WO2020235313A1 - 投射レンズ及び投射装置 - Google Patents

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WO2020235313A1
WO2020235313A1 PCT/JP2020/018043 JP2020018043W WO2020235313A1 WO 2020235313 A1 WO2020235313 A1 WO 2020235313A1 JP 2020018043 W JP2020018043 W JP 2020018043W WO 2020235313 A1 WO2020235313 A1 WO 2020235313A1
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lens
projection
light
projection lens
diameter
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賢 天野
宏信 茅野
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to a projection lens and a projection device.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-162878 incorporates a reflective light modulation element, and the optics of a projection type display device in which image information formed by the reflective light modulation element is projected onto a projection surface via a projection lens.
  • a shielding means for blocking the projection of unnecessary light passing through the diaphragm of the lens constituting the projection lens is provided on the inner wall surface of the holding member of the lens including the diaphragm on the projection surface side of the diaphragm.
  • One embodiment according to the technique of the present disclosure provides a projection lens and a projection device capable of suppressing the generation of stray light.
  • a first aspect of the technique of the present disclosure is a projection lens that emits incident light through a plurality of lenses, the first lens arranged on the most emitting side, and a first lens adjacent to the first lens.
  • a second lens having a diameter smaller than that of the lens and a frame having a first surface and located outside in the radial direction of the second lens are provided, and the first surface faces the first lens and is the first surface.
  • a projection lens having a light reflection reduction structure in which the value of G1 / G2 is 1.7 times or more when the diameter of the first lens is G1 and the diameter of the second lens is G2.
  • the second aspect of the technique of the present disclosure is the projection lens according to the first aspect, in which the light reflection reduction structure has an uneven shape.
  • a third aspect of the technique of the present disclosure is a projection lens that emits incident light through a plurality of lenses, the first lens arranged on the most emitting side and the first lens adjacent to the first lens.
  • a second lens having a diameter smaller than that of the lens and a frame having a first surface and located outside in the radial direction of the second lens are provided, and the first surface faces the first lens and is the first surface.
  • a projection lens having a concavo-convex shape and when the diameter of the first lens is G1 and the diameter of the second lens is G2, the value of G1 / G2 is 1.7 times or more.
  • the frame has a flat second surface, and the depth of the unevenness of the first surface is deeper than the depth of the unevenness of the second surface in the second aspect or the third aspect. It is a projection lens according to the aspect.
  • a fifth aspect of the technique of the present disclosure is a projection lens according to any one of the first to fourth aspects in which the half angle of view of the projection lens is 63 ° or more.
  • a sixth aspect of the technique of the present disclosure is a projection lens according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first lens is an aspherical lens and the second lens is a spherical lens. ..
  • a seventh aspect of the technique of the present disclosure is a projection lens according to a sixth aspect, wherein the first lens has at least an aspherical lens surface on the incident side, and the lens surface has both a concave surface portion and a convex surface portion.
  • the eighth aspect of the technique of the present disclosure is the projection lens according to the seventh aspect, wherein the thickness of the convex portion of the first lens is 2.6 times or more and 6 times or less the thickness of the concave portion.
  • a ninth aspect of the technique of the present disclosure is any one of the first to eighth aspects, comprising a diaphragm portion and having at least two or more lenses between the first surface and the diaphragm portion. This is the projection lens.
  • a tenth aspect of the technique of the present disclosure includes a reflection mirror that reflects incident light and a diaphragm portion, the diaphragm portion is on the incident side of the reflection mirror, and the first surface is on the exit side of the reflection mirror.
  • the eleventh aspect of the technique of the present disclosure is a projection lens according to any one of the first to tenth aspects in which the frame is formed of a resin material and holds the second lens.
  • a twelfth aspect of the technique of the present disclosure is a projection lens according to the eleventh aspect, wherein the tip of the frame covers the side surface of the second lens and the outer peripheral edge of the surface.
  • a thirteenth aspect of the technique of the present disclosure is the projection according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the center of the projected image is biased with respect to the optical axis of the second lens. It is a lens.
  • a fourteenth aspect of the technique of the present disclosure is a projection lens according to any one of the first to thirteenth aspects, a housing to which the projection lens is attached, and electro-optics housed in the housing. It is a projection device including an element.
  • the projector 10 is an example of a projection device that projects an image P on a screen 36.
  • the projection lens 11 of the present embodiment is used by being attached to the main body 12 of the projector 10.
  • the main body 12 corresponds to the housing of the projector 10.
  • the main body 12 accommodates main components such as an image forming unit 26 and a control board (not shown).
  • the projection lens 11 may be of a type fixed to the main body portion 12, or may be attached to the main body portion 12 so as to be interchangeable with another projection lens.
  • a light beam representing an image formed by the image forming unit 26 is incident on the projection lens 11 from the main body 12 along the optical axis A1.
  • the projection lens 11 magnifies the image light based on the incident luminous flux by the optical system and forms an image.
  • the projection lens 11 projects the enlarged image of the image P formed by the image forming unit 26 onto the screen 36 installed outside the projector 10.
  • Image P is an example of a "projected image" within the scope of the claims.
  • the image forming unit 26 forms an image to be projected.
  • the image forming unit 26 includes an image forming panel 32 which is an electro-optical element, a light source 34, a light guide member (not shown), and the like.
  • the light source 34 irradiates the image forming panel 32 with light.
  • the light guide member guides the light from the light source 34 to the image forming panel 32.
  • the image forming unit 26 is, for example, a reflection type image forming unit using a DMD (Digital Mirror Device) as the image forming panel 32.
  • the DMD has a plurality of micromirrors capable of changing the reflection direction of the light emitted from the light source 34, and is an image display element in which each micromirror is arranged in two dimensions in pixel units. is there.
  • the DMD performs optical modulation according to the image by switching the on / off of the reflected light of the light from the light source 34 by changing the direction of each micromirror according to the image.
  • An example of the light source 34 is a white light source.
  • a white light source emits white light.
  • the white light source is, for example, a light source realized by combining a laser light source and a phosphor.
  • the laser light source emits blue light as excitation light to the phosphor.
  • the phosphor emits yellow light when it is excited by blue light emitted from a laser light source.
  • the white light source emits white light by combining blue light emitted from a laser light source and yellow light emitted from a phosphor.
  • the image forming unit 26 further selectively converts the white light emitted by the light source 34 into blue light B (Blue), green light G (Green), and red light R (Red) in a time-divided manner.
  • a rotating color filter is provided.
  • the projection lens 11 includes a lens barrel 40 shown in FIG. In FIG. 1, the projection lens 11 is shown in a mode in which an exterior cover is provided on the outside of the lens barrel 40, but in FIGS. 2 and 2, it is shown in a mode in which the exterior cover is removed from the projection lens 11.
  • the projection lens 11 has a bending optical system that bends the optical axis twice.
  • the bending optical system has a first optical axis A1, a second optical axis A2, and a third optical axis A3.
  • the second optical axis A2 is an optical axis bent by 90 ° with respect to the first optical axis A1.
  • the third optical axis A3 is an optical axis bent by 90 ° with respect to the second optical axis A2.
  • 90 ° is a value including an error allowed by design.
  • the direction in which the first optical axis A1 extends is referred to as the first direction
  • the direction in which the second optical axis A2 extends is referred to as the second direction.
  • the first direction since the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are parallel, the first direction also coincides with the direction in which the third optical axis A3 extends.
  • the projection lens 11 magnifies the luminous flux incident from the image forming unit 26 and emits it toward the screen 36.
  • the upstream side in the direction in which light travels that is, the side closer to the image forming unit 26 is referred to as an incident side or a reduced side.
  • the side that is downstream in the direction in which light travels and is closer to the screen 36 is referred to as an emission side or an enlargement side.
  • the lens barrel 40 accommodates a bending optical system.
  • the lens barrel 40 includes a first lens barrel 41, a second lens barrel 42, and a third lens barrel 43.
  • the incident side of the first lens barrel 41 is attached to the main body 12 of the projector 10.
  • the incident side of the second lens barrel 42 is connected to the exit side of the first lens barrel 41.
  • the incident side of the third lens barrel 43 is connected to the exit side of the second lens barrel 42.
  • the first lens barrel 41 internally accommodates and holds the first optical system L1 arranged along the first optical axis A1.
  • the second lens barrel 42 internally accommodates and holds the second optical system L2 arranged along the second optical axis A2.
  • the third lens barrel 43 internally accommodates and holds the third optical system L3 arranged along the third optical axis A3.
  • the central axis of the first lens barrel 41 substantially coincides with the first optical axis A1.
  • the central axis of the second lens barrel 42 substantially coincides with the second optical axis A2.
  • the central axis of the third lens barrel 43 substantially coincides with the third optical axis A3.
  • the first lens barrel 41 is the lens barrel located on the most incident side
  • the third lens barrel 43 is the lens barrel located on the most emitting side
  • the second lens barrel is located.
  • the portion 42 is a lens barrel portion located between the first lens barrel portion 41 and the third lens barrel portion 43. Further, the second lens barrel 42 accommodates and holds the first mirror 48 and the second mirror 49 in addition to the second optical system L2.
  • the first optical system L1 is composed of, for example, a lens L11, a lens L12, a lens L13, and a lens L14, and the lenses L11 to L14 are arranged in this order from the upstream side, that is, the incident side of light.
  • the lens L11 is, for example, a zoom lens group.
  • the detailed configuration of each lens of the lenses L11 to L14 is omitted, and each is represented by one lens.
  • each lens may be a single lens or may be composed of a plurality of lenses.
  • the first mirror 48, the second optical system L2, and the second mirror 49 are arranged in this order from the incident side.
  • the first mirror 48 is located on the incident side most in the second lens barrel 42, and is arranged near the exit end of the first lens barrel 41.
  • the second mirror 49 is located on the most emitting side in the second lens barrel 42, and is arranged near the incident end of the third lens barrel 43.
  • the first mirror 48 and the second optical system L2 do not overlap. Specifically, as shown in FIG. 3, the upper end of the first mirror 48 in the second direction and the lower end of the second optical system L2 in the second direction are separated by a distance DL. That is, the first mirror 48 and the second optical system L2 are not overlapped in the second direction and are separated from each other.
  • the first mirror 48 is one of the optical elements constituting the bending optical system, and the second optical axis A2 is formed by bending the first optical axis A1.
  • the first mirror 48 is a first reflecting portion that bends the light of the first optical axis A1 into the light of the second optical axis A2.
  • the reflecting surface 48A of the first mirror 48 is arranged at an angle of 45 ° with respect to each of the first optical axis A1 and the second optical axis A2.
  • the first mirror 48 is a specular reflection type mirror in which a transparent member such as glass is coated with a reflective film.
  • the second mirror 49 is also one of the optical elements constituting the bending optical system, and is a reflecting portion that bends the optical axis.
  • the second mirror 49 forms the third optical axis A3 by bending the second optical axis A2.
  • the second mirror 49 is a second reflecting portion that bends the light of the second optical axis A2 into the light of the third optical axis A3.
  • the reflecting surface 49A of the second mirror 49 is arranged at an angle of 45 ° with respect to each of the second optical axis A2 and the third optical axis A3.
  • the second mirror 49 is also a specular reflection type mirror similar to, for example, the first mirror 48.
  • the second optical system L2 is composed of, for example, a lens L21, a lens L22, and a lens L23, and the lenses L21 to L23 are arranged in this order from the upstream side, that is, the incident side of light.
  • Each of the lenses L21, L22, and L23 may be a single lens or a bonded lens.
  • the distance of the first optical axis A1 between the most upstream lens L11 of the first optical system L1 and the first mirror 48 is the second optical axis A2 between the first mirror 48 and the second mirror 49. Longer than the distance of.
  • the intersection of the first optical axis A1 and the light incident surface of the lens L11 is P1
  • the intersection of the first optical axis A1 and the reflection surface 48A of the first mirror 48 is P2.
  • P3 be the intersection of the second optical axis A2 and the reflecting surface 49A of the second mirror 49.
  • the distance between P1 and P2 is longer than the distance between P2 and P3. That is, the lens barrel 40 makes the second lens barrel 42 accommodating the second optical system L2 more compact than the first lens barrel 41 accommodating the first optical system L1.
  • the third optical system L3 is an exit optical system, and is composed of, for example, a lens L31, a lens L32, and an exit lens group 16, and is arranged in order from the upstream side, that is, the incident side of light.
  • the lens L31 and the lens L32 form, for example, a focus lens group.
  • the exit lens group 16 is arranged at the exit side end portion on the emission side in the third lens barrel portion 43. The specific configuration of the exit lens group 16 and the third lens barrel 43 will be described later.
  • the light from the image forming unit 26 of the main body 12 is incident on the incident side end 41A of the first lens barrel 41.
  • the first optical system L1 collects the incident light flux and forms an intermediate image in the previous stage of the second optical system L2. Specifically, the first optical system L1 forms an intermediate image on the upstream side of the first mirror 48 in the second lens barrel 42 and in the vicinity of the first mirror 48.
  • the lens L14 is arranged on the most downstream side of the first optical system L1, that is, immediately before the intermediate image.
  • the luminous flux emitted from the lens L14 is reduced in diameter by the imaging action of the first optical system L1. Since the lens L14 is upstream of the first mirror 48, the luminous flux reduced in diameter by the lens L14 is incident on the first mirror 48. This makes it possible to reduce the size of the first mirror 48.
  • the intermediate image is formed inside the second lens barrel portion 42.
  • the intermediate image may be configured to form an image on the downstream side of the first mirror 48 and in the vicinity of the first mirror 48.
  • the luminous flux reflected by the first mirror 48 is incident on the second optical system L2.
  • the second optical system L2 functions as a relay lens that relays the luminous flux representing the intermediate image to the third optical system L3 with the intermediate image formed by the first optical system L1 as the subject.
  • the second optical system L2 is composed of, for example, three lenses, a lens L21, a lens L22, and a lens L23.
  • the second optical system L2 causes the light flux reflected by the first mirror 48 to enter the second mirror 49.
  • the second mirror 49 reflects the luminous flux incident from the second optical system L2 toward the third optical system L3.
  • the third optical system L3 emits the luminous flux incident from the second mirror 49 toward the screen 36 from the exit lens group 16. As a result, the light incident on the incident side end 41A from the main body 12 is emitted from the exit lens group 16 toward the screen 36, and the image P is projected on the screen 36.
  • the frame constituting the incident side end portion 41A is made of a metal material. Since the length of the first optical axis A1 passing through P1 and P2 is longer than the length of the second optical axis A2 passing through P2 and P3, when the projection lens 11 is attached to the projector 10, the incident side end 41A is the projector. It may be located in 10 deep places. In such a position, the light source 34 (see FIG. 1) in the projector 10 is strongly generated by heat. Therefore, the frame constituting the incident side end portion 41A is preferably a metal material having high heat resistance.
  • the first lens barrel portion 41 and the third lens barrel portion 43 are formed in a general tubular shape similar to a general lens barrel portion.
  • the general tubular shape means that only the incident side and the outgoing side, which are both ends in the axial direction of the tubular shape, are open, and the internal cavity has a cross-sectional shape orthogonal to the axial direction. It has a circular shape that matches the outer shape of the circular lens.
  • Each of the first optical system L1 and the third optical system L3 is held by each of the first lens barrel portion 41 and the third lens barrel portion 43 having such a general tubular shape.
  • the first optical system L1 When the first lens barrel 41 and the first optical system L1 are assembled, the first optical system L1 is inserted from the opening on the incident side or the exit side of the first lens barrel 41 along the axial direction of the tubular shape. Will be inserted.
  • the third lens barrel 43 and the third optical system L3 when the third lens barrel 43 and the third optical system L3 are assembled, the third optical is taken from the opening on the incident side or the exit side of the third lens barrel 43 along the axial direction of the tubular shape. The system L3 is inserted.
  • the second lens barrel 42 has a lens frame 52 including a holding frame 42A and a second optical system L2, which are different from the general tubular shape.
  • the holding frame 42A has a substantially trapezoidal shape when viewed from the side surface.
  • the holding frame 42A is open on the exit side in the first direction at the upper part and on the incident side in the first direction at the lower part.
  • the projection lens 11 is a projection lens that emits incident light through a plurality of lenses.
  • a part of the configuration of the projection lens 11 will be described more specifically.
  • the exit lens group 16 of the projection lens 11 includes a lens 16A, a lens 16B, and a lens 16C.
  • the lens 16C is an example of the "first lens” in the claims.
  • the lens 16B is an example of the "second lens” in the claims.
  • the lens 16C is arranged on the most emitting side (magnifying side) of the emitting lens group 16. Since the emitting lens group 16 is arranged on the emitting side most among the projection lenses 11, the lens 16C is a lens arranged on the emitting side most among the plurality of lenses included in the projection lens 11.
  • the lens 16B is adjacent to the lens 16C. That is, the lens 16B is arranged on the exit side next to the lens 16C among the plurality of lenses included in the projection lens 11. In other words, the lens 16B is arranged on the most emitting side among the plurality of lenses included in the projection lens 11, except for the lens 16C.
  • the lens 16A is adjacent to the lens 16B on the incident side of the light with respect to the lens 16B. Therefore, in the exit lens group 16, the lens 16A, the lens 16B, and the lens 16C are arranged in this order from the incident side to the exit side on the third optical axis A3.
  • Each of the lens 16A and the lens 16B is a spherical lens having a spherical lens surface, has a negative refractive power in order to magnify the projected image, and diverges a luminous flux.
  • Both the lens 16A and the lens 16B of this example are meniscus lenses having a negative refractive power, and the two lens surfaces on the emitting side and the incident side are convex toward the emitting side.
  • the center PO of the image P projected from the lens 16C onto the screen 36 is biased with respect to the third optical axis A3, which is the optical axis of the lens 16B.
  • the range of the luminous flux emitted from the lens 16C is schematically represented by the upper light beam 61U shown on the upper side of the third optical axis A3 and the lower light ray 61L shown on the lower side of the third optical axis A3.
  • the upper ray 61U and the lower ray 61L are asymmetric with respect to the third optical axis A3.
  • the angle between the upper ray 61U and the third optical axis A3 is larger than the angle between the lower ray 61L and the third optical axis A4.
  • the center PO of the image P projected on the screen 36 is biased upward in FIG. 4 with respect to the third optical axis A3.
  • a configuration like this example is realized, for example, by arranging the center of the image forming panel 32 in a biased manner with respect to the first optical axis A1 of the projection lens 11.
  • the angle of view of the projection lens 11 of this example is 63 ° or more, more preferably 65 ° or more in a half angle of view.
  • the lens 16A and the lens 16B require a high refractive power.
  • a glass lens is preferable to a plastic lens.
  • the diameter of the lens used increases, the weight increases, so that the diameter is preferably small. Therefore, as the lens 16A and the lens 16B, a glass lens is used so that a high refractive power can be secured while suppressing an increase in the diameter of the lens. As a result, the angle of view of the projected image can be increased while keeping the diameter of the lens relatively small.
  • the lens 16A and the lens 16B have a circular cross-sectional shape orthogonal to the third optical axis A3.
  • the lens 16C is an aspherical lens having an aspherical lens surface.
  • the lens 16C mainly plays an aberration correction function in the exit lens group 16.
  • the lens 16A and the lens 16B have a high refractive power in order to realize a high angle of view while maintaining a small diameter.
  • the greater the refractive power the greater the curvature of field and distortion.
  • Such an aberration correction ability is higher in an aspherical lens than in a spherical lens. Therefore, an aspherical lens is used for the lens 16C of this example.
  • the lens 16C is a plastic lens.
  • the lens 16C of this example has aspherical surfaces on both the emitting side and the incident side. Since the lens surface 17 on the incident side of the lens 16C is an aspherical surface, it has both a concave surface portion 17A and a convex surface portion 17B.
  • the concave surface portion 17A is a portion of the lens surface 17 that is concave toward the exit side (enlargement side), and is a portion of the lens 16C that includes a portion having the smallest thickness along the optical axis direction.
  • the convex surface portion 17B is a portion of the lens surface 17 that is convex toward the incident side (reduction side) and includes a portion having the largest thickness along the optical axis direction.
  • the thickness TB of the convex surface portion 17B is 2.6 times or more and 6 times or less of the thickness TA of the concave surface portion 17A. More specifically, the thickness TB of the convex surface portion 17B is the maximum value of the thickness of the convex surface portion 17B, and the thickness TA of the concave surface portion 17A is the minimum value of the thickness of the concave surface portion 17C. Appropriate aberration correction can be easily performed by setting the thickness TB in the range of 2.6 times or more and 6 times or less of the thickness TA.
  • the value of the thickness TA with respect to the thickness TB (TB / TA) is referred to as a thickness ratio.
  • the thickness ratio (TB / TA) is 2.6
  • the thickness ratio (TB). / TA) is 6.
  • the shape of the aspherical surface tends to be complicated, so that the thickness change of the convex surface portion 17B and the concave surface portion 17A tends to be large. ..
  • the convex surface portion 17B having a relatively thick portion is located outside the concave surface portion 17A in the radial direction, and the convex surface portion 17B faces the lens facing surface 47T described later. There is.
  • the lens 16C has a non-circular cross-sectional shape in the direction orthogonal to the third optical axis A3, and in FIG. 4, a part below the third optical axis A3 is cut.
  • it is a half-cut lens having a substantially semicircular cross section (see FIG. 5).
  • the lens 16C of this example is a half-cut lens having a fan-shaped lens surface having a central angle of less than 360 ° and a range of 180 ° or more.
  • the diameter of the lens 16B is smaller than the diameter of the lens 16C. That is, the diameter of the lens 16C arranged on the exit side is larger than the diameter of the lens 16B.
  • the value of G1 / G2 (hereinafter, may be referred to as the diameter difference of the lens 16C with respect to the lens 16B) is 1.7 times. That is all. Further, the value of G1 / G2 is 3 times or less.
  • the lens 16B has a large negative refractive power in order to realize a high angle of view while maintaining a small diameter.
  • the lens 16C is responsible for correcting aberrations for the luminous flux emitted from the small-diameter lens 16B. Therefore, in the projection lens 11, the diameter difference of the lens 16C with respect to the lens 16B becomes large.
  • the diameter of the lens 16A is smaller than the diameter of the lens 16B. Therefore, in the exit lens group 16, the diameters of the lens 16A, the lens 16B, and the lens 16C increase in this order.
  • the “diameter” here is the outer diameter which is the length to the position of the end surface (so-called edge surface) in the circumferential direction of the lens.
  • the diameter of the lens is, for example, the diameter.
  • the diameter of the lens 16C, which is a half-cut lens, refers to the diameter when it is assumed that the lens surface has a central angle of 360 ° without being half-cut.
  • the "diameter” may be grasped as the radius of the lens, and even when the "diameter” is grasped as the radius of the lens, the above-mentioned diameter difference is the same value.
  • the third lens barrel portion 43 of the projection lens 11 has a main body portion 43A, a first holding frame 45, and a second holding frame 43C.
  • the third lens barrel portion 43 including the main body portion 43A, the first holding frame 45, and the second holding frame 43C is made of a resin material.
  • the first holding frame 45 is an example of a "frame" within the scope of claims.
  • the main body portion 43A is formed in a substantially cylindrical shape that opens at both ends in the axial direction.
  • the main body 43A holds the lens L31 and the lens L32 housed inside the main body 43A.
  • the first holding frame 45 is thinner in the axial direction than the main body portion 43A, and is formed in a substantially disk shape.
  • the first holding frame 45 has a circular hole 45H for holding the lens 16A and the lens 16B in the central portion including the center through which the third optical axis A3 penetrates.
  • the first holding frame 45 is attached to the main body 43A on the exit side of the main body 43A. Further, the first holding frame 45 projects outward in the radial direction with respect to the main body portion 43A.
  • the inner diameter of the circular hole 45H is gradually increased toward the exit side (expansion side).
  • the first holding frame 45 comes into contact with the outer peripheral peripheral portion of the lens 16A housed in the circular hole 45H, and is housed in the contact surface 45A and the circular hole 45H which function as the abutting surface of the lens 16A.
  • It has a contact surface 45B that comes into contact with the outer peripheral edge of the lens 16B and functions as an abutting surface of the lens 16B.
  • the lens 16A is positioned in the optical axis direction of the third optical axis A3 by being abutted against the contact surface 45A.
  • the lens 16B is positioned in the optical axis direction of the third optical axis A3 by being abutted against the contact surface 45B.
  • a caulking portion 45C is formed along the circumferential direction of the circular hole 45H at the edge portion of the first holding frame 45 on the exit side of the circular hole 45H.
  • the caulking portion 45C is formed by deforming the edge portion of the circular hole 45H on the exit side in the radial direction by thermal caulking.
  • the caulking portion 45C covers the outer peripheral edge of the lens surface 19N on the exit side from the end surface 19M (also referred to as an edge surface) in the circumferential direction of the lens 16B. As a result, the lens 16B is held by the caulking portion 45C on the first holding frame 45.
  • the caulking portion 45C is an example of the "tip of the frame” in the claims.
  • the end surface 19M of the lens 16B is a surface formed along the circumferential direction (direction around the third optical axis) of the lens 16B, and is an example of the “side surface” of the claims.
  • the lens surface 19N on the emitting side is an example of the "surface” in the claims.
  • the second holding frame 43C holds the lens 16C.
  • the second holding frame 43C is attached to the first holding frame 45 on the exit side of the first holding frame 45. Further, the second holding frame 43C has an opening 43D through which the light of the third optical axis passes.
  • the first holding frame 45 has a flange portion 47 that projects outward in the radial direction of the lens 16B.
  • the flange portion 47 is not completely circular in outer shape, and the amount of protrusion in the radial direction of the lens 16C is partially reduced in accordance with the shape of the lens 16C which is a half-cut lens.
  • the overhang amount of the portion not facing the lens 16C is smaller than the overhang amount of the portion facing the lens 16C.
  • FIG. 5 is a view of the first holding frame 45, the lens 16B and the lens 16C as viewed from the exit side, and is a diagram schematically showing the first holding frame 45, the lens 16B and the lens 16C.
  • the flange portion 47 has a lens facing surface 47T, a lens contact surface 47S, and a frame facing surface 47F.
  • the lens facing surface 47T is a portion of the flange portion 47 having a relatively large overhang amount
  • the frame facing surface 47F is a portion of the flange portion 47 having a relatively small overhang amount.
  • the lens facing surface 47T is an example of the "first surface” in the claims.
  • the lens contact surface 47S is an example of the "second surface” in the claims.
  • the lens facing surface 47T, the lens contact surface 47S, and the frame facing surface 47F are surfaces facing the emission direction (enlargement side).
  • the lens contact surface 47S functions as an abutting surface of the lens 16C when the lens 16C comes into contact with the lens contact surface 47S.
  • the lens facing surface 47T is a surface that is arranged at a distance from the lens 16C and faces the lens 16C in the optical axis direction.
  • the frame facing surface 47F is arranged at a distance from the second holding frame 43C, and is a surface facing the second holding frame 43C in the optical axis direction.
  • the lens contact surface 47S is a surface that contacts the lens 16C, it is formed as a flat surface without unevenness.
  • the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F each have a concave-convex shape in which irregularities are formed on their surfaces.
  • the unevenness is formed by, for example, embossing.
  • the unevenness formed on the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F refers to the intentional unevenness formed by processing.
  • the depth of the unevenness of the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F is deeper than the depth of the slight unevenness formed on the flat lens contact surface 47S.
  • the depth of unevenness is the dimension from the apex of the convex portion to the bottom of the concave portion.
  • the depth of the unevenness may be the average value of the plurality of unevenness or the maximum value of the plurality of unevenness. It is sufficient that these values are larger than the values of the lens contact surface 47S and the values of the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F.
  • the depths of the irregularities on the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F are substantially the same.
  • the unevenness may be formed by roughening the surface by polishing, for example, a file. Further, the unevenness may be formed by forming a plurality of grooves formed at regular intervals by using a mold for forming the first holding frame 45.
  • the uneven shape formed on the lens facing surface 47T is an example of the "light reflection reduction structure" in the claims. Since the reflected light is reduced if the surface on which the light is incident is not flat, the "light reflection reduction structure" is not limited to the examples given above.
  • a fixed diaphragm St is provided between the lens L11 and the lens L12 inside the first lens barrel 41.
  • the fixed diaphragm St narrows the light flux incident from the main body 12.
  • the fixed throttle St is an example of a "squeezed portion" in the claims.
  • At least two or more lenses are arranged between the fixed diaphragm St and the lens facing surface 47T having an uneven shape as a light reflection reducing structure.
  • 10 lenses of lens L12, lens L13, lens L14, lens L21, lens L22, lens L23, lens L31, lens L32, lens 16A and lens 16B are arranged between them. Has been done.
  • the fixed diaphragm St is arranged on the incident side of the first mirror 48 and the second mirror 49 that reflect the incident light.
  • the lens facing surface 47T having a concave-convex shape as a light reflection reducing structure is arranged on the exit side of the first mirror 48 and the second mirror 49. That is, the first mirror 48 and the second mirror 49 are arranged between the fixed diaphragm St and the lens facing surface 47T in which the concave-convex shape as the light reflection reduction structure is formed.
  • the first mirror 48 and the second mirror 49 are examples of "reflection mirrors" in the claims.
  • the image light emitted from the image forming unit 26 is incident on the projection lens 11.
  • the luminous flux of the image light incident on the projection lens 11 passes through the first optical system L1 and the second optical system L2, and is incident on the third optical system L3.
  • the incident light flux is magnified by the lens 16A and the lens 16B.
  • the luminous flux emitted from the lens 16B passes through the lens 16C and is emitted toward the screen 36. As a result, the image P is projected on the screen 36.
  • the central PO of the image P projected from the lens 16C onto the screen 36 is biased upward in the side view with respect to the third optical axis A3 which is the optical axis of the lens 16B. Therefore, the incident angle of the light beam incident on the lens 16C also tends to be large on the upper side, and as the incident angle is large, the return light reflected by the lens 16C tends to be large. As a result, light that becomes stray light is likely to be generated.
  • the lens facing surface 47T since the lens facing surface 47T has a concavo-convex shape as an example of the light reflection reducing structure, the lens facing surface 47T is compared with the case where the light reflection reducing structure such as the concavo-convex shape is not provided. There is a lot of scattered return light reflected in the lens. When the return light is scattered a lot, the reflected return light is dispersed instead of being locally concentrated, so that the generation of stray light is suppressed.
  • the diameter of the lens 16C is larger than the diameter of the lens 16B for the reason of ensuring a high angle of view, and the diameter difference of the lens 16C with respect to the lens 16B, specifically, the lens.
  • the value (G1 / G2) of the diameter (G1) of the lens 16C with respect to the diameter (G2) of 16B is 1.7 times or more. Therefore, the area of the lens facing surface 47T with respect to the lens 16B is also relatively large, and it is highly necessary to take measures to suppress the generation of stray light due to the lens facing surface 47T.
  • the technique of the present disclosure is effective in the projection lens 11 having such a diameter difference.
  • the frame facing surface 47F in addition to the lens facing surface 47T, also has an uneven shape as an example of the light reflection reduction structure. Since the return light from the lens 16C is also incident on the frame facing surface 47F, the effect of suppressing stray light by the light reflection reduction structure can be expected.
  • the aspherical lens is mainly used for the lens 16C which has the aberration correction function, the correction power for correcting aberrations such as curvature of field and distortion (that is, distortion) is high.
  • the lens 16B adjacent to the lens 16C is reduced for the purpose of reducing the size and weight of the projection lens 11, appropriate aberration correction can be performed.
  • the lens 16B is a glass lens, it is highly necessary to reduce the diameter of the lens 16B in order to reduce the size and weight.
  • the lens 16B which is an example of the second lens
  • the lens 16C which is an example of the first lens
  • an aspherical lens having a thickness ratio (TB / TA) of 2.6 times or more and 6 times or less is used as the lens 16C in order to appropriately correct the aberration.
  • the larger the thickness ratio the more the return light that is reflected by the lens surface 17 of the lens 16C and directed toward the lens facing surface 47T tends to increase. Therefore, when the thickness ratio of the lens 16C is 2.6 times or more and 6 times or less as in the present embodiment, the light reflection reduction structure according to the technique of the present disclosure is particularly useful.
  • the convex surface portion 17B having a relatively thick portion is located on the outer side in the radial direction from the concave surface portion 17A, and faces the lens facing surface 47T. Since the convex surface portion 17B is convex toward the lens facing surface 47T, when the lens facing surface 47T and the convex surface portion 17B face each other, compared with the case where the lens facing surface 47T and the concave surface portion 17A face each other. , The lens surface 17 and the lens facing surface 47T come close to each other. Then, the return light from the lens surface 17 toward the lens facing surface 47T tends to increase. In such a case, the light reflection reduction structure according to the technique of the present disclosure is particularly useful.
  • At least two or more lenses are arranged between the fixed diaphragm St and the lens facing surface 47T in which the concave-convex shape as the light reflection reduction structure is formed.
  • the first mirror 48 and the second mirror 49 are arranged between the fixed diaphragm St and the lens facing surface 47T in which the concave-convex shape as the light reflection reduction structure is formed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-162878 which is a prior art, has a structure for reducing light reflection of light passing through a lens immediately after the diaphragm portion, but the technique of the present disclosure is independent of the fixed diaphragm St, as described above. It is possible to suppress the generation of stray light.
  • the caulking portion 45C covers the outer peripheral edge of the lens surface 19N on the exit side from the end surface 19M of the lens 16B. As a result, the lens 16B is held by the caulking portion 45C on the first holding frame 45. Therefore, the lens 16B can be held without using the holding ring.
  • Example 1 In Experimental Example 1, as shown in FIG. 6, an aspherical lens having a diameter (G1) of 105 mm and a thickness ratio of 4 was used as the lens 16C. Further, in Experimental Example 1, a spherical lens having a diameter (G2) of 50 mm was used as the lens 16B. Further, in Experimental Example 1, a third lens barrel portion 43 having an uneven shape formed on the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F was used. In Experimental Example 1, the half angle of view is 70 °, and the diameter difference (G1 / G2) of the lens 16C with respect to the lens 16B is 2.1. As described above, the thickness ratio shown in FIG. 6 is the ratio (TB / TA) of the thickness TB of the convex portion 17B to the thickness TA of the concave portion 17A in the lens 16C (see FIG. 4).
  • Example 2 In Experimental Example 2, an aspherical lens having a diameter of 105 mm and a thickness ratio of 4 was used as the lens 16C as in Experimental Example 1. Further, in Experimental Example 2, a spherical lens having a diameter of 50 mm was used as the lens 16B as in Experimental Example 1. Further, in Experimental Example 2, a third lens barrel 43 having no uneven shape on the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F was used. In Experimental Example 2, as in Experimental Example 1, the half angle of view is 70 °, and the diameter difference (G1 / G2) of the lens 16C with respect to the lens 16B is 2.1. The only difference between Experimental Example 1 and Experimental Example 2 is the presence or absence of an uneven shape.
  • Example 3 In Experimental Example 3, a spherical lens having a diameter of 130 mm and a thickness ratio of 4 was used as the lens 16C. Further, in Experimental Example 3, a spherical lens having a diameter of 100 mm was used as the lens 16B. Further, in Experimental Example 3, a third lens barrel 43 having no uneven shape on the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F was used. In Experimental Example 3, the half angle of view is 62.5 °, and the diameter difference (G1 / G2) of the lens 16C with respect to the lens 16B is 1.3.
  • Example 4 In Experimental Example 4, an aspherical lens having a diameter of 120 mm and a thickness ratio of 2.5 was used as the lens 16C. Further, in Experimental Example 4, a spherical lens having a diameter of 75 mm was used as the lens 16B. Further, in Experimental Example 4, a third lens barrel 43 having no uneven shape on the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F was used. In Experimental Example 4, the half angle of view is 65 ° and the diameter difference (G1 / G2) is 1.6.
  • the half angle of view is 70 ° of 63 ° or more, and the lens 16C diameter difference (G1 / G2) with respect to the lens 16B is 1.7 times or more.
  • the half angle of view is 62.5 °, which is less than 63 °, and the diameter difference (G1 / G2) of the lens 16C with respect to the lens 16B is 1.3, which is less than 1.7 times.
  • the half angle of view is 65 °, which is 63 ° or more, but the diameter difference (G1 / G2) of the lens 16C with respect to the lens 16B is 1.6 times, and the diameter difference (G1 / G2) is 1. It is less than 7.7 times.
  • a slight stray light was observed, but there was no problem in using the device (evaluation B). It is presumed that this is because the diameter difference (G1 / G2) is less than 1.7 times and the area of the lens facing surface 47T is relatively small, so that the amount of stray light generated is small.
  • the diameter difference (G1 / G2) is less than 1.7 times as described above, the necessity of the uneven shape according to the technique of the present disclosure is low.
  • a concave-convex shape is formed on the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F, but the present invention is not limited to this.
  • the light reflection reduction structure may not be a concave-convex shape, but may be, for example, a shape composed only of a convex portion having a curved surface protruding toward the lens 16C side (enlargement side). Even with this structure, the return light is diffused and stray light is suppressed as compared with the case where the lens facing surface 47T and the frame facing surface 47F are flat. That is, the light reflection reduction structure may be a structure in which the return light is diffused and stray light is suppressed as compared with the case where the structure is not provided.
  • the example in which the light reflection reducing structure is provided on the frame facing surface 47F in addition to the lens facing surface 47T has been described, but the light reflection reducing structure may be provided only on the lens facing surface 47T. This is because it is considered that the lens facing surface 47T has more return light than the frame facing surface 47F, so that the effect of suppressing stray light can be expected even if measures are taken only on the lens facing surface 47T. ..
  • the lens contact surface 47S is mentioned as an example of the second surface, but the present invention is not limited to this.
  • An example of the second surface may be, for example, the outer peripheral surface of the first holding frame 45, the contact surface 45A, the contact surface 45B, or the like, or a non-processed surface that has not been intentionally processed to form irregularities. Just do it.
  • the projection lens 11 has a bending optical system that bends the optical axis twice, but the present invention is not limited to this.
  • the optical axis may be bent once, or the light may be guided linearly without bending the optical axis.
  • the DMD is used as the image forming panel 32
  • a transmissive image forming panel using an LCD Liquid Crystal Display
  • a panel using a self-luminous element such as an LED (Light Emitting Diode) and / or an organic EL (Electro Luminescence) may be used.
  • a total reflection type mirror may be used instead of the specular reflection type.
  • a laser light source is used as the light source 34
  • a mercury lamp and / or an LED may be used as the light source 34.
  • the blue laser light source and the yellow phosphor are used, but the present invention is not limited to this, and a green phosphor and a red phosphor may be used instead of the yellow phosphor. Further, a green laser light source and a red laser light source may be used instead of the yellow phosphor.
  • a and / or B is synonymous with “at least one of A and B”. That is, “A and / or B” means that it may be only A, only B, or a combination of A and B.

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Abstract

投射レンズは、入射した光を複数のレンズを介して出射する投射レンズであって、最も出射側に配置された第１レンズと、第１レンズに隣接し、第１レンズよりも径の小さい第２レンズと、第１面を有し、第２レンズの径方向の外側に位置するフレームと、を備え、第１面は、第１レンズと対向し、第１面は、光反射低減構造を有し、第１レンズの径をＧ１とし、第２レンズの径をＧ２とした場合に、Ｇ１／Ｇ２の値が１．７倍以上である。

Description

投射レンズ及び投射装置
　本開示の技術は、投射レンズ及び投射装置に関する。
　特開２００６－１６２８７８号公報には、反射型光変調素子を搭載し、該反射型光変調素子で形成された画像情報が投射レンズを経由して投射面に投射される投射型表示装置の光学系において、投射レンズを構成するレンズの絞りを通過する不要光の投射を遮断する遮蔽手段が、絞りを含むレンズの保持部材の、絞りよりも投射面側の内壁面に設けられていることを特徴とする投射型表示装置の光学系が開示されている。
　本開示の技術に係る一つの実施形態は、迷光の発生が抑制できる投射レンズ及び投射装置を提供する。
　本開示の技術の第１の態様は、入射した光を複数のレンズを介して出射する投射レンズであって、最も出射側に配置された第１レンズと、第１レンズに隣接し、第１レンズよりも径の小さい第２レンズと、第１面を有し、第２レンズの径方向の外側に位置するフレームと、を備え、第１面は、第１レンズと対向し、第１面は、光反射低減構造を有し、第１レンズの径をＧ１とし、第２レンズの径をＧ２とした場合に、Ｇ１／Ｇ２の値が１．７倍以上である、投射レンズである。
　本開示の技術の第２の態様は、光反射低減構造は、凹凸形状である第１の態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第３の態様は、入射した光を複数のレンズを介して出射する投射レンズであって、最も出射側に配置された第１レンズと、第１レンズに隣接し、第１レンズよりも径の小さい第２レンズと、第１面を有し、第２レンズの径方向の外側に位置するフレームと、を備え、第１面は、第１レンズと対向し、第１面は、凹凸形状を有し、第１レンズの径をＧ１とし、第２レンズの径をＧ２とした場合に、Ｇ１／Ｇ２の値が１．７倍以上である、投射レンズである。
　本開示の技術の第４の態様は、フレームは平坦な第２面を有し、第１面の凹凸の深さは、第２面の凹凸の深さよりも深い第２の態様又は第３の態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第５の態様は、投射レンズの半画角は、６３°以上である第１の態様から第４の態様のいずれか１つの態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第６の態様は、第１レンズは非球面レンズであり、第２レンズは球面レンズである第１の態様から第５の態様のいずれか１つの態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第７の態様は、第１レンズは少なくとも入射側のレンズ面が非球面であり、レンズ面は凹面部と凸面部を共に有する第６の態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第８の態様は、第１レンズの凸面部の厚みは、凹面部の厚みの２．６倍以上６倍以下である第７の態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第９の態様は、絞り部を備え、第１面と絞り部の間に、少なくとも２枚以上のレンズがある第１の態様から第８の態様のいずれか１つの態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第１０の態様は、入射した光を反射させる反射ミラーと、絞り部とを備え、絞り部は反射ミラーよりも入射側にあり、第１面は反射ミラーよりも出射側にある第１の態様から第９の態様のいずれか１つの態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第１１の態様は、フレームは樹脂材料により形成され、第２レンズを保持している第１の態様から第１０の態様のいずれか１つの態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第１２の態様は、フレームの先端は、第２レンズの側面と表面の外周縁を覆っている第１１の態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第１３の態様は、投射される画像の中心は、第２レンズの光軸に対して偏っている、第１の態様から第１２の態様のいずれか１つの態様に係る投射レンズである。
　本開示の技術の第１４の態様は、第１の態様から第１３の態様のいずれか１つの態様に係る投射レンズと、投射レンズが取り付けられた筐体と、筐体に収容された電気光学素子と、を備える投射装置である。
本実施形態に係る投射レンズを有するプロジェクタの使用例を示す斜視図である。 本実施形態に係る投射レンズの縦断面図である。 本実施形態に係る投射レンズの第１鏡胴部、第２鏡胴部及び第３鏡胴部を分離した縦断面図である。 本実施形態に係る投射レンズの出射レンズ群及び第３鏡胴部を拡大して示す縦断面図である。 本実施形態に係る投射レンズの出射レンズ群の一部及び保持フレームを出射側から見た模式図である。 実験例の評価結果を示す表である。
　以下、本開示の技術の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。
　なお、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、及び「第３」等の用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、投射レンズ内に存在する構成要素の数を限定するものではない。また、本明細書にて用いる「上」、「下」とは、特記しない限り図面上での方向を意味し、絶対的な方向ではない。
　＜プロジェクタ１０の構成＞
　図１に示すように、プロジェクタ１０は、画像Ｐをスクリーン３６に投射する投射装置の一例である。本実施形態の投射レンズ１１は、プロジェクタ１０の本体部１２に取り付けて使用される。本体部１２は、プロジェクタ１０の筐体に相当する。本体部１２は、画像形成ユニット２６及び制御基板（図示せず）等の主要部品を収容する。投射レンズ１１は、本体部１２に固定されたタイプでも良いし、本体部１２に対して他の投射レンズに交換可能に取り付けられていても良い。
　投射レンズ１１には、画像形成ユニット２６で形成された画像を表す光束が、光軸Ａ１に沿って本体部１２から入射する。投射レンズ１１は、入射した光束に基づく画像光を、光学系により拡大して結像する。これにより、投射レンズ１１は、画像形成ユニット２６で形成された画像Ｐの拡大像をプロジェクタ１０の外部に設置されたスクリーン３６に投射する。画像Ｐは、特許請求の範囲における「投射される画像」の一例である。
　画像形成ユニット２６は、投射する画像を形成する。画像形成ユニット２６は、電気光学素子である画像形成パネル３２、光源３４、及び導光部材（図示せず）等を備えている。光源３４は、画像形成パネル３２に光を照射する。導光部材は、光源３４からの光を画像形成パネル３２に導光する。画像形成ユニット２６は、例えば、画像形成パネル３２としてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）を使用した反射型の画像形成ユニットである。ＤＭＤは、周知の通り、光源３４から照射される光の反射方向を変化させることが可能な複数のマイクロミラーを有しており、各マイクロミラーを画素単位で二次元に配列した画像表示素子である。ＤＭＤは、画像に応じて各マイクロミラーの向きを変化させることで、光源３４からの光の反射光のオンオフを切り替えることにより、画像に応じた光変調を行う。
　光源３４の一例としては、白色光源が挙げられる。白色光源は、白色光を発する。白色光源は、例えば、レーザ光源と蛍光体とを組み合わせることで実現される光源である。レーザ光源は、蛍光体に対して青色光を励起光として発する。蛍光体は、レーザ光源から発せられた青色光によって励起されることで黄色光を発する。白色光源は、レーザ光源から発せられる青色光と、蛍光体から発せられる黄色光とを組み合わせることで、白色光を発する。
　画像形成ユニット２６には、さらに、光源３４が発する白色光を、青色光Ｂ（Ｂｌｕｅ）、緑色光Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、及び赤色光Ｒ（Ｒｅｄ）の各色光に時分割で選択的に変換する回転カラーフィルタが設けられている。Ｂ、Ｇ、及びＲの各色光が画像形成パネル３２に選択的に照射されることで、Ｂ、Ｇ、及びＲの各色の画像情報が担持された画像光が得られる。こうして得た各色の画像光が、投射レンズ１１に選択的に入射されることで、スクリーン３６に向けて投射される。各色の画像光は、スクリーン３６上で統合されて、スクリーン３６には、フルカラーの画像Ｐが表示される。
　投射レンズ１１は、図２に示すレンズ鏡胴４０を備えている。図１においては、投射レンズ１１は、レンズ鏡胴４０の外側に外装カバーを設けた態様で示しているが、図２以下においては、投射レンズ１１から外装カバーを取り外した態様で示している。
　図２および図３に示すように、投射レンズ１１は、一例として、光軸を２回屈曲させる屈曲光学系を有している。屈曲光学系は、第１光軸Ａ１、第２光軸Ａ２、及び第３光軸Ａ３を有する。第２光軸Ａ２は、第１光軸Ａ１に対して９０°屈曲した光軸である。第３光軸Ａ３は、第２光軸Ａ２に対して９０°屈曲した光軸である。ここでいう９０°とは、設計上許容される誤差を含む値である。また、図２に示すように、第１光軸Ａ１が延在する方向を第１方向と称し、第２光軸Ａ２が延在する方向を第２方向と称する。本例において、第１光軸Ａ１と第３光軸Ａ３は平行であるため、第１方向は、第３光軸Ａ３が延在する方向とも一致する。
　また、前述のとおり、投射レンズ１１は、画像形成ユニット２６から入射する光束を拡大してスクリーン３６に向けて出射する。本実施形態では、投射レンズ１１において、光が進行する方向の上流側、すなわち、画像形成ユニット２６に近い方を、入射側又は縮小側と称する。反対に、投射レンズ１１において、光が進行する方向の下流側であり、スクリーン３６に近い方を、出射側又は拡大側と称する。
　レンズ鏡胴４０は、屈曲光学系を収容する。レンズ鏡胴４０は、第１鏡胴部４１、第２鏡胴部４２、及び第３鏡胴部４３を備えている。第１鏡胴部４１の入射側が、プロジェクタ１０の本体部１２に取り付けられる。第１鏡胴部４１の出射側に第２鏡胴部４２の入射側が連結される。そして、第２鏡胴部４２の出射側に第３鏡胴部４３の入射側が連結される。
　第１鏡胴部４１は、第１光軸Ａ１に沿って配置された第１光学系Ｌ１を内部に収容し、かつ、保持する。第２鏡胴部４２は、第２光軸Ａ２に沿って配置された第２光学系Ｌ２を内部に収容し、かつ、保持する。第３鏡胴部４３は、第３光軸Ａ３に沿って配置された第３光学系Ｌ３を内部に収容し、かつ、保持する。第１鏡胴部４１の中心軸は、第１光軸Ａ１と略一致している。第２鏡胴部４２の中心軸は、第２光軸Ａ２と略一致している。第３鏡胴部４３の中心軸は、第３光軸Ａ３と略一致している。
　レンズ鏡胴４０において、第１鏡胴部４１は、最も入射側に位置する鏡胴部であり、第３鏡胴部４３は、最も出射側に位置する鏡胴部であり、第２鏡胴部４２は、第１鏡胴部４１と第３鏡胴部４３の間に位置する鏡胴部である。また、第２鏡胴部４２は、第２光学系Ｌ２に加えて、第１ミラー４８と第２ミラー４９とを収容し、かつ、保持する。
　第１光学系Ｌ１は、例えば、レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３及びレンズＬ１４で構成されており、各レンズＬ１１～Ｌ１４は、上流側即ち光の入射側からこの順に配置されている。レンズＬ１１は、例えばズームレンズ群である。なお、図においては、説明を簡略化するため、レンズＬ１１～Ｌ１４の各々のレンズの詳細な構成は省略して、それぞれを１枚のレンズで表現している。しかし、各々のレンズは、１枚のレンズであってもよいし、複数枚のレンズで構成されてもよい。
　第２鏡胴部４２内において、第１ミラー４８、第２光学系Ｌ２及び第２ミラー４９は、入射側からこの順に配置される。第１ミラー４８は、第２鏡胴部４２内において、最も入射側に位置しており、第１鏡胴部４１の出射端近くに配置されている。第２ミラー４９は、第２鏡胴部４２内において、最も出射側に位置しており、第３鏡胴部４３の入射端近くに配置されている。
　また、第２光軸Ａ２が延在する第２方向において、第１ミラー４８と第２光学系Ｌ２は、重畳しない。具体的には、図３に示すように、第１ミラー４８の第２方向における上端と第２光学系Ｌ２の第２方向における下端とは、距離ＤＬだけ離れている。つまり、第１ミラー４８と第２光学系Ｌ２は、第２方向において重畳しておらず、離間している。
　第１ミラー４８は、屈曲光学系を構成する光学素子の１つであり、第１光軸Ａ１を屈曲させることで第２光軸Ａ２を形成する。第１ミラー４８は、第１光軸Ａ１の光を折り曲げて第２光軸Ａ２の光とする第１反射部である。第１ミラー４８の反射面４８Ａは、第１光軸Ａ１及び第２光軸Ａ２のそれぞれに対して４５°の角度をなす姿勢で配置されている。第１ミラー４８は、例えばガラス等の透明部材に反射膜をコーティングした鏡面反射型のミラーである。
　第２ミラー４９も、第１ミラー４８と同様に、屈曲光学系を構成する光学素子の１つであり、光軸を屈曲させる反射部である。第２ミラー４９は、第２光軸Ａ２を屈曲させることで第３光軸Ａ３を形成する。第２ミラー４９は、第２光軸Ａ２の光を折り曲げて第３光軸Ａ３の光とする第２反射部である。第２ミラー４９の反射面４９Ａは、第２光軸Ａ２及び第３光軸Ａ３のそれぞれに対して４５°の角度をなす姿勢で配置されている。第２ミラー４９も、例えば第１ミラー４８と同様の鏡面反射型のミラーである。
　第２光学系Ｌ２は、例えば、レンズＬ２１、レンズＬ２２及びレンズＬ２３で構成されており、各レンズＬ２１～Ｌ２３は、上流側即ち光の入射側からこの順に配置されている。なお、レンズＬ２１、Ｌ２２、及びＬ２３のそれぞれは１枚のレンズでもよいし、接合レンズでもよい。
　また、第１光学系Ｌ１のうち最も上流のレンズＬ１１と第１ミラー４８との間の第１光軸Ａ１の距離は、第１ミラー４８と第２ミラー４９との間の第２光軸Ａ２の距離よりも長い。具体的には、図２に示すように、第１光軸Ａ１とレンズＬ１１の光入射面とが交わる点をＰ１、第１光軸Ａ１と第１ミラー４８の反射面４８Ａとの交点をＰ２、第２光軸Ａ２と第２ミラー４９の反射面４９Ａとの交点をＰ３とする。この場合、Ｐ１とＰ２との間の距離は、Ｐ２とＰ３との間の距離よりも長い。すなわち、レンズ鏡胴４０は、第１光学系Ｌ１を収容する第１鏡胴部４１に対して、第２光学系Ｌ２を収容する第２鏡胴部４２をコンパクトにしている。
　第３光学系Ｌ３は出射光学系であり、例えば、レンズＬ３１、レンズＬ３２、及び出射レンズ群１６で構成され、上流側即ち光の入射側から順に配置されている。レンズＬ３１及びレンズＬ３２は、例えばフォーカスレンズ群を構成する。出射レンズ群１６は、第３鏡胴部４３において、最も出射側の出射側端部に配置されている。なお、出射レンズ群１６及び、第３鏡胴部４３の具体的な構成について、後述する。
　図３に示すように、第１鏡胴部４１の入射側端部４１Ａには、本体部１２の画像形成ユニット２６からの光が入射する。第１光学系Ｌ１は、入射する光束を集光して、第２光学系Ｌ２の前段において、中間像を結像する。具体的には、第１光学系Ｌ１は、第２鏡胴部４２内の第１ミラー４８の上流側であって第１ミラー４８の近傍に、中間像を結像する。レンズＬ１４は、第１光学系Ｌ１の最も下流側、すなわち、中間像の直前に配置される。第１光学系Ｌ１の結像作用によって、レンズＬ１４から出射される光束は小径化される。レンズＬ１４は第１ミラー４８の上流にあるため、レンズＬ１４によって小径化された光束が第１ミラー４８に入射する。これによって、第１ミラー４８を小さなサイズにすることが出来る。中間像は、第２鏡筒部４２の内部に結像される。なお、中間像は第１ミラー４８の下流側であって第１ミラー４８の近傍に結像するように構成してもよい。
　第１ミラー４８で反射した光束は、第２光学系Ｌ２に入射する。第２光学系Ｌ２は、第１光学系Ｌ１によって結像された中間像を被写体として、中間像を表す光束を、第３光学系Ｌ３に中継するリレーレンズとして機能する。第２光学系Ｌ２は、例えば、レンズＬ２１、レンズＬ２２及びレンズＬ２３の３枚のレンズで構成される。第２光学系Ｌ２は、第１ミラー４８で反射した光束を第２ミラー４９に入射させる。第２ミラー４９は、第２光学系Ｌ２から入射した光束を第３光学系Ｌ３に向けて反射する。
　第３光学系Ｌ３は、第２ミラー４９から入射した光束を、出射レンズ群１６からスクリーン３６に向けて出射する。これにより、本体部１２から入射側端部４１Ａに入射した光が、出射レンズ群１６からスクリーン３６に向けて出射されて、スクリーン３６に画像Ｐが投射される。
　第１鏡胴部４１の一部と、第２鏡胴部４２、及び第３鏡胴部４３は、いずれも樹脂材料で形成されている。一方、図２において、入射側端部４１Ａを構成するフレームは、金属材料で形成されている。Ｐ１とＰ２を通る第１光軸Ａ１の長さは、Ｐ２とＰ３を通る第２光軸Ａ２の長さよりも長いため、投射レンズ１１をプロジェクタ１０に取り付けた場合、入射側端部４１Ａがプロジェクタ１０の奥深い場所に位置する場合がある。このような位置の場合、プロジェクタ１０内の光源３４（図１参照）の発熱を強く受けてしまう。よって、入射側端部４１Ａを構成するフレームは、耐熱性の高い金属材料が好ましい。
　第１鏡胴部４１と第３鏡胴部４３は、一般的なレンズ鏡胴部と同様の一般的な筒形状に形成されている。一般的な筒形状とは、具体的には、筒形状の軸方向の両端である入射側と出射側のみが開口しており、かつ、内部の空洞は、軸方向と直交する断面形状が、円形のレンズの外形に合わせた円形をした形状である。第１光学系Ｌ１および第３光学系Ｌ３のそれぞれは、こうした一般的な筒形状の第１鏡胴部４１および第３鏡胴部４３のそれぞれによって保持される。第１鏡胴部４１と第１光学系Ｌ１の組付け時においては、第１鏡胴部４１の入射側または出射側の開口から、筒形状の軸方向に沿って、第１光学系Ｌ１が挿入される。同様に、第３鏡胴部４３と第３光学系Ｌ３の組付け時においては、第３鏡胴部４３の入射側または出射側の開口から、筒形状の軸方向に沿って、第３光学系Ｌ３が挿入される。
　これに対して、第２鏡胴部４２は、一般的な筒形状とは異なる保持フレーム４２Ａと第２光学系Ｌ２を含むレンズフレーム５２を有している。具体的には、図３に示すように、保持フレーム４２Ａは、側面から見た形状が略台形状をしている。また、保持フレーム４２Ａは、上部において、第１方向における出射側に開口し、下部において、第１方向における入射側に開口している。
　以上のように、投射レンズ１１は、入射した光を複数のレンズを介して出射する投射レンズである。以下、投射レンズ１１の一部の構成について、さらに具体的に説明する。
　＜投射レンズ１１の出射レンズ群１６の具体的な構成＞
　投射レンズ１１の出射レンズ群１６は、図３及び図４に示すように、レンズ１６Ａと、レンズ１６Ｂと、レンズ１６Ｃと、を有している。レンズ１６Ｃは、特許請求の範囲の「第１レンズ」の一例である。レンズ１６Ｂは、特許請求の範囲の「第２レンズ」の一例である。
　レンズ１６Ｃは、出射レンズ群１６の中で最も出射側（拡大側）に配置されている。出射レンズ群１６は、投射レンズ１１の中で最も出射側に配置されているので、レンズ１６Ｃは、投射レンズ１１が有する複数のレンズの中で、最も出射側に配置されたレンズである。
　レンズ１６Ｂは、レンズ１６Ｃに隣接している。すなわち、レンズ１６Ｂは、投射レンズ１１が有する複数のレンズの中で、レンズ１６Ｃの次に、出射側に配置されている。換言すれば、レンズ１６Ｂは、投射レンズ１１が有する複数のレンズの中で、レンズ１６Ｃを除いて、最も出射側に配置されている。
　レンズ１６Ａは、レンズ１６Ｂに対する光の入射側で、レンズ１６Ｂに隣接している。したがって、出射レンズ群１６では、レンズ１６Ａ、レンズ１６Ｂ及びレンズ１６Ｃが、第３光軸Ａ３において、入射側から出射側に向かって、この順で配置されている。
　レンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂは、それぞれ、レンズ面が球面の球面レンズであり、投射する画像を拡大させるために、負の屈折力を有しており、光束を発散させる。本例のレンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂはどちらも、負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、出射側及び入射側の２つのレンズ面が出射側に向けて凸状である。
　図４に示す通り、レンズ１６Ｃからスクリーン３６に投射される画像Ｐの中心ＰＯは、レンズ１６Ｂの光軸である第３光軸Ａ３に対して、偏っている。図４において、第３光軸Ａ３の上側に示す上側光線６１Ｕと、第３光軸Ａ３の下側に示す下側光線６１Ｌとによって、レンズ１６Ｃから出射される光束の範囲を模式的に表している。図４に示すように、投射レンズ１１を側面視する場合において、上側光線６１Ｕと下側光線６１Ｌとは、第３光軸Ａ３に対して非対称となる。具体的には、上側光線６１Ｕと第３光軸Ａ３との間の角度は、下側光線６１Ｌと第３光軸Ａ４との間の角度よりも大きい。これにより、スクリーン３６に投射される画像Ｐの中心ＰＯは、第３光軸Ａ３に対して、図４における上側に偏る。本例のような構成は、例えば、投射レンズ１１の第１光軸Ａ１に対して、画像形成パネル３２の中心を偏って配置させることにより、実現される。
　本例の投射レンズ１１の画角は、半画角で６３°以上であり、より好ましくは６５°以上である。このような高画角を確保するためには、レンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂとしては、高い屈折力が必要になる。高い屈折力を確保するためには、プラスチックレンズよりもガラスレンズであることが好ましい。また、使用するレンズが大径化すると重量が増加するため、小径であることが好ましい。そこで、レンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂとしては、レンズの径の大型化を抑制しつつ、高い屈折力を確保できるように、ガラスレンズが使用される。これにより、レンズの径を比較的小径に保ったまま、投射する画像の画角を大きくすることができる。また、レンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂは、第３光軸Ａ３と直交する断面形状は円形である。
　一方、レンズ１６Ｃは、非球面のレンズ面を有する非球面レンズである。レンズ１６Ｃは、出射レンズ群１６において、主として収差補正機能を担う。前述したとおり、レンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂは、小径を維持しながら、高画角化を実現するために、高い屈折力を有する。一般に、屈折力が大きくなるほど、像面湾曲及び歪曲収差が大きくなる。こうした収差補正能力は、球面レンズと比較して非球面レンズの方が高い。そのため、本例のレンズ１６Ｃは非球面レンズが使用されている。また、非球面レンズは、ガラスでは製造しにくいため、レンズ１６Ｃはプラスチックレンズである。
　より具体的には、本例のレンズ１６Ｃは、図４に示すように、出射側及び入射側の２つのレンズ面のどちらも非球面である。レンズ１６Ｃの入射側のレンズ面１７は、非球面であるため、凹面部１７Ａと凸面部１７Ｂとを共に有している。凹面部１７Ａは、レンズ面１７において、出射側（拡大側）へ凹状とされた部分であって、レンズ１６Ｃにおいて、光軸方向に沿った厚みが最も小さい個所を含む部分である。凸面部１７Ｂは、レンズ面１７において、入射側（縮小側）へ凸状とされた部分であって、光軸方向に沿った厚みが最も大きい個所を含む部分である。
　さらに、本実施形態では、レンズ１６Ｃの厚みにおいて、凸面部１７Ｂの厚みＴＢは、凹面部１７Ａの厚みＴＡの２．６倍以上６倍以下となっている。より具体的には、凸面部１７Ｂの厚みＴＢは、凸面部１７Ｂの厚みの最大値であり、凹面部１７Ａの厚みＴＡは、凹面部１７Ｃの厚みの最小値である。厚みＴＢを、厚みＴＡの２．６倍以上６倍以下の範囲にすることで、適切な収差補正がしやすい。以下において、厚みＴＢに対する厚みＴＡの値（ＴＢ／ＴＡ）を厚み比と呼ぶ。すなわち、厚みＴＢが、厚みＴＡの２．６倍である場合は、厚み比（ＴＢ／ＴＡ）は２．６であり、厚みＴＢが、厚みＴＡの６倍である場合は、厚み比（ＴＢ／ＴＡ）は６である。非球面レンズにおいて、像面湾曲及び歪曲修正を適切に補正するためには、非球面の形状が複雑になる傾向があるため、凸面部１７Ｂ及び凹面部１７Ａの厚みの変化が大きくなる傾向がある。
　また、レンズ面１７において、比較的厚みのある凸面部１７Ｂは、凹面部１７Ａよりも、径方向の外側に位置しており、かつ、凸面部１７Ｂは、後述するレンズ対向面４７Ｔと対向している。
　また、レンズ１６Ｃは、レンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂと異なり、第３光軸Ａ３と直交する方向の断面形状が円形ではなく、図４において、第３光軸Ａ３よりも下側の一部がカットされた、断面形状が略半円形状のハーフカットレンズである（図５参照）。プロジェクタ１０に使用される投射レンズ１１の場合は、レンズ面において、光軸を中心とする全周（すなわち、中心角が３６０°の範囲）を使用せずに、一部を使用する場合も多い。本例のレンズ１６Ｃは、中心角が３６０°未満で１８０°以上の範囲の扇形のレンズ面を有するハーフカットレンズである。
　また、レンズ１６Ｂの径は、レンズ１６Ｃの径よりも小さくなっている。すなわち、出射側に配置されたレンズ１６Ｃの径は、レンズ１６Ｂの径よりも大きい。具体的には、レンズ１６Ｃの径をＧ１とし、レンズ１６Ｂの径をＧ２とした場合に、Ｇ１／Ｇ２の値（以下、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差という場合がある）が１．７倍以上である。さらに、Ｇ１／Ｇ２の値は、３倍以下である。
　前述したとおり、レンズ１６Ｂは、小径を維持しながら、高画角化を実現するために大きな負の屈折力を有している。レンズ１６Ｃは、小径のレンズ１６Ｂから発散する光束に対する収差補正を担う。そのため、投射レンズ１１においては、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差が大きくなる。
　レンズ１６Ａの径は、レンズ１６Ｂの径よりも小さくなっている。したがって、出射レンズ群１６では、レンズ１６Ａ、レンズ１６Ｂ及びレンズ１６Ｃは、この順で径が大きくなっている。
　なお、ここでの「径」とは、レンズの周方向の端面（いわゆる、コバ面）の位置までの長さである外径である。レンズの径は、例えば直径である。ハーフカットレンズであるレンズ１６Ｃの径は、ハーフカットされずに、中心角が３６０°のレンズ面を有すると仮想した場合の直径をいう。なお、「径」をレンズの半径と把握してもよく、「径」をレンズの半径と把握した場合でも、前述の径差は同じ値である。
　＜投射レンズ１１の第３鏡胴部４３の具体的な構成＞
　投射レンズ１１の第３鏡胴部４３は、図３及び図４に示すように、本体部４３Ａと、第１保持フレーム４５と、第２保持フレーム４３Ｃと、を有している。前述のように、本体部４３Ａ、第１保持フレーム４５及び第２保持フレーム４３Ｃを含む第３鏡胴部４３は、樹脂材料で形成されている。なお、第１保持フレーム４５は、特許請求の範囲の「フレーム」の一例である。
　本体部４３Ａは、図３に示すように、軸方向の両端で開口する略円筒状に形成されている。この本体部４３Ａは、本体部４３Ａの内部に収容されたレンズＬ３１及びレンズＬ３２を保持している。
　第１保持フレーム４５は、図４に示すように、本体部４３Ａと比較して軸方向の厚みが薄く、略円盤状に形成されている。第１保持フレーム４５は、第３光軸Ａ３が貫通する中心を含む中央部分に、レンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂを保持するための円孔４５Ｈを有している。
この第１保持フレーム４５は、本体部４３Ａの出射側で本体部４３Ａに取り付けられている。さらに、第１保持フレーム４５は、本体部４３Ａに対して、径方向の外側に張り出している。
　円孔４５Ｈは、内径が出射側（拡大側）に向けて段階的に大きくなっている。これにより、第１保持フレーム４５は、円孔４５Ｈ内に収容されたレンズ１６Ａの外周の周縁部と接触し、レンズ１６Ａの突き当て面として機能する接触面４５Ａと、円孔４５Ｈ内に収容されたレンズ１６Ｂの外周の周縁部と接触し、レンズ１６Ｂの突き当て面として機能する接触面４５Ｂと、を有している。
　レンズ１６Ａは、接触面４５Ａに突き当てられることで、第３光軸Ａ３の光軸方向において位置決めされる。レンズ１６Ｂは、接触面４５Ｂに突き当てられることで、第３光軸Ａ３の光軸方向において位置決めされる。
　さらに、第１保持フレーム４５における円孔４５Ｈの出射側の縁部には、カシメ部４５Ｃが円孔４５Ｈの周方向に沿って形成されている。カシメ部４５Ｃは、円孔４５Ｈの出射側の縁部を熱カシメにより、円孔４５Ｈの径方向内側に変形させることで、形成されている。具体的には、カシメ部４５Ｃは、レンズ１６Ｂの周方向の端面１９Ｍ（コバ面などとも呼ばれる）から出射側のレンズ面１９Ｎの外周縁を覆っている。これにより、レンズ１６Ｂは、カシメ部４５Ｃによって、第１保持フレーム４５に保持される。熱カシメ構造の他に別途金属フレーム（いわゆる押さえ環）等でレンズ面を固定する方法もあるが、カシメ部４５Ｃは、他の方法と比べて第３光軸方向の厚みが薄いためレンズ１６Ｂから出射する光を遮光しない。よって、カシメ部４５Ｃでレンズ１６Ｂを第１保持フレーム４５に固定した場合、レンズ１６Ｂの径を過度に大きく形成する必要が無いため、レンズ１６Ｂの径が短くなる。
　なお、カシメ部４５Ｃは、特許請求の範囲の「フレームの先端」の一例である。レンズ１６Ｂの端面１９Ｍは、レンズ１６Ｂの周方向（第３光軸周りの方向）に沿って形成された面であり、特許請求の範囲の「側面」の一例である。出射側のレンズ面１９Ｎは、特許請求の範囲の「表面」の一例である。
　第２保持フレーム４３Ｃは、レンズ１６Ｃを保持している。この第２保持フレーム４３Ｃは、第１保持フレーム４５の出射側で第１保持フレーム４５に取り付けられている。さらに、第２保持フレーム４３Ｃは、第３光軸の光を通過させる開口４３Ｄを有している。
　ここで、第１保持フレーム４５は、レンズ１６Ｂの径方向の外側に向かって張り出すフランジ部４７を有している。フランジ部４７は、図５に示すように、外形が完全な円形ではなく、ハーフカットレンズであるレンズ１６Ｃの形状に対応して、レンズ１６Ｃの径方向の張り出し量が一部少なくなっている。具体的には、フランジ部４７において、レンズ１６Ｃと対向する部分の張り出し量に対して、レンズ１６Ｃと対向しない部分（レンズ１６Ｃがカットされた部分）の張り出し量が小さい。なお、図５は、第１保持フレーム４５、レンズ１６Ｂ及びレンズ１６Ｃを出射側から見た図であり、第１保持フレーム４５、レンズ１６Ｂ及びレンズ１６Ｃを模式的に示す図である。
　フランジ部４７は、図４及び図５に示すように、レンズ対向面４７Ｔと、レンズ接触面４７Ｓと、フレーム対向面４７Ｆと、を有している。レンズ対向面４７Ｔは、フランジ部４７において、相対的に張り出し量が多い部分であり、フレーム対向面４７Ｆは、フランジ部４７において、相対的に張り出し量が小さい部分である。レンズ対向面４７Ｔは、特許請求の範囲の「第１面」の一例である。レンズ接触面４７Ｓは、特許請求の範囲の「第２面」の一例である。レンズ対向面４７Ｔ、レンズ接触面４７Ｓ及びフレーム対向面４７Ｆは、出射方向（拡大側）を向く面である。
　レンズ接触面４７Ｓは、レンズ１６Ｃが接触することにより、レンズ１６Ｃの突き当て面として機能する。レンズ対向面４７Ｔは、レンズ１６Ｃとの間に間隔を空けた状態で配置され、光軸方向において、レンズ１６Ｃと対向する面である。フレーム対向面４７Ｆは、第２保持フレーム４３Ｃとの間に間隔を空けた状態で配置され、光軸方向において、第２保持フレーム４３Ｃと対向する面である。
　レンズ接触面４７Ｓは、レンズ１６Ｃを接触する面であるため、凹凸の無い平坦な面で形成されている。これに対して、レンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆは、それぞれの表面に凹凸が形成された凹凸形状を有する。凹凸は、例えば、シボ加工により形成される。
　なお、平坦なレンズ接触面４７Ｓであっても、微視的に観察すれば僅かな凹凸が形成されているが、この凹凸は意図的な加工によって施されたものではない。これに対して、レンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆに形成される凹凸は、加工によって施された意図的な凹凸をいう。そして、レンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆの凹凸の深さは、平坦なレンズ接触面４７Ｓに形成される僅かな凹凸の深さよりも深い。
　なお、凹凸の深さとは、凸部分の頂点から、凹部分の底部までの寸法である。本実施形態では、凹凸の深さは、複数の凹凸の平均値であってもよいし、複数の凹凸の最大値であってもよい。これらの値が、レンズ接触面４７Ｓの値よりもレンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆの値が大きければよい。レンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆの凹凸の深さは、略同一である。
　なお、凹凸は、例えば、やすり等の研磨により、表面を粗面化することで形成してもよい。また、第１保持フレーム４５を成形する金型を用いて、規則的な周期で形成される複数の溝を形成することにより、凹凸を形成してもよい。レンズ対向面４７Ｔに形成された凹凸形状は、特許請求の範囲の「光反射低減構造」の一例である。反射光は光が入射する面が平坦でなければ低減するため、「光反射低減構造」は上述に挙げた例に限定されない。
　＜投射レンズ１１の固定絞りＳｔと光反射低減構造との位置関係＞
　図２に示すように、第１鏡胴部４１の内部には、レンズＬ１１とレンズＬ１２の間に、固定絞りＳｔが設けられている。固定絞りＳｔは、本体部１２から入射した光束を絞る。固定絞りＳｔは、特許請求の範囲の「絞り部」の一例である。固定絞りＳｔと、光反射低減構造としての凹凸形状が形成されたレンズ対向面４７Ｔとの間には、少なくとも２枚以上のレンズが配置されている。具体的には、本実施形態では、当該間に、レンズＬ１２、レンズＬ１３、レンズＬ１４、レンズＬ２１、レンズＬ２２、レンズＬ２３、レンズＬ３１、レンズＬ３２、レンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂの１０個のレンズが配置されている。
　また、固定絞りＳｔは、入射した光を反射させる第１ミラー４８及び第２ミラー４９よりも入射側に配置されている。一方、光反射低減構造としての凹凸形状が形成されたレンズ対向面４７Ｔは、第１ミラー４８及び第２ミラー４９よりも出射側に配置されている。すなわち、固定絞りＳｔと、光反射低減構造としての凹凸形状が形成されたレンズ対向面４７Ｔとの間に、第１ミラー４８及び第２ミラー４９が配置されている。なお、第１ミラー４８及び第２ミラー４９は、特許請求の範囲の「反射ミラー」の一例である。
　＜本実施形態の作用効果＞
　次に、本実施形態の作用効果について説明する。
　プロジェクタ１０を用いてスクリーン３６に画像Ｐを投射する場合は、画像形成ユニット２６から出射された画像光が投射レンズ１１に入射する。投射レンズ１１に入射した画像光の光束は、第１光学系Ｌ１及び第２光学系Ｌ２を通過して、第３光学系Ｌ３に入射する。第３光学系Ｌ３において、入射した光束は、レンズ１６Ａ及びレンズ１６Ｂによって拡大される。レンズ１６Ｂから出射する光束は、レンズ１６Ｃを通過して、スクリーン３６に向けて出射される。これにより、画像Ｐがスクリーン３６に投射される。
　この際に、レンズ１６Ｂから出射して、レンズ１６Ｃに入射する光束の一部は、レンズ１６Ｃのレンズ面におけるフレネル反射によって、入射側に向かう戻り光となる。この戻り光がレンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆで反射して、かつ、反射した戻り光が局所的に集中すると、画像Ｐに対してはノイズ成分となる迷光となる。
　特に、図４の通り、レンズ１６Ｃからスクリーン３６に投射される画像Ｐの中心ＰＯは、レンズ１６Ｂの光軸である第３光軸Ａ３に対して、側面視において上側に偏っている。そのため、レンズ１６Ｃに入射する光線の入射角も、上側において大きくなる傾向があり、入射角が大きくなると、レンズ１６Ｃにおいて反射する戻り光も多くなりやすい。これにより、迷光となる光が発生しやすい。
　投射レンズ１１では、レンズ対向面４７Ｔが、光反射低減構造の一例として凹凸形状を有しているため、凹凸形状のような光反射低減構造を有さない場合と比較して、レンズ対向面４７Ｔにおいて反射する戻り光の散乱が多い。戻り光の散乱が多いと、反射した戻り光が局所的に集中せずに、分散するため、迷光の発生が抑制される。
　レンズ対向面４７Ｔの面積が大きいほど、迷光の量は多くなる。投射レンズ１１では、前述のように、高画角を確保する等の理由から、レンズ１６Ｃの径は、レンズ１６Ｂの径よりも大きく、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差、具体的には、レンズ１６Ｂの径（Ｇ２）に対するレンズ１６Ｃの径（Ｇ１）の値（Ｇ１／Ｇ２）は１．７倍以上である。そのため、レンズ１６Ｂに対するレンズ対向面４７Ｔの面積も比較的大きく、レンズ対向面４７Ｔによる迷光の発生を抑制する工夫を施す必要性も高い。このような径差を有する投射レンズ１１において、本開示の技術は有効である。
　さらに、投射レンズ１１は、レンズ対向面４７Ｔに加えて、フレーム対向面４７Ｆも光反射低減構造の一例として凹凸形状を有している。フレーム対向面４７Ｆにも、レンズ１６Ｃからの戻り光が入射するため、光反射低減構造による迷光の抑制効果が期待できる。
　また、本実施形態では、主として収差補正機能を担うレンズ１６Ｃに非球面レンズを用いているため、像面湾曲及び歪曲収差（すなわち、ディストーション）等の収差を補正する補正力が高い。この結果、投射レンズ１１の小型軽量化を目的として、レンズ１６Ｃに隣接するレンズ１６Ｂの径を小径にした場合でも、適切な収差補正が可能となる。特に、レンズ１６Ｂをガラスレンズとする場合は、小型軽量化のためにレンズ１６Ｂを小径にする必要性が高い。また、ガラスレンズの場合は非球面レンズが作りにくにいため、球面レンズにならざるを得ない。球面レンズの場合は、非球面レンズと比較して、収差が出やすいため、その後段において適切な収差補正が必要になる場合が多い。このように、第２レンズの一例であるレンズ１６Ｂが球面レンズである場合に、第１レンズの一例であるレンズ１６Ｃを非球面レンズとすることは有効である。
　また、本実施形態では、収差を適切に補正するために、レンズ１６Ｃとして、厚み比（ＴＢ／ＴＡ）を２．６倍以上６倍以下の非球面レンズを使用している。厚み比が大きいほど、レンズ１６Ｃのレンズ面１７で反射して、レンズ対向面４７Ｔに向かう戻り光も多くなる傾向がある。そのため、本実施形態のようにレンズ１６Ｃの厚み比が２．６倍以上６倍以下の場合に、本開示の技術に係る光反射低減構造は特に有用である。
　また、比較的厚みのある凸面部１７Ｂが、凹面部１７Ａよりも径方向の外側に位置しており、レンズ対向面４７Ｔと対向している。凸面部１７Ｂは、レンズ対向面４７Ｔに向かって凸状であるため、レンズ対向面４７Ｔと凸面部１７Ｂとが対向する場合は、レンズ対向面４７Ｔと凹面部１７Ａとが対向する場合と比較して、レンズ面１７とレンズ対向面４７Ｔとが接近する。そうすると、レンズ面１７からレンズ対向面４７Ｔに向かう戻り光も多くなる傾向がある。このような場合に、本開示の技術に係る光反射低減構造は特に有用である。
　また、本実施形態では、固定絞りＳｔと、光反射低減構造としての凹凸形状が形成されたレンズ対向面４７Ｔとの間には、少なくとも２枚以上のレンズが配置されている。さらに、本実施形態では、固定絞りＳｔと、光反射低減構造としての凹凸形状が形成されたレンズ対向面４７Ｔとの間に、第１ミラー４８及び第２ミラー４９が配置されている。従来技術である特開２００６－１６２８７８号公報においては、絞り部の直後のレンズを通過した光に対する光反射低減構造であるが、本開示の技術は、前述のとおり、固定絞りＳｔとは無関係に発生する迷光の発生を抑制することができる。
　また、本実施形態では、カシメ部４５Ｃは、レンズ１６Ｂの端面１９Ｍから出射側のレンズ面１９Ｎの外周縁を覆っている。これにより、レンズ１６Ｂは、カシメ部４５Ｃによって、第１保持フレーム４５に保持される。このため、押さえ環を用いることなく、レンズ１６Ｂを保持することができる。
　＜実験例＞
　次に、本実施形態の作用効果を確認するために行った実験例について、図６の表に基づき説明する。本実験例では、プロジェクタ１０の投射レンズ１１において、レンズ１６Ｂ、レンズ１６Ｃ及び第３鏡胴部４３の構成を替えて、迷光の発生について評価した。
　〔実験例１〕
　実験例１では、図６に示すように、レンズ１６Ｃとして、径（Ｇ１）が１０５ｍｍ、厚み比４である非球面レンズを用いた。また、実験例１では、レンズ１６Ｂとして、径（Ｇ２）が５０ｍｍである球面レンズを用いた。さらに、実験例１では、凹凸形状がレンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆに形成された第３鏡胴部４３を用いた。実験例１においては、半画角が７０°であり、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差（Ｇ１／Ｇ２）は２．１である。なお、図６に示す厚み比とは、前述したとおり、レンズ１６Ｃにおける凹面部１７Ａの厚みＴＡに対する凸面部１７Ｂの厚みＴＢの比（ＴＢ／ＴＡ）である（図４参照）。
　〔実験例２〕
　実験例２では、実験例１と同様に、レンズ１６Ｃとして、径が１０５ｍｍ、厚み比４である非球面レンズを用いた。また、実験例２では、実験例１と同様に、レンズ１６Ｂとして、径が５０ｍｍである球面レンズを用いた。さらに、実験例２では、凹凸形状をレンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆに有さない第３鏡胴部４３を用いた。実験例２においては、実験例１と同様に、半画角が７０°であり、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差（Ｇ１／Ｇ２）は２．１である。実験例１と実験例２の相違点は、凹凸形状の有無のみである。
　〔実験例３〕
　実験例３では、レンズ１６Ｃとして、径が１３０ｍｍ、厚み比４である球面レンズを用いた。また、実験例３では、レンズ１６Ｂとして、径が１００ｍｍである球面レンズを用いた。さらに、実験例３では、凹凸形状をレンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆに有さない第３鏡胴部４３を用いた。実験例３においては、半画角が６２．５°であり、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差（Ｇ１／Ｇ２）は１．３である。
　〔実験例４〕
　実験例４では、レンズ１６Ｃとして、径が１２０ｍｍ、厚み比２．５である非球面レンズを用いた。また、実験例４では、レンズ１６Ｂとして、径が７５ｍｍである球面レンズを用いた。さらに、実験例４では、凹凸形状をレンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆに有さない第３鏡胴部４３を用いた。実験例４においては、半画角が６５°であり、径差（Ｇ１／Ｇ２）は１．６である。
　〔迷光の評価基準〕
　迷光の発生を以下の基準で評価した。
　Ａ：明らかな迷光が見られる
　Ｂ：僅かに迷光が見られるが、使用上問題がない
　Ｃ：迷光が見られない
　〔実験の結果〕
　実験例１と実験例２とを比較して明らかなように、半画角が６３°以上の７０°で、かつ、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃ径差（Ｇ１／Ｇ２）が１．７倍以上の２．１の条件では、凹凸形状の無い実験例２では明らかに迷光がみられるが（評価Ａ）、凹凸形状を有する実験例１では、迷光が見られない（評価Ｃ）。また、実験例３は、半画角が６３°未満の６２．５°であり、かつ、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差（Ｇ１／Ｇ２）も１．７倍未満の１．３であり、迷光が見られない（評価Ｃ）。しかし、実験例３は、半画角が比較的小さく、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差（Ｇ１／Ｇ２）も小さい。したがって、迷光の発生原因となるレンズ対向面４７Ｔの面積も小さい。実験例３では、迷光が発生しなかったものと推測される。そのため、このような本開示の技術の範囲外である実験例３においては、本開示の技術に係る凹凸形状の必要性は低い。
　実験例４では、半画角は６５°で、６３°以上であるが、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差（Ｇ１／Ｇ２）が１．６倍であり、径差（Ｇ１／Ｇ２）が１．７倍未満である。実験例４では、僅かに迷光が見られるが、装置の使用上問題がなかった（評価Ｂ）。これは、径差（Ｇ１／Ｇ２）が、１．７倍未満であり、レンズ対向面４７Ｔの面積も比較的小さいため、迷光の発生量が少なかったためと推測される。このように径差（Ｇ１／Ｇ２）が１．７倍未満の場合は、本開示の技術に係る凹凸形状の必要性は低い。
　実験例２、３、４の結果から、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差（Ｇ１／Ｇ２）が大きくなると、迷光が発生することがわかる。また、実験例２、４の結果から、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差（Ｇ１／Ｇ２）が１．６倍を超えると迷光が発生し、装置の使用上問題となることが推測される。換言すれば、レンズ１６Ｂに対するレンズ１６Ｃの径差（Ｇ１／Ｇ２）が、１．７倍以上であると、迷光という課題が顕著に生じると推測される。
　＜変形例＞
　次に、変形例について説明する。
　本実施形態では、光反射低減構造として、レンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆに凹凸形状を形成したが、これに限られない。光反射低減構造としては、凹凸形状ではなく、例えば、レンズ１６Ｃ側（拡大側）へ出っ張る曲面を有する凸部のみで構成される形状でもよい。この構造であっても、レンズ対向面４７Ｔ及びフレーム対向面４７Ｆが平面である場合に比べ、戻り光が拡散し、迷光が抑制される。すなわち、光反射低減構造としては、当該構造を有しない場合に比べ、戻り光の光が拡散し、迷光が抑制される構造であればよい。
　また、本実施形態では、レンズ対向面４７Ｔに加えて、フレーム対向面４７Ｆにも光反射低減構造を設ける例で説明したが、レンズ対向面４７Ｔにのみ光反射低減構造を設けてもよい。というのも、フレーム対向面４７Ｆよりもレンズ対向面４７Ｔの方が、戻り光が多いと考えられるため、レンズ対向面４７Ｔにのみ対策を施すだけでも、迷光を抑制する効果を期待できるからである。もちろん、本実施形態のように、フレーム対向面４７Ｆに光反射低減構造を設ける方が好ましい。
　また、本実施形態では、第２面の一例として、レンズ接触面４７Ｓを挙げたが、これに限られない。第２面の一例としては、例えば、第１保持フレーム４５の外周面、接触面４５Ａ及び接触面４５Ｂなどであってもよく、意図的に凹凸を形成する加工を施していない非加工面であればよい。
　また、実施形態では、投射レンズ１１は、光軸を２回屈曲させる屈曲光学系を有していたが、これに限られない。例えば、光軸を１回屈曲させる構成であってもよいし、光軸を屈曲させず直線状に光を導く構成であってもよい。
　また、実施形態では、画像形成パネル３２としてＤＭＤを用いる例を説明したが、ＤＭＤの代わりにＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を使用した透過型画像形成パネルを用いてもよい。また、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)及び／又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）のような自発光型素子を用いたパネルを用いても良い。反射部としては、鏡面反射型の代わりに、全反射型のミラーを用いてもよい。
　また、実施形態では、光源３４としてレーザ光源を用いる例を説明したが、これに限らず、水銀ランプ及び/又はＬＥＤを光源３４として用いてもよい。また、上記例では、青色レーザ光源と黄色蛍光体を用いたが、これに限らず、黄色蛍光体の代わりに緑色蛍光体と赤色蛍光体を用いてもよい。また、黄色蛍光体の代わりに緑色レーザ光源と赤色レーザ光源を用いてもよい。
　本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」は、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、Ａ及びＢの組み合わせであってもよい、という意味である。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (14)

  1. 　入射した光を複数のレンズを介して出射する投射レンズであって、
    　最も出射側に配置された第１レンズと、
    　前記第１レンズに隣接し、前記第１レンズよりも径の小さい第２レンズと、
    　第１面を有し、第２レンズの径方向の外側に位置するフレームと、を備え、
    　前記第１面は、前記第１レンズと対向し、
    　前記第１面は、光反射低減構造を有し、
    　前記第１レンズの径をＧ１とし、第２レンズの径をＧ２とした場合に、Ｇ１／Ｇ２の値が１．７倍以上である、投射レンズ。
  2. 　前記光反射低減構造は、凹凸形状である
    　請求項１に記載の投射レンズ。
  3. 　入射した光を複数のレンズを介して出射する投射レンズであって、
    　最も出射側に配置された第１レンズと、
    　前記第１レンズに隣接し、前記第１レンズよりも径の小さい第２レンズと、
    　第１面を有し、第２レンズの径方向の外側に位置するフレームと、を備え、
    　前記第１面は、前記第１レンズと対向し、
    　前記第１面は、凹凸形状を有し、
    　前記第１レンズの径をＧ１とし、第２レンズの径をＧ２とした場合に、Ｇ１／Ｇ２の値が１．７倍以上である、投射レンズ。
  4. 　前記フレームは平坦な第２面を有し、
    　前記第１面の凹凸の深さは、前記第２面の凹凸の深さよりも深い
    　請求項２又は３に記載の投射レンズ。
  5. 　前記投射レンズの画角は、半画角で６３°以上である
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の投射レンズ。
  6. 　前記第１レンズは非球面レンズであり、前記第２レンズは球面レンズである
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の投射レンズ。
  7. 　前記第１レンズは少なくとも入射側のレンズ面が非球面であり、
    　前記レンズ面は凹面部と凸面部を共に有する
    　請求項６に記載の投射レンズ。
  8. 　前記第１レンズの前記凸面部の厚みは、前記凹面部の厚みの２．６倍以上６倍以下である
    　請求項７に記載の投射レンズ。
  9. 　絞り部を備え、
    　前記第１面と前記絞り部の間に、少なくとも２枚以上のレンズがある
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の投射レンズ。
  10. 　入射した光を反射させる反射ミラーと、絞り部とを備え、
    　前記絞り部は前記反射ミラーよりも入射側にあり、前記第１面は前記反射ミラーよりも出射側にある
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の投射レンズ。
  11. 　前記フレームは樹脂材料により形成され、前記第２レンズを保持している
    　請求項１～１０のいずれか１項に記載の投射レンズ。
  12. 　前記フレームの先端は、前記第２レンズの側面と表面の外周縁を覆っている
    　請求項１１に記載の投射レンズ。
  13. 　投射される画像の中心は、前記第２レンズの光軸に対して偏っている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の投射レンズ。
  14. 　請求項１～１３のいずれか１項に記載の投射レンズと、
    　前記投射レンズが取り付けられた筐体と、
    　前記筐体に収容された電気光学素子と、
    　を備える投射装置。
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