JP7380246B2 - 投写光学系、およびプロジェクター - Google Patents
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Description
本発明は、投写光学系、およびプロジェクターに関する。
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光学系は屈折光学系を備える。第２光学系は凹形状の反射面を有す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。
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。しかしながら、特許文献１の投写光学系を用いて、投写距離をさらに短縮しようとする場合、投写光学系の設計が困難になるという課題があった。
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、反射面、第１透過面、および第２透過面を有する光学素子と、反射素子と、を備え、前記反射面、前記反射素子、前記第１透過面、および前記第２透過面は、前記縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿ってこの順に位置し、前記第１光学系の第１光軸に沿った方向において、前記反射素子は、前記光学素子と第１光学系との間に位置することを特徴とする。
本発明の投写光学系は、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、を備える投写光学系において、前記第２光学系は、反射面、第１透過面、および第２透過面を有する光学素子と、反射素子と、を備え、前記反射面、前記反射素子、前記第１透過面、および前記第２透過面は、前記縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿ってこの順に位置し、前記第１光学系の第１光軸に沿った方向において、前記反射素子は、前記光学素子と第１光学系との間に位置し、前記反射素子は、平面ミラーを備えることを特徴とする。
また、本発明の投写光学系は、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、を備える投写光学系において、前記第２光学系は、入射側透過面、反射面、第１透過面、および第２透過面を有する光学素子と、反射素子と、を備え、前記入射側透過面、前記反射面、前記入射側透過面、前記反射素子、前記第１透過面、および前記第２透過面は、前記縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿ってこの順に位置し、前記第１光学系の第１光軸に沿った方向において、前記反射素子は、前記光学素子と第１光学系との間に位置し、前記反射素子は、平面ミラーを備えることを特徴とする。
本発明の投写光学系は、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、を備える投写光学系において、前記第２光学系は、反射面、第１透過面、および第２透過面を有する光学素子と、反射素子と、を備え、前記反射面、前記反射素子、前記第１透過面、および前記第２透過面は、前記縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿ってこの順に位置し、前記第１光学系の第１光軸に沿った方向において、前記反射素子は、前記光学素子と第１光学系との間に位置し、前記反射素子は、平面ミラーを備えることを特徴とする。
また、本発明の投写光学系は、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、を備える投写光学系において、前記第２光学系は、入射側透過面、反射面、第１透過面、および第２透過面を有する光学素子と、反射素子と、を備え、前記入射側透過面、前記反射面、前記入射側透過面、前記反射素子、前記第１透過面、および前記第２透過面は、前記縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿ってこの順に位置し、前記第１光学系の第１光軸に沿った方向において、前記反射素子は、前記光学素子と第１光学系との間に位置し、前記反射素子は、平面ミラーを備えることを特徴とする。
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。
（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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（投写光学系）
次に、投写光学系３を説明する。以下では、プロジェクター１に搭載される投写光学系３の構成例として実施例１～５を説明する。なお、各実施例１～５において、投写光学系の光線図では、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。
次に、投写光学系３を説明する。以下では、プロジェクター１に搭載される投写光学系３の構成例として実施例１～５を説明する。なお、各実施例１～５において、投写光学系の光線図では、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。
（実施例１）
図２は、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～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。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の第２光学系の光線図である。
図２は、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～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。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の第２光学系の光線図である。
本例の投写光学系３Ａは、図３に示すように、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１、および第２光学系３２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、光学素子３３と、反射素子３４と、を備える。光学素子３３は、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３を有する。反射素子３４は、平面ミラーである。第２光学系３２では、縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿って、反射面４１、反射素子３４、第１透過面４２、および第２透過面４３が、この順に位置されている。
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Ｎに垂直な面内に、第１光軸Ｎに対して一方側に投写画像を形成する。投写光学系の拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。第１光学系３１と光学素子３３の反射面４１との間には、縮小側結像面と共役な中間像３５が結像される。中間像３５は拡大側結像面とも共役である。また、中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎを間に挟んでスクリーンＳとは反対側に形成される。
以下の説明では、便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ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に垂直な方向をＺ軸方向とする。また、第１光学系３１の第１光軸Ｎおよび光学素子３３の反射面４１の第２光軸Ｍを含む平面をＹＺ平面とする。
本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎは、Ｚ軸方向に延びる。図２、図３、図４は、ＹＺ平面上の光線図である。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に投写画像を形成する。中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの下方Ｙ２に結像される。スクリーンＳは、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に配置される。
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、１５枚のレンズＬ１～Ｌ１５を有する。レンズＬ１～レンズＬ１５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Ｌ１１とレンズＬ１２は接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１３とレンズＬ１４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。
光学素子３３は、拡大側に凸形状を備えるメニスカスレンズ３６と、メニスカスレンズ
３６の縮小側の面に部分的に設けられた反射コーティング層３７と、を備える。光学素子
３３の反射面４１は、反射コーティング層３７である。ここで、光学素子３３は、反射面
４１の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、反射面
４１、第１透過面４２、および第２透過面４３の設計上の光軸である。図４に示すように
、反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸Ｎと一致する。従って、反射面
４１の第２光軸Ｍは、Ｚ軸に沿って延びる。反射面４１は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置
する。第１透過面４２および第２透過面４３は、第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。光学
素子３３の反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３は、いずれも非球面であ
る。非球面は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸
として設計されている。
３６の縮小側の面に部分的に設けられた反射コーティング層３７と、を備える。光学素子
３３の反射面４１は、反射コーティング層３７である。ここで、光学素子３３は、反射面
４１の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、反射面
４１、第１透過面４２、および第２透過面４３の設計上の光軸である。図４に示すように
、反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸Ｎと一致する。従って、反射面
４１の第２光軸Ｍは、Ｚ軸に沿って延びる。反射面４１は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置
する。第１透過面４２および第２透過面４３は、第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。光学
素子３３の反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３は、いずれも非球面であ
る。非球面は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸
として設計されている。
反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに垂直である。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに沿った方向で、光学素子３３よりも第１光学系３１の側に位置する。
第２光学系３２の瞳Ｐは、第２光学系３２の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の瞳Ｐは、第２透過面４３の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定されるものである。瞳Ｐは、反射素子３４と第２透過面４３との間に形成される。瞳Ｐは、ＹＺ平面上で反射面４１の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。
（レンズデータ）
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、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍ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、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。
符号 面番号 形状 R D 硝材 屈折/反射 C
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.3059
3 球 無限 0.0000 屈折 16.1679
L1 4 球 27.2275 9.6207 SFPL51_OHARA 屈折 17.2029
5 球 -96.6617 0.2000 屈折 16.8825
L2 6 球 29.0138 7.7348 SFSL5_OHARA 屈折 14.8572
L3 7 球 -60.7868 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 14.0000
8 球 46.8651 0.2000 屈折 12.8622
L4 9 球 20.0287 9.3478 SBSL7_OHARA 屈折 12.3016
L5 10 球 -22.8718 1.2000 TAFD25_HOYA 屈折 11.5596
11 球 190.2895 0.4397 屈折 10.9652
L6 12 非球面 41.8537 1.2000 LBAL35_OHARA 屈折 10.8731
13 非球面 21.5006 0.2000 屈折 10.4882
L7 14 球 19.3529 7.5650 SFSL5_OHARA 屈折 10.5273
15 球 62.6402 2.2349 屈折 9.5673
O 16 球 無限 0.4040 屈折 9.2670
L8 17 球 29.3227 4.6147 STIH53_OHARA 屈折 10.2078
18 球 -68.0342 3.3630 屈折 10.2526
L9 19 非球面 -87.2281 5.6840 LLAM60_OHARA 屈折 10.0018
20 非球面 20.5876 4.2883 屈折 11.2693
21 球 無限 0.2988 屈折 12.5570
L10 22 球 40.1891 3.9043 STIM22_OHARA 屈折 15.2007
23 球 112.0759 20.7200 屈折 15.5454
L11 24 球 62.0827 22.5281 STIM2_OHARA 屈折 26.0000
L12 25 球 -30.5918 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 26.1404
26 球 138.3228 0.2000 屈折 30.0612
L13 27 球 105.8154 15.0227 STIL25_OHARA 屈折 31.1823
L14 28 球 -64.8091 1.3233 STIH6_OHARA 屈折 31.6527
29 球 -64.5253 0.2000 屈折 31.9494
L15 30 非球面 -338.6023 2.2476 'Z-E48R' 屈折 32.5943
31 非球面 45.8885 13.3862 屈折 32.0721
32 球 無限 16.7098 屈折 31.7316
33 球 無限 39.3523 屈折 30.1083
41 34 非球面 -46.4264 -39.3523 反射 37.4512
34 35 球 無限 39.3523 反射 38.7046
42 36 非球面 -50.2503 1.2000 'Z-E48R' 屈折 39.8994
43 37 非球面 -162.2411 0.0000 屈折 58.4637
38 球 無限 439.5080 屈折 158.9958
S 39 球 無限 0.0000 屈折 1487.1211
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.3059
3 球 無限 0.0000 屈折 16.1679
L1 4 球 27.2275 9.6207 SFPL51_OHARA 屈折 17.2029
5 球 -96.6617 0.2000 屈折 16.8825
L2 6 球 29.0138 7.7348 SFSL5_OHARA 屈折 14.8572
L3 7 球 -60.7868 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 14.0000
8 球 46.8651 0.2000 屈折 12.8622
L4 9 球 20.0287 9.3478 SBSL7_OHARA 屈折 12.3016
L5 10 球 -22.8718 1.2000 TAFD25_HOYA 屈折 11.5596
11 球 190.2895 0.4397 屈折 10.9652
L6 12 非球面 41.8537 1.2000 LBAL35_OHARA 屈折 10.8731
13 非球面 21.5006 0.2000 屈折 10.4882
L7 14 球 19.3529 7.5650 SFSL5_OHARA 屈折 10.5273
15 球 62.6402 2.2349 屈折 9.5673
O 16 球 無限 0.4040 屈折 9.2670
L8 17 球 29.3227 4.6147 STIH53_OHARA 屈折 10.2078
18 球 -68.0342 3.3630 屈折 10.2526
L9 19 非球面 -87.2281 5.6840 LLAM60_OHARA 屈折 10.0018
20 非球面 20.5876 4.2883 屈折 11.2693
21 球 無限 0.2988 屈折 12.5570
L10 22 球 40.1891 3.9043 STIM22_OHARA 屈折 15.2007
23 球 112.0759 20.7200 屈折 15.5454
L11 24 球 62.0827 22.5281 STIM2_OHARA 屈折 26.0000
L12 25 球 -30.5918 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 26.1404
26 球 138.3228 0.2000 屈折 30.0612
L13 27 球 105.8154 15.0227 STIL25_OHARA 屈折 31.1823
L14 28 球 -64.8091 1.3233 STIH6_OHARA 屈折 31.6527
29 球 -64.5253 0.2000 屈折 31.9494
L15 30 非球面 -338.6023 2.2476 'Z-E48R' 屈折 32.5943
31 非球面 45.8885 13.3862 屈折 32.0721
32 球 無限 16.7098 屈折 31.7316
33 球 無限 39.3523 屈折 30.1083
41 34 非球面 -46.4264 -39.3523 反射 37.4512
34 35 球 無限 39.3523 反射 38.7046
42 36 非球面 -50.2503 1.2000 'Z-E48R' 屈折 39.8994
43 37 非球面 -162.2411 0.0000 屈折 58.4637
38 球 無限 439.5080 屈折 158.9958
S 39 球 無限 0.0000 屈折 1487.1211
各非球面の非球面係数は以下のとおりである。
面番号 S12 S13 S19
Y曲率半径 41.85372823 21.50057506 -87.22813862
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1
4次の係数(A) -1.92815E-04 -1.48851E-04 -7.47776E-05
6次の係数(B) 1.53921E-06 1.63590E-06 -7.57612E-09
8次の係数(C) -6.56218E-09 -7.90242E-09 -1.24201E-10
10次の係数(D) 1.33383E-11 1.76919E-11
12次の係数(E)
14次の係数(F)
Y曲率半径 41.85372823 21.50057506 -87.22813862
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1
4次の係数(A) -1.92815E-04 -1.48851E-04 -7.47776E-05
6次の係数(B) 1.53921E-06 1.63590E-06 -7.57612E-09
8次の係数(C) -6.56218E-09 -7.90242E-09 -1.24201E-10
10次の係数(D) 1.33383E-11 1.76919E-11
12次の係数(E)
14次の係数(F)
面番号 S20 S30 S31
Y曲率半径 20.58762759 -338.6022945 45.88845982
コーニック定数(K) -0.88 90 0
4次の係数(A) -3.30064E-05 2.13930E-05 -1.77739E-06
6次の係数(B) 6.74245E-08 -1.77680E-08 1.39563E-08
8次の係数(C) -1.14226E-10 1.22895E-11 -2.21256E-11
10次の係数(D) -1.11769E-14 5.46695E-15
12次の係数(E) 7.16104E-18 4.41203E-18
14次の係数(F) -2.09326E-21 -2.25037E-21
Y曲率半径 20.58762759 -338.6022945 45.88845982
コーニック定数(K) -0.88 90 0
4次の係数(A) -3.30064E-05 2.13930E-05 -1.77739E-06
6次の係数(B) 6.74245E-08 -1.77680E-08 1.39563E-08
8次の係数(C) -1.14226E-10 1.22895E-11 -2.21256E-11
10次の係数(D) -1.11769E-14 5.46695E-15
12次の係数(E) 7.16104E-18 4.41203E-18
14次の係数(F) -2.09326E-21 -2.25037E-21
面番号 S34 S36 S37
Y曲率半径 -46.42641713 -50.2503134 -162.2411346
コーニック定数(K) -1 0.55805156 6.222885555
4次の係数(A) 7.13212E-07 -1.95028E-06 -2.69488E-06
6次の係数(B) -5.94905E-10 -1.37400E-09 6.44559E-10
8次の係数(C) 1.93757E-13 -4.89909E-14 -7.82591E-14
10次の係数(D) 7.20821E-18
12次の係数(E) -4.35422E-20
14次の係数(F) 1.23785E-23
Y曲率半径 -46.42641713 -50.2503134 -162.2411346
コーニック定数(K) -1 0.55805156 6.222885555
4次の係数(A) 7.13212E-07 -1.95028E-06 -2.69488E-06
6次の係数(B) -5.94905E-10 -1.37400E-09 6.44559E-10
8次の係数(C) 1.93757E-13 -4.89909E-14 -7.82591E-14
10次の係数(D) 7.20821E-18
12次の係数(E) -4.35422E-20
14次の係数(F) 1.23785E-23
また、投写光学系３Ａの最大物体高、開口数、ミラー半径、レンズ全長、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、投写光学系３Ａの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。開口数はＮＡで示す。ミラー半径は、第１反射面の半径であり、単位はｍｍである。最終レンズ半径は、第２透過面のレンズ半径であり、単位はｍｍである。投写光学系３Ａのレンズ全長は、Ｚ軸方向における液晶パネル１８から第２透過面までの距離であり、単位はｍｍである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 37.5
最終レンズ半径 58.5
レンズ全長 232
TR（0.59”WXGA) 0.27
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 37.5
最終レンズ半径 58.5
レンズ全長 232
TR（0.59”WXGA) 0.27
（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、を備える投写光学系において、第２光学系３２は、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３を有する光学素子３３と、反射素子３４と、を備える。反射面４１、反射素子３４、第１透過面４２、および第２透過面４３は、縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿ってこの順に位置する。第１光学系３１の第１光軸Ｎに沿った方向において、反射素子３４は、光学素子３３と第１光学系３１との間に位置する。
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、を備える投写光学系において、第２光学系３２は、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３を有する光学素子３３と、反射素子３４と、を備える。反射面４１、反射素子３４、第１透過面４２、および第２透過面４３は、縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿ってこの順に位置する。第１光学系３１の第１光軸Ｎに沿った方向において、反射素子３４は、光学素子３３と第１光学系３１との間に位置する。
本例の投写光学系３Ａによれば、第２光学系３２において、反射面４１および反射素子３４で反射した光束を、第１透過面４２および第２透過面４３で屈折させることができる。よって、第２光学系が、反射面のみを備える場合と比較して、投写光学系の投写距離を短くすることが容易である。言い換えれば、本例の投写光学系３Ａは、第２光学系が反射面のみを備える場合と比較して、投写光学系を短焦点化することができる。
また、本例の投写光学系３Ａは、反射素子３４を備えるので、第２光学系３２から射出される光束を、Ｙ軸方向で第１光学系３１とは反対側に射出できる。従って、第２光学系３２から射出される光束の向きを、第１光学系３１と干渉しない方向に向けることが容易である。
ここで、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３は、一つの光学素子３３に設けられている。従って、例えば、反射面を、第１透過面および第２透過面を備える光学素子とは別の部材に設けた場合と比較して、反射面、第１透過面、および第２透過面の配置の精度が向上する。
また、本例では、反射面４１は、凹曲面である。従って、投写光学系を短焦点化することができる。
さらに、本例では、光学素子３３が拡大側に突出する凸形状の第２透過面４３を備える。従って、投写距離を短くする場合でも、中間像３５の拡大側に配置された反射面４１が大型化することを抑制できる。すなわち、第２透過面４３において光束を屈折させることができるので、スクリーンＳと共役となる中間像３５が、反射面４１の第２光軸Ｍに沿って傾斜して大きくなることを抑制できる。従って、中間像３５の拡大側に位置する反射面４１が大型化することを抑制できる。
また、本例では、光学素子３３が拡大側に突出する凸形状の第１透過面４２を備える。従って、投写距離を短くする場合でも、中間像３５の拡大側に配置された反射面４１が大型化することを抑制しやすい。すなわち、第１透過面４２において光束を屈折させることができるので、スクリーンＳと共役となる中間像３５が、反射面４１の第２光軸Ｍに沿って傾斜して大きくなることを抑制できる。従って、中間像３５の拡大側に位置する反射面４１が大型化することを抑制できる。
また、本例では、光学素子３３において、中間像３５の拡大側に位置する反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３が、非球面である。従って、拡大側結像面において、収差の発生を抑制しやすい。
さらに、第２光学系３２の瞳Ｐは、反射面４１の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜している。従って、第２光学系３２の瞳Ｐ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Ｐが第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜すれば、瞳Ｐ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。
図５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５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。図中において、黒色のグラフは、タンジェンシャル光線（T）を示し、灰色のグラフは、ラジアル光線（R）を示す。また、タンジェンシャル光線（T）およびラジアル光線（R）のそれぞれにおいて、実線は、光束Ｆ１であり、間隔の最も長い破線は、光束Ｆ２であり、間隔の長い破線は、光束Ｆ３であり、破線は、光束Ｆ４である。図５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。
（実施例２）
図６は、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６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～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。図７は、実施例２の投写光学系３Ｂの光線図である。図８は、実施例２の光線図である。
図６は、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６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～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。図７は、実施例２の投写光学系３Ｂの光線図である。図８は、実施例２の光線図である。
実施例２は、実施例１の投写光学系において、第１光学系は、光路を折り曲げる第１偏向素子および第２偏向素子を備える。本例の投写光学系３Ｂは、図６に示すように、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１、および第２光学系３２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、光学素子３３と、反射素子３４と、を備える。光学素子３３は、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３を有する。反射素子３４は、平面ミラーである。第２光学系３２では、縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿って、反射面４１、反射素子３４、第１透過面４２、および第２透過面４３が、この順に位置されている。
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Ｎに垂直な面内に、第１光軸Ｎに対して一方側に投写画像を形成する。投写光学系の拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。第１光学系３１と光学素子３３の反射面４１との間には、縮小側結像面と共役な中間像３５が結像される。中間像３５は拡大側結像面とも共役である。また、中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎを間に挟んでスクリーンＳとは反対側に形成される。
本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎは、Ｚ軸方向に延びる。図６、図７、図８は、ＹＺ平面上の光線図である。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に投写画像を形成する。中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの下方Ｙ２に結像される。スクリーンＳは、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に配置される。
図７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、１５枚のレンズＬ１～Ｌ１５を有する。レンズＬ１～レンズＬ１５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Ｌ１１とレンズＬ１２は接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１３とレンズＬ１４は接合された第４接合レンズＬ２４である。レンズＬ８とレンズＬ９との間には、絞りＯが配置されている。
また、第１光学系３１は、光路を折り曲げる第１偏向素子３８および第２偏向素子３９を備える。第１偏向素子３８および第２偏向素子３９は、いずれも平面ミラーである。第１偏向素子３８は、絞りＯの縮小側の隣に配置されている。すなわち、第１偏向素子３８は、レンズＬ７とレンズＬ８との間に配置されている。第２偏向素子３９は、絞りＯよりも拡大側に配置されている。すなわち、第２偏向素子３９は、レンズＬ１０とレンズＬ１１との間に配置されている。第１光学系３１の第１光軸Ｎのうち、第１偏向素子３８よりも縮小側を第１光軸の第１部分Ｎ１、第１偏向素子３８よりも拡大側で第２偏向素子３９に至るまでを第１光軸の第２部分Ｎ２、第２偏向素子３９よりも拡大側を第１光軸の第３部分Ｎ３とした場合に、第１光軸の第１部分Ｎ１と第１光軸の第２部分Ｎ２とがなす角は９０°である。第１光軸の第２部分Ｎ２と第１光軸の第３部分Ｎ３とがなす角は９０°である。第１光軸の第１部分Ｎ１と第１光軸の第３部分Ｎ３とは平行である。本例では、第１光軸の第１部分Ｎ１と第１光軸の第３部分Ｎ３とは並列に延びている。
すなわち、第１偏向素子３８は第１光軸の第１部分Ｎ１に対して４５°傾斜して配置され、第１光学系３１の光束を上方Ｙ１に向かって９０°折り曲げている。第２偏向素子３９は第１光軸の第２部分Ｎ２に対して４５°傾斜して配置され、第１光学系３１の光束を１８０°折り返している。
光学素子３３は、拡大側に凸形状を備えるメニスカスレンズ３６と、メニスカスレンズ３６の縮小側の面に部分的に設けられた反射コーティング層３７と、を備える。光学素子３３の反射面４１は、反射コーティング層３７である。ここで、光学素子３３は、反射面４１の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３の設計上の光軸である。反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸Ｎと一致する。図８に示すように、反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸の第３部分Ｎ３と一致する。従って、反射面４１の第２光軸Ｍは、Ｚ軸に沿って延びる。反射面４１は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置する。第１透過面４２および第２透過面４３は、第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。光学素子３３の反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３は、いずれも非球面である。非球面は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。
反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに垂直である。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに沿った方向で、光学素子３３よりも第１光学系３１の側に位置する。
第２光学系３２の瞳Ｐは、第２光学系３２の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の瞳Ｐは、第２透過面４３の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定されるものである。瞳Ｐは、反射素子３４と第２透過面４３との間に形成される。瞳Ｐは、ＹＺ平面上で反射面４１の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。
（レンズデータ）
投写光学系３Ｂのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍ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。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。
符号 面番号 形状 R D 硝材 屈折/反射 C
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.1294
3 球 無限 0.2000 屈折 15.6811
L1 4 球 28.2094 8.9572 463480.6806 屈折 16.5145
5 球 -83.1544 0.2000 屈折 16.2563
L2 6 球 33.5314 6.6630 453456.8225 屈折 14.7095
L3 7 球 -78.1478 1.2000 2.0010:29.132 屈折 14.0000
8 球 29.7884 0.2000 屈折 13.4642
L4 9 球 28.1457 9.6926 469236.8323 屈折 13.6582
L5 10 球 -22.5231 1.2000 2.0009:29.135 屈折 13.7136
11 球 -186.9823 0.2000 屈折 14.8724
L6 12 非球面 48.9604 3.0063 441964.8821 屈折 16.1663
13 非球面 314.2727 0.2000 屈折 16.3015
L7 14 球 81.4934 6.3039 469050.7791 屈折 16.5299
15 球 -55.3604 19.1151 屈折 16.7970
O 16 球 無限 0.0000 反射 26.4292
17 球 無限 -19.1151 屈折 17.8529
18 球 無限 -0.2000 屈折 19.1152
L8 19 球 -61.1427 -6.0716 2.0015:19.408 屈折 19.3498
20 球 196.5322 -0.8207 屈折 19.0863
21 球 無限 -18.2327 屈折 18.3967
L9 22 非球面 27.0027 -1.6345 2.0027:19.317 屈折 16.8350
23 非球面 187.7066 -0.2000 屈折 18.3329
L10 24 球 -75.7408 -10.1959 590410.3496 屈折 20.2617
25 球 42.1350 -22.3002 屈折 20.7008
26 球 無限 0.0000 反射 29.5422
27 球 無限 22.3002 屈折 21.4652
L11 28 球 35.1039 12.8742 437001.951 屈折 22.3001
L12 29 球 -189.1707 3.8133 2.0010:29.134 屈折 21.5043
30 球 43.8798 0.2000 屈折 20.3055
L13 31 球 34.2291 17.9986 437001.951 屈折 21.1074
L14 32 球 -85.4978 8.4736 792469.4538 屈折 20.6876
33 球 57.3732 9.8162 屈折 20.8208
L15 34 非球面 -226.8989 6.3040 'Z-E48R' 屈折 21.3828
35 非球面 -485.2593 0.2000 屈折 22.3000
36 球 無限 1.5000 屈折 26.7876
37 球 無限 40.2264 屈折 27.6086
41 38 非球面 -35.1906 0.0000 反射 38.8998
39 球 無限 -40.2264 屈折 74.5214
34 40 球 無限 0.0000 反射 30.0529
41 球 無限 40.2264 屈折 30.0529
42 球 無限 0.0000 屈折 107.4634
42 43 非球面 -28.7213 1.2000 'Z-E48R' 屈折 39.8330
43 44 非球面 -42.6321 0.0000 屈折 54.0576
45 球 無限 439.4195 屈折 144.9591
S 46 球 無限 0.0000 屈折 1488.5481
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.1294
3 球 無限 0.2000 屈折 15.6811
L1 4 球 28.2094 8.9572 463480.6806 屈折 16.5145
5 球 -83.1544 0.2000 屈折 16.2563
L2 6 球 33.5314 6.6630 453456.8225 屈折 14.7095
L3 7 球 -78.1478 1.2000 2.0010:29.132 屈折 14.0000
8 球 29.7884 0.2000 屈折 13.4642
L4 9 球 28.1457 9.6926 469236.8323 屈折 13.6582
L5 10 球 -22.5231 1.2000 2.0009:29.135 屈折 13.7136
11 球 -186.9823 0.2000 屈折 14.8724
L6 12 非球面 48.9604 3.0063 441964.8821 屈折 16.1663
13 非球面 314.2727 0.2000 屈折 16.3015
L7 14 球 81.4934 6.3039 469050.7791 屈折 16.5299
15 球 -55.3604 19.1151 屈折 16.7970
O 16 球 無限 0.0000 反射 26.4292
17 球 無限 -19.1151 屈折 17.8529
18 球 無限 -0.2000 屈折 19.1152
L8 19 球 -61.1427 -6.0716 2.0015:19.408 屈折 19.3498
20 球 196.5322 -0.8207 屈折 19.0863
21 球 無限 -18.2327 屈折 18.3967
L9 22 非球面 27.0027 -1.6345 2.0027:19.317 屈折 16.8350
23 非球面 187.7066 -0.2000 屈折 18.3329
L10 24 球 -75.7408 -10.1959 590410.3496 屈折 20.2617
25 球 42.1350 -22.3002 屈折 20.7008
26 球 無限 0.0000 反射 29.5422
27 球 無限 22.3002 屈折 21.4652
L11 28 球 35.1039 12.8742 437001.951 屈折 22.3001
L12 29 球 -189.1707 3.8133 2.0010:29.134 屈折 21.5043
30 球 43.8798 0.2000 屈折 20.3055
L13 31 球 34.2291 17.9986 437001.951 屈折 21.1074
L14 32 球 -85.4978 8.4736 792469.4538 屈折 20.6876
33 球 57.3732 9.8162 屈折 20.8208
L15 34 非球面 -226.8989 6.3040 'Z-E48R' 屈折 21.3828
35 非球面 -485.2593 0.2000 屈折 22.3000
36 球 無限 1.5000 屈折 26.7876
37 球 無限 40.2264 屈折 27.6086
41 38 非球面 -35.1906 0.0000 反射 38.8998
39 球 無限 -40.2264 屈折 74.5214
34 40 球 無限 0.0000 反射 30.0529
41 球 無限 40.2264 屈折 30.0529
42 球 無限 0.0000 屈折 107.4634
42 43 非球面 -28.7213 1.2000 'Z-E48R' 屈折 39.8330
43 44 非球面 -42.6321 0.0000 屈折 54.0576
45 球 無限 439.4195 屈折 144.9591
S 46 球 無限 0.0000 屈折 1488.5481
各非球面の非球面係数は以下のとおりである。
面番号 S12 S13 S22
Y曲率半径 48.96044013 314.2727343 27.00272101
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1
4次の係数(A) -1.02602E-05 3.23749E-06 -7.77232E-07
6次の係数(B) 2.22500E-08 2.10974E-08 -2.87978E-09
8次の係数(C) -4.11479E-11 -4.06491E-11 -3.62426E-12
10次の係数(D) 2.28527E-13 2.41451E-13
12次の係数(E)
14次の係数(F)
Y曲率半径 48.96044013 314.2727343 27.00272101
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1
4次の係数(A) -1.02602E-05 3.23749E-06 -7.77232E-07
6次の係数(B) 2.22500E-08 2.10974E-08 -2.87978E-09
8次の係数(C) -4.11479E-11 -4.06491E-11 -3.62426E-12
10次の係数(D) 2.28527E-13 2.41451E-13
12次の係数(E)
14次の係数(F)
面番号 S23 S34 S35
Y曲率半径 187.7066332 -226.8988513 -485.2592728
コーニック定数(K) -0.88 90 0
4次の係数(A) -7.79758E-06 -4.00626E-05 -7.89993E-05
6次の係数(B) 1.61670E-09 1.42410E-07 2.15938E-07
8次の係数(C) -2.71849E-12 -3.51878E-10 -4.26635E-10
10次の係数(D) 5.84931E-13 5.81509E-13
12次の係数(E) -7.00335E-16 -6.28266E-16
14次の係数(F) 4.42366E-19 3.57966E-19
Y曲率半径 187.7066332 -226.8988513 -485.2592728
コーニック定数(K) -0.88 90 0
4次の係数(A) -7.79758E-06 -4.00626E-05 -7.89993E-05
6次の係数(B) 1.61670E-09 1.42410E-07 2.15938E-07
8次の係数(C) -2.71849E-12 -3.51878E-10 -4.26635E-10
10次の係数(D) 5.84931E-13 5.81509E-13
12次の係数(E) -7.00335E-16 -6.28266E-16
14次の係数(F) 4.42366E-19 3.57966E-19
面番号 S38 S43 S44
Y曲率半径 -35.19059003 -28.72125677 -42.63205393
コーニック定数(K) -1.65124531 -2.48275343 -0.82812574
4次の係数(A) -1.44803E-07 -6.52555E-06 1.63369E-06
6次の係数(B) -3.34034E-10 -2.02478E-09 -1.36041E-10
8次の係数(C) 1.23576E-13 2.29963E-12 -4.47648E-14
10次の係数(D) -5.90820E-17 3.72271E-17
12次の係数(E) 8.23282E-21 -3.16121E-19
14次の係数(F) -5.47662E-25 -7.45167E-23
Y曲率半径 -35.19059003 -28.72125677 -42.63205393
コーニック定数(K) -1.65124531 -2.48275343 -0.82812574
4次の係数(A) -1.44803E-07 -6.52555E-06 1.63369E-06
6次の係数(B) -3.34034E-10 -2.02478E-09 -1.36041E-10
8次の係数(C) 1.23576E-13 2.29963E-12 -4.47648E-14
10次の係数(D) -5.90820E-17 3.72271E-17
12次の係数(E) 8.23282E-21 -3.16121E-19
14次の係数(F) -5.47662E-25 -7.45167E-23
また、投写光学系３Ｂの最大物体高、開口数、ミラー半径、レンズ全長、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、投写光学系３Ｂの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。開口数はＮＡで示す。ミラー半径は、第１反射面の半径であり、単位はｍｍである。最終レンズ半径は、第２透過面のレンズ半径であり、単位はｍｍである。投写光学系３Ｂのレンズ全長は、Ｚ軸方向における液晶パネル１８から第２透過面までの距離であり、単位はｍｍである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 38.9
最終レンズ半径 54.1
レンズ全長 295
TR（0.59”WXGA) 0.270
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 38.9
最終レンズ半径 54.1
レンズ全長 295
TR（0.59”WXGA) 0.270
（作用効果）
本例の投写光学系は、実施例１の投写光学系と同様の作用効果を得ることができる。また、本例では、第１偏向素子および第２偏向素子を備えることにより、第１光学系の光路を折り返している。これにより、Ｚ軸方向から見た場合に第１光学系が占める専有面積を小さくすることができる。
本例の投写光学系は、実施例１の投写光学系と同様の作用効果を得ることができる。また、本例では、第１偏向素子および第２偏向素子を備えることにより、第１光学系の光路を折り返している。これにより、Ｚ軸方向から見た場合に第１光学系が占める専有面積を小さくすることができる。
図９は、投写光学系３Ｂの拡大側のＭＴＦを示す図である。図９に示すように、本例の投写光学系３Ｂは、高い解像度を有する。
（実施例３）
図１０は、実施例３の投写光学系３Ｃの全体を模式的に表す光線図である。図１０では、本例の投写光学系３ＣからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。図１１は、実施例３の投写光学系３Ｃの光線図である。図１２は、第２光学系の光線図である。
図１０は、実施例３の投写光学系３Ｃの全体を模式的に表す光線図である。図１０では、本例の投写光学系３ＣからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。図１１は、実施例３の投写光学系３Ｃの光線図である。図１２は、第２光学系の光線図である。
本例の投写光学系３Ｃは、図１１に示すように、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１、および第２光学系３２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、光学素子３３と、反射素子３４と、を備える。光学素子３３は、入射側透過面４４、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３を有する。反射素子３４は、平面ミラーである。第２光学系３２では、縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿って、入射側透過面４４、反射面４１、入射側透過面４４、反射素子３４、第１透過面４２、および第２透過面４３が、この順に位置されている。
投写光学系３Ｃ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Ｎに垂直な面内に、第１光軸Ｎに対して一方側に投写画像を形成する。投写光学系の拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。第１光学系３１と光学素子３３の反射面４１との間には、縮小側結像面と共役な中間像３５が結像される。中間像３５は拡大側結像面とも共役である。また、中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎを間に挟んでスクリーンＳとは反対側に形成される。
本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎは、Ｚ軸方向に延びる。図１０、図１１、図１２は、ＹＺ平面上の光線図である。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に投写画像を形成する。中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの下方Ｙ２に結像される。スクリーンＳは、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に配置される。
図１１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、１５枚のレンズＬ１～Ｌ１５を有する。レンズＬ１～レンズＬ１５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Ｌ１１とレンズＬ１２は接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１３とレンズＬ１４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。
光学素子３３は、拡大側に凸形状を備えるメニスカスレンズ３６と、メニスカスレンズ
３６の拡大側の面に部分的に設けられた反射コーティング層３７と、を備える。光学素子
３３の反射面４１は、反射コーティング層３７である。ここで、光学素子３３は、反射面
４１の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、入射側
透過面４４、反射面４１、第１透過面、および第２透過面の設計上の光軸である。図１２
に示すように、反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸Ｎと一致する。従
って、反射面４１の第２光軸Ｍは、Ｚ軸に沿って延びる。入射側透過面４４および反射面
４１は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置する。第１透過面４２および第２透過面４３は、第
２光軸の上方Ｙ１に位置する。光学素子３３の入射側透過面４４、反射面４１、第１透過
面４２、および第２透過面４３は、いずれも非球面である。非球面は、自由曲面の場合が
ある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。
３６の拡大側の面に部分的に設けられた反射コーティング層３７と、を備える。光学素子
３３の反射面４１は、反射コーティング層３７である。ここで、光学素子３３は、反射面
４１の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、入射側
透過面４４、反射面４１、第１透過面、および第２透過面の設計上の光軸である。図１２
に示すように、反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸Ｎと一致する。従
って、反射面４１の第２光軸Ｍは、Ｚ軸に沿って延びる。入射側透過面４４および反射面
４１は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置する。第１透過面４２および第２透過面４３は、第
２光軸の上方Ｙ１に位置する。光学素子３３の入射側透過面４４、反射面４１、第１透過
面４２、および第２透過面４３は、いずれも非球面である。非球面は、自由曲面の場合が
ある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。
反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに垂直である。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに沿った方向で、光学素子３３よりも第１光学系３１の側に位置する。
第２光学系３２の瞳Ｐは、第２光学系３２の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の瞳Ｐは、第２透過面４３の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定されるものである。瞳Ｐは、反射素子３４と第２透過面４３との間に形成される。瞳Ｐは、ＹＺ平面上で反射面４１の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。
（レンズデータ）
投写光学系３Ｃのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。
投写光学系３Ｃのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。
符号 面番号 形状 R D 硝材 屈折/反射 C
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.6097
3 球 無限 0.0000 屈折 17.0021
L1 4 球 41.2144 9.8241 SFPL51_OHARA 屈折 17.8162
5 球 -43.6282 0.2000 屈折 17.7483
L2 6 球 23.5357 6.2884 SFSL5_OHARA 屈折 14.9123
L3 7 球 94.8272 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 14.0000
8 球 21.4819 0.2000 屈折 12.6277
L4 9 球 19.0505 10.4909 SBSL7_OHARA 屈折 12.6034
L5 10 球 -21.2275 1.2000 TAFD25_HOYA 屈折 12.0117
11 球 63.5114 1.0411 屈折 11.6290
L6 12 非球面 49.0884 1.2000 LBAL35_OHARA 屈折 11.6454
13 非球面 27.0575 0.2000 屈折 11.6632
L7 14 球 26.8149 7.0725 SFSL5_OHARA 屈折 11.9375
15 球 -32.5544 4.3889 屈折 11.9390
O 16 球 無限 2.5976 屈折 10.7320
L8 17 球 45.3300 7.0474 STIH53_OHARA 屈折 12.3109
18 球 -35.8311 0.2000 屈折 12.4566
L9 19 非球面 -56.8046 1.5968 LLAM60_OHARA 屈折 12.3293
20 非球面 24.3773 7.4673 屈折 12.6338
21 球 無限 2.8159 屈折 14.9857
L10 22 球 33.2956 4.5985 STIM22_OHARA 屈折 20.1790
23 球 49.7914 17.6365 屈折 20.0451
L11 24 球 45.3688 20.9746 STIM2_OHARA 屈折 26.0000
L12 25 球 -28.7126 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 23.5216
26 球 115.5270 0.2000 屈折 24.2345
L13 27 球 33.8126 15.5800 STIL25_OHARA 屈折 27.3836
L14 28 球 899.1542 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 26.7372
29 球 42.8200 7.9678 屈折 24.3547
L15 30 非球面 -256.9466 10.0000 'Z-E48R' 屈折 24.5227
31 非球面 76.1015 7.8140 屈折 21.8030
32 球 無限 1.7043 屈折 21.8850
33 球 無限 26.6661 屈折 22.7703
44 34 非球面 -53.7754 4.0174 'Z-E48R' 屈折 30.1927
41 35 非球面 -37.0708 -4.0174 'Z-E48R' 反射 31.6638
44 36 非球面 -53.7754 -26.6661 屈折 29.5984
34 37 球 無限 0.0000 反射 42.8206
38 球 無限 26.6606 屈折 42.8206
39 球 無限 0.0000 屈折 110.7647
42 40 非球面 -61.4764 4.0174 'Z-E48R' 屈折 43.5854
43 41 非球面 -200.8496 0.0000 屈折 59.9999
42 球 無限 439.4195 屈折 131.0019
S 43 球 無限 0.0000 屈折 1454.8316
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.6097
3 球 無限 0.0000 屈折 17.0021
L1 4 球 41.2144 9.8241 SFPL51_OHARA 屈折 17.8162
5 球 -43.6282 0.2000 屈折 17.7483
L2 6 球 23.5357 6.2884 SFSL5_OHARA 屈折 14.9123
L3 7 球 94.8272 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 14.0000
8 球 21.4819 0.2000 屈折 12.6277
L4 9 球 19.0505 10.4909 SBSL7_OHARA 屈折 12.6034
L5 10 球 -21.2275 1.2000 TAFD25_HOYA 屈折 12.0117
11 球 63.5114 1.0411 屈折 11.6290
L6 12 非球面 49.0884 1.2000 LBAL35_OHARA 屈折 11.6454
13 非球面 27.0575 0.2000 屈折 11.6632
L7 14 球 26.8149 7.0725 SFSL5_OHARA 屈折 11.9375
15 球 -32.5544 4.3889 屈折 11.9390
O 16 球 無限 2.5976 屈折 10.7320
L8 17 球 45.3300 7.0474 STIH53_OHARA 屈折 12.3109
18 球 -35.8311 0.2000 屈折 12.4566
L9 19 非球面 -56.8046 1.5968 LLAM60_OHARA 屈折 12.3293
20 非球面 24.3773 7.4673 屈折 12.6338
21 球 無限 2.8159 屈折 14.9857
L10 22 球 33.2956 4.5985 STIM22_OHARA 屈折 20.1790
23 球 49.7914 17.6365 屈折 20.0451
L11 24 球 45.3688 20.9746 STIM2_OHARA 屈折 26.0000
L12 25 球 -28.7126 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 23.5216
26 球 115.5270 0.2000 屈折 24.2345
L13 27 球 33.8126 15.5800 STIL25_OHARA 屈折 27.3836
L14 28 球 899.1542 1.2000 STIH6_OHARA 屈折 26.7372
29 球 42.8200 7.9678 屈折 24.3547
L15 30 非球面 -256.9466 10.0000 'Z-E48R' 屈折 24.5227
31 非球面 76.1015 7.8140 屈折 21.8030
32 球 無限 1.7043 屈折 21.8850
33 球 無限 26.6661 屈折 22.7703
44 34 非球面 -53.7754 4.0174 'Z-E48R' 屈折 30.1927
41 35 非球面 -37.0708 -4.0174 'Z-E48R' 反射 31.6638
44 36 非球面 -53.7754 -26.6661 屈折 29.5984
34 37 球 無限 0.0000 反射 42.8206
38 球 無限 26.6606 屈折 42.8206
39 球 無限 0.0000 屈折 110.7647
42 40 非球面 -61.4764 4.0174 'Z-E48R' 屈折 43.5854
43 41 非球面 -200.8496 0.0000 屈折 59.9999
42 球 無限 439.4195 屈折 131.0019
S 43 球 無限 0.0000 屈折 1454.8316
各非球面の非球面係数は以下のとおりである。
面番号 S12 S13 S19 S20
Y曲率半径 49.08839049 27.05749563 -56.80463531 24.37733913
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1 -0.88
4次の係数(A) -1.27624E-04 -9.62452E-05 -2.35727E-05 -5.71363E-06
6次の係数(B) 6.79968E-07 7.36058E-07 -6.95764E-09 -9.06493E-09
8次の係数(C) -1.49344E-09 -2.04610E-09 -2.33118E-11 -1.65962E-11
10次の係数(D) 2.18051E-12 3.01616E-12
12次の係数(E)
14次の係数(F)
Y曲率半径 49.08839049 27.05749563 -56.80463531 24.37733913
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1 -0.88
4次の係数(A) -1.27624E-04 -9.62452E-05 -2.35727E-05 -5.71363E-06
6次の係数(B) 6.79968E-07 7.36058E-07 -6.95764E-09 -9.06493E-09
8次の係数(C) -1.49344E-09 -2.04610E-09 -2.33118E-11 -1.65962E-11
10次の係数(D) 2.18051E-12 3.01616E-12
12次の係数(E)
14次の係数(F)
面番号 S30 S31 S34 S35
Y曲率半径 -256.9466198 76.10151145 -53.77538203 -37.0707934
コーニック定数(K) 90 0 1.432637618 -1
4次の係数(A) 3.81759E-05 -2.49871E-05 -7.27509E-06 1.95126E-07
6次の係数(B) -2.36256E-08 1.46370E-07 1.22445E-08 -2.56458E-09
8次の係数(C) -2.04848E-11 -2.70415E-10 -8.06489E-12 2.98409E-12
10次の係数(D) 6.55740E-14 2.57801E-13 7.19014E-15 6.07298E-16
12次の係数(E) -4.72334E-17 -2.07333E-16 -8.05971E-18 -3.51995E-18
14次の係数(F) 3.01373E-20 2.90536E-19 2.85331E-21 1.46175E-21
Y曲率半径 -256.9466198 76.10151145 -53.77538203 -37.0707934
コーニック定数(K) 90 0 1.432637618 -1
4次の係数(A) 3.81759E-05 -2.49871E-05 -7.27509E-06 1.95126E-07
6次の係数(B) -2.36256E-08 1.46370E-07 1.22445E-08 -2.56458E-09
8次の係数(C) -2.04848E-11 -2.70415E-10 -8.06489E-12 2.98409E-12
10次の係数(D) 6.55740E-14 2.57801E-13 7.19014E-15 6.07298E-16
12次の係数(E) -4.72334E-17 -2.07333E-16 -8.05971E-18 -3.51995E-18
14次の係数(F) 3.01373E-20 2.90536E-19 2.85331E-21 1.46175E-21
面番号 S36 S40 S41
Y曲率半径 -53.77538203 -61.47639674 -200.8496205
コーニック定数(K) 1.432637618 -0.946487863 8.952212348
4次の係数(A) -7.27509E-06 -3.81258E-06 -9.72802E-07
6次の係数(B) 1.22445E-08 2.37350E-09 2.00223E-10
8次の係数(C) -8.06489E-12 -1.02258E-12 -4.09223E-14
10次の係数(D) 7.19014E-15
12次の係数(E) -8.05971E-18
14次の係数(F) 2.85331E-21
Y曲率半径 -53.77538203 -61.47639674 -200.8496205
コーニック定数(K) 1.432637618 -0.946487863 8.952212348
4次の係数(A) -7.27509E-06 -3.81258E-06 -9.72802E-07
6次の係数(B) 1.22445E-08 2.37350E-09 2.00223E-10
8次の係数(C) -8.06489E-12 -1.02258E-12 -4.09223E-14
10次の係数(D) 7.19014E-15
12次の係数(E) -8.05971E-18
14次の係数(F) 2.85331E-21
また、投写光学系３Ｃの最大物体高、開口数、ミラー半径、レンズ全長、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、投写光学系３Ｃの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。開口数はＮＡで示す。ミラー半径は、第１反射面の半径であり、単位はｍｍである。最終レンズ半径は、第２透過面のレンズ半径であり、単位はｍｍである。投写光学系３Ｃのレンズ全長は、Ｚ軸方向における液晶パネル１８から第２透過面までの距離であり、単位はｍｍである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 31.7
最終レンズ半径 60.0
レンズ全長 220
TR（0.59”WXGA) 0.27
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 31.7
最終レンズ半径 60.0
レンズ全長 220
TR（0.59”WXGA) 0.27
（作用効果）
本例の投写光学系は、実施例１の投写光学系と同様の作用効果を得ることができる。
本例の投写光学系は、実施例１の投写光学系と同様の作用効果を得ることができる。
また、本例では、第２光学系３２において、反射面４１に入射する光束、および、反射面４１で反射した光束を、入射側透過面４４で屈折させることができる。従って、第２光学系３２が第１透過面４２および第２透過面４３を備える場合と比較して、更に、投写光学系の投写距離を短くすることができる。
また、中間像３５の拡大側に位置する入射側透過面４４が非球面なので、拡大側結像面において、収差の発生を抑制しやすい。
図１３は、投写光学系３Ｃの拡大側のＭＴＦを示す図である。図１３に示すように、本例の投写光学系３Ｃは、高い解像度を有する。
（実施例４）
図１４は、実施例４の投写光学系３Ｄの全体を模式的に表す光線図である。図１４では、本例の投写光学系３ＤからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。図１５は、実施例４の投写光学系３Ｄの光線図である。図１６は、実施例４の第２光学系の光線図である。
図１４は、実施例４の投写光学系３Ｄの全体を模式的に表す光線図である。図１４では、本例の投写光学系３ＤからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。図１５は、実施例４の投写光学系３Ｄの光線図である。図１６は、実施例４の第２光学系の光線図である。
実施例４は、実施例２の投写光学系において、第１光学系は光路を折り曲げる第１偏向素子および第２偏向素子を備える。本例の投写光学系３Ｄは、図１５に示すように、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１、および第２光学系３２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、光学素子３３と、反射素子３４と、を備える。光学素子３３は、入射側透過面４４、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３を有する。反射素子３４は、平面ミラーである。第２光学系３２では、縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿って、入射側透過面４４、反射面４１、入射側透過面４４、反射素子３４、第１透過面４２、および第２透過面４３が、この順に位置されている。
投写光学系３Ｄ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Ｎに垂直な面内に、第１光軸Ｎに対して一方側に投写画像を形成する。投写光学系の拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。第１光学系３１と光学素子３３の反射面４１との間には、縮小側結像面と共役な中間像３５が結像される。中間像３５は拡大側結像面とも共役である。また、中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎを間に挟んでスクリーンＳとは反対側に形成される。
本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎは、Ｚ軸方向に延びる。図１４、図１５、図１６は、ＹＺ平面上の光線図である。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に投写画像を形成する。中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの下方Ｙ２に結像される。スクリーンＳは、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に配置される。
図１５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、１５枚のレンズＬ１～Ｌ１５を有する。レンズＬ１～レンズＬ１５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Ｌ１１とレンズＬ１２は接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１３とレンズＬ１４は接合された第４接合レンズＬ２４である。レンズＬ８とレンズＬ９との間には、絞りＯが配置されている。
また、第１光学系３１は、光路を折り曲げる第１偏向素子３８および第２偏向素子３９を備える。第１偏向素子３８および第２偏向素子３９は、いずれも平面ミラーである。第１偏向素子３８は、絞りＯの縮小側の隣に配置されている。すなわち、第１偏向素子３８は、レンズＬ７とレンズＬ８との間に配置されている。第２偏向素子３９は、絞りＯよりも拡大側に配置されている。すなわち、第２偏向素子３９は、レンズＬ１０とレンズＬ１１との間に配置されている。第１光学系３１の第１光軸Ｎのうち、第１偏向素子３８よりも縮小側を第１光軸の第１部分Ｎ１、第１偏向素子３８よりも拡大側で第２偏向素子３９に至るまでを第１光軸の第２部分Ｎ２、第２偏向素子３９よりも拡大側を第１光軸の第３部分Ｎ３とした場合に、第１光軸の第１部分Ｎ１と第１光軸の第２部分Ｎ２とがなす角は９０°である。第１光軸の第２部分Ｎ２と第１光軸の第３部分Ｎ３とがなす角は９０°である。第１光軸の第１部分Ｎ１と第１光軸の第３部分Ｎ３とは平行である。本例では、第１光軸の第１部分Ｎ１と第１光軸の第３部分Ｎ３とは並列に延びている。
すなわち、第１偏向素子３８は第１光軸の第１部分Ｎ１に対して４５°傾斜して配置され、第１光学系３１の光束を上方Ｙ１に向かって９０°折り曲げている。第２偏向素子３９は第１光軸の第２部分Ｎ２に対して４５°傾斜して配置され、第１光学系３１の光束を１８０°折り返している。
光学素子３３は、拡大側に凸形状を備えるメニスカスレンズ３６と、メニスカスレンズ
３６の拡大側の面に部分的に設けられた反射コーティング層３７と、を備える。光学素子
３３の反射面４１は、反射コーティング層３７である。ここで、光学素子３３は、反射面
４１の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、入射側
透過面４４、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３の設計上の光軸である
。図１６に示すように、反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸の第３部
分Ｎ３と一致する。従って、反射面４１の第２光軸Ｍは、Ｚ軸に沿って延びる。入射側透
過面４４および反射面４１は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置する。第１透過面４２および
第２透過面４３は、第２光軸の上方Ｙ１に位置する。光学素子３３の入射側透過面４４、
反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３は、いずれも非球面である。非球面
は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計
されている。
３６の拡大側の面に部分的に設けられた反射コーティング層３７と、を備える。光学素子
３３の反射面４１は、反射コーティング層３７である。ここで、光学素子３３は、反射面
４１の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、入射側
透過面４４、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３の設計上の光軸である
。図１６に示すように、反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸の第３部
分Ｎ３と一致する。従って、反射面４１の第２光軸Ｍは、Ｚ軸に沿って延びる。入射側透
過面４４および反射面４１は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置する。第１透過面４２および
第２透過面４３は、第２光軸の上方Ｙ１に位置する。光学素子３３の入射側透過面４４、
反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３は、いずれも非球面である。非球面
は、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計
されている。
反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに垂直である。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに沿った方向で、光学素子３３よりも第１光学系３１の側に位置する。
第２光学系３２の瞳Ｐは、第２光学系３２の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の瞳Ｐは、第２透過面４３の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定されるものである。瞳Ｐは、反射素子３４と第２透過面４３との間に形成される。瞳Ｐは、ＹＺ平面上で反射面４１の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。
（レンズデータ）
投写光学系３Ｄのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。
投写光学系３Ｄのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。
符号 面番号 形状 R D 硝材 屈折/反射 C
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.1866
3 球 無限 0.2000 屈折 15.8391
L1 4 球 60.8192 8.3858 447472.8179 屈折 16.2149
5 球 -33.6543 0.2000 屈折 16.2525
L2 6 球 42.1742 6.8398 449655.8302 屈折 14.5611
L3 7 球 -44.7501 1.2000 2.0010:29.134 屈折 14.0000
8 球 43.1052 0.2000 屈折 13.8696
L4 9 球 31.6779 10.8169 447567.8304 屈折 14.3070
L5 10 球 -21.9104 1.2000 2.0010:28.886 屈折 14.3931
11 球 -58.3816 0.2000 屈折 15.5371
L6 12 非球面 96.3261 3.0000 878827.3593 屈折 16.3816
13 非球面 60.9753 0.2000 屈折 16.4506
L7 14 球 47.0513 9.2823 449491.8071 屈折 16.8655
15 球 -47.2067 20.0299 屈折 17.1995
O 16 球 無限 0.0000 反射 27.4865
17 球 無限 -20.0299 屈折 18.5462
18 球 無限 -0.2000 屈折 20.0401
L8 19 球 -57.0398 -5.8695 2.0027:19.317 屈折 20.3345
20 球 1094.6879 -1.8973 屈折 20.0379
21 球 無限 -19.0977 屈折 19.3260
L9 22 非球面 50.6705 -1.2000 2.0027:19.317 屈折 17.6192
23 非球面 -202.8274 -0.2000 屈折 18.2801
L10 24 球 -51.6804 -8.0027 652914.3585 屈折 19.7819
25 球 91.1078 -20.8653 屈折 19.9676
26 球 無限 0.0000 反射 28.3233
27 球 無限 20.8653 屈折 20.4211
L11 28 球 38.7604 12.4568 614216.3226 屈折 20.9520
L12 29 球 -45.7966 3.0000 2.0027:19.317 屈折 20.6415
30 球 47.4799 10.4635 屈折 19.8139
L13 31 球 -92.5686 3.3996 611216.3189 屈折 21.2199
L14 32 球 -56.0227 6.0607 675797.2751 屈折 21.7046
33 球 -33.7704 0.2000 屈折 22.3552
L15 34 非球面 -243.3783 2.8440 'Z-E48R' 屈折 22.3333
35 非球面 25.0399 9.7794 屈折 20.3862
36 球 無限 1.5030 屈折 20.4862
37 球 無限 26.6612 屈折 21.1335
44 38 非球面 -68.3577 4.2395 'Z-E48R' 屈折 28.3267
41 39 非球面 -38.4885 -4.2395 'Z-E48R' 反射 29.5616
44 40 非球面 -68.3577 -26.6612 屈折 27.6155
34 41 球 無限 0.0000 反射 33.2362
42 球 無限 26.6613 屈折 33.2362
43 球 無限 0.0000 屈折 92.9510
42 44 非球面 -49.2660 4.2395 'Z-E48R' 屈折 37.4399
43 45 非球面 -147.0473 0.0000 屈折 54.3569
46 球 無限 439.4195 屈折 120.3501
S 47 球 無限 0.0000 屈折 1458.6948
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.1866
3 球 無限 0.2000 屈折 15.8391
L1 4 球 60.8192 8.3858 447472.8179 屈折 16.2149
5 球 -33.6543 0.2000 屈折 16.2525
L2 6 球 42.1742 6.8398 449655.8302 屈折 14.5611
L3 7 球 -44.7501 1.2000 2.0010:29.134 屈折 14.0000
8 球 43.1052 0.2000 屈折 13.8696
L4 9 球 31.6779 10.8169 447567.8304 屈折 14.3070
L5 10 球 -21.9104 1.2000 2.0010:28.886 屈折 14.3931
11 球 -58.3816 0.2000 屈折 15.5371
L6 12 非球面 96.3261 3.0000 878827.3593 屈折 16.3816
13 非球面 60.9753 0.2000 屈折 16.4506
L7 14 球 47.0513 9.2823 449491.8071 屈折 16.8655
15 球 -47.2067 20.0299 屈折 17.1995
O 16 球 無限 0.0000 反射 27.4865
17 球 無限 -20.0299 屈折 18.5462
18 球 無限 -0.2000 屈折 20.0401
L8 19 球 -57.0398 -5.8695 2.0027:19.317 屈折 20.3345
20 球 1094.6879 -1.8973 屈折 20.0379
21 球 無限 -19.0977 屈折 19.3260
L9 22 非球面 50.6705 -1.2000 2.0027:19.317 屈折 17.6192
23 非球面 -202.8274 -0.2000 屈折 18.2801
L10 24 球 -51.6804 -8.0027 652914.3585 屈折 19.7819
25 球 91.1078 -20.8653 屈折 19.9676
26 球 無限 0.0000 反射 28.3233
27 球 無限 20.8653 屈折 20.4211
L11 28 球 38.7604 12.4568 614216.3226 屈折 20.9520
L12 29 球 -45.7966 3.0000 2.0027:19.317 屈折 20.6415
30 球 47.4799 10.4635 屈折 19.8139
L13 31 球 -92.5686 3.3996 611216.3189 屈折 21.2199
L14 32 球 -56.0227 6.0607 675797.2751 屈折 21.7046
33 球 -33.7704 0.2000 屈折 22.3552
L15 34 非球面 -243.3783 2.8440 'Z-E48R' 屈折 22.3333
35 非球面 25.0399 9.7794 屈折 20.3862
36 球 無限 1.5030 屈折 20.4862
37 球 無限 26.6612 屈折 21.1335
44 38 非球面 -68.3577 4.2395 'Z-E48R' 屈折 28.3267
41 39 非球面 -38.4885 -4.2395 'Z-E48R' 反射 29.5616
44 40 非球面 -68.3577 -26.6612 屈折 27.6155
34 41 球 無限 0.0000 反射 33.2362
42 球 無限 26.6613 屈折 33.2362
43 球 無限 0.0000 屈折 92.9510
42 44 非球面 -49.2660 4.2395 'Z-E48R' 屈折 37.4399
43 45 非球面 -147.0473 0.0000 屈折 54.3569
46 球 無限 439.4195 屈折 120.3501
S 47 球 無限 0.0000 屈折 1458.6948
各非球面の非球面係数は以下のとおりである。
面番号 S12 S13 S22 S23
Y曲率半径 96.3260961 60.97528446 50.67048364 -202.8273751
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1 -0.88
4次の係数(A) -1.00271E-05 -7.79867E-06 -7.72183E-07 -5.91829E-06
6次の係数(B) 3.47797E-08 3.65406E-08 2.19648E-09 2.49647E-09
8次の係数(C) -1.44942E-11 -2.65355E-11 -3.76843E-12 -3.70003E-12
10次の係数(D) 5.15470E-15 2.45256E-14
12次の係数(E)
14次の係数(F)
Y曲率半径 96.3260961 60.97528446 50.67048364 -202.8273751
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1 -0.88
4次の係数(A) -1.00271E-05 -7.79867E-06 -7.72183E-07 -5.91829E-06
6次の係数(B) 3.47797E-08 3.65406E-08 2.19648E-09 2.49647E-09
8次の係数(C) -1.44942E-11 -2.65355E-11 -3.76843E-12 -3.70003E-12
10次の係数(D) 5.15470E-15 2.45256E-14
12次の係数(E)
14次の係数(F)
面番号 S34 S35 S38 S39
Y曲率半径 -243.3783218 25.03986207 -68.35771811 -38.48848791
コーニック定数(K) 90 0 3.309513291 -1
4次の係数(A) 2.59808E-05 -3.57184E-05 -9.53327E-06 5.03313E-07
6次の係数(B) 4.74275E-08 1.85049E-07 1.28167E-08 -5.25830E-09
8次の係数(C) -3.01496E-10 -5.17448E-10 -1.14594E-11 8.21603E-12
10次の係数(D) 6.68588E-13 5.85946E-13 1.49774E-14 -5.49356E-15
12次の係数(E) -7.34682E-16 -4.18133E-16 -1.53274E-17 4.32667E-19
14次の係数(F) 4.02340E-19 4.30864E-19 5.55757E-21 3.62088E-22
Y曲率半径 -243.3783218 25.03986207 -68.35771811 -38.48848791
コーニック定数(K) 90 0 3.309513291 -1
4次の係数(A) 2.59808E-05 -3.57184E-05 -9.53327E-06 5.03313E-07
6次の係数(B) 4.74275E-08 1.85049E-07 1.28167E-08 -5.25830E-09
8次の係数(C) -3.01496E-10 -5.17448E-10 -1.14594E-11 8.21603E-12
10次の係数(D) 6.68588E-13 5.85946E-13 1.49774E-14 -5.49356E-15
12次の係数(E) -7.34682E-16 -4.18133E-16 -1.53274E-17 4.32667E-19
14次の係数(F) 4.02340E-19 4.30864E-19 5.55757E-21 3.62088E-22
面番号 S40 S44 S45
Y曲率半径 -68.35771811 -49.26602456 -147.047343
コーニック定数(K) 3.309513291 -13.20511972 5.099781969
4次の係数(A) -9.53327E-06 -1.27110E-05 -8.98450E-07
6次の係数(B) 1.28167E-08 7.61054E-09 1.15337E-10
8次の係数(C) -1.14594E-11 -3.45915E-12 -3.33257E-14
10次の係数(D) 1.49774E-14
12次の係数(E) -1.53274E-17
14次の係数(F) 5.55757E-21
Y曲率半径 -68.35771811 -49.26602456 -147.047343
コーニック定数(K) 3.309513291 -13.20511972 5.099781969
4次の係数(A) -9.53327E-06 -1.27110E-05 -8.98450E-07
6次の係数(B) 1.28167E-08 7.61054E-09 1.15337E-10
8次の係数(C) -1.14594E-11 -3.45915E-12 -3.33257E-14
10次の係数(D) 1.49774E-14
12次の係数(E) -1.53274E-17
14次の係数(F) 5.55757E-21
また、投写光学系３Ｄの最大物体高、開口数、ミラー半径、レンズ全長、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、投写光学系３Ｄの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。開口数はＮＡで示す。ミラー半径は、第１反射面の半径であり、単位はｍｍである。最終レンズ半径は、第２透過面のレンズ半径であり、単位はｍｍである。投写光学系３Ｄのレンズ全長は、Ｚ軸方向における液晶パネル１８から第２透過面までの距離であり、単位はｍｍである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 29.6
最終レンズ半径 54.4
レンズ全長 276
TR（0.59”WXGA) 0.275
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 29.6
最終レンズ半径 54.4
レンズ全長 276
TR（0.59”WXGA) 0.275
（作用効果）
本例の投写光学系は、実施例３の投写光学系と同様の作用効果を得ることができる。また、本例では、第１偏向素子および第２偏向素子を備えることにより、第１光学系の光路を折り返している。これにより、Ｚ軸方向から見た場合に第１光学系が占める専有面積を小さくすることができる。
本例の投写光学系は、実施例３の投写光学系と同様の作用効果を得ることができる。また、本例では、第１偏向素子および第２偏向素子を備えることにより、第１光学系の光路を折り返している。これにより、Ｚ軸方向から見た場合に第１光学系が占める専有面積を小さくすることができる。
図１７は、投写光学系３Ｄの拡大側のＭＴＦを示す図である。図１７に示すように、本例の投写光学系３Ｄは、高い解像度を有する。
（実施例５）
図１８は、実施例５の投写光学系３Ｅの全体を模式的に表す光線図である。図１８では、本例の投写光学系３ＥからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。図１９は、実施例５の投写光学系３Ｅの光線図である。図２０は、第５実施例の第２光学系の光線図である。
図１８は、実施例５の投写光学系３Ｅの全体を模式的に表す光線図である。図１８では、本例の投写光学系３ＥからスクリーンＳに到達する光束を、光束Ｆ１～Ｆ４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Ｆ４は最も像高が高い位置に達する光束である。光束Ｆ２および光束Ｆ３は、光束Ｆ１と光束Ｆ４との間の位置に達する光束である。図１９は、実施例５の投写光学系３Ｅの光線図である。図２０は、第５実施例の第２光学系の光線図である。
実施例５は、実施例４と同様に、投写光学系において、第１光学系は光路を折り曲げる第１偏向素子および第２偏向素子を備える。本例の投写光学系３Ｅは、図１９に示すように、縮小側から拡大側に向かって順に、第１光学系３１、および第２光学系３２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、光学素子３３と、反射素子３４と、を備える。光学素子３３は、入射側透過面４４、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３を有する。反射素子３４は、平面ミラーである。第２光学系３２では、縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿って、入射側透過面４４、反射面４１、入射側透過面４４、反射素子３４、第１透過面４２、および第２透過面４３が、この順に位置されている。
投写光学系３Ｅ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Ｎに垂直な面内に、第１光軸Ｎに対して一方側に投写画像を形成する。投写光学系の拡大側結像面には、スクリーンＳが配置されている。第１光学系３１と光学素子３３の反射面４１との間には、縮小側結像面と共役な中間像３５が結像される。中間像３５は拡大側結像面とも共役である。また、中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎを間に挟んでスクリーンＳとは反対側に形成される。
本例では、第１光学系３１の第１光軸Ｎは、Ｚ軸方向に延びる。図１８、図１９、図２０は、ＹＺ平面上の光線図である。液晶パネル１８は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に投写画像を形成する。中間像３５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎの下方Ｙ２に結像される。スクリーンＳは、第１光学系３１の第１光軸Ｎの上方Ｙ１に配置される。
図１９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、１５枚のレンズＬ１～Ｌ１５を有する。レンズＬ１～レンズＬ１５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Ｌ１１とレンズＬ１２は接合された第３接合レンズＬ２３である。レンズＬ１３とレンズＬ１４は接合された第４接合レンズＬ２４である。レンズ１５は、第１光学系３１の第１光軸Ｎに対する上方Ｙ１部分がカットされたレンズである。レンズＬ８とレンズＬ９との間には、絞りＯが配置されている。
また、第１光学系３１は、光路を折り曲げる第１偏向素子３８および第２偏向素子３９を備える。第１偏向素子３８および第２偏向素子３９は、いずれも平面ミラーである。第１偏向素子３８は、絞りＯの縮小側の隣に配置されている。すなわち、第１偏向素子３８は、レンズＬ７とレンズＬ８との間に配置されている。第２偏向素子３９は、絞りＯよりも拡大側に配置されている。すなわち、第２偏向素子３９は、レンズＬ１０とレンズＬ１１との間に配置されている。第１光学系３１の第１光軸Ｎのうち、第１偏向素子３８よりも縮小側を第１光軸の第１部分Ｎ１、第１偏向素子３８よりも拡大側で第２偏向素子３９に至るまでを第１光軸の第２部分Ｎ２、第２偏向素子３９よりも拡大側を第１光軸の第３部分Ｎ３とした場合に、第１光軸の第１部分Ｎ１と第１光軸の第２部分Ｎ２とがなす角は９０°である。第１光軸の第２部分Ｎ２と第１光軸の第３部分Ｎ３とがなす角は９０°である。第１光軸の第１部分Ｎ１と第１光軸の第３部分Ｎ３とは平行である。本例では、第１光軸の第１部分Ｎ１と第１光軸の第３部分Ｎ３とは並列に延びている。
すなわち、第１偏向素子３８は第１光軸の第１部分Ｎ１に対して４５°傾斜して配置され、第１光学系３１の光路を上方Ｙ１に向かって９０°折り曲げている。第２偏向素子３９は第１光軸の第２部分Ｎ２に対して４５°傾斜して配置され、第１光学系３１の光路を１８０°折り返している。
光学素子３３は、拡大側に凸形状を備えるメニスカスレンズ３６と、メニスカスレンズ
３６の拡大側の面に部分的に設けられた反射コーティング層３７と、を備える。光学素子
３３の反射面４１は、反射コーティング層３７である。ここで、光学素子３３は、反射面
４１の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、入射側
透過面４４、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３の設計上の光軸である
。図２０に示すように、反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸Ｎの第３
部分Ｎ３と一致する。従って、反射面４１の第２光軸Ｍは、Ｚ軸に沿って延びる。入射側
透過面４４および反射面４１は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置する。第１透過面４２およ
び第２透過面４３は、第２光軸の上方Ｙ１に位置する。光学素子３３の入射側透過面４４
、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面は、いずれも非球面である。非球面は
、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計さ
れている。
３６の拡大側の面に部分的に設けられた反射コーティング層３７と、を備える。光学素子
３３の反射面４１は、反射コーティング層３７である。ここで、光学素子３３は、反射面
４１の第２光軸Ｍを設計軸として設計されている。言い換えれば、第２光軸Ｍは、入射側
透過面４４、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面４３の設計上の光軸である
。図２０に示すように、反射面４１の第２光軸Ｍは、第１光学系３１の第１光軸Ｎの第３
部分Ｎ３と一致する。従って、反射面４１の第２光軸Ｍは、Ｚ軸に沿って延びる。入射側
透過面４４および反射面４１は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２に位置する。第１透過面４２およ
び第２透過面４３は、第２光軸の上方Ｙ１に位置する。光学素子３３の入射側透過面４４
、反射面４１、第１透過面４２、および第２透過面は、いずれも非球面である。非球面は
、自由曲面の場合がある。この場合でも、自由曲面は、第２光軸Ｍを設計軸として設計さ
れている。
反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに垂直である。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する。反射素子３４は、反射面４１の第２光軸Ｍに沿った方向で、光学素子３３よりも第１光学系３１の側に位置する。第１光学系の第１光軸Ｎと直交する方向から見た場合、反射素子３４と第１光学系３１のレンズＬ１５とが重なる。
第２光学系３２の瞳Ｐは、第２光学系３２の内側に位置する。ＹＺ平面における第２光学系３２の瞳Ｐは、第２透過面４３の有効光線範囲５０のＹ軸方向の上端を通過する上端光束５１の上周辺光線５１ａおよび有効光線範囲５０のＹ軸方向の下端を通過する下端光束５２の上周辺光線５２ａがＹＺ平面上で交差する上側交点５３と、上端光束５１の下周辺光線５１ｂおよび下端光束５２の下周辺光線５２ｂがＹＺ平面上で交差する下側交点５４とを結ぶ線で規定されるものである。瞳Ｐは、反射素子３４と第２透過面４３との間に形成される。瞳Ｐは、ＹＺ平面上で反射面４１の第２光軸Ｍと垂直な仮想垂直線Ｖに対して傾斜する。
（レンズデータ）
投写光学系３Ｅのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。
投写光学系３Ｅのレンズデータは以下のとおりである。面番号は、縮小側から拡大側に順番に付してある。符号は、レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面の符号である。レンズ、第１偏向素子、第２偏向素子、入射側投射面、反射面、反射素子、第１透過面、および第２透過面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。Ｃはアパーチャー半径である。Ｒ、Ｄ、Ｃの単位はｍｍである。
符号 面番号 形状 R D 硝材 屈折/反射 C
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.1449
3 球 無限 0.2000 屈折 15.7239
L1 4 球 35.4215 10.4750 443314.8653 屈折 16.3636
5 球 -37.0296 0.2000 屈折 16.2009
L2 6 球 124.1837 6.3938 454154.8344 屈折 14.5415
L3 7 球 -29.4013 1.2162 2.0006:28.214 屈折 14.0000
8 球 59.5041 0.2089 屈折 14.3901
L4 9 球 36.6649 11.7954 444852.8471 屈折 15.1102
L5 10 球 -20.0854 1.2000 2.0010:29.134 屈折 15.2728
11 球 -46.8668 0.2405 屈折 17.0887
L6 12 非球面 88.2703 3.2943 735074.5321 屈折 19.0117
13 非球面 50.5058 0.2128 屈折 19.2901
L7 14 球 46.6480 11.7146 456203.7378 屈折 19.8069
15 球 -42.2516 21.9375 屈折 20.2330
O 16 球 無限 0.0000 反射 31.3716
17 球 無限 -22.2165 屈折 21.5781
18 球 無限 -0.2311 屈折 22.6808
L8 19 球 -59.3719 -7.0715 2.0005:19.475 屈折 22.9207
20 球 735.6722 -1.3341 屈折 22.5338
21 球 無限 -20.5635 屈折 21.8161
L9 22 非球面 37.4859 -1.2000 2.0027:19.317 屈折 19.0086
23 非球面 4094.4011 -2.7557 屈折 19.9946
L10 24 球 -75.4732 -10.6449 647255.4076 屈折 23.0115
25 球 56.1392 -23.6931 屈折 23.2989
26 球 無限 0.0000 反射 32.5119
27 球 無限 23.6931 屈折 21.7554
L11 28 球 63.2789 12.7993 612767.3176 屈折 20.3041
L12 29 球 -30.8281 6.1889 2.0020:19.359 屈折 19.9647
30 球 72.5265 13.1602 屈折 20.7543
L13 31 球 -61.7004 4.4566 537239.4139 屈折 23.3612
L14 32 球 -42.0251 6.5691 816278.2248 屈折 24.0343
33 球 -31.8478 0.2000 屈折 25.0031
L15 34 非球面 -252.1895 10.0000 'Z-E48R' 屈折 24.7280
35 非球面 28.5103 10.3567 屈折 21.9118
36 球 無限 0.0000 屈折 22.9461
37 球 無限 33.6948 屈折 22.9461
44 38 非球面 -49.4134 2.8111 'Z-E48R' 屈折 32.4428
41 39 非球面 -34.9985 -2.8111 'Z-E48R' 反射 34.7017
44 40 非球面 -49.4134 -41.9647 屈折 31.8814
34 41 球 無限 0.0000 反射 50.8876
42 球 無限 42.0161 屈折 50.8876
43 球 無限 0.0000 屈折 141.6424
42 44 非球面 -46.9659 2.8111 'Z-E48R' 屈折 51.5235
43 45 非球面 -50.7702 0.0000 屈折 75.0046
46 球 無限 307.4195 屈折 217.6765
S 47 球 無限 0.0000 屈折 1488.5481
18 0 球 無限 0.0000 屈折 0.0000
1 球 無限 9.5000 屈折 11.7000
19 2 球 無限 25.9100 SBSL7_OHARA 屈折 13.1449
3 球 無限 0.2000 屈折 15.7239
L1 4 球 35.4215 10.4750 443314.8653 屈折 16.3636
5 球 -37.0296 0.2000 屈折 16.2009
L2 6 球 124.1837 6.3938 454154.8344 屈折 14.5415
L3 7 球 -29.4013 1.2162 2.0006:28.214 屈折 14.0000
8 球 59.5041 0.2089 屈折 14.3901
L4 9 球 36.6649 11.7954 444852.8471 屈折 15.1102
L5 10 球 -20.0854 1.2000 2.0010:29.134 屈折 15.2728
11 球 -46.8668 0.2405 屈折 17.0887
L6 12 非球面 88.2703 3.2943 735074.5321 屈折 19.0117
13 非球面 50.5058 0.2128 屈折 19.2901
L7 14 球 46.6480 11.7146 456203.7378 屈折 19.8069
15 球 -42.2516 21.9375 屈折 20.2330
O 16 球 無限 0.0000 反射 31.3716
17 球 無限 -22.2165 屈折 21.5781
18 球 無限 -0.2311 屈折 22.6808
L8 19 球 -59.3719 -7.0715 2.0005:19.475 屈折 22.9207
20 球 735.6722 -1.3341 屈折 22.5338
21 球 無限 -20.5635 屈折 21.8161
L9 22 非球面 37.4859 -1.2000 2.0027:19.317 屈折 19.0086
23 非球面 4094.4011 -2.7557 屈折 19.9946
L10 24 球 -75.4732 -10.6449 647255.4076 屈折 23.0115
25 球 56.1392 -23.6931 屈折 23.2989
26 球 無限 0.0000 反射 32.5119
27 球 無限 23.6931 屈折 21.7554
L11 28 球 63.2789 12.7993 612767.3176 屈折 20.3041
L12 29 球 -30.8281 6.1889 2.0020:19.359 屈折 19.9647
30 球 72.5265 13.1602 屈折 20.7543
L13 31 球 -61.7004 4.4566 537239.4139 屈折 23.3612
L14 32 球 -42.0251 6.5691 816278.2248 屈折 24.0343
33 球 -31.8478 0.2000 屈折 25.0031
L15 34 非球面 -252.1895 10.0000 'Z-E48R' 屈折 24.7280
35 非球面 28.5103 10.3567 屈折 21.9118
36 球 無限 0.0000 屈折 22.9461
37 球 無限 33.6948 屈折 22.9461
44 38 非球面 -49.4134 2.8111 'Z-E48R' 屈折 32.4428
41 39 非球面 -34.9985 -2.8111 'Z-E48R' 反射 34.7017
44 40 非球面 -49.4134 -41.9647 屈折 31.8814
34 41 球 無限 0.0000 反射 50.8876
42 球 無限 42.0161 屈折 50.8876
43 球 無限 0.0000 屈折 141.6424
42 44 非球面 -46.9659 2.8111 'Z-E48R' 屈折 51.5235
43 45 非球面 -50.7702 0.0000 屈折 75.0046
46 球 無限 307.4195 屈折 217.6765
S 47 球 無限 0.0000 屈折 1488.5481
各非球面の非球面係数は以下のとおりである。
面番号 S12 S13 S22 S23
Y曲率半径 88.27026489 50.50584329 37.48592767 4094.401136
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1 -0.88
4次の係数(A) -1.10349E-05 -7.88464E-06 -6.81021E-07 -5.47787E-06
6次の係数(B) 3.44274E-08 3.49784E-08 -1.59217E-09 5.07966E-10
8次の係数(C) -2.07712E-11 -2.99526E-11 9.85211E-14 -3.75235E-13
10次の係数(D) 4.62378E-15 1.40174E-14
12次の係数(E)
14次の係数(F)
Y曲率半径 88.27026489 50.50584329 37.48592767 4094.401136
コーニック定数(K) 1.568 -1.3 -1 -0.88
4次の係数(A) -1.10349E-05 -7.88464E-06 -6.81021E-07 -5.47787E-06
6次の係数(B) 3.44274E-08 3.49784E-08 -1.59217E-09 5.07966E-10
8次の係数(C) -2.07712E-11 -2.99526E-11 9.85211E-14 -3.75235E-13
10次の係数(D) 4.62378E-15 1.40174E-14
12次の係数(E)
14次の係数(F)
面番号 S34 S35 S38 S39
Y曲率半径 -252.189464 28.51032743 -49.41336502 -34.99850714
コーニック定数(K) 90 0 0.758064337 -1
4次の係数(A) 1.16695E-05 -3.05019E-05 -1.00951E-05 1.20305E-06
6次の係数(B) 7.16140E-08 1.86410E-07 1.15029E-08 -6.10403E-09
8次の係数(C) -3.30028E-10 -5.07229E-10 -1.20410E-11 8.66480E-12
10次の係数(D) 6.66535E-13 6.31522E-13 1.79838E-14 -5.09972E-15
12次の係数(E) -6.92904E-16 -4.55829E-16 -1.41251E-17 5.89237E-19
14次の係数(F) 3.10765E-19 2.04805E-19 3.33978E-21 1.92772E-22
Y曲率半径 -252.189464 28.51032743 -49.41336502 -34.99850714
コーニック定数(K) 90 0 0.758064337 -1
4次の係数(A) 1.16695E-05 -3.05019E-05 -1.00951E-05 1.20305E-06
6次の係数(B) 7.16140E-08 1.86410E-07 1.15029E-08 -6.10403E-09
8次の係数(C) -3.30028E-10 -5.07229E-10 -1.20410E-11 8.66480E-12
10次の係数(D) 6.66535E-13 6.31522E-13 1.79838E-14 -5.09972E-15
12次の係数(E) -6.92904E-16 -4.55829E-16 -1.41251E-17 5.89237E-19
14次の係数(F) 3.10765E-19 2.04805E-19 3.33978E-21 1.92772E-22
面番号 S40 S44 S45
Y曲率半径 -49.41336502 -46.96586421 -50.77015164
コーニック定数(K) 0.758064337 -0.865769094 -0.687556133
4次の係数(A) -1.00951E-05 -6.36237E-06 2.54890E-06
6次の係数(B) 1.15029E-08 4.35750E-09 -3.89464E-10
8次の係数(C) -1.20410E-11 -9.84603E-13 2.49570E-14
10次の係数(D) 1.79838E-14
12次の係数(E) -1.41251E-17
14次の係数(F) 3.33978E-21
Y曲率半径 -49.41336502 -46.96586421 -50.77015164
コーニック定数(K) 0.758064337 -0.865769094 -0.687556133
4次の係数(A) -1.00951E-05 -6.36237E-06 2.54890E-06
6次の係数(B) 1.15029E-08 4.35750E-09 -3.89464E-10
8次の係数(C) -1.20410E-11 -9.84603E-13 2.49570E-14
10次の係数(D) 1.79838E-14
12次の係数(E) -1.41251E-17
14次の係数(F) 3.33978E-21
また、投写光学系３Ｅの最大物体高、開口数、ミラー半径、レンズ全長、ＴＲは、以下のとおりである。最大物体高は、液晶パネル１８面上において画像形成領域の中で、投写光学系３Ｅの第１光軸Ｎから最も離れた点までの寸法である。最大物体高の単位はｍｍである。開口数はＮＡで示す。ミラー半径は、第１反射面の半径であり、単位はｍｍである。最終レンズ半径は、第２透過面のレンズ半径であり、単位はｍｍである。投写光学系３Ｅのレンズ全長は、Ｚ軸方向における液晶パネル１８から第２透過面までの距離であり、単位はｍｍである。ＴＲは、スローレシオであり、投写距離を、投写画像をスクリーンＳへ投写した時のＸ軸方向の寸法で除算した値である。
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 34.7
最終レンズ半径 75.1
レンズ全長 318
TR（0.59”WXGA) 0.188
最大物体高 11.7
ＮＡ 0.3125
ミラー半径 34.7
最終レンズ半径 75.1
レンズ全長 318
TR（0.59”WXGA) 0.188
（作用効果）
本例の投写光学系は、実施例４の投写光学系と同様の作用効果を得ることができる。
本例の投写光学系は、実施例４の投写光学系と同様の作用効果を得ることができる。
また、本例では、第１光学系の光軸と直交する方向から見た場合に、第１光学系のレン
ズＬ１５と、反射素子３４とが重なる。これにより、第１光学系と第２光学系とが第１光
学系の光軸方向で接近するので、光軸方向において投写光学系を小型化することができる
。
ズＬ１５と、反射素子３４とが重なる。これにより、第１光学系と第２光学系とが第１光
学系の光軸方向で接近するので、光軸方向において投写光学系を小型化することができる
。
図２１は、投写光学系３Ｅの拡大側のＭＴＦを示す図である。図２１に示すように、本例の投写光学系３Ｅは、高い解像度を有する。
１…プロジェクター、２…画像形成部、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ…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、１７Ｒ…フィールドレンズ、１７Ｇ…フィールドレンズ、１７Ｂ…フィールドレンズ、１８Ｒ…液晶パネル、１８Ｇ…液晶パネル、１８Ｂ…液晶パネル、１８Ｒ…各液晶パネル、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、３４…反射素子、３５…中間像、３６…メニスカスレンズ、３７…反射コーティング層、３８…第１偏向素子、３９…第２偏向素子、４１…反射面、４２…第１透過面、４３…第２透過面、４４…入射側透過面、５０…有効光線範囲、５１…上端光束、５１ａ…上周辺光線、５１ｂ…下周辺光線、５２…下端光束、５２ａ…上周辺光線、５２ｂ…下周辺光線、５３…上側交点、５４…下側交点、Ｆ１～Ｆ４…光束、Ｌ１～Ｌ１５…レンズ、Ｌ２１～Ｌ２４…接合レンズ、Ｎ…第１光軸、Ｎ１…第１光軸の第１部分、Ｎ２…第１光軸の第２部分、Ｎ３…第１光軸の第３部分、Ｍ…第２光軸、Ｐ…瞳、Ｓ…スクリーン、Ｖ…仮想垂直線。
Claims (19)
- 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、反射面、第１透過面、および第２透過面を有する光学素子と、反射素子と、を備え、
前記反射面、前記反射素子、前記第１透過面、および前記第２透過面は、前記縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿ってこの順に位置し、
前記第１光学系の第１光軸に沿った方向において、前記反射素子は、前記光学素子と第１光学系との間に位置し、
前記反射素子は、平面ミラーを備えることを特徴とする投写光学系。 - 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、入射側透過面、反射面、第１透過面、および第２透過面を有する光学素子と、反射素子と、を備え、
前記入射側透過面、前記反射面、前記入射側透過面、前記反射素子、前記第１透過面、および前記第２透過面は、前記縮小側から拡大側に向かう光の進行方向に沿ってこの順に位置し、
前記第１光学系の第１光軸に沿った方向において、前記反射素子は、前記光学素子と第１光学系との間に位置し、
前記反射素子は、平面ミラーを備えることを特徴とする投写光学系。 - 前記入射側透過面は、非球面であることを特徴とする請求項２に記載の投写光学系。
- 前記反射面は、凹形状であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 前記第２透過面は、拡大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４のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 前記第１透過面は、拡大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５のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 前記反射面は、非球面であることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 前記第２透過面は、非球面であることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 前記第１透過面は、非球面であることを特徴とする請求項１から８のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 前記反射面は、前記反射面の第２光軸に対して一方側に位置し、前記反射素子、前記第１透過面、および前記第２透過面は、前記第２光軸に対して他方側に位置することを特徴とする請求項１から９のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸とし、拡大側結像面の幅方向をＸ、前記拡大側結像面の上下方向をＹ軸方向、前記拡大側結像面に垂直な方向をＺ軸方向、前記第１光軸および前記第２光軸を含む平面をＹＺ平面とした場合に、
前記第２透過面の有効光線範囲の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前記有効光線範囲の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ＹＺ平面上で交差する下側交点とを結ぶ瞳は、前記ＹＺ平面で前記第２光軸と垂直な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１０に記載の投写光学系。 - 前記第１光学系は、光路を折り曲げる第１偏向素子を備えることを特徴とする請求項１から１１のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 前記第１偏向素子は、平面ミラーであることを特徴とする請求項１２に記載の投写光学系。
- 前記第１光学系において、前記第１光軸のうち、前記第１偏向素子よりも前記縮小側の光軸を第１光軸の第１部分、前記第１偏向素子よりも前記拡大側の光軸を第１光軸の第２部分とした場合に、前記第１光軸の第１部分と前記第１光軸の第２部分とがなす角は、９０°であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の投写光学系。
- 前記第１光学系は、前記第１偏向素子の前記拡大側に光路を折り曲げる第２偏向素子を備えることを特徴とする請求項１２から１４のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 前記第２偏向素子は、平面ミラーであることを特徴とする請求項１５に記載の投写光学系。
- 前記第１光学系において、前記第１光軸のうち、前記第２偏向素子よりも前記拡大側の光軸を第１光軸の第３部分とした場合に、前記第１光軸の第１部分と前記第１光軸の第３部分とは、平行であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の投写光学系。
- 前記第１光学系と前記反射面との間に中間像が結像されることを特徴とする請求項１から１７のうちいずれか一項に記載の投写光学系。
- 請求項１から１８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。
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