JP2006047948A - 投影光学系およびそれを備えた投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 投影光学系１の光路折り曲げ手段の配置スペースを適切に設定することによって、コストアップを抑えながら投影装置を薄型化する。
【解決手段】 投影光学系１を、拡大側より順に、第１のレンズ群Ｇ１１と、光路折り曲げ手段であるミラーＢ１と、第２のレンズ群Ｇ１２と、第３のレンズ群Ｇ１３とで構成する。そして、第１のレンズ群Ｇ１１と第２のレンズ群Ｇ１２との間の空気換算間隔をＴ₁₂、全系の焦点距離をＦＬとしたとき、条件式（１）；５．５＜Ｔ₁₂／ＦＬ＜１２．０を満足するように、投影光学系１を設計する。この条件式（１）を満たすことにより、第１のレンズ群Ｇ１１のレンズ径を極端に大きくしなくても済む。また、第１のレンズ群Ｇ１１と第２のレンズ群Ｇ１２との干渉を防ぐために、これらのレンズ形状を変更する必要もなくなり、投影光学系１のコストアップを抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主にＤＭＤ（Digital Micromirror Device；米国テキサスインスツルメント社製）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などを表示素子とするリアプロジェクタ等に用いられ、長いバックフォーカスを有し、縮小側が略テレセントリックである投影光学系と、その投影光学系を有する投影装置とに関するものである。

最近、ＤＭＤやＬＣＤを表示素子とした高性能かつ低価格なリアプロジェクタが普及しつつある。このようなリアプロジェクタを例えば家庭に設置すれば、ＢＳデジタル放送で受信した映像を大画面で鑑賞したり、ホームシアターとして映画を大画面で鑑賞することができる。

このようなリアプロジェクタに用いられる表示素子は、従来よりもさらに小型化、高解像度化されつつあり、投影光学系においても、小型化、高性能化および低価格化が求められている。また、近年、狭い室内でもスペースを取らないようにリアプロジェクタの薄型化に対する要求も強く、より広角な投影光学系が必要となってきている。

そこで、例えば特許文献１のリアプロジェクタでは、スクリーンに投影する光の光路の途中に光路折り曲げ手段を配置し、光路を折り曲げることで、リアプロジェクタ全体としての薄型化、小型化が図られている。
特開２００３−２４８１６９号公報（実施例４、図７、図８参照）

ところが、特許文献１のリアプロジェクタでは、光路折り曲げ手段の配置スペース、すなわち、光路折り曲げ手段よりも拡大側（スクリーン側）の第１のレンズ群と、光路折り曲げ手段よりも縮小側の第２のレンズ群との間の空気換算間隔が適切に設定されていない。このため、リアプロジェクタの薄型化に際し、コストアップが避けられない場合があり、リアプロジェクタの薄型化に支障をきたすという問題が生ずる。

つまり、空気換算間隔が必要以上に大きい場合、第１のレンズ群のレンズ径が必要以上に大きくなる。その結果、第１のレンズ群のコストが上昇する。逆に、空気換算間隔が必要以上に小さい場合、光路の折れ曲がりによる第１のレンズ群と第２のレンズ群との干渉（衝突）を防ぐために、これらのレンズ群のレンズ形状を変更する（例えばレンズを光軸に平行な面でカットして小判型にする）ことが必要となる。その結果、そのような処理を必要とする分だけ、投影光学系のコストが上昇する。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、光路折り曲げ手段の配置スペースを適切に設定することによって、コストアップを抑えながら投影装置を薄型化できる投影光学系と、その投影装置とを提供することにある。

本発明の投影光学系は、拡大側より順に、負のパワーを有する第１のレンズ群と、反射面で光路を折り曲げる光路折り曲げ手段（例えばミラー、プリズム）と、正レンズ複数枚で構成され、正のパワーを有する第２のレンズ群と、正のパワーを有する第３のレンズ群とを備えた投影光学系において、前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群との間の空気換算間隔をＴ₁₂、全系の焦点距離をＦＬとしたとき、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする投影光学系である。すなわち、
５．５＜Ｔ₁₂／ＦＬ＜１２．０ ・・・（１）
である。

条件式（１）の上限値を上回ると、第１のレンズ群のレンズ径を極端に大きくする必要が生じる。その結果、第１のレンズ群がコストアップし、安価な投影光学系を実現することが困難になるとともに、投影装置も大型化する。逆に、条件式（１）の下限値を下回ると、第１のレンズ群と第２のレンズ群との干渉を防ぐために、これらのレンズ形状を例えば小判型に変更する必要が生じる。この結果、第１のレンズ群および第２のレンズ群がコストアップし、安価な投影光学系を実現することが困難となる。

したがって、条件式（１）を満足するように投影光学系を設計し、光路折り曲げ手段の配置スペースを適切に設定することにより、投影光学系のコストアップを抑えながら、投影装置を薄型化することができる。

本発明の投影光学系は、第２のレンズ群の焦点距離をＦＬ₂としたときに、さらに以下の条件式（２）を満足することが望ましい。すなわち、
２．０＜ＦＬ₂／ＦＬ＜８．０ ・・・（２）
である。

条件式（２）の上限値を上回ると、第２のレンズ群の正のパワーが弱くなりすぎて、第２のレンズ群から第１のレンズ群へ至る光束幅が小さくならないので、空気換算間隔Ｔ₁₂を大きく取る必要がある。その結果、第１のレンズ群のレンズ径が大きくなってコストアップが発生する。逆に、条件式（２）の下限値を下回ると、第２のレンズ群の正のパワーが大きくなりすぎて、それに伴い諸収差が大きくなり、投影光学系の性能が低下する。

したがって、条件式（２）をさらに満足するように投影光学系を設計することにより、投影光学系のコストアップを抑えながら、諸収差の発生を軽減して投影光学系の性能低下を回避することができる。

本発明の投影光学系は、第１のレンズ群の焦点距離をＦＬ₁としたとき、さらに以下の条件式（３）を満足することが望ましい。すなわち、
１．０＜｜ＦＬ₁／ＦＬ｜＜５．０ ・・・（３）
である。

条件式（３）の上限値を上回ると、第１のレンズ群の負のパワーが弱くなりすぎて、長いバックフォーカスを取ることが困難となる。逆に、条件式（３）の下限値を下回ると、第１のレンズ群の負のパワーが大きくなりすぎて、軸外収差の補正が困難となり、投影光学系の性能が低下する。

したがって、条件式（３）をさらに満足するように投影光学系を設計することにより、長いバックフォーカスを確保しながら、軸外収差を軽減して投影光学系の性能低下を回避することができる。

本発明の投影光学系は、第３のレンズ群の最も縮小側のレンズ面から縮小側の像面（表示素子の表示面）までの空気換算長であるレンズバックフォーカスをＬＢとしたとき、さらに以下の条件式（４）を満足することが望ましい。すなわち、
１．５＜ＬＢ／ＦＬ＜６．０ ・・・（４）
である。

条件式（４）の上限値を上回ると、長いバックフォーカスを確保するために、第１のレンズ群の負のパワーを大きくしなければならず、それに伴い諸収差が大きくなり、性能が低下する。逆に、条件式（４）の下限値を下回ると、長いバックフォーカスを得ることができない。

したがって、条件式（４）をさらに満足するように投影光学系を設計することにより、諸収差の発生を軽減して性能低下を回避することができるとともに、長いバックフォーカスを確保することができる。

本発明の投影光学系において、前記第２のレンズ群は、正レンズ２枚で構成されていることが望ましい。

この構成の場合、第２のレンズ群を１枚の正レンズで構成する場合に比べて、収差の発生を抑えることができる。また、第２のレンズ群を正レンズ２枚という必要最小限の枚数としているので、第２のレンズ群のコストアップを抑えることもできる。

本発明の投影光学系において、前記第２のレンズ群の最も拡大側の正レンズは、拡大側に凸面を有する正レンズで構成されていることが望ましい。

この場合、第２のレンズ群の最も拡大側の正レンズを、拡大側に凹面を有する正レンズで構成した場合に比べて、収差の発生を軽減して投影光学系の性能低下を回避することができる。

本発明の投影光学系において、前記第１のレンズ群は、拡大側と縮小側とのうちの少なくとも１面が非球面であるレンズを含んでいることが望ましい。この場合、諸収差をバランス良く補正することができる。

本発明の投影光学系において、前記第３のレンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた負レンズと縮小側に凸面を向けた正レンズとを接合してなる複合レンズと、負レンズと縮小側に凸面を向けた正レンズとを接合してなる複合レンズと、少なくとも１枚の正レンズとで構成されていてもよい。また、前記第３のレンズ群は、拡大側から順に、両凹面の負レンズと、（前記負レンズとは非接合で）両凸面の正レンズと、負レンズと縮小側に凸面を向けた正レンズとを接合してなる複合レンズと、少なくとも１枚の正レンズとで構成されていてもよい。これらの構成によれば、倍率色収差を効果的に低減することができる。

なお、本発明の投影光学系において、前記第３のレンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた負レンズと縮小側に凸面を向けた正レンズとを接合してなる複合レンズと、負レンズと、（前記負レンズとは非接合で）縮小側に凸面を向けた正レンズと、少なくとも１枚の正レンズとで構成されていてもよい。また、前記第３のレンズ群は、拡大側から順に、両凹面の負レンズと、（前記負レンズとは非接合で）両凸面の正レンズと、負レンズと、（前記負レンズとは非接合で）縮小側に凸面を向けた正レンズと、少なくとも１枚の正レンズとで構成されていてもよい。これらの構成によっても、倍率色収差を効果的に低減することができる。

つまり、倍率色収差を効果的に低減するためには、第３のレンズ群は、最も拡大側の正負２枚のレンズと、それに続く拡大側の正負２枚のレンズとの組み合わせが、（ａ）接合レンズ−接合レンズ、（ｂ）接合レンズ−非接合レンズ、（ｃ）非接合レンズ−接合レンズ、（ｄ）非接合レンズ−非接合レンズのうちのいずれかであればよいと言える。

本発明の投影光学系において、前記第１のレンズ群の最も拡大側のレンズは、ｄ線に対するアッベ数が５５以上であり、かつ、屈折率が１．５０以上である構成が望ましい。この構成によれば、安価で加工性のよい（加工がしやすい）硝材を用いて上記レンズを構成することができる。その結果、第１のレンズ群ひいては投影光学系のコストアップを回避することができる。

本発明の投影光学系において、前記第１のレンズ群、前記第２レンズ群および前記第３のレンズ群の各レンズは、ｄ線に対するアッベ数が７５以下である構成が望ましい。この構成によれば、安価で加工しやすい硝材を用いて各レンズ群を構成することができる。その結果、投影光学系のコストアップを回避することができる。

本発明の投影光学系において、前記第２のレンズ群の少なくとも２枚のレンズは、屈折率が１．６０以上である構成が望ましい。この構成によれば、諸収差の発生を確実に小さくすることができる。

本発明の投影光学系において、前記第１のレンズ群は、拡大側と縮小側とのうちの少なくとも１面が非球面であるレンズを含んでおり、上記レンズが拡大側から２番目に配置されている構成が望ましい。この構成によれば、製造コスト低減の効果と収差補正の効果とをバランスよく得ることができる。

本発明の投影装置は、上述した本発明の投影光学系と、表示画像に対応する光を前記投影光学系に供給する表示素子とを備えている構成である。この構成により、装置全体としてのコストアップを抑えながら、投影装置を薄型化することができる。

本発明によれば、光路折り曲げ手段の配置スペースを適切に設定することにより、投影光学系のコストアップを抑えながら、投影装置を薄型化することができる。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図１は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。この投影装置は、投影光学系１と、ＤＭＤ素子２とを有している。

ＤＭＤ素子２は、ＤＭＤ３と、その前方（光反射面側）に配置されるカバーガラス４とで構成されている。ＤＭＤ３は、表示画像の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ駆動される微小ミラーをマトリクス状に配置してなっている。ＤＭＤ３の各ミラーは、１画素に対応している。画像データに応じて各ミラーの傾斜角を変化させることにより、光源（図示せず）からの光を各画素ごとに選択的に投影光学系１に入射させることができる。したがって、ＤＭＤ３は、表示画像に対応する光を投影光学系１に供給する表示素子を構成していると言える。

投影光学系１は、ＤＭＤ素子２を介して入射する光をスクリーン（図示せず）上に拡大して投影するための光学系であり、拡大側より順に、第１のレンズ群Ｇ１１と、ミラーＢ１と、第２のレンズ群Ｇ１２と、絞りＡと、第３のレンズ群Ｇ１３と、プリズムＰとを有して構成されている。

第１のレンズ群Ｇ１１は、拡大側に凸面を有する３枚のメニスカス形状のレンズＬ１１・Ｌ１２・Ｌ１３で構成されており、全体として負のパワーを有している。レンズＬ１１・Ｌ１２・Ｌ１３の径は、拡大側に向かうにつれて大きくなるよう形成されている。また、レンズＬ１１・Ｌ１２・Ｌ１３の少なくともいずれかは、拡大側と縮小側とのうちの少なくとも１面が非球面となっている。これにより、球面収差、歪曲収差、コマ収差等の軸外収差をバランス良く補正することができる。

ミラーＢ１は、縮小側から拡大側に向かう光路、すなわち、第２のレンズ群Ｇ１２から第１のレンズ群Ｇ１１に向かう光路を反射面で折り曲げる光路折り曲げ手段である。光路折り曲げ手段をミラーＢ１で構成した場合、光路折り曲げ手段を例えばプリズムで構成する場合に比べて、光路折り曲げ手段のコストを低減することができる。また、光路折り曲げ手段をプリズムで構成すれば、投影光学系１ひいては投影装置の小型化を容易に図ることができるが、組み立て精度を考えると、光路折り曲げ手段をミラーＢ１で構成するほうが容易である。

第２のレンズ群Ｇ１２は、正レンズ複数枚で構成され、全体として正のパワーを有している。本実施形態では、第２のレンズ群Ｇ１２は、レンズＬ１４・Ｌ１５の２枚の正レンズで構成されている。

ここで、第１のレンズ群Ｇ１１のコストアップを抑制すべく、第１のレンズ群Ｇ１１のレンズ径を小さくするためには、第２のレンズ群Ｇ１２のパワーを強くする（光束径を絞る）ことが望ましい。しかし、第２のレンズ群Ｇ１２を正レンズ１枚で構成すると、その曲率が大きくなるので収差がきつくなる。また、第２のレンズ群Ｇ１２を正レンズ３枚以上で構成すると、第２のレンズ群Ｇ１２のコストが上昇する。したがって、第２のレンズ群Ｇ１２を正レンズ２枚という必要最小限の枚数で構成することにより、第１のレンズ群Ｇ１１および第２のレンズ群Ｇ１２のコストアップを回避しながら、簡素な構成で収差を抑えることができる。

特に、本実施形態では、第２のレンズ群Ｇ１２の最も拡大側の正レンズであるレンズＬ１４は、拡大側に凸面を有する正レンズで構成されている。

レンズＬ１４が、拡大側に凹面を有する正レンズで構成される場合、拡大側に凸面を有する正レンズに比べて光線が高いところを通過するために、収差が大きく発生し、球面収差の補正や像面湾曲・非点隔差のバランスの補正が困難となり、投影光学系１の性能が低下すると考えられる。したがって、レンズＬ１４を拡大側に凸面を有する正レンズで構成することにより、収差の発生を軽減して投影光学系１の性能低下を回避することができる。

絞りＡは、第３のレンズ群Ｇ１３から第２のレンズ群Ｇ１２に入射する光の光束を絞る。絞りＡは、レンズ群と独立に存在する開口絞りだけではなく、レンズ押さえと一体になったような、軸上光束を規制する光束規制板も含む。

第３のレンズ群Ｇ１３は、拡大側から順に、レンズＬ１６・Ｌ１７・Ｌ１８・Ｌ１９・Ｌ２０を有しており、全体として正のパワーを有している。レンズＬ１６は、拡大側に凹面を向けた負レンズで構成されている。レンズＬ１７は、縮小側に凸面を向けた正レンズで構成されている。これらレンズＬ１６・Ｌ１７は、互いに接合されて複合レンズとなっている。レンズＬ１８は、負レンズで構成されている。レンズＬ１９は、縮小側に凸面を向けた正レンズで構成されている。これらレンズＬ１８・Ｌ１９は、互いに接合されて複合レンズとなっている。レンズＬ２０は、正レンズで構成されている。このような第３のレンズ群Ｇ１３の構成により、倍率色収差を効果的に低減することができる。なお、レンズＬ２０よりも縮小側にさらに正レンズを設けるようにしてもよい。

次に、本発明の最も特徴的な部分である空気換算間隔の設定について説明する。
本実施形態では、第１のレンズ群Ｇ１１と第２のレンズ群Ｇ１２との間の空気換算間隔（第１のレンズ群Ｇ１１の最も縮小側の面と、第２のレンズ群Ｇ１２の最も拡大側の面との間の空気換算光路長）をＴ₁₂、全系の焦点距離をＦＬとしたとき、以下の条件式（１）を満足するように投影光学系１が設計されている。すなわち、
５．５＜Ｔ₁₂／ＦＬ＜１２．０ ・・・（１）
である。

条件式（１）の上限値を上回ると、光路折り曲げ手段Ｂ１の配置スペースが大きくなりすぎ、それに伴って第１のレンズ群Ｇ１１のレンズ径を極端に大きくする必要が生じる。この結果、第１のレンズ群Ｇ１１がコストアップし、投影光学系１を安価に実現することができず、また、投影装置も大型化する。

一方、条件式（１）の下限値を下回ると、光路折り曲げ手段（ミラーＢ１）の配置スペースが小さくなりすぎ、明るいＦナンバーを保ちつつ光路を折り曲げることが困難となり、光路折り曲げ手段の配置の自由度が低減する。また、光路を折り曲げることが可能であったとしても、第１のレンズ群Ｇ１１と第２のレンズ群Ｇ１２との干渉を防ぐために、第１のレンズ群Ｇ１１および第２のレンズ群Ｇ１２のレンズ形状を例えば小判型に変更するなどの必要に迫られる。この結果、これらのレンズ群がコストアップし、やはり投影光学系１を安価に実現することができない。

したがって、条件式（１）を満足するように投影光学系１を設計し、光路折り曲げ手段の配置スペースを適切に設定することにより、投影光学系１のコストアップを抑えながら、投影装置の薄型化を実現することができる。

なお、この効果を確実に得るためには、前記の投影光学系は、さらに以下の条件式（１’）を満足することが望ましい。すなわち、
５．９＜Ｔ₁₂／ＦＬ＜１０．６ ・・・（１’）
である。

また、本実施形態のように、光路折り曲げ手段としてミラーＢ１を用いた場合、条件式（１）の下限値は、７．０以上であってもよく、８．０以上であってもよい。したがって、条件式（１）としては、下限値（５．５、５．９、７．０、８．０）と、上限値（１２．０、１０．６）とを種々組み合わせることで設定することができる。

また、本実施形態では、第２のレンズ群Ｇ１２の焦点距離をＦＬ₂としたとき、さらに以下の条件式（２）を満足するように投影光学系１が設計されている。すなわち、
２．０＜ＦＬ₂／ＦＬ＜８．０ ・・・（２）
である。

条件式（２）の上限値を上回ると、第２のレンズ群Ｇ１２の正のパワーが弱くなりすぎて、第２のレンズ群Ｇ１２から第１のレンズ群Ｇ１１へ至る光束幅が小さくならず、第１のレンズ群Ｇ１１と第２のレンズ群Ｇ１２との間の空気換算間隔を大きく取る必要がある。その結果、第１のレンズ群Ｇ１１のレンズ径が大きくなってコストアップが発生し、安価な投影光学系１を達成することができない。

逆に、条件式（２）の下限値を下回ると、第２のレンズ群Ｇ１２の正のパワーが大きくなりすぎて、それに伴い諸収差が大きくなり、特に球面収差の補正や像面湾曲・非点隔差のバランスの補正が困難となり、投影光学系１の性能が低下する。

したがって、条件式（２）をさらに満足するように投影光学系１を設計することにより、投影光学系１のコストアップを回避できるとともに、諸収差の発生を軽減して投影光学系１の性能低下を回避することができる。

なお、この効果を確実に得るためには、前記の投影光学系は、さらに以下の条件式（２’）を満足することが望ましい。すなわち、
４．０＜ＦＬ₂／ＦＬ＜６．０ ・・・（２’）
である。

また、条件式（２）の下限値は、３．０とすることもでき、上限値は、７．０とすることもできる。したがって、条件式（２）としては、下限値（２．０、３．０、４．０）と、上限値（８．０、７．０、６．０）とを種々組み合わせることで設定することができる。

また、本実施形態では、第１のレンズ群Ｇ１１の焦点距離をＦＬ₁としたとき、さらに以下の条件式（３）を満足するように投影光学系１が設計されている。すなわち、
１．０＜｜ＦＬ₁／ＦＬ｜＜５．０ ・・・（３）
である。

条件式（３）の上限値を上回ると、第１のレンズ群Ｇ１１の負のパワーが弱くなりすぎて、長いバックフォーカスを取ることが困難となる。逆に、条件式（３）の下限値を下回ると、第１のレンズ群Ｇ１１の負のパワーが大きくなりすぎて、軸外収差の補正が困難となり、投影光学系１の性能が低下する。

したがって、条件式（３）をさらに満足するように投影光学系１を設計することにより、長いバックフォーカスを確保しながら、軸外収差を軽減して投影光学系１の性能低下を回避することができる。

なお、この効果を確実に得るためには、前記の投影光学系は、さらに以下の条件式（３’）を満足することが望ましい。すなわち、
１．５＜｜ＦＬ₁／ＦＬ｜＜３．５ ・・・（３’）
である。

また、条件式（３）の下限値は、２．２０とすることもでき、２．２５とすることもできる。したがって、条件式（３）としては、下限値（１．０、１．５、２．２０、２．２５）と、上限値（５．０、３．５）とを種々組み合わせることで設定することができる。

また、本実施形態では、第３のレンズ群Ｇ１３の最も縮小側のレンズ面（レンズＬ２０の縮小側の面）から縮小側の像面（ＤＭＤ素子２の表示面、すなわち、ＤＭＤ３の光反射面）までの空気換算長であるレンズバックフォーカスをＬＢとしたとき、さらに以下の条件式（４）を満足するように投影光学系１が設計されている。すなわち、
１．５＜ＬＢ／ＦＬ＜６．０ ・・・（４）
である。

条件式（４）の上限値を上回ると、長いバックフォーカスを確保するために、第１のレンズ群Ｇ１１の負のパワーを大きくしなければならず、それに伴い諸収差が大きくなり、性能が低下する。逆に、条件式（４）の下限値を下回ると、長いバックフォーカスを得ることができない。

したがって、条件式（４）をさらに満足するように投影光学系１を設計することにより、諸収差の発生を軽減して性能低下を回避することができるとともに、長いバックフォーカスを確保することができる。

なお、この効果を確実に得るためには、前記の投影光学系は、さらに以下の条件式（４’）を満足することが望ましい。すなわち、
２．０＜ＬＢ／ＦＬ＜４．０ ・・・（４’）
である。

また、条件式（４）の下限値は、２．５５とすることもできる。したがって、条件式（４）としては、下限値（１．５、２．０、２．５５）と、上限値（６．０、４．０）とを種々組み合わせることで設定することができる。

以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例１として説明する。

（実施例１）
表１は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９０．０度であり、全系の焦点距離ＦＬは７．１４ｍｍである。また、投影距離（レンズＬ１１の拡大側の面からスクリーン面（被投影面）までの光軸上の距離）は、７０１ｍｍである。

なお、表１において、Ｓは、拡大側から数えて第ｎ番目の面（ｎは自然数、ミラーＢ１の反射面を除く）の面番号を示しており、面番号１〜２３は、図１のＳ１〜Ｓ２３と対応している。また、ＣＲは曲率半径〔ｍｍ〕を示し、Ｔは軸上面間隔〔ｍｍ〕を示し、Ｎｄは屈折率を示し、Ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示している。

また、本実施例では、第６面、すなわち、レンズＬ１３の縮小側の面が非球面となっている。なお、非球面の定義式は、面頂点を原点とし、光軸をｘ軸とし、ｙｚ断面において、次の数１式で表される。

ただし、
ｘ：光軸に対する高さｈでの光軸方向のサグ量
ｃ_j：第ｊ面において、面頂点での曲率（曲率半径の逆数）
ｈ：レンズ面への光線入射高さ（ｈ²＝ｙ²＋ｚ²）
ε_j：１＋ｋ
ｋ：円錐定数
であり、Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀は、それぞれｈの４次、１２次、１６次、２０次の係数（非球面係数）である。

また、第６面における非球面係数は、表２に示す通りである。なお、表２中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図２は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、球面収差図および倍率色収差図は、ｃ線（破線）、ｅ線（実線）、ｇ線（一点鎖線）についての収差を示している。また、非点収差図において、実線（ＤＭ）は、ｅ線のメリジオナル像面における非点収差を示し、破線（ＤＳ）は、ｅ線のサジタル像面における非点収差を示している。また、歪曲収差図は、ｅ線についての歪曲収差を示している。なお、各収差図の縦軸および横軸の単位は、歪曲収差図を除いて全て〔ｍｍ〕である。歪曲収差図については、縦軸の単位は〔％〕であり、横軸の単位は〔ｍｍ〕である。また、球面収差図の縦軸は、入射瞳上での入射高さを示している。

なお、本実施例を投影光学系として投影装置に用いる場合には、本来はスクリーン面（被投影面）が像面であり、素子表示面（ＤＭＤ３の光反射面）が物体面であるが、本実施例では、光学設計上、縮小系とし、スクリーン面を物体面とみなして縮小側の像面（表示素子面）で光学性能を評価している。すなわち、図２の各収差図は、縮小側での収差図である。

本実施例において、上記した各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表３に示す通りである。

表３で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、上述した効果が得られると言える。しかも、表３で示した各値は、条件式（１’）から（４’）をも満たしており、その効果が確実に得られると言える。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図３は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、第３のレンズ群Ｇ１３のレンズＬ１６とレンズＬ１７とを非接合とし、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例２として説明する。

（実施例２）
表４は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９２．０度であり、全系の焦点距離ＦＬは１０．２７ｍｍであり、投影距離は５０９ｍｍである。

なお、表４のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表４の面番号１〜２４は、図３のＳ１〜Ｓ２４（ミラーＢ１の反射面を除く）と対応している。また、本実施例では、第６面が非球面となっている。第６面における非球面係数は、表５に示す通りである。なお、表５中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図４は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表６に示す通りである。

表６で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。しかも、表６で示した各値は、条件式（１’）から（４’）をも満たしており、その効果が確実に得られると言える。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１または２と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図５は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、ミラーＢ１をプリズムＢ２に置き換え、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

プリズムＢ２は、縮小側から拡大側に向かう光路、すなわち、第２のレンズ群Ｇ１２から第１のレンズ群Ｇ１１に向かう光路を反射面で折り曲げる光路折り曲げ手段である。光路折り曲げ手段をプリズムＢ２で構成することにより、光路折り曲げ手段をミラーで構成する場合に比べて、投影光学系１を小型化することができる。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例３として説明する。

（実施例３）
表７は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９２．０度であり、全系の焦点距離ＦＬは１０．２７ｍｍであり、投影距離は６２６ｍｍである。

なお、表７のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表７の面番号１〜２５は、図５のＳ１〜Ｓ２５（プリズムＢ２の反射面を除く）と対応している。また、Ｓ７およびＳ８は、プリズムＢ２の光射出面および光入射面をそれぞれ指している。また、本実施例では、第６面が非球面となっている。第６面における非球面係数は、表８に示す通りである。なお、表８中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図６は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表９に示す通りである。

表９で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。しかも、表９で示した各値は、条件式（１’）から（４’）をも満たしており、その効果が確実に得られると言える。

〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１ないし３と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図７は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、第３のレンズ群Ｇ１３のレンズＬ１６とレンズＬ１７とを非接合とし、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例４として説明する。

（実施例４）
表１０は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９２．０度であり、全系の焦点距離ＦＬは１０．４４ｍｍであり、投影距離は５８９ｍｍである。

なお、表１０のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表１０の面番号１〜２４は、図７のＳ１〜Ｓ２４（ミラーＢ１の反射面を除く）と対応している。また、本実施例では、第６面が非球面となっている。第６面における非球面係数は、表１１に示す通りである。なお、表１１中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図８は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表１２に示す通りである。

表１２で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。しかも、表１２で示した各値は、条件式（１’）から（４’）をも満たしており、その効果が確実に得られると言える。

〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１ないし４と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図９は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、ミラーＢ１をプリズムＢ２に置き換え、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例５として説明する。

（実施例５）
表１３は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９２．０度であり、全系の焦点距離ＦＬは１０．４４ｍｍであり、投影距離は５９５ｍｍである。

なお、表１３のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表１３の面番号１〜２５は、図９のＳ１〜Ｓ２５（プリズムＢ２の反射面を除く）と対応している。また、Ｓ７およびＳ８は、プリズムＢ２の光射出面および光入射面をそれぞれ指している。また、本実施例では、第５面および第６面、すなわち、レンズＬ１３の拡大側および縮小側の面が非球面となっている。第５面および第６面における非球面係数は、表１４に示す通りである。なお、表１４中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図１０は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表１５に示す通りである。

表１５で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。しかも、表１５で示した各値は、条件式（１’）から（４’）をも満たしており、その効果が確実に得られると言える。

〔実施の形態６〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１ないし５と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図１１は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、第３のレンズ群Ｇ１３のレンズＬ１６とレンズＬ１７とを非接合とし、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例６として説明する。

（実施例６）
表１６は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９２．０度であり、全系の焦点距離ＦＬは１０．４４ｍｍであり、投影距離は５８９ｍｍである。

なお、表１６のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表１６の面番号１〜２４は、図１１のＳ１〜Ｓ２４（ミラーＢ１の反射面を除く）と対応している。また、本実施例では、第６面が非球面となっている。第６面における非球面係数は、表１７に示す通りである。なお、表１７中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図１２は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表１８に示す通りである。

表１８で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。しかも、表１８で示した各値は、条件式（１’）から（４’）をも満たしており、その効果が確実に得られると言える。

〔実施の形態７〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１ないし６と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図１３は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、ミラーＢ１をプリズムＢ２に置き換え、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例７として説明する。

（実施例７）
表１９は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９２．０度であり、全系の焦点距離ＦＬは１０．４４ｍｍであり、投影距離は５９５ｍｍである。

なお、表１９のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表１９の面番号１〜２５は、図１３のＳ１〜Ｓ２５（プリズムＢ２の反射面を除く）と対応している。また、Ｓ７およびＳ８は、プリズムＢ２の光射出面および光入射面をそれぞれ指している。また、本実施例では、第５面および第６面が非球面となっている。第５面および第６面における非球面係数は、表２０に示す通りである。なお、表２０中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図１４は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表２１に示す通りである。

表２１で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。しかも、表２１で示した各値は、条件式（１’）から（４’）をも満たしており、その効果が確実に得られると言える。

〔実施の形態８〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１ないし７と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図１５は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、第３のレンズ群Ｇ１３のレンズＬ２０よりも縮小側にさらに正のパワーを有するレンズＬ２１を設け、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例８として説明する。

（実施例８）
表２２は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９０．０度であり、全系の焦点距離ＦＬは７．１４ｍｍであり、投影距離は６９９ｍｍである。

なお、表２２のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表２２の面番号１〜２５は、図１５のＳ１〜Ｓ２５（ミラーＢ１の反射面を除く）と対応している。また、本実施例では、第６面が非球面となっている。第６面における非球面係数は、表２３に示す通りである。なお、表２３中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図１６は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表２４に示す通りである。

表２４で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。しかも、表２４で示した各値は、条件式（１’）から（４’）をも満たしており、その効果が確実に得られると言える。

〔実施の形態９〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１ないし８と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図１７は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、第３のレンズ群Ｇ１３のレンズＬ１６とレンズＬ１７とを非接合とし、レンズＬ２０よりも縮小側にさらに正のパワーを有するレンズＬ２１を設け、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例９として説明する。

（実施例９）
表２５は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは３．５であり、画角（２ω）は９０．０度であり、全系の焦点距離ＦＬは７．１４ｍｍであり、投影距離は６９９ｍｍである。

なお、表２５のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表２５の面番号１〜２６は、図１７のＳ１〜Ｓ２６（ミラーＢ１の反射面を除く）と対応している。また、本実施例では、第６面が非球面となっている。第６面における非球面係数は、表２６に示す通りである。なお、表２６中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図１８は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表２７に示す通りである。

表２７で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。しかも、表２７で示した各値は、条件式（１’）から（４’）をも満たしており、その効果が確実に得られると言える。

〔実施の形態１０〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１ないし９と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図１９は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、第３のレンズ群Ｇ１３のレンズＬ２０よりも縮小側にさらに正のパワーを有するレンズＬ２１を設け、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例１０として説明する。

（実施例１０）
表２８は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９２．５度であり、全系の焦点距離ＦＬは１０．２５ｍｍであり、投影距離は６８３ｍｍである。

なお、表２８のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表２８の面番号１〜２５は、図１９のＳ１〜Ｓ２５（ミラーＢ１の反射面を除く）と対応している。また、本実施例では、第３面および第４面が非球面となっている。第３面および第４面における非球面係数は、表２９に示す通りである。なお、表２９中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図２０は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表３０に示す通りである。

表３０で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。

また、本実施例の投影光学系１では、第１のレンズ群Ｇ１１の最も拡大側のレンズＬ１１は、ｄ線に対するアッベ数Ｖｄが５５以上の６１．２５であり、かつ、屈折率Ｎｄが１．５０以上の１．５８９１となっている。

例えば、本実施例のような広角の投影光学系１においては、第１のレンズ群Ｇ１１の最も拡大側のレンズＬ１１の外径が大きくなり、コストが増大する。そこで、レンズＬ１１を、ｄ線に対するアッベ数Ｖｄが５５以上であり、かつ、屈折率Ｎｄが１．５０以上とすることにより、安価で加工性のよい（加工がしやすい）硝材を用いてレンズＬ１１を構成することができる。その結果、第１のレンズ群Ｇ１１ひいては投影光学系１のコストアップを回避することができる。

また、本実施例の投影光学系１では、第１のレンズ群Ｇ１１、第２のレンズ群Ｇ１２および第３のレンズ群Ｇ１３の各レンズは、ｄ線に対するアッベ数Ｖｄが７５以下となっている。

本実施例のように、縮小側が略テレセントリックの投影光学系１においては、異常分散性の強い硝材を使うことが多いが、異常分散性の強い硝材は、高価で加工性が悪く（加工がしにくく）、コストの増大を招く。そこで、上記各レンズのｄ線に対するアッベ数Ｖｄを７５以下とすることにより、安価で加工しやすい硝材を用いて各レンズ群を構成することができる。その結果、投影光学系１のコストアップを回避することができる。

また、本実施例の投影光学系１では、第２のレンズ群Ｇ１２の２枚のレンズＬ１４・Ｌ１５は、屈折率がそれぞれ１．８０６１および１．７２８３であり、ともに１．６０以上となっている。

第２のレンズ群Ｇ１２を構成する複数枚の正レンズ（本実施例ではレンズＬ１４・Ｌ１５）は、第１のレンズ群Ｇ１１へ至る光束の高さを小さくする役割を持つ。このとき、レンズＬ１４・Ｌ１５が正レンズであることにより、全系の諸収差を小さく保つことができるが、レンズＬ１４・Ｌ１５の屈折率が１．６０以上であることにより、その効果をさらに高めることができる。

なお、第２のレンズ群Ｇ１２を正レンズ３枚以上で構成する場合でも、各レンズの屈折率を１．６０以上とすることにより、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本実施例の投影光学系１では、第１のレンズ群Ｇ１１は、拡大側と縮小側とのうちの少なくとも１面が非球面であるレンズを含んでおり、上記レンズが拡大側から２番目に配置されている。

例えば、第１のレンズ群Ｇ１１において、最も拡大側のレンズＬ１１に非球面が入ると、そのレンズ径が増大し、コスト負担が大きくなる。また、レンズＬ１１は、一般的にはプラスチック材料で構成されるので、耐候性が低く、取り扱いに気を付けなければならない。なお、耐候性とは、光、熱、風、雨などの屋外条件下に直接さらしたときの樹脂の耐久性をいう。一方、第１のレンズ群Ｇ１１において、拡大側から３番目のレンズＬ１３に非球面が入ると、本実施例のようにワイドのレンズの場合は、収差補正の効果が少ない。

そこで、第１のレンズ群Ｇ１１において、拡大側から２番目のレンズＬ１２を非球面レンズとすることにより、製造コスト低減の効果と収差補正の効果とをバランスよく得ることができる。また、拡大側から２番目のレンズＬ１２は、外部に露出しないため、取り扱いが容易である。また、耐候性には劣るが、コストの低い材料でもレンズＬ１２に使用することができる。

〔実施の形態１１〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１ないし１０と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図２１は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、第３のレンズ群Ｇ１３のレンズＬ２０よりも縮小側にさらに正のパワーを有するレンズＬ２１を設け、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例１１として説明する。

（実施例１１）
表３１は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９２．３度であり、全系の焦点距離ＦＬは１０．３０ｍｍであり、投影距離は６８３ｍｍである。

なお、表３１のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表３１の面番号１〜２５は、図２１のＳ１〜Ｓ２５（ミラーＢ１の反射面を除く）と対応している。また、本実施例では、第４面が非球面となっている。第４面における非球面係数は、表３２に示す通りである。なお、表３２中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図２２は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表３３に示す通りである。

表３３で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。

また、本実施例の投影光学系１では、実施例１０の投影光学系１と同様に、以下の構成となっている。

第１に、第１のレンズ群Ｇ１１の最も拡大側のレンズＬ１１は、ｄ線に対するアッベ数Ｖｄが５５以上の６１．２５であり、かつ、屈折率Ｎｄが１．５０以上の１．５８９１となっている。

第２に、第１のレンズ群Ｇ１１、第２のレンズ群Ｇ１２および第３のレンズ群Ｇ１３の各レンズは、ｄ線に対するアッベ数Ｖｄが７５以下となっている。

第３に、第２のレンズ群Ｇ１２の少なくとも２枚のレンズＬ１４・Ｌ１５は、屈折率がそれぞれ１．７４３３および１．６２００であり、ともに１．６０以上となっている。

第４に、第１のレンズ群Ｇ１１は、拡大側と縮小側とのうちの少なくとも１面が非球面であるレンズを含んでおり、上記レンズが拡大側から２番目に配置されている。すなわち、レンズＬ１２が非球面レンズである。

その結果、実施例１０で説明した、上記第１から第４の構成に対応する効果と同様の効果を得ることができる。

〔実施の形態１２〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１ないし１１と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。

図２３は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す説明図である。本実施形態の投影装置は、実施の形態１の投影光学系１において、第３のレンズ群Ｇ１３のレンズＬ２０よりも縮小側にさらに正のパワーを有するレンズＬ２１を設け、それに伴って各レンズのパラメータ（曲率半径、軸上面間隔、屈折率、アッベ数）を最適化している。それ以外の基本的な構成は、実施の形態１と同様である。

本実施形態においても、実施の形態１で示した条件式（１）〜（４）を満たすように投影光学系１が設計されている。以下、本実施形態における投影光学系１の詳細な構成を、実施例１２として説明する。

（実施例１２）
表３４は、本実施例における投影光学系１のコンストラクションデータを示している。なお、本実施例では、Ｆナンバーは２．５であり、画角（２ω）は９２．６度であり、全系の焦点距離ＦＬは１０．２５ｍｍであり、投影距離は６８３ｍｍである。

なお、表３４のＳ、Ｔ、Ｎｄ、Ｖｄの定義については、実施例１と同様である。本実施例では、表３４の面番号１〜２５は、図２３のＳ１〜Ｓ２５（ミラーＢ１の反射面を除く）と対応している。また、本実施例では、第３面および第４面が非球面となっている。第３面および第４面における非球面係数は、表３５に示す通りである。なお、表３５中、Ｅ−ｎ＝×１０^-nとする。

また、図２４は、本実施例における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す説明図である。なお、各収差の示し方については、実施例１と同様である。

本実施例において、各条件式（１）から（４）で規定される対象となるＴ₁₂／ＦＬ、ＦＬ₂／ＦＬ、｜ＦＬ₁／ＦＬ｜、ＬＢ／ＦＬの各値は、表３６に示す通りである。

表３６で示した各値は、いずれも、条件式（１）から（４）を満たしており、条件式の規定による本発明の上述の効果が得られると言える。

また、本実施例の投影光学系１では、実施例１０および１１の投影光学系１と同様に、以下の構成となっている。

第１に、第１のレンズ群Ｇ１１の最も拡大側のレンズＬ１１は、ｄ線に対するアッベ数Ｖｄが５５以上の６１．２５であり、かつ、屈折率Ｎｄが１．５０以上の１．５８９１となっている。

第２に、第１のレンズ群Ｇ１１、第２のレンズ群Ｇ１２および第３のレンズ群Ｇ１３の各レンズは、ｄ線に対するアッベ数Ｖｄが７５以下となっている。

第３に、第２のレンズ群Ｇ１２の少なくとも２枚のレンズＬ１４・Ｌ１５は、屈折率がそれぞれ１．７４３３および１．７５５２であり、ともに１．６０以上となっている。

第４に、第１のレンズ群Ｇ１１は、拡大側と縮小側とのうちの少なくとも１面が非球面であるレンズを含んでおり、上記レンズが拡大側から２番目に配置されている。すなわち、レンズＬ１２が非球面レンズである。

その結果、実施例１０で説明した、上記第１から第４の構成に対応する効果と同様の効果を得ることができる。

なお、以上の説明では、表示素子としてＤＭＤ３を用いた例について説明したが、その他にも、例えば反射型、透過型の液晶表示装置を用いることも可能である。

また、前述した各実施の形態を構成している各群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ（つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ）のみで構成されているが、これに限らない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ、回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ、入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等で各群を構成してもよい。

本発明の実施の一形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明の一実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明の他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明の他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例における各種の収差を示す説明図である。

符号の説明

１ 投影光学系
３ ＤＭＤ（表示素子）
Ｇ１１ 第１のレンズ群
Ｇ１２ 第２のレンズ群
Ｇ１３ 第３のレンズ群
Ｌ１１ レンズ
Ｌ１２ レンズ
Ｌ１３ レンズ
Ｌ１４ レンズ
Ｌ１５ レンズ
Ｌ１６ レンズ
Ｌ１７ レンズ
Ｌ１８ レンズ
Ｌ１９ レンズ
Ｌ２０ レンズ
Ｌ２１ レンズ
Ｔ₁₂ 空気換算間隔
ＦＬ 全系の焦点距離
ＦＬ₁ 第１のレンズ群の焦点距離
ＦＬ₂ 第２のレンズ群の焦点距離
ＬＢ レンズバックフォーカス

Claims (14)

1. 拡大側より順に、
   負のパワーを有する第１のレンズ群と、
   反射面で光路を折り曲げる光路折り曲げ手段と、
   正レンズ複数枚で構成され、正のパワーを有する第２のレンズ群と、
   正のパワーを有する第３のレンズ群とを備えた投影光学系において、
   前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群との間の空気換算間隔をＴ₁₂、全系の焦点距離をＦＬとしたとき、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする投影光学系；
   ５．５＜Ｔ₁₂／ＦＬ＜１２．０ ・・・（１）
   である。
2. 第２のレンズ群の焦点距離をＦＬ₂としたとき、さらに以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系；
   ２．０＜ＦＬ₂／ＦＬ＜８．０ ・・・（２）
   である。
3. 第１のレンズ群の焦点距離をＦＬ₁としたとき、さらに以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の投影光学系；
   １．０＜｜ＦＬ₁／ＦＬ｜＜５．０ ・・・（３）
   である。
4. 第３のレンズ群の最も縮小側のレンズ面から縮小側の像面までの空気換算長であるレンズバックフォーカスをＬＢとしたとき、さらに以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の投影光学系；
   １．５＜ＬＢ／ＦＬ＜６．０ ・・・（４）
   である。
5. 前記第２のレンズ群は、正レンズ２枚で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の投影光学系。
6. 前記第２のレンズ群の最も拡大側の正レンズは、拡大側に凸面を有する正レンズで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の投影光学系。
7. 前記第１のレンズ群は、拡大側と縮小側とのうちの少なくとも１面が非球面であるレンズを含んでいることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の投影光学系。
8. 前記第３のレンズ群は、拡大側から順に、拡大側に凹面を向けた負レンズと縮小側に凸面を向けた正レンズとを接合してなる複合レンズと、負レンズと縮小側に凸面を向けた正レンズとを接合してなる複合レンズと、少なくとも１枚の正レンズとで構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の投影光学系。
9. 前記第３のレンズ群は、拡大側から順に、両凹面の負レンズと、両凸面の正レンズと、負レンズと縮小側に凸面を向けた正レンズとを接合してなる複合レンズと、少なくとも１枚の正レンズとで構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の投影光学系。
10. 前記第１のレンズ群の最も拡大側のレンズは、ｄ線に対するアッベ数が５５以上であり、かつ、屈折率が１．５０以上であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の投影光学系。
11. 前記第１のレンズ群、前記第２のレンズ群および前記第３のレンズ群の各レンズは、ｄ線に対するアッベ数が７５以下であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の投影光学系。
12. 前記第２のレンズ群の少なくとも２枚のレンズは、屈折率が１．６０以上であることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の投影光学系。
13. 前記第１のレンズ群は、拡大側と縮小側とのうちの少なくとも１面が非球面であるレンズを含んでおり、上記レンズが拡大側から２番目に配置されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の投影光学系。
14. 請求項１から１３のいずれかに記載の投影光学系と、
    表示画像に対応する光を前記投影光学系に供給する表示素子とを備えていることを特徴とする投影装置。

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