特開 2024-33599 光学装置、投写型表示装置、および光学系

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024033599

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】光学装置、投写型表示装置、および光学系

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20240306BHJP

   G02B 13/16 20060101ALI20240306BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240306BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20240306BHJP

   G02B 13/18 20060101ALN20240306BHJP

【ＦＩ】

G02B15/20

G02B13/16

G03B21/00 D

G03B21/14 Z

G02B13/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022137265

(22)【出願日】2022-08-30

(71)【出願人】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永利 由紀子

(72)【発明者】

【氏名】古林 琢

【テーマコード（参考）】

2H087

2K203

【Ｆターム（参考）】

2H087KA06

2H087KA07

2H087LA27

2H087NA02

2H087PA10

2H087PA12

2H087PA13

2H087PA15

2H087PA16

2H087PA17

2H087PB13

2H087PB15

2H087PB18

2H087PB20

2H087QA02

2H087QA03

2H087QA06

2H087QA07

2H087QA14

2H087QA17

2H087QA19

2H087QA21

2H087QA22

2H087QA25

2H087QA26

2H087QA32

2H087QA34

2H087QA37

2H087QA38

2H087QA39

2H087QA41

2H087QA42

2H087QA45

2H087QA46

2H087RA04

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA32

2H087RA36

2H087RA41

2H087RA45

2H087RA48

2H087SA23

2H087SA24

2H087SA26

2H087SA29

2H087SA32

2H087SA43

2H087SA44

2H087SA47

2H087SA49

2H087SA53

2H087SA55

2H087SA63

2H087SA64

2H087SA65

2H087SA66

2H087SA72

2H087SA76

2H087SB01

2H087SB03

2H087SB04

2H087SB12

2H087SB14

2H087SB21

2H087SB25

2H087SB26

2H087SB32

2H087SB33

2H087SB42

2H087SB43

2K203FA03

2K203FA23

2K203FA24

2K203FA25

2K203FA34

2K203FA43

2K203FA62

2K203GC02

2K203GC14

2K203GC20

2K203HB17

2K203HB22

2K203HB25

2K203HB28

2K203MA35

(57)【要約】

【課題】非テレセントリックのレンズを用いながら、レンズシフト機能を備えた光学装置、この光学装置を備えた投写型表示装置、およびこの光学装置に用いられる光学系を提供する。
【解決手段】縮小側の画像表示面に表示される画像を拡大側に投写する光学装置であって、拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系と、第２光学系とを含み、第１光学系は、縮小側に非テレセントリックな結像光学系であり、第２光学系は、縮小側にテレセントリックであり、第１光学系は第１鏡筒に収納され、第２光学系は第２鏡筒に収納され、第１光学系の最も拡大側の面から第２光学系の最も縮小側の面までの光路上の光学系を画像表示面に対してシフト可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

縮小側の画像表示面に表示される画像を拡大側に投写する光学装置であって、
拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系と、第２光学系とを含み、
前記第１光学系は、縮小側に非テレセントリックな結像光学系であり、
前記第２光学系は、縮小側にテレセントリックであり、
前記第１光学系は第１鏡筒に収納され、前記第２光学系は第２鏡筒に収納され、
前記第１光学系の最も拡大側の面から前記第２光学系の最も縮小側の面までの光路上の光学系を前記画像表示面に対してシフト可能な光学装置。

【請求項2】

前記第１光学系と前記第２光学系とは共通の第１光軸を有する共軸系である請求項１に記載の光学装置。

【請求項3】

前記第１光学系は交換可能に構成されている請求項２に記載の光学装置。

【請求項4】

前記第１光学系と前記画像表示面との間の光学系は前記第２光学系のみであり、
前記第１光学系より縮小側に中間像が形成されている請求項２に記載の光学装置。

【請求項5】

前記第２光学系は、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて移動する群を含む請求項４に記載の光学装置。

【請求項6】

前記第１光学系と前記画像表示面との間の光学系は前記第２光学系のみであり、
前記画像から前記光学装置に入射する最大画角の主光線は、前記第１光学系の最も縮小側の面より縮小側では前記第１光軸と交差しない請求項２に記載の光学装置。

【請求項7】

前記第２光学系より縮小側の光路上に第３光学系を含み、
前記第３光学系は、第２光軸を有する共軸系であり、
前記第１光軸と前記第２光軸とは平行であり、
前記第１光学系より縮小側に中間像が形成されている請求項２に記載の光学装置。

【請求項8】

前記第２光学系の最も拡大側の面から前記第２光学系の最も縮小側の面までの間に中間像が形成されている請求項７に記載の光学装置。

【請求項9】

前記第３光学系は第３鏡筒に収納され、
前記第２光学系は交換可能に構成されている請求項７に記載の光学装置。

【請求項10】

前記第３光学系は、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて移動する群を含む請求項７に記載の光学装置。

【請求項11】

前記第１光学系と前記画像表示面との間の全ての光学系の合成横倍率をβとし、
βは、拡大側を物体側、縮小側を像側とした場合の値とし、
前記光学装置が変倍光学系を含む場合はβは広角端における値とした場合、
０．２５＜｜β｜＜２ （１）
で表される条件式（１）を満足する請求項１に記載の光学装置。

【請求項12】

前記第２光学系の縮小側に隣接する空気間隔において光軸との角度θ１がｓｉｎθ１＝０．１を満たす軸上光線を第１軸上光線とし、前記第２光学系の拡大側に隣接する空気間隔における前記第１軸上光線と光軸との角度をθとし、
前記第２光学系の横倍率をβ２とし、
β２は、拡大側を物体側、縮小側を像側とした場合の値とし、
前記第２光学系に含まれるレンズの総数をｋとし、
１からｋまでの自然数をｉとし、
前記第２光学系の拡大側からｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率をＮｉとし、
前記第２光学系の拡大側からｉ番目のレンズの焦点距離をｆｉとし、
前記第２光学系の最も拡大側の面から前記第２光学系の最も縮小側の面までの光軸上の距離をＤＵ２とし、
前記光学装置が変倍光学系を含む場合はθ、β２、およびＤＵ２は広角端における値とした場合、
｜｛ｓｉｎ｜θ｜／（｜β２｜×０．１）－１｝×１００｜＜０．２ （２）

【数1】

で表される条件式（２）および（３）を満足する請求項１に記載の光学装置。

【請求項13】

前記第２光学系の縮小側の最大像高をＹｍａｘとし、
前記第２光学系の縮小側の近軸結像位置を基点とした前記第２光学系の最大像高でのサジタル像面までの光軸の方向の距離をＳｒとし、
前記第２光学系の縮小側の近軸結像位置を基点とした前記第２光学系の最大像高でのタンジェンシャル像面までの光軸の方向の距離をＴｒとし、
ＳｒおよびＴｒについて、各々の前記基点より拡大側の距離の符号を負、各々の前記基点より縮小側の距離の符号を正とし、
前記光学装置が変倍光学系を含む場合はＳｒ、Ｔｒ、およびＹｍａｘは広角端における各値とした場合、
－１０＜｛（Ｓｒ＋Ｔｒ）／２｝×１０００／Ｙｍａｘ＜２０ （４）
｜Ｓｒ－Ｔｒ｜×１０００／Ｙｍａｘ＜３０ （５）
で表される条件式（４）および（５）を満足する請求項１に記載の光学装置。

【請求項14】

０．４＜｜β｜＜１．５ （１－１）
で表される条件式（１－１）を満足する請求項１１に記載の光学装置。

【請求項15】

０≦｜｛ｓｉｎ｜θ｜／（｜β２｜×０．１）－１｝×１００｜＜０．１ （２－１）
で表される条件式（２－１）を満足する請求項１２に記載の光学装置。

【請求項16】

【数2】

で表される条件式（３－１）を満足する請求項１２に記載の光学装置。

【請求項17】

０＜｛（Ｓｒ＋Ｔｒ）／２｝×１０００／Ｙｍａｘ＜１０ （４－１）
で表される条件式（４－１）を満足する請求項１３に記載の光学装置。

【請求項18】

０＜｜Ｓｒ－Ｔｒ｜×１０００／Ｙｍａｘ＜２０ （５－１）
で表される条件式（５－１）を満足する請求項１３に記載の光学装置。

【請求項19】

前記画像を出力するライトバルブと、
請求項１から１８のいずれか１項に記載の光学装置とを備えた投写型表示装置。

【請求項20】

縮小側の画像表示面に表示される画像を拡大側に投写する光学装置に組み込まれる光学系であって、
縮小側に非テレセントリックで第１鏡筒に収納された結像光学系の縮小側の光路上に配置され、
縮小側にテレセントリックであり、
第２鏡筒に収納され、
前記結像光学系と一体的に前記画像表示面に対してシフト可能である光学系。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術は、光学装置、投写型表示装置、および光学系に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、投写光学系、および投写光学系を備えるプロジェクターが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２０２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

デジタルカメラ用の交換レンズのような市販レンズは、投写型表示装置に用いられる通常の投写用レンズに比べて、価格が安く、また、様々な仕様のものが容易に入手可能である。このため、市販レンズを投写用の交換レンズとして使用できれば、上記の利点を有する投写用レンズを実現することができる。

【0005】

一方、投写型表示装置は、画像表示素子に対して投写用レンズをシフトさせることによりスクリーン上での投写像の位置を調整可能にした機能（以下、レンズシフト機能という）を有するものが強く要望されている。投写型表示装置がこのレンズシフト機能を持つためには、投写用レンズがテレセントリックな構成を有することが求められる。

【0006】

しかしながら、上記のような市販レンズの大半は、非テレセントリックであるため、そのまま投写型表示装置に搭載しても、レンズシフト機能を有する投写型表示装置を実現することができない。

【0007】

本開示は、上記事情に鑑みなされたものであり、非テレセントリックのレンズを用いながら、レンズシフト機能を備えた光学装置、この光学装置を備えた投写型表示装置、およびこの光学装置に用いられる光学系を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の第１の態様は、縮小側の画像表示面に表示される画像を拡大側に投写する光学装置であって、拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系と、第２光学系とを含み、第１光学系は、縮小側に非テレセントリックな結像光学系であり、第２光学系は、縮小側にテレセントリックであり、第１光学系は第１鏡筒に収納され、第２光学系は第２鏡筒に収納され、第１光学系の最も拡大側の面から第２光学系の最も縮小側の面までの光路上の光学系を画像表示面に対してシフト可能である。

【0009】

本開示の第２の態様は、第１の態様において、第１光学系と第２光学系とは共通の第１光軸を有する共軸系として構成されている光学装置である。

【0010】

本開示の第３の態様は、第２の態様において、第１光学系は交換可能に構成されている光学装置である。

【0011】

本開示の第４の態様は、第２の態様において、第１光学系と画像表示面との間の光学系は第２光学系のみであり、第１光学系より縮小側に中間像が形成されている光学装置である。

【0012】

本開示の第５の態様は、第４の態様において、第２光学系は、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて移動する群を含む光学装置である。

【0013】

本開示の第６の態様は、第２の態様において、第１光学系と画像表示面との間の光学系は第２光学系のみであり、画像から光学装置に入射する最大画角の主光線は、第１光学系の最も縮小側の面より縮小側では第１光軸と交差しない光学装置である。

【0014】

本開示の第７の態様は、第２の態様において、第２光学系より縮小側の光路上に第３光学系を含み、第３光学系は、第２光軸を有する共軸系であり、第１光軸と第２光軸とは平行であり、第１光学系より縮小側に中間像が形成されている光学装置である。

【0015】

本開示の第８の態様は、第７の態様において、第２光学系の最も拡大側の面から第２光学系の最も縮小側の面までの間に中間像が形成されている光学装置である。

【0016】

本開示の第９の態様は、第７の態様において、第３光学系は第３鏡筒に収納され、第２光学系は交換可能に構成されている光学装置である。

【0017】

本開示の第１０の態様は、第７の態様において、第３光学系は、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて移動する群を含む光学装置である。

【0018】

本開示の第１１の態様は、第１の態様において、第１光学系と画像表示面との間の全ての光学系の合成横倍率をβとし、βは、拡大側を物体側、縮小側を像側とした場合の値とし、光学装置が変倍光学系を含む場合はβは広角端における値とした場合、
０．２５＜｜β｜＜２ （１）
で表される条件式（１）を満足する光学装置である。

【0019】

本開示の第１２の態様は、第１の態様において、第２光学系の縮小側に隣接する空気間隔において光軸との角度θ１がｓｉｎθ１＝０．１を満たす軸上光線を第１軸上光線とし、第２光学系の拡大側に隣接する空気間隔における第１軸上光線と光軸との角度をθとし、第２光学系の横倍率をβ２とし、β２は、拡大側を物体側、縮小側を像側とした場合の値とし、第２光学系に含まれるレンズの総数をｋとし、１からｋまでの自然数をｉとし、第２光学系の拡大側からｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率をＮｉとし、第２光学系の拡大側からｉ番目のレンズの焦点距離をｆｉとし、第２光学系の最も拡大側の面から第２光学系の最も縮小側の面までの光軸上の距離をＤＵ２とし、光学装置が変倍光学系を含む場合はθ、β２、およびＤＵ２は広角端における値とした場合、
｜｛ｓｉｎ｜θ｜／（｜β２｜×０．１）－１｝×１００｜＜０．２ （２）

【数1】

で表される条件式（２）および（３）を満足する光学装置である。

【0020】

本開示の第１３の態様は、第１の態様において、第２光学系の縮小側の最大像高をＹｍａｘとし、第２光学系の縮小側の近軸結像位置を基点とした第２光学系の最大像高でのサジタル像面までの光軸の方向の距離をＳｒとし、第２光学系の縮小側の近軸結像位置を基点とした第２光学系の最大像高でのタンジェンシャル像面までの光軸の方向の距離をＴｒとし、ＳｒおよびＴｒについて、各々の基点より拡大側の距離の符号を負、各々の基点より縮小側の距離の符号を正とし、光学装置が変倍光学系を含む場合はＳｒ、Ｔｒ、およびＹｍａｘは広角端における各値とした場合、
－１０＜｛（Ｓｒ＋Ｔｒ）／２｝×１０００／Ｙｍａｘ＜２０ （４）
｜Ｓｒ－Ｔｒ｜×１０００／Ｙｍａｘ＜３０ （５）
で表される条件式（４）および（５）を満足する光学装置である。

【0021】

本開示の第１４の態様は、第１１の態様において、
０．４＜｜β｜＜１．５ （１－１）
で表される条件式（１－１）を満足する光学装置である。

【0022】

本開示の第１５の態様は、第１２の態様において、
０≦｜｛ｓｉｎ｜θ｜／（｜β２｜×０．１）－１｝×１００｜＜０．１ （２－１）
で表される条件式（２－１）を満足する光学装置である。

【0023】

本開示の第１６の態様は、第１２の態様において、

【数2】

で表される条件式（３－１）を満足する光学装置である。

【0024】

本開示の第１７の態様は、第１３の態様において、
０＜｛（Ｓｒ＋Ｔｒ）／２｝×１０００／Ｙｍａｘ＜１０ （４－１）
で表される条件式（４－１）を満足する光学装置である。

【0025】

本開示の第１８の態様は、第１３の態様において、
０＜｜Ｓｒ－Ｔｒ｜×１０００／Ｙｍａｘ＜２０ （５－１）
で表される条件式（５－１）を満足する光学装置である。

【0026】

本開示の第１９の態様は、画像を出力するライトバルブと、第１の態様から第１８の態様のいずれか１つに記載の光学装置とを備えた投写型表示装置である。

【0027】

本開示の第２０の態様は、縮小側の画像表示面に表示される画像を拡大側に投写する光学装置に組み込まれる光学系であって、縮小側に非テレセントリックで第１鏡筒に収納された結像光学系の縮小側の光路上に配置され、縮小側にテレセントリックであり、第２鏡筒に収納され、結像光学系と一体的に画像表示面に対してシフト可能である光学系である。

【0028】

なお、本明細書の「～からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、並びに、絞り、マスク、フィルタ、カバーガラス、平面ミラー、およびプリズム等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、および手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。

【0029】

本明細書の「レンズ群」は、レンズ以外に、絞り、マスク、フィルタ、カバーガラス、平面ミラー、およびプリズム等のレンズ以外の光学要素を含んでもよい。本明細書の「レンズ群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている「光軸上の距離」は、特に断りが無い限り、幾何学的距離である。

【0030】

本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、および「Ｆ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）として扱う。

【発明の効果】

【0031】

本開示によれば、非テレセントリックのレンズを用いながら、レンズシフト機能を備えた光学装置、この光学装置を備えた投写型表示装置、およびこの光学装置に用いられる光学系を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】第１実施形態に係る光学装置の構成を示す概念図である。

【図2】角度θおよびθ１を説明するための概念図である。

【図3】第２実施形態に係る光学装置の構成を示す概念図である。

【図4】第３実施形態に係る光学装置の構成を示す概念図である。

【図5】実施例１の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図6】実施例１の光学装置の各収差図である。

【図7】実施例１の光学装置の第２光学系のみの各収差図である。

【図8】実施例２の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図9】実施例２の光学装置の各収差図である。

【図10】実施例２の光学装置の第２光学系のみの各収差図である。

【図11】実施例３の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図12】実施例３の光学装置の各収差図である。

【図13】実施例３の光学装置の第２光学系のみの各収差図である。

【図14】実施例４－１の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図15】実施例４－１の光学装置の各収差図である。

【図16】実施例４－１の光学装置の第２光学系のみの各収差図である。

【図17】実施例４－２の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図18】実施例４－２の光学装置の各収差図である。

【図19】実施例４－２の光学装置の第２光学系のみの各収差図である。

【図20】実施例４－３の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図21】実施例４－３の光学装置の各収差図である。

【図22】実施例４－３の光学装置の第２光学系のみの各収差図である。

【図23】実施例５の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図24】実施例５の光学装置の各収差図である。

【図25】実施例５の光学装置の第２光学系のみの各収差図である。

【図26】実施例６の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図27】実施例６の光学装置の各収差図である。

【図28】実施例６の光学装置の第２光学系のみの各収差図である。

【図29】実施例６の変形例の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図30】実施例７の光学装置の構成と光束を示す断面図である。

【図31】実施例７の光学装置の各収差図である。

【図32】実施例７の光学装置の第２光学系のみの各収差図である。

【図33】一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。

【図34】別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。

【図35】さらに別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について説明する。

【0034】

図１に、本開示の一実施形態に係る光学装置１の構成の概念図を示す。図１は、本開示の第１実施形態に係る光学装置１の構成を示す概念図であるが、まず、図１を参照しながら基本構成と、この基本構成に付加可能な好ましい構成について説明する。基本構成は、後述の本開示の第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態に共通の構成である。図１では、左側を拡大側、右側を縮小側としている。

【0035】

光学装置１は、例えば、投写型表示装置に搭載されて、縮小側の画像表示面５ａに表示される画像を拡大側の不図示のスクリーン上に投写する。画像表示面５ａは、液晶表示素子又はＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス：登録商標）等の画像表示素子５が出力する画像が表示される面である。投写型表示装置においては、画像表示素子５はライトバルブとも呼ばれる。画像表示面５ａから出射する光束は多数あるが、図１では最大画角の光束６のみを示している。画像表示面５ａに表示される画像と、光学装置１によってスクリーン上に形成される投写像とは光学的に共役の関係にある。なお、本明細書において「スクリーン」は、光学装置１が形成する投写像が投写される対象物を意味する。スクリーンとしては、専用のスクリーンの他、部屋の壁面、床面、天井、および建物の外壁等でもよい。

【0036】

また、本明細書において、「拡大側」は光路上でのスクリーン側を意味し、「縮小側」は光路上での画像表示面５ａ側を意味する。本明細書では、「拡大側」および「縮小側」は、光路に沿って決められるものであり、この点は折り曲げられた光路を形成する光学系の場合も同様である。以下では、説明が冗長になるのを避けるため、「拡大側から縮小側へ光路に沿って順に」を「拡大側から縮小側へ順に」と記すことがある。

【0037】

光学装置１は、拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系Ｕ１と、第２光学系Ｕ２とを含む。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２はそれぞれ、少なくとも１枚のレンズを含む。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は、複数のレンズを含む場合もあるが、図１では第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２を概念的に示している。

【0038】

第１光学系Ｕ１は、結像光学系である。第１光学系Ｕ１としては、例えば、デジタルカメラ用の交換レンズのような市販レンズを用いることができる。このような市販レンズは、安価であり、様々な仕様のものがあり、入手性が良いという長所を有する。

【0039】

光学装置１において、第１光学系Ｕ１は縮小側に非テレセントリックであり、かつ、第２光学系Ｕ２は縮小側にテレセントリックである。「第１光学系Ｕ１が縮小側に非テレセントリック」とは、図１に示すように、第１光学系Ｕ１から縮小側へ出射する主光線６ｃが光軸ＡＸ１と平行ではない状態を指す。「第２光学系Ｕ２は縮小側にテレセントリック」とは、図１に示すように、第２光学系Ｕ２から縮小側へ出射する主光線６ｃが光軸ＡＸ１と平行な状態を指す。但し、本明細書における「平行」は、完全な平行の他に、許容される誤差が含まれる略平行も含む。許容される誤差とは、光軸ＡＸ１に対する主光線６ｃの傾きが－５度以上かつ＋５度以下の範囲内であり、より好ましくは－３度以上かつ＋３度以下の範囲内である。主光線６ｃが定まらない光学系においては、光束の上側の最大光線と下側の最大光線との２等分角線を主光線６ｃの代用としてもよい。

【0040】

光学装置１では、第１光学系Ｕ１の最も拡大側の面から第２光学系Ｕ２の最も縮小側の面までの光路上の光学系を一体的に画像表示面５ａに対してシフト可能なように構成されている。例えば、第１光学系Ｕ１から第２光学系Ｕ２までを一体的に光軸ＡＸ１に垂直な方向にシフト可能である。図１の第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２を囲む二点鎖線の枠と上下方向の矢印は、このシフトの動作を示す。このようにシフトさせることにより、スクリーン上での投写像の位置を調整することができる。

【0041】

第２光学系Ｕ２は縮小側にテレセントリックな構成とし、上記のようにシフトを行うことによって、光学装置１は、縮小側に非テレセントリックな第１光学系Ｕ１を用いながらも、レンズシフト機能を有することができる。仮に、第２光学系Ｕ２の縮小側が非テレセントリックな構成で、上記シフトを行うと、結像用の光束の一部が遮光される、所謂ケラレが生じてしまうことがある。ケラレが生じた状態では、良好な投写像が得られず、実質、レンズシフト機能を備えているとは言えない。これに対して、光学装置１では、第２光学系Ｕ２は縮小側にテレセントリックであるため、上記のようにシフトを行っても、ケラレが生じることがなく、良好な投写像を得ることができる。

【0042】

なお、図１では、第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは連続的に配置されているが、本開示においては、第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２との間にパワーを有しない光学部材が配置されていてもよい。パワーを有しない光学部材とは、例えば、平面ミラー、フィルタ、カバーガラス、およびプリズム等である。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２との間にパワーを有しない光学部材が配置されている場合は、上記の「第１光学系Ｕ１の最も拡大側の面から第２光学系Ｕ２の最も縮小側の面までの光路上の光学系」に、第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２との間のパワーを有しない光学部材も含まれる。また、上記の「一体的にシフト」とは、同時に同方向に同量シフトすることを意味する。

【0043】

また、図１では、光学系としては、第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２のみを示しているが、本開示の基本構成においては、後述の第３実施形態のように、第２光学系Ｕ２より縮小側に別の光学系を含んでもよい。

【0044】

光学装置１では、第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。図１では、第１光学系Ｕ１は鏡筒６１に収納され、第２光学系Ｕ２は鏡筒６２に収納されている。鏡筒６１が本開示の技術の「第１鏡筒」に対応し、鏡筒６２が本開示の技術の「第２鏡筒」に対応する。第１光学系Ｕ１がレンズを含む場合は、鏡筒６１の内部に鏡枠５１が設けられ、第１光学系Ｕ１の各レンズ又は各レンズ群は鏡枠５１内に配置される。第１光学系Ｕ１の各レンズ又は各レンズ群が複数存在する場合は、その数の分だけ鏡枠５１も複数存在する。鏡筒６１は、これらの鏡枠５１を一括して収納しており、第１光学系Ｕ１全体を保持する部材である。同様に、第２光学系Ｕ２がレンズを含む場合は、鏡筒６２の内部に鏡枠５２が設けられ、第２光学系Ｕ２の各レンズ又は各レンズ群は鏡枠５２内に配置される。第２光学系Ｕ２の各レンズ又は各レンズ群が複数存在する場合は、その数の分だけ鏡枠５２も複数存在する。鏡筒６２は、これらの鏡枠５２を一括して収納しており、第２光学系Ｕ２全体を保持する部材である。鏡筒６１と鏡筒６２とは互いに異なる別個の部材である。鏡筒６１および鏡筒６２はそれぞれ、個々の光学系を収納する部材である。なお、鏡筒６１、６２が各レンズ又は各レンズ群を直接保持するように構成することによって、鏡枠５１、５２を省略することも可能である。

【0045】

第１光学系Ｕ１は交換可能に構成されていることが好ましい。このようにした場合は、様々な仕様の光学系を第１光学系Ｕ１として使用可能になるため、第１光学系Ｕ１を交換することによって、様々な条件および環境に対応可能な投写型表示装置が実現可能となる。

【0046】

第２光学系Ｕ２は交換可能に構成されていることが好ましい。このようにした場合は、第１光学系Ｕ１として瞳位置の異なる様々な光学系を使用する場合でも、各瞳位置に対応した第２光学系Ｕ２に交換することによって、対応可能となる。

【0047】

光学装置１では、第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納されているため、第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは独立に交換することが可能であり、利便性の高い構成となっている。

【0048】

第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系であることが好ましい。このようにした場合は、構成の簡易化に有利となる。

【0049】

第１光学系Ｕ１と画像表示面５ａとの間の全ての光学系の合成横倍率をβとした場合、光学装置１は下記条件式（１）を満足することが好ましい。βは拡大側を物体側、縮小側を像側とした場合の値である。すなわち、光線追跡を行う場合は、第１光学系Ｕ１が形成する像の位置を物体位置とし、画像表示面５ａを像位置としてβを算出する。光学装置１が変倍光学系を含む場合は、βは広角端における値とする。条件式（１）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、シフト量の確保および小型化に有利となる。条件式（１）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第２光学系Ｕ２で形成される像が、画像表示面５ａに表示される画像に比べて小さくなり過ぎないため、第１光学系Ｕ１に求められる分解能の空間周波数も高くなり過ぎず、良好な性能の確保に有利となる。より良好な特性を得るためには、光学装置１は、下記条件式（１－１）を満足することがより好ましい。
０．２５＜｜β｜＜２ （１）
０．４＜｜β｜＜１．５ （１－１）

【0050】

また、光学装置１は下記条件式（２）を満足することが好ましい。図２に、条件式（２）で用いられる記号を説明するための図を示す。図２は概念図であり、図２のθおよびθ１は必ずしも正確な角度ではない。条件式（２）では、第２光学系Ｕ２の縮小側に隣接する空気間隔において光軸ＡＸ１との角度θ１がｓｉｎθ１＝０．１を満たす軸上光線を第１軸上光線７ａとしている。そして、第２光学系Ｕ２の拡大側に隣接する空気間隔における第１軸上光線７ａと光軸ＡＸ１との角度をθとしている。第２光学系Ｕ２の横倍率をβ２としている。β２は、拡大側を物体側、縮小側を像側とした場合の値である。条件式（２）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、正弦条件違反量が大きくなることを抑制できるため、光軸近傍における解像性能の確保に有利となる。より良好な特性を得るためには、光学装置１は、下記条件式（２－１）を満足することがより好ましい。条件式（２－１）の下限の「０」は、条件式（２－１）の対応値が絶対値であることから自明である。
｜｛ｓｉｎ｜θ｜／（｜β２｜×０．１）－１｝×１００｜＜０．２ （２）
０≦｜｛ｓｉｎ｜θ｜／（｜β２｜×０．１）－１｝×１００｜＜０．１ （２－１）

【0051】

また、光学装置１は下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）では、第２光学系Ｕ２に含まれるレンズの総数をｋとしている。１からｋまでの自然数をｉとしている。第２光学系Ｕ２の拡大側からｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率をＮｉとしている。第２光学系Ｕ２の拡大側からｉ番目のレンズの焦点距離をｆｉとしている。第２光学系Ｕ２の最も拡大側の面から第２光学系Ｕ２の最も縮小側の面までの光軸上の距離をＤＵ２としている。光学装置１が変倍光学系を含む場合はθ、β２、およびＤＵ２は広角端における値とする。条件式（３）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、像面湾曲の補正が容易となり、また、最大像高の５割の像高付近から結像領域周辺部までの範囲における解像性能の確保に有利となる。より良好な特性を得るためには、光学装置１は、下記条件式（３－１）を満足することがより好ましい。条件式（３－１）の下限の「０」は、条件式（３－１）の対応値が距離と絶対値との積であることから自明である。

【数3】

【数4】

【0052】

光学装置１は上記条件式（２）および（３）を同時に満足することが好ましい。単独で諸収差の補正がなされ性能が確保されている市販レンズを第１光学系Ｕ１とした場合、第２光学系Ｕ２も単独で性能が確保されていることが望まれる。条件式（２）および（３）を同時に満足することによって、第２光学系Ｕ２単独での性能の確保が可能となる。光学装置１は上記条件式（２）および（３）を同時に満足した上で、条件式（２－１）および（３－１）の少なくとも一方を満足することがより好ましい。

【0053】

また、光学装置１は下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）では、第２光学系Ｕ２の縮小側の最大像高をＹｍａｘとしている。第２光学系Ｕ２の縮小側の近軸結像位置を基点とした第２光学系Ｕ２の最大像高でのサジタル像面までの光軸ＡＸ１の方向の距離をＳｒとしている。第２光学系Ｕ２の縮小側の近軸結像位置を基点とした第２光学系Ｕ２の最大像高でのタンジェンシャル像面までの光軸ＡＸ１の方向の距離をＴｒとしている。ＳｒおよびＴｒについて、各々の基点より拡大側の距離の符号を負、各々の基点より縮小側の距離の符号を正とする。光学装置１が変倍光学系を含む場合はＳｒ、Ｔｒ、およびＹｍａｘは広角端における各値とする。条件式（４）を満足することによって、結像領域周辺部での像面湾曲の増大を抑制できる。これによって、結像領域周辺部での性能確保が容易になる。なお、デジタルカメラ用の交換レンズのような市販レンズは、一般に撮像素子のカバーガラス込みで収差補正がなされ結像性能が確保されている。このような市販レンズを第１光学系Ｕ１とした場合、条件式（４）の対応値はマイナス方向の値の方が許容量が少なくなるため、条件式（４）の下限と上限を以下のように設定すれば、性能確保に有利となる。より良好な特性を得るためには、光学装置１は、下記条件式（４－１）を満足することがより好ましい。
－１０＜｛（Ｓｒ＋Ｔｒ）／２｝×１０００／Ｙｍａｘ＜２０ （４）
０＜｛（Ｓｒ＋Ｔｒ）／２｝×１０００／Ｙｍａｘ＜１０ （４－１）

【0054】

また、光学装置１は下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）のＳｒ、Ｔｒ、およびＹｍａｘは条件式（４）のものと同じである。条件式（５）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、結像領域周辺部での非点収差の増大を抑制できる。これによって、結像領域周辺部での性能確保が容易になる。より良好な特性を得るためには、光学装置１は、下記条件式（５－１）を満足することがより好ましい。条件式（５－１）の下限の「０」は、条件式（５－１）の対応値が絶対値と最大像高との除算の１０００倍であることから自明である。
｜Ｓｒ－Ｔｒ｜×１０００／Ｙｍａｘ＜３０ （５）
０＜｜Ｓｒ－Ｔｒ｜×１０００／Ｙｍａｘ＜２０ （５－１）

【0055】

光学装置１は上記条件式（４）および（５）を同時に満足することが好ましい。単独で諸収差の補正がなされ性能が確保されている市販レンズを第１光学系Ｕ１とした場合、第２光学系Ｕ２も単独で性能が確保されていることが望まれる。条件式（４）および（５）を同時に満足することによって、第２光学系Ｕ２単独での結像領域周辺部での性能確保が容易になる。光学装置１は上記条件式（４）および（５）を同時に満足した上で、条件式（４－１）および（５－１）の少なくとも一方を満足することがより好ましい。

【0056】

次に、本開示の第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態について説明する。第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態はそれぞれ、上述した基本構成を有する。また、第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態はそれぞれ、上述した基本構成に関する好ましい構成を有することが好ましい。以下の各実施形態の説明では、上述した基本構成とその好ましい構成の重複説明を省略している。

【0057】

第１実施形態に係る光学装置１の構成の概念図は図１に示したものである。第１実施形態においては、第１光学系Ｕ１と画像表示面５ａとの間の光学系は第２光学系Ｕ２のみであり、第１光学系Ｕ１より縮小側に中間像ＭＩが形成される。つまり、第２光学系Ｕ２はリレー光学系としての機能を有する。第１光学系Ｕ１より縮小側にリレー光学系を含むことによって、光学装置１の縮小側のバックフォーカスの確保が容易になる。これによって、色合成プリズム等の配置が容易になる。

【0058】

第１実施形態において、第２光学系Ｕ２は、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて移動する群を含むことが好ましい。すなわち、第２光学系Ｕ２は変倍光学系であることが好ましい。このようにした場合は、第１光学系Ｕ１が固定焦点光学系であっても、投写像のサイズの変更が容易となり、利便性の高い装置を提供することができる。第２光学系Ｕ２は例えばズームレンズとすることができる。

【0059】

次に、第２実施形態について説明する。図３に、本開示の第２実施形態に係る光学装置２の構成の概念図を示す。図３の図示方法は基本的に図１と同様である。光学装置２は、拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系Ｕ１と、第２光学系Ｕ２とを含む。第２実施形態においては、光学装置２内部に中間像ＭＩが形成されない。第２実施形態においては、第１光学系Ｕ１と画像表示面５ａとの間の光学系は第２光学系Ｕ２のみであり、画像から光学装置２に入射する最大画角の主光線６ｃは、第１光学系Ｕ１の最も縮小側の面より縮小側では光軸ＡＸ１と交差しない構成となっている。この構成によれば、単板式の透過型液晶パネル、又は自発光素子パネルのような、長いバックフォーカスを必要としないタイプの画像表示素子５と組み合わせることによって、装置の小型化を促進できる。

【0060】

次に、第３実施形態について説明する。図４に、本開示の第３実施形態に係る光学装置３の構成の概念図を示す。図４の図示方法は基本的に図１と同様である。光学装置３は、拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系Ｕ１と、第２光学系Ｕ２とを含み、さらに、第２光学系Ｕ２より縮小側の光路上に第３光学系Ｕ３を含む。第３実施形態では、第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系であり、第３光学系Ｕ３は光軸ＡＸ２を有する共軸系である。光軸ＡＸ１が本開示の技術の「第１光軸」に対応し、光軸ＡＸ２が本開示の技術の「第２光軸」に対応する。光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とは平行であり、同一直線上には無い。いわば、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とは平行にずれた関係にある。なお、本明細書における「平行」は、完全な平行の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差が含まれる略平行も含む。許容される誤差とは例えば、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とのなす角度が－１度以上かつ＋１度以下の範囲内である。

【0061】

第３実施形態では、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とを平行にずれた関係にしており、かつ、第３光学系Ｕ３は固定したまま、第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とを一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能であるため、第３光学系Ｕ３のイメージサークルを小さくすることができる。これによって、光学系の小型化が可能となる。

【0062】

第３実施形態では、第１光学系Ｕ１より縮小側に中間像ＭＩが形成される。つまり、第１光学系Ｕ１より縮小側にリレー光学系を含むことによって、光学装置３の縮小側のバックフォーカスの確保が容易になる。これによって、色合成プリズム等の配置が容易になる。中間像ＭＩは、第２光学系Ｕ２の最も拡大側の面から第２光学系Ｕ２の最も縮小側の面までの間に形成されることが好ましい。このようにした場合は、第２光学系Ｕ２は、フィールドレンズと同様の機能を持つことができるため、第２光学系Ｕ２の小型化に有利となる。

【0063】

なお、第２光学系Ｕ２と第３光学系Ｕ３とは互いに異なる鏡筒に収納されており、第２光学系Ｕ２は交換可能に構成されていることが好ましい。図４では、第２光学系Ｕ２は鏡筒６２に収納され、第３光学系Ｕ３は鏡筒６３に収納されている。鏡筒６３が本開示の技術の「第３鏡筒」に対応する。第３光学系Ｕ３がレンズを含む場合は、鏡筒６３の内部に鏡枠５３が設けられ、第３光学系Ｕ３の各レンズ又は各レンズ群は鏡枠５３内に配置される。第３光学系Ｕ３の各レンズ又は各レンズ群が複数存在する場合は、その数の分だけ鏡枠５３も複数存在する。鏡筒６３は、これらの鏡枠５３を一括して収納しており、第３光学系Ｕ３全体を保持する部材である。なお、鏡筒６３が各レンズ又は各レンズ群を直接保持するように構成することによって、鏡枠５３を省略することも可能である。鏡筒６３と鏡筒６２とは互いに異なる別個の部材である。そのため、第３光学系Ｕ３は固定したまま、第２光学系Ｕ２のみを交換することが可能となり、利便性の高い装置とすることができる。

【0064】

また、第３実施形態において、第３光学系Ｕ３は、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて移動する群を含むことが好ましい。すなわち、第３光学系Ｕ３は変倍光学系であることが好ましい。このようにした場合は、第１光学系Ｕ１が固定焦点光学系であっても、投写像のサイズの変更が容易となり、利便性の高い装置を提供することができる。第３光学系Ｕ３は例えばズームレンズとすることができる。

【0065】

条件式に関する構成も含め上述した好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。なお、本開示の光学装置が満足することが好ましい条件式は、式の形式で記載された条件式に限定されず、好ましい、およびより好ましいとされた条件式の中から下限と上限とを任意に組み合わせて得られる全ての条件式を含む。

【0066】

次に、本開示の光学装置の実施例について図面を参照して説明する。以下に述べる実施例および変形例の図面では、主に各光学系を構成するレンズの構成を示し、鏡枠および鏡筒の図示は省略している。各実施例および変形例の断面図に付された光学系およびレンズ群の参照符号は、参照符号の桁数の増大に伴う説明および図面の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。従って、異なる実施例の図面において共通の参照符号が付されていても、必ずしも共通の構成ではない。

【0067】

以下に述べる実施例のうち、実施例１および実施例２は第１実施形態に対応し、実施例３は第２実施形態に対応し、実施例４－１、実施例４－２、実施例４－３、実施例５、実施例６、および実施例７は第３実施形態に対応する。以下に述べる実施例の第１光学系Ｕ１はいずれもデジタルカメラ用の交換レンズとして適用可能である。

【0068】

［実施例１］
実施例１の光学装置の構成と光束の断面図を図５に示す。図５では、光束として、軸上光束７、および最大画角の光束６を示す。また、図５では、上記の条件式で用いた最大像高Ｙｍａｘを一例として示す。実施例１の光学装置は、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｕ１、および第２光学系Ｕ２を含む。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系である。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２との間に中間像ＭＩが形成される。図５の中間像ＭＩは、位置を示しており、必ずしも正確な形状を示すものではない。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能である。

【0069】

図５では、光学装置が投写型表示装置に搭載されることを想定して、第２光学系Ｕ２と画像表示面５ａとの間に光学部材ＰＰを配置した例を示している。光学部材ＰＰは、フィルタ、カバーガラス、および色合成プリズム等を想定した部材である。光学部材ＰＰはパワー（屈折力）を有しない部材であり、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。

【0070】

第１光学系Ｕ１は、１５枚のレンズからなる。第２光学系Ｕ２は、１３枚のレンズと開口絞りＳｔとからなる。図５の開口絞りＳｔは形状および大きさを示しているのではなく、光軸方向の位置を示している。第２光学系Ｕ２は、変倍光学系である。第２光学系Ｕ２は、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５の５つのレンズ群からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は画像表示面５ａに対して固定されており、その他の４つのレンズ群は隣り合う群との間隔を変化させて光軸ＡＸ１に沿って移動する。図５では、変倍の際に固定されているレンズ群の下には接地記号を示し、変倍の際に移動するレンズ群の下には広角端から望遠端へ変倍する際の各レンズの移動方向を概略的に矢印で示す。

【0071】

実施例１の光学装置について、基本レンズデータを表１Ａおよび表１Ｂに、諸元と可変面間隔を表２に、非球面係数を表３に示す。ここでは、１つの表の長大化を避けるため基本レンズデータを表１Ａおよび表１Ｂの２つの表に分けて示している。

【0072】

基本レンズデータの表は以下のように記載されている。「Ｓｎ」の列には、最も拡大側の面を第１面とし縮小側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示す。「Ｒ」の列には、各面の曲率半径を示す。「Ｄ」の列には、各面とその縮小側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。「Ｎｄ」の列には、各構成要素のｄ線に対する屈折率を示す。「νｄ」の列には、各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。最も右の欄は、光学系ごとに区切り、対応する各光学系の参照符号を示す。例えば、Ｕ１と示された欄は第１光学系Ｕ１に対応し、Ｕ２と示された欄は第２光学系Ｕ２に対応する。

【0073】

基本レンズデータでは、拡大側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、縮小側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。基本レンズデータには、光学部材ＰＰも示している。表１ＢのＤの最下欄の値は表中の最も縮小側の面と画像表示面５ａとの間隔である。基本レンズデータの表では、可変面間隔についてはＤＤ［ ］という記号を用い、［ ］の中にこの間隔の拡大側の面番号を付してＤの欄に記入している。

【0074】

表２に、変倍比Ｚｒ、焦点距離の絶対値｜ｆ｜、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、および変倍の際の可変面間隔をｄ線基準で示す。２ωの欄の［°］は単位が度であることを示す。表２では、広角端状態および望遠端状態における各値をそれぞれ、「wide」および「tele」の列に示す。

【0075】

基本レンズデータでは、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表３において、Ｓｎの行には非球面の面番号を示し、ＫＡおよびＡｍの行には各非球面についての非球面係数の数値を示す。なお、Ａｍのｍは３以上の整数であり、面により異なる。例えば実施例１の第２０面ではｍ＝３、４、５、・・・、１４である。表３の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^±ｎ」を意味する。ＫＡおよびＡｍは下式で表される非球面式における非球面係数である。
Ｚｄ＝Ｃ×ｈ^２／｛１＋（１－ＫＡ×Ｃ^２×ｈ^２）^１/２｝＋ΣＡｍ×ｈ^ｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。

【0076】

各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。

【0077】

【表1A】

【0078】

【表1B】

【0079】

【表2】

【0080】

【表3】

【0081】

図６に、投写距離（最も拡大側のレンズ面からスクリーンまでの光軸上の距離）が無限遠の状態の実施例１の光学装置の各収差図を示す。図６では、「wide」と付した最上段に広角端における各収差図を示し、「tele」と付した下段に望遠端における各収差図を示す。図６では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、およびＦ線に関する収差をそれぞれ実線、長破線、および短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線に関する収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線に関する収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線に関する収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、およびＦ線に関する収差をそれぞれ長破線、および短破線で示す。球面収差図では「ＦＮｏ．＝」の後にＦナンバーの値を示す。その他の収差図では「ω＝」の後に最大半画角の値を示す。

【0082】

図７に、第２光学系Ｕ２のみの各収差図を示す。図７の図示方法は図６と同様である。第２光学系Ｕ２のみの各収差図は、投写距離が無限遠の状態で第１光学系Ｕ１が形成する像の位置を、第２光学系Ｕ２にとっての物体位置として第２光学系Ｕ２を光線追跡して得られる。本明細書では、便宜上、この物体位置から第２光学系Ｕ２の最も拡大側の面までの光軸上の距離を、「第２光学系Ｕ２の物体距離」と呼ぶことにする。第２光学系Ｕ２の物体距離の符号は、上記物体位置より第２光学系Ｕ２の最も拡大側の面が縮小側にある場合を正、上記物体位置より第２光学系Ｕ２の最も拡大側の面が拡大側にある場合を負とする。実施例１では、第２光学系Ｕ２の物体距離は１６．１３ｍｍ（ミリメートル）である。

【0083】

上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても基本的に同様であるので、以下では重複説明を省略する。以下の実施例および変形例の図面では、軸上光束７、最大画角の光束６、および最大像高Ｙｍａｘの参照符号の記載を省略する。

【0084】

［実施例２］
実施例２の光学装置の構成と光束の断面図を図８に示す。実施例２の光学装置は、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｕ１、および第２光学系Ｕ２を含む。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系である。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２との間に中間像ＭＩが形成される。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能である。

【0085】

第１光学系Ｕ１は、１５枚のレンズからなる。第２光学系Ｕ２は、１３枚のレンズと開口絞りＳｔとからなる。第２光学系Ｕ２は、変倍光学系である。第２光学系Ｕ２は、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、および第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は画像表示面５ａに対して固定されており、その他の３つのレンズ群は隣り合う群との間隔を変化させて光軸ＡＸ１に沿って移動する。

【0086】

実施例２の光学装置について、基本レンズデータを表４Ａおよび表４Ｂに、諸元と可変面間隔を表５に、非球面係数を表６に、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図９に示す。図１０に、第２光学系Ｕ２のみの各収差図を示す。第２光学系Ｕ２の物体距離は１８．５７ｍｍ（ミリメートル）である。

【0087】

【表4A】

【0088】

【表4B】

【0089】

【表5】

【0090】

【表6】

【0091】

［実施例３］
実施例３の光学装置の構成と光束の断面図を図１１に示す。実施例３の光学装置は、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｕ１、および第２光学系Ｕ２を含む。第１光学系Ｕ１は、特開２０２２－１６０１６号公報に記載の実施例１の撮像レンズである。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系である。実施例３の光学装置は、中間像ＭＩを形成しない。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能である。第１光学系Ｕ１は、１５枚のレンズと開口絞りＳｔとからなる。第２光学系Ｕ２は、３枚のレンズからなる。

【0092】

実施例３の光学装置について、基本レンズデータを表７に、諸元を表８に、非球面係数を表９に、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図１２に示す。図１３に、第２光学系Ｕ２のみの各収差図を示す。第２光学系Ｕ２の物体距離は－５８．３ｍｍ（ミリメートル）である。

【0093】

【表7】

【0094】

【表8】

【0095】

【表9】

【0096】

［実施例４－１］
実施例４－１の光学装置の構成と光束の断面図を図１４に示す。実施例４－１の光学装置は、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｕ１、第２光学系Ｕ２、および第３光学系Ｕ３を含む。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系である。第３光学系Ｕ３は、共通の光軸ＡＸ２を有する共軸系である。光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とは平行である。第２光学系Ｕ２の内部に中間像ＭＩが形成される。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能である。

【0097】

第１光学系Ｕ１は、１５枚のレンズからなる。第２光学系Ｕ２は、５枚のレンズからなる。第３光学系Ｕ３は、１２枚のレンズと開口絞りＳｔとからなる。第３光学系Ｕ３は、変倍光学系である。第３光学系Ｕ３は、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５の５つのレンズ群からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は画像表示面５ａに対して固定されており、その他の３つのレンズ群は隣り合う群との間隔を変化させて光軸ＡＸ２に沿って移動する。

【0098】

実施例４－１の光学装置について、基本レンズデータを表１０Ａおよび表１０Ｂに、諸元と可変面間隔を表１１に、非球面係数を表１２に、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図１５に示す。図１６に、第２光学系Ｕ２のみの各収差図を示す。第２光学系Ｕ２の物体距離は－６．４９ｍｍ（ミリメートル）である。なお、レンズデータおよび収差図は、便宜上、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とを同一直線上にしたものについて示しており、この点は後述の実施例４－２、実施例４－３、実施例５、実施例６、および実施例７も同様である。

【0099】

【表10A】

【0100】

【表10B】

【0101】

【表11】

【0102】

【表12】

【0103】

［実施例４－２］
実施例４－２の光学装置の構成と光束の断面図を図１７に示す。実施例４－２の光学装置は、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｕ１、第２光学系Ｕ２、および第３光学系Ｕ３を含む。第１光学系Ｕ１は、特開２０２２－１６０１６号公報に記載の実施例１の撮像レンズである。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系である。第３光学系Ｕ３は、共通の光軸ＡＸ２を有する共軸系である。光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とは平行である。第２光学系Ｕ２の内部に中間像ＭＩが形成される。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能である。

【0104】

第１光学系Ｕ１は、１５枚のレンズからなる。第２光学系Ｕ２は、６枚のレンズからなる。実施例４－２の光学装置の第３光学系Ｕ３は、実施例４－１の光学装置の第３光学系Ｕ３と共通である。

【0105】

実施例４－２の光学装置について、基本レンズデータを表１３Ａおよび表１３Ｂに、諸元と可変面間隔を表１４に、非球面係数を表１５に、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図１８に示す。図１９に、第２光学系Ｕ２のみの各収差図を示す。第２光学系Ｕ２の物体距離は－７．００ｍｍ（ミリメートル）である。

【0106】

【表13A】

【0107】

【表13B】

【0108】

【表14】

【0109】

【表15】

【0110】

［実施例４－３］
実施例４－３の光学装置の構成と光束の断面図を図２０に示す。実施例４－３の光学装置は、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｕ１、第２光学系Ｕ２、および第３光学系Ｕ３を含む。第１光学系Ｕ１は、特開２０１８－１４１８８８号公報に記載の実施例１の撮像レンズである。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系である。第３光学系Ｕ３は、共通の光軸ＡＸ２を有する共軸系である。光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とは平行である。第２光学系Ｕ２の内部に中間像ＭＩが形成される。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能である。

【0111】

第１光学系Ｕ１は、１６枚のレンズからなる。第２光学系Ｕ２は、６枚のレンズからなる。実施例４－３の光学装置の第３光学系Ｕ３は、実施例４－１の光学装置の第３光学系Ｕ３と共通である。

【0112】

実施例４－３の光学装置について、基本レンズデータを表１６Ａおよび表１６Ｂに、諸元と可変面間隔を表１７に、非球面係数を表１８に、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図２１に示す。図２２に、第２光学系Ｕ２のみの各収差図を示す。第２光学系Ｕ２の物体距離は－７．０１ｍｍ（ミリメートル）である。

【0113】

【表16A】

【0114】

【表16B】

【0115】

【表17】

【0116】

【表18】

【0117】

［実施例５］
実施例５の光学装置の構成と光束の断面図を図２３に示す。実施例５の光学装置は、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｕ１、第２光学系Ｕ２、および第３光学系Ｕ３を含む。第１光学系Ｕ１は、特開２０２２－１６０１６号公報に記載の実施例１の撮像レンズである。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系である。第３光学系Ｕ３は、共通の光軸ＡＸ２を有する共軸系である。光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とは平行である。第２光学系Ｕ２の内部に中間像ＭＩが形成される。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能である。

【0118】

第１光学系Ｕ１は、１５枚のレンズからなる。第２光学系Ｕ２は、６枚のレンズからなる。第３光学系Ｕ３は、１４枚のレンズと開口絞りＳｔとからなる。第３光学系Ｕ３は、変倍光学系である。第３光学系Ｕ３は、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、および第５レンズ群Ｇ５の５つのレンズ群からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は画像表示面５ａに対して固定されており、その他の３つのレンズ群は隣り合う群との間隔を変化させて光軸ＡＸ２に沿って移動する。

【0119】

実施例５の光学装置について、基本レンズデータを表１９Ａおよび表１９Ｂに、諸元と可変面間隔を表２０に、非球面係数を表２１に、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図２４に示す。図２５に、第２光学系Ｕ２のみの各収差図を示す。第２光学系Ｕ２の物体距離は－７．０１ｍｍ（ミリメートル）である。

【0120】

【表19A】

【0121】

【表19B】

【0122】

【表20】

【0123】

【表21】

【0124】

［実施例６］
実施例６の光学装置の構成と光束の断面図を図２６に示す。実施例６の光学装置は、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｕ１、第２光学系Ｕ２、および第３光学系Ｕ３を含む。第１光学系Ｕ１は、特開２０２１－１１７４７２号公報に記載の実施例１の撮像レンズである。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系である。第３光学系Ｕ３は、共通の光軸ＡＸ２を有する共軸系である。光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とは平行である。第２光学系Ｕ２の内部に中間像ＭＩが形成される。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能である。

【0125】

第１光学系Ｕ１は、１３枚のレンズからなる。第２光学系Ｕ２は、６枚のレンズからなる。第３光学系Ｕ３は、１１枚のレンズと開口絞りＳｔとからなる。

【0126】

実施例６の光学装置について、基本レンズデータを表２２Ａおよび表２２Ｂに、諸元を表２３に、非球面係数を表２４に、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図２７に示す。図２８に、第２光学系Ｕ２のみの各収差図を示す。第２光学系Ｕ２の物体距離は－８．９１ｍｍ（ミリメートル）である。

【0127】

【表22A】

【0128】

【表22B】

【0129】

【表23】

【0130】

【表24】

【0131】

［実施例６の変形例］
図２９に、実施例６の変形例に係る光学装置の構成と光束を示す。図２９の変形例の第３光学系Ｕ３は、光路折り曲げ部材であるミラーＭｒを含み、ミラーＭｒによって光路を折り曲げている点が実施例６の光学装置の第３光学系Ｕ３と異なる。図２９の光学装置のその他の構成は、実施例６の光学装置と同様である。第４０面とミラーＭｒとの光軸上の間隔は４０ｍｍ（ミリメートル）である。光路を折り曲げることによって、コンパクトな構成が可能になる。

【0132】

［実施例７］
実施例７の光学装置の構成と光束の断面図を図３０に示す。実施例７の光学装置は、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｕ１、第２光学系Ｕ２、および第３光学系Ｕ３を含む。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは共通の光軸ＡＸ１を有する共軸系である。第３光学系Ｕ３は、共通の光軸ＡＸ２を有する共軸系である。光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とは平行である。第２光学系Ｕ２の内部に中間像ＭＩが形成される。第１光学系Ｕ１と第２光学系Ｕ２とは互いに異なる鏡筒に収納される。第１光学系Ｕ１および第２光学系Ｕ２は一体的に画像表示面５ａに平行な方向にシフト可能である。

【0133】

第１光学系Ｕ１は、１５枚のレンズからなる。第２光学系Ｕ２は、６枚のレンズからなる。第３光学系Ｕ３は、１２枚のレンズと開口絞りＳｔとからなる。第３光学系Ｕ３は、変倍光学系である。第３光学系Ｕ３は、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、および第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は画像表示面５ａに対して固定されており、その他の３つのレンズ群は隣り合う群との間隔を変化させて光軸ＡＸ２に沿って移動する。

【0134】

実施例７の光学装置について、基本レンズデータを表２５Ａおよび表２５Ｂに、諸元と可変面間隔を表２６に、非球面係数を表２７に、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図３１に示す。図３２に、第２光学系Ｕ２のみの各収差図を示す。第２光学系Ｕ２の物体距離は－７．０３ｍｍ（ミリメートル）である。

【0135】

【表25A】

【0136】

【表25B】

【0137】

【表26】

【0138】

【表27】

【0139】

表２８に上記実施例の条件式（１）～（５）に関する値を示す。表２８中の「Ｅ－ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^-ｎ」を意味する。表２９に上記実施例の条件式（１）～（５）の対応値を示す。表２８および表２９にはｄ線を基準とした場合の値を示す。表２９に示す実施例の対応値を条件式の上限又は下限として用いて、条件式の好ましい範囲を設定してもよい。

【0140】

【表28】

【0141】

【表29】

【0142】

上記実施例の光学装置はいずれも、市販レンズのような非テレセントリックのレンズを第１光学系Ｕ１として用いることができ、かつ、レンズシフト機能を備えている。また、第２光学系Ｕ２のみ収差図からわかるように、上記実施例の第２光学系Ｕ２はいずれも、第２光学系Ｕ２単独で性能が確保されている。

【0143】

次に、本開示の実施形態に係る投写型表示装置について説明する。図３３は、本開示の一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。図３３に示す投写型表示装置１００は、本開示の実施形態に係る光学装置１０と、光源１５と、各色光に対応し光学像を出力するライトバルブとしての透過型表示素子１１ａ～１１ｃとを有する。また、投写型表示装置１００は、色分解のためのダイクロイックミラー１２、１３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４と、コンデンサレンズ１６ａ～１６ｃと、光路を偏向するための全反射ミラー１８ａ～１８ｃとを有する。なお、図３３では、光学装置１０は概略的に図示している。また、光源１５とダイクロイックミラー１２の間にはインテグレーターが配されているが、図３３ではその図示を省略している。

【0144】

光源１５からの白色光は、ダイクロイックミラー１２、１３で３つの色光光束（Ｇｒｅｅｎ光、Ｂｌｕｅ光、Ｒｅｄ光）に分解された後、それぞれコンデンサレンズ１６ａ～１６ｃを経て各色光光束にそれぞれ対応する透過型表示素子１１ａ～１１ｃに入射して変調され、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、光学装置１０に入射する。光学装置１０は、透過型表示素子１１ａ～１１ｃにより変調された変調光に基づく光学像をスクリーン１０５上に投写する。

【0145】

図３４は、本開示の別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。図３４に示す投写型表示装置２００は、本開示の実施形態に係る光学装置２１０と、光源２１５と、各色光に対応し光学像を出力するライトバルブとしてのＤＭＤ（Digital Micromirror Device：登録商標）素子２１ａ～２１ｃとを有する。また、投写型表示装置２００は、色分解および色合成のためのＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム２４ａ～２４ｃと、照明光と投写光を分離する偏光分離プリズム２５とを有する。なお、図３４では光学装置２１０を概略的に図示している。また、光源２１５と偏光分離プリズム２５の間にはインテグレーターが配されているが、図３４ではその図示を省略している。

【0146】

光源２１５からの白色光は、偏光分離プリズム２５内部の反射面で反射された後、ＴＩＲプリズム２４ａ～２４ｃにより３つの色光光束（Ｇｒｅｅｎ光、Ｂｌｕｅ光、Ｒｅｄ光）に分解される。分解後の各色光光束はそれぞれ対応するＤＭＤ素子２１ａ～２１ｃに入射して変調され、再びＴＩＲプリズム２４ａ～２４ｃを逆向きに進行して色合成された後、偏光分離プリズム２５を透過して、光学装置２１０に入射する。光学装置２１０は、ＤＭＤ素子２１ａ～２１ｃにより変調された変調光に基づく光学像をスクリーン２０５上に投写する。

【0147】

図３５は、本開示のさらに別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。図３５に示す投写型表示装置３００は、本開示の実施形態に係る光学装置３１０と、光源３１５と、各色光に対応し光学像を出力するライトバルブとしての反射型表示素子３１ａ～３１ｃとを有する。また、投写型表示装置３００は、色分離のためのダイクロイックミラー３２、３３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム３４と、光路偏向のための全反射ミラー３８と、偏光分離プリズム３５ａ～３５ｃとを有する。なお、図３５では、光学装置３１０は概略的に図示している。また、光源３１５とダイクロイックミラー３２の間にはインテグレーターが配されているが、図３５ではその図示を省略している。

【0148】

光源３１５からの白色光はダイクロイックミラー３２、３３により３つの色光光束（Ｇｒｅｅｎ光、Ｂｌｕｅ光、Ｒｅｄ光）に分解される。分解後の各色光光束はそれぞれ偏光分離プリズム３５ａ～３５ｃを経て、各色光光束それぞれに対応する反射型表示素子３１ａ～３１ｃに入射して変調され、クロスダイクロイックプリズム３４により色合成された後、光学装置３１０に入射する。光学装置３１０は、反射型表示素子３１ａ～３１ｃにより変調された変調光に基づく光学像をスクリーン３０５上に投写する。

【0149】

以上、実施形態および実施例を挙げて本開示の技術について説明したが、本開示の技術は上記実施形態および実施例に限定されず、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。例えば、各光学系が含むレンズの枚数、変倍光学系が含むレンズ群の数、各レンズ群が含むレンズの枚数は上記例と異なる数にしてもよい。また、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、および非球面係数等は、上記各実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

【0150】

また、本開示の技術に係る投写型表示装置も、上記構成のものに限定されず、例えば、光束分離又は光束合成に用いられる光学部材、およびライトバルブは、種々の態様の変更が可能である。ライトバルブは、光源からの光を画像表示素子により空間変調して、画像データに基づく光学像として出力する態様に限定されず、自発光型の画像表示素子から出力された光自体を、画像データに基づく光学像として出力する態様であってもよい。自発光型の画像表示素子としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）又はＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が２次元配列された画像表示素子が挙げられる。

【0151】

以上の実施形態および実施例に関し、さらに以下の付記項を開示する。
［付記項１］
縮小側の画像表示面に表示される画像を拡大側に投写する光学装置であって、
拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系と、第２光学系とを含み、
前記第１光学系は、縮小側に非テレセントリックな結像光学系であり、
前記第２光学系は、縮小側にテレセントリックであり、
前記第１光学系は第１鏡筒に収納され、前記第２光学系は第２鏡筒に収納され、
前記第１光学系の最も拡大側の面から前記第２光学系の最も縮小側の面までの光路上の光学系を前記画像表示面に対してシフト可能な光学装置。
［付記項２］
前記第１光学系と前記第２光学系とは共通の第１光軸を有する共軸系である付記項１に記載の光学装置。
［付記項３］
前記第１光学系は交換可能に構成されている付記項１又は２に記載の光学装置。
［付記項４］
前記第１光学系と前記画像表示面との間の光学系は前記第２光学系のみであり、
前記第１光学系より縮小側に中間像が形成されている付記項１から３のいずれか１項に記載の光学装置。
［付記項５］
前記第２光学系は、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて移動する群を含む付記項１から４のいずれか１項に記載の光学装置。
［付記項６］
前記第１光学系と前記画像表示面との間の光学系は前記第２光学系のみであり、
前記画像から前記光学装置に入射する最大画角の主光線は、前記第１光学系の最も縮小側の面より縮小側では前記第１光軸と交差しない付記項１から３のいずれか１項に記載の光学装置。
［付記項７］
前記第２光学系より縮小側の光路上に第３光学系を含み、
前記第３光学系は、第２光軸を有する共軸系であり、
前記第１光軸と前記第２光軸とは平行であり、
前記第１光学系より縮小側に中間像が形成されている付記項１から３のいずれか１項に記載の光学装置。
［付記項８］
前記第２光学系の最も拡大側の面から前記第２光学系の最も縮小側の面までの間に中間像が形成されている付記項７に記載の光学装置。
［付記項９］
前記第３光学系は第３鏡筒に収納され、
前記第２光学系は交換可能に構成されている付記項７又は８に記載の光学装置。
［付記項１０］
前記第３光学系は、変倍の際に隣り合う群との間隔を変化させて移動する群を含む付記項７から９のいずれか１項に記載の光学装置。
［付記項１１］
前記第１光学系と前記画像表示面との間の全ての光学系の合成横倍率をβとし、
βは、拡大側を物体側、縮小側を像側とした場合の値とし、
前記光学装置が変倍光学系を含む場合はβは広角端における値とした場合、
０．２５＜｜β｜＜２ （１）
で表される条件式（１）を満足する付記項１から１０のいずれか１項に記載の光学装置。
［付記項１２］
前記第２光学系の縮小側に隣接する空気間隔において光軸との角度θ１がｓｉｎθ１＝０．１を満たす軸上光線を第１軸上光線とし、前記第２光学系の拡大側に隣接する空気間隔における前記第１軸上光線と光軸との角度をθとし、
前記第２光学系の横倍率をβ２とし、
β２は、拡大側を物体側、縮小側を像側とした場合の値とし、
前記第２光学系に含まれるレンズの総数をｋとし、
１からｋまでの自然数をｉとし、
前記第２光学系の拡大側からｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率をＮｉとし、
前記第２光学系の拡大側からｉ番目のレンズの焦点距離をｆｉとし、
前記第２光学系の最も拡大側の面から前記第２光学系の最も縮小側の面までの光軸上の距離をＤＵ２とし、
前記光学装置が変倍光学系を含む場合はθ、β２、およびＤＵ２は広角端における値とした場合、
｜｛ｓｉｎ｜θ｜／（｜β２｜×０．１）－１｝×１００｜＜０．２ （２）

【数5】

で表される条件式（２）および（３）を満足する付記項１から１１のいずれか１項に記載の光学装置。
［付記項１３］
前記第２光学系の縮小側の最大像高をＹｍａｘとし、
前記第２光学系の縮小側の近軸結像位置を基点とした前記第２光学系の最大像高でのサジタル像面までの光軸の方向の距離をＳｒとし、
前記第２光学系の縮小側の近軸結像位置を基点とした前記第２光学系の最大像高でのタンジェンシャル像面までの光軸の方向の距離をＴｒとし、
ＳｒおよびＴｒについて、各々の前記基点より拡大側の距離の符号を負、各々の前記基点より縮小側の距離の符号を正とし、
前記光学装置が変倍光学系を含む場合はＳｒ、Ｔｒ、およびＹｍａｘは広角端における各値とした場合、
－１０＜｛（Ｓｒ＋Ｔｒ）／２｝×１０００／Ｙｍａｘ＜２０ （４）
｜Ｓｒ－Ｔｒ｜×１０００／Ｙｍａｘ＜３０ （５）
で表される条件式（４）および（５）を満足する付記項１から１２のいずれか１項に記載の光学装置。
［付記項１４］
０．４＜｜β｜＜１．５ （１－１）
で表される条件式（１－１）を満足する付記項１１に記載の光学装置。
［付記項１５］
０≦｜｛ｓｉｎ｜θ｜／（｜β２｜×０．１）－１｝×１００｜＜０．１ （２－１）
で表される条件式（２－１）を満足する付記項１２に記載の光学装置。
［付記項１６］

【数6】

で表される条件式（３－１）を満足する付記項１２に記載の光学装置。
［付記項１７］
０＜｛（Ｓｒ＋Ｔｒ）／２｝×１０００／Ｙｍａｘ＜１０ （４－１）
で表される条件式（４－１）を満足する付記項１３に記載の光学装置。
［付記項１８］
０＜｜Ｓｒ－Ｔｒ｜×１０００／Ｙｍａｘ＜２０ （５－１）
で表される条件式（５－１）を満足する付記項１３に記載の光学装置。
［付記項１９］
前記画像を出力するライトバルブと、
付記項１から１８のいずれか１項に記載の光学装置とを備えた投写型表示装置。
［付記項２０］
縮小側の画像表示面に表示される画像を拡大側に投写する光学装置に組み込まれる光学系であって、
縮小側に非テレセントリックで第１鏡筒に収納された結像光学系の縮小側の光路上に配置され、
縮小側にテレセントリックであり、
第２鏡筒に収納され、
前記結像光学系と一体的に前記画像表示面に対してシフト可能である光学系。

【符号の説明】

【0152】

１ 光学装置
２ 光学装置
３ 光学装置
５ 画像表示素子
５ａ 画像表示面
６ 最大画角の光束
６ｃ 主光線
７ 軸上光束
７ａ 第１軸上光線
１０ 光学装置
１１ａ～１１ｃ 透過型表示素子
１２ ダイクロイックミラー
１３ ダイクロイックミラー
１４ クロスダイクロイックプリズム
１５ 光源
１６ａ～１６ｃ コンデンサレンズ
１８ａ～１８ｃ 全反射ミラー
２１ａ～２１ｃ ＤＭＤ素子
２４ａ～２４ｃ ＴＩＲプリズム
２５ 偏光分離プリズム
３１ａ～３１ｃ 反射型表示素子
３２ ダイクロイックミラー
３３ ダイクロイックミラー
３４ クロスダイクロイックプリズム
３５ａ～３５ｃ 偏光分離プリズム
３８ 全反射ミラー
５１ 鏡枠
５２ 鏡枠
５３ 鏡枠
６１ 鏡筒
６２ 鏡筒
６３ 鏡筒
１００ 投写型表示装置
１０５ スクリーン
２００ 投写型表示装置
２０５ スクリーン
２１０ 光学装置
２１５ 光源
３００ 投写型表示装置
３０５ スクリーン
３１０ 光学装置
３１５ 光源
ＡＸ１ 光軸
ＡＸ２ 光軸
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
ＭＩ 中間像
Ｍｒ ミラー
ＰＰ 光学部材
Ｓｔ 開口絞り
Ｕ１ 第１光学系
Ｕ２ 第２光学系
Ｕ３ 第３光学系
Ｙｍａｘ 最大像高
θ 角度
θ１ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】