JP2000221446A - 表示光学系 - Google Patents
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- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
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- G02—OPTICS
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- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
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- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7441—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】映像表示装置に好適な、低コスト，コンパクト
で高精細の表示光学系を提供する。 【解決手段】照明光学系と、その照明光学系からの照明
光が分解されたものをそれぞれ変調して投影光として反
射する複数の反射型表示素子と、その複数の反射型表示
素子からの投影光を合成して拡大投影する投影光学系と
を有する構成において、前記照明光学系からの照明光の
分解と、前記複数の反射型表示素子からの投影光の合成
を、前記投影光学系中に傾いて配置された平行平板ミラ
ーにより行い、その投影光学系の少なくとも１つ以上の
光学要素が偏心して配置される構成とする。
で高精細の表示光学系を提供する。 【解決手段】照明光学系と、その照明光学系からの照明
光が分解されたものをそれぞれ変調して投影光として反
射する複数の反射型表示素子と、その複数の反射型表示
素子からの投影光を合成して拡大投影する投影光学系と
を有する構成において、前記照明光学系からの照明光の
分解と、前記複数の反射型表示素子からの投影光の合成
を、前記投影光学系中に傾いて配置された平行平板ミラ
ーにより行い、その投影光学系の少なくとも１つ以上の
光学要素が偏心して配置される構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像表示装置に好
適な、コンパクトで高精細の表示光学系に関するもので
ある。
適な、コンパクトで高精細の表示光学系に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】最近、透過型ＬＣＤ（Liquid Crystal D
isplay，液晶表示）よりも効率の高い反射型ＬＣＤが注
目されている。反射型ＬＣＤは、表面から入射した照明
光を、画素毎に入射角と逆符号のほぼ同じ反射角で正反
射し、投影光として射出する。従来より、この反射型Ｌ
ＣＤを用いた表示光学系として、反射型ＬＣＤに対して
ほぼ垂直方向から照明し、垂直方向に投影光が射出する
ようにして、偏光ビームスプリッタ等で照明光と投影光
の光路を分離して、撮影を行う方法が提案されている。
isplay，液晶表示）よりも効率の高い反射型ＬＣＤが注
目されている。反射型ＬＣＤは、表面から入射した照明
光を、画素毎に入射角と逆符号のほぼ同じ反射角で正反
射し、投影光として射出する。従来より、この反射型Ｌ
ＣＤを用いた表示光学系として、反射型ＬＣＤに対して
ほぼ垂直方向から照明し、垂直方向に投影光が射出する
ようにして、偏光ビームスプリッタ等で照明光と投影光
の光路を分離して、撮影を行う方法が提案されている。
【０００３】また、別の表示光学系の構成として、絞り
位置で光路を分割し、一方を照明光用、他方を投影光用
として分離し、投影を行う方法が提案されている。
位置で光路を分割し、一方を照明光用、他方を投影光用
として分離し、投影を行う方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の方法による表示光学系の構成では、照明光と投影光
とがほぼ同じ光路を互いに逆に通るため、照明の光路と
投影の光路とを分離するための偏光ビームスプリッタの
類のものが必要となり、ここで使われる大きなガラスブ
ロックと多層の薄膜処理とにより、コストアップとな
る。また、ガラスブロック内の媒質ムラにより偏光面の
乱れが生じ、反射型ＬＣＤからの偏光された反射光の
内、不用な光線成分も通過させて、映像のコントラスト
を低下させてしまうという問題がある。
者の方法による表示光学系の構成では、照明光と投影光
とがほぼ同じ光路を互いに逆に通るため、照明の光路と
投影の光路とを分離するための偏光ビームスプリッタの
類のものが必要となり、ここで使われる大きなガラスブ
ロックと多層の薄膜処理とにより、コストアップとな
る。また、ガラスブロック内の媒質ムラにより偏光面の
乱れが生じ、反射型ＬＣＤからの偏光された反射光の
内、不用な光線成分も通過させて、映像のコントラスト
を低下させてしまうという問題がある。
【０００５】また、上記後者の方法による表示光学系の
構成では、投影光学系に必要なＦナンバーが、照明光用
と投影光用とに計２倍必要となり、投影性能維持のため
レンズ枚数が多くなったり、レンズ径が大きくなったり
するため、コストアップとなる問題がある。本発明は、
このような問題点に鑑み、映像表示装置に好適な、低コ
スト，コンパクトで高精細の表示光学系を提供する事を
目的とする。
構成では、投影光学系に必要なＦナンバーが、照明光用
と投影光用とに計２倍必要となり、投影性能維持のため
レンズ枚数が多くなったり、レンズ径が大きくなったり
するため、コストアップとなる問題がある。本発明は、
このような問題点に鑑み、映像表示装置に好適な、低コ
スト，コンパクトで高精細の表示光学系を提供する事を
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、照明光学系と、その照明光学系からの
照明光が分解されたものをそれぞれ変調して投影光とし
て反射する複数の反射型表示素子と、その複数の反射型
表示素子からの投影光を合成して拡大投影する投影光学
系とを有する構成において、前記照明光学系からの照明
光の分解と、前記複数の反射型表示素子からの投影光の
合成を、前記投影光学系中に傾いて配置された平行平板
ミラーにより行い、その投影光学系の少なくとも１つ以
上の光学要素が偏心して配置される構成とする。
に、本発明では、照明光学系と、その照明光学系からの
照明光が分解されたものをそれぞれ変調して投影光とし
て反射する複数の反射型表示素子と、その複数の反射型
表示素子からの投影光を合成して拡大投影する投影光学
系とを有する構成において、前記照明光学系からの照明
光の分解と、前記複数の反射型表示素子からの投影光の
合成を、前記投影光学系中に傾いて配置された平行平板
ミラーにより行い、その投影光学系の少なくとも１つ以
上の光学要素が偏心して配置される構成とする。
【０００７】また、ＲＧＢ３色それぞれの、前記各反射
型表示素子からの各投影光を、２枚の前記平行平板ミラ
ーにより合成して投影する構成であって、その２枚の平
行平板ミラーは互いに逆方向に傾いて配置され、前記照
明光学系の照明光源と前記投影光学系の絞り中心と投影
画像中心とがなす平面上に、前記平行平板ミラー同士の
傾きが無い構成とする。
型表示素子からの各投影光を、２枚の前記平行平板ミラ
ーにより合成して投影する構成であって、その２枚の平
行平板ミラーは互いに逆方向に傾いて配置され、前記照
明光学系の照明光源と前記投影光学系の絞り中心と投影
画像中心とがなす平面上に、前記平行平板ミラー同士の
傾きが無い構成とする。
【０００８】また、前記平行平板ミラーと前記反射型表
示素子との間に、正のパワーのレンズが配置され、以下
の条件を満たす構成とする。 ０．５＜Φp×ｌp＜１．０ 但し、 Φp ：レンズのパワー ｌp ：平行平板ミラーの両側に隣接した光学要素間の画
面中心光線における光路長 である。
示素子との間に、正のパワーのレンズが配置され、以下
の条件を満たす構成とする。 ０．５＜Φp×ｌp＜１．０ 但し、 Φp ：レンズのパワー ｌp ：平行平板ミラーの両側に隣接した光学要素間の画
面中心光線における光路長 である。
【０００９】また、前記投影光学系内の光学要素の偏心
方向が一つの平面内にあり、更にその平面内に、前記平
行平板ミラーが傾いて配置されるときの回転軸がある構
成とする。
方向が一つの平面内にあり、更にその平面内に、前記平
行平板ミラーが傾いて配置されるときの回転軸がある構
成とする。
【００１０】また、以下の条件式を満足する少なくとも
１面のレンズ面（エレメント）を有する構成とする。 ０．０５≦｜Δ′mir／Δelement｜≦１０ ここで、
１面のレンズ面（エレメント）を有する構成とする。 ０．０５≦｜Δ′mir／Δelement｜≦１０ ここで、
【数３】 Δ′mir＝｛ｃｏｓ（φ）−ｓｉｎ（φ）｝Δmir Δmir＝（ｄ1＋ｄ2）｛ｃｏｓ（２・θ′m）−ｃｏｓ
（２・θm）｝／２・ｎm・｛ｃｏｓ（θ′m）｝2 但し、 ｎ ：エレメントの直前の媒質の屈折率 ｎ′ ：エレメントの直後の媒質の屈折率 θ1 ：エレメントへの入射角度 θ′1 ：エレメントからの射出角度 ｆ ：ｆ＝ｆ（ｘ，ｙ）の形で表される面形状の式
（２・θm）｝／２・ｎm・｛ｃｏｓ（θ′m）｝2 但し、 ｎ ：エレメントの直前の媒質の屈折率 ｎ′ ：エレメントの直後の媒質の屈折率 θ1 ：エレメントへの入射角度 θ′1 ：エレメントからの射出角度 ｆ ：ｆ＝ｆ（ｘ，ｙ）の形で表される面形状の式
【数４】 ：ベースレイの入射点における、ｆのそれぞれｘ，ｙ方
向の２次微分であり、それぞれの方向の局所曲率の値 ｄ1 ：第１の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ ｄ2 ：第２の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ θm ：第１の板ミラーの前面への入射角度 θ′m ：第１の板ミラーの前面からの射出角度 ｎm ：板ミラーの屈折率 φ ：板ミラーを通過する光線の入射，射出平面と、そ
れ以外のエレメントを通過する光線の入射，射出平面と
の間の、ＸＹ平面上での回転角 である。
向の２次微分であり、それぞれの方向の局所曲率の値 ｄ1 ：第１の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ ｄ2 ：第２の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ θm ：第１の板ミラーの前面への入射角度 θ′m ：第１の板ミラーの前面からの射出角度 ｎm ：板ミラーの屈折率 φ ：板ミラーを通過する光線の入射，射出平面と、そ
れ以外のエレメントを通過する光線の入射，射出平面と
の間の、ＸＹ平面上での回転角 である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の表
示光学系の第１の実施形態における、投影光学系の構成
を示す図である。同図の左側が物体面側、右側が像面側
である。座標については、図の上方をＹ軸、右方をＺ
軸、紙面に垂直で向こう側の方向をＸ軸とし、同図はＹ
Ｚ断面を表す。また、矢印ａはＹ軸からのＸ軸周りの回
転を表し、Ｘ軸方向に向かって即ち紙面に向かって反時
計回りを正とする。
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の表
示光学系の第１の実施形態における、投影光学系の構成
を示す図である。同図の左側が物体面側、右側が像面側
である。座標については、図の上方をＹ軸、右方をＺ
軸、紙面に垂直で向こう側の方向をＸ軸とし、同図はＹ
Ｚ断面を表す。また、矢印ａはＹ軸からのＸ軸周りの回
転を表し、Ｘ軸方向に向かって即ち紙面に向かって反時
計回りを正とする。
【００１２】同図において、左方の図示しない領域には
物体面（スクリーン）が配置されており、その物体面側
から順に、レンズＬ１，Ｌ２及びＬ３、絞り１、レンズ
Ｌ４〜Ｌ６、平行平板ミラー２，３、コンデンサーレン
ズとしてのレンズＬ７、像面である反射型ＬＣＤより成
る反射型表示素子４が配置されている。尚、αは投影光
学系の光軸である。
物体面（スクリーン）が配置されており、その物体面側
から順に、レンズＬ１，Ｌ２及びＬ３、絞り１、レンズ
Ｌ４〜Ｌ６、平行平板ミラー２，３、コンデンサーレン
ズとしてのレンズＬ７、像面である反射型ＬＣＤより成
る反射型表示素子４が配置されている。尚、αは投影光
学系の光軸である。
【００１３】図２は、図１の投影光学系に照明光学系が
加わった、表示光学系全体の構成を示す図である。ここ
で、照明光学系は、例えば同図に示すような、光源５及
び傘状のリフレクター６から成り、これより射出される
照明光としての光束７が、平行平板ミラー，コンデンサ
ーレンズ及び反射型表示素子を経て上記投影光学系へと
導かれる。尚、βは照明光学系の光軸である。
加わった、表示光学系全体の構成を示す図である。ここ
で、照明光学系は、例えば同図に示すような、光源５及
び傘状のリフレクター６から成り、これより射出される
照明光としての光束７が、平行平板ミラー，コンデンサ
ーレンズ及び反射型表示素子を経て上記投影光学系へと
導かれる。尚、βは照明光学系の光軸である。
【００１４】図３は、本実施形態の表示光学系をＹ軸方
向より見た図である。座標については、図の上方をＸ
軸、右方をＺ軸、紙面に垂直で手前側の方向をＹ軸と
し、同図はＸＺ断面を表す。また、矢印ｂはＸ軸からの
Ｙ軸周りの回転を表し、Ｙ軸方向に向かって反時計回り
即ち紙面に向かって時計回りを正とする。尚、ここでは
照明光学系の図示を省略している。平行平板ミラー２，
３は、投影光学系の光軸αに対して紙面上で互いに逆方
向に略４５度傾いて配置されており、互いに略直角を成
す。このときの平行平板ミラー２，３の回転軸２ａ，３
ａは、図１或いは図２のＹＺ断面上にある。これらの位
置関係は、レンズ等の光学要素の配置スペースや設定さ
れた光路に応じて決定される。
向より見た図である。座標については、図の上方をＸ
軸、右方をＺ軸、紙面に垂直で手前側の方向をＹ軸と
し、同図はＸＺ断面を表す。また、矢印ｂはＸ軸からの
Ｙ軸周りの回転を表し、Ｙ軸方向に向かって反時計回り
即ち紙面に向かって時計回りを正とする。尚、ここでは
照明光学系の図示を省略している。平行平板ミラー２，
３は、投影光学系の光軸αに対して紙面上で互いに逆方
向に略４５度傾いて配置されており、互いに略直角を成
す。このときの平行平板ミラー２，３の回転軸２ａ，３
ａは、図１或いは図２のＹＺ断面上にある。これらの位
置関係は、レンズ等の光学要素の配置スペースや設定さ
れた光路に応じて決定される。
【００１５】ここで、平行平板ミラーとは、２枚の同一
の平行平板ガラスの間にダイクロイックコートを施して
貼り合わせた、色分解の働きを持つダイクロイックミラ
ーである。ダイクロイックミラーは偏光特性を持ってお
り、Ｐ偏光，Ｓ偏光で反射の周波数範囲が違うので、後
述のように反射型表示素子で画素毎に変調されて反射さ
れた投影光を、選択的に反射する。上記照明光学系から
の光束７は、まず平行平板ミラー２に入射し、ここで図
３の矢印Ｂで示すように、青色波長領域の光束のみ反射
され、残りは透過する。反射された光束は、コンデンサ
ーレンズであるレンズＬ８を透過して、反射型ＬＣＤで
ある反射型表示素子８に入射する。そして、ここで画素
毎に変調されて投影光として反射され、再びレンズＬ８
を透過して、平行平板ミラー２に反射され、投影光学系
に導かれる。
の平行平板ガラスの間にダイクロイックコートを施して
貼り合わせた、色分解の働きを持つダイクロイックミラ
ーである。ダイクロイックミラーは偏光特性を持ってお
り、Ｐ偏光，Ｓ偏光で反射の周波数範囲が違うので、後
述のように反射型表示素子で画素毎に変調されて反射さ
れた投影光を、選択的に反射する。上記照明光学系から
の光束７は、まず平行平板ミラー２に入射し、ここで図
３の矢印Ｂで示すように、青色波長領域の光束のみ反射
され、残りは透過する。反射された光束は、コンデンサ
ーレンズであるレンズＬ８を透過して、反射型ＬＣＤで
ある反射型表示素子８に入射する。そして、ここで画素
毎に変調されて投影光として反射され、再びレンズＬ８
を透過して、平行平板ミラー２に反射され、投影光学系
に導かれる。
【００１６】平行平板ミラー２を透過した光束は、平行
平板ミラー３に入射し、ここで矢印Ｒで示すように、赤
色波長領域の光束のみ反射され、残りの緑色波長領域の
光束は透過する。反射された光束は、コンデンサーレン
ズであるレンズＬ９を透過して、反射型ＬＣＤである反
射型表示素子９に入射する。そして、ここで画素毎に変
調されて投影光として反射され、再びレンズＬ９を透過
して、平行平板ミラー３に反射され、平行平板ミラー２
を透過して投影光学系に導かれる。
平板ミラー３に入射し、ここで矢印Ｒで示すように、赤
色波長領域の光束のみ反射され、残りの緑色波長領域の
光束は透過する。反射された光束は、コンデンサーレン
ズであるレンズＬ９を透過して、反射型ＬＣＤである反
射型表示素子９に入射する。そして、ここで画素毎に変
調されて投影光として反射され、再びレンズＬ９を透過
して、平行平板ミラー３に反射され、平行平板ミラー２
を透過して投影光学系に導かれる。
【００１７】平行平板ミラー３を透過した緑色波長領域
の光束は、矢印Ｇで示す方向に、コンデンサーレンズで
あるレンズＬ７を透過して、反射型ＬＣＤである反射型
表示素子４に入射する。そして、ここで画素毎に変調さ
れて投影光として反射され、再びレンズＬ７を透過し、
平行平板ミラー３及び２を透過して投影光学系に導かれ
る。このようにして各波長領域の投影光が合成され、ス
クリーンにカラー映像が投影される。
の光束は、矢印Ｇで示す方向に、コンデンサーレンズで
あるレンズＬ７を透過して、反射型ＬＣＤである反射型
表示素子４に入射する。そして、ここで画素毎に変調さ
れて投影光として反射され、再びレンズＬ７を透過し、
平行平板ミラー３及び２を透過して投影光学系に導かれ
る。このようにして各波長領域の投影光が合成され、ス
クリーンにカラー映像が投影される。
【００１８】本実施形態では、照明光学系からの照明光
の色分解と、複数の反射型表示素子からの投影光の合成
を、投影光学系中に傾いて配置された平行平板ミラーに
より行い、投影光学系の少なくとも１つ以上の光学要素
が偏心している構成としている。この構成をとる事で、
色分解と色合成を同一部材により行う事が可能となり、
また、傾いた平行平板ミラーにより発生する非点隔差を
光学要素即ちレンズの偏心で補正する事が可能となるた
め、コストを低減する事ができる。
の色分解と、複数の反射型表示素子からの投影光の合成
を、投影光学系中に傾いて配置された平行平板ミラーに
より行い、投影光学系の少なくとも１つ以上の光学要素
が偏心している構成としている。この構成をとる事で、
色分解と色合成を同一部材により行う事が可能となり、
また、傾いた平行平板ミラーにより発生する非点隔差を
光学要素即ちレンズの偏心で補正する事が可能となるた
め、コストを低減する事ができる。
【００１９】具体的には、上記図１或いは図２に示す紙
面内で、光学要素である各レンズＬ１〜Ｌ７及び絞り１
はいくらか偏心及び回転している。詳しくはコンストラ
クションデータとして後述する。また、本実施形態で
は、投影光学系のレンズの光学面が、全て回転対称な面
で形成されている。この構成をとる事で、各レンズの製
造が容易になり、コストを低減する事ができる。
面内で、光学要素である各レンズＬ１〜Ｌ７及び絞り１
はいくらか偏心及び回転している。詳しくはコンストラ
クションデータとして後述する。また、本実施形態で
は、投影光学系のレンズの光学面が、全て回転対称な面
で形成されている。この構成をとる事で、各レンズの製
造が容易になり、コストを低減する事ができる。
【００２０】さらに、絞りと反射型表示素子との間に、
大きく偏心した光学要素を持ち、以下の条件式を満たす
構成としている。 ５゜＜θo＜１５゜ 但し、 θo ：反射型表示素子表面の法線と、物体面の中心と像
面の中心を結ぶ光線との成す角度 である。
大きく偏心した光学要素を持ち、以下の条件式を満たす
構成としている。 ５゜＜θo＜１５゜ 但し、 θo ：反射型表示素子表面の法線と、物体面の中心と像
面の中心を結ぶ光線との成す角度 である。
【００２１】このように、絞りと反射型表示素子との間
に、大きく偏心した光学要素を配置する事で、反射型表
示素子から投影光学系への光束を、反射型表示素子の法
線に対して傾ける事が可能となり、これにより照明光と
投影光の分離が可能となる。具体的には、上記レンズＬ
６がこの光学要素の役割をしており、図１に示すよう
に、その光学面は回転対称であるが、破線で示す上部が
削除されており、Ｙ軸正方向に大きく偏心した配置とな
っている。
に、大きく偏心した光学要素を配置する事で、反射型表
示素子から投影光学系への光束を、反射型表示素子の法
線に対して傾ける事が可能となり、これにより照明光と
投影光の分離が可能となる。具体的には、上記レンズＬ
６がこの光学要素の役割をしており、図１に示すよう
に、その光学面は回転対称であるが、破線で示す上部が
削除されており、Ｙ軸正方向に大きく偏心した配置とな
っている。
【００２２】また、θoは図１，図２に示すように、反
射型表示素子４の法線と光軸αとの成す角で表される
が、条件式の下限値以下になると、図２に示される上記
照明光と投影光とを分離して光学系を構成する事ができ
なくなる。逆に、上限値以上になると、反射型表示素子
からの斜め投影により発生する台形歪やコマ収差の補正
のために、偏心が必要なレンズ数が多くなり、偏心量も
大きくなるため、製造コストが増大する。
射型表示素子４の法線と光軸αとの成す角で表される
が、条件式の下限値以下になると、図２に示される上記
照明光と投影光とを分離して光学系を構成する事ができ
なくなる。逆に、上限値以上になると、反射型表示素子
からの斜め投影により発生する台形歪やコマ収差の補正
のために、偏心が必要なレンズ数が多くなり、偏心量も
大きくなるため、製造コストが増大する。
【００２３】さらに、ＲＧＢ３色の各反射型表示素子か
らの各投影光を、２枚の平行平板ミラー（本実施形態で
は２，３）により合成して投影する構成とし、２枚の平
行平板ミラーは互いに逆方向に傾いて配置される構成と
している。これにより、非点収差以外のコマ収差等は、
互いに打ち消す方向に発生し、収差補正が簡単になる。
また、照明光源と絞り中心と投影画像中心とがなす平
面、つまり具体的には、光源５と絞り１中心と図示しな
いスクリーン上の投影画像中心とがなす平面である図２
のＹＺ断面上に、平行平板ミラー同士の傾きが無い配置
にしており、これにより平行平板ミラー同士の間隔を詰
める事ができ、光学系全長を短くする事が可能となる。
らの各投影光を、２枚の平行平板ミラー（本実施形態で
は２，３）により合成して投影する構成とし、２枚の平
行平板ミラーは互いに逆方向に傾いて配置される構成と
している。これにより、非点収差以外のコマ収差等は、
互いに打ち消す方向に発生し、収差補正が簡単になる。
また、照明光源と絞り中心と投影画像中心とがなす平
面、つまり具体的には、光源５と絞り１中心と図示しな
いスクリーン上の投影画像中心とがなす平面である図２
のＹＺ断面上に、平行平板ミラー同士の傾きが無い配置
にしており、これにより平行平板ミラー同士の間隔を詰
める事ができ、光学系全長を短くする事が可能となる。
【００２４】さらに、平行平板ミラーと反射型表示素子
との間に、パワーがΦpの正のパワーのレンズ即ちいわ
ゆるコンデンサーレンズが配置され、以下の条件を満た
す構成としている。 ０．５＜Φp×ｌp＜１．０ 但し、 ｌp ：平行平板ミラーの両側に隣接した光学要素間の画
面中心光線における光路長 である。具体的には、図１或いは図２において、コンデ
ンサーレンズであるレンズＬ７のパワーをΦp、レンズ
Ｌ６とレンズＬ７との間の光軸αの長さをｌpと置くと
き、上記条件式を満たすようにしている。
との間に、パワーがΦpの正のパワーのレンズ即ちいわ
ゆるコンデンサーレンズが配置され、以下の条件を満た
す構成としている。 ０．５＜Φp×ｌp＜１．０ 但し、 ｌp ：平行平板ミラーの両側に隣接した光学要素間の画
面中心光線における光路長 である。具体的には、図１或いは図２において、コンデ
ンサーレンズであるレンズＬ７のパワーをΦp、レンズ
Ｌ６とレンズＬ７との間の光軸αの長さをｌpと置くと
き、上記条件式を満たすようにしている。
【００２５】上記条件式の下限値以下になると、反射型
表示素子直前のコンデンサーレンズのパワーが小さくな
り過ぎ、平行平板ミラー部の光線がテレセントリックに
近くなるため、投影光学系の全長が長くなってしまう。
つまり、長くしないと必要な収差補正ができなくなる。
逆に、上限値以上になると、コンデンサーレンズのパワ
ーが大きくなり過ぎ、絞りの像が平行平板ミラー部にか
かってしまう。このとき、絞り像位置つまり絞りと共役
な位置に光源を配置する照明構成、即ちいわゆるケーラ
ー照明の構成をとるためには、別途リレーレンズが必要
となるため、コストが増大してしまう。
表示素子直前のコンデンサーレンズのパワーが小さくな
り過ぎ、平行平板ミラー部の光線がテレセントリックに
近くなるため、投影光学系の全長が長くなってしまう。
つまり、長くしないと必要な収差補正ができなくなる。
逆に、上限値以上になると、コンデンサーレンズのパワ
ーが大きくなり過ぎ、絞りの像が平行平板ミラー部にか
かってしまう。このとき、絞り像位置つまり絞りと共役
な位置に光源を配置する照明構成、即ちいわゆるケーラ
ー照明の構成をとるためには、別途リレーレンズが必要
となるため、コストが増大してしまう。
【００２６】さらに、投影光学系内のレンズ等の光学要
素の偏心方向が１つの平面（本実施形態ではＹＺ断面）
内にあり、その平面内に上述のように平行平板ミラーの
回転軸がある構成としている。この構成をとる事で、傾
いた平行平板により発生する非点隔差の方向を、光学要
素の偏心方向と一致させる事が可能となり、傾いた平行
平板により発生する非点隔差を光学要素の偏心により発
生する非点隔差で打ち消す事が可能となる。
素の偏心方向が１つの平面（本実施形態ではＹＺ断面）
内にあり、その平面内に上述のように平行平板ミラーの
回転軸がある構成としている。この構成をとる事で、傾
いた平行平板により発生する非点隔差の方向を、光学要
素の偏心方向と一致させる事が可能となり、傾いた平行
平板により発生する非点隔差を光学要素の偏心により発
生する非点隔差で打ち消す事が可能となる。
【００２７】さらに、絞りと平行平板ミラーとの間に、
大きく偏心して有効光路エリアで偏心方向に光路長が単
調に増加する形状の光学要素（本実施形態ではレンズＬ
６）を配置する構成としている。この構成をとる事で、
この光学要素のプリズム効果により、照明光と投影光の
分離に必要な光線の傾きを与えるとともに、平行平板で
発生する非点隔差を打ち消すような非点隔差を発生さ
せ、収差補正する事が可能となる。
大きく偏心して有効光路エリアで偏心方向に光路長が単
調に増加する形状の光学要素（本実施形態ではレンズＬ
６）を配置する構成としている。この構成をとる事で、
この光学要素のプリズム効果により、照明光と投影光の
分離に必要な光線の傾きを与えるとともに、平行平板で
発生する非点隔差を打ち消すような非点隔差を発生さ
せ、収差補正する事が可能となる。
【００２８】上述したような、傾いた平行平板により発
生する非点隔差を、光学要素の偏心により発生する非点
隔差で打ち消すための理論を、以下に説明する。Forbe
s,Stoneらの論文によれば、非軸対称光学系において、
物体面中心から像面中心への光線（ベースレイ）を基準
にし、特性関数をそのベースレイについてテーラー展開
した２次係数が、例えば焦点距離，倍率，主点位置のよ
うな１次量で示されるものに代表される１次特性を表
す。本実施形態では、ベースレイはスクリーン中心から
反射型光学素子中心への光軸αを指す。
生する非点隔差を、光学要素の偏心により発生する非点
隔差で打ち消すための理論を、以下に説明する。Forbe
s,Stoneらの論文によれば、非軸対称光学系において、
物体面中心から像面中心への光線（ベースレイ）を基準
にし、特性関数をそのベースレイについてテーラー展開
した２次係数が、例えば焦点距離，倍率，主点位置のよ
うな１次量で示されるものに代表される１次特性を表
す。本実施形態では、ベースレイはスクリーン中心から
反射型光学素子中心への光軸αを指す。
【００２９】尚、この論文の出典は、Bryan D.Stone an
d G.W.Forbes“Characterization of first-order opti
calproperties for asymmetric systems”J.Opt.Soc.A
m,A9,478-489(1992)及び、Bryan D.Stone and G.W.Forb
es“Foundations of first-order layout forasymmetri
c systems: an application of Hamilton's methods”
J.Opt.Soc.Am,A9,96-109(1992)である。
d G.W.Forbes“Characterization of first-order opti
calproperties for asymmetric systems”J.Opt.Soc.A
m,A9,478-489(1992)及び、Bryan D.Stone and G.W.Forb
es“Foundations of first-order layout forasymmetri
c systems: an application of Hamilton's methods”
J.Opt.Soc.Am,A9,96-109(1992)である。
【００３０】この理論によれば、各エレメント（ここで
はレンズ面）の本実施形態のＸ方向とＹ方向の焦点距離
は、以下の式に従う。
はレンズ面）の本実施形態のＸ方向とＹ方向の焦点距離
は、以下の式に従う。
【数５】
【００３１】但し、 ｎ ：エレメントの直前の媒質の屈折率 ｎ′ ：エレメントの直後の媒質の屈折率 θ1 ：エレメントへの入射角度 θ′1 ：エレメントからの射出角度 ｆ ：ｆ＝ｆ（ｘ，ｙ）の形で表される面形状の式
【数６】 ：ベースレイの入射点における、ｆのそれぞれｘ，ｙ方
向の２次微分であり、それぞれの方向の局所曲率の値 である。
向の２次微分であり、それぞれの方向の局所曲率の値 である。
【００３２】よって、Ｘ方向とＹ方向の焦点距離の差Δ
element＝ＭX−ＭYは、以下の式で表される。
element＝ＭX−ＭYは、以下の式で表される。
【数７】
【００３３】また、２枚の板ミラーを透過する光線のレ
ンズバックの差は、スネルの法則に基づく計算により、 Δmir＝（ｄ1＋ｄ2）｛ｃｏｓ（２・θ′m）−ｃｏｓ
（２・θm）｝／２・ｎm・｛ｃｏｓ（θ′m）｝2 但し、 ｄ1 ：第１の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ ｄ2 ：第２の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ θm ：第１の板ミラーの前面への入射角度 θ′m ：第１の板ミラーの前面からの射出角度 ｎm ：板ミラーの屈折率 である。
ンズバックの差は、スネルの法則に基づく計算により、 Δmir＝（ｄ1＋ｄ2）｛ｃｏｓ（２・θ′m）−ｃｏｓ
（２・θm）｝／２・ｎm・｛ｃｏｓ（θ′m）｝2 但し、 ｄ1 ：第１の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ ｄ2 ：第２の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ θm ：第１の板ミラーの前面への入射角度 θ′m ：第１の板ミラーの前面からの射出角度 ｎm ：板ミラーの屈折率 である。
【００３４】尚、板ミラーを通過する光線の入射，射出
平面と、それ以外のエレメントを通過する光線の入射，
射出平面との間の、ＸＹ平面上での回転角をφとする
と、Ｘ方向とＹ方向のレンズバックの差は、以下の式で
表される。 Δ′mir＝｛ｃｏｓ（φ）−ｓｉｎ（φ）｝Δmir よって、このレンズバックの差に対して、各エレメント
の１面乃至は複数面に、上記焦点距離の式に従ってＸ，
Ｙ方向のパワーの差をつける事により、Ｘ，Ｙ方向の結
像位置のズレの補正を行えば良い。
平面と、それ以外のエレメントを通過する光線の入射，
射出平面との間の、ＸＹ平面上での回転角をφとする
と、Ｘ方向とＹ方向のレンズバックの差は、以下の式で
表される。 Δ′mir＝｛ｃｏｓ（φ）−ｓｉｎ（φ）｝Δmir よって、このレンズバックの差に対して、各エレメント
の１面乃至は複数面に、上記焦点距離の式に従ってＸ，
Ｙ方向のパワーの差をつける事により、Ｘ，Ｙ方向の結
像位置のズレの補正を行えば良い。
【００３５】この補正においては、以下の条件を満たす
事が望ましい。 ０．０５≦｜Δ′mir／Δelement｜≦１０ この条件式の上限値を超えれば、補正が不十分となり、
下限値を下回れば、補正過剰となるか、或いはその面で
の他の収差の発生量が大きくなる。
事が望ましい。 ０．０５≦｜Δ′mir／Δelement｜≦１０ この条件式の上限値を超えれば、補正が不十分となり、
下限値を下回れば、補正過剰となるか、或いはその面で
の他の収差の発生量が大きくなる。
【００３６】次に、図６は、本発明の表示光学系の第２
の実施形態における、投影光学系の構成を示す図であ
る。また、図７は、図６の投影光学系に照明光学系が加
わった、表示光学系全体の構成を示す図である。さら
に、図８は、第２の実施形態の表示光学系をＹ軸方向よ
り見た図である。各図に示される第２の実施形態の構成
は、それぞれ上述した図１〜図３に示される第１の実施
形態の構成と、基本的には同じである。
の実施形態における、投影光学系の構成を示す図であ
る。また、図７は、図６の投影光学系に照明光学系が加
わった、表示光学系全体の構成を示す図である。さら
に、図８は、第２の実施形態の表示光学系をＹ軸方向よ
り見た図である。各図に示される第２の実施形態の構成
は、それぞれ上述した図１〜図３に示される第１の実施
形態の構成と、基本的には同じである。
【００３７】但し、第２の実施形態においては、図７に
示すように、平行平板ミラー２，３の各回転軸２ａ，３
ａは、照明光学系の光軸βとＹＺ断面上で略直角に交わ
る向きに配置されている。これは、反射型光学素子の画
面中心を照明する照明光に含まれる偏光面を維持する方
向である。つまり、平行平板ミラー２に例えばＰ偏光で
入射した光が、平行平板ミラー３に対しても、回転する
事無くＰ偏光面を保ったまま入射する配置である。この
構成をとる事で、照明光の色分解ダイクロイックミラー
としての平行平板ミラー２，３の特性が揃い、色むらの
発生を抑える事が可能となる。
示すように、平行平板ミラー２，３の各回転軸２ａ，３
ａは、照明光学系の光軸βとＹＺ断面上で略直角に交わ
る向きに配置されている。これは、反射型光学素子の画
面中心を照明する照明光に含まれる偏光面を維持する方
向である。つまり、平行平板ミラー２に例えばＰ偏光で
入射した光が、平行平板ミラー３に対しても、回転する
事無くＰ偏光面を保ったまま入射する配置である。この
構成をとる事で、照明光の色分解ダイクロイックミラー
としての平行平板ミラー２，３の特性が揃い、色むらの
発生を抑える事が可能となる。
【００３８】以下、本発明に係る表示光学系の構成を、
コンストラクションデータ，収差図等を挙げて、更に具
体的に示す。尚、以下に挙げる実施例１，２は、前述し
た第１，第２の実施形態にそれぞれ対応しており、第
１，第２の実施形態を表す光学系の構成図（図１〜図
３，及び図６〜図８）は、対応する実施例１，２の光学
系の構成をそれぞれ示している。
コンストラクションデータ，収差図等を挙げて、更に具
体的に示す。尚、以下に挙げる実施例１，２は、前述し
た第１，第２の実施形態にそれぞれ対応しており、第
１，第２の実施形態を表す光学系の構成図（図１〜図
３，及び図６〜図８）は、対応する実施例１，２の光学
系の構成をそれぞれ示している。
【００３９】各実施例において、ri(i=1,2,3...)は、物
体面側から数えてi 番目の面を示し、それぞれの曲率半
径，軸上面間隔，レンズのｄ線に対する屈折率，アッベ
数を示す。尚、各実施例中、曲率半径に＊印を付した面
は、非球面形状の屈折光学面或いは非球面と等価な屈折
作用を有する面である事を示し、非球面の面形状を表す
以下の式で定義するものとする。
体面側から数えてi 番目の面を示し、それぞれの曲率半
径，軸上面間隔，レンズのｄ線に対する屈折率，アッベ
数を示す。尚、各実施例中、曲率半径に＊印を付した面
は、非球面形状の屈折光学面或いは非球面と等価な屈折
作用を有する面である事を示し、非球面の面形状を表す
以下の式で定義するものとする。
【００４０】Ｚ＝ｃｈ2／〔１＋√｛１−（１＋ｋ）ｃ2
ｈ2｝〕＋Ａｈ4＋Ｂｈ6＋Ｃｈ8＋Ｄｈ10＋Ｅｈ12 但し、 Ｚ ：光軸方向の基準面からの変位量 ｈ ：光軸と垂直な方向の高さ ｃ ：近軸曲率 ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ：非球面係数 である。
ｈ2｝〕＋Ａｈ4＋Ｂｈ6＋Ｃｈ8＋Ｄｈ10＋Ｅｈ12 但し、 Ｚ ：光軸方向の基準面からの変位量 ｈ ：光軸と垂直な方向の高さ ｃ ：近軸曲率 ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ：非球面係数 である。
【００４１】ここで、ｒ１はスクリーン面をＺ軸方向に
平行移動したときの仮想の偏心基準面であり、光学作用
はない。そして、データ中のＸＤＥ，ＹＤＥ，ＺＤＥ
は、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の平行偏心を表す。ま
た、ＡＤＥはＸ軸周りの回転偏心を表し、反時計回りが
正である。尚、データの長さの単位はｍｍ、角度の単位
はｄｅｇ．である。
平行移動したときの仮想の偏心基準面であり、光学作用
はない。そして、データ中のＸＤＥ，ＹＤＥ，ＺＤＥ
は、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の平行偏心を表す。ま
た、ＡＤＥはＸ軸周りの回転偏心を表し、反時計回りが
正である。尚、データの長さの単位はｍｍ、角度の単位
はｄｅｇ．である。
【００４２】 《実施例１》 絞り有効半径 14.393 [曲面の記号] [曲率半径] [軸上面間隔] [ｄ線屈折率] [アッベ数] 物体面(スクリーン) ∞ 845.100 AIR r1 ∞ r2 68.313 4.732 1.7545 51.570 r3 38.611 16.199 AIR r4 142.838 7.893 1.4875 70.440 r5* 32.380 AIR r6 56.080 6.737 1.6464 30.151 r7 -1392.034 AIR 絞り ∞ AIR r9 -76.022 15.000 1.8121 26.517 r10 51.424 0.100 AIR r11* 45.198 15.000 1.5652 61.673 r12 -56.194 AIR r13 135.138 7.126 1.5168 65.261 r14 1624.175 AIR r15 ∞ 1.000 1.5168 65.261 r16 ∞ 1.000 1.5168 65.261 r17 ∞ AIR r18 ∞ 1.000 1.5168 65.261 r19 ∞ 1.000 1.5168 65.261 r20 ∞ AIR r21 77.998 5.363 1.4875 70.440 r22 ∞ 像面(表示素子) ∞ r24 r22と共通 r25 r21と共通 r26 r20と共通 r27 r19と共通 r28 r18と共通 r29 r17と共通 r30 r16と共通 r31 r15と共通
【００４３】 [第５面(r5)の非球面係数] ｋ＝−０．８０００００ Ａ＝−０．９１７４７２×10-6 B=-0.671131×10-9 C=-0.121490×10-12 D=-0.327647×10-15 [第１１面(r11)の非球面係数] k= 0.000000 A=-0.207051×10-5 B=-0.341780×10-8 C= 0.224302×10-10 D=-0.611064×10-13 E= 0.635052×10-16
【００４４】 偏心（ｒ１面基準） r2 XDE= 0.000 YDE= 15.740 ZDE= 0.000 ADE= 0.323 r6 XDE= 0.000 YDE= -0.405 ZDE=177.144 ADE= -0.903 絞り XDE= 0.000 YDE= 0.000 ZDE=205.186 ADE= 0.000 r9 XDE= 0.000 YDE= -1.216 ZDE=208.186 ADE= -0.485 r13 XDE= 0.000 YDE= 20.402 ZDE=239.470 ADE= -4.931 r15 XDE= 0.000 YDE= 17.210 ZDE=239.470 ADE= -4.931 BDE= 45.000 r18 XDE= 0.000 YDE= 12.913 ZDE=326.274 ADE= -4.931 BDE=-45.000 r21 XDE= 0.000 YDE= 0.371 ZDE=239.470 ADE=355.303 像面 XDE= 0.000 YDE= -0.452 ZDE=361.613 ADE= -9.518
【００４５】 《実施例２》 絞り有効半径 13.677 [曲面の記号] [曲率半径] [軸上面間隔] [ｄ線屈折率] [アッベ数] 物体面(スクリーン) ∞ 850.000 AIR r1 ∞ r2 61.250 7.500 1.7545 51.570 r3 36.485 19.408 AIR r4 157.844 7.500 1.6184 57.788 r5* 30.010 AIR r6 444.128 15.000 1.6892 27.192 r7 -175.324 AIR 絞り ∞ AIR r9 208.089 7.500 1.8467 23.820 r10 67.297 2.000 AIR r11* 68.974 15.000 1.4875 70.440 r12* -49.723 AIR r13 334.462 15.492 1.5632 61.841 r14 -3373.452 AIR r15 ∞ 1.000 1.5168 65.261 r16 ∞ 1.000 1.5168 65.261 r17 ∞ AIR r18 ∞ 1.000 1.5168 65.261 r19 ∞ 1.000 1.5168 65.261 r20 ∞ AIR r21 61.804 10.679 1.4875 70.440 r22 2354.272 像面(表示素子) ∞ r24 r22と共通 r25 r21と共通 r26 r20と共通 r27 r19と共通 r28 r18と共通 r29 r17と共通 r30 r16と共通 r31 r15と共通
【００４６】 [第５面(r5)の非球面係数] ｋ＝−０．８０００００ Ａ＝−０．１３４９０８×10-5 B=-0.140452×10-8 C= 0.604628×10-12 D=-0.798525×10-15 [第１１面(r11)の非球面係数] k= 0.000000 A=-0.481753×10-5 B=-0.182958×10-7 C= 0.571787×10-10 D=-0.181613×10-12 E= 0.519417×10-16 [第１２面(r12)の非球面係数] k= 0.000000 A=-0.371109×10-5 B=-0.387203×10-8 C=-0.204169×10-10 D= 0.417744×10-13 E=-0.101651×10-15
【００４７】 偏心（r1面基準） r2 XDE= 0.000 YDE= 12.181 ZDE= 0.000 ADE= 0.000 r6 XDE= 0.000 YDE= 0.075 ZDE=110.472 ADE= 0.000 r8 XDE= 0.000 YDE= 0.075 ZDE=110.472 ADE= 0.000 r9 XDE= 0.000 YDE= 0.075 ZDE=255.930 ADE= 0.000 r13 XDE= 0.000 YDE= 50.826 ZDE=277.207 ADE= 3.204 r15 XDE= 0.000 YDE= 0.000 ZDE=316.458 ADE=-19.000 BDE= 45.000 r18 XDE= 0.000 YDE= 0.000 ZDE=358.643 ADE=-19.000 BDE=-45.000 像面 XDE= 0.000 YDE= 1.499 ZDE=410.000 ADE= -7.466
【００４８】また、図４，図９は、それぞれ上述した実
施例１，２のスポットダイアグラムを示しており、図
５，図１０は、それぞれ実施例１，２の歪曲図（実測
値）を示している。スポットダイアグラムのそれぞれの
点像に付けられた(1),(2),(3)…の数字は、各歪曲図の
グリッド上に付けられた数字と一致しており、それぞれ
の評価位置関係を示している。これらの図より、本発明
の各実施形態においては、歪曲性能，点像性能共に良好
である事が分かる。
施例１，２のスポットダイアグラムを示しており、図
５，図１０は、それぞれ実施例１，２の歪曲図（実測
値）を示している。スポットダイアグラムのそれぞれの
点像に付けられた(1),(2),(3)…の数字は、各歪曲図の
グリッド上に付けられた数字と一致しており、それぞれ
の評価位置関係を示している。これらの図より、本発明
の各実施形態においては、歪曲性能，点像性能共に良好
である事が分かる。
【００４９】尚、評価領域は物体面（スクリーン）上で
Ｘ軸方向±５６６．０，Ｙ軸方向±３４０．０である。
また、スポットダイアグラムの評価位置は、各実施例に
おいて縮小側で以下の座標となる。
Ｘ軸方向±５６６．０，Ｙ軸方向±３４０．０である。
また、スポットダイアグラムの評価位置は、各実施例に
おいて縮小側で以下の座標となる。
【００５０】
【００５１】最後に、上記条件式に対応した各実施例に
おける数値を以下に示しておく。 Φp×ｌp θo ｜Δ′mir／Δelement｜ 実施例１ 0.704 10.45 r3 : 2.19 r5 : 1.98 r9 : 1.58 r13: 0.20 実施例２ 0.770 11.27 r10: 6.62 r13: 0.08
おける数値を以下に示しておく。 Φp×ｌp θo ｜Δ′mir／Δelement｜ 実施例１ 0.704 10.45 r3 : 2.19 r5 : 1.98 r9 : 1.58 r13: 0.20 実施例２ 0.770 11.27 r10: 6.62 r13: 0.08
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
映像表示装置に好適な、低コスト，コンパクトで高精細
の表示光学系を提供する事ができる。
映像表示装置に好適な、低コスト，コンパクトで高精細
の表示光学系を提供する事ができる。
【図１】第１の実施形態における、投影光学系の構成を
示す図。
示す図。
【図２】表示光学系全体の構成を示す図。
【図３】表示光学系をＹ軸方向より見た図。
【図４】実施例１のスポットダイアグラム。
【図５】実施例１の歪曲図（実測値）。
【図６】第２の実施形態における、投影光学系の構成を
示す図。
示す図。
【図７】表示光学系全体の構成を示す図。
【図８】表示光学系をＹ軸方向より見た図。
【図９】実施例２のスポットダイアグラム。
【図１０】実施例２の歪曲図（実測値）。
１ 絞り ２，３ 平行平板ミラー ４，８，９ 反射型表示素子 ５ 光源 ６ リフレクター ７ 光束 Ｌ１〜Ｌ９ レンズ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA06 LA01 NA00 PA07 PA17 PB07 QA02 QA05 QA17 QA22 QA25 QA33 QA41 QA45 RA05 RA12 RA13 RA32 RA48
Claims (5)
- 【請求項１】 照明光学系と、該照明光学系からの照明
光が分解されたものをそれぞれ変調して投影光として反
射する複数の反射型表示素子と、該複数の反射型表示素
子からの投影光を合成して拡大投影する投影光学系とを
有する表示光学系において、 前記照明光学系からの照明光の分解と、前記複数の反射
型表示素子からの投影光の合成を、前記投影光学系中に
傾いて配置された平行平板ミラーにより行い、該投影光
学系の少なくとも１つ以上の光学要素が偏心して配置さ
れる事を特徴とする表示光学系。 - 【請求項２】 ＲＧＢ３色それぞれの、前記各反射型表
示素子からの各投影光を、２枚の前記平行平板ミラーに
より合成して投影する構成であって、該２枚の平行平板
ミラーは互いに逆方向に傾いて配置され、前記照明光学
系の照明光源と前記投影光学系の絞り中心と投影画像中
心とがなす平面上に、前記平行平板ミラー同士の傾きが
無い事を特徴とする請求項１に記載の表示光学系。 - 【請求項３】 前記平行平板ミラーと前記反射型表示素
子との間に、正のパワーのレンズが配置され、以下の条
件を満たす事を特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の表示光学系； ０．５＜Φp×ｌp＜１．０ 但し、 Φp ：レンズのパワー ｌp ：平行平板ミラーの両側に隣接した光学要素間の画
面中心光線における光路長 である。 - 【請求項４】 前記投影光学系内の光学要素の偏心方向
が一つの平面内にあり、更にその平面内に、前記平行平
板ミラーが傾いて配置されるときの回転軸がある事を特
徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示
光学系。 - 【請求項５】 以下の条件式を満足する少なくとも１面
のレンズ面（エレメント）を有する事を特徴とする請求
項１乃至請求項４のいずれかに記載の表示光学系； ０．０５≦｜Δ′mir／Δelement｜≦１０ ここで、 【数１】 Δ′mir＝｛ｃｏｓ（φ）−ｓｉｎ（φ）｝Δmir Δmir＝（ｄ1＋ｄ2）｛ｃｏｓ（２・θ′m）−ｃｏｓ
（２・θm）｝／２・ｎm・｛ｃｏｓ（θ′m）｝2 但し、 ｎ ：エレメントの直前の媒質の屈折率 ｎ′ ：エレメントの直後の媒質の屈折率 θ1 ：エレメントへの入射角度 θ′1 ：エレメントからの射出角度 ｆ ：ｆ＝ｆ（ｘ，ｙ）の形で表される面形状の式 【数２】 ：ベースレイの入射点における、ｆのそれぞれｘ，ｙ方
向の２次微分であり、それぞれの方向の局所曲率の値 ｄ1 ：第１の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ ｄ2 ：第２の板ミラーを光線が通過するときの光路の長
さ θm ：第１の板ミラーの前面への入射角度 θ′m ：第１の板ミラーの前面からの射出角度 ｎm ：板ミラーの屈折率 φ ：板ミラーを通過する光線の入射，射出平面と、そ
れ以外のエレメントを通過する光線の入射，射出平面と
の間の、ＸＹ平面上での回転角 である。
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