JPWO2017195561A1 - 投影光学系及びプロジェクター - Google Patents

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Abstract

投影光学系は、画像表示面に表示される画像を画角７０°以上に拡大投影し、拡大側から順に第１，第２光学系を同一の光軸上に有する単焦点レンズ又はズームレンズである。第２光学系が画像の中間像を形成し、第１光学系が中間像を拡大投影し、中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ正レンズが隣り合って位置する。単焦点レンズ又は広角端でのズームレンズは、条件式：０．４＜Ｔｍ１／Ｔｗ＜０．７，Ｔ１２ｗ／Ｔｗ＜０．２（Ｔｍ１：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から最も中間像側のレンズ面までの軸上距離、Ｔｗ：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から第２光学系において最も縮小側のレンズ面までの軸上距離、Ｔ１２ｗ：中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ隣り合って位置する正レンズの軸上空気間隔）を満足する。

Description

本発明は投影光学系及びプロジェクターに関するものであり、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(digital micromirror device)やＬＣＤ(liquid crystal display)等の画像表示素子の表示画像を広い画角でスクリーンに拡大投影するのに適した投影光学系と、それを備えたプロジェクターに関するものである。
近年、狭い場所でも大画面投影を可能にする広画角の投影光学系が求められるようになってきている。広い画角と優れた収差性能とを両立させるためには、リレーレンズを用いることが有効であり、その広画角投影のためにリレーレンズを用いた投影光学系が特許文献１，２で提案されている。
特開２０１５−１５２８９０号公報 国際公開第２００４／０１０１９９号
しかし、リレーレンズを用いた場合でも、軸外収差、特に歪曲収差を補正することは困難である。そのため、拡大側のレンズ径を大きくしたり非球面を多用したりする必要が生じるが、それがコスト高の原因となる。例えば、特許文献１記載のズームレンズは、中間像の位置が拡大側寄りにあるため、中間像付近の光線通過位置が低くなる。したがって、軸外収差を補正するには非球面を多用することが必要となるため、コスト高となる。特許文献２記載のズームレンズは、中間像前後のレンズが離れすぎているため、これも中間像前後のレンズのどちらかの光線通過位置が低くなる。したがって、軸外収差を十分に抑えることが困難であるため、十分に広い画角は得られていない。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、広画角でありながら軸外収差が良好に補正された高性能で小型・低コストな投影光学系と、それを備えたプロジェクターを提供することにある。
上記目的を達成するために、第１の発明の投影光学系は、画像表示面に表示される画像を画角７０°以上に拡大投影する投影光学系であって、
拡大側から順に第１光学系と第２光学系を同一の光軸上に有する単焦点レンズ又はズームレンズであり、
前記第２光学系が前記画像の中間像を形成し、
前記第１光学系が前記中間像を拡大投影し、
前記中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ正レンズが隣り合って位置し、
前記単焦点レンズの場合には以下の条件式（１）及び（２）を満足し、
前記ズームレンズの場合には広角端において以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする。
０．４＜Ｔｍ１／Ｔｗ＜０．７ …（１）
Ｔ１２ｗ／Ｔｗ＜０．２ …（２）
ただし、
Ｔｍ１：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から最も中間像側のレンズ面までの軸上距離、
Ｔｗ：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から第２光学系において最も縮小側のレンズ面までの軸上距離、
Ｔ１２ｗ：中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ隣り合って位置する正レンズの軸上空気間隔、
である。
第２の発明の投影光学系は、上記第１の発明において、前記中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ隣り合って位置する正レンズが、ともに中間像側に凹の正メニスカスレンズであることを特徴とする。
第３の発明の投影光学系は、上記第１又は第２の発明において、前記単焦点レンズの場合には以下の条件式（３）を満足し、前記ズームレンズの場合には広角端において以下の条件式（３）を満足することを特徴とする。
１＞｜β２｜＞０．５ …（３）
ただし、
β２：第２光学系の近軸倍率（ここで、近軸倍率を［画像表示面での画像サイズ］／［中間像サイズ］とする。）、
である。
第４の発明の投影光学系は、上記第１又は第２の発明において、前記単焦点レンズの場合には以下の条件式（３）を満足し、前記ズームレンズの場合には全変倍域において以下の条件式（３）を満足することを特徴とする。
１＞｜β２｜＞０．５ …（３）
ただし、
β２：第２光学系の近軸倍率（ここで、近軸倍率を［画像表示面での画像サイズ］／［中間像サイズ］とする。）、
である。
第５の発明の投影光学系は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
０．３＜ｆ１／ｆ２＜３ …（４）
ただし、
ｆ１：中間像の拡大側に隣り合って位置する正レンズの焦点距離、
ｆ２：中間像の縮小側に隣り合って位置する正レンズの焦点距離、
である。
第６の発明の投影光学系は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第２光学系が、最も中間像側の前記正レンズの縮小側に隣り合って位置するレンズとして、負レンズを有することを特徴とする。
第７の発明の投影光学系は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第１，第２光学系のうちの少なくとも一方の一部からなるレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズであることを特徴とする。
第８の発明の投影光学系は、上記第７の発明において、前記変倍のために移動するレンズ群が前記第２光学系にのみあることを特徴とする。
第９の発明の投影光学系は、上記第７又は第８の発明において、前記第２光学系が、前記変倍時に可動で正のパワーを有する第２ａレンズ群を、最も中間像側に有することを特徴とする。
第１０の発明の投影光学系は、上記第９の発明において、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする。
Ｔ２／Ｔｗ＜０．１ …（５）
ただし、
Ｔ２：第２ａレンズ群のズーミングにおける最も縮小側位置から最も拡大側位置までの移動量、
Ｔｗ：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から第２光学系において最も縮小側のレンズ面までの軸上距離、
である。
第１１の発明の投影光学系は、上記第９又は第１０の発明において、前記第２光学系が、前記変倍時に可動のレンズ群を、前記第２ａレンズ群の縮小側に少なくとも１つ有することを特徴とする。
第１２の発明の投影光学系は、上記第９〜第１１のいずれか１つの発明において、前記第２光学系が、拡大側から順に、前記第２ａレンズ群と、変倍時に可動で正のパワーを有する第２ｂレンズ群と、変倍時に可動で正のパワーを有する第２ｃレンズ群と、変倍時に固定で正のパワーを有する第２ｄレンズ群と、からなることを特徴とする。
第１３の発明のプロジェクターは、前記画像表示面を有する画像表示素子と、前記画像表示面に表示される画像をスクリーン面に拡大投影する上記第１〜第１２のいずれか１つの発明に係る投影光学系と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、第２光学系で形成される中間像の前後のレンズ構成が適正に設定されているため、広画角であっても非球面を多用することなく歪曲収差を初めとする軸外収差を良好に補正することができる。したがって、広画角でありながら軸外収差が良好に補正された高性能で小型・低コストな投影光学系と、それを備えたプロジェクターを実現することが可能である。
第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。 第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。 第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。 実施例１の収差図。 実施例２の収差図。 実施例３の収差図。 プロジェクターの一実施の形態を示す模式図。
以下、本発明の実施の形態に係る投影光学系，プロジェクター等を説明する。本発明の実施の形態に係る投影光学系は、画像表示面に表示される画像を画角７０°以上に拡大投影する投影光学系であって、拡大側から順に第１光学系と第２光学系を同一の光軸上に有する単焦点レンズ又はズームレンズであり、前記第２光学系が前記画像の中間像を形成し、前記第１光学系が前記中間像を拡大投影し、前記中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ正レンズが隣り合って位置している。そして、前記単焦点レンズの場合には以下の条件式（１）及び（２）を満足し、前記ズームレンズの場合には広角端において以下の条件式（１）及び（２）を満足する構成になっている。
０．４＜Ｔｍ１／Ｔｗ＜０．７ …（１）
Ｔ１２ｗ／Ｔｗ＜０．２ …（２）
ただし、
Ｔｍ１：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から最も中間像側のレンズ面までの軸上距離、
Ｔｗ：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から第２光学系において最も縮小側のレンズ面までの軸上距離、
Ｔ１２ｗ：中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ隣り合って位置する正レンズの軸上空気間隔、
である。
なお、「拡大側」は拡大された光学像が投影されるスクリーン面（拡大側像面）の方向（いわゆる前側）であり、その逆方向は「縮小側」、つまり元の光学像を画像表示面（縮小側像面）に表示する画像表示素子（例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス）が配置される方向（いわゆる後側）である。
条件式（１）は、リレーレンズである第２光学系を有する広角投影光学系において、中間像の前後にそれぞれ隣り合って位置する正レンズのうち、中間像の拡大側にある正レンズの位置を規定している。条件式（１）の上限を上回ると、中間像の位置が縮小側に寄りすぎるため、第２光学系が小さくなりすぎてしまう。そのため、中間像で収差（主に歪曲収差）が大きく発生してしまい、それを拡大投影した像での収差を抑えることが難しくなる。条件式（１）の下限を下回ると、中間像の拡大側に隣り合って位置する正レンズが拡大側に寄りすぎるため、その中間像拡大側の正レンズにおける軸外光線通過位置が低くなり、これも軸外収差（主に歪曲収差）の補正が難しくなる。したがって、条件式（１）を満たすことにより、歪曲等の軸外収差を効果的に抑えることが可能になる。
条件式（２）は、リレーレンズである第２光学系を有する広角投影光学系において、中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ隣り合って位置する正レンズの軸上空気間隔を規定している。条件式（２）の上限を上回ると、中間像の前後の正レンズが離れすぎているため、条件式（１）を満たしていたとしても、中間像の縮小側のレンズの軸外光線通過位置が低くなりすぎてしまう。そのため、軸外収差（主に歪曲収差）の補正が難しくなる。したがって、条件式（２）を満たすことにより、歪曲等の軸外収差を効果的に抑えることが可能になる。
上述した特徴的構成を有する投影光学系では、第２光学系で形成される中間像の前後のレンズ構成が適正に設定されているため、広画角であっても非球面を多用することなく歪曲収差を初めとする軸外収差を良好に補正することができる。したがって、広画角でありながら軸外収差が良好に補正された高性能で小型・低コストな投影光学系を実現することが可能である。そして、その投影光学系をプロジェクターに用いれば、プロジェクターの高性能化，高機能化，コンパクト化等に寄与することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
以下の条件式（１ａ）を満足することが望ましい。
０．５＜Ｔｍ１／Ｔｗ＜０．６５ …（１ａ）
この条件式（１ａ）は、前記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（１ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
以下の条件式（２ａ）を満足することが望ましい。
Ｔ１２ｗ／Ｔｗ＜０．１５ …（２ａ）
この条件式（２ａ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（２ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ隣り合って位置する正レンズが、ともに中間像側に凹の正メニスカスレンズであることが望ましい。この構成によると、中間像前後のレンズが中間像に対して対称系になるので、中間像前後のレンズで収差を逆方向に発生させて、全体の収差をキャンセルさせることができる。また、レンズ形状をメニスカス形状とすることで、特にそれぞれのレンズで発生する歪曲を小さくすることが可能になるため、軸外収差性能を更に良くすることができる。
前記単焦点レンズの場合には以下の条件式（３）を満足し、前記ズームレンズの場合には広角端において以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
１＞｜β２｜＞０．５ …（３）
ただし、
β２：第２光学系の近軸倍率（ここで、近軸倍率を［画像表示面での画像サイズ］／［中間像サイズ］とする。）、
である。
条件式（３）は、第２光学系の近軸倍率を規定している。条件式（３）の上限を上回ると、画像表示面の画像を中間像において小さくすることになるので、中間像付近での軸外光線通過位置が小さくなり、軸外収差を補正することが難しい傾向となる。条件式（３）の下限を下回ると、中間像が大きくなりすぎて、中間像での収差も大きく発生してしまうので、投影像での収差を小さくすることが難しい傾向となる。したがって、この条件式（３）の範囲内が望ましく、条件式（３）を満たすことにより、広角端において更に軸外収差を改善することが可能となる。
前記単焦点レンズの場合には前記条件式（３）を満足し、前記ズームレンズの場合には全変倍域において前記条件式（３）を満足することが望ましい。全変倍域で条件式（３）を満たすことで、広角端だけでなく全変倍域においても良好な軸外収差を得ることが可能となる。
以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．３＜ｆ１／ｆ２＜３ …（４）
ただし、
ｆ１：中間像の拡大側に隣り合って位置する正レンズの焦点距離、
ｆ２：中間像の縮小側に隣り合って位置する正レンズの焦点距離、
である。
条件式（４）は、中間像前後のレンズの焦点距離の比を規定している。条件式（４）の上限を上回ると、中間像縮小側のレンズで発生した軸外収差を補正できるだけのパワーを中間像拡大側のレンズが持たない傾向となるため、中間像前後のレンズで発生する軸外収差が残りやすくなる。条件式（４）の下限を下回った場合も同様であり、中間像拡大側のレンズで発生した軸外収差を中間像縮小側のレンズで補正できなくなる傾向となるため、これも軸外収差が残りやすくなる。したがって、この条件式（４）の範囲内が望ましく、条件式（４）を満たすことにより、中間像前後のレンズの焦点距離差を少なくすれば、中間像前後での収差をキャンセルして軸外収差を更に改善することができる。
以下の条件式（４ａ）を満足することが望ましい。
０．３＜ｆ１／ｆ２＜２ …（４ａ）
この条件式（４ａ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（４ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第２光学系が、最も中間像側の前記正レンズの縮小側に隣り合って位置するレンズとして、負レンズを有することが望ましい。この構成によると、中間像縮小側の正レンズにおける軸外光線通過位置を更に上げることができ、軸外収差を更に改善することが可能となる。
前記第１，第２光学系のうちの少なくとも一方の一部からなるレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズであることが望ましい。この構成によると、広さや設置場所の制約がある場合でも良好な性能で大画面投影することが可能となる。
前記変倍のために移動するレンズ群が前記第２光学系にのみあることが望ましい。この構成によると、軸外収差の発生しやすい第１光学系を変倍時に固定とすることができ、変倍時の軸外収差の発生を更に小さくすることができる。
前記第２光学系が、前記変倍時に可動で正のパワーを有する第２ａレンズ群を、最も中間像側に有することが望ましい。この構成によると、第２ａレンズ群での光線通過位置を高くしつつ、第２ａレンズ群を変倍時に移動させることにより、変倍時の軸外収差変動を更に小さくすることができる。
以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
Ｔ２／Ｔｗ＜０．１ …（５）
ただし、
Ｔ２：第２ａレンズ群のズーミングにおける最も縮小側位置から最も拡大側位置までの移動量、
Ｔｗ：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から第２光学系において最も縮小側のレンズ面までの軸上距離、
である。
条件式（５）は、第２ａレンズ群の移動量を規定している。条件式（５）を満足すると、第２ａレンズ群の移動量が小さくなるため、変倍時の第２ａレンズ群における軸外光線通過位置を高く維持して、変倍時の軸外収差変動を更に効果的に抑えることができる。
以下の条件式（５ａ）を満足することが望ましい。
Ｔ２／Ｔｗ＜０．０１ …（５ａ）
この条件式（５ａ）は、前記条件式（５）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（５ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第２光学系が、前記変倍時に可動のレンズ群を、前記第２ａレンズ群の縮小側に少なくとも１つ有することが望ましい。１つのレンズ群のみで変倍を行う場合、変倍時のバック変動が発生するが、変倍時に可動のレンズ群を少なくとも１つ追加すれば、変倍時のバック変動及び収差変動を効果的に抑えることが可能となる。
前記第２光学系が、拡大側から順に、前記第２ａレンズ群と、変倍時に可動で正のパワーを有する第２ｂレンズ群と、変倍時に可動で正のパワーを有する第２ｃレンズ群と、変倍時に固定で正のパワーを有する第２ｄレンズ群と、からなることが望ましい。変倍時に移動する正パワーのレンズ群を３つ持つことにより、変倍時におけるテレセントリック性の変動を抑えることができる。前述した特徴的構成を有する投影光学系の効果を発揮するためには、中間像を大きくする必要があるが、正パワーの第２ｂレンズ群によって軸外光線を光軸の反対側に大きく跳ねあげ、そしてその跳ねあげた軸外光線を正パワーの第２ｃレンズ群と第２ｄレンズ群で曲げれば、光軸に平行な軸外光を得ることができる。また、第２ｂレンズ群と第２ｃレンズ群を変倍時に移動させることにより、変倍時の収差変動を更に抑えることができる。
次に、第１〜第３の実施の形態を挙げて、投影光学系ＬＮの具体的な光学構成を説明する。図１は、第１の実施の形態を構成する投影光学系ＬＮに対応する光学構成図であり、ズームレンズである投影光学系ＬＮのレンズ断面形状，レンズ配置等を、広角端（Ｗ）と望遠端（Ｔ）のそれぞれについて光学断面で示している。図２，図３は、第２，第３の実施の形態を構成する投影光学系ＬＮにそれぞれ対応する光学構成図であり、単焦点レンズである投影光学系ＬＮのレンズ断面形状，レンズ配置等を光学断面で示している。なお、投影光学系ＬＮの縮小側には、プリズムＰＲ（例えば、ＴＩＲ(Total Internal Reflection)プリズム，色分解合成プリズム等）、及び画像表示素子のカバーガラスＣＧが位置している。
第１〜第３の実施の形態の投影光学系ＬＮは、拡大側から順に、第１光学系ＬＮ１（第１面から中間像面ＩＭ１の前まで）と、第２光学系ＬＮ２（中間像面ＩＭ１の後から最終レンズ面まで）とからなり、画像表示素子の画像表示面ＩＭ２に表示される画像（縮小側像面）の中間像ＩＭ１を第２光学系ＬＮ２が形成し、その中間像ＩＭ１を第１光学系ＬＮ１が拡大投影する構成になっている。なお、開口絞りＳＴは第２光学系ＬＮ２の中央付近（例えば第１の実施の形態では、第２ｃレンズ群Ｇｒ２ｃにおける最も拡大側）に位置している。
第１の実施の形態（図１）は、全体で３０枚のレンズ成分で構成された非球面を含まない球面レンズ系であり、拡大側１７枚が中間像ＩＭ１の拡大投影を行う第１光学系ＬＮ１であり、縮小側１３枚が中間像ＩＭ１を形成する第２光学系ＬＮ２である。第１光学系ＬＮ１は全体として正の第１レンズ群Ｇｒ１からなり、第２光学系ＬＮ２は拡大側から順に正正正正の第２ａレンズ群Ｇｒ２ａ，第２ｂレンズ群Ｇｒ２ｂ，第２ｃレンズ群Ｇｒ２ｃ及び第２ｄレンズ群Ｇｒ２ｄからなり、ズーミングにおける中間像ＩＭ１の位置を固定として第２光学系ＬＮ２のみで変倍が行われる（正正正正正の５群ズーム構成）。
図１中の矢印ｍ１，ｍ２ａ，ｍ２ｂ，ｍ２ｃ，ｍ２ｄは、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングにおける第１レンズ群Ｇｒ１，第２ａ〜第２ｄレンズ群Ｇｒ２ａ〜Ｇｒ２ｄの移動又は固定をそれぞれ模式的に示している。つまり、第１レンズ群Ｇｒ１及び第２ｄレンズ群Ｇｒ２ｄが固定群、第２ａ〜第２ｃレンズ群Ｇｒ２ａ〜Ｇｒ２ｃが移動群となっており、第２ａ〜第２ｃレンズ群Ｇｒ２ａ〜Ｇｒ２ｃをそれぞれ光軸ＡＸに沿って移動させることによりズーミングを行う構成になっている。その広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍において、第２ａレンズ群Ｇｒ２ａは拡大側凸の軌跡で移動し（Ｕターン移動）、第２ｂレンズ群Ｇｒ２ｂと第２ｃレンズ群Ｇｒ２ｃがそれぞれ拡大側へ単調に移動する。
上記のように第１の実施の形態では、投影光学系ＬＮが移動群を画像表示面ＩＭ２に対して相対的に移動させて軸上での各群間隔を変化させることにより、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までの変倍（すなわちズーミング）を行う構成になっている。第１レンズ群Ｇｒ１及び第２ｄレンズ群Ｇｒ２ｄのズーム位置が固定になっているので、変倍による光学系全長の変化がなく、移動部品が減少するため、変倍機構を簡素化することができる。なお、第２ｄレンズ群Ｇｒ２ｄの縮小側に位置するプリズムＰＲ及びカバーガラスＣＧのズーム位置も固定である。
第２光学系ＬＮ２が形成する中間像ＩＭ１は、投影光学系ＬＮ全体の中央付近にあり、画像表示面ＩＭ２を拡大した像となる。このことにより、中間像ＩＭ１付近のレンズにおける軸外光線通過位置を高くすることを可能とし、非球面を用いずに高い光学性能を実現している。中間像ＩＭ１の拡大側には、中間像ＩＭ１側に凹のメニスカス形状を有する正レンズＭｐ１が配置されており、中間像ＩＭ１の縮小側には、中間像ＩＭ１側から順に、中間像ＩＭ１側に凹のメニスカス形状を有する正レンズＭｐ２と、中間像ＩＭ１側に凹のメニスカス形状を有する負レンズＭｎ２が配置されている。このように中間像ＩＭ１の前後のレンズ構成を適正に設定することにより、非球面抜きでも効果的に歪曲収差を抑えることを可能としている。したがって、低コストで高性能な広角投影ズームレンズを実現することができる。
第２の実施の形態（図２）は、全体で３２枚のレンズ成分で構成されており、拡大側２０枚が中間像ＩＭ１の拡大投影を行う第１光学系ＬＮ１であり、縮小側１２枚が中間像ＩＭ１を形成する第２光学系ＬＮ２である。第１光学系ＬＮ１において、拡大側から４枚目のレンズの拡大側面と、中間像ＩＭ１側から３枚目のレンズの中間像ＩＭ１側面と、が非球面である。第１，第２光学系ＬＮ１，ＬＮ２ともに全体として正の単焦点レンズになっており、第１光学系ＬＮ１内部の第１８面と第１９面との間に反射面を配置して投影方向を変えることが可能な構成となっている。
第２光学系ＬＮ２が形成する中間像ＩＭ１は、投影光学系ＬＮ全体の中央付近にあり、画像表示面ＩＭ２を拡大した像となる。このことにより、中間像ＩＭ１付近のレンズにおける軸外光線通過位置を高くすることを可能とし、非球面を多用することなく高い光学性能を実現している。中間像ＩＭ１の拡大側には、中間像ＩＭ１側に凹のメニスカス形状を有する正レンズＭｐ１が隣り合うように配置されており、中間像ＩＭ１の縮小側には、中間像ＩＭ１側から順に、中間像ＩＭ１側に凹のメニスカス形状を有する正レンズＭｐ２と、両凹形状を有する負レンズＭｎ２と、が配置されている。このように中間像ＩＭ１の前後のレンズ構成を適正に設定することにより、効果的に歪曲収差を抑えることを可能としている。したがって、低コストで高性能な広角投影ズームレンズを実現することができる。
第３の実施の形態（図３）は、全体で３１枚のレンズ成分で構成されており、拡大側１９枚が中間像ＩＭ１の拡大投影を行う第１光学系ＬＮ１であり、縮小側１２枚が中間像ＩＭ１を形成する第２光学系ＬＮ２である。第１光学系ＬＮ１において、拡大側から３枚目のレンズの拡大側面と、中間像ＩＭ１側から２枚目のレンズの中間像ＩＭ１側面と、が非球面である。第１，第２光学系ＬＮ１，ＬＮ２ともに全体として正の単焦点レンズになっており、第１光学系ＬＮ１内部の第１６面と第１７面との間に反射面を配置して投影方向を変えることが可能な構成となっている。
第２光学系ＬＮ２が形成する中間像ＩＭ１は、投影光学系ＬＮ全体の中央付近にあり、画像表示面ＩＭ２を拡大した像となる。このことにより、中間像ＩＭ１付近のレンズにおける軸外光線通過位置を高くすることを可能とし、非球面を多用することなく高い光学性能を実現している。中間像ＩＭ１の拡大側には、両凸形状を有する正レンズＭｐ１が隣り合うように配置されており、中間像ＩＭ１の縮小側には、中間像ＩＭ１側から順に、中間像ＩＭ１側に凹のメニスカス形状を有する正レンズＭｐ２と、両凹形状を有する負レンズＭｎ２と、が配置されている。このように中間像ＩＭ１の前後のレンズ構成を適正に設定することにより、効果的に歪曲収差を抑えることを可能としている。したがって、低コストで高性能な広角投影ズームレンズを実現することができる。
中間像ＩＭ１を形成するタイプの投影光学系では、レンズ系が長くなりやすいので、第２，第３の実施の形態のように、第１光学系ＬＮ１中に空気間隔をあけて反射面を配置することにより、投影光学系ＬＮをＬ字型の屈曲光学系にすることが、投影光学系ＬＮ全体のコンパクト化を図るうえで好ましい。第１光学系ＬＮ１の真ん中あたりに反射面を配置すると、反射面サイズを小さくできるので、より一層のコンパクト化が可能となる。
次に、上記投影光学系ＬＮを備えたプロジェクターの一実施の形態を説明する。図７に、プロジェクターＰＪの概略構成例を示す。このプロジェクターＰＪは、光源１，照明光学系２，反射ミラー３，プリズムＰＲ，画像表示素子（画像形成素子）４，制御部５，アクチュエーター６，投影光学系ＬＮ等を備えている。制御部５は、プロジェクターＰＪの全体制御を司る部分である。画像表示素子４は、光を変調して画像を生成する画像変調素子（例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス）であり、画像を表示する画像表示面ＩＭ２を有しており、その画像表示面ＩＭ２上にはカバーガラスＣＧが設けられている。
光源１（例えば、キセノンランプ等の白色光源，レーザー光源）から出射した光は、照明光学系２，反射ミラー３及びプリズムＰＲで画像表示素子４に導かれて、画像表示素子４では画像光が形成される。プリズムＰＲは、例えばＴＩＲプリズム（他に色分離合成プリズム等）からなり、照明光と投影光との分離等を行う。画像表示素子４で形成された画像光は、投影光学系ＬＮでスクリーン面ＳＣに向けて拡大投射される。つまり、画像表示素子４に表示された画像ＩＭ２は、第２光学系ＬＮ２で中間像ＩＭ１となった後、第１光学系ＬＮ１でスクリーン面ＳＣに拡大投影される。
プロジェクターＰＪは、上記のように、画像を表示する画像表示素子４と、光源１と、その光源１からの光を画像表示素子４に導く照明光学系２と、画像表示素子４に表示された画像をスクリーン面ＳＣに拡大投影する投影光学系ＬＮと、を備えているが、投影光学系ＬＮが適用可能なプロジェクターはこれに限らない。例えば、画像表示面ＩＭ２自身の発光により画像を表示する画像表示素子を用いれば、照明を不要にすることも可能であり、その場合、光源１や照明光学系２を用いずにプロジェクターを構成することが可能である。
投影光学系ＬＮにおいてズーミングやフォーカシングのために移動するレンズ群には、それぞれ光軸ＡＸに沿って拡大側又は縮小側に移動させるアクチュエーター６が接続されている。そしてアクチュエーター６には、移動群の移動制御を行うための制御部５が接続されている。なお、制御部５及びアクチュエーター６については、これを使わず手動でレンズ群を移動させてもよい。
以下、本発明を実施した投影光学系の構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜３（ＥＸ１〜３）は、前述した第１〜第３の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第３の実施の形態を表す光学構成図（図１〜図３）は、対応する実施例１〜３のレンズ断面形状，レンズ配置等をそれぞれ示している。
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ，近軸における曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，及びｄ線に関するアッベ数ｖｄを示す。なお、ＳＣはスクリーン面、ＳＴは開口絞り、ＩＭ１は中間像面、ＩＭ２は画像表示面をそれぞれ示している。
面番号ｉに＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してｅ−ｎ＝×１０-nである。
ｚ＝（ｃ・ｈ2）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）・ｃ2・ｈ2｝］＋Σ（Ａｊ・ｈj） …（ＡＳ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。
実施例１の各種データとして、ズーム比（ｚｏｏｍ ｒａｔｉｏ，変倍比）を示し、さらに各焦点距離状態Ｗ（Ｗｉｄｅ），Ｍ（Ｍｉｄｄｌｅ），Ｔ（Ｔｅｌｅ）について、全系の焦点距離（Ｆｌ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆｎｏ．），半画角（ω，°），像高（ｙｍａｘ，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），及び可変面間隔（ｄｉ，ｉ：面番号，ｍｍ）を示し、ズームレンズ群データとして、各レンズ群の焦点距離（ｍｍ）を示す。また、実施例２，３の各種データとして、全系の焦点距離（Ｆｌ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆｎｏ．），半画角（ω，°），像高（ｙｍａｘ，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），及びバックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ）を示す。ただし、バックフォーカスＢＦは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長ＴＬは、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスＢＦを加えたものである。また、像高ｙｍａｘは画像表示面ＩＭ２の対角長の半分に相当する。なお、広角端（Ｗ）でのＴＬ−ＢＦは軸上距離Ｔｗに相当する。
表１に、条件式対応値とその関連データを各実施例について示す。条件式関連データは、例えば、最大画角（２ω，°），第１光学系ＬＮ１の焦点距離（ｆＬＮ１，ｍｍ），第２光学系ＬＮ２の焦点距離（ｆＬＮ２，ｍｍ），第１光学系において最も拡大側のレンズ面から最も中間像ＩＭ１側のレンズ面までの軸上距離（Ｔｍ１，ｍｍ），第１光学系ＬＮ１において最も拡大側のレンズ面から第２光学系ＬＮ２において最も縮小側のレンズ面までの軸上距離（Ｔｗ，ｍｍ），中間像ＩＭ１の拡大側と縮小側にそれぞれ隣り合って位置する正レンズＭｐ１，Ｍｐ２の軸上空気間隔（Ｔ１２ｗ，ｍｍ），正レンズＭｐ１，Ｍｐ２の焦点距離（ｆ１，ｆ２；ｍｍ），第２ａレンズ群Ｇｒ２ａの変倍域における最も縮小側位置から最も拡大側位置までの移動量（Ｔ２，ｍｍ）である。
図４は、実施例１（ＥＸ１）に対応する収差図（無限遠合焦状態での縦収差図）であり、（Ａ）〜（Ｃ）は広角端Ｗ、（Ｄ）〜（Ｆ）は中間焦点距離状態Ｍ、（Ｇ）〜（Ｉ）は望遠端Ｔにおける諸収差をそれぞれ示している。また、図４において、（Ａ），（Ｄ），（Ｇ）は球面収差図、（Ｂ），（Ｅ），（Ｈ）は非点収差図、（Ｃ），（Ｆ），（Ｉ）は歪曲収差図である。図５，６は、実施例２，３（ＥＸ２，３）に対応する収差図（無限遠合焦状態での縦収差図）であり、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。
球面収差図は、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差量、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する球面収差量、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲（単位：％）を表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。
なお、各実施例を投影光学系ＬＮとしてプロジェクター（例えば液晶プロジェクター）ＰＪに用いる場合（図７）、本来はスクリーン面（被投影面）ＳＣが像面であり画像表示面ＩＭ２（例えば液晶パネル面）が物体面であるが、各実施例では光学設計上それぞれ縮小系とし、スクリーン面ＳＣを物体面（ｏｂｊｅｃｔ）とみなして像面（ｉｍａｇｅ）に相当する画像表示面（縮小側像面）ＩＭ２で光学性能を評価している。そして、得られた光学性能から分かるように、各実施例の投影光学系ＬＮはプロジェクター用の投影レンズとしてだけでなく、撮像装置（例えばビデオカメラ，デジタルカメラ）用の撮像レンズとしても好適に使用可能である。
実施例１
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity 2800.000
1 107.629 7.400 1.69680 55.46
2 80.287 15.542
3 116.752 6.100 1.80518 25.46
4 74.212 13.796
5 74.044 17.700 1.83400 37.34
6 230.596 0.300
7 45.596 3.100 1.80518 25.46
8 25.707 10.230
9 41.726 2.641 1.90366 31.31
10 20.040 14.706
11 -33.017 2.200 1.77250 49.62
12 227.245 9.870
13 -148.578 7.217 1.80420 46.50
14 -40.706 25.248
15 67.692 5.586 1.75520 27.53
16 -99.528 24.728
17 -34.147 2.000 1.90366 31.31
18 103.553 2.576
19 123.303 10.351 1.43700 95.10
20 -31.660 0.300
21 52.497 11.574 1.43700 95.10
22 -77.898 0.860
23 266.100 2.273 1.90366 31.31
24 43.778 1.969
25 41.219 13.469 1.43700 95.10
26 -78.887 0.300
27 60.094 8.235 1.49700 81.61
28 -179.323 5.956
29 -42.514 2.700 1.60342 38.01
30 53.664 11.800
31 108.515 9.547 1.80518 25.46
32 -140.647 41.738
33 62.172 6.599 1.80809 22.76
34 104.604 7.213
35(IM1) infinity variable
36 -117.357 7.672 1.90366 31.31
37 -59.168 26.093
38 -43.827 2.600 1.65844 50.85
39 -216.295 5.981
40 -46.895 6.328 1.69680 55.46
41 -35.306 variable
42 356.421 5.009 1.91082 35.25
43 -97.422 10.556
44 -44.067 1.900 1.80518 25.46
45 -84.634 1.306
46 -201.500 4.841 1.48749 70.44
47 -43.528 variable
48(ST) infinity 8.432
49 -37.436 1.300 1.72916 54.67
50 69.947 14.023
51 73.893 9.276 1.43700 95.10
52 -41.455 2.380
53 408.915 6.325 1.49700 81.61
54 -61.536 6.955
55 -38.383 2.200 1.69680 55.46
56 103.893 3.087
57 242.956 8.595 1.49700 81.61
58 -59.397 0.300
59 285.594 9.779 1.49700 81.61
60 -58.392 variable
61 109.102 6.212 1.49700 81.61
62 -1470.164 15.300
63 infinity 85.000 1.51680 64.20
64 infinity 5.000
65 infinity 3.000 1.48749 70.44
66 infinity 0.000
67 infinity 1.000
68 infinity 0.500
image(IM2) infinity
各種データ
zoom ratio 1.31
Wide(W) Middle(M) Tele(T)
Fl 13.832 15.675 18.087
Fno. 2.444 2.500 2.573
ω 50.336 46.864 42.840
ymax 16.700 16.700 16.700
TL 626.092 626.100 626.095
BF 79.892 79.900 79.895
d35 46.316 43.771 43.987
d41 28.940 18.091 2.000
d47 7.759 13.015 16.043
d60 6.212 14.351 27.197
ズームレンズ群データ
群 (面 i) 焦点距離
Gr1 ( 1- 35) 24.897
Gr2a ( 36- 41) 296.957
Gr2b ( 42- 47) 84.673
Gr2c ( 48- 60) 115.132
Gr2d ( 61- 68) 204.624
実施例２
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity 1636.990
1 126.773 8.600 1.70154 41.15
2 80.436 9.772
3 87.744 6.667 1.83400 37.34
4 56.231 18.003
5 91.681 5.712 1.91082 35.25
6 50.966 14.753
7* 137.901 9.007 1.80610 40.93
8 40.972 16.323
9 16368.255 3.386 1.90366 31.31
10 51.089 21.670
11 -34.460 3.302 1.84666 23.78
12 -256.185 8.607
13 -83.789 9.702 1.91082 35.25
14 -54.085 0.395
15 -403.573 16.981 1.69895 30.05
16 -63.337 0.300
17 184.553 8.122 1.91082 35.25
18 -975.628 88.599
19 72.852 2.307 1.83400 37.34
20 38.568 5.588
21 63.386 9.977 1.43700 95.10
22 -95.768 0.823
23 64.763 9.366 1.43700 95.10
24 -145.831 0.441
25 103.908 2.488 1.80610 40.73
26 43.974 3.770
27 55.102 15.995 1.43700 95.10
28 -41.157 0.319
29 -66.000 3.500 1.90366 31.31
30 -217.687 0.573
31 39.624 11.772 1.43700 95.10
32 -128.343 0.890
33 -535.421 3.278 1.90366 31.31
34 29.443 14.604
35 -239.851 7.091 1.80860 40.42
36* -45.855 12.638
37 249.623 7.213 1.80809 22.76
38 -136.009 0.300
39 50.847 8.046 1.59282 68.62
40 127.865 8.000
41(IM1) infinity 30.048
42 -47.686 5.931 1.59270 35.45
43 -36.057 0.481
44 -42.381 3.999 1.70154 41.15
45 90.657 12.716
46 -72.485 10.457 1.91082 35.25
47 -39.244 37.864
48 -183.256 9.970 1.48749 70.44
49 -51.461 58.594
50 -31.476 2.188 1.80518 25.46
51 -43.961 0.497
52 -155.226 5.272 1.53775 74.70
53 -38.438 9.438
54(ST) infinity 26.240
55 -30.565 2.285 1.67270 32.17
56 288.795 0.350
57 62.902 9.779 1.43700 95.10
58 -47.195 0.724
59 113.167 8.323 1.59522 67.73
60 -57.715 5.329
61 -40.187 3.400 1.78590 43.93
62 95.416 5.957
63 -1140.356 9.434 1.53775 74.70
64 -50.897 1.643
65 252.051 9.639 1.80518 25.46
66 -82.630 17.047
67 infinity 85.000 1.51680 64.20
68 infinity 4.000
69 infinity 3.000 1.48749 70.44
70 infinity 1.500
image(IM2) infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
7 2.6571e+000 2.9115e-006 -8.7189e-010 3.9271e-013
36 0.0000e+000 1.0424e-005 -8.5574e-009 5.6578e-012
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
7 2.2225e-017 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
36 4.2587e-016 -6.1509e-018 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
Fl 7.640
Fno. 3.016
ω 70.154
ymax 20.250
TL 730.057
BF 80.619
実施例３
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity 1663.264
1 66.150 3.900 1.70154 41.15
2 35.170 9.660
3 51.967 2.700 1.91082 35.25
4 25.120 6.186
5* 51.907 4.995 1.80610 40.93
6 20.555 11.758
7 98.085 1.911 1.91082 35.25
8 22.896 12.449
9 -19.225 1.543 1.84666 23.78
10 -169.586 7.815
11 -42.759 6.424 1.91082 35.25
12 -31.993 0.306
13 -220.507 9.357 1.68893 31.16
14 -38.368 0.314
15 102.961 5.660 1.91082 35.25
16 -868.348 48.673
17 46.990 1.105 1.80610 40.73
18 23.679 2.851
19 31.136 5.883 1.43700 95.10
20 -72.722 0.371
21 36.206 5.379 1.43700 95.10
22 -129.617 1.428
23 153.818 1.202 1.83400 37.34
24 23.660 4.186
25 44.586 6.304 1.43700 95.10
26 -47.447 0.316
27 68.826 7.587 1.43700 95.10
28 -25.116 0.637
29 -37.216 1.329 1.80610 40.73
30 -436.573 0.304
31 24.800 7.541 1.43700 95.10
32 -59.815 0.988
33 -595.178 1.544 1.90366 31.31
34 18.585 12.270
35 -113.222 5.232 1.80860 40.42
36* -26.716 7.316
37 131.699 5.594 1.80809 22.76
38 -64.130 8.000
39(IM1) infinity 19.818
40 -32.209 5.126 1.51680 64.20
41 -21.987 0.300
42 -123.910 1.400 1.65844 50.85
43 32.557 7.348
44 -149.700 7.035 1.91082 35.25
45 -28.873 22.495
46 -52.098 3.954 1.48749 70.44
47 -22.931 12.425
48 -16.171 1.333 1.80518 25.46
49 -27.620 0.992
50 -261.933 4.657 1.53775 74.70
51 -20.269 2.000
52(ST) infinity 3.477
53 -20.575 1.153 1.67270 32.17
54 76.371 1.556
55 42.084 5.467 1.43700 95.10
56 -25.774 0.300
57 88.941 4.475 1.59522 67.73
58 -51.212 6.928
59 -22.525 1.237 1.74330 49.22
60 86.445 3.365
61 -521.950 6.792 1.53775 74.70
62 -26.875 0.300
63 95.796 6.249 1.80518 25.46
64 -63.072 11.500
65 infinity 2.000 1.51680 64.20
66 infinity 7.500
67 infinity 23.000 1.51680 64.20
68 infinity 3.000
69 infinity 1.100 1.48749 70.44
70 infinity 0.700
image(IM2) infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
5 4.0000e+000 1.4190e-005 -1.3380e-008 1.4419e-011
36 0.0000e+000 3.6862e-005 -7.3855e-008 1.9915e-010
非球面データ
i A10 A12 A14 A16
5 1.0192e-014 0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
36 -4.0464e-013 2.7756e-016 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
Fl 5.671
Fno. 2.500
ω 64.899
ymax 11.982
TL 391.124
BF 39.924
Figure 2017195561
ＬＮ 投影光学系
ＬＮ１ 第１光学系
ＬＮ２ 第２光学系
Ｇｒ１ 第１レンズ群
Ｇｒ２ａ 第２ａレンズ群
Ｇｒ２ｂ 第２ｂレンズ群
Ｇｒ２ｃ 第２ｃレンズ群
Ｇｒ２ｄ 第２ｄレンズ群
ＳＴ 開口絞り
ＩＭ１ 中間像（中間像面）
ＩＭ２ 画像表示面（縮小側像面）
Ｍｐ１ 正レンズ
Ｍｐ２ 正レンズ
Ｍｎ２ 負レンズ
ＰＪ プロジェクター
ＰＲ プリズム
ＳＣ スクリーン面（拡大側像面）
１ 光源
２ 照明光学系
３ 反射ミラー
４ 画像表示素子
５ 制御部
６ アクチュエーター
ＡＸ 光軸

Claims (13)

  1. 画像表示面に表示される画像を画角７０°以上に拡大投影する投影光学系であって、
    拡大側から順に第１光学系と第２光学系を同一の光軸上に有する単焦点レンズ又はズームレンズであり、
    前記第２光学系が前記画像の中間像を形成し、
    前記第１光学系が前記中間像を拡大投影し、
    前記中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ正レンズが隣り合って位置し、
    前記単焦点レンズの場合には以下の条件式（１）及び（２）を満足し、
    前記ズームレンズの場合には広角端において以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする投影光学系；
    ０．４＜Ｔｍ１／Ｔｗ＜０．７ …（１）
    Ｔ１２ｗ／Ｔｗ＜０．２ …（２）
    ただし、
    Ｔｍ１：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から最も中間像側のレンズ面までの軸上距離、
    Ｔｗ：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から第２光学系において最も縮小側のレンズ面までの軸上距離、
    Ｔ１２ｗ：中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ隣り合って位置する正レンズの軸上空気間隔、
    である。
  2. 前記中間像の拡大側と縮小側にそれぞれ隣り合って位置する正レンズが、ともに中間像側に凹の正メニスカスレンズであることを特徴とする請求項１記載の投影光学系。
  3. 前記単焦点レンズの場合には以下の条件式（３）を満足し、前記ズームレンズの場合には広角端において以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の投影光学系；
    １＞｜β２｜＞０．５ …（３）
    ただし、
    β２：第２光学系の近軸倍率（ここで、近軸倍率を［画像表示面での画像サイズ］／［中間像サイズ］とする。）、
    である。
  4. 前記単焦点レンズの場合には以下の条件式（３）を満足し、前記ズームレンズの場合には全変倍域において以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の投影光学系；
    １＞｜β２｜＞０．５ …（３）
    ただし、
    β２：第２光学系の近軸倍率（ここで、近軸倍率を［画像表示面での画像サイズ］／［中間像サイズ］とする。）、
    である。
  5. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の投影光学系；
    ０．３＜ｆ１／ｆ２＜３ …（４）
    ただし、
    ｆ１：中間像の拡大側に隣り合って位置する正レンズの焦点距離、
    ｆ２：中間像の縮小側に隣り合って位置する正レンズの焦点距離、
    である。
  6. 前記第２光学系が、最も中間像側の前記正レンズの縮小側に隣り合って位置するレンズとして、負レンズを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の投影光学系。
  7. 前記第１，第２光学系のうちの少なくとも一方の一部からなるレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行うズームレンズであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の投影光学系。
  8. 前記変倍のために移動するレンズ群が前記第２光学系にのみあることを特徴とする請求項７記載の投影光学系。
  9. 前記第２光学系が、前記変倍時に可動で正のパワーを有する第２ａレンズ群を、最も中間像側に有することを特徴とする請求項７又は８記載の投影光学系。
  10. 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項９記載の投影光学系；
    Ｔ２／Ｔｗ＜０．１ …（５）
    ただし、
    Ｔ２：第２ａレンズ群のズーミングにおける最も縮小側位置から最も拡大側位置までの移動量、
    Ｔｗ：第１光学系において最も拡大側のレンズ面から第２光学系において最も縮小側のレンズ面までの軸上距離、
    である。
  11. 前記第２光学系が、前記変倍時に可動のレンズ群を、前記第２ａレンズ群の縮小側に少なくとも１つ有することを特徴とする請求項９又は１０記載の投影光学系。
  12. 前記第２光学系が、拡大側から順に、前記第２ａレンズ群と、変倍時に可動で正のパワーを有する第２ｂレンズ群と、変倍時に可動で正のパワーを有する第２ｃレンズ群と、変倍時に固定で正のパワーを有する第２ｄレンズ群と、からなることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の投影光学系。
  13. 前記画像表示面を有する画像表示素子と、前記画像表示面に表示される画像をスクリーン面に拡大投影する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の投影光学系と、を備えたことを特徴とするプロジェクター。
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