JP5081049B2 - 投写用ズームレンズおよび投写型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、投写型表示装置等に搭載される５群で９枚構成のコンパクトな投写用ズームレンズおよびその投写用ズームレンズを搭載した投写型表示装置に関し、詳しくは、透過型あるいは反射型の液晶表示装置やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）表示装置等のライトバルブからの映像情報を担持した光束を、特にフロント側からスクリーン上に拡大投影する場合に好適な投写用ズームレンズおよび投写型表示装置に関するものである。

近年、液晶表示装置やＤＭＤ表示装置等のライトバルブを用いた投写型表示装置が広く普及しており、特に、このライトバルブを３枚用い、ＲＧＢ３原色の照明光に各々対応させるようにすることでこれら各照明光を変調し、個々のライトバルブで変調された光をプリズム等で合成し、投影レンズを介してスクリーンに画像を表示する構成をとるものが広く利用されている。

このような、３枚のライトバルブからの各変調光を色合成光学系で合成して投写するタイプの投写型表示装置に搭載されている投写レンズとしては、上述したように、色合成を行うプリズム等を配置するため、また、熱的な問題回避のため、大きなバックフォーカスが必要となる。さらに、色合成光学系では入射光の角度によって分光特性が変化するため、投写レンズは縮小側から見た入射瞳が十分遠方に位置するという特性、すなわちテレセントリック性を持つことが必要となる。また、明るいレンズであることと、ライトバルブの解像度に見合った収差補正が必要とされる。

また、ライトバルブ自体の小型化、モバイル用途の需要拡大、プロジェクタの低価格化等に応じて、投写レンズにも小型化、軽量化、ローコスト化が求められる傾向にある。さらには、狭い室内において、より短い投射距離で大画面の投影を可能とするため、広画角で投射画面サイズの調整が行い易いズームレンズが要望されている。

投写レンズを小型化、軽量化するためにはレンズ構成を簡易にする必要があるが、５群構成でレンズ枚数が９枚と簡易な構成のズームレンズとしては、例えば下記特許文献１〜３に記載されたものが知られている。

特開２００１−３１１８７２ 特開２００３−２０２４９８ 特開２００５−２６６１０３

しかしながら、上記特許文献１および上記特許文献２に記載の投写用ズームレンズにおいては、比較的小型とされているものの、広角端でのＦ値が２．０以上と暗く、また広角端における画角も５０°以下と狭い。

また、上記特許文献３に記載の投写用ズームレンズにおいては、広角端でのＦ値が１．６と明るく広角端における画角が５５°と広めではあるが、最もレンズ外径が大きくなる第１レンズ群に３枚ものレンズを使用しているため、レンズ系全体の小型化、軽量化を図ることが困難となっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、５群９枚構成のズームレンズにおいて、第１レンズ群を簡易なものとすることができるとともに、広角端におけるＦ値を１．７以下、画角を５５°以上とすることができ、諸収差を良好に補正し得る、安価で小型な投写用ズームレンズを提供することを目的とするものである。

本発明の投写用ズームレンズは、
拡大側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群および正の第５レンズ群からなり、
前記第１レンズ群は、縮小側に凹面を向けた非球面レンズよりなる第１レンズからなり、
前記第２レンズ群は、正レンズよりなる第２レンズからなり、
前記第３レンズ群は、拡大側から順に、正レンズよりなる第３レンズ、および負レンズよりなる第４レンズからなり、
前記第４レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた非球面レンズよりなる第５レンズ、負レンズよりなる第６レンズ、正レンズよりなる第７レンズ、および正レンズよりなる第８レンズからなり、
前記第５レンズ群は、正レンズよりなる第９レンズからなり、
全系の縮小側がテレセントリックとされていることを特徴とするものである。

この場合において、以下の条件式（１）を満たすことが好ましい。
tanωw＞０．５０ ・・・・・（１）
ここで、
ωw：広角端における半画角

また、以下の条件式（２）を満たすことが好ましい。
Ｌ／Ｉ＜１０．０ ・・・・・（２）
ここで、
Ｌ：最も拡大側の面から最も縮小側の面までの距離
Ｉ：画像表示素子上における最大光線高さ

また、以下の条件式（３）を満たすことが好ましい。
Ｆw ＜２．０ ・・・・・（３）
ここで、
Ｆw：広角端でのＦＮｏ.

また、以下の条件式（４）を満たすことが好ましい。
０．２＜ｆ２／ｆ３＜１．０ ・・・・・（４）
ここで、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離

また、前記第１レンズの非球面は、ガラスレンズの表面に樹脂層を付設し、該樹脂層の、該ガラスレンズ側とは反対側の面を非球面形状に形成した、複合型非球面であることが好ましい。

また、前記第３レンズおよび前記第４レンズは互いに接合されて、接合レンズを構成してなることが好ましい。

また、前記第６レンズと前記第７レンズは互いに接合されて接合レンズを構成してなることが好ましい。

また、変倍時において、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群が光軸に沿って可動とされるとともに、前記第１レンズ群および前記第５レンズ群は固定とされるように構成されていることが好ましい。

また、フォーカス調整は、前記第１レンズ群を光軸方向に移動させることにより行う構成とされていることが好ましい。

また、本発明の投写型表示装置は、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、上述したいずれかの投写用ズームレンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写用ズーム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。

本発明の投写用ズームレンズおよびこれを用いた投写型表示装置によれば、全体を５群で９枚のレンズにより簡易に構成しており、小型、軽量化の達成が容易である。また、拡大側から順に、「負、正、正、正、正」の５群構成とすることで、レトロフォーカス型のレンズ構成となり、焦点距離に対して長いバックフォーカスが確保でき、縮小側を略テレセントリックとすることができる。

さらに、９枚のレンズを、第１レンズ群に１枚、第２レンズ群に１枚、第３レンズ群に２枚、第４レンズ群に４枚、第５レンズ群に１枚というように分配し、第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群を変倍時の移動群としているため、少ない枚数で効率よく諸収差を良好なものとすることができる。

また、最もレンズ外径が大きくなる第１レンズ群を１枚のレンズにより構成しているため、レンズ系全体の小型化、軽量化、さらには低コスト化を図ることができる。

さらに、第３レンズ群を、拡大側から順に正レンズと負レンズにより構成しているので、色収差を良好に補正できる。また、第４レンズ群の最も拡大側に、拡大側に凹面を向けた非球面レンズを配置しているので、諸収差、特に球面収差およびコマ収差を良好に補正でき、明るいレンズとすることができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示す実施形態（実施例１のものを代表させて示している）の投写用ズームレンズは、拡大側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ_１、各々正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ_２〜第５レンズ群Ｇ_５を備え、縮小側が略テレセントリックに構成されており、その後段には、色合成プリズムを主とするガラスブロック（フィルタ部を含む）２および液晶表示パネル等ライトバルブの画像表示面１が配設される。なお、図中Ｚは光軸を表している。

ここで第１レンズ群Ｇ_１は、縮小側に凹面を向けた負レンズよりなる第１レンズＬ_１からなる（なお、実施例１〜４は共に、第１レンズＬ_１が球面ガラスレンズＬ_Ｇと樹脂層Ｌ_Ｒとからなる複合非球面レンズとされている）。また、第２レンズ群Ｇ_２は、正レンズよりなる第２レンズＬ_２のみからなる。また、第３レンズ群Ｇ_３は、拡大側から順に、正レンズよりなる第３レンズＬ_３、および負レンズよりなる第４レンズＬ_４からなる。また、第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた非球面レンズよりなる第５レンズＬ_５、負レンズよりなる第６レンズＬ_６、正レンズよりなる第７レンズＬ_７、および正レンズよりなる第８レンズＬ_８からなる。また、第５レンズ群Ｇ_５は、正レンズよりなる第９レンズＬ_９からなる。

このように、第１レンズ群Ｇ_１に１枚、第２レンズ群Ｇ_２に１枚、第３レンズ群Ｇ_３に２枚、第４レンズ群Ｇ_４に４枚、第５レンズ群Ｇ_５に１枚というように９枚のレンズを分配することにより、少ない枚数で効率よく諸収差を良好なものとすることができる。

また、第１レンズ群Ｇ_１を構成するレンズは外径が大きくなりがちであり、レンズ系のコンパクト化は第１レンズ群Ｇ_１のレンズ枚数に応じて定まるところが大であるが、本実施形態においては第１レンズ群Ｇ_１を１枚のレンズにより構成しているので、コンパクトなズームレンズを構成することができる。

また、開口絞りは図示されていないが、適切な位置に設けることも可能であり（マスクとすることも可）、ズーミング時において、第４レンズ群Ｇ_４と一体的に開口絞りが移動するように構成することも可能である。

本実施形態の投写用ズームレンズにおいては、上述したように、レトロフォーカス型のレンズ構成となり、焦点距離に対して適正な長さのバックフォーカスを確保でき、縮小側を略テレセントリックとすることができる。

また、本実施形態の投写用ズームレンズは、変倍時において、第２レンズ群Ｇ_２、第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４を互いに独立して光軸方向に移動させることにより、ズーム機能を有する構成とされている。なお、これら３つのレンズ群のうち例えば２つのレンズ群を一体的に移動させることにより、ズーム機能を有する構成としてもよい。

なお、移動群を、第２レンズ群Ｇ_２、第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４の３つのレンズ群とすることにより、少ないレンズ枚数でも収差補正を良好なものとすることができる。

また、広角端から望遠端への変倍に際し、移動レンズ群を、いずれも拡大側に移動するように構成することにより、より変倍比を大きく設定することが可能となる。

ただし、これは、上記移動レンズ群の各々について、広角端での位置よりも望遠端での位置の方が、より拡大側に設定されていることを意味しているのであって、中間領域において一旦縮小側に移動することを排除するものではない。

また、フォーカス調整は、第１レンズ群Ｇ_１を光軸方向に移動させることにより行われることが好ましい。

また、本実施形態に係る投写用ズームレンズは、下記条件式（１）〜（４）を満足することが好ましい。
tanωw＞０．５０ ・・・・・（１）
Ｌ／Ｉ＜１０．０ ・・・・・（２）
Ｆw ＜２．０ ・・・・・（３）
０．２＜ｆ２／ｆ３＜１．０ ・・・・・（４）
ここで、
ωw：広角端における半画角
Ｌ：最も拡大側の面から最も縮小側の面までの距離
Ｉ：画像表示素子上における最大光線高さ
Ｆw：広角端でのＦＮｏ.
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ_２の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群Ｇ_３の焦点距離

ここで、上述した条件式（１）〜（４）の技術的意義について説明する。

条件式（１）は、広角端における半画角の正接を０．５０より大きいことを規定したものであり、その下限を下回ると必要な画角を確保することが困難となる。

なお、条件式（１）に替えて、下記条件式（１´）を満足するように設定することにより、上記条件式（１）の作用効果がより良好なものとなる。
tanωw＞０．５３ ・・・・（１´）

また、条件式（２）は、画像表示素子上における最大光線高さＩに対する、最も拡大側の面から最も縮小側の面までの距離Ｌの比が１０．０より小さいことを規定するものであり、その上限を上回るとレンズ長が長くなり過ぎ小型化が難しくなる。

なお、条件式（２）に替えて、下記条件式（２´）を満足するように設定することにより、上記条件式（２）の作用効果がより良好なものとなる。
Ｌ／Ｉ＜７．０ ・・・・（２´）

また、条件式（３）は、広角端でのＦＮｏ.が２．０より小さいことを規定するものであり、その上限を上回ると、必要な明るさを確保することが困難となる。

なお、条件式（３）に替えて、下記条件式（３´）を満足するように設定することにより、上記条件式（３）の作用効果がより良好なものとなる。
Ｆw ＜１．８ ・・・・（３´）

また、条件式（４）は、第３レンズ群Ｇ_３の焦点距離ｆ３に対する、第２レンズ群Ｇ_２の焦点距離ｆ２の比が０．２より大きく、１．０より小さいことを規定するものである。その上限を上回った場合、第２レンズ群Ｇ_２のパワーが過小であることによるときは、レンズ長を短縮化することが困難となり、第３レンズ群Ｇ_３のパワーが過大であることによるときは、球面収差が増加する。一方、その下限を下回った場合、第２レンズ群Ｇ_２のパワーが過大であることによるときは、周辺像面の収差補正が困難となり、第３レンズ群Ｇ_３のパワーが過小であることによるときは、軸上の色収差が増加する。

なお、条件式（４）に替えて、下記条件式（４´）を満足するように設定することにより、上記条件式（４）の作用効果がより良好なものとなる。
０．４＜ｆ２／ｆ３＜０．７ ・・・・（４´）

ここで、下記各実施例の投写用ズームレンズは、いずれも非球面レンズ（実施例１〜４においては第１レンズＬ_１（非球面は最も縮小側の面）および第５レンズＬ_５（非球面は両側の面））を含むものであり、その非球面形状は下記非球面式により表わされる。

特に、歪曲収差等を効率よく補正するためには、上記第１レンズＬ_１の、少なくとも一方の面を非球面で形成する必要がある。この第１レンズＬ_１は、プラスチック非球面レンズやガラスモールド非球面レンズにより形成することも可能であるが、この非球面（実施例１〜４においては第１レンズＬ_１の縮小側の面）を、前述したように、ガラスレンズＬ_Ｇの表面に樹脂層Ｌ_Ｒを密着形成せしめ、該樹脂層Ｌ_Ｒと空気との境界面を非球面とすることにより形成する複合非球面とすることが好ましい。この第１レンズＬ_１を複合型非球面レンズにより構成することで、プラスチック非球面レンズとした場合よりも温度や湿度の変化に伴う屈折率や形状の変化が少ない安定性の良いレンズとすることができるとともに、ガラスモールド非球面レンズとした場合よりもコスト的に有利である。

また、上記第３レンズＬ_３および上記第４レンズＬ_４を互いに接合したり、上記第６レンズＬ_６および上記第７レンズＬ_７を互いに接合したりすれば、それぞれ色収差を良好に補正することができるので望ましい。

次に、上述した投写用ズームレンズを搭載した投写型表示装置の一例を図９により説明する。図９に示す投写型表示装置は、ライトバルブとして透過型液晶パネル１１ａ〜ｃを備え、投写用ズームレンズ１０として上述した実施形態に係る投写用ズームレンズを用いている。また、光源２０とダイクロイックミラー１２の間には、フライアイ等のインテグレータ（図示を省略）が配されており、光源２０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〜ｃに入射されて光変調され、クロスダイクロイックプリズム１４により、色合成され投写用ズームレンズ１０により図示されないスクリーン上に投影される。この装置は、色分解のためのダイクロイックミラー１２、１３、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４、コンデンサレンズ１６ａ〜ｃ、全反射ミラー１８ａ〜ｃを備えている。本実施形態の投写型表示装置は、本実施形態に係る投写用ズームレンズを用いているので、広角、かつ投写画像の画質が良好であり、明るく、小型かつ軽量な投写型表示装置とすることができる。

なお、本発明の投写用ズームレンズは透過型の液晶表示パネルを用いた投写型表示装置の投写用ズームレンズとしての使用態様に限られるものではなく、反射型の液晶表示パネルあるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を用いた装置の投写用ズームレンズ等として用いることも可能である。

以下、具体的な実施例を用いて、本発明の投写用ズームレンズをさらに説明する。

＜実施例１＞
この実施例１にかかる投写用ズームレンズは、前述したように図１に示す如き構成とされている。すなわちこの投写用ズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ_１は、ガラスレンズＬ_Ｇの表面に樹脂層Ｌ_Ｒを密着形成せしめ、該樹脂層Ｌ_Ｒと空気との境界面を非球面とすることにより形成する複合非球面レンズよりなる第１レンズＬ_１のみからなり、第２レンズ群Ｇ_２は、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第２レンズＬ_２のみからなり、第３レンズ群Ｇ_３は、拡大側に凸面を向けた正のメニスカスレンズよりなる第３レンズＬ_３および縮小側に凹面を向けた負のメニスカスレンズよりなる第４レンズＬ_４からなる。また、第４レンズ群Ｇ_４は、拡大側に凹面を向けた両面が非球面とされた第５レンズＬ_５、両凹レンズよりなる第６レンズＬ_６、両凸レンズよりなる第７レンズＬ_７、および両凸レンズよりなる第８レンズＬ_８からなる。また、第５レンズ群Ｇ_５は、両凸レンズよりなる第９レンズＬ_９のみからなる。

また、変倍時には、広角端から望遠端への移動に伴い、第２レンズ群Ｇ_２、第３レンズ群Ｇ_３および第４レンズ群Ｇ_４が、互いに独立して拡大側に移動する（実施例２〜４において同じ）。

また、フォーカス調整は、第１レンズ群Ｇ_１を光軸方向に移動させることにより行われる（実施例２〜４において同じ）。

この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（レンズ全系の広角端での焦点距離を1.0として規格化されている；以下の各表において同じ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（上記曲率半径Ｒと同様に規格化されている；以下の各表において同じ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表１の上段に示す。なお、この表１および後述する表２〜４において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄに対応させた数字は拡大側から順次増加するようになっている。

また、表１の中段には、広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）の各場合における、可変１（第１レンズ群Ｇ_１と第２レンズ群Ｇ_２との間隔）、可変２（第２レンズ群Ｇ_２と第３レンズ群Ｇ_３との間隔）、可変３（第３レンズ群Ｇ_３と第４レンズ群Ｇ_４との間隔）および可変４（第４レンズ群Ｇ_４と第５レンズ群Ｇ_５との間隔）が示されている（表２〜４において同じ）。

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_１０の値が示されており、さらに、表１の最下段には、拡大側共役位置からレンズ第１面（最も拡大側の面）までの間隔が示されている（表２〜４において同じ）。

また、表５に実施例１における上記各条件式（１）〜（４）に対応する数値を示す。

図５は実施例１の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（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。なお、図５および以下の図６〜８において、各球面収差図にはｄ線、Ｆ線、Ｃ線の光に対する収差が示されており、各非点収差図にはサジタル像面およびタンジェンシャル像面についての収差が示されており、各倍率色収差図にはｄ線の光に対するＦ線およびＣ線の光についての収差が示されている。

この図５から明らかなように、実施例１の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５８．０度と広角で、広角端でのＦ値が１．６９と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表５に示すように実施例１の投写用ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（１´）、（２´）、（３´）、（４´）についても満足されている。

＜実施例２＞
実施例２に係る投写用ズームレンズの概略構成を図２に示す。この実施例２にかかる投写用ズームレンズは、実施例１のものと略同様の構成とされているが、主として、第２レンズＬ_２が両凸レンズよりなり、第３レンズＬ_３が両凸レンズよりなり、また、第４レンズＬ_４が両凹レンズよりなる点において相違している。

この実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表２に示す。

また、表５に実施例２における上記各条件式に対応する数値を示す。

図６は実施例２の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（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。
この図６から明らかなように、実施例２の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５８．０度と広角で、広角端でのＦ値が１．６５と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表５に示すように実施例２の投写用ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（１´）、（２´）、（３´）、（４´）についても満足されている。

＜実施例３＞
実施例３に係る投写用ズームレンズの概略構成を図３に示す。この実施例３にかかる投写用ズームレンズは、実施例２のものと略同様の構成とされているが、実施例２のものと比べ、主として、第１レンズＬ_１が両凹レンズよりなる点において相違している。
この実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表３に示す。

また、表５に実施例３における上記各条件式に対応する数値を示す。

図７は実施例３の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（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。
この図７から明らかなように、実施例３の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５８．０度と広角で、広角端でのＦ値が１．６５と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表５に示すように実施例３の投写用ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（１´）、（２´）、（３´）、（４´）についても満足されている。

＜実施例４＞
実施例４に係る投写用ズームレンズの概略構成を図４に示す。この実施例４にかかる投写用ズームレンズは、実施例２のものと略同様の構成とされている。
この実施例４における各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを表４に示す。

また、表５に実施例４における上記各条件式に対応する数値を示す。

図８は実施例４の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（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。
この図８から明らかなように、実施例４の投写用ズームレンズによれば、広角端での画角２ωが５８．２度と広角で、広角端でのＦ値が１．７０と明るく、各収差が良好に補正されている。

また、表５に示すように実施例４の投写用ズームレンズによれば、条件式（１）〜（４）が満足され、さらに条件式（１´）、（２´）、（３´）、（４´）についても満足されている。

本発明の実施例１に係る投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における構成を示す概略図 本発明の実施例２に係る投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における構成を示す概略図 本発明の実施例３に係る投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における構成を示す概略図 本発明の実施例４に係る投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における構成を示す概略図 実施例１の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（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 実施例２の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（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 実施例３の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（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 実施例４の投写用ズームレンズの広角端（ＷＩＤＥ）、中間（ＭＩＤＤＬＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における諸収差（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 本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図

符号の説明

Ｇ_１〜Ｇ_５ レンズ群
Ｌ_１〜Ｌ_９ レンズ
Ｒ_１〜Ｒ_１９ レンズ面等の曲率半径
Ｄ_１〜Ｄ_１８ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｚ 光軸
１ 画像表示面
２ ガラスブロック（フィルタ部を含む）
１０ 投写用ズームレンズ
１１ａ〜ｃ 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〜ｃ コンデンサレンズ
１８ａ〜ｃ 全反射ミラー
２０ 光源

Claims (10)

1. 拡大側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群および正の第５レンズ群からなり、
   前記第１レンズ群は、縮小側に凹面を向けた非球面レンズよりなる第１レンズからなり、
   前記第２レンズ群は、正レンズよりなる第２レンズからなり、
   前記第３レンズ群は、拡大側から順に、正レンズよりなる第３レンズ、および負レンズよりなる第４レンズからなり、
   前記第４レンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた非球面レンズよりなる第５レンズ、負レンズよりなる第６レンズ、正レンズよりなる第７レンズ、および正レンズよりなる第８レンズからなり、
   前記第５レンズ群は、正レンズよりなる第９レンズからなり、
   全系の縮小側がテレセントリックとされてなり、
   以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする投写用ズームレンズ。
   ０．２＜ｆ２／ｆ３＜１．０ ・・・・・（４）
   ここで、
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
2. 以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする請求項１記載の投写用ズームレンズ。
   tanωw＞０．５０ ・・・・・（１）
   ここで、
   ωw：広角端における半画角
3. 以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２記載の投写用ズームレンズ。
   Ｌ／Ｉ＜１０．０ ・・・・・（２）
   ここで、
   Ｌ：最も拡大側の面から最も縮小側の面までの距離
   Ｉ：画像表示素子上における最大光線高さ
4. 以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
   Ｆw ＜２．０ ・・・・・（３）
   ここで、
   Ｆw：広角端でのＦＮｏ.
5. 前記第１レンズの非球面は、ガラスレンズの表面に樹脂層を付設し、該樹脂層の、該ガラスレンズ側とは反対側の面を非球面形状に形成した、複合型非球面であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
6. 前記第３レンズおよび前記第４レンズは互いに接合されて、接合レンズを構成していることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
7. 前記第６レンズと前記第７レンズは互いに接合されて接合レンズを構成してなることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
8. 変倍時において、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群が光軸に沿って可動とされるとともに、前記第１レンズ群および前記第５レンズ群は固定とされるように構成されていることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
9. フォーカス調整は、前記第１レンズ群を光軸方向に移動させることにより行う構成とされていることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズ。
10. 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１〜９のうちいずれか１項記載の投写用ズームレンズとを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、前記投写用ズーム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。

Images