JP2009210596A - 投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成枚数が少なく安価で、投写時における解像力を良好に維持することができ、かつ収差バランスのとれた投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置を提供する。
【解決手段】拡大側より順に、１または２枚のレンズよりなる負の第１群Ｇ_１と、１枚のレンズよりなる正の第２群Ｇ_２と、縮小側に凹面を向けた負のレンズＬ_４、縮小側に凸面を向けた正のレンズＬ_５および拡大側に凸面を向けたレンズＬ_６のそれぞれが、互いに独立したレンズとされ、拡大側からこの順に配列されてなる正の屈折力を有する第３群Ｇ_３と、からなる。また、下式(1)、(2)を満足する。
0.7≦d23/f≦3.0(1)、-10.0≦ f3n/f≦-1.5(2)
ここで、d23：第２群と第３群の空気間隔、f：レンズ全系の焦点距離、f3n：空気レンズの焦点距離
【選択図】図１

Description

本発明は、投写型表示装置に搭載される投写レンズおよびその投写型表示装置に関し、特に透過型液晶、反射型液晶、あるいはＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等のライトバルブを搭載したプロジェクタ装置に用いられる投写レンズに関するものである。

近年のプロジェクタの普及スピードは急激であり、それと共に利便性や設置性が良好で、小型、軽量かつ安価なプロジェクタが求められている。また、その要求に応えるべく、プロジェクタに使用される投写レンズとしても、小型で軽量、かつ安価でレンズ構成枚数の少ない投写レンズが求められている。

レンズ構成枚数の少ない投写レンズとしては、下記特許文献１〜３に記載された投写レンズが知られているが、これらの特許文献記載のものは、いずれもＦ値が２．４や２．５程度であり、投写画像の明るさが暗くなってしまっていた。
これに対し、下記特許文献４に記載された投写レンズには、Ｆ値が１．７と比較的明るくレンズ構成枚数が少ない投影レンズが開示されている。

特開２００１−１２４９８８号公報 特開２００５−１６４８３９号公報 特表２００６−５２１５８４号公報 特開２００６−３０９０７６号公報

しかしながら、上記いずれの特許文献記載のものも、像面の倒れや像面のうねりが大きく投写時における解像力の低下を招来する。

また、縮小側を略テレセントリックとし、バックフォーカスをある程度大きくとるためにはレトロフォーカスタイプのレンズ系とすることが好ましいが、拡大側には負のレンズ群を、縮小側には正のレンズ群を、それぞれ配置するとともに、これらレンズ群の構成枚数を少なくした場合には、どうしても拡大側のレンズ群における正のパワーが小さくなるとともに、縮小側のレンズ群における負のパワーが小さくなる、という問題が生じるため、収差バランスのとれた投写レンズを設計することが難しくなる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、像面の倒れや像面のうねりを小さく抑えることができるとともに、投写時における解像力を良好に維持することができ、かつ収差バランスのとれたレンズ設計を容易なものとし得る投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明の投写レンズは、拡大側から順に、１枚または２枚のレンズよりなる負の屈折力を有する第１レンズ群と、１枚のレンズよりなる正の屈折力を有する第２レンズ群と、縮小側に凹面を向けた負の第３１レンズ、縮小側に凸面を向けた正の第３２レンズおよび拡大側に凸面を向けた第３３レンズのそれぞれが、互いに離間してなり、拡大側からこの順に配列されてなる正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなるとともに、縮小側がテレセントリックに構成されてなり、
前記第３１レンズの縮小側の面と前記第３２レンズの拡大側の面とで負の空気レンズが構成されてなり、
以下の条件式（１）、（２）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
０．７ ≦ ｄ２３／ｆ ≦ ３．０ （１）
−１０．０ ≦ ｆ３ｎ／ｆ ≦ −１．５ （２）
ここで、
ｄ２３：前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
ｆ３ｎ：前記空気レンズの焦点距離

また、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
−２．５ ≦ ｆ１／ｆ ≦ −０．６ （３）
ここで、
ｆ１ :前記第１レンズ群の焦点距離

また、前記第１レンズ群は、少なくとも１面が非球面とされた１枚の負レンズのみで構成することが可能である。

また、前記第１レンズ群は、少なくとも１面が非球面とされた第１１レンズと、負の第１２レンズとの２枚のレンズのみで構成され、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
｜ｆ１２／ｆ１１｜ ≦ ０．２５ （４）
ここで、
ｆ１１:前記第１１レンズの焦点距離
ｆ１２:前記第１２レンズの焦点距離

また、前記投写レンズを構成するレンズのうち、前記第３１レンズを除く各レンズが以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
Ｎｄ ≦ １．７３ （５）
ここで、
Ｎｄ：前記第３１レンズを除く各レンズのうちｄ線に対する屈折率が最大のもの

また、前記投写レンズを構成するレンズのうち、前記第３１レンズを除く各レンズが以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
３５ ≦ υｄ （６）
ここで、
υｄ：前記第３１レンズを除く各レンズのうちアッベ数が最小のもの

前記投写レンズを構成するレンズのうち、前記第３１レンズを除く各レンズが、上記条件式（５）に替えて、以下の条件式（５´）を満足することが、より好ましい。
Ｎｄ ≦ １．６３ （５´）

また、ガラス面に樹脂層が形成され、該樹脂層の面のうち該ガラス面とは反対側の面が非球面とされてなる複合非球面レンズを備えてなり、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
４５ ≦ υｄＧ （７）
ここで、
υｄＧ：前記第３１レンズと前記樹脂層を除くレンズのうち、アッベ数が最小のもの

さらに、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、上述したいずれかの投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、投写レンズによりスクリーンに投影することを特徴とするものである。

なお、上記「拡大側」とは、投影像形成位置側を意味し、一方、上記「縮小側」とは、ライトバルブ等の物点表示部の配設位置側を意味するものである。

また、上記「空気レンズの焦点距離」とは、前後各々の面において、互いに接触する媒質との関係により決定された各面パワーの合成により計算される値である。

本発明の投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置によれば、縮小側に位置する第３レンズ群内に負の空気レンズが構成されるようにし、その負のパワーを積極的に用いるとともに、正のパワーとした第２レンズ群を比較的拡大側に配置するように構成することで、Ｆ値を小さくして明るいレンズとすることができ、特に像面倒れや歪みが少ない、収差バランスのとれた投写レンズおよび投写型表示装置を得ることができる。

また、上記条件式（１）を満足することで、第２レンズ群をより拡大側に配置することができ、像面補正や色収差補正を行うことができるとともに、レンズ系全体をコンパクトなものとすることができる。

また、上記条件式（２）を満足することで、像面補正を良好なものとすることができるとともに縮小側を略テレセントリックにすることが容易となる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明に係る実施例１の投写レンズの基本構成を示すものである。この実施例１に係る投写レンズを本実施形態の代表例として、以下に説明する。

すなわちこの投写レンズは、拡大側から順に、１枚または２枚のレンズよりなる負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１と、１枚のレンズよりなる正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２と、縮小側に凹面を向けた負の第３１レンズＬ_３１（実施例１では第４レンズＬ_４）、縮小側に凸面を向けた正の第３２レンズＬ_３２（実施例１では第５レンズＬ_５）および拡大側に凸面を向けた第３３レンズＬ_３３（実施例１では第６レンズＬ_６）のそれぞれが、互いに離間してなり（各々が独立したレンズとされてなり）、拡大側からこの順に配列されてなる正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ_３と、から構成されている。

また、第３１レンズＬ_３１の縮小側の面と前記第３２レンズＬ_３２の拡大側の面とで負の空気レンズが構成されている。このように、縮小側に位置する第３レンズ群Ｇ_３内に空気レンズを設けて、負のパワーを持たせるようにし、かつ、正のパワーの第２レンズ群Ｇ_２を拡大側に配置することで、明るいレンズとなるようにしている。また、収差バランスをとることを容易とすることで、像面倒れや歪みが少ない投写レンズとなるようにしている。
また、この投写レンズは、縮小側がテレセントリックに構成されている。

ここで、第１レンズ群Ｇ_１は、拡大側より順に、非球面形状をなすプラスチックよりなる第１１レンズＬ_１１と、球面形状をなすガラスよりなる両凹レンズである第１２レンズＬ_１２とから構成されてなる（実施例２では、拡大側より順に、球面形状をなすガラス製で両凹レンズである第１２レンズＬ_１２と、非球面形状をなすプラスチック製の第１１レンズＬ_１１とからなり、実施例５では１枚の複合非球面レンズ（ガラス面に樹脂層が形成され、該樹脂層の面のうち該ガラス面とは反対側の面が非球面とされてなるレンズ）である第１１レンズＬ_１１のみからなり、実施例７では、少なくとも１面が非球面とされた１枚の負レンズである第１１レンズＬ_１１のみからなる）。
また、第２レンズ群Ｇ_２は１枚の正レンズＬ_２１のみからなる。

具体的な各レンズ形状等については、下記の各実施例において説明する。
なお、第３レンズ群Ｇ_３と、液晶表示素子やＤＭＤ等のライトバルブの表示面１との間には、赤外線をカットするフィルタやローパスフィルタさらには色合成光学系（色分解光学系）に相当するガラスブロック２が配列されている。また、図中Ｘは光軸を表している。

さらに、レンズ系内には、１つまたは２つ以上のマスク３、３ａ、３ｂが配されている。これらのマスク３、３ａ、３ｂのうちの一部または複数個を、開口径可変絞りとすることが可能であり、例えば、実施例１におけるマスク３ａ、３ｂのうち、１つを開口径可変絞りとする場合には、第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間に配されたマスク３ｂを開口径可変絞りとすることが望ましい。

また、本実施形態における各非球面は、下記非球面式により表される。

また、本実施形態においては、少なくとも以下に示す条件式（１）、（２）を、さらに条件式（３）〜（７）、（５´）を適宜満足することが好ましい。
０．７ ≦ ｄ２３／ｆ ≦ ３．０ （１）
−１０．０ ≦ ｆ３ｎ／ｆ ≦ −１．５ （２）
−２．５ ≦ ｆ１／ｆ ≦ −０．６ （３）
｜ｆ１２／ｆ１１｜ ≦ ０．２５ （４）
Ｎｄ ≦ １．７３ （５）
３５ ≦ υｄ （６）
４５ ≦ υｄＧ （７）
ｄ２３：第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３の空気間隔
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
ｆ３ｎ：空気レンズの焦点距離
ｆ１ :第１レンズ群Ｇ_１の焦点距離
ｆ１１:第１１レンズＬ_１１の焦点距離
ｆ１２:第１２レンズＬ_１２の焦点距離
Ｎｄ：第３１レンズＬ_３１を除く各レンズのうちｄ線に対する屈折率が最大のもの
υｄ：第３１レンズＬ_３１を除く各レンズのうちアッベ数が最小のもの
υｄＧ：第３１レンズＬ_３１と前記樹脂層を除くレンズのうち、アッベ数が最小のもの

ここで、上述した条件式（１）〜（７）の技術的意義について説明する。

上記条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ_２をより拡大側に配置し、像面補正や色収差補正を行うとともに、レンズ系全体をコンパクトなものとするために規定されたものである。すなわち、その下限を下回ると第２レンズ群Ｇ_２がより縮小側に近づき、像面補正や色収差補正を良好に行うことが困難となる。一方、その上限を上回ると、レンズ系が大型化する。

また、上記条件式（２）は、像面補正を良好なものとするとともに縮小側を略テレセントリックにするために規定されたものである。すなわち、その下限を下回ると像面補正を良好に行うことが困難となる。一方、その上限を上回ると、良好に像面補正を行うことや縮小側を略テレセントリックにすることが困難となる。

また、上記条件式（３）は、適正なレンズバックを確保するとともに、諸収差を良好に維持するために規定されたものである。すなわち、その下限を下回るとレンズバックが短くなり過ぎ、色合成系や照明光・投写光分離系を設けることが困難となる。一方、その上限を上回ると、諸収差を良好に補正することが困難となる。

また、上記条件式（４）は、安価な樹脂材料をレンズ材料に使用するために規定されたものである。すなわち、その上限を上回ると、第１１レンズのレンズ材料に、安価ではあるが温度変化に伴う膨張係数の大きな材料を使用することが困難となる。

また、上記条件式（５）は、レンズ材料を安価なものとするために規定されたものである。すなわち、その上限を上回ると、レンズ材料として、高価なものになってしまう。

なお、上記条件式（５）に替えて下記条件式（５´）を満足するようにすれば、レンズ材料として、より安価なものを用いることが可能となる。
Ｎｄ ≦ １．６３ （５´）

また、上記条件式（６）および上記条件式（７）は、色収差補正を良好なものとするために規定されたものである。すなわち、いずれも、その下限を下回ると、色収差補正を良好なものとすることが困難となる。

次に、上述した投写レンズを搭載した投写型表示装置の一例を、図１５により説明する。図１５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〜ｃを備え、投写レンズ１０として上述した実施形態に係る投写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の間は図示を省略しているが、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〜ｃ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〜ｃ、全反射ミラー１８ａ〜ｃを備えている。

本実施形態の投写型表示装置は、上述した投写レンズを用いているので、像面の倒れや像面のうねりを小さく抑えることができるとともに、投写時における解像力を良好に維持することができ、かつ収差バランスのとれたレンズ設計を容易なものとすることができる。

なお、本発明のものにおいては、ライトバルブとして、投写レンズは透過型の液晶表示パネルを用いた投写型表示装置の投写レンズとしての使用態様に限られるものではなく、反射型の液晶表示パネルあるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投写レンズ等として用いることも可能である。

以下、各実施例についてデータを用いて具体的に説明する。

＜実施例１＞
この実施例１にかかる投写レンズは、前述したように図１に示す如き構成とされている。すなわちこの投写レンズは、第１レンズ群Ｇ_１が、拡大側より順に、非球面形状をなすプラスチックよりなる第１レンズＬ_１と、球面形状をなすガラスよりなる両凹レンズである第２レンズＬ_２とから構成されてなり、第２レンズ群Ｇ_２が１枚の正レンズである第３レンズＬ_３からなり、第３レンズ群Ｇ_３が、両凹レンズからなる第４レンズＬ_４、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第５レンズＬ_５および両凸レンズからなる第６レンズＬ_６とから構成されてなり、レンズのそれぞれが独立したレンズとして構成されている。

したがって、第４レンズＬ_４の縮小側の面と第５レンズＬ_５の拡大側の面とで、両凸形状の負の空気レンズが構成されている。

さらに、マスク３ａ、３ｂを有している。ただし、マスクは必ずしも配設する必要はなく、またマスク３ａ、３ｂは開口径可変絞りであっても良い。また、マスクの位置は図１に示すように限定されるものではなく、適宜、設定位置の変更が可能である（以下の実施例において同じ）。

また、この実施例１の第１レンズＬ_１の両面は上記非球面式により表される非球面とされている。

この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（レンズ全系の焦点距離を１として規格化されている；以下の各表において同じ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（上記曲率半径Ｒと同様に規格化されている；以下の各表において同じ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表１の上段に示す。なお、この表１および後述する表２〜７において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄに対応させた数字は拡大側から順次増加するようになっている。

また、上記第１レンズＬ_１の両面は各々非球面とされており、表１の下段に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０、Ａ_１１、Ａ_１２の値を示す。

また、表８に実施例１における上記各条件式に対応する数値を示す。

図８は実施例１の投写レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。なお、図８および以下の図９〜１４において、各球面収差図には波長がｄ線、Ｆ線、Ｃ線である場合の光に対する収差が示されており、各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おり、各倍率色収差図には波長ｄ線の光に対するＦ線およびＣ線の収差が示されている。

この図８から明らかなように、実施例１の投写レンズによれば、各収差は良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例１の投写レンズによれば、条件式（１）〜（６）が満足されている。

＜実施例２＞
実施例２に係る投写レンズの概略構成を図２に示す。この実施例２にかかる投写レンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、主として、第１レンズ群Ｇ_１が両凹レンズ（球面レンズ）よりなる第１レンズＬ_１および非球面形状をなすプラスチックよりなる第２レンズＬ_２からなる点において、さらに１つのマスク３のみを有している点において相違している。なお、第４レンズＬ_４の縮小側の面と第５レンズＬ_５の拡大側の面とで、両凸形状の負の空気レンズが構成されている点は実施例１と同様である。

この実施例２における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Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表２の上段に示す。

また、上記第２レンズＬ_２の両面は各々非球面とされており、表２の下段に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０、Ａ_１１、Ａ_１２の値を示す。

また、表８に実施例２における上記各条件式に対応する数値を示す。

図９は実施例２の投写レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
この図９から明らかなように、実施例２の投写レンズによれば、各収差は良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例２の投写レンズによれば、条件式（１）〜（６）が満足されている。

＜実施例３＞
実施例３に係る投写レンズの概略構成を図３に示す。この実施例３にかかる投写レンズは、実施例１のものと略同様の構成とされている。実施例１との主な相違点は、第３レンズ群Ｇ_３の第５レンズＬ_５が両凸レンズとされている点、および第４レンズＬ_４の縮小側の面と第５レンズＬ_５の拡大側の面とで形成される負の空気レンズが、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状とされている点である。

この実施例３における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Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表３の上段に示す。

また、上記第１レンズＬ_１の両面は各々非球面とされており、表３の下段に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０、Ａ_１１、Ａ_１２の値を示す。

また、表８に実施例３における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１０は上記実施例３の投写レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
この図１０から明らかなように、実施例３の投写レンズによれば、各収差は良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例３の投写レンズによれば、条件式（１）〜（６）、（５´）が満足されている。

＜実施例４＞
実施例４に係る投写レンズの概略構成を図４に示す。この実施例４にかかる投写レンズは、実施例１のものと略同様の構成とされている。
したがって、第４レンズＬ_４の縮小側の面と第５レンズＬ_５の拡大側の面とで、両凸形状の負の空気レンズが構成されている。

この実施例４における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Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表４の上段に示す。

また、上記第１レンズＬ_１の両面は各々非球面とされており、表４の下段に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０、Ａ_１１、Ａ_１２の値を示す。

また、表８に実施例４における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１１は実施例４の投写レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
この図１１から明らかなように、実施例４の投写レンズによれば、各収差は良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例４の投写レンズによれば、条件式（１）〜（６）が満足されている。

＜実施例５＞
実施例５に係る投写レンズの概略構成を図５に示す。この実施例５にかかる投写レンズは、実施例１のものと類似した構成とされているが、主として、６枚レンズ構成とされ、第１レンズ群Ｇ_１が、１枚の複合非球面レンズ（ガラス面に樹脂層が形成され、該樹脂層の面のうち該ガラス面とは反対側の面が非球面とされてなるレンズ）よりなる第１レンズＬ_１のみからなる点、第３レンズ群Ｇ_３の第４レンズＬ_４（実施例１の第５レンズＬ_５に相当する）が両凸レンズとされている点、および第３レンズＬ_３（実施例１の第４レンズＬ_４に相当する）の縮小側の面と第４レンズＬ_４の拡大側の面とで形成される負の空気レンズが、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状とされている点、さらに第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間に２つのマスク３ａ、３ｂを有している点において相違している。

この実施例５における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Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表５の上段に示す。

また、上記第１レンズＬ_１の最も縮小側の面（樹脂面）は非球面とされており、表５の下段に、この非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０、Ａ_１１、Ａ_１２の値を示す。

また、表８に実施例５における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１２は実施例５の投写レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
この図１２から明らかなように、実施例５の投写レンズによれば、各収差は良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例５の投写レンズによれば、条件式（１）〜（３）および条件式（５）〜（７）が満足されている。

＜実施例６＞
実施例６に係る投写レンズの概略構成を図６に示す。この実施例６にかかる投写レンズは、実施例１のものと略同様の構成とされている。
したがって、第４レンズＬ_４の縮小側の面と第５レンズＬ_５の拡大側の面とで、両凸形状の負の空気レンズが構成されている。

この実施例６における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Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表６の上段に示す。

また、上記第１レンズＬ_１の両面は各々非球面とされており、表６の下段に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０、Ａ_１１、Ａ_１２の値を示す。

また、表８に実施例６における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１３は実施例６の投写レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
この図１３から明らかなように、実施例６の投写レンズによれば、各収差は良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例６の投写レンズによれば、条件式（１）〜（６）が満足されている。

＜実施例７＞
実施例７に係る投写レンズの概略構成を図７に示す。この実施例７にかかる投写レンズは、実施例５のものと略同様の構成とされている。ただし、第１レンズ群Ｇ_１が、１枚の両凹形状のガラス製の非球面レンズよりなる第１レンズＬ_１のみからなる点、さらに第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間に２つのマスク３ａ、３ｂを有している点において相違している。

また、実施例５のものと同様に、第３レンズＬ_３の縮小側の面と第４レンズＬ_４の拡大側の面とで形成される負の空気レンズが、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状とされている。

この実施例７における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Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表７の上段に示す。

また、上記第１レンズＬ_１の両面は各々非球面とされており、表７の下段に、これら各非球面について、上記非球面式の各定数Ｋ、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９、Ａ_１０、Ａ_１１、Ａ_１２の値を示す。

また、表８に実施例７における上記各条件式に対応する数値を示す。

図１４は実施例７の投写レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
この図１４から明らかなように、実施例７の投写レンズによれば、各収差は良好に補正されている。

また、表８に示すように実施例７の投写レンズによれば、条件式（１）〜（３）、（５）および（６）が満足されている。

なお、本発明に係る投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置としては、上述したものに限られるものではなく、種々の態様の変更が可能である。例えば、各レンズ群を構成するレンズ形状や配設位置は適宜設定することができる。

実施例１に係る投写レンズのレンズ構成図 実施例２に係る投写レンズのレンズ構成図 実施例３に係る投写レンズのレンズ構成図 実施例４に係る投写レンズのレンズ構成図 実施例５に係る投写レンズのレンズ構成図 実施例６に係る投写レンズのレンズ構成図 実施例７に係る投写レンズのレンズ構成図 実施例１に係る投写レンズの各収差図 実施例２に係る投写レンズの各収差図 実施例３に係る投写レンズの各収差図 実施例４に係る投写レンズの各収差図 実施例５に係る投写レンズの各収差図 実施例６に係る投写レンズの各収差図 実施例７に係る投写レンズの各収差図 本実施形態に係る投写レンズを用いた投写型表示装置の概略構成図

符号の説明

Ｇ_１〜Ｇ_３ レンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_７（Ｌ_１１〜Ｌ_３３） レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_１６ レンズ面等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_１５ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ 光軸
１ 表示面
２ ガラスブロック
３、３ａ、３ｂ マスク
１０ 投写レンズ
１１ａ〜ｃ 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〜ｃ コンデンサレンズ
１８ａ〜ｃ 全反射ミラー
２０ 光源

Claims (9)

1. 拡大側から順に、１枚または２枚のレンズよりなる負の屈折力を有する第１レンズ群と、１枚のレンズよりなる正の屈折力を有する第２レンズ群と、縮小側に凹面を向けた負の第３１レンズ、縮小側に凸面を向けた正の第３２レンズおよび拡大側に凸面を向けた第３３レンズのそれぞれが、互いに離間してなり、拡大側からこの順に配列されてなる正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなるとともに、縮小側がテレセントリックに構成されてなり、
   前記第３１レンズの縮小側の面と前記第３２レンズの拡大側の面とで負の空気レンズが構成されてなり、
   以下の条件式（１）、（２）を満足するように構成されてなることを特徴とする投写レンズ。
   ０．７ ≦ ｄ２３／ｆ ≦ ３．０ （１）
   −１０．０ ≦ ｆ３ｎ／ｆ ≦ −１．５ （２）
   ここで、
   ｄ２３：前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔
   ｆ ：レンズ全系の焦点距離
   ｆ３ｎ：前記空気レンズの焦点距離
2. 以下の条件式（３）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。
   −２．５ ≦ ｆ１／ｆ ≦ −０．６ （３）
   ここで、
   ｆ１ ：前記第１レンズ群の焦点距離
3. 前記第１レンズ群は、少なくとも１面が非球面とされた１枚の負レンズのみで構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の投写レンズ。
4. 前記第１レンズ群は、少なくとも１面が非球面とされた第１１レンズと、負の第１２レンズとの２枚のレンズのみで構成され、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の投写レンズ。
   ｜ｆ１２／ｆ１１｜ ≦ ０．２５ （４）
   ここで、
   ｆ１１：前記第１１レンズの焦点距離
   ｆ１２：前記第１２レンズの焦点距離
5. 前記投写レンズを構成するレンズのうち、前記第３１レンズを除く各レンズが以下の条件式（５）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項記載の投写レンズ。
   Ｎｄ ≦ １．７３ （５）
   ここで、
   Ｎｄ：前記第３１レンズを除く各レンズのうちｄ線に対する屈折率が最大のもの
6. 前記投写レンズを構成するレンズのうち、前記第３１レンズを除く各レンズが以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写レンズ。
   ３５ ≦ υｄ （６）
   ここで、
   υｄ：前記第３１レンズを除く各レンズのうちアッベ数が最小のもの
7. 前記投写レンズを構成するレンズのうち、前記第３１レンズを除く各レンズが以下の条件式（５´）を満足することを特徴とする請求項５記載の投写レンズ。
   Ｎｄ ≦ １．６３ （５´）
8. ガラス面に樹脂層が形成され、該樹脂層の面のうち該ガラス面とは反対側の面が非球面とされてなる複合非球面レンズを備えてなり、以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項記載の投写レンズ。
   ４５ ≦ υｄＧ （７）
   ここで、
   υｄＧ：前記第３１レンズと前記樹脂層を除くレンズのうち、アッベ数が最小のもの
9. 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１〜８のうちいずれか１項記載の投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、該投写レンズによりスクリーンに投影することを特徴とする投写型表示装置。

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