WO2018008199A1 - 投写光学系および画像投写装置 - Google Patents

投写光学系および画像投写装置 Download PDF

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恒夫 内田
克 山田
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Definitions

  • the present disclosure relates to an image projection apparatus that projects an image generated by an image display element via a projection optical system.
  • Patent Document 1 discloses a projection apparatus using a projection optical system including a reflecting surface.
  • This projection apparatus is a projection optical system for enlarging and projecting an image formed on a light valve onto a projection surface, and is composed of a plurality of lenses, and forms an intermediate image between the projection surface and the light valve.
  • a lens optical system having a positive power for performing, a first reflecting surface having a positive power for reflecting a divergent light beam after forming the intermediate image and forming an image on the projection surface, and lens optics And a second reflecting surface for causing the light emitted from the system to enter the first reflecting surface.
  • Patent Document 1 has a large distance from the first reflection surface to the second reflection surface, which leads to an increase in the size (high profile) of the projection apparatus.
  • the present disclosure provides a projection optical system and an image projection apparatus that are small in size and reduced in image distortion.
  • a projection optical system is a projection optical system for projecting an image light beam formed on an image display element onto a projection surface, and is positioned on the exit surface side of the image display element, and includes a diaphragm and a plurality of lenses.
  • a reflection optical system including a first mirror having a positive power for reflecting the outgoing light of the transmission optical system, and a second mirror for reflecting the reflected light of the first mirror to the projection surface.
  • the projection plane is a region including a point that intersects with the extension line of the optical axis of the transmission optical system, and the first mirror is located between the second mirror and the projection plane in the optical axis direction.
  • An image projection apparatus is an image projection apparatus for projecting an image on a projection surface, and includes an image display element that forms a projection image, an exit surface side of the image display element, and a diaphragm.
  • a reflection optical system including a transmission optical system including a plurality of lenses, a first mirror having a positive power for reflecting light emitted from the transmission optical system, and a second mirror for reflecting the reflection light of the first mirror to the projection surface And comprising.
  • the projection plane is an area including a point that intersects with an extension line of the optical axis when a line connecting the center of the stop of the transmission optical system and the center of the lens located closest to the projection is taken as the optical axis.
  • the projection optical system of the present disclosure it is possible to reduce the size of the optical system and reduce image distortion.
  • the apparatus can be miniaturized and a projection image with reduced image distortion can be projected.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an image projection apparatus according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged configuration diagram of the image projection apparatus according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a transmission optical system in Numerical Example 1.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a transmission optical system in Numerical Example 2.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a transmission optical system in Numerical Example 3.
  • FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an image projection device 10 of the present disclosure.
  • the image projection apparatus 10 includes a projection optical system 100, an image display element 130, and a transmission element 140.
  • the image projection device 10 projects the image formed by the image display element 130 onto the screen SC in a direction (diagonal direction) that does not face the image.
  • the directions that do not face each other are the direction of the normal line at the point of the screen SC at which the center of the image to be projected reaches, and the direction of the optical path at the center of the image among the rays emitted from the final surface of the projection optical system 100. Say if and do not match.
  • a line connecting the center of the aperture stop A of the transmission optical system 110 and the center of the lens positioned closest to the projection side is defined as an optical axis AZ.
  • the optical axis AZ may be the axis that shares the most lens centers, or the optical path of the emitted light (the center of the image display panel in the optical path from the image display element 130 to the screen SC) with respect to the image display panel position.
  • To the center of the magnified image on the screen SC and the optical path of the principal ray) may be set eccentrically in the plane.
  • the image projection apparatus 10 projects an image on an area including a point where an extension line of the optical axis AZ and the screen SC intersect.
  • the image projection apparatus 10 has a reflection surface such as a prism or a mirror in the transmission optical system 110, the optical axis extension line and screen after being reflected and bent by the reflection surface.
  • An image is projected onto an area including a point where the SC intersects.
  • the image projection apparatus 10 projects onto the screen SC having a curvature.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional configuration diagram of the image projection device 10 of the present disclosure.
  • the projection optical system 100 includes a transmission optical system 110 having a positive power as a whole and a reflection optical system 120 having a positive power as a whole.
  • the transmission optical system 110 includes, in order from the image display element 130 to the screen SC, a first lens group G1 having a positive power, a second lens group G2 having a positive power, and a third lens group G3 having a positive power.
  • the fourth lens group G4 has a positive power and includes a prism PB between the image display element 130 and the first lens group G1.
  • the first lens group G1 is composed of one biconvex lens.
  • the second lens group G2 is composed of four lens elements.
  • the third lens group G3 includes an aperture stop A.
  • the third lens group G3 has five lens elements closer to the projection side than the aperture stop A and has a positive power as a whole.
  • the fourth lens group G4 closest to the screen SC includes a positive meniscus lens, a biconcave lens, a negative lens, and a positive lens having a convex surface on the projection side in order from the screen SC to the image display element 130.
  • a positive meniscus lens having a convex surface facing the image display element 130 is disposed.
  • the positive meniscus-shaped most projection side lens and the positive meniscus-shaped cemented lens are arranged so that their concave surfaces face each other.
  • the fourth lens group G4 has the most projection side lens having the shape with the largest thickness deviation ratio in the transmission optical system 110 on the most screen SC side. As a result, the difference in refractive power between the center and the periphery of the transmitted light beam can be increased, which is effective in correcting field curvature.
  • the lens adjacent to the image display element 130 side of the most projected side lens has a biconcave shape. It is desirable that at least one surface of the biconcave lens has an aspherical shape. Specifically, it has a shape in which the curvature decreases with increasing distance from the center of the lens in the radial direction. That is, the power on the outside of the lens is smaller than that on the center side of the lens.
  • the projection optical system 100 is focused by two lens groups, the second lens group G2 and the fourth lens group G4.
  • the fourth lens group G4 includes at least one aspheric surface to suppress image distortion and resolution degradation that occur during focusing. Thereby, good optical performance can be satisfied even if the projection distance changes.
  • An intermediate image is formed between the transmission optical system 110 and the screen SC.
  • the conjugate position between the light beam emitted from the transmission optical system 110 and the first mirror 121 closest to the screen SC is separated, so that the angle of the light beam incident on the first mirror 121 becomes loose, and the size of the reflection optical system becomes small. It is advantageous for the conversion.
  • the reflection optical system 120 reflects the light beam emitted from the transmission optical system 110 and projects it onto the screen SC.
  • the reflective optical system 120 is composed of two mirrors, a first mirror 121 and a second mirror 122.
  • the first mirror 121 has a free-form surface with a concave reflecting surface, and has a positive power as a whole.
  • the reflection optical system 120 may be composed of one or more mirrors and is not limited to two.
  • the image display element 130 forms an image to be projected on the screen SC based on the image signal.
  • a spatial modulation element such as a DMD (Digital Micromirror Device) or a transmissive or reflective liquid crystal panel can be used.
  • the image display element 130 according to the present disclosure is a rectangle having a long side in the X-axis direction (perpendicular to the paper surface) in FIG. 2 and a short side in the Y-axis direction.
  • the transmissive element 140 is disposed between the reflective optical system 120 and the screen SC.
  • the light beam reflected by the reflective optical system 120 is transmitted through the transmissive element 140 and projected onto the screen SC.
  • the transmissive element 140 has a toroidal shape having surfaces with different curvatures in directions corresponding to the long side direction and the short side direction of the image display element 130, and has a convex surface facing the screen SC. That is, the curvature in the X-axis direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 2) corresponding to the long side direction of the image display element 130 on the incident surface of the transmission element 140 is larger than the curvature in the Y-axis direction corresponding to the short side direction.
  • the reflection optical system 120 it is desirable to provide a free-form surface on the first mirror 121 on the image display element 130 side.
  • a free curved surface having positive power on the first mirror 121 it is advantageous for miniaturization because the height of light incident on the second mirror 122 can be suppressed while correcting image distortion.
  • the distance from the 14th lens L14, which is arranged closest to the screen SC, to the first mirror 121 having a free-form reflecting surface is longer than the distance from the first mirror 121 to the second mirror 122. Thereby, the space
  • the angle between the optical axis AZ and the line connecting the reflection position of the second mirror 122 farthest from the optical axis AZ of the transmission optical system 110 to the nearest outermost shell of the fourteenth lens L14 is the first mirror 121. Is smaller than the angle formed by the optical axis AZ and the line connecting the outermost reflection position of the first lens L1 to the outermost shell of the first lens L1.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the transmission optical system in Numerical Example 1.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a transmission optical system in Numerical Example 2.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a transmission optical system in Numerical Example 3.
  • the projection optical system according to the present disclosure satisfies the following conditional expression (1).
  • ft Focal length of the transmission optical system TL: From the position where the principal ray of the light beam projected through the center of the long side direction of the image display element to the projection device side is reflected by the first mirror to the image display element The distance is parallel to the optical axis AZ.
  • Conditional expression (1) defines a preferable range between the focal length and the total length of the transmission optical system 110. By satisfying conditional expression (1), it is possible to provide a projection optical system that is small in size and reduced in image distortion. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the overall length of the transmission optical system becomes long, and it becomes difficult to reduce the size of the transmission optical system 110. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the total length of the transmission optical system becomes too short, and it becomes difficult to suppress the occurrence of various aberrations.
  • the projection optical system according to the present disclosure preferably satisfies the following conditional expression (2).
  • fmx the focal length in the X direction (image long side direction) of the first mirror position where the principal ray of the light beam projected through the center of the image display element in the long side direction and projected closest to the projection device on the projection surface is reflected.
  • Conditional expression (2) defines a preferable range of the shape of the first mirror. Below the lower limit, the distortion of the projected image in the long side direction of the image display element increases. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the distance between the first mirror and the second mirror becomes too large, which is disadvantageous for miniaturization and the power of the transmission optical system becomes too strong. Surface curvature occurs.
  • the focal length fmx in the X-axis direction at the position of the first mirror 121 where the principal ray of the light beam projected through the center of the image display element 130 in the long side direction and projected closest to the image projection apparatus on the projection surface is
  • the change (inclination) of the sag amount in the X-axis direction of the reflecting surface of one mirror 121 is dz / dx and the change in the inclination of the first mirror 121 in the X-axis direction is d 2 z / dx 2
  • fmx ⁇ 1 / (2 ⁇ (d 2 z / dx 2 )).
  • the projection optical system according to the present disclosure preferably satisfies the following conditional expression (3).
  • fmy a focal length in the Y direction (image short side direction) of the position of the first mirror that reflects the principal ray of the light beam projected through the center of the long side of the image display element and closest to the image projection apparatus on the projection surface .
  • Conditional expression (3) defines a preferable range of the shape of the first mirror 121. Below the lower limit, image distortion in the lateral direction of the image display element increases. On the contrary, if the upper limit is exceeded, the distance between the first mirror 121 and the second mirror 122 becomes too large, which is disadvantageous for miniaturization and the power of the transmission optical system becomes too strong. And curvature of field occurs.
  • the focal length fmy in the Y-axis direction at the position of the first mirror 121 where the principal ray of the light beam projected through the central cross section in the long side direction of the image display element 130 and projected closest to the image projection device is reflected.
  • the sag amount change (tilt) in the Y direction of the first mirror surface is defined as dz / dy
  • the change in tilt in the Y direction is defined as d 2 z / dy 2
  • fmy ⁇ 1 / (2 ⁇ (d 2 z / dy 2 )).
  • the projection optical system according to the present disclosure preferably satisfies the following conditional expression (4).
  • T1 The distance from the position farthest from the optical axis to the optical axis of the luminous flux reflected by the first mirror and the position farthest from the optical axis in the lateral direction of the optical flux reflected by the second mirror
  • T2 the optical path length from the lens located on the projection plane to the first mirror in the light ray projected through the center in the long side direction of the image display element to the image projection apparatus side It is.
  • Conditional expression (4) defines a preferable range of the size of the projection area due to the distance between the transmission optical system and the reflection optical system and the size of the light beam reflected by the second mirror. If the lower limit is not reached, the distance between the most projection side lens and the first mirror 121 becomes narrow, an intermediate image with good aberration performance cannot be formed, and the field curvature cannot be properly corrected on the projection plane. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the distance between the most projection side lens and the first mirror 121 becomes wide, and the light rays incident on the reflection optical system 120 become too wide to increase the overall size of the projection optical system 100.
  • the projection optical system according to the present disclosure preferably satisfies the following conditional expression (5).
  • Conditional expression (5) defines a preferable range of the focal length of the transmission optical system and the distance between the transmission optical system and the reflection optical system. Below the lower limit, the distance between the first projection side lens and the first mirror with respect to the transmission optical system becomes narrow, and it becomes difficult to form an intermediate image that can project an image without distortion on the screen. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the distance between the most projected lens and the first mirror is widened, so that the spread of light rays incident on the reflective optical system is increased and the overall size of the optical system is increased.
  • the projection optical system according to the present disclosure preferably satisfies the following conditional expression (6).
  • Conditional expression (6) defines a preferable range of the size of the projection optical system from the transmission optical system 110 and the second mirror 122. Below the lower limit, the size of the second mirror 122 becomes small, and the projection area cannot be enlarged. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the size of the second mirror 122 becomes too large, and the size of the projection optical system 100 increases in the direction of the distance (height) from the optical axis AZ.
  • the projection optical system according to the present disclosure preferably satisfies the following conditional expression (7).
  • Tr Slow ratio of the projection optical system.
  • Conditional expression (7) defines a suitable range of the slow ratio of the projection optical system 100 and the size of the reflection optical system 120.
  • the slow ratio is a value obtained by dividing the projection distance of the projection optical system by the size in the longitudinal direction of the image projected on the screen SC.
  • the projection distance is a distance from the upper end position of the second mirror 122 to the screen SC. Below the lower limit, it becomes difficult to properly correct distortion on the projection surface. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the exit pupil position of the transmission optical system 110 is close to the reflection optical system 120 side, and the light ray angle incident on the reflection optical system 120 from the transmission optical system 110 is widened. Not suitable for low profile.
  • the projection optical system according to the present disclosure preferably satisfies the following conditional expression (8).
  • fmmax the maximum focal length on the first mirror surface.
  • Conditional expression (8) defines a preferable range of the relationship between the maximum focal length on the first mirror 121 surface and the focal length of the transmission optical system 110. Below the lower limit, it becomes difficult to satisfactorily correct astigmatism near the center of the projection surface on the image projection apparatus side. On the other hand, if the upper limit is exceeded, it becomes difficult to correct distortion in the peripheral area of the projection surface.
  • fmy ⁇ 1 / (2 X (d 2 z / dy 2 )) is the maximum focal length.
  • the projection optical system according to the embodiment preferably satisfies the following conditional expression (9).
  • fmmin the minimum focal length at the position where each light beam is reflected on the reflecting surface of the first mirror.
  • Conditional expression (9) indicates a preferable range of the focal length that is the smallest on the first mirror surface among the focal lengths obtained from the positions at which the respective light beams emitted from the image display element are reflected on the first mirror reflective surface. It prescribes. Below the lower limit, it becomes difficult to appropriately correct astigmatism near the center of the projection surface on the image projection apparatus side. On the other hand, when the upper limit is exceeded, it becomes difficult to appropriately correct distortion near the center of the projection surface.
  • the unit of length in the table is “mm”, and the unit of angle of view is “°”.
  • r is a radius of curvature
  • d is a surface interval
  • nd is a refractive index with respect to the d line
  • vd is an Abbe number with respect to the d line.
  • the surface marked with * is an aspherical surface or a free-form surface, and the aspherical shape is defined by the following equation.
  • z sag amount of the plane parallel to the z-axis
  • c curvature at the surface vertex
  • k conic coefficient
  • the lens constituent length is the distance from the first surface to the end surface
  • the front principal point position is the distance from the first surface
  • the rear principal point position is the distance from the first surface.
  • the free-form surface shape is defined by the following equation using a local orthogonal coordinate system (x, y, z) whose origin is the vertex of the surface.
  • z both sags of the plane parallel to the z-axis
  • Cj conic coefficient
  • Cj curvature k at the surface vertex monomial x m y n coefficients
  • xiij the term is written as xiij.
  • X2Y indicates a free-form surface coefficient of a second-order term of x and a first-order term of y in a polynomial.
  • Tables 2 to 7 below show specific data of the transmission optical system of Numerical Example 1.
  • the slow ratio in Numerical Example 1 is 0.175.
  • the projection magnification is 111.79 to 217.09.
  • the size of the image display element to be used is 9.856 mm in the long side direction and 6.162 mm in the short side direction.
  • the single lens data is shown in Table 6 below.
  • the lens group data is shown in Table 7 below.
  • the lens group data is shown in Table 13 below.
  • the lens group data is shown in Table 19 below.
  • the present disclosure is applicable to projection for projecting an image displayed on an image display element. Specifically, the present disclosure is applicable to a projector, a head-up display, and the like.

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Abstract

投写光学系は、画像表示素子に形成された画像光束をスクリーンに投写するための投写光学系であって、画像表示素子の出射面側に位置し、複数のレンズを含む透過光学系と、透過光学系の出射光を反射する正のパワーを有する第１ミラーと、第１ミラーの反射光をスクリーンに反射する第２ミラーとを含む反射光学系と、を備える。スクリーンは、透過光学系の光軸の延長線と交差する点を含む領域であり、第１ミラーは、光軸方向において、第２ミラーと投写面との間に位置する。

Description

投写光学系および画像投写装置
　本開示は、画像表示素子が生成した画像を投写光学系を介して投写する画像投写装置に関する。
　特許文献１は、反射面を含む投写光学系を用いた投写装置を開示する。この投写装置は、ライトバルブに形成された画像を投影面に拡大投影するための投写光学系であって、複数のレンズからなり、投影面とライトバルブとの間に、画像の中間像を形成するための正のパワーを有するレンズ光学系と、中間像を結像した後の発散する光束を反射し、投影面上に結像させるための正のパワーを有する第１反射面と、レンズ光学系からの射出光を第１反射面に入射させるための第２反射面と、からなる。これにより、色収差および歪みが低減された大画面を投写することができる。
　しかしながら、特許文献１に記載された投写装置は、第１反射面から第２反射面までの距離が大きく、投写装置の大型化（高背化）を招いている。
特開２０１３－１７４８８６号公報
　本開示は、小型でありながら画像歪みの低減された投写光学系及び画像投写装置を提供する。
　本開示にかかる投写光学系は、画像表示素子に形成された画像光束を投写面に投写するための投写光学系であって、画像表示素子の出射面側に位置し、絞りと複数のレンズを含む透過光学系と、透過光学系の出射光を反射する正のパワーを有する第１ミラーと、第１ミラーの反射光を投写面に反射する第２ミラーとを含む反射光学系と、を備える。投写面は、透過光学系の光軸の延長線と交差する点を含む領域であり、第１ミラーは、光軸方向において、第２ミラーと投写面との間に位置する。
　また、本開示に係る画像投写装置は、投写面に画像を投写するための画像投写装置であって、投写画像を形成する画像表示素子と、画像表示素子の出射面側に位置し、絞りと複数のレンズを含む透過光学系と、透過光学系の出射光を反射する正のパワーを有する第１ミラーと、第１ミラーの反射光を投写面に反射する第２ミラーとを含む反射光学系と、を備える。投写面は、透過光学系の絞りの中心と最も投写側に位置するレンズの中心とを結ぶ線を光軸としたとき、光軸の延長線と交差する点を含む領域である。
　本開示における投写光学系によれば、光学系の小型化と画像歪みを低減することができる。
　また、本開示の画像投写装置によれば、装置を小型化できるとともに、画像歪みの低減された投写画像を投写することができる。
図１は、本開示の画像投写装置を説明する構成図である。 図２は、本開示の画像投写装置を拡大した構成図である。 図３は、数値実施例１における透過光学系の構成図である。 図４は、数値実施例２における透過光学系の構成図である。 図５は、数値実施例３における透過光学系の構成図である。
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
　（実施の形態）
　以下、本開示の画像投写装置１０を図１から図５を用いて説明する。
　図１は、本開示の画像投写装置１０を説明する断面構成図である。画像投写装置１０は、投写光学系１００と画像表示素子１３０と、透過素子１４０とから構成される。画像投写装置１０は、画像表示素子１３０で形成された画像を正対しない方向（斜めの方向）にあるスクリーンＳＣに投写する。ここで、正対しない方向とは、投写する画像の中心が到達するスクリーンＳＣの点における法線の方向と、投写光学系１００の最終面から出射する光線の内、画像の中心の光路の方向とが一致しない場合を言う。なお、本開示にかかる画像投写装置１０は、透過光学系１１０の絞りＡの中心と最も投写側に位置するレンズの中心とを結ぶ線を光軸ＡＺとする。しかしながら、光軸ＡＺは、最も多くのレンズ中心を共有する軸としてもよいし、画像表示パネル位置に対し、出射光の光路（画像表示素子１３０からスクリーンＳＣに至る光路における、画像表示パネルの中心からスクリーンＳＣ上の拡大像の中心に至る主光線の光路）を含む面内で偏心して設定してもよい。
　また、画像投写装置１０は、光軸ＡＺの延長線とスクリーンＳＣとが交差する点を含む領域に画像を投写する。ここで、画像投写装置１０は、透過光学系１１０内にプリズムやミラーなどの反射面を有する場合には、当該反射面で反射して曲げられた後の光学系の光軸の延長線とスクリーンＳＣとが交差する点を含む領域に画像を投写する。
　また、本開示にかかる画像投写装置１０は曲率を有するスクリーンＳＣに投写する。
　図２は、本開示の画像投写装置１０を拡大した断面構成図である。投写光学系１００は、全体として正のパワーの透過光学系１１０と、全体として正のパワーの反射光学系１２０とを備える。
　透過光学系１１０は、画像表示素子１３０からスクリーンＳＣまでの順に、正のパワーの第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーの第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーの第３レンズ群Ｇ３と、正のパワーの第４レンズ群Ｇ４から構成されており、画像表示素子１３０と第１レンズ群Ｇ１との間にプリズムＰＢを備える。
　第１レンズ群Ｇ１は、１枚の両凸レンズから構成される。
　第２レンズ群Ｇ２は、４枚のレンズ素子から構成される。
　第３レンズ群Ｇ３は、開口絞りＡを備える。また、第３レンズ群Ｇ３は、この開口絞りＡよりも投写側に５枚のレンズ素子を有し全体として正のパワーを有する。
　透過光学系１１０の内、最もスクリーンＳＣ側にある第４レンズ群Ｇ４は、スクリーンＳＣから画像表示素子１３０までの順に、投写側に凸を向けた正メニスカスレンズ、両凹レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズで構成され、画像表示素子１３０側に凸を向けた正のメニスカスレンズが配置される。最投写側の第４レンズ群Ｇ４において、正メニスカス形状の最投写側レンズと正メニスカス形状の接合レンズは、互いに凹面を向かい合わせるように配置される。
　また、第４レンズ群Ｇ４は、最もスクリーンＳＣ側に、透過光学系１１０において最も偏肉比が大きい形状を有する最投写側レンズを有する。これにより、透過する光束の中心と周辺との屈折力差を大きくできるため、像面湾曲の補正に有効である。
　最投写側レンズの画像表示素子１３０側に隣接するレンズは、両凹形状を有している。この両凹形状のレンズの少なくとも一方の面が非球面形状を有することが望ましい。具体的には、レンズの中心から径方向に離れるに従って、曲率が小さくなる形状を有する。すなわち、レンズの中心側に比べてレンズの外側のパワーが小さい形状となっている。
　なお、投写光学系１００は、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４の２つのレンズ群でフォーカスしている。第４レンズ群Ｇ４には非球面形状を少なくとも１面含み、フォーカス時に発生する像の歪みや解像度の劣化を抑制している。これにより、投写距離が変わっても良好な光学性能を満たせる。
　透過光学系１１０とスクリーンＳＣとの間に中間像が結像される。こうすることで、透過光学系１１０から射出された光線と最もスクリーンＳＣ側の第１ミラー１２１との共役位置が離れるため、第１ミラー１２１に入射する光線角度が緩くなり、反射光学系の小型化に有利となる。
　反射光学系１２０は、透過光学系１１０が出射する光束を反射し、スクリーンＳＣに投写する。反射光学系１２０は、第１ミラー１２１と第２ミラー１２２の２枚のミラーから構成される。第１ミラー１２１はその反射面が凹面の自由曲面形状をしており全体として正のパワーを有する。なお、反射光学系１２０は、１枚以上のミラーから構成されればよく、２枚に限定されるものではない。
　画像表示素子１３０は、画像信号を基にスクリーンＳＣに投写する画像を形成する。画像表示素子としては、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）や透過型や反射型の液晶パネル等の空間変調素子を用いることができる。本開示における画像表示素子１３０は、図２のＸ軸方向（紙面垂直方向）が長辺、Ｙ軸方向が短辺の矩形である。
　透過素子１４０は、反射光学系１２０とスクリーンＳＣとの間に配置される。反射光学系１２０が反射した光束は、透過素子１４０を透過してスクリーンＳＣに投写される。また、透過素子１４０は、画像表示素子１３０の長辺方向と短辺方向に対応した方向で異なる曲率の面を有するトロイダル形状であり、スクリーンＳＣ側に凸面を向けた形状である。すなわち、透過素子１４０の入射面における画像表示素子１３０の長辺方向に対応するＸ軸方向（図２の紙面垂直方向）の曲率は、短辺方向に対応するＹ軸方向の曲率よりも大きい。
　また、反射光学系１２０は、画像表示素子１３０側の第１ミラー１２１に自由曲面形状を設けることが望ましい。第１ミラー１２１に正パワーを有する自由曲面を配置することで、像歪み補正をしつつ、第２ミラー１２２に入射する光線高を抑制できるため小型化に有利である。
　最もスクリーンＳＣ側に配置されるレンズ第１４レンズＬ１４から自由曲面の反射面を有する第１ミラー１２１までの距離は、第１ミラー１２１から第２ミラー１２２までの距離よりも長い。これにより、第１ミラー１２１と第２ミラー１２２の間隔を短縮でき、投写光学系１００のＹ軸方向の低背化ができる。
　また、第２ミラー１２２の最も透過光学系１１０の光軸ＡＺから離れた反射位置から第１４レンズＬ１４の最も近い最外殻までを結ぶ線と光軸ＡＺとがなす角は、第１ミラー１２１の最も外側の反射位置から最も近い第１レンズＬ１の最外殻までを結ぶ線と光軸ＡＺとがなす角に比べて小さい。
　以下、実施の形態に係る投写光学系が満足することが好ましい条件を説明する。なお、各実施の形態に係る投写光学系に対して、複数の条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足する投写光学系の構成が最も望ましい。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏する投写光学系を得ることも可能である。
　図３は、数値実施例１における透過光学系の構成図である。図４は、数値実施例２における透過光学系の構成図である。図５は、数値実施例３における透過光学系の構成図である。
　本開示に係る投写光学系は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
　０＜ＴＬ／ｆｔ＜１０　・・・（１）
ただし、
　ｆｔ：透過光学系の焦点距離
　ＴＬ：画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も投写装置側に投写される光束の主光線の第１ミラーで反射する位置から画像表示素子までの光軸ＡＺに平行な距離である。
　条件式（１）は、透過光学系１１０の焦点距離と全長との好適な範囲を規定している。条件式（１）を満足することで、小型でありながら画像歪みの低減された投写光学系とすることが可能である。条件式（１）上限を超えると透過光学系に対する全長が長くなり、透過光学系１１０の小型化が困難となる。反対に、条件式（１）の下限を下回ると、透過光学系に対する全長が短くなり過ぎ、諸収差の発生を抑制することが困難となる。
　さらに、以下の条件式（１）’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．０５＜ＴＬ／ｆｔ＜７．５　・・・（１）’
　さらに、以下の条件式（１）’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．０７＜ＴＬ／ｆｔ＜５．０　・・・（１）’’
　本開示に係る投写光学系は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
　０．１　＜　ｆｔ／ｆｍｘ　＜　６０　・・・（２）
ただし、
　ｆｍｘ：画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第１ミラー位置のＸ方向（画像長辺方向）の焦点距離
である。
　条件式（２）は、第１ミラーの形状の好適な範囲を規定している。下限を下回ると、投写画像の画像表示素子の長辺方向における歪みが大きくなる。反対に、上限を超えると、第１ミラーと第２ミラーとの間隔が大きくなり過ぎ、小型化に不利になるとともに、透過光学系のパワーが強くなりすぎるため、透過光学系でコマ収差および像面湾曲が発生する。
　なお、画像表示素子１３０の長辺方向の中心を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第１ミラー１２１の位置におけるＸ軸方向の焦点距離ｆｍｘは、第１ミラー１２１の反射面のＸ軸方向のサグ量の変化（傾き）をｄｚ／ｄｘ、第１ミラー１２１のＸ軸方向の傾きの変化をｄ２ｚ／ｄｘ２とした場合、ｆｍｘ＝－１／（２×（ｄ２ｚ／ｄｘ２））で表すことができる。
　さらに、以下の条件式（２）’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　３　＜　ｆｔ／ｆｍｘ　＜　５０　・・・（２）’
　さらに、以下の条件式（２）’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　５　＜　ｆｔ／ｆｍｘ　＜　４０　・・・（２）’’
　本開示に係る投写光学系は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
　０．１　＜　ｆｔ／ｆｍｙ　＜　６０　・・・（３）
ただし、
　ｆｍｙ：画像表示素子の長辺の中心を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第１ミラーの位置のＹ方向（画像短辺方向）の焦点距離
である。
　条件式（３）は、第１ミラー１２１の形状の好適な範囲を規定している。下限を下回ると、画像表示素子の短手方向における像の歪みが大きくなる。反対に、上限を超えると、第１ミラー１２１と第２ミラー１２２との間隔が大きくなり過ぎ、小型化に不利になるとともに、透過光学系のパワーが強くなりすぎるため、透過光学系でコマ収差および像面湾曲が発生する。
　なお、画像表示素子１３０の長辺方向の中心断面を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第１ミラー１２１の位置におけるＹ軸方向の焦点距離ｆｍｙは、第１ミラー面のＹ方向のサグ量変化（傾き）をｄｚ／ｄｙ、また、Ｙ方向の傾きの変化をｄ２ｚ／ｄｙ２で定義した場合、ｆｍｙ＝－１／（２×（ｄ２ｚ／ｄｙ２））で表すことができる。
　さらに、以下の条件式（３）’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　３　＜　ｆｔ／ｆｍｙ　＜　５０　・・・（３）’
　さらに、以下の条件式（３）’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　５　＜　ｆｔ／ｆｍｙ　＜　４５　・・・（３）’’
　本開示にかかる投写光学系は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
　０　＜　Ｔ２／Ｔ１　＜　５　・・・（４）
ただし、
　Ｔ１：第１ミラーの反射する光束の画像短手方向に最も光軸から離れた位置から光軸までの距離と、第２ミラーの反射する光束の画像短手方向に最も光軸から離れた位置から光軸までの距離の合計
　Ｔ２：画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光線において最も投写面に位置するレンズから第１ミラーまでの光路長
である。
　条件式（４）は、透過光学系と反射光学系との間隔と第２ミラーが反射する光束のサイズに起因する投写エリアの大きさの好適な範囲を規定している。下限を下回ると、最投写側レンズと第１ミラー１２１との間隔が狭くなり、収差性能が良好な中間像を形成することができず、投写面で像面湾曲を適切に補正できなくなる。反対に、上限を超えると、最投写側レンズと第１ミラー１２１との間隔が広くなり、反射光学系１２０に入射する光線が広がり過ぎて投写光学系１００全体のサイズが大きくなる。
　さらに、以下の条件式（４）’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．２　＜　Ｔ２／Ｔ１　＜　４　・・・（４）’
　さらに、以下の条件式（４）’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．４　＜　Ｔ２／Ｔ１　＜　２　・・・（４）’’
　本開示に係る投写光学系は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
　０　＜　Ｔ２／ｆｔ　＜　５　・・・（５）
　条件式（５）は、透過光学系の焦点距離と、透過光学系と反射光学系との間隔の好適な範囲を規定している。下限を下回ると、透過光学系に対する最投写側レンズと第１ミラーとの間隔が狭くなり、スクリーンにおいて歪みのない画像を投写できる中間像を形成することが困難となる。反対に、上限を超えると、最投写側レンズと第１ミラーとの間隔が広くなることで、反射光学系に入射する光線の広がりが大きくなり光学系全体のサイズが大きくなる。
　さらに、以下の条件式（５）’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．０５　＜　Ｔ２／ｆｔ　＜　３　・・・（５）’
　さらに、以下の条件式（５）’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．１０　＜　Ｔ２／ｆｔ　＜　２　・・・（５）’’
　本開示に係る投写光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
　０　＜　Ｔ１／ｆｔ　＜　３　・・・（６）
　条件式（６）は、透過光学系１１０と第２ミラー１２２とから投写光学系の大きさの好適な範囲を規定している。下限を下回ると、第２ミラー１２２のサイズが小さくなり、投写エリアを大きくすることができない。反対に、上限を超えることで、第２ミラー１２２のサイズが大きくなり過ぎ、光軸ＡＺからの距離（高さ）方向で投写光学系１００のサイズが大きくなる。
　さらに、以下の条件式（６）’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．０５　＜　Ｔ１／ｆｔ　＜　３　・・・（６）’
　さらに、以下の条件式（６）’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．１０　＜　Ｔ１／ｆｔ　＜　２　・・・（６）’’
　本開示に係る投写光学系は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
　０．００５　＜　Ｔｒ×（Ｔ１／ｆｔ）　＜　１　・・・（７）
ただし、
　Ｔｒ：投写光学系のスローレシオ
である。
　条件式（７）は、投写光学系１００のスローレシオと反射光学系１２０のサイズの好適な範囲を規定している。なお、スローレシオは、投写光学系の投写距離をスクリーンＳＣに投写された画像の長手方向のサイズで除した値である。また投写距離とは、第２ミラー１２２の上端位置からスクリーンＳＣまでの距離である。下限を下回ると、投写面における歪曲収差を適切に補正することが困難となる。反対に、上限を超えることで、透過光学系１１０の射出瞳位置が反射光学系１２０側に近接し、透過光学系１１０から反射光学系１２０に入射する光線角度が広がるため、投写光学系１００の低背化には向かない。
　さらに、以下の条件式（７）’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．０１０　＜　Ｔｒ×（Ｔ１／ｆｔ）　＜　０．５０　・・・（７）’
　さらに、以下の条件式（７）’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．０２０　＜　Ｔｒ×（Ｔ１／ｆｔ）　＜　０．３０　・・・（７）’’
　本開示に係る投写光学系は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
　０．１　＜　ｆｍｍａｘ／ｆｔ　＜　１０　・・・（８）
ただし、
　ｆｍｍａｘ：第１ミラー面上における最大の焦点距離
である。
　条件式（８）は、第１ミラー１２１面で最大となる焦点距離と透過光学系１１０の焦点距離との関係の好適な範囲を規定している。下限を下回ると、投写面のうち画像投写装置側の中央付近の非点収差を良好に補正することが困難となる。反対に、上限を超えると、投写面のうちの周辺領域における歪みを補正することが困難となる。
　なお、画像表示素子１３０から出射される光線を反射する第１ミラー１２１の位置において、ｆｍｍａｘは、ｆｍｘ＝－１／（２×（ｄ２ｚ／ｄｘ２））、ｆｍｙ＝－１／（２×（ｄ２ｚ／ｄｙ２））の中で最大となる焦点距離をいう。
　さらに、以下の条件式（８）’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．１３０　＜　ｆｍｍａｘ／ｆｔ　＜　５　・・・（８）’
　さらに、以下の条件式（８）’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．１６０　＜　ｆｍｍａｘ／ｆｔ　＜　３　・・・（８）’’
　実施の形態に係る投写光学系は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
　０．００１　＜　ｆｍｍｉｎ／ｆｔ　≦　０．１　・・・（９）
ただし、
　ｆｍｍｉｎ：第１ミラーの反射面上における各光線が反射する位置での最小の焦点距離
である。
　条件式（９）は、画像表示素子から出射される各光線が第１ミラー反射面上で反射する位置から求まる焦点距離のうち、第１ミラー面上で最小となる焦点距離の好適な範囲を規定している。下限を下回ると、投写面の画像投写装置側の中央付近の非点収差を適切に補正することが困難となる。反対に、上限を超えることで、投写面の中央付近における歪みを適切に補正することが困難となる。
　なお、画画像表示素子から出射される各光線が反射する第１ミラー位置において、ｆｍｍｉｎはｆｍｘ＝－１／（２×（ｄ２ｚ／ｄｘ２））、ｆｍｙ＝－１／（２×（ｄ２ｚ／ｄｙ２））の中で最小となる焦点距離をいう。
　さらに、以下の条件式（９）’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．０１０　＜　ｆｍｍｉｎ／ｆｔ　≦　０．０９　・・・（９）’
　さらに、以下の条件式（９）’’を満足することで、上記した効果をより奏功することができる。
　０．０１５　＜　ｆｍｍｉｎ／ｆｔ　≦　０．０８　・・・（９）’’
　表１に、数値実施例１から３に係る投射光学系について求めた各条件式の対応値を示す。
　（条件式の対応値）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　以下、上記各実施の形態に係る投写光学系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「ｍｍ」であり、画角の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線に対する屈折率、ｖｄはｄ線に対するアッベ数である。また、各数値実施例において、＊印を付した面は非球面または自由曲面であり、非球面形状は次式で定義している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
ここで、
　ｚ：ｚ軸に平行な面のサグ量、
　ｒ：半径方向の距離（＝√（ｘ２＋ｙ２））、
　ｃ：面頂点における曲率
　ｋ：コーニック係数、
　である。
　なお、非球面係数は、円錐常数Ｋ以外は０でない係数のみ記す。また、レンズ群データにおいて、レンズ構成長は、第１面から終面までの間隔、前側主点位置は、第１面からの距離、後側主点位置は、第１面からの距離である。
　また、自由曲面形状は、その面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた次式で定義している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
ここで、
　ｚ：ｚ軸に平行な面のサグ両
　ｒ：半径方向の距離（＝√（ｘ２＋ｙ２））
　ｃ：面頂点における曲率
　ｋ：コーニック係数
　Ｃｊ：単項式ｘｍｙｎの係数
　なお、以下の各データにおいて、便宜的に、多項式における自由曲面係数であるｘのｉ次の項、ｙのｊ次の項を、ｘｉｙｊというように記載する。例えば、「Ｘ２Ｙ」とは、多項式におけるｘの２次、ｙの１次の項の自由曲面係数であることを示す。
　（数値実施例１）
　以下の表２から表７に、数値実施例１の透過光学系の具体的なデータを示す。なお、数値実施例１におけるスローレシオは、０．１７５である。また、投写倍率は１１１．７９から２１７．０９である。また、使用する画像表示素子のサイズは、長辺方向が９．８５６ｍｍ、短辺方向が６．１６２ｍｍである。
　実施例１の各光学素子の面データを以下の表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　以下、非球面データを表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　以下、自由曲面データを表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　以下、ズームデータを表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　以下、単レンズデータを表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　以下、レンズ群データを表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　（数値実施例２）
　以下の表８から表１３に、数値実施例２の透過光学系の具体的なデータを示す。なお、数値実施例２におけるスローレシオは、０．１７６である。また、投写倍率は１１３．２３から２１７．５９である。また、使用する画像表示素子のサイズは、長辺方向が９．８５６ｍｍ、短辺方向が６．１６２ｍｍである。
　実施例２の各光学素子の面データを以下の表８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　以下、非球面データを表９に示す。
　以下、自由曲面データを表１０に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　以下、ズームデータを表１１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
　以下、単レンズデータを表１２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　以下、レンズ群データを表１３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　（数値実施例３）
　以下の表１４から表１９に、数値実施例３の透過光学系の具体的なデータを示す。なお、数値実施例１におけるスローレシオは、０．１８４である。また、投写倍率は１１２．８５から２１７．１２倍である。また、使用する画像表示素子のサイズは、長辺方向が９．８５６ｍｍ、短辺方向が６．１６２ｍｍである。
　実施例３の各光学素子の面データを以下の表１４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　以下、非球面データを表１５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　以下、自由曲面データを表１６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
　以下、ズームデータを表１７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
　以下、単レンズデータを表１８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
　以下、レンズ群データを表１９に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
　（他の実施の形態）
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
　なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
　本開示は、画像表示素子に表示された画像を投写する投写に適用可能である。具体的には、プロジェクターやヘッドアップディスプレイなどに、本開示は適用可能である。
　１０　画像投写装置
　１００　投写光学系
　１１０　透過光学系
　１２０　反射光学系
　１２１　第１ミラー
　１２２　第２ミラー
　１３０　画像表示素子
　１４０　透過素子
　Ａ　開口絞り
　ＰＢ　プリズム
　ＳＣ　スクリーン

Claims (12)

  1. 　画像表示素子に形成された画像光束を投写面に投写するための投写光学系であって、
    　前記画像表示素子の出射面側に位置し、絞りと複数のレンズを含む透過光学系と、
    　前記透過光学系の出射光を反射する正のパワーを有する第１ミラーと、前記第１ミラーの反射光を前記投写面に反射する第２ミラーとを含む反射光学系と、を備え、
    　前記投写面は、前記透過光学系の光軸の延長線と交差する点を含む領域であり、
    　前記第１ミラーは、前記光軸方向において、前記第２ミラーと前記投写面との間に位置する、
    投写光学系。
  2. 　条件式（１）を満足する、請求項１に記載の投写光学系。
    　０＜ＴＬ／ｆｔ＜１０　・・・（１）
    ただし、
    　ｆｔ：透過光学系の焦点距離
    　ＴＬ：画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も投写装置側に投写される光束の主光線の第１ミラーで反射する位置から画像表示素子までの光軸ＡＺに平行な距離
  3. 　条件式（２）を満足する、請求項１または２のいずれかに記載の投写光学系。
    　０．１　＜　ｆｔ／ｆｍｘ　＜　６０　・・・（２）
    ただし、
    　ｆｍｘ：画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第１ミラー位置のＸ方向（画像長辺方向）の焦点距離
  4. 　以下の条件式（３）を満足する、請求項１から３のいずれかに記載の投写光学系。
    　０.１　＜　ｆｔ／ｆｍｙ　＜　６０　・・・（３）
    ただし、
    　ｆｍｙ：画像表示素子の長辺の中心を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光束の主光線が反射する第１ミラーの位置のＹ方向（画像短辺方向）の焦点距離
  5. 　以下の条件式（４）を満足する請求項１から４のいずれかに記載の投写光学系。
    　０　＜　Ｔ２／Ｔ１　＜　５　・・・（４）
    ただし、
    　Ｔ１：第１ミラーの反射する光束の画像短手方向に最も光軸から離れた位置から光軸までの距離と、第２ミラーの反射する光束の画像短手方向に最も光軸から離れた位置から光軸までの距離の合計
    　Ｔ２：画像表示素子の長辺方向の中心を通り投写面の最も画像投写装置側に投写される光線において最も投写面に位置するレンズから第１ミラーまでの光路長
  6. 　以下の条件式（５）を満足する、請求項１から５のいずれかに記載の投写光学系。
    　０　＜　Ｔ２／ｆｔ　＜　５　・・・（５）
  7. 　以下の条件式（６）を満足する、請求項１から６のいずれかに記載の投写光学系。
    　０　＜　Ｔ１／ｆｔ　＜　３　・・・（６）
  8. 　以下の条件式（７）を満足する、請求項１から７のいずれかに記載の投写光学系。
    　０.００５　＜　Ｔｒ×（Ｔ１／ｆｔ）　＜　１　・・・（７）
    ただし、
    　Ｔｒ：投写光学系のスローレシオ
  9. 　以下の条件式（８）を満足する、請求項１から８のいずれかに記載の投写光学系。
    　０.１　＜　ｆｍｍａｘ／ｆｔ　＜　１０　・・（８）
    ただし、
    　ｆｍｍａｘ：第１ミラー面上における最大の焦点距離
  10. 　以下の条件式（９）を満足する、請求項１から９のいずれかに記載の投写光学系。
    　０.００１　＜　ｆｍｍｉｎ／ｆｔ　≦　０.１　・・・（９）
    ただし、
    　ｆｍｍｉｎ：第１ミラー面上における最小の焦点距離
  11. 　曲率を有する投写面に投写する画像投写装置に用いられる、請求項１から１０のいずれかに記載の投写光学系。
  12. 　投写面に画像を投写するための画像投写装置であって、
    　投写画像を形成する画像表示素子と、
    　前記画像表示素子の出射面側に位置し、複数のレンズを含む透過光学系と、
    　前記透過光学系の出射光を反射する正のパワーを有する第１ミラーと、前記第１ミラーの反射光を前記投写面に反射する第２ミラーとを含む反射光学系と、を備え、
    　前記投写面は、前記透過光学系の光軸の延長線と交差する点を含む領域である、
    画像投写装置。
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