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(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】2024-03-25
(45)【発行日】2024-04-02
(54)【発明の名称】投写光学系およびプロジェクター
(51)【国際特許分類】
G02B 17/08 20060101AFI20240326BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240326BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
G02B17/08
G02B13/18
G03B21/14 D
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020008955
(22)【出願日】2020-01-23
(65)【公開番号】P2021117278
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2022-08-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】守国 栄時
【審査官】岡田 弘
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－２９２８１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０６２８０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２６６５７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０１３４６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０５３６６３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ９／００－１７／０８
Ｇ０２Ｂ ２１／０２－２１／０４
Ｇ０２Ｂ ２５／００－２５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系と、第２光学系と、を備える投写光学系において、
前記第２光学系は、前記縮小側から前記拡大側に向かって順に、第１透過面、反射面、
および第２透過面を有する光学素子を備え、
前記第２透過面は、前記拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備え、
前記第１光学系の光軸と一致する前記反射面の設計軸と直交する軸を第１軸とし、前記
第２透過面の有効範囲の端部のうち、前記第１軸に沿った方向で前記光軸に近い端部を第
１端部とし、前記光軸から遠い端部を第２端部とすると、
前記第１端部の第１曲率半径は、前記第２端部の第２曲率半径よりも大きく、
前記第１端部の第１曲率中心は、前記第２端部の第２曲率中心よりも前記第１端部から
離間しており、
前記光学素子は、前記第１光学系の側を向く第１面を備え、
前記第１透過面は、前記第１面において前記光軸に対して一方側に設けられ、
前記第２透過面は、前記第１面において前記光軸に対して他方側に設けられていること
を特徴とする投写光学系。
【請求項2】
縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系と、第２光学系と、を備える投写光学系において、
前記第２光学系は、前記縮小側から前記拡大側に向かって順に、第１透過面、反射面、
および第２透過面を有する光学素子を備え、
前記第２透過面は、前記拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備え、
前記第１光学系の光軸と一致する前記反射面の設計軸と直交する軸を第１軸とし、前記
第２透過面の有効範囲の端部のうち、前記第１軸に沿った方向で前記光軸に近い端部を第
１端部とし、前記光軸から遠い端部を第２端部とすると、
前記第１端部の第１曲率半径は、前記第２端部の第２曲率半径よりも大きく、
前記第１端部の第１曲率中心は、前記第２端部の第２曲率中心よりも前記第１端部から
離間しており、
前記反射面よりも前記縮小側に中間像が結像されることを特徴とする投写光学系。
【請求項3】
前記光学素子は、前記第１光学系の側を向く第１面を備え、前記第１透過面は、前記第１面において前記光軸に対して一方側に設けられ、
前記第２透過面は、前記第１面において前記光軸に対して他方側に設けられていること
を特徴とする請求項２に記載の投写光学系。
【請求項4】
前記第１透過面は、非球面形状を備えることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項5】
前記第１透過面および前記第２透過面は、前記光軸を中心として１８０°回転した回転対称であることを特徴とする請求項１か４のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項6】
前記第１透過面、前記反射面、および前記第２透過面は、それぞれ前記光軸を中心とする回転対称な形状を備えることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載
の投写光学系。
【請求項7】
前記光軸は、前記第１光学系の光軸と一致していることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項8】
縮小側結像面から前記反射面までの軸上面間距離を、前記縮小側結像面のイメージサークルの半径で除算した値は、２０より小さいことを特徴とする請求項１から７のうちのい
ずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項9】
開口数が０．２５よりも大きいことを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項10】
前記第１透過面は、前記縮小側に突出する凸形状であることを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項11】
前記第２透過面の前記有効範囲の前記第１軸方向の上端を通過する上端光束の上周辺光線および当該有効範囲の前記第１軸方向の下端を通過する下端光束の上周辺光線が前記反
射面の光軸および前記第１軸を含む平面上で交差する上側交点と、前記上端光束の下周辺
光線および前記下端光束の下周辺光線が前記平面上で交差する下側交点とを結ぶ瞳は、前
記平面で前記第１軸方向に延びる仮想垂直線に対して傾斜していることを特徴とする請求
項１から１０のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項12】
前記反射面は、前記第１透過面を透過した光が入射されて反射する面が窪んでいる凹形状であることを特徴とする請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載の投写光学系。
【請求項13】
請求項１から１２のうちのいずれか一項に記載の投写光学系と、前記投写光学系の縮小側結像面に投写画像を形成する画像形成部と、
を有することを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、投写光学系、およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【0002】
画像形成部が形成した投写画像を、投写光学系により拡大して投写するプロジェクターは特許文献１に記載されている。同文献の投写光学系は、縮小側から拡大側に向かって順に第１光学系と、第２光学系と、からなる。第１光学系は複数枚のレンズを有する屈折光学系を備える。第２光学系は凹形状の反射面を備える反射ミラーからなる。画像形成部は、光源とライトバルブとを備える。画像形成部は、投写光学系の縮小側結像面に投写画像を形成する。投写光学系は、第１光学系と反射面との間に中間像を形成し、拡大側結像面に配置されたスクリーンに最終像を投写する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－２０３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
投写光学系およびプロジェクターには、投写距離を短くすることが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の課題を解決するために、本発明は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学
系と、第２光学系と、を備える投写光学系において、前記第２光学系は、前記縮小側から
前記拡大側に向かって順に、第１透過面、反射面、および第２透過面を有する光学素子を
備え、前記第２透過面は、前記拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備え、前記
反射面の光軸と直交する軸を第１軸とし、前記第２透過面の有効範囲の端部のうち、前記
第１軸に沿った方向で前記光軸に近い端部を第１端部とし、前記光軸から遠い端部を第２
端部とすると、前記第１端部の第１曲率半径は、前記第２端部の第２曲率半径よりも大き
く、前記第１端部の第１曲率中心は、前記第２端部の第２曲率中心よりも前記第１端部か
ら離間していることを特徴とする。
また、本発明は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系と、第２光学系と、を
備える投写光学系において、前記第２光学系は、前記縮小側から前記拡大側に向かって順
に、第１透過面、反射面、および第２透過面を有する光学素子を備え、前記第２透過面は
、前記拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備え、前記第１光学系の光軸と一致
する前記反射面の設計軸と直交する軸を第１軸とし、前記第２透過面の有効範囲の端部の
うち、前記第１軸に沿った方向で前記光軸に近い端部を第１端部とし、前記光軸から遠い
端部を第２端部とすると、前記第１端部の第１曲率半径は、前記第２端部の第２曲率半径
よりも大きく、前記第１端部の第１曲率中心は、前記第２端部の第２曲率中心よりも前記
第１端部から離間しており、前記光学素子は、前記第１光学系の側を向く第１面を備え、
前記第１透過面は、前記第１面において前記光軸に対して一方側に設けられ、前記第２透
過面は、前記第１面において前記光軸に対して他方側に設けられていることを特徴とする
。
また、本発明は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系と、第２光学系と、を
備える投写光学系において、前記第２光学系は、前記縮小側から前記拡大側に向かって順
に、第１透過面、反射面、および第２透過面を有する光学素子を備え、前記第２透過面は
、前記拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備え、前記第１光学系の光軸と一致
する前記反射面の設計軸と直交する軸を第１軸とし、前記第２透過面の有効範囲の端部の
うち、前記第１軸に沿った方向で前記光軸に近い端部を第１端部とし、前記光軸から遠い
端部を第２端部とすると、前記第１端部の第１曲率半径は、前記第２端部の第２曲率半径
よりも大きく、前記第１端部の第１曲率中心は、前記第２端部の第２曲率中心よりも前記
第１端部から離間しており、前記反射面よりも前記縮小側に中間像が結像されることを特
徴とする。
系と、第２光学系と、を備える投写光学系において、前記第２光学系は、前記縮小側から
前記拡大側に向かって順に、第１透過面、反射面、および第２透過面を有する光学素子を
備え、前記第２透過面は、前記拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備え、前記
反射面の光軸と直交する軸を第１軸とし、前記第２透過面の有効範囲の端部のうち、前記
第１軸に沿った方向で前記光軸に近い端部を第１端部とし、前記光軸から遠い端部を第２
端部とすると、前記第１端部の第１曲率半径は、前記第２端部の第２曲率半径よりも大き
く、前記第１端部の第１曲率中心は、前記第２端部の第２曲率中心よりも前記第１端部か
ら離間していることを特徴とする。
また、本発明は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系と、第２光学系と、を
備える投写光学系において、前記第２光学系は、前記縮小側から前記拡大側に向かって順
に、第１透過面、反射面、および第２透過面を有する光学素子を備え、前記第２透過面は
、前記拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備え、前記第１光学系の光軸と一致
する前記反射面の設計軸と直交する軸を第１軸とし、前記第２透過面の有効範囲の端部の
うち、前記第１軸に沿った方向で前記光軸に近い端部を第１端部とし、前記光軸から遠い
端部を第２端部とすると、前記第１端部の第１曲率半径は、前記第２端部の第２曲率半径
よりも大きく、前記第１端部の第１曲率中心は、前記第２端部の第２曲率中心よりも前記
第１端部から離間しており、前記光学素子は、前記第１光学系の側を向く第１面を備え、
前記第１透過面は、前記第１面において前記光軸に対して一方側に設けられ、前記第２透
過面は、前記第１面において前記光軸に対して他方側に設けられていることを特徴とする
。
また、本発明は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系と、第２光学系と、を
備える投写光学系において、前記第２光学系は、前記縮小側から前記拡大側に向かって順
に、第１透過面、反射面、および第２透過面を有する光学素子を備え、前記第２透過面は
、前記拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備え、前記第１光学系の光軸と一致
する前記反射面の設計軸と直交する軸を第１軸とし、前記第２透過面の有効範囲の端部の
うち、前記第１軸に沿った方向で前記光軸に近い端部を第１端部とし、前記光軸から遠い
端部を第２端部とすると、前記第１端部の第１曲率半径は、前記第２端部の第２曲率半径
よりも大きく、前記第１端部の第１曲率中心は、前記第２端部の第２曲率中心よりも前記
第１端部から離間しており、前記反射面よりも前記縮小側に中間像が結像されることを特
徴とする。
【0006】
次に、本発明のプロジェクターは、上記の投写光学系と、前記投写光学系の縮小側結像面に投写画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】投写光学系を備えるプロジェクターの概略構成図である。
【図2】実施例１の投写光学系の全体を模式的に表す光線図である。
【図3】実施例１の投写光学系の光線図である。
【図4】実施例１の投写光学系の第２光学系の光線図である。
【図5】第２透過面の高さ位置と接線の傾き角度との関係を示すグラフである。
【図6】実施例１の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。
【図7】像高位置ごとの集光の様子を示すスポットダイアグラムである。
【図8】実施例２の投写光学系の全体を模式的に表す光線図である。
【図9】実施例２の投写光学系の光線図である。
【図10】実施例２の投写光学系の第２光学系の光線図である。
【図11】第２透過面の高さ位置と接線の傾き角度との関係を示すグラフである。
【図12】実施例２の投写光学系の拡大側のＭＴＦを示す図である。
【図13】像高位置ごとの集光の様子を示すスポットダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係る投写光学系およびこれを備えるプロジェクターについて詳細に説明する。
【0009】
（プロジェクター）
図１は本発明の投写光学系３を備えるプロジェクターの概略構成図である。図１に示すように、プロジェクター１は、スクリーンＳに投写する投写画像を生成する画像形成部２と、投写画像を拡大してスクリーンＳに拡大像を投写する投写光学系３と、画像形成部２の動作を制御する制御部４と、を備える。
図１は本発明の投写光学系３を備えるプロジェクターの概略構成図である。図１に示すように、プロジェクター１は、スクリーンＳに投写する投写画像を生成する画像形成部２と、投写画像を拡大してスクリーンＳに拡大像を投写する投写光学系３と、画像形成部２の動作を制御する制御部４と、を備える。
【0010】
（画像生成光学系および制御部）
画像形成部２は、光源１０、第１インテグレーターレンズ１１、第２インテグレーターレンズ１２、偏光変換素子１３、重畳レンズ１４を備える。光源１０は、例えば、超高圧水銀ランプ、固体光源等で構成される。第１インテグレーターレンズ１１および第２インテグレーターレンズ１２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子をそれぞれ有する。第１インテグレーターレンズ１１は、光源１０からの光束を複数に分割する。第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子は、光源１０からの光束を第２インテグレーターレンズ１２の各レンズ素子の近傍に集光させる。
画像形成部２は、光源１０、第１インテグレーターレンズ１１、第２インテグレーターレンズ１２、偏光変換素子１３、重畳レンズ１４を備える。光源１０は、例えば、超高圧水銀ランプ、固体光源等で構成される。第１インテグレーターレンズ１１および第２インテグレーターレンズ１２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子をそれぞれ有する。第１インテグレーターレンズ１１は、光源１０からの光束を複数に分割する。第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子は、光源１０からの光束を第２インテグレーターレンズ１２の各レンズ素子の近傍に集光させる。
【0011】
偏光変換素子１３は、第２インテグレーターレンズ１２からの光を所定の直線偏光に変換させる。重畳レンズ１４は、第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子の像を、第２インテグレーターレンズ１２を介して、後述する液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、および、液晶パネル１８Ｂの表示領域上で重畳させる。
【0012】
また、画像形成部２は、第１ダイクロイックミラー１５、反射ミラー１６およびフィールドレンズ１７Ｒ、および、液晶パネル１８Ｒを備える。第１ダイクロイックミラー１５は、重畳レンズ１４から入射した光線の一部であるＲ光を反射させ、重畳レンズ１４から入射した光線の一部であるＧ光およびＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー１５で反射されたＲ光は、反射ミラー１６およびフィールドレンズ１７Ｒを経て、液晶パネル１８Ｒへ入射する。液晶パネル１８Ｒは光変調素子である。液晶パネル１８ＲはＲ光を画像信号に応じて変調することにより、赤色の投写画像を形成する。
【0013】
さらに、画像形成部２は、第２ダイクロイックミラー２１、フィールドレンズ１７Ｇ、および、液晶パネル１８Ｇを備える。第２ダイクロイックミラー２１は、第１ダイクロイックミラー１５からの光線の一部であるＧ光を反射させ、第１ダイクロイックミラー１５からの光線の一部であるＢ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー２１で反射されたＧ光は、フィールドレンズ１７Ｇを経て、液晶パネル１８Ｇへ入射する。液晶パネル１８Ｇは光変調素子である。液晶パネル１８ＧはＧ光を画像信号に応じて変調することにより、緑色の投写画像を形成する。
【0014】
また、画像形成部２は、リレーレンズ２２、反射ミラー２３、リレーレンズ２４、反射ミラー２５、およびフィールドレンズ１７Ｂ、および、液晶パネル１８Ｂを備える。第２ダイクロイックミラー２１を透過したＢ光は、リレーレンズ２２、反射ミラー２３、リレーレンズ２４、反射ミラー２５、およびフィールドレンズ１７Ｂを経て、液晶パネル１８Ｂへ入射する。液晶パネル１８Ｂは光変調素子である。液晶パネル１８ＢはＢ光を画像信号に応じて変調することにより、青色の投写画像を形成する。
【0015】
液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、および、液晶パネル１８Ｂは、クロスダイクロイックプリズム１９を３方向から囲んでいる。クロスダイクロイックプリズム１９は、光合成用のプリズムであり、各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂで変調された光を合成した投写画像を生成する。
【0016】
ここで、クロスダイクロイックプリズム１９は投写光学系３の一部分を構成する。投写光学系３は、クロスダイクロイックプリズム１９が合成した投写画像（各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが形成した画像）をスクリーンＳに拡大して投写する。スクリーンＳは、投写光学系３の拡大側結像面である。
【0017】
制御部４は、ビデオ信号等の外部画像信号が入力される画像処理部６と、画像処理部６から出力される画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂを駆動する表示駆動部７と、を備える。
【0018】
画像処理部６は、外部の機器から入力された画像信号を各色の階調等を含む画像信号に変換する。表示駆動部７は、画像処理部６から出力された各色の投写画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂを動作させる。これにより、画像処理部６は、画像信号に対応した投写画像を液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇおよび液晶パネル１８Ｂに表示する。
【0019】
（投写光学系）
以下では、プロジェクター１に搭載される投写光学系３の実施例として、実施例１の投写光学系３Ａ、および実施例２の投写光学系３Ｂを説明する。なお、以下の説明および図では、液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、液晶パネル１８Ｂを、液晶パネル１８として表す。
以下では、プロジェクター１に搭載される投写光学系３の実施例として、実施例１の投写光学系３Ａ、および実施例２の投写光学系３Ｂを説明する。なお、以下の説明および図では、液晶パネル１８Ｒ、液晶パネル１８Ｇ、液晶パネル１８Ｂを、液晶パネル１８として表す。
【0020】
（実施例１）
図２は、実施例１の投写光学系３Ａの全体を模式的に表す光線図である。図３は実施例１の投写光学系３Ａの光線図である。図４は実施例１の投写光学系３Ａの第２光学系の光線図である。図２では、本例の投写光学系３ＡからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ５により模式的に示す。光束Ｆ１は最も像高が低い位置に達する光束である。光束Ｆ５は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ３は光束Ｆ１と光束Ｆ５との中間の位置に達する光束である。光束Ｆ２は光束Ｆ１と光束Ｆ３との中間の位置に達する光束である。光束Ｆ４は光束Ｆ３と光束Ｆ５との中間の位置に達する光束である。
図２は、実施例１の投写光学系３Ａの全体を模式的に表す光線図である。図３は実施例１の投写光学系３Ａの光線図である。図４は実施例１の投写光学系３Ａの第２光学系の光線図である。図２では、本例の投写光学系３ＡからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ５により模式的に示す。光束Ｆ１は最も像高が低い位置に達する光束である。光束Ｆ５は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ３は光束Ｆ１と光束Ｆ５との中間の位置に達する光束である。光束Ｆ２は光束Ｆ１と光束Ｆ３との中間の位置に達する光束である。光束Ｆ４は光束Ｆ３と光束Ｆ５との中間の位置に達する光束である。
【0021】
図３に示すように、本例の投写光学系３Ａは、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１と、第２光学系３２と、からなる。第１光学系３１は、複数枚のレンズを備える屈折光学系である。第２光学系３２は、一つの光学素子３３からなる。光学素子３３は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３５、反射面３６、および第２透過面３７を有する。第１透過面３５は、縮小側に突出する凸形状である。反射面３６は凹形状を備える。第２透過面３７は、拡大側に突出する凸形状である。第２光学系３２を構成する光学素子３３は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１上に配置される。第２光学系３２では、反射面３６の第２光軸Ｎ２（光軸）が、第１光軸Ｎ１と一致する。
【0022】
投写光学系３Ａの縮小側結像面には、画像形成部２の液晶パネル１８が配置されている。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１の一方側に投写画像を形成する。図２、図３、および図４に示すように、投写光学系３Ａの拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。スクリーンＳには、最終像が投写される。スクリーンＳは第１光軸Ｎ１に対して液晶パネル１８の投写画像と同じ側に位置する。第１光学系３１と光学素子３３の反射面３６との間には、縮小側結像面および拡大側結像面と共役な中間像３９が結像される。中間像３９は最終像に対して上下が反転した共役像である。本例において、中間像３９は、光学素子３３の内側に形成される。より具体的には、中間像３９は、光学素子３３の第１透過面３５と反射面３６との間に形成される。
【0023】
以下の説明では、便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸（第１軸）、およびＺ軸とする。また、拡大側結像面であるスクリーンＳの幅方向をＸ軸方向、スクリーンＳの上下方向をＹ軸方向、スクリーンＳと垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向においてスクリーンＳが位置する側を第１方向Ｚ１、その反対側を第２方向Ｚ２とする。また、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１、光学素子３３の反射面３６の第２光軸Ｎ２を含みＹ軸方向に延びる平面をＹＺ平面とする。図２、図３、図４は、それぞれＹＺ平面上の光線図である。第１光軸Ｎ１および第２光軸Ｎ２は、Ｚ軸方向に延びる。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１の上方Ｙ１に投写画像を形成する。スクリーンＳは、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１の上方Ｙ１に配置される。中間像３９は、第１光軸Ｎ１の下方Ｙ２に形成される。
【0024】
図３に示すように、第１光学系３１は、クロスダイクロイックプリズム１９と、１４枚のレンズＬ１～Ｌ１４を有する。レンズＬ１～レンズＬ１４は縮小側から拡大側に向かってこの順に配置されている。本例では、レンズＬ２とレンズＬ３は接合された第１接合レンズＬ２１である。レンズＬ４とレンズＬ５は接合された第２接合レンズＬ２２である。レンズＬ９とレンズＬ１０は、接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１１とレンズＬ１２は接合された第４接合レンズＬ２４である。レンズＬ７とレンズＬ８との間には、絞りＯが配置されている。
【0025】
ここで、第１光学系３１では、レンズＬ１３が、正のパワーを備える。また、第１光学系３１は、全体として、正のパワーを備える。これにより、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。
【0026】
光学素子３３は、反射面３６の第２光軸Ｎ２を設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｎ２は、第１透過面３５、第２透過面３７および反射面３６の設計上の光軸である。図３、図４に示すように、第１透過面３５および反射面３６は、第２光軸Ｎ２の下方Ｙ２に位置し、第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２の上方Ｙ１に位置する。すなわち、光学素子３３は、第１光学系３１の側を向く第１面３３ａを備える。第１透過面３５は、第１面３３ａにおいて第２光軸Ｎ２の下方Ｙ２に設けられ、第２透過面３７は第１面３３ａにおいて第２光軸Ｎ２の上方Ｙ１に設けられる。第１透過面３５と第２透過面３７とは、連続している。ここで、第１透過面３５および第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２を中心として１８０°回転した回転対称な形状である。
【0027】
また、本例では、光学素子３３の第１透過面３５、反射面３６、および第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２を中心とする回転対称な形状を備える。第１透過面３５、反射面３６、および第２透過面３７は、それぞれ第２光軸Ｎ２を中心とする１８０°の角度範囲に設けられている。
【0028】
光学素子３３の第１透過面３５、反射面３６および第２透過面３７は、いずれも非球面である。反射面３６は、光学素子３３の第１透過面３５とは反対側の面に設けた反射コーティング層である。なお、第１透過面３５、反射面３６および第２透過面３７のそれぞれは、自由曲面とすることができる。この場合に、各自由曲面は、第２光軸Ｎ２を設計軸として設計される。従って、投写光学系３Ａでは、第１透過面３５、反射面３６および第２透過面３７のいずれかが自由曲面の場合でも、反射面３６の第２光軸Ｎ２を光学素子３３の光軸という。
【0029】
図４に示すように、第２光学系３２の瞳４０は、光学素子３３の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の瞳４０は、第２透過面３７の有効光線範囲ＧのＹ軸方向の上端を通過する上端光束の上周辺光線および当該有効光線範囲ＧのＹ軸方向の下端を通過する下端光束の上周辺光線がＹＺ平面上で交差する上側交点Ｑ１と、上端光束の下周辺光線および下端光束の下周辺光線がＹＺ平面上で交差する下側交点Ｑ２とを結ぶ線で規定される。
【0030】
瞳４０は、ＹＺ平面上で第２光軸Ｎ２と垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜している。本例では、瞳４０が仮想垂直線Ｖに対して傾斜する傾斜角度θが９０°以上である。傾斜角度θは、仮想垂直線Ｖから図４の図面上を時計回りに取った角度である。
【0031】
（レンズデータ）
投写光学系３Ａの開口数は０．２６４である。投写光学系３Ａのレンズデータは以下の
とおりである。面番号は、拡大側から縮小側に順番に付してある。非球面は、面番号に＊
を付している。符号は、レンズおよびミラーの符号である。レンズおよびミラーに対応し
ない面番号のデータは、ダミーデータである。ｒは曲率半径である。ｄは軸上面間隔であ
る。ｎｄは、屈折率である。ｖｄは、アッベ数である。Ｙは有効半径である。ｒ、ｄ、Ｙ
の単位はｍｍである。投写光学系３Ａの投写距離は、面番号３０からスクリーンＳまでの
距離である。
投写光学系３Ａの開口数は０．２６４である。投写光学系３Ａのレンズデータは以下の
とおりである。面番号は、拡大側から縮小側に順番に付してある。非球面は、面番号に＊
を付している。符号は、レンズおよびミラーの符号である。レンズおよびミラーに対応し
ない面番号のデータは、ダミーデータである。ｒは曲率半径である。ｄは軸上面間隔であ
る。ｎｄは、屈折率である。ｖｄは、アッベ数である。Ｙは有効半径である。ｒ、ｄ、Ｙ
の単位はｍｍである。投写光学系３Ａの投写距離は、面番号３０からスクリーンＳまでの
距離である。
【0032】
面番号 名称 r d nd vd モード Y
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.884
2 0 5 屈折 16.164
3 L01 87.70723 6.286115 1.804198 46.5 屈折 17
4 -57.08763 0.1 屈折 17.289
5 L02 50.11481 8.933336 1.70122 51.06 屈折 16.372
6 L03 -31.33958 1 2.0297 22.486 屈折 15.935
7 -743.77014 0.1 屈折 15.489
8 L04 33.3983 10 1.609833 57.68 屈折 14.749
9 L05 -36.95306 1 2.0508 26.942 屈折 13.522
10 22.94065 0.712798 屈折 12.535
11 L06 26.07013 3.050884 1.907998 17.47 屈折 12.692
12 68.49901 0.2 屈折 12.646
13 L07 26.30055 7.536026 1.531802 37.64 屈折 12.827
14 -33.7375 5.5 屈折 12.577
絞り面 O 0 5.1014 屈折 8.335
16 L08 139.13247 2 2.0508 26.942 屈折 6.044
17 22.61295 1.279802 屈折 6.296
18 L09 38.82127 5.472202 1.827946 18.85 屈折 6.836
19 L10 -10.25786 2 2.0508 26.942 屈折 7.171
20 -103.80704 15.256816 屈折 8.308
21 L11 67.45796 15.249276 1.721004 21.74 屈折 18
22 L12 -21 2 1.986125 16.48 屈折 18.365
23 -85.63363 1 屈折 21.704
*24 L13 89.39521 6 1.531131 55.75 屈折 24.789
*25 135.83386 10.821826 屈折 25.484
*26 L14 -40.60878 6 1.531131 55.75 屈折 25.821
*27 75.15821 3.949519 屈折 26.404
*28 35 75 40 1.509398 56.47 屈折 25.031
*29 36 -20.69003 -40 1.509398 56.47 反射 20.434
*30 37 75 -340 屈折 36.918
像面 S 0 0 屈折 1896.639
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.884
2 0 5 屈折 16.164
3 L01 87.70723 6.286115 1.804198 46.5 屈折 17
4 -57.08763 0.1 屈折 17.289
5 L02 50.11481 8.933336 1.70122 51.06 屈折 16.372
6 L03 -31.33958 1 2.0297 22.486 屈折 15.935
7 -743.77014 0.1 屈折 15.489
8 L04 33.3983 10 1.609833 57.68 屈折 14.749
9 L05 -36.95306 1 2.0508 26.942 屈折 13.522
10 22.94065 0.712798 屈折 12.535
11 L06 26.07013 3.050884 1.907998 17.47 屈折 12.692
12 68.49901 0.2 屈折 12.646
13 L07 26.30055 7.536026 1.531802 37.64 屈折 12.827
14 -33.7375 5.5 屈折 12.577
絞り面 O 0 5.1014 屈折 8.335
16 L08 139.13247 2 2.0508 26.942 屈折 6.044
17 22.61295 1.279802 屈折 6.296
18 L09 38.82127 5.472202 1.827946 18.85 屈折 6.836
19 L10 -10.25786 2 2.0508 26.942 屈折 7.171
20 -103.80704 15.256816 屈折 8.308
21 L11 67.45796 15.249276 1.721004 21.74 屈折 18
22 L12 -21 2 1.986125 16.48 屈折 18.365
23 -85.63363 1 屈折 21.704
*24 L13 89.39521 6 1.531131 55.75 屈折 24.789
*25 135.83386 10.821826 屈折 25.484
*26 L14 -40.60878 6 1.531131 55.75 屈折 25.821
*27 75.15821 3.949519 屈折 26.404
*28 35 75 40 1.509398 56.47 屈折 25.031
*29 36 -20.69003 -40 1.509398 56.47 反射 20.434
*30 37 75 -340 屈折 36.918
像面 S 0 0 屈折 1896.639
【0033】
各非球面の非球面係数は以下のとおりである。
【0034】
面番号 24
コーニック定数 5.77429E+00
4次の係数 -1.277984E-05
6次の係数 4.854237E-08
8次の係数 -4.719966E-11
面番号 25
コーニック定数 1.554549E+01
4次の係数 -1.429342E-05
6次の係数 5.874813E-08
8次の係数 -6.402841E-11
面番号 26
コーニック定数 -1.853268E+01
4次の係数 1.768906E-05
6次の係数 -2.148942E-08
8次の係数 1.683947E-12
面番号 27
コーニック定数 6.360499E+00
4次の係数 -2.834254E-05
6次の係数 1.085867E-08
8次の係数 -7.956799E-12
面番号 28
コーニック定数 2.73436E+00
4次の係数 1.999342E-06
6次の係数 5.655581E-10
8次の係数 -1.110814E-12
10次の係数 5.978994E-16
面番号 29
コーニック定数 -3.946039E+00
4次の係数 -2.068501E-05
6次の係数 6.298578E-08
8次の係数 -1.022231E-10
10次の係数 8.568319E-14
面番号 30
コーニック定数 2.73436E+00
4次の係数 1.999342E-06
6次の係数 5.655581E-10
8次の係数 -1.110814E-12
10次の係数 5.978994E-16
コーニック定数 5.77429E+00
4次の係数 -1.277984E-05
6次の係数 4.854237E-08
8次の係数 -4.719966E-11
面番号 25
コーニック定数 1.554549E+01
4次の係数 -1.429342E-05
6次の係数 5.874813E-08
8次の係数 -6.402841E-11
面番号 26
コーニック定数 -1.853268E+01
4次の係数 1.768906E-05
6次の係数 -2.148942E-08
8次の係数 1.683947E-12
面番号 27
コーニック定数 6.360499E+00
4次の係数 -2.834254E-05
6次の係数 1.085867E-08
8次の係数 -7.956799E-12
面番号 28
コーニック定数 2.73436E+00
4次の係数 1.999342E-06
6次の係数 5.655581E-10
8次の係数 -1.110814E-12
10次の係数 5.978994E-16
面番号 29
コーニック定数 -3.946039E+00
4次の係数 -2.068501E-05
6次の係数 6.298578E-08
8次の係数 -1.022231E-10
10次の係数 8.568319E-14
面番号 30
コーニック定数 2.73436E+00
4次の係数 1.999342E-06
6次の係数 5.655581E-10
8次の係数 -1.110814E-12
10次の係数 5.978994E-16
【0035】
ここで、面番号３０、すなわち第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２から上方Ｙ１に離間するのに伴って、第２方向Ｚ２に湾曲するカーブが急になる。詳細には、図４に示すように、ＹＺ平面上における第２透過面３７の有効光線範囲ＧにおいてＹ軸方向で第２光軸Ｎ２に最も近い端部を第１端部３７ａとし、Ｙ軸方向で第２光軸Ｎ２から最も遠い端部を第２端部３７ｂとする。この場合に、第１端部３７ａの第１曲率半径Ｈは、第２端部３７ｂの第２曲率半径Ｉよりも大きい。また、第１端部３７ａの第１曲率中心Ｈ０および第２端部３７ｂの第２曲率中心Ｉ０は第２光軸Ｎ２上に位置し、第１曲率中心Ｈ０は第２曲率中心Ｉ０よりも第１端部３７ａから離間している。すなわち、第１曲率半径Ｈの第１曲率中心Ｈ０は、第２曲率半径Ｉの第２曲率中心Ｉ０よりも第２方向Ｚ２に位置する。図５は、光線有効径における高さ位置Ｙと、高さ位置Ｙにおける接線の傾き角度Ａｎｇとの関係を示すグラフである。図５では、横軸が高さ位置Ｙであり、縦軸が傾き角度Ａｎｇである。第２光軸Ｎ２上の高さ位置Ｙは０である。高さ位置Ｙの単位はｍｍである。
【0036】
なお、第２透過面３７が自由曲面からなる場合には、第１曲率半径Ｈは、第２透過面３７の第１端部３７ａを円弧で近似した接触円に基づいて求められる。第２曲率半径Ｉは、第２透過面３７の第２端部３７ｂを円弧で近似した接触円に基づいて求められる。これらの場合でも、第１曲率半径Ｈの第１曲率中心Ｈ０および第２曲率半径Ｉの第２曲率中心Ｉ０は、第２光軸Ｎ２上に位置する。また、第１曲率半径Ｈの第１曲率中心Ｈ０は、第２曲率半径Ｉの第２曲率中心Ｉ０よりも第２方向に位置する。
【0037】
また、図３に示すように、投写光学系３Ａは、縮小側結像面である液晶パネル１８から
反射面３６までの軸上面間距離Ｋを、縮小側結像面のイメージサークルの半径Ｊで除算し
た値が２０よりも小さい。すなわち、軸上面間距離Ｋは、２１０ｍｍであり、半径Ｊは、
１１．７ｍｍである。よって、軸上面間距離Ｋを半径Ｊで除算した値は１７．９４であり
、２０よりも小さい。なお、軸上面間距離Ｋは、投写光学系３Ａの全長である。
反射面３６までの軸上面間距離Ｋを、縮小側結像面のイメージサークルの半径Ｊで除算し
た値が２０よりも小さい。すなわち、軸上面間距離Ｋは、２１０ｍｍであり、半径Ｊは、
１１．７ｍｍである。よって、軸上面間距離Ｋを半径Ｊで除算した値は１７．９４であり
、２０よりも小さい。なお、軸上面間距離Ｋは、投写光学系３Ａの全長である。
【0038】
（作用効果）
本例の投写光学系３Ａは、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１と、第２光学系３２と、を備える。第２光学系３２は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３５、反射面３６、および第２透過面３７を有する光学素子３３を備える。第２透過面３７は、拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備える。
本例の投写光学系３Ａは、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１と、第２光学系３２と、を備える。第２光学系３２は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３５、反射面３６、および第２透過面３７を有する光学素子３３を備える。第２透過面３７は、拡大側に突出する凸形状であり、非球面形状を備える。
【0039】
従って、本例の投写光学系３Ａは、第２光学系３２において、反射面３６で反射した光束を、第２透過面３７で屈折させることができる。よって、第２光学系３２が、反射面３６のみを備える場合と比較して、投写光学系３Ａの投写距離を短くすることができる。言い換えれば、本例の投写光学系３Ａは、第２光学系３２が反射面３６のみを備える場合と比較して、投写光学系３Ａを短焦点化することができる。
【0040】
また、第２光学系３２は、第２透過面３７の有効光線範囲Ｇにおいて第２光軸Ｎ２に近い第１端部３７ａの第１曲率半径Ｈは、第２光軸Ｎ２から離間する第２端部３７ｂの第２曲率半径Ｉよりも大きい。また、第１端部３７ａの第１曲率中心Ｈ０および第２端部３７ｂの第２曲率中心Ｉ０は第２光軸Ｎ２上に位置し、第１端部３７ａの第１曲率中心Ｈ０は、第２端部３７ｂの第２曲率中心Ｉ０よりもＺ軸方向で第１端部３７ａから離間している。言い換えれば、第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２から上方Ｙ１に離間する各高さ位置Ｙにおける接線の傾きが、第２光軸Ｎ２から離間するのに伴って大きくなり、かつ、接線が傾斜する傾きの増加率が、第２光軸Ｎ２から上方Ｙ１に離間するのに伴って増大する。これにより、第２透過面３７の凸形状は、第２光軸Ｎ２から上方Ｙ１に離間するのに伴って、上方Ｙ１に向かって第２方向Ｚ２に湾曲するカーブが急になる。よって、有効光線範囲Ｇの第２端部３７ｂを通過する光線を、スクリーンＳの上部に到達させることが容易となる。これにより、投写光学系３Ａの投写角度が広がるので、投写距離を、より、短くすることができる。
【0041】
また、第２透過面３７の凸形状は、第２光軸Ｎ２から上方Ｙ１に離間するのに伴って、第２方向Ｚ２に湾曲するカーブが急になる。従って、第２透過面３７において、第２光軸Ｎ２から離間する第１端部３７ａの光束を、第２光軸Ｎ２に近い第２端部３７ｂの光束よりも大きな角度で屈折させることができる。これにより、スクリーンＳと共役となる中間像３９が、反射面３６の第２光軸Ｎ２に沿って傾斜して大きくなることを抑制できる。よって、投写距離を短くする場合でも、中間像３９の拡大側に配置された反射面３６が大型化することを抑制できる。よって、投写光学系３ＡをＺ軸方向で小型化できる。
【0042】
また、本例では、中間像３９は、光学素子３３における第１透過面３５と反射面３６との間に位置する。従って、中間像３９が第１光学系３１と光学素子３３との間に形成される場合と比較して、第１光学系３１と光学素子３３とを接近させることができる。これにより、投写光学系３ＡをＺ軸方向で小型化できる。
【0043】
また、光学素子３３は、第１光学系３１の側を向く第１面３３ａを備える。第１透過面３５は、第１面３３ａにおいて第２光軸Ｎ２の下方Ｙ２に設けられ、第２透過面は、第１面３３ａにおいて第２光軸Ｎ２の上方Ｙ１に設けられ、第１透過面と第２透過面とは、連続している。従って、一つの光学素子３３に、第１透過面３５および第２透過面３７を備えることが容易である。
【0044】
また、第１透過面３５および第２透過面３７は、いずれも光学素子３３の第１面３３ａに形成されており、第２光軸Ｎ２を中心として１８０°回転した回転対称な形状である。さらに、光学素子３３では、第１透過面３５、反射面３６、および第２透過面３７が、第２光軸Ｎ２を中心として回転対称な形状を備える。従って、これらの面が回転対称ではない場合と比較して、光学素子３３の製造が容易である。
【0045】
ここで、第２光学系３２の瞳４０は、第２光軸Ｎ２と垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜している。これにより、投写光学系３Ａでは、瞳４０が仮想垂直線Ｖと平行な場合と比較して、スクリーンＳの上方Ｙ１の周辺部の光量が低下することを抑制できる。すなわち、瞳４０が第２光軸Ｎ２と垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜すれば、瞳４０が仮想垂直線Ｖと平行な場合と比較して、スクリーンＳの上部へ達する光束Ｆ１の光量が多くなる。また、スクリーンＳの上部へ達する光束Ｆ１の光量が多くなれば、スクリーンＳの下部へ達する光束Ｆ３の光量との差が小さくなる。従って、スクリーンＳの上部の周辺部の光量が、下部と比較して低下することを抑制できる。
【0046】
また、本例では、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。従って、中間像３９の形成が容易であり、かつ、中間像３９を小さくできる。よって、中間像３９の拡大側に位置する反射面３６の小型化が容易である。
【0047】
さらに、本例では、投写光学系３Ａは、縮小側結像面である液晶パネル１８から反射面３６までの軸上面間距離Ｋを、縮小側結像面のイメージサークルの半径Ｊで除算した値が２０よりも小さい。よって、投写光学系３Ａの全長が短い。
【0048】
また、本例では、開口数が０．２５よりも大きいので、投写光学系３Ａが明るい。
【0049】
さらに、本例では、光学素子３３において、中間像３９の縮小側に位置する第１透過面３５が非球面なので、中間像３９での収差の発生を抑制できる。また、光学素子３３の反射面３６、および第２透過面３７は、非球面である。従って、拡大側結像面において、収差の発生を抑制できる。
【0050】
図６は投写光学系３Ａの拡大側のＭＴＦを示す図である。ＭＴＦを示す図６の横軸は空間周波数である。縦軸はコントラスト再現比である。図７は、像高位置ごとの集光の様子を示すスポットダイアグラムである。図６、図７に示すように、本例の投写光学系３Ａは、高い解像度を有する。
【0051】
（実施例２）
図８は、実施例２の投写光学系３Ｂの全体を模式的に表す光線図である。図９は実施例２の投写光学系３Ｂの光線図である。図１０は実施例２の投写光学系３Ｂの第２光学系の光線図である。図８では、本例の投写光学系３ＢからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ５により模式的に示す。
図８は、実施例２の投写光学系３Ｂの全体を模式的に表す光線図である。図９は実施例２の投写光学系３Ｂの光線図である。図１０は実施例２の投写光学系３Ｂの第２光学系の光線図である。図８では、本例の投写光学系３ＢからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ５により模式的に示す。
【0052】
図９に示すように、本例の投写光学系３Ｂは、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１と、第２光学系３２と、からなる。第１光学系３１は、複数枚のレンズを備える屈折光学系である。第２光学系３２は、一つの光学素子３３からなる。光学素子３３は、縮小側から拡大側に向かって順に、第１透過面３５、反射面３６、および第２透過面３７を有する。第１透過面３５は、縮小側に突出する凸形状である。反射面３６は凹形状を備える。第２透過面３７は、拡大側に突出する凸形状である。第２光学系３２を構成する光学素子３３は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１上に配置される。第２光学系３２では、反射面３６の第２光軸Ｎ２（光軸）が、第１光軸Ｎ１と一致する。
【0053】
投写光学系３Ｂの縮小側結像面には、画像形成部２の液晶パネル１８が配置されている。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎ１の上方Ｙ１に投写画像を形成する。投写光学系３Ｂの拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。スクリーンＳには、最終像が投写される。スクリーンＳは第１光軸Ｎ１の上方Ｙ１に位置する。第１光学系３１と光学素子３３の反射面３６との間には、縮小側結像面および拡大側結像面と共役な中間像３９が結像される。中間像３９は最終像に対して上下が反転した共役像ある。中間像３９は、光学素子３３の内側において、第１透過面３５と反射面３６との間に形成される。中間像３９は、第１光軸Ｎ１の下方Ｙ２に位置する。
【0054】
図９に示すように、第１光学系３１は、クロスダイクロイックプリズム１９と、１４枚のレンズＬ１～Ｌ１４を有する。レンズＬ２とレンズＬ３は接合された第１接合レンズＬ２１である。レンズＬ４とレンズＬ５は接合された第２接合レンズＬ２２である。レンズＬ９とレンズＬ１０は、接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１１とレンズＬ１２は接合された第４接合レンズＬ２４である。レンズＬ７とレンズＬ８との間には、絞りＯが配置されている。第１光学系３１では、レンズＬ１３が、正のパワーを備える。また、第１光学系３１は、全体として、正のパワーを備える。これにより、第１光学系３１と第２光学系３２の間において、主光線同士の間隔が第２光学系３２に接近するのに伴って狭くなる。
【0055】
光学素子３３は、反射面３６の第２光軸Ｎ２を設計軸として設計されている。図９、図１０に示すように、第１透過面３５および反射面３６は、第２光軸Ｎ２の下方Ｙ２に位置し、第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２の上方Ｙ１に位置する。すなわち、光学素子３３は、第１光学系３１の側を向く第１面３３ａを備える。第１面３３ａにおいて、第１透過面３５は、第２光軸Ｎ２の下方Ｙ２に設けられ、第２透過面３７は第２光軸Ｎ２の上方Ｙ１に設けられる。第１透過面３５と第２透過面３７とは、連続している。第１透過面３５および第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２を中心として１８０°回転した回転対称な形状である。また、第１透過面３５、反射面３６、および第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２を中心とする回転対称な形状を備える。第１透過面３５、反射面３６、および第２透過面３７は、それぞれ第２光軸Ｎ２を中心とする１８０°の角度範囲に設けられている。
【0056】
光学素子３３の第１透過面３５、反射面３６および第２透過面３７は、いずれも非球面である。反射面３６は、光学素子３３の第１透過面３５とは反対側の面に設けた反射コーティング層である。なお、第１透過面３５、反射面３６および第２透過面３７のそれぞれは、自由曲面の場合がある。
【0057】
図１０に示すように、第２光学系３２の瞳４０は、光学素子３３の内側に位置する。Ｙ
Ｚ平面における第２光学系３２の瞳４１は、第２透過面３７の有効光線範囲ＧのＹ軸方向
の上端を通過する上端光束の上周辺光線および当該有効光線範囲ＧのＹ軸方向の下端を通
過する下端光束の上周辺光線がＹＺ平面上で交差する上側交点Ｑ１と、上端光束の下周辺
光線および下端光束の下周辺光線がＹＺ平面上で交差する下側交点Ｑ２とを結ぶ線で規定
される。瞳４１は、ＹＺ平面上で第２光軸Ｎ２と垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜してい
る。本例では、瞳４１が仮想垂直線Ｖに対して傾斜する傾斜角度θが９０°以上である。
Ｚ平面における第２光学系３２の瞳４１は、第２透過面３７の有効光線範囲ＧのＹ軸方向
の上端を通過する上端光束の上周辺光線および当該有効光線範囲ＧのＹ軸方向の下端を通
過する下端光束の上周辺光線がＹＺ平面上で交差する上側交点Ｑ１と、上端光束の下周辺
光線および下端光束の下周辺光線がＹＺ平面上で交差する下側交点Ｑ２とを結ぶ線で規定
される。瞳４１は、ＹＺ平面上で第２光軸Ｎ２と垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜してい
る。本例では、瞳４１が仮想垂直線Ｖに対して傾斜する傾斜角度θが９０°以上である。
【0058】
（レンズデータ）
投写光学系３Ｂの開口数は、０．２５７である。投写光学系３Ｂのレンズデータは以下のとおりである。投写光学系３Ｂの投写距離は、面番号３０からスクリーンＳまでの距離である。
投写光学系３Ｂの開口数は、０．２５７である。投写光学系３Ｂのレンズデータは以下のとおりである。投写光学系３Ｂの投写距離は、面番号３０からスクリーンＳまでの距離である。
【0059】
面番号 名称 r d nd vd モード Y
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.861
2 0 5 屈折 16.08
3 L01 84.24049 6.182427 1.78433 47.23 屈折 17
4 -60.46428 0.1 屈折 17.036
5 L02 52.68233 8.542616 1.687086 51.88 屈折 15.98
6 L03 -31.50464 1 2.0508 26.942 屈折 15.473
7 -539.06938 0.1 屈折 15.041
8 L04 37.63411 10.764813 1.618081 56.93 屈折 14.355
9 L05 -34.60962 3.83691 2.0508 26.942 屈折 12.765
10 22.29565 0.668661 屈折 11.563
11 L06 25.43621 3.010487 1.930449 17.16 屈折 11.701
12 73.69967 0.2 屈折 11.643
13 L07 25.84789 7.294718 1.547555 65.04 屈折 11.742
14 -33.05775 5.5 屈折 11.381
絞り面 0 5.1 屈折 7.8
16 L08 146.36652 2 2.0508 26.942 屈折 8.234
17 28.57796 1.306849 屈折 8.265
18 L09 58.63527 4.994942 1.830024 18.81 屈折 8.541
19 L10 -10.53022 2 2.0508 26.942 屈折 8.54
20 -84.82778 17.2598 屈折 9.92
21 L11 53.50377 20 1.73334 21.32 屈折 18
22 L12 -21.07109 3.569619 1.991895 17.11 屈折 18.53
23 -158.04724 5.807116 屈折 22.087
*24 L13 148.47075 6 1.531131 55.75 屈折 26.209
*25 650.63668 9.065182 屈折 26.882
*26 L14 -40.83487 6 1.531131 55.75 屈折 26.371
*27 75.54135 3.815481 屈折 26.771
*28 35 75 40 1.509398 56.47 屈折 25.072
*29 36 -20.55626 -40 1.509398 56.47 反射 20.368
*30 37 75 -340 屈折 37.671
像面 S 0 0 屈折 1920.039
物体面 18 0 8.5 屈折
1 19 0 35.95 1.51633 64.14 屈折 12.861
2 0 5 屈折 16.08
3 L01 84.24049 6.182427 1.78433 47.23 屈折 17
4 -60.46428 0.1 屈折 17.036
5 L02 52.68233 8.542616 1.687086 51.88 屈折 15.98
6 L03 -31.50464 1 2.0508 26.942 屈折 15.473
7 -539.06938 0.1 屈折 15.041
8 L04 37.63411 10.764813 1.618081 56.93 屈折 14.355
9 L05 -34.60962 3.83691 2.0508 26.942 屈折 12.765
10 22.29565 0.668661 屈折 11.563
11 L06 25.43621 3.010487 1.930449 17.16 屈折 11.701
12 73.69967 0.2 屈折 11.643
13 L07 25.84789 7.294718 1.547555 65.04 屈折 11.742
14 -33.05775 5.5 屈折 11.381
絞り面 0 5.1 屈折 7.8
16 L08 146.36652 2 2.0508 26.942 屈折 8.234
17 28.57796 1.306849 屈折 8.265
18 L09 58.63527 4.994942 1.830024 18.81 屈折 8.541
19 L10 -10.53022 2 2.0508 26.942 屈折 8.54
20 -84.82778 17.2598 屈折 9.92
21 L11 53.50377 20 1.73334 21.32 屈折 18
22 L12 -21.07109 3.569619 1.991895 17.11 屈折 18.53
23 -158.04724 5.807116 屈折 22.087
*24 L13 148.47075 6 1.531131 55.75 屈折 26.209
*25 650.63668 9.065182 屈折 26.882
*26 L14 -40.83487 6 1.531131 55.75 屈折 26.371
*27 75.54135 3.815481 屈折 26.771
*28 35 75 40 1.509398 56.47 屈折 25.072
*29 36 -20.55626 -40 1.509398 56.47 反射 20.368
*30 37 75 -340 屈折 37.671
像面 S 0 0 屈折 1920.039
【0060】
各非球面の非球面係数は以下のとおりである。
【0061】
面番号 24
コーニック定数 5.515539E+00
4次の係数 -1.299777E-05
6次の係数 4.968559E-08
8次の係数 -4.431729E-11
面番号 25
コーニック定数 1E+02
4次の係数 -1.40102E-05
6次の係数 5.906768E-08
8次の係数 -6.10124E-11
面番号 26
コーニック定数 -1.760956E+01
4次の係数 1.78046E-05
6次の係数 -2.075195E-08
8次の係数 1.118352E-12
面番号 27
コーニック定数 6.356227E+00
4次の係数 -2.776687E-05
6次の係数 1.076245E-08
8次の係数 -7.204845E-12
面番号 28
コーニック定数 2.661693E+00
4次の係数 1.778649E-06
6次の係数 7.496096E-10
8次の係数 -1.182048E-12
10次の係数 5.865021E-16
面番号 29
コーニック定数 -2.055626E+01
4次の係数 -4.071838E+00
6次の係数 -2.121738E-05
8次の係数 6.316358E-08
10次の係数 -1.009726E-10
12次の係数 8.489819E-14
面番号 30
コーニック定数 7.5E+01
4次の係数 2.661693E+00
6次の係数 1.778649E-06
8次の係数 7.496096E-10
10次の係数 -1.182048E-12
12次の係数 5.865021E-16
コーニック定数 5.515539E+00
4次の係数 -1.299777E-05
6次の係数 4.968559E-08
8次の係数 -4.431729E-11
面番号 25
コーニック定数 1E+02
4次の係数 -1.40102E-05
6次の係数 5.906768E-08
8次の係数 -6.10124E-11
面番号 26
コーニック定数 -1.760956E+01
4次の係数 1.78046E-05
6次の係数 -2.075195E-08
8次の係数 1.118352E-12
面番号 27
コーニック定数 6.356227E+00
4次の係数 -2.776687E-05
6次の係数 1.076245E-08
8次の係数 -7.204845E-12
面番号 28
コーニック定数 2.661693E+00
4次の係数 1.778649E-06
6次の係数 7.496096E-10
8次の係数 -1.182048E-12
10次の係数 5.865021E-16
面番号 29
コーニック定数 -2.055626E+01
4次の係数 -4.071838E+00
6次の係数 -2.121738E-05
8次の係数 6.316358E-08
10次の係数 -1.009726E-10
12次の係数 8.489819E-14
面番号 30
コーニック定数 7.5E+01
4次の係数 2.661693E+00
6次の係数 1.778649E-06
8次の係数 7.496096E-10
10次の係数 -1.182048E-12
12次の係数 5.865021E-16
【0062】
ここで、面番号３０、すなわち第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２から上方Ｙ１に離間するのに伴って、第２方向Ｚ２に湾曲するカーブが急になる。より詳細には、図１０に示すように、ＹＺ平面上における第２透過面３７の有効光線範囲ＧにおいてＹ軸方向で第２光軸Ｎ２に最も近い第１端部３７ａの第１曲率半径Ｈは、Ｙ軸方向で第２光軸Ｎ２から最も遠い第２端部３７ｂの第２曲率半径Ｉよりも大きい。また、第１端部３７ａの第１曲率中心Ｈ０および第２端部３７ｂの第２曲率中心Ｉ０は第２光軸Ｎ２上に位置し、第１曲率中心Ｈ０は第２曲率中心Ｉ０よりも第１端部３７ａから離間している。すなわち、第１端部３７ａの第１曲率中心Ｈ０は、第２端部３７ｂの第２曲率中心Ｉ０よりも第２方向Ｚ２に位置する。
【0063】
言い換えれば、第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２から上方Ｙ１に離間する各高さ位置における接線の傾きが、第２光軸Ｎ２から離間するのに伴って大きくなる。また、第２透過面３７は、第２光軸Ｎ２からの各高さ位置において接線が傾斜する傾きの増加率が、第２光軸Ｎ２から上方Ｙ１に離間するのに伴って増大する。以下のデータは、光線有効範囲（光線有効径）における高さ位置Ｙと、高さ位置Ｙにおける接線の傾き角度Ａｎｇとの関係を示す。図１１は、光線有効径における高さ位置Ｙと、高さ位置Ｙにおける接線の傾き角度Ａｎｇとの関係を示すグラフである。図１１では、横軸が高さ位置Ｙであり、縦軸が傾き角度Ａｎｇである。第２光軸Ｎ２上の高さ位置Ｙは０である。高さ位置Ｙの単位はｍｍである。
【0064】
ここで、図９に示すように、投写光学系３Ｂは、縮小側結像面である液晶パネル１８か
ら反射面３６までの軸上面間距離Ｋを、縮小側結像面のイメージサークルの半径Ｊで除算
した値が、２０よりも小さい。すなわち、軸上面間距離Ｋは、２２３．５７ｍｍであり、
半径Ｊは、１１．７ｍｍである。よって、軸上面間距離Ｋを半径Ｊで除算した値は１９．
１であり、２０より小さい。
ら反射面３６までの軸上面間距離Ｋを、縮小側結像面のイメージサークルの半径Ｊで除算
した値が、２０よりも小さい。すなわち、軸上面間距離Ｋは、２２３．５７ｍｍであり、
半径Ｊは、１１．７ｍｍである。よって、軸上面間距離Ｋを半径Ｊで除算した値は１９．
１であり、２０より小さい。
【0065】
（作用効果）
本例の投写光学系３Ｂは、上記の投写光学系３Ａと同様の作用効果を得ることができる。
本例の投写光学系３Ｂは、上記の投写光学系３Ａと同様の作用効果を得ることができる。
【0066】
【0067】
なお、投写光学系３Ａ，３Ｂでは、第２光学系３２の拡大側に、レンズやミラーなどの光学部材を有する第３光学系を備えることもできる。
【符号の説明】
【0068】
１…プロジェクター、２…画像形成部、３,３Ａ、３Ｂ…投写光学系、４…制御部、６…画像処理部、７…表示駆動部、１０…光源、１１…第１インテグレーターレンズ、１２…第２インテグレーターレンズ、１３…偏光変換素子、１４…重畳レンズ、１５…第１ダイクロイックミラー、１６…反射ミラー、１７Ｂ…フィールドレンズ、１７Ｇ…フィールドレンズ、１７Ｒ…フィールドレンズ、１８,１８Ｂ,１８Ｇ,１８Ｒ…液晶パネル、１９…クロスダイクロイックプリズム、２１…第２ダイクロイックミラー、２２…リレーレンズ、２３…反射ミラー、２４…リレーレンズ、２５…反射ミラー、３１…第１光学系、３２…第２光学系、３３…光学素子、３３ａ…光学素子の第１面、３５…第１透過面、３６…反射面、３７…第２透過面、３７ａ…第１端部、３９…中間像、４０…瞳、Ｆ１～Ｆ５…光束、Ｇ…有効光線範囲、Ｌ１～Ｌ１４…レンズ、Ｌ２１…第１接合レンズ、Ｌ２２…第２接合レンズ、Ｌ２３…第３接合レンズ、Ｌ２４…第４接合レンズ、Ｎ１…第１光学系の第１光軸、Ｎ２…第２光学系の第２光軸、Ｑ１…上側交点、Ｑ２…下側交点。
【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】
