JPH0777652A

JPH0777652A - 投写レンズおよび投写型表示装置

Info

Publication number: JPH0777652A
Application number: JP22329093A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Masumoto; 吉弘枡本; Yoshito Miyatake; 義人宮武
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】大きなバックフォーカス比、優れた解像性
能、小さなＦナンバー、といった優れた性能を有する投
写レンズ、および明るく高画質の投写画像を表示できる
投写型表示装置を提供する。【構成】スクリーン側から順に、負パワーの第１レン
ズ群Ｇ1、負パワーの第２レンズ群Ｇ2、正パワーの第３
レンズ群Ｇ3、正パワーの第４レンズ群Ｇ4を備え、これ
らの各レンズ群の間に比較的長い空気間隔を設ける。全
系の合成焦点距離ｆ、第１レンズ群の合成焦点距離ｆG
1、第２レンズ群の合成焦点距離ｆG2、第１レンズ群と
第２レンズ群との間の空気間隔ｄG1、第２レンズ群と第
３レンズ群との間の空気間隔ｄG2の各々は、それぞれ所
定の条件式を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ライトバルブ上の光学
像をスクリーン上に拡大投影する投写レンズ、およびそ
れを用いた投写型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大画面映像を表示する方法の１つ
として、ライトバルブを用いた投写型表示装置が知られ
ている。近年では、液晶パネルを用いた投写型表示装置
が開発されており、小型で軽量のセットが実現できる利
点から注目されている（例えば、特開昭６２−１３３４
２４号公報、ＳＩＤ'９１ダイジェスト４１９〜４２２
ページ、など）。

【０００３】液晶パネルには、ツイストネマティック液
晶を用い、画素ごとに薄膜トランジスタなどのスイッチ
ング素子を設けてアクティブマトリックス駆動する方式
が主として用いられる。また、赤用、緑用、青用の３枚
の液晶パネルを用いてフルカラーの投写画像を得る方式
が主流となりつつある。これらは、いずれも高画質な投
写画像を得ることのできる利点がある。

【０００４】このような投写型表示装置の構成の一例を
（図４５）に示す。投写器１０１は、主として、光源１
０２、色分解光学系１１６、フィールドレンズ１０６、
１０７、１０８、液晶パネル１０９、１１０、１１１、
色合成光学系１１７、投写レンズ１１５、から構成され
る。色分解光学系１１６は、ダイクロイックミラー１０
３、１０４と平面ミラー１０５から構成され、色合成光
学系１１７は、ダイクロイックミラー１１２、１１３と
平面ミラー１１４から構成される。液晶パネル１０９、
１１０、１１１は、映像信号に応じて空間的に透過率を
変化させて、赤、緑、青の三原色に対応した光学像を形
成する。色分解光学系１１６は、光源１０２から出射す
る白色光をダイクロイックミラー１０３、１０４により
三原色の色光に分解し、各色光を対応するフィールドレ
ンズ１０６、１０７、１０８と液晶パネル１０９、１１
０、１１１に導いて光学像を照明する。液晶パネル１０
９、１１０、１１１から出射した各色光は色合成光学系
１１７に入射し、ダイクロイックミラー１１２、１１３
により合成されて、投写レンズ１１５に入射する。これ
により、三原色に対応した光学像が合成され、スクリー
ン（図示せず）上にフルカラーの大画面映像が拡大投影
される。

【０００５】投写型表示装置には、スクリーンに対して
画像を観察者側から投影するフロント式と、観察者と反
対側から投影するリア式がある。また、投写器とスクリ
ーンを分離した二体型と、投写器とスクリーンを同一の
筐体に取り付けた一体型がある。１００インチを超える
ような大きな投写画像を得るには、広い投写空間を必要
とするのでフロント式二体型が、５０インチ前後の中程
度の投写画像を得るには、投写空間を反射ミラーを用い
て折りたたみ、投写器とスクリーンを比較的コンパクト
な筐体内に納めたリア式一体型が、主として用いられ
る。

【０００６】（図４５）に示した投写器は投写レンズが
１本であるので、スクリーンに対する投写器の相対位置
を容易に設定でき、また、投写レンズをズームレンズと
すれば画面サイズを容易に変えることができる。これ
は、特にフロント式二体型として用いた場合に、大きな
利点となる。

【０００７】このような液晶投写型表示装置に用いられ
る投写レンズの一例として、特開平４−３３５６１０号
公報がある。（図４６）にレンズ構成の一例を示す。レ
ンズ１２１がスクリーン側、レンズ１２２が液晶パネル
側に相当し、９枚のレンズから構成されている。焦点距
離ｆは１２８.６mm、Ｆナンバは８.０、スクリーン側の
半画角ωは２４度、である。広角で、全系の焦点距離の
２倍以上の長いバックフォーカスを実現している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】（図４５）に示した構
成の投写型表示装置に用いる投写レンズ１１５は、高画
質な投写画像を得るために、以下に述べる性能を備える
必要がある。

【０００９】第１に、ハイビジョンなどの精密な表示画
像を拡大投影するために、優れた解像性能を要求され
る。そのために、歪曲を含めて諸収差の発生を良好に抑
制する必要がある。第２に、明るい投写画像を得るため
にライトバルブから出射する光を広い角度で集光しなけ
ればならず、Ｆナンバーは小さいことが好ましい。第３
に、投写画像の画面周辺部における光量の低下を抑制す
るために、最大画角範囲まで高い開口効率を維持する必
要がある。第４に、表示むらに少ない投写画像を得るた
めに、ライトバルブ側の主光線についてテレセントリッ
ク性の高いことが要求される。一般に、ライトバルブの
光変調特性は光線の入射角に依存することが知られてい
る。例えば液晶パネルの場合、主光線の入射角が大きく
異なれば、表示画像のコントラストが部分的に低下して
不均一となる。その結果、表示むらを生じる。第５に、
投写距離を短くするために広角の投写レンズが好まし
く、焦点距離ｆは短いことが望まれる。加えて、色合成
光学系を配置する空間を得るために、バックフォーカス
（投写レンズの後玉頂点から後側焦点までの距離）ｆB
を非常に長くする必要がある。そのために、１を超える
非常に大きなバックフォーカス比ｆB／ｆが必要とな
る。

【００１０】これらの要求性能に対して、一般に、焦点
距離ｆを短くすることと、バックフォーカスｆBを長く
することは相反する。例えば、スクリーン側から順に、
負パワーの前群、正パワーの後群を配置するレトロフォ
ーカス型が知られているが、ｆB／ｆとして２程度を実
現しようとすると、歪曲収差が非常に大きくなると共
に、諸収差の発生量が増大し、高い解像性能を得ること
が困難となる。また、一般に、Ｆナンバーを小さくする
ことと、高い解像性能を得ることも相反する。Ｆナンバ
ーを小さくするほど、主光線に対してより広い角度をな
して進行する光線について、収差の発生を良好に抑制し
なければいけない。

【００１１】従って、従来は、焦点距離、バックフォー
カス比、解像性能、Ｆナンバー、テレセントリック性、
開口効率、の全てについて、要求性能を高いレベルで満
たす投写レンズを実現することは困難であった。このた
めに、短い投写距離で高画質な投写画像を表示する投写
型表示装置を実現することは困難であった。

【００１２】例えば、特開平４−３３５６１０号公報に
開示される投写レンズは、大きなバックフォーカス比を
実現すると共に諸収差を良好に補正しているが、Ｆナン
バーが比較的大きく、Ｆ８である。液晶パネルから光軸
に対して±約３.６度の範囲に出射する光しか利用でき
ないので、明るい投写画像を得ることが困難である。

【００１３】他に、ＦナンバーはＦ４.５、焦点距離ｆ
は９０mm、バックフォーカスｆBは１６０mmで、バック
フォーカス比ｆB／ｆは約１.８であるものも実現されて
いる。しかし、テレセントリック性が良好でないと共
に、高精細な画像を投影するには解像性能が全く十分で
はなく、ハイビジョンレベルの画像を投影するには不適
当であった。より明るい投写画像を得るために、Ｆナン
バーは、例えばＦ４以下のより小さな値であることが望
まれる。

【００１４】本発明は、特にフロント式二体型の投写型
表示装置に用いることを想定し、実用上十分に大きなバ
ックフォーカス比、高精細画像の投影に対応した高い解
像性能、小さいＦナンバー、を実現する投写レンズを提
供することを目的とする。本発明の投写レンズを用い
て、明るく高画質な映像を表示する投写型表示装置を提
供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の投写レンズは、スクリーン側から順に、負
パワーの第１レンズ群と、負パワーの第２レンズ群と、
正パワーの第３レンズ群と、スクリーンの反対側の焦点
の近傍に配置される正パワーの第４レンズ群とを備え、
各レンズ群の間に比較的長い空気間隔を設け、スクリー
ンの反対側の空間において主光線が第４レンズ群の光軸
と略平行となるようにし、全系の合成焦点距離ｆと、第
１レンズ群の合成焦点距離ｆG1と、第２レンズ群の合成
焦点距離ｆG2と、第１レンズ群と第２レンズ群との間の
空気間隔ｄG1と、第２レンズ群と第３レンズ群との間の
空気間隔ｄG2、の各々は以下の条件を満足するようにし
たものである。

【００１６】

【数５】

【００１７】

【数６】

【００１８】

【数７】

【００１９】本発明の投写レンズは、さらに、第４レン
ズ群の合成焦点距離ｆG4と第２レンズ群と第３レンズ群
との間の空気間隔ｄG3について、以下の条件を満足させ
るとよい。

【００２０】

【数８】

【００２１】また、本発明の投写レンズは、主レンズ群
と、同一特性を有する３つの補助レンズと、２つのダイ
クロイックミラーと、平面ミラーとを備え、主レンズ群
はスクリーン側から順に第１レンズ群と、第２レンズ群
と、第３レンズ群とを備え、第１の補助レンズと第２の
補助レンズから出射する光は第１のダイクロイックミラ
ーにより合成されて第２のダイクロイックミラーに入射
し、第３の補助レンズから出射する光は平面ミラーを介
して第２のダイクロイックミラーに入射し、第２のダイ
クロイックミラーに入射する２つの光は合成されて主レ
ンズ群に入射し、主レンズ群として上記投写レンズの第
１レンズ群から第３レンズ群までの系を用い、各補助レ
ンズとして上記投写レンズの第４レンズ群を用い、主レ
ンズ群から各補助レンズまでの３つの系が所定の結像特
性を有するようにしたものである。

【００２２】さらに、本発明の投写型表示装置は、３原
色の色成分を含む光を放射する光源と、光源から出射す
る光を３原色の色光に分解する色分解手段と、色分解手
段から出射する３原色の色光の各々により照明される３
つのライトバルブと、投写レンズとを備え、投写レンズ
として上記の投写レンズを用い、３つのライトバルブか
ら出射する色光の各々はそれぞれ対応する補助レンズに
入射し、３つのライトバルブ上の光学像を重畳形態でス
クリーン上に投写するものである。

【００２３】

【作用】（図１）を用いて、本発明の投写レンズの基本
構成であるレトロフォーカス型レンズの作用を述べる。
レトロフォーカス型レンズは、負パワーの前レンズ群Ｇ
fと正パワーの後レンズ群Ｇbから構成される。前レンズ
群Ｇfと後レンズ群Ｇbは、いずれも薄肉レンズと考えて
表す。

【００２４】スクリーン側から光軸１１と平行に入射す
る高さｈ1の光線１２は、前レンズ群Ｇfにより発散光線
１３に変換され、光線高ｈ2となり後レンズ群Ｇbに入射
する。後レンズ群Ｇbに入射した光線１３は収束光線１
４に変換され、光線１４と光軸１１の交点が焦点Ｆとな
る。主点Ｈは入射光線１２と収束光線１４の交点１５か
ら光軸１１に下ろした垂線と光軸１１の交点であり、主
点Ｈから焦点Ｆまでの距離が焦点距離ｆとなる。バック
フォーカスｆBは、後レンズ群Ｇbから焦点Ｆまでの距離
である。ｈ2／ｈ1が大きくなるように、前レンズ群Ｇf
と後レンズ群Ｇbのパワー配分を定めれば、大きなバッ
クフォーカス比ｆB／ｆを得ることができる。

【００２５】本発明の投写レンズは、負パワーの第１レ
ンズ群Ｇ1、負パワーの第２レンズ群Ｇ2、正パワーの第
３レンズ群Ｇ3、正パワーの第４レンズ群Ｇ4、から構成
される。（図２）は各レンズ群を薄肉レンズと考えて表
したもので、Ｐはスクリーンに投影されるライトバルブ
上の光学像を示す。投写レンズから離れた位置にあるス
クリーンから出射する軸上光線を光線１２'、軸外主光
線を光線１７、として表す。軸上光線１２'は、投写レ
ンズの入射瞳の最周縁部を通過するものとする。

【００２６】第１レンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2が負パ
ワーの前レンズ群を、第３レンズ群Ｇ3と第４レンズ群
Ｇ4が正パワーの後レンズ群を形成する。ただし、（図
１）を用いて述べた後レンズ群Ｇbの機能は、主として
第３レンズ群Ｇ3が担い、第４レンズ群Ｇ4は補助的な機
能を担う。第１レンズ群Ｇ1から第３レンズ群Ｇ3までの
系を主レンズ群、第４レンズ群Ｇ4を補助レンズと呼
ぶ。

【００２７】軸上光線１２'は、光軸１１に対してほぼ
平行に進行し、第１レンズ群Ｇ1に入射する。軸上光線
１２'は、第１レンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2により発
散光線１３'ａ、１３'ｂに変換された後に、第３レンズ
群Ｇ3により収束光線１４'に変換され、第４レンズ群Ｇ
4を経て、光学像Ｐの軸上点に到達する。光線１４'が光
軸近傍を通過するので、第４レンズ群Ｇ4は軸上光線に
対してあまり作用しない。軸上光線１２'の経路は（図
１）における光線１２と同様であり、主レンズ群よりも
光学像Ｐ側に大きく離れた位置に主点を設けて、大きな
バックフォーカス比ｆB／ｆを得ることができる。ただ
し、バックフォーカスｆBは、主レンズ群と光学像Ｐと
の間の距離として考える。第３レンズ群Ｇ3と第４レン
ズ群Ｇ4との間に大きな空間を得るので、色合成を行な
うダイクロイックミラーを配置できる。

【００２８】本発明の投写レンズは、第１レンズ群Ｇ1
と第２レンズ群Ｇ2が負パワーの前レンズ群Ｇfの機能を
分担して担うので、負パワーのレンズ群で発生する収差
を抑制できる特徴がある。また、第１レンズ群Ｇ1につ
いて、軸上光線１２'は光軸１１の近傍を通過するのに
対し、軸外主光線１７は光軸１１から離れたレンズ周辺
部を通過する。そのために、第１レンズ群Ｇ1は軸上光
線よりも軸外主光線に対してより大きな作用を与えるこ
とができ、軸外収差を良好に補正できる利点がある。

【００２９】光学像Ｐの近傍に配置される正パワーの第
４レンズ群Ｇ4は、以下の機能を担う。第１に、第４レ
ンズ群Ｇ4のレンズ面形状を適切に選ぶことで、光学像
Ｐ側の空間における軸外主光線１７'を光軸１１とほぼ
平行にすることができる。つまり、テレセントリック性
の優れた投写レンズを構成できる。第２に、第３レンズ
群Ｇ3を通過する軸外主光線１７の光線高を小さくでき
るので、第３レンズ群Ｇ3のレンズ径をあまり大きくす
ることなく、Ｆナンバーの小さい投写レンズを構成でき
る。第３に、軸上光線１２'は第４レンズ群Ｇ4の光軸近
傍を通過し、軸外主光線１７は周辺部を通過するので、
全系の球面収差をあまり変化させることなく、全系の軸
外収差を変化させることができる。具体的に、正の歪曲
収差を発生させて他の系で発生する負の歪曲収差を補正
し、全系の歪曲収差を小さくできる。また、他の系で発
生する非点隔差を補正し、全系の非点隔差を小さくする
ことができる。第４レンズ群Ｇ4を構成するレンズ面の
少なくとも１つの面を非球面とすると、より大きな上記
効果を得ることができる。

【００３０】次に、本発明の投写レンズが満たすべき条
件について説明する。（数５）の条件は、第１レンズ群
Ｇ1の合成焦点距離ｆG1を一定範囲に限定する。これに
より、全系の収差をバランス良く保ちながら、主レンズ
群のバックフォーカスを所定の値にすることができる。
ｆG1／ｆが上限値より大きい場合、第１レンズ群Ｇ1の
負のパワーが強くなりすぎ、第１レンズ群Ｇ1で発生す
る軸外収差を、第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3で補
正することが困難となる。ｆG1／ｆが下限値より小さい
場合、第１レンズ群Ｇ1の負のパワーが弱くなりすぎ、
所定のバックフォーカスを得るために、第２レンズ群Ｇ
2に与える負担が大きくなる。その結果、第２レンズ群
Ｇ2で発生する諸収差を、第３レンズ群Ｇ3で補正するこ
とが困難となる。

【００３１】（数６）の条件は、第２レンズ群Ｇ2の合
成焦点距離ｆG2を一定範囲に限定する。これにより、
（数５）の条件を満足させた上で第２レンズ群Ｇ2の負
のパワーを適当な大きさとし、全系の収差をバランス良
く保ちながら、主レンズ群のバックフォーカスを所定の
値にすることができる。ｆG2／ｆが上限値より大きい場
合、第２レンズ群Ｇ2の負のパワーが強くなりすぎ、第
２レンズ群Ｇ2で発生する諸収差を、第３レンズ群Ｇ3で
補正することが困難となる。ｆG2／ｆが下限値より小さ
い場合、第２レンズ群Ｇ2の負のパワーが弱くなりす
ぎ、所定のバックフォーカスを得ることが困難となる。

【００３２】（数７）の条件は、第１レンズ群Ｇ1と第
２レンズ群Ｇ2の空気間隔ｄG1と、第２レンズ群Ｇ2と第
３レンズ群Ｇ3の空気間隔ｄG2の和、（ｄG1＋ｄG2）を
一定範囲に限定する。（ｄG1＋ｄG2）／ｆが下限値より
小さい場合、第１レンズ群Ｇ1により軸外収差を良好に
補正することが難しくなる。加えて、所定のバックフォ
ーカスを得ることが困難となる。必要なバックフォーカ
スを無理に得ようとすると、第３レンズ群Ｇ3の負担が
大きくなり、全系の収差をバランス良く補正することが
困難となる。（ｄG1＋ｄG2）／ｆが上限値より大きい場
合、主レンズ群のレンズ全長が長くなり、最大画角に到
るまで高い開口効率を維持することが困難となる。その
ために、周辺光量の低下を招く。開口効率を維持するた
めに、第１レンズ群Ｇ1の有効径を大きくすることが考
えられるが、コストが著しく高くなる。第３レンズ群Ｇ
3の有効径を大きくすることも有効であるが、コスト高
を招くと共に、より大きなバックフォーカス比が必要と
なり、レンズ系の諸収差をバランス良く補正することが
困難となる。これは、第３レンズ群Ｇ3に入射する光束
径が大きくなると、色合成を行なうための空間が大きく
なり、必要とするバックフォーカスがより長くなるため
である。

【００３３】（数８）の条件は、第４レンズ群Ｇ4の合
成焦点距離ｆG4と、第３レンズ群Ｇ3と第４レンズ群Ｇ4
の空気間隔ｄG3の比を一定範囲に限定する。これによ
り、第４レンズ群Ｇ4についてスクリーンと反対側の空
間における主光線を光軸とほぼ平行にすることができ
る。つまり、良好なテレセントリック性を実現すること
ができる。従って、使用するライトバルブの光変調特性
が比較的大きな視角依存を有する場合に、望ましくは
（数８）の条件を満足させると良い。これにより投写画
像の表示むらを小さくすることができる。

【００３４】以上述べた作用により、本発明の投写レン
ズは、大きなバックフォーカス比、高い解像性能、小さ
なＦナンバー、といった優れた諸性能を実現できる。ま
た、本発明の投写レンズを用いて投写型表示装置を構成
することで、明るく高画質な映像を提供できる。本発明
の投写レンズは、特にフロント式二体型の投写型表示装
置に用いるとよい。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の投写レンズと投写型表示装置
について、具体的な実施例を述べる。

【００３６】（図３）は、本発明の投写型表示装置の一
実施例を示す構成図である。投写器２１は、フロント二
体型の液晶投写型表示装置であり、分離されたスクリー
ン４０に観察者側から画像を投影する。

【００３７】光源２２は、赤外光と紫外光を取り除いた
白色の照明光２３を出力する。青透過のダイクロイック
ミラー２４と赤反射のダイクロイックミラー２５と平面
ミラー２６からなる色分解光学系により、Ｒ、Ｇ、Ｂの
三原色の照明光が作られ、各照明光は、フィールドレン
ズ２７、２８、２９を経て、液晶パネル３０、３１、３
２の有効表示領域を照明する。液晶パネル３０、３１、
３２は、アクティブマトリックス型ツイストネマチック
液晶であり、入射側と出射側に偏光板（図示せず）を備
える。外部から供給される映像信号に応じて、液晶パネ
ル３０、３１、３２の液晶層に三原色に対応した光学像
が形成される。液晶層は、例えば液晶パネル３０につい
て出射側ガラス基板３０ａと入射側ガラス基板３０ｂの
間にある。

【００３８】各光学像は、主レンズ群３９と補助レンズ
３３、３４、３５からなる投写レンズによりスクリーン
４０上に拡大投影される。具体的に、変調された各照明
光は、補助レンズ３３、３４、３５を経て、平面ミラー
３６と緑透過のダイクロイックミラー３７と赤反射のダ
イクロイックミラー３８からなる色合成光学系に入射す
る。これにより、各照明光の光路が合成され、フルカラ
ーの投写画像を得る。フィールドレンズ２７、２８、２
９は、各照明光を投写レンズの入射瞳４１上に有効に導
くために用いる。

【００３９】（図３）に示した投写型表示装置は、主レ
ンズ群３９と補助レンズ３３、３４、３５として、以下
に述べる本発明の投写レンズを用いることにより、明る
く高精細で表示均一性に優れた高画質の投写画像を得る
ことができる。ただし、ライトバルブは特に上記液晶パ
ネルを用いる必要はない。他の方式の液晶パネルや電気
光学結晶を用いるものなど、空間的に光を変調できる透
過型のものであれば利用できる。投写器の構成も、特に
（図３）の構成に限定されない。例えば、光源と３枚の
ライトバルブと投写レンズの相対関係が、（図４５）に
示した従来例の構成であっても構わない。

【００４０】（図３）に示した投写型表示装置の一構成
例について、具体的な一数値例を示す。液晶パネルは、
有効表示領域の対角長が３.５インチで、アスペクト比
１６：９のハイビジョン対応のものを用いる。画素数
は、縦１０２４ドット、横１４４０ドットであり、画素
ピッチは、縦方向が約４３μｍ、横方向が約５４μｍで
ある。（図３）において、液晶パネルの縦方向と紙面に
沿った方向を一致させる。ただし、液晶パネルの垂直表
示方向を縦方向、水平表示方向を横方向、と表す。対角
１００インチの投写画像を得るときの投写距離（スクリ
ーン４０の中心Ｐ0から主レンズ群３９の先端Ｐ1までの
距離）は、約３.５ｍとする。明るい投写画像を得るた
めに、液晶パネル上の光学像を光軸に対して±８〜９度
の角度範囲の光により照明する。この場合、光学像から
は、入射光と同一の角度範囲の光が出射する。

【００４１】上記数値例の投写型表示装置を用いて高画
質映像を得るために、本発明の投写レンズは、例えば以
下の仕様を満たせばよい。所定の投写距離を得るため
に、投写レンズの半画角は約２０度あればよい。光学像
から出射する光を損失なくスクリーンに到達させるため
に、Ｆナンバーは約３.２〜３.５であればよい。色合成
光学系を構成するミラーを配置するために、主レンズ群
３９の後端Ｐ2から補助レンズ３３の先端Ｐ3までの空気
間隔は２１０mmあればよい。これは、他の補助レンズ３
４、３５についても同様である。解像性能は、液晶パネ
ルの縦方向の画素ピッチが約４３μｍなので、１２［ラ
インペア／mm］（以下、[l.p.／mm]と記す）の白と黒の
周期パターンを拡大投影した場合に、スクリーン上で良
好に解像できればよい。歪曲収差は、最大画角で１％程
度であればあまり気にならず、０.５％以下であれば全
く問題ない。開口効率は、最大画角で７０％程度であっ
ても周辺光量の低下はあまり気にならず、最大画角で９
０％程度あれば全く問題ない。全画角範囲で主光線が光
軸に対して±２度以内であれば、テレセントリック性は
良好であり、表示むらを十分に抑制できる。

【００４２】以下、本発明の投写レンズの具体的な実施
例を述べる。いずれの実施例も、上記仕様例にもとづい
て十分な性能を得るように構成されており、上記一数値
例の投写型表示装置に用いることができる。

【００４３】（図４）は、本発明の投写レンズの第１の
実施例を示す構成図である。全レンズ系を光軸Ｚを通る
平面で切断した断面図であり、Ｇ1は第１レンズ群、Ｇ2
は第２レンズ群、Ｇ3は第３レンズ群、Ｇ4は第４レンズ
群、である。Ｌiは第ｉレンズを示し、Ｐは液晶パネル
の出射側ガラス基板である。投影される光学像は、ガラ
ス基板Ｐの投写レンズとは反対側の面Ｐiに形成され
る。光線ｕ1と光線ｕ2は軸上上光線と軸上下光線であ
り、瞳の最縁部を通過してＦナンバを決定する。光線ｕ
3は最大画角点における軸外主光線である。Ａは絞りで
あり、軸上光線ｕ1とｕ2および軸外下光線を規制する。

【００４４】レンズ系の具体的な数値を（表１）に示
す。

【００４５】

【表１】

【００４６】ｆは全系の焦点距離、ＦはＦナンバー、ω
はスクリーン側の半画角、ｍは拡大倍率、ｒjは第ｊ面
の曲率半径、ｄjは第ｊ面から第（ｊ＋１）面までの面
間隔、ｎiとνiは、それぞれ第ｉレンズのｅ線における
屈折率とアッベ数である。ｒP1とｒP2は、液晶パネルの
出射側ガラス基板の両面の曲率半径であり、ｄpは出射
側ガラス基板の厚さ、ｎPとνPは、それぞれ出射側ガラ
ス基板のｅ線における屈折率とアッベ数である。第４レ
ンズ群Ｇ4と出射側ガラス基板Ｐの面間隔ｄ18は、所定
の拡大倍率ｍを得るときに、面Ｐiがガウス像面となる
ような面間隔を示す。実際に画像を投影する場合には、
投写画面の全領域においてバランス良く高い解像性能が
得られるように、面間隔ｄ18を微小量だけデフォーカス
させる場合が多い。＊を付したレンズ面は非球面であ
り、第ｊ面の非球面形状を、円錐定数Ｋj、４次、６
次、８次、１０次の非球面係数、ＡＤj、ＡＥj、ＡＦ
j、ＡＧj、を用いて表す。上記非球面係数を用いて、光
軸からの高さｈにおけるレンズ面のサグ量Ｓは、（数
９）で与えられる。

【００４７】

【数９】

【００４８】第１レンズＬ1はスクリーン側に凸面を向
けた正メニスカスレンズ、第２レンズＬ2はスクリーン
側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、第３レンズＬ3
はスクリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、第
４レンズＬ4はスクリーン側に曲率の弱い面を向けた負
レンズ、第５レンズＬ5はスクリーン側に曲率の強い面
を向けた正レンズ、第６レンズＬ6は両凹レンズ、第７
レンズＬ7は両凸レンズ、第８レンズＬ8はスクリーン側
に凹面を向けた正メニスカスレンズ、第９レンズＬ9は
両凸レンズ、第１０レンズＬ10はスクリーン側に平面を
向けた平凸レンズ、である。第４レンズＬ4と第５レン
ズＬ5、第６レンズＬ6と第７レンズＬ7、は各々接合
し、第１０レンズＬ10の第１８面は非球面である。

【００４９】第１レンズ群Ｇ1は負パワーであり、第１
レンズＬ1から第３レンズＬ3までの３枚のレンズで構成
される。第２レンズ群Ｇ2は負パワーであり、第４レン
ズＬ4と第５レンズＬ5の２枚のレンズで構成される。第
３レンズ群Ｇ3は正パワーであり、第６レンズＬ6から第
９レンズＬ9までの４枚のレンズで構成される。第４レ
ンズ群Ｇ4は正パワーであり、第１０レンズＬ10で構成
される。第１レンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2が負パワー
の前群を、第３レンズ群Ｇ3と第４レンズ群Ｇ4が正パワ
ーの後群を形成し、レトロフォーカス型レンズを基本構
成としている。第１レンズ群Ｇ1から第３レンズ群Ｇ3ま
での系を主レンズ群、第４レンズ群Ｇ4を補助レンズと
呼ぶ。各レンズ群の間には、比較的長い空気間隔を設け
ている。特に、色合成光学系を配置するために、主レン
ズ群と補助レンズの間に２１０mmの空気間隔を設けてい
る。

【００５０】焦点距離は約１２７mmであり、約３.５ｍ
の投写距離で対角３.５インチの光学像を対角１００イ
ンチの投写画像として拡大投影できる。Ｆ値は３.５で
あり、液晶パネル側の軸上点で光軸に対して±８.２度
の範囲の光を集光できる。テレセントリック性は、全画
角範囲で±１.５度以内である。代表的な収差図を（図
５）に、開口効率を（図６）に示す。良好な収差補正を
実現すると共に、全画角範囲内で高い開口効率を維持し
ている。歪曲収差は、最大画角で約１％である。

【００５１】解像性能の指標として、ＭＴＦ特性図を
（図７）に示す。ただし、全ての画角範囲内で平均的に
良好な解像を得るように、液晶パネル面を適当量だけス
クリーン側にデフォーカスしている。高い方から、４
[l.p.／mm]、８[l.p.／mm]、１２[l.p.／mm]、の周期パ
ターンを拡大投影した場合の変調度であり、実線はサジ
タル方向に変化する周期パターンに対する特性を、破線
はメリジオナル方向に変化する周期パターンのに対する
特性を示す。全画角範囲内で、上記一数値例の液晶パネ
ルの一画素を十分に解像できる性能を得ている。

【００５２】一般に、レトロフォーカス型レンズは、前
群と後群のいずれもが、軸外主光線に対して負の方向に
収差を発生しやすく、歪曲収差と倍率色収差の補正が容
易でないことが知られている。本実施例の投写レンズ
は、第１レンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2が負パワーを分
担することで、歪曲収差の補正を有利にしている。第１
レンズ群Ｇ1は、スクリーン側から正正負のレンズ構成
であり、第１レンズＬ1と第２レンズＬ2の２枚の正レン
ズが正の歪曲収差を発生させ、系全体の負の歪曲収差を
抑制している。第３レンズ群Ｇ3は、絞りＡに近い第７
レンズＬ7の正パワーを第８レンズＬ8と第９レンズＬ9
よりも強くし、後群で発生する負の歪曲収差を抑制して
いる。

【００５３】また、第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3
に接合レンズを用いており、２つの接合面のバランスを
調整することにより、軸上色収差と倍率色収差を良好に
補正している。特に、第２レンズ群Ｇ2を正レンズと負
レンズで構成し、正レンズのアッベ数を負レンズのアッ
ベ数よりも小さくしているが、これにより、第２レンズ
群Ｇ2が第１レンズ群Ｇ1で発生する色収差の大半を補正
する。第２レンズ群Ｇ2の２枚のレンズを接合すれば光
学界面を減らすことができ、不要反射を低減させて光線
透過率を増すことができる。

【００５４】第１レンズ群Ｇ1において、軸上光線ｕ1と
ｕ2は光軸近傍を通過するのに対し、軸外主光線ｕ3は光
軸から離れた周辺部を通過する。従って、スクリーン側
から順に正レンズと負レンズを組み合わせて第１レンズ
群Ｇ1を構成すれば、軸外光線に対して特に選択的に収
差補正を行なうことができる。そのために、第１レンズ
Ｌ1と第２レンズＬ2の２枚の正レンズを用い、各々が分
担して軸外収差を良好に補正している。

【００５５】第３レンズ群Ｇ3は、スクリーン側から負
正正正のレンズ構成であり、第６レンズＬ6と第７レン
ズＬ7からなる接合レンズと第８レンズＬ8は、スクリー
ン側に凹面を向けたメニスカスレンズである。そのため
に、第３レンズ群Ｇ3の主点をできるだけ液晶パネル側
に位置させることができ、主レンズ群のバックフォーカ
スを長くする上で有利となる。また、主レンズ群のレン
ズ構成が絞りＡを挟んで対称に近くなるように、第１レ
ンズ群Ｇ1と第３レンズ群Ｇ3を構成している。これは、
軸外光線に到るまで諸収差を良好に補正する上で有利と
なる。特に、第３レンズ群Ｇ3を４枚のレンズ構成とす
れば、全系の諸収差をバランス良く補正できる。

【００５６】第４レンズ群Ｇ4の全長が長いと色合成光
学系を配置する空間をより大きくする必要があるので、
第４レンズ群Ｇ4は１枚の平凸レンズから構成してい
る。鏡筒への取り付け精度を良くするために、スクリー
ン側に平面を向けるとよい。第４レンズ群Ｇ4は、テレ
セントリック性の高い軸外主光線ｕ3を収束光に変換
し、主レンズ群に導いている。従って、第９レンズＬ9
の有効径をあまり大きくすることなく、良好なテレセン
トリック性と、小さいＦナンバーを実現できる。また、
第１０レンズＬ10の第１８面を非球面とし、テレセント
リック性をより良好にしている。同時に、主レンズ群で
発生する歪曲収差を打ち消す方向に歪曲収差を発生さ
せ、系全体の歪曲収差を抑制している。さらに、系全体
の非点隔差と像面湾曲を補正し、画面の全領域で良好な
解像性能を得ている。このレンズは、量産性を確保する
ために、アクリル樹脂を用いて成型加工により製作する
とよい。

【００５７】以下、本発明の投写レンズのその他の実施
例について述べる。第２の実施例について、（図８）に
（図４）と同様のレンズ断面図を、（表２）に（表１）
と同様のレンズ系の具体的な数値を、（図９）に（図
５）と同様の収差図を、（図１０）に（図６）と同様の
開口効率を、（図１１）に（図７）と同様のＭＴＦ特性
図を、それぞれ示す。同様に、第３の実施例について
（図１２）〜（図１５）と（表３）に、第４の実施例に
ついて（図１６）〜（図１９）と（表４）に、第５の実
施例について（図２０）〜（図２３）と（表５）に、第
６の実施例について（図２４）〜（図２７）と（表６）
に、第７の実施例について（図２８）〜（図３１）と
（表７）に、第８の実施例について（図３２）〜（図３
５）と（表８）に、第９の実施例について（図３６）〜
（図３９）と（表９）に、第１０の実施例について（図
４０）〜（図４３）と（表１０）に、レンズ断面図、収
差図、開口効率、ＭＴＦ特性図、レンズ系の具体的な数
値を、それぞれ示す。

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】

【表４】

【００６１】

【表５】

【００６２】

【表６】

【００６３】

【表７】

【００６４】

【表８】

【００６５】

【表９】

【００６６】

【表１０】

【００６７】第２の実施例は、特に明るい投写画像を得
るために、第１の実施例と同じレンズ構成のままＦナン
バーを３.２に小さくした場合の一実施例を示す。この
場合、液晶パネル側の軸上点で光軸に対して±９度の範
囲の光を集光できる。第１の実施例と比較して、画角の
大きいところでの開口効率が低下しているが、十分な周
辺光量を得ることのできるレベルである。Ｆナンバーを
小さくしても諸収差は良好に補正されており、解像性能
は十分に高い。

【００６８】第３〜第６の各実施例は、第１の実施例と
同様のレンズ構成であり、各レンズ群のパワー配分や各
レンズ群の空気間隔が異なる場合を示す。第３の実施例
は第２レンズ群Ｇ2の負のパワーが比較的弱い場合の一
実施例を、第４の実施例は第２レンズ群Ｇ2の負のパワ
ーが比較的強い場合の一実施例を、それぞれ示す。第５
の実施例は、第１レンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2の空気
間隔ｄG1と、第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3の空気
間隔ｄG2の各々が比較的大きく、主レンズ群のレンズ全
長が長い場合の一実施例を示す。第１レンズ群Ｇ1の負
のパワーは比較的弱い。第６の実施例は、上記空気間隔
ｄG1とｄG2の各々が比較的小さく、主レンズ群のレンズ
全長が短い場合の一実施例を示す。第１レンズ群Ｇ1の
負のパワーと第４レンズ群Ｇ4の正のパワーは比較的強
い。コンパクトな投写レンズを得ることができ、最大画
角まで極めて高い開口効率を得ている。第３〜第６のい
ずれの実施例も諸収差が良好に補正されており、十分に
高い解像性能を得ている。

【００６９】第７と第８の実施例は、第１の実施例のレ
ンズ構成を基本とし、第１レンズ群Ｇ1を正負負のレン
ズ構成としている。具体的に、第１レンズ群Ｇ1は、ス
クリーン側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ1、ス
クリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ2、ス
クリーン側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ3、か
ら構成される。第１の実施例の２枚の正レンズＬ1とＬ2
の機能を１枚の正メニスカスレンズＬ1に集約させ、第
１の実施例の負レンズＬ3の機能を２枚の負メニスカス
レンズＬ2とＬ3に分担させている。いずれも、第１レン
ズ群Ｇ1の負のパワーは比較的強い。特に、第８の実施
例は、第２レンズ群Ｇ2を正負のレンズ構成としてい
る。いずれの実施例も諸収差が良好に補正されており、
十分に高い解像性能を得ている。また、開口効率も十分
に高い。

【００７０】第９と第１０の実施例は、第１の実施例と
同様のレンズ構成の主レンズ群に非球面を導入し、歪曲
収差を特に良好に抑制した場合の実施例を示す。第９の
実施例は、第３レンズ群Ｇ3を構成する第９レンズＬ9の
第１６面を非球面とし、第１０の実施例は、第１レンズ
群Ｇ1を構成する第１レンズＬ1の第１面を非球面として
いる。いずれの実施例も、その他のレンズ性能を損なう
ことなく、最大画角における歪曲収差を０.５％以下に
抑制している。このように、第１レンズ群Ｇ1あるいは
第３レンズ群Ｇ3の少なくとも一方の光学面に非球面を
導入すると、より歪曲収差を小さくできる。特に、主レ
ンズ群の最もスクリーンに近い側、あるいは、最もスク
リーンから遠い側、に位置するレンズの一方の面を非球
面にするとよい。

【００７１】以上述べた第２〜第１０の各実施例の投写
レンズは、全て±２度以下のテレセントリック性を実現
している。従って、表示むらの少ない均一性の良好な投
写画像を投影できる。ここで、第１〜第１０の各実施例
について、(数５）〜（数８）の条件式に用いたレンズ
系の構成パラメータの具体的な数値を（表１１）に示
す。

【００７２】

【表１１】

【００７３】以上述べたように、本発明の投写レンズは
（数５）（数６）（数７）の条件式を満たすように各レ
ンズ群を構成することにより、色合成光学系を配置する
ことのできる十分に大きなバックフォーカス比を実現し
た上で、優れた解像性能、小さいＦナンバー、小さい歪
曲収差、高い開口効率、といった多くの優れた特徴を有
することができる。更に、（数８）の条件式を満たすよ
うに構成することにより、特に良好なテレセントリック
性を得ることができる。従って、本発明の投写レンズ
は、ライトバルブ上の光学像を明るく高画質な映像とし
てスクリーン上に投影できる。

【００７４】本発明の投写レンズの第１〜第１０の各実
施例は、具体的に（図４４）に示す構成として用いるこ
とができる。第１レンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2と第３
レンズ群Ｇ3を１つの鏡筒に納めて、主レンズ鏡筒５１
を構成する。主レンズ鏡筒５１、３つの補助レンズ５３
と５４と５５、色合成用の２枚のダイクロイックミラー
５５と５６、平面ミラー５７、の各々を適当な支持体に
固定し、これらを基準筐体５２に取り付ける。こうすれ
ば、第１レンズ群Ｇ1から補助レンズまでの光学系を精
度良く組み立てることができる。より精度良く光学系を
組み立てるために、２つのダイクロイックミラー５５、
５６と、平面ミラー５７とは、各反射面が互いに平行と
なるように配置すればよい。３つの補助レンズ５３、５
４、５５の各々の光軸５８、５９、６０が同一平面上に
あるように各要素を配置し、特にこの平面と基準筐体５
２の基準面６１とを平行にすると良い。基準筐体５２自
体を投写レンズとして扱い、例えば（図３）に示した本
発明の投写型表示装置に用いると、精度の高い組み立て
を簡便に行なうことができる利点がある。

【００７５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の投写レンズ
は、大きなバックフォーカス比、優れた解像性能、小さ
なＦナンバー、といった優れた特徴を有する。従って、
本発明の投写レンズを用いれば、ライトバルブ上の光学
像を明るく高画質な映像としてスクリーン上に投影する
ことが可能となる。

【００７６】また、本発明の投写型表示装置は、本発明
の投写レンズを用いてスクリーン投写型の表示装置を構
成することにより、明るく高画質な投写画像を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レトロフォーカス型レンズの原理を説明する説
明図

【図２】本発明の投写レンズの原理を説明する説明図

【図３】本発明の投写型表示装置の一実施例を示す概略
構成図

【図４】本発明の投写レンズの第１の実施例を示す断面
構成図

【図５】本発明の投写レンズの第１の実施例における収
差図

【図６】本発明の投写レンズの第１の実施例における開
口効率を示す特性図

【図７】本発明の投写レンズの第１の実施例における解
像性能を示すＭＴＦ特性図

【図８】本発明の投写レンズの第２の実施例を示す断面
構成図

【図９】本発明の投写レンズの第２の実施例における収
差図

【図１０】本発明の投写レンズの第２の実施例における
開口効率を示す特性図

【図１１】本発明の投写レンズの第２の実施例における
解像性能を示すＭＴＦ特性図

【図１２】本発明の投写レンズの第３の実施例を示す断
面構成図

【図１３】本発明の投写レンズの第３の実施例における
収差図

【図１４】本発明の投写レンズの第３の実施例における
開口効率を示す特性図

【図１５】本発明の投写レンズの第３の実施例における
解像性能を示すＭＴＦ特性図

【図１６】本発明の投写レンズの第４の実施例を示す断
面構成図

【図１７】本発明の投写レンズの第４の実施例における
収差図

【図１８】本発明の投写レンズの第４の実施例における
開口効率を示す特性図

【図１９】本発明の投写レンズの第４の実施例における
解像性能を示すＭＴＦ特性図

【図２０】本発明の投写レンズの第５の実施例を示す断
面構成図

【図２１】本発明の投写レンズの第５の実施例における
収差図

【図２２】本発明の投写レンズの第５の実施例における
開口効率を示す特性図

【図２３】本発明の投写レンズの第５の実施例における
解像性能を示すＭＴＦ特性図

【図２４】本発明の投写レンズの第６の実施例を示す断
面構成図

【図２５】本発明の投写レンズの第６の実施例における
収差図

【図２６】本発明の投写レンズの第６の実施例における
開口効率を示す特性図

【図２７】本発明の投写レンズの第６の実施例における
解像性能を示すＭＴＦ特性図

【図２８】本発明の投写レンズの第７の実施例を示す断
面構成図

【図２９】本発明の投写レンズの第７の実施例における
収差図

【図３０】本発明の投写レンズの第７の実施例における
開口効率を示す特性図

【図３１】本発明の投写レンズの第７の実施例における
解像性能を示すＭＴＦ特性図

【図３２】本発明の投写レンズの第８の実施例を示す断
面構成図

【図３３】本発明の投写レンズの第８の実施例における
収差図

【図３４】本発明の投写レンズの第８の実施例における
開口効率を示す特性図

【図３５】本発明の投写レンズの第８の実施例における
解像性能を示すＭＴＦ特性図

【図３６】本発明の投写レンズの第９の実施例を示す断
面構成図

【図３７】本発明の投写レンズの第９の実施例における
収差図

【図３８】本発明の投写レンズの第９の実施例における
開口効率を示す特性図

【図３９】本発明の投写レンズの第９の実施例における
解像性能を示すＭＴＦ特性図

【図４０】本発明の投写レンズの第１０の実施例を示す
断面構成図

【図４１】本発明の投写レンズの第１０の実施例におけ
る収差図

【図４２】本発明の投写レンズの第１０の実施例におけ
る開口効率を示す特性図

【図４３】本発明の投写レンズの第１０の実施例におけ
る解像性能を示すＭＴＦ特性図

【図４４】本発明の投写レンズのその他の構成を示す概
略構成図

【図４５】従来の投写型表示装置の構成を示す概略構成
図

【図４６】従来の投写レンズの一例を示す断面構成図

【符号の説明】

２１投写器２２光源２４、２５、３７、３８ダイクロイックミラー２６、３６平面ミラー２７、２８、２９フィールドレンズ３０、３１、３２液晶パネル３３、３４、３５補助レンズ３９主レンズ群４０スクリーンＧ1 第１レンズ群Ｇ2 第２レンズ群Ｇ3 第３レンズ群Ｇ4 第４レンズ群Ａ絞りＰ出射側ガラス基板ｕ1 軸上上光線ｕ2 軸上下光線ｕ3 軸外主光線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スクリーン側から順に、負パワーの第１レ
ンズ群と、負パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３
レンズ群と、前記スクリーンの反対側の焦点の近傍に配
置される正パワーの第４レンズ群とを備え、前記各レン
ズ群の間に比較的長い空気間隔を設け、前記スクリーン
の反対側の空間において主光線が前記第４レンズ群の光
軸と略平行となるようにし、全系の合成焦点距離ｆと、
前記第１レンズ群の合成焦点距離ｆG1と、前記第２レン
ズ群の合成焦点距離ｆG2と、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ｄG1と、前記第２レンズ群
と前記第３レンズ群との間の空気間隔ｄG2、の各々は、
以下の条件を満足する投写レンズ。【数１】【数２】【数３】
【請求項２】第４レンズ群の合成焦点距離ｆG4と第２レ
ンズ群と第３レンズ群との間の空気間隔ｄG3は、以下の
条件を満足する請求項１記載の投写レンズ。【数４】
【請求項３】第１レンズ群は、スクリーン側から順に、
凸面をスクリーン側に向けた正メニスカスレンズ、凸面
をスクリーン側に向けた正メニスカスレンズ、凸面をス
クリーン側に向けた負メニスカスレンズ、からなる請求
項１または請求項２記載の投写レンズ。
【請求項４】第１レンズ群は、スクリーン側から順に、
凸面をスクリーン側に向けた正メニスカスレンズ、凸面
をスクリーン側に向けた負メニスカスレンズ、凸面をス
クリーン側に向けた負メニスカスレンズ、からなる請求
項１または請求項２記載の投写レンズ。
【請求項５】第２レンズ群は、正レンズと負レンズとで
構成され、前記負レンズのアッベ数に比べて前記正レン
ズのアッベ数が小さい請求項１または請求項２記載の投
写レンズ。
【請求項６】第２レンズ群は、正レンズと負レンズを接
合して構成し、前記負レンズのアッベ数に比べて前記正
レンズのアッベ数が小さい請求項１または請求項２記載
の投写レンズ。
【請求項７】第３レンズ群は、接合レンズを含む請求項
１または請求項２記載の投写レンズ。
【請求項８】第３レンズ群は、接合レンズを含み４枚の
レンズから構成される請求項１または請求項２記載の投
写レンズ。
【請求項９】第４レンズ群は、平面をスクリーン側に向
けた平凸レンズである請求項１または請求項２記載の投
写レンズ。
【請求項１０】第４レンズ群は、平面をスクリーン側に
向けた平凸レンズであり、凸面が非球面である請求項１
または請求項２記載の投写レンズ。
【請求項１１】第１レンズ群あるいは第３レンズ群の少
なくとも一方は、少なくとも１つの非球面からなる光学
面を備える請求項１または請求項２記載の投写レンズ。
【請求項１２】第１レンズ群の最もスクリーン側に位置
するレンズは、少なくとも一方のレンズ面が非球面であ
る請求項１または請求項２記載の投写レンズ。
【請求項１３】第３レンズ群のスクリーンに対して最も
遠い側に位置するレンズは、少なくとも一方のレンズ面
が非球面である請求項１または請求項２記載の投写レン
ズ。
【請求項１４】主レンズ群と、同一特性を有する３つの
補助レンズと、２つのダイクロイックミラーと、平面ミ
ラーとを備え、前記主レンズ群はスクリーン側から順に
第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とを備
え、前記第１の補助レンズと前記第２の補助レンズから
出射する光は前記第１のダイクロイックミラーにより合
成されて前記第２のダイクロイックミラーに入射し、前
記第３の補助レンズから出射する光は前記平面ミラーを
介して前記第２のダイクロイックミラーに入射し、前記
第２のダイクロイックミラーに入射する２つの光は合成
されて前記主レンズ群に入射し、前記主レンズ群は請求
項１記載の第１レンズ群から第３レンズ群までの系を用
い、前記各補助レンズは請求項１記載の第４レンズ群を
用い、前記主レンズ群から前記各補助レンズまでの３つ
の系が所定の結像特性を有する投写レンズ。
【請求項１５】主レンズ群と、３つの補助レンズと、２
つのダイクロイックミラーと、平面ミラーとを１つの筐
体に収納した請求項１４記載の投写レンズ。
【請求項１６】２つのダイクロイックミラーと、平面ミ
ラーとは、各反射面が互いに平行である請求項１４記載
の投写レンズ。
【請求項１７】３つの補助レンズの各々の光軸が同一平
面上にある請求項１４記載の投写レンズ。
【請求項１８】３原色の色成分を含む光を放射する光源
と、前記光源から出射する光を３原色の色光に分解する
色分解手段と、前記色分解手段から出射する３原色の色
光の各々により照明される３つのライトバルブと、投写
レンズとを備え、前記投写レンズとして請求項１４記載
の投写レンズを用い、前記３つのライトバルブから出射
する色光の各々はそれぞれ対応する補助レンズに入射
し、前記３つのライトバルブ上の光学像を重畳形態でス
クリーン上に投写する投写型表示装置。