JP2001215410A - ズームレンズ及び該ズームレンズを備える投射型表示装置 - Google Patents
ズームレンズ及び該ズームレンズを備える投射型表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】長いバックフォーカスと広い画角を有したズー
ムレンズ及び該レンズを備える投射型表示装置を提供す
ること。 【解決手段】 拡大側から順に、負の屈折力を有する第
１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ
２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈
折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備え、広角端状態か
ら望遠端状態へのズーミングに際して、前記第２レンズ
群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３とが光軸に沿って移動
し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第４レンズ群Ｇ４とが
固定しているズームレンズにおいて、所定の条件を満足
する。
ムレンズ及び該レンズを備える投射型表示装置を提供す
ること。 【解決手段】 拡大側から順に、負の屈折力を有する第
１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ
２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈
折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備え、広角端状態か
ら望遠端状態へのズーミングに際して、前記第２レンズ
群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３とが光軸に沿って移動
し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第４レンズ群Ｇ４とが
固定しているズームレンズにおいて、所定の条件を満足
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はズームレンズ、特に
液晶プロジェクター用投射レンズ系に好適なズームレン
ズ及び該レンズを備える投射型表示装置に関する。
液晶プロジェクター用投射レンズ系に好適なズームレン
ズ及び該レンズを備える投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、小型で広い画角を有するズームレ
ンズとして、拡大側から順に、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レンズ群とからなり、広角端状態から望遠端状態への
ズーミングに際して、前記第２レンズ群と前記第３レン
ズ群とが光軸上を移動し、前記第１レンズ群と前記第４
レンズ群が固定（静止）しているズームレンズが知られ
ている。特に液晶プロジェクターに適したズームレンズ
として、特開平９−２４３９１７公報、特開平１０−２
０１９２公報、特開平１１−９５０９８公報、特開平１
１−２０２２００公報等に開示されたレンズが知られて
いる。
ンズとして、拡大側から順に、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レンズ群とからなり、広角端状態から望遠端状態への
ズーミングに際して、前記第２レンズ群と前記第３レン
ズ群とが光軸上を移動し、前記第１レンズ群と前記第４
レンズ群が固定（静止）しているズームレンズが知られ
ている。特に液晶プロジェクターに適したズームレンズ
として、特開平９−２４３９１７公報、特開平１０−２
０１９２公報、特開平１１−９５０９８公報、特開平１
１−２０２２００公報等に開示されたレンズが知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶プ
ロジェクターにおいてはさらなる省スペース化と映像の
高輝度化が求められている。省スペースとしては、短い
距離で大画面の投射を可能にする画角の広い投射レンズ
が求められている。一方、映像の高輝度化を目的とし
て、開口効率の良い反射型の液晶表示デバイスが利用さ
れている。反射型の液晶表示デバイスを利用する液晶プ
ロジェクターにおいては、投射レンズと液晶表示デバイ
スとの間にダイクロイック・プリズム等の色合成光学系
に加えて、検光光学系を挿入する必要がある。また、装
置の構成によっては投射レンズと液晶表示デバイスとの
間に偏光分離光学系を挿入する場合もある。このため、
焦点距離に比べて大きなバックフォーカスが求められて
いる。ここで、バックフォーカスとは、レンズ最終面か
ら像面（液晶面）までの間をすべて空気とした場合の距
離、いわゆる空気換算バックフォーカスのことであり、
挿入されるガラスブロックの位置および厚さに依存しな
い光学系固有の値である。
ロジェクターにおいてはさらなる省スペース化と映像の
高輝度化が求められている。省スペースとしては、短い
距離で大画面の投射を可能にする画角の広い投射レンズ
が求められている。一方、映像の高輝度化を目的とし
て、開口効率の良い反射型の液晶表示デバイスが利用さ
れている。反射型の液晶表示デバイスを利用する液晶プ
ロジェクターにおいては、投射レンズと液晶表示デバイ
スとの間にダイクロイック・プリズム等の色合成光学系
に加えて、検光光学系を挿入する必要がある。また、装
置の構成によっては投射レンズと液晶表示デバイスとの
間に偏光分離光学系を挿入する場合もある。このため、
焦点距離に比べて大きなバックフォーカスが求められて
いる。ここで、バックフォーカスとは、レンズ最終面か
ら像面（液晶面）までの間をすべて空気とした場合の距
離、いわゆる空気換算バックフォーカスのことであり、
挿入されるガラスブロックの位置および厚さに依存しな
い光学系固有の値である。
【０００４】特開平９−２４３９１７号公報に開示され
たズームレンズは、広角端状態における画角が５０〜６
０°と比較的広い画角を有しているが、充分な長さのバ
ックフォーカスを有していなかった。一方、特開平１０
−２０１９２号公報および特開平１１−９５０９８号公
報に開示されたズームレンズはいずれも、広角端状態に
おける画角が５０°程度と狭く、バックフォーカスも短
かった。また、特開平１１−２０２２００公報に開示さ
れたズームレンズは、充分なバックフォーカスを有して
いるが、広角端状態における画角が４５°程度と狭かっ
た。
たズームレンズは、広角端状態における画角が５０〜６
０°と比較的広い画角を有しているが、充分な長さのバ
ックフォーカスを有していなかった。一方、特開平１０
−２０１９２号公報および特開平１１−９５０９８号公
報に開示されたズームレンズはいずれも、広角端状態に
おける画角が５０°程度と狭く、バックフォーカスも短
かった。また、特開平１１−２０２２００公報に開示さ
れたズームレンズは、充分なバックフォーカスを有して
いるが、広角端状態における画角が４５°程度と狭かっ
た。
【０００５】本発明は上記問題にかんがみてなされたも
のであり、長いバックフォーカスと広い画角を有したズ
ームレンズ及び該レンズを備える投射型表示装置を提供
することを目的としている。
のであり、長いバックフォーカスと広い画角を有したズ
ームレンズ及び該レンズを備える投射型表示装置を提供
することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を達成するた
めに、本発明のズームレンズは、拡大側から順に、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レンズ群とからなり、広角端状態
から望遠端状態へのズーミングに際して、前記第２レン
ズ群と前記第３レンズ群とが光軸に沿って移動し、前記
第１レンズ群と前記第４レンズ群とが固定（静止）する
構成とし、以下の条件を満足することを特徴としてい
る。 （１） −２．５ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．５ （２） １．６ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．６ 但し、ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズ全系
の焦点距離、 ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離である。
めに、本発明のズームレンズは、拡大側から順に、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レンズ群とからなり、広角端状態
から望遠端状態へのズーミングに際して、前記第２レン
ズ群と前記第３レンズ群とが光軸に沿って移動し、前記
第１レンズ群と前記第４レンズ群とが固定（静止）する
構成とし、以下の条件を満足することを特徴としてい
る。 （１） −２．５ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．５ （２） １．６ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．６ 但し、ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズ全系
の焦点距離、 ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離である。
【０００７】また本発明は、以下の条件を満足すること
が好ましい。 （３） １．４ ＜ ｆ４／ｆｗ ＜ ２．８ （４） −０．７ ＜ β４ ＜ −０．３ 但し、ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離である。 β４：前記第４レンズ群の担う倍率である。
が好ましい。 （３） １．４ ＜ ｆ４／ｆｗ ＜ ２．８ （４） −０．７ ＜ β４ ＜ −０．３ 但し、ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離である。 β４：前記第４レンズ群の担う倍率である。
【０００８】また、本発明では、フォーカシングに際し
ては前記第１レンズ群を移動することが好ましい。
ては前記第１レンズ群を移動することが好ましい。
【０００９】また、本発明は、光源からの光に対して所
定の振動方向の直線偏光変換及び色分解を行うことによ
り、第１色の偏光と第２色の偏光と第３色の偏光とを出
射する偏光色分解光学系と、前記第１色の偏光の振動方
向を、変調して反射する第１反射型ライトバルブと、前
記第２色の偏光の振動方向を、変調して反射する第２反
射型ライトバルブと、前記第３色の偏光の振動方向を、
変調して反射する第３反射型ライトバルブと、前記第１
反射型ライトバルブから出射される第１色の変調光と、
前記第２反射型ライトバルブから出射される第２色の変
調光と、前記第３反射型ライトバルブから出射される第
３色の変調光との検光及び色合成を行う検光色合成光学
系と、前記検光色合成光学系から出射された光を投影す
る投影光学系とを有する投射型表示装置において、前記
投影光学系は、拡大側から順に、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、広角端状態から望遠端状態への
ズーミングに際して、前記第２レンズ群と前記第３レン
ズ群とが光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群と前記
第４レンズ群とが固定している投影光学系において、以
下の条件を満足する。 （１） −２．５ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．５ （２） １．６ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．６ 但し、ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズ全系
の焦点距離、 ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離である。
定の振動方向の直線偏光変換及び色分解を行うことによ
り、第１色の偏光と第２色の偏光と第３色の偏光とを出
射する偏光色分解光学系と、前記第１色の偏光の振動方
向を、変調して反射する第１反射型ライトバルブと、前
記第２色の偏光の振動方向を、変調して反射する第２反
射型ライトバルブと、前記第３色の偏光の振動方向を、
変調して反射する第３反射型ライトバルブと、前記第１
反射型ライトバルブから出射される第１色の変調光と、
前記第２反射型ライトバルブから出射される第２色の変
調光と、前記第３反射型ライトバルブから出射される第
３色の変調光との検光及び色合成を行う検光色合成光学
系と、前記検光色合成光学系から出射された光を投影す
る投影光学系とを有する投射型表示装置において、前記
投影光学系は、拡大側から順に、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、広角端状態から望遠端状態への
ズーミングに際して、前記第２レンズ群と前記第３レン
ズ群とが光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群と前記
第４レンズ群とが固定している投影光学系において、以
下の条件を満足する。 （１） −２．５ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．５ （２） １．６ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．６ 但し、ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズ全系
の焦点距離、 ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離である。
【００１０】また、本発明にかかる投射型表示装置は、
以下の条件を満足することが好ましい。 （３） １．４ ＜ ｆ４／ｆｗ ＜ ２．８ 但し、ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離である。
以下の条件を満足することが好ましい。 （３） １．４ ＜ ｆ４／ｆｗ ＜ ２．８ 但し、ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離である。
【００１１】また、本発明にかかる投射型表示装置は、
以下の条件を満足することが好ましい。 （４） −０．７ ＜ β４ ＜ −０．３ 但し、β４：前記第４レンズ群の担う倍率である。
以下の条件を満足することが好ましい。 （４） −０．７ ＜ β４ ＜ −０．３ 但し、β４：前記第４レンズ群の担う倍率である。
【００１２】また、本発明にかかる投射型表示装置は、
フォーカシングに際して前記第１レンズ群を移動するこ
とが好ましい。
フォーカシングに際して前記第１レンズ群を移動するこ
とが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】上述の本発明にかかるズームレン
ズの構成について説明する。各実施例におけるズームレ
ンズは、液晶表示デバイスなどの空間光変調素子に表示
される画像を拡大倍率のもとで図示無きスクリーン上に
投射するものであり、拡大側から順に（スクリーン側か
ら順に）、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レンズ群とからな
り、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際し
て、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが光軸に沿
って移動し、前記第１レンズ群と前記第４レンズ群とが
固定（静止）する構成としている。このような構成の
下、長いバックフォーカスを有しており、かつ広い画角
に対して良好な性能を得るためには、以下の条件式
（１）および条件式（２）を満足することが望ましい。
なお、バックフォーカスに関しては、以下の式（ａ）を
満足することが望ましい。 （ａ） Ｂｆ／ｆｗ ＞ ２．０ 但し、Ｂｆ：空気換算バックフォーカスである。
ズの構成について説明する。各実施例におけるズームレ
ンズは、液晶表示デバイスなどの空間光変調素子に表示
される画像を拡大倍率のもとで図示無きスクリーン上に
投射するものであり、拡大側から順に（スクリーン側か
ら順に）、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レンズ群とからな
り、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際し
て、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが光軸に沿
って移動し、前記第１レンズ群と前記第４レンズ群とが
固定（静止）する構成としている。このような構成の
下、長いバックフォーカスを有しており、かつ広い画角
に対して良好な性能を得るためには、以下の条件式
（１）および条件式（２）を満足することが望ましい。
なお、バックフォーカスに関しては、以下の式（ａ）を
満足することが望ましい。 （ａ） Ｂｆ／ｆｗ ＞ ２．０ 但し、Ｂｆ：空気換算バックフォーカスである。
【００１４】条件式（１）は第１レンズ群の焦点距離
（すなわち屈折力の逆数）の適正な範囲を規定してい
る。長いバックフォーカスと広い画角を得るためには、
いわゆるレトロフォーカス型のレンズ構成にすることが
望ましい。しかし、レトロフォーカス型の構成は歪曲収
差を生じ易く、その影響は画角が広くなるに従い大きく
なる。条件式（１）の下限を超えると第１レンズ群の屈
折力が弱くなり過ぎ、長いバックフォーカスと広い画角
を得ることが困難になり不適当である。
（すなわち屈折力の逆数）の適正な範囲を規定してい
る。長いバックフォーカスと広い画角を得るためには、
いわゆるレトロフォーカス型のレンズ構成にすることが
望ましい。しかし、レトロフォーカス型の構成は歪曲収
差を生じ易く、その影響は画角が広くなるに従い大きく
なる。条件式（１）の下限を超えると第１レンズ群の屈
折力が弱くなり過ぎ、長いバックフォーカスと広い画角
を得ることが困難になり不適当である。
【００１５】逆に、条件式（１）の上限を超えると第１
レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、歪曲収差をはじめと
する軸外諸収差の補正が困難になり不適当である。な
お、歪曲収差の補正には第１レンズ群の最も拡大側のレ
ンズを正レンズとすることが効果的である。
レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、歪曲収差をはじめと
する軸外諸収差の補正が困難になり不適当である。な
お、歪曲収差の補正には第１レンズ群の最も拡大側のレ
ンズを正レンズとすることが効果的である。
【００１６】条件式（２）は第２レンズ群の焦点距離の
適正な範囲を規定している。条件式（２）の下限を超え
ると第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、球面収差の
ズーミングによる変動の補正が困難になり不適当であ
る。逆に、条件式（２）の上限を超えると第２レンズ群
の屈折力が弱くなり過ぎ、変倍のための第２レンズ群の
移動量が増大し、レンズ全系の小型化が困難になり不適
当である。
適正な範囲を規定している。条件式（２）の下限を超え
ると第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、球面収差の
ズーミングによる変動の補正が困難になり不適当であ
る。逆に、条件式（２）の上限を超えると第２レンズ群
の屈折力が弱くなり過ぎ、変倍のための第２レンズ群の
移動量が増大し、レンズ全系の小型化が困難になり不適
当である。
【００１７】さて、バックフォーカスを長くするために
は、さらに第４レンズ群の後側主点から像点（空間光変
調素子、例えば液晶表示デバイスの液晶面の位置）まで
の距離を大きくする必要がある。第４レンズ群の後側主
点から像点までの距離Ｓ４’は、第４レンズ群の担う倍
率β４と第４レンズ群の焦点距離ｆ４に関連しており、
以下の式（ｂ）で表される。 （ｂ） Ｓ４’＝（１−β４）×ｆ４ 従って、本発明のズームレンズでは、第４レンズ群の担
う倍率の好適な範囲および第４レンズ群の焦点距離の好
適な範囲を上記条件式（３）および（４）で規定してい
る。バックフォーカスの長さに関しては、上記式（ｂ）
から判るように、条件式（３）の下限あるいは条件式
（４）の上限を超えると、バックフォーカスを長くでき
なくなり好ましくない。また、条件式（３）の下限を超
えると第４レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、第４レン
ズ群で発生する収差、特に画面周辺部での軸外諸収差の
補正が困難となり好ましくない。
は、さらに第４レンズ群の後側主点から像点（空間光変
調素子、例えば液晶表示デバイスの液晶面の位置）まで
の距離を大きくする必要がある。第４レンズ群の後側主
点から像点までの距離Ｓ４’は、第４レンズ群の担う倍
率β４と第４レンズ群の焦点距離ｆ４に関連しており、
以下の式（ｂ）で表される。 （ｂ） Ｓ４’＝（１−β４）×ｆ４ 従って、本発明のズームレンズでは、第４レンズ群の担
う倍率の好適な範囲および第４レンズ群の焦点距離の好
適な範囲を上記条件式（３）および（４）で規定してい
る。バックフォーカスの長さに関しては、上記式（ｂ）
から判るように、条件式（３）の下限あるいは条件式
（４）の上限を超えると、バックフォーカスを長くでき
なくなり好ましくない。また、条件式（３）の下限を超
えると第４レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、第４レン
ズ群で発生する収差、特に画面周辺部での軸外諸収差の
補正が困難となり好ましくない。
【００１８】逆に、条件式（３）の上限を超えると第４
レンズ群の焦点距離が長くなり過ぎ、レンズ全系の小型
化と画角を広くすることが困難になるため好ましくな
い。また、条件式（４）の下限を超えると、第４レンズ
群で発生する収差の補正が困難となるため好ましくな
い。
レンズ群の焦点距離が長くなり過ぎ、レンズ全系の小型
化と画角を広くすることが困難になるため好ましくな
い。また、条件式（４）の下限を超えると、第４レンズ
群で発生する収差の補正が困難となるため好ましくな
い。
【００１９】また、フォーカシングに際しては、第１レ
ンズ群を移動することが好ましい。第１レンズ群を移動
することにより、同一距離の物体（スクリーン）に対す
るフォーカシング移動量がズームポジションに依らず一
定にでき、物体（スクリーン）距離によりズーム軌道が
変わること等を防止することができる。
ンズ群を移動することが好ましい。第１レンズ群を移動
することにより、同一距離の物体（スクリーン）に対す
るフォーカシング移動量がズームポジションに依らず一
定にでき、物体（スクリーン）距離によりズーム軌道が
変わること等を防止することができる。
【００２０】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明にかかるズー
ムレンズの数値実施例を説明する。ここで、図１、図
４、図７および図１０は、それぞれ第１乃至第４実施例
のズームレンズの広角端状態におけるレンズ配置図であ
る。
ムレンズの数値実施例を説明する。ここで、図１、図
４、図７および図１０は、それぞれ第１乃至第４実施例
のズームレンズの広角端状態におけるレンズ配置図であ
る。
【００２１】各実施例ともに、例えば図１に示すよう
に、拡大側（図中左側）から負の屈折力を有する第１レ
ンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２
と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折
力を有する第４レンズ群Ｇ４とからなるズームレンズで
あり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第
１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４とは固定（静止）
し、第２レンズ群Ｇ２が拡大側へ、また第３レンズ群が
縮小側へ移動する。また、無限遠物体（無限遠スクリー
ン）から至近距離物体（至近距離スクリーン）へのフォ
ーカシングに際しては、第１レンズ群Ｇ１を拡大側へ移
動する。
に、拡大側（図中左側）から負の屈折力を有する第１レ
ンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２
と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折
力を有する第４レンズ群Ｇ４とからなるズームレンズで
あり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第
１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４とは固定（静止）
し、第２レンズ群Ｇ２が拡大側へ、また第３レンズ群が
縮小側へ移動する。また、無限遠物体（無限遠スクリー
ン）から至近距離物体（至近距離スクリーン）へのフォ
ーカシングに際しては、第１レンズ群Ｇ１を拡大側へ移
動する。
【００２２】（第１実施例）図１に示す第１実施例のズ
ームレンズにおいて、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メニスカスレンズ、２枚
の拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、拡大側に
凸面を向けた負メニスカスレンズと拡大側に凸面を向け
た正メニスカスレンズとの接合負レンズの４群５枚から
なる。第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に、縮小側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凸レ
ンズ、両凸レンズと縮小側に凸面を向けた負メニスカス
レンズとの接合正レンズの４群５枚からなる。第３レン
ズ群Ｇ３は、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズ、両凹レンズと拡大側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズとの接合負レンズの２群３枚からなる。第４レンズ
群Ｇ４は、両凹レンズ、両凸レンズ、両凸レンズと縮小
側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レン
ズ、両凸レンズの４群５枚からなる構成を有する。
ームレンズにおいて、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メニスカスレンズ、２枚
の拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、拡大側に
凸面を向けた負メニスカスレンズと拡大側に凸面を向け
た正メニスカスレンズとの接合負レンズの４群５枚から
なる。第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に、縮小側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凸レ
ンズ、両凸レンズと縮小側に凸面を向けた負メニスカス
レンズとの接合正レンズの４群５枚からなる。第３レン
ズ群Ｇ３は、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズ、両凹レンズと拡大側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズとの接合負レンズの２群３枚からなる。第４レンズ
群Ｇ４は、両凹レンズ、両凸レンズ、両凸レンズと縮小
側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レン
ズ、両凸レンズの４群５枚からなる構成を有する。
【００２３】この構成により、明るい光学系と本発明の
実施例中最も広い画角を実現している。表１に本実施例
の諸元値を掲げる。
実施例中最も広い画角を実現している。表１に本実施例
の諸元値を掲げる。
【００２４】
【表１】 図２、図３は本実施例においてｄ０＝5700mmのときの広
角端状態における諸収差図および望遠端状態における諸
収差図をそれぞれ示している。各収差図において、ＮＡ
は開口数、Ｙは像高、ｄはｄ線およびｇはｇ線（λ＝43
5.8nm）をそれぞれ表している。また、非点収差図にお
ける実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面を
それぞれ表している。なお、以下全ての実施例の諸収差
図において本実施例と同様の符号を用いる。また、本実
施例も含めて全ての実施例の諸収差図は、ＰＢＳ等の平
行平板が光学系に存在するときの収差を示している。収
差図から明らかなように、本実施例は優れた性能を有
し、かつ充分な周辺光量を有していることがわかる。ま
た、諸元値表から明らかなように、広い画角と長いバッ
クフォーカスを有していることがわかる。
角端状態における諸収差図および望遠端状態における諸
収差図をそれぞれ示している。各収差図において、ＮＡ
は開口数、Ｙは像高、ｄはｄ線およびｇはｇ線（λ＝43
5.8nm）をそれぞれ表している。また、非点収差図にお
ける実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面を
それぞれ表している。なお、以下全ての実施例の諸収差
図において本実施例と同様の符号を用いる。また、本実
施例も含めて全ての実施例の諸収差図は、ＰＢＳ等の平
行平板が光学系に存在するときの収差を示している。収
差図から明らかなように、本実施例は優れた性能を有
し、かつ充分な周辺光量を有していることがわかる。ま
た、諸元値表から明らかなように、広い画角と長いバッ
クフォーカスを有していることがわかる。
【００２５】（第２実施例）図４に示す第２実施例のズ
ームレンズにおいて、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メニスカスレンズ、２枚
の拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、拡大側に
凸面を向けた負メニスカスレンズと拡大側に凸面を向け
た正メニスカスレンズとの接合負レンズの４群５枚から
なる。第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に、縮小側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ、縮小側に凸面を向け
た負メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凸レンズと縮小
側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズ
の４群５枚からなる。第３レンズ群Ｇ３は、縮小側に凸
面を向けた正メニスカスレンズ、両凹レンズと拡大側に
凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合負レンズの２
群３枚からなる。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に凸面を
向けた負メニスカスレンズ、縮小側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズ、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズと両凸レンズとの接合正レンズ、拡大側に凸面を向
けた正メニスカスレンズの４群５枚からなる構成を有す
る。
ームレンズにおいて、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メニスカスレンズ、２枚
の拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、拡大側に
凸面を向けた負メニスカスレンズと拡大側に凸面を向け
た正メニスカスレンズとの接合負レンズの４群５枚から
なる。第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に、縮小側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ、縮小側に凸面を向け
た負メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凸レンズと縮小
側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズ
の４群５枚からなる。第３レンズ群Ｇ３は、縮小側に凸
面を向けた正メニスカスレンズ、両凹レンズと拡大側に
凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合負レンズの２
群３枚からなる。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に凸面を
向けた負メニスカスレンズ、縮小側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズ、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレ
ンズと両凸レンズとの接合正レンズ、拡大側に凸面を向
けた正メニスカスレンズの４群５枚からなる構成を有す
る。
【００２６】本実施例では、第２レンズ群Ｇ２の屈折力
を強くすることにより、上記第１実施例に比べズーム比
を拡大するとともに全長を短くしさらなる小型化を実現
している。明るい光学系と本発明の実施例中最も広い画
角を実現している。表２に本実施例の諸元値を掲げる。
を強くすることにより、上記第１実施例に比べズーム比
を拡大するとともに全長を短くしさらなる小型化を実現
している。明るい光学系と本発明の実施例中最も広い画
角を実現している。表２に本実施例の諸元値を掲げる。
【００２７】
【表２】 図５、図６は本実施例においてｄ０＝6000mmのときの広
角端状態における諸収差図および望遠端状態における諸
収差図をそれぞれ示している。収差図から明らかなよう
に、本実施例は優れた性能を有し、かつ充分な周辺光量
を有していることがわかる。また、諸元値表から明らか
なように、広い画角と長いバックフォーカスを有してい
ることがわかる。
角端状態における諸収差図および望遠端状態における諸
収差図をそれぞれ示している。収差図から明らかなよう
に、本実施例は優れた性能を有し、かつ充分な周辺光量
を有していることがわかる。また、諸元値表から明らか
なように、広い画角と長いバックフォーカスを有してい
ることがわかる。
【００２８】（第３実施例）図７は、第３実施例にかか
るズームレンズのレンズ構成と移動軌跡を示す図であ
る。第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、拡大側に凸
面を向けた正メニスカスレンズと、２枚の拡大側に凸面
を向けた負メニスカスレンズと、拡大側に凸面を向けた
負メニスカスレンズと拡大側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズとの接合負レンズとの４群５枚からなる。第２
レンズ群Ｇ２は、両凹レンズと、２枚の両凸レンズと、
両凸レンズと縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
との接合正レンズとの４群５枚からなる。第３レンズ群
Ｇ３は、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、
両凹レンズと拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
との接合負レンズとの２群３枚からなる。そして、第４
レンズ群Ｇ４は、両凹レンズと、縮小側に凸面を向けた
正メニスカスレンズと、両凸レンズと縮小側に凸面を向
けた負メニスカスレンズとの接合正レンズと、両凸レン
ズとの４群５枚からなる構成を有する。
るズームレンズのレンズ構成と移動軌跡を示す図であ
る。第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、拡大側に凸
面を向けた正メニスカスレンズと、２枚の拡大側に凸面
を向けた負メニスカスレンズと、拡大側に凸面を向けた
負メニスカスレンズと拡大側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズとの接合負レンズとの４群５枚からなる。第２
レンズ群Ｇ２は、両凹レンズと、２枚の両凸レンズと、
両凸レンズと縮小側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
との接合正レンズとの４群５枚からなる。第３レンズ群
Ｇ３は、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、
両凹レンズと拡大側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
との接合負レンズとの２群３枚からなる。そして、第４
レンズ群Ｇ４は、両凹レンズと、縮小側に凸面を向けた
正メニスカスレンズと、両凸レンズと縮小側に凸面を向
けた負メニスカスレンズとの接合正レンズと、両凸レン
ズとの４群５枚からなる構成を有する。
【００２９】本実施例では、第２レンズ群Ｇ２の屈折力
を強くすることにより、各実施例の中で最も大きいズー
ム比を有している。
を強くすることにより、各実施例の中で最も大きいズー
ム比を有している。
【００３０】表３に本実施例の諸元値を掲げる。
【００３１】
【表３】 図８、図９は本実施例においてｄ０＝5800mmのときの広
角端状態における諸収差図および望遠端状態における諸
収差図をそれぞれ示している。収差図から明らかなよう
に、本実施例は優れた性能を有し、かつ充分な周辺光量
を有していることがわかる。また、諸元値表から明らか
なように、広い画角と長いバックフォーカスを有してい
ることがわかる。
角端状態における諸収差図および望遠端状態における諸
収差図をそれぞれ示している。収差図から明らかなよう
に、本実施例は優れた性能を有し、かつ充分な周辺光量
を有していることがわかる。また、諸元値表から明らか
なように、広い画角と長いバックフォーカスを有してい
ることがわかる。
【００３２】（第４実施例）図１０は、第４実施例にか
かるズームレンズのレンズ構成と移動軌跡を示す図であ
る。第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、拡大側に凸
面を向けた正メニスカスレンズと、２枚の拡大側に凸面
を向けた負メニスカスレンズと、拡大側に凸面を向けた
負メニスカスレンズと拡大側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズとの接合負レンズの４群５枚からなる。第２レ
ンズ群Ｇ２は、両凸レンズと、縮小側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと、両凸レンズと縮小側に凸面を向け
た負メニスカスレンズとの接合正レンズとの３群４枚か
らなる。第３レンズ群Ｇ３は、縮小側に凸面を向けた正
メニスカスレンズと、両凹レンズと拡大側に凸面を向け
た正メニスカスレンズとの接合負レンズとの２群３枚か
らなる。そして、第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に凸面を
向けた負メニスカスレンズと、縮小側に凸面を向けた正
メニスカスレンズと、拡大側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凸レンズとの接合正レンズと、両凸レンズ
との４群５枚からなる構成を有する。
かるズームレンズのレンズ構成と移動軌跡を示す図であ
る。第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、拡大側に凸
面を向けた正メニスカスレンズと、２枚の拡大側に凸面
を向けた負メニスカスレンズと、拡大側に凸面を向けた
負メニスカスレンズと拡大側に凸面を向けた正メニスカ
スレンズとの接合負レンズの４群５枚からなる。第２レ
ンズ群Ｇ２は、両凸レンズと、縮小側に凸面を向けた負
メニスカスレンズと、両凸レンズと縮小側に凸面を向け
た負メニスカスレンズとの接合正レンズとの３群４枚か
らなる。第３レンズ群Ｇ３は、縮小側に凸面を向けた正
メニスカスレンズと、両凹レンズと拡大側に凸面を向け
た正メニスカスレンズとの接合負レンズとの２群３枚か
らなる。そして、第４レンズ群Ｇ４は、拡大側に凸面を
向けた負メニスカスレンズと、縮小側に凸面を向けた正
メニスカスレンズと、拡大側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズと両凸レンズとの接合正レンズと、両凸レンズ
との４群５枚からなる構成を有する。
【００３３】本実施例では、広角端状態の画角は狭くな
っているが、上記各実施例に比較してレンズが１枚少な
い構成を実現している。
っているが、上記各実施例に比較してレンズが１枚少な
い構成を実現している。
【００３４】表４に本実施例の諸元値を掲げる。
【００３５】
【表４】 図１１、図１２は本実施例においてｄ０＝6000mmのとき
の広角端状態における諸収差図および望遠端状態におけ
る諸収差図をそれぞれ示している。収差図から明らかな
ように、本実施例は優れた性能を有し、かつ充分な周辺
光量を有していることがわかる。また、諸元値表から明
らかなように、広い画角と長いバックフォーカスを有し
ていることがわかる。
の広角端状態における諸収差図および望遠端状態におけ
る諸収差図をそれぞれ示している。収差図から明らかな
ように、本実施例は優れた性能を有し、かつ充分な周辺
光量を有していることがわかる。また、諸元値表から明
らかなように、広い画角と長いバックフォーカスを有し
ていることがわかる。
【００３６】（第５実施例）図１３は、第５実施例にか
かる投射型表示装置の概略構成を示す図である。本実施
例は、上記第１実施例又は第２実施例にかかるズームレ
ンズ（投影光学系）に好適な投射型表示装置である。
かる投射型表示装置の概略構成を示す図である。本実施
例は、上記第１実施例又は第２実施例にかかるズームレ
ンズ（投影光学系）に好適な投射型表示装置である。
【００３７】ランプ１ａと放物面鏡の凹面鏡１ｂとで構
成される光源１から射出された略平行光束は紫外光及び
赤外光カットフィルターＦを透過して偏光ビームスプリ
ッタ２に入射し、Ｓ偏光とＰ偏光とに偏光分離される。
ここで、放物面鏡を使用しない光源では、射出光源光は
平行光束とならないために整形光学系を用いて略平行光
束に変換することが望ましい。また、光源光束の入射す
る偏光ビームスプリッタ２は同一形状を有する直角２等
辺三角柱プリズム２Ａとプリズム２Ｂとから構成されて
いる。プリズム２Ｂの底面には偏光分離膜が形成されて
いる。プリズム２Ａとプリズム２Ｂとは、プリズム２Ｂ
の膜面とプリズム２Ａの底面とを光学用の接着剤により
接着して固着一体化されている。本実施例にかかる投射
型表示装置では、Ｓ偏光は廃棄して使用せず、Ｐ偏光を
使用する構成としている。
成される光源１から射出された略平行光束は紫外光及び
赤外光カットフィルターＦを透過して偏光ビームスプリ
ッタ２に入射し、Ｓ偏光とＰ偏光とに偏光分離される。
ここで、放物面鏡を使用しない光源では、射出光源光は
平行光束とならないために整形光学系を用いて略平行光
束に変換することが望ましい。また、光源光束の入射す
る偏光ビームスプリッタ２は同一形状を有する直角２等
辺三角柱プリズム２Ａとプリズム２Ｂとから構成されて
いる。プリズム２Ｂの底面には偏光分離膜が形成されて
いる。プリズム２Ａとプリズム２Ｂとは、プリズム２Ｂ
の膜面とプリズム２Ａの底面とを光学用の接着剤により
接着して固着一体化されている。本実施例にかかる投射
型表示装置では、Ｓ偏光は廃棄して使用せず、Ｐ偏光を
使用する構成としている。
【００３８】偏光ビームスプリッタ２を射出したＰ偏光
は、第１のプリズム３と第２のプリズム４と第３のプリ
ズム５とから構成される色分解合成複合プリズムに入射
する。プリズム３の面３ｂ（第２面）には青色光（以下
「Ｂ光」という）を反射し、赤色光（以下「Ｒ光」とい
う）と緑色光（以下「Ｇ光」という）とを透過させるＢ
光反射ダイクロイック膜が形成されている。また、プリ
ズム３の面３ｂとプリズム４の面４ａ（第１面）間には
空隙が形成されている。
は、第１のプリズム３と第２のプリズム４と第３のプリ
ズム５とから構成される色分解合成複合プリズムに入射
する。プリズム３の面３ｂ（第２面）には青色光（以下
「Ｂ光」という）を反射し、赤色光（以下「Ｒ光」とい
う）と緑色光（以下「Ｇ光」という）とを透過させるＢ
光反射ダイクロイック膜が形成されている。また、プリ
ズム３の面３ｂとプリズム４の面４ａ（第１面）間には
空隙が形成されている。
【００３９】プリズム４の４ｂ面（第２面）とプリズム
５の５ａ面（第１面）とは、面４ｂ上に形成したＲ光反
射ダイクロイック膜と面５ａとが光学用の接着剤にて接
着され、固着一体化される。
５の５ａ面（第１面）とは、面４ｂ上に形成したＲ光反
射ダイクロイック膜と面５ａとが光学用の接着剤にて接
着され、固着一体化される。
【００４０】次に、偏光ビームスプリッタ２を構成する
プリズム２Ａ，２Ｂと、複合プリズムを構成するプリズ
ム３，４及び５に使用するガラス材料について説明す
る。偏光ビームスプリッタには、光弾性係数の絶対値が
小さい材料を用いることが好ましい。また、その材料は
通常１．８程度の屈折率を有するものである。特に、本
実施例では、ビームスプリッタ２及びプリズム３，４及
び５を構成する硝材の光弾性常数の絶対値が、該ビーム
スプリッタ等の内部を進行する光の波長において１．５
×１０-8ｃｍ2／Ｎ以内であることが好ましい。かかる
特性の硝材を用いることで、プリズム内部に発生する応
力による複屈折量を極力抑えることができるので、プリ
ズム中を進行する直線偏光の偏光状態を変化させること
がない。
プリズム２Ａ，２Ｂと、複合プリズムを構成するプリズ
ム３，４及び５に使用するガラス材料について説明す
る。偏光ビームスプリッタには、光弾性係数の絶対値が
小さい材料を用いることが好ましい。また、その材料は
通常１．８程度の屈折率を有するものである。特に、本
実施例では、ビームスプリッタ２及びプリズム３，４及
び５を構成する硝材の光弾性常数の絶対値が、該ビーム
スプリッタ等の内部を進行する光の波長において１．５
×１０-8ｃｍ2／Ｎ以内であることが好ましい。かかる
特性の硝材を用いることで、プリズム内部に発生する応
力による複屈折量を極力抑えることができるので、プリ
ズム中を進行する直線偏光の偏光状態を変化させること
がない。
【００４１】偏光ビームスプリッタ２によって偏光分離
されてプリズム３に面３ａ（第１面）側から入射したＰ
偏光は、そのまま進行して面３ｂ（第２面）に形成され
たＢ光反射ダイクロイック膜によって反射されるＢ光
と、そのまま進行してプリズム４へ面４ａ（第１面）か
ら入射するＲ光及びＧ光とに色分解される。Ｂ光はその
まま進行して面３ａ面（第１面）にて全反射され、さら
に進行して面３ｃ（第３面）から射出され、射出面近傍
に配置されたＢ光用反射型液晶ライトバルブ６Ｂに入射
する。
されてプリズム３に面３ａ（第１面）側から入射したＰ
偏光は、そのまま進行して面３ｂ（第２面）に形成され
たＢ光反射ダイクロイック膜によって反射されるＢ光
と、そのまま進行してプリズム４へ面４ａ（第１面）か
ら入射するＲ光及びＧ光とに色分解される。Ｂ光はその
まま進行して面３ａ面（第１面）にて全反射され、さら
に進行して面３ｃ（第３面）から射出され、射出面近傍
に配置されたＢ光用反射型液晶ライトバルブ６Ｂに入射
する。
【００４２】一方、プリズム４中に進行したＲ光及びＧ
光は、そのまま進行してプリズム４の面４ｂ（第２面）
とプリズム５の面５ａ(第１面)との接合面に到達する。
面４ｂはＲ光反射ダイクロイック膜を有しており、面４
ｂと面５ａとは接合面全体にわたって接着剤層を介して
接合されプリズム４とプリズム５とが一体化されてい
る。そして、Ｒ反射ダイクロイック膜によって反射され
るＲ光と、そのまま進行するＧ光とに色分解される。Ｇ
光はそのままプリズム５中を進行して所定の射出面５ｂ
から射出され、射出面近傍に配置されたＧ光用反射型液
晶ライトバルブ６Ｇに入射される。なお、本実施例にお
いてプリズム５は４角柱プリズム形状であるが、これに
限られず三角プリズムでも良い。プリズム５が三角プリ
ズムの場合は、Ｇ光はプリズム中をそのまま真っ直ぐ進
行して射出面から射出されるのでなく、一度、三角柱の
斜面にて全反射した後所定の射出面から射出される構成
となる。
光は、そのまま進行してプリズム４の面４ｂ（第２面）
とプリズム５の面５ａ(第１面)との接合面に到達する。
面４ｂはＲ光反射ダイクロイック膜を有しており、面４
ｂと面５ａとは接合面全体にわたって接着剤層を介して
接合されプリズム４とプリズム５とが一体化されてい
る。そして、Ｒ反射ダイクロイック膜によって反射され
るＲ光と、そのまま進行するＧ光とに色分解される。Ｇ
光はそのままプリズム５中を進行して所定の射出面５ｂ
から射出され、射出面近傍に配置されたＧ光用反射型液
晶ライトバルブ６Ｇに入射される。なお、本実施例にお
いてプリズム５は４角柱プリズム形状であるが、これに
限られず三角プリズムでも良い。プリズム５が三角プリ
ズムの場合は、Ｇ光はプリズム中をそのまま真っ直ぐ進
行して射出面から射出されるのでなく、一度、三角柱の
斜面にて全反射した後所定の射出面から射出される構成
となる。
【００４３】Ｒ光反射ダイクロイック膜によって反射さ
れたＲ光はそのままプリズム４中を進行し、プリズム４
の面４ａ（第１面）に入射し、ここで全反射作用を受け
プリズム４中をさらに進行し、射出面４ｃ（第３面）よ
り射出され、射出面４ｃ近傍に配置されたＲ光用反射型
ライトバルブ６Ｒに入射される。
れたＲ光はそのままプリズム４中を進行し、プリズム４
の面４ａ（第１面）に入射し、ここで全反射作用を受け
プリズム４中をさらに進行し、射出面４ｃ（第３面）よ
り射出され、射出面４ｃ近傍に配置されたＲ光用反射型
ライトバルブ６Ｒに入射される。
【００４４】ここで、反射型液晶ライトバルブ６Ｒ，６
Ｇ，６Ｂについて説明する。本実施例において使用する
反射型液晶ライトバルブ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂは電気書き込
み式反射型ライトバルブであって、各色の色信号に基づ
いて各ライトバルブに入射する直線偏光（Ｐ偏光）のう
ちの所定箇所に対応する画素に相当する液晶層の液晶分
子の配列を変えることによって複屈折層を形成してい
る。そして、前記入射光の振動方向を変えて、結果とし
て入射したＰ偏光をＳ偏光に変換（変調）して反射射出
させる機能を有するのもである。かかる機能を有するこ
とから、ライトバルブ射出光は変調光としてのＳ偏光
と、選択されなかった箇所に相当する非変調光たるＰ偏
光の混合光が混在していることになる。電気書き込み式
ライトバルブの場合、各画素にそれぞれ対応してスイッ
チング用ＴＦＴを有し、前記色信号によってＴＦＴをス
イッチングさせて液晶層に電界を与え、前記機能を与え
るものである。
Ｇ，６Ｂについて説明する。本実施例において使用する
反射型液晶ライトバルブ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂは電気書き込
み式反射型ライトバルブであって、各色の色信号に基づ
いて各ライトバルブに入射する直線偏光（Ｐ偏光）のう
ちの所定箇所に対応する画素に相当する液晶層の液晶分
子の配列を変えることによって複屈折層を形成してい
る。そして、前記入射光の振動方向を変えて、結果とし
て入射したＰ偏光をＳ偏光に変換（変調）して反射射出
させる機能を有するのもである。かかる機能を有するこ
とから、ライトバルブ射出光は変調光としてのＳ偏光
と、選択されなかった箇所に相当する非変調光たるＰ偏
光の混合光が混在していることになる。電気書き込み式
ライトバルブの場合、各画素にそれぞれ対応してスイッ
チング用ＴＦＴを有し、前記色信号によってＴＦＴをス
イッチングさせて液晶層に電界を与え、前記機能を与え
るものである。
【００４５】なお、他方式のライトバルブとして光書き
込み式反射型ライトバルブが知られているが、書き込み
光学系を別途必要とすることから投射型表示装置全体が
大型化してしまう。このため、装置の大きさの観点から
みると小型化を図ることができる電気書き込み式ライト
バルブの方が有利である。各色光用のライトバルブ６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂを反射・射出した変調光と非変調光との
混合光は、各色それぞれ入射光軸と逆行して進行し、色
分解合成複合プリズム中を進行して、各ダイクロイック
膜によって色合成が行われ、プリズム３の面３ａ（第１
面）から色合成光として射出される。なお、入射光軸と
逆行して進行する場合に、複合プリズム中において、Ｒ
光はプリズム４の面４ａ（第１面）にて、Ｂ光はプリズ
ム３の面３ａ（第１面）にてそれぞれ一回づつ全反射作
用を受けることはいうまでもない。
込み式反射型ライトバルブが知られているが、書き込み
光学系を別途必要とすることから投射型表示装置全体が
大型化してしまう。このため、装置の大きさの観点から
みると小型化を図ることができる電気書き込み式ライト
バルブの方が有利である。各色光用のライトバルブ６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂを反射・射出した変調光と非変調光との
混合光は、各色それぞれ入射光軸と逆行して進行し、色
分解合成複合プリズム中を進行して、各ダイクロイック
膜によって色合成が行われ、プリズム３の面３ａ（第１
面）から色合成光として射出される。なお、入射光軸と
逆行して進行する場合に、複合プリズム中において、Ｒ
光はプリズム４の面４ａ（第１面）にて、Ｂ光はプリズ
ム３の面３ａ（第１面）にてそれぞれ一回づつ全反射作
用を受けることはいうまでもない。
【００４６】そして、色分解合成複合プリズムを射出し
た合成光は偏光ビームスプリッタ２にプリズム２Ｂ側か
ら入射され、偏光分離部によって変調光（Ｓ偏光）を反
射、非変調光（Ｐ偏光）を透過させて分離、即ち検光さ
れる。このうちの変調光（検光光）は投射レンズ９に入
射され、フルカラー像としてスクリーン１０上に投射さ
れる。
た合成光は偏光ビームスプリッタ２にプリズム２Ｂ側か
ら入射され、偏光分離部によって変調光（Ｓ偏光）を反
射、非変調光（Ｐ偏光）を透過させて分離、即ち検光さ
れる。このうちの変調光（検光光）は投射レンズ９に入
射され、フルカラー像としてスクリーン１０上に投射さ
れる。
【００４７】（第６実施例）図１４は、第６実施例にか
かる投射型表示装置の概略構成を示す図である。本実施
例は、上記第３実施例又は第４実施例にかかるズームレ
ンズ（投影光学系）に好適な投射型表示装置である。
かる投射型表示装置の概略構成を示す図である。本実施
例は、上記第３実施例又は第４実施例にかかるズームレ
ンズ（投影光学系）に好適な投射型表示装置である。
【００４８】ランプ１ａと放物面鏡の凹面鏡１ｂとで構
成される光源１から射出された略平行光束は紫外光及び
赤外光カットフィルターＦを透過する。ここで、放物面
鏡を使用しない光源では、射出光源光は平行光束となら
ないために整形光学系を用いて略平行光束に変換するこ
とが望ましい。
成される光源１から射出された略平行光束は紫外光及び
赤外光カットフィルターＦを透過する。ここで、放物面
鏡を使用しない光源では、射出光源光は平行光束となら
ないために整形光学系を用いて略平行光束に変換するこ
とが望ましい。
【００４９】光源１からの光は、Ｂ光反射のダイクロイ
ックミラー５０とＲ光及びＧ光反射のダイクロイックミ
ラー６０とがＸ型に配置されたクロスダイクロイックミ
ラーに入射される。当該ミラーによって互いに反対方向
で、入射方向に対して直角な方向に、Ｂ光、Ｒ光及びＧ
光の混合光を当該クロスダイクロイックミラーから射出
する。色分離されたＢ光は折り曲げミラー８０によって
光軸の方向を直角に変えて進行し、Ｂ光用偏光ビームス
プリッタ（ＰＢＳ）１１Ｂに入射される。Ｒ光、Ｇ光混
合光は折り曲げミラー７０によって光軸を直角に変えて
進行し、前記ダイクロイックミラー５０と平行に配置さ
れたＧ光用反射ダイクロイックミラー９０に入射し、Ｒ
光を入射軸と同じ方向に透過進行させてＰＢＳ１１Ｒに
入射させる。ダイクロイックミラー９０を反射したＧ光
はＰＢＳ１１Ｇに入射させる。
ックミラー５０とＲ光及びＧ光反射のダイクロイックミ
ラー６０とがＸ型に配置されたクロスダイクロイックミ
ラーに入射される。当該ミラーによって互いに反対方向
で、入射方向に対して直角な方向に、Ｂ光、Ｒ光及びＧ
光の混合光を当該クロスダイクロイックミラーから射出
する。色分離されたＢ光は折り曲げミラー８０によって
光軸の方向を直角に変えて進行し、Ｂ光用偏光ビームス
プリッタ（ＰＢＳ）１１Ｂに入射される。Ｒ光、Ｇ光混
合光は折り曲げミラー７０によって光軸を直角に変えて
進行し、前記ダイクロイックミラー５０と平行に配置さ
れたＧ光用反射ダイクロイックミラー９０に入射し、Ｒ
光を入射軸と同じ方向に透過進行させてＰＢＳ１１Ｒに
入射させる。ダイクロイックミラー９０を反射したＧ光
はＰＢＳ１１Ｇに入射させる。
【００５０】以上の構成により、光源光はダイクロイッ
クミラー５０，６０からなるクロスダイクロイックミラ
ーとダイクロイックミラー９０から構成される三色分解
光学系によってＲ光，Ｇ光，Ｂ光に分解され、各色光ご
とに配置されたＲ，Ｇ，Ｂ各色用のＰＢＳ１１Ｒ，１１
Ｇ，１１Ｂに入射される。各色用ＰＢＳに入射した各色
光は当該ＰＢＳの偏光分離膜によって偏光分離され、そ
の内の反射されたＳ偏光のみ各色用反射型ライトバルブ
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射される。なお、透過した
Ｐ偏光は各色光とも廃棄される。本実施例においては、
光源からクロスダイクロイックミラー６０及びダイクロ
イックミラー９０を経由して各色光用ライトバルブまで
の光路長は各色光においてすべて同じである。また、本
実施例で採用した電気書込み反射型ライトバルブは、上
記第４実施例と同様の構成であるので、その説明は省略
する。
クミラー５０，６０からなるクロスダイクロイックミラ
ーとダイクロイックミラー９０から構成される三色分解
光学系によってＲ光，Ｇ光，Ｂ光に分解され、各色光ご
とに配置されたＲ，Ｇ，Ｂ各色用のＰＢＳ１１Ｒ，１１
Ｇ，１１Ｂに入射される。各色用ＰＢＳに入射した各色
光は当該ＰＢＳの偏光分離膜によって偏光分離され、そ
の内の反射されたＳ偏光のみ各色用反射型ライトバルブ
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射される。なお、透過した
Ｐ偏光は各色光とも廃棄される。本実施例においては、
光源からクロスダイクロイックミラー６０及びダイクロ
イックミラー９０を経由して各色光用ライトバルブまで
の光路長は各色光においてすべて同じである。また、本
実施例で採用した電気書込み反射型ライトバルブは、上
記第４実施例と同様の構成であるので、その説明は省略
する。
【００５１】各色光用ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１
２Ｂを射出した各色信号によって受けた変調光を含む光
は、再度各色光用ＰＢＳ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに入射
され各色光用ＰＢＳの偏光分離膜にて変調光のみを検光
され、当該光のみ透過して進行し、色合成光学系を形成
するダイクロイックプリズム１３に入射される。ダイク
ロイックプリズム１３は４個の直角二等辺三角柱プリズ
ムの側面にＲ光反射ダイクロイック膜１３Ｒ又はＢ光反
射ダイクロイック膜１３Ｂを形成して貼り合わせ、各ダ
イクロイック膜がＸ型に配置されたように形成したプリ
ズムである。図に示すようにＲ光用ＰＢＳ１１Ｒを射出
したＲ光検光光は当該ダイクロイックプリズムのＲ光反
射ダイクロイック膜１３Ｒに反射されて光軸を直角に変
えて進行し、プリズムを射出する。同様にＰＢＳ１１Ｂ
を射出したＢ光検光光は当該ダイクロイックプリズム１
３のＢ光反射ダイクロイック膜１３Ｂによって、反射、
光軸を直角に変えて、プリズムを射出する。Ｇ光用ＰＢ
Ｓを射出したＧ光検光光はダイクロイックプリズム１３
に入射して、ダイクロイック膜１３Ｂ及び１３Ｒを透過
してそのままの光軸で進行、射出する。以上の構成によ
り、ダイクロイックプリズム１３にて三色合成が達成さ
れ、投射レンズ１４に入射する合成光はスクリーン上に
投射される。
２Ｂを射出した各色信号によって受けた変調光を含む光
は、再度各色光用ＰＢＳ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに入射
され各色光用ＰＢＳの偏光分離膜にて変調光のみを検光
され、当該光のみ透過して進行し、色合成光学系を形成
するダイクロイックプリズム１３に入射される。ダイク
ロイックプリズム１３は４個の直角二等辺三角柱プリズ
ムの側面にＲ光反射ダイクロイック膜１３Ｒ又はＢ光反
射ダイクロイック膜１３Ｂを形成して貼り合わせ、各ダ
イクロイック膜がＸ型に配置されたように形成したプリ
ズムである。図に示すようにＲ光用ＰＢＳ１１Ｒを射出
したＲ光検光光は当該ダイクロイックプリズムのＲ光反
射ダイクロイック膜１３Ｒに反射されて光軸を直角に変
えて進行し、プリズムを射出する。同様にＰＢＳ１１Ｂ
を射出したＢ光検光光は当該ダイクロイックプリズム１
３のＢ光反射ダイクロイック膜１３Ｂによって、反射、
光軸を直角に変えて、プリズムを射出する。Ｇ光用ＰＢ
Ｓを射出したＧ光検光光はダイクロイックプリズム１３
に入射して、ダイクロイック膜１３Ｂ及び１３Ｒを透過
してそのままの光軸で進行、射出する。以上の構成によ
り、ダイクロイックプリズム１３にて三色合成が達成さ
れ、投射レンズ１４に入射する合成光はスクリーン上に
投射される。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶プロジェクターの投射レンズに好適な長いバックフ
ォーカスと広い画角を有したズームレンズ及び該レンズ
を備える投射型表示装置を提供することができる。
液晶プロジェクターの投射レンズに好適な長いバックフ
ォーカスと広い画角を有したズームレンズ及び該レンズ
を備える投射型表示装置を提供することができる。
【図１】第１実施例の広角端状態におけるレンズ配置を
示す図である。
示す図である。
【図２】第１実施例のｄ０＝5700mmのときの広角端状態
における諸収差を示す図である。
における諸収差を示す図である。
【図３】第１実施例のｄ０＝5700mmのときの望遠端状態
における諸収差を示す図である。
における諸収差を示す図である。
【図４】第２実施例の広角端状態におけるレンズ配置を
示す図である。
示す図である。
【図５】第２実施例のｄ０＝6000mmのときの広角端状態
における諸収差を示す図である。
における諸収差を示す図である。
【図６】第２実施例のｄ０＝6000mmのときの望遠端状態
における諸収差を示す図である。
における諸収差を示す図である。
【図７】第３実施例の広角端状態におけるレンズ配置を
示す図である。
示す図である。
【図８】第３実施例のｄ０＝5800mmのときの広角端状態
における諸収差を示す図である。
における諸収差を示す図である。
【図９】第３実施例のｄ０＝5800mmのときの望遠端状態
における諸収差を示す図である。
における諸収差を示す図である。
【図１０】第４実施例の広角端状態におけるレンズ配置
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】第４実施例のｄ０＝6000mmのときの広角端状
態における諸収差を示す図である。
態における諸収差を示す図である。
【図１２】第４実施例のｄ０＝6000mmのときの望遠端状
態における諸収差を示す図である。
態における諸収差を示す図である。
【図１３】第５実施例にかかる投射型表示装置の概略構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図１４】第６実施例にかかる投射型表示装置の概略構
成を示す図である。
成を示す図である。
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群 １ 光源 ２ 偏光ビームスプリッタ ３，４，５ プリズム ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ 反射型ライトバルブ ９ 投射レンズ １０ スクリーン Ｆ フィルタ ５０ Ｂ光反射ダイクロイックミラー ６０ Ｇ光，Ｒ光反射ダイクロイックミラー ７０，８０ 折り曲げミラー ９０ Ｇ光反射ダイクロイックミラー １１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ ＰＢＳ １２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ 反射型ライトバルブ １３ クロスダイクロイックプリズム １４ 投射レンズ系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ Ｆターム(参考） 2H087 KA06 MA12 PA13 PA14 PA16 PB17 PB18 QA02 QA07 QA12 QA22 QA26 QA34 QA42 QA45 RA42 SA24 SA26 SA30 SA32 SA63 SA64 SA72 SA75 SB06 SB15 SB16 SB24 SB36 5C058 AA06 BA11 BA31 EA01 EA12 EA26 5C060 BA03 BA09 BC05 DA04 GB05 HC01 HC22 HC24 JA01 JB06
Claims (8)
- 【請求項１】 拡大側から順に、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、 広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、前
記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが光軸に沿って移
動し、前記第１レンズ群と前記第４レンズ群とが固定し
ているズームレンズにおいて、 以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 （１） −２．５ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．５ （２） １．６ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．６ 但し、ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズ全系
の焦点距離、 ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離である。 - 【請求項２】 さらに、以下の条件を満足する請求項１
に記載のズームレンズ。 （３） １．４ ＜ ｆ４／ｆｗ ＜ ２．８ 但し、ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離である。 - 【請求項３】 さらに、以下の条件を満足する請求項１
または２に記載のズームレンズ。 （４） −０．７ ＜ β４ ＜ −０．３ 但し、β４：前記第４レンズ群の担う倍率である。 - 【請求項４】 フォーカシングに際して前記第１レンズ
群を移動することを特徴とする請求項１乃至３の何れか
一項に記載のズームレンズ。 - 【請求項５】 光源からの光に対して所定の振動方向の
直線偏光変換及び色分解を行うことにより、第１色の偏
光と第２色の偏光と第３色の偏光とを出射する偏光色分
解光学系と、 前記第１色の偏光の振動方向を、変調して反射する第１
反射型ライトバルブと、 前記第２色の偏光の振動方向を、変調して反射する第２
反射型ライトバルブと、 前記第３色の偏光の振動方向を、変調して反射する第３
反射型ライトバルブと、 前記第１反射型ライトバルブから出射される第１色の変
調光と、前記第２反射型ライトバルブから出射される第
２色の変調光と、前記第３反射型ライトバルブから出射
される第３色の変調光との検光及び色合成を行う検光色
合成光学系と、 前記検光色合成光学系から出射された光を投影する投影
光学系とを有する投射型表示装置において、 前記投影光学系は、拡大側から順に、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、 広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、前
記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが光軸に沿って移
動し、前記第１レンズ群と前記第４レンズ群とが固定し
ている投影光学系において、以下の条件を満足する。 （１） −２．５ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．５ （２） １．６ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．６ 但し、ｆｗ：広角端状態における前記ズームレンズ全系
の焦点距離、 ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、 ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離である。 - 【請求項６】 さらに、以下の条件を満足する請求項５
に記載の投射型表示装置。 （３） １．４ ＜ ｆ４／ｆｗ ＜ ２．８ 但し、ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離である。 - 【請求項７】 さらに、以下の条件を満足する請求項５
または６に記載の投射型表示装置。 （４） −０．７ ＜ β４ ＜ −０．３ 但し、β４：前記第４レンズ群の担う倍率である。 - 【請求項８】 フォーカシングに際して前記第１レンズ
群を移動することを特徴とする請求項５乃至７の何れか
一項に記載の投射型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000020620A JP4672827B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | ズームレンズ及び該ズームレンズを備える投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000020620A JP4672827B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | ズームレンズ及び該ズームレンズを備える投射型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001215410A true JP2001215410A (ja) | 2001-08-10 |
| JP4672827B2 JP4672827B2 (ja) | 2011-04-20 |
Family
ID=18547151
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000020620A Expired - Lifetime JP4672827B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | ズームレンズ及び該ズームレンズを備える投射型表示装置 |
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- 2000-01-28 JP JP2000020620A patent/JP4672827B2/ja not_active Expired - Lifetime
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