JP2019045708A - 投写光学系および投写型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化に起因して劣化した非点収差を補正できる投写光学系を提供すること。
【解決手段】投写光学系３Ａは、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に移動しない第１レンズ群ＬＧ１のなかに、光軸Ｌ方向に移動して非点収差の劣化を補正する補正レンズ群ＬＧ１１を備える。投写光学系３Ａは、液晶パネル１８が表示する画像の画素ピッチをＰ、レンズ全系のＦナンバーをＦＮＯ、温度が２０℃変動した時に変動した収差を補正する移動量（ΔＭ２０）だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量をΔＢＦ、レンズ全系の焦点距離をｆ、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離をｆ１としたときに、次の条件式（１）、（２）を満足する。
｜ΔＢＦ２０｜ ＜ Ｐ×ＦＮＯ×√２ ・・・（１）
１．５ ＜ ｜ｆ１／ｆ｜ ・・・（２）
【選択図】図２

Description

本発明は、温度変化に起因して発生する収差を補正することが容易な投写光学系、および、かかる投写光学系を備える投写型画像表示装置に関する。

プロジェクターなどの投写型画像表示装置では、高輝度化に伴って、投写光学系を通過する光線密度が上昇している。従って、画像投写時に投写光学系を構成するレンズの温度が上昇して、投写光学系の光学特性が変化する場合がある。

特許文献１には、投写光学系を構成する複数のレンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させることにより、温度変化に起因する光学特性の変化を補正する技術が開示されている。２つのレンズ群のうちの一方のレンズ群は、光軸方向に移動することにより、温度変化に起因して劣化した投写画像の像面湾曲を補正する。他方のレンズ群は、光軸方向に移動することにより温度に起因して変動した投写光学系のバックフォーカスの位置を補正する。

特開２０１６−８０８２３号公報

ここで、画像投写時に投写光学系を構成するレンズの温度が上昇した場合には、投写光学系の光学特性のうち非点収差が劣化する場合がある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、温度変化に起因して劣化した非点収差を補正できる投写光学系を提供することにある。また、このような投写光学系を組み込んだ投写型画像表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、画像表示素子に表示された所定の画素ピッチの画像をスクリーンに投写するとともに、投写倍率を変化させるズーム機能を備える投写光学系において、最も前記スクリーンの側に位置し、前記ズーム機能により投写倍率を変化させる際に光軸方向に移動しない第１レンズ群を有し、前記第１レンズ群は、前記光軸方向への移動により温度変化に応じて発生する収差の変動を補正する補正レンズ群と、前記補正レンズ群の前記スクリーンとは反対の側で前記光軸方向に移動することがない固定レンズ群と、を備え、前記補正レンズ群は、前記スクリーンの側から１枚または複数枚のレンズからなり、前記画像の画素ピッチをＰ、レンズ全系のＦナンバーをＦＮＯ、レンズ全系の焦点距離をｆ、前記補正レンズ群の焦点距離をｆ１、温度が２０℃変動した時に変動した収差を補正する移動量だけ前記補正レンズ群を移動させたときのバックフォーカスの移動量をΔＢＦとしたときに、次の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
｜ΔＢＦ２０｜ ＜ Ｐ×ＦＮＯ×√２ ・・・（１）
１．５ ＜ ｜ｆ１／ｆ｜ ・・・（２）

本発明は、最もスクリーンに近い位置にある補正レンズ群を移動させて光学特性の劣化を補正する。従って、非点収差の劣化を補正しやすい。また、補正レンズ群の焦点距離とレンズ全系の焦点距離との関係が条件式（２）を満たすので、補正レンズ群を光軸方向に移動させたときに非点収差を補正しやすい。

ここで、条件式（１）は、温度が２０℃変動した時に劣化（変動）した非点収差を補正する移動量だけ補正レンズ群を移動させたときに、バックフォーカスの移動量が投写光学系の焦点深度よりも小さいことを規定するものである。従って、条件式（１）を満たす本発明では、温度が２０℃変動した時に変動した非点収差を補正する移動量だけ補正レンズ群を移動させたときのバックフォーカスの移動量が、投写画像の画質に影響がでることを回避できるほどに僅かなものとなる。ここで、温度変化に起因して発生する投写光学系のバックフォーカスの変動は設計によって抑制することができる。従って、補正レンズ群を移動させたときのバックフォーカスの移動量が投写光学系の焦点深度より小さければ、補正レンズ群とは別にバックフォーカスの位置を補正するための第２の補正レンズ群を備える必要がない。よって、温度変化に起因する非点収差の劣化を補正するために光軸方向に移動させるレンズ群の数を少なくすることができる。

本発明において、前記固定レンズ群の最も前記スクリーンの側に位置する固定レンズ群第１レンズは、負レンズであり、前記固定レンズ群第１レンズの焦点距離をｆ２としたときに、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．１ ＜ ｜ｆ２／ｆ１｜ ＜ ０．９ ・・・（３）
条件式（３）の上限および下限を超える場合には、補正レンズ群を移動させて温度変化に起因して発生した非点収差を補正したときに、歪曲収差が大きくなる場合がある。これに対して、負レンズである固定レンズ群第１レンズの焦点距離ｆ２と、補正レンズ群の焦点距離ｆ１との関係が条件式（３）を満たせば、歪曲収差が大きくなることを抑制できるまた、条件式（３）を満たせば、像面湾曲の増大を抑制できる。

本発明において、前記補正レンズ群が１枚のレンズからなる場合には、当該レンズの屈折率をｎｄ１、アッベ数をνｄ１としたときに、次の条件式（４）、（５）を満足し、前記補正レンズ群が複数枚のレンズからなる場合には、前記補正レンズ群のなかで最も前記固定レンズ群の側に位置する補正レンズ群最終レンズの屈折率をｎｄ１、アッベ数をνｄ１としたときに、次の条件式（４）、（５）を満足することが望ましい。
１．４５ ＜ ｎｄ１ ＜ １．６０ ・・・（４）
５０ ＜ νｄ１ ＜ ８５ ・・・（５）
条件式（４）を満たせば、補正レンズ群が光軸方向に移動したときに像面湾曲が増大することを抑制できる。また、条件式（５）を満たせば、補正レンズ群が光軸方向に移動したときに、倍率色収差が増大することを抑制できる。

本発明において、レンズ全系を保持する鏡筒と、前記鏡筒の内部の温度を検出する温度センサーと、前記補正レンズ群を前記光軸方向に移動させる移動機構と、前記温度センサーからの出力に基づいて前記移動機構を駆動する補正制御部と、を備えることが望ましい。このようにすれば、温度センサーからの出力に基づいて制御部が移動機構を駆動することにより、温度変化に起因する非点収差の劣化を自動で補正することができる。

次に、本発明の投写型画像表示装置は、上記の投写光学系と、前記所定の画素ピッチを備え、前記投写光学系のバックフォーカスの位置に配置された画像表示素子を有することを特徴とする。

本発明の投写型画像表示装置によれば、投写光学系の一つの補正レンズ群を光軸方向に移動させるだけで、温度変化に起因した非点収差を補正できる。従って、温度変化に起因した非点収差の補正が容易である。また、補正レンズ群を移動させて温度変化に起因した非点収差を補正したときの投写光学系のバックフォーカスの位置の変動が投写光学系の焦点深度よりも小さい。従って、バックフォーカスの変動によって、ピントがずれるのを回避できる。

また、本発明の投写型画像表示装置は、投写する光の光束が２０ｋｌｍ以上のものとすることができる。かかる明るさを備える投写型画像表示装置では、画像投写時に投写光学系を構成するレンズの温度が上昇して非点収差などが発生しやすい。これに対して、本発明では、投写光学系の一つの補正レンズ群を光軸方向に移動させるだけで、温度変化に起因した非点収差を補正できる。従って、投写画像の画質を維持できる。なお、ｌｍ（ルーメン）とは、光束を表す単位であり、全ての方向に対して１カンデラの光度を持つ標準の点光源が１ステラジアンの立体角内に放出する光束である。

本発明の投写光学系を備える投写型画像表示装置の概略構成を示す図である。 各レンズがワイド位置にある場合の実施例１の投写光学系の構成図である。 各レンズがテレ位置にある場合の実施例１の投写光学系の構成図である。 実施例１の投写光学系のレンズデータを示す図である。 各レンズがワイド位置にある場合の実施例１の投写光学系の収差図である。 各レンズがテレ位置にある場合の実施例１の投写光学系の収差図である。 各レンズがワイド位置にある場合の実施例２の投写光学系の構成図である。 各レンズがテレ位置にある場合の実施例２の投写光学系の構成図である。 実施例２の投写光学系のレンズデータを示す図である。 各レンズがワイド位置にある場合の実施例２の投写光学系の収差図である。 各レンズがテレ位置にある場合の実施例２の投写光学系の収差図である。 各レンズがワイド位置にある場合の実施例２の投写光学系の構成図である。 各レンズがテレ位置にある場合の実施例３の投写光学系の構成図である。 実施例３の投写光学系のレンズデータを示す図である。 各レンズがワイド位置にある場合の実施例３の投写光学系の収差図である。 各レンズがテレ位置にある場合の実施例３の投写光学系の収差図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係る投写光学系、および、これを備える投写型画像表示装置について詳細に説明する。

（投写型画像表示装置）
図１は本発明の投写光学系を備えるプロジェクターの概略構成図である。図１に示すように、プロジェクター１（投写型画像表示装置）は、スクリーンＳに投写する画像光を生成する画像光生成光学系２と、画像光を拡大して投写する投写光学系３と、制御部４とを備える。プロジェクター１は、投写する光の光束が２０ｋｌｍ以上である。

（画像光生成光学系および制御部）
画像光生成光学系２は、光源１０、第１インテグレーターレンズ１１、第２インテグレーターレンズ１２、偏光変換素子１３、重畳レンズ１４を備える。光源１０は、例えば、超高圧水銀ランプ、固体光源等で構成される。第１インテグレーターレンズ１１および第２インテグレーターレンズ１２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子をそれぞれ有する。第１インテグレーターレンズ１１は、光源１０からの光束を複数に分割する。第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子は、光源１０からの光束を第２インテグレーターレンズ１２の各レンズ素子の近傍に集光させる。

偏光変換素子１３は、第２インテグレーターレンズ１２からの光を所定の直線偏光に変換させる。重畳レンズ１４は、第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子の像を、第２インテグレーターレンズ１２を介して、後述する液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、および、液晶パネル１８Ｂの表示領域上で重畳させる。

また、画像光生成光学系２は、第１ダイクロイックミラー１５、反射ミラー１６およびフィールドレンズ１７Ｒ、および、液晶パネル１８Ｒを備える。第１ダイクロイックミラー１５は、重畳レンズ１４から入射した光線の一部であるＲ光を反射させ、重畳レンズ１４から入射した光線の一部であるＧ光およびＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー１５で反射されたＲ光は、反射ミラー１６およびフィールドレンズ１７Ｒを経て、液晶パネル１８Ｒへ入射する。液晶パネル１８ＲはＲ光を画像信号に応じて変調することにより、赤色の画像を形成する。

さらに、画像光生成光学系２は、第２ダイクロイックミラー２１、フィールドレンズ１７Ｇ、および、液晶パネル１８Ｇを備える。第２ダイクロイックミラー２１は、第１ダイクロイックミラー１５からの光線の一部であるＧ光を反射させ、第１ダイクロイックミラー１５からの光線の一部であるＢ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー２１で反射されたＧ光は、フィールドレンズ１７Ｇを経て、液晶パネル１８Ｇへ入射する。液晶パネル１８ＧはＧ光を画像信号に応じて変調することにより、緑色の画像を形成する。

また、画像光生成光学系２は、リレーレンズ２２、反射ミラー２３、リレーレンズ２４、反射ミラー２５、およびフィールドレンズ１７Ｂ、および、液晶パネル１８Ｂを備える。第２ダイクロイックミラー２１を透過したＢ光は、リレーレンズ２２、反射ミラー２３、リレーレンズ２４、反射ミラー２５、およびフィールドレンズ１７Ｂを経て、液晶パネル１８Ｂへ入射する。液晶パネル１８ＢはＢ光を画像信号に応じて変調することにより、青色の画像を形成する。

液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、および、液晶パネル１８Ｂは、それぞれ所定の画素ピッチＰを備える画像表示素子である。液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、および、液晶パネル１８Ｂは、クロスダイクロイックプリズム１９を３方向から囲んでいる。クロスダイクロイックプリズム１９は、光合成用のプリズムであり、各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂで変調された光を合成して画像光を生成する。

ここで、クロスダイクロイックプリズム１９は投写光学系３の一部分を構成する。投写光学系３は、クロスダイクロイックプリズム１９が合成した画像光（各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが形成した画像）をスクリーンＳに拡大して投写する。投写光学系３は投写倍率を変化させるズーム機能を備える。投写光学系３は鏡筒３０に収容されている。

また、投写光学系３は、投写光学系３の温度変化に応じて発生する収差の変動を補正する収差補正機構３１を備える。収差補正機構３１は、鏡筒３０の内部の温度を検出する温度センサー３２と、投写光学系３を構成する複数のレンズ群のうち最もスクリーンの側に位置する補正レンズ群ＬＧ１１（図１、図３、図７、図８、図１２、図１３参照）を光軸Ｌ方向に移動させる移動機構３３を備える。移動機構３３は、不図示の支持機構によって光軸Ｌ方向に移動可能に支持された補正レンズ群ＬＧ１１をスクリーンＳの側、或いは、スクリーンＳとは反対側に移動させる。移動機構３３はモーターなどの駆動源を備える。また、収差補正機構３１は、温度センサー３２からの出力に基づいて移動機構３３を駆動して補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させる補正制御部３４を備える。投写光学系３の具体的な構成例は後述する。

制御部４は、ビデオ信号等の外部画像信号が入力される画像処理部６と、画像処理部６から出力される画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂを駆動する表示駆動部７とを備える。

画像処理部６は、外部の機器から入力された画像信号を各色の諧調等を含む画像信号に変換する。表示駆動部７は、画像処理部６から出力された各色の画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８を動作させる。これにより、画像処理部６は、画像信号に対応した画像を液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｇに表示する。

（投写光学系）
次に、投写光学系３を説明する。以下では、プロジェクター１に搭載される投写光学系３の構成例として実施例１〜３を説明する。

（実施例１）
図２および図３は実施例１の投写光学系の構成図である。図２では、実施例１の投写光学系を構成する各レンズは焦点距離を最短とするワイド位置に配置されている。図３では実施例１の投写光学系を構成する各レンズは、焦点距離を最長とするテレ位置に配置されている。図４は実施例１の投写光学系のレンズデータを示す図である。図５は実施例１の投写光学系がワイド位置にある場合の収差図（球面収差、非点収差および歪曲収差）である。図６は実施例１の投写光学系がテレ位置にある場合の収差図（球面収差、非点収差および歪曲収差）である。図５および図６では、投写光学系が基準温度である場合（温度変化前）の収差図と、投写光学系が基準温度よりも２０℃上昇した温度状態となった場合（温度変化後）の収差図と、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置から補正位置に移動させて、温度変化に起因して劣化した非点収差を補正した場合（補正後）の収差図を示す。

図２および図３に示すように、本例の投写光学系３Ａは、第１レンズＬ１〜第１６レンズＬ１６の１６枚のレンズを備える。投写光学系３Ａは、スクリーンＳの側から液晶パネル１８の側に向かって、順に、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、第５レンズ群ＬＧ５、第６レンズ群ＬＧ６、および、第７レンズ群ＬＧ７を備える。液晶パネル１８は、投写光学系３Ａのバックフォーカスの位置にある。第７レンズ群ＬＧ７と液晶パネル１８との間には、クロスダイクロイックプリズム１９が位置する。

第１レンズ群ＬＧ１と第７レンズ群ＬＧ７とは、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に、光軸Ｌ方向に移動しないレンズ群である。すなわち、第１レンズ群ＬＧ１と第７レンズ群ＬＧ７とは、変倍に際して、動かないレンズ群である。第１レンズ群ＬＧ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３の３枚のレンズからなる。第１レンズ群ＬＧ１は、光軸Ｌ方向への移動により温度変化に応じて発生する非点収差の劣化を補正する補正レンズ群ＬＧ１１と、補正レンズ群ＬＧ１１のスクリーンＳとは反対の側で光軸Ｌ方向に移動することがない固定レンズ群ＬＧ１２と、を備える。補正レンズ群ＬＧ１１は第１レンズＬ１からなる。固定レンズ群ＬＧ１２は第２レンズＬ２および第３レンズＬ３からなる。第１レンズＬ１はスクリーンＳの側および液晶パネル１８の側の両面が非球面である。固定レンズ群ＬＧ１２において最もスクリーンＳの側に位置する第２レンズＬ２（固定レンズ群第１レンズ）は負レンズである。第７レンズ群ＬＧ７は第１６レンズＬ１６からなる。

第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、第５レンズ群ＬＧ５、および、第６レンズ群ＬＧ６は、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に（すなわち、変倍に際して）、それぞれが光軸Ｌ方向に移動するレンズ群である。第２レンズ群ＬＧ２は、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６の３枚のレンズからなる。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは互いに接合された接合レンズである。第３レンズ群ＬＧ３は、第７レンズＬ７からなる。第４レンズ群ＬＧ４は、第８レンズＬ８と第９レンズＬ９とからなる。第５レンズ群ＬＧ５は第１０レンズＬ１０、第１１レンズＬ１１、第１２レンズＬ１２の３枚のレンズからなる。第６レンズ群ＬＧ６は第１３レンズＬ１３、第１４レンズＬ１４、第１５レンズＬ１５の３枚のレンズからなる。第１３レンズＬ１３と第１４レンズＬ１４とは互いに接合された接合レンズである。

投写光学系３Ａのデータは以下のとおりである。本例では、基準波長λを５８７．５６ｎｍとする。

ズーム比：１．３４
焦点距離：７１．１１ｍｍ（ワイド位置） ／ ９５．６２ｍｍ（テレ位置）
Ｆナンバー：１．９６（ワイド位置） ／ ２．２９（テレ位置）
バックフォーカス（ｉｎ ａｉｒ）：９０．１６ｍｍ
有効像円径：φ７０ｍｍ
最大画角（半画角）：２６．５°（ワイド位置） ／ ２０．２°（テレ位置）

また、投写光学系３Ａを構成する各レンズＬ１〜Ｌ１６のレンズデータは図４に示すとおりである。図４において、厚み・間隔の欄のＯＢＪは、第１レンズＬ１からスクリーンＳまでの軸上面間距離（ｍ）を表す。厚み・間隔の欄の間隔Ａは、温度変化に起因して発生した収差を補正した場合に変化する値である。間隔Ａは補正レンズ群ＬＧ１１と固定レンズ群ＬＧ１２との間の軸上面間距離（ｍｍ）である。厚み・間隔の欄の間隔Ｂ、間隔Ｃ、間隔Ｄ、間隔Ｅ、間隔Ｆ、間隔Ｇは、各レンズＬ１〜Ｌ１６がワイド位置に配置された場合と、各レンズＬ１〜Ｌ１６がテレ位置に配置された場合とで変化する値である。間隔Ｂ、間隔Ｃ、間隔Ｄ、間隔Ｅ、間隔Ｆ、間隔Ｇは、隣り合うレンズ群の軸上面間距離（ｍｍ）である。ｎｄは各レンズＬ１〜Ｌ１６の屈折率である。νｄは各レンズＬ１〜Ｌ１６のアッベ数である。

なお、非球面とされている第１レンズＬ１の第１面および第２面の非球面係数は、以下のとおりである。
第１面 第２面
曲率半径 ２１６．９２２ １２８．９７５
コーニック定数（Ｋ） −１．４６７ −１．７１９
４次の係数（Ａ） ９．６６２３４Ｅ−０８ ５．６６４１９Ｅ−０９
６次の係数（Ｂ） −５．１３２６７Ｅ−１２ −２．３１１３１Ｅ−１１
８次の係数（Ｃ） −２．１９２８２Ｅ−１５ ２．６８５４１Ｅ−１５
１０次の係数（Ｄ） ９．２１８１９Ｅ−１９ ４．１２２５０Ｅ−２０
１２次の係数（Ｅ） ８．６５５２８Ｅ−２３ １．６８２２０Ｅ−２２
１４次の係数（Ｆ） −８．２１８９５Ｅ−２７ ４．９６７０１Ｅ−２６
１６次の係数（Ｇ） ２．０１０４３Ｅ−３０ −２．６１１１８Ｅ−３０

また、ＯＢＪ、間隔Ｂ、間隔Ｃ、間隔Ｄ、間隔Ｅ、間隔Ｆ、間隔Ｇの値は、以下のとおりである。
ＯＢＪ ７．５ （ワイド位置） １０．１２５（テレ位置）
間隔Ｂ ３７．９８２（ワイド位置） １５．５８１（テレ位置）
間隔Ｃ １８．７８７（ワイド位置） １６．３７６（テレ位置）
間隔Ｄ ３．５２４（ワイド位置） ２１．４５５（テレ位置）
間隔Ｅ ５３．１０９（ワイド位置） ２２．８４９（テレ位置）
間隔Ｆ １０．１０９（ワイド位置） １０．６２９（テレ位置）
間隔Ｇ ０．２００（ワイド位置） ３６．８２０（テレ位置）

（補正レンズ群）
ここで、補正レンズ群ＬＧ１１について、詳細に説明する。図５および図６の上段に位置する温度変化前の収差図と、中段に位置する温度変化後（温度が２０℃上昇した状態）の収差図を比較すれば分かるように、画像投写時に投写光学系３Ａの温度が予め想定された基準温度から２０℃上昇した場合には、投写光学系３Ａの光学特性が変化し、非点収差が劣化（変動）する。このような問題に対して、投写光学系３Ａでは、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に移動しない第１レンズ群ＬＧ１のなかに非点収差の劣化を補正するための補正レンズ群ＬＧ１１を備え、この補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて、非点収差の劣化を補正する。

補正レンズ群ＬＧ１１は基準位置と補正位置との間で移動する。基準位置は、投写光学系３Ａの温度が予め想定した基準温度の場合に補正レンズ群ＬＧ１１が配置されている位置である。図５および図６の温度変化前の収差図および温度変化後の収差図は、補正レンズ群ＬＧ１１が基準位置に配置されている状態におけるものである。補正位置は、投写光学系３Ａの温度が基準温度から２０℃上昇したときに、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて温度変化に起因する非点収差の劣化を補正した状態における補正レンズ群ＬＧ１１の位置である。補正レンズ群ＬＧ１１が補正位置に配置された状態では、図５および図６の下段に位置する補正後の収差図に示すように、非点収差の劣化（変動）は補正され、温度変化前の収差図に近い状態となる。

ここで、図４における厚み・間隔の欄の間隔Ａは、補正レンズ群ＬＧ１１が基準位置に配置されている場合と、補正レンズ群ＬＧ１１が補正位置に配置されている場合とで変化する。間隔Ａの値は、以下の通りである。
基準位置 補正位置
間隔Ａ（ワイド位置） ３６．０６１ ３６．７６１
間隔Ａ（テレ位置） ３６．０６１ ３６．７６１

本例では、温度が２０℃上昇した時に劣化した非点収差を補正する補正レンズ群ＬＧ１１の移動量（基準位置と補正位置との間の距離）をΔＭ２０としたときに、ワイド位置、テレ位置ともに、ΔＭ２０＝＋０．７ｍｍである。ΔＭ２０は、投写光学系３Ａにおいて実際に補正レンズ群ＬＧ１１を移動させた実験、或いは、シミュレーションにより求められる。なお、基準位置から補正位置に移動する際に補正レンズ群ＬＧ１１がスクリーンＳの側に移動する場合にはΔＭ２０はプラスの値となる。基準位置から補正位置に移動する際に補正レンズ群ＬＧ１１がスクリーンＳとは反対側に移動する場合にはΔＭ２０はマイナスの値となる。

また、本例では、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置と補正位置との間で移動させたときのバックフォーカスの移動量をΔＢＦとしたときに、ワイド位置およびテレ位置のそれぞれにおいて、ΔＢＦは以下のとおりである。
ΔＢＦ ０．０１（ワイド位置） ／ ０．０１８（テレ位置）

なお、投写光学系３Ａの温度として、各レンズＬ１〜Ｌ１６を保持する鏡筒３０の内部の温度を用いることができる。すなわち、温度センサー３２により検出される温度を、投写光学系３Ａの温度とすることができる。

ここで、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離をｆ１としたときに、ｆ１＝−６３６．８１１である。また、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたときに、ｆ２＝−３３８．０１４である。

次に、投写光学系３Ａは、液晶パネル１８が表示する画像の画素ピッチをＰ、レンズ全系のＦナンバーをＦＮＯ、温度が２０℃変動した時に変動した収差を補正する移動量（ΔＭ２０）だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量をΔＢＦとしたときに、次の条件式（１）を満足する。条件式（１）は、温度が２０℃変動した時に劣化した収差を補正する移動量（ΔＭ２０＝＋０．７ｍｍ）だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときに、バックフォーカスの移動量ΔＢＦが、投写光学系３Ａの焦点深度よりも小さいことを規定している。
｜ΔＢＦ２０｜ ＜ Ｐ×ＦＮＯ×√２ ・・・（１）

具体的に、本例では、Ｐ＝０．０１０ｍｍである。ワイド位置において、ＦＮＯ＝１．９６である。テレ位置において、ＦＮＯ＝２．２９である。また、ワイド位置において、ΔＢＦ＝０．０１である。テレ位置において、ΔＢＦ＝０．０１８である。従って、投写光学系３Ａは、以下のとおり、条件式（１）を満足する。
（ワイド位置） ｜０．０１０｜ ＜ ０．０１０×１．９６×√２＝０．０２８
（テレ位置） ｜０．０１８｜ ＜ ０．０１０×２．２９×√２＝０．０３２

また、投写光学系３Ａは、レンズ全系の焦点距離をｆ、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離をｆ１としたときに、以下の条件式（２）を満足する。
１．５ ＜ ｜ｆ１／ｆ｜ ・・・（２）

具体的に、本例では、ワイド位置においてｆ＝７１．１１である。テレ位置においてｆ＝９５．６２である。また、ｆ１＝−６３６．８１１である。よって、投写光学系３Ａは、以下のとおり、条件式（２）を満足する。
（ワイド位置） １．５ ＜ ｜−６３６．８１１／７１．１１｜＝９．０
（テレ位置） １．５ ＜ ｜−６３６．８１１／９５．６２｜＝６．７

ここで、本例では、最もスクリーンＳに近い位置にある補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて光学特性の劣化を補正する。従って、非点収差の劣化を補正しやすい。また、本例は、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離ｆ１とレンズ全系の焦点距離ｆとの関係が条件式（２）を満たすので、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させることにより、温度変化に起因して劣化した非点収差を補正しやすい。

さらに、投写光学系３Ａは条件式（１）を満たすので、温度が２０℃変動した時に変動した収差を補正する移動量ΔＭ２０だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量ΔＢＦ２０が、投写光学系３Ａの焦点深度以下である。換言すれば、投写光学系３Ａは条件式（１）を満たすので、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置から補正位置に移動させたときのバックフォーカスの移動量ΔＢＦ２０は、投写画像の画質に影響がでることを回避できるほどに僅かなものとなる。換言すれば、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置から補正位置に移動させたときのピントずれを回避できる。ここで、温度変化に起因して発生する投写光学系３Ａのバックフォーカスの変動は設計によって抑制できる。従って、補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量ΔＢＦ２０が投写光学系３Ａの焦点深度より小さければ、補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときに、バックフォーカスの位置を補正するための第２の補正レンズ群を備える必要がない。よって、温度変化に起因する非点収差の劣化を補正するために光軸Ｌ方向に移動させるレンズ群の数を少なくすることができる。

次に、本例は、固定レンズ群ＬＧ１２の最もスクリーンＳの側に位置する第２レンズＬ２は、負レンズであり、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたときに、次の条件式（３）を満足する。
０．１ ＜ ｜ｆ２／ｆ１｜ ＜ ０．９ ・・・（３）

具体的に、本例では、ｆ１＝−６３６．８１１であり、ｆ２＝−３３８．０１４である。よって、投写光学系３Ａは、以下のとおり、本例は条件式（３）を満足する。
０．１ ＜ ｜−３３８．０１４／−６３６．８１１｜＝０．５ ＜ ０．９

ここで、条件式（３）の上限および下限を超える場合には、補正レンズ群ＬＧ１１を移動させて温度変化に起因して発生した非点収差を補正したときに、歪曲収差が大きくなる場合がある。これに対して、負レンズである第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２と、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離ｆ１との関係が条件式（３）を満たせば、歪曲収差が大きくなることを抑制できる。また、条件式（３）を満たせば、像面湾曲の増大を抑制できる。

さらに、本例は、補正レンズ群ＬＧ１１を構成する第１レンズＬ１の屈折率をｎｄ１、第１レンズＬ１のアッベ数をνｄ１としたときに、次の条件式（４）、（５）を満足する。
１．４５ ＜ ｎｄ１ ＜ １．６０ ・・・（４）
５０ ＜ νｄ１ ＜ ８５ ・・・（５

すなわち、本例では、図４に示すように、ｎｄ１＝１．５０９４１５であり、νｄ１＝５５．９である。従って、本例は条件式（４）および条件式（５）を満足する。ここで、条件式（４）を満たせば、補正レンズ群ＬＧ１１が光軸Ｌ方向に移動したときに像面湾曲が増大することを抑制できる。また、条件式（５）を満たせば、補正レンズ群ＬＧ１１が光軸Ｌ方向に移動したときに、倍率色収差が増大することを抑制できる。

また、投写光学系３Ａは、レンズ全系を保持する鏡筒３０と、鏡筒３０の内部の温度を検出する温度センサー３２と、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させる移動機構３３と、温度センサー３２からの出力に基づいて移動機構３３を駆動する補正制御部３４を備える。従って、温度センサー３２からの出力に基づいて補正制御部３４が移動機構３３を駆動することにより、温度変化に起因する非点収差の劣化を自動で補正できる。

ここで、本例では、予め、鏡筒３０の内部の温度変化（基準温度からの上昇温度）と、温度変化に起因して発生する非点収差を補正できる補正レンズ群ＬＧ１１の光軸Ｌ上の位置（補正位置）との関係を、実験、或いは、シミュレーションにより求めている。また、投写光学系３Ａの補正制御部３４は、基準温度からの上昇温度と補正位置との関係を、テーブル等の形態で記憶保持している。従って、補正制御部３４は、基準温度からの上昇温度に基づいて記憶部を参照して移動機構３３を駆動して、補正レンズ群ＬＧ１１を補正位置に配置する。

また、本例では、投写光学系３Ａにおいて、温度変化に起因する非点収差の劣化を容易に補正できるので、プロジェクター１の投写する光の光束が２０ｋｌｍ以上であり、画像投写時に投写光学系３Ａを構成する各レンズＬ１〜Ｌ１６の温度が上昇しやすく、非点収差が劣化しやすい場合でも、投写画像の画質を維持できる。

なお、補正レンズ群ＬＧ１１は、手動によって、基準位置から補正位置に移動させてもよい。

また、上記の例では、温度変化に起因して非点収差が劣化した場合に補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させているが、投写倍率を変化させるのに伴って非点収差が劣化した場合などに、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて、非点収差を補正してすることもできる。

（実施例２）
図７および図８は実施例２の投写光学系の構成図である。図７では、実施例２の投写光学系を構成する各レンズは焦点距離を最短とするワイド位置に配置されている。図８では実施例２の投写光学系を構成する各レンズは、焦点距離を最長とするテレ位置に配置されている。図９は実施例２の投写光学系のレンズデータを示す図である。図１０は実施例２の投写光学系がワイド位置にある場合の収差図（球面収差、非点収差および歪曲収差）である。図１１は実施例２の投写光学系がテレ位置にある場合の収差図（球面収差、非点収差および歪曲収差）である。図１０および図１１では、投写光学系が基準温度である場合（温度変化前）の収差図と、投写光学系が基準温度よりも２０℃上昇した温度状態となった場合（温度変化後）の収差図と、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置から補正位置に移動させて、温度変化に起因して劣化した非点収差を補正した場合（補正後）の収差図を示す。

図７および図８に示すように、本例の投写光学系３Ｂは、第１レンズＬ１〜第１８レンズＬ１８の１８枚のレンズを備える。投写光学系３Ｂは、スクリーンＳの側から液晶パネル１８の側に向かって、順に、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、第５レンズ群ＬＧ５、第６レンズ群ＬＧ６、および、第７レンズ群ＬＧ７を備える。液晶パネル１８は、投写光学系３Ｂのバックフォーカスの位置にある。第７レンズ群ＬＧ７と液晶パネル１８との間には、クロスダイクロイックプリズム１９が位置する。

第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２および第７レンズ群ＬＧ７は、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に、光軸Ｌ方向に移動しないレンズ群である。すなわち、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２および第７レンズ群ＬＧ７は、変倍に際して、動かないレンズ群である。第１レンズ群ＬＧ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５の５枚のレンズからなる。第１レンズ群ＬＧ１は、光軸Ｌ方向への移動により温度変化に応じて発生する非点収差の劣化を補正する補正レンズ群ＬＧ１１と、補正レンズ群ＬＧ１１のスクリーンＳとは反対の側で光軸Ｌ方向に移動することがない固定レンズ群ＬＧ１２と、を備える。補正レンズ群ＬＧ１１は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる。固定レンズ群ＬＧ１２は第３レンズＬ３、第４レンズＬ４および第５レンズＬ５からなる。第２レンズＬ２はスクリーンＳの側および液晶パネル１８の側の両面が非球面である。固定レンズ群ＬＧ１２において最もスクリーンＳの側に位置する第３レンズＬ３（固定レンズ群第１レンズ）は負レンズである。

第２レンズ群ＬＧ２は、第６レンズＬ６および第７レンズＬ７の２枚のレンズからなる。第７レンズ群ＬＧ７は第１８レンズＬ１８からなる。

第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、第５レンズ群ＬＧ５、および、第６レンズ群ＬＧ６は、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に（すなわち、変倍に際して）、それぞれが光軸Ｌ方向に移動するレンズ群である。第３レンズ群ＬＧ３は、第８レンズＬ８からなる。第４レンズ群ＬＧ４は、第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０とからなる。第５レンズ群ＬＧ５は、第１１レンズＬ１１、第１２レンズＬ１２、第１３レンズＬ１３、および、第１４レンズＬ１４の４枚のレンズからなる。第６レンズ群ＬＧ６は第１５レンズＬ１５、第１６レンズＬ１６、第１７レンズＬ１７の３枚のレンズからなる。

投写光学系３Ｂのデータは以下のとおりである。本例では、基準波長λを５８７．５６ｎｍとする。

ズーム比：１．２０
焦点距離：２９．８７ｍｍ（ワイド位置） ／ ３５．８３ｍｍ（テレ位置）
Ｆナンバー：２．４０（ワイド位置） ／ ２．６２（テレ位置）
バックフォーカス（ｉｎ ａｉｒ）：７０．９８ｍｍ
有効像円径：φ５０ｍｍ
最大画角（半画角）：４０．２°（ワイド位置） ／ ３５．１°（テレ位置）

また、投写光学系３Ｂを構成する各レンズＬ１〜Ｌ１８のレンズデータは図９に示すとおりである。図９において、厚み・間隔の欄のＯＢＪは、第１レンズＬ１からスクリーンＳまでの軸上面間距離（ｍ）を表す。厚み・間隔の欄の間隔Ａは、温度変化に起因して発生した収差を補正した場合に変化する値である。間隔Ａは補正レンズ群ＬＧ１１と固定レンズ群ＬＧ１２との間の軸上面間距離（ｍｍ）である。厚み・間隔の欄の間隔Ｂ、間隔Ｃ、間隔Ｄ、間隔Ｅ、間隔Ｆ、間隔Ｇは、各レンズＬ１〜Ｌ１８がワイド位置に配置された場合と、各レンズＬ１〜Ｌ１８がテレ位置に配置された場合とで変化する値である。間隔Ｂ、間隔Ｃ、間隔Ｄ、間隔Ｅ、間隔Ｆ、間隔Ｇは、隣り合うレンズ群の軸上面間距離（ｍｍ）である。ｎｄは各レンズＬ１〜Ｌ１８の屈折率である。νｄは各レンズＬ１〜Ｌ１８のアッベ数である。

なお、非球面とされている第２レンズＬ２の両面（第３面および第４面）の非球面係数は、以下のとおりである。
第１面 第２面
曲率半径 ８４．３５０ ５７．２７５
コーニック定数（Ｋ） −１．００２ −０．３３５
４次の係数（Ａ） ６．１７５９５Ｅ−０７ ２．３２６００Ｅ−０７
６次の係数（Ｂ） −６．９３１５４Ｅ−１１ −２．３９９３５Ｅ−１０
８次の係数（Ｃ） −１．５４０６８Ｅ−１４ １．４６１７２Ｅ−１３
１０次の係数（Ｄ） −１．６４５２５Ｅ−１８ −２．１８６０８Ｅ−１６
１２次の係数（Ｅ） ８．９８９１３Ｅ−２２ １．０１３９６Ｅ−１９
１４次の係数（Ｆ） −６．４３３６５Ｅ−２５ −２．５０３２２Ｅ−２３
１６次の係数（Ｇ） ７．００６１８Ｅ−２９ ２．６５９３８Ｅ−２７

また、ＯＢＪ、間隔Ｂ、間隔Ｃ、間隔Ｄ、間隔Ｅ、間隔Ｆの値は、以下のとおりである。
ＯＢＪ ３．９ （ワイド位置） ３．９（テレ位置）
間隔Ｂ １１４．５３５（ワイド位置） ８５．２８２（テレ位置）
間隔Ｃ １８．６７５（ワイド位置） ２８．２９６（テレ位置）
間隔Ｄ １０．９３４（ワイド位置） １２．８５７（テレ位置）
間隔Ｅ ０．６４０（ワイド位置） ２．５０６（テレ位置）
間隔Ｆ １６．５６０（ワイド位置） ３２．４０４（テレ位置）

（補正レンズ群）
ここで、補正レンズ群ＬＧ１１について、詳細に説明する。図１０および図１１の上段に位置する温度変化前の収差図と、中段に位置する温度変化後（温度が２０℃上昇した状態）の収差図を比較すれば分かるように、画像投写時に投写光学系３Ｂの温度が予め想定された基準温度から２０℃上昇した場合には、投写光学系３Ｂの光学特性が変化し、非点収差が劣化（変動）する。このような問題に対して、投写光学系３Ｂでは、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に移動しない第１レンズ群ＬＧ１のなかに非点収差の劣化を補正するための補正レンズ群ＬＧ１１を備え、この補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて、非点収差の劣化を補正する。

補正レンズ群ＬＧ１１は基準位置と補正位置との間で移動する。基準位置は、投写光学系３Ｂの温度が予め想定した基準温度の場合に補正レンズ群ＬＧ１１が配置されている位置である。図１０および図１１の温度変化前の収差図および温度変化後の収差図は、補正レンズ群ＬＧ１１が基準位置に配置されている状態におけるものである。補正位置は、投写光学系３Ｂの温度が基準温度から２０℃上昇したときに、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて温度変化に起因する非点収差の劣化を補正した状態における補正レンズ群ＬＧ１１の位置である。補正レンズ群ＬＧ１１が補正位置に配置された状態では、図１０および図１１の下段に位置する補正後の収差図に示すように、非点収差の劣化（変動）は補正され、温度変化前の収差図に近い状態となる。

ここで、図９における厚み・間隔の欄の間隔Ａは、補正レンズ群ＬＧ１１が基準位置に配置されている場合と、補正レンズ群ＬＧ１１が補正位置に配置されている場合とで変化する。間隔Ａの値は、以下の通りである。
基準位置 補正位置
間隔Ａ（ワイド位置） １０．３３３ １０．４７６
間隔Ａ（テレ位置） １０．３３３ １０．５２４

本例では、温度が２０℃上昇した時に劣化した非点収差を補正する補正レンズ群ＬＧ１１の移動量（基準位置と補正位置との間の距離）をΔＭ２０としたときに、ワイド位置において、ΔＭ２０＝＋０．１４３ｍｍであり、テレ位置において、ΔＭ２０＝＋０．１９１ｍｍである。ΔＭ２０は、投写光学系３Ｂにおいて実際に補正レンズ群ＬＧ１１を移動させた実験、或いは、シミュレーションにより求められる。なお、基準位置から補正位置に移動する際に補正レンズ群ＬＧ１１がスクリーンＳの側に移動する場合にはΔＭ２０はプラスの値となる。基準位置から補正位置に移動する際に補正レンズ群ＬＧ１１がスクリーンＳとは反対側に移動する場合にはΔＭ２０はマイナスの値となる。

また、本例では、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置と補正位置との間で移動させたときのバックフォーカスの移動量をΔＢＦとしたときに、ワイド位置およびテレ位置のそれぞれにおいて、ΔＢＦは以下のとおりである。
ΔＢＦ −０．０００５（ワイド位置） ／ −０．０００５（テレ位置）

なお、投写光学系３Ｂの温度として、各レンズＬ１〜Ｌ１８を保持する鏡筒３０の内部の温度を用いることができる。すなわち、温度センサー３２により検出される温度を、投写光学系３Ｂの温度とすることができる。

ここで、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離をｆ１としたときに、ｆ１＝−５６８．７３３である。また、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ２としたときに、ｆ２＝−１０２．６７０である。

次に、投写光学系３Ｂは、液晶パネル１８が表示する画像の画素ピッチをＰ、レンズ全系のＦナンバーをＦＮＯ、温度が２０℃変動した時に変動した収差を補正する移動量（ΔＭ２０）だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量をΔＢＦとしたときに、次の条件式（１）を満足する。条件式（１）は、温度が２０℃変動した時に劣化した収差を補正する移動量（ΔＭ２０＝＋０．１４７ｍｍまたは＋０．１９１ｍｍ）だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときに、バックフォーカスの移動量ΔＢＦが、投写光学系３Ｂの焦点深度よりも小さいことを規定している。
｜ΔＢＦ２０｜ ＜ Ｐ×ＦＮＯ×√２ ・・・（１）

具体的に、本例では、Ｐ＝０．０１０ｍｍである。ワイド位置において、ＦＮＯ＝２．４０である。テレ位置において、ＦＮＯ＝２．６２である。また、ワイド位置において、ΔＢＦ＝−０．０００５である。テレ位置において、ΔＢＦ＝−０．０００５である。従って、投写光学系３Ｂは、以下のとおり、条件式（１）を満足する。
（ワイド位置） ｜−０．０００５｜ ＜ ０．０１０×２．４０×√２＝０．０３４
（テレ位置） ｜−０．００１０｜ ＜ ０．０１０×２．６２×√２＝０．０３７

また、投写光学系３Ｂは、レンズ全系の焦点距離をｆ、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離をｆ１としたときに、以下の条件式（２）を満足する。
１．５ ＜ ｜ｆ１／ｆ｜ ・・・（２）

具体的に、本例では、ワイド位置においてｆ＝２９．８７である。テレ位置においてｆ＝３５．８３である。また、ｆ１＝−５６８．７３３である。よって、投写光学系３Ｂは、以下のとおり、条件式（２）を満足する。
（ワイド位置） １．５ ＜ ｜−５６８．７３３／２９．８７｜＝１９．１
（テレ位置） １．５ ＜ ｜−５６８．７３３／３５．８３｜＝１５．９

ここで、本例では、最もスクリーンＳに近い位置にある補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて光学特性の劣化を補正する。従って、非点収差の劣化を補正しやすい。また、本例は、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離ｆ１とレンズ全系の焦点距離ｆとの関係が条件式（２）を満たすので、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させることにより、温度変化に起因して劣化した非点収差を補正しやすい。

さらに、投写光学系３Ｂは条件式（１）を満たすので、温度が２０℃変動した時に変動した収差を補正する移動量ΔＭ２０だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量ΔＢＦ２０が、投写光学系３Ｂの焦点深度以下である。換言すれば、投写光学系３Ｂは条件式（１）を満たすので、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置から補正位置に移動させたときのバックフォーカスの移動量ΔＢＦ２０は、投写画像の画質に影響がでることを回避できるほどに僅かなものとなる。換言すれば、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置から補正位置に移動させたときのピントずれを回避できる。ここで、温度変化に起因して発生する投写光学系３Ｂのバックフォーカスの変動は設計によって抑制できる。従って、補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量ΔＢＦ２０が投写光学系３Ｂの焦点深度より小さければ、補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときに、バックフォーカスの位置を補正するための第２の補正レンズ群を備える必要がない。よって、温度変化に起因する非点収差の劣化を補正するために光軸Ｌ方向に移動させるレンズ群の数を少なくすることができる。

次に、本例は、固定レンズ群ＬＧ１２の最もスクリーンＳの側に位置する第２レンズＬ２は、負レンズであり、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたときに、次の条件式（３）を満足する。
０．１ ＜ ｜ｆ２／ｆ１｜ ＜ ０．９ ・・・（３）

具体的に、本例では、ｆ１＝−５６８．７３３であり、ｆ２＝−１０２．６７０である。よって、投写光学系３Ｂは、以下のとおり、本例は条件式（３）を満足する。
０．１ ＜ ｜−１０２．６７０／−５６３．７３３｜＝０．２＜ ０．９

ここで、条件式（３）の上限および下限を超える場合には、補正レンズ群ＬＧ１１を移動させて温度変化に起因して発生した非点収差を補正したときに、歪曲収差が大きくなる場合がある。これに対して、負レンズである第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２と、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離ｆ１との関係が条件式（３）を満たせば、歪曲収差が大きくなることを抑制できる。また、条件式（３）を満たせば、像面湾曲の増大を抑制できる。

さらに、本例は、補正レンズ群ＬＧ１１の最も固定レンズ群ＬＧ１２の側に位置する第２レンズＬ２の屈折率をｎｄ１、第２レンズＬ２のアッベ数をνｄ１としたときに、次の条件式（４）、（５）を満足する。
１．４５ ＜ ｎｄ１ ＜ １．６０ ・・・（４）
５０ ＜ νｄ１ ＜ ８５ ・・・（５

すなわち、本例では、図９に示すように、ｎｄ１＝１．５３１１６であり、νｄ１＝５６．０である。従って、本例は条件式（４）および条件式（５）を満足する。ここで、条件式（４）を満たせば、補正レンズ群ＬＧ１１が光軸Ｌ方向に移動したときに像面湾曲が増大することを抑制できる。また、条件式（５）を満たせば、補正レンズ群ＬＧ１１が光軸Ｌ方向に移動したときに、倍率色収差が増大することを抑制できる。

また、投写光学系３Ｂは、レンズ全系を保持する鏡筒３０と、鏡筒３０の内部の温度を検出する温度センサー３２と、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させる移動機構３３と、温度センサー３２からの出力に基づいて移動機構３３を駆動する補正制御部３４を備える。従って、温度センサー３２からの出力に基づいて補正制御部３４が移動機構３３を駆動することにより、温度変化に起因する非点収差の劣化を自動で補正できる。

ここで、本例においても、予め、鏡筒３０の内部の温度変化（基準温度からの上昇温度）と、温度変化に起因して発生する非点収差を補正できる補正レンズ群ＬＧ１１の光軸Ｌ上の位置（補正位置）との関係を、実験、或いは、シミュレーションにより求めている。また、投写光学系３Ｂの補正制御部３４は、基準温度からの上昇温度と補正位置との関係を、テーブル等の形態で記憶保持している。従って、補正制御部３４は、基準温度からの上昇温度に基づいて記憶部を参照して移動機構３３を駆動して、補正レンズ群ＬＧ１１を補正位置に配置する。

また、本例では、投写光学系３Ｂにおいて、温度変化に起因する非点収差の劣化を容易に補正できるので、プロジェクター１の投写する光の光束が２０ｋｌｍ以上であり、画像投写時に投写光学系３Ｂを構成する各レンズＬ１〜Ｌ１８の温度が上昇しやすく、非点収差が劣化しやすい場合でも、投写画像の画質を維持できる。

なお、補正レンズ群ＬＧ１１は、手動によって、基準位置から補正位置に移動させてもよい。

また、上記の例では、温度変化に起因して非点収差が劣化した場合に補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させているが、投写倍率を変化させるのに伴って非点収差が劣化した場合などに、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて、非点収差を補正してすることもできる。

（実施例３）
図１２および図１３は実施例３の投写光学系の構成図である。図１２では、実施例３の投写光学系を構成する各レンズは焦点距離を最短とするワイド位置に配置されている。図１３では実施例３の投写光学系を構成する各レンズは、焦点距離を最長とするテレ位置に配置されている。図１４は実施例３の投写光学系のレンズデータを示す図である。図１５は実施例３の投写光学系がワイド位置にある場合の収差図（球面収差、非点収差および歪曲収差）である。図１６は実施例３の投写光学系がテレ位置にある場合の収差図（球面収差、非点収差および歪曲収差）である。図１５および図１６では、投写光学系が基準温度である場合（温度変化前）の収差図と、投写光学系が基準温度よりも２０℃上昇した温度状態となった場合（温度変化後）の収差図と、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置から補正位置に移動させて、温度変化に起因して劣化した非点収差を補正した場合（補正後）の収差図を示す。

図１２および図１３に示すように、本例の投写光学系３Ｃは、第１レンズＬ１〜第１４レンズＬ１４の１４枚のレンズを備える。投写光学系３Ｃは、スクリーンＳの側から液晶パネル１８の側に向かって、順に、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、第５レンズ群ＬＧ５、第６レンズ群ＬＧ６、および、第７レンズ群ＬＧ７を備える。液晶パネル１８は、投写光学系３Ｃのバックフォーカスの位置にある。第７レンズ群ＬＧ７と液晶パネル１８との間には、クロスダイクロイックプリズム１９が位置する。

第１レンズ群ＬＧ１と第７レンズ群ＬＧ７とは、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に、光軸Ｌ方向に移動しないレンズ群である。すなわち、第１レンズ群ＬＧ１と第７レンズ群ＬＧ７とは、変倍に際して、動かないレンズ群である。第１レンズ群ＬＧ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３の３枚のレンズからなる。第１レンズ群ＬＧ１は、光軸Ｌ方向への移動により温度変化に応じて発生する非点収差の劣化を補正する補正レンズ群ＬＧ１１と、補正レンズ群ＬＧ１１のスクリーンＳとは反対の側で光軸Ｌ方向に移動することがない固定レンズ群ＬＧ１２と、を備える。補正レンズ群ＬＧ１１は第１レンズＬ１および第２レンズＬ２からなる。固定レンズ群ＬＧ１２は第３レンズＬ３からなる。第１レンズＬ１はスクリーンＳの側および液晶パネル１８の側の両面が非球面（奇数次非球面）である。第２レンズは負レンズである。第７レンズ群ＬＧ７は第１４レンズＬ１４からなる。

第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、第５レンズ群ＬＧ５、および、第６レンズ群ＬＧ６は、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に（すなわち、変倍に際して）、それぞれが光軸Ｌ方向に移動するレンズ群である。第２レンズ群ＬＧ２は、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６の３枚のレンズからなる。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは互いに接合された接合レンズである。第３レンズ群ＬＧ３は、第７レンズＬ７および第８レンズＬ８からなる。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは互いに接合された接合レンズである。第４レンズ群ＬＧ４は、第９レンズＬ９からなる。第５レンズ群ＬＧ５は、第１０レンズＬ１０からなる。第１０レンズＬ１０はスクリーンＳの側および液晶パネル１８の側の両面が非球面である。第６レンズ群ＬＧ６は、第１１レンズＬ１１、第１２レンズＬ１２および第１３レンズＬ１３の３枚のレンズからなる。第１１レンズＬ１１と第１２レンズＬ１２とは互いに接合された接合レンズである。

投写光学系３Ｃのデータは以下のとおりである。本例では、基準波長λを５８７．５６ｎｍとする。

ズーム比：１．５９
焦点距離：１８．５１ｍｍ（ワイド位置） ／ ２９．３９ｍｍ（テレ位置）
Ｆナンバー：１．５０（ワイド位置） ／ １．９８（テレ位置）
バックフォーカス（ｉｎ ａｉｒ）：２９．８２ｍｍ
有効像円径：φ２２．１ｍｍ
最大画角（半画角）：３１．０°（ワイド位置） ／ ２０．５°（テレ位置）

また、投写光学系３Ｃを構成する各レンズＬ１〜Ｌ１４のレンズデータは図１４に示すとおりである。図１４において、厚み・間隔の欄のＯＢＪは、第１レンズＬ１からスクリーンＳまでの軸上面間距離（ｍ）を表す。厚み・間隔の欄の間隔Ａは、温度変化に起因して発生した収差を補正した場合に変化する値である。間隔Ａは補正レンズ群ＬＧ１１と固定レンズ群ＬＧ１２との間の軸上面間距離（ｍｍ）である。厚み・間隔の欄の間隔Ｂ、間隔Ｃ、間隔Ｄ、間隔Ｅ、間隔Ｆ、間隔Ｇは、各レンズＬ１〜Ｌ１４がワイド位置に配置された場合と、各レンズＬ１〜Ｌ１４がテレ位置に配置された場合とで変化する値である。間隔Ｂ、間隔Ｃ、間隔Ｄ、間隔Ｅ、間隔Ｆ、間隔Ｇは、隣り合うレンズ群の軸上面間距離（ｍｍ）である。ｎｄは各レンズＬ１〜Ｌ１４の屈折率である。νｄは各レンズＬ１〜Ｌ１４のアッベ数である。

なお、奇数次非球面とされている第１レンズＬ１の第１面および第２面の非球面係数は、以下のとおりである。
第１面 第２面
Ｙ曲率半径 −５２．１８７ −４７．２４８
正規化半径 ０ ０
コーニック定数（Ｋ） ２．１６０ ２．０４９
３次の非球面係数（Ｃ４） ５．８５０３９５Ｅ−０６ １．００８３２５Ｅ−０７
４次の非球面係数（Ｃ５） ２．９１６６０４Ｅ−０５ ２．７５５１６４Ｅ−０５
５次の非球面係数（Ｃ６） ２．７８４２２８Ｅ−０８ １．１５７４１０Ｅ−０８
６次の非球面係数（Ｃ７） −４．９２９３７１Ｅ−０８ −４．７０１７２０Ｅ−０８
７次の非球面係数（Ｃ８） −２．０３２５６５Ｅ−１１ −５．３２２９４６Ｅ−１１
８次の非球面係数（Ｃ９） ９．０２８２３４Ｅ−１１ ９．４０６７０３Ｅ−１１
９次の非球面係数（Ｃ１０） −３．２０６６８１Ｅ−１５ −３．６１６９５４Ｅ−１４
１０次の非球面係数（Ｃ１１） −１．１４０３６６Ｅ−１３ −１．２１４５１１Ｅ−１３
１１次の非球面係数（Ｃ１２） ２．３５４０８４Ｅ−１７ −１．２２０５５２Ｅ−１８
１２次の非球面係数（Ｃ１３） ９．７１４８８１Ｅ−１７ １．２８５７９０Ｅ−１６
１３次の非球面係数（Ｃ１４） ５．９６３６２８Ｅ−２１ ６．３３６２７４Ｅ−２１
１４次の非球面係数（Ｃ１５） −８．９７２６４２Ｅ−２１ −２．１１２１３４Ｅ−２０
１５次の非球面係数（Ｃ１６） −３．１５３１００Ｅ−２３ −３．１６６４０８Ｅ−２３
１６次の非球面係数（Ｃ１７） −２．９５１５９２Ｅ−２３ −６．２４８８５６Ｅ−２３
１７次の非球面係数（Ｃ１８） −６．７２７１３９Ｅ−２６ −２．０３６４７７Ｅ−２５
１８次の非球面係数（Ｃ１９） −３．２４１８６７Ｅ−２６ −３．４８２１５３Ｅ−２６
１９次の非球面係数（Ｃ２０） −８．６０４０２３Ｅ−３０ −１．８５００３０Ｅ−２８
２０次の非球面係数（Ｃ２１） ６．８０８０６５Ｅ−２９ １．６０４３２６Ｅ−２８

また、非球面とされている第１０レンズＬＧ１０の第１７面および第１８面の非球面係数は、以下のとおりである。
Ｓ１７面 Ｓ１８面
曲率半径 ６８．２５９ −２４．２７７
コーニック定数（Ｋ） １５．８４８ −０．２６７
４次の係数（Ａ） −１．２８５５５Ｅ−０５ ３．０５９３８Ｅ−０６
６次の係数（Ｂ） −６．４１９７８Ｅ−０９ −２．４８００６Ｅ−０８
８次の係数（Ｃ） −５．４０４８８Ｅ−１２ ３．３６９９６Ｅ−１０
１０次の係数（Ｄ） −２．９２９７３Ｅ−１２ −３．６３２８１Ｅ−１２
１２次の係数（Ｅ） １．５２２３９Ｅ−１４ ７．３１３５４Ｅ−１５
１４次の係数（Ｆ） −３．３５７０５Ｅ−１７ −８．４６２８７Ｅ−１７
１６次の係数（Ｇ） ５．２２１３８Ｅ−２０ １．３５０２１Ｅ−１８
１８次の係数（Ｈ） −２．８７２４１Ｅ−２１ −７．０２７７６Ｅ−２１

また、ＯＢＪ、間隔Ｂ、間隔Ｃ、間隔Ｄ、間隔Ｅ、間隔Ｆ、間隔Ｇの値は、以下のとおりである。
ＯＢＪ １．６３ （ワイド位置） １．６３ （テレ位置）
間隔Ｂ ９．６５２（ワイド位置） ３．１１１（テレ位置）
間隔Ｃ １９．８４２（ワイド位置） １．２００（テレ位置）
間隔Ｄ ３．４７５（ワイド位置） １８．９８０（テレ位置）
間隔Ｅ ６．１９８（ワイド位置） ２．４５８（テレ位置）
間隔Ｆ １．５１４（ワイド位置） ５．１６８（テレ位置）
間隔Ｇ ４．９６７（ワイド位置） １４．６４９（テレ位置）

（補正レンズ群）
ここで、補正レンズ群ＬＧ１１について、詳細に説明する。図１５および図１６の上段に位置する温度変化前の収差図と、中段に位置する温度変化後（温度が２０℃上昇した状態）の収差図を比較すれば分かるように、画像投写時に投写光学系３Ｃの温度が予め想定された基準温度から２０℃上昇した場合には、投写光学系３Ｃの光学特性が変化し、非点収差が劣化（変動）する。このような問題に対して、投写光学系３Ｃでは、ズーム機能により投写倍率を変化させる際に移動しない第１レンズ群ＬＧ１のなかに非点収差の劣化を補正するための補正レンズ群ＬＧ１１を備え、この補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて、非点収差の劣化を補正する。

補正レンズ群ＬＧ１１は基準位置と補正位置との間で移動する。基準位置は、投写光学系３Ｃの温度が予め想定した基準温度の場合に補正レンズ群ＬＧ１１が配置されている位置である。図１５および図１６の温度変化前の収差図および温度変化後の収差図は、補正レンズ群ＬＧ１１が基準位置に配置されている状態におけるものである。補正位置は、投写光学系３Ｃの温度が基準温度から２０℃上昇したときに、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて温度変化に起因する非点収差の劣化を補正した状態における補正レンズ群ＬＧ１１の位置である。補正レンズ群ＬＧ１１が補正位置に配置された状態では、図１５および図１６の下段に位置する補正後の収差図に示すように、非点収差の劣化（変動）は補正され、温度変化前の収差図に近い状態となる。

ここで、図１４における厚み・間隔の欄の間隔Ａは、補正レンズ群ＬＧ１１が基準位置に配置されている場合と、補正レンズ群ＬＧ１１が補正位置に配置されている場合とで変化する。間隔Ａの値は、以下の通りである。
基準位置 補正位置
間隔Ａ（ワイド位置） １３．８１ １３．７３
間隔Ａ（テレ位置） １３．８１ １３．７６

本例では、温度が２０℃上昇した時に劣化した非点収差を補正する補正レンズ群ＬＧ１１の移動量（基準位置と補正位置との間の距離）をΔＭ２０としたときに、ワイド位置において、ΔＭ２０＝−０．０８０ｍｍであり、テレ位置において、ΔＭ２０＝−０．０５０ｍｍである。ΔＭ２０は、投写光学系３Ｃにおいて実際に補正レンズ群ＬＧ１１を移動させた実験、或いは、シミュレーションにより求められる。なお、基準位置から補正位置に移動する際に補正レンズ群ＬＧ１１がスクリーンＳの側に移動する場合にはΔＭ２０はプラスの値となる。基準位置から補正位置に移動する際に補正レンズ群ＬＧ１１がスクリーンＳとは反対側に移動する場合にはΔＭ２０はマイナスの値となる。

また、本例では、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置と補正位置との間で移動させたときのバックフォーカスの移動量をΔＢＦとしたときに、ワイド位置およびテレ位置のそれぞれにおいて、ΔＢＦは以下のとおりである。
ΔＢＦ ０．０１２８（ワイド位置） ／ ０．０２００（テレ位置）

なお、投写光学系３Ｃの温度として、各レンズＬ１〜Ｌ１４を保持する鏡筒３０の内部の温度を用いることができる。すなわち、温度センサー３２により検出される温度を、投写光学系３Ｃの温度とすることができる。

ここで、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離をｆ１としたときに、ｆ１＝−４７．０７１ある。固定レンズ群ＬＧ１２において最もスクリーンＳの側に位置する第３レンズＬ３の焦点距離をｆ２としたときに、ｆ２＝−４１．０７１である。

次に、投写光学系３Ｃは、液晶パネル１８が表示する画像の画素ピッチをＰ、レンズ全系のＦナンバーをＦＮＯ、温度が２０℃変動した時に変動した収差を補正する移動量（ΔＭ２０）だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量をΔＢＦとしたときに、次の条件式（１）を満足する。条件式（１）は、温度が２０℃変動した時に劣化した収差を補正する移動量（ワイド位置において、ΔＭ２０＝−０．０８０ｍｍであり、テレ位置において、ΔＭ２０＝−０．０５０ｍｍである。）だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときに、バックフォーカスの移動量ΔＢＦが、投写光学系３Ｃの焦点深度よりも小さいことを規定している。
｜ΔＢＦ２０｜ ＜ Ｐ×ＦＮＯ×√２ ・・・（１）

具体的に、本例では、Ｐ＝０．０１０ｍｍである。ワイド位置において、ＦＮＯ＝１．５０ある。テレ位置において、ＦＮＯ＝１．９８である。また、ワイド位置において、ΔＢＦ＝０．０１２８である。テレ位置において、ΔＢＦ＝０．０２００である。従って、投写光学系３Ｃは、以下のとおり、条件式（１）を満足する。
（ワイド位置） ｜０．０１２８｜ ＜ ０．０１０×１．５０×√２＝０．０２１
（テレ位置） ｜０．０２００｜ ＜ ０．０１０×１．９８×√２＝０．０２８

また、投写光学系３Ｃは、レンズ全系の焦点距離をｆ、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離をｆ１としたときに、以下の条件式（２）を満足する。
１．５ ＜ ｜ｆ１／ｆ｜ ・・・（２）

具体的に、本例では、ワイド位置においてｆ＝１８．５１である。テレ位置においてｆ＝２９．３９である。また、ｆ１＝−４７．０７１である。よって、投写光学系３Ｃは、以下のとおり、条件式（２）を満足する。
（ワイド位置） １．５ ＜ ｜−４７．０７１／１８．５１｜＝２．５
（テレ位置） １．５ ＜ ｜−４７．０７１／２９．３９｜＝１．６

ここで、本例では、最もスクリーンＳに近い位置にある補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて光学特性の劣化を補正する。従って、非点収差の劣化を補正しやすい。また、本例は、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離ｆ１とレンズ全系の焦点距離ｆとの関係が条件式（２）を満たすので、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させることにより、温度変化に起因して劣化した非点収差を補正しやすい。

さらに、投写光学系３Ｃは条件式（１）を満たすので、温度が２０℃変動した時に変動した収差を補正する移動量ΔＭ２０だけ補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量ΔＢＦ２０が、投写光学系３Ｃの焦点深度以下である。換言すれば、投写光学系３Ｃは条件式（１）を満たすので、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置から補正位置に移動させたときのバックフォーカスの移動量ΔＢＦ２０は、投写画像の画質に影響がでることを回避できるほどに僅かなものとなる。換言すれば、補正レンズ群ＬＧ１１を基準位置から補正位置に移動させたときのピントずれを回避できる。ここで、温度変化に起因して発生する投写光学系３Ｃのバックフォーカスの変動は設計によって抑制できる。従って、補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときのバックフォーカスの移動量ΔＢＦ２０が投写光学系３Ｃの焦点深度より小さければ、補正レンズ群ＬＧ１１を移動させたときに、バックフォーカスの位置を補正するための第２の補正レンズ群を備える必要がない。よって、温度変化に起因する非点収差の劣化を補正するために光軸Ｌ方向に移動させるレンズ群の数を少なくすることができる。

次に、本例は、固定レンズ群ＬＧ１２の最もスクリーンＳの側に位置する第３レンズＬ３は、負レンズであり、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ２としたときに、次の条件式（３）を満足する。
０．１ ＜ ｜ｆ２／ｆ１｜ ＜ ０．９ ・・・（３）

具体的に、本例では、ｆ１＝−４７．０７１であり、ｆ２＝−４１．０７１である。よって、投写光学系３Ｃは、以下のとおり、本例は条件式（３）を満足する。
０．１ ＜ ｜−４１．０７１／−４７．０７１｜＝０．８８ ＜ ０．９

ここで、条件式（３）の上限および下限を超える場合には、補正レンズ群ＬＧ１１を移動させて温度変化に起因して発生した非点収差を補正したときに、歪曲収差が大きくなる場合がある。これに対して、負レンズである第３レンズＬ３の焦点距離ｆ２と、補正レンズ群ＬＧ１１の焦点距離ｆ１との関係が条件式（３）を満たせば、歪曲収差が大きくなることを抑制できる。また、条件式（３）を満たせば、像面湾曲の増大を抑制できる。

さらに、本例は、補正レンズ群ＬＧ１１のうち最も固定レンズ群ＬＧ１２に近い第２レンズＬ２（補正レンズ群最終レンズ）の屈折率をｎｄ１、第２レンズＬ２のアッベ数をνｄ１としたときに、次の条件式（４）、（５）を満足する。
１．４５ ＜ ｎｄ１ ＜ １．６０ ・・・（４）
５０ ＜ νｄ１ ＜ ８５ ・・・（５

すなわち、本例では、図１４に示すように、ｎｄ１＝１．４９７００であり、νｄ１＝８１．５である。従って、本例は条件式（４）および条件式（５）を満足する。ここで、条件式（４）を満たせば、補正レンズ群ＬＧ１１が光軸Ｌ方向に移動したときに像面湾曲が増大することを抑制できる。また、条件式（５）を満たせば、補正レンズ群ＬＧ１１が光軸Ｌ方向に移動したときに、倍率色収差が増大することを抑制できる。

また、投写光学系３Ｃは、レンズ全系を保持する鏡筒３０と、鏡筒３０の内部の温度を検出する温度センサー３２と、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させる移動機構３３と、温度センサー３２からの出力に基づいて移動機構３３を駆動する補正制御部３４を備える。従って、温度センサー３２からの出力に基づいて補正制御部３４が移動機構３３を駆動することにより、温度変化に起因する非点収差の劣化を自動で補正できる。

ここで、本例では、予め、鏡筒３０の内部の温度変化（基準温度からの上昇温度）と、温度変化に起因して発生する非点収差を補正できる補正レンズ群ＬＧ１１の光軸Ｌ上の位置（補正位置）との関係を、実験、或いは、シミュレーションにより求めている。また、投写光学系３Ｃの補正制御部３４は、基準温度からの上昇温度と補正位置との関係を、テーブル等の形態で記憶保持している。従って、補正制御部３４は、基準温度からの上昇温度に基づいて記憶部を参照して移動機構３３を駆動して、補正レンズ群ＬＧ１１を補正位置に配置する。

また、本例では、投写光学系３Ｃにおいて、温度変化に起因する非点収差の劣化を容易に補正できるので、プロジェクター１の投写する光の光束が２０ｋｌｍ以上であり、画像投写時に投写光学系３Ｃを構成する各レンズＬ１〜Ｌ１４の温度が上昇しやすく、非点収差が劣化しやすい場合でも、投写画像の画質を維持できる。

なお、補正レンズ群ＬＧ１１は、手動によって、基準位置から補正位置に移動させてもよい。

また、上記の例では、温度変化に起因して非点収差が劣化した場合に補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させているが、投写倍率を変化させるのに伴って非点収差が劣化した場合などに、補正レンズ群ＬＧ１１を光軸Ｌ方向に移動させて、非点収差を補正してすることもできる。

１…プロジェクター（投写型画像表示装置）、２…画像光生成光学系、３・３Ａ・３Ｂ・３Ｃ…投写光学系、４…制御部、６…画像処理部、７…表示駆動部、１０…光源、１１…第１インテグレーターレンズ、１２…第２インテグレーターレンズ、１３…偏光変換素子、１４…重畳レンズ、１５…ダイクロイックミラー、１６…反射ミラー、１７Ｒ・１７Ｇ・１７Ｂ…フィールドレンズ、１８・１８Ｒ・１８Ｇ・１８Ｂ…液晶パネル、１９…クロスダイクロイックプリズム、２１…ダイクロイックミラー、２２…リレーレンズ、２３…反射ミラー、２４…リレーレンズ、２５…反射ミラー、３０…鏡筒、３１…収差補正機構、３２…温度センサー、３３…移動機構、３４…補正制御部、Ｌ…光軸、Ｌ１〜Ｌ１６…レンズ、ＬＧ１〜ＬＧ７…レンズ群、ＬＧ１１…補正レンズ群、ＬＧ１２…固定レンズ群、Ｓ…スクリーン。

Claims (6)

1. 画像表示素子に表示された所定の画素ピッチの画像をスクリーンに投写するとともに、投写倍率を変化させるズーム機能を備える投写光学系において、
   最も前記スクリーンの側に位置し、前記ズーム機能により投写倍率を変化させる際に光軸方向に移動しない第１レンズ群を有し、
   前記第１レンズ群は、前記光軸方向への移動により温度変化に応じて発生する収差の変動を補正する補正レンズ群と、前記補正レンズ群の前記スクリーンとは反対の側で前記光軸方向に移動することがない固定レンズ群と、を備え、
   前記補正レンズ群は、前記スクリーンの側から１枚または複数枚のレンズからなり、
   前記画像の画素ピッチをＰ、レンズ全系のＦナンバーをＦＮＯ、レンズ全系の焦点距離をｆ、前記補正レンズ群の焦点距離をｆ１、温度が２０℃変動した時に変動した収差を補正する移動量だけ前記補正レンズ群を移動させたときのバックフォーカスの移動量をΔＢＦとしたときに、次の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする投写光学系。
   ｜ΔＢＦ２０｜ ＜ Ｐ×ＦＮＯ×√２ ・・・（１）
   １．５ ＜ ｜ｆ１／ｆ｜ ・・・（２）
2. 前記固定レンズ群の最も前記スクリーンの側に位置する固定レンズ群第１レンズは、負レンズであり、
   前記固定レンズ群第１レンズの焦点距離をｆ２としたときに、次の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の投写光学系。
   ０．１ ＜ ｜ｆ２／ｆ１｜ ＜ ０．９ ・・・（３）
3. 前記補正レンズ群が１枚のレンズからなる場合には、当該レンズの屈折率をｎｄ１、アッベ数をνｄ１としたときに、次の条件式（４）、（５）を満足し、
   前記補正レンズ群が複数枚のレンズからなる場合には、前記補正レンズ群のなかで最も前記固定レンズ群の側に位置する補正レンズ群最終レンズの屈折率をｎｄ１、アッベ数をνｄ１としたときに、次の条件式（４）、（５）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の投写光学系。
   １．４５ ＜ ｎｄ１ ＜ １．６０ ・・・（４）
   ５０ ＜ νｄ１ ＜ ８５ ・・・（５）
4. レンズ全系を保持する鏡筒と、
   前記鏡筒の内部の温度を検出する温度センサーと、
   前記補正レンズ群を前記光軸方向に移動させる移動機構と、
   前記温度センサーからの出力に基づいて前記移動機構を駆動する補正制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
5. 請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の投写光学系と、
   前記所定の画素ピッチを備え、前記投写光学系のバックフォーカスの位置に配置された画像表示素子と、を有することを特徴とする投写型画像表示装置。
6. 投写する光の光束が２０ｋｌｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の投写型画像表示装置。

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