(57)【要約】【課題】  像面湾曲を有効に抑制し、広角化に伴う光学性能の低下，レンズの大口径化及び製造時における歩留りの低下等を回避しつつ十分な広角化を実現する。【解決手段】  第一レンズ群Ｇ１に、前Ｆｆ側に配した第一非球面レンズＬ１及び後Ｆｒ側に配した少なくとも連続した二枚以上の負の単レンズＬ２，Ｌ３を設け、第二レンズ群Ｇ２に、少なくとも一枚以上の正の単レンズＬ４，Ｌ５を設けるとともに、第三レンズ群Ｇ３に、前Ｆｆ側から、屈折率Ｎ０が１．４５＜Ｎ０＜１．６５を満足する第二非球面レンズＬ６，正レンズＬ７と負レンズＬ８を接合し、かつ接合面Ｃ１の曲率中心が前Ｆｆ側となる第一接合レンズＬＣ１，少なくとも二枚以上の正の単レンズＬ９，Ｌ１０，負メニスカスレンズＬ１１と正レンズＬ１２を接合し、かつ接合面Ｃ２の曲率中心が後Ｆｒ側となる第二接合レンズＬＣ２を順次配する。【選択図】  図１
2007156210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写方向を前側として後側へ第一レンズ群，第二レンズ群，第三レンズ群を順次配してなる投写レンズ装置において、前記第一レンズ群に、前側に配した第一非球面レンズ及び後側に配した少なくとも連続した二枚以上の負の単レンズを設け、前記第二レンズ群に、少なくとも一枚以上の正の単レンズを設けるとともに、前記第三レンズ群に、前側から、屈折率Ｎ０が１．４５＜Ｎ０＜１．６５を満足する第二非球面レンズ，正レンズと負レンズを接合し、かつ接合面の曲率中心が前側となる第一接合レンズ，少なくとも二枚以上の正の単レンズ，負メニスカスレンズと正レンズを接合し、かつ接合面の曲率中心が後側となる第二接合レンズを順次配してなることを特徴とする投写レンズ装置。
【請求項２】
前記第一接合レンズは、正レンズの屈折率をＮ１，負レンズの屈折率をＮ２，正レンズのアッベ数をν１としたとき、（Ｎ２−Ｎ１）＞０．２を満足し、かつν１＞６０を満足することを特徴とする請求項１記載の投写レンズ装置。
【請求項３】
前記第二接合レンズは、正レンズの屈折率をＮ３，負メニスカスレンズの屈折率をＮ４，正レンズのアッベ数をν２としたとき、（Ｎ４−Ｎ３）＞０．２を満足し、かつν２＞６０を満足することを特徴とする請求項１記載の投写レンズ装置。
【請求項４】
前記第三レンズ群におけるいずれか一つの正の単レンズは、アッベ数をν３としたとき、ν３＞６０を満足することを特徴とする請求項１記載の投写レンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアプロジェクションテレビや近接投写タイプのフロントプロジェクタなどに用いて好適な投写レンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、薄型テレビジョンとして、プラズマテレビや液晶テレビが広く知られているが、画面の大型化が容易となり、しかもコスト面で有利となるリアプロジェクションテレビ（図７参照）も注目されている。
【０００３】
ところで、この種のリアプロジェクションテレビは、画面の大型化と奥行きの薄型化が相反するという問題が存在する。即ち、図７に示すリアプロジェクションテレビＴｐは、投写レンズ装置を内蔵し、ＬＣＤ等の画像表示素子２に出力された映像（映像信号）は、投写レンズ装置によりリアスクリーン３に拡大投映されるが、リアプロジェクションテレビＴｐの奥行きは、画像表示素子２からリアスクリーン３までの距離Ｘｔの設定に大きく影響を受ける。したがって、リアスクリーン３の画面サイズを大きく（大型化）し、かつ距離Ｘｔを短く（薄型化）するには、投写レンズ装置の半画角θ（θ＝ａｒｃｔａｎ（ｙ／ｆ）、ただし、ｙ：有効高さ，ｆ：焦点距離）を大きくして広角化を図る必要がある。しかし、投写レンズ装置の広角化は、光学性能の低下，レンズの大口径化，レンズ枚数の増加，製造歩留り低下等を招くため、投写レンズ装置の広角化は容易でなく、しかも広角化には限界がある。
【０００４】
従来、広角化を企図した投写レンズ装置としては、特開２００２−３６５５４１号公報で開示される投写レンズ装置が知られている。この投写レンズ装置は、プロジェクタ装置に用いる投写レンズ装置のＦナンバーの向上や広角化を図るため、スクリーン側から、第一Ａレンズ群、第一Ｂレンズ群，及び第二レンズ群を配置するとともに、第二レンズ群に、絞りに対向した接合レンズを設け、この接合レンズを、補正レンズ，負パワーのレンズ及び正パワーのレンズの３枚レンズを接合して構成したものである。
【特許文献１】特開２００２−３６５５４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した公報開示の投写レンズ装置をはじめ従来の投写レンズ装置は、次のような問題点があった。
【０００６】
第一に、投写レンズ装置に対する広角化がある程度実現されるとしても、その半画角θは、４０゜＜θ＜４７゜程度に留まり、十分な広角化が実現されていない。特に、画面の大型化と奥行きの薄型化が課題となるリアプロジェクションテレビの場合、５０°以上の半画角も要求されているが、このようなリアプロジェクションテレビの要求に十分に応えることができない。
【０００７】
第二に、製造の歩留りが懸念される３枚の接合レンズや大口径レンズを使用するなど、広角化は、光学性能，レンズ径及び製造時における歩留り等を犠牲にした上に成り立っており、広角化に伴う光学性能の低下，レンズの大口径化及び製造時における歩留りの低下等に対する十分な考慮がなされていない。
【０００８】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した投写レンズ装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するため、投写方向を前Ｆｆ側として後Ｆｒ側へ第一レンズ群Ｇ１，第二レンズ群Ｇ２，第三レンズ群Ｇ３を順次配してなる投写レンズ装置１を構成するに際して、第一レンズ群Ｇ１に、前Ｆｆ側に配した第一非球面レンズＬ１及び後Ｆｒ側に配した少なくとも連続した二枚以上の負の単レンズＬ２，Ｌ３を設け、第二レンズ群Ｇ２に、少なくとも一枚以上の正の単レンズＬ４，Ｌ５を設けるとともに、第三レンズ群Ｇ３に、前Ｆｆ側から、屈折率Ｎ０が１．４５＜Ｎ０＜１．６５を満足する第二非球面レンズＬ６，正レンズＬ７と負レンズＬ８を接合し、かつ接合面Ｃ１の曲率中心が前Ｆｆ側となる第一接合レンズＬＣ１，少なくとも二枚以上の正の単レンズＬ９，Ｌ１０，負メニスカスレンズＬ１１と正レンズＬ１２を接合し、かつ接合面Ｃ２の曲率中心が後Ｆｒ側となる第二接合レンズＬＣ２を順次配してなることを特徴とする。
【００１０】
この場合、発明の好適な態様により、第一接合レンズＬＣ１は、正レンズＬ７の屈折率をＮ１，負レンズＬ８の屈折率をＮ２，正レンズＬ７のアッベ数をν１としたとき、（Ｎ２−Ｎ１）＞０．２を満足させ、かつν１＞６０を満足させるとともに、第二接合レンズＬＣ２は、正レンズＬ１２の屈折率をＮ３，負メニスカスレンズＬ１１の屈折率をＮ４，正レンズＬ１２のアッベ数をν２としたとき、（Ｎ４−Ｎ３）＞０．２を満足させ、かつν２＞６０を満足させることが望ましい。また、第三レンズ群Ｇ３におけるいずれか一つの正の単レンズＬ１０（又はＬ９）は、アッベ数をν３としたとき、ν３＞６０を満足させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
このような構成を有する本発明に係る投写レンズ装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１２】
（１）  第三レンズ群Ｇ３中に、屈折率Ｎ０が１．４５＜Ｎ０＜１．６５を満足する第二非球面レンズＬ６を配するとともに、正レンズＬ７と負レンズＬ８を接合し、かつ接合面Ｃ１の曲率中心が前Ｆｆ側となる第一接合レンズＬＣ１を配したため、像面湾曲を有効に抑制（補正）することができる。これにより、広角化に伴う光学性能の低下，レンズの大口径化及び製造時における歩留りの低下等を回避しつつ、投写レンズ装置１の半画角θが４０゜＜θ＜５９゜となる広角化を実現することができ、画面の大型化と奥行きの薄型化が課題となるリアプロジェクションテレビ等の要求にも十分に応えることができる。
【００１３】
（２）  好適な態様により、正レンズＬ７の屈折率をＮ１，負レンズＬ８の屈折率をＮ２，正レンズＬ７のアッベ数をν１としたとき、（Ｎ２−Ｎ１）＞０．２を満足し、かつν１＞６０を満足する第一接合レンズＬＣ１を用いれば、他のレンズ特性と併せて色収差をより有効に抑制（補正）することができる。
【００１４】
（３）  好適な態様により、正レンズＬ１２の屈折率をＮ３，負メニスカスレンズＬ１１の屈折率をＮ４，正レンズＬ１２のアッベ数をν２としたとき、（Ｎ４−Ｎ３）＞０．２を満足し、かつν２＞６０を満足する第二接合レンズＬＣ２を用いれば、他のレンズ特性と併せて色収差をより有効に抑制（補正）することができる。
【００１５】
（４）  好適な態様により、第三レンズ群Ｇ３におけるいずれか一つの正の単レンズＬ１０（又はＬ９）を構成するに際し、アッベ数をν３としたとき、ν３＞６０を満足させれば、他のレンズ特性と併せて色収差をより有効に抑制（補正）することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
まず、本実施形態に係る投写レンズ装置１の構成について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１８】
図１は、投写レンズ装置１のレンズ構成を示す。なお、図１中、７は投写レンズ装置１の後方（投写方向を前方）に配したプリズムを示す。プリズム７は、画像表示素子２がＬＣＤの場合、クロスダイクロイックプリズムを使用し、画像表示素子２がＤＭＤの場合、ＴＩＲプリズム（又はＲＴＩＲプリズム）を使用する。また、６はこのプリズム７の後方に配した画像表示素子２、８は絞り部、Ｓは光軸をそれぞれ示している。
【００１９】
投写レンズ装置１は、投写方向を前Ｆｆ側として後Ｆｒ側へ、第一レンズ群Ｇ１，第二レンズ群Ｇ２，第三レンズ群Ｇ３を順次配して構成する。
【００２０】
第一レンズ群Ｇ１は、前Ｆｆ側に配した第一非球面レンズＬ１及び後Ｆｒ側に配した二枚の負の単レンズＬ２，Ｌ３を有する三枚の単レンズにより構成する。この場合、第一非球面レンズＬ１は、投写レンズ装置１の最前端に位置し、二枚の負の単レンズＬ２，Ｌ３は、第一非球面レンズＬ１の後方に相前後するように連続して配する。なお、少なくとも第一非球面レンズＬ１はプラスチックレンズである。
【００２１】
第二レンズ群Ｇ２は、相前後するように連続して配した正の単レンズＬ４，Ｌ５を有する二枚の単レンズにより構成する。なお、前述した絞り部８は、正の単レンズＬ５の後方に配設する。
【００２２】
第三レンズ群Ｇ３は、二枚の接合レンズと三枚の単レンズにより構成する。即ち、前Ｆｆ側から後Ｆｒ側へ、第二非球面レンズＬ６，第一接合レンズＬＣ１，正の単レンズＬ９，正の単レンズＬ１０，第二接合レンズＬＣ２を順次配して構成する。この場合、第二非球面レンズＬ６は、屈折率をＮ０としたとき、
１．４５＜Ｎ０＜１．６５                      …（１１）
を満足するように形成する。
【００２３】
第一接合レンズＬＣ１は、接合面Ｃ１の曲率中心が前Ｆｆ側となるように、正レンズＬ７と負レンズＬ８を接合して構成するとともに、正レンズＬ７の屈折率をＮ１，負レンズＬ８の屈折率をＮ２，正レンズＬ７のアッベ数をν１としたとき、
（Ｎ２−Ｎ１）＞０．２                        …（１２）
ν１＞６０                          …（１３）
を満足するように構成する。
【００２４】
正の単レンズＬ９，Ｌ１０は、相前後するように連続して配し、いずれか一つの正レンズＬ９又はＬ１０は、アッベ数をν３としたとき、
ν３＞６０                          …（１４）
を満足するように形成する。
【００２５】
第二接合レンズＬＣ２は、接合面Ｃ２の曲率中心が後Ｆｒ側となるように、負メニスカスレンズＬ１１と正レンズＬ１２を接合して構成するとともに、正レンズＬ１２の屈折率をＮ３，負メニスカスレンズＬ１１の屈折率をＮ４，正レンズＬ１２のアッベ数をν２としたとき、
（Ｎ４−Ｎ３）＞０．２                        …（１５）
ν２＞６０                          …（１６）
を満足するように構成する。
【００２６】
図２〜図４に、本実施形態に係る投写レンズ装置１の具体的なレンズデータを示す。図２において、面番号ｉは、前Ｆｆ側から順番に各レンズＬ１…の屈折面に付した番号を示すとともに、面間隔Ｄは対応する面と次の面との間のレンズ厚或いは空気空間を示し、さらに、Ｎ及びνはｄ線（λ＝５８７．６〔ｎｍ〕）に対する屈折率及びアッベ数を示す。なお、曲率半径Ｒと面間隔Ｄの単位はミリメートルである。
【００２７】
また、「＊Ｌ１」と「＊Ｌ６」は、それぞれ両面に非球面部を有する第一及び第二の非球面レンズであり、非球面部の曲面は、
Ｚ＝ｃ・ｈ2／〔１＋｛１−（１＋Ｋ）・ｃ2・ｈ2｝1/2〕
＋Ａ・ｈ4＋Ｂ・ｈ6＋Ｃ・ｈ8＋Ｄ・ｈ10＋Ｅ・ｈ12    …（２１）
の条件式を満たしている。
【００２８】
この場合、非球面部の基準曲面は、Ｋ＝０の球面であり、式（２１）中のｃは、基準球面の曲率半径の逆数（＝１／Ｒ），ｈは光軸Ｓからの高さをそれぞれ示す。さらに、式（２１）中のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれ２次〜１２次の非球面係数を表している。図３に、第一非球面レンズＬ１の非球面係数を示し、図４に、第二非球面レンズＬ６の非球面係数を示す。
【００２９】
図２〜図４から明らかなように、第二非球面レンズＬ６の屈折率Ｎ（Ｎ０）は「１．４９１９０」であり、前記条件（１１）を満足する。一方、正レンズＬ７の屈折率Ｎ（Ｎ１）及び負レンズＬ８の屈折率Ｎ（Ｎ２）は、それぞれ「１．４８７４９」及び「１．８３４００」であり、（Ｎ２−Ｎ１）は「０．３４６５１」となるため、前記条件（１２）を満足するとともに、正レンズＬ７のアッベ数ν（ν１）は「７０．４」であり、前記条件（１３）を満足する。また、正の単レンズＬ９又はＬ１０のうち、一方の正の単レンズＬ１０のアッベ数ν（ν３）は「７０．４」であり、前記条件（１４）を満足する。さらに、正レンズＬ１２の屈折率Ｎ（Ｎ３）及び負メニスカスレンズＬ１１の屈折率Ｎ（Ｎ４）は、それぞれ「１．４９７００」及び「１．８４６６６」であり、（Ｎ４−Ｎ３）は「０．３４９６６」となるため、前記条件（１５）を満足するとともに、正レンズＬ１２のアッベ数ν（ν２）は「８１．６」であり、前記条件（１６）を満足する。
【００３０】
他方、図５及び図６には諸収差の特性を示す。図５は縦収差であり、同図（ａ）は球面収差、同図（ｂ）は非点収差、同図（ｃ）は歪曲収差をそれぞれ示す。また、図６は、横収差を示している。
【００３１】
このように、本実施形態に係る投写レンズ装置１によれば、第三レンズ群Ｇ３中に、前記条件（１１）を満足する第二非球面レンズＬ６を配するとともに、正レンズＬ７と負レンズＬ８を接合し、かつ接合面Ｃ１の曲率中心が前Ｆｆ側となる第一接合レンズＬＣ１を配したため、像面湾曲を有効に抑制（補正）することができ、この結果、広角化に伴う光学性能の低下，レンズの大口径化及び製造時における歩留りの低下等を回避しつつ投写レンズ装置１の広角化を実現することができる。図１に示した投写レンズ装置１の半画角θは、５５．６５°であり、基本的には、４０゜＜θ＜５９゜の半画角θまで実現することができる。
【００３２】
また、前記条件（１２）及び（１３）を満足する第一接合レンズＬＣ１、前記条件（１５）及び（１６）を満足する第二接合レンズＬＣ２を用いるとともに、第三レンズ群Ｇ３におけるいずれか一つの正の単レンズＬ１０（又はＬ９）を構成するに際し、前記条件（１４）を満足させることにより、特に色収差を有効に抑制（補正）できる。
【００３３】
したがって、本実施形態に係る投写レンズ装置１は、図７に示すリアプロジェクションテレビＴｐに用いて好適である。リアプロジェクションテレビＴｐにおいて、４はキャビネット、３はキャビネット４の前面に備えるリアスクリーン、５はリアスクリーン３の後方に位置するキャビネット４の内部に配した反射ミラー、６はキャビネット４の内部における下部に配した投写部をそれぞれ示す。
【００３４】
この投写部６に、本実施形態に係る投写レンズ装置１を用いることができる。なお、２は、投写レンズ装置１の投写方向に対する後方に配した画像表示素子（ＬＣＤ，ＤＭＤ，ＬＣＯＳ等）２を示す。このように構成されるリアプロジェクションテレビＴｐでは、画像表示素子２に出力された映像（映像信号）は、投写レンズ装置１から斜め上後方に投写され、反射ミラー５により反射してリアスクリーン３に拡大投映される。
【００３５】
よって、本実施形態に係る投写レンズ装置１は、広角化に伴う光学性能の低下，レンズの大口径化及び製造時における歩留りの低下等を回避しつつ、投写レンズ装置１の半画角θが４０゜＜θ＜５９゜までの広角化を実現することができるため、画面の大型化と奥行きの薄型化が課題となるリアプロジェクションテレビＴｐの要求にも十分に応えることができる。
【００３６】
なお、図８には、本発明の変更実施形態に係る投写レンズ装置１を示す。図８に示す投写レンズ装置１も、投写方向を前Ｆｆ側として後Ｆｒ側へ第一レンズ群Ｇ１，第二レンズ群Ｇ２，第三レンズ群Ｇ３を順次配して構成する。そして、第一レンズ群Ｇ１に、前Ｆｆ側に配した第一非球面レンズＬ１及び後Ｆｒ側に配した少なくとも連続した二枚以上の負の単レンズＬ２，Ｌ３を設け、第二レンズ群Ｇ２に、少なくとも一枚以上の正の単レンズＬ４，Ｌ５を設けるとともに、第三レンズ群Ｇ３に、前Ｆｆ側から、屈折率Ｎ０が前記条件（１１）を満足する第二非球面レンズＬ６，正レンズＬ７と負レンズＬ８を接合し、かつ接合面Ｃ１の曲率中心が前Ｆｆ側となる第一接合レンズＬＣ１，少なくとも二枚以上の正の単レンズＬ９，Ｌ１０，負メニスカスレンズＬ１１と正レンズＬ１２を接合し、かつ接合面Ｃ２の曲率中心が後Ｆｒ側となる第二接合レンズＬＣ２を順次配する基本的な構成は、図１に示した実施形態と同じとなる。したがって、図８において、図１に対応する部分には、図１と同一符号を付してその構成を明確にした。
【００３７】
また、図８に示す投写レンズ装置１も、第一接合レンズＬＣ１は、前記条件（１２）及び（１３）を満足するとともに、第二接合レンズＬＣ２は、前記条件（１５）及び（１６）を満足し、さらに、第三レンズ群Ｇ３におけるいずれか一つの正の単レンズＬ１０又はＬ９は、前記条件（１４）を満足するように構成する。このような変更実施形態に係る投写レンズ装置１であっても、基本的な構成は、図１に示した実施形態と同じになるため、像面湾曲を有効に抑制（補正）することができ、この結果、広角化に伴う光学性能の低下，レンズの大口径化及び製造歩留りの低下等を回避しつつ、投写レンズ装置１の十分な広角化を実現できる。
【００３８】
以上、最良の実施形態（変更実施形態）について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。
【００３９】
例えば、本実施形態では、第一レンズ群Ｇ１に二枚の負の単レンズＬ２，Ｌ３を設けた場合を示したが、連続した三枚以上の負の単レンズを設けてもよい。また、第二レンズ群Ｇ２に二枚の正の単レンズＬ４，Ｌ５を設けてた場合を示したが、一枚の正の単レンズを設けてもよいし、或いは三枚以上の正の単レンズを設けてもよい。さらに、第三レンズ群Ｇ３に二枚の正の単レンズＬ９，Ｌ１０を設けた場合を示したが、三枚以上の正の単レンズを設けてもよい。なお、投写レンズ装置１の用途として、リアプロジェクションテレビＴｐを例示したが、スクリーンに対して近接距離から投写するフロントプロジェクタなど、投写により画像を表示する類似の各種装置にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る投写レンズ装置のレンズ構成図、
【図２】同投写レンズ装置のレンズデータ、
【図３】同投写レンズ装置に用いる第一非球面レンズの非球面係数データ、
【図４】同投写レンズ装置に用いる第二非球面レンズの非球面係数データ、
【図５】同投写レンズ装置の縦収差特性図、
【図６】同投写レンズ装置の横収差特性図、
【図７】同投写レンズ装置を備えるリアプロジェクションテレビの原理構成図、
【図８】本発明の変更実施形態に係る投写レンズ装置のレンズ構成図、
【符号の説明】
【００４１】
１      投写レンズ装置
Ｇ１    第一レンズ群
Ｇ２    第二レンズ群
Ｇ３    第三レンズ群
Ｌ１    第一非球面レンズ
Ｌ２    負の単レンズ
Ｌ３    負の単レンズ
Ｌ４    正の単レンズ
Ｌ５    正の単レンズ
Ｌ６    第二非球面レンズ
Ｌ７    正レンズ
Ｌ８    負レンズ
Ｌ９    正の単レンズ
Ｌ１０  正の単レンズ
Ｌ１１  負メニスカスレンズ
Ｌ１２  正レンズ
ＬＣ１  第一接合レンズ
ＬＣ２  第二接合レンズ
Ｃ１    接合面
Ｃ２    接合面
Ｆｆ    前側
Ｆｒ    後側
【図１】
2007156210.tif 000003
【図２】
2007156210.tif 000004
【図３】
2007156210.tif 000005
【図４】
2007156210.tif 000006
【図５】
2007156210.tif 000007
【図６】
2007156210.tif 000008
【図７】
2007156210.tif 000009
【図８】
2007156210.tif 000010