(57)【要約】【課題】収差を抑制しながら、レンズ系全体が大型化することを抑制できる投写光学系を提供すること。【解決手段】投写光学系３Ａは、縮小側に位置する縮小側共役面（液晶パネル１８）と中間像３０を共役にする第１レンズ群ＬＵ１と、中間像３０と拡大側に位置する拡大側共役面（スクリーンＳ）を共役にする第２レンズ群ＬＵ２からなる。第２レンズ群ＬＵ２は半画角が６０°以上であり、レンズ全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離をｆ１、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔をＤとするとき、次の条件式（１）、（２）を満足する。  ０．０１  ＜  ｆ／ｆ１  ＜  ０．１  （ｆ＜０、  ｆ１＜０）    ・・・（１）  −１．２  ＜  Ｄ／ｆ１  ＜  −０．２    ・・・（２）【選択図】図２
2018138945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縮小側に位置する縮小側共役面と中間像を共役にする第１レンズ群と、前記中間像と拡大側に位置する拡大側共役面を共役にする第２レンズ群と、からなり、
前記第２レンズ群は、半画角が６０°以上であり、
レンズ全系の焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔をＤとするとき、次の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする投写光学系。
０．０１  ＜  ｆ／ｆ１  ＜  ０．１  （ｆ＜０、  ｆ１＜０）    ・・・（１）
−１．２  ＜  Ｄ／ｆ１  ＜  −０．２    ・・・（２）
【請求項２】
前記第１レンズ群は、縮小側から順に配置された、複数のレンズからなる第１１レンズ群と、少なくとも１枚の正のレンズからなる第１２レンズ群と、からなり、
前記第１２レンズ群の焦点距離をｆ１２とするとき、次の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の投写光学系。
−２．０  ＜  ｆ１２／ｆ１  ＜  −０．５    ・・・（３）
【請求項３】
前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間に配置された第１光路偏向手段と、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に配置された第２光路偏向手段と、
を有し、
前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項２に記載の投写光学系。
０．５  ＜  Ｄ１／Ｄ  ＜  ２．０    ・・・（４）
【請求項４】
前記第１２レンズ群の最も拡大側の面から中間像の近軸焦点位置までの距離をｄ１とするとき、次の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項２または３に記載の投写光学系。
０．２  ＜  ｄ１／ｆ１２  ＜  ０．８    ・・・（５）
【請求項５】
前記第１２レンズ群は、最も拡大側のレンズが縮小側に凸面を向けた正のレンズであり、
前記凸面の曲率半径をＲとするとき、次の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項２から４のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
０．３  ＜  ｜Ｒ｜／ｆ１２  ＜  １．５    ・・・（６）
【請求項６】
前記第２レンズ群は、拡大側から順に３枚以下の負レンズと１枚の正レンズから構成される第２２レンズ群と、それらのレンズよりも縮小側に位置する第２１レンズ群と、からなり、
前記第２１レンズ群は、正のパワーを有し、
前記第２２レンズ群は、負のパワーを有することを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項７】
前記第１光路偏向手段と前記第２光路偏向手段との間には、１枚のレンズのみが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の投写光学系。
【請求項８】
２つの前記光路偏向手段は、単一の支持部材によって支持されていることを特徴とする請求項３または７に記載の投写光学系。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の投写光学系と、
前記縮小側共役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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
比較的狭いスペースや、スクリーンに近い距離から大画面投写が可能な超短焦点プロジェクター用の投写光学系では、従来のレンズのみで構成された超広角レンズや、曲面反射ミラーを用いたものが使われている。
【０００３】
しかしながら、従来の超広角レンズでは半画角６０゜程度までが限界であり、ミラーを用いた光学系は半画角７０゜以上でも対応可能であるが、ミラーで折り返される関係上、表示画像の位置を光軸から大きく離して設置しなくてはならないという欠点がある。それに代わる半画角７０゜以上まで対応可能な光学系として、リレー光学系で中間像を作り、中間像をさらにスクリーン上に拡大投写する光学系が提案されている。
【０００４】
ここで、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、縮小側に位置する画像表示素子の画像（縮小側共役面）と中間像を共役にする第１レンズ群と、中間像と拡大側に位置するスクリーン（拡大側共役面）を共役にする第２レンズ群とを備える。第１レンズ群は縮小側共役位置に配置された画像から中間像を形成するリレー光学系の役割をなし、第２レンズ群はリレー光学系で形成された中間像を拡大投写する拡大光学系の役割をする。同文献では、第１レンズ群の途中に光路を折り曲げるための光路偏向手段を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７００９７６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年のプロジェクターでは、明るい場所でも十分コントラストが高くできるように投影画面の十分な明るさが求められるとともに、画像表示素子にも高精細化が進んできている。それに伴い、投写光学系にも、十分な明るさを持ちながら、高解像度化が求められるようになってきている。
【０００７】
このような光学系では、画像表示素子の画像を拡大して投写するので、投写光学系において収差の発生を抑制することが求められている。また、レンズ系の途中に中間像を形成する投写光学系では、レンズ全長が長くなりやすいので、特許文献１のように光学系の途中に光路偏向手段を配置して、全体をコンパクトに構成することが求められている。
【０００８】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、光学系内部に光路偏向手段を配置する十分なスペースを有し、光路偏向手段の配置精度など、性能への影響を与える収差を抑制しながら、レンズ系全体が大型化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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の投写光学系は、縮小側に位置する縮小側共役面と中間像を共役にする第１レンズ群と、前記中間像と拡大側に位置する拡大側共役面を共役にする第２レンズ群と、からなり、前記第２レンズ群は、半画角が６０°以上であり、レンズ全系の焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔をＤとするとき、次の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
０．０１  ＜  ｆ／ｆ１  ＜  ０．１  （ｆ＜０、  ｆ１＜０）    ・・・（１）
−１．２  ＜  Ｄ／ｆ１  ＜  −０．２    ・・・（２）
【００１０】
本発明の条件式（１）は、レンズ全系の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離との比に関する。本発明は条件式（１）を満たすので、非点収差を抑制しながら、レンズ系全体が大型化することを抑制できる。すなわち、条件式（１）の値が下限を超えると、第１レンズ群の焦点距離が長くなり、パワーが弱くなり過ぎる。この場合、第１レンズ群から出射した光束はテレセントリックに近づく。この結果、中間像の結像倍率が大きくなり、結像倍率が大きくなるのに伴って第２レンズ群が大型化する。一方、条件式（１）の値が上限を超えると、第１レンズ群の焦点距離が短くなり、パワーが強くなり過ぎる。これにより、第１レンズ群内の各レンズパワーが増大して、非点収差が増大するので、平坦な像面が得られなくなる。条件式（１）の値が上限を超える場合には、第２レンズ群でカバーするＦナンバーが明るくなり過ぎるので、第２レンズ群の負担が大きくなる。
【００１１】
本発明の条件式（２）は、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔と、第１レンズ群の焦点距離との比に関する。本発明は、条件式（２）を満たすので、投写光学系が大型化することを抑制しながら、第１レンズ群と第２レンズ群との間に間隔を確保できる。ここで、第１レンズ群と第２レンズ群との間に間隔を確保できれば、例えば、第１レンズ群と第２レンズ群との間に光路偏向手段を配置して、投写光学系を、よりコンパクトに構成することが可能となる。すなわち、条件式（２）の値が上限を超えると、第１レンズ群と第２レンズ群のレンズ群との間隔が広くなり過ぎるので、レンズ系の全長が長くなる。また、条件式（２）の値が上限を超えると、第２レンズ群の縮小側のレンズ径を大きくする必要が生じるので、第２レンズ群が大型化する。一方、条件式（２）の値が下限を超える場合には、第１レンズ群と第２レンズ群の間が狭くなり過ぎるので、第１レンズ群と第２レンズ群との間に光路偏向手段などを配置することが困難となる。なお、２つのレンズ群の間隔は２つのレンズ群の光軸上の距離であり、２つのレンズの間隔は、２つのレンズの光軸上の距離である。
【００１２】
本発明において、前記第１レンズ群は、縮小側から順に配置された、複数のレンズからなる第１１レンズ群と、少なくとも１枚の正のレンズからなる第１２レンズ群と、からなり、前記第１２レンズ群の焦点距離をｆ１２とするとき、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
−２．０  ＜  ｆ１２／ｆ１  ＜  −０．５    ・・・（３）
【００１３】
条件式（３）は第１２レンズ群の焦点距離と、第１レンズ群の焦点距離との比に関する。条件式（３）を満たせば、第１レンズ群から第２レンズ群に効率よく光束をリレーでき、拡大側共役面において十分なコントラストの像を得ることができる。すなわち、条件式（３）の値が下限を超えると、第１２レンズ群の焦点距離が長くなり、正のパワーが弱くなり過ぎる。この場合、第１レンズ群から出射した光束はテレセントリックに近づくので、それに伴い、第２レンズ群もテレセントリックに近づける必要があり、第１レンズ群から第２レンズ群の入射瞳に光線を効率良くリレーすることが困難になる。一方、条件式（３）の値が上限を超えると、第１２レンズ群の焦点距離が短くなり、正のパワーが強くなり過ぎる。これにより、第１２レンズ群で発生するコマ収差、非点収差が増加するので、拡大側共役面において十分なコントラストの像を得ることが困難になり、結果、第１２レンズ群の構成枚数を増やすことになり好ましくない。
【００１４】
本発明において、前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間に配置された第１光路偏向手段と、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に配置された第２光路偏向手段と、を有し、前記第１１レンズ群と前記第１２レンズ群との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．５  ＜  Ｄ１／Ｄ  ＜  ２．０    ・・・（４）
【００１５】
条件式（４）は、第１光路偏向手段が配置される第１１レンズ群と第１２レンズ群との間隔と、第２光路偏向手段が配置される第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の比に関する。条件式（４）を満たせば、第１光路偏向手段および第２光路偏向手段の配置が容易となる。すなわち、条件式（４）の値が上限を超えると、第１１レンズ群と第１２レンズ群との間隔が狭くなり過ぎる。従って、これらの間に第１光路偏向手段を配置することが困難となる。一方、条件式（４）の値が下限を超えると、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が狭くなり過ぎる。従って、第２光路偏向手段を配置する空間が取りにくくなる。
【００１６】
本発明において、前記第１２レンズ群の最も拡大側の面から中間像の近軸焦点位置までの距離をｄ１とするとき、次の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．２  ＜  ｄ１／ｆ１２  ＜  ０．８    ・・・（５）
【００１７】
すなわち、第１２レンズ群が少なくとも１枚の正のレンズを備えれば、中間像を形成することが容易となる。ここで、条件式（５）は、第１２レンズ群の最も拡大側の面から中間像の近軸焦点位置までの距離と、第１２レンズ群の焦点距離との比に関する。条件式（５）を満たせば、像面湾曲を良好に補正するとともに、第２レンズ群の大型化を抑制できる。また、条件式（５）を満たせば、第２光路偏向手段の配置が容易となる。すなわち、条件式（５）の値が下限を超えると、第１２レンズ群と中間像の距離が短くなり過ぎるので、像面湾曲などの補正効果が小さくなる。また、条件式（５）の値が下限を超えて、第１２レンズ群の正のパワーが弱くなり過ぎると、第１レンズ群の正のパワーも弱くなる。この結果、第１レンズ群のリレー倍率が大きくなるので、第２レンズ群の径を大きくする必要があり、第２レンズ群の大型化を招く。一方、条件式（５）の値が上限を超えて、第１２レンズ群の正のパワーが強くなり過ぎると、それに伴い第１レンズ群と中間像との間隔が狭くなる。従って、第２光路偏向手段を配置することが困難となる。
【００１８】
本発明において、前記第１２レンズ群は、最も拡大側のレンズが縮小側に凸面を向けた正のレンズであり、前記凸面の曲率半径をＲとするとき、次の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．３  ＜  ｜Ｒ｜／ｆ１２  ＜  １．５    ・・・（６）
【００１９】
条件式（６）は、第１２レンズ群の最も拡大側のレンズの縮小側の凸面の曲率半径と、第１２レンズ群の焦点距離との比に関する。条件式（６）を満たせば、像面湾曲を良好に補正できるとともに、コマ収差および非点収差の発生を抑制できる。すなわち、条件式（６）の値が上限を超えると、第１２レンズ群の最も拡大側のレンズの縮小側の凸面の曲率半径が大きくなり過ぎるので、像面湾曲の補正が容易ではなくなる。一方、条件式（６）の値が下限を超えると、第１２レンズ群の最も拡大側のレンズの縮小側の凸面の曲率半径が小さくなり過ぎ、コマ収差や非点収差が悪化する。
【００２０】
本発明において、前記第２レンズ群は、拡大側から順に３枚以下の負レンズと１枚の正レンズから構成される第２２レンズ群と、それらのレンズよりも縮小側に位置する第２１レンズ群と、からなり、前記第２１レンズ群は、正のパワーを有し、前記第２２レンズ群は、負のパワーを有するものとすることができる。このようにすれば、第２レンズ群の半画角を６０°以上とすることが容易となる。
【００２１】
本発明において、前記第１光路偏向手段と前記第２光路偏向手段との間には、１枚のレンズのみが配置されていることが望ましい。このようにすれば、第１光路偏向手段と前記第２光路偏向手段との間に複数のレンズを配置する場合と比較して、レンズを位置精度よく配置できる。
【００２２】
本発明において、２つの前記光路偏向手段は、単一の支持部材によって支持されているものとすることができる。このようにすれば、２つの光路偏向手段を位置精度よく支持できる。
【００２３】
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、前記縮小側共役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。
【００２４】
本発明によれば、投写光学系において非点収差が抑制されているで、歪みの少ない画像をスクリーン（拡大側共役面）に投影できる。また、投写光学系の大型化が抑制されており、投写光学系の内部に光路偏向素子を配置しやすい。従って、光路偏向素子によって光路を屈折せることにより投写光学系をコンパクトなものとすることが容易である。よって、投写型画像表示装置を小型化しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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。
【図２】実施例１の投写光学系の構成図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】２つの光路偏向手段を支持する支持部材の説明図である。
【図８】実施例２の投写光学系の構成図である。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】実施例３の投写光学系の構成図である。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】実施例３の変形例の投写光学系の構成図である。
【図１９】実施例４の投写光学系の構成図である。
【図２０】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。
【図２１】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。
【図２２】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。
【図２３】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。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
（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。
【００２８】
（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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
（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３は２つの光路偏向手段を配置した場合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、縮小側共役面である液晶パネル１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）と中間像３０とを共役にする第１レンズ群ＬＵ１と、中間像３０と拡大側共役面であるスクリーンＳとを共役とする第２レンズ群ＬＵ２とからなる。第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側共役位置に配置された液晶パネル１８の画像から中間像３０を形成するリレー光学系の役割をなし、第２レンズ群ＬＵ２はリレー光学系で形成された中間像３０を拡大投写する拡大光学系の役割をする。投写光学系３Ａは全体として１９枚のレンズで構成される。
【００３９】
第１レンズ群ＬＵ１は９枚のレンズで構成される。すなわち、第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側から順に、両凸形状で正の第１レンズＬ１、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第２レンズＬ２と、両凸形状で正の第３レンズＬ３と両凹形状で負の第４レンズＬ４、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第５レンズＬ５、両凹形状で負の第６レンズＬ６、両凸形状で正の第７レンズＬ７、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第８レンズＬ８、両凸形状で正の第９レンズＬ９からなる。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは接合されて第１接合レンズＬＣ１を構成する。第６レンズＬ６および第７レンズＬ７は接合されて第２接合レンズＬＣ２を構成する。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間には、絞りＳＴＯが配置されている。
【００４０】
第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側から順に、複数のレンズからなる第１１レンズ群ＬＵ１１と、少なくとも１枚の正のレンズからなる第１２レンズ群ＬＵ１２とからなる。本例では、第１１レンズ群ＬＵ１１は第１レンズＬ１〜第８レンズＬ８から構成される。第１２レンズ群ＬＵ１２は第９レンズＬ９から構成される。
【００４１】
第２レンズ群ＬＵ２は１０枚のレンズで構成される。すなわち、第２レンズ群ＬＵ２は、縮小側から順に、両面に非球面が施され正の第１０レンズＬ１０、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１１レンズＬ１１、両凸形状で正の第１２レンズＬ１２、両凸面形状で正の第１３レンズＬ１３、両凸形状で正の第１４レンズＬ１４、両凹形状で負の第１５レンズＬ１５、両凸形状で正の第１６レンズＬ１６、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１７レンズＬ１７、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１８レンズＬ１８、両面に非球面が施された負の第１９レンズＬ１９からなる。第１４レンズＬ１４と第１５レンズＬ１５とは接合されて第３接合レンズＬＣ３を構成する。
【００４２】
第２レンズ群ＬＵ２は、縮小側から順に、第２１レンズ群ＬＵ２１と第２２レンズ群ＬＵ２２とからなる。第２２レンズ群ＬＵ２２は、拡大側から順に３枚以下の負レンズと１枚の正レンズから構成される。第２１レンズ群ＬＵ２１は第２２レンズ群ＬＵ２２よりも中間像３０の側のレンズから構成される。本例では、第２２レンズ群ＬＵ２２は、拡大側から順に、３枚の負のレンズ（第１７レンズＬ１７、第１８レンズＬ１８、第１９レンズＬ１９）と１枚の正のレンズ（第１６レンズＬ１６）とを備える。従って、第２１レンズ群ＬＵ２１は第１０レンズＬ１０〜第１５レンズＬ１５により構成される。第２１レンズ群ＬＵ２１は正のパワーを有する。第２２レンズ群ＬＵ２２は負のパワーを有する。
【００４３】
ここで、図３に示すように、投写光学系３Ａをコンパクトに構成する際には、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間に第１光路偏向手段３１を配置し、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２を配置する。本例では、第２光路偏向手段３２は中間像３０よりも第１レンズ群ＬＵ１の側（縮小側）に位置する。また、本例では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２により、２度の垂直方向への光軸Ｌの偏向を行い、光路を１８０°反転させている。各光路偏向手段３１、３２は表面にアルミなどの反射素材をコートしたミラーである。
【００４４】
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、図２に示すように、第１９レンズＬ１９を固定した状態で、第１０レンズＬ１０〜第１５レンズＬ１５からなる第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１と、第１６レンズＬ１６〜第１８レンズＬ１８の３枚のレンズからなる第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２とを光軸Ｌ方向に移動させて、フォーカシングを行う。
【００４５】
次に、焦点距離をf、ＦナンバーをFNo.、最大画角（半画角）をωとしたときに、
投写光学系３Ａのデータは以下のとおりである。
f      -3.960
FNo.    1.601
ω      71.0゜
【００４６】
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、図３において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Ｍ１は、スクリーンＳと第１９レンズＬ１９との距離である。軸上面間隔Ｍ２は、第１９レンズＬ１９と第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２（第１６レンズＬ１８〜第１９レンズＬ１８）との間の距離である。軸上面間隔Ｍ３は第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２（第１６レンズＬ１８〜第１９レンズＬ１８）と第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１（第１０レンズＬ１０〜１５レンズＬ１５）との間の距離である。軸上面間隔Ｍ４は第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１（第１０レンズＬ１０〜１５レンズＬ１５）と第９レンズＬ９との間の距離である。軸上面間隔Ｍ１は投写サイズにより変化し、軸上面間隔Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４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。
【００４７】
レンズ 面番          R           d         nd       νd
S       Infinity        M1
L19     *1        -66.453       5.000     1.53116    56.04
*2         19.447        M2           
L18      3         32.287       2.000     1.72916    54.68
4         16.619       7.507            
L17     *5         49.974       2.000     1.83220    40.10
*6         12.169      11.821            
L16      7         49.040      10.948     1.83400    37.16
8        -40.271        M3           
L15      9       -152.174       1.200     1.84666    23.78
L14     10         22.382      12.000     1.49700    81.54
11        -23.642       0.200            
L13     12         41.613      10.000     1.49700    81.54
13        -46.190       0.100            
L12     14        159.238       6.500     1.61800    63.33
15        -51.763       0.200            
L11     16         46.720       2.000     1.85896    22.73
17         25.262       8.026            
L10    *18        -33.452       5.030     1.53116    56.04
*19        -14.023        M4           
L9      20        619.069      11.000     1.90366    31.31
21        -80.008      92.003            
L8      22         58.273       6.400     2.00069    25.46
23        297.623      18.638            
L7      24         29.184       7.217     1.69350    53.20
L6      25        -65.074       1.200     1.84666    23.78
26         22.156       2.500            
L5      27         35.000       2.986     1.59522    67.73
28         62.934       4.662            
STO     29        Infinity      5.677            
L4      30        -32.854       1.200     1.84666    23.78
L3      31         28.745       8.804     1.49700    81.54
32        -21.608       0.100            
L2     *33         23.506       3.000     1.76450    49.10
*34         19.920      12.313            
L1      35         80.495       8.000     1.84666    23.78
36        -41.543       6.893            
37        Infinity     25.910     1.51680    64.17
38        Infinity      9.504            
OBJ        Infinity      0.016      
【００４８】
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Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は以下のとおりである。第２１レンズＬ２１とスクリーンＳとの距離である軸上面間隔Ｍ１を基準投影距離である５００ｍｍ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Ｍ１を基準投影距離よりも近い４１１ｍｍ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Ｍ１を基準投影距離よりも遠い６６２ｍｍ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
M1      500.000       411.800       662.000
M2        7.859         7.867         7.863
M3        3.994         3.936         4.058
M4       60.614        60.664        60.546
【００４９】
ここで、第１面および第２面は奇数次の非球面係数を含む奇数次非球面式で表される高次非球面である。以下の式１は奇数次非球面式である。式１の下の値は、非球面とされた面番１、２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である。
【００５０】
【数１】
2018138945.tif 000003
【００５１】
面番         1               2
K     -32.60112         -5.59829
A03     3.99196E-04      6.97995E-04
A04    -3.67230E-06     -1.26941E-05
A05    -1.10353E-07      8.40418E-08
A06     2.61331E-09     -4.39118E-09
A07     5.23713E-11      0.00000E+00
A08    -1.01909E-12      0.00000E+00
A09    -2.23695E-14      0.00000E+00
A10     5.19866E-16      0.00000E+00
【００５２】
次に、第５面、第６面、第１８面、第１９面、第３３面、および第３４は偶数次のみの非球面係数を含む偶数次非球面式で表される高次非球面である。以下の式２は偶数次非球面式である。式２の下の値は、非球面とされた面番５、６、１８、１９、３３、３４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である
【００５３】
【数２】
2018138945.tif 000004
【００５４】
面番       5                6                18               19
K       1.96239         -0.57989          0.00000         -0.18120
A04     6.32900E-06      1.53370E-04      3.26830E-05      1.00070E-04
A06    -1.31490E-07     -2.72430E-07     -5.74200E-07     -1.92660E-07
A08     3.35460E-10      4.83950E-09      1.97640E-09      9.03450E-10
A10    -3.51960E-13     -2.42130E-11     -5.33310E-12      2.77500E-12
A12     0.00000E+00      0.00000E+00     -8.96370E-16      2.06420E-16
面番      33              34  
K       0.00000          0.00000
A04    -1.61910E-05     -1.53960E-05
A06    -9.50520E-08     -1.31450E-07
A08     4.26990E-10      5.16950E-10
A10    -2.01700E-13     -3.68340E-13
A12    -6.13720E-29   1.00680E-27
【００５５】
本例では、最もスクリーンＳの側に位置する第２２レンズ群ＬＵ２２は、縮小側から順に、１枚の正のレンズ（第１６レンズＬ１６）と、３枚の負のレンズ（第１７レンズＬ１７、第１８レンズＬ１８、第１９レンズＬ１９）とを備える。従って、第２レンズ群ＬＵ２の半画角を６０°以上とすることが容易である。
【００５６】
また、第１レンズ群ＬＵ１は、中間像３０の側に位置する第１２レンズ群ＬＵ１２が正のレンズ（第９レンズＬ９）からなる。従って、中間像３０を形成することが容易である。
【００５７】
さらに、投写光学系３Ａは、レンズ全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離をｆ１とするとき、次の条件式（１）を満足する。
０．０１  ＜  ｆ／ｆ１  ＜  ０．１  （ｆ＜０、  ｆ１＜０）    ・・・（１）
すなわち、本例では、ｆ／ｆ１  ＝  ０．０５３  である。
【００５８】
条件式（１）は、レンズ全系の焦点距離ｆと、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離ｆ１との比に関する。投写光学系３Ａは条件式（１）を満たすので、非点収差を抑制しながら、レンズ系全体が大型化することを抑制できる。すなわち、条件式（１）の値が上限を超えると、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離が短くなり、パワーが強くなり過ぎる。これにより、第１レンズ群ＬＵ１内の各レンズパワーが増大して、非点収差が増大するので、平坦な像面が得られなくなる。一方、条件式（１）の値が下限を超えると、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離が長くなり、パワーが弱くなり過ぎる。この場合、第１レンズ群ＬＵ１から出射した光束はテレセントリックに近づく。この結果、中間像の結像倍率が大きくなり、結像倍率が大きくなるのに伴って第２レンズ群ＬＵ２が大型化する。ここで、条件式（１）の値が上限を超える場合には、第２レンズ群ＬＵ２でカバーするＦナンバーが明るくなり過ぎるので、第２レンズ群ＬＵ２の負担が大きくなる。
【００５９】
また、投写光学系３Ａは、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離をｆ１、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔をＤとするときに、以下の条件式（２）を満足する。間隔Ｄは光軸Ｌ上における第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間の距離である。
−１．２  ＜  Ｄ／ｆ１  ＜  −０．２    ・・・（２）
すなわち、本例では、Ｄ／ｆ１  ＝  −０．８０７  である。
【００６０】
条件式（２）は、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔Ｄと、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離ｆ１との比に関する。投写光学系３Ａは条件式（２）を満たすので、投写光学系が大型化することを抑制しながら、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に間隔を確保できる。従って、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２を配置して、投写光学系３Ａを、よりコンパクトに構成することができる。すなわち、条件式（２）の値が上限を超えると、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２のレンズ群との間隔Ｄが広くなり過ぎるので、レンズ系の全長が長くなる。また、条件式（２）の値が上限を超えると、第２レンズ群ＬＵ２の縮小側のレンズ径を大きくする必要が生じるので、第２レンズ群ＬＵ２が大型化する。一方、条件式（２）の値が下限を超える場合には、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２の間が狭くなり過ぎるので、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２を配置することが困難となる。
【００６１】
さらに、投写光学系３Ａは第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離をｆ１２、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（３）を満足することが望ましい。間隔Ｄ１は第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間の光軸Ｌ上の距離である。
−２．０  ＜  ｆ１２／ｆ１  ＜  −０．５    ・・・（３）
すなわち、本例では、ｆ１２／ｆ１  ＝  −１．０４５  である。
【００６２】
条件式（３）は第１２レンズ群の焦点距離ｆ１２と、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離ｆ１との比に関する。投写光学系３Ａは条件式（３）を満たすので、第１レンズ群ＬＵ１から第２レンズ群ＬＵ２に効率よく光束をリレーでき、スクリーンＳ（拡大側共役面）において十分なコントラストの像を得ることができる。すなわち、条件式（３）の値が下限を超えると、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離が長くなり、正のパワーが弱くなり過ぎる。この場合、第１レンズ群ＬＵ１から出射した光束はテレセントリックに近づくので、それに伴い、第２レンズ群ＬＵ２もテレセントリックに近づける必要があり、第１レンズ群ＬＵ１から第２レンズ群ＬＵ２の入射瞳に光線を効率良くリレーすることが困難になる。一方、条件式（３）の値が上限を超えると、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離が短くなり、正のパワーが強くなり過ぎる。これにより、第１２レンズ群ＬＵ１２で発生するコマ収差、非点収差が増加するので、スクリーンＳ（拡大側共役面）において十分なコントラストの像を得ることが困難になり、結果、第１２レンズ群ＬＵ１２の構成枚数を増やすことになり好ましくない。
【００６３】
また、投写光学系３Ａは、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔をＤ、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（４）を満足する。
０．５  ＜  Ｄ１／Ｄ  ＜  ２．０    ・・・（４）
すなわち、本例では、Ｄ１／Ｄ  ＝  １．５１８  である。
【００６４】
条件式（４）は、第１光路偏向手段３１が配置される第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２の間隔Ｄ１と、第２光路偏向手段３２が配置される第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔Ｄの比に関する。投写光学系３Ａは条件式（４）を満たすので、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２の配置が容易となる。すなわち、条件式（４）の値が上限を超えると、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔Ｄ１が狭くなり過ぎる。従って、これらの間に第１光路偏向手段３１を配置することが困難となる。一方、条件式（４）の値が下限を超えると、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２の間隔Ｄが狭くなり過ぎる。従って、第２光路偏向手段３２を配置する空間が取りにくくなる。
【００６５】
さらに、投写光学系３Ａは、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側の面から中間像３０の近軸焦点位置までの距離をｄ１、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離をｆ１２とするとき、次の条件式（５）を満足する。
０．２  ＜  ｄ１／ｆ１２  ＜  ０．８    ・・・（５）
すなわち、本例では、ｄ１／ｆ１２  ＝  ０．６０２  である。
【００６６】
条件式（５）は、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側の面から中間像３０の近軸焦点位置までの距離ｄ１と、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離ｆ１２との比に関する。投写光学系３Ａは条件式（５）を満たすので、像面湾曲を良好に補正するとともに、第２レンズ群ＬＵ２の大型化を抑制できる。また、投写光学系３Ａは条件式（５）を満たすので、第２光路偏向手段３２の配置が容易となる。すなわち、条件式（５）の値が下限を超えると、第１２レンズ群ＬＵ１２と中間像３０の距離が短くなり過ぎるので、像面湾曲などの補正効果が小さくなる。また、条件式（５）の値が下限を超えて、第１２レンズ群ＬＵ１２の正のパワーが弱くなり過ぎると、第１レンズ群ＬＵ１の正のパワーも弱くなる。この結果、第１レンズ群ＬＵ１のリレー倍率が大きくなるので、第２レンズ群ＬＵ２の径を大きくする必要があり、第２レンズ群ＬＵ２の大型化を招く。一方、条件式（５）の値が上限を超えて、第１２レンズ群ＬＵ１２の正のパワーが強くなり過ぎると、それに伴い第１レンズ群ＬＵ１と中間像３０との間隔が狭くなる。従って、第２光路偏向手段３２を配置することが困難となる。
【００６７】
また、投写光学系３Ａは、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側のレンズ（第９レンズＬ９）が縮小側に凸面を向けた正のレンズであり、凸面の曲率半径をＲとするとき、次の条件式（６）を満足する。
０．３  ＜  ｜Ｒ｜／ｆ１２  ＜  １．５    ・・・（６）
すなわち、本例では、｜Ｒ｜／ｆ１２  ＝  １．０２０  である。
【００６８】
条件式（６）は、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側のレンズ（第９レンズＬ９）の縮小側の凸面の曲率半径Ｒと、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離ｆ１２とのに比に関する。投写光学系３Ａは条件式（６）を満たすので、像面湾曲を良好に補正できるとともに、コマ収差および非点収差の発生を抑制できる。すなわち、条件式（６）の値が上限を超えると、第９レンズＬ９の縮小側の凸面の曲率半径が大きくなり過ぎるので、像面湾曲の補正が容易ではなくなる。一方、条件式（６）の値が下限を超えると、第９レンズＬ９の縮小側の凸面の曲率半径が小さくなり過ぎ、コマ収差や非点収差が悪化する。
【００６９】
図４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５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６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４から図６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。
【００７０】
さらに、本例では、投写光学系３Ａの途中に、光路を折り曲げるための第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２を有する。これにより、光路を１８０°偏向できるので、投写光学系３Ａおよびプロジェクター１をコンパクトに構成できる。
【００７１】
また、本例では、第２光路偏向手段３２を第１レンズ群ＬＵ１と中間像３０との間に配置している。ここで、第１レンズ群ＬＵ１により形成される中間像３０の像面は、周辺部に近づくのに従って、縮小側に向かって湾曲している。従って、第２光路偏向手段３２を第１レンズ群ＬＵ１と中間像３０の近軸焦点位置の間に配置することにより、第２光路偏向手段３２のサイズを小さくできる。
【００７２】
さらに、投写光学系３Ａでは、第１光路偏向手段３１と第２光路偏向手段３２との間には、第１レンズ群ＬＵ１の１枚のレンズ（第９レンズＬ９）のみが配置されている。従って、第１光路偏向手段３１と第２光路偏向手段３２との間に複数のレンズを配置する場合と比較して、投写光学系３Ａを構成する各レンズを位置精度よく配置できる。また、第２レンズ群ＬＵ２の途中には、光路偏向手段は配置されていない。従って、光路偏向手段の配置により、第２レンズ群ＬＵ２を構成する複数のレンズの位置精度が低下することがなく、第２レンズ群ＬＵ２において光学性能の劣化を回避できる。
【００７３】
ここで、本例では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２は、第１２レンズ群ＬＵ１２とともに、単一の支持部材によって支持されている。図７は第１レンズ群ＬＵ１、第２レンズ群ＬＵ２、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２を支持する支持構造の説明図である。
【００７４】
図７に示すように、本例では、第１レンズ群ＬＵ１の第１１レンズ群ＬＵ１１を構成する各レンズＬ１〜Ｌ８は第１鏡筒３５に保持される。第２レンズ群ＬＵ２を構成する各レンズＬ１０〜Ｌ１９は第２鏡筒３６に保持される。第１レンズ群ＬＵ１の第１２レンズ群ＬＵ１２、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２は、側方から見た場合に直角二等辺三角形形状を備える中空の支持部材３７により支持される。すなわち、支持部材３７において直角を挟んだ２辺に対応する部分には、各辺に沿って第１光路偏向手段３１を支持する第１支持部３７ａと、第２光路偏向手段３２を支持する第２支持部３７ｂとが設けられている。また、支持部材３７における第１支持部３７ａと第２支持部３７ｂとの間には第１２レンズ群ＬＵ１２を着脱可能に支持する第３支持部３７ｃとが設けられている。また、支持部材３７において直角二等辺三角形形状の直角と対向する１辺には第１鏡筒３５が当接する第１当接部３７ｄと、第２鏡筒３６が当接する第２当接部３７ｅとが設けられている。
【００７５】
ここで、第１支持部３７ａおよび第２支持部３７ｂは単一の支持部材３７に設けられている。従って、第１光路偏向手段３１が第１支持部３７ａに支持され、第２光路偏向手段３２が第２支持部３７ｂに支持されることにより、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２は支持部材３７に位置精度よく支持される。また、第１当接部３７ｄおよび第２当接部３７ｅは単一の支持部材３７に設けられている。従って、これらの当接部にそれぞれ第１鏡筒３５および第２鏡筒３６を当接させることにより、第１１レンズ群ＬＵ１１の光軸と第２レンズ群ＬＵ２の光軸とを平行とすることが容易である。さらに、第１支持部３７ａ、第２支持部３７ｂ、第３支持部３７ｃ、第１当接部３７ｄおよび第２当接部３７ｅが単一の支持部材３７に設けられているので、第１１レンズ群ＬＵ１１、第１２レンズ群ＬＵ１２、第２レンズ群ＬＵ２、第１光路偏向手段３１、および、第２光路偏向手段３２を、位置精度よく配置できる。
【００７６】
また、本例では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２がミラーであり、ミラー間の距離も短い。さらに、第１２レンズ群ＬＵ１２は第３支持部３７ｃに着脱可能に支持されているので、第１２レンズ群ＬＵ１２を支持部材３７から取り外せば、コリメータで第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２の直角度などの測定が可能なる。よって、容易に各光路偏向手段３１、３２の位置精度を確保できる。
【００７７】
ここで、第２光路偏向手段３２上に中間像３０の焦点位置が一致した場合には、第２光路偏向手段３２の反射面上の傷や、反射面に付着した塵などがそのまま拡大投写されてしまう危険性がある。これに対して、本例では、図３に示すように、中間像３０における軸上から最大像高までの焦点位置と第２光路偏向手段３２の反射面が重ならないように第２光路偏向手段３２を配置している。従って、反射面に付着した塵などがそのまま拡大投写されることを回避できる。
【００７８】
なお、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２としては、プリズムなどを用いることができる。また、本例では、垂直方向への光軸Ｌの偏向を２回行っているが、任意の方向に光軸Ｌを偏向しても良い。
【００７９】
（実施例２）
図８は実施例２の投写光学系の構成図（光線図）である。図９は２つの光路偏向手段を配置した場合の投写光学系の構成図（光線図）である。図８に示すように、本例の投写光学系３Ｂは、縮小側共役面である液晶パネル１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）と中間像３０とを共役にする第１レンズ群ＬＵ１と、中間像３０と拡大側共役面であるスクリーンＳとを共役とする第２レンズ群ＬＵ２とからなる。第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側共役位置に配置された液晶パネル１８の画像から中間像３０を形成するリレー光学系の役割をなし、第２レンズ群ＬＵ２はリレー光学系で形成された中間像３０を拡大投写する拡大光学系の役割をする。投写光学系３Ｂは全体として１８枚のレンズで構成される。
【００８０】
第１レンズ群ＬＵ１は８枚のレンズで構成される。すなわち、第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側から順に、両凸形状で正の第１レンズＬ１、両凸形状で正の第２レンズＬ２、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第３レンズＬ３、両凹形状で負の第４レンズＬ４、両凸形状で正の第５レンズＬ５、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第６レンズＬ６、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第７レンズＬ７、両凸形状で正の第８レンズＬ８からなる。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とは接合されて第１接合レンズＬＣ１を構成する。第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は接合されて第２接合レンズＬＣ２を構成する。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間には、絞りＳＴＯが配置されている。
【００８１】
第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側から順に、複数のレンズからなる第１１レンズ群ＬＵ１１と、少なくとも１枚の正のレンズからなる第１２レンズ群ＬＵ１２とからなる。本例では、第１１レンズ群ＬＵ１１は第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７から構成される。第１２レンズ群ＬＵ１２は第８レンズＬ８から構成される。
【００８２】
第２レンズ群ＬＵ２は１０枚のレンズで構成される。すなわち、第２レンズ群ＬＵ２は、縮小側から順に、両面に非球面が施され正の第９レンズＬ９、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１０レンズＬ１０、両凸形状で正の第１１レンズＬ１１、両凸面形状で正の第１２レンズＬ１２、両凸形状で正の第１３レンズＬ１３、両凹形状で負の第１４レンズＬ１４、縮小側に凸を向けたメニスカス形状で正の第１５レンズＬ１５、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１６レンズＬ１６、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１７レンズＬ１７、両面に非球面が施された負の第１８レンズＬ１８からなる。第１３レンズＬ１３と第１４レンズＬ１４とは接合されて第３接合レンズＬＣ３を構成する。
【００８３】
第２レンズ群ＬＵ２は、縮小側から順に、第２１レンズ群ＬＵ２１と第２２レンズ群ＬＵ２２とからなる。第２２レンズ群ＬＵ２２は、拡大側から順に３枚以下の負レンズと１枚の正レンズから構成される。第２１レンズ群ＬＵ２１は第２２レンズ群ＬＵ２２よりも中間像３０の側のレンズから構成される。本例では、第２２レンズ群ＬＵ２２は、拡大側から順に、３枚の負のレンズ（第１８レンズＬ１８、第１７レンズＬ１７、第１６レンズＬ１６）と１枚の正のレンズ（第１５レンズＬ１５）とを備える。従って、第２１レンズ群ＬＵ２１は第９レンズＬ９〜第１４レンズＬ１４により構成される。第２１レンズ群ＬＵ２１は正のパワーを有する。第２２レンズ群ＬＵ２２は負のパワーを有する。
【００８４】
ここで、図９に示すように、投写光学系３Ｂをコンパクトに構成する際には、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間に第１光路偏向手段３１を配置し、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２を配置する。本例では、第２光路偏向手段３２は中間像３０よりも第１レンズ群ＬＵ１の側（縮小側）に位置する。また、本例では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２により、２度の垂直方向への光軸Ｌの偏向を行い、光路を１８０°反転させている。各光路偏向手段３１、３２は表面にアルミなどの反射素材をコートしたミラーである。
【００８５】
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、図８に示すように、第１８レンズＬ１８を固定した状態で、第１０レンズＬ１０〜第１４レンズＬ１４からなる第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１と、第１５レンズＬ１５〜第１７レンズＬ１７の３枚のレンズからなる第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２とを光軸Ｌ方向に移動させて、フォーカシングを行う。
【００８６】
次に、焦点距離をf、ＦナンバーをFNo.、最大画角（半画角）をωとしたときに、
投写光学系３Ｂのデータは以下のとおりである。
f      -3.960
FNo.    1.600
ω      71.1゜
【００８７】
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８、図９において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Ｍ１は、スクリーンＳと第１８レンズＬ１８との距離である。軸上面間隔Ｍ２は、第１８レンズＬ１８と第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２（第１５レンズＬ１５〜第１７レンズＬ１７）との間の距離である。軸上面間隔Ｍ３は第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２（第１５レンズＬ１５〜第１７レンズＬ１７）と第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１（第１０レンズＬ１０〜第１４レンズＬ１４）との間の距離である。軸上面間隔Ｍ４は第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１（第１０レンズＬ１０〜第１４レンズＬ１４）と第９レンズＬ９との間の距離である。軸上面間隔Ｍ１は投写サイズにより変化し、軸上面間隔Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４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。
【００８８】
レンズ 面番          R           d         nd       νd
S       Infinity        M1
L18     *1        -42.033       5.000     1.53116    56.04
*2         24.256        M2           
L17      3         29.808       2.000     1.72916    54.68
4         16.046       6.043            
L16     *5         28.988       2.000     1.83220    40.10
*6         11.686       6.769            
L15      7       -163.705      10.466     1.80100    34.97
8        -34.607        M3           
L14      9        -40.802       1.200     1.78472    25.68
L13     10         31.300       9.666     1.49700    81.54
11        -18.242       0.200            
L12     12         73.820      10.712     1.49700    81.54
13        -28.015       0.100            
L11     14         34.853       8.813     1.59522    67.73
15       -115.164       0.200            
L10     16        110.934       2.000     1.85896    22.73
17         27.896        M4           
L9     *18        -56.555       5.435     1.53116    56.04
*19        -15.232      60.389            
L8      20        404.883       8.000     1.90366    31.31
21       -118.131      66.854            
L7      22         84.279       8.000     1.91082    35.25
23       1692.347      36.757            
L6      24         32.212       3.500     2.00069    25.46
25         35.984      13.352            
L5     *26         50.064       7.000     1.61881    63.85
L4      27        -25.282       1.200     1.76182    26.52
28         47.881       4.414            
STO     29        Infinity      3.398            
L3      30        324.879       2.000     1.84666    23.78
L2      31         21.504       6.573     1.53775    74.70
32        -54.485      20.871            
L1      33         68.761       6.200     1.85896    22.73
34        -57.434       3.202            
35       Infinity      25.910     1.51680    64.17
36       Infinity       9.316            
OBJ       Infinity       0.020            
【００８９】
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Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は以下のとおりである。第２１レンズＬ２１とスクリーンＳとの距離である軸上面間隔Ｍ１を基準投影距離である５００ｍｍ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Ｍ１を基準投影距離よりも近い４１１ｍｍ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Ｍ１を基準投影距離よりも遠い６６２ｍｍ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
M1      500.000       411.800       662.000
M2        7.799         7.809         7.789
M3        7.179         7.105         7.266
M4        7.477         7.542         7.402
【００９０】
ここで、第１面および第２面は奇数次の非球面係数を含む奇数次非球面式（式１）で表される高次非球面である。以下の値は、非球面とされた面番１、２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である。
【００９１】
面番         1               2
K     -16.72607        -10.77675
A03     4.83689E-04      8.16544E-04
A04    -5.52256E-06     -1.55624E-05
A05    -1.61485E-07      1.86725E-08
A06     4.13161E-09     -4.98178E-10
A07     6.27958E-11     -1.35272E-11
A08    -1.38019E-12      0.00000E+00
A09    -2.74522E-14      0.00000E+00
A10     6.04501E-16      0.00000E+00
【００９２】
次に、第５面、第６面、第１８面、第１９面、および第２６面は偶数次のみの非球面係数を含む偶数次非球面式（式２）で表される高次非球面である。以下の値は、非球面とされた面番５、６、１８、１９、２６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である。
【００９３】
面番       5              6              18             19             26
K      -0.79003       -0.33575        0.00000       -0.88832       -1.00000
A04    -2.84890E-06    1.18290E-04    2.77450E-05    8.61370E-05   -1.93250E-06
A06    -1.29090E-07   -1.66290E-07   -1.72210E-07   -1.10320E-07    9.16630E-10
A08     5.00360E-10    7.29830E-10    5.00150E-10    3.99930E-10    3.14440E-11
A10    -7.19920E-13    2.86600E-11   -8.93730E-13    3.43730E-13    0.00000E+00
A12     0.00000E+00    0.00000E+00   -5.12910E-17   -1.71880E-15    0.00000E+00
【００９４】
本例では、最もスクリーンＳの側に位置する第２２レンズ群ＬＵ２２は、縮小側から順に、１枚の正のレンズ（第１５レンズＬ１５）と、３枚の負のレンズ（第１６レンズＬ１６、第１７レンズＬ１７、第１８レンズＬ１８）とを備える。従って、第２レンズ群ＬＵ２の半画角を６０°以上とすることが容易である。
【００９５】
また、第１レンズ群ＬＵ１は、中間像３０の側に位置する第１２レンズ群ＬＵ１２が正のレンズ（第８レンズＬ８）からなる。従って、中間像３０を形成することが容易である。
【００９６】
さらに、投写光学系３Ｂは、レンズ全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離をｆ１とするとき、次の条件式（１）を満足する。
０．０１  ＜  ｆ／ｆ１  ＜  ０．１  （ｆ＜０、  ｆ１＜０）    ・・・（１）
すなわち、本例では、ｆ／ｆ１  ＝  ０．０４８  である。投写光学系３Ｂは条件式（１）を満たすので、非点収差を抑制しながら、レンズ系全体が大型化することを抑制できる。
【００９７】
また、投写光学系３Ｂは、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離をｆ１、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔をＤとするときに、以下の条件式（２）を満足する。
−１．２  ＜  Ｄ／ｆ１  ＜  −０．２    ・・・（２）
すなわち、本例では、Ｄ／ｆ１  ＝  −０．７３２  である。投写光学系３Ｂは条件式（２）を満たすので、投写光学系３Ｂが大型化することを抑制しながら、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に間隔を確保できる。従って、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２を配置して、投写光学系３Ｂを、よりコンパクトに構成することができる。
【００９８】
さらに、投写光学系３Ｂは、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離をｆ１２、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
−２．０  ＜  ｆ１２／ｆ１  ＜  −０．５    ・・・（３）
すなわち、本例では、ｆ１２／ｆ１  ＝  −１．２２８  である。投写光学系３Ｂは条件式（３）を満たすので、第１レンズ群ＬＵ１から第２レンズ群ＬＵ２に効率よく光束をリレーでき、拡大側共役面において十分なコントラストの像を得ることができる。
【００９９】
また、投写光学系３Ｂは、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔をＤ、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（４）を満足する。
０．５  ＜  Ｄ１／Ｄ  ＜  ２．０    ・・・（４）
すなわち、本例では、Ｄ１／Ｄ  ＝  １．１０７  である。投写光学系３Ｂは条件式（４）を満たすので、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２の配置が容易となる。
【０１００】
さらに、投写光学系３Ｂは、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側の面から中間像３０の近軸焦点位置までの距離をｄ１、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離をｆ１２とするとき、次の条件式（５）を満足する。
０．２  ＜  ｄ１／ｆ１２  ＜  ０．８    ・・・（５）
すなわち、本例では、ｄ１／ｆ１２  ＝  ０．４４１  である。投写光学系３Ｂは条件式（５）を満たすので、像面湾曲を良好に補正するとともに、第２レンズ群ＬＵ２の大型化を抑制できる。また、投写光学系３Ｂは条件式（５）を満たすので、第２光路偏向手段３２の配置が容易となる。
【０１０１】
また、投写光学系３Ｂは、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側のレンズ（第８レンズＬ８）が縮小側に凸面を向けた正のレンズであり、凸面の曲率半径をＲとするとき、次の条件式（６）を満足する。
０．３  ＜  ｜Ｒ｜／ｆ１２  ＜  １．５    ・・・（６）
すなわち、本例では、｜Ｒ｜／ｆ１２  ＝  １．１６７  である。投写光学系３Ｂは条件式（６）を満たすので、像面湾曲を良好に補正できるとともに、コマ収差および非点収差の発生を抑制できる。
【０１０２】
図１０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１１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１２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１０から図１２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。
【０１０３】
また、本例では、投写光学系３Ｂの途中に、光路を折り曲げるための第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２を有する。これにより、光路を１８０°偏向できるので、投写光学系３Ｂおよびプロジェクター１をコンパクトに構成できる。
【０１０４】
さらに、本例では、第２光路偏向手段３２を第１レンズ群ＬＵ１と中間像３０との間に配置している。ここで、第１レンズ群ＬＵ１により形成される中間像３０の像面は、周辺部に近づくのに従って、縮小側に向かって湾曲している。従って、第２光路偏向手段３２を第１レンズ群ＬＵ１と中間像３０の近軸焦点位置の間に配置することにより、第２光路偏向手段３２のサイズを小さくできる。
【０１０５】
また、投写光学系３Ｂでは、第１光路偏向手段３１と第２光路偏向手段３２との間には、第１レンズ群ＬＵ１の１枚のレンズ（第８レンズＬ８）のみが配置されている。従って、第１光路偏向手段３１と第２光路偏向手段３２との間に複数のレンズを配置する場合と比較して、投写光学系３Ｂを構成する各レンズを位置精度よく配置できる。さらに、投写光学系３Ｂでは、第２レンズ群ＬＵ２の途中には、光路偏向手段は配置されていない。従って、光路偏向手段の配置により、第２レンズ群ＬＵ２を構成する複数のレンズの位置精度が低下することがなく、第２レンズ群ＬＵ２において光学性能の劣化を回避できる。
【０１０６】
ここで、本例においても、第１２レンズ群ＬＵ１２、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２は、図７に示す単一の支持部材３７によって支持されており、第１１レンズ群ＬＵ１１を保持する第１鏡筒３５および第２レンズ群ＬＵ２を保持する第２鏡筒３６が支持部材３７に当接している。従って、第１１レンズ群ＬＵ１１、第１２レンズ群ＬＵ１２、第２レンズ群ＬＵ２、第１光路偏向手段３１、および、第２光路偏向手段３２を、位置精度よく配置できる。
【０１０７】
また、本例では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２がミラーであり、ミラー間の距離も短い。さらに、第１２レンズ群ＬＵ１２は第３支持部３７ｃに着脱可能に支持されているので、第１２レンズ群ＬＵ１２を支持部材３７から取り外せば、コリメータで第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２の直角度などの測定が可能なる。よって、容易に各光路偏向手段３１、３２の位置精度を確保できる。
【０１０８】
さらに、第２光路偏向手段３２上に中間像３０の焦点位置が一致した場合には、第２光路偏向手段３２の反射面上の傷や、反射面に付着した塵などがそのまま拡大投写されてしまう危険性がある。これに対して、本例では、図９に示すように、中間像３０における軸上から最大像高までの焦点位置と第２光路偏向手段３２の反射面が重ならないように第２光路偏向手段３２を配置している。従って、反射面に付着した塵などがそのまま拡大投写されることを回避できる。
【０１０９】
なお、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２としては、プリズムなどを用いることができる。また、本例では、垂直方向への光軸Ｌの偏向を２回行っているが、任意の方向に光軸Ｌを偏向しても良い。
【０１１０】
（実施例３）
図１３は実施例３の投写光学系の構成図（光線図）である。図１４は２つの光路偏向手段を配置した場合の投写光学系の構成図（光線図）である。図１３に示すように、本例の投写光学系３Ｃは、縮小側共役面である液晶パネル１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）と中間像３０とを共役にする第１レンズ群ＬＵ１と、中間像３０と拡大側共役面であるスクリーンＳとを共役とする第２レンズ群ＬＵ２とからなる。第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側共役位置に配置された液晶パネル１８の画像から中間像３０を形成するリレー光学系の役割をなし、第２レンズ群ＬＵ２はリレー光学系で形成された中間像３０を拡大投写する拡大光学系の役割をする。投写光学系３Ｃは全体として１９枚のレンズで構成される。
【０１１１】
第１レンズ群ＬＵ１は９枚のレンズで構成される。すなわち、第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側から順に、両凸形状で正の第１レンズＬ１、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第２レンズＬ２、両凸形状面で正の第３レンズＬ３、両凹形状で負の第４レンズＬ４、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第５レンズＬ５、両凹形状で負の第６レンズＬ６、両凸形状で正の第７レンズＬ７、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第８レンズＬ８、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第９レンズＬ９からなる。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは接合されて第１接合レンズＬＣ１を構成する。第６レンズＬ６および第７レンズＬ７は接合されて第２接合レンズＬＣ２を構成する。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間には、絞りＳＴＯが配置されている。
【０１１２】
第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側から順に、複数のレンズからなる第１１レンズ群ＬＵ１１と、少なくとも１枚の正のレンズからなる第１２レンズ群ＬＵ１２とからなる。本例では、第１１レンズ群ＬＵ１１は第１レンズＬ１〜第８レンズＬ８から構成される。第１２レンズ群ＬＵ１２は第９レンズＬ９から構成される。
【０１１３】
第２レンズ群ＬＵ２は１０枚のレンズで構成される。すなわち、第２レンズ群ＬＵ２は、縮小側から順に、両面に非球面が施された正の第１０レンズＬ１０、両凸形状で正の第１１レンズＬ１１、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１２レンズＬ１２、両凸面形状で正の第１３レンズＬ１３、両凸形状で正の第１４レンズＬ１４、両凹形状で負の第１５レンズＬ１５、両凸形状で正の第１６レンズＬ１６、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１７レンズＬ１７、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１８レンズＬ１８、両面に非球面が施された負の第１９レンズＬ１９からなる。第１１レンズＬ１１と第１２レンズＬ１２とは接合されて第３接合レンズＬＣ３を構成する。第１４レンズＬ１４と第１５レンズＬ１５とは接合されて第４接合レンズＬＣ４を構成する。
【０１１４】
第２レンズ群ＬＵ２は、縮小側から順に、第２１レンズ群ＬＵ２１と第２２レンズ群ＬＵ２２とからなる。第２２レンズ群ＬＵ２２は、拡大側から順に３枚以下の負レンズと１枚の正レンズから構成される。第２１レンズ群ＬＵ２１は第２２レンズ群ＬＵ２２よりも中間像３０の側のレンズから構成される。本例では、第２２レンズ群ＬＵ２２は、拡大側から順に、３枚の負のレンズ（第１９レンズＬ１９、第１８レンズＬ１８、第１７レンズＬ１７）と１枚の正のレンズ（第１６レンズＬ１６）とを備える。従って、第２１レンズ群ＬＵ２１は第１０レンズＬ１０〜第１５レンズＬ１５により構成される。第２１レンズ群ＬＵ２１は正のパワーを有する。第２２レンズ群ＬＵ２２は負のパワーを有する。
【０１１５】
ここで、図１４に示すように、投写光学系３Ｃをコンパクトに構成する際には、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間に第１光路偏向手段３１を配置し、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２を配置する。本例では、第２光路偏向手段３２は中間像３０よりも第１レンズ群ＬＵ１の側（縮小側）に位置する。また、本例では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２により、２度の垂直方向への光軸Ｌの偏向を行い、光路を１８０°反転させている。各光路偏向手段３１、３２は表面にアルミなどの反射素材をコートしたミラーである。
【０１１６】
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、図１３に示すように、第１９レンズＬ１９を固定した状態で、第１１レンズＬ１１〜第１５レンズＬ１５からなる第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１と、第１６レンズＬ１６〜第１８レンズＬ１８の３枚のレンズからなる第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２とを光軸Ｌ方向に移動させて、フォーカシングを行う。
【０１１７】
次に、焦点距離をf、ＦナンバーをFNo.、最大画角（半画角）をωとしたときに、
投写光学系３Ｃのデータは以下のとおりである。
f      -3.960
FNo.    1.606
ω      71.0゜
【０１１８】
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１３、図１４において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Ｍ１は、スクリーンＳと第１９レンズＬ１９との距離である。軸上面間隔Ｍ２は、第１９レンズＬ１９と第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２（第１６レンズＬ１６〜第１８レンズＬ１８）との間の距離である。軸上面間隔Ｍ３は第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２（第１６レンズＬ１６〜第１８レンズＬ１８）と第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１（第１１レンズＬ１１〜第１５レンズＬ１５）との間の距離である。軸上面間隔Ｍ４は第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１（第１１レンズＬ１１〜第１５レンズＬ１５）と第１０レンズＬ１０との間の距離である。軸上面間隔Ｍ１は投写サイズにより変化し、軸上面間隔Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４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。
【０１１９】
レンズ 面番          R           d         nd       νd
S       Infinity        M1
L19     *1        -22.342       5.000     1.53116    56.04
*2        367.977        M2          
L18      3         31.262       2.000     1.88300    40.80
4         16.852       8.770          
L17      5        155.893       2.000     1.61800    63.33
6         12.270       8.191          
L16      7         64.595      10.466     1.92286    20.88
8        -64.534        M3          
L15      9        -30.507       1.200     1.80000    29.84
L14     10         24.153      10.500     1.61800    63.33
11        -21.719       0.200          
L13     12         68.911      10.558     1.49700    81.54
13        -26.721       0.100          
L12     14         52.585       2.000     1.85896    22.73
L11     15         21.861      11.067     1.49700    81.54
16        -43.040        M4          
L10    *17        -17.734       8.311     1.53116    56.04
*18        -13.535      58.389          
L9      19      -1571.490       8.000     1.80440    39.59
20        -72.016      60.236          
L8      21         71.831       7.500     1.85026    32.27
22        324.392      59.198          
L7      23         26.215       9.500     1.85150    40.78
L6      24        -26.527       1.200     1.80000    29.84
25         18.068       1.650          
L5     *26         34.959       3.476     1.83441    37.28
*27       2458.719       1.500          
STO     28        Infinity      2.213          
L4      29        -20.006       1.500     1.72825    28.46
L3      30         20.997       7.500     1.49700    81.54
31        -20.219      13.687          
L2      32        150.784       2.000     1.68893    31.16
33         43.700       2.016          
L1      34         62.210       8.500     1.84666    23.78
35        -33.913       0.300          
36        Infinity     25.910     1.51680    64.17
37        Infinity      9.521          
OBJ        Infinity                
【０１２０】
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Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は以下のとおりである。第２１レンズＬ２１とスクリーンＳとの距離である軸上面間隔Ｍ１を基準投影距離である５００ｍｍ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Ｍ１を基準投影距離よりも近い４１１ｍｍ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Ｍ１を基準投影距離よりも遠い６６２ｍｍ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
M1      500.000       411.800       662.000
M2        8.049         8.075         8.038
M3        4.615         4.563         4.668
M4        3.198         3.224         3.156
【０１２１】
ここで、第１面および第２面は奇数次の非球面係数を含む奇数次非球面式（式１）で表される高次非球面である。以下の値は、非球面とされた面番１、２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である。
【０１２２】
面番         1               2
K     -17.37145        -90.00000
A03     5.24385E-04      1.26431E-03
A04    -5.49051E-06     -1.39007E-05
A05    -1.84378E-07     -2.74660E-07
A06     3.44216E-09     -3.44368E-09
A07     8.62800E-11     -1.93469E-11
A08    -1.40501E-12      3.26864E-12
A09    -2.88489E-14      0.00000E+00
A10     5.60575E-16      0.00000E+00
【０１２３】
次に、第１７面、第１８面、第２６面、および第２７面は偶数次のみの非球面係数を含む偶数次非球面式（式２）で表される高次非球面である。以下の値は、非球面とされた面番１７、１８、２６、２７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である
【０１２４】
面番         17             18              26              27        
K         0.00000        -0.95526         1.31550        0.00000
A04       1.15290E-04     1.04400E-04     2.86100E-06    9.81450E-06
A06       2.95970E-08     1.98450E-07     6.62170E-08    9.36070E-08
A08      -8.12790E-10    -6.73910E-10    -3.42980E-11   -2.91180E-10
A10       1.96700E-12    -4.28890E-14     0.00000E+00    0.00000E+00
A12      -1.42320E-15     0.00000E+00     0.00000E+00    0.00000E+00
【０１２５】
本例では、最もスクリーンＳの側に位置する第２２レンズ群ＬＵ２２は、縮小側から順に、１枚の正のレンズ（第１６レンズＬ１６）と、３枚の負のレンズ（第１７レンズＬ１７、第１８レンズＬ１８、第１９レンズＬ１９）とを備える。従って、第２レンズ群ＬＵ２の半画角を６０°以上とすることが容易である。
【０１２６】
また、第１レンズ群ＬＵ１は、中間像３０の側に位置する第１２レンズ群ＬＵ１２が正のレンズ（第９レンズＬ９）からなる。従って、中間像３０を形成することが容易である。
【０１２７】
さらに、投写光学系３Ｃは、レンズ全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離をｆ１とするとき、次の条件式（１）を満足する。
０．０１  ＜  ｆ／ｆ１  ＜  ０．１  （ｆ＜０、  ｆ１＜０）    ・・・（１）
すなわち、本例では、ｆ／ｆ１  ＝  ０．０６４  である。投写光学系３Ｃは条件式（１）を満たすので、非点収差を抑制しながら、レンズ系全体が大型化することを抑制できる。
【０１２８】
また、投写光学系３Ｃは、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離をｆ１、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔をＤとするときに、以下の条件式（２）を満足する。
−１．２  ＜  Ｄ／ｆ１  ＜  −０．２    ・・・（２）
すなわち、本例では、Ｄ／ｆ１  ＝  −０．９３７  である。投写光学系３Ｃは条件式（２）を満たすので、投写光学系３Ｃが大型化することを抑制しながら、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に間隔を確保できる。従って、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２を配置して、投写光学系３Ｃを、よりコンパクトに構成することができる。
【０１２９】
さらに、投写光学系３Ｃは、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離をｆ１２、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
−２．０  ＜  ｆ１２／ｆ１  ＜  −０．５    ・・・（３）
すなわち、本例では、ｆ１２／ｆ１  ＝  −１．４９４  である。投写光学系３Ｃは条件式（３）を満たすので、第１レンズ群ＬＵ１から第２レンズ群ＬＵ２に効率よく光束をリレーでき、拡大側共役面において十分なコントラストの像を得ることができる。
【０１３０】
また、投写光学系３Ｃは、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔をＤ、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（４）を満足する。
０．５  ＜  Ｄ１／Ｄ  ＜  ２．０    ・・・（４）
すなわち、本例では、Ｄ１／Ｄ  ＝  １．０３２  である。投写光学系３Ｃは条件式（４）を満たすので、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２の配置が容易となる。
【０１３１】
さらに、投写光学系３Ｃは、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側の面から中間像３０の近軸焦点位置までの距離をｄ１、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離をｆ１２とするとき、次の条件式（５）を満足する。
０．２  ＜  ｄ１／ｆ１２  ＜  ０．８    ・・・（５）
すなわち、本例では、ｄ１／ｆ１２  ＝  ０．４１０  である。投写光学系３Ｃは条件式（５）を満たすので、像面湾曲を良好に補正するとともに、第２レンズ群ＬＵ２の大型化を抑制できる。また、投写光学系３Ｃは条件式（５）を満たすので、第２光路偏向手段３２の配置が容易となる。
【０１３２】
また、投写光学系３Ｃは、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側のレンズ（第８レンズＬ８）が縮小側に凸面を向けた正のレンズであり、凸面の曲率半径をＲとするとき、次の条件式（６）を満足する。
０．３  ＜  ｜Ｒ｜／ｆ１２  ＜  １．５    ・・・（６）
すなわち、本例では、｜Ｒ｜／ｆ１２  ＝  ０．７７３  である。投写光学系３Ｃは条件式（６）を満たすので、像面湾曲を良好に補正できるとともに、コマ収差および非点収差の発生を抑制できる。
【０１３３】
図１５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１６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１７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１５から図１７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。
【０１３４】
また、本例では、投写光学系３Ｃの途中に、光路を折り曲げるための第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２を有する。これにより、光路を１８０°偏向できるので、投写光学系３Ｃおよびプロジェクター１をコンパクトに構成できる。
【０１３５】
さらに、本例では、第２光路偏向手段３２を第１レンズ群ＬＵ１と中間像３０との間に配置している。ここで、第１レンズ群ＬＵ１により形成される中間像３０の像面は、周辺部に近づくのに従って、縮小側に向かって湾曲している。従って、第２光路偏向手段３２を第１レンズ群ＬＵ１と中間像３０の近軸焦点位置の間に配置することにより、第２光路偏向手段３２のサイズを小さくできる。
【０１３６】
また、投写光学系３Ｃでは、第１光路偏向手段３１と第２光路偏向手段３２との間には、第１レンズ群ＬＵ１の１枚のレンズ（第８レンズＬ８）のみが配置されている。従って、第１光路偏向手段３１と第２光路偏向手段３２との間に複数のレンズを配置する場合と比較して、投写光学系３Ｃを構成する各レンズを位置精度よく配置できる。また、投写光学系３Ｃでは、第２レンズ群ＬＵ２の途中には、光路偏向手段は配置されていない。従って、光路偏向手段の配置により、第２レンズ群ＬＵ２を構成する複数のレンズの位置精度が低下することがなく、第２レンズ群ＬＵ２において光学性能の劣化を回避できる。
【０１３７】
ここで、本例においても、第１２レンズ群ＬＵ１２、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２は、図７に示す単一の支持部材３７によって支持されており、第１１レンズ群ＬＵ１１を保持する第１鏡筒３５および第２レンズ群ＬＵ２を保持する第２鏡筒３６が支持部材３７に当接している。従って、第１１レンズ群ＬＵ１１、第１２レンズ群ＬＵ１２、第２レンズ群ＬＵ２、第１光路偏向手段３１、および、第２光路偏向手段３２を、位置精度よく配置できる。
【０１３８】
また、本例では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２がミラーであり、ミラー間の距離も短い。さらに、第１２レンズ群ＬＵ１２は第３支持部３７ｃに着脱可能に支持されているので、第１２レンズ群ＬＵ１２を支持部材３７から取り外せば、コリメータで第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２の直角度などの測定が可能なる。よって、容易に各光路偏向手段３１、３２の位置精度を確保できる。
【０１３９】
さらに、第２光路偏向手段３２上に中間像３０の焦点位置が一致した場合には、第２光路偏向手段３２の反射面上の傷や、反射面に付着した塵などがそのまま拡大投写されてしまう危険性がある。これに対して、本例では、図１４に示すように、中間像３０における軸上から最大像高までの焦点位置と第２光路偏向手段３２の反射面が重ならないように第２光路偏向手段３２を配置している。従って、反射面に付着した塵などがそのまま拡大投写されることを回避できる。
【０１４０】
なお、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２としては、プリズムなどを用いることができる。また、本例では、垂直方向への光軸Ｌの偏向を２回行っているが、任意の方向に光軸Ｌを偏向しても良い。
【０１４１】
（実施例３の変形例）
図１８は投写光学系３Ｃの変形例の構成図（光線図）である。変形例の投写光学系３Ｃ´は、図１３に想像線で示すように、投写光学系３Ｃにおける第１レンズ群ＬＵ１の第１２レンズ群ＬＵ１２を、第８レンズＬ８および第９レンズＬ９の２枚の正のレンズとしたものである。また、投写光学系３Ｃにおける第１１レンズ群ＬＵ１１を第１レンズＬ１〜第７レンズＬ７としたものである。従って、投写光学系３Ｃ´では、図１８に示すように、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間（すなわち、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８との間）に第１光路偏向手段３１が配置され、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２が配置される。
【０１４２】
本例においても、第２レンズ群ＬＵ２の途中には、光路偏向手段は配置されていない。従って、光路偏向手段の配置により、第２レンズ群ＬＵ２を構成する複数のレンズの位置精度が低下することがなく、第２レンズ群ＬＵ２において光学性能の劣化を回避できる。
【０１４３】
また、本例の投写光学系３Ｃ´は条件式（１）〜条件式（６）の全てを満たす。従って、投写光学系３Ｃと同様の効果を得ることができる。
【０１４４】
なお、第１２レンズ群ＬＵ１２を、第８レンズＬ８および第９レンズＬ９の２枚の正のレンズとした投写光学系３Ｃ´では、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離ｆ１２が投写光学系３Ｃと相違するものになる。また、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔Ｄ１は、図１３に想像線で示すように、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８との間の光軸上の距離となり、投写光学系３Ｃと相違するものになる。従って、投写光学系３Ｃ´では、条件式（３）〜条件式（６）の値が投写光学系３Ｃとは相違している。
【０１４５】
ここで、条件式（３）の値は、以下の通りであり、条件を満たす。
−２．０  ＜  ｆ１２／ｆ１  ＝  −１．４９４  ＜  −０．５    ・・・（３）
条件式（４）の値は、以下の通りであり、条件を満たす。
０．５  ＜  Ｄ１／Ｄ  ＝  １．０１４  ＜  ２．０    ・・・（４）
条件式（５）の値は、以下の通りであり、条件を満たす。
０．２  ＜  ｄ１／ｆ１２  ＝０．５４２  ＜  ０．８    ・・・（５）
条件式（６）の値は、以下の通りであり、条件を満たす。
０．３  ＜  ｜Ｒ｜／ｆ１２  ＝  １．０２２  ＜  １．５    ・・・（６）
【０１４６】
本例の投写光学系３Ｃ´では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２により、２度の垂直方向への光軸Ｌの偏向を行なって光路を１８０°反転させる場合に、第１１レンズ群ＬＵ１１のレンズ長を、第２レンズ群ＬＵ２のレンズ長よりも短くできる。また、第１１レンズ群ＬＵ１１の光軸と第２レンズ群ＬＵ２との光軸とを上下方向で離間させることができる。これにより、図１８に示すように、第２レンズ群ＬＵ２の光軸の下方に液晶パネル１８を配置した場合、或いは、第２レンズ群ＬＵ２の光軸の上方に液晶パネル１８を配置した場合などにおいて、投写光学系３Ｃ´の投写光（第２レンズ群ＬＵ２から射出される投写光が、プロジェクター１において液晶パネル１８を搭載する本体部分と干渉することを回避することが容易となる。
【０１４７】
（実施例４）
図１９は実施例３の投写光学系の構成図（光線図）である。図２０は２つの光路偏向手段を配置した場合の投写光学系の構成図（光線図）である。図１９に示すように、本例の投写光学系３Ｄは、縮小側共役面である液晶パネル１８（１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ）と中間像３０とを共役にする第１レンズ群ＬＵ１と、中間像３０と拡大側共役面であるスクリーンＳとを共役とする第２レンズ群ＬＵ２とからなる。第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側共役位置に配置された液晶パネル１８の画像から中間像３０を形成するリレー光学系の役割をなし、第２レンズ群ＬＵ２はリレー光学系で形成された中間像３０を拡大投写する拡大光学系の役割をする。投写光学系３Ｄは全体として１９枚のレンズで構成される。
【０１４８】
第１レンズ群ＬＵ１は９枚のレンズで構成される。すなわち、第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側から順に、両凸形状で正の第１レンズＬ１、両凸形状で正の第２レンズＬ２、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第３レンズＬ３、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第４レンズＬ４、両凹形状で負の第５レンズＬ５、両凸形状で正の第６レンズＬ６、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第７レンズＬ７、拡大側に凸面を向けた平凸形状で正の第８レンズＬ８、両凸形状で正の第９レンズＬ９からなる。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは接合されて第１接合レンズＬＣ１を構成する。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは接合されて第２接合レンズＬＣ２を構成する。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との間には、絞りＳＴＯが配置されている。
【０１４９】
第１レンズ群ＬＵ１は、縮小側から順に、複数のレンズからなる第１１レンズ群ＬＵ１１と、少なくとも１枚の正のレンズからなる第１２レンズ群ＬＵ１２とからなる。本例では、第１１レンズ群ＬＵ１１は第１レンズＬ１〜第８レンズＬ８から構成される。第１２レンズ群ＬＵ１２は第９レンズＬ９から構成される。
【０１５０】
第２レンズ群ＬＵ２は１０枚のレンズで構成される。すなわち、第２レンズ群ＬＵ２は、縮小側から順に、両面に非球面が施された正の第１０レンズＬ１０、両凹形状で負の第１１レンズＬ１１、両凸形状で正の第１２レンズＬ１２、両凸面形状で正の第１３レンズＬ１３、両凸形状で正の第１４レンズＬ１４、両凹形状で負の第１５レンズＬ１５、両凸形状で正の第１６レンズＬ１６、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１７レンズＬ１７、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で負の第１８レンズＬ１８、両面に非球面が施された負の第１９レンズＬ１９からなる。第１１レンズＬ１１と第１２レンズＬ１２とは接合されて第３接合レンズＬＣ３を構成する。第１４レンズＬ１４と第１５レンズＬ１５とは接合されて第４接合レンズＬＣ４を構成する。
【０１５１】
第２レンズ群ＬＵ２は、縮小側から順に、第２１レンズ群ＬＵ２１と第２２レンズ群ＬＵ２２とからなる。第２２レンズ群ＬＵ２２は、拡大側から順に３枚以下の負レンズと１枚の正レンズから構成される。第２１レンズ群ＬＵ２１は第２２レンズ群ＬＵ２２よりも中間像３０の側のレンズから構成される。本例では、第２２レンズ群ＬＵ２２は、拡大側から順に、３枚の負のレンズ（第１９レンズＬ１９、第１８レンズＬ１８、第１７レンズＬ１７）と１枚の正のレンズ（第１６レンズＬ１６）とを備える。従って、第２１レンズ群ＬＵ２１は第１０レンズＬ１０〜第１５レンズＬ１５により構成される。第２１レンズ群ＬＵ２１は正のパワーを有する。第２２レンズ群ＬＵ２２は負のパワーを有する。
【０１５２】
ここで、図２０に示すように、投写光学系３Ｄをコンパクトに構成する際には、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間に第１光路偏向手段３１を配置し、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２を配置する。本例では、第２光路偏向手段３２は中間像３０よりも第１レンズ群ＬＵ１の側（縮小側）に位置する。また、本例では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２により、２度の垂直方向への光軸Ｌの偏向を行い、光路を１８０°反転させている。各光路偏向手段３１、３２は表面にアルミなどの反射素材をコートしたミラーである。
【０１５３】
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、図１９に示すように、第１９レンズＬ１９を固定した状態で、第１１レンズＬ１１〜第１５レンズＬ１５からなる第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１と、第１６レンズＬ１６〜第１８レンズＬ１８の３枚のレンズからなる第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２とを光軸Ｌ方向に移動させて、フォーカシングを行う。
【０１５４】
次に、焦点距離をf、ＦナンバーをFNo.、最大画角（半画角）をωとしたときに、
投写光学系３Ｄのデータは以下のとおりである。
f      -3.960
FNo.    1.599
ω      71.1゜
【０１５５】
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１９、図２０において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Ｍ１は、スクリーンＳと第１９レンズＬ１９との距離である。軸上面間隔Ｍ２は、第１９レンズＬ１９と第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２（第１６レンズＬ１６〜第１８レンズＬ１８）との間の距離である。軸上面間隔Ｍ３は第２フォーカス用レンズ群ＬＦ２（第１６レンズＬ１６〜第１８レンズＬ１８）と第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１（第１１レンズＬ１１〜第１５レンズＬ１５）との間の距離である。軸上面間隔Ｍ４は第１フォーカス用レンズ群ＬＦ１（第１１レンズＬ１１〜第１５レンズＬ１５）と第１０レンズＬ１０との間の距離である。軸上面間隔Ｍ１は投写サイズにより変化し、軸上面間隔Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４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。
【０１５６】
レンズ 面番          R           d         nd       νd
S       Infinity        M1
L19     *1        -23.687       5.000     1.53116    56.04
*2         49.492        M2         
L18      3         36.137       2.000     1.72916    54.68
4         19.120       7.431          
L17     *5         33.246       2.000     1.83220    40.10
*6         14.200      11.429          
L16      7        164.406      10.466     1.80100    34.97
8        -44.222        M3         
L15      9        -32.496       1.200     1.74950    35.33
L14     10         31.812      10.500     1.49700    81.54
11        -20.209       0.200          
L13     12        104.522      12.416     1.49700    81.54
13        -27.938       0.100          
L12     14         40.996      11.149     1.49700    81.54
L11     15        -50.668       2.000     1.85896    22.73
16         59.511        M4        
L10    *17       -301.240       9.713     1.53116    56.04
*18        -16.241      58.389          
L9      19       1238.564       7.500     2.00069    25.46
20       -120.581      77.760          
L8      21         84.533       8.000     1.90043    37.37
22        Infinity     35.754          
L7      23         47.387       4.000     1.85478    24.80
24        105.975       6.121          
L6      25         23.358       6.174     1.76866    45.83
L5      26        -62.364       1.200     1.84666    23.78
27         15.715       4.431          
STO     28        Infinity      5.360          
L4      29        -17.642       1.200     1.84666    23.78
L3      30       -110.522       4.794     1.49700    81.54
31        -17.392       0.100          
L2      32         60.110       3.102     1.49700    81.54
33       -293.973      10.505          
L1      34         51.531       6.000     1.85896    22.73
35        -78.171       0.200          
36        Infinity     25.910     1.51680    64.17
37        Infinity      9.536          
OBJ        Infinity           
【０１５７】
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Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は以下のとおりである。第２１レンズＬ２１とスクリーンＳとの距離である軸上面間隔Ｍ１を基準投影距離である５００ｍｍ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Ｍ１を基準投影距離よりも近い４１１ｍｍ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Ｍ１を基準投影距離よりも遠い６６２ｍｍ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
M1      500.000       411.800       662.000
M2        4.212         4.142         4.309
M3        5.156         5.040         5.289
M4        9.029         9.214         8.798
【０１５８】
ここで、第１面および第２面は奇数次の非球面係数を含む奇数次非球面式（式１）で表される高次非球面である。以下の値は、非球面とされた面番１、２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である。
【０１５９】
面番         1               2
K     -12.63509        -35.35501
A03     4.39772E-04      8.10560E-04
A04    -3.83844E-06     -1.68494E-05
A05    -1.45770E-07      4.38550E-08
A06     2.23492E-09      0.00000E+00
A07     6.81484E-11      0.00000E+00
A08    -8.57808E-13      0.00000E+00
A09    -2.28038E-14      0.00000E+00
A10     3.93789E-16      0.00000E+00
【０１６０】
次に、第５面、第６面、第１７面、および第１８面は偶数次のみの非球面係数を含む偶数次非球面式（式２）で表される高次非球面である。以下の値は、非球面とされた面番５、６、１７、１８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である。
【０１６１】
面番          5              6              17              18        
K        -1.54227        -0.72945         0.00000         -0.59104
A04      -4.48250E-06     8.40840E-05     1.32870E-05      5.56830E-05
A06      -7.10270E-08     8.70120E-08    -6.27930E-08     -7.62620E-09
A08       2.53960E-10    -2.00890E-09     1.84340E-10     -2.01520E-10
A10      -2.86560E-13     1.48150E-11     9.04170E-14      1.37850E-12
A12       0.00000E+00     0.00000E+00    -5.48580E-16     -1.85370E-15
【０１６２】
本例では、最もスクリーンＳの側に位置する第２２レンズ群ＬＵ２２は、縮小側から順に、１枚の正のレンズ（第１６レンズＬ１６）と、３枚の負のレンズ（第１７レンズＬ１７、第１８レンズＬ１８、第１９レンズＬ１９）とを備える。従って、第２レンズ群ＬＵ２の半画角を６０°以上とすることが容易である。
【０１６３】
また、第１レンズ群ＬＵ１は、中間像３０の側に位置する第１２レンズ群ＬＵ１２が正のレンズ（第９レンズＬ９）からなる。従って、中間像３０を形成することが容易である。
【０１６４】
さらに、投写光学系３Ｄは、レンズ全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離をｆ１とするとき、次の条件式（１）を満足する。
０．０１  ＜  ｆ／ｆ１  ＜  ０．１  （ｆ＜０、  ｆ１＜０）    ・・・（１）
すなわち、本例では、ｆ／ｆ１  ＝  ０．０３０  である。投写光学系３Ｄは条件式（１）を満たすので、非点収差を抑制しながら、レンズ系全体が大型化することを抑制できる。
【０１６５】
また、投写光学系３Ｄは、第１レンズ群ＬＵ１の焦点距離をｆ１、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔をＤとするときに、以下の条件式（２）を満足する。
−１．２  ＜  Ｄ／ｆ１  ＜  −０．２    ・・・（２）
すなわち、本例では、Ｄ／ｆ１  ＝  −０．４４８  である。投写光学系３Ｄは条件式（２）を満たすので、投写光学系３Ｄが大型化することを抑制しながら、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に間隔を確保できる。従って、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間に第２光路偏向手段３２を配置して、投写光学系３Ｄを、よりコンパクトに構成することができる。
【０１６６】
さらに、投写光学系３Ｄは、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離をｆ１２、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
−２．０  ＜  ｆ１２／ｆ１  ＜  −０．５    ・・・（３）
すなわち、本例では、ｆ１２／ｆ１  ＝  −０．８３８  である。投写光学系３Ｄは条件式（３）を満たすので、第１レンズ群ＬＵ１から第２レンズ群ＬＵ２に効率よく光束をリレーでき、拡大側共役面において十分なコントラストの像を得ることができる。
【０１６７】
また、投写光学系３Ｄは、第１レンズ群ＬＵ１と第２レンズ群ＬＵ２との間隔をＤ、第１１レンズ群ＬＵ１１と第１２レンズ群ＬＵ１２との間隔をＤ１とするとき、次の条件式（４）を満足する。
０．５  ＜  Ｄ１／Ｄ  ＜  ２．０    ・・・（４）
すなわち、本例では、Ｄ１／Ｄ  ＝  １．３３２  である。投写光学系３Ｄは条件式（４）を満たすので、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２の配置が容易となる。
【０１６８】
さらに、投写光学系３Ｄは、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側の面から中間像３０の近軸焦点位置までの距離をｄ１、第１２レンズ群ＬＵ１２の焦点距離をｆ１２とするとき、次の条件式（５）を満足する。
０．２  ＜  ｄ１／ｆ１２  ＜  ０．８    ・・・（５）
すなわち、本例では、ｄ１／ｆ１２  ＝  ０．３５１  である。投写光学系３Ｄは条件式（５）を満たすので、像面湾曲を良好に補正するとともに、第２レンズ群ＬＵ２の大型化を抑制できる。また、投写光学系３Ｄは条件式（５）を満たすので、第２光路偏向手段３２の配置が容易となる。
【０１６９】
また、投写光学系３Ｄは、第１２レンズ群ＬＵ１２の最も拡大側のレンズ（第８レンズＬ８）が縮小側に凸面を向けた正のレンズであり、凸面の曲率半径をＲとするとき、次の条件式（６）を満足する。
０．３  ＜  ｜Ｒ｜／ｆ１２  ＜  １．５    ・・・（６）
すなわち、本例では、｜Ｒ｜／ｆ１２  ＝  １．１０４  である。投写光学系３Ｄは条件式（６）を満たすので、像面湾曲を良好に補正できるとともに、コマ収差および非点収差の発生を抑制できる。
【０１７０】
図２１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２２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２３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２１から図２３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。
【０１７１】
また、本例では、投写光学系３Ｄの途中に、光路を折り曲げるための第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２を有する。これにより、光路を１８０°偏向できるので、投写光学系３Ｄおよびプロジェクター１をコンパクトに構成できる。
【０１７２】
さらに、本例では、第２光路偏向手段３２を第１レンズ群ＬＵ１と中間像３０との間に配置している。ここで、第１レンズ群ＬＵ１により形成される中間像３０の像面は、周辺部に近づくのに従って、縮小側に向かって湾曲している。従って、第２光路偏向手段３２を第１レンズ群ＬＵ１と中間像３０の近軸焦点位置の間に配置することにより、第２光路偏向手段３２のサイズを小さくできる。
【０１７３】
また、投写光学系３Ｄでは、第１光路偏向手段３１と第２光路偏向手段３２との間には、第１レンズ群ＬＵ１の１枚のレンズ（第９レンズＬ９）のみが配置されている。従って、第１光路偏向手段３１と第２光路偏向手段３２との間に複数のレンズを配置する場合と比較して、投写光学系３Ｄを構成する各レンズを位置精度よく配置できる。また、投写光学系３Ｄでは、第２レンズ群ＬＵ２の途中には、光路偏向手段は配置されていない。従って、光路偏向手段の配置により、第２レンズ群ＬＵ２を構成する複数のレンズの位置精度が低下することがなく、第２レンズ群ＬＵ２において光学性能の劣化を回避できる。
【０１７４】
ここで、本例においても、第１２レンズ群ＬＵ１２、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２は、図７に示す単一の支持部材３７によって支持されており、第１１レンズ群ＬＵ１１を保持する第１鏡筒３５および第２レンズ群ＬＵ２を保持する第２鏡筒３６が支持部材３７に当接している。従って、第１１レンズ群ＬＵ１１、第１２レンズ群ＬＵ１２、第２レンズ群ＬＵ２、第１光路偏向手段３１、および、第２光路偏向手段３２を、位置精度よく配置できる。
【０１７５】
また、本例では、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２がミラーであり、ミラー間の距離も短い。さらに、第１２レンズ群ＬＵ１２は第３支持部３７ｃに着脱可能に支持されているので、第１２レンズ群ＬＵ１２を支持部材３７から取り外せば、コリメータで第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２の直角度などの測定が可能なる。よって、容易に各光路偏向手段３１、３２の位置精度を確保できる。
【０１７６】
さらに、第２光路偏向手段３２上に中間像３０の焦点位置が一致した場合には、第２光路偏向手段３２の反射面上の傷や、反射面に付着した塵などがそのまま拡大投写されてしまう危険性がある。これに対して、本例では、図２０に示すように、中間像３０における軸上から最大像高までの焦点位置と第２光路偏向手段３２の反射面が重ならないように第２光路偏向手段３２を配置している。従って、反射面に付着した塵などがそのまま拡大投写されることを回避できる。
【０１７７】
なお、第１光路偏向手段３１および第２光路偏向手段３２としては、プリズムなどを用いることができる。また、本例では、垂直方向への光軸Ｌの偏向を２回行っているが、任意の方向に光軸Ｌを偏向しても良い。
【符号の説明】
【０１７８】
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〜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…第１インテグレーターレンズ、１２…第２インテグレーターレンズ、１３…偏光変換素子、１４…重畳レンズ、１５…ダイクロイックミラー、１６…反射ミラー、１７Ｒ・１７Ｇ・１７Ｂ…フィールドレンズ、１８Ｒ・１８Ｇ・１８Ｂ…液晶パネル（縮小側共役面）、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…第１光路偏向手段、３２…第２光路偏向手段、３５…第１鏡筒、３６…第２鏡筒、３７…支持部材、３７ａ…第１支持部、３７ｂ…第２支持部、３７ｃ…第３支持部、３７ｄ…第１当接部、３７ｅ…第２当接部、Ｌ…光軸、Ｌ１〜Ｌ２１…レンズ、ＬＵ１…第１レンズ群、ＬＵ１１…第１１レンズ群、ＬＵ１２…第１２レンズ群、ＬＵ２…第２レンズ群、ＬＵ２１…第２１レンズ群、ＬＵ２２…第２２レンズ群、ＬＦ１…第１フォーカス用レンズ群、ＬＦ２…第２フォーカス用レンズ群、ＬＣ１〜ＬＣ４…接合レンズ、M1〜M4…軸上面間隔、Ｓ…スクリーン（拡大側共役面）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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