(57)【要約】【課題】大きなバックフォーカス量を確保しつつ、諸収差、特に色収差を良好に補正することが可能であり、かつ温度変化によるピント変動を抑制し得る投写用レンズを得る。【解決手段】拡大側に配された負の屈折力を有するＦレンズ群ＧＦと、縮小側に配された正の屈折力を有するＲレンズ群ＧＲとにより構成され、縮小側が略テレセントリックとされている。Ｒレンズ群ＧＦは４枚の正レンズを有してなり、その拡大側焦点ＦＬがＲレンズ群ＧＲとＦレンズ群ＧＦとの間に位置し、以下の条件式1.8≦bf/f≦5.0、75≦νdA、50≦νdB＜75を満足する。ただし、bfは全系縮小側空気換算バックフォーカス、fは全系焦点距離、νdAはＲレンズ群ＧＲの４枚の正レンズのうち、相対的にアッベ数が大きい２枚の正レンズのアッベ数、νdBはＲレンズ群ＧＲの４枚の正レンズのうち、相対的にアッベ数が大きい２枚の正レンズを除く他の正レンズのアッベ数である。【選択図】図１
2009210595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡大側に配された負の屈折力を有するＦレンズ群と、縮小側に配された正の屈折力を有するＲレンズ群とにより構成され、縮小側が略テレセントリックな構成とされた投写用レンズであって、
前記Ｒレンズ群は少なくとも４枚の正レンズを有してなり、該Ｒレンズ群の拡大側焦点が該Ｒレンズ群と前記Ｆレンズ群との間に位置するように構成され、
以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする投写用レンズ。
1.8≦bf/f≦5.0    ……  （１）
75≦νdA          ……  （２）
νdB＜75          ……  （３）
ただし、
bf  ：全系縮小側空気換算バックフォーカス
f   ：全系焦点距離
νdA：前記Ｒレンズ群が有する前記少なくとも４枚の正レンズのうち、相対的に
アッベ数が大きい２枚の正レンズのアッベ数
νdB：前記Ｒレンズ群が有する前記少なくとも４枚の正レンズのうち、相対的に
アッベ数が大きい２枚の正レンズを除く他の正レンズのアッベ数
【請求項２】
前記Ｆレンズ群および前記Ｒレンズ群を構成する複数のレンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群を移動群として変倍を行うズームレンズとして構成され、
広角端において、前記Ｒレンズ群の前記拡大側焦点が該Ｒレンズ群と前記Ｆレンズ群との間に位置するように構成され、
前記条件式（１）の前記全系焦点距離ｆを広角端における全系焦点距離fwに置き換えた下記条件式（１Ａ）を満足することを特徴とする請求項１記載の投写用レンズ。
1.8≦bf/fw≦5.0    ……  （１Ａ）
【請求項３】
前記Ｒレンズ群は、拡大側より順に配設された、変倍時に移動する２つの移動群と、変倍時に固定の正の屈折力を有する１つの固定群とにより構成され、
前記２つの移動群のうち、拡大側に配された移動群は正の屈折力を有し、縮小側に配された移動群は、広角端と望遠端との間のズーム中間領域において最も拡大側に位置するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の投写用レンズ。
【請求項４】
前記Ｆレンズ群は、拡大側より順に配設された、変倍時に固定の負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群とにより構成されていることを特徴とする請求項３記載の投写用レンズ。
【請求項５】
前記Ｒレンズ群が有する前記正レンズは４枚のみであり、以下の条件式（３´）を満足することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写用レンズ。
50≦νdB＜75      ……  （３´）
【請求項６】
光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写用レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写用レンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。
【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その投写用レンズを搭載した投写型表示装置に関し、特に、液晶表示装置やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）表示装置等のライトバルブからの映像情報を担持した光束をスクリーン上に拡大投写する投写用レンズおよび投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、透過型や反射型の液晶表示装置、さらにはＤＭＤ表示装置等のライトバルブを用いた投写プロジェクタ装置（投写型表示装置）が広く普及し、かつ高性能化してきており、搭載される光学系に対しても高度な要望がなされるようになってきている。
【０００３】
例えば、ライトバルブを複数用いた光学系では、各ライトバルブからの各色光束を合成する合成プリズムを挿入するスペースが必要となるため、大きなバックフォーカスが必要となる。また、ライトバルブの解像度が高くなるのに応じて、投写レンズの解像性能をより良化する必要が生じ、特にワイドレンズにおいては色収差の低下に伴う解像性能の劣化が問題となる。
【０００４】
上述した大きなバックフォーカス量を確保し得る投写用レンズとしては、下記特許文献１〜３に記載されたものが知られているが、いずれも大きめの合成プリズムを挿入するのにはバックフォーカスがやや短いという問題を有しており、また、高解像のライトバルブを使用した場合には、像面湾曲や色収差についての補正が不十分となってしまうという問題も有していた。
【０００５】
そこで、下記特許文献４に記載されているように、大きなバックフォーカス量を確保しつつ、高解像のライトバルブを使用した場合でも、色収差や像面湾曲を含む諸収差を良好に補正し得る投写用レンズが開発されるところとなっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１１７５１９号公報
【特許文献２】特開２００５−６２２２６号公報
【特許文献３】特開２００５−２５７８９６号公報
【特許文献４】特開２００７−２５６４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献４に記載された投写用レンズにおいては、大きなバックフォーカス量を確保しつつ、縮小側を略テレセントリックな構成とするために、縮小側のレンズ群全体として正の屈折力を有するようにすべく縮小側に比較的パワーの大きい複数枚（４枚）の正レンズを配置しており、かつ色収差の補正を良好とするため、これら正レンズをいずれもアッベ数の大きい（アッベ数が７５以上の）硝材で構成している。
【０００８】
しかしながら、一般的にアッベ数が７５以上の硝材は、温度が上昇すると屈折率が低くなる傾向を示すため、上述のような構成を採用した場合、温度上昇に伴い縮小側のレンズ群全体としての屈折力が小さくなり、微小ながらピント変動が生じてしまう。
【０００９】
このようなピント変動を抑える方策としては、縮小側のレンズ群を構成する正レンズおよび負レンズを、温度変化に対し同様の屈折力変化を示す硝材で構成し、温度上昇による正のパワーの減少を負のパワーの減少により相殺するというのが一般的な考え方であるが、このような構成を採用した場合には、大きなバックフォーカス量を確保しつつ、諸収差、特に色収差（倍率色収差）の補正を良好とすることが困難となる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、大きなバックフォーカス量を確保しつつ、高解像のライトバルブを使用した場合においても諸収差、特に色収差を良好に補正することが可能であり、かつ温度変化によるピント変動を抑制し得る高解像度な投写用レンズおよびこのような投写用レンズを搭載した投写型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る投写用レンズは、
拡大側に配された負の屈折力を有するＦレンズ群と、縮小側に配された正の屈折力を有するＲレンズ群とにより構成され、縮小側が略テレセントリックな構成とされた投写用レンズであって、
前記Ｒレンズ群は少なくとも４枚の正レンズを有してなり、該Ｒレンズ群の拡大側焦点が該Ｒレンズ群と前記Ｆレンズ群との間に位置するように構成され、
以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする。
1.8≦bf/f≦5.0    ……  （１）
75≦νdA          ……  （２）
νdB＜75          ……  （３）
ただし、
bf  ：全系縮小側空気換算バックフォーカス
f   ：全系焦点距離
νdA：前記Ｒレンズ群が有する前記少なくとも４枚の正レンズのうち、相対的に
アッベ数が大きい２枚の正レンズのアッベ数
νdB：前記Ｒレンズ群が有する前記少なくとも４枚の正レンズのうち、相対的に
アッベ数が大きい２枚の正レンズを除く他の正レンズのアッベ数
【００１２】
また、本発明に係る投写用レンズは、前記Ｆレンズ群および前記Ｒレンズ群を構成する複数のレンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群を移動群として変倍を行うズームレンズとして構成し、広角端において、前記Ｒレンズ群の前記拡大側焦点が該Ｒレンズ群と前記Ｆレンズ群との間に位置するように構成し、前記条件式（１）の前記全系焦点距離ｆを広角端における全系焦点距離fwに置き換えた下記条件式（１Ａ）を満足するように構成することができる。
1.8≦bf/fw≦5.0    ……  （１Ａ）
【００１３】
この場合、前記Ｒレンズ群は、拡大側より順に配設された、変倍時に移動する２つの移動群と、変倍時に固定の正の屈折力を有する１つの固定群とにより構成され、前記２つの移動群のうち、拡大側に配された移動群は正の屈折力を有し、縮小側に配された移動群は、広角端と望遠端との間のズーム中間領域において最も拡大側に位置するように構成されることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記Ｆレンズ群は、拡大側より順に配設された、変倍時に固定の負の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群とにより構成されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記Ｒレンズ群が有する前記正レンズを４枚のみとし、以下の条件式（３´）を満足するように構成することが好ましい。
50≦νdB＜75      ……  （３´）
【００１６】
また、本発明に係る投写型表示装置は、光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、本発明に係る上記投写用レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写用レンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の投写用レンズによれば、上述の構成を備えていることにより以下のような効果を奏する。
【００１８】
すなわち、Ｒレンズ群が有する少なくとも４枚の正レンズのうち、相対的にアッベ数が大きい２枚の正レンズのアッベ数を、条件式（２）を満足する７５以上とし、この２枚の正レンズを除く他の正レンズのアッベ数を、条件式（３）を満足する７５未満とすることにより、高解像のライトバルブを使用した場合においても、諸収差、特に倍率色収差を良好に補正し、かつ温度変化によるピント変動を抑制することが可能となる。
【００１９】
また、正の屈折力を有するＲレンズ群の拡大側焦点がＲレンズ群とＦレンズ群との間に位置するように構成して、縮小側を略テレセントリックな構成とし、かつ条件式（１）を満足するように構成することにより、大きめの合成プリズムを挿入し得る大きなバックフォーカス量を確保することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示す第１実施形態（実施例１のものを代表させて示している）の投写用レンズは、固定焦点レンズとして構成されており、拡大側に配された負の屈折力を有するＦレンズ群ＧＦと、縮小側に配された正の屈折力を有するＲレンズ群ＧＲとにより構成され、縮小側が略テレセントリックな構成とされている。また、Ｒレンズ群ＧＲの縮小側には、色合成部または照明光分離部２およびライトバルブ（ＤＭＤや透過型、反射型の液晶表示パネル）の表示面１（以下、表示面１と称する）が配設される。ここで、図中Ｚは光軸を表している。
【００２１】
また、Ｆレンズ群ＧＦ中には、周辺光束をカットするマスク３が配置されている。このマスク３は、図１ではＦレンズ群ＧＦの最も縮小側に配されたレンズ（第７レンズＬ７）の拡大側の面に近接して配置されているが、この位置にマスク３の配設位置が限定されるものではなく、同様のマスク３を種々の適切な位置に適宜配置することができる。なお、このようなマスク３を２つ以上設定することも可能であり、また、開口径を可変とし得る、いわゆる可変絞り（図２の絞り３Ａ参照）を、このようなマスク３の代わりに、あるいはマスク３と共に配置することも可能である。
【００２２】
ここで、上記Ｆレンズ群ＧＦは、拡大側より順に、正レンズよりなる第１レンズＬ１と、負レンズよりなる第２乃至第４レンズＬ２〜Ｌ４と、正レンズよりなる第５および第６レンズＬ５，Ｌ６と、負レンズよりなる第７レンズＬ７を配設してなる。一方、上記Ｒレンズ群ＧＲは、拡大側より順に、正レンズよりなる第８レンズＬ８および負レンズよりなる第９レンズＬ９を接合してなる接合レンズと、負レンズよりなる第１０レンズＬ１０と、負レンズよりなる第１１レンズＬ１１および正レンズよりなる第１２レンズＬ１２を接合してなる接合レンズと、正レンズよりなる第１３および第１４レンズＬ１３，Ｌ１４とを配設してなる。
【００２３】
なお、Ｆレンズ群ＧＦおよびＲレンズ群ＧＲのレンズ構成は上記の構成に限られるものではなく、負レンズおよび／または正レンズを１枚以上増減させることが可能である。ただし、Ｒレンズ群ＧＲ中には、後述するように、少なくとも４枚の正レンズが配設されることが必要である。
【００２４】
また、この第１実施形態に係る投写用レンズは、上記Ｒレンズ群ＧＲが４枚の正レンズ（第８レンズＬ８、第１２レンズＬ１２、第１３レンズＬ１３および第１４レンズＬ１４）を有してなり、該Ｒレンズ群ＧＲの拡大側焦点ＦＬが該Ｒレンズ群ＧＲと上記Ｆレンズ群ＧＦとの間に位置するように構成され、かつ下記条件式（１）、（２）、（３）を満足するように構成されている。
【００２５】
1.8≦bf/f≦5.0    ……  （１）
75≦νdA          ……  （２）
νdB＜75          ……  （３）
ただし、
bf  ：全系縮小側空気換算バックフォーカス
f   ：全系焦点距離
νdA：前記Ｒレンズ群ＧＲが有する前記少なくとも４枚の正レンズのうち、相対的
にアッベ数が大きい２枚の正レンズのアッベ数
νdB：前記Ｒレンズ群ＧＲが有する前記少なくとも４枚の正レンズのうち、相対的
にアッベ数が大きい２枚の正レンズを除く他の正レンズのアッベ数
【００２６】
なお、より好ましくは、上記条件式（３）に替えて下記条件式（３´）を満足するように構成される。
50≦νdB＜75      ……  （３´）
【００２７】
この第１実施形態の投写用レンズは固定レンズとして構成されているが、本発明に係る投写用レンズは、ズームレンズとして構成することも可能であり、以下では、ズームレンズとして構成された第２実施形態について説明する。
【００２８】
図２に示す第２実施形態（実施例２のものを代表させて示している）の投写用レンズは、変倍可能なズームレンズとして構成されており、拡大側に配された負の屈折力を有するＦレンズ群ＧＦと、縮小側に配された正の屈折力を有するＲレンズ群ＧＲとにより構成され、縮小側が略テレセントリックな構成とされている。また、Ｒレンズ群ＧＲの縮小側には、色合成部または照明光分離部２およびライトバルブ（ＤＭＤや透過型、反射型の液晶表示パネル）の表示面１が配設され、Ｆレンズ群ＧＦとＲレンズ群ＧＲとの間の位置には、拡大側より順に、周辺光束をカットするマスク３および絞り３Ａが配設されている。なお、このマスク３および絞り３Ａは、互いの位置を交換することが可能であり、同様のマスク３および絞り３Ａを他の適切な位置に適宜配置することも可能である。また、マスク３および絞り３Ａを光軸Ｚに沿って移動させるように構成することが可能であり、その移動は、所定のレンズ群のズーム移動と一体的な移動であってもよいし独立的な移動であってもよい（図２に示す態様では、後述の第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する）。
【００２９】
上記Ｒレンズ群ＧＲは、拡大側より順に配設された、変倍時に移動する２つの移動群（第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５）と、変倍時に固定の正の屈折力を有する１つの固定群（第６レンズ群Ｇ６）とにより構成され、２つの移動群のうち、拡大側に配された移動群（第４レンズ群Ｇ４）は正の屈折力を有し、縮小側に配置された移動群（第５レンズ群Ｇ５）は、広角端と望遠端との間のズーム中間領域において最も拡大側に位置するように構成されている。
【００３０】
一方、上記Ｆレンズ群ＧＦは、拡大側より順に配設された、変倍時に固定の負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とにより構成されている。
【００３１】
ここで第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、正レンズよりなる第１レンズＬ１と、負レンズよりなる第２乃至第４レンズＬ２〜Ｌ４とを配設してなり、第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配設された、負レンズよりなる第５レンズＬ５および正レンズよりなる第６レンズＬ６を接合してなる接合レンズからなる。
【００３２】
また、第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に、正レンズよりなる第７レンズＬ７と、負レンズよりなる第８レンズＬ８とを配設してなり、第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に配設された、正レンズよりなる第９レンズＬ９および負レンズよりなる第１０レンズＬ１０を接合してなる接合レンズからなる。
【００３３】
また、第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に、負レンズよりなる第１１レンズＬ１１と、負レンズよりなる第１２レンズＬ１２および正レンズよりなる第１３レンズＬ１３を接合してなる接合レンズと、正レンズよりなる第１４レンズＬ１４とを配設してなり、第６レンズ群Ｇ６は、正レンズよりなる第１５レンズＬ１５のみからなる。
【００３４】
なお、上記各レンズ群のレンズ構成は上記の構成に限られるものではなく、負レンズおよび／または正レンズを１枚以上増減させることが可能である。ただし、Ｒレンズ群ＧＲ中には、後述するように、少なくとも４枚の正レンズが配設されることが必要である。
【００３５】
また、この第２実施形態に係る投写用レンズは、上記Ｒレンズ群ＧＲが４枚の正レンズ（第９レンズＬ９、第１３レンズＬ１３、第１４レンズＬ１４および第１５レンズＬ１５）を有してなり、広角端において、該Ｒレンズ群ＧＲの拡大側焦点ＦＬが該Ｒレンズ群ＧＲと上記Ｆレンズ群ＧＦとの間に位置するように構成され、かつ上記条件式（２）、（３）、（３´）、および上記条件式（１）の全系焦点距離ｆを広角端における全系焦点距離fwに置き換えた下記条件式（１Ａ）を満足するように構成されている。
1.8≦bf/fw≦5.0    ……  （１Ａ）
【００３６】
上記実施形態１、２の投写用レンズにおいては、上述したように、ネガティヴリード型のレンズとされているため、広角化を図り易く、また適正な長さのバックフォーカスを確保することが可能である。
【００３７】
また、上記実施形態２の投写用レンズは、変倍時において、第２レンズ群Ｇ２〜第５レンズ群Ｇ５の４つのレンズ群を移動させることにより、ズーム機能を有する構成とされている。すなわち、レンズ系全体を６群に分け、変倍時に４つのレンズ群を独立して移動させるようにして変倍機能を各群に分割しているので、光学性能を向上させることができるとともに、変倍に伴うＦ値の変動を抑制することができる。
【００３８】
また、図２中のレンズ群移動軌跡からも明らかなように、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４の３つのレンズ群は、いずれも拡大側に移動するように構成されている。
【００３９】
その一方、最も縮小側に配置された移動群である第５レンズ群Ｇ５は、ズーム中間領域で最も拡大側に位置するように構成されている。これにより、最も縮小側に配置された移動群のズーム全域における移動範囲を小さくするように構成可能となるから、広角端と望遠端における倍率色収差や像面湾曲におけるバランスを良好なものとすることができる。
【００４０】
なお、本発明に係る実施形態１、２の投写用レンズにおいて、上記各レンズ群のパワー配置や移動するレンズ群の設定については適宜選択可能である。もっとも、実施形態２において、変倍時に移動するレンズ群は少なくとも２群あることが必要である。
【００４１】
ここで、上述した条件式（１）、（１Ａ）、（２）、（３）、（３´）の技術的意義について説明する。
【００４２】
上記条件式（１）は、バックフォーカスの大きさを規定するものであり、条件式（１）の下限を下回ると、バックフォーカス量が不足し、投写用レンズとライトバルブとの間に色合成プリズム等の色合成部を挿入することが困難となり、一方、条件式（１）の上限を上回るとレンズ系が大型化してしまう。
【００４３】
上記条件式（１Ａ）は、投写用レンズがズームレンズとして構成された場合のバックフォーカスの大きさを規定するものであり、条件式（１Ａ）の下限を下回ると、バックフォーカス量が不足し、投写用レンズとライトバルブとの間に色合成プリズム等の色合成部を挿入することが困難となり、一方、条件式（１Ａ）の上限を上回るとレンズ系が大型化してしまう。
【００４４】
また、上記条件式（２）は、上記Ｒレンズ群ＧＲが有する４枚の正レンズのうち、相対的にアッベ数が大きい２枚の正レンズのアッベ数を規定するものであり、この下限を下回ると倍率色収差が過大となり補正が困難となる。
【００４５】
また、上記条件式（３）、（３´）は、上記Ｒレンズ群ＧＲが有する４枚の正レンズのうち、相対的にアッベ数が大きい２枚の正レンズを除く他の正レンズのアッベ数を規定するものであり、この上限を上回ると温度変化に伴うＲレンズ群ＧＲ全体としての屈折力に変化が生じることによってピント変動が大きくなり、条件式（３´）の下限を下回ると倍率色収差が増大する。
【００４６】
なお、上記条件式（１）、（１Ａ）においては、上限値を4.0、下限値を2.0に設定した方がより好ましい。また、上記条件式（３´）においては、下限値を58に設定した方がより好ましい。
【００４７】
次に、本発明に係る投写型表示装置の実施形態について簡単に説明しておく。図１０は本実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。
【００４８】
図１０に示す投写型表示装置は、ライトバルブとして透過型液晶パネル１１ａ〜１１ｃを備え、投写用レンズ１０として上述した実施形態に係る投写用ズームレンズを用いている。また、光源２０とダイクロイックミラー１２の間には、フライアイ等のインテグレータ（図示を省略）が配されており、光源２０からの白色光は照明光学部を介して、３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）にそれぞれ対応する液晶パネル１１ａ〜１１ｃに入射されて光変調され、クロスダイクロイックプリズム１４により色合成され、投写レンズ１０により図示されないスクリーン上に投映される。この装置は、色分解のためのダイクロイックミラー１２，１３、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４、コンデンサレンズ１６ａ〜１６ｃ、全反射ミラー１８ａ〜１８ｃを備えている。この投写型表示装置は、本実施形態に係る投写用ズームレンズを用いているので、広角、かつ投写画像の画質が良好であり、明るくコンパクトな投写型表示装置とすることができる。
【００４９】
なお、図１０に示す投写型表示装置は、本発明の一実施形態を示すものであって、種々の態様の変更が可能である。例えば、ライトバルブとして、透過型液晶パネルに替えて反射型の液晶パネルやＤＭＤを用いることも勿論可能である。
【実施例】
【００５０】
以下、具体的な実施例を用いて、本発明の投写用ズームレンズをさらに説明する。なお、以下に示すＲ、Ｄ等の各数値データは、実施例１においては全系の焦点距離が１となるように、実施例２においては全系の広角端における焦点距離が１となるように規格化されている。
【００５１】
＜実施例１＞
実施例１に係る投写用レンズの概略構成を図１に示す。この投写用レンズは、固定焦点レンズとして構成されており、拡大側に配された負の屈折力を有するＦレンズ群ＧＦと、縮小側に配された正の屈折力を有するＲレンズ群ＧＲとにより構成され、縮小側が略テレセントリックな構成とされている。
【００５２】
ここで、Ｆレンズ群ＧＦは、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第１レンズＬ１と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２および第３レンズＬ２，Ｌ３と、両凹レンズよりなる第４レンズＬ４と、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第５レンズＬ５と、両凸レンズよりなる第６レンズＬ６と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第７レンズＬ７とを配設してなる。
【００５３】
一方、上記Ｒレンズ群ＧＲは、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第８レンズＬ８および縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第９レンズＬ９を接合してなる接合レンズと、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１０レンズＬ１０と、両凹レンズよりなる第１１レンズＬ１１および両凸レンズよりなる第１２レンズＬ１２を接合してなる接合レンズと、両凸レンズよりなる第１３および第１４レンズＬ１３，Ｌ１４とを配設してなる。
【００５４】
この投写用レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面間隔という）Ｄ、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄの値を表１に示す。なお、表中の数字は、拡大側からの順番を表すものである（無限遠にフォーカスした時、以下の表２〜表４において同じ）。
【００５５】
【表１】
2009210595.tif 000003
【００５６】
実施例１の投写用レンズによれば、表５に示すように、条件式（１）、（２）、（３）、（３´）は全て満足されている。
【００５７】
また、図３は、実施例１の投写用レンズの拡大倍率１５１倍の時（第１レンズ群Ｇ１によりフォーカスした時、以下の比較例１、２において同じ）の球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。なお、非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面に対する収差が示されている（図４〜図９において同じ）。
【００５８】
これらの収差図から明らかなように、実施例１の投写用レンズによれば、各収差、特に倍率色収差を極めて良好に補正することができる。なお、実施例１においては、ディストーションが±２％の範囲内と良好な値とされており、投写用レンズとしての良好な使用が可能となっている。
【００５９】
また、実施例１の投写用レンズによれば、大きなバックフォーカスを確保しつつ、光学性能を良好なものとすることができる。
【００６０】
＜実施例２＞
実施例２に係る投写用レンズの概略構成を図２に示す。この投写用レンズは、変倍可能なズームレンズとして構成されており、拡大側に配された負の屈折力を有するＦレンズ群ＧＦと、縮小側に配された正の屈折力を有するＲレンズ群ＧＲとにより構成され、縮小側が略テレセントリックな構成とされている。
【００６１】
上記Ｆレンズ群ＧＦは、拡大側より順に配設された、変倍時に固定の負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とにより構成されている。
【００６２】
一方、上記Ｒレンズ群ＧＲは、拡大側より順に、変倍時に移動する正の屈折力を有する第４および第５レンズ群Ｇ４，Ｇ５と、変倍時に固定の正の屈折力を第６レンズ群Ｇ６とにより構成され、第４および第５レンズ群Ｇ４，Ｇ５のうち縮小側に配置された第５レンズ群Ｇ５は、広角端と望遠端との間のズーム中間領域において最も拡大側に位置するように構成されている。
【００６３】
ここで第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第１レンズＬ１と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第２および第３レンズＬ２，Ｌ３と、両凹レンズよりなる第４レンズＬ４とを配設してなり、第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に配設された、両凹レンズよりなる第５レンズＬ５および両凸レンズよりなる第６レンズＬ６を接合してなる接合レンズからなる。
【００６４】
また、第３レンズ群Ｇ３は、拡大側から順に、両凸レンズよりなる第７レンズＬ７と、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第８レンズＬ８とを配設してなり、第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から順に配設された、両凸レンズよりなる第９レンズＬ９および縮小側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１０レンズＬ１０を接合してなる接合レンズからなる。
【００６５】
また、第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から順に、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第１１レンズＬ１１と、両凹レンズよりなる第１２レンズＬ１２および両凸レンズよりなる第１３レンズＬ１３を接合してなる接合レンズと、両凸レンズよりなる第１４レンズＬ１４とを配設してなり、第６レンズ群Ｇ６は、両凸レンズよりなる第１５レンズＬ１５のみからなる。
【００６６】
この投写用レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄの値を表２に示す。
【００６７】
なお、表２の下段には、広角端（焦点距離1.00）、ズーム比1.17倍（焦点距離1.17）、ズーム比1.37倍（焦点距離1.37）、および望遠端（焦点距離1.60）における各レンズ群間隔を示す。
【００６８】
【表２】
2009210595.tif 000004
【００６９】
実施例２の投写用レンズによれば、表５に示すように、条件式（１Ａ）、（２）、（３）、（３´）は全て満足されている。
【００７０】
また、図４は、実施例２の投写用レンズの広角端（拡大倍率１５１倍の時（第１レンズ群Ｇ１によりフォーカスした時、以下のズーム比1.17倍、1.37倍、望遠端において同じ））における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図であり、図５は、実施例２の投写用レンズのズーム比1.17倍（拡大倍率１５１倍の時）における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図であり、図６は、実施例２の投写用レンズのズーム比1.37倍（拡大倍率１５１倍の時）における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図であり、図７は、実施例２の投写用ズームレンズの望遠端（拡大倍率１５１倍の時）における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【００７１】
これらの収差図から明らかなように、実施例２の投写用レンズによれば、各収差、特に倍率色収差を極めて良好に補正することができる。なお、本実施例２においては、ディストーションが±２％の範囲内と良好な値とされており、投写用レンズとしての良好な使用が可能となっている。
【００７２】
また、実施例２の投写用レンズによれば、大きなバックフォーカス、および高変倍比を確保しつつ、光学性能を良好なものとすることができる。
【００７３】
また、本願発明の投写用レンズによれば、倍率色収差を良好に補正しつつも温度変化によるピント変動を抑制することが可能となっており、以下この点について検証する。
【００７４】
表３は、本願発明に対する比較例１の投写用レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄの値を示しており、表４は、本願発明に対する比較例２の投写用レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄの値を示している。
【００７５】
【表３】
2009210595.tif 000005
【００７６】
【表４】
2009210595.tif 000006
【００７７】
【表５】
2009210595.tif 000007
【００７８】
また、図８は、比較例１の投写用レンズの拡大倍率１５１倍の時の球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図であり、図９は、比較例２の投写用レンズの拡大倍率１５１倍の時の球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。
【００７９】
比較例１の投写用レンズは、図１に示す実施例１の投写用レンズにおいて、Ｒレンズ群ＧＲの４枚の正レンズ（第８レンズＬ８、第１２レンズＬ１２、第１３レンズＬ１３および第１４レンズＬ１４）のうち、相対的にアッベ数が大きい３枚の正レンズ（第８レンズＬ８、第１３レンズＬ１３および第１４レンズＬ１４）のアッベ数を７５以上に設定した場合を想定して設計したものである。ただし、本願発明に要求されているのと同じレベルでの光学性能が得られるように、各レンズの曲率半径および軸上面間隔等については、若干の変更が加えられている。
【００８０】
一方、比較例２の投写用レンズは、図１に示す実施例１の投写用レンズにおいて、Ｒレンズ群ＧＲの４枚の正レンズ（第８レンズＬ８、第１２レンズＬ１２、第１３レンズＬ１３および第１４レンズＬ１４）のアッベ数を全て７５以上に設定した場合を想定して設計したものである。ただし、比較例１と同様に、本願発明に要求されているのと同じレベルでの光学性能が得られるように、各レンズの曲率半径および軸上面間隔等については、若干の変更が加えられている。
【００８１】
温度変化によるピント変動を調べるため、実施例１、比較例１、比較例２の各投写用レンズの温度を２０℃上昇させた場合のバックフォーカスの変化量を解析的に求めた。その結果を表６に示す。表６は、実施例１、比較例１、比較例２の各投写用レンズの全系の焦点距離を１とした場合のバックフォーカスの変化量を数値化したものである。
【００８２】
なお、バックフォーカスの変化量は、各投写用レンズ中に配された各レンズ材料の屈折率変化および各レンズ形状の膨張変化を考慮して求めている。表７は、各レンズを構成する硝材のｄ線における屈折率Ｎｄとアッベ数νｄ、屈折率変化係数、および線膨張係数の関係を示すものである。
【００８３】
【表６】
2009210595.tif 000008
【００８４】
【表７】
2009210595.tif 000009
【００８５】
表６によれば、実施例１の投写用レンズは、＋２０℃の温度変化に対するバックフォーカスの変化量が比較例１写用レンズに対しては１５％、比較例２の投写用レンズに対しては１８％ほど少なくなっている。このようなピント変動の減少は、特に高解像のライトバルブを使用した際の投写画像の画質劣化を防止するのに有効となる。
【００８６】
一方、図８、図９の各収差図によれば、比較例１、比較例２の各投写用レンズの倍率色収差は、実施例１の投写用レンズに比べて同程度もしくは若干良好とされているものの、その差は微小に留まっている。したがって、比較例１の投写用レンズは、比較例１、比較例２の各投写用レンズとの比較において、倍率色収差については同程度に良好に補正しつつ、温度変化によるピント変動については大幅に抑制することが可能となっていることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施例１に係る投写用レンズの構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例２に係る投写用レンズの構成を示す概略図
【図３】実施例１の投写用レンズの拡大倍率１５１倍の時の諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【図４】実施例２の投写用レンズの広角端（拡大倍率１５１倍の時）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【図５】実施例２の投写用レンズのズーム比1.17倍（拡大倍率１５１倍の時）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【図６】実施例２の投写用レンズのズーム比1.37倍（拡大倍率１５１倍の時）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【図７】実施例２の投写用レンズの望遠端（拡大倍率１５１倍の時）における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【図８】比較例１の投写用レンズの拡大倍率１５１倍の時の諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【図９】比較例２の投写用レンズの拡大倍率１５１倍の時の諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【図１０】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
【符号の説明】
【００８８】
Ｌ１〜Ｌ１５    レンズ
ＦＬ          拡大側焦点
ＧＦ          Ｆレンズ群
ＧＲ          Ｒレンズ群
Ｇ１〜Ｇ６     レンズ群
Ｚ            光軸
１，１０３    表示面
２            色合成部または照明光分離部
３            マスク
３Ａ          絞り
１０            投写用ズームレンズ
１１ａ〜１１ｃ  透過型液晶パネル
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            光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009210595.tif 000012
【図４】
2009210595.tif 000013
【図５】
2009210595.tif 000014
【図６】
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【図７】
2009210595.tif 000016
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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