JP7233036B2 - 投写レンズ系及び画像投写装置 - Google Patents

Description

本開示は、縮小側の画像を拡大側に投写する投写レンズ系、及び投写レンズ系を備えた画像投写装置に関する。

特許文献１は、画像投影装置及び撮像装置において、色収差を良好に補正し、且つ温度変化によるフォーカス位置のずれを抑えるための光学系を開示している。特許文献１の光学系では、アッベ数、異常分散性及び温度変化に対する屈折率変化率等を適切な範囲に設定した少なくとも２つの正レンズが、絞りよりも縮小側に設けられている。これにより、軸上光束の幅を大きくして軸上色収差を良好に補正しながら、温度変化による屈折率の変化に起因するフォーカス位置のずれの抑制を図っている。特許文献１は、画像投影装置において高温になる原因として、光源に用いるランプを挙げている。

特開２０１１－０５３６６３号公報

本開示は、画像投写装置の高輝度化における画像の画質を良くすることができる投写レンズ系及び画像投写装置を提供する。

本開示に係る投写レンズ系は、画像投写装置においてバックガラスが配置された縮小側の画像を拡大側に投写するレンズ系である。投写レンズ系は、縮小側の面および拡大側の面を有し、縮小側の面または拡大側の面において以下の条件（１）を満足する１枚以上の負レンズを含む。１枚以上の負レンズの全てが、以下の条件（２）および（３）を満足する。
｜ｈ／Ｈ｜＜２．０ ・・・（１）
Ｔｎ≧９８．５％ ・・・（２）
Ｄｎ／Ｄｂ≦０．０５ ・・・（３）
ここで、
ｈ：最軸外の主光線の高さ
Ｈ：最も高い瞳位置を通る軸上光線の高さ
Ｔｎ：１枚以上の負レンズのレンズ材料の厚さ１０ｍｍにおける波長４６０ｎｍの光の透過率
Ｄｎ：１枚以上の負レンズの光軸上の厚み
Ｄｂ：バックガラスのトータル厚み
である。

本開示に係る画像投写装置は、上記の投写レンズ系と、画像形成素子とを備える。画像形成素子は、画像を形成する。

本開示に係る投写レンズ系及び画像投写装置によると、画像投写装置の高輝度化における画像の画質を良くすることができる。

図１は、本開示の実施形態１に係る画像投写装置を示すブロック図である。 図２は、実施例１に係る投写レンズ系の各種状態におけるレンズ配置図である。 図３は、実施例１に係る投写レンズ系の縦収差を示す収差図である。 図４は、実施例１の投写レンズ系における諸条件の充足性を示す図である。 図５は、実施例１の投写レンズ系における光線の光路を示す光路図である。 図６は、図５の光線が密集するレンズ素子近傍の拡大図である。 図７は、実施例２に係る投写レンズ系の各種状態におけるレンズ配置図である。 図８は、実施例２に係る投写レンズ系の縦収差を示す収差図である。 図９は、実施例２の投写レンズ系における諸条件の充足性を示す図である。 図１０は、実施例３に係る投写レンズ系の各種状態におけるレンズ配置図である。 図１１は、実施例３に係る投写レンズ系の縦収差を示す収差図である。 図１２は、実施例３の投写レンズ系における諸条件の充足性を示す図である。 図１３は、実施例４に係る投写レンズ系のレンズ配置図である。 図１４は、実施例４に係る投写レンズ系の縦収差を示す収差図である。 図１５は、実施例４の投写レンズ系における光線の光路を示す光路図である。 図１６は、実施例４の投写レンズ系における諸条件の充足性を示す図である。 図１７は、実施例５に係る投写レンズ系のレンズ配置図である。 図１８は、実施例５に係る投写レンズ系の縦収差を示す収差図である。 図１９は、実施例５の投写レンズ系における光線の光路を示す光路図である。 図２０は、実施例５の投写レンズ系における諸条件の充足性を示す図である。 図２１は、実施例６に係る投写レンズ系のレンズ配置図である。 図２２は、実施例６に係る投写レンズ系の縦収差を示す収差図である。 図２３は、実施例６の投写レンズ系における光線の光路を示す光路図である。 図２４は、実施例６の投写レンズ系における諸条件の充足性を示す図である。 図２５は、実施例７に係る投写レンズ系の各種状態におけるレンズ配置図である。 図２６は、実施例７に係る投写レンズ系の縦収差を示す収差図である。 図２７は、実施例７の投写レンズ系における諸条件の充足性を示す図である。 図２８は、実施例８に係る投写レンズ系の各種状態におけるレンズ配置図である。 図２９は、実施例８に係る投写レンズ系の縦収差を示す収差図である。 図３０は、実施例８の投写レンズ系における諸条件の充足性を示す図である。 図３１は、実施例９に係る投写レンズ系の各種状態におけるレンズ配置図である。 図３２は、実施例９に係る投写レンズ系の縦収差を示す収差図である。 図３３は、実施例９の投写レンズ系における諸条件の充足性を示す図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、或いは実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施形態１）
以下、本開示に係る投写レンズ系及び画像投写装置の実施形態１を、図面を用いて説明する。

１．概要
本開示の実施形態１に係る投写レンズ系を備えた画像投写装置の概要を、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る画像投写装置１を示すブロック図である。

本実施形態に係る画像投写装置１は、例えば光出力が２万ルーメン以上等の高輝度プロジェクタである。画像投写装置１においては、図１に示すように、画像形成素子１１等を用いて種々の画像２を示す画像光３が生成され、画像光３が投写レンズ系ＰＬに入射する。投写レンズ系ＰＬは、入射した画像光３の画像２を拡大するように投写光３５を出射する。投写レンズ系ＰＬからの投写光３５により、画像２の拡大結果の投写画像２０が、外部のスクリーン４等に投写される。

以上のような画像投写装置１においては、投写画像２０をより明るく投写する高輝度化が求められている。画像投写装置１の高輝度化においては、以下の要因により、投写画像２０の画質が低下する事態が想定される。

即ち、画像投写装置１においては、高輝度を有する画像光３が投写レンズ系ＰＬ中を進行する際に、投写レンズ系ＰＬにおける絞りＡ近傍などの特定のレンズ素子Ｌｎが、顕著な温度変化を生じることが想定される。レンズ素子Ｌｎの温度変化は、レンズ素子Ｌｎの形状及び屈折率を変化させることにより、ピント位置のシフト、球面収差の発生、及びバックフォーカスの変動など、投写レンズ系ＰＬの性能に様々な影響を及ぼし得る。

さらに、画像光３によるレンズ素子Ｌｎ上の熱分布は、一様な場合も局所的な場合も起こり得る。それぞれの場合では、ピント位置のシフト方向が異なる等、熱の影響の仕方が変わると考えられる。以上より、画像投写装置１の高輝度化においては、投写する画像２中の輝度に応じた熱の影響で投写レンズ系ＰＬの性能が不安定になり、投写画像２０の画質が低下するという事態が想定される。

そこで、本実施形態は、高輝度の画像光３による熱の影響を抑制するように、投写レンズ系ＰＬを構成する。これにより、画像投写装置１の高輝度化において熱の影響を抑制し、投写レンズ系ＰＬの性能を安定化させて、投写画像２０の画質を良くすることができる。

２．画像投写装置について
以下、図１を用いて、本実施形態に係る画像投写装置１の構成を説明する。

本実施形態に係る画像投写装置１は、図１に示すように、光源１０と、画像形成素子１１と、透過光学系１２と、投写レンズ系ＰＬとを備える。画像投写装置１は、例えばＤＬＰ方式で構成される。画像投写装置１の光出力は、３万ルーメン以上であってもよい。

光源１０は、例えばレーザ光源である。光源１０は、例えば青色ＬＤ（半導体レーザ）素子を含み、４５０ｎｍ近傍のピーク波長を有する。光源１０は、例えば各種の色合成によって白色光の照明光３０を発光する。照明光３０は、透過光学系１２を介して、一様な照度分布において画像形成素子１１に照射される。光源１０は、ケーラー照明光学系を含んでもよい。

画像形成素子１１は、例えばＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）である。画像形成素子１１は、例えば画素毎のミラー素子を含んだ画像形成面を有し、外部からの映像信号などに基づき画像２を画像形成面に形成する。画像形成素子１１は、画像形成面において照明光３０を空間変調して、画像光３を生成する。画像光３は、例えば画像形成面上の画素毎に指向性を有する。

画像投写装置１は、例えばＲＧＢに対応する３チップ等、複数の画像形成素子１１を備えてもよい。また、画像形成素子１１は、ＤＭＤに限らず、例えば液晶素子であってもよい。この場合、画像投写装置１は、３ＬＣＤ方式またはＬＣＯＳ方式などで構成されてもよい。

透過光学系１２は、透光性を有する光学素子等を含み、画像形成素子１１と投写レンズ系ＰＬとの間に配置される。透過光学系１２は、光源１０からの照明光３０を画像形成素子１１に導光する。また、透過光学系１２は、画像形成素子１１からの画像光３を投写レンズ系ＰＬに導光する。透過光学系１２は、例えば、ＴＩＲ（内部全反射）プリズム、色分解プリズム、色合成プリズム、光学フィルタ、平行平板ガラス、水晶ローパスフィルタ、及び赤外カットフィルタ等の各種の光学素子を含んでもよい。以下、透過光学系１２中の光学素子を「バックガラス」という場合がある。

投写レンズ系ＰＬは、例えばモジュール化されて画像投写装置１に搭載される。以下、投写レンズ系ＰＬにおいて画像投写装置１の外部に向いた側を「拡大側」といい、拡大側とは反対側を「縮小側」という。透過光学系１２の各種バックガラスは、投写レンズ系ＰＬの縮小側に配置される。

投写レンズ系ＰＬは、複数のレンズ素子Ｌｎと、絞りＡとを備える。レンズ素子Ｌｎの枚数は、例えば１５枚以上である。これにより、投写レンズ系ＰＬにおける諸収差を良好に補正することができる。絞りＡは、例えば開口絞りである。投写レンズ系ＰＬにおいて、絞りＡの開口度合いは、例えば、開放状態などに予め固定されている。投写レンズ系ＰＬは、特にモジュール化されずに画像投写装置１に組み込まれてもよい。以下、本実施形態に係る投写レンズ系ＰＬの詳細について説明する。

３．投写レンズ系について
実施形態１では、投写レンズ系ＰＬが、具体的に実施される一例として、負先行型のズームレンズ系を構成する実施例１～３を説明する。負先行型のズームレンズ系は、変倍時に移動する複数のレンズ群を含み、最も拡大側のレンズ群が負のパワーを有するレンズ系である。

３－１．実施例１
図２～図３を用いて、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１について説明する。

図２は、実施例１に係る投写レンズ系ＰＬ１の各種状態におけるレンズ配置図である。以下の各レンズ配置図は、投写レンズ系ＰＬ１等の全系で４０００ｍｍの合焦状態において、各種レンズの配置を示す。図中の左側は、全系の拡大側或いは物体側である。図中の右側は、全系の縮小側或いは像側である。また、各図において最も右側すなわち縮小側に、像面Ｓの位置を示している。像面Ｓは、画像形成素子１１の画像形成面に対応する。

図２（ａ）は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１の広角端におけるレンズ配置図を示す。図２（ｂ）は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１の中間位置におけるレンズ配置図を示す。図２（ｃ）は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１の望遠端におけるレンズ配置図を示す。広角端は、全系が最短の焦点距離ｆｗを有する最短焦点距離状態である。中間位置は、広角端と望遠端との間の中間焦点距離状態である。望遠端は、全系が最長の焦点距離ｆｔを有する最長焦点距離状態である。広角端の焦点距離ｆｗと望遠端の焦点距離ｆｔとに基づき、中間位置の焦点距離ｆｍ＝√（ｆｗ×ｆｔ）が規定される。

図２（ａ）と図２（ｂ）との間に図示した折れ線の矢印は、図中の上から順に、広角端、中間位置及び望遠端の各状態におけるレンズ群の位置を結んで得られる直線である。広角端と中間位置との間、中間位置と望遠端との間は、単純に直線で接続されているだけであり、実際の各レンズ群の動きとは異なる。また、各々のレンズ群の符号に付した記号（＋），（－）は、各レンズ群のパワーの正負を示す。

実施例１の投写レンズ系ＰＬ１は、３つのレンズ群Ｇ１～Ｇ３を構成する１８枚のレンズ素子Ｌ１～Ｌ１８を備える。図２（ａ）に示すように、投写レンズ系ＰＬ１の拡大側から縮小側へ順番に、第１、第２及び第３レンズ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が並んでいる。投写レンズ系ＰＬ１は、変倍時に第１～第３レンズ群Ｇ１～Ｇ３の各々が、投写レンズ系ＰＬ１の光軸に沿って移動することにより、ズームレンズ系として機能する。

また、投写レンズ系ＰＬ１においては、拡大側から縮小側へ順番に、第１～第１８レンズ素子Ｌ１～Ｌ１８が並んでいる。第１～第１８レンズ素子Ｌ１～Ｌ１８は、それぞれ正レンズ又は負レンズを構成する。正レンズは、両凸形状または正メニスカス形状を有することによって、正のパワーを有する。負レンズは、両凹形状または負メニスカス形状を有することによって、負のパワーを有する。

第１レンズ群Ｇ１は、第１～第７レンズ素子Ｌ１～Ｌ７を含み、負のパワーを有する。第１レンズ素子Ｌ１は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けて配置される。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸形状を有する。第３レンズ素子Ｌ３は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けて配置される。第４レンズ素子Ｌ４は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けて配置される。第５レンズ素子Ｌ５は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けて配置される。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹形状を有する。第７レンズ素子Ｌ７は、両凸形状を有する。

第２レンズ群Ｇ２は、第８～第１０レンズ素子Ｌ８～Ｌ１０を含み、正のパワーを有する。第８レンズ素子Ｌ８は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けて配置される。第９レンズ素子Ｌ９は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けて配置される。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸形状を有する。

第３レンズ群Ｇ３は、第１１～１８レンズ素子Ｌ１１～Ｌ１８を含み、正のパワーを有する。第１１レンズ素子Ｌ１１の拡大側には、絞りＡが設けられている。第１１レンズ素子Ｌ１１は、両凹形状を有する。第１２レンズ素子Ｌ１２は、両凸形状を有する。第１３レンズ素子Ｌ１３は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けて配置される。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凸形状を有する。第１５レンズ素子Ｌ１５は、両凹形状を有する。第１６レンズ素子Ｌ１６は、両凸形状を有する。第１７レンズ素子Ｌ１７は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けて配置される。第１８レンズ素子Ｌ１８は、両凸形状を有する。

図２（ａ）～（ｃ）では、透過光学系１２の一例として、投写レンズ系ＰＬ１において最も縮小側の第１８レンズ素子Ｌ１８と像面Ｓとの間に並んだ３つのバックガラスＬ１９，Ｌ２０，Ｌ２１を図示している。バックガラスＬ１９～Ｌ２１は、例えば各種プリズム、フィルタ及びカバーガラス等である。各図では、説明の便宜上、１つの画像形成素子１１に応じた１つの像面Ｓに対するバックガラスＬ１９～Ｌ２１を例示している。投写レンズ系ＰＬ１は、複数の画像形成素子１１を用いる際の各種の透過光学系１２に適用可能である。

投写レンズ系ＰＬ１は、像面Ｓからの光がバックガラスＬ１９～Ｌ２１を介して入射する縮小側において、略テレセントリック系を構成する。これにより、透過光学系１２におけるプリズムのコートによる色ズレ等を抑制することができる。また、画像形成素子１１の像面Ｓからの光を効率良く投写レンズ系ＰＬ１に取り込むことができる。

図３は、実施例１に係る投写レンズ系ＰＬ１の種々の縦収差を示す収差図である。以下の各収差図は、４０００ｍｍ合焦状態において各種の縦収差を例示する。

図３（ａ）は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１の広角端における諸収差を示す。図３（ｂ）は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１の中間位置における諸収差を示す。図３（ｃ）は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１の望遠端における諸収差を示す。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々は、それぞれ図中の左側から順に、球面収差を横軸「ＳＡ（ｍｍ）」に示す球面収差図と、非点収差を横軸「ＡＳＴ（ｍｍ）」に示す非点収差図と、歪曲収差を横軸「ＤＩＳ（％）」に示す歪曲収差図とを含む。

各々の球面収差図において、縦軸「Ｆ」はＦナンバーを表す。また、図中「ｄ－ｌｉｎｅ」と記した実線は、ｄ線の特性を示す。「Ｆ－ｌｉｎｅ」と記した破線は、Ｆ線の特性の特性を示す。「Ｃ－ｌｉｎｅ」と記した破線は、Ｃ線の特性の特性を示す。各々の非点収差図及び歪曲収差図において、縦軸「Ｈ」は像高を表す。また、図中「ｓ」と記した実線は、サジタル平面の特性を示す。「ｍ」と記した破線は、メリディオナル平面の特性を示す。

図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に例示する各種状態の諸収差は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１を具体的に実施した数値実施例１に基づいている。投写レンズ系ＰＬ１の数値実施例１については後述する。

３－２．高輝度化における熱対策について
以上の実施例１の投写レンズ系ＰＬ１を用いて、本実施形態に係る画像投写装置１の高輝度化における投写レンズ系ＰＬ１の熱対策について、図４～６を参照して説明する。図４は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１における諸条件の充足性を示す図表である。

図４に示す図表は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１中の全レンズ素子Ｌ１～Ｌ１８の何れが、下記の条件（１）～（８）を満足するのかを示している。レンズ毎の項目における記号「○」は、対応する条件を満足することを示し、空欄は、対応する条件を満足しないことを示す。また、記号「／」は、レンズのパワー等の観点から、対応する条件の判断対象のレンズではないことを示す。

また、図４においては、条件（１）～（８）に関する各種パラメータについても表記している。各種パラメータは、後述する｜ｈ／Ｈ｜、レンズの透過率、Ｄｎ／Ｄｂ、ｖｄ、｜ｆｎ／ｆ｜及びｄｎ／ｄｔを含む。また、レンズのパワーについて、正レンズには「Ｐ」と表記し、負レンズには「Ｎ」と表記している。また、各レンズ素子Ｌ１～Ｌ１８のレンズ材料も例示している。

本実施形態では、投写レンズ系ＰＬ１において条件（１）を満足する負レンズの全てが、条件（２）及び条件（３）を満足するように構成される。条件（１）は、画像投写装置１の画像光３による熱の影響を受け易く、投写レンズ系ＰＬ１の性能に影響し易いレンズを特定するための条件である。

条件（１）は、次式のように表される。
｜ｈ／Ｈ｜＜２．０ ・・・（１）
ここで、ｈは、判断対象となるレンズの拡大側の面又は縮小側の面における最軸外の主光線の高さである。Ｈは、当該レンズの同じ面における軸上光線の最大の高さである。上式の右辺で規定される上限値を上回るレンズは、後述する光線の密集を生じず、熱の影響を受け難いと考えられる。条件（１）を満足するか否かは、投写レンズ系ＰＬ１の広角端から望遠端までの間における上式の左辺｜ｈ／Ｈ｜の最小値が、上限値よりも小さいか否かによって判断される。条件（１）におけるレンズ毎の光線の高さｈ，Ｈについて、図５を用いて説明する。

図５は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１における光線の光路を示す光路図である。図５では、投写レンズ系ＰＬ１における最軸外の主光線３１と、最も高い瞳位置を通る軸上光線３２とを示している。最軸外の主光線３１は、像面Ｓにおいて光軸５から最も離れた位置から発光して、絞りＡの中心位置を通る。軸上光線の光束は、像面Ｓにおける光軸５の位置から発光する。軸上光線の光束において、最も高い瞳位置を通る軸上光線３２は、瞳位置すなわち絞りＡの最も高い位置を通る光線によって規定される。各種光線の高さは、光軸５を基準としている。

図５では、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１において、第１レンズ素子Ｌ１と第９レンズ素子Ｌ９とにおける各光線３１，３２の高さｈ，Ｈを例示している。図５では、各々の光線３１，３２がレンズ素子Ｌ１，Ｌ９の物理的な表面を通る位置を用いて、各々の高さｈ，Ｈを図示している。光線３１，３２の高さｈ，Ｈは、レンズの光学的な拡大側の主面又は縮小側の主面において測定されてもよい。

図４に示すように、実施例１において第１レンズ素子Ｌ１は条件（１）を満足せず、第９レンズ素子Ｌ９は条件（１）を満足している。図５に示すように、第１レンズ素子Ｌ１において、最軸外の主光線３１の高さｈは、軸上光線３２の高さＨよりも大きい。一方、第９レンズ素子Ｌ９では、最軸外の主光線３１の高さｈが、軸上光線３２の高さＨよりも格段に小さくなっている。

図５における第９レンズ素子Ｌ９の近傍の拡大図を図６に示す。図５の第１レンズ素子Ｌ１においては、最軸外の主光線３１が軸上光線３２から離間している。これに対して、第９レンズ素子Ｌ９においては、図６に示すように、最軸外の主光線３１が、第９レンズ素子Ｌ９の中央近傍において軸上光線３２に重畳することとなる。このように、条件（１）を満足するレンズにおいては、像面Ｓの各所で発光する光の光線がレンズの中央近傍に密集して、局所的な温度変化が生じ易いことが想定される。

そこで、本実施形態は、条件（１）を満足するような熱の影響を受け易いレンズに対して、熱の影響を抑制するための各種条件を課して、投写レンズ系ＰＬ１の性能を安定化させる。特に、負レンズにおいては、局所的な温度変化によってピント位置が敏感にシフトするといった熱の影響が考えられる。このことから、条件（１）を満足する負レンズの全てに、以下の条件（２）及び（３）が課される。

条件（２）は、次式のように表される。
Ｔｎ≧９８．５％ ・・・（２）
ここで、Ｔｎは、負レンズのレンズ材料の厚さを１０ｍｍとした場合に、波長４６０ｎｍの光が当該レンズ材料を透過する透過率であり、例えば内部透過率である。一般的に、レンズ材料は短波長の光ほどエネルギーを吸収し易いこと、及び画像投写装置には青色光に特に強いピーク強度を有する光源が良く用いられること等から、透過率の基準を上記の波長に設定している。

条件（２）によると、負レンズの透過率Ｔｎを高く確保して、負レンズが光線の通過時に吸収するエネルギーを低減することができる。負レンズの透過率Ｔｎが条件（２）の下限値９８．５％を下回ると、負レンズに吸収されるエネルギーが大きくなり、熱の影響が過度に生じてしまう。負レンズの透過率Ｔｎは９９％以上であることが好ましい。

条件（３）は、次式のように表される。
Ｄｎ／Ｄｂ≦０．０５ ・・・（３）
ここで、Ｄｎは、負レンズの光軸上に位置する部分の厚みである。Ｄｂは、投写レンズ系ＰＬ１の縮小側に配置される各種バックガラスのトータルの厚みである。図５には、実施例１の第９レンズ素子Ｌ９の厚みＤｎと、複数のバックガラスＬ１９，Ｌ２０，Ｌ２１のトータル厚みＤｂとを例示している。より詳細には、トータル厚みＤｂは、バックガラスＬ１９の厚みと、バックガラスＬ２０の厚みと、バックガラスＬ２１の厚みの和である。

条件（３）によると、負レンズの薄肉化により、光線の通過時の負レンズによるエネルギーの吸収を抑制することができる。負レンズの厚みＤｎが条件（３）による上限値０．０５×Ｄｂを上回ると、負レンズに吸収されるエネルギーが大きくなり、熱の影響が過度に生じてしまう。負レンズの厚みＤｎは、０．０３５×Ｄｂ以下であることが好ましい。

図４に戻り、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１においては、第６～第１８レンズ素子Ｌ６～Ｌ１８が条件（１）を満足する。本実施形態では、投写レンズ系ＰＬ１において絞りＡよりも縮小側の全てのレンズが、条件（１）を満足してもよい。これにより、絞りＡと縮小側のレンズ間の距離が短縮でき、投写レンズ系ＰＬ１の全長を小型にすることができる。

実施例１において、条件（１）を満足する第６～第１８レンズ素子Ｌ６～Ｌ１８のうち、負レンズは、第６レンズ素子Ｌ６，第９レンズ素子Ｌ９，第１１レンズ素子Ｌ１１，第１５レンズ素子Ｌ１５及び第１７レンズ素子Ｌ１７である。図４に示すように、以上の条件（１）を満足する負レンズの全てが、条件（２）及び（３）を満足する。これにより、投写レンズ系ＰＬ１の性能に影響し易い負レンズにおける熱の影響を抑制して、投写レンズ系ＰＬ１の性能を安定化することができる。

本実施形態では、条件（１）を満足する負レンズの全てが、さらに、以下の条件（４）を満足してもよい。実施例１の投写レンズ系ＰＬ１において、上記の条件（１）を満足する負レンズの全ては、図４に示すように、条件（４）を満足する。

条件（４）は、次式のように表される。
｜ｆｎ／ｆｗ｜＞１．２ ・・・（４）
ここで、ｆｎは、１つの負レンズの焦点距離である。ｆｗは、上述のとおり全系の広角端の焦点距離である。

条件（４）によると、負レンズの焦点距離ｆｎを長く確保して、ピント位置のシフトなどの熱の影響を緩和することができる。負レンズが条件（４）の下限値を下回ると、投写する画像２に応じて負レンズのパワー等が過敏に変動し得る。条件（４）に従い、条件（１）で特定された負レンズのパワーを弱めておくことにより、投写レンズ系ＰＬ１の性能の安定性を向上することができる。

また、本実施形態では、全ての負レンズのうちの少なくとも１枚が、条件（５）を満足してもよい。実施例１の投写レンズ系ＰＬ１においては、図４に示すように、第１レンズ素子Ｌ１と第１７レンズ素子Ｌ１７との２枚が、条件（５）を満足する。

条件（５）は、次式のように表される。
νｎ＜４０ ・・・（５）
ここで、νｎは、負レンズのレンズ材料のアッベ数である。アッベ数としては、例えばｄ線に基づくアッベ数ｖｄを採用可能である。

一般的に、アッベ数が高いレンズ材料ほど透過率が高い傾向にあり、熱的に有利である。しかし、条件（５）の上限値を上回る負レンズのみでは、投写レンズ系ＰＬ１の色収差を良好に補正することが困難になる。条件（５）を満足する負レンズを投写レンズ系ＰＬ１に含めることにより、高輝度化による熱耐性を確保しつつ、色収差補正を良好に行うことができる。特に、投写レンズ系ＰＬ１の高ズーム化又は広角化に対して良好に色収差を補正できる。少なくとも１枚の負レンズのアッベ数νｎが、３６よりも小さいことが好ましい。

また、本実施形態では、条件（１）を満足する正レンズの全てが、以下の条件（６）を満足してもよい。図４に示すように、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１において、条件（１）を満足する正レンズは、第７レンズ素子Ｌ７、第８レンズ素子Ｌ８、第１０レンズ素子Ｌ１０、第１２レンズ素子Ｌ１２、第１３レンズ素子Ｌ１３、第１４レンズ素子Ｌ１４、第１６レンズ素子Ｌ１６及び第１８レンズ素子Ｌ１８である。実施例１では、以上の条件（１）を満足する正レンズの全てが条件（６）を満足する。

条件（６）は、次式のように表される。
Ｔｐ＞９８．５％ ・・・（６）
ここで、Ｔｐは、負レンズの透過率Ｔｎと同様に、正レンズのレンズ材料の厚さ１０ｍｍにおける波長４６０ｎｍの光の透過率である。

条件（６）によると、正レンズにおいても透過率Ｔｐを高く確保して、投写レンズ系ＰＬ１の性能をより安定化することができる。正レンズの透過率Ｔｐが条件（６）の下限値を下回ると、エネルギーの吸収量が大きくなることで熱の影響が懸念される。正レンズの透過率Ｔｐは９９％以上であることが好ましい。

また、本実施形態では、条件（１）を満足する正レンズのうちの少なくとも４枚が、以下の条件（７）を満足してもよい。実施例１の投写レンズ系ＰＬ１においては、図４に示すように、第８レンズ素子Ｌ８と第１０レンズ素子Ｌ１０と第１４レンズ素子Ｌ１４と第１６レンズ素子Ｌ１６と第１８レンズ素子Ｌ１８との５枚が、条件（７）を満足する。

条件（７）は、次式のように表される。
ｄｎ／ｄｔ＜－４．５×１０^－６ ・・・（７）
ここで、ｄｎ／ｄｔは、正レンズのレンズ材料の、常温における相対屈折率の温度係数である。常温は、例えば２０℃～３０℃である。

屈折率の温度係数が負の正レンズによると、局所的な温度変化によるピント位置のシフト等において、形状の変化による影響と屈折率の変化による影響とが相殺し得る。条件（７）によると、投写レンズ系ＰＬ１の性能の安定性を向上できると共に、色収差を良好に補正することもできる。

また、本実施形態では、条件（１）を満足する正レンズのうちの少なくとも１枚が、以下の条件（８）を満足してもよい。実施例１の投写レンズ系ＰＬ１においては、図４に示すように、第１２レンズ素子Ｌ１２と第１３レンズ素子Ｌ１３との２枚が、条件（８）を満足する。

条件（８）は、次式のように表される。
νｐ＜４０ ・・・（８）
ここで、νｐは、正レンズのレンズ材料のアッベ数である。

条件（１）を満足する正レンズの全てが条件（８）の上限値を上回ると、投写レンズ系ＰＬ１において色収差補正を良好に行い難くなる。条件（８）によると、高輝度化による熱耐性を確保しつつ、特に高ズーム化又は広角化に対して良好に色収差補正を行える。少なくとも１枚の正レンズのアッベ数νｐが、３６よりも小さいことが好ましい。

３－３．実施例２
以上のような高輝度化の対策は、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１に限らずに実施可能である。図７～図９を用いて、実施例２の投写レンズ系ＰＬ２について説明する。

図７は、実施例２に係る投写レンズ系ＰＬ２の各種状態におけるレンズ配置図である。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図２（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ２の広角端、中間位置および望遠端におけるレンズ配置図を示す。

実施例２の投写レンズ系ＰＬ２は、１６枚のレンズ素子Ｌ１～Ｌ１６を備える。投写レンズ系ＰＬ２における第１～第１６レンズ素子Ｌ１～Ｌ１６は、実施例１と同様に、拡大側から縮小側へと順番に並んでいる。実施例２の投写レンズ系ＰＬ２は、実施例１と同様に、３つのレンズ群Ｇ１～Ｇ３を含んでズームレンズ系を構成する。図７（ａ）～（ｃ）では、透過光学系１２の一例のバックガラスＬ１７～Ｌ１９を図示している。

実施例２の投写レンズ系ＰＬ２において、第１レンズ群Ｇ１は、第１～第６レンズ素子Ｌ１～Ｌ６を含み、負のパワーを有する。第１レンズ素子Ｌ１は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸形状を有する。第３レンズ素子Ｌ３は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第４レンズ素子Ｌ４は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第５レンズ素子Ｌ５は、両凹形状を有する。第６レンズ素子Ｌ６は、両凸形状を有する。

第２レンズ群Ｇ２は、第７及び第８レンズ素子Ｌ７，Ｌ８を含み、正のパワーを有する。第７レンズ素子Ｌ７は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第８レンズ素子Ｌ８は、両凸形状を有する。第７レンズ素子Ｌ７と第８レンズ素子Ｌ８とは、接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第９～第１６レンズ素子Ｌ９～Ｌ１６を含み、正のパワーを有する。第９レンズ素子Ｌ９の拡大側には、絞りＡが設けられている。第９レンズ素子Ｌ９は、両凹形状を有する。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸形状を有する。第１１レンズ素子Ｌ１１は、両凸形状を有する。第１２レンズ素子Ｌ１２は、両凸形状を有する。第１３レンズ素子Ｌ１３は、両凹形状を有する。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凸形状を有する。第１５レンズ素子Ｌ１５は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１６レンズ素子Ｌ１６は、両凸形状を有する。

図８は、実施例２に係る投写レンズ系ＰＬ２の縦収差を示す収差図である。図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ２の広角端、広角端、中間位置および望遠端における諸収差を示す。図８（ａ）～（ｃ）に例示する諸収差は、後述する数値実施例２に基づいている。

図９に、実施例２の投写レンズ系ＰＬ２における諸条件（１）～（８）の充足性を示す。図９の図表は、実施例１と同様に各条件（１）～（８）と、実施例２の投写レンズ系ＰＬ２の各レンズ素子Ｌ１～Ｌ１６との対応関係を示している。実施例２の投写レンズ系ＰＬ２によっても、画像投写装置１の高輝度化において投写画像２０の画質を良くすることができる。

３－４．実施例３
図１０～図１２を用いて、実施例３の投写レンズ系ＰＬ３について説明する。

図１０は、実施例３に係る投写レンズ系ＰＬ３の各種状態におけるレンズ配置図である。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図２（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ３の広角端、中間位置および望遠端におけるレンズ配置図を示す。

実施例３の投写レンズ系ＰＬ３は、１７枚のレンズ素子Ｌ１～Ｌ１７を備える。投写レンズ系ＰＬ３における第１～第１７レンズ素子Ｌ１～Ｌ１７は、実施例１と同様に、拡大側から縮小側へと順番に並んでいる。実施例３の投写レンズ系ＰＬ３は、実施例１と同様に、３つのレンズ群Ｇ１～Ｇ３を含んでズームレンズ系を構成する。図１０（ａ）～（ｃ）では、透過光学系１２の一例のバックガラスＬ１８～Ｌ２０を図示している。

実施例３の投写レンズ系ＰＬ３において、第１レンズ群Ｇ１は、第１～第６レンズ素子Ｌ１～Ｌ６を含み、負のパワーを有する。第１レンズ素子Ｌ１は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸形状を有する。第３レンズ素子Ｌ３は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第４レンズ素子Ｌ４は、両凹形状を有する。第５レンズ素子Ｌ５は、両凹形状を有する。第６レンズ素子Ｌ６は、両凸形状を有する。

第２レンズ群Ｇ２は、第７～第９レンズ素子Ｌ７～Ｌ９を含み、正のパワーを有する。第７レンズ素子Ｌ７は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第８レンズ素子Ｌ８は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第９レンズ素子Ｌ９は、両凸形状を有する。

第３レンズ群Ｇ３は、第１０～第１７レンズ素子Ｌ１０～Ｌ１７を含み、正のパワーを有する。第１０レンズ素子Ｌ１０の拡大側には、絞りＡが設けられている。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凹形状を有する。第１１レンズ素子Ｌ１１は、両凸形状を有する。第１２レンズ素子Ｌ１２は、両凸形状を有する。第１３レンズ素子Ｌ１３は、両凸形状を有する。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凹形状を有する。第１５レンズ素子Ｌ１５は、両凸形状を有する。第１６レンズ素子Ｌ１６は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１７レンズ素子Ｌ１７は、両凸形状を有する。

図１１は、実施例３に係る投写レンズ系ＰＬ３の縦収差を示す収差図である。図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ３の広角端、広角端、中間位置および望遠端における諸収差を示す。図１１（ａ）～（ｃ）に例示する諸収差は、後述する数値実施例３に基づいている。

図１２に、実施例３の投写レンズ系ＰＬ３における諸条件（１）～（８）の充足性を示す。図１２の図表は、実施例１と同様に各条件（１）～（８）と、実施例３の投写レンズ系ＰＬ３の各レンズ素子Ｌ１～Ｌ１７との対応関係を示している。実施例３の投写レンズ系ＰＬ３によっても、画像投写装置１の高輝度化において投写画像２０の画質を良くすることができる。

３－５．実施例１～３について
以上の実施例１～３の投写レンズ系ＰＬ１～ＰＬ３は、画像投写装置１において縮小側の画像２を、投写画像２０として拡大側に投写できる。投写レンズ系ＰＬ１～ＰＬ３は、絞りＡを備え、複数のレンズ群Ｇ１～Ｇ３を含んだズームレンズ系を構成する。複数のレンズ群Ｇ１～Ｇ３において最も拡大側のレンズ群Ｇ１は、負のパワーを有する。負先行型の投写レンズ系ＰＬ１～ＰＬ３は、本実施形態において、以下の条件（９）を満足する。

条件（９）は、次式のように表される。
２＜ｆｒ／ｆｗ＜４．５ ・・・（９）
ここで、ｆｒは、絞りＡよりも縮小側の広角端の焦点距離である。条件（９）は、全系の広角端の焦点距離ｆｗに対する上記の焦点距離ｆｒの比率ｆｒ／ｆｗを規定している。

具体的に、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１では、ｆｒ／ｆｗ＝３．３４である。実施例２の投写レンズ系ＰＬ２では、ｆｒ／ｆｗ＝３．７３である。実施例３の投写レンズ系ＰＬ３では、ｆｒ／ｆｗ＝２．７４である。

条件（９）によると、負先行型のズームレンズ系を構成する投写レンズ系ＰＬ１～ＰＬ３の性能を良好に得ることができる。条件（９）の上限値を上回ると、バックフォーカスを長く保ちながら縮小側のテレセントリック性を保つことが困難になる。条件（９）の下限値を下回ると、収差の補正が困難となり、拡大側に投写される投写画像２０の画質が劣化し得る。比率ｆｒ／ｆｗは、２．５よりも大きくて且つ４．０未満であることが好ましい。

（実施形態２）
以下、図面を用いて実施形態２を説明する。実施形態１では、投写レンズ系ＰＬがズームレンズ系を構成する例を説明したが、投写レンズ系ＰＬは、ズームレンズ系でなくてもよい。実施形態２では、内部で中間的に結像する構成の投写レンズ系ＰＬを説明する。

以下、実施形態１に係る画像投写装置１、及び投写レンズ系ＰＬと同様の構成および動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係る投写レンズ系ＰＬの実施例として実施例４～６を説明する。

１．実施例４
図１３～図１６を用いて、本開示の実施例４の投写レンズ系ＰＬ４について説明する。

図１３は、実施例４に係る投写レンズ系ＰＬ４のレンズ配置図である。図１４は、実施例４に係る投写レンズ系ＰＬ４の縦収差を示す収差図である。本実施形態の各収差図は、実施形態１と同様に図中の左側から順に、球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図を含む。本実施形態の非点収差図及び歪曲収差図において、縦軸「ｗ」は半画角を表す。

図１３，１４では、実施例４の投写レンズ系ＰＬ４による投写距離が４０００ｍｍの合焦状態において、各種レンズの配置、及び諸収差を示している。実施例４の投写レンズ系ＰＬ４に対応する数値実施例４については後述する。

実施例４の投写レンズ系ＰＬ４は、図１３に示すように、２２枚のレンズ素子Ｌ１～Ｌ２２を備える。本実施形態において、投写レンズ系ＰＬ４における第１～第２２レンズ素子Ｌ１～Ｌ２２は、実施形態１と同様に、拡大側から縮小側へと順番に並んでいる。また、図１３では、透過光学系１２の一例のバックガラスＬ２３～Ｌ２５を図示している。

本実施形態において、投写レンズ系ＰＬ４における第１～第２２レンズ素子Ｌ１～Ｌ２２は、拡大光学系５１と、リレー光学系５２とを構成する。拡大光学系５１は、リレー光学系５２よりも拡大側に位置する。

拡大光学系５１は、第１～第１１レンズ素子Ｌ１～Ｌ１１を含み、正のパワーを有する。第１レンズ素子Ｌ１は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第２レンズ素子Ｌ２は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第３レンズ素子Ｌ３は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。

第４レンズ素子Ｌ４は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第５レンズ素子Ｌ５は、両凸形状を有する。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹形状を有する。第５レンズ素子Ｌ５と第６レンズ素子Ｌ６とは、接合されている。第７レンズ素子Ｌ７は、両凸形状を有する。

第８レンズ素子Ｌ８は、両凸形状を有する。第９レンズ素子Ｌ９は、両凹形状を有する。第８レンズ素子Ｌ８と第９レンズ素子Ｌ９とは接合されている。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸形状を有する。第１１レンズ素子Ｌ１１は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。

リレー光学系５２は、第１２～第２２レンズ素子Ｌ１２～Ｌ２２を含み、正のパワーを有する。第１２レンズ素子Ｌ１２は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１３レンズ素子Ｌ１３は、両凹形状を有する。第１２レンズ素子Ｌ１２と第１３レンズ素子Ｌ１３とは接合されている。第１４レンズ素子Ｌ１４は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１５レンズ素子Ｌ１５は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第１６レンズ素子Ｌ１６は、両凸形状を有する。第１６レンズ素子Ｌ１６と第１７レンズ素子Ｌ１７との間には、絞りＡが配置される。

第１７レンズ素子Ｌ１７は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第１８レンズ素子Ｌ１８は、両凸形状を有する。第１９レンズ素子Ｌ１９は、両凹形状を有する。第２０レンズ素子Ｌ２０は、両凸形状を有する。第１９レンズ素子Ｌ１９と第２０レンズ素子Ｌ２０とは接合されている。第２１レンズ素子Ｌ２１は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第２２レンズ素子Ｌ２２は、両凸形状を有する。

図１５は、実施例４の投写レンズ系ＰＬ４における光線の光路を示す光路図である。本実施形態において、投写レンズ系ＰＬ４は、拡大光学系５１とリレー光学系５２との間に中間結像位置ＭＩを有する。投写レンズ系ＰＬ４は、縮小側のリレー光学系５２を介して像面Ｓに位置する縮小共役点と共役に、中間結像位置ＭＩにおいて結像する。また、投写レンズ系ＰＬ４の中間結像位置ＭＩにおける結像は、拡大側の拡大光学系５１を介してスクリーン４等の投写位置に位置する拡大共役点と共役に行われる。

本実施形態の投写光学系ＰＬ４によると、図１５に示すように、最軸外の主光線３１と軸上光線３２との間の角度が拡大側において直角近傍にまで到り、投写画像２０の画角を広く確保することができる。

図１６に、実施例４の投写レンズ系ＰＬ４における諸条件（１）～（８）の充足性を示す。図１６の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（８）と、実施例４の投写レンズ系ＰＬ４の各レンズ素子Ｌ１～Ｌ２２との対応関係を示している。実施例４の投写レンズ系ＰＬ４によっても、高輝度化における画質を良くすることができる。

２．実施例５
図１７～図２０を用いて、実施例５の投写レンズ系ＰＬ５について説明する。

図１７は、実施例５に係る投写レンズ系ＰＬ５のレンズ配置図である。図１８は、投写レンズ系ＰＬ５の縦収差を示す収差図である。図１７，１８では、実施例５の投写レンズ系ＰＬ５による投写距離が４０００ｍｍの合焦状態において、各種レンズの配置、及び諸収差を示している。実施例５の投写レンズ系ＰＬ５に対応する数値実施例５については後述する。

図１９は、実施例５の投写レンズ系ＰＬ５における光線の光路を示す。実施例５の投写レンズ系ＰＬ５は、実施例４と同様に、中間結像位置ＭＩよりも拡大側の拡大光学系５１と、中間結像位置ＭＩよりも縮小側のリレー光学系５２とを備える。

実施例５において、拡大光学系５１は、第１～第１１レンズ素子Ｌ１～Ｌ１１を含み、正のパワーを有する。第１レンズ素子Ｌ１は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第２レンズ素子Ｌ２は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第１レンズ素子Ｌ１と第２レンズ素子Ｌ２とは、接合されている。第３レンズ素子Ｌ３は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。

第４レンズ素子Ｌ４は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第５レンズ素子Ｌ５は、両凸形状を有する。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹形状を有する。第５レンズ素子Ｌ５と第６レンズ素子Ｌ６とは、接合されている。第７レンズ素子Ｌ７は、両凸形状を有する。

第８レンズ素子Ｌ８は、両凸形状を有する。第９レンズ素子Ｌ９は、両凹形状を有する。第８レンズ素子Ｌ８と第９レンズ素子Ｌ９とは、接合されている。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸形状を有する。第１１レンズ素子Ｌ１１は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。

リレー光学系５２は、第１２～第２２レンズ素子Ｌ１２～Ｌ２２を含み、正のパワーを有する。第１２レンズ素子Ｌ１２は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１３レンズ素子Ｌ１３は、両凹形状を有する。第１２レンズ素子Ｌ１２と第１３レンズ素子Ｌ１３とは、接合されている。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凸形状を有する。第１５レンズ素子Ｌ１５は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第１６レンズ素子Ｌ１６は、両凸形状を有する。第１６レンズ素子Ｌ１６と第１７レンズ素子Ｌ１７との間には、絞りＡが配置される。

第１７レンズ素子Ｌ１７は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第１８レンズ素子Ｌ１８は、両凸形状を有する。第１９レンズ素子Ｌ１９は、両凹形状を有する。第２０レンズ素子Ｌ２０は、両凸形状を有する。第１９レンズ素子Ｌ１９と第２０レンズ素子Ｌ２０とは、接合されている。第２１レンズ素子Ｌ２１は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第２２レンズ素子Ｌ２２は、両凸形状を有する。

図２０に、実施例５の投写レンズ系ＰＬ５における諸条件（１）～（８）の充足性を示す。図２０の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（８）と、実施例５の投写レンズ系ＰＬ５の各レンズ素子Ｌ１～Ｌ２２との対応関係を示している。実施例５の投写レンズ系ＰＬ５によっても、高輝度化における画質を良くすることができる。

３．実施例６
図２１～図２４を用いて、実施例６の投写レンズ系ＰＬ６について説明する。

図２１は、実施例６に係る投写レンズ系ＰＬ６のレンズ配置図である。図２２は、投写レンズ系ＰＬ６の縦収差を示す収差図である。図２１，２２では、実施例６の投写レンズ系ＰＬ６による投写距離が４０００ｍｍの合焦状態において、各種レンズの配置、及び諸収差を示している。実施例６の投写レンズ系ＰＬ６に対応する数値実施例６については後述する。

図２３は、実施例６の投写レンズ系ＰＬ６における光線の光路を示す。実施例６の投写レンズ系ＰＬ６は、実施例４と同様に、中間結像位置ＭＩよりも拡大側の拡大光学系５１と、中間結像位置ＭＩよりも縮小側のリレー光学系５２とを備える。

実施例６において、拡大光学系５１は、第１～第１１レンズ素子Ｌ１～Ｌ１１を含み、正のパワーを有する。第１レンズ素子Ｌ１は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第２レンズ素子Ｌ２は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第３レンズ素子Ｌ３は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。

第４レンズ素子Ｌ４は、両凸形状を有する。第５レンズ素子Ｌ５は、両凸形状を有する。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹形状を有する。第５レンズ素子Ｌ５と第６レンズ素子Ｌ６とは、接合されている。第７レンズ素子Ｌ７は、両凸形状を有する。

第８レンズ素子Ｌ８は、両凸形状を有する。第９レンズ素子Ｌ９は、両凹形状を有する。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸形状を有する。第１１レンズ素子Ｌ１１は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。

リレー光学系５２は、第１２～第２２レンズ素子Ｌ１２～Ｌ２２を含み、正のパワーを有する。第１２レンズ素子Ｌ１２は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１３レンズ素子Ｌ１３は、両凹形状を有する。第１２レンズ素子Ｌ１２と第１３レンズ素子Ｌ１３とは、接合されている。第１４レンズ素子Ｌ１４は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１５レンズ素子Ｌ１５は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第１６レンズ素子Ｌ１６は、両凸形状を有する。第１６レンズ素子Ｌ１６と第１７レンズ素子Ｌ１７との間には、絞りＡが配置される。

第１７レンズ素子Ｌ１７は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第１８レンズ素子Ｌ１８は、両凸形状を有する。第１９レンズ素子Ｌ１９は、両凹形状を有する。第２０レンズ素子Ｌ２０は、両凸形状を有する。第１９レンズ素子Ｌ１９と第２０レンズ素子Ｌ２０と第２１レンズ素子Ｌ２１とは、接合されている。第２１レンズ素子Ｌ２１は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第２２レンズ素子Ｌ２２は、両凸形状を有する。

図２４に、実施例６の投写レンズ系ＰＬ６における諸条件（１）～（８）の充足性を示す。図２０の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（８）と、実施例６の投写レンズ系ＰＬ６の各レンズ素子Ｌ１～Ｌ２２との対応関係を示している。実施例６の投写レンズ系ＰＬ６によっても、高輝度化における画質を良くすることができる。

４．実施例４～６について
以上の実施例４～６の投写レンズ系ＰＬ４～ＰＬ６は、内部において結像する中間結像位置ＭＩを有するように、拡大光学系５１及びリレー光学系５２を備える。本実施形態において、投写レンズ系ＰＬ４～ＰＬ６は、以下の条件（１０）を満足する。

条件（１０）は、次式のように表される。
８＜｜ｆｒ／ｆ｜＜１２ ・・・（１０）
ここで、ｆｒは、絞りよりＡも縮小側の焦点距離である。ｆは、全系の焦点距離である。

具体的に、実施例４の投写レンズ系ＰＬ４では、ｆｒ／ｆ＝１０．０８である。実施例５の投写レンズ系ＰＬ５では、ｆｒ／ｆ＝９．２８である。実施例６の投写レンズ系ＰＬ６では、ｆｒ／ｆ＝１０．２３である。

条件（１０）によると、中間結像位置ＭＩを有する投写レンズ系ＰＬ４～ＰＬ６の性能を良好に得ることができる。条件（１０）の上限値を上回ると、バックフォーカスを長く保ちながら縮小側のテレセントリック性を保つことが困難になる。条件（１０）の下限値を下回ると、収差の補正が困難となり、投写画像２０の画質が劣化し得る。比率ｆｒ／ｆは、８．５よりも大きくて且つ１１未満であることが好ましい。

（実施形態３）
以下、図面を用いて実施形態３を説明する。実施形態１では、投写レンズ系ＰＬが負先行型の例を説明したが、投写レンズ系ＰＬは正先行型であってもよい。正先行型では、ズームレンズ系における最も拡大側のレンズ群が正のパワーを有する。実施形態３では、正先行型のズームレンズ系を構成する投写レンズ系ＰＬを説明する。

以下、実施形態１に係る画像投写装置１、及び投写レンズ系ＰＬと同様の構成および動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係る投写レンズ系ＰＬの実施例として実施例７～９を説明する。

１．実施例７
図２５～図２７を用いて、本開示の実施例７の投写レンズ系ＰＬ７について説明する。

図２５は、実施例７に係る投写レンズ系ＰＬ７の各種状態におけるレンズ配置図である。図２５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図２（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ７の広角端、中間位置および望遠端におけるレンズ配置図を示す。

実施例７の投写レンズ系ＰＬ７は、５つのレンズ群Ｇ１～Ｇ５を構成する１６枚のレンズ素子Ｌ１～Ｌ１６を備える。図２５（ａ）に示すように、投写レンズ系ＰＬ７の拡大側から縮小側へ順番に、第１～第５レンズ群Ｇ１～Ｇ５が並んでいる。本実施形態において、投写レンズ系ＰＬ７は、実施形態１と同様に変倍時に各レンズ群Ｇ１～Ｇ５が光軸に沿って移動することにより、ズームレンズ系として機能する。

投写レンズ系ＰＬ７における第１～第１６レンズ素子Ｌ１～Ｌ１６は、実施形態１と同様に、拡大側から縮小側へと順番に並んでいる。図２５（ａ）～（ｃ）では、透過光学系１２の一例のバックガラスＬ１７～Ｌ１９を図示している。

実施例７の投写レンズ系ＰＬ７において、第１レンズ群Ｇ１は、第１及び第２レンズ素子Ｌ１，Ｌ２を含み、正のパワーを有する。第１レンズ素子Ｌ１は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸形状を有する。第１レンズ素子Ｌ１と第２レンズ素子Ｌ２とは、接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、第３～第５レンズ素子Ｌ３～Ｌ５を含み、負のパワーを有する。第３レンズ素子Ｌ３は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第４レンズ素子Ｌ４は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第５レンズ素子Ｌ５は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第４レンズ素子Ｌ４と第５レンズ素子Ｌ５とは、接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズ素子Ｌ６で構成され、負のパワーを有する。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹形状を有する。

第４レンズ群Ｇ４は、第７～第１４レンズ素子Ｌ７～Ｌ１４を含み、正のパワーを有する。第７レンズ素子Ｌ７の拡大側には、絞りＡが配置される。第７レンズ素子Ｌ７は、両凸形状を有する。第８レンズ素子Ｌ８は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第９レンズ素子Ｌ９は、両凸形状を有する。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸形状を有する。第１１レンズ素子Ｌ１１は、両凹形状を有する。第１２レンズ素子Ｌ１２は、両凸形状を有する。第１３レンズ素子Ｌ１３は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凸形状を有する。

第５レンズ群Ｇ５は、第１５及び第１６レンズ素子Ｌ１５，Ｌ１６を含み、正のパワーを有する。第１５レンズ素子Ｌ１５は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第１６レンズ素子Ｌ１６は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。

図２６は、実施例７に係る投写レンズ系ＰＬ７の縦収差を示す収差図である。図２６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ７の広角端、広角端、中間位置および望遠端における諸収差を示す。図２６（ａ）～（ｃ）に例示する諸収差は、後述する数値実施例７に基づいている。

図２７に、実施例７の投写レンズ系ＰＬ７における諸条件（１）～（８）の充足性を示す。図２７の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（８）と、実施例７の投写レンズ系ＰＬ７の各レンズ素子Ｌ１～Ｌ１６との対応関係を示している。実施例７の投写レンズ系ＰＬ７によっても、高輝度化における画質を良くすることができる。

２．実施例８
図２８～図３０を用いて、実施例８の投写レンズ系ＰＬ８について説明する。

図２８は、実施例８に係る投写レンズ系ＰＬ８の各種状態におけるレンズ配置図である。図２８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図２（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ８の広角端、中間位置および望遠端におけるレンズ配置図を示す。

実施例８の投写レンズ系ＰＬ８は、４つのレンズ群Ｇ１～Ｇ４を含み、実施例７と同様にズームレンズ系を構成する。実施例８の投写レンズ系ＰＬ８は、１７枚のレンズ素子Ｌ１～Ｌ１７を備える。投写レンズ系ＰＬ８における第１～第４レンズ群Ｇ１～Ｇ４、及び第１～第１７レンズ素子Ｌ１～Ｌ１７は、それぞれ実施例７と同様に、拡大側から縮小側へと順番に並んでいる。図２８（ａ）～（ｃ）では、透過光学系１２の一例のバックガラスＬ１８～Ｌ２０を図示している。

実施例８の投写レンズ系ＰＬ８において、第１レンズ群Ｇ１は、第１及び第２レンズ素子Ｌ１，Ｌ２を含み、正のパワーを有する。第１レンズ素子Ｌ１は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第２レンズ素子Ｌ２は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。

第２レンズ群Ｇ２は、第３～第５レンズ素子Ｌ３～Ｌ５を含み、負のパワーを有する。第３レンズ素子Ｌ３は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第４レンズ素子Ｌ４は、両凹形状を有する。第５レンズ素子Ｌ５は、両凹形状を有する。第６レンズ素子Ｌ６は、両凸形状を有する。

第３レンズ群Ｇ３は、第７～第１２レンズ素子Ｌ７～Ｌ１２を含み、正のパワーを有する。第７レンズ素子Ｌ７は、両凹形状を有する。第８レンズ素子Ｌ８は、両凸形状を有する。第８レンズ素子Ｌ８と第９レンズ素子Ｌ９との間には、絞りＡが配置されている。第９レンズ素子Ｌ９は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１０レンズ素子Ｌ１０は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１１レンズ素子Ｌ１１は、両凸形状を有する。第１２レンズ素子Ｌ１２は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。

第４レンズ群Ｇ４は、第１３～第１７レンズ素子Ｌ１３～Ｌ１７を含み、正のパワーを有する。第１３レンズ素子Ｌ１３は、両凸形状を有する。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凹形状を有する。第１３レンズ素子Ｌ１３と第１４レンズ素子Ｌ１４とは、接合されている。第１５レンズ素子Ｌ１５は、両凸形状を有する。第１６レンズ素子Ｌ１６は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１７レンズ素子Ｌ１７は、両凸形状を有する。

図２９は、実施例８に係る投写レンズ系ＰＬ８の縦収差を示す収差図である。図２９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ８の広角端、広角端、中間位置および望遠端における諸収差を示す。図２９（ａ）～（ｃ）に例示する諸収差は、後述する数値実施例８に基づいている。

図３０に、実施例８の投写レンズ系ＰＬ８における諸条件（１）～（８）の充足性を示す。図３０の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（８）と、実施例８の投写レンズ系ＰＬ８の各レンズ素子Ｌ１～Ｌ１７との対応関係を示している。実施例８の投写レンズ系ＰＬ８によっても、高輝度化における画質を良くすることができる。

３．実施例９
図３１～図３３を用いて、実施例９の投写レンズ系ＰＬ９について説明する。

図３１は、実施例９に係る投写レンズ系ＰＬ９の各種状態におけるレンズ配置図である。図３１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図２（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ９の広角端、中間位置および望遠端におけるレンズ配置図を示す。

実施例９の投写レンズ系ＰＬ９は、３つのレンズ群Ｇ１～Ｇ３を含み、実施例７と同様にズームレンズ系を構成する。実施例９の投写レンズ系ＰＬ９は、１９枚のレンズ素子Ｌ１～Ｌ１９を備える。投写レンズ系ＰＬ９における第１～第３レンズ群Ｇ１～Ｇ３、及び第１～第１９レンズ素子Ｌ１～Ｌ１９は、それぞれ実施例７と同様に、拡大側から縮小側へと順番に並んでいる。図２８（ａ）～（ｃ）では、透過光学系１２の一例のバックガラスＬ２０～Ｌ２２を図示している。

実施例９の投写レンズ系ＰＬ９において、第１レンズ群Ｇ１は、第１～第４レンズ素子Ｌ１～Ｌ４を含み、正のパワーを有する。第１レンズ素子Ｌ１は、両凸形状を有する。第２レンズ素子Ｌ２は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第３レンズ素子Ｌ３は、両凹形状を有する。第４レンズ素子Ｌ４は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第３レンズ素子Ｌ３と第４レンズ素子Ｌ４とは、接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、第５～第９レンズ素子Ｌ５～Ｌ９を含み、負のパワーを有する。第５レンズ素子Ｌ５は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第６レンズ素子Ｌ６は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第７レンズ素子Ｌ７は、両凹形状を有する。第８レンズ素子Ｌ８は、両凹形状を有する。第９レンズ素子Ｌ９は、正メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。

第３レンズ群Ｇ３は、第１０～第１９レンズ素子Ｌ１０～Ｌ１９を含み、正のパワーを有する。第１０レンズ素子Ｌ１０の拡大側には、絞りＡが配置される。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸形状を有する。第１１レンズ素子Ｌ１１は、負メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１２レンズ素子Ｌ１２は、両凸形状を有する。第１３レンズ素子Ｌ１３は、両凹形状を有する。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凸形状を有する。第１３レンズ素子Ｌ１３と第１４レンズ素子Ｌ１４とは、接合されている。

第１５レンズ素子Ｌ１５は、負メニスカス形状を有し、凸面を拡大側に向けている。第１６レンズ素子Ｌ１６は、両凹形状を有する。第１７レンズ素子Ｌ１７は、正メニスカス形状を有し、凸面を縮小側に向けている。第１８レンズ素子Ｌ１８は、両凸形状を有する。第１９レンズ素子Ｌ１９は、両凸形状を有する。

図３２は、実施例９に係る投写レンズ系ＰＬ９の縦収差を示す収差図である。図３２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３（ａ）～（ｃ）と同様に、それぞれ投写レンズ系ＰＬ９の広角端、広角端、中間位置および望遠端における諸収差を示す。図３２（ａ）～（ｃ）に例示する諸収差は、後述する数値実施例９に基づいている。

図３３に、実施例９の投写レンズ系ＰＬ９における諸条件（１）～（８）の充足性を示す。図３３の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（８）と、実施例５の投写レンズ系ＰＬ５の各レンズ素子Ｌ１～１９との対応関係を示している。例えば、実施例９の投写レンズ系ＰＬ９は、条件（１）を満足する一方、条件（４）を満足しない第１４レンズ素子Ｌ１４を含んでいる。実施例９の投写レンズ系ＰＬ９によっても、高輝度化における画質を良くすることができる。

４．実施例７～９について
以上の実施例７～９の投写レンズ系ＰＬ７～ＰＬ９は、最も拡大側のレンズ群Ｇ１が正のパワーを有する正先行型のズームレンズ系を構成する。本実施形態において、投写レンズ系ＰＬ７～ＰＬ９は、以下の条件（１１）を満足する。

条件（１１）は、次式のように表される。
０．５＜ｆｒ／ｆｔ＜２．０ ・・・（１１）
ここで、ｆｒは、投写レンズ系ＰＬ９において絞りＡよりも縮小側の全レンズによる合成の焦点距離である。当該焦点距離ｆｒは、例えば望遠端において測定される。条件（１１）は、全系の望遠端の焦点距離ｆｔに対する上記の焦点距離ｆｒの比率ｆｒ／ｆｔを規定している。

具体的に、実施例７の投写レンズ系ＰＬ７では、ｆｒ／ｆｔ＝０．８３である。実施例８の投写レンズ系ＰＬ８では、ｆｒ／ｆｔ＝１．７３である。実施例９の投写レンズ系ＰＬ９では、ｆｒ／ｆｔ＝０．６３である。

条件（１１）によると、正先行型のズームレンズ系を構成する投写レンズ系ＰＬ７～ＰＬ９の性能を良好に得ることができる。条件（１１）の上限値を上回ると、バックフォーカスを長く保ちながら縮小側のテレセントリック性を保つことが困難になる。条件（１１）の下限値を下回ると、収差の補正が困難となり、投写画像２０の画質が劣化し得る。比率ｆｒ／ｆｔは、０．６よりも大きくて且つ１．８未満であることが好ましい。

（数値実施例）
以上の投写レンズ系ＰＬ１～ＰＬ９の実施例１～９それぞれについての数値実施例１～９を以下に示す。

１．数値実施例１
以下、実施例１の投写レンズ系ＰＬ１に対応する数値実施例１を示す。数値実施例１において、面データを表１－１に示し、各種データを表１－２に示し、単レンズデータを表１－３に示し、ズームレンズ群データを表１－４に示し、ズームレンズ群倍率を表１－５に示す。

２．数値実施例２
以下、実施例２の投写レンズ系ＰＬ２に対応する数値実施例２を示す。数値実施例２において、面データを表２－１に示し、各種データを表２－２に示し、単レンズデータを表２－３に示し、ズームレンズ群データを表２－４に示し、ズームレンズ群倍率を表２－５に示す。

３．数値実施例３
以下、実施例３の投写レンズ系ＰＬ３に対応する数値実施例３を示す。数値実施例３において、面データを表３－１に示し、各種データを表３－２に示し、単レンズデータを表３－３に示し、ズームレンズ群データを表３－４に示し、ズームレンズ群倍率を表３－５に示す。

４．数値実施例４
以下、実施例４の投写レンズ系ＰＬ４に対応する数値実施例４を示す。数値実施例４において、面データを表４－１に示し、各種データを表４－２に示し、単レンズデータを表４－３に示す。

５．数値実施例５
以下、実施例５の投写レンズ系ＰＬ５に対応する数値実施例５を示す。数値実施例５において、面データを表５－１に示し、各種データを表５－２に示し、単レンズデータを表５－３に示す。

６．数値実施例６
以下、実施例６の投写レンズ系ＰＬ６に対応する数値実施例６を示す。数値実施例６において、面データを表６－１に示し、各種データを表６－２に示し、単レンズデータを表６－３に示す。

７．数値実施例７
以下、実施例７の投写レンズ系ＰＬ７に対応する数値実施例７を示す。数値実施例７において、面データを表７－１に示し、各種データを表７－２に示し、単レンズデータを表７－３に示し、ズームレンズ群データを表７－４に示し、ズームレンズ群倍率を表７－５に示す。

８．数値実施例８
以下、実施例８の投写レンズ系ＰＬ８に対応する数値実施例８を示す。数値実施例８において、面データを表８－１に示し、各種データを表８－２に示し、単レンズデータを表８－３に示し、ズームレンズ群データを表８－４に示し、ズームレンズ群倍率を表８－５に示す。

９．数値実施例９
以下、実施例９の投写レンズ系ＰＬ９に対応する数値実施例９を示す。数値実施例９において、面データを表９－１に示し、各種データを表９－２に示し、単レンズデータを表９－３に示し、ズームレンズ群データを表９－４に示し、ズームレンズ群倍率を表９－５に示す。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において、種々の変更、置換、付加、省略などを行うことができる。

（態様のまとめ）
以下、本開示に係る各種態様を例示する。

本開示に係る第１の態様は、画像投写装置においてバックガラスが配置された縮小側の画像を拡大側に投写する投写レンズ系である。投写レンズ系は、縮小側の面および拡大側の面を有し、縮小側の面または拡大側の面において以下の条件（１）を満足する１枚以上の負レンズを含む。条件（１）を満足する１枚以上の負レンズの全てが、以下の条件（２）および（３）を満足する。
｜ｈ／Ｈ｜＜２．０ ・・・（１）
Ｔｎ≧９８．５％ ・・・（２）
Ｄｎ／Ｄｂ≦０．０５ ・・・（３）
ここで、
ｈ：最軸外の主光線の高さ
Ｈ：最も高い瞳位置を通る軸上光線の高さ
Ｔｎ：１枚以上の負レンズのレンズ材料の厚さ１０ｍｍにおける波長４６０ｎｍの光の透過率
Ｄｎ：１枚以上の負レンズの光軸上の厚み
Ｄｂ：バックガラスのトータル厚み
である。以上の投写レンズ系によると、条件（１）により、画像投写装置の高輝度化において熱の影響を受け易く、投写レンズ系の性能に影響し易いと想定される負レンズの全てが、熱の影響を抑制する条件（２），（３）を満足している。これにより、画像投写装置の高輝度化における投写画像の変動を抑制して、画質を良くすることができる。

第２の態様では、第１の態様の投写レンズ系において、条件（１）を満足する１枚以上の負レンズの全てが、さらに、以下の条件（４）を満足する。
｜ｆｎ／ｆｗ｜＞１．２ ・・・（４）
ここで、
ｆｎ：１枚以上の負レンズの焦点距離
ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
である。以上の投写レンズ系によると、条件（４）により、熱の影響を受け易い負レンズのパワーを予め弱めておくことで、高輝度化における投写画像の変動を安定化することができる。

第３の態様では、第１の態様の投写レンズ系において、１枚以上の負レンズのうちの少なくとも１枚は、以下の条件（５）を満足する。
νｎ＜４０ ・・・（５）
ここで、
νｎ：１枚以上の負レンズのうちの少なくとも１枚のレンズ材料のアッベ数
である。以上の投写レンズ系によると、全ての負レンズのうちの少なくとも１枚のアッベ数を条件（５）の上限値未満にすることで、高輝度化における熱の影響を低減しながら、色収差の補正を良好に行える。これにより、高輝度化において投写画像の画質を良くすることができる。

第４の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、縮小側において略テレセントリック系を構成する。これにより、縮小側のバックレンズ等における色ズレを抑制できる。

第５の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、絞りと、絞りよりも縮小側に位置している１枚以上の正レンズをさらに備える。１枚以上の負レンズの全ては、絞りよりも縮小側に位置しており、１枚以上の正レンズの全ては、条件（１）を満足する。これにより、投写レンズ系を小型化できる。

第６の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、条件（１）を満足する１枚以上の正レンズをさらに含む。条件（１）を満足する１枚以上の正レンズの全てが、以下の条件（６）を満足する。
Ｔｐ＞９８．５％ ・・・（６）
ここで、
Ｔｐ：１枚以上の正レンズのレンズ材料の厚さ１０ｍｍにおける波長４６０ｎｍの光の透過率である。これにより、正レンズにおける熱の影響を低減して、投写画像の画質を向上できる。

第７の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、少なくとも１５枚のレンズを含む。以上の投写レンズ系によると、投写レンズ系における諸収差を良好に補正できる。

第８の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、条件（１）を満足する４枚の正レンズをさらに含む。条件（１）を満足する４枚の正レンズが、以下の条件（７）を満足する。
ｄｎ／ｄｔ＜－４．５×１０^－６ ・・・（７）
ここで、
ｄｎ／ｄｔ：４枚の正レンズのレンズ材料の常温での相対屈折率の温度係数
である。これにより、正レンズにおける熱の影響を低減して、投写画像の画質を向上できる。

第９の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、条件（１）を満足する正レンズをさらに含む。条件（１）を満足する正レンズが、以下の条件（８）を満足する。
νｐ＜４０ ・・・（８）
ここで、
νｐ：正レンズのレンズ材料のアッベ数
である。これにより、正レンズにおける熱の影響を低減して、投写画像の画質を向上できる。

第１０の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、絞りをさらに含む。投写レンズ系は、複数のレンズ群を含んだズームレンズ系を構成する。複数のレンズ群において、最も拡大側のレンズ群が負のパワーを有する。投写レンズ系は、以下の条件（９）を満足する。
２＜ｆｒ／ｆｗ＜４．５ ・・・（９）
ここで、
ｆｒ：絞りよりも縮小側の広角端の焦点距離
ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
である。以上の投写レンズ系によると、負先行型のズームレンズ系として投写画像の画質を良くすることができる。

第１１の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、絞りをさらに備える。投写レンズ系は、投写レンズ系の内部において結像する中間結像位置を有する。投写レンズ系において、中間結像位置よりも拡大側に位置する複数のレンズで構成される拡大光学系は、正のパワーを有する。中間結像位置よりも縮小側に位置する複数のレンズで構成されるリレー光学系は、正のパワーを有する。投写レンズ系は、以下の条件（１０）を満足する。
８＜｜ｆｒ／ｆ｜＜１２ ・・・（１０）
ここで、
ｆｒ：絞りよりも縮小側の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
である。以上の投写レンズ系によると、以上の投写レンズ系によると、中間結像位置を用いるレンズ系において投写画像の画質を良くすることができる。

第１２の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、絞りをさらに含む。投写レンズ系は、複数のレンズ群を含んだズームレンズ系を構成する。複数のレンズ群において最も拡大側のレンズ群が、正のパワーを有する。投写レンズ系は、以下の条件（１１）を満足する。
０．５＜ｆｒ／ｆｔ＜２．０ ・・・（１１）
ここで、
ｆｒ：絞りよりも縮小側の焦点距離
ｆｔ：全系の望遠端の焦点距離
である。以上の投写レンズ系によると、正先行型のズームレンズ系として投写画像の画質を良くすることができる。

第１３の態様は、第１の態様の投写レンズ系と、画像を形成する画像形成素子とを備えた画像投写装置である。以上の画像投写装置によると、高輝度化における画像の画質を良くすることができる。

本開示は、例えば２万ルーメン以上の光出力を有する画像投写装置、及び画像投写装置に搭載される投写レンズ系に適用可能である。

１ 画像投写装置
１１ 画像形成素子
ＰＬ、ＰＬ１～ＰＬ９ 投写レンズ系
Ｌ１～Ｌ２２ レンズ素子
Ａ 絞り

Claims (15)

1. 画像投写装置においてバックガラスが配置された縮小側の画像を拡大側に投写する投写レンズ系であって、
   前記投写レンズ系は、
   複数のレンズで構成される拡大光学系と、リレー光学系とを有し、
   前記拡大光学系は前記リレー光学系よりも拡大側に位置し、
   前記拡大光学系と前記リレー光学系との間に中間結像位置を有し、
   前記投写レンズ系は、
   前記縮小側の面および前記拡大側の面を有し、前記縮小側の面または前記拡大側の面において以下の条件（１）を満足する１枚以上の負レンズを含み、
   当該条件（１）を満足する前記１枚以上の負レンズの全てが、それぞれ以下の条件（２）および（３）を満足し、
   ｜ｈ／Ｈ｜＜２．０ ・・・（１）
   Ｔｎ≧９８．５％ ・・・（２）
   Ｄｎ／Ｄｂ≦０．０５ ・・・（３）
   ここで、
   ｈ：最軸外の主光線の高さ
   Ｈ：最も高い瞳位置を通る軸上光線の高さ
   Ｔｎ：前記１枚以上の負レンズのレンズ材料の厚さ１０ｍｍにおける波長４６０ｎｍの光の透過率
   Ｄｎ：前記１枚以上の負レンズの光軸上の厚み
   Ｄｂ：前記バックガラスのトータル厚み
   である、投写レンズ系。
2. 前記投写レンズ系は、前記条件（１）を満足しない負のレンズを１枚以上、含み、
   前記条件（１）を満足しない負のレンズは、前記条件（２）も満足しない負のレンズを含む、請求項１記載の投写レンズ系。
3. 前記拡大光学系において、最も前記縮小側のレンズは、正メニスカス形状を有して凸面を前記拡大側に向け、
   前記リレー光学系において、最も前記拡大側のレンズは、正メニスカス形状を有して凸面を前記縮小側に向け、前記拡大側から２番目のレンズは、両凹形状を有する、請求項２記載の投写レンズ系。
4. 前記１枚以上の負レンズの全てが、さらに以下の条件（４）を満足し、
   ｜ｆｎ／ｆｗ｜＞１．２ ・・・（４）
   ここで、
   ｆｎ：前記１枚以上の負レンズの焦点距離
   ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
   である、請求項１記載の投写レンズ系。
5. 前記１枚以上の負レンズのうちの少なくとも１枚は、以下の条件（５）を満足し、
   νｎ＜４０ ・・・（５）
   ここで、
   νｎ：前記１枚以上の負レンズのうちの少なくとも１枚のレンズ材料のアッベ数
   である、請求項１記載の投写レンズ系。
6. 前記投写レンズ系は、前記縮小側において略テレセントリック系を構成する、請求項１記載の投写レンズ系。
7. 絞りと、
   前記絞りよりも前記縮小側に位置している１枚以上の正レンズを含み、
   前記１枚以上の負レンズの全ては、前記絞りよりも前記縮小側に位置しており、
   前記１枚以上の正レンズの全ては、条件（１）を満足する、請求項１記載の投写レンズ系。
8. 条件（１）を満足する１枚以上の正レンズをさらに含み、
   前記１枚以上の正レンズの全てが、以下の条件（６）を満足し、
   Ｔｐ＞９８．５％ ・・・（６）
   ここで、
   Ｔｐ：前記１枚以上の正レンズのレンズ材料の厚さ１０ｍｍにおける波長４６０ｎｍの光の透過率
   である、請求項１記載の投写レンズ系。
9. 少なくとも１５枚のレンズを含む、請求項１記載の投写レンズ系。
10. 条件（１）を満足する４枚の正レンズをさらに含み、
    前記４枚の正レンズが、以下の条件（７）を満足し、
    ｄｎ／ｄｔ＜－４．５×１０^－６ ・・・（７）
    ここで、
    ｄｎ／ｄｔ：前記４枚の正レンズのレンズ材料の常温での相対屈折率の温度係数
    である、請求項１記載の投写レンズ系。
11. 条件（１）を満足する正レンズをさらに含み、
    前記正レンズが、以下の条件（８）を満足し、
    νｐ＜４０ ・・・（８）
    ここで、
    νｐ：前記正レンズのレンズ材料のアッベ数
    である、請求項１記載の投写レンズ系。
12. 前記拡大光学系において、前記縮小側から２番目のレンズは両凸形状を有し、前記縮小側から３番目のレンズは両凹形状を有し、前記縮小側から４番目のレンズは両凸形状を有する、請求項１記載の投写レンズ系。
13. 絞りをさらに含み、
    前記拡大光学系は、正のパワーを有し、
    前記リレー光学系は、正のパワーを有し、
    前記投写レンズ系は、以下の条件（１０）を満足する、
    ８＜｜ｆｒ／ｆ｜＜１２ ・・・（１０）
    ここで、
    ｆｒ：前記絞りよりも前記縮小側の焦点距離
    ｆ：全系の焦点距離
    である、請求項１記載の投写レンズ系。
14. 前記リレー光学系において、前記拡大側から３番目のレンズは、正メニスカス形状を有して凸面を縮小側に向け、前記拡大側から４番目のレンズは、負メニスカス形状を有して凸面を拡大側に向けた前記１枚以上の負レンズである、請求項１２記載の投写レンズ系。
15. 請求項１記載の投写レンズ系と、
    前記画像を形成する画像形成素子と
    を備えた画像投写装置。

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