CN110286478A - 投射光学系统以及投射型图像显示装置 - Google Patents

Abstract

提供投射光学系统以及投射型图像显示装置，能够使光学系统整体为紧凑的结构。形成中间像的第1光学组(40a)和对由第1光学组(40a)形成的中间像进行放大投射的第2光学组(40b)满足各种条件。由此，使投射光学系统(40)中的整个透镜系统的全长缩短而呈直线配置，或者使第1光学组(40a)与第2光学组(40b)之间的间隔拉开得较大，在光路中途配置使光路偏转的光路偏转部从而使光路屈曲。

Description

投射光学系统以及投射型图像显示装置

技术领域

本发明涉及适合组装到对图像显示元件的图像进行放大投影的投影仪等投射型图像显示装置中的投射光学系统以及使用了该投射光学系统的投射型图像显示装置。

背景技术

近年来，例如如专利文献1～3等所示的那样，提出了能够从近距离进行投射而获得大画面的投影仪用投射光学系统。

但是，在专利文献1的仅由折射光学系统来构成投射光学系统的情况下，半视场角为60°左右是宽视场角化的界限。与此相对，例如在专利文献2中，通过使用折射光学系统和凹面镜，例如也能够实现半视场角为70°以上的超宽视场角化。但是，在专利文献2中，存在随着形成中间像而使透镜的全长变长之类的问题。此外，例如，在专利文献3中，由6个左右的透镜来构成折射系统从而实现了低成本化，但如果半视场角为52°左右，则该半视场角是仅利用折射系统就能够实现的视场角，并且，当采用简单的结构从而省略了对焦组时，存在无法扩大变倍范围等问题。

专利文献1：日本特开2007-147970号公报

专利文献2：日本特开2006-235516号公报

专利文献3：日本特开2011-150030号公报

发明内容

本发明的投射光学系统从缩小侧起依次包含：第1光学组，其由多个透镜构成，具有正的屈光力；以及第2光学组，其由1个具有凹面形状的反射面构成，该投射光学系统的特征在于，第1光学组形成缩小侧共轭位置的图像的中间像，第2光学组对由第1光学组形成的中间像进行放大投影，关于第1光学组，在隔着各透镜的空气间隔而将缩小侧的透镜面的有效直径设为h1，将放大侧的有效直径设为h2时，第1光学组以h2/h1首次超过1.2时的空气间隔为边界，从缩小侧起依次由缩小侧的具有正的屈光力的第1-1透镜组以及放大侧的具有正或负的屈光力的第1-2透镜组构成，第1-2透镜组由两个透镜构成，在将第1光学组的焦距设为f1，将第1光学组的最靠缩小侧的面到第2光学组的放大侧的面的距离设为TL时，满足条件式0.05＜f1/TL＜0.2···(1)。

在上述投射光学系统中，形成中间像的第1光学组和对由第1光学组形成的中间像进行放大投射的第2光学组满足上述各种条件。由此，首先，在组装到投影仪等投射型图像显示装置中的情况下，能够从近距离进行投射而良好地呈现出大画面。在此基础上，能够使整个透镜系统的全长变短而紧凑化为直线配置，或者扩大第1光学组与第2光学组之间的间隔而在光路中途配置使光路朝两个方向偏转的部件。即，能够使光学系统整体成为比以往更紧凑的结构。

并且，本发明的投射型图像显示装置具有：光调制元件，其对来自光源的光进行调制而形成图像；以及上述投射光学系统，其投射光调制元件的图像。在该情况下，投射型图像显示装置能够通过具有上述投射光学系统而良好地显示出从近距离投射的大画面，并且能够实现装置的紧凑化。

附图说明

图1是示出组装了第1实施方式的投射光学系统的投影仪的概略结构的图。

图2是第1实施方式或实施例1的投射光学系统中的物体面到投射面的结构和光线图。

图3是图2中的物体面至凹面反射镜的局部放大图。

图4是示意性地示出第2实施方式的组装到投影仪中的投射光学系统的俯视图。

图5是第2实施方式或实施例2的投射光学系统中的物体面到凹面反射镜的局部放大图。

图6是用于从其他方向示出投射光学系统中的光路情形的后视图。

图7是示出实施例1的投射光学系统的结构的图。

图8是实施例1的投射光学系统的缩小侧像差图。

图9是示出实施例2的投射光学系统的结构的图。

图10是实施例2的投射光学系统的缩小侧像差图。

图11是示出实施例3的投射光学系统的结构的图。

图12是实施例3的投射光学系统的缩小侧像差图。

图13是示出实施例4的投射光学系统的结构的图。

图14是实施例4的投射光学系统的缩小侧像差图。

图15是示出实施例5的投射光学系统的结构的图。

图16是实施例5的投射光学系统的缩小侧像差图。

图17是示出实施例6的投射光学系统的结构的图。

图18是实施例6的投射光学系统的缩小侧像差图。

标号说明

2：投影仪；10：光源；11：积分透镜；12：积分透镜；13：偏振转换元件；14：重叠透镜；15：分色镜；16：反射镜；17B：场镜；17G：场镜；17R：场镜；18G、18R、18B：液晶面板；19：十字分色棱镜；21：分色镜；22：中继透镜；23：反射镜；40：投射光学系统；40a：第1光学组；40b：第2光学组；41：第1-1透镜组；42：第1-2透镜组；50：光学系统部分；80：电路装置；81：图像处理部；82：显示驱动部；83：透镜驱动部；88：主控制部；A1：方向；AC：致动器；AP1：第1光路偏转部；AP2：第2光路偏转部；DA：空气间隔；E1：透镜组；E2：透镜组；f：焦距；f1：焦距；f12：焦距；f2：焦距；fn：焦距；fp：焦距；h1、h2：有效直径；h2/h1：比；L1：透镜；L1-L11：透镜；MR：反射镜；OA：光轴；PI：面板面；PP：保持部；PR：棱镜；TL：距离。

具体实施方式

〔第1实施方式〕

以下，参照附图对本发明第1实施方式的投射光学系统以及组装了该投射光学系统的投射型图像显示装置进行详细说明。

如图1所示，作为组装有第1实施方式的投射光学系统的投射型图像显示装置的投影仪2具有：光学系统部分50，其投射图像光；以及电路装置80，其对光学系统部分50的动作进行控制。

在光学系统部分50中，光源10例如是超高压汞灯，其射出包含R光、G光和B光的光。这里，光源10可以是超高压汞灯以外的放电光源，也可以是LED或激光器那样的固体光源。第1积分透镜11和第2积分透镜12具有呈阵列状排列的多个透镜元件。第1积分透镜11将来自光源10的光束分割成多个。第1积分透镜11的各透镜元件使来自光源10的光束在第2积分透镜12的透镜元件附近会聚。第2积分透镜12的透镜元件与重叠透镜14协作地将第1积分透镜11的透镜元件的像形成在液晶面板18R、18G、18B上。利用这样的结构，来自光源10的光以大致均匀的明亮度对液晶面板18R、18G、18B的显示区域的整体进行照明。

偏振转换元件13将来自第2积分透镜12的光转换为规定的线偏振光。重叠透镜14经由第2积分透镜12使第1积分透镜11的各透镜元件的像在液晶面板18R、18G、18B的显示区域上重叠。

第1分色镜15使从重叠透镜14入射的R光反射，使G光和B光透过。被第1分色镜15反射的R光经过反射镜16和场镜17R而入射到作为光调制元件的液晶面板18R。液晶面板18R根据图像信号对R光进行调制，由此形成R色的图像。

第2分色镜21使来自第1分色镜15的G光反射，使B光透过。被第2分色镜21反射的G光经过场镜17G而入射到作为光调制元件的液晶面板18G。液晶面板18G根据图像信号对G光进行调制，由此形成G色的图像。透过了第2分色镜21的B光经过中继透镜22、24、反射镜23、25和场镜17B而入射到作为光调制元件的液晶面板18B。液晶面板18B根据图像信号对B光进行调制，由此形成B色的图像。

十字分色棱镜19是光合成用的棱镜，对被各液晶面板18R、18G、18B调制后的光进行合成而形成图像光，并使该图像光向投射光学系统40行进。

投射光学系统40是将被各液晶面板18G、18R、18B调制并被十字分色棱镜19合成的图像光放大投射在未图示的屏幕上的投射用变焦透镜。

电路装置80具有：图像处理部81，其被输入视频信号等外部图像信号；显示驱动部82，其根据图像处理部81的输出，对设置于光学系统部分50的液晶面板18G、18R、18B进行驱动；透镜驱动部83，其使设置于投射光学系统40的驱动机构(未图示)动作而对投射光学系统40的状态进行调整；以及主控制部88，其对这些电路部分81、82、83等的动作进行统一控制。

图像处理部81将所输入的外部图像信号转换为包含各色的灰度等的图像信号。另外，图像处理部81还能够对外部图像信号进行失真校正、颜色校正等各种图像处理。

显示驱动部82能够根据从图像处理部81输出的图像信号使液晶面板18G、18R、18B进行动作，能够使与该图像信号对应的图像或与对该图像信号实施了图像处理后的信号对应的图像形成在液晶面板18G、18R、18B上。

透镜驱动部83在主控制部88的控制下进行动作，使构成投射光学系统40的一部分光学要素经由致动器AC沿着光轴OA适当移动，由此能够在投射光学系统40将图像投射到屏幕上的投射中进行伴随变倍的对焦(变倍时的对焦)。另外，透镜驱动部83通过使投射光学系统40整体在与光轴OA垂直的上下方向上移动的倾斜的调整，还能够改变投射在屏幕上的图像的纵向位置。

如上所述，投影仪2是投射型图像显示装置，其具有：作为光调制元件的液晶面板18R、18G、18B，它们对来自光源10的光进行调制而形成图像；以及投射光学系统40，其对作为光调制元件的液晶面板18R、18G、18B的图像进行投射。

以下，参照图2和图3等对本实施方式的投射光学系统40进行具体说明。另外，图2等所例示的投射光学系统40采用了与后述的实施例1的投射光学系统40相同的结构。

本实施方式的投射光学系统40将形成于液晶面板18G(18R、18B)的图像投射在未图示的屏幕等被照射面上。这里，在投射光学系统40与液晶面板18G(18R、18B)之间配置有相当于图1的十字分色棱镜19的棱镜PR。

投射光学系统40从缩小侧起依次包含：第1光学组40a，其由多个透镜构成，具有正的屈光力；以及第2光学组40b，其由反射镜MR构成，该反射镜MR包含一个具有凹面非球面形状的反射面。

第1光学组40a形成作为配置在缩小侧共轭位置的图像显示元件的液晶面板18G(18R、18B)的中间像。

第2光学组40b将由第1光学组40a形成的中间像朝向屏幕等被照射面进行放大投影。

这里，通常，在形成中间像的中继光学系统中，与不形成中间像的通常的光学系统相比，无法避免透镜全长变长的情况。与此相对，在本实施方式中，在采用直线结构的情况下，能够使光学系统整体的结构比以往的短。

第1光学组40a包含：第1-1透镜组41，其设置于缩小侧，具有正的屈光力；以及第1-2透镜组42，其设置于放大侧，具有正或负的屈光力。另外，第1光学组40a由11个透镜L1～L11构成，这些透镜中的一部分是第1-1透镜组41，剩余的是第1-2透镜组42。

这里，在第1光学组40a中，第1-1透镜组41和第1-2透镜组42隔着构成第1光学组40a的各透镜的空气间隔并根据缩小侧的透镜面的有效直径的比率来规定其边界。当具体进行说明时，首先，关于隔着各透镜的空气间隔而相邻的透镜面，将缩小侧的透镜面的有效直径设为有效直径h1，将放大侧的有效直径设为有效直径h2。此时，从缩小侧起依次对这些有效直径的比h2/h1进行比较，以比h2/h1首次超过1.2的空气间隔为边界，将缩小侧确定为第1-1透镜组41，将放大侧确定为第1-2透镜组42。在图示的例子中，从缩小侧起数的第9个透镜L9和第10个透镜L10之间的空气间隔DA成为边界。即，空气间隔DA处的缩小侧的透镜面(即，透镜L9的放大侧的透镜面)的有效直径h1与空气间隔DA处的放大侧的透镜面(即，透镜L10的缩小侧的透镜面)的有效直径h2满足上述有关比的条件。

另外，第1-1透镜组41在内部具有开口光圈ST，这里，第1-1透镜组41由比开口光圈ST靠缩小侧的透镜组E1和比开口光圈ST靠放大侧的透镜组E2构成。在图示的例子中，透镜组E1由透镜L1～L7构成，透镜组E2由透镜L8、L9构成。

并且，在图示的例子中，第1-2透镜组42由两个透镜即透镜L10、L11构成。其中，缩小侧的透镜L10是凸面朝向缩小侧的具有正的屈光力的正透镜。另一方面，放大侧的透镜L11是具有负的屈光力的负透镜。并且，第1-2透镜组42在多个面上具有非球面。

第1-2透镜组42在伴随变倍的对焦时沿光轴方向移动。即，第1-2透镜组42在伴随变倍的对焦时通过致动器AC使两个透镜L10、L11中的至少1个透镜沿光轴方向(即，沿着光轴OA的方向A1)移动，从而进行对焦。另外，基于致动器AC的透镜移动的各种方式可根据变倍时的对焦方式来实现。例如，可以使透镜完全独立地移动，也可以利用凸轮机构等使它们互相联动地移动。

这里，第1光学组40a中的第1-1透镜组41采用用于高效地捕获来自作为图像显示元件的液晶面板18G(18R、18B)的光束的构造是很重要的。与此相对，第1-2透镜组42承担改变投射倍率时的对焦的作用。另一方面，配置在光路下游侧的第2光学组40b仅由1个非球面镜构成。因此，为了最终获得失真较小、像面弯曲较少的高分辨率的图像，需要预先在作为对焦组的第1-2透镜组42中尽可能地形成包含失真、像面弯曲的中间像。即，当第2光学组40b仅由1个非球面镜构成时，会形成像面弯曲、失真较大的像，所以需要预先在第1光学系统40a中形成包含符号相反的像面弯曲、失真的中间像，以消除在第2光学组40b中产生的像面弯曲、失真。并且，在用于进行近距离投射的投射光学系统40那样的超广角透镜的情况下，在变倍时会产生畸变像差、像散。因此，在对焦时，还需要充分地抑制像差变动。因此，优选在第1-2透镜组42中配置有至少两个非球面透镜。进而，当想要使非球面起到效果时，则使透镜直径增大并且使非球面量较大。这种口径较大、非球面量较大的非球面透镜难以采用玻璃非球面，并且价格会非常高。即，优选该非球面透镜由树脂透镜构成。

以下，对与投射光学系统40中的光学系统的焦距等相关的各种条件进行说明。在本实施方式中，其特征在于，作为近距离投射的光学系统，采用了例如由11个这样的较少的透镜构成，使投射光学系统40的全长变短而使装置整体的光轴方向的长度缩短的结构，由此，构成为实现了装置整体的小型化。

首先，关于构成投射光学系统40的光学系统整体，在将第1光学组40a的焦距设为焦距f1，将第1光学组40a的最靠缩小侧的面到第2光学组40b的放大侧的面的距离设为距离TL时，满足条件式

0.05＜f1/TL＜0.2···(1)。

条件式(1)是关于第1光学组40a的焦距f1与作为投射光学系统40的全长的距离TL之比的条件式，是用于使由第1光学组40a形成的中间像的大小适当而不用增大第2光学组40b便能够进行放大投影的条件式。

当超过条件式(1)的下限时，第1光学组40a的焦距f1相对于作为投射光学系统40的全长的距离TL过短，难以在维持着足够的后焦距的同时还可通过较少透镜的结构的第1光学组40a来良好地进行像差校正。

当超过条件式(1)的上限时，第1光学组40a的焦距f1过长，第1光学组40a到中间像的距离过长。与此相伴地中间像也变大。因此，需要增大第2光学组40b。即，从小型化的观点来看，不优选。

接着，在将整个透镜系统的焦距设为焦距f，将第2光学组40b的焦距设为焦距f2时，投射光学系统40满足条件式

0.1＜f/|f2|＜0.3···(2)。

当超过条件式(2)的下限时，构成第2光学组40b的反射镜的聚光屈光力过小，难以支持较宽的视场角，或者构成第2光学组40b的反射镜变大，从小型化方面来看不优选。

当超过条件式(2)的上限时，第2光学组40b的焦距f2过短，即构成第2光学组40b的反射镜为过深的凹面镜，周边部相对于光轴OA的倾斜增大，因此在加工上或成型时难以形成良好的面。

进而，在投射光学系统40中，第1-2透镜组42从缩小侧起依次包含：正透镜，其凸面朝向缩小侧，具有正的屈光力；以及负透镜，其具有负的屈光力，多个面为非球面，在将第1-2透镜组42的焦距设为焦距f12，将正透镜即透镜L10的焦距设为焦距fp，将负透镜即透镜L11的焦距设为焦距fn时，满足条件式

|f/f12|＜0.1···(3)

0.2＜|fn/fp|＜1.2···(4)。

条件式(3)是与起到对焦组作用的第1-2透镜组42的焦距f12和投射光学系统整个系统的焦距f之比相关的条件。

这里，在投射光学系统40那样的超广角光学系统中，由于焦距f比通常的投射光学系统短很多，所以通过变更投射距离而进行了变倍时的焦点移动相对较小。但是，在这种超广角光学系统中，特别是由于周边部向屏幕入射的入射角非常大，所以当改变投射距离时，会产生较大的像面弯曲、像散，对比度下降，并且畸变像差也较大程度地变化。因此，要想使这些像差在对焦中被校正为足够小，优选使构成作为对焦组的第1-2透镜组42的两个非球面透镜的间隔发生变化，从而同时进行对焦和像差校正。

如上所述，优选对焦组为树脂透镜，但树脂透镜容易根据温度、湿度之类的环境条件等而产生基于形状变化、折射率变化的性能变化。当超过条件式(3)的上限时，对焦组的屈光力过强，即，对焦组内的透镜的屈光力过强，容易受到环境变化的影响，从而不优选。

在本实施方式中，或者在与其对应的后述的实施例1中，由于变倍范围比较宽，所以使构成第1-2透镜组42的两个透镜独立地移动。但是，在将变倍范围设定得较小的情况下，即使有时仅移动其中的1个透镜或者以2个透镜为一组来进行移动，也能够进行充分的对焦。

从上述观点来看，优选焦距f12、焦距fp、fn等满足上述条件式(3)、条件式(4)。

另外，条件式(4)是用于尽可能地确保环境变化等的影响较小并且将对焦时的性能变化抑制为足够小的条件。例如，当构成第1-2透镜组42的正透镜的焦距fp与负透镜的焦距fn之比偏出条件式(4)的范围时，焦点移动较大，难以校正为消除其他透镜中的像差。

并且，当超过条件式(4)的下限而使正透镜的焦距fp过大(即，正的屈光力过弱)时，难以校正对焦时的像面弯曲、像散。

并且，当超过条件式(4)的上限而使负透镜的焦距fn过大(即，负的屈光力过弱)时，难以延长第1光学组40a的后焦距。

以下，从缩小侧起依次对投射光学系统40中的构成第1光学组40a的各透镜进行说明。首先，如已述那样，第1光学组40a的第1-1透镜组41和第1-2透镜组42整体上由11个透镜构成。第1-1透镜组41中的缩小侧的透镜组E1具有透镜L1～L7，放大侧的透镜组E2具有透镜L8、L9。第1-2透镜组42具有两个透镜L10、L11。

关于第1-1透镜组41中的设置于比开口光圈ST靠缩小侧的透镜组E1，透镜L1、L2、L4、L5、L7是正凸透镜，透镜L3、L6是负凹透镜。透镜L2和透镜L3是接合透镜，透镜L4是双面非球面的非球面透镜，透镜L5、透镜L6、透镜L7是接合透镜。

关于第1-1透镜组41中的设置于比开口光圈ST靠放大侧的透镜组E2，透镜L8是负凹透镜，透镜L9是正凸透镜。透镜L8和透镜L9是接合透镜。

另外，透镜L1～L9是玻璃制的，除透镜L4之外都是球面透镜。并且，透镜L1～L9是相对于光轴OA呈轴对称的圆形。

第1-2透镜组42中的透镜L10是正凹凸透镜，透镜L11是负凹凸透镜。另外，透镜L10、L11是双面非球面的树脂制的非球面透镜，是相对于光轴OA呈轴对称的圆形。

如上所述，第1光学组40a整体上由11个透镜(透镜L1～L11)构成。

如已述那样，第2光学组40b由具有凹面非球面形状的相对于光轴OA呈轴对称的1个反射镜MR构成。反射镜MR将从第1光学组40a射出的影像光朝向屏幕等被照射面进行反射。

另外，如上所述，构成第1光学组40a的透镜L1～L11和构成第2光学组40b的反射镜MR是相对于光轴OA呈轴对称的形状。即，透镜L1～L11与反射镜MR所具有的反射面相对于共同的光轴OA呈旋转对称。

并且，在以上结构的投射光学系统40中，通过第1光学组40a在第2光学组40b的近前侧形成中间像。即，投射光学系统40首先在第1光学组40a中使图像成像在作为反射镜的第2光学组40b的近前侧，换言之，第1光学组40a在反射镜MR的近前侧形成1次像(中间像)。之后，投射光学系统40通过第2光学组40b使图像在屏幕上再次成像，从而进行近距离投射。

并且，如图示那样，在投射光学系统40中，缩小侧是大致远心的。由此，例如如上述那样，当在十字分色棱镜19中对被各液晶面板18R、18G、18B调制后的光进行合成而形成图像光的情况下，能够容易地吸收组装上的偏差。

如上所述，在本实施方式的投射光学系统40以及作为使用了该投射光学系统40的投射型图像显示装置的投影仪2中，在投射光学系统40中形成中间像的第1光学组40a和对由第1光学组40a形成的中间像进行放大投射的第2光学组40b满足上述透镜的有效直径之比h2/h1、条件式(1)等各种条件。由此，首先，在投射光学系统40被组装到投影仪2的情况下，能够从近距离进行投射而良好地呈现出大画面。在此基础上，能够使投射光学系统40的整个透镜系统的全长进一步变短而紧凑化为直线配置。即，能够使光学系统整体为紧凑的结构。

〔第2实施方式〕

以下，参照图4等对第2实施方式的投射光学系统以及组装有该投射光学系统的投射型图像显示装置进行详细说明。本实施方式是第1实施方式的变形例，除了在投射光学系统中具有光路偏转部之外，其他部分与第1实施方式的情况相同，因此对具有相同功能的部分使用相同的名称、标号，并省略各部分的详细说明。特别是关于投射光学系统整体的图示和说明，由于与参照图1、图2说明的情况相同，所以进行了省略。

图4是用于示意性地说明本实施方式的应用于投射型图像显示装置的投射光学系统的概略俯视图。这里的投射光学系统如已述的那样具有光路偏转部。并且，图5是作为投射型图像显示装置的投影仪中的物体面到凹面反射镜的局部放大图，是与图3对应的图。但是，为了容易观察基于光路偏转部的弯折的情形，与图3的方向是不同的。此外，图6是用于从其他方向示出投射光学系统中的光路的情形的后视图。即，图6是从图像显示元件侧观察到的投射光学系统的图。

本实施方式的投射光学系统40在如下的点上与第1实施方式所例示的投射光学系统不同：在第1光学组40a与第2光学组40b之间具有用于使光路偏转的至少1个以上的光路偏转部，从而使光路弯折。这里，如图示的一个例子那样，对如下例子进行说明：在第1光学组40a与第2光学组40b之间，为了使光路偏转，具有第1光路偏转部AP1和第2光路偏转部AP2这两个光路偏转部。

在第1实施方式中，其方式构成为以较少透镜的结构使投射光学系统的全长变短而使装置整体的光轴方向的长度缩短，但在本实施方式中，其特征在于，与第1实施方式的情况相反地使投射光学系统40的全长变长，即如图4等所示，使第1光学组40a与第2光学组40b之间的间隔拉开得较大，并且通过设置在它们之间的第1和第2光路偏转部AP1、AP2使投射光学系统40的光路屈曲，从而构成为实现装置整体的小型化。

以下，参照图4、图5和图6等对本实施方式的投射光学系统40进行具体说明。另外，图5等例示的投射光学系统40采用了与后述的实施例2的投射光学系统40相同的结构。

这里，如图4所示，除了由透镜、曲面镜等构成的作为光学功能的主要部分的第1光学组40a和第2光学组40b之外，投射光学系统40具有第1光路偏转部AP1和第2光路偏转部AP2，该第1光路偏转部AP1和第2光路偏转部AP2分别由具有相对于光轴OA倾斜的反射面的平面镜构成，用于使光路弯折。即，第1光路偏转部AP1和第2光路偏转部AP2作为在第1光学组40a与第2光学组40b之间形成有互相面对的两个反射面的部件而以一对结构的方式配置，使图像光的光路偏转。并且，如图4所例示的那样，第1光路偏转部AP1和第2光路偏转部AP2由一体成型的保持部PP进行定位，由此成为相对于光轴OA以确定的角度倾斜的状态，并且以维持着彼此的配置关系的状态固定。另外，如图示那样，这里，在光路上游侧配置有第1光路偏转部AP1，在光路下游侧配置有第2光路偏转部AP2。此外，如图5所示，第1光路偏转部AP1位于比由第1光学组40a形成的中间像的位置靠光路上游侧的位置，另一方面，第2光路偏转部AP2位于比中间像的位置靠光路下游侧的位置。此外，如图4～6所示，第1和第2光路偏转部AP1、AP2使反射面倾斜配置，以使得光路不仅在上下方向即Y方向上弯折，还使得光路在左右方向即X方向上弯折。

以下，对投射光学系统40中的作为光学功能的主要部分的第1光学组40a和第2光学组40b的结构中的具体的一个结构例进行说明。

投射光学系统40从缩小侧起依次包含：第1光学组40a，其由多个透镜构成，具有正的屈光力；以及第2光学组40b，其由反射镜MR构成，该反射镜MR包含一个具有凹面非球面形状的反射面。

另外，与第1实施方式的情况同样，第1光学组40a形成配置在缩小侧共轭位置的图像显示元件的中间像，第2光学组40b将由第1光学组40a形成的中间像朝向屏幕等被照射面进行放大投影。

第1光学组40a包含：第1-1透镜组41，其设置于缩小侧，具有正的屈光力；以及第1-2透镜组42，其设置于放大侧，具有正或负的屈光力。另外，第1光学组40a由10个透镜L1～L10构成，这些透镜中的一部分是第1-1透镜组41，剩余的是第1-2透镜组42。

这里，在第1光学组40a中，第1-1透镜组41和第1-2透镜组42将隔着各透镜的空气间隔而相邻的透镜面的有效直径h1、h2之比h2/h1首次超过1.2的空气间隔确定为边界。在图示的例子中，从缩小侧起数的第8个透镜L8与第9个透镜L9之间的空气间隔DA成为边界。即，空气间隔DA处的缩小侧的透镜面(即，透镜L8的放大侧的透镜面)的有效直径h1与空气间隔DA处的放大侧的透镜面(即，透镜L9的缩小侧的透镜面)的有效直径h2满足上述有关比的条件。

另外，第1-1透镜组41在内部具有开口光圈ST，这里，第1-1透镜组41由比开口光圈ST靠缩小侧的透镜组E1和比开口光圈ST靠放大侧的透镜组E2构成。在图示的例子中，透镜组E1由透镜L1～L7构成，透镜组E2由透镜L8构成。

并且，在图示的例子中，第1-2透镜组42由两个透镜(即透镜L9、L10)构成。其中，缩小侧的透镜L9是凸面朝向放大侧的具有正的屈光力的正透镜。另一方面，放大侧的透镜L10是具有负的屈光力的负透镜。并且，第1-2透镜组42在多个面上具有非球面。

第1-2透镜组42在伴随变倍的对焦时沿光轴方向移动。即，第1-2透镜组42在伴随变倍的对焦时通过省略图示的致动器使两个透镜L9、L10中的至少1个透镜在光轴方向(即沿着光轴OA的方向)上移动，从而进行对焦。

并且，在本实施方式中，也与第1实施方式的情况同样，满足条件式(1)～(4)。

当超过条件式(1)的下限时，第1光学组40a的焦距f1相对于投射光学系统40的全长的距离TL过短，难以在维持着足够的后焦距的同时还可通过较少透镜的结构的第1光学组40a来良好地进行像差校正。并且，当第1光学组40a的焦距f1过短时，从第1光学组40a发散的角度变大，难以在将作为反射镜的第2光学组40b等的尺寸抑制为较小的同时，扩大第1光学组40a与第2光学组40b之间的间隔。

并且，当超过条件式(1)的上限时，第1光学组40a的焦距过长，第1光学组40a到中间像的距离过长，与此相伴地中间像也变大，因此需要使第2光学组40b变大。即，从小型化的观点来看，不优选。

此外，在本实施方式中，当将第1光学组40a与第2光学组40b之间的空气间隔设为D时，投射光学系统40满足条件式

0.1＜f1/D＜0.3···(5)。

条件(5)是关于第1光学组40a和第2光学组40b到中间像的距离之比的条件，是用于高效地配置作为光路偏转单元的第1和第2光路偏转部AP1、AP2的条件。

例如，在将两个反射镜配置为第1和第2光路偏转部AP1、AP2的情况下，在第1光学组40a与中间像之间配置有第1光路偏转部AP1，在第1光路偏转部AP1与第2光学组40b之间配置有第2光路偏转部AP2。在该情况下，当超过条件式(5)的下限时，中间像与第2光学组40b之间的距离过短，必须将第2光路偏转部AP2配置在中间像与第1光路偏转部AP1之间，在设计上不优选。并且，当超过条件式(5)的上限时，第1光学组40a与中间像之间的距离过短，难以充分确保用于配置第1和第2光路偏转部AP1、AP2的间隔。

以下，参照图5从缩小侧起依次对投射光学系统40中的构成第1光学组40a的各透镜进行说明。首先，如上述那样，第1光学组40a的第1-1透镜组41和第1-2透镜组42整体上由10个透镜构成。第1-1透镜组41中的缩小侧的透镜组E1具有透镜L1～L7，放大侧的透镜组E2具有透镜L8。第1-2透镜组42具有两个透镜L9、L10。

关于第1-1透镜组41中的设置于比开口光圈ST靠缩小侧的透镜组E1，透镜L1、L2、L4、L5、L7是正凸透镜，透镜L3、L6是负凹透镜。透镜L2和透镜L3是接合透镜，透镜L4是双面非球面的正的凹凸透镜，透镜L5、透镜L6和透镜L7是接合透镜。

关于第1-1透镜组41中的设置于比开口光圈ST靠放大侧的透镜组E2，透镜L8是凸面朝向放大侧的正的凹凸透镜。

另外，透镜L1～L8是玻璃制的，除透镜L4之外均是球面透镜。并且，透镜L1～L8是相对于光轴OA呈轴对称的圆形。

第1-2透镜组42中的透镜L9是凸面朝向放大侧的正凹凸透镜，透镜L10是光轴附近为凹面形状的负凹凸透镜。另外，透镜L9、L10是双面非球面的树脂制的非球面透镜，是相对于光轴OA呈轴对称的圆形。

如上所述，第1光学组40a整体上由10个透镜(透镜L1～L10)构成。

第2光学组40b如上述那样由一个反射镜MR构成，该反射镜MR具有凹面非球面形状，相对于光轴OA呈轴对称。反射镜MR将从第1光学组40a射出的影像光朝向屏幕等被照射面进行反射。

另外，如上所述，构成第1光学组40a的透镜L1～L10或构成第2光学组40b的反射镜MR是相对于光轴OA呈轴对称的形状。即，透镜L1～L10和反射镜MR所具有的反射面相对于共同的光轴OA呈旋转对称。

如上所述，在本实施方式的投射光学系统40和作为使用了该投射光学系统40的投射型图像显示装置的投影仪2中，在投射光学系统40中，形成中间像的第1光学组40a和对由第1光学组40a形成的中间像进行放大投射的第2光学组40b满足上述透镜的有效直径之比h2/h1、条件式(1)等各种条件。由此，首先，在投射光学系统40组装到投影仪2中的情况下，能够从近距离进行投射而良好地呈现出大画面。在此基础上，进一步使第1光学组40a与第2光学组40b之间的间隔拉开得较大，在光路中途配置使光路朝两个方向偏转的第1和第2光路偏转部AP1、AP2而使光路屈曲，由此能够实现紧凑化。即，能够使光学系统整体为紧凑的结构。

另外，关于在第1实施方式中例示的投射光学系统的结构，还考虑了如本实施方式那样设置光路偏转部，相反地，关于在本实施方式中例示的投射光学系统的结构，还考虑了如第1实施方式那样使投射光学系统的全长变短的方式。即，关于投射光学系统40，也可以使整个透镜系统的全长变短而紧凑化为直线配置，并且也可以扩大第1光学组40a与第2光学组40b之间的间隔而在光路中途配置使光路朝两个方向偏转的部件。

并且，在本实施方式中，在第1光学组40a与第2光学组40b之间设置两个光路偏转部AP1、AP2而不放入其他光学元件，使光路屈曲两次。

此时，在上述记载中，通过使两个光路偏转部AP1、AP2相对配置，例如，能够使第1透镜组的光路和第2透镜组的光路在俯视观察时平行地移动。因此，例如，能够通过第1光路偏转部AP1使从第1光学组40a射出的图像光的光轴OA的方向朝画面长边方向偏转，通过第2光路偏转部AP2使被第1光路偏转部AP1偏转后的光轴OA的方向恢复为与从第1光学组40a射出时的方向相同的行进方向。

另外，在以往的光学系统中，为了使装置小型化，也尝试了使光路屈曲两次。但是，以往为了使光路屈曲两次，需要在成像透镜内加入中继光学系统、光路偏转光学元件等。与此相对，在本申请中，通过将光路偏转部AP1、AP2设置在形成中间像的空间中，与设置在成像透镜内相比能够减小对性能等的影响。

并且，例如在通常的小型投影仪中，由电源部、光源等构成的光学引擎部分被配置在一起，这些部件会占据主体的一半以上。因此，投射光学系统大多避开这些光学引擎部而配置在壳体的端部，在很多情况下为左右不对称。与此相对，如果应用本申请的结构，则可以通过使光路偏转而将光射出部配置在投影仪的壳体的中央部。

并且，在如本申请的第2光学组40b那样在光路下游侧使用反射镜的反射镜系统的投射光学系统中，通常该反射镜的部分在很多情况下是突出的，并且，由于光射出部靠近光轴，所以还存在必须将壳体的一部分切掉或者必须将与光轴呈轴对称的该反射镜的一部分切掉之类的缺点。与此相对，在本实施方式中，通过使互相相对的两个光路偏转部AP1、AP2相对于光轴OA倾斜，能够使反射镜部分即第2光学组40b移位。由此，例如不会使反射镜底部突出，并且光射出部也能够移动到远离第1光学组40a的位置，并且，还能够在整体上实现薄型化。

并且，在最靠放大侧使用了凹面镜的直线光学系统中，在想要使最终的屏幕上的画面位置下降的情况下，被该凹面镜反射后的光路有时会与配置在折射光学系统的放大侧的对焦组发生干涉。在这种情况下，需要将该对焦组的透镜的一部分切掉，无法使用通常的圆筒状的镜筒，而需要使用变形镜筒。与此相对，如上所述，通过光路偏转部AP1、AP2使光路偏转，使最靠放大侧的第2光学组40b的光轴的高度与构成折射光学系统的第1光学组40a的光轴的高度相比发生变化，从而能够防止与第1光学组40a的放大侧的透镜之间发生干涉。由此，第1光学组40a可以是通常的圆筒形状的镜筒。

〔实施例〕

以下，对投射光学系统40的具体实施例进行说明。下面，总结了以下说明的实施例1～6中共同的各元素的含义。

f 整个系统的焦距

Ω 半视场角

NA 数值孔径

R 曲率半径

D 轴上面间隔(透镜厚度或透镜间隔)

Nd d线的折射率

Vd d线的阿贝数

H 有效半径

非球面利用以下的多项式(非球面式)来确定。

偶数次高阶非球面

奇数次高阶非球面

其中，

c：曲率(1/R)

h：从光轴起的高度

k：非球面的圆锥系数

Ai：非球面的高阶非球面系数

另外，OBJ表示面板面PI，STO表示开口光圈ST，IMG表示屏幕上的像面(被投射面)。并且，在面编号的前面记载有“＊”、“＊＊”的面是具有非球面形状的面，“＊”是偶数次高阶非球面，“＊＊”是奇数次高阶非球面。

(实施例1)

在以下的表1中示出了实施例1的透镜面的数据。

〔表1〕

在以上的表1和以下的表中，假设使用E(例如1.00E⁺¹⁸)来表示10的乘方(例如1.00×10+18)。

以下的表2是实施例1的透镜面的非球面系数。

〔表2〕

偶数次非球面系数

以下的表3示出了在变更了投射距离的情况下表1中的可变间隔d17、d19、d21、d22的值。

〔表3〕

可变间隔

图7是实施例1的投射光学系统的剖视图。图7的投射光学系统相当于第1实施方式的投射光学系统40。在图7中，投射光学系统40以与到屏幕的距离对应的倍率对面板面PI上的像进行放大投射。投射光学系统40的第1光学组40a从缩小侧起依次具有如下这11个透镜L1～L11：透镜L1～L7，它们构成第1-1透镜组41的透镜组E1；透镜L8、L9，它们构成透镜组E2；以及透镜L10、L11，它们构成第1-2透镜组42。例如如从壁面投射变更为地面投射的情况那样，通过改变投射位置(改变投射距离)来进行变倍。在伴随这样的变倍的对焦时，第1-1透镜组41保持被固定的状态，另一方面，第1-2透镜组42分别移动。即，第1-2透镜组42在变倍时使两个透镜L10、L11独立地移动，由此进行对焦。

另外，参照图3对各透镜L1～L11等的详细内容进行了说明，以下，当从缩小侧起依次进行汇总描述时，第1光学组40a由以下这11个透镜构成：双凸形状的正的第1透镜L1；双凸形状的正的第2透镜L2和双凹形状的负的第3透镜L3的接合透镜；双凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第4透镜L4；双凸形状的正的第5透镜L5、双凹形状的负的第6透镜L6和双凸形状的正的第7透镜这三个透镜的接合透镜；双凹形状的负的第8透镜L8和双凸形状的正的第9透镜L9的接合透镜；凸面朝向缩小侧的凹凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第10透镜L10；以及凸面朝向放大侧的凹凸形状的对两个面赋予了非球面的负的第11透镜L11。另外，各透镜的曲率等具体数据如上述表1所示。

并且，在上述的第9透镜L9与第10透镜L10之间有效直径之比首次超过了1.2。并且，反射镜MR由1个凹面形状的非球面镜构成。

图8是变更了投射倍率时的投射光学系统的缩小侧像差图(球面像差、像散、畸变像差)，上段、中段、下段分别与表3的基准距离、近距离、远距离下的缩小侧像差图对应。

(实施例2)

在以下的表4中示出了实施例2的透镜面的数据。

〔表4〕

以下的表5是实施例2的透镜面的非球面系数。

〔表5〕

偶数次非球面系数

以下的表6示出了在变更了投射距离的情况下表4中的可变间隔d15、d17、d19、d20的值。

〔表6〕

可变间隔

以下的表7是作为使光路弯折的屈曲面的第1和第2光路偏转部AP1、AP2以及反射镜MR即第2光学组40b的数据。β旋转表示从第1光学组40a射出时的各反射面相对于光轴OA的方向的倾角。另外，投射距离表示基准距离下的数据。

〔表7〕

屈曲面数据

图9是实施例2的投射光学系统的剖视图。图9的投射光学系统相当于第2实施方式的投射光学系统40。另外，在图示中，省略了仅使光路弯折而不具有屈光力的第1和第2光路偏转部AP1、AP2，这些部位处的弯折形成在展开后的图中。在图9中，投射光学系统40以与到屏幕的距离对应的倍率对面板面PI上的像进行放大投射。投射光学系统40的第1光学组40a从缩小侧起依次具有如下这10个透镜L1～L10：透镜L1～L7，它们构成第1-1透镜组41的透镜组E1；透镜L8，其构成透镜组E2；以及透镜L9、L10，它们构成第1-2透镜组42。

另外，参照附图对各透镜L1～L10等的详细内容进行了说明，但以下当从缩小侧起依次进行汇总描述时，第1光学组40a由以下这10个透镜构成：双凸的正的第1透镜L1；双凸形状的正的第2透镜L2、双凹形状的负的第3透镜L3和凸面朝向缩小侧的凹凸形状的正的第4透镜L4这3个透镜的接合透镜；双凸形状的正的第5透镜L5、双凹形状的负的第6透镜L6和凸面朝向缩小侧的凹凸形状的正的第7透镜L7这3个透镜的接合透镜；凸面朝向放大侧的凹凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第8透镜L8；凸面朝向缩小侧的凹凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第9透镜L9；以及在光轴附近为双凹形状的对两个面赋予了非球面的负的第10透镜L10。另外，各透镜的曲率等具体数据如上述表4所示。

并且，在上述记载中，在第8透镜L8与第9透镜L9之间有效直径之比首次超过了1.2。并且，反射镜MR由1个凹面形状的非球面镜构成。

图10是变更了投射倍率时的投射光学系统的缩小侧像差图(球面像差、像散、畸变像差)，上段、中段、下段分别与表6的基准距离、近距离、远距离下的缩小侧像差图对应。

在实施例2中，采用了使第10透镜L10与反射镜MR之间的间隔非常宽的结构。这样的话，能够在第10透镜L10与反射镜MR之间设置作为使光路偏转的单元的光路偏转部。由此，例如与不弯折而呈直线配置的情况相比能够实现光轴方向的缩短化，并且即使将透镜组配置在壳体的左右某侧，也能够使最终的光束的射出位置配置在壳体的中央，进而也能够有利于设计。

并且，例如通过光路偏转部使光轴偏转，从而使光轴相对于图像显示元件的纵轴或横轴倾斜，由此，能够使光束的射出位置远离光轴，并且能够使光射出侧的反射镜的底部接近光轴，还能够实现装置整体的薄型化。

(实施例3)

在以下的表8中示出了实施例3的透镜面的数据。在本实施例和后述的实施例4中，一边维持实施例1那样的小型形状，一边与第1光学组40a相比进行了简化，在实施例1中构成为9个的第1光学组40a的第1-1透镜组41在实施例3中构成为7个，在实施例4中构成为6个。另外，第1-2透镜组42构成为两个。

〔表8〕

以下的表9是实施例3的透镜面的非球面系数。

〔表9〕

偶数次非球面系数

以下的表10示出了在变更了投射距离的情况下表8中的可变间隔d15、d17、d19、d20的值。

〔表10〕

可变间隔

图11是实施例3的投射光学系统的剖视图。在实施例3中，第1光学组40a由以下这9个透镜构成：双凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第1透镜L1；双凸形状的正的第2透镜L2；凸面朝向缩小侧的凹凸形状的负的第3透镜L3；双凸形状的正的第4透镜L4和双凹形状的负的第5透镜L5的接合透镜；凸面朝向缩小侧的凹凸形状的负的第6透镜L6和双凸形状的正的第7透镜的接合透镜L7；凸面朝向缩小侧的凹凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第8透镜L8；以及双凹形状的对两个面赋予了非球面的负的第9透镜L9。

并且，在上述记载中，在第7透镜L7与第8透镜L8之间有效直径之比首次超过了1.2。即，第1-1透镜组41由透镜L1～L7构成，第1-2透镜组42由透镜L8、L9构成。并且，开口光圈ST位于第5透镜L5与第6透镜L6之间。即，第1-1透镜组41中的透镜组E1由透镜L1～L5构成，透镜组E2由透镜L6、L7构成。并且，构成第2光学组40b的反射镜MR由凹面形状的1个非球面镜构成。

在上述实施例3中，将折射率为2左右的高折射玻璃相对于实施例1配置在适当的位置，由此，维持与实施例1同等的性能，并且与实施例1的情况相比削减了透镜结构中的两个透镜。

图12是变更了投射倍率时的投射光学系统的缩小侧像差图(球面像差、像散、畸变像差)，上段、中段、下段分别与表10的基准距离、近距离、远距离下的缩小侧像差图对应。

(实施例4)

在以下的表11中示出了实施例4的透镜面的数据。

〔表11〕

以下的表12是实施例4的透镜面的非球面系数。

〔表12〕

偶数次非球面系数

以下的表13示出了在变更了投射距离的情况下表11中的可变间隔d13、d15、d17、d18的值。

〔表13〕

可变间隔

图13是实施例4的投射光学系统的剖视图。在实施例4中，第1光学组40a由以下的8个透镜构成：凸面朝向缩小侧的凹凸形状的正的第1透镜L1；在光轴附近为双凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第2透镜L2；双凸形状的正的第3透镜L3和凸面朝向放大侧的凹凸形状的负的第4透镜L4的接合透镜；双凹形状的负的第5透镜L5和双凸形状的正的第6透镜L6的接合透镜；凸面朝向缩小侧的凹凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第7透镜L7；以及双凹形状的对两个面赋予了非球面的负的第8透镜L8。

并且，在上述记载中，在第6透镜L6与第7透镜L7之间有效直径之比首次超过了1.2。即，第1-1透镜组41由透镜L1～L6构成，第1-2透镜组42由透镜L7、L8构成。并且，开口光圈ST位于第4透镜L4与第5透镜L5之间。即，第1-1透镜组41中的透镜组E1由透镜L1～L4构成，透镜组E2由透镜L5、L6构成。并且，构成第2光学组40b的反射镜MR由1个凹面形状的非球面镜构成。

图14是变更了投射倍率时的投射光学系统的缩小侧像差图(球面像差、像散、畸变像差)，上段、中段、下段分别与表13的基准距离、近距离、远距离下的缩小侧像差图对应。

(实施例5)

在以下的表14中示出了实施例5的透镜面的数据。在本实施例和后述的实施例6中，与扩大了第1光学组40a与第2光学组40b之间的间隔的类型的实施例2相比，缓解了透镜全长的限制，即允许透镜全长变长，由此实现了第1光学组40a的结构的简化。在该情况下，与实施例3、实施例4同样，通过有效地配置高折射率玻璃、奇数次非球面，与实施例2相比，将第1光学组40a的第1-1透镜组41中的透镜个数在实施例5中削减了两个，在实施例6中削减了3个。另外，第1-2透镜组42构成为两个。

〔表14〕

以下的表15是实施例5的透镜面的非球面系数。

〔表15〕

偶数次非球面系数

奇数次非球面系数

以下的表16示出了在变更了投射距离的情况下表14中的可变间隔d11、d13、d15、d16的值。

〔表16〕

可变间隔

以下的表17是作为使光路弯折的屈曲面的第1和第2光路偏转部以及反射镜MR即第2光学组40b的数据。β旋转表示从第1光学组40a射出时的各反射面相对于光轴OA的方向的倾角。另外，投射距离表示基准距离下的数据。

〔表17〕

屈曲面数据

图15是实施例5的投射光学系统的剖视图。另外，在图示中，省略了仅使光路弯折的不具有屈光力的第1和第2光路偏转部，这些部位处的弯折形成在展开后的图中。在实施例5中，第1光学组40a由以下的7个透镜构成：凸面朝向缩小侧的凹凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第1透镜L1；双凸形状的正的第2透镜L2和凸面朝向放大侧的凹凸形状的负的第3透镜L3的接合透镜；凸面朝向放大侧的凹凸形状的正的第4透镜L4；凸面朝向放大侧的凹凸形状的对两个面赋予了非球面的负的第5透镜L5；凹凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第6透镜L6；以及双凹形状的对两个面赋予了非球面的负的第7透镜L7。

并且，在上述记载中，在第5透镜L5与第6透镜L6之间有效直径之比首次超过了1.2。即，第1-1透镜组41由透镜L1～L5构成，第1-2透镜组42由透镜L6、L7构成。并且，开口光圈ST位于第3透镜L3与第4透镜L4之间。即，第1-1透镜组41中的透镜组E1由透镜L1～L3构成，透镜组E2由透镜L4、L5构成。并且，构成第2光学组40b的反射镜MR由1个凹面形状的非球面镜构成。

图16是变更了投射倍率时的投射光学系统的缩小侧像差图(球面像差、像散、畸变像差)，上段、中段、下段分别与表16的基准距离、近距离、远距离下的缩小侧像差图对应。

(实施例6)

在以下的表18中示出了实施例6的透镜面的数据。

〔表18〕

以下的表19是实施例6的透镜面的非球面系数。

〔表19〕

偶数次非球面系数

奇数次非球面系数

以下的表20示出了在变更了投射距离的情况下表18中的可变间隔d10、d12、d14、d15的值。

〔表20〕

可变间隔

以下的表21是作为使光路弯折的屈曲面的第1和第2光路偏转部以及反射镜MR即第2光学组40b的数据。β旋转表示从第1光学组40a射出时的各反射面相对于光轴OA的方向的倾角。另外，投射距离表示基准距离下的数据。

〔表21〕

屈曲面数据

图17是实施例6的投射光学系统的剖视图。另外，在图示中，省略了仅使光路弯折而不具有屈光力的第1和第2光路偏转部，这些部位处的弯折形成在展开后的图中。在实施例6中，第1光学组40a由以下的6个透镜构成：双凸形状的正的第1透镜L1；凸面朝向放大侧的凹凸形状的负的第2透镜L2；凸面朝向放大侧的凹凸形状的正的第3透镜L3和凸面朝向放大侧的凹凸形状的负的第4透镜L4的接合透镜；双凸形状的对两个面赋予了非球面的正的第5透镜L5；以及在光轴附近为凸面朝向缩小侧的凹凸形状的对两个面赋予了非球面的负的第6透镜L6。

并且，在上述记载中，在第4透镜L4与第5透镜L5之间有效直径之比首次超过了1.2。即，第1-1透镜组41由透镜L1～L4构成，第1-2透镜组42由透镜L5、L6构成。并且，开口光圈ST位于第2透镜L2与第3透镜L3之间。即，第1-1透镜组41中的透镜组E1由透镜L1、L2构成，透镜组E2由透镜L3、L4构成。并且，构成第2光学组40b的反射镜MR由凹面形状的1个非球面镜构成。

图18是变更了投射倍率时的投射光学系统的缩小侧像差图(球面像差、像散、畸变像差)，上段、中段、下段分别与表20的基准距离、近距离、远距离下的缩小侧像差图对应。

在上述实施例5和实施例6中，稍微缓解了透镜全长(即允许透镜全长变长)，采用高折射率玻璃，在第1-2透镜组42中采用奇数次非球面，从而进一步进行透镜个数的削减。

〔实施例的总结〕

在任意的实施例中，既能够实现广角端的半视场角为70度以上的宽视场角，还能够实现紧凑的结构。另外，关于各实施例，各条件式(1)～(5)的上述各种条件如下，任意的实施例均满足。

〔表22〕

条件式数值实施例

如上所述，在本发明的具体方面中，其特征在于，在将整个透镜系统的焦距设为f，将第2光学组的焦距设为f2时，满足条件式

0.1＜f/|f2|＜0.3···(2)。

在该情况下，能够支持宽视场角并使构成第2光学组的反射镜不会变得过大。并且，能够避免构成第2光学组40b的反射镜过深。

并且，在本发明的另一方面中，其特征在于，第1-2透镜组从缩小侧起依次包含：正透镜，其凸面朝向缩小侧，具有正的屈光力；以及负透镜，其具有负的屈光力，多个面为非球面，在将整个透镜系统的焦距设为f，将第1-2透镜组的焦距设为f12，将正透镜的焦距设为fp，将负透镜的焦距设为fn时，满足条件式

|f/f12|＜0.1···(3)

0.2＜|fn/fp|＜1.2···(4)。

在该情况下，能够良好地维持对焦的性能。

并且，在本发明的又一方面中，其特征在于，第1-2透镜组在伴随变倍的对焦时，通过使至少1个透镜在光轴方向上移动而进行对焦。在该情况下，利用第1-2透镜组来进行希望的对焦。

并且，在本发明的又一方面中，其特征在于，在第1光学组与第2光学组之间，具有用于使光路偏转的至少1个光路偏转部。在该情况下，能够使光路屈曲。

并且，在本发明的又一方面中，其特征在于，在第1光学组与第2光学组之间，具有用于使光路偏转的两个光路偏转部。在该情况下，能够使光路屈曲两次。

并且，在本发明的又一方面中，其特征在于，两个光路偏转部由互相面对的两个反射面构成。在该情况下，能够使第2光学组移位。

并且，在本发明的又一方面中，其特征在于，两个光路偏转部由一体成型的保持部进行定位。在该情况下，在第1光路偏转部与第2光路偏转部之间，能够成为相对于光轴以确定的角度倾斜的状态，并且在维持着彼此的配置关系的状态下固定。

并且，在本发明的又一方面中，其特征在于，在将第1光学组与第2光学组之间的空气间隔设为D时，满足条件式

0.1＜f1/D＜0.3···(5)。

在该情况下，例如能够使第1光学组与第2光学组之间形成得较大，能够高效地配置两个光路偏转部。

本发明并不限于上述实施方式或实施例，能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式实施。

例如，在各实施例中，可以在构成各透镜组的透镜的前后或之间追加1个以上的实际上不具有屈光力的透镜。

并且，投射光学系统40所放大投射的对象不限于液晶面板，还能够利用投射光学系统40对由将微镜作为像素的数字微镜器件等光调制元件形成的图像进行放大投射。

Claims (10)

1.一种投射光学系统，该投射光学系统从缩小侧起依次包含：第1光学组，其由多个透镜构成，具有正的屈光力；以及第2光学组，其由1个具有凹面形状的反射面构成，该投射光学系统的特征在于，

所述第1光学组形成缩小侧共轭位置的图像的中间像，

所述第2光学组对由所述第1光学组形成的中间像进行放大投影，

关于所述第1光学组，在隔着各透镜的空气间隔而将缩小侧的透镜面的有效直径设为h1，将放大侧的有效直径设为h2时，所述第1光学组以h2/h1首次超过1.2时的空气间隔为边界，从缩小侧起依次由缩小侧的具有正的屈光力的第1-1透镜组以及放大侧的具有正或负的屈光力的第1-2透镜组构成，

所述第1-2透镜组由两个透镜构成，

在将所述第1光学组的焦距设为f1，将所述第1光学组的最靠缩小侧的面到所述第2光学组的放大侧的面的距离设为TL时，满足条件式

0.05＜f1/TL＜0.2···(1)。

2.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，

在将整个透镜系统的焦距设为f，将所述第2光学组的焦距设为f2时，满足条件式

0.1＜f/|f2|＜0.3···(2)。

3.根据权利要求1或2所述的投射光学系统，其特征在于，

所述第1-2透镜组从缩小侧起依次包含：正透镜，其凸面朝向缩小侧，具有正的屈光力；以及负透镜，其具有负的屈光力，所述第1-2透镜组的多个面为非球面，

在将整个透镜系统的焦距设为f，将所述第1-2透镜组的焦距设为f12，将所述正透镜的焦距设为fp，将所述负透镜的焦距设为fn时，满足条件式

|f/f12|＜0.1···(3)

0.2＜|fn/fp|＜1.2···(4)。

4.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，

所述第1-2透镜组在伴随变倍的对焦时，通过使至少1个透镜在光轴方向上移动而进行对焦。

5.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，

在所述第1光学组与所述第2光学组之间，具有用于使光路偏转的至少1个光路偏转部。

6.根据权利要求1所述的投射光学系统，其特征在于，

在所述第1光学组与所述第2光学组之间，具有用于使光路偏转的两个光路偏转部。

7.根据权利要求6所述的投射光学系统，其特征在于，

所述两个光路偏转部由互相面对的两个反射面构成。

8.根据权利要求6或7所述的投射光学系统，其特征在于，

所述两个光路偏转部由一体成型的保持部进行定位。

9.根据权利要求5所述的投射光学系统，其特征在于，

在将所述第1光学组与所述第2光学组之间的空气间隔设为D时，满足条件式

0.1＜f1/D＜0.3···(5)。

10.一种投射型图像显示装置，其具有：

光调制元件，其对来自光源的光进行调制而形成所述图像；以及

权利要求1～9中的任意一项所述的投射光学系统，其投射所述光调制元件的图像。