JP5298443B2 - 投射レンズユニット - Google Patents

Description

本発明は、画像形成素子からの画像光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ系と、この投射レンズ系のレンズを保持するレンズ鏡筒とを備える投射レンズユニットに関する。特に、本発明は、投射レンズユニットにおける温度上昇時の投射レンズ系の焦点位置の補正に関する。

投射型画像表示装置として、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等の反射型画像形成素子を備え、この画像形成素子上の画像を複数枚のレンズからなる投射レンズ系によりスクリーンに拡大投影するプロジェクタが知られている。大型のスクリーンに画像を投射するシネマ用の大型のプロジェクタでは、反射型画像形成素子の照明用に高出力の光源を使用するため、投射レンズ系の温度上昇が顕著である。特に、投射レンズ系のうち画像形成素子に近い側の温度上昇が顕著である。この温度上昇によりレンズを構成する材料の屈折率変化やレンズを含む部品の熱膨張が生じ、その結果、投射レンズ系の焦点位置が変化してスクリーンに投射された画像の画質が低下することが知られている。

特許文献１には、温度上昇に起因する投射レンズ系の焦点位置の変動を補正するための構成が開示されている。詳細には、１枚のレンズを鏡筒に対して光軸方向に移動可能に保持し、温度上昇に伴ってレンズを移動させることで焦点位置を補正することが開示されている。特許文献１には概ね２つの態様が開示されている。第１の態様では、レンズの外周縁にフランジを設け、このフランジの熱膨張によりレンズを光軸方向に移動させている。第２の態様では、フランジと鏡筒の間に介在させた熱膨張部材によりレンズを光軸方向に移動させている。

しかし、特許文献１に開示された構成には以下の問題がある。まず、レンズは温度上昇に伴って径方向にも膨張するので、レンズと鏡筒の熱膨張係数に差があるとレンズが鏡筒に噛み込みでしまい所望の移動量が得られず、レンズが変形するおそれもある。また、噛み込みを防止するために鏡筒とレンズの間の隙間を大きく設定すると、レンズの傾き偏心が大きくなる。さらに、外縁にフランジを備える複雑な異型レンズは、製作が困難でコストもかかる。特にガラス製のレンズの場合にはフランジを設けるのは困難である。さらにまた、特許文献１の構成では、投射レンズ系を構成する複数のレンズのうち１枚のレンズしか移動させることができない。このように特許文献１に開示されたものは、効果的な補正が困難で、構造も複雑である。

前述のシネマ用のプロジェクタは高画質が要求されるため、投射レンズ系の絞りよりも画像形成素子側に倍率色収差の補正特性に優れた正のパワーを持つ異常分散レンズを有する。この正のパワーを持つ異常分散レンズは、温度上昇に伴う膨張や屈折率変化が大きいので、温度上昇による投射レンズ系の焦点位置の変動の主な原因となる。しかし、特許文献１は、絞りよりも画像形成素子側に正のパワーを持つ異常分散レンズを有する投射型画像表示装置の投射レンズ系に関し、温度上昇に伴う焦点位置の補正を最適化するための構成について何ら教示していない。

特開平７−２０９６０９号（図７，図９）

本発明は、温度上昇に伴う投射レンズ系の焦点位置の変化を比較的簡易な構成で効果的に補正することを課題とする。

本発明は、画像形成素子からの画像光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ系と、この投射レンズ系のレンズを保持するレンズ鏡筒とを備える投射レンズユニットにおいて、前記レンズ鏡筒は、前記投射レンズ系のレンズのうち最も前記画像形成素子側に配置された正のパワーを持つ１枚又は複数枚のレンズを保持する可動鏡筒と、前記可動鏡筒を光軸方向に移動可能に保持し、端面に前記光軸に対して垂直であって前記スクリーン側を向いた基準面を有する保持筒と、前記可動鏡筒を前記基準面に向けて付勢する付勢手段と、温度上昇時に前記光軸方向に熱変形し、この前記光軸方向の熱変形によって前記可動鏡筒を前記画像形成素子から離れるように前記付勢手段の付勢力に抗して前記光軸方向に移動させる、常温で低膨張側が高膨張側に対して窪んでいるバイメタルを含む熱変形部材とを備えることを特徴とする投射レンズユニットを提供する。また、本発明は、画像形成素子からの画像光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ系と、この投射レンズ系のレンズを保持するレンズ鏡筒とを備える投射レンズユニットにおいて、前記レンズ鏡筒は、前記投射レンズ系のレンズのうち最も前記画像形成素子側に配置された正のパワーを持つ１枚又は複数枚のレンズを保持する可動鏡筒と、前記可動鏡筒を光軸方向に移動可能に保持し、前記光軸に対して垂直であって前記画像形成素子側を向いた基準面を有する保持筒と、前記可動鏡筒を前記基準面に向けて付勢する付勢手段と、前記可動鏡筒と前記基準面の間に介装され、温度上昇時に前記光軸方向に熱変形し、この前記光軸方向の熱変形によって前記付勢手段が前記可動鏡筒を前記画像形成素子から離れるように前記光軸方向に移動させる、常温で高膨張側が低膨張側に対して窪んでいるバイメタルを含む熱変形部材と
を備えることを特徴とする投射レンズユニットを提供する。

投射レンズ系の温度上昇はレンズバックを延ばすように作用する。レンズバックとは、投射レンズ系を構成する複数のレンズのうち最も画像形成素子側のレンズから投射レンズ系の焦点までの光軸方向の距離である。換言すれば、投射レンズ系の温度上昇は投射レンズ系の焦点を画像形成素子の裏面側にずらすように作用する。一方、可動鏡筒に保持されたレンズは、熱変形部材の熱変形により、画像形成素子から離れる向きに光軸方向に移動する。この熱変形部材の熱変形によって生じる可動鏡筒に保持されたレンズの移動は、投射レンズ系の焦点を画像形成素子の表面側にずらすように作用する。従って、最も画像形成素子側に配置されたレンズを保持する可動鏡筒を熱変形部材の熱変形で移動させることにより、温度上昇時の投射レンズ系の焦点位置のずれを補正できる。

投射レンズ系のうち最も画像形成素子側にあって温度上昇しやすいレンズを、熱変形部材の熱変形によって移動させる。また、熱変形部材は画像形成素子に近い位置に配置されるので、温度上昇時の変位量が大きい。従って、効果的に温度上昇時の投射レンズ系の焦点位置のずれを補正できる。

レンズ自体ではなくレンズを保持した可動鏡筒を移動させ、かつレンズ自体の熱膨張ではなくバイメタルからなる熱変形部材の熱変形を利用するので、温度上昇時にレンズの鏡筒への噛み込みやレンズの変形を生じない。また、レンズを鏡筒に対して傾き偏心が小さい状態で維持できる。さらに、レンズ自体はフランジ等を設けた異型レンズとする必要がなく、構造が簡易である。

以上のように、本発明によれば温度上昇に伴う投射レンズ系の焦点位置のずれを比較的簡易な構成で効果的に補正できる。

倍率色収差を補正するために、投射レンズ系は、正のパワーを持ち、かつ異常分散性の大きいアッベ数が７０を上回るレンズを絞りよりも画像形成素子側に備えることが好ましい。正のパワーを有するレンズのアッベ数が７０以下となると異常分散性が不足して倍率色収差の補正が不十分となる。絞りより画像形成素子側は、絞りよりもスクリーン側と比較すると、テレセントリック性を確保するために軸上光と軸外光の位置が離れているので、軸外収差の補正に適している。従って、異常分散性を有する正のパワーのレンズを絞りよりも画像形成素子側に配置することで、倍率色収差を効果的に補正できる。異常分散性を有するレンズは温度上昇に伴う膨張や屈折率変化が大きいので、温度上昇による焦点位置の変動の主な原因となるが、本発明では可動鏡筒に保持された最も画像形成素子側に位置するレンズ又はレンズ群を温度上昇時に移動させることで、温度上昇時の投射レンズ系の焦点位置のずれを効果的に補正できる。

投射レンズ系のうち最も画像形成素子側に位置するレンズ又はレンズ群は正のパワーを持ち、十分な長さのレンズバックとテレセントリック性を確保するためにほぼ平行とした軸上光と軸外光を主として画像形成素子上に集光する機能を有する。従って、最も画像形成素子側に位置するレンズ又はレンズ群を移動させれば、他の収差を殆ど変動させることなく焦点位置のずれを補正できる。

前記可動鏡筒に保持された前記１枚又は複数枚のレンズの焦点距離は、空気換算したレンズバックに対して以下の関係を有するように設定することが好ましい。

温度上昇時に変位させるレンズのパワーが過度に小さいと温度上昇時の焦点のずれを補正するために必要なレンズ（可動鏡筒）の移動量を大きく設定する必要があり、熱変形部材を含む焦点位置のずれを補正するための機構が大型化する。従って、可動鏡筒に保持された１枚又は複数枚のレンズの焦点距離ｆの空気換算したレンズバックＬＢairに対する比率（ｆ／ＬＢair）を５未満に設定することが好ましい。一方、温度上昇時に変位させるレンズのパワーが過度に大きいと、投射レンズ系から画像形成素子に到るまでの光路のテレセントリック性を確保することが困難となり、焦点位置の補正のためにレンズを変位させた際の収差変動が大きくなる。従って、前述の比率（ｆ／ＬＢair）は１より大きく設定することが好ましい。

可動鏡筒が保持するレンズを２枚以下とすることにより、可動鏡筒を変位させるために熱変形部材が生じる必要のある力を小さくでき、可動鏡筒を円滑に移動させることができる。

前記投射レンズ系はズームレンズ系である場合、前記可動鏡筒はズーミング時に固定されていることが好ましい。可動鏡筒をズーミング時に固定することにより、可動鏡筒に固定された最も画像形成素子側のレンズはいずれのズーム域でも同じ位置にある。従って、温度上昇時の焦点位置の補正の効果がズームポジションにより変動するのを抑制できる。また、ズーミングのためのレンズの移動機構と保持筒や可動鏡筒と連動させる必要がない点で、投射レンズユニットの構造を簡素化できる。

投射レンズ系は、前記画像形成素子の対角長さの２倍以上の空気換算のレンズバックを有するテレセントリックな光学系であることが好ましい。投射レンズ系が十分な長さのレンズバック、すなわち空気換算で画像形成素子の対角長さの２倍以上のレンズバックを有することにより、画像形成素子の照明光を取り込むために必要な十分な空間を確保できる。また、投射レンズ系のテレセントリック性を確保することにより、照明光を取り込むことによって画像形成素子で変調される画像光にコントラスト低下や色むらが生じるのを防止できる。

前記可動鏡筒の内周面又は外周面が前記保持筒に摺動可能に接触し、かつ前記可動鏡筒と前記保持筒の接触部分の光軸方向の長さが１５ｍｍ以上であることが好ましい。可動鏡筒と保持筒の接触部分に十分な長さを持たせることにより、可動鏡筒と保持筒の嵌合に起因する傾き偏心の発生を防止できる。

バイメタルからなる熱変形部材は耐熱性が高く、大型で高輝度のプロジェクタのような投射レンズ系が高温となる用途に適している。また、一般にバイメタルは薄板の金属であるので熱容量を小さく設定できるため、温度上昇に対する熱変形部材の変形の応答速度を高めることができる。さらに、バイメタルの板厚、材料、形状等の変更で、補正量、すなわち温度上昇時の変位量を所望の値に簡単に設定できる。

具体的には、前記可動鏡筒と前記保持筒は前記バイメタルにより連結されている。さらに具体的には、前記保持筒は、前記可動鏡筒が保持するレンズよりも拡大側に位置するレンズが搭載された鏡筒であっても、前記可動鏡筒の外側に配置される鏡筒であってもよい。可動鏡筒と保持筒をバイメタルと連結する構成とすれば、いったん温度上昇した後に温度降下してもとの温度に低下した場合、可動鏡筒はバイメタル自体の変形により温度上昇前のもとの位置に復帰する。換言すれば、可動鏡筒をもとに位置に復帰させるためのばね等の付勢部材は必要ない。

さらに具体的には、前記バイメタルが複数有り、個々の前記バイメタルは、一端が前記可動鏡筒に固定され、他端が前記保持筒に固定される。あるいは、前記バイメタルが複数有り、個々の前記バイメタルは、両端が前記可動鏡筒及び前記保持筒のいずれか一方に固定され、中央部が前記可動鏡筒及び前記保持筒のうちの他方に固定される。

具体的には、前記レンズ鏡筒は、前記可動鏡筒を光軸方向の画像形成素子側に押圧する弾性部材と、前記保持筒と一体化され、かつ光軸に垂直な基準面とを有し、前記可動鏡筒はフランジ部を有し、前記バイメタルは前記基準面と前記フランジ部との間に配置され、かつ、前記弾性部材は前記可動鏡筒を前記バイメタルを介して前記基準面に押し付ける。

前記可動鏡筒の前記保持筒に対する前記光軸回りの回転を阻止し、かつ前記可動鏡筒の前記保持筒に対する前記光軸回りの回転位置を複数位置に設定可能な回転止め機構をさらに備えることが好ましい。可動鏡筒の回転位置を回転止め機構で変更することにより、可動鏡筒に保持されたレンズの偏心性能を補正できる。また、前記熱変形部材は、リング状の台座と、前記リング状の台座に固定された前記バイメタルとを備え、前記可動筒と前記保持筒との間に形成された前記光軸方向の空間に配置されてもよい。

本発明の投射レンズユニットは、最も画像形成素子側に配置されている正のパワーを持つ１枚又は複数枚のレンズを保持する可動鏡筒を備え、温度上昇時のバイメタルからなる熱変形部材の熱変形によって可動鏡筒を保持筒に対して光軸方向に移動させるので、温度上昇に伴う投射レンズ系の焦点位置のずれを比較的簡易な構成で効果的に補正できる。また、熱変形部材はバイメタルからなるので、耐熱性に優れ、変形の応答速度が速く、かつ板厚、材料、形状等の変更で補正量を所望の値に簡単に設定できる。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る投射レンズ系１Ａを示す。この投射レンズ系１Ａは図４から図６に示すフロントプロジェクション型のプロジェクタ２の一部を構成する。投射レンズ系１Ａと、投射レンズ系１ＡのレンズＧ１〜Ｇ１６を保持する後述のレンズ鏡筒（固定鏡筒２１、主鏡筒２２、及び可動鏡筒２５）が投射レンズユニットを構成している。プロジェクタ２は、投射レンズ系１Ａに加え、反射型の画像形成素子であるＤＭＤ３ｒ，３ｇ，３ｂ、光源４、照明光学系５、色分解合成プリズム６、内面全反射プリズム７、及びスクリーン８（図１参照）を備える。

本実施形態では、光源４は、例えばキセノンランプである発光管１１と楕円リフレクタ１２を備える。照明光学系５はロッドインテグレータ１３とリレーレンズ群１４を備え、光源４の発する光は照明光学系５、内面全反射プリズム７、及び色分解合成プリズム６を経てＤＭＤ３ｒ〜３ｂに照射される。個々のＤＭＤ３ｒ〜３ｂで変調された画像光は、色分解合成プリズム６、内面全反射プリズム７、及び投射レンズ系１Ａを経てスクリーン８に入射する。

内面全反射プリズム７は、ＤＭＤ３ｒ〜３ｂへの照明光とＤＭＤ３ｒ〜３ｂにより変調された画像光とを分離する。内面全反射プリズム７は２つのプリズム７ａ，７ｂからなり、照明光学系５から入射する照明光を２のプリズム７ａ，７ｂの境界面に存在するエアーギャップで全反射させてＤＭＤ３ｒ〜３ｂに導く。色分解合成プリズム６は内面全反射プリズム７からの光を３色（赤色、緑色、及び青色）の色光に分解してＤＭＤ３ｒ〜３ｂに導くと共に、各ＤＭＤ３ｒ〜３ｂで変調された画像光を合成する。色分解合成プリズム６により合成された画像光は、内面全反射プリズム７のエアーギャップを通過し、投射レンズ系１Ａによってスクリーン８に拡大投射される。このように、プロジェクタ８では、光線はＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側からスクリーン８に向けて進むが、以下の説明では理解を容易にするために、スクリーン８からＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に向けて光線が進むものとして説明する。

第１実施形態の投射レンズ系１Ａの全体構成を説明する。図１に示すように、投射レンズ系１Ａは１６枚のレンズＧ１〜Ｇ１６と絞り１５を備え、テレセントリック性を有する。最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側のレンズＧ１６とＤＭＤ３ｒ〜３ｂとの間には、内面全反射プリズム７と色分解合成プリズム６であるプリズム１６と、カバーガラス１７が介在している。レンズＧ１〜Ｇ１６の曲率半径、各レンズＧ１〜Ｇ１６のレンズ面ｒ１〜ｒ３７の軸上面間距離、屈折率Ｎ１〜Ｎ１８、及びアッベ数ν１〜ν１８は、以下の表１及び表２に示す通りである。なお、表１及び表２中の軸上面間隔距離において、複数の数値が記入されている箇所は、ズーミングにより変化する間隔で、順に広角端、ミドル領域（広角端と望遠端の中間焦点距離）、望遠端の値を示している。

投射レンズ系１Ａは、スクリーン８側（拡大側）から順に、正のパワーを有する光学素子群Ｇｒ１、負のパワーを有する光学素子群Ｇｒ２、負のパワーを有する光学素子群Ｇｒ３、正のパワーを有する光学素子群Ｇｒ４からなる。絞り１５よりもスクリーン８側には、９枚のレンズＧ１〜Ｇ９が配置されている。これらのレンズＧ１〜Ｇ９のうち、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ６及びＧ９は正のパワーを持ち、レンズＧ１、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ７及びＧ８は負のパワーを持つ。特に、負のパワーを持つレンズＧ４，Ｇ５及びＧ７は異常分散性の大きいアッベ数が７０を上回るレンズである。絞り１５よりもＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側（縮小側）には、７枚のレンズＧ１０〜Ｇ１６が配置されている。これらのレンズのうちＧ１０、Ｇ１２、Ｇ１３，Ｇ１５及びＧ１６は、正のパワーを持ち、レンズＧ１１及びＧ１４は負のパワーを持つ。特にレンズＧ１２、Ｇ１３、Ｇ１５及びＧ１６は異常分散性の大きいアッベ数が７０を上回るレンズである。

最もスクリーン８側の３枚のレンズＧ１〜Ｇ３からなる光学素子群Ｇｒ１は、倍率変更（ズーミング）時も固定である。光学素子群Ｇｒ１の後側の３枚のレンズＧ４〜Ｇ６からなる光学素子群Ｇｒ２は、倍率変更のために光軸方向に移動可能である。また、光学素子群Ｇｒ２の後側の２枚のレンズＧ７、Ｇ８からなる光学素子群Ｇｒ３は可動であり、光学素子群Ｇｒ２が移動した際に変動するレンズバックを補正するために光軸方向に移動する。残りのレンズＧｒ９〜Ｇｒ１６、絞り１５、プリズム１６、及びカバーガラス１７からなる光学素子群Ｇｒ４は倍率変更時も固定である。

以下の表３に示すように、本実施形態の投射レンズ系１ＡのレンズバックＬＢは１０８．８ｍｍであり、空気換算したレンズバックＬＢairは７８．８ｍｍである。レンズバックとは、投射レンズ系を構成する複数のレンズのうち最も画像形成素子（本実施形態ではＤＭＤ）側のレンズ（本実施形態ではレンズＧ１６）から投射レンズ系の焦点までの光軸方向の距離である。

前述のように、本実施形態の投射レンズ系１Ａは、絞り１５よりもＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に正のパワーを持ち、かつ異常分散性の大きいアッベ数が７０を上回り異常分散性を有するレンズＧ１２、Ｇ１３、Ｇ１５、Ｇ１６を備える。これらの正のパワーを有するレンズＧ１２、Ｇ１３、Ｇ１５、Ｇ１６のアッベ数が７０以下となると異常分散性が不足し、倍率色収差の補正が不十分となる。また、正のパワーを有する異常分散性を有するレンズＧ１２、Ｇ１３、Ｇ１５、Ｇ１６を絞り１５よりもＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に配置しているのは、絞り１５よりＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側は、絞り１５よりもスクリーン８側と比較すると、テレセントリック性を確保するために軸上光と軸外光の位置が離れているので、軸外収差の補正に適しているからである。換言すれば、絞り１５よりＤＭＤ３ｒ〜３ｂに異常分散性を有する正のパワーのレンズを配置することで、倍率色収差を効果的に補正できる。図２は、本実施形態の投射レンズ系１Ａの各レンズＧ１〜Ｇ１６の倍率色収差に対する効き度を示す。この図２からも、絞り１５よりも後側に配置された正のパワーを有するレンズＧ１２、Ｇ１３、Ｇ１５、Ｇ１６が特に倍率色収差の補正に寄与することが分かる。

しかし、異常分散性を有するレンズは、一般にアッベ数が小さいレンズと比較して温度上昇に伴う膨張や屈折率変化が大きいので、温度上昇による投射レンズ系の焦点位置の変動の主な原因となる。図３は温度が３０度上昇した場合の各レンズＧ１〜Ｇ１６のレンズバックＬＢの変動量に対する効き度を示す。この図３からも、異常分散性を有するレンズＧ４、Ｇ５、Ｇ７、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１５、Ｇ１６が昇温時の焦点位置の変動に大きく影響することが分かる。一般に、投射レンズ系の温度上昇はレンズバックを延ばすように作用する。換言すれば、投射レンズ系の温度上昇は投射レンズ系の焦点を画像形成素子（本実施形態ではＤＭＤ）の裏面側にずらすように作用する。

以上のように、正のパワーを有する異常分散レンズを絞り１５よりも後側に配置した構成は倍率色収差を効果的に補正できるが、温度上昇時の焦点位置のずれ（レンズバックの延び）が不可避となる。本実施形態では、温度上昇時には後に図７から図１０を参照して詳述する機構により、投射レンズ系１Ａを構成するレンズＧ１〜Ｇ１６のうち最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に位置するレンズＧ１６をＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる向き（投射レンズ系１Ａの焦点をＤＭＤ３ｒ〜３ｂの表面側にずらす向き）に移動させることにより、温度上昇時の投射レンズ系１Ａの焦点位置のずれを補正している。

温度上昇時に移動させるレンズとして、最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に位置するレンズＧ１６を選択した理由を説明する。図１を参照すれば明らかなように、投射レンズ系１Ａを構成するレンズのうち最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に位置するレンズＧ１６は正のパワーを持ち、十分な長さのレンズバックとテレセントリック性を確保するために、ほぼ平行とした軸上光と軸外光を、主としてＤＭＤ３ｒ〜３ｂ上に集光する機能を有する。従って、このレンズＧ１６を変位させることにより、他の収差を殆ど変動させることなく焦点位置のずれを補正できる。

表４は、投射レンズ系１Ａの望遠端でのレンズバック及び種々の収差の設計値と、レンズＧ１４〜Ｇ１６を０．１ｍｍだけスクリーン８側に変位させた場合の焦点位置と収差の変化量を示す。レンズＧ１５を変位させた場合には、焦点位置変化量の感度が低く、収差変動が大きい。また、レンズＧ１４を変位させた場合には、焦点位置変化量の感度は高いが、収差変動が大きい。これに対して、レンズＧ１６を変位させた場合、焦点位置変化量の感度が高く、収差変動も比較的小さい。この表４からも、最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に位置するレンズＧ１６を変位させて温度上昇時の焦点位置の変動を補正することが好ましいことが分かる。

前述の表３に示すように、本実施形態の投射レンズ系１Ａでは、空気換算したレンズバックＬＢairは７８．８ｍｍであるのに対してレンズＧ１６の焦点距離ｆは１６４．７であり、後者の前者に対する比率（ｆ／ＬＢair）は以下の式（１）を満たす２．０９に設定している。

温度上昇時に変位させるレンズ（本実施形態ではレンズＧ１６）のパワーが過度に小さいと温度上昇時の焦点のずれを補正するために必要なレンズの移動量を大きく設定する必要があり、後述するバイメタル２７等の熱変形部材を含む投射レンズユニットの機構が大型化する。従って、温度上昇時に移動させるレンズの焦点距離ｆの空気換算したレンズバックＬＢairに対する比率（ｆ／ＬＢair）を５未満に設定することが好ましい。一方、温度上昇時に変位させるレンズのパワーが過度に大きいと投射レンズ系から画像形成素子（本実施形態ではＤＭＤ３ｒ〜３ｂ）に到るまでの光路のテレセントリック性を確保することが困難となり、焦点位置の補正のためにレンズを変位させた際の収差変動が大きくなる。従って、前述の比率（ｆ／ＬＢair）は１より大きく設定することが好ましい。投射レンズ系１Ａの最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側のレンズが、ほぼ平行とした軸上光と軸外光を、主としてＤＭＤ３ｒ〜３ｂ上に集光する機能を有する場合には、投射レンズ系１Ａのタイプ（パワー配置、群構成、レンズ面形状等）によらず、収差を殆ど変動させることなく焦点位置のずれを補正できる。

前述の表３に示すように、本実施形態の投射レンズ系１Ａでは、ＤＭＤ３ｒ〜３ｂの対角線長さに対する空気換算したレンズバックＬＢairの比率を、以下の式（２）を満たす３．２に設定している。

投射レンズ系１Ａの最も後側のレンズＧ１６とＤＭＤ３ｒ〜３ｂとの間には、色分解合成プリズム６と内面全反射プリズム７を配置する。投射レンズ系１Ａが式（２）で示すようにＤＭＤ３ｒ〜３ｂの対角線長さの２倍以上の十分な長さのレンズバックを有することにより、色分解合成プリズム６と内面全反射プリズム７を配置して各ＤＭＤ３ｒ〜３ｂに対して照明光学系５からの照明光を取り込むために必要な十分な空間を確保できる。また、前述のように投射レンズ系１Ａはテレセントリック性を有するので、照明光学系５からの照明光を取り込むことによってＤＭＤ３ｒ〜３ｂで変調される画像光にコントラスト低下や色むらが生じるのを防止できる。

次に、図７から図１０を参照して温度上昇時にレンズＧ１６をスクリーン８側に変位させる機構について具体的に説明する。

図７は投射レンズ系１ＡのレンズＧ１〜Ｇ１６のうち、ＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側の４枚のレンズＧ１３〜Ｇ１６の周辺を示す。可動鏡筒２５が保持するレンズＧ１６よりも拡大側に位置するレンズであるレンズＧ１３〜Ｇ１５を保持する固定鏡筒２１は前端側にフランジ部２１ａを備え、このフランジ部２１ａが主鏡筒２２にねじ止めで固定されている。図７には図示しないが、主鏡筒２２には残りのレンズＧ１〜Ｇ１２と絞り１５が搭載されている。また、主鏡筒２２の周囲はカバー２３で覆われている。

外筒（保持筒）２４の前端側に設けられたフランジ部２４ａが主鏡筒２２にねじ止めで固定されている。外筒２４の内部には固定鏡筒２１が収容されている。前述のように固定鏡筒２１は主鏡筒２２に固定されているので、固定鏡筒２１は主鏡筒２２を介して外筒２４に対して固定されている。外筒２４は第１の内径を有する大径部２４ｂ、第１の内径よりも小さい第２の内径を有する小径部２４ｃ、及び大径部２４ｂの内面と小径部２４ｃの内面との間に介在している光軸に対して垂直なリング状の面である基準面２４ｄとを備える。

最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に配置されている正のパワーを持つ異常分散レンズＧ１６を保持する可動鏡筒２５は、外筒２４に内嵌されている。この可動鏡筒２５は、両端開口の筒状である本体２５ａ、本体２５ａの前端側に形成されたフランジ部２５ｂ、及び本体２５ａの後端側で径方向内向きに延びたレンズ保持部２５ｃを備える。フランジ部２５ｂは外筒２４の大径部２４ｂの内周面と固定鏡筒２１の外周面により画定された円筒状の空間に配置されている。また、可動鏡筒２５の本体２５ａは外筒２４の小径部２４ｃの内周面と固定鏡筒２１の外周面の間を通過して外筒２４の後端側へ延びている。可動鏡筒２５の本体２５ａの外周面は外筒２４の小径部２４ｃの内周面に対して摺動可能に接触しており、それによって可動鏡筒２５は外筒２４に対して光軸方向に移動可能に保持されている。可動鏡筒２５の本体２５ａの内周面と固定鏡筒２１の外周面の間には隙間が存在し、互いに非接触である。

可動鏡筒２５と外筒２４の接触部分の光軸方向の長さは、常温時に１５ｍｍ以上あることが好ましい。可動鏡筒２５と外筒２４の接触部分が十分な長さを持たせることにより、可動鏡筒２５を外筒２４に内嵌していることに起因する傾き偏心の発生を防止できる。

前述の外筒２４の基準面２４ｄと可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂとの間には図８（Ａ），（Ｂ）に示すような平坦なリング状のバイメタル２７が配置されている。バイメタル２７は低膨張側２７ａが前側（スクリーン８側）、高膨張側２７ｂが後側（ＤＭＤ３ｒ〜３ｂ）を向く姿勢で配置されている。また、可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂと固定鏡筒２１のフランジ部２１ａの間にコイルバネ２８が圧縮状態で配置されている。このコイルバネ２８は、レンズＧ１６を保持する可動鏡筒２５を後側（光軸方向のＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側）へ弾性的に付勢し、可動鏡筒２５をバイメタル２７を介して基準面２４ｄに対して弾性的に押し付ける機能を有する。コイルバネ２８以外の他の弾性手段で可動鏡筒２５を付勢してもよい。

図７及び図９を参照すると、可動鏡筒２５の本体２５ａには光軸方向から見て等角度間隔（９０度間隔）で光軸方向に延びる４個の溝孔２５ｄが設けられている。これらの溝孔２５ｄには外筒２４に螺合したねじ２９の先端がそれぞれ挿入されている。溝孔２５ｄとねじ２９は本発明における回転止め機構を構成する。ねじ２９が溝孔２５ｄの側壁と干渉することにより、可動鏡筒２５の外筒２４に対する光軸回りの回転が阻止されている。また、４本のねじ２９を緩めて先端を溝孔２５ｄから抜き出せば、可動鏡筒２５を本体２５ａに対して光軸回りに回転させることができる。可動鏡筒２５の外筒２４に対する光軸回りの回転位置は溝孔２５ｄに個数に対応する４個所に設定可能である。可動鏡筒２５の光軸回りの回転位置を調節することにより、可動鏡筒２５に保持されたレンズＧ１６の偏心性能を補正できる。溝孔２５ｄの個数を増やすことにより、可動鏡筒２５の設定可能な回転位置を増やすことができる。

光源４（図５参照）の発生する熱等による投射レンズ系１Ａの温度上昇により、レンズバックが延び投射レンズ系１Ａの焦点はＤＭＤ３ｒ〜３ｂの裏面側にずれる。一方、この温度上昇時には、図８（Ｃ）に示すように、リング状のバイメタル２７が変形して厚みが増大する。図１０に示すようにバイメタル２７の厚みが増大すると可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂがバイメタル２７によって前側へ押される。その結果、可動鏡筒２５はコイルバネ２８の弾性的な付勢力に抗してＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる向き（スクリーン８に近付く向き）に移動し、可動鏡筒２５に保持されたレンズＧ１６もこの向きに移動する。このレンズＧ１６の移動は焦点をＤＭＤ３ｒ〜３ｂの表面側へずらすように作用する。従って、バイメタル２７の熱変形で可動鏡筒２５（レンズＧ１６）を移動させることにより、温度上昇時の投射レンズ系１Ａの焦点位置のずれを補正できる。温度が低下してバイメタル２７が平坦な形状に戻ると、コイルバネ２８の弾性的付勢力により可動鏡筒２５（レンズＧ１６）は図７に示す初期位置に戻る。

投射レンズ系１Ａの複数のレンズＧ１〜Ｇ１６のうち最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側、すなわち光源４に近い位置にあって温度上昇しやすいレンズＧ１６をバイメタル２７の熱変形によって移動させる。また、バイメタル２７は光源４に近い位置に配置されるので、温度上昇時の変位量が大きい。従って、効果的に温度上昇時の投射レンズ系１Ａの焦点位置のずれを補正できる。

レンズＧ１６自体ではなくレンズＧ１６を保持した可動鏡筒２５を移動させるので、温度上昇時にレンズＧ１６の外筒２４や他の鏡筒への噛み込みやレンズＧ１６の変形を生じず、かつレンズＧ１６を鏡筒に対して傾き偏心が小さい状態で維持できる。また、レンズＧ１６自体はフランジ等を設けた異型レンズとする必要がなく、構造が簡易である。

温度上昇時にレンズＧ１６を移動させるための可動鏡筒２５は、前述のようにズーミング時は固定されている（図１参照）ので、可動鏡筒２５に保持されたレンズＧ１６はいずれのズーム域でも同じ位置にある。従って、温度上昇時の焦点位置の補正の効果がズームポジションにより変動するのを低減できる。また、ズーミングのためのレンズの移動機構（光学素子群Ｇｒ２、Ｇｒ３）と外筒２４や可動鏡筒２５を連動させる必要がない点で投射レンズシステムの構造を簡素化できる。

本実施形態では、前述のように熱変形部材としてバイメタル２７を使用している。バイメタル２７は耐熱性が高く、大型で高輝度のプロジェクタのような投射レンズ系が高温となる用途に適している。また、バイメタル２７を採用すれば一般に熱容量を小さく設定できるので、温度上昇に対する変形の応答速度を高めることができる。

以上のように、本実施形態によれば温度上昇に伴う投射レンズ系の焦点位置のずれを比較的簡易な構成で効果的に補正できる。

図１１から図１４は、最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側のレンズＧ１６を温度上昇時にスクリーン８側に移動させるための機構の代案を示す。

図１１に示す代案では、可動鏡筒２５は固定鏡筒２１に外嵌されている。換言すれば、固定鏡筒２１が保持筒として機能する。具体的には、可動鏡筒２５の本体２５ａの内周面は固定鏡筒２１の外周面に対して摺動可能に接触しており、それによって可動鏡筒２５は固定鏡筒２１に対して光軸方向に移動可能に保持されている。可動鏡筒２５の本体２５ａの外周面と外筒２４の内周面の間には隙間が存在し、互いに非接触である。

図１２から図１４に示す代案は、バイメタルの形態が第１実施形態と異なる。この代案では、薄いリング状の台座３１に３個の円弧状のバイメタル３２の高膨張側３２ａの面を固定している。３個の円弧状のバイメタル３２は光軸方向から見て等角度間隔（１２０度間隔）で配置されている。各バイメタル３２の低膨張側３２ｂの面は台座３１と反対側に位置している。台座３１が外筒２４の基準面２４ｄに当接する状態で外筒２４と可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂとの間にバイメタル３２が配置されている。図１４に示すように、温度上昇時には各バイメタル３２が変形して厚みが増大することにより、可動鏡筒２５がコイルバネ２８の付勢力に抗してＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる方向に移動する。この代案では、第１実施形態よりもバイメタルの使用量を低減してコストを抑制できる。また、温度上昇時には傾き偏心を確実に防止しつつ可動鏡筒２５をスムーズに移動させることができる。なお、台座上のバイメタルの形状は円弧状に限らない。例えば、長方形状のバイメタルが溶接、かしめ等で台座に固定されていてもよい。また、台座上のバイメタルの数は３個に限らず、例えば６個や８個でもよい。

第１実施形態のバイメタル２７は平坦なリング状であるが、バイメタルは常温時に低膨張側２７ａが窪んだリング状（図８（Ｃ）に示す第１実施形態のバイメタル２７が温度上昇により変形したときと同様の形状）であってもよい。かかる形状とすれば、温度上昇時にＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる方向に可動鏡筒２５を移動させるだけではなく、温度低下時に可動鏡筒２５をＤＭＤ３ｒ〜３ｂに近付く方向に移動させることができるので、温度低下時の焦点のずれを補正できる。

図１５及び図１６は熱変形部材がバイメタルではなく樹脂材料からなる点で本発明と異なる比較例を示す。

図１５の比較例では、熱変形部材として、バイメタルと弾性手段の組み合わせに代えて、可逆的に熱膨張する例えば超高分子量ポリエチレン（線膨張係数：１７．０×１０^−５（１／Ｋ））等の樹脂材料からなる部材（熱膨張部材３５）を備える。図１５の例では、熱膨張部材３５は円筒状であり、前端が可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂにねじ止めで固定され、後端が外筒２４にねじ止めで固定されている。可動鏡筒２５は外筒２４に内嵌され、光軸方向に移動可能に保持されている。熱膨張部材３５の形状は円筒状に限定されず、例えば断面円弧状の複数の熱膨張部材で可動鏡筒２５のフランジと外筒２４を連結してもよい。温度上昇時には、熱膨張部材３５が延びることで可動鏡筒２５（レンズＧ１６）がＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる方向に移動し、投射レンズ系１Ａの焦点位置のずれを補正する。温度が常温に戻ると熱膨張部材３５が収縮し、可動鏡筒２５（レンズＧ１６）は図１５に示す初期位置に戻る。熱膨張部材３５は線膨張係数が１０×１０^−５（１／Ｋ）以上の材料からなることが好ましい。線膨張係数の大きい材料を使用することで、熱膨張部材３５の全長を比較的短く設定しても十分な温度上昇時の可動鏡筒２５の移動量を確保できる。その結果、熱膨張部材３５を小型化してコストを低減できる。可動鏡筒２５と外筒２４は線膨張係数が２．３×１０^−５（１／Ｋ）であるアルミニウム製であり、熱膨張部材３５は可動鏡筒２５及び外筒２４よりも温度上昇時の延びが十分に大きい。

図１６の比較例では、バイメタルと弾性手段の組み合わせに代えて、可逆的に熱収縮する部材（熱収縮部材３６）を備える。熱収縮部材３６は前端が外筒２４にばね止めで固定され後端が可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂにねじ止めで固定されている。温度上昇時には、熱収縮部材３６が縮むことで可動鏡筒２５（レンズＧ１６）がＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる方向に移動し、投射レンズ系１Ａの焦点位置のずれを補正する。温度が常温に戻ると熱収縮部材３６が膨張し、可動鏡筒２５（レンズＧ１６）は図１６に示す初期位置に戻る。

本実施形態のように熱変形部材としてバイメタルを用いる構成のほうが、図１５、図１６に記載の構成よりも以下の点で好ましい。まず、小さな空間でより大きな変位量が得られる。また、図１５、図１６の構成では、熱伝導率が比較的よくない樹脂材料を使用しなければいけないが、バイメタルを用いる構成では、バイメタル自身の熱容量が小さいことに加え、熱伝導率のよい金属製の鏡筒を使用することが可能なので、放熱性に優れ、投射レンズユニットの温度上昇が比較的抑えられる。

（第２実施形態）
図１７及び図１８は本発明の第２実施形態にかかる投射レンズ系１Ｂを示す。この投射レンズ系１Ｂも第１実施形態と同様のプロジェクタ２の一部を構成し、光源４、照明光学系５、色分解合成プリズム６、内面全反射プリズム７、及びスクリーン８は第１実施形態のものと同様である（図４から図６参照）。

投射レンズ系１Ｂは、１６枚のレンズＧ１〜Ｇ１６と絞り１５を備え、テレセントリック性を有する。レンズＧ１〜Ｇ１６の曲率半径、各レンズＧ１〜Ｇ１６のレンズ面ｒ１〜ｒ３９の軸上面間距離、屈折率Ｎ１〜Ｎ２０、及びアッベ数ν１〜ν２０は、以下の表５及び表６に示す通りである。

投射レンズ系１Ａは、スクリーン８側（拡大側）から順に、負のパワーを有する光学素子群Ｇｒ１、正のパワーを有する光学素子群Ｇｒ２、負のパワーを有する光学素子群Ｇｒ３、正のパワーを有し絞り１５を含む光学素子群Ｇｒ４、負のパワーを有する光学素子群Ｇｒ５、正のパワーを持つ光学素子群Ｇｒ６からなる。絞り１５よりもスクリーン８側には、８枚のレンズＧ１〜Ｇ８が配置されている。これらのレンズＧ１〜Ｇ８のうち、Ｇ１、Ｇ５、Ｇ６、及びＧ８は正のパワーを持ち、レンズＧ２、Ｇ３、Ｇ４及びＧ７は負のパワーを持つ。特に、負のパワーを持つレンズＧ２は異常分散性の大きいアッベ数が７０を上回るレンズである。絞り１５よりもＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側（縮小側）には、８枚のレンズＧ９〜Ｇ１６が配置されている。これらのレンズのうちＧ９、Ｇ１０、Ｇ１４、及びＧ１５は、正のパワーを持ち、レンズＧ１１及びＧ１２は負のパワーを持つ。特にレンズＧ９、Ｇ１０、Ｇ１４及びＧ１５は異常分散性の大きいアッベ数が７０を上回るレンズである。

最もスクリーン８側の５枚のレンズＧ１〜Ｇ５からなる光学素子群Ｇｒ１はズーミング時も固定である。光学素子群Ｇｒ１の後側の１枚のレンズＧ６（光学素子群Ｇｒ２）は、ズーミングのために光軸方向に移動可能である。レンズＧ６の後側の２枚のレンズＧ７，Ｇ８からなる光学素子群Ｇｒ３はズーミング時も固定である。光学素子群Ｇｒ３の後側のレンズＧ９（光学素子群Ｇｒ４）と、その後側の５枚のレンズＧ１０〜Ｇ１４からなる光学素子群Ｇｒ５は、レンズＧ６（光学素子群Ｇｒ２）が移動した際に変動するレンズバックを調整するために光軸方向に移動する。残りの２枚のレンズＧ１５、Ｇ１６、プリズム１６、及びカバーガラス１７からなる光学素子群Ｇｒ６はズーミング時も固定である。

図１９は本実施形態の投射レンズ系１Ｂの各レンズＧ１〜Ｇ１６の倍率色収差に対する効き度を示し、図２０は温度が３０度上昇した場合の各レンズＧ１〜Ｇ１６のレンズバックＬＢの変動量に対する効き度を示す。これらの図１９及び図２０から、絞り１５よりも後側に配置された正のパワーを有する異常分散レンズＧ１０、Ｇ１３、Ｇ１４は倍率色収差の補正に寄与する一方で、昇温時の焦点位置の変動に大きく影響することが分かる。本実施形態では、投射レンズ系１Ｂを構成するレンズＧ１〜Ｇ１６のうち最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に位置する２枚のレンズＧ１５、Ｇ１６を、温度上昇時にＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる向き（投射レンズ系１Ａの焦点をＤＭＤ３ｒ〜３ｂの表面側にずらす向き）に移動させることにより、温度上昇時の投射レンズ系１Ｂの焦点位置のずれを補正している。

前述の表３に示すように、本実施形態の投射レンズ系１ＢのレンズバックＬＢは６３．５ｍｍで空気換算したレンズバックＬＢairは４９．５ｍｍであるのに対し、レンズＧ１５、Ｇ１６の焦点は７７．２であり、前述の式（１）を満たす１．５６に設定している。

また、前述の表３に示すように、本実施形態の投射レンズ系１Ｂでは、ＤＭＤ３ｒ〜３ｂの対角線長さに対する空気換算したレンズバックＬＢairの比率を、前述の式（２）を満たす２．０に設定している。

図１８は温度上昇時にレンズＧ１５、Ｇ１６をスクリーン８側に変位させる機構の一例を示す。この例では、外筒２４は後端に円環状の蓋部材３７を備え、この蓋部材３７の内面が基準面３７ａを構成している。可動鏡筒２５は外筒２４に内嵌されることにより、光軸方向に移動可能に保持されている。また、可動鏡筒２５は後端側にフランジ部２５ｂを備えており、基準面３７ａとフランジ部２５ｂの間に第１実施形態（図７参照）と同様のリング状のバイメタル２７が配置されている。可動鏡筒２５を弾性的に付勢するコイルバネ２８は、可動鏡筒２５の前端と外筒２４の前端側に設けられた受け部２４ｅとの間に圧縮状態で配置されている。傾き偏心防止のために、可動鏡筒２５と外筒２４の接触部分の光軸方向の長さは、常温時に１５ｍｍ以上あることが好ましい。

光源４（図５参照）の発生する熱等による投射レンズ系１Ｂの温度上昇により、レンズバックが延びて投射レンズ系１Ｂの焦点はＤＭＤ３ｒ〜３ｂの裏面側にずれる。一方、この温度上昇時には、バイメタル２７が変形して厚みが増大することにより、可動鏡筒２５がＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる向きに移動し、可動鏡筒２５に保持されたレンズＧ１５、Ｇ１６もこの向きに移動する。このレンズＧ１５、Ｇ１６の移動は投射レンズ系１Ｂの焦点をＤＭＤ３ｒ〜３ｂの表面側へずらすように作用する。従って、バイメタル２７の熱変形で可動鏡筒２５（レンズＧ１５、Ｇ１６）を移動させることにより、温度上昇時の投射レンズ系１Ａの焦点位置のずれを補正できる。

第２実施形態のその他の構成及び作用は上記した第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。図１１から図１６を参照して説明した代案は第２実施形態にも適用できる。

（第３実施形態）
図２１は本発明の第３実施形態にかかる投射レンズ系１Ｃを示す。この投射レンズ系１Ｃも第１実施形態と同様のプロジェクタ２の一部を構成し、光源４、照明光学系５、色分解合成プリズム６、内面全反射プリズム７、及びスクリーン８は第１実施形態のものと同様である（図４から図６参照）。

投射レンズ系１Ｃは、１７枚のレンズＧ１〜Ｇ１７と絞り１５を備え、テレセントリック性を有する。レンズＧ１〜Ｇ１７の曲率半径、各レンズＧ１〜Ｇ１７のレンズ面ｒ１〜ｒ３９の軸上面間距離、屈折率Ｎ１〜Ｎ１９、及びアッベ数ν１〜ν１９は、以下の表７及び表８に示す通りである。

投射レンズ系１Ａは、スクリーン８側（拡大側）から順に、正のパワーを有する光学素子群Ｇｒ１、負のパワーを有する光学素子群Ｇｒ２、正のパワーを有する光学素子群Ｇｒ３、正のパワーを有する光学素子群Ｇｒ４、正のパワーを有する光学素子群Ｇｒ５からなる。絞り１５よりもスクリーン８側には、８枚のレンズＧ１〜Ｇ８が配置されている。これらのレンズＧ１〜Ｇ８のうち、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ６及びＧ７は正のパワーを持ち、レンズＧ１、Ｇ４、Ｇ５及びＧ８は負のパワーを持つ。特に、正のパワーを持つレンズＧ３と、負のパワーを持つレンズＧ４、Ｇ５は異常分散性の大きいアッベ数が７０を上回るレンズである。絞り１５よりもＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側（縮小側）には、９枚のレンズＧ９〜Ｇ１７が配置されている。これらのレンズのうちＧ１０、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１５、Ｇ１６及びＧ１７は、正のパワーを持ち、レンズＧ９、Ｇ１３及びＧ１４は負のパワーを持つ。特にレンズＧ１０、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１５、Ｇ１６及びＧ１７は異常分散性の大きいアッベ数が７０を上回るレンズである。

最もスクリーン８側の３枚のレンズＧ１〜Ｇ３からなる光学素子群Ｇｒ１はズーミング時も固定である。光学素子群Ｇｒ１の後側の３枚のレンズＧ４〜Ｇ６からなる光学素子群Ｇｒ２はズーミングのために光軸方向に移動可能である。光学素子群Ｇｒ２の後側の光学素子群Ｇｒ３（レンズＧ７，Ｇ８）、光学素子群Ｇｒ５（レンズＧ９〜Ｇ１６）は、光学素子群Ｇｒ２（レンズＧ４〜Ｇ６）が移動した際に変動するレンズバックを補正するために光軸方向に移動する。また絞り１５もズーミング時に移動する。残りのレンズＧ１７を含む光学素子群Ｇｒ５は、ズーミング時も固定である。

図２２は本実施形態の投射レンズ系１Ｃの各レンズＧ１〜Ｇ１７の倍率色収差に対する効き度を示し、図２３は温度が３０度上昇した場合の各レンズＧ１〜Ｇ１６のレンズバックＬＢの変動量に対する効き度を示す。これらの図２２及び図２３から、絞り１５よりも後側に配置された正のパワーを有する異常分散レンズＧ１０〜１２、及びＧ１５〜Ｇ１７は、倍率色収差の補正に寄与する一方で、昇温時の焦点位置の変動に大きく影響することが分かる。本実施形態では、投射レンズ系１Ｃを構成するレンズＧ１〜Ｇ１７のうち最もＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側に位置する１枚のレンズＧ１７をＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる向き（投射レンズ系１Ａの焦点をＤＭＤ３ｒ〜３ｂの表面側にずらす向き）に移動させることにより、温度上昇時の投射レンズ系１Ａの焦点位置のずれを補正している。温度上昇時にレンズＧ１７を移動させるための具体的な機構は、第１実施形態と同様である（図７から図１０参照）。

前述の表３に示すように、本実施形態の投射レンズ系１ＣのレンズバックＬＢは６３．５ｍｍで空気換算したレンズバックＬＢairは４９．５ｍｍであるのに対し、レンズＧ１７の焦点は１５５．７であり、前述の式（１）を満たす３．１５に設定している。

また、前述の表３に示すように、本実施形態の投射レンズ系１Ｃでは、ＤＭＤ３ｒ〜３ｂの対角線長さに対する空気換算したレンズバックＬＢairの比率を、前述の式（２）を満たす２．０に設定している。

第３実施形態のその他の構成及び作用は上記した第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。図１１から図１６を参照して説明した代案は第３実施形態にも適用できる。

（第４実施形態）
図２４は本発明の第４実施形態にかかる投射レンズ系１Ｄを示す。この投射レンズ系１Ｄも第１実施形態と同様のプロジェクタ２の一部を構成し、光源４、照明光学系５、色分解合成プリズム６、内面全反射プリズム７、及びスクリーン８は第１実施形態のものと同様である（図４から図６参照）。位置を変位させて補正する対象であるレンズＧ１６を保持する可動鏡筒２５は固定鏡筒２１に対して光軸方向に移動自在に外嵌されている。

主鏡筒２２に対してねじ止めされている固定鏡筒２１のＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側の端面は光軸に対して垂直な基準面２１ｂを構成している。この基準面２１ｂと可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂのスクリーン側の面の間には、バイメタル４１が配置されている。図２５（Ａ）〜（Ｃ）を併せて参照すると、バイメタル４１は低膨張側２７ａよりも高膨張側４１ｂが窪んだリング状であり、低膨張側２７ａが前側（スクリーン８側）、高膨張側２７ｂが後側（ＤＭＤ３ｒ〜３ｂ）を向く姿勢で配置されている。

可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂのＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側の面と外筒２４の小径部２４ｃの内面から内向きに突出するリング状の受け部２４ｅの間には、コイルばね２８が圧縮状態では配置されている。このコイルばね２８は、レンズＧ１６を保持する可動鏡筒２５を前側（光軸方向のスクリーン側）へ弾性的に付勢し、可動鏡筒２５のフランジ状部２５ｂをバイメタル４１を介して基準面２１ｂに対して弾性的に押し付ける機能を有する。コイルバネ２８以外の他の弾性手段で可動鏡筒２５を付勢してもよい。

温度上昇時には、図２５（Ｃ）に示すように、バイメタル４１は低膨張側４１ａに曲がろうとするので、バイメタル４１の光軸方向の厚みが減少する（図２５（Ｃ）の符号ｔ参照）。可動鏡筒２５はコイルバネ２８によってスクリーン側に付勢されているので、バイメタル４１の厚みの減少量ｔに対応する量だけスクリーン側に移動する。その結果、可動鏡筒２５に保持されたレンズＧ１６も同じ向きに移動するため、温度上昇時の焦点位置のずれを補正できる。温度が低下に伴いバイメタル４１はコイルばね２８の付勢力に抗して厚み増大する方向に変形するため、可動鏡筒２５は初期位置に戻る。

本実施形態では、外筒２４ではなく固定鏡筒２１に基準面２１ｂを設けている点で構造が簡易である。また、レンズや鏡胴の製造誤差により発生する像面湾曲、球面収差などの諸収差を補正するため、主鏡筒２２と固定鏡筒２１との間に間隔補正ワッシャ４２を挿入した場合、固定鏡筒２１の変位と連動して可動鏡筒２５もＤＭＤ３ｂ〜３ｒ方向に変位し、間隔補正ワッシャ４２の挿入によって可動鏡筒２５と固定鏡筒２１の間隔が変化しない。

第４実施形態のその他の構成及び作用は上記した第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

（第５実施形態）
図２６は本発明の第５実施形態にかかる投射レンズ系１Ｅを示す。この投射レンズ系１Ｅも第１実施形態と同様のプロジェクタ２の一部を構成し、光源４、照明光学系５、色分解合成プリズム６、内面全反射プリズム７、及びスクリーン８は第１実施形態のものと同様である（図４から図６参照）。位置を変位させて補正する対象であるレンズＧ１６を保持する可動鏡筒２５は、固定鏡筒２１に対して光軸方向に移動自在に外嵌されている一方、可動鏡筒２５の外周面と外筒２４の内周面との間には隙間が設けられている。

主鏡筒２２に対してねじ止めされている固定鏡筒２１のＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側の端面は光軸に対して垂直な基準面２１ｂを構成している。この基準面２１ｂと可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂの前側（スクリーン８側）の面は、３個のバイメタル６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃにより互いに連結されている。

図２７及び図２８を併せて参照すると、３個のバイメタル６１Ａ〜６１Ｃは光軸方向から見て等角度間隔（１２０度間隔）で配置されている。個々のバイメタル６１Ａ〜６１Ｃは同一形状（光軸方向から見て短冊状）であり、本体６１ａの両端にねじ孔を設けた固定部６１ｂ，６１ｃを備えている。一方の固定部６１ｂが固定ねじ６２Ａにより固定鏡筒２１側にねじ止めで固定され、他方の固定部６１ｃが固定ねじ６２Ｂにより可動鏡筒２５側にねじ止めで固定されている。換言すれば、バイメタル６１Ａ〜６１Ｃは、片持ち梁のような態様で可動鏡筒２５と固定鏡筒２１を連結している。また、バイメタル６１Ａ〜６１Ｃは低膨張側６１ｄが前側（固定鏡筒２１側ないしはスクリーン８側）、高膨張側６１ｅが後側（可動鏡筒２５側ないしはＤＭＤ３ｒ〜３ｂ）を向く姿勢で配置されている。なお、第１から第４実施形態とは異なり、可動鏡筒２５を付勢するためのバネ等の弾性手段は設けられていない。

光源４（図５参照）の発生する熱等による投射レンズ系１Ａの温度上昇により、レンズバックが延び投射レンズ系１Ｅの焦点はＤＭＤ３ｒ〜３ｂの裏面側にずれる。一方、図２８（Ａ），（Ｂ）を参照すると、この温度上昇時にはバイメタル６１Ａ〜６１Ｂが変形して厚みが減少する。その結果、図２８（Ｂ）において符号δで示すように、可動鏡筒２５が前側、すなわちＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる向き（スクリーン８）に移動し、可動鏡筒２５に保持されたレンズＧ１６もこの向きに移動する。このレンズＧ１６の移動は焦点をＤＭＤ３ｒ〜３ｂの表面側へずらすように作用する。従って、バイメタル６１Ａ〜６１Ｂの熱変形で可動鏡筒２５（レンズＧ１６）を移動させることにより、温度上昇時の投射レンズ系１Ａの焦点位置のずれを補正できる。温度が低下して常温に戻ると、バイメタル６１Ａ〜６１Ｂはもとの厚みに戻るので、可動鏡筒２５は図２８（Ｂ）に示す位置から前述の符号δだけ固定鏡筒２１に向かって移動して図２８（Ａ）に示す位置に戻る。その結果、可動鏡筒２５に保持されたレンズＧ１６は初期位置に戻る。

図２９及び図３０に示す第５実施形態の代案は、バイメタル６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃのみが第５実施形態と相違する。この代案における３個のバイメタル６５Ａ〜６５Ｃは、光軸方向から見て等角度間隔（１２０度間隔）で配置されている。個々のバイメタル６５Ａ〜６５Ｃは同一形状（光軸方向から見て短冊状）であり、ねじ孔を設けた中央部６５ａの両端から腕部６５ｂ，６５ｃが同方向に斜めに延びており、個々の腕部６５ｂ，６５ｃの先端にはねじ孔を設けた固定部６５ｄ，６５ｅを備えている。中央部６５ａが固定ねじ６６Ａにより可動鏡２５側にねじ止めで固定され、２つの腕部６５ｂ，６５ｃの先端の固定部６５ｄ，６５ｅがそれぞれ固定ねじ６６Ｂ，６６Ｃにより固定鏡筒２１側にねじ止めで固定されている。換言すれば、バイメタル６５Ａ〜６５Ｃは、両持ち梁のような態様で可動鏡筒２５と固定鏡筒２１を連結している。また、バイメタル６５Ａ〜６５Ｃは、低膨張側６５ｆが後側（可動鏡筒２５側ないしはＤＭＤ３ｒ〜３ｂ）、高膨張側６５ｇが前側（固定鏡筒２１側ないしはスクリーン８側）を向く姿勢で配置されている。

温度上昇時にはバイメタル６６Ａ〜６６Ｂが変形して厚みが減少するので、図３０（Ｂ）に示すようにレンズＧ１６を保持する可動鏡筒２５が前側、すなわちＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる向き（スクリーン８）に移動する。その結果、温度上昇時のレンズバックの延びによる投射レンズ系１Ｅの焦点ずれが補正される。温度が低下して常温に戻ると、バイメタル６１Ａ〜６１Ｂはもとの厚みに戻り、レンズＧ１６を保持する可動鏡筒は図３０（Ａ）に示す初期位置に戻る。

第５実施形態のその他の構成及び作用は第４実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

（第６実施形態）
図３１は本発明の第６実施形態にかかる投射レンズ系１Ｆを示す。この投射レンズ系１Ｆも第１実施形態と同様のプロジェクタ２の一部を構成し、光源４、照明光学系５、色分解合成プリズム６、内面全反射プリズム７、及びスクリーン８は第１実施形態のものと同様である（図４から図６参照）。位置を変位させて補正する対象であるレンズＧ１６を保持する可動鏡筒２５は、外筒２４に対して光軸方向に移動自在に内嵌されている一方、可動鏡筒２５の内周面と固定鏡筒２５の外周面との間には隙間が設けられている。

外筒２４の大径部２４ｂの内面と小径部２４ｃの内面との間に介在している光軸に対して垂直なリング状の面が基準面２４ｄを構成している。この基準面２４ｂと可動鏡筒２５のフランジ部２５ｂの後側（ＤＭＤ３ｒ〜３ｂ側）の面は、３個のバイメタル１６１Ａ〜１６１Ｂにより互いに連結されている。

図３２及び図３３を併せて参照すると、バイメタル１６１Ａ〜１６１Ｂは第４実施形態のものと同一であり、本体１６１ａの両端にある固定部１６１ｂ，１６１ｃのうち、一方の固定部１６１ｂが固定ねじ６２Ａにより可動鏡筒２５側にねじ止めで固定され、他方の固定部１６１ｃが固定ねじ６２Ｂにより外筒２４側にねじ止めで固定されている。第４実施形態とは逆に、バイメタル１６１Ａ〜１６１Ｃは低膨張側１６１ｄが後側（外筒２４側ないしはＤＭＤ３ｒ〜３ｂ）で、高膨張側１６１ｅが前側（可動鏡筒２５側ないしはスクリーン８側）である。

温度上昇時にはバイメタル１６１Ａ〜１６１Ｂが変形して厚みが増大するので、図３３（Ｂ）に示すようにレンズＧ１６を保持する可動鏡筒２５が前側、すなわちＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる向き（スクリーン８）に移動する。その結果、温度上昇時のレンズバックの延びによる投射レンズ系１Ｅの焦点ずれが補正される。温度が低下して常温に戻ると、バイメタル１６１Ａ〜１６１Ｂはもとの厚みに戻り、レンズＧ１６を保持する可動鏡筒は図３３（Ａ）に示す初期位置に戻る。

第６実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図３４及び図３５に示す本発明の第６実施形態の代案は、図２９及び図３０を参照して説明した第５実施形態の代案のバイメタル６５Ａ〜６５Ｃと同様のバイメタル１６５Ａ〜１６５Ｃを採用している点のみが第６実施形態と相違する。個々のバイメタル１６５Ａ〜１６５Ｃは、ねじ孔を設けた中央部１６５ａの両端から同方向に斜めに延びる腕部１６５ｂ，１６５ｃを備え、これらの腕部１６５ｂ，１６５ｃの先端にはねじ孔を設けた固定部１６５ｄ，１６５ｅが設けられている。中央部１６５ａが固定ねじ６６Ａにより外筒２４側にねじ止めで固定され、２つの腕部１６５ｂ，１６５ｃの先端の固定部１６５ｄ，１６５ｅがそれぞれ固定ねじ６６Ｂ，６６Ｃにより可動鏡筒２５側にねじ止めで固定されている。図２９及び図３０のバイメタル６５Ａ〜６５Ｃとは逆に、低膨張側１６５ｆが前側（可動鏡筒２５側ないしはスクリーン８側）で、高膨張側１６５ｇが後側（外筒２４ないしはＤＭＣ３ｒ〜３ｂ側）である。

温度上昇時にはバイメタル１６５Ａ〜１６５Ｂが変形して厚みが増大するので、図３５（Ｂ）に示すようにレンズＧ１６を保持する可動鏡筒２５が前側、すなわちＤＭＤ３ｒ〜３ｂから離れる向き（スクリーン８）に移動する。その結果、温度上昇時のレンズバックの延びによる投射レンズ系１Ｅの焦点ずれが補正される。温度が低下して常温に戻ると、バイメタル１６５Ａ〜１６５Ｂはもとの厚みに戻り、レンズＧ１６を保持する可動鏡筒は図３５（Ａ）に示す初期位置に戻る。

第５及び第６実施形態、並びにそれらの代案では、可動鏡筒２５と固定の保持筒（第５実施形態では固定鏡筒２１、第６実施形態では外筒２４）とをバイメタル６１Ａ〜６１Ｃ，６５Ａ〜６５Ｃ，１６１Ａ〜１６１Ｃ，１６５Ａ〜１６５Ｃを連結し、これらのバイメタルの熱変形により可動鏡筒２５を移動させることで温度上昇時の焦点位置を補正している。そのため、第１から第４実施形態のような可動鏡筒２５を付勢するためのバネ等の弾性手段を設ける必要がない点で、投射レンズシステムの構造を簡略化できる。熱膨張部材として樹脂を採用した場合（図１５及び図１６参照）、材料選択による熱膨張係数の変更はある程度の範囲に制限されるため補正量は主として熱膨張部材の長さにより必要な補正量を確保する必要がある。一方、熱膨張部材としてバイメタルを採用した場合、板厚、材料、形状等を変更することで可動鏡筒２５の変位量を簡単に変更できる。そのため、可動鏡筒２５と固定の保持筒との間隔が狭い場合でも、比較的大きな補正量を得ることが可能であり、既存の投射レンズ系に本発明を適用する場合にも、鏡筒に対する設計変更を必要最小限に抑えることができる。さらに、バイメタルは金属であるので、高輝度のプロジェクタ等の高温環境での使用についても、樹脂材料と比較して耐熱性の点で大幅に優れている。

フロントプロジェクション型のプロジェクタを例に本発明を説明したが、本発明はリアプロジェクション型のプロジェクタを含む他の投射型画像表示装置の投射レンズ系にも適用できる。また、画像形成素子はＤＭＤのような反射型に限定されず、ＣＲＴ、ＥＬ素子等の発光型であってもよい。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの投射レンズ系を示す模式図。 第１実施形態の投射レンズ系を構成する個々のレンズの倍率色収差に対する効き度を示すグラフ。 第１実施形態の投射レンズ系を構成する個々のレンズの温度特性に対する効き度を示すグラフ。 プロジェクタの投射レンズ系、色分解プリズム、内面全反射プリズム、及びＤＭＤを示す模式図。 プロジェクタの光源及び照明光学系を示す模式図。 プロジェクタの投射レンズ系、色分解プリズム、内面全反射プリズム、及びＤＭＤを示す模式図。 第１実施形態の投射レンズ系（常温時）を示す断面図。 バイメタルを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は常温時の側面図、（Ｃ）は温度上昇時の側面図。 図７のIX−IX線での断面図。 第１実施形態の投射レンズ系（温度上昇時）を示す断面図。 投射レンズ系の第１の代案を示す断面図。 投射レンズ系の第２の代案（常温時）を示す断面図。 第２の代案におけるバイメタルを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は常温時の側面図、（Ｃ）は温度上昇時の側面図。 投射レンズ系の第２の代案（温度上昇時）を示す断面図。 投射レンズ系の第１の比較例を示す断面図。 投射レンズ系の第２の比較例を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの投射レンズ系を示す模式図。 第２実施形態の投射レンズ系を示す断面図。 第２実施形態の投射レンズ系を構成する個々のレンズの倍率色収差に対する効き度を示すグラフ。 第２実施形態の投射レンズ系を構成する個々のレンズの温度特性に対する効き度を示すグラフ。 本発明の第３実施形態のプロジェクタの投射レンズ系を示す断面図。 第３実施形態の投射レンズ系を構成する個々のレンズの倍率色収差に対する効き度を示すグラフ。 第３実施形態の投射レンズ系を構成する個々のレンズの温度特性に対する効き度を示すグラフ。 本発明の第４実施形態のプロジェクタの投射レンズ系を示す断面図。 第４実施形態におけるバイメタルを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は常温時の側面図、（Ｃ）は温度上昇時の側面図。 本発明の第５実施形態のプロジェクタの投射レンズ系を示す断面図。 図２６のXXVII−XXVII線での断面図。 図２７の矢印XXVIIIでの矢視図であり、（Ａ）は常温時を示し、（Ｂ）は温度上昇時を示す。 第５実施形態の代案を示す図２７と同様の断面図。 図２９の矢印XXXでの矢視図であり、（Ａ）は常温時を示し、（Ｂ）は温度上昇時を示す。 本発明の第６実施形態のプロジェクタの投射レンズ系を示す断面図。 図３１のXXXII−XXXII線での断面図。 図３２の矢印XXXIIIでの矢視図であり、（Ａ）は常温時を示し、（Ｂ）は温度上昇時を示す。 第６実施形態の代案を示す図２７と同様の断面図。 図３５の矢印XXXVでの矢視図であり、（Ａ）は常温時を示し、（Ｂ）は温度上昇時を示す。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 投射レンズ系
２ プロジェクタ
３ｒ，３ｇ，３ｂ ＤＭＤ
４ 光源
５ 照明光学系
６ 色分解合成プリズム
７ 内面全反射プリズム
８ スクリーン
１１ 発光管
１２ 楕円リフレクタ
１３ ロッドインテグレータ
１４ リレーレンズ群
１５ 絞り
１６ プリズム
１７ カバーガラス
２１ 固定鏡筒
２１ａ フランジ部
２１ｂ 基準面
２２ 主鏡筒
２３ カバー
２４ 外筒
２４ａ フランジ部
２４ｂ 大径部
２４ｃ 小径部
２４ｄ 基準面
２４ｅ 受け部
２５ 可動鏡筒
２５ａ 本体
２５ｂ フランジ部
２５ｃ レンズ保持部
２５ｄ 溝孔
２７，３２，４１，６１Ａ〜６１Ｃ，６５Ａ〜６５Ｃ，１６１Ａ〜１６１Ｃ，１６５Ａ〜１６５Ｃ バイメタル
２７ａ，４１ａ 低膨張側
２７ｂ，４１ｂ 高膨張側
２８ コイルバネ
２９ ねじ
３１ 台座
３２ａ 高膨張側
３２ｂ 低膨張側
３５ 熱膨張部材
３６ 熱収縮部材
３７ 蓋部材
３７ａ 基準面
６１ａ，１６１ａ 本体
６１ｂ，６１ｃ，１６１ｂ，１６１ｃ， 固定部
６１ｄ，１６１ｄ 低膨張側
６１ｅ，１６１ｅ 高膨張側
６２Ａ，６２Ｂ 固定ねじ
６５ａ，１６５ａ 中央部
６５ｂ，６５ｃ，１６５ｂ，１６５ｃ 腕部
６５ｄ，６５ｅ，１６５ｄ，１６５ｅ 固定部
６５ｆ，１６５ｆ 低膨張側
６５ｇ，１６５ｇ 高膨張側
６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ 固定ねじ

Claims (16)

1. 画像形成素子からの画像光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ系と、この投射レンズ系のレンズを保持するレンズ鏡筒とを備える投射レンズユニットにおいて、
   前記レンズ鏡筒は、
   前記投射レンズ系のレンズのうち最も前記画像形成素子側に配置された正のパワーを持つ１枚又は複数枚のレンズを保持する可動鏡筒と、
   前記可動鏡筒を光軸方向に移動可能に保持し、端面に前記光軸に対して垂直であって前記スクリーン側を向いた基準面を有する保持筒と、
   前記可動鏡筒を前記基準面に向けて付勢する付勢手段と、
   温度上昇時に前記光軸方向に熱変形し、この前記光軸方向の熱変形によって前記可動鏡筒を前記画像形成素子から離れるように前記付勢手段の付勢力に抗して前記光軸方向に移動させる、常温で低膨張側が高膨張側に対して窪んでいるバイメタルを含む熱変形部材と
   を備えることを特徴とする投射レンズユニット。
2. 画像形成素子からの画像光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ系と、この投射レンズ系のレンズを保持するレンズ鏡筒とを備える投射レンズユニットにおいて、
   前記レンズ鏡筒は、
   前記投射レンズ系のレンズのうち最も前記画像形成素子側に配置された正のパワーを持つ１枚又は複数枚のレンズを保持する可動鏡筒と、
   前記可動鏡筒を光軸方向に移動可能に保持し、前記光軸に対して垂直であって前記画像形成素子側を向いた基準面を有する保持筒と、
   前記可動鏡筒を前記基準面に向けて付勢する付勢手段と、
   前記可動鏡筒と前記基準面の間に介装され、温度上昇時に前記光軸方向に熱変形し、この前記光軸方向の熱変形によって前記付勢手段が前記可動鏡筒を前記画像形成素子から離れるように前記光軸方向に移動させる、常温で高膨張側が低膨張側に対して窪んでいるバイメタルを含む熱変形部材と
   を備えることを特徴とする投射レンズユニット。
3. 前記投射レンズ系は、
   絞りと、
   前記絞りよりも前記画像形成素子側に配置され、正のパワーを持ち、かつアッベ数が７０を上回る１枚又は複数枚のレンズと
   を備えることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズユニット。
4. 前記可動鏡筒に保持された前記１枚又は複数枚のレンズの焦点距離は、空気換算したレンズバックに対して以下の関係を有するように設定されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズユニット。
   

   
5. 前記可動鏡筒が保持するレンズは２枚以下であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズユニット。
6. 前記投射レンズ系はズームレンズ系であり、前記可動鏡筒はズーミング時に固定されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズユニット。
7. 前記画像形成素子の対角長さの２倍以上の空気換算のレンズバックを有するテレセントリックな光学系であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズユニット。
8. 前記可動鏡筒の内周面又は外周面が前記保持筒に摺動可能に接触し、かつ
   前記可動鏡筒と前記保持筒の接触部分の光軸方向の長さが１５ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズユニット。
9. 前記可動鏡筒と前記保持筒は前記バイメタルにより連結されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズユニット。
10. 前記保持筒は、前記可動鏡筒が保持するレンズよりも拡大側に位置するレンズが搭載された鏡筒であることを特徴とする、請求項９に記載の投射レンズユニット。
11. 前記保持筒は、前記可動鏡筒の外側に配置される鏡筒であることを特徴とする、請求項９に記載の投射レンズユニット。
12. 前記バイメタルを複数有し、個々の前記バイメタルは、一端が前記可動鏡筒に固定され、他端が前記保持筒に固定されていることを特徴とする、請求項１０又は請求項１１に記載の投射レンズユニット。
13. 前記バイメタルを複数有し、個々の前記バイメタルは、両端が前記可動鏡筒及び前記保持筒のいずれか一方に固定され、中央部が前記可動鏡筒及び前記保持筒のうちの他方に固定されていることを特徴とする、請求項１０又は請求項１１に記載の投射レンズユニット。
14. 前記付勢手段は弾性部材であり、
    前記可動鏡筒はフランジ部を有し、
    前記バイメタルは前記基準面と前記フランジ部との間に配置され、かつ
    前記弾性部材は前記可動鏡筒を前記バイメタルを介して前記基準面に押し付けることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズユニット。
15. 前記可動鏡筒の前記保持筒に対する前記光軸回りの回転を阻止し、かつ前記可動鏡筒の前記保持筒に対する前記光軸回りの回転位置を複数位置に設定可能な回転止め機構をさらに備える、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の投射レンズユニット。
16. 前記熱変形部材は、リング状の台座と、前記リング状の台座に固定された複数の前記バイメタルとを備え、前記可動筒と前記保持筒との間に形成された前記光軸方向の空間に配置されている、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズユニット。

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