CN101162354B

CN101162354B - 投射型影像显示系统

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Publication number: CN101162354B
Application number: CN2007101524659A
Authority: CN
Inventors: 平田浩二; 谷津雅彦; 久田隆纪; 大木雅之
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: US20130077063A1; TW201214005A; JP4464948B2; US8313199B2; CN102253576A; TWI414872B; US9022581B2; EP1912088B1; JP2008096792A; EP1912088A1; US20080212038A1; CN102253576B; CN101162354A; TWI390325B; EP2259120A1; TW200836000A; DE602007010880D1; EP2309301A1

Abstract

本发明提供可广角化、即使在狭窄的空间中也能简单设置、能不变形地进行良好的大画面的影像显示的投射型影像显示系统。投射型影像显示系统由投射型影像显示装置构成，而且还具有将从该投射型影像显示装置(100)所投射的投射光投射在投影面上而显示影像的屏幕(5)。其中，该投射型影像显示装置包括：光源、影像显示元件、将光束照射在影像显示元件上的照明光学系统、和向屏幕投射来自影像显示元件的影像光的投射光学系统，投射光学系统从影像显示元件向着屏幕，依次具有由相对光轴对称配置的多个透镜元件构成的透镜组、和相对光轴具有非轴对称形状的反射镜。

Description

投射型影像显示系统

技术领域

本发明涉及将影像显示元件的图像放大，并投射到屏幕等投射面上，从而进行图像显示的投射型影像显示系统，特别是涉及适于大画面影像显示的投射型影像显示系统。

背景技术

已知有各种通过由多个透镜构成的投射光学单元，将影像显示元件的图像放大投射到屏幕(投射面)上的彩色影像显示系统，而且已被实用化。其中，在这种显示系统中，要求不变形地在屏幕上得到足够大小的放大影像。为了实现这点，已知有以下投影装置或光学系统：例如，如特开平5-134213号公报和特开2000-162544号公报中所述，其将投影画面相对投影系统的光轴在垂直方向上移动，并且利用同样相对投影系统的光轴以规定的角度倾斜配置的附加光学系统，将影像在相对屏幕倾斜的方向上放大投影。其中，这里所说的附加光学系统(无焦转换器(afocal converter))是指具有变换投影像的大小的作用的光学系统，用于校正和减少伴随从相对屏幕倾斜的方向上投射所产生的投影像的变形，得到长方形的投影像。

此外，由例如特开2004-157560号公报已知使用多个反射镜(反射系统光学元件)代替上述透镜(透过系统光学元件)，将影像显示元件的图像放大投射到屏幕(投射面)上的反射型成像光学系统。

即：在将影像从相对屏幕倾斜的方向进行投射时，在投射影像上产生所谓的梯形变形。为了消除这种变形，在特开平5-134213号公报中所述的投射光学单元中，是使得配置在屏幕侧的附加光学系统(无焦转换器)偏心从而抑制梯形变形的结构。然而，构成这种偏心附加光学系统的透镜难以广角化，因此，为了得到必要倍率的投影像，从投射装置到屏幕的距离变大，此外，投影画面与投影系统之间的距离也变大，因此，存在装置整体变大(特别是光学单元的光轴方向的长度)的问题点。除此之外，作为构成上述偏心附加光学系统的透镜，必需口径大的附加光学系统，与此相伴，这也成为导致投射光学单元的成本上升的原因。

此外，在特开2000-162544号公报中记载的投射光学单元中，也与特开平5-134213号公报同样，难以广角化，而且由于必须个别地使所使用的透镜偏心，其制造困难，除此之外，同样也必需口径大的附加光学系统，成为投射光学单元成本上升的原因。

另一方面，在特开2004-157560号公报中记载的反射型成像光学系统中，通过利用反射光学系统(反射镜)代替现有的透过型的成像光学系统(透镜系统)，可以抑制成像光学系统的大型化，并且可达到广角化。然而，因为反射镜的光的偏心(偏向)量大，特别是在装置内，也包括其倾斜角度，难以将多个反射镜配置在正确的位置，此外，由于振动容易使反射镜的倾斜角度等变化，所以仍然存在其制造极为困难的问题点。

发明内容

因此，本发明的发明人等，根据由同申请人已申请的专利2006-166434，鉴于上述现有技术的问题点，提供一种适宜的技术：与装置的外形不大但能够广角化同时其制造也比较容易的投射型影像显示装置一起，不需要用于此的投射光学单元，即口径大的附加光学系统，而且不产生梯形变形，使投射型显示装置自身为更紧凑的外形尺寸。

而且，本发明的目的在于提供一种投射型影像显示系统，其是通过采用上述专利2006-166434已提供的投射型影像显示装置，将影像显示元件的影像放大，投射到屏幕等投射面上，从而进行图像显示的投射型影像显示系统，是能够不变形地进行大画面的影像显示的投射型影像显示系统。

根据本发明，为了达到上述目的，首先提供一种投射型影像显示系统，其具有投射型影像显示装置，和将从上述投射型影像显示装置所投射的投射光投射到投射面上而显示影像的屏幕，其特征在于：上述投射型影像显示装置包括：光源、影像显示元件、将来自上述光源的光束照射在上述影像显示元件上的照明光学系统、和向上述屏幕投射来自上述影像显示元件的影像光的投射光学系统。上述投射光学系统从上述影像显示元件向着上述屏幕，依次具有：由相对光轴对称配置的多个透镜元件构成的透镜组，和相对该光轴具有非轴对称形状的反射镜。上述投射型影像显示装置沿着从上述屏幕的上下或左右的端边部在该投影面的垂直方向上延长的面中的一个面，配置在该端边部的一部分上。

其中，在本发明中，优选在上述记载的投射型影像显示系统中，上述投射型影像显示装置与上述屏幕机械地结合。更为优选上述屏幕为可折叠的可搬动屏幕，进一步，在其一部分上设置有可搬动用的手柄。

此外，本发明提供一种在上述记载的投射型影像显示系统中，上述投射型影像显示装置配置在上述屏幕的上端边部的大致中央部，而且具有反射来自上述投射型影像显示装置的投射光而导向上述屏幕的投影面的镜部的投射型影像显示系统。或者提供一种在上述记载的投射型影像显示系统中，上述投射型影像显示装置配置在上述屏幕的上端边部的大致中央部，而且上述投射型影像显示系统按照使至少二个或其以上的、构成各投射型影像显示系统的屏幕的投影面相对邻接的屏幕的投影面成180度以下的角度的方式配置，进一步，上述投射型影像显示装置在上述邻接的屏幕的投影面上投射互不相同的影像的投射型影像显示系统。或者上述投射型影像显示装置还能够通过投射在上述邻接的屏幕的投影面上的互不相同的影像，在上述二个或其以上的屏幕上构成一个画面。

此外，根据本发明，为了达到上述目的，提供一种投射型影像显示系统，其具有投射型影像显示装置、和将从上述投射型影像显示装置所投射的投射光投射到投射面上而显示影像的屏幕，其特征在于：上述投射型影像显示装置包括：光源、影像显示元件、将来自上述光源的光束照射在上述影像显示元件上的照明光学系统、和向上述屏幕投射来自上述影像显示元件的影像光的投射光学系统。上述投射光学系统从上述影像显示元件向着上述屏幕，依次具有：由相对光轴对称配置的多个透镜元件构成的透镜组，和相对该光轴具有非轴对称形状的反射镜。上述投射型影像显示装置沿着从上述屏幕的上下或左右的端边部在该投影面的垂直方向上延长的面中的一对面，配置在离该端边部近的位置且该端边部的一部分上。

其中，在本发明中，优选在上述记载的投射型影像显示系统中，配置在上述屏幕的上下或左右的端边部上的一对上述投射型影像显示装置，相互重合地投射同一影像。或者优选配置在上述屏幕的上下或左右的端边部上的一对上述投射型影像显示装置将同一影像相互重合地投射在上述屏幕的投影面上。更为优选，配置在上述屏幕的上下或左右的端边部上的一对上述投射型影像显示装置，将互不相同的影像投射在上述屏幕的投影面上。优选配置于上述屏幕上下的端边部上的一对上述投射型影像显示装置在水平方向上配置有多个。更为优选，在上述记载的投射型影像显示系统中，配置于上述屏幕左右的端边部上的一对上述投射型影像显示装置在垂直方向上配置有多个。

附图说明

图1为表示将本发明的投射型影像显示系统应用于投影仪中的整体结构的图；

图2为表示在家庭影院中采用上述本发明的投射型影像显示系统的结构的图；

图3为表示在飞机的机内采用上述本发明的投射型影像显示系统的结构的图；

图4为表示在白板上采用上述本发明的投射型影像显示系统的结构的图；

图5为表示上述图4中所示白板的上部的详细结构的图；

图6为表示在商店的一部分中配置上述本发明的投射型影像显示系统的结构的图；

图7为表示在商店的一部分中配置上述本发明的投射型影像显示系统的另一结构的图；

图8为表示在商店的一部分中配置上述本发明的投射型影像显示系统的另一结构的图；

图9为表示在游戏中心或仿真设备上配置上述本发明的投射型影像显示系统的结构的图；

图10为表示上述本发明的投射型影像显示系统中的投射型影像显示装置的整体结构的图；

图11为表示上述投射型影像显示装置的投射光学单元的基本结构的截面图；

图12为表示上述图11的光学单元的透镜配置的一个例子的立体图；

图13为用于说明上述光学单元的透镜面的垂直方向和水平方向的截面图；

图14为表示本发明的另一实施方式的投射型影像显示装置的整体结构的立体图；

图15为表示上述另一实施方式的投射型影像显示装置的光学单元的透镜配置的一个例子的立体图；

图16为用于说明上述光学单元的透镜面的垂直方向的截面图；

图17为表示上述本发明的投射型影像显示装置的光路的YZ截面图；

图18为表示上述本发明的投射型影像显示装置的光路的XZ截面图；

图19为表示另一实施方式的投射型影像显示装置的整体结构的立体图；

图20为表示上述再另一实施方式的投射型影像显示装置的投射光学单元的基本结构的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。

关于本发明的投射型影像显示系统，以下，说明其详细情况，基本上，其具有投射来自影像显示元件的影像光的投射型影像显示装置100和将从该投射型影像显示装置所投射的投射光投射到投影面上而显示影像的屏幕5而构成。

首先，附图的图10为表示构成本发明的一个实施方式的投射型影像显示系统的投射型影像显示装置的立体图。即，在该图中，在构成投射型影像显示装置100的大致箱型的筐体110的内部具有：例如对从外部个人计算机输入的图像或影像进行显示的图像显示元件1和产生高亮度的白色光的灯等光源8。以下更详细地说明其结构，其装载有用于对从该光源8照射并经图像显示元件1调制的光进行放大照射的投射光学单元。在室内使用该投射型影像显示装置的情况下，从该投射光学单元射出的光，如图中箭头所示，投射在位于与该筐体110的一个方向(在图中为长度方向)相对的位置的薄片状的屏幕等，所谓构成上述投射型影像显示系统的另一部分的屏幕5上。

其次，参照附图的图11的截面图，说明构成上述投射型影像显示装置的投射光学单元的基本的光学结构。其中，该图11的截面表示从上述图10的右下方向(参照图中空白的箭头)所视截面，相当于图11所示的XYZ正交坐标系(在图中以箭头所示)的YZ截面。

也如图11所示，投射光学单元由入射来自光源8的光并射出所希望的影像的图像显示元件1和

镜10、包括前方透镜组2和后方透镜组3的二个透镜组所构成的透过(透镜)光学系统、和包括具有不旋转对称(即非旋转对称)的自由曲面形状的反射面的反射镜(以下称为自由曲面镜)4的反射光学系统构成。

这里，作为上述图像显示元件1，表示的是例如采用以液晶板为代表的透过型元件的例子，但本发明不限于此，也可以是例如CRT这种自发光型的元件。此外，在采用例如上述液晶板等透过型元件作为上述图像显示元件1的情况下，必需有作为照射液晶板的光源8的灯。此外，作为该液晶板，如所谓三板式那样，也可以为合成R、G、B的多个图像的方式。在这种情况下，影像合成用的

镜等变得必要，但是，关于这些液晶板的详细情况或对其进行照射的作为光源8的灯等，在后面进行说明，在这里，由于没有直接的关系，所以其图示省略。另一方面，在CRT这种自发光型的元件中，不需要上述光源8这一点也很明白。

在以上这种结构的投射光学单元中，从上述图像显示元件1通过

镜10射出的光，首先入射在构成透镜光学系统的前方透镜组2上。而且，后面也说明其详细情况。该前方透镜组2包括具有旋转对称的面形状的、具有正倍率和负倍率的多个折射透镜而构成。其后，从该前方透镜组2射出的光通过后方透镜组3，该后方透镜组3由包括具有至少一个面为不旋转对称(非旋转对称的)自由曲面形状的多个(在本例中为二个)透镜的多个透镜而构成。然后，从该后方透镜组3射出的光，再经包括具有不旋转对称的自由曲面形状的反射面的反射镜(以下称为自由曲面镜)4的反射光学系统放大反射后，投射在规定的屏幕5上(例如房间的壁面或薄片状的屏幕等)。

其中，在本实施方式中，从上述图11也可知，与现有技术(特别是上述的特开平5-134213号公报和特开2000-162544号公报)这种将投影画面(显示元件)相对投影系统的光轴在垂直的方向上移动，并且相对投影系统的光轴以规定的角度倾斜配置有附加光学系统的光学系统不同，上述图像显示元件1按照其显示画面的中央大致位于透镜光学系统的光轴上的方式配置(即形成共轴光学系统)。因而，从上述图像显示元件1的显示画面的中央出来，通过透镜光学系统的入射瞳的中央，向着屏幕5上的画面中央的光线11，大致沿着透镜光学系统(包括上述前方透镜组2和后方透镜组3)的光轴行进(以下将其称为“画面中央光线”)。其后，该画面中央光线11在上述反射光学系统(包括自由曲面镜)的具有自由曲面形状的反射面4上的点P2反射后，相对屏幕的法线7从下方倾斜地入射在屏幕5上的画面中央的点P5上。该角度以下称为“斜入射角度”，以θs表示。沿着上述透镜光学系统的光轴通过的光线相对屏幕倾斜地入射，这意味着实质上透镜光学系统的光轴相对屏幕倾斜地设置(成为斜的入射系统)。

其中，如上所述，当使光线相对屏幕倾斜地入射时，包括从上述图像显示元件1投射的长方形的形状变为梯形的所谓的梯形变形以外，还产生由相对光轴不旋转对称而产生的各种像差。但是，在本发明中，通过构成上述透镜光学系统的后方透镜组3和上述反射光学系统的反射面可以对这些进行校正。

特别是，如果使从上述图像显示文件1投射的光线经构成上述反射光系统的反射镜4的反射面放大反射，并倾斜地入射到屏幕5上，则与通过透镜得到的光的偏心量(偏向角)比较，能够得到更大的偏心量(偏向角)。此外，因为难以产生像差，能够抑制装置的大型化，并且可达到广角化。即：与使上述现有技术(特别是上述特开平5-134213号公报和特开2000-162544号公报)的附加光学系统(无焦转换器)偏心从而抑制梯形变形的结构比较，包括上述前方透镜组2和后方透镜组3的透镜光学系统能够构成为口径更小的光学系统。

此外，由于如上所述，将入射到构成上述反射光学系统的反射镜4的反射面上的光，通过上述透镜光学系统放大至规定的大小并投射，即使与现有的只用反射镜构成放大投射系统的结构(例如上述特开2004-157560号公报)比较，其制造也变得更容易。即：将透镜光学系统与反射光学系统分别地制造，其后，在装置筐体内，使之为固定调整这二者的位置的结构，从而特别适于批量生产。此外，如上所述，若通过将用于校正梯形变形等的后方透镜组3配置在上述前方透镜2的前方的结构，因为能够减小后方透镜组3和前方透镜组2之间的间隔而配置，所以能够整体地使装载有该投射光学单元的装置紧凑，特别是能够得到可减小屏幕下部的高度的好效果。

这样，如果通过将具有自由曲面形状的透过型透镜光学系统和具有自由曲面形状的反射光学系统组合，特别是在应用于前端投射型的影像显示装置的情况下，能够确实并比较容易地实现前端投射型所强烈要求的广角化，而且能够作为减小装置整体的紧凑的投射型影像显示装置而实现。或者在应用于背面投射型的影像显示装置的情况下，同样也能够确实并比较容易地实现广角化，而且能够作为减小装置整体的紧凑的投射型影像显示装置而实现。

其次，在附图的图12和图13中表示包括构成上述投射型影像显示装置的投射光学单元的透镜光学系统和反射光学系统的光学元件的详细结构。即，图12为上述投射光学单元的立体图，图13分别表示其垂直方向截面(图13(a))和其水平方向截面(图13(b))。

如这些图所示，在透镜光学系统中，从影像显示元件1通过

镜10射出的影像，首先入射在包括多个具有旋转对称形状的透镜的前方透镜组2上。如上所述，前方透镜组2包括旋转对称的球面透镜和非球面透镜。或者，如附图的图14或图15所示，作为在前方透镜组2和后方透镜组3的途中配置偏折镜35，使光线成直角偏折的结构也可以。

此外，后方透镜组3由至少二个自由曲面透镜构成。如这些图所示，最接近反射镜4的反射面S23的自由曲面透镜31，凹部向着光的射出方向，而且入射在上述屏幕的下端的光线所通过部分的曲率被设定得比入射在上述屏幕的上端的光线所通过部分的曲率大。即：自由曲面透镜是凹部向着光的射出方向弯曲，而且具有入射在屏幕下端的光线所通过部分的曲率比入射在上述屏幕上端的光线所通过部分的曲率大的形状的透镜。

此外，在本实施方式中，以满足下面的条件的方式而构成。即：在上述图11所示的截面内，将从上述图像显示元件1的画面下端射出，通过前方透镜组2的入射瞳的中央，入射在屏幕5的画面上端的点P6上的光线作为光线12。将该光线12从通过自由曲面镜4的点P3至到达屏幕上的点P6的光路长度作为L1。此外，将从上述图像显示文件1的画面上端射出，通过前方透镜组2的入射瞳的中央，入射在屏幕5的画面下端的点P4上的光线作为光线13。将该光线13从通过自由曲面镜4的点P1至到达屏幕上的点P4的光路长度作为L2。并且，在上述的投射光学单元中，以上述L1、L2满足下式的方式而构成。

【公式1】

|L1-L2|＜1.2*sinθs*Dv

但是，这里，Dv为图11的截面内的屏幕上的画面的大小，换言之，为从屏幕上的画面上端的点P6至画面下端的点P4的距离。此外，θs为上述斜入射角度。

另一方面，上述图像显示元件1按照使该显示画面的中央位于上述透镜光学系统的光轴上的方式配置，或者如附图的图16所示，希望该显示画面的法线相对上述透镜光学系统的光轴稍微倾斜配置。

此外，看看上述图11，如上所述，从点P3至点P6的光路长度比从点P1至点P4的光路长度长。这表示从透镜光学系统来看，屏幕上的像点P6比像点P4远。因此，如果与屏幕上的像点P6对应的物点(显示画面上的点)在更接近透镜光学系统的点上，此外与像点P4对应的物点在离透镜光学系统更远的点上，则能够校正像面的倾斜。因此，如上述图16所示，优选在包含屏幕5的法线和画面中央光线的平面内，使上述图像显示元件1的显示画面中央的法线向量相对透镜光学系统的光轴稍微倾斜。并且优选其倾斜的方向为与屏幕5所处位置的方向相反的方向。

此外，已知为了得到相对光轴倾斜的像平面而使物平面倾斜的方法，但在实用大小的像角中，物平面倾斜的像面产生相对光轴非对称的变形，利用旋转对称的投射透镜难以校正。在本实施方式中，在上述后方透镜组3中，由于使用旋转非对称的自由曲面透镜31、再进一步仍使用自由曲面透镜32，所以能够与非对称的像面的变形对应。因此，通过倾斜物平面，即倾斜影像显示元件的显示面，能够大大减少低层次的像面的变形，所以在辅助自由曲面的像差校正上非常有效果。

其次，关于上述各光学元件的作用，在上述透镜光学系统中，该前方透镜组2(透镜21～25)构成用于将上述图像显示元件1的显示画面投射在屏幕5上的主透镜，对旋转对称的光学系统的基本的像差进行校正。此外，上述透镜光学系统的后方透镜组3(透镜31～34)由具有不旋转对称(旋转非对称)的自由曲面形状的透镜构成。再者，由于上述反射光学系统4由具有不旋转对称的自由曲面形状的反射面而构成，主要进行由倾斜入射产生的像差的校正。这样，构成上述反射光学系统的镜4主要校正梯形变形，另一方面，透镜光学系统的后方透镜组3主要对像面的变形等非对称的像差进行校正。

如以上那样，在本发明的实施方式中，上述反射光学系统由具有不旋转对称的自由曲面形状的一个反射面(镜)4构成；上述透镜光学系统的后方透镜组3包括两面都具有旋转非对称的自由曲面形状的二个透过型透镜(反射镜4一侧的透镜31和32)而构成。其中，在这里，自由曲面镜4以凸部向着其反射方向的方式弯曲。并且，反射向自由曲面镜4的屏幕下端入射的光线的部分的曲率被设定得比反射向上述屏幕的上端入射的光线的部分的曲率大。此外，也可以使得反射向屏幕下端入射的光线的部分相对其反射方向为凸形状，另一方面，反射向上述屏幕上端入射的光线的部分在其反射方向为凹形状。

优选在反射光学系统的反射面(镜)4的坐标原点和上述透镜组2中最接近反射面(镜)4的透镜面之间的光轴方向上的距离，设定为前方透镜组2的焦点距离的5倍或其以上。这样，通过反射光学系统的具有自由曲面形状的反射面，能够更有效地校正梯形变形像差，从而得到良好的性能。

以下，说明本发明具体的数值实施例。

【实施例1】

首先，利用附图的图17和图18，还有以下的表1～表4，表示和说明上述所说明的本实施例的投射光学单元的详细结构，特别是包括该透镜光学系统和反射光学系统的光学元件的具体数值。其中，这些图表示根据第一数值例的本发明的光学系统的光线图。即，图17表示上述的图2的XYZ正交坐标系的YZ截面，即在Z轴方向展开光学系统。此外，图18表示在XZ截面上的结构。其中，在图18中，其详细结构如附图的图14和图15所示，表示在构成透镜光学系统的透镜光学系统的前方透镜组2和后方透镜组3的途中，设置偏折镜35，从而将光路在X轴方向上偏折一次的例子。

在本例中，从图17的下侧所表示的影像显示元件1射出的光首先通过包括多个透镜的透镜光学系统中的、仅由只具有旋转对称形状的面的透镜所构成的前方透镜组2。然后，通过包括旋转非对称的自由曲面透镜的后方透镜组3，经作为反射光学系统的自由曲面镜4的反射面反射。该反射光其后入射在屏幕5上。

这里，透镜光学系统的前方透镜组2全部由多个具有旋转对称形状的折射面的多个透镜构成，这些透镜的折射面中，4个为旋转对称的非球面，其他为球面。其中，这里所使用的旋转对称的非球面，利用每个面局部的圆筒坐标系，以下式表示。

【公式2】

Z = \frac{{cr}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} r^{2}}} + {Ar}^{4} + {Br}^{6} + {Cr}^{8} + {Dr}^{10} + {Er}^{12} + {Fr}^{14} + {Gr}^{16} + {Hr}^{18} + {Jr}^{20}

式中，r：离光轴的距离

Z：表示凹陷(sag)量

c：顶点的曲率

k：圆锥常数

A～J：上述r乘方项的系数。

另一方面，构成上述透镜光学系统的后方透镜组3的自由曲面，利用各面的面顶点为原点的局部正交坐标系(x，y，z)，用包含X、Y的多项式的下式表示。

【公式3】

Z = \frac{{cr}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} r^{2}}} + \underset{m}{Σ} \underset{n}{Σ} (C (m, n) x^{m} y^{n})

式中，Z：表示在与X、Y轴垂直的方向上，自由曲面的形状的凹陷量

c：顶点的曲率

r：在X、Y轴的平面内离原点的距离

k：圆锥常数

C(m，n)：多项式的系数

其次，以下的表1表示本实施例的光学系统的数值数据。在该表1中S0～S23分别与上述图13所示符号S0～S23对应。这里，符号S0表示影像显示元件11的显示面，即物面；S23表示自由曲面镜5的反射面。此外，符号S24在这些图中没有标示，表示上述图11的屏幕5的入射面，即像面。

【表1】

表面	Rd	TH	nd	vd
					S0	无限大	10.00
S1	无限大	31.34	1.51827	48.0
					S2	无限大	7.06
S3	246.358	4.65	1.85306	17.2
					S4	-84.858	18.00
S5*	-83.708	9.00	1.49245	42.9
					S6*	-75.314	0.10
S7	41.651	9.32	1.49811	60.9
					S8	-42.282	2.50	1.76014	20.0
S9	29.550	0.10
					S10	29.476	9.00	1.49811	60.9
S11	-79.153	25.90
					S12	无限大	9.10
S13	-265.353	6.00	1.85306	17.2
					S14	-53.869	65.00
S15	-24.898	4.19	1.74702	33.2

S16	-58.225	9.00
			S17*	-27.332	10.00	1.49245	42.9
S18*	-32.424	2.50
			S19#	无限大	8.00	1.49245	42.9
S20#	无限大	20.51
			S21#	无限大	8.00	1.49245	42.9
S22#	无限大	160.99
			S23#		-705.00	REFL

此外，在上述表1中，Rd为各面的曲率半径，在上述图13中，在面的左侧存在曲率的中心的情况下用正值表示，相反的情况下用负值表示。此外，在上述表1中，TH为面间距离，表示从该透镜面的顶面至下一个透镜面的顶点的距离。在下一个透镜面相对该透镜面在图中的左侧时，面间距离用正值表示，在右侧的情况下用负值表示。

再者，在上述表1中，S5、S6、S17、S18为旋转对称的非球面。在该表1中，在面的编号的旁边标示有“*”，易于理解。这4个面的非球面系数示于以下的表2。

【表2】

表面

非球面系数

S5

K

-11.7678542

C

-1.159E-11

F

2.98642E-20

J

-1.255E-26

A

-2.7881E-06

D

-3.2834E-14

G

1.05201E-21

B

9.67791E-09

E

1.09359E-16

H

1.96001E-24

S6

K

-5.4064901

C

2.0324E-12

F

3.0211E-19

J

-1.4982E-26

A

6.14967E-07

D

-2.2078E-14

G

4.30049E-22

B

4.60362E-09

E

-8.0538E-17

H

4.79618E-24

S17

K

1.016429122

C

-9.0262E-11

F

-1.0521E-18

J

-6.0837E-26

A

-1.1068E-05

D

-1.3984E-13

G

-8.1239E-23

B

7.21301E-08

E

3.1153E-16

H

3.86174E-23

S18

K

0.742867686

C

-2.2719E-11

F

1.09398E-19

J

9.02232E-29

A

1.51788E-07

D

-4.6853E-14

G

1.62146E-22

B

2.10472E-08

E

2.9666E-17

H

-3.0801E-25

此外，在上述表1中，S19～S22为具有构成上述透镜光学系统的后方透镜组的自由曲面形状的折射面，S23为具有反射光学系统的自由曲面S23形状的反射面，在面的编号旁边标示有#。将表示这5个自由曲面的形状的系数值示于以下的表3。

【表3】

表面

自由曲面系数

S19

C17

5.38933E-07

C34

-1.2381E-09

C51

-7.4126E-14

K

0

C19

8.33432E-07

C36

1.13944E-09

C53

2.05074E-12

C4

0.013500584

C21

-4.6387E-08

C37

3.87771E-12

C55

-9.2166E-13

C6

0.003493312

C22

-6.2643E-09

C39

1.04779E-11

C56

-2.5867E-15

C8

-0.00083921

C24

-2.2449E-08

C41

1.80038E-11

C58

-8.7122E-15

C10

-0.00032098

C26

-5.6708E-08

C43

5.23019E-11

C60

2.85321E-14

C11

8.59459E-06

C28

9.69952E-10

C45

1.69253E-11

C62

-8.5084E-14

C13

2.14814E-06

C30

-1.1968E-10

C47

-2.7E-14

C64

1.25198E-13

C15

7.54355E-06

C32

-1.3638E-09

C49

7.30978E-13

C66

-5.6277E-14

S20

C17

7.49262E-07

C34

-5.7462E-10

C51

-3.6141E-13

K

0

C19

1.19039E-06

C36

1.27396E-09

C53

8.54188E-14

C4

0.015488689

C21

-1.2953E-07

C37

-4.7746E-12

C55

-5.3469E-13

C6

0.006553414

C22

5.115E-10

C39

7.32855E-12

C56

8.92545E-17

C8

-0.00116756

C24

-2.1936E-08

C41

5.30157E-11

C58

-5.3434E-15

C10

-0.00033579

C26

-5.9543E-08

C43

5.05014E-11

C60

1.96533E-14

C11

7.5015E-06

C28

2.03972E-08

C45

-2.1894E-11

C62

-1.3923E-13

C13

-2.5728E-06

C30

1.16701E-11

C47

-1.2515E-13

C64

1.06322E-13

C15

-1.3543E-06

C32

-1.6198E-09

C49

7.64489E-13

C66

-4.6602E-15

S21

C17

-1.0379E-07

C34

2.81743E-10

C51

-8.1775E-15

K

0

C19

3.0082E-08

C36

6.05663E-10

C53

3.06022E-14

C4

0.015096874

C21

7.95521E-08

C37

8.39381E-13

C55

-9.1775E-13

C6

0.009982808

C22

-1.3911E-09

C39

4.88531E-12

C56

-7.8543E-17

C8

0.000358347

C24

9.33292E-10

C41

1.37477E-11

C58

-8.9588E-16

C10

0.000209267

C26

3.54468E-09

C43

-1.0671E-11

C60

-6.0768E-15

C11

-3.8593E-07

C28

4.1615E-09

C45

9.04109E-12

C62

-1.9528E-14

C13

-6.8336E-06

C30

-1.2331E-11

C47

2.48401E-14

C64

2.6781E-14

C15

-2.2455E-05

C32

-2.3367E-10

C49

6.92603E-14

C66

-1.4324E-14

S22

C17

-3.6973E-07

C34

4.8045E-10

C51

-2.9795E-13

K

0

C19

-3.0682E-07

C36

1.43328E-10

C53

-2.5306E-14

C4

0.022813527

C21

4.12093E-08

C37

-2.0707E-12

C55

-3.9401E-13

C6

0.012060543

C22

4.07969E-09

C39

-4.9221E-12

C56

6.88651E-16

C8

0.000638931

C24

8.5986E-09

C41

-2.3681E-12

C58

1.55006E-15

C10

0.000196027

C26

2.1713E-08

C43

-2.1567E-11

C60

-1.4674E-15

C11

-7.1204E-06

C28

1.63499E-08

C45

-2.3679E-12

C62

-9.9822E-15

C13

-1.269E-05

C30

1.38704E-10

C47

-5.7167E-15

C64

2.72925E-14

C15

-2.5184E-05

C32

2.02372E-10

C49

-9.0337E-14

C66

-1.1966E-14

S23

C17

-1.1083E-09

C34

-4.9118E-14

C51

-5.4918E-19

K

0

C19

-5.7768E-10

C36

8.12546E-14

C53

-2.2569E-18

C4

0.001597194

C21

1.60076E-10

C37

-7.486E-17

C55

-3.5857E-18

C6

0.001324181

C22

1.91534E-12

C39

6.80626E-16

C56

1.09883E-21

C8

1.37885E-05

C24

-1.0665E-11

C41

-5.1295E-17

C58

-2.1535E-20

C10

1.34349E-05

C26

-8.6083E-12

C43

-3.6526E-16

C60

2.01763E-20

C11

-4.8064E-08

C28

-1.1125E-12

C45

1.46399E-15

C62

-1.2016E-20

C13

5.24071E-08

C30

6.24714E-14

C47

-2.1563E-18

C64

3.21408E-21

C15

9.53861E-08

C32

-3.4381E-14

C49

2.86073E-18

C66

-1.4922E-19

此外，在本发明中，如上述图16所示，使作为图像显示元件1的显示画面的物面相对上述透镜光学系统的光轴倾斜-1.163度。其中，倾斜的方向，用正值表示在该图16的截面内，物面的法线顺时针旋转的旋转方向。因此，在本实施例中，在图16的截面内使物面从垂直上述透镜光学系统的光轴的位置，向逆时针旋转方向倾斜1.163度。

此外，上述图13或图16中的符号S23所示的自由曲面镜4，其局部坐标的原点置于上述透镜光学系统的光轴上，局部坐标的原点上的法线，即Z轴从与上述透镜光学系统的光轴平行的位置倾斜大约+29度配置。其中，该倾斜的方向，与上述物面相同，使在上述图13或图16的截面内逆时针旋转的旋转方向为正，因而逆时针旋转倾斜。由此，从图像显示元件1的画面中央出来，大致沿着上述透镜光学系统的光轴行进过来的画面中央光线，经S23反射后，向相对上述透镜光学系统的光轴倾斜上述倾斜角度的二倍的58度方向行进(参见图中的箭头)。

再者，本实施例中各面的局部坐标系的倾斜或偏心的状态示于以下的表4。在该表4中，面编号的右侧表示倾斜角度和偏心的值，“ADE”为与图13的截面平行的面内的倾斜大小，其显示规则如上所示。此外，“YDE”为偏心的大小。偏心在与上述图13的截面平行的面内且与光轴垂直的方向上设定，在上述图13的截面中，向下侧的偏心为正。其中，在以下说明的实施例中，光学元件的倾斜或偏心也被设定在与所示截面平行的截面内的方向上。

【表4】

表面	ADE(°)	YDE(mm)
			S0	-1.163	0.0
S23	29.000	0.0

其中，看上述表1、表3可知，在本实施例中，曲率“c”和圆锥(conic)系数“k”为零(0)。即：由倾斜入射产生的梯形变形在倾斜入射的方向上极大地发生，在与之垂直方向上的变形量小。因此，在倾斜入射的方向和与之垂直的方向上需要大不相同的功能，不利用旋转对称在全方向上起作用的上述曲率“c”或圆锥系数“k”，能够良好地校正非对称像差。

此外，在上述表4中，面S23的“ADE”与上述图11所示的θm相同，在屏幕5的面上的“ADE”如上述图11所示，为θs。因为这两者的值，满足上述条件，因此，更为减小屏幕下部的高度，实现紧凑的光学系统。

此外，因为上述公式1所示的光路长度的差|L1-L2|的值为屏幕的画面高度的0.42倍，θs为30度，所以满足上述公式1的条件。上述表1～表4的数值为将物面(例如比率16∶9的液晶板)上的范围(12.16×6.84mm)的影像放大投射在像面(60”+over-scan：1452.8×817.2mm)上的情况的一个例子。即：可知即使比较近的距离(Lp)，也能够将物面放大投射在足够大的画面上，即投射放大率优良。

【实施例2】

其次，利用表5～表8说明第二实施例。其中，透镜光学系统的前方透镜组2也全部由旋转对称形状的折射面构成，在这些透镜的折射面中，4个为旋转对称的非球面，其他为球面。在这里所使用的轴对称的非球面，利用每个面的局部的圆筒坐标系，用上述所示公式【公式2】表示。此外，构成上述透镜光学系统的后方透镜组3的透镜的自由曲面，利用以各面的面顶点为原点的局部正交坐标系(x，y，z)，由包含X、Y的多项式的上述所述公式【公式3】表示。

以下的表5表示本数值实施例的透镜数据，面编号以物面为S0，依次为S1～S23。在该表5中，Rd为各面的曲率半径，此外，TH为面间距离，表示从该透镜面的顶点至下一个透镜面的顶点的距离。

【表5】

表面	Rd	TH	nd	vd
					S0	无限大	10.00
S1	无限大	31.34	1.51827	48.0
					S2	无限大	7.65
S3	210.000	4.65	1.85306	17.2
					S4	-92.276	18.00
S5*	-119.154	9.00	1.49245	42.9
					S6*	-99.255	0.10
S7	41.165	9.32	1.49811	60.9
					S8	-43.298	2.50	1.76014	20.0

S9	29.535	0.10
					S10	29.472	9.00	1.49811	60.9
S11	-81.846	25.90
					S12	无限大	9.10
S13	-259.960	6.00	1.85306	17.2
					S14	-54.061	65.00
S15	-24.878	4.19	1.74702	33.2
					S16	-64.884	9.00
S17*	-29.009	10.00	1.49245	42.9
					S18*	-28.892	2.50
S19#	无限大	8.00	1.49245	42.9
					S20#	无限大	20.51
S21#	无限大	8.00	1.49245	42.9
					S22#	无限大	159.95
S23#	Infinity	-852.00	REFL

在该表5中，面S5、S6、S17、S18为旋转对称的非球面，在表1中在面的编号旁边标示有“*”，易于理解。将这4个面的非球面系数示于以下的表6。

【表6】

表面

非球面系数

S5

K

-23.3033479

C

-9.6351E-12

F

6.40059E-20

J

5.14145E-27

A

-2.809E-06

D

-3.1244E-14

G

-2.06E-22

B

6.68597E-09

E

1.70809E-16

H

-1.9587E-24

S6

K

-7.95321673

C

-2.8461E-12

F

1.68916E-19

J

-4.2604E-27

A

8.81129E-07

D

-4.2436E-16

G

-4.7764E-22

B

3.27597E-09

E

-2.4174E-17

H

3.1265E-24

S17

K

1.294916014

C

-8.1246E-11

F

-8.1666E-19

J

-9.4083E-26

A

-1.7719E-05

D

-1.8651E-13

G

7.81036E-22

B

5.73314E-08

E

2.9427E-16

H

3.77766E-23

S18

K

0.463935076

C

-1.1724E-11

F

1.23091E-19

J

-2.0819E-28

A

-3.417E-06

D

-5.4303E-14

G

1.99428E-22

B

1.57331E-08

E

1.37371E-17

H

-3.4914E-25

此外，在上述表5中，面S19～S22为构成上述透镜光学系统的后方组的具有自由曲面形状的折射面，S23为上述反射光学系统的具有自由曲面形状的反射面，在面编号的旁边标示有“#”。将表示这5个自由曲面形状的系数值示于以下的表7。

【表7】

表面

自由曲面系数

S19

C17

5.06259E-07

C34

-1.4837E-09

C51

-1.0027E-12

K

0

C19

4.85077E-07

C36

1.31263E-09

C53

6.99745E-13

C4

0.017559144

C21

-1.5853E-07

C37

1.83299E-12

C55

-1.6619E-12

C6

0.001733207

C22

-5.42E-09

C39

-4.3583E-13

C56

-1.9766E-15

C8

-0.00066382

C24

-1.5702E-08

C41

2.72981E-11

C58

1.40369E-15

C10

-0.00013226

C26

-5.9063E-08

C43

3.0878E-11

C60

1.05828E-14

C11

8.28618E-06

C28

-7.7982E-09

C45

2.26152E-11

C62

-8.9296E-14

C13

1.03545E-06

C30

-1.0233E-10

C47

2.99348E-14

C64

7.84407E-14

C15

8.99822E-06

C32

-8.8036E-10

C49

4.57827E-13

C66

-9.1078E-14

S20

C17

7.92636E-07

C34

-1.6758E-09

C51

-3.5813E-13

K

0

C19

8.89146E-07

C36

1.45469E-09

C53

6.84539E-13

C4

0.021458089

C21

-1.4324E-07

C37

-7.7649E-12

C55

-1.511E-12

C6

0.004154169

C22

-1.0382E-09

C39

-2.0012E-12

C58

1.77674E-15

C8

-0.00099953

C24

-1.3148E-08

C41

5.28532E-11

C58

5.96659E-15

C10

-0.00011911

C26

-5.677E-08

C43

2.30872E-11

C60

-2.0891E-15

C11

8.42605E-06

C28

6.05026E-09

C45

1.03045E-11

C62

-9.4541E-14

C13

-6.6069E-06

C30

2.65443E-11

C47

-1.2622E-13

C64

1.01913E-13

C15

-3.2455E-07

C32

-1.5185E-09

C49

7.4513E-13

C66

-8.0588E-14

S21

C17

-1.0996E-07

C34

6.726E-11

C51

-1.0707E-13

K

0

C19

1.27907E-07

C36

7.7809E-10

C53

-6.8789E-14

C4

0.016481821

C21

1.59073E-07

C37

1.78369E-12

C55

-1.3595E-12

C6

0.009814027

C22

-2.3156E-09

C39

5.1641E-12

C56

-4.5963E-16

C8

0.000360473

C24

-1.533E-10

C41

1.45879E-11

C58

-1.5431E-15

C10

0.000256882

C26

6.12508E-09

C43

4.21499E-12

C60

-9.4112E-15

C11

-1.2641E-08

C28

4.69033E-09

C45

2.24112E-11

C62

-1.7181E-14

C13

-7.1071E-06

C30

-3.0818E-11

C47

5.4765E-14

C64

1.14179E-14

C15

-2.8709E-05

C32

-3.7474E-10

C49

3.77477E-14

C66

-1.4481E-14

S22

C17

-4.2509E-07

C34

6.03428E-10

C51

-4.5666E-13

K

0

C19

-2.8996E-07

C36

2.79273E-10

C53

-1.1058E-13

C4

0.024865431

C21

1.2041E-08

C37

-1.9296E-12

C55

-5.1945E-13

C6

0.013574823

C22

4.59025E-09

C39

-4.3532E-12

C56

5.15206E-16

C8

0.000856946

C24

9.31761E-09

C41

-1.0393E-11

C58

1.80648E-15

C10

0.00023588

C26

3.01345E-08

C43

-1.737E-11

C60

-1.4435E-16

C11

-9.5439E-06

C28

2.56904E-08

C45

-6.9004E-13

C62

-1.1182E-14

C13

-1.3485E-05

C30

1.87694E-10

C47

-2.2366E-16

C64

1.55635E-14

C15

-3.0664E-05

C32

1.26944E-10

C49

-1.2748E-13

C66

-1.4201E-14

S23

C17

-9.3593E-10

C34

-4.9886E-14

C51

1.8026E-18

K

0

C19

-6.409E-10

C36

-5.1319E-14

C53

-8.6197E-18

C4

0.001494744

C21

3.91751E-10

C37

-8.103E-17

C55

1.1354E-17

C6

0.001287983

C22

1.80884E-12

C39

5.19251E-16

C56

1.89778E-21

C8

1.19776E-05

C24

-8.191E-12

C41

1.38839E-16

C58

-1.6083E-20

C10

1.18228E-05

C26

-7.7154E-12

C43

-8.0016E-16

C60

9.98054E-21

C11

-4.3922E-08

C28

9.92084E-14

C45

2.67935E-16

C62

4.42337E-21

C13

3.28597E-08

C30

4.90899E-14

C47

-1.5465E-18

C64

-1.4286E-20

C15

8.20779E-08

C32

-1.3332E-14

C49

1.58291E-18

C66

6.04404E-21

再者，在以下的表8中表示该第二实施例的各面的倾斜和偏心的大小。该表8中的“ADE”、“YDE”的值的表示规则如上所述。此外，本实施例的各面的倾斜为与先前的实施例1大致相同的量。

【表8】

表面	ADE(°)	YDE(mm)
			S0	-1.289	0.0
S15	0.0	-0.193

S17	0.0	0.193
			S23	28.814	0.0

其中，在上述表8中，因为S23的ADE(＝θm)、屏幕面5的ADE(＝θs)，满足上述条件，因此可实现屏幕下部高度小的紧凑的光学系统。

此外，公式1所示的光路长度的差|L1-L2|的值为屏幕的画面高度的0.43倍，θs为30度，从而可知满足上述公式1的条件。

另一方面，在该第二实施例中，如上述表8所示，只使S15偏心-0.193mm，相反地使S17面偏心0.193mm。在使某个面偏心的情况下，在以后的面中，光轴仅以该偏心量移动。因此，该S15和S17的偏心意味着使由S15和S16构成的一个透镜从光轴偏心-0.193mm。其中，这个偏心量微小，不会产生如增大透镜尺寸的这种坏影响，利用该偏心可实现非对称的色像差的微调整。

此外，看上述表5和表7时可知，在该实施例中，曲率“c”和圆锥系数“k”为零(0)。由倾斜入射产生的梯形变形在倾斜入射的方向上极大地发生，在与其垂直的方向上变形量小。因此，在倾斜入射的方向和与之垂直的方向上需要大不相同的功能，不利用旋转对称在全方向上起作用的上述曲率“c”或圆锥系数“k”，能够良好地校正图形变形。

以上所述数值的第二实施例的有效范围，将物面(比率16∶9)上的范围放大投射在像面(70”+over-scan：1694.9×953.4mm)上。即可知：即使比较近的距离(Lp)，也能够将物面放大投射在足够大的画面上，即投射放大率优良。

【实施例3】

其次，说明本发明的第三实施例。其中，透镜光学系统的前方透镜组2也全部由旋转对称形状的折射面构成，在这些折射面内的4个为旋转对称的非球面，其他为球面。在这里所使用的轴对称的非球面，也是利用每个面的局部的圆筒坐标系，用上述所示公式【公式2】表示。此外，构成上述透镜光学系统的后方透镜组3的透镜的自由曲面，利用以各面的面顶点为原点的局部正交坐标系(x，y，z)，由包含X、Y的多项式的上述所述【公式3】表示。

以下的表9表示第三实施例的透镜数据，面编号以物面为S0，依次为S1～S23。在该表9中，Rd为各面的曲率半径。此外，TH表示面间距离，表示从该透镜面的顶点至下一个透镜面的顶点的距离。

【表9】

表面	Rd	TH	nd	vd
					S0	无限大	10.00
S1	无限大	31.34	1.51827	48.0
					S2	无限大	5.00
S3	69.501	4.65	1.85306	17.2

S4	-477.064	18.00
					S5*	-54.329	9.00	1.49245	42.9
S6*	-53.208	0.10
					S7	48.857	9.32	1.49811	60.9
S8	-29.376	2.50	1.76014	20.0
					S9	40.402	0.10
S10	40.607	9.00	1.49811	60.9
					S11	-54.359	25.90
S12	无限大	9.10
					S13	2090.112	6.00	1.85306	17.2
S14	-66.019	65.00
					S15	-45.540	4.19	1.74702	33.2
S16	108.965	9.00
					S17*	-37.449	10.00	1.49245	42.9
S18*	-75.474	2.50
					S19#	无限大	8.00	1.49245	42.9
S20#	无限大	19.35
					S21#	无限大	8.00	1.49245	42.9
S22#	无限大	122.15
					S23#	无限大	-605.00	REFL

在该表9中，面S5、S6、S17、S18也为旋转对称的非球面，面的编号旁边标示有“*”，易于理解。此外，将这4个面的非球面系数示于以下的表10。

【表10】

表面

非球面系数

S5

K

-13.108806

C

1.46508E-11

F

-2.0555E-19

J

8.25281E-27

A

-2.6018E-06

D

-4.7767E-14

G

1.12416E-21

B

1.95435E-08

E

-1.5302E-16

H

-7.5179E-25

S6

K

-8.59084843

G

1.51155E-11

F

-1.6279E-19

J

122719E-26

A

7.67114E-07

D

-4.743E-15

G

-1.8394E-21

B

9.20816E-09

E

-9.3745E-17

H

3.74992E-24

S17

K

3.170476396

C

-4.2843E-12

F

1.18119E-18

J

2.06192E-26

A

-8.7308E-06

D

1.96465E-13

G

-4.5716E-21

B

-3.8136E-08

E

7.89179E-16

H

-1.5681E-23

S18

K

9.315246698

C

2.51005E-11

F

-5.9791E-20

J

3.13406E-28

A

-4.2804E-06

D

3.09426E-14

G

-6.6563E-23

B

-1.5518E-08

E

-8.892E-18

H

7.14735E-26

此外，在上述的表9中，面S19～S22为构成上述透镜光学系统的后方透镜组的具有自由曲面形状的折射面，S23为上述反射光学系统的具有自由曲面形状的反射面，面编号的旁边标示有“#”。其中，将表示这5个自由曲面形状的系数值示于以下的表11。

【表11】

表面

自由曲面系数

S19

C17

3.43098E-07

C34

-2.7065E-10

C51

1.99077E-13

K

0

C19

2.13857E-06

C36

1.31926E-09

C53

-5.2135E-12

C4

-0.00503963

C21

9.15856E-08

C37

2.1077E-12

C55

-2.1831E-12

C6

0.020700865

C22

-1.9441E-09

C39

-6.1349E-11

C56

-3.3204E-15

C8

-0.0007276

C24

-9.6181E-09

C41

-6.9182E-11

C58

1.52276E-14

C10

-0.00062901

C26

2.71279E-09

C43

-1.1634E-10

C60

4.722E-14

C11

4.83792E-06

C28

1.5813E-08

C45

1.55247E-11

C62

3.79581E-14

C13

1.58097E-05

C30

-4.1204E-10

C47

1.79452E-14

C64

3.11821E-14

C15

-1.9636E-05

C32

-2.3107E-09

C49

-6.0452E-13

C66

-1.876E-13

S20

C17

6.40078E-08

C34

-1.0668E-09

C51

-4.5767E-13

K

0

C19

2.35312E-06

C36

-3.2106E-10

C53

-3.1387E-12

C4

-0.00417899

C21

9.31605E-07

C37

1.82824E-12

C55

1.09346E-12

C6

0.031326266

C22

-5.0811E-10

C39

-2.9101E-11

C56

-1.6513E-15

C8

-0.00077771

C24

-3.1548E-08

C41

1.04208E-10

C58

8.47256E-15

C10

-0.00097819

C26

-8.825E-08

C43

7.01421E-11

C60

-1.694E-15

C11

2.05947E-06

C28

3.84368E-08

C45

-1.0493E-10

C62

-1.7011E-13

C13

2.31241E-05

C30

-9.4717E-11

C47

2.95795E-14

C64

6.71828E-14

C15

-3.0456E-05

C32

-8.4146E-10

C49

-7.9902E-13

C66

1.92712E-14

S21

C17

-1.4263E-07

C34

-1.7091E-10

C51

-4.2269E-14

K

0

C19

-3.1384E-08

C36

-2.9029E-10

C53

2.21959E-14

C4

0.016712489

C21

3.78605E-07

C37

2.14998E-13

C55

-9.5144E-15

C6

0.024854646

C22

7.83561E-10

C39

1.12281E-12

C56

-1.3876E-18

C8

0.000280556

C24

-1.1076E-09

C41

3.49849E-12

C58

-2.0224E-16

C10

-5.99E-05

C26

-5.1644E-09

C43

2.81764E-12

C60

4.00029E-17

C11

-4.5381E-06

C28

-1.9091E-09

C45

-1.5444E-12

C62

-4.1764E-15

C13

-7.3701E-06

C30

2.60008E-11

C47

-3.3945E-15

C84

1.05212E-15

C15

-1.0002E-05

C32

2.73923E-11

C49

2.75972E-14

C66

-3.6542E-15

S22

C17

-1.7327E-07

C34

-3.122E-10

C51

-3.8555E-14

K

0

C19

-1.5061E-07

C36

-8.1374E-10

C53

2.3681E-13

C4

0.016645995

C21

5.38912E-07

C37

9.78887E-14

C55

1.87115E-13

C6

0.021101685

C22

8.11263E-10

C39

1.08112E-12

C66

-9.9798E-17

C8

0.00032094

C24

-1.1477E-10

C41

3.69407E-12

C58

-2.3837E-16

C10

-5.1172E-05

C26

-4.8707E-09

C43

-5.8299E-13

C60

-2.2734E-16

C11

-4.3183E-06

C28

-1.1809E-09

C45

-3.7079E-12

C62

-3.0547E-15

C13

-8.5909E-08

C30

3.39643E-11

C47

-2.9359E-15

C64

5.55175E-15

C15

-1.0155E-05

C32

1.47622E-10

C49

-5.9302E-15

C66

-1.0145E-15

S23

C17

-2.203E-09

C34

8.2099E-14

C51

-1.2799E-17

K

0

C19

2.39237E-09

C36

-4.3614E-14

C53

4.0335E-18

C4

0.002149003

C21

1.39506E-09

C37

-1.7915E-16

C55

-3.2746E-18

C6

0.000317113

C22

4.22192E-12

C39

1.80308E-15

C58

3.62609E-21

C8

2.85992E-05

C24

-3.3322E-11

C41

-2.7999E-15

C58

-3.5037E-20

C10

9.52914E-06

C26

1.45814E-11

C43

7.24461E-16

C60

6.79833E-20

C11

-8.2644E-08

C28

1.00262E-11

C45

-1.0528E-15

C62

-3.7507E-20

C13

2.89938E-07

C30

1.34005E-13

C47

-4.0973E-18

C64

5.06597E-21

C15

1.20082E-07

C32

-3.6767E-13

C49

1.4053E-17

C66

5.93238E-21

再者，在以下的表12中表示第三实施例的各面的倾斜和偏心的大小。其中，该表12中的“ADE”、“YDE”的值的表示规则如上所述。

【表12】

表面	ADE(°)	YDE(mm)
			S0	-2.000	0.0
S15	0.0	0.304

S17	0.0	-0.304
			S23	35.000	0.0

其中，从表12可看出，不满足上述条件。然而，在第三实施例中，其进深小，为使进深优先的结构。

此外，如表12所示，与先前的实施例2相同，使由面S15和S16构成的一个透镜从光轴偏心-0.304mm。这个偏心量微小，不会产生如增大透镜尺寸的这种坏影响，利用该偏心可实现非对称的色像差的微调整。

再者，上述【公式1】所示的光路长度的差|L1-L2|的值为屏幕画面高度的0.62倍，θs为45度，因此满足上述条件。

此外，从上述表9和表11可知，在该第三实施例中，曲率“c”和圆锥系数“k”为零(0)。由倾斜入射产生的梯形变形在倾斜入射的方向上极大地发生，在与其垂直的方向上变形量小。因此，在倾斜入射的方向和与之垂直的方向上需要大部相同的功能，不利用旋转对称在全方向上起作用的上述曲率“c”或圆锥系数“k”，能够良好地校正图形的变形。

此外，上述第三实施例的有效范围，将物面(比率16∶9)上的范围放大投射在像面(50”+over-scan：1210.7×681.0)上。在这个例子中，即使比较近的距离(Lp)，也能够将物面放大投射在足够大的画面上，即投射放大率优良。

【实施例4】

利用表13～表16说明本发明的第四实施例。这里也同样，从图像显示元件1射出的光，以由具有旋转对称的面形状的透过型透镜所构成的透镜光学系统的前方透镜组2、由具有自由曲面形状的透过型透镜所构成的透镜光学系统的后方透镜组3的顺序通过后，经反射光学系统的具有自由曲面形状的反射面4反射，入射在屏幕5上。

即，这里也同样，透镜光学系统的前方透镜组2全部由旋转对称的形状的折射面构成，各折射面内的4个为旋转对称的非球面，其他为球面。此外，这里所使用的轴对称的非球面，利用每个面的局部的圆筒坐标系，用上述公式【公式1】表示。此外，构成上述透镜光学系统的后方透镜组3的自由曲面仍使用以各面的面顶点为原点的局部正交坐标系(x，y，z)，由包含X、Y的多项式的上述【公式2】表示。

以下的表13表示第四实施例的透镜数据，面编号以物面为S0，依次为S1～S24，S25为像面。在表13中，Rd为各面的曲率半径，在上述图13或图16中，在面的左侧存在曲率的中心的情况下用正值表示，相反的情况下用负值表示。

【表13】

表面	Rd	TH	nd	vd
					S0	无限大	10.00
S1	无限大	31.34	1.51827	48.0
					S2	无限大	4.97
S3	49.017	4.65	1.85306	17.2
					S4	201.672	18.00
S5*	-60.233	9.00	1.49245	42.9
					S6*	-55.360	0.10
S7	56.669	9.32	1.49811	60.9
					S8	-27.651	2.50	1.76014	20.0
S9	46.949	0.10
					S10	47.407	9.00	1.49811	60.9
S11	-46.719	25.90

S12	无限大	9.10
			S13	-9457.081	6.00	1.85306	17.2
S14	-64.870	65.00
			S15	-42.429	4.19	1.74702	33.2
S16	137.716	9.00
			S17*	-34.874	10.00	1.49245	42.9
S18*	-63.364	2.50
			S19#	无限大	8.00	1.49245	42.9
S20#	无限大	19.55
			S21#	无限大	8.00	1.49245	42.9
S22#	无限大	121.95
			S23#	无限大	-742.00	REFL

在表13中，TH为面间距离，表示从该透镜面的顶点至下一个透镜面的顶点的距离。此外，当下一个透镜面相对该透镜面位于左侧时，面间距离用正值，在右侧时用负值表示。

在该表13中，S5、S6、S17、S18为旋转对称的非球面，在表13中，面编号的旁边标示有“*”，易于理解。将这4个面非球面系数示于以下的表14。

【表14】

表面

非球面系数

S5

K

-7.49933947

C

8.20794E-12

F

1.67212E-19

J

2.75191E-26

A

-4.2871E-06

D

-3.3905E-14

G

1.22978E-22

B

1.47929E-08

E

5.30418E-18

H

-9.2584E-24

S6

K

-5.10683146

C

2.31215E-12

F

1.4876E-19

J

1.40237E-26

A

-4.215E-08

D

-8.8141E-15

G

-2.1285E-21

B

9.97857E-09

E

2.96852E-17

H

3.39217E-25

S17

K

2.729972673

C

-6.3329E-11

F

-5.5239E-19

J

2.95633E-25

A

-6.7402E-06

D

3.24143E-13

G

-2.1415E-20

B

-1.1095E-08

E

1.38117E-15

H

-4.6503E-23

S18

K

5.628556104

C

2.5008E-11

F

-6.694E-20

J

4.08388E-28

A

-1.8686E-06

D

1.72887E-14

G

-5.6024E-23

B

-1.1602E-08

E

-2.9081E-17

H

5.15556E-26

此外，在该表13中，面S19～S22为构成上述透镜光学系统的后方透镜组3的具有自由曲面形状的折射面，S23为上述反射光学系统的具有自由曲面形状的反射面，面编号的旁边标示有“#”。将表示这5个自由曲面形状的系数值示于以下的表15。

【表15】

表面

自由曲面系数

S19

C17

3.06092E-07

C34

-1.504E-09

C51

1.89916E-12

K

0

C19

2.31689E-06

C36

9.24213E-10

C53

-2.6408E-12

C4

-0.00523704

C21

3.17855E-07

C37

2.73895E-12

C55

-2.2305E-12

C6

0.022327058

C22

-2.18E-09

C39

-5.7332E-11

C56

-2.3991E-15

C8

-0.00076156

C24

-1.35E-08

C41

-6.5197E-11

C58

2.74339E-14

C10

-0.00059005

C26

-4.4124E-09

C43

-1.4355E-10

C60

9.09554E-14

C11

4.88728E-06

C28

2.72086E-08

C45

-2.1121E-11

C62

2.42098E-14

C13

1.92499E-05

C30

-4.0242E-10

C47

4.94771E-14

C64

1.85581E-13

C15

-1.9167E-05

C32

-2.6688E-09

C49

5.78829E-13

C86

-1.2907E-13

S20

C17

4.41515E-08

C34

-2.1067E-09

C51

1.36481E-13

K

0

C19

2.59357E-06

C36

-1.3645E-09

C53

-1.7814E-12

C4

-0.00380713

C21

1.34672E-06

C37

2.55427E-12

C55

1.48598E-12

C6

0.034310744

C22

-6.3335E-10

C39

-3.0724E-11

C56

-1.1411E-15

C8

-0.00082075

C24

-3.2842E-08

C41

9.74292E-11

C58

1.71485E-14

C10

-0.00096306

C26

-9.4354E-08

C43

5.80355E-11

C60

1.60064E-14

C11

1.46478E-06

C28

5.63114E-08

C45

-1.3903E-10

C62

-1.6566E-13

C13

2.57064E-05

C30

-1.5828E-10

C47

7.97383E-14

C64

1.4173E-13

C15

-3.3719E-05

C32

-9.3186E-10

C49

-2.2316E-13

C66

5.32957E-14

S21

C17

-1.4847E-07

C34

-1.578E-10

C51

-3.1391E-14

K

0

C19

-4.1463E-08

C36

-3.154E-10

C53

4.92021E-14

C4

0.01628158

C21

3.75928E-07

C37

1.44753E-13

C55

-1.2229E-14

C6

0.024536292

C22

8.73333E-10

C39

1.02001E-12

C56

-1.1929E-16

C8

0.000287791

C24

-1.3318E-09

C41

4.04083E-12

C58

-1.9881E-16

C10

-5.6467E-05

C26

-5.0191E-09

C43

2.15125E-12

C60

-1.1661E-16

C11

-4.4889E-06

C28

-1.338E-09

C45

1.05501E-13

C62

-3.9789E-15

C13

-7.4216E-06

C30

2.11331E-11

C47

-1.2171E-15

C64

1.92077E-15

C15

-9.5063E-06

C32

3.73498E-11

C49

1.57629E-14

C66

-5.4374E-15

S22

C17

-1.7539E-07

C34

-2.5651E-10

C51

-3.1411E-14

K

0

C19

-1.5271E-07

C36

-6.0608E-10

C53

2.14522E-13

C4

0.016419443

C21

5.09788E-07

C37

1.23957E-13

C55

1.76045E-13

C6

0.021115451

C22

7.02901E-10

C39

1.00917E-12

C56

-9.5762E-17

C8

0.000323178

C24

-1.3689E-10

C41

3.91234E-12

C58

-2.6471E-16

C10

-4.5525E-05

C26

-4.0137E-09

C43

-1.1163E-12

C60

-2.2728E-16

C11

-4.138E-06

C28

1.70813E-10

C45

-4.4694E-12

C62

-3.086E-15

C13

-9.223E-06

C30

2.82551E-11

C47

-7.7346E-16

C64

5.99803E-15

C15

-9.9105E-06

C32

1.42902E-10

C49

-1.2051E-14

C66

-1.1247E-15

S23

C17

-2.5231E-09

C34

7.66238E-14

C51

-2.3328E-17

K

0

C19

2.58369E-09

C36

3.37658E-15

C53

1.85177E-17

C4

0.002289792

C21

1.24861E-09

C37

-1.5632E-16

C55

-4.0416E-18

C6

0.000330451

C22

4.81491E-12

C39

2.15761E-15

C56

1.15938E-21

C8

3.09058E-05

C24

-3.7371E-11

C41

-3.7026E-15

C58

-3.3248E-20

C10

1.02245E-05

C26

1.56104E-11

C43

1.35291E-15

C60

7.75597E-20

C11

-9.5057E-08

C28

7.8498E-12

C45

-3.329E-16

C62

-8.1537E-20

C13

3.1048E-07

C30

1.56487E-13

C47

-4.2776E-18

C64

8.41917E-20

C15

1.27367E-07

C32

-4.1734E-13

C49

1.73654E-17

C66

-2.3609E-20

再者，在以下的表16中表示本实施例的各面的倾斜和偏心的大小。该表16中的“ADE”、“YDE”的值的表示规则如上所述，本实施例的各面的倾斜，也与先前的实施例1为大致相同的量。

【表16】

表面	ADE(°)	YDE(mm)
			S0	-2.000	0.0
S15	0.0	0.230

S17	0.0	-0.230
			S23	35.000	0.0

即，看该表16可知，不满足上述条件。然而，其进深小，为使进深优先的实施例。

另一方面，在该第四实施例中，如上述表16所示，使S15面偏心-0.23mm，相反地使S17面偏心0.23mm。在某一面偏心的情况下，在以后的面中，光轴仅以该偏心量移动。因此，该S15和S17的偏心意味着使由S15和S16构成的一个透镜从光轴偏心-0.193mm。这个偏心量微小，不会产生如增大透镜尺寸的这种坏影响，利用该偏心可实现非对称的色像差的微调整。

再者，光路长度的差|L1-L2|的值为屏幕画面高度的0.64倍，θs为45度，所以满足上述【公式1】的条件。

此外看表13和表15可知，在该第四实施例中，曲率“c”和圆锥系数“k”为零(0)。由倾斜入射产生的梯形变形在倾斜入射的方向上极大地发生，在与其垂直的方向上变形量小。因此，在倾斜入射的方向和与之垂直的方向上需要大不相同的功能，不利用旋转对称在全方向上起作用的上述曲率“c”或圆锥系数“k”，能够良好地校正图形的变形。

其中，本实施例的有效范围，将物面(比率16∶9)上的范围放大投射在像面(60”+over-scan：1452.8×817.2mm)上。即可知，即使比较近的距离(Lp)，也能够将物面放大投射在足够大的画面上，即投射放大率优良。

其次，在附图的图19中表示上述投射型影像显示装置的另一结构。即：从图中可看出，在另一结构的投射型影像显示装置100’中，在上述图10或图14所示的投射型影像显示装置的投射光学单元的结构的基础上，还在其自由曲面的反射镜4和屏幕5之间的光路上配置有平面反射镜21，构成投射光学单元。其中，在这个图的例子中，该平面反射镜21按照以下方式设置：与上述自由曲面的反射镜4对应，兼作用于覆盖在装置筐体110的上表面上形成的开口部的盖，可在其上方自由开闭。

如附图的图20所示，在这种投射光学单元的结构中，从图像显示元件1通过

镜10射出的光首先入射构成透镜光学系统的前方透镜组2。其后，从该前方透镜组2射出的光通过由包括多个具有至少一个面为不旋转对称(旋转非对称的)自由曲面的形状(在本例中为2个)的透镜的多个透镜所构成的后方透镜组3。然后，从该后方透镜组3射出的光经包括包含具有不旋转对称的自由曲面形状的反射面的反射镜(以下称为自由曲面镜)4的反射光学系统放大反射后，再通过上述平面反射镜21反射，投射到规定的屏幕5(例如房间的壁面或薄片状的屏幕等)上。即，从该图也可看出，向与上述实施例(例如图11或图13)相反的方向上投射。这样，在另一实施方式的投射型影像显示装置100’的投射光学单元的结构中，因为将从自由曲面镜4至屏幕5的光路通过上述平面反射镜21折返，能够更为减小至屏幕5的距离，能够达到广角化。

此外，在该投射光学单元的结构中，如图20的虚线所示，上述平面反射镜27按照能以微小角度调整其倾斜角度的方式而构成。即：如果这样，如图中虚线和箭头所示，通过改变该平面反射镜27的倾斜角度，能够上下地变更在屏幕5上的投射影像的位置。特别是在投射型影像显示装置中，能够提供优适的功能。其中，该平面反射镜27，根据该投射型影像显示装置的使用状况，使用者可调整其倾斜角度，或者，也能够采用以下方式构成：此处图中未示出，例如利用包括电动发动机的驱动机构从覆盖筐体110上表面的开口部的位置开始移动(立起)，以使用者设定的角度倾斜配置。

其中，在以上所述的本发明的实施例的投射型影像显示装置中，来自图像显示元件1的影像(图像)从上述投射光学单元射出，经自由曲面镜4反射，或者再通过平面反射镜27反射，投射在屏幕5上。因此，有必要使该装置100、100’的位置正确地相对投射影像(图像)的屏幕5定位。即，调整其配置使得上述图14所示的画面中央的光线相对上述屏幕5的面垂直，特别是在为了将其整体中的变形或像差抑止为最小限度，得到良好的投射画面时显得非常重要。

如以上所述，由于不必要如上述现有技术那样，使所使用的透镜偏心，所以能够提供：不需要口径大的附加光学系统，而且能够广角化，同时即使至屏幕的位置变更也能够将变形抑制为最小限度，且其制造也比较容易的投射型影像显示装置。而且，根据本发明，通过将来自这种投射型影像显示装置的影像(图像)投射在屏幕5上，能够在该屏幕上以大画面得到将其整体的变形或像差抑制为最小限度的良好的投射画面，从而能够优异的实现。

因此，本发明提供一种，通过利用上述投射型影像显示装置100或100’(以下统称为投射型影像显示装置100)，放大影像显示元件的图像，并投射在屏幕5等的投射面上进行图像显示的投射型影像显示系统，该投射型影像显示系统能够无变形地进行大画面的影像显示。以下参照附图的图1～图9，详细说明由上述投射型影像显示装置和构成该系统的另一部分的屏幕5所构成的投射型影像显示系统。

首先，在附图的图1中，表示将上述投射型影像显示装置100与可搬动屏幕5一体构成的、所谓投影仪型的投射型影像显示系统。即，如图1(a)所示，投射型影像显示装置100的一部分，具体而言，在其一个侧面上，一体化地固定有其内部可折叠地(即，卷绕)收纳薄片状的投射屏幕5的圆筒状的壳体50。其中，在这些图中，在上述投射型影像显示装置100的一部分上，特别是投射屏幕5一体形成的情况下，设置有用于使其易于搬动的可搬动用手柄，用符号51表示。

而且，在使用该投射型影像显示系统的情况下，如图1(b)所示，将上述一体化的投射型影像显示装置100和屏幕5(具体而言，为壳体50)固定在平面上的规定位置，其后，从壳体50中取出屏幕5(图的上方)，通过将来自投射型影像显示装置100的投射图像投射在屏幕5上的投影面上，能够将其整体的变形或像差抑制为最小限度，得到良好的投射画面。其中，上述投射型影像显示装置100和屏幕5(具体而言，为壳体50)不必要一定一体化，也可以由连接机构以可装拆的方式构成。在这种情况下，便于搬送。此外，投射型影像显示装置100优选配置在上述屏幕5(具体而言，为壳体50)的宽度方向的大致中央部，此外在扩大了该屏幕5的情况下，优选沿着与该投影面垂直的方向延长的面安装。

其中，根据上述投射型影像显示装置100，例如，输入电视播放的影像画面，然后如附图的图2所示，例如配置在沿着使用者室内(例如起居室)的墙壁配置的桌子或AV架上，在该屏幕5上投影图像，则能够简单地实现家庭影院。其中，在本例中，作为将投射影像投影在屏幕5上而进行了说明，但是，也可以利用该壁面对投射图像进行投影。在本例中，例如，通过在宽度为45cm左右的AV架上配置投射型影像显示系统，可简单地得到60英寸以上的大画面。这样，即使超短焦点(即，从屏幕5的大致正下面进行投射)，也能够得到良好的投射画面，所以即使在狭窄的房间中，也能够有效地活用空间，享受具有动人力量的大画面。

或者如附图的图3所示，也可以将上述投射型影像显示系统配置在顶棚上(顶棚吊挂配置)。即，将上述图10所示投射型影像显示100上下颠倒地安装在顶棚上。而且，通过将屏幕5从与该装置一体安装的壳体50中取出(其中，在这种情况下在下方取出)并固定，即使在飞机(客机)、观光汽车、长途汽车内等狭窄的空间内，也能够在屏幕5上投影大的画面。

再者，作为将上述投射型影像显示装置100与可搬动屏幕5一体构成的投影仪型的投射型影像显示系统，例如，如附图的图4所示，也可以构成为与所谓的白板200一体化，在该白板的表面201上投影大画面的投射型影像显示系统。其中，在这种情况下，优选将投射型影像显示装置100配置在该白板200的框体202的一部分，特别是其上边部203的大致中央部。此外，作为其安装结构，如附图的图5(a)所示，将上述图10所示的投射型影像显示装置100就这样安装在与投影面(白板的表面201)垂直的方向上，并且，安装用于将来自该装置的投射图像投影在下方的镜210也可以，或者如图5(b)所示，也可以上下颠倒地安装上述投射型影像显示装置100(其中，在这种情况下不需要镜210)。其中，在使投射型影像显示系统与白板200一体化的情况下，由于通常多为利用者站在其表面201一侧，进行说明或写入的形式，所以如上所述，特别是优选投射型影像显示装置100配置在框体202的上边部203上。

此外，将上述本发明的投射型影像显示系统配置在商店的一部分上，利用其大画面，用于以大画面进行例如活动的向导或广告的形式示于附图的图6～8中。即：通过本发明的投射型影像显示系统，如上所述，即使超短焦点(即从屏幕5的大致正下面进行投射)也能够得到良好的投射画面，因此可以在立着告知板310的台座320的内部装入投射型影像显示装置100，从而在商店的入口或商店的店头等，不必要吊顶等设备，就能够简单地、省空间且大画面地告知活动的向导或广告。特别是由于利用本发明的投射型影像显示系统，通过输入，不仅是静止画面，还可以将动画以大画面进行显示，所以可以适用于在商店的入口的、季节的活动的显示，或在服装店店头的服饰展示的广告影像的显示。

其中，上述投射型影像显示系统的结构是以单机(stand-alone)发挥功能的，由此可知，只使其显示内容交替，就能够以各种场景进行各种告知。或者，例如，如附图的图7所示，可以在横方向上安装多台上述结构的投射型影像显示系统，进行多画面显示。其中，在这种情况下，在现有的海报中难以由动画的表现也成为可能，能够期待更有效的广告效果。此外，投射型影像显示装置100不装入台座320的内部，也可以配置在屏幕的上部。

此外，如附图的图8所示，上述投射型影像显示系统，即使在例如其进深受到限制的橱窗中，也能够通过在屏幕或壁面上投影该大画面的影像，得到更有效的宣传效果。即：现有，橱窗中的通常的显示为与包含模特410的装饰420一起，静止画面(图形)的显示，但如果通过上述的投射型影像显示系统，可进一步增加影像的显示的选择方案，其演出的幅度广。其中，在这个例子中，表示配备多台上述的投射型影像显示装置100(在本例中为2台)，1台以吊顶方式进行不显眼的设置，并且另一台以可简易地使用的方式放置在地上的例子。

其中，本发明的投射型影像显示装置中，图中未示出，这些投射型影像显示装置100不限于屏幕5的上下，也可以配置在左右。并且，可以从配置在屏幕5的上下或左右的多台投射型影像显示装置100投射同一影像，或者也可以分别投射不同的影像而在屏幕上进行合成。这样，特别是在使用多台投射型影像显示装置100的情况下，由于在屏幕5上得到的影像的光量增大，可得到更明亮的影像。再者，如图中“10”和“11”所示，通过将离屏幕5的距离设定为不同的值(10≠11)，改变各个影像大小，对其进行合成显示。这样也能扩大显示的演出幅度。

在附图的图9中表示在游戏中心或仿真设备上，利用上述本发明的投射型影像显示系统，模拟地体验飞机或赛车的操纵等的例子。

如图10(a)所示，在本例子中，包围规定的空间而配置多个(在本例中为3个)屏幕5、5(即按照相对邻接的屏幕的投影面大致成90度以下的角度的方式配置)，这样，将操纵者所处的场所(在本例中为操纵席)作为小隔间(booth)510而模拟地显示。其中，在构成这些小隔间510的构成正面和左右画面的各屏幕5的上部，分别安装投射型影像显示装置100，如图中箭头所示，从屏幕的上方投射影像，以超短焦点(即屏幕5的大致正下面)，即，以大画面实现省空间且三个方向的(立体的)模拟动画。

即，将现有的、通常只配置在正面的模拟影像简单地扩大至其周围，即能够在左右展开，因此临场感可飞跃性地提高。即在该图所示的汽车比赛的例子中，如果在右侧的屏幕5上显示其他车，操作者可确认旁边并排行驶的车等，或者在射击游戏中，易于实现出入意料地从旁边出现的敌人等在现有技术中不可能的新的表现。其中，在上述例子中，仅对利用三块屏幕5、5包围大致方形的空间的例子进行了说明，但也可以增加这些屏幕的块数，构成由多面体或大致曲面所构成的屏幕(即按照相对邻接的屏幕的投影面成180度以下的角度的方式配置)，对来自投射型影像显示装置100的影像进行投射。

其中，在以上的实施方式中主要以前端型的投射影像显示系统进行了说明，但本发明并不仅限于这种实施方式，也可以在其他，例如背面投射(后投射(rear projection))型的投射影像显示系统中采用。在这种情况下，只要是本行业的技术人员应该就会知道，将上述屏幕做成所谓的透过型屏幕。

根据以上的本发明，通过以广角使至投射面(屏幕)的距离为最小限度，抑制变形或像差对影像进行投射，可发挥优良的效果：能够实现性能良好且使用方便性好的投射型影像显示系统。

Claims

1.一种投射型影像显示系统，其具有多台投射型影像显示装置、和将从所述多台投射型影像显示装置所投射的投射光投射到投影面上而显示影像的屏幕，其特征在于：

所述多台投射型影像显示装置的各个包括：

光源；

影像显示元件；

将来自所述光源的光束照射在所述影像显示元件上的照明光学系统；和

向所述屏幕投射来自所述影像显示元件的影像光的投射光学系统，其中，

所述投射光学系统从所述影像显示元件向着所述屏幕，依次具有：透镜组和相对该光轴具有非轴对称形状的反射镜，

所述透镜组具备：前方透镜组，其由具有相对光轴旋转对称的面形状的、并且具有正倍率和负倍率的多个折射透镜构成；和后方透镜组，其由包含具有至少一个面为不旋转对称自由曲面形状的多个透镜的多个透镜构成，

所述反射镜具有不旋转对称的自由曲面形状的反射面，

所述多台投射型影像显示装置沿着从所述屏幕的上下或左右的端边部在该投影面的垂直方向上的延长面中的一对面，配置在离该端边部近的位置且该端边部的一部分上，

通过在所述屏幕上将影像重叠来增大所得影像的光量。

2.根据权利要求1所述的投射型影像显示系统，其特征在于：

配置在所述屏幕的上下或左右的端边部上的一对所述投射型影像显示装置，将同一影像相互重合地投射在所述屏幕的投影面上。

3.根据权利要求1所述的投射型影像显示系统，其特征在于：

配置在所述屏幕的上下或左右的端边部上的一对所述投射型影像显示装置，将互不相同的影像投射在所述屏幕的投影面上。

4.根据权利要求1所述的投射型影像显示系统，其特征在于：

配置于所述屏幕上下的端边部上的一对所述投射型影像显示装置在水平方向上配置有多个。

5.根据权利要求1所述的投射型影像显示系统，其特征在于：

配置于所述屏幕左右的端边部上的一对所述投射型影像显示装置在垂直方向上配置有多个。