JP2021117315A - 投写光学系、およびプロジェクター - Google Patents

投写光学系、およびプロジェクター Download PDF

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Abstract

【課題】投写距離を短くすることができる投写光学系を提供すること。【解決手段】投写光学系３Ａは、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１と、第２光学系３２と、を備える。第２光学系３２は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３４、第１反射面３５、第２反射面３６、および第２透過面３７を有する光学素子３３を備える。第２反射面３６は、凹形状を備え、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１に対して第２反射面３６の第２光軸Ｎ２が交差している。【選択図】図３

Description

本発明は、投写光学系、およびプロジェクターに関する。
画像形成部が形成した投写画像を、投写光学系により拡大して投写するプロジェクターは特許文献１に記載されている。同文献の投写光学系は、縮小側から拡大側に向かって順に第１光学系と、第２光学系と、からなる。第１光学系は複数枚のレンズを備える屈折光学系を備える。第２光学系は凹形状の反射面を備える反射ミラーからなる。画像形成部は、光源とライトバルブとを備える。画像形成部は、投写光学系の縮小側結像面に投写画像を形成する。投写光学系は、第１光学系と反射面との間に中間像を形成し、拡大側結像面に配置されたスクリーンに最終像を投写する。
特開２０１０−２０３４４号公報
投写光学系およびプロジェクターには、投写距離を短くすることが要求されている。
上記の課題を解決するために、本発明は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系と、第２光学系と、を備える投写光学系において、前記第２光学系は、前記縮小側から前記拡大側に向かって順に、第１透過面、第１反射面、第２反射面、および第２透過面を有する光学素子を備え、前記第２反射面は、凹形状を備え、前記第１光学系の第１光軸に対して前記第２反射面の第２光軸が交差していることを特徴とする。
次に、本発明のプロジェクターは、上記の投写光学系と、前記投写光学系の縮小側結像面に投写画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする。
投写光学系を備えるプロジェクターの概略構成図である。 実施例１の投写光学系の全体を模式的に表す光線図である。 実施例１の投写光学系の光線図である。 実施例１の投写光学系の第２光学系の光線図である。 実施例１の投写光学系の光学素子の斜視図である。 実施例１の投写光学系の光軸を模式的に示す説明図である。 実施例１の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。 実施例１の投写光学系のスポットダイアグラムである。 実施例２の投写光学系の全体を模式的に表す光線図である。 実施例２の投写光学系の光線図である。 実施例２の投写光学系を上方から見た場合の光線図である。 実施例２の投写光学系の光学素子の斜視図である。 実施例２の投写光学系の光軸を模式的に示す説明図である。 実施例２の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。 実施例２の投写光学系のスポットダイアグラムである。 実施例３の投写光学系の全体を模式的に表す光線図である。 実施例３の投写光学系の光線図である。 実施例３の投写光学系の光軸を模式的に示す説明図である。 実施例３の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。 実施例３の投写光学系のスポットダイアグラムである。 実施例４の投写光学系の全体を模式的に表す光線図である。 実施例４の投写光学系の光線図である。 実施例４の投写光学系の光軸を模式的に示す説明図である。 実施例４の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。 実施例４の投写光学系のスポットダイアグラムである。 実施例５の投写光学系の全体を模式的に表す光線図である。 実施例５の投写光学系の光線図である。 実施例５の投写光学系の光軸を模式的に示す説明図である。 実施例５の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。 実施例５の投写光学系のスポットダイアグラムである。 実施例６の投写光学系の全体を模式的に表す光線図である。 実施例６の投写光学系の光線図である。 実施例６の投写光学系の光軸を模式的に示す説明図である。 実施例６の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。 実施例６の投写光学系のスポットダイアグラムである。
以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係る投写光学系およびこれを備えるプロジェクターについて詳細に説明する。
（プロジェクター）
図１は本発明の投写光学系３を備えるプロジェクターの概略構成図である。図１に示すように、プロジェクター１は、スクリーンＳに投写する投写画像を生成する画像形成部２と、投写画像を拡大してスクリーンＳに拡大像を投写する投写光学系３と、画像形成部２の動作を制御する制御部４と、を備える。
（画像生成光学系および制御部）
画像形成部２は、光源１０、第１インテグレーターレンズ１１、第２インテグレーターレンズ１２、偏光変換素子１３、重畳レンズ１４を備える。光源１０は、例えば、超高圧水銀ランプ、固体光源等で構成される。第１インテグレーターレンズ１１および第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それぞれ有する。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の各レンズ素子の近傍に集光させる。
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、後述する液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、および、液晶パネル１８Ｂの表示領域上で重畳させる。
また、画像形成部２は、第１ダイクロイックミラー１５、反射ミラー１６およびフィールドレンズ１７Ｒ、および、液晶パネル１８Ｒを備える。第１ダイクロイックミラー１５は、重畳レンズ１４から入射した光線の一部であるＲ光を反射させ、重畳レンズ１４から入射した光線の一部であるＧ光および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およびフィールドレンズ１７Ｒを経て、液晶パネル１８Ｒへ入射する。液晶パネル１８Ｒは光変調素子である。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、赤色の投写画像を形成する。
さらに、画像形成部２は、第２ダイクロイックミラー２１、フィールドレンズ１７Ｇ、および、液晶パネル１８Ｇを備える。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からの光線の一部であるＧ光を反射させ、第１ダイクロイックミラー１５からの光線の一部である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、液晶パネル１８Ｇへ入射する。液晶パネル１８Ｇは光変調素子である。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、緑色の投写画像を形成する。
また、画像形成部２は、リレーレンズ２２、反射ミラー２３、リレーレンズ２４、反射ミラー２５、およびフィールドレンズ１７Ｂ、および、液晶パネル１８Ｂを備える。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、反射ミラー２３、リレーレンズ２４、反射ミラー２５、およびフィールドレンズ１７Ｂを経て、液晶パネル１８Ｂへ入射する。液晶パネル１８Ｂは光変調素子である。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、青色の投写画像を形成する。
液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、および、液晶パネル１８Ｂは、クロスダイクロイックプリズム１９を３方向から囲んでいる。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た投写画像を生成する。
ここで、クロスダイクロイックプリズム１９は投写光学系３の一部分を構成する。投写光学系３は、クロスダイクロイックプリズム１９が合成した投写画像（各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが形成した画像）をスクリーンＳに拡大して投写する。スクリーンＳは、投写光学系３の拡大側結像面である。
制御部４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６と、画像処理部６から出力される画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂを駆動する表示駆動部７と、を備える。
画像処理部６は、外部の機器から入力された画像信号を各色の調等を含む画像信号に変換する。表示駆動部７は、画像処理部６から出力された各色の投写画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂを動作させる。これにより、画像処理部６は、画像信号に対応した投写画像を液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂに表示する。
（投写光学系）
以下では、プロジェクター１に搭載される投写光学系３の実施例として、実施例１の投写光学系３Ａ、および実施例２の投写光学系３Ｂを説明する。なお、以下の説明および図では、液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、液晶パネル１８Ｂを、液晶パネル１８として表す。
（実施例１）
図２は、実施例１の投写光学系３Ａの全体を模式的に表す光線図である。図３は、実施例１の投写光学系３Ａの光線図である。図４は、実施例１の投写光学系３Ａの第２光学系の光線図である。図２、図３、図４では、第２光学系を構成する光学素子の輪郭を省略して示す。図５は、光学素子の斜視図である。図６は、縮小側結像面から拡大側結像面に至る投写光学系３Ａの光軸を模式的に示す説明図である。
図３に示すように、本例の投写光学系３Ａは、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１と、第２光学系３２と、からなる。第１光学系３１は、複数枚のレンズＬ１〜Ｌ１４を備える屈折光学系である。第２光学系３２は、一つの光学素子３３からなる。図４、図５に示すように、光学素子３３は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３４、第１反射面３５、第２反射面３６、および第２透過面３７を有する。第１透過面３４は、縮小側に突出する凸形状である。第２反射面３６は凹形状を備える。第１反射面３５は、平面である。すなわち、第１反射面３５は、平面ミラーである。第２反射面３６は、凹形状である。第２透過面３７は、拡大側に突出する凸形状を備える。光学素子３３は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１上に配置される。第２光学系３２では、第２反射面３６の第２光軸Ｎ２が、第１光軸Ｎ１と交差する。図４に示すように、本例において、第１光軸Ｎ１と第２光軸Ｎ２とが交差する角度θ１は９０°である。
図３に示すように、投写光学系３Ａの縮小側結像面には、画像形成部２の液晶パネル１８が配置されている。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１の一方側に投写画像を形成する。図２に示すように、投写光学系３Ａの拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。スクリーンＳには、最終像が投写される。スクリーンＳは第１光軸Ｎ１に対して液晶パネル１８の投写画像とは反対側に位置する。図４に示すように、第１光学系３１と光学素子３３の第２反射面３６との間には、縮小側結像面および拡大側結像面と共役な中間像４０が結像される。中間像４０は最終像に対して上下が反転した共役像ある。本例において、中間像４０は、光学素子３３の内側に形成される。より具体的には、中間像４０は、第１反射面３５と第２反射面３６との間に形成される。
以下の説明では、便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸とする。また、拡大側結像面であるスクリーンＳの幅方向をＸ軸方向、スクリーンＳの上下方向をＹ軸方向、スクリーンＳと垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向においてスクリーンＳが位置する側を第１方向Ｚ１、その反対側を第２方向Ｚ２とする。また、光学素子３３の第２反射面３６の第２光軸Ｎ２を含んでＹ軸方向に延びる平面をＹＺ平面とする。図２、図３、図４は、それぞれＹＺ平面上の光線図である。
図３に示すように、本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１は、Ｙ軸方向に延びる。第２光学系３２の第２光軸Ｎ２は、Ｚ軸方向に延びる。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１の第１方向Ｚ１に投写画像を形成する。
図３に示すように、第１光学系３１は、クロスダイクロイックプリズム１９と、１４枚のレンズＬ１〜Ｌ１４を有する。レンズＬ１〜レンズＬ１４は縮小側から拡大側に向かってこの順に配置されている。本例では、レンズＬ２とレンズＬ３は接合された第１接合レンズＬ２１である。レンズＬ４とレンズＬ５は接合された第２接合レンズＬ２２である。レンズＬ９とレンズＬ１０は、接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１１とレンズＬ１２は接合された第４接合レンズＬ２４である。レンズＬ７とレンズＬ８との間には、図示しない絞りが配置されている。
ここで、第１光学系３１では、レンズＬ１３が、正のパワーを備える。また、第１光学系３１は、全体として、正のパワーを備える。従って、図３に示すように、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。
光学素子３３は、第２反射面３６の第２光軸Ｎ２を設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｎ２は、第２透過面３７および第２反射面３６の設計上の光軸である。図４に示すように、第１透過面３４、第１反射面３５、および第２反射面３６は、第２光軸Ｎ２の下方Ｙ２に位置し、第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２の上方Ｙ１に位置する。また、第１透過面３４、第１反射面３５、および第２透過面３７は、第１光軸Ｎ１よりも第１方向Ｚ１に位置し、第２反射面３６は、第１光軸Ｎ１よりも第２方向Ｚ２に位置する。中間像４０は、第２光軸Ｎ２の下方Ｙ２に位置する。
本例では、図５に示すように、光学素子３３の第２反射面３６、および第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２を中心とする回転対称な形状を備える。第２反射面３６、および第２透過面３７は、それぞれ第２光軸Ｎ２を中心とする１８０°の角度範囲に設けられている。なお、第１透過面３４は、第１光軸Ｎ１を設計軸として設計されている。第１透過面３４は、第１光軸Ｎ１を中心とする回転対称な形状を備える。第１透過面３４は、第１光軸Ｎ１を中心とする１８０°の角度範囲に設けられている。
光学素子３３の第１透過面３４、第２反射面３６および第２透過面３７は、いずれも非球面である。第１反射面３５、および第２反射面３６は、光学素子３３の外面に設けた反射コーティング層である。なお、第１透過面３４、第２反射面３６および第２透過面３７のそれぞれは、自由曲面としてもよい。この場合に、各自由曲面は、それぞれの設計軸を基準に設計される。この場合において、第２反射面が自由曲面の場合、第２反射面の設計軸を第２光軸Ｎ２という。
図５に鎖線の矢印で示すように、第１反射面３５は、第１透過面３４を通過した光束を第１光軸Ｎ１と交差する方向に反射する。本例では、第１反射面３５は、第１透過面３４を通過した光束を、スクリーンＳから離間する第２方向Ｚ２に９０°屈曲させる。第１反射面３５で反射された光束は、第２反射面３６により、スクリーンＳに向かう第１方向Ｚ１に向かって上方Ｙ１に反射される。第２反射面３６により反射されて第２透過面３７を通過する光束は、光学素子３３からＹ１方向に向かって射出されてスクリーンＳに到達する。
ここで、図６に示すように、投写光学系３Ａでは、拡大側結像面に対して縮小側結像面は、交差する。すなわち、液晶パネル１８が投写画像を形成する拡大側縮像面は、ＸＺ平面に沿っている。液晶パネル１８の長手方向、すなわち、投写画像の幅方向Ｗ１は、Ｘ軸方向に延びる。液晶パネル１８の短手方向、すなわち、投写画像の高さ方向Ｈ１は、Ｚ軸方向に延びる。最終像が形成されるスクリーンＳは、ＸＹ平面に沿っている。スクリーンＳの長手方向、すなわち、最終像の幅方向Ｗ２は、Ｘ軸方向に延びる。スクリーンＳの短手方向、すなわち、最終像の高さ方向Ｈ２は、Ｙ軸方向に延びる。
（レンズデータ）
投写光学系３Ａのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、拡大側から縮小側に順番に付してある。非球面は、面番号に＊を付している。符号は、投写光学系の各構成に付した符号である。ｒは曲率半径である。ｄは軸上面間隔である。ｎｄは、屈折率である。ｖｄは、アッベ数である。Ｙは有効半径である。ｒ、ｄ、Ｙの単位はｍｍである。投写光学系３Ａの投写距離は、第２透過面３７である面番号３１からスクリーンＳまでの距離である。
面番号 名称 r d nd vd モード Y
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.573
2 0 5 屈折 14.999
3 L01 29.33178 10.078656 1.442044 86.63 屈折 16
4 -46.7571 0.1 屈折 15.852
5 L02 148.79233 7.071831 1.772054 47.71 屈折 14.902
6 L03 -26.54503 6.108227 2.0196 20.783 屈折 14.521
7 -95.30317 0.1 屈折 13.827
8 L04 57.12601 5.870101 1.494958 52.92 屈折 12.989
9 L05 -24.31043 1 2.0508 26.942 屈折 12.77
10 -887.31514 0.2 屈折 12.691
11 L06 37.22942 2.436591 1.986125 16.48 屈折 12.565
12 155.01669 2.483493 屈折 12.414
13 L07 -45.82387 8.6095 1.526239 38.78 屈折 12.314
14 -32.53128 9.5 屈折 11.559
絞り面 0 0.1 屈折 7.5
16 L08 -323.72495 2 2.0508 26.942 屈折 7.5
17 42.89214 1.15812 屈折 7.578
18 L09 1757.31503 4.943349 1.840029 18.61 屈折 7.709
19 L10 -12.35292 2 2.0508 26.942 屈折 7.982
20 -48.32828 28.476179 屈折 8.812
21 L11 45.45967 15 1.686174 23.14 屈折 19
22 L12 -29.191 12.671948 1.990031 16.9 屈折 19.076
23 -3485.13836 4.481986 屈折 21.906
*24 L13 105.64407 6 1.531131 55.75 屈折 22.487
*25 -519.77235 24.526951 屈折 23.721
*26 L14 -78.70625 6 1.531131 55.75 屈折 27.151
*27 66.20602 2.620232 屈折 30.053
*28 34 57.65154 47 1.509398 56.47 屈折 30.974
29 35 0 -18 1.509398 56.47 反射 41.343
*30 36 17.73917 40 1.509398 56.47 反射 20.636
*31 37 -60 286 屈折 37.407
像面 S 0 0 屈折 1897.748
面番号２９、すなわち第１反射面３５のディセンタ＆ベンドはα＝−４５である。各非球面の非球面係数は以下のとおりである。
面番号 24
コーニック定数 5.747129E+00
4次の係数 -1.773701E-05
6次の係数 2.099464E-08
8次の係数 -5.487779E-11
10次の係数 7.584515E-15
面番号 25
コーニック定数 -1E+02
4次の係数 -1.423867E-05
6次の係数 1.409802E-08
8次の係数 -4.012394E-11
10次の係数 8.047043E-15
面番号 26
コーニック定数 5.86971E+00
4次の係数 -6.931921E-06
6次の係数 -2.037596E-08
8次の係数 2.860225E-11
10次の係数 -4.032263E-15
面番号 27
コーニック定数 5.341384E-01
4次の係数 -3.273916E-05
6次の係数 1.751897E-08
8次の係数 -7.121867E-12
10次の係数 1.654097E-15
面番号 28
コーニック定数 1.933343E+00
4次の係数 3.63149E-06
6次の係数 -9.290606E-09
8次の係数 1.233337E-11
10次の係数 -7.387416E-15
面番号 30
コーニック定数 -3.045767E+00
4次の係数 1.087866E-05
6次の係数 -3.933264E-08
8次の係数 6.851884E-11
10次の係数 -6.380783E-14
面番号 31
コーニック定数 1.393652E+00
4次の係数 1.213214E-06
6次の係数 -3.767339E-09
8次の係数 2.904918E-12
10次の係数 -9.240926E-16
（作用効果）
本例の投写光学系３Ａは、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１と、第２光学系３２と、を備える。第２光学系３２は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３４、第１反射面３５、第２反射面３６、および第２透過面３７を有する光学素子３３を備える。第２反射面３６は、凹形状を備える。第１光学系３１の第１光軸Ｎ１に対して第２反射面３６の第２光軸Ｎ２が交差している。
本例では、第２光学系３２において、第２反射面３６で反射した光束を、第２透過面３７で屈折させることができる。よって、第２光学系３２が、第２反射面３６のみを備える場合と比較して、投写光学系３Ａの投写距離を短くすることができる。言い換えれば、本例の投写光学系３Ａは、第２光学系３２が第２反射面３６のみを備える場合と比較して、投写光学系３Ａを短焦点化することができる。
また、本例の投写光学系３Ａは、第１反射面３５を備えるので、第２光学系３２から射出される光束の向きを、第１光学系３１と干渉しない方向に向けることが容易である。
さらに、本例では、一つの光学素子が第１反射面３５および第２反射面３６を備えるので、２つの反射面を別々の光学素子に設ける場合と比較して、第２光学系３２を小型化できる。さらに、第１反射面３５および第２反射面３６を一体で成形可能なため高精度な成形が可能である。
また、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１はＹＺ平面上をＹ軸方向に延びており、第２光学系３２の第２光軸Ｎ２はＹＺ平面上をＺ軸方向に延びる。従って、投写光学系３Ａは、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向において小型化されている。
さらに、本例では、光学素子３３が拡大側に突出する凸形状の第２透過面３７を備えるので、中間像４０の拡大側に配置された第２反射面３６が大型化することを抑制できる。すなわち、第２光学系３２では、第２透過面３７において光束を屈折させることができるので、拡大側結像面と共役となる中間像４０が、第２光軸Ｎ２に沿って傾斜して大きくなることを抑制できる。よって、中間像４０の拡大側に位置する第２反射面３６が大型化することを抑制できる。
また、中間像４０は、光学素子３３における第１反射面３５と第２反射面３６との間に位置する。従って、中間像４０が第１光学系３１と光学素子３３との間に形成される場合と比較して、第１光学系３１と光学素子３３とを接近させることができる。これにより、投写光学系３ＡをＹ軸方向、Ｚ軸方向で小型化できる。
また、光学素子３３において、中間像４０の縮小側に位置する第１透過面３４が非球面なので、中間像４０での収差の発生を抑制できる。また、光学素子３３の第２反射面３６、および第２透過面３７は、非球面である。従って、拡大側結像面において、収差の発生を抑制できる。
さらに、光学素子３３では、第１透過面３４は、第1光軸Ｎ１を中心とした回転対称面、第２反射面３６、および第２透過面３７が、第２光軸Ｎ２を中心として回転対称な形状を備える。従って、これらの面が回転対称ではない場合と比較して、光学素子３３の製造が容易である。
また、本例では、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。従って、中間像４０の形成が容易であり、かつ、中間像４０を小さくできる。よって、中間像４０の拡大側に位置する第２反射面３６の小型化が容易である。
図７は投写光学系３Ａの拡大側のＭＴＦを示す図である。ＭＴＦを示す図７の横軸は空間周波数である。縦軸はコントラスト再現比である。図８は、像高位置ごとの集光の様子を示すスポットダイアグラムである。図７、図８に示すように、投写光学系３Ａは、高い解像度を有する。
（実施例２）
図９は、実施例２の投写光学系３Ｂの全体を模式的に表す光線図である。図９では、実施例２の投写光学系３Ｂを上方Ｙ１から見ている。図１０は、実施例２の投写光学系３ＢをスクリーンＳと垂直なＺ軸方向から見た場合の光線図である。図１１は、投写光学系３Ｂを上方Ｙ１から見た場合の光線図である。図９、図１１は、第２光学系３２の第２光軸Ｎ２を含んでＸ軸方向に延びるＸＺ平面の光線図である。図９、図１０、図１１では、第２光学系３２を構成する光学素子３３の輪郭を省略して示す。図１２は、実施例２の光学素子３３の斜視図である。図１３は、縮小側結像面から拡大側結像面に至る投写光学系３Ｂの光軸を模式的に示す説明図である。
図１０、図１１に示すように、本例の投写光学系３Ｂは、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１と、第２光学系３２と、からなる。第１光学系３１は、複数枚のレンズＬ１〜Ｌ１４を備える屈折光学系である。第１光学系３１の第１光軸Ｎ１は、拡大側結像面であるスクリーンＳと平行なＸ軸方向に延びる。
第２光学系３２は、一つの光学素子３３からなる。光学素子３３は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３４、第１反射面３５、第２反射面３６、および第２透過面３７を有する。第１透過面３４は、縮小側に突出する凸形状である。第２反射面３６は凹形状を備える。第１反射面３５は、平面である。すなわち、第１反射面３５は、平面ミラーである。第２反射面３６は、凹形状である。第２透過面３７は、拡大側に突出する凸形状を備える。第２光学系３２を構成する光学素子３３は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１上に配置される。第２光学系３２では、第２反射面３６の第２光軸Ｎ２が、第１光軸Ｎ１と交差する。図１１に示すように、第１光軸Ｎ１と第２光軸Ｎ２とが交差する角度θ１は９０°である。第２光軸Ｎ２は、Ｚ軸方向に延びる。
投写光学系３Ｂの縮小側結像面には、画像形成部２の液晶パネル１８が配置されている。図１０に示すように、液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１の上方Ｙ１に投写画像を形成する。図９に示すように、投写光学系３Ｂの拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。スクリーンＳには、最終像が投写される。スクリーンＳは、第１光軸Ｎ１の上方Ｙ１に位置する。図１０に示すように、第１光学系３１と光学素子３３の第２反射面３６との間には、縮小側結像面および拡大側結像面と共役な中間像４０が結像される。中間像４０は最終像に対して上下が反転した共役像ある。本例において、中間像４０は、光学素子３３の内側に形成される。より具体的には、中間像４０は、第１反射面３５と第２反射面３６との間に形成される。中間像４０は、第１光軸Ｎ１の下方Ｙ２に位置する。
図１０、図１１に示すように、第１光学系３１は、クロスダイクロイックプリズム１９と、１４枚のレンズＬ１〜Ｌ１４を有する。レンズＬ１〜レンズＬ１４は縮小側から拡大側に向かってこの順に配置されている。本例では、レンズＬ２とレンズＬ３は接合された第１接合レンズＬ２１である。レンズＬ４とレンズＬ５は接合された第２接合レンズＬ２２である。レンズＬ９とレンズＬ１０は、接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１１とレンズＬ１２は接合された第４接合レンズＬ２４である。レンズＬ７とレンズＬ８との間には、図示しない絞りが配置されている。
ここで、第１光学系３１では、レンズＬ１３が、正のパワーを備える。また、第１光学系３１は、全体として、正のパワーを備える。これにより、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。
光学素子３３は、第２反射面３６の第２光軸Ｎ２を設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｎ２は、第２透過面３７および第２反射面３６の設計上の光軸である。図１２に示すように、第１透過面３４、第１反射面３５、および第２反射面３６は、第２光軸Ｎ２よりも下方Ｙ２に位置する。第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２の上方Ｙ１に位置する。また、第１透過面３４、第１反射面３５、および第２透過面３７は、第１光軸Ｎ１よりも第１方向Ｚ１に位置し、第２反射面３６は、第１光軸Ｎ１よりも第２方向Ｚ２に位置する。第１反射面３５と第２反射面３６とはＺ軸方向で対向する。
また、光学素子３３の第１透過面３４、第２反射面３６、および第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２を中心とする回転対称な形状を備える。第１透過面３４、第２反射面３６、および第２透過面３７は、それぞれ第２光軸Ｎ２を中心とする１８０°の角度範囲に設けられている。
光学素子３３の第１透過面３４、第２反射面３６および第２透過面３７は、いずれも非球面である。第１反射面３５、および第２反射面３６は、光学素子３３の外面に設けた反射コーティング層である。なお、第１透過面３４、第２反射面３６および第２透過面３７のそれぞれは、自由曲面としてもよい。この場合に、第２反射面３６および第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２を設計軸として設計される。また、第１透過面３４は、第1光軸Ｎ１を設計軸として設計される。
図１２に鎖線の矢印で示すように、第１反射面３５は、第１透過面３４を通過した光束を第１光軸Ｎ１と交差する方向に反射する。図１１に示すように、第１反射面３５が第１透過面３４を通過した光束をスクリーンＳから離間する第２方向Ｚ２に屈折させる角度θは９０°である。第１反射面３５で反射された光束は、第２反射面３６により、上方Ｙ１に向かって第１方向Ｚ１に反射される。第２反射面３６により反射されて第２透過面３７を通過する光束は、光学素子３３からＹ１方向に向かって射出されてスクリーンＳに到達する。
図１３に示すように、投写光学系３Ｂでは、拡大側結像面に対して縮小側結像面は、交差する。すなわち、液晶パネル１８が投写画像を形成する拡大側縮像面は、ＹＺ平面に沿っている。液晶パネル１８の長手方向、すなわち、投写画像の幅方向Ｗ１は、Ｚ軸方向に延びる。液晶パネル１８の短手方向、すなわち、投写画像の高さ方向Ｈ１は、Ｙ軸方向に延びる。最終像が形成されるスクリーンＳは、ＸＹ平面に沿っている。スクリーンＳの長手方向、すなわち、最終像の幅方向Ｗ２は、Ｘ軸方向に延びる。スクリーンＳの短手方向、すなわち、最終像の高さ方向Ｈ２は、Ｙ軸方向に延びる。
（レンズデータ）
投写光学系３Ｂのレンズデータは以下のとおりである。投写光学系３Ｂの投写距離は、面番号３０からスクリーンＳまでの距離である。
面番号 名称 r d nd vd モード Y
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.573
2 0 5 屈折 14.999
3 L01 29.33178 10.078656 1.442044 86.63 屈折 16
4 -46.7571 0.1 屈折 15.852
5 L02 148.79233 7.071831 1.772054 47.71 屈折 14.902
6 L03 -26.54503 6.108227 2.0196 20.783 屈折 14.521
7 -95.30317 0.1 屈折 13.827
8 L04 57.12601 5.870101 1.494958 52.92 屈折 12.989
9 L05 -24.31043 1 2.0508 26.942 屈折 12.77
10 -887.31514 0.2 屈折 12.691
11 L06 37.22942 2.436591 1.986125 16.48 屈折 12.565
12 155.01669 2.483493 屈折 12.414
13 L07 -45.82387 8.6095 1.526239 38.78 屈折 12.314
14 -32.53128 9.5 屈折 11.559
絞り面 0 0.1 屈折 7.5
16 L08 -323.72495 2 2.0508 26.942 屈折 7.5
17 42.89214 1.15812 屈折 7.578
18 L09 1757.31503 4.943349 1.840029 18.61 屈折 7.709
19 L10 -12.35292 2 2.0508 26.942 屈折 7.982
20 -48.32828 28.476179 屈折 8.812
21 L11 45.45967 15 1.686174 23.14 屈折 19
22 L12 -29.191 12.671948 1.990031 16.9 屈折 19.076
23 -3485.13836 4.481986 屈折 21.906
*24 L13 105.64407 6 1.531131 55.75 屈折 22.487
*25 -519.77235 24.526951 屈折 23.721
*26 L14 -78.70625 6 1.531131 55.75 屈折 27.151
*27 66.20602 2.620232 屈折 30.053
*28 34 57.65154 37 1.509398 56.47 屈折 30.974
29 35 0 -28 1.509398 56.47 反射 41.343
*30 36 17.73917 40 1.509398 56.47 反射 20.636
*31 37 -60 286 屈折 37.407
像面 S 0 0 屈折 1897.748
面番号２９、すなわち第１反射面３５のディセンタ＆ベンドはβ＝−４５である。なお、面番号２８の欄の軸上面間距離ｄの値、および面番号２９の欄の軸上面間距離ｄの値を除く他のレンズデータは、実施例１の投写光学系３Ａと同一である。また、各非球面の非球面係数のデータも、実施例１の投写光学系３Ａと同一である。
（作用効果）
本例の投写光学系３Ｂは、第１光学系が縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１と、第２光学系３２と、を備える。第２光学系３２は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３４、第１反射面３５、第２反射面３６、および第２透過面３７を有する光学素子３３を備える。第２反射面３６は、凹形状を備える。第１光学系３１の第１光軸Ｎ１に対して第２反射面３６の第２光軸Ｎ２が交差する。
本例の投写光学系３Ｂは、第２光学系３２において、第２反射面３６で反射した光束を、第２透過面３７で屈折させることができる。よって、第２光学系３２が、第２反射面３６のみを備える場合と比較して、投写光学系３Ｂの投写距離を短くすることができる。言い換えれば、本例の投写光学系３Ｂは、第２光学系３２が第２反射面３６のみを備える場合と比較して、投写光学系３Ｂを短焦点化することができる。
また、本例の投写光学系３Ｂは、第１反射面３５を備えるので、第２光学系３２から射出される光束の向きを、第１光学系３１と干渉しない方向に向けることが容易である。
さらに、本例では、一つの光学素子が第１反射面３５および第２反射面３６を備えるので、２つの反射面を別々の光学素子に設けた場合と比較して、第２光学系３２を小型化できる。さらに、第１反射面３５および第２反射面３６を一体で成形可能なため高精度な成形が可能である。
また、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１はＸＺ平面上をＸ軸方向に延びており、第２光学系３２の第２光軸Ｎ２は、ＸＺ平面上をＺ軸方向に延びる。従って、投写光学系３Ｂは、Ｙ軸方向において小型化されている。また、Ｚ軸方向においても。第1反射面３５で折り曲げられているため、Ｚ軸方向において小型化されている。
さらに、本例では、光学素子３３が拡大側に突出する凸形状の第２透過面を備えるので、中間像４０の拡大側に配置された第２反射面３６が大型化することを抑制できる。すなわち、第２光学系３２では、第２透過面３７において光束を屈折させることができるので、拡大側結像面と共役となる中間像４０が、第２光軸Ｎ２に沿って傾斜して大きくなることを抑制できる。よって、中間像４０の拡大側に位置する第２反射面３６が大型化することを抑制できる。
また、中間像４０は、光学素子３３における第１反射面３５と第２反射面３６との間に位置する。従って、中間像４０が第１光学系３１と光学素子３３との間に形成される場合と比較して、第１光学系３１と光学素子３３とを接近させることができる。これにより、投写光学系３ＢをＹ軸方向で小型化できる。
さらに、光学素子３３において、中間像４０の縮小側に位置する第１透過面３４が非球面なので、中間像４０での収差の発生を抑制できる。また、光学素子３３の第２反射面３６、および第２透過面３７は、非球面である。従って、拡大側結像面において、収差の発生を抑制できる。
また、光学素子３３では、第１透過面３４が、第１光軸Ｎ１を中心として回転対称な形状を備える。また、第２反射面３６、および第２透過面３７が、第２光軸Ｎ２を中心として回転対称な形状を備える。従って、これらの面が回転対称ではない場合と比較して、光学素子３３の製造が容易である。
さらに、本例では、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。従って、中間像４０の形成が容易であり、かつ、中間像４０を小さくできる。よって、中間像４０の拡大側に位置する第２反射面３６の小型化が容易である。
図１４は投写光学系３Ｂの拡大側のＭＴＦを示す図である。図１５は、像高位置ごとの集光の様子を示すスポットダイアグラムである。図１４、図１５に示すように、投写光学系３Ｂは、高い解像度を有する。
（実施例３）
図１６は、実施例３の投写光学系３Ｃの全体を模式的に表す光線図である。図１７は実施例３の投写光学系３Ｃの光線図である。図１６、図１７では、投写光学系３ＣをスクリーンＳと平行なＸ軸方向から見ている。図１６、図１７では、第２光学系３２を構成する光学素子３３の輪郭を省略して示す。図１８は、縮小側結像面から拡大側結像面に至る投写光学系３Ｃの光軸を模式的に示す説明図である。
本例の投写光学系３Ｃは、実施例１の投写光学系３Ａの第１光学系３１の途中に第１光軸Ｎ１を屈折させる偏向素子５０を配置したものである。各レンズＬ１〜Ｌ１４、および第２光学系３２の光学素子３３は、投写光学系３Ａと同一である。
本例の投写光学系３Ｃは、図１６に示すように、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１、および第２光学系３２からなる。第１光学系３１は、複数枚のレンズＬ１〜Ｌ１４と、偏向素子５０と、を備える屈折光学系である。図１７に示すように、第１光学系３１は、クロスダイクロイックプリズム１９と、１４枚のレンズＬ１〜Ｌ１４を有する。レンズＬ２とレンズＬ３は接合された第１接合レンズＬ２１である。レンズＬ４とレンズＬ５は接合された第２接合レンズＬ２２である。レンズＬ９とレンズＬ１０は接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１１とレンズＬ１２とは接合された第４接合レンズである。
偏向素子５０は、平面ミラーである。偏向素子５０は、図３、図１６、図１７に示すように、第１光学系３１において隣り合うレンズの間に設けられた複数の空気間隔のうち軸上面間距離が最も広い第１空気間隔Ｇ１に配置される。第１空気間隔Ｇ１は、レンズＬ１０とレンズＬ１１との間、すなわち、第３接合レンズＬ２３と第４接合レンズＬ２４との間である。偏向素子５０は、第１空気間隔Ｇ１に配置されて、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１を折り曲げる。第１光学系３１において、偏向素子５０の縮小側に位置する第１部５１は、レンズＬ１〜Ｌ１０からなる。第１光学系３１において、偏向素子５０の拡大側に位置する第２部５２は、レンズＬ１１〜Ｌ１４からなる。
偏向素子５０の配置により、第１部５１の光軸である第１光軸部分Ｍ１と、第２部５２の光軸である第２光軸部分Ｍ２とは、交差している。本例において、第１光軸部分Ｍ１と第２光軸部分Ｍ２とが交差する角度は９０°である。言い換えれば、偏向素子５０は、偏向素子５０を配置する前の第１光学系３１の第１光軸Ｎ１に対して４５°傾斜して配置されている。第１光軸部分Ｍ１はＺ軸方向に延びており、第２光軸部分Ｍ２はＹ軸方向に延びている。偏向素子５０は、第１部５１から第２方向Ｚ２に射出される光束を下方Ｙ２に９０°折り曲げている。
ここで、第１部５１は、正のパワーを備える。第２部５２は、負のパワーを備える。また、第１光学系３１は、全体として、正のパワーを備える。これにより、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。
光学素子３３は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３４、第１反射面３５、第２反射面３６、および第２透過面３７を有する。第１透過面３４は、縮小側に突出する凸形状を備える。第１反射面３５は、平面である。第２反射面３６は、凹面形状である。第２透過面２７は、拡大側に突出する凸形状を備える。
第１透過面３４には、第１光学系３１から下方Ｙ２に射出された光束が入射する。第１反射面３５は、スクリーンＳから離間する第２方向Ｚ２に９０°屈曲させる。第１反射面３５で反射された光束は、第２反射面３６により、第１方向Ｚ１に向かって下方Ｙ２に反射される。第２反射面３６により反射されて第２透過面３７を通過する光束は、光学素子３３から下方Ｙ２へ射出されてスクリーンＳに到達する。
ここで、図１８に示すように、投写光学系３Ｃでは、拡大側結像面と縮小側結像面は、平行である。すなわち、液晶パネル１８が投写画像を形成する拡大側結像面は、ＸＹ平面に沿っている。液晶パネル１８の長手方向、すなわち、投写画像の幅方向Ｗ１は、Ｘ軸方向に延びる。液晶パネル１８の短手方向、すなわち、投写画像の高さ方向Ｈ１は、Ｙ軸方向に延びる。最終像が形成されるスクリーンＳは、ＸＹ平面に沿っている。スクリーンＳの長手方向、すなわち、最終像の幅方向Ｗ２は、Ｘ軸方向に延びる。スクリーンＳの短手方向、すなわち、最終像の高さ方向Ｈ２は、Ｙ軸方向に延びる。
（レンズデータ）
投写光学系３Ｃのレンズデータは以下のとおりである。
面番号 名称 r d nd vd モード Y
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.573
2 0 5 屈折 14.999
3 L01 29.33178 10.078656 1.442044 86.63 屈折 16
4 -46.7571 0.1 屈折 15.852
5 L02 148.79233 7.071831 1.772054 47.71 屈折 14.902
6 L03 -26.54503 6.108227 2.0196 20.783 屈折 14.521
7 -95.30317 0.1 屈折 13.827
8 L04 57.12601 5.870101 1.494958 52.92 屈折 12.989
9 L05 -24.31043 1 2.0508 26.942 屈折 12.77
10 -887.31514 0.2 屈折 12.691
11 L06 37.22942 2.436591 1.986125 16.48 屈折 12.565
12 155.01669 2.483493 屈折 12.414
13 L07 -45.82387 8.6095 1.526239 38.78 屈折 12.314
14 -32.53128 9.5 屈折 11.559
絞り面 0 0.1 屈折 7.5
16 L08 -323.72495 2 2.0508 26.942 屈折 7.5
17 42.89214 1.15812 屈折 7.578
18 L09 1757.31503 4.943349 1.840029 18.61 屈折 7.709
19 L10 -12.35292 2 2.0508 26.942 屈折 7.982
20 -48.32828 28.476179 屈折 8.812
21 51 0 -18 反射 24.52
22 L11 -45.45967 -15 1.686174 23.14 屈折 19
23 L12 29.191 -12.671948 1.990031 16.9 屈折 19.076
24 3485.13836 -4.481986 屈折 21.906
*25 L13 -105.64407 -6 1.531131 55.75 屈折 22.487
*26 519.77235 -24.526951 屈折 23.721
*27 L14 78.70625 -6 1.531131 55.75 屈折 27.151
*28 -66.20602 -2.620232 屈折 30.053
*29 34 -57.65154 -47 1.509398 56.47 屈折 30.974
30 35 0 18 1.509398 56.47 反射 41.343
*31 36 -17.73917 -40 1.509398 56.47 反射 20.636
*32 60 -286 屈折 37.407
像面 S 0 0 屈折 1897.748
面番号２１は、偏向素子５０の反射面である。面番号２１ディセンタ＆ベンドはα＝４５である。面番号３０、すなわち第１反射面３５のディセンタ＆ベンドはα＝４５である。各非球面の非球面係数は実施例１と同一である。すなわち、面番号２５〜２９、および面番号３１、３２の非球面係数は、実施例１の面番号２４〜２８、および面番号３０、３１の非球面係数と同一である。
また、レンズデータから分かるように、第１部５１の全長である第１長さＲ１は、第２部５２の全長である第２長さＲ２の方よりも長い。すなわち、図１６に示すように、縮小側結像面である液晶パネル１８からレンズＬ１０の拡大側の面までの第１長さＲ１は、レンズＬ１１の縮小側の面からレンズＬ１４の拡大側の面までの第２長さＲ２よりも長い。言い換えれば、第２部５２の全長である第２長さＲ２は、第１部５１の全長である第１長さＲ１よりも短い。第１長さＲ１は、１１３．２１ｍｍであり、第２長さＲ２は、６８．６８０９ｍｍである。
（作用効果）
本例の投写光学系３Ｃは、実施例１の投写光学系３Ａと同様の作用効果を得ることができる。
また、本例では、Ｚ軸方向に延びる第１光学系３１の第１光軸Ｎ１を、下方Ｙ２に折り曲げる偏向素子５０が配置されている。これにより、第１光学系３１は、Ｙ軸方向に延びる第２部５２と、Ｚ軸方向に延びる第１部５１とを備える。従って、本例の投写光学系３Ｃは、実施例１の投写光学系３Ａと比較して、Ｚ軸方向では大きくなるが、Ｙ軸方向において小型化できる。
さらに、本例では、偏向素子５０を、第１光学系３１において、第１光軸Ｎ１上の軸上面間距離が最も広い第１空気間隔Ｇ１に配置している。従って、偏向素子５０の配置が容易である。また、偏向素子５０を配置した場合でも、第１光学系３１が大きくなることを抑制できる。
また、本例では、第１光学系３１において、第２部５２の全長である第２長さＲ２は、第１部５１の全長である第１長さＲ１よりも短い。従って、第２部５２の第２光軸部分Ｍ２の延長上に光学素子３３を配置したときに、第２長さＲ１が第１長さよりも長い場合と比較して、投写光学系３ＣがＹ軸方向に大きくなることを抑制できる。
図１９は投写光学系３Ｃの拡大側のＭＴＦを示す図である。図２０は、像高位置ごとの集光の様子を示すスポットダイアグラムである。図１９、図２０に示すように、投写光学系３Ｃは、高い解像度を有する。
（実施例４）
図２１は、実施例４の投写光学系３Ｄの全体を模式的に表す光線図である。図２２は実施例４の投写光学系３Ｄの光線図である。図２１、図２２では、投写光学系３Ｄを上方Ｙ１から見ている。図２１、図２２では、第２光学系３２を構成する光学素子３３の輪郭を省略して示す。図２３は、縮小側結像面から拡大側結像面に至る投写光学系３Ｄの光軸を模式的に示す説明図である。
本例の投写光学系３Ｄは、実施例２の投写光学系３Ｂの第１光学系３１の途中に第１光軸Ｎ１を屈折させる偏向素子５０を配置したものである。各レンズＬ１〜Ｌ１４、および第２光学系３２の光学素子３３は、投写光学系３Ｂと同一である。
本例の投写光学系３Ｄは、図２１に示すように、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１、および第２光学系３２からなる。第１光学系３１は、複数枚のレンズＬ１〜Ｌ１４と、偏向素子５０と、を備える屈折光学系である。図２２に示すように、第１光学系３１は、クロスダイクロイックプリズム１９と、１４枚のレンズＬ１〜Ｌ１４を有する。レンズＬ２とレンズＬ３は接合された第１接合レンズＬ２１である。レンズＬ４とレンズＬ５は接合された第２接合レンズＬ２２である。レンズＬ９とレンズＬ１０は接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１１とレンズＬ１２とは接合された第４接合レンズＬ２４である。
偏向素子５０は、平面ミラーである。図１０、図１１、図２２に示すように、偏向素子５０は、第１光学系３１において隣り合うレンズの間に設けられた複数の空気間隔のうち軸上面間距離が最も広い第１空気間隔Ｇ２に配置される。第１空気間隔Ｇ２は、レンズＬ１０とレンズＬ１１との間、すなわち、第３接合レンズＬ２３と第４接合レンズＬ２４との間である。偏向素子５０は、第１空気間隔Ｇ２に配置されて、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１を折り曲げる。第１光学系３１において、偏向素子５０の縮小側に位置する第１部５１は、レンズＬ１〜Ｌ１０からなる。第１光学系３１において、偏向素子５０の拡大側に位置する第２部５２は、レンズＬ１１〜Ｌ１４からなる。
偏向素子５０の配置により、第１部５１の光軸である第１光軸部分Ｍ１と、第２部５２の光軸である第２光軸部分Ｍ２とは、交差している。本例において、第１光軸部分Ｍ１と第２光軸部分Ｍ２とが交差する角度は９０°である。言い換えれば、偏向素子５０は、偏向素子５０を配置する前の第１光学系３１の第１光軸Ｎ１に対して４５°傾斜して配置されている。第１光軸部分Ｍ１はＸＺ平面上をＺ軸方向に延びており、第２光軸部分Ｍ２はＸＺ平面上をＸ軸方向に延びている。偏向素子５０は、第１部５１から第１方向Ｚ１に射出される光束をスクリーンＳと平行なＸ軸方向に９０°折り曲げている。
ここで、第１部５１は、正のパワーを備える。第２部５２は、負のパワーを備える。また、第１光学系３１は、全体として、正のパワーを備える。これにより、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。
光学素子３３は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３４、第１反射面３５、第２反射面３６、および第２透過面３７を有する。第１透過面３４は、縮小側に突出する凸形状を備える。第１反射面３５は、平面である。第２反射面３６は、凹面形状である。第２透過面２７は、拡大側に突出する凸形状を備える。
第１透過面３４には、第１光学系３１からＸ軸方向に射出された光束が入射する。第１反射面３５は、第１透過面３４を通過した光束を、スクリーンＳから離間する第２方向Ｚ２に９０°屈曲させる。第１反射面３５で反射された光束は、第２反射面３６により、第１方向Ｚ１に向かってＹ１方向に反射される。第２反射面３６により反射されて第２透過面３７を通過する光束は、光学素子３３から第１方向Ｚ１に向かってＹ１方向に射出されてスクリーンＳに到達する。
ここで、図２３に示すように、投写光学系３Ｄでは、拡大側結像面と縮小側結像面は、平行である。すなわち、液晶パネル１８が投写画像を形成する拡大側縮像面は、ＸＹ平面に沿っている。液晶パネル１８の長手方向、すなわち、投写画像の幅方向Ｗ１は、Ｘ軸方向に延びる。液晶パネル１８の短手方向、すなわち、投写画像の高さ方向Ｈ１は、Ｙ軸方向に延びる。最終像が形成されるスクリーンＳは、ＸＹ平面に沿っている。スクリーンＳの長手方向、すなわち、最終像の幅方向Ｗ２は、Ｘ軸方向に延びる。スクリーンＳの短手方向、すなわち、最終像の高さ方向Ｈ２は、Ｙ軸方向に延びる。
（レンズデータ）
投写光学系３Ｄのレンズデータは以下のとおりである。
面番号 名称 r d nd vd モード Y
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.573
2 0 5 屈折 14.999
3 L01 29.33178 10.078656 1.442044 86.63 屈折 16
4 -46.7571 0.1 屈折 15.852
5 L02 148.79233 7.071831 1.772054 47.71 屈折 14.902
6 L03 -26.54503 6.108227 2.0196 20.783 屈折 14.521
7 -95.30317 0.1 屈折 13.827
8 L04 57.12601 5.870101 1.494958 52.92 屈折 12.989
9 L05 -24.31043 1 2.0508 26.942 屈折 12.77
10 -887.31514 0.2 屈折 12.691
11 L06 37.22942 2.436591 1.986125 16.48 屈折 12.565
12 155.01669 2.483493 屈折 12.414
13 L07 -45.82387 8.6095 1.526239 38.78 屈折 12.314
14 -32.53128 9.5 屈折 11.559
絞り面 0 0.1 屈折 7.5
16 L08 -323.72495 2 2.0508 26.942 屈折 7.5
17 42.89214 1.15812 屈折 7.578
18 L09 1757.31503 4.943349 1.840029 18.61 屈折 7.709
19 L10 -12.35292 2 2.0508 26.942 屈折 7.982
20 -48.32828 28.476179 屈折 8.812
21 51 0 -18 反射 21.055
22 L11 -45.45967 -15 1.686174 23.14 屈折 19
23 L12 29.191 -12.671948 1.990031 16.9 屈折 19.076
24 3485.13836 -4.481986 屈折 21.906
*25 L13 -105.64407 -6 1.531131 55.75 屈折 22.487
*26 519.77235 -24.526951 屈折 23.721
*27 L14 78.70625 -6 1.531131 55.75 屈折 27.151
*28 -66.20602 -2.620232 屈折 30.053
*29 34 -57.65154 -37 1.509398 56.47 屈折 30.974
30 35 0 28 1.509398 56.47 反射 41.343
*31 36 -17.73917 -40 1.509398 56.47 反射 20.636
*32 37 60 -286 屈折 37.407
像面 S 0 0 屈折 1897.748
面番号２１は、偏向素子５０の反射面である。面番号２１ディセンタ＆ベンドはβ＝−４５である。面番号３０、すなわち第１反射面３５のディセンタ＆ベンドはα＝４５である。各非球面の非球面係数は実施例１と同一である。すなわち、面番号２５〜２９、および面番号３１、３２の非球面係数は、実施例１の面番号２４〜２８、および面番号３０、３１の非球面係数と同一である。
また、レンズデータから分かるように、第１部５１の全長である第１長さＲ１は、第２部５２の全長である第２長さＲ２の方よりも長い。言い換えれば、第２部５２の全長である第２長さＲ２は、第１部５１の全長である第１長さＲ１よりも短い。第１長さＲ１、および第２長さＲ２は、実施例３と同一である。
（作用効果）
本例の投写光学系３Ｃは、実施例２の投写光学系３Ｂと同様の作用効果を得ることができる。
また、本例では、Ｚ軸方向に延びる第１光学系３１の第１光軸Ｎ１を、Ｘ軸方向に折り曲げる偏向素子５０が配置されている。これにより、第１光学系３１は、Ｘ軸方向に延びる第２部５２と、Ｚ軸方向に延びる第１部５１とを備える。従って、本例の投写光学系３Ｄは、実施例２の投写光学系３Ｂと比較して、Ｚ軸方向では大きくなるが、Ｘ軸方向において、小型化できる。
さらに、本例では、偏向素子５０を、第１光学系３１において、第１光軸Ｎ１上の軸上面間距離が最も広い第１空気間隔Ｇ２に配置している。従って、偏向素子５０の配置が容易である。また、偏向素子５０を配置した場合でも、第１光学系３１が大きくなることを抑制できる。
また、本例では、第１光学系３１において、第２部５２の全長である第２長さＲ２は、第１部５１の全長である第１長さＲ１よりも短い。従って、第２部５２の第２光軸部分Ｍ２の延長上に光学素子３３を配置したときに、第２長さＲ１が第１長さよりも長い場合と比較して、投写光学系３ＣがＸ軸方向に大きくなることを抑制できる。
図２４は投写光学系３Ｄの拡大側のＭＴＦを示す図である。図２５は、像高位置ごとの集光の様子を示すスポットダイアグラムである。図２４、図２５に示すように、投写光学系３Ｄは、高い解像度を有する。
（実施例５）
図２６は、実施例５の投写光学系３Ｅの全体を模式的に表す光線図である。図２７は実施例５の投写光学系３Ｅの光線図である。図２６、図２７では、投写光学系３ＥをスクリーンＳと垂直なＺ軸方向から見ている。図２６、図２７では、第２光学系３２を構成する光学素子３３の輪郭を省略して示す。図２８は、縮小側結像面から拡大側結像面に至る投写光学系３Ｅの光軸を模式的に示す説明図である。
本例の投写光学系３Ｅは、実施例１の投写光学系３Ａの第１光学系３１の途中に第１光軸Ｎ１を屈折させる偏向素子５０を配置したものである。また、偏向素子５０により第１光軸Ｎ１を屈折させる屈折方向を、実施例３の投写光学系３Ｃとは異なる方向としたものである。各レンズＬ１〜Ｌ１４、および第２光学系３２の光学素子３３は、投写光学系３Ａと同一である。
本例の投写光学系３Ｅは、図２６に示すように、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１、および第２光学系３２からなる。第１光学系３１は、複数枚のレンズＬ１〜Ｌ１４と、偏向素子５０と、を備える屈折光学系である。図２７に示すように、第１光学系３１は、クロスダイクロイックプリズム１９と、１４枚のレンズＬ１〜Ｌ１４を有する。レンズＬ２とレンズＬ３は接合された第１接合レンズＬ２１である。レンズＬ４とレンズＬ５は接合された第２接合レンズＬ２２である。レンズＬ９とレンズＬ１０は接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１１とレンズＬ１２とは接合された第４接合レンズＬ２４である。
偏向素子５０は、平面ミラーである。図２７に示すように、偏向素子５０は、第１光学系３１において隣り合うレンズの間に設けられた複数の空気間隔のうち軸上面間距離が最も広い第１空気間隔Ｇ１に配置される。第１空気間隔Ｇ１は、レンズＬ１０とレンズＬ１１との間、すなわち、第３接合レンズＬ２３と第４接合レンズＬ２４との間である。偏向素子５０は、第１空気間隔Ｇ１に配置されて、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１を折り曲げる。第１光学系３１において、偏向素子５０の縮小側に位置する第１部５１は、レンズＬ１〜Ｌ１０からなる。第１光学系３１において、偏向素子５０の拡大側に位置する第２部５２は、レンズＬ１１〜Ｌ１４からなる。
偏向素子５０の配置により、第１部５１の光軸である第１光軸部分Ｍ１と、第２部５２の光軸である第２光軸部分Ｍ２とは、交差している。本例において、第１光軸部分Ｍ１と第２光軸部分Ｍ２とが交差する角度は９０°である。第１光軸部分Ｍ１はＸ軸方向に延びており、第２光軸部分Ｍ２はＹ軸方向に延びている。偏向素子５０は、第１部５１からＸ軸方向に射出される光束を上方Ｙ１に９０°折り曲げている。
ここで、第１部５１は、正のパワーを備える。第２部５２は、負のパワーを備える。また、第１光学系３１は、全体として、正のパワーを備える。これにより、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。
光学素子３３は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３４、第１反射面３５、第２反射面３６、および第２透過面３７を有する。第１透過面３４は、縮小側に突出する凸形状を備える。第１反射面３５は、平面である。第２反射面３６は、凹面形状である。第２透過面２７は、拡大側に突出する凸形状を備える。
第１透過面３４には、第１光学系３１から上方Ｙ１に射出された光束が入射する。第１反射面３５は、第１反射面３５は、第１透過面３４を通過した光束を、スクリーンＳから離間する第２方向Ｚ２に９０°屈曲させる。第１反射面３５で反射された光束は、第２反射面３６により、第１方向Ｚ１に向かって上方Ｙ１に反射される。第２反射面３６により反射されて第２透過面３７を通過する光束は、光学素子３３から第１方向Ｚ１に向かって上方Ｙ１に射出されてスクリーンＳに到達する。
ここで、図２８に示すように、投写光学系３Ｅでは、拡大側結像面と縮小側結像面は、交差する。すなわち、液晶パネル１８が投写画像を形成する拡大側縮像面は、ＹＺ平面に沿っている。液晶パネル１８の長手方向、すなわち、投写画像の幅方向Ｗ１は、Ｙ軸方向に延びる。液晶パネル１８の短手方向、すなわち、投写画像の高さ方向Ｈ１は、Ｚ軸方向に延びる。最終像が形成されるスクリーンＳは、ＸＹ平面に沿っている。スクリーンＳの長手方向、すなわち、最終像の幅方向Ｗ２は、Ｘ軸方向に延びる。スクリーンＳの短手方向、すなわち、最終像の高さ方向Ｈ２は、Ｙ軸方向に延びる。
（レンズデータ）
投写光学系３Ｅのレンズデータは以下のとおりである。
面番号 名称 r d nd vd モード Y
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.573
2 0 5 屈折 14.999
3 L01 29.33178 10.078656 1.442044 86.63 屈折 16
4 -46.7571 0.1 屈折 15.852
5 L02 148.79233 7.071831 1.772054 47.71 屈折 14.902
6 L03 -26.54503 6.108227 2.0196 20.783 屈折 14.521
7 -95.30317 0.1 屈折 13.827
8 L04 57.12601 5.870101 1.494958 52.92 屈折 12.989
9 L05 -24.31043 1 2.0508 26.942 屈折 12.77
10 -887.31514 0.2 屈折 12.691
11 L06 37.22942 2.436591 1.986125 16.48 屈折 12.565
12 155.01669 2.483493 屈折 12.414
13 L07 -45.82387 8.6095 1.526239 38.78 屈折 12.314
14 -32.53128 9.5 屈折 11.559
絞り面 0 0.1 屈折 7.5
16 L08 -323.72495 2 2.0508 26.942 屈折 7.5
17 42.89214 1.15812 屈折 7.578
18 L09 1757.31503 4.943349 1.840029 18.61 屈折 7.709
19 L10 -12.35292 2 2.0508 26.942 屈折 7.982
20 -48.32828 10.476179 屈折 8.812
21 51 0 -18 反射 21.055
22 L11 -45.45967 -15 1.686174 23.14 屈折 19
23 L12 29.191 -12.671948 1.990031 16.9 屈折 19.076
24 3485.13836 -4.481986 屈折 21.906
*25 L13 -105.64407 -6 1.531131 55.75 屈折 22.487
*26 519.77235 -24.526951 屈折 23.721
*27 L14 78.70625 -6 1.531131 55.75 屈折 27.151
*28 -66.20602 -2.620232 屈折 30.053
*29 34 -57.65154 -47 1.509398 56.47 屈折 30.974
30 35 0 18 1.509398 56.47 反射 41.343
*31 36 -17.73917 -40 1.509398 56.47 反射 20.636
*32 37 60 -286 屈折 37.407
像面 S 0 0 屈折 1897.748
*25 L13 -105.64407 -6 1.531131 55.75 屈折 22.487
*26 519.77235 -24.526951 屈折 23.721
*27 L14 78.70625 -6 1.531131 55.75 屈折 27.151
*28 -66.20602 -2.620232 屈折 30.053
*29 34 -57.65154 -47 1.509398 56.47 屈折 30.974
30 35 0 18 1.509398 56.47 反射 41.343
*31 36 -17.73917 -40 1.509398 56.47 反射 20.636
*32 60 -286 屈折 37.407
像面 S 0 0 屈折 1897.748
面番号２１は、偏向素子５０の反射面である。面番号２１ディセンタ＆ベンドはβ＝４５である。面番号３０、すなわち第１反射面３５のディセンタ＆ベンドはα＝４５である。各非球面の非球面係数は実施例１と同一である。すなわち、面番号２５〜２９、および面番号３１、３２の非球面係数は、実施例１の面番号２４〜２８、および面番号３０、３１の非球面係数と同一である。
また、レンズデータから分かるように、第２部５２の全長である第２長さＲ２は、第１部５１の全長である第１長さＲ１よりも短い。第１長さＲ１、および第２長さＲ２は、実施例３と同一である。
（作用効果）
本例の投写光学３Ｅ系は、実施例３の投写光学系Ｃと同様の作用効果を得ることができる。
また、本例では、Ｘ軸方向に延びる第１光学系３１の第１光軸Ｎ１を、上方Ｙ１に折り曲げる偏向素子５０が配置されている。これにより、第１光学系３１は、Ｙ軸方向に延びる第２部５２と、Ｘ軸方向に延びる第１部５１とを備える。従って、本例の投写光学系３Ｅは、実施例１の投写光学系３Ａと比較して、Ｘ軸方向では大きくなるが、Ｙ軸方向において小型化できる。
また、本例では、液晶パネル１８が投写画像を形成する拡大側縮像面は、ＹＺ平面に沿っている。液晶パネル１８の長手方向、すなわち、投写画像の幅方向Ｗ１は、Ｙ軸方向に延びる。液晶パネル１８の短手方向、すなわち、投写画像の高さ方向Ｈ１は、Ｚ軸方向に延びる。ここで、プロジェクター１の画像形成部２は、液晶パネル１８の長手方向に構成される場合がある。このような場合に、本例では、プロジェクター１を上方Ｙ１から見た場合に、画像形成部２のフットプリントを、小さくすることができる。
図２９は投写光学系３Ｅの拡大側のＭＴＦを示す図である。図３０は、像高位置ごとの集光の様子を示すスポットダイアグラムである。図２９、図３０に示すように、投写光学系３Ｅは、高い解像度を有する。
（実施例６）
図３１は、実施例６の投写光学系３Ｆの全体を模式的に表す光線図である。図３２は実施例６の投写光学系３Ｆの光線図である。図３１、図３２では、投写光学系３ＦをスクリーンＳと垂直なＺ軸方向から見ている。図３１、図３２では、第２光学系３２を構成する光学素子３３の輪郭を省略して示す。図３３は、縮小側結像面から拡大側結像面に至る投写光学系３Ｆの光軸を模式的に示す説明図である。
本例の投写光学系３Ｆは、実施例２の投写光学系３Ｂの第１光学系３１の途中に第１光軸Ｎ１を屈折させる偏向素子５０を配置したものである。また、偏向素子５０により第１光軸Ｎ１を屈折させる屈折方向を、実施例４の投写光学系３Ｄとは異なる方向としたものである。各レンズＬ１〜Ｌ１４、および第２光学系３２の光学素子３３は、投写光学系３Ｂと同一である。
本例の投写光学系３Ｆは、図３１に示すように、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１、および第２光学系３２からなる。第１光学系３１は、複数枚のレンズＬ１〜Ｌ１４と、偏向素子５０と、を備える屈折光学系である。図３２に示すように、第１光学系３１は、クロスダイクロイックプリズム１９と、１４枚のレンズＬ１〜Ｌ１４を有する。レンズＬ２とレンズＬ３は接合された第１接合レンズＬ２１である。レンズＬ４とレンズＬ５は接合された第２接合レンズＬ２２である。レンズＬ９とレンズＬ１０は接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１１とレンズＬ１２とは接合された第４接合レンズＬ２４である。
偏向素子５０は、平面ミラーである。図１１、図１２、図３２に示すように、偏向素子５０は、第１光学系３１において隣り合うレンズの間に設けられた複数の空気間隔のうち軸上面間距離が最も広い第１空気間隔Ｇ２に配置される。第１空気間隔Ｇ２は、レンズＬ１０とレンズＬ１１との間、すなわち、第３接合レンズＬ２３と第４接合レンズＬ２４との間である。偏向素子５０は、第１空気間隔Ｇ２に配置されて、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１を折り曲げる。第１光学系３１において、偏向素子５０の縮小側に位置する第１部５１は、レンズＬ１〜Ｌ１０からなる。第１光学系３１において、偏向素子５０の拡大側に位置する第２部５２は、レンズＬ１１〜Ｌ１４からなる。
偏向素子５０の配置により、第１部５１の光軸である第１光軸部分Ｍ１と、第２部５２の光軸である第２光軸部分Ｍ２とは、交差している。本例において、第１光軸部分Ｍ１と第２光軸部分Ｍ２とが交差する角度は９０°である。第１光軸部分Ｍ１はＹ軸方向に延びており、第２光軸部分Ｍ２はＸ軸方向に延びている。偏向素子５０は、第１部５１から上方Ｙ１に射出される光束をスクリーンＳに沿ったＸ軸方向に９０°折り曲げている。
ここで、第１部５１は、正のパワーを備える。第２部５２は、負のパワーを備える。また、第１光学系３１は、全体として、正のパワーを備える。これにより、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。
光学素子３３は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３４、第１反射面３５、第２反射面３６、および第２透過面３７を有する。第１透過面３４は、縮小側に突出する凸形状を備える。第１反射面３５は、平面である。第２反射面３６は、凹面形状である。第２透過面２７は、拡大側に突出する凸形状を備える。
第１透過面３４には、第１光学系３１からＸ軸方向に射出された光束が入射する。第１反射面３５は、第１透過面３４を通過した光束を、スクリーンＳから離間する第２方向Ｚ２に９０°屈曲させる。第１反射面３５で反射された光束は、第２反射面３６により、第１方向Ｚ１に向かって上方Ｙ１に反射される。第２反射面３６により反射されて第２透過面３７を通過する光束は、光学素子３３から第１方向Ｚ１に向かって上方Ｙ１に射出されてスクリーンＳに到達する。
ここで、図３３に示すように、投写光学系３Ｆでは、拡大側結像面と縮小側結像面は、交差する。すなわち、液晶パネル１８が投写画像を形成する拡大側縮像面は、ＸＺ平面に沿っている。液晶パネル１８の長手方向、すなわち、投写画像の幅方向Ｗ１は、Ｚ軸方向に延びる。液晶パネル１８の短手方向、すなわち、投写画像の高さ方向Ｈ１は、Ｘ軸方向に延びる。最終像が形成されるスクリーンＳは、ＸＹ平面に沿っている。スクリーンＳの長手方向、すなわち、最終像の幅方向Ｗ２は、Ｘ軸方向に延びる。スクリーンＳの短手方向、すなわち、最終像の高さ方向Ｈ２は、Ｙ軸方向に延びる。
（レンズデータ）
投写光学系３Ｆのレンズデータは以下のとおりである。
面番号 名称 r d nd vd モード Y
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.573
2 0 5 屈折 14.999
3 L01 29.33178 10.078656 1.442044 86.63 屈折 16
4 -46.7571 0.1 屈折 15.852
5 L02 148.79233 7.071831 1.772054 47.71 屈折 14.902
6 L03 -26.54503 6.108227 2.0196 20.783 屈折 14.521
7 -95.30317 0.1 屈折 13.827
8 L04 57.12601 5.870101 1.494958 52.92 屈折 12.989
9 L05 -24.31043 1 2.0508 26.942 屈折 12.77
10 -887.31514 0.2 屈折 12.691
11 L06 37.22942 2.436591 1.986125 16.48 屈折 12.565
12 155.01669 2.483493 屈折 12.414
13 L07 -45.82387 8.6095 1.526239 38.78 屈折 12.314
14 -32.53128 9.5 屈折 11.559
絞り面 0 0.1 屈折 7.5
16 L08 -323.72495 2 2.0508 26.942 屈折 7.5
17 42.89214 1.15812 屈折 7.578
18 L09 1757.31503 4.943349 1.840029 18.61 屈折 7.709
19 L10 -12.35292 2 2.0508 26.942 屈折 7.982
20 -48.32828 10.476179 屈折 8.812
21 51 0 -18 反射 13.186
22 L11 -45.45967 -15 1.686174 23.14 屈折 19
23 L12 29.191 -12.671948 1.990031 16.9 屈折 19.076
24 3485.13836 -4.481986 屈折 21.906
*25 L13 -105.64407 -6 1.531131 55.75 屈折 22.487
*26 519.77235 -24.526951 屈折 23.721
*27 L14 78.70625 -6 1.531131 55.75 屈折 27.151
*28 -66.20602 -2.620232 屈折 30.053
*29 34 -57.65154 -37 1.509398 56.47 屈折 30.974
30 35 0 28 1.509398 56.47 反射 41.343
*31 36 -17.73917 -40 1.509398 56.47 反射 20.636
*32 37 60 -286 屈折 37.407
像面 S 0 0 屈折 1897.748
面番号２１は、偏向素子５０の反射面である。面番号２１ディセンタ＆ベンドはα＝−４５である。面番号３０、すなわち第１反射面３５のディセンタ＆ベンドはα＝４５である。各非球面の非球面係数は実施例１と同一である。すなわち、面番号２５〜２９、および面番号３１、３２の非球面係数は、実施例１の面番号２４〜２８、および面番号３０、３１の非球面係数と同一である。
また、レンズデータから分かるように、第２部５２の全長である第２長さＲ２は、第１部５１の全長である第１長さＲ１よりも短い。第１長さＲ１、および第２長さＲ２は、実施例３と同一である。
（作用効果）
本例の投写光学系３Ｆは、実施例４の投写光学系３Ｄと同様の作用効果を得ることができる。
また、本例では、Ｘ軸方向に延びる第１光学系３１の第１光軸Ｎ１を、Ｙ軸方向に折り曲げる偏向素子５０が配置されている。これにより、第１光学系３１は、Ｘ軸方向に延びる第２部５２と、Ｙ軸方向に延びる第１部５１とを備える。従って、本例の投写光学系３Ｆは、実施例２の投写光学系３Ｂと比較して、Ｘ軸方向において小型化できる。
図３４は投写光学系３Ｆの拡大側のＭＴＦを示す図である。図３５は、像高位置ごとの集光の様子を示すスポットダイアグラムである。図３４、図３５に示すように、投写光学系３Ｆは、高い解像度を有する。
１…プロジェクター、２…画像形成部、３,３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄ,３Ｅ,３Ｆ…投写光学系、４…制御部、６…画像処理部、７…表示駆動部、１０…光源、１１…第１インテグレーターレンズ、１２…第２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…第１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、１８,１８Ｂ,１８Ｇ,１８Ｒ…液晶パネル、１９…クロスダイクロイックプリズム、２１…第２ダイクロイックミラー、２２…リレーレンズ、２３…反射ミラー、２４…リレーレンズ、２５…反射ミラー、３１…第１光学系、３２…第２光学系、３３…光学素子、３４…第１透過面、３５…第１反射面、３６…第２反射面、３７…第２透過面、４０…中間像、５０…偏向素子、５１…第１部、５２…第２部、Ｇ１,Ｇ２…第１空気間隔、Ｍ１…第１光軸部分、Ｍ２…第２光軸部分、Ｎ１…第１光軸、Ｎ２…第２光軸、Ｎ２…第２光学系、Ｒ１…第１部の第１長さ、Ｒ２…第２部の第２長さ。

Claims (22)

  1. 縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系と、第２光学系と、を備える投写光学系において、
    前記第２光学系は、前記縮小側から前記拡大側に向かって順に、第１透過面、第１反射面、第２反射面、および第２透過面を有する光学素子を備え、
    前記第２反射面は、凹形状を備え、
    前記第１光学系の第１光軸と前記第２反射面の第２光軸が交差していることを特徴とする投写光学系。
  2. 前記第１透過面および前記第１反射面は、前記第１光軸に対して一方側に位置し、
    前記第２反射面は、前記第１光軸に対して他方側に位置することを特徴とする請求項１に記載の投写光学系。
  3. 前記第１透過面、前記第１反射面、および前記第２反射面は、前記第２光軸に対して一方側に位置し、
    前記第２透過面は、前記第２光軸に対して他方側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の投写光学系。
  4. 前記第１透過面、前記第２反射面、および前記第２透過面は、それぞれ前記第２光軸を中心として回転対称な形状を備えることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  5. 前記第１反射面は、前記第１透過面を通過した光束を前記第１光軸と交差する方向に反射することを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  6. 前記第１反射面は、前記第１透過面を通過した光束を９０°反射することを特徴とする請求項５に記載の投写光学系。
  7. 前記第１光学系は、複数枚のレンズと、偏向素子と、を備えることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  8. 前記偏向素子は、前記第１光学系において隣り合う前記レンズの間に設けられた複数の空気間隔のうち、前記第１光軸上の軸上面間距離が最も広い空気間隔に配置され、
    前記第１光学系は、前記偏向素子の前記縮小側に位置する第１部と、前記偏向素子の拡大側に位置する第２部と、を備えることを特徴とする請求項７に記載の投写光学系。
  9. 前記第１部は、正のパワーを備え、
    前記第２部は、負のパワーを備えることを特徴とする請求項８に記載の投写光学系。
  10. 前記第２部の全長である第２長さは、前記第１部の全長である第１長さよりも短いことを特徴とする請求項８または９に記載の投写光学系。
  11. 前記偏向素子は、平面ミラーであることを特徴とする請求項８から１０のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  12. 拡大側結像面に対して縮小側結像面が交差していることを特徴とする請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  13. 拡大側結像面に対して縮小側結像面が平行であることを特徴とする請求項８から１２のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  14. 前記第２透過面は、前記拡大側に突出する凸形状であることを特徴とする請求項１から１３のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  15. 前記第１透過面は、前記縮小側に突出する凸形状であることを特徴とする請求項１から１４のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  16. 前記第２反射面は、非球面であることを特徴とする請求項１から１５のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  17. 前記第２透過面は、非球面であることを特徴とする請求項１から１６のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  18. 前記第１透過面は、非球面であることを特徴とする請求項１から１７のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  19. 前記第１反射面は、平面であることを特徴とする請求項１から１８のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  20. 前記第１光学系と前記第２光学系の間では、主光線同士の間隔が前記第２光学系に接近するのに伴って狭くなることを特徴とする請求項１から１９のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  21. 前記第２反射面よりも縮小側に中間像が結像されることを特徴とする請求項１から２０のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
  22. 請求項１から２１のうちのいずれか一項に記載の投写光学系と、
    前記投写光学系の縮小側結像面に投写画像を形成する画像形成部と、
    を有することを特徴とするプロジェクター。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023281772A1 (ja) * 2021-07-09 2023-01-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光学系、撮像装置、光学式接触センサ及び画像投影装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1090603A (ja) * 1996-09-18 1998-04-10 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡光学系
JPH11194267A (ja) * 1998-01-07 1999-07-21 Olympus Optical Co Ltd 結像光学系
JP2010266577A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Canon Inc 光学系及びそれを有する光学機器
JP2011013469A (ja) * 2009-07-02 2011-01-20 Canon Inc 光学系及びそれを有する光学機器
JP2011053663A (ja) * 2009-08-04 2011-03-17 Konica Minolta Opto Inc 光学系及びそれを備えた画像投影装置及び撮像装置

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09211330A (ja) * 1996-01-29 1997-08-15 Canon Inc 反射光学系
JP2000241705A (ja) * 1999-02-23 2000-09-08 Minolta Co Ltd 映像表示光学系
JP3840031B2 (ja) * 2000-03-09 2006-11-01 キヤノン株式会社 投射光学系及びそれを用いた投射型表示装置
JP3631182B2 (ja) * 2001-09-04 2005-03-23 キヤノン株式会社 画像投射装置
JP2003075722A (ja) * 2001-09-04 2003-03-12 Canon Inc 撮像光学系および画像入力装置
JP2004061961A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Canon Inc 投射光学系、投射型画像表示装置および画像表示システム
JP2004061960A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Canon Inc 投射型画像表示装置および画像表示システム
JP2004077825A (ja) * 2002-08-19 2004-03-11 Fuji Photo Optical Co Ltd 投写光学系およびこれを用いた投写型画像表示装置
JP4223936B2 (ja) 2003-02-06 2009-02-12 株式会社リコー 投射光学系、拡大投射光学系、拡大投射装置及び画像投射装置
JP4210314B2 (ja) 2003-02-06 2009-01-14 株式会社リコー 投射光学系、拡大投射光学系、拡大投射装置及び画像投射装置
JP4500497B2 (ja) 2003-02-13 2010-07-14 株式会社リコー 画像投射装置
JP4266660B2 (ja) * 2003-02-18 2009-05-20 キヤノン株式会社 投射型表示光学系および投射型画像表示装置
US6989936B2 (en) * 2003-03-07 2006-01-24 Canon Kabushiki Kaisha Variable power optical system
JP4086686B2 (ja) * 2003-03-18 2008-05-14 キヤノン株式会社 投射光学系、投射型画像表示装置および画像表示システム
US6798583B1 (en) * 2003-04-11 2004-09-28 Olympus Corporation Projection optical apparatus
JP4428947B2 (ja) * 2003-06-30 2010-03-10 キヤノン株式会社 結像光学系
US7385767B2 (en) * 2004-03-09 2008-06-10 Olympus Corporation Zoom optical system, and electronic equipment incorporating the same
JP4636808B2 (ja) * 2004-03-31 2011-02-23 キヤノン株式会社 画像表示装置
US7114818B2 (en) * 2004-05-06 2006-10-03 Olympus Corporation Optical system, and electronic equipment that incorporates the same
JP2006003637A (ja) * 2004-06-17 2006-01-05 Canon Inc 投写光学系、及びそれを用いた投写型表示装置
JP4890771B2 (ja) 2005-02-28 2012-03-07 富士フイルム株式会社 投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置
JP4921081B2 (ja) * 2006-09-05 2012-04-18 キヤノン株式会社 画像表示装置
JP2012027113A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Ricoh Co Ltd 投射光学系及び画像投射装置
JP2016206528A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 キヤノン株式会社 光学系およびそれを用いた光学装置
JP6582728B2 (ja) * 2015-08-21 2019-10-02 セイコーエプソン株式会社 投射光学系及びプロジェクター
JP2017156712A (ja) 2016-03-04 2017-09-07 キヤノン株式会社 光学系、それを備える撮像装置及び投影装置
JP6746328B2 (ja) 2016-03-04 2020-08-26 キヤノン株式会社 光学系、それを備える撮像装置及び投影装置
JP2017156713A (ja) 2016-03-04 2017-09-07 キヤノン株式会社 撮像装置及び投影装置
FR3055980B1 (fr) * 2016-09-15 2019-06-28 Valeo Vision Systeme optique pour faisceau lumineux pixelise
JP6993251B2 (ja) 2018-02-01 2022-01-13 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 投射光学系および画像表示装置
JP7234498B2 (ja) * 2018-03-19 2023-03-08 株式会社リコー 投射光学系ユニット及び投射光学装置
JP2020024377A (ja) 2018-07-27 2020-02-13 セイコーエプソン株式会社 投写光学系および投写型画像表示装置
EP3611548B1 (en) 2018-07-27 2023-01-18 Seiko Epson Corporation Projection system and projection-type image display apparatus
JP7148334B2 (ja) 2018-09-07 2022-10-05 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 投射光学系及び画像投射装置
JP7340789B2 (ja) 2019-05-29 2023-09-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光学系、画像投写装置および撮像装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1090603A (ja) * 1996-09-18 1998-04-10 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡光学系
JPH11194267A (ja) * 1998-01-07 1999-07-21 Olympus Optical Co Ltd 結像光学系
JP2010266577A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Canon Inc 光学系及びそれを有する光学機器
JP2011013469A (ja) * 2009-07-02 2011-01-20 Canon Inc 光学系及びそれを有する光学機器
JP2011053663A (ja) * 2009-08-04 2011-03-17 Konica Minolta Opto Inc 光学系及びそれを備えた画像投影装置及び撮像装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023281772A1 (ja) * 2021-07-09 2023-01-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光学系、撮像装置、光学式接触センサ及び画像投影装置

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