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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-05
(45)【発行日】2022-12-13
(54)【発明の名称】投影光学系及び投影装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/16 20060101AFI20221206BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20221206BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20221206BHJP
【ＦＩ】
G02B13/16
G02B13/18
G03B21/14 D
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019122866
(22)【出願日】2019-07-01
(65)【公開番号】P2021009221
(43)【公開日】2021-01-28
【審査請求日】2021-12-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】増井 淳雄
(72)【発明者】
【氏名】井上 和彦
【審査官】殿岡 雅仁
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－２１１４７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２１５５０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０９７０４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－００８７９９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ９／００ － １７／０８
Ｇ０２Ｂ ２１／０２ － ２１／０４
Ｇ０２Ｂ ２５／００ － ２５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像表示面に表示される画像を拡大投影する投影光学系であって、前記投影光学系は、拡大側から順に、第１光学系と、第２光学系とから実質的になり、前記第２光学系は前記画像の中間像を形成し、前記第１光学系は前記中間像を拡大投影し、
前記第１光学系は、前記拡大側から順に、第１レンズ群と、第１反射光学素子と、第２レンズ群の一部とから実質的になり、
前記第２光学系は、前記拡大側から順に、前記第２レンズ群の残部と、第２反射光学素子と、第３レンズ群とから実質的になり、
前記第２反射光学素子は、前記第３レンズ群から出射された光を前記第２レンズ群に向けて反射し、
前記第１反射光学素子は、前記第２レンズ群から出射された前記光を前記第１レンズ群に向けて反射し、
前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群は、前記第２レンズ群に対して投影側に配置されており、
前記第１レンズ群の最拡大側面は、前記第３レンズ群の最縮小側面よりも前記投影側にあり、
以下の条件式（１）を満足する、投影光学系；
Ｔ１／Ｔ３＞１．０・・・（１）
ただし、
Ｔ１：前記第１レンズ群の前記最拡大側面から前記第１レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
Ｔ３：前記第３レンズ群の最拡大側面から前記第３レンズ群の前記最縮小側面までの前記光軸上の距離、
である。
【請求項2】
以下の条件式（２）を満足する、請求項１記載の投影光学系；１．５＜Ｔ２／Ｔ３＜５．０・・・（２）
ただし、
Ｔ２：前記第２レンズ群の最拡大側面から前記第２レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
【請求項3】
以下の条件式（３）を満足する、請求項１または２記載の投影光学系；０．３＜Ｔ２／Ｔｗ＜０．５・・・（３）
ただし、
Ｔｗ：前記投影光学系の最拡大側面から前記投影光学系の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
【請求項4】
前記投影光学系は、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項5】
前記第１レンズ群の光軸と前記第３レンズ群の光軸とは、互いに実質的に平行である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項6】
前記第１反射光学素子は、前記投影光学系の光路を９０°の第１角度で折り曲げる、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項7】
前記第２反射光学素子は、前記投影光学系の光路を９０°の第２角度で折り曲げる、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項8】
前記第１反射光学素子または前記第２反射光学素子は、平面ミラーである、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項9】
前記第１反射光学素子または前記第２反射光学素子は、直角プリズムであり、前記直角プリズムの斜面が反射面である、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の投影光学系。
【請求項10】
画像表示面を有する画像表示素子と、前記画像表示面に表示される画像を拡大投影する請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の前記投影光学系とを備える投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、投影光学系及び投影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、コンパクトな構成と広い画角とを有する投影光学系を投影装置に搭載したいという要望が強くなっている。このような要望に応えるために、特許文献１（特開２０１８－１３８９４４号公報）及び特許文献２（特開２０１８－９７３７５号公報）は、中間像を形成するリレータイプの投影光学系において、二つの反射光学素子を用いて投影光学系の光軸を二回折り曲げることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－１３８９４４号公報
【文献】特開２０１８－９７３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１に開示された投影光学系では、二つの反射光学素子の間にレンズ群が配置されておらず、二つの反射光学素子の間の距離が短い。二つの反射光学素子に対して拡大側に配置されている拡大側のレンズ群は、拡大側のレンズ群の光軸に垂直な方向において、画像表示素子を含む投影装置の本体部の近くに配置されている。また、拡大側のレンズ群は、二つの反射光学素子に対して縮小側（本体部側）に配置されている縮小側のレンズ群よりも、短い長さを有している。そのため、投影光学系から投影される光の一部が投影装置の本体部によって遮られてしまうという問題がある。
【0005】
特許文献２に開示された投影光学系においても、二つの反射光学素子に対して拡大側に配置されている拡大側のレンズ群は、二つの反射光学素子に対して縮小側（本体部側）に配置されている縮小側のレンズ群よりも、短い長さを有している。そのため、投影光学系から投影される光の一部が投影装置の本体部によって遮られてしまうという問題がある。
【0006】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、コンパクトな構成と広い画角とを有し、かつ、投影光の一部が投影装置の本体部で遮られることが防止され得る投影光学系及び投影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の投影光学系は、画像表示面に表示される画像を拡大投影するものであって、拡大側から順に、第１光学系と、第２光学系とから実質的になる。第２光学系は、画像の中間像を形成する。第１光学系は、中間像を拡大投影する。第１光学系は、拡大側から順に、第１レンズ群と、第１反射光学素子と、第２レンズ群の一部とから実質的になる。第２光学系は、拡大側から順に、第２レンズ群の残部と、第２反射光学素子と、第３レンズ群とから実質的になる。第２反射光学素子は、第３レンズ群から出射された光を第２レンズ群に向けて反射する。第１反射光学素子は、第２レンズ群から出射された光を第１レンズ群に向けて反射する。第１レンズ群及び第３レンズ群は、第２レンズ群に対して投影側に配置されている。投影光学系は、以下の条件式（１）を満足する。
【0008】
Ｔ１／Ｔ３＞１．０・・・（１）
ただし、
Ｔ１：第１レンズ群の最拡大側面から第１レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
Ｔ３：第３レンズ群の最拡大側面から第３レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
ただし、
Ｔ１：第１レンズ群の最拡大側面から第１レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
Ｔ３：第３レンズ群の最拡大側面から第３レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
【0009】
好ましくは、投影光学系は、以下の条件式（２）を満足する。
１．５＜Ｔ２／Ｔ３＜５．０・・・（２）
ただし、
Ｔ２：第２レンズ群の最拡大側面から第２レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
１．５＜Ｔ２／Ｔ３＜５．０・・・（２）
ただし、
Ｔ２：第２レンズ群の最拡大側面から第２レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
【0010】
好ましくは、投影光学系は、以下の条件式（３）を満足する。
０．３＜Ｔ２／Ｔｗ＜０．５・・・（３）
ただし、
Ｔｗ：投影光学系の最拡大側面から投影光学系の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
０．３＜Ｔ２／Ｔｗ＜０．５・・・（３）
ただし、
Ｔｗ：投影光学系の最拡大側面から投影光学系の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
【0011】
好ましくは、投影光学系は、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する。
【0012】
好ましくは、第１レンズ群の光軸と第３レンズ群の光軸とは、互いに実質的に平行である。
【0013】
好ましくは、第１反射光学素子は、投影光学系の光路を９０°の第１角度で折り曲げる。
【0014】
好ましくは、第２反射光学素子は、投影光学系の光路を９０°の第２角度で折り曲げる。
【0015】
好ましくは、第１反射光学素子または第２反射光学素子は、平面ミラーである。
好ましくは、第１反射光学素子または第２反射光学素子は、直角プリズムであり、直角プリズムの斜面が反射面である。
好ましくは、第１反射光学素子または第２反射光学素子は、直角プリズムであり、直角プリズムの斜面が反射面である。
【0016】
本発明の投影装置は、画像表示面を有する画像表示素子と、画像表示面に表示される画像を拡大投影する本発明の投影光学系とを備える。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、コンパクトな構成と広い画角とを有し、かつ、投影光の一部が投影装置の本体部で遮られることが防止され得る投影光学系及び投影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１の実施の形態に係る投影光学系の構成を示す図である。
【図2】第１の実施の形態に係る投影光学系の展開図である。
【図3】第２の実施の形態に係る投影光学系の構成を示す図である。
【図4】第２の実施の形態に係る投影光学系の展開図である。
【図5】第３の実施の形態に係る投影光学系の構成を示す図である。
【図6】第３の実施の形態に係る投影光学系の展開図である。
【図7】第４の実施の形態に係る投影光学系の構成を示す図である。
【図8】第４の実施の形態に係る投影光学系の展開図である。
【図9】第５の実施の形態に係る投影光学系の構成を示す図である。
【図10】第５の実施の形態に係る投影光学系の展開図である。
【図11】第６の実施の形態に係る投影光学系の構成を示す図である。
【図12】第６の実施の形態に係る投影光学系の展開図である。
【図13】第７の実施の形態に係る投影光学系の構成を示す図である。
【図14】第７の実施の形態に係る投影光学系の展開図である。
【図15】第８の実施の形態に係る投影光学系の構成を示す図である。
【図16】第８の実施の形態に係る投影光学系の展開図である。
【図17】実施例１の縦収差図である。
【図18】実施例２の縦収差図である。
【図19】実施例３の縦収差図である。
【図20】実施例４の縦収差図である。
【図21】実施例５の縦収差図である。
【図22】実施例６の縦収差図である。
【図23】実施例７の縦収差図である。
【図24】実施例８の縦収差図である。
【図25】投影装置の実施の形態を示す概略図である。
【図26】投影装置の本体部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る投影光学系及び投影装置を説明する。本実施の形態の投影光学系は、画像表示面に表示される画像を拡大投影するものであって、拡大側から順に、第１光学系と、第２光学系とから実質的になる。第２光学系は、画像の中間像を形成する。第１光学系は、中間像を拡大投影する。第１光学系は、拡大側から順に、第１レンズ群と、第１反射光学素子と、第２レンズ群の一部とから実質的になる。第２光学系は、拡大側から順に、第２レンズ群の残部と、第２反射光学素子と、第３レンズ群とから実質的になる。第２反射光学素子は、第３レンズ群から出射された光を第２レンズ群に向けて反射する。第１反射光学素子は、第２レンズ群から出射された光を第１レンズ群に向けて反射する。第１レンズ群及び第３レンズ群は、第２レンズ群に対して投影側に配置されている。Ｔ１／Ｔ３は、以下の条件式（１）を満足する。
【0020】
Ｔ１／Ｔ３＞１．０・・・（１）
ただし、
Ｔ１：第１レンズ群の最拡大側面から第１レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
Ｔ３：第３レンズ群の最拡大側面から第３レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
ただし、
Ｔ１：第１レンズ群の最拡大側面から第１レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
Ｔ３：第３レンズ群の最拡大側面から第３レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
【0021】
なお、拡大側は、投影光学系の光軸において、拡大された光学像が投影されるスクリーン面（拡大側像面）の側（いわゆる前側）を意味する。縮小側は、投影光学系の光軸において、画像表示面を有する画像表示素子が配置される側（いわゆる後側）を意味する。投影側は、拡大された光学像が投影されるスクリーン面（拡大側像面）の側を意味する。
【0022】
本実施の形態の投影光学系は、中間像を形成する第２光学系と、中間像を拡大投影する第１光学系とから実質的になる、リレータイプの投影光学系である。さらに、第１反射光学素子及び第２反射光学素子によって投影光学系の光軸は二回折り曲げられており、かつ、第１レンズ群及び第３レンズ群は、第２レンズ群に対して投影側に配置されている。そのため、本実施の形態の投影光学系は、コンパクトな構成と広い画角とを有する。
【0023】
条件式（１）は、投影光学系の光軸における第３レンズ群の第３長さに対する投影光学系の光軸における第１レンズ群の第１長さの比を規定している。本実施の形態の投影光学系は、条件式（１）を満たすため、投影光学系の最拡大側面は、第１レンズ群の光軸方向において、より前側に、すなわち、投影装置の本体部のより近くに配置される。第１反射光学素子と第２反射光学素子との間に第２レンズ群を含むため、投影光学系の最拡大側面は、第１レンズ群の光軸に垂直な方向において、投影装置の本体部からより離れて配置される。そのため、本実施の形態の投影光学系は、投影光の一部が投影装置の本体部で遮られることを防止することができる。
【0024】
さらに、第１反射光学素子及び第２反射光学素子は、中間像から離れて配置されている。そのため、第１反射光学素子の第１反射面または第２反射光学素子の第２反射面上に粉塵が付着しても、粉塵がスクリーン面（被投影面）に映り込むことを防ぐことができる。
【0025】
本実施の形態の投影光学系において、Ｔ１／Ｔ３は以下の条件式（１ａ）を満足することが好ましい。
１．２＜Ｔ１／Ｔ３＜３．０・・・（１ａ）
条件式（１ａ）は、前記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、Ｔ１／Ｔ３が条件式（１ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。Ｔ１／Ｔ３が条件式（１ａ）の上限未満であるため、第１レンズ群の光軸方向における投影光学系のサイズが小さくなる。
１．２＜Ｔ１／Ｔ３＜３．０・・・（１ａ）
条件式（１ａ）は、前記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、Ｔ１／Ｔ３が条件式（１ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。Ｔ１／Ｔ３が条件式（１ａ）の上限未満であるため、第１レンズ群の光軸方向における投影光学系のサイズが小さくなる。
【0026】
本実施の形態の投影光学系において、Ｔ２／Ｔ３は以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１．５＜Ｔ２／Ｔ３＜５．０・・・（２）
ただし、
Ｔ２：第２レンズ群の最拡大側面から第２レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
１．５＜Ｔ２／Ｔ３＜５．０・・・（２）
ただし、
Ｔ２：第２レンズ群の最拡大側面から第２レンズ群の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
【0027】
条件式（２）は、投影光学系の光軸における第３レンズ群の第３長さに対する投影光学系の光軸における第２レンズ群の第２長さの比を規定している。Ｔ２／Ｔ３が条件式（２）の下限超であるため、投影光学系の最拡大側面は、第２レンズ群の光軸方向において、投影装置の本体部からより離れて配置される。そのため、投影光の一部が投影装置の本体部で遮られることがより確実に防止され得る。Ｔ２／Ｔ３が条件式（２）の上限未満であるため、第２レンズ群の光軸方向における投影光学系のサイズが小さくなる。
【0028】
本実施の形態の投影光学系において、Ｔ２／Ｔ３は以下の条件式（２ａ）を満足することが好ましい。
２．０＜Ｔ２／Ｔ３＜４．５・・・（２ａ）
条件式（２ａ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、Ｔ２／Ｔ３が条件式（２ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
２．０＜Ｔ２／Ｔ３＜４．５・・・（２ａ）
条件式（２ａ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、Ｔ２／Ｔ３が条件式（２ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【0029】
本実施の形態の投影光学系において、Ｔ２／Ｔｗは以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．３＜Ｔ２／Ｔｗ＜０．５・・・（３）
ただし、
Ｔｗ：投影光学系の最拡大側面から投影光学系の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
０．３＜Ｔ２／Ｔｗ＜０．５・・・（３）
ただし、
Ｔｗ：投影光学系の最拡大側面から投影光学系の最縮小側面までの光軸上の距離、
である。
【0030】
条件式（３）は、投影光学系の光軸における投影光学系の全長に対する投影光学系の光軸における第２レンズ群の長さの比を規定している。Ｔ２／Ｔｗが条件式（３）の下限超であるため、投影光学系の最拡大側面は、第２レンズ群の光軸方向において、投影装置の本体部からより離れて配置される。そのため、投影光の一部が投影装置の本体部で遮られることがより確実に防止され得る。また、Ｔ２／Ｔｗが条件式（３）の下限超であるため、第１レンズ群の光軸方向における投影光学系のサイズ及び第３レンズ群の光軸方向における投影光学系のサイズが小さくなる。Ｔ２／Ｔｗが条件式（３）の上限未満であるため、第２レンズ群の光軸方向における投影光学系のサイズが小さくなる。
【0031】
本実施の形態の投影光学系において、Ｔ２／Ｔｗは以下の条件式（３ａ）を満足することが好ましい。
０．３２＜Ｔ２／Ｔｗ＜０．４５・・・（３ａ）
条件式（３ａ）は、前記条件式（３）が規定している条件範囲のなかでも、更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、Ｔ２／Ｔｗが条件式（３ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
０．３２＜Ｔ２／Ｔｗ＜０．４５・・・（３ａ）
条件式（３ａ）は、前記条件式（３）が規定している条件範囲のなかでも、更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、Ｔ２／Ｔｗが条件式（３ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【0032】
本実施の形態の投影光学系は、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能することが好ましい。そのため、投影光学系は、広い画角を有する。投影光学系は、画像表示面に表示される画像を、短い距離で、大きいサイズに投影することを可能にする。
【0033】
本実施の形態の投影光学系は、１２０°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能することがさらに好ましい。そのため、上記効果をより一層大きくすることができる。
【0034】
本実施の形態の投影光学系において、第１レンズ群の光軸と第３レンズ群の光軸とは、互いに実質的に平行であることが好ましい。そのため、第１レンズ群の光軸に垂直な方向における投影光学系のサイズが小さくなる。
【0035】
本実施の形態の投影光学系において、第１反射光学素子は、投影光学系の光路を９０°の第１角度で折り曲げることが好ましい。そのため、第１反射光学素子が投影光学系の光路を９０°未満の第１角度で折り曲げる場合に比べて、第１レンズ群と第２レンズ群とが機械的に干渉することが防止される。また、第１反射光学素子が投影光学系の光路を９０°超の第１角度で折り曲げる場合に比べて、第１レンズ群の光軸方向における投影光学系のサイズが小さくなる。
【0036】
本実施の形態の投影光学系において、第２反射光学素子は、投影光学系の光路を９０°の第２角度で折り曲げることが好ましい。そのため、第２反射光学素子が投影光学系の光路を９０°未満の第２角度で折り曲げる場合に比べて、第２レンズ群と第３レンズ群とが機械的に干渉することが防止される。また、第２反射光学素子が投影光学系の光路を９０°超の第２角度で折り曲げる場合に比べて、第３レンズ群の光軸方向における投影光学系のサイズが小さくなる。
【0037】
本実施の形態の投影光学系において、第１反射光学素子または第２反射光学素子は、平面ミラーであることが好ましい。そのため、投影光学系のコストが低減され得る。
【0038】
本実施の形態の投影光学系、第１反射光学素子または第２反射光学素子は、直角プリズムであり、直角プリズムの斜面が反射面である三角プリズムであることが好ましい。そのため、投影光学系の光路（光軸）を折り曲げるためのスペースの一部を、空気よりも大きな屈折率を有する直角プリズムの材料（例えば、ガラス）で充填することができる。投影光学系の光路（光軸）を折り曲げるためのスペースのサイズを小さくすることができて、投影光学系が小型化され得る。
【0039】
本実施の形態の投影装置は、画像表示面を有する画像表示素子と、画像表示面に表示される画像を拡大投影する本実施の形態の投影光学系とを備えている。そのため、本実施の形態の投影装置は、コンパクトな構成と広い画角とを有するとともに、投影光の一部が投影装置の本体部で遮られることを防止することができる。
【0040】
＜本発明の実施の形態に係る投影光学系の具体的な光学構成＞
図１から図１６を参照して、第１～第８の実施の形態の投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８の具体的な光学構成を説明する。投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８は、画像表示素子７（図２６を参照）の画像表示面ＩＭに表示される画像を拡大投影するものである。投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８の縮小側には、プリズムＰＲ（例えば、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム、色分解合成プリズム等）と、画像表示素子７の画像表示面ＩＭを覆うカバーガラスＣＧとが配置されている。
図１から図１６を参照して、第１～第８の実施の形態の投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８の具体的な光学構成を説明する。投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８は、画像表示素子７（図２６を参照）の画像表示面ＩＭに表示される画像を拡大投影するものである。投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８の縮小側には、プリズムＰＲ（例えば、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム、色分解合成プリズム等）と、画像表示素子７の画像表示面ＩＭを覆うカバーガラスＣＧとが配置されている。
【0041】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、第１の実施の形態の投影光学系ＬＮ１を説明する。投影光学系ＬＮ１は、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する。投影光学系ＬＮ１は、拡大側から順に、第１光学系ＬＵ１と、第２光学系ＬＵ２とから実質的になる。本明細書において、投影光学系ＬＮ１が第１光学系ＬＵ１と第２光学系ＬＵ２とから実質的になることは、投影光学系ＬＮ１が第１光学系ＬＵ１と第２光学系ＬＵ２とからなること、または、投影光学系ＬＮ１が第１光学系ＬＵ１と第２光学系ＬＵ２とレンズパワーを有しない他の光学系とからなることを意味する。投影光学系ＬＮ１は、投影光学系ＬＮ１の最拡大側面（第１レンズ群Ｇ１の最拡大側面）から投影光学系ＬＮ１の最縮小側面（第３レンズ群Ｇ３の最縮小側面）までの光軸ＡＸ上の距離Ｔｗを有している。投影光学系ＬＮ１は３０枚のレンズＬ１１ａ～Ｌ１１ｈ，Ｌ１２ａ～Ｌ１２ｏ，Ｌ１３ａ～Ｌ１３ｇを含む。
図１を参照して、第１の実施の形態の投影光学系ＬＮ１を説明する。投影光学系ＬＮ１は、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する。投影光学系ＬＮ１は、拡大側から順に、第１光学系ＬＵ１と、第２光学系ＬＵ２とから実質的になる。本明細書において、投影光学系ＬＮ１が第１光学系ＬＵ１と第２光学系ＬＵ２とから実質的になることは、投影光学系ＬＮ１が第１光学系ＬＵ１と第２光学系ＬＵ２とからなること、または、投影光学系ＬＮ１が第１光学系ＬＵ１と第２光学系ＬＵ２とレンズパワーを有しない他の光学系とからなることを意味する。投影光学系ＬＮ１は、投影光学系ＬＮ１の最拡大側面（第１レンズ群Ｇ１の最拡大側面）から投影光学系ＬＮ１の最縮小側面（第３レンズ群Ｇ３の最縮小側面）までの光軸ＡＸ上の距離Ｔｗを有している。投影光学系ＬＮ１は３０枚のレンズＬ１１ａ～Ｌ１１ｈ，Ｌ１２ａ～Ｌ１２ｏ，Ｌ１３ａ～Ｌ１３ｇを含む。
【0042】
第２光学系ＬＵ２は、画像表示素子７の画像表示面ＩＭに表示される画像（縮小側象面）の中間像ＩＭ２を形成する。第１光学系ＬＵ１は、中間像ＩＭ２を拡大投影する。
【0043】
第１光学系ＬＵ１は、拡大側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第１反射光学素子Ｒ１と、第２レンズ群Ｇ２の一部とから実質的になる。本明細書において、第１光学系ＬＵ１が第１レンズ群Ｇ１と第１反射光学素子Ｒ１と第２レンズ群Ｇ２の一部とから実質的になることは、第１光学系ＬＵ１が第１レンズ群Ｇ１と第１反射光学素子Ｒ１と第２レンズ群Ｇ２の一部とからなること、または、第１光学系ＬＵ１が第１レンズ群Ｇ１と第１反射光学素子Ｒ１と第２レンズ群Ｇ２の一部と屈折力を有しない他のレンズ群とからなることを意味する。第２レンズ群Ｇ２の一部は、第２レンズ群Ｇ２のうち、中間像ＩＭ２に対して、拡大側に配置されている複数のレンズである。
【0044】
第１光学系ＬＵ１は、１９枚のレンズＬ１１ａ～Ｌ１１ｈ，Ｌ１２ａ～Ｌ１２ｋを含む。第１レンズ群Ｇ１は、８枚のレンズＬ１１ａ～Ｌ１１ｈからなる。第２レンズ群Ｇ２の一部は、１１枚のレンズＬ１２ａ～Ｌ１２ｋからなる。第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズ群Ｇ１の最拡大側面から第１レンズ群Ｇ１の最縮小側面までの光軸ＡＸ上の距離Ｔ１を有している。
【0045】
第２光学系ＬＵ２は、拡大側から順に、第２レンズ群Ｇ２の残部と、第２反射光学素子Ｒ２と、第３レンズ群Ｇ３とから実質的になる。本明細書において、第２光学系ＬＵ２が第２レンズ群Ｇ２の残部と第２反射光学素子Ｒ２と第３レンズ群Ｇ３とから実質的になることは、第２光学系ＬＵ２が第２レンズ群Ｇ２の残部と第２反射光学素子Ｒ２と第３レンズ群Ｇ３とからなること、または、第２光学系ＬＵ２が第２レンズ群Ｇ２の残部と第２反射光学素子Ｒ２と第３レンズ群Ｇ３と屈折力を有しない他のレンズ群とからなることを意味する。第２レンズ群Ｇ２の残部は、第２レンズ群Ｇ２のうち、中間像ＩＭ２に対して、縮小側に配置されている複数のレンズである。
【0046】
第２光学系ＬＵ２は、１１枚のレンズＬ１２ｌ～Ｌ１２ｏ，Ｌ１３ａ～Ｌ１３ｇを含む。第２レンズ群Ｇ２の残部は、４枚のレンズＬ１２ｌ～Ｌ１２ｏからなる。第２レンズ群Ｇ２は、１５枚のレンズＬ１２ａ～Ｌ１２ｏからなる。第３レンズ群Ｇ３は、７枚のレンズＬ１３ａ～Ｌ１３ｇからなる。第２レンズ群Ｇ２は、正の屈折力を有している。第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有している。第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズ群Ｇ２の最拡大側面から第２レンズ群Ｇ２の最縮小側面までの光軸ＡＸ上の距離Ｔ２を有している。第３レンズ群Ｇ３は、第３レンズ群Ｇ３の最拡大側面から第３レンズ群Ｇ３の最縮小側面までの光軸ＡＸ上の距離Ｔ３を有している。
【0047】
開口絞りＳＴは、第２光学系ＬＵ２に配置されている。具体的には、開口絞りＳＴは、第２反射光学素子Ｒ２と、第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている。
【0048】
第２反射光学素子Ｒ２は、第３レンズ群Ｇ３から出射された光を第２レンズ群Ｇ２に向けて反射する。第２反射光学素子Ｒ２は、投影光学系ＬＮ１の光路（光軸ＡＸ）を折り曲げる。第２反射光学素子Ｒ２は、好ましくは、投影光学系ＬＮ１の光路（光軸ＡＸ）を９０°の第２角度で折り曲げる。第２レンズ群Ｇ２の光軸は、好ましくは、第３レンズ群Ｇ３の光軸に直交している。第２反射光学素子Ｒ２は、平面ミラーである。
【0049】
第１反射光学素子Ｒ１は、第２レンズ群Ｇ２から出射された光を第１レンズ群Ｇ１に向けて反射する。第１反射光学素子Ｒ１は、投影光学系ＬＮ１の光路（光軸ＡＸ）を折り曲げる。第１反射光学素子Ｒ１は、好ましくは、投影光学系ＬＮ１の光路（光軸ＡＸ）を９０°の第１角度で折り曲げる。第１レンズ群Ｇ１の光軸は、好ましくは、第２レンズ群Ｇ２の光軸に直交している。第１反射光学素子Ｒ１は、平面ミラーである。
【0050】
第１レンズ群Ｇ１の光軸と第３レンズ群Ｇ３の光軸とは、互いに実質的に平行である。本明細書において、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第３レンズ群Ｇ３の光軸とが互いに実質的に平行であることは、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第３レンズ群Ｇ３の光軸とが互いに平行であること、または、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第３レンズ群Ｇ３の光軸との間の角度が２°以下であることを意味する。
【0051】
投影光学系ＬＮ１の光路（光軸ＡＸ）は、第１反射光学素子Ｒ１及び第２反射光学素子Ｒ２によって二回折り曲げられている。第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２に対して投影側に配置されている。
【0052】
本実施の形態では、プリズムＰＲは、複数の画像表示素子７（図２６を参照）の複数の画像を光学的に合成して、投影光学系ＬＮ１に導く。投影光学系ＬＮ１は、例えば、三板方式の投影装置に最適化されている。
【0053】
本実施の形態の変形例では、投影光学系ＬＮ１のレンズの一部を投影光学系ＬＮ１の光軸ＡＸに沿って移動させることによって、フォーカシングを行ってもよい。具体的には、第１レンズ群Ｇ１のうち第１反射光学素子Ｒ１側に配置されている５枚のレンズＬ１１ｄ～Ｌ１１ｈを投影光学系ＬＮ１の光軸ＡＸに沿って移動させることでフォーカシングを行ってもよい。あるいは、第２レンズ群Ｇ２のうち中間像ＩＭ２の拡大側に配置されておりかつ中間像ＩＭ２から二枚目のレンズＬ１２ｊを投影光学系ＬＮ１の光軸ＡＸに沿って移動させることでフォーカシングを行ってもよい。
【0054】
（第２の実施の形態）
図３及び図４を参照して、第２の実施の形態の投影光学系ＬＮ２を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ２は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
図３及び図４を参照して、第２の実施の形態の投影光学系ＬＮ２を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ２は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
【0055】
本実施の形態では、プリズムＰＲは、一枚の画像表示素子７（図２６を参照）の画像を投影光学系ＬＮ２に導く。投影光学系ＬＮ２は、例えば、単板方式の投影装置に最適化されている。
【0056】
（第３の実施の形態）
図５及び図６を参照して、第３の実施の形態の投影光学系ＬＮ３を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ３は、実施の形態２の投影光学系ＬＮ２と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。本実施の形態では、第１反射光学素子Ｒ１は、直角プリズムである。直角プリズムの斜面が反射面である。
図５及び図６を参照して、第３の実施の形態の投影光学系ＬＮ３を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ３は、実施の形態２の投影光学系ＬＮ２と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。本実施の形態では、第１反射光学素子Ｒ１は、直角プリズムである。直角プリズムの斜面が反射面である。
【0057】
本実施の形態の第１変形例では、第２反射光学素子Ｒ２も、直角プリズムであり、直角プリズムの斜面が反射面である。本実施の形態の第２変形例では、第１反射光学素子Ｒ１は平面ミラーであり、第２反射光学素子Ｒ２は、直角プリズムである。
【0058】
（第４の実施の形態）
図７及び図８を参照して、第４の実施の形態の投影光学系ＬＮ４を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ４は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と同様に、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ４は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
図７及び図８を参照して、第４の実施の形態の投影光学系ＬＮ４を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ４は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と同様に、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ４は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
【0059】
投影光学系ＬＮ４は３２枚のレンズＬ４１ａ～Ｌ４１ｉ，Ｌ４２ａ～Ｌ４２ｐ，Ｌ４３ａ～Ｌ４３ｇを含む。第１光学系ＬＵ１は、２１枚のレンズＬ４１ａ～Ｌ４１ｉ，Ｌ４２ａ～Ｌ４２ｌを含む。第２光学系ＬＵ２は、１１枚のレンズＬ４２ｍ～Ｌ４２ｐ，Ｌ４３ａ～Ｌ４３ｇを含む。
【0060】
第１レンズ群Ｇ１は、９枚のレンズＬ４１ａ～Ｌ４１ｉからなる。第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有している。第１光学系ＬＵ１に含まれる第２レンズ群Ｇ２の一部は、１２枚のレンズＬ４２ａ～Ｌ４２ｌからなる。第２光学系ＬＵ２に含まれる第２レンズ群Ｇ２の残部は、４枚のレンズＬ４２ｍ～Ｌ４２ｐからなる。第２レンズ群Ｇ２は、１６枚のレンズＬ４２ａ～Ｌ４２ｐからなる。第２レンズ群Ｇ２は、正の屈折力を有している。第３レンズ群Ｇ３は、７枚のレンズＬ４３ａ～Ｌ４３ｇからなる。第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有している。
【0061】
本実施の形態では、実施の形態１と同様に、プリズムＰＲは、複数の画像表示素子７の複数の画像を光学的に合成して、投影光学系ＬＮ４に導く。投影光学系ＬＮ４は、例えば、三板方式の投影装置に最適化されている。
【0062】
本実施の形態の変形例では、投影光学系ＬＮ４のレンズの一部を投影光学系ＬＮ４の光軸ＡＸに沿って移動させることによって、フォーカシングを行ってもよい。具体的には、第１レンズ群Ｇ１のうち第１反射光学素子Ｒ１側に配置されている５枚のレンズＬ４１ｅ～Ｌ４１ｉを投影光学系ＬＮ４の光軸ＡＸに沿って移動させることでフォーカシングを行ってもよい。あるいは、第２レンズ群Ｇ２のうち中間像ＩＭ２の拡大側に配置されている２枚のレンズＬ４２ｋ，Ｌ４２ｌの間の間隔が変化するように、２枚のレンズＬ４２ｋ，Ｌ４２ｌを投影光学系ＬＮ４の光軸ＡＸに沿って移動させることでフォーカシングを行ってもよい。
【0063】
（第５の実施の形態）
図９及び図１０を参照して、第５の実施の形態の投影光学系ＬＮ５を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ５は、実施の形態４の投影光学系ＬＮ４と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
図９及び図１０を参照して、第５の実施の形態の投影光学系ＬＮ５を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ５は、実施の形態４の投影光学系ＬＮ４と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
【0064】
本実施の形態では、プリズムＰＲは、一枚の画像表示素子７の画像を投影光学系ＬＮ５に導く。投影光学系ＬＮ５は、単板方式の投影装置に最適化されている。
【0065】
（第６の実施の形態）
図１１及び図１２を参照して、第６の実施の形態の投影光学系ＬＮ６を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ６は、実施の形態５の投影光学系ＬＮ５と略同一の構成を有しているが、投影光学系ＬＮ６の明るさの点で異なっている。
図１１及び図１２を参照して、第６の実施の形態の投影光学系ＬＮ６を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ６は、実施の形態５の投影光学系ＬＮ５と略同一の構成を有しているが、投影光学系ＬＮ６の明るさの点で異なっている。
【0066】
（第７の実施の形態）
図１３及び図１４を参照して、第７の実施の形態の投影光学系ＬＮ７を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ７は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と同様に、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ７は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
図１３及び図１４を参照して、第７の実施の形態の投影光学系ＬＮ７を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ７は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と同様に、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ７は、実施の形態１の投影光学系ＬＮ１と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
【0067】
投影光学系ＬＮ７は３１枚のレンズＬ７１ａ～Ｌ７１ｉ，Ｌ７２ａ～Ｌ７２ｏ，Ｌ７３ａ～Ｌ７３ｇを含む。第１光学系ＬＵ１は、２０枚のレンズＬ７１ａ～Ｌ７１ｉ，Ｌ７２ａ～Ｌ７２ｋを含む。第２光学系ＬＵ２は、１１枚のレンズＬ７２ｌ～Ｌ７２ｏ，Ｌ７３ａ～Ｌ７３ｇを含む。
【0068】
第１レンズ群Ｇ１は、９枚のレンズＬ７１ａ～Ｌ７１ｉからなる。第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有している。第１光学系ＬＵ１に含まれる第２レンズ群Ｇ２の一部は、１１枚のレンズＬ７２ａ～Ｌ７２ｋからなる。第２光学系ＬＵ２に含まれる第２レンズ群Ｇ２の残部は、４枚のレンズＬ７２ｌ～Ｌ７２ｏからなる。第２レンズ群Ｇ２は、１５枚のレンズＬ７２ａ～Ｌ７２ｏからなる。第２レンズ群Ｇ２は、正の屈折力を有している。第３レンズ群Ｇ３は、７枚のレンズＬ７３ａ～Ｌ７３ｇからなる。第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有している。
【0069】
本実施の形態の変形例では、投影光学系ＬＮ７のレンズの一部を投影光学系ＬＮ７の光軸ＡＸに沿って移動させることによって、フォーカシングを行ってもよい。具体的には、第１レンズ群Ｇ１のうち第１反射光学素子Ｒ１側に配置されている５枚のレンズＬ７１ｅ～Ｌ７１ｉを投影光学系ＬＮ７の光軸ＡＸに沿って移動させることでフォーカシングを行ってもよい。あるいは、第２レンズ群Ｇ２のうち中間像ＩＭ２の拡大側に配置されているレンズＬ７２ｋと、レンズＬ７２ｋに隣接してレンズＬ７２ｋの拡大側に配置されている３枚のレンズＬ７２ｈ～Ｌ７２ｊからなるレンズ群との間の間隔が変化するように、レンズＬ７２ｋとレンズＬ７２ｈ～Ｌ７２ｊからなるレンズ群とを投影光学系ＬＮ７の光軸ＡＸに沿って移動させることでフォーカシングを行ってもよい。
【0070】
（第８の実施の形態）
図１５及び図１６を参照して、第８の実施の形態の投影光学系ＬＮ８を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ８は、実施の形態７の投影光学系ＬＮ７と同様に、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ８は、実施の形態７の投影光学系ＬＮ７と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
図１５及び図１６を参照して、第８の実施の形態の投影光学系ＬＮ８を説明する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ８は、実施の形態７の投影光学系ＬＮ７と同様に、１００°以上の画角で投影可能な単焦点レンズとして機能する。本実施の形態の投影光学系ＬＮ８は、実施の形態７の投影光学系ＬＮ７と略同一の構成を有しているが、主に以下の点で異なっている。
【0071】
投影光学系ＬＮ８は３２枚のレンズＬ８１ａ～Ｌ８１ｉ，Ｌ８２ａ～Ｌ８２ｏ，Ｌ８３ａ～Ｌ８３ｈを含む。第１光学系ＬＵ１は、２０枚のレンズＬ８１ａ～Ｌ８１ｉ，Ｌ８２ａ～Ｌ８２ｋを含む。第２光学系ＬＵ２は、１２枚のレンズＬ８２ｌ～Ｌ８２ｏ，Ｌ８３ａ～Ｌ８３ｈを含む。
【0072】
第１レンズ群Ｇ１は、９枚のレンズＬ８１ａ～Ｌ８１ｉからなる。第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有している。第１光学系ＬＵ１に含まれる第２レンズ群Ｇ２の一部は、１１枚のレンズＬ８２ａ～Ｌ８２ｋからなる。第２光学系ＬＵ２に含まれる第２レンズ群Ｇ２の残部は、４枚のレンズＬ８２ｌ～Ｌ８２ｏからなる。第２レンズ群Ｇ２は、１５枚のレンズＬ８２ａ～Ｌ８２ｏからなる。第２レンズ群Ｇ２は、正の屈折力を有している。第３レンズ群Ｇ３は、８枚のレンズＬ８３ａ～Ｌ８３ｈからなる。第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有している。
【0073】
本実施の形態の変形例では、実施の形態７の変形例と同様に、投影光学系ＬＮ８のレンズの一部を投影光学系ＬＮ８の光軸ＡＸに沿って移動させることによって、フォーカシングを行ってもよい。具体的には、第１レンズ群Ｇ１のうち第１反射光学素子Ｒ１側に配置されている５枚のレンズＬ８１ｅ～Ｌ８１ｉを投影光学系ＬＮ８の光軸ＡＸに沿って移動させることでフォーカシングを行ってもよい。あるいは、第２レンズ群Ｇ２のうち中間像ＩＭ２の拡大側に配置されているレンズＬ８２ｋと、レンズＬ８２ｋに隣接してレンズＬ８２ｋの拡大側に配置されている３枚のレンズＬ８２ｈ～Ｌ８２ｊからなるレンズ群との間の間隔が変化するように、レンズＬ８２ｋとレンズＬ８２ｈ～Ｌ８２ｊからなるレンズ群とを投影光学系ＬＮ８の光軸ＡＸに沿って移動させることでフォーカシングを行ってもよい。
【実施例】
【0074】
以下、第１～第８の実施の形態の投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８の構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１～８は、前述した第１～第８の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例である。第１～第８の実施の形態を表す投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８の構成図（図１～図１６）は、対応する実施例１～８の光学構成（レンズ配置、レンズ形状等）をそれぞれ示している。
【0075】
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ，近軸における曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，及びｄ線に関するアッベ数ｖｄを示す。なお、ＳＣはスクリーン面、ＳＴは開口絞り、ＩＭは画像表示面をそれぞれ表している。
【0076】
面番号ｉに＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してｅ－ｎ＝×１０-nである。
ｚ＝（ｃ・ｈ2）／［１＋√｛１－（１＋Ｋ）・ｃ2・ｈ2｝］＋Σ（Ａｊ・ｈj） …（Ａ
Ｓ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。
ｚ＝（ｃ・ｈ2）／［１＋√｛１－（１＋Ｋ）・ｃ2・ｈ2｝］＋Σ（Ａｊ・ｈj） …（Ａ
Ｓ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。
【0077】
実施例１～８の各種データとして、全系の焦点距離（Ｆｌ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆｎｏ．），半画角（ω，°），像高（ｙｍａｘ，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），及びバックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ）を示す。なお、バックフォーカスＢＦは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表記している。レンズ全長ＴＬは、レンズ最前面（第１レンズ群Ｇ１の最拡大側面）からレンズ最終面（第３レンズ群Ｇ３の最縮小側面）までの距離Ｔｗに、バックフォーカスＢＦを加えたものである。また、像高ｙｍａｘは、画像表示面ＩＭの対角長の半分に相当する。
【0078】
表１及び表２に、条件式対応値とその関連データ等を各実施例について示す。条件式関連データは、例えば、第１レンズ群Ｇ１の最拡大側面から第１レンズ群Ｇ１の最縮小側面までの光軸ＡＸ上の距離Ｔ１、第２レンズ群Ｇ２の最拡大側面から第２レンズ群の最縮小側面までの光軸ＡＸ上の距離Ｔ２、第３レンズ群Ｇ３の最拡大側面から第３レンズ群Ｇ３の最縮小側面までの光軸ＡＸ上の距離Ｔ３、及び、投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８の最拡大側面から投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８の最縮小側面までの光軸ＡＸ上の距離Ｔｗである。
【0079】
図１７から図２４は、実施例１～実施例８の収差図（無限遠合焦状態での縦収差図）である。なお、各実施例の投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８を投影装置１（図２５）に用いる場合、本来はスクリーン面（被投影面）ＳＣが像面であり画像表示面ＩＭが物体面であるが、各実施例では光学設計上それぞれ縮小系とし、スクリーン面ＳＣを物体面（ｏｂｊｅｃｔ）とみなして像面（ｉｍａｇｅ）に相当する画像表示面（縮小側像面）ＩＭで光学性能を評価している。
【0080】
球面収差図は、一点鎖線で示される波６５６．２８ｎｍに対する球面収差量、実線で示される波長５８７．５６ｎｍ（ｄ線）に対する球面収差量、破線で示される波長４３５．８４ｎｍに対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表している。球面収差図の縦軸は、瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。
【0081】
非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表している。非点収差図の縦軸は、像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。
【0082】
歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲（単位：％）を表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。
【0083】
実施例１
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity infinity
1 109.698 7.900 1.70154 41.15
2 61.030 14.299
3 91.565 5.700 1.83400 37.34
4 44.599 13.666
5* 196.663 9.000 1.83404 37.30
6 36.730 17.558
7 1838.837 2.900 1.83400 37.34
8 47.583 19.622
9 -32.401 3.072 1.84666 23.78
10 -156.892 9.242
11 -62.372 9.315 1.91082 35.25
12 -48.824 0.906
13 -288.294 14.391 1.90366 31.31
14 -66.401 0.300
15 152.790 8.276 1.83400 37.34
16 -6537.371 89.355
17 233.605 1.800 1.60342 38.01
18 38.868 3.335
19 52.111 8.118 1.43700 95.10
20 -69.839 0.300
21 51.737 7.188 1.43700 95.10
22 -243.261 6.569
23 82.783 2.250 1.80610 33.27
24 32.396 6.004
25 52.239 13.497 1.43700 95.10
26 -34.244 0.857
27 -43.807 2.362 1.80610 33.27
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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i A10 A12 A14 A16
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各種データ
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BF 79.611
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i r d nd vd
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29 51.567 13.234 1.43700 95.10
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image(IM) infinity
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i A10 A12 A14 A16
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各種データ
Fl -7.968
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ω 66.356
ymax 18.200
TL 630.056
BF 79.611
【0084】
実施例２
単位：mm
面データ
i r d nd vd
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39 infinity 21.086
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48(ST) infinity 14.650
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image(IM) infinity
非球面データ
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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各種データ
Fl -7.968
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ymax 17.900
TL 644.705
BF 84.102
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i r d nd vd
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39 infinity 21.086
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48(ST) infinity 14.650
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image(IM) infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
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i A10 A12 A14 A16
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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i A10 A12 A14 A16
34 -4.0688e-014 1.7008e-017 0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
Fl -7.968
Fno. 2.500
ω 66.003
ymax 17.900
TL 644.705
BF 84.102
【0085】
実施例３
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity infinity
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17 infinity 50.000 1.51680 64.20
18 infinity 5.000
19 179.592 1.800 1.60342 38.01
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image(IM) infinity
非球面データ
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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i r d nd vd
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image(IM) infinity
非球面データ
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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i A10 A12 A14 A16
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各種データ
Fl -7.968
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ω 66.003
ymax 17.900
TL 644.706
BF 80.541
【0086】
実施例４
単位：mm
面データ
i r d nd vd
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18 infinity 71.563
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35 infinity 2.307 1.80000 29.84
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38* -43.913 3.500
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40 infinity 4.087
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43 infinity 16.100
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52(ST) infinity 5.171
53 infinity 5.292 1.43700 95.10
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68 infinity 4.000
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70 infinity 1.500
image(IM) infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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各種データ
Fl -5.704
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ω 65.613
ymax 12.500
TL 550.168
BF 69.678
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面データ
i r d nd vd
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18 infinity 71.563
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35 infinity 2.307 1.80000 29.84
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40 infinity 4.087
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43 infinity 16.100
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52(ST) infinity 5.171
53 infinity 5.292 1.43700 95.10
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63 infinity 13.182 1.55032 75.50
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67 infinity 70.000 1.51680 64.20
68 infinity 4.000
69 infinity 3.000 1.48749 70.44
70 infinity 1.500
image(IM) infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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i A10 A12 A14 A16
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各種データ
Fl -5.704
Fno. 2.000
ω 65.613
ymax 12.500
TL 550.168
BF 69.678
【0087】
実施例５
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity infinity
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6 78.641 7.027
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10 53.324 17.702
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17 106.234 8.768 1.80610 33.27
18 infinity 71.677
19 -103.379 1.743 1.67270 32.17
20 41.507 3.467
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非球面データ
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i r d nd vd
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18 infinity 71.677
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image(IM) infinity
非球面データ
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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各種データ
Fl -5.695
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BF 46.637
【0088】
実施例６
単位：mm
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i r d nd vd
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18 infinity 71.904
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32 infinity 6.421
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43 infinity 16.801
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image(IM) infinity
非球面データ
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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各種データ
Fl -5.686
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BF 43.692
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i r d nd vd
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32 infinity 6.421
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43 infinity 16.801
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52(ST) infinity 7.348
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63 infinity 7.571 1.55032 75.50
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image(IM) infinity
非球面データ
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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i A10 A12 A14 A16
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各種データ
Fl -5.686
Fno. 2.401
ω 65.648
ymax 12.500
TL 500.168
BF 43.692
【0089】
実施例７
単位：mm
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i r d nd vd
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18 infinity 70.000
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24 infinity 2.001
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50(ST) infinity 5.604
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57 98.826 4.393 1.43700 95.10
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59 -19.414 1.954 1.54814 45.82
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image(IM) infinity
非球面データ
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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i A10 A12 A14 A16
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各種データ
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ω 65.646
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TL 570.162
BF 43.674
単位：mm
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i r d nd vd
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18 infinity 70.000
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24 infinity 2.001
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40 infinity 13.847
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45 infinity 8.007
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48 infinity 9.908 1.71300 53.94
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image(IM) infinity
非球面データ
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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各種データ
Fl -5.702
Fno. 2.400
ω 65.646
ymax 12.500
TL 570.162
BF 43.674
【0090】
実施例８
単位：mm
面データ
i r d nd vd
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18 infinity 70.000
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24 infinity 2.001
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50(ST) infinity 5.604
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61 infinity 7.217 1.43700 95.10
62 -29.354 4.073
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67 infinity 3.000 1.48749 70.44
68 infinity 1.500
image(IM) infinity
非球面データ
i K A4 A6 A8
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i A10 A12 A14 A16
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非球面データ
i K A4 A6 A8
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各種データ
Fl -5.702
Fno. 2.400
ω 65.646
ymax 12.500
TL 570.162
BF 43.674
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object(SC) infinity infinity
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6 78.641 1.058
7 64.144 3.530 1.91082 35.25
8 34.787 15.994
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10 34.055 19.360
11 -28.050 3.290 1.84666 23.78
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15 -321.404 13.265 1.80518 25.46
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18 infinity 70.000
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24 infinity 2.001
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40 infinity 13.847
41 infinity 21.725
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50(ST) infinity 5.604
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60 54.188 4.373
61 infinity 7.217 1.43700 95.10
62 -29.354 4.073
63 659.544 6.666 1.80518 25.46
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65 infinity 26.000 1.51680 64.20
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image(IM) infinity
非球面データ
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i K A4 A6 A8
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各種データ
Fl -5.702
Fno. 2.400
ω 65.646
ymax 12.500
TL 570.162
BF 43.674
【0091】
【表1】
【表2】
【0092】
＜投影装置＞
図２５及び図２６を参照して、本発明の一実施の形態の投影装置１を説明する。図２５に示されるように、投影装置１は、本体部２と、投影光学系ＬＮとを備えている。投影光学系ＬＮは、第１～第８の実施の形態の投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８のいずれかである。
図２５及び図２６を参照して、本発明の一実施の形態の投影装置１を説明する。図２５に示されるように、投影装置１は、本体部２と、投影光学系ＬＮとを備えている。投影光学系ＬＮは、第１～第８の実施の形態の投影光学系ＬＮ１～ＬＮ８のいずれかである。
【0093】
図２６に示されるように、本体部２は、光源３と、冷却部材４と、照明光学系５と、反射ミラー６と、プリズムＰＲと、画像表示素子７と、制御部８とを含んでいる。
【0094】
光源３は、例えば、キセノンランプ等の白色光源、または、レーザ光源である。冷却部材４は、光源３などを冷却する。冷却部材４は、例えば、送風機である。画像表示素子７は、画像表示面ＩＭを有している。画像表示素子７は、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）または液晶表示素子（ＬＣＤ）などである。画像表示素子７の画像表示面ＩＭ上に、カバーガラスＣＧが設けられている。制御部８は、投影装置１を制御する。具体的には、制御部８は、画像表示素子７などを制御する。
【0095】
光源３から出射された照明光は、照明光学系５、反射ミラー６及びプリズムＰＲを経由して、画像表示素子７に入射される。画像表示素子７は、照明光を変調して、画像光を反射する。プリズムＰＲは、例えばＴＩＲプリズム等を含み、照明光と画像光とを互いに分離する。プリズムＰＲは、例えば、色分離合成プリズム等をさらに含む。投影装置１が三板式の投影装置である場合には、プリズムＰＲは、三枚の画像表示素子７で形成された三つの画像光を合成する。投影光学系ＬＮは、画像表示素子７で形成された画像光を、スクリーン面ＳＣに向けて拡大投影する。具体的には、第２光学系ＬＵ２は、画像表示素子７の画像表示面ＩＭに表示された画像の中間像ＩＭ２を形成し、第１光学系ＬＵ１は中間像ＩＭ２をスクリーン面ＳＣに拡大投影する。
【0096】
投影光学系ＬＮのうちフォーカシングのために移動可能なレンズまたはレンズ群には、光軸ＡＸに沿ってレンズを移動させるアクチュエーター（図示せず）が接続されている。制御部８は、アクチュエーターを制御して、レンズまたはレンズ群を移動させる。なお、制御部８及びアクチュエーターを用いることなく、手動でレンズまたはレンズ群を移動させてもよい。また、画像表示素子７が自発光型の画像表示素子７である場合には、光源３、照明光学系５及び反射ミラー６は省略され得る。
【0097】
本発明の実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0098】
１ 投影装置、２ 本体部、３ 光源、４ 冷却部材、５ 照明光学系、６ 反射ミラー、７ 画像表示素子、８ 制御部、ＡＸ 光軸、ＢＦ バックフォーカス、ＣＧ カバーガラス、Ｇ１ 第１レンズ群、Ｇ２ 第２レンズ群、Ｇ３ 第３レンズ群、ＩＭ 画像表示面、ＩＭ２ 中間像、Ｌ１１ａ～Ｌ１１ｈ，Ｌ１２ａ～Ｌ１２ｏ，Ｌ１３ａ～Ｌ１３ｇ，Ｌ４１ａ～Ｌ４１ｉ，Ｌ４２ａ～Ｌ４２ｐ，Ｌ４３ａ～Ｌ４３ｇ，Ｌ７１ａ～Ｌ７１ｉ，Ｌ７２ａ～Ｌ７２ｏ，Ｌ７３ａ～Ｌ７３ｇ，Ｌ８１ａ～Ｌ８１ｉ，Ｌ８２ａ～Ｌ８２ｏ，Ｌ８３ａ～Ｌ８３ｈ レンズ、ＬＮ，ＬＮ１～ＬＮ８ 投影光学系、ＬＵ１ 第１光学系、ＬＵ２ 第２光学系、ＰＲ プリズム、Ｒ１ 第１反射光学素子、Ｒ２ 第２反射光学素子、ＳＣ スクリーン面。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】