JP7205861B2 - 広角レンズ装置 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタ等に着脱する交換レンズとして用いて好適な広角レンズ装置に関する。

一般に、プロジェクタは広く普及しているが、プロジェクタの大型化や高画質化が進む一方、狭い室内等に設置する場合に必要となる設置性や広角性に優れたプロジェクタも求められている。このため、光学系における光学特性を改善することに加え、プロジェクタから出力する投射光の方向を変換することにより設置性や広角性を実質的に高めるようにした光学系機器も提案されている。

従来、この種の光学系機器としては、特許文献１に開示される投射型ビデオプロジエクタ及び特許文献２に開示される投写装置から画像を表示する装置が知られている。特許文献１に開示の投射型ビデオプロジエクタは、小さな反射鏡を使用して前面投射することができる投射型ビデオプロジェクタの提供を目的としたものであり、具体的には、ビデオプロジェクタ本体に、光学系本体から出射した光の方向を折り曲げる位置に回動自在に取り付けられた仰角可動ミラーを設け、仰角可動ミラーを長孔に沿って光学系本体の光軸に対して交差する方向に摺動自在に支持するように構成したものである。また、特許文献２に開示の投写装置から画像を表示する装置は、更なる取付の可能性を付加することを目的としたものであり、具体的には、偏向器を、投写レンズの正面に選択的にミラーを配置し、ビデオ画像をレンズの光軸から偏向し、これにより、レンズが直接役写面に対向しない向きにプロジェクタを取り付けることができるようにするとともに、プロジェクタが水平面に設置され、レンズが投写面に対向する第ｌの取付構成、プロジェクタが天井に逆さに取り付けられ、レンズが投写面に対向する第２の取付構成、プロジェクタが垂直壁面に取り付けられ、画像偏向器のミラーがレンズの正面に配置され、光学的画像を投写面に向けて偏向する第３の取付構成を含むプロジェクタの様々な取付構成に対応するようにビデオ画像を選択的に反転する画像処理エンジンを備えて構成したものである。

特開平１０－２６０４７３号公報 特開２００７－１１４７５３号公報

しかし、上述した特許文献１及び２に開示される従来の技術は、次のような問題点があった。

第一に、いずれも、プロジェクタ本体に対して専用の付属品として位置付けられるため、他メーカーのプロジェクタを含む異なる各種プロジェクタに広く利用できないなど、汎用性に劣る。しかも、変換方向は、９０°程度に限られるため、プロジェクタを鉛直方向に起立させて使用したり壁に掛けて使用するなど、設置方法（使用方法）も限定的になり、柔軟性及び発展性にも劣る。結局、ユーザーの要請に対して十分に応えられないなど、プロジェクタの設置性及び広角性を確保する観点からは更なる改善の余地があった。

第二に、設置性及び広角性をより高めるには、プロジェクタからの投射光の方向を１８０°反転できれば、例えば、プロジェクタを前後反転させて設置可能となり、比較的狭い室内等であっても、実質的にプロジェクタの前後サイズ分だけ投射距離を長くすることができる。特に、この場合、プロジェクタレンズを交換レンズとして構成すれば、既存のプロジェクタであっても設置性及び広角性をより高めることができるが、反面、交換レンズのディメンションにおいて少なくともプロジェクタの高さ方向に沿う中間部位の寸法を柔軟に確保する必要があるなど、一定の条件を満たす必要があるが、このような要請に応えられるレンズ装置は提供されていないのが実情である。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した広角レンズ装置の提供を目的とするものである。

本発明に係る広角レンズ装置１は、上述した課題を解決するため、拡大側Ｄｆから縮小側Ｄｒへ順に、正の第１レンズ群Ｇ１，負の第２レンズ群Ｇ２を配して構成し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に、当該第１レンズ群Ｇ１により中間結像するとともに、この中間結像により形成される中間像Ｋｍが第２レンズ群Ｇ２により縮小側Ｄｒに再結合する結像光学系Ｃｃを有するレンズ装置を構成するに際して、第１レンズ群Ｇ１の最も拡大側ＤｆのレンズＬｘを、両面が拡大側Ｄｆに凸となる球面のガラスレンズにより構成し、第２レンズ群Ｇ２を、少なくとも一枚以上のレンズを有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ，全系中で最長となる軸上空気間隔Ｓｍ，少なくとも二枚以上のレンズを有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの順に配するとともに、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間に、第２光路変更ミラーＭ２を配して構成し、かつ軸上空気間隔Ｓｍの距離をＭＤ２〔ｍｍ〕、全系の焦点距離の絶対値をＦＬ〔ｍｍ〕、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの焦点距離をＦＬＡ〔ｍｍ〕、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離をＦＬＢ〔ｍｍ〕、全系のＦナンバーをＦＮとしたときに、各条件式「２０＜│ＭＤ２／ＦＬ│＜３５」，「３０＜│ＦＬ／ＦＮ│＜６０」，及び「０．５＜│ＦＬＡ／ＦＬＢ│＜１．５」を満たすように構成したことを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をＦＬ２、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの軸上空気間隔Ｓｓの距離をＭ２Ｂとしたときに、各条件式「０．５＜│ＭＤ２／ＦＬ２│＜５．０」及び「１．０＜│ＭＤ２／Ｍ２Ｂ│＜２．０」を満たすことが望ましい。また、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの最も拡大側ＤｆのレンズＬｙは、両凸レンズを用いることができる。一方、第１レンズ群Ｇ１は、拡大側Ｄｆから、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ，第１光路変更ミラーＭ１，及び第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの順に配して構成し、第１光路変更ミラーＭ１の光軸Ｓ上の位置で軸外主光線を一致させることが望ましい。したがって、第１光路変更ミラーＭ１及び第１Ａレンズ群Ｇ１Ａは、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの光軸Ｓ上において回動可能に構成することができる。さらに、第２光路変更ミラーＭ２及び第２Ａレンズ群Ｇ２Ａは、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの光軸Ｓ上において回動可能に構成することができる。他方、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂは、一又は二以上のレンズを光軸Ｓ上で移動させてフォーカス調整可能に構成することができる。なお、広角レンズ装置１は、少なくともプロジェクタＰに用いる広角投射レンズ装置１ｐとして構成することができる。したがって、プロジェクタＰのレンズマウント部Ｐｍに対して着脱するマウント部１１ｍを設けることが望ましい。

このような構成を有する本発明に係る広角レンズ装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 第２レンズ群Ｇ２を、少なくとも一枚以上のレンズを有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ，全系中で最長となる軸上空気間隔Ｓｍ，少なくとも二枚以上のレンズを有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの順に配して構成し、かつ軸上空気間隔Ｓｍの距離をＭＤ２、全系の焦点距離の絶対値をＦＬ、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離をＦＬＢ、全系のＦナンバーをＦＮとしたときに、各条件式「２０＜│ＭＤ２／ＦＬ│＜３５」及び「３０＜│ＦＬＢ／ＦＮ│＜６０」を満たすように構成したため、軸上空気間隔Ｓｍの距離及び第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂに入射する光束を適切な大きさに設定可能となり、特に、軸上空気間隔Ｓｍの設計自由度を高めることができる。したがって、例えば、光路変更ミラー等を柔軟に配設することができ、プロジェクタＰの場合、出射する投射光の光軸Ｓを、１８０°まで容易に方向変換可能となる。この結果、柔軟性及び発展性に優れた広角レンズ装置１を構成でき、プロジェクタＰの設置性及び広角性をより高めることができるなど、ユーザーの要請にも十分に応えることができる。

（２） 第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの焦点距離をＦＬＡとしたときに、条件式「０．５＜│ＦＬＡ／ＦＬＢ│＜１．５」を満たすように構成したため、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離を適切に設定可能になる。これにより、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの位置及び軸上空気間隔Ｓｓの距離に係わる設計自由度をより高めることができる。

（３） 第２レンズ群Ｇ２を、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間に、第２光路変更ミラーＭ２を配して構成したため、光軸Ｓを１８０°まで拡大する形態として実施できる。これにより、比較的狭い室内等であっても、実質的にプロジェクタの前後サイズ分だけ投射距離を長くすることが可能となり、プロジェクタＰの設置性及び広角性をより高めることができる。

（４） 第１レンズ群Ｇ１の最も拡大側ＤｆのレンズＬ１に、両面が拡大側Ｄｆに凸となる球面のガラスレンズを用いたため、防塵用ガラスフィルタを兼用可能になる。これにより、特に、広角レンズ装置１における前端部におけるメンテナンスの容易化及び小型コンパクト化に寄与できる。

（５） 好適な態様により、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をＦＬ２、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの軸上空気間隔Ｓｓの距離をＭ２Ｂとしたときに、各条件式「０．５＜│ＭＤ２／ＦＬ２│＜５．０」及び「１．０＜│ＭＤ２／Ｍ２Ｂ│＜２．０」を満たすようにすれば、光路変更ミラー等を付加する場合の設計自由度をより高めることが可能になるため、特に、プロジェクタＰの高さ方向に沿う中間部位の寸法を十分に確保できる。これにより、各種プロジェクタＰ…のサイズや形状に対応させることが可能になるなど、汎用性を高めることができる。

（６） 好適な態様により、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの最も拡大側ＤｆのレンズＬｙに、両凸レンズを用いれば、軸外光線の屈折を大きくできるため、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの全体の大きさを抑制することができる。

（７） 好適な態様により、第１レンズ群Ｇ１を、拡大側Ｄｆから、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ，第１光路変更ミラーＭ１，及び第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの順に配して構成し、第１光路変更ミラーＭ１の光軸Ｓ上の位置で軸外主光線を一致させるようにすれば、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａに、光線の通過しない範囲を半分程度生じさせることができるため、例えば、プロジェクタＰからの投射光の光軸Ｓを、１８０°まで方向変換した場合、プロジェクタＰにおける上面との隙間を柔軟に確保することが可能となるなど、汎用性，柔軟性及び発展性の向上に寄与できる。

（８） 好適な態様により、第１光路変更ミラーＭ１及び第１Ａレンズ群Ｇ１Ａを、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの光軸Ｓ上において回動可能に構成すれば、第１光路変更ミラーＭ１を、任意の角度位置に回動変位させることができる。この結果、例えば、９０°回動変位させれば、投射画像を、９０°変換、具体的には、横長画面を縦長画面に変更できるなど、プロジェクタＰに使用した場合の多様性を高めることができるとともに、使用用途の拡大に寄与できる。

（９） 好適な態様により、第２光路変更ミラーＭ２及び第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂを、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの光軸Ｓ上において回動可能に構成すれば、第２光路変更ミラーＭ２を、任意の角度位置に回動変位させることができる。この結果、横長画面を斜めに傾斜させた傾斜画面として投射できるとともに、特に、回動可能に構成した第１光路変更ミラーＭ１と組合わせれば、例えば、プロジェクタＰからの出射光の高さを変更可能になるなど、多様性及び用途性をより高めることができる。

（１０） 好適な態様により、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂを構成する一又は二以上のレンズを光軸Ｓ上で移動させてフォーカス調整可能にすれば、全系中における最もコンパクトなレンズ群をフォーカス調整機構に組み込むことができるため、フォーカス調整機構における構成の簡略化，小型化及び低コスト化に寄与できるとともに、調整操作の円滑性も容易に確保できる。

（１１） 好適な態様により、広角レンズ装置１を、少なくともプロジェクタＰに用いる広角投射レンズ装置１ｐとして構成すれば、プロジェクタＰの有する課題、特に、設置性及び広角性に係わる課題を有効に解決できるため、本発明における最適な実施形態として位置付けることができる。

（１２） 好適な態様により、プロジェクタＰのレンズマウント部Ｐｍに対して着脱するマウント部１１ｍを設ければ、各種プロジェクタＰ…に対する汎用性のある交換レンズとして構成できるため、特に、様々なサイズや形状を備える既存の各種プロジェクタに利用することができる。

本発明の好適実施形態に係る第１実施例の広角レンズ装置の結像光学系の主要光線を含む全体構成図、 同広角レンズ装置の結像光学系のレンズに着目した構成図、 同広角レンズ装置の結像光学系の投射距離を変えたときの縦収差図、 同広角レンズ装置の結像光学系の第２Ｂレンズ群の主要光線の光路図、 同広角レンズ装置の結像光学系の第１Ａレンズ群の最も拡大側に位置するレンズに防塵用平行平面フィルタを付加した場合に一部光線による光路図（参考図）、 同広角レンズ装置の結像光学系における第１光路変更ミラーの位置を変更したときの全体概要図、 同広角レンズ装置をプロジェクタに装着した状態の側面概要図、 同広角レンズ装置を装着したプロジェクタを水平面に載置した状態の使用説明図、 同広角レンズ装置を装着したプロジェクタを天井面に取付けた状態の使用説明図、 同広角レンズ装置を装着したプロジェクタを壁面に取付けた状態の使用説明図、 本発明の好適実施形態に係る第２実施例の広角レンズ装置の光学系のレンズに着目した構成図、 同広角レンズ装置の結像光学系の投射距離を変えたときの縦収差図、 本発明の好適実施形態に係る第３実施例の広角レンズ装置の光学系のレンズに着目した構成図、 同広角レンズ装置の光学系の投射距離を変えたときの縦収差図、 本発明の好適実施形態に係る第４実施例の広角レンズ装置の光学系のレンズに着目した構成図、 同広角レンズ装置の光学系の投射距離を変えたときの縦収差図、 本発明の好適実施形態に係る第５実施例の広角レンズ装置の光学系のレンズに着目した構成図、 同広角レンズ装置の光学系の投射距離を変えたときの縦収差図、 本発明の好適実施形態に係る各実施例の条件式の数値比較表、 本発明の変更実施形態に係る広角レンズ装置の光学系の全体構成を示す側面図、 本発明の他の変更実施形態に係る広角レンズ装置の光学系の全体構成を示す正面図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る広角レンズ装置１の構成について、図１（図２）を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る広角レンズ装置１、特に、仮想線で示すプロジェクタＰに装着して使用する交換レンズとして構成した広角投射レンズ装置１ｐにおける結像光学系Ｃｃの全体構成を示す。図中、矢印Ｄｆは、結像光学系Ｃｃの拡大側、矢印Ｄｒは、結像光学系Ｃｃの縮小側を示している。また、図２は、同結像光学系Ｃｃにおけるレンズに着目した構成、即ち、図１から第１光路変更ミラーＭ１と第２光路変更ミラーＭ２を除いた構成を示す。

なお、図１において、仮想線で示す１１は、広角投射レンズ装置１ｐにおけるハウジング部（レンズ鏡筒）を示すとともに、同１１ｍはマウント部を示す。一方、仮想線で示すプロジェクタＰにおいて、１００Ｄは、プロジェクタＰの内部に配される液晶表示パネル等の画像表示パネル１００の位置にある広角投射レンズ１ｐのイメージサークルを示す。したがって、画像表示パネル１００は、イメージサークル１００Ｄの下半部に、横長矩形パネル（図１では縦方向）を描いている。このイメージサークル１００Ｄと画像表示パネル１００のピント位置は同じ位置で重なっている。また、広角投射レンズ装置１ｐの設置に際しては、全体を画像表示パネル１００の中心に対して縦方向上側にシフト（ディセンター）させる。これにより、広角投射レンズ装置１ｐから投射される画像（画面）は、前端のレンズ（Ｌ１（Ｌｘ））の上半部エリアのみが使用され、斜め上方前方へ投射される（図１及び図８参照）。

また、１０１は、画像表示パネル１００に対面して配したプリズムを示す。このプリズム１０１は、色合成（或いは偏光分離）を行うものであり、所定の軸上面間隔を有する平行平面板として示している。したがって、このプリズム１０１は、本実施形態における広角投射レンズ装置１ｐの構成に影響を与えるものではない。その他、プロジェクタＰにおいて、Ｐｃはキャビネット、Ｐｃｆはキャビネット前面、Ｐｃｕはキャビネット上面、Ｐｍはレンズマウント部を示す。

この広角投射レンズ装置１ｐにおける結像光学系Ｃｃは、拡大側Ｄｆから縮小側Ｄｒへ順に、正の第１レンズ群Ｇ１，負の第２レンズ群Ｇ２を配して構成する。これにより、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には、当該第１レンズ群Ｇ１により中間結像する中間像Ｋｍが形成されるとともに、この中間像Ｋｍは第２レンズ群Ｇ２により縮小側Ｄｒに再結合する基本的光学系として構成される。

この場合、第１レンズ群Ｇ１は、図２に示すように、拡大側Ｄｆから、６枚のレンズＬ１～Ｌ６を含む第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ，４枚のレンズＬ７～Ｌ１０を含む第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの順に配して構成し、図１に示すように、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの間には、第１光路変更ミラーＭ１を配設する。この第１光路変更ミラーＭ１により、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの出射光の光路（光軸Ｓ）は、９０°折り曲げられる。なお、第１光路変更ミラーＭ１は、一例として反射鏡を示したが、これに限定されるものではなく、光路を９０°折り曲げる機能を有するプリズム等の各種の折り曲げ手段を含む概念である。この第１光路変更ミラーＭ１の配置に際しては、光軸Ｓ上の位置において軸外主光線が一致するように考慮する。

なお、第１光路変更ミラーＭ１の光軸Ｓ上の位置において、軸外主光線を一致させるようにすれば、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａに、光線の通過しない範囲を半分程度生じさせることができるため、例えば、プロジェクタＰからの投射光の光軸Ｓを、１８０°まで方向変換した場合、プロジェクタＰにおける上面との隙間を柔軟に確保することが可能となるなど、汎用性，柔軟性及び発展性の向上に寄与できる。

また、第１レンズ群Ｇ１の最も拡大側ＤｆのレンズＬ１（Ｌｘ）には、両面が拡大側Ｄｆに凸となる球面のガラスレンズを用いる。このようなレンズＬｘを用いれば、防塵用ガラスフィルタを兼用可能になるため、特に、広角レンズ装置１における前端部におけるメンテナンスの容易化及び小型コンパクト化に寄与できる利点がある。

この点について、さらに言及するに、図４には、参考図として、レンズＬｘの前に防塵用平行平面フィルタ２００を付加した場合の構成及び一部光線を示した。本実施形態に係る広角投射レンズ装置１ｐのように、画角が６６°を超えるような広角化を図る場合、図４に示すような防塵用平行平面フィルタ２００を付加すれば、図示のような光線経路が生じ、この結果、防塵用平行平面フィルタ２００の外径寸法は、レンズＬｘに対して、２倍以上を必要とする。しかし、レンズＬ１（Ｌｘ）に、両面が拡大側Ｄｆに凸となる球面のガラスレンズを用いれば、防塵用ガラスフィルタを兼用可能になり、防塵用平行平面フィルタ２００を不要にできるため、広角レンズ装置１における前端部におけるメンテナンスの容易化及び小型コンパクト化を図ることができる。なお、防塵用平行平面フィルタ２００を不要にできるが、最外鏡枠を形成するに際しては、光束を妨げないような形状、例えば、先端に複数の切欠部による花形フード等に形成することが望ましい。

さらに、フォーカス調整機構の具体的な構造に係わる図示は省略したが、このフォーカス調整機構により移動させるレンズ群には、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂを適用する。したがって、不図示のフォーカス調整リング又は回転駆動機構を設け、このフォーカス調整リング又は回転駆動機構により回動力を発生させれば、この回動運動は、運動変換機構を介して進退変位運動に変換され、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂに付与される。この結果、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂを構成する一又は二以上のレンズが光軸Ｓ上を移動してフォーカス調整が行われる。この場合、レンズの移動によりレンズの軸上面間隔も変更されることがあるが、この変更も第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂによるフォーカス調整に含まれる。具体的には、レンズの移動により、図２の場合、レンズＬ７とＬ６間、レンズＬ９とＬ１０間、レンズＬ１０とＬ１１間の変更が生じる場合があるが、この変更は、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂによるフォーカス調整に含まれる。

このように、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂを構成する一又は二以上のレンズを光軸Ｓ上で移動させてフォーカス調整可能にすれば、全系中における最もコンパクトなレンズ群をフォーカス調整機構に組み込むことができるため、フォーカス調整機構における構成の簡略化，小型化及び低コスト化に寄与できるとともに、調整操作の円滑性も容易に確保できる利点がある。

第２レンズ群Ｇ２は、図２に示すように、拡大側Ｄｆから、４枚のレンズＬ１１～Ｌ１４を含む第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ，９枚のレンズＬ１５～Ｌ２３を含む第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの順に配して構成し、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間には、全系中で最長となる軸上空気間隔Ｓｍを設ける。

これにより、後述する条件式を満たすことを前提にして、軸上空気間隔Ｓｍの距離及び第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂに入射する光束を適切な大きさに設定可能となるため、図１に示すように、この軸上空気間隔Ｓｍ、即ち、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間に、第２光路変更ミラーＭ２を容易かつ柔軟に配設することができる。この第２光路変更ミラーＭ２により、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの出射光の光路は、９０°折り曲げられる。このように、第２レンズ群Ｇ２を、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂにより構成するとともに、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間に、第２光路変更ミラーＭ２を配して構成すれば、前述した第１光路変更ミラーＭ１と組合わせることにより、光軸Ｓを１８０°まで拡大する形態として実施できるため、比較的狭い室内等であっても、実質的にプロジェクタの前後サイズ分だけ投射距離を長くすることが可能となり、プロジェクタＰの設置性及び広角性をより高めることができる。なお、第２光路変更ミラーＭ２も、第１光路変更ミラーＭ１と同様、一例として反射鏡を示したが、これに限定されるものではなく、光路を９０°折り曲げる機能を有するプリズム等の各種の折り曲げ手段を含む概念である。

さらに、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａは、一例として、４枚のレンズＬ１１～Ｌ１４により構成した場合を示したが、一般的には、一枚以上のレンズにより構成できるとともに、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂは、一例として、９枚のレンズＬ１５～Ｌ２３により構成した場合を示したが、一般的には、二枚以上のレンズにより構成できる。また、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの最も拡大側ＤｆのレンズＬ１１（Ｌｙ）には、両凸レンズを用いることが望ましい。このようなレンズＬｙを用いれば、軸外光線の屈折を大きくできるため、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの全体の大きさを抑制できる利点がある。

図５には、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの主要光線を用いた光路図を示す。第２レンズ群Ｇ２では、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ中の絞りＳｔと、絞りＳｔから縮小側Ｄｒの第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの軸上空気間隔Ｓｓを適切に確保することにより、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと画像表示パネル１００間の空間をテレセントリックになるように設定する。即ち、絞りＳｔから縮小側Ｄｒにおける第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの拡大側主点までの軸上空気換算距離を、絞りＳｔから縮小側Ｄｒにおける第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離に一致させる。第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの第１主点（中間像Ｋｍ側）と絞りＳｔの絞り面と仮定する面の空気間隔を第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離に近づけることにより、絞り面と仮定する点から発した主光線は、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂから画像表示パネル１００側では平行、即ち、テレセントリック状態となる。このことは、画像表示パネル１００から平行光線が入射した第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ内の絞りＳｔよりも、縮小側Ｄｒの拡大焦点が絞り面であることを示している。

また、図６は、第２光路変更ミラーＭ２の位置を光軸Ｓ方向に変更、即ち、第１位置Ｘ２１，第２位置Ｘ２２，第３位置Ｘ２３，の異なる三位置に変更したときの概要図を示す。これにより、第１光路変更ミラーＭ１の位置も、第１位置Ｘ１１，第２位置Ｘ１２，第３位置Ｘ１３に変更できるため、第１光路変更ミラーＭ１と第２光路変更ミラーＭ２は、仕様等に応じて最適な位置を設定可能となる。

さらに、前述した図１のように、広角投射レンズ装置１ｐを、画像表示パネル１００の中心に対して縦方向上側にシフト（ディセンター）させて設置すれば、広角投射レンズ装置１ｐ内では、画像表示パネル１００から射出される光線の入らない範囲が生じるため、図７に示すように、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａの一部と第２Ａレンズ群Ｇ２Ａにおける光線の入らない外形形状部分を物理的にカットすることが可能になり、これにより、キャビネット前面Ｐｃｆと第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ間の間隔Ｅｆと、キャビネット上面Ｐｃｕと第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ間の間隔Ｅｕの自由度を高くすることができる。

本実施形態に係る広角投射レンズ装置１ｐは、各種プロジェクタＰに対する交換レンズとして構成するとともに、プロジェクタＰのキャビネット前面Ｐｃｆから画像表示パネル１００までの距離（深さ）やレンズマウント部Ｐｍからキャビネット上面Ｐｃｕまでの高さに対応させるため、第２光路変更ミラーＭ２を配設するために必要な軸上空気間隔Ｓｍを確保する自由度を与えている。したがって、プロジェクタＰの底面からスクリーン３００（図８参照）に拡大投射する位置に対しても容易に対応することができる。なお、第２光路変更ミラーＭ２の前後の空間は、軸上空気間隔Ｓｍは一定に維持されるも、光軸上の光路変換点前後の機械的要素の長さにより、それぞれの広角投射レンズ装置１ｐにおいて異なってくる。

このように、本発明に係る広角レンズ装置１は、少なくともプロジェクタＰに用いる広角投射レンズ装置１ｐに適用すれば、プロジェクタＰの有する課題、特に、設置性及び広角性に係わる課題を有効に解決できるため、本発明における最適な実施形態として位置付けることができる。したがって、広角投射レンズ装置１ｐには、プロジェクタＰのレンズマウント部Ｐｍに対して着脱するマウント部１１ｍを設けることができる。この結果、各種プロジェクタＰ…に対する汎用性のある交換レンズとして構成できるため、特に、様々なサイズや形状を備える既存の各種プロジェクタに利用することができる。

そして、このように構成する広角投射レンズ装置１ｐにおける結像光学系Ｃｃの光学条件は、次の各条件式〔０１〕～〔０５〕を満たすように設定する。
〔０１〕 ２０ ＜│ＭＤ２／ＦＬ│ ＜３５
〔０２〕 ３０ ＜│ＦＬＢ／ＦＮ│ ＜６０
〔０３〕 ０．５＜│ＭＤ２／ＦＬ２│＜５．０
〔０４〕 １．０＜│ＭＤ２／Ｍ２Ｂ│＜２．０
〔０５〕 ０．５＜│ＦＬＡ／ＦＬＢ│＜１．５
ただし、ＭＤ２：軸上空気間隔Ｓｍの距離〔ｍｍ〕
ＦＬ： 全系の焦点距離の絶対値〔ｍｍ〕
ＦＬＢ：第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離〔ｍｍ〕
ＦＮ： 全系のＦナンバー
ＦＬ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離〔ｍｍ〕
Ｍ２Ｂ：第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの軸上空気間隔Ｓｓの距離〔ｍｍ〕
ＦＬＡ：第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの焦点距離〔ｍｍ〕

以上の条件式において、〔０１〕及び〔０２〕は、本実施形態に係る広角投射レンズ装置１ｐを構成する際の必須要件、特に、最重要条件となり、〔０３〕及び〔０４〕は、最重要条件に次いで重要度の高い第二重要条件となり、〔０５〕は、第二重要条件に次いで重要度の高い第三重要条件となる。

以下、各条件式〔０１〕～〔０５〕の内容について具体的に説明する。なお、各条件式〔０１〕～〔０５〕における数値の有為性については、後述する、第１実施例～第５実施例の検証結果に基づいて説明する。

まず、条件式〔０１〕は、全系の焦点距離ＦＬに対する軸上空気間隔Ｓｍの距離ＭＤ２の度合を規定する条件となるため、適切な範囲に設定することにより、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの小型化や第２光路変更ミラーＭ２を配設する自由度を確保できる。したがって、軸上空気間隔Ｓｍの距離ＭＤ２が長い場合は、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂに入射する軸外光線が高くなり、結果的に、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂのサイズが大きくなったり或いは周辺光量が少なくなってしまうとともに、距離ＭＤ２が短い場合は、第２光路変更ミラーＭ２を配設する自由度が低くなる。

条件式〔０２〕は、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂに平行光が入射するときの光束の大きさを規定する条件となる。この場合、ＦＮは全系のＦナンバーであるため、Ｆナンバーを大きく選定するすることにより、第２光路変更ミラーＭ２のサイズを小さくできる。この結果、前後の空間に余裕を持たせることができるため、大型のプロジェクタＰを含む様々なタイプのプロジェクタＰに利用可能となり汎用性が高められる。したがって、Ｆナンバーを小さくした場合には、第２光路変更ミラーＭ２のサイズが大きくなってしまうため、配設位置が限定されるとともに、軸上空気間隔Ｓｍの距離ＭＤ２を長くする必要があるため、これによって発生する収差を補正することが困難となる。

よって、条件式〔０１〕及び〔０２〕を満たすことにより、軸上空気間隔Ｓｍの距離及び第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂに入射する光束を適切な大きさに設定可能になるため、特に、軸上空気間隔Ｓｍの設計自由度を高めることができ、第２光路変更ミラーＭ２を柔軟に配設することができる。

条件式〔０３〕は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ＦＬ２に対する軸上空気間隔Ｓｍの距離ＭＤ２の度合を規定する条件となり、条件式〔０１〕と同様、適切な範囲に設定することにより、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの小型化や第２光路変更ミラーＭ２を配設する自由度を確保できる。したがって、距離ＭＤ２が長い場合は、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂに入射する軸外光線が高くなり、結果的に、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂが大きくなったり、或いは周辺光量が少なくなってしまうとともに、距離ＭＤ２が短い場合は、第２光路変更ミラーＭ２を配設する自由度が低くなる。

条件式〔０４〕は、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの軸上空気間隔Ｓｓの距離Ｍ２Ｂに対する軸上空気間隔Ｓｍの距離ＭＤ２の度合を規定する条件となる。この場合、軸上空気間隔Ｓｓの距離Ｍ２Ｂの長さにより、第２光路変更ミラーＭ２と画像表示パネル１００の間隔が変わるが、条件式〔０４〕を満たすことにより、図１に示すようなプロジェクタＰに装着して使用する交換レンズとして構成する場合、プロジェクタＰのキャビネット前面Ｐｃｆから画像表示パネル１００までの距離（深さ）やレンズマウント部Ｐｍからキャビネット上面Ｐｃｕまでの高さに対応できるように、必要な軸上空気間隔Ｓｍを確保するための自由度が与えられる。また、この結果、プロジェクタＰの底面からスクリーン２０（図８参照）に拡大投射する位置に対しても容易に対応可能となる。

よって、条件式〔０３〕及び〔０４〕を満たすことにより、第２光路変更ミラーＭ２を付加する場合の設計自由度をより高めることが可能になるため、特に、プロジェクタＰの高さ方向に沿う中間部位の寸法を十分に確保できる。これにより、各種プロジェクタＰ…のサイズや形状に対応させることが可能になるなど、汎用性を高めることができる。

条件式〔０５〕は、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの焦点距離ＦＬＡと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離ＦＬＢの比を規定する条件となる。したがって、この条件を満たさない場合、即ち、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離ＦＬＢが長い場合や第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの焦点距離ＦＬＡが短い場合は、条件式〔０５〕の数値が小さくなる。特に、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離ＦＬＢが長い場合は、入射光束が大きくなるため、第２光路変更ミラーＭ２も大きくなったり或いはその配設位置が限定されてしまう。また、軸上空気間隔Ｓｍの距離ＭＤ２を長くする必要があるため、これにより発生する収差を補正することは困難となる。

よって、条件式〔０５〕を満たすことにより、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの焦点距離ＦＬＡと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離ＦＬＢの比を適切な比率に設定できるため、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの位置及び軸上空気間隔Ｓｓの距離Ｍ２Ｂに係わる十分な設計自由度を確保できる。

このように、図１に示す広角投射レンズ装置１ｐは、第１レンズ群Ｇ１に第１光路変更ミラーＭ１を含むとともに、第２レンズ群Ｇ２に第２光路変更ミラーＭ２を含めて構成する。即ち、第１レンズ群Ｇ１を構成する第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの間に、第１光路変更ミラーＭ１を配設するとともに、第２レンズ群Ｇ２を構成する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間に、第２光路変更ミラーＭ２を配設するため、プロジェクタＰから出射する光線（光軸Ｓ）は、１８０°折り曲げられる。

図８～図１０には、三タイプの設置例を示す。前述したように、画像表示パネル１００の中心Ｓと結像光学系Ｃｃ（第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ）の光軸Ｓをオフセットさせた場合、プロジェクタＰのキャビネット上面Ｐｃｕよりも上方に投射可能となる。

したがって、図８に示すように、テーブル４００の上面等に設置した場合、投射距離が短くなりプロジェクタＰのキャビネット上面Ｐｃｕよりも上方投射となるため、スクリーン３００を見やすくなる。また、図９に示すように、天井４０２に取付けた場合、観察者の影が入り込まず、近距離でスクリーン３００を観察できる。さらに、投射距離が短くなることから、図１０に示すように、壁面４０１に取付けた場合であっても、テーブル４００の上面や床面等に容易に投射することができる。

次に、本実施形態に係る広角投射レンズ装置１ｐ（広角レンズ装置１）のより具体的な実施例（第１実施例～第５実施例）について、図２～図１８を参照して説明する。

まず、第１実施例について、前述した図２及び図３を参照して説明する。図２は、第１実施例に係る広角投射レンズ装置１ｐ（広角レンズ装置１）における結像光学系Ｃｃのレンズに着目した構成を示すとともに、図３に、第１実施例に係る広角投射レンズ装置１ｐの光学系の投射距離をパラメータ（０．９ｍ，０．６ｍ，２．２ｍ）とした縦収差図を示す。この縦収差図は、左側から、（ａ）球面収差図（６２０ｎｍ，５５０ｎｍ，４６０ｎｍ）、（ｂ）非点収差図（５５０ｎｍ）、（ｃ）歪曲収差図（５５０ｎｍ）を示している。各スケールは、±０．２ｍｍ，±０．２ｍｍ，±３％である。

［表１］及び［表２］に、第１実施例に係る図２に示す結像光学系Ｃｃにおける全系のレンズデータを示す。［表１］において、ＦＬは、レンズ全系の焦点距離、ＦＮはＦナンバー、Ｗは半画角を示す。なお、焦点距離ＦＬとＦナンバーＦＮは、広角投射レンズ装置１ｐの内部に中間像Ｋｍを形成するため、縮小側の画像表示パネル１００では正立像になり、値は負となる。また、スクリーン３００側から数えたレンズ面の面番号をｉとし、これに対応して、レンズ面の曲率半径Ｒ（ｉ）、軸上面間隔Ｄ（ｉ）、波長５８７．５６ｎｍのレンズの屈折率ｎｄ（ｉ）、レンズのアッベ数νｄ（ｉ）を示す。なお、面番号のＯＢＪは投射距離、ＳＴＯは絞り面、ＩＭＧは画像表示パネル１００の位置を示す。曲率半径のＩＮＦは平面であり、曲率半径の数値の後にＡが付いた面は面形状が非球面であることを示す。軸上面間隔の数値の後にＺＤ面番号が付いた軸上面間隔はフォーカシングにより変わる軸上面間隔であり、屈折率ｎｄ（ｉ）とアッベ数νｄ（ｉ）が空欄であるのは空気であることを示す。

［表２］は、第１実施例における非球面としての面形状（非球面係数）を示す。この場合、面の中心を原点とし、光軸Ｓ方向をＺとした直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、ＡＳＰを非球面の面番号とし、Ｒを中心曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０…Ａ２０を、それぞれ４次，６次，８次，１０次…２０次の非球面係数、Ｈを原点からの距離とするとき、［数１］により表されるものとする。なお、［表２］において、「ｅ」は「×１０」を意味する。

また、［表２］の下段には、第１実施例におけるフォーカシング時に変化する軸上面間隔を示す。１行目に、変化する面数をＺＤ面番号、１行目にＺＤ０として投射距離を示すとともに、その時の変化する軸上面間隔を記してある。なお、画像表示パネル１００に面して配するプリズム１０１は、色合成（或いは偏光分離）を行うものであり、前述したように、所定の軸上面間隔を有する平行平面板として示しており、このようなプリズム１０１に関する数値は、本実施形態における広角投射レンズ装置１ｐの構成に影響を与えるものではない。

図２及び図３から明らかなように、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間には、長い軸上空気間隔Ｓｍが確保されている。そして、この軸上空気間隔Ｓｍが確保されつつ収差補正は良好に行われていることを確認できる。

次に、本実施形態に係る広角投射レンズ装置１ｐ（広角レンズ装置１）の第２実施例～第５実施例について、図１１～図１８を参照して説明する。

図１１，図１３，図１５及び図１７に、第２実施例，第３実施例，第４実施例及び第５実施例に対応する広角投射レンズ装置１ｐ（広角レンズ装置１）における結像光学系Ｃｃのレンズに着目した構成をそれぞれ示すとともに、図１２，図１４，図１６及び図１８に、第２実施例，第３実施例，第４実施例及び第５実施例に対応する広角投射レンズ装置１ｐの光学系の投射距離をパラメータ（０．９ｍ，０．６ｍ，２．２ｍ）とした縦収差図を示す。各縦収差図は、第１実施例（図２，図３）の場合と同様に、左側から、（ａ）球面収差図（６２０ｎｍ，５５０ｎｍ，４６０ｎｍ）、（ｂ）非点収差図（５５０ｎｍ）、（ｃ）歪曲収差図（５５０ｎｍ）を示している。各スケールは、±０．２ｍｍ，±０．２ｍｍ，±３％である。

第２実施例～第５実施例に係る広角投射レンズ装置１ｐにおける結像光学系Ｃｃは、
拡大側Ｄｆから縮小側Ｄｒへ順に、正の第１レンズ群Ｇ１，負の第２レンズ群Ｇ２を配して構成し、これにより、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には、当該第１レンズ群Ｇ１により中間結像する中間像Ｋｍが形成されるとともに、この中間像Ｋｍは第２レンズ群Ｇ２により縮小側Ｄｒに再結合する基本的光学系を備える点、第１レンズ群Ｇ１は、拡大側Ｄｆから、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ，第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの順に配して構成し、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの間に、第１光路変更ミラーＭ１を配設する点、第２レンズ群Ｇ２は、拡大側Ｄｆから、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ，第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの順に配して構成し、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間に、第２光路変更ミラーＭ２を配する点、を含む基本構成は、第１実施例（図２（図１））と同じになるが、以下に記載するレンズの枚数，各レンズのレンズデータを、第１実施例に対して異ならせている。

まず、第２実施例は、図１１に示すように、第１レンズ群Ｇ１を、６枚のレンズＬ１～Ｌ６を含む第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと４枚のレンズＬ７～Ｌ１０を含む第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂにより構成するとともに、第２レンズ群Ｇ２を、２枚のレンズＬ１１及びＬ１２を含む第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと９枚のレンズＬ１３～Ｌ２１を含む第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂにより構成し、全系のレンズデータを［表３］及び［表４］に設定した点が第１実施例と異なる。なお、［表３］及び［表４］中、各レンズデータの数値は、図１１に示す第２実施例のレンズ構成に対応するが、各項目は第１実施例における前述した［表１］及び［表２］と同じである。

図１１及び図１２から明らかなように、第２実施例においても、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間には、長い軸上空気間隔Ｓｍが確保されている。そして、この軸上空気間隔Ｓｍが確保されつつ収差補正は良好に行われていることを示している。

第３実施例は、図１３に示すように、第１レンズ群Ｇ１を、５枚のレンズＬ１～Ｌ５を含む第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと４枚のレンズＬ６～Ｌ９を含む第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂにより構成するとともに、第２レンズ群Ｇ２を、１枚のレンズＬ１０を含む第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと６枚のレンズＬ１１～Ｌ１６を含む第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂにより構成し、全系のレンズデータを［表５］及び［表６］に設定した点が第１実施例と異なる。なお、［表５］及び［表６］中、各レンズデータの数値は、図１３に示す第３実施例のレンズ構成に対応するが、各項目は第１実施例における前述した［表１］及び［表２］と同じである。

図１３及び図１４から明らかなように、第３実施例においても、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間には、長い軸上空気間隔Ｓｍが確保されている。そして、この軸上空気間隔Ｓｍが確保されつつ収差補正は良好に行われていることを示している。

第４実施例は、図１５に示すように、第１レンズ群Ｇ１を、６枚のレンズＬ１～Ｌ６を含む第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと４枚のレンズＬ７～Ｌ１０を含む第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂにより構成するとともに、第２レンズ群Ｇ２を、４枚のレンズＬ１１～Ｌ１４を含む第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと９枚のレンズＬ１５～Ｌ２３を含む第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂにより構成し、全系のレンズデータを［表７］及び［表８］に設定した点が第１実施例と異なる。なお、［表７］及び［表８］中、各レンズデータの数値は、図１５に示す第４実施例のレンズ構成に対応するが、各項目は第１実施例における前述した［表１］及び［表２］と同じである。

図１５及び図１６から明らかなように、第４実施例においても、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間には、長い軸上空気間隔Ｓｍが確保されている。そして、この軸上空気間隔Ｓｍが確保されつつ収差補正は良好に行われていることを示している。

第５実施例は、図１７に示すように、第１レンズ群Ｇ１を、６枚のレンズＬ１～Ｌ６を含む第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと４枚のレンズＬ７～Ｌ１０を含む第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂにより構成するとともに、第２レンズ群Ｇ２を、３枚のレンズＬ１１～Ｌ１３を含む第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと９枚のレンズＬ１４～Ｌ２２を含む第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂにより構成し、全系のレンズデータを［表９］及び［表１０］に設定した点が第１実施例と異なる。なお、［表９］及び［表１０］中、各レンズデータの数値は、図１７に示す第５実施例のレンズ構成に対応するが、各項目は第１実施例における前述した［表１］及び［表２］と同じである。

図１７及び図１８から明らかなように、第５実施例においても、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの間には、長い軸上空気間隔Ｓｍが確保されている。そして、この軸上空気間隔Ｓｍが確保されつつ収差補正は良好に行われていることを示している。

次に、これら各実施例（第１実施例～第５実施例）に基づき、各条件式〔０１〕～〔０５〕の有為性について検証する。

図１９に、第１実施例～第５実施例における各条件式〔０１〕～〔０５〕の結果をまとめて示す。同図中、二点鎖線で示す矩形枠Ｚｒにより囲んだ範囲が各条件式〔０１〕～〔０５〕の結果となる。

図１９に示すように、条件式〔０１〕における│ＭＤ２／ＦＬ│の結果は、第１実施例～第５実施例において、それぞれ、「２６．０６」，「２３．８４」，「２６．１０」，「３１．０７」，「２０．３２」となる。この結果、最小値は「２０．３２」、最大値は「３１．０７」となるため、条件式〔０１〕２０＜│ＭＤ２／ＦＬ│＜３５を満たす結果を得ている。また、条件式〔０２〕における│ＦＬＢ／ＦＮ│の結果は、第１実施例～第５実施例において、それぞれ、「４７．８２」，「４３．３５」，「３６．７８」，「５６．０９」，「３２．０」となる。この結果、最小値は「３２．０」、最大値は「５６．０９」となるため、条件式〔０２〕３０＜│ＦＬＢ／ＦＮ│＜６０を満たす結果を得ている。

したがって、本実施形態に係る広角投射レンズ装置１ｐ（広角レンズ装置１）は、拡大側Ｄｆから縮小側Ｄｒへ順に、正の第１レンズ群Ｇ１，負の第２レンズ群Ｇ２を配して構成し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に、当該第１レンズ群Ｇ１により中間結像するとともに、この中間結像により形成される中間像Ｋｍが第２レンズ群Ｇ２により縮小側Ｄｒに再結合する結像光学系Ｃｃを有し、特に、第２レンズ群Ｇ２を、少なくとも一枚以上のレンズを有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ，全系中で最長となる軸上空気間隔Ｓｍ，少なくとも二枚以上のレンズを有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの順に配して構成することを前提にすることにより、上述した条件式〔０１〕及び〔０２〕、即ち、軸上空気間隔Ｓｍの距離をＭＤ２、全系の焦点距離の絶対値をＦＬ、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離をＦＬＢ、全系のＦナンバーをＦＮとしたときに、各条件式「２０＜│ＭＤ２／ＦＬ│＜３５」及び「３０＜│ＦＬＢ／ＦＮ│＜６０」を満たすように構成すれば、その有為性により、軸上空気間隔Ｓｍの距離及び第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂに入射する光束を適切な大きさに設定可能となり、特に、軸上空気間隔Ｓｍの設計自由度を高めることができる。したがって、例えば、光路変更ミラー等を柔軟に配設することができ、プロジェクタＰの場合、出射する投射光の光軸Ｓを、１８０°まで容易に方向変換可能となる。この結果、柔軟性及び発展性に優れた広角レンズ装置１を構成でき、プロジェクタＰの設置性及び広角性をより高めることができるなど、ユーザーの要請にも十分に応えることができる。

一方、図１９に示すように、条件式〔０３〕における│ＭＤ２／ＦＬ２│の結果は、第１実施例～第５実施例において、それぞれ、「２．９５」，「２．１９」，「０．５７」，「４．４６」，「１．８６」となる。この結果、最小値は「０．５７」となり、最大値は「４．４６」となるため、条件式〔０３〕０．５＜│ＭＤ２／ＦＬ２│＜５．０を満たす結果を得ている。また、条件式〔０４〕における│ＭＤ２／Ｍ２Ｂ│の結果は、第１実施例～第５実施例において、それぞれ、「１．３６」，「１．３３」，「１．７７」，「１．４８」，「１．０７」となる。この結果、最小値は「１．０７」、最大値は「１．７７」となるため、条件式〔０４〕１．０＜│ＭＤ２／Ｍ２Ｂ│＜２．０を満たす結果を得ている。

したがって、本実施形態に係る広角投射レンズ装置１ｐ（広角レンズ装置１）は、前記条件式〔０１〕及び〔０２〕を満たすことに加え、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をＦＬ２、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの軸上空気間隔Ｓｓの距離をＭ２Ｂとしたときに、各条件式「０．５＜│ＭＤ２／ＦＬ２│＜５．０」及び「１．０＜│ＭＤ２／Ｍ２Ｂ│＜２．０」を満たすように構成すれば、その有為性により、光路変更ミラー等を付加する場合の設計自由度をより高めることが可能になり、特に、プロジェクタＰの高さ方向に沿う中間部位の寸法を十分に確保できる。この結果、各種プロジェクタＰ…のサイズや形状に対応させることが可能になるなど、汎用性を高めることができる。

さらに、図１９に示すように、条件式〔０５〕における│ＦＬＡ／ＦＬＢ│の結果は、第１実施例～第５実施例において、それぞれ、「０．９５」，「１．０８」，「０．６０」，「０．７４」，「１．４０」となる。この結果、最小値は「０．６０」、最大値は「１．４０」となるため、条件式〔０５〕０．５＜│ＦＬＡ／ＦＬＢ│＜１．５を満たす結果を得ている。したがって、本実施形態に係る広角投射レンズ装置１ｐ（広角レンズ装置１）は、前記条件式〔０１〕～〔０４〕を満たすことに加え、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの焦点距離をＦＬＡとしたときに、条件式「０．５＜│ＦＬＡ／ＦＬＢ│＜１．５」を満たすように構成すれば、その有為性により、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの焦点距離を適切に設定可能になり、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂの位置及び軸上空気間隔Ｓｓの距離に係わる設計自由度をより高めることができる。

次に、本発明の変更実施形態に係る広角投射レンズ装置１ｐ（広角レンズ装置１）について、図２０及び図２１を参照して説明する。

図２０に示す広角投射レンズ装置１ｐは、第１光路変更ミラーＭ１及び第１Ａレンズ群Ｇ１Ａを、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの光軸Ｓ上において回動可能に構成したものである。図２０は、９０°回動させた状態を示しているが、基本的には、図示に限らず、任意の角度位置に回動変位させることができる。このような回動手段を構成するには、例えば、図１に仮想線で示すように、ハウジング部１１の一部に回動機構部Ｒ１を設けることにより実現できる。

これにより、例えば、図２０の場合には、画像表示パネル１００から出射する原画像Ｖｉを、スクリーンに対して９０°変換した投射画像Ｖｏとして映すことができる。したがって、横長画面（Ｖｉ）を縦長画面（Ｖｏ）に変更できるなど、プロジェクタＰに使用した場合の多様性を高めることができるとともに、使用用途の拡大に寄与できる。

他方、図２１に示す広角投射レンズ装置１ｐは、第２光路変更ミラーＭ２及び第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂを、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａの光軸Ｓ上において回動可能に構成したものである。図２１は、左右方向となる矢印Ｄｐｑ方向へ概ね４５°ずつ、即ち、一方側の位置Ｘｐと他方側の位置Ｘｑの二位置へ回動変位させた状態を重複させて描いているが、基本的には、図示に限らず、任意の角度位置に回動変位させることができる。このような回動手段を構成するには、例えば、図１に仮想線で示すように、ハウジング部１１の一部に回動機構部Ｒ２を設けることにより実現できる。

これにより、例えば、図２１の場合には、画像表示パネル１００から出射する原画像Ｖｉを、スクリーンに対して概ね４５°変換した投射画像Ｖｏで示す傾斜画像として映すことができる。特に、回動可能に構成した第１光路変更ミラーＭ１と組合わせれば、例えば、プロジェクタＰからの出射光の高さを変更可能になり、多様性及び用途性をより高めることができる。

以上、第１実施例～第５実施例を含む好適実施形態及び変更実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、各条件式「０．５＜│ＭＤ２／ＦＬ２│＜５．０」及び「１．０＜│ＭＤ２／Ｍ２Ｂ│＜２．０」を満たすことにより、より望ましい効果を得ることができるが、満たさない場合であっても、一定水準の効果を得ることができ、これらの条件式は、必須の構成要件となるものではない。また、レンズＬｘ及びレンズＬｙも、用いることが望ましいが、必須の構成要素となるものではない。一方、軸上空気間隔Ｓｍに第２光路変更ミラーＭ２を配した構成を例示したが、この軸上空気間隔Ｓｍを利用して光線を分岐したり合成することも可能である。

本発明に係る広角レンズ装置は、例示したプロジェクタ用広角投射レンズ装置として利用できることをはじめとして、各種投射装置やカメラ等を含む各種光学機器における広角レンズ装置として利用できる。また、交換レンズとして構成した場合を説明したが、各種光学機器に内蔵する専用のレンズ装置として構成してもよい。

１：広角レンズ装置，１ｐ：広角投射レンズ装置，１１ｍ：マウント部，Ｄｆ：拡大側，Ｄｒ：縮小側，Ｇ１：第１レンズ群，Ｇ１Ａ：第１Ａレンズ群，Ｇ１Ｂ：第１Ｂレンズ群，Ｇ２：第２レンズ群，Ｇ２Ａ：第２Ａレンズ群，Ｇ２Ｂ：第２Ｂレンズ群，Ｋｍ：中間像，Ｃｃ：結像光学系，Ｓｍ：第２Ａレンズ群と第２Ｂレンズ群の間の軸上空気間隔，Ｓｓ：第２Ｂレンズ群の軸上空気間隔，ＭＤ２：軸上空気間隔の距離，Ｍ２Ｂ：第２Ｂレンズ群の軸上空気間隔の距離，Ｍ１：第１光路変更ミラー，Ｍ２：第２光路変更ミラー，ＦＬ：全系の焦点距離の絶対値，ＦＬＡ：第２Ａレンズ群の焦点距離，ＦＬＢ：第２Ｂレンズ群の焦点距離，ＦＬ２：第２レンズ群の焦点距離，ＦＮ：全系のＦナンバー，Ｌｘ：レンズ，Ｌｙ：レンズ，Ｓ：光軸，Ｐ：プロジェクタ，Ｐｍ：プロジェクタのレンズマウント部

Claims (9)

1. 拡大側から縮小側へ順に、正の第１レンズ群，負の第２レンズ群を配して構成し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に、当該第１レンズ群により中間結像するとともに、この中間結像が前記第２レンズ群により縮小側に再結合する結像光学系を有する広角レンズ装置であって、前記第１レンズ群の最も拡大側のレンズを、両面が拡大側に凸となる球面のガラスレンズにより構成し、前記第２レンズ群を、少なくとも一枚以上のレンズを有する第２Ａレンズ群，全系中で最長となる軸上空気間隔，少なくとも二枚以上のレンズを有する第２Ｂレンズ群の順に配するとともに、前記第２Ａレンズ群と前記第２Ｂレンズ群の間に、第２光路変更ミラーを配して構成し、かつ前記軸上空気間隔の距離をＭＤ２〔ｍｍ〕、全系の焦点距離の絶対値をＦＬ〔ｍｍ〕、前記第２Ａレンズ群の焦点距離をＦＬＡ〔ｍｍ〕、前記第２Ｂレンズ群の焦点距離をＦＬＢ〔ｍｍ〕、全系のＦナンバーをＦＮとしたときに、条件式〔０１〕，〔０２〕及び〔０５〕を満たすことを特徴とする広角レンズ装置。
   〔０１〕 ２０＜│ＭＤ２／ＦＬ│＜３５
   〔０２〕 ３０＜│ＦＬＢ／ＦＮ│＜６０
   〔０５〕 ０．５＜│ＦＬＡ／ＦＬＢ│＜１．５
2. 前記第２レンズ群の焦点距離をＦＬ２〔ｍｍ〕、前記第２Ｂレンズ群の軸上空気間隔の距離をＭ２Ｂ〔ｍｍ〕としたとき、次の条件式〔０３〕及び〔０４〕を満たすことを特徴とする請求項１記載の広角レンズ装置。
   〔０３〕 ０．５＜│ＭＤ２／ＦＬ２│＜５．０
   〔０４〕 １．０＜│ＭＤ２／Ｍ２Ｂ│＜２．０
3. 前記第２Ａレンズ群の最も拡大側のレンズは、両凸レンズであることを特徴とする請求項１記載の広角レンズ装置。
4. 前記第１レンズ群は、拡大側から、第１Ａレンズ群，第１光路変更ミラー，及び第１Ｂレンズ群の順に配して構成し、前記第１光路変更ミラーの光軸上の位置で軸外主光線を一致させることを特徴とする請求項１記載の広角レンズ装置。
5. 前記第１光路変更ミラー及び前記第１Ａレンズ群Ｇ１Ａは、前記第１Ｂレンズ群の光軸上において回動可能に構成することを特徴とする請求項４記載の広角レンズ装置。
6. 前記第２光路変更ミラー及び前記第２Ａレンズ群Ｇ２Ａは、前記第２Ｂレンズ群の光軸上において回動可能に構成することを特徴とする請求項１記載の広角レンズ装置。
7. 前記第１Ｂレンズ群は、一又は二以上のレンズを光軸Ｓ上で移動させてフォーカス調整可能に構成することを特徴とする請求項４記載の広角レンズ装置。
8. 少なくともプロジェクタに用いる広角投射レンズ装置として構成することを特徴とする請求項１記載の広角レンズ装置。
9. プロジェクタのレンズマウント部に対して着脱するマウント部を備えることを特徴とする請求項８記載の広角レンズ装置。

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