JP2008309991A - 投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長いバックフォーカスを確保しつつ、広角で高い投写性能を有するとともに、光路折曲げ用として安価な光反射ミラーを用いることが可能で、製造コストが低廉で諸収差を良好に補正することが可能な投写レンズを得る。
【解決手段】 拡大側から順に、負の屈折力を有する第１群Ｇ_１と正の屈折力を有する第２群Ｇ_２とを配列してなり、縮小側が略テレセントリックとされる。第１群Ｇ_１は、拡大側から、非球面レンズＬ_１、Ｌ_２、縮小側に凹面を向けた負レンズＬ_３、ならびに縮小側に凹面を向けた負レンズＬ_４、両凸レンズＬ_５、および拡大側に凹面を向けた負レンズＬ_６が配置された（レンズＬ_４、Ｌ_５、Ｌ_６は３枚接合レンズ）、少なくとも６枚のレンズで構成されてなり、さらに３つの条件式（１）〜（３）を満足する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、透過型あるいは反射型の液晶表示素子やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等のライトバルブからの表示情報等を拡大投写する投写レンズに関し、特に、リア式の投写型表示装置に好適な投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置に関する。

従来、投写型表示装置としては、投写レンズがスクリーンに対して鑑賞者と同じ側に配置され、投写レンズより出射される光を反射型のスクリーンに結像させるフロント式の装置と、投写レンズおよび鑑賞者がスクリーンを挟むように配置され、投写レンズより出射される光を透過型のスクリーンに結像させるリア式の装置とが知られている。

このうちリア式の投写型表示装置では、例えばリアプロジェクションテレビのように、光源からスクリーンまでをキャビネットに納め、キャビネット前面に配設されたスクリーンに向けて、背面に配された投写レンズから映像情報を担持した光を投写する構成がよく知られている。

近年、このようなキャビネット型の投写型表示装置に適用するために、種々の投写レンズが提案されている。

投写レンズにおいては、短い投写距離で大きなサイズの投写を可能とすること、が要求されており、また、特にリアプロジェクション用のものでは、装置の薄型化が強く要望されていることから、広角化が図れる投写レンズが要求されている。

また、カラー化のため等に複数のライトバルブを用いた光学系において各ライトバルブからの光束を合成する合成部を配置するために、また照明光と投映光を分離するために、さらには熱的問題を緩和するために、大きなバックフォーカスが要求されている。

このような要求に応じ、比較的バックフォーカスが長く、拡大側の画角が１００度を超えるレンズとして、下記特許文献１〜４に記載されたものが知られている。

特開２００３−０１５０３３号公報 特開２００４−３２６０７９号公報 ＵＳＰ７１２３４２６号 ＵＳＰ７１２６７６７号

ところで、投写型表示装置、特に上記リアプロジェクションタイプのものにおいては、装置のコンパクト化のために、所定位置において光路を折り曲げる目的で、この投写レンズ中に光反射素子を挿入することが有用と考えられる。

しかしながら、上記特許文献３、４のものでは、そもそも光反射素子を光路中に挿入するとの概念を有していない。また、上記特許文献１、２のものでは光路中に挿入する光反射素子として、狭いスペースを補うため、光反射ミラーではなく、光路長がかせげるプリズムを用いており、製造コストが高価になるという問題があった。

さらに、上記特許文献１、２のものでは、最も拡大側の第１レンズをパワーの弱い非球面レンズとし、開口絞りから非球面までの距離を確保して、像面湾曲や歪曲収差等の収差補正が改善されるようにしてはいるが、高画質が求められる昨今においては、より高性能な投写レンズが求められている。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、長いバックフォーカスを確保しつつ、広角で高い投写性能を有するとともに、コンパクト化に適した構成とするために、光路折曲げ用の光反射素子として安価な光反射ミラーを用いることができ、諸収差を良好に補正し得る、低廉な投写レンズ、およびこのような投写レンズを用いた投写型表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る投写レンズは、
拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配列されてなる投写レンズであって、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が、当該投写レンズにおいて最大の空気間隔に設定されるとともに、縮小側が略テレセントリックに構成され、
前記第１レンズ群は、拡大側から順に、非球面レンズからなる第１レンズおよび第２レンズ、縮小側に凹面を向けた負レンズからなる第３レンズ、縮小側に凹面を向けた負レンズからなる第４レンズ、両凸レンズからなる第５レンズ、および拡大側に凹面を向けた負レンズからなる第６レンズが配置された、少なくとも６枚のレンズで構成されてなり、
以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とするものである。
１０５度 ＜ ２ω （１）
１５＜｜ｆ１｜／ｆ （２）
１５＜｜ｆ２｜／ｆ （３）
ここで、
２ω：拡大側の画角
ｆ ：全系焦点距離
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離

この場合において、前記第４レンズ、前記第５レンズおよび前記第６レンズにより、３枚接合レンズが構成されていることが好ましい。

また、以下の条件式（４）〜（６）を満足することが好ましい。
５．０ ＜ Ｂｆ／ｆ （４）
２．５＜ｆ５／ｆ＜１０．０ （５）
４５ ＞ νd５ （６）
ここで、
Ｂｆ ：空気換算バックフォーカス
ｆ５：前記第５レンズの焦点距離
νd５：前記第５レンズのアッベ数

また、以下の条件式（７）、（８）を満足することが好ましい。
６．０ ＜ ｄ／ｆ （７）
７．０ ＜ Ｆ２／ｆ （８）
ここで、
ｄ ：前記最大の空気間隔（隣接するレンズ間隔のうち最大のもの）
Ｆ２ ：前記第２レンズ群の焦点距離

また、隣接するレンズ間隔に反射ミラーが挿入され、光路を折り曲げるように構成されていることが好ましい。

また、投写距離変化に伴う像面カーブの補正を、前記第１レンズを光軸方向に移動させることによって行うことが好ましい。

また、投写距離変化に伴う像面位置補正を、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を変化させることによって行うことが好ましい。

さらに、本発明に係る投写型表示装置は、光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、本発明に係る上記投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とするものである。

本発明の投写レンズは、上記構成を備えたことにより、長いバックフォーカスを確保しつつ、広角で高い投写性能を備えたものとすることができる。また、コンパクト化に適した構成とするために光路折曲げ用の光反射素子を用いる場合、この光反射素子を安価な光反射ミラーにより構成することができ、製造コストを低減することができる。

また、最も拡大側の２枚のレンズを非球面レンズとし、しかも条件式（２）、（３）を満足するように構成したことにより、第１レンズ群の最も拡大側に位置する大径、かつ非球面を有する第１レンズおよび第２レンズのパワーを小さく抑えるように規定することができ、開口絞りから間隔をおいた拡大側位置に、２枚のパワーの弱い非球面レンズを配置することができるので、像面湾曲や歪曲収差を始めとする諸収差を大幅に改善することができる。また、これら２枚のレンズとして、温度変化に影響され易い安価な材料、例えばプラスチックよりなるレンズを用いることが可能となるから、製造コストを低廉なものとすることが可能となる。特に、径の大きい拡大側のレンズを、しかも２枚のレンズをプラスチックよりなるレンズとすることで、コスト低減に大きく寄与することができ、また重量的にもガラスを用いた場合と比べて大幅に軽量化できる。

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いることにより、長いバックフォーカスを確保しつつ、広角化することが可能であるとともに、製造コストを低減することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は後述する実施例１に係る投写レンズを示すものであり、図２、３は後述する実施例２に係る投写レンズを示すものであり、図４は後述する実施例３に係る投写レンズを示すものである。このうち図２および図３に示すレンズを本実施形態の代表として、以下に説明する。なお、図中Ｘは光軸を表している。

本実施形態の投写レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２とが配列されてなり、縮小側が略テレセントリックとされている。また、上記第１レンズ群Ｇ_１において、最も拡大側には２枚のパワーの弱い非球面レンズＬ_１、Ｌ_２が配されるとともに、最も縮小側には３枚のレンズが接合された３枚接合レンズＬ_４〜Ｌ_６が配置されている。さらに、第２レンズ群Ｇ_２には、開口絞り３（マスクを併設することが可能）と、２つの３枚接合レンズＬ_９〜Ｌ_１１、Ｌ_１３〜Ｌ_１５が配置されており、第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間が、最大の隣接レンズ間隔（最大の空気間隔）とされている。

上記第１レンズ群Ｇ_１の３枚接合レンズＬ_４〜Ｌ_６は、両凸レンズからなる第５レンズＬ_５を負レンズからなる第４レンズＬ_４および第６レンズＬ_６で挟んでなる。また、上記第２レンズ群Ｇ_２において、３枚接合レンズＬ_９〜Ｌ_１１は、両凹レンズからなる第１０レンズＬ_１０を正レンズからなる第９レンズＬ_９および第１１レンズＬ_１１で挟んでなり、さらに、３枚接合レンズＬ_１３〜Ｌ_１５は、両凹レンズからなる第１４レンズＬ_１４を正レンズからなる第１３レンズＬ_１３および第１５レンズＬ_１５で挟んでなる。

なお、図２の投写レンズでは、紙面右側より入射されライトバルブの画像表示面１において画像情報を与えられた光束が、ガラスブロック２を介しこの投写レンズに入射され、この投写レンズにより紙面左側方向に拡大投写されるようになっている。図２には、見易さのため１枚の画像表示面１のみを記載しているが、投写型表示装置において、光源からの光束を色分離光学系により３原色光に分離し、各原色光用に３つのライトバルブを配設して、フルカラー画像を表示可能とするものがある。ガラスブロック２は、クロスダイクロイックプリズム等の色合成手段とすることができ、これにより３原色光を合成することができる。なお、このガラスブロック２の位置に、このガラスブロックに替えて液晶表示素子等のカバーガラスを配置することもできる。

なお、図３は、図２の投写レンズの第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間に、光路を偏向させる光路偏向手段としての板状の光反射ミラー４を配設した場合の構成を示したものである。なお、第１レンズ群Ｇ_１内または第２レンズ群Ｇ_２内に、大きな隣接レンズ間隔（大きな空気間隔）が設けられる場合には、この間隔に上記板状の光反射ミラー４を配設してもよい。

また、以下の条件式（１）〜（７）を満足する。
１０５度 ＜ ２ω （１）
１５＜｜ｆ１｜／ｆ （２）
１５＜｜ｆ２｜／ｆ （３）
５．０ ＜ Ｂｆ／ｆ （４）
２．５＜ｆ５／ｆ＜１０．０ （５）
４５ ＞ νd５ （６）
６．０ ＜ ｄ／ｆ （７）
７．０ ＜ Ｆ２／ｆ （８）
ここで、
２ω：拡大側の画角
ｆ ：全系焦点距離
ｆ１：前記第１レンズＬ_１の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズＬ_２の焦点距離
Ｂｆ ：空気換算バックフォーカス（縮小側レンズ最終面から画像表示面までの距離であり、間に介在するカバーガラスやガラスブロック等は空気換算を行うものとする）
ｆ５：前記第５レンズＬ_５の焦点距離
νd５：前記第５レンズＬ_５のアッベ数
ｄ ：前記最大の空気間隔（隣接するレンズ間隔のうち最大のもの）
Ｆ２ ：前記第２レンズ群Ｇ_２の焦点距離

以上のように構成することにより、本実施形態の投写レンズは、長いバックフォーカスを確保しつつ、広角で高い投写性能を有することができる。また、光路折曲げ用の光反射素子として安価な光反射ミラーを採用することができる。

また、最も拡大側の２枚のレンズを非球面レンズとし、しかも条件式（２）、（３）を満足するように構成したことにより、第１レンズ群Ｇ_１の最も拡大側に位置する大径、かつ非球面を有する第１レンズＬ_１および第２レンズＬ_２のパワーを小さく抑えるように規定することができ、開口絞り３から間隔をおいた拡大側位置に、２枚のパワーの弱い非球面レンズを配置することができるので、像面湾曲や歪曲収差を始めとする諸収差を大幅に改善することができる。

さらに、特に条件式（５）、（６）を満足させ、かつ、３枚接合レンズを、第１レンズ群Ｇ_１に１つ、第２レンズ群Ｇ_２に２つ設けたことにより色収差（特に高次の色収差）を良好に補正することができる。

上記各構成要素は相互に関連を持って設定されているので、上記の条件式のうち少なくとも（１）〜（３）を全て満足することによりこれらの作用効果が得られるものであるが、以下、上記条件式（１）〜（８）の各々の意義について説明する。

条件式（１）は、拡大側の画角の下限を示すものである。この下限値以下となると、光路折り曲げ用の光反射ミラーの挿入ができなくなったり、レンズバックが短くなり過ぎたりする。

条件式（２）は、全系焦点距離に対する、第１レンズＬ_１の焦点距離の絶対値の比の値における下限を規定するものである。また、条件式（３）は、全系焦点距離に対する、第２レンズＬ_２の焦点距離の絶対値の比の値における下限を規定するものである。いずれも、その下限値以下となると、各々対応するレンズのパワーが強くなり過ぎ、プラスチックレンズとすることが難しくなるので、製造コストが上昇する。

また、この条件式（２）、（３）を満足させることにより、開口絞り３から離れた位置に、２枚のパワーの弱い非球面レンズを配置することができ、像面湾曲や歪曲収差を始めとする諸収差を良好なものとすることができる。

条件式（４）は、全系の焦点距離ｆに対するバックフォーカスＢｆの値の下限を示すものである。この下限値以下となると、必要とされるバックフォーカスを確保することができない。

なお、この条件式（４）に替えて、下記条件式（４´）を満足するように構成することにより、必要なバックフォーカスを、より確実に確保することができる。
６．５ ＜ Ｂｆ/ｆ （４´）

条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ_１の正レンズ（第５レンズＬ_５）の焦点距離ｆ５に対する、全系の焦点距離ｆの比の値の範囲を規定したものである。その範囲を外れると色収差補正が困難になる。

条件式（６）は、第１レンズ群Ｇ_１の正レンズ（第５レンズＬ_５）のアッベ数νd５の下限を規定したものである。その下限値以下となると、色収差補正が困難になる。

条件式（７）は、最大の空気間隔ｄに対する、全系の焦点距離ｆの比の値の下限を規定したものである。この下限値以下となると、レンズ間に光路折り曲げ用の光反射ミラーの挿入ができなくなったり、レンズバックが短くなり過ぎたりする。

条件式（８）は、第２レンズ群Ｇ_２の焦点距離Ｆ２に対する、全系の焦点距離ｆの比の値の下限を規定したものである。その下限値以下となると、レンズ間に光路折り曲げ用の光反射ミラーの挿入ができなくなったり、レンズバックが短くなり過ぎたりする。

また、本実施形態の投写レンズでは、第１レンズ群Ｇ_１に３枚接合レンズＬ_４〜Ｌ_６が配置されており、かつ第２レンズ群Ｇ_２に、２つの３枚接合レンズＬ_９〜Ｌ_１１、Ｌ_１３〜Ｌ_１５が配置されていることにより、色収差（特に高次の色収差）を良好に補正しつつ、全系をコンパクト化することが可能となっている。

また、本実施形態の投写レンズでは、第１レンズ群Ｇ_１中に少なくとも２面、第２レンズ群Ｇ_２中に少なくとも１面の非球面を配置するようにしており、これにより、レンズ枚数を低減しつつ解像力を向上させることができる。

さらに、本実施形態の投写レンズでは、第１レンズ群Ｇ_１中における最も拡大側のレンズ、および第２レンズ群Ｇ_２中の任意のレンズが非球面レンズとされるように構成されており、投写距離変化に伴う像面湾曲の補正を、第１レンズ群Ｇ_１中における最も拡大側のレンズである第１レンズＬ_１を光軸方向に移動させることによって行うようにしている。さらに、投写距離の変化に伴う像面位置補正を、上記第１レンズ群Ｇ_１と上記第２レンズ群Ｇ_２との空気間隔を変化させることによって行うようにしている。

次に、本発明に係る投写型表示装置の実施形態について説明する。図８は本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の縦断面図であり、図９は図８に示す照明光学系１０の一例を示す構成図である。

図８に示す投写型表示装置は、上述した投写レンズの作用効果を特に発揮させるものとしてのリア式の投写型表示装置であり、光源と、ライトバルブと、光源からの光束をライトバルブへ導く照明光学部と（いずれも図示の照明光学系１０に含まれる）、上記投写レンズとをキャビネット８内に備え、光源からの光束をライトバルブで光変調し、画像情報を担持した光束を、上記投写レンズおよび背面ミラー６を介し、所定の距離に配されたスクリーン７の裏面に投写するように構成されている。鑑賞者はスクリーン７に拡大投写された画像をこのスクリーン７の表面側（紙面左側）から見ることになる。

図９に示すように上記照明光学系１０は、ライトバルブとしての透過型液晶パネル１１ａ〜１１ｃと、色分解のためのダイクロイックミラー１２，１３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４と、コンデンサレンズ１６ａ〜１６ｃと、全反射ミラー１８ａ〜１８ｃとを備えている。ダイクロイックミラー１２の前段は図示を省略しているが、光源からの白色光は照明光学部を介して、３つの色光光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）にそれぞれ対応する液晶パネル１１ａ〜１１ｃに入射されて光変調され、図８に示す投写レンズによりスクリーン７に投写される。

この投写型表示装置は、本発明に係る投写レンズを用いているので、色収差が良好に補正された高解像度な大画面を得ることが可能となっている。また、投写レンズの第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間（第１レンズ群Ｇ_１中または第２レンズ群Ｇ_２中の所定のレンズ間隔が大となる場合には、そのレンズ間隔）に光路を偏向させるミラー４を配設して、光路を鋭角的に折り曲げるように構成されているので、低背化、薄型化することが可能となっている。また、光路を偏向させる素子としてミラー４を用いているのでプリズムを用いて光を偏向させる場合と比べて、コスト的に有利である。なお、物理的な光路長を短縮し得るプリズムではなく、板状の光反射ミラー４を用いることが可能となったのは、第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間の空間的な距離（あるいは各レンズ群Ｇ_１、Ｇ_２中のレンズ間距離）を、大幅に拡げることができたことによる。

以下、本発明に係る投写レンズの具体的な実施例について説明する。なお、各実施例において、互いに同様の作用効果をなす部材については同一の符号を付している。

＜実施例１＞
図１に示すように、実施例１に係る投写レンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２とが配列されてなり、縮小側が略テレセントリックとされている。

第１レンズ群Ｇ_１は、拡大側から順に、屈折力の小さい非球面レンズよりなる第１レンズＬ_１および第２レンズＬ_２、縮小側に凹面を向けた負メニスカスレンズよりなる第３レンズＬ_３、縮小側に凹面を向けた負レンズからなる第４レンズＬ_４、両凸レンズからなる第５レンズＬ_５および拡大側に凹面を向けた負レンズからなる第６レンズＬ_６を接合してなる３枚接合レンズが配列されてなる。

一方、第２レンズ群Ｇ_２は、正レンズよりなる第７レンズＬ_７と、開口絞り３と、負レンズよりなる第８レンズＬ_８と、両凹レンズからなる第１０レンズＬ_１０を正レンズからなる第９レンズＬ_９および第１１レンズＬ_１１で挟んでなる３枚接合レンズと、屈折力の小さい非球面レンズよりなる第１２レンズＬ_１２と、両凹レンズからなる第１４レンズＬ_１４を正レンズからなる第１３レンズＬ_１３および第１５レンズＬ_１５で挟んでなる３枚接合レンズと、両凸レンズからなる第１６レンズＬ_１６が配列されてなる。

上記各非球面の形状は、下記に示す非球面式により規定される。非球面を有する第１レンズＬ_１、第２レンズＬ_２および第１２レンズＬ_１２においては、いずれか一方の面が非球面とされたレンズであっても効果を得ることができるが、両面が非球面とされたレンズであることがより好ましい。

実施例１に係る投写レンズは、上記条件式（１）〜（８）を満足するように構成されているが、さらに上記条件式（４）については、その下限値がより好ましい数値に設定された上記条件式（４´）を満足するように構成されている。

また、図１には、ライトバルブの画像表示面１およびガラスブロック２が示されている。

実施例１に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（焦点距離を１として規格化している：以下の実施例において同じ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下「軸上面間隔」と称す）Ｄ（焦点距離を１として規格化している：以下の実施例において同じ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表１の上段に示す。なお、表１および以下の表において面番号の数字は拡大側からの順番を表すものであり、面番号の右側に＊印が付された面は非球面とされている。実施例１および以下の実施例２、３において、これらの非球面の曲率半径Ｒは、各表において光軸Ｘ上での曲率半径Ｒの値として示しているが、対応するレンズ構成図においては図面を見やすくするため、引出線は必ずしも光軸Ｘとの交点から引き出されていないものがある。

また、表１の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表１の最下段には投写距離（拡大側共役位置〜レンズ第１面の間隔）が示されている。

実施例１において各条件式（１）〜（８）に対応する値は、後述する表４に示すとおりであり、条件式（１）〜（８）を全て満足している（条件式（４´）も満足する）。

＜実施例２＞
実施例２に係る投写レンズの構成は、図２に示すとおりであり、実施例１に係る投写レンズと同様である。また、実施例２に係る投写レンズは、第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間に、光路を偏向させるミラー４を配設可能な空気間隔を有しており、図３に示すようにミラー４を配設することができる。なお、この投写レンズは縮小側にテレセントリックとなるように構成されている。

実施例２に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表２の上段に示す。また、表２の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ，Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表２の最下段には投写距離（拡大側共役位置〜レンズ第１面の間隔）が示されている。

実施例２において各条件式（１）〜（８）に対応する値は、後述する表４に示すとおりであり、条件式（１）〜（８）を全て満足する（条件式（４´）も満足する）。

＜実施例３＞
実施例３に係る投写レンズの構成は、図４に示すとおりであり、実施例１のものと同様の構成とされている。

実施例３に係る投写レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ_ｄおよび各レンズのｄ線におけるアッベ数ν_ｄの値を、表３の上段に示す。また、表３の下段には各非球面に対応する各定数Ｋ、Ａ_３〜Ａ_１２の値が示されており、表３の最下段には、投写距離（拡大側共役位置〜レンズ第１面の間隔）が示されている。

実施例３において各条件式（１）〜（８）に対応する値は、後述する表４に示すとおりであり、条件式（１）〜（８）を全て満足する（条件式（４´）も満足する）。

また、図５〜７は、実施例１〜３に係る投写レンズの諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。これらの収差図において、ωは半画角を示し、球面収差の収差図にはｄ線、Ｆ線およびＣ線の収差曲線を示し、倍率色収差の収差図にはｄ線に対するＦ線およびＣ線の収差曲線を示している。図５〜７に示すように、実施例１〜３に係る投写レンズは、歪曲収差や倍率色収差をはじめ各収差が良好に補正され、半画角５５．９〜５６．０度（表４の条件式（１）に対応する各数値を参照）、Ｆナンバ２．５０と、広角で明るい投写レンズとされている。また、十分なバックフォーカス（同条件式（４）に対応する各数値を参照）、および光反射ミラーを挿入するのに十分なレンズ間空気間隔（同条件式（７）に対応する各数値を参照）が確保されている。

なお、本発明の投写レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜変更することが可能である。

また、本発明の投写型表示装置としても、上記構成のものに限られるものではなく、本発明の投写レンズを備えた種々の装置構成が可能である。ライトバルブとしては、例えば、透過型または反射型の液晶表示素子や、傾きを変えることができる微小な鏡が略平面上に多数形成された微小ミラー素子（例えば、テキサス・インスツルメント社製のデジタルマイクロミラーデバイス）を用いることができる。また、照明光学系としても、ライトバルブの種類に対応した適切な構成を採用することができる。

本発明の実施例１に係る投写レンズの構成を表す図 本発明の実施例２に係る投写レンズの構成を表す図 図２に係る投写レンズにおいて、光路を偏向させるミラーを配設した場合の構成を表す図 本発明の実施例３に係る投写レンズの構成を表す図 実施例１に係る投写レンズの諸収差図 実施例２に係る投写レンズの諸収差図 実施例３に係る投写レンズの諸収差図 本発明の投写型表示装置の概略構成を表す図 投写型表示装置の照明光学系の構成を表す図

符号の説明

１ 画像表示面
２、２ａ、２ｂ ガラスブロック（カバーガラス）
３ａ マスク
３、３ｂ 開口絞り
４ ミラー
６ 背面ミラー
７ スクリーン
８ キャビネット
１０ 照明光学系
１１ａ〜１１ｃ 透過型液晶パネル
１２、１３ ダイクロイックミラー
１４ クロスダイクロイックプリズム
１６ａ〜１６ｃ コンデンサレンズ
１８ａ〜１８ｃ 全反射ミラー
Ｇ_１、Ｇ_２
レンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_１６ レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_２９ レンズ面等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_２８ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ 光軸

Claims (8)

1. 拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とが配列されてなる投写レンズであって、
   前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が、当該投写レンズにおいて最大の空気間隔に設定されるとともに、縮小側が略テレセントリックに構成され、
   前記第１レンズ群は、拡大側から順に、非球面レンズからなる第１レンズおよび第２レンズ、縮小側に凹面を向けた負レンズからなる第３レンズ、縮小側に凹面を向けた負レンズからなる第４レンズ、両凸レンズからなる第５レンズ、および拡大側に凹面を向けた負レンズからなる第６レンズが配置された、少なくとも６枚のレンズで構成されてなり、
   以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする投写レンズ。
   １０５度 ＜ ２ω （１）
   １５＜｜ｆ１｜／ｆ （２）
   １５＜｜ｆ２｜／ｆ （３）
   ここで、
   ２ω：拡大側の画角
   ｆ ：全系焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
   ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
2. 前記第４レンズ、前記第５レンズおよび前記第６レンズにより、３枚接合レンズが構成されてなることを特徴とする請求項１記載の投写レンズ。
3. 以下の条件式（４）〜（６）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の投写レンズ。
   ここで、
   ５．０ ＜ Ｂｆ／ｆ （４）
   ２．５＜ｆ５／ｆ＜１０．０ （５）
   ４５ ＞ νd５ （６）
   ここで、
   Ｂｆ ：空気換算バックフォーカス
   ｆ５：前記第５レンズの焦点距離
   νd５：前記第５レンズのアッベ数
4. 以下の条件式（７）、（８）を満足することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の投写レンズ。
   ６．０ ＜ ｄ／ｆ （７）
   ７．０ ＜ Ｆ２／ｆ （８）
   ここで、
   ｄ ：前記最大の空気間隔（隣接するレンズ間隔のうち最大のもの）
   Ｆ２ ：前記第２レンズ群の焦点距離
5. 隣接するレンズ間隔に反射ミラーが挿入され、光路を折り曲げるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写レンズ。
6. 投写距離変化に伴う像面カーブの補正を、前記第１レンズを光軸方向に移動させることによって行うことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写レンズ。
7. 投写距離変化に伴う像面位置補正を、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を変化させることによって行うことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項記載の投写レンズ。
8. 光源と、ライトバルブと、該光源からの光束を該ライトバルブへ導く照明光学部と、請求項１〜７のうちいずれか１項記載の投写レンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写レンズによりスクリーンに投写することを特徴とする投写型表示装置。
   

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