特許 7154408 投射レンズおよび投射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-06

(45)【発行日】2022-10-17

(54)【発明の名称】投射レンズおよび投射装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/28 20060101AFI20221007BHJP

   G02B 7/00 20210101ALI20221007BHJP

   G02B 7/182 20210101ALI20221007BHJP

   G02B 17/08 20060101ALI20221007BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20221007BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20221007BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20221007BHJP

【ＦＩ】

G03B21/28

G02B7/00 A

G02B7/00 F

G02B7/182

G02B17/08

G03B21/00 D

G03B21/14 D

G03B21/14 Z

H04N5/74 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021520647

(86)(22)【出願日】2020-04-10

(86)【国際出願番号】 JP2020016197

(87)【国際公開番号】W WO2020235251

(87)【国際公開日】2020-11-26

【審査請求日】2021-10-26

(31)【優先権主張番号】P 2019094096

(32)【優先日】2019-05-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】天野 賢

(72)【発明者】

【氏名】茅野 宏信

【審査官】新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０３５８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３６１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０９８５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３０９２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５２５７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０５５９６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１６９９０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０１６７６７９３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ２１／２８

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０２Ｂ １７／０８

Ｇ０２Ｂ ７／００

Ｇ０２Ｂ ７／１８２

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気光学素子を有する投射装置の筐体に取り付けられる投射レンズであって、
前記筐体からの光が通る第１光軸に沿って配置された第１光学系を保持する第１保持部と、
前記第１光軸の光を折り曲げて第２光軸の光とする第１反射部と、
前記第２光軸の光を折り曲げて第３光軸の光とする第２反射部と、
前記第１反射部と前記第２反射部を保持する第２保持部と、を備え、
前記第１光学系のうち最も縮小側の第１レンズと前記第１反射部との間の前記第１光軸の距離は、前記第１反射部と前記第２反射部との間の前記第２光軸の距離よりも長く、
前記第１光学系は、前記電気光学素子の光学像の中間像を結像するために、最も拡大側に配置された第２レンズを有し、
前記中間像は、前記第１反射部よりも縮小側に結像される投射レンズ。

【請求項2】

前記第１レンズはガラスを用いたレンズであり、
前記第１光学系は、前記第２レンズよりも縮小側に、樹脂材料を用いた非球面の第３レンズを有する請求項１に記載の投射レンズ。

【請求項3】

前記第２レンズの焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズの焦点距離をｆ３とした場合に、｜１／ｆ３｜は｜１／ｆ２｜よりも小さい請求項２に記載の投射レンズ。

【請求項4】

前記第３レンズの焦点距離をｆ３とした場合に、｜１／ｆ３｜が０．０３以下である請求項２または請求項３に記載の投射レンズ。

【請求項5】

前記第１光学系は、前記第１レンズと前記第３レンズとの間に絞り部を有し、
前記絞り部と前記第３レンズとの距離は、前記絞り部と前記第１レンズとの距離よりも長い請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の投射レンズ。

【請求項6】

前記第３レンズの光学面の径は、前記第１レンズの光学面の径よりも大きく、前記第２レンズの光学面の径よりも小さい請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の投射レンズ。

【請求項7】

前記第２保持部は、前記第１反射部と前記第２反射部とを一体的に保持する１つの保持フレームを有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投射レンズ。

【請求項8】

前記第２保持部は、前記第２光軸の光が通る第２光学系を有し、
前記第２光学系を構成する全てのレンズの光学面の径は、前記第２レンズの光学面の径よりも小さい請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の投射レンズ。

【請求項9】

前記第１保持部に前記第２保持部を固定する第２保持部固定機構を備え、
前記第２保持部固定機構の固定力を弱めることで、前記第１保持部に対して前記第２保持部が相対的にシフト可能である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の投射レンズ。

【請求項10】

前記第２保持部固定機構は、雄ネジと、前記雄ネジと係合する雌ネジと、前記雄ネジを挿通するネジ挿通穴とを有し、
前記雌ネジは前記第１保持部と前記第２保持部のうちの一方に形成され、前記ネジ挿通穴は他方に形成される請求項９に記載の投射レンズ。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の投射レンズと、
前記電気光学素子と、
前記筐体と、
を備える投射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術は、投射レンズおよび投射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許第６３７８４４８号に記載の投射レンズは、第１光学系と、第１光軸折り曲げ部材と、第２光学系と、第２光軸折り曲げ部材と、第１保持部材と、第２保持部材と、第１接合面と、第２接合面と、接合部と、を備えている。

【0003】

特許第６３７８４４８号において、第１光軸折り曲げ部材は、第１光学系および第１光学系による結像面の間に配され、光軸を折り曲げる。第２光学系は、第１光学系で結像された像を投射面に投射する。第２光軸折り曲げ部材は、第２光学系に配され、光軸を折り曲げる。第１保持部材は、第１光学系および第１光軸折り曲げ部材を一体に保持する。第２保持部材は、第２光学系および第２光軸折り曲げ部材を一体に保持する。第１接合面は、第１光学系の出射側の光軸に交差して第１保持部材に形成される。第２接合面は、第２光学系の入射側の光軸に交差して第２保持部材に形成される。接合部は、第１接合面および第２接合面を合わせた状態で第１保持部材および第２保持部材の少なくとも一方が他方に対し第１接合面および第２接合面の面内方向にシフトおよび光軸回りに回転可能に構成され、第１光学系の出射側と第２光学系の入射側の光軸合わせによりＵ字状光路を形成する。

【発明の概要】

【0004】

本開示の技術に係る１つの実施形態は、小型化が可能な投射レンズおよび投射装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の投射レンズは、電気光学素子を有する投射装置の筐体に取り付けられる投射レンズであって、筐体からの光が通る第１光軸に沿って配置された第１光学系を保持する第１保持部と、第１光軸の光を折り曲げて第２光軸の光とする第１反射部と、第２光軸の光を折り曲げて第３光軸の光とする第２反射部と、第１反射部と第２反射部を保持する第２保持部と、を備え、第１光学系のうち最も縮小側の第１レンズと第１反射部との間の第１光軸の距離は、第１反射部と第２反射部との間の第２光軸の距離よりも長く、第１光学系は、電気光学素子の光学像の中間像を結像するために、最も拡大側に配置された第２レンズを有する。

【0006】

第１レンズはガラスを用いたレンズであり、第１光学系は、第２レンズよりも縮小側に、樹脂材料を用いた非球面の第３レンズを有することが好ましい。

【0007】

第２レンズの焦点距離をｆ２とし、第３レンズの焦点距離をｆ３とした場合に、｜１／ｆ３｜は｜１／ｆ２｜よりも小さいことが好ましい。

【0008】

第３レンズの焦点距離をｆ３とした場合に、｜１／ｆ３｜が０．０３以下であることが好ましい。

【0009】

第１光学系は、第１レンズと第３レンズとの間に絞り部を有し、絞り部と第３レンズとの距離は、絞り部と第１レンズとの距離よりも長いことが好ましい。

【0010】

第３レンズの光学面の径は、第１レンズの光学面の径よりも大きく、第２レンズの光学面の径よりも小さいことが好ましい。

【0011】

第２保持部は、第１反射部と第２反射部とを一体的に保持する１つの保持フレームを有することが好ましい。

【0012】

第２保持部は、第２光軸の光が通る第２光学系を有し、第２光学系を構成する全てのレンズの光学面の径は、第２レンズの光学面の径よりも小さいことが好ましい。

【0013】

中間像は、第１反射部よりも縮小側に結像されることが好ましい。

【0014】

第１保持部に第２保持部を固定する第２保持部固定機構を備え、 第２保持部固定機構の固定力を弱めることで、第１保持部に対して第２保持部が相対的にシフト可能であることが好ましい。

【0015】

第２保持部固定機構は、雄ネジと、雄ネジと係合する雌ネジと、雄ネジを挿通するネジ挿通穴とを有し、雌ネジは第１保持部と第２保持部のうちの一方に形成され、ネジ挿通穴は他方に形成されることが好ましい。

【0016】

本開示の投射装置は、上記のいずれかの投射レンズと、電気光学素子と、筐体と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】投射レンズを備えるプロジェクタを示す図である。

【図2】投射レンズの断面図である。

【図3】投射レンズの斜視図である。

【図4】投射レンズの要部断面図である。

【図5】第３レンズの焦点距離条件を示す図である。

【図6】第２レンズ、第３レンズの焦点距離条件を示す図である。

【図7】第１保持部と保持フレームの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示の技術の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、および「第３」等の用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、投射装置または投射レンズ内に存在する構成要素の数を限定するものではない。

【0019】

図１に示すように、プロジェクタ１０は、本開示の技術に係る「投射装置」の一例であり、投射レンズ１１と、本体部１２とを備える。本体部１２は、本開示の技術に係る「筐体」の一例である。投射レンズ１１の一端部は本体部１２に取り付けられている。本体部１２は、画像形成ユニット１３および制御基板等の主要部品を収容する。

【0020】

画像形成ユニット１３は、投射レンズ１１を介してスクリーン１４に投射する画像を形成する。画像形成ユニット１３は、画像形成パネル１５、光源１６、および導光部材（図示せず）等を備えている。光源１６は、画像形成パネル１５に光を照射する。導光部材は、光源１６からの光を画像形成パネル１５に導光する。

【0021】

画像形成ユニット１３は、例えば、画像形成パネル１５としてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：登録商標）を使用した反射型である。ＤＭＤは、周知の通り、光源１６から照射される光の反射方向を変化させることが可能な複数のマイクロミラーを有しており、各マイクロミラーを画素単位で二次元に配列した画像表示素子である。ＤＭＤは、画像に応じて各マイクロミラーの向きを変化させることで、光源１６からの光の反射光のオンオフを切り替えることにより、画像に応じた光変調を行う。なお、画像形成パネル１５は、本開示の技術に係る「電気光学素子」の一例である。

【0022】

光源１６の一例としては、白色光源が挙げられる。白色光源は、白色光を発する。白色光源は、例えば、レーザ光源と蛍光体とを組み合わせることで実現される光源である。レーザ光源は、蛍光体に対して青色光を励起光として発する。蛍光体は、レーザ光源から発せられた青色光によって励起されることで黄色光を発する。白色光源は、レーザ光源から発せられる青色光と、蛍光体から発せられる黄色光とを組み合わせることで、白色光を発する。画像形成ユニット１３には、さらに、光源１６が発する白色光を、青色光Ｂ（Ｂｌｕｅ）、緑色光Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、および赤色光Ｒ（Ｒｅｄ）の各色光に時分割で選択的に変換する回転カラーフィルタが設けられている。Ｂ、Ｇ、およびＲの各色光が画像形成パネル１５に選択的に照射されることで、Ｂ、Ｇ、およびＲの各色の画像情報が担持された画像光が得られる。こうして得た各色の画像光が、投射レンズ１１に選択的に入射されることで、スクリーン１４に向けて投射される。各色の画像光は、スクリーン１４上で統合される。このため、スクリーン１４には、フルカラーの画像Ｐが表示される。

【0023】

投射レンズ１１には、画像形成ユニット１３で形成された画像を表す光束が本体部１２から入射する。投射レンズ１１は、入射した光束に基づく画像光を、光学系により拡大して結像する。これにより、投射レンズ１１は、画像形成ユニット１３で形成された画像の拡大像である画像Ｐをスクリーン１４に投射する。

【0024】

図２に示すように、投射レンズ１１は、屈曲光学系を備えている。屈曲光学系は、第１光軸Ａ１、第２光軸Ａ２、および第３光軸Ａ３を有する。第１光軸Ａ１は、本体部１２からの光が通る光軸である。第２光軸Ａ２は、第１光軸Ａ１に対して９０°屈曲した光軸である。第３光軸Ａ３は、第２光軸Ａ２に対して９０°屈曲した光軸である。なお、図２は、外装カバーを取り外した状態の投射レンズ１１を示している。

【0025】

投射レンズ１１は、第１保持部２０、第２保持部２１、および第３保持部２２を有する。各保持部２０～２２は、それぞれレンズを保持している。第１保持部２０に保持されているレンズは第１光軸Ａ１上に、第２保持部２１に保持されているレンズは第２光軸Ａ２上に、第３保持部２２に保持されているレンズは第３光軸Ａ３上に、それぞれ配置されている。第１保持部２０の中心軸は第１光軸Ａ１と、第２保持部２１の中心軸は第２光軸Ａ２と、第３保持部２２の中心軸は第３光軸Ａ３と、それぞれ略一致している。なお、本実施形態においては、説明を簡略化するため、各々のレンズの詳細な構成は省略して１枚のレンズのように表現している。しかし、各々のレンズは、複数枚のレンズであってもよい。

【0026】

第１保持部２０は、最も入射側に位置し、第３保持部２２は、最も出射側に位置する。第２保持部２１は、第１保持部２０と第３保持部２２の間に位置する。なお、以下では、入射側を縮小側、出射側を拡大側と表現することがある。

【0027】

第１保持部２０は、第１光学系Ｌ１を保持する。第１光学系Ｌ１は、例えば、レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３、レンズＬ１４、レンズＬ１５、レンズＬ１６で構成され、第１光軸Ａ１に沿って配置される。また、第１保持部２０には、レンズＬ１３とレンズＬ１４との間に、固定絞り２５が設けられている。固定絞り２５は、本体部１２から入射した光束を絞る。

【0028】

レンズＬ１１は、第１光学系Ｌ１のうち最も縮小側に配置されている。すなわち、レンズＬ１１は、本開示の技術に係る「第１レンズ」の一例である。

【0029】

第１光学系Ｌ１は、画像形成パネル１５の光学像の中間像ＭＩを結像する。このため、中間像ＭＩの結像位置の縮小側の直前であって、第１光学系Ｌ１のうちの最も拡大側に配置されたレンズＬ１６は、本開示の技術に係る「第２レンズ」の一例である。

【0030】

レンズＬ１５とレンズＬ１６とは互いに隣接している。レンズＬ１５は、レンズＬ１６よりも縮小側に配置された、樹脂材料を用いた非球面のレンズである。すなわち、レンズＬ１５は、本開示の技術に係る「第３レンズ」の一例である。レンズＬ１５は、像面湾曲等を補正するための補正レンズとして機能する。なお、このレンズＬ１５以外は、後述する第２光学系Ｌ２および第３光学系Ｌ３のレンズも含めて、ガラスを用いたレンズである。

【0031】

第２保持部２１は、保持フレーム２８とカバー２９とを有する。カバー２９を取り外した状態を示す図３にも示すように、保持フレーム２８は、第１ミラー３０と第２ミラー３１とを一体的に保持する。カバー２９は遮光性を有し、保持フレーム２８の背面側を覆う。

【0032】

第１ミラー３０および第２ミラー３１は、それぞれ、屈曲光学系を構成する光学素子の１つであり、光軸を屈曲させる。第１ミラー３０は、第１光軸Ａ１の光を折り曲げて第２光軸Ａ２の光とする。第２ミラー３１は、第２光軸Ａ２の光を折り曲げて第３光軸Ａ３の光とする。すなわち、第１ミラー３０は本開示の技術に係る「第１反射部」の一例であり、第２ミラー３１は本開示の技術に係る「第２反射部」の一例である。

【0033】

第１ミラー３０は、第１光軸Ａ１および第２光軸Ａ２のそれぞれに対して反射面が４５°の角度をなす姿勢で保持される。同様に、第２ミラー３１は、第２光軸Ａ２および第３光軸Ａ３のそれぞれに対して反射面が４５°の角度をなす姿勢で保持される。第１ミラー３０および第２ミラー３１は、ガラス等の透明部材に反射膜をコーティングした鏡面反射型のミラーである。

【0034】

中間像ＭＩは、第２光学系Ｌ２よりも縮小側、例えば、第１ミラー３０よりも縮小側に結像される。言い換えれば、中間像ＭＩは、レンズＬ１６と第１ミラー３０との間の位置に結像される。

【0035】

第２保持部２１は、第２光学系Ｌ２を保持する。第２光学系Ｌ２は、例えば、レンズＬ２１およびレンズＬ２２で構成され、第２光軸Ａ２に沿って配置される。本例において、第２光学系Ｌ２は、リレーレンズとして機能する。より具体的には、第２光学系Ｌ２は、第１光学系Ｌ１により結像された中間像ＭＩを被写体として、中間像ＭＩを表す光束を第３保持部２２に中継する。

【0036】

第３保持部２２は、第３光学系Ｌ３を保持する。第３光学系Ｌ３は出射光学系であり、例えば、レンズＬ３１、レンズＬ３２、およびレンズＬ３３で構成され、第３光軸Ａ３に沿って配置される。レンズＬ３３は、第３光学系Ｌ３のうちで最も拡大側に配置されたレンズであり、いわゆる出射レンズである。

【0037】

レンズＬ１１と第１ミラー３０との間の第１光軸Ａ１の距離Ｄ１は、第１ミラー３０と第２ミラー３１との間の第２光軸Ａ２の距離Ｄ２よりも長い（Ｄ１＞Ｄ２；吹き出し３５参照）。なお、距離Ｄ１は、より正確には、レンズＬ１１の入射面と第１ミラー３０の反射面との、第１光軸Ａ１上における間隔である。同様に、距離Ｄ２は、より正確には、第１ミラー３０の反射面と第２ミラー３１の反射面との、第２光軸Ａ２上における間隔である。

【0038】

図４において、固定絞り２５とレンズＬ１５との距離Ｄ３は、固定絞り２５とレンズＬ１１との距離Ｄ４よりも長い（Ｄ４＜Ｄ３；吹き出し４０参照）。なお、距離Ｄ３は、より正確には、固定絞り２５とレンズＬ１５の入射面との、第１光軸Ａ１上における間隔である。同様に、距離Ｄ４は、より正確には、固定絞り２５とレンズＬ１１の出射面との、第１光軸Ａ１上における間隔である。

【0039】

レンズＬ１５の光学面の径Φ１５は、レンズＬ１１の光学面の径Φ１１よりも大きく、レンズＬ１６の光学面の径Φ１６よりも小さい（Φ１１＜Φ１５＜Φ１６；吹き出し４１参照）。また、レンズＬ１５の光学面の径Φ１５は、レンズＬ１１の光学面の径Φ１１の１．３倍から２倍である（Φ１５＝１．３×Φ１１～２×Φ１１；吹き出し４１参照）。なお、光学面の径とは、各保持部に保持された状態で、各レンズにおいて光線が通過可能な円形領域の直径である。

【0040】

また、レンズＬ１６の光学面の径Φ１６は、第１光学系Ｌ１を構成する各レンズの光学面の径の中で最大である。

【0041】

第２光学系Ｌ２を構成するレンズＬ２１の光学面の径Φ２１、レンズＬ２２の光学面の径Φ２２は、レンズＬ１６の光学面の径Φ１６よりも小さい（Φ２１＜Φ１６、Φ２２＜Φ１６；吹き出し４２参照）。

【0042】

図５に示すように、レンズＬ１５の焦点距離をｆ３とした場合に、｜１／ｆ３｜が０．０３以下である（｜１／ｆ３｜≦０．０３）。より好ましくは、｜１／ｆ３｜が０．０２５未満である（｜１／ｆ３｜＜０．０２５）。また、図６に示すように、レンズＬ１６の焦点距離をｆ２とした場合に、｜１／ｆ３｜は｜１／ｆ２｜よりも小さい（｜１／ｆ３｜＜｜１／ｆ２｜）。

【0043】

さらに、これは図示していないが、｜１／ｆ２｜は、０．０２５以上、０．１以下である（０．０２５≦｜１／ｆ２｜≦０．１）。より好ましくは、｜１／ｆ２｜は、０．０３よりも大きく、０．１以下である（０．０３＜｜１／ｆ２｜≦０．１）。

【0044】

図７において、第２保持部２１を構成する保持フレーム２８の下部は、第２保持部固定機構５０により、第１保持部２０に固定される。第２保持部固定機構５０は、雄ネジ５１と、雄ネジ５１と係合する雌ネジ５２と、雄ネジ５１を挿通する円形のネジ挿通穴５３とを有する。これら雄ネジ５１、雌ネジ５２、およびネジ挿通穴５３は、略正方形の四隅の位置に１セットずつ、計４セット設けられている。雌ネジ５２は第１保持部２０に形成され、ネジ挿通穴５３は保持フレーム２８に形成されている。ネジ挿通穴５３の内径は、雄ネジ５１のネジ部の外径よりも大きい。

【0045】

第１保持部２０には、互いに対称な位置に４個の突起５４が形成されている。この突起５４と対向する保持フレーム２８の位置には、４個の円形の突起挿通穴５５が形成されている。突起挿通穴５５の内径は、突起５４の外径よりも大きい。

【0046】

保持フレーム２８を第１保持部２０に固定する場合、まず、突起５４が突起挿通穴５５に挿通されるよう、保持フレーム２８を第１保持部２０に合体させる。その後、ネジ挿通穴５３に雄ネジ５１を挿通して、雄ネジ５１を雌ネジ５２に係合させ、雄ネジ５１を締め付ける。

【0047】

雄ネジ５１と雌ネジ５２の締結を緩めた状態、すなわち第２保持部固定機構５０の固定力を弱めた状態においては、ネジ挿通穴５３の内径と雄ネジ５１のネジ部の外径との寸法差、および突起挿通穴５５の内径と突起５４の外径との寸法差の分、第１保持部２０に対して保持フレーム２８が相対的にシフト可能である。なお、図７では、カバー２９、第１ミラー３０、第２ミラー３１を取り外した状態を示している。

【0048】

次に、上記構成による作用について説明する。画像形成ユニット１３において形成された画像を表す光束は、まず、投射レンズ１１の第１光学系Ｌ１のレンズＬ１１に入射する。続いて光束はレンズＬ１２、レンズＬ１３を通過し、固定絞り２５を通過することで光量が調整される。固定絞り２５によって光量が調整された光束は、レンズＬ１４を通過し、さらにレンズＬ１５を通過することで像面湾曲等が補正される。

【0049】

レンズＬ１５は、樹脂材料を用いた非球面のレンズである。このため、ガラスを用いた非球面のレンズと比べて非常に安価である。また、ガラスを用いた球面のレンズで像面湾曲等を補正しようとすると、正負のレンズの組み合わせ等、複数のレンズが必要になる。このため、第１光軸Ａ１の距離Ｄ１が長くなること、すなわち第１保持部２０が大型化することは避けられない。しかし、本例では、樹脂材料を用いた非球面のレンズＬ１５で像面湾曲等を補正するため、第１保持部２０の大型化が抑制される。

【0050】

図４で示したように、固定絞り２５とレンズＬ１５との距離Ｄ３を、固定絞り２５とレンズＬ１１との距離Ｄ４よりも長くしている。このように、レンズＬ１５は、光が集光されて高温になる固定絞り２５から比較的離れた位置に配置されるので、固定絞り２５にこもる熱の影響を受けにくい。したがって、レンズＬ１５の熱変形によって焦点が合わなくなるといった不都合を回避することができる。また、レンズＬ１５が固定絞り２５から比較的離れて配置されていることで、固定絞り２５の比較的近くに配置されている場合と比べて、像高が高くなる。これにより、軸上光線と軸外光線がより分散するため、像面湾曲等を適切に補正しやすい。

【0051】

また、図４で示したように、レンズＬ１５の光学面の径Φ１５を、レンズＬ１１の光学面の径Φ１１よりも大きく、レンズＬ１６の光学面の径Φ１６よりも小さくしている。また、レンズＬ１５の光学面の径Φ１５を、レンズＬ１１の光学面の径Φ１１の１．３倍から２倍としている。これにより、像面湾曲等を適切に補正しつつ、第１保持部２０の不必要な大型化を避けることができる。

【0052】

図５で示したように、レンズＬ１５の焦点距離をｆ３とした場合に、｜１／ｆ３｜が０．０３以下としている。また、図６で示したように、レンズＬ１６の焦点距離をｆ２とした場合に、｜１／ｆ３｜を｜１／ｆ２｜よりも小さくしている。このように、レンズＬ１５の屈折力を非常に小さくすれば、たとえレンズＬ１５が熱等で変形したとしても、焦点の狂いを最小限に止めることができる。

【0053】

レンズＬ１５を通過した光束は、レンズＬ１６に入射する。そして、第１ミラー３０よりも縮小側、すなわちレンズＬ１６と第１ミラー３０との間の位置に、中間像ＭＩが結像される。

【0054】

図２で示したように、レンズＬ１１と第１ミラー３０との間の第１光軸Ａ１の距離Ｄ１を、第１ミラー３０と第２ミラー３１との間の第２光軸Ａ２の距離Ｄ２よりも長くしている。このため、中間像ＭＩを、第２光軸Ａ２ではなく第１光軸Ａ１において結像させることができる。したがって、第１光学系Ｌ１に比して第２光学系Ｌ２をコンパクトな構成とすることができ、第２光軸Ａ２、すなわち第２保持部２１の長さを短くすることができる。結果的に、投射レンズ１１、ひいてはプロジェクタ１０の小型化が可能となる。

【0055】

レンズＬ１６を通過した光束は、第１ミラー３０で９０°折り曲げられて第２光軸Ａ２の光とされ、第２光学系Ｌ２を通過する。

【0056】

図４で示したように、第２光学系Ｌ２を構成するレンズＬ２１の光学面の径Φ２１、レンズＬ２２の光学面の径Φ２２を、レンズＬ１６の光学面の径Φ１６よりも小さくしている。こうすることができるのは、レンズＬ１６の光学面の径Φ１６を、第１光学系Ｌ１を構成する各レンズの光学面の径の中で最大とし、第１光学系Ｌ１によって、中間像ＭＩを第１光軸Ａ１において結像させているためである。これにより、レンズＬ２１の光学面の径Φ２１、レンズＬ２２の光学面の径Φ２２を大きくせずとも、所望の大きさの拡大像が得られる。レンズＬ２１の光学面の径Φ２１、レンズＬ２２の光学面の径Φ２２を、レンズＬ１６の光学面の径Φ１６よりも小さくしているので、第２保持部２１をさらに小型化することができる。

【0057】

第２光学系Ｌ２を通過した光束は、第２ミラー３１で再び９０°折り曲げられて第３光軸Ａ３の光とされる。そして、第３光学系Ｌ３を通過して、スクリーン１４に画像Ｐとして投射される。

【0058】

図２および図３で示したように、第２保持部２１は、第１ミラー３０と第２ミラー３１とを一体的に保持する１つの保持フレーム２８を有している。このため、第１ミラー３０と第２ミラー３１とを別々に保持する２つの保持フレームを有する場合と比べて、部品コストおよび組み立て工数を削減することができる。

【0059】

図７で示したように、第１保持部２０に保持フレーム２８（第２保持部２１）を固定する第２保持部固定機構５０を備え、第２保持部固定機構５０の固定力を弱めることで、第１保持部２０に対して保持フレーム２８（第２保持部２１）を相対的にシフト可能としたので、第１光学系Ｌ１と第１ミラー３０との相対的な位置関係を微調整した上で、第１保持部２０に第２保持部２１を固定することが可能となる。

【0060】

また、第２保持部固定機構５０を、雄ネジ５１と、雄ネジ５１と係合する雌ネジ５２と、雄ネジ５１を挿通するネジ挿通穴５３とで構成したので、第２保持部２１を容易に第１保持部２０に組み付けることができる。

【0061】

なお、上記実施形態では、雌ネジ５２を第１保持部２０に形成し、ネジ挿通穴５３を保持フレーム２８に形成したが、逆に、ネジ挿通穴５３を第１保持部２０に形成し、雌ネジ５２を第２保持部２１に形成してもよい。また、第１保持部２０への第２保持部２１の固定方法としては、上記実施形態のネジによる締結固定に限らず、リベット、接着剤等の周知の他の固定方法を採用してもよい。

【0062】

画像形成パネル１５としては、ＤＭＤの代わりに液晶表示素子（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）を使用した透過型画像形成パネルを用いてもよい。また、ＤＭＤの代わりに、ＬＥＤ(Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）のような自発光型素子を用いたパネルを用いてもよい。さらに、第１反射部、第２反射部としては、上記実施形態の鏡面反射型の第１ミラー３０、第２ミラー３１の代わりに、全反射型のミラーを用いてもよい。

【0063】

上記実施形態では、光源１６としてレーザ光源を用いる例を説明したが、これに限らず、水銀ランプ、ＬＥＤ等を光源１６として用いてもよい。また、上記実施形態では、青色レーザ光源と黄色蛍光体を用いたが、これに限らず、黄色蛍光体の代わりに緑色蛍光体と赤色蛍光体を用いてもよい。また、黄色蛍光体の代わりに緑色レーザ光源と赤色レーザ光源を用いてもよい。

【0064】

本開示の技術は、上述の種々の実施形態と種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。

【0065】

以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

【0066】

本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】