JP2001124987A

JP2001124987A - 投射レンズ

Info

Publication number: JP2001124987A
Application number: JP30966099A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Sugano; 靖之菅野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-11
Also published as: US6473244B1

Abstract

(57)【要約】【課題】投射レンズについて、全系を形成するレンズ
枚数を従来よりも少なくしてコストアップを抑えた上
で、高い光学性能を得る。【解決手段】条件式（１）〜（５）を満たすことで、
少ないレンズ枚数によっても、広角、かつ長いバックフ
ォーカスを得、収差補正を行うことの容易な投射レンズ
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射レンズに関わ
り、例えばプロジェクション表示装置の投影装置等に備
えられる投射レンズに適用して好適なものとされる。

【０００２】

【従来の技術】近年、プロジェクション表示装置が広く
普及している。このようなプロジェクション表示装置の
１つとして、透過型のスクリーンに対してその背面側か
ら画像光を投射することにより表示を行う、いわゆる背
面投射型のプロジェクション表示装置が知られている。

【０００３】上記のような背面投射型のプロジェクショ
ン表示装置としては、いわゆる３板方式といわれる、
赤、緑、青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の３色に対応する２次元画像
表示素子（ライトバルブ）を備えるものが知られてい
る。このような３板方式によるプロジェクション表示装
置では、例えば、白色光源の光をリフレクタ等によりコ
リメートした光束が色分解ミラーで、赤、緑、青の３色
の光束に分解される。そして、上記３色の光束は、赤、
緑、青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の映像電気信号に応じて形成され
る各２次元画像表示素子（例えばＬＣＤ；Liquid Cryst
al Display）に入光される。これら赤、緑、青に対応す
る各２次元画像表示素子上に得られた像光は、色合成光
学系にて白色に色合成され、投射レンズを介して透過型
のスクリーン上に拡大投射される。

【０００４】また、３板方式による他のプロジェクショ
ン表示装置として、赤，緑，青の３色に発光する光源
(ＬＥＤ或いはレーザ等)からの光をコリメートした光束
を、それぞれ、赤，緑，青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の映像電気信
号に応じて形成される各２次元画像表示素子に入光さ
せ、これら赤，緑，青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応する各２次
元画像表示素子上に得られた像光を、色合成光学系にて
白色に合成し、投射レンズを介して透過型のスクリーン
上に拡大投射するようにしたものも知られている。

【０００５】また、１枚の２次元画像表示素子を備え
た、いわゆる単板方式といわれるプロジェクション表示
装置も知られている。この単板方式としては、１つに
は、赤，緑，青の３色の光源を時分割で発光あるいは通
過させ、これら３色の光源の通過タイミングに応じて
赤，緑，青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各映像電気信号の駆動を１
枚の２次元画像表示素子で行い、投射レンズを介して透
過型のスクリーン上に拡大投射させる方式が知られてい
る。また、パネル上の１画素上毎に赤，緑，青（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）の３色のカラーフイルターを形成したうえで、
白色光を１枚の２次元画像表示素子に入光し、この２次
元画像表示素子を通過した光を投射レンズを介して透過
型のスクリーン上に拡大投射させる方式も知られてい
る。更には、次のような単板方式も知られている。これ
は、微小角度に振り分けた３枚のダイクロイックミラー
に白色光を入光させることで、角度毎に赤，緑，青
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の３色に分色した光束を得て、１枚の２
次元画像表示素子に入光させるようにしている。そし
て、２次元画像表示素子上では、赤，緑，青（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）に対応する３画素を１組とした各組に対応する微小
レンズでコリメートするようにし、これら各色毎の画素
は、各色に対応する映像電気信号により駆動されるよう
にする。そして、これら各画素に入光した光を投射レン
ズを介して透過型のスクリーン上に拡大投射させるよう
にするものである。

【０００６】また、レンズに関していえば、上記各プロ
ジェクション表示装置に備えられる投射レンズと同様な
構成のレンズとして、クイックリターンミラーによる制
限等を考慮して、バックフォーカスの長い一眼レフカメ
ラ用の広角系の写真レンズや、ＣＲＴ(Cathode Ray Tub
e)によるプロジェクションテレビ用の広角投射レンズも
数多く提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなプロジェ
クション表示装置の構成では、色合成光学系として、ダ
イクロイックプリズムまたはダイクロイックミラー等の
光学素子を配置する場合がある。また、反射式２次元画
像素子を使用するのに際しては、偏光ビームスプリッタ
ープリズム、又は偏光ビームスプリッターミラー等の光
学素子を配置する場合がある。このような場合、２次元
画像表示素子から投射レンズの最後端までの距離に相当
する、いわゆるバックフォーカスは長めに確保しなけれ
ばならない。

【０００８】また、プロジェクション表示装置として、
１つの投射装置で透過型のスクリーン全体に拡大画像を
形成する場合、プロジェクション表示装置自体のコンパ
クト化のためには、投射距離（例えば投射レンズの出射
端からミラーを介して透過型スクリーンに至る中心光線
長）を短縮する必要がある。そのためには、投射レンズ
を広角化し出射光の発散角を大きくして大画面を得る必
要がある。

【０００９】また、画像光が投射されるスクリーン上の
色ムラを少なくなくするためには、色合成光学系に用い
るダイクロイックプリズム、ダイクロイックミラーをは
じめ、反射式２次元画像素子を使用する際に用いられる
偏光ビームスプリッタープリズム又は偏光ビームスプリ
ッターミラー等としては、これらのコート面に当る光線
角度幅が―定のほうが良い。従って、投射レンズの軸外
の主光線が２次元表示素子に垂直となるようにテレセン
トリック性を有することが必要となるのであるが、ここ
で、投射レンズは２次元表示素子中心を通る光軸に対し
て対称であるのに対し，２次元表示素子自体は、１方向
にのみコントラストの高い方向がある。このため、２次
元表示素子に照射される光束自体に角度を付ける必要が
ある。

【００１０】また、２次元画像表示素子には、通常ＬＣ
Ｄ等のディスプレイデバイスが採用されるが、ＬＣＤは
マトリックス電極を用いて駆動されるため、ＣＲＴを用
いた場合と異なり、投射レンズの歪曲を補正することは
困難である。つまり、ＣＲＴの場合であれば、糸巻き歪
み補正などのラスタ形状の補正機能を利用することで投
射レンズの歪曲を補正することが比較的容易に可能とな
るが、ＬＣＤのようにドットマトリクス表示が行われる
ディスプレイデバイスでは、このようなラスターの歪み
補正は通常行われない。上記のような事情からすれば、
投射レンズの歪曲収差は出来る限り小さいことが望まし
い。しかしながら、このことは、投射レンズの広角化や
長いバックフォーカスを得ることに対して障害となるも
のである。つまり、投射レンズとして、広角化及び長い
バックフォーカスを確保したうえで、テレセントリック
性を与えると、レンズ全長が長くなったり、レンズ径な
どが大きくなる傾向を有してしまう。

【００１１】また、一眼レフカメラ用の広角系の写真レ
ンズやＣＲＴによるプロジェクションテレビ用の投射レ
ンズでは、バックフォーカスは不十分であり、軸外光束
の入射角や射出角がきついため、テレセントリック性が
無く、光量も少なくなっているのが現状である。

【００１２】また、近年においては、ライトバルブの高
精細化に対応して、高解像のレンズが求められているの
であるが、レンズの高解像化に伴い、画面周囲での倍率
色収差による画素の色ずれが問題になってきている。

【００１３】また、投射レンズ内で光路を変換する構成
を採るプロジェクション表示装置の場合、焦点調整の方
式として、例えば投射レンズ全体とスクリーンとの相対
的距離を調整することで合焦位置を得る、いわゆる全体
繰り出し方式を採用するとスクリーン上の画像中心がず
れるため、適当ではないことが分かっている。従って、
このようなプロジェクション表示装置では、全体繰り出
し方式以外の適切な焦点調整のための手法が採られる必
要がある。

【００１４】また、プロジェクション表示装置では、ス
クリーンサイズの異なる筐体であっても、投射レンズと
スクリーンとの相対的距離を調整することにより、同じ
投射レンズを使用することができる。このとき、スクリ
ーンに集光する各光線角度の微少な違いや投射レンズの
製造誤差等により収差（例えば歪曲収差や倍率色収差
等）が発生するため、この収差が出来るだけ小さくなる
ように調整してやる必要がある。

【００１５】また、コスト的な観点からいえば、投射レ
ンズ自体のコストも削減されることが好ましいが、この
ためには、例えば投射レンズを構成するレンズ枚数を削
減することが１つの方策として考えられる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た課題を考慮して、投射レンズとして、少ないレンズ枚
数によっても出来るだけ高いとされる光学性能が得られ
るようにすることを目的とする。即ち、広画角とされ、
かつ、短距離投射であっても長いバックフォーカスとテ
レセントリック性を有し、更には諸収差の小さいものが
得られるようにする。

【００１７】このため、投射レンズとして次のように構
成することとした。つまり、本発明の投射レンズとして
は、長い共役側から短い共役側にかけて順に、第１レン
ズ群と、絞りと、第２レンズ群とが配置される。そし
て、第１レンズ群は、最も長い共役側に在る非球面レン
ズと少なくとも１枚以上の正レンズを備えて全体として
正の屈折力を有するようにされ、第２レンズ群は、少な
くとも１組の貼り合わせレンズと非球面レンズを備えて
全体として正の屈折力を有するようにされる。また、第
１レンズ群における所定のレンズ間のレンズ間隔を移動
させることで焦点調整を行うようにされる。これと共
に、全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の上記第２レ
ンズ群の最終レンズ面から小さい共役点までの空気換算
距離をＢＦ、上記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、上記
第２レンズ群の前側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足するように構成する。

【００１８】また、本発明の投射レンズとして次のよう
にも構成する。つまり、長い共役側から短い共役側にか
けて順に、第１レンズ群と、絞りと、第２レンズ群とを
配置する。そして、第１レンズ群は長い共役側に凸形状
となるメニスカスレンズと少なくとも１枚以上の正レン
ズを備えて全体として正の屈折力を有し、第２レンズ群
は、少なくとも１組の貼り合わせレンズと非球面レンズ
を備えて全体として正の屈折力を有するようにされる。
また、第１レンズ群における所定のレンズ間のレンズ間
隔を移動させることで焦点調整を行うようにされる。こ
れと共に、全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の上記
第２レンズ群の最終レンズ面から小さい共役点までの空
気換算距離をＢＦ、上記第２レンズ群の焦点距離をＦ
２、上記第２レンズ群の前側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足するように構成する。

【００１９】また、本発明の投射レンズとして次のよう
にも構成する。つまり、長い共役側から短い共役側にか
けて順に、第１レンズ群と、絞りと、第２レンズ群とを
配置する。そして、第１レンズ群は、最も長い共役側に
在る非球面レンズと正レンズを備えた２群２枚から成
り、全体として正の屈折力を有するようにされ、第２レ
ンズ群は、１組の貼り合わせレンズと非球面レンズの２
群３枚から成り、正の屈折力を有するようにされる。ま
た、第１レンズ群における所定のレンズ間のレンズ間隔
を移動させることで焦点調整を行うようにされる。これ
と共に、全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の上記第
２レンズ群の最終レンズ面から小さい共役点までの空気
換算距離をＢＦ、上記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、
上記第２レンズ群の前側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足するように構成する。

【００２０】また、本発明の投射レンズとして次のよう
にも構成する。つまり、長い共役側から短い共役側にか
けて順に、第１レンズ群と、絞りと、第２レンズ群とを
配置する。そして、第１レンズ群は、最も長い共役側に
在る非球面レンズと正レンズの２群２枚から成り、全体
として正の屈折力を有し、第２レンズ群は、絞りの最も
近くに配置される非球面レンズと、貼り合わせレンズの
２群３枚、又は、絞りの最も近くに配置される非球面レ
ンズと正レンズと貼り合わせレンズの３群４枚から成
り、全体として正の屈折力を有するようにされる。ま
た、第１レンズ群における所定のレンズ間のレンズ間隔
を移動させることで焦点調整を行うようにされる。これ
と共に、全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の上記第
２レンズ群の最終レンズ面から小さい共役点までの空気
換算距離をＢＦ、上記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、
上記第２レンズ群の前側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足するように構成する。

【００２１】また、本発明の投射レンズとして次のよう
にも構成する。長い共役側から短い共役側にかけて順
に、第１レンズ群と、絞りと、第２レンズ群とを配置す
る。第１レンズ群は、最も長い共役側に在る非球面レン
ズと正レンズの２群２枚、又は、最も長い共役側に在る
非球面レンズと負のメニスカスレンズと正レンズの３群
３枚から成り、全体として正の屈折力を有し、第２レン
ズ群は、１組の貼り合わせレンズと最も短い共役側に非
球面レンズを配する２群３枚から成り、全体として正の
屈折力を有するようにされる。また、第１レンズ群にお
ける所定のレンズ間のレンズ間隔を移動させることで焦
点調整を行うようにされる。これと共に、全系の焦点距
離をＦ、所定投射倍率時の上記第２レンズ群の最終レン
ズ面から小さい共役点までの空気換算距離をＢＦ、上記
第２レンズ群の焦点距離をＦ２、上記第２レンズ群の前
側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足するように構成する。

【００２２】本発明としては、上記各構成によるレンズ
配置としたうえで各条件式を満足することで、少ないレ
ンズ枚数としたうえで、高画角であって、かつ長いバッ
クフォーカスでありながらも短い投射距離が確保され、
かつ、テレセントリック性が保たれる投射レンズを得る
ための条件が満たされる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の投射
レンズについて説明することとする。本実施の形態の投
射レンズは、２次元画像表示素子としてＬＣＤを採用し
た背面投射型のプロジェクション表示装置の投射装置に
備えられるものとして説明する。

【００２４】なお、以降の説明は次の順序で行うことと
する。１．プロジェクション表示装置の構成１−１．全体構成１−２．投射装置の内部構成（第１例）１−３．投射装置の内部構成（第２例）１−４．投射装置の内部構成（第３例）１−５．投射装置の内部構成（第４例）２．レンズ３．投射レンズの構成３−１．レンズの配置構造３−２．条件式３−３．数値実施形態等

【００２５】１．プロジェクション表示装置の構成１−１．全体構成先ず、本実施の形態の投射レンズを備えた投射装置を搭
載して構成され得るプロジェクション表示装置に全体構
成について説明する。

【００２６】図１（ａ）（ｂ）は、このようなプロジェ
クション表示装置の全体構成の一例を示す側面図、及び
正面図である。これらの図に示すプロジェクション表示
装置５００では、そのキャビネット５０１の背面におい
て曲折ミラー５０４が設けられ、また、キャビネット５
０１のの前面には、透過型のスクリーン２１が設けられ
る。曲折ミラー５０４は、次に説明する投射装置５０２
から投射された画像光を反射してスクリーン５０４に投
射できる角度を有して取り付けられる。

【００２７】投射装置５０２は、図のようにしてキャビ
ネット５０１内において、その下側に設置される。投射
装置５０２の光学ユニット５０３内には、後述する光
源、ダイクロイックミラー、液晶パネルブロック（ライ
トバルブ）、及びダイクロイックプリズム（光合成素
子）等の光学部品が配置されており、これらの動作によ
って画像光としての光束を得る。ここで得られた画像光
としての光束は投射レンズ２０により投射されて、投射
光６００として出射される。

【００２８】このような構造のプロジェクション表示装
置５００では、投射光６００は、曲折ミラー５０４に対
して照射されるようにして、上向きに投射レンズ２０か
ら出射される。そして、投射レンズ２０から出射された
投射光６００は曲折ミラー５０４にてその光路が折り曲
げられて、スクリーン２１に対して照射されることにな
る。スクリーン２１には、投射レンズ２０から投射され
た投射光により得られる拡大画像が表示されることにな
る。例えば鑑賞者は、投射レンズ２０が配置されている
のとは反対の方向からスクリーン２１を見ることによっ
て、表示画像を鑑賞するようにされる。

【００２９】なお、本発明が採用され得るプロジェクシ
ョン表示装置としては、上記図１に示す構成に限定され
るものではなく、例えば、プロジェクション表示装置の
キャビネット内における投射装置の設置形態等も、投射
装置の投射レンズにおける光路変換方向等によって適宜
変更されて構わないものである。また、例えばプロジェ
クション表示装置の小型化等を考慮して、投射装置５０
２における光路内にミラーを設けて、光束の光路を変換
する構成も知られているが、本発明としては、このよう
にして投射装置５０２において光路を変換する構成は採
用されても、また採用されなくても構わないものであ
る。

【００３０】１−２．投射装置の内部構成（第１例）続いて、上記図１に示した投射装置５０２の内部構成に
ついて、図２を参照して説明する。図２は、本実施の形
態の投射レンズを搭載し得る投射装置５０２として、第
１例としての内部構造を概念的に示している。ここで
は、スクリーン２１以外の部位が投射装置５０２を形成
するものとされる。なお、本実施の形態では、図１に示
したように、プロジェクション表示装置の構造として、
投射レンズ２０とスクリーン２１との間に曲折ミラー５
０４が設けられて光路が変換されるのであるが、ここで
は、投射装置５０２の内部構成の説明を主眼とする都合
上、図２における曲折ミラー５０４の図示は共に省略し
ている。

【００３１】図２に示す投射装置５０２としては、例え
ばメタルハライドランプ等から成る光源としてのランプ
１が、リフレクタ２（放物面鏡）の焦点位置に配置され
ている。ランプ１から照射された光は、リフレクタ２に
より反射されて光軸にほぼ平行となるようにコリメート
されて、リフレクタ２の開口部から出射される。上記リ
フレクタ２の開口部から出射された光のうち、赤外領域
及び紫外領域の不要光線はＩＲ−ＵＶカットフィルタ３
によって遮断されて、表示に有効な光線のみがその後段
に配されている各種光学素子に導かれることになる。

【００３２】ＩＲ−ＵＶカットフィルタ３の後段には、
マルチレンズアレイ４に続き、マルチレンズアレイ５が
配される。この場合、マルチレンズアレイ４は、後述す
る光変調手段である各液晶パネルブロックの有効開口の
アスペクト比に等しい相似形をした外形を持つ複数の凸
レンズが、その位相を例えば１／２ずらした状態で千鳥
格子状に配列された平型形状を有するようにされてい
る。マルチレンズアレイ５は、上記マルチレンズアレイ
４の凸レンズに対向する側に複数の凸レンズ５ａが形成
されている平凸型とされる。これらマルチレンズアレイ
４及びマルチレンズアレイ５を配置することにより、Ｉ
Ｒ−ＵＶカットフィルタ３を通過した光束が効率よく、
かつ均一に後述する液晶パネルブロックの有効開口に照
射されるようにされる。

【００３３】マルチレンズアレイ５と液晶パネルブロッ
クの有効開口の間には、ランプ１からの光束を赤、緑、
青色に分解するためにダイクロイックミラー６、１０が
配置されている。この図に示す例では、まずダイクロイ
ックミラー６で赤色の光束Ｒを反射し緑色の光束Ｇ及び
青色の光束Ｂを透過させている。このダイクロイックミ
ラー６で反射された赤色の光束Ｒはミラー７により進行
方向を９０゜曲げられて赤色用の液晶パネルブロック９
の前のコンデンサーレンズ８に導かれる。

【００３４】一方、ダイクロイックミラー６を透過した
緑色及び青色の光束Ｇ，Ｂはダイクロイックミラー１０
により分離されることになる。すなわち、緑色の光束Ｇ
は反射されて進行方向を９０゜曲げられて緑色用の液晶
パネル１２前のコンデンサーレンズ１１に導かれる。そ
して青色の光束Ｂはダイクロイックミラー１０を透過し
て直進し、リレーレンズ１３、ミラー１４、反転用リレ
ーレンズ１５、ミラー１６を介して青色用の液晶パネル
１８前のコンデンサーレンズ１７に導かれる。

【００３５】このようにして、赤、緑、青色の各光束
Ｒ，Ｇ，Ｂは各々のコンデンサーレンズ８、１１、１７
を通過して各色用の液晶パネルブロック９、１２、１８
（ライトバルブに相当）に入射される。これら各色の液
晶パネルブロック９、１２、１８においては、それぞ
れ、液晶パネルが備えられると共に、液晶パネルの前段
に入射した光の偏光方向を一定方向に揃えるための入射
側偏光板が設けられる。また、液晶パネルの後段には出
射した光の所定の偏光面を持つ光のみ透過するいわゆる
検光子が配置され、液晶を駆動する回路の電圧により光
の強度を変調するようにされている。

【００３６】一般には、ダイクロイックミラー６、１０
の特性を有効に利用するため、Ｐ偏波面の反射、透過特
性を使用している。従って、各々の液晶パネルブロック
９、１２、１８内の上記入射側偏光板は、図２の紙面内
に平行な偏波面を透過するように配置されている。ま
た、液晶パネルブロック９、１２、１８を構成する各液
晶パネルは例えばＴＮ（Twisted Nematic）型が用いら
れており、かつその動作はいわゆる例えばノーマリーホ
ワイト型として構成され、検光子は図１の紙面に垂直な
偏波光を透過するように配置されている。

【００３７】そして、液晶パネルブロック９、１２、１
８で光変調された各色の光束は、光合成素子（クロスダ
イクロイックプリズム）１９において図示する各面に対
して入射される。この光合成素子は、所定形状のプリズ
ムに対して反射膜１９ａ，１９ｂが組み合わされて成
る。光合成素子１９における赤色の光束Ｒは反射膜１９
ａで反射され、また青色の光束Ｂは反射膜１９ｂで反射
されて、投射レンズ２０に対して入射される。そして緑
色の光束Ｇは光合成素子１９内を直進して透過するよう
にして投射レンズ２０に対して入射される。これによ
り、各光束Ｒ，Ｇ，Ｂが１つの光束に合成された状態で
投射レンズ２０に入射されることになる。

【００３８】投射レンズ２０では、光合成素子１９から
入射された光束を投射光に変換して、例えば透過型のス
クリーン２１に対して投射することになる。

【００３９】１−３．投射装置の内部構成（第２例）図３は本実施の形態の投射レンズ２０を搭載し得る投射
装置５０２の第２例としての内部構造を概念的に示すも
のである。なお、この図において図２と同一部分には同
一符号を付して説明を省略する。

【００４０】この場合には、マルチレンズアレイ５の後
段のダイクロイックミラー６Ａにより光束Ｂを反射し
て、光束Ｒ、光束Ｇを通過させるようにしている。ダイ
クロイックミラー６Ａにより反射された光束Ｂは、ミラ
ー７Ａにより反射され、更に、コンデンサーレンズ８Ａ
を通過し、青色用の液晶パネルブロック９Ａを介して光
変調された後に、図示する方向から光合成素子１９Ａに
入射される。

【００４１】ダイクロイックミラー６Ａを通過した光束
Ｒ、光束Ｇは、その後段のダイクロイックミラー１０Ａ
に入射される。この場合、ダイクロイックミラー１０Ａ
では光束Ｒを反射して、光束Ｇは通過させるようにされ
ている。ダイクロイックミラー１０Ａにより反射された
光束Ｒは、コンデンサーレンズ１１Ａを通過し、赤色用
の液晶パネルブロック１２Ａを介して光変調された後
に、図示する方向から光合成素子１９Ａに入射される。
ダイクロイックミラー１０Ａを通過した光束Ｇは、リレ
ーレンズ１３Ａ、ミラー１４Ａ、反転用リレーレンズ１
５Ａ、ミラー１６Ａを介してコンデンサーレンズ１７Ａ
に到達する。そして、コンデンサーレンズ１７Ａを通過
して、緑色用の液晶パネルブロック１８Ａを介して光変
調された後に、図示する方向から光合成素子１９Ａに入
射される。

【００４２】光合成素子１９Ａも、所定形状のプリズム
に対して、反射膜１９Ａ−ａ，１９Ａ−ｂが組み合わさ
れて成る。この光合成素子１９Ａに入射された各色の光
束のうち、光束Ｂは反射膜１９Ａ−ｂにて反射されて投
射レンズ２０に入射され、光束Ｇは反射膜１９Ａ−ａに
て反射されて投射レンズ２０に入射される。また、光束
Ｒは光合成素子１９Ａを直進するように通過して投射レ
ンズ２０に入射される。この結果、各光束Ｒ，Ｇ，Ｂが
１つの光束に合成されて投射レンズ２０に入射されるこ
とになる。

【００４３】１−４．投射装置の内部構成（第３例）図４は本実施の形態の投射レンズを搭載し得るプロジェ
クション表示装置の第３例としての内部構造を概念的に
示すものである。なお、この図において図２及び図３と
同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００４４】この場合には、ダイクロイックミラー６Ｂ
により光束Ｇを反射して、光束Ｒ、光束Ｂを通過させる
ようにしている。ダイクロイックミラー６Ｂにより反射
された光束Ｇは、ミラー７Ｂ、コンデンサーレンズ８
Ｂ、緑色用の液晶パネルブロック９Ｂを介した後、図示
する方向から光合成素子１９Ｂに入射される。

【００４５】ダイクロイックミラー６Ｂを通過した光束
Ｒ、光束Ｂは、ダイクロイックミラー１０Ｂに入射され
ることで、光束Ｒが反射され、光束Ｂは通過するように
されている。このダイクロイックミラー１０Ｂにて反射
した光束Ｒは、コンデンサーレンズ１１Ｂ、赤色用の液
晶パネルブロック１２Ｂを介して、図示する方向から光
合成素子１９Ｂに入射される。ダイクロイックミラー１
０Ｂを通過した光束Ｂは、リレーレンズ１３Ｂ、ミラー
１４Ｂ、反転用リレーレンズ１５Ｂ、ミラー１６Ｂ、コ
ンデンサーレンズ１７Ｂ、及び青色用の液晶パネルブロ
ック１８Ｂを順次介して、図示する方向から光合成素子
１９Ｂに入射される。

【００４６】光合成素子１９Ｂも、所定形状のプリズム
に対して、反射膜１９Ｂ−ａ，１９Ｂ−ｂが組み合わさ
れて成るものである。ここでは、光合成素子１９Ｂに入
射された各色の光束のうち、光束Ｇは反射膜１９Ｂ−ａ
にて反射され、光束Ｂは反射膜１９Ｂ−ｂにて反射さ
れ、光束Ｒは光合成素子１９Ｂを直進するように通過す
ることで、１つの光束となって投射レンズ２０に入射さ
れることになる。

【００４７】１−５．投射装置の内部構成（第４例）続いて、図５に、本実施の形態のプロジェクション表示
装置の第４例としての内部構造を示す。この第４例は反
射型ライトバルブを採用した構造とされている。これに
対して、上述した第１例〜第３例としての構成にあって
は、透過型ライトバルブを採用している。つまり、入射
光を透過させることで二次元画像を形成する液晶パネル
ブロック（［９，１２，１８］［９Ａ，１２Ａ，１８
Ａ］［９Ｂ，１２Ｂ，１８Ｂ］）が透過型ライトバルブ
として備えられていたものである。

【００４８】図５に示す構成にあっては、先ず、光源／
空間変調部３０において、［赤色用ランプ１Ｒ，赤色用
リフレクタ２Ｒ］［緑色用ランプ１Ｇ，緑色用リフレク
タ２Ｇ］［青色用ランプ１Ｂ，青色用リフレクタ２Ｂ］
が図に示す位置関係により配置される。これら各色用の
ランプ，リフレクタからコリメートされて出射された光
は、それぞれ、赤色用時分割空間変調素子５１Ｒ，緑色
用時分割空間変調素子５１Ｇ，青色用時分割空間変調素
子５１Ｂを透過することで、それぞれ赤色の光束Ｒ、緑
色の光束Ｇ、青色の光束Ｂをダイクロイックミラー部５
０に出射するようにされる。

【００４９】ここで、赤色用時分割空間変調素子５１
Ｒ，緑色用時分割空間変調素子５１Ｇ，青色用時分割空
間変調素子５１Ｂは、ＲＧＢ各色の面順次による画像表
示に対応した動作を行う。つまり、例えば１フレーム周
期内において、赤色用時分割空間変調素子５１Ｒが光を
透過させているときは、緑色用時分割空間変調素子５１
Ｇ，青色用時分割空間変調素子５１Ｂでは光を透過させ
ないようにされ、例えば、この後の所定タイミングにお
いて、緑色用時分割空間変調素子５１Ｇについて光を透
過させると共に、赤色用時分割空間変調素子５１Ｒ，青
色用時分割空間変調素子５１Ｂについては光が透過しな
いようにされる。続く所定タイミングでは、青色用時分
割空間変調素子５１Ｂについて光を透過させると共に、
赤色用時分割空間変調素子５１Ｒ，緑色用時分割空間変
調素子５１Ｇについては光を透過させないように制御す
る。このような時分割的なＲＧＢごとの空間変調動作を
１フレームごとに繰り返すことで、光源／空間変調部３
０からは在る短時間の一定サイクルでＲＧＢの各光束が
交互に出射されることになる。このような動作によっ
て、最終的にスクリーン２１にて投射される画像として
は、短時間のサイクルでＲＧＢ各色の画像が交互に表示
されることになるのであるが、人間の見た目には、ＲＧ
Ｂの三色が合成されたフルカラー画像（白色光）として
見ることができるものである。

【００５０】上記のようにして赤色用時分割空間変調素
子５１Ｒ，緑色用時分割空間変調素子５１Ｇ，青色用時
分割空間変調素子５１Ｂから出射された各色の光が入射
されるダイクロイックミラー部５０は、図のような位置
状態で配置されるダイクロイックミラー５０ａ，５０ｂ
を備えている。

【００５１】ここで、赤色用時分割空間変調素子５１Ｒ
から出射された光束Ｒはダイクロイックミラー５０ａで
反射され、インテグレータ５２に入射する。また、緑色
用時分割空間変調素子５１Ｇにて出射された光束Ｇはダ
イクロイックミラー５０ａ，５０ｂを透過してインテグ
レータ５２に入射する。また、青色用時分割空間変調素
子５１Ｂから出射された光束Ｂはダイクロイックミラー
５０ｂで反射されてインテグレータ５２に入射する。

【００５２】インテグレータ５２は、図２〜図４に示し
たマルチレンズアレイ４，５に相当する。このインテグ
レータ５２に入射したＲＧＢの各光束（白色光）は、イ
ンテグレーターの各レンズで分割される。分割されたそ
れぞれの光束は、コンデンサーレンズ５３でライトバル
ブの方向に屈折される。コンデンサーレンズ５３の後段
には、偏光板５６が設けられている。この偏光板５６で
は、光の振動方向がＳ波の光のみを透過させて偏光ビー
ムスプリッタ５４に入射させる。この際には、Ｓ波とさ
れる全ての光束がライトバルブ５５に重なるように照明
される。なお、偏光板５６を設ける方式以外にＰＢＳ
（Polarization Beam Splitter）と１／２波長板を用い
た偏光変換手段によりＰ波の吸収なしにＳ波のみの光束
にする方法もある。

【００５３】偏光ビームスプリッタ５４に入射された光
束は、偏光ビームスプリッタ５４内のＰＢＳコート面で
反射してライトバルブ５５を照明する。ライトバルブ５
５では画像信号により２次元画像が形成され、入射した
光はＰ波に変換された画像として反射される。そして再
び偏光ビームスプリッタ５４内に入射し、ＰＢＳコート
面を通過し、投射レンズ２０でスクリーン２１に拡大投
射される。

【００５４】また、図６に第４例としてのプロジェクシ
ョン表示装置の他の例を示す。この図６に示す構成にあ
っては、図５に示した構成に対して光源／空間変調部３
０に代えて光源／空間変調部３０Ｂが備えられる。な
お、図６において図５と同一部分については同一符号を
付して説明を省略する。

【００５５】図６に示す光源／空間変調部３０Ｂにおい
ては、ランプ１，リフレクタ２によりコリメートされた
光は、その光軸方向に沿って３枚が重ねられるようにし
て配置された赤色用時分割空間変調素子５１Ｒ，青色用
時分割空間変調素子５１Ｂ，緑色用時分割空間変調素子
５１Ｇに対して出射される。そしてこの出射光がインテ
グレータ５２に対して入射されるようになっている。

【００５６】この構成にあっても、赤色用時分割空間変
調素子５１Ｒ，緑色用時分割空間変調素子５１Ｇ，青色
用時分割空間変調素子５１Ｂは、ＲＧＢ各色の面順次方
式による画像表示に対応して、その光の透過及び非透過
タイミングが制御される。従って、この場合にも光源／
空間変調部３０Ｂからは、ＲＧＢ各色の光束が短時間で
交互に出射されることになる。

【００５７】更に、図７に第４例としてのプロジェクシ
ョン表示装置の更に他の例を示す。図７（ａ）に示すプ
ロジェクション表示装置では、図５に示した構成に対し
て光源／空間変調部３０に代えて光源／空間変調部３０
Ｃが備えられた構成をとっている。なお、図７において
図５と同一部分については同一符号を付して説明を省略
する。

【００５８】図７（ａ）に示す光源／空間変調部３０Ｃ
においては、ランプ１，リフレクタ２及び時分割空間変
調盤４０が備えられる。ランプ１，リフレクタ２により
コリメートされた光は、時分割空間変調盤４０を透過
し、この後、インテグレータ５２に対して入射すること
になる。

【００５９】図７（ｂ）は、上記時分割空間変調盤４０
を正面方向から示している。この図から分かるように、
時分割空間変調盤４０には、例えば図に示す形態によ
り、赤色の成分を透過する赤ダイクロイックフィルタ４
１Ｒ、青色の成分を透過する青ダイクロイックフィルタ
４１Ｂ、緑色の成分を透過する緑ダイクロイックフィル
タ４１Ｇが備えられる。そして、回転軸４２を中心に回
転するようにしてプロジェクション表示装置内において
取り付けが行われるものである。また、ランプ１，リフ
レクタ２からなる光源部との配置位置関係としては、図
７（ｂ）において破線で示す光源部からの出射光束の範
囲が各色のダイクロイックフィルタの部分によりカバー
されるように規定される。

【００６０】この構成では、時分割空間変調盤４０を所
定の回転周期で一定方向に回転させることで、光源部か
らこの時分割空間変調盤４０を透過する光束としては、
時分割的にＲＧＢの各色が得られることになる。つま
り、面順次方式に従って、ＲＧＢ各色の光束が短時間の
サイクルで交互に出射されることになる。

【００６１】ここで、上記第１例〜第３例に示した構造
において備えられる透過型ライトバルブ（液晶パネルブ
ロック）としては、例えば、ＳＴＮ(Super Twisted Nem
atic)液晶表示素子、強誘電性液晶表示素子、高分子分
散型液晶表示素子などを採用することができる。また、
駆動方式としては、単純マトリックス駆動またはアクテ
ィブマトリックス駆動が挙げられる。これに対して、第
４例に示した反射型ライトバルブとしては、例えば、ガ
ラス基板上やシリコン基板上に駆動電極または駆動用ア
クティブ素子を設け、ＴＮ(Twisted Nematic)モードの
液晶、強誘電性液晶、高分子分散型液晶などを駆動する
反射型液晶素子を採用することができる。また、光導電
膜を介して光を照射することで液晶に電圧を印加する反
射型液晶素子を採用することも考えられる。さらには、
電界によって形状や状態が変化する構造を設けたグレー
ティングライトバルブ等の反射型液晶素子も挙げること
ができる。

【００６２】以上、４例（第４例としては２例の変形例
も示している）を挙げて、本実施の形態としての投射装
置を説明したが、これらはあくまでも一例であって、本
実施の形態の投射レンズを搭載し得るプロジェクション
表示装置の内部構成としては、他にも各種考えられるも
のである。

【００６３】２．レンズまた、以降説明する本実施の形態の投射レンズ２０とし
ては、いわゆるレトロフォーカスタイプのレンズ系が採
用されるのであるが、ここで、レトロフォーカスレンズ
の原理について図８及び図９を参照して簡単に説明して
おく。

【００６４】図８（ａ）に示すレンズＬ１は、正の屈折
力を有しているものとされる。この図８（ａ）は、通常
の正の屈折力を有するレンズは、物体が無限位置にある
ときには、焦点位置は主点から短い共役側の焦点距離の
位置にあることを示している。これに対して、図８
（ｂ）に示すように、物点が近くにある場合には、焦点
位置は長くなる。

【００６５】一方、図８（ｃ）に示すレンズＬ２は、負
の屈折力を有している。この図８（ｃ）では、負の屈折
力を有するレンズでは、物体が無限位置にあるときに
は、主点から長い共役側の焦点距離の位置にあることを
示している。

【００６６】そこで、図８（ｄ）に示すようにして、上
記した特性を有する正の屈折力を有するレンズと、負の
屈折力を有するレンズとを組み合わせることで、レトロ
フォーカスタイプのレンズ系を形成することができる。
このようなレトロフォーカスタイプは、前側の負の屈折
力を持つレンズＬ２（レンズ群とみなしてもよい）によ
り、―旦、長い共役側の近距離に像を作り、その後ろの
正の屈折力を持つレンズＬ１（レンズ群とみなしてもよ
い）はその像を物点、とするため、長いバックフオーカ
スが得られることになる。

【００６７】また、ここでレトロフォーカスタイプのレ
ンズ系における絞り位置と主光線のテレセントリック性
との関係について図７に示す。図９（ａ）に示すように
して、無限位置に物体があるとき、レンズには平行光線
が入り焦点で集光する。逆に、焦点位置に物点があると
き、レンズから平行光線が射出することになる。ここ
で、図９（ｂ）に示すようにして、主光線を絞りの中心
を通る光線としたとする。この条件の下で、絞りより後
のレンズ群の前側焦点位置に絞り位置を設定すれば、射
出光線は平行光線となり、主光線のテレセントリック性
が実現できることになる。

【００６８】また、レトロフォーカスタイプのレンズ系
としての焦点調整については次のようなことが言える。
図１０（ａ）に示すように、物体が無限位置から近距離
になるとき、レンズ全系のバックフォーカスは長くなる
が、この場合、図１０（ｂ）に示すようにしてレンズ全
体を移動させて―定の位置に焦点を合わせることが行わ
れている。このような焦点の調整を「全体繰出し方式」
とここではいうことにする。

【００６９】このとき、レトロフォーカスタイプのレン
ズ系において、負の屈折力を持つ前側のレンズ（レンズ
群）の像は、物点が近距離になると近くなる。そのため
後側のレンズ（レンズ群）のバックフォーカスも長くな
っている。ここで、後側のレンズ（レンズ群）から見た
前側のレンズ（レンズ群）の像を常に―定の位置に置く
ことにより、全系のバックフォーカスを一定とすること
ができる。そこで、前側のレンズ群内において、更に複
数のレンズ群が配置されている場合において、投射距離
が変わったときには、前側のレンズ群を形成するレンズ
群間の間隔を変えて前群の像位置を―定にすることによ
り、全系のバックフォーカスの移動なしに焦点調節が可
能となるものである。

【００７０】以降説明する本実施の形態の投射レンズと
しては、この原理を応用する。つまり、焦点の調整にあ
たって全体繰出し方式としての手法を用いるのではな
く、レンズ全系において前側のレンズ群内にあるレンズ
群間の間隔を変更することで、焦点調整を行う。このよ
うな手法によれば、例えば、或るスクリーンサイズの範
囲内でレンズ全系内の１カ所のレンズ群間隔を変更する
際に、レンズ全系において前側のレンズ群内にあるレン
ズ群間の間隔を変更することになるが、これによって、
同時に焦点調整を行うことができることになるため、レ
ンズ全体とライトバルブの位置は変化しないことにな
る。また、レンズ全系において前側に対して焦点調整機
構を設けることになるため、レンズの保持機構は簡単と
なって、実際に投射レンズを組み立てるときや調整時の
作業効率も向上する。

【００７１】また、本実施の形態の投射レンズとして
は、後述するようにして、レンズ系における前側のレン
ズ群（前群：第１レンズ群）及び後ろ側のレンズ群（後
群：第２レンズ群）の各々において、所要の非球面形状
を有する非球面レンズが配置される構造をとるのである
が、ここでレンズとして非球面を使用する条件について
簡略に述べておく。

【００７２】前群の負レンズとして非球面レンズを使用
する場合、光軸から離れるに従って負のパワー（負の屈
折力）が弱くなる形状にする。また、後群の正レンズに
非球面レンズを使用する場合、光軸から離れるのに従っ
て、正のパワー（正の屈折力）が弱くなる形状にする。
これに対して、後群の負レンズに非球面レンズを使用す
る場合には、光軸から離れるのに従って、負のパワー
（負の屈折力）が弱くなる形状にする。この際、非球面
レンズとしての非球面部はなるべく軸外光束の光軸から
の高さが高い面に使用することが好ましい。これによっ
て、異なる像高の光束のオーバーラップ量が小さくな
り、非点収差や歪曲収差などの軸外収差の補正に効果が
ある。また、軸上、軸外のオーバーラップしている面に
非球面部を使用すると、球面収差やコマ収差などの補正
に効果がある。

【００７３】３．投射レンズの構成３−１．レンズの配置構造続いて、本実施の形態としての投射レンズのレンズの配
置構造について、図１１〜図１５を参照して説明する。
以降説明する第１〜第５の実施の形態としての投射レン
ズは、先に図２〜図７に示したプロジェクション表示装
置における投射レンズ２０として採用されるものであ
る。なお、ここでは、主として、第１〜第５の各実施の
形態としてのレンズの配置構造についての説明にとど
め、各レンズの形状、レンズ間の距離等は、後に示す数
値実施形態により表すものとする。なお、以降説明する
図１１〜図１５において、ｒ１〜ｒ１５（ｒ１３）まで
で示される符号はレンズ面番号を示し、ｄ１〜ｄ１４
（ｄ１２）までで示される符号は主光線軸におけるレン
ズ面間隔及びレンズ間隔（レンズ厚）を示す。また、各
レンズに対して付されるＬ１〜Ｌ６（Ｌ５）までで示さ
れる符号は、長い共役側から短い共役側にかけて配置さ
れた順に従って、各レンズ自体に対して付されたレンズ
番号である。

【００７４】先ず、第１の実施の形態としての投射レン
ズ２０のレンズの配置構造について説明する。図１１
は、第１の実施の形態としての投射レンズ２０のレンズ
の配置構造を概念的に示すレンズ断面図である。これら
の図においては、図の左側がスクリーン２１側（長い共
役側）とされ、右側がライトバルブ及び光合成素子側
（短い共役側）とされる。また、光合成素子６０は、例
えば図２〜図４に示した各光合成素子（１９，１９Ａ，
１９Ｂ）及び図５〜図７に示した偏光ビームスプリッタ
５４を概念的に示すもので、ライトバルブ７０は、図２
〜図７に示したライトバルブ（図２〜図４にあってはＲ
ＧＢ色の液晶表示パネルブロック）を概念的に示すもの
である。

【００７５】第１の実施の形態の投射レンズ２０として
は、図１１に示すように長い共役側から短い共役側にか
けて、第１レンズ群１００、絞り３００、第２レンズ群
２００が順に配列されて成るものである。

【００７６】この場合、第１レンズ群１００は、長い共
役側から短い共役側にかけて順に、非球面レンズ１０１
及び正レンズ１０２が配置されて成り、全体としては、
正の屈折力を有する。ここで、最も長い共役側に位置す
る、メニスカスレンズとしての非球面レンズ１０１の両
面は、後に示す数値実施形態における非球面係数に従っ
た非球面を有する。また、非球面レンズ１０１は、光軸
中心からその周辺にかけて負の屈折力が強くなるように
されている。また、正レンズ１０２は、後に示す数値実
施形態からも分かるように、絞り３００に対して接する
ようにして配置される。

【００７７】また、第２レンズ群２００は、長い共役側
から短い共役側にかけて順に、貼り合わせレンズ２０
１、非球面レンズ２０４が配置された２群３枚の構成を
採る。貼り合わせレンズ２０１は、長い共役側から短い
共役側にかけて配置した、負の屈折力を有するメニスカ
スレンズ２０２と、正の屈折力を有する正レンズ２０３
を互いに貼り合わせて構成される。このような構成によ
って、第２レンズ群２００は全体として正の屈折率を有
する。また、この第２レンズ群２００内の非球面レンズ
２０４も、後に示す数値実施形態に従った非球面係数を
有する。また、以降の第２及び第３の実施の形態につい
ても言えることであるが、この投射レンズ２０の全系に
おける最も長いレンズ間隔は、第１レンズ群中にあるよ
うにされる。つまり、全系中において最も長いレンズ間
隔は、非球面レンズ１０１と正レンズ１０２の間の間隔
（ｄ２）となる軸上空気間隔となる。

【００７８】なお、本明細書においては、１つのレンズ
群におけるレンズ面を特定するのに「最終レンズ面」又
は「最初のレンズ面」という場合がある。「最終レンズ
面」とは、そのレンズ群において、短い共役側に最も近
いレンズ面のことをいい、「最初のレンズ面」とは、そ
のレンズ群において、長い共役側に最も近いレンズ面の
ことをいう。具体例として、上記図１０に示す第１レン
ズ群１００の場合であれば、この第１レンズ群１００の
「最終レンズ面」は、正レンズ１０４の短い共役側のレ
ンズ面（ｒ４）であり、第１レンズ群１００の「最初の
レンズ面」は、非球面レンズ１０１の長い共役側のレン
ズ面（ｒ１）となる。

【００７９】図１２のレンズ断面図は、第２の実施の形
態としての投射レンズ２０のレンズ配置構造を示してい
る。なお、この図において、図１１と同一部分について
は同一符号を付して、その記載内容が同一となる部位に
ついては説明を省略する。この図に示す、第２の実施の
形態としての投射レンズ２０としては、第２レンズ群２
００において、長い共役側から短い共役側にかけて順
に、非球面レンズ２０５、正レンズ２０４、貼り合わせ
レンズ２０１が配置された３群４枚の構成を採り、この
場合にも全体として正の屈折力を有する。この場合、第
２レンズ群２００中に在る非球面レンズ２０５は、その
両面が短い共役側に凸となる形状を有するものとされ
る。

【００８０】図１３のレンズ断面図は、第３の実施の形
態としての投射レンズ２０のレンズ配置構造を示してい
る。この図１３に示す第３の実施の形態としての投射レ
ンズ２０の配置構造については、図１２に示した第２の
実施の形態と同様であり、同一構成部分に同一符号を付
して、各部についての説明はここでは省略する。但し、
この場合には、後に示す数値実施の形態からも分かるよ
うに、正レンズ１０２と絞り３００とは接している状態
ではなく、近接しているとされる所定の軸上空気間隔を
隔てて配置されている。この点については、以降説明す
る第４の実施の形態及び第５の実施の形態についても同
様となる。

【００８１】図１４に示すレンズ断面図は、第４の実施
の形態としての投射レンズ２０のレンズ配置構造を示し
ており、図１１〜図１３と同一部分については、同一符
号を付して説明を省略する。この図に示す第４の実施の
形態としての投射レンズ２０としては、第１レンズ群１
００において、長い共役側から短い共役側にかけて順
に、非球面レンズ１０１、負の屈折力を有するメニスカ
スレンズ１０３，正レンズ１０２が配置された３群３枚
の構成を採り、この場合にも全体として正の屈折力を有
する。また、第２レンズ群２００はレンズの配置構造的
には、図１１に示した第１の実施の形態の第２レンズ群
２００と同様となるためここでの説明は省略する。

【００８２】図１５に示すレンズ断面図は、第５の実施
の形態としての投射レンズ２０のレンズ配置構造を示し
ている。この図１５に示す第４の実施の形態としての投
射レンズ２０の配置構造については、図１４に示した第
３の実施の形態と同様であり、同一構成部分に同一符号
を付して、各部についての説明はここでは省略する。

【００８３】そして、上記図１１〜図１５に示した第１
〜第５の実施の形態の投射レンズ２０においては、投射
倍率の変化に伴う焦点調整のために、第１レンズ群１０
０における所定のレンズ間の光軸上の距離（軸上レンズ
群間隔）を変化させるものとされている。つまり、上記
図１１〜図１５において可変間隔ＶＤ１として示すレン
ズ面間隔を可変するものである。この際、第１〜第３の
実施の形態のように、第１レンズ群１００が非球面レン
ズ１０１と正レンズ１０２との２群２枚から成る構成で
は、この非球面レンズ１０１と正レンズ１０２の軸上レ
ンズ間隔が可変間隔ＶＤ１となる。また第４の実施の形
態は、第１レンズ群１００が非球面レンズ１０１、メニ
スカスレンズ１０３、正レンズ１０２の３群３枚から成
る構成を採るのであるが、この第４の実施の形態では、
非球面レンズ１０１とメニスカスレンズ１０３の軸上レ
ンズ間隔が可変間隔ＶＤ１となる。また、第５の実施の
形態も、第１レンズ群１００が非球面レンズ１０１、メ
ニスカスレンズ１０３、正レンズ１０２の３群３枚から
成る構成を採るが、この第５の実施の形態では、メニス
カスレンズ１０３と正レンズ１０２の軸上レンズ間隔を
可変間隔ＶＤ１としている。

【００８４】３−２．条件式上記構成による第１〜第５の実施の形態としての投射レ
ンズ２０においては、次に示す条件式（１）〜（５）を
満たしている。

【００８５】全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の第
２レンズ群２００の最終レンズ面から小さい共役点まで
の空気換算距離をＢＦ、第２レンズ群２００の焦点距離
をＦ２、第２レンズ群２００の前側主点位置をＨＦ２と
して、１．８７＜ＢＦ／Ｆ・・・（１）０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７・・・（２）

【００８６】また、第２レンズ群２００の貼り合わせレ
ンズ２０１において正の屈折力を有するレンズ（正レン
ズ２０３）のアッベ数をνＰ、第２レンズ群２００の貼
り合わせレンズ２０１において負の屈折力を有するレン
ズ（メニスカスレンズ２０２）のアッベ数をνＮとし
て、５５．０＜νＰ・・・（３） νＮ＜３０．０・・・（４）

【００８７】また、第１レンズ群１００中の最も長い面
間隔をｔ１Ｇ、第１レンズ群１００中において最も絞り
に近い正の屈折力を有するレンズの焦点距離をＦ１Ｐと
して、０．４１＜ｔ１Ｇ／Ｆ１Ｐ＜０．８４・・・（５）

【００８８】続いて、上記各条件式について説明する。
例えば、プロジェクション表示装置の投射レンズとして
は、図２〜図７に示した構成からも分かるように、色合
成用のダイクロイックミラーやダイクロイックプリズム
等の光学素子を用いる必要があるため、長いバックフォ
ーカスが必要である。また、例えばプロジェクション表
示装置の大きさ、つまり筐体サイズを小さくすることを
目的とする場合、短い投射距離で画角を広く取って大画
面を得るようにするためには、投射レンズ全系の焦点距
離を短くすることが必要である。このため、本実施の形
態では条件式（１）を満足させることで、長いバックフ
ォーカスと投射レンズ全系の焦点距離を短くするという
２つの条件を達成するものである。

【００８９】条件式（２）は、絞り３００の位置と第２
レンズ群２００に関するテレセントリック性のための条
件である。一般にレンズの前側焦点を通過する光線はレ
ンズを通過後に平行光線となる。本実施の形態の投射レ
ンズ２０の場合、第２レンズ群２００の前側焦点付近に
絞りを設定すれば、短い共役側に射出した主光線は平行
光線に近くなり、テレセントリック性が実現できること
がわかっている。つまり、絞り３００から第２レンズ群
２００の前側主点位置が第２レンズ群２００の焦点距離
Ｆ２に一致した場合がテレセントリック性が最もよいこ
とになる。条件式（２）はこれを規定するものである。
因みに、テレセントリック性が崩れると上光線と下光線
の対称性も崩れるので、色合成や偏光ビームスプリッタ
のためのプリズムやミラーのコート膜を透過または反射
する際の角度特性に依存して、光線の強度が波長によっ
て異なり、投射画像の画面上に色や強度によるムラが発
生する原因となる。ここで、条件式（２）の上限を超え
ると、第２レンズ群２００の屈折力を弱くしないとテレ
セントリック性が確保できなくなり、条件式（２）の上
限を超えた状態で敢えてテレセントリック性を保とうと
すると、バックフォーカスが短くなってしまう。逆に、
条件式（２）の下限を超えると、第２レンズ群２００の
屈折力が強くなり、それにともなって第１Ａレンズ群１
００の屈折力も強くしなければならないため、軸外収差
の補正が困難となったり、レンズの径が大きくって好ま
しくない。

【００９０】条件式（３）（４）は、レンズ素材として
のアッベ数を規定しているものである。条件式（３）は
特に、強い屈折力を有する貼り合わせレンズ２０１の正
レンズのアッベ数の条件を示している。これら条件式
（３）（４）で示される範囲を超えると倍率色収差が大
きくなり、投射画面の隅に色が付き易くなる。

【００９１】条件式（５）は、第１レンズ群１００から
射出される軸外光線を、良好とされるバランスで第２レ
ンズ群２００に入射させるための、第１レンズ群１００
の条件である。通常のレトロフォーカスタイプの投射レ
ンズでは、絞りを挟んで、長い共役側が負の屈折力を有
し、短い共役側が正の屈折力を有している。しかしなが
ら、本実施の形態の投射レンズ２０は、第１レンズ群１
００において、絞り３００に最も近い正レンズ１０２よ
り長い共役側に在るとされるレンズ群をレトロフォーカ
スタイプの前群、第１レンズ群１００において絞り３０
０に最も近い正レンズ１０２より短い共役側がレトロフ
ォーカスタイプの後群としている。こうすることで、第
１レンズ群から射出する軸外光線をバランスよく第２レ
ンズ群に入射させることができるため、レンズ全系の大
きさとバックフォーカス及び光学性能を良好に保つこと
が出来る。条件式（５）の上限を超えるとレンズ全長が
大きくなり、それにともなって第１レンズ群１００の外
径が大きくなる。また、第１レンズ群１００の最も絞り
に近い正の屈折力を有するレンズにの焦点距離が小さく
なると、第２レンズ群２００に入射する軸外光線の角度
がきつくなるため、収差補正が困難となる。また、条件
式（５）の下限を超えると、第１レンズ群１００の各レ
ンズの屈折力が強くなるため、特に周辺を通過する光線
の収差が発生し補正困難とる。

【００９２】３−３．数値実施形態等上記第１〜第５の実施の形態の投射レンズ２０としての
数値実施形態は、それぞれ図１６〜図２０により示され
る。図１６〜図２０の各図（ａ）において、ｉは長い共
役側から数えたレンズ面の面番号（レンズ面番号）であ
り、これは図１１〜図１５において、ｒ１〜ｒ１５（ｒ
１３）までの符号により示したレンズ面に対応する。ま
た、Ｒは、各レンズ面番号ｉに対応するレンズ面の曲率
半径を示す。また、Ｄは各レンズ面番号ｉに対応するレ
ンズ面間隔、ＮＤは各レンズ面番号ｍに対応する、波長
５８７．５６ｍｍのレンズの屈折率、ＶＤは各レンズ面
番号ｉに対応するレンズのアッベ数を示す。また、図１
６〜図２０の各図（ａ）の欄外のＦは当該投射レンズの
焦点距離を示し、ＦｎｏはＦナンバーを示す。また、図
１６〜図２０の各図（ａ）の左欄には、図１１〜図１５
においてＬ１Ｌ６（Ｌ５）として示したレンズ番号と共
に、レンズ面番号に対応した光学素子が表記されてい
る。

【００９３】また、図１６〜図２０の各図（ｂ）に示
す、非球面としての面形状（非球面係数）は、面の中心
を原点とし、光軸方向をＺとした直交座標系（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）において、ｒを中心曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ
４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０をそれぞれ４次、６次、８次、
１０次の非球面係数とするとき、

【数１】で示される式により表されるものとする。

【００９４】また、図１６〜図２０の各図（ｃ）には、
３段階の所定の投射倍率に応じたレンズ面間隔が示され
る。ＶＤ１は、図１１〜図１５の各レンズ断面図におい
て示される所定のレンズ間のレンズ面間隔であり、ＶＤ
２は、光合成素子６０の短い共役側と、ライトバルブ７
０の入射面との面間隔を示す。この具体的なＶＤ２の位
置も、それぞれ図１１〜図１５に示されている。

【００９５】また、図２１〜図３５の各々により、第１
〜第５の実施の形態の投射レンズ２０についての球面収
差、非点収差、及び歪曲収差を示す。ここでは、第１〜
第５の各実施の形態ごとに、図１６〜図２０の各図
（ｃ）に対応する各投射倍率に応じた球面収差、非点収
差、及び歪曲収差が示されている。なお、これら各図に
示す諸収差図に示す結果を得るのにあたっては、数値実
施形態には示していないが、色合成のためのプリズムで
ある、図２〜図７に示した光合成素子１９（１９Ａ，１
９Ｂ）、又は偏光ビームスプリッタ５４として、中心面
間隔３６ｍｍ（屈折率ｎ＝１．５１６３３、アッベ数ν
＝６４．０）の平行平面板を入れて計算を行っている。
但し、このような色合成プリズムに関する数値は、本発
明としての投射レンズの構成に影響を与えるものではな
い。

【００９６】また、上記第１〜第５実施の形態としての
投射レンズの実際の構造は、図１１〜図１５に示したも
のに限定されるものではなく、これまで説明した焦点調
整方法や条件式が満たされる限り、各レンズ群を形成す
るレンズ枚数等の変更があっても構わないものである。
また、本発明による調整によって同時に、レンズについ
ての収差の誤差を行うことができるが、投射レンズの製
造誤差によって発生した諸収差の補正にも用いることが
出来る。また、上記実施の形態においては、本発明の投
射レンズは、背面投写型のプロジェクション表示装置に
おいて、液晶パネル、ライトバルブを二次元画像表示素
子として利用した投射装置に備えられるものとして説明
したが、これに限定されるものではなく、例えば、一眼
レフカメラ用、工業用カメラ、電子写真用等の広角系の
写真レンズや、ＣＲＴを利用したプロジェクションテレ
ビ用の投射レンズなどにも適用が可能とされる。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の投射レンズ
としては、以下の効果を得ることができる。先ず、請求
項１（第１〜第５の実施の形態に対応）、請求項５（第
１〜第５の実施の形態に対応）、請求項１０（第１及び
第３の実施の形態に対応）、請求項１５（第２及び第３
の実施の形態に対応）、請求項２１（第１及び第４の実
施の形態に対応）に記載の発明により、第１レンズ群に
おける所定レンズ間のレンズ間隔を投射倍率に応じて移
動させることで、各投射倍率で焦点の調整が行われるよ
うにされたうえで、投射レンズの全系を形成するレンズ
枚数を従来よりも少なくしてコストアップを抑えなが
ら、長いバックフォーカスが得られ、また投射レンズ全
系の焦点距離（レンズ系の全長）を短くすることができ
る。また、これにより、本発明の投射レンズを備えるプ
ロジェクション表示装置としては小型化を図ることもで
きる。また、レンズ枚数の増加やレンズ系が大きくなる
ことを避け、像面湾曲や短い共役側における樽型の歪曲
収差を抑えることが可能になる。また、絞りと第２レン
ズ群間のテレセントリック性を確保して、投射画像の画
面上に現れる色むらや強度むらを防ぐことができる。つ
まりは、上記のようにして少ないレンズ枚数でありなが
らも、高い光学性能を維持できるものである。

【００９８】また、請求項４，請求項９，請求項１４，
請求項１９，請求項２３に記載の発明によって、第２レ
ンズ群を構成する貼り合わせレンズについて、レンズ素
材のアッべ数を規定することで倍率色収差を抑え、投射
画面の隅に色が付きにくいようにされる。

【００９９】また、請求項８，請求項１３，請求項１
８，請求項２５に記載の発明によって、第１レンズ群か
ら射出される軸外光線を良好なバランスで第２レンズ群
に入射させるように第１レンズ群が構成されるので、第
２レンズ群に入射する軸外光線の角度がきつくならず
に、容易に収差補正を行うことができるようになる。こ
れは、例えばライトバルブ（液晶パネル）の高解像度化
に伴ってレンズが高解像度化されたとしても、画面周囲
での色ずれを抑えることが出来るという効果につなが
る。

【０１００】また、請求項２，請求項６，請求項１１，
請求項１６，請求項２２に記載の発明、請求項３，請求
項７，請求項１２，請求項１７，請求項２３に記載の発
明、請求項２０、請求項２７に記載の発明、及び請求項
２４に記載の発明のようにして、レンズ配置或いはレン
ズ形状を規定することで、本発明の投射レンズとしては
各種バリエーションが得られ、実際の使用条件等に適合
したレンズ構造を選択できる自由度が相応に得られると
共に、上記した投射レンズの光学的特性の向上を強化補
助することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の投射レンズを備えたプロ
ジェクション表示装置の全体構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態の投射レンズを備えたプロ
ジェクション表示装置の構成（第１例）を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態の投射レンズを備えたプロ
ジェクション表示装置の構成（第２例）を示す図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態の投射レンズを備えたプロ
ジェクション表示装置の構成（第３例）を示す図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態の投射レンズを備えたプロ
ジェクション表示装置の構成（第４例）を示す図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態の投射レンズを備えたプロ
ジェクション表示装置の構成（第４例の他の例）を示す
図である。

【図７】本発明の実施の形態の投射レンズを備えたプロ
ジェクション表示装置の構成（第４例の更に他の例）を
示す図である。

【図８】レトロフォーカスレンズの原理を示す説明図で
ある。

【図９】絞り位置と主光線のテレセントリック性との関
係を示す説明図である。

【図１０】焦点調節の手法を説明するための説明図であ
る。

【図１１】第１の実施の形態としての投射レンズの構造
例を示すレンズ断面図である。

【図１２】第２の実施の形態としての投射レンズの構造
例を示すレンズ断面図である。

【図１３】第３の実施の形態としての投射レンズの構造
例を示すレンズ断面図である。

【図１４】第４の実施の形態としての投射レンズの構造
例を示すレンズ断面図である。

【図１５】第５の実施の形態としての投射レンズの構造
例を示すレンズ断面図である。

【図１６】第１の実施の形態としての投射レンズの数値
実施形態を示す図である。

【図１７】第２の実施の形態としての投射レンズの数値
実施形態を示す図である。

【図１８】第３の実施の形態としての投射レンズの数値
実施形態を示す図である。

【図１９】第４の実施の形態としての投射レンズの数値
実施形態を示す図である。

【図２０】第５の実施の形態としての投射レンズの数値
実施形態を示す図である。

【図２１】第１の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図２２】第１の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図２３】第１の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図２４】第２の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図２５】第２の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図２６】第２の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図２７】第３の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図２８】第３の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図２９】第３の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図３０】第４の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図３１】第４の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図３２】第４の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図３３】第５の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図３４】第５の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【図３５】第５の実施の形態としての投射レンズの球面
収差、非点収差、及び歪曲収差を示す収差図である。

【符号の説明】

１（１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ）ランプ、２（２Ｒ，２Ｇ，２
Ｂ）リフレクタ、３ＩＲ−ＵＶカットフィルタ、４，
５マルチレンズアレイ、６，６Ａ、６Ｂダイクロイッ
クミラー、７，７Ａ，７Ｂミラー、８，８Ａ，８Ｂ
コンデンサーレンズ、９，９Ａ，９Ｂ液晶パネルブロ
ック、１０，１０Ａ，１０Ｂダイクロイックミラー、
１１，１１Ａ，１１Ｂコンデンサーレンズ、１２，１
２Ａ，１２Ｂ液晶パネルブロック、１３，１３Ａ，１
３Ｂリレーレンズ、１４，１４Ａ，１４Ｂミラー、
１５，１５Ａ，１５Ｂ反転用リレーレンズ、１６，１
６Ａ，１６Ｂミラー、１７，１７Ａ，１７Ｂコンデ
ンサーレンズ、１８，１８Ａ、１８Ｂ液晶パネルブロ
ック、１９，１９Ａ，１９Ｂ光合成素子、１９ａ，１
９ｂ，１９Ａ−ａ，１９Ａ−ｂ，１９Ｂ−ａ，１９Ｂ−
ｂ反射膜２０投射レンズ、２１スクリーン、３
０，３０Ａ，３０Ｂ光源／空間変調部、４０時分割
空間変調盤、４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂダイクロイック
フィルタ（赤、緑、青）、５０ダイクロイックミラー
部、５０ａ，５０ｂダイクロイックミラー、５１Ｒ，
５１Ｇ，５１Ｂ時分割空間変調素子（赤色用、緑色
用、青色用）、５２インテグレータ、５３コンデン
サレンズ、５４偏光ビームスプリッタ、５５ライト
バルブ、５６偏光板、５５Ｒ，５５Ｇ，５５Ｂライ
トバルブ、６０光合成素子、７０ライトバルブ、１
００第１レンズ群、１０１非球面レンズ、１０２
正レンズ、１０３メニスカスレンズ、２００第２レン
ズ群、２０１貼り合わせレンズ、２０２メニスカス
レンズ、２０３正レンズ、２０４非球面レンズ、２
０５非球面レンズ、３００絞り、５００プロジェ
クション表示装置、５０１キャビネット、５０２投
射装置、５０３光学ユニット、５０４スクリーン、
５０４曲折ミラー、６００投射光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長い共役側から短い共役側にかけて順
に、第１レンズ群と、絞りと、第２レンズ群とが配置さ
れ、上記第１レンズ群は、最も長い共役側に在る非球面レン
ズと、少なくとも１枚以上の正レンズを備えて、全体と
して正の屈折力を有するようにされ、上記第２レンズ群は、少なくとも１組の貼り合わせレン
ズと、非球面レンズを備えて、全体として正の屈折力を
有するようにされたうえで、上記第１レンズ群における所定のレンズ間のレンズ間隔
を移動させることで焦点調整を行うようにされていると
共に、全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の上記第２レンズ
群の最終レンズ面から小さい共役点までの空気換算距離
をＢＦ、上記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、上記第２
レンズ群の前側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足することを特徴とする投射レンズ。
【請求項２】上記第１レンズ群の非球面レンズは、光
軸中心から周辺にかけて負の屈折力が強くなるようにさ
れてい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】上記第１レンズ群の正レンズは、上記絞
りに対して接して配置される、又は上記絞りに対して近
接しているとされる所定の距離を有して配置されること
を特徴とする請求項１に記載の投射レンズ。
【請求項４】上記第２レンズ群中の貼り合わせレンズ
は、長い共役側から短い共役側にかけて順に、負の屈折
力を有するレンズと、正の屈折力を有する正レンズとを
組み合わせて構成されると共に、上記第２レンズ群の貼り合わせレンズにおいて正の屈折
力を有するレンズのアッベ数をνＰ、上記第２レンズ群
の貼り合わせレンズにおいて負の屈折力を有するレンズ
のアッベ数をνＮとして、５５．０＜νＰ νＮ＜３０．０なる条件式を満足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】長い共役側から短い共役側にかけて順
に、第１レンズ群と、絞りと、第２レンズ群とが配置さ
れ、上記第１レンズ群は長い共役側に凸形状となるメニスカ
スレンズと、少なくとも１枚以上の正レンズを備えて、
全体として正の屈折力を有し、上記第２レンズ群は、少なくとも１組の貼り合わせレン
ズと非球面レンズを備えて、全体として正の屈折力を有
するようにされたうえで、上記第１レンズ群における所定のレンズ間のレンズ間隔
を移動させることで焦点調整を行うようにされていると
共に、全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の上記第２レンズ
群の最終レンズ面から小さい共役点までの空気換算距離
をＢＦ、上記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、上記第２
レンズ群の前側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足することを特徴とする投射レンズ。
【請求項６】上記第１レンズ群のメニスカスレンズ
は、非球面レンズとされると共に、光軸中心から周辺に
かけて負の屈折力が強くなるようにされていることを特
徴とする請求項５に記載の投射レンズ。
【請求項７】上記第１レンズ群の正レンズは、上記絞
りに対して接して配置される、又は上記絞りに対して近
接しているとされる所定の距離を有して配置されること
を特徴とする請求項５に記載の投射レンズ。
【請求項８】全系中において最も長いレンズ間隔は上
記第１レンズ群中に在るとされる非球面レンズの後に存
在するようにされると共に、上記第１レンズ群中の最も長い面間隔をｔ１Ｇ、上記第
１レンズ群中において最も絞りに近い正の屈折力を有す
るレンズの焦点距離をＦ１Ｐとして、０．４１＜ｔ１Ｇ／Ｆ１Ｐ＜０．８４なる条件式を満足することを特徴とする請求項５に記載
の投射レンズ。
【請求項９】上記第２レンズ群中の貼り合わせレンズ
は、長い共役側から短い共役側にかけて順に配置した負
の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有する正レンズ
の組み合わせで構成されると共に、上記第２レンズ群の貼り合わせレンズの正の屈折力を有
するレンズのアッベ数をνＰ、上記第２レンズ群の貼り
合わせレンズの負の屈折力を有するレンズのアッベ数を
νＮとして、５５．０＜νＰ νＮ＜３０．０なる条件式を満足することを特徴とする請求項５に記載
の投射レンズ。
【請求項１０】長い共役側から短い共役側にかけて順
に、第１レンズ群と、絞りと、第２レンズ群とが配置さ
れ、上記第１レンズ群は、最も長い共役側に在る非球面レン
ズと、正レンズを備えた２群２枚から成り、全体として
正の屈折力を有するようにされ、上記第２レンズ群は、１組の貼り合わせレンズと非球面
レンズの２群３枚から成り、正の屈折力を有するように
されたうえで、上記第１レンズ群における所定のレンズ間のレンズ間隔
を移動させることで焦点調整を行うようにされていると
共に、全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の上記第２レンズ
群の最終レンズ面から小さい共役点までの空気換算距離
をＢＦ、上記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、上記第２
レンズ群の前側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足することを特徴とする投射レンズ。
【請求項１１】上記第１レンズ群の非球面レンズは、
光軸中心から周辺にかけて負の屈折力が強くなるように
されていることを特徴とする請求項１０に記載の投射レ
ンズ。
【請求項１２】上記第１レンズ群の正レンズは、上記
絞りに対して接して配置される、又は上記絞りに対して
近接しているとされる所定の距離を有して配置されるこ
とを特徴とする請求項１０に記載の投射レンズ。
【請求項１３】全系中において最も長いレンズ間隔は
第１レンズ群の非球面レンズと正レンズの間に存在する
ようにされると共に、上記第１レンズ群中の最も長い面間隔をｔ１Ｇ、上記第
１レンズ群中において最も絞りに近い正の屈折力を有す
るレンズの焦点距離をＦ１Ｐとして、０．４１＜ｔ１Ｇ／Ｆ１Ｐ＜０．８４なる条件式を満足することを特徴とする請求項１０に記
載の投射レンズ。
【請求項１４】上記第２レンズ群中の貼り合わせレン
ズは、長い共役側から短い共役側にかけて順に配置した
負の屈折力を有するメニスカスレンズと正の屈折力を有
する正レンズの組み合わせで構成されると共に、上記第２レンズ群の貼り合わせレンズの正の屈折力を有
するレンズのアッベ数をνＰ、上記第２レンズ群の貼り
合わせレンズの負の屈折力を有するレンズのアッベ数を
νＮとして、５５．０＜νＰ νＮ＜３０．０なる条件式を満足することを特徴とする請求項１０に記
載の投射レンズ。
【請求項１５】長い共役側から短い共役側にかけて順
に、第１レンズ群と、絞りと、第２レンズ群とが配置さ
れ、上記第１レンズ群は、最も長い共役側に在る非球面レン
ズと、正レンズの２群２枚から成り、全体として正の屈
折力を有し、上記第２レンズ群は、絞りの最も近くに配置される非球
面レンズと、貼り合わせレンズの２群３枚、又は、上記
絞りの最も近くに配置される非球面レンズと、正レンズ
と、貼り合わせレンズの３群４枚から成り、全体として
正の屈折力を有するようにされたうえで、上記第１レンズ群における所定のレンズ間のレンズ間隔
を移動させることで焦点調整を行うようにされていると
共に、全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の上記第２レンズ
群の最終レンズ面から小さい共役点までの空気換算距離
をＢＦ、上記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、上記第２
レンズ群の前側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足することを特徴とする投射レンズ。
【請求項１６】上記第１レンズ群の非球面レンズは、
光軸中心から周辺にかけて負の屈折力が強くなるように
されていることを特徴とする請求項１５に記載の投射レ
ンズ。
【請求項１７】上記第１レンズ群の正レンズは、上記
絞りに対して接して配置される、又は上記絞りに対して
近接しているとされる所定の距離を有して配置されるこ
とを特徴とする請求項１５に記載の投射レンズ。
【請求項１８】全系中において最も長いレンズ間隔は
上記第１レンズ群の非球面レンズと正レンズの間に存在
するようにされると共に、上記第１レンズ群中の最も長い面間隔をｔ１Ｇ、上記第
１レンズ群中において最も絞りに近い正の屈折力を有す
るレンズの焦点距離をＦ１Ｐとして、０．４１＜ｔ１Ｇ／Ｆ１Ｐ＜０．８４なる条件式を満足することを特徴とする請求項１５に記
載の投射レンズ。
【請求項１９】上記第２レンズ群中の貼り合わせレン
ズは、長い共役側から短い共役側にかけて順に配置した
負の屈折力を有するメニスカスレンズと正の屈折力を有
する正レンズの組み合わせで構成されると共に、上記第２レンズ群の貼り合わせレンズの正の屈折力を有
するレンズのアッベ数をνＰ、上記第２レンズ群の貼り
合わせレンズの負の屈折力を有するレンズのアッベ数を
νＮとして、５５．０＜νＰ νＮ＜３０．０なる条件式を満足することを特徴とする請求項１５に記
載の投射レンズ。
【請求項２０】上記第２レンズ群中の非球面レンズ
は、その両面が短い共役側に凸形状を有していることを
特徴とする請求項１５に記載の投射レンズ。
【請求項２１】長い共役側から短い共役側にかけて順
に、第１レンズ群と、絞りと、第２レンズ群とが配置さ
れ、上記第１レンズ群は、最も長い共役側に在る非球面レン
ズと、正レンズの２群２枚、又は、最も長い共役側に在
る非球面レンズと、負のメニスカスレンズと、正レンズ
の３群３枚から成り、全体として正の屈折力を有し、上記第２レンズ群は、１組の貼り合わせレンズと最も短
い共役側に非球面レンズを配する２群３枚から成り、全
体として正の屈折力を有するようにされたうえで、上記第１レンズ群における所定のレンズ間のレンズ間隔
を移動させることで焦点調整を行うようにされていると
共に、全系の焦点距離をＦ、所定投射倍率時の上記第２レンズ
群の最終レンズ面から小さい共役点までの空気換算距離
をＢＦ、上記第２レンズ群の焦点距離をＦ２、上記第２
レンズ群の前側主点位置をＨＦ２として、１．８７＜ＢＦ／Ｆ０．２２＜ＨＦ２／Ｆ２＜０．５７なる条件式を満足することを特徴とする投射レンズ。
【請求項２２】上記第１レンズ群の非球面レンズは、
光軸中心から周辺にかけて負の屈折力が強くなるように
されていることを特徴とする請求項２１に記載の投射レ
ンズ。
【請求項２３】上記第１レンズ群の正レンズは、上記
絞りに対して接して配置される、又は上記絞りに対して
近接しているとされる所定の距離を有して配置されるこ
とを特徴とする請求項２１に記載の投射レンズ。
【請求項２４】全系中において最も長いレンズ間隔は
上記絞りと上記第２レンズ群との間に存在するようにさ
れることを特徴とする請求項２１に記載の投射レンズ。
【請求項２５】全系中において最も長いレンズ間隔は
上記第１レンズ群の非球面レンズと正レンズの間に存在
するようにされると共に、上記第１レンズ群中の最も長い面間隔をｔ１Ｇ、上記第
１レンズ群中において最も絞りに近い正の屈折力を有す
るレンズの焦点距離をＦ１Ｐとして、０．４１＜ｔ１Ｇ／Ｆ１Ｐ＜０．８４なる条件式を満足することを特徴とする請求項２１に記
載の投射レンズ。
【請求項２６】上記第２レンズ群中の貼り合わせレン
ズは、長い共役側から短い共役側にかけて順に配置した
負の屈折力を有するメニスカスレンズと正の屈折力を有
する正レンズの組み合わせで構成されると共に、上記第２レンズ群の貼り合わせレンズの正の屈折力を有
するレンズのアッベ数をνＰ、上記第２レンズ群の貼り
合わせレンズの負の屈折力を有するレンズのアッベ数を
νＮとして、５５．０＜νＰ νＮ＜３０．０なる条件式を満足することを特徴とする請求項２１に記
載の投射レンズ。
【請求項２７】上記第２レンズ群中の非球面レンズ
は、両凸レンズとしての形状を有していることを特徴と
する請求項２１に記載の投射レンズ。