CN102866481A - 投影光学***及具备该投影光学***的投影机 - Google Patents

Abstract

提供平衡性好地提高光的利用效率的投影光学***及组装其的投影机。光调制元件侧透镜群20b在液晶面板18G(18R、18B)的纵方向和横方向有不同的放大率，所以作为投影光学***20的全体***，在纵横方向也有不同的焦点距离，纵横方向的放大倍率也变为不同，能够使液晶面板18G(18R、18B)的图像的横纵比和在屏幕SC上投影的图像的横纵比不同。也就是说，通过本投影光学***20，可以变换宽度和高度的比即横纵比。这时，各焦点和/或光圈70与光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离p满足预定的条件式，所以在第1工作状态和第2工作状态的双方可确保一定以上的远心性。

Description

投影光学***及具备该投影光学***的投影机

技术领域

本发明涉及能切换投影像的横纵比(aspect ratio)的投影光学***及具备该投影光学***的投影机。

背景技术

作为投影机的投影光学***中使用的横纵比变换用的转换器，存在可进退地配置于本来的投影光学***的前面位置即像侧正面的前配置型的转换器。

然而，这种转换器被设置为从投影机主体独立的外置的光学部，使投影机大型化，同时，将包含转换器的全体投影光学***的调整变复杂，或者使图像显著劣化。

此外，如果不是投影机的投影光学***，而作为照相机等的拍摄光学***中使用的横纵比变换用的转换器，存在可装卸地配置于成像光学***的像侧的后配置型的中继(relay)***(参照专利文献1、2)。这个中继***包括第1群、第2群和第3群，其中的中央的第2群是变形转换器（anamorphic converter），成为在第1群和第3群之间可插拔。

然而，专利文献1等中公开的中继***或变形转换器用于拍摄光学***，在投影光学***中原样使用时，产生各种制约。

例如，在如上述的后配置型的中继***的场合，未考虑远心(telecentric)性。这样的中继***中，原理上，在横断面的远心性和在纵断面的远心性无法并存。为此，在X断面或Y断面的任意一方严格确保远心性时，大大地破坏在另一方的远心性，所以光的利用效率下降，或根据方向而偏差。

另外，在专利文献1等记载的拍摄光学***中，可进行透镜更换成为基本的前提，在不使用后配置型的中继***的场合，成像光学***直接固定在拍摄部，并单独被使用。为此，在要维持成像光学***的性能时，后配置型的中继***有利。另一方面，在投影光学***中，一般不进行透镜更换，所以不需要作为可安装各种更换透镜的通用中继***或通用转换器的功能。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2005-221597号公报

【专利文献2】特开2005-300928号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供平衡性好地提高光的利用效率的投影光学***及组装其的投影机。

为了达成上述目的，本发明涉及的投影光学***，在被投影面上放大投影图像时，使光调制元件的图像的横纵比与在被投影面上投影的图像的横纵比成为不同，投影光学***包括：光圈，限制光束的通过；光调制元件侧透镜群，配置在从上述光调制元件到上述光圈之间，包含：调整光学要素群，在光调制元件的纵方向和横方向有不同的放大率，并且在光路上可以进退；旋转对称透镜群，包括1个以上的旋转对称透镜，在前述光调制元件的纵方向和横方向有相同的放大率，并且在光路上可以进退；光调制元件侧透镜群中，调整光学要素群和旋转对称透镜群，在任意一方配置在光路上时，通过使另一方从光路上避开，可切换为调整光学要素群在光路上的状态和旋转对称透镜群在光路上的状态；调整光学要素群在光路上的状态的光调制元件侧透镜群的横断面中，将被投影面侧的焦点和被投影面侧的最端面的距离设为FFPx，调整光学要素群在光路上的状态的光调制元件侧透镜群的纵断面中，将被投影面侧的焦点和被投影面侧的最端面的距离设为FFPy，旋转对称透镜群在光路上的状态的光调制元件侧透镜群中，将被投影面侧的焦点和被投影面侧的最端面的距离设为FFPL，

在FFPx<FFPy时，为FFPx<FFPL<FFPy    (1)；

在FFPy<FFPx时，为FFPy<FFPL<FFPx    (1)’。

根据上述投影光学***，调整光学要素群在光路上可以进退，并且可代替调整光学要素群而***旋转对称透镜群，在调整光学要素群在光路上、变换横纵比而投影的第1工作状态，在纵横方向具有不同的焦点距离，纵横方向的放大倍率也变为不同，光调制元件的图像的横纵比和在被投影面上投影的图像的横纵比可以不同。也就是说，通过本投影光学***，可以变换宽度和高度的比即横纵比。另外，在代替调整光学要素群而旋转对称透镜群在光路上、不变换横纵比而投影的第2工作状态，能够将光调制元件的图像的横纵比和在被投影面上投影的图像的横纵设定为相等。也就是说，通过本投影光学***，也可不变换宽度和高度的比而保持原样。在这时，在代替调整光学要素群在光路上配置旋转对称透镜群、由此使横纵比不变换而投影的第2工作状态，距离FFPL满足上述条件式(1)、(1)’，即在距离FFPx和距离FFPy之间，所以不仅在第1工作状态可保持比较高的远心性，在第2工作状态也可保持比较高的远心性。

根据本发明的具体方面，关于上述投影光学***，调整光学要素群在光路上的状态中，将光圈和光调制元件侧透镜群的被投影面侧的最端面的距离设为p，

在FFPx<FFPy时，为FFPx<p<FFPy    (2)；

在FFPy<FFPx时，为FFPy<p<FFPx    (2)’。

这个场合，调整光学要素群在光路上、变换横纵比而投影的第1工作状态的光圈和光调制元件侧透镜群的被投影面侧的最端面的距离p满足上述条件式(2)，(2)’，所以在纵方向和横方向的双方可确保一定以上的远心性。例如，FFPx<p<FFPy的场合，纵方向的主光线朝向被投影面内向倾斜，横方向的主光线朝向被投影面外向倾斜，但是作为全体保持远心性。相反，FFPy<p<FFPx的场合，纵方向的主光线朝向被投影面外向倾斜，横方向的主光线朝向被投影面内向倾斜，但是作为全体保持远心性。

根据本发明另外的方面，光圈和物体侧透镜群的被投影面侧的最端面的距离p大致等于调整光学要素群从光路上避开的状态的物体侧透镜群的投影面侧的焦点和被投影面侧的最端面的距离FFPL。这个场合，可设定为适当的状态以实现远心性。

根据本发明另外的方面，上述投影光学***中，

在FFPx<FFPy时，为FFPx<p≤(FFPy+FFPx)/2  (3)；

在FFPy<FFPx时，为FFPy<p≤(FFPy+FFPx)/2  (3)’。

这个场合，可相对提高横方向和纵方向的中间方向的远心性，可降低远心性的方向性的偏倚，可依据观察方向等投影难以产生不均的、明亮的图像。

根据本发明又另外的方面，从被投影面侧按顺序，实际包括：放大用的第1群、包含在光路上择一配置的调整光学要素群和旋转对称透镜群的第2群、有正放大率的第3群。在这个场合，在靠近光调制元件的位置可相互替换第2群即调整光学要素群和旋转对称透镜群，各像高的光线沿着比较靠近像高的路径通过第2群，所以光线的控制变得容易。由此，可抑制由第2群即调整光学要素群和旋转对称透镜群的相互替换操作引起的象差的产生。也就是说，由于将第2群放置于靠近光调制元件的位置，可抑制象差的产生。另外，通过第3群有正放大率，可抑制从光调制元件出射的光的扩散，所以向第2群的光的入射角度变小，可抑制在第2群的象差的产生，并且可使第2群变得紧凑。为此，可期待高精度的透镜加工，可性能提高同时，也可以降低成本。

根据本发明又另外的方面，从被投影面侧按顺序，实际包括：放大用的第1群、包含在光路上择一配置的调整光学要素群和旋转对称透镜群的第2群。在这个场合，在靠近光调制元件的位置可相互替换第2群即调整光学要素群和旋转对称透镜群，各像高的光线沿着比较靠近像高的路径通过第2群，所以光线的控制变得容易。由此，可抑制由第2群即调整光学要素群和旋转对称透镜群的相互替换操作引起的象差的产生。也就是说，由于将第2群放置于靠近光调制元件的位置，可使第2群变得紧凑，并且可抑制象差的产生。为此，可期待高精度的透镜加工，可性能提高同时，也可以降低成本。

根据本发明又另外的方面，调整光学要素群，在光调制元件的纵方向的断面，从被投影面侧按顺序，包括：有正放大率的第1光学要素群、有负放大率的第2光学要素群。这个场合，可在纵方向压缩或缩短被投影面上投影的图像。

根据本发明又另外的方面，旋转对称透镜群，与调整光学要素群的各光学要素群对应地，从被投影面侧按顺序，包括：有正放大率的第1光学要素群、有负放大率的第2光学要素群。这个场合，由于旋转对称透镜群和第2群中放大率的正负一致，可比较简单且正确地调整旋转对称透镜群的各光学要素群的放大率，以成为希望的状态。

根据本发明又另外的方面，调整光学要素群，在光调制元件的横方向的断面，从被投影面侧按顺序，包括：有负放大率的第1光学要素群、有正放大率的第2光学要素群。这个场合，可在横方向上伸展或放大被投影面上投影的图像。

根据本发明又另外的方面，旋转对称透镜群，与调整光学要素群的各光学要素群对应地，从被投影面侧按顺序，包括：有负放大率的第1光学要素群、有正放大率的第2光学要素群。这个场合，由于旋转对称透镜群和第2群中放大率的正负一致，可比较简单且正确地调整旋转对称透镜群的各光学要素群的放大率，以成为希望的状态。

根据本发明又另外的方面，旋转对称透镜群具有调整光学要素群在光调制元件的纵方向的断面所具有的放大率和在横方向的断面所具有的放大率之间的放大率。这个场合，例如将旋转对称透镜群设为调整光学要素群的纵方向和横方向的放大率的中间的状态，由此可使第2工作状态的焦点位于第1工作状态的焦点的大致中间。例如，将FFPL的值设为FFPx和FFPy的大致平均的值。

根据本发明又另外的方面，在光调制元件侧透镜群的光调制元件侧，配置光合成用的棱镜。这个场合，可合成多个光调制元件形成的多个颜色的图像并进行投影。

本发明涉及的投影机具备上述的投影光学***、和光调制元件。根据本投影机，可在被投影面上投影与光调制元件的图像的横纵比不同的横纵比的图像。这时，根据特别的投影光学***，可依据观察方向等投影难以生成不均的、明亮的图像。

附图说明

图1是说明第1实施方式涉及的投影机的使用状态的立体图。

图2是表示图1投影机的概略构成的图。

图3(A)是说明图1投影机中投影光学***的结构的图，(B)是表示在第1工作状态的被投影面的显示区域的图，(C)是表示在第2工作状态的被投影面的显示区域的图。

图4(A)表示在第1工作状态的投影光学***的横断面的构成，(B)表示在第1工作状态的投影光学***的纵断面的构成。

图5(A)表示在第2工作状态的投影光学***的横断面的构成，(B)表示在第2工作状态的投影光学***的纵断面的构成。

图6(A)表示投影光学***的第1工作状态，(B)表示投影光学***的第2工作状态。

图7(A)及(B)是说明在第1工作状态的焦点的位置及光圈的位置的纵断面及横断面的图，(C)是说明在第2工作状态的焦点的位置及光圈的位置的横断面的图。

图8(A)是说明液晶面板的显示区域上的位置的图，(B)是表示在液晶面板的斜断面的主光线角度和光圈的位置的关系的图，(C)是表示在液晶面板的纵横断面的主光线角度和光圈的位置的关系的图。

图9(A)表示图3(A)等表示的投影光学***的变形例的第1工作状态的横断面的构成，(B)表示在第2工作状态的横断面的构成。

图10是说明第1实施方式的实施例1的光学***的第1工作状态的纵断面的图。

图11是说明将图10的光学***设定为宽端场合的纵断面的图。

图12是说明第1实施方式的实施例1的光学***的第2工作状态的纵断面的图。

图13是说明将图12的光学***设定为宽端场合的纵断面的图。

图14(A)～(C)是说明实施例1的在第1工作状态的光学***缩放的工作的图。

图15(A)～(C)是说明实施例1的在第2工作状态的光学***缩放的工作的图。

图16(A)表示第2实施方式涉及的投影机的投影光学***的在第1工作状态的横断面的构成，(B)表示投影光学***的在第1工作状态的纵断面的构成。

图17(A)表示第3实施方式涉及的投影机的投影光学***的在第1工作状态的横断面的构成，(B)表示投影光学***的在第1工作状态的纵断面的构成。

符号的说明

2…投影机，10…光源，15、21…分色镜，17B、17G、17R…场透镜，18B、18G、18G…液晶面板，19…交叉分色棱镜，20、320…投影光学***，20a…主体部分，20b…光调制元件侧透镜群，20f…屏幕侧的最端面，30…第1群，31…第1透镜部，32…第2透镜部，40、140、240…调整光学要素群，41、42、141、142…光学要素群，45、145、245…第2群，60…第3群，50…光学***部分，61…缩放驱动机构，62…第1变形驱动机构(进退驱动机构)，63…第2变形驱动机构，64…全体***驱动机构，70、170a、170b…光圈，80…电路装置，81…图像处理部，83…透镜驱动部，88…主控制部，90，190…旋转对称透镜群，91、92、191、192…光学要素群，A0…显示区域，A2…显示区域，AR0…横纵比，AR2…横纵比，AX…中心轴，L1-L19…透镜，OA…光轴，PL…图像光，SC…屏幕。

具体实施方式

以下参照附图，详细地说明本发明的实施方式涉及的投影机及投影光学***。

第1实施方式

如图1所示，本发明的第1实施方式涉及的投影机2，根据图像信号形成图像光PL，将该图像光PL朝向屏幕SC等的被投影面投影。投影机2的投影光学***20，在屏幕(被投影面)SC上放大投影内置于投影机2内的光调制元件即液晶面板18G(18R、18B)的图像时，相对于液晶面板18G(18R、18B)的图像的横纵比（aspect比）AR0，能够将在屏幕SC上投影的图像的横纵比(aspect比)AR2设定得不同。也就是说，液晶面板18G的显示区域A0的横纵比AR0和屏幕SC的显示区域A2的横纵比AR2能够设定得不同，但是也能够设定得相同。具体地，液晶面板18G的显示区域A0的横纵比AR0例如是1.78:1，屏幕SC的显示区域A2的横纵比AR2，例如可被设定为1.78:1，1.85:1，2.35:1，2.4:1等。

如图2所示，投影机2具备投影图像光的光学***部分50、控制光学***部分50的工作的电路装置80。

在光学***部分50，光源10是例如超高压水银灯，射出含有R光、G光、和B光的光。在这里，光源10也可以是超高压水银灯以外的放电光源，也可以是LED、激光器这样的固体光源。第1积分透镜11及第2积分透镜12，具有以阵列状排列的多个透镜元件。第1积分透镜11，将来自光源10的光束分割为多条。第1积分透镜11的各透镜元件，使来自光源10的光束在第2积分透镜12的透镜元件附近会聚。第2积分透镜12的透镜元件，与重叠透镜14协作，在液晶面板18R、18G、18B形成第1积分透镜11的透镜元件的像。通过这样的构成，来自光源10的光以大致上均一的亮度照明液晶面板18R、18G、18B的显示区域(图1的显示区域A0)全部。

偏振变换元件13，使来自第2积分透镜12的光变换成预定的直线偏振光。重叠透镜14，使第1积分透镜11的各透镜元件的像，经由第2积分透镜12在液晶面板18R、18G、18B的显示区域上重叠。

第1分色镜15，使从重叠透镜14入射的R光反射，使G光及B光透过。在第1分色镜15反射的R光，经过反射镜16及场透镜17R，向作为光调制元件的液晶面板18R入射。液晶面板18R，通过根据图像信号调制R光，形成R色的图像。

第2分色镜21，使来自第1分色镜15的G光反射，使B光透过。在第2分色镜21反射的G光，经过场透镜17G，向作为光调制元件的液晶面板18G入射。液晶面板18G，通过根据图像信号调制G光，形成G色的图像。透过第2分色镜21的B光，经过中继透镜22、24，反射镜23、25，和场透镜17B，向作为光调制元件的液晶面板18B入射。液晶面板18B，通过根据图像信号调制B光，形成B色的图像。

交叉分色棱镜19是光合成用的棱镜，合成在各液晶面板18R、18G、18B调制的光，作为图像光，使其向投影光学***20行进。

投影光学***20，在图1的屏幕SC上放大投影通过各液晶面板18G、18R、18B调制并在交叉分色棱镜19合成的图像光PL。这时，投影光学***20，能够将在屏幕SC上投影的图像的横纵比AR2设为与液晶面板18G、18R、18B的图像的横纵比AR0不同，或设定为与这个横纵比AR0相等。

电路装置80具备：输入视频信号等外部图像信号的图像处理部81，基于图像处理部81的输出驱动在光学***部分50设置的液晶面板18G、18R、18B的显示驱动部82，使在投影光学***20设置的驱动机构(未图示)工作而调整投影光学***20的状态的透镜驱动部83，总体控制这些电路部分81、82、83等的工作的主控制部88。

图像处理部81，将输入的外部图像信号变换为包含各颜色的灰度等级等的图像信号。图像处理部81，在投影光学***20变换图像的横纵比(纵横比)并投影的第1工作状态的场合，预先进行与由投影光学***20进行的横纵比的变换相逆的图像的横纵比变换，而不使屏幕SC上显示的图像纵横伸缩。具体地，在由投影光学***20以从例如1.78:1变为例如2.4:1的方式在横方向进行图像的伸展的场合，预先在横方向进行0.742=1.78/2.4倍的图像的压缩，或者，在纵方向进行1.35=2.4/1.78倍的图像的伸展。另一方面，在投影光学***20不变换图像的横纵比而投影的第2工作状态的场合，图像处理部81，不进行如上述的图像的横纵比变换。此外，图像处理部81，也可对外部图像信号进行失真修正、颜色修正等各种图像处理。

显示驱动部82，可基于从图像处理部81输出的图像信号使液晶面板18G、18R、18B工作，可使与该图像信号对应的图像或与对该图像信号实施了图像处理后的图像信号对应的图像形成于液晶面板18G、18R、18B。

透镜驱动部83，在主控制部88的控制下工作，通过沿着光轴OA使例如构成投影光学***20的、包含光圈的一部分光学要素适当地移动，可使由投影光学***20向图1的屏幕SC上的图像的投影倍率变化。另外，透镜驱动部83，通过在光轴OA即光路上使构成投影光学***20的另外的一部分光学要素进退，可使在图1的屏幕SC上投影的图像的横纵比AR2变化。透镜驱动部83，通过使投影光学***20全体在与光轴OA垂直的上下方向移动的仰投的调整，可使在图1的屏幕SC上投影的图像的纵向位置变化。

以下，参照图3(A)，关于实施方式的投影光学***20进行说明。投影光学***20具备：将透镜等多个光学要素组合而成的主体部分20a，通过使主体部分20a的一部分或全体移动而调整其成像状态的驱动机构61、62、63、64。

主体部分20a，从屏幕SC侧按顺序，包括第1群30，第2群45，第3群60，光圈70。此外，第2群45，由调整光学要素群40和旋转对称透镜群90(参照图5(B)等)构成，调整光学要素群40和旋转对称透镜群90可以相互替换，图3(A)中表示***调整光学要素群40的状态。另外，图3(B)及3(C)，分别表示在***调整光学要素群40的第1工作状态和***旋转对称透镜群90的第2工作状态的屏幕SC(参照图1)的显示区域A2。

第1群30具有：第1透镜部31，第2透镜部32。例如，通过手动等使构成第1透镜部31的至少1个透镜沿着光轴OA微动，由此可调整主体部分20a的焦点状态。另外，第2透镜部32，如图4(A)所示由第1、第2及第3透镜群32a、32b、32c等构成，各透镜群32a、32b、32c由1个以上的透镜构成。通过图3(A)的缩放驱动机构61使这些透镜群32a、32b、32c等或构成它们的至少一个透镜沿着光轴OA移动，由此可变更由主体部分20a形成的投影倍率。

第2群45中，调整光学要素群40，在横方向(X方向)和纵方向(Y方向)有不同的焦点距离，结果，作为还包含第1群30的投影光学***20的全体***，在纵方向和横方向也有不同的焦点距离。即，由主体部分20a形成的纵方向和横方向的放大倍率也成为不同，可在屏幕SC上投影与在液晶面板18G(18R、18B)显示的图像的横纵比AR0不同的横纵比AR2的图像。调整光学要素群40包含相对于光轴OA有旋转非对称的面的1个以上的调整用的光学要素，具体地，关于图4(B)表示的纵方向(Y方向)的断面，从屏幕SC侧按顺序，由有正放大率的第1光学要素群41、和有负放大率的第2光学要素群42构成。此外，第1光学要素群41和第2光学要素群42，关于图4(A)表示的横方向(X方向)的断面，没有放大率。

由此，通过将作为变形光学***的调整光学要素群40关于纵断面，设定为有正折射力的第1光学要素群41和有负折射力的第2光学要素群42的组合，可简单地进行改变倍率即缩放。

另外，在投影光学***20，通过图3(A)表示的作为进退驱动机构的第1变形驱动机构62，代替调整光学要素群40而在光路上配置旋转对称透镜群90，或代替旋转对称透镜群90而在光路上配置调整光学要素群40，由此可以在希望的定时切换在屏幕SC上投影的图像的横纵比(aspect比)。

图5(A)及图5(B)表示的旋转对称透镜群90，是在横方向(X方向)和纵方向(Y方向)有同样的焦点距离的调整光学要素群，结果，作为还包含第1群30的投影光学***20的全体***，在纵方向和横方向也有同样的焦点距离。即，由主体部分20a在纵方向和横方向的放大倍率也成为相同，可在屏幕SC上投影与在液晶面板18G(18R、18B)上显示的图像的横纵比AR0相同的横纵比的图像。旋转对称透镜群90包含相对于光轴OA有旋转对称的面的1个以上的调整用的光学要素，具体地，如图5(A)及图5(B)所示，从屏幕SC侧按顺序，由有正放大率的第1光学要素群91、和有负放大率的第2光学要素群92构成。各光学要素群91、92，因为分别旋转对称，所以在纵方向和横方向有相同的放大率。结果，作为旋转对称透镜群90全体，在纵方向和横方向也有相同的放大率。另外，这个场合，在旋转对称透镜群90和调整光学要素群40中放大率的正负一致，可比较简单且正确地调整旋转对称透镜群90的各光学要素群91、92的放大率，以成为希望的状态。

如以上所述，在投影光学***20，通过使调整光学要素群40避开，同时在光路上配置调整光学要素群40的位置***旋转对称透镜群90，可以切换调整光学要素群40处于光路上的第1工作状态和旋转对称透镜群90处于光路上的第2工作状态。如图6(A)所示，通过设定为在光路上配置调整光学要素群40的第1工作状态，可按在纵方向压缩了在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的横纵比(例如2.4:1)在屏幕SC上投影图像。另一方面，如图6(B)所示，通过设定为从光路上使调整光学要素群40避开的同时在配置调整光学要素群40的位置***旋转对称透镜群90的第2工作状态，可按在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的原样横纵比(例如1.78:1)在屏幕SC上投影图像。这个场合，如图3(B)所示，若将暂时没设置第2群45的场合的显示区域设定为显示区域AA，则在***调整光学要素群40的第1工作状态，形成显示区域AA在纵方向比较强地被压缩、与显示区域AA相比横长的形状的显示区域A2。另一方面，如图3(C)所示，在***旋转对称透镜群90的第2工作状态，形成显示区域AA在纵方向及横方向双向都比较弱地被压缩、与显示区域AA相似的形状的显示区域A2。此外，也可通过第2变形驱动机构63，在光轴OA方向使构成调整光学要素群40的第1光学要素群41和第2光学要素群42移动。通过调整它们的间隔，可使屏幕SC上投影的图像的横纵比（aspect比）连续地增减。

另外，如图3(A)所示，在投影光学***20，通过由全体***驱动机构64使主体部分20a全体在与光轴OA垂直的方向移动而调整移动量，可使屏幕SC上投影的图像距光轴OA的偏离量增减。也就是说，将主体部分20a的光轴OA保持为与液晶面板18G的中心轴AX平行的状态，并且使主体部分20a的光轴OA相对于液晶面板18G的中心轴AX移动适当的移动量SF，可在从光轴OA例如向上方向(+Y方向)离开的位置投影图像，可通过移动量SF的调整使图像的投影位置在纵方向上下移动。此外，主体部分20a的光轴OA的、以液晶面板18G的中心轴AX为基准的偏离量即移动量SF，不一定必需为可变，而也能够例如以非零的值来固定。另外，也可通过全体***驱动机构64，使主体部分20a全体在沿着光轴OA的方向适当地移动。

第3群60包括1个以上在横方向及纵方向有放大率的旋转对称的透镜。第3群60由于有正放大率，所以能够抑制从光调制元件射出的光的扩散。为此，可抑制向第2群45入射的光的角度，可抑制在第2群45发生的象差。作为其结果，第3群60可抑制全体的象差，所以第3群60作为修正光学要素具有多个透镜，那些透镜中设定有正放大率的透镜，如果必需，则包含非球面的透镜。

光圈70，邻接例如构成第1群30的第2透镜部32的某一个透镜而配置。在图4(A)表示的例子中，在第2透镜部32的第1及第2透镜群32a、32b之间配置光圈70。光圈70，具有将要通过第1群30的光束即图像光部分地遮光、由此调整图像光的状态的功能。具体地，光圈70，将要通过第1群30的光束的断面在光轴OA上的对应位置设定为规定的尺寸及形状。据此，通过限制从液晶面板18G(18R、18B)射出的图像光，可调整其主光线的射出角度和/或方向。另外，光圈70，通过缩放驱动机构61，在第1工作状态及第2工作状态的任一个，都与第1群30的第2透镜部32的缩放工作联动而沿着光轴OA移动。也就是说，缩放驱动机构61，通过沿着光轴OA使光圈70移动，对应于缩放即投影倍率可将从液晶面板18G(18R、18B)射出的图像光的射出状态设定为适当的状态。

以上的缩放驱动机构61、作为进退驱动机构的第1变形驱动机构62、第2变形驱动机构63、和全体***驱动机构64具有电动机、机械的传达机构、传感器等，对应于来自图2的透镜驱动部83的驱动信号工作。这些驱动机构61、62、63、64，通过来自透镜驱动部83的驱动信号不仅仅单独工作，而且还复合地工作。例如，通过与缩放驱动机构61的工作配合地使全体***驱动机构64工作，可抑制在缩放时图像移动的现象等。

在这里，关于图3(A)等表示的投影光学***20的功能更详细地进行说明。在这个投影光学***20的场合，在比较靠近液晶面板18G(18R、18B)的位置可以相互替换第2群45中的调整光学要素群40和旋转对称透镜群90，各像高度的光线沿着比较靠近像高度的路径通过第2群45，所以光线的控制变得容易。由此，可抑制由第2群45中的调整光学要素群40和旋转对称透镜群90的相互替换操作引起的象差的产生。一般地，旋转非对称的光学要素的制造很难，为了提高精度，调整光学要素群40的小型化是必要条件。在这一点，调整光学要素群40越靠近液晶面板18G(18R、18B)，光线的扩散越少，越能够将构成调整光学要素群40的第1光学要素群41和第2光学要素群42设定得小型，所以对这些光学要素群41、42可期待高精度的透镜加工，引起投影光学***20的性能提高，并且也可以降低成本。进而，由于投影光学***20具有最靠近液晶面板18G(18R、18B)的第3群60，通过比较简单的光学***可以实现有效且合理的象差的修正。通过这样的第3群60的存在，可实现进一步显著的性能提高。具体地，由这个第3群60，可抑制在第2群45内的光束的扩散，可防止第2群45的直径变大。另外，通过将变形型的调整光学要素群40设定为基本无焦点(afocal)***，可降低调整光学要素群40的构成透镜的位置精度的要求并确保精度。

图7(A)及7(B)是说明在光路上配置第2群45中的调整光学要素群40的第1工作状态的投影光学***20的焦点的位置及光圈70的配置的图，图7(C)是说明在第2群45中使调整光学要素群40从光路上避开并***旋转对称透镜群90的第2工作状态的投影光学***20的焦点的位置及光圈70的配置的图。在这里，投影光学***20中，作为影响物体侧的远心性的部分，考虑从液晶面板18G(18R、18B)到光圈70之间配置的光调制元件侧透镜群20b。在图示的场合，光调制元件侧透镜群20b包括：第1群30中第2透镜部32的第2及第3透镜群32b、32c，第2群45即调整光学要素群40及旋转对称透镜群90，和第3群60。也就是说，在光圈70的物体侧，在第1工作状态，配置第1群30中的第3透镜群32c、调整光学要素群40、第3群60。另外，在第2工作状态，代替上述中的调整光学要素群40而配置旋转对称透镜群90。另外，在图7(A)～7(C)所示的场合，在第1工作状态和第2工作状态，假定光圈70的位置不变或几乎不变。

首先，在图7(A)表示的第1工作状态的光调制元件侧透镜群20b的纵断面即YZ断面，设定光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的焦点FPy和光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离为FFPy。进而，在图7(B)表示的第1工作状态的光调制元件侧透镜群20b的横断面即XZ断面，设定光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的焦点FPx和光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离为FFPx。另一方面，在图7(C)表示的第2工作状态的光调制元件侧透镜群20b的纵断面即YZ断面，设定光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的焦点FPL和光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离为FFPL。此外，关于第2工作状态的横断面即XZ断面，由于旋转对称透镜群90是旋转对称的，横断面即XZ断面中的焦点与纵断面的焦点FPL相等，所以省略图示及说明。如图7(A)～图7(C)所示，这些距离FFPx、FFPy、FFPL满足

FFPx<FFPL<FFPy    (1)。

此外，在FFPy<FFPx的场合，变为

FFPy<FFPL<FFPx    (1)’。

也就是说，在上述条件(1)、(1)’的任一个的场合，距离FFPL都成为在距离FFPx和距离FFPy之间的状态。

另外，在图7(A)及7(B)表示的第1工作状态，设定光圈70和光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离为p。这个场合，距离p设定在距离FFPx和距离FFPy之间。也就是说，FFPx<FFPy时，距离p设定在下列条件(2)的范围内。

FFPx<p<FFPy      (2)

另外，在FFPy<FFPx时，距离p设定在下列条件(2)’的范围内。

FFPy<p<FFPx      (2)’

在这里，图7(A)及7(B)例示的投影光学***20，横断面的焦点FPx比纵断面的焦点FPy靠近最端面20f，成为FFPx<FFPy，在横方向相对地有大的放大率，使图像的横纵比增大。这个场合，距离p设定在条件(2)的范围内，成为比下限的FFPx大，比上限的FFPy小。

以上的条件(2)、(2)’还考虑视场角的方向，规定用于良好地保持在第1工作状态的投影光学***20的远心性的光圈70的配置范围。在条件(2)，(2)’的范围内配置光圈70的场合，可提高远心性并确保光的利用效率，所以可提高投影机2的性能。例如，在纵向压缩图像的类型的投影光学***20的场合，一般为FFPx<FFPy，直至光调制元件侧透镜群20b的液晶面板18G(18R、18B)侧的最端面20r的光束中与最大视场角对应的光束相对于光轴OA不平行，有倾斜度。具体地，与纵断面的周边图像相对应的主光线PL1朝向屏幕SC内向倾斜，与横断面的周边图像相对应的主光线PL2朝向屏幕SC外向倾斜。结果，投影光学***20在严格的意义上在纵横都不是远心的，但是关于纵方向和横方向平衡性好地提高远心性。此外，在超过条件(2)的上限在屏幕SC侧配置光圈70时，与横断面及纵断面的周边图像相对应的主光线都朝向屏幕SC向从光轴OA离开的外向倾斜，大大破坏投影光学***20的远心性。相反，在超过条件(2)的下限在屏幕SC侧配置光圈70时，与横断面及纵断面的周边图像相对应的主光线都朝向屏幕SC向接近光轴OA的内向倾斜，大大地破坏投影光学***20的远心性。

另外，在图7(C)表示的第2工作状态的情况下，也使光圈70的位置不从第1工作状态变化，且，距离FFPL满足上述条件(1)，所以平衡性好地提高远心性。

光圈70的进一步优选的配置，设定为从光调制元件侧透镜群20b的纵断面中的焦点FPy和光调制元件侧透镜群20b的横断面中的焦点FPx的中间位置，到最端面20f侧或物体侧的焦点位置为止的范围内。也就是说，在FFPx<FFPy时，距离p设定在下列条件(3)的范围内。

FFPx<p≤(FFPy+FFPx)/2    (3)

另外，在FFPy<FFPx时，距离p设定在下列条件(3)’的范围内。

FFPy<p≤(FFPy+FFPx)/2       (3)’

在这里，图7(A)及7(B)例示的投影光学***20，成为FFPx<FFPy，在横方向相对地有大的放大率并使图像的横纵比增大。这个场合，距离p设定在条件(3)的范围内，成为比下限的FFPx大，比上限的(FFPy+FFPx)/2小。据此，可相对提高横方向和纵方向的中间方向的远心性，可降低远心性的方向性的偏倚，可依据观察方向等投影难以产生不均的、明亮的图像。

随后，关于图7(C)表示的距离FFPL，更详细地进行说明。这个场合，距离FFPL以与(FFPy+FFPx)/2大致上相等的方式设定。也就是说，以距离FFPL成为

的方式，将旋转对称透镜群90中各光学要素群91、92的放大率，调整为具有构成调整光学要素群40的第1及第2光学要素群41、42在纵方向所具有的放大率和在横方向所具有的放大率之间的放大率。具体地，将图7(C)表示的构成旋转对称透镜群90的第1及第2光学要素群91、92所具有的正负放大率，设定为图7(A)表示的构成调整光学要素群40的第1及第2光学要素群41、42所具有的正及负放大率的一半左右。据此，能够将旋转对称透镜群90设定为图7(A)表示的存在调整光学要素群40的放大率的状态和图7(B)表示的不存在调整光学要素群40的放大率的状态的中间的状态，如上式(4)，能够使得焦点FPL位于焦点FPx和焦点FPy的大致中间。这个场合，距离FFPL，在FFPx<FFPy时，设定在上述条件(1)的范围内。另外，在FFPy<FFPx时，距离FFPL设定在上述条件(1)’的范围内。以上的场合，距离FFPL与距离p没有很大差异。即，焦点FPL的位置和光圈70的位置，可设定在某种程度接近的范围内。距离FFPL，因为成为在距离FFPx和距离FFPy之间的状态，所以在通过设定于上述条件(2)或(3)的范围内而在第1工作状态保持相对高的远心性的场合，在第2工作状态，也能够保持相对高的远心性。另外，通过以距离FFPL和距离p大致上变得相等的方式设定，在第2工作状态，可降低远心性的方向性偏倚，适当于实现远心性。

以下，参照图8(A)，考虑液晶面板18G的显示区域A0的坐标。在这里，以光轴OA为基准确定与横的X方向相对应的x轴和与纵的Y方向相对应的y轴。可知晓，具有在纵横不对称的变形型透镜***的投影光学***20中，在考虑来自液晶面板18G的主光线的射出角度时，仅考虑只沿着x轴的横轴位置和/或沿着y轴的纵轴位置不够，还需要考虑斜方向的位置。也就是说，在图中以斜矢量VS表示的方向，也考虑主光线的射出角度(主光线角度)。在这里，沿着x轴的横轴位置和源于这个点的主光线角度，近似地为大致线形，沿着y轴的纵轴位置和源于这个点的主光线角度，也近似地为大致线形。同样，与矢量VS平行的斜位置Es和源于这个点的主光线角度，也可认为大致线形。

图8(B)表示在使光圈70的位置变化同时计算在矢量VS的前端的斜位置Es的主光线角度的模拟结果的一例。

如从图表可以看出地，在光调制元件侧透镜群20b的纵断面的焦点FPy和横断面的焦点FPx之间存在主光线角度的极小值。也就是说，可知晓，在光圈70的位置设定在纵断面的焦点FPy和横断面的焦点FPx之间的场合，可整体地抑制主光线角度的增加。换句话说，从光调制元件侧透镜群20b的最端面20f到光圈70的距离p优选地设定在距离FFPx和距离FFPy之间。也就是说，距离p优选地设定在上述条件(2)的范围内。

进而，在更细致观察时，在纵断面的焦点FPy和横断面的焦点FPx的中间位置与横断面的焦点FPx之间存在主光线角度的极小值。也就是说，在光圈70的位置设定在一对焦点FPy、FPx的中间位置和横断面的焦点FPx之间的场合，认为可整体地抑制主光线角度的增加。换句话说，认为从光调制元件侧透镜群20b的最端面20f到光圈70的距离p，优选地在距离FFPx和距离FFPy的平均值以下，在距离FFPx以上。也就是说，距离p优选地设定在上述条件(3)的范围内。

图8(C)表示在使光圈70的位置变化同时计算沿着横的x轴的位置Ex和沿着纵的y轴的位置Ey的主光线角度的模拟结果的一例。如从图表可以看出地，在横轴位置Ex，在将光圈70配置在横断面的焦点FPx的场合，主光线角度为零。另一方面，在纵轴位置Ey，在将光圈70配置在纵断面的焦点FPy的场合，主光线角度也为零。

如以上所述，在本实施方式的投影光学***20的场合，在第1工作状态还考虑视场角的方向，在***变形光学***的第1工作状态和变形光学***避开的第2工作状态的任一种状态，在物体侧大致上都成为远心的。即，将来自液晶面板18G(18R、18B)的光线设定为在纵断面、横断面、和斜断面与光轴OA接***行的状态。据此，可比较简单地高精度组合液晶面板18G(18R、18B)和投影光学***20，装配性良好。进而，在使投影光学***20在与光轴OA垂直的方向移动并进行利用了仰投的投影的场合，如果来自液晶面板18G(18R、18B)的出射光以大致上远心的状态进入投影光学***20，则周边光量的确保变得容易，有助于画质的提高。另外，通过设定为大致上远心的状态，在使用3板式的光调制元件的场合，可降低色不均，所以提高画质。

另外，在本实施方式的投影光学***20的场合，在如图6(B)所示的第2工作状态，在光路上固定设置第1群30和第3群60并在光路上使第2群45中的调整光学要素群40进退，同时，在***了调整光学要素群40的位置使包括旋转对称的透镜群的旋转对称透镜群90***。这点与在投影***中沿用以前的后配置型的中继***(参照特开2004-027496号公报)的情况有很大不同。即，在以前的后配置型的中继***，在取下后配置型的中继***的场合，投影光学***大致按照后配置型的中继***的量接近拍摄元件。另一方面，本实施方式的投影光学***20的场合，即使在取下调整光学要素群40而使之退避至光路外并且使旋转对称透镜群90***，也几乎不需要使第1群30和第3群60的位置变化。也就是说，在使调整光学要素群40在光路上进退的纵横的倍率切换时，不需要很大地移动第1群30和/或第3群60，可减小机械机构的负担。此外，在投影***中沿用以前的后配置型的中继***的场合，通过在光路上使作为后配置型的中继***的一部分的调整光学要素群40进退而进行纵横的倍率变换，但是，也可设定为即使使纵横的倍率变换用的2个群在光路上进退主体光学***也没有大的移动。并且，以前的后配置型的中继***，代替可单独使用的主体光学***，而被固定于主体光学***的安装座。因此，在以前的后配置型的中继***的场合，其光学的负担变大，存在在光轴方向变长且构成透镜数增加这样的问题，但是，根据本实施方式的投影光学***20，不需要使第2群45的调整光学要素群40和/或旋转对称透镜群90以中继透镜的方式作用，可缩短全长，并将构成透镜数变少。另外，在本实施方式的投影光学***20的场合，与以前的后配置型的中继***不同，从第1群30及第3群60独立，且并非使调整光学要素群40及旋转对称透镜群90的一部分而是使其全体分别进退，所以在光学要素群40及旋转对称透镜群90的进退或装卸时，可减少向第1群30及第3群60偏心等的影响，而且在机构中也可实现比较独立的配置，在投影光学***20的装配时，只要将第2群45即调整光学要素群40和/或旋转对称透镜群90作为单位而考虑在其他个体第1群30及第3群60间的组装精度即可，可期望装配性提高。

在投影光学***20，可将主体部分20a的光轴OA保持为与液晶面板18G的中心轴AX平行的状态并且可设定为使其移动适当的移动量SF的状态，所以可以进行利用了仰投的投影，容易防止收看者和图像光PL干扰，设置性提高。在投影光学***20的主体部分20a相对于液晶面板18G以上述方式移动的状态的场合，通过缩放驱动机构61使第2透镜部32工作而变更投影倍率的缩放时，增加图像光PL的移动量的绝对量。因而，通过全体***驱动机构64的工作来修正由缩放引起的移动量的增加，由此可使投影机2的操作性、设置性提高。这时，在主控制部88的控制下，通过使缩放驱动机构61和全体***驱动机构64联动而将工作自动化，可更加提高操作性。

在上述实施方式的投影光学***20的场合，构成调整光学要素群40的光学要素群41、42的一面或两面是柱面透镜面。柱面透镜与变形透镜和/或自由曲面透镜等比较，可期待比较容易且高精度加工，可以降低成本。另外，平面断面侧的偏心灵敏度很低，装配性提高，结果，可期待高性能化。也就是说，通过以柱面透镜构成调整光学要素群40，可确保投影光学***20的精度并降低成本。

构成调整光学要素群40的光学要素群41、42的一面或两面不限于柱面透镜面，也可为变形透镜(例如复曲面透镜或环形透镜)。

以上，构成调整光学要素群40的柱面型或变形透镜型的光学要素群41、42的一面或两面，关于横的X断面或纵的Y断面是非球面式，具体地，具有用以下的多项式h表示的形状。

这里，y是距光轴OA的像的高度(像高)，c是作为基准的球面的曲率，k是圆锥常数，A2、A4、A6、A8、A10、···分别为预定的修正项。

并且，构成调整光学要素群40的光学要素群41、42的一面或两面可设定为自由曲面。通过采用自由曲面透镜，在Y方向及X方向的两断面可控制曲率，所以可以降低象散，可以高性能化。另外，通过设为非球面，可以降低各种象差，可以高性能化。并且，通过设为自由曲面，在屏幕SC上或液晶面板18G(18R、18B)上的像圈面，液晶面板18G(18R、18B)的纵横方向以外的中间的斜方向的成像状态的优化也变得容易，可以高性能化。

图9(A)及9(B)是说明图6(A)及6(B)表示的投影光学***20的变形例的图。构成第2群145的调整光学要素群140在纵方向(Y方向)和横方向(X方向)具有不同的焦点距离，结果，作为还包含第1群30的投影光学***20的全体***，在纵方向和横方向也具有不同的焦点距离。这个场合，调整光学要素群140，关于横方向(X方向)的断面，从屏幕SC侧按顺序，包括有负放大率的第1光学要素群141、和有正放大率的第2光学要素群142。如图9(B)所示，在从光路上使这个调整光学要素群140避开并使构成第2群145的旋转对称透镜群190***的场合，可按在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的原样横纵比(例如1.78:1)在屏幕SC上投影图像。另外，如图9(A)所示，在光路上配置调整光学要素群40，可按在横方向放大在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的横纵比(例如2.4:1)在屏幕SC上投影图像。并且，通过用图3(A)的第2变形驱动机构63使构成调整光学要素群140的第1光学要素群141和第2光学要素群142在光轴OA方向移动而调整它们的间隔，也可使在屏幕SC上投影的图像的横纵比(aspect比)连续地增减。这个场合，在第1工作状态，在屏幕SC形成在横方向比较大地伸展的横宽的形状的显示区域A2。另一方面，在第2工作状态，形成在纵方向及横方向的双向都比较小地伸展、保持原来的横纵比的形状的显示区域A2。此外，如图9(B)所示，在这个变形例的场合，旋转对称透镜群190，对应调整光学要素群140，从屏幕SC侧按顺序，包括有负放大率的第1光学要素群191、和有正放大率的第2光学要素群192。也就是说，通过用有正负放大率的旋转对称透镜群190，可进行第1工作状态和第2工作状态的切换。

根据如以上的本实施方式的投影光学***20，光调制元件侧透镜群20b在液晶面板18G(18R、18B)的纵方向和横方向具有不同的放大率，所以作为投影光学***20的全体***，在纵横方向也具有不同的焦点距离，在纵横方向的放大倍率也不同，液晶面板18G(18R、18B)的图像的横纵比和在屏幕SC上投影的图像的横纵比也不同。也就是说，通过本投影光学***20，可以变换宽度和高度的比即横纵比。这时，光圈70和光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离p在光路上配置调整光学要素群40的第1工作状态满足上述条件式(2)、(2)’，所以可在纵方向和横方向的双方确保一定以上的远心性。另外，距离p在从光路上使调整光学要素群40避开的同时使旋转对称透镜群90***的第2工作状态满足上述条件式(1)、(1)’、(4)，所以也可在第2工作状态确保远心性。

实施例1

图10及11是说明第1实施方式的投影光学***20的具体的实施例1的图，表示在第1工作状态的投影光学***20。图10表示放大率相对低的“远端”的状态，图11表示放大率相对高的“宽端”的状态。

投影光学***20，包括透镜L1～L19，其中通过透镜L1～L13构成第1群30，通过透镜L14～L17构成调整光学要素群40，通过透镜L18、L19构成第3群60。第1群30包括的透镜L1～L13是绕光轴OA旋转对称的球面的透镜。调整光学要素群40中，接合透镜L14、L15成为关于纵的Y方向有正放大率，关于横的X方向没有放大率的柱面透镜。另外，接合透镜L16、L17成为关于纵的Y方向有负放大率，关于横的X方向没有放大率的柱面透镜。第3群60包括的透镜L18是负的月形透镜，透镜L19是正的月形透镜。此外，在第1群30中，包括透镜L8、L9的第1透镜群32a，包括透镜L10、L11的第2透镜群32b，包括透镜L12、L13的第3透镜群32c，在投影倍率的变更时即缩放时沿着光轴OA位移。此外，透镜L18是非球面透镜。关于非球面式，具体地，同样地适用上述的多项式h表示的形状。即，

在其中适当地代入数值，形状被确定。

另外，图12及13是说明第1实施方式的投影光学***20的具体的实施例1的图，表示在第2工作状态的投影光学***20。图12表示放大率相对低的“远端”的状态，图13表示放大率相对高的“宽端”的状态。

第2工作状态的场合，如图示，投影光学***20成为代替调整光学要素群40而***旋转对称透镜群90的状态。在这里，通过透镜L91～L94构成旋转对称透镜群90。旋转对称透镜群90中，接合透镜L91、L92成为有正放大率的透镜，其放大率成为接合透镜L14、L15(参照图10)关于纵的Y方向所具有的放大率的一半左右。另外，接合透镜L93、L94成为具有负放大率的透镜，其放大率成为接合透镜L16、L17(参照图10)关于纵的Y方向所具有的放大率的一半左右。

以下表1及表2，表示实施例1的透镜数据等。表1关于在第1工作状态的投影光学***20，表2关于在第2工作状态的投影光学***20。在这些表1及表2的上栏，“面编号”是从像面侧按顺序在各透镜的面附加的编号。另外，“R”表示Y或X曲率半径，“D”表示与下个面之间的透镜厚度或空气空间。并且，“Nd”表示透镜材料在d线的折射率，“vd”表示透镜材料在d线的阿贝数。此外，实施例1的场合，透镜L18以外的全部的面成为球面或柱面。另外，关于作为非球面透镜的透镜L18，在上述的多项式h适用表1及表2的下栏的值。

表1

■变形模式

面编号	R	D	Nd	vd
					1	110.081	7.62	1.496999	81.5459
2	2195.673	0.12
					3	67.818	2.20	1.583248	65.6788
4	27.581	7.08
					5	171.231	2.24	1.846660	23.7779
6	40.183	6.46
					7	-375.675	2.75	1.496999	81.5459
8	51.503	15.78
					9	-190.142	2.67	1.684006	56.3687
10	70.490	7.69	1.667539	32.5809
					11	158.500	0.72
12	91.958	6.45	1.694550	31.6292
					13	-78.544	可变
14	54.253	2.20	1.760475	39.3195
					15	26.914	5.98	1.673600	32.0758
16	160.053	可变
					光圈	无限	可变
18	-223.300	2.24	1.806218	33.6257
					19	63.667	0.10
20	50.169	5.24	1.497362	81.1974
					21	-99.682	0.10
22	74.469	2.20	1.811927	32.7877
					23	29.967	6.76	1.540810	72.015
24	-108.512	可变
					25	59.329	6.02	1.817396	43.801
26	-61.195	1.60	1.727259	31.3658
					27	101.057	16.21
28	-71.372	1.89	1.836460	24.0735
					29	-47.438	1.10	1.496999	81.5459
30	42.674	13.00
					*31	-32.372	6.50	1.491755	57.4711
*32	-45.428	0.10
					33	-140.554	9.94	1.504293	79.6637
34	-26.381	0.19
					35	无限	36.00	1.516330	64.142
36	无限

*非球面

※25～30是柱面透镜

X方向的曲率是0

表2

■正常模式

面编号	R	D	Nd	vd
					1	110.081	7.62	1.496999	81.5459
2	2195.673	0.12
					3	67.818	2.20	1.583248	65.6788
4	27.581	7.08
					5	171.231	2.24	1.846660	23.7779
6	40.183	6.46
					7	-375.675	2.75	1.496999	81.5459
8	51.503	15.78
					9	-190.142	2.67	1.684006	56.3687
10	70.490	7.69	1.667539	32.5809
					11	158.500	0.72
12	91.958	6.45	1.694550	31.6292
					13	-78.544	可变
14	54.253	2.20	1.760475	39.3195
					15	26.914	5.98	1.673600	32.0758
16	160.053	可变
					光圈	无限	可变
18	-223.300	2.24	1.806218	33.6257
					19	63.667	0.10
20	50.169	5.24	1.497362	81.1974
					21	-99.682	0.10
22	74.469	2.20	1.811927	32.7877
					23	29.967	6.76	1.540810	72.015
24	-108.512	可变
					25	113.624	6.02	1.817396	43.801
26	-192.157	1.60	1.727259	31.3658
					27	212.180	16.21
28	-330.498	1.89	1.836460	24.0735
					29	-189.656	1.10	1.496999	81.5459
30	77.401	13.00
					*31	-32.372	6.50	1.491755	57.4711
*32	-45.428	0.10
					33	-140.554	9.94	1.504293	79.6637
34	-26.381	0.19
					35	无限	36.00	1.516330	64.142
36	无限

*非球面

如图10～图13所示，通过沿着光轴OA的方向分别移动第2透镜部32包括的各透镜群32a、32b、32c和光圈70，在第1及第2工作状态分别进行缩放的工作。

图14(A)～14(C)是说明在第1工作状态的缩放的工作，图15(A)～15(C)是说明在第2工作状态的缩放的工作。图14(A)表示第1工作状态中图11的状态，表示放大率大的“宽端”的场合。另外，图14(B)表示“中间”的状态的场合，图14(C)表示图10的状态，表示放大率小的“远端”的场合。同样，图15(A)表示第2工作状态的“宽端”的场合，图15(B)表示“中间”的状态的场合，图15(C)表示“远端”的场合。如图示，随着缩放的工作，光圈70的位置变化。但是，光圈70，在纵断面的焦点FPy和横断面的焦点FPx之间，与在纵断面的焦点FPy和横断面的焦点FPx的中间位置相比配置在物体侧即焦点FPx侧。

在以下表3及表4的上栏，表示图14(A)～14(C)及图15(A)～15(C)表示的缩放工作时的第2透镜部32的各透镜群32a、32b、32c及光圈70的位置。具体地，透镜群32a的透镜L8的像侧面成为第13面，透镜群32b的透镜L10的像侧面成为第16面，透镜群32c的透镜L12的像侧面成为第24面。

表3

	宽	中间	远
				13	55.306	45.327	36.278
16	1.000	8.573	17.085
				光圈	19.319	15.113	8.417
24	2.000	8.611	15.845

焦点距离

	宽	中间	远
				fx	21.300	23.400	25.600
fy	28.160	30.939	33.835

Fno

	宽	中间	远
				Fx	3.09	3.18	3.28
Fy	4.08	4.21	4.35

非球面系数

面编号

K

A4

A6

A8

A10

A12

31

0.598

-1.564E-05

6.172E-09

-6.666E-11

1.871E-13

-7.983E-16

32

-5.055

-9.449E-06

1.785E-08

-1.685E-13

-3.182E-14

3.498E-17

表4

	宽	中间	远
				13	55.306	45.327	36.278
16	1.000	8.573	17.085
				光圈	19.319	15.113	8.417
24	2.000	8.611	15.845

焦点距离

	宽	中间	远
				f	24.329	26.726	29.243

Fno

	宽	中间	远
				F	3.52	3.63	3.74

非球面系数

面编号

K

A4

A6

A8

A10

A12

31

0.598

-1.564E-05

6.172E-09

-6.666E-11

1.871E-13

-7.983E-16

32

-5.055

-9.449E-06

1.785E-08

-1.685E-13

-3.182E-14

3.498E-17

此外，表3及表4的中栏，表示缩放工作时的投影光学***20的X方向及Y方向的焦点距离。另外，表3及表4的下栏，表示缩放工作时的投影光学***20的X方向及Y方向的亮度(F值)。

第2实施方式

以下，关于第2实施方式涉及的投影光学***等进行说明。此外，本实施方式是第1实施方式的投影光学***等的变形例，没有特别说明的部分或事项与第1实施方式的场合相同。

图16(A)及16(B)是说明第2实施方式涉及的投影光学***20的图。投影光学***20的构成第2群245的调整光学要素群240，关于纵方向(Y方向)的断面，从屏幕SC侧按顺序，包括有负放大率的第1光学要素群241、有正放大率的第2光学要素群242。这个场合，可按在纵方向放大了在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的横纵比在屏幕SC上投影图像。

图16(A)等表示的投影光学***20，一般地，纵断面的焦点FPy比横断面的焦点FPx靠近液晶面板18G(18R、18B)，成为FFPy<FFPx。这个场合，在第2工作状态，距离FFPL设定在条件(1)’的范围内，

FFPy<FFPL<FFPx          (1)’，

比下限的FFPy大，比上限的FFPx小。另外，距离p设定在条件(2)’的范围内，

FFPy<p<FFPx             (2)’，

比下限的FFPy大，比上限的FFPx小。根据以上，在可提高第1工作状态的横方向和纵方向的双方的远心性同时，也可提高在第2工作状态的远心性。

另外，在图16(A)等所示的投影光学***20的场合，距离p设定在条件(3)’的范围内，

FFPy<p≤(FFPy+FFPx)/2   (3)’，

比下限的FFPy大，比上限的(FFPy+FFPx)/2小。据此，在横方向和纵方向的中间方向可相对提高远心性。

第3实施方式

以下，关于第3实施方式涉及的投影光学***等进行说明。此外，本实施方式是第1实施方式的投影光学***等的变形例，没有特别说明的部分或事项与第1实施方式的场合相同。

图17(A)及17(B)是说明第3实施方式涉及的投影光学***320的图。这个投影光学***320包括第1群30和第2群45，没有如第1实施方式的投影光学***20那样的第3群60。这个场合，光圈70的位置以光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面为基准，成为在横断面的焦点和纵断面的焦点之间，从光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面到光圈70的距离p成为距离FFPy和距离FFPx之间。并且，这个投影光学***320的场合，光圈70的位置为，从光调制元件侧透镜群20b的纵断面中的焦点和横断面中的焦点的中间位置到液晶面板18G(18R、18B)侧的焦点位置的范围内。

图17(A)等表示的调整光学要素群40，可设定为与图9(A)等表示的调整光学要素群140同样的构成。并且，图17(A)等表示的调整光学要素群40，可设定为与图16(A)等表示的调整光学要素群240同样的构成。

在第3实施方式涉及的投影光学***320，在调整光学要素群40中也可追加有正放大率的透镜群。

本发明不限于上述的实施方式，可不越出其主旨的范围以各种形态实施。

上述的实施方式中，FFPx<FFPy时，考察如下的场合，

FFPx<p≤(FFPy+FFPx)/2      (3)。

另一方面，关于距离FFPL，考察如下的场合，

例如，在组合这些的场合，距离p在(FFPy+FFPx)/2以下，与之相对，距离FFPL大致等于(FFPy+FFPx)/2，所以基本可认为与距离p相比距离FFPL成为更大。可是，例如通过适当地调整旋转对称透镜群90的放大率等，距离p和距离FFPL的值接近，在第2工作状态，也可更加降低远心性的方向性的偏倚。但是，需要实际考虑透镜的象差等，由此尽可能地使p的值接近FFPL。

另外，不必仅以旋转非对称型的光学要素群41、42构成调整光学要素群40，可在调整光学要素群40中追加非对称型的光学要素群。

另外，光圈70的位置，随着缩放工作变化，但是例如在图7(A)～7(C)所示的第1工作状态和第2工作状态中不变，是固定的状态。然而，在伴随缩放工作的变化之外，也可根据与各焦点FPx、FPy、FPL的关系，在第1工作状态和第2工作状态阶段性地切换变化光圈70的位置，而更加提高远心性。例如驱动机构61具有将2个凸轮机构组合的结构，由此关于光圈70的位置的变化，可以实现与缩放工作相伴的连续性工作和与第1工作状态和第2工作状态的切换相伴的阶段性的工作这2种工作。

液晶面板18G、18R、18B不限于透过型，还可设定为反射型。这里，所谓“透过型”意味着液晶面板使调制光透过的类型，所谓“反射型”意味着液晶面板反射调制光的类型。

以上的投影机2，将由多个液晶面板18G、18R、18B形成的各颜色的图像合成，但是也可用投影光学***20放大投影由作为单一的光调制元件的彩色或单色的液晶面板形成的图像。这个场合，不需要交叉分色棱镜19，所以可提高投影光学***20的光学设计上的自由度。

作为投影机，有从观察投影面的方向进行图像投影的前面投影型的投影机、和从与观察投影面的方向的相反侧进行图像投影的背面投影型的投影机，但是图2等所示的投影机的构成可适用于任一个。

代替液晶面板18G、18R、18B，也可将以微镜作为像素的数字微镜设备等用作光调制元件。

Claims (13)

1.一种投影光学***，其特征在于，在被投影面上放大投影图像时，使上述光调制元件的图像的横纵比与在上述被投影面上投影的图像的横纵比成为不同，上述投影光学***包括：

光圈，限制光束的通过；

光调制元件侧透镜群，配置在从上述光调制元件到上述光圈之间，包含：调整光学要素群，在上述光调制元件的纵方向和横方向有不同的放大率，并且在光路上可以进退；旋转对称透镜群，包括1个以上的旋转对称透镜，在上述光调制元件的纵方向和横方向有相同的放大率，并且在光路上可以进退；

上述光调制元件侧透镜群中，上述调整光学要素群和上述旋转对称透镜群，在任意一方配置在光路上时，通过使另一方从光路上避开，可切换为上述调整光学要素群在光路上的状态和上述旋转对称透镜群在光路上的状态；

上述调整光学要素群在光路上的状态的上述光调制元件侧透镜群的横断面中，将上述被投影面侧的焦点和上述被投影面侧的最端面的距离设为FFPx，

上述调整光学要素群在光路上的状态的上述光调制元件侧透镜群的纵断面中，将上述被投影面侧的焦点和上述被投影面侧的最端面的距离设为FFPy，

上述旋转对称透镜群在光路上的状态的上述光调制元件侧透镜群中，将上述被投影面侧的焦点和上述被投影面侧的最端面的距离设为FFPL，

在FFPx<FFPy时，为FFPx<FFPL<FFPy；

在FFPy<FFPx时，为FFPy<FFPL<FFPx。

2.如权利要求1所述的投影光学***，其特征在于，

上述调整光学要素群在光路上的状态中，将上述光圈和上述光调制元件侧透镜群的上述被投影面侧的最端面的距离设为p，

在FFPx<FFPy时，为FFPx<p<FFPy；

在FFPy<FFPx时，为FFPy<p<FFPx。

3.如权利要求2所述的投影光学***，其特征在于，

上述光圈和上述物体侧透镜群的上述被投影面侧的最端面的距离p大致等于上述调整光学要素群从光路上避开的状态的上述物体侧透镜群的上述投影面侧的焦点和上述被投影面侧的最端面的距离FFPL。

4.如权利要求2及3的任意一项所述的投影光学***，其特征在于，

在FFPx<FFPy时，为FFPx<p≤(FFPy+FFPx)/2；

在FFPy<FFPx时，为FFPy<p≤(FFPy+FFPx)/2。

5.如权利要求1至4的任意一项所述的投影光学***，其特征在于，

从上述被投影面侧按顺序，包括：放大用的第1群、包含在光路上择一配置的上述调整光学要素群和上述旋转对称透镜群的第2群、有正放大率的第3群。

6.如权利要求1至4的任意一项所述的投影光学***，其特征在于，

从上述被投影面侧按顺序，包括：放大用的第1群、包含在光路上择一配置的上述调整光学要素群和上述旋转对称透镜群的第2群。

7.如权利要求1至6的任意一项所述的投影光学***，其特征在于，

上述调整光学要素群，在上述光调制元件的纵方向的断面，从上述被投影面侧按顺序，包括：有正放大率的第1光学要素群、有负放大率的第2光学要素群。

8.如权利要求7所述的投影光学***，其特征在于，

上述旋转对称透镜群，与上述调整光学要素群的各光学要素群对应地，从上述被投影面侧按顺序，包括：有正放大率的第1光学要素群、有负放大率的第2光学要素群。

9.如权利要求1至6的任意一项所述的投影光学***，其特征在于，

上述调整光学要素群，在上述光调制元件的横方向的断面，从上述被投影面侧按顺序，包括：有负放大率的第1光学要素群、有正放大率的第2光学要素群。

10.如权利要求9所述的投影光学***，其特征在于，

上述旋转对称透镜群，与上述调整光学要素群的各光学要素群对应地，从上述被投影面侧按顺序，包括：有负放大率的第1光学要素群、有正放大率的第2光学要素群。

11.如权利要求7至10的任意一项所述的投影光学***，其特征在于，

上述旋转对称透镜群具有上述调整光学要素群在上述光调制元件的纵方向的断面所具有的放大率和在横方向的断面所具有的放大率之间的放大率。

12.如权利要求1至11的任意一项所述的投影光学***，其特征在于，

在上述光调制元件侧透镜群的上述光调制元件侧，配置光合成用的棱镜。

13.一种投影机，其特征在于，包括：

权利要求1至12的任意一项所述的投影光学***；

上述光调制元件。

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