JP2010271664A - 投写用広角レンズおよび投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広角化と小型化を両立しつつ、絞り位置の近傍が非常に高温となる使用環境下においても良好な光学性能を維持できるようにする。
【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Ｇ_１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ_３とが配される。第１レンズ群Ｇ_１は、３枚の負レンズ（第１レンズＬ_１〜第３レンズＬ_３）により構成され、第２レンズ群Ｇ_２は、拡大側より順に、正の第４レンズＬ_４および負の第５レンズＬ_５が互いに接合された接合レンズを含むように構成されている。また、第３レンズ群Ｇ_３は、拡大側から順に、正、負、正、負、正の屈折力をそれぞれ有する５枚の単レンズ（第９レンズＬ_９〜第１３レンズＬ_１３）により構成され、第３レンズ群Ｇ_３中に絞り位置が設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタ装置等の投写レンズとして用いられる投写用広角レンズに関し、特に、微小ミラーデバイスにより光変調された光束によって形成される原画像を、スクリーン上に拡大投写するのに適した投写用広角レンズおよびこれを搭載した投写型表示装置に関する。

装置前方のスクリーン上に画像を投写する、いわゆるフロント投写型のプロジェクタ装置は、学校教育用や企業研修用、プレゼンテーション用等として近年広く用いられるようになっている。

このようなプロジェクタ装置に搭載される投写レンズには、スクリーンの近くに立つ説明者やプレゼンターの目に光が入ったり、彼らによって投写像が遮られたりすることを避けるために、また狭い室内空間における大画面化を可能とするために、コンパクトな構成でありながら広画角であることが要求される。

また、プロジェクタ装置に搭載される光変調素子（ライトバルブ）としては、従来、透過型または反射型の液晶表示素子が良く知られているが、近年では、小型化や高輝度化に有利であるという理由等により、テキサス・インスツルメント社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）に代表される微小ミラーデバイスが、ライトバルブとして用いられることが多くなっている。

微小ミラーデバイスを用いたプロジェクタ装置では、ＴＩＲプリズムを用いたテレセントリック方式のものが一般的であるが、ＴＩＲプリズムが高価であることや、ＴＩＲプリズムによって照明光の光量が減少して画像の明るさが低減するなどの理由により、近年では、ノンテレセントリック方式のものが注目されている。

このノンテレセントリック方式では、微小ミラーデバイスからの必要光を投写レンズに効率良く導くとともに不要光が投写レンズに入射しないようにするために、微小ミラーデバイス側（縮小側）が非テレセントリックとされた投写レンズを用いるとともに、投写レンズの光軸に対して微小ミラーデバイスの中心位置をずらすシフト配置を採用している。

このようなシフト配置を採用していることにより、ノンテレセントリック方式に用いられる投写レンズでは、微小ミラーデバイスの大きさに比してイメージサークルをかなり大きくすることが必要となる。このため、非テレセントリックとされる縮小側のレンズサイズは小さくすることができるのに対し、スクリーン側のレンズサイズが大きくなり易く、８５度以上の画角、望ましくは１００度を超えるような画角を確保しつつ、同時に小型化を達成することが困難となる。

従来、ノンテレセントリック方式で用いられる投写レンズとしては、例えば、下記特許文献１に記載された、画角９４度を達成したものが提案されている。

特開２００６−２１５４７６号公報

ノンテレセントリック方式で用いられる投写レンズにおいて広角化を図る場合、像面湾曲を抑えることが、テレセントリック方式のものに比べてより困難となる。像面湾曲を抑えるには、曲率の大きい凹面を有する接合レンズを用いて、他の諸収差に与える影響を抑制しながらペッツバール和を小さくすることが効果的である。一方、接合面の曲率を大きくするとレンズ径も大きくなるので、小型化を図る場合には、このような接合レンズの配設位置について十分に配慮する必要がある。

上記特許文献１に記載された投写レンズは、レンズ系内において光束径が絞られる絞り位置の近傍に接合レンズを配置することによって、小型化を図るとともに、ペッツバール和を小さくして像面湾曲を抑えつつ、色収差等の他の諸収差を補正するようにしている。

しかしながら、絞り位置は照明光の光源像が結像する位置であり、光のエネルギー密度が高く高温となるので、絞り位置の近傍に接合レンズを配置することは、接合面における接着剤の耐久性に対する信頼、ひいては投写レンズの性能維持に対する信頼を損なう虞があることを考慮すると、決して好ましいことではない。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、広角化と小型化を両立することができるとともに、絞り位置の近傍が非常に高温となる使用環境下においても良好な光学性能を維持することが可能な投写用広角レンズ、およびこのような投写用広角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。

上記目的を達成するため本発明の投写用広角レンズは、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、正の屈折力を有する第３レンズ群とから構成され、縮小側に配置された微小ミラーデバイスにより光変調された光束を拡大側に投写する、縮小側が非テレセントリックとされた投写用広角レンズであって、
前記第１レンズ群は、３枚の負レンズからなり、
前記第３レンズ群は、拡大側から順に、正、負、正、負、正の屈折力をそれぞれ有する５枚の単レンズからなることを特徴とする。

本発明において、前記第２レンズ群は、拡大側より順に正レンズおよび負レンズが互いに接合された接合レンズを含んでなり、前記第３レンズ群中に、絞り位置が設定されていることが好ましい。

また、前記第１レンズ群の前記３枚の負レンズのうち少なくとも１つは、樹脂製の非球面レンズよりなることが好ましい。

また、前記第１レンズ群の前記３枚の負レンズは、拡大側より順に、樹脂製の非球面レンズよりなる第１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２レンズと、第３レンズとからなり、該第１レンズは、該第２レンズおよび該第３レンズよりも屈折力の絶対値が小さいものとすることが好ましい。

また、前記第２レンズ群は、拡大側より順に、正レンズおよび負レンズが互いに接合された２枚接合レンズと正レンズとを含んでなる第１の態様、または拡大側より順に、正レンズ、負レンズおよび正レンズが互いに接合された３枚接合レンズを含んでなる第２の態様、または拡大側より順に、正レンズおよび負レンズが互いに接合された第１接合レンズと負レンズおよび正レンズが互いに接合された第２接合レンズとを含んでなる第３の態様のいずれかの態様で構成されているとすることが好ましい。

また、前記第２レンズ群の最も拡大側に位置する接合面において互いに接合された拡大側レンズおよび縮小側レンズの各アッベ数をそれぞれν_Ｌおよびν_Ｓとするとき、下記条件式（１）を満足することが好ましい。
｜ν_Ｓ−ν_Ｌ｜＜23.0 …… （１）

また、本発明に係る投写型表示装置は、光源と、微小ミラーデバイスと、該光源からの光束を該微小ミラーデバイスへ導く照明光学部と、上述の本発明に係る投写用広角レンズとを備え、該光源からの光束を該微小ミラーデバイスで光変調し、該投写用広角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。

なお、上記「拡大側」とは、被投写側（スクリーン側）を意味し、縮小投影する場合も、便宜的にスクリーン側を拡大側と称するものとする。一方、上記「縮小側」とは、原画像表示領域側（ライトバルブ（微小ミラーデバイス）側）を意味し、縮小投影する場合も、便宜的にライトバルブ側を縮小側と称するものとする。

また、上記「絞り位置」とは、各主光線が互いに交わる位置（光源の結像位置）を意味する。

また、上記「微小ミラーデバイス」とは、傾きを変えることができる微小な鏡が多数並設された光変調素子を意味し、例えば、テキサス・インスツルメント社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）がこれに該当する。

上記目的を達成するため、本発明の投写用広角レンズは、３つのレンズ群が、拡大側から順に、負、正、正の屈折力を有するように構成されるとともに、縮小側が非テレセントリックとされ、第１レンズ群が３枚の負レンズにより構成され、第３レンズ群が、拡大側から順に、正、負、正、負、正の屈折力をそれぞれ有する５枚の単レンズにより構成されている。

このように構成することにより、画角８５度以上の広角化を達成しつつ小型化を図ることができるとともに、絞り位置の近傍が非常に高温となる使用環境下においても良好な光学性能を維持することが可能な投写用広角レンズ、およびこれを搭載した投写型表示装置を得ることができる。

特に、第３レンズ群を、拡大側から順に、正、負、正、負、正の屈折力をそれぞれ有する５枚の単レンズにより構成していることで、球面収差、色収差、像面湾曲を良好に補正しつつ、絞り位置の近傍が非常に高温となる使用環境下においても良好な光学性能を維持することが可能となる。

実施例１に係る投写用広角レンズの詳細な構成図である。 実施例１に係る投写用広角レンズの光線軌跡を示す構成図である。 実施例２に係る投写用広角レンズの詳細な構成図である。 実施例２に係る投写用広角レンズの光線軌跡を示す構成図である。 実施例３に係る投写用広角レンズの詳細な構成図である。 実施例３に係る投写用広角レンズの光線軌跡を示す構成図である。 実施例４に係る投写用広角レンズの詳細な構成図である。 実施例４に係る投写用広角レンズの光線軌跡を示す構成図である。 実施例１に係る投写用広角レンズの諸収差図である。 実施例２に係る投写用広角レンズの諸収差図である。 実施例３に係る投写用広角レンズの諸収差図である。 実施例４に係る投写用広角レンズの諸収差図である。 一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態について、上述の図面を用いて説明する。以下では、後述する実施例１のレンズ構成図である図１を参照しながら、このレンズを本実施形態の代表として説明する。なお、図中Ｚは光軸を表している。

本実施形態の投写用広角レンズは、拡大側（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Ｇ_１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ_３とから構成されており、第１レンズ群Ｇ_１は、３枚の負レンズ（第１レンズＬ_１〜第３レンズＬ_３）により構成され、第３レンズ群Ｇ_３は、拡大側から順に、正、負、正、負、正の屈折力をそれぞれ有する５枚の単レンズ（第９レンズＬ_９〜第１３レンズＬ_１３）により構成されている。

本実施形態の投写用広角レンズは、縮小側に配置された微小ミラーデバイスの画像表示面１において画像情報を与えられた光束が、カバーガラス２を介して縮小側（図中右側）より入射され、当該投写用広角レンズにより、拡大側（図中左側）に配置されたスクリーン上に拡大投写するようになっている。また、本実施形態の投写用広角レンズは、ノンテレセントリック方式での使用が可能なように、縮小側が非テレセントリックとされている。なお、図１では、微小ミラーデバイスの画像表示面１の中央位置が投写用広角レンズの光軸Ｚと一致するように描かれているが、実際に使用される際には、投写用広角レンズの光軸Ｚに対して微小ミラーデバイスの画像表示面１の中央位置が、所定の方向（例えば図中下方）にシフトするように配置される（図１３参照）。

また、本実施形態の投写用広角レンズにおいては、上記第２レンズ群Ｇ_２は、拡大側より順に正レンズ（第４レンズＬ_４）および負レンズ（第５レンズＬ_５）が互いに接合された接合レンズを含むように構成されており、上記第３レンズ群Ｇ_３中に、絞り位置が設定されている。

このように第２レンズ群Ｇ_２を構成することにより、（開口）絞り位置に影響される収差への影響を小さくしながら、接合面による、軸上と画面周辺への影響力の差を適切に利用することにより、像面湾曲の良好な補正が可能となる。また、絞り位置（各主光線が互いに交わる位置）を、単レンズのみから構成された第３レンズ群Ｇ_３中に設定することにより、使用の際に高温となる絞り位置近傍に接合レンズを配置した場合に懸念される、接合面における接着剤の耐久性の問題が生じないので、良好な光学性能を維持することが可能となる。

また、本実施形態の投写用広角レンズにおいて、上記第１レンズ群Ｇ_１の３枚の負レンズは、拡大側より順に、樹脂製の非球面レンズよりなる第１レンズＬ_１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レンズＬ_２と、第３レンズＬ_３とから構成されており、第１レンズＬ_１は、第２レンズＬ_２および第３レンズＬ_３よりも屈折力（非球面レンズの場合は、近軸領域における屈折力とする）の絶対値が小さいものとされている。

このように、第１レンズ群Ｇ_１を構成することにより、広画角にもかかわらず、歪曲収差、像面湾曲、非点収差などの特に画角の影響を受ける収差を良好に補正することが可能となる。

また、本実施形態の投写用広角レンズにおいて、上記第２レンズ群Ｇ_２は、拡大側より順に、正レンズ（第４レンズＬ_４）および負レンズ（第５レンズＬ_５）が互いに接合された２枚接合レンズと正レンズ（本実施形態では２枚の正レンズ〈第６レンズＬ_６および第８レンズＬ_８〉であるが、１枚または３枚以上の正レンズとすることも可能）とを含んでなる第１の態様とされているが、このような第１の態様に替えて、図５に示すように、拡大側より順に、正レンズ（第４レンズＬ_４）、負レンズ（第５レンズＬ_５）および正レンズ（第６レンズＬ_６）が互いに接合された３枚接合レンズを含んでなる第２の態様とすることや、図７に示すように、拡大側より順に、正レンズ（第４レンズＬ_４）および負レンズ（第５レンズＬ_５）が互いに接合された第１接合レンズと負レンズ（第６レンズＬ_６）および正レンズ（第７レンズＬ_７）が互いに接合された第２接合レンズとを含んでなる第３の態様とすることも可能である。

このように、第２レンズ群Ｇ_２を、上述の第１の態様乃至第３の態様で構成することにより、上述の効果に加えて更に、３枚接合や２組の接合レンズ用いて接合面の数を多くすることで、（開口）絞り位置に影響される収差への影響を小さくしながら、接合面による、軸上と画面周辺への影響力の差を適切に利用することにより、像面湾曲の更なる良好な補正が可能となる。

また、本実施形態の投写用広角レンズでは、上記第２レンズ群Ｇ_２の最も拡大側に位置する接合面において互いに接合された拡大側レンズ（第４レンズＬ_４）および縮小側レンズ（第５レンズＬ_５）の各アッベ数をそれぞれν_Ｌおよびν_Ｓとするとき、下記条件式（１）を満足するように構成されている。なお、より好ましくは下記条件式（１Ａ）または下記条件式（１Ｂ）を満足するように構成される。
｜ν_Ｓ−ν_Ｌ｜＜23.0 …… （１）
１０＜｜ν_Ｓ−ν_Ｌ｜＜23.0 …… （１Ａ）
１０＜ν_Ｓ−ν_Ｌ＜23.0 …… （１Ｂ）

このように構成することにより、接合面による、色収差に対する過剰な影響を避けつつ諸収差を良好に補正することが可能となる。

次に、本発明に係る投写型表示装置の実施形態を、図１３を参照しながら説明する。図１３に示す投写型表示装置は、照明系２０と、該照明系２０からの光束を光変調するライトバルブとしての微小ミラーデバイス１１とを備え、投写用広角レンズ１０として上述した実施形態に係る投写用広角レンズを用いている。

上記照明系２０は、白色光源２１ａおよび楕円面鏡２１ｂを有してなる照明ランプ２１と、カラーホイール２２と、ロッドインテグレータ２３と、照明レンズ２４と、反射ミラー２５とを備えてなり、照明ランプ２１からの光束を、カラーホイール２３により時系列的に３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各色光に選択変換するとともに、ロッドインテグレータ２３により光束の光軸と垂直な断面における光量分布を均一化した後、照明レンズ２４および反射ミラー２５を介して微小ミラーデバイス１１に照射するように構成されている。

微小ミラーデバイス１１に照射された光束は、該微小ミラーデバイス１１において画像情報に応じて光変調された後に投写用広角レンズ１０に入射され、該投写用広角レンズ１０によってスクリーン３１に投写されるようになっている。

また、本実施形態の投写型表示装置は、ノンテレセントリック方式を採用しており、微小ミラーデバイス１１の中心位置が投写用広角レンズ１０の光軸に対して図中下方にシフトするように配置されている。このような配置のため、投写用広角レンズ１０は、微小ミラーデバイス１１の大きさに比してかなり大きなイメージサークル１２を必要とする。また、微小ミラーデバイス１１により光変調された光束は、投写用広角レンズ１０を介して図中左斜め上方に出射され、光軸Ｚよりも高い位置（図中上方の位置）に投写画面を形成するようになっている（投写画面中心位置Ｐ_０、投写画面上端位置Ｐ_１、投写画面下端位置Ｐ_２をそれぞれスクリ−ン３１上に示す）。なお、図１３において破線で示す光線Ｑは、投写画面の隅に対応した出射角度の光線であり、光軸Ｚとの相対的な関係を示すために、便宜的に図示したものである。

本実施形態の投写型表示装置は、上述した実施形態に係る投写用広角レンズを用いていることにより、コンパクトな構成でありながら、画角８５度以上（好ましい態様では１００度以上）を達成しつつ、安定した光学性能を維持することができるので、装置の携行性や使い勝手を向上させることが可能となる。

以下、本発明に係る投写用広角レンズの具体的な実施例について説明する。なお、実施例２〜４の構成を示す図３〜８において、実施例１と同様の作用効果をなす部材には、図１、２で用いたものと同一の符号を付している。

＜実施例１＞
図１および図２に示すように、実施例１に係る投写用広角レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ_３とから構成されており、第１レンズ群Ｇ_１は、３枚の負レンズ（第１レンズＬ_１〜第３レンズＬ_３）により構成され、第３レンズ群Ｇ_３は、拡大側から順に、正、負、正、負、正の屈折力をそれぞれ有する５枚の単レンズ（第９レンズＬ_９〜第１３レンズＬ_１３）により構成されている。また、ノンテレセントリック方式での使用が可能なように、縮小側が非テレセントリックとされており、第３レンズ群Ｇ_３の縮小側には、微小ミラーデバイスの画像表示面１およびカバーガラス２が、縮小側よりこの順に配置されている。

上記第１レンズ群Ｇ_１は、拡大側より順に、近軸領域において弱い負の屈折力を有する両面非球面の樹脂製レンズよりなる第１レンズＬ_１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レンズＬ_２と、拡大側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第３レンズＬ_３とから構成されており、第１レンズＬ_１は、第２レンズＬ_２および第３レンズＬ_３よりも屈折力が小さいものとされている。

上記第２レンズ群Ｇ_２は、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第４レンズＬ_４および両凹レンズよりなる第５レンズＬ_５が互いに接合された２枚接合レンズと、両凸レンズよりなる第６レンズＬ_６と、拡大側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第７レンズＬ_７と、両凸レンズよりなる第８レンズＬ_８とから構成されている。

上記第３レンズ群Ｇ_３は、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第９レンズＬ_９と、両凹レンズよりなる第１０レンズＬ_１０と、両凸レンズよりなる第１１レンズＬ_１１と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１２レンズＬ_１２と、両凸レンズである第１３レンズＬ_１３とから構成されており、この第３レンズ群Ｇ_３中に絞り位置が設定されている。

上記第１レンズＬ_１における各非球面の形状は、下記の非球面式により規定される。この第１レンズＬ_１においては、いずれか一方の面が非球面とされたレンズであっても収差補正効果を得ることができるが、両面が非球面とされたレンズであることがより好ましい（以下の実施例２〜４の第１レンズＬ_１における各非球面の形状についても同じ）。

実施例１に係る投写用広角レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下「軸上面間隔」と称す）Ｄ（ｍｍ）、各レンズの有効径（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表１の上段に示す。なお、表１および以下の表２〜４において面番号の数字は拡大側からの順番を表すものであり、面番号の右側に＊印が付された面は非球面とされている。実施例１および以下の実施例２〜４において、これらの非球面の曲率半径Ｒは、各表において光軸Ｚ上での曲率半径の値として示しているが、対応するレンズ構成図においては図面を見やすくするため、引出線は必ずしも光軸Ｚとの交点から引き出されていないものがある。

また、表１の下段には、各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されている。

表１に示すように、実施例１に係る投写用広角レンズの第４レンズＬ_４のアッベ数ν_４と第５レンズＬ_５のアッベ数ν_５との差ν_５−ν_４は16.2である。ν_４およびν_５は上述のν_Ｌおよびν_Ｓに該当するものであり、実施例１に係る投写用広角レンズは上述の条件式（１）、（１Ａ）、（１Ｂ）を全て満足している。

また、最も拡大側に位置するレンズ面の有効径（63.99ｍｍ）と、最も縮小側に位置するレンズ面の有効径（13.98ｍｍ）との比は、4.577（≒63.99／13.98）と５倍以下となっており、広角化（画角101.7度）とともに、小型化を達成している。

＜実施例２＞
図３および図４に示すように、実施例２に係る投写用広角レンズは、実施例１に係る投写用広角レンズと同様の構成とされている。

実施例２に係る投写用広角レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズの有効径（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表２の上段に示す。

また、表２の下段には、各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されている。

表２に示すように、実施例２に係る投写用広角レンズの第４レンズＬ_４のアッベ数ν_４と第５レンズＬ_５のアッベ数ν_５との差ν_５−ν_４は12.8である。ν_４およびν_５は上述のν_Ｌおよびν_Ｓに該当するものであり、実施例２に係る投写用広角レンズは上述の条件式（１）、（１Ａ）、（１Ｂ）を全て満足している。

また、最も拡大側に位置するレンズ面の有効径（66.04ｍｍ）と、最も縮小側に位置するレンズ面の有効径（14.64ｍｍ）との比は、4.511（≒66.04／14.64）と５倍以下となっており、広角化（画角101.2度）とともに、小型化を達成している。

＜実施例３＞
図５および図６に示すように、実施例３に係る投写用広角レンズは、実施例１に係る投写用広角レンズと同様の構成とされている。ただし、第２レンズ群Ｇ_２が、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第４レンズＬ_４、両凹レンズよりなる第５レンズＬ_５および両凸レンズよりなる第６レンズＬ_６が互いに接合された３枚接合レンズと、拡大側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第７レンズＬ_７と、両凸レンズよりなる第８レンズＬ_８とから構成されている点で相違している。

実施例３に係る投写用広角レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズの有効径（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表３の上段に示す。

また、表３の下段には、各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されている。

表３に示すように、実施例３に係る投写用広角レンズの第４レンズＬ_４のアッベ数ν_４と第５レンズＬ_５のアッベ数ν_５との差ν_５−ν_４は18.2である。ν_４およびν_５は上述のν_Ｌおよびν_Ｓに該当するものであり、実施例３に係る投写用広角レンズは上述の条件式（１）、（１Ａ）、（１Ｂ）を全て満足している。

また、最も拡大側に位置するレンズ面の有効径（60.03ｍｍ）と、最も縮小側に位置するレンズ面の有効径（13.96ｍｍ）との比は、4.300（≒60.03／13.96）と５倍以下となっており、広角化（画角102.0度）とともに、小型化を達成している。

＜実施例４＞
図７および図８に示すように、実施例４に係る投写用広角レンズは、実施例１に係る投写用広角レンズと同様の構成とされている。ただし、第２レンズ群Ｇ_２が、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第４レンズＬ_４および両凹レンズよりなる第５レンズＬ_５が互いに接合された第１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６レンズＬ_６および両凸レンズよりなる第７レンズＬ_７が互いに接合された第２接合レンズと、両凹レンズよりなる第８レンズＬ_８と、両凸レンズよりなる第９レンズＬ_９とから構成されている点で相違している。

なお、第３レンズ群Ｇ_３は、実施例１に係る投写用広角レンズと同様の構成とされているが、第２レンズ群Ｇ_２が６枚のレンズで構成されていることにより、第３レンズ群Ｇ_３を構成するレンズの番号が１つずつずれている。すなわち、実施例４に係る投写用広角レンズの第３レンズ群Ｇ_３は、拡大側より順に、両凸レンズよりなる第１０レンズＬ_１０と、両凹レンズよりなる第１１レンズＬ_１１と、両凸レンズよりなる第１２レンズＬ_１２と、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第１３レンズＬ_１３と、両凸レンズよりなる第１４レンズＬ_１４とから構成されている。

実施例４に係る投写用広角レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズの有効径（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表４の上段に示す。

また、表４の下段には、各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されている。

表４に示すように、実施例４に係る投写用広角レンズの第４レンズＬ_４のアッベ数ν_４と第５レンズＬ_５のアッベ数ν_５との差ν_５−ν_４は22.6である。ν_４およびν_５は上述のν_Ｌおよびν_Ｓに該当するものであり、実施例４に係る投写用広角レンズは上述の条件式（１）、（１Ａ）、（１Ｂ）を全て満足している。

また、最も拡大側に位置するレンズ面の有効径（70.00ｍｍ）と、最も縮小側に位置するレンズ面の有効径（14.01ｍｍ）との比は、4.996（≒70.00／14.01）と５倍以下となっており、広角化（画角101.8度）とともに、小型化を達成している。

また、図９〜１２は、実施例１〜４に係る投写用広角レンズの諸収差（球面収差、ディストーション、非点収差、および倍率色収差）を示す収差図である。これらの収差図において、ωは半画角を示し、球面収差の収差図にはＧ（緑）、Ｂ（青）およびＲ（赤）の各波長に対する収差曲線を示し、倍率色収差の収差図にはＧに対するＢおよびＲの収差曲線を示している。図９〜１２に示すように、実施例１〜４に係る投写用広角レンズは、ディストーションや倍率色収差をはじめ各収差が良好に補正され、画角101.2〜102.0度、Ｆナンバ2.5と、広角で明るい投写レンズとされている。

なお、本発明の投写用広角レンズとしては、上記実施例の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り、例えば各レンズの曲率半径Ｒおよび軸上面間隔Ｄを適宜変更することが可能である。

また、本発明の投写型表示装置としても、上記構成のものに限られるものではなく、本発明の投写用広角レンズを備えた種々の装置構成が可能である。

１ 画像表示面
２ カバーガラス
１０ 投写用広角レンズ
１１ 微小ミラーデバイス
１２ イメージサークル
２０ 照明系
２１ 照明ランプ
２１ａ 白色光源
２１ｂ 楕円面鏡
２２ カラーホイール
２３ ロッドインテグレータ
２４ 照明レンズ
２５ 反射ミラー
Ｚ 光軸
Ｇ_１〜Ｇ_３ レンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_１４ レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_２８ レンズ面等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_２８ 軸上面間隔
Ｐ_０ 投写画面中心位置
Ｐ_１ 投写画面上端位置
Ｐ_２ 投写画面下端位置
Ｑ （投写画面の隅に対応した出射角度の）光線

Claims (7)

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、正の屈折力を有する第３レンズ群とから構成され、縮小側に配置された微小ミラーデバイスにより光変調された光束を拡大側に投写する、縮小側が非テレセントリックとされた投写用広角レンズであって、
   前記第１レンズ群は、３枚の負レンズからなり、
   前記第３レンズ群は、拡大側から順に、正、負、正、負、正の屈折力をそれぞれ有する５枚の単レンズからなる、ことを特徴とする投写用広角レンズ。
2. 前記第２レンズ群は、拡大側より順に、正レンズおよび負レンズが互いに接合された接合レンズを含んでなり、前記第３レンズ群中に、絞り位置が設定されていることを特徴とする請求項１記載の投写用広角レンズ
3. 前記第１レンズ群の前記３枚の負レンズのうち少なくとも１つは、樹脂製の非球面レンズよりなることを特徴とする請求項１または２記載の投写用広角レンズ
4. 前記第１レンズ群の前記３枚の負レンズは、拡大側より順に、樹脂製の非球面レンズよりなる第１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２レンズと、第３レンズとからなり、該第１レンズは、該第２レンズおよび該第３レンズよりも屈折力の絶対値が小さいことを特徴とする請求項１または２記載の投写用広角レンズ。
5. 前記第２レンズ群は、拡大側より順に正レンズおよび負レンズが互いに接合された２枚接合レンズと正レンズとを含んでなる第１の態様、または拡大側より順に、正レンズ、負レンズおよび正レンズが互いに接合された３枚接合レンズを含んでなる第２の態様、または拡大側より順に、正レンズおよび負レンズが互いに接合された第１接合レンズと負レンズおよび正レンズが互いに接合された第２接合レンズとを含んでなる第３の態様のいずれかの態様で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写用広角レンズ。
6. 前記第２レンズ群の最も拡大側に位置する接合面において互いに接合された拡大側レンズおよび縮小側レンズの各アッベ数をそれぞれν_Ｌおよびν_Ｓとするとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とする請求項５記載の投写用広角レンズ。
   ｜ν_Ｓ−ν_Ｌ｜＜23.0 …… （１）
7. 光源と、微小ミラーデバイスと、該光源からの光束を該微小ミラーデバイスへ導く照明光学部と、請求項１〜６のうちいずれか１項記載の投写用広角レンズとを備え、該光源からの光束を該微小ミラーデバイスで光変調し、該投写用広角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。
   

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