JPWO2006043666A1 - 投射光学系及び投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

低歪曲で高解像力を維持しつつ、反射面の大きさを小さくしつつ、反射面の数を削減した、例えば、リアプロジェクションテレビにおいて、その奥行を小さくし、且つ、画面の下方（又は上方）部分を小さくするのに好適な投射光学系を提供することを課題とする。縮小側の１次像面から拡大側の２次像面へ拡大投射する投射光学系であって、上記１次像面の中間像（ＩＩの位置）を結像する第１光学系Ｌ１１と、上記中間像による上記２次像面を形成させる凹面反射面ＡＭ１を有する第２光学系Ｌ１２とを備え、上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線が上記光軸を交差し、さらに上記凹面反射面で反射し、再度上記光軸と交差して上記２次像面に到達する。

Description

本発明は新規な投射光学系及び投射型画像表示装置に関する。詳しくは、低歪曲で高解像力を維持しつつ、奥行を小さくし、かつ、画面の下方（又は上方）部分を小さくする技術に関する。

最近、リアプロジェクションテレビに対する需要が急速に高まって来ている。リアプロジェクションテレビは、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）直視型テレビ、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）に代表されるフラットテレビとしての要素を持ち、且つ、それらと比較して、１インチ程度の画像表示素子を拡大投射するシステムであるため、低価格で提供することが出来る。また、ＢＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）デジタル放送、地上波デジタル放送に代表されるような、フルＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）信号レベルの高画質化の要求に対しても、比較的容易に対応することが出来るのが主な要因である。

その一方、光源、照明光学系、投射光学系を搭載し、大口径の背面ミラーを使用してスクリーンに投射するため、図６２に示すように、光軸ａが画像表示素子ｂ及びスクリーンｃの中心を通るように投射する従来の方法では、原理的に見て、奥行ｄと画面下方の大きさｅとを同時に小さくすることは非常に困難である。

その他にも、投射画像の大型化を達成しつつもリアプロジェクションテレビの薄型化（奥行方向の小型化）を達成するために、スクリーンに対して斜方向から投射する（以下、「斜め投射」という）光学系がある。

例えば、特開平５−１００３１２号公報には、投射光学系として大画角の広角レンズを用い、投射光学系の光軸に対して、画像表示素子及びスクリーンをシフトして配置し、画角の端の部分を使用することによって斜め投射を行うものが提案されている。

また、特開平５−８０４１８号公報には、ライトバルブに基づく画像光を第１の投射光学系によって中間結像させ、第２の投射光学系によってスクリーンに拡大投射し、各投射光学系の光軸を適当に傾けることによって、斜め投射を行うものが提案されている。また、最近では、広角化に伴う色収差の発生を抑えるために反射面を利用して斜め投射を実現した投射光学系が提案されている。

再公表特許ＷＯ０１／００６２９５号公報に示されている投射光学系では、主に屈折光学系ｇと凸面反射面ｆから成る光学系を用いて斜め投射を実現している。図６３は再公表特許ＷＯ０１／００６２９５号公報に示されている光学系の概略を示すものである。

また、特開２００２−４０３２６号公報では、画像表示パネルｈから順に凹、凸、凸、凸の４枚の反射面ｉ、ｊ、ｋ、ｌを用いて色収差の無い投射光学系を達成している（図６４参照）。

これら特許公報で示された光学系は、光軸に対して回転対称な構成をしており、超広角光学系の一部分を使用して斜め投射を行っている。

特開２００１−２５５４６２号公報では、オフアキシャルな光学系を用いた斜め投射光学系が提案されている。この光学系ではオフアキシャルな光学系を用いることにより台形歪を補正し、さらに、複数の反射面ｍ、ｍ、・・・と反射面ｎとの間で中間像を結ぶことにより反射面の大きさを抑えた投射光学系を達成している（図６５参照）。

再公表特許ＷＯ０１／００６２９５号公報に示された光学系のように、凸面反射面ｆと屈折光学系ｇとを組み合わせた投射光学系の場合、屈折光学系のみの構成と比較して、色収差が取りやすく、且つ、広角化が容易である。その反面一つの反射面で発散作用のほとんどを担うため、歪曲や像面の収差補正を適切にするには、その屈折力を有る程度小さくしなければならず、必然的に、凸面反射面ｆの大型化及びサグ量の増大化を招く傾向を持つ。このことは、凸面反射面の製造が困難になるだけでなく、画面下方部分（図６２のｅ参照）が高くなり、また、リアプロジェクションテレビをこの投射光学系により構成した場合に、奥行（図６２のｄ参照）も大きくなる。

特開２００２−４０３２６号公報に示された投射光学系では、屈折光学系を有しないため、原理的に色収差は発生せず、且つレンズによる吸収もないため、明るい光学系を達成することが出来る。しかしながら、反射面のみでの構成となるため、各反射面の面精度、組み立て精度に非常に敏感であり、製造コストが増大する傾向にある。また、複数の反射面ｉ〜ｌを縦方向に配置するため、画面下方の部分（図６２のｅ参照）が高くなる。さらに、薄型化をするために、投射角度をさらに大きくすると、反射面、特に、最終段の反射面１が大きくなってしまい、反射面の製造が困難になると共に、リアプロジェクションテレビをこの投射光学系により構成した場合に、画面下方の部分のさらなる大型化を招く。

特開２００１−２５５４６２号公報に記載されている投射光学系の場合、中間結像面を持つことで、広角化しつつも反射面を小さくすることが出来るという利点を持つ。その反面、反射面を偏心させることにより発生する偏心収差を残りの偏心された反射面で補正することになり、少なくとも反射面が３面以上必要となる。従って、リアプロジェクションテレビをこの投射光学系により構成した場合に、画面下方の十分な小型化を実現するにはなお制約があり、さらに、反射面は回転対称な構成ではなく、自由曲面で構成され、面精度、組み立て精度に非常に敏感で、製造が難しくコストアップにつながるという問題がある。

そこで、本発明は、上記した従来の問題点に鑑み、低歪曲で高解像力を維持し、反射面の大きさを小さくしつつ、反射面の数を削減し、例えば、リアプロジェクションテレビにおいて、その奥行を小さくし、かつ、画面の下方（又は上方）部分を小さくするために好適な投射光学系を提供することを課題とする。

本発明投射光学系は、上記した課題を解決するために、縮小側の１次像面の中間像を結像する第１光学系と、上記中間像による拡大側の２次像面を形成させる凹面反射面を有する第２光学系とを備え、上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線が上記第１光学系の光軸を交差し、さらに上記凹面反射面で反射し、再度上記光軸と交差して上記２次像面に到達するように構成したものである。

また、本発明投射型画像表示装置は、上記した課題を解決するために、光源と、上記光源から発せられた光を映像信号に基づき変調して出力する変調手段と、上記変調手段側の１次像面からスクリーン側の２次像面へ拡大投射する投射光学系とを備え、上記投射光学系は、上記１次像面の中間像を結像する第１光学系と、上記中間像による２次像面を形成させる凹面反射面を有する第２光学系とを有し、上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線が上記第１光学系の光軸と交差し、さらに上記凹面反射面で反射し、再度上記光軸と交差して上記２次像面に到達するように構成したものである。

従って、本発明にあっては、１次像面の中心から２次像面の中心に至る光線が第１光学系の光軸を交差し、次いで凹面反射面で反射され、再度上記光軸と交差して２次像面に到達する光路を辿ることにより、例えば略水平方向に配置された第１光学系から２次像面に結像する光を第２光学系により上方へ出力させる。そして第２光学系は、第１光学系の中間像上の１点から広がりの小さな光束を第２次像面上の１点に収束させればよく、小型の光学部品により実現できる。また、本発明の投射光学系により投射型画像表示装置を構成した場合に、例えば、略水平方向に配置された第１光学系から２次像面に結像する光を第２光学系により上方（又は下方）へ出力させることで、従来必要とされたスクリーン下方（又は上方）に配置される光学系のスペースが大幅に減少する。

本発明投射光学系は、縮小側の１次像面から拡大側の２次像面へ拡大投射する投射光学系であって、上記１次像面の中間像を結像する第１光学系と、上記中間像による上記２次像面を形成させる凹面反射面を有する第２光学系とを備え、上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線が上記第１光学系の光軸を交差し、さらに上記凹面反射面で反射し、再度上記光軸と交差して上記２次像面に到達することを特徴とする。

また、本発明投射型画像表示装置は、光源と、上記光源から発せられた光を映像信号に基づき変調して出力する変調手段と、上記変調手段側の１次像面からスクリーン側の２次像面へ拡大投射する投射光学系とを備え、上記投射光学系は、上記１次像面の中間像を結像する第１光学系と、上記中間像による上記２次像面を形成させる凹面反射面を有する第２光学系とを備え、上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線が上記第１光学系の光軸を交差し、さらに上記凹面反射面で反射し、再度上記光軸と交差して上記２次像面に到達することを特徴とする。

従って、本発明投射光学系にあっては、１次像面の中心から２次像面の中心に至る光線が第１光学系の光軸を交差し、次いで凹面反射面で反射され、再度上記光軸と交差して２次像面に到達する光路を辿るように構成することによって、第１光学系によって一旦中間結像面を形成し、該中間結像面の後に凹面反射面を配置して再び第２像面に結像させるので、凹面反射面を大型化させること無しに、収差補正が良好にされ充分な光学性能を有する大型画面を形成することができる。

また、本発明投射型画像表示装置は、上記した投射光学系を使用して変調手段で形成された画像をスクリーンに投射するので、薄型化とスクリーン下方（又は上方）の小型化を達成しながら、収差補正が良好にされ充分な光学性能を有する大型の拡大画像を表示することができる。

図１は、図２乃至図９と共に第１の実施の形態を示すものであり、本図は投射型画像表示装置に使用した投射光学系を示す概略図である。 図２は、投射光学系の拡大図である。 図３は、画像表示素子上の評価点を示す図である。 図４は、図３に示す各評価点から発した光のスクリーン上におけるスポットダイアグラムを示す図である。 図５は、スクリーン上のディストーションを示す図である。 図６は、図７乃至図９と共にリアプロジェクションテレビの構成例を光跡の一部と共に示すものであり、本図はスクリーンの背面側から見た概略斜視図である。 図７は、概略側面図である。 図８は、投射光学系を示す拡大斜視図である。 図９は、スクリーンの直前に配置したミラーからスクリーンに向かう光束の最外域光線とスクリーンとの成す角度を説明する図である。 図１０は、図１１乃至図１８と共に第２の実施の形態を示すものであり、本図は投射型画像表示装置に使用した投射光学系を示す概略図である。 図１１は、投射光学系の拡大図である。 図１２は、画像表示素子上の評価点を示す図である。 図１３は、図１２に示す各評価点から発した光のスクリーン上におけるスポットダイアグラムを示す図である。 図１４は、スクリーン上のディストーションを示す図である。 図１５は、図１６乃至図１８と共にリアプロジェクションテレビの構成例を光跡の一部と共に示すものであり、本図はスクリーンの背面側から見た概略斜視図である。 図１６は、概略側面図である。 図１７は、投射光学系を示す拡大斜視図である。 図１８は、スクリーンの直前に配置したミラーからスクリーンに向かう光束の最外域光線とスクリーンとの成す角度を説明する図である。 図１９は、第１の実施の形態に係る投射光学系の条件式（１）の対応箇所を示す図である。 図２０は、図２１乃至図２７と共に第３の実施の形態を示すものであり、本図は投射型画像表示装置に使用した投射光学系を示す概略図である。 図２１は、投射光学系の拡大図である。 図２２は、画像表示素子上の評価点を示す図である。 図２３は、図２２に示す各評価点から発した光のスクリーン上におけるスポットダイアグラムを示す図である。 図２４は、スクリーン上のディストーションを示す図である。 図２５は、図２６及び図２７と共にリアプロジェクションテレビの構成例を光跡の一部と共に示すものであり、本図はスクリーンの背面側から見た概略斜視図である。 図２６は、概略側面図である。 図２７は、投射光学系を示す拡大斜視図である。 図２８は、図２９乃至図３５と共に第４の実施の形態を示すものであり、本図は投射型画像表示装置に使用した投射光学系を示す概略図である。 図２９は、投射光学系の拡大図である。 図３０は、画像表示素子上の評価点を示す図である。 図３１は、図３０に示す各評価点から発した光のスクリーン上におけるスポットダイアグラムを示す図である。 図３２は、スクリーン上のディストーションを示す図である。 図３３は、図３４及び図３５と共にリアプロジェクションテレビの構成例を光跡の一部と共に示すものであり、本図はスクリーンの背面側から見た概略斜視図である。 図３４は、概略側面図である。 図３５は、投射光学系を示す拡大斜視図である。 図３６は、図３７乃至図４０と共に第５の実施の形態を示すものであり、本図は投射型画像表示装置に使用した投射光学系を示す概略図である。 図３７は、投射光学系の拡大図である。 図３８は、画像表示素子上の評価点を示す図である。 図３９は、図３８に示す各評価点から発した光のスクリーン上におけるスポットダイアグラムを示す図である。 図４０は、スクリーン上のディストーションを示す図である。 図４１は、図４２乃至図４５と共に第６の実施の形態を示すものであり、本図は投射型画像表示装置に使用した投射光学系を示す概略図である。 図４２は、投射光学系の拡大図である。 図４３は、画像表示素子上の評価点を示す図である。 図４４は、図４３に示す各評価点から発した光のスクリーン上におけるスポットダイアグラムを示す図である。 図４５は、スクリーン上のディストーションを示す図である。 図４６は、図４７乃至図５０と共に第７の実施の形態を示すものであり、本図は投射型画像表示装置に使用した投射光学系を示す概略図である。 図４７は、投射光学系の拡大図である。 図４８は、画像表示素子上の評価点を示す図である。 図４９は、図４８に示す各評価点から発した光のスクリーン上におけるスポットダイアグラムを示す図である。 図５０は、スクリーン上のディストーションを示す図である。 図５１は、図５２乃至図５５と共に第８の実施の形態を示すものであり、本図は投射型画像表示装置に使用した投射光学系を示す概略図である。 図５２は、投射光学系の拡大図である。 図５３は、画像表示素子上の評価点を示す図である。 図５４は、図５３に示す各評価点から発した光のスクリーン上におけるスポットダイアグラムを示す図である。 図５５は、スクリーン上のディストーションを示す図である。 図５６は、図５７乃至図６０と共に第９の実施の形態を示すものであり、本図は投射型画像表示装置に使用した投射光学系を示す概略図である。 図５７は、投射光学系の拡大図である。 図５８は、画像表示素子上の評価点を示す図である。 図５９は、図５８示す各評価点から発した光のスクリーン上におけるスポットダイアグラムを示す図である。 図６０は、スクリーン上のディストーションを示す図である。 図６１は、第４の実施の形態に係る投射光学系の条件式（１）の対応箇所を示す図である。 図６２は、従来のリアプロジェクションテレビの一般的な構造の概略を示す図である。 図６３は、再公表特許ＷＯ０１／００６２９５号公報に示された投射光学系の概略を示す図である。 図６４は、特開２００２−４０３２６号公報に示された投射光学系の概略を示す図である。 図６５は、特開２００１−２５５４６２号公報に示された投射光学系の概略を示す図である。 図６６は、特開２００５−８４５７６号公報に示された投射光学系の概略を示す図である。

以下に、本発明投射光学系及び投射型画像表示装置を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する（投射光学系については図１９、図２１および図６１を、投射型画像表示装置については図７および図８を参照）。

本発明投射光学系は、縮小側の１次像面から拡大側の２次像面へ拡大投射する投射光学系であって、上記１次像面の中間像を結像させる凹面反射面を有する第１光学系と、上記中間像による上記２次像面を形成する第２光学系とを備え、上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線が上記光軸を交差し、さらに上記凹面反射面で反射し、再度上記光軸と交差して上記２次像面に到達する。結像関係を要約すれば、第１光学系によって１次像面の中間像が形成され、そのあと凹面反射面により収斂光になり瞳を形成して２次像面として結像する構成をとっている。上記第１光学系による中間像は倍率が低く、第２光学系によって拡大され所定の倍率で２次像面として結像する。

再公表特許ＷＯ０１／００６２９５号公報に記載された光学系のように、凸面反射面に像を拡大する効果を持たせた場合、凸面反射面の曲率を小さくすると光線がけられてしまって、１枚の凸面反射面のみでは拡大率を大きくすることができず、また、凸面反射面の曲率を大きくすると、収差補正が困難になり、充分な光学性能を得ることができない。これを避けるため、複数の凸面反射面を使用してパワーの分散を行って個々の凸面反射面の曲率を小さくすると、複数の凸面反射面の配置のための所要スペースによってさらに光学系が大きくなってしまう。

それに対し、凹面反射面であれば、曲率を小さくしても光線がけられにくい。凸面反射面と凹面反射面の画角を広げる効果は、瞳位置の前後によって異なり、以下のようになる。

（Ａ）瞳位置と結像位置（２次像面の位置）との間では凸面反射面が画角を広げる効果を持つ。

（Ｂ）結像位置（中間像の位置）と瞳位置との間では凹面反射面が画角を広げる効果を持つ。

しかしながら、凹面反射面を使用した場合であっても、瞳位置から２次像面までの間に光学面が多いと、それら光学面は凹面反射面によって広がった光線を受光しなければならないので、それら光学面による光学系が大きくなってしまう。そのために、凹面反射面は２次像面側に配置する必要がある。そのために、本発明投射光学系にあっては、第１光学系により中間像を一旦形成し、そのあとに凹面反射面を配置し、再び２次像面として結像させるようにしている。また、この凹面反射面の直後に瞳を形成する構成となるように、凹面反射鏡を適切な位置に配置することで凹面反射面が大型化するのを防いでいる。

本発明投射光学系にあって、第１光学系及び第２光学系を構成する各面を共通の光軸を中心とした回転対称面で構成することが好ましく、これによって、自由曲面や、オフアキシャルな面で構成する場合に比較して、各構成面の形成が容易であり、製造コストの低減に寄与し、且つ、各構成面の面精度も高くすることができ、その結果、優れた光学性能を出しやすくなる。

また、第２光学系を１面の凹面反射面のみによって構成すれば、構成部品の数を少なくして省スペース化、低コスト化が促進される。なお、さらなる良好な収差補正を目的として凹面反射面の前後に凹又は凸の反射面を介挿することも可能である。

第１光学系によって、中間像が第２光学系の凹面反射面より１次像面側に結像されるようにすることによって、凹面反射面の大型化を防ぎつつ、収差補正が良好にされ充分な光学性能を有する大型の２次像面を形成することができる。ここで、注意しなければならないのは、第１光学系で中間像を形成するときに１次像面から中間像までの距離が長くなってしまいがちである。この距離が長い場合、光学系も大きくなってしまうので第１光学系から中間像までの距離を抑えることが必要になる。目安として第１光学系の長さをＬｓ、上記第１光学系から上記中間像までの距離をＳｉとすると以下の条件式（１）を満たしていることが望ましい。

（１）Ｓｉ／Ｌｓ＜２
上記条件式（１）の左辺が２以上であると、１次像面から第２光学系までの距離が長くなってしまい、途中、平面ミラーで折り曲げても光学系は小さくならない。

そして、本発明投射光学系にあっては、凹面反射面と２次像面との間に瞳を構成することにより光路の引き回しを効率よく行っている。そのためには凹面の焦点距離｜Ｒ｜／２が第１光学系の最終面から前記凹面反射面までの光軸に沿った距離Ｓ１２に対して、以下の条件式（２）のように小さくなければならない。

（２）Ｓ１２＞｜Ｒ｜／２
また、凹面反射面の１次像面又は２次像面に反射面を有する光学系の場合には、その凹面反射面から前後の反射面までの光軸に沿った距離ＳＲ１２に対して、以下の条件式（３）のように小さくなければならない。

（３）ＳＲ１２＞｜Ｒ｜／２
本発明投射光学系を、２次像面を形成するスクリーンの下側に配置した場合、光軸に近い光線はスクリーン上で下側に到達し、光軸から離れるに従ってスクリーン上の上部に到達する。つまり、光軸側の光線は結像位置が近く、光軸から離れるに従って結像位置が遠くなる。従って、スクリーン上に像面の湾曲を生じることなく結像させるためには、凹面反射面の近軸の曲率に対して、光軸から離れるに従って曲率が小さくなるように構成する必要がある。すなわち、円錐定数Ｋ≦−１の領域となることが必要である。特に、放物面（Ｋ＝−１）、双曲線（Ｋ＜−１）付近であることが望ましい。

また、本発明投射光学系においては、回転対称非球面を使用することが効果的である。特に、像面湾曲を適切にコントロールできる。これにより、レンズ枚数の低減、小Ｆ値化（小開口数可）も可能になり、低コスト、高画質の投射光学系を実現することができる。

そして、その回転対称非球面の形状は以下の数１式によって定義されるものとする。

ここで、
Ｚ：非球面のサグ量
ｈ：光軸に対して垂直な高さ
ｒ：近軸の曲率半径
Ｋ：円錐定数
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
とする。

また、本発明投射光学系においては、奇数次の非球面係数を含む回転対称非球面を使用することが効果的である場合がある。その場合の回転対称非球面の形状は以下の数２式によって定義されるものとする。

上記数２式に示されるように、光軸からの距離ｈの奇数次の項が存在することにより、偶数次の収差が発生するため、例えば、ｈ^３の項を有する場合、２次の像面湾曲、歪曲収差が発生する。従って、凹面反射面に非球面係数を適切に与えることで、上記数１式による非球面を有する場合よりも歪曲収差を適切にコントロールすることができる。

本発明投射型画像表示装置は、光源と、上記光源から発せられた光を映像信号に基づき変調して出力する変調手段と、上記変調手段側の１次像面からスクリーン側の２次像面へ拡大投射する投射光学系とを備え、上記投射光学系は、上記１次像面の中間像を結像する第１光学系と、上記中間像による上記２次像面を形成させる凹面反射面を有する第２光学系とを備え、上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線が上記第１光学系の光軸を交差し、さらに上記凹面反射面で反射し、再度上記光軸と交差して上記２次像面に到達するようにしたものである。

従って、本発明投射型画像表示装置は、上記した本発明投射光学系を使用して変調手段で形成された画像をスクリーンに投射するので、薄型化とスクリーン下方（又は上方）の小型化を達成しながら、収差補正が良好にされ充分な光学性能を有する大型の拡大画像を表示することができる。

透過型スクリーンを使用し、該スクリーンが前面に配置されたキャビネットに、光源、変調手段及び投射光学系を内蔵し、投射光学系により透過型スクリーンに背面から拡大投射するように構成することによって、薄型の液晶パネルやＰＤＰを使用したフラットテレビと同様の外観を呈するリアプロジェクションテレビを構成することができる。

投射光学系を上記キャビネットの下部に設け、キャビネットの上部に配置され、上記投射光学系から出力された光を反射して上記透過型スクリーンに至るように偏向する平面ミラーを備えれば、さらなる薄型化が可能になる。

上記中間像の上記２次像面に対する上記第２光学系による瞳が、上記平面ミラーから上記透過型スクリーン面に至る光束の外側に形成されるようにすることによって、キャビネット内における光路の這い回しの自由度が増大すると共に、第２光学系と２次像面との間で最も光束が絞られる箇所である瞳位置において開口を有する遮蔽部を設けることが可能になり、投射光学系の防塵対策や外光対策を採り易くなる。

１次像面の中心から２次像面の中心に至る光線は上記光軸と垂直面内にて交差し、上記第１光学系と上記第２光学系との間に上記光線を反射して水平面内にて偏向させる反射手段を備えることによって、第１光学系を構成する光学部材の光軸をスクリーン面と平行に配置することができ、奥行方向のさらなる小型化、すなわち、薄型化が可能である。

ところで、特開２００５−８４５７６号公報に記載されている投射型画像表示装置（図６６参照）では、スクリーンｏに対し最外域光ｐがほぼ並行に反射するように平面ミラーｑを配置し、かつ、その平面ミラーｑの反対側（平面ミラーｑが上側で有れば下側）に投射光学系ｒを配置することで、奥行きを小さく（薄型化）し、かつ、スクリーンｏの下方（又は上方）を小さくしている。

しかしながら、この特開２００５−８４５７６号公報に記載されている投射型画像表示装置は、スクリーンｏに対して最外域光線が、ほぼ並行に反射するように、平面ミラーｑを配置し、かつ、その平面ミラーｑに対し反対側に投射光学系ｒを配置することで、奥行きを薄くし、かつ、画面下方（又は上方）を小さくしている。この投射型画像表示装置の場合、画面下方（又は上方）を小さくしたまま、さらなる薄型化を図ろうとする場合、最外域光線ｐのスクリーンｏに対する角度をある程度大きくする必要がある。従って、特開２００５−８４５７６号公報に示されているような投射光学系では、曲面反射面が多いので、光路折曲の自由度が減り、投射光学系の奥行き方向を小さくすることができないため、さらなる薄型化が困難となる。

本発明の投射型画像表示装置においては、上記凹面反射面で反射された後の光路を所望に引き回すための少なくとも一面の平面反射面を設け、上記スクリーンの直前に位置した平面反射面からスクリーンに向かう光線のうち上記スクリーンから最も離れた位置を通る最外域光線と上記スクリーンとの成す角度をθとして、
条件式（４）０．６＞ｔａｎθ＞０．０５を満足することによって、さらなる薄型化が可能になる。

以下に、本発明投射光学系及び投射型画像表示装置の実施形態及び数値実施例を図及び表を使用して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる投射光学系を用いたプロジェクタ（投射型画像表示装置）の光学全系の概略を示す図である。また、図２には、投射光学系を拡大して示している。

この第１の実施の形態を示す図において、Ｐ１は変調手段としての画像表示素子であり、該画像表示素子Ｐ１にて図示しない光源から発せられた光が映像信号に基づいて変調されて１次像面が形成される。上記画像表示素子Ｐ１としては、反射型あるいは透過型のドットマトリックス液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いることができる。また、図中のＰＰ１は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）や４Ｐプリズム、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）プリズム等を示している。ＳＴＯＰは絞りを示している。なお、プロジェクタには画像表示素子Ｐ１を照明する照明光学系が必要であるが図１、図２及びその他の第１の実施の形態を示す図では照明光学系を省略している。

Ｌ１１は屈折光学素子から成る第１光学系、Ｌ１２は凹面反射面ＡＭ１から成る第２光学系である。この第１光学系Ｌ１１及び第２光学系Ｌ１２から成る投射光学系により、画像表示素子Ｐ１によって画像変調された光（１次像面）をスクリーンＳ１に導光し、スクリーンＳ１上に画像（２次像面）を形成する。すなわち、第１光学系Ｌ１１によって図２中ＩＩの位置に中間結像をする。そのあと第２光学系Ｌ１２の凹面反射面ＡＭ１で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーンＳ１上に結像する。図２に示すように、この投射光学系のそれぞれの光学面は光軸ＡＸＩＳ１に対して回転対称な形状を有している。なお、図２において、第２光学系Ｌ１２の凹面反射面ＡＭ１のうち使用しない部分、従って、除去されている部分を破線にて示してある。

表１にこの第１の実施の形態にかかる投射光学系に具体的数値を適用した数値実施例１のデータを示す。なお、以下の各表において、面番号は１次像面（表示素子側）側から２次像面（投射画像面）側へ１、２、３、・・・と増大するように付され、絞りには面番号は与えていない。また、曲率半径の列で「ＩＮＦ」は当該面が平面であることを示し、屈折率及びアッベ数は、当該面を１次像面側に有する硝材のそれであり、かつ、ｅ線（５４６．１ｎｍ）での数値である。さらに、インチサイズは投射画像面の対角線の大きさを示し、非球面係数を示す「Ｅ」は１０を底とする指数表現を意味している。

数値実施例１では、画像表示素子Ｐ１は、アスペクト比は１６：９、画素数は１９２０×１０８０、大きさは０．６１インチであり、５２．７インチに拡大投影されており、物体側の開口数は０．２０４（Ｆナンバー２．５に対応）である。画素サイズは画像表示素子Ｐ１上で約７μｍ、スクリーンＳ１上で約０．６０８ｍｍになる。

数値実施例１の投射光学系のスポットダイアグラムを図４に、ディストーションを図５に示す。スポットダイアグラムに示している（１）から（１５）の画角は画像表示素子Ｐ１上で図３に示す（１）から（１５）の各位置から発している。また、参照波長は６５６．２８ｎｍ、６２０．０ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４６０．０ｎｍ、４３５．８４ｎｍとし、それぞれのウエイトを２、２、３、２、１としている。図４のスケールはスクリーンＳ１上での１画素の２倍の長さである。図４に示すとおり十分な結像性能が得られている。また、図５に示すとおり目立った画像のゆがみは見られず十分な性能が得られている。

この数値実施例１にかかる投射光学系をリアプロジェクションテレビのキャビネットＣＡＢ１の内部に配置するには図６及び図７に示すように、光路を平面ミラーＭＭ１１、ＭＭ１２、ＭＭ１３で折り返してコンパクトにする必要がある。図６及び図７は投射光学系とスクリーンＳ１との間に平面ミラーＭＭ１３、第１光学系Ｌ１１と第２光学系Ｌ１２との間に平面ミラーＭＭ１１、ＭＭ１２を配置して光路をうまく折り曲げた構成を示している。平面ミラーＭＭ１１、ＭＭ１２は、１次像面の中心から２次像面の中心に向う光線が垂直面内にて光軸と交差する場合に、第１光学系と第２光学系の上記凹面反射面ＡＭ１との間で光線を反射して水平面内に偏向する。また、例えば、投射光学系をキャビネットの下部に配置した場合に、平面ミラーＭＭ１３はキャビネットＣＡＢ１の上部に配置され、投射光学系から出力された光を反射してスクリーンＳ１に至るように偏向する。

図７は側方から見た図であり、図９に示すように、最外域光線とスクリーンのなす角θを８．４度程度になるように、適切に平面ミラーＭＭ１３で光路を折り曲げることにより装置の厚みが２００ｍｍ以下の厚みとなり、画面下方部分も小さくすることが出来る。

また、図８は図６及び図７中の投射光学系の部分を拡大して示している。

この第１の実施の形態にかかる投射型画像表示装置では平面ミラーＭＭ１１、ＭＭ１２、ＭＭ１３を用いて光路を折り曲げることにより装置のコンパクト化を達成しているが、光路を折り曲げる方法は上記した方法に限るものではない。例えば、第１光学系Ｌ１１内に平面ミラーを配置してもよいし、平面ミラーＭＭ１３と凹面反射面ＡＭ１との間に別の平面ミラーを配置する構成とすることも可能である。

また、第１光学系Ｌ１１の中間像をスクリーンＳ１に結像させる第２光学系Ｌ１２による瞳ＡＰ１（すなわち光束が収斂している部分）が平面ミラーＭＭ１３からスクリーンＳ１の全面に至る光束の外側に形成されている。このように投射光学系を配置することにより、第２光学系Ｌ１２から平面ミラーＭＭ１３に向かう光束と、平面ミラーＭＭ１３からスクリーンＳ１の全面に至る光束との間にスクリーンＳ１に向かう光束を略最小の開口ＴＯ１で通過させるように遮蔽箱ＰＢを設けることができる。そして、この遮蔽箱ＰＢ１により、投射される映像光を遮ることなく投射光学系（すなわち第１光学系Ｌ１１及び第２光学系Ｌ１２）を埃の付着から保護することができる。また、遮蔽箱ＰＢ１はスクリーンＳ１よりキャビネット内部に入射する外光を遮蔽し、その外光が、例えば、第２光学系Ｌ１２の凹面反射面ＡＭ１等で反射して迷光となり、スクリーンＳ１に投射された映像のコントラストを劣化させることを防止することができる。

（第２の実施の形態）
図１０は本発明の第２の実施の形態にかかる投射光学系を用いたプロジェクタ（投射型画像表示装置）の光学全系の概略を示す図である。また、図１１には、投射光学系を拡大して示している。

この第２の実施の形態を示す図において、Ｐ２は変調手段としての画像表示素子であり、該画像表示素子Ｐ２にて図示しない光源から発せられた光が映像信号に基づいて変調されて１次像面が形成される。上記画像表示素子Ｐ２としては、反射型あるいは透過型のドットマトリックス液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いることができる。また、図中のＰＰ２は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）や４Ｐプリズム、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）プリズム等を示している。ＳＴＯＰは絞りを示している。なお、プロジェクタには画像表示素子Ｐ２を照明する照明光学系が必要であるが図１０、図１１及びその他の第２の実施の形態を示す図では照明光学系を省略している。

Ｌ２１は屈折光学素子から成る第１光学系、Ｌ２２は凹面反射面ＡＭ２から成る第２光学系である。この第１光学系Ｌ２１及び第２光学系Ｌ２２から成る投射光学系により、画像表示素子Ｐ２によって画像変調された光（１次像面）をスクリーンＳ２に導光し、スクリーンＳ２上に画像（２次像面）を形成する。すなわち、第１光学系Ｌ２１によって図１０及び図１１中ＩＩの位置に中間結像をする。そのあと第２光学系Ｌ２２の反射面ＡＭ２で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーンＳ２上に結像する。図１１に示すように、この投射光学系のそれぞれの光学面は光軸ＡＸＩＳ２に対して回転対称な形状を有している。なお、図１１において、第２光学系Ｌ２２の反射面ＡＭ２のうち使用しない部分、従って、除去されている部分を破線にて示してある。

表２にこの第２の実施の形態にかかる投射光学系に具体的数値を適用した数値実施例２のデータを示す。

画像表示素子Ｐ２は、アスペクト比は１６：９、画素数は１９２０×１０８０、大きさは０．６１インチであり、６７．９インチに拡大投影されており、物体側の開口数は０．２０４（Ｆナンバー２．５に対応）である。画素サイズは画像表示素子Ｐ２上で約７μｍ、スクリーンＳ２上で約０．７８３ｍｍになる。

数値実施例２のスポットダイアグラムを図１３に、ディストーションを図１４に示す。スポットダイアグラムに示している（１）から（１５）の画角は画像表示素子Ｐ２上で図１２に示す（１）から（１５）の各位置から発している。また、参照波長は６５６．２８ｎｍ、６２０．０ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４６０．０ｎｍ、４３５．８４ｎｍとし、それぞれのウエイトと２、２、３、２、１としている。図１３のスケールはスクリーンＳ２上での１画素の２倍の長さである。図１３に示すとおり十分な結像性能が得られている。また、図１４に示すとおり目立った画像のゆがみは見られず十分な性能が得られている。

この数値実施例２にかかる投射光学系をリアプロジェクションテレビのキャビネットＣＡＢ２の内部に配置するには図１５及び図１６に示すように、光路を平面ミラーＭＭ２１、ＭＭ２２、ＭＭ２３で折り返してコンパクトにする必要がある。図１５及び図１６は投射光学系とスクリーンＳ２との間に平面ミラーＭＭ２３、第１光学系Ｌ２１と第２光学系Ｌ２２との間に平面ミラーＭＭ２１、ＭＭ２２を配置して光路をうまく折り曲げた構成を示している。

図１６は側方から見た図であり、図１８のように、最外域光線とスクリーンのなす角θを９．８度程度になるように、適切に平面ミラーＭＭ２３で光路を折り曲げることにより装置の厚みが２５０ｍｍ以下の厚みとなり、画面下方部分も小さくすることが出来る。そして、この最外域光線とスクリーンのなす角θは、２．９度から３１．０度の範囲、すなわち、ｔａｎθが０．０５から０．６の範囲であることが好適である。

また、図１７は図１５及び図１６中の投射光学系の部分を拡大して示している。

この第２の実施の形態にかかる投射型画像表示装置では平面ミラーＭＭ２１、ＭＭ２２、ＭＭ２３を用いて光路を折り曲げることにより装置のコンパクト化を達成しているが、光路を折り曲げる方法は上記した方法に限るものではない。例えば、第１光学系Ｌ２１内に平面ミラーを配置してもよいし、平面ミラーＭＭ２３と凹面反射面ＡＭ２との間に別の平面ミラーを配置する構成とすることも可能である。

なお、この第２の実施の形態においても、第２光学系Ｌ２２による瞳の位置が平面ミラーＭＭ２３からスクリーンＳ２へ向かう光束の最外域光線の外側に位置し、投射光学系から平面ミラーＭＭ２３へ向かう光束と平面ミラーＭＭ２３からスクリーンＳ２へ向かう光束とが互いに干渉することがなく、かつ、上記瞳の位置で光束が絞られているので、上記第１の実施の形態において説明したような遮蔽手段を採ることができることは勿論である。

表３に上記数値実施例１及び数値実施例２の条件式（１）、（２）対応値を示す。

上記各数値実施例１、２の何れも条件式（１）、（２）を満足していることが分かる。

図１９は上記実施の形態１における第１光学系Ｌ１１の中間像位置を示している。図中Ｓｉ１、Ｓｉ２、Ｓｉ３はスクリーン上で最下部、中央、最上部の画角の中間像位置から第１光学系Ｌ１１までの距離を表している。図３でいうと（１）、（７）、（１３）の各ポイントとなる。それぞれ、Ｓｉ１≒１８５ｍｍ、Ｓｉ２≒１０２ｍｍ、Ｓｉ３≒３８ｍｍである。第１光学系Ｌ１１の長さＬｓは２１０ｍｍなので条件式（１）を満足している。そして、上記数値実施例１、２の何れもこの条件式（２）を満足している（表３参照）。

（第３の実施の形態）
図２０は本発明の第３の実施の形態にかかる投射光学系を用いたプロジェクタ（投射型画像表示装置）の光学全系の概略を示す図である。また、図２１には、投射光学系を拡大して示している。

この第３の実施の形態を示す図において、Ｐ３は変調手段としての画像表示素子であり、該画像表示素子Ｐ３にて図示しない光源から発せられた光が映像信号に基づいて変調されて１次像面が形成される。上記画像表示素子Ｐ３としては、反射型あるいは透過型のドットマトリックス液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いることができる。また、図中のＰＰ３は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）やダイクロイックプリズム、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）プリズム等を示している。ＳＴＯＰは絞りを示している。なお、プロジェクタには画像表示素子Ｐ３を照明する照明光学系が必要であるが図２０、図２１及びその他の第３の実施の形態を示す図では照明光学系を省略している。

Ｌ３１は屈折光学素子から成る第１光学系、Ｌ３２は反射面Ｒ３１、Ｒ３２から成る第２光学系である。この場合、画像表示素子Ｐ３からの光線の経路の順にＲ３１が１次像面側の凸面反射面、Ｒ３２が凹面反射面である。この第１光学系Ｌ３１及び第２光学系Ｌ３２から成る投射光学系により、画像表示素子Ｐ３によって画像変調された光（１次像面）をスクリーンＳ３に導光し、スクリーンＳ３上に画像（２次像面）を形成する。すなわち、第１光学系Ｌ３１によって図２０及び図２１中ＩＩの位置に中間結像をする。そのあと第２光学系Ｌ３２の反射面Ｒ３１、Ｒ３２で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーンＳ３上に結像する。図２１に示すように、この投射光学系のそれぞれの光学面は光軸ＡＸＩＳ３に対して回転対称な形状を有している。なお、図２１において、第２光学系Ｌ３２の反射面Ｒ３１、Ｒ３２のうち使用しない部分、従って、除去されている部分を破線にて示してある。

表４にこの第３の実施の形態にかかる投射光学系に具体的数値を適用した数値実施例３のデータを示す。

数値実施例３では、画像表示素子Ｐ３は、アスペクト比は１６：９、画素数は１９２０×１０８０、大きさは０．６１インチであり、７３．１インチに拡大投影されており、Ｆナンバーは３である。画素サイズは画像表示素子Ｐ３上で約７μｍ、スクリーンＳ３上で約０．８４５ｍｍになる。

数値実施例３の投射光学系のスポットダイアグラムを図２３に、ディストーションを図２４に示す。スポットダイアグラムに示している（１）から（１５）の画角は画像表示素子Ｐ３上で図２２に示す（１）から（１５）の各位置から発している。また、参照波長は６５６．２８ｎｍ、６２０．０ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４６０．０ｎｍ、４３５．８４ｎｍとしている。図２３のスケールはスクリーンＳ３上での１画素の２倍の長さである。図２３に示すとおり十分な結像性能が得られている。また、図２４に示すとおり目立った画像のゆがみは見られず十分な性能が得られている。

この数値実施例３にかかる投射光学系をリアプロジェクションテレビのキャビネットの内部に配置するには図２５及び図２６に示すように、光路を平面ミラーＭ３１、Ｍ３２で折り返してコンパクトにする必要がある。図２５及び図２６は投射光学系とスクリーンＳ３との間に平面ミラーＭ３２を、第１光学系Ｌ３１と第２光学系Ｌ３２との間に平面ミラーＭ３１を配置して光路をうまく折り曲げた構成を示している。平面ミラーＭ３１は、１次像面の中心から２次像面の中心に向う光線が垂直面内にて光軸と交差する場合に、第１光学系と第２光学系の上記凹面反射面との間で光線を反射して水平面内に偏向する。また、例えば、投射光学系をキャビネットの下部に配置した場合に、平面ミラーＭ３２はキャビネットの上部に配置され、投射光学系から出力された光を反射してスクリーンＳ３に至るように偏向する。

また、図２７は図２５及び図２６中の投射光学系の部分を拡大して示している。

この第３の実施の形態にかかる投射型画像表示装置では平面ミラーＭ３１、Ｍ３２を用いて光路を折り曲げることにより装置のコンパクト化を達成しているが、光路を折り曲げる方法は上記した方法に限るものではない。例えば、第１光学系Ｌ３１内に平面ミラーを配置してもよいし、平面ミラーＭ３２と凹面反射面Ｒ３２との間に別の平面ミラーを配置する構成としても良い。

図２６は側方から見た図であり、このように平面ミラーＭ３１、Ｍ３２で光路を折り曲げることにより、アスペクト比１６：９の７３．１インチのスクリーンサイズにおいて、光学系のみで規定した装置の厚み（奥行き）Ｄｘが２５０ｍｍ以下となり、スクリーン下端から第２光学系Ｌ３２の最下部までの高さ方向の寸法Ｈｘも５０ｍｍ以下となり、画面下方部分も小さくすることが出来る。さらに各種スクリーンサイズにおける装置の厚みと上述の画面下方部分の寸法を検討した結果、アスペクト比１６：９の４６インチから７３インチのスクリーンサイズにおいて、光学系のみで規定した装置の厚みを２５０ｍｍ以下、スクリーン下端から第２光学系Ｌ３２の最下部までの高さ方向の寸法を５０ｍｍ以下に構成することができることがわかった。したがって、ミラーやキャビネット等の実際の機構部品によりこの光学系を有する装置を構成した場合においても、その実際の厚みが３００ｍｍ以下であり、そして画面下方部分（スクリーン下端から投写光学系の最下部までの高さ方向の寸法）が１００ｍｍ以下である外形寸法の装置を実現することができる。

そして、第１光学系Ｌ３１の中間像をスクリーンＳ３に結像させる第２光学系Ｌ３２による瞳（すなわち光束が収斂している部分）が平面ミラーＭ３２からスクリーンＳ３全面に至る光束の外側に形成されている。このように投射光学系を配置することにより、第２光学系Ｌ３２から平面ミラーＭ３２に向かう光束と、平面ミラーＭ３２からスクリーンＳ３の全面に至る光束との間にスクリーンＳ３に向かう光束を略最小の開口で通過させるよう透光用開口を設けた遮蔽箱等の遮蔽部材（不図示。図７参照）を設けることができる。そして遮蔽部材により、投射される映像光を遮ることなく投射光学系（すなわち第１光学系Ｌ３１および第２光学系Ｌ３２）を埃の付着から保護することができる。また、遮蔽部材はスクリーンＳ３よりキャビネット内部に入射する外光を遮蔽し、その外光が、例えば、第２光学系の凹面反射面等で反射して迷光となり、スクリーンＳ３に投射された映像のコントラストを劣化させるのを防止することができる。なお、上記した遮蔽部材による遮蔽効果は次の第４の実施の形態においても同様に奏することができる。また、第５の実施の形態乃至第９の実施の形態にかかる投射光学系を使用して構成する投射型画像表示装置においても同様の効果を奏することが可能である。

（第４の実施の形態）
図２８は本発明の第４の実施の形態にかかる投射光学系を用いたプロジェクタ（投射型画像表示装置）の光学全系の概略を示す図である。また、図２９には、投射光学系を拡大して示している。

この第４の実施の形態を示す図において、Ｐ４は画像表示素子であり、該画像表示素子Ｐ４に１次像面が形成される。上記画像表示素子Ｐ４としては、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いることができる。ＳＴＯＰは絞りを示している。なお、プロジェクタには画像表示素子Ｐ４を照明する照明光学系が必要であるが図２８、図２９及びその他の第４の実施の形態を示す図では照明光学系を省略している。

Ｌ４１は屈折光学素子から成る第１光学系、Ｌ４２は反射面Ｒ４１、Ｒ４２から成る第２光学系である。この第１光学系Ｌ４１及び第２光学系Ｌ４２から成る投射光学系により、画像表示素子Ｐ４によって画像変調された光（１次像面）をスクリーンＳ４に導光し、スクリーンＳ４上に画像（２次像面）を形成する。図２８及び図２９中ＩＩの位置に第１光学系Ｌ４１によって中間結像をする。そのあと反射面Ｒ４１、Ｒ４２で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーンＳ４上に結像する。図２９に示すように、この投射光学系のそれぞれの光学面は光軸ＡＸＩＳ４に対して回転対称な形状を有している。なお、図２９において、第２光学系Ｌ４２の反射面Ｒ４１、Ｒ４２のうち使用しない部分、従って、除去されている部分を破線にて示してある。

表５にこの第４の実施の形態にかかる投射光学系に具体的数値を適用した数値実施例４のデータを示す。

画像表示素子Ｐ４としては、ＤＭＤが使用されており、アスペクト比１６：９、画素数は１２８０×７６８、大きさは０．７インチであり、スクリーンＳ４上に５０インチに拡大投影されており、Ｆナンバーは３である。画素サイズは画像表示素子Ｐ４上で約１２μｍ、スクリーン上で約０．８６ｍｍになる。画像表示素子Ｐ４と投射光学系の間に絞りＳＴＯＰを有しており、画像表示素子Ｐ４で反射したＯＮの光は絞りＳＴＯＰを通過し投射光学系を経てスクリーンＳ４に到達するが、ＯＦＦの光は絞りＳＴＯＰにより遮断される。絞りＳＴＯＰを通過したＯＮの光は屈折光学系Ｌ４１により図２８、１０中ＩＩの位置に中間結像をする。そのあと反射面Ｒ４１、Ｒ４２で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーン上に結像する。

数値実施例４の投射光学系のスポットダイアグラムを図３１に、ディストーションを図３２に示す。スポットダイアグラムに示している（１）から（１５）の画角は画像表示素子Ｐ４上で図３０に示す（１）から（１５）の各位置から発している。また、参照波長は６５６．２８ｎｍ、６２０．０ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４６０．０ｎｍ、４３５．８４ｎｍとしている。図３１のスケールはスクリーン上での１画素の２倍の長さである。図３１に示すとおり十分な結像性能が得られている。また、図３２に示すとおり目立った画像のゆがみは見られず十分な性能が取れている。

この数値実施例４にかかる投射光学系をリアプロジェクションテレビのキャビネットの内部に配置するには図３３及び図３４に示すように、平面ミラーＭ４１、Ｍ４２で光路を折り返してコンパクトにする必要がある。図３３及び図３４は投射光学系とスクリーンＳ４との間に平面ミラーＭ４２、第１光学系Ｌ４１と第２光学系Ｌ４２との間に平面ミラーＭ４１を配置して光路をうまく折り曲げた構成を示している。図３４は、側方から見た図であり、このように平面ミラーＭ４１、Ｍ４２で光路を折り曲げることにより装置の厚みが２５０ｍｍ以下の厚みとなり、画面下方部分も小さくすることが出来る。また、図３５は図３３及び図３４中の投射光学系の部分を拡大して示している。この第４の実施の形態にかかる投射型画像表示装置では平面ミラーＭ４１、Ｍ４２を用いて光路を折り曲げることにより装置のコンパクト化を達成しているが、光路を折り曲げる方法は上記した方法に限るものではない。例えば、第１光学系Ｌ４１内に平面ミラーを配置してもよいし、平面ミラーＭ４２と凹面反射面Ｒ４２との間に別の平面ミラーを配置する構成としても良い。

（第５の実施の形態）
図３６は本発明の第５の実施の形態にかかる投射光学系を用いたプロジェクタ（投射型画像表示装置）の光学全系の概略を示す図である。また、図３７には、投射光学系を拡大して示している。

この第５の実施の形態を示す図において、Ｐ５は画像表示素子であり、該画像表示素子Ｐ５に１次像面が形成される。上記画像表示素子Ｐ５としては、反射型のドットマトリックス液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いることができる。また、図中のＰＰ５は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）やダイクロイックプリズム、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）プリズム等を示している。ＳＴＯＰは絞りを示している。なお、プロジェクタには画像表示素子Ｐ５を照明する照明光学系が必要であるが図３６及び図３７では照明光学系を省略している。

Ｌ５１は屈折光学素子から成る第１光学系、Ｌ５２は反射面Ｒ５１、Ｒ５２から成る第２光学系である。この第１光学系Ｌ５１及び第２光学系Ｌ５２から成る投射光学系により、画像表示素子Ｐ５によって画像変調された光（１次像面）をスクリーンＳ５に導光し、スクリーンＳ５上に画像（２次像面）を形成する。図３６及び図３７中ＩＩの位置に第１光学系Ｌ５１によって中間結像をする。そのあと反射面Ｒ５１、Ｒ５２で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーンＳ５上に結像する。図３７に示すように、この投射光学系のそれぞれの光学面は光軸ＡＸＩＳ５に対して回転対称な形状を有している。なお、図３７において、第２光学系Ｌ５２の反射面Ｒ５１、Ｒ５２のうち使用しない部分、従って、除去されている部分を破線にて示してある。

表６にこの第５の実施の形態にかかる投射光学系に具体的数値を適用した数値実施例５のデータを示す。

数値実施例５では、画像表示素子Ｐ５はアスペクト比は１６：９、画素数は１９２０×１０８０、大きさは０．６１インチであり、５５．８インチに拡大投影されており、Ｆナンバーは３．０である。画素サイズは画像表示素子Ｐ５上で約７μｍ、スクリーンＳ５上で約０．６４５ｍｍになる
数値実施例５の投射光学系のスポットダイアグラムを図３９に、ディストーションを図４０に示す。スポットダイアグラムに示している（１）から（１５）の画角は画像表示素子Ｐ５上で図３８に示す（１）から（１５）の各位置から発している。また、参照波長は６５６．２８ｎｍ、６２０．０ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４６０．０ｎｍ、４３５．８４ｎｍとしている。図３９のスケールはスクリーンＳ５上での１画素の２倍の長さである。図３９に示すとおり十分な結像性能が得られている。また、図４０に示すとおり目立った画像のゆがみは見られず十分な性能が得られている。

この第５の実施の形態に係る投射光学系をプロジェクタ（投射型画像表示装置）に適用する場合、上記した第１及び第４の実施の形態におけると同様に、平面ミラーを適切な位置に配置することで投射光学系を薄くすることが可能である。

（第６の実施の形態）
図４１は本発明の第６の実施の形態にかかる投射光学系を用いたプロジェクタ（投射型画像表示装置）の光学全系の概略を示す図である。また、図４２には、投射光学系を拡大して示している。

この第６の実施の形態を示す図において、Ｐ６は画像表示素子であり、該画像表示素子Ｐ６に１次像面が形成される。上記画像表示素子Ｐ６としては、反射型のドットマトリックス液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いることができる。また、図中のＰＰ６は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）やダイクロイックプリズム、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）プリズム等を示している。ＳＴＯＰは絞りを示している。なお、プロジェクタには画像表示素子Ｐ６を照明する照明光学系が必要であるが図４１及び図４２では照明光学系を省略している。

Ｌ６１は屈折光学素子から成る第１光学系、Ｌ６２は反射面ＲＲ６１、ＲＲ６２から成る第２光学系である。この第１光学系Ｌ６１及び第２光学系Ｌ６２から成る投射光学系により、画像表示素子Ｐ６によって画像変調された光（１次像面）をスクリーンＳ６に導光し、スクリーンＳ６上に画像（２次像面）を形成する。図４１及び図４２中ＩＩの位置に第１光学系Ｌ６１によって中間結像をする。そのあと反射面ＲＲ６１、ＲＲ６２で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーンＳ６上に結像する。この場合、画像表示素子Ｐ６からの光線の経路の順にＲＲ６１が凹面反射面、ＲＲ６２が２次像面側の凸面反射面である。図４２に示すように、この投射光学系のそれぞれの光学面は光軸ＡＸＩＳ６に対して回転対称な形状を有している。なお、図４２において、第２光学系Ｌ６２の反射面ＲＲ６１、ＲＲ６２のうち使用しない部分、従って、除去されている部分を破線にて示してある。

表７にこの第６の実施の形態にかかる投射光学系に具体的数値を適用した数値実施例６のデータを示す。

数値実施例６では、画像表示素子Ｐ６は反射型ドットマトリックス液晶等の液晶素子であり、テレセントリックになっている。また、アスペクト比は１６：９、画素数は１９２０×１０８０、大きさは０．６１インチであり、５０インチに拡大投影されており、Ｆナンバーは３．０である。画素サイズは画像表示素子Ｐ６上で約７μｍ、スクリーンＳ６上で約０．５８ｍｍになる。

数値実施例６の投射光学系のスポットダイアグラムを図４４に、ディストーションを図４５に示す。スポットダイアグラムに示している（１）から（１５）の画角は画像表示素子Ｐ６上で図４３に示す（１）から（１５）の各位置から発している。また、参照波長は６５６．２８ｎｍ、６２０．０ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４６０．０ｎｍ、４３５．８４ｎｍとしている。図４４のスケールはスクリーン上での１画素の２倍の長さである。図４４に示すとおり十分な結像性能が得られている。また、図４５に示すとおり目立った画像のゆがみは見られず十分な性能が得られている。

この第６の実施の形態に係る投射光学系をプロジェクタ（投射型画像表示装置）に適用する場合、上記した第１及び第４の実施の形態におけると同様に、平面ミラーを適切な位置に配置することで投射光学系を薄くすることが可能である。

（第７の実施の形態）
図４６は本発明の第７の実施の形態にかかる投射光学系を用いたプロジェクタ（投射型画像表示装置）の光学全系の概略を示す図である。また、図４７には、投射光学系を拡大して示している。

この第７の実施の形態を示す図において、Ｐ７は画像表示素子であり、該画像表示素子Ｐ７に１次像面が形成される。上記画像表示素子Ｐ７としては、反射型のドットマトリックス液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いることができる。また、図中のＰＰ７は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）やダイクロイックプリズム、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）プリズム等を示している。ＳＴＯＰは絞りを示している。なお、プロジェクタには画像表示素子Ｐ７を照明する照明光学系が必要であるが図４６及び図４７では照明光学系を省略している。

Ｌ７１は屈折光学素子から成る第１光学系、Ｌ７２は反射面Ｒ７１、Ｒ７２から成る第２光学系である。この第１光学系Ｌ７１及び第２光学系Ｌ７２から成る投射光学系により、画像表示素子Ｐ７によって画像変調された光（１次像面）をスクリーンＳ７に導光し、スクリーンＳ７上に画像（２次像面）を形成する。図４６及び図４７中ＩＩの位置に第１光学系Ｌ７１によって中間結像をする。そのあと反射面Ｒ７１、Ｒ７２で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーンＳ７上に結像する。図４７に示すように、この投射光学系のそれぞれの光学面は光軸ＡＸＩＳ７に対して回転対称な形状を有している。なお、図４７において、第２光学系Ｌ７２の反射面Ｒ７１、Ｒ７２のうち使用しない部分、従って、除去されている部分を破線にて示してある。

表８にこの第７の実施の形態にかかる投射光学系に具体的数値を適用した数値実施例７のデータを示す。

この数値実施例７では、第３０面、すなわち凹面反射面Ｒ７２には奇数次の非球面係数が含まれており、従って、第３０面の形状は上記した数２式によって表される。

数値実施例７では、画像表示素子Ｐ７は、アスペクト比は１６：９、画素数は１９２０×１０８０、大きさは０．６１インチであり、５２．５インチに拡大投影されており、Ｆナンバーは３．０である。画素サイズは画像表示素子上で約７μｍ、スクリーンＳ７上で約０．６０５ｍｍになる。

数値実施例７の投射光学系のスポットダイアグラムを図４９に、ディストーションを図５０に示す。スポットダイアグラムに示している（１）から（１５）の画角は画像表示素子Ｐ７上で図４８に示す（１）から（１５）の各位置から発している。また、参照波長は６５６．２８ｎｍ、６２０．０ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４６０．０ｎｍ、４３５．８４ｎｍとしている。図４９のスケールはスクリーンＳ７上での１画素の２倍の長さである。図４９に示すとおり十分な結像性能が得られている。また、図５０に示すとおり目立った画像のゆがみは見られず十分な性能が得られている。

この第７の実施の形態に係る投射光学系をプロジェクタ（投射型画像表示装置）に適用する場合、上記した第１及び第４の実施の形態におけると同様に、平面ミラーを適切な位置に配置することで投射光学系を薄くすることが可能である。

（第８の実施の形態）
図５１は本発明の第８の実施の形態にかかる投射光学系を用いたプロジェクタ（投射型画像表示装置）の光学全系の概略を示す図である。また、図５２には、投射光学系を拡大して示している。

この第８の実施の形態を示す図において、Ｐ８は画像表示素子であり、該画像表示素子Ｐ８に１次像面が形成される。上記画像表示素子Ｐ８としては、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いることができる。なお、プロジェクタには画像表示素子Ｐ８を照明する照明光学系が必要であるが図５１及び図５２では照明光学系を省略している。

Ｌ８１は屈折光学素子から成る第１光学系、Ｌ８２は反射面ＲＲ８１、ＲＲ８２から成る第２光学系である。この第１光学系Ｌ８１及び第２光学系Ｌ８２から成る投射光学系により、画像表示素子Ｐ８によって画像変調された光（１次像面）をスクリーンＳ８に導光し、スクリーンＳ８上に画像（２次像面）を形成する。図５１及び図５２中ＩＩの位置に第１光学系Ｌ８１によって中間結像をする。そのあと反射面ＲＲ８１、ＲＲ８２で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーンＳ８上に結像する。図５２に示すように、この投射光学系のそれぞれの光学面は光軸ＡＸＩＳ８に対して回転対称な形状を有している。なお、図５２において、第２光学系Ｌ８２の反射面ＲＲ８１、ＲＲ８２のうち使用しない部分、従って、除去されている部分を破線にて示してある。

表９にこの第８の実施の形態にかかる投射光学系に具体的数値を適用した数値実施例８のデータを示す。

数値実施例８では、画像表示素子Ｐ８はＤＭＤであり、アスペクト比は１６：９、画素数は１２８０×７６８、大きさは０．７インチであり、５５．８インチに拡大投影されており、Ｆナンバーは３である。画素サイズは画像表示素子Ｐ８上で約１２μｍ、スクリーンＳ８上で約０．８６ｍｍになる。画像表示素子Ｐ８と投射光学系の間に絞りＳＴＯＰを有しており、画像表示素子Ｐ８で反射したＯＮの光は絞りＳＴＯＰを通過し投射光学系を経てスクリーンＳ８に到達するが、ＯＦＦの光は絞りＳＴＯＰにより遮断される。絞りＳＴＯＰを通過したＯＮの光は屈折光学系Ｌ８１により図５１および図５２中ＩＩの位置に中間結像をする。そのあと反射面ＲＲ８１で反射され瞳の像を形成し、さらに、反射面ＲＲ８２で反射しスクリーンＳ８上に結像する。

数値実施例８の投射光学系のスポットダイアグラムを図５４に、ディストーションを図５５に示す。スポットダイアグラムに示している（１）から（１５）の画角は画像表示素子上で図５３に示す（１）から（１５）の各位置から発している。また、参照波長は６５６．２８ｎｍ、６２０．０ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４６０．０ｎｍ、４３５．８４ｎｍとしている。図５４のスケールはスクリーンＳ８上での１画素の２倍の長さである。図５４に示すとおり十分な結像性能が得られている。また、図５５に示すとおり目立った画像のゆがみは見られず十分な性能が得られている。

この第８の実施の形態に係る投射光学系をプロジェクタ（投射型画像表示装置）に適用する場合、上記した第１乃至第４の実施の形態におけると同様に、平面ミラーを適切な位置に配置することで投射光学系を薄くすることが可能である。

（第９の実施の形態）
図５６は本発明の第９の実施の形態にかかる投射光学系を用いたプロジェクタ（投射型画像表示装置）の光学全系の概略を示す図である。また、図５７には、投射光学系を拡大して示している。

この第９の実施の形態を示す図において、Ｐ９は画像表示素子であり、該画像表示素子Ｐ９に１次像面が形成される。上記画像表示素子Ｐ９としては、反射型のドットマトリックス液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いることができる。また、図中のＰＰ９は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）やダイクロイックプリズム、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）プリズム等を示している。ＳＴＯＰは絞りを示している。なお、プロジェクタには画像表示素子Ｐ９を照明する照明光学系が必要であるが図５６及び図５７では照明光学系を省略している。

Ｌ９１は屈折光学素子から成る第１光学系、Ｌ９２は反射面ＡＭ９から成る第２光学系である。この第１光学系Ｌ９１及び第２光学系Ｌ９２から成る投射光学系により、画像表示素子Ｐ９によって画像変調された光（１次像面）をスクリーンＳ９に導光し、スクリーンＳ９上に画像（２次像面）を形成する。図５６及び図５７中ＩＩの位置に第１光学系Ｌ９１によって中間結像をする。そのあと反射面ＡＭ９で反射されたあと、瞳の像を形成してスクリーンＳ９上に結像する。図５７に示すように、この投射光学系のそれぞれの光学面は光軸ＡＸＩＳ９に対して回転対称な形状を有している。なお、図５７において、第２光学系Ｌ９２の反射面ＡＭ９のうち使用しない部分、従って、除去されている部分を破線にて示してある。

表１０にこの第９の実施の形態にかかる投射光学系に具体的数値を適用した数値実施例９のデータを示す。

数値実施例９では、画像表示素子Ｐ９は反射型ドットマトリックス液晶等の液晶素子であり、テレセントリックになっている。また、アスペクト比は１６：９、画素数は１９２０×１０８０、大きさは０．６１インチであり、６２．６インチに拡大投影されており、Ｆナンバーは３．０である。画素サイズは画像表示素子Ｐ９上で約７μｍ、スクリーン上で約０．７２５ｍｍになる。

数値実施例９の投射光学系のスポットダイアグラムを図５９に、ディストーションを図６０に示す。スポットダイアグラムに示している（１）から（１５）の画角は画像表示素子Ｐ９上で図５８に示す（１）から（１５）の各位置から発している。また、参照波長は６５６．２８ｎｍ、６２０．０ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４６０．０ｎｍ、４３５．８４ｎｍとしている。図５９のスケールはスクリーンＳ９上での１画素の２倍の長さである。図５９に示すとおり十分な結像性能が得られている。また、図６０に示すとおり目立った画像のゆがみは見られず十分な性能が得られている。

この第９の実施の形態に係る投射光学系をプロジェクタ（投射型画像表示装置）に適用する場合、上記した第１及び第４の実施の形態におけると同様に、平面ミラーを適切な位置に配置することで投射光学系を薄くすることが可能である。

上記した各数値実施例３乃至９の上記条件式（１）、（２）、（３）の関連データ及び対応データを表１１に示す。

上記各数値実施例３乃至９の何れも条件式（１）、（２）、（３）を満足していることが分かる。

図６１は上記数値実施例４における第１光学系Ｌ４１の中間像位置を示している。図中Ｓｉ１、Ｓｉ２、Ｓｉ３はスクリーン上で最下部、中央、最上部の画角の中間像位置から第１光学系Ｌ４１までの距離を表している。図２２でいうと（１）、（７）、（１３）の各ポイントとなる。それぞれ、Ｓｉ１≒１８３ｍｍ、Ｓｉ２≒１１２ｍｍ、Ｓｉ３≒５０ｍｍである。第１光学系Ｌ４１の長さＬｓは１３１．２５ｍｍなので条件式（１）を満足している。そして、上記数値実施例３乃至９の何れもこの条件式（１）を満足しており、さらに、条件式（２）、（３）も満足している（表１１参照）。

以上の特徴や効果を適切に使用することで、歪曲を良好に補正しながらも、結像性能に優れた投射光学系を少ない反射面数でコンパクトに構成することができる。

なお、上記した実施の形態では、透過型スクリーンに投影する投射型画像表示装置について説明したが、本発明投射型画像表示装置は反射型スクリーンに投影する装置として適用することが出来ることは勿論である。

また、上記した実施の形態では、第１光学系及び第２光学系を構成する各面は共通の光軸を中心とした回転対称面である場合について説明したが、回転対称面でない構成の場合についても本発明は適用できる。

また、上記した実施の形態及び数値実施例に示した各部の具体的形状及び数値は、本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

奥行及び高さ方向何れの寸法も小さく、しかも、拡大率の大きな投射光学系を提供することができ、特に、大型のリアプロジェクションテレビに適用して好適である。その他、狭い部屋等の限られた空間内での反射型スクリーン等への拡大投射に好適である。

Claims (20)

1. 縮小側の１次像面から拡大側の２次像面へ拡大投射する投射光学系であって、
   上記１次像面の中間像を結像する第１光学系と、
   上記中間像による上記２次像面を形成させる凹面反射面を有する第２光学系とを備え、
   上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線が上記第１光学系の光軸を交差し、さらに上記凹面反射面で反射し、再度上記光軸と交差して上記２次像面に到達する
   ことを特徴とする投射光学系。
2. 上記第１光学系及び第２光学系を構成する各面は共通の光軸を中心とした回転対称面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の投射光学系。
3. 上記第２光学系は上記凹面反射面のみによって構成されることを特徴とする請求項２に記載の投射光学系。
4. 上記第２光学系は、上記凹面反射面の拡大側又は縮小側に凸面反射面を有していることを特徴とする請求項２に記載の投射光学系。
5. 上記第１光学系によって、上記中間像が上記第２光学系の上記凹面反射面より上記１次像面側に結像されることを特徴とする請求項２に記載の投射光学系。
6. 上記第１光学系の長さをＬｓ、上記第１光学系から上記中間像までの距離をＳｉとして、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項５に記載の投射光学系。
   （１）Ｓｉ／Ｌｓ＜２
7. 上記第１光学系から上記凹面反射面までの上記光軸上の距離をＳ１２、上記凹面反射面の近軸の曲率半径をＲとして、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項５に記載の投射光学系。
   （２）Ｓ１２＞｜Ｒ｜／２
8. 上記凸面反射面から上記凹面反射面までの距離をＳＲ１２として、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項４に記載の投射光学系。
   （３）ＳＲ１２＞｜Ｒ｜／２
9. 上記凹面反射面は上記光軸に対し回転対称非球面であることを特徴とする請求項２に記載の投射光学系。
10. 上記回転対称非球面の形状を示す関数は奇数次非球面係数を含むことを特徴とする請求項９に記載の投射光学系。
11. 上記凹面反射面は近軸の曲面に対し上記光軸から離れるに従って曲率が小さい形状であることを特徴とする請求項９に記載の投射光学系。
12. 上記凸面反射面の少なくとも１面が回転対称非球面で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の投射光学系。
13. 上記第１光学系の１面以上が回転対称非球面で構成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の投射光学系。
14. 光源と、
    上記光源から発せられた光を映像信号に基づき変調して出力する変調手段と、
    上記変調手段側の１次像面からスクリーン側の２次像面へ拡大投射する投射光学系とを備え、
    上記投射光学系は、
    上記１次像面の中間像を結像する第１光学系と、
    上記中間像による上記２次像面を形成させる凹面反射面を有する第２光学系とを備え、
    上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線が上記第１光学系の光軸を交差し、さらに上記凹面反射面で反射し、再度上記光軸と交差して上記２次像面に到達する
    ことを特徴とする投射型画像表示装置。
15. 上記第１光学系及び第２光学系は共通の光軸を中心とした回転対称面で構成されている
    ことを特徴とする請求項１４に記載の投射型画像表示装置。
16. 上記スクリーンは透過型スクリーンであり、
    上記スクリーンが前面に配置されたキャビネットに、上記光源、上記変調手段及び上記投射光学系を内蔵し、
    上記投射光学系により上記透過型スクリーンに背面から拡大投射する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の投射型画像表示装置。
17. 上記投射光学系は上記キャビネットの下部に設けられ、
    上記キャビネットの上部に配置され、上記投射光学系から出力された光を反射して上記透過型スクリーンに至るように偏向する平面ミラーを備える、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の投射型画像表示装置。
18. 上記中間像の上記２次像面に対する上記第２光学系による瞳が、上記平面ミラーから上記透過型スクリーン面に至る光束の外側に形成されている
    ことを特徴とする請求項１７に記載の投射型画像表示装置。
19. 上記１次像面の中心から上記２次像面の中心に至る光線は上記光軸と垂直面内にて交差し、
    上記第１光学系と上記第２光学系との間に上記光線を反射して水平面内にて偏向させる反射手段を備えている
    ことを特徴とする請求項１４に記載の投射型画像表示装置。
20. 上記凹面反射面で反射された後の光路を所望に引き回すための少なくとも一面の平面反射面を有し、
    上記スクリーンの直前に位置した平面反射面からスクリーンに向かう光線のうち上記スクリーンから最も離れた位置を通る最外域光線と上記スクリーンとの成す角度をθとして、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれかに記載の投写型画像表示装置。
    （４）０．６＞ｔａｎθ＞０．０５

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