JP6836141B2 - 投写光学系および投写型画像表示装置 - Google Patents

投写光学系および投写型画像表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、画像表示素子の画像を拡大して投影する投写型画像表示装置に組み込むのに適した投写光学系、および、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に組み込むことが可能な光学系は特許文献１に記載されている。同文献の光学系は、投写型画像表示装置に組み込んだときに、画像表示素子の画像の中間像を光学系の内部で形成して、スクリーンに再結像させる。すなわち、同文献の光学系は、スクリーン（拡大側結像面）と中間像を共役にする第１レンズユニットと、中間像と縮小側結像面（画像表示素子の画像）とを共役にする第２レンズユニットとを備える。
特開２０１４−２９３９２号公報
投写光学系では、投写型画像表示装置をスクリーンに近い位置に配置した場合でも画像表示素子の画像を拡大して投写できるように、画角を大きくすることが求められている。しかし、画角を大きくすると、スクリーンに投写された投写像面に歪が発生しやすくなる。かかる問題に対しては、光学系を構成するレンズの枚数を増加させれば投写像面の歪みを抑制することが可能である。しかし、レンズの枚数が増加すると、レンズの全長が大きくなるという問題がある。
本発明の課題は、このような点に鑑みて、画角を大きくしたときに、レンズ全長を抑制しながら投写像面に歪が発生することを抑制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、本発明の投写光学系は、拡大側に位置する拡大側結像面と中間像を共役にする第１レンズユニットと、前記中間像と縮小側に位置する縮小側結像面とを共役にする第２レンズユニットと、からなり、前記第１レンズユニットは、正のパワーを有し、前記第２レンズユニットは、負のパワーを有し、前記第１レンズユニットのｄ線の焦点距離をｆ１Ｕ、前記第２レンズユニットのｄ線の焦点距離をｆ２Ｕ、前記第１レンズユニットのレンズ全長をＬＬＵ１、前記第２レンズユニットのレンズ全長をＬＬＵ２としたときに、以下の条件式（１）および条件式（２）を満たすことを特徴とする。
−０．３ ＜ ｆ１Ｕ／ｆ２Ｕ ＜ −０．００５ ・・・（１）
０．５ ＜ ＬＬＵ１／ＬＬＵ２ ＜ ０．９ ・・・（２）
本発明は、条件式（１）を満たすので、レンズ枚数の増加を抑制しながら投写像面に歪が発生することを抑制して、画角を大きくすることが容易である。また、本発明は条件式（２）を満たすので、第１レンズユニットのレンズ全長を小さくして、投写光学系全体のレンズ全長を抑制できる。すなわち、条件式（１）の値が下限を超えると、第１レンズユニットの焦点距離が長くなり、画角を大きくすることが難しくなる。また、条件式（２）の値が下限を超えると、第２レンズユニットと中間像との間の光線の光軸に対する傾きが大きくなり、像面湾曲の悪化を招くとともに、第２レンズユニットの最も中間像側のレンズの径が大きくなる。一方、条件式（１）の値が上限を超えると、中間像側から第１レンズユニットに入射する光線が略テレセントリックな光線あるいは光線径が広がる光線となる。これにより、第１レンズユニットの負荷が増えるので、収差を補正するために第１レンズユニットのレンズの枚数を増加させる必要がある。また、本発明は条件式（２）を満たすので、第１レンズユニットのレンズ全長が第２レンズユニットのレンズ全長よりも短く、投写光学系の全体をコンパクトなものとすることが容易となる。
本発明において、光路を折り曲げるための第１光路折り曲げ素子および第２光路折り曲げ素子を有し、前記第１光路折り曲げ素子は、前記第１レンズユニットと前記第２レンズユニットとの間に配置され、前記第２光路折り曲げ素子は、前記第２レンズユニットの内部に配置されていることが望ましい。このようにすれば、光路折り曲げ素子を２か所に配置する場合に、第１レンズユニットの内部に光路折り曲げ素子を配置しなくて済む。従って、複数のレンズを用いて第１レンズユニットを構成する際に、第１レンズユニットの内部に光路折り曲げ素子を配置した場合と比較して、第１レンズユニットの各レンズの位置精度を確保することが容易となる。また、第１レンズユニットの内部に光路折り曲げ素子を配置しないので、第１レンズユニットの内部に光路折り曲げ素子を配置するための空間を設ける必要がなく、第１レンズユニットのレンズ全長が増大することを抑制できる。
本発明において、前記第２レンズユニットの最も前記中間像に近い第２レンズユニット中間像側第１レンズと前記第１レンズユニットの最も前記中間像に近い第１レンズユニット中間像側レンズとの間を通過する軸外の光線の主光線は、前記第２レンズユニット中間像側第１レンズから前記第１レンズユニット中間像側レンズに向かって光軸に接近することが望ましい。このようにすれば、第１レンズユニットで発生する歪曲収差を、第２レンズユニットで補正しやすく、第１レンズユニットで収差を補正する負担を抑えることができる。
本発明において、前記中間像における軸外光の合焦位置は、軸外に向かって前記第２レンズユニット中間像側第１レンズに接近することが望ましい。このようにすれば、第１レンズユニットの側で発生する歪曲収差を、第２レンズユニットの側でより補正しやすい。
本発明において、前記第１レンズユニットの最も前記拡大側結像面の側に位置する第１レンズユニット拡大側レンズ、および、前記第１レンズユニットの最も前記中間像の側に位置する第１レンズユニット中間像側レンズは、非球面レンズであることが望ましい。このようにすれば、第１レンズユニット拡大側レンズにおいて歪曲収差を適度に補正することが容易となる。また、第１レンズユニット拡大側レンズを非球面レンズとすれば、その径を小さくすることが容易である。さらに、第２レンズユニット中間像側第１レンズと第１レンズユニット中間像側レンズとの間を通過する軸外の光線の主光線が第２レンズユニット中間像側第１レンズから第１レンズユニット中間像側レンズに向かって光軸に接近する構成を備える場合には、第１レンズユニット中間像側レンズを非球面レンズとすることにより、その径を小さくすることが容易である。
本発明において、前記第１レンズユニットは、前記拡大側結像面の側から前記中間像の側に向かって、第１レンズユニット拡大側レンズ、２枚以上の負のパワーを有するレンズを備える第１レンズ群、少なくとも１枚の正のパワーを有するレンズを備える第２レンズ群を、備え、前記拡大側結像面への投写サイズを変える場合には、前記第１レンズユニット拡大側レンズを固定した状態で、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを含む２以上のレンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングを行うことが望ましい。このようにすれば、投写サイズを変えたときに、収差の発生を抑制しながらフォーカシングを行うことができる。
本発明において、前記第２レンズユニットは、前記中間像の側から前記縮小側結像面の側に向かって、前記中間像の側に凹面を備え正のパワーを有する第２レンズユニット中間像側第１レンズと、縮小側結像面の側に凹面を備え負のパワーを備える第２レンズユニット中間像側第２レンズと、正のパワーを有する第２レンズユニット中間像側第３レンズと、を備え、前記第２レンズユニット中間像側第１レンズ、前記第２レンズユニット中間像側第２レンズ、および、前記第２レンズユニット中間像側第３レンズは、前記第１光路折り曲げ素子と前記２光路折り曲げ素子との間に位置し、前記第２レンズユニット中間像側第１レンズのｄ線の屈折率をｎｄ（２１）、アッベ数をνｄ（２１）、前記第２レンズユニット中間像側第２レンズのｄ線の屈折率をｎｄ（２２）、アッベ数をνｄ（２２）としたときに、以下の条件式（３）および条件式（４）を満たすことが望ましい。
｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜ ＜ ０．４ ・・・（３）
｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜ ＜ ３０ ・・・（４）
このようにすれば、第２レンズユニットにおける第２光路折り曲げ素子よりも中間像の側の像高の高い位置で発生する収差を適切なものとすることができる。これにより、第２レンズユニットの側で発生する収差を第１レンズユニットの側で補正しやすくなる。
本発明において、前記第２レンズユニットの最も前記縮小側結像面の側に位置する第２レンズユニット縮小側第１レンズおよび当該第２レンズユニット縮小側第１レンズの隣に位置する第２レンズユニット縮小側第２レンズは、それぞれ正のパワーを備え、前記第２レンズユニット縮小側第１レンズは、ｄ線の屈折率が１．７５より大きく、２．００よりも小さく、かつ、アッベ数が２０より大きく、４５より小さいことが望ましい。このようにすれば、像面湾曲の補正および色収差の補正が容易となる。
本発明において、全体のｄ線の焦点距離をｆ、全体のバックフォーカス空気換算値をＢＦとしたときに、以下の条件式（５）を満たすことが望ましい。
ＢＦ／｜ｆ｜ ＞ ５ ・・・（５）
このようにすれば、バックフォーカスを比較的長く確保でき、光学系を広角にすることが容易となる。
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、前記縮小側結像面に画像を表示する画像表示素子と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、投写光学系において、画角を大きくしたときに、レンズ全長を抑制しながら投写像面に歪が発生することを抑制できる。従って、投写光学系を搭載した投写型画像表示装置をコンパクトにすることができる。
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。 実施例１の投写光学系の構成図である。 各レンズがポジション１にある場合の投写光学系の収差図である。 各レンズがポジション２にある場合の投写光学系の収差図である。 各レンズがポジション３にある場合の投写光学系の収差図である。 実施例１の投写光学系の光路を折り曲げた場合の構成図である。 実施例２の投写光学系の構成図である。 各レンズがポジション１にある場合の投写光学系の収差図である。 各レンズがポジション２にある場合の投写光学系の収差図である。 各レンズがポジション３にある場合の投写光学系の収差図である。 実施例２の投写光学系の光路を折り曲げた場合の構成図である。 実施例３の投写光学系の構成図である。 各レンズがポジション１にある場合の投写光学系の収差図である。 各レンズがポジション２にある場合の投写光学系の収差図である。 各レンズがポジション３にある場合の投写光学系の収差図である。 実施例３の投写光学系の光路を折り曲げた場合の構成図である。 実施例４の投写光学系の構成図である。 各レンズがポジション１にある場合の投写光学系の収差図である。 各レンズがポジション２にある場合の投写光学系の収差図である。 各レンズがポジション３にある場合の投写光学系の収差図である。 実施例４の投写光学系の光路を折り曲げた場合の構成図である。
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（投写型画像表示装置）１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、画像光生成光学系２の動作を制御する制御部４とを備える。
（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は画像表示素子である。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は画像表示素子である。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１８Ｇ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は画像表示素子である。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、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。
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１〜４を説明する。
（実施例１）
図２は実施例１の投写光学系の構成図（光線図）である。図２に示すように、本例の投写光学系３Ａは、拡大側結像面であるスクリーンＳと中間像３０を共役にする第１レンズユニットＬＵ１と、中間像３０と縮小側結像面である液晶パネル１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）とを共役にする第２レンズユニットＬＵ２とからなる。第１レンズユニットＬＵ１は正のパワーを有する。第２レンズユニットＬＵ２は負のパワーを有する。
第１レンズユニットＬＵ１は、スクリーンＳの側から中間像３０の側に向かって、負のパワーを備える第１レンズユニット第１レンズＬ１（第１レンズユニット拡大側レンズ）、負のパワーを備える第１レンズ群ＬＧ１、正のパワーを備える第２レンズ群ＬＧ２を備える。
第１レンズユニット第１レンズＬ１は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
第１レンズ群ＬＧ１は２枚以上の負のパワーを有するレンズを備える。本例では、第１レンズ群ＬＧ１は、スクリーンＳの側から中間像３０の側に向かって、第１レンズユニット第２レンズＬ２、第１レンズユニット第３レンズＬ３、第１レンズユニット第４レンズＬ４、第１レンズユニット第５レンズＬ５の４枚のレンズからなる。第１レンズユニット第２レンズＬ２および第１レンズユニット第３レンズＬ３は負のパワーを備えるとともに、それぞれスクリーンＳの側に凸のメニスカス形状を備える。第１レンズユニット第４レンズＬ４は、負のパワーを備えるとともに、スクリーンＳの側および中間像３０の側に凹面を備える。第１レンズユニット第５レンズＬ５は、正のパワーを備え、スクリーンＳの側および中間像３０の側に凸面を備える
第２レンズ群ＬＧ２は１枚のレンズからなる。第２レンズ群ＬＧ２を構成する第１レンズユニット第６レンズＬ６は正のパワーを備える。また、第１レンズユニット第６レンズＬ６はスクリーンＳの側および中間像３０の側に凸面を備える。
また、第１レンズユニットＬＵ１は、第２レンズ群ＬＧ２から中間像３０の側に向かって第１レンズユニット第７レンズＬ７、第１レンズユニット第８レンズＬ８、第１レンズユニット第９レンズＬ９、第１レンズユニット第１０レンズＬ１０、第１レンズユニット第１１レンズＬ１１、第１レンズユニット第１２レンズＬ１２を備える。従って、第１レンズユニットＬＵ１は１２枚のレンズからなる。本例では、第１レンズユニット第１２レンズＬ１２（第１レンズユニット中間像側レンズ）は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
第２レンズユニットＬＵ２は、中間像３０の側から液晶パネル１８の側に向かって、第２レンズユニット第１レンズＬ１３、第２レンズユニット第２レンズＬ１４、第２レンズユニット第３レンズＬ１５、第２レンズユニット第４レンズＬ１６、第２レンズユニット第５レンズＬ１７、第２レンズユニット第６レンズＬ１８、第２レンズユニット第７レンズＬ１９、第２レンズユニット第８レンズＬ２０、第２レンズユニット第９レンズＬ２１、および、第２レンズユニット第１０レンズＬ２２を備える。従って、第２レンズユニットＬＵ２は１０枚のレンズからなる。第２レンズユニット第４レンズＬ１６と第２レンズユニット第５レンズＬ１７との間には絞りが配置されている。第２レンズユニット第１０レンズＬ２２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が配置されている。
第２レンズユニット第１レンズＬ１３（第２レンズユニット中間像側第１レンズ）は、正のパワーを有する。第２レンズユニット第１レンズＬ１３は中間像３０の側に凹面を備え、液晶パネル１８の側に凸面を備えるメニスカス形状である。第２レンズユニット第２レンズＬ１４（第２レンズユニット中間像側第２レンズ）は負のパワーを有する。第２レンズユニット第２レンズＬ１４は、中間像３０の側に凸面を備え、液晶パネル１８の側に凹面を備えるメニスカス形状である。第２レンズユニット第３レンズＬ１５（第２レンズユニット中間像側第３レンズ）は正のパワーを有する。第２レンズユニット第３レンズＬ１５は中間像３０の側および液晶パネル１８の側に凸面を備える。第２レンズユニット第４レンズＬ１６は負のパワーを有する。第２レンズユニット第４レンズＬ１６は中間像３０の側に凹面を備え、液晶パネル１８の側に凸面を備えるメニスカス形状である。
第２レンズユニットＬＵ２において液晶パネル１８に最も近い第２レンズユニット第１０レンズＬ２２（第２レンズユニット縮小側第１レンズ）と、その隣に位置する第２レンズユニット第９レンズＬ２１（第２レンズユニット縮小側第２レンズ）は、それぞれ正のパワーを備える。また、第２レンズユニット第９レンズＬ２１および第２レンズユニット第１０レンズＬ２２は、それぞれ中間像３０の側および液晶パネル１８の側に凸面を備える。
投写光学系３Ａでは、図２に示すように、中間像３０を間に挟んだ両側に位置する第１レンズユニット第１２レンズＬ１２と第２レンズユニット第１レンズＬ１３との間を通過する軸外の光線の主光線は、第２レンズユニット第１レンズＬ１３から第１レンズユニット第１２レンズＬ１２に向かって光軸Ｌに接近する。中間像３０における軸外光の合焦位置Ｐは、軸外に向かって第２レンズユニット第１レンズＬ１３に接近する。
投写光学系３ＡでスクリーンＳへの投写サイズを変える場合には、第１レンズユニット第１レンズＬ１を固定した状態で、第１レンズ群ＬＧ１および第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第６レンズＬ６）を光軸Ｌ方向に移動させてフォーカシングを行う。
ここで、投写光学系３Ａの焦点距離を｜ｆ｜、最大画角（半画角）をω、ＦナンバーをＦＮｏ、有効像円径をφ、バックフォーカス空気換算値をＢＦ、第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長をＬＬＵ１、第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長をＬＬＵ２としたときに、実施例１の投写光学系３Ａのデータは以下のとおりである。なお、レンズ全長ＬＬＵ１は光軸Ｌ上における第１レンズユニット第１レンズＬ１のスクリーンＳの側の面から第１レンズユニット第１２レンズＬ１２の中間像３０の側の面までの距離である。レンズ全長ＬＬＵ２は光軸Ｌ上における第２レンズユニット第１レンズＬ１３の中間像３０の側の面から第１レンズユニット第２２レンズＬ２２の液晶パネル１８の側の面までの距離である。
｜ｆ｜＝８．１ｍｍ
ω＝６８．４°
ＦＮｏ＝１．９２
φ＝４１．２ｍｍ
ＢＦ＝４７．３３ｍｍ
ＬＬＵ１＝２０１．９８８ｍｍ
ＬＬＵ２＝２８９．２７７ｍｍ
また、投写光学系３Ａのレンズデータは以下のとおりである。レンズの列は、図２の各レンズに付された符号である。面番に＊を付した面は非球面である。Ｒは曲率半径である。ｄは軸上面間隔（ｍｍ）（レンズ厚又はレンズ間隔）である。ｎｄは屈折率である。νｄはアッベ数である。なお、軸上面間隔Ａは、スクリーンＳと第１レンズユニット第１レンズＬ１との間の距離である。軸上面間隔Ｂは、第１レンズユニット第１レンズＬ１と第１レンズ群ＬＧ１との間の距離である。軸上面間隔Ｃは、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第６レンズＬ６）との間の距離である。軸上面間隔Ｄは第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第５レンズＬ６）と第１レンズユニット第７レンズＬ６との間の距離である。軸上面間隔Ａは投写サイズにより変化し、軸上面間隔Ｂ、Ｃ、Ｄは投写サイズを変えた場合のフォーカシングにより変化する。
レンズ 面番 Ｒ ｄ ｎｄ νｄ
Ｓ ＩＮＦＩＮＩＴＹ Ａ
Ｌ１ ＊１ −１２７．１５５ ６ １．５０９４２ ５５．８８
＊２ ９３．４６ Ｂ
Ｌ２ ３ ６５．７ ３．３１ １．８５１５ ４０．７８
４ ３１．３５ １５．８１
Ｌ３ ５ １２０．２ ２．４ １．８５１５ ４０．７８
６ ２９．２５ １３．１８３
Ｌ４ ７ −８２．２ ２．２ １．４９７ ８１．５４
８ ３８．６ １２．７２
Ｌ５ ９ ７１．８５ ７．４７ １．８４６６６ ２３．７８
１０ −２８４．４ Ｃ
Ｌ６ １１ １７５．４ ４．２７ １．８０６１ ３３．２７
１２ −１１８ Ｄ
Ｌ７ １３ ３２９ ７．７８ １．６２２９９ ５８．１６
１４ −４５．９５ ０．８５４
Ｌ８ １５ −３９．９５ １．６ １．８４６６６ ２３．７８
１６ −２０１２ ２．４１７
Ｌ９ １７ −２０９．４ １．８ １．８４６６６ ２３．７８
１８ ９１．４ ０．５７４
Ｌ１０ １９ １０９．７ １３．６５ １．４３７ ９５．１
２０ −４０．９５ ０．３
Ｌ１１ ２１ １０２ １１．１３ １．５８９１３ ６１．１４
２２ −１０２ ２７．９５３
Ｌ１２ ＊２３ １２４．８３９ ８ １．６９３ ５３．２１
＊２４ −２４２．０２４ １２１．７１
Ｌ１３ ２５ −１００．２５ ９．６４ １．５１６３３ ６４．１４
２６ −６７．２５ ０．２
Ｌ１４ ２７ ４５３ ３．２ １．７２３４２ ３７．９５
２８ ９７．４５ ９．１９
Ｌ１５ ２９ １７５２ １２．４５ １．８０６１ ３３．２７
３０ −１００．３ ５３．５１８
Ｌ１６ ３１ −１２２．７５ ９．１ １．４８７４９ ７０．２３
３２ −６７．４ １０９．５８３
（絞り） ３３ ＩＮＦＩＮＩＴＹ ９
Ｌ１７ ３４ ５０．１ ９．４ １．４９７ ８１．５４
３５ −７１．４５ ２．２２
Ｌ１８ ３６ −６０．８ １．６ １．８４６６６ ２３．７８
３７ ７５．３ ０．２
Ｌ１９ ３８ ４０．４ １１．７５ １．４９７ ８１．５４
３９ −８６．５５ ２３．５７６
Ｌ２０ ４０ −３０．７５ ２．８ １．７２０４７ ３４．７１
４１ ９７．３５ ４．５７
Ｌ２１ ４２ ４０１ ８．７７ １．９２２０６ ２０．８８
４３ −６１．２５ ０．２３
Ｌ２２ ４４ １９９．８ ８．２８ １．９２２０６ ２０．８８
４５ −１０１．７５ ５
（１９） ４６ ＩＮＦＩＮＩＴＹ ４５ １．５１６３３ ６４．１４
４７ ＩＮＦＩＮＩＴＹ １２．６６２
非球面とされた面番１、２（第１レンズユニット第１レンズＬ１）の非球面形状を規定するための奇数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 １ ２
Ｙ曲率半径 −１２７．１５５ ９３．４６０
コーニック定数 −７８．１６２ ０．９４８４
３次の非球面係数 １．３８８８０Ｅ−０４ １．７３２８０Ｅ−０４
４次の非球面係数 １．３１４３７Ｅ−０６ ４．３０２９３Ｅ−０７
５次の非球面係数 −７．６１４１０Ｅ−０８ −３．４９７４９Ｅ−０８
６次の非球面係数 ６．２５２７０Ｅ−１０ −４．１１７４７Ｅ−１０
７次の非球面係数 １．０００３０Ｅ−１１ −２．９５９２４Ｅ−１３
８次の非球面係数 −１．１８６１０Ｅ−１３ −１．８０８４２Ｅ−１４
９次の非球面係数 −５．５２３２０Ｅ−１６ ２．８５５６９Ｅ−１５
１０次の非球面係数 ３．６６４５０Ｅ−１８ −２．２１８７８Ｅ−１７
１１次の非球面係数 ３．４９５５０Ｅ−２０ ５．９９７４９Ｅ−１９
１２次の非球面係数 −５．０２２００Ｅ−２２ −１．４２７０５Ｅ−２０
１３次の非球面係数 ２．４９１８０Ｅ−２３ −１．５９９３１Ｅ−２２
１４次の非球面係数 ２．８９９７０Ｅ−２５ ３．１６００９Ｅ−２４
１５次の非球面係数 −５．９９３４０Ｅ−２７ １．２１７８６Ｅ−２５
１６次の非球面係数 −８．１７１２０Ｅ−３０ −９．０９００８Ｅ−２８
１７次の非球面係数 −８．５４１１０Ｅ−３１ −２．５０９３７Ｅ−２９
１８次の非球面係数 １．４５６６０Ｅ−３２ −２．５３１８８Ｅ−３１
１９次の非球面係数 ６．９０４５０Ｅ−３３
また、非球面とされた面番２３、２４（第１レンズユニット第１２レンズＬ１２）の非球面形状を規定するための偶数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 ２３ ２４
Ｙ曲率半径 １２４．８３９ −２４２．０２４
コーニック定数（Ｋ） ７．６８０ −３０．４３３
４次の係数（Ａ） ３．０３１５７Ｅ−０６ ８．０９１２２Ｅ−０６
６次の係数（Ｂ） −８．４２８１８Ｅ−０９ −１．１４２７９Ｅ−０８
８次の係数（Ｃ） ６．５２６５９Ｅ−１３ ４．７８１９７Ｅ−１３
１０次の係数（Ｄ） ４．４５７０５Ｅ−１６ ４．５２９６５Ｅ−１５
１２次の係数（Ｅ） ７．５２６４０Ｅ−１９ −４．２５７４７Ｅ−１９
１４次の係数（Ｆ） ５．７７２０５Ｅ−２２ −４．５９４４２Ｅ−２２
１６次の係数（Ｇ） ６．４２７７６Ｅ−２５ −１．６８６０５Ｅ−２５
１８次の係数（Ｈ） １．１３４１８Ｅ−２７ ６．０５７０９Ｅ−２８
２０次の係数（Ｊ） −１．３１５８４Ｅ−３０ ０．０００００Ｅ＋００
次に、投写サイズを変えてフォーカシングを行った場合の軸上面間隔Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（単位：ｍｍ）、焦点距離｜ｆ｜（単位：ｍｍ）、および、半画角ω（単位：°）は以下のとおりである。なお、第１レンズユニット第１レンズとスクリーンＳとの間の距離である軸上面間隔Ａを１０５０ｍｍとしたときのフォーカシング後の各レンズの位置をポジション１とし、軸上面間隔Ａを７３０ｍｍとしたときの各レンズの位置をポジション２とし、軸上面間隔Ａを２５００ｍｍとしたときの各レンズの位置をポジション３とする。
ポジション１ ポジション２ ポジション３
Ａ １０５０ ７２０ ２５００
Ｂ １４．１６１ １４．３３５ １３．８９３
Ｃ １４．１６８ １４．３３３ １３．９３１
Ｄ ３０．２３８ ２９．８９９ ３０．７４３
｜ｆ｜ ８．１ ８．０８ ８．１３
ω ６８．４ ６８．３ ６８．４
本例の投写光学系３Ａによれば、第２レンズユニット第１レンズＬ１３が正のパワーを有するので、第２レンズユニット第１レンズＬ１３の第１レンズユニットＬＵ１の側に中間像３０を形成しやすい。また、正のパワーを有するレンズによって中間像３０を形成するので、第１レンズユニットＬＵ１の側で発生する歪曲収差を、第２レンズユニットＬＵ２の側で補正しやすい。
さらに、中間像３０を間に挟んだ両側に位置する第１レンズユニット第１２レンズＬ１２と第２レンズユニット第１レンズＬ１３との間を通過する軸外の光線の主光線が第２レンズユニット第１レンズＬ１３から第１レンズユニット第１２レンズＬ１２に向かって光軸Ｌに接近し、中間像３０における軸外光の合焦位置Ｐは、軸外に向かって第２レンズユニット第１レンズＬ１３に接近する。これにより、第１レンズユニットＬＵ１の側で発生する歪曲収差を、第２レンズユニットＬＵ２の側で補正しやすく、第１レンズユニットＬＵ１で収差を補正する負担を抑えることができる。
また、本例では、第１レンズユニット第１レンズＬ１および第１レンズユニット第１２レンズＬ１２が非球面レンズなので、第１レンズユニット第１レンズＬ１において歪曲収差を補正することが容易であり、第１レンズユニット第１２レンズＬ１２において像面湾曲を補正することが容易となる。また、第１レンズユニット第１レンズＬ１が非球面レンズなので、その径を小さくすることが容易である。
ここで、投写光学系３Ａは、第１レンズユニットＬＵ１の焦点距離をｆＵ１、第２レンズユニットＬＵ２の焦点距離をｆＵ２としたときに、以下の条件式（１）を満たす。
−０．３ ＜ ｆ１Ｕ／ｆ２Ｕ ＜ −０．００５ ・・・（１）
すなわち、
ｆＵ１＝１１．９４
ｆＵ２＝１０４６．５０
であり、
ｆＵ１／ｆＵ２＝−０．０１１
である。
本例の投写光学系３Ａは、条件式（１）を満たすので、レンズ枚数の増加を抑制しながら投写像面に歪が発生することを抑制して、最大画角を１２０°以上（半画角ωを６０°以上）の広角にすることが容易である。すなわち、条件式（１）の値が下限を超えると、第１レンズユニットＬＵ１の焦点距離が長くなり、画角を広角にすることが容易ではなくなる。また、条件式（１）の値が下限を超えると、第２レンズユニットＬＵ２と中間像３０との間の光線の光軸Ｌに対する傾きが大きくなり、像面湾曲の悪化を招くとともに、第２レンズユニットＬＵ２の最も中間像３０の側のレンズ（第２レンズユニット第１レンズＬ１３）の径が大きくなる。一方、条件式（１）の値が上限を超えると、中間像３０の側から第１レンズユニットＬＵ１に入射する光線が略テレセントリックな光線あるいは光線径が広がる光線となる。これにより、第１レンズユニットＬＵ１の側の負荷が増えるので、収差を補正するために第１レンズユニットＬＵ１のレンズの枚数を増加させる必要がある。
また、本例は第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長ＬＬＵ１と第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長ＬＬＵ２とが以下の条件式（２）を満たす。
０．５ ＜ ＬＬＵ１／ＬＬＵ２ ＜ ０．９ ・・・（２）
すなわち、
ＬＬＵ１／ＬＬＵ２＝２０１．９８８／２８９．２７７＝０．７０
である。
従って、本例によれば、第１レンズユニットＬ１のレンズ全長ＬＬＵ１が第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長ＬＬＵ２よりも短く、投写光学系３Ａの全体をコンパクトなものとすることが容易である。
また、本例では、第２レンズユニット第１レンズＬ１３が正のパワーを備え、第２レンズユニット第２レンズＬ１４が負のパワーを備え、第２レンズユニット第３レンズ１５が正のパワーを備える。さらに、第２レンズユニット第１レンズＬ１３が中間像３０の側に凹面を備え、第２レンズユニット第２レンズＬ１４が液晶パネル１８の側に凹面を備える。これに加えて、第２レンズユニット第１レンズＬ１３のｄ線の屈折率をｎｄ（２１）、アッベ数をνｄ（２１）、第２レンズユニット第２レンズＬ１４のｄ線の屈折率をｎｄ（２２）、アッベ数をνｄ（２２）としたときに、以下の条件式（３）および条件式（４）を満たす。
｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜ ＜ ０．４ ・・・（３）
｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜ ＜ ３０ ・・・（４）
すなわち、
｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜
＝｜１．７２３４２−１．５１６３３｜＝０．２１
であり、
｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜
＝６４．１４−３７．９５＝２６．１９
である。
第２レンズユニット第１レンズＬ１３、第２レンズユニット第２レンズＬ１４、および、第２レンズユニット第３レンズ１５が上記の構成を備え、かつ、条件式（３）および条件式（４）を満たすので、投写光学系３Ａは、第２レンズユニットＬ２における像高の高い位置で発生する収差を適切なものとすることができる。これにより、第２レンズユニットＬ２の側で発生する収差を第１レンズユニットＬ１の側で補正しやすくなる。
さらに、本例では、ｄ線の焦点距離をｆ、全体のバックフォーカス空気換算値をＢＦとしたときに、以下の条件式（５）を満たす。
ＢＦ／｜ｆ｜ ＞ ５ ・・・（５）
すなわち、
ＢＦ／｜ｆ｜＝４７．３３／８．１＝５．８
である。
条件式（５）を満たすので、投写光学系３Ａでは、バックフォーカスを比較的長く確保することができ、最大画角を１２０°以上の広角にすることが容易である。
また、本例では、第２レンズユニットＬＵ２の最も液晶パネル１８の側に位置する第２レンズユニット第１０レンズＬ２２、および、その隣に位置する第２レンズユニット第９レンズ２１がそれぞれ正のパワーを備える。そして、第２レンズユニット第１０レンズＬ２２のｄ線の屈折率をｎｄ（２３）、アッベ数をνｄ（２３）としたときに、以下の条件式（６）および条件式（７）を満たす。
１．７５ ＜ ｎｄ２３ ＜ ２．００ ・・（６）
２０ ＜ νｄ２３ ＜ ４５ ・・（７）
すなわち、
ｎｄ２３＝１．９２２０６
νｄ２３＝２０．８８
である。
第２レンズユニット第９レンズ２１および第２レンズユニット第１０レンズＬ２２がそれぞれ正のパワーを備え、かつ、条件式（６）および条件式（７）を満たすので、投写光学系３Ａでは、像面湾曲の補正および色収差の補正が容易である。
図３は投写光学系３Ａの各レンズがポジション１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４は投写光学系３Ａの各レンズがポジション２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は投写光学系３Ａの各レンズがポジション３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３乃至図５に示すように、投写光学系３Ａでは、球面収差、非点収差および歪曲収差が良好に補正されている。
次に、投写光学系３Ａをプロジェクター１に組み込む際には、図６に示すように、第１レンズユニットＬＵ１と第２レンズユニットＬＵ２の間に第１ミラー３１（第１光路折り曲げ素子）を配置して、これらの間の光路（光軸Ｌ）を折り曲げる。また、第２レンズユニットＬＵ２における第２レンズユニット第４レンズＬ１６と、第２レンズユニット第５レンズＬ１７との間に、第２ミラー３２（第２光路折り曲げ素子）を配置して、これらの間の光路（光軸Ｌ）を折り曲げる。投写光学系３Ａに第１ミラー３１および第２ミラー３２を配置すれば、光軸Ｌを所望の方向に向けることができるので、投写光学系３Ａをプロジェクター１に組み込むことが容易となる。
ここで、第２レンズユニット第４レンズＬ１６と第２レンズユニット第５レンズＬ１７との間は、第２レンズユニットＬＵ２において隣り合う２つのレンズの間の軸上面間隔が最も長い。従って、第２レンズユニット第４レンズＬ１６と第２レンズユニット第５レンズＬ１７との間に第２ミラー３２を配置することが容易である。
また、本例では、第１レンズユニットＬＵ１の内部にミラーを配置していない。従って、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置した場合と比較して、第１レンズユニットＬＵ１の各レンズの位置精度を確保することが容易となる。また、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置しないので、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置するための空間を設ける必要がなく、第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長ＬＬＵ１が増大することを抑制できる。ここで、第１レンズユニットＬＵ１は、第２レンズユニットＬＵ２と比較して、レンズの位置ずれに起因する性能変化が大きく、レンズの位置精度が求められる。従って、第１レンズユニットＬＵ１に第１ミラー３１を配置しないことにより、投写光学系３Ａの性能のばらつきを抑制できる。
（変形例）
なお、第１レンズユニット第２レンズＬ２、第１レンズユニット第３レンズＬ３、第１レンズユニット第４レンズＬ４からなる３枚のレンズを第１レンズ群ＬＧ１とし、第１レンズユニット第５レンズＬ５を第２レンズ群ＬＧ２とし、第１レンズユニット第６レンズＬ５を第３レンズ群として、投写光学系３ＡでスクリーンＳへの投写サイズを変える場合に、第１レンズユニット第１レンズＬ１を固定した状態で、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２および第３レンズ群を光軸Ｌ方向に移動させてフォーカシングを行うこともできる。ここで、第１レンズ群ＬＧ１は負のパワーを備え、第２レンズ群ＬＧ２は正のパワーを備え、第３レンズ群は正のパワーを備える。また、第１レンズ群ＬＧ１は２枚以上の負のパワーを備えるレンズを有する。このようにしても、投写サイズを変えたときに、収差の発生を抑制しながらフォーカシングを行うことができる。
また、ミラー３１、３２の代りにプリズムを用いて光路（光軸Ｌ）を折り曲げてもよい。
（実施例２）
図７は実施例２の投写光学系の構成図（光線図）である。図７に示すように、本例の投写光学系３Ｂは、拡大側結像面であるスクリーンＳと中間像３０を共役にする第１レンズユニットＬＵ１と、中間像３０と縮小側結像面である液晶パネル１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）とを共役にする第２レンズユニットＬＵ２とからなる。第１レンズユニットＬＵ１は正のパワーを有する。第２レンズユニットＬＵ２は負のパワーを有する。
第１レンズユニットＬＵ１は、スクリーンＳの側から中間像３０の側に向かって、負のパワーを備える第１レンズユニット第１レンズＬ１（第１レンズユニット拡大側レンズ）、負のパワーを備える第１レンズ群ＬＧ１、正のパワーを備える第２レンズ群ＬＧ２を備える。
第１レンズユニット第１レンズＬ１は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
第１レンズ群ＬＧ１は２枚以上の負のパワーを有するレンズを備える。本例では、第１レンズ群ＬＧ１は、スクリーンＳの側から中間像３０の側に向かって、第１レンズユニット第２レンズＬ２、第１レンズユニット第３レンズＬ３、第１レンズユニット第４レンズＬ４、および、第１レンズユニット第５レンズＬ５の４枚のレンズからなる。第１レンズユニット第２レンズＬ２および第１レンズユニット第３レンズＬ３は負のパワーを備えるとともに、それぞれスクリーンＳの側に凸のメニスカス形状を備える。第１レンズユニット第４レンズＬ４は負のパワーを備える。第１レンズユニット第５レンズＬ５は正のパワーを備える。
第２レンズ群ＬＧ２は１枚のレンズからなる。第２レンズ群ＬＧ２を構成する第１レンズユニット第６レンズＬ６は正のパワーを備える。また、第１レンズユニット第６レンズＬ６はスクリーンＳの側および中間像３０の側に凸面を備える。
また、第１レンズユニットＬＵ１は、第２レンズ群ＬＧ２から中間像３０の側に向かって第１レンズユニット第７レンズＬ７、第１レンズユニット第８レンズＬ８、第１レンズユニット第９レンズＬ９、第１レンズユニット第１０レンズＬ１０、第１レンズユニット第１１レンズＬ１１、第１レンズユニット第１２レンズＬ１２を備える。従って、第１レンズユニットＬＵ１は１２枚のレンズからなる。本例では、第１レンズユニット第７レンズＬ７と第１レンズユニット第８レンズＬ８とは接合レンズとされている。また、第１レンズユニット第９レンズＬ９と第１レンズユニット第１０レンズＬ１０とは接合レンズとされている。また、本例では、第１レンズユニット第１２レンズＬ１２（第１レンズユニット中間像側レンズ）は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
第２レンズユニットＬＵ２は、中間像３０の側から液晶パネル１８の側に向かって、第２レンズユニット第１レンズＬ１３、第２レンズユニット第２レンズＬ１４、第２レンズユニット第３レンズＬ１５、第２レンズユニット第４レンズＬ１６、第２レンズユニット第５レンズＬ１７、第２レンズユニット第６レンズＬ１８、第２レンズユニット第７レンズＬ１９、第２レンズユニット第８レンズＬ２０、第２レンズユニット第９レンズＬ２１、および、第２レンズユニット第１０レンズＬ２２を備える。従って、第２レンズユニットＬＵ２は１０枚のレンズからなる。第２レンズユニット第１０レンズＬ２２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が配置されている。
第２レンズユニット第１レンズＬ１３（第２レンズユニット中間像側第１レンズ）は、正のパワーを有する。第２レンズユニット第１レンズＬ１３は中間像３０の側に凹面を備え、液晶パネル１８の側に凸面を備えるメニスカス形状である。第２レンズユニット第２レンズＬ１４（第２レンズユニット中間像側第２レンズ）は負のパワーを有する。第２レンズユニット第２レンズＬ１４は、中間像３０の側に凸面を備え、液晶パネル１８の側に凹面を備えるメニスカス形状である。第２レンズユニット第３レンズＬ１５（第２レンズユニット中間像側第３レンズ）は正のパワーを有する。第２レンズユニット第３レンズＬ１５は中間像３０の側および液晶パネル１８の側に凸面を備える。第２レンズユニット第４レンズＬ１６は負のパワーを有する。第２レンズユニット第４レンズＬ１６は中間像３０の側に凹面を備え、液晶パネル１８の側に凸面を備えるメニスカス形状である。
第２レンズユニットＬＵ２において液晶パネル１８に最も近い第２レンズユニット第１０レンズＬ２２（第２レンズユニット縮小側第１レンズ）と、その隣に位置する第２レンズユニット第９レンズＬ２１（第２レンズユニット縮小側第２レンズ）は、それぞれ正のパワーを備える。第２レンズユニット第９レンズＬ２１は液晶パネル１８の側に凸面を備える。第２レンズユニット第１０レンズＬ２２は中間像３０の側に凸面を備える。また、第２レンズユニット第９レンズＬ２１の中間像３０の側の隣に位置する第２レンズユニット第８レンズＬ２０は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
投写光学系３Ｂでは、図７に示すように、中間像３０を間に挟んだ両側に位置する第１レンズユニット第１２レンズＬ１２と第２レンズユニット第１レンズＬ１３との間を通過する軸外の光線の主光線は、第２レンズユニット第１レンズＬ１３から第１レンズユニット第１２レンズＬ１２に向かって光軸Ｌに接近する。中間像３０における軸外光の合焦位置Ｐは、軸外に向かって第２レンズユニット第１レンズＬ１３に接近する。
投写光学系３ＢでスクリーンＳへの投写サイズを変える場合には、第１レンズユニット第１レンズＬ１を固定した状態で、第１レンズ群ＬＧ１および第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第５レンズＬ５）を光軸Ｌ方向に移動させてフォーカシングを行う。
ここで、投写光学系３Ｂの焦点距離を｜ｆ｜、最大画角（半画角）をω、ＦナンバーをＦＮｏ、有効像円径をφ、バックフォーカス空気換算値をＢＦ、第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長をＬＬＵ１、第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長をＬＬＵ２としたときに、実施例１の投写光学系３Ｂのデータは以下のとおりである。なお、レンズ全長ＬＬＵ１は光軸Ｌ上における第１レンズユニット第１レンズＬ１のスクリーンＳの側の面から第１レンズユニット第１２レンズＬ１２の中間像３０の側の面までの距離である。レンズ全長ＬＬＵ２は光軸Ｌ上における第２レンズユニット第１レンズＬ１３の中間像３０の側の面から第１レンズユニット第１０レンズＬ２２の液晶パネル１８の側の面までの距離である。
｜ｆ｜＝８．１１ｍｍ
ω＝６８．０°
ＦＮｏ＝１．９５
φ＝４０．４ｍｍ
ＢＦ＝５１．４２ｍｍ
ＬＬＵ１＝２０３．９９１ｍｍ
ＬＬＵ２＝２９４．１２４ｍｍ
また、投写光学系３Ｂのレンズデータは以下のとおりである。レンズの列は、図７の各レンズに付された符号である。面番に＊を付した面は非球面である。Ｒは曲率半径である。ｄは軸上面間隔（ｍｍ）（レンズ厚又はレンズ間隔）である。ｎｄは屈折率である。νｄはアッベ数である。なお、軸上面間隔Ａは、スクリーンＳと第１レンズユニット第１レンズＬ１との間の距離である。軸上面間隔Ｂは、第１レンズユニット第１レンズＬ１と第１レンズ群ＬＧ１との間の距離である。軸上面間隔Ｃは、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第６レンズＬ６）との間の距離である。軸上面間隔Ｄは第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第５レンズＬ６）と第１レンズユニット第７レンズＬ６との間の距離である。軸上面間隔Ａは投写サイズにより変化し、軸上面間隔Ｂ、Ｃ、Ｄは投写サイズを変えた場合のフォーカシングにより変化する。
レンズ 面番 Ｒ ｄ ｎｄ νｄ
Ｓ ＩＮＦＩＮＩＴＹ Ａ
Ｌ１ ＊１ −１０３．０３５ ６ １．５０９４２ ５５．８８
＊２ ９６．７８４ Ｂ
Ｌ２ ３ ８２．６５ ４ １．８５１５ ４０．７８
４ ３３．７５ ８．６９３
Ｌ３ ５ ４９．６５ ２．９４ １．８５１５ ４０．７８
６ ２５．５５ １９．２６８
Ｌ４ ７ −８５．６ ２．２ １．４９７ ８１．５４
８ ３８．７ １６．２３２
Ｌ５ ９ ８９．５５ ５．４４ １．８４６６６ ２３．７８
１０ ５６８ Ｃ
Ｌ６ １１ １０４．９５ ６．３１ １．９１６５ ３１．６
１２ −１１９．４５ Ｄ
Ｌ７ １３ ３５４ １０．８９ １．６９６８ ５５．５３
Ｌ８ １４ −２５．３５ １．８ １．８０５１８ ２５．４６
１５ −５８．８ ２．５７
Ｌ９ １６ −６５．９５ １．８ １．８０５１８ ２５．４６
Ｌ１０ １７ ３９．１ １２．０４ １．４８７４９ ７０．２３
１８ −７４．７５ ３．３５９
Ｌ１１ １９ ５５ ９．１２ １．４９７ ８１．５４
２０ ６９２ １８．５６６
Ｌ１２ ＊２１ ８８．９１４ ８．５６ １．６９３ ５３．１８
＊２２ −１７７．３４１ １１７．７９６
Ｌ１３ ２３ −１２２．８ １０．４３ １．５６８８３ ５６．３６
２４ −７０．９ ２２．６５２
Ｌ１４ ２５ １８２ ３．４ １．７４３ ４９．３４
２６ ８１．７ １０．４９２
Ｌ１５ ２７ ５５３２ １０．２３ １．８３４ ３７．１６
２８ −１１６．８５ ５６．９６２
Ｌ１６ ２９ −１３６．５ ８．９９ １．４９７ ８１．５４
３０ −６７．５５ ９５．５７４
Ｌ１７ ３１ ４５．３ ９．４３ １．４９７ ８１．５４
３２ −７９．７ ２．１９６
Ｌ１８ ３３ −６７．７ １．８ １．８０５１８ ２５．４６
３４ ４６．０５ ０．４７
Ｌ１９ ３５ ３６．５ １１．２５ １．４９７ ８１．５４
３６ −７４．４ ２０．２２３
Ｌ２０ ＊３７ −２９．５６６ ４．４５ １．６８９４８ ３１．０３
＊３８ １２４．２４９ ９．４９５
Ｌ２１ ３９ ＩＮＦＩＮＩＴＹ ９．６３ １．９２２８６ ２０．８８
４０ −５１．６５ ０．２
Ｌ２２ ４１ ９９．７５ ６．２５ １．９２２８６ ２０．８６
４２ ＩＮＦＩＮＩＴＹ ５
（１９） ４３ ＩＮＦＩＮＩＴＹ ４５ １．５１６８ ６４．２
４４ ＩＮＦＩＮＩＴＹ １６．７５
非球面とされた面番１、２（第１レンズユニット第１レンズＬ１）の非球面形状を規定するための奇数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 １ ２
Ｙ曲率半径 −１０３．０３５ ９６．７８４
コーニック定数 −２６．３ １．２３２２
３次の非球面係数 １．４８０３５Ｅ−０４ １．５００５６Ｅ−０４
４次の非球面係数 １．１１２１９Ｅ−０６ ６．０４８３１Ｅ−０７
５次の非球面係数 −７．７７９７４Ｅ−０８ −３．１０４５９Ｅ−０８
６次の非球面係数 ６．３０５４５Ｅ−１０ −３．４０３６４Ｅ−１０
７次の非球面係数 １．０３６６３Ｅ−１１ ９．４９７４９Ｅ−１４
８次の非球面係数 −１．１２２４１Ｅ−１３ −１．５８３１６Ｅ−１４
９次の非球面係数 −６．２８９１８Ｅ−１６ ２．５５６１５Ｅ−１５
１０次の非球面係数 ２．３９４５７Ｅ−１８ −２．０３１５５Ｅ−１７
１１次の非球面係数 ２．０４０９９Ｅ−２０ ５．１４６９２Ｅ−１９
１２次の非球面係数 −４．９７０３９Ｅ−２２ −１．２７４８８Ｅ−２０
１３次の非球面係数 ２．６７４１３Ｅ−２３ −１．４２３６０Ｅ−２２
１４次の非球面係数 ３．２７１７４Ｅ−２５ ２．５９２１９Ｅ−２４
１５次の非球面係数 −５．６６８２３Ｅ−２７ １．００３７３Ｅ−２５
１６次の非球面係数 −８．７１６６１Ｅ−３０ −７．８９０８０Ｅ−２８
１７次の非球面係数 −９．１３２１４Ｅ−３１ −２．０９７１０Ｅ−２９
１８次の非球面係数 １．３１５７５Ｅ−３２ −２．０３９１１Ｅ−３１
１９次の非球面係数 ０．０００００Ｅ＋００ ５．８７９０５Ｅ−３３
また、非球面とされた面番２１、２２（第１レンズユニット第１２レンズＬ１２）の非球面形状を規定するための偶数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 ２１ ２２
Ｙ曲率半径 ８８．９１４ −１７７．３４１
コーニック定数（Ｋ） ４．６５５ −１．２３３
４次の係数（Ａ） ９．５３８００Ｅ−０７ ８．０８１５５Ｅ−０６
６次の係数（Ｂ） −７．９１４２４Ｅ−０９ −１．２６９４２Ｅ−０８
８次の係数（Ｃ） −９．０８５１９Ｅ−１３ ４．５４６２５Ｅ−１３
１０次の係数（Ｄ） １．０８７８１Ｅ−１８ ４．１８６１３Ｅ−１５
１２次の係数（Ｅ） ４．１４０８６Ｅ−１９ −１．５１８７３Ｅ−１９
１４次の係数（Ｆ） １．１７９３９Ｅ−２１ −１．５２８７５Ｅ−２２
１６次の係数（Ｇ） ２．０５２０５Ｅ−２４ −１．９０５３６Ｅ−２５
１８次の係数（Ｈ） ２．５６８０８Ｅ−２７ １．００４９０Ｅ−２７
２０次の係数（Ｊ） −３．１７６３０Ｅ−３０ ０．０００００Ｅ＋００
さらに、非球面とされた面番３７、３８（第２レンズユニット第８レンズＬ２０）の非球面形状を規定するための偶数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 ３７ ３８
Ｙ曲率半径 −２９．５６６ １２４．２４９
コーニック定数（Ｋ） −０．０６１ −３．１１４
４次の係数（Ａ） ７．８２０３２Ｅ−０７ −１．８３９０５Ｅ−０７
６次の係数（Ｂ） ８．３０９３９Ｅ−１０ ８．９２８７７Ｅ−１０
８次の係数（Ｃ） −３．１２２７１Ｅ−１２ −１．７６４２９Ｅ−１２
１０次の係数（Ｄ） −６．８２８３９Ｅ−１５ １．４３７８５Ｅ−１５
次に、投写サイズを変えてフォーカシングを行った場合の軸上面間隔Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（単位：ｍｍ）、焦点距離｜ｆ｜（単位：ｍｍ）、および、半画角ω（単位：°）は以下のとおりである。なお、第１レンズユニット第１レンズとスクリーンＳとの間の距離である軸上面間隔Ａを１０５０ｍｍとしたときのフォーカシング後の各レンズの位置をポジション１とし、軸上面間隔Ａを７３０ｍｍとしたときの各レンズの位置をポジション２とし、軸上面間隔Ａを２５００ｍｍとしたときの各レンズの位置をポジション３とする。
ポジション１ ポジション２ ポジション３
Ａ １０５０ ７２０ ２５００
Ｂ １７．６９１ １７．８８５ １７．４０３
Ｃ １３．０３１ １３．１５１ １２．８８
Ｄ ３３．４８１ ３３．１６７ ３３．９２
｜ｆ｜ ８．１１ ８．０８ ８．１５
ω ６８ ６７．９４ ６８
本例の投写光学系３Ｂによれば、第２レンズユニット第１レンズＬ１３が正のパワーを有するので、第２レンズユニット第１レンズＬ１３の第１レンズユニットＬＵ１の側に中間像３０を形成しやすい。また、正のパワーを有するレンズによって中間像３０を形成するので、第１レンズユニットＬＵ１の側で発生する歪曲収差を、第２レンズユニットＬＵ２の側で補正しやすい。
さらに、中間像３０を間に挟んだ両側に位置する第１レンズユニット第１２レンズＬ１２と第２レンズユニット第１レンズＬ１３との間を通過する軸外の光線の主光線が第２レンズユニット第１レンズＬ１３から第１レンズユニット第１２レンズＬ１２に向かって光軸Ｌに接近し、中間像３０における軸外光の合焦位置Ｐは、軸外に向かって第２レンズユニット第１レンズＬ１３に接近する。これにより、第１レンズユニットＬＵ１の側で発生する歪曲収差を、第２レンズユニットＬＵ２の側で補正しやすく、第１レンズユニットＬＵ１で収差を補正する負担を抑えることができる。
また、本例では、第１レンズユニット第１レンズＬ１および第１レンズユニット第１２レンズＬ１２が非球面レンズなので、第１レンズユニット第１レンズＬ１において歪曲収差を補正することが容易であり、第１レンズユニット第１２レンズＬ１２において像面湾曲を補正することが容易となる。また、第１レンズユニット第１レンズＬ１が非球面レンズなので、その径を小さくすることが容易である。
ここで、投写光学系３Ｂは、第１レンズユニットＬＵ１の焦点距離をｆＵ１、第２レンズユニットＬＵ２の焦点距離をｆＵ２としたときに、以下の条件式（１）を満たす。
−０．３ ＜ ｆ１Ｕ／ｆ２Ｕ ＜ −０．００５ ・・・（１）
すなわち、
ｆＵ１＝１２．０７７
ｆＵ２＝−７２９．８６
であり、
ｆＵ１／ｆＵ２＝−０．０１７
である。
本例の投写光学系３Ｂは、条件式（１）を満たすので、レンズ枚数の増加を抑制しながら投写像面に歪が発生することを抑制して、最大画角を１２０°以上（半画角ωを６０°以上）の広角にすることが容易である。すなわち、条件式（１）の値が下限を超えると、第１レンズユニットＬＵ１の焦点距離が長くなり、画角を広角にすることが容易ではなくなる。また、条件式（１）の値が下限を超えると、第２レンズユニットＬＵ２と中間像３０との間の光線の光軸Ｌに対する傾きが大きくなり、像面湾曲の悪化を招くとともに、第２レンズユニットＬＵ２の最も中間像３０の側のレンズ（第２レンズユニット第１レンズＬ１３）の径が大きくなる。一方、条件式（１）の値が上限を超えると、中間像３０の側から第１レンズユニットＬＵ１に入射する光線が略テレセントリックな光線あるいは光線径が広がる光線となる。これにより、第１レンズユニットＬＵ１の側の負荷が増えるので、収差を補正するために第１レンズユニットＬＵ１のレンズの枚数を増加させる必要がある。
また、本例は第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長ＬＬＵ１と第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長ＬＬＵ２とが以下の条件式（２）を満たす。
０．５ ＜ ＬＬＵ１／ＬＬＵ２ ＜ ０．９ ・・・（２）
すなわち、
ＬＬＵ１／ＬＬＵ２＝２０３．９９１／２９４．１２４＝０．６９
である。
従って、本例によれば、第１レンズユニットＬ１のレンズ全長ＬＬＵ１が第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長ＬＬＵ２よりも短く、投写光学系３Ｂの全体をコンパクトなものとすることが容易である。
また、本例では、第２レンズユニット第１レンズＬ１３が正のパワーを備え、第２レンズユニット第２レンズＬ１４が負のパワーを備え、第２レンズユニット第３レンズ１５が正のパワーを備える。さらに、第２レンズユニット第１レンズＬ１３が中間像３０の側に凹面を備え、第２レンズユニット第２レンズＬ１４が液晶パネル１８の側に凹面を備える。これに加えて、第２レンズユニット第１レンズＬ１３のｄ線の屈折率をｎｄ（２１）、アッベ数をνｄ（２１）、第２レンズユニット第２レンズＬ１４のｄ線の屈折率をｎｄ（２２）、アッベ数をνｄ（２２）としたときに、以下の条件式（３）および条件式（４）を満たす。
｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜ ＜ ０．４ ・・・（３）
｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜ ＜ ３０ ・・・（４）
すなわち、
｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜
＝｜１．７４３−１．５６８８３｜＝０．１７
であり、
｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜
＝５６．３６−４９．３４＝７．０２
である。
第２レンズユニット第１レンズＬ１３、第２レンズユニット第２レンズＬ１４、および、第２レンズユニット第３レンズ１５が上記の構成を備え、かつ、条件式（３）および条件式（４）を満たすので、投写光学系３Ｂは、第２レンズユニットＬ２における像高の高い位置で発生する収差を適切なものとすることができる。これにより、第２レンズユニットＬ２の側で発生する収差を第１レンズユニットＬ１の側で補正しやすくなる。
さらに、本例では、ｄ線の焦点距離をｆ、全体のバックフォーカス空気換算値をＢＦとしたときに、以下の条件式（５）を満たす。
ＢＦ／｜ｆ｜ ＞ ５ ・・・（５）
すなわち、
ＢＦ／｜ｆ｜＝５１．４２／８．１１＝６．３
である。
条件式（５）を満たすので、投写光学系３Ｂでは、バックフォーカスを比較的長く確保することができ、最大画角を１２０°以上の広角にすることが容易である。
また、本例では、第２レンズユニットＬＵ２の最も液晶パネル１８の側に位置する第２レンズユニット第１０レンズＬ２２、および、その隣に位置する第２レンズユニット第９レンズ２１がそれぞれ正のパワーを備える。そして、第２レンズユニット第１０レンズＬ２２のｄ線の屈折率をｎｄ（２３）、アッベ数をνｄ（２３）としたときに、以下の条件式（６）および条件式（７）を満たす。
１．７５ ＜ ｎｄ２３ ＜ ２．００ ・・（６）
２０ ＜ νｄ２３ ＜ ４５ ・・（７）
すなわち、
ｎｄ２３＝１．９２２８６
νｄ２３＝２０．８６
である。
第２レンズユニット第９レンズ２１および第２レンズユニット第１０レンズＬ２２がそれぞれ正のパワーを備え、かつ、条件式（６）および条件式（７）を満たすので、投写光学系３Ｂでは、像面湾曲の補正および色収差の補正が容易である。
図８は投写光学系３Ｂの各レンズがポジション１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９は投写光学系３Ｂの各レンズがポジション２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は投写光学系３Ｂの各レンズがポジション３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８乃至図１０に示すように、投写光学系３Ｂでは、球面収差、非点収差および歪曲収差が良好に補正されている。
次に、投写光学系３Ｂをプロジェクター１に組み込む際には、図１１に示すように、第１レンズユニットＬＵ１と第２レンズユニットＬＵ２の間に第１ミラー３１（第１光路折り曲げ素子）を配置して、これらの間の光路（光軸Ｌ）を折り曲げる。また、第２レンズユニットＬＵ２における第２レンズユニット第４レンズＬ１６と、第２レンズユニット第５レンズＬ１７との間に、第２ミラー３２（第２光路折り曲げ素子）を配置して、これらの間の光路（光軸Ｌ）を折り曲げる。投写光学系３Ｂに第１ミラー３１および第２ミラー３２を配置すれば、光軸Ｌを所望の方向に向けることができるので、投写光学系３Ｂをプロジェクター１に組み込むことが容易となる。
ここで、第２レンズユニット第４レンズＬ１６と第２レンズユニット第５レンズＬ１７との間は、第２レンズユニットＬＵ２において隣り合う２つのレンズの間の軸上面間隔が最も長い。従って、第２レンズユニット第４レンズＬ１６と第２レンズユニット第５レンズＬ１７との間に第２ミラー３２を配置することが容易である。
また、本例では、第１レンズユニットＬＵ１の内部にミラーを配置していない。従って、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置した場合と比較して、第１レンズユニットＬＵ１の各レンズの位置精度を確保することが容易となる。また、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置しないので、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置するための空間を設ける必要がなく、第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長ＬＬＵ１が増大することを抑制できる。ここで、第１レンズユニットＬＵ１は、第２レンズユニットＬＵ２と比較して、レンズの位置ずれに起因する性能変化が大きく、レンズの位置精度が求められる。従って、第１レンズユニットＬＵ１に第１ミラー３１を配置しないことにより、投写光学系３Ｂの性能のばらつきを抑制できる。
（変形例）
なお、第１レンズユニット第２レンズＬ２、第１レンズユニット第３レンズＬ３、第１レンズユニット第４レンズＬ４からなる３枚のレンズを第１レンズ群ＬＧ１とし、第１レンズユニット第５レンズＬ５を第２レンズ群ＬＧ２とし、第１レンズユニット第６レンズＬ５を第３レンズ群として、投写光学系３ＢでスクリーンＳへの投写サイズを変える場合に、第１レンズユニット第１レンズＬ１を固定した状態で、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２および第３レンズ群を光軸Ｌ方向に移動させてフォーカシングを行うこともできる。ここで、第１レンズ群ＬＧ１は負のパワーを備え、第２レンズ群ＬＧ２は正のパワーを備え、第３レンズ群は正のパワーを備える。また、第１レンズ群ＬＧ１は２枚以上の負のパワーを備えるレンズを有する。このようにしても、投写サイズを変えたときに、収差の発生を抑制しながらフォーカシングを行うことができる。
また、ミラー３１、３２の代りにプリズムを用いて光路（光軸Ｌ）を折り曲げてもよい。
（実施例３）
図１２は実施例３の投写光学系の構成図（光線図）である。図１２に示すように、本例の投写光学系３Ｃは、拡大側結像面であるスクリーンＳと中間像３０を共役にする第１レンズユニットＬＵ１と、中間像３０と縮小側結像面である液晶パネル１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）とを共役にする第２レンズユニットＬＵ２とからなる。第１レンズユニットＬＵ１は正のパワーを有する。第２レンズユニットＬＵ２は負のパワーを有する。
第１レンズユニットＬＵ１は、スクリーンＳの側から中間像３０の側に向かって、負のパワーを備える第１レンズユニット第１レンズＬ１（第１レンズユニット拡大側レンズ）、負のパワーを備える第１レンズ群ＬＧ１、正のパワーを備える第２レンズ群ＬＧ２を備える。
第１レンズユニット第１レンズＬ１は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
第１レンズ群ＬＧ１は２枚以上の負のパワーを有するレンズを備える。本例では、第１レンズ群ＬＧ１は、スクリーンＳの側から中間像３０の側に向かって、第１レンズユニット第２レンズＬ２、第１レンズユニット第３レンズＬ３、第１レンズユニット第４レンズＬ４、第１レンズユニット第５レンズＬ５の４枚のレンズからなる。第１レンズユニット第２レンズＬ２および第１レンズユニット第３レンズＬ３は負のパワーを備えるとともに、それぞれスクリーンＳの側に凸のメニスカス形状を備える。第１レンズユニット第４レンズＬ４は、負のパワーを備えるとともに、スクリーンＳの側および中間像３０の側に凹面を備える。第１レンズユニット第５レンズＬ５は、正のパワーを備え、スクリーンＳの側および中間像３０の側に凸面を備える
第２レンズ群ＬＧ２は１枚のレンズからなる。第２レンズ群ＬＧ２を構成する第１レンズユニット第６レンズＬ６は正のパワーを備える。また、第１レンズユニット第６レンズＬ６はスクリーンＳの側および中間像３０の側に凸面を備える。
また、第１レンズユニットＬＵ１は、第２レンズ群ＬＧ２から中間像３０の側に向かって第１レンズユニット第７レンズＬ７、第１レンズユニット第８レンズＬ８、第１レンズユニット第９レンズＬ９、第１レンズユニット第１０レンズＬ１０、第１レンズユニット第１１レンズＬ１１を備える。従って、第１レンズユニットＬＵ１は１２枚のレンズからなる。第１レンズユニット第７レンズＬ７、第１レンズユニット第８レンズＬ８および第１レンズユニット第９レンズＬ９は接合レンズを構成している。本例では、第１レンズユニット第１１レンズＬ１１（第１レンズユニット中間像側レンズ）は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
第２レンズユニットＬＵ２は、中間像３０の側から液晶パネル１８の側に向かって、第２レンズユニット第１レンズＬ１２、第２レンズユニット第２レンズＬ１３、第２レンズユニット第３レンズＬ１４、第２レンズユニット第４レンズＬ１５、第２レンズユニット第５レンズＬ１６、第２レンズユニット第６レンズＬ１７、第２レンズユニット第７レンズＬ１８、第２レンズユニット第８レンズＬ１９、第２レンズユニット第９レンズＬ２０、および、第２レンズユニット第１０レンズＬ２１を備える。従って、第２レンズユニットＬＵ２は１０枚のレンズからなる。第２レンズユニット第４レンズＬ１５と第２レンズユニット第５レンズＬ１６との間には絞りが配置されている。第２レンズユニット第１０レンズＬ２１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が配置されている。
第２レンズユニット第１レンズＬ１２（第２レンズユニット中間像側第１レンズ）は、正のパワーを有する。第２レンズユニット第１レンズＬ１２は中間像３０の側に凹面を備え、液晶パネル１８の側に凸面を備えるメニスカス形状である。第２レンズユニット第２レンズＬ１３（第２レンズユニット中間像側第２レンズ）は負のパワーを有する。第２レンズユニット第２レンズＬ１３は、中間像３０の側に凸面を備え、液晶パネル１８の側に凹面を備えるメニスカス形状である。第２レンズユニット第３レンズＬ１４（第２レンズユニット中間像側第３レンズ）は正のパワーを有する。第２レンズユニット第３レンズＬ１４は中間像３０の側および液晶パネル１８の側に凸面を備える。第２レンズユニット第４レンズＬ１５は負のパワーを有する。第２レンズユニット第４レンズＬ１５は中間像３０の側に凹面を備え、液晶パネル１８の側に凸面を備えるメニスカス形状である。
第２レンズユニットＬＵ２において液晶パネル１８に最も近い第２レンズユニット第１０レンズＬ２１（第２レンズユニット縮小側第１レンズ）と、その隣に位置する第２レンズユニット第９レンズＬ２０（第２レンズユニット縮小側第２レンズ）は、それぞれ正のパワーを備える。第２レンズユニット第９レンズＬ２０は液晶パネル１８の側に凸面を備える。第２レンズユニット第１０レンズＬ２１は中間像３０の側に凸面を備える。また、第２レンズユニット第９レンズＬ２０の中間像３０の側の隣に位置する第２レンズユニット第８レンズＬ１９は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
投写光学系３Ｃでは、図１２に示すように、中間像３０を間に挟んだ両側に位置する第１レンズユニット第１１レンズＬ１１と第２レンズユニット第１レンズＬ１２との間を通過する軸外の光線の主光線は、第２レンズユニット第１レンズＬ１２から第１レンズユニット第１１レンズＬ１１に向かって光軸Ｌに接近する。中間像３０における軸外光の合焦位置Ｐは、軸外に向かって第２レンズユニット第１レンズＬ１２に接近する。
投写光学系３ＣでスクリーンＳへの投写サイズを変える場合には、第１レンズユニット第１レンズＬ１を固定した状態で、第１レンズ群ＬＧ１および第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第６レンズＬ６）を光軸Ｌ方向に移動させてフォーカシングを行う。
ここで、投写光学系３Ｃの焦点距離を｜ｆ｜、最大画角（半画角）をω、ＦナンバーをＦＮｏ、有効像円径をφ、バックフォーカス空気換算値をＢＦ、第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長をＬＬＵ１、第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長をＬＬＵ２としたときに、実施例１の投写光学系３Ｃのデータは以下のとおりである。なお、レンズ全長ＬＬＵ１は光軸Ｌ上における第１レンズユニット第１レンズＬ１のスクリーンＳの側の面から第１レンズユニット第１１レンズＬ１１の中間像３０の側の面までの距離である。レンズ全長ＬＬＵ２は光軸Ｌ上における第２レンズユニット第１レンズＬ１２の中間像３０の側の面から第１レンズユニット第１０レンズＬ２１の液晶パネル１８の側の面までの距離である。
｜ｆ｜＝８．０５ｍｍ
ω＝６８．６°
ＦＮｏ＝２．００
φ＝４１．２ｍｍ
ＢＦ＝５１．７７ｍｍ
ＬＬＵ１＝２１４．９７３ｍｍ
ＬＬＵ２＝２７１．６３ｍｍ
また、投写光学系３Ｃのレンズデータは以下のとおりである。レンズの列は、図１２の各レンズに付された符号である。面番に＊を付した面は非球面である。Ｒは曲率半径である。ｄは軸上面間隔（ｍｍ）（レンズ厚又はレンズ間隔）である。ｎｄは屈折率である。νｄはアッベ数である。なお、軸上面間隔Ａは、スクリーンＳと第１レンズユニット第１レンズＬ１との間の距離である。軸上面間隔Ｂは、第１レンズユニット第１レンズＬ１と第１レンズ群ＬＧ１との間の距離である。軸上面間隔Ｃは、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第６レンズＬ６）との間の距離である。軸上面間隔Ｄは第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第５レンズＬ６）と第１レンズユニット第７レンズＬ６との間の距離である。軸上面間隔Ａは投写サイズにより変化し、軸上面間隔Ｂ、Ｃ、Ｄは投写サイズを変えた場合のフォーカシングにより変化する。
レンズ 面番 Ｒ ｄ ｎｄ νｄ
Ｓ ＩＮＦＩＮＩＴＹ Ａ
Ｌ１ ＊１ −９６．７０３ ５．５ １．５０９４２ ５５．８８
＊２ ９９．７５８ Ｂ
Ｌ２ ３ ６６．２９１ ３．４ １．８５１５ ４０．７８
４ ３２．７１７ １０．８６２
Ｌ３ ５ ５１．７６ ２．４ １．８５１５ ４０．７８
６ ２４．４８１ １７．９９４
Ｌ４ ７ −７０．５２５ ２．２ １．４９７ ８１．５４
８ ４９．１０７ ２４．３１
Ｌ５ ９ １３８．６３７ ３．９ １．８５０２６ ３２．２７
１０ −６３３．９５６ Ｃ
Ｌ６ １１ １２１．７６５ ５．２８ １．９０３６ ３１．３２
１２ −１３０．４１４ Ｄ
Ｌ７ １３ １０２．７１５ １６．６３ １．６９６８ ５５．５３
Ｌ８ １４ −２９．３５８ １．８ １．８０５１８ ２５．４６
Ｌ９ １５ ３９．７９２ １６．０５ １．４３７ ９５．１
１６ −８５．７２４ ０．２
Ｌ１０ １７ ６３．５５ １１．１２ １．５３７７５ ７４．７
１８ ３４６．４１６ １７．７０４
Ｌ１１ ＊１９ ７９．０１６ １０．７ １．６９３ ５３．２１
＊２０ −２１７．８６５ １１４．８４８
Ｌ１２ ２１ −１９７．２４２ １１．１８ １．８３４ ３７．１６
２２ −８８．８９７ ４６．２１２
Ｌ１３ ２３ １９２．９５４ ３．８ １．８０６１ ３３．２７
２４ ７９．４８０ ８．９９２
Ｌ１４ ２５ ３９３．３５３ １０．６８ １．８５１５ ４０．７８
２６ −１２７．０６６ ４８．２８５
Ｌ１５ ２７ −９９．９１２ ６．２７ １．４９７ ８１．５４
２８ −６１．７０３ ６４．７９４
（絞り） ２９ ＩＮＦＩＮＩＴＹ ４．７２６
Ｌ１６ ３０ ３８．２３４ ８．５９ １．４３７ ９５．１
３１ −７９．８４３ １．９４
Ｌ１７ ３２ −８２．０３７ １．８ １．８０５１８ ２５．４６
３３ ３．６０Ｅ＋０１ ０．６１８
Ｌ１８ ３４ ３３．８０９ ８．５８ １．４９７ ８１．５４
３５ −７５．０７５ １６．１２１
Ｌ１９ ＊３６ −３０．６９２ ２．２ １．６８８９３ ３１．０８
＊３７ １６７．２８１ １１．０５２
Ｌ２０ ３８ −３５９．８４３ ８．１５ １．９２２８６ ２０．８８
３９ −５１．０３６ ０．２
Ｌ２１ ４０ ７６．２５ ７．４４ １．８４６６６ ２３．７８
４１ ＩＮＦＩＮＩＴＹ ５
（１９） ４２ ＩＮＦＩＮＩＴＹ ４５ １．５１６３３ ６４．１４
４３ ＩＮＦＩＮＩＴＹ １７．１１２
非球面とされた面番１、２（第１レンズユニット第１レンズＬ１）の非球面形状を規定するための奇数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 １ ２
Ｙ曲率半径 −９６．７０３ ９９．７５８
コーニック定数 −４９．８６ １．８３
３次の非球面係数 １．５２３４５Ｅ−０４ ２．０８０００Ｅ−０４
４次の非球面係数 １．０９０００Ｅ−０６ ９．０９０００Ｅ−０７
５次の非球面係数 −７．８１０００Ｅ−０８ −４．２７０００Ｅ−０８
６次の非球面係数 ６．２９０００Ｅ−１０ −４．５２０００Ｅ−１０
７次の非球面係数 １．０４０００Ｅ−１１ −２．１２０００Ｅ−１３
８次の非球面係数 −１．１１０００Ｅ−１３ −８．３３０００Ｅ−１６
９次の非球面係数 −６．３００００Ｅ−１６ ２．９２０００Ｅ−１５
１０次の非球面係数 ３．０２０００Ｅ−１８ −１．６１０００Ｅ−１７
１１次の非球面係数 ９．１２０００Ｅ−２１ ５．８３０００Ｅ−１９
１２次の非球面係数 −４．９４０００Ｅ−２２ −１．２４０００Ｅ−２０
１３次の非球面係数 ３．２９０００Ｅ−２３ −１．５３０００Ｅ−２２
１４次の非球面係数 ２．６９０００Ｅ−２５ ２．３００００Ｅ−２４
１５次の非球面係数 −６．１９０００Ｅ−２７ ６．２９０００Ｅ−２６
１６次の非球面係数 −１．０７０００Ｅ−２９ −９．３００００Ｅ−２８
１７次の非球面係数 −８．８８０００Ｅ−３１ −２．１３０００Ｅ−２９
１８次の非球面係数 １．４６０００Ｅ−３２ −１．５９０００Ｅ−３１
１９次の非球面係数 ７．６７０００Ｅ−３３
また、非球面とされた面番１９、２０（第１レンズユニット第１１レンズＬ１１）の非球面形状を規定するための偶数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 １９ ２０
Ｙ曲率半径 ７９．０１６ −２１７．８６５
コーニック定数（Ｋ） ４．８２３ ０．０００
４次の係数（Ａ） １．７８４７２Ｅ−０６ １．０４２１１Ｅ−０５
６次の係数（Ｂ） −７．１４４５３Ｅ−０９ −１．１８１４７Ｅ−０８
８次の係数（Ｃ） −２．３０３２５Ｅ−１３ −１．５３４０８Ｅ−１３
１０次の係数（Ｄ） −２．２３２８３Ｅ−１６ ４．３４８８１Ｅ−１５
１２次の係数（Ｅ） −１．９６６４０Ｅ−２０ ３．９９２５１Ｅ−１９
１４次の係数（Ｆ） ８．９４７４９Ｅ−２２ ２．５８７３３Ｅ−２２
１６次の係数（Ｇ） １．８７２４７Ｅ−２４ −４．３５７６０Ｅ−２５
１８次の係数（Ｈ） ２．２８２６７Ｅ−２７ ２．３７１２２Ｅ−２８
２０次の係数（Ｊ） −３．７９６０５Ｅ−３０ ０．０００００Ｅ＋００
さらに、非球面とされた面番３６、３７（第２レンズユニット第８レンズＬ１９）の非球面形状を規定するための偶数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 ３６ ３７
Ｙ曲率半径 −３０．６９２ １６７．２８１
コーニック定数（Ｋ） −０．１９７ −３３．５３９
４次の係数（Ａ） １．２９６５３Ｅ−０７ −９．５２２１１Ｅ−０８
６次の係数（Ｂ） １．１６７６７Ｅ−０９ ４．８９０３１Ｅ−１０
８次の係数（Ｃ） −３．０５３９７Ｅ−１２ −６．１２７６２Ｅ−１３
１０次の係数（Ｄ） −２．５７８５１Ｅ−１５ １．６７１０８Ｅ−１５
次に、投写サイズを変えてフォーカシングを行った場合の軸上面間隔Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（単位：ｍｍ）、焦点距離｜ｆ｜（単位：ｍｍ）、および、半画角ω（単位：°）は以下のとおりである。なお、第１レンズユニット第１レンズとスクリーンＳとの間の距離である軸上面間隔Ａを１０５０ｍｍとしたときのフォーカシング後の各レンズの位置をポジション１とし、軸上面間隔Ａを７３０ｍｍとしたときの各レンズの位置をポジション２とし、軸上面間隔Ａを２５００ｍｍとしたときの各レンズの位置をポジション３とする。
ポジション１ ポジション２ ポジション３
Ａ １０５０ ７２０ ２５００
Ｂ １７．１０６ １７．２７９ １６．８１２
Ｃ ８．７７４ ８．９３４ ８．５７１
Ｄ ３９．０５３ ３８．７２ ３９．５５
｜ｆ｜ ８．０５ ８．０２ ８．０９
ω ６８．６ ６８．６ ６８．６
本例の投写光学系３Ｃによれば、第２レンズユニット第１レンズＬ１２が正のパワーを有するので、第２レンズユニット第１レンズＬ１２の第１レンズユニットＬＵ１の側に中間像３０を形成しやすい。また、正のパワーを有するレンズによって中間像３０を形成するので、第１レンズユニットＬＵ１の側で発生する歪曲収差を、第２レンズユニットＬＵ２の側で補正しやすい。
さらに、中間像３０を間に挟んだ両側に位置する第１レンズユニット第１１レンズＬ１１と第２レンズユニット第１レンズＬ１２との間を通過する軸外の光線の主光線が第２レンズユニット第１レンズＬ１２から第１レンズユニット第１１レンズＬ１１に向かって光軸Ｌに接近し、中間像３０における軸外光の合焦位置Ｐは、軸外に向かって第２レンズユニット第１レンズＬ１２に接近する。これにより、第１レンズユニットＬＵ１の側で発生する歪曲収差を、第２レンズユニットＬＵ２の側で補正しやすく、第１レンズユニットＬＵ１で収差を補正する負担を抑えることができる。
また、本例では、第１レンズユニット第１レンズＬ１および第１レンズユニット第１１レンズＬ１１が非球面レンズなので、第１レンズユニット第１レンズＬ１において歪曲収差を補正することが容易であり、第１レンズユニット第１１レンズＬ１１において像面湾曲を補正することが容易となる。また、第１レンズユニット第１レンズＬ１が非球面レンズなので、その径を小さくすることが容易である。
ここで、投写光学系３Ｃは、第１レンズユニットＬＵ１の焦点距離をｆＵ１、第２レンズユニットＬＵ２の焦点距離をｆＵ２としたときに、以下の条件式（１）を満たす。
−０．３ ＜ ｆ１Ｕ／ｆ２Ｕ ＜ −０．００５ ・・・（１）
すなわち、
ｆＵ１＝１１．９８
ｆＵ２＝−５１７．８８
であり、
ｆＵ１／ｆＵ２＝−０．０２３
である。
本例の投写光学系３Ｃは、条件式（１）を満たすので、レンズ枚数の増加を抑制しながら投写像面に歪が発生することを抑制して、最大画角を１２０°以上（半画角ωを６０°以上）の広角にすることが容易である。すなわち、条件式（１）の値が下限を超えると、第１レンズユニットＬＵ１の焦点距離が長くなり、画角を広角にすることが容易ではなくなる。また、条件式（１）の値が下限を超えると、第２レンズユニットＬＵ２と中間像３０との間の光線の光軸Ｌに対する傾きが大きくなり、像面湾曲の悪化を招くとともに、第２レンズユニットＬＵ２の最も中間像３０の側のレンズ（第２レンズユニット第１レンズＬ１２）の径が大きくなる。一方、条件式（１）の値が上限を超えると、中間像３０の側から第１レンズユニットＬＵ１に入射する光線が略テレセントリックな光線あるいは光線径が広がる光線となる。これにより、第１レンズユニットＬＵ１の側の負荷が増えるので、収差を補正するために第１レンズユニットＬＵ１のレンズの枚数を増加させる必要がある。
また、本例は第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長ＬＬＵ１と第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長ＬＬＵ２とが以下の条件式（２）を満たす。
０．５ ＜ ＬＬＵ１／ＬＬＵ２ ＜ ０．９ ・・・（２）
すなわち、
ＬＬＵ１／ＬＬＵ２＝２１４．９７３／２７１．６３＝０．７９
である。
従って、本例によれば、第１レンズユニットＬ１のレンズ全長ＬＬＵ１が第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長ＬＬＵ２よりも短く、投写光学系３Ｃの全体をコンパクトなものとすることが容易である。
また、本例では、第２レンズユニット第１レンズＬ１２が正のパワーを備え、第２レンズユニット第２レンズＬ１３が負のパワーを備え、第２レンズユニット第３レンズ１４が正のパワーを備える。さらに、第２レンズユニット第１レンズＬ１２が中間像３０の側に凹面を備え、第２レンズユニット第２レンズＬ１３が液晶パネル１８の側に凹面を備える。これに加えて、第２レンズユニット第１レンズＬ１２のｄ線の屈折率をｎｄ（２１）、アッベ数をνｄ（２１）、第２レンズユニット第２レンズＬ１３のｄ線の屈折率をｎｄ（２２）、アッベ数をνｄ（２２）としたときに、以下の条件式（３）および条件式（４）を満たす。
｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜ ＜ ０．４ ・・・（３）
｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜ ＜ ３０ ・・・（４）
すなわち、
｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜
＝｜１．８０６１−１．８３４｜＝０．０３
であり、
｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜
＝３７．１６−３３．２７＝３．８９
である。
第２レンズユニット第１レンズＬ１２、第２レンズユニット第２レンズＬ１３、および、第２レンズユニット第３レンズ１４が上記の構成を備え、かつ、条件式（３）および条件式（４）を満たすので、投写光学系３Ｃは、第２レンズユニットＬ２における像高の高い位置で発生する収差を適切なものとすることができる。これにより、第２レンズユニットＬ２の側で発生する収差を第１レンズユニットＬ１の側で補正しやすくなる。
さらに、本例では、ｄ線の焦点距離をｆ、全体のバックフォーカス空気換算値をＢＦとしたときに、以下の条件式（５）を満たす。
ＢＦ／｜ｆ｜ ＞ ５ ・・・（５）
すなわち、
ＢＦ／｜ｆ｜＝５１．７８／８．０５＝６．４
である。
条件式（５）を満たすので、投写光学系３Ｃでは、バックフォーカスを比較的長く確保することができ、最大画角を１２０°以上の広角にすることが容易である。
また、本例では、第２レンズユニットＬＵ２の最も液晶パネル１８の側に位置する第２レンズユニット第１０レンズＬ２１、および、その隣に位置する第２レンズユニット第９レンズ２０がそれぞれ正のパワーを備える。そして、第２レンズユニット第１０レンズＬ２１のｄ線の屈折率をｎｄ（２３）、アッベ数をνｄ（２３）としたときに、以下の条件式（６）および条件式（７）を満たす。
１．７５ ＜ ｎｄ２３ ＜ ２．００ ・・（６）
２０ ＜ νｄ２３ ＜ ４５ ・・（７）
すなわち、
ｎｄ２３＝１．８４６６６
νｄ２３＝２３．７８
である。
第２レンズユニット第９レンズＬ２０および第２レンズユニット第１０レンズ２１がそれぞれ正のパワーを備え、かつ、条件式（６）および条件式（７）を満たすので、投写光学系３Ｃでは、像面湾曲の補正および色収差の補正が容易である。
図１３は投写光学系３Ｃの各レンズがポジション１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１４は投写光学系３Ｃの各レンズがポジション２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は投写光学系３Ｃの各レンズがポジション３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１３乃至図１５に示すように、投写光学系３Ｃでは、球面収差、非点収差および歪曲収差が良好に補正されている。
次に、投写光学系３Ｃをプロジェクター１に組み込む際には、図１６に示すように、第１レンズユニットＬＵ１と第２レンズユニットＬＵ２の間に第１ミラー３１（第１光路折り曲げ素子）を配置して、これらの間の光路（光軸Ｌ）を折り曲げる。また、第２レンズユニットＬＵ２における第２レンズユニット第４レンズＬ１５と、第２レンズユニット第５レンズＬ１６との間に、第２ミラー３２（第２光路折り曲げ素子）を配置して、これらの間の光路（光軸Ｌ）を折り曲げる。投写光学系３Ｃに第１ミラー３１および第２ミラー３２を配置すれば、光軸Ｌを所望の方向に向けることができるので、投写光学系３Ｃをプロジェクター１に組み込むことが容易となる。
ここで、第２レンズユニット第４レンズＬ１５と第２レンズユニット第５レンズＬ１６との間は、第２レンズユニットＬＵ２において隣り合う２つのレンズの間の軸上面間隔が最も長い。従って、第２レンズユニット第４レンズＬ１５と第２レンズユニット第５レンズＬ１６との間に第２ミラー３２を配置することが容易である。
また、本例では、第１レンズユニットＬＵ１の内部にミラーを配置していない。従って、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置した場合と比較して、第１レンズユニットＬＵ１の各レンズの位置精度を確保することが容易となる。また、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置しないので、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置するための空間を設ける必要がなく、第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長ＬＬＵ１が増大することを抑制できる。ここで、第１レンズユニットＬＵ１は、第２レンズユニットＬＵ２と比較して、レンズの位置ずれに起因する性能変化が大きく、レンズの位置精度が求められる。従って、第１レンズユニットＬＵ１に第１ミラー３１を配置しないことにより、投写光学系３Ｃの性能のばらつきを抑制できる。
（変形例）
なお、第１レンズユニット第２レンズＬ２、第１レンズユニット第３レンズＬ３、第１レンズユニット第４レンズＬ４からなる３枚のレンズを第１レンズ群ＬＧ１とし、第１レンズユニット第５レンズＬ５を第２レンズ群ＬＧ２とし、第１レンズユニット第６レンズＬ５を第３レンズ群として、投写光学系３ＣでスクリーンＳへの投写サイズを変える場合に、第１レンズユニット第１レンズＬ１を固定した状態で、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２および第３レンズ群を光軸Ｌ方向に移動させてフォーカシングを行うこともできる。ここで、第１レンズ群ＬＧ１は負のパワーを備え、第２レンズ群ＬＧ２は正のパワーを備え、第３レンズ群は正のパワーを備える。また、第１レンズ群ＬＧ１は２枚以上の負のパワーを備えるレンズを有する。このようにしても、投写サイズを変えたときに、収差の発生を抑制しながらフォーカシングを行うことができる。
また、ミラー３１、３２の代りにプリズムを用いて光路（光軸Ｌ）を折り曲げてもよい。
（実施例４）
図１７は実施例４の投写光学系の構成図（光線図）である。図１７に示すように、本例の投写光学系３Ｄは、拡大側結像面であるスクリーンＳと中間像３０を共役にする第１レンズユニットＬＵ１と、中間像３０と縮小側結像面である液晶パネル１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）とを共役にする第２レンズユニットＬＵ２とからなる。第１レンズユニットＬＵ１は正のパワーを有する。第２レンズユニットＬＵ２は負のパワーを有する。
第１レンズユニットＬＵ１は、スクリーンＳの側から中間像３０の側に向かって、負のパワーを備える第１レンズユニット第１レンズＬ１（第１レンズユニット拡大側レンズ）、負のパワーを備える第１レンズ群ＬＧ１、正のパワーを備える第２レンズ群ＬＧ２を備える。
第１レンズユニット第１レンズＬ１は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
第１レンズ群ＬＧ１は２枚以上の負のパワーを有するレンズを備える。本例では、第１レンズ群ＬＧ１は、スクリーンＳの側から中間像３０の側に向かって、第１レンズユニット第２レンズＬ２、第１レンズユニット第３レンズＬ３、第１レンズユニット第４レンズＬ４、第１レンズユニット第５レンズＬ５の４枚のレンズからなる。第１レンズユニット第２レンズＬ２および第１レンズユニット第３レンズＬ３は負のパワーを備えるとともに、それぞれスクリーンＳの側に凸のメニスカス形状を備える。第１レンズユニット第４レンズＬ４は、負のパワーを備えるとともに、スクリーンＳの側および中間像３０の側に凹面を備える。第１レンズユニット第５レンズＬ５は、正のパワーを備え、スクリーンＳの側および中間像３０の側に凸面を備える
第２レンズ群ＬＧ２は１枚のレンズからなる。第２レンズ群ＬＧ２を構成する第１レンズユニット第６レンズＬ６は正のパワーを備える。また、第１レンズユニット第６レンズＬ６はスクリーンＳの側および中間像３０の側に凸面を備える。
また、第１レンズユニットＬＵ１は、第２レンズ群ＬＧ２から中間像３０の側に向かって第１レンズユニット第７レンズＬ７、第１レンズユニット第８レンズＬ８、第１レンズユニット第９レンズＬ９、第１レンズユニット第１０レンズＬ１０、第１レンズユニット第１１レンズＬ１１、第１レンズユニット第１２レンズＬ１２を備える。従って、第１レンズユニットＬＵ１は１２枚のレンズからなる。第１レンズユニット第９レンズＬ９と第１レンズユニット第１０レンズＬ１０とは接合レンズを構成する。本例では、第１レンズユニット第１２レンズＬ１２（第１レンズユニット中間像側レンズ）は両面に非球面形状を備える非球面レンズである。
第２レンズユニットＬＵ２は、中間像３０の側から液晶パネル１８の側に向かって、第２レンズユニット第１レンズＬ１３、第２レンズユニット第２レンズＬ１４、第２レンズユニット第３レンズＬ１５、第２レンズユニット第４レンズＬ１６、第２レンズユニット第５レンズＬ１７、第２レンズユニット第６レンズＬ１８、第２レンズユニット第７レンズＬ１９、第２レンズユニット第８レンズＬ２０、第２レンズユニット第９レンズＬ２１、および、第２レンズユニット第１０レンズＬ２２を備える。従って、第２レンズユニットＬＵ２は１０枚のレンズからなる。第２レンズユニット第１０レンズＬ２２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が配置されている。
第２レンズユニット第１レンズＬ１３（第２レンズユニット中間像側第１レンズ）は、正のパワーを有する。第２レンズユニット第１レンズＬ１３は中間像３０の側に凹面を備え、液晶パネル１８の側に凸面を備えるメニスカス形状である。第２レンズユニット第２レンズＬ１４（第２レンズユニット中間像側第２レンズ）は負のパワーを有する。第２レンズユニット第２レンズＬ１４は、中間像３０の側に凸面を備え、液晶パネル１８の側に凹面を備えるメニスカス形状である。第２レンズユニット第３レンズＬ１５（第２レンズユニット中間像側第３レンズ）は正のパワーを有する。第２レンズユニット第３レンズＬ１５は液晶パネル１８の側に凸面を備える。第２レンズユニット第４レンズＬ１６は負のパワーを有する。第２レンズユニット第４レンズＬ１６は中間像３０の側に凹面を備え、液晶パネル１８の側に凸面を備えるメニスカス形状である。
第２レンズユニットＬＵ２において液晶パネル１８に最も近い第２レンズユニット第１０レンズＬ２２（第２レンズユニット縮小側第１レンズ）と、その隣に位置する第２レンズユニット第９レンズＬ２１（第２レンズユニット縮小側第２レンズ）は、それぞれ正のパワーを備える。第２レンズユニット第９レンズＬ２１は液晶パネル１８の側に凸面を備える。第２レンズユニット第１０レンズＬ２２は中間像３０の側および液晶パネル１８の側に凸面を備える。
投写光学系３Ｄでは、図１７に示すように、中間像３０を間に挟んだ両側に位置する第１レンズユニット第１２レンズＬ１２と第２レンズユニット第１レンズＬ１３との間を通過する軸外の光線の主光線は、第２レンズユニット第１レンズＬ１３から第１レンズユニット第１２レンズＬ１２に向かって光軸Ｌに接近する。中間像３０における軸外光の合焦位置Ｐは、軸外に向かって第２レンズユニット第１レンズＬ１３に接近する。
投写光学系３ＤでスクリーンＳへの投写サイズを変える場合には、第１レンズユニット第１レンズＬ１を固定した状態で、第１レンズ群ＬＧ１および第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第６レンズＬ６）を光軸Ｌ方向に移動させてフォーカシングを行う。
ここで、投写光学系３Ｄの焦点距離を｜ｆ｜、最大画角（半画角）をω、ＦナンバーをＦＮｏ、有効像円径をφ、バックフォーカス空気換算値をＢＦ、第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長をＬＬＵ１、第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長をＬＬＵ２としたときに、実施例４の投写光学系３Ｄのデータは以下のとおりである。なお、レンズ全長ＬＬＵ１は光軸Ｌ上における第１レンズユニット第１レンズＬ１のスクリーンＳの側の面から第１レンズユニット第１２レンズＬ１２の中間像３０の側の面までの距離である。レンズ全長ＬＬＵ２は光軸Ｌ上における第２レンズユニット第１レンズＬ１３の中間像３０の側の面から第１レンズユニット第１０レンズＬ２２の液晶パネル１８の側の面までの距離である。
｜ｆ｜＝７．８８ｍｍ
ω＝６７．８°
ＦＮｏ＝１．７３
φ＝４１．２ｍｍ
ＢＦ＝４８．７８６ｍｍ
ＬＬＵ１＝２０３．０１５ｍｍ
ＬＬＵ２＝３００．９２３ｍｍ
また、投写光学系３Ｄのレンズデータは以下のとおりである。レンズの列は、図１７の各レンズに付された符号である。面番に＊を付した面は非球面である。Ｒは曲率半径である。ｄは軸上面間隔（ｍｍ）（レンズ厚又はレンズ間隔）である。ｎｄは屈折率である。νｄはアッベ数である。なお、軸上面間隔Ａは、スクリーンＳと第１レンズユニット第１レンズＬ１との間の距離である。軸上面間隔Ｂは、第１レンズユニット第１レンズＬ１と第１レンズ群ＬＧ１との間の距離である。軸上面間隔Ｃは、第１レンズ群ＬＧ１と第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第６レンズＬ６）との間の距離である。軸上面間隔Ｄは第２レンズ群ＬＧ２（第１レンズユニット第５レンズＬ６）と第１レンズユニット第７レンズＬ６との間の距離である。軸上面間隔Ａは投写サイズにより変化し、軸上面間隔Ｂ、Ｃ、Ｄは投写サイズを変えた場合のフォーカシングにより変化する。
レンズ 面番 Ｒ ｄ ｎｄ νｄ
Ｓ ＩＮＦＩＮＩＴＹ Ａ
Ｌ１ ＊１ −９８．１２９ ６ １．５０９４２ ５５．８８
＊２ ９７．１２４ Ｂ
Ｌ２ ３ ８０．２０５５ ３．５ １．７４４ ４４．７８
４ ３２．２１８ １３．４８６
Ｌ３ ５ ７１．５７ ２．５８ １．７８５９ ４４．２
６ ２６．４５２ １５．３７１
Ｌ４ ７ −８２．２０８ ２．３８ １．４９７ ８１．５４
８ ５１．１９２５ １７．１９６
Ｌ５ ９ ９９．０５１１ ６．３２ １．８４６６６ ２３．７８
１０ −５１１．８６２ Ｃ
Ｌ６ １１ １２４．７９４ ５．５５ １．８０６１ ３３．２７
１２ −１２９．００６ Ｄ
Ｌ７ １３ ２７１．３９５ ７．５６ １．７４４ ４４．７８
１４ −４６．７１６７ １．５６９
Ｌ８ １５ −４０．７６７ １．６ １．８４６６６ ２３．７８
１６ ６６．１７８ ０．２
Ｌ９ １７ ５６．４９３ １．８１ １．８０５１８ ２５．４６
Ｌ１０ １８ ４０．６４９９ １２．６８４ １．４８７４９ ７０．２３
１９ −７６．６４８ ０．３９
Ｌ１１ ２０ １７５．４６５ ８．０３ １．４９７ ８１．５４
２１ −７６．０２８ ２０．７
Ｌ１２ ＊２２ ８１．５４２ ８．４５ １．５０９４２ ５５．８８
＊２３ −１９６．４４ １１１．９８
Ｌ１３ ２４ −７１．２２７ ８．１９ １．６１７７２ ４９．８１
２５ −５７．０３９９ １３．４３６
Ｌ１４ ２６ １７１．００９ ３．２ １．７２０４７ ３４．７１
２７ ９６．６５９ １０．４２
Ｌ１５ ２８ −２８５３．０３８ １１．５４ １．８０６１ ３３．２７
２９ −１０９．１２５ ７７
Ｌ１６ ３０ −１５８．４９９ ７ １．４８７４９ ７０．２３
３１ −７５．８５７ ９０．７３
Ｌ１７ ３２ ５８．４０９ ９．８７ １．４９７ ８１．５４
３３ −７７．１９５ ２．６３７
Ｌ１８ ３４ −５９．１３１ １．８ １．８４６６６ ２３．７８
３５ １０７．２２２ ０．２
Ｌ１９ ３６ ４９．５２７ １０．１８ １．４９７ ８１．５４
３７ −６９．５１５ ２０．９７
Ｌ２０ ３８ −３９．２５８ ４．５ １．７２８２５ ２８．４６
３９ ８７．３０１ １０．８４
Ｌ２１ ４０ ６８８．４２８ ７．９５ １．９２２８６ ２０．８８
４１ −６６．３８４ ３．６４
Ｌ２２ ４２ １８０．４３９ ６．８２ １．９２２８６ ２０．８６
４３ −１４４．５７９ ５
（１９） ４４ ＩＮＦＩＮＩＴＹ ４５ １．５１６８ ６４．２
４５ ＩＮＦＩＮＩＴＹ １４．１２
非球面とされた面番１、２（第１レンズユニット第１レンズＬ１）の非球面形状を規定するための奇数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 １ ２
Ｙ曲率半径 −９８．１２９ ９７．１２４
コーニック定数 −３６．９５１ １．１９５
３次の非球面係数 １．４０３３０Ｅ−０４ １．７０４２Ｅ−０４
４次の非球面係数 １．１３９４０Ｅ−０６ ４．４６１１Ｅ−０７
５次の非球面係数 −７．７２３８０Ｅ−０８ −３．３８００Ｅ−０８
６次の非球面係数 ６．３７５４０Ｅ−１０ −３．６５００Ｅ−１０
７次の非球面係数 １．０２６８０Ｅ−１１ １．３５５８Ｅ−１３
８次の非球面係数 −１．１６６６０Ｅ−１３ −１．２５２０Ｅ−１４
９次の非球面係数 −６．３１８２０Ｅ−１６ ２．７７５９Ｅ−１５
１０次の非球面係数 ２．８３１６０Ｅ−１８ −２．０４２１Ｅ−１７
１１次の非球面係数 ２．３５５１０Ｅ−２０ ５．６６４７Ｅ−１９
１２次の非球面係数 −５．０４３６０Ｅ−２２ −１．３４６３Ｅ−２０
１３次の非球面係数 ２．６５７７０Ｅ−２３ −１．５０６８Ｅ−２２
１４次の非球面係数 ３．２５０５０Ｅ−２５ ２．８０２３Ｅ−２４
１５次の非球面係数 −５．６６０２０Ｅ−２７ １．０９００Ｅ−２５
１６次の非球面係数 −８．５５３４０Ｅ−３０ −８．８２１９Ｅ−２８
１７次の非球面係数 −９．１３４８０Ｅ−３１ −２．３２９４Ｅ−２９
１８次の非球面係数 １．２７３９０Ｅ−３２ −２．２１６６Ｅ−３１
１９次の非球面係数 ６．４５８８Ｅ−３３
また、非球面とされた面番２２、２３（第１レンズユニット第１２レンズＬ１２）の非球面形状を規定するための偶数次非球面式の各係数は以下のとおりである。
面番 １９ ２０
Ｙ曲率半径 ８１．５４２ −１９６．４４０
コーニック定数（Ｋ） ４．３５３ ２１．７５２
４次の係数（Ａ） １．８１２２０Ｅ−０７ ７．５１９４０Ｅ−０６
６次の係数（Ｂ） −８．４１１４０Ｅ−０９ −１．２１１４０Ｅ−０８
８次の係数（Ｃ） −７．５７７７０Ｅ−１３ ７．６４５００Ｅ−１３
１０次の係数（Ｄ） ２．９０６９０Ｅ−１６ ４．３２８４０Ｅ−１５
１２次の係数（Ｅ） ７．４４９１０Ｅ−１９ −３．６８８８０Ｅ−２１
１４次の係数（Ｆ） １．５１４７０Ｅ−２１ −３．９８２３０Ｅ−２３
１６次の係数（Ｇ） ２．２１４２０Ｅ−２４ ２．４０４２０Ｅ−２６
１８次の係数（Ｈ） ２．４７４００Ｅ−２７ １．０３４５０Ｅ−２７
２０次の係数（Ｊ） −３．８１３８０Ｅ−３０ ０．０００００Ｅ＋００
次に、投写サイズを変えてフォーカシングを行った場合の軸上面間隔Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（単位：ｍｍ）、焦点距離｜ｆ｜（単位：ｍｍ）、および、半画角ω（単位：°）は以下のとおりである。なお、第１レンズユニット第１レンズとスクリーンＳとの間の距離である軸上面間隔Ａを１２００ｍｍとしたときのフォーカシング後の各レンズの位置をポジション１とし、軸上面間隔Ａを８００ｍｍとしたときの各レンズの位置をポジション２とし、軸上面間隔Ａを３０００ｍｍとしたときの各レンズの位置をポジション３とする。
ポジション１ ポジション２ ポジション３
Ａ １２００ ８００ ３０００
Ｂ １７．７１ １７．９９５ １７．２９５
Ｃ １７．８４４ １７．９７９ １７．６６７
Ｄ ３２．０８５ ３１．６６５ ３２．６７７
｜ｆ｜ ７．８８ ７．８５ ７．９３
ω ６７．８ ６７．７ ６７．９
本例の投写光学系３Ｄによれば、第２レンズユニット第１レンズＬ１３が正のパワーを有するので、第２レンズユニット第１レンズＬ１３の第１レンズユニットＬＵ１の側に中間像３０を形成しやすい。また、正のパワーを有するレンズによって中間像３０を形成するので、第１レンズユニットＬＵ１の側で発生する歪曲収差を、第２レンズユニットＬＵ２の側で補正しやすい。
さらに、中間像３０を間に挟んだ両側に位置する第１レンズユニット第１２レンズＬ１２と第２レンズユニット第１レンズＬ１３との間を通過する軸外の光線の主光線が第２レンズユニット第１レンズＬ１３から第１レンズユニット第１２レンズＬ１２に向かって光軸Ｌに接近し、中間像３０における軸外光の合焦位置Ｐは、軸外に向かって第２レンズユニット第１レンズＬ１３に接近する。これにより、第１レンズユニットＬＵ１の側で発生する歪曲収差を、第２レンズユニットＬＵ２の側で補正しやすく、第１レンズユニットＬＵ１で収差を補正する負担を抑えることができる。
また、本例では、第１レンズユニット第１レンズＬ１および第１レンズユニット第１２レンズＬ１２が非球面レンズなので、第１レンズユニット第１レンズＬ１において歪曲収差を補正することが容易であり、第１レンズユニット第１２レンズＬ１２において像面湾曲を補正することが容易となる。また、第１レンズユニット第１レンズＬ１が非球面レンズなので、その径を小さくすることが容易である。
ここで、投写光学系３Ｄは、第１レンズユニットＬＵ１の焦点距離をｆＵ１、第２レンズユニットＬＵ２の焦点距離をｆＵ２としたときに、以下の条件式（１）を満たす。
−０．３ ＜ ｆ１Ｕ／ｆ２Ｕ ＜ −０．００５ ・・・（１）
すなわち、
ｆＵ１＝１１．７３
ｆＵ２＝−３３３．４
であり、
ｆＵ１／ｆＵ２＝−０．０３５
である。
本例の投写光学系３Ｄは、条件式（１）を満たすので、レンズ枚数の増加を抑制しながら投写像面に歪が発生することを抑制して、最大画角を１２０°以上（半画角ωを６０°以上）の広角にすることが容易である。すなわち、条件式（１）の値が下限を超えると、第１レンズユニットＬＵ１の焦点距離が長くなり、画角を広角にすることが容易ではなくなる。また、条件式（１）の値が下限を超えると、第２レンズユニットＬＵ２と中間像３０との間の光線の光軸Ｌに対する傾きが大きくなり、像面湾曲の悪化を招くとともに、第２レンズユニットＬＵ２の最も中間像３０の側のレンズ（第２レンズユニット第１レンズＬ１３）の径が大きくなる。一方、条件式（１）の値が上限を超えると、中間像３０の側から第１レンズユニットＬＵ１に入射する光線が略テレセントリックな光線あるいは光線径が広がる光線となる。これにより、第１レンズユニットＬＵ１の側の負荷が増えるので、収差を補正するために第１レンズユニットＬＵ１のレンズの枚数を増加させる必要がある。
また、本例は第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長ＬＬＵ１と第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長ＬＬＵ２とが以下の条件式（２）を満たす。
０．５ ＜ ＬＬＵ１／ＬＬＵ２ ＜ ０．９ ・・・（２）
すなわち、
ＬＬＵ１／ＬＬＵ２＝２０３．０１５／３００．９２３＝０．６７
である。
従って、本例によれば、第１レンズユニットＬ１のレンズ全長ＬＬＵ１が第２レンズユニットＬＵ２のレンズ全長ＬＬＵ２よりも短く、投写光学系３Ｄの全体をコンパクトなものとすることが容易である。
また、本例では、第２レンズユニット第１レンズＬ１３が正のパワーを備え、第２レンズユニット第２レンズＬ１４が負のパワーを備え、第２レンズユニット第３レンズ１５が正のパワーを備える。さらに、第２レンズユニット第１レンズＬ１３が中間像３０の側に凹面を備え、第２レンズユニット第２レンズＬ１４が液晶パネル１８の側に凹面を備える。これに加えて、第２レンズユニット第１レンズＬ１３のｄ線の屈折率をｎｄ（２１）、アッベ数をνｄ（２１）、第２レンズユニット第２レンズＬ１４のｄ線の屈折率をｎｄ（２２）、アッベ数をνｄ（２２）としたときに、以下の条件式（３）および条件式（４）を満たす。
｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜ ＜ ０．４ ・・・（３）
｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜ ＜ ３０ ・・・（４）
すなわち、
｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜
＝｜１．７２０４７−１．６１７７２｜＝０．１０
であり、
｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜
＝４９．８１−３４．７１＝１５．１０
である。
第２レンズユニット第１レンズＬ１３、第２レンズユニット第２レンズＬ１４、および、第２レンズユニット第３レンズ１５が上記の構成を備え、かつ、条件式（３）および条件式（４）を満たすので、投写光学系３Ｄは、第２レンズユニットＬ２における像高の高い位置で発生する収差を適切なものとすることができる。これにより、第２レンズユニットＬ２の側で発生する収差を第１レンズユニットＬ１の側で補正しやすくなる。
さらに、本例では、ｄ線の焦点距離をｆ、全体のバックフォーカス空気換算値をＢＦとしたときに、以下の条件式（５）を満たす。
ＢＦ／｜ｆ｜ ＞ ５ ・・・（５）
すなわち、
ＢＦ／｜ｆ｜＝４８．７８６／７．８８＝６．２
である。
条件式（５）を満たすので、投写光学系３Ｄでは、バックフォーカスを比較的長く確保することができ、最大画角を１２０°以上の広角にすることが容易である。
また、本例では、第２レンズユニットＬＵ２の最も液晶パネル１８の側に位置する第２レンズユニット第１０レンズＬ２２、および、その隣に位置する第２レンズユニット第９レンズ２１がそれぞれ正のパワーを備える。そして、第２レンズユニット第１０レンズＬ２２のｄ線の屈折率をｎｄ（２３）、アッベ数をνｄ（２３）としたときに、以下の条件式（６）および条件式（７）を満たす。
１．７５ ＜ ｎｄ２３ ＜ ２．００ ・・（６）
２０ ＜ νｄ２３ ＜ ４５ ・・（７）
すなわち、
ｎｄ２３＝１．９２２８６
νｄ２３＝２０．８６
である。
第２レンズユニット第９レンズ２１および第２レンズユニット第１０レンズＬ２２がそれぞれ正のパワーを備え、かつ、条件式（６）および条件式（７）を満たすので、投写光学系３Ｄでは、像面湾曲の補正および色収差の補正が容易である。
図１８は投写光学系３Ｄの各レンズがポジション１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１９は投写光学系３Ｄの各レンズがポジション２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２０は投写光学系３Ｄの各レンズがポジション３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１８乃至図２０に示すように、投写光学系３Ｄでは、球面収差、非点収差および歪曲収差が良好に補正されている。
次に、投写光学系３Ｄをプロジェクター１に組み込む際には、図２１に示すように、第１レンズユニットＬＵ１と第２レンズユニットＬＵ２の間に第１ミラー３１（第１光路折り曲げ素子）を配置して、これらの間の光路（光軸Ｌ）を折り曲げる。また、第２レンズユニットＬＵ２における第２レンズユニット第３レンズＬ１５と、第２レンズユニット第４レンズＬ１６との間に、第２ミラー３２（第２光路折り曲げ素子）を配置して、これらの間の光路（光軸Ｌ）を折り曲げる。投写光学系３Ｄに第１ミラー３１および第２ミラー３２を配置すれば、光軸Ｌを所望の方向に向けることができるので、投写光学系３Ｄをプロジェクター１に組み込むことが容易となる。
ここで、第２レンズユニット第３レンズＬ１５と第２レンズユニット第４レンズＬ１６との間は、第２レンズユニットＬＵ２において隣り合う２つのレンズの間の軸上面間隔が、第２レンズユニット第４レンズＬ１６と第２レンズユニット第５レンズＬ１７との間の軸上面間隔の次に長い。従って、第２レンズユニット第３レンズＬ１４と第２レンズユニット第４レンズＬ１６との間に第２ミラー３２を配置することが容易である。
また、本例では、第１レンズユニットＬＵ１の内部にミラーを配置していない。従って、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置した場合と比較して、第１レンズユニットＬＵ１の各レンズの位置精度を確保することが容易となる。また、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置しないので、第１レンズユニットＬＵ１の内部に第１ミラー３１を配置するための空間を設ける必要がなく、第１レンズユニットＬＵ１のレンズ全長ＬＬＵ１が増大することを抑制できる。ここで、第１レンズユニットＬＵ１は、第２レンズユニットＬＵ２と比較して、レンズの位置ずれに起因する性能変化が大きく、レンズの位置精度が求められる。従って、第１レンズユニットＬＵ１に第１ミラー３１を配置しないことにより、投写光学系３Ｄの性能のばらつきを抑制できる。
（変形例）
なお、第１レンズユニット第２レンズＬ２、第１レンズユニット第３レンズＬ３、第１レンズユニット第４レンズＬ４からなる３枚のレンズを第１レンズ群ＬＧ１とし、第１レンズユニット第５レンズＬ５を第２レンズ群ＬＧ２とし、第１レンズユニット第６レンズＬ５を第３レンズ群として、投写光学系３ＤでスクリーンＳへの投写サイズを変える場合に、第１レンズユニット第１レンズＬ１を固定した状態で、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２および第３レンズ群を光軸Ｌ方向に移動させてフォーカシングを行うこともできる。ここで、第１レンズ群ＬＧ１は負のパワーを備え、第２レンズ群ＬＧ２は正のパワーを備え、第３レンズ群は正のパワーを備える。また、第１レンズ群ＬＧ１は２枚以上の負のパワーを備えるレンズを有する。このようにしても、投写サイズを変えたときに、収差の発生を抑制しながらフォーカシングを行うことができる。
また、ミラー３１、３２の代りにプリズムを用いて光路（光軸Ｌ）を折り曲げてもよい。
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・３Ｄ…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…インテグレーターレンズ、１２…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…フィールドレンズ、１７Ｇ…フィールドレンズ、１７Ｂ…フィールドレンズ、１８（１８Ｂ・１８Ｒ・１８Ｇ）…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…中間像、３１…ミラー（第１光路折り曲げ素子）、３２…ミラー（第２光路折り曲げ素子）、Ａ〜Ｄ…軸上面間隔、Ｌ…光軸、Ｌ１〜Ｌ２２…レンズ、ＬＧ１…レンズ群、ＬＧ２…レンズ群、ＬＬＵ１…レンズ全長、ＬＬＵ２…レンズ全長、ＬＵ１…第１レンズユニット、ＬＵ２…第２レンズユニット、Ｐ…合焦位置、Ｓ…スクリーン。

Claims (9)

  1. 拡大側に位置する拡大側結像面と中間像を共役にする第１レンズユニットと、前記中間
    像と縮小側に位置する縮小側結像面とを共役にする第２レンズユニットと、からなり、
    光路を折り曲げるための第１光路折り曲げ素子および第２光路折り曲げ素子を有し、
    前記第１レンズユニットは、正のパワーを有し、
    前記第２レンズユニットは、負のパワーを有し、
    前記第１光路折り曲げ素子は、前記第１レンズユニットと前記第２レンズユニットとの
    間に配置され、
    前記第２光路折り曲げ素子は、前記第２レンズユニットの内部に配置され、
    前記第１レンズユニットのｄ線の焦点距離をｆ１Ｕ、前記第２レンズユニットのｄ線の
    焦点距離をｆ２Ｕ、前記第１レンズユニットのレンズ全長をＬＬＵ１、前記第２レンズユ
    ニットのレンズ全長をＬＬＵ２としたときに、以下の条件式（１）および条件式（２）を
    満たすことを特徴とする投写光学系。
    −０．３ ＜ ｆ１Ｕ／ｆ２Ｕ ＜ −０．００５ ・・・（１）
    ０．５ ＜ ＬＬＵ１／ＬＬＵ２ ＜ ０．９ ・・・（２）
  2. 請求項１に記載の投写光学系であって、
    前記第２レンズユニットの最も前記中間像側に近い第２レンズユニット中間像側第１レ
    ンズと前記第１レンズユニットの最も前記中間像に近い第１レンズユニット中間像側レン
    ズとの間を通過する軸外の光線の主光線は、前記第２レンズユニット中間像側第１レンズ
    から前記第１レンズユニット中間像側レンズに向かって光軸に接近することを特徴とする
    投写光学系。
  3. 請求項２に記載の投写光学系であって、
    前記中間像における軸外光の合焦位置は、軸外に向かって前記第２レンズユニット中間
    像側第１レンズに接近することを特徴とする投写光学系。
  4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の投写光学系であって、
    前記第１レンズユニットの最も前記拡大側結像面の側に位置する第１レンズユニット拡
    大側レンズ、および、前記第１レンズユニットの最も前記中間像の側に位置する第１レン
    ズユニット中間像側レンズは、非球面レンズであることを特徴とする投写光学系。
  5. 請求項１に記載の投写光学系であって、
    前記第２レンズユニットは、前記中間像の側から前記縮小側結像面の側に向かって、前
    記中間像の側に凹面を備え正のパワーを有する第２レンズユニット中間像側第１レンズと
    、縮小側結像面の側に凹面を備え負のパワーを備える第２レンズユニット中間像側第２レ
    ンズと、正のパワーを有する第２レンズユニット中間像側第３レンズと、を備え、
    前記第２レンズユニット中間像側第１レンズ、前記第２レンズユニット中間像側第２レ
    ンズ、および、前記第２レンズユニット中間像側第３レンズは、前記第１光路折り曲げ素
    子と前記第２光路折り曲げ素子との間に位置し、
    前記第２レンズユニット中間像側第１レンズのｄ線の屈折率をｎｄ（２１）、アッベ数
    をνｄ（２１）、前記第２レンズユニット中間像側第２レンズのｄ線の屈折率をｎｄ（２
    ２）、アッベ数をνｄ（２２）としたときに、以下の条件式（３）および条件式（４）を
    満たすことを特徴とする投写光学系。
    ｜ｎｄ（２２） − ｎｄ（２１）｜ ＜ ０．４ ・・・（３）
    ｜νｄ（２１） − νｄ（２２）｜ ＜ ３０ ・・・（４）
  6. 拡大側に位置する拡大側結像面と中間像を共役にする第１レンズユニットと、前記中間
    像と縮小側に位置する縮小側結像面とを共役にする第２レンズユニットと、からなり、
    前記第１レンズユニットは、正のパワーを有し、
    前記第２レンズユニットは、負のパワーを有し、
    前記第１レンズユニットは、前記拡大側結像面の側から前記中間像の側に向かって、第
    １レンズユニット拡大側レンズ、２枚以上の負のパワーを有するレンズを備える第１レン
    ズ群、少なくとも１枚の正のパワーを有するレンズを備える第２レンズ群を備え、
    前記拡大側結像面への投写サイズを変える場合には、前記第１レンズユニット拡大側レ
    ンズを固定した状態で、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを含む２以上のレンズ群
    を光軸方向に移動させてフォーカシングを行い、
    前記第１レンズユニットのｄ線の焦点距離をｆ１Ｕ、前記第２レンズユニットのｄ線の
    焦点距離をｆ２Ｕ、前記第１レンズユニットのレンズ全長をＬＬＵ１、前記第２レンズユ
    ニットのレンズ全長をＬＬＵ２としたときに、以下の条件式（１）および条件式（２）を
    満たすことを特徴とする投写光学系。
    −０．３ ＜ ｆ１Ｕ／ｆ２Ｕ ＜ −０．００５ ・・・（１）
    ０．５ ＜ ＬＬＵ１／ＬＬＵ２ ＜ ０．９ ・・・（２）
  7. 拡大側に位置する拡大側結像面と中間像を共役にする第１レンズユニットと、前記中間
    像と縮小側に位置する縮小側結像面とを共役にする第２レンズユニットと、からなり、
    前記第１レンズユニットは、正のパワーを有し、
    前記第２レンズユニットは、負のパワーを有し、
    前記第２レンズユニットの最も前記縮小側結像面の側に位置する第２レンズユニット縮
    小側第１レンズおよび当該第２レンズユニット縮小側第１レンズの隣に位置する第２レン
    ズユニット縮小側第２レンズは、それぞれ正のパワーを備え、
    前記第２レンズユニット縮小側第１レンズは、ｄ線の屈折率が１．７５より大きく、２
    ．００よりも小さく、かつ、アッベ数が２０より大きく、４５より小さく、
    前記第１レンズユニットのｄ線の焦点距離をｆ１Ｕ、前記第２レンズユニットのｄ線の
    焦点距離をｆ２Ｕ、前記第１レンズユニットのレンズ全長をＬＬＵ１、前記第２レンズユ
    ニットのレンズ全長をＬＬＵ２としたときに、以下の条件式（１）および条件式（２）を
    満たすことを特徴とする投写光学系。
    −０．３ ＜ ｆ１Ｕ／ｆ２Ｕ ＜ −０．００５ ・・・（１）
    ０．５ ＜ ＬＬＵ１／ＬＬＵ２ ＜ ０．９ ・・・（２）
  8. 拡大側に位置する拡大側結像面と中間像を共役にする第１レンズユニットと、前記中間
    像と縮小側に位置する縮小側結像面とを共役にする第２レンズユニットと、からなり、
    前記第１レンズユニットは、正のパワーを有し、
    前記第２レンズユニットは、負のパワーを有し、
    前記第１レンズユニットのｄ線の焦点距離をｆ１Ｕ、前記第２レンズユニットのｄ線の
    焦点距離をｆ２Ｕ、前記第１レンズユニットのレンズ全長をＬＬＵ１、前記第２レンズユ
    ニットのレンズ全長をＬＬＵ２、全体のｄ線の焦点距離をｆ、全体のバックフォーカス空
    気換算値をＢＦとしたときに、以下の条件式（１）、条件式（２）、および条件式（５）
    を満たすことを特徴とする投写光学系。
    −０．３ ＜ ｆ１Ｕ／ｆ２Ｕ ＜ −０．００５ ・・・（１）
    ０．５ ＜ ＬＬＵ１／ＬＬＵ２ ＜ ０．９ ・・・（２）
    ＢＦ／｜ｆ｜ ＞ ５ ・・・（５）
  9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の投写光学系と、
    前記縮小側結像面に画像を表示する画像表示素子と、
    を備えることを特徴とする投写型画像表示装置。
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