JP2017040849A - 投射光学系及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトながら近接投射が可能な投射光学系、及び当該投射光学系を備えたプロジェクターを提供すること。【解決手段】投射光学系４０は、屈折光学系である第１光学群４０ａと反射光学系である第２光学群４０ｂとを備えている。第２光学群４０ｂは、凹面形状を有する第１反射面、曲面形状を有する第２反射面及び凸面形状を有する第３反射面をそれぞれ有する第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３を含む。第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３は、焦点距離に関する条件式（１）を満たす。第１光学群４０ａから射出された画像光は第２光学群４０ｂによって反射され、被投射面に投射される。【選択図】図３

Description

本発明は、画像表示素子の画像を拡大投影するプロジェクターへの組み込みに適した投射光学系及びこれを用いたプロジェクターに関する。

近年、近距離から投射して大画面を得ることが可能なプロジェクター用の投射光学系として、例えば屈折光学系と１枚の非球面反射面とを用いるものが提案されている（例えば特許文献１等参照）。

しかしながら、例えば特許文献１（特開２００８−２５０２９６号）では、屈折光学系に非球面レンズを含み、また、再結像させるための非球面反射面が１枚であるため、屈折光学系にかなり負担がかかる。例えば、Ｆナンバーを明るくして、広い変倍範囲に対応しようとすると、例えば複数の強い非球面を含めても１０数枚のレンズを必要とするといったことになる可能性がある。

特開２００８−２５０２９６号公報

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、コンパクトながら近接投射が可能な投射光学系、及び当該投射光学系を備えたプロジェクターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る第１の投射光学系は、縮小側から順に設けられた、複数のレンズからなり正のパワーを有する屈折光学系と、反射光学系と、を備えた投射光学系であって、反射光学系は、屈折光学系から射出された光の光路上に屈折光学系側から順に設けられた第１反射光学系と第２反射光学系と第３反射光学系とを含み、第１反射光学系は、凹面形状を有する第１反射面を含み、第２反射光学系は、曲面形状を有する第２反射面を含み、第３反射光学系は、凸面形状を有する第３反射面を含み、第１反射面、第２反射面及び第３反射面のうち少なくとも２つは非球面形状を有し、第１反射光学系の焦点距離をｆ１、第２反射光学系の焦点距離をｆ２、第３反射光学系の焦点距離をｆ３、としたとき、ｆ１，ｆ２，ｆ３が条件式（１）を満足することを特徴とする。
｜ｆ２｜＞｜ｆ３｜＞｜ｆ１｜…（１）

上記投射光学系は、凹面形状を有する第１反射面、曲面形状を有する第２反射面及び凸面形状を有する第３反射面をそれぞれ有する第１〜第３反射光学系を備えている。また、第１〜第３反射光学系は条件式（１）を満たす。したがって、上記投射光学系はコンパクトながら近接投射が可能である。なお、第１〜第３反射光学系のパワーをφ１，φ２，φ３とすると、条件式（１）を、
φ２＜φ３＜φ１ （φｋ＝｜１／ｆｋ｜） ｋ＝１，２，３
ただし、ｆｋは条件式（１）に示す各反射光学系の焦点距離
と表記することもできる。すなわち、第２反射光学系のパワーが最も弱く、第１反射光学系のパワーが最も強く、第３反射光学系のパワーがその中間である。

本発明の具体的な側面によれば、全系の焦点距離をＦ、屈折光学系の焦点距離をＦＬとするとき、条件式（２）を満足する。
０．０５ ＜ Ｆ／ＦＬ ＜ ０．１５…（２）
この場合、バックフォーカスを長くとりながら、装置全体の小型化を達成することができる。

本発明の別の側面によれば、前記複数のレンズが全て回転対称系である。

本発明のさらに別の側面によれば、前記複数のレンズ及び第１〜第３反射光学系の全ての面は、回転対称面で構成され、同一の光軸を有する共軸光学系である。

本発明のさらに別の側面によれば、前記複数のレンズは、屈折光学系の一部として機能する光透過領域と第２反射面として機能する光反射領域とを有する光透過反射光学系を含む。この場合、屈折光学系のレンズのレンズ面の一部と反射光学系の反射面とを共有面として構成することが可能となる。

本発明のさらに別の側面によれば、光透過反射光学系は、屈折光学系において最も拡大側に配置されており、投射距離の変更に伴う変倍時のフォーカスの際、固定されている。

本発明のさらに別の側面によれば、屈折光学系は、変倍時に少なくとも１つの移動するレンズ群を有し、最も縮小側の可変間隔を境にして、縮小側から順に正のパワーを有する第１−１レンズ群と、正のパワーを有する第１−２レンズ群とから構成され、第１−１レンズ群の焦点距離をＦ_１−１、第１−２レンズ群の焦点距離をＦ_１−２とするとき、条件式（３）を満足する。
０．０ ＜ ｜Ｆ_１−１／Ｆ_１−２｜ ＜ １．０…（３）
この場合、像面湾曲や歪曲収差を補正することが可能となる。

本発明のさらに別の側面によれば、物体側の開口数は０．２７以上である。

本発明のさらに別の側面によれば、縮小側は略テレセントリックである。

本発明のさらに別の側面によれば、変倍範囲が１．４倍以上ある。

上記目的を達成するため、本発明に係る第２の投射光学系は、縮小側から順に設けられた、複数のレンズからなり正のパワーを有する屈折光学系と、少なくとも３面の反射面を有する反射光学系と、を備えた投射光学系であって、屈折光学系を構成する複数のレンズは、屈折光学系の一部として機能する光透過領域と反射光学系の反射面として機能する光反射領域とを有する光透過反射光学系を含む。

上記投射光学系において、光透過反射光学系に屈折レンズとしての機能と反射ミラーとしての機能とを兼用させることで、コンパクトながら近接投射を可能なものとすることができる。

上記目的を達成するため、本発明に係るプロジェクターは、光源と、光源からの光を変調して画像光を形成する光変調素子と、画像光を投射する上記いずれかの投射光学系とを備える。プロジェクターは上記いずれかの投射光学系を備えることで、コンパクトながら近接投射を可能なものとすることができる。

実施形態の投射光学系を組み込んだプロジェクターの概略構成を示す図である。 実施形態又は実施例１の投射光学系における物体面から投射面までの構成および光線図である。 図２のうち、物体面から凹面反射ミラーまでの一部拡大図である。 実施例１の投射光学系の構成を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１の投射光学系の縮小側収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図５（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図５（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図５（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。 実施例２の投射光学系の構成を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２の投射光学系の縮小側収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図１０（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図１０（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図１０（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。 実施例３の投射光学系の構成を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３の投射光学系の縮小側収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図１５（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図１５（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図１５（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。 実施例４の投射光学系の構成を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４の投射光学系の縮小側収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図２０（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図２０（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図２０（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。 実施例５の投射光学系の構成を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例５の投射光学系の縮小側収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図２５（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図２５（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図２５（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。 実施例６の投射光学系の物体面から凹面反射ミラーまでの構成および光線図である。 実施例６の投射光学系の構成を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例６の投射光学系の縮小側収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図３１（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図３１（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図３１（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係る投射光学系について詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る投射光学系を組み込んだプロジェクター２は、画像光を投射する光学系部分５０と、光学系部分５０の動作を制御する回路装置８０とを備える。

光学系部分５０において、光源１０は、例えば超高圧水銀ランプであって、Ｒ光、Ｇ光、及びＢ光を含む光を射出する。ここで、光源１０は、超高圧水銀ランプ以外の放電光源であってもよいし、ＬＥＤやレーザーのような固体光源であってもよい。第１インテグレーターレンズ１１及び第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のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテグレーターレンズ１２のレンズ素子は、重畳レンズ１４と協働して、第１インテグレーターレンズ１１のレンズ素子の像を液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂに形成する。このような構成により、光源１０からの光が液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの表示領域の全体を略均一な明るさで照明する。

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を介して液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの表示領域上で重畳させる。

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Ｒ光を反射させ、Ｇ光及び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及びフィールドレンズ１７Ｒを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｒへ入射する。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、Ｒ色の画像を形成する。

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Ｇ光を反射させ、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、光変調素子である液晶パネル１８Ｇへ入射する。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、Ｇ色の画像を形成する。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、２４、反射ミラー２３、２５、及びフィールドレンズ１７Ｂを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｂへ入射する。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、Ｂ色の画像を形成する。

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とし、投射光学系４０へ進行させる。

投射光学系４０は、各液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂによって変調されクロスダイクロイックプリズム１９で合成された画像光を不図示のスクリーン上に拡大投射する投射用ズームレンズである。

回路装置８０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８１と、画像処理部８１の出力に基づいて光学系部分５０に設けた液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂを駆動する表示駆動部８２と、投射光学系４０に設けた駆動機構（不図示）を動作させて投射光学系４０の状態を調整するレンズ駆動部８３と、これらの回路部分８１，８２，８３等の動作を統括的に制御する主制御部８８とを備える。

画像処理部８１は、入力された外部画像信号を各色の諧調等を含む画像信号に変換する。なお、画像処理部８１は、外部画像信号に対して歪補正や色補正等の各種画像処理を行うこともできる。

表示駆動部８２は、画像処理部８１から出力された画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂを動作させることができ、当該画像信号に対応した画像又はこれに画像処理を施したものに対応する画像を液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂに形成させることができる。

レンズ駆動部８３は、主制御部８８の制御下で動作し、投射光学系４０を構成する一部の光学要素をアクチュエーターＡＣを介して光軸ＯＡに沿って適宜移動させることにより、投射光学系４０によるスクリーン上への画像の投射において変倍に伴うフォーカス（変倍時のフォーカス）を行うことができる。なお、レンズ駆動部８３は、投射光学系４０全体を光軸ＯＡに垂直な上下方向に移動させるアオリの調整により、スクリーン上に投射される画像の縦位置を変化させることもできる。

以下、図２及び図３等を参照して、実施形態の投射光学系４０について具体的に説明する。なお、図２等で例示した投射光学系４０は、後述する実施例１の投射光学系４０と同一の構成となっている。便宜上、＋Ｙ方向を上方向とし、−Ｙ方向を下方向とする。

実施形態の投射光学系４０は、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）に形成された画像を不図示のスクリーン上に投射する。ここで、投射光学系４０と液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）との間には、図１のクロスダイクロイックプリズム１９に相当するプリズムＰＲが配置されている。

投射光学系４０は、縮小側から順に、複数のレンズからなり正のパワーを有する屈折光学系である第１光学群４０ａと、複数のミラーからなり種々の曲面形状の反射面を有する反射光学系である第２光学群４０ｂとからなる。
第１光学群４０ａは、含まれるレンズ間に形成される空間のうち、レンズの移動により可変となる間隔のうち最も縮小側の可変間隔ＢＤを境にして、縮小側に設けられ、正のパワーを有する第１−１レンズ群４１と、拡大側に設けられ、第１−１レンズ群４１のパワーと比較して弱い正のパワーを有する第１−２レンズ群４２と、からなる屈折光学系である。

第２光学群４０ｂは、第１光学群４０ａから射出された光の光路上に第１光学群４０ａ側から順に設けられた第１反射光学系ＭＲ１と、第２反射光学系ＭＲ２と、第３反射光学系ＭＲ３とを含む反射光学系である。

ここで、図示の例では、第１光学群４０ａと第２光学群４０ｂとは、一部の要素（レンズＬ７または第２反射光学系ＭＲ２とする）を共有している。言い換えると、当該一部の要素は、レンズＬ７と見れば、屈折光学系である第１光学群４０ａの一部として機能し、第２反射光学系ＭＲ２と見れば、反射光学系である第２光学群４０ｂの一部として機能する光透過反射光学系である。ここでは、レンズＬ７（あるいは第２反射光学系ＭＲ２）の下側領域が、光を透過屈折させるレンズ（屈折レンズ）としての機能を有する光透過領域となっている。一方、第２反射光学系ＭＲ２（あるいはレンズＬ７）の上側領域が、光を反射するミラー（ミラーレンズ）としての機能を有する光反射領域となっている。従って、図１に示す場合、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）からプリズムＰＲを経て投射される画像光の光線は、第１光学群４０ａを経て第２光学群４０ｂに射出されるに際して、第１光学群４０ａの最も拡大側に配置されるレンズＬ７（あるいは第２反射光学系ＭＲ２）の下側を通過する。また、当該光線は、第２光学群４０ｂの第１反射光学系ＭＲ１で反射された後、再び第２反射光学系ＭＲ２（あるいはレンズＬ７）に入射する。この際、当該光線は、第２反射光学系ＭＲ２（あるいはレンズＬ７）の上側で第３反射光学系ＭＲ３に向けて反射される。

以下、屈折光学系である第１光学群４０ａについて、詳細に説明する。

第１光学群４０ａのうち、第１−１レンズ群４１は開口絞りＳＴを有し、開口絞りＳＴよりも縮小側にレンズ群（レンズＬ１〜Ｌ４）を有する。レンズＬ１〜Ｌ４は、投射距離の変更に伴う変倍時のフォーカスの際に、固定されている。

第１−２レンズ群４２は、開口絞りＳＴよりも拡大側に配置されるレンズ群（レンズＬ５〜Ｌ７）を有する。これらのうち、レンズＬ５，Ｌ６はフォーカス群を構成している。レンズＬ５，Ｌ６はそれぞれ、投射距離の変更に伴う変倍時のフォーカスの際に、アクチュエーターＡＣにより、光軸ＯＡに沿った方向Ａ１（光軸方向）に移動する。ここでは、レンズＬ５とレンズＬ６とは独立して移動可能となっているものとする。これにより、広い変倍域においても、最終的に良好な画像を得られるような１次像を作ることができる。なお、アクチュエーターＡＣによる移動のさせ方については、変倍時のフォーカスの態様により種々の態様が可能であり、例えば各レンズをまったく独立に移動させてもよいし、カム機構等を利用して互いに連動させて移動させてもよい。一方、第１光学群４０ａにおいて最も拡大側に配置されているレンズＬ７（あるいは第２反射光学系ＭＲ２）は、上記変倍に伴うフォーカスの際に、固定されている。

以下、第１光学群４０ａを構成する各レンズについて縮小側から順に説明する。第１−１レンズ群４１は、既述のように、４枚のレンズＬ１〜Ｌ４で構成され、レンズＬ１、Ｌ２は、正レンズであり、レンズＬ３とレンズＬ４とは接合レンズである。第１−２レンズ群４２は、既述のように、３枚のレンズＬ５〜Ｌ７で構成され、レンズＬ５は、正レンズであり、レンズＬ６は、正のメニスカスレンズであり、レンズＬ７は、両面非球面の負レンズである。すなわち、第１光学群４０ａは、全体で７枚のレンズＬ１〜Ｌ７で構成されている。レンズＬ１〜Ｌ７各々は、光軸ＯＡについて軸対称な円形状である。言い換えると、屈折光学系である第１光学群４０ａを構成する複数のレンズＬ１〜Ｌ７が全て回転対称系である。また、レンズＬ７以外は、全てガラス製の球面レンズである。レンズＬ７は両面非球面レンズであり、比較的レンズ径も大きいことから、樹脂レンズとすることが安価で好ましい。しかし、レンズＬ７は軸対称な円形状であり、一部を反射面しても使用することから、精度を確保しやすいガラス非球面レンズとしてもよい。

以下、第２光学群４０ｂについて、詳細に説明する。

第２光学群４０ｂのうち、第１反射光学系ＭＲ１は、第１光学群４０ａの射出側（拡大側）、すなわち第２光学群４０ｂにおける最も縮小側に配置され、凹面形状を有する第１反射面Ｒ１を含む。第１反射光学系ＭＲ１は、第１反射面Ｒ１での反射により、第１光学群４０ａから射出された光線を第２反射光学系ＭＲ２に向けて射出する。

第２反射光学系ＭＲ２は、光路上、第１反射光学系ＭＲ１の拡大側に配置され、曲面形状を有する第２反射面Ｒ２を含む。ここでは、既述のように、第２反射光学系ＭＲ２（あるいはレンズＬ７）は、第１光学群４０ａを構成するレンズＬ７のうち屈折レンズとしては利用されない一部分に光反射領域を形成していることで、第２反射面Ｒ２を有するものとなっている。また、上記のように、第２反射面Ｒ２を設ける対象となっているレンズが両面非球面の負レンズであることに伴い、その一部の面である第２反射面Ｒ２も非球面となっている。見方を変えると、第２反射光学系ＭＲ２は、非球面ミラーである。第２反射光学系ＭＲ２は、第２反射面Ｒ２での反射により、第１反射光学系ＭＲ１から射出された光線を第３反射光学系ＭＲ３に向けて射出する。

第３反射光学系ＭＲ３は、光路上、第２反射光学系ＭＲ２の拡大側、すなわち最も拡大側に配置され、凸面形状を有する第３反射面Ｒ３を含む。第３反射光学系ＭＲ３は、第３反射面Ｒ３での反射により、第２反射光学系ＭＲ２から射出された光線を被照射面であるスクリーンに向けて射出する。

以下、第２光学群４０ｂを構成する各ミラー（反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３）の特性について説明する。まず、第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３の全ての反射面Ｒ１〜Ｒ３は、非球面形状をそれぞれ有し、かつ、回転対称面で構成され、同一の光軸を有する。

また、第１反射光学系ＭＲ１の焦点距離をｆ１、第２反射光学系ＭＲ２の焦点距離をｆ２、第３反射光学系ＭＲ３の焦点距離をｆ３、としたとき、ｆ１，ｆ２，ｆ３が下記の条件式（１）を満足する。
｜ｆ２｜＞｜ｆ３｜＞｜ｆ１｜…（１）
なお、上記要件に関して、第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３のパワーをφ１，φ２，φ３とすると、条件式（１）を、
φ２＜φ３＜φ１ （φｋ＝｜１／ｆｋ｜） ｋ＝１，２，３
ただし、ｆｋは条件式（１）に示す各反射光学系の焦点距離
と表記することもできる。

条件式（１）は、３つの反射面Ｒ１〜Ｒ３の焦点距離ｆ１，ｆ２，ｆ３に関する条件であり、各反射面Ｒ１〜Ｒ３のパワーφ１，φ２，φ３を適切に設定することで、第２光学群４０ｂの小型化を図り、かつ、第１光学群４０ａで作られた収差を含む１次像を効率よく収差の十分に補正された２次像としてスクリーン上に結像させるための条件である。仮に、第１反射面Ｒ１の焦点距離ｆ１の絶対値が第３反射面Ｒ３の焦点距離ｆ３の絶対値よりも大きくなり、すなわち正のパワーが弱くなりすぎると、第１反射面Ｒ１のサイズが大きくなるとともに、第２反射面Ｒ２のサイズも大きくなり小型化という点で好ましくないものとなってしまう。これに対して、第１反射面Ｒ１を他の２枚の反射面Ｒ２，Ｒ３よりもパワーの強い面とすることで、第２反射面Ｒ２に入射する光束の位置を低い位置とすることができ、第１、第２反射面Ｒ２，Ｒ３を小型化することが可能となる。

また、例えば第２反射面Ｒ２の焦点距離ｆ２の絶対値を、反射面Ｒ１の焦点距離ｆ１の絶対値および反射面Ｒ３の焦点距離ｆ３の絶対値よりも大きくする、すなわちパワーの弱い面とすることで、第１反射面Ｒ１の正のパワーと、第３反射面Ｒ３の負のパワーをバランスよく設定することができ、諸収差をバランスよく補正することが可能となる。また、第２反射面Ｒ２のパワーを弱くすることで、上記のような第１光学群４０ａ（屈折光学系）のレンズ（レンズＬ７）のレンズ面の一部と反射面（第２反射面Ｒ２）とを共有面として構成することが可能となる。

また、以上の投射光学系４０の場合、結果的に第１光学群４０ａ（屈折光学系）を構成する複数のレンズＬ１〜Ｌ７、及び、第２光学群４０ｂ（反射光学系）を構成する第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３の全ての面は、回転対称面で構成され、同一の光軸を有する共軸光学系となっている。

また、上記構成の投射光学系４０において、全系の焦点距離をＦ、第１光学群４０ａ（屈折光学系）の焦点距離をＦＬとするとき、投射光学系４０は、下記の条件式（２）を満足する。
０．０５ ＜ Ｆ／ＦＬ ＜ ０．１５…（２）

条件式（２）は、全系の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の比に関する条件で、バックフォーカスを長くとりながら、装置全体の小型化を達成するための条件である。

この種の超広角投射光学系では、焦点距離が非常に短く、色合成プリズムＰＲなどを入れるための長いバックフォーカスを得るためには、１次像を作る役割をもつ第１光学群４０ａ（屈折光学系）の焦点距離を長くすることが必要となる。

条件式（２）の上限を超えて、第１光学群４０ａの焦点距離が短くなり過ぎると、諸収差の補正が困難となり、レンズ枚数もそれに伴い多くする必要が生じ好ましくない。また、必要なバックフォーカスを確保することも困難になる。逆に、条件式（２）の下限を超えて、第１光学群４０ａの焦点距離が長くなり過ぎると、収差補正は容易になるが、レンズ全長が長くなることになり小型化という点で好ましくない。条件式（２）を満足するものとすることで、バックフォーカスを長くとりながらも、装置全体の小型化を達成することが可能となる。

さらに、第１−１レンズ群４１の焦点距離をＦ_１−１、第１−２レンズ群４２の焦点距離をＦ_１−２とするとき、投射光学系４０は、下記の条件式（３）を満足する。
０．０ ＜ ｜Ｆ_１−１／Ｆ_１−２｜ ＜ １．０…（３）

本実施形態のような超広角投射光学系では、非常に広い画角を有するため、一般的な投射光学系（例えば半画角３０°程度の投射光学系）と比較すると、投射距離による収差の変化量が非常に大きい。投射距離を変化させると、焦点距離が非常に短いため、低像高位置での焦点変化が少ないのに比較して、高像高位置の画面周辺部での像面湾曲や歪曲収差が大きく変化する。したがって、本実施形態の投射光学系では、変倍に伴うフォーカスに際して、主に画面周辺部での像面湾曲変化や歪曲変化を補正している。条件式（３）は、第１光学群４０ａ内でのフォーカス時における固定群と移動群との焦点距離の比に関する条件であり、簡単な構成でフォーカスを行うための条件であると言える。フォーカス群の焦点距離を長くして、パワーを小さくすることで、低像高位置での焦点変化を少なくし、高像高位置での像面湾曲や歪曲収差を補正することが可能となる。

条件式（３）の上限を超えて、フォーカス群の焦点距離が短くなり、パワーが強くなり過ぎるとフォーカスの際に、周辺部の像面湾曲や歪曲を補正する為の移動量が大きくなり過ぎ好ましくない。逆に、条件式（３）の下限を超えて、フォーカス群のパワーが弱くなりすぎると、レンズ群を移動させたときに、光軸近傍での焦点位置も動いてしまい、低像高位置と高像高位置での焦点位置を一致させるために、複数のレンズ群を精度良く移動させることが必要となり、枠構成上も難しくなるため好ましくない。条件式（３）を満足するものとすることで、変倍に伴うフォーカスに際して、像面湾曲や歪曲収差を十分に抑制する補正が可能となっている。

なお、上記のように、第１光学群４０ａを構成するレンズＬ１〜Ｌ７各々は、光軸ＯＡについて軸対称な円形状となっている。最も大きくなりやすい拡大側のレンズＬ７も円形である。これにより、製造過程における誤差を極力抑えることができる。また、全てのレンズＬ１〜Ｌ７を円形状にできる。比較例として、例えば第２光学群４０ｂを１枚の凹面ミラーで構成する投射光学系を考えると、当該投射光学系では、当該凹面ミラーで反射された光束が屈折光学系と干渉するため、ミラー側に配置されるレンズ（第１光学群４０ａのうち最も拡大側のレンズ）は、非円形形状にカットする必要が生じる可能性がある。レンズを非円形形状とすると、レンズを収納する鏡枠構造が複雑となり、コストアップとなってしまう。これに対して本実施形態では、最も拡大側に位置するレンズＬ７において、レンズ面の一部を反射面として機能させることで、レンズＬ１〜Ｌ７各々を全て円形状として、一般的なレンズ鏡枠構造をとることができ、低コスト化と同時に精度向上を達成することが可能となる。

また、図示のように、投射光学系４０において、縮小側は、略テレセントリックである。これにより、例えば上記のように、クロスダイクロイックプリズム１９において各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂで変調された光を合成して画像光とする場合において、組み立てのバラツキを吸収しやすいものとすることができる。

近接投射光学系では、一般に、スクリーンまでの距離が非常に近い。投射光学系４０では、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）のパネル面ＰＩに形成された画像を、一旦、第１光学群４０ａによって第２光学群４０ｂのミラーの手前で結像させ、第２光学群４０ｂによって画像をスクリーンに再結像させることで、近接投射が行なわれる。つまり、第１光学群４０ａは、第２光学群４０ｂの手前で１次像（中間像）を作る。上記のような近接投写光学系では、変倍時の収差変動が比較的大きいため、あまり変倍範囲を大きく取れない可能性がある。従って、第１光学群４０ａにより形成される１次像は、投射倍率を変化させても、良好な画像が得られるように最適化されていることが好ましい。また、一般的な近接投射光学系では、像面湾曲、非点収差の変動によるコントラスト低下が大きい。また、変倍時の歪曲収差の変化も通常レンズ系よりも大きくなる傾向が高い。

しかし、本実施形態の投射光学系４０は、上述のように、第１光学群４０ａで作られた１次像を第２光学群４０ｂで再結像させるにあたって、第２光学群４０ｂの構成を色収差の発生しない３枚のミラー（反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３）とすることで、光学系全体での色収差の発生を極力低減し、かつ、光を複数回反射させて実質的な光路長を長くすることで、各光学要素のパワー低減できる。その結果、第１光学群４０ａの負担を減らすことができる。したがって、強い非球面を有するレンズを使用しなくても、第１光学群４０ａの構成枚数を少なくし、広い変倍範囲に対応できるような投射光学系を構成し、低コスト化、コンパクト化を達成することができる。

また、本実施形態では、第２光学群４０ｂを構成するミラーの枚数を奇数枚としている。この場合、投射光を光源側に返すように構成する、すなわち近接投射に際して光源側にスクリーンを配置するようにして、プロジェクターの設置において、一般的な反射ミラーを使わない方式や偶数枚の反射ミラーで折り返す場合に比べて、プロジェクターを壁面に設置するためのアームを短くすることができ、強度的にも小さくてすむようにできる。

さらに、上記のような構成とすることにより、物体側の開口数を０．２７以上、すなわちＦナンバーが１．８程度の明るさを有しながら、１．４倍以上（さらには１．５倍以上、１．６倍以上）の高い変倍範囲を確保し、高解像度の画像表示素子にも十分対応可能な性能を有するものとなっている。

また、本願発明とは別の考えとして、樹脂で成形された非球面レンズを屈折光学系に適用することも考えられる。しかしながら、樹脂で成形された非球面レンズは、両面を精度よく成形しなければならず、中心部と周辺部の厚みの比、すなわち偏肉比が大きいと成形時に内部歪が生じやすい。特に、大きなレンズに非球面を利用する場合には、製造の観点から形状的制限が生じる。非球面レンズと比較すると、非球面ミラーの樹脂成形の場合、片面のみの成形ですみ、表面反射を利用することから内部歪の影響も少なく、ミラー厚も成形しやすい厚さで均一にできるため、非球面レンズよりも精度が出しやすい。また、さらに別の考えとして、ミラーのみで投射光学系を構成することも考えられる。しかし、反射のみに頼ると、反射した光路と反射面の干渉という問題が生じやすくなり、この問題を解決するために、自由曲面ミラーや偏芯の要素を入れてしまうと、製造上非常に難しくなる。本実施形態では、比較的製造を容易としつつも、高精度でコンパクトな構成とすることができる。

〔実施例〕
以下、投射光学系４０の具体的な実施例について説明する。以下に説明する実施例１〜４に共通する諸元の意味を以下にまとめた。
ｆ 全系の焦点距離
ω 半画角
ＮＡ 開口数
Ｒ 曲率半径
Ｄ 軸上面間隔（レンズ厚又はレンズ間隔）
Ｎｄ ｄ線の屈折率
Ｖｄ ｄ線のアッベ数

非球面は、以下の多項式（非球面式）によって特定される。

ただし、
ｃ： 曲率（１／Ｒ）
ｈ： 光軸からの高さ
ｋ： 非球面の円錐係数
Ａｉ：非球面の高次非球面係数
なお、ＯＢＪは、パネル面ＰＩを意味し、ＳＴＯは開口絞りＳＴを意味し、ＩＭＧは、スクリーン上の像面（被投射面）を意味する。また、面番号の前に「＊」が記載されている面は、非球面形状を有する面である。

（実施例１）
実施例１のレンズ面のデータを以下の表１に示す。
〔表１〕
f 4.002
ω 69.9゜
NA 0.278

R D Nd Vd
OBJ Infinity 3.000
1 Infinity 25.750 1.51633 64.14
2 Infinity 6.000
3 500.000 6.000 1.48749 70.24
4 -33.595 6.437
5 38.183 5.000 1.48749 70.24
6 -231.380 11.756
7 -89.984 1.200 1.83400 37.16
8 30.366 4.800 1.48749 70.24
9 -42.809 可変間隔
STO Infinity 0.000
11 154.620 3.000 1.48749 70.24
12 -54.531 可変間隔
13 37.909 7.000 1.48749 70.24
14 121.783 可変間隔
*15 -2040.867 4.500 1.53116 56.04
*16 259.706 65.000
*17 -54.241 -65.000 反射面
*18 259.706 65.000 反射面
*19 76.677 可変間隔 反射面
IMG Infinity
以上の表１及び以下の表において、１０のべき乗数（例えば１．００×１０^＋１８）をＥ（例えば１．００Ｅ＋１８）を用いて表すものとする。

以下の表２は、実施例１のレンズ面の非球面係数である。
〔表２〕
非球面係数
K A04 A06 A08 A10 A12
15 0.000 -3.5564E-06 2.2000E-09 -8.3247E-12 2.1223E-15 0.0000E+00
16 -53.570 2.8784E-08 1.6122E-11 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
17 0.530 2.2300E-06 -1.4861E-11 5.6323E-13 -3.3721E-16 1.5459E-19
18 -53.570 2.8784E-08 1.6122E-11 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
19 -7.265 -2.6013E-08 1.2573E-12 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

以下の表３は、投射倍率１２６倍、投射倍率１６２倍及び投射倍率１１０倍において、表１中の可変間隔９，１２，１４，１９の値を示している。
〔表３〕
可変間隔
126x 162x 110x
9 9.334 11.486 7.885
12 43.758 42.278 44.052
14 30.200 29.187 31.014
19 -475.000 -639.126 -405.207

図４は、実施例１の投射光学系４０の断面図である。図４の投射光学系４０は、実施形態１の投射光学系４０に相当する。図４において、投射光学系４０は、パネル面ＰＩ上の像をスクリーンまでの距離に応じた倍率で拡大投射するものである。縮小側から順に、投射光学系４０のうち、第１光学群４０ａは、第１−１レンズ群４１を構成するレンズＬ１〜Ｌ４と、第１−２レンズ群４２を構成するレンズＬ５〜Ｌ７との７枚のレンズＬ１〜Ｌ７を有する。また、第２光学群４０ｂは、３枚の非球面ミラーである第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３を有する。なお、第２反射光学系ＭＲ２以外の非球面ミラーについて、図４では切り欠かずにそのまま描いているが、実際の光学系では、円形状から一部切り欠いた形状となる（図３参照）。

各光学要素について光路順に詳しく説明すると、屈折光学系である第１光学群４０ａは、縮小側から順に両凸形状の正の第１レンズ（レンズＬ１）、両凸形状の正の第２レンズ（レンズＬ２）、両凹形状の負の第３レンズ（レンズＬ３）と両凸形状の正の第４レンズ（レンズＬ４）との接合レンズ、開口絞りＳＴ、両凸形状の第５レンズ（レンズＬ５）、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第６レンズ（レンズＬ６）、両凹形状で両面に非球面が施された負の第７レンズ（レンズＬ７）の７枚のレンズで構成される。第１光学群４０ａから射出された光線束は、第１光学群４０ａと第２光学群４０ｂの第１反射光学系ＭＲ１との間で、１次結像したあと、第１反射光学系ＭＲ１の非球面凹反射面Ｒ１で反射される。第１反射光学系ＭＲ１で反射された光線束は、第１光学群４０ａ側に戻り、第１光学群４０ａの最も拡大側に配置される第７レンズ（レンズＬ７）のレンズ面の上半分に設けられた第２反射光学系ＭＲ２の非球面凹反射面Ｒ２で反射される。なお、第１光学群４０ａの最も拡大側の屈折面と、第２反射光学系ＭＲ２の反射面Ｒ２は同一面形状で構成され、光軸ＯＡをはさんで略半分が透過面、残りの半分は反射面となっている。第２反射光学系ＭＲ２で反射された光線束は、第３反射光学系ＭＲ３の非球面凸反射面Ｒ３で反射され、スクリーン上に結像する。

投射距離を変更して変倍する場合には、第１−２レンズ群４２のうち、第５レンズ（レンズＬ５）と第６レンズ（レンズＬ６）とをフローティングにより移動することでフォーカスを行う。なお、第２反射光学系ＭＲ２と兼用している最も拡大側の第７レンズ（レンズＬ７）は固定である。また、第１−１レンズ群４１及び第２光学群４０ｂも固定である。

図５（Ａ）は、投射倍率１２６倍の時の投射光学系の縮小側収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図５（Ｂ）は、投射倍率１６２倍の時の投射光学系の縮小側収差図であり、図５（Ｃ）は、投射倍率１１０倍の時の投射光学系の縮小側収差図である。また、図６（Ａ）〜６（Ｅ）は、図５（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。図６（Ａ）〜６（Ｅ）はそれぞれ、像高１００％、８０％、６０％、４０％、１５％における横収差を示している。図６（Ａ）は、最大画角の場合に対応する。同様に、図７（Ａ）〜７（Ｅ）は、図５（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図であり、図８（Ａ）〜８（Ｅ）は、図５（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。

（実施例２）
実施例２のレンズ面のデータを以下の表４に示す。
〔表４〕
f 4.029
ω 69.8゜
NA 0.278

R D Nd Vd
OBJ Infinity 3.000
1 Infinity 25.750 1.51633 64.15
2 Infinity 6.000
3 275.481 5.000 1.48749 70.24
4 -51.033 7.170
5 31.359 5.000 1.48749 70.24
6 154.035 12.005
7 -1189.534 1.200 1.83400 37.16
8 25.026 5.400 1.48749 70.24
9 -50.108 可変間隔
STO Infinity 1.000
11 50.553 4.500 1.48749 70.24
12 -73.676 可変間隔
*13 20.761 4.500 1.53116 56.04
*14 19.593 可変間隔
15 150.632 4.500 1.48749 70.24
16 475.035 65.000
*17 -57.867 -65.000 反射面
18 475.035 65.000 反射面
*19 83.144 可変間隔 反射面
IMG Infinity

以下の表５は、実施例２のレンズ面の非球面係数である。
〔表５〕
非球面係数
K A04 A06 A08 A10 A12
13 -2.3028 2.2111E-06 -4.9741E-08 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
14 -1.0905 -2.0101E-05 -2.8503E-08 -3.3262E-11 8.2831E-14 0.0000E+00
17 0.7179 2.0389E-06 -1.6612E-10 7.3513E-13 -4.9826E-16 1.9223E-19
19 -7.8729 -1.9238E-08 -3.4818E-12 8.4485E-16 -4.9184E-20 0.0000E+00

以下の表６は、投射倍率１２５倍、投射倍率１６１倍及び投射倍率１１０倍において、表４中の可変間隔９，１２，１４，１９の値を示している。
〔表６〕
可変間隔
125x 161x 110x
9 13.010 13.367 12.737
12 40.292 41.372 39.565
14 35.732 34.295 36.732
19 -475.000 -625.034 -410.197

図９は、実施例２の投射光学系４０の断面図である。図９において、投射光学系４０は、パネル面ＰＩ上の像をスクリーンまでの距離に応じた倍率で拡大投射するものである。縮小側から順に、投射光学系４０のうち、第１光学群４０ａは、第１−１レンズ群４１を構成するレンズＬ１〜Ｌ４と、第１−２レンズ群４２を構成するレンズＬ５〜Ｌ７との７枚のレンズＬ１〜Ｌ７を有する。また、第２光学群４０ｂは、３枚の非球面ミラーである第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３を有する。なお、第２反射光学系ＭＲ２以外の非球面ミラーについて、図９では切り欠かずにそのまま描いているが、実際の光学系では、円形状から一部切り欠いた形状となる。

各光学要素について光路順に詳しく説明すると、屈折光学系である第１光学群４０ａは、縮小側から順に両凸形状で正の第１レンズ（レンズＬ１）、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第２レンズ（レンズＬ２）、両凹形状で第３レンズ（レンズＬ３）と両凸形状で正の第４レンズ（レンズＬ４）との接合レンズ、開口絞りＳＴ、両凸形状で正の第５レンズ（レンズＬ５）、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が施された負の第６レンズ（レンズＬ６）、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状で正の第７レンズ（レンズＬ７）の７枚のレンズで構成される。第１光学群４０ａから射出された光線束は、第１光学群４０ａと第２光学群４０ｂの第１反射光学系ＭＲ１との間で、１次結像したあと、第１反射光学系ＭＲ１の凹反射面Ｒ１で反射される。第１反射光学系ＭＲ１で反射された光線束は、第１光学群４０ａ側に戻り、第１光学群４０ａの最も拡大側に配置される第７レンズ（レンズＬ７）のレンズ面の上半分に設けられた第２反射光学系ＭＲ２の凹面反射面Ｒ２で反射される。なお、第１光学群４０ａの最も拡大側の屈折面と、第２反射光学系ＭＲ２の反射面Ｒ２は同一面形状で構成され、光軸ＯＡをはさんで略半分が透過面、残りの半分は反射面となっている。第２反射光学系ＭＲ２で反射された光線束は、第３反射光学系ＭＲ３の非球面凸反射面Ｒ３で反射され、スクリーンに結像する。

実施例２では、第２反射光学系ＭＲ２の凹面反射面Ｒ２と共有される第１光学群４０ａの最も拡大側のレンズ（レンズＬ７）は、球面レンズとして構成されている。仮に、この面を非球面とするとこのような大口径レンズは樹脂レンズとするのが一般的であるが、球面レンズは硝子で高精度に加工することが可能となるので、性能のバラツキなどを防ぐ為には、非常に有効となる。

投射距離を変更して変倍する場合には、第１−２レンズ群４２のうち、第５レンズ（レンズＬ５）と第６レンズ（レンズＬ６）とをフローティングにより移動することでフォーカスを行う。なお、第２反射光学系ＭＲ２と兼用している最も拡大側の第７レンズ（レンズＬ７）は固定である。また、第１−１レンズ群４１及び第２光学群４０ｂも固定である。

図１０（Ａ）は、投射倍率１２５倍の時の投射光学系の縮小側収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１０（Ｂ）は、投射倍率１６１倍の時の投射光学系の縮小側収差図であり、図１０（Ｃ）は、投射倍率１１０倍の時の投射光学系の縮小側収差図である。また、図１１（Ａ）〜１１（Ｅ）は、図１０（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。図１１（Ａ）〜１１（Ｅ）はそれぞれ、像高１００％、８０％、６０％、４０％、１５％における横収差を示している。図１１（Ａ）は、最大画角の場合に対応する。同様に、図１２（Ａ）〜１２（Ｅ）は、図１０（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図であり、図１３（Ａ）〜１３（Ｅ）は、図１０（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。

（実施例３）
実施例３のレンズ面のデータを以下の表７に示す。
〔表７〕
f 3.977
ω 69.9゜
NA 0.278

R D Nd Vd
OBJ Infinity 3.000
1 Infinity 25.750 1.51633 64.15
2 Infinity 6.000
3 278.584 5.000 1.48749 70.24
4 -41.800 10.100
5 40.324 3.000 1.48749 70.24
6 60.000 9.971
7 94.407 1.200 1.82690 31.49
8 25.499 5.400 1.48749 70.24
9 -47.353 可変間隔
STO Infinity 1.000
11 62.477 5.500 1.48749 70.24
12 -40.827 可変間隔
*13 -19.327 3.000 1.53116 56.04
*14 -32.894 可変間隔
15 255.708 4.500 1.48749 70.24
16 -865.000 49.466
*17 -51.850 -49.466 反射面
18 -865.000 44.393 反射面
*19 85.459 可変間隔 反射面
IMG Infinity

以下の表８は、実施例３のレンズ面の非球面係数である。
〔表８〕
非球面係数
K A04 A06 A08 A10 A12
13 0.2063 -2.1299E-05 1.0935E-07 -2.7180E-11 1.5034E-13 0.0000E+00
14 0.9028 -2.6396E-05 8.2473E-08 -1.0085E-10 0.0000E+00 0.0000E+00
17 0.3489 2.2064E-06 -3.5320E-10 7.6029E-13 -4.4273E-16 1.7042E-19
19 -13.2748 -1.1943E-07 1.6630E-11 -1.3146E-15 4.4883E-20 0.0000E+00

以下の表９は、投射倍率１２６倍、投射倍率１６２倍及び投射倍率１１０倍において、表７中の可変間隔９，１２，１４，１９の値を示している。
〔表９〕
可変間隔
126x 162x 110x
9 25.770 26.338 25.413
12 24.065 24.144 24.016
14 57.278 56.631 57.684
19 -475.000 -623.449 -411.384

図１４は、実施例３の投射光学系４０の断面図である。図１４において、投射光学系４０は、パネル面ＰＩ上の像をスクリーンまでの距離に応じた倍率で拡大投射するものである。縮小側から順に、投射光学系４０のうち、第１光学群４０ａは、第１−１レンズ群４１を構成するレンズＬ１〜Ｌ４と、第１−２レンズ群４２を構成するレンズＬ５〜Ｌ７との７枚のレンズＬ１〜Ｌ７を有する。また、第２光学群４０ｂは、３枚の非球面ミラーである第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３を有する。なお、第２反射光学系ＭＲ２以外の非球面ミラーについて、図１４では切り欠かずにそのまま描いているが、実際の光学系では、円形状から一部切り欠いた形状となる。

各光学要素について光路順に詳しく説明すると、屈折光学系である第１光学群４０ａは、縮小側から順に両凸形状で正の第１レンズ（レンズＬ１）、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第２レンズ（レンズＬ２）、縮小側に凸面を向けたメニスカス形状で第３レンズ（レンズＬ３）と両凸形状で正の第４レンズ（レンズＬ４）との接合レンズ、開口絞りＳＴ、両凸の正の屈折力を有する第５レンズ（レンズＬ５）、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状で両面に非球面が施された負の第６レンズ（レンズＬ６）、両凸形状の正の屈折力を有する第７レンズ（レンズＬ７）の７枚のレンズで構成される。第１光学群４０ａから射出された光線束は、第１光学群４０ａと第２光学群４０ｂの第１反射光学系ＭＲ１との間で、１次結像したあと、第１反射光学系ＭＲ１の凹反射面Ｒ１で反射される。第１反射光学系ＭＲ１で反射された光線束は、第１光学群４０ａ側に戻り、第１光学群４０ａの最も拡大側に配置される第７レンズ（レンズＬ７）のレンズ面の上半分に設けられた第２反射光学系ＭＲ２の凸面反射面Ｒ２で反射される。なお、第１光学群４０ａの最も拡大側の屈折面と、第２反射光学系ＭＲ２の反射面Ｒ２は同一面形状で構成され、光軸ＯＡをはさんで略半分が透過面、残りの半分は反射面となっている。第２反射光学系ＭＲ２で反射された光線束は、第３反射光学系ＭＲ３の非球面凸反射面Ｒ３で反射され、スクリーンに結像する。

実施例３では、第２反射光学系ＭＲ２は、凸面となっている。すなわち第２反射光学系ＭＲ２は、凸面でも構成できる。凸面で構成する場合、第３反射光学系ＭＲ３は、比較的光軸に対して垂直に近くなるような形状となるため、奥行き方向の厚みを小さくできる。

投射距離を変更して変倍する場合には、第１−２レンズ群４２のうち、第５レンズ（レンズＬ５）と第６レンズ（レンズＬ６）とをフローティングにより移動することでフォーカスを行う。なお、第２反射光学系ＭＲ２と兼用している最も拡大側の第７レンズ（レンズＬ７）は固定である。また、第１−１レンズ群４１及び第２光学群４０ｂも固定である。

図１５（Ａ）は、投射倍率１２６倍の時の投射光学系の縮小側収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図１５（Ｂ）は、投射倍率１６２倍の時の投射光学系の縮小側収差図であり、図１５（Ｃ）は、投射倍率１１０倍の時の投射光学系の縮小側収差図である。また、図１６（Ａ）〜１６（Ｅ）は、図１５（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。図１６（Ａ）〜１６（Ｅ）はそれぞれ、像高１００％、８０％、６０％、４０％、１５％における横収差を示している。図１６（Ａ）は、最大画角の場合に対応する。同様に、図１７（Ａ）〜１７（Ｅ）は、図１５（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図であり、図１８（Ａ）〜１８（Ｅ）は、図１５（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。

（実施例４）
実施例４のレンズ面のデータを以下の表１０に示す。特に、本実施例及び次の実施例５では、第２反射光学系ＭＲ２は、第１光学群４０ａの一部と共有するものとしてではなく、単独で存在する。
〔表１０〕
f 3.994
ω 70.0゜
NA 0.278

R D Nd Vd
OBJ Infinity 3.000
1 Infinity 25.750 1.51633 64.14
2 Infinity 6.200
3 116.093 6.000 1.48749 70.24
4 -38.077 21.734
5 100.111 1.200 2.00069 25.46
6 41.429 4.800 1.48749 70.24
7 -39.676 可変間隔
STO Infinity 1.000
9 97.248 3.000 1.48749 70.24
10 287.279 可変間隔
11 91.428 4.500 1.48749 70.24
12 -148.941 可変間隔
*13 -56.574 -65.000 反射面
*14 243.256 65.000 反射面
*15 70.214 可変間隔 反射面
IMG Infinity

以下の表１１は、実施例４のレンズ面の非球面係数である。
〔表１１〕
非球面係数
K A04 A06 A08 A10 A12
13 0.6140 2.2338E-06 2.6381E-11 3.9285E-13 -2.0072E-16 1.0323E-19
14 0.2723 -6.0201E-07 5.7969E-10 -4.0071E-13 0.0000E+00 0.0000E+00
15 -6.7963 -3.1365E-08 1.6458E-12 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

以下の表１２は、投射倍率１２６倍、投射倍率１６１倍及び投射倍率１１０倍において、表１０中の可変間隔７，１０，１２，１５の値を示している。
〔表１２〕
可変間隔
126x 161x 110x
7 15.087 6.624 18.978
10 21.144 29.364 17.317
12 126.585 126.828 126.521
15 -475.000 -598.539 -419.978

図１９は、実施例４の投射光学系４０の断面図である。図１９において、投射光学系４０は、パネル面ＰＩ上の像をスクリーンまでの距離に応じた倍率で拡大投射するものである。縮小側から順に、投射光学系４０のうち、第１光学群４０ａは、第１−１レンズ群４１を構成するレンズＬ１〜Ｌ３と、第１−２レンズ群４２を構成するレンズＬ４，Ｌ５との５枚のレンズＬ１〜Ｌ５を有する。また、第２光学群４０ｂは、３枚の非球面ミラーである第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３を有する。ここで、既述のように、第２反射光学系ＭＲ２は、単独で存在する。なお、非球面ミラーについて、図１９では切り欠かずにそのまま描いているが、実際の光学系では、円形状から一部切り欠いた形状となる。

各光学要素について光路順に詳しく説明すると、屈折光学系である第１光学群４０ａは、縮小側から順に両凸形状で正の第１レンズ（レンズＬ１）、縮小側に凸面を向けた負メニスカス形状の第２レンズ（レンズＬ２）と両凸形状で正の第３レンズ（レンズＬ３）との接合レンズ、開口絞りＳＴ、縮小側に凸面をむけたメニスカス形状の正の第４レンズ（レンズＬ４）、両凸形状で正の第５レンズ（レンズＬ５）の５枚のレンズで構成される。第１光学群４０ａから射出された光線束は、第１光学群４０ａと第２光学群４０ｂの第１反射光学系ＭＲ１との間で、１次結像したあと、第１反射光学系ＭＲ１の非球面凹反射面Ｒ１で反射される。第１反射光学系ＭＲ１で反射された光線束は、第１光学群４０ａ側に戻り、第２反射光学系ＭＲ２の非球面凹反射面Ｒ２で反射される。第２反射光学系ＭＲ２で反射された光線束は、第３反射光学系ＭＲ３の非球面凸反射面Ｒ３で反射され、スクリーンに結像する。

なお、以上では、第２反射光学系ＭＲ２は、単独のミラー面のみとして構成されているが、実施例１〜３の場合と同様に、第１光学群４０ａの最も拡大側に位置するレンズの一部を、第２反射光学系ＭＲ２の反射面Ｒ２として利用することも可能である。

ただし、実施例４では、第２光学群４０ｂにおいて、単独の非球面ミラーを３面使用することで、屈折光学系である第１光学群４０ａは、５枚のレンズで構成できている。また、第１光学群４０ａは、精度を確保しやすい球面レンズですべて構成され、かつ、一般的な円形状にできることから、製造上もバラツキを少なくすることができる。また、第２光学群４０ｂにおいて、３面の非球面ミラーは、全て回転対称で屈折系の光軸と同軸となっているため設置精度は出しやすくなっている。第２反射光学系ＭＲ２は、比較的小型であることから、精度を確保しやすい円形状のガラス非球面ミラーとして成形し、光軸上で半分に切断することで、１個の円形状のガラス非球面ミラーから２個の部品を製造することも可能である。

投射距離を変更して変倍する場合には、第１−２レンズ群４２の第４レンズ（レンズＬ４）と第５レンズ（レンズＬ５）とをフローティングにより移動することでフォーカスを行う。なお、第１−１レンズ群４１及び第２光学群４０ｂは固定である。

図２０（Ａ）は、投射倍率１２６倍の時の投射光学系の縮小側収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図２０（Ｂ）は、投射倍率１６１倍の時の投射光学系の縮小側収差図であり、図２０（Ｃ）は、投射倍率１１０倍の時の投射光学系の縮小側収差図である。また、図２１（Ａ）〜２１（Ｅ）は、図２０（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。図２１（Ａ）〜２１（Ｅ）はそれぞれ、像高１００％、８０％、６０％、４０％、１５％における横収差を示している。図２１（Ａ）は、最大画角の場合に対応する。同様に、図２２（Ａ）〜２２（Ｅ）は、図２０（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図であり、図２３（Ａ）〜２３（Ｅ）は、図２０（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。

（実施例５）
実施例５のレンズ面のデータを以下の表１３に示す。
〔表１３〕
f 4.019
ω 70.7゜
NA 0.278

R D Nd Vd
OBJ Infinity 3.000
1 Infinity 25.750 1.51633 64.14
2 Infinity 6.300
3 166.812 6.000 1.48749 70.24
4 -31.324 17.167
5 106.422 4.800 1.48749 70.24
6 -25.930 1.200 1.84666 23.78
7 -57.089 可変間隔
STO Infinity 1.000
9 148.810 3.500 1.72000 50.23
10 -61.331 可変間隔
*11 -30.201 2.500 1.53116 56.04
*12 -42.213 可変間隔
*13 -62.087 -83.563 反射面
*14 207.720 55.627 反射面
*15 74.630 可変間隔 反射面
IMG Infinity

以下の表１４は、実施例５のレンズ面の非球面係数である。
〔表１４〕
非球面係数
K A04 A06 A08 A10 A12
11 -5.4707 -8.0145E-05 6.1463E-08 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
12 2.2146 -4.6768E-05 5.2811E-08 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
13 0.4070 1.3169E-06 -7.6337E-11 2.6518E-13 -1.2208E-16 3.4649E-20
14 -1.0000 -3.8248E-07 1.5359E-10 -4.2092E-14 0.0000E+00 0.0000E+00
15 -6.0599 -2.6499E-08 1.3266E-12 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00

以下の表１５は、投射倍率１２５倍、投射倍率１６１倍及び投射倍率１１０倍において、表１３中の可変間隔７，１０，１２，１５の値を示している。
〔表１５〕
可変間隔
125x 161x 110x
7 17.464 18.314 16.903
10 29.892 30.296 29.667
12 117.496 116.412 118.451
15 -475.000 -625.806 -410.412

図２４は、実施例５の投射光学系４０の断面図である。図２４において、投射光学系４０は、パネル面ＰＩ上の像をスクリーンまでの距離に応じた倍率で拡大投射するものである。縮小側から順に、投射光学系４０のうち、第１光学群４０ａは、第１−１レンズ群４１を構成するレンズＬ１〜Ｌ３と、第１−２レンズ群４２を構成するレンズＬ４，Ｌ５との５枚のレンズＬ１〜Ｌ５を有する。また、第２光学群４０ｂは、３枚の非球面ミラーである第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３を有する。ここで、既述のように、第２反射光学系ＭＲ２は、単独で存在する。なお、非球面ミラーについて、図２４では切り欠かずにそのまま描いているが、実際の光学系では、円形状から一部切り欠いた形状となる。

各光学要素について光路順に詳しく説明すると、屈折光学系である第１光学群４０ａは、縮小側から順に両凸形状で正の第１レンズ（レンズＬ１）、両凸形状で正の第２レンズ（レンズＬ２）と拡大側に凸面を向けた負メニスカス形状の第３レンズ（レンズＬ３）との接合レンズ、開口絞りＳＴ、両凸形状の第４レンズ（レンズＬ４）、両面に非球面が施され拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズの第５レンズ（レンズＬ５）の５枚のレンズで構成される。１光学群４０ａから射出された光線束は、第１光学群４０ａと第２光学群４０ｂの第１反射光学系ＭＲ１との間で、１次結像したあと、第１反射光学系ＭＲ１の非球面凹反射面Ｒ１で反射される。第１反射光学系ＭＲ１で反射された光線束は、第１光学群４０ａ側に戻り、第２反射光学系ＭＲ２の非球面凹反射面Ｒ２で反射される。第２反射光学系ＭＲ２で反射された光線束は、第３反射光学系ＭＲ３の非球面凸反射面Ｒ３で反射され、スクリーンに結像する。

実施例５では、第２光学群４０ｂに３枚の非球面ミラーを設けるとともに、第１光学群４０ａに１枚の非球面レンズ（レンズＬ５）を設けることで、屈折光学系である第１光学群４０ａとしては、５枚構成と非常に少ない構成としながら、実施例４と比較すると全長を短くできている。また、第１光学群４０ａは、一般的な円形状にできることから、製造上も問題も少なく、非球面レンズ（レンズＬ５）は、偏肉比が小さいパワーの小さいレンズで構成されるので、内部歪などの影響も小さくすることが可能となっている。

投射距離を変更して変倍する場合には、第１−２レンズ群４２の第４レンズ（レンズＬ４）と第５レンズ（レンズＬ５）とをフローティングにより移動することでフォーカスを行う。なお、第１−１レンズ群４１及び第２光学群４０ｂは固定である。

図２５（Ａ）は、投射倍率１２６倍の時の投射光学系の縮小側収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図２５（Ｂ）は、投射倍率１６１倍の時の投射光学系の縮小側収差図であり、図２５（Ｃ）は、投射倍率１１０倍の時の投射光学系の縮小側収差図である。また、図２６（Ａ）〜２６（Ｅ）は、図２５（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。図２６（Ａ）〜２６（Ｅ）はそれぞれ、像高１００％、８０％、６０％、４０％、１５％における横収差を示している。図２６（Ａ）は、最大画角の場合に対応する。同様に、図２７（Ａ）〜２７（Ｅ）は、図２５（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図であり、図２８（Ａ）〜２８（Ｅ）は、図２５（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。

（実施例６）
実施例６のレンズ面のデータを以下の表１６に示す。特に、本実施例では、例えば図２９に示すように、第２反射光学系ＭＲ２は、第１光学群４０ａのうち最も拡大側のレンズ（レンズＬ１０）よりも縮小側に位置するレンズ（レンズＬ９）と共有されるものとなっている。
〔表１６〕
f 4.094
ω 70.2゜
NA 0.278

R D Nd Vd
OBJ Infinity 3.000
1 Infinity 25.750 1.51633 64.14
2 Infinity 6.000
3 115.000 5.200 1.51633 64.14
4 -55.000 0.200
5 33.190 4.500 1.48749 70.24
6 112.000 20.000
7 -194.000 1.200 1.83400 37.16
8 27.570 5.000 1.49700 81.54
9 -42.000 7.360
STO Infinity 0.000
11 42.000 4.000 1.48749 70.24
12 -138.000 可変間隔
13 53.500 4.000 1.58144 40.75
14 370.000 3.420
15 -55.000 2.000 1.51633 64.14
16 -82.500 可変間隔
17 -160.000 2.000 1.72342 37.95
18 -765.000 可変間隔
19 71.300 5.000 1.51633 64.14
20 205.000 6.320
21 -130.400 2.500 1.48749 70.24
22 -200.000 60.500
*23 -58.562 -60.500 反射面
24 -200.000 -2.500 1.48749 70.24
25 -130.400 -6.320
26 205.000 6.320 反射面
27 -130.400 2.500 1.48749 70.24
28 -200.000 67.000
*29 82.450 可変間隔 反射面
IMG Infinity 0

以下の表１７は、実施例６のレンズ面の非球面係数である。
〔表１７〕
非球面係数
K A04 A06 A08 A10 A12
23 0.7860 2.3470E-06 -2.2290E-10 6.0050E-13 -3.2890E-16 1.4560E-19
29 -6.0410 -6.4310E-08 1.3060E-11 -2.5160E-15 2.9150E-19 -1.3920E-23

以下の表１８は、投射倍率１２５倍、投射倍率１７１倍及び投射倍率９９倍において、表１６中の可変間隔１２，１６，１８，２９の値を示している。
〔表１８〕
可変間隔
125x 171x 99x
12 38.774 40.637 36.953
16 24.413 26.922 22.069
18 8.800 4.422 12.959
29 -480.000 -675.194 -371.837

図２９は、実施例６の投射光学系４０の物体面から凹面反射ミラーまでの構成および光線図である。また、図３０は、実施例６の投射光学系４０の断面図である。図２９及び図３０において、投射光学系４０は、パネル面ＰＩ上の像をスクリーンまでの距離に応じた倍率で拡大投射するものである。縮小側から順に、投射光学系４０のうち、第１光学群４０ａは、第１−１レンズ群４１を構成するレンズＬ１〜Ｌ４と、第１−２レンズ群４２を構成するレンズＬ５〜Ｌ１０との１０枚のレンズＬ１〜Ｌ１０を有する。また、第２光学群４０ｂは、３枚の非球面ミラーである第１〜第３反射光学系ＭＲ１〜ＭＲ３を有する。ここで、既述のように、第２反射光学系ＭＲ２は、第１光学群４０ａのうち最も拡大側のレンズよりも縮小側に位置するレンズと共有されている。なお、第２反射光学系ＭＲ２以外の非球面ミラーについて、図３０では切り欠かずにそのまま描いているが、実際の光学系では、円形状から一部切り欠いた形状となる。

各光学要素について光路順に詳しく説明すると、屈折光学系である第１光学群４０ａは、縮小側から順に両凸で正の第１レンズ（レンズＬ１）、縮小側に凸で正の第２メニスカスレンズ（レンズＬ２）、両凹形状の負の第３レンズ（レンズＬ３）と両凸形状の正の第４レンズ（レンズＬ４）との接合レンズ、開口絞りＳＴ、両凸形状の正の第５レンズ（レンズＬ５）、縮小側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第６レンズ（レンズＬ６）、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズの第７レンズ（レンズＬ７）、拡大側に凸面を向けた負メニスカスレンズの第８レンズ（レンズＬ８）、縮小側に凸面を向けた正のメニスカスレンズの第９レンズ（レンズＬ９）、拡大側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの第１０レンズ（レンズＬ１０）の１０枚のレンズで構成される。第１光学群４０ａは、全て球面レンズで構成される。１光学群４０ａから射出された光線束は、第１光学群４０ａと第２光学群４０ｂの第１反射光学系ＭＲ１との間で、１次結像したあと、第１反射光学系ＭＲ１の非球面凹反射面Ｒ１で反射される。第１反射光学系ＭＲ１で反射された光線束は、第１光学群４０ａ側に戻り、第１光学群４０ａの第１０レンズ（レンズＬ１０）を通過した後、第２反射光学系ＭＲ２の凹反射面Ｒ２で反射される。凹反射面Ｒ２は、第１光学群４０ａの第９レンズ（レンズＬ９）の上側半分に形成された反射膜で構成されている、すなわち、反射面Ｒ２は、第９レンズ（レンズＬ９）の屈折面と共有されている。第２反射光学系ＭＲ２で反射された光線束は、再び、第１０レンズ（レンズＬ１０）を通過して、第３反射光学系ＭＲ３の非球面凸反射面Ｒ３で反射され、スクリーンに結像する。

実施例６では、屈折光学系である第１光学群４０ａは、全て精度を確保しやすい球面レンズで構成され、かつ、一般的な円形状にできることから、製造上も問題が少なくできる。また、実施例６での非球面は、第１反射光学系ＭＲ１と第３反射光学系ＭＲ３の反射面Ｒ１，Ｒ３の２面のみであり、かつ一般的な回転対称面で構成されるため、比較的製造しやすく、第２光学群４０ｂは、第１光学群４０ａと同軸の構成であり設置性も良く、作りやすいものになっている。

投射距離を変更して変倍する場合には、第１−２レンズ群４２のうち一体で移動可能な第６及び第７レンズ（レンズＬ６，Ｌ７）と単独で移動可能な第８レンズ（レンズＬ８）とをフローティングにより移動することでフォーカスを行う。なお、第１−２レンズ群４２のうち他のレンズと、第１−１レンズ群４１及び第２光学群４０ｂとは固定である。

図３１（Ａ）は、投射倍率１２５倍の時の投射光学系の縮小側収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）であり、図３１（Ｂ）は、投射倍率１７１倍の時の投射光学系の縮小側収差図であり、図３１（Ｃ）は、投射倍率９９倍の時の投射光学系の縮小側収差図である。また、図３２（Ａ）〜３２（Ｅ）は、図３１（Ａ）に対応する投射光学系の横収差図である。図３２（Ａ）〜３２（Ｅ）はそれぞれ、像高１００％、８０％、６０％、４０％、１５％における横収差を示している。図３２（Ａ）は、最大画角の場合に対応する。同様に、図３３（Ａ）〜３３（Ｅ）は、図３１（Ｂ）に対応する投射光学系の横収差図であり、図３４（Ａ）〜３４（Ｅ）は、図３１（Ｃ）に対応する投射光学系の横収差図である。

〔実施例のまとめ〕
上記実施例１〜６について、焦点距離等についての条件式（１）〜（３）に関する項目は、下記の表１９の通りである。なお、下欄の各数値から、条件式（１）〜（３）が満たされていることが分かる。
〔表１９〕

また、いずれの実施例においても、広角端での半画角７０゜程度の広い画角を有しながら、屈折光学系（第１光学群４０ａ）は５枚から７枚程度の少ないレンズ構成で可能となっている。また、比較として例えば反射光学系を１枚ミラー方式とした場合には、凹レンズで反射した光束が屈折光学系の最も拡大側のレンズと干渉するため、スクリーンのオフセット量を高くしたり、レンズの一部をカットしたりする必要が生じる可能性がある。これに対して本実施形態のように、反射光学系を３枚ミラー構成とした場合、構成によっては、上述した例のように屈折光学系のうち干渉するおそれのある拡大側の部分をミラーとして利用できる（兼用させることができる）ため、構成が楽になり、コスト的にも有利になる。

以上のように、本実施形態の投射光学系あるいはこれを用いたプロジェクターは、反射光学系（第２光学群）が全体として負のパワーを持っているため、屈折光学系（第１光学群）が従来よりも簡単な構成でありながら、従来のように屈折光学系（第１光学群）を多数のレンズで構成した場合と同等の十分良好な光学性能を有し、かつ、フォーカス群全長が短く、軽量化されたものとなる。これにより、フォーカス群と主鏡筒との結合部を簡略化しても性能に影響を与えることなく、レンズ全体の小型化およびコストダウンも可能となっている。

この発明は、上記の実施形態又は実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

例えば、第２反射光学系ＭＲ２の曲面形状については、凹面又は凸面としているが、平面とする構成も可能である。

また、上記実施形態において、たとえば、光透過反射光学系であるレンズＬ７の製造方法についても、種々の態様が可能である。例えば通常のレンズ作製工程で屈折レンズを成形した後、レンズ用コートを施す。その後、光反射領域に相当する箇所にのみに反射膜が形成されるように、光透過領域に相当する領域をマスクした状態でアルミを蒸着することでレンズＬ７を作製することができる。

また、例えば、各実施例において、各レンズ群を構成するレンズの前後又は間に１つ以上の実質的にパワーを持たないレンズを追加することができる。

また、投射光学系４０による拡大投射の対象は、液晶パネルによって形成された画像に限らず、デジタル・マイクロミラー・デバイス等の光変調素子によって形成された画像を投射光学系４０によって拡大投射することができる。

２…プロジェクター、 １０…光源、 １１，１２…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、 １７Ｂ…フィールドレンズ、 １７Ｇ…フィールドレンズ、 １７Ｒ…フィールドレンズ、 １８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂ…液晶パネル、 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、 ４０…投射光学系、 ４０ａ…第１光学群、 ４０ｂ…第２光学群、 ４１…第１−１レンズ群、 ４２…第１−２レンズ群、 ５０…光学系部分、 ８０…回路装置、 ８１…画像処理部、 ８１，８２，８３…回路部分、 ８２…表示駆動部、 ８３…レンズ駆動部、 ８８…主制御部、 Ａ１…方向、 ＡＣ…アクチュエーター、 ＢＤ…可変間隔、 Ｌ１…レンズ、 Ｌ１-Ｌ１０…レンズ、 ＭＲ１-ＭＲ３…反射光学系、 ＯＡ…光軸、 ＰＩ…パネル面、 ＰＲ…プリズム、 Ｒ１-Ｒ３…反射面、 ｆ１，ｆ２，ｆ３…焦点距離、 φ１，φ２，φ３…パワー

Claims (12)

1. 縮小側から順に設けられた、複数のレンズからなり正のパワーを有する屈折光学系と、反射光学系と、を備えた投射光学系であって、
   前記反射光学系は、前記屈折光学系から射出された光の光路上に前記屈折光学系側から順に設けられた第１反射光学系と第２反射光学系と第３反射光学系とを含み、
   前記第１反射光学系は、凹面形状を有する第１反射面を含み、
   前記第２反射光学系は、曲面形状を有する第２反射面を含み、
   前記第３反射光学系は、凸面形状を有する第３反射面を含み、
   前記第１反射面、前記第２反射面及び前記第３反射面のうち少なくとも２つは非球面形状を有し、
   前記第１反射光学系の焦点距離をｆ１、前記第２反射光学系の焦点距離をｆ２、前記第３反射光学系の焦点距離をｆ３、としたとき、ｆ１，ｆ２，ｆ３が条件式（１）を満足することを特徴とする投射光学系。
   ｜ｆ２｜＞｜ｆ３｜＞｜ｆ１｜…（１）
2. 請求項１に記載の投射光学系において、全系の焦点距離をＦ、前記屈折光学系の焦点距離をＦＬとするとき、条件式（２）を満足することを特徴とする投射用光学系。
   ０．０５ ＜ Ｆ／ＦＬ ＜ ０．１５…（２）
3. 請求項１または２に記載の投射光学系において、前記複数のレンズが全て回転対称系であることを特徴とする投射光学系。
4. 請求項３に記載の投射光学系において、前記複数のレンズ及び前記第１〜第３反射光学系の全ての面は、回転対称面で構成され、同一の光軸を有する共軸光学系であることを特徴とする投射光学系。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の投射光学系において、前記複数のレンズは、前記屈折光学系の一部として機能する光透過領域と前記第２反射面として機能する光反射領域とを有する光透過反射光学系を含むことを特徴とする投射光学系。
6. 請求項５に記載の投射光学系において、前記光透過反射光学系は、前記屈折光学系において最も拡大側に配置されており、投射距離の変更に伴う変倍時のフォーカスの際、固定されていることを特徴とする投射光学系。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の投射光学系において、前記屈折光学系は、変倍時に少なくとも１つの移動するレンズ群を有し、最も縮小側の可変間隔を境にして、縮小側から順に正のパワーを有する第１−１レンズ群と、正のパワーを有する第１−２レンズ群とから構成され、前記第１−１レンズ群の焦点距離をＦ_１−１、前記第１−２レンズ群の焦点距離をＦ_１−２とするとき、条件式（３）を満足することを特徴とする投射光学系。
   ０．０ ＜ ｜Ｆ_１−１／Ｆ_１−２｜ ＜ １．０…（３）
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の投射光学系において、物体側の開口数は０．２７以上であることを特徴とする投射用光学系。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の投射光学系において、縮小側は略テレセントリックであることを特徴とする投射光学系。
10. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の投射光学系において、変倍範囲が１．４倍以上あることを特徴とする投射光学系。
11. 縮小側から順に設けられた、複数のレンズからなり正のパワーを有する屈折光学系と、少なくとも３面の反射面を有する反射光学系と、を備えた投射光学系であって、
    前記屈折光学系を構成する前記複数のレンズは、前記屈折光学系の一部として機能する光透過領域と前記反射光学系の反射面として機能する光反射領域とを有する光透過反射光学系を含むことを特徴とする投射光学系。
12. 光源と、
    前記光源からの光を変調して画像光を形成する光変調素子と、
    前記画像光を投射する請求項１から１１までのいずれか一項に記載の投射光学系と
    を備えることを特徴とするプロジェクター。

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