【手続補正書】
【提出日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ただし、レトロフォーカスタイプのレンズは、主にその非対称性から距離変動による像面湾曲が発生し易い、つまり、投射距離が変わると画質が変化し易いという特徴がある。しかも、最近では、投射距離をできるだけ短くしたいという要望から投射レンズの広角化が進み、上記特徴がさらに顕著に表れるとともに、液晶パネル等の画像形成素子の高解像化によって像面湾曲の距離変動の影響が許容できなくなりつつある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
像面湾曲の変動を低減する方法には、フローティングと呼ばれる方法がある。フローティングでは、フォーカシングに際して複数のレンズユニットを、像面湾曲を互いに相殺し合うように同時に光軸方向に移動させる。プロジェクタ用投射レンズにおいてフローティングを用いた例としては、特許文献１に開示されたものがある。
【特許文献１】特開２００５−３５２４０７号公報
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図１には、本発明の実施例１であるプロジェクタ用投射レンズを概略的に示している。本実施例では、説明を簡単にするために、フラットなスクリーン等の被投射面上の各点から射出した光束が、投射レンズによって液晶パネル等の画像形成素子上に結像するものとする、いわゆる逆投影の方法で説明する。したがって、以下の説明では、スクリーン側（拡大側又は拡大共役側）を物体側、画像形成素子側（縮小側又は縮小共役側）を像面側とそれぞれ定義し、被投射面上の各点から射出した光束が結像してできる面を像面と称する。また、本来フラットな像面が形成されるべき面を予定像面と称する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図１において、Ｉは投射レンズＰＬの一部を構成する、光軸方向に移動可能な第１レンズユニットである。第１レンズユニットＩは、負の屈折力のレンズユニット（光学ユニット）である。ＩＩは第１レンズユニットＩよりも像面側（実際にはスクリーン側）に配置され、投射レンズＰＬを構成する第２レンズユニットである。第２レンズユニットＩＩは、１つ以上のレンズユニット（複数のレンズユニットであればなお良い）により構成されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、ＩＥは予定像面に配置された液晶パネル等の画像形成素子である。画像形成素子ＩＥは、不図示の画像供給装置（パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等）からの画像信号に応じた原画（画像）を形成する。また、ＡＸＬは投射レンズＰＬの光軸である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本実施例の投射レンズＰＬは、最もスクリーン側の第１レンズユニットＩが強い負の屈折力を有したいわゆるレトロフォーカスタイプの投射レンズであり、フォーカシングを第１レンズユニットＩの光軸方向への移動により行う。具体的には、基準投射距離（図には、基準距離と記す）よりも近い距離のスクリーンに画像を投射する場合は、第１レンズユニットはスクリーン側に移動される（繰り出される）。また、基準投射距離よりも遠方のスクリーンに画像を投射する場合には、第１レンズユニットは画像形成素子側に移動される（繰り込まれる）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本実施例のプロジェクタ（画像投射装置）では、図４に示すように、投射レンズＰＬの光軸ＡＸＬに対して、画像形成素子ＩＥが下方向にＳｃだけシフトしている。つまり、画像形成素子ＩＥの中心座標はｙ＝−Ｓｃである。また、画像形成素子ＩＥの上端及び下端のｙ座標（すなわち、画像形成素子ＩＥのうち最も光軸ＡＸＬに近い位置及び最も光軸から離れた位置の光軸ＡＸＬに直交する方向での位置）をそれぞれＳｕ，Ｓｂとする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
一方、本実施例の投射レンズＰＬでは、フォーカスレンズとして機能する第１レンズユニットＩを光軸ＡＸＬに対して（つまりは第２レンズユニットＩＩに対して）傾けることで、その傾ける方向に応じた像面の倒れを発生させる。第１レンズユニットＩを傾ける方向は、スクリーンにおける像面湾曲の方向とは反対方向に像面が倒れる方向である。
このように、第１レンズユニットＩを傾けることによって、例えば図５に示すように像面湾曲がオーバー方向に発生した状態で、ｙ軸に対して角度θだけ傾いた直線をｙ軸と平行（平行とみなせる場合も含む）にする又は平行に近づけることができる。これにより、像面湾曲が発生していても、ほぼ平面の物体面とほぼ平面の像面とを実質的に共役な関係とすることができ、ピントが合った画像をスクリーン投射することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
そして、第１レンズユニットＩを単位角度（単位量）傾けたときに発生する像面倒れの角度（傾き量）をαとすると、上述した像面傾き量θを補正するための第１レンズユニットＩの傾け量Ｄは、
Ｄ＝Ａ・θ/α  …（１）
で表される。ここで、Ｄは、時計回り方向を正とする。また、αは、θと同じくオーバー方向を正とする。Ａは任意の微調整係数であり、投射レンズ毎の像面湾曲の形に応じて最適な微調整を行うための正の値である。実際には、
０．５＜Ａ＜２
の範囲で調整を行うことで、最適な傾け量Ｄを得ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
また、像面湾曲の方向が第１レンズユニットＩの基準投射距離に対応した位置からの繰り出しと繰り込みによって変化することは前述した通りであるが、像面湾曲の量も、第１レンズユニットＩの繰り出し量及び繰り込み量に応じて変化する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
そして、本実施例では、上カムＣ１の傾斜角を、他のカムＣ２，Ｃ３のそれよりも大きく設定している。これにより、上カムＣ１の両端間でカムピンＣＰが移動することにより得られる光軸方向での全リフト量Ｌ１は、他のカムＣ２，Ｃ３で得られる全リフト量Ｌ２よりも大きい。全リフト量とは、無限遠への合焦状態から至近への合焦状態まで変化させた場合（第１レンズユニットを駆動した場合）の、各カムピンの光軸方向における移動量ということもできる。更に言い換えれば、カム溝の光軸方向の長さということもできる。
なお、カムＣ２，Ｃ３の傾斜角及び全リフト量はそれぞれ、互いに同じである。
また、１つのカムの全リフト量を他の２つのカムの全リフト量よりも小さくするように構成してもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
この構成によれば、第１レンズユニットＩを繰り出す（至近方向に合焦させる）場合には、図１（及び図６）に示すように該第１レンズユニットＩを反時計回り方向ＣＣＷに傾けることができる。一方、第１レンズユニットＩを繰り込む（遠方に合焦させる）場合には、該第１レンズユニットＩを時計回り方向ＣＷに傾けることができる。なお、上カムＣ１の傾斜角は、上記式（１）を用いて計算することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
これらの図の比較から分かるように、本実施例は、第１レンズユニットＩを光軸ＡＸＬ（第２レンズユニットＩＩ）に対して以下のように傾けることで、図７Ｂに示す像面湾曲の補正効果が得られる。すなわち、第１レンズユニットＩを被投射面Ｖにおける像面湾曲の方向とは反対方向（矢印Ｂ方向）に像面が倒れるように光軸ＡＸＬに対して傾ける。
さらに言えば、第１レンズユニットＩが光軸ＡＸＬに対して傾いていない状態において実投射像面のうち最も大きな像面湾曲が生じる部分Ｐが、光軸ＡＸＬに直交する面（被投射面）Ｖに近づく方向（矢印Ｂ方向）に、第１レンズユニットＩを傾ける。第１レンズユニットを傾けない図７Ａに対して、第１レンズユニットを傾けている図７Ｂにおいては、像面の光軸方向の幅が小さくなっていることが分かる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
以上のように、本実施例の投射レンズは、最も被投射面側（スクリーン側又は拡大側）に配置された負レンズユニット（負の屈折力を有する１枚以上のレンズから構成されるレンズユニット）を有している。そして、フォーカス調整（焦点距離調節）の際に、その負レンズユニットを光軸方向に移動させている。その際に生じる収差の変動（主に像面湾曲の変動）による画像劣化（ピンぼけ等）の影響を低減するために、負レンズユニットを光軸方向に移動させるととともに、光軸に対する傾きを変化させている。特にその傾きの変化のさせ方は、収差変動による悪影響を低減する方向に傾けている。したがって、フォーカス調整時に、遠距離から至近距離へ調整する場合、その負レンズユニットは、光軸（光軸と垂直な平面）に対する傾き角度が徐々に一方向に変化することが望ましい。更に、一番遠い距離にフォーカス調整した場合と、一番近い距離にフォーカス調整した場合とでは、負レンズユニットの光軸と垂直な平面に対する傾きが、逆向きになっていることが望ましい。但し、同じ向きの中で傾き角度が変化するだけでも構わない。