JP2017003775A - 投射用レンズおよび画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズ系内に光路屈曲用の反射部材を配置してコンパクト化を図るタイプの新規な投射用レンズを実現する。【解決手段】画像表示装置の投射光学系を構成する投射用レンズであって、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、光路を屈曲させる反射部材Ｒｅｆ．と、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、を配し、第２レンズ群内に開口絞りＳＴＯＰを配してなり、第２レンズ群は、開口絞りよりも拡大側が正の屈折力、開口絞りよりも縮小側が負の屈折力を有し、第１レンズ群の最も拡大側の面から、反射部材の縮小側に隣接するレンズ面までの光軸上の距離：Ｏｔが、画像表示素子の表示面に表示される画像の最大高さ：Ｙ’に対して、条件：（Ａ） Ｏｔ／Ｙ’ ＜ ６．１ を満足する。【選択図】図１
Description
この発明は、投射用レンズおよび画像表示装置に関する。
画像表示素子の表示面に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置は、企業でのプレゼンテーション用や学校での教育用、また家庭用に近年広く普及している。以下では、画像表示装置を「プロジェクタ」とも言う。
近来、プロジェクタは、その光学的な性能が顕著に向上してきているが、良好な光学性能とともに、そのコンパクト化に対する要請も強い。
プロジェクタのコンパクト化には、プロジェクタに投射光学系として用いられる投射用レンズのコンパクト化が不可欠である。
近来、プロジェクタは、その光学的な性能が顕著に向上してきているが、良好な光学性能とともに、そのコンパクト化に対する要請も強い。
プロジェクタのコンパクト化には、プロジェクタに投射光学系として用いられる投射用レンズのコンパクト化が不可欠である。
投射用レンズのレンズ系内に「光路屈曲用の反射部材」を配置し、結像光束の光路をレンズ系内で屈曲させてコンパクト化を図った投射用レンズが、特許文献１、２に記載されている。
この発明は、レンズ系内に光路屈曲用の反射部材を配置してコンパクト化を図るタイプの新規な投射用レンズの実現を課題とする。
この発明の投射用レンズは、画像表示素子の表示面に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する投射用レンズであって、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、光路を屈曲させる反射部材と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、を配し、該第２レンズ群内に開口絞りを配してなり、前記第２レンズ群は、前記開口絞りよりも拡大側が正の屈折力、前記開口絞りよりも縮小側が負の屈折力を有し、前記第１レンズ群の最も拡大側の面から、前記反射部材の縮小側に隣接するレンズ面までの光軸上の距離：Ｏｔが、前記画像表示素子の表示面に表示される画像の最大高さ：Ｙ’に対して、条件：
（Ａ） Ｏｔ／Ｙ’ ＜ ６．１
を満足する。
（Ａ） Ｏｔ／Ｙ’ ＜ ６．１
を満足する。
この発明によれば、レンズ系内に光路屈曲用の反射部材を配置してコンパクト化を図るタイプの新規な投射用レンズを実現できる。
以下、発明の実施の形態例を説明する。
図１、図３、図５、図７、図９、図１１に、投射用レンズの実施の形態を６例示す。
これらの投射用レンズはこの順序で、後述する具体的な実施例１〜６に相当する。
図１、図３、図５、図７、図９、図１１に、投射用レンズの実施の形態を６例示す。
これらの投射用レンズはこの順序で、後述する具体的な実施例１〜６に相当する。
これら各図において、上段の図と中断の図は「光軸を直線的に展開した状態」を示し、上段の図は、この展開状態における「レンズ群配置」、中段の図は「光路図」である。
下段の図は、反射部材を直角プリズムとした場合の「レンズ群配置と光路」を示す図である。各図の上段及び中断の図において、左側が「拡大側」、右側が「縮小側」である。
下段の図は、反射部材を直角プリズムとした場合の「レンズ群配置と光路」を示す図である。各図の上段及び中断の図において、左側が「拡大側」、右側が「縮小側」である。
繁雑を避けるために、これらの図において符号を共通化する。
図１、図３、図５、図７、図９、図１１の各「上段の図」において、符号Ｇ１は「第１レンズ群」、符号Ｇ２は「第２レンズ群」、符号Ｒｅｆ．は「反射部材」をそれぞれ示し、符号ＳＴＯＰは「開口絞り」を示す。また、これらの図における符号ＣＧは、画像表示素子の表示面を保護する「カバーガラス」を示す。
図１、図３、図５、図７、図９、図１１の各「上段の図」において、符号Ｇ１は「第１レンズ群」、符号Ｇ２は「第２レンズ群」、符号Ｒｅｆ．は「反射部材」をそれぞれ示し、符号ＳＴＯＰは「開口絞り」を示す。また、これらの図における符号ＣＧは、画像表示素子の表示面を保護する「カバーガラス」を示す。
即ち、上記各図に実施の形態を示す投射用レンズは、拡大側から縮小側へ向かって順次、第１レンズ群Ｇ１、反射部材Ｒｅｆ．、第２レンズ群Ｇ２を配してなり、開口絞り「ＳＴＯＰ」が第２レンズ群Ｇ２内に配されている。
また、各図における「双頭矢印」は合焦（フォーカシング）時の動きを示す。
図１、図３、図５、図７、図９、図１１の上段の図のように、これらの投射用レンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１は、２枚のレンズＬ１０１、Ｌ１０２により構成され、第２レンズ群Ｇ２は、１２枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２１２により構成されている。
上記各図に実施の形態を示す投射用レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は負の屈折力を有し、第２レンズ群Ｇ２は正の屈折力を有する。
このように、拡大側を「負の屈折力をもつ第１レンズ群Ｇ１」とすることにより、結像光束における主光線高さを低くでき、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの有効径を小さく出来る。従って、投射用レンズを、広画角としつつコンパクトにできる。
このように、拡大側を「負の屈折力をもつ第１レンズ群Ｇ１」とすることにより、結像光束における主光線高さを低くでき、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの有効径を小さく出来る。従って、投射用レンズを、広画角としつつコンパクトにできる。
第２レンズ群Ｇ２は、群全体としては「正の屈折力」を持つが、開口絞りＳＴＯＰよりも拡大側の部分は「正の屈折力」を持ち、開口絞りＳＴＯＰよりも縮小側の部分は「負の屈折力」を持つ。
図示の例において、第２レンズ群Ｇ２の開口絞りＳＴＯＰより拡大側は、８枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２０８を有する。これら８枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２０８により構成される「開口絞りよりも拡大側にある正のレンズ群」を符号Ｇ２−ｋで示し、以下、正のレンズ群Ｇ２−ｋと呼ぶ。
また、第２レンズ群Ｇ２の開口絞りＳＴＯＰより縮小側は、４枚のレンズＬ２０９〜Ｌ２１２を有する。これら４枚のレンズＬ２０９〜Ｌ２１２により構成される「開口絞りよりも縮小側にある負のレンズ群」を符号Ｇ２−ｓで示し、以下、負のレンズ群Ｇ２−ｓと呼ぶ。
第２レンズ群Ｇ２の開口絞りＳＴＯＰよりも拡大側の屈折力を正、縮小側の屈折力を負とすることにより「照明光学系との瞳位置」を最適化することが容易になる。
第１レンズ群Ｇ１の最も拡大側の面（レンズＬ１０１の拡大側の面）から、反射部材Ｒｅｆ．の縮小側に隣接するレンズ面（Ｌ２０１の拡大側の面）までの距離（空気中の距離）：Ｏｔは、画像表示素子の表示面に表示される画像の最大高さ：Ｙ’に対して、条件：
（Ａ） Ｏｔ／Ｙ’ ＜ ６．１
を満足する。
（Ａ） Ｏｔ／Ｙ’ ＜ ６．１
を満足する。
条件（Ａ）は、投射用レンズの「見た目の厚み」について最適化した条件である。
条件（Ａ）を満足することにより、光学系としての投射用レンズの厚みを薄くすることが可能となる。
条件（Ａ）を満足しない場合、即ちパラメータ「Ｏｔ／Ｙ’」が６．１以上になると、光学性能上は有利であるが、投射用レンズを小型化することが困難となり、ひいては、画像表示装置本体のサイズが大きくなり、プロジェクタの小型化に不利になる。
この発明の投射用レンズの「合焦（フォーカシング）」は、２通りの方法で行うことができる。
第１の方法は、図１、図３、図５に示すように、第１レンズ群Ｇ１を光軸方向に変位させて行う方法である。
この第１の方法では、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１を移動させるので「合焦に伴う光線角収差の変動」を小さくすることが可能となる。また、合焦を行う際の第１レンズ群Ｇ１の移動量を小さく出来、かつ、画角を「より広角」にするために負の屈折力を強めることで光学性能を効果的に高くすることが可能となる。
第２の方法は、図７、図９、図１１に示すように、第２レンズ群Ｇ２の一部を移動させる方法である。第２の方法は所謂「インナーフォーカス方式」である。図７、図９、図１１に示す例では、何れも、第２レンズ群の正のレンズ群Ｇ２−ｋの中のレンズＬ２０６を移動させて合焦を行っている。
第１、第２の合焦方法とも「投射距離が変化したときの性能の変動」を小さくすることが可能となる。
なお、合焦を行う方法としては、上記第１、第２の方法以外に、第２レンズ群Ｇ２全系を移動させる方式や、レンズ全系を移動させる全体繰り出し方式も可能である。
この発明の投射用レンズは、前記条件（Ａ）の他に、以下の条件（１）〜（３）の任意の１以上を満足することが好ましい。
（１） ３．３ ＜ ｜Ｆ１｜／Ｆ ＜ ４．６
（２） １．５ ＜ ｆ２−ｓ／Ｆ１ ＜ ２０．０
（３） ５．５ ＜ ｜ｆ２−ｓ｜／ｆ２−ｋ ＜ １０．５ 。
（２） １．５ ＜ ｆ２−ｓ／Ｆ１ ＜ ２０．０
（３） ５．５ ＜ ｜ｆ２−ｓ｜／ｆ２−ｋ ＜ １０．５ 。
これら条件（１）〜（３）において、各パラメータにおける記号の意味は以下の通りである。
Ｆ ：投射用レンズ全系の焦点距離（＞０）
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離（＜０）
ｆ２−ｓ：負のレンズ群Ｇ２−ｓの焦点距離（＜０）
ｆ２−ｋ：正のレンズ群Ｇ２−ｋの焦点距離（＞０） 。
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離（＜０）
ｆ２−ｓ：負のレンズ群Ｇ２−ｓの焦点距離（＜０）
ｆ２−ｋ：正のレンズ群Ｇ２−ｋの焦点距離（＞０） 。
条件（１）は、第１レンズ群の負の屈折力と全系の正の屈折力の比率の好ましい範囲を与える条件である。この発明の投射用レンズでは、各種の収差、特に、色収差とコマ収差が、合焦動作の影響を受け易いが、条件（１）を満足することにより、合焦動作を通じて「色収差とコマ収差を良好に保つ」ことが容易となる。
条件（１）のパラメータ：｜Ｆ１｜／Ｆが大きく(小さく)なると、第１レンズ群の負の屈折力が、全系の正の屈折力に対して相対的に弱く(強く)なっていく。
条件（１）の下限を超えると、第１レンズ群の負の屈折力が過大に強くなり、拡大側のレンズの口径が小さくなり、合焦のためにフォーカスを変化させたときの倍率色収差とコマ収差が大きくなり易い。
条件（２）の上限を超えると、第１レンズ群の負の屈折力が過小に弱くなり、第１レンズ群を構成するレンズ有効径の大型化を招来し易い。
画像を表示するときには、画像表示素子側からの光束が、第２レンズ群を介して第１レンズ群に導光される。このとき、第１レンズ群の屈折力が負であるため、第２レンズ群から受け渡される光束の発散角が第１レンズ群で拡大される。
条件（１）が満足された状態では、第２レンズ群から第１レンズ群へ受け渡される光束の「跳上げ角」が小さく抑えられ、第１レンズ群から放射される結像光束の発散角を無理なく拡大することが出来る。また、製造時のレンズの偏心による性能劣化を抑制させる効果もある。
この発明の投射用レンズは、第１レンズ群Ｇ１が負の屈折力を持ち、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りより拡大側のレンズ群Ｇ２−ｋが正の屈折力を持ち、開口絞りより縮小側のレンズ群Ｇ２−ｓは負の屈折力を持つ。
従って、第１レンズ群Ｇ１、レンズ群Ｇ２−ｋ、レンズ群Ｇ２−ｓの屈折力配分を見ると「正・負・正」となっている。
条件（２）は、共に負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、レンズ群Ｇ２−ｋの「負の屈折力」を好適にバランスさせる条件である。
第１レンズ群Ｇ１およびレンズ群Ｇ２−ｋの「負の屈折力」は、諸収差に影響するが、特にコマ収差に大きく影響する。
パラメータ：ｆ２−ｓ／Ｆ１が大きく(小さく)なることは、第１レンズ群の負の屈折力が、レンズ群Ｇ２−ｓの負の屈折力に対して相対的に強く(弱く)なることを意味する。
条件（２）の下限を超えると、レンズ群Ｇ２−ｓの負の屈折力が、第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力に対して過大に強くなり、合焦の際のコマ収差の変動が大きくなり易い。また、上限を超えるとコマ収差の変動は小さくなるが、第１レンズ群の負の屈折力がレンズ群Ｇ２−ｋの負の屈折力に対して過大に強くなって、投射用レンズの全長を増大させ易い。
条件（２）を満足することにより、投射用レンズの全長の長大化を抑えつつ、合焦動作に伴うコマ収差の変動を良好に抑制できる。
条件（３）は、第２レンズ群Ｇ２における開口絞りよりも拡大側のレンズ群Ｇ２−ｋの正の屈折力と、縮小側のレンズ群Ｇ２−ｓの負の屈折力を良好にバランスさせる条件である。
パラメータ：｜ｆ２−ｓ｜／ｆ２−ｋが大きく(小さく)なると、レンズ群Ｇ２−ｋの正の屈折力が、レンズ群Ｇ２−ｓの負の屈折力に対して強く(弱く)なる。
条件（３）の下限を超えると、レンズ群Ｇ２−ｓの屈折力がレンズ群Ｇ２−ｋの屈折力に対して過大に強くなり、バックフォーカスを短くすることができるが、特に倍率色収差が大きく発生しやすくなる。また、上限を超えると、レンズ群Ｇ２−ｋの正の屈折力がレンズ群Ｇ２−ｓの負の屈折力に対して過大に強くなり、全長の小型化には寄与するが、特に球面収差が大きく発生しやすくなる。
条件（３）を満足することにより、投射用レンズの全長の増大を抑制しつつ、倍率色収差や大きい球面収差の発生も抑制できる。
前述の如く、この発明の投射用レンズは、合焦を第１の方法と第２の方法で行うことができる。
合焦を第２の方法で行う場合、即ち、第２レンズ群Ｇ２の一部を移動させて行う場合には、以下の条件（４）を満足することが好ましい。
（４） １．５ ＜ ｆ２ｆ／Ｆ２ ＜ ３．８ 。
（４） １．５ ＜ ｆ２ｆ／Ｆ２ ＜ ３．８ 。
条件（４）において、ｆ２ｆ、Ｆ２の意味するところは以下の通りである。
Ｆ２ ：第２レンズ群の焦点距離（＞０）
ｆ２ｆ：合焦の際に移動するレンズ群の焦点距離 。
Ｆ２ ：第２レンズ群の焦点距離（＞０）
ｆ２ｆ：合焦の際に移動するレンズ群の焦点距離 。
条件（４）のパラメータ：ｆ２ｆ／Ｆ２が大きく(小さく)なると、合焦の際に移動するレンズ群の屈折力が、第２レンズ群Ｇ２の正の屈折力に対して弱く(強く)なる。
条件（４）の下限を超えると、合焦の際に移動するレンズ群の屈折力が強く、合焦の際の移動量が小さくなるため「合焦の分解能」を細かくする必要が生じる。上限を超えると、合焦の際に移動する量が大きくなり、第２レンズ群Ｇ２の長さを増大させやすくなる。
条件（４）を満足することにより、合焦の分解能を適切に設定しつつ、レンズ全長の長大化を抑制できる。
以下、補足する。
第１レンズ群Ｇ１は、歪曲収差と球面収差の補正を容易にするため「２枚以上のレンズ構成」が好ましい。第２レンズ群Ｇ２は、高性能化を実現させるために「２枚のレンズを接合した接合レンズを２組以上配する」ことが好ましい。
また、上記各図における光線図から明らかなように、上に実施の形態を説明した投射用レンズは何れも、「斜光線を用いる結像方式」である。
投射用レンズの具体的な実施例を挙げる前に、図１３（ａ）、（ｂ）を参照して、プロジェクタの実施の形態を２例、簡単に説明する。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては符号を共通化した。
図１３（ａ）、（ｂ）に示すプロジェクタ１は何れも、画像表示素子３として、微小ミラーデバイスであるＤＭＤを採用した例である。
プロジェクタ１は、照明系２と、画像表示素子であるＤＭＤ３と、投射用レンズ４または４Ａとを有する。
投射用レンズ４または４Ａとしては、請求項１〜７任意の１に記載されたもの、具体的には実施例１〜６の何れかのものを用いる。
照明系２から「ＲＧＢ３色の光」を時間的に分離してＤＭＤ３に照射し、各色光が照射されるタイミングで個々の画素に対応するマイクロミラーの傾斜を制御する。
このようにしてＤＭＤ３に「投射されるべき画像」が表示され、該画像により強度変調された光が、投射用レンズ４または４Ａで拡大され、スクリーンＳに拡大投射される。
照明系２は、光源２１、コンデンサーレンズＣＬ、ＲＧＢカラーホイールＣＷ、ミラーＭを備えており、これを配置するスペースを「ある程度大きく確保」する必要がある。
このため、照明系２からＤＭＤ３に入射させる照明光の入射角をある程度大きくする必要がある。
投射用レンズ４または４Ａと照明系２のスペースの上記の如き関係上、投射用レンズ４または４Ａのバックフォーカスをある程度確保する必要がある。
投射用レンズ４または４Ａと照明系２のスペースの上記の如き関係上、投射用レンズ４または４Ａのバックフォーカスをある程度確保する必要がある。
なお、コンデンサーレンズＣＬ、ＲＧＢカラーホイールＣＷとミラーＭとは「照明光学系」を構成する。
図１３（ａ）に示す例では、投射用レンズ４は、プロジェクタ１のケーシング内に収められている。図１３（ｂ）に示す例では、投射用レンズ４Ａの一部（反射部材Ｒｅｆ．とその拡大側の第１レンズ群の部分）が、プロジェクタ１のケーシングの外部に突出している。
図１３（ｂ）の構成では、プロジェクタ本体を縦置きにしたり、また、投射方向を天井側もしくは床側に投射させたりすることが可能である。
以下に、この発明の投射用レンズの具体的な実施例を６例挙げる。
各実施例における記号の意味は以下の通りである。
Ｆ：光学系全体の焦点距離
Ｆｎｏ：開口数
Ｒ：曲率半径（非球面にあっては「近軸曲率半径」）
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
ＢＦ：バックフォーカス 。
Ｆ：光学系全体の焦点距離
Ｆｎｏ：開口数
Ｒ：曲率半径（非球面にあっては「近軸曲率半径」）
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
ＢＦ：バックフォーカス 。
非球面は、周知の次式により表される。
Ｘ＝(Ｈ２／Ｒ)／[１＋{１−Ｋ(Ｈ／ｒ)２}１／２］
＋Ｃ４・Ｈ４＋Ｃ６・Ｈ６＋Ｃ８・Ｈ８＋Ｃ１０・Ｈ１０＋・・・
この式において、Ｘは「面頂点を基準としたときの光軸からの高さ：Ｈの位置での光軸方向の変位」、Ｋは「円錐係数」であり、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０・・は「非球面係数」である。
＋Ｃ４・Ｈ４＋Ｃ６・Ｈ６＋Ｃ８・Ｈ８＋Ｃ１０・Ｈ１０＋・・・
この式において、Ｘは「面頂点を基準としたときの光軸からの高さ：Ｈの位置での光軸方向の変位」、Ｋは「円錐係数」であり、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０・・は「非球面係数」である。
なお、長さの次元を持つ量の単位は、特に断らない限り「ｍｍ」である。
また、実施例１〜３は、第１レンズ群の移動により合焦を行う場合の例であり、実施例４〜６は、第２レンズ群内のレンズの移動により合焦を行う場合の例である。
また、実施例１〜６とも、画像表示素子としてはＤＭＤが想定されている。
また、実施例１〜３は、第１レンズ群の移動により合焦を行う場合の例であり、実施例４〜６は、第２レンズ群内のレンズの移動により合焦を行う場合の例である。
また、実施例１〜６とも、画像表示素子としてはＤＭＤが想定されている。
「実施例１」
実施例１の投射用レンズは、図１に示したものである。
図１の上段に図に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
合焦は、第１レンズ群Ｇ１が光軸方向に移動することによってなされる。
実施例１の投射用レンズは、図１に示したものである。
図１の上段に図に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
合焦は、第１レンズ群Ｇ１が光軸方向に移動することによってなされる。
第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズＬ１０１、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺部になるに従い縮小側変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１０２で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は正群で、１２枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２１２により構成され、群内に開口絞りＳＴＯＰを有する。
レンズＬ２０１は「平凹の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」であり、レンズＬ２０４は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
また、レンズＬ２０５は「拡大側に凹の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「両面凸の正レンズ」である。
これら８枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２０８は、開口絞りＳＴＯＰの拡大側にある正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
第２レンズ群Ｇ２は正群で、１２枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２１２により構成され、群内に開口絞りＳＴＯＰを有する。
レンズＬ２０１は「平凹の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」であり、レンズＬ２０４は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
また、レンズＬ２０５は「拡大側に凹の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「両面凸の正レンズ」である。
これら８枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２０８は、開口絞りＳＴＯＰの拡大側にある正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
開口絞りＳＴＯＰよりも縮小側の４枚のレンズＬ２０９〜Ｌ２１２は負のレンズ群Ｇ２−ｓを構成する。
レンズ２０９は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１０は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２１１は「縮小側に凸の負メニスカスレンズ」であり、レンズＬ２１２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
正のレンズ群Ｇ２−ｋ内のレンズＬ２０４とＬ２０５、負のレンズ群Ｇ２−ｓ内のレンズＬ２０９とＬ２１０は、それぞれ接合されている。
反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
レンズ２０９は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１０は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２１１は「縮小側に凸の負メニスカスレンズ」であり、レンズＬ２１２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
正のレンズ群Ｇ２−ｋ内のレンズＬ２０４とＬ２０５、負のレンズ群Ｇ２−ｓ内のレンズＬ２０９とＬ２１０は、それぞれ接合されている。
反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
実施例１の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１２．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２．５°
実施例１のデータを表１に示す。
Ｆ＝１２．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２．５°
実施例１のデータを表１に示す。
表１において、面番号は拡大側から数えた面の番号であり、開口絞りの面（表中の面番号：２３）を含む。Ｒｅｆ.は反射部材、ＣＧは光学デバイスのカバーガラスを表わす。
また、表中における「ＩＮＦ」は、曲率半径が無限大であることを示す。記号「＊」は、この記号が付された面が「非球面」であることを示す。
これらの事項は、実施例２以下の各実施例においても同様である。
また、表中における「ＩＮＦ」は、曲率半径が無限大であることを示す。記号「＊」は、この記号が付された面が「非球面」であることを示す。
これらの事項は、実施例２以下の各実施例においても同様である。
「非球面のデータ」
非球面のデータを表２に示す。
非球面のデータを表２に示す。
表１における面間隔：Ｄ５は、投射距離(以下、物体距離とも言う。)：Ｄ０の変化に伴う合焦のために変化する群間隔であり「面間隔：Ｄ４に対して加減」される。
物体距離と面間隔：Ｄ５の関係を表３に示す。
物体距離と面間隔：Ｄ５の関係を表３に示す。
「各条件のパラメータの値」
条件（Ａ）、（１）〜（３）のパラメータの値を、表４に示す。
前述した通り、Ｏｔは光学系の最も拡大側から反射部材の隣の縮小側に隣接するレンズ面までの空気中の距離、Ｙ’は表示素子の最大高さ、Ｆはレンズ全系の焦点距離、Ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、Ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ２-ｋは第２レンズ群の開口絞りよりも拡大側の焦点距離、ｆ２-ｓは第２レンズ群の開口絞りよりも縮小側の焦点距離を示す。Ｏｔは表１で説明すると、面番号Ｓ１からＳ７までの合計の長さである。
実施例１では、合焦は第１レンズ群Ｇ１の移動により行われるので、条件（４）は適用外となる。
条件（Ａ）、（１）〜（３）のパラメータの値を、表４に示す。
前述した通り、Ｏｔは光学系の最も拡大側から反射部材の隣の縮小側に隣接するレンズ面までの空気中の距離、Ｙ’は表示素子の最大高さ、Ｆはレンズ全系の焦点距離、Ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、Ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ２-ｋは第２レンズ群の開口絞りよりも拡大側の焦点距離、ｆ２-ｓは第２レンズ群の開口絞りよりも縮小側の焦点距離を示す。Ｏｔは表１で説明すると、面番号Ｓ１からＳ７までの合計の長さである。
実施例１では、合焦は第１レンズ群Ｇ１の移動により行われるので、条件（４）は適用外となる。
図２に、実施例１の収差図を示す。
図２の上段に物体距離：Ｄ０の８０インチ相当の収差、中段に４０インチ相当、下段に３００インチ相当の収差図を示す。
各段の収差図において、左側の図は「ＳＡ（球面収差）」、中央の図は「ＡＳ（非点収差）」、右側の図は「Ｄｉｓｔ．（歪曲収差）」である。
「球面収差」の図におけるＲ、Ｇ、Ｂはそれぞれ、波長：Ｒ＝６２５ｎｍ、Ｇ＝５５０ｎｍ、Ｂ＝４６０ｎｍを表す。
「非点収差」の図における「Ｔ」はタンジェンシァル、「Ｓ」はサジタルの各光線に対するものであることを示す。
なお、非点収差および歪曲収差については、波長：５５０ｎｍについて示す。図２に示す通り画面の大きさが変化しても、収差の変動が小さくなっていることが分かる。
収差図におけるこれ等の表示は以下の実施例２〜６の収差図においても同様である。
図２の上段に物体距離：Ｄ０の８０インチ相当の収差、中段に４０インチ相当、下段に３００インチ相当の収差図を示す。
各段の収差図において、左側の図は「ＳＡ（球面収差）」、中央の図は「ＡＳ（非点収差）」、右側の図は「Ｄｉｓｔ．（歪曲収差）」である。
「球面収差」の図におけるＲ、Ｇ、Ｂはそれぞれ、波長：Ｒ＝６２５ｎｍ、Ｇ＝５５０ｎｍ、Ｂ＝４６０ｎｍを表す。
「非点収差」の図における「Ｔ」はタンジェンシァル、「Ｓ」はサジタルの各光線に対するものであることを示す。
なお、非点収差および歪曲収差については、波長：５５０ｎｍについて示す。図２に示す通り画面の大きさが変化しても、収差の変動が小さくなっていることが分かる。
収差図におけるこれ等の表示は以下の実施例２〜６の収差図においても同様である。
「実施例２」
実施例２の投射用レンズは、図３に示したものである。
図３に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
合焦は、第１レンズ群のＧ１が光軸方向に移動することによってなされる。
実施例２の投射用レンズは、図３に示したものである。
図３に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
合焦は、第１レンズ群のＧ１が光軸方向に移動することによってなされる。
第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズＬ１０１と、メニスカスレンズＬ１０２で構成されている。メニスカスレンズＬ１０２は「レンズ中心部は拡大側に凹面を向け、レンズ周辺部になるに従い縮小側に変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズ」である。
第２レンズ群Ｇ２は正群で、１２枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
レンズＬ２０１は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」、レンズＬ２０４は「両面凸の正レンズ」である。
レンズＬ２０５は「両面凹の負レンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「両面凸の正レンズ」である。
これらレンズＬ２０１〜Ｌ２０８は、開口絞りＳＴＯＰの拡大側の正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
第２レンズ群Ｇ２は正群で、１２枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
レンズＬ２０１は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」、レンズＬ２０４は「両面凸の正レンズ」である。
レンズＬ２０５は「両面凹の負レンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「両面凸の正レンズ」である。
これらレンズＬ２０１〜Ｌ２０８は、開口絞りＳＴＯＰの拡大側の正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
開口絞りＳＴＯＰの縮小側の負のレンズ群Ｇ２−ｓは４枚のレンズＬ２０９〜Ｌ２１２により構成される。
レンズＬ２０９は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１０は「両面凸面の正レンズ」、レンズＬ２１１は「縮小側に凸の負メニスカスレンズ」であり、レンズＬ２１２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
正のレンズ群Ｇ２−ｋ内のレンズＬ２０４とＬ２０５は接合されており、負のレンズ群Ｇ２−ｓ内のレンズＬ２０９とＬ２１０も接合されている。
反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
レンズＬ２０９は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１０は「両面凸面の正レンズ」、レンズＬ２１１は「縮小側に凸の負メニスカスレンズ」であり、レンズＬ２１２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
正のレンズ群Ｇ２−ｋ内のレンズＬ２０４とＬ２０５は接合されており、負のレンズ群Ｇ２−ｓ内のレンズＬ２０９とＬ２１０も接合されている。
反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
実施例２の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１２.９ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２.４°
実施例２のデータを表５に示す。
Ｆ＝１２.９ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２.４°
実施例２のデータを表５に示す。
「非球面のデータ」
非球面のデータを表６に示す。
非球面のデータを表６に示す。
物体距離：Ｄ０と面間隔：Ｄ５の関係を、表３にならって表７に示す。
「各条件のパラメータの値」
条件（Ａ）、（１）〜（３）のパラメータの値を表８に示す。実施例２も、合焦は第１レンズ群の移動によってなされるので、条件（４）は適用外である。
条件（Ａ）、（１）〜（３）のパラメータの値を表８に示す。実施例２も、合焦は第１レンズ群の移動によってなされるので、条件（４）は適用外である。
図４に、実施例２の収差図を、図２に倣って示す。
「実施例３」
実施例３の投射用レンズは、図５に示したものである。
図５に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズＬ１０１、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺部になるに従い縮小側変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１０２で構成されている。
実施例３の投射用レンズは、図５に示したものである。
図５に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズＬ１０１、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺部になるに従い縮小側変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１０２で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は正群で、レンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
レンズＬ２０１は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「両面凸の正レンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズＬ２０３」、レンズＬ２０４は「両面凸の正レンズ」である。
レンズＬ２０５は「両面凹の負レンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「両面凸の正レンズ」である。
レンズＬ２０１は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「両面凸の正レンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズＬ２０３」、レンズＬ２０４は「両面凸の正レンズ」である。
レンズＬ２０５は「両面凹の負レンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「両面凸の正レンズ」である。
これらレンズ２０１〜Ｌ２０８は開口絞りＳＴＯＰの拡大側における正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
開口絞りＳＴＯＰの縮小側に配置されるレンズＬ２０９は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１０は「両面凸の正レンズ」、レンズＬ２１１は「縮小側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
これらレンズＬ２０９〜Ｌ２１２は、負のレンズ群Ｇ２−ｓを構成する。
レンズＬ２０４とＬ２０５は接合され、レンズＬ２０９とＬ２１０も接合されている。 反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
実施例３の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２.１°
実施例３のデータを表９に示す。
Ｆ＝１３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２.１°
実施例３のデータを表９に示す。
「非球面のデータ」
非球面のデータを表１０に示す。
非球面のデータを表１０に示す。
物体距離：Ｄ０と面間隔：Ｄ５の関係を、表３にならって表１１に示す。
「各条件のパラメータの値」
条件（Ａ）、（１）〜（３）のパラメータの値を表１２に示す。実施例３も、合焦は第１レンズ群の移動によってなされるので、条件（４）は適用外となる。
条件（Ａ）、（１）〜（３）のパラメータの値を表１２に示す。実施例３も、合焦は第１レンズ群の移動によってなされるので、条件（４）は適用外となる。
図６に、実施例３の収差図を、図２に倣って示す。
「実施例４」
実施例４の投射用レンズは、図７に示したものである。
実施例４の投射用レンズは、図７に示したものである。
図７に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１〜Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
合焦は、第２レンズ群の一部（レンズＬ２０６）が光軸方向に移動することによりなされる。
１例として、図７の下段に示すような、第１レンズ群Ｇ１を「レンズの一部を切り欠き状態としたレンズ」にすることも可能になるが、これに限るものではない。
第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズＬ１０１、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺部になるに従い縮小側変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１０２で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は正群で、１２枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
レンズＬ２０１は「平凹の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」、レンズＬ２０４は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
レンズＬ２０５は「拡大側に凹の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」である。
レンズＬ２０１は「平凹の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」、レンズＬ２０４は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
レンズＬ２０５は「拡大側に凹の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」である。
これら８枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２０８は開口絞りＳＴＯＰの拡大側の正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
開口絞りＳＴＯＰの縮小側に配置されるレンズＬ２０９は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１０は「両面凸の正レンズ」、レンズＬ２１１は「縮小側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
これらレンズＬ２０９〜Ｌ２１２は、開口絞りＳＴＯＰの縮小側の負のレンズ群Ｇ２−ｓを構成する。
レンズＬ２０４とＬ２０５は接合され、レンズＬ２０９とＬ２１０も接合されている。 反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
実施例４の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１２．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２．５°
実施例４のデータを表１３に示す。
Ｆ＝１２．８ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２．５°
実施例４のデータを表１３に示す。
「非球面のデータ」
非球面のデータを表１４に示す。
非球面のデータを表１４に示す。
物体距離：Ｄ０と面間隔：Ｄ１６、Ｄ１８との関係を、表３にならって表１５に示す。
「各条件のパラメータの値」
条件（Ａ）、（１）〜（４）のパラメータの値を、表１６に示す。
条件（Ａ）、（１）〜（４）のパラメータの値を、表１６に示す。
図８に、実施例４の収差図を、図２に倣って示す。
「実施例５」
実施例５の投射用レンズは、図９に示したものである。
図９に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
合焦は、第２レンズ群のＧ２の一部（レンズＬ２０６）が光軸方向に移動することによって行われる。
一例として、図９の下段に示すような、第１レンズ群Ｇ１を「レンズの一部を切り欠きの状態としたレンズ」とすることも可能であるが、これに限るものではない。
実施例５の投射用レンズは、図９に示したものである。
図９に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
合焦は、第２レンズ群のＧ２の一部（レンズＬ２０６）が光軸方向に移動することによって行われる。
一例として、図９の下段に示すような、第１レンズ群Ｇ１を「レンズの一部を切り欠きの状態としたレンズ」とすることも可能であるが、これに限るものではない。
第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズＬ１０１、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺部になるに従い縮小側変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１０２で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は正群で、１２枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
レンズＬ２０１は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」、レンズＬ２０４は「両面凸の正レンズ」である。
レンズＬ２０５は「両面凹の負レンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「両面凸の正レンズ」である。
これら８枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２０８は、開口絞りＳＴＯＰの拡大側の正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
第２レンズ群Ｇ２は正群で、１２枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
レンズＬ２０１は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」、レンズＬ２０４は「両面凸の正レンズ」である。
レンズＬ２０５は「両面凹の負レンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０７は「両面凸の正レンズ」である。
これら８枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２０８は、開口絞りＳＴＯＰの拡大側の正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
開口絞りＳＴＯＰの縮小側に配置されるレンズＬ２０９は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１０は「両面凸の正レンズ」、レンズＬ２１１は「縮小側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。
これら４枚のレンズＬ２０９〜Ｌ２１２は、開口絞りＳＴＯＰの縮小側の負のレンズ群Ｇ２−ｓを構成する。
レンズＬ２０４とＬ２０５は接合され、レンズＬ２０９とＬ２１０も接合されている。 反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
これら４枚のレンズＬ２０９〜Ｌ２１２は、開口絞りＳＴＯＰの縮小側の負のレンズ群Ｇ２−ｓを構成する。
レンズＬ２０４とＬ２０５は接合され、レンズＬ２０９とＬ２１０も接合されている。 反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
実施例５の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１２.９ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２.４°
実施例５のデータを表１７に示す。
Ｆ＝１２.９ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２.４°
実施例５のデータを表１７に示す。
「非球面のデータ」
非球面のデータを表１８に示す。
非球面のデータを表１８に示す。
物体距離：Ｄ０と面間隔：Ｄ１６、Ｄ１８との関係を、表１５に倣って表１９に示す。
「各条件のパラメータの値」
条件（Ａ）、（１）〜（４）のパラメータの値を、表２０に示す。
条件（Ａ）、（１）〜（４）のパラメータの値を、表２０に示す。
図１０に、実施例５の収差図を、図２に倣って示す。
「実施例６」
実施例６の投射用レンズは、図１１に示したものである。
図１１に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
合焦は、第２レンズ群のＧ２の一部（レンズＬ２０６）が光軸方向に移動することによって行われる。
一例として、図１１の下段に示すような、第１レンズ群Ｇ１を「レンズの一部を切り欠きの状態としたレンズ」とすることも可能であるが、これに限るものではない。
第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズＬ１０１、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺部になるに従い縮小側変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１０２で構成されている。
実施例６の投射用レンズは、図１１に示したものである。
図１１に示すように、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１０１、Ｌ１０２で構成され、反射部材Ｒｅｆ．は直角プリズムで構成され、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
合焦は、第２レンズ群のＧ２の一部（レンズＬ２０６）が光軸方向に移動することによって行われる。
一例として、図１１の下段に示すような、第１レンズ群Ｇ１を「レンズの一部を切り欠きの状態としたレンズ」とすることも可能であるが、これに限るものではない。
第１レンズ群Ｇ１は負群で、拡大側に凸の負メニスカスレンズＬ１０１、レンズ中心部は拡大側に凹面を向けレンズ周辺部になるに従い縮小側変曲されている偏肉比が小さいメニスカスレンズＬ１０２で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は正群で、１２枚のレンズＬ２０１〜Ｌ２１２で構成されている。
レンズＬ２０１は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「両面凸の正レンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」、レンズＬ２０４は「両面凸の正レンズ」である。
レンズＬ２０５は「両面凹の負レンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「両面凸の正レンズ」である。
これら８枚のレンズＬ２０１０〜Ｌ２０８は、開口絞りＳＴＯＰの拡大側の正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
レンズＬ２０１は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２０２は「両面凸の正レンズ」、レンズＬ２０３は「両凹の負レンズ」、レンズＬ２０４は「両面凸の正レンズ」である。
レンズＬ２０５は「両面凹の負レンズ」、レンズＬ２０６は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズ２０７は「拡大側に凸の正メニスカスレンズ」、レンズＬ２０８は「両面凸の正レンズ」である。
これら８枚のレンズＬ２０１０〜Ｌ２０８は、開口絞りＳＴＯＰの拡大側の正のレンズ群Ｇ２−ｋを構成する。
開口絞りＳＴＯＰの縮小側に配置されるレンズＬ２０９は「拡大側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１０は「両面凸面の正レンズ」、レンズＬ２１１は「縮小側に凸の負メニスカスレンズ」、レンズＬ２１２は「縮小側に凸の正メニスカスレンズ」である。 これらの４枚のレンズＬ２０９〜Ｌ２１２は、開口絞りＳＴＯＰの縮小側の負のレンズ群Ｇ２−ｓを構成する。
レンズＬ２０４とＬ２０５は接合され、レンズＬ２０９とＬ２１０も接合されている。 反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
レンズＬ２０４とＬ２０５は接合され、レンズＬ２０９とＬ２１０も接合されている。 反射部材Ｒｅｆ．は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置されている。
実施例６の、全系の焦点距離：Ｆの範囲、Ｆナンバ、広角端における半画角：ωｗは、以下のとおりである。
Ｆ＝１３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２.１°
実施例のデータを表２１に示す。
Ｆ＝１３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６、ωｗ＝４２.１°
実施例のデータを表２１に示す。
「非球面のデータ」
非球面のデータを表２１に示す。
非球面のデータを表２１に示す。
物体距離：Ｄ０と面間隔：Ｄ１６、Ｄ１８との関係を、表１５に倣って表２２に示す。
「各条件のパラメータの値」
条件（Ａ）、（１）〜（４）のパラメータの値を、表２３に示す。
条件（Ａ）、（１）〜（４）のパラメータの値を、表２３に示す。
図１２に、実施例６の収差図を、図２に倣って示す。
各実施例の収差図に示すように、各実施例の投射用レンズともに、諸収差は高レベルで補正され、球面収差、非点収差、像面湾曲、倍率色収差、歪曲収差も十分に補正されている。
実施例１〜３の収差を示す図２、４、６から明らかなように、第１レンズ群の移動による合焦の際の収差の変動は小さい。
実施例４〜６の収差を示す図８、１０、１２から明らかなように、第１レンズ群内の一部のレンズ群(レンズＬ２０６)の移動による合焦の際の収差の変動は小さい。
実施例１〜３の収差を示す図２、４、６から明らかなように、第１レンズ群の移動による合焦の際の収差の変動は小さい。
実施例４〜６の収差を示す図８、１０、１２から明らかなように、第１レンズ群内の一部のレンズ群(レンズＬ２０６)の移動による合焦の際の収差の変動は小さい。
以上のように、この発明によれば、以下の如き投射用レンズと画像表示装置を実現できる。
[１]
画像表示素子の表示面に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する投射用レンズであって、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、光路を屈曲させる反射部材Ｒｅｆ．と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、を配し、第２レンズ群内に開口絞りＳＴＯＰを配してなり、第２レンズ群Ｇ２は、開口絞りよりも拡大側が正の屈折力、開口絞りよりも縮小側が負の屈折力を有し、第１レンズ群の最も拡大側の面から、反射部材の縮小側に隣接するレンズ面までの光軸上の距離：Ｏｔが、前記画像表示素子の表示面に表示される画像の最大高さ：Ｙ’に対して、条件：
（Ａ） Ｏｔ／Ｙ’ ＜ ６．１
を満足する投射用レンズ。
画像表示素子の表示面に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する投射用レンズであって、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、光路を屈曲させる反射部材Ｒｅｆ．と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、を配し、第２レンズ群内に開口絞りＳＴＯＰを配してなり、第２レンズ群Ｇ２は、開口絞りよりも拡大側が正の屈折力、開口絞りよりも縮小側が負の屈折力を有し、第１レンズ群の最も拡大側の面から、反射部材の縮小側に隣接するレンズ面までの光軸上の距離：Ｏｔが、前記画像表示素子の表示面に表示される画像の最大高さ：Ｙ’に対して、条件：
（Ａ） Ｏｔ／Ｙ’ ＜ ６．１
を満足する投射用レンズ。
[２]
[１]記載の投射用レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１の光軸方向への移動により合焦が行われる投射用レンズ（実施例１〜３）。
[１]記載の投射用レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１の光軸方向への移動により合焦が行われる投射用レンズ（実施例１〜３）。
[３]
[１]記載の投射用レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２の一部の光軸方向への移動により合焦が行われる投射用レンズ(実施例４〜６)。
[１]記載の投射用レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２の一部の光軸方向への移動により合焦が行われる投射用レンズ(実施例４〜６)。
[４]
[１]〜[３]の何れか１に記載の投射用レンズにおいて、レンズ全系の焦点距離：Ｆ、第１レンズ群の焦点距離：Ｆ１が条件：
（１） ３．３ ＜ ｜Ｆ１｜／Ｆ ＜ ４．６
を満足する投射用レンズ(実施例１〜６)。
[１]〜[３]の何れか１に記載の投射用レンズにおいて、レンズ全系の焦点距離：Ｆ、第１レンズ群の焦点距離：Ｆ１が条件：
（１） ３．３ ＜ ｜Ｆ１｜／Ｆ ＜ ４．６
を満足する投射用レンズ(実施例１〜６)。
[５]
[１]〜[４]の何れか１に記載の投射用レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２の、開口絞りＳＴＯＰよりも縮小側にある負のレンズ群Ｇ２−ｓの焦点距離：ｆ２-ｓが、条件：
（２） １．５ ＜ ｆ２−ｓ／Ｆ１ ＜ ２０．０
を満足する投射用レンズ(実施例１〜６)。
[１]〜[４]の何れか１に記載の投射用レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２の、開口絞りＳＴＯＰよりも縮小側にある負のレンズ群Ｇ２−ｓの焦点距離：ｆ２-ｓが、条件：
（２） １．５ ＜ ｆ２−ｓ／Ｆ１ ＜ ２０．０
を満足する投射用レンズ(実施例１〜６)。
[６]
[１]〜[５]の何れか１に記載の投射用レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２の、開口絞りＳＴＯＰよりも縮小側にある負のレンズ群Ｇ２−ｓの焦点距離：ｆ２-ｓ、第２レンズ群Ｇ２の、開口絞りＳＴＯＰよりも拡大側にある正のレンズ群Ｇ２−ｋの焦点距離：ｆ２-ｋが、条件：
（３） ５．５ ＜ ｜ｆ２-ｓ｜／ｆ２-ｋ ＜ １０．５
を満足する投射用レンズ(実施例１ないし６)。
[１]〜[５]の何れか１に記載の投射用レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２の、開口絞りＳＴＯＰよりも縮小側にある負のレンズ群Ｇ２−ｓの焦点距離：ｆ２-ｓ、第２レンズ群Ｇ２の、開口絞りＳＴＯＰよりも拡大側にある正のレンズ群Ｇ２−ｋの焦点距離：ｆ２-ｋが、条件：
（３） ５．５ ＜ ｜ｆ２-ｓ｜／ｆ２-ｋ ＜ １０．５
を満足する投射用レンズ(実施例１ないし６)。
[７]
[３]記載の投射用レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離：Ｆ２、第２レンズ群の合焦の際に移動する一部の正レンズ群の焦点距離：ｆ２ｆが条件：
（４） １．５ ＜ｆ２ｆ／Ｆ２ ＜ ３．８
を満足することを特徴とする投射用レンズ(実施例１〜６)。
[３]記載の投射用レンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離：Ｆ２、第２レンズ群の合焦の際に移動する一部の正レンズ群の焦点距離：ｆ２ｆが条件：
（４） １．５ ＜ｆ２ｆ／Ｆ２ ＜ ３．８
を満足することを特徴とする投射用レンズ(実施例１〜６)。
[８]
光源２１と、投射されるべき画像を表示面に表示する画像表示素子３と、光源から射出した光で、画像表示素子の表示面を照明する照明光学系ＣＬ、ＣＷ、Ｍと、照明光学系により照射され、表示面に表示された画像により変調された投射光束を入射され、被投射面Ｓに画像の拡大画像を投射する投射光学系４と、を有し、投射光学系として、[１]〜[７]の何れか１に記載の投射用レンズを用いる画像表示装置(図１３)。
光源２１と、投射されるべき画像を表示面に表示する画像表示素子３と、光源から射出した光で、画像表示素子の表示面を照明する照明光学系ＣＬ、ＣＷ、Ｍと、照明光学系により照射され、表示面に表示された画像により変調された投射光束を入射され、被投射面Ｓに画像の拡大画像を投射する投射光学系４と、を有し、投射光学系として、[１]〜[７]の何れか１に記載の投射用レンズを用いる画像表示装置(図１３)。
以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｒｅｆ． 反射部材(直角プリズム)
ＳＴＯＰ 開口絞り
Ｌ１０１、Ｌ１０２ 第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ
Ｌ２０１〜Ｌ２１２ 第２レンズ群Ｇ１を構成するレンズ
Ｇ２−ｋ 第２レンズ群Ｇ２の開口絞りＳＴＯＰの拡大側の正のレンズ群
Ｇ２−ｓ 第２レンズ群Ｇ２の開口絞りＳＴＯＰの縮小側の負のレンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｒｅｆ． 反射部材(直角プリズム)
ＳＴＯＰ 開口絞り
Ｌ１０１、Ｌ１０２ 第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ
Ｌ２０１〜Ｌ２１２ 第２レンズ群Ｇ１を構成するレンズ
Ｇ２−ｋ 第２レンズ群Ｇ２の開口絞りＳＴＯＰの拡大側の正のレンズ群
Ｇ２−ｓ 第２レンズ群Ｇ２の開口絞りＳＴＯＰの縮小側の負のレンズ群
Claims (8)
- 画像表示素子の表示面に表示された画像を被投射面に投射して拡大表示させる画像表示装置の投射光学系を構成する投射用レンズであって、
拡大側から縮小側へ順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
光路を屈曲させる反射部材と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、を配し、
該第２レンズ群内に開口絞りを配してなり、
前記第２レンズ群は、前記開口絞りよりも拡大側が正の屈折力、前記開口絞りよりも縮小側が負の屈折力を有し、
前記第１レンズ群の最も拡大側の面から、前記反射部材の縮小側に隣接するレンズ面までの光軸上の距離：Ｏｔが、前記画像表示素子の表示面に表示される画像の最大高さ：Ｙ’に対して、条件：
（Ａ） Ｏｔ／Ｙ’ ＜ ６．１
を満足する投射用レンズ。 - 請求項１記載の投射用レンズにおいて、
第１レンズ群の光軸方向への移動により合焦が行われる投射用レンズ。 - 請求項１記載の投射用レンズにおいて、
第２レンズ群の一部の光軸方向への移動により合焦が行われる投射用レンズ。 - 請求項１〜３の何れか１項に記載の投射用レンズにおいて、
レンズ全系の焦点距離：Ｆ、第１レンズ群の焦点距離：Ｆ１が条件：
（１） ３．３ ＜ ｜Ｆ１｜／Ｆ ＜ ４．６
を満足する投射用レンズ。 - 請求項１〜４の何れか１項に記載の投射用レンズにおいて、
第２レンズ群の、開口絞りよりも縮小側にある負のレンズ群の焦点距離：ｆ２-ｓが、条件：
（２） １．５ ＜ ｆ２−ｓ／Ｆ１ ＜ ２０．０
を満足する投射用レンズ。 - 請求項１〜５の何れか１項に記載の投射用レンズにおいて、
第２レンズ群の、開口絞りよりも縮小側にある負のレンズ群の焦点距離：ｆ２-ｓ、前記第２レンズ群の、前記開口絞りよりも拡大側にある正のレンズ群の焦点距離：ｆ２-ｋが、条件：
（３） ５．５ ＜ ｜ｆ２-ｓ｜／ｆ２-ｋ ＜ １０．５
を満足することを特徴とする投射用レンズ。 - 請求項３記載の投射用レンズにおいて、
第２レンズ群の焦点距離：Ｆ２、第２レンズ群の合焦の際に移動する一部の正レンズ群の焦点距離：ｆ２ｆが条件：
（４） １．５ ＜ｆ２ｆ／Ｆ２ ＜ ３．８
を満足することを特徴とする投射用レンズ。 - 光源と、
投射されるべき画像を表示面に表示する画像表示素子と、
前記光源から射出した光で、前記画像表示素子の表示面を照明する照明光学系と、
該照明光学系により照射され、前記表示面に表示された画像により変調された投射光束を入射され、被投射面に前記画像の拡大画像を投射する投射光学系と、を有し、
前記投射光学系として、請求項１〜７の何れか１項に記載の投射用レンズを用いる画像表示装置。
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|---|---|---|---|
| JP2015117708A JP6565353B2 (ja) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | 投射用レンズおよび画像表示装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015117708A JP6565353B2 (ja) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | 投射用レンズおよび画像表示装置 |
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| JP2015117708A Expired - Fee Related JP6565353B2 (ja) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | 投射用レンズおよび画像表示装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113031220A (zh) * | 2017-07-23 | 2021-06-25 | 核心光电有限公司 | 折叠式摄影机 |
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| JPH06138386A (ja) * | 1992-01-06 | 1994-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | レトロフォーカス型レンズ及び投写型表示装置 |
| JP2001116990A (ja) * | 1999-10-20 | 2001-04-27 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 投射用レンズ |
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| JP2010266577A (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Canon Inc | 光学系及びそれを有する光学機器 |
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| JP2011053663A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-03-17 | Konica Minolta Opto Inc | 光学系及びそれを備えた画像投影装置及び撮像装置 |
-
2015
- 2015-06-10 JP JP2015117708A patent/JP6565353B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN113031220B (zh) * | 2017-07-23 | 2023-06-02 | 核心光电有限公司 | 折叠式摄影机 |
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| JP6565353B2 (ja) | 2019-08-28 |
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