JP5312891B2 - 屈折光学系及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、反射光学系を有する投写光学系の一部を構成する屈折光学系及び投写型映像表示装置に関する。

従来、光源が発する光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光をスクリーン上に投写する投写光学系とを有する投写型映像表示装置が知られている。

ここで、スクリーン上に映像を大きく表示するためには、投写光学系とスクリーンとの間の距離（以下、投写距離）を長くとる必要がある。これに対して、光変調素子から出射される光をスクリーン側に反射する反射ミラーを利用して、投写距離の短縮を図った投写型表示システムが提案されている（例えば、特許文献１）。

ここで、投写距離の短縮を図ると、投写型映像表示装置がスクリーンに近くなり、投写型映像表示装置がユーザの視野に入りやすくなる。従って、スクリーンの上下又は横から斜め投写を行う必要がある。例えば、上述した投写型表示システムでは、光変調素子と投写光学系との位置関係を上下方向にシフトするとともに、反射ミラーとして凹面ミラーを用いることにより、投写距離の短縮と斜め投写とを両立している。

なお、単に、投写距離の短縮を図る技術としては、投写光学系を構成するレンズとして広角レンズを用いる技術も提案されている（例えば、特許文献２）。
特開２００６−２３５５１６号公報 特表２００７−５１３３８４号公報

ところで、反射ミラーを用いる技術では、従来の構成に加えて反射ミラーが追加される。投写光学系を構成するレンズとして広角レンズを用いる技術では、投写光学系を構成するレンズのサイズが従来の構成よりも大きくなる。一方で、持ち運びや配置の自由度を得るために、投写型表示システムの小型化・軽量化が望まれている。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、小型化・軽量化を実現することを可能とする屈折光学系及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

一の特徴に係る屈折光学系は、少なくとも１つの反射ミラーを有する反射光学系を備える投写光学系の一部を構成しており、複数のレンズ群を有する。屈折光学系は、前記複数のレンズ群のうち、前記反射光学系側に設けられた非円形レンズ（例えば、レンズ４１、レンズ４２）と、前記非円形レンズを保持する内壁面（例えば、内壁面２１）を有しており、環状の断面を有する保持具（例えば、前段筐体２０）とを備える。前記非円形レンズは、前記屈折光学系の光軸中心と同じ光軸中心を有しており、かつ、前記屈折光学系の光軸中心を中心とする仮想円領域の一部を構成する非円形形状を有する。前記非円形レンズの光軸中心は、前記内壁面によって構成される円筒の中心軸と異なる。

上述した特徴において、屈折光学系は、前記保持具（例えば、保持具１２０）を保持する内壁面（内壁面２２７）を有しており、環状の断面を有する第１鏡枠（第１鏡枠２２０）と、前記第１鏡枠を保持する内壁面（内壁面３２７）を有しており、環状の断面を有する第２鏡枠（第２鏡枠３２０）とを備える。前記保持具は、前記保持具の内壁面によって構成される円の径方向外側に突出するガイドピン（例えば、ガイドピン１２１Ａ）を有する。前記第１鏡枠は、前記屈折光学系の光軸に沿った向きに延びる直進溝（例えば、直進溝２２１）を有する。前記第２鏡枠は、前記屈折光学系の光軸に対して傾いた向きに延びるカム溝（例えば、カム溝３２１）を有する。前記ガイドピンは、前記直進溝及び前記カム溝に嵌挿される。

上述した特徴において、前記第２鏡枠は、前記第２鏡枠の内壁面によって構成される円の径方向外側に突出する調整具（調整具３２４）を有する。

上述した特徴において、前記非円形レンズは、前記屈折光学系の光軸中心と重ならない位置に設けられている。

上述した特徴において、前記反射ミラーは、凹面ミラーである。

一の特徴に係る投写型映像表示装置は、光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投写する投写光学系とを備える。前記投写光学系は、複数のレンズによって構成される屈折光学系と、少なくとも１つの反射ミラーを有する反射光学系とを備える。前記屈折光学系は、前記複数のレンズのうち、前記反射光学系側に設けられた非円形レンズと、前記非円形レンズを保持する内壁面を有しており、環状の断面を有する保持具とを有する。前記非円形レンズは、前記屈折光学系の光軸中心と同じ光軸中心を有しており、かつ、前記屈折光学系の光軸中心を中心とする仮想円領域の一部を構成する非円形形状を有する。前記非円形レンズの光軸中心は、前記内壁面によって構成される円筒の中心軸と異なる。前記光変調素子は、前記屈折光学系の光軸中心からシフトした位置に設けられる。

本発明によれば、小型化・軽量化を実現することを可能とする屈折光学系及び投写型映像表示装置を提供することができる。

以下において、本発明の実施形態に係る屈折光学系及び投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施形態の概要］
実施形態は、斜め投写を実現する投写型映像表示装置、及び、投写型映像表示装置に設けられる投写光学系に関するものである。投写光学系は、屈折光学系及び反射光学系を有する。屈折光学系において、反射光学系側に設けられたレンズ（非円形レンズ）は、屈折光学系の光軸中心を中心とする仮想円領域の一部を構成する非円形形状を有する。すなわち、非円形レンズは、屈折光学系の光軸中心と同じ光軸中心を有する仮想円形レンズの一部を切り出した形状を有する。

背景技術では、屈折光学系の光軸中心と同じ光軸中心を有する円形レンズ（すなわち、仮想円形レンズ）が用いられていた。これに対して、実施形態では、仮想円形レンズの一部を構成する非円形レンズを用いることによって、非円形レンズを収容する筐体の小型化を図ることができる。また、レンズ重量の軽量化を図ることができる。

［第１実施形態］
（屈折光学系の構成）
以下において、第１実施形態に係る屈折光学系について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、第１実施形態に係る屈折光学系１００を示す図である。

図１に示すように、屈折光学系１００は、映像光生成部（不図示）によって生成された映像光を投写する投写光学系の一部を構成する。投写光学系は、後述する第２実施形態に示すように、屈折光学系１００から出射された光を反射する反射光学系を有する。

具体的には、屈折光学系１００は、映像光生成部に近い側に設けられる後段筐体１０と、映像光生成部から遠い側に設けられる前段筐体２０とを有する。

後段筐体１０は、円筒形状を有する。すなわち、後段筐体１０は、環状の断面を有する。後段筐体１０の断面の中心は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じである。後段筐体１０は、後述するように、円形形状のレンズを収容する。

前段筐体２０は、円筒形状を有する。すなわち、前段筐体２０は、環状の断面を有する。前段筐体２０の中心は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌからシフトしている。前段筐体２０は、後述するように、非円形形状のレンズを収容する。

ここで、前段筐体２０に収容される非円形形状のレンズは、屈折光学系１００の光軸中心Ｌを中心とする仮想的な円形形状のレンズ（以下、仮想円形レンズ）の一部を構成する。仮想円形レンズの径は、映像光を広角投写するために、後段筐体１０に収容される円形形状のレンズの径よりも大きい。

なお、図１に係る点線は、仮想円形レンズを収容可能な前段筐体（以下、仮想前段筐体）を示している。仮想円形レンズの光軸中心は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じである必要がある。従って、仮想前段筐体の断面の中心は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じである。

図２に示すように、後段筐体１０は、円筒形状を有する。すなわち、後段筐体１０は、環状の断面を有する。後段筐体１０は、複数のレンズ群（レンズ３１〜レンズ３４）を有する。

上述したように、レンズ３１〜レンズ３４は、円形形状のレンズである。レンズ３１〜レンズ３４の光軸中心は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じである。レンズ３１〜レンズ３４は、映像光生成部に設けられた光変調素子５４０から出射された光を前段筐体２０に導く。

具体的には、光変調素子５４０は、屈折光学系１００の光軸中心ＬよりもＡ側（図２を参照）にシフトしている。レンズ３１〜レンズ３４は、光変調素子５４０から出射された光を屈折光学系１００の光軸中心ＬよりもＢ側（図２を参照）に導く。これによって、光変調素子５４０から出射された光の斜め投写が実現される。

なお、“Ａ側”及び“Ｂ側”は、上下左右を特に限定するものではない。ここでは、“Ａ側”及び“Ｂ側”は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌを挟んで反対側である旨を説明する用語に過ぎない。

前段筐体２０は、円筒形状を有する。すなわち、前段筐体２０は、Ｘ−Ｘ断面に示すように、環状の断面を有する。前段筐体２０は、複数のレンズ群（レンズ４１及びレンズ４２）を有する。

レンズ４１及びレンズ４２は、非円形形状のレンズである。レンズ４１及びレンズ４２の光軸中心は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じである。レンズ４１及びレンズ４２は、上述したように、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じ光軸中心を有する仮想円形レンズ（仮想円領域）の一部を構成する。

言い換えると、レンズ４１及びレンズ４２は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌからシフトした位置に設けられた有効領域Ｐに相当する非円形形状を有する。有効領域Ｐは、後段筐体１０に収容されたレンズ３１〜レンズ３４から出射された光が通る領域である。

具体的には、レンズ３１〜レンズ３４から出射された光は、屈折光学系１００の光軸中心ＬよりもＢ側（図２を参照）に導かれる。従って、有効領域Ｐは、屈折光学系１００の光軸中心ＬよりもＢ側（図２を参照）にシフトした位置に設けられる。すなわち、レンズ４１及びレンズ４２は、屈折光学系１００の光軸中心ＬよりもＢ側（図２を参照）にシフトした位置に設けられる。

ここで、レンズ４１及びレンズ４２の有効領域Ｐは、投写距離の短縮及び鋭角な斜め投写を図るために、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと重ならない位置に設けられることが好ましい。

なお、前段筐体２０に設けられた各非円形レンズの有効領域Ｐは異なっている。例えば、レンズ４１の有効領域Ｐは、レンズ４２の有効領域Ｐと異なっている。

前段筐体２０は、レンズ４１及びレンズ４２を保持する内壁面２１を有する。前段筐体２０が円筒形状であるため、前段筐体２０の断面において内壁面２１は円を構成する。屈折光学系１００の光軸中心Ｌ（レンズ４１及びレンズ４２）の光軸中心Ｌは、内壁面２１によって構成される円筒の中心軸Ｃと異なっている。具体的には、中心軸Ｃは、光軸中心ＬよりもＢ側（図２を参照）にシフトしている。

第１実施形態では、前段筐体２０は、レンズ４１及びレンズ４２を保持する保持具を構成する。

なお、図２に係る点線は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じ光軸中心を有する仮想円形レンズを示している。仮想前段筐体は、仮想円形レンズを収容しなければならない。上述したように、レンズ４１及びレンズ４２が仮想円形レンズの一部を構成するため、仮想前段筐体よりも前段筐体２０の小型化を図ることができる。

（作用及び効果）
第１実施形態では、レンズ４１及びレンズ４２は、屈折光学系の光軸中心Ｌと同じ光軸中心を有する仮想円形レンズの一部を構成する。従って、仮想円形レンズを仮想前段筐体に収容するケースに比べて、前段筐体２０の小型化を図ることができ、レンズ４１及びレンズ４２の重量の軽量化を図ることができる。

［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。具体的には、変更例１では、前段筐体２０に収容されるレンズ群のうち、少なくとも一部のレンズは、前段筐体２０の内壁面２１に設けられた支持部によって支持される。

（屈折光学系の構成）
以下において、変更例１に係る屈折光学系について、図面を参照しながら説明する。図３及び図４は、変更例１に係る屈折光学系１００を示す図である。

図３及び図４に示すように、前段筐体２０は、レンズ４１及びレンズ４２に代えて、レンズ１４１〜レンズ１４４を有する。前段筐体２０は、レンズ１４１を支持する支持部１４１Ａと、レンズ１４２を支持する支持部１４２Ａと、レンズ１４３を支持する支持部１４３Ａとを有する。なお、レンズ１４４は、前段筐体２０の内壁面２１によって保持される。

Ｙ−Ｙ断面に示すように、レンズ１４１〜レンズ１４４は、レンズ４１及びレンズ４２と同様に、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じ光軸中心を有する仮想円形レンズ（仮想円領域）の一部を構成する。レンズ１４１〜レンズ１４４は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌからシフトした有効領域Ｐに相当する非円形形状を有する。なお、レンズ１４１〜レンズ１４４の光軸中心は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じである。

第１実施形態と同様に、屈折光学系１００の光軸中心Ｌ（レンズ１４１〜レンズ１４４の光軸中心）は、前段筐体２０の内壁面２１によって構成される円筒の中心軸Ｃと異なっている。具体的には、中心軸Ｃは、光軸中心ＬよりもＢ側（図３を参照）にシフトしている。

図４に示すように、支持部１４１Ａ〜支持部１４３Ａは、前段筐体２０の内壁面２１に設けられている。

なお、図３に係る点線は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌと同じ光軸中心を有する仮想円形レンズを示している。上述したように、レンズ１４１〜レンズ１４４が仮想円形レンズの一部を構成するため、前段筐体２０の小型化を図れることに留意すべきである。

ここで、上述したように、前段筐体２０に設けられた各非円形レンズの有効領域Ｐは異なっている。従って、内壁面２１は、前段筐体２０に設けられた複数の非円形レンズのうち、最も大きな有効領域Ｐを有する非円形レンズを収容する円筒を構成する。

（作用及び効果）
変更例１では、第１実施形態と同様に、屈折光学系の光軸中心Ｌと同じ光軸中心を有する仮想円形レンズの一部を構成するレンズ１４１〜レンズ１４４が用いられる。従って、小型化及び軽量化を実現することができる。

変更例１では、レンズ１４１〜レンズ１４３は、前段筐体２０の内壁面２１に設けられた支持部１４１Ａ〜支持部１４３Ａによって支持される。従って、レンズ１４１〜レンズ１４３のサイズが異なっていても、レンズ１４１〜レンズ１４３を前段筐体２０に収容することができる。

［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態の変更例１との相違点について主として説明する。具体的には、変更例２では、前段筐体２０に収容されるレンズ群のうち、少なくとも一部のレンズは、移動可能に構成されている。

（屈折光学系の構成）
以下において、変更例２に係る屈折光学系について、図面を参照しながら説明する。図５は、変更例２に係る屈折光学系１００を示す図である。

図５に示すように、前段筐体２０は、保持具１２０と、第１鏡枠２２０と、第２鏡枠３２０とを有する。

保持具１２０は、Ｚ−Ｚ断面に示すように、環状の断面を有する。保持具１２０は、非円形形状のレンズを保持する内壁面１２７を有する。保持具１２０の断面において内壁面１２７は円を構成する。屈折光学系１００の光軸中心Ｌ（非円形レンズの光軸中心）は、内壁面１２７によって構成される円筒の中心軸Ｃと異なっている。

第１鏡枠２２０は、円筒形状を有する。すなわち、第１鏡枠２２０は、Ｚ−Ｚ断面に示すように、環状の断面を有する。第１鏡枠２２０は、保持具１２０を保持する内壁面２２７を有する。第１鏡枠２２０の断面において内壁面２２７は円を構成する。屈折光学系１００の光軸中心Ｌ（非円形レンズの光軸中心）は、内壁面２２７によって構成される円筒の中心軸Ｃと異なっている。内壁面２２７によって構成される円は、保持具１２０の外周によって構成される円と略同形状であることが好ましい。

第２鏡枠３２０は、円筒形状を有する。すなわち、第２鏡枠３２０は、Ｚ−Ｚ断面に示すように、環状の断面を有する。第２鏡枠３２０は、第１鏡枠２２０を保持する内壁面３２７を有する。第２鏡枠３２０の断面において内壁面３２７は円を構成する。屈折光学系１００の光軸中心Ｌ（非円形レンズの光軸中心）は、内壁面３２７によって構成される円筒の中心軸Ｃと異なっている。内壁面３２７によって構成される円は、第１鏡枠２２０の外周によって構成される円と略同形状であることが好ましい。

図６に示すように、保持具１２０は、保持具１２０Ａ〜保持具１２０Ｃによって構成される。保持具１２０Ａ〜保持具１２０Ｃは、環状形状を有する。保持具１２０Ａは、レンズ１４１（不図示）を保持する内壁面１２７Ａを有する。同様に、保持具１２０Ｂは、レンズ１４２（不図示）を保持する内壁面１２７Ｂを有しており、保持具１２０Ｃは、レンズ１４３（不図示）を保持する内壁面１２７Ｃを有する。

保持具１２０Ａは、内壁面１２７Ａによって構成される円の径方向外側に突出するガイドピン１２１Ａを有する。同様に、保持具１２０Ｂは、内壁面１２７Ｂによって構成される円の径方向外側に突出するガイドピン１２１Ｂを有しており、保持具１２０Ｃは、内壁面１２７Ｃによって構成される円の径方向外側に突出するガイドピン１２１Ｃを有する。

図７に示すように、第１鏡枠２２０は、円筒形状を有する。第１鏡枠２２０は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに沿った向きに延びる複数の直進溝（直進溝２２１、直進溝２２２及び直進溝２２３）を有する。直進溝２２１には、ガイドピン１２１Ａが嵌挿される。同様に、直進溝２２２には、ガイドピン１２１Ｂが嵌挿され、直進溝２２３には、ガイドピン１２１Ｃが嵌挿される。

第１鏡枠２２０は、第１鏡枠２２０の胴体部分よりも、内壁面２２７によって構成される円の径方向外側に張り出した係止部２２４及び係止部２２５を有する。係止部２２４及び係止部２２５は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに沿った方向における第１鏡枠２２０の両端に設けられる。係止部２２４及び係止部２２５は、係止部２２４と係止部２２５との間に第２鏡枠３２０を係止する。

図８に示すように、第２鏡枠３２０は、円筒形状を有する。第２鏡枠３２０は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに対して傾いた向きに延びる複数のカム溝（カム溝３２１、カム溝３２２及びカム溝３２３）を有する。カム溝３２１には、ガイドピン１２１Ａが嵌挿される。同様に、カム溝３２２には、ガイドピン１２１Ｂが嵌挿され、カム溝３２３には、ガイドピン１２１Ｃが嵌挿される。光軸中心Ｌに対するカム溝３２１、カム溝３２２及びカム溝３２３の傾きは異なっていてもよい。

第２鏡枠３２０は、第２鏡枠３２０を回動させるための調整具３２４を有する。調整具３２４は、例えば、内壁面３２７によって構成される円の径方向外側に突出する形状を有する。但し、調整具３２４の形状はこれに限定されるものではない。

図９に示すように、保持具１２０、第１鏡枠２２０及び第２鏡枠３２０によって前段筐体２０が構成される。ガイドピン１２１Ａは、直進溝２２１及びカム溝３２１に嵌挿される。同様に、ガイドピン１２１Ｂは、直進溝２２２及びカム溝３２２に嵌挿され、ガイドピン１２１Ｃは、直進溝２２３及びカム溝３２３に嵌挿される。

調整具３２４を用いて第２鏡枠３２０を回動させると、保持具１２０によって保持された非円形形状のレンズの向きを変えずに、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに沿って保持具１２０が移動する。すなわち、第２鏡枠３２０の回動によって、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに沿ってレンズ１４１〜レンズ１４３が移動する。

なお、保持具１２０Ａは、１対のガイドピン１２１Ａを有していることが好ましい。同様に、保持具１２０Ｂは、１対のガイドピン１２１Ｂを有しており、保持具１２０Ｃは、１対のガイドピン１２１Ｃを有していることが好ましい。

このようなケースでは、第１鏡枠２２０は、ガイドピン１２１Ａに応じて、１対の直進溝２２１を有する。同様に、第１鏡枠２２０は、ガイドピン１２１Ｂに応じて、１対の直進溝２２２を有しており、ガイドピン１２１Ｃに応じて、１対の直進溝２２３を有する。

また、第２鏡枠３２０は、ガイドピン１２１Ａに応じて、１対のカム溝３２１を有する。同様に、第２鏡枠３２０は、ガイドピン１２１Ｂに応じて、１対のカム溝３２２を有しており、ガイドピン１２１Ｃに応じて、１対のカム溝３２３を有する。

（作用及び効果）
変更例２では、第１実施形態と同様に、屈折光学系の光軸中心Ｌと同じ光軸中心を有する仮想円形レンズの一部を構成するレンズ１４１〜レンズ１４４が用いられる。従って、小型化及び軽量化を実現することができる。

ここで、レンズ１４１〜レンズ１４３は非円形形状を有する。従って、ズーム調整やフォーカス調整などのために、レンズ１４１〜レンズ１４３を移動させる際に、レンズ１４１〜レンズ１４３を回転させることができない。

変更例２では、ガイドピン１２１Ａ〜ガイドピン１２１Ｃが直進溝２２１〜直進溝２２３及びカム溝３２１〜カム溝３２３に嵌挿されている。従って、第２鏡枠３２０の回動によって、レンズ１４１〜レンズ１４３を回転させずに、レンズ１４１〜レンズ１４３を移動することができる。

変更例２では、第２鏡枠３２０に調整具３２４が設けられている。従って、第２鏡枠３２０を調整具３２４によって容易に回動することができる。

［変更例３］
以下において、第１実施形態の変更例３について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態の変更例２との相違点について主として説明する。具体的には、変更例３では、保持具１２０の構成が変更例２と異なる。

（屈折光学系の構成）
以下において、変更例３に係る屈折光学系について、図面を参照しながら説明する。屈折光学系１００の構成は、保持具１２０の構成を除いて、変更例２と同様であるため、詳細な説明については省略する。屈折光学系１００は、保持具１２０（保持具１２０Ａ〜保持具１２０Ｃ）に代えて、保持具４２０（保持具４２０Ａ〜保持具４２０Ｃ）を有する。

図１０に示すように、保持具４２０Ａは、保持具１２０Ａと同様に、レンズ１４１を保持する内壁面４２７Ａを有する。保持具４２０Ａは、円筒形状を有する。すなわち、保持具４２０Ａは、環状の断面を有する。

保持具４２０Ａは、内壁面４２７Ａによって構成される円の径方向外側に突出するガイドピン４２１Ａを有する。

図１１に示すように、保持具４２０Ｂは、保持具１２０Ｂと同様に、レンズ１４２を保持する内壁面４２７Ｂを有する。保持具４２０Ｂは、円筒形状を有する。すなわち、保持具４２０Ｂは、環状の断面を有する。

内壁面４２７Ｂの内側に保持具４２０Ａが保持される。内壁面４２７Ｂの内側において保持具４２０Ａ及びレンズ１４２がぶつからないように、光軸中心Ｌにおける保持具４２０Ｂ（内壁面４２７Ｂ）の長さやレンズ１４２の位置が調整されることは勿論である。

保持具４２０Ｂは、内壁面４２７Ｂによって構成される円の径方向外側に突出するガイドピン４２１Ｂを有する。保持具４２０Ｂは、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに沿った向きに延びる直進溝４２３Ｂを有する。直進溝４２３Ｂには、ガイドピン４２１Ａが嵌挿される。

図１２に示すように、保持具４２０Ｃは、保持具１２０Ｃと同様に、レンズ１４３を保持する内壁面４２７Ｃを有する。保持具４２０Ｃは、円筒形状を有する。すなわち、保持具４２０Ｃは、環状の断面を有する。

内壁面４２７Ｃの内側に保持具４２０Ｂが保持される。内壁面４２７Ｃの内側において保持具４２０Ｂ及びレンズ１４３がぶつからないように、光軸中心Ｌにおける保持具４２０Ｃ（内壁面４２７Ｃ）の長さやレンズ１４３の位置が調整されることは勿論である。

保持具４２０Ｃは、内壁面４２７Ｃによって構成される円の径方向外側に突出するガイドピン４２１Ｃを有する。保持具４２０Ｃは、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに沿った向きに延びる直進溝４２２Ｃ及び直進溝４２３Ｃを有する。直進溝４２２Ｃには、ガイドピン４２１Ｂが嵌挿される。直進溝４２３Ｃには、ガイドピン４２１Ａが嵌挿される。

図１３に示すように、第１鏡枠２２０は、変更例２（図７を参照）と同様の構成を有する。また、図１４に示すように、第２鏡枠３２０は、変更例２（図８を参照）と同様の構成を有する。

ここで、前段筐体２０は、保持具４２０Ａ、保持具４２０Ｂ、保持具４２０Ｃ、第１鏡枠２２０及び第２鏡枠３２０によって構成される。保持具４２０Ａ、保持具４２０Ｂ、保持具４２０Ｃ、第１鏡枠２２０、第２鏡枠３２０は、前段筐体２０の内側から、保持具４２０Ａ、保持具４２０Ｂ、保持具４２０Ｃ、第１鏡枠２２０、第２鏡枠３２０の順で設けられる。

なお、ガイドピン４２１Ａは、直進溝４２３Ｂ、直進溝４２３Ｃ、直進溝２２１及びカム溝３２１に嵌挿される。ガイドピン４２１Ｂは、直進溝４２２Ｃ、直進溝２２２及びカム溝３２２に嵌挿される。ガイドピン４２１Ｃは、直進溝２２３及びカム溝３２３に嵌挿される。

変更例２と同様に、調整具３２４を用いて第２鏡枠３２０を回動させると、保持具４２０によって保持された非円形形状のレンズの向きを変えずに、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに沿って保持具４２０が移動する。すなわち、第２鏡枠３２０の回動によって、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに沿ってレンズ１４１〜レンズ１４３が移動する。

（作用及び効果）
変更例３では、変更例２と同様に、レンズ１４１〜レンズ１４３を回転させずに、レンズ１４１〜レンズ１４３を移動することができる。

［変更例４］
以下において、第１実施形態の変更例４について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態の変更例２との相違点について主として説明する。具体的には、変更例４では、保持具には３つのガイドピンが設けられている。

図１５は、変更例４に係る保持具１２０を示す図である。図１５に示すように、保持具１２０は、３つのガイドピン１２１（ガイドピン１２１−１〜ガイドピン１２１−３）を有する。

図１６は、変更例４に係る前段筐体２０の断面を示す図である。図１７は、変更例４に係る前段筐体２０を示す斜視図である。

図１６及び図１７に示すように、第１鏡枠２２０は、保持具１２０に設けられた３つのガイドピン１２１に応じて、３つの直進溝（例えば、直進溝２２２−１〜直進溝２２２−３）を有する。第２鏡枠３２０は、保持具１２０に設けられた３つのガイドピン１２１に応じて、３つのカム溝（例えば、カム溝３２２−１〜カム溝３２２−３）を有する。

ここでは、変更例２との相違点について説明したが、変更例３において、保持具が３つのガイドピンを有していてもよいことは勿論である。すなわち、保持具４２０Ａ〜保持具４２０Ｃに３つのガイドピンが設けられていてもよい。

なお、３つのガイドピンは、保持具１２０の外周において等間隔で設けられることが好ましい。同様に、３つの直進溝は、第１鏡枠２２０の外周において等間隔で設けられており、３つのカム溝は、第２鏡枠３２０の外周において等間隔で設けられていることが好ましい。

（作用及び効果）
変更例４では、保持具１２０に設けられた３つのガイドピン１２１によって、第１鏡枠２２０及び第２鏡枠３２０に保持具１２０が支持される。従って、保持具１２０を安定的に支持しながら移動することができる。

［変更例５］
以下において、第１実施形態の変更例５について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態の変更例２又は変更例３との相違点について主として説明する。具体的には、変更例５では、前段筐体２０は、複数種類のレンズユニットを有する。

（前段筐体の概略）
以下において、変更例５に係る前段筐体の概略について説明する。具体的には、前段筐体２０は、第１レンズユニットと、第２レンズユニットとを有する。

第１レンズユニットは、回動可能に構成されており、例えば、フォーカス調整に用いるユニットである。第１レンズユニットは、非円形レンズを保持しており、第１レンズユニットの回動によって、非円形レンズが移動する。これによって、フォーカス調整が実現される。

ここでは、詳細な説明については省略するが、上述した変更例２又は変更例３と同様に、第１レンズユニットは、直進溝を有する鏡枠及びカム溝を有する鏡枠を有しており、第１レンズユニットの回動によって非円形レンズを回転させずに非円形レンズが移動する。また、第１レンズユニットは、第２レンズユニットと独立して回動可能に構成されている。

第２レンズユニットは、回動可能に構成されており、例えば、ズーム調整に用いるユニットである。第２レンズユニットは、非円形レンズを保持しており、第２レンズユニットの回動によって非円形レンズが移動する。これによって、ズーム調整が実現される。

ここでは、詳細な説明については省略するが、上述した変更例２又は変更例３と同様に、第２レンズユニットは、直進溝を有する鏡枠及びカム溝を有する鏡枠を有しており、第２レンズユニットの回動によって非円形レンズを回転させずに非円形レンズが移動する。また、第２レンズユニットは、第１レンズユニットと独立して回動可能に構成されている。

（鏡枠の構成）
以下において、変更例５に係る鏡枠の構成について、図面を参照しながら説明する。図１８及び図１９は、変更例５に係る第１レンズユニット及び第２レンズユニットに設けられた鏡枠を示す図である。ここでは、第１レンズユニット及び第２レンズユニットに設けられた複数の鏡枠のうち、カム溝が設けられた鏡枠のみについて説明する。

図１８及び図１９に示すように、第１レンズユニットは、カム溝９１１が設けられた鏡枠９１０Ａを有する。一方で、第２レンズユニットは、カム溝９２１〜カム溝９２３が設けられた鏡枠９２０Ａを有する。

ここで、カム溝９１１は、フォーカス調整において非円形レンズを移動するための傾きを有する。カム溝９２１〜カム溝９２３は、ズーム調整において非円形レンズを移動するための傾きを有する。

例えば、変更例２及び変更例３に変更例５を適用するケースを例示すると、前段筐体２０は、新たに第１レンズユニットを備えており、鏡枠９２０Ａとして第２鏡枠３２０を有する第２レンズユニットを備える。

（作用及び効果）
変更例５では、第１レンズユニット及び第２レンズユニットが独立して回動可能に構成される。また、第１レンズユニットは、フォーカス調整において非円形レンズを移動するためのカム溝９１１が設けられた鏡枠９１０Ａを有する。第２レンズユニットは、ズーム調整において非円形レンズを移動するためのカム溝９２１〜カム溝９２３が設けられた鏡枠９２０Ａを有する。

これによって、フォーカス調整及びズーム調整の両立を実現できる。なお、変更例５でも、変更例２や変更例３と同様の効果を奏することは勿論である。

［変更例６］
以下において、第１実施形態の変更例６について、図面を参照しながら説明する。変更例６では、非円形レンズの位置調整の手法について、図２０〜図２４を参照しながら順に説明する。なお、変更例６は、第１実施形態、変更例１〜変更例５のいずれにも適用可能である。

第１に、図２０に示すように、位置決め孔１０１１及び位置決め孔１０１２が非円形レンズ１０１０に形成される。

第２に、図２１に示すように、位置決め孔１０２１及び位置決め孔１０２２が保持具１０２０に形成される。

第３に、図２２に示すように、非円形レンズ１０１０を保持具１０２０に挿し入れて、位置決め孔１０１１及び位置決め孔１０２１を重ね合せるとともに、位置決め孔１０１２及び位置決め孔１０２２を重ね合わせる。続いて、位置決め孔１０１１及び位置決め孔１０２１にピン（不図示）が挿入され、位置決め孔１０１２及び位置決め孔１０２２にピン（不図示）が挿入される。これによって、非円形レンズ１０１０が保持具１０２０に仮止めされる。

第４に、図２３に示すように、保持具１０２０に設けられた押え部品１０３１及び押え部品１０３２によって、非円形レンズ１０１０を保持具１０２０に押し当てる。続いて、非円形レンズ１０１０がある程度のテンションで保持具１０２０に押し当てられた状態で、非円形レンズ１０１０の位置を調芯する。例えば、偏心顕微鏡などを用いながら、非円形レンズ１０１０の位置を調芯する。

第５に、図２４に示すように、非円形レンズ１０１０の位置の調芯終了後において、接着剤１０４１〜接着剤１０４４によって、非円形レンズ１０１０を保持具１０２０に固定する。

［第２実施形態］
以下において、第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。第２実施形態では、上述した屈折光学系を有する投写光学系が設けられた投写型映像表示装置について説明する。

（投写型映像表示装置の構成例）
以下において、投写型映像表示装置の構成例について、図面を参照しながら説明する。図２５は、投写型映像表示装置６００の第１構成例を示す図である。図２６は、投写型映像表示装置６００の第２構成例を示す図である。

図２５及び図２６に示すように、投写型映像表示装置６００は、投写光学系３００と、映像光生成部７００と、防護カバー８００とを有する。

投写光学系３００は、映像光生成部７００から出射された映像光を投写面７１０上に投写する。具体的には、屈折光学系１００及び反射光学系２００を有する。屈折光学系１００は、第１実施形態、変更例１〜変更例３と同様の構成を有するため、屈折光学系１００の説明については省略する。

反射光学系２００は、反射ミラー２１０を有する。反射ミラー２１０は、屈折光学系１００から出射された映像光を反射する。反射ミラー２１０は、映像光を集光した上で、映像光を広角投写する。例えば、反射ミラー２１０は、映像光生成部７００側に凹面を有する非球面ミラーである。

映像光生成部７００は、映像光を生成する。具体的には、映像光生成部７００は、映像光を出射する光変調素子５４０を少なくとも有する。光変調素子５４０は、屈折光学系１００の光軸中心Ｌに対してシフトした位置に設けられている。光変調素子５４０は、例えば、反射型液晶パネル、透過型液晶パネル、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）などである。

防護カバー８００は、反射ミラー２１０を保護するカバーである。防護カバー８００は、少なくとも、反射ミラー２１０で反射された映像光の光路上に設けられている。防護カバー８００は、映像光を透過する透過領域８１０を有する。なお、反射ミラー２１０は、透過領域８１０の近傍に映像光を集光することが好ましい。

図２５に示すように、投写型映像表示装置６００の第１構成例では、屈折光学系１００の光軸は曲げられていない。一方で、図２６に示すように、投写型映像表示装置６００の第２構成例では、屈折光学系１００の光軸は曲げられている。

このように、投写型映像表示装置６００の第２構成例では、投写型映像表示装置６００の第１構成例よりも、投写距離Ｈを短縮することができる。

なお、図２６に示すように、第２構成例では、投写型映像表示装置６００は、スタンド８２０を有する。スタンド８２０は、図２６に示す状態（例えば、床面投写）では特に用いられていない。一方で、投写型映像表示装置６００を図２６に示す状態から９０°回転させた状態（例えば、壁面投写）では、スタンド８２０は、投写型映像表示装置６００を支持する部材として機能する。なお、スタンド８２０は、投写型映像表示装置６００の持ち運びに用いる取っ手（ハンドル）として機能してもよい。

（映像光生成部の構成）
以下において、第２実施形態に係る映像光生成部の構成について、図面を参照しながら説明する。図２７は、第２実施形態に係る映像光生成部７００を主として示す図である。映像光生成部７００は、図２７に示した構成に加えて、電源回路（不図示）、映像信号処理回路（不図示）などを有する。ここでは、光変調素子５４０が透過型液晶パネルであるケースについて例示する。

映像光生成部７００は、光源５１０と、フライアイレンズユニット５２０と、ＰＢＳアレイ５３０と、複数の液晶パネル５４０（液晶パネル５４０Ｒ、液晶パネル５４０Ｇ、液晶パネル５４０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５５０とを有する。

光源５１０は、バーナ及びリフレクタによって構成されるＵＨＰランプなどである。光源５１０が発する光は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を含む。

フライアイレンズユニット５２０は、光源５１０が発する光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット５２０は、フライアイレンズ５２０ａ及びフライアイレンズ５２０ｂによって構成される。

フライアイレンズ５２０ａ及びフライアイレンズ５２０ｂは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源５１０が発する光が液晶パネル５４０の全面に照射されるように、光源５１０が発する光を集光する。

ＰＢＳアレイ５３０は、フライアイレンズユニット５２０から出射された光の偏光状態を揃える。第１実施形態では、ＰＢＳアレイ５３０は、フライアイレンズユニット５２０から出射された光をＰ偏光に揃える。

液晶パネル５４０Ｒは、赤成分光の偏光方向を回転させることによって赤成分光を変調する。液晶パネル５４０Ｒの光入射面側には、一の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板５４１Ｒが設けられている。液晶パネル５４０Ｒの光出射面側には、一の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板５４２Ｒが設けられている。

同様に、液晶パネル５４０Ｇ及び液晶パネル５４０Ｂは、それぞれ、緑成分光及び青成分光の偏光方向を回転させることによって緑成分光及び青成分光を変調する。液晶パネル５４０Ｇの光入射面側には、入射側偏光板５４１Ｇが設けられており、液晶パネル５４０Ｇの光出射面側には、出射側偏光板５４２Ｇが設けられている。液晶パネル５４０Ｂの光入射面側には、入射側偏光板５４１Ｂが設けられており、液晶パネル５４０Ｂの光出射面側には、出射側偏光板５４２Ｂが設けられている。

クロスダイクロイックプリズム５５０は、液晶パネル５４０Ｒ、液晶パネル５４０Ｇ及び液晶パネル５４０Ｂから出射された光を合成する。クロスダイクロイックプリズム５５０は、投写光学系３００側に合成光（映像光）を出射する。

また、映像光生成部７００は、ミラー群（ダイクロイックミラー６１１、ダイクロイックミラー６１２、反射ミラー６２１〜反射ミラー６２３）と、レンズ群（コンデンサレンズ６３１、コンデンサレンズ６４０Ｒ、コンデンサレンズ６４０Ｇ、コンデンサレンズ６４０Ｂ、リレーレンズ６５１〜リレーレンズ６５２）とを有する。

ダイクロイックミラー６１１は、ＰＢＳアレイ５３０から出射された光のうち、赤成分光及び緑成分光を透過する。ダイクロイックミラー６１１は、ＰＢＳアレイ５３０から出射された光のうち、青成分光を反射する。

ダイクロイックミラー６１２は、ダイクロイックミラー６１１を透過した光のうち、赤成分光を透過する。ダイクロイックミラー６１２は、ダイクロイックミラー６１１を透過した光のうち、緑成分光を反射する。

反射ミラー６２１は、青成分光を反射して青成分光を液晶パネル５４０Ｂ側に導く。反射ミラー６２２及び反射ミラー６２３は、赤成分光を反射して赤成分光を液晶パネル５４０Ｒ側に導く。

コンデンサレンズ６３１は、光源５１０が発する白色光を集光するレンズである。

コンデンサレンズ６４０Ｒは、液晶パネル５４０Ｒに赤成分光が照射されるように、赤成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ６４０Ｇは、液晶パネル５４０Ｇに緑成分光が照射されるように、緑成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ６４０Ｂは、液晶パネル５４０Ｂに青成分光が照射されるように、青成分光を略平行光化する。

リレーレンズ６５１〜リレーレンズ６５２は、赤成分光の拡大を抑制しながら、液晶パネル５４０Ｒ上に赤成分光を略結像する。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

第１実施形態では、前段筐体２０が複数の非円形形状のレンズを収容するが、これに限定されるものではない。前段筐体２０に収容される非円形形状のレンズはいくつであってもよい。

上述した実施形態では、非円形レンズは、成型品として非円形の形状を有する。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、非円形レンズは、非円形形状の有効領域Ｐを有していてれば、成型品として円形の形状を有していてもよい。

第１実施形態に係る屈折光学系１００を示す図である。 第１実施形態に係る屈折光学系１００を示す図である。 第１実施形態の変更例１に係る屈折光学系１００を示す図である。 第１実施形態の変更例１に係る前段筐体２０を示す図である。 第１実施形態の変更例２に係る屈折光学系１００を示す図である。 第１実施形態の変更例２に係る保持具１２０を示す図である。 第１実施形態の変更例２に係る第１鏡枠２２０を示す図である。 第１実施形態の変更例２に係る第２鏡枠３２０を示す図である。 第１実施形態の変更例２に係る前段筐体２０を示す図である。 第１実施形態の変更例３に係る保持具４２０Ａを示す図である。 第１実施形態の変更例３に係る保持具４２０Ｂを示す図である。 第１実施形態の変更例３に係る保持具４２０Ｃを示す図である。 第１実施形態の変更例３に係る第１鏡枠２２０を示す図である。 第１実施形態の変更例３に係る第２鏡枠３２０を示す図である。 第１実施形態の変更例４に係る保持具１２０を示す図である。 第１実施形態の変更例４に係る前段筐体２０の断面を示す図である。 第１実施形態の変更例４に係る前段筐体２０を示す斜視図である。 第１実施形態の変更例５に係る第１レンズユニット及び第２レンズユニットに設けられた鏡枠を示す図である。 第１実施形態の変更例５に係る第１レンズユニット及び第２レンズユニットに設けられた鏡枠を示す図である。 第１実施形態の変更例６に係る非円形レンズの位置調整の手法を説明するための図である。 第１実施形態の変更例６に係る非円形レンズの位置調整の手法を説明するための図である。 第１実施形態の変更例６に係る非円形レンズの位置調整の手法を説明するための図である。 第１実施形態の変更例６に係る非円形レンズの位置調整の手法を説明するための図である。 第１実施形態の変更例６に係る非円形レンズの位置調整の手法を説明するための図である。 第２実施形態に係る投写型映像表示装置６００の第１構成例を示す図である。 第２実施形態に係る投写型映像表示装置６００の第２構成例を示す図である。 第２実施形態に係る映像光生成部７００を主として示す図である。

符号の説明

１０…後段筐体、２０…前段筐体、２１…内壁面、３１〜３４…レンズ、４１〜４２…レンズ、１００…屈折光学系、１２０…保持具、１２１…ガイドピン、１２７…内壁面、１４１〜１４４…レンズ、１４１Ａ〜１４３Ａ…支持部、２００…反射光学系、２１０…反射ミラー、２２０…第１鏡枠、２２１〜２２３…直進溝、２２４〜２２５…係止部、２２７…内壁面、３００…投写光学系、３２０…第２鏡枠、３２１〜３２３…カム溝、３２４…調整具、３２７…内壁面、４２０…保持具、４２１…ガイドピン、４２２〜４２３…直進溝、４２７…内壁面、５１０…光源、５２０…フライアイレンズユニット、５３０…ＰＢＳアレイ、５４０…光変調素子、５４０…液晶パネル、５４１…入射側偏光板、５４２…出射側偏光板、５５０…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写型映像表示装置、６１１〜６１２…ダイクロイックミラー、６２１〜６２３…反射ミラー、６３１…コンデンサレンズ、６４０…コンデンサレンズ、６５１〜６５２…リレーレンズ、７００…映像光生成部、７１０…投写面、８００…防護カバー、８１０…透過領域、８２０…スタンド、９１０Ａ・・・鏡枠、９１１・・・カム溝、９２０Ａ・・・鏡枠、９２１〜９２３・・・カム溝、１０１０・・・非円形レンズ、１０１１・・・位置決め孔、１０２０・・・保持具、１０２１・・・位置決め孔、１０３１〜１０３２・・・押え部品、１０４１〜１０４４・・・接着剤

Claims (6)

1. 少なくとも１つの反射ミラーを有する反射光学系を備える投写光学系の一部を構成しており、複数のレンズ群を有する屈折光学系であって、
   前記複数のレンズ群のうち、前記反射光学系側に設けられた非円形レンズと、
   前記非円形レンズを保持する内壁面を有しており、環状の断面を有する保持具とを備え、
   前記非円形レンズは、前記屈折光学系の光軸中心と同じ光軸中心を有しており、かつ、前記屈折光学系の光軸中心を中心とする仮想円領域の一部を構成する非円形形状を有しており、
   前記非円形レンズの光軸中心は、前記内壁面によって構成される円筒の中心軸と異なることを特徴とする屈折光学系。
2. 前記保持具を保持する内壁面を有しており、環状の断面を有する第１鏡枠と、
   前記第１鏡枠を保持する内壁面を有しており、環状の断面を有する第２鏡枠とを備え、
   前記保持具は、前記保持具の内壁面によって構成される円の径方向外側に突出するガイドピンを有しており、
   前記第１鏡枠は、前記屈折光学系の光軸に沿った向きに延びる直進溝を有しており、
   前記第２鏡枠は、前記屈折光学系の光軸に対して傾いた向きに延びるカム溝を有しており、
   前記ガイドピンは、前記直進溝及び前記カム溝に嵌挿されることを特徴とする請求項１に記載の屈折光学系。
3. 前記第２鏡枠は、前記第２鏡枠の内壁面によって構成される円の径方向外側に突出する調整具を有することを特徴とする請求項２に記載の屈折光学系。
4. 前記非円形レンズの有効領域は、前記屈折光学系の光軸中心と重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の屈折光学系。
5. 前記反射ミラーは、凹面ミラーであることを特徴とする請求項１に記載の屈折光学系。
6. 光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投写する投写光学系とを備えた投写型映像表示装置であって、
   前記投写光学系は、複数のレンズによって構成される屈折光学系と、少なくとも１つの反射ミラーを有する反射光学系とを備えており、
   前記屈折光学系は、前記複数のレンズのうち、前記反射光学系側に設けられた非円形レンズと、前記非円形レンズを保持する内壁面を有しており、環状の断面を有する保持具とを有しており、
   前記非円形レンズは、前記屈折光学系の光軸中心と同じ光軸中心を有しており、かつ、前記屈折光学系の光軸中心を中心とする仮想円領域の一部を構成する非円形形状を有しており、
   前記非円形レンズの光軸中心は、前記内壁面によって構成される円筒の中心軸と異なっており、
   前記光変調素子は、前記屈折光学系の光軸中心からシフトした位置に設けられることを特徴とする投写型映像表示装置。

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