JP2011237758A - ４枚式投影レンズシステム及びその投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４枚式投影レンズシステム及びその投影装置を提供する。
【解決手段】光源と、光弁１９と、投影レンズシステム１とを備える投影装置であって、光源より照明光束を出射した後、光弁に受けて画像光束を形成させる。投影レンズシステムを画像光束の経路に設け、画像光束を受けて投影スクリーン１８に投射する。投影レンズシステムは４枚のレンズを備え、投影スクリーンから光弁までに光軸を沿わせて、以下のレンズが順に配設され、即ち、正屈折度を有する第１レンズ１１と、負屈折度を有する第２レンズ１３と、正屈折度を有する第３レンズ１４と、正屈折度を有する第４レンズ１５とが順に配設された。投影レンズシステムは、０．７９＜ＢＦＬ／ＴＬ＜０．９９の条件を満たしている。また、ＢＦＬは、投影レンズシステムの後側焦点距離であり、ＴＬは、投影レンズシステムの光軸上の第１レンズの投影スクリーン側から第４レンズの光弁側までの全長である。
【選択図】図１

Description

本発明は、大型又は小型投影機とスライド投影システムに適用する４枚式投影レンズシステムに関し、また、４枚式投影レンズシステムが備える投影装置に関する。

特許文献１に開示されるように、従来の投影機（Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）に用いる投影レンズのレンズ群の構成は、いくつかの群に分かれており、各レンズ群に数枚のレンズを備え、各レンズ群を有する屈折度は、正屈折度だったり、負屈折度である。このような投影レンズは、よい解像度（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）が得られるが、レンズの枚数が多く必要とされるため、投影機の全体体積が大きくなり、それにつれて生産コストが高い問題が存する。

米国特許第７，３９１，５７８号明細書 米国特許第４，６９０，５１５号明細書 米国特許第４，５６４，２６９号明細書 米国特許第４，７７０，５１３号明細書 米国特許第４，６０３，９５０号明細書 米国特許第７，６２６，７６４号明細書

投影機を携帯式電子装置（たとえば、携帯電話機）に整合させるため、投影機のサイズを小さくしなければならない。そのため、投影レンズの枚数を軽減することが必需となる。そして、投影機のサイズをより小さくするとともに、好適的な高解像度を有する投影画像の要望も要求されている。投影レンズの解像度と全体の体積に影響する要素は、レンズの枚数及びその相関位置、各レンズの屈折度及び各レンズの形状等が挙げられる。そのうち、レンズの枚数は主要なキーポイントの一つの要素である。設計者がよい解像度と優れる変調伝達関数（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ， ＭＴＦ）効果の投影レンズの設計にあたり、レンズの枚数を増やすことが一番頻繁に使用されている手段である。ただし、このような手段ではレンズのサイズとコストに影響される。よって、レンズのサイズと枚数を減らして、かつ、よい解像度を得ることが常に存在する課題であった。

特許文献２には、３枚式レンズの投影レンズが開示されている。その屈折度は、順に追って正屈折度、正屈折度、負屈折度である。また、特許文献３、特許文献４に記載されたような４枚式投影レンズの屈折度は、結像側から順に追って正、正、負、負である。若しくは、特許文献５に記載されたように、その屈折度は結像側から順に追って正、正、正、負である。さらに、特許文献６に記載されたように、その屈折度は結像側から順に追って正、負、正、正である。前記投影レンズの枚数は少ないが、投影レンズの光弁（または結像器）に対する比例が大きすぎ、かつ投影視角が小さすぎる。特に、小さい投影視角を有するレンズが使用されている際、レンズから投影スクリーンの距離を大きくする必要があり、それがために、投影機の体積を小さくすることができない。よって、本発明は、上記公知の投影レンズの欠点に対して、後側焦点距離を短縮しても投影視角の法則にしたがっており、そして光弁との比例が小さい投影レンズのサイズ及びより広い投影視角が得られ、光源、分光器等の素子とを組み合わせて投影装置になることができ、大型、小型の投影機またはスライド投影システムに適用できる発明を提案する。

上記課題を解決するために、本発明の目的は、投影スクリーンと投影装置の光弁との間に設置できる投影レンズシステムを提供することである。請求項１に記載のように、投影レンズシステムは、投影スクリーンから光弁までに光軸を沿わせて、正屈折度（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ）を有する第１レンズと、負屈折度（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ）を有する第２レンズと、正屈折度を有する第３レンズと、正屈折度を有する第４レンズが順番に配設される。そして、その投影レンズシステムは、下記数式１を満たすように設計されていることが好ましい。

数式１において、ＢＦＬは、投影レンズシステムの後側焦点距離であり、ＴＬは、投影レンズシステムの光軸上の第１レンズの投影スクリーン側から第４レンズの光弁側までの全長である。
また、請求項２に記載のように、投影レンズシステムの全長は、さらに下記数式２を満たすように設計されていることが好ましい。

数式２において、Ｌ_ＬＶは、光弁の有効対角線の長さであり、ＴＬは、投影レンズシステムの光軸上の第１レンズの投影スクリーン側から第４レンズの光弁側までの全長である。
また、請求項３に記載のように、投影レンズシステムの画像高さは、さらに下記数式３を満たすように設計されていることが好ましい。

数式３において、ＯＨは、平行入射光線が前記投影レンズシステムへ入射して、投影スクリーンに投射された前記画像高さであり、ＯＤは、前記光軸上の前記投影スクリーンから前記第１レンズの投影スクリーン側までの距離である。
請求項４に記載のように、投影レンズシステムの後側焦点距離は、さらに下記数式４を満たすように設計されていることが好ましい。

数式４において、ｆは、投影レンズシステムの有効焦点距離であり、ＢＦＬは、投影レンズシステムの後側焦点距離である。
請求項５に記載のように、投影レンズシステムの第１レンズの焦点距離は、さらに下記数式５を満たすように設計されていることが好ましい。

数式５において、ｆ_１は、第１レンズの焦点距離であり、ｆ_ｓは、第２レンズ群の合成焦点距離である。第２レンズ群は、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとを、組み合わせてからなる。
請求項６に記載のように、投影レンズシステムの平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅは、さらに下記数式６を満たすように設計されていることが好ましい。

数式６において、平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅは、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとの屈折率で得られた数学的な平均数である。
請求項７に記載のように、投影レンズシステムの平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、さらに下記数式７を満たすように設計されていることが好ましい。

数式７において、平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとのアッベ数で得られた数学的な平均数である。
さらに、請求項８に記載のように、第１レンズは、平凸レンズであり、第１レンズの凸面は投影スクリーンに向くように取り付けることが好ましい。若しくは、請求項９に記載のように、第２レンズは、両凹レンズであることが好ましい。また、請求項１０に記載のように、第３レンズは、凹凸レンズであり、第３レンズの凹面は前記投影スクリーン向くように取り付けることが好ましい。そして、請求項１１に記載のように、第４レンズは、両凸レンズであることが好ましい。
また、請求項１２に記載ように、第１レンズと第２レンズとの間に設ける開口絞りをさらに含んでもよい。
請求項１３に記載のように、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとのいずれのレンズとも、投影スクリーン側及び光弁側が球面であってもよい。若しくは、請求項１４に記載のように、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズとのいずれのレンズとも、投影スクリーン側及び光弁側が球面であって、第４レンズの投影スクリーン側面及び光弁側が非球面であってもよい。
また、請求項１５に記載のように、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとのいずれもガラス部材からなることが好ましい。若しくは、請求項１６に記載のように、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとのいずれもプラスチック部材からなることが好ましい。
請求項１７に記載のように、投影レンズシステムは、テレセントリック式であってもよい。

本発明の別の目的は、請求項１８に記載のように、照明光束を出射する光源と、その照明光束を受ける分光器と、分光器が受けた照明光束を受けて画像を生成する光弁と、画像光束の経路に配設し、その画像光束を受けて投影スクリーンに投射させる上記投影レンズシステムのいずれかを備える投影装置を提供する。
また、請求項１９に記載のように、光弁の有効対角線の長さは、さらに下記数式８を満たすように設計されていることが好ましい。

数式８において、Ｌ_ＬＶは、光弁の有効対角線の長さであり、ＴＬは、投影レンズシステムの光軸上の第１レンズの投影スクリーン側から第４レンズの光弁側までの全長である。
請求項２０に記載のように、投影スクリーンと第１レンズの投影スクリーン側との距離は、下記数式９を満たすように設計されていることが好ましい。

数式９において、ＯＨは、平行入射光線が投影レンズシステムへ入射して、投影スクリーンに投射された画像高さであり、ＯＤは、光軸上の投影スクリーンから第１レンズの投影スクリーン側までの距離である。
請求項２１に記載のように、投影レンズシステムの後側焦点距離は、さらに下記数式１０を満たすように設計されていることが好ましい。

数式１０において、ｆは、投影レンズシステムの有効焦点距離であり、ＢＦＬは、投影レンズシステムの後側焦点距離である。
請求項２２に記載のように、投影レンズシステムの第１レンズの焦点距離は、さらに下記数式１１を満たすように設計されていることが好ましい。

数式１１において、ｆ_１は、第１レンズの焦点距離であり、ｆ_ｓは、第２レンズ群の総合（合成）焦点距離である。第２レンズ群は、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとを、組み合わせてからなる。
請求項２３に記載のように、投影レンズシステムの平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅは、さらに下記数式１２を満たすように設計されていることが好ましい。

数式１２において、平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅは、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとの屈折率で得られた数学的な平均数である。
請求項２４に記載のように、投影レンズシステムの平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、さらに数式１３を満たすように設計されていることが好ましい。

数式１３において、平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとのアッベ数で得られた数学的な平均数である。
請求項２５に記載のように、投影レンズシステムは、テレセントリック式であってもよい。
また、請求項２６に記載のように、光弁は、単結晶シリコン基板（ＬＣＯＳ）型液晶表示パネルであって、請求項２７に記載のように、分光器は、極化分光器であってもよい。さらに、請求項２８に記載のように、極化分光器は、偏極化分光レンズ（ＰＢＳ）であってもよい。そして、請求項２９に記載のように、その偏極化分光レンズからなる極化分光器は、さらに下記数式１４、１５を満たすように設計されていることが好ましい。

数式１４において、Ｎ_ｄＰＢＳは、偏極化分光レンズの屈折率であり、数式１５において、Ｖ_ｄＰＢＳは、偏極化分光レンズのアッベ数である。
また、請求項３０に記載のように、その分光器は、非極化分光器であってもよい。

本発明に係る投影レンズシステムによれば、投影レンズシステムの相対長さを有効に短縮でき、かつ投影レンズシステムがより広い視角を有することができるほか、本発明に係る投影装置の寸法を短縮することもできる。

本発明に係る投影レンズシステムの光学構造概略図である。 本発明の投影装置の一実施例の構造概略図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例１の光路構造概略図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例１の像面湾曲図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例１の歪曲収差図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例１の軸方向収差図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例２の光路構造概略図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例２の像面湾曲図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例２の歪曲収差図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例２の軸方向収差図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例３の光路構造概略図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例３の像面湾曲図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例３の歪曲収差図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例３の軸方向収差図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例４の光路構造概略図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例４の像面湾曲図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例４の歪曲収差図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例４の軸方向収差図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例５の光路構造概略図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例５の像面湾曲図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例５の歪曲収差図である。 本発明に係る投影レンズシステムの実施例５の軸方向収差図である。

本発明に係る構造及び技術特徴をより完全に理解するために、その詳細な内容について以下の実施例説明及び添付図面が参照される。

図１は本発明に係る投影レンズシステムの光学構造概略図である。図１に示すように本発明に係る投影レンズシステム１は、投影スクリーン１８から光弁１９までに光軸Ｚを沿わせて、第１レンズ１１、開口絞り１２、第２レンズ１３、第３レンズ１４、第４レンズ１５、分光器１６及び板ガラス１７が順番に配設される。

第１レンズ１１は、正屈折度を有する平凸レンズであり、屈折率（Ｎ_ｄ１）が１．５５より大きく、アッベ数（Ｖ_ｄ１）が６１．１６より大きいガラスまたはプラスチック部材からなってもよい。ただし、この限りでない。そして、その凸面は投影スクリーン１８に向くように、その平面は、光弁１９に向くように取り付けられてもよい。また、凸面と凹面とも球面でもよいし、或いは少なくとも片面が非球面でもよいし、若しくは両面とも非球面であってもよい。

開口絞り（Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｓｔｏｐ）１２は、中置きの絞り装置であり、第１レンズ１１と第２レンズ１３との間に配設し、その開口絞り１２は、第１レンズ１１の平面上に設けてもよい。

第２レンズ１３は、負屈折度を有する両凹レンズであり、屈折率（Ｎ_ｄ２）が１．７０より大きく、アッベ数（Ｖ_ｄ２）が３０．０５より大きいガラスまたはプラスチック部材からなってもよい。ただし、この限りでない。２つの凹面とも球面でもよいし、または少なくとも片面が非球面でもよいし、若しくは両凹面とも非球面であってもよい。

第３レンズ１４は、正屈折度を有する凹凸レンズであり、屈折率（Ｎ_ｄ３）が１．５９より大きく、アッベ数（Ｖ_ｄ３）が６１．１６より大きいガラスまたはプラスチック部材からなってもよい。ただし、この限りでない。その凹面は、投影スクリーン１８に向くように、その凸面は、光弁１９に向くように取り付けられてもよい。また、凸面と凹面とも球面でもよいし、或いは少なくとも片面が非球面でもよいし、若しくは両面とも非球面であってもよい。

第４レンズ１５は、正屈折度を有する両凸レンズであり、屈折率（Ｎ_ｄ４）が１．５９より大きく、アッベ数（Ｖ_ｄ４）が６１．１６より大きいガラスまたはプラスチック部材からなってもよい。ただし、この限りでない。２つの凸面とも球面でもよいし、または少なくとも片面が非球面でもよいし、若しくは両凸面とも非球面であってもよい。

応用上、投影レンズシステム１を分光器１６と、板ガラス１７と、光弁１９との光路上に配設することができる。

なお、分光器（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）１６は、たとえば、偏極化分光レンズ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ,ＰＢＳ）、またはワイヤグリッド型（Ｗｉｒｅ Ｇｉｒｄ Ｔｙｐｅ）偏振分光板のような極化分光器であってもよいし、若しくは非極化分光器であってもよい。極化分光器である場合には、片極のみの光束を通過させるとともに、他極の光束を反射するようにすることができる。分光器１６がＰＢＳである場合には、屈折率（Ｎ_ｄ５）が１．５２より大きく、アッベ数（Ｖ_ｄ５）が３３．８５より大きいガラスからなってもよい。説明都合のため、下記の実施例での分光器１６は、いずれもＰＢＳで例示するものであるが、ただし、この限りでない。

光弁（Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）１９は、画像光束を形成することができ、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ,ＤＭＤ）、液晶表示パネル（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ,ＬＣＤ）、または単結晶シリコン基板型（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ， ＬＣＯＳ）液晶表示パネルのいずれかであってもよい。説明都合のため、下記の実施例での光弁１９は、いずれもＬＣＯＳで例示するものであるが、ただし、この限りでない。

板ガラス１７は、普通のガラスであり、屈折率（Ｎ_ｄ６）が１．５２より大きく、アッベ数（Ｖ_ｄ６）が６３．６９より大きいガラスからなってもよい。この板ガラス１７は、光弁１９を保護できるように光弁１９を被覆する。

分光器１６と、光弁１９と、板ガラス１７とも公知の投影装置に使用している分光器と、光弁と、板ガラスと同一であってもよいため、ここでの詳細説明を省略する。

投影する時に、光弁１９は、画像光束を形成して、その画像光束は順を追って板ガラス１７、分光器１６、第４レンズ１５、第３レンズ１４、第２レンズ１３、開口絞り１２と第１レンズ１１を通過した後、投影スクリーン１８に１つの画像を表示させる。また、本発明に係る投影レンズシステム１の設計は、テレセントリック（Ｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃ）型であり、主要光線が、光弁側との挟み角度や光軸との挟み角度などのいずれも３°より小さいため、非テレセントリック系に比べれば、より均一な輝度分布が形成される長所を有する。このほか、本発明は下記数式１６〜２２を満たすように設計することが好ましい。

数式１６において、ＢＦＬは、投影レンズシステム１の後側焦点距離、ＴＬは、投影レンズシステム１の光軸上の第１レンズ１１の投影スクリーン側から第４レンズ１５の光弁側までの全長である。すなわち、ＴＬ＝ｄ_２＋ｄ_３＋ｄ_４＋ｄ_５＋ｄ_６＋ｄ_７＋ｄ_８＋ｄ_９のように示すことができる。数式１７において、Ｌ_ＬＶは、光弁の有効対角線の長さ、ＴＬ／Ｌ_ＬＶは、光弁１９の開孔の異なる大きさによって、投影レンズシステム１の全長に対しての影響度である。数式１８において、ＯＨは、平行光線が投影レンズシステム１へ入射して、投影スクリーン１８に投射された画像高さであり、ＯＤ（またはｄ_１）は、光軸Ｚ上の投影スクリーン１８から第１レンズ１１の投影スクリーン側までの距離である。数式１９において、ｆは、投影レンズシステム１の有効焦点距離である。このほか、数式２０において、投影レンズシステム１の第１レンズ１１を第１レンズ群と定義し、第２レンズ１３、第３レンズ１４及び第４レンズ１５を第２レンズ群と定義する。ｆ_１は、第１レンズ１１の焦点距離であり、ｆ_ｓは、第２レンズ群の総合（合成）焦点距離である。数式２１、２２において、Ｎ_ｄａｖｅ及びＶ_ｄａｖｅは投影レンズシステム１の第１レンズ１１、第２レンズ１３、第３レンズ１４と第４レンズ１５で得られた数学的な平均屈折率及び平均アッベ数である。

また、分光器１６がＰＢＳで実施する場合には、本発明に係る投影レンズシステム１は、下記数式２３〜２４を満たすように設計することが好ましい。

数式２３、２４において、Ｎ_ｄＰＢＳ及びＶ_ｄＰＢＳは、ＰＢＳの屈折率及びアッベ数である。

本発明の目的を達成するために、第１レンズ１１、第２レンズ１３、第３レンズ１４または第４レンズ１５の光学面（画像光束が通過できる面を意味する）は、球面或いはは非球面のいずれもであってもよい、適用する非球面の方程式（Ａｓｐｈｅｒｉｃａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｏｒｍｕｌａ）は下記数式２５を満たすように設計することが好ましい。

数式２５において、Ｚは、光軸方向にレンズ上のいずれの点からレンズ原点までの接平面の距離（ＳＡＧ）、ｃは、曲率、ｒは、レンズの高さ、Ｋは、円錐係数（Ｃｏｎｉｃ Ｃｏｎｓｔａｎｔ）、α_１〜α_８は、それぞれ２〜１６次方の非球面係数である。

上記の構造によれば、本発明に係る投影レンズシステム１は、高解像度を有するとともに、レンズの長さを有効に短縮でき、かつ視角が広くなり、小型化と低コストの効果を達成できる。

図２は、本発明の投影装置の一実施例の構造概略図である。図２に示すように、本発明に係る投影レンズシステム１を投影装置２で応用することができる。投影装置２は、照明システム２２と、分光器２３と、光弁２４と上記投影レンズシステム１とを備え、ケーシング２１に取り付けられている。また、照明システム２２は、照明光束Ｌを出射できる光源２２１を備えており、その他の照明光束２２としては、さらに集光レンズ（図示していない）を含んでもよい。この集光レンズによって光源２２１より出射する光線を照明光束Ｌに集光でき、照明システム２２の発光効率を向上させる。なお、光源２２１は、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプやＬＥＤランプなどでよい。ただし、この限りでない。

分光器２３は、照明光束Ｌを受けて、光弁２４に投射させる。分光器２３としては、極化分光器または非偏光ビーム分光器で実施してもよい。また、極化分光器で実施する場合には、偏極化分光レンズ（ＰＢＳ）またはワイヤグリッド型偏振分光板のいずれかでもよい。分光器２３が極化分光器である場合には、片極のみの光束を通過させるとともに、他極の光束を反射するようにすることができる。

光弁２４は、分光器２３が伝送してくる照明光束Ｌを受けると同時に、光弁２４によって画像光束Ｉを形成する。投影レンズシステム１は、まず、画像光束Ｉの経路に配設し、その画像光束Ｉを受ける。それから、受けた画像光束Ｉを投影スクリーン（図示していない）に表示させる。本発明に係る投影装置２の照明システム２２と、分光器２３と、光弁２４とのいずれの型式と数量とも特に制限しない、かつ照明光束Ｌの経路も制限しない、それぞれの実際状況によって変化することが可能である。

上記したように、本発明に係る投影装置２の設計及び広い視角を有する投影レンズシステム１を使用することによって、投影装置の寸法を短縮することができる。

本発明を理解するために、以下、好ましい実施例を挙げるとともにその詳細実験データを使用して説明する。

図３は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例１の光路構造概略図であり、図４は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例１の像面湾曲（Ｆｉｅｌｄ Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）図であり、図５は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例１の歪曲収差（Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）図であり、図６は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例１の軸方向収差（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）図であり、図４〜６において、対応する垂直軸は、開口絞りの半径高さを示している。

下記表１に示すように、投影スクリーン１８から光弁１９までの順番付けた光学面の番号と、光軸Ｚ上の各光学面の曲率半径Ｒ（Ｔｈｅ Ｒａｄｉｕｓ ｏｆ Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ,Ｒ、単位：ｍｍ）と、光軸Ｚ上に配設した各部品の互いの間隔ｄ（Ｔｈｅ Ｏｎ−ａｘｉｓ Ｓｕｒｆａｃｅ ｓｐａｃｉｎｇ）と、各部品の屈折率Ｎ_ｄと、各部品のアッベ数（Ａｂｂｅ’ｓ ｎｕｍｂｅｒ）Ｖ_ｄと、投影レンズシステム１の有効焦点距離（Ｆｏｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ）ｆと、視界（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ）ＦＯＶ及びＦナンバー （ｆ ｎｕｍｂｅｒ） Ｆｎｏが示される。

図３〜６と表１及び図１を合わせて参照すると、本実施例において、投影レンズシステム１の有効焦点距離ｆは、２０．１３８ｍｍ、後側焦点距離ＢＦＬは、１７．７９５ｍｍ、光弁の対角線の長さＬ_ＬＶは、１１．１７６ｍｍ、ＴＬは、１８．５５５ｍｍ、ＯＨは、３３１．０８５ｍｍ、ＯＤは、６０５ｍｍという結果が得られた。また、第１レンズ１１の焦点距離ｆ_１は、１５．２０７ｍｍで、第２レンズ群の焦点距離ｆ_ｓは、２３．９９６ｍｍという結果が得られた。そして、投影レンズシステム１の第１レンズ１１と、第２レンズ１３と、第３レンズ１４と第４レンズ１５との平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅ及び平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、それぞれ１．６３及び５６．６４という結果が得られた。さらに、ＰＢＳの屈折率Ｎ_ｄＰＢＳとアッベ数Ｖ_ｄＰＢＳは、それぞれ１．６５と３３．８５という結果が得られた。

上記の結果をまとめて、数式１６〜数式２４の各算出値を表２に示し、それによって実施例１は、数式１６〜数式２４の条件を満たしていることがわかる。

このほか、本実施例の投影レンズシステム１は、たとえば、図２に示すような投影装置２に応用することができる。本実施例において、投影装置２は、ケーシング２１と、ケーシング２１内に配設されていた照明システム２２と、分光器２３と、光弁２４と本実施例の投影レンズシステム１とを備える。また、その照明システム２２は、照明光束Ｌを出射できる光源２２１を備えており、その他の照明光束２２としては、さらに集光レンズ（図示していない）を含んでもよい。この集光レンズによって光源２２１より出射する光線を照明光束Ｌに集光でき、照明システム２２の発光効率を向上させる。なお、本実施例では、照明システム２２の光源２２１はＬＥＤランプ、分光器２３はＰＢＳ、光弁２４はＬＣＯＳをそれぞれ使用するように構成されている。

図３〜６に示すような像面湾曲、歪曲収差及び軸方向収差の図面によれば、本実施例１は、投影レンズシステムの相対長さを有効に短縮させ、かつ投影レンズシステムをより広い視角を持たすほか、本発明に係る投影装置の寸法を短縮させる効果も得られる。

図７は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例２の光路構造概略図であり、図８は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例２の像面湾曲図であり、図９は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例２の歪曲収差図であり、図１０は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例２の軸方向収差図であり、図８〜１０において、対応する垂直軸は、開口絞りの半径高さを示している。

下記表３に示すように、投影スクリーン１８から光弁１９までの順番付けた光学面の番号と、光軸Ｚ上の各光学面の曲率半径Ｒ（単位：ｍｍ）と、光軸Ｚ上の各部品の間隔ｄと、各部品の屈折率Ｎ_ｄと、各部品のアッベ数Ｖ_ｄと、投影レンズシステム１の有効焦点距離ｆと、視界ＦＯＶ及びＦナンバーＦｎｏが示される。

下記表４には、光学面が非球面である場合、数式２５の各係数が示される。

図７〜１０と表３〜４及び図１を合わせて参照すると、本実施例において、第１レンズ１１は、屈折率Ｎ_ｄ１が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ１が６１．１６のガラス部材からなり、第２レンズ１３は、屈折率Ｎ_ｄ２が１．７０で、アッベ数Ｖ_ｄ２が３０．０５のガラス部材からなり、第３レンズ１４は、屈折率Ｎ_ｄ３が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ３が６１．１６のガラス部材からなり、第４レンズ１５は、屈折率Ｎ_ｄ４が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ４が６１．１６のガラス部材からなるものを使用する。また、本実施例において、分光器１６は、偏極化分光レンズを使用し、その偏極化分光器は、屈折率Ｎ_ｄ５が１．６５で、アッベ数Ｖ_ｄ５が３３．８５のガラス部材からなるものを使用する。板ガラス１７は、屈折率Ｎ_ｄ６が１．５２で、アッベ数Ｖ_ｄ６ が６３．６９のガラス部材からなるものを使用する。

本実施例において、投影レンズシステム１の有効焦点距離ｆは、２０．３４７ｍｍ、後側焦点距離ＢＦＬは、１６．４１ｍｍ、ＴＬは、１８．２６８ｍｍ、Ｌ_ＬＶは、１１．１７６ｍｍ、ＯＨは、３３０．４４８ｍｍ、ＯＤは、６０５ｍｍという結果が得られた。また、第１レンズ１１の焦点距離ｆ_１は、１４．３７４ｍｍで、第２レンズ群の焦点距離ｆ_ｓは、２６．９４５ｍｍという結果が得られた。そして、投影レンズシステム１の第１レンズ１１と、第２レンズ１３と、第３レンズ１４と第４レンズ１５との平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅ及び平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、それぞれ１．６２及び５３．３８という結果が得られた。ＰＢＳの屈折率Ｎ_ｄＰＢＳとアッベ数Ｖ_ｄＰＢＳは、それぞれ１．６５と３３．８５という結果が得られた。

上記の結果をまとめて、数式１６〜数式２４の各算出値を表５に示し、それによって実施例２は、数式１６〜数式２４の条件を満たしていることがわかる。

このほか、本実施例の投影レンズシステム１は、たとえば、図２に示すような投影装置２に応用することができる。また、投影装置２に内設される素子及び説明は、実施例１と同様構成を使用しているため、ここでの詳細説明を省略する。

図７〜１０に示すような像面湾曲、歪曲収差及び軸方向収差の図面によれば、本実施例２は、投影レンズシステムの相対長さを有効に短縮させ、かつ投影レンズシステムをより広い視角を持たすほか、本発明に係る投影装置の寸法を短縮させる効果も得られる。

図１１は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例３の光路構造概略図であり、図１２は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例３の像面湾曲図であり、図１３は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例３の歪曲収差図であり、図１４は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例３の軸方向収差図であり、図１２〜１４において、対応する垂直軸は、開口絞りの半径高さを示している。

下記表６に示すように、投影スクリーン１８から光弁１９までの順番つけた光学面の番号と、光軸Ｚ上の各光学面の曲率半径Ｒ（単位：ｍｍ）と、光軸Ｚ上の各部品の間隔ｄと、各部品の屈折率Ｎ_ｄと、各部品のアッベ数Ｖ_ｄと、投影レンズシステム１の有効焦点距離ｆと、視界ＦＯＶ及びＦナンバーＦｎｏが示される。

下記表７には、光学面が非球面である、数式２５の各係数が示される。

図１１〜１４と表６〜７及び図１を合わせて参照すると、本実施例において、第１レンズ１１は、屈折率Ｎ_ｄ１が１．５５で、アッベ数Ｖ_ｄ１が６３．３３のガラス部材からなり、第２レンズ１３は、屈折率Ｎ_ｄ２が１．７０で、アッベ数Ｖ_ｄ２が３０．０５のガラス部材からなり、第３レンズ１４は、屈折率Ｎ_ｄ３が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ３が６１．１６のガラス部材からなり、第４レンズ１５は、屈折率Ｎ_ｄ４が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ４が６１．１６のガラス部材からなるものを使用する。本実施例において、分光器１６は、偏極化分光レンズを使用し、その偏極化分光レンズは、屈折率Ｎ_ｄ５が１．６５で、アッベ数Ｖ_ｄ５が３３．８５のガラス部材からなるものを使用する。板ガラス１７は、屈折率Ｎ_ｄ６が１．５２で、アッベ数Ｖ_ｄ６ が６３．６９のガラス部材からなるものを使用する。

本実施例において、投影レンズシステム１の有効焦点距離ｆは、２０．２４５１ｍｍ、後側焦点距離ＢＦＬは、１６．６５８ｍｍ、ＴＬは、１８．４６０ｍｍ、Ｌ_ＬＶは、１１．１７６ｍｍ、ＯＨは、３３２．２３７ｍｍ、ＯＤは、６００ｍｍという結果が得られた。また、第１レンズ１１の焦点距離ｆ_１は、１４．３６４ｍｍであり、第２レンズ群の焦点距離ｆ_ｓは、２６．０２５ｍｍという結果が得られた。そして、投影レンズシステム１の第１レンズ１１と、第２レンズ１３と、第３レンズ１４と、第４レンズ１５との平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅ及び平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、それぞれ１．６１及び５３．９３という結果が得られた。ＰＢＳの屈折率Ｎ_ｄＰＢＳとアッベ数Ｖ_ｄＰＢＳは、それぞれ１．６５と３３．８５という結果が得られた。

上記の結果をまとめて、数式１６〜数式２４の各算出値を表８に示し、それによって実施例３は、数式１６〜数式２４の条件を満たしていることがわかる。

このほか、本実施例の投影レンズシステム１は、たとえば、図２に示すような投影装置２に応用することができる。また、投影装置２に内設される素子及び説明は、実施例１と同様構成を使用しているため、ここでの詳細説明を省略する。

図１１〜１４に示すような像面湾曲、歪曲収差及び軸方向収差の図面によれば、本実施例３は、投影レンズシステムの相対長さを有効に短縮させ、かつ投影レンズシステムをより広い視角を持たすほか、本発明に係る投影装置の寸法を短縮させる効果も得られる。

図１５は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例４の光路構造概略図であり、図１６は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例４の像面湾曲図であり、図１７は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例４の歪曲収差図であり、図１８は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例４の軸方向収差図であり、図１６〜１８において、対応する垂直軸は、開口絞りの半径高さを示している。

下記表９に示すように、投影スクリーン１８から光弁１９までの順番つけた光学面の番号と、光軸Ｚ上の各光学面の曲率半径Ｒ（単位：ｍｍ）と、光軸Ｚ上の各部品の間隔ｄと、各部品の屈折率Ｎ_ｄと、各部品のアッベ数Ｖ_ｄと、投影レンズシステム１の有効焦点距離ｆと、視界ＦＯＶ及びＦナンバーＦｎｏが示される。

下記表１０には、光学面が非球面である、数式２５の各係数が示される。

図１５〜１８と表９〜１０及び図１を合わせて参照すると、本実施例において、第１レンズ１１は、屈折率Ｎ_ｄ１が１．５５で、アッベ数Ｖ_ｄ１が６３．３３のガラス部材からなり、第２レンズ１３は、屈折率Ｎ_ｄ２が１．７０で、アッベ数Ｖ_ｄ２が３０．０５のガラス部材からなり、第３レンズ１４は、屈折率Ｎ_ｄ３が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ３が６１．２７のガラス部材からなり、第４レンズ１５は、屈折率Ｎ_ｄ４が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ４が６１．２７のガラス部材からなるものを使用する。本実施例において、分光器１６は、偏極化分光レンズを使用し、その偏極化分光レンズは、屈折率Ｎ_ｄ５が１．５２で、アッベ数Ｖ_ｄ５が６４．１７のガラス部材からなるものを使用する。板ガラス１７は、屈折率Ｎ_ｄ６が１．５２で、アッベ数Ｖ_ｄ６ が６３．６９のガラス部材からなるものを使用する。

本実施例において、投影レンズシステム１の有効焦点距離ｆは、１９．５２１ｍｍ、後側焦点距離ＢＦＬは、１６．３５２ｍｍ、ＴＬは、１６．７４７ｍｍ、Ｌ_ＬＶは、１１．１７６ｍｍ、ＯＨは、３４３．６２ｍｍ、ＯＤは、６０５ｍｍという結果が得られた。また、第１レンズ１１の焦点距離ｆ_１は、１３．８４３ｍｍであり、第２レンズ群の焦点距離ｆ_ｓは、３０．６８８ｍｍという結果が得られた。そして、投影レンズシステム１の第１レンズ１１と、第２レンズ１３と、第３レンズ１４と第４レンズ１５との平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅ及び平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、それぞれ１．６１及び５３．９８という結果が得られた。ＰＢＳの屈折率Ｎ_ｄＰＢＳとアッベ数Ｖ_ｄＰＢＳは、それぞれ１．５２と６４．１７という結果が得られた。

上記の結果をまとめて、数式１６〜数式２４の各算出値を表１１に示し、それによって実施例４は、数式１６〜数式２４の条件を満たしていることがわかる。

このほか、本実施例の投影レンズシステム１は、たとえば、図２に示すような投影装置２に応用することができる。また、投影装置２に内設される素子及び説明は、実施例１と同様構成を使用しているため、ここでの詳細説明を省略する。

図１５〜１４に示すような像面湾曲、歪曲収差及び軸方向収差の図面によれば、本実施例４は、投影レンズシステムの相対長さを有効に短縮させ、かつ投影レンズシステムをより広い視角を持たすほか、本発明に係る投影装置の寸法を短縮させる効果も得られる。

図１９は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例５の光路構造概略図であり、図２０は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例５の像面湾曲図であり、図２１は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例５の歪曲収差図であり、図２２は、本発明に係る投影レンズシステム１の実施例５の軸方向収差図であり、図２０〜２２において、対応する垂直軸は、開口絞りの半径高さを示している。

下記表１２に示すように、投影スクリーン１８から光弁１９までの順番つけた光学面の番号と、光軸Ｚ上の各光学面の曲率半径Ｒ（単位：ｍｍ）と、光軸Ｚ上の各部品の間隔ｄと、各部品の屈折率Ｎ_ｄと、各部品のアッベ数Ｖ_ｄと、投影レンズシステム１の有効焦点距離ｆと、視界ＦＯＶ及びＦナンバーＦｎｏが示される。

下記表１３には、光学面が非球面である、数式２５の各係数が示される。

図１９〜２２と表１２〜１３および図１を合わせて参照すると、本実施例において、第１レンズ１１は、屈折率Ｎ_ｄ１が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ１が６１．１６のガラス部材からなり、第２レンズ１３は、屈折率Ｎ_ｄ２が１．７０で、アッベ数Ｖ_ｄ２が３０．０５のガラス部材からなり、第３レンズ１４は、屈折率Ｎ_ｄ３が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ３が６１．１６のガラス部材からなり、第４レンズ１５は、屈折率Ｎ_ｄ４が１．５９で、アッベ数Ｖ_ｄ４が６１．１６のガラス部材からなるものを使用する。本実施例において、分光器１６は、偏極化分光レンズを使用し、その偏極化分光レンズは、屈折率Ｎ_ｄ５が１．６５で、アッベ数Ｖ_ｄ５が３３．８５のガラス部材からなるものを使用する。板ガラス１７は、屈折率Ｎ_ｄ６が１．５２で、アッベ数Ｖ_ｄ６ が６３．６９のガラス部材からなるものを使用する。

本実施例において、投影レンズシステム１の有効焦点距離ｆは、１９．８２６ｍｍ、後側焦点距離ＢＦＬは、１５．５３３ｍｍ、ＴＬは、１９．００４ｍｍ、Ｌ_ＬＶは、１１．１７６ｍｍ、ＯＨは、３４０．３２ｍｍ、ＯＤは、６０５ｍｍという結果が得られた。また、第１レンズ１１の焦点距離ｆ_１は、１３．８４３ｍｍであり、第２レンズ群の焦点距離ｆ_ｓは、３０．６８８ｍｍという結果が得られた。投影レンズシステム１の第１レンズ１１と、第２レンズ１３と、第３レンズ１４と第４レンズ１５との平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅ及び平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、それぞれ１．６２及び５３．３８という結果が得られた。ＰＢＳの屈折率Ｎ_ｄＰＢＳとアッベ数Ｖ_ｄＰＢＳは、それぞれ１．５２と６４．１７という結果が得られた。

上記の結果をまとめて、数式１６〜数式２４の各算出値を表１４に示し、それによって実施例５は、数式１６〜数式２４の条件を満たしていることがわかる。

このほか、本実施例の投影レンズシステム１は、たとえば、図２に示すような投影装置２に応用することができる。また、投影装置２に内設される素子及び説明は、実施例１と同様構成を使用しているため、ここでの詳細説明を省略する。

図１９〜２２に示すような像面湾曲、歪曲収差及び軸方向収差の図面によれば、本実施例５は、投影レンズシステムの相対長さを有効に短縮させ、かつ投影レンズシステムをより広い視角を持たすほか、本発明に係る投影装置の寸法を短縮させる効果も得られる。

以上は実施例の列挙であり、本発明になんらの制限を加わるものではない。本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、その等効果修正又は変更は、なお、本明細書の特許請求範囲に含まれるものとする。

Ｌ 照明光束
Ｉ 画像光束
１ 投影レンズシステム
１１ 第１レンズ
１２ 開口絞り
１３ 第２レンズ
１４ 第３レンズ
１５ 第４レンズ
１６ 分光器
１７ 板ガラス
１８ 投影スクリーン
１９ 光弁
２ 投影装置
２１ ケーシング
２２ 照明システム
２２１ 光源
２３ 分光器
２４ 光弁
ｄ_１ 光軸Ｚ上の投影スクリーンから第１レンズの投影スクリーン側までの距離
ｄ_２ 光軸Ｚ上の第１レンズの投影スクリーン側から光弁側までの距離
ｄ_３ 光軸Ｚ上の第１レンズの光弁側から開口絞りまでの距離
ｄ_４ 光軸Ｚ上の開口絞りから第２レンズの投影スクリーン側までの距離
ｄ_５ 光軸Ｚ上の第２レンズの投影スクリーン側から光弁側までの距離
ｄ_６ 光軸Ｚ上の第２レンズの光弁側から第３レンズの投影スクリーン側までの距離
ｄ_７ 光軸Ｚ上の第３レンズの投影スクリーン側から光弁側までの距離
ｄ_８ 光軸Ｚ上の第３レンズの光弁側から第４レンズの投影スクリーン側までの距離
ｄ_９ 光軸Ｚ上の第４レンズの投影スクリーン側から光弁側までの距離
ｄ_１０ 光軸Ｚ上の第４レンズの光弁側から分光器の投影スクリーン側までの距離
ｄ_１１ 光軸Ｚ上の分光器の投影スクリーン側から光弁側までの距離
ｄ_１２ 光軸Ｚ上の分光器の光弁側から板ガラスの投影スクリーン側までの距離
ｄ_１３ 光軸Ｚ上の板ガラスの投影スクリーン側から光弁側までの距離
ｄ_１４ 光軸Ｚ上の板ガラスの光弁側から光弁までの距離
ＯＨ 投影スクリーン上に投射した画像の画像高さ
ＯＤ 光軸Ｚ上の投影スクリーンから第１レンズの投影スクリーン側までの距離

Claims (30)

1. 投影スクリーンと投影装置の光弁との間に設置する投影レンズシステムであって、前記投影レンズシステムは、前記投影スクリーンから前記光弁までに光軸を沿わせて、以下のレンズを順に配設し、
   正屈折度を有する第１レンズと、
   負屈折度を有する第２レンズと、
   正屈折度を有する第３レンズと、
   正屈折度を有する第４レンズと、を備え、
   前記投影レンズシステムは、下記数式１を満たすように設計されていることを特徴とする、投影レンズシステム。
   

   

   （数式１において、ＢＦＬは、前記投影レンズシステムの後側焦点距離であり、ＴＬは、前記投影レンズシステムの前記光軸上の前記第１レンズの投影スクリーン側から前記第４レンズの光弁側までの全長である。）
2. 前記投影レンズシステムの全長は、さらに下記数式２を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
   

   

   （数式２において、Ｌ_ＬＶは、前記光弁の有効対角線の長さであり、ＴＬは、前記投影レンズシステムの前記光軸上の前記第１レンズの投影スクリーン側から前記第４レンズの光弁側までの全長である。）
3. 前記投影レンズシステムの画像高さは、さらに下記数式３を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
   

   

   （数式３において、ＯＨは、平行入射光線が前記投影レンズシステムへ入射して、投影スクリーンに投射された前記画像高さであり、ＯＤは、前記光軸上の前記投影スクリーンから前記第１レンズの投影スクリーン側までの距離である。）
4. 前記投影レンズシステムの後側焦点距離は、さらに下記数式４を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
   

   

   （数式４において、ｆは、前記投影レンズシステムの有効焦点距離であり、ＢＦＬは、前記投影レンズシステムの後側焦点距離である。）
5. 前記投影レンズシステムの前記第１レンズの焦点距離は、さらに下記数式５を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
   

   

   （数式５において、ｆ_１は、前記第１レンズの焦点距離であり、ｆ_ｓは、第２レンズ群の合成焦点距離である。前記第２レンズ群は、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズとを、組み合わせてからなる。）
6. 前記投影レンズシステムの平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅは、さらに下記数式６を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
   

   

   （数式６において、前記平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅは、前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズとの屈折率で得られた数学的な平均数である。）
7. 前記投影レンズシステムの平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、さらに下記数式７を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
   

   

   （数式７において、前記平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズとのアッベ数で得られた数学的な平均数である。）
8. 前記第１レンズは平凸レンズであり、前記第１レンズの凸面は投影スクリーン向くように取り付けることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
9. 前記第２レンズは、両凹レンズであることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
10. 前記第３レンズは、凹凸レンズであり、前記第３レンズの凹面は前記投影スクリーン向くように取り付けることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
11. 前記第４レンズは、両凸レンズであることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
12. 前記第１レンズと前記第２レンズとの間に設ける開口絞りをさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
13. 前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズとのいずれのレンズとも、投影スクリーン側及び光弁側が球面であることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
14. 前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズとのいずれのレンズとも、投影スクリーン側及び光弁側が球面であり、前記第４レンズの投影スクリーン側面及び光弁側が非球面であることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
15. 前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズとのいずれもガラス部材からなることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
16. 前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズとのいずれもプラスチック部材からなることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
17. 前記投影レンズシステムは、テレセントリック式であることを特徴とする、請求項１記載の投影レンズシステム。
18. 画像を投影スクリーンに投影する投影装置であって、
    照明光束を出射する光源と、
    前記光源の前記照明光束を受ける分光器と、
    前記分光器が受けた前記照明光束を受けて画像光束を生成する光弁と、
    前記画像光束の経路に配設し、前記画像光束を受けて前記投影スクリーンに投射させる請求項１記載の投影レンズシステムと、
    を備えることを特徴とする、投影装置。
19. 前記光弁の有効対角線の長さは、さらに下記数式８を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
    

    

    （数式８において、Ｌ_ＬＶは、前記光弁の有効対角線の長さであり、ＴＬは、前記投影レンズシステムの前記光軸上の前記第１レンズの投影スクリーン側から前記第４レンズの光弁側までの全長である。）
20. 前記投影スクリーンと前記第１レンズの投影スクリーン側との距離は、下記数式９を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
    

    

    （数式９において、ＯＨは、平行入射光線が前記投影レンズシステムへ入射して、投影スクリーンに投射された画像高さであり、ＯＤは、前記光軸上の前記投影スクリーンから前記第１レンズの投影スクリーン側までの距離である。）
21. 前記投影レンズシステムの後側焦点距離は、さらに下記数式１０を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
    

    

    （数式１０において、ｆは、前記投影レンズシステムの有効焦点距離であり、ＢＦＬは、前記投影レンズシステムの後側焦点距離である。）
22. 前記投影レンズシステムの前記第１レンズの焦点距離は、さらに下記数式１１を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
    

    

    （数式１１において、ｆ_１は、前記第１レンズの焦点距離であり、ｆ_ｓは、第２レンズ群の総合（合成）焦点距離である。前記第２レンズ群は、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズとを、組み合わせてからなる。）
23. 前記投影レンズシステムの平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅは、さらに下記数式１２を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
    

    

    （数式１２において、前記平均屈折率Ｎ_ｄａｖｅは、前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズとの屈折率で得られた数学的な平均数である。）
24. 前記投影レンズシステムの平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、さらに数式１３を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
    

    

    （数式１３において、前記平均アッベ数Ｖ_ｄａｖｅは、前記第１レンズと、前記第２レンズと、前記第３レンズと、前記第４レンズとのアッベ数で得られた数学的な平均数である。）
25. 前記投影レンズシステムは、テレセントリック式であることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
26. 前記光弁は、単結晶シリコン基板（ＬＣＯＳ）型液晶表示パネルであることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
27. 前記分光器は、極化分光器であることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
28. 前記極化分光器は、偏極化分光レンズ（ＰＢＳ）であることを特徴とする、請求項２７記載の投影装置。
29. 前記偏極化分光レンズからなる極化分光器は、さらに下記数式１４、１５を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項２８記載の投影装置。
    

    

    

    （数式１４において、Ｎ_ｄＰＢＳは、前記偏極化分光レンズの屈折率であり、数式１５において、Ｖ_ｄＰＢＳは、前記偏極化分光レンズのアッベ数である。）
30. 前記分光器は、非極化分光器であることを特徴とする、請求項１８記載の投影装置。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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