(57)【要約】【課題】ズーミングが可能であるとともに、光軸を折り曲げたコンパクトな配置を採用できる光学系に適したリレー光学系を提供する。【解決手段】第１の像面６に第１の像ＩＭ１を、第２の像面５ａの第２の像ＩＭ０により形成するリレー光学系２０であって、凸面が対峙するように配置された最も内側の正の屈折力のレンズを含む対称型のレンズ配置を備えた第１のレンズ群Ｇ２１および第２のレンズ群Ｇ２２を有するリレー光学系を提供する。【選択図】図１
2020106660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の像面に第１の像を、第２の像面の第２の像により形成するリレー光学系であって、
凸面が対峙するように配置された最も内側の正の屈折力のレンズを含む対称型のレンズ配置を備えた第１のレンズ群および第２のレンズ群を有するリレー光学系。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のレンズ群および前記第２のレンズ群は、外側の対称な位置に配置された、外側に凸の面を含む負の屈折力のメニスカスタイプの外側のレンズを含む、リレー光学系。
【請求項３】
請求項２において、
前記最も内側の正の屈折力のレンズのアッべ数νｄｐと、前記負の屈折力のメニスカスタイプの前記外側のレンズのアッべ数νｄｎとが、以下の条件を満たす、リレー光学系。
νｄｐ＜４０
νｄｎ＜４０
νｄｐ＜νｄｎ
【請求項４】
請求項１において、
前記第１のレンズ群は、変形ダブルガウスタイプを構成する対称なレンズ配置の一方の第１のレンズ配置を含み、
前記第２のレンズ群は、前記第１のレンズ配置と対称な第２のレンズ配置を含む、リレー光学系。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１のレンズ配置および前記第２のレンズ配置は、外側から順番に配置された、内側に凸の面を含む正の屈折力の外側の第１のレンズと、外側に凸の面を含む負の屈折力のメニスカスタイプの外側の第２のレンズと、外側に両凸の正の屈折力のレンズが配置された外側に凸のメニスカスタイプの接合レンズとを含む、リレー光学系。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記第１のレンズ群および前記第２のレンズ群は、前記最も内側のレンズに隣接して内側から順番に配置された、内側に凸面を向けた正の屈折力の内側の第２のレンズと、前記内側の第２のレンズの外側の面に対し最小の空気間隔を空けて配置された、外側に凹面を向けた負の屈折力のメニスカスタイプの内側の第３のレンズとを含む、リレー光学系。
【請求項７】
請求項６において、
前記内側の第３のレンズは、前記第１のレンズ群および前記第２のレンズ群を構成する負の屈折力のレンズの中で、最も高い屈折率を有するレンズである、リレー光学系。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記第１のレンズ群および前記第２のレンズ群は、完全に対称なレンズ群である、リレー光学系。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記第１のレンズ群および前記第２のレンズ群は、配置されたレンズの屈折力の順番が対称なレンズ群である、リレー光学系。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記最も内側のレンズ同士の間に配置された反射面を有する、リレー光学系。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかにおいて、
前記第１の像面と前記第１のレンズ群との間に配置された反射面を有する、リレー光学系。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかにおいて、
前記第２の像面と前記第２のレンズ群との間に配置された反射面を有する、リレー光学系。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載のリレー光学系と、
前記第２の像を拡大投影する拡大光学系とを有する、投射光学系。
【請求項１４】
請求項１３に記載の投射光学系と、
前記第１の像面に配置された画像形成デバイスとを有するプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リレー光学系およびそれを備えた投射光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、焦点距離が短いにも関わらず、非常に長いバックフォーカスを確保することができ、且つ、色収差の小さい拡大投影光学系を提供することが記載されている。係る拡大投影光学系は、スクリーン側から光軸に沿って順番に配列された投影光学系、リレー光学系、及び表示素子を備え、投影光学系は、リレー光学系により１次結像された画像をスクリーンに拡大投影するものであり、スクリーン側から順番に配列された、負の光学的パワーを有する負の群と、正の光学的パワーを有する正の群とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／１０７５５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクタあるいは他の光学機器において、レンズシステムをフレキシブルに配置できるリレー光学系が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様の１つは、第１の像面に第１の像を、第２の像面の第２の像により形成するリレー光学系である。このリレー光学系は、凸面が対峙するように配置された最も内側の正の屈折力のレンズを含む対称型のレンズ配置を備えた第１のレンズ群および第２のレンズ群を有する。対称型のレンズ配置を備えたリレー光学系は収差補正が容易で鮮明な像をリレーすることができる。さらに、対称型のレンズ配置の最も内側に、正の屈折力のレンズを凸面が対峙するように配置することにより、それら内側の対峙したレンズ間の光束を平行化しやすく、第１のレンズ群と第２のレンズ群との間隔をフレキシブルに設定しやすいリレー光学系を提供できる。したがって、最も内側のレンズ同士の間に配置された反射面を有するリレー光学系を提供してもよい。
【０００６】
対称配置の一例は、変形ダブルガウスタイプであり、長いバックフォーカスを確保しやすい。すなわち、リレー光学系の第１のレンズ群は、変形ダブルガウスタイプを構成する対称なレンズ配置の一方の第１のレンズ配置を含み、第２のレンズ群は、第１のレンズ配置と対称な第２のレンズ配置を含んでもよい。変形ダブルガウスの一例は、外側から順番に配置された、外側から内側に凸の面を含む正の屈折力の外側の第１のレンズと、外側に凸の面を含む負の屈折力のメニスカスタイプの外側の第２のレンズと、外側に両凸の正の屈折力のレンズが配置された外側に凸のメニスカスタイプの接合レンズとを含むものである。長いバックフォーカスを確保することにより、リレー光学系は、第１の像面と第１のレンズ群との間に配置された反射面を有してもよく、第２の像面と第２のレンズ群との間に配置された反射面を有してもよい。したがって、このリレー光学系により光軸が１回または２回曲げられた光学系を提供できる。
【０００７】
さらに、第１のレンズ群および第２のレンズ群は、最も内側のレンズに隣接して内側から順番に配置された、内側に凸面を向けた正の屈折力の内側の第２のレンズと、内側の第２のレンズの外側の面に対し最小の空気間隔を空けて配置された、外側に凹面を向けた負の屈折力のメニスカスタイプの内側の第３のレンズとを含んでもよい。このような対称配置のレンズをさらに含むことにより諸収差をさらに良好に補正できる。また、凸面が内側を向いた正の屈折力のレンズを、最も内側に連続して配置することにより、第１のレンズ群および第２のレンズ群の間の距離を制御することがさらに容易になる。
【０００８】
リレーレンズ群の第１のレンズ群および第２のレンズ群は、各レンズの順番、屈折力、向きなどを含めて対称な、完全に対称なレンズ群であってもよく、配置されたレンズの屈折力の順番のみが対称なレンズ群であってもよい。
【０００９】
本発明の他の態様の１つは、上記に記載のリレー光学系と、第２の像を拡大投影する拡大光学系とを有する投射光学系である。光軸の向きを変える反射面は、ミラーまたはプリズムであってもよく、投射光学系は、光軸がＬ字形またはＵ字形に折り曲げられた光学系であってもよい。また、本発明のさらに異なる他の態様の１つは、上記の投射光学系と、第１の像面に配置された画像形成デバイスとを有するプロジェクタである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光学系および光学系を含む装置の一例を示す図。
【図２】リレー光学系を抜き出して示す図。
【図３】拡大光学系のレンズデータを示す図。
【図４】リレー光学系のレンズデータを示す図。
【図５】非球面データを示す図。
【図６】リレー光学系の諸収差を示す図。
【図７】拡大光学系を抜き出して示す図。
【図８】投射光学系の諸数値を示す図。
【図９】投射光学系の異なる配置を示す図。
【図１０】投射光学系の異なる一例を示す図。
【図１１】図１０に示す投射光学系のリレー光学系を抜き出して示す図。
【図１２】図１０に示す投射光学系の拡大光学系のレンズデータを示す図。
【図１３】図１０に示す投射光学系のリレー光学系のレンズデータを示す図。
【図１４】図１０に示す投射光学系の非球面データを示す図。
【図１５】図１０に示す投射光学系のリレー光学系の諸収差を示す図。
【図１６】図１０に示す投射光学系の拡大光学系を抜き出して示す図。
【図１７】図１０に示す投射光学系の投射光学系の諸数値を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照して、さらに本発明について説明する。図１に、本発明の一実施例の光学系（光学システム）を含む装置を示している。装置の一例はプロジェクタ１００であり、投射光学系１と、縮小側２に配置された光変調器（ライトバルブ、画像形成デバイス）５とを有する。プロジェクタ用の光学系１は、光変調器５の像面５ａから入射された光を、像面（第２の像面）５ａの像（第２の像）ＩＭ０と共役な投射光学系１内の位置（第１の像面）６に中間像ＩＭ１を形成し、さらに拡大側３から投影光１９として出力してスクリーンまたは壁面（不図示）へ投射（投影）して拡大像として再結像させる。ライトバルブ５は、ＬＣＤ、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）あるいは有機ＥＬなどの画像を形成できるものであればよく、単板式であっても、各色の画像をそれぞれ形成する方式であってもよい。ライトバルブ５は自発光タイプであってもよく、照明タイプであってもよい。照明タイプの場合は、プロジェクタ１００はさらに照明光学系（不図示）を含んでもよい。スクリーンは、壁面やホワイトボードなどであってもよく、プロジェクタ１００はフロントプロジェクタであっても、スクリーンを含むリアプロジェクタであってもよい。この投射光学系１は、プロジェクタ１００のハウジング１０１に沿って配置され、またはハウジング１０１に内蔵されるようにＵ字またはコ字形に、光路（光軸）７が折り曲げられた状態で実装されている。
【００１２】
装置の他の例は撮像装置１２０であり、光学系１と、縮小側２に配置された撮像素子１２５とを有する。撮像装置用の光学系１は、拡大側（物体側）３から入射された光で、縮小側結像面である撮像素子１２５の撮像面１２５ａと共役な位置に中間像ＩＭ１を結像し、さらに、撮像面１２５ａに再結像する。撮像装置用の光学系であってもプロジェクタ用の光学系であっても、光学系１の構成および機能としては共通するので、以降においては、プロジェクタ１００およびプロジェクタ用の光学系１を例にさらに説明する。
【００１３】
投射光学系１は、中間像ＩＭ１を挟んで拡大側３に配置された拡大光学系（拡大投射光学系）１０と、縮小側２に配置されたリレー光学系２０とを有する。拡大光学系１０およびリレー光学系２０は、複数のレンズ群を構成する複数枚のレンズをそれぞれ含む。本例では、拡大光学系１０は７群、２２枚のレンズで構成され、リレー光学系２０は２群、１４枚のレンズで構成され、光学系１は３６枚のレンズにより構成されている。
【００１４】
図２に、リレー光学系２０を抜き出して示している。また、図３に、拡大光学系１０の各レンズＬ１〜Ｌ２２のデータを示し、図４に、リレー光学系２０の各レンズＬ３１〜Ｌ４４のデータを示す。レンズデータは、各エレメント（レンズの場合は各レンズ面）の番号（Ｓ）と、曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各エレメントの面の間の距離Ｄ（間隔、ｍｍ）、屈折率ｎｄ（ｄ線）、アッベ数νｄ（ｄ線）とを示している。面番号Ｓにアスタリスクが付されているものは非球面であることを示し、距離Ｄにアスタリスクが付されているものはズーミングまたはフォーカシングのために可変になる間隔であることを示す。
【００１５】
図５は、各エレメントの面の中の、非球面の面番号と、非球面データを示している。非球面は、Ｘを光軸方向の座標、Ｙを光軸と垂直方向の座標、光の進行方向を正、Ｒを近軸曲率半径とすると、図３および図４に示した係数Ｒと図５に示した係数Ｋ、Ａ４〜Ａ１４を用いて次式で表わされる。なお、「ｅｎ」は、「１０のｎ乗」を意味する。以下の各実施例においても同様である。
Ｘ＝（１／Ｒ）Ｙ２／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒ）２Ｙ２｝１／２］
＋Ａ４Ｙ４＋Ａ６Ｙ６＋Ａ８Ｙ８＋Ａ１０Ｙ１０＋Ａ１２Ｙ１２＋Ａ１４Ｙ１４
【００１６】
このリレー光学系２０は、拡大光学系１０に対する画像の入射面となる面（第１の像面）６に中間像ＩＭ１（第１の像）を、リレー光学系２０としての入射面となる表示デバイス５の像面（第２の像面）５ａの画像（第２の像）ＩＭ０により形成（結像）する光学系である。リレー光学系２０において、第１の像面６および第２の像面５ａは光学的に共役な像面であり、第１の像面６の像を第２の像面５ａに結像することも可能である。このリレー光学系２０は、上述したように、１４枚のレンズＬ３１〜Ｌ４４で構成され、凸面Ｓ５９およびＳ６１が絞りＳｔ２を介して対峙するように配置された最も内側の正の屈折力のレンズＬ３７およびＬ３８をそれぞれ含む対称型のレンズ配置（レンズＬ３７〜Ｌ３１およびＬ３８〜Ｌ４４）を備えた第１のレンズ群Ｇ２１および第２のレンズ群Ｇ２２を有する。すなわち、このリレー光学系２０は、中間像ＩＭ１の側の第１のレンズ群Ｇ２１と、画像ＩＭ０側の第２のレンズ群Ｇ２２とを含み、第１のレンズ群Ｇ２１と第２のレンズ群Ｇ２２とはそれぞれ７枚構成であり、内側（対峙下側）および／または外側（像側）から対称となるようにこれらのレンズＬ３１〜Ｌ３７、Ｌ３８〜Ｌ４４が配置されている。
【００１７】
第１のレンズ群Ｇ２１は、対峙した側（内側、絞りＳｔ２の側（絞り側））から順番に配置された、絞り側に凸の正のメニスカスレンズＬ３７と、絞り側に凸の正のメニスカスレンズＬ３６と、絞り側に凸の負のメニスカスレンズＬ３５と、両凹の負レンズＬ３４と、両凸の正レンズＬ３３と、絞り側に凹の負のメニスカスレンズ（外側に凸の負のメニスカスの外側のレンズ）Ｌ３２と、両凸の正レンズＬ３１とから構成されている。レンズＬ３３およびＬ３４は接合レンズＢ２１を構成している。第２のレンズ群Ｇ２２は、対峙した側（内側、絞りＳｔ２の側（絞り側））から順番に配置された、絞り側に凸の正のメニスカスレンズＬ３８と、絞り側に凸の正のメニスカスレンズＬ３９と、絞り側に凸の負のメニスカスレンズＬ４０と、両凹の負レンズＬ４１と、両凸の正レンズＬ４２と、絞り側に凹の負のメニスカスレンズ（外側に凸の負のメニスカスの外側のレンズ）Ｌ４３と、両凸の正レンズＬ４４とから構成されている。レンズＬ４１およびＬ４２は接合レンズＢ２２を構成している。
【００１８】
図４に各レンズＬ３１〜４４のデータで示すように、レンズ群Ｇ２１およびＧ２２は完全に対称なレンズ群であり、レンズ群Ｇ２１およびＧ２２の絞りＳｔ２を挟んで対称な位置に配置されたレンズは、向きが対称であることを除き、それぞれ全く同じ曲率半径Ｒおよび間隔Ｄを備えている。したがって、レンズ群Ｇ２１の焦点距離ｆｇ２１と、レンズ群Ｇ２２の焦点距離ｆｇ２２とは等しい。
【００１９】
それぞれのレンズ群Ｇ２１およびＧ２２は、最も内側に、凸面Ｓ５９およびＳ６１が対峙するように配置された正の屈折力のメニスカスレンズＬ３７およびＬ３８を含む。これらのレンズは、対称な配置で、発生する収差を相殺しやすいとともに、それらのレンズＬ３７およびＬ３８の間の光束をコリメートする機能を含み、光束を平行化できる。したがって、これらのレンズＬ３７およびＬ３８が向い合せに配置された第１のレンズ群Ｇ２１と第２のレンズ群Ｇ２２との間（間隔）Ｗ１２の距離を制御しやすく、間隔Ｗ１２を広く確保することができる。このリレー光学系２０においては、第１のレンズ群Ｇ２１と第２のレンズ群Ｇ２２との間Ｗ１２に絞りＳｔ２を配置しており、図１に示したレンズ配置においては、間隔Ｗ１２に反射面ＭＭ２を配置して光軸７を折り曲げている。なお、図１に示したレンズ配置においては、反射面ＭＭ２が絞りＳｔ２としての機能を果たすサイズに調整されている。また、反射面ＭＭ２はミラーであってもよく、プリズムなどの他の光学素子で実現されていてもよい。
【００２０】
さらに、それぞれのレンズ群Ｇ２１およびＧ２２は、外側（像側、絞りＳｔ２と反対側）に変形ダブルガウスタイプの構成を備えた対称なレンズ配置Ｇａ１およびＧａ２を含む。すなわち、第１のレンズ群Ｇ２１は、変形ダブルガウスタイプを構成する対称なレンズ配置の一方の第１のレンズ配置Ｇａ１を含み、第２のレンズ群Ｇ２２は、第１のレンズ配置Ｇａ１と対称な第２のレンズ配置Ｇａ２を含む。これらのレンズ群Ｇ２１およびＧ２２に含まれる対称なレンズ配置は、ガウスタイプに限定されず、オルソメタータイプ、トポゴンタイプなどであってもよい。ガウスタイプは、収差を良好に補正できる対称なレンズ配置であるとともに、バックフォーカスを長くとりやすいというメリットがある。したがって、レンズ群Ｇ２１およびＧ２２の外側（像ＩＭ１およびＩＭ０の側）に変形ガウスタイプの配置Ｇａ１およびＧａ２のレンズの組み合わせを配置している。
【００２１】
具体的には、これらのレンズ配置Ｇａ１およびＧａ２は、外側から順番に配置された、内側に凸の面を含む正の屈折力の外側の第１のレンズＬ３１およびＬ４４と、外側に凸の面を含む負の屈折力のメニスカスタイプの外側の第２のレンズＬ３２およびＬ４３と、外側に両凸の正の屈折力のレンズＬ３３およびＬ４２が配置された外側に凸のメニスカスタイプの接合レンズＢ２１およびＢ２２とを含む。この変形ガウスタイプの配置は、ガウスタイプの配置の接合レンズＢ２１およびＢ２２と、その外側の正レンズＬ３１およびＬ４４との間に、負のメニスカスタイプのレンズＬ３２およびＬ４３を追加した配置となっている。レンズＬ３２およびＬ４３により光束をいったん広げて正レンズＬ３１およびＬ４４により収束させることにより、さらに結像位置を外側に配置することができ、バックフォーカス長Ｗ１およびＷ２を確保しやすい。
【００２２】
また、第１のレンズ群Ｇ２１の外側のレンズＬ３２と内側のレンズＬ３７と、および第２のレンズ群Ｇ２２の外側のレンズＬ４３と内側のレンズＬ３８とが、それぞれ凹面を向い合せて配置されることにより、各レンズ群Ｇ２１およびＧ２２の内部で発生する像面湾曲等の収差をキャンセルしあうことが可能となり、各レンズ群での収差補正のバランスをとることで、対称形の崩れを抑制することが可能となる。
【００２３】
また、外側のレンズＬ３２およびＬ４３は負の屈折力のメニスカスレンズであり、内側のレンズＬ３７およびＬ３８は正の屈折力のメニスカスレンズであり、それぞれのレンズはともにアッべ数が低く分散の大きな硝材で形成されている。それにより、個々のレンズ群内に配置された正の屈折力のメニスカスレンズと負の屈折力によるメニスカスレンズとで、発生する色収差を逆転させることでキャンセルできる。このため、個々のレンズ群Ｇ２１およびＧ２２内で色収差の補正能力を一層向上させることが可能となる。
【００２４】
具体的には、最も内側の正の屈折力のレンズＬ３７およびＬ３８のアッべ数νｄｐが以下の条件（８）を満たし、負の屈折力のメニスカスタイプの外側のレンズＬ３２およびＬ４３のアッべ数νｄｎが以下の条件（９）を満たしてもよい。
νｄｐ＜４０・・・（８）
νｄｎ＜４０・・・（９）
それぞれ条件（８）および（９）のアッべ数は３５以下であってもよい。
【００２５】
また、負の屈折力のメニスカスレンズであるレンズＬ３２およびレンズＬ４３のアッべ数νｄｎと、正の屈折力のメニスカスレンズであるレンズＬ３７およびレンズＬ３８のアッべ数νｄｐとでは、以下の条件（１０）を満たしてもよい。
νｄｐ＜νｄｎ・・・（１０）
負のメニスカスレンズのアッベ数νｄｎを低くしすぎると高屈折率の硝材を使用せざるを得なくなり、他の収差の発生を増大させてしまう。また、正のメニスカスレンズのアッベ数νｄｐを高くすると、逆に硝材の屈折率を下げる必要が生じ、絞りを通過する光線が発散してしまい、光量減を招くため好ましくない。
【００２６】
また、リレー光学系を構成する各レンズ群Ｇ２１およびＧ２２において、各レンズ群Ｇ２１およびＧ２２の内部にそれぞれ配置された負の屈折力のレンズのうち、絞り側（内側）から数えて最も内側に配置された負の屈折力のレンズＬ３５およびＬ４０は、各レンズ群Ｇ２１およびＧ２２を構成する負の屈折力のレンズの中で最も高い屈折率を有してもよい。上記構成により、レンズＬ３５およびＬ４０に対してレンズ面の曲率半径を大きくしながら負の屈折力を負担させることが可能となり、コマ収差の発生を抑えることが可能となる。
【００２７】
図１に示したレンズ配置においては、第１のレンズ群Ｇ２１と、中間像ＩＭ１が形成される第１の像面６との間Ｗ１に反射面ＭＭ１を配置することにより光軸７を折り曲げて、全体としてＵ字またはコ字形の投射光学系１を実現している。反射面ＭＭ１はミラーであってもよく、プリズムなどの他の光学素子で実現されていてもよい。
【００２８】
また、第２のレンズ群Ｇ２２と、画像ＩＭ０が形成される表示デバイス５の像面（第１の像面）５ａとの間Ｗ２に、プリズムＰＲ２と、カバーガラスＣＧとが配置されている。プリズムＰＲ２は、ＴＩＲプリズムまたはダイクロイックプリズムなどのプロジェクタ本体側のプリズムであってもよい。このように、このリレー光学系２０は、両端のバックフォーカス長を確保でき、反射面、ミラー、プリズムなどを配置しやすく、プロジェクタ本体ともマッチングさせやすい。
【００２９】
さらに、リレー光学系２０の第１のレンズ群Ｇ２１および第２のレンズ群Ｇ２２は、最も内側のレンズＬ３７およびＬ３８に隣接して内側から順番に配置された、内側に凸面を向けた正の屈折力の内側の第２のレンズＬ３６およびＬ３９と、内側の第２のレンズＬ３６およびＬ３９の外側の面に対し最小の空気間隔を空けて配置された、外側に凹面を向けた負の屈折力のメニスカスタイプの内側の第３のレンズＬ３５およびＬ４０とを含む。すなわち、第１のレンズ群Ｇ２１は最も内側（絞り側）のレンズＬ３７の絞りＳｔ２と反対側に、絞り側から順に配置された絞り側に凸の正のレンズＬ３６と、外側（絞りＳｔ２と反対側）に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３５との組み合わせＣｓ１を含む。また、第２のレンズ群Ｇ２２は最も内側（絞り側）のレンズＬ３８の絞りＳｔ２と反対側に、絞り側から順に配置された絞り側に凸の正のレンズＬ３９と、外側（絞りＳｔ２と反対側）に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４０との組み合わせＣｓ２を含む。この組み合わせＣｓ１およびＣｓ２は、全体として内側に凸面を向け、外側に凹面を向けたレンズ面を有しており、最も内側のレンズＬ３７およびＬ３８との組み合わせにより、それぞれのレンズ面での光線の曲がりを比較的小さな状態で光束を平行化できる。このため、収差の発生を抑制できる。また、レンズＬ３５およびＬ３６、レンズＬ３９およびＬ４０を最小の空気間隔を空けて配置することにより、収差補正のための面を確保できるというメリットもある。
【００３０】
図６（ａ）〜（ｃ）に、リレー光学系２０の球面収差、非点収差および歪曲収差を示している。球面収差は、波長６８０ｎｍ（長破線）、波長６２０ｎｍ（実線）と、波長５５０ｎｍ（短破線）と、波長４６０ｎｍ（一点鎖線）と、波長４３０ｎｍ（二点鎖線）とを示し、非点収差は、タンジェンシャル光線Ｔとサジタル光線Ｓとを示している。このように、左右対称なレンズ配置を備えたリレー光学系２０においては諸収差が良好に補正される。
【００３１】
図７に拡大光学系１０を抜き出して示している。図７（ａ）に広角端の配置を示し、図７（ｂ）に望遠端の配置を示すように、拡大光学系１０は、ズーム機能を備えた光学系（レンズシステム）である。拡大光学系１０は、７群、２２枚のレンズＬ１〜Ｌ２２で構成されている。図３のレンズデータに、ズーミングの際に可変となる距離Ｄにアスタリスクを付して示している。
【００３２】
具体的には、拡大光学系１０は、最も拡大側３に位置し、ズーミングおよびフォーカシングの際に固定されている、負の屈折力の最も拡大側のレンズ群Ｇ１１と、最も縮小側２の第１の像ＩＭ１の側に配置されたレンズ群であって、ズーミングおよびフォーカシングの際に固定されている、正の屈折力の最も像側のレンズ群（最も縮小側のレンズ群）Ｇ１７とを含む。光学系１０は、これら最も拡大側３および縮小側２に固定されたレンズ群Ｇ１１とＧ１７との間に複数のレンズ群Ｇ１２〜Ｇ１６からなる中間のレンズ群ＧＭを含む。中間のレンズ群（中間レンズ群）ＧＭは、ズーミングおよびフォーカシングの際に移動するレンズ群を含む。中間レンズ群（ＧＭ）は、複数のレンズ群を含み、少なくともフォーカシングのために移動する正の屈折力の第１の中間レンズ群Ｇ１４であって、絞りＳｔ１の拡大側３に、正の屈折力の第２の中間レンズ群Ｇ１５を介して配置された第１の中間レンズ群Ｇ１４を含む。中間レンズ群ＧＭは、絞りＳｔ１の縮小側２に配置された、弱い正の屈折力または負の屈折力の第３の中間レンズ群Ｇ１６を含んでもよい。
【００３３】
本例の中間のレンズ群ＧＭは、拡大側３から順番に配置された、ズーミングおよびフォーカシングの際に固定された正の屈折力のレンズ群Ｇ１２と、ズーミングおよびフォーカシングの際に固定された負の屈折力のレンズ群Ｇ１３と、ズーミングおよびフォーカシングのために移動する正の屈折力のレンズ群（中間レンズ群ＧＭの中の第１の中間レンズ群）Ｇ１４と、ズーミングおよびフォーカシングの際に移動する正の屈折力のレンズ群（中間レンズ群ＧＭの中の第２の中間レンズ群）Ｇ１５と、絞りＳｔを挟んで縮小側に配置されたズーミングの際に移動するレンズ群（中間レンズ群ＧＭの中の中間第３のレンズ群）Ｇ１６とを含む。
【００３４】
この光学系１０では、フォーカシングのために移動する正の屈折力のレンズ群Ｇ１４は、絞りＳｔ１の拡大側３に、正の屈折力のレンズ群Ｇ１５を介して配置されており、絞りＳｔ１の縮小側２に弱い正の屈折力のレンズ群Ｇ１６が配置された構成を備えている。また、この光学系１０は、全体として、負−正−負−正−正−正−正の７群構成であり、絞りを含めると、負−正−負−正−正−絞り−正−正の構成となっている。
【００３５】
中間レンズ群ＧＭの内の拡大側３に配置されたレンズ群Ｇ１２およびＧ１３は、ズーミングおよびフォーカシングの際に移動しない、固定されたレンズ群となっている。したがって、本例の拡大光学系１０は、拡大側３から順に配置された、固定された負の屈折力のレンズ群Ｇ１１、中間レンズ群ＧＭの中のレンズ群Ｇ１２およびＧ１３（レンズＬ１〜Ｌ１１）からなる、拡大側の固定されたレンズ群ＧＦ１と、広角端から望遠端に変倍（ズーミング）する際に拡大側３へ移動する正の屈折力のレンズ群Ｇ１４と、ズーミングの際に拡大側３へ移動する正の屈折力のレンズ群Ｇ１５と、ズーミングの際に拡大側３へ移動する弱い正の屈折力のレンズ群Ｇ１６と、ズーミングおよびフォーカシングの際に移動しない正の屈折力の縮小側２の固定されたレンズ群ＧＦ２との５群のレンズ群を含む。レンズ群Ｇ１４およびＧ１５はフォーカシング（Ｆ）の際にも移動するレンズ群である。したがって、拡大光学系１０は、負−正−正−正−正の５群のレンズ構成であるということもできる。絞りＳｔ１を含めると、拡大光学系１０は、負−正−正−絞り−正−正の構成であるということができる。
【００３６】
さらに、絞りＳｔ１に着目すると、絞りＳｔ１の拡大側３と縮小側２とに分けて考えることが可能であり、絞りＳｔ１の縮小側２のレンズＬ１５〜Ｌ２２（レンズ群Ｇ１６およびＧ１７）を１つの正の屈折力のレンズ群ＧＲとして捉えてもよい。この場合、拡大光学系１０は、負−正−正−絞り−正の４群のレンズ構成であるということができる。
【００３７】
いずれの構成を参照しても、本光学系１０も、負の屈折力のレンズ群が拡大側に配置されたネガティブリードのレトロフォーカス型のパワー配置を備えたレンズ群であり、拡大側３を広角にしやすく、縮小側２をテレセントリックまたはテレセントリックライクとしてバックフォーカスを長く確保しやすいレンズ構成となっている。さらに、縮小側２に絞りＳｔ１を配置し、絞りＳｔ１を挟んで拡大側３に、正の屈折力のレンズ群Ｇ１４および正の屈折力のレンズ群Ｇ１５を配置し、縮小側２に全体として正の屈折力のレンズ群ＧＲを配置している。このレンズ配置は、絞りＳｔ１の縮小側２で光束を比較的短い距離で絞り、一方、拡大側３において正の屈折力のレンズ群Ｇ１４およびＧ１５で光束を比較的長い距離で徐々に広げることができる。したがって、絞りＳｔの前後ではレンズ径を小さくすることができ、小型のレンズを複数配置することにより収差を良好に補正できる。
【００３８】
一方、絞りＳｔの拡大側３に、正の屈折力のレンズ群Ｇ１５を介して配置されたレンズ群Ｇ１４においては、光軸７に対する軸上光線高（ＬＨｘ）７ｘと、軸外主光線高（ＬＨｙ）７ｙとをほぼ等しくすることができる。レンズ群Ｇ１４においては、軸上光線高７ｘと軸外主光線高７ｙがほぼ等しい位置で入射するため、軸外主光線高７ｙが低く抑えられ、フォーカシング用のレンズ群Ｇ１４を構成するレンズが小型になり移動に有利となる。さらに、軸上および軸外のどちらの光線に対しても同程度の補正能力を有することとなるため、光線全体（光束全体）を効率よく補正可能となる。これに対し、軸外主光線高７ｙが低すぎると軸外光線に対する補正能力のバランスが崩れ、かつ、レンズ群Ｇ１４を縮小側に近づける必要があり、その場合、正の屈折力を強くする必要があり、結果として、軸上光線に対しては収差の補正が過剰となり、バランスの崩れが増大する。一方、軸外主光線高７ｙが高すぎると絞りＳｔから離れたレンズを動かす必要があり、レンズ径が増大することになる。
【００３９】
本例においては、フォーカシングの際に移動するレンズ群Ｇ１４を、拡大側３に凸の正のメニスカスレンズＬ１２の一枚構成で実現しており、このレンズＬ１２の拡大側３の面Ｓ２２および縮小側２の面Ｓ２３の両方を非球面として、フォーカシングの際の収差補正能力を確保するとともに、フォーカシングのための機構の簡略化を図っている。軸上光線高７ｘと軸外主光線高７ｙは、フォーカシング用のレンズＬ１２の面Ｓ２２およびＳ２３のいずれかの近傍でほぼ等しく、例えば±３０％以内、さらに望ましくは±２０％以内になっていてもよく、レンズ内部でほぼ等しくなっていてもよい。
【００４０】
すなわち、レンズＬ１２の入射側（縮小側）２の面Ｓ２３における軸上光線高（ＬＨｘ）７ｘと軸外主光線高（ＬＨｙ）７ｙとの比は、以下の条件（０）を満たしてもよい。
０．７＜｜ＬＨｘ／ＬＨｙ｜＜１．３  ・・・（０）
【００４１】
軸外主光線高７ｙは比較的高いところに位置しており、この位置に正パワーを付加すれば、軸外主光線に対し、歪曲収差及び倍率色収差補正効果がある。拡大側３に近づく程、その補正効果は大きくなるがレンズＬ１２も大きくなる。条件（０）の下限は０．８であってもよく、０．８５であってもよい。条件（０）の上限は、１．２であってもよく、１．１５であってもよい。
【００４２】
拡大光学系１０の最も拡大側３のレンズ群のレンズ群Ｇ１１は、拡大側３から順番に配置された７枚のレンズＬ１〜Ｌ７により構成されている。最も拡大側３のレンズＬ１は拡大側３に凸の負のメニスカスレンズであり、レンズＬ２は光軸７の近傍は両凹の負レンズであるが、全体として拡大側３に凸の負のメニスカスレンズであり、レンズＬ３は拡大側３に凸の負のメニスカスレンズであり、レンズＬ４は拡大側３に凸の負のメニスカスレンズであり、レンズＬ５は両凹の負レンズであり、レンズＬ６は両凸の正レンズであり、レンズＬ７は両凹の負レンズである。先行する４枚のレンズＬ１〜Ｌ４を縮小側２に凹の負の屈折力のレンズにより構成することにより、多数枚の負レンズをコンパクトに配置でき、最も拡大側３に大口径の負のレンズ群をコンパクトに配置できるようにしている。
【００４３】
レンズ群Ｇ１１は、これらの負のメニスカスレンズＬ１〜Ｌ４および両凹の負レンズＬ５とから構成された、負の屈折力の第１のサブレンズ群Ｇ１１−１と、両凸の正レンズＬ６および両凹の負レンズＬ７により構成された第２のサブレンズ群Ｇ１１−２との組み合わせとして規定してもよく、最も拡大側に配置されるレンズ群Ｇ１１を６枚という多数枚の負のパワーのレンズと１枚の正のパワーのレンズとで構成することにより、いっそう広角で、収差が良好に補正できる拡大光学系１０を提供できる。
【００４４】
第１のサブレンズ群Ｇ１１−１の両凹の負レンズＬ５の縮小側２の面Ｓ１０の曲率半径Ｒｓ１と、第２のサブレンズ群の両凸の正レンズＬ６の拡大側の面Ｓ１１の曲率半径Ｒｓ２とは以下の条件（１）を満たしてもよい。
０．８＜Ｒｓ１／Ｒｓ２＜１．２  ・・・（１）
【００４５】
面Ｓ１０およびＳ１１は共に拡大側３に湾曲した面であり、両者の曲率半径が条件（１）を満たすことにより両面を接近して配置できるとともに、凹面となるＳ１０と凸面となるＳ１１で、像面湾曲と歪曲収差に対してほぼ同じ効き量を与えて収差を相殺することにより諸収差をより良好に補正できる。
【００４６】
第２のサブレンズ群Ｇ１１−２の両凸の正レンズＬ６の焦点距離ｐｆｓ２と、両凹の負レンズＬ７の焦点距離ｎｆｓ２とが以下の条件（２）を満たしてもよい。
−１．２＜ｐｆｓ２／ｎｆｓ２≦−０．８  ・・・（２）
条件（２）は、両者の焦点距離の符号が逆で、絶対値が近いことを示し、接合レンズを高輝度対応で接合を剥がした組み合わせであることも示す。接合レンズの接合面の曲率半径が小さかったり、接合レンズの径が大きくなると高輝度の光束が通過することによる温度上昇で接合面を安定して維持できない可能性が発生する。この第２のサブレンズ群Ｇ１１−２においては、正レンズＬ６と負レンズＬ７の像面湾曲、偏心感度が逆符号で絶対値はほぼ同じとなり、バランスよく収差補正が可能となる。これらのレンズのパワーの絶対値が離れると、これらの収差・効き量にも差が生じ、バランスがくずれる。
【００４７】
第１のサブレンズ群Ｇ１１−１の焦点距離ｆｓ１と、第２のサブレンズ群Ｇ１１−２の焦点距離ｆｓ２と、拡大光学系１０の広角端における焦点距離ｆｗとは以下の条件（３）および（４）を満たしてもよい。
−１．６＜ｆｓ１／ｆｗ＜−１．０・・・（３）
０＜｜ｆｓ１／ｆｓ２｜＜０．１  ・・・（４）
【００４８】
全体が負のパワーの最も拡大側３のレンズ群Ｇ１において、多数の負のレンズからなる第１のサブレンズ群Ｇ１１−１のパワーを拡大光学系１０の全パワーに対してある程度強くし、一方、それに続く、正−負のパワーの組み合わせの第２のサブレンズ群Ｇ１１−２のパワーを十分に弱くすることが望ましい。広角化には拡大光学系１０の前側（拡大側）３に強い負のパワーのレンズが複数枚必要で、その光線を受ける第２のサブレンズ群Ｇ１１−２のパワーを余り大きくしないことにより広角化に適した拡大光学系１０を提供できる。
【００４９】
第２のサブレンズ群Ｇ１１−２の両凸の正レンズＬ６の縮小側２の面Ｓ１２の曲率Ｒｓ２２と、両凹の負レンズＬ７の拡大側３の面Ｓ１３の曲率Ｒｓ２３とが以下の条件（５）を満たしてもよい。
０．８＜Ｒｓ２２／Ｒｓ２３＜１．２  ・・・（５）
条件（５）は、向かい合った両面Ｓ１２およびＳ１３の曲率半径が近いことを示し、接合レンズを高輝度対応で接合を剥がした組み合わせであることも示す。曲率半径が近い、逆符号の面を接近配置することにより、バランスよく収差補正が可能となる。
【００５０】
また、第１のサブレンズ群Ｇ１１−１のレンズＬ２〜Ｌ４の光路長、すなわち、レンズＬ２の最も拡大側３の面Ｓ３からレンズＬ４の最も縮小側２の面Ｓ８までの距離（光路長）ＬＬ２４と、最も拡大側３のレンズＬ１の拡大側の面Ｓ１から絞りＳｔ１までの距離（光路長）ＬＬＡとは以下の条件（６）を満足してもよい。
０＜ＬＬ２４／ＬＬＡ≦０．２  ・・・（６）
拡大光学系１０の全体を短縮化できる。
【００５１】
拡大側３から２番目のレンズ群は、拡大側３の固定レンズ群ＧＦ１に含まれるレンズ群Ｇ１２であり、全体が正のパワーの２枚構成または３枚構成のレンズ群である。本例のレンズ群Ｇ１２は、拡大側３から順に配置された両凸の正レンズＬ８と、縮小側２に凸の正のメニスカスレンズＬ９と、縮小側に凸の負のメニスカスレンズＬ１０とから構成されており、レンズＬ９およびＬ１０により全体として正のパワーの接合レンズＢ１１が構成されている。
【００５２】
拡大側３から３番目のレンズ群は、拡大側３の固定レンズ群ＧＦ１に含まれるレンズ群Ｇ１３であり、両凹の負レンズＬ１１の一枚構成である。
【００５３】
拡大側３から４番目のレンズ群であり、中間レンズ群ＧＭの第１の中間レンズ群Ｇ１４は、全体が正のパワーの１枚構成のレンズ群であり、ズーミングおよびフォーカシングの際に移動するレンズ群である。本例のレンズ群Ｇ１４は、拡大側３に凸の正のメニスカスレンズＬ１２の一枚構成である。
【００５４】
拡大側３から５番目のレンズ群であり、中間レンズ群ＧＭの第２の中間レンズ群Ｇ１５は、全体が正のパワーの２枚構成のレンズ群であり、ズーミングおよびフォーカシングの際に移動するレンズ群である。本例のレンズ群Ｇ１５は、拡大側３から順に配置された、拡大側３に凸の負のメニスカスレンズＬ１３と、両凸の正レンズＬ１４との２枚構成である。
【００５５】
絞りＳｔを挟んで配置されたレンズ群Ｇ１６は、拡大側３から６番目のレンズ群であり、中間レンズ群ＧＭの最も縮小側２の第３の中間レンズ群Ｇ１６である。レンズ群Ｇ１６は、全体が弱い正のパワーの６枚または７枚構成のレンズ群であり、ズーミングの際に移動するレンズ群である。具体的には、拡大側３から順に、両凹の負レンズＬ１５と、両凸の正レンズＬ１６と、両凹の負レンズＬ１７と、両凸の正レンズＬ１８と、両凹の負レンズＬ１９と、拡大側３に凸の正のメニスカスレンズＬ２０と、両凸の正レンズＬ２１とから構成されており、負レンズＬ１９および正メニスカスレンズＬ２０が全体として両凹の接合レンズＢ１２を構成している。
【００５６】
このレンズ群Ｇ１６は、拡大側３から、屈折力が正、負、正、負および正の順番で隣接配置されたレンズからなる第１の組み合わせ（レンズ配置）ＡＲ１を含む。レンズ配置ＡＲ１は、両凸の正レンズＬ１６と、両凹の負レンズＬ１７と、両凸の正レンズＬ１８と、両凹の負レンズＬ１９と、拡大側３に凸の正のメニスカスレンズＬ２０とにより構成されている。ネガティブリードのレトロフォーカスタイプの広角レンズで発生しやすく、高精細の光学系で問題となりやすい収差の補正のために、このレンズ配置ＡＲ１は、絞りＳｔの縮小側２に配置される両凸の正レンズＬ１８の前後に、色消しレンズとして正レンズＬ１６と負レンズＬ１７との配置と、対称的な負レンズＬ１９と正メニスカスレンズＬ２０との配置を含み、色収差を主とした各収差を補正する。さらに、縮小側２に負−正の配置を設けることにより、軸外光線の主光線高が高い状態でかつ入射角度が大きいまま入射することで正（アンダー）の歪曲収差を発生させ、絞りＳｔより拡大側３で発生する負（オーバー）の歪曲収差を相殺することができる。
【００５７】
また、この配置ＡＲ１の中心は両凸の正レンズＬ１８からなる。負レンズＬ１７により跳ね上げられた軸外光線の上側光線を光軸側へ折り返して光束の発散を抑えて、主光線に対する上側光線と下側光線との角度の差を小さくし非対称による収差、例えば、拡大側で発生する正（アンダー）のタンジェンシャル非点収差を相殺するための負（オーバー）のタンジェンシャル非点収差を発生させて補正できる。また、この正レンズＬ１８を配置することで、合成のパワーが負に傾く負正の組み合わせ（正レンズＬ１６と負レンズＬ１７、負レンズＬ１９と正メニスカスレンズＬ２０）を２つ有するレンズ群Ｇ１６のパワーを弱めることが可能となる。
【００５８】
このレンズ群Ｇ１６は、拡大側３から、屈折力が負、正、負、正、負、正および正の順番で隣接配置されたレンズからなる第２の組み合わせ（レンズ配置）ＡＲ２を含む。レンズ配置ＡＲ２は、両凹の負レンズＬ１５と、両凸の正レンズＬ１６と、両凹の負レンズＬ１７と、両凸の正レンズＬ１８と、両凹の負レンズＬ１９と、正メニスカスレンズＬ２０と、両凸の正レンズＬ２１とを含む。絞りＳｔ１の縮小側２で収束された収束光を発散させて、正レンズＬ１６および負レンズＬ１７の対向面へ略平行光を入射させる。また、主光線に対する上側光線と下側光線との角度の差を小さくし非対称による収差、例えば、拡大側で発生する正（アンダー）のタンジェンシャル非点収差を相殺するための負（オーバー）のタンジェンシャル非点収差を発生させて補正できる。
【００５９】
レンズ群Ｇ１６の最も拡大側３のレンズＬ１５は、両凹の負レンズとなっている。拡大側３の面を凹面とすることで、立ちすぎていた周辺光線（特に下側光線）を寝かせて主光線と上下光線の角度の差を低減させ、略平行となった周辺光線を含む光束を縮小側の面の曲率の小さな凹面により、強く発散させることで、絞りを通すために収束させていた光線の歪みを補正しつつ広げることが可能となる。
【００６０】
レンズ群Ｇ１６の最も縮小側２に、正のパワーのレンズＬ２１を設けることにより、拡大側のレンズＬ２０の縮小側２の面が凹面であることによる周辺光線の出射角の広がりを抑えることができる。また、以下の実施例のように、レンズ群Ｇ１６が移動するような構成であっても、像面５ａとの距離の変化に対して正のパワーのレンズＬ２１により、縮小側２に配置されるレンズへの周辺光線の入射位置の変動を抑制できる。このため、縮小側２のレンズの大型化を抑制できる。
【００６１】
レンズ群Ｇ１６の縮小側２から２番目の正のパワーのレンズＬ２０の縮小側２のレンズ面Ｓ３９は凹面であってもよい。出射光線の内の周辺光線の出射角度が広がるため、接合レンズＢ１２の負のパワーを強くしなくても光束を発散して出射可能となり、縮小側２に配置されるレンズＬ２１の正のパワーを比較的弱く設定できる。このため、収差補正が容易となる。
【００６２】
拡大光学系１０の中の最も縮小側２のレンズ群Ｇ１７は、固定された正のパワーのレンズ群であり、本例においては両凸の正レンズＬ２２の一枚構成となっている。この固定レンズ群Ｇ１７は、像面５に対する結像レンズであり、像側（縮小側）２がほぼテレセントリックになるようにパワーが調整されている。
【００６３】
図８に、拡大光学系１０およびリレー光学系２０を含む光学系１の変倍（ズーミング）の際の諸数値を示している。この光学系１は、ズーム比が１．０７倍で、半画角が６０度前後と超広角な投射レンズであり、Ｆナンバーが２．４と小さくて明るく、バックフォーカス（ＢＦ）が十分に長く、さらにＵ字形に配置した際の全長が２６０ｍｍ以下と比較的コンパクトなプロジェクタレンズシステムである。
【００６４】
リレー光学系２０の諸数値は以下の通りである。
焦点距離：  ４００．０００ｍｍ
レンズ群Ｇ２１の焦点距離：  ９７．３１１ｍｍ
レンズ群Ｇ２２の焦点距離：  ９７．３１１ｍｍ
Ｆナンバー：  ２．０００
レンズ全長：  ２１７．８４６ｍｍ
像高（中間像ＩＭ１）：  １２．３５０ｍｍ
倍率：  １．０００
バックフォーカス（ＢＦ）：  ６５．２３４ｍｍ
【００６５】
また、拡大光学系１０の諸数値は以下の通りである。
広角端における投射光学系の焦点距離（ｆｗ）：  ６．６３６ｍｍ
固定群ＧＦ１（レンズＬ１〜Ｌ１１）の焦点距離：  −１８．２３４ｍｍ
レンズ群Ｇ１１（レンズＬ１〜Ｌ７）の焦点距離：  −８．３１６ｍｍ
サブレンズ群Ｇ１１−１の焦点距離（ｆｓ１）：  −８．５５５ｍｍ
サブレンズ群Ｇ１１−２の焦点距離（ｆｓ２）：  １２１．４７７ｍｍ
レンズＬ６の焦点距離（ｐｆｓ２）：  ３２．２１９ｍｍ
レンズＬ７の焦点距離（ｎｆｓ２）：  −３２．７２３ｍｍ
レンズ群Ｇ１２（レンズＬ８〜Ｌ１０）の焦点距離：  ３９．９２５ｍｍ
レンズ群Ｇ１３（レンズＬ１１）の焦点距離：  −８４．９６３ｍｍ
レンズ群Ｇ１４（レンズＬ１２、フォーカスおよびズーム群）の焦点距離：  ８５．０３５ｍｍ
レンズ群Ｇ１５（レンズＬ１３〜Ｌ１４、フォーカスおよびズーム群）の焦点距離：  ７６．２９６ｍｍ
レンズ群Ｇ１６（レンズＬ１５〜Ｌ２１、ズーム群）の焦点距離：  １０１７０．５９８ｍｍ
レンズ群Ｇ１７（レンズＬ２２、固定群ＧＦ２）の焦点距離：  ４３．９３５ｍｍ
レンズ群ＧＲ（レンズＬ１５〜Ｌ２２）の焦点距離：  ３０．０２７ｍｍ
レンズＬ２〜Ｌ４の光路長（ＬＬ２４）：  ２７．９７５ｍｍ
レンズＬ１〜絞りＳｔ１までの光路長（ＬＬＡ）：  １７５．０８２ｍｍ
条件（０）（ＬＨｘ（７．４３４）／ＬＨｙ（８．４１９））：  ０．８８
条件（１）（Ｒｓ１／Ｒｓ２：（Ｒ１０／Ｒ１１））：  １．０９８
条件（２）（ｐｆｓ２／ｎｆｓ２）：  −０．９８５
条件（３）（ｆｓ１／ｆｗ）：  −１．２８９
条件（４）（｜ｆｓ１／ｆｓ２｜）：  −０．０７０
条件（５）（Ｒｓ２２／Ｒｓ２３：（Ｒ１２／Ｒ１３））：  １．０９９
条件（６）（ＬＬ２４／ＬＬＡ）：  ０．１６０
【００６６】
この拡大光学系１０は上述した条件（０）〜（６）を満たし、さらに、広角端および望遠端における諸収差が良好に補正された光学系１０である。また、リレー光学系２０においても、図４に示すように条件（８）〜（１０）を満たし、レンズＬ３５およびＬ４０はレンズ群Ｇ２１およびＧ２２を構成する負の屈折力のレンズの中で、最も高い屈折率を有するレンズである。また、広角端において半画角が６０度を超える超広角な拡大光学系１０において、フォーカシングを、小径の１枚または３枚のレンズを動かすことにより実現することができる。
【００６７】
また、拡大光学系１０とリレー光学系２０とを組み合わせた光学系１においては、図１に示すように、反射面ＭＭ１およびＭＭ２を挿入可能であり、Ｕ字またはコ字形の配置（アレンジ）を採用することができる。さらに、投射光学系１は、リレー光学系２０を動かさずに、中間像ＩＭ１よりも拡大側３に配置される拡大光学系１０において、ズーミングとフォーカシングとを行うことができる。
【００６８】
図９に投射光学系１の異なる配置を示している。この投射光学系１においては、リレー光学系２０の第１のレンズ群Ｇ２１と、拡大光学系１０の入射側となる中間像ＩＭ１が形成される第１の像面６との間Ｗ１に反射面ＭＭ１を配置することにより光軸７を折り曲げて、全体としてＬ字の光学系１を実現している。反射面ＭＭ１はミラーであってもよく、プリズムなどの他の光学素子で実現されていてもよい。また、反射面を配置せずに、拡大光学系１０およびリレー光学系２０を直線的に配置した投射光学系１を提供することも可能である。
【００６９】
図１０に、プロジェクタの他の例を示している。このプロジェクタ１００も、表示デバイス５の像面（第２の像面）５ａの像（第２の像）ＩＭ０と共役な光学系１内の位置（第１の像面）６に中間像ＩＭ１を形成し、さらに拡大側３から投影光１９として出力してスクリーンまたは壁面（不図示）へ投射（投影）して拡大像として結像させる。この光学系１は撮像装置用の光学系であってもよいことは上記の実施例と同様である。投射光学系１は、中間像ＩＭ１を挟んで拡大側３に配置された拡大光学系１０と、縮小側２に配置されたリレー光学系２０とを有する。拡大光学系１０およびリレー光学系２０は、複数のレンズ群を構成する複数枚のレンズをそれぞれ含む。本例では、拡大光学系１０は７群、２２枚のレンズで構成され、リレー光学系２０は２群、１４枚のレンズで構成され、投射光学系１は３６枚のレンズにより構成されている。
【００７０】
図１１に、リレー光学系２０を抜き出して示している。また、図１２に、拡大光学系１０の各レンズＬ１〜Ｌ２２のデータを示し、図１３に、リレー光学系２０の各レンズＬ３１〜Ｌ４４のデータを示す。また、図１４に、非球面のデータを示す。
【００７１】
このリレー光学系２０は、拡大光学系１０に対する画像の入射面となる面（第１の像面）６に中間像ＩＭ１（第１の像）を、リレー光学系２０としての入射面となる表示デバイス５の像面（第２の像面）５ａの画像（第２の像）ＩＭ０により形成（結像）する光学系である。リレー光学系２０において、第１の像面６および第２の像面５ａは光学的に共役な像面であり、第１の像面６の像を第２の像面５ａに結像することも可能である。このリレー光学系２０は、上述したように、１４枚のレンズＬ３１〜Ｌ４４で構成され、凸面Ｓ５９およびＳ６１が絞りＳｔ２を介して対峙するように配置された最も内側の正の屈折力のレンズＬ３７およびＬ３８をそれぞれ含む対称型のパワー配置を実現するレンズ配置（レンズＬ３７〜Ｌ３１およびＬ３８〜Ｌ４４）を備えた第１のレンズ群Ｇ２１および第２のレンズ群Ｇ２２を有する。すなわち、このリレー光学系２０は、中間像ＩＭ１の側の第１のレンズ群Ｇ２１と、画像ＩＭ０側の第２のレンズ群Ｇ２２とを含み、第１のレンズ群Ｇ２１と第２のレンズ群Ｇ２２とはそれぞれ７枚構成であり、内側（対峙下側）および／または外側（像側）からパワー配置が対称となるようにこれらのレンズＬ３１〜Ｌ３７、Ｌ３８〜Ｌ４４が配置されている。したがって、リレー光学系２０の第１のレンズ群Ｇ２１および第２のレンズ群Ｇ２２は、配置されたレンズの屈折力の順番が対称なレンズ群である。
【００７２】
したがって、このリレー光学系２０においては、レンズ群（前側のレンズ群）Ｇ２１の焦点距離ｆｇ２１と、レンズ群（後側のレンズ群）Ｇ２２の焦点距離ｆｇ２２とは等しくならないが、以下の条件（７）を満たしてもよい。
０．９０＜ｆｇ２１／ｆｇ２２＜１．１０  ・・・（７）
レンズ群Ｇ２１およびＧ２２の焦点距離の差が大きくなると収差補正が難しくなる。条件（７）の下限は０．９２であってもよく、上限は１．０８であってもよい。
【００７３】
第１のレンズ群Ｇ２１は、対峙した側（内側、絞りＳｔ２の側（絞り側））から順番に配置された、両凸の正レンズＬ３７と、両凸の正レンズＬ３６と、両凹の負レンズＬ３５と、両凹の負レンズＬ３４と、両凸の正レンズＬ３３と、絞り側に凹の負のメニスカスレンズ（外側に凸の負のメニスカスの外側のレンズ）Ｌ３２と、両凸の正レンズＬ３１とから構成されている。レンズＬ３３およびＬ３４は接合レンズＢ２１を構成している。第２のレンズ群Ｇ２２は、対峙した側（内側、絞りＳｔ２の側（絞り側））から順番に配置された、絞り側に凸の正のメニスカスレンズＬ３８と、両凸の正レンズＬ３９と、絞り側に凸の負のメニスカスレンズＬ４０と、両凹の負レンズＬ４１と、両凸の正レンズＬ４２と、絞り側に凹の負のメニスカスレンズ（外側に凸の負のメニスカスの外側のレンズ）Ｌ４３と、両凸の正レンズＬ４４とから構成されている。レンズＬ４１およびＬ４２は接合レンズＢ２２を構成している。したがって、レンズ群Ｇ２１およびＧ２２は、形状まで含めた完全に対称なレンズ群ではなく、絞りＳｔ２を挟んで対称な位置に配置されたレンズであり、向きおよび形状が完全に対称ではないが、パワー配置および接合レンズＢ２１およびＢ２２の位置などを含めて対称な構成となっている。
【００７４】
このリレー光学系２０においても、それぞれのレンズ群Ｇ２１およびＧ２２は、最も内側に、凸面Ｓ５９およびＳ６１が対峙するように配置された正の屈折力のメニスカスレンズＬ３７およびＬ３８を含む。これらのレンズは、対称な配置で、発生する収差を相殺しやすいとともに、それらのレンズＬ３７およびＬ３８の間の光束をコリメートする機能を含み、光束を平行化できる。したがって、第１のレンズ群Ｇ２１と第２のレンズ群Ｇ２２との間（間隔）Ｗ１２の距離を制御しやすく、間隔Ｗ１２を広く確保することができる。このリレー光学系２０においては、第１のレンズ群Ｇ２１と第２のレンズ群Ｇ２２との間Ｗ１２に絞りＳｔ２を配置しており、図１０に示したレンズ配置においては、間隔Ｗ１２に反射面ＭＭ２を配置して光軸７を折り曲げている。なお、図１０に示したレンズ配置においては、反射面ＭＭ２が絞りＳｔ２としての機能を果たすサイズに調整されている。また、反射面ＭＭ２はミラーであってもよく、プリズムなどの他の光学素子で実現されていてもよい。
【００７５】
それぞれのレンズ群Ｇ２１およびＧ２２は、外側（像側、絞りＳｔ２と反対側）に変形ダブルガウスタイプの構成を備えた対称なレンズ配置Ｇａ１およびＧａ２を含む。すなわち、第１のレンズ群Ｇ２１は、変形ダブルガウスタイプを構成する対称なレンズ配置の一方の第１のレンズ配置Ｇａ１を含み、第２のレンズ群Ｇ２２は、第１のレンズ配置Ｇａ１と対称な第２のレンズ配置Ｇａ２を含む。それぞれのレンズ配置Ｇａ１およびＧａ２のパワー配置は上記のリレー光学系２０と共通する。したがって、バックフォーカス長Ｗ１およびＷ２を確保しやすく、図１０に示したレンズ配置においては、第１のレンズ群Ｇ２１と、中間像ＩＭ１が形成される第１の像面６との間Ｗ１に反射面ＭＭ１を配置することにより光軸７を折り曲げて、全体としてＵ字またはコ字形の投射光学系１を実現している。反射面ＭＭ１はミラーであってもよく、プリズムなどの他の光学素子で実現されていてもよい。また、第２のレンズ群Ｇ２２と、画像ＩＭ０が形成される表示デバイス５の像面（第１の像面）５ａとの間Ｗ２に、プリズムＰＲ２と、カバーガラスＣＧとが配置されていることも同様である。このリレー光学系２０は、両端のバックフォーカス長を確保でき、反射面、ミラー、プリズムなどを配置しやすく、リレー光学系２０を備えた投射光学系１はプロジェクタ本体ともマッチングさせやすい。
【００７６】
さらに、リレー光学系２０の第１のレンズ群Ｇ２１は最も内側（絞り側）のレンズＬ３７の絞りＳｔ２と反対側に、絞り側から順に配置された絞り側に凸の正のレンズＬ３６と、外側（絞りＳｔ２と反対側）に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３５との組み合わせＣｓ１を含む。また、第２のレンズ群Ｇ２２は最も内側（絞り側）のレンズＬ３８の絞りＳｔ２と反対側に、絞り側から順に配置された絞り側に凸の正のレンズＬ３９と、外側（絞りＳｔ２と反対側）に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４０との組み合わせＣｓ２を含む。この組み合わせＣｓ１およびＣｓ２は、それぞれのレンズ面での光線の曲がりを比較的小さな状態で光束の平行化に寄与する。このため、収差の発生を抑制でき、これらのレンズＬ３５およびＬ３６、レンズＬ３９およびＬ４０により収差補正のための面を確保できる。
【００７７】
図１５（ａ）〜（ｃ）に、リレー光学系２０の球面収差、非点収差および歪曲収差を示している。左右対称なパワー配置を備えたリレー光学系２０においても諸収差が良好に補正される。
【００７８】
図１６に、本例の投射光学系１を構成する拡大光学系１０を抜き出して示している。図１６（ａ）に広角端の配置を示し、図１６（ｂ）に望遠端の配置を示す。拡大光学系１０は、ズーム機能を備えた投射光学系であり、７群、２２枚のレンズで構成されている。この拡大光学系１０も、最も拡大側３に位置し、ズーミングおよびフォーカシングの際に固定されている、負の屈折力の最も拡大側のレンズ群Ｇ１１が配置され、最も縮小側２の中間像ＩＭ１の側に、ズーミングおよびフォーカシングの際に固定されている、正の屈折力の最も像側のレンズ群Ｇ１７が配置されている。さらに、拡大光学系１０は、これら最も拡大側３および縮小側２に固定されたレンズ群Ｇ１１とＧ１７との間に複数のレンズ群Ｇ１２〜Ｇ１６からなる中間のレンズ群ＧＭを含む。中間のレンズ群ＧＭは、ズーミングおよびフォーカシングの際に移動するレンズ群を含む。
【００７９】
本例の中間のレンズ群ＧＭは、拡大側３から順番に配置された、ズーミングの際に移動する正の屈折力のレンズ群Ｇ１２（中間レンズ群ＧＭの中の第５の中間レンズ群）と、ズーミングの際に移動する負の屈折力のレンズ群Ｇ１３（中間レンズ群ＧＭの中の第４の中間レンズ群）と、フォーカシングのために移動する正の屈折力のレンズ群Ｇ１４（中間レンズ群ＧＭの中の第１の中間レンズ群）と、正の屈折力のレンズ群Ｇ１５（中間レンズ群ＧＭの中の第２の中間レンズ群）と、絞りＳｔを挟んで縮小側に配置された負の屈折力のレンズ群Ｇ１６（中間レンズ群ＧＭの中の第３の中間レンズ群）とを含む。
【００８０】
拡大光学系１０では、フォーカシングのために移動する正の屈折力のレンズ群Ｇ１４は、絞りＳｔ１の拡大側３に、正の屈折力のレンズ群Ｇ１５を介して配置された構成を含む。さらに、拡大光学系１０は、絞りＳｔの縮小側２に配置された負の屈折力のレンズ群Ｇ１６を備えている。この光学系１０は、全体として、負−正−負−正−正−負−正の７群構成であり、絞りを含めると、負−正−負−正−正−絞り−負−正の構成となっている。
【００８１】
中間レンズ群ＧＭの内の縮小側２に絞りＳｔを挟んで配置されたレンズ群Ｇ１５およびＧ１６は、ズーミングおよびフォーカシングの際に移動しない固定されたレンズ群となっている。したがって、レンズ群Ｇ１５、絞りＳｔ１、Ｇ１６およびＧ１７は縮小側の固定されたレンズ群ＧＦを構成する。このため、本例の光学系１０は、拡大側３から順に配置された、固定された負の屈折力のレンズ群Ｇ１１からなる、拡大側の固定されたレンズ群ＧＦ１と、広角端から望遠端に変倍（ズーミング）する際に縮小側２へ移動する正の屈折力のレンズ群Ｇ１２と、ズーミングの際に縮小側２へ移動する負の屈折力のレンズ群Ｇ１３と、フォーカシングの際に移動する正の屈折力のレンズ群Ｇ１４と、ズーミングおよびフォーカシングの際に全体として移動しない、正の屈折力の縮小側２の固定されたレンズ群ＧＦ２との５群のレンズ群を含む。したがって、光学系１０は、全体として、負−正−負−正−正の５群のレンズ構成であるということもできる。
【００８２】
さらに、絞りＳｔ１に着目すると、絞りＳｔ１の拡大側３と縮小側２とに分けて考えることが可能であり、絞りＳｔ１の縮小側２のレンズＬ１５〜Ｌ２２（レンズ群Ｇ１６およびＧ１７）を１つの正の屈折力のレンズ群ＧＲとして捉えてもよい。この場合、拡大光学系１０は、拡大側３から順に、最も拡大側３の負のパワーのレンズ群Ｇ１１と、ズーミングの際に移動する正のパワーのレンズ群Ｇ１２と、ズーミングの際に移動する負のパワーのレンズ群Ｇ１３と、フォーカシングの際に移動する正のパワーのレンズ群Ｇ１４と、固定された正のパワーのレンズ群Ｇ１５と、絞りＳｔ１と、固定された正のパワーのレンズ群ＧＲとにより構成され、全体として、負−正−負−正−正−絞り−正の６群のレンズ構成であるということができる。
【００８３】
いずれの構成を参照しても光学系１０は、負の屈折力のレンズ群が拡大側に配置されたネガティブリードのレトロフォーカス型のパワー配置を備えたレンズ群であり、拡大側３を広角にしやすく、縮小側２をテレセントリックまたはテレセントリックライクとしてバックフォーカスを長く確保しやすいレンズ構成となっている。さらに、絞りＳｔ１の縮小側２に配置された正のパワーのレンズ群ＧＲにより光束を比較的短い距離で絞り、拡大側３において正の屈折力のレンズ群Ｇ１４およびＧ１５で光束を比較的長い距離で徐々に広げることができる。したがって、絞りＳｔの前後ではレンズ径を小さくすることができ、小型のレンズを複数配置することにより収差を良好に補正できる。
【００８４】
また、絞りＳｔの拡大側３に、正の屈折力のレンズ群Ｇ１５を介して配置されたレンズ群Ｇ１４においては、光軸７に対する軸上光線高（ＬＨｘ）７ｘと、軸外主光線高（ＬＨｙ）７ｙとをほぼ等しくすることができる。このため、レンズ群Ｇ１４においては、軸上光線高７ｘと軸外主光線高７ｙがほぼ等しい位置で入射し、フォーカシングの際に移動するレンズ群Ｇ１４を構成するレンズを小型にできる。本例においては、フォーカシング用のレンズ群Ｇ１４を、拡大側３に凸の正のメニスカスレンズＬ１２の一枚構成で実現しており、このレンズＬ１２の拡大側３の面Ｓ２２および縮小側２の面Ｓ２３の両方を非球面として、フォーカシングの際の収差補正能力を確保するとともに、フォーカシングのための機構の簡略化を図っている。軸上光線高７ｘと軸外主光線高７ｙは上記と同様に条件（０）を満足してもよい。
【００８５】
最も拡大側３のレンズ群のレンズ群Ｇ１１は、拡大側３から順番に配置された７枚のレンズＬ１〜Ｌ７により構成されて、図７に示した拡大光学系１０のそれぞれのレンズＬ１〜Ｌ７と基本的な構成は共通する。レンズ群Ｇ１１は、これらの負のメニスカスレンズＬ１〜Ｌ４および両凹の負レンズＬ５とから構成された、負の屈折力の第１のサブレンズ群Ｇ１１−１と、両凸の正レンズＬ６および両凹の負レンズＬ７により構成された第２のサブレンズ群Ｇ１１−２との組み合わせとして規定してもよいことも同様である。
【００８６】
拡大側３から２番目のレンズ群であり、中間レンズ群ＧＭの最も拡大側３のレンズ群（第５の中間レンズ群）Ｇ１２は、全体が正のパワーの２枚構成または３枚構成のレンズ群であり、広角端から望遠端に変倍する際に縮小側２へ移動する。本例のレンズ群Ｇ１２の具体的なレンズ構成は、上述した拡大光学系１０と共通する。
【００８７】
拡大側３から３番目のレンズ群であり、中間レンズ群ＧＭの次のレンズ群（第４の中間レンズ群）Ｇ１３は、全体が負のパワーの１枚構成のレンズ群であり、広角端から望遠端に変倍する際に縮小側２へ移動する。本例のレンズ群Ｇ１３は、両凹の負レンズＬ１１の一枚構成である。
【００８８】
拡大側３から４番目のレンズ群であり、中間レンズ群ＧＭの次のレンズ群（第１の中間レンズ群）Ｇ１４は、全体が正のパワーの１枚構成のレンズ群であり、ズーミングの際に動かず、フォーカシングの際に移動する。本例のレンズ群Ｇ１４は、拡大側３に凸の正のメニスカスレンズＬ１２の一枚構成である。
【００８９】
拡大側３から５番目のレンズ群であり、中間レンズ群ＧＭの次のレンズ群（第２の中間レンズ群）Ｇ１５は、全体が正のパワーの２枚構成のレンズ群であり、ズーミングおよびフォーカシングの際に動かず、固定されたレンズ群である。本例のレンズ群Ｇ１５は、拡大側３から順に配置された、拡大側３に凸の負のメニスカスレンズＬ１３と、両凸の正レンズＬ１４との２枚構成である。
【００９０】
絞りＳｔを挟んで配置されたレンズ群Ｇ１６は、拡大側３から６番目のレンズ群であり、中間レンズ群ＧＭの最も縮小側２のレンズ群（第３の中間レンズ群）Ｇ１６である。レンズ群Ｇ１６は、全体が負のパワーの６枚または７枚構成のレンズ群であり、固定されたレンズ群である。具体的には、拡大側３から順に配置された、両凹の負レンズＬ１５と、両凸の正レンズＬ１６と、両凹の負レンズＬ１７と、両凸の正レンズＬ１８と、両凹の負レンズＬ１９と、両凸の正レンズＬ２０と、両凸の正レンズＬ２１とから構成されており、負レンズＬ１９および正レンズＬ２０が全体として縮小側に凸の接合レンズＢ１２を構成している。
【００９１】
このレンズ群Ｇ１６は、拡大側３から、屈折力が正、負、正、負および正の順番で隣接配置されたレンズからなる第１の組み合わせ（レンズ配置）ＡＲ１を含む。また、このレンズ群Ｇ１６は、拡大側３から、屈折力が負、正、負、正、負、正および正の順番で隣接配置されたレンズからなる第２の組み合わせ（レンズ配置）ＡＲ２を含む。
【００９２】
図１７に、拡大光学系１０およびリレー光学系２０を含む光学系１の変倍（ズーミング）の際の諸数値を示している。投射光学系１は、ズーム比が１．０６倍で、半画角が６０度程度と超広角な投射レンズであり、Ｆナンバーが２．４と小さくて明るく、さらにＵ字形に配置した際の全長が２６５ｍｍ以下とコンパクトなプロジェクタレンズシステムである。
【００９３】
リレー光学系２０の諸数値は以下の通りである。
焦点距離：  ３１８．６８７ｍｍ
レンズ群Ｇ２１の焦点距離（ｆｇ２１）：  ９１．７３１ｍｍ
レンズ群Ｇ２２の焦点距離（ｆｇ２２）：  ９７．５８４ｍｍ
Ｆナンバー：  ２．０００
レンズ全長：  ２０５．７８７ｍｍ
像高（中間像ＩＭ１）：  １２．３５０ｍｍ
倍率：  １．０００
バックフォーカス（ＢＦ）：  ７０．０００ｍｍ
条件（７）（ｆｇ２１／ｆｇ２２）：  ０．９４
【００９４】
拡大光学系１０の諸数値は以下の通りである。
広角端における光学系の焦点距離（ｆｗ）：  ６．７３１ｍｍ
レンズ群Ｇ１１（レンズＬ１〜Ｌ７、固定群ＧＦ１）の焦点距離：  −９．７８３ｍｍ
サブレンズ群Ｇ１１−１の焦点距離（ｆｓ１）：  −９．７８２ｍｍ
サブレンズ群Ｇ１１−２の焦点距離（ｆｓ２）：  １９７．５８８ｍｍ
レンズＬ６の焦点距離（ｐｆｓ２）：  ３５．４５１ｍｍ
レンズＬ７の焦点距離（ｎｆｓ２）：  −３６．１８４ｍｍ
レンズ群Ｇ１２（レンズＬ８〜Ｌ１０、ズーム群）の焦点距離：  ４６．７６０ｍｍ
レンズ群Ｇ１３（レンズＬ１１、ズーム群）の焦点距離：  −１２１．９８９ｍｍ
レンズ群Ｇ１４（レンズＬ１２、フォーカス群）の焦点距離：  ９８．５６８ｍｍ
レンズ群Ｇ１５（レンズＬ１３〜Ｌ１４、固定群）の焦点距離：  ４８．００１ｍｍ
レンズ群Ｇ１６（レンズＬ１５〜Ｌ２１、固定群）の焦点距離：  −９３．１９６ｍｍ
レンズ群Ｇ１７（レンズＬ２２、固定群）の焦点距離：  ４０．３７１ｍｍ
レンズ群ＧＦ２（レンズＬ１３〜Ｌ２２、固定群）の焦点距離：  ３２．９００ｍｍ
レンズ群ＧＲ（レンズＬ１５〜レンズＬ２２、固定群）の焦点距離：  ２８．５８８ｍｍ
レンズＬ２〜Ｌ４の光路長（ＬＬ２４）：  ２７．７０３ｍｍ
レンズＬ１〜絞りＳｔ１までの光路長（ＬＬＡ）：  １８４．０４３ｍｍ
条件（０）（ＬＨｘ（７．８５６）／ＬＨｙ（７．８００））：  １．０１
条件（１）（Ｒｓ１／Ｒｓ２：（Ｒ１０／Ｒ１１））：  １．００８
条件（２）（ｐｆｓ２／ｎｆｓ２）：  −０．９８０
条件（３）（ｆｓ１／ｆｗ）：  −１．４５３
条件（４）（｜ｆｓ１／ｆｓ２｜）：  −０．０５
条件（５）（Ｒｓ２２／Ｒｓ２３：（Ｒ１２／Ｒ１３））：  １．１０７
条件（６）（ＬＬ２４／ＬＬＡ）：  ０．１５１
【００９５】
この拡大光学系１０においても上述した条件（０）〜（６）を満たし、さらに、広角端および望遠端における諸収差が良好に補正された光学系１０である。また、リレー光学系２０においても、条件（７）を満たし、図１３に示すように条件（８）〜（１０）を満たし、レンズＬ３５およびＬ４０はレンズ群Ｇ２１およびＧ２２を構成する負の屈折力のレンズの中で、最も高い屈折率を有するレンズである。また、広角端において半画角が６０度を超える超広角な拡大光学系１０において、フォーカシングを、小径の１枚のレンズを動かすことにより実現することができる。
【００９６】
また、拡大光学系１０とリレー光学系２０とを組み合わせた投射光学系１においては、図１０に示すように、反射面ＭＭ１およびＭＭ２を挿入可能であり、Ｕ字またはコ字形の配置（アレンジ）を採用することができる。また、図９に示した投射光学系１と同様にＬ字形の配置も可能であり、拡大光学系１０とリレー光学系２０とを直線的に配置することも可能である。さらに、投射光学系１は、リレー光学系２０を動かさずに、中間像ＩＭ１よりも拡大側３に配置される拡大光学系１０において、ズーミングとフォーカシングとを行うことができる。
このため、ズーミングおよびフォーカシングのためにレンズを移動する機構を拡大光学系１０の近傍に集中して配置でき、コンパクトなプロジェクタレンズシステム１を提供できる。
【符号の説明】
【００９７】
１  投射光学系、  １０  拡大光学系、  ２０  リレー光学系
【図１】
2020106660.tif 000003
【図２】
2020106660.tif 000004
【図３】
2020106660.tif 000005
【図４】
2020106660.tif 000006
【図５】
2020106660.tif 000007
【図６】
2020106660.tif 000008
【図７】
2020106660.tif 000009
【図８】
2020106660.tif 000010
【図９】
2020106660.tif 000011
【図１０】
2020106660.tif 000012
【図１１】
2020106660.tif 000013
【図１２】
2020106660.tif 000014
【図１３】
2020106660.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2020106660.tif 000017
【図１６】
2020106660.tif 000018
【図１７】
2020106660.tif 000019