用することにより、画像品質の高いプロジェクターを提供することが可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、実質的に６枚という限られた少ない枚数のレンズから構成された簡易な構成で良好に諸収差が低減された明るい投射レンズを提供でき、また、この投射レンズを備えた画像品質の高いプロジェクターを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投射レンズの一実施例を示すレンズ構成を示し、左側がスクリーン側を示し右側が表示素子（像点面）側を示す。
【図２】図１に示す投射レンズのレンズデータを示す図であり、ＯＢＪは面番号を示し、ＲＤＹは曲率半径（単位ｍｍ）を示し、ＴＨＩは次の面との間のレンズ厚みあるいは空気空間を示す。
【図３】図１に示した投射レンズの収差図であり、（Ａ）は球面収差を、（Ｂ）は非点収差を、（Ｃ）は歪曲収差をそれぞれ表す。
【図４】図１に示した投射レンズの横収差図であり、（Ａ）は像高比１．００における収差を、（Ｂ）は像高比０．８３における収差を、（Ｃ）は像高比０．６２における収差を、（Ｄ）は像高比０．４２における収差を、（Ｅ）は像高比０．００における収差をそれぞれ表す。
【図５】本発明の投射レンズにおける光線図。
【図６】本発明の投射レンズを備えたプロジェクターを示す図。
【符号の説明】
２  投射レンズ
３  画像形成手段
５  スクリーン
１０  第１レンズ
１１  面（非球面）
２０  第２レンズ
２２  絞り
３０  第３レンズ
４０  第４レンズ
４１  第１貼り合わせレンズ
４２  第２貼り合わせレンズ
４３  面（非球面）
４４  面
６０  合成プリズム
７０  表示素子（物点面）
【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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