投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置
【課題】色収差や台形ひずみを始めとする諸収差を良好に維持しつつフロントプロジェクションタイプのものに用いる場合にも、コンパクト化という要求に応え得る投写光学系および投写型表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示素子３により光変調された光束を、８枚構成の正の第１群Ｇ１と、３枚構成の負の第２群Ｇ２と、非球面単レンズよりなる第３群Ｇ３から構成されてなる第１光学系１と、非球面反射ミラー４よりなる第２光学系２とからなる投写光学系１０によりスクリーン５上に拡大投写する。投写光学系１０は軸はずし光学系とされ、投写レンズ系１と第２光学系２の間の位置に、中間像を結像する。また、式(1)、(2)を満足する。T1/Y<12.5(1)、T12/f1<6.0(2) T1は第１光学系１の全長、Yは画像表示素子３上における最大光線高さ、T12は第１光学系１と第２光学系２の距離、ｆ1は第１光学系１の焦点距離。
【解決手段】画像表示素子３により光変調された光束を、８枚構成の正の第１群Ｇ１と、３枚構成の負の第２群Ｇ２と、非球面単レンズよりなる第３群Ｇ３から構成されてなる第１光学系１と、非球面反射ミラー４よりなる第２光学系２とからなる投写光学系１０によりスクリーン５上に拡大投写する。投写光学系１０は軸はずし光学系とされ、投写レンズ系１と第２光学系２の間の位置に、中間像を結像する。また、式(1)、(2)を満足する。T1/Y<12.5(1)、T12/f1<6.0(2) T1は第１光学系１の全長、Yは画像表示素子３上における最大光線高さ、T12は第１光学系１と第２光学系２の距離、ｆ1は第１光学系１の焦点距離。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写光学系および投写型表示装置に関し、特に、画像表示素子に表示された画像を複数枚のレンズからなる第１光学系および凹面ミラーからなる第２光学系を用いてスクリーン上に結像せしめる投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
投写型表示装置や投写型テレビ装置の投写光学系においては、従来より光学ガラスを用いた屈折光学系によるものが広く知られているが、近年、光学ガラスにより発生する色収差を改善するために、また、広画角化を図るために投写光学系の一部に反射ミラーを用いたものが知られている。
【０００３】
特に、例えば下記特許文献１、２のものでは、装置のコンパクト化の要請から、光学素子を光軸からチルトさせた斜め投映タイプとされており、さらに、このような斜め投映タイプのものにおいて発生する、大きな台形ひずみを低減するため、上記反射ミラーは非球面ミラーとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３５５１６号公報
【特許文献２】特開２００７−７９５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に記載のものは、いずれもリアプロジェクションタイプのものに搭載することを主目的として構成されたものであり、コンパクトに構成されているとはいっても、フロントプロジェクションタイプのものに用いる場合には、さらなるコンパクト化が要求される。すなわち、フロントプロジェクションタイプのものでは、持ち運びに便利であること、および机上に置いて投影することが求められていることから、さらに大幅にコンパクト化を促進する必要があった。特に、光学系の光軸方向にコンパクト化を図ることが要求されていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、色収差や台形ひずみを始めとした諸収差を良好に維持しつつフロントプロジェクションタイプのものに用いる場合にも、コンパクト化という要求に応え得る投写光学系および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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の投写光学系は、
１対の共役面のうち、縮小側の共役面である画像表示素子面上の画像を拡大側の共役面であるスクリーン上に拡大して投写する投写光学系において、
前記画像表示素子側から順に、
複数のレンズにより構成され、前記画像表示素子上の画像を中間像として結像させる第１光学系と、前記第１光学系に対して凹面を向けた凹面ミラーからなり、前記中間像を前記スクリーン上に結像する第２光学系とを、配設してなり、
かつ下記の条件式（１）を満足してなることを特徴とするものである。
Ｔ１/Ｙ＜１２．５ （１）
ここで、
Ｔ１：前記第１光学系の全長
Ｙ ：前記画像表示素子上における最大光線高さ
【０００８】
また、上記第１の投写光学系において、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
Ｔ１２/ｆ１＜６．０ （２）
ここで、
Ｔ１２：前記第１光学系と前記第２光学系の距離
ｆ１ ：前記第１光学系の焦点距離
【０００９】
また、本発明の第２の投写光学系は、
１対の共役面のうち、縮小側の共役面である画像表示素子面上の画像を拡大側の共役面であるスクリーン上に拡大して投写する投写光学系において、
前記画像表示素子側から順に、
複数のレンズにより構成され、前記画像表示素子上の画像を中間像として結像させる第１光学系と、前記第１光学系に対して凹面を向けた凹面ミラーからなり、前記中間像を前記スクリーン上に結像する第２光学系とを、配設してなり、
前記第１光学系は、前記画像表示素子側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、および少なくとも１枚の非球面レンズを有する第３レンズ群により構成されてなることを特徴とするものである。
【００１０】
上記第２の投写光学系において、前記第２光学系と、前記第１光学系のうちの前記第１レンズ群および前記第２レンズ群と、を光軸方向に移動させることによってフォーカス調整を行なうことが好ましい。
【００１１】
また、前記凹面ミラーは、回転対称な非球面形状や、回転非対称な非球面形状をなすように構成することが可能である。
【００１２】
また、前記第１光学系は、少なくとも１枚の非球面レンズを有することが好ましい。
この場合において、前記第１光学系の前記非球面レンズは回転対称な非球面形状をなすことが好ましい。
【００１３】
また、前記第１光学系および前記第２光学系は、互いに共通の光軸を備えていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の投写型表示装置は、前記いずれかの投写光学系を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置によれば、前記画像表示素子上における最大光線高さＹに対する第１光学系の全長Ｔ１を１２．５より小さい範囲となるように設定している。すなわち、投写光学系のコンパクト化は、まず、第１光学系の全長を短縮化することにより、図られることになるので、この第１光学系の全長Ｔ１が画像表示素子上における最大光線高さＹに対して１２．５より小さく設定することにより、フロントプロジェクションタイプに搭載する際にも、十分満足しうる程度にコンパクト化を図ることできる。
【００１６】
また、１対の共役面のうち、縮小側の共役面側から順に、第１光学系と第２光学系とを配してなり、第１光学系は複数のレンズを有するのに対し、第２光学系は非球面の凹面形状をなす反射ミラーを有するように構成し、かつ第１光学系と第２光学系の間の位置に、中間像を結像するように構成している。したがって、斜入射光学系において入射角を大きな状態としても歪みの少ない実像を、少ない数の反射ミラーを用いてスクリーン上に形成することができ、また、投写光学系を屈折光学系のみで構成した場合と比べて、色収差の発生を抑制することができる。また、第２光学系の反射ミラーを１枚とすることで光学系の組立てが容易となり、また、装置のコンパクト化を促進することができる。
【００１７】
また、第１光学系と第２光学系の間の位置に中間像を結像するように構成したことにより、第２光学系のミラーのサイズを小さく構成することができる。
【００１８】
本発明の第２の投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置によれば、１対の共役面のうち、縮小側の共役面側から順に、第１光学系と第２光学系とを配してなり、第１光学系は、画像表示素子側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、および屈折力の小さい（正または負の屈折力を有する）第３レンズ群により構成されているのに対し、第２光学系は非球面の凹面形状をなす反射ミラーを有するように構成し、かつ第１光学系と第２光学系の間の位置に、中間像を結像するように構成している。したがって、斜入射光学系において入射角を大きな状態としても歪みの少ない実像を、少ない数の反射ミラーを用いてスクリーン上に形成することができ、また、投写光学系を屈折光学系のみで構成した場合と比べて、色収差の発生を抑制することができる。また、第２光学系の反射ミラーを１枚とすることで光学系の組立てが容易となり、また、装置のコンパクト化を促進することができる。
【００１９】
また、第１光学系と第２光学系の間の位置に中間像を結像するように構成したことにより、第２光学系のミラーのサイズを小さく構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置の実施形態について図１〜３を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る投写型表示装置２０を示すものであり、また、図２は、本発明の実施形態に係る投写光学系１０を示すものであり、図３は、投写光学系１０の第１光学系１のレンズ構成を拡大して示すものである。
【００２１】
この投写型表示装置２０は、光源（不図示）からの光束を照明光学部（不図示）を介して画像表示素子３に照射し、画像表示素子３により光変調され画像情報を担持した光束を、投写レンズ系からなる第１光学系１および１枚の反射ミラー４からなる第２光学系２により、前側（観察者側）からスクリーン５に拡大投写するものである。スクリーン５はこの投写光学系１０の拡大側共役面に、また画像表示素子３はこの投写光学系１０の縮小側共役面に略一致するように配置されている。画像表示素子３の光出射側にはカバーガラス（平行平面板）６およびプリズム部（色合成プリズムや光偏向プリズム等）７が配されている。そして、第１光学系１と第２光学系２の間の位置に中間像が形成される。
【００２２】
また、本実施形態に係る投写光学系１０は軸はずし光学系とされており、反射ミラー４においては、光軸Ｚの片側（図１中で光軸Ｚよりも下方）が有効な光反射領域として利用されている。このように、片側に偏った光線のみを利用することにより、図１に示すような位置にスクリーン５を配置することができ、これにより装置の薄型化、コンパクト化をある程度図ることが可能となる。
【００２３】
また、この投写光学系１０の各要素は図１の紙面（対称面）に関して略面対称形状とされており、光学系の組立てを容易なものとすることができる。
【００２４】
また、本実施形態に係る投写光学系１０は下記条件式（１）を満足するように構成されている。
Ｔ１/Ｙ＜１２．５ （１）
ここで、
Ｔ１：第１光学系１の全長
Ｙ ：画像表示素子３上における最大光線高さ
【００２５】
投写光学系１０のコンパクト化は、第１光学系１の全長によって大きな影響を受けるので、この第１光学系の全長Ｔ１が画像表示素子３上における最大光線高さＹに対して１２．５より小さい値となるように設定することにより、携帯性や机上操作性が要求されるフロントプロジェクションタイプのものに搭載する場合にも、十分満足しうる程度に装置のコンパクト化を図ることできる。
【００２６】
なお、上記条件式（１）に替えて、下記条件式（１´）を満足する場合には、上記作用効果を格段と良好なものとすることが可能である。
Ｔ１/Ｙ＜１０．０ （１´）
【００２７】
さらに、本実施形態に係る投写光学系１０では、下記条件式（２）を満足するように構成することが好ましい。
【００２８】
すなわち、投写光学系１０のコンパクト化は、上記条件式（１）または上記条件式（１´）を満足した上で下記条件式（２）を満足することにより、より確実なものとすることができる。
Ｔ１２/ｆ１＜６．０ （２）
ここで、
Ｔ１２：第１光学系１と第２光学系２の距離
ｆ１ ：第１光学系１の焦点距離
【００２９】
さらに、上記条件式（２）に替えて、下記条件式（２´）を満足する場合には、上記作用効果を格段と良好なものとすることが可能である。
Ｔ１２/ｆ１＜５．５ （２´）
【００３０】
また、本実施形態に係る投写光学系１０のうち、第１光学系１は、３つのレンズ群Ｇ１〜Ｇ３により構成され、縮小側から順に、正の第１レンズ群Ｇ１（下記実施例１では８枚構成、下記実施例２では７枚構成）と、負の第２レンズ群Ｇ２（下記実施例１、２共に３枚構成）と、収差補正を主目的とされた、屈折力の小さい１枚の非球面レンズからなる第３レンズ群Ｇ３から構成される。
【００３１】
また、本実施形態の投写光学系１０においては、上述したように第２光学系２は１枚の反射ミラー４によって構成されている。この第２光学系２を複数の反射ミラーにより構成した場合、アラインメント調整が難しく、また、そのためにどうしても発生する組立誤差に伴って性能維持が困難となってしまう。これに対し、本実施形態の投写光学系においては、第２光学系２を１枚の反射ミラー４によって構成しているので、組立誤差が小さく、光学系の性能維持が容易であり、装置のコンパクト化を促進することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る投写光学系１０のフォーカス調整は、第２光学系２、ならびに第１光学系１中の第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２を、第１光学系１の光軸Ｚに沿って各々移動させることにより行われるように構成することが好ましい。
【００３３】
このように構成された本実施形態に係る投写光学系１０によれば、斜入射光学系において入射角を大きな状態としても歪みの少ない実像を、少ない数の反射ミラーを用いてスクリーン上に形成することができ、また、投写光学系を屈折光学系のみで構成した場合と比べて、色収差の発生を抑制することができる。
【００３４】
また、この実施形態のものにおいては、第１光学系１の第３レンズ群Ｇ３を構成する最も拡大側の非球面レンズＬ１２は、図１〜３に示すように図中の上方部分が欠如した回転非対称形状とされている。すなわち、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光束のうち、最も第１光学系１に近接して射出された光束ｓがレンズＬ１２によってケラレないように、レンズＬ１２の有効域外領域であって、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光線ｓと干渉する部分Ｌ１２Ａが欠如した回転非対称形状とされてなるものである。これにより、スクリーン５上の画面と、第１光学系１の光軸Ｚを互いに近づけたとしても、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光線ｓが、第１光学系１の最も拡大側のレンズと干渉するおそれが小さくなることから、スクリーン５上の画面と第１光学系１との距離を短縮化することができるとともに、第１光学系１を反射ミラー４に、より近づけることもできるので、装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００３５】
なお、同様の趣旨により、第１光学系１内のレンズであって、レンズＬ１２以外のレンズにおいても、有効域外領域であって、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光線ｓと干渉する部分が欠如した回転非対称形状とするようにしてもよい。
【００３６】
したがって、本実施形態のものでは下記条件式（３）を満足させ得る。
Ｙｍｉｎ／Ｙｍａｘ＜０．３５ （３）
ここで、
Ｙｍｉｎ：スクリーン５上の投映画面内の位置において、第１光学系１の光軸Ｚから最も近い点の、第１光学系１の光軸Ｚからの距離
Ｙｍａｘ：スクリーン５上の投映画面内の位置において、第１光学系１の光軸Ｚから最も遠い点の、第１光学系１の光軸Ｚからの距離
【００３７】
ここに、投写光学系１０全体のコンパクト化は、上記条件式（３）を満足させた上で、上記条件式（１）または（１´）、ならびに上記条件式（２）または（２´）を満足させて第１光学系１の光軸方向の短縮化を図るようにすることで、より確実なものとすることができる。
【００３８】
また、反射ミラー４は、光軸Ｚを軸とする回転対称な非球面形状により構成されていてもよく（後述する実施例１）、この場合には光学系のアラインメント調整が容易となるように構成されている。前記凹面ミラーは、勿論、回転非対称な非球面形状により構成されていてもよく（後述する実施例２）、この場合、諸収差をより向上させることができる。
【００３９】
さらに、第１光学系１および第２光学系２は共通の光軸を備えており、これによっても光学系のアラインメント調整が容易となるように工夫されている。
【００４０】
また、第１光学系１中に非球面レンズを配置することが望ましく、この場合の非球面は回転対称な非球面形状としてもよいし、回転非対称な非球面形状としてもよい。
【００４１】
また、図１〜３に示す実施形態の投写光学系においては、第１光学系１と第２光学系２の間には反射ミラー等の反射光学素子を配設しないように構成することが肝要である。上述したように、本発明の投写光学系においては、第１光学系１と第２光学系２の間の位置で中間結像するようになっており、したがって、仮に第１光学系１と第２光学系２の間に反射ミラー等の反射光学素子を配したとすると、反射ミラー面上に付着していた塵埃の像がスクリーン５上に投映されてしまうという不都合を生じるからである。
【００４２】
なお、本実施形態に係る投写型表示装置はフロント型のプロジェクション装置に適用されたものであるが、リア型のプロジェクション装置に適用することもできる。
【００４３】
以下、本発明に係る投写光学系の具体的な実施例について説明する。
また、上述したように、第２光学系２を構成する反射ミラー４の反射面および第１光学系１を構成するレンズＬ１２のレンズ面は、各々非球面とされている。これら非球面形状は、光軸Ｚを軸とする回転対称な非球面形状により構成されていてもよいし、回転非対称な非球面形状により構成されていてもよい。
【００４４】
回転対称な非球面形状は、下記非球面式（Ａ）により表される。
【００４５】
【数１】
【００４６】
また、回転非対称な非球面形状（自由曲面形状）は、下記非球面式（Ｂ）により表される。
【００４７】
【数２】
【００４８】
＜実施例１＞
実施例１に係る、投写型表示装置２０の構成は図１に示すとおりであり、投写光学系１０の構成は、図２に示すとおりであり、その第１光学系１を形成するレンズ系の詳細構成は図３に示すとおりである。
【００４９】
図２および図３に示すように、この第１光学系１は、縮小側において、図中光軸Ｚよりも上方に偏って配された画像表示素子３から出射された、画像情報を担持した光束を第２光学系２を構成する反射ミラー４に向けて出射するものであり、縮小側から順に、カバーガラス（平行平面板）６およびプリズム部７と、８枚のレンズＬ１〜Ｌ８からなる正の第１レンズ群Ｇ１と、絞り８と、３枚のレンズＬ９〜Ｌ１１からなる負の第２レンズ群Ｇ２と、１枚の非球面レンズＬ１２からなる、収差補正を主目的とした（光軸近傍で若干負とされた）第３レンズ群Ｇ３とを配設してなり、いわゆる軸はずしの光学系とされている。
【００５０】
また、非球面レンズＬ１２の有効域外領域であって、第２光学系２からスクリーン５に向かう光線ｓと干渉する部分Ｌ１２Ａが欠如した回転非対称形状とされてなる。
ここで、第１光学系１の第１レンズ群Ｇ１中において、両凸レンズＬ３および両凹レンズＬ４とは互いに接合されており、色収差の補正を良好なものとするように配慮されている。
【００５１】
また、下記表１に、実施例１の投写光学系の各部材面の曲率半径Ｒ、各部材の光軸Ｚ上の面間隔（各部材間の空気間隔および各部材の中心厚：光軸Ｚ上に存在しない面においては各面位置（上記反射ミラー４の面では面頂点位置、上記スクリーン５の面では該面頂点位置からの光軸Ｚ方向の距離が最小となる位置）から光軸Ｚ上に垂線を下ろした位置を基準とする）Ｄ、各部材のｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数νを示す。また、面番号の左側に＊を付した面は非球面であることを表している（表３において同じ）。
【００５２】
【表１】
【００５３】
さらに、上記非球面レンズＬ１２の両面および反射ミラー４の反射面は、いずれも上記非球面式（Ａ）により表され、下記表２には、これら各非球面について上記非球面式（Ａ）における各非球面係数を示す。
【００５４】
【表２】
【００５５】
なお、本実施例の上記条件式（１）、（２）、（３）に対応する数値は下記表６に示されているように、条件式（１）、（２）、（３）のみならず、条件式（１´）、（２´）も満足しており、投写光学系１０全体として十分コンパクトなものとされている。
【００５６】
また、図４は実施例１に係る投写光学系のスクリーン５上の各位置（ｘ座標を、主光線に対する出射光線高さ、ｙ座標を、画像表示素子３表示面での主光線からのズレ量とした場合の、各（ｘ，ｙ）座標（ｘ座標、ｙ座標ともに任意単位、原点は主光線と画像表示素子３表示面との交差位置）からの距離を示す：図８において同じ）における各波長（ｄ線、Ｆ線およびＣ線）に対する横収差を示すものである。
【００５７】
図４に示すように、実施例１に係る投写光学系１０は、各収差を良好に補正し得る高性能な投写光学系とされている。
【００５８】
＜実施例２＞
実施例２に係る、投写型表示装置２０の構成は図５に示すとおりであり、投写光学系１０の構成は、図６に示すとおりであり、その第１光学系１を形成するレンズ系の詳細構成は図７に示すとおりである。
【００５９】
図６および図７に示すように、この投写型表示装置２０および投写光学系１０は、上記実施例１に係る投写型表示装置２０および投写光学系１０と略同様に構成されているが、特に、第１レンズ群Ｇ１が７枚のレンズＬ１〜Ｌ７からなる点において相違している。なお、第２レンズ群Ｇ２は３枚のレンズＬ８〜Ｌ１０からなり、第３レンズ群Ｇ３は、光軸近傍で若干正とされた１枚の非球面レンズＬ１１からなる。
【００６０】
また、レンズＬ１１の有効域外領域であって、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光線ｓと干渉する部分Ｌ１１Ａが欠如した回転非対称形状とされてなる。
【００６１】
ここで、第１光学系１の第１レンズ群Ｇ１中において、両凸レンズＬ２および縮小側に凹面を向けた負レンズＬ３とは互いに接合されており、第１光学系１の第２レンズ群Ｇ２中において、両凸レンズＬ８および両凹レンズＬ９が互いに接合されており、各々、色収差の補正が良好とされている。
【００６２】
また、下記表３に、実施例２の投写光学系の各部材面の曲率半径Ｒ、各部材の光軸Ｚ上の面間隔Ｄ、各部材のｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数νを示す。
【００６３】
【表３】
【００６４】
さらに、本実施例２における上記非球面レンズＬ１１の両面は、いずれも上記非球面式（Ａ）により表され、下記表４には、これら各非球面について上記非球面式（Ａ）における各非球面係数を示す。
【００６５】
【表４】
【００６６】
さらに、本実施例２における上記反射ミラー４の反射面は、上記非球面式（Ｂ）により表され、下記表５には、これら各非球面について上記非球面式（Ｂ）における各非球面係数が示されている。
【００６７】
【表５】
【００６８】
なお、本実施例の上記条件式（１）、（２）、（３）に対応する数値は下記表６に示されているように、条件式（１）、（２）、（３）のみならず、条件式（１´）、（２´）も満足しており、投写光学系１０全体として十分コンパクトなものとされている。
【００６９】
また、図８は実施例２に係る投写光学系のスクリーン５上の各位置における各波長（ｄ線、Ｆ線およびＣ線）に対する横収差を示すものである。
【００７０】
図８に示すように、実施例２に係る投写光学系１０は、各収差を良好に補正し得る高性能な投写光学系とされている。
【００７１】
【表６】
【００７２】
本発明に係る投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置としては、上述したものに限られるものではなく、種々の態様の変更が可能である。例えば、第１光学系１のレンズ構成、ならびに第２光学系２を形成する反射ミラー４の曲面形状や配設位置は適宜設定することができる。
【００７３】
さらに、第１光学系１中に、２枚以上の非球面レンズを配置することも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１に係る投写型表示装置の構成を示す図
【図２】実施例１に係る投写光学系の構成を示す図
【図３】実施例１の投写光学系の一部を詳細に示す図
【図４】実施例１に係る投写光学系の横収差を示す図
【図５】実施例２に係る投写型表示装置の構成を示す図
【図６】実施例２に係る投写光学系の構成を示す図
【図７】実施例２の投写光学系の一部を詳細に示す図
【図８】実施例２に係る投写光学系の横収差を示す図
【符号の説明】
【００７５】
１ 第１光学系
２ 第２光学系
３ 画像表示素子
４ 反射ミラー
５ スクリーン
６ カバーガラス
７ プリズム部
８ 絞り
１０ 投写光学系
２０ 投写型表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写光学系および投写型表示装置に関し、特に、画像表示素子に表示された画像を複数枚のレンズからなる第１光学系および凹面ミラーからなる第２光学系を用いてスクリーン上に結像せしめる投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
投写型表示装置や投写型テレビ装置の投写光学系においては、従来より光学ガラスを用いた屈折光学系によるものが広く知られているが、近年、光学ガラスにより発生する色収差を改善するために、また、広画角化を図るために投写光学系の一部に反射ミラーを用いたものが知られている。
【０００３】
特に、例えば下記特許文献１、２のものでは、装置のコンパクト化の要請から、光学素子を光軸からチルトさせた斜め投映タイプとされており、さらに、このような斜め投映タイプのものにおいて発生する、大きな台形ひずみを低減するため、上記反射ミラーは非球面ミラーとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３５５１６号公報
【特許文献２】特開２００７−７９５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に記載のものは、いずれもリアプロジェクションタイプのものに搭載することを主目的として構成されたものであり、コンパクトに構成されているとはいっても、フロントプロジェクションタイプのものに用いる場合には、さらなるコンパクト化が要求される。すなわち、フロントプロジェクションタイプのものでは、持ち運びに便利であること、および机上に置いて投影することが求められていることから、さらに大幅にコンパクト化を促進する必要があった。特に、光学系の光軸方向にコンパクト化を図ることが要求されていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、色収差や台形ひずみを始めとした諸収差を良好に維持しつつフロントプロジェクションタイプのものに用いる場合にも、コンパクト化という要求に応え得る投写光学系および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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の投写光学系は、
１対の共役面のうち、縮小側の共役面である画像表示素子面上の画像を拡大側の共役面であるスクリーン上に拡大して投写する投写光学系において、
前記画像表示素子側から順に、
複数のレンズにより構成され、前記画像表示素子上の画像を中間像として結像させる第１光学系と、前記第１光学系に対して凹面を向けた凹面ミラーからなり、前記中間像を前記スクリーン上に結像する第２光学系とを、配設してなり、
かつ下記の条件式（１）を満足してなることを特徴とするものである。
Ｔ１/Ｙ＜１２．５ （１）
ここで、
Ｔ１：前記第１光学系の全長
Ｙ ：前記画像表示素子上における最大光線高さ
【０００８】
また、上記第１の投写光学系において、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
Ｔ１２/ｆ１＜６．０ （２）
ここで、
Ｔ１２：前記第１光学系と前記第２光学系の距離
ｆ１ ：前記第１光学系の焦点距離
【０００９】
また、本発明の第２の投写光学系は、
１対の共役面のうち、縮小側の共役面である画像表示素子面上の画像を拡大側の共役面であるスクリーン上に拡大して投写する投写光学系において、
前記画像表示素子側から順に、
複数のレンズにより構成され、前記画像表示素子上の画像を中間像として結像させる第１光学系と、前記第１光学系に対して凹面を向けた凹面ミラーからなり、前記中間像を前記スクリーン上に結像する第２光学系とを、配設してなり、
前記第１光学系は、前記画像表示素子側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、および少なくとも１枚の非球面レンズを有する第３レンズ群により構成されてなることを特徴とするものである。
【００１０】
上記第２の投写光学系において、前記第２光学系と、前記第１光学系のうちの前記第１レンズ群および前記第２レンズ群と、を光軸方向に移動させることによってフォーカス調整を行なうことが好ましい。
【００１１】
また、前記凹面ミラーは、回転対称な非球面形状や、回転非対称な非球面形状をなすように構成することが可能である。
【００１２】
また、前記第１光学系は、少なくとも１枚の非球面レンズを有することが好ましい。
この場合において、前記第１光学系の前記非球面レンズは回転対称な非球面形状をなすことが好ましい。
【００１３】
また、前記第１光学系および前記第２光学系は、互いに共通の光軸を備えていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の投写型表示装置は、前記いずれかの投写光学系を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置によれば、前記画像表示素子上における最大光線高さＹに対する第１光学系の全長Ｔ１を１２．５より小さい範囲となるように設定している。すなわち、投写光学系のコンパクト化は、まず、第１光学系の全長を短縮化することにより、図られることになるので、この第１光学系の全長Ｔ１が画像表示素子上における最大光線高さＹに対して１２．５より小さく設定することにより、フロントプロジェクションタイプに搭載する際にも、十分満足しうる程度にコンパクト化を図ることできる。
【００１６】
また、１対の共役面のうち、縮小側の共役面側から順に、第１光学系と第２光学系とを配してなり、第１光学系は複数のレンズを有するのに対し、第２光学系は非球面の凹面形状をなす反射ミラーを有するように構成し、かつ第１光学系と第２光学系の間の位置に、中間像を結像するように構成している。したがって、斜入射光学系において入射角を大きな状態としても歪みの少ない実像を、少ない数の反射ミラーを用いてスクリーン上に形成することができ、また、投写光学系を屈折光学系のみで構成した場合と比べて、色収差の発生を抑制することができる。また、第２光学系の反射ミラーを１枚とすることで光学系の組立てが容易となり、また、装置のコンパクト化を促進することができる。
【００１７】
また、第１光学系と第２光学系の間の位置に中間像を結像するように構成したことにより、第２光学系のミラーのサイズを小さく構成することができる。
【００１８】
本発明の第２の投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置によれば、１対の共役面のうち、縮小側の共役面側から順に、第１光学系と第２光学系とを配してなり、第１光学系は、画像表示素子側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、および屈折力の小さい（正または負の屈折力を有する）第３レンズ群により構成されているのに対し、第２光学系は非球面の凹面形状をなす反射ミラーを有するように構成し、かつ第１光学系と第２光学系の間の位置に、中間像を結像するように構成している。したがって、斜入射光学系において入射角を大きな状態としても歪みの少ない実像を、少ない数の反射ミラーを用いてスクリーン上に形成することができ、また、投写光学系を屈折光学系のみで構成した場合と比べて、色収差の発生を抑制することができる。また、第２光学系の反射ミラーを１枚とすることで光学系の組立てが容易となり、また、装置のコンパクト化を促進することができる。
【００１９】
また、第１光学系と第２光学系の間の位置に中間像を結像するように構成したことにより、第２光学系のミラーのサイズを小さく構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置の実施形態について図１〜３を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る投写型表示装置２０を示すものであり、また、図２は、本発明の実施形態に係る投写光学系１０を示すものであり、図３は、投写光学系１０の第１光学系１のレンズ構成を拡大して示すものである。
【００２１】
この投写型表示装置２０は、光源（不図示）からの光束を照明光学部（不図示）を介して画像表示素子３に照射し、画像表示素子３により光変調され画像情報を担持した光束を、投写レンズ系からなる第１光学系１および１枚の反射ミラー４からなる第２光学系２により、前側（観察者側）からスクリーン５に拡大投写するものである。スクリーン５はこの投写光学系１０の拡大側共役面に、また画像表示素子３はこの投写光学系１０の縮小側共役面に略一致するように配置されている。画像表示素子３の光出射側にはカバーガラス（平行平面板）６およびプリズム部（色合成プリズムや光偏向プリズム等）７が配されている。そして、第１光学系１と第２光学系２の間の位置に中間像が形成される。
【００２２】
また、本実施形態に係る投写光学系１０は軸はずし光学系とされており、反射ミラー４においては、光軸Ｚの片側（図１中で光軸Ｚよりも下方）が有効な光反射領域として利用されている。このように、片側に偏った光線のみを利用することにより、図１に示すような位置にスクリーン５を配置することができ、これにより装置の薄型化、コンパクト化をある程度図ることが可能となる。
【００２３】
また、この投写光学系１０の各要素は図１の紙面（対称面）に関して略面対称形状とされており、光学系の組立てを容易なものとすることができる。
【００２４】
また、本実施形態に係る投写光学系１０は下記条件式（１）を満足するように構成されている。
Ｔ１/Ｙ＜１２．５ （１）
ここで、
Ｔ１：第１光学系１の全長
Ｙ ：画像表示素子３上における最大光線高さ
【００２５】
投写光学系１０のコンパクト化は、第１光学系１の全長によって大きな影響を受けるので、この第１光学系の全長Ｔ１が画像表示素子３上における最大光線高さＹに対して１２．５より小さい値となるように設定することにより、携帯性や机上操作性が要求されるフロントプロジェクションタイプのものに搭載する場合にも、十分満足しうる程度に装置のコンパクト化を図ることできる。
【００２６】
なお、上記条件式（１）に替えて、下記条件式（１´）を満足する場合には、上記作用効果を格段と良好なものとすることが可能である。
Ｔ１/Ｙ＜１０．０ （１´）
【００２７】
さらに、本実施形態に係る投写光学系１０では、下記条件式（２）を満足するように構成することが好ましい。
【００２８】
すなわち、投写光学系１０のコンパクト化は、上記条件式（１）または上記条件式（１´）を満足した上で下記条件式（２）を満足することにより、より確実なものとすることができる。
Ｔ１２/ｆ１＜６．０ （２）
ここで、
Ｔ１２：第１光学系１と第２光学系２の距離
ｆ１ ：第１光学系１の焦点距離
【００２９】
さらに、上記条件式（２）に替えて、下記条件式（２´）を満足する場合には、上記作用効果を格段と良好なものとすることが可能である。
Ｔ１２/ｆ１＜５．５ （２´）
【００３０】
また、本実施形態に係る投写光学系１０のうち、第１光学系１は、３つのレンズ群Ｇ１〜Ｇ３により構成され、縮小側から順に、正の第１レンズ群Ｇ１（下記実施例１では８枚構成、下記実施例２では７枚構成）と、負の第２レンズ群Ｇ２（下記実施例１、２共に３枚構成）と、収差補正を主目的とされた、屈折力の小さい１枚の非球面レンズからなる第３レンズ群Ｇ３から構成される。
【００３１】
また、本実施形態の投写光学系１０においては、上述したように第２光学系２は１枚の反射ミラー４によって構成されている。この第２光学系２を複数の反射ミラーにより構成した場合、アラインメント調整が難しく、また、そのためにどうしても発生する組立誤差に伴って性能維持が困難となってしまう。これに対し、本実施形態の投写光学系においては、第２光学系２を１枚の反射ミラー４によって構成しているので、組立誤差が小さく、光学系の性能維持が容易であり、装置のコンパクト化を促進することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る投写光学系１０のフォーカス調整は、第２光学系２、ならびに第１光学系１中の第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２を、第１光学系１の光軸Ｚに沿って各々移動させることにより行われるように構成することが好ましい。
【００３３】
このように構成された本実施形態に係る投写光学系１０によれば、斜入射光学系において入射角を大きな状態としても歪みの少ない実像を、少ない数の反射ミラーを用いてスクリーン上に形成することができ、また、投写光学系を屈折光学系のみで構成した場合と比べて、色収差の発生を抑制することができる。
【００３４】
また、この実施形態のものにおいては、第１光学系１の第３レンズ群Ｇ３を構成する最も拡大側の非球面レンズＬ１２は、図１〜３に示すように図中の上方部分が欠如した回転非対称形状とされている。すなわち、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光束のうち、最も第１光学系１に近接して射出された光束ｓがレンズＬ１２によってケラレないように、レンズＬ１２の有効域外領域であって、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光線ｓと干渉する部分Ｌ１２Ａが欠如した回転非対称形状とされてなるものである。これにより、スクリーン５上の画面と、第１光学系１の光軸Ｚを互いに近づけたとしても、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光線ｓが、第１光学系１の最も拡大側のレンズと干渉するおそれが小さくなることから、スクリーン５上の画面と第１光学系１との距離を短縮化することができるとともに、第１光学系１を反射ミラー４に、より近づけることもできるので、装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００３５】
なお、同様の趣旨により、第１光学系１内のレンズであって、レンズＬ１２以外のレンズにおいても、有効域外領域であって、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光線ｓと干渉する部分が欠如した回転非対称形状とするようにしてもよい。
【００３６】
したがって、本実施形態のものでは下記条件式（３）を満足させ得る。
Ｙｍｉｎ／Ｙｍａｘ＜０．３５ （３）
ここで、
Ｙｍｉｎ：スクリーン５上の投映画面内の位置において、第１光学系１の光軸Ｚから最も近い点の、第１光学系１の光軸Ｚからの距離
Ｙｍａｘ：スクリーン５上の投映画面内の位置において、第１光学系１の光軸Ｚから最も遠い点の、第１光学系１の光軸Ｚからの距離
【００３７】
ここに、投写光学系１０全体のコンパクト化は、上記条件式（３）を満足させた上で、上記条件式（１）または（１´）、ならびに上記条件式（２）または（２´）を満足させて第１光学系１の光軸方向の短縮化を図るようにすることで、より確実なものとすることができる。
【００３８】
また、反射ミラー４は、光軸Ｚを軸とする回転対称な非球面形状により構成されていてもよく（後述する実施例１）、この場合には光学系のアラインメント調整が容易となるように構成されている。前記凹面ミラーは、勿論、回転非対称な非球面形状により構成されていてもよく（後述する実施例２）、この場合、諸収差をより向上させることができる。
【００３９】
さらに、第１光学系１および第２光学系２は共通の光軸を備えており、これによっても光学系のアラインメント調整が容易となるように工夫されている。
【００４０】
また、第１光学系１中に非球面レンズを配置することが望ましく、この場合の非球面は回転対称な非球面形状としてもよいし、回転非対称な非球面形状としてもよい。
【００４１】
また、図１〜３に示す実施形態の投写光学系においては、第１光学系１と第２光学系２の間には反射ミラー等の反射光学素子を配設しないように構成することが肝要である。上述したように、本発明の投写光学系においては、第１光学系１と第２光学系２の間の位置で中間結像するようになっており、したがって、仮に第１光学系１と第２光学系２の間に反射ミラー等の反射光学素子を配したとすると、反射ミラー面上に付着していた塵埃の像がスクリーン５上に投映されてしまうという不都合を生じるからである。
【００４２】
なお、本実施形態に係る投写型表示装置はフロント型のプロジェクション装置に適用されたものであるが、リア型のプロジェクション装置に適用することもできる。
【００４３】
以下、本発明に係る投写光学系の具体的な実施例について説明する。
また、上述したように、第２光学系２を構成する反射ミラー４の反射面および第１光学系１を構成するレンズＬ１２のレンズ面は、各々非球面とされている。これら非球面形状は、光軸Ｚを軸とする回転対称な非球面形状により構成されていてもよいし、回転非対称な非球面形状により構成されていてもよい。
【００４４】
回転対称な非球面形状は、下記非球面式（Ａ）により表される。
【００４５】
【数１】
【００４６】
また、回転非対称な非球面形状（自由曲面形状）は、下記非球面式（Ｂ）により表される。
【００４７】
【数２】
【００４８】
＜実施例１＞
実施例１に係る、投写型表示装置２０の構成は図１に示すとおりであり、投写光学系１０の構成は、図２に示すとおりであり、その第１光学系１を形成するレンズ系の詳細構成は図３に示すとおりである。
【００４９】
図２および図３に示すように、この第１光学系１は、縮小側において、図中光軸Ｚよりも上方に偏って配された画像表示素子３から出射された、画像情報を担持した光束を第２光学系２を構成する反射ミラー４に向けて出射するものであり、縮小側から順に、カバーガラス（平行平面板）６およびプリズム部７と、８枚のレンズＬ１〜Ｌ８からなる正の第１レンズ群Ｇ１と、絞り８と、３枚のレンズＬ９〜Ｌ１１からなる負の第２レンズ群Ｇ２と、１枚の非球面レンズＬ１２からなる、収差補正を主目的とした（光軸近傍で若干負とされた）第３レンズ群Ｇ３とを配設してなり、いわゆる軸はずしの光学系とされている。
【００５０】
また、非球面レンズＬ１２の有効域外領域であって、第２光学系２からスクリーン５に向かう光線ｓと干渉する部分Ｌ１２Ａが欠如した回転非対称形状とされてなる。
ここで、第１光学系１の第１レンズ群Ｇ１中において、両凸レンズＬ３および両凹レンズＬ４とは互いに接合されており、色収差の補正を良好なものとするように配慮されている。
【００５１】
また、下記表１に、実施例１の投写光学系の各部材面の曲率半径Ｒ、各部材の光軸Ｚ上の面間隔（各部材間の空気間隔および各部材の中心厚：光軸Ｚ上に存在しない面においては各面位置（上記反射ミラー４の面では面頂点位置、上記スクリーン５の面では該面頂点位置からの光軸Ｚ方向の距離が最小となる位置）から光軸Ｚ上に垂線を下ろした位置を基準とする）Ｄ、各部材のｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数νを示す。また、面番号の左側に＊を付した面は非球面であることを表している（表３において同じ）。
【００５２】
【表１】
【００５３】
さらに、上記非球面レンズＬ１２の両面および反射ミラー４の反射面は、いずれも上記非球面式（Ａ）により表され、下記表２には、これら各非球面について上記非球面式（Ａ）における各非球面係数を示す。
【００５４】
【表２】
【００５５】
なお、本実施例の上記条件式（１）、（２）、（３）に対応する数値は下記表６に示されているように、条件式（１）、（２）、（３）のみならず、条件式（１´）、（２´）も満足しており、投写光学系１０全体として十分コンパクトなものとされている。
【００５６】
また、図４は実施例１に係る投写光学系のスクリーン５上の各位置（ｘ座標を、主光線に対する出射光線高さ、ｙ座標を、画像表示素子３表示面での主光線からのズレ量とした場合の、各（ｘ，ｙ）座標（ｘ座標、ｙ座標ともに任意単位、原点は主光線と画像表示素子３表示面との交差位置）からの距離を示す：図８において同じ）における各波長（ｄ線、Ｆ線およびＣ線）に対する横収差を示すものである。
【００５７】
図４に示すように、実施例１に係る投写光学系１０は、各収差を良好に補正し得る高性能な投写光学系とされている。
【００５８】
＜実施例２＞
実施例２に係る、投写型表示装置２０の構成は図５に示すとおりであり、投写光学系１０の構成は、図６に示すとおりであり、その第１光学系１を形成するレンズ系の詳細構成は図７に示すとおりである。
【００５９】
図６および図７に示すように、この投写型表示装置２０および投写光学系１０は、上記実施例１に係る投写型表示装置２０および投写光学系１０と略同様に構成されているが、特に、第１レンズ群Ｇ１が７枚のレンズＬ１〜Ｌ７からなる点において相違している。なお、第２レンズ群Ｇ２は３枚のレンズＬ８〜Ｌ１０からなり、第３レンズ群Ｇ３は、光軸近傍で若干正とされた１枚の非球面レンズＬ１１からなる。
【００６０】
また、レンズＬ１１の有効域外領域であって、反射ミラー４からスクリーン５に向かう光線ｓと干渉する部分Ｌ１１Ａが欠如した回転非対称形状とされてなる。
【００６１】
ここで、第１光学系１の第１レンズ群Ｇ１中において、両凸レンズＬ２および縮小側に凹面を向けた負レンズＬ３とは互いに接合されており、第１光学系１の第２レンズ群Ｇ２中において、両凸レンズＬ８および両凹レンズＬ９が互いに接合されており、各々、色収差の補正が良好とされている。
【００６２】
また、下記表３に、実施例２の投写光学系の各部材面の曲率半径Ｒ、各部材の光軸Ｚ上の面間隔Ｄ、各部材のｄ線における屈折率Ｎおよびアッベ数νを示す。
【００６３】
【表３】
【００６４】
さらに、本実施例２における上記非球面レンズＬ１１の両面は、いずれも上記非球面式（Ａ）により表され、下記表４には、これら各非球面について上記非球面式（Ａ）における各非球面係数を示す。
【００６５】
【表４】
【００６６】
さらに、本実施例２における上記反射ミラー４の反射面は、上記非球面式（Ｂ）により表され、下記表５には、これら各非球面について上記非球面式（Ｂ）における各非球面係数が示されている。
【００６７】
【表５】
【００６８】
なお、本実施例の上記条件式（１）、（２）、（３）に対応する数値は下記表６に示されているように、条件式（１）、（２）、（３）のみならず、条件式（１´）、（２´）も満足しており、投写光学系１０全体として十分コンパクトなものとされている。
【００６９】
また、図８は実施例２に係る投写光学系のスクリーン５上の各位置における各波長（ｄ線、Ｆ線およびＣ線）に対する横収差を示すものである。
【００７０】
図８に示すように、実施例２に係る投写光学系１０は、各収差を良好に補正し得る高性能な投写光学系とされている。
【００７１】
【表６】
【００７２】
本発明に係る投写光学系およびこれを用いた投写型表示装置としては、上述したものに限られるものではなく、種々の態様の変更が可能である。例えば、第１光学系１のレンズ構成、ならびに第２光学系２を形成する反射ミラー４の曲面形状や配設位置は適宜設定することができる。
【００７３】
さらに、第１光学系１中に、２枚以上の非球面レンズを配置することも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１に係る投写型表示装置の構成を示す図
【図２】実施例１に係る投写光学系の構成を示す図
【図３】実施例１の投写光学系の一部を詳細に示す図
【図４】実施例１に係る投写光学系の横収差を示す図
【図５】実施例２に係る投写型表示装置の構成を示す図
【図６】実施例２に係る投写光学系の構成を示す図
【図７】実施例２の投写光学系の一部を詳細に示す図
【図８】実施例２に係る投写光学系の横収差を示す図
【符号の説明】
【００７５】
１ 第１光学系
２ 第２光学系
３ 画像表示素子
４ 反射ミラー
５ スクリーン
６ カバーガラス
７ プリズム部
８ 絞り
１０ 投写光学系
２０ 投写型表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の共役面のうち、縮小側の共役面である画像表示素子面上の画像を拡大側の共役面であるスクリーン上に拡大して投写する投写光学系において、
前記画像表示素子側から順に、
複数のレンズにより構成され、前記画像表示素子上の画像を中間像として結像させる第１光学系と、前記第１光学系に対して凹面を向けた凹面ミラーからなり、前記中間像を前記スクリーン上に結像する第２光学系とを、配設してなり、
かつ下記の条件式（１）を満足してなることを特徴とする投写光学系。
Ｔ１/Ｙ＜１２．５ （１）
ここで、
Ｔ１：前記第１光学系の全長
Ｙ ：前記画像表示素子上における最大光線高さ
【請求項２】
下記条件式（２）を満足してなることを特徴とする請求項１記載の投写光学系。
Ｔ１２/ｆ１＜６．０ （２）
ここで、
Ｔ１２：前記第１光学系と前記第２光学系の距離
ｆ１ ：前記第１光学系の焦点距離
【請求項３】
１対の共役面のうち、縮小側の共役面である画像表示素子面上の画像を拡大側の共役面であるスクリーン上に拡大して投写する投写光学系において、
前記画像表示素子側から順に、
複数のレンズにより構成され、前記画像表示素子上の画像を中間像として結像させる第１光学系と、前記第１光学系に対して凹面を向けた凹面ミラーからなり、前記中間像を前記スクリーン上に結像する第２光学系とを、配設してなり、
前記第１光学系は、前記画像表示素子側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、および少なくとも１枚の非球面レンズを有する第３レンズ群により構成されてなることを特徴とする投写光学系。
【請求項４】
前記第２光学系と、前記第１光学系のうちの前記第１レンズ群および前記第２レンズ群と、を光軸方向に移動させることによってフォーカス調整を行なうことを特徴とする請求項３記載の投写光学系。
【請求項５】
前記凹面ミラーは、回転対称な非球面形状をなすことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項６】
前記凹面ミラーは、回転非対称な非球面形状をなすことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項７】
前記第１光学系は、少なくとも１枚の非球面レンズを有することを特徴とする請求項１、２、５および６のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項８】
前記第１光学系の前記非球面レンズは回転対称な非球面形状をなすことを特徴とする請求項３〜７のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項９】
前記第１光学系および前記第２光学系は、互いに共通の光軸を備えていることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項記載の投写光学系を備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１】
１対の共役面のうち、縮小側の共役面である画像表示素子面上の画像を拡大側の共役面であるスクリーン上に拡大して投写する投写光学系において、
前記画像表示素子側から順に、
複数のレンズにより構成され、前記画像表示素子上の画像を中間像として結像させる第１光学系と、前記第１光学系に対して凹面を向けた凹面ミラーからなり、前記中間像を前記スクリーン上に結像する第２光学系とを、配設してなり、
かつ下記の条件式（１）を満足してなることを特徴とする投写光学系。
Ｔ１/Ｙ＜１２．５ （１）
ここで、
Ｔ１：前記第１光学系の全長
Ｙ ：前記画像表示素子上における最大光線高さ
【請求項２】
下記条件式（２）を満足してなることを特徴とする請求項１記載の投写光学系。
Ｔ１２/ｆ１＜６．０ （２）
ここで、
Ｔ１２：前記第１光学系と前記第２光学系の距離
ｆ１ ：前記第１光学系の焦点距離
【請求項３】
１対の共役面のうち、縮小側の共役面である画像表示素子面上の画像を拡大側の共役面であるスクリーン上に拡大して投写する投写光学系において、
前記画像表示素子側から順に、
複数のレンズにより構成され、前記画像表示素子上の画像を中間像として結像させる第１光学系と、前記第１光学系に対して凹面を向けた凹面ミラーからなり、前記中間像を前記スクリーン上に結像する第２光学系とを、配設してなり、
前記第１光学系は、前記画像表示素子側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、および少なくとも１枚の非球面レンズを有する第３レンズ群により構成されてなることを特徴とする投写光学系。
【請求項４】
前記第２光学系と、前記第１光学系のうちの前記第１レンズ群および前記第２レンズ群と、を光軸方向に移動させることによってフォーカス調整を行なうことを特徴とする請求項３記載の投写光学系。
【請求項５】
前記凹面ミラーは、回転対称な非球面形状をなすことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項６】
前記凹面ミラーは、回転非対称な非球面形状をなすことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項７】
前記第１光学系は、少なくとも１枚の非球面レンズを有することを特徴とする請求項１、２、５および６のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項８】
前記第１光学系の前記非球面レンズは回転対称な非球面形状をなすことを特徴とする請求項３〜７のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項９】
前記第１光学系および前記第２光学系は、互いに共通の光軸を備えていることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項記載の投写光学系。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項記載の投写光学系を備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２５１４５７（Ｐ２００９−２５１４５７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０１７０５（Ｐ２００８−１０１７０５）
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
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