WO2019124083A1 - 投写レンズ系及び画像投写装置 - Google Patents

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WO2019124083A1
WO2019124083A1 PCT/JP2018/044811 JP2018044811W WO2019124083A1 WO 2019124083 A1 WO2019124083 A1 WO 2019124083A1 JP 2018044811 W JP2018044811 W JP 2018044811W WO 2019124083 A1 WO2019124083 A1 WO 2019124083A1
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WO
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lens
lens system
projection
projection lens
negative
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PCT/JP2018/044811
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English (en)
French (fr)
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卓也 今岡
英夫 大西
賢治 池應
克 山田
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/20—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having an additional movable lens or lens group for varying the objective focal length
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details

Definitions

  • the present disclosure relates to a projection lens system that projects an image on the reduction side to the enlargement side, and an image projection apparatus including the projection lens system.
  • Patent Document 1 discloses, in an image projection apparatus and an imaging apparatus, an optical system for satisfactorily correcting chromatic aberration and suppressing deviation of a focus position due to a temperature change.
  • the optical system of Patent Document 1 at least two positive lenses whose Abbe number, anomalous dispersion, refractive index change rate with respect to temperature change, etc. are set in appropriate ranges are provided on the reduction side with respect to the stop.
  • Patent document 1 mentions the lamp used for a light source as a cause which becomes high temperature in an image projector.
  • the present disclosure provides a projection lens system and an image projection apparatus capable of improving the image quality of an image in high brightness of the image projection apparatus.
  • the projection lens system according to the present disclosure is a lens system that projects an image on the reduction side to the enlargement side.
  • the projection lens system includes a plurality of negative lenses and a stop. Of a plurality of negative lenses, at least one of a first negative lens closest to the stop, a second negative lens closest to the stop next to the first negative lens, and a third negative lens closest to the stop next to the second negative lens
  • One negative lens satisfies the following condition (1).
  • ⁇ n ⁇ 10 ⁇ 10 -7 [/ ° C.] (1) here, ⁇ n is a linear expansion coefficient of at least one negative lens.
  • An image projection apparatus includes the above-described projection lens system and an image forming element.
  • the image forming element forms an image.
  • the projection lens system and the image projection apparatus it is possible to improve the image quality of the image when the brightness of the image projection apparatus is increased.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an image projection apparatus according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a lens arrangement diagram of the projection lens system according to Example 1 in various states.
  • FIG. 3 is an aberration diagram showing longitudinal aberration of the projection lens system according to Example 1.
  • FIG. 4 is a view showing the sufficiency of various conditions in the projection lens system of Example 1.
  • FIG. 5 is a lens arrangement diagram in various states of the projection lens system according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is an aberration diagram illustrating longitudinal aberration of a projection lens system according to Example 2.
  • FIG. FIG. 7 is a view showing the sufficiency of various conditions in the projection lens system of Example 2.
  • FIG. FIG. 8 is a lens arrangement diagram of the projection lens system according to Example 3 in various states.
  • FIG. 9 is an aberration diagram illustrating longitudinal aberration of a projection lens system according to Example 3.
  • FIG. 10 is a diagram showing the sufficiency of various conditions in the projection lens system of Example 3.
  • FIG. 11 is a lens arrangement diagram of a projection lens system according to Example 4.
  • FIG. 12 is an aberration diagram illustrating longitudinal aberration of a projection lens system according to Example 4.
  • FIG. 13 is a ray diagram showing the ray path in the projection lens system of Example 4.
  • FIG. 14 is a diagram showing the sufficiency of the various conditions in the projection lens system of the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a lens arrangement diagram of a projection lens system according to Example 5.
  • FIG. 16 is an aberration diagram illustrating longitudinal aberration of a projection lens system according to Example 5.
  • FIG. 17 is an optical path diagram showing an optical path of a light beam in the projection lens system of Example 5.
  • FIG. 18 is a diagram showing the sufficiency of various conditions in the projection lens system of Example 5.
  • FIG. 19 is a lens arrangement diagram of a projection lens system according to Example 6.
  • FIG. 20 is an aberration diagram showing longitudinal aberration of a projection lens system according to Example 6.
  • FIG. 21 is an optical path diagram showing an optical path of a light beam in the projection lens system of Example 6.
  • FIG. FIG. 22 is a diagram showing the sufficiency of the various conditions in the projection lens system of the sixth example.
  • FIG. 23 is a lens arrangement diagram of the projection lens system according to Example 7 in various states.
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing longitudinal aberration of a projection lens system according to Example 7.
  • FIG. 25 is a diagram showing the sufficiency of the various conditions in the projection lens system of Example 7.
  • FIG. FIG. 26 is a lens arrangement diagram of the projection lens system according to Example 8 in various states.
  • FIG. 27 is an aberration diagram showing longitudinal aberration of a projection lens system according to Example 8.
  • FIG. 28 is a diagram showing the sufficiency of the various conditions in the projection lens system of the eighth embodiment.
  • FIG. 29 is a lens arrangement diagram of the projection lens system according to Example 9 in various states.
  • FIG. 30 is an aberration diagram showing longitudinal aberration of a projection lens system according to Example 9.
  • FIG. 31 is a diagram showing the sufficiency of the various conditions in the projection lens system of the ninth example.
  • Embodiment 1 of a projection lens system and an image projection apparatus according to the present disclosure will be described using the drawings.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an image projection apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the image projection apparatus 1 is, for example, a high brightness projector having a light output of 20,000 lumens or more.
  • image light 3 showing various images 2 is generated using the image forming element 11 etc., and the image light 3 is incident on the projection lens system PL.
  • the projection lens system PL emits the projection light 35 so as to magnify the image 2 of the incident image light 3.
  • the projection image 20 of the enlargement result of the image 2 is projected on the external screen 4 or the like by the projection light 35 from the projection lens system PL.
  • the image projection apparatus 1 when the image light 3 having high brightness travels in the projection lens system PL, a specific lens element Ln such as the vicinity of the stop A in the projection lens system PL is It is assumed that a noticeable temperature change will occur.
  • the temperature change of the lens element Ln has various influences on the performance of the projection lens system PL, such as the shift of the focus position, the occurrence of spherical aberration, and the fluctuation of the back focus by changing the shape and the refractive index of the lens element Ln. It can be exerted.
  • the heat distribution on the lens element Ln by the image light 3 can occur both uniformly and locally. In each case, it is considered that the way of the influence of heat changes, such as the shift direction of the focus position being different. From the above, when the brightness of the image projection apparatus 1 is increased, the performance of the projection lens system PL becomes unstable due to the influence of heat according to the brightness in the image 2 to be projected, and the image quality of the projected image 20 is degraded. Is assumed.
  • the projection lens system PL is configured to suppress the influence of heat due to the high brightness image light 3.
  • the influence of heat can be suppressed in increasing the brightness of the image projection device 1, the performance of the projection lens system PL can be stabilized, and the image quality of the projection image 20 can be improved.
  • the image projection apparatus 1 includes a light source 10, an image forming element 11, a transmission optical system 12, and a projection lens system PL.
  • the image projection apparatus 1 is configured, for example, by the DLP method.
  • the light output of the image projection apparatus 1 may be 30,000 lumens or more.
  • the light source 10 is, for example, a laser light source.
  • the light source 10 includes, for example, a blue LD (semiconductor laser) element and has a peak wavelength near 450 nm.
  • the light source 10 emits illumination light 30 of white light by, for example, various color synthesis.
  • the illumination light 30 is irradiated to the image forming element 11 with a uniform illuminance distribution via the transmission optical system 12.
  • the light source 10 may include Kohler illumination optics.
  • the image forming element 11 is, for example, a DMD (digital mirror device).
  • the image forming element 11 has an image forming surface including, for example, a mirror element for each pixel, and forms the image 2 on the image forming surface based on a video signal from the outside.
  • the image forming element 11 spatially modulates the illumination light 30 on the image forming surface to generate the image light 3.
  • the image light 3 has directivity, for example, for each pixel on the image forming surface.
  • the image projection apparatus 1 may include a plurality of image forming elements 11 such as three chips corresponding to RGB, for example.
  • the image forming element 11 is not limited to the DMD, but may be, for example, a liquid crystal element.
  • the image projection device 1 may be configured by a 3 LCD method, an LCOS method, or the like.
  • the transmission optical system 12 includes an optical element having translucency and the like, and is disposed between the image forming element 11 and the projection lens system PL.
  • the transmission optical system 12 guides the illumination light 30 from the light source 10 to the image forming element 11. Further, the transmission optical system 12 guides the image light 3 from the image forming element 11 to the projection lens system PL.
  • the transmission optical system 12 may include various optical elements such as, for example, a TIR (internal total reflection) prism, a color separation prism, a color synthesis prism, an optical filter, a parallel plate glass, a quartz low pass filter, and an infrared cut filter. .
  • the optical element in the transmission optical system 12 may be referred to as “back glass”.
  • the projection lens system PL is, for example, modularized and mounted on the image projection apparatus 1.
  • the side of the projection lens system PL facing the outside of the image projection apparatus 1 is referred to as “enlargement side”, and the side opposite to the enlargement side is referred to as “reduction side”.
  • Various back glasses of the transmission optical system 12 are disposed on the reduction side of the projection lens system PL.
  • the projection lens system PL includes a plurality of lens elements Ln and a stop A.
  • the number of lens elements Ln is, for example, 15 or more. Thereby, various aberrations in the projection lens system PL can be corrected well.
  • the aperture stop A is, for example, an aperture stop.
  • the degree of opening of the stop A is fixed in advance in an open state or the like.
  • the projection lens system PL may be incorporated into the image projection device 1 without being particularly modularized. Hereinafter, the details of the projection lens system PL according to the present embodiment will be described.
  • the negative leading type zoom lens system is a lens system that includes a plurality of lens groups that move at the time of zooming, and the lens group on the most enlargement side has negative power.
  • Example 1 The projection lens system PL1 of Example 1 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 2 is a lens arrangement diagram in various states of the projection lens system PL1 according to the first embodiment.
  • the following lens arrangement diagrams show the arrangement of various lenses in a focusing state of 4000 mm in the entire system such as the projection lens system PL1.
  • the left side in the figure is the enlargement side or the object side of the whole system.
  • the right side in the figure is the reduction side or the image side of the entire system.
  • the position of the image plane S is shown on the rightmost side, ie, the reduction side in each drawing.
  • the image plane S corresponds to the image forming surface of the image forming element 11.
  • FIG. 2A shows a lens arrangement at the wide-angle end of the projection lens system PL1 of the first embodiment.
  • FIG. 2B shows a lens arrangement at an intermediate position of the projection lens system PL1 of the first embodiment.
  • FIG. 2C is a lens arrangement diagram of the projection lens system PL1 of the first embodiment at the telephoto end.
  • the wide angle end is the shortest focal length state in which the entire system has the shortest focal length fw.
  • the intermediate position is an intermediate focal length between the wide angle end and the telephoto end.
  • the broken line arrows illustrated between FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b) can be obtained by connecting the positions of the lens groups in each state of the wide-angle end, the intermediate position and the telephoto end sequentially from the top in the figure. It is a straight line. Between the wide angle end and the intermediate position, and between the intermediate position and the telephoto end, they are simply connected in a straight line, which is different from the actual movement of each lens group. Further, symbols (+) and (-) attached to the symbols of the respective lens groups indicate the positive and negative of the power of each lens group.
  • the projection lens system PL1 of the first embodiment includes eighteen lens elements L1 to L18 that constitute three lens units G1 to G3. As shown in FIG. 2A, the first, second and third lens groups G1, G2 and G3 are arranged in order from the enlargement side to the reduction side of the projection lens system PL1.
  • the projection lens system PL1 functions as a zoom lens system by moving each of the first to third lens groups G1 to G3 along the optical axis of the projection lens system PL1 during zooming.
  • the first to eighteenth lens elements L1 to L18 are arranged in order from the enlargement side to the reduction side.
  • the first to eighteenth lens elements L1 to L18 respectively constitute a positive lens or a negative lens.
  • the positive lens has positive power by having a biconvex shape or a positive meniscus shape.
  • the negative lens has negative power by having a biconcave shape or a negative meniscus shape.
  • the first lens unit G1 includes first to seventh lens elements L1 to L7, and has negative power.
  • the first lens element L1 has a negative meniscus shape, and is disposed with the convex surface facing the enlargement side.
  • the second lens element L2 has a biconvex shape.
  • the third lens element L3 has a positive meniscus shape, and is disposed with the convex surface facing the enlargement side.
  • the fourth lens element L4 has a negative meniscus shape, and is disposed with the convex surface facing the enlargement side.
  • the fifth lens element L5 has a negative meniscus shape, and is disposed with the convex surface facing the enlargement side.
  • the sixth lens element L6 has a biconcave shape.
  • the seventh lens element L7 has a biconvex shape.
  • the second lens unit G2 includes eighth to tenth lens elements L8 to L10 and has positive power.
  • the eighth lens element L8 has a positive meniscus shape, and is disposed with the convex surface facing the enlargement side.
  • the ninth lens element L9 has a negative meniscus shape, and is disposed with the convex surface facing the enlargement side.
  • the tenth lens element L10 has a biconvex shape.
  • the third lens unit G3 includes eleventh to eighteenth lens elements L11 to L18, and has positive power.
  • a stop A is provided on the enlargement side of the eleventh lens element L11.
  • the eleventh lens element L11 has a biconcave shape.
  • the twelfth lens element L12 has a biconvex shape.
  • the thirteenth lens element L13 has a biconvex shape.
  • the fourteenth lens element L14 has a biconvex shape.
  • the fifteenth lens element L15 has a biconcave shape.
  • the sixteenth lens element L16 has a biconvex shape.
  • the seventeenth lens element L17 has a negative meniscus shape, and is disposed with the convex surface facing the reduction side.
  • the eighteenth lens element L18 has a biconvex shape.
  • FIGS. 2A to 2C as an example of the transmission optical system 12, three back glasses L19 and L20 arranged between the eighteenth lens element L18 closest to the reduction side in the projection lens system PL1 and the image plane S. , L21 are illustrated.
  • the back glasses L19 to L21 are, for example, various prisms, filters, and cover glasses.
  • back glasses L19 to L21 for one image plane S corresponding to one image forming element 11 are illustrated.
  • the projection lens system PL1 is applicable to various transmission optical systems 12 when using a plurality of image forming elements 11.
  • the projection lens system PL1 forms a substantially telecentric system on the reduction side where light from the image plane S is incident via the back glasses L19 to L21. As a result, it is possible to suppress color shift or the like due to the coating of the prism in the transmission optical system 12. Further, the light from the image plane S of the image forming element 11 can be efficiently taken into the projection lens system PL1.
  • FIG. 3 is an aberration diagram showing various longitudinal aberrations of the projection lens system PL1 according to Example 1.
  • FIG. Each of the aberration diagrams below illustrates various longitudinal aberrations in a focused state of 4000 mm.
  • FIG. 3A shows various aberrations at the wide-angle end of the projection lens system PL1 of the first embodiment.
  • FIG. 3B shows various aberrations at an intermediate position of the projection lens system PL1 of the first embodiment.
  • FIG. 3C shows various aberrations at the telephoto end of the projection lens system PL1 of the first embodiment.
  • the spherical aberration diagram showing the spherical aberration on the horizontal axis “SA (mm)” and the astigmatism on the horizontal axis It includes an astigmatism diagram shown in “AST (mm)” and a distortion diagram in which distortion is shown on the horizontal axis “DIS (%)”.
  • the vertical axis "F” represents an F number.
  • the solid line marked “d-line” in the figure indicates the characteristic of the d-line.
  • the broken line marked “F-line” shows the characteristic of the characteristic of the F-line.
  • the broken line marked “C-line” shows the characteristic of the characteristic of the C-line.
  • the vertical axis "H” represents the image height.
  • the solid line marked “s” in the figure indicates the characteristic of the sagittal plane.
  • the dashed line marked “m” shows the characteristics of the meridional plane.
  • FIGS. 3A, 3B, and 3C Various aberrations in various states illustrated in FIGS. 3A, 3B, and 3C are based on Numerical Example 1 in which the projection lens system PL1 of Example 1 is specifically implemented. Numerical embodiment 1 of the projection lens system PL1 will be described later.
  • FIG. 4 is a chart showing the sufficiency of the various conditions in the projection lens system PL1 of the first embodiment.
  • the chart shown in FIG. 4 indicates which of all the lens elements L1 to L18 in the projection lens system PL1 of Example 1 satisfies the following conditions (1) to (5).
  • the symbol “o” in the item for each lens indicates that the corresponding condition is satisfied, and the blank indicates that the corresponding condition is not satisfied.
  • the symbol “/” indicates that the lens is not a judgment target lens of the corresponding condition from the viewpoint of lens power and the like.
  • various parameters related to the conditions (1) to (5) are also described.
  • Various parameters include ⁇ , T (460 nm), vd and dn / dt described later.
  • the power of the lens is described as "P” in the positive lens and "N” in the negative lens.
  • the lens material of each of the lens elements L1 to L18 is also illustrated.
  • the lens in the vicinity of the stop A of the projection lens system PL1 is likely to cause a temperature change due to the density of the light rays of the image light 3 or the like in the case of high luminance of the image projection device 1.
  • the negative lens is considered to be susceptible to the effects of heat, such as the focal position being sensitively shifted due to a local temperature change, which is likely to affect the performance of the projection lens system PL1. Therefore, in the present embodiment, at least one negative lens of the first to third negative lenses in the vicinity of the stop A in the projection lens system PL1 is configured to satisfy the following condition (1).
  • Condition (1) is expressed as the following equation. ⁇ n ⁇ 10 ⁇ 10 -7 [/ ° C.] (1)
  • ⁇ n is a linear expansion coefficient at normal temperature of the lens material of the negative lens.
  • the normal temperature is, for example, 20 ° C. to 30 ° C.
  • the linear expansion coefficient ⁇ at normal temperature of the lens material of each of the lens elements L1 to L18 is shown in units of [10 ⁇ 7 / ° C.].
  • the first negative lens is the negative lens closest to the stop A among all the negative lenses included in the projection lens system PL1.
  • the second negative lens is a negative lens closest to the stop A next to the first negative lens among all negative lenses.
  • the third negative lens is a negative lens closest to the stop A next to the second negative lens among all negative lenses.
  • the closeness of each lens to the stop A is the minimum value from the wide-angle end to the telephoto end of the entire system at the distance from the surface closer to the stop A to the stop A of the enlargement side surface and the reduction side surface of the lens Can be evaluated using
  • the stop A is located between the tenth lens element L10 of the positive lens and the eleventh lens element L11 of the negative lens. From this, in Example 1, as shown in FIG. 4, the eleventh lens element is the first lens, the ninth lens element L9 is the second negative lens, and the fifteenth lens element L15 is the third negative lens. It is. In Example 1, the eleventh lens element L11, which is the first negative lens, satisfies the condition (1).
  • the temperature rise is likely to occur in the vicinity of the stop A, and the change of the shape due to the temperature change is suppressed in at least one of the first to third negative lenses that easily affect the performance of the projection lens system PL1. Be done.
  • the effects of heat in the first to third negative lenses can be suppressed, and the performance of the projection lens system PL1 can be stabilized.
  • the linear expansion coefficient ⁇ n of the negative lens exceeds the upper limit value of the condition (1), the temperature rise of the negative lens tends to cause local change of the shape, and the influence of heat becomes excessive.
  • synthetic quartz can be used as the lens material that satisfies the condition (1).
  • At least one negative lens of the negative lenses satisfying the condition (1) may satisfy the following condition (2).
  • the eleventh lens element L11 satisfies the condition (2) with the lens material "SILICA".
  • the lens material "SILICA" means silicon dioxide.
  • Tn is the internal transmittance excluding the surface reflection loss at the transmittance at which light of wavelength 460 nm passes through the lens material.
  • FIG. 4 shows the internal transmittance T (460 nm) of light of wavelength 460 nm at a thickness of 10 mm of each lens element L1 to L18 lens material.
  • the lens material is more likely to absorb energy as light of shorter wavelength, and a light source having a particularly high peak intensity for blue light is often used in the image projection apparatus. It is set to the wavelength.
  • condition (2) it is possible to secure high internal transmittance Tn of the negative lens that can concentrate light rays near the stop A, and reduce the energy absorbed by the negative lens when the light rays pass.
  • the internal transmittance Tn of the negative lens falls below the lower limit value 99.5% of the condition (2), the energy absorbed by the negative lens becomes large, and the influence of heat may be excessive.
  • At least one positive lens may satisfy the condition (3).
  • the four lenses of the second lens element L2, the third lens element L3, the twelfth lens element L12, and the thirteenth lens element L13 satisfy the condition (3 Satisfy.
  • Condition (3) is expressed as the following equation.
  • ⁇ p is the Abbe number of the lens material of the positive lens.
  • the Abbe number vd based on the d-line can be adopted as the Abbe number pp.
  • a lens material having a high Abbe number tends to have a high transmittance, which is thermally advantageous.
  • a positive lens that exceeds the upper limit value of the condition (3) it becomes difficult to satisfactorily correct the chromatic aberration of the projection lens system PL1.
  • the chromatic aberration can be well corrected with respect to the high zoom or wide angle of the projection lens system PL1.
  • the Abbe number pp of at least one positive lens is preferably smaller than 36.
  • At least one negative lens may satisfy the following condition (4).
  • n n is the Abbe number of the lens material of the negative lens, as with the Abbe number p p of the positive lens.
  • the Abbe number n n of at least one negative lens is smaller than 36.
  • At least four positive lenses may satisfy the following condition (5).
  • the projection lens system PL1 of Example 1 as shown in FIG. 4, five sheets of an eighth lens L8, a tenth lens element L10, a fourteenth lens element L14, a sixteenth lens element L16, and an eighteenth lens element L18. But satisfies the condition (5).
  • Condition (5) is expressed as the following equation. dn / dt ⁇ 4.5 ⁇ 10 ⁇ 6 (5)
  • dn / dt is the temperature coefficient of the relative refractive index at normal temperature of the lens material of the positive lens, as in the case of the condition (7).
  • the temperature coefficient dn / dt of the relative refractive index is shown in the unit [10 -6 ].
  • the influence of the change of the shape and the influence of the change of the refractive index may be offset in the shift of the focus position due to the local temperature change.
  • the condition (5) with respect to the change of the image 2 to be projected, the effect of heat can be reduced by the offset as described above, and the fluctuation of the image quality of the projection image 20 can be suppressed.
  • the temperature coefficient dn / dt of the relative refractive index of the positive lens exceeds the upper limit value of the condition (5), the influence of the change of the shape in the local temperature change of the positive lens is canceled by the change of the refractive index Will be difficult.
  • Example 2 The measures for increasing the brightness as described above can be implemented not limited to the projection lens system PL1 of the first embodiment.
  • the projection lens system PL2 of Example 2 will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
  • FIG. 5 is a lens arrangement diagram in various states of the projection lens system PL2 according to the second embodiment. 5 (a), (b) and (c) respectively show lens arrangement diagrams at the wide-angle end, the intermediate position and the telephoto end of the projection lens system PL2, as in FIGS. 2 (a) to (c).
  • the projection lens system PL2 of the second embodiment includes sixteen lens elements L1 to L16. As in the first embodiment, the first to sixteenth lens elements L1 to L16 in the projection lens system PL2 are arranged in order from the enlargement side to the reduction side. As in the first embodiment, the projection lens system PL2 of the second embodiment includes the three lens groups G1 to G3 to configure a zoom lens system. In FIGS. 5A to 5C, back glasses L17 to L19 as an example of the transmission optical system 12 are illustrated.
  • the first lens unit G1 includes first to sixth lens elements L1 to L6, and has negative power.
  • the first lens element L1 has a negative meniscus shape, and the convex surface is directed to the enlargement side.
  • the second lens element L2 has a biconvex shape.
  • the third lens element L3 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the fourth lens element L4 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the fifth lens element L5 has a biconcave shape.
  • the sixth lens element L6 has a biconvex shape.
  • the second lens group G2 includes seventh and eighth lens elements L7 and L8 and has positive power.
  • the seventh lens element L7 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the eighth lens element L8 has a biconvex shape.
  • the seventh lens element L7 and the eighth lens element L8 are cemented.
  • the third lens unit G3 includes ninth to sixteenth lens elements L9 to L16, and has positive power.
  • a stop A is provided on the enlargement side of the ninth lens element L9.
  • the ninth lens element L9 has a biconcave shape.
  • the tenth lens element L10 has a biconvex shape.
  • the eleventh lens element L11 has a biconvex shape.
  • the twelfth lens element L12 has a biconvex shape.
  • the thirteenth lens element L13 has a biconcave shape.
  • the fourteenth lens element L14 has a biconvex shape.
  • the fifteenth lens element L15 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the sixteenth lens element L16 has a biconvex shape.
  • FIG. 6 is an aberration diagram illustrating longitudinal aberration of the projection lens system PL2 according to Example 2.
  • FIG. FIGS. 6A, 6B, and 6C show various aberrations at the wide-angle end, the wide-angle end, the intermediate position, and the telephoto end of the projection lens system PL2, respectively, as in FIGS. 3A to 3C. .
  • the various aberrations illustrated in FIGS. 6 (a) to 6 (c) are based on Numerical Example 2 described later.
  • FIG. 7 shows the sufficiency of the conditions (1) to (5) in the projection lens system PL2 of the second embodiment.
  • the table of FIG. 7 shows the correspondence between the conditions (1) to (5) and the lens elements L1 to L16 of the projection lens system PL2 of the second embodiment, as in the first embodiment. Also by the projection lens system PL2 of the second embodiment, the image quality of the projection image 20 can be improved when the brightness of the image projection device 1 is increased.
  • Example 3 The projection lens system PL3 of Example 3 will be described with reference to FIGS. 8 to 10.
  • FIG. 8 is a lens arrangement diagram in various states of the projection lens system PL3 according to the third example. 8 (a), (b) and (c) respectively show lens arrangement diagrams at the wide-angle end, the intermediate position and the telephoto end of the projection lens system PL3, as in FIGS. 2 (a) to (c).
  • the projection lens system PL3 of Example 3 includes 16 lens elements L1 to L16.
  • the first to sixteenth lens elements L1 to L16 in the projection lens system PL3 are arranged in order from the enlargement side to the reduction side as in the first embodiment.
  • the projection lens system PL3 of the third embodiment like the first embodiment, includes the three lens groups G1 to G3 to configure a zoom lens system.
  • FIGS. 8A to 8C back glasses L17 to L19 as an example of the transmission optical system 12 are illustrated.
  • the first lens unit G1 includes first to sixth lens elements L1 to L6 and has negative power.
  • the first lens element L1 has a negative meniscus shape, and the convex surface is directed to the enlargement side.
  • the second lens element L2 has a biconvex shape.
  • the third lens element L3 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the fourth lens element L4 has a biconcave shape.
  • the fifth lens element L5 has a biconcave shape.
  • the sixth lens element L6 has a biconvex shape.
  • the second lens group G2 includes seventh and eighth lens elements L7 and L8 and has positive power.
  • the seventh lens element L7 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the eighth lens element L8 has a biconvex shape.
  • the seventh lens element L7 and the eighth lens element L8 are cemented.
  • the third lens unit G3 includes ninth to sixteenth lens elements L9 to L16, and has positive power.
  • a stop A is provided on the enlargement side of the ninth lens element L9.
  • the ninth lens element L9 has a biconcave shape.
  • the tenth lens element L10 has a biconvex shape.
  • the eleventh lens element L11 has a biconvex shape.
  • the twelfth lens element L12 has a biconvex shape.
  • the thirteenth lens element L13 has a biconcave shape.
  • the fourteenth lens element L14 has a biconvex shape.
  • the fifteenth lens element L15 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the sixteenth lens element L16 has a biconvex shape.
  • FIG. 9 is an aberration diagram illustrating longitudinal aberration of a projection lens system PL3 according to Example 3.
  • FIG. FIGS. 9A, 9B, and 9C show various aberrations at the wide-angle end, the wide-angle end, the middle position, and the telephoto end of the projection lens system PL3, respectively, as in FIGS. 3A to 3C. .
  • the various aberrations illustrated in FIGS. 9A to 9C are based on Numerical Example 3 described later.
  • FIG. 10 shows the sufficiency of the conditions (1) to (5) in the projection lens system PL3 of the third embodiment.
  • the table of FIG. 10 shows the correspondence between the conditions (1) to (5) and the lens elements L1 to L17 of the projection lens system PL3 of the third embodiment, as in the first embodiment. Also by the projection lens system PL3 of the third embodiment, the image quality of the projection image 20 can be improved when the brightness of the image projection apparatus 1 is increased.
  • the projection lens systems PL1 to PL3 of the above Embodiments 1 to 3 can project the image 2 on the reduction side in the image projection device 1 as the projection image 20 on the enlargement side.
  • the projection lens systems PL1 to PL3 have a stop A and constitute a zoom lens system including a plurality of lens groups G1 to G3.
  • the lens group G1 closest to the magnification side among the plurality of lens groups G1 to G3 has negative power.
  • the negative leading projection lens systems PL1 to PL3 satisfy the following condition (6) in the present embodiment.
  • Condition (6) is expressed as the following equation. 2 ⁇ fr / fw ⁇ 4.5 (6)
  • fr is a focal length at the wide-angle end on the reduction side of the stop A.
  • the condition (6) defines the ratio fr / fw of the focal length fr to the focal length fw at the wide-angle end of the entire system.
  • fr / fw 3.39.
  • fr / fw 3.81.
  • fr / fw 2.75.
  • the performances of the projection lens systems PL1 to PL3 constituting the negative leading zoom lens system can be favorably obtained.
  • the value exceeds the upper limit value of the condition (6) it becomes difficult to maintain the telecentricity on the reduction side while keeping the back focus long.
  • Below the lower limit value of the condition (6) aberration correction becomes difficult, and the image quality of the projection image 20 projected to the enlargement side may be degraded.
  • the ratio fr / fw is preferably greater than 2.5 and less than 4.0.
  • the second embodiment will be described below with reference to the drawings.
  • the projection lens system PL constitutes a zoom lens system.
  • the projection lens system PL may not be a zoom lens system.
  • a projection lens system PL configured to form an intermediate image inside will be described.
  • Example 4 A projection lens system PL4 according to a fourth embodiment of the present disclosure will be described using FIGS. 11 to 14.
  • FIG. 11 is a lens arrangement diagram of a projection lens system PL4 according to a fourth example.
  • FIG. 12 is an aberration diagram illustrating longitudinal aberration of the projection lens system PL4 according to Example 4.
  • each aberration diagram of the present embodiment includes, in order from the left side in the diagram, a spherical aberration diagram, an astigmatism diagram, and a distortion diagram.
  • the vertical axis "w" represents a half angle of view.
  • FIGS. 11 and 12 show the arrangement of various lenses and various aberrations in a focusing state where the projection distance by the projection lens system PL4 of Example 4 is 4000 mm.
  • Numerical Embodiment 4 corresponding to the projection lens system PL4 of Embodiment 4 will be described later.
  • the projection lens system PL4 of Example 4 includes twenty-two lens elements L1 to L22 as shown in FIG.
  • the first to twenty second lens elements L1 to L22 in the projection lens system PL4 are arranged in order from the enlargement side to the reduction side as in the first embodiment.
  • back glasses L23 to L25 which are an example of the transmission optical system 12 are illustrated.
  • the first to twenty second lens elements L1 to L22 in the projection lens system PL4 constitute a magnifying optical system 51 and a relay optical system 52.
  • the magnifying optical system 51 is positioned closer to the magnifying side than the relay optical system 52.
  • the magnifying optical system 51 includes first to eleventh lens elements L1 to L11, and has positive power.
  • the first lens element L1 has a negative meniscus shape, and the convex surface is directed to the enlargement side.
  • the second lens element L2 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the third lens element L3 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the fourth lens element L4 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the fifth lens element L5 has a biconvex shape.
  • the sixth lens element L6 has a biconcave shape.
  • the fifth lens element L5 and the sixth lens element L6 are cemented.
  • the seventh lens element L7 has a biconvex shape.
  • the eighth lens element L8 has a biconvex shape.
  • the ninth lens element L9 has a biconcave shape.
  • the eighth lens element L8 and the ninth lens element L9 are cemented.
  • the tenth lens element L10 has a biconvex shape.
  • the eleventh lens element L11 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the relay optical system 52 includes twelfth to twenty-second lens elements L12 to L22, and has positive power.
  • the twelfth lens element L12 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the thirteenth lens element L13 has a biconcave shape.
  • the twelfth lens element L12 and the thirteenth lens element L13 are cemented.
  • the fourteenth lens element L14 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the fifteenth lens element L15 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the sixteenth lens element L16 has a biconvex shape.
  • a diaphragm A is disposed between the sixteenth lens element L16 and the seventeenth lens element L17.
  • the seventeenth lens element L17 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the eighteenth lens element L18 has a biconvex shape.
  • the nineteenth lens element L19 has a biconcave shape.
  • the twentieth lens element L20 has a biconvex shape.
  • the nineteenth lens element L19 and the twentieth lens element L20 are cemented.
  • the twenty first lens element L21 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the twenty-second lens element L22 has a biconvex shape.
  • FIG. 13 is an optical path diagram showing an optical path of a light beam in the projection lens system PL4 of the fourth embodiment.
  • the projection lens system PL4 has an intermediate imaging position MI between the magnification optical system 51 and the relay optical system 52.
  • the projection lens system PL4 forms an image at the intermediate imaging position MI in conjugation with a reduction conjugate point located on the image plane S via the reduction side relay optical system 52. Further, the image formation at the intermediate image formation position MI of the projection lens system PL4 is performed conjugate to the enlargement conjugate point positioned at the projection position of the screen 4 etc. via the enlargement optical system 51 on the enlargement side.
  • the angle between the off-axis chief ray 31 and the on-axis ray 32 reaches near the right angle on the enlargement side, A wide angle of view can be secured.
  • FIG. 14 shows the sufficiency of the conditions (1) to (5) in the projection lens system PL4 of the fourth embodiment.
  • the chart of FIG. 14 shows the correspondence between the conditions (1) to (5) and the lens elements L1 to L22 of the projection lens system PL4 of Example 4, as in the first embodiment. Also by the projection lens system PL4 of the fourth embodiment, it is possible to improve the image quality in increasing the luminance.
  • Example 5 The projection lens system PL5 of Example 5 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 15 is a lens arrangement diagram of a projection lens system PL5 according to Example 5.
  • FIG. FIG. 16 is an aberration diagram showing the longitudinal aberration of the projection lens system PL5. 15 and 16 show the arrangement of various lenses and various aberrations in a focusing state where the projection distance by the projection lens system PL5 of Example 5 is 4000 mm. Numerical Embodiment 5 corresponding to the projection lens system PL5 of Embodiment 5 will be described later.
  • FIG. 17 shows the optical path of the light beam in the projection lens system PL5 of the fifth embodiment.
  • the projection lens system PL5 of the fifth embodiment includes the magnifying optical system 51 on the magnifying side with respect to the intermediate image forming position MI, and the relay optical system 52 on the reduction side with respect to the intermediate image forming position MI. .
  • the magnifying optical system 51 includes the first to eleventh lens elements L1 to L11, and has positive power.
  • the first lens element L1 has a negative meniscus shape, and the convex surface is directed to the enlargement side.
  • the second lens element L2 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the first lens element L1 and the second lens element L2 are cemented.
  • the third lens element L3 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the fourth lens element L4 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the fifth lens element L5 has a biconvex shape.
  • the sixth lens element L6 has a biconcave shape.
  • the fifth lens element L5 and the sixth lens element L6 are cemented.
  • the seventh lens element L7 has a biconvex shape.
  • the eighth lens element L8 has a biconvex shape.
  • the ninth lens element L9 has a biconcave shape.
  • the eighth lens element L8 and the ninth lens element L9 are cemented.
  • the tenth lens element L10 has a biconvex shape.
  • the eleventh lens element L11 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the relay optical system 52 includes twelfth to twenty-second lens elements L12 to L22, and has positive power.
  • the twelfth lens element L12 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the thirteenth lens element L13 has a biconcave shape.
  • the twelfth lens element L12 and the thirteenth lens element L13 are cemented.
  • the fourteenth lens element L14 has a biconvex shape.
  • the fifteenth lens element L15 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the sixteenth lens element L16 has a biconvex shape.
  • a diaphragm A is disposed between the sixteenth lens element L16 and the seventeenth lens element L17.
  • the seventeenth lens element L17 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the eighteenth lens element L18 has a biconvex shape.
  • the nineteenth lens element L19 has a biconcave shape.
  • the twentieth lens element L20 has a biconvex shape.
  • the nineteenth lens element L19 and the twentieth lens element L20 are cemented.
  • the twenty first lens element L21 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the twenty-second lens element L22 has a biconvex shape.
  • FIG. 18 shows the sufficiency of the conditions (1) to (5) in the projection lens system PL5 of the fifth example.
  • the chart of FIG. 18 shows the correspondence between the conditions (1) to (5) and the lens elements L1 to L22 of the projection lens system PL5 of the example 5 as in the first embodiment. Also by the projection lens system PL5 of the fifth embodiment, it is possible to improve the image quality in increasing the luminance.
  • Example 6 The projection lens system PL6 of the sixth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 19 is a lens arrangement diagram of a projection lens system PL6 according to a sixth example.
  • FIG. 20 is an aberration diagram showing the longitudinal aberration of the projection lens system PL6. 19 and 20 show the arrangement of various lenses and various aberrations in a focused state where the projection distance by the projection lens system PL6 of Example 6 is 4000 mm. Numerical Embodiment 6 corresponding to the projection lens system PL6 of Embodiment 6 will be described later.
  • FIG. 21 shows the optical path of the light beam in the projection lens system PL6 of the sixth embodiment.
  • the projection lens system PL6 of Example 6 includes the magnifying optical system 51 on the enlargement side with respect to the intermediate image forming position MI and the relay optical system 52 on the reduction side with respect to the intermediate image forming position MI. .
  • the magnifying optical system 51 includes the first to eleventh lens elements L1 to L11, and has positive power.
  • the first lens element L1 has a negative meniscus shape, and the convex surface is directed to the enlargement side.
  • the second lens element L2 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the third lens element L3 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the fourth lens element L4 has a biconvex shape.
  • the fifth lens element L5 has a biconvex shape.
  • the sixth lens element L6 has a biconcave shape.
  • the fifth lens element L5 and the sixth lens element L6 are cemented.
  • the seventh lens element L7 has a biconvex shape.
  • the eighth lens element L8 has a biconvex shape.
  • the ninth lens element L9 has a biconcave shape.
  • the tenth lens element L10 has a biconvex shape.
  • the eleventh lens element L11 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the relay optical system 52 includes twelfth to twenty-second lens elements L12 to L22, and has positive power.
  • the twelfth lens element L12 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the thirteenth lens element L13 has a biconcave shape.
  • the twelfth lens element L12 and the thirteenth lens element L13 are cemented.
  • the fourteenth lens element L14 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the fifteenth lens element L15 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the sixteenth lens element L16 has a biconvex shape.
  • a diaphragm A is disposed between the sixteenth lens element L16 and the seventeenth lens element L17.
  • the seventeenth lens element L17 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the eighteenth lens element L18 has a biconvex shape.
  • the nineteenth lens element L19 has a biconcave shape.
  • the twentieth lens element L20 has a biconvex shape.
  • the nineteenth lens element L19, the twentieth lens element L20, and the twenty first lens element L21 are cemented.
  • the twenty first lens element L21 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the twenty-second lens element L22 has a biconvex shape.
  • FIG. 22 shows the sufficiency of the conditions (1) to (5) in the projection lens system PL6 of the sixth embodiment.
  • the chart of FIG. 22 shows the correspondence between the conditions (1) to (5) and the lens elements L1 to L22 of the projection lens system PL6 of Example 6, as in the first embodiment. Also by the projection lens system PL6 of the sixth embodiment, it is possible to improve the image quality in increasing the luminance.
  • the projection lens systems PL4 to PL6 of the above Embodiments 4 to 6 are provided with a magnifying optical system 51 and a relay optical system 52 so as to have an intermediate image forming position MI to form an image inside.
  • the projection lens systems PL4 to PL6 satisfy the following condition (7).
  • Condition (7) is expressed as the following equation. 8 ⁇
  • fr is a focal length on the reduction side relative to the stop A.
  • f is the focal length of the whole system.
  • fr / f 10.13.
  • fr / f 9.20.
  • fr / f 10.29.
  • the performance of the projection lens system PL4 to PL6 having the intermediate image formation position MI can be favorably obtained.
  • the ratio fr / f is preferably greater than 8.5 and less than 11.
  • the projection lens system PL has been described as an example of the negative leading type, but the projection lens system PL may be of the positive leading type.
  • the lens group on the most enlargement side in the zoom lens system has positive power.
  • a projection lens system PL constituting a positive-leading zoom lens system will be described.
  • Example 7 A projection lens system PL7 according to a seventh embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 23 to 25.
  • FIG. 23 is a lens arrangement diagram of the projection lens system PL7 according to Example 7 in various states.
  • FIGS. 23 (a), (b) and (c) respectively show lens arrangement diagrams at the wide-angle end, an intermediate position and a telephoto end of the projection lens system PL7 as in FIGS. 2 (a) to (c).
  • the projection lens system PL7 of the seventh embodiment includes sixteen lens elements L1 to L16 that form five lens units G1 to G5. As shown in FIG. 23A, the first to fifth lens groups G1 to G5 are arranged in order from the enlargement side to the reduction side of the projection lens system PL7. In the present embodiment, the projection lens system PL7 functions as a zoom lens system by moving the lens groups G1 to G5 along the optical axis during zooming as in the first embodiment.
  • the first to sixteenth lens elements L1 to L16 in the projection lens system PL7 are arranged in order from the enlargement side to the reduction side.
  • back glasses L17 to L19 which are an example of the transmission optical system 12 are illustrated.
  • the first lens unit G1 includes the first and second lens elements L1 and L2 and has positive power.
  • the first lens element L1 has a negative meniscus shape, and the convex surface is directed to the enlargement side.
  • the second lens element L2 has a biconvex shape.
  • the first lens element L1 and the second lens element L2 are cemented.
  • the second lens unit G2 includes third to fifth lens elements L3 to L5 and has negative power.
  • the third lens element L3 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the fourth lens element L4 has a biconcave shape.
  • the fifth lens element L5 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the fourth lens element L4 and the fifth lens element L5 are cemented.
  • the third lens unit G3 is composed of the sixth lens element L6 and has negative power.
  • the sixth lens element L6 has a biconcave shape.
  • the fourth lens unit G4 includes seventh to fourteenth lens elements L7 to L14 and has positive power.
  • a stop A is disposed on the enlargement side of the seventh lens element L7.
  • the seventh lens element L7 has a biconvex shape.
  • the eighth lens element L8 has a biconcave shape.
  • the ninth lens element L9 has a biconvex shape.
  • the tenth lens element L10 has a biconvex shape.
  • the eleventh lens element L11 has a biconcave shape.
  • the twelfth lens element L12 has a biconvex shape.
  • the thirteenth lens element L13 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the fourteenth lens element L14 has a biconvex shape.
  • the fifth lens unit G5 includes fifteenth and sixteenth lens elements L15 and L16, and has positive power.
  • the fifteenth lens element L15 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the sixteenth lens element L16 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing longitudinal aberration of a projection lens system PL7 according to Example 7.
  • FIG. FIGS. 24 (a), (b) and (c) show various aberrations at the wide-angle end, the wide-angle end, the middle position and the telephoto end of the projection lens system PL7, as in FIGS. .
  • the various aberrations exemplified in FIGS. 24 (a) to 24 (c) are based on Numerical Example 7 described later.
  • FIG. 25 shows the sufficiency of the conditions (1) to (5) in the projection lens system PL7 of the seventh embodiment.
  • the chart of FIG. 25 shows the correspondence between the conditions (1) to (5) and the lens elements L1 to L16 of the projection lens system PL7 of the example 7 as in the first embodiment. Also by the projection lens system PL7 of the seventh embodiment, it is possible to improve the image quality at the time of high luminance.
  • Example 8 The projection lens system PL8 of Example 8 will be described with reference to FIGS. 26 to 28.
  • FIG. 26 is a lens arrangement diagram of the projection lens system PL8 according to Example 8 in various states.
  • FIGS. 26 (a), (b) and (c) respectively show lens arrangement diagrams at the wide-angle end, the intermediate position and the telephoto end of the projection lens system PL8 as in FIGS. 2 (a) to (c).
  • the projection lens system PL8 of the eighth embodiment includes four lens groups G1 to G4, and configures a zoom lens system as in the seventh embodiment.
  • the projection lens system PL8 of the eighth embodiment includes 17 lens elements L1 to L17.
  • the first to fourth lens units G1 to G4 and the first to seventeenth lens elements L1 to L17 in the projection lens system PL8 are arranged in order from the enlargement side to the reduction side, as in the seventh embodiment.
  • back glasses L18 to L20 as an example of the transmission optical system 12 are illustrated.
  • the first lens unit G1 includes the first and second lens elements L1 and L2, and has positive power.
  • the first lens element L1 has a negative meniscus shape, and the convex surface is directed to the enlargement side.
  • the second lens element L2 has a biconvex shape.
  • the second lens unit G2 includes third to fifth lens elements L3 to L5 and has negative power.
  • the third lens element L3 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the fourth lens element L4 has a biconcave shape.
  • the fifth lens element L5 has a biconcave shape.
  • the sixth lens element L6 has a biconvex shape.
  • the third lens unit G3 includes seventh to twelfth lens elements L7 to L12 and has positive power.
  • the seventh lens element L7 has a biconcave shape.
  • the eighth lens element L8 has a biconvex shape.
  • a diaphragm A is disposed between the eighth lens element L8 and the ninth lens element L9.
  • the ninth lens element L9 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the tenth lens element L10 has a biconvex shape.
  • the eleventh lens element L11 has a biconvex shape.
  • the twelfth lens element L12 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the fourth lens unit G4 includes thirteenth to seventeenth lens elements L13 to L17, and has positive power.
  • the thirteenth lens element L13 has a biconvex shape.
  • the fourteenth lens element L14 has a biconcave shape.
  • the thirteenth lens element L13 and the fourteenth lens element L14 are cemented.
  • the fifteenth lens element L15 has a biconvex shape.
  • the sixteenth lens element L16 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the seventeenth lens element L17 has a biconvex shape.
  • FIG. 27 is an aberration diagram showing longitudinal aberration of a projection lens system PL8 according to Example 8.
  • FIG. FIGS. 27 (a), (b) and (c) show various aberrations at the wide-angle end, the wide-angle end, the middle position and the telephoto end of the projection lens system PL8, respectively, as in FIGS. .
  • the various aberrations exemplified in FIGS. 27 (a) to 27 (c) are based on Numerical Example 8 to be described later.
  • FIG. 28 shows the sufficiency of the conditions (1) to (5) in the projection lens system PL8 of the eighth embodiment. Similar to the first embodiment, the chart of FIG. 28 shows the correspondence between the conditions (1) to (5) and the lens elements L1 to L17 of the projection lens system PL8 of the eighth example. Also by the projection lens system PL8 of the eighth embodiment, it is possible to improve the image quality at the time of high luminance.
  • Example 9 The projection lens system PL9 of Example 9 will be described using FIGS. 29 to 31. FIG.
  • FIG. 29 is a lens arrangement diagram of the projection lens system PL9 according to Example 9 in various states. 29 (a), (b) and (c) respectively show lens arrangement diagrams at the wide-angle end, the intermediate position and the telephoto end of the projection lens system PL9, as in FIGS. 2 (a) to (c).
  • the projection lens system PL9 of the ninth embodiment includes three lens groups G1 to G3, and configures a zoom lens system as in the seventh embodiment.
  • the projection lens system PL9 of the ninth embodiment includes nineteen lens elements L1 to L19.
  • the first to third lens units G1 to G3 and the first to nineteenth lens elements L1 to L19 in the projection lens system PL9 are arranged in order from the enlargement side to the reduction side, as in the seventh embodiment.
  • back glasses L20 to L22 of an example of the transmission optical system 12 are illustrated.
  • the first lens unit G1 includes first to fourth lens elements L1 to L4, and has positive power.
  • the first lens element L1 has a biconvex shape.
  • the second lens element L2 has a positive meniscus shape, and the convex surface is directed to the enlargement side.
  • the third lens element L3 has a biconcave shape.
  • the fourth lens element L4 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the second lens unit G2 includes fifth to ninth lens elements L5 to L9 and has negative power.
  • the fifth lens element L5 has a biconvex shape.
  • the sixth lens element L6 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the seventh lens element L7 has a biconcave shape.
  • the eighth lens element L8 has a biconcave shape.
  • the ninth lens element L9 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the third lens unit G3 includes tenth to nineteenth lens elements L10 to L19, and has positive power.
  • a stop A is disposed on the enlargement side of the tenth lens element L10.
  • the tenth lens element L10 has a biconvex shape.
  • the eleventh lens element L11 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the twelfth lens element L12 has a biconvex shape.
  • the thirteenth lens element L13 has a biconcave shape.
  • the fourteenth lens element L14 has a biconvex shape.
  • the thirteenth lens element L13 and the fourteenth lens element L14 are cemented.
  • the fifteenth lens element L15 has a negative meniscus shape, and has a convex surface directed to the enlargement side.
  • the sixteenth lens element L16 has a biconcave shape.
  • the seventeenth lens element L17 has a positive meniscus shape, and has a convex surface directed to the reduction side.
  • the eighteenth lens element L18 has a biconvex shape.
  • the nineteenth lens element L19 has a biconvex shape.
  • FIG. 30 is an aberration diagram showing longitudinal aberration of a projection lens system PL9 according to Example 9.
  • FIG. FIGS. 30A, 30B, and 30C show various aberrations at the wide-angle end, the wide-angle end, the middle position, and the telephoto end of the projection lens system PL9, respectively, as in FIGS. 3A to 3C.
  • the various aberrations exemplified in FIGS. 30 (a) to 30 (c) are based on Numerical Example 9 to be described later.
  • FIG. 31 shows the sufficiency of the conditions (1) to (5) in the projection lens system PL9 of the ninth example. Similar to Embodiment 1, the chart of FIG. 31 shows the correspondence between the conditions (1) to (5) and the lens elements L1 to 19 of the projection lens system PL5 of Example 5. Also by the projection lens system PL9 of the ninth embodiment, it is possible to improve the image quality in increasing the luminance.
  • Embodiments 7 to 9 constitute a positive-leading zoom lens system in which the lens group G1 closest to the enlargement side has positive power.
  • the projection lens systems PL7 to PL9 satisfy the following condition (8).
  • Condition (8) is expressed as the following equation. 0.5 ⁇ fr / ft ⁇ 2.0 (8)
  • fr is the combined focal length of all lenses on the reduction side of the stop A in the projection lens system PL9.
  • the focal length fr is measured, for example, at the telephoto end.
  • the condition (8) defines the ratio fr / ft of the focal length fr to the focal length ft of the telephoto end of the entire system.
  • fr / ft 0.83.
  • fr / ft 1.73.
  • fr / ft 0.64.
  • the performances of the projection lens systems PL7 to PL9 constituting the positive-leading-type zoom lens system can be favorably obtained.
  • the ratio fr / ft is preferably greater than 0.6 and less than 1.8.
  • Numerical embodiment 1 Numerical Example 1 corresponding to the projection lens system PL1 of Example 1 will be described.
  • surface data is shown in Table 1-1
  • various data are shown in Table 1-2
  • single lens data is shown in Table 1-3
  • zoom lens group data is shown in Table 1-4
  • zoom The lens unit magnifications are shown in Table 1-5.
  • Numerical Embodiment 2 corresponding to the projection lens system PL2 of Embodiment 2 will be described.
  • surface data is shown in Table 2-1
  • various data is shown in Table 2-2
  • single lens data is shown in Table 2-3
  • zoom lens group data is shown in Table 2-4
  • zoom The lens unit magnifications are shown in Table 2-5.
  • Numerical embodiment 3 corresponding to the projection lens system PL3 of Embodiment 3 will be described.
  • surface data is shown in Table 3-1
  • various data is shown in Table 3-2
  • single lens data is shown in Table 3-3
  • zoom lens group data is shown in Table 3-4
  • zoom The lens unit magnifications are shown in Table 3-5.
  • Numerical embodiment 5 Hereinafter, Numerical Embodiment 5 corresponding to the projection lens system PL5 of Embodiment 5 will be described.
  • surface data is shown in Table 5-1
  • various data is shown in Table 5-2
  • single lens data is shown in Table 5-3.
  • Numerical embodiment 8 Numerical Embodiment 8 corresponding to the projection lens system PL8 of Embodiment 8 will be shown below.
  • surface data is shown in Table 8-1
  • various data is shown in Table 8-2
  • single lens data is shown in Table 8-3
  • zoom lens group data is shown in Table 8-4
  • zoom The lens unit magnifications are shown in Table 8-5.
  • Numerical Example 9 corresponding to the projection lens system PL9 of Example 9 will be described.
  • surface data is shown in Table 9-1
  • various data is shown in Table 9-2
  • single lens data is shown in Table 9-3
  • zoom lens group data is shown in Table 9-4
  • zoom The lens unit magnifications are shown in Table 9-5.
  • a first aspect according to the present disclosure is a projection lens system that projects an image on the reduction side to the enlargement side.
  • the projection lens system includes a plurality of negative lenses and a stop. Of a plurality of negative lenses, at least one of a first negative lens closest to the stop, a second negative lens closest to the stop next to the first negative lens, and a third negative lens closest to the stop next to the second negative lens
  • One negative lens satisfies the following condition (1).
  • ⁇ n ⁇ 10 ⁇ 10 -7 [/ ° C.] (1) here, ⁇ n is a linear expansion coefficient of at least one negative lens.
  • the condition for at least one negative lens in the vicinity of the stop that is assumed to be easily affected by heat in increasing the brightness of the image projection apparatus and to easily affect the performance of the projection lens system 1) suppresses the change of the shape to the temperature change.
  • the image quality by suppressing the fluctuation of the projected image when the luminance of the image projection apparatus is increased.
  • At least one negative lens satisfying the condition (1) satisfies the following condition (2).
  • the projection lens system of the first aspect constitutes a substantially telecentric system on the reduction side. Thereby, it is possible to suppress the color shift in the back lens or the like on the reduction side.
  • the projection lens system of the first aspect includes at least 15 lenses. According to the above projection lens system, various aberrations in the projection lens system can be corrected well.
  • the projection lens system of the first aspect includes at least one positive lens that satisfies the following condition (3).
  • At least one negative lens among the plurality of negative lenses satisfies the following condition (4).
  • the projection lens system of the first aspect includes at least four positive lenses satisfying the following condition (5). dn / dt ⁇ 4.5 ⁇ 10 ⁇ 6 (5) here, dn / dt: A temperature coefficient of relative refractive index at normal temperature of lens materials of at least four positive lenses.
  • the projection lens system of the first aspect constitutes a zoom lens system including a plurality of lens groups.
  • the lens unit on the most magnification side has negative power.
  • the projection lens system satisfies the following condition (6). 2 ⁇ fr / fw ⁇ 4.5 (6) here, fr: Focal length fw at the wide angle end on the reduction side with respect to the aperture stop: Focal length at the wide angle end of the entire system.
  • the projection lens system of the first aspect has an intermediate imaging position at which imaging is performed inside the projection lens system.
  • a magnifying optical system including a plurality of lenses positioned on the magnifying side of the intermediate image forming position has positive power.
  • a relay optical system composed of a plurality of lenses positioned on the reduction side of the intermediate imaging position has positive power.
  • the projection lens system satisfies the following condition (7). 8 ⁇
  • the projection lens system of the first aspect constitutes a zoom lens system including a plurality of lens groups.
  • the lens group on the most enlargement side among the plurality of lens groups has positive power.
  • the projection lens system satisfies the following condition (8). 0.5 ⁇ fr / ft ⁇ 2.0 (8) here, fr: Focal length on the reduction side relative to the aperture ft: Focal length at the telephoto end of the entire system.
  • An eleventh aspect is an image projection apparatus comprising the projection lens system of the first aspect and an image forming element for forming an image. According to the above-described image projection apparatus, it is possible to improve the image quality of the image in increasing the luminance.
  • the present disclosure is applicable to, for example, an image projection apparatus having a light output of 20,000 lumens or more, and a projection lens system mounted on the image projection apparatus.

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Abstract

投写レンズ系は、縮小側の画像を拡大側に投写する。投写レンズ系は、複数の負レンズと、絞りとを備える。投写レンズ系の複数の負レンズにおいて、絞りに最も近い第１負レンズと、第１負レンズの次に絞りに近い第２負レンズと、第２負レンズの次に絞りに近い第３負レンズとのうちの少なくとも１枚の負レンズが、線膨張係数αｎについて、αｎ＜１０×１０－７［／℃］を満足する。

Description

投写レンズ系及び画像投写装置
　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、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、複数の負レンズと、絞りとを備える。複数の負レンズにおいて絞りに最も近い第１負レンズと、第１負レンズの次に絞りに近い第２負レンズと、第２負レンズの次に絞りに近い第３負レンズとのうちの少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件（１）を満足する。
αｎ＜１０×１０－７［／℃］　・・・（１）
　ここで、
αｎ：少なくとも１枚の負レンズの線膨張係数
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６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７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８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９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１０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１１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１２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１３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１４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１５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１６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１７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１８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１９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２０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２１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２２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２３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２４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２５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２６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２７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２８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２９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３０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３１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、光線の密集等により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、両凸形状を有する。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、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の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）～（５）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）～（５）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α、Ｔ（４６０ｎｍ）、ｖｄ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。
　画像投写装置１の高輝度化においては、投写レンズ系ＰＬ１の絞りＡ近傍のレンズが、画像光３の光線の密集等によって温度変化を生じやすいと考えられる。さらに、負レンズは、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などの熱の影響が想定され、投写レンズ系ＰＬ１の性能に影響を及ぼし易いと考えられる。そこで、本実施形態では、投写レンズ系ＰＬ１における絞りＡ近傍の第１～第３負レンズのうちの少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件（１）を満足するように構成される。
　条件（１）は、次式のように表される。
αｎ＜１０×１０－７［／℃］　・・・（１）
　ここで、αｎは、負レンズのレンズ材料の、常温における線膨張係数である。常温は、例えば２０℃～３０℃である。図４では、各レンズ素子Ｌ１～Ｌ１８のレンズ材料の常温での線膨張係数αを単位［１０－７／℃］で示している。
　第１負レンズは、投写レンズ系ＰＬ１に含まれる全ての負レンズの中で、絞りＡに最も近い負レンズである。第２負レンズは、全ての負レンズの中で、第１負レンズの次に絞りＡに近い負レンズである。第３負レンズは、全ての負レンズの中で、第２負レンズの次に絞りＡに近い負レンズである。各レンズと絞りＡとの近さは、当該レンズの拡大側の面及び縮小側の面のうちの絞りＡにより近い面から絞りＡまでの距離において、全系の広角端から望遠端にわたる最小値を用いて評価できる。
　実施例１の投写レンズ系ＰＬ１では、図２に示すように、絞りＡが、正レンズの第１０レンズ素子Ｌ１０と、負レンズの第１１レンズ素子Ｌ１１との間に位置する。このことから、実施例１では図４に示すように、第１１レンズ素子が第１のフレンズであり、第９レンズ素子Ｌ９が第２負レンズであり、第１５レンズ素子Ｌ１５が第３負レンズである。実施例１では、第１負レンズである第１１レンズ素子Ｌ１１が、条件（１）を満足している。
　条件（１）によると、絞りＡの近傍で温度上昇し易く、投写レンズ系ＰＬ１の性能に影響しやすい第１～第３負レンズのうちの少なくとも１枚において、温度変化に対する形状の変化が抑制される。これにより、第１～第３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。負レンズの線膨張係数αｎが条件（１）の上限値を上回ると、負レンズの温度上昇によって形状の局所的な変化を生じ易くなり、熱の影響が過度になる。条件（１）を満足するレンズ材料としては、例えば合成石英を用いることができる。
　また、本実施形態では、条件（１）を満足する負レンズのうちの少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件（２）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１１レンズ素子Ｌ１１が、レンズ材料「ＳＩＬＩＣＡ」により、条件（２）を満足する。ここで、レンズ材料「ＳＩＬＩＣＡ」は、二酸化ケイ素を意味する。
　条件（２）は、次式のように表される。
Ｔｎ＞９９．５％　・・・（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において、表面反射損失を除いた内部透過率である。図４では、各レンズ素子Ｌ１～Ｌ１８レンズ材料の厚さ１０ｍｍにおける波長４６０ｎｍの光の内部透過率Ｔ（４６０ｎｍ）を示している。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、絞りＡ近傍で光線が密集し得る負レンズの内部透過率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。負レンズの内部透過率Ｔｎが条件（２）の下限値９９．５％を下回ると、当該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得る。
　また、本実施形態では、少なくとも１枚の正レンズが、条件（３）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２レンズ素子Ｌ２と第３レンズ素子Ｌ３と第１２レンズ素子Ｌ１２と第１３レンズ素子Ｌ１３との４枚が、条件（３）を満足する。
　条件（３）は、次式のように表される。
νｐ＜４０　・・・（３）
　ここで、νｐは、正レンズのレンズ材料のアッベ数である。当該アッベ数νｐとしては、例えば図４に示すように、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（３）の上限値を上回る正レンズのみでは、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（３）を満足する正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。
　また、本実施形態では、少なくとも１枚の負レンズが、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（４）を満足する。
　条件（４）は、次式のように表される。
νｎ＜４０　・・・（４）
　ここで、νｎは、正レンズのアッベ数νｐと同様に、負レンズのレンズ材料のアッベ数である。
　負レンズの全てが条件（４）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（４）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、少なくとも４枚の正レンズが、以下の条件（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８レンズ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（５）を満足する。
　条件（５）は、次式のように表される。
ｄｎ／ｄｔ＜－４．５×１０－６　・・・（５）
　ここで、ｄｎ／ｄｔは、条件（７）と同様に、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。図４では、相対屈折率の温度係数ｄｎ／ｄｔを単位［１０－６］で示している。
　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（５）によると、投写する画像２の変化に対して、上記のような相殺によって熱の影響を低減し、投写画像２０の画質の変動を抑制できる。正レンズの相対屈折率の温度係数ｄｎ／ｄｔが、条件（５）の上限値を上回ると、正レンズの局所的な温度変化における形状の変化の影響を、屈折率の変化の影響で打ち消すことが困難になる。
　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５～図７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５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５（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５（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６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６（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６（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７に、実施例２の投写レンズ系ＰＬ２における諸条件（１）～（５）の充足性を示す。図７の図表は、実施例１と同様に各条件（１）～（５）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８～図１０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８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８（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、１６枚のレンズ素子Ｌ１～Ｌ１６を備える。投写レンズ系ＰＬ３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８（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９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９（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９（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１０に、実施例３の投写レンズ系ＰＬ３における諸条件（１）～（５）の充足性を示す。図１０の図表は、実施例１と同様に各条件（１）～（５）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（６）を満足する。
　条件（６）は、次式のように表される。
２＜ｆｒ／ｆｗ＜４．５　・・・（６）
　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（６）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＝３．３９である。実施例２の投写レンズ系ＰＬ２では、ｆｒ／ｆｗ＝３．８１である。実施例３の投写レンズ系ＰＬ３では、ｆｒ／ｆｗ＝２．７５である。
　条件（６）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（６）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（６）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１１～図１４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１１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１２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１１，１２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１１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１１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１３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１３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１４に、実施例４の投写レンズ系ＰＬ４における諸条件（１）～（５）の充足性を示す。図１４の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（５）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１５～図１８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１５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１６は、投写レンズ系ＰＬ５の縦収差を示す収差図である。図１５，１６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１７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１８に、実施例５の投写レンズ系ＰＬ５における諸条件（１）～（５）の充足性を示す。図１８の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（５）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１９～図２２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１９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２０は、投写レンズ系ＰＬ６の縦収差を示す収差図である。図１９，２０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２１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２２に、実施例６の投写レンズ系ＰＬ６における諸条件（１）～（５）の充足性を示す。図２２の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（５）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（７）を満足する。
　条件（７）は、次式のように表される。
８＜｜ｆｒ／ｆ｜＜１２　・・・（７）
　ここで、ｆｒは、絞りＡより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＝１０．１３である。実施例５の投写レンズ系ＰＬ５では、ｆｒ／ｆ＝９．２０である。実施例６の投写レンズ系ＰＬ６では、ｆｒ／ｆ＝１０．２９である。
　条件（７）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（７）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（７）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２３～図２５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２３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２３（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２３（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２３（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、両凹形状を有する。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、両凹形状を有する。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２４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２４（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２４（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２５に、実施例７の投写レンズ系ＰＬ７における諸条件（１）～（５）の充足性を示す。図２５の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（５）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２６～図２８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２６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２６（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２６（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、両凸形状を有する。
　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、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、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２７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２７（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２７（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２８に、実施例８の投写レンズ系ＰＬ８における諸条件（１）～（５）の充足性を示す。図２８の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（５）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２９～図３１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２９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２９（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２６（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、両凸形状を有する。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３０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３０（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３０（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３１に、実施例９の投写レンズ系ＰＬ９における諸条件（１）～（５）の充足性を示す。図３１の図表は、実施形態１と同様に各条件（１）～（５）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。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（８）を満足する。
　条件（８）は、次式のように表される。
０．５＜ｆｒ／ｆｔ＜２．０　・・・（８）
　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（８）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＝０．６４である。
　条件（８）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（８）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（８）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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
　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、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、複数の負レンズと、絞りとを備える。複数の負レンズにおいて絞りに最も近い第１負レンズと、第１負レンズの次に絞りに近い第２負レンズと、第２負レンズの次に絞りに近い第３負レンズとのうちの少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件（１）を満足する。
αｎ＜１０×１０－７［／℃］　・・・（１）
　ここで、
αｎ：少なくとも１枚の負レンズの線膨張係数
である。以上の投写レンズ系によると、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ことが想定される絞り近傍の負レンズの少なくとも１枚において、条件（１）によって温度変化に対する形状の変化が抑制される。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）を満足する少なくとも１枚の負レンズは、以下の条件（２）を満足する。
Ｔｎ＞９９．５％　・・・（２）
　ここで、
　Ｔｎ：少なくとも１枚の負レンズのレンズ材料の厚さ１０ｍｍにおける波長４６０ｎｍの光の内部透過率
である。これにより、温度変化に対して形状の変化が抑制された負レンズにおいて、更に、吸収されるエネルギーを低減して、高輝度化における投写レンズ系の性能を安定化させることができる。
　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４の態様では、第１の態様の投写レンズ系は、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５の態様では、第１の態様の投写レンズ系は、以下の条件（３）を満足する少なくとも１枚の正レンズを備える。
νｐ＜４０　・・・（３）
　ここで、
νｐ：少なくとも１枚の正レンズ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、全ての正レンズのうちの少なくとも１枚のアッベ数を条件（３）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６の態様では、第１の態様の投写レンズ系において、複数の負レンズのうちの少なくとも１枚の負レンズは、以下の条件（４）を満足する。
νｎ＜４０　・・・（４）
　ここで、
νｎ：少なくとも１枚の負レンズのレンズ材料のアッベ数
である。これにより、負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において、以下の条件（５）を満足する少なくとも４枚の正レンズを備える。
ｄｎ／ｄｔ＜－４．５×１０－６　・・・（５）
　ここで、
ｄｎ／ｄｔ：少なくとも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、局所的な温度変化に対し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する正レンズを４枚以上用いて熱の影響を低減し、投写画像の画質を向上できる。
　第８の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、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（６）を満足する。
２＜ｆｒ／ｆｗ＜４．５　・・・（６）
　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９の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、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（７）を満足する。
８＜｜ｆｒ／ｆ｜＜１２　・・・（７）
　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１０の態様では、第１の態様の投写レンズ系が、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（８）を満足する。
０．５＜ｆｒ／ｆｔ＜２．０　・・・（８）
　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１１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 (11)

  1. 　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、
    　複数の負レンズと、
    　絞りとを備え、
    　前記複数の負レンズにおいて、前記絞りに最も近い第１負レンズと、前記第１負レンズの次に前記絞りに近い第２負レンズと、前記第２負レンズの次に前記絞りに近い第３負レンズとのうちの少なくとも１枚の負レンズが、以下の条件（１）を満足し、
    αｎ＜１０×１０－７［／℃］　・・・（１）
    　ここで、
    αｎ：前記少なくとも１枚の負レンズの線膨張係数
    である、投写レンズ系。
  2. 　前記少なくとも１枚の負レンズは、以下の条件（２）を満足し、
    Ｔｎ＞９９．５％　・・・（２）
    　ここで、
    　Ｔｎ：前記少なくとも１枚の負レンズのレンズ材料の厚さ１０ｍｍにおける波長４６０ｎｍの光の内部透過率
    である、請求項１記載の投写レンズ系。
  3. 　前記投写光学系は、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。
  4. 　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。
  5. 　以下の条件（３）を満足する少なくとも１枚の正レンズを備え、
    νｐ＜４０　・・・（３）
    　ここで、
    νｐ：前記少なくとも１枚の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。
  6. 　前記複数の負レンズのうちの少なくとも１枚の負レンズは、以下の条件（４）を満足し、
    νｎ＜４０　・・・（４）
    　ここで、
    νｎ：前記少なくとも１枚の負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。
  7. 　以下の条件（５）を満足する少なくとも４枚の正レンズを備え、
    ｄｎ／ｄｔ＜－４．５×１０－６　・・・（５）
    　ここで、
    ｄｎ／ｄｔ：前記少なくとも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。
  8. 　前記投写レンズ系は、複数のレンズ群を含んだズームレンズ系を構成し、
    　前記複数のレンズ群において、最も前記拡大側のレンズ群が負のパワーを有し、
    　前記投写レンズ系は、以下の条件（６）を満足する、
    ２＜ｆｒ／ｆｗ＜４．５　・・・（６）
    　ここで、
    ｆｒ：前記絞りよりも前記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、請求項１記載の投写レンズ系。
  9. 　前記投写レンズ系は、前記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し、
    　前記中間結像位置よりも前記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、正のパワーを有し、
    　前記中間結像位置よりも前記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、正のパワーを有し、
    　前記投写レンズ系は、以下の条件（７）を満足する、
    ８＜｜ｆｒ／ｆ｜＜１２　・・・（７）
    　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。
  10. 　前記投写レンズ系は、複数のレンズ群を含んだズームレンズ系を構成し、
    　前記複数のレンズ群において、最も前記拡大側のレンズ群が正のパワーを有し、
    　前記投写レンズ系は、以下の条件（８）を満足する、
    ０．５＜ｆｒ／ｆｔ＜２．０　・・・（８）
    　ここで、
    ｆｒ：前記絞りよりも前記縮小側の焦点距離
    ｆｔ：全系の望遠端の焦点距離
    である、請求項１記載の投写レンズ系。
  11. 　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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