JP3340418B2 - マルチビジョン投写型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマルチビジョン投写型表
示装置に適用できる諸収差の小さな投写レンズ、および
そのレンズを用いた奥行きの小さなマルチビジョン投写
型表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２８は従来の液晶パネルを用いた投写
型表示装置の光学系の説明図であり、例えば特開平６−
１３８３８６号公報に開示された装置である。図２８
（ａ）は平面図を示し、図２８（ｂ）は正面図を示す。
図において、１は光源、１２０はランプ、１２１はラン
プ１２０の電極、１３０は凹面鏡、１３１はコンデンサ
レンズであり、凹面鏡１３０とランプ１２０とコンデン
サレンズ１３１とで光源１を構成する。１４０はフィル
タ、１４Ｂ，１４Ｒはダイクロイックミラー、１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ，１１ｄはミラー、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは
液晶パネル、１５はダイクロイックプリズム、４は投写
レンズであり、折り曲げミラー４１、および絞りＡＳＴ
を内蔵している。

【０００３】次に動作について説明する。ランプ１２０
としては、例えばメタルハライドランプ，キセノンラン
プ，ハロゲンランプ等の白色光源が用いられる。１３０
はランプ１２０の発光点に曲率中心を有する凹面鏡で、
図中でランプ１２０の左側に効率よく光束を送り込むた
めに設けられている。ランプ出射光、および凹面鏡１３
０の反射光は、コンデンサレンズ１３１によって平行化
され、フィルタ１４０に入射する。フィルタ１４０は可
視光だけを透過し、不要な赤外・紫外線を反射または吸
収する。フィルタ１４０を透過した光束は、青色光を反
射し緑・赤色光を透過するダイクロイックミラー１４
Ｂ、および赤色光を反射し青・緑色光を透過するダイク
ロイックミラー１４Ｒによって赤・緑・青の３原色に分
解され、ミラー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄによっ
て折り曲げられて各原色に対応するモノクロ画像を表示
する液晶パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに照射される。

【０００４】液晶パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに画像を表示
させる駆動回路については図示を省略している。液晶パ
ネルに形成された画像で変調された光束は赤・青色光を
選択的に反射し、緑色光を選択的に透過するダイクロイ
ックプリズム１５によって再び１本の光束に合成され、
ミラー４１によって投写レンズ４内で折り曲げられて投
写光１１０に変換され、後述するようにスクリーン上に
投写される。投写レンズ４は良好な投写画像を得る為に
各種収差を補正する必要があり、複数枚の単レンズ（図
示せず）を組み合わせて構成される。２００は投写レン
ズ４、および投写レンズ４以前の光学系を保持する筐体
であり、筐体２００と投写レンズ４とで投写器３００が
構成されている。

【０００５】従来より、投写型表示装置としては、投写
レンズより出射する投写光を反射型のスクリーンに結像
させるフロント方式の装置と、投写器をキャビネットに
納め投写光を透過型のスクリーンに結像させるリア方式
の装置が知られていた。図２９に、特開平６−１３８３
８６号公報に開示されたリア方式の投写型表示装置の構
成を示す。図２９（ａ）は側面図を示し、図２９（ｂ）
は正面図を示す。図において、３００は筐体２００と投
写レンズ４より構成される投写器、４１は投写レンズ４
に内蔵された第１の折り曲げミラー、１６０は第２の折
り曲げミラー、５は透過型スクリーン、１７０はキャビ
ネットである。

【０００６】次に図２９に示した装置の動作について述
べる。投写器３００は図２８に示した投写器３００と同
様の構成であり、筐体２００の内部には光源１からダイ
クロイックプリズム１５に至る光学系（図示せず）が保
持されている。投写器３００のうち、折り曲げミラー４
１以前の部分（筐体２００）は、透過型スクリーン５側
から見た正面図（図２９（ｂ））において透過型スクリ
ーン５の中央より左半分に配置されている。ミラー４１
によって投写レンズ４内で折り曲げられた光束は投写光
１１０として上方向に立ち上げられて出射し、側面図
（図２９（ａ））に示すように折り曲げミラー１６０に
よって透過型スクリーン５側に折り曲げられ、透過型ス
クリーン５上に拡大画像が形成される。

【０００７】なお、折り曲げミラー１６０は、投写レン
ズ４の先端から透過型スクリーン５に至る光路を折り曲
げて、キャビネット１７０内に光学系をコンパクトに収
納するために用いられている。そして、鑑賞者は透過型
スクリーン５に対して、投写器３００とは反対の方向か
ら拡大画像を鑑賞する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のリア方式投写型
表示装置では、図２９のように１つの投写器３００で透
過型スクリーン５上全体に拡大画像を形成しているため
に、投写レンズ４を広角化し出射光１１０の発散角を大
きくしても投写距離（投写レンズ４の出射端からミラー
１６０を介して透過型スクリーン５に至る中心光線長）
を短縮するのには限界があり、そのためセットの奥行き
Ｄの低減にも限界があった。

【０００９】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、マルチビジョン投写型表示装置用
の投写器を複数個配列した、奥行きが小さくかつ画像の
継ぎ目の目立たず、かつ高解像度、高輝度のマルチビジ
ョン投写型表示装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るマ
ルチビジョン投写型表示装置は、画像表示デバイスと該
画像表示デバイスに表示された画像を拡大投写する投写
レンズとを有する投写手段を複数個と、該各投写手段の
前記投写レンズ以前の光学系を保持する筐体手段と、前
記各投写レンズの内部に設けられ、光路を反射して折り
曲げる第１のミラー手段と、前記各投写レンズから出射
する投写光の光路を反射して折り曲げる第２のミラー手
段と、前記第２のミラー手段によって反射した前記投写
光が入射して、該各投写手段の投写画像で形成された隣
接する各単位画面を縦横に密に配列して拡大画像を形成
する透過型スクリーンと、前記第２のミラー手段と前記
透過型スクリーンとを保持するキャビネット手段とを有
するマルチビジョン投写型表示装置において、前記各筐
体手段が前記各単位画面の中央部よりも上側の左側若し
くは右側又は下側の左側若しくは右側に実装され、前記
第１のミラー手段によって前記各投写レンズより出射す
る投写光を略上方向又は略下方向に折り曲げた後、前記
第２のミラー手段で投写光路を略水平方向に折り曲げて
前記透過型スクリーンに入射させるように構成され、前
記各投写手段の前記第１のミラー手段以前の部分の各光
学系が前記各投写レンズの出射光の中心光線と直交する
各平面内に配置されており、該光学系の配置される各平
面と略平行に設けられた前記各筐体手段の底面部と、前
記キャビネット手段の底面部又は上面部とのなす角θ２
が所定の角度範囲内に設定されており、前記角度θ２の
設定により、前記各投写レンズ出射光の中心光線が垂直
方向か垂直方向よりも装置の背面側に傾いて出射するよ
うに構成し、前記θ２が、０°≦θ２≦２０°なる条件
を満足し、前記各投写レンズが、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レンズ群とを大きな共役側から順
に配置したレトロフォーカス型レンズであり、前記第１
レンズ群は、大きな共役側から順に、大きな共役側に最
も近くに配置されレンズ中心近傍が弱い負の屈折力を有
し、レンズ周辺部分が正の屈折力を有 する両面非球面の
第１レンズと、負の屈折力を持ち小さな共役側が凹面状
の第２レンズと、負の屈折力を持ち小さな共役側に凹状
の第３レンズと、負の屈折力を持ち小さな共役側に凹状
の第４レンズとを有し、前記第２レンズ群は、正の屈折
力を持つ第５レンズを有し、前記第３レンズ群は、大き
な共役側から順に、負の屈折力を持ち小さな共役側に凹
状の第６レンズと、正の屈折力を持ち大きな共役側に凸
状の第７レンズと、正の屈折力を持つ第８レンズと、小
さな共役側に最も近くに配置され中心近傍にて正の屈折
力を有する両面非球面の第９レンズとを有し、ｆ１を前
記第１レンズ群の焦点距離、ｆ２を前記第２レンズ群の
焦点距離、ｆ３を前記第３レンズ群の焦点距離、ｆを全
レンズ系の焦点距離、Ｄ１を前記第１レンズ群と前記第
２レンズ群との間の空気間隔としたときに、下記の条件
式 １．１＜ｆ２／ｆ３≦１．２２ ２．４３≦Ｄ１／ｆ≦２．７４ １．７１≦｜ｆ１｜／ｆ≦２．０３ を満足することを特徴としている。

【００１１】また、請求項２の発明に係るマルチビジョ
ン投写型表示装置は、前記各投写手段の前記投写レンズ
を該投写レンズの前記第１のミラー手段以前の小さな共
役側の光軸と垂直な方向に移動させることにより、前記
各投写手段の投写画像で形成された隣接する各単位画面
を前記透過型スクリーン面内で並進させ、該単位画面を
縦横に密に配列させる調整機構を備えたことを特徴とし
ている。

【００１２】また、請求項３の発明に係るマルチビジョ
ン投写型表示装置は、前記透過型スクリーン上に縦横に
密に配列された前記各単位画面のうち、横方向に配列さ
れた該単位画面を投写するために前記各投写レンズから
出射した投写光を反射する前記第２の折り曲げミラー手
段を、一体のミラー手段としてキャビネット手段内部に
配置したことを特徴としている。

【００１３】

【００１４】また、請求項４に係るマルチビジョン投写
型表示装置は、前記第１レンズの焦点距離をｆ４とした
ときに、下記の条件式 ｜ｆ４｜／ｆ＞１００ を満足することを特徴としている。

【００１５】また、請求項５に係るマルチビジョン投写
型表示装置は、前記第９レンズの焦点距離をｆ５とした
ときに、下記の条件式 ｜ｆ５｜／ｆ＞１０ を満足することを特徴としている。

【００１６】また、請求項６に係るマルチビジョン投写
型表示装置は、前記第２レンズ群の近傍で、かつ前記第
３レンズ群の大きな共役側の焦点近傍に配設された絞り
手段を備えたことを特徴としている。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【作用】請求項１の発明に係るマルチビジョン投写型表
示装置は、各投写手段の投写光によって形成された各単
位画面を縦横に密に配列することにより、装置の正面寸
法をスクリーン寸法と略同等にしながら奥行きが小さ
く、しかも各単位画面間の継ぎ目の小さいマルチビジョ
ン投写型表示装置が実現できる。しかも、投写レンズ手
段内部に光路を折り曲げる第1のミラー手段を内蔵する
ので、広角投写レンズを使用しても第1のミラー手段の
寸法が大きくなることはない。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】また、請求項１から６までの発明に係るマ
ルチビジョン投写型表示装置は、第１レンズ群のスクリ
ーン側レンズおよび第３レンズ群の液晶パネル側レンズ
に非球面を導入することにより、広画角化による軸外収
差、特に歪曲収差，非点収差を良好に補正できる。

【００２９】また、請求項１から６までの発明に係るマ
ルチビジョン投写型表示装置は、液晶投写型表示装置に
必要な以下の性能を有する投写レンズが得られる。 ・ミラー挿入に必要な第１レンズ群〜第２レンズ群の間
隔が確保できる。 ・レトロフォーカス構成なので比較的長いバックフォー
カスが確保できる。 ・広角でありながら良好な周辺照度比が得られる。

【００３０】また、請求項１から６までの発明に係るマ
ルチビジョン投写型表示装置は、第１レンズ群のスクリ
ーン側（大きな共役側）レンズに非球面を導入すること
により、広画角化による軸外収差、特に歪曲収差、非点
収差を良好に補正でき、かつ該非球面レンズをプラスチ
ック材料で作成した場合の温度・湿度等の環境変化によ
る投写画像の焦点ズレの問題が無視できる。

【００３１】また、請求項１から６までの発明に係るマ
ルチビジョン投写型表示装置は、第３レンズ群の液晶パ
ネル側（小さな共役側）レンズに非球面を導入すること
により、広画角化による軸外収差、特に歪曲収差、非点
収差を良好に補正でき、かつ該非球面レンズをプラスチ
ック材料で作成した場合の温度・湿度等の環境変化によ
る投写画像の焦点ズレの問題が無視できる。

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【実施例】小型のリア方式マルチビジョン液晶投写型表
示装置を実現するためには、広角の投写レンズが必要で
ある。従来広角の画像用レンズとしては１眼レフレック
スカメラ用の広角レンズが知られている。しかし、本発
明による液晶投写型表示装置用の投写レンズは、１眼レ
フレックスカメラ用の広角レンズに対して以下の追加仕
様を考慮している。

【００３６】（１）：諸収差のうち、特に広角レンズで
問題となる歪曲収差を良好に補正し、マルチビジョン投
写した場合の各単位画面を密に配列可能とすること。 （２）：折り曲げミラー挿入のために、レンズ系内に十
分な空気間隔が確保できる構成であること。 （３）：色合成用のダイクロイックプリズムを挿入する
ために、長いバックフォーカスが確保できること。 （４）：ダイクロイックプリズムに対して、軸外光の主
光線が傾いていると色むらが生じる。また、照明光を平
行光（テレセントリック照明）とする場合、液晶パネル
側の軸外光の主光線が傾いていると等価的に軸外のＦ値
が増加し周辺光量が低下する。このため、投写レンズと
しては液晶パネル側の軸外光の主光線がレンズ光軸に平
行であること（テレセントリック性）が求められる。 （５）：広角レンズであっても、周辺照度比が十分確保
できること。本発明による投写レンズは、上記の要求を
みたし、かつ十分な解像力を有するレンズの構成を提供
する。さらに、投写画像の並進を微調整できるレンズの
構成を提供する。

【００３７】以下、図面を参照しながら本発明の投写レ
ンズの実施例について説明する。図１から図１６は、後
述する本発明の数値実施例に対応するレンズ断面図であ
る。図には描いていないが、図１，図３，図４，図６，
図７，図９，図１１，図１３，図１４の左方、および図
２，図５，図８，図１０，図１２，図１５，図１６の上
方にスクリーンがあるものとする。Ｇ１はスクリーン側
（大きな共役側）に位置し、負の屈折力を有する第１レ
ンズ群であり、第１レンズＬ１が非球面レンズとなって
いる。Ｇ２は正の屈折力を有する第２レンズ群であり、
液晶パネル３側近傍で、かつ第３レンズ群Ｇ３のスクリ
ーン側焦点近傍に絞りＡＳＴを有する。Ｇ３は液晶パネ
ル３の側（小さな共役側）に位置し正の屈折力を有する
第３レンズ群であり、第９レンズＬ９が非球面レンズと
なっている。Ｌ１０は従来例を示す図２８におけるダイ
クロイックプリズム１５と、液晶パネル３のカバーガラ
ス（図示せず）を合わせた光学厚みを有する平行平板で
ある。

【００３８】なお、図１，図２は第１実施例、図３は第
２実施例、図４，図５は第３実施例、図６は第４実施
例、図７，図８は第５実施例、図９，図１０は第６実施
例、図１１，図１２は第７実施例、図１３〜図１６は第
８実施例の各レンズ断面図である。

【００３９】＜レンズ群の構成＞ １）第１実施例〜第７実施例（図１，図３，図４，図
６，図７，図９，図１１参照）：第１レンズ群Ｇ１は、
レンズ中心近傍が弱い負の屈折力を有し、レンズ周辺部
分が正の屈折力を有する両面非球面非球面の第１レンズ
Ｌ１，負の屈折力を持ち小さな共役側に強い凹面を向け
た第２レンズＬ２，負の屈折力を持ち小さな共役側に凹
面を有する第３レンズＬ３，負の屈折力を持ち小さな共
役側に凹面を有する第４レンズＬ４より構成されてい
る。第２レンズ群Ｇ２は正の屈折力を持った第５レンズ
Ｌ５より構成され、小さな共役側近傍で、かつ第３レン
ズ群Ｇ３の大きな共役側の焦点近傍に絞りＡＳＴが設け
られている。第３レンズ群Ｇ３は、負の屈折力を持ち小
さい共役側に凹面を有する第６レンズＬ６，正の屈折力
を持ち大きな共役側が凸面で第６レンズＬ６と接合され
た第７レンズＬ７，正の屈折力を持った第８レンズＬ
８，中心近傍にて正の屈折力を有する非球面の第９レン
ズＬ９より構成されている。

【００４０】２）第８実施例（図１３，図１４参照）：
第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３は、上記１）項と同じ構
成である。但し、本実施例では、投写画像を微小並進さ
せるレンズとなっている。このために、第１〜第３レン
ズ群Ｇ１〜Ｇ３および絞りＡＳＴを一体的に光軸と垂直
な方向に移動している。図１４において、一点鎖線がレ
ンズ系の光軸を示し、破線が液晶パネル３の表示面中心
の法線を示す。

【００４１】以上のとおり、各実施例は共に、第１レン
ズＬ１および第９レンズＬ９が非球面であり、負の屈折
力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レ
ンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の組み合わせでレト
ロフォーカス構成とし、第３レンズ群Ｇ３以降に厚い平
行平板Ｌ１０が挿入でき、かつ、平行平板Ｌ１０の前後
に適切な空気間隔がとれるだけの大きなバックフォーカ
スを確保している。また、絞りＡＳＴは第３レンズ群Ｇ
３のスクリーン側（大きな共役側）の焦点近傍に配置さ
れ、液晶パネル３側（小さな共役側）で軸外主光線を光
軸に略平行に保つテレセントリック構成としている。ま
た、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に大き
な空気間隔を確保し、折り曲げミラーＭの挿入を可能と
している。

【００４２】前述した投写レンズの仕様（１）〜（５）
を達成するために、本レンズ系は第１，第２，第３レン
ズ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３、および全系の焦点距離をｆ１，
ｆ２，ｆ３，ｆとし、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群
Ｇ２の空気間隔をＤ１とするとき、以下の条件式を満足
している。 １．８＜Ｄ１／ｆ＜３．０ ……（１） １．１＜ｆ２／ｆ３＜１．６ ……（２） １．５＜｜ｆ１｜／ｆ＜２．３……（３）

【００４３】上記条件式の極値の意味を以下に説明す
る。まず第１群レンズ群Ｇ１〜第２レンズ群Ｇ２間距離
と全系の焦点距離の比を定める（１）式において、
（１）式の上限値を越えるとミラーＭの挿入には有利で
あるが、第１レンズ群Ｇ１の外径が大きくなり、かつレ
ンズ全長が不必要に大きくなる。逆に（１）式の下限値
を越えるとミラーＭの挿入が困難になる。また、必要画
角を満たすためには第１レンズ群Ｇ１の負のパワーが強
くなり、軸外収差の補正が困難になる。

【００４４】第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の焦
点距離の比を定める（２）式の条件において、（２）式
の上限値を越えると第２レンズ群に比べて第３レンズ群
の正の屈折力分担が強くなりすぎるため、小さな共役側
で軸外主光線を光軸に略平行にしようとすると、小さな
共役側で見た軸外での歪曲収差が樽型に大きく発生し、
その補正が困難となる。逆に（２）式の下限値を越える
と第２レンズ群に比べて第３レンズ群の正の屈折力分担
が弱くなりすぎるので、レトロフォーカス型の構成が弱
くなってバックフォーカスを長く保つのが困難となる。

【００４５】ついで、（３）式は、第１レンズ群の全系
に対する焦点距離の比を定めている。（３）式の上限値
を越えると第１レンズ群の負の屈折力分担が弱すぎ、レ
トロフォーカス型の構成が弱くなるのでバックフォーカ
スを長く保つのが困難となる。また、（３）式の上限値
を越える状態で第１レンズ群の屈折力を構成し、所望の
バックフォーカスを確保するには、第１レンズ群と第２
レンズ群間の距離が小さくなりすぎて折り曲げミラーの
挿入が困難となる。逆に、（３）式の下限値を越えると
第１レンズ群の負の屈折力が強くなりすぎ軸外で大きな
非点収差が発生しその補正が困難となる。

【００４６】第１レンズ群Ｇ１の大きな共役側のレンズ
Ｌ１を非球面レンズとする本構成では、Ｌ１の焦点距離
ｆ４と全系の焦点距離ｆの比が（４）式の関係を満たす
ことが望ましい。 ｜ｆ４｜／ｆ＞１００ ……（４） （４）式の下限値を越えると、非球面レンズＬ１の軸上
屈折力が強くなりすぎる。このため、Ｌ１をプラスチッ
ク材料で作成する場合、温度・湿度等の環境変化による
投写画像の焦点ズレの問題が無視できなくなる。

【００４７】第３レンズ群Ｇ３の小さな共役側のレンズ
Ｌ９を非球面レンズとする本構成では、Ｌ９の焦点距離
ｆ５と全系の焦点距離ｆの比が（５）式の関係を満たす
ことが望ましい。 ｜ｆ５｜／ｆ＞１０ ……（５） （５）式の下限値を越えると、非球面レンズＬ９の軸上
屈折力が強くなりすぎる。このため、Ｌ９をプラスチッ
ク材料で作成すると、温度・湿度等の環境変化による投
写画像の焦点ズレの問題が無視できなくなる。

【００４８】次に、本発明の数値実施例を示す。数値実
施例１ないし数値実施例８に記載した記号の意味は以下
の通りである。なお、焦点距離，倍率はｅ線（５４６．
１ｎｍ）における値である。 ｆ：投写レンズ全系の焦点距離 θ：投写半画角（大きな共役側） Ｆ：基準投写倍率における、実効Ｆ値（小さな共役側） β：基準投写倍率 ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離 ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離 ｆ４：非球面レンズＬ１の焦点距離 ｆ５：非球面レンズＬ９の焦点距離 Ｄ１：第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間
隔 ｍ：スクリーン側から順次数えた面番号 ｒｉ：スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲
率半径 ｄｉ：スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ成分の
厚みおよび空気間隔 ｎｉ：スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ成分の
波長５８７．６ｎｍ（ｄ線）に於ける屈折率 νｉ：スクリーン側から数えて第ｉ番目のレンズ成分の
アッベ数 ＡＳＴ：絞り面

【００４９】また、各数値データ中に＊で示した非球面
の面形状は、面の中心を原点とし光軸方向をＺ軸とした
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、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０を各々４
次，６次，８次，１０次の非球面係数とするとき、下記
（６），（７）式で表されるものとする。

【００５０】

【数１】

【００５１】＜数値実施例１＞図１は実施例１を示す。
また本実施例の数値データを次に示す。図２は図１と同
じ構成のレンズに傾角４５°のミラーＭを挿入し、光線
を通した変形例である。 f = 20.10 θ=40.72° F = 3.0 β=22.73 f1=-40.85 f2=58.72 f3=48.74 D1=55.00 D1/f=2.74 f2/f3=1.20 ｜f1｜/f=2.03 f4=-2049.96 ｜f4｜/f=101.99 f5= 205.00 ｜f5｜/f= 10.20 m ri di ni νi 1 144.53758 6.52 1.49091 57.8 * 2 124.56847 0.30 * 3 80.12001 2.00 1.69680 55.5 4 33.49008 8.37 5 97.73254 2.00 1.61293 37.0 6 54.64791 0.30 7 57.54407 2.00 1.63854 55.4 8 37.18815 55.00 9 40.36627 2.83 1.80518 25.5 10 253.86377 0.30 11 INF 25.92 AST 12 -32.91364 2.00 1.80518 25.5 13 30.11748 12.65 1.71300 53.9 14 -63.30667 0.50 15 49.75426 14.43 1.69680 55.5 16 -75.75062 0.30 17 88.03700 2.90 1.49091 57.8 * 18 676.25798 6.00 * 19 INF 38.00 1.51680 64.2 20 INF ＜非球面係数＞ m K A4 A6 A8 A10 1 14.049951 0.511784E-05 -0.324162E-08 0.173489E-11 -0.219309E-15 2 -0.947031 0.490511E-05 -0.446777E-08 0.304698E-11 -0.636315E-15 17 -30.000000 0.213445E-05 -0.113398E-07 -0.110003E-11 0.626640E-14 18 30.000000 0.420107E-05 -0.338760E-08 -0.529001E-11 0.878067E-14

【００５２】図２において、第１レンズ群最終面中心
（Ｃ１）とミラーＭの中心（Ｃ２）の距離を３５．０ｍ
ｍとした。また、絞りＡＳＴは第２レンズ群を構成する
レンズＬ５の小さな共役側の面の後方０．３ｍｍに配置
している。図２により、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ
群Ｇ２の間にミラーＭの挿入に十分な間隔が確保できて
いることがわかる。軸外の主光線傾角は０．３°以下で
あり、良好なテレセントリック性が得られている。ま
た、図２よりレンズ系の内部（Ｇ１〜Ｇ２間）ではスク
リーン側（大きな共役側）に出射する光束よりも軸外光
の光軸に対する傾角が小さくなることがわかる。このた
めに、ミラーＭは投写レンズ外（スクリーン側）に配置
する場合よりも小型にできる。周辺照度比は、軸外の瞳
収差の効果により最大半画角にて８０％以上が得られて
いる。さらに、非球面レンズＬ１はレンズ中心近傍が弱
い負の屈折力を有し、レンズ周辺部分が正の屈折力を有
し、非球面レンズＬ９は中心部が正のパワーを有してお
り、液晶パネル側でみた周辺部の負の歪曲収差と高次非
点収差の補正をバランスよく行っている。

【００５３】＜数値実施例２＞図３は実施例２を示す。
また本実施例の数値データを次に示す。 f = 20.10 θ=40.73° F = 3.0 β=22.73 f1=-40.07 f2=59.64 f3=48.85 D1=55.00 D1/f=2.74 f2/f3=1.22 ｜f1｜/f=1.99 f4=-2049.96 ｜f4｜/f=102.01 f5= 205.00 ｜f5｜/f= 10.20 m ri di ni νi 1 146.25448 6.51 1.49091 57.8 * 2 125.88423 0.30 * 3 81.93874 2.00 1.69680 55.5 4 33.52539 8.41 5 100.54363 2.00 1.61293 37.0 6 51.76156 0.30 7 54.34585 2.00 1.63854 55.4 8 36.99495 55.00 9 42.95287 5.00 1.80518 25.5 10 357.98313 0.30 11 INF 25.96 AST 12 -34.07663 2.00 1.80518 25.5 13 30.20282 12.58 1.71300 53.9 14 -67.53304 0.50 15 50.96840 15.00 1.69680 55.5 16 -71.79149 0.30 17 81.31390 3.62 1.49091 57.8 * 18 410.23742 6.00 * 19 INF 38.00 1.51680 64.2 20 INF ＜非球面係数＞ m K A4 A6 A8 A10 1 13.885892 0.521648E-05 -0.398180E-08 0.235195E-11 -0.244395E-15 2 -0.237274 0.499628E-05 -0.654919E-08 0.618932E-11 -0.194218E-14 17 -30.000000 0.438037E-05 -0.168442E-07 -0.156713E-11 0.108017E-13 18 30.000000 0.498639E-05 -0.674091E-08 -0.909031E-11 0.159715E-13

【００５４】図３のレンズ断面図は、実施例１を示す図
１とほぼ同等である。本実施例でも、第１レンズ群Ｇ１
〜第２レンズ群Ｇ２間に実施例１と同量の空気間隔が確
保できており、ミラーＭの挿入には問題ない。

【００５５】＜数値実施例３＞図４は実施例３を示す。
また本実施例の数値データを次に示す。図５は図４と同
じ構成のレンズに傾角４５°のミラーＭを挿入し、光線
を通した変形例である。 f = 20.09 θ=40.73° F = 3.0 β=22.73 f1=-38.11 f2=55.56 f3=50.00 D1=55.00 D1/f=2.74 f2/f3=1.11 ｜f1｜/f=1.90 f4=-2049.96 ｜f4｜/f=102.05 f5= 205.00 ｜f5｜/f= 10.20 m ri di ni νi 1 167.21861 7.00 1.49091 57.8 * 2 141.49277 0.30 * 3 81.21689 2.00 1.69680 55.5 4 33.36225 6.08 5 61.73065 2.00 1.61293 37.0 6 48.27901 2.41 7 75.78143 2.00 1.63854 55.4 8 35.19476 55.00 9 41.59238 3.50 1.69894 30.1 10 -640.52751 2.10 11 INF 26.19 AST 12 -29.72193 2.11 1.78472 25.7 13 31.79942 12.65 1.69680 55.5 14 -58.28475 0.50 15 49.22762 15.00 1.64850 53.0 16 -68.02103 0.30 17 84.67134 2.83 1.49091 57.8 * 18 516.66369 6.00 * 19 INF 38.00 1.51680 64.2 20 INF ＜非球面係数＞ m K A4 A6 A8 A10 1 18.273463 0.592629E-05 -0.431832E-08 0.257940E-11 -0.365463E-15 2 3.707776 0.594675E-05 -0.712662E-08 0.623619E-11 -0.197372E-14 17 -30.000000 0.411329E-05 -0.168705E-07 -0.332521E-11 0.117636E-13 18 30.000000 0.529834E-05 -0.801132E-08 -0.785035E-11 0.146477E-13

【００５６】図４において、第１レンズ群最終面中心
（Ｃ１）とミラーＭの中心（Ｃ２）の距離は３５．０ｍ
ｍである。また、絞りＡＳＴは第２レンズ群を構成する
レンズＬ５の小さな共役側の面の後方２．１ｍｍに配置
している。図５により、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ
群Ｇ２の間にミラーＭの挿入に十分な間隔が確保できて
いることがわかる。軸外の主光線傾角は０．２°以下で
あり、良好なテレセントリック性が得られている。周辺
照度比は、軸外の瞳収差の効果により最大半画角にて８
０％以上が得られている。

【００５７】＜数値実施例４＞図６は実施例４を示す。
また本実施例の数値データを次に示す。 f = 20.09 θ=40.73° F = 3.0 β=22.73 f1=-38.15 f2=55.29 f3=50.00 D1=55.00 D1/f=2.74 f2/f3=1.11 ｜f1｜/f=1.90 f4=-2049.96 ｜f4｜/f=102.05 f5= 204.99 ｜f5｜/f= 10.21 m ri di ni νi 1 169.48326 7.00 1.49091 57.8 * 2 143.16057 0.30 * 3 81.47967 2.00 1.69680 55.5 4 33.42615 5.88 5 59.97288 2.00 1.61293 37.0 6 47.80968 2.55 7 76.91826 2.00 1.63854 55.4 8 35.11541 55.00 9 41.53543 3.50 1.69894 30.1 10 -604.13521 1.99 11 INF 25.79 AST 12 -30.31429 2.79 1.78472 25.7 13 31.43325 12.65 1.69680 55.5 14 -60.88761 0.50 15 48.60276 15.00 1.64850 53.0 16 -69.43146 0.30 17 82.49091 2.82 1.49091 57.8 * 18 444.10635 6.00 * 19 INF 38.00 1.51680 64.2 20 INF ＜非球面係数＞ m K A4 A6 A8 A10 1 19.072972 0.595539E-05 -0.435982E-08 0.257916E-11 -0.353528E-15 2 3.594281 0.599511E-05 -0.721013E-08 0.628832E-11 -0.195026E-14 17 -27.952219 0.444726E-05 -0.167489E-07 -0.347749E-11 0.114415E-13 18 30.000000 0.567467E-05 -0.795368E-08 -0.781468E-11 0.144074E-13

【００５８】図６のレンズ断面図は、実施例３を示す図
４とほぼ同等である。本実施例でも、第１レンズ群Ｇ１
〜第２レンズ群Ｇ２間に実施例３と同量の空気間隔が確
保できており、ミラーＭの挿入には問題ない。

【００５９】＜数値実施例５＞図７は実施例５を示す。
また本実施例の数値データを次に示す。図８は図７と同
じ構成のレンズに傾角４５°のミラーＭを挿入し、光線
を通した変形例である。 f = 20.06 θ=40.76° F = 3.0 β=22.73 f1=-38.21 f2=55.50 f3=50.00 D1=55.00 D1/f=2.74 f2/f3=1.11 ｜f1｜/f=1.90 f4=-2049.95 ｜f4｜/f=102.18 f5= 205.00 ｜f5｜/f= 10.22 m ri di ni νi 1 200.38649 6.50 1.49091 57.8 * 2 165.43377 0.30 * 3 79.64856 2.00 1.74400 44.9 4 34.12410 6.02 5 63.80568 2.00 1.71300 53.9 6 41.19482 2.99 7 66.05494 2.00 1.56384 60.8 8 38.54791 55.00 9 41.34907 3.50 1.71736 29.5 10 -1315.30505 3.05 11 INF 25.60 AST 12 -29.19360 2.41 1.78472 25.7 13 31.93897 12.85 1.69680 55.5 14 -56.76985 0.50 15 48.11803 15.00 1.63854 55.4 16 -69.68377 0.30 17 88.42674 2.82 1.49091 57.8 * 18 700.45438 6.00 * 19 INF 38.00 1.51680 64.2 20 INF ＜非球面係数＞ m K A4 A6 A8 A10 1 27.099756 0.630158E-05 -0.479976E-08 0.295832E-11 -0.417643E-15 2 9.456317 0.599491E-05 -0.756318E-08 0.682710E-11 -0.217979E-14 17 -29.508077 0.557801E-05 -0.169219E-07 -0.653153E-11 0.135063E-13 18 30.000000 0.778203E-05 -0.105712E-07 -0.771268E-11 0.146458E-13

【００６０】図８において、第１レンズ群最終面中心
（Ｃ１）とミラーＭの中心（Ｃ２）の距離は３５．０ｍ
ｍである。また、絞りＡＳＴは第２レンズ群を構成する
レンズＬ５の小さな共役側の面の後方３．０５ｍｍに配
置している。図８により、第１レンズ群Ｇ１と第２レン
ズ群Ｇ２の間にミラーＭの挿入に十分な間隔が確保でき
ていることがわかる。軸外の主光線傾角は０．３°以下
であり、良好なテレセントリック性が得られている。周
辺照度比は、軸外の瞳収差の効果により最大半画角にて
８１％以上が得られている。

【００６１】＜数値実施例６＞図９は実施例６を示す。
また、本実施例の数値データを次に示す。本実施例では
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ８（＝Ｄ
１）は５０．０ｍｍであり、実施例１〜実施例５よりも
５．０ｍｍ小さい間隔となっている。図１０は図９と同
じ構成のレンズに傾角４５°のミラーＭを挿入し、光線
を通した変形例である。 f = 20.00 θ=40.87° F = 3.0 β=22.73 f1=-35.70 f2=55.50 f3=50.00 D1=50.00 D1/f=2.50 f2/f3=1.11 ｜f1｜/f=1.78 f4=-2049.95 ｜f4｜/f=102.50 f5= 204.99 ｜f5｜/f= 10.25 m ri di ni νi 1 699.24232 6.41 1.49091 57.8 * 2 412.01572 0.30 * 3 80.66004 2.50 1.69680 55.5 4 31.67874 7.54 5 78.70230 2.50 1.61293 37.0 6 52.55744 1.20 7 62.73434 2.50 1.63854 55.4 8 33.61138 50.00 9 44.45248 4.00 1.69894 30.1 10 -312.40651 0.72 11 INF 27.53 AST 12 -32.78267 2.50 1.78472 25.7 13 33.16621 12.21 1.69680 55.5 14 -61.87310 0.30 15 47.63476 15.00 1.63854 55.4 16 -71.98256 0.30 17 82.98694 2.79 1.49091 57.8 * 18 459.11977 6.00 * 19 INF 38.00 1.51680 64.2 20 INF ＜非球面係数＞ m K A4 A6 A8 A10 1 16.490954 0.808713E-05 -0.618187E-08 0.402789E-11 -0.720705E-15 2 0.070528 0.773877E-05 -0.919467E-08 0.830007E-11 -0.285502E-14 17 -30.000000 0.873630E-05 -0.240649E-07 -0.131285E-10 0.272775E-13 18 30.000000 0.104440E-04 -0.175524E-07 -0.128337E-10 0.264017E-13

【００６２】図１０において、第１レンズ群最終面中心
（Ｃ１）とミラーＭの中心（Ｃ２）の距離を３２．０ｍ
ｍとした。また、絞りＡＳＴは第２レンズ群を構成する
レンズＬ５の小さな共役側の面の後方０．７２ｍｍに配
置している。図１０により、第１レンズ群Ｇ１と第２レ
ンズ群Ｇ２の間にミラーＭの挿入に十分な間隔が確保で
きていることがわかる。軸外の主光線傾角は０．２°以
下であり、良好なテレセントリック性が得られている。
周辺照度比は、軸外の瞳収差の効果により最大半画角に
て８０％以上が得られている。

【００６３】＜数値実施例７＞図１１は実施例７を示
す。また本実施例の数値データを次に示す。本実施例で
は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ８（＝
Ｄ１）は４８．５ｍｍであり、実施例１〜実施例５より
も６．５ｍｍ小さい間隔となっている。また、本実施例
では第３レンズ群Ｇ３と平行平板Ｌ１０の間隔ｄ１８は
１１．０ｍｍであり、実施例１〜実施例６よりも５．０
ｍｍ大きい間隔となっている。図１２は図１１と同じ構
成のレンズに傾角４５°のミラーＭを挿入し、光線を通
した変形例である。 f = 19.97 θ=40.91° F = 3.0 β=22.73 f1=-34.19 f2=59.31 f3=50.00 D1=48.50 D1/f=2.43 f2/f3=1.19 ｜f1｜/f=1.71 f4=-2049.95 ｜f4｜/f=102.66 f5= 217.20 ｜f5｜/f= 10.88 m ri di ni νi 1 10133.99691 6.44 1.49091 57.8 * 2 918.67295 0.30 * 3 91.29158 2.50 1.69680 55.5 4 30.55128 8.03 5 82.06807 2.50 1.61293 37.0 6 57.09781 0.80 7 63.17290 2.50 1.63854 55.4 8 34.25805 48.50 9 55.99976 4.50 1.69894 30.1 10 -159.05328 4.96 11 INF 25.70 AST 12 -38.41747 4.50 1.78472 25.7 13 34.29676 12.54 1.69680 55.5 14 -82.22438 0.30 15 51.10917 16.00 1.63854 55.4 16 -64.18314 0.30 17 86.97034 2.80 1.49091 57.8 * 18 458.41195 11.00 * 19 INF 38.00 1.51680 64.2 20 INF ＜非球面係数＞ m K A4 A6 A8 A10 1 30.000000 0.818671E-05 -0.569060E-08 0.376350E-11 -0.800916E-15 2 30.000000 0.719910E-05 -0.665014E-08 0.540966E-11 -0.191931E-14 17 -29.618780 0.930485E-05 -0.204868E-07 -0.210749E-10 0.297159E-13 18 30.000000 0.108415E-04 -0.151952E-07 -0.210847E-10 0.310660E-13

【００６４】図１２において、第１レンズ群最終面中心
（Ｃ１）とミラーＭの中心（Ｃ２）の距離を３２．０ｍ
ｍとした。また、絞りＡＳＴは第２レンズ群を構成する
レンズＬ５の小さな共役側の面の後方４．９６ｍｍに配
置している。図１２により、第１レンズ群Ｇ１と第２レ
ンズ群Ｇ２の間にミラーＭの挿入に十分な間隔が確保で
きていることがわかる。軸外の主光線傾角は０．３°以
下であり、良好なテレセントリック性が得られている。
周辺照度比は、軸外の瞳収差の効果により最大半画角に
て８１％以上が得られている。

【００６５】＜数値実施例８＞図１３，図１４は実施例
８を示す。本実施例は投写画像を並進させる機能を持つ
レンズであり、図１４は図１３の第１〜第３レンズ群Ｇ
１〜Ｇ３および絞りＡＳＴを一体的に光軸と垂直な方向
に３．５ｍｍ移動している。図１４において、一点鎖線
がレンズ系の光軸を示し、破線が液晶パネル３の表示面
中心の法線を示している。また本実施例の数値データを
次に示す。図１５，図１６はそれぞれ図１３，図１４と
同じ構成のレンズに傾角４５°のミラーＭを挿入し、光
線を通した変形例である。 f = 20.09 θ=40.73° F = 3.00 β=22.73 f1=-38.02 f2=55.50 f3=50.00 D1=55.00 D1/f=2.74 f2/f3=1.11 ｜f1｜/f=1.89 f4=-2049.96 ｜f4｜/f=102.03 f5= 207.23 ｜f5｜/f= 10.31 m ri di ni νi 1 164.02814 7.00 1.49091 57.8 * 2 139.13222 0.30 * 3 81.27125 2.00 1.69680 55.5 4 33.51374 7.13 5 76.74242 2.00 1.61293 37.0 6 46.43924 1.53 7 59.69807 2.00 1.63854 55.4 8 35.34112 55.00 9 42.28191 4.00 1.69894 30.1 10 -498.63001 2.15 11 INF 26.03 AST 12 -30.09670 3.01 1.78472 25.7 13 32.81563 12.45 1.69680 55.5 14 -59.44211 0.50 15 47.98450 15.00 1.63854 55.4 16 -69.20724 0.30 17 88.27549 2.78 1.49091 57.8 * 18 643.08057 6.00 * 19 INF 38.00 1.51680 64.2 20 INF ＜非球面係数＞ m K A4 A6 A8 A10 1 17.041178 0.591051E-05 -0.487677E-08 0.302565E-11 -0.340027E-15 2 0.986328 0.621784E-05 -0.917537E-08 0.936190E-11 -0.322040E-14 17 -29.951620 0.665213E-05 -0.190228E-07 -0.991913E-11 0.183491E-13 18 30.000000 0.899955E-05 -0.129477E-07 -0.100556E-10 0.185599E-13

【００６６】図１５，図１６において、第１レンズ群最
終面中心（Ｃ１）とミラーＭの中心（Ｃ２）の距離を３
５．０ｍｍとした。また、絞りＡＳＴは第２レンズ群を
構成するレンズＬ５の小さな共役側の面の後方２．１５
ｍｍに配置している。図１５，図１６により、第１レン
ズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔にミラーＭが挿入で
きることがわかる。

【００６７】本変形例では投写画像を並進させるため
に、第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３および絞りＡＳＴを
一体的に光軸と垂直な方向に３．５ｍｍ移動している。
これにより、液晶パネル３側のテレセントリック性を保
ったまま投写画像を８３．０ｍｍ並進できる。本レンズ
の投写画像並進機能は、後述するマルチビジョンプロジ
ェクタに求められる投写画像微小並進調整機能を十分に
満たすものである。

【００６８】図１７〜図２３は、それぞれ実施例１〜実
施例７に対応する小さな共役側でみた収差曲線図であ
る。また、図２４，図２５は、実施例８の各状態に対応
する小さな共役側で見た収差曲線図である。球面収差図
は（ＷＬ１＝６１０ｎｍ，ＷＬ２＝５４６．１ｎｍ，Ｗ
Ｌ３＝４７０ｎｍ）の３波長について示し、非点収差，
歪曲収差は５４６．１ｎｍ（ｅ線）について示してい
る。図１７〜図２５における各収差は十分実用に供され
るものである。

【００６９】なお、以上の各実施例においては、絞りＡ
ＳＴは第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ５の後方に独立して
設けたが、レンズＬ５の小さな共役側の面の外径で代用
してもよいし、レンズＬ５を保持する鏡筒（図示せず）
の構造により絞り機能を実現してもよい。特に、前述し
た実施例１，実施例２，実施例６の如く絞りが第５レン
ズＬ５の直後に配置されるレンズ構成においては、この
ような代替絞り手段が有効である。なお、実施例１〜実
施例８において、スクリーンから第１レンズＬ１に至る
距離が変化した場合のフォーカス調整は、第１レンズ群
Ｇ１全体を一体的に光軸方向に変位させるか、レンズ群
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を一体的に平行平板Ｌ１０に対して光
軸方向に移動させる方法が有効である。

【００７０】３）第９実施例（図２６，図２７参照）：
図２６は本発明によるマルチビジョン投写型表示装置の
実施例の構成図であり、図２６（ａ）は側面図を、図２
６（ｂ）は正面図を示す。図において３００ａ〜３００
ｄは筐体２００ａ〜２００ｄと投写レンズ４ａ〜４ｄよ
り構成された投写器、４１ａ〜４１ｄは投写レンズ４ａ
〜４ｄに内蔵された折り曲げミラー、５は透過型スクリ
ーン、１７０はキャビネットであり投写器３００ａ〜３
００ｄを内蔵しスクリーン５を保持している。また、図
２７は投写器３００ａ〜３００ｄの内部構成を示す図で
あり、図２７（ａ）は投写レンズ４ａ〜４ｄ以前の光学
系が配置された面の平面図、図２７（ｂ）は側面図であ
る。図において、１２０はランプ、１３０は楕円鏡、１
３１はコンデンサレンズである。１４ＧＢ，１４Ｇはダ
イクロイックミラー、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
はミラー、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは液晶パネル、１５はダイ
クロイックプリズムである。また、４は投写レンズであ
り、折り曲げミラー４１、および絞りＡＳＴを内蔵して
おり、詳細構成は実施例１〜８で述べた通りである。

【００７１】次に、本実施例の動作について説明する。
図２７において、メタルハライドランプ，キセノンラン
プ，ハロゲンランプ等の白色光源１２０から出射した光
束は楕円鏡１３０で反射後集光され、ミラー１１ａで反
射されてコンデンサレンズ１３１に入射し、平行照明光
束に変換される。平行照明光束は緑・青色光を反射し、
赤色光を透過するダイクロイックミラー１４ＧＢ、およ
び緑色光を反射し青色光を透過するダイクロイックミラ
ー１４Ｇによって赤・緑・青の３原色に分解される。赤
色光はミラー１１ｂによって光路を曲げられて液晶パネ
ル３Ｒに照射され、青色光はミラー１１ｃ，１１ｄによ
って光路を曲げられて液晶パネル３Ｂに照射され、緑色
光はダイクロイックミラー１４Ｇで反射されて液晶パネ
ル３Ｇに照射される。このように液晶パネルはコンデン
サレンズ１３１により平行光で照明される（テレセント
リック照明系）ので、ダイクロイックミラー１４ＧＢ，
１４Ｇの分光特性に入射角依存性があっても、均一な色
度の光で照明が可能である。また、液晶パネル３Ｒ，３
Ｇ，３Ｂの表示特性に照明光の入射角依存性がある場合
にでも、照明光が平行なのでパネルの表示面内で均一な
表示が得られる。

【００７２】液晶パネルの画像で変調された透過光は、
公知のダイクロイックプリズム１５により合成され、投
写レンズ４に入射する。前述したとおり、投写レンズ４
の内部には折り曲げミラー４１が内蔵されており、ミラ
ーの前後にレンズ系を有している（レンズ系は図示省
略）。図２７（ｂ）では典型的な例として、折り曲げミ
ラー４１の傾角が４５°の場合を図示した。上記合成光
束は折り曲げミラー４１によって９０°折り曲げられ、
図２７（ｂ）のように投写光１１０が投写レンズ４より
出射される。なお、投写レンズ４以前の光学系は、図２
７（ａ）に平面図を示すように、筐体２００の底面２０
１（図２７（ｂ）参照）に平行な平面内に配置されてい
る。

【００７３】前述した通り、絞りＡＳＴは投写レンズの
Ｆ値を決め、かつ液晶パネルの各点から投写レンズに入
射する光束の主光線をレンズ光軸に平行にする働きがあ
る。絞りＡＳＴにより主光線が平行になるので、ダイク
ロイックプリズム１５を透過する光束に入射角のむらが
なくなり、ダイクロイックプリズム１５の分光特性の入
射角依存性による投写画像の色むらをなくすことができ
る。

【００７４】次に、セット全体の動作について図２６に
より説明する。投写器３００ａ〜３００ｄのうち、第１
の折り曲げミラー４１ａ〜４１ｄ以前の部分（筐体２０
０ａ〜２００ｄ）は、スクリーン側から見た正面図（図
２６（ｂ））において、筐体２００ａ，２００ｂはそれ
ぞれ投写器３００ａ，３００ｂが形成する単位画面１１
２ａ，１１２ｂの中央より下方の左側半分に、また、筐
体２００ｃ，２００ｄはそれぞれ投写器３００ｃ，３０
０ｄが形成する単位画面１１２ｃ，１１２ｄの中央より
上方の右側半分に配置されている。第１の折り曲げミラ
ー４１ａ〜４１ｄによって投写レンズ４ａ〜４ｄ内で折
り曲げられた光束は投写光１１０ａ〜１１０ｄとして鉛
直上方向もしくは鉛直下方向に折り曲げられて出射し、
側面図（図２６（ａ））に示すように第２の折り曲げミ
ラー１６０ａ，１６０ｂによってスクリーン５側に折り
曲げられ、スクリーン５上に拡大単位画像１１２ａ〜１
１２ｄが形成される。単位画面の配列個数は、図２６は
縦２×横２の例であるが、これ以外の構成であっても問
題ない。

【００７５】なお、第２の折り曲げミラー１６０ａ，１
６０ｂは図２６のように部品点数の削減およびキャビネ
ット１７０への取り付けの簡略化のために横方向で共通
としてあってもよいし、または各単位画面１１２ａ〜１
１２ｄ毎に別個のミラーを配置してもよい。また、第２
の折り曲げミラー１６０ａ，１６０ｂは長方形でもよ
く、投写光１１０ａ〜１１０ｄの入射範囲だけに反射面
があればよい。そこで、図２６（ｂ）に破線で示したよ
うに台形状のミラーを使用すればミラー面積を長方形に
したときよりも低減できるので、セットの軽量化に有効
である。スクリーン５は全体が一体でもよいし、上下ま
たは左右で２分割してあってもよく、また、単位画面１
１２ａ〜１１２ｄ毎に別個のスクリーンを縦横に配列し
てもよい。キャビネット１７０は全体が一体でもよい
し、各単位画面１１２ａ〜１１２ｄ毎に各々が別体の箱
状のものを縦横に配列した構造、または隣接するものど
うしを箱状に一体化してこれらを配列した構造であって
もよい。

【００７６】前述した通り、折り曲げミラーをレンズ内
に実装するとレンズ系内部での軸外光の光軸に対する傾
角はレンズの出射光の光軸に対する傾角よりも小さくで
きるので、第１の折り曲げミラー４１ａ〜４１ｄを小型
にできる。しかも筐体２００ａ〜２００ｄを各単位画面
１１２ａ〜１１２ｄの中央よりも下側または上側の左半
分もしくは右半分に収納すれば、キャビネット１７０の
スクリーン５よりも下の部分１７１および上の部分１７
３が小さくできるので、セット高さＨの低減が容易であ
る。

【００７７】奥行きＤを小さくする点については、第２
の折り曲げミラー１６０ａ，１６０ｂの垂直線に対する
角度θ１（図２６（ａ））を４５°以下にすることが有
効である。そのためには、筐体２００ａ〜２００ｄの底
面２０１ａ〜２０１ｄ（２０１ｂ，２０１ｄは図示せ
ず）とキャビネットの底面１７２または上面１７４（水
平方向に一致）とのなす角θ２を、一点鎖線で示す投写
光束の中心線１１１ａ〜１１１ｄ（１１１ｂ，１１１ｄ
は図示せず）が垂直よりもセット後方に傾くように設定
すべきである。このためにはθ２≧０°とすればよい。
図２６では便宜上スクリーン５に入射する投写光の中心
線を水平方向に一致するように描いたが、必ずしもこの
限りではなく、中心線の延長線が鑑賞者の目の位置とな
るように設定することが望ましい。

【００７８】高さＨを小さくするには、筐体２００ａ〜
２００ｄをできるだけ薄くすることが必要である。この
ために、図２７の実施例では投写レンズ４以前の光学系
を投写レンズ４の出射光の中心線１１１と直交する平面
（図２７（ａ））内に配置し、筐体２００の厚みＨｐを
小さくしている。なお、図２７（ｂ）で、２０１は筐体
２００の底面であり、投写光の中心線１１１と直交して
いる。つまり、底面２０１は平面図を示す図２７（ａ）
と平行な面内に配置されている。図２７と同一の光学部
品を用いて、筐体２００を投写レンズ４の光軸回りに９
０°回転した光学系の配置も考えられるが、この場合、
筐体２００の幅Ｗｐが高さＨｐよりも大きいので、図２
６の構成に適用してマルチビジョン投写型表示装置全体
の高さＨを小さくする上では不利である。

【００７９】また、スクリーン５はＮＴＳＣ方式の装置
では４：３，ＨＤＴＶ方式の装置では１６：９の寸法比
を有しており、長手方向が水平方向に設定されている。
図２７（ｂ）に示したように、投写器３００内部で液晶
パネルの画像表示面の長手方向が上下方向となるように
配置すれば、第１の折り曲げミラー４１での反射によっ
て投写画像の長手方向がスクリーンの長手方向（水平方
向）と一致するように方向が変換されるので都合がよ
い。

【００８０】さらに、図２６ではキャビネット１７０内
部の下側の投写器３００ａ，３００ｂは各単位画面１１
２ａ，１１２ｂの中央よりも下方の左側に筐体２００
ａ，２００ｂを配置し、かつ上側の投写器３００ｃ，３
００ｄは各単位画面１１２ｃ，１１２ｄの中央より上方
の右側に筐体２００ｃ，２００ｄを配置する例を示した
が、筐体２００ａ〜２００ｄを各単位画面１１２ａ〜１
１２ｄの中央に対し、各々左右反対側に配置しても本発
明の効果に変わりはない。

【００８１】また、上側の投写器３００ｃ，３００ｄは
各単位画面１１２ｃ，１１２ｄの中央よりも上半分に配
置されているが、キャビネット１７０内部の第２の折り
曲げミラー１６０ａの上方にキャビネット底面１７２お
よび上面１７４と平行な平面を設け、該平面上に筐体２
００ｃ，２００ｄを配置することにより、投写器３００
ｃ，３００ｄを各単位画面１１２ｃ，１１２ｄの中央よ
りも下半分に配置しても本発明の効果に変わりはない。
但し、この場合、上側の第２の折り曲げミラー１６０ｂ
は、下側の第２の折り曲げミラー１６０ａと平行にキャ
ビネット１７０内に配置することになる。

【００８２】以上のような筐体内の光学系の配置のもと
で、セット全体の高さを低減するには図２６中で筐体２
００ａ〜２００ｄの底面２０１ａ〜２０１ｄ（２０１
ｂ，２０１ｄは図示せず）とキャビネット１７０の底面
１７２もしくは上面１７４（図では便宜上水平線の方向
と一致させている）とのなす角θ２を適当に設定する必
要がある。図２６は第１の発明（実施例１）の投写レン
ズを用いて、全画面サイズの対角６０インチ（各単位画
面サイズの対角３０インチ），縦横比３：４の装置を構
成した例であり、図中θ１＝４０°，θ２＝１０°とし
て描いている。この条件では、セット高さＨ＝１０８０
ｍｍ，奥行きＤ＝２８０ｍｍが得られた。

【００８３】また、同じく全画面サイズ６０インチでθ
１＝４５°，θ２＝０°とすることにより、高さＨ＝１
０００ｍｍ，奥行きＤ＝３３０ｍｍとなり、奥行きは上
記例よりも増加するが、セット高さが低減できることが
わかった。但し、この例では投写器底面が水平方向と一
致するので、セットの組立、検査等が容易になり、奥行
きの増加を許容できれば製造上好ましい構成といえる。
前述のセットの奥行きを小さくする条件（θ２≧０°）
を勘案すると、セットの奥行きと高さとをバランスよく
低減するためには以下の条件式を満たすことが望まし
い。 ０°≦θ２≦２０° ……（８） 条件式（８）の下限値を越えるとセットの奥行きが不必
要に大きくなる。また、条件式（８）の上限値を越える
と、セット高さが不必要に増加する、筐体２００ａ〜２
００ｄがスクリーン５への入射光を遮る、スクリーン５
の面を越えて筐体２００ａ〜２００ｄがセット前方には
み出す等の不都合が生ずる。

【００８４】さらに、図２６において、投写レンズ４ａ
〜４ｄをそれぞれ該投写レンズの第１の折り曲げミラー
４１ａ〜４１ｄ以前の液晶パネル側（小さな共役側）の
光軸と垂直な方向に移動することにより、スクリーン５
上に投写された単位画面１１２ａ〜１１２ｄのスクリー
ン面内における位置を調整できるようになる。この調整
法は、第１の発明の実施例８で述べたレンズが持つ投写
画像並進機能を利用している。これにより単位投写画面
１１２ａ〜１１２ｄの相対位置を各々調整し縦横に密に
配列すれば、単位画面間の継ぎ目を最も見えにくくし、
且つ隣接画面間の画素の相対位置を最適な状態に調整で
きる。

【００８５】

【発明の効果】以上に詳述したように、請求項１の発明
に係るマルチビジョン投写型表示装置によれば、奥行き
が小さく、しかも単位画面間の継ぎ目が小さなマルチビ
ジョン投写型表示装置を実現できる。

【００８６】また、請求項１の発明に係るマルチビジョ
ン投写型表示装置によれば、各投写手段の投写レンズ以
前の光学系を各投写レンズ出射光の中心光線と直交する
各平面内に配置して、この各平面とキャビネットの奥行
き方向とのなす角を適切に設定することにより、高さ方
向および奥行き方向の小さなマルチビジョン投写型表示
装置を実現できる。

【００８７】また、請求項１の発明に係るマルチビジョ
ン投写型表示装置によれば、各投写手段の投写レンズを
該投写レンズの第1ミラー以前の小さな共役側の光軸と
垂直な方向に移動させることにより、各投写手段の投写
光によって形成された隣接する各単位画面を並進させ、
縦横に密に配列することで各単位画面間の継ぎ目が小さ
く、且つ各画面間の画素ズレが小さなマルチビジョン投
写型表示装置が実現できる。

【００８８】また、請求項１の発明に係るマルチビジョ
ン投写型表示装置によれば、透過型スクリーン上に縦横
に密に配列された各単位画面のうち、横方向に配列され
た該単位画面を投写するために各投写レンズから出射し
た投写光を反射する第１のミラー手段を、一体のミラー
としてキャビネット内部に配置することにより、部品点
数の削減およびキャビネットへの第２の折り曲げミラー
の取り付けが簡略化できる。

【００８９】また、請求項１から６までの発明に係るマ
ルチビジョン投写型表示装置によれば、第１レンズ群の
大きな共役側のレンズおよび第３レンズ群の小さな共役
側のレンズを共に非球面レンズとすることにより、広画
角性と高度な結像特性とを両立できる。

【００９０】また、請求項１から６までの発明に係るマ
ルチビジョン投写型表示装置によれば、投写レンズ手段
におけるレトロフォーカス型レンズの屈折力配置を特定
することにより、折り曲げミラーを第１レンズ群、第２
レンズ群間に挿入可能とし、ダイクロイックプリズムの
挿入に十分なバックフォーカスを確保した広角投写が可
能になる。

【００９１】また、請求項１から６までの発明に係るマ
ルチビジョン投写型表示装置によれば、投写レンズ手段
における第１レンズ群の大きな共役側の非球面レンズを
プラスチック材料で作成した場合の温度・湿度等の環境
変化による投写画像の焦点ズレの問題を起こすことなく
広画角性と高度な結像特性とを両立できる。

【００９２】また、請求項１から６までの発明に係るマ
ルチビジョン投写型表示装置によれば、投写レンズ手段
における第３レンズ群の小さな共役側の非球面レンズを
プラスチック材料で作成した場合の温度・湿度等の環境
変化による投写画像の焦点ズレの問題を起こすことなく
広画角性と高度な結像特性とを両立できる。

【００９３】

【００９４】

【００９５】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１によるレトロフォーカス
型レンズの断面図である。

【図２】 実施例１の変形例によるレトロフォーカス型
レンズの断面図である。

【図３】 この発明の実施例２によるレトロフォーカス
型レンズの断面図である。

【図４】 この発明の実施例３によるレトロフォーカス
型レンズの断面図である。

【図５】 実施例３の変形例によるレトロフォーカス型
レンズの断面図である。

【図６】 この発明の実施例４によるレトロフォーカス
型レンズの断面図である。

【図７】 この発明の実施例５によるレトロフォーカス
型レンズの断面図である。

【図８】 実施例５の変形例によるレトロフォーカス型
レンズの断面図である。

【図９】 この発明の実施例６によるレトロフォーカス
型レンズの断面図である。

【図１０】 実施例６の変形例によるレトロフォーカス
型レンズの断面図である。

【図１１】 この発明の実施例７によるレトロフォーカ
ス型レンズの断面図である。

【図１２】 実施例７の変形例によるレトロフォーカス
型レンズの断面図である。

【図１３】 この発明の実施例８の第１の構成例による
レトロフォーカス型レンズの断面図である。

【図１４】 この発明の実施例８の第２の構成例による
レトロフォーカス型レンズの断面図である。

【図１５】 実施例８の第１の変形例によるレトロフォ
ーカス型レンズの断面図である。

【図１６】 実施例８の第２の変形例によるレトロフォ
ーカス型レンズの断面図である。

【図１７】 実施例１のレトロフォーカス型レンズの諸
収差図である。

【図１８】 実施例２のレトロフォーカス型レンズの諸
収差図である。

【図１９】 実施例３のレトロフォーカス型レンズの諸
収差図である。

【図２０】 実施例４のレトロフォーカス型レンズの諸
収差図である。

【図２１】 実施例５のレトロフォーカス型レンズの諸
収差図である。

【図２２】 実施例６のレトロフォーカス型レンズの諸
収差図である。

【図２３】 実施例７のレトロフォーカス型レンズの諸
収差図である。

【図２４】 実施例８のレトロフォーカス型レンズの諸
収差図である。

【図２５】 実施例８のレトロフォーカス型レンズの諸
収差図である。

【図２６】 この発明の実施例９によるマルチビジョン
投写型表示装置の全体構成図である。

【図２７】 実施例９のマルチビジョン投写型表示装置
を構成する投写器の構成図である。

【図２８】 従来の液晶投写型表示装置の投写器の構成
図である。

【図２９】 従来の投写型表示装置の全体構成図であ
る。

【符号の説明】

３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ 画像表示デバイス、４，４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄ 投写レンズ、５ 透過型スクリーン、
１５ ダイクロイックプリズム、４１，４１ａ，４１
ｂ，４１ｃ，４１ｄ 第１の折り曲げミラー手段、１１
０，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ 投写
光、１１１，１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ
投写光の中心光線、１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，
１１２ｄ 単位投写画面、１２０ ランプ、１６０，１
６０ａ，１６０ｂ 第２の折り曲げミラー手段、１７０
キャビネット手段、２００，２００ａ，２００ｂ，２
００ｃ，２００ｄ 筐体手段、３００，３００ａ，３０
０ｂ，３００ｃ，３００ｄ 投写器、Ｍ 折り曲げミラ
ー、ＡＳＴ 絞り手段、Ｇ１ 第１レンズ群、Ｇ２ 第
２レンズ群、Ｇ３ 第３レンズ群。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０Ｄ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０ Ｈ０４Ｎ 5/64 ５０１Ｂ Ｈ０４Ｎ 5/64 ５０１ 9/31 Ｂ 9/31 Ｃ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (56)参考文献 特開 平８−201688（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−138386（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−86643（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−21246（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−75630（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示デバイスと該画像表示デバイス
   に表示された画像を拡大投写する投写レンズとを有する
   投写手段を複数個と、 該各投写手段の前記投写レンズ以前の光学系を保持する
   筐体手段と、 前記各投写レンズの内部に設けられ、光路を反射して折
   り曲げる第１のミラー手段と、 前記各投写レンズから出射する投写光の光路を反射して
   折り曲げる第２のミラー手段と、 前記第２のミラー手段によって反射した前記投写光が入
   射して、該各投写手段の投写画像で形成された隣接する
   各単位画面を縦横に密に配列して拡大画像を形成する透
   過型スクリーンと、 前記第２のミラー手段と前記透過型スクリーンとを保持
   するキャビネット手段とを有するマルチビジョン投写型
   表示装置において、 前記各筐体手段が前記各単位画面の中央部よりも上側の
   左側若しくは右側又は下側の左側若しくは右側に実装さ
   れ、前記第１のミラー手段によって前記各投写レンズよ
   り出射する投写光を略上方向又は略下方向に折り曲げた
   後、前記第２のミラー手段で投写光路を略水平方向に折
   り曲げて前記透過型スクリーンに入射させるように構成
   され、前記各投写手段の前記第１のミラー手段以前の部
   分の各光学系が前記各投写レンズの出射光の中心光線と
   直交する各平面内に配置されており、 該光学系の配置される各平面と略平行に設けられた前記
   各筐体手段の底面部と、前記キャビネット手段の底面部
   又は上面部とのなす角θ２が所定の角度範囲内に設定さ
   れており、 前記角度θ２の設定により、前記各投写レンズ出射光の
   中心光線が垂直方向か垂直方向よりも装置の背面側に傾
   いて出射するように構成し、前記θ２が、０°≦θ２≦
   ２０°なる条件を満足し、 前記各投写レンズが、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レンズ群とを大きな共役側から順に 配置した
   レトロフォーカス型レンズであり、 前記第１レンズ群は、大きな共役側から順に、大きな共
   役側に最も近くに配置されレンズ中心近傍が弱い負の屈
   折力を有し、レンズ周辺部分が正の屈折力を有する両面
   非球面の第１レンズと、負の屈折力を持ち小さな共役側
   が凹面状の第２レンズと、負の屈折力を持ち小さな共役
   側に凹状の第３レンズと、負の屈折力を持ち小さな共役
   側に凹状の第４レンズとを有し、 前記第２レンズ群は、正の屈折力を持つ第５レンズを有
   し、 前記第３レンズ群は、大きな共役側から順に、負の屈折
   力を持ち小さな共役側に凹状の第６レンズと、正の屈折
   力を持ち大きな共役側に凸状の第７レンズと、正の屈折
   力を持つ第８レンズと、小さな共役側に最も近くに配置
   され中心近傍にて正の屈折力を有する両面非球面の第９
   レンズとを有し、 ｆ１を前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ２を前記第２レ
   ンズ群の焦点距離、ｆ３を前記第３レンズ群の焦点距
   離、ｆを全レンズ系の焦点距離、Ｄ１を前記第１レンズ
   群と前記第２レンズ群との間の空気間隔としたときに、
   下記の条件式 １．１＜ｆ２／ｆ３≦１．２２ ２．４３≦Ｄ１／ｆ≦２．７４ １．７１≦｜ｆ１｜／ｆ≦２．０３ を満足する ことを特徴とするマルチビジョン投写型表示
   装置。
2. 【請求項２】 前記各投写手段の前記投写レンズを該投
   写レンズの前記第１のミラー手段以前の小さな共役側の
   光軸と垂直な方向に移動させることにより、前記各投写
   手段の投写画像で形成された隣接する各単位画面を前記
   透過型スクリーン面内で並進させ、該単位画面を縦横に
   密に配列させる調整機構を備えたことを特徴とする請求
   項１に記載のマルチビジョン投写型表示装置。
3. 【請求項３】 前記透過型スクリーン上に縦横に密に配
   列された前記各単位画面のうち、横方向に配列された該
   単位画面を投写するために前記各投写レンズから出射し
   た投写光を反射する前記第２の折り曲げミラー手段を、
   一体のミラー手段としてキャビネット手段内部に配置し
   たことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の
   マルチビジョン投写型表示装置。
4. 【請求項４】 前記第１レンズの焦点距離をｆ４とした
   ときに、下記の条件式 ｜ｆ４｜／ｆ＞１００ を満足することを特徴とする請求項１から３までのいず
   れか一つに記載のマルチビジョン投写型表示装置。
5. 【請求項５】 前記第９レンズの焦点距離をｆ５とした
   ときに、下記の条件式 ｜ｆ５｜／ｆ＞１０ を満足することを特徴とする請求項１から４までのいず
   れか一つに記載のマルチビジョン投写型表示装置。
6. 【請求項６】 前記第２レンズ群の近傍で、かつ前記第
   ３レンズ群の大きな共役側の焦点近傍に配設された絞り
   手段を備えたことを特徴とする請求項１から５までのい
   ずれか一つに記載のマルチビジョン投写型表示装置。