WO2012132294A1 - 投写光学系および投写型表示装置 - Google Patents

投写光学系および投写型表示装置 Download PDF

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WO2012132294A1
WO2012132294A1 PCT/JP2012/001849 JP2012001849W WO2012132294A1 WO 2012132294 A1 WO2012132294 A1 WO 2012132294A1 JP 2012001849 W JP2012001849 W JP 2012001849W WO 2012132294 A1 WO2012132294 A1 WO 2012132294A1
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lens
projection optical
projection
lenses
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賢 天野
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富士フイルム株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/142—Adjusting of projection optics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G—PHYSICS
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    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/28—Reflectors in projection beam

Definitions

  • the present invention relates to a projection optical system including a lens and a reflecting mirror, and a projection display device using the projection optical system.
  • projection display devices also referred to as projectors
  • projectors that project an image displayed on a light valve
  • the projection optical system used for such a projector generally has a long back focus, and the entrance pupil viewed from the reduction side (light valve side) is located far away, that is, the reduction side has telecentricity. Is required.
  • the projection optical system is required to have good aberration correction commensurate with the resolution of the light valve. Furthermore, in consideration of use in a relatively bright and narrow indoor space such as for presentations, a brighter and wider-angle projection optical system has been strongly demanded.
  • a projection optical system formed by combining a first optical system composed of a plurality of lenses composed of a refractive optical system and a second optical system composed of a convex mirror composed of a reflective optical system.
  • a projection optical system composed only of a normal refractive optical system if the focal length is shortened to widen the angle, the enlargement side lens becomes too large.
  • a projection optical system composed of a refractive optical system and a reflective optical system can be made relatively small as compared with a refractive optical system alone, and can be used for a wide angle by shortening the focal length. Is also suitable (see Patent Documents 1, 2, and 3).
  • JP 2008-096761 A Japanese Patent Laid-Open No. 2007-017707 2009-271372
  • Patent Document 1 employs an eccentric optical system in which a plurality of lenses are shifted or tilted with respect to the optical axis, and is very difficult to assemble.
  • the projection optical systems described in Patent Documents 2 and 3 employ a coaxial optical system, so that the assembly is relatively easy.
  • the projection optical system is mainly configured to be mounted on a rear projector. Therefore, when it is intended to be mounted on a front projector, there is a problem in that the distance between the refracting part constituted only by the refractive optical system and the reflecting mirror part constituted only by the reflective optical system becomes large, resulting in an increase in the device size. is there.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a projection optical system in which the total length of the optical system is short, compact, and various aberrations can be favorably corrected, and a projection display apparatus using the same. It is intended to do.
  • the projection optical system of the present invention is a projection optical system that enlarges and projects an image formed on a reduction-side conjugate surface onto a magnification-side conjugate surface, and includes a first optical system that is configured by a plurality of lenses in order from the reduction side. And a second optical system composed of a single reflecting mirror made of a convex surface having an aspherical shape, and satisfying conditional expression (1): 0.1 ⁇ Zf / T12 ⁇ 1.0. It is characterized by. However, T12 is an air space between the first optical system and the second optical system, and Zf is a position at the maximum effective height on the lens surface on the enlargement side of the lens disposed on the most enlargement side of the first optical system. This is the amount of displacement in the optical axis direction to the top of the lens surface. A displacement amount when displacing from the reduction side to the enlargement side is defined as a positive displacement amount.
  • the lens disposed on the most enlarged side of the first optical system is an aspherical lens.
  • the projection optical system satisfies the conditional expression (2): 0 ⁇ D / Zr ⁇ 1.0.
  • D is the air space between the lens arranged on the most enlarged side of the first optical system and the lens in the first optical system adjacent to this lens
  • Zr is the lens arranged on the most enlarged side of the first optical system. Is the amount of displacement in the optical axis direction from the position at the maximum effective height on the lens surface on the reduction side to the apex of the lens surface.
  • a displacement amount when displacing from the reduction side to the enlargement side is defined as a positive displacement amount.
  • two of the three lenses arranged on the most magnified side can be aspherical lenses.
  • the reduction side of the entire lens system has telecentricity.
  • the telecentric reduction side refers to a light beam emitted from an arbitrary point on the reduction side conjugate plane and converges on the enlargement side conjugate plane, and is 2 in each beam cross section of the light flux emitted from the reduction side conjugate plane.
  • This means that the bisector is nearly parallel to the optical axis, and only when it is completely telecentric, that is, when the bisector is completely parallel to the optical axis. It is not intended to mean something that includes some errors.
  • the case where there is a slight error is a case where the inclination of the bisector with respect to the optical axis is within a range of ⁇ 3 °.
  • the light beam cross section is a cross section cut along a plane passing through the optical axis.
  • the bisector is a bisector that divides the divergence angle in each light beam section emitted from the conjugate plane on the reduction side into two equal angles.
  • All optical surfaces constituting the first optical system and the second optical system may be formed so as to have a rotationally symmetric shape around one common axis.
  • a projection display device of the present invention includes a light source, a light valve, an illumination optical unit that guides a light beam from the light source to the light valve, and the projection optical system, and modulates the light beam from the light source with the light valve, The light-modulated light beam is projected onto a screen through a projection optical system.
  • the projection optical system and the projection display apparatus of the present invention in the projection optical system for enlarging and projecting an image formed on the reduction-side conjugate surface on the enlargement-side conjugate surface, a plurality of lenses are sequentially arranged from the reduction side. And a second optical system composed of a single reflecting mirror composed of an aspheric convex surface, and conditional expression (1): 0.1 ⁇ Zf / T12 ⁇ 1 Therefore, the total length of the optical system can be shortened and downsized, and various aberrations can be corrected satisfactorily.
  • Conditional expression (1) is an expression that defines the overall size of the projection optical system. If the lower limit of the conditional expression (1) is not reached, the first optical system and the second optical system with respect to the displacement Zf in the lens disposed on the most enlarged side of the first optical system in a range where the value does not become 0 or less. The air gap T12 with the system is increased, leading to an increase in size. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the air interval T12 between the first optical system and the second optical system becomes smaller than the displacement amount Zf of the lens disposed on the most enlarged side of the first optical system.
  • the displacement amount Zf of the lens is to be increased, although the total length of the optical system is shortened. As a result, this lens becomes difficult to manufacture. Further, if the reflection direction of the light beam reflected by the second optical system is shifted so as not to interfere with the lens arranged on the most enlarged side, the increase in the shift amount leads to an increase in the size of the apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 1.
  • FIG. Sectional drawing of the projection optical system of Example 2 FIG. 6 is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 2.
  • FIG. 10 is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 2.
  • Sectional drawing of the projection optical system of Example 3 FIG. 6 is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 3.
  • FIG. 6 is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 4. The figure which shows the spot diagram regarding the projection optical system of Example 4.
  • FIG. Sectional drawing of the projection optical system of Example 5 FIG. 6 is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 5.
  • FIG. 10 is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 5.
  • Sectional drawing of the projection optical system of Example 6 FIG. 10 is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 6.
  • FIG. Sectional drawing of the projection optical system of Example 7 FIG. 10 is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 7.
  • FIG. 10 is a diagram showing distortion aberration relating to the projection optical system of Example 9.
  • FIG. The figure which shows the position on the conjugate plane of the reduction side from which the spot diagram is acquired
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a projection optical system according to an embodiment of the present invention and a projection display apparatus using the projection optical system.
  • FIG. 12 is a diagram showing the projection light modulation unit 300.
  • the projection optical system 100 of the present invention shown in FIG. 1 is configured to convert an image G formed on a reduction-side conjugate surface Cps (that is, on an image forming surface Hm of a display element) onto an enlargement-side conjugate surface Cpk (that is, a screen). 1 above).
  • the projection optical system 100 includes, in order from the reduction side, a first optical system K1 that is a refractive optical system composed of a plurality of lenses, and a reflective optical system that is composed of a single reflecting mirror composed of an aspherical convex surface.
  • a second optical system K2 that is a system is disposed.
  • the projection optical system 100 satisfies the conditional expression (1): 0.1 ⁇ Zf / T12 ⁇ 1.0.
  • T12 is an air space (mm) between the first optical system K1 and the second optical system K2.
  • Zf is the optical axis Z1 from the position Pbh at the maximum effective height hb on the lens surface Sb on the magnification side of the lens Le1 arranged on the most magnification side of the first optical system K1 to the vertex Pbo of the lens surface Sb. The amount of displacement (mm) in the direction.
  • the displacement amount in the lens surface Sb is a value when the displacement amount in the optical axis direction from the reduction side to the enlargement side is positive and the displacement amount in the optical axis direction from the enlargement side to the reduction side is negative. is there. That is, the value of Zf is positive when the vertex Pbo is arranged on the enlargement side with respect to the position Pbh, and the value of Zf is negative when the vertex Pbo is arranged on the reduction side with respect to the position Pbh.
  • the lens Le1 disposed on the most enlarged side of the first optical system K1 is an aspheric lens.
  • D is an air space (mm) between the lens Le1 arranged on the most enlarged side of the first optical system K1 and the lens Le2 in the first optical system K1 adjacent to the lens Le1. That is, the lens Le2 is disposed adjacent to the reduction side of the lens Le1.
  • Conditional expression (2) defines the distance between the lens Le1 arranged on the most enlarged side of the first optical system K1 and the lens Le2 in the first optical system K1 adjacent to the lens Le1.
  • this displacement amount is a value when the displacement amount in the optical axis direction from the reduction side to the enlargement side is positive and the displacement amount in the optical axis direction from the enlargement side to the reduction side is negative.
  • the Zr value is positive when the vertex Pao is arranged on the enlargement side with respect to the position Pah, and the Zr value is negative when the vertex Pao is arranged on the reduction side with respect to the position Pah.
  • any two of the lenses Le1, Le2, and Le3, which are the three lenses arranged on the most enlarged side in the first optical system K1, are aspherical lenses.
  • the entire lens system including the first optical system K1 and the second optical system K2 is configured so that the reduction side is telecentric.
  • all optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 are formed so as to have a rotationally symmetric shape around the optical axis Z1, which is one common axis. Is desirable. That is, it is desirable that all optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 are rotationally symmetric surfaces.
  • a projection display apparatus 200 of the present invention shown in FIG. 1 includes a projection light modulation unit 300 including a light source 20, a light valve 11 and the like, and the projection optical system 100, and emits a light beam emitted from the light source 20 to a light valve. 11 is light-modulated, and the light-modulated light beam is passed through the projection optical system 100 and projected onto the screen 1.
  • the projection light modulation unit 300 shown in FIG. 12 is a light source 20, transmissive liquid crystal panels 11a, 11b, and 11c that are light valves, and an illumination that guides light beams emitted from the light source 20 to the transmissive liquid crystal panels 11a to 11c.
  • An optical unit 25 and a cross dichroic prism 14 which is a light beam combining optical system for combining light beams that have passed through the transmissive liquid crystal panels 11a to 11c are provided.
  • the illumination optical unit 25 includes an integrator (not shown) such as a fly eye disposed between the light source 20 and the dichroic mirror 12.
  • the white light beam emitted from the light source 20 is color-separated into three types of light beams (G light, B light, and R light) through the illumination optical unit 25, and enters each of the liquid crystal panels 11a to 11c corresponding to each color.
  • the light is modulated.
  • the light beams modulated through the liquid crystal panels 11a to 11c are color-combined by the cross dichroic prism 14 and then projected onto the screen 1 through the projection optical system 100.
  • the illumination optical unit 25 of the projection light modulation unit 300 includes dichroic mirrors 12 and 13 for color separation, total reflection mirrors 18a, 18b, and 18c, condenser lenses 16a, 16b, and 16c, and the like. .
  • the light modulation unit 300 for projection is not limited to the above-described mode using the transmission type liquid crystal display panel, and other light modulation means such as a reflection type liquid crystal display panel or DMD can be adopted. It is.
  • FIGS. 2A, 3A,..., 10A are cross-sectional views showing a cross section of the projection optical system of each embodiment.
  • 2B, 3B,... 10B are diagrams showing distortion aberration representing the optical performance of the projection optical system of each example.
  • 2C, 3C,... 10C are diagrams showing spot diagrams showing the optical performance of the projection optical system of each example.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a position on a reduction-side conjugate plane from which a spot diagram is acquired.
  • Tables 1A, 2A,... 9A are tables showing lens data of the projection optical system of each example.
  • Tables 1B, 2B,... 9B are tables showing aspheric data for representing the shape of the aspheric surface constituting the projection optical system of each example.
  • Table 10 shown at the end of each example shows, for the projection optical system of each example, the numerical value of conditional expression (1): the value of Zf / T12, the numerical value of conditional expression (2): D / Zr It is a table
  • Each of the projection optical systems of Examples 1 to 9 described below includes, in order from the reduction side, a first optical system K1 composed of a plurality of lenses and a single reflecting mirror composed of an aspherical convex surface.
  • the configured second optical system K2 is arranged, and the image G formed on the reduction-side conjugate surface is enlarged and projected onto the enlargement-side conjugate surface.
  • similar configurations corresponding to the above-described projection optical system 100 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the configuration of the projection light modulation unit 300 shown in each figure is the same as the configuration of the projection light modulation unit 300 shown in FIGS. 1 and 12, and the description thereof is also omitted.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing a cross section of the projection optical system of Example 1.
  • the projection optical system of Example 1 is configured by arranging a first optical system K1 having a four-group configuration and a second optical system K2 which is an aspherical reflecting mirror in this order from the reduction side.
  • the first optical system K1 has four lens groups (first lens group G1 to fourth lens group G4).
  • the distance between the four lens groups is changed for focusing adjustment when the projection distance is changed.
  • the first optical system K1 includes, in order from the reduction side, a first lens group G1 including six lenses denoted by reference numerals L1, L2, L3, L4, L5, and L6 in the drawing, and one sheet denoted by reference numeral L7.
  • a second lens group G2 composed of lenses
  • a third lens group G3 composed of two lenses L8 and L9
  • a fourth lens group G4 composed of four lenses denoted by reference numerals L10, L11, L12 and L13 are arranged.
  • the stop St is attached to the first lens group G1.
  • the lens surface S3 on the reduction side of the lens L1 indicated by reference numeral L1 corresponds to the surface number 3
  • the reflecting surface S27 of the second optical system K2 corresponds to the surface number 27 (see Table 1A).
  • all the optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 have a rotationally symmetric shape around a common axis (optical axis Z1). It is formed.
  • the projection optical system of Example 1 has the conditional expression ( Both 1) and conditional expression (2) are satisfied.
  • Table 1A showing lens data in the projection optical system of Example 1 and Table 1B showing aspheric coefficients will be described.
  • Table 1A the curvature radius R of the optical surface of each optical member constituting the projection optical system of Example 1, the thickness of each optical member on the optical axis Z1, the air gap D on the optical axis Z1 between the lenses, A refractive index Nd and an Abbe number ⁇ d at the d-line of each optical member are shown.
  • the curvature radius in the aspheric surface indicates the curvature radius in the paraxial region.
  • the projection light modulation unit 300 is converted into data on the lens data by regarding it as a plane-parallel plate.
  • the numbers arranged below the “surface number” described in Table 1A are the surfaces of the optical member (lens surface, aperture stop, reflection mirror surface, etc.) that increase sequentially from the reduction side to the enlargement side. Indicates the number. It should be noted that the surface marked with * in the surface number represents an aspheric surface. In addition, values arranged below the symbols “R”, “D”, “Nd”, and “ ⁇ d” are values corresponding to the “surface number”.
  • the values arranged below “Nd” indicate the refractive index with respect to the d-line of each optical element (lens) that sequentially increases from the reduction side toward the enlargement side.
  • the values arranged below “ ⁇ d” indicate the Abbe numbers based on the d-line of each optical element (lens) that sequentially increases from the reduction side to the enlargement side.
  • This lens data is obtained when the distance from the reflecting mirror surface to the projection surface (enlarged conjugate surface, screen) is set to 573 mm so that it can be read from the data values described therein. It shows the state.
  • Table 1B shows each spherical coefficient for representing the shape of each aspheric surface constituting the projection optical system of Example 1.
  • FIG. 2B is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 1
  • FIG. 2C is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 1.
  • FIG. 2B is a diagram showing distortion aberration relating to the projection optical system of Example 1 as distortion of the distortion grid, and shows the distortion grating over the entire projectable range. From FIG. 2B, it can be seen that the distortion of the lattice is not visually recognized over the entire projectable range.
  • FIG. 2C shows a spot image obtained as a spot diagram when a point on the reduction-side conjugate plane is projected onto the enlargement-side conjugate plane.
  • symbols Q1, Q2,... Q12 written on the left side of the frame surrounding each spot diagram in FIG. 2C correspond to positions on the reduction-side conjugate plane Cps (image forming plane Hm).
  • the reduction-side conjugate surface Cps on which the spot diagram is acquired is shown.
  • the positions are twelve locations Q1 to Q12, and are defined so as to vertically cross on the image forming surface Hm in the Y-axis direction (direction passing through the optical axis Z1 and perpendicular to the optical axis Z1). These positions Q1 to Q12 are determined such that the absolute value of the Y coordinate value increases as the numerical value in the code increases.
  • Positions Q1 to Q12 are determined so as to cross the inside.
  • a position Q1 is defined at the top of the range of the image forming surface Hm illustrated in FIG. 11
  • a position Q9 is defined at the bottom of the range of the image forming surface Hm
  • the range of the image forming surface Hm is determined at the center Ce of the.
  • the projection optical system of Example 1 has a short overall length, is small, and corrects chromatic aberration and distortion well. It is a high-performance optical system that can do this.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing a cross section of the projection optical system of Example 2.
  • the projection optical system of Example 2 is also configured by arranging a first optical system K1 having a four-group configuration and a second optical system K2 which is an aspherical reflecting mirror in this order from the reduction side.
  • the first optical system K1 has four lens groups (first lens group G1 to fourth lens group) that move in the direction of the optical axis Z1 while changing the interval for focusing when the projection distance is changed.
  • a lens group G4 is shown in FIG. 3A.
  • the first optical system K1 includes, in order from the reduction side, a first lens group G1 including six lenses denoted by reference numerals L1, L2, L3, L4, L5, and L6 in the drawing, and one sheet denoted by reference numeral L7.
  • a second lens group G2 composed of lenses
  • a third lens group G3 composed of two lenses L8 and L9
  • a fourth lens group G4 composed of four lenses denoted by reference numerals L10, L11, L12 and L13 are arranged.
  • the stop St is attached to the first lens group G1.
  • the lens surface S3 on the reduction side of the lens L1 indicated by reference numeral L1 corresponds to the surface number 3
  • the reflecting surface S27 of the second optical system K2 corresponds to the surface number 27 (see Table 2A).
  • all the optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 have a rotationally symmetric shape around a common axis (optical axis Z1). It is formed.
  • Table 2A showing lens data in the projection optical system of Example 2 and Table 2B showing aspheric coefficients are shown below.
  • This lens data is obtained when the distance from the reflecting mirror surface to the projection surface (enlarged conjugate surface, screen) is set to 573 mm so that it can be read from the data values described therein. It shows the state.
  • FIG. 3B is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 2
  • FIG. 3C is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 2.
  • the projection optical system of Example 2 has a short overall length, is small, and corrects chromatic aberration and distortion well. It is a high performance optical system.
  • Example 3> 4A is a cross-sectional view showing a cross section of the projection optical system of Example 3.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing a cross section of the projection optical system of Example 3.
  • the projection optical system of Example 3 is also configured by arranging a first optical system K1 having a four-group configuration and a second optical system K2 which is an aspheric reflecting mirror in this order from the reduction side.
  • the first optical system K1 includes four lens groups (first lens group G1 to fourth lens group) that move in the direction of the optical axis Z1 while changing the mutual distance for focusing when the projection distance is changed.
  • a lens group G4 is shown in FIG. 4A.
  • the first optical system K1 includes, in order from the reduction side, a first lens group G1 including six lenses denoted by reference numerals L1, L2, L3, L4, L5, and L6 in the drawing, and one sheet denoted by reference numeral L7.
  • a second lens group G2 composed of lenses
  • a third lens group G3 composed of two lenses L8 and L9
  • a fourth lens group G4 composed of four lenses denoted by reference numerals L10, L11, L12 and L13 are arranged.
  • the stop St is attached to the first lens group G1.
  • the lens surface S3 on the reduction side of the lens L1 indicated by the reference symbol L1 corresponds to the surface number 3
  • the reflection surface S27 of the second optical system K2 corresponds to the surface number 27 (see Table 3A).
  • all the optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 have a rotationally symmetric shape around a common axis (optical axis Z1). It is formed.
  • Table 3A showing lens data in the projection optical system of Example 3 and Table 3B showing aspheric coefficients are shown below.
  • This lens data is obtained when the distance from the reflecting mirror surface to the projection surface (enlarged conjugate surface, screen) is set to 573 mm so that it can be read from the data values described therein. It shows the state.
  • FIG. 4B is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 3
  • FIG. 4C is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 3.
  • the projection optical system of Example 3 has a short overall length, is small, and corrects chromatic aberration and distortion well. It is a high performance optical system.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a cross section of the projection optical system of Example 4.
  • the projection optical system of Example 4 also has a first optical system K1 having a four-group configuration and a second optical system K2 that is an aspherical reflecting mirror arranged in this order from the reduction side.
  • the first optical system K1 includes four lens groups (first lens group G1 to fourth lens group) that move in the direction of the optical axis Z1 while changing the mutual distance for focusing when the projection distance is changed.
  • a lens group G4 is shown in FIG. 5A.
  • the first optical system K1 includes, in order from the reduction side, a first lens group G1 including six lenses denoted by reference numerals L1, L2, L3, L4, L5, and L6 in the drawing, and one sheet denoted by reference numeral L7.
  • a second lens group G2 composed of lenses
  • a third lens group G3 composed of two lenses L8 and L9
  • a fourth lens group G4 composed of four lenses denoted by reference numerals L10, L11, L12 and L13 are arranged.
  • the stop St is attached to the first lens group G1.
  • the lens surface S3 on the reduction side of the lens L1 indicated by reference numeral L1 corresponds to the surface number 3
  • the reflection surface S27 of the second optical system K2 corresponds to the surface number 27 (see Table 4A).
  • all the optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 have a rotationally symmetric shape around a common axis (optical axis Z1). It is formed.
  • Table 4A showing lens data in the projection optical system of Example 4 and Table 4B showing aspheric coefficients are shown below.
  • This lens data is obtained when the distance from the reflecting mirror surface to the projection surface (enlarged conjugate surface, screen) is set to 573 mm so that it can be read from the data values described therein. It shows the state.
  • FIG. 5B is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 4
  • FIG. 5C is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 4.
  • the projection optical system of Example 4 has a short overall length, is small, and corrects chromatic aberration and distortion well. It is a high performance optical system.
  • FIG. 6A is a sectional view showing a section of the projection optical system of Example 5.
  • the projection optical system of Example 5 also has a first optical system K1 having a four-group configuration and a second optical system K2 that is an aspherical reflecting mirror arranged in this order from the reduction side.
  • the first optical system K1 has four lens groups (first lens group G1 to fourth lens group) that move in the direction of the optical axis Z1 while changing the distance between them for focusing when the projection distance is changed.
  • a lens group G4 is shown in FIG. 6A.
  • the first optical system K1 includes, in order from the reduction side, a first lens group G1 including six lenses denoted by reference numerals L1, L2, L3, L4, L5, and L6 in the drawing, and one sheet denoted by reference numeral L7.
  • a second lens group G2 composed of lenses
  • a third lens group G3 composed of two lenses L8 and L9
  • a fourth lens group G4 composed of four lenses denoted by reference numerals L10, L11, L12 and L13 are arranged.
  • the stop St is attached to the first lens group G1.
  • the lens surface S3 on the reduction side of the lens L1 indicated by reference numeral L1 corresponds to the surface number 3
  • the reflection surface S27 of the second optical system K2 corresponds to the surface number 27 (see Table 5A).
  • all the optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 have a rotationally symmetric shape around a common axis (optical axis Z1). It is formed.
  • Table 5A showing lens data in the projection optical system of Example 5 and Table 5B showing aspheric coefficients are shown below.
  • This lens data is obtained when the distance from the reflecting mirror surface to the projection surface (enlarged conjugate surface, screen) is set to 573 mm so that it can be read from the data values described therein. It shows the state.
  • FIG. 6B is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 5
  • FIG. 6C is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 5.
  • the projection optical system of Example 5 has a short overall length, is small, and corrects chromatic aberration and distortion well. It is a high performance optical system.
  • FIG. 7A is a sectional view showing a section of the projection optical system of Example 6.
  • the projection optical system of Example 6 also has a first optical system K1 having a four-group configuration and a second optical system K2 that is an aspheric reflecting mirror arranged in this order from the reduction side.
  • the first optical system K1 has four lens groups (first lens group G1 to fourth lens group) that move in the direction of the optical axis Z1 while changing the distance between them for focusing when the projection distance is changed.
  • a lens group G4 is shown in FIG. 7A.
  • the first optical system K1 includes, in order from the reduction side, a first lens group G1 including five lenses denoted by reference numerals L1, L2, L3, L4, and L5 in the drawing, and one lens denoted by reference numeral L6.
  • the lens surface S3 on the reduction side of the lens L1 indicated by the symbol L1 corresponds to the surface number 3
  • the reflecting surface S24 of the second optical system K2 corresponds to the surface number 24 (see Table 6A).
  • all the optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 have a rotationally symmetric shape around a common axis (optical axis Z1). It is formed.
  • Table 6A showing lens data in the projection optical system of Example 6 and Table 6B showing aspheric coefficients are shown below.
  • This lens data is obtained when the distance from the reflecting mirror surface to the projection surface (enlarged conjugate surface, screen) is set to 573 mm so that it can be read from the data values described therein. It shows the state.
  • FIG. 7B is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 6
  • FIG. 7C is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 6.
  • the projection optical system of Example 6 has a short overall length, is small, and corrects chromatic aberration and distortion well. It is a high performance optical system.
  • FIG. 8A is a sectional view showing a section of the projection optical system of Example 7.
  • the projection optical system of Example 7 also has a first optical system K1 having a four-group configuration and a second optical system K2 that is an aspheric reflecting mirror arranged in this order from the reduction side.
  • the first optical system K1 has four lens groups (first lens group G1 to fourth lens group) that move in the direction of the optical axis Z1 while changing the mutual distance for focusing when the projection distance is changed.
  • a lens group G4 is shown in FIG. 8A.
  • the first optical system K1 includes, in order from the reduction side, a first lens group G1 including five lenses denoted by reference numerals L1, L2, L3, L4, and L5 in the drawing, and one lens denoted by reference numeral L6.
  • the lens L3, the lens L4, and the lens L5 constituting the first lens group G1 form a cemented lens in which three lenses are cemented with each other.
  • the lens surface S3 on the reduction side of the lens L1 indicated by the reference symbol L1 corresponds to the surface number 3
  • the reflection surface S24 of the second optical system K2 corresponds to the surface number 24 (see Table 7A).
  • all the optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 have a rotationally symmetric shape around a common axis (optical axis Z1). It is formed.
  • Table 7A showing lens data in the projection optical system of Example 7 and Table 7B showing aspheric coefficients are shown below.
  • This lens data is obtained when the distance from the reflecting mirror surface to the projection surface (enlarged conjugate surface, screen) is set to 573 mm so that it can be read from the data values described therein. It shows the state.
  • FIG. 8B is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 7
  • FIG. 8C is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 7.
  • the projection optical system of Example 7 has a short overall length, is small, and corrects chromatic aberration and distortion well. It is a high performance optical system.
  • FIG. 9A is a sectional view showing a section of the projection optical system of Example 8.
  • the projection optical system of Example 8 also includes a first optical system K1 having a four-group configuration and a second optical system K2 that is an aspheric reflecting mirror arranged in this order from the reduction side.
  • the first optical system K1 has four lens groups (first lens group G1 to fourth lens group) that move in the direction of the optical axis Z1 while changing the distance between them for focusing when the projection distance is changed.
  • a lens group G4 The lens group G4
  • the first optical system K1 includes, in order from the reduction side, a first lens group G1 including six lenses denoted by reference numerals L1, L2, L3, L4, L5, and L6 in the drawing, and one sheet denoted by reference numeral L7.
  • a second lens group G2 consisting of lenses
  • a third lens group G3 consisting of four lenses L8, L9, L10 and L11
  • a fourth lens group G4 consisting of two lenses indicated by L12 and L13 are arranged.
  • the stop St is attached to the first lens group G1.
  • the lens surface S3 on the reduction side of the lens L1 indicated by reference numeral L1 corresponds to the surface number 3
  • the reflection surface S26 of the second optical system K2 corresponds to the surface number 26 (see Table 8A).
  • all the optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 have a rotationally symmetric shape around a common axis (optical axis Z1). It is formed.
  • Table 8A showing lens data in the projection optical system of Example 8 and Table 8B showing aspheric coefficients are shown below.
  • This lens data is obtained when the distance from the reflecting mirror surface to the projection surface (enlarged conjugate surface, screen) is set to 532 mm so that it can be read from the data values described therein. It shows the state.
  • FIG. 9B is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 8
  • FIG. 9C is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 8.
  • the projection optical system of Example 8 has a short overall length, is small, and corrects chromatic aberration and distortion well. It is a high performance optical system.
  • FIG. 10A is a sectional view showing a section of the projection optical system of Example 9.
  • the projection optical system of Example 9 also has a first optical system K1 having a four-group configuration and a second optical system K2 that is an aspheric reflecting mirror arranged in this order from the reduction side.
  • the first optical system K1 includes four lens groups (first lens group G1 to fourth lens group) that move in the direction of the optical axis Z1 while changing the interval for focusing when the projection distance is changed.
  • a lens group G4 is shown in FIG. 10A.
  • the first optical system K1 includes, in order from the reduction side, a first lens group G1 including seven lenses denoted by reference numerals L1, L2, L3, L4, L5, L6, and L7 in the drawing, and denoted by reference numeral L8.
  • a second lens group G2 composed of one lens, a third lens group G3 composed of four lenses L9, L10, L11 and L12, and a fourth lens group composed of three lenses denoted by reference numerals L13, L14 and L15. G4 is provided and configured.
  • the stop St is attached to the first lens group G1.
  • the lens surface S3 on the reduction side of the lens L1 indicated by reference numeral L1 corresponds to the surface number 3
  • the reflection surface S31 of the second optical system K2 corresponds to the surface number 31 (see Table 9A).
  • all the optical surfaces constituting the first optical system K1 and the second optical system K2 have a rotationally symmetric shape around a common axis (optical axis Z1). It is formed.
  • Table 9A showing lens data in the projection optical system of Example 9 and Table 9B showing aspheric coefficients are shown below.
  • This lens data is obtained when the distance from the reflecting mirror surface to the projection surface (enlarged conjugate surface, screen) is set to 573 mm so that it can be read from the data values described therein. It shows the state.
  • FIG. 10B is a diagram showing distortion aberration related to the projection optical system of Example 9
  • FIG. 10C is a diagram showing a spot diagram related to the projection optical system of Example 9.
  • the projection optical system of Example 9 has a short overall length of the optical system, is small, and corrects chromatic aberration and distortion well. It is a high performance optical system.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the invention.
  • the radius of curvature, the surface interval, and the refractive index of each lens are not limited to the numerical values shown in the above tables, and may take other values.

Abstract

【課題】投写光学系において、光学系の全長が短く、小型で、かつ諸収差を良好に補正することができるようにする。 【解決手段】縮小側から順に、複数のレンズで構成された第１光学系（Ｋ１）、非球面形状をなす凸面からなる１枚の反射ミラーで構成された第２光学系（Ｋ２）を配設してなり、Ｔ１２を第１光学系（Ｋ１）と第２光学系（Ｋ２）との空気間隔、Ｚｆを第１光学系（Ｋ１）の最も拡大側に配されたレンズ（Ｌｅ１）の拡大側レンズ面（Ｓｂ）上の最大有効高さ（ｈｂ）における位置（Ｐｂｈ）からこのレンズ面の頂点（Ｐｂｏ）までの光軸（Ｚ１）方向における変位量としたときに、条件式（１）：０．１＜Ｚｆ／Ｔ１２＜１．０を満たすように構成し、縮小側の共役面に形成された画像を拡大側の共役面に拡大投写する。

Description

投写光学系および投写型表示装置
　本発明は、レンズと反射ミラーとを配してなる投写光学系、およびその投写光学系を用いた投写型表示装置に関するものである。
　近年、ライトバルブに表示された画像を投影する投写型表示装置（プロジェクタともいう）が広く普及しつつある。
　そのようなプロジェクタに用いられる投写光学系は、一般に、長いバックフォーカスを有することや、縮小側(ライトバルブ側)から見た入射瞳が十分遠方に位置すること、すなわち縮小側がテレセントリック性を有することが要求される。
　また、近年のライトバルブの性能向上を受けて、投写光学系には、ライトバルブの解像度に見合った良好な収差補正が求められている。さらに、プレゼンテーション用など、比較的明るく狭い室内空間で使用されることを考慮して、より明るく広角な投写光学系が強く要望されるようになっている。
　また、屈折光学系で構成された複数枚のレンズからなる第１光学系と、反射光学系で構成された凸面ミラーからなる第２光学系とを組み合わせて形成した投写光学系も知られている(特許文献１～３参照)。
　通常の屈折光学系のみで構成された投写光学系は、焦点距離を短くして広角化をしようとすると、どうしても拡大側のレンズが大きくなりすぎてしまう。一方、屈折光学系と反射光学系とで構成された投写光学系は、屈折光学系のみからなるものに比べて比較的小さくすることが可能であり、焦点距離を短くして広角化するのにも適している（特許文献１、２、３参照）。
特開２００８－０９６７６１号公報 特開２００７－０１７７０７号公報 ２００９－２７１３７２号公報
　しかしながら、上記特許文献１に記載の投写光学系は、複数のレンズを光軸に対してシフトまたはチルトさせた偏心光学系を採用したものであり、組立が非常に難しい。
　また、上記特許文献２、３に記載の投写光学系は、共軸光学系を採用しているので組立が比較的容易であるが、主にリアプロジェクタに搭載することを目的として構成されたものであるため、フロントプロジェクタに搭載しようとすると、屈折光学系のみで構成した屈折部と反射光学系のみで構成した反射ミラー部との間隔が大きくなってしまい装置サイズが大きくなってしまうという問題がある。
　また、フロントプロジェクタへの搭載に適したコンパクトな投写光学系を構成するために光学系の全長を短くしようとすると、歪曲収差等の諸収差の悪化が予想されるため、その対策を講じる必要がある。
　本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光学系の全長が短く、小型で、かつ諸収差を良好に補正することができる投写光学系及びこれを用いた投写型表示装置を提供することを目的とするものである。
　本発明の投写光学系は、縮小側の共役面に形成された画像を拡大側の共役面に拡大投写する投写光学系であって、縮小側から順に、複数のレンズで構成された第１光学系、非球面形状をなす凸面からなる１枚の反射ミラーで構成された第２光学系を配設してなり、条件式（１）：０．１＜Ｚｆ／Ｔ１２＜１．０を満たすことを特徴とするものである。ただし、Ｔ１２は第１光学系と第２光学系との空気間隔、Ｚｆは第１光学系の最も拡大側に配されたレンズの拡大側のレンズ面上の最大有効高さにおける位置から、このレンズ面の頂点までの光軸方向における変位量である。なお、縮小側から拡大側へ変位するときの変位量を正の変位量とする。
　前記第１光学系の最も拡大側に配されたレンズは非球面レンズとすることが望ましい。
　前記投写光学系は、条件式（２）：０＜Ｄ／Ｚｒ＜１．０を満たすものとすることが望ましい。ただし、Ｄは第１光学系の最も拡大側に配されたレンズとこのレンズに隣接する第１光学系中のレンズとの空気間隔、Ｚｒは第１光学系の最も拡大側に配されたレンズにおける縮小側のレンズ面上の最大有効高さにおける位置から、そのレンズ面の頂点までの光軸方向における変位量である。なお、縮小側から拡大側へ変位するときの変位量を正の変位量とする。
　前記第１光学系を構成するレンズのうち、最も拡大側に配されている３枚のレンズのうち２枚を非球面レンズとすることができる。
　前記投写光学系は、レンズ全系における縮小側がテレセントリック性を有するものとすることが望ましい。
　なお、縮小側がテレセントリックとは、縮小側の共役面上の任意の点から発せられて拡大側の共役面上に収束する光束に関し、縮小側の共役面上から発せられる光束の各光束断面における２等分角線が光軸に対して平行に近い状態であることを意味するものであり、完全にテレセントリックな場合、すなわち前記２等分角線が光軸に対して完全に平行な場合に限るものではなく、多少の誤差がある場合をも含むものを意味する。ここで多少の誤差がある場合とは、光軸に対する前記２等分角線の傾きが±３°の範囲内の場合である。
　上記光束断面は、光軸を通る平面で切断される断面である。また、２等分角線は、縮小側の共役面上から発せられる各光束断面における拡がり角を等しい角度に二つに分ける２等分線である。
　前記第１光学系および前記第２光学系を構成する全ての光学面は、１つの共通の軸の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものとすることできる。
　本発明の投写型表示装置は、光源と、ライトバルブと、光源からの光束をライトバルブへ導く照明光学部と、上記投写光学系とを備え、光源からの光束をライトバルブで光変調し、この光変調された光束を投写光学系に通してスクリーンへ投写することを特徴とするものである。
　本発明の投写光学系および投写型表示装置によれば、縮小側の共役面上に形成された画像を拡大側の共役面上に拡大投写する投写光学系において、縮小側から順に、複数のレンズで構成された第１光学系と、非球面形状をなす凸面からなる１枚の反射ミラーで構成された第２光学系とを備え、条件式（１）：０．１＜Ｚｆ／Ｔ１２＜１を満たすようにしたので、光学系の全長を短くし、小型化して、諸収差を良好に補正することができる。
　条件式（１）は、投写光学系の全体の大きさを規定する式である。条件式（１）の下限を下回ると、値が０以下にならない範囲においては、第１光学系の最も拡大側に配されたレンズにおける上記変位量Ｚｆに対して第１光学系と第２光学系との空気間隔Ｔ１２が大きくなってしまい大型化につながる。一方、条件式（１）の上限を上回ると、第１光学系の最も拡大側に配されたレンズの変位量Ｚｆに対して第１光学系と第２光学系との空気間隔Ｔ１２が小さくなり、光学系の全長が短くなる方向ではあるが、第２光学系で反射された光線と上記最も拡大側に配されたレンズとの干渉を避けるため、そのレンズにおける上記変位量Ｚｆを大きくしようとすると、このレンズが製造困難な形状になってしまう。また、第２光学系で反射させる光線の反射方向をシフトさせて、上記最も拡大側に配されたレンズと干渉させないようにしようとすると、そのシフト量の増大が装置サイズの大型化につながる。
本発明の実施の形態における投写光学系およびこの投写光学系を用いた投写型表示装置の概略構成を示す図 実施例１の投写光学系の断面図 実施例１の投写光学系に関する歪曲収差を示す図 実施例１の投写光学系に関するスポットダイアグラムを示す図 実施例２の投写光学系の断面図 実施例２の投写光学系に関する歪曲収差を示す図 実施例２の投写光学系に関するスポットダイアグラムを示す図 実施例３の投写光学系の断面図 実施例３の投写光学系に関する歪曲収差を示す図 実施例３の投写光学系に関するスポットダイアグラムを示す図 実施例４の投写光学系の断面図 実施例４の投写光学系に関する歪曲収差を示す図 実施例４の投写光学系に関するスポットダイアグラムを示す図 実施例５の投写光学系の断面図 実施例５の投写光学系に関する歪曲収差を示す図 実施例５の投写光学系に関するスポットダイアグラムを示す図 実施例６の投写光学系の断面図 実施例６の投写光学系に関する歪曲収差を示す図 実施例６の投写光学系に関するスポットダイアグラムを示す図 実施例７の投写光学系の断面図 実施例７の投写光学系に関する歪曲収差を示す図 実施例７の投写光学系に関するスポットダイアグラムを示す図 実施例８の投写光学系の断面図 実施例８の投写光学系に関する歪曲収差を示す図 実施例８の投写光学系に関するスポットダイアグラムを示す図 実施例９の投写光学系の断面図 実施例９の投写光学系に関する歪曲収差を示す図 実施例９の投写光学系に関するスポットダイアグラムを示す図 スポットダイアグラムを取得する対象となる縮小側の共役面上の位置を示す図 本発明の実施の形態における投写型表示装置の投写用光変調部を示す図
　以下、本発明の投写光学系およびこの投写光学系を備えた撮像装置について図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施の形態の投写光学系およびこの投写光学系を用いた投写型表示装置の概略構成を示す断面図である。また、図１２は投写用光変調部３００を示す図である。
　図１に示す本発明の投写光学系１００は、縮小側の共役面Ｃｐｓ上（すなわち、表示素子の画像形成面Ｈｍ上）に形成された画像Ｇを拡大側の共役面Ｃｐｋ上（すなわち、スクリーン１上）に拡大投写するものである。
　この投写光学系１００は、縮小側から順に、複数のレンズで構成された屈折光学系である第１光学系Ｋ１と、非球面形状をなす凸面からなる１枚の反射ミラーで構成された反射光学系である第２光学系Ｋ２とを配設してなるものである。
　上記投写光学系１００は、条件式（１）：０．１＜Ｚｆ／Ｔ１２＜１．０を満たすものである。ただし、Ｔ１２は第１光学系Ｋ１と第２光学系Ｋ２との空気間隔（ｍｍ）である。また、Ｚｆは第１光学系Ｋ１の最も拡大側に配されたレンズＬｅ１の拡大側のレンズ面Ｓｂ上の最大有効高さｈｂにおける位置Ｐｂｈから、このレンズ面Ｓｂの頂点Ｐｂｏまでの光軸Ｚ１方向における変位量（ｍｍ）である。
　なお、このレンズ面Ｓｂにおける変位量は、縮小側から拡大側への光軸方向における変位量を正とし、拡大側から縮小側への光軸方向における変位量を負として定めたときの値である。すなわち、頂点Ｐｂｏが位置Ｐｂｈよりも拡大側に配置されている場合にＺｆの値が正となり、頂点Ｐｂｏが位置Ｐｂｈよりも縮小側に配置されている場合にＺｆの値が負となる。
　第１光学系Ｋ１の最も拡大側に配されたレンズＬｅ１は非球面レンズとすることが望ましい。
　また、この投写光学系１００は、条件式（２）：０＜Ｄ／Ｚｒ＜１．０を満たすことが望ましい。ただし、Ｄは第１光学系Ｋ１の最も拡大側に配されたレンズＬｅ１と、このレンズＬｅ１に隣接する第１光学系Ｋ１中のレンズＬｅ２との空気間隔（ｍｍ）である。すなわち、レンズＬｅ２は、レンズＬｅ１の縮小側に隣接配置されたものである。
　条件式（２）は、第１光学系Ｋ１の最も拡大側に配されたレンズＬｅ１と、このレンズＬｅ１に隣接する第１光学系Ｋ１中のレンズＬｅ２との間隔を規定するものであり、この条件式（２）を満たすことで、屈折光学系である第１光学系Ｋ１全体の大きさを小さくすることができる。
　また、ＺｒはレンズＬｅ１における縮小側のレンズ面Ｓａ上の最大有効高さｈａにおける位置Ｐａｈから、そのレンズ面Ｓａの頂点Ｐａｏまでの光軸Ｚ１方向における変位量（ｍｍ）である。上記と同様に、この変位量も、縮小側から拡大側への光軸方向における変位量を正とし、拡大側から縮小側への光軸方向における変位量を負と定めたときの値であり、頂点Ｐａｏが位置Ｐａｈよりも拡大側に配置されている場合にＺｒの値が正となり、頂点Ｐａｏが位置Ｐａｈよりも縮小側に配置されている場合にＺｒの値が負となる。
　また、第１光学系Ｋ１中の最も拡大側に配されている３枚のレンズであるレンズＬｅ１、Ｌｅ２、Ｌｅ３のうち、いずれか２枚を非球面レンズとすることが望ましい。
　さらに、第１光学系Ｋ１と第２光学系Ｋ２とを配設してなるレンズ全系は、縮小側がテレセントリックとなるように構成されたものとすることが望ましい。
　また、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面は、１つの共通の軸である光軸Ｚ１の周りに回転対称な形状となるように形成されたものとすることが望ましい。すなわち、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面は回転対称面とすることが望ましい。
　次に、上記投写光学系を用いた本発明の投写型表示装置について説明する。
　図１に示す本発明の投写型表示装置２００は、光源２０およびライトバルブ１１等を備えた投写用光変調部３００と上記投写光学系１００とを備え、光源２０から発せられた光束をライトバルブ１１で光変調し、光変調された光束を投写光学系１００へ通してスクリーン１に投写するものである。
　図１２に示す投写用光変調部３００は、光源２０と、ライトバルブである透過型液晶パネル１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、光源２０から発せられた光束を透過型液晶パネル１１ａ～１１ｃそれぞれへ導く照明光学部２５と、透過型液晶パネル１１ａ～１１ｃを通った光束を合成する光束合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１４とを備えている。なお、照明光学部２５は、光源２０とダイクロイックミラー１２の間に配されたフライアイ等のインテグレータ（図示を省略）を有している。
　光源２０から発せられた白色光の光束は照明光学部２５を通して、３種類の色の光束（Ｇ光、Ｂ光、Ｒ光）に色分解され、各色に対応する液晶パネル１１ａ～１１ｃそれぞれに入射し光変調される。
　液晶パネル１１ａ～１１ｃを通して光変調された各光束は、クロスダイクロイックプリズム１４により色合成された後、投写光学系１００を通ってスクリーン１に投写される。
　なお、この投写用光変調部３００の照明光学部２５には、色分解のためのダイクロイックミラー１２、１３、全反射ミラー１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、コンデンサレンズ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ等が配されている。
　投写用光変調部３００は、上記のような透過型の液晶表示パネルを用いた態様に限られるものではなく、反射型の液晶表示パネルあるいはＤＭＤ等の他の光変調手段を採用することも可能である。
　以下、本発明の投写光学系の具体的な実施例１～９について図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、・・・１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１１、および表１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、・・・９Ａ、９Ｂ、１０を参照して説明する。
　ここで、図２Ａ、３Ａ、・・・１０Ａは、各実施例の投写光学系の断面を示す断面図である。図２Ｂ、３Ｂ、・・・１０Ｂは、各実施例の投写光学系の光学性能を表す歪曲収差を示す図である。図２Ｃ、３Ｃ、・・・１０Ｃは、各実施例の投写光学系の光学性能を表すスポットダイアグラムを示す図である。図１１は、スポットダイアグラムを取得する対象とする縮小側の共役面上の位置を示す図である。
　また、表１Ａ、２Ａ、・・・９Ａは、各実施例の投写光学系のレンズデータを示す表である。表１Ｂ、２Ｂ、・・・９Ｂは、各実施例の投写光学系を構成する非球面の形状を表すための非球面データを示す表である。各実施例の最後に示す表１０は、各実施例の投写光学系について、条件式（１）に記載の数式：Ｚｆ／Ｔ１２の値、条件式（２）に記載の数式：Ｄ／Ｚｒの値をそれぞれ示す表である。
　以下に説明する実施例１～９の投写光学系は、いずれも、縮小側から順に、複数のレンズで構成された第１光学系Ｋ１、非球面形状をなす凸面からなる１枚の反射ミラーで構成された第２光学系Ｋ２を配置して、縮小側の共役面に形成された画像Ｇを拡大側の共役面に拡大投写するものである。各実施例を示す図に関し、上述の投写光学系１００と対応関係にある類似の構成については同じ符号で示し、それらの説明については省略する。
　また、各図中に示す投写用光変調部３００の構成は、説明済みの図１および図１２に示す投写用光変調部３００の構成と同様であり、それらの説明についても省略する。
　なお、表１Ｂ、・・・９Ｂに示す、実施例１～９の各投写光学系に関する非球面係数は、下記非球面式に適用して非球面形状が定められるように作成されたものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、実施例１～９それぞれの投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
＜実施例１＞
　図２Ａは実施例１の投写光学系の断面を示す断面図である。
　この実施例１の投写光学系は、４群構成の第１光学系Ｋ１、非球面反射ミラーである第２光学系Ｋ２を縮小側からこの順に配設してなるものである。
　図２Ａに示すように第１光学系Ｋ１は、４つのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１～第４レンズ群Ｇ４）を有している。４つのレンズ群は、投写距離を変更したときのフォーカシング調節のために互いの間隔が変更される。
　なお、第１光学系Ｋ１は、縮小側から順に、図中に符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６で示す６枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１、符号Ｌ７で示す１枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２、符号Ｌ８、Ｌ９の２枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３、符号Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３で示す４枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４を配設して構成されている。なお、絞りＳｔは第１レンズ群Ｇ１に付随している。また、符号Ｌ１で示すレンズＬ１の縮小側のレンズ面Ｓ３が面番号３に対応し、第２光学系Ｋ２の反射面Ｓ２７が面番号２７に対応している（表１Ａ参照）。
　また、この実施例１の投写光学系は、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面が共通の軸（光軸Ｚ１）の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものである。
　また、条件式（１）中の数式Ｚｆ／Ｔ１２の値、条件式（２）中の数式Ｄ／Ｚｒの値を示す表１０からわかるように、実施例１の投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
　次に、この実施例１の投写光学系におけるレンズデータを示す表１Ａ、非球面係数を表１Ｂについて説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１Ａに、実施例１の投写光学系を構成する各光学部材の光学面の曲率半径Ｒ、各光学部材の光軸Ｚ１上における厚さ、各レンズ間の光軸Ｚ１上における空気間隔Ｄ、各光学部材のｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄを示す。なお、非球面における曲率半径は近軸領域における曲率半径を示すものである。また、投写用光変調部３００は、レンズデータ上では平行平面板とみなしてデータ化されている。
　なお、上記表１Ａに示す曲率半径Ｒ、および空気間隔Ｄの値は実長（単位ｍｍ）である。
　この表１Ａ中に記載されている「面番号」の下側に並ぶ数字は、縮小側から拡大側に向かうに従い順次増加する光学部材の面（レンズ面、開口絞り、あるいは反射ミラー面等）の番号を示す。なお、面番号に＊印を付した面は非球面であることを表している。また、各記号「Ｒ」、「Ｄ」、「Ｎｄ」、「νｄ」の下側に並ぶ値は、上記「面番号」に対応して示される値である。
　ここで、「Ｎｄ」の下側に並ぶ値は、縮小側から拡大側に向かうに従い順次増加する各光学要素(レンズ)のｄ線に対する屈折率を示す。また、「νｄ」の下側に並ぶ値は、縮小側から拡大側に向かうに従い順次増加する各光学要素(レンズ)のｄ線を基準としたアッベ数を示す。
　なお、このレンズデータは、それに記載されているデータ値からも読み取れるように、反射ミラー面から投射面（拡大側の共役面、スクリーン）までの距離を５７３ｍｍに設定してピントを合わせたときの状態を示すものである。
　さらに、下記表１Ｂに、実施例１の投写光学系を構成する非球面それぞれの形状を表すための各球面係数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図２Ｂは実施例１の投写光学系に関する歪曲収差を示す図、図２Ｃは実施例１の投写光学系に関するスポットダイヤグラムを示す図である。
　上記図２Ｂは、実施例１の投写光学系に関する歪曲収差を歪曲格子（Distortion Grid）の歪みとして示す図であり、投写可能な全範囲に亘って歪曲格子を示すものである。この図２Ｂから、投写可能な全範囲に亘って格子の歪が視認されないレベルであることがわかる。
　上記図２Ｃは、縮小側の共役面上の点を拡大側の共役面上に投影したときに得られる点像をスポットダイヤグラムとして示すものである。
　なお、図２Ｃ中の各スポットダイヤグラムを囲む枠の左側に記載された記号Ｑ１、Ｑ２・・・Ｑ１２は、縮小側の共役面Ｃｐｓ（画像形成面Ｈｍ）上の位置に対応するものである。
　より具体的には、拡大側から画像形成面Ｈｍ（縮小側の共役面Ｃｐｓ）を見た様子を表す図１１に示すように、スポットダイアグラムを取得する対象となる縮小側の共役面Ｃｐｓ上の位置は、Ｑ１～Ｑ１２の１２箇所であり、画像形成面Ｈｍ上をＹ軸方向（光軸Ｚ１を通りこの光軸Ｚ１と直交する方向）へ縦断するように定められている。これらの位置Ｑ１～Ｑ１２は、符号中の数値が大きくなるほどＹ座標の値の絶対値が大きくなるように定められている。ここで、図２Ｃ中に符号Ｑ１～Ｑ１２で示す各枠に表示されている各スポットダイアグラムは、図１１中に符号Ｑ１～Ｑ１２で示す位置に応じて取得されたものである。なお、図１１において、光軸Ｚ１の位置がＸ軸とＹ軸の交点である原点（０，０）に定められており、図中この原点の下側へＹ軸に沿って画像形成面Ｈｍ中を縦断するように位置Ｑ１～Ｑ１２が定められている。ここで、図１１中に記載されている画像形成面Ｈｍの範囲の最上部に位置Ｑ１が定められ、画像形成面Ｈｍの範囲の最下部に位置Ｑ９が定められ、さらに画像形成面Ｈｍの範囲の中心Ｃｅに位置Ｑ５が定められている。
　これらの表１Ａ、１Ｂ、および図１Ａ、２Ｂ、２Ｃ等から明らかなように、この実施例１の投写光学系は、光学系の全長が短く、小型で、かつ色収差および歪曲収差を良好に補正し得る高性能な光学系である。
　なお、上記レンズデータ、スポットダイヤグラム、歪曲収差等を示す図や表の読み取り方については、以下に示す他の実施例２～９についても同様である。
＜実施例２＞
　図３Ａは実施例２の投写光学系の断面を示す断面図である。
　この実施例２の投写光学系も、４群構成の第１光学系Ｋ１、非球面反射ミラーである第２光学系Ｋ２を縮小側からこの順に配設してなるものである。
　図３Ａに示すように第１光学系Ｋ１は、投写距離を変更したときのフォーカシングのために互いの間隔を変えつつ光軸Ｚ１方向に移動する４つのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１～第４レンズ群Ｇ４）を有している。
　なお、第１光学系Ｋ１は、縮小側から順に、図中に符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６で示す６枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１、符号Ｌ７で示す１枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２、符号Ｌ８、Ｌ９の２枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３、符号Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３で示す４枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４を配設して構成されている。なお、絞りＳｔは第１レンズ群Ｇ１に付随している。また、符号Ｌ１で示すレンズＬ１の縮小側のレンズ面Ｓ３が面番号３に対応し、第２光学系Ｋ２の反射面Ｓ２７が面番号２７に対応している（表２Ａ参照）。
　また、この実施例２の投写光学系は、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面が共通の軸（光軸Ｚ１）の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものである。
　また、表１０からわかるように、実施例１の投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
　この実施例２の投写光学系におけるレンズデータを示す表２Ａ、非球面係数を示す表２Ｂを以下に示す。
　なお、このレンズデータは、それに記載されているデータ値からも読み取れるように、反射ミラー面から投射面（拡大側の共役面、スクリーン）までの距離を５７３ｍｍに設定してピントを合わせたときの状態を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　図３Ｂは実施例２の投写光学系に関する歪曲収差を示す図、図３Ｃは実施例２の投写光学系に関するスポットダイヤグラムを示す図である。
　これらの図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、および表２Ａ、２Ｂから明らかなように、この実施例２の投写光学系は、光学系の全長が短く、小型で、かつ色収差および歪曲収差を良好に補正し得る高性能な光学系である。
＜実施例３＞
　図４Ａは実施例３の投写光学系の断面を示す断面図である。
　この実施例３の投写光学系も、４群構成の第１光学系Ｋ１、非球面反射ミラーである第２光学系Ｋ２を縮小側からこの順に配設してなるものである。
　図４Ａに示すように第１光学系Ｋ１は、投写距離を変更したときのフォーカシングのために互いの間隔を変えつつ光軸Ｚ１方向に移動する４つのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１～第４レンズ群Ｇ４）を有している。
　なお、第１光学系Ｋ１は、縮小側から順に、図中に符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６で示す６枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１、符号Ｌ７で示す１枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２、符号Ｌ８、Ｌ９の２枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３、符号Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３で示す４枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４を配設して構成されている。なお、絞りＳｔは第１レンズ群Ｇ１に付随している。また、符号Ｌ１で示すレンズＬ１の縮小側のレンズ面Ｓ３が面番号３に対応し、第２光学系Ｋ２の反射面Ｓ２７が面番号２７に対応している（表３Ａ参照）。
　また、この実施例３の投写光学系は、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面が共通の軸（光軸Ｚ１）の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものである。
　また、表１０からわかるように、実施例１の投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
　この実施例３の投写光学系におけるレンズデータを示す表３Ａ、非球面係数を示す表３Ｂを以下に示す。
　なお、このレンズデータは、それに記載されているデータ値からも読み取れるように、反射ミラー面から投射面（拡大側の共役面、スクリーン）までの距離を５７３ｍｍに設定してピントを合わせたときの状態を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　図４Ｂは実施例３の投写光学系に関する歪曲収差を示す図、図４Ｃは実施例３の投写光学系に関するスポットダイヤグラムを示す図である。
　これらの図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、および表３Ａ、３Ｂから明らかなように、この実施例３の投写光学系は、光学系の全長が短く、小型で、かつ色収差および歪曲収差を良好に補正し得る高性能な光学系である。
＜実施例４＞
　図５Ａは実施例４の投写光学系の断面を示す断面図である。
　この実施例４の投写光学系も、４群構成の第１光学系Ｋ１、非球面反射ミラーである第２光学系Ｋ２を縮小側からこの順に配設してなるものである。
　図５Ａに示すように第１光学系Ｋ１は、投写距離を変更したときのフォーカシングのために互いの間隔を変えつつ光軸Ｚ１方向に移動する４つのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１～第４レンズ群Ｇ４）を有している。
　なお、第１光学系Ｋ１は、縮小側から順に、図中に符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６で示す６枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１、符号Ｌ７で示す１枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２、符号Ｌ８、Ｌ９の２枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３、符号Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３で示す４枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４を配設して構成されている。なお、絞りＳｔは第１レンズ群Ｇ１に付随している。また、符号Ｌ１で示すレンズＬ１の縮小側のレンズ面Ｓ３が面番号３に対応し、第２光学系Ｋ２の反射面Ｓ２７が面番号２７に対応している（表４Ａ参照）。
　また、この実施例４の投写光学系は、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面が共通の軸（光軸Ｚ１）の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものである。
　また、表１０からわかるように、実施例１の投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
　この実施例４の投写光学系におけるレンズデータを示す表４Ａ、非球面係数を示す表４Ｂを以下に示す。
　なお、このレンズデータは、それに記載されているデータ値からも読み取れるように、反射ミラー面から投射面（拡大側の共役面、スクリーン）までの距離を５７３ｍｍに設定してピントを合わせたときの状態を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　図５Ｂは実施例４の投写光学系に関する歪曲収差を示す図、図５Ｃは実施例４の投写光学系に関するスポットダイヤグラムを示す図である。
　これらの図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、および表４Ａ、４Ｂから明らかなように、この実施例４の投写光学系は、光学系の全長が短く、小型で、かつ色収差および歪曲収差を良好に補正し得る高性能な光学系である。
＜実施例５＞
　図６Ａは実施例５の投写光学系の断面を示す断面図である。
　この実施例５の投写光学系も、４群構成の第１光学系Ｋ１、非球面反射ミラーである第２光学系Ｋ２を縮小側からこの順に配設してなるものである。
　図６Ａに示すように第１光学系Ｋ１は、投写距離を変更したときのフォーカシングのために互いの間隔を変えつつ光軸Ｚ１方向に移動する４つのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１～第４レンズ群Ｇ４）を有している。
　なお、第１光学系Ｋ１は、縮小側から順に、図中に符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６で示す６枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１、符号Ｌ７で示す１枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２、符号Ｌ８、Ｌ９の２枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３、符号Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３で示す４枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４を配設して構成されている。なお、絞りＳｔは第１レンズ群Ｇ１に付随している。また、符号Ｌ１で示すレンズＬ１の縮小側のレンズ面Ｓ３が面番号３に対応し、第２光学系Ｋ２の反射面Ｓ２７が面番号２７に対応している（表５Ａ参照）。
　また、この実施例５の投写光学系は、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面が共通の軸（光軸Ｚ１）の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものである。
　また、表１０からわかるように、実施例１の投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
　この実施例５の投写光学系におけるレンズデータを示す表５Ａ、非球面係数を示す表５Ｂを以下に示す。
　なお、このレンズデータは、それに記載されているデータ値からも読み取れるように、反射ミラー面から投射面（拡大側の共役面、スクリーン）までの距離を５７３ｍｍに設定してピントを合わせたときの状態を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　図６Ｂは実施例５の投写光学系に関する歪曲収差を示す図、図６Ｃは実施例５の投写光学系に関するスポットダイヤグラムを示す図である。
　これらの図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、および表５Ａ、５Ｂから明らかなように、この実施例５の投写光学系は、光学系の全長が短く、小型で、かつ色収差および歪曲収差を良好に補正し得る高性能な光学系である。
＜実施例６＞
　図７Ａは実施例６の投写光学系の断面を示す断面図である。
　この実施例６の投写光学系も、４群構成の第１光学系Ｋ１、非球面反射ミラーである第２光学系Ｋ２を縮小側からこの順に配設してなるものである。
　図７Ａに示すように第１光学系Ｋ１は、投写距離を変更したときのフォーカシングのために互いの間隔を変えつつ光軸Ｚ１方向に移動する４つのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１～第４レンズ群Ｇ４）を有している。
　なお、第１光学系Ｋ１は、縮小側から順に、図中に符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、で示す５枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１、符号Ｌ６で示す１枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２、符号Ｌ７、Ｌ８の２枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３、符号Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２で示す４枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４を配設して構成されている。なお、符号Ｌ１で示すレンズＬ１の縮小側のレンズ面Ｓ３が面番号３に対応し、第２光学系Ｋ２の反射面Ｓ２４が面番号２４に対応している（表６Ａ参照）。
　また、この実施例６の投写光学系は、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面が共通の軸（光軸Ｚ１）の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものである。
　また、表１０からわかるように、実施例１の投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
　この実施例６の投写光学系におけるレンズデータを示す表６Ａ、非球面係数を示す表６Ｂを以下に示す。
　なお、このレンズデータは、それに記載されているデータ値からも読み取れるように、反射ミラー面から投射面（拡大側の共役面、スクリーン）までの距離を５７３ｍｍに設定してピントを合わせたときの状態を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　図７Ｂは実施例６の投写光学系に関する歪曲収差を示す図、図７Ｃは実施例６の投写光学系に関するスポットダイヤグラムを示す図である。
　これらの図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、および表６Ａ、６Ｂから明らかなように、この実施例６の投写光学系は、光学系の全長が短く、小型で、かつ色収差および歪曲収差を良好に補正し得る高性能な光学系である。
＜実施例７＞
　図８Ａは実施例７の投写光学系の断面を示す断面図である。
　この実施例７の投写光学系も、４群構成の第１光学系Ｋ１、非球面反射ミラーである第２光学系Ｋ２を縮小側からこの順に配設してなるものである。
　図８Ａに示すように第１光学系Ｋ１は、投写距離を変更したときのフォーカシングのために互いの間隔を変えつつ光軸Ｚ１方向に移動する４つのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１～第４レンズ群Ｇ４）を有している。
　なお、第１光学系Ｋ１は、縮小側から順に、図中に符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、で示す５枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１、符号Ｌ６で示す１枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２、符号Ｌ７、Ｌ８の２枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３、符号Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２で示す４枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４を配設して構成されている。なお、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズＬ３、レンズＬ４、レンズＬ５は、３枚のレンズが互いに接合された接合レンズをなすものである。また、符号Ｌ１で示すレンズＬ１の縮小側のレンズ面Ｓ３が面番号３に対応し、第２光学系Ｋ２の反射面Ｓ２４が面番号２４に対応している（表７Ａ参照）。
　また、この実施例７の投写光学系は、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面が共通の軸（光軸Ｚ１）の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものである。
　また、表１０からわかるように、実施例１の投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
　この実施例７の投写光学系におけるレンズデータを示す表７Ａ、非球面係数を示す表７Ｂを以下に示す。
　なお、このレンズデータは、それに記載されているデータ値からも読み取れるように、反射ミラー面から投射面（拡大側の共役面、スクリーン）までの距離を５７３ｍｍに設定してピントを合わせたときの状態を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
　図８Ｂは実施例７の投写光学系に関する歪曲収差を示す図、図８Ｃは実施例７の投写光学系に関するスポットダイヤグラムを示す図である。
　これらの図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、および表７Ａ、７Ｂから明らかなように、この実施例７の投写光学系は、光学系の全長が短く、小型で、かつ色収差および歪曲収差を良好に補正し得る高性能な光学系である。
＜実施例８＞
　図９Ａは実施例８の投写光学系の断面を示す断面図である。
　この実施例８の投写光学系も、４群構成の第１光学系Ｋ１、非球面反射ミラーである第２光学系Ｋ２を縮小側からこの順に配設してなるものである。
　図９Ａに示すように第１光学系Ｋ１は、投写距離を変更したときのフォーカシングのために互いの間隔を変えつつ光軸Ｚ１方向に移動する４つのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１～第４レンズ群Ｇ４）を有している。
　なお、第１光学系Ｋ１は、縮小側から順に、図中に符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６で示す６枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１、符号Ｌ７で示す１枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２、符号Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１の４枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３、符号Ｌ１２、Ｌ１３で示す２枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４を配設して構成されている。なお、絞りＳｔは第１レンズ群Ｇ１に付随している。また、符号Ｌ１で示すレンズＬ１の縮小側のレンズ面Ｓ３が面番号３に対応し、第２光学系Ｋ２の反射面Ｓ２６が面番号２６に対応している（表８Ａ参照）。
　また、この実施例８の投写光学系は、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面が共通の軸（光軸Ｚ１）の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものである。
　また、表１０からわかるように、実施例１の投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
　この実施例８の投写光学系におけるレンズデータを示す表８Ａ、非球面係数を示す表８Ｂを以下に示す。
　なお、このレンズデータは、それに記載されているデータ値からも読み取れるように、反射ミラー面から投射面（拡大側の共役面、スクリーン）までの距離を５３２ｍｍに設定してピントを合わせたときの状態を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　図９Ｂは実施例８の投写光学系に関する歪曲収差を示す図、図９Ｃは実施例８の投写光学系に関するスポットダイヤグラムを示す図である。
　これらの図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、および表８Ａ、８Ｂから明らかなように、この実施例８の投写光学系は、光学系の全長が短く、小型で、かつ色収差および歪曲収差を良好に補正し得る高性能な光学系である。
＜実施例９＞
　図１０Ａは実施例９の投写光学系の断面を示す断面図である。
　この実施例９の投写光学系も、４群構成の第１光学系Ｋ１、非球面反射ミラーである第２光学系Ｋ２を縮小側からこの順に配設してなるものである。
　図１０Ａに示すように第１光学系Ｋ１は、投写距離を変更したときのフォーカシングのために互いの間隔を変えつつ光軸Ｚ１方向に移動する４つのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１～第４レンズ群Ｇ４）を有している。
　なお、第１光学系Ｋ１は、縮小側から順に、図中に符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７で示す７枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１、符号Ｌ８で示す１枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２、符号Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２の４枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３、符号Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５で示す３枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４を配設して構成されている。なお、絞りＳｔは第１レンズ群Ｇ１に付随している。また、符号Ｌ１で示すレンズＬ１の縮小側のレンズ面Ｓ３が面番号３に対応し、第２光学系Ｋ２の反射面Ｓ３１が面番号３１に対応している（表９Ａ参照）。
　また、この実施例９の投写光学系は、第１光学系Ｋ１および第２光学系Ｋ２を構成する全ての光学面が共通の軸（光軸Ｚ１）の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものである。
　また、表１０からわかるように、実施例１の投写光学系は、条件式（１）、条件式（２）を両方共に満足するものである。
　この実施例９の投写光学系におけるレンズデータを示す表９Ａ、非球面係数を示す表９Ｂを以下に示す。
　なお、このレンズデータは、それに記載されているデータ値からも読み取れるように、反射ミラー面から投射面（拡大側の共役面、スクリーン）までの距離を５７３ｍｍに設定してピントを合わせたときの状態を示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　図１０Ｂは実施例９の投写光学系に関する歪曲収差を示す図、図１０Ｃは実施例９の投写光学系に関するスポットダイヤグラムを示す図である。
　これらの図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および表９Ａ、９Ｂから明らかなように、この実施例９の投写光学系は、光学系の全長が短く、小型で、かつ色収差および歪曲収差を良好に補正し得る高性能な光学系である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
　なお、本発明は、上記各実施例等に限定されず、発明の要旨を変更しない限りにおいて種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各表中に示した数値に限定されず、他の値を取り得る。

Claims (7)

  1. 　縮小側の共役面に形成された画像を拡大側の共役面に拡大投写する投写光学系であって、
    　縮小側から順に、複数のレンズで構成された第１光学系、非球面形状をなす凸面からなる１枚の反射ミラーで構成された第２光学系を配設してなり、
    　以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする投写光学系。
    　　　０．１＜Ｚｆ／Ｔ１２＜１．０　・・・（１）
    ただし、
    Ｔ１２：第１光学系と第２光学系との空気間隔
    Ｚｆ：第１光学系の最も拡大側に配されたレンズの拡大側レンズ面上の最大有効高さにおける位置から、このレンズ面の頂点までの光軸方向における変位量
  2. 　前記第１光学系の最も拡大側に配されたレンズが非球面レンズであることを特徴とする請求項１記載の投写光学系
  3. 　以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２記載の投写光学系。
    　　　０＜Ｄ／Ｚｒ＜１．０　・・・（２）
    ただし、
    Ｄ：第１光学系の最も拡大側に配されたレンズとこのレンズに隣接する第１光学系中のレンズとの空気間隔
    Ｚｒ：第１光学系の最も拡大側に配されたレンズの縮小側レンズ面上の最大有効高さにおける位置から、そのレンズ面の頂点までの光軸方向における変位量
  4. 　前記第１光学系を構成するレンズのうち、最も拡大側に配されている３枚のレンズのうち２枚が非球面レンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の投写光学系。
  5. 　レンズ全系における縮小側がテレセントリック性を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の投写光学系。
  6. 　前記第１光学系および前記第２光学系を構成する全ての光学面が、１つの共通の軸の周りに回転対称な形状をなすように形成されたものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の投写光学系。
  7. 　光源と、ライトバルブと、前記光源からの光束を前記ライトバルブへ導く照明光学部と、請求項１から６のいずれか１項記載の投写光学系とを備え、前記光源からの光束を前記ライトバルブで光変調し、該光変調された光束を前記投写光学系に通してスクリーンへ投写するものであることを特徴とする投写型表示装置。
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