(57)【要約】【課題】不要光の発生の少ない、投写レンズに好適なズームレンズを提供する。【解決手段】投写レンズと空間光変調素子Ｂとの間にプリズムを配してなるプロジェクタの前記投写レンズとして用いられるズームレンズである。空間光変調素子Ｂに最も近いレンズが、スクリーン側に凸面を向けたメニスカス正レンズであり、前記メニスカス正レンズの屈折率が１．７５以上である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写レンズと空間光変調素子との間にプリズムを配してなるプロジェクタの前記投写レンズとして用いられるズームレンズであって、
前記空間光変調素子に最も近いレンズが、スクリーン側に凸面を向けたメニスカス正レンズであり、前記メニスカス正レンズの屈折率が１．７５以上であることを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記空間光変調素子に最も近いレンズの前記スクリーン側の曲率半径をＧＬＲ１、当該レンズのｄ線の屈折率をＧＬｎｄ、ズームレンズの広角端の空気換算のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端のズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
（１）  −０．３＜（ＧＬＲ１／ＧＬｎｄ−Ｂｆｗ）／ｆｗ＜−０．０５
【請求項３】
前記空間光変調素子に最も近いレンズの前記空間光変調素子側の曲率半径をＧＬＲ２、ズームレンズの広角端の空気換算のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端のズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（２）を満足する請求項１又は２に記載のズームレンズ。
（２）  ５＜（ＧＬＲ２−Ｂｆｗ）／ｆｗ
【請求項４】
前記空間光変調素子に最も近いレンズの焦点距離をｆＧＬ、広角端のズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（３）を満足する請求項１〜３のいずれかに記載のズームレンズ。
（３）  ２．５＜ｆＧＬ／ｆｗ＜３．５
【請求項５】
前記空間光変調素子に最も近いレンズのアッベ数が３０以下である請求項１〜４のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記空間光変調素子に最も近いレンズの部分分散をＰｇＦＧＬ、当該レンズのアッベ数をνｄＧＬとしたとき、下記条件式（４）を満足する請求項１〜５のいずれかに記載のズームレンズ。
（４）  ０．０１＜ＰｇＦＧＬ−０．６４５７＋０．００１７×νｄＧＬ
【請求項７】
前記空間光変調素子に最も近い負レンズの部分分散をＰｇＦＧＬｎ、当該レンズのアッベ数をνｄＧＬｎ、前記空間光変調素子に最も近いレンズの部分分散をＰｇＦＧＬ、当該レンズのアッベ数をνｄＧＬとしたとき、下記条件式（５）、（６）を満足する請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズ。
（５）  ＰｇＦＧＬｎ＜０．６１
（６）  （ＰｇＦＧＬｎ−ＰｇＦＧＬ）／（νｄＧＬｎ−νｄＧＬ）＜−０．００２７
【請求項８】
前記スクリーン側から順に第１の貼り合わせ面、第２の貼り合わせ面、第３の貼り合わせ面の３つの貼り合わせ面を有しており、前記第１の貼り合わせ面を構成する正レンズのアッベ数をνｄＧ１ｐ、部分分散をＰｇＦＧ１ｐとし、前記第１の貼り合わせ面を構成する負レンズのアッベ数をνｄＧ１ｎ、部分分散をＰｇＦＧ１ｎとし、前記第２の貼り合わせ面を構成する正レンズのアッベ数をνｄＧ２ｐ、部分分散をＰｇＦＧ２ｐとし、前記第２の貼り合わせ面を構成する負レンズのアッベ数をνｄＧ２ｎ、部分分散をＰｇＦＧ２ｎとし、前記第３の貼り合わせ面を構成する正レンズの部分分散をＰｇＦＧ３ｐとし、前記第３の貼り合わせ面を構成する負レンズの部分分散をＰｇＦＧ３ｎとしたとき、下記条件式（７）〜（１１）を満足する請求項１〜７のいずれかに記載のズームレンズ。
（７）  ６＜νｄＧｐ１−νｄＧｎ１＜１２
（８）  ＰｇＦＧｐ１−ＰｇＦＧｎ１＜−０．０２
（９）  ２０＜νｄＧｐ２−νｄＧｎ２＜４０
（１０）  ｜ＰｇＦＧｐ２−ＰｇＦＧｎ２｜＜０．００７
（１１）  ｜ＰｇＦＧｐ３−ＰｇＦＧｎ３｜＜０．０７
【請求項９】
前記第２の貼り合わせ面を構成する正レンズのアッベ数が９０以上である請求項８に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記空間光変調素子側から前記スクリーン側に向かって順に、前記スクリーン側に凸面を向けた前記メニスカス正レンズ、正レンズ、正レンズの３つのレンズが配置されている請求項１〜９のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、前記第１レンズ群と前記第５レンズ群は固定されたままで、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は光軸上を前記スクリーン側に移動し、
前記第３レンズ群は、前記スクリーン側から順に配置された、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズとにより構成され、
前記第４レンズ群は、前記スクリーン側から順に配置された、両面が凹の負レンズと、両面が凹の負レンズと両面が凸の正レンズとの接合レンズと、正レンズと、正レンズとにより構成された請求項１〜１０のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、前記第１レンズ群と前記第４レンズ群は固定されたままで、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は光軸上を前記スクリーン側に移動し、
前記第１レンズ群は、前記スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１１レンズ群と正の屈折力を有する第１２レンズ群とにより構成され、フォーカス調整に際して、前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間隔が変化する請求項１〜１０のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第１２レンズ群は、前記空間光変調素子側に凸面を向けたメニスカス正レンズからなる請求項１２に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
レンズ全系の倍率が０．００２３〜０．０１８８倍である請求項１〜１３のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１５】
広角端のＦナンバーが１．７である請求項１〜１４のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１６】
ズーム比が１．３である請求項１〜１５のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１７】
光源と、前記光源から放射される光によって照明されると共に、光学像を形成する空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の光学像を投写する投写手段とを備えた映像拡大投写システムであって、
前記投写手段として請求項１〜１６のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とする映像拡大投写システム。
【請求項１８】
光源と、前記光源からの光を青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段と、前記光源から放射される光によって照明されると共に、時間的に変化する青、緑、赤の３色に対応する光学像を形成する空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の光学像を投写する投写手段とを備えたビデオプロジェクタであって、
前記投写手段として請求項１〜１６のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とするビデオプロジェクタ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のビデオプロジェクタと、前記投写手段から投写された光を折り曲げるミラーと、前記ミラーによって折り曲げられた光を映像として映し出す透過型スクリーンとを備えたリアプロジェクタ。
【請求項２０】
請求項１８に記載のビデオプロジェクタと、前記投写手段から投写された光を映像として映し出す透過型スクリーンと、筐体とをそれぞれ有する複数台のシステムと、
映像信号を分割して前記各ビデオプロジェクタに送る映像分割回路とを備えたマルチビジョンシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ、及び空間光変調素子の映像をスクリーン上に拡大投写するプロジェクタに関し、特に、反射型空間光変調素子を用いたプロジェクタの投写レンズに好適なズームレンズ及びそれを用いたプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のズームレンズとしては、例えば、特許文献１〜４に開示されたものが知られている。
【０００３】
赤、緑、青の三原色の透過型空間光変調素子を用いるプロジェクタにおいては、３色を合成するプリズム（色合成プリズム）が投写レンズと空間光変調素子との間に配置される。このため、投写レンズは、長いバックフォーカスを必要とする。色合成プリズムは分光特性に入射角依存性を有するため、共役距離の短い側の瞳位置を空間光変調素子から十分遠方にする光学系、すなわち、テレセントリック性を有する光学系が必要となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１１８７２号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２０００−９８２２２号公報
【０００６】
【特許文献３】特開２００１−５１１９５号公報
【０００７】
【特許文献４】特開２００２−１４８５１５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタの設置場所の自由度を向上させるために、投写レンズの光軸と投写画像の中心をずらすことが行われている。また、両者のずらし量を可変にしたプロジェクタも提案されている。
【０００９】
反射型の空間光変調素子を用いたプロジェクタにおいては、空間光変調素子に対して投写レンズ側に光源を配置する必要がある。そして、この場合、光源からの照明光と投写レンズとが干渉しないように光源を配置する必要がある。これを実現するために、例えば、投写レンズの光軸と空間光変調素子の中心をずらすことが行なわれている。しかし、この方法では、両者のずらし量を可変にすることができず、一定のずらし量で使用するしかなかった。
【００１０】
投写レンズの光軸と投写画像の中心のずらし量を可変にするために、投写レンズと空間光変調素子との間に内面全反射を利用したプリズムを配置することが提案されている。そして、この全反射プリズムを用いるプロジェクタの投写レンズには、全反射プリズムを配置するための長いバックフォーカスと、全反射の条件を維持するためのテレセントリック性とが要求される。この条件は、透過型空間光変調素子を用いたプロジェクタの投写レンズに要求される条件と同じである。
【００１１】
反射型空間光変調素子と全反射プリズムとテレセントリックタイプの投写レンズとを用いたプロジェクタにおいては、透過型空間光変調素子と色合成プリズムとテレセントリックタイプの投写レンズとを用いたプロジェクタでは発生しない不要光が発生し、大きな問題となっている。
【００１２】
反射型空間光変調素子は、投写レンズ側からの光に対する反射率が高いため、投写レンズで発生した不要光が反射型空間光変調素子で反射され、再度投写レンズを通ってスクリーン上へ投写されてしまう。
【００１３】
透過型空間光変調素子と色合成プリズムとテレセントリックタイプの投写レンズとを用いたプロジェクタにおいては、透過型空間光変調素子の反射率が低いために大きな問題とはならない。透過型空間光変調素子の反射率を４％とすると、反射型空間光変調素子の反射率は９０％であり、反射型空間光変調素子の反射率は透過型空間光変調素子の反射率に比べて２２．５倍も高い。
【００１４】
反射型空間光変調素子と投写レンズの光軸のずらし量を固定したプロジェクタにおいては、両者のずらし量が大きいために、投写レンズの光軸に対称な位置に相当する場所に反射型空間光変調素子は存在しない。一般的に、不要光は、投写レンズの光軸に対称な位置によく発生する。従って、反射型空間光変調素子と投写レンズの光軸のずらし量を固定したプロジェクタにおいては、投写レンズで発生した不要光が反射型空間光変調素子で反射され、再度投写レンズを通ってスクリーン上へ投写されてしまうことは少ない。
【００１５】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、投写画像の位置を投写レンズの光軸に対して可変にできる反射型空間光変調素子を用いたプロジェクタを実現するために、長いバックフォーカスを有しながら、歪曲収差、軸上色収差、倍率色収差を小さくすることができ、しかも、投写距離を変化させても性能変化、不要光の発生の少ない、投写レンズに好適なズームレンズ及びそれを用いたプロジェクタを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るズームレンズの構成は、投写レンズと空間光変調素子との間にプリズムを配してなるプロジェクタの前記投写レンズとして用いられるズームレンズであって、
前記空間光変調素子に最も近いレンズが、スクリーン側に凸面を向けたメニスカス正レンズであり、前記メニスカス正レンズの屈折率が１．７５以上であることを特徴とする。
【００１７】
このズームレンズの構成によれば、当該ズームレンズを、投写レンズと空間光変調素子との間にプリズムを配してなるプロジェクタの前記投写レンズとして用いた場合に、空間光変調素子に最も近いレンズで発生した不要な反射光が空間光変調素子上で結像することはない。また、空間光変調素子で反射された不要光は光軸に対して大きな角度で投写レンズとしてのズームレンズに向かうことになるので、当該ズームレンズを通ってスクリーン上に到達できる不要光は、空間光変調素子に最も近いレンズで発生した不要な反射光の一部のみとなる。さらに、空間光変調素子に最も近いレンズは、屈折率が高いために、反射防止コーティングが施された後の反射率が屈折率が低い場合よりも低くなり、空間光変調素子に最も近いレンズで発生する不要な反射光を減少させることができる。従って、上記構成を有するプロジェクタの投写レンズとして用いた場合にゴーストの発生を防止しコントラストの高い映像を得ることのできるズームレンズを実現することができる。
【００１８】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記空間光変調素子に最も近いレンズの前記スクリーン側の曲率半径をＧＬＲ１、当該レンズのｄ線の屈折率をＧＬｎｄ、ズームレンズの広角端の空気換算のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端のズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（１）を満足するのが好ましい。
【００１９】
（１）  −０．３＜（ＧＬＲ１／ＧＬｎｄ−Ｂｆｗ）／ｆｗ＜−０．０５
この好ましい例によれば、空間光変調素子に最も近いレンズのスクリーン側の面で反射した不要光が空間光変調素子上で結像するのを防止することができる。さらに、空間光変調素子に最も近いレンズのスクリーン側の面で反射にした不要光は空間光変調素子で再度反射され、その反射光は光軸に対して大きな角度で投写レンズとしてのズームレンズに向かうことになるので、当該ズームレンズを通ってスクリーン上に到達できる不要光は、空間光変調素子に最も近いレンズで発生した不要な反射光の一部のみとなる。その結果、投写画面の画質の劣化を防止することができる。
【００２０】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記空間光変調素子に最も近いレンズの前記空間光変調素子側の曲率半径をＧＬＲ２、ズームレンズの広角端の空気換算のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端のズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（２）を満足するのが好ましい。
【００２１】
（２）  ５＜（ＧＬＲ２−Ｂｆｗ）／ｆｗ
この好ましい例によれば、空間光変調素子に最も近いレンズの空間光変調素子側の面で反射した不要光が空間光変調素子上で結像するのを防止することができる。
【００２２】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記空間光変調素子に最も近いレンズの焦点距離をｆＧＬ、広角端のズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（３）を満足するのが好ましい。
【００２３】
（３）  ２．５＜ｆＧＬ／ｆｗ＜３．５
この好ましい例によれば、歪曲収差を良好に補正して、広角端と望遠端での収差のバランスを良好なものとすることができる。
【００２４】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記空間光変調素子に最も近いレンズのアッベ数が３０以下であるのが好ましい。この好ましい例によれば、レンズ全体での倍率色収差を小さく抑えて、ズームレンズを高性能化することができる。
【００２５】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記空間光変調素子に最も近いレンズの部分分散をＰｇＦＧＬ、当該レンズのアッベ数をνｄＧＬとしたとき、下記条件式（４）を満足するのが好ましい。
【００２６】
（４）  ０．０１＜ＰｇＦＧＬ−０．６４５７＋０．００１７×νｄＧＬ
この好ましい例によれば、赤、緑、青の３色の倍率色収差を小さく抑えることができる。
【００２７】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記空間光変調素子に最も近い負レンズの部分分散をＰｇＦＧＬｎ、当該レンズのアッベ数をνｄＧＬｎ、前記空間光変調素子に最も近いレンズの部分分散をＰｇＦＧＬ、当該レンズのアッベ数をνｄＧＬとしたとき、下記条件式（５）、（６）を満足するのが好ましい。
【００２８】
（５）  ＰｇＦＧＬｎ＜０．６１
（６）  （ＰｇＦＧＬｎ−ＰｇＦＧＬ）／（νｄＧＬｎ−νｄＧＬ）＜−０．００２７
この好ましい例によれば、赤、緑、青の３色の倍率色収差を小さく抑えることができる。
【００２９】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記スクリーン側から順に第１の貼り合わせ面、第２の貼り合わせ面、第３の貼り合わせ面の３つの貼り合わせ面を有しており、前記第１の貼り合わせ面を構成する正レンズのアッベ数をνｄＧ１ｐ、部分分散をＰｇＦＧ１ｐとし、前記第１の貼り合わせ面を構成する負レンズのアッベ数をνｄＧ１ｎ、部分分散をＰｇＦＧ１ｎとし、前記第２の貼り合わせ面を構成する正レンズのアッベ数をνｄＧ２ｐ、部分分散をＰｇＦＧ２ｐとし、前記第２の貼り合わせ面を構成する負レンズのアッベ数をνｄＧ２ｎ、部分分散をＰｇＦＧ２ｎとし、前記第３の貼り合わせ面を構成する正レンズの部分分散をＰｇＦＧ３ｐとし、前記第３の貼り合わせ面を構成する負レンズの部分分散をＰｇＦＧ３ｎとしたとき、下記条件式（７）〜（１１）を満足するのが好ましい。
【００３０】
（７）  ６＜νｄＧｐ１−νｄＧｎ１＜１２
（８）  ＰｇＦＧｐ１−ＰｇＦＧｎ１＜−０．０２
（９）  ２０＜νｄＧｐ２−νｄＧｎ２＜４０
（１０）  ｜ＰｇＦＧｐ２−ＰｇＦＧｎ２｜＜０．００７
（１１）  ｜ＰｇＦＧｐ３−ＰｇＦＧｎ３｜＜０．０７
この好ましい例によれば、赤、緑、青の３色の倍率色収差を小さく抑えることができる。
【００３１】
また、この場合には、前記第２の貼り合わせ面を構成する正レンズのアッベ数が９０以上であるのが好ましい。この好ましい例によれば、赤、緑、青の３色の軸上色収差を小さく抑えることができる。
【００３２】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記空間光変調素子側から前記スクリーン側に向かって順に、前記スクリーン側に凸面を向けた前記メニスカス正レンズ、正レンズ、正レンズの３つのレンズが配置されているのが好ましい。この好ましい例によれば、空間光変調素子に最も近いレンズのレンズ面で反射した不要光の影響を小さくすることができると共に、球面収差を小さく抑えることができ、また、レンズ組立時の組立誤差が解像力に与える影響を小さくすることができる。
【００３３】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、前記第１レンズ群と前記第５レンズ群は固定されたままで、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は光軸上を前記スクリーン側に移動し、
前記第３レンズ群は、前記スクリーン側から順に配置された、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズとにより構成され、
前記第４レンズ群は、前記スクリーン側から順に配置された、両面が凹の負レンズと、両面が凹の負レンズと両面が凸の正レンズとの接合レンズと、正レンズと、正レンズとにより構成されているのが好ましい。この好ましい例によれば、小さな歪曲収差と、良好な軸上色収差と、良好な倍率色収差を、ズームレンズの各倍率で実現することができる。
【００３４】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、前記スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、前記第１レンズ群と前記第４レンズ群は固定されたままで、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は光軸上を前記スクリーン側に移動し、
前記第１レンズ群は、前記スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１１レンズ群と正の屈折力を有する第１２レンズ群とにより構成され、フォーカス調整に際して、前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間隔が変化するのが好ましい。この好ましい例によれば、レンズ構成を簡略化しながら、投写距離を変化させたときの収差の変動を小さく抑えることができると共に、小さな歪曲収差と、良好な軸上色収差と、良好な倍率色収差を、ズームレンズの各倍率で実現することができる。
【００３５】
また、この場合には、前記第１２レンズ群は、前記空間光変調素子側に凸面を向けたメニスカス正レンズからなるのが好ましい。この好ましい例によれば、歪曲収差を小さく抑えることができる。
【００３６】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、レンズ全系の倍率が０．００２３〜０．０１８８倍であるのが好ましい。この好ましい例によれば、明るくてコンパクトなプロジェクタを実現することのできる投写レンズが得られる。
【００３７】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、広角端のＦナンバーが１．７であるのが好ましい。この好ましい例によれば、明るいプロジェクタを実現することのできる投写レンズが得られる。
【００３８】
また、前記本発明のズームレンズの構成においては、ズーム比が１．３であるのが好ましい。この好ましい例によれば、設置自由度の大きいプロジェクタが得られるズームレンズを実現することができる。
【００３９】
また、本発明に係る映像拡大投写システムの構成は、光源と、前記光源から放射される光によって照明されると共に、光学像を形成する空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の光学像を投写する投写手段とを備えた映像拡大投写システムであって、
前記投写手段として前記本発明のズームレンズを用いることを特徴とする。
【００４０】
この映像拡大投写システムの構成によれば、投写手段として前記本発明のズームレンズを用いていることにより、不要光の少ない画像を投写することができるので、ゴーストの発生やコントラストの低下の少ない画面を得ることのできる映像拡大投写システムを実現することができる。
【００４１】
また、本発明に係るビデオプロジェクタの構成は、光源と、前記光源からの光を青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段と、前記光源から放射される光によって照明されると共に、時間的に変化する青、緑、赤の３色に対応する光学像を形成する空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の光学像を投写する投写手段とを備えたビデオプロジェクタであって、
前記投写手段として前記本発明のズームレンズを用いることを特徴とする。
【００４２】
このビデオプロジェクタの構成によれば、投写手段として前記本発明のズームレンズを用いていることにより、倍率色収差がよく補正され、青、緑、赤の３色の映像をスクリーン上でずれることなく重ね合わせることができる。その結果、明るくて高精細な映像を得ることのできるビデオプロジェクタを実現することができる。
【００４３】
また、本発明に係るリアプロジェクタの構成は、前記本発明のビデオプロジェクタと、前記投写手段から投写された光を折り曲げるミラーと、前記ミラーによって折り曲げられた光を映像として映し出す透過型スクリーンとを備えていることを特徴とする。
【００４４】
このリアプロジェクタの構成によれば、前記本発明のビデオプロジェクタが用いられているので、高精細な画面を得ることのできるリアプロジェクタを実現することができる。
【００４５】
また、本発明に係るマルチビジョンシステムの構成は、前記本発明のビデオプロジェクタと、前記投写手段から投写された光を映像として映し出す透過型スクリーンと、筐体とをそれぞれ有する複数台のシステムと、
映像信号を分割して前記各ビデオプロジェクタに送る映像分割回路とを備えていることを特徴とする。
【００４６】
このマルチビジョンシステムの構成によれば、前記本発明のビデオプロジェクタが用いられているので、歪曲収差がよく補正され、各ビデオプロジェクタからの映像のつなぎ目がよく一致する。その結果、高精細な画面を得ることのできるマルチビジョンシステムを実現することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
本発明は、プロジェクタにおける投写レンズのレンズ面での反射と反射型空間光変調素子での反射による不要光に着目してなされたものであり、投写レンズの各レンズ面を制御することにより、収差を小さくしながら、不要光による投写画面の劣化を少なくすることのできる、投写レンズとしてのズームレンズを実現することを目的としている。
【００４８】
投写レンズ（ズームレンズ）の各レンズ面には反射防止コーティング材料が蒸着され、反射が少なくなるように工夫されている。しかし、蒸着処理を施しても、０．４％程度の反射率は残ってしまう。そして、反射型空間光変調素子を用いてプロジェクタを構成したときに、投写レンズ（ズームレンズ）のレンズ面で反射する光が有害な不要光となる。この不要光は、反射型空間光変調素子上で小さなスポットとなって結像するときに問題となる。このとき、問題となる反射面は、反射型空間光変調素子に対してコンセントリックな形状となっている。
【００４９】
投写レンズと空間光変調素子との間にプリズムを配してなるプロジェクタの前記投写レンズは、長いバックフォーカスとテレセントリック性を必要とする。従って、投写レンズをコンパクトにするためにも、投写レンズの空間光変調素子側は正のレンズで構成するのが望ましい。この正のレンズは、軸上光線高が高く、主光線高も高いため、収差を小さく抑える必要があり、２〜３枚の小さな屈折力を有する正レンズに分割されて構成される。そして、これらの複数枚の正レンズは、軸上光線高が高いので、球面収差に対して最適な形状となるように構成される。
【００５０】
しかし、球面収差の発生を少なくするこれらの複数枚の正レンズのスクリーン側の面は、空間光変調素子に対してコンセントリックな形状になり易い。
【００５１】
上記複数枚の正レンズのスクリーン側の面が空間光変調素子に対してコンセントリックな形状になるのを防ぐために、空間光変調素子に最も近いレンズを、大きな屈折力を有する正レンズで構成することが考えられる。しかし、大きな屈折力を有する正レンズは大きな収差を発生させるため、ズームの各倍率での収差のバランスをとることが困難となる。
【００５２】
また、上記複数枚の正レンズのスクリーン側の面が空間光変調素子に対してコンセントリックな形状になるのを防ぐために、空間光変調素子に最も近いレンズを、小さな屈折力を有する正レンズで構成することも考えられる。正レンズのスクリーン側の面で反射した光は反射型空間光変調素子上で大きなスポットを形成するが、各反射光の光軸に対する角度は小さく、反射型空間光変調素子で再度反射した不要光のほとんどが投写レンズを通ってスクリーン上に到達してしまう。従って、投写画像は、ゴーストのような著しい欠陥とはならないが、コントラストの低下した、フレアーのかかった画像となってしまう。
【００５３】
さらに、上記複数枚の正レンズのスクリーン側の面が空間光変調素子に対してコンセントリックな形状になるのを防ぐために、正レンズを低屈折率の硝材で構成し、かつ、空間光変調素子に最も近いレンズを、面の曲率が大きく、反射に対して大きな屈折力を有する正レンズで構成することも考えられる。しかし、大きな曲率の正レンズは大きな収差を発生させるため、ズームの各倍率での収差のバランスをとることが困難となる。
【００５４】
本発明は、投写レンズとして用いられるズームレンズを構成するレンズのうち空間光変調素子に最も近いレンズを、スクリーン側に凸面を向けたメニスカス正レンズで構成し、このメニスカス正レンズの屈折率を１．７５以上とすることにより、空間光変調素子に最も近いレンズのスクリーン側の面の、空間光変調素子からの反射光に対する屈折力を大きくして、不要光がスクリーン上に到達しないようにしながら、空間光変調素子に最も近いレンズの全体の屈折力をあまり大きくせず、収差の発生を少なくして、高精細なズームレンズを実現している。
【００５５】
以下、このメニスカス正レンズの屈折率を１．７５以上とすることの意義について、さらに詳細に説明する。
【００５６】
プロジェクタ用の投写レンズとして用いられるズームレンズの内部で発生する不要光は、ゴーストの発生やコントラストの低下を引き起こす。ズームレンズのレンズ面からの反射光は、小さなスポットとなって空間変調素子に戻るときにゴーストとなるが、小さなスポットとならないようにレンズの形状を工夫することができる。一方、空間変調素子上で大きなスポットとなって戻ってくる光は、再度投写レンズとしてのズームレンズを通ってスクリーン上に到達する。この光は、スクリーン上で大きく拡散されるためにゴーストとしては認識されないが、本来黒い映像であるべきところに到達するので、コントラストの低下を引き起こして画質を劣化させる。
【００５７】
従って、ゴーストの発生を防止しコントラストの高い映像を得るためには、レンズ形状を工夫すると共に、レンズ面の反射率を低下させることが必要となる。
【００５８】
反射率を低下させるために、レンズ面には反射防止コーティングが施される。しかし、使用できるコーティング材料は限られているため、理想的な反射防止条件を満足させることができず、レンズ面はある一定の反射率を持つことになる。一般的なコーティング材料であるフッ化マグネシュウムをコーティング材料として使用する場合、レンズの屈折率が１．５のとき、反射率は１．５０％、レンズの屈折率が１．５３のとき、反射率は１．２０４１％、レンズの屈折率が１．５９のとき、反射率は０．８６％、レンズの屈折率が１．６３のとき、反射率は０．６１４％、レンズの屈折率が１．６５のとき、反射率は０．５５％、レンズの屈折率が１．７１のとき、反射率は０．３１％、レンズの屈折率が１．７３のとき、反射率は０．２３７３％、レンズの屈折率が１．７５のとき、反射率は０．１８％、レンズの屈折率が１．８１のとき、反射率は０．０８％、レンズの屈折率が１．８３のとき、反射率は０．０４２６％、と計算できる（図１（ａ）参照）。
【００５９】
正規の光路の光量を１００とするとき、不要光の光量は以下のように概算できる。
【００６０】
不要光の光量＝正規の光量×レンズの反射率×空間変調素子での反射率
コントラストは、正規の光量÷不要光の光量で定義される。空間変調素子の反射率は９０％である。よって、レンズの屈折率が１．５のとき、コントラストは７４．０７４０７、レンズの屈折率が１．５３のとき、コントラストは９２．３、レンズの屈折率が１．５９のとき、コントラストは１２９．１９９、レンズの屈折率が１．６３のとき、コントラストは１８１、レンズの屈折率が１．６５のとき、コントラストは２０２．０２０２、レンズの屈折率が１．７１のとき、コントラストは３５８．４２２９、レンズの屈折率が１．７３のとき、コントラストは４６８、レンズの屈折率が１．７５のとき、コントラストは６１７．２８４、レンズの屈折率が１．８１のとき、コントラストは１３８８．８８９、レンズの屈折率が１．８３のとき、コントラストは２６０８、と計算できる（図１（ｂ）参照）。
【００６１】
以上の計算結果を、下記（表１）に示す。
【００６２】
【表１】
2005010668.tif 000003
【００６３】
コントラストは高い方が望ましいが、ある程度の明るさの環境下で使用することの多いプレゼンテーション用のプロジェクタの場合、コントラストは５００程度あれば問題とならない。よって、上記（表１）より、空間光変調素子に最も近いメニスカス正レンズの屈折率は１．７５以上であればよいことが分かる。
【００６４】
本発明の目的とするズームレンズは、以上の構成によって実現されるが、さらに以下の諸項目を満足させることにより、光学性能上望ましいものとすることができる。
【００６５】
空間光変調素子に最も近いレンズＧＬのスクリーン側の曲率半径をＧＬＲ１、当該レンズＧＬのｄ線の屈折率をＧＬｎｄ、ズームレンズの広角端の空気換算のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端のズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（１）を満足するのが望ましい。
【００６６】
（１）  −０．３＜（ＧＬＲ１／ＧＬｎｄ−Ｂｆｗ）／ｆｗ＜−０．０５
上記条件式（１）は、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬのスクリーン側の曲率半径ＧＬＲ１を、当該レンズＧＬのｄ線の屈折率ＧＬｎｄとズームレンズの広角端の空気換算のバックフォーカスＢｆｗと広角端のズームレンズ全系の焦点距離ｆｗとによって規定したものである。（ＧＬＲ１／ＧＬｎｄ−Ｂｆｗ）／ｆｗが−０．３以下になると、レンズＧＬのスクリーン側の面の屈折力が大きくなり、この面で発生する収差が大きくなって、レンズ系全体で収差を補正することが困難となる。一方、（ＧＬＲ１／ＧＬｎｄ−Ｂｆｗ）／ｆｗが−０．０５以上になると、レンズＧＬのスクリーン側の面の屈折力が小さくなり、この面で反射した不要光が空間光変調素子上で小さなスポットを形成することになる。その結果、スクリーン上に不要光が到達し、投写画面の画質の劣化を招いてしまう。
【００６７】
空間光変調素子に最も近いレンズＧＬの空間光変調素子側の曲率半径をＧＬＲ２、ズームレンズの広角端の空気換算のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端のズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（２）を満足するのが望ましい。
【００６８】
（２）  ５＜（ＧＬＲ２−Ｂｆｗ）／ｆｗ
上記条件式（２）は、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬの空間光変調素子側の曲率半径を、ズームレンズの広角端の空気換算のバックフォーカスＢｆｗと広角端のズームレンズ全系の焦点距離ｆｗとによって規定したものである。（ＧＬＲ２−Ｂｆｗ）／ｆｗが５以下になると、レンズＧＬの空間光変調素子側の面で反射する不要光が空間光変調素子上で小さなスポットを形成することになる。その結果、スクリーン上に不要光が到達し、投写画面の画質の劣化を招いてしまう。
【００６９】
空間光変調素子に最も近いレンズＧＬの焦点距離をｆＧＬ、広角端のズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしたとき、下記条件式（３）を満足するのが望ましい。
【００７０】
（３）  ２．５＜ｆＧＬ／ｆｗ＜３．５
上記条件式（３）は、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬの焦点距離ｆＧＬを、広角端のズームレンズ全系の焦点距離ｆｗによって規定したものである。ｆＧＬ／ｆｗが２．５以下になると、大きな収差が発生して補正が困難になる。ｆＧＬ／ｆｗが３．５以上になると、不要光が空間光変調素子上で小さなスポットを形成することになる。その結果、スクリーン上に不要光が到達し、投写画面の画質の劣化を招いてしまう。
【００７１】
空間光変調素子に最も近いレンズＧＬのアッベ数は、３０以下であるのが望ましい。空間光変調素子に最も近いレンズＧＬは、主光線高が高いので、倍率色収差が発生しやすい場所で、倍率色収差を発生させ、レンズ全体で倍率色収差を小さく抑えることが、ズームレンズを高性能化するための条件となる。このように空間光変調素子に最も近いレンズＧＬのアッベ数を３０以下とすることにより、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬで倍率色収差を制御して、レンズ全体での倍率色収差を小さく抑え、ズームレンズを高性能化することができる。
【００７２】
空間光変調素子に最も近いレンズＧＬの部分分散をＰｇＦＧＬ、当該レンズＧＬのアッベ数をνｄＧＬとしたとき、下記条件式（４）を満足するのが望ましい。
【００７３】
（４）  ０．０１＜ＰｇＦＧＬ−０．６４５７＋０．００１７×νｄＧＬ
ここで、ｇ線の屈折率をｎｇ、Ｆ線の屈折率をｎＦ、Ｃ線の屈折率をｎＣとしたとき、部分分散はＰｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）で表記される。
【００７４】
上記条件式（４）は、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬの部分分散ＰｇＦＧＬを、当該レンズＧＬのアッベ数νｄＧＬによって規定したものである。ＰｇＦＧＬ−０．６４５７＋０．００１７×νｄＧＬが０．０１以下になると、倍率色収差が補正過剰となってしまう。
【００７５】
空間光変調素子側から見て空間光変調素子に最も近い負レンズＧＬｎの部分分散をＰｇＦＧＬｎ、当該レンズＧＬｎのアッベ数をνｄＧＬｎ、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬの部分分散をＰｇＦＧＬ、当該レンズＧＬのアッベ数をνｄＧＬとしたとき、下記条件式（５）、（６）を満足するのが望ましい。
【００７６】
（５）  ＰｇＦＧＬｎ＜０．６１
（６）  （ＰｇＦＧＬｎ−ＰｇＦＧＬ）／（νｄＧＬｎ−νｄＧＬ）＜−０．００２７
上記条件式（５）は、空間光変調素子に最も近い負レンズＧＬｎの部分分散を規定したものであり、ＰｇＦＧＬｎが０．６１以上になると、倍率色収差が補正過剰となってしまう。
【００７７】
上記条件式（６）は、空間光変調素子に最も近い負レンズＧＬｎの部分分散ＰｇＦＧＬｎと空間光変調素子に最も近い正レンズＧＬの部分分散ＰｇＦＧＬとの関係を、それぞれのアッベ数νｄＧＬｎ、νｄＧＬによって規定したものであり、空間光変調素子に最も近い負レンズＧＬｎと空間光変調素子に最も近い正レンズＧＬで倍率色収差のバランスがとられている。（ＰｇＦＧＬｎ−ＰｇＦＧＬ）／（νｄＧＬｎ−νｄＧＬ）が−０．００２７以上になると、倍率色収差が補正過剰となってしまう。
【００７８】
本ズームレンズは、３つの貼り合わせ面を有している。スクリーン側から順に第１の貼り合わせ面、第２の貼り合わせ面、第３の貼り合わせ面としたとき、第１の貼り合わせ面を構成する正レンズをＧ１ｐ、第１の貼り合わせ面を構成する負レンズをＧ１ｎ、第２の貼り合わせ面を構成する正レンズをＧ２ｐ、第２の貼り合わせ面を構成する負レンズをＧ２ｎ、第３の貼り合わせ面を構成する正レンズをＧ３ｐ、第３の貼り合わせ面を構成する負レンズをＧ３ｎとする。この場合、レンズＧ１ｐのアッベ数をνｄＧ１ｐ、部分分散をＰｇＦＧ１ｐとし、レンズＧ１ｎのアッベ数をνｄＧ１ｎ、部分分散をＰｇＦＧ１ｎとし、レンズＧ２ｐのアッベ数をνｄＧ２ｐ、部分分散をＰｇＦＧ２ｐとし、レンズＧ２ｎのアッベ数をνｄＧ２ｎ、部分分散をＰｇＦＧ２ｎとし、レンズＧ３ｐの部分分散をＰｇＦＧ３ｐとし、レンズＧ３ｎの部分分散をＰｇＦＧ３ｎとしたとき、下記条件式（７）〜（１１）を満足するのが望ましい。
【００７９】
（７）  ６＜νｄＧｐ１−νｄＧｎ１＜１２
（８）  ＰｇＦＧｐ１−ＰｇＦＧｎ１＜−０．０２
（９）  ２０＜νｄＧｐ２−νｄＧｎ２＜４０
（１０）  ｜ＰｇＦＧｐ２−ＰｇＦＧｎ２｜＜０．００７
（１１）  ｜ＰｇＦＧｐ３−ＰｇＦＧｎ３｜＜０．０７
上記条件式（７）は、第１の貼り合わせ面を構成する正レンズＧ１ｐと第１の貼り合わせ面を構成する負レンズＧ１ｎのアッベ数差を規定したものであり、倍率色収差の補正に関係している。νｄＧｐ１−νｄＧｎ１が６以下になると、倍率色収差が補正過剰となり、νｄＧｐ１−νｄＧｎ１が１２以上になると、倍率色収差が補正不足となってしまう。
【００８０】
上記条件式（８）は、第１の貼り合わせ面を構成する正レンズＧ１ｐと第１の貼り合わせ面を構成する負レンズＧ１ｎの部分分散の差を規定したものであり、倍率色収差の補正に関係している。ＰｇＦＧｐ１−ＰｇＦＧｎ１が−０．０２以上になると、倍率色収差が補正不足となってしまう。
【００８１】
上記条件式（９）は、第２の貼り合わせ面を構成する正レンズＧ２ｐと第２の貼り合わせ面を構成する負レンズＧ２ｎのアッベ数差を規定したものであり、軸上色収差の補正に関係している。νｄＧｐ２−νｄＧｎ２が２０以下になると、軸上色収差が補正過剰となり、νｄＧｐ２−νｄＧｎ２が４０以上になると、軸上色収差が補正不足となってしまう。
【００８２】
上記条件式（１０）は、第２の貼り合わせ面を構成する正レンズＧ２ｐと第２の貼り合わせ面を構成する負レンズＧ２ｎの部分分散の差を規定したものであり、軸上色収差の補正に関係している。｜ＰｇＦＧｐ２−ＰｇＦＧｎ２｜が０．００７以上になると、軸上色収差が補正過剰となってしまう。
【００８３】
上記条件式（１１）は、第３の貼り合わせ面を構成する正レンズＧ３ｐと第３の貼り合わせ面を構成する負レンズＧ３ｎの部分分散の差を規定したものであり、倍率色収差の補正に関係している。｜ＰｇＦＧｐ３−ＰｇＦＧｎ３｜が０．０７以上になると、倍率色収差が補正過剰となってしまう。
【００８４】
第２の貼り合わせ面を構成する正レンズＧ２ｐのアッベ数は、９０以上であるのが望ましい。第２の貼り合わせ面を構成する正レンズＧ２ｐは、他の収差に比較的影響を与えることなく、軸上色収差を補正するのに最適な位置にあり、このように第２の貼り合わせ面を構成する正レンズＧ２ｐのアッベ数を９０以上とすることにより、軸上色収差を小さく抑えることができる。
【００８５】
本発明のズームレンズにおいては、空間光変調素子側からスクリーン側に向かって順に、スクリーン側に凸面を向けたメニスカス正レンズ（空間光変調素子に最も近い正レンズＧＬ）、正レンズ、正レンズの３つのレンズが配置されているのが望ましい。軸上光線高の高い位置にあるこれらのレンズは球面収差に大きな影響を与え、このような構成とすることにより、広角端と望遠端の両方で球面収差を小さく抑えることができる。
【００８６】
本発明のズームレンズは、スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への（ズーミング）に際して、第１レンズ群と第５レンズ群は固定されたままで、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群は光軸上をスクリーン側に移動し、
第３レンズ群は、スクリーン側から順に配置された、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズとにより構成され、
第４レンズ群は、スクリーン側から順に配置された、両面が凹の負レンズと、両面が凹の負レンズと両面が凸の正レンズとの接合レンズと、正レンズと、正レンズとにより構成されているのが望ましい。
【００８７】
また、本発明のズームレンズにおいては、レンズ全系の倍率が０．００２３〜０．０１８８倍であるのが望ましい。
【００８８】
また、本発明のズームレンズにおいては、ズーム比が１．３であるのが望ましい。
【００８９】
プロジェクタ用の投写レンズに必要とされるＦナンバー、長いバックフォーカス、テレセントリック性、周辺光量比、ズーム比を得るために、スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、第１レンズ群と第５レンズ群は固定されたままで、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群は光軸上をスクリーン側に移動するという構成を採ることにより、コンパクトで、かつ、倍率色収差、歪曲収差を小さく抑えることのできるズームレンズを実現することができる。
【００９０】
軸上光線高の高い第３レンズ群は、球面収差や軸上色収差の補正に重要な位置にあり、第３レンズ群を、スクリーン側から順に配置された、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズとにより構成することにより、軸上色収差を小さく抑えることができる。
【００９１】
軸上光線高が高く、広角端と望遠端で軸上光線の高さが変化する第４レンズ群は、球面収差の補正に重要な位置にあり、第４レンズ群を、スクリーン側から順に配置された、両面が凹の負レンズと、両面が凹の負レンズと両面が凸の正レンズとの接合レンズと、正レンズと、正レンズとにより構成することにより、広角端と望遠端の両方で球面収差が共に小さく抑えることができる。
【００９２】
また、本発明のズームレンズは、スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、第１レンズ群と第４レンズ群は固定されたままで、第２レンズ群と第３レンズ群は光軸上をスクリーン側に移動し、
第１レンズ群は、スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１１レンズ群と正の屈折力を有する第１２レンズ群とにより構成され、フォーカス調整に際して、第１１レンズ群と第１２レンズ群との間隔が変化するのが望ましい。
【００９３】
プロジェクタ用の投写レンズに必要とされるＦナンバー、長いバックフォーカス、テレセントリック性、周辺光量比、ズーム比を得るために、スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、第１レンズ群と第４レンズ群は固定されたままで、第２レンズ群と第３レンズ群は光軸上をスクリーン側に移動するという構成を採ることにより、コンパクトで、かつ、倍率色収差、歪曲収差を小さく抑えることのできるズームレンズを実現することができる。
【００９４】
第１レンズ群は、フォーカス調整のために光軸上を移動することとなるが、第１レンズ群を、負の屈折力を有する第１１レンズ群と正の屈折力を有する第１２レンズ群とにより構成し、第１１レンズ群と第１２レンズ群との間隔を変化させることによってフォーカス調整を行うようにすることにより、フォーカス調整の際の第１レンズ群の移動量を小さくすることができる。その結果、投写距離を変化させたときの収差の変動を小さく抑えて、投写距離の範囲を大きくとることができる。
【００９５】
第１２レンズ群は、空間光変調素子側に凸面を向けたメニスカス正レンズからなるのが望ましい。主光線高の高い位置にある第１２レンズ群は歪曲収差に大きな影響を与え、このような構成とすることにより、歪曲収差を小さく抑えることができる。
【００９６】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズについて、図面を参照しながら説明する。図２は本発明の第１の実施の形態実施におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図３は本発明の第１の実施の形態実施におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である（これら図２、図３は後述する実施例１のズームレンズを示す図でもある）。
【００９７】
図２に示すように、本実施の形態のズームレンズは、スクリーン側（図２では左側）から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とにより構成されている（５群構成）。尚、図２中、Ｎはプリズム等のガラスブロック、Ｂは反射型の空間光変調素子をそれぞれ示している。
【００９８】
図２、図３に示すように、広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、第１レンズ群と第５レンズ群は固定されたままで、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群は光軸上をスクリーン側に移動する。
【００９９】
第１レンズ群は、スクリーン側から順に配置された、正レンズ、負レンズ、負レンズ、負レンズの４枚のレンズによって構成されている。最もスクリーン側の正レンズによって高次の歪曲収差を発生させることができるようにされており、これによりレンズ系全体の歪曲収差が小さく抑えられている。尚、高次の歪曲収差の発生に伴って倍率色収差が発生しないように、正レンズにはアッベ数の大きい硝材が用いられている。また、正レンズの屈折率を高くすることにより、非点収差が大きくならないようにされている。また、色収差を小さく抑えるために、負レンズにはアッベ数の大きい硝材が用いられている。
【０１００】
第２レンズ群は、正レンズ１枚で構成され、ズーミングによる収差の変動を抑える働きをしている。
【０１０１】
第３レンズ群は、変倍レンズ群であり、スクリーン側から順に配置された、正レンズと負レンズとの第１の接合レンズと、正レンズと負レンズとの第２の接合レンズとにより構成されており、絞りは第１の接合レンズと第２の接合レンズとの間に配置されている。第１の接合レンズは、倍率色収差を小さく抑えるために、アッベ数の差が小さく、部分分散比の差が大きい硝材によって構成されている。この場合、負レンズの部分分散比を大きくすることにより、画面最周辺部で生じる青色の倍率色収差の補正過剰を緩和することができる。第２の接合レンズは、軸上色収差を小さく抑えるために、アッベ数の差が大きく、部分分散比の差が小さい硝材によって構成されている。この場合、正レンズのアッベ数を大きく、部分分散比を大きくすることにより、青色の軸上色収差の補正過剰を緩和することができる。
【０１０２】
第４レンズ群は、ズーミングによる焦点位置の変動を抑え、テレセントリック性の変動、歪曲収差の変動を小さくしている。この第４レンズ群は、スクリーン側から順に配置された、両面が凹の負レンズと、両面が凹の負レンズと両面が凸の正レンズとの接合レンズと、正レンズと、正レンズとにより構成されている。ここで、接合レンズを構成する負レンズは、大きな屈折力を有しており、部分分散比が小さな値を有する硝材によって構成することにより、倍率色収差、軸上色収差を良好に補正することができる。また、空間光変調素子Ｂ側の２枚の正レンズを、小さい屈折力を有するレンズによって構成することにより、レンズ組立時の公差を確保することができる。
【０１０３】
第５レンズ群は、ズーミングによっても位置が変動せず、レンズの有効径を最小にすることができる。この第５レンズ群は、１枚の正レンズによって構成されている。第５レンズ群は、ゴーストやコントラストに対して重要である。空間光変調素子Ｂから射出された光は、第５レンズ群を透過するが、ごく一部の光は第５レンズ群で反射されて空間光変調素子Ｂ側に戻る。空間光変調素子Ｂ側に戻った光は、空間光変調素子Ｂで再度反射され、投写レンズとしてのズームレンズを通ってスクリーンに到達し、不要光となる。この不要光は、ゴーストやコントラストの低下となって現れる。空間光変調素子が透過型の場合には、空間光変調素子で再度反射するときの反射率が低いために問題とはならないが、空間光変調素子が反射型の場合には、この不要光の強度が無視できないくらいに大きくなる。ズームレンズ内で反射された光が空間光変調素子Ｂ上で小さなスポットとなるような場合には、ゴーストとなって著しい画質の劣化を引き起こす。かかる現象は、ズームレンズ（投写レンズ）の面の曲率中心の位置と空間光変調素子Ｂの位置とが等しくなるときに生じる。第５レンズ群のスクリーン側の面は、上記の条件に一致し易い。ゴーストの発生やコントラストの低下を抑えるために望ましい第１の条件は、ズームレンズ（投写レンズ）面で反射された光線が空間光変調素子Ｂよりもスクリーン側で結像するようにすることである。この場合、空間光変調素子Ｂ上での反射光のスポットが大きくなると共に、反射光のＦナンバーが小さくなることから、再度ズームレンズ（投写レンズ）を通ってスクリーン上へ到達する光のほとんどは、ズームレンズ（投写レンズ）内の絞りでカットされ、スクリーン上に到達する光の量は少なくなる。ゴーストの発生やコントラストの低下を抑えるために望ましい第２の条件は、ズームレンズ（投写レンズ）面で反射された光線が空間光変調素子Ｂよりも更に反スクリーン側の遠方で結像するようにすることである。この場合、空間光変調素子Ｂ上での反射光のスポットは大きくなるが、反射光のＦナンバーが大きくなるために、大部分の光はズームレンズ（投写レンズ）を通ってスクリーン上へ到達してしまう。従って、この場合、ゴーストは発生しないが、コントラストの低下となる。ゴーストの発生やコントラストの低下を抑えるために、第５レンズ群の正レンズ（空間光変調素子Ｂに最も近い正レンズ）は、スクリーン側に凸面を向けたメニスカス形状であるのが好ましい。メニスカス形状にすることにより、正レンズの屈折力を大きくすることなくスクリーン側の面の曲率半径を小さくすることができ、この面で反射する光に対する屈折力を大きくすることができる。第５レンズ群の正レンズを、メニスカス形状ではなく、両凸の形状にした場合、ゴースト及びコントラスト対策のために、この正レンズのスクリーン側の面の曲率半径を小さくすると、正レンズの屈折力が大きくなって、収差を補正することが困難になる。特に、ズーミングによる収差の変動を抑えることが困難となる。この正レンズの硝材の屈折率を下げて屈折力を小さくすることも考えられるが、この場合には、ペッツバール和が大きくなって像面湾曲を補正することが困難になる。
【０１０４】
本実施の形態によれば、ゴーストの発生やコントラストの低下の少ない、反射型空間素子を用いたプロジェクタに最適なコンパクトなズームレンズを実現することができる。
【０１０５】
以下、具体的実施例を挙げて、本実施の形態におけるズームレンズをさらに詳細に説明する。
【０１０６】
（実施例１）
図２は本発明の第１の実施の形態の実施例１におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図３は本発明の第１の実施の形態の実施例１におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である。
【０１０７】
本実施例は、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．７、焦点距離がｆ＝２３．９５ｍｍ、半画角がＷ＝２７．７５゜のズームレンズにおいて、本発明の構成に基づき、ゴーストの発生やコントラストの低下を引き起こすことがないようにした設計例である。
【０１０８】
下記（表２）に、具体的数値例を示す。下記（表２）中、ｒｉはレンズ各面の曲率半径、ｄｉはレンズ厚又はレンズ面間隔、ｎｉは各レンズのｄ線での屈折率、νｉは各レンズのｄ線でのアッベ数をそれぞれ示している（後述する他の実施例においても同様である）。
2005010668.tif 000004
2005010668.tif 000005
図４に、本実施例におけるズームレンズの広角端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。また、図５に、本実施例におけるズームレンズの望遠端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。尚、非点収差図において、実線はサジタル像面湾曲、破線はメリディオナル像面湾曲をそれぞれ示している。また、球面収差図、倍率色収差図において、実線はｄ線に対する値、短い破線はＦ線に対する値、長い破線はＣ線に対する値をそれぞれ示している（後述する他の実施例についても同様である）。
【０１０９】
（実施例２）
図６は本発明の第１の実施の形態の実施例２におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態の実施例２におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である。
【０１１０】
本実施例は、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．７、焦点距離がｆ＝２３．９０ｍｍ、半画角がＷ＝２７．８１°のズームレンズにおいて、本発明の構成に基づき、ゴーストの発生やコントラストの低下を引き起こすことがないようにした設計例である。
【０１１１】
下記（表３）に、具体的数値例を示す。
2005010668.tif 000006
2005010668.tif 000007
図８に、本実施例におけるズームレンズの広角端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。また、図９に、本実施例におけるズームレンズの望遠端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。
【０１１２】
（実施例３）
図１１は本発明の第１の実施の形態の実施例３におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図１２は本発明の第１の実施の形態の実施例３におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である。
【０１１３】
本実施例は、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．７、焦点距離がｆ＝２４．０２ｍｍ、半画角がＷ＝２７．６９°のズームレンズにおいて、本発明の構成に基づき、ゴーストの発生やコントラストの低下を引き起こすことがないようにした設計例である。
【０１１４】
下記（表４）に、具体的数値例を示す。
2005010668.tif 000008
2005010668.tif 000009
図１３に、本実施例におけるズームレンズの広角端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。また、図１４に、本実施例におけるズームレンズの望遠端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。
【０１１５】
ここで、比較例１、２を挙げて上記条件式（１）の効果について説明する。
【０１１６】
（比較例１）
本比較例のズームレンズは、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．８、焦点距離がｆ＝２３．９４ｍｍ、半画角がＷ＝２７．８゜の５群ズームレンズである。
【０１１７】
下記（表５）に、本比較例の数値例を示す。
2005010668.tif 000010
2005010668.tif 000011
（比較例２）
本比較例のズームレンズは、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．８、焦点距離がｆ＝２３．９４ｍｍ、半画角がＷ＝２７．７５゜の５群ズームレンズである。
【０１１８】
下記（表６）に、本比較例の数値例を示す。
2005010668.tif 000012
2005010668.tif 000013
下記（表７）に、実施例２、３及び比較例１、２のレンズデータを有するズームレンズをプロジェクタの投写レンズとして用いたときの、ゴーストの発生とコントラストの低下を評価した結果を示す。下記（表７）中、○はゴーストの発生やコントラストの低下が確認されなかった場合（画質良好）を示し、×はゴーストの発生やコントラストの低下が確認された場合（画質劣化）を示している。
【０１１９】
【表７】
2005010668.tif 000014
【０１２０】
また、図１０、図１５、図１６、図１７に、それぞれ実施例２、実施例３、比較例１、比較例２のレンズデータを有するズームレンズを用いた場合の、空間光変調素子からの出射光（正規な光）の光路と空間光変調素子に最も近いレンズのスクリーン側の面で反射した不要光の光路とを示している。
【０１２１】
図１０、図１５に示すように、実施例２あるいは実施例３のレンズデータを有するズームレンズを用いた場合には、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬのスクリーン側の面で反射した不要光の光路が大きく広がって空間光変調素子上に到達するため、ゴーストは発生しない。
【０１２２】
これに対し、図１６に示すように、比較例１のレンズデータを有するズームレンズを用いた場合には、上記条件式（１）がその上限を超えた値をとっており、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬのスクリーン側の面で反射した不要光の光路が小さくまとまって空間光変調素子上に到達するために、ゴーストが発生する。
【０１２３】
また、図１７に示すように、比較例２のレンズデータを有するズームレンズを用いた場合には、上記条件式（１）がその上限を超えた値をとっているが、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬのスクリーン側の面で反射した不要光の光路が大きく広がって空間光変調素子上に到達するため、ゴーストは発生しない。しかし、空間光変調素子側に戻る不要光の光路の角度が光軸に対して緩く、空間光変調素子で反射された光の大部分がズームレンズを通ってスクリーン上に到達してしまうので、コントラストは低くなってしまう。
【０１２４】
（実施例４）
図１８は本発明の第１の実施の形態の実施例４におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図１９は本発明の第１の実施の形態の実施例４におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である。
【０１２５】
本実施例は、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．７、焦点距離がｆ＝２４．０４ｍｍ、半画角がＷ＝２７．６６°のズームレンズにおいて、本発明の構成に基づき、ゴーストの発生やコントラストの低下を引き起こすことがないようにした設計例である。
【０１２６】
下記（表８）に、具体的数値例を示す。
2005010668.tif 000015
2005010668.tif 000016
図２０に、本実施例におけるズームレンズの広角端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。また、図２１に、本実施例におけるズームレンズの望遠端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。
【０１２７】
（実施例５）
図２３は本発明の第１の実施の形態の実施例５におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図２４は本発明の第１の実施の形態の実施例５におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である。
【０１２８】
本実施例は、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．７、焦点距離がｆ＝２４．０８ｍｍ、半画角がＷ＝２７．６９°のズームレンズにおいて、本発明の構成に基づき、ゴーストの発生やコントラストの低下を引き起こすことがないようにした設計例である。
【０１２９】
下記（表９）に、具体的数値例を示す。
2005010668.tif 000017
2005010668.tif 000018
2005010668.tif 000019
図２５に、本実施例におけるズームレンズの広角端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。また、図２６に、本実施例におけるズームレンズの望遠端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。
【０１３０】
下記（表１０）に、上記条件式（２）の効果、すなわち、実施例４、５のレンズデータを有するズームレンズをプロジェクタの投写レンズとして用いたときの、ゴーストの発生とコントラストの低下を評価した結果を示す。下記（表１０）中、○はゴーストの発生やコントラストの低下が確認されなかった場合（画質良好）を示し、×はゴーストの発生やコントラストの低下が確認された場合（画質劣化）を示している。
【０１３１】
【表１０】
2005010668.tif 000020
【０１３２】
また、図２２、図２７に、それぞれ実施例４、実施例５のレンズデータを有するズームレンズを用いた場合の、空間光変調素子からの出射光（正規な光）の光路と空間光変調素子に最も近いレンズのスクリーン側の面で反射した不要光の光路とを示している。
【０１３３】
図２２、図２７に示すように、実施例４、実施例５のレンズデータを有するズームレンズを用いた場合には、空間光変調素子に最も近いレンズＧＬの空間光変調素子側の面で反射した不要光の光路が大きく広がって空間光変調素子上に到達するため、ゴーストは発生しない。
【０１３４】
（実施例６）
図２８は本発明の第１の実施の形態の実施例６におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図２９は本発明の第１の実施の形態の実施例６におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である。
【０１３５】
本実施例は、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．７、焦点距離がｆ＝２４．０８ｍｍ、半画角がＷ＝２７．６２°のズームレンズにおいて、本発明の構成に基づき、ゴーストの発生やコントラストの低下を引き起こすことがないようにした設計例である。
【０１３６】
下記（表１１）に、具体的数値例を示す。
2005010668.tif 000021
2005010668.tif 000022
図３０に、本実施例におけるズームレンズの広角端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。また、図３１に、本実施例におけるズームレンズの望遠端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。
【０１３７】
（実施例７）
図３２は本発明の第１の実施の形態の実施例７におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図３３は本発明の第１の実施の形態の実施例７におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である。
【０１３８】
本実施例は、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．７、焦点距離がｆ＝２４．０６ｍｍ、半画角がＷ＝２７．６４°のズームレンズにおいて、本発明の構成に基づき、ゴーストの発生やコントラストの低下を引き起こすことがないようにした設計例である。
【０１３９】
下記（表１２）に、具体的数値例を示す。
2005010668.tif 000023
2005010668.tif 000024
図３４に、本実施例におけるズームレンズの広角端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。また、図３５に、本実施例におけるズームレンズの望遠端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。
【０１４０】
（実施例８）
図３６は本発明の第１の実施の形態の実施例８におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図３７は本発明の第１の実施の形態の実施例８におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である。
【０１４１】
本実施例は、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．７、焦点距離がｆ＝２３．８９ｍｍ、半画角がＷ＝２７．８１°のズームレンズにおいて、本発明の構成に基づき、ゴーストの発生やコントラストの低下を引き起こすことがないようにした設計例である。
【０１４２】
下記（表１３）に、具体的数値例を示す。
2005010668.tif 000025
2005010668.tif 000026
図３８に、本実施例におけるズームレンズの広角端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。また、図３９に、本実施例におけるズームレンズの望遠端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。
【０１４３】
［第２の実施の形態］
図４０は本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図４１は本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である（これら図４０、図４１は後述する実施例９のズームレンズを示す図面でもある）。
【０１４４】
図４０に示すように、本実施の形態のズームレンズは、スクリーン側（図３３では左側）から順に配置された、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより構成されている（４群構成）。上記第１の実施の形態との相違点は、５群構成から４群構成になった点である。このようにレンズ群の数を減らすことにより、鏡筒構成を簡略化することができると共に、部品コストの削減を図ることもでき、また、組立上の困難さも軽減することができる。
【０１４５】
図４０、図４１に示すように、広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、第１レンズ群と第４レンズ群は固定されたままで、第２レンズ群と第３レンズ群は光軸上をスクリーン側に移動する。
【０１４６】
第１レンズ群は、スクリーン側から順に配置された、負の屈折力を有する第１１レンズ群と正の屈折力を有する第１２レンズ群とにより構成されている。第１１レンズ群は、スクリーン側から順に配置された、正レンズと、負レンズと、負レンズと、負レンズとにより構成されている。一方、第１２レンズ群は、空間光変調素子Ｂ側に凸面を向けた一枚のメニスカス正レンズにより構成されている。そして、投写距離が変化した場合には、第１１レンズ群と第１２レンズ群との間隔を変えることによって（第１レンズ群の一部のレンズを移動させることによって）フォーカシングが行われる。このように第１レンズ群の一部のレンズを移動させることによってフォーカシングを行うことにより、フォーカシングに必要な移動量を減少させて、フォーカシングによる収差の変動を小さく抑えることができる。
【０１４７】
以下、具体的実施例を挙げて、本実施の形態におけるズームレンズをさらに詳細に説明する。
【０１４８】
（実施例９）
図４０は本発明の第２の実施の形態の実施例９におけるズームレンズの広角端の構成を示す図、図４１は本発明の第２の実施の形態の実施例９におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図である。
【０１４９】
本実施例は、広角端のＦナンバーがＦＮＯ＝１．７、焦点距離がｆ＝２３．９２ｍｍ、半画角がＷ＝２７．７７°のズームレンズにおいて、本発明の構成に基づき、簡易な鏡筒構造を実現するようにした設計例である。
【０１５０】
下記（表１４）に、具体的数値例を示す。
2005010668.tif 000027
2005010668.tif 000028
図４２に、本実施例におけるズームレンズの広角端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。また、図４３に、本実施例におけるズームレンズの望遠端の非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）球面収差（ｍｍ）、倍率色収差（ｍｍ）を示す。
【０１５１】
［第３の実施の形態］
図４４は本発明の第３の実施の形態における映像拡大投写システムを示す概略構成図である。
【０１５２】
図４４に示すように、本実施の形態の映像拡大投写システムは、光源Ｃと、光源Ｃから放射される光によって照明されると共に、光学像を形成する空間光変調素子Ｂと、空間光変調素子Ｂ上の光学像を投写する投写手段としての投写レンズＡとにより構成されている。ここで、投写レンズＡとしては、上記第１の実施の形態で示したズームレンズが用いられている。尚、図４４中、Ｐは本映像拡大投写システムによって投写された映像のフォーカス面を示している。
【０１５３】
本実施の形態の映像拡大投写システムにおいては、光源Ｃによって照明される空間光変調素子Ｂに形成された光学像が、投写レンズＡによってフォーカス面Ｐに拡大投写される。そして、本実施の形態の映像拡大投写システムによれば、投写レンズＡとして上記第１の実施の形態で示した投写レンズとしてのズームレンズを用いていることにより、不要光の少ない画像を投写することができるので、ゴーストの発生やコントラストの低下の少ない画面を得ることのできる映像拡大投写システムを実現することができる。
【０１５４】
尚、本実施の形態においは、投写レンズＡとして上記第１の実施の形態で示したズームレンズが用いられているが、上記第２の実施の形態で示したズームレンズを用いてもよい。
【０１５５】
［第４の実施の形態］
図４５は本発明の第４の実施の形態におけるビデオプロジェクタを示す概略構成図である。
【０１５６】
図４５に示すように、本実施の形態のビデオプロジェクタは、光源Ｃと、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタを回転させることにより、光源Ｃからの光を青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段Ｄと、光源Ｃから放射される光によって照明されると共に、時間的に変化する青、緑、赤の３色に対応する光学像を形成する空間光変調素子Ｂと、空間光変調素子Ｂ上の光学像を投写する投写手段としての投写レンズＡとにより構成されている。ここで、投写レンズＡとしては、上記第１の実施の形態で示したズームレンズが用いられている。
【０１５７】
本実施の形態のビデオプロジェクタにおいて、光源Ｃからの光は、青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段Ｄによって青、緑、赤の３色に時間的に分解され、空間光変調素子Ｂを照明する。空間光変調素子Ｂには、青、緑、赤の３種類の光学像が時間的に分割されて形成され、投写レンズＡによって拡大投写される。そして、本実施の形態のビデオプロジェクタによれば、投写レンズＡとして上記第１の実施の形態で示した投写レンズを用いていることにより、倍率色収差が良好に補正され、青、緑、赤の３色の映像をスクリーン上でずれることなく重ね合わせることができる。その結果、明るくて高精細な映像を得ることのできるビデオプロジェクタを実現することができる。
【０１５８】
尚、本実施の形態においは、投写レンズＡとして上記第１の実施の形態で示したズームレンズが用いられているが、上記第２の実施の形態で示したズームレンズを用いてもよい。
【０１５９】
［第５の実施の形態］
図４６は本発明の第５の実施の形態におけるリアプロジェクタを示す概略構成図である。
【０１６０】
図４６に示すように、本実施の形態のリアプロジェクタは、上記第４の実施の形態で示したビデオプロジェクタＧと、ビデオプロジェクタＧ内の投写手段としての投写レンズＡ（図４５参照）から投写された光を折り曲げるミラーＨと、ミラーＨによって折り曲げられた光を映像として映し出す透過型スクリーンＩとにより構成されている。尚、図４６中、Ｊはリアプロジェクタが収容される筐体を示している。
【０１６１】
本実施の形態のリアプロジェクタにおいて、ビデオプロジェクタＧから投写される映像が、ミラーＨによって反射されて、透過型スクリーンＩに結像される。そして、本実施の形態のリアプロジェクタによれば、ビデオプロジェクタＧとして上記第４の実施の形態で示したビデオプロジェクタが用いられているので、高精細な画面を得ることのできるリアプロジェクタを実現することができる。
【０１６２】
［第６の実施の形態］
図４７は本発明の第６の実施の形態におけるマルチビジョンシステムを示す概略構成図である。
【０１６３】
図４７に示すように、本実施の形態のマルチビジョンシステムは、上記第４の実施の形態で示したビデオプロジェクタＧと、ビデオプロジェクタＧ内の投写手段としての投写レンズＡ（図４５参照）から投写された光を映像として映し出す透過型スクリーン透過型スクリーンＩと、筐体Ｋとをそれぞれ有する複数台のシステムと、映像信号を分割して各ビデオプロジェクタＧに送る映像分割回路Ｌとにより構成されている。
【０１６４】
本実施の形態のマルチビジョンシステムにおいて、映像信号は、映像分割回路Ｌによって加工分割されて複数台のビデオプロジェクタＧに送られる。各ビデオプロジェクタＧから投写される映像は各透過型スクリーンＩに結像される。そして、本実施の形態のマルチビジョンシステムによれば、ビデオプロジェクタＧとして上記第４の実施の形態で示したビデオプロジェクタが用いられているので、歪曲収差がよく補正され、各ビデオプロジェクタからの映像のつなぎ目がよく一致する。その結果、高精細な画面を得ることのできるマルチビジョンシステムを実現することができる。
【０１６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レンズ構成を適切に設定することにより、ゴーストの発生やコントラストの低下の少ない、投写レンズに好適なズームレンズを提供することができる。また、本発明によれば、そのようなズームレンズを用いることにより、明るくて高画質の大画面映像を安価に得ることのできる映像拡大投写システム、ビデオプロジェクタ、リアプロジェクタ、マルチビジョンシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態における空間光変調素子に最も近いレンズの屈折率と反射率との関係を示す図、図１（ｂ）は当該レンズの屈折率とコントラストとの関係を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態の実施例１におけるズームレンズの広角端の構成を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態の実施例１におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図
【図４】本発明の第１の実施の形態の実施例１におけるズームレンズの広角端の収差性能図
【図５】本発明の第１の実施の形態の実施例１におけるズームレンズの望遠端の収差性能図
【図６】本発明の第１の実施の形態の実施例２におけるズームレンズの広角端の構成を示す図
【図７】本発明の第１の実施の形態の実施例２におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図
【図８】本発明の第１の実施の形態の実施例２におけるズームレンズの広角端の収差性能図
【図９】本発明の第１の実施の形態の実施例２におけるズームレンズの望遠端の収差性能図
【図１０】本発明の第１の実施の形態の実施例２におけるズームレンズを、プロジェクタの投写レンズとして用いた場合の光路図
【図１１】本発明の第１の実施の形態の実施例３におけるズームレンズの広角端の構成を示す図
【図１２】本発明の第１の実施の形態の実施例３におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図
【図１３】本発明の第１の実施の形態の実施例３におけるズームレンズの広角端の収差性能図
【図１４】本発明の第１の実施の形態の実施例３におけるズームレンズの望遠端の収差性能図
【図１５】本発明の第１の実施の形態の実施例３におけるズームレンズを、プロジェクタの投写レンズとして用いた場合の光路図
【図１６】本発明の第１の実施の形態の比較例１におけるズームレンズを、プロジェクタの投写レンズとして用いた場合の光路図
【図１７】本発明の第１の実施の形態の比較例２におけるズームレンズを、プロジェクタの投写レンズとして用いた場合の光路図
【図１８】本発明の第１の実施の形態の実施例４におけるズームレンズの広角端の構成を示す図
【図１９】本発明の第１の実施の形態の実施例４におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図
【図２０】本発明の第１の実施の形態の実施例４におけるズームレンズの広角端の収差性能図
【図２１】本発明の第１の実施の形態の実施例４におけるズームレンズの望遠端の収差性能図
【図２２】本発明の第１の実施の形態の実施例４におけるズームレンズを、プロジェクタの投写レンズとして用いた場合の光路図
【図２３】本発明の第１の実施の形態の実施例５におけるズームレンズの広角端の構成を示す図
【図２４】本発明の第１の実施の形態の実施例５におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図
【図２５】本発明の第１の実施の形態の実施例５におけるズームレンズの広角端の収差性能図
【図２６】本発明の第１の実施の形態の実施例５におけるズームレンズの望遠端の収差性能図
【図２７】本発明の第１の実施の形態の実施例５におけるズームレンズを、プロジェクタの投写レンズとして用いた場合の光路図
【図２８】本発明の第１の実施の形態の実施例６におけるズームレンズの広角端の構成を示す図
【図２９】本発明の第１の実施の形態の実施例６におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図
【図３０】本発明の第１の実施の形態の実施例６におけるズームレンズの広角端の収差性能図
【図３１】本発明の第１の実施の形態の実施例６におけるズームレンズの望遠端の収差性能図
【図３２】本発明の第１の実施の形態の実施例７におけるズームレンズの広角端の構成を示す図
【図３３】本発明の第１の実施の形態の実施例７におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図
【図３４】本発明の第１の実施の形態の実施例７におけるズームレンズの広角端の収差性能図
【図３５】本発明の第１の実施の形態の実施例７におけるズームレンズの望遠端の収差性能図
【図３６】本発明の第１の実施の形態の実施例８におけるズームレンズの広角端の構成を示す図
【図３７】本発明の第１の実施の形態の実施例８におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図
【図３８】本発明の第１の実施の形態の実施例８におけるズームレンズの広角端の収差性能図
【図３９】本発明の第１の実施の形態の実施例８におけるズームレンズの望遠端の収差性能図
【図４０】本発明の第２の実施の形態の実施例９におけるズームレンズの広角端の構成を示す図
【図４１】本発明の第２の実施の形態の実施例９におけるズームレンズの望遠端の構成を示す図
【図４２】本発明の第２の実施の形態の実施例９におけるズームレンズの広角端の収差性能図
【図４３】本発明の第２の実施の形態の実施例９におけるズームレンズの望遠端の収差性能図
【図４４】本発明の第３の実施の形態における映像拡大投写システムを示す概略構成図
【図４５】本発明の第４の実施の形態におけるビデオプロジェクタを示す概略構成図
【図４６】本発明の第５の実施の形態におけるリアプロジェクタを示す概略構成図
【図４７】本発明の第６の実施の形態におけるマルチビジョンシステムを示す概略構成図
【符号の説明】
Ａ  投写レンズ
Ｂ  空間光変調素子
Ｃ  光源
Ｄ  光源からの光を青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段
Ｇ  ビデオプロジェクタ
Ｈ  ミラー
Ｉ  透過型スクリーン
Ｊ  筐体
Ｋ  筐体
Ｌ  映像分割回路
Ｎ  プリズム
Ｐ  フォーカス面
【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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【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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