JP2021117317A

JP2021117317A - 投写光学系およびプロジェクター

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Publication number: JP2021117317A
Application number: JP2020009802A
Authority: JP
Inventors: 博隆柳澤; Hirotaka Yanagisawa
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2020-01-24
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2021-08-10
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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。また、投写光学系３Ａは、縮小側から順に、第１入射面４１と、第１反射面４２と、第１射出面４３と、を有する第１光学素子３３と、縮小側から順に、第２入射面４６と、第２反射面４７と、第２射出面４８と、を有する第２光学素子３４と、を有し、第２光学系３２には、第１光学素子３３、または第２光学素子３４の一方が交換可能に配置される。第２光学系３２に第１光学素子３３が配置された場合の投写角度を第１投写角度θ１とし、第２光学系３２に第２光学素子３４が配置された場合の投写角度を第２投写角度θ２としたときに、第１投写角度θ１と第２投写角度θ２とは相違する。【選択図】図２

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。しかしながら、特許文献１の投写光学系を用いて、投写仕様の変更を行う場合、投写仕様が容易に変更できず、投写仕様の変更にはコストがかかるという課題があった。

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、前記縮小側から順に、第１入射面と、第１反射面と、第１射出面と、を有する第１光学素子と、前記縮小側から順に、第２入射面と、第２反射面と、第２射出面と、を有する第２光学素子と、を有し、前記第２光学系には、前記第１光学素子、または前記第２光学素子の一方が交換可能に配置され、前記第２光学系に前記第１光学素子が配置された場合の投写角度を第１投写角度とし、前記第２光学系に前記第２光学素子が配置された場合の前記投写角度を第２投写角度としたときに、前記第１投写角度と前記第２投写角度とは相違す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。投写光学系が備える配置機構の説明図である。実施例１の第１形態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の投写光学系の第１形態の光線図である。実施例１の投写光学系の第１形態の第２光学系の光線図である。実施例１の第２形態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の投写光学系の第２形態の光線図である。実施例１の投写光学系の第２形態の第２光学系の光線図である。実施例１の第１光学素子と第２光学素子との形状の相違の説明図である。実施例１の第１形態の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。実施例１の第２形態の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。実施例２の第１形態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の投写光学系の第１形態の光線図である。実施例２の投写光学系の第１形態の第２光学系の光線図である。実施例２の第２形態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の投写光学系の第２形態の光線図である。実施例２の投写光学系の第２形態の第２光学系の光線図である。実施例２の第１光学素子と第２光学素子との形状の相違の説明図である。実施例２の第１形態の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。実施例２の第２形態の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。実施例３の第１形態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の投写光学系の第１形態の光線図である。実施例３の投写光学系の第１形態の第２光学系の光線図である。実施例３の第２形態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の投写光学系の第２形態の光線図である。実施例３の投写光学系の第２形態の第２光学系の光線図である。実施例３の第１形態の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。実施例３の第２形態の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係る投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階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の構成例として実施例１〜３を説明する。実施例１〜３において、各投写光学系３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。また、各投写光学系３は、第２光学系３２に第１光学素子３３および第２光学素子３４を有するとともに、第２光学系３２に第１光学素子３３および第２光学素子３４の一方を選択的に配置可能な配置機構６０を有する。第２光学系３２に第１光学素子３３が選択された場合でも、第２光学素子３４が選択された場合でも、第１光学系３１は共通である。すなわち、各実施例において、第１光学系３１は一つである。

図２は、配置機構６０の説明図である。配置機構６０は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ上に、第１光学素子３３および第２光学素子３４の一方を選択的に配置する。配置機構６０としては、例えば、第１光学素子３３を保持する第１保持部材６１と、第２光学素子３４を保持する第２保持部材６２と、第１保持部材６１を移動させる第１移動機構６６および第２保持部材６２を移動させる第２移動機構６７と、を備えるものとすることができる。第１移動機構６６は、第１光学素子３３が第１光学系３１の第１光軸Ｎ上に位置する第１選択位置６６Ａと、第１光学素子３３が第１光学系３１の第１光軸Ｎから離間する第１退避位置６６Ｂとの間で第１保持部材６１を移動させる。第２移動機構６７は、第２光学素子３４が第１光学系３１の第１光軸Ｎ上に位置する第２選択位置６７Ａと、第２光学素子３４が第１光学系３１の第１光軸Ｎから離間する第２退避位置６７Ｂとの間で第２保持部材６２を移動させる。第１選択位置６６Ａと第２選択位置６７Ａとは、第１光学系３１の第１光軸方向の位置が相違する場合がある。第１保持部材６１が第１選択位置６６Ａにある場合には、第２保持部材６２は第２退避位置６７Ｂに配置される。第２保持部材６２が第２選択位置６７Ａにある場合には、第１保持部材６１は第１退避位置６６Ｂに配置される。第１移動機構６６と第２移動機構６７とは、連動して動作する。

各実施例１〜３の投写光学系の説明では、第２光学系３２に第１光学素子３３を選択した第１形態と、第２光学系３２に第２光学素子３４を選択した第２形態と、を並列に示す。また、各実施例１〜３において、各投写光学系の光線図では、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３は、実施例１の第１形態の投写光学系３Ａの全体を模式的に表す光線図である。図４は、実施例１の投写光学系３Ａの第１形態の光線図である。図５は、実施例１の投写光学系３Ａの第１形態における第２光学系の光線図である。図６は、実施例１の第２形態の投写光学系３Ａの全体を模式的に表す光線図である。図７は、実施例１の第２形態の投写光学系３Ａの光線図である。図８は、実施例１の投写光学系３Ａの第２形態における第２光学系の光線図である。

図３に示すように、第１形態の投写光学系３Ａは、広角投影が可能である。すなわち、第１形態の投写光学系３Ａが最終像をスクリーンＳに投写する投写角度である第１投写角度θ１は、比較的広い。図３および図６では、本例の投写光学系３ＡからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１〜Ｆ３により模式的に示す。光束Ｆ１は最も像高が低い位置に達する光束である。光束Ｆ３は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２は光束Ｆ１と光束Ｆ３との間の位置に達する光束である。ここで、投写角度とは、第１光学系３１の第１光軸Ｎと光束Ｆ３の最外郭の光線とが成す角度である。

（実施例１の第１形態）
第１形態の投写光学系３Ａは、図４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、複数枚のレンズを備える屈折光学系である。第２光学系３２は第１光学素子３３からなる。第１光学素子３３は、縮小側から順に、第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３を有する。第１入射面４１は、縮小側に突出する凸形状である。第１反射面４２は凹形状を備える。第１射出面４３は、拡大側に突出する凸形状である。第２光学系３２を構成する第１光学素子３３は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ上に配置される。本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎと第１光学素子３３の第１反射面４２の第２光軸Ｍとは一致する。

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Ｎに垂直な面内に、第１光軸Ｎに対して一方側に投写画像を形成する。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。第１光学系３１と第１光学素子３３の第１反射面４２との間には、縮小側結像面と共役な中間像３５が結像される。中間像３５は拡大側結像面とも共役である。本例では、中間像３５は、第１光学素子３３の内側に形成される。すなわち、中間像３５は、第１光学素子３３の第１入射面４１と第１反射面４２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（第１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。また、第１光学系３１の第１光軸Ｎおよび第１光学素子の第１反射面４２の第２光軸Ｍを含む平面をＹＺ平面とする。

本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎ、および、第１光学素子３３の第１反射面４２の第２光軸Ｍは、Ｚ軸方向に延びる。図３、図４、図５は、ＹＺ平面上の光線図である。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に投写画像を形成する。

図４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Ｌ７とレンズＬ８との間には、絞りＯが配置されている。

図５に示すように、第１光学素子３３は、第１反射面４２の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、第１入射面４１、第１射出面４３および第１反射面４２の設計上の光軸である。第１入射面４１および第１反射面４２は、第１反射面４２の第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置し、第１射出面４３は、第１反射面４２の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。本例では、第１光学素子３３の第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３は、第１反射面４２の第２光軸Ｍを回転軸として回転対称な形状を備える。従って、第１入射面４１と第１射出面４３とは回転対称な形状を備える。第１光学素子３３の第１入射面４１、第１反射面４２および第１射出面４３は、いずれも非球面である。第１反射面４２は、第１光学素子３３の第１入射面４１とは反対側の面に設けた反射コーティング層である。なお、各非球面は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。

図５に示すように、第２光学系３２の第１瞳Ｐ１は、第１光学素子３３の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の第１瞳Ｐ１は、第１射出面４３の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定される。第１瞳Ｐ１は、ＹＺ平面上で第１反射面４２の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。

（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、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第１入射面、第１反射面、および第１射出面の符号である。レンズ、第１入射面、第１反射面、および第１射出面に対応しない面番号のデータはダミーデータである。Ｒは曲率半径である。Ｄは軸上面間隔である。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。

符号面番号形状 R D 硝材屈折/反射 C
18 0 球無限 8.4859 屈折 0.0000
19 1 球無限 30.1506 SBSL7_OHARA 屈折 12.6334
2 球無限 5.0143 屈折 14.8167
3 球無限 0.0000 屈折 15.3698
4 球無限 0.0000 屈折 15.3698
5 球無限 0.0000 屈折 15.3698
L1 6 球 65.3371 5.8874 497451.7695 屈折 15.5777
7 球 -49.6319 0.1000 屈折 15.5634
L2 8 球 66.3089 8.4225 489067.6221 屈折 14.7615
L3 9 球 -22.5098 1.0000 834805.4272 屈折 14.4598
10 球 -72.9598 0.1000 屈折 14.5180
L4 11 球 61.0285 7.0224 466237.7988 屈折 14.0323
L5 12 球 -26.3124 1.0000 840873.3029 屈折 13.7644
13 球 29.8875 0.1216 屈折 13.7143
L6 14 球 30.5660 5.8252 827375.2424 屈折 13.7450
15 球 -89.6876 0.4982 屈折 13.7512
L7 16 球 -61.5318 3.7335 512482.7396 屈折 13.7509
17 球 -26.8299 18.5003 屈折 13.5002
O 絞り球無限 12.1803 屈折 8.0653
L8 19 球 -19.3204 1.0000 437001.951 屈折 8.0001
20 球 -26.1014 20.1363 屈折 8.3250
L9 21 球 43.9622 19.2102 655112.3105 屈折 15.8061
L10 22 球 -21.3739 1.0000 846663.2378 屈折 16.0445
23 球 48.4377 1.2197 屈折 17.6763
L11 24 球 74.6611 11.4179 667614.3028 屈折 17.6787
25 球 -24.9813 0.1000 屈折 18.1297
L12 26 球 -28.0717 1.0000 776762.4909 屈折 17.8804
27 球 -218.8664 0.1000 屈折 19.5619
L13 28 非球面 35.5372 6.0001 E48R_ZEON 屈折 21.0899
29 非球面 62.2622 18.2764 屈折 21.9723
L14 30 非球面 -260.9712 6.0001 E48R_ZEON 屈折 24.5560
31 非球面 -242.0358 11.8538 屈折 25.5340
32 球無限 0.0000 屈折 24.3112
41 33 非球面 56.3202 39.2342 Z330R_ZEON 屈折 23.9622
34 球無限 0.0000 Z330R_ZEON 屈折 18.3502
42 35 非球面 -17.6860 0.0000 Z330R_ZEON 反射 19.1699
36 球無限 -39.2342 Z330R_ZEON 屈折 37.2226
43 37 非球面 56.3202 -110.0018 屈折 33.0898
38 球無限 -95.0015 屈折 513.9232
39 球無限 -301.0048 屈折 873.4344
S 40 球無限 0.0000 屈折 2012.5170

各非球面の非球面係数は以下のとおりである。

面番号 S28 S29 S30 S31
Y曲率半径 35.5372 62.2622 -260.9712 -242.0358
コーニック定数(K) -0.133920864 -8.315740849 90 0
4次の係数(A) -1.01937E-05 -6.03735E-06 -1.01994E-05 -2.82320E-05
6次の係数(B) -8.03197E-09 -2.41061E-08 -2.81612E-08 1.83126E-08
8次の係数(C) -3.19987E-11 5.87667E-13 3.19894E-11 -1.52624E-11
10次の係数(D)
12次の係数(E)

面番号 S33 S35 S37
Y曲率半径 56.3202 -17.6860 56.3202
コーニック定数(K) 1.649968721 -3.245671782 1.649968721
4次の係数(A) 4.94475E-07 -4.92801E-06 4.94475E-07
6次の係数(B) 2.03014E-09 1.05751E-08 2.03014E-09
8次の係数(C) -1.01723E-12 -8.36427E-12 -1.01723E-12
10次の係数(D) -9.62950E-16 1.90974E-14 -9.62950E-16
12次の係数(E) 1.00490E-18 1.00490E-18

また、第１形態の投写光学系３Ａの最大物体高、Ｆナンバー、投写角度、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、第１形態の投写光学系３Ａの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。ＦナンバーはＦＮＯで示す。投写角度は、第１投写角度θ１であり、単位はｄｅｇである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 11.7
ＦＮＯ 2.2
投写角度 75.3
TR（0.59”16:9LV) 0.230

（実施例１の第２形態）
図３および図６に示すように、第２形態の投写光学系３Ａが最終像をスクリーンＳに投写する投写角度である第２投写角度θ２は、第１形態の投写光学系３Ａが最終像をスクリーンＳに投写する第１投写角度θ１と比較して、狭い。

第２形態の投写光学系３Ａは、図７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２光学系３２は第２光学素子３４からなる。第２光学素子３４は、縮小側から順に、第２入射面４６、第２反射面４７、および第２射出面４８を有する。第２入射面４６は、縮小側に突出する凸形状である。第２反射面４７は凹形状を備える。第２射出面４８は、拡大側に突出する凸形状である。第２光学系３２を構成する第２光学素子３４は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ上に配置される。本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎと第２反射面４７の第２光軸Ｍとは一致する。第１光学系３１は、第１形態の投写光学系と同一である。液晶パネル１８の配置も第１形態の投写光学系と同一である。

第１光学系３１と第２光学素子３４の第２反射面４７との間には、縮小側結像面と共役な中間像３５が結像される。中間像３５は拡大側結像面とも共役である。中間像３５は、第２光学素子３４の内側に形成される。すなわち、中間像３５は、第２光学素子３４の第２入射面４６と第２反射面４７との間に形成される。

図８に示すように、第２光学素子３４は、第２反射面４７の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、第２入射面４６、第２射出面４８および第２反射面４７の設計上の光軸である。第２入射面４６および第２反射面４７は、第２反射面４７の第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置し、第２射出面４８は、第２反射面４７の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。本例では、第２光学素子３４の第２入射面４６、第２反射面４７、および第２射出面４８は、第２反射面４７の第２光軸Ｍを回転軸として回転対称な形状を備える。従って、第２入射面４６と第２射出面４８とは回転対称な形状を備える。第２光学素子３４の第２入射面４６、第２反射面４７および第２射出面４８は、いずれも非球面である。第２反射面４７は、第２光学素子３４の第２入射面４６とは反対側の面に設けた反射コーティング層である。なお、各非球面は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。

図９は、第１光学素子３３と第２光学素子３４との形状の相違の説明図である。図９では、第１光学素子３３と第２光学素子３４とを重ねた場合を示す。図９に示すように、第１光学素子３３の第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３の形状と、第２光学素子３４の第２入射面４６、第２反射面４７、および第２射出面４８のそれぞれの形状とが、互いに相違する。すなわち、第２光学素子３４の第２入射面４６の非球面形状は、第１光学素子３３の第１入射面４１と相違する。第２光学素子３４の第２反射面４７の非球面形状は、第１光学素子３３の第１反射面４２と相違する。第２光学素子３４の第２射出面４８の非球面形状は、第１光学素子３３の第１射出面４３と相違する。また、第１光学素子３３において、第１反射面４２で反射された第１光束の主光線が第１射出面４３に入射する第１入射角度は、第２光学素子３４において、第２反射面４７で反射された第２光束の主光線が第２射出面４８に入射する第２入射角度よりも大きい。

図８に示すように、第２光学系３２の第２瞳Ｐ２は、第２光学素子３４の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の第２瞳Ｐ２は、第２射出面４８の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定されるものである。第２瞳Ｐ２は、ＹＺ平面上で第２反射面４７の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。

（レンズデータ）
第２形態の投写光学系３Ａでは、第１光学系３１のレンズＬ１４と第２光学素子３４との軸上面間距離である第２距離と、第１形態の投写光学系３Ａの第１光学系３１のレンズＬ１４と第１光学素子３３との軸上面間距離である第１距離とは相違する。すなわち、本例の投写光学系では、配置機構６０は、第１光学素子３３と第２光学素子３４とを、第１光学系３１の第１光軸Ｎ上において、異なる位置に配置する。第２形態の投写光学系３Ａのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第２入射面、第２反射面、および第２射出面の符号である。レンズ、第２入射面、第２反射面、および第２射出面に対応しない面番号のデータはダミーデータである。Ｒは曲率半径である。Ｄは軸上面間隔である。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。

符号面番号形状 R D 硝材屈折/反射 C
18 0 球無限 8.4859 屈折 0.0000
19 1 球無限 30.1506 SBSL7_OHARA 屈折 12.6334
2 球無限 5.0143 屈折 14.8167
3 球無限 0.0000 屈折 15.3698
4 球無限 0.0000 屈折 15.3698
5 球無限 0.0000 屈折 15.3698
L1 6 球 65.3371 5.8874 497451.7695 屈折 15.5777
7 球 -49.6319 0.1000 屈折 15.5634
L2 8 球 66.3089 8.4225 489067.6221 屈折 14.7615
L3 9 球 -22.5098 1.0000 834805.4272 屈折 14.4598
10 球 -72.9598 0.1000 屈折 14.5180
L4 11 球 61.0285 7.0224 466237.7988 屈折 14.0323
L5 12 球 -26.3124 1.0000 840873.3029 屈折 13.7644
13 球 29.8875 0.1216 屈折 13.7143
L6 14 球 30.5660 5.8252 827375.2424 屈折 13.7450
15 球 -89.6876 0.4982 屈折 13.7512
L7 16 球 -61.5318 3.7335 512482.7396 屈折 13.7509
17 球 -26.8299 18.5003 屈折 13.5002
O1 絞り球無限 12.1803 屈折 8.0653
L8 19 球 -19.3204 1.0000 437001.951 屈折 8.0001
20 球 -26.1014 20.1363 屈折 8.3250
L9 21 球 43.9622 19.2102 655112.3105 屈折 15.8061
L10 22 球 -21.3739 1.0000 846663.2378 屈折 16.0445
23 球 48.4377 1.2197 屈折 17.6763
L11 24 球 74.6611 11.4179 667614.3028 屈折 17.6787
25 球 -24.9813 0.1000 屈折 18.1297
L12 26 球 -28.0717 1.0000 776762.4909 屈折 17.8804
27 球 -218.8664 0.1000 屈折 19.5619
L13 28 非球面 35.5372 6.0001 E48R_ZEON 屈折 21.0899
29 非球面 62.2622 18.2764 屈折 21.9723
L14 30 非球面 -260.9712 6.0001 E48R_ZEON 屈折 24.5560
31 非球面 -242.0358 11.0000 屈折 25.5340
32 球無限 0.0000 屈折 24.3112
46 33 非球面 43.3299 39.2342 Z330R_ZEON 屈折 23.9622
34 球無限 0.0000 Z330R_ZEON 屈折 18.3502
47 35 非球面 -20.7986 0.0000 Z330R_ZEON 反射 19.1699
36 球無限 -39.2342 Z330R_ZEON 屈折 37.2226
48 37 非球面 43.3299 -110.0018 屈折 33.0898
38 球無限 -95.0015 屈折 513.9232
39 球無限 -301.0048 屈折 873.4344
S 40 球無限 0.0000 屈折 2012.5170

第２光学素子３４の各非球面の非球面係数は以下のとおりである。

面番号 S33 S35 S37
Y曲率半径 43.3299 -20.7986 43.3299
コーニック定数(K) 0.784834378 -3.517637827 0.784834378
4次の係数(A) -4.89548E-07 -1.03308E-05 -4.89548E-07
6次の係数(B) -6.28825E-09 3.81030E-08 -6.28825E-09
8次の係数(C) 1.27262E-11 -5.78676E-11 1.27262E-11
10次の係数(D) -8.63796E-15 5.74521E-14 -8.63796E-15
12次の係数(E) 2.12690E-18 2.12690E-18

また、第２形態の投写光学系３Ａの最大物体高、Ｆナンバー、投写角度、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、第１形態の投写光学系３Ａの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。ＦナンバーはＦＮＯで示す。投写角度は、第２投写角度θ２であり、単位はｄｅｇである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 11.7
ＦＮＯ 2.2
投写角度 70.9
TR（0.59”16:9LV) 0.304

（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。また、投写光学系３Ａは、縮小側から順に、第１入射面４１と、第１反射面４２と、第１射出面４３と、を有する第１光学素子３３と、縮小側から順に、第２入射面４６と、第２反射面４７と、第２射出面４８と、を有する第２光学素子３４と、を有し、第２光学系３２には、第１光学素子３３、または第２光学素子３４の一方が交換可能に配置される。また、投写光学系３Ａは、第１光学素子３３、または第２光学素子３４の一方を、第２光学系３２に選択的に配置する配置機構６０を備える。

従って、本例の投写光学系３Ａは、第２光学系３２に第１光学素子３３および第２光学素子３４のいずれが選択された場合でも、反射面で反射した光束を、射出面で屈折させることができる。よって、第２光学系が、反射面のみを備える場合と比較して、投写光学系の投写距離を短くすることが容易である。言い換えれば、本例の投写光学系３Ａは、第２光学系が反射面のみを備える場合と比較して、投写光学系を短焦点化することができる。

また、本例では、第２光学系３２に第１光学素子３３が配置された場合の投写角度を第１投写角度θ１とし、第２光学系３２に第２光学素子３４が配置された場合の投写角度を第２投写角度θ２とした場合に、第１投写角度θ１と第２投写角度θ２とは相違する。すなわち、本例では、第２光学系３２に第１光学素子３３を選択した場合と、第２光学素子３４を選択した場合とで、投写光学系３Ａの投写角度を変化させることができる。ここで、従来は、投写角度を変えるためには、投写光学系の全体を交換する必要があった。これに対して、本例の投写光学系３Ａによれば、予め備える２つの第２光学系３２を選択的に配置するだけで、投写角度を変更できる。よって、レンズ交換のコストを抑制しながら、プロジエクターの投写角度を変更できる。

さらに、本例では、第２光学系３２に第１光学素子３３を選択した場合でも、第２光学素子３４を選択した場合でも、第１光学系３１は共通である。すなわち、第１光学系は１つである。従って、投写角度の変更にかかるコストを抑制できる。

また、第１形態の投写光学系３Ａにおいて、第１光学素子３３は拡大側に突出する凸形状の第１射出面４３を備えるので、第１射出面４３において光束を屈折させることができる。従って、拡大側結像面であるスクリーンＳと共役となる中間像３５が、第１反射面４２の第２光軸Ｍ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３５の拡大側に位置する第１反射面４２が大型化することを抑制できる。同様に、第２形態の投写光学系３Ａにおいて、第２光学素子３４は拡大側に突出する凸形状の第２射出面４８を備えるので、第２射出面４８において光束を屈折させることができる。従って、拡大側結像面であるスクリーンＳと共役となる中間像３５が、第２反射面４７の第２光軸Ｍ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３５の拡大側に位置する第２反射面４７が大型化することを抑制できる。

また、第１光学素子３３では、第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３が、第１反射面４２の第２光軸Ｍを回転軸として回転対称な形状を備える。従って、第１光学素子３３の製造が容易である。また、第１光学素子３３が回転対称な形状を備えるので、第１光学素子３３が回転対称な形状ではない場合と比較して、製造時における第１光学素子３３の歩留まりが向上する。同様に、第２光学素子３４では、第２入射面４６、第２反射面４７、および第２射出面４８が、第２反射面４７の第２光軸Ｍを回転軸として回転対称な形状を備える。従って、第２光学素子３４の製造が容易である。また、第２光学素子３４が回転対称な形状を備えるので、第２光学素子３４が回転対称な形状ではない場合と比較して、製造時における第２光学素子の歩留まりが向上する。

ここで、第２光学系３２に第１光学素子３３を選択した場合でも、第２光学素子３４を選択した場合でも、第２光学系３２の瞳Ｐ（第１瞳Ｐ１および第２瞳Ｐ２）は、第１反射面４２および第２反射面４７の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜している。従って、第２光学系３２の瞳Ｐが仮想垂直線Ｖと平行な場合と比較して、スクリーンＳの上方Ｙ１の周辺部の光量が低下することを抑制できる。すなわち、瞳Ｐが仮想垂直線Ｖに対して傾斜すれば、瞳Ｐが仮想垂直線Ｖと平行な場合と比較して、スクリーンＳの上部へ達する光束Ｆ１の光量が多くなる。また、スクリーンＳの上部へ達する光束Ｆ１の光量が多くなれば、スクリーンＳの下部へ達する光束Ｆ３の光量との差が小さくなる。従って、スクリーンＳの上部の周辺部の光量が、下部と比較して低下することを抑制できる。

さらに、本例では、第１光学素子３３において、中間像３５の縮小側に位置する第１入射面４１が非球面なので、中間像３５での収差の発生を抑制できる。また、第１光学素子３３の第１反射面４２、および第１射出面４３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。同様に、第２光学素子３４において、中間像３５の縮小側に位置する第２入射面４６が非球面なので、中間像３５での収差の発生を抑制できる。また、第２光学素子３４の第２反射面４７、および第２射出面４８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、本例では、第１光学素子３３の第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３の形状と、第２光学素子３４の第２入射面４６、第２反射面４７、および第２射出面４８のそれぞれの形状とが、互いに相違する。従って、第１光学素子３３と第２光学素子３４とを選択的に配置したときに、投写光学系の投写角度を変更することが容易である。

さらに、本例では、第１光学素子３３において、第１反射面４２で反射された第１光束の主光線が第１射出面４３に入射する第１入射角度は、第２光学素子３４において、第２反射面４７で反射された第２光束の主光線が第２射出面４８に入射する第２入射角度よりも大きい。このように配置することにより、第１形態の投写光学系３Ａの第１投写角度θ１を、第２形態の投写光学系の第２投写角度θ２よりも大きくすることが可能となる。

図１０は、第１形態の投写光学系３Ａの拡大側のＭＴＦを示す図である。図１１は、第２形態の投写光学系３Ａの拡大側のＭＴＦを示す図である。図１０、図１１において、横軸は空間周波数であり、縦軸はコントラスト再現比である。図１０、図１１において、黒色のグラフは、タンジェンシャル光線（T）を示し、灰色のグラフは、ラジアル光線（R）を示す。また、タンジェンシャル光線（T）およびラジアル光線（R）のそれぞれにおいて、実線は、光束Ｆ１であり、間隔の長い破線は、光束Ｆ２であり、破線は、光束Ｆ３である。図１０、図１１に示すように、本例の投写光学系３Ａは、高い解像度を有する。

（実施例２）
図１２は、実施例２の第１形態の投写光学系３Ｂの全体を模式的に表す光線図である。図１３は、実施例２の投写光学系３Ｂの第１形態の光線図である。図１４は、実施例２の投写光学系３Ｂの第１形態の第２光学系の光線図である。図１５は、実施例２の第２形態の投写光学系３Ｂの全体を模式的に表す光線図である。図１６は、実施例２の第２形態の投写光学系３Ｂの光線図である。図１７は、実施例２の投写光学系３Ｂの第２光学系の光線図である。

図１２に示すように、第１形態の投写光学系３Ｂは、広角投影が可能である。すなわち、第１形態の投写光学系３Ｂが最終像をスクリーンＳに投写する投写角度である第１投写角度θ１は、比較的、広い。図１２および図１５では、本例の投写光学系３ＢからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１〜Ｆ３により模式的に示す。光束Ｆ１は最も像高が低い位置に達する光束である。光束Ｆ３は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２は光束Ｆ１と光束Ｆ３との間の位置に達する光束である。ここで、投写角度とは、第１光学系３１の第１光軸Ｎと光束Ｆ３の最外郭の光線とが成す角度である。

（実施例２の第１形態）
第１形態の投写光学系３Ｂは、図１２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、複数枚のレンズを備える屈折光学系である。第２光学系３２は第１光学素子３３からなる。第１光学素子３３は、縮小側から順に、第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３を有する。第１入射面４１は、縮小側に突出する凸形状である。第１反射面４２は凹形状を備える。第１射出面４３は、拡大側に突出する凸形状である。第２光学系３２を構成する第１光学素子３３は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ上に配置される。本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎと第１光学素子３３の第１反射面４２の第２光軸Ｍとは一致する。

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。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎに垂直な面内に、第１光軸Ｎに対して一方側に投写画像を形成する。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。第１光学系３１と第１光学素子３３の第１反射面４２との間には、縮小側結像面と共役な中間像３５が結像される。中間像３５は拡大側結像面とも共役である。本例では、中間像３５は、第１光学素子３３の内側に形成される。すなわち、中間像３５は、第１光学素子３３の第１入射面４１と第１反射面４２との間に形成される。

本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎ、および、第１光学素子３３の第１反射面４２の第２光軸Ｍは、Ｚ軸方向に延びる。図１２、図１３、図１４は、ＹＺ平面上の光線図である。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に投写画像を形成する。

図１３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Ｌ７とレンズＬ８との間には、絞りＯが配置されている。

図１４に示すように、第１光学素子３３は、第１反射面４２の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、第１入射面４１、第１射出面４３および第１反射面４２の設計上の光軸である。第１入射面４１および第１反射面４２は、第１反射面４２の第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置し、第１射出面４３は、第１反射面４２の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。本例では、第１光学素子３３の第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３は、第１反射面４２の第２光軸Ｍを回転軸として回転対称な形状を備える。従って、第１入射面４１と第１射出面４３とは回転対称な形状を備える。第１光学素子３３の第１入射面４１、第１反射面４２および第１射出面４３は、いずれも非球面である。第１反射面４２は、第１光学素子３３の第１入射面４１とは反対側の面に設けた反射コーティング層である。なお、各非球面は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。

図１４に示すように、第２光学系３２の第１瞳Ｐ１は、第１光学素子３３の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の第１瞳Ｐ１は、第１射出面４３の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定される。第１瞳Ｐ１は、ＹＺ平面上で第１反射面４２の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。

（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。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第１入射面、第１反射面、および第１射出面の符号である。レンズ、第１入射面、第１反射面、および第１射出面に対応しない面番号のデータはダミーデータである。Ｒは曲率半径である。Ｄは軸上面間隔である。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。

符号面番号形状 R D 硝材屈折/反射 C
18 0 球無限 8.4859 屈折 0.0000
19 1 球無限 30.1506 SBSL7_OHARA 屈折 13.0791
2 球無限 5.0143 屈折 16.2353
3 球無限 0.0000 屈折 17.0378
4 球無限 0.0000 屈折 17.0378
5 球無限 0.0000 屈折 17.0378
L1 6 球 208.6545 5.2079 846663.2378 屈折 17.1508
7 球 -50.8988 0.1000 屈折 17.2211
L2 8 球 36.8543 14.2150 454294.8218 屈折 15.6673
L3 9 球 -22.5903 1.0000 843402.2598 屈折 13.8362
10 球 236.0866 0.1390 屈折 13.5990
L4 11 球 33.8621 11.1910 459927.8531 屈折 13.5407
L5 12 球 -25.9849 2.8206 845715.2419 屈折 12.7904
13 球 36.1675 5.2726 屈折 12.8547
L6 14 球 86.7155 5.7825 845955.238 屈折 14.4698
15 球 -36.4831 0.1000 屈折 14.6412
L7 16 球 -64.8378 3.7957 454002.8399 屈折 14.3829
17 球 -28.2734 17.7527 屈折 13.5002
O1 18 球無限 2.5268 屈折 9.3221
L8 19 球 -23.2500 2.1606 737187.5312 屈折 10.5361
20 球 -29.1624 6.0204 屈折 11.2691
L9 21 球 46.1866 13.7216 666888.3032 屈折 13.5509
L10 22 球 -15.4811 1.0000 845175.2515 屈折 13.5566
23 球 -45.4883 0.1000 屈折 14.5996
L11 24 球 -46.5394 5.1285 437001.951 屈折 14.6009
25 球 -21.2061 0.2919 屈折 14.7583
L12 26 球 -29.2680 16.4379 834702.4273 屈折 13.8241
27 球 51.7480 9.0958 屈折 15.7392
L13 28 非球面 32.1031 6.0001 E48R_ZEON 屈折 20.7662
29 非球面 60.7245 13.9914 屈折 20.7662
L14 30 非球面 -228.1519 6.0001 E48R_ZEON 屈折 22.0626
31 非球面 -1050.9549 2.6027 屈折 23.5701
32 球無限 0.0000 屈折 22.4862
41 33 非球面 42.9433 39.2342 Z330R_ZEON 屈折 22.0519
34 球無限 0.0000 Z330R_ZEON 屈折 18.5297
42 35 非球面 -15.4921 0.0000 Z330R_ZEON 反射 18.7876
36 球無限 -39.2342 Z330R_ZEON 屈折 33.9454
43 37 非球面 42.9433 -110.0018 屈折 33.4079
38 球無限 -95.0015 屈折 518.8422
39 球無限 -301.0048 屈折 877.1733
S 40 球無限 0.0000 屈折 2012.5172

各非球面の非球面係数は以下のとおりである。

面番号 S28 S29 S30 S31
Y曲率半径 32.1031 60.7245 -228.1519 -1050.9549
コーニック定数(K) -0.441757802 -25.25718891 90 0
4次の係数(A) -2.89277E-05 -3.89388E-05 -3.37813E-05 -5.64772E-05
6次の係数(B) 4.17176E-08 3.85256E-08 -3.39553E-08 5.64604E-08
8次の係数(C) -5.83352E-11 -3.28917E-11 7.47850E-11 -4.30075E-11
10次の係数(D)
12次の係数(E)

面番号 S33 S35 S37
Y曲率半径 42.9433 -15.4921 42.9433
コーニック定数(K) 0.508272266 -3.277192413 0.508272266
4次の係数(A) -2.53066E-06 -9.22878E-06 -2.53066E-06
6次の係数(B) -5.39889E-10 3.33646E-08 -5.39889E-10
8次の係数(C) 5.51895E-12 -4.61597E-11 5.51895E-12
10次の係数(D) -5.67337E-15 3.44417E-14 -5.67337E-15
12次の係数(E) 1.96436E-18 1.96436E-18

また、第１形態の投写光学系３Ｂの最大物体高、Ｆナンバー、投写角度、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、第１形態の投写光学系３Ｂの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。ＦナンバーはＦＮＯで示す。投写角度は、第１投写角度θ１であり、単位はｄｅｇである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 11.7
ＦＮＯ 1.880
投写角度 75.3
TR（0.59”16:9LV) 0.230

（実施例２の第２形態）
図１２および図１５に示すように、第２形態の投写光学系３Ｂが最終像をスクリーンＳに投写する投写角度である第２投写角度θ２は、第１形態の投写光学系３Ｂが最終像をスクリーンＳに投写す第１投写角度θ１と比較して、狭い。

第２形態の投写光学系３Ｂ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２光学系３２は第２光学素子３４からなる。第２光学素子３４は、縮小側から順に、第２入射面４６、第２反射面４７、および第２射出面４８を有する。第２入射面４６は、縮小側に突出する凸形状である。第２反射面４７は凹形状を備える。第２射出面４８は、拡大側に突出する凸形状である。第２光学系３２を構成する第２光学素子３４は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ上に配置される。本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎと第２反射面４７の第２光軸Ｍとは一致する。第１光学系３１は、第１形態の投写光学系と同一である。液晶パネル１８の配置も第１形態の投写光学系と同一である。

図１７に示すように、第２光学素子３４は、第２反射面４７の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、第２入射面４６、第２射出面４８および第２反射面４７の設計上の光軸である。第２入射面４６および第２反射面４７は、第２反射面４７の第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置し、第２射出面４８は、第２反射面４７の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。本例では、第２光学素子３４の第２入射面４６、第２反射面４７、および第２射出面４８は、第２反射面４７の第２光軸Ｍを回転軸として回転対称な形状を備える。従って、第２入射面４６と第２射出面４８とは回転対称な形状を備える。第２光学素子３４の第２入射面４６、第２反射面４７および第２射出面４８は、いずれも非球面である。第２反射面４７は、第２光学素子３４の第２入射面４６とは反対側の面に設けた反射コーティング層である。なお、各非球面は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。

図１８は、第１光学素子３３と第２光学素子３４との形状の相違の説明図である。図１８では、第１光学素子３３と第２光学素子３４とを重ねた場合を示す。図１８に示すように、第１光学素子３３の第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３の形状と、第２光学素子３４の第２入射面４６、第２反射面４７、および第２射出面４８のそれぞれの形状とが、互いに相違する。すなわち、第２光学素子３４の第２入射面４６の非球面形状は、第１光学素子３３の第１入射面４１と相違する。第２光学素子３４の第２反射面４７の非球面形状は、第１光学素子３３の第１反射面４２と相違する。第２光学素子３４の第２射出面４８の非球面形状は、第１光学素子３３の第１射出面４３と相違する。また、第１光学素子３３において、第１反射面４２で反射された第１光束の主光線が第１射出面４３に入射する第１入射角度は、第２光学素子３４において、第２反射面４７で反射された第２光束の主光線が第２射出面４８に入射する第２入射角度よりも大きい。

図１７に示すように、第２光学系３２の第２瞳Ｐ２は、第２光学素子３４の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の第２瞳Ｐ２は、第２射出面４８の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定されるものである。第２瞳Ｐ２は、ＹＺ平面上で第２反射面４７の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。

（レンズデータ）
第２形態の投写光学系３Ｂでは、第１光学系３１のレンズＬ１４と第２光学素子３４との軸上面間距離である第２距離と、第１形態の投写光学系３Ｂの第１光学系３１のレンズＬ１４と第１光学素子３３との軸上面間距離である第１距離と、が相違する。すなわち、本例の投写光学系３Ｂでは、配置機構６０は、第１光学素子３３と第２光学素子３４とを、第１光学系３１の第１光軸Ｎ上において、異なる位置に配置する。また、第２形態の投写光学系３Ｂでは、フォーカシングのために、第１光学系３１の最も拡大側に位置する第１レンズであるレンズＬ１４と、レンズＬ１４よりも縮小側に位置する第２レンズであるレンズＬ１３を第１光学系３１の第１光軸Ｎ上で移動させている。すなわち、本例の投写光学系３Ｂでは、第２光学系３２に第２光学素子３４を配置した場合と、第２光学系３２に第１光学素子３３を配置した場合とでは、レンズＬ１４とレンズＬ１３との間の距離は、相違する。第２形態の投写光学系３Ｂのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第２入射面、第２反射面、および第２射出面の符号である。レンズ、第２入射面、第２反射面、および第２射出面に対応しない面番号のデータはダミーデータである。Ｒは曲率半径である。Ｄは軸上面間隔である。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。

符号面番号形状 R D 硝材屈折/反射 C
18 0 球無限 8.4859 屈折 0.0000
19 1 球無限 30.1506 SBSL7_OHARA 屈折 13.0791
2 球無限 5.0143 屈折 16.2353
3 球無限 0.0000 屈折 17.0378
4 球無限 0.0000 屈折 17.0378
5 球無限 0.0000 屈折 17.0378
L1 6 球 208.6545 5.2079 846663.2378 屈折 17.1508
7 球 -50.8988 0.1000 屈折 17.2211
L2 8 球 36.8543 14.2150 454294.8218 屈折 15.6673
L3 9 球 -22.5903 1.0000 843402.2598 屈折 13.8362
10 球 236.0866 0.1390 屈折 13.5990
L4 11 球 33.8621 11.1910 459927.8531 屈折 13.5407
L5 12 球 -25.9849 2.8206 845715.2419 屈折 12.7904
13 球 36.1675 5.2726 屈折 12.8547
L6 14 球 86.7155 5.7825 845955.238 屈折 14.4698
15 球 -36.4831 0.1000 屈折 14.6412
L7 16 球 -64.8378 3.7957 454002.8399 屈折 14.3829
17 球 -28.2734 17.7527 屈折 13.5002
O 18 球無限 2.5268 屈折 9.3221
L8 19 球 -23.2500 2.1606 737187.5312 屈折 10.5361
20 球 -29.1624 6.0204 屈折 11.2691
L9 21 球 46.1866 13.7216 666888.3032 屈折 13.5509
L10 22 球 -15.4811 1.0000 845175.2515 屈折 13.5566
23 球 -45.4883 0.1000 屈折 14.5996
L11 24 球 -46.5394 5.1285 437001.951 屈折 14.6009
25 球 -21.2061 0.2919 屈折 14.7583
L12 26 球 -29.2680 16.4379 834702.4273 屈折 13.8241
27 球 51.7480 0.1000 屈折 15.7392
L13 28 非球面 32.1031 6.0001 E48R_ZEON 屈折 20.7662
29 非球面 60.7245 16.9807 屈折 20.7662
L14 30 非球面 -228.1519 6.0001 E48R_ZEON 屈折 22.0626
31 非球面 -1,050.9549 0.1000 屈折 23.5701
32 球無限 0.0000 屈折 22.4862
46 33 非球面 30.7020 39.2342 Z330R_ZEON 屈折 22.0519
34 球無限 0.0000 Z330R_ZEON 屈折 18.5297
47 35 非球面 -21.7497 0.0000 Z330R_ZEON 反射 18.7876
36 球無限 -39.2342 Z330R_ZEON 屈折 33.9454
48 37 非球面 30.7020 -110.0018 屈折 33.4079
38 球無限 -95.0015 屈折 518.8422
39 球無限 -301.0048 屈折 877.1733
S 40 球無限 0.0000 屈折 2012.5172

面番号 S33 S35 S37
Y曲率半径 30.7020 -21.7497 30.7020
コーニック定数(K) 0.173779984 -1.706904246 0.173779984
4次の係数(A) -7.93334E-07 5.52070E-06 -7.93334E-07
6次の係数(B) -3.68186E-08 9.66595E-09 -3.68186E-08
8次の係数(C) 9.63890E-11 -2.00040E-11 9.63890E-11
10次の係数(D) -9.94669E-14 2.37406E-14 -9.94669E-14
12次の係数(E) 3.65376E-17 3.65376E-17

また、第２形態の投写光学系３Ｂの最大物体高、Ｆナンバー、投写角度、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、第２形態の投写光学系３Ｂの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。ＦナンバーはＦＮＯで示す。投写角度は、第２投写角度θ２であり、単位はｄｅｇである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 11.7
ＦＮＯ 1.880
投写角度 64.5
TR（0.59”16:9LV) 0.419

（作用効果）
本例においても、実施例１の投写光学系と同様の作用効果を得ることができる。

図１９は、第１形態の投写光学系３Ｂの拡大側のＭＴＦを示す図である。図２０は、第２形態の投写光学系３Ｂの拡大側のＭＴＦを示す図である。図１９、図２０において、横軸は空間周波数であり、縦軸はコントラスト再現比である。図１９、図２０に示すように、本例の投写光学系３Ｂは、高い解像度を有する。

（実施例３）
図２１は、実施例３の第１形態の投写光学系３Ｃの全体を模式的に表す光線図である。図２２は、実施例２の投写光学系３Ｃの第１形態の光線図である。図２３は、実施例３の投写光学系３Ｃの第１形態の第２光学系の光線図である。図２４は、実施例３の第２形態の投写光学系３Ｃの全体を模式的に表す光線図である。図２５は、実施例３の第２形態の投写光学系３Ｃの光線図である。図２６は、実施例３の投写光学系３Ｃの第２形態の第２光学系の光線図である。

図２１に示すように、第１形態の投写光学系３Ｃは、広角投影が可能である。すなわち、第１形態の投写光学系３Ｃが最終像をスクリーンＳに投写する投写角度である第１投写角度θ１は、比較的広い。図２１および図２４では、本例の投写光学系３ＣからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１〜Ｆ３により模式的に示す。光束Ｆ１は最も像高が低い位置に達する光束である。光束Ｆ３は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２は光束Ｆ１と光束Ｆ３との間の位置に達する光束である。ここで、投写角度とは、第１光学系３１の第１光軸Ｎと光束Ｆ３の最外郭の光線とが成す角度である。

（実施例３の第１形態）
第１形態の投写光学系３Ｃ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、複数枚のレンズを備える屈折光学系である。第２光学系３２は第１光学素子３３からなる。第１光学素子３３は、縮小側から順に、第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３を有する。第１入射面４１は、縮小側に突出する凸形状である。第１反射面４２は凹形状を備える。第１射出面４３は、拡大側に突出する凸形状である。第２光学系３２を構成する第１光学素子３３は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ上に配置される。本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎと第１光学素子３３の第１反射面４２の第２光軸Ｍとは一致する。

投写光学系３Ｃ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Ｎに垂直な面内に、第１光軸Ｎに対して一方側に投写画像を形成する。投写光学系３Ｃの拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。第１光学系３１と第１光学素子３３の第１反射面４２との間には、縮小側結像面と共役な中間像３５が結像される。中間像３５は拡大側結像面とも共役である。本例では、中間像３５は、第１光学素子３３の内側に形成される。すなわち、中間像３５は、第１光学素子３３の第１入射面４１と第１反射面４２との間に形成される。

本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎ、および、第１光学素子３３の第１反射面４２の第２光軸Ｍは、Ｚ軸方向に延びる。図２１、図２２、図２３は、ＹＺ平面上の光線図である。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に投写画像を形成する。

図２１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Ｌ７とレンズＬ８との間には、絞りＯが配置されている。

図２３に示すように、第１光学素子３３は、第１反射面４２の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、第１入射面４１、第１射出面４３および第１反射面４２の設計上の光軸である。第１入射面４１および第１反射面４２は、第１反射面４２の第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置し、第１射出面４３は、第１反射面４２の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。第１光学素子３３の第１入射面４１、第１反射面４２および第１射出面４３は、いずれも非球面である。第１反射面４２は、第１光学素子３３の第１入射面４１とは反対側の面に設けた反射コーティング層である。なお、各非球面は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。

図２３に示すように、第２光学系３２の第１瞳Ｐ１は、第１光学素子３３の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の第１瞳Ｐ１は、第１射出面４３の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定される。第１瞳Ｐ１は、ＹＺ平面上で第１反射面４２の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。

（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。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第１入射面、第１反射面、および第１射出面の符号である。レンズ、第１入射面、第１反射面、および第１射出面に対応しない面番号のデータはダミーデータである。Ｒは曲率半径である。Ｄは軸上面間隔である。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。

符号面番号形状 R D 硝材屈折/反射 C
18 0 球無限 5.0771 屈折 0.0000
19 1 球無限 21.5089 SBSL7_OHARA 屈折 8.2832
2 球無限 3.0000 屈折 11.8012
3 球無限 0.0000 屈折 12.5595
4 球無限 0.0000 屈折 12.5595
5 球無限 0.0000 屈折 12.5595
L1 6 球 41.7981 5.3869 454494.8186 屈折 13.0910
7 球 -22.2835 0.1000 屈折 13.0364
L2 8 球 54.2754 5.0410 451333.7958 屈折 11.4965
L3 9 球 -17.1845 1.0000 836974.3715 屈折 11.7006
10 球 -52.9270 0.1000 屈折 11.7951
L4 11 球 47.9808 4.5785 449429.8119 屈折 11.3586
L5 12 球 -17.2585 1.0000 836389.3853 屈折 11.5883
13 球 -421.1997 0.1070 屈折 11.9083
L6 14 球 63.7304 2.3863 846663.2378 屈折 8.4268
15 球 -108.4486 0.1539 屈折 12.0087
L7 16 球 -74.2437 2.5285 445852.8468 屈折 12.0373
17 球 -24.0570 8.6940 屈折 12.0172
O 18 球無限 14.8700 屈折 6.4426
L8 19 球 -12.0396 1.0000 754999.5232 屈折 8.1861
20 球 -15.1143 8.3927 屈折 8.8321
L9 21 球 20.7081 6.3849 632937.3259 屈折 9.0259
L10 22 球 -17.4743 1.0000 846630.2381 屈折 15.7341
23 球 22.2176 1.3175 屈折 11.5123
L11 24 球 51.7320 6.4418 705847.283 屈折 10.8155
25 球 -14.8667 0.1000 屈折 10.9572
L12 26 球 -15.5940 1.0000 754950.5233 屈折 10.8132
27 球 -164.6925 0.1000 屈折 12.1253
L13 28 非球面 15.7262 3.8897 E48R_ZEON 屈折 13.7886
29 非球面 21.7673 11.6983 屈折 13.8868
L14 30 非球面 -162.8890 3.5584 E48R_ZEON 屈折 15.7563
31 非球面 19.2386 1.9369 屈折 16.3064
32 球無限 0.0000 屈折 14.8181
41 33 非球面 11.4271 18.6477 Z330R_ZEON 屈折 13.7195
34 球無限 0.0000 Z330R_ZEON 屈折 9.6146
42 35 非球面 -10.9153 0.0000 Z330R_ZEON 反射 10.7700
36 球無限 -9.3261 Z330R_ZEON 屈折 18.0333
37 球無限 0.0000 Z330R_ZEON 屈折 16.5347
38 球無限 -9.3261 Z330R_ZEON 屈折 16.5347
43 39 非球面 22.7753 -65.8130 屈折 15.5849
40 球無限 -56.8385 屈折 285.0512
41 球無限 -180.0883 屈折 498.4798
S 42 球無限 0.0000 屈折 1169.4561

各非球面の非球面係数は以下のとおりである。

面番号 S28 S29 S30 S31
Y曲率半径 15.7262 21.7673 -162.8890 19.2386
コーニック定数(K) -0.34070695 -7.775047152 90 0
4次の係数(A) -1.44445E-04 -1.26419E-04 -4.65331E-05 -3.29684E-04
6次の係数(B) 8.97377E-08 5.74077E-08 -4.32930E-07 5.68427E-07
8次の係数(C) 6.20294E-10 1.51258E-09 1.40636E-09 -8.11882E-10
10次の係数(D)
12次の係数(E)

面番号 S33 S35 S39
Y曲率半径 11.4271 -10.9153 22.7753
コーニック定数(K) -0.407326241 -3.984142888 1.077443753
4次の係数(A) -4.02438E-05 -6.19674E-05 -1.78454E-05
6次の係数(B) -4.67907E-07 8.46203E-07 1.11659E-07
8次の係数(C) 1.27376E-09 -2.18754E-09 4.18094E-10
10次の係数(D) -4.47766E-12 2.01334E-12 -4.22966E-12
12次の係数(E) -5.64150E-16 9.89579E-15

また、第１形態の投写光学系３Ｃの最大物体高、開口数、投写角度、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、第１形態の投写光学系３Ｃの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。開口数はＮＡで示す。投写角度は、第１投写角度θ１であり、単位はｄｅｇである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 7.0
ＮＡ 0.274
投写角度 75.0
TR（0.37”16:9LV) 0.221

（実施例３の第２形態）
図２１および図２４に示すように、第２形態の投写光学系３Ｃの投写方向（第２投写方向）は、第１形態の投写光学系３Ｃの投写方向（第１投写方向）と相違する。すなわち、第２形態の投写光学系３Ｃでは、第２光学系３２から、第１光学系３１とは反対側に向かって光束が投写される。なお、第２形態の投写光学系３Ｃが最終像をスクリーンＳに投写する投写角度である第２投写角度θ２は、第２形態の投写光学系３Ｃが最終像をスクリーンＳに投写する第１投写角度θ１と同一である。

第２形態の投写光学系３Ｃは、図２５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２光学系３２は第２光学素子３４からなる。第２光学素子３４は、縮小側から順に、第２入射面４６、第２反射面４７、第３反射面４９および第２射出面４８を有する。すなわち、第２光学系３２は、第２反射面４７と、第２射出面４８との間の光路上に第３反射面４９を備える。第２反射面４７の第２光軸Ｍに沿った方向において、第３反射面４９は、第２入射面４６と第２反射面４７との間に位置する。また、第２反射面４７の第２光軸Ｍに沿った方向において、第３反射面４９は、第２入射面４６と第２射出面４８との間に位置する。

第２入射面４６は、縮小側に突出する凸形状である。第２反射面４７は凹形状を備える。第３反射面４９は、平面である。すなわち、第３反射面４９は平面ミラーである。第２射出面４８は、拡大側に突出する凸形状である。第２光学系３２を構成する第２光学素子３４は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ上に配置される。本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎと第２反射面４７の第２光軸Ｍとは一致する。第１光学系３１は、第１形態の投写光学系と同一である。液晶パネル１８の配置も第１形態の投写光学系と同一である。

図２６に示すように、第２光学素子３４は、第２反射面４７の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、第２入射面４６、第２射出面４８および第２反射面４７の設計上の光軸である。第２入射面４６および第２反射面４７は、第２反射面４７の第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置し、第３反射面４９および第２射出面４８は、第２反射面４７の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。第２光学素子３４の第２入射面４６、第２反射面４７および第２射出面４８は、いずれも非球面である。第２反射面４７は、第２光学素子３４の第２入射面４６とは反対側の面に設けた反射コーティング層である。第３反射面４９は、第２光学素子３４において、第２光軸Ｍを間に挟んで第２入射面４６とは反対側で第１光学系３１の側を向く平面部に設けた反射コーティング層である。なお、各非球面は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。

図２６に示すように、第２光学系３２の第２瞳Ｐ２は、第２光学素子３４の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の第２瞳Ｐ２は、第２射出面４８の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定される。第２瞳Ｐ２は、ＹＺ平面上で第２反射面４７の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。

（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。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第２入射面、第２反射面、第３反射面および第２射出面の符号である。レンズ、第２入射面、第２反射面、第３反射面および第２射出面に対応しない面番号のデータはダミーデータである。Ｒは曲率半径である。Ｄは軸上面間隔である。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。

符号面番号形状 R D 硝材屈折/反射 C
18 0 球無限 5.0771 屈折 0.0000
19 1 球無限 21.5089 SBSL7_OHARA 屈折 8.2832
2 球無限 3.0000 屈折 11.8012
3 球無限 0.0000 屈折 12.5595
4 球無限 0.0000 屈折 12.5595
5 球無限 0.0000 屈折 12.5595
L1 6 球 41.7981 5.3869 454494.8186 屈折 13.0910
7 球 -22.2835 0.1000 屈折 13.0364
L2 8 球 54.2754 5.0410 451333.7958 屈折 11.4965
L3 9 球 -17.1845 1.0000 836974.3715 屈折 11.7006
10 球 -52.9270 0.1000 屈折 11.7951
L4 11 球 47.9808 4.5785 449429.8119 屈折 11.3586
L5 12 球 -17.2585 1.0000 836389.3853 屈折 11.5883
13 球 -421.1997 0.1070 屈折 11.9083
L6 14 球 63.7304 2.3863 846663.2378 屈折 8.4268
15 球 -108.4486 0.1539 屈折 12.0087
L7 16 球 -74.2437 2.5285 445852.8468 屈折 12.0373
17 球 -24.0570 8.6940 屈折 12.0172
O 18 球無限 14.8700 屈折 6.4426
L8 19 球 -12.0396 1.0000 754999.5232 屈折 8.1861
20 球 -15.1143 8.3927 屈折 8.8321
L9 21 球 20.7081 6.3849 632937.3259 屈折 9.0259
L10 22 球 -17.4743 1.0000 846630.2381 屈折 15.7341
23 球 22.2176 1.3175 屈折 11.5123
L11 24 球 51.7320 6.4418 705847.283 屈折 10.8155
25 球 -14.8667 0.1000 屈折 10.9572
L12 26 球 -15.5940 1.0000 754950.5233 屈折 10.8132
27 球 -164.6925 0.1000 屈折 12.1253
L13 28 非球面 15.7262 3.8897 E48R_ZEON 屈折 13.7886
29 非球面 21.7673 11.6983 屈折 13.8868
L14 30 非球面 -162.8890 3.5584 E48R_ZEON 屈折 15.7563
31 非球面 19.2386 1.9369 屈折 16.3064
32 球無限 0.0000 屈折 14.8181
41 33 非球面 11.4271 18.6477 Z330R_ZEON 屈折 13.7195
34 球無限 0.0000 Z330R_ZEON 屈折 9.6146
42 35 非球面 -10.9153 0.0000 Z330R_ZEON 反射 10.7700
36 球無限 -9.3261 Z330R_ZEON 屈折 18.0333
37 球無限 0.0000 Z330R_ZEON 反射 16.5347
38 球無限 9.3261 Z330R_ZEON 屈折 16.5347
43 39 非球面 22.7753 65.8130 屈折 15.5849
40 球無限 56.8385 屈折 285.0512
41 球無限 180.0883 屈折 498.4798

面番号 S33 S35 S39
Y曲率半径 11.4271 -10.9153 -22.7753
コーニック定数(K) -0.407326241 -3.984142888 1.077443753
4次の係数(A) -4.02438E-05 -6.19674E-05 1.78454E-05
6次の係数(B) -4.67907E-07 8.46203E-07 -1.11659E-07
8次の係数(C) 1.27376E-09 -2.18754E-09 -4.18094E-10
10次の係数(D) -4.47766E-12 2.01334E-12 4.22966E-12
12次の係数(E) -5.64150E-16 -9.89579E-15

また、第２形態の投写光学系３Ｃの最大物体高、開口数、投写角度、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、第２形態の投写光学系３Ｃの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。開口数はＮＡで示す。投写角度は、第２投写角度θ２であり、単位はｄｅｇである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 7.0
ＮＡ 0.274
投写角度 105.0
TR（0.37”16:9LV) -0.221

（作用効果）
本例の投写光学系３Ｃ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。また、第２光学系３２として選択的に配置される第１光学素子３３は、縮小側から順に第１入射面４１、第１反射面４２、および第１射出面４３を備え、第２光学素子３４は、縮小側から順に第２入射面４６、第２反射面４７、第３反射面４９、および第２射出面４８を備える。

従って、本例の投写光学系３Ｃは、第２光学系３２として第１光学素子３３および第２光学素子３４のいずれが選択された場合でも、反射面で反射した光束を、射出面で屈折させることができる。よって、第２光学系が、反射面のみを備える場合と比較して、投写光学系の投写距離を短くすることが容易である。言い換えれば、本例の投写光学系３Ｃは、第２光学系が反射面のみを備える場合と比較して、投写光学系を短焦点化することができる。

ここで、本例では、第１光学素子３３と第２光学素子３４とを入れ替えた場合に、スクリーンＳと第１光軸Ｎとの成す角が同一であるが、投写方向を変更できる。すなわち、本例の投写光学系３Ｃでは、第２光学素子３４は、第２反射面４７と、第２射出面４８との間の光路上に第３反射面４９を備える。これにより、本例の投写光学系３Ｃでは、第１光学素子３３と第２光学素子３４とを入れ替えた場合に、投写方向を変更できる。

ここで、本例では、第２光学系３２に第１光学素子３３を選択した場合でも、第２光学素子３４を選択した場合でも、第１光学系３１は共通である。すなわち、第１光学系３１は１つである。従って、投写方向の変更にかかるコストを抑制できる。

なお、本例では、第１形態と第２形態との間でスクリーンＳと第１光軸Ｎとの成す角が同一であるが、この点を除き、本例においても上記の投写光学系と同一の効果を得ることができる。

図２７は、第１形態の投写光学系３Ｃの拡大側のＭＴＦを示す図である。図２８は、第２形態の投写光学系３Ｃの拡大側のＭＴＦを示す図である。図２７、図２８において、横軸は空間周波数であり、縦軸はコントラスト再現比である。図２７、図２８に示すように、本例の投写光学系３Ｃは、高い解像度を有する。

ここで、上記の実施例１〜３において、投写光学系３は、第１光学素子３３および第２光学素子３４の一方を選択的に配置可能な配置機構６０を備えているが、投写光学系３は、配置機構６０を備えない構成であってもよい。すなわち、投写光学系３は、第１光学素子３３および第２光学素子３４が交換可能であれば、配置機構６０を備えていなくてもよい。

１…プロジェクター、２…画像形成部、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ…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、１７Ｒ…フィールドレンズ、１７Ｇ…フィールドレンズ、１７Ｂ…フィールドレンズ、１８Ｒ…液晶パネル、１８Ｇ…液晶パネル、１８Ｂ…液晶パネル、１８Ｒ…各液晶パネル、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…第１光学素子、３４…第２光学素子、３５…中間像、４１…第１入射面、４２…第１反射面、４３…第１射出面、４６…第２入射面、４７…第２反射面、４８…第２射出面、４９…第３反射面、５０…有効光線範囲、５１…上端光束、５１ａ…上周辺光線、５１ｂ…下周辺光線、５２…下端光束、５２ａ…上周辺光線、５２ｂ…下周辺光線、５３…上側交点、５４…下側交点、６０…配置機構、６１…第１保持部材、６２…第２保持部材、６６…第１移動機構、６６Ａ…第１選択位置、６６Ｂ…第１退避位置、６７…第２移動機構、６７Ａ…第２選択位置、６７Ｂ…第２退避位置、Ｆ１〜Ｆ３…光束、Ｌ１〜Ｌ１４…レンズ、Ｌ２１〜Ｌ２３…接合レンズ、Ｎ…第１光軸、Ｍ…第２光軸、Ｐ１…第１瞳、Ｐ２…第２瞳、Ｓ…スクリーン、Ｖ…仮想垂直線、θ１…第１投写角度、θ２…第２投写角度。

Claims

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、
前記縮小側から順に、第１入射面と、第１反射面と、第１射出面と、を有する第１光学素子と、
前記縮小側から順に、第２入射面と、第２反射面と、第２射出面と、を有する第２光学素子と、を有し、
前記第２光学系には、前記第１光学素子、または前記第２光学素子の一方が交換可能に配置され、
前記第２光学系に前記第１光学素子が配置された場合の投写角度を第１投写角度とし、前記第２光学系に前記第２光学素子が配置された場合の前記投写角度を第２投写角度としたときに、前記第１投写角度と前記第２投写角度とは相違することを特徴とする投写光学系。
前記第１光学系は、前記第２光学系に前記第１光学素子が配置された場合と、前記第２光学系に前記第２光学素子が配置された場合で共通であることを特徴とする請求項１に記載の投写光学系。
前記第１光学素子、または前記第２光学素子の一方を、前記第２光学系に選択的に配置する配置機構を備え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。
前記配置機構は、前記第２光学系に前記第１光学素子を配置する場合には、前記第１光学系と前記第１光学素子との軸上面間距離を第１距離とし、前記第２光学系に前記第２光学素子を配置する場合には、前記第１光学系と前記第２光学素子との軸上面間距離を前記第１距離とは相違する第２距離とすることを特徴とする請求項３に記載の投写光学系。
前記第１反射面と、前記第２反射面とは、形状が相違することを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１射出面と、前記第２射出面とは、形状が相違することを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１入射面と、前記第２入射面とは、形状が相違することを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１光学系は、前記第１光学系の最も前記拡大側に位置する第１レンズと、前記第１レンズよりも前記縮小側に位置する第２レンズとを備え、前記第１レンズと前記第２レンズとの間の距離は、前記第２光学系に前記第１光学素子を配置する場合と、前記第２光学系に前記第２光学素子を配置する場合とで異なることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１反射面は、凹形状であることを特徴とする請求項１から８のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２反射面は、凹形状であることを特徴とする請求項１から９のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１射出面は、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１０のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２射出面は、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１１のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１入射面は、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１２のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２入射面は、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１３のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１入射面および前記第１反射面は、前記第１反射面の光軸に対して一方側に位置し、
前記第１射出面は、前記第１反射面の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から１４のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２入射面および前記第２反射面は、前記第２反射面の光軸に対して一方側に位置し、
前記第２射出面は、前記第２反射面の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から１５のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１反射面は、非球面であることを特徴とする請求項１から１６のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
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１７のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１射出面は、非球面であることを特徴とする請求項１から１８のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２射出面は、非球面であることを特徴とする請求項１から１９のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１入射面は、非球面であることを特徴とする請求項１から２０のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２入射面は、非球面であることを特徴とする請求項１から２１のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２光学素子は、前記第２反射面と、前記第２射出面との間の光路上に第３反射面を備えることを特徴とする請求項１から２２のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２光学系に前記第１光学素子を配置する場合に前記第１射出面から投写される光束の第１投写方向と、前記第２光学系に前記第２光学素子を配置する場合に前記第２射出面から投写される光束の第２投写方向とは、異なることを特徴とする請求項２３に記載の投写光学系。
前記第２投写方向は、前記第１光学系の光軸に沿った方向で前記第１投写方向とは反対側を向いていることを特徴とする請求項２４に記載の投写光学系。
前記第１入射面、前記第１反射面、および前記第１射出面は、前記第１反射面の光軸を回転軸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２５のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２入射面、前記第２反射面、および前記第２射出面は、前記第２反射面の光軸を回転軸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２６のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第１反射面の光軸と直交する軸を第１軸とすると、
前記第１射出面の有効光線範囲の前記第１軸方向の上端を通過する上端光束の上周辺光線および前記有効光線範囲の前記第１軸方向の下端を通過する下端光束の上周辺光線が前記第１光学系の光軸および前記第１反射面の光軸を含む平面上で交差する上側交点と、前記上端光束の下周辺光線および前記下端光束の下周辺光線が前記平面上で交差する下側交点とを結ぶ第１瞳は、前記平面で前記第１反射面の光軸と垂直な仮想垂直線に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から２７のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２反射面の光軸と直交する軸を第１軸とすると、
前記第２射出面の有効光線範囲の前記第１軸方向の上端を通過する上端光束の上周辺光線および前記有効光線範囲の前記第１軸方向の下端を通過する下端光束の上周辺光線が前記第１光学系の光軸および前記第２反射面の光軸を含む平面上で交差する上側交点と、前記上端光束の下周辺光線および前記下端光束の下周辺光線が前記平面上で交差する下側交点とを結ぶ第２瞳は、前記平面で前記第２反射面の光軸と垂直な仮想垂直線に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から２７のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
前記第２光学系に前記第１光学素子を配置する場合には、前記第１反射面よりも前記縮小側に中間像が結像され、前記第２光学系に前記第２光学素子を配置する場合に前記第２反射面よりも前記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２９のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
請求項１から３０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。