CN102830578A - 投影光学系统及具备该投影光学系统的投影机 - Google Patents

Abstract

提供能防止投影机的大型化和图像的退化的投影光学系统及组装这个投影光学系统的投影机。第2组40关于液晶面板18G(18R、18B)的纵横方向有不同的放大率，作为包含第1组30的投影光学系统20的全系统，在纵横方向也有不同的焦点距离，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可不同。另外，通过在靠近液晶面板18G(18R、18B)的第2组40设置的第1光学要素组41、42、141、142，对关于纵横方向的放大率设置差使横纵比变化，在靠近液晶面板18G(18R、18B)的位置沿着比较靠近像高的路径使各像高的光线通过变得容易，光线的控制变得容易，可以提高性能。

Description

投影光学系统及具备该投影光学系统的投影机

技术领域

本发明涉及能切换投影像的横纵比(aspect ratio)的投影光学系统及具备该投影光学系统的投影机，特别地，涉及可装卸横纵比变换用的光学部的投影光学系统及投影机。

背景技术

作为投影机的投影光学系统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系统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，将包含转换器的全投影光学系统的调整变复杂，或者使图像显著劣化。

另外，如果不是投影机的投影光学系统，作为照相机等的拍摄光学系统中使用的横纵比变换用的转换器，存在配置于成像光学系统的像侧的后配置型的变形转换器(anamorphic converter)和变形摄像系统(参照专利文献1、2)。专利文献1的变形转换器包括第1透镜单元、包含变形透镜的第2透镜单元、有正的光学放大率的第3透镜单元，第2透镜单元可以在配置于第1透镜单元及第3透镜单元之间的工作位置的第1状态、和从工作位置避开的第2状态移动。另外，专利文献2的变形摄像系统，在互相不同的方向包括有放大率的多个透镜要素。

然而，专利文献1的变形转换器等用于摄像光学系统，在投影光学系统中原样使用时，产生各种制约。例如，在如专利文献1所述的拍摄光学系统中，可进行透镜更换成为基本的前提，在不使用变形转换器的场合，成像光学系统直接固定在拍摄部，并单独被使用。为此，在要维持成像光学系统的性能时，变形转换器变长。另一方面，在投影光学系统中，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转换器的功能。

另外，在投影光学系统中，一般地利用仰投(使显示面板对透镜光轴在垂直的方向偏移或移位)是常识，但是，在摄像光学系统中，那样的功能不需要，所以并未考虑上述的仰投涉及的课题，例如，对于在以仰投状态插入变形转换器时在屏幕上产生图像的位置偏离的解决方案等。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2005-300928号公报

【专利文献2】特表2008-511018号公报

发明内容

本发明鉴于上述背景技术的问题而作出，其目的在于提供能防止投影机的大型化和图像的退化的投影光学系统及组装这个投影光学系统的投影机。

为了解决上述课题，达成目的，本发明涉及的投影光学系统，在被投影面上放大投影光调制元件的图像时，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，上述投影光学系统，从上述被投影面侧按顺序，包括：第1组，作为包含例如变倍光学系统(缩放透镜)的放大光学系统；第2组，包含对光轴有旋转非对称的面、并且含有至少1个以上的光学系统的调整光学要素，其中，以上述光调制元件的纵方向和横方向中至少一方向为进行由压缩或伸展而引起的变换调整的调整方向，在纵方向和横方向有不同的放大率；第3组，包含对光轴有旋转对称的面的修正光学要素。

根据上述投影光学系统，第2组在光调制元件的纵方向和横方向有不同的放大率，作为包含第1组的投影光学系统的全系统，在纵横方向有不同的焦点距离，纵横方向的放大倍率也成为不同，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不同。也就是说，根据本投影光学系统，可以进行宽度和高度的比即横纵比(aspect比)的变换。另外，通过在靠近光调制元件的第2组设置的调整光学要素，对关于纵横方向的放大率设置差使横纵比变化，在靠近光调制元件的位置沿着比较靠近像高的路径使各像高的光线通过变得容易，光线的控制变得容易，成像性能的提高变成可能。一般地，旋转非对称的光学要素的制造很难，为了提高精度小型化是必要条件。上述投影光学系统的场合，在靠近光调制元件的位置，光线的扩展少，透镜变得小型，所以可期待高精度的透镜加工，在性能提高的同时，也可以降低成本。并且，在光调制元件的最近，包括作为第3组的修正光学要素，能使作为投影光学系统全部的像差修正进行，能期望显著的性能提高。

根据本发明的具体的方面，上述投影光学系统中，第2组在光路上可以进退；在第2组从光路上避开而通过上述第1组和上述第3组放大投影时，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一致。这个场合，第1组担任与一般的投影光学系统相同的放大光学系统的功能，可通过第1组和第3组在被投影面上放大投影光调制元件的图像，并且，由于第2组避开，由第2组的透射率的降低不存在，可以以明亮的状态投影。并且，使第2组在光路上进退时，不需要很大地移动第1组和第3组，机器机构等的负担少。

根据本发明的另外的方面，第2组可以替换为没有放大率的平板；在代替上述第2组并在光路上配置平板时，上述光调制元件的图像的横纵比和上述被投影面上的图像的横纵比一致。由此，在替换第2组和平板的场合，能很少地抑制透射率的变化，所以不需要在替换的前后调整图像的亮度。另外，如果恰当地选择平板的材料，能降低替换时的色差的差。并且，能解除由第2组的进退引起的成像面的偏离。

根据本发明又另外的方面，第2组从具有不同的调整光学要素的多个第2组单元中选择任意1个第2组单元配置于光路上。这个场合，可选择2种以上与光调制元件的图像的横纵比不同的横纵比，在被投影面上投影相对应的纵横比的图像。

根据本发明又另外的方面，通过上述光调制元件的中心的法线、和上述投影光学系统的光轴以平行配置的方式构成。这个场合，不需要使光调制元件的中心和投影光学系统的光轴一致，通过从投影光学系统的光轴偏离配置光调制元件的中心，可仅以其偏离的量与投影光学系统的倍率相乘的量进行被投影面在反方向偏离的精密的移位投影，用户可不会被投影机遮住而能视听投影图像。

根据本发明又另外的方面，投影光学系统包括对通过上述光调制元件的中心的法线，平行地保持上述投影光学系统的光轴而使之移动的移位机构。这个场合，调整投影光学系统的移位量，按照其移位量也可以进行被投影面移动的比较精密的投影。由此，可以随意调整投影机和屏幕的设置位置，按照用户的视听位置能在最适合的位置投影图像。并且，在放大光学系统具备变倍功能的场合，以利用移位的状态进行投影光学系统的变倍时，被投影面的移位量对移动共计增减，从被投影面跃出，所以通过用移位机构修正这个量，以在被投影面收纳的方式投影图像的变得容易。

根据本发明又另外的方面，调整光学要素的一部分或全部是柱面透镜。柱面透镜，容易高精度的加工，调整光学要素进而可以降低投影光学系统的成本。

根据本发明又另外的方面，调整光学要素的一部分或全部是变形透镜(环面或超环面透镜)。变形透镜，在纵横的两断面能控制曲率，所以可降低影响像散像差等的曲率差的各像差，可期待投影光学系统的高性能化。

根据本发明又另外的方面，调整光学要素的一部分或全部具有用非球面式表示包括上述投影光学系统的光轴的断面的形状。用非球面式表示的非球面透镜，可以降低各像差，特别是利用高阶的非球面系数，可以修正高像高部。在本发明，比较靠近面板的、各像高的光线是以靠近像高的高度通过的面，可以更有效地修正像差，能期待投影光学系统的高性能化。

根据本发明又另外的方面，调整光学要素的一部分或全部是自由曲面透镜。通过自由曲面透镜，关于光调制元件的纵横方向以外的斜方向的投影状态的优化也变得容易，达成投影光学系统的高性能化。

根据本发明又另外的方面，第2组包括作为上述调整光学要素的至少一部分的1个以上的旋转非对称透镜，并且，包括1个以上的旋转对称透镜。在靠近光调制元件的第2组侧能简易地抑制用第1组的变倍光学系统没抑制的各像差，特别是像散像差。

根据本发明又另外的方面，第2组，作为上述调整光学要素，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光学要素组、有负放大率的第2光学要素组。这个场合，可在纵方向压缩或缩短在被投影面上投影的图像。在固定被投影面的横尺寸的场合，可不改变投影距离而变更横纵比。

根据本发明又另外的方面，第2组，作为调整光学要素，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光学要素组、有正放大率的第2光学要素组。这个场合，可在横方向伸展或放大在被投影面上投影的图像。在固定被投影面的纵尺寸的场合，可不改变投影距离而变更横纵比。

根据本发明又另外的方面，第1光学要素组和第2光学要素组的间隔是可变的，按照该间隔在被投影面投影的图像的横纵比变化。这个场合，可使横纵比即aspect比连续变化。

根据本发明又另外的方面，在光调制元件侧大致上成为远心性。这个场合，在使第2组在光路上进退的场合，即使投影光学系统的背部焦点变化，通过仅使投影光学系统沿着光轴移动，可恰当地保持在被投影面上投影的图像的成像状态和配置、放大·缩小倍率。

根据本发明又另外的方面，在第3组的上述光调制元件侧，配置光合成用的棱镜。这个场合，可合成在多个光调制元件形成的多个颜色的图像并投影。

根据本发明又另外的方面，第3组中，修正光学要素包括2个以上的透镜。这个场合，通过组合多个透镜，能实现希望的像差修正。

根据本发明又另外的方面，第3组有正放大率。这个场合，大致上平行化来自第1组的全部的光线，由于可使其在第3组成像，如果大致上用无焦点光学系统构成第2组，可不使性能下降并使倍率变换。

根据本发明又另外的方面，第3组，在修正光学要素的至少一部分，包括非球面透镜。这个场合，由于调整该非球面透镜的面形状能降低像差。特别是，在第1组残留的像差在第2组避开的状态，或，通过放大率不存在的一方向的断面时，像差量被放大，所以要求以第3组高度修正。一般地像高越高像差越大，利用非球面透镜的高阶的系数，可以高度修正像差。另外，需要大致上平行化第3组的第2组侧的出射的光线，所以可采用非球面透镜实现少的个数。

根据本发明又另外的方面，第2组，在调整光学要素的至少一部分，包括关于光轴方向可以移动的可动光学要素。在这里，关于可动光学要素的移动，不仅作为成品具有包含可移动可动光学要素的驱动机构的结构，还包含在产品的装配时可以移动的状态的场合。这个场合，由于使可动光学要素移动能调整纵方向和横方向的焦点距离，在高像高侧发生像散隔差也能保持隔差量的平衡，能得到良好的图像。并且，也可以修正由于能调整可动光学要素在产品装配时的偏离，发生由温度变化的焦点偏离等，能使产品质量提高。

另外，由于是第1组、第2组及第3组的3组构成，在固定透镜组的第3组能降低起因于最后透镜面和面板间(背部焦点)的像差，所以与没有第3组的场合比较，在变形透镜组的第2组能担任起因于变形光学系统的像差的像差降低功能。即，在用于投影机的投影光学系统那样的相对背部焦点长的光学系统也能良好地修正像差。

另外，由于有第3组，例如对主光线大致上平行化第1组和第3组间的各像高的光线，第2组成为无焦点光学系统(焦点距离无限)，通过调动内部的一部分的透镜，可不受到各像差的大的影响地进行焦点距离(倍率)的微调整，如果例如用于投影机，能得到良好的图像。

根据本发明又另外的方面，可动光学要素与上述第1组的缩放工作联动，关于光轴方向移动。这个场合，由于缩放像散隔差的大小不同，对此，按照缩放量调整变形透镜组的间隔，可经过缩放全域得到良好的图像。

根据本发明又另外的方面，还包括：电气地进行对上述第1组的缩放工作的上述可动光学要素的联动的电驱动机构。这个场合，通常能按照缩放量将要调整的可动光学要素的移位量变得恰当。

根据本发明又另外的方面，第2组，关于光调制元件的纵方向和横方向中进行由压缩或伸展而引起的变换调整的调整方向，从上述被投影面侧按顺序，包括有负放大率的第1部分组、有正放大率并且包含可动光学要素的第2部分组、有负放大率的第3部分组。在这样的配置的场合，由于前后调动有正放大率的光学要素(透镜)，可以仅控制像散隔差，如果例如用于投影机，可经过像高全域实现良好的图像。

根据本发明又另外的方面，在第2组中，将第1部分组和第2部分组合起的透镜组有正放大率。这个场合，在第1部分组和第2部分组有正放大率，在第3部分组有负放大率，所以例如第2组，通过使无焦点光学系统以正负形成，可不受到各像差的大的影响地进行焦点距离(倍率)的微调整，如果例如用于投影机，能得到良好的图像。

根据本发明又另外的方面，可动光学要素是柱面透镜。这个场合，可比较简易地能制作可动光学要素。

根据本发明又另外的方面，第2组，在调整光学要素的至少一部分，包括仅在光调制元件的纵方向和横方向中进行由压缩或伸展而引起的变换调整的调整方向有曲率的多个柱面透镜组、在纵方向和横方向中不进行变换调整的非调整方向和调整方向中至少在非调整方向有曲率的单独的透镜。这个场合，不但在纵方向和横方向中的调整方向在非调整方向也具有曲率，能调整纵方向和横方向的焦点距离，即使在高像高侧像面弯曲和像散隔差发生也能保持像差量的平衡，如果例如用于投影机，能得到良好的图像。

另外，由于是第1组、第2组及第3组的3组构成，在固定透镜组的第3组能降低起因于最后透镜面和面板间(背部焦点)的像差，所以与没有第3组的场合比较，在变形透镜组的第2组能担任起因于变形光学系统的像差的像差降低功能。即，在用于投影机的投影光学系统那样的相对背部焦点长的光学系统也能良好地修正像差。

另外，由于有第3组，例如对主光线大致上平行化第1组和第3组间的各像高的光线，第2组成为无焦点光学系统(焦点距离无限)，通过调动内部的一部分的透镜，可进行不受到各像差的大的影响的焦点距离(倍率)的微调整，如果例如用于投影机，能得到良好的图像。

根据本发明又另外的方面，在第2组中，单独的透镜是仅在非调整方向有曲率的柱面透镜。这个场合，能比较简易地制作单独的透镜，特别是，能改善像面弯曲。

根据本发明又另外的方面，在第2组中，单独的透镜是在调整方向和非调整方向的双方有曲率的变形透镜。这个场合，一边关于纵方向和横方向使之平衡一边优化，结果可使整体的修正提高。

根据本发明又另外的方面，在第2组中，单独的透镜是非球面透镜。这个场合，例如在纵方向进行压缩变换即纵方向作为调整方向的场合，关于不进行变换的非调整方向的横方向，非球面化单独的透镜，所以能抑制横方向的像散像差。在纵压缩方式下，为了进行纵方向的压缩大量地使用仅纵方向有曲率的柱面透镜，在优化中容易抑制纵方向的像散像差。另一方面，横方向难以修正像散像差。在那里，通过关于横方向非球面化，能很大地抑制像散像差。

另外，如果关于纵方向非球面化，纵方向的光学性能也变高，一边在横方向使其提高的量平衡一边优化，结果可使整体的性能提高。

根据本发明又另外的方面，在第2组中，单独的透镜是树脂制透镜。这个场合，能用树脂形成制造，即使有如环面透镜那样的复杂的曲面的透镜，也能比较简易精度很好地制作。

根据本发明又另外的方面，在第2组中，单独的透镜的放大率大致是零。这个场合，降低起因于单独的透镜的折射的温度上升，例如即使树脂制单独的透镜，能降低由温度上升的焦点距离的偏离等。

根据本发明又另外的方面，第2组，关于调整方向，从被投影面侧按顺序，包括：有负放大率并且构成多个柱面透镜组的一部分的第1部分组、有正放大率并且构成除了多个柱面透镜组以外的一部分的第2部分组、有负放大率并且包括单独的透镜的第3部分组。这样的配置的场合，将作为负透镜的一部分的单独的透镜，在靠近光调制元件的位置沿着比较靠近像高的路径使各像高的光线通过变得容易，光线的控制变得容易，使仅放大率存在的面的成像性能提高，可以仅控制像散隔差，如果例如用于投影机，在像高全域能实现良好的图像。

根据本发明又另外的方面，在第2组中，将第1部分组和第2部分组合起的透镜组，关于上述调整方向，有正放大率。这个场合，第1部分组和第2部分组有正放大率，在第3部分组有负放大率，例如第2组，通过使无焦点光学系统以正负形成，可不受到各像差的大的影响地变换焦点距离(倍率)，如果用于投影机等，能得到良好的图像。

根据本发明又另外的方面，第3组是平行化光束的光束平行化光学系统。这个场合，通过光束平行化光学系统，对主光线大致上平行化第1组和第3组之间的各像高的光线，能在无焦点光学系统实现第1组和第3组之间配置的第2组。

本发明涉及的投影机具备上述的投影光学系统和光调制元件。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系统，能防止投影机大型化和图像的退化。

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图。

图2是表示图1的投影机的概略构成的图。

图3是说明图1的投影机中投影光学系统的结构的图。

图4(A)表示投影光学系统的横截面的构成，(B)表示投影光学系统的纵断面的构成。

图5是说明投影光学系统等的斜视图。

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

图7(A)表示如图3等表示的投影光学系统的变形例的横截面的构成，(B)表示投影光学系统的纵断面的构成。

图8是说明第1实施方式的实施例1的光学系统的图。

图9(A)～(C)是表示如图8表示的实施例1的光学系统的缩放工作的图。

图10是说明从如图8表示的实施例1的光学系统中去除第2组的状态的图。

图11(A)～(C)是表示如图10表示的光学系统的缩放工作的图。

图12(A)表示第2实施方式涉及的投影机的投影光学系统的状态的纵断面的构成，(B)表示投影光学系统的其他的状态的纵断面的构成。

图13(A)表示第3实施方式涉及的投影机的投影光学系统的状态的纵断面的构成，(B)表示投影光学系统的其他的状态的纵断面的构成。

图14是表示第4实施方式涉及的投影机的概略构成的图。

图15(A)表示投影光学系统的横截面的构成，(B)表示投影光学系统的纵断面的构成。

图16是说明第4实施方式涉及的实施例2光学系统的图。

图17(A)～(C)是表示如图16表示的实施例2的光学系统的缩放工作的图。

图18是说明如图16表示的实施例2的光学系统中去除第2组的状态的图。

图19(A)～(C)是表示如图18表示的光学系统的缩放工作的图。

图20(A)表示第5实施方式的投影光学系统横截面的构成，(B)表示投影光学系统的纵断面的构成。

图21是说明第6实施方式涉及的投影机的投影光学系统的结构的图。

图22(A)表示投影光学系统的第1工作状态，(B)表示投影光学系统的第2工作状态。

图23是说明第6实施方式的实施例3的光学系统的图。

图24是表示如图23表示的实施例3的光学系统的第2工作状态的图。

图25是关于实施例3的光学系统的一部分放大图。

图26(A)～(C)是表示关于实施例3的光学系统中可动光学要素的调整前的Y轴方向的像高，X轴方向的像高及在45°方向的像高的MTF的图表。

图27(A)～(C)是表示关于实施例3的光学系统中可动光学要素的调整后的Y轴方向的像高，X轴方向的像高及在45°方向的像高的MTF的图表。

图28(A)表示第7实施方式的投影光学系统横截面的构成，(B)表示投影光学系统的纵断面的构成。

图29是说明第7实施方式的实施例4的光学系统的图。

图30是表示关于实施例4的光学系统的横截面的构成的图。

图31是表示关于实施例4的光学系统的MTF的图表。

图32是说明比较例的投影光学系统的图。

图33是表示关于比较例的光学系统的横截面的构成的图。

图34是表示比较例的光学系统的MTF的图表。

图35是表示实施例6的光学系统的MTF的图表。

图36(A)表示第8实施方式的投影光学系统横截面的构成，(B)表示投影光学系统的纵断面的构成。

图37(A)是说明第8实施方式的实施例7的光学系统的图，(B)是表示关于实施例7的光学系统的横截面的构成的图。

图38是表示实施例7的光学系统的MTF的图表。

图39是表示实施例8的光学系统的MTF的图表。

图40是表示其他的一实施例的光学系统的第2工作状态的图。

图41(A)是表示比较例的第2工作状态的构成的图，(B)是表示比较例的第1工作状态的构成的图。

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系统。

〔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的投影光学系统20，在屏幕(被投影面)SC上放大投影在投影机2内嵌入的光调制元件即液晶面板18G(18R、18B)的图像时，对液晶面板18G(18R、18B)的图像的横纵比(aspect比)AR0，可能与在屏幕SC上投影的图像的横纵比(aspect比)AR2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可能相同，但是也可能不同。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，例如可成为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系统部分50、控制光学系统部分50的工作的电路装置80。

在光学系统部分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的光切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分光镜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分光镜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分光镜21，使来自第1分光镜15的G光反射，使B光透过。在第2分光镜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分光镜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，使其向投影光学系统20行进。

投影光学系统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，投影光学系统20，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，也可与这个横纵比AR0相等。

电路装置80具备：输入视频信号等的外部图像信号的图像处理部81，基于图像处理部81的输出驱动在光学系统部分50设置的液晶面板18G、18R、18B的显示驱动部82，通过使设置于投影光学系统20的驱动机构(未图示)工作而调整投影光学系统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的图像信号。图像处理部81，在投影光学系统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系统20的横纵比的变换相反的图像的纵横比变换，而并非使屏幕SC上显示的图像纵横伸缩。具体地，在由投影光学系统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，在投影光学系统20不变换图像的横纵比或纵横比而投影的第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、颜色修正等的各种图像处理。再者，在纵方向和横方向中进行由压缩或伸展而引起的变换调整的方向为调整方向，不进行调整的方向为非调制方向。

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，可在液晶面板18G、18R、18B形成与该图像信号对应的图像或与实施了图像处理的图像对应的图像。

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系统20的一部分的光学要素适当地移动，可使由投影光学系统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系统20的另外的一部分的光学要素进退，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，通过使投影光学系统20全体在与光轴OA垂直的上下方向移动的移位(仰投)的调整，可使在图1的屏幕SC上投影的图像的纵位置变化。

以下，参照图3，关于实施方式的投影光学系统20进行说明。投影光学系统20具备：将透镜等的多个光学要素组合而变成的主体部分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组30，第2组40，第3组60，光圈70。

第1组30与第3组60协作，发挥与一般的投影光学系统同样的功能，能在屏幕SC上投影液晶面板18G(18R、18B)的放大像。第1组30，具有作为第1透镜部的第1透镜组31、第2透镜部32。例如，通过沿着光轴OA将构成作为第1透镜部的第1透镜组31的至少一个透镜手动等使之微动，能调整主体部分20a的焦点状态。另外，第2透镜部32，如图4(A)等所示，用第2、第3、第4及第5透镜组32a、32b、32c、32d构成，各透镜组32a、32b、32c、32d，用1个以上的透镜构成。通过缩放驱动机构61沿着光轴OA使这些透镜组32a、32b、32c、32d或构成他们的至少1个透镜移动，能变更由主体部分20a的投影倍率。

第2组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，作为包含第1组30的投影光学系统20的全系统，在纵方向和横方向也有不同的焦点距离。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。第2组40包含对光轴OA有旋转非对称的面的1个以上的调整光学要素，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光学要素组41、和有负放大率的第2光学要素组42构成。此外，第1光学要素组41和第2光学要素组42，关于图4(A)表示的横方向(X方向)的断面，没有放大率。通过如图5所示的第1变形驱动机构62使第2组40作为一体在光路上进退，能在希望的定时切换在屏幕SC上投影的图像的横纵比(aspect比)。具体地，如图6(B)所示，从光路上使第2组40避开，能用在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的那样的横纵比(例如1.78:1)在屏幕SC上投影图像。或者，如图6(A)所示，在光路上配置第2组40，能用在纵方向压缩(缩小)在屏幕SC上形成的图像的横纵比(例如2.4:1)在液晶面板18G(18R、18B)上投影图像。也就是说，纵方向是进行由压缩引起的变换调整的调整方向，横方向是非调整方向。并且，通过作为调整光学要素的第2变形驱动机构63使构成第2组40的第1光学要素组41和第2光学要素组42在光轴OA方向移动而调整这些间隔，可使在屏幕SC上投影的图像的横纵比(aspect比)连续地增减。再者，通过第2组40在纵方向压缩(缩小)在屏幕SC上投影的图像，在使用固定横尺寸的屏幕SC时有效。也就是说，对这样的屏幕SC，可以不改变由投影光学系统20的投影距离等而仅变更横纵比。

第3组60包括仅通过旋转对称的光学要素构成、用于在靠近液晶面板18G(18R、18B)的位置修正像差的修正光学要素。即，第3组60与第1组30和第2组40相比配置于靠近液晶面板18G(18R、18B)的侧，所以大大有助于在第1组30等产生的像差的修正。再者，为了进行上述像差的修正，第3组60作为修正光学要素具有多个透镜，那些透镜中包含有正放大率、或非球面的装置。

并且，如图3所示，通过由全系驱动机构64在与光轴OA垂直的方向使主体部分20a全部移动而调整移位量，能使从屏幕SC上投影的图像的光轴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对液晶面板18G的中心轴AX仅移动适当的移位量SF，可从光轴OA例如在上方向(+Y方向)脱离的位置投影图像，可通过移位量SF的调整使图像的投影位置在纵方向上下移动。此外，作为以主体部分20a的光轴OA的液晶面板18G的中心轴AX为基准的偏差量的移位量SF，不一定必需为可变，例如以非零的值来固定。另外，也可通过全系驱动机构64，使主体部分20a全部在沿着光轴OA的方向适当地移动。

以上的缩放驱动机构61、第1变形驱动机构62、第2变形驱动机构63、和全系驱动机构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，另外，还复合地工作。例如，与缩放驱动机构61的工作一致使全系驱动机构64工作，可抑制在缩放时图像移位的现象等。

在这里，关于图3等所示的投影光学系统20的功能进行更详细地说明。在这个投影光学系统20的场合，利用比较靠近液晶面板18G(18R、18B)的第2组40可使纵横的焦点距离变化，各像高的光线可沿着某种程度像高通过，所以在靠近液晶面板18G(18R、18B)的部分光线的控制变得容易，可以提高性能。一般地，旋转非对称的光学要素的制造很难，为了提高精度第2组40的小型化是必要条件。在这一点，第2组40越靠近液晶面板18G(18R、18B)，光线的扩散越少，因此可将构成第2组40的调整光学要素即第1光学要素组41和第2光学要素组42成为小型，对这些光学要素组41、42可期待高精度的透镜加工，在投影光学系统20的性能提高同时，也可以降低成本。并且，由于投影光学系统20具有最靠近液晶面板18G(18R、18B)的第3组60，通过比较简单的光学系统可能有效地实现困难的无像差的修正。通过这样的第3组60的存在，还可实现显著的性能提高。

在使投影光学系统20的第2组40向光路外避开的第2工作状态的场合，在投影光学系统20内的第2组40的位置，什么都不配置。即，在使第2组40避开时，投影光学系统20成为仅以第1组30和第3组60的旋转对称的光学要素构成，液晶面板18G(18R、18B)的显示区域A0的横纵比(aspect比)和屏幕SC的显示区域A2的横纵比(aspect比)成为一致。在这里，与第1组30和第3组60协作，担任与一般的投影光学系统相同的放大光学系统及变倍光学系统的功能，能在屏幕SC上使液晶面板18G的像成像。并且，使第2组40避开时透射率提高，能使图像明亮。在本实施方式的投影光学系统20的场合，在光路上固定设置第1组30和第3组60并在光路上使第2组40进退。这点与在投影系统中沿用以前的变形转换器(参照特开2005-300928号公报)的情况有很大不同。即，在以前型的变形转换器中，在取下变形转换器的场合，仅大致变形转换器的部分中，投影光学系统接近拍摄元件。另一方面，本实施方式的投影光学系统20的场合，在取下第2组40并向光路外避开，几乎不需要使第1组30和第3组60的位置变化。也就是说，在使第2组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组30和第3组60，可减小机械机构的负担。此外，在投影系统中沿用以前型的变形转换器的场合，在光路上使作为变形转换器的一部分的第2组40进退可进行纵横的倍率变换，但是，也可使纵横的倍率变换用的2个组在光路上进退而使实体光学系统的没有大的移动。并且，以前型的变形转换器，代替可单独使用的实体光学系统，并固定于实体光学系统的安装，以中继透镜的方式使之作用。因此，在以前型的变形转换器的场合，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系统20，不需要使第2组40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系统20的场合，与以前型的变形转换器不同，从第1组30及第3组60独立并非第2组40的一部分使全体分别进退，所以如果第1组30及第3组60一体构成，在第2组40的进退或装卸时，可减少向第1组30及第3组60的偏心等的影响，而且在机构中也可比较独立的配置，在投影光学系统20的装配时，只要将第2组40作为单位考虑在全体个体的第1组30及第3组60间的组装精度即可，可期望装配性提高。

在投影光学系统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平行的状态并且可使其移动适当的移位量SF的状态，所以可以利用移位进行投影，防止收看者和图像光PL干扰变得容易，设置性提高。在投影光学系统20的主体部分20a对液晶面板18G以上述方式移位的状态的场合，通过缩放驱动机构61使第2透镜部32工作而进行变更投影倍率的缩放时，增加图像光PL的移位量的绝对量。因而，通过全系驱动机构64的工作来修正由缩放的移位量的增加，所以可使投影机2的工作性、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和全系驱动机构64联动而将工作自动化，可更加提高工作性。

在上述实施方式的投影光学系统20的场合，构成第2组40的光学要素组41、42的一面或两面是柱面透镜面。柱面透镜，可期待比较容易高精度加工，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，由于以柱面透镜构成第2组40，可确保投影光学系统20的精度并降低成本。

构成第2组40的光学要素组41、42的一面或两面不限于柱面透镜面，也可为其他变形透镜(例如复曲面透镜或环形透镜)。构成第2组40的光学要素组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。

$h=\frac{{\mathrm{cy}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{y}^2}}+A_2{y}^2+A_4{y}^4+A_6{y}^6+A_8{y}^8+A_{10}{y}^{10}+...$

这里，y是从光轴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，构成第2组40的光学要素组41、42的一面或两面可作为自由曲面。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，所以可以降低像散像差，可以高性能化。另外，通过设为非球面，可以降低各种像差，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。

关于第2组40，不限于2个光学要素组41、42，可以以3个以上的光学要素组构成。这时，期望不发生由第2组40引起的色差。因此，期望以下的关系成立

这里，

φi∶构成第2组40的各透镜的折射率

νi∶构成第2组40的各透镜的阿贝(abbe)数。

在本实施方式的投影光学系统20的场合，在物体侧大致上成为远心的。即，来自液晶面板18G(18R、18B)的光线成为与光轴OA接近平行的状态，可比较容易地高精度组合液晶面板18G(18R、18B)和投影光学系统20，装配性成为良好。在使第2组40在光路上进退并进行纵横的倍率切换的场合，投影光学系统20的焦点距离变化，产生调整背部焦点的必要。这时，投影光学系统20在物体侧不是大致上远心性而与主光线有角度的场合，存在作为光合成用的棱镜的交叉分色棱镜19时，来自液晶面板18G(18R、18B)的图像光随着背部焦点的调整上下移动。并且，通过背部焦点的调整倍率变化。为了防止这样，在机构上或光学设计上的办法成为必要，但是如果，投影光学系统20在物体侧是大致上远心性，在纵横的倍率切换时仅使投影光学系统20在光轴OA方向移动足够，因为不产生上述的问题，能机构地或光学设计地简化投影光学系统20。另外，也没有伴随背部焦点的调整的倍率变化。并且，在使投影光学系统20在与光轴OA垂直的方向移动并利用移位进行投影的场合，来自液晶面板18G(18R、18B)的出射光大致上以远心的状态进入投影光学系统20，所以周边光量的确保变得容易，有助于画质的提高。

图7(A)及7(B)是说明图4(A)及4(B)所示的投影光学系统20的变形例的图。第2组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，作为包含第1组30的投影光学系统20的全系统，在纵方向和横方向也具有不同的焦点距离。这个场合，第2组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光学要素组141、和有正放大率的第2光学要素组142。再者，第1光学要素组141和第2光学要素组142，关于如图7(B)所示的纵方向(Y方向)的断面，没有放大率。如图7(A)及7(B)所示，在光路上配置第2组40，可按在横方向伸展在液晶面板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。省略图示，但是在从光路上使这个第2组140避开的场合，可按在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的那样的横纵比(例如1.78:1)在屏幕SC上投影图像。也就是说，横方向是通过伸展进行变换调整的调整方向，纵方向是非调整方向。并且，通过由图3的第2变形驱动机构63使构成第2组140的第1光学要素组141和第2光学要素组142在光轴OA方向移动而调整这些间隔，也可使在屏幕SC上投影的图像的纵横比或横纵比(aspect比)连续地增减。再者，通过第2组40在横方向伸展在屏幕SC上投影的图像的构成，在使用固定纵尺寸的屏幕SC时有效。也就是说，对这样的屏幕SC可不改变由投影光学系统20的投影距离等，仅变更横纵比。

根据以上的本实施方式的投影光学系统20，第2组40关于液晶面板18G(18R、18B)的纵方向和横方向具有不同的放大率，作为包含第1组30的投影光学系统20的全系统，在纵横方向具有不同的焦点距离，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。另外，通过在靠近液晶面板18G(18R、18B)的第2组40设置的第1光学要素组41、42、141、142，对关于纵横方向的放大率设置差使横纵比变化，在靠近液晶面板18G(18R、18B)的位置沿着比较靠近像高的路径使各像高的光线通过变得容易，光线的控制变得容易，可以提高性能。另外，在上述投影光学系统20的场合，在靠近液晶面板18G(18R、18B)的位置，光线的扩展很少，透镜成为小型，可期待高精度的透镜加工，在性能提高的同时，也可以降低成本。并且，通过第3组60可进行像差的修正，实现显著的性能提高。

【实施例1】

图8是说明第1实施方式的投影光学系统20的具体的实施例1的图。这个场合，投影光学系统20在光路上配置第2组40，成为关于纵的Y方向压缩横纵比的第1工作状态。这个场合，投影光学系统20包括透镜L1～L24，其中由透镜L1～L17构成第1组30，由透镜L18～L22构成第2组40，由透镜L23、L24构成第3组60。第1组30包括的透镜L1～L17，是绕光轴OA旋转对称的球面的透镜。第2组40中，组合接合透镜L18、L19和透镜L20，成为关于纵的Y方向有正放大率的透镜，成为关于横的X方向没有放大率的柱面透镜。另外，接合透镜L21、L22，成为关于纵的Y方向有负放大率的透镜，成为关于横的X方向没有放大率的柱面透镜。第3组60包括的透镜L23、L24，是绕光轴OA旋转对称的透镜。其中，透镜L23是在非球面有负放大率的凸凹透镜型的透镜，透镜L24成为在球面有正放大率的两凸透镜。再者，以透镜L1～L5构成的第1透镜组31，以透镜L6、L7构成的第2透镜组32a，以透镜L8、L9构成的第3透镜组32b，以透镜L10构成的第4透镜组32c，以透镜L11～L17构成的第5透镜组32d，在投影倍率的变更时即缩放时沿着光轴OA位移。再者，透镜L1用非球面透镜构成。图9(A)～9(C)说明缩放的工作，图9(A)表示图8的状态，表示放大率大的“宽端”的场合。另外，图9(B)表示“中间”的状态的场合，图9(C)表示放大率小的“远端”的场合。如图所示，各透镜组31、32a、32b、32c、32d的构成要素通过沿着光轴OA的方向分别运动，来进行缩放的工作。

在以下表1，表示实施例1的透镜数据等。在这个表1的上栏，“面编号”是从物面OS侧按顺序在各透镜的面附加的编号。“面类型”表示球面、非球面、柱面等的区别。另外，“R1”，“R2”表示Y及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”表示在透镜材料的d线的折射率，“νd”表示在透镜材料的d线的阿贝数(色散系数)。再者，实施例1的透镜是变焦距透镜，在表1的下栏，关于在“宽端”、“中间”、和“远端”的各面编号表示距离或空气间隔的值。

【表1】

表1

非球面系数

缩放

实施例1的透镜L1、L23，以先前说明的方式用非球面形成。从这些非球面形状的光轴OA方向的面顶点的位移量h，用上述的非球面式或多项式表示。

实施例1的场合，与透镜L1、L23相对应的各面编号的面的上述非球面式的各系数k、A₂、A₄、A₆、A₈、A₁₀···的值，是如表1的中栏表示的那样。

表1的下栏表示缩放工作时的第2透镜部32的各透镜组32a、32b、32c、32d的位置，具体地，表示一组的透镜L6、L7的位置，下一组的透镜L8、L9位置，下一透镜L10的位置，光圈及一组的透镜L11～L15的位置。

图10是使第2组40从投影光学系统20的主体部分20a向光路外避开，成为不变换横纵比的第2工作状态。另外，图11(A)～11(C)是表示在使第2组40向光路外避开的场合的缩放工作，即“宽端”，“中间”，和“远端”的情况的图。

〔第2实施方式〕

以下，说明第2实施方式涉及的投影光学系统等。再者，本实施方式是第1实施方式的投影光学系统等的变形例，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12(A)及12(B)是说明第2实施方式涉及的投影光学系统20的纵断面的图。本实施方式的场合，投影光学系统20的第2组40不仅在光路上进退，横纵比变换用的第2组40从光路上避开的场合，在光路上插入作为没有放大率的平板的代替光学单元240。这个代替光学单元240，例如以1个板状部件241构成，但是也可以用2个以上的板状部件构成。板状部件241没有折射力，但是有高的透过性，根据那个折射率，有调整光路长度的作用。代替光学单元240，与第2组40同样地被第1变形驱动机构62驱动而在光路上进退。也就是说，通过第1变形驱动机构62，在光路上在选择地配置第2组40和代替光学单元240。

使第2组40从光路上避开时，光路长度变化，所以投影光学系统20的物体面及其像面的成像关系破坏，例如在屏幕SC的跟前成像。因此，本实施方式中，使第2组40从光路上避开时，在那个空间插入没有折射力的代替光学单元240，进行光路长度的调整，解除屏幕SC与液晶面板18G(18R、18B)的成像关系的偏离。没有折射力的板状部件241关于光路长度需要与第2组40大致上等价，在板状部件241的折射率为np，板状部件241的光轴OA方向的厚度为dp的场合，期望以下的关系成立

np×dp=Σ(ni×di)

在这里，

ni∶构成第2组40的各透镜的折射率

di∶构成第2组40的各透镜的光轴OA上的厚度

i∶第2组40中的透镜的编号。

另外，在代替第2组40在光路上配置代替光学单元240时，如果恰当地选择代替光学单元240的材料，通过很少地抑制第2组40和代替光学单元240的替换前后的、透射率的变化，可没有必要在替换前后调整图像的亮度。另外，通过恰当地选择代替光学单元240的材料，能降低替换时的色差的差。并且，也可以解除由第2组40的进退引起的成像面的偏离。

以上，在光路上进退的第2组40与图4(B)相同，但是，第2组40也可与图7(A)的第2组140相同。

〔第3实施方式〕

以下，说明第3实施方式涉及的投影光学系统等。再者，本实施方式是第1实施方式的投影光学系统等的变形例，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13(A)及13(B)是说明第3实施方式涉及的投影光学系统20的纵断面的图。本实施方式的场合，可使2种类的第2组40、340在光路上选择地进退。也就是说，构成第1种类的第2组(第2组单元)40的光学要素组41、42的放大率不同于构成第2种类的第2组(第2组单元)340的光学要素组341、342放大率，通过替换第2组40、340，可使屏幕SC上投影的图像的横纵比(aspect比)以在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像为基准按2阶段变化。具体地，在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的横纵比例如为1.78:1的场合，通过在光路上插入第1种类的第2组40，可将在屏幕SC上形成的图像的横纵比变换为例如2.4:1，通过在光路上插入第2种类的第2组340，可将在屏幕SC上形成的图像的横纵比变换为例如1.85:1。

另外，以上的第3实施方式中，第2组40、340成为如图4(B)所示的构成，但是可将第2组40、340的任一方或双方置换为与如图7(A)所示的第2组140同样地横伸展的类型的透镜组。另外，以上的第3实施方式中，在光路上切换配置2种的第2组40、340，但是也可在光路上切换配置3种以上的第2组。

〔第4实施方式〕

以下，说明第4实施方式涉及的投影光学系统等。再者，本实施方式，是第1实施方式的投影光学系统等的变形例，没有特别说明的部分或事项与第1实施方式的场合相同。

如图14所示，投影机2的光学系统部分50包括照明用的光源410、光束调整用的透镜417、作为光调制元件的液晶面板418、放大投影用的投影光学系统420。光源410用超高压水银灯等形成，射出含有R光、G光、B光的光。透镜417，调整从光源410向液晶面板418的照明光IL的入射角度。液晶面板418，为了空间地调制来自光源410的照明光IL，在各像素上配置滤色片，单独进行颜色表示。

如图15(A)及15(B)所示，投影光学系统420与第1实施方式的场合相同，作为主体部分20a包括第1组30和第2组40和第3组60。第1组30具有作为第1透镜部的第1透镜组31、第2透镜部32。第2组40包括仅在纵的Y方向有正放大率的第1光学要素组41、仅在纵的Y方向有负放大率的第2光学要素组42。第2组40在纵方向和横方向有不同的焦点距离，结果，作为包含第1组30的投影光学系统20的全系统，在纵方向和横方向也有不同的焦点距离。

本实施方式的投影光学系统420的场合，不需要如图2所示的光合成用的交叉分色棱镜19，所以可将投影光学系统420的背部焦点相对缩短。另外，由于不存在光合成用的交叉分色棱镜19，投影光学系统420在物体侧即液晶面板418即使不是远心性，也可比较少地抑制投影的图像的退化。

【实施例2】

图16是说明第4实施方式的投影光学系统420的具体的实施例2的图。这个场合，投影光学系统420在光路上配置第2组40，成为关于纵的Y方向压缩横纵比的第1工作状态。这个场合，投影光学系统420，包括透镜L1～L25，其中由透镜L1～L18构成第1组30，由透镜L19～L23构成第2组40，由透镜L24、L25构成第3组60。第1组30包括的透镜L1～L18，是绕光轴OA旋转对称的球面的透镜。第2组40中，组合接合透镜L19、L20和透镜L21，成为关于纵的Y方向有正放大率的透镜，成为关于横的X方向没有放大率的柱面透镜。另外，接合透镜L22、L23，成为关于纵的Y方向有负放大率的透镜，成为关于横的X方向没有放大率的柱面透镜。第3组60包括的透镜L24、L25，是绕光轴OA旋转对称的透镜。其中，透镜L24是在非球面有负放大率的凸凹透镜型的透镜，透镜L25成为在球面有正放大率的两凸透镜。再者，以透镜L1～L6构成的第1透镜组31，以透镜L7、L8构成的第2透镜组32a，以透镜L9、L10构成的第3透镜组32b，以L11构成的第4透镜组32c，以透镜L12～L18构成的第5透镜组32d，在投影倍率的变更时即缩放时沿着光轴OA位移。图17(A)～17(C)表示缩放的工作，图17(A)表示图16的状态，表示放大率大的“宽端”的场合。另外，图17(B)表示“中间”的状态的场合，图17(C)表示放大率小的“远端”的场合。如图所示，各透镜组31、32a、32b、32c、32d的构成要素通过沿着光轴OA的方向分别运动，来进行缩放的工作。

如以下表2，表示实施例2的透镜数据等。在这个表2，“面编号”、“面类型”、“R1”、“R2”、“D”、“Nd”、“νd”意味着与实施例1相同。

【表2】

表2

非球面系数

缩放

再者，在表2的中栏，关于构成实施例2的投影光学系统的透镜L1、L17、L24，表示非球面形状。另外，在表2的下栏，关于在构成实施例2的投影光学系统的透镜L7～L16的“宽端”、“中间”、和“远端”的各面编号表示距离或空气间隔的值。

图18是从投影光学系统420的主体部分20a使第2组40向光路外避开，成为不变换横纵比的第2工作状态。另外，图19(A)～19(C)是表示在使第2组40向光路外避开的缩放的工作，即“宽端”、“中间”、和“远端”的情况的图。

〔第5实施方式〕

以下，说明第5实施方式涉及的投影光学系统等。再者，本实施方式，是第1实施方式的投影光学系统等的变形例，没有特别说明的部分或事项与第1实施方式的场合相同。

如图20(A)及图20(B)所示，在关于本实施方式的投影光学系统，第2组40通过第1光学要素组41和第2光学要素组42和第3光学要素组543构成。这个场合，第1及第2光学要素组41、42，仅绕光轴OA旋转非对称地关于纵方向(Y方向)的断面有放大率，但是，第3光学要素组543，绕光轴OA旋转对称地在横方向(X方向)断面和纵方向(Y方向)的断面有同样的放大率。也就是说，第2组40，作为调整光学要素的至少一部分在第1及第2光学要素组41、42包括1个以上的旋转非对称透镜，并且，在第3光学要素组543包括1个以上的旋转对称透镜。由此，在靠近液晶面板18G、18R、18B的第2组543侧能简单地抑制在作为第1组30的变倍光学系统的第2透镜部32不可控制的像散像差等。再者，在图7(A)第2组140，图13(A)及13(B)的第2组40、340等，可旋转对称地组织在纵横的断面有同样的放大率的透镜或光学要素组。

〔第6实施方式〕

以下，说明第6实施方式涉及的投影光学系统等。再者，本实施方式是第1实施方式的投影光学系统等的变形例，没有特别说明的部分或事项与第1实施方式的场合相同。

如图21所示，本实施方式的投影光学系统620具有可将构成第2组640的光学要素的一部分沿着光轴方向即Z方向移动的驱动机构66。再者，驱动机构66可与驱动机构61联动。

一般地，在投影光学系统中，有效地抑制例如像散像差的各像差不一定容易。特别是，在具有变形光学系统的投影光学系统的场合，由于在纵方向(Y方向)和横方向(X方向)的放大率的差异，容易发生像散像差等的各种像差。本实施方式中，通过在投影光学系统620中具有驱动机构66，将沿着光轴方向即Z方向移动的可动光学要素作为包含于变形光学系统的第2组640的一部分。由此，能有效地降低在第2组640发生的像散像差等。

如图22(A)所示，在第2组640的主体部分620a，第2组640包括作为调整光学要素的第1光学要素组641和第2光学要素组642。并且，第1光学要素组641，包括有负放大率的第1部分组641a、有正放大率的第2部分组641b。换句话说，第2组640包括第1部分组641a、第2部分组641b、作为第3部分组的第2光学要素组642的3个要素组。另外，包括第1部分组641a和第2部分组641b的第1光学要素组641作为整体有正放大率，第2光学要素组642作为整体有负放大率。

本实施方式中，如以上构成的第2组640中，有正放大率的第2部分组641b包括的光学要素，成为通过驱动机构66(参照图21)沿着光轴方向移动的可动光学要素。通过这个可动光学要素的移动，可以抑制像散隔差即修正像散像差。

另外，如图22(A)及22(B)所示，第2组640，在投影光学系统620中成为可以进退。

【实施例3】

图23是说明第6实施方式的投影光学系统620的具体的实施例3的图。这个场合，投影光学系统620在光路上配置第2组640，成为关于纵的Y方向压缩横纵比的第1工作状态。投影光学系统620，从被投影面侧按顺序，包括透镜L1～L24，其中由透镜L1～L16构成第1组30，由透镜L17～L21构成第2组640，由透镜L22～L24构成第3组60。并且，在第2组640，由透镜L17、L18构成作为第1光学要素组641的一部分的第1部分组641a，由透镜L19构成作为第1光学要素组641的剩余的第2部分组641b，由透镜L20、L21构成第2光学要素组642作为第3部分组。第1部分组641a作为整体有负放大率，包含可动光学要素的第2部分组641b有正放大率，第3部分组的第2光学要素组642作为整体有负放大率。再者，将第1部分组641a和第2部分组641b合起的透镜组的第1光学要素组641，作为整体有正放大率。

第1组30包括的透镜L1～L16是绕光轴OA旋转对称的透镜。第2组640中，组合接合透镜L17、L18和透镜L19，成为关于纵的Y方向有正放大率的透镜，成为关于横的X方向没有放大率的柱面透镜。另外，透镜L20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。另外，透镜L21是在纵的Y方向和横的X方向有不同的放大率的变形透镜，特别是，成为非球面的透镜。第3组60包括的透镜L22、L23、L24是绕光轴OA旋转对称的透镜。其中，透镜L22是在球面有负放大率的凸凹透镜型的透镜，透镜L23是在非球面有负放大率的凸凹透镜型的透镜，透镜L24成为在球面有正放大率的两凸透镜。

另外，图23针对表示在光路上配置作为变形光学系统的第2组640的第1工作状态，图24表示使第2组640向光路外避开的第2工作状态。如图24所示，从第3组60射出的光束，大致上平行化。也就是说，第3组60成为将从第1组30到第3组60的光束平行化的光束平行化光学系统。这个场合，在第1组30和第3组60之间进退的第2组640，成为无焦点(afocal)光学系统。

在以下表3，表示实施例3的透镜数据等。在这个表3的上栏，“面编号”、“面类型”、“R1”、“R2”、“D”、“Nd”、“νd”意味着与实施例1相同。

【表3】

表3

非球面系数

再者，在表3的下栏，关于构成实施例3的投影光学系统的透镜L1、L7、L23，表示非球面形状。

透镜L21的非球面数据，如以下的表4表示的那样。

【表4】

表4

在这里，如图25所示，在光路上配置第2组640的第1工作状态中，作为第2部分组641b的透镜L19，成为可通过电驱动机构的驱动机构66沿着Z方向移动的可动光学要素。再者，驱动机构66对第1组30的缩放工作联动，而进行电驱动工作。由于使之电驱动，通常能按照缩放量将要调整的透镜L19的移位量变得恰当。

以下，说明由作为可动光学要素的透镜L19的驱动机构66进行的位置调整的具体的一例。如上述，透镜L19成为可通过驱动机构66关于Z方向移动。在这里，作为一例，透镜L19在调整前后为可以移动+0.07mm。也就是说，在表3，关于作为透镜L19的面的第31面，从透镜L18和第31面的间隔为7.03509(基本位置)放大+0.07间隔为7.10509(调整位置)，从透镜L19和作为透镜L20的表面的第33面的间隔为12.2838(基本位置)缩短-0.07为12.2138(调整位置)。图26(A)～26(C)是表示在关于上述调整前的实施例3的光学系统中可动光学要素的调整前的Y轴方向(屏幕的纵方向)的像高、45°方向(屏幕的对角方向)的像高及X轴方向(屏幕的横方向)的像高的MTF(Modulation Transfer Function：调制传输功能)的图表。对此，图27(A)～27(C)是表示在关于实施例3的光学系统中可动光学要素的调整后的Y轴方向的像高、45°方向的像高及X轴方向的像高的MTF的图表。再者，省略细节，但是，在图表中，各曲线LY1～LY5、LX1～LX5中，实线的曲线LY1～LY5表示Y(纵)方向的MTF，虚线的曲线LX1～LX5表示X(横)方向的MTF，曲线LY1～LY5中，例如曲线LY1是像高0的MTF，曲线LY2～LY5对像圈半径(在这里10.5mm)分别表示与40%、60%、80%及100%的像高位置对应的MTF。另外，在这里，以40line/mm(意味着从1mm中可以看见40条黑白的线)为基准。各曲线LY1～LY5、LX1～LX5的峰值的散焦位置(成像点)越偏离，像散像差越大。比较两者可知晓，在调整的前后，知晓Y方向的散焦量仅以+0.08mm左右移动，发生很大的像散像差。另外，知晓，根据这个结果，即使旋转非对称的光学系统，在整个区域，可进行像散像差的控制。因此，如果反过来利用他，可使通过制造·装配误差而发生的像散像差等的各种像差以这个透镜的间隔调整而取消，可使光学性能提高。也就是说，例如使Y方向的散焦位置向+方向移动的场合，使透镜L19向+Z方向移动，相反，使Y方向的散焦位置向-方向移动的场合，使透镜L19向-Z方向移动，能控制像散像差。

如以上的实施例3，变形透镜组中，通过微调整1个透镜L19，像散像差等的调整变成可能。

另外，关于上述的可动光学要素的移动，作为成品具有包含可使可动光学要素移动的驱动机构66的结构，但是不限于这样的场合，例如，在作为产品的投影光学系统620的装配时，预先将透镜L19处于可以移动的状态，一边调整透镜L19的位置一边进行组合，也可抑制像差的发生。

另外，以上，说明关于纵方向(Y方向)压缩的变换的场合，但是即使在横方向伸展的场合等，也可同样地适用使上述的可动光学要素移动的结构。

〔第7实施方式〕

以下，说明第7实施方式涉及的投影光学系统等。再者，本实施方式，是第1实施方式的投影光学系统等的变形例，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28(A)及28(B)分别表示本实施方式的投影光学系统720的横截面的构成和纵断面的构成。在这里，如图所示，投影光学系统720，在主体部分720a中，在光路上配置作为变形光学系统的第2组740而进行关于纵的Y方向压缩横纵比的变换。另外，如图所示，第2组740，通过作为调整光学要素的第1光学要素组741和第2光学要素组742构成，其中，第1光学要素组741作为整体以有正放大率的多个柱面透镜组构成，第2光学要素组742作为整体以有负放大率的透镜组构成。

一般地，在投影光学系统，有效地抑制例如像散像差的各像差不一定容易。特别是，在具有变形光学系统的投影光学系统的场合，由于在纵方向(Y方向)和横方向(X方向)的放大率的差异，容易发生像散像差等，那个像差越向外周(周边·高像高)，性能越大地恶化。特别是，如本实施方式的投影光学系统720，在具有X方向和Y方向有不同的焦点距离的变形光学系统的投影光学系统，像散像差容易发生，这个像差成为以像高的2次方比例变大，所以在像圈大的场合存在非常大的课题。

本实施方式中，投影光学系统720中，作为变形光学系统的第2组740，如上述，具有仅在纵的Y方向和横的X方向中进行由压缩引起的变换调整的调整方向的纵的Y方向有曲率的多个柱面透镜组，具有作为在不进行变换调整的非调整方向的横的X方向有曲率的单独的透镜的光学要素742a。特别是，本实施方式中，光学要素742a是仅在X方向有曲率的单独的柱面透镜，所以可比较简易地制作，可以通过像面弯曲、和像散隔差进行像差的修正。

【实施例4】

图29及图30是说明第7实施方式的投影光学系统720的具体的实施例4的图。图29表示纵断面的构成，图30表示横截面的构成。投影光学系统720，包括透镜L1～L24，其中由透镜L1～L16构成第1组30，由透镜L17～L21构成第2组740，由透镜L22～L24构成第3组60。并且，在第2组740，由透镜L17、L18构成作为第1光学要素组741的一部分的第1部分组741a，由透镜L19构成作为第1光学要素组741的剩余的第2部分组741b，由透镜L20、L21构成作为第2光学要素组742的第3部分组。第1部分组741a作为整体有负放大率，第2部分组741b有正放大率，第3部分组的第2光学要素组742作为整体有负放大率。再者，将第1部分组741a和第2部分组741b合起的透镜组的第1光学要素组741，作为整体有正放大率。

第2组740包括用于在Y方向进行压缩的仅在Y方向有曲率的多个柱面透镜组的透镜L17～L20、作为光学要素742a仅在不进行压缩变换的X方向有曲率的单独的柱面透镜的透镜L21。也就是说，构成第2组740的透镜L17～L21全都是柱面透镜，但是透镜L21在与其他的透镜L17～L20不同的方向具有曲率。并且，对其他的透镜是玻璃制，透镜L21是树脂制的透镜。

第1组30包括的透镜L1～L16是绕光轴OA旋转对称的球面的透镜。第2组740包括的透镜L1～L21中，如前文所述，首先，接合透镜L17、L18和透镜L19成为关于纵的Y方向作为整体有正放大率，关于横的X方向没有放大率的柱面透镜。另外，透镜L20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。透镜L21成为关于纵的Y方向有曲率，关于横的X方向没有曲率的柱面透镜。再者，透镜L21不仅关于没有曲率的X方向没有放大率，关于有曲率的Y方向也几乎没有放大率，即放大率大致为零。由此，透镜L21对由变形光学系统的第2组740向Y方向的压缩变换没有直接地影响，作为专用于像差修正的光学系统作用。另外，这个场合，通过降低起因于在透镜L21的折射的温度上升，例如即使树脂制透镜L21，也能降低由温度上升的焦点距离的偏离等。第3组60包括的透镜L22、L23、L24是绕光轴OA旋转对称的透镜。其中，透镜L22是在球面有负放大率的凸凹透镜型的透镜，透镜L23是在非球面有负放大率的凸凹透镜型的透镜，透镜L24成为在球面有正放大率的两凸透镜。

另外，从第3组60射出的光束大致上被平行化。也就是说，第3组60成为将从第1组30到第3组60的光束平行化的光束平行化光学系统。这个场合，在第1组30和第3组60之间进退的第2组740，成为无焦点光学系统。

如以下表5，表示实施例4的透镜数据等。在这个表5的上栏，“面编号”、“面类型”、“R1”、“R2”、“D”、“Nd”、“νd”意味着与实施例1相同。

【表5】

表5

非球面系数

再者，在表5的下栏，关于构成实施例4的投影光学系统的透镜L1、L7、L23，表示非球面形状。

图31是表示关于在实施例4的光学系统的像高的MTF的图表。各曲线LY1～LY5、LX1～LX5中，实线的曲线LY1～LY5表示Y(纵)方向，虚线的曲线LX1～LX5表示X(横)方向的MTF。图31，以40line/mm(意味着从1mm中可以看见40条黑白的线)为基准。图表内的曲线LY1、LX1是投影光学系统的中心光线，即像高0的MTF。曲线LY2、LX2表示对像圈半径(在这里10.5mm)40%的像高位置。以下同样，曲线LY3、LX3表示60%，曲线LY4、LX4表示80%，曲线LY5、LX5表示100%的像高位置的MTF。横轴是散焦量，表示面板的移动量。纵轴表示应答(%)。

像高关于100%的位置的MTF即曲线LY5、LX5观看时，Y方向的顶峰(MTF最高处)的位置，如区域C1所示，与面板的基准位置(散焦0mm)相比在负侧，X方向的顶峰的位置，如区域C2所示，也在负侧，但是这些位置关于横轴方向离开。在这里，这样，将X方向和Y方向的峰值的散焦位置(成像点)偏离称为像散像差，将以那个量即图中的箭形符号AR1表示的宽度称为像散隔差量。通过减少这个量，降低像差。

另外，将顶峰的值的偏离称为像面弯曲。通过缩短这个差，也可降低像差。用图说明，例如关于X方向，以作为最大像高位置的曲线LX5的区域C2、和表示作为0像高位置的曲线LX1的顶峰的位置的区域C3的差，即图中的箭形符号AR2表示的宽度成为像面弯曲量。关于像面弯曲量，在这里仅显示X方向，但是在Y方向也发生像面弯曲。可是，一般地，与Y方向的像面弯曲的偏差相比X方向的偏差的量很大，容易成为问题。

图32及图33是表示关于比较例的光学系统的图。在这里，作为实施例4的比较例，表示没有透镜L21的投影光学系统920的例子。再者，如以下表6，表示本实施例的透镜数据等。在这个表6，“面编号”、“面类型”、“R1”、“R2”、“D”、“Nd”、“νd”意味着与实施例1相同。

【表6】

表6

非球面系数

表6的透镜数据，表示F号码∶Fy=3.5，Fx=2.6情况，但是作为变形光学系统的第2组，仅通过仅在如透镜L17～20那样的Y方向具有曲率的柱面透镜构成的场合，难以抑制某种程度以上的、像面弯曲，和像散像差。

图34是表示在本比较例的光学系统的像高的MTF的图表。与如图31所示的实施例4的图表相比，可知晓在本实施方式中像差被降低。再者，在图31，以实线表示的箭形符号AR1、AR2，分别表示在实施例4的的像散隔差量及像面弯曲量，以虚线表示的箭形符号AR1、AR2，分别表示如图34表示的比较例的像散隔差量及像面弯曲量。与比较例相比，可知晓实施例4中，区域C2和区域C3的差小，即以箭形符号AR2表示的像面弯曲量变少。也就是说，与比较例的场合相比，可知晓，实施例4降低关于像面弯曲的像差。再者，可知晓，关于区域C1和区域C2的差，即以箭形符号AR1表示的像散隔差量，看不到在实施例4和比较例的大量差。

如以上所述，上述实施例4的场合，可降低关于像面弯曲的像差。

【实施例5】

图35是表示在第7实施方式的投影光学系统720以外的具体的实施例5的光学系统的像高的MTF的图表。在这里，实施例5中，在如实施例4的图29及图30表示的投影光学系统720，将仅作为光学要素742a不进行压缩变换的X方向有曲率的单独的柱面透镜的透镜L21的曲面作为非球面。

在以下的表7，表示实施例5的透镜数据等。在这个表7的上栏，“面编号”、“面类型”、“R1”、“R2”、“D”、“Nd”、“νd”意味着与实施例1相同。

【表7】

表7

非球面系数

再者，在表7的下栏，关于构成实施例4的投影光学系统的透镜L1、L7、L23，表示非球面形状。

另外，关于透镜L21的曲面即非球面的数据，如以下的表8所示的那样。

【表8】

表8

在图35，以实线表示的箭形符号AR1、AR2，分别表示在实施例5的像散隔差量及像面弯曲量，以虚线表示的箭形符号AR1、AR2，作为比较例，分别表示在实施例5的没将透镜L21非球面化的场合的像散隔差量及像面弯曲量。比较两者可知晓，实施例5中，区域C1和区域C2的差，即以箭形符号AR1表示的像散隔差量变少，并且，区域C2和区域C3的差小，即以箭形符号AR2表示的像面弯曲量也变少。也就是说，与没非球面化的场合相比，可知晓，非球面化的实施例5降低关于像面弯曲的像差及像散像差的双方。

另外，在第2组740，多个柱面透镜组，可以在至少一部分包括非球面透镜。这个场合，纵方向的光学性能变得更高，所以一边在横方向使其高的量平衡一边优化，所以结果，可使整体的性能更加提高。

以上的实施方式中，说明关于纵方向(Y方向)压缩的变换的场合，但是即使在横方向伸展的场合等，也可同样地适用使上述的可动光学要素移动的结构。这个场合，关于伸展的横的X方向多个柱面透镜组有曲率，关于不伸展的Y方向作为单独的透镜的光学要素742a有曲率。

〔第8实施方式〕

以下，说明第8实施方式涉及的投影光学系统等。再者，本实施方式是第7实施方式的投影光学系统等的变形例，没有特别说明的部分或事项与第7实施方式的场合相同。

图36(A)及36(B)分别表示本实施方式的投影光学系统820的横截面的构成和纵断面的构成。在这里，如图所示，投影光学系统820，在主体部分820a中，成为在光路上配置作为变形光学系统的第2组840而关于纵的Y方向进行压缩横纵比的变换。另外，如图所示，第2组840，提高作为调整光学要素的第1光学要素组841和第2光学要素组842构成，其中，第1光学要素组841作为整体以有正放大率的多个柱面透镜组构成，第2光学要素组842以作为整体有负放大率的透镜组构成。

本实施方式中，具有如以上的构成的第2组840中，第2光学要素组842包含关于不进行变换的X方向有曲率的光学要素842a。特别是，本实施方式中，作为光学要素842a，具有不仅在X方向而且在Y方向也有曲率的单独的环面透镜，所以可通过像面弯曲和像散隔差进行像差的修正。

【实施例6】

图37(A)及37(B)是说明第8实施方式的投影光学系统820的具体的实施例6的图。图37(A)表示纵断面的构成，图37(B)表示横截面的构成。投影光学系统820，包括透镜L1～L24，其中由透镜L1～L16构成第1组30，由透镜L17～L21构成第2组840，由透镜L22～L24构成第3组60。并且，在第2组840，由透镜L17、L18构成作为第1光学要素组841的一部分的第1部分组841a，由透镜L19构成作为第1光学要素组841的剩余的第2部分组841b，由透镜L20、L21构成第2光学要素组842作为第3部分组。第1部分组841a作为整体有负放大率，第2部分组841b有正放大率，第3部分组的第2光学要素组842作为整体有负放大率。再者，将第1部分组841a和第2部分组841b合起的透镜组的第1光学要素组841，作为整体有正放大率。

第2组840包括用于在Y方向进行压缩的仅在Y方向有曲率的多个柱面透镜组的透镜L17～L20、作为光学要素842a不仅在进行压缩变换的Y方向而且在不进行压缩变换的X方向也有曲率的单独的柱面透镜的透镜L21。也就是说，构成第2组840的透镜L17～L21中，透镜L17～L20是柱面透镜，但是，透镜L21成为在X方向及Y方向的双方有曲率的环面透镜。并且，对其他的透镜是玻璃制，透镜L21是树脂制的透镜。

第1组30包括的透镜L1～L16是绕光轴OA旋转对称的透镜。第2组840包括的透镜L1～L21中，如前文所述，首先，接合透镜L17、L18和透镜L19成为关于纵的Y方向作为整体有正放大率，关于横的X方向没有放大率的柱面透镜。另外，透镜L20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。透镜L21成为不仅关于纵的Y方向，而且关于横的X方向也有曲率的环面透镜。再者，透镜L21关于有曲率的X方向而且关于Y方向几乎没有放大率，即成为放大率大致上都为零的透镜。由此，透镜L21对由变形光学系统的第2组840向Y方向的压缩变换没有直接地影响，作为专用于像差修正的光学系统作用。另外，这个场合，通过降低起因于透镜L21的折射的温度上升，例如即使树脂制透镜L21，也能降低由温度上升的焦点距离的偏离等。第3组60包括的透镜L22、L23、L24是绕光轴OA旋转对称的透镜。其中，透镜L22是在球面有负放大率的凸凹透镜型的透镜，透镜L23是在非球面有负放大率的凸凹透镜型的透镜，透镜L24成为在球面有正放大率的两凸透镜。

在以下的表9，表示实施例6的透镜数据等。在这个表9的上栏，“面编号”、“面类型”、“R1”、“R2”、“D”、“Nd”、“νd”意味着与实施例1相同。

【表9】

表9

非球面系数

再者，在表9的下栏，关于构成实施例6的投影光学系统的透镜L1、L7、L23，表示非球面形状。

另外，关于透镜L21的曲面即非球面的数据，如以下的表10所示的那样。在这里，下列的非球面系数，对X方向的曲率半径被设定。再者，下列数据的说明，在实施例6，是Y方向为球面，X方向为非球面的实施例。

【表10】

表10

图38是表示在实施例6的光学系统的像高的MTF的图表。在图38，以实线表示的箭形符号AR1、AR2，分别表示在实施例6的像散隔差量及像面弯曲量，以虚线表示的箭形符号AR1、AR2，作为比较例，分别表示在实施例6没非球面化透镜L21的场合的像散隔差量及像面弯曲量。比较两者可知晓，实施例6中，区域C1和区域C2的差，即以箭形符号AR1表示的像散隔差量变少，并且，区域C2和区域C3的差小，即以箭形符号AR2表示的像面弯曲量也变少。也就是说，与没非球面化的场合相比，可知晓，非球面化的实施例6可大幅降低关于像面弯曲的像差及像散像差的双方。换句话说，这个场合，大幅改善最大像高部的像散隔差量、和像面弯曲。这样，通过在Y方向给予曲率，大幅改善Y方向的像差，表示其富余量大大有助于在X方向的性能改善。

【实施例7】

图39是表示在第7实施方式的投影光学系统820的另外的具体的实施例7的光学系统的像高的MTF的图表。在这里，实施例7中，在实施例6的图37(A)及37(B)表示的投影光学系统820，关于作为光学要素842a的透镜L21的曲面，关于X方向及Y方向的双方非球面化。

在以下的表11，表示实施例7的透镜数据等。在这个表11的上栏，“面编号”、“面类型”、“R1”、“R2”、“D”、“Nd”、“νd”意味着与实施例1相同。

【表11】

表11

非球面系数

再者，在表11的下栏，关于构成实施例7的投影光学系统的透镜L1、L7、L23，表示非球面形状。

另外，关于透镜L21曲面即非球面的数据，如以下的表12所示的那样。再者，下列数据的说明，在实施例7，是Y方向及X方向都是非球面的实施例。

【表12】

表12

在图39，以实线表示的箭形符号AR1、AR2，分别表示在实施例7的像散隔差量及像面弯曲量，以虚线表示的箭形符号AR1、AR2，作为比较例，分别表示在实施例7的没非球面化透镜L21的场合的像散隔差量及像面弯曲量。比较两者可知晓，实施例7中，区域C1和区域C2的差，即以箭形符号AR1表示的像散隔差量变少，并且，区域C2和区域C3的差小，即以箭形符号AR2表示的像面弯曲量也变少。也就是说，与没非球面化的场合相比，可知晓，非球面化的实施例7可更加降低关于像面弯曲的像差及像散像差的双方。换句话说，更加改善最大像高部的像散隔差量、和像面弯曲，达到没有问题的水平。

以上的实施方式中，说明关于纵方向(Y方向)压缩的变换的场合，但是即使在横方向伸展的场合等，也可同样地适用使上述的可动光学要素移动的结构。

〔其他〕

另外，在图40作为其他的一例所示的光学系统中，第3组60成为平行化光束的光束平行化光学系统。也就是说，在如图示的第2工作状态产生的第1组30和第3组60之间的空间SP，使各像高的光线对主光线大致上平行化。由此，在空间SP进退的第2组，成为焦点距离为无限的无焦点光学系统，也可仅具有变换倍率的功能，因此通过调动内部的一部分的透镜，可不受到各像差的大的影响地进行焦点距离(倍率)的微调整。也就是说，各像差的降低变得容易，如果用于投影机，可得到如上述的良好的图像。再者，在本实施方式的任一个的光学系统中，第3组60成为平行化光束的光束平行化光学系统。对此，例如图41(A)及41(B)作为比较例表示的场合，第2组40是可以进退的构成，在从第1组30到第3组60的空间SP没平行光束化，所以第2组40不成为无焦点系统。因此，这样的比较例的场合，不可实现由例如第6至第8实施方式所示的像差的修正的效果。也就是说，本发明的投影光学系统，成为像差的修正优良的构成。

这个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。

例如，上述实施方式中，通过投影光学系统20等的第2组40等，在纵方向压缩(缩小)或在横方向伸展在液晶面板18G等显示的图像，在屏幕SC上投影相对地成为横长的横纵比变换的图像，但是通过变更第2组40等的透镜构成，可投影相对地成为纵长的横纵比变换的图像。

另外，上述中，进行仅关于纵方向的压缩而引起的变换调整即仅纵方向是调整方向，或进行仅关于横方向的伸展而引起的变换调整即仅横方向是调整方向，但是也可以进行向纵方向的压缩和向横方向的伸展的双方，将纵方向及横方向的双方作为调整方向的方式。

液晶面板18G、18R、18B、418不限于透过型，还可作为反射型。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。

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，但是如图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、418，也可将微镜作为像素的数字·微镜·设备等用作光调制元件。

【符号的说明】

2…投影机，10…光源，15、21…分光镜，17B、17G、17R…场透镜，18B、18G、18G、418…液晶面板，19…交叉分色棱镜，20…投影光学系统，20a…主体部分，30…第1组，31…第1透镜部(第1透镜组)，32…第2透镜部，32a…第2透镜组，32b…第3透镜组，32c…第4透镜组，32d…第5透镜组，40、140、340…第2组，60…第3组，41、42、141、142…光学要素组，50…光学系统部分，61…缩放驱动机构，62…第1变形驱动机构，63…第2变形驱动机构，64…全系驱动机构，80…电路装置，81…图像处理部，83…透镜驱动部，88…主控制部，A0…显示区域，A2…显示区域，AR0…横纵比，AR2…横纵比，AX…中心轴，L1-L25…透镜，OA…光轴，PL…图像光，SC…屏幕

Claims (35)

1.一种投影光学系统，其特征在于，在被投影面上放大投影光调制元件的图像时，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，

上述投影光学系统，从上述被投影面侧按顺序，包括：第1组，作为放大光学系统；第2组，包含含有至少1个以上的光学系统的调整光学要素，该调整光学要素对光轴有旋转非对称的面、并且以上述光调制元件的纵方向和横方向中至少一方向为进行由压缩或伸展而引起的变换调整的调整方向，在上述调整方向和其他方向有不同的放大率；第3组，包含对光轴有旋转对称的面的修正光学要素。

2.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组在光路上可以进退；

在上述第2组从光路上避开而通过上述第1组和上述第3组放大投影时，上述光调制元件的图像的横纵比和在上述被投影面上投影的图像的横纵比一致。

3.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组可以替换为没有放大率的平板；

在代替上述第2组并在光路上配置平板时，上述光调制元件的图像的横纵比和上述被投影面上的图像的横纵比一致。

4.如权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组从具有不同的调整光学要素的多个第2组单元中选择任意1个第2组单元配置于光路上。

5.如权利要求1至权利要求4的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

通过上述光调制元件的中心的法线和上述投影光学系统的光轴以平行配置的方式构成。

6.如权利要求5所述的投影光学系统，其特征在于，

上述投影光学系统包括对通过上述光调制元件的中心的法线，平行地保持上述投影光学系统的光轴而使之移动的移位机构。

7.如权利要求1至权利要求6的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述调整光学要素的一部分或全部是柱面透镜。

8.如权利要求1至权利要求6的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述调整光学要素的一部分或全部是变形透镜。

9.如权利要求1至权利要求6的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述调整光学要素的一部分或全部具有用非球面式表示包括上述投影光学系统的光轴的断面的形状。

10.如权利要求1至权利要求6的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述调整光学要素的一部分或全部是自由曲面透镜。

11.如权利要求1至权利要求10的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组包括作为上述调整光学要素的至少一部分的1个以上的旋转非对称透镜，并且，包括1个以上的旋转对称透镜。

12.如权利要求1至权利要求11的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组，作为上述调整光学要素，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光学要素组、有负放大率的第2光学要素组。

13.如权利要求1至权利要求11的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组，作为上述调整光学要素，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光学要素组、有正放大率的第2光学要素组。

14.如权利要求12及权利要求13的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第1光学要素组和上述第2光学要素组的间隔是可变的，按照该间隔在被投影面投影的图像的横纵比变化。

15.如权利要求1至权利要求14的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

在上述光调制元件侧大致上成为远心性。

16.如权利要求15所述的投影光学系统，其特征在于，

在上述第3组的上述光调制元件侧，配置光合成用的棱镜。

17.如权利要求1至权利要求16的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第3组中，上述修正光学要素包括2个以上的透镜。

18.如权利要求1至权利要求17的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第3组，在上述修正光学要素的至少一部分，包括有正放大率的透镜。

19.如权利要求1至权利要求18的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第3组，在上述修正光学要素的至少一部分，包括非球面透镜。

20.如权利要求1至权利要求19的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组，在上述调整光学要素的至少一部分，包括关于光轴方向可以移动的可动光学要素。

21.如权利要求20所述的投影光学系统，其特征在于，

上述可动光学要素与上述第1组的缩放工作联动，关于光轴方向移动。

22.如权利要求21所述的投影光学系统，其特征在于，

还包括：电气地进行对上述第1组的缩放工作的上述可动光学要素的联动的电驱动机构。

23.如权利要求20至权利要求22的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组，关于上述光调制元件的纵方向和横方向中进行由压缩或伸展而引起的变换调整的调整方向，从上述被投影面侧按顺序，包括有负放大率的第1部分组、有正放大率并且包含上述可动光学要素的第2部分组、有负放大率的第3部分组。

24.如权利要求23所述的投影光学系统，其特征在于，

在上述第2组中，将上述第1部分组和上述第2部分组合起的透镜组有正放大率。

25.如权利要求20至权利要求24的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述可动光学要素是柱面透镜。

26.如权利要求1至权利要求25的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组，在上述调整光学要素的至少一部分，包括仅在上述光调制元件的纵方向和横方向中进行由压缩或伸展而引起的变换调整的调整方向有曲率的多个柱面透镜组、在纵方向和横方向中不进行变换调整的非调整方向和上述调整方向中至少在上述非调整方向有曲率的单独的透镜。

27.如权利要求26所述的投影光学系统，其特征在于，

在上述第2组中，上述单独的透镜是仅在上述非调整方向有曲率的柱面透镜。

28.如权利要求26所述的投影光学系统，其特征在于，

在上述第2组中，上述单独的透镜是在上述调整方向和上述非调整方向的双方有曲率的变形透镜。

29.如权利要求26至权利要求28的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

在上述第2组中，上述单独的透镜是非球面透镜。

30.如权利要求26至权利要求29的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

在上述第2组中，上述单独的透镜是树脂制透镜。

31.如权利要求26至权利要求30的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

在上述第2组中，上述单独的透镜的放大率大致是零。

32.如权利要求26至权利要求31的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第2组，关于上述调整方向，从上述被投影面侧按顺序，包括：有负放大率并且构成上述多个柱面透镜组的一部分的第1部分组、有正放大率并且构成除了上述多个柱面透镜组以外的一部分的第2部分组、有负放大率并且包括上述单独的透镜的第3部分组。

33.如权利要求32所述的投影光学系统，其特征在于，

在上述第2组中，将上述第1部分组和上述第2部分组合起的透镜组，关于上述调整方向，有正放大率。

34.如权利要求1至权利要求33的任一项所述的投影光学系统，其特征在于，

上述第3组是平行化光束的光束平行化光学系统。

35.一种投影机，其特征在于，包括：

权利要求1至34的任意一项所述的投影光学系统；

上述光调制元件。

Images