(57)【要約】      （修正有）【課題】小型の投射光学装置を提供する。【解決手段】複数のレンズが第１光軸ＡＸ１上に配置され、縮小側共役面から射出された光が入射する第１レンズ群６１と、第１レンズ群６１から射出された光を反射させて光路を折り曲げる第１反射素子７１と、複数のレンズが第２光軸ＡＸ２上に配置され、第１反射素子７１から射出された光が入射する第２レンズ群６２と、第２レンズ群６２から射出された光を反射させて光路を折り曲げる第２反射素子７２と、複数のレンズが第３光軸ＡＸ３上に配置され、第２反射素子７２から射出された光を透過させて拡大側共役面に向けて射出させる第３レンズ群６３と、を備え、第１光軸ＡＸ１と第２光軸ＡＸ２とがなす角度をα（°）としたとき、α≠９０°である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縮小側共役面上の表示画像を拡大側共役面上に投射して投射画像を生成する投射光学装置であって、
複数のレンズが第１光軸上に配置され、前記縮小側共役面から射出された光が入射する第１レンズ群と、
前記第１レンズ群から射出された光を反射させて光路を折り曲げる第１反射素子と、
複数のレンズが第２光軸上に配置され、前記第１反射素子から射出された光が入射する第２レンズ群と、
前記第２レンズ群から射出された光を反射させて光路を折り曲げる第２反射素子と、
複数のレンズが第３光軸上に配置され、前記第２反射素子から射出された光を透過させて前記拡大側共役面に向けて射出させる第３レンズ群と、
を備え、
前記第１光軸と前記第２光軸とがなす角度をα（°）としたとき、α≠９０°である、投射光学装置。
【請求項２】
前記第２光軸と前記第３光軸とがなす角度をβ（°）としたとき、β＝１８０°−αであり、
前記投射画像の向きは、前記表示画像の向きに対して１８０°反転している、請求項１に記載の投射光学装置。
【請求項３】
９５°≦α≦１１０°である、請求項１または請求項２に記載の投射光学装置。
【請求項４】
前記第３レンズ群を構成する複数のレンズのうち、前記拡大側共役面に最も近い位置にある拡大側レンズは、前記第３光軸に対して非対称な形状を有し、
前記拡大側レンズのうち、前記第３光軸に対して前記第１レンズ群に近い側に位置する第１部分は、前記第３光軸に対して前記第１レンズ群から遠い側に位置する第２部分の一部が欠落した形状を有する、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の投射光学装置。
【請求項５】
前記縮小側共役面と共役な位置に前記表示画像の中間像を形成し、前記中間像を前記拡大側共役面に投射する、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の投射光学装置。
【請求項６】
光を射出する光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を被投射面上に投射する、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の投射光学装置と、を備えた、プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射光学装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターの分野において、表示品質の向上、設置環境の自由度の向上等を目的として、多数のレンズを有する大型の投射レンズユニットが用いられている。特に短焦点対応の投射レンズユニットにおいては、拡大側光学系の光路長の確保、レンズ径の増大等の要因により、投射レンズユニットの全長が長くなり、重量が増大する傾向がある。これにより、プロジェクターの占有スペースが増大する、投射レンズユニットを安定して支持することが難しい等の問題が生じていた。これらの問題を解決するため、ユニット内で光路を折り曲げた構成を有する屈曲型の投射レンズユニットが提供されている。
【０００３】
下記の特許文献１には、複数のレンズから構成された第１光学系と、反射面によって光路を折り曲げる第１光路折り曲げ手段と、第１レンズ群と第２光路折り曲げ手段と第２レンズ群とを含む第２光学系と、を備えた「投射用光学系」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１５６９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、第１光路折り曲げ手段および第２光路折り曲げ手段は、光路を９０°折り曲げる向きに配置される、と記載されている。ところが、特許文献１の投射用光学系をプロジェクターに適用した場合、プロジェクター本体部への投射用光学系の支持部の近傍において、構成部材の占有スペースが大きくなるという問題があった。さらに、第２光学系の光路長を長くしようとすると、第１光路折り曲げ手段と第２光路折り曲げ手段との間の距離を長くせざるを得ず、プロジェクターの全体が大型化するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の投射光学装置は、縮小側共役面上の表示画像を拡大側共役面上に投射して投射画像を生成する投射光学装置であって、複数のレンズが第１光軸上に配置され、前記縮小側共役面から射出された光が入射する第１レンズ群と、前記第１レンズ群から射出された光を反射させて光路を折り曲げる第１反射素子と、複数のレンズが第２光軸上に配置され、前記第１反射素子から射出された光が入射する第２レンズ群と、前記第２レンズ群から射出された光を反射させて光路を折り曲げる第２反射素子と、複数のレンズが第３光軸上に配置され、前記第２反射素子から射出された光を透過させて前記拡大側共役面に向けて射出させる第３レンズ群と、を備え、前記第１光軸と前記第２光軸とがなす角度をα（°）としたとき、α≠９０°である。
【０００７】
本発明の一つの態様の投射光学装置において、前記第２光軸と前記第３光軸とがなす角度をβ（°）としたとき、β＝１８０°−αであり、前記投射画像の向きは、前記表示画像の向きに対して１８０°反転していてもよい。
【０００８】
本発明の一つの態様の投射光学装置において、９５°≦α≦１１０°であってもよい。
【０００９】
本発明の一つの態様の投射光学装置において、前記第３レンズ群を構成する複数のレンズのうち、前記拡大側共役面に最も近い位置にある拡大側レンズは、前記第３光軸に対して非対称な形状を有し、前記拡大側レンズのうち、前記第３光軸に対して前記第１レンズ群に近い側に位置する第１部分は、前記第３光軸に対して前記第１レンズ群から遠い側に位置する第２部分の一部が欠落した形状を有していてもよい。
【００１０】
本発明の一つの態様の投射光学装置前記縮小側共役面と共役な位置に前記表示画像の中間像を形成し、前記中間像を前記拡大側共役面に投射してもよい。
【００１１】
本発明の一つの態様のプロジェクターは、光を射出する光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を被投射面上に投射する、本発明の一つの態様の投射光学装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】投射光学装置の斜視図である。
【図３】投射光学装置の概略構成図である。
【図４】拡大側レンズの正面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。図２は、本実施形態のプロジェクターが備える投射光学装置の斜視図である。図３は、投射光学装置の概略構成図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１４】
以下の各図において、必要に応じて、互いに直交する座標軸であるＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を付している。その場合、各図におけるＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、ＸＹ平面を水平面と略一致させ、Ｚ軸方向を鉛直方向としている。本実施形態のプロジェクターは、図３に示す向きで机上、床面上等に設置することを想定し、説明の都合上、Ｚ軸の矢印が向く正の向きを「上方」、負の向きを「下方」と称することもある。ただし、プロジェクターの上下方向を図３に示す向きと逆にし、プロジェクターを天井に設置してもよい。
【００１５】
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
本実施形態のプロジェクターは、スクリーン（被投射面）上にフルカラーの画像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクターは、赤色光、緑色光、青色光の各色光を変調する液晶ライトバルブからなる３つの光変調装置を備えている。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、本体部２と、外装筐体２ａと、投射レンズユニット６０（投射光学装置）と、を備えている。本体部２は、外装筐体２ａに収納されている。外装筐体２ａは、例えば樹脂材料からなり、複数の部材が組み合わされた構成を有する。
【００１７】
投射レンズユニット６０は、外装筐体２ａから突出して配置されている。投射レンズユニット６０は、フランジ部８３を介して本体部２に対して着脱可能に装着されている。本実施形態の投射レンズユニット６０は、超短焦点対応の投射レンズユニットであって、標準レンズユニット等と交換が可能となっている。投射レンズユニット６０を装着した状態では、プロジェクター１をスクリーンに近接した位置に設置し、画像を投射することができる。ただし、投射レンズユニット６０は、必ずしも本体部２に対して着脱可能に構成されていなくてもよい。投射レンズユニット６０の詳細な構成については、後述する。
【００１８】
本体部２は、照明光学系としての光源装置１０と、色分離光学系２０と、リレー光学系３０と、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂと、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム５０と、を備えている。液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂは、光源装置１０から射出された光を画像情報に応じて変調する。投射レンズユニット６０は、液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂによって変調された光を被投射面上に投射する。
【００１９】
光源装置１０は、光源１１と、第１レンズアレイ１２と、第２レンズアレイ１３と、偏光変換素子１４と、重畳レンズ１５と、を備えている。第１レンズアレイ１２および第２レンズアレイ１３は、複数のマイクロレンズがＸＺ平面内にマトリクス状に配列された構成を有する。
【００２０】
本実施形態のプロジェクター１においては、光源１１として放電型光源であるランプが採用されているが、光源１１の方式は放電型光源に限定されない。光源１１として、例えば発光ダイオード、レーザーなどの固体光源が採用されてもよいし、励起光の照射によって蛍光発光が生じる蛍光体を含む波長変換素子を含む光源装置が採用されてもよい。
【００２１】
光源１１から射出された光は、第１レンズアレイ１２によって複数の部分光束に分割される。複数の部分光束は、第２レンズアレイ１３と重畳レンズ１５とによって、照明対象である３つの液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂの有効表示領域において重畳される。すなわち、第１レンズアレイ１２、第２レンズアレイ１３および重畳レンズ１５は、光源１１から射出された光によって液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを略均一な照度分布で照明するインテグレーター光学系を構成する。
【００２２】
偏光変換素子１４は、光源１１から射出された非偏光の光を、３つの液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂで利用可能な直線偏光に揃える。
【００２３】
色分離光学系２０は、第１ダイクロイックミラー２１と、第２ダイクロイックミラー２２と、反射ミラー２３と、フィールドレンズ２４と、フィールドレンズ２５と、を備えている。色分離光学系２０は、光源装置１０から射出された光を、それぞれ異なる波長域を有する３色の色光に分離する。３色の色光は、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂである。フィールドレンズ２４は、液晶ライトバルブ４０Ｒの光入射側に配置されている。フィールドレンズ２５は、液晶ライトバルブ４０Ｇの光入射側に配置されている。
【００２４】
第１ダイクロイックミラー２１は、赤色光Ｒを透過させるとともに、緑色光Ｇおよび青色光Ｂを反射させる。第１ダイクロイックミラー２１を透過した赤色光Ｒは、反射ミラー２３で反射され、フィールドレンズ２４を透過して赤色光用の液晶ライトバルブ４０Ｒを照明する。
【００２５】
フィールドレンズ２４は、反射ミラー２３で反射された光を集光して、液晶ライトバルブ４０Ｒを照明する。フィールドレンズ２５は、フィールドレンズ２４と同様に、第２ダイクロイックミラー２２で反射された光を集光して、液晶ライトバルブ４０Ｇを照明する。液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇを照明する光は、フィールドレンズ２４，２５によってそれぞれ略平行な光束となる。
【００２６】
第２ダイクロイックミラー２２は、青色光Ｂを透過させるとともに、緑色光Ｇを反射させる。第１ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光Ｇは、第２ダイクロイックミラー２２によって反射された後、フィールドレンズ２５を透過して緑色光用の液晶ライトバルブ４０Ｇを照明する。
【００２７】
第１ダイクロイックミラー２１および第２ダイクロイックミラー２２の各々は、各ダイクロイックミラーに要求される反射・透過特性に対応する誘電体多層膜を、透明ガラス板上に形成することにより作製される。
【００２８】
リレー光学系３０は、入射側レンズ３１と、第１反射ミラー３２と、リレーレンズ３３と、第２反射ミラー３４と、フィールドレンズとしての射出側レンズ３５と、を備えている。青色光Ｂは、赤色光Ｒや緑色光Ｇと比べて光路が長いため、光の損失が大きくなりやすい。そのため、リレーレンズ３３を用いることによって、光の損失を抑えている。色分離光学系２０から射出された青色光Ｂは、第１反射ミラー３２で反射されるとともに、入射側レンズ３１によってリレーレンズ３３の近傍に収束される。その後、青色光Ｂは、第２反射ミラー３４および射出側レンズ３５に向かって発散する。
【００２９】
射出側レンズ３５は、上述したフィールドレンズ２４，２５と同様な機能を有し、液晶ライトバルブ４０Ｂを照明する。液晶ライトバルブ４０Ｂを照明する光は、射出側レンズ３５によって略平行な光束となる。
【００３０】
各色光用の液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂは、入射した色光をそれぞれ対応する画像信号に応じた強度の光に変換し、変調光として射出する。液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂには、透過型の液晶パネル（図示略）が採用されている。また、液晶パネルの光入射側および光射出側には、偏光板（図示略）がそれぞれ設けられている。
【００３１】
なお、光変調装置としての液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂは、透過型の液晶パネルを含む構成に限定されない。光変調装置として、反射型の液晶パネルなどの反射型の光変調装置が採用されてもよい。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源１１から射出された光を変調するデジタルマイクロミラーデバイスなどが採用されてもよい。さらに、複数の色光毎にそれぞれ光変調装置を備える構成に限定されず、１つの光変調装置によって複数の色光を時分割して変調する構成が採用されてもよい。
【００３２】
クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂから射出された各色の変調光を合成する。クロスダイクロイックプリズム５０は、赤色光Ｒを反射して青色光Ｂおよび緑色光Ｇを透過する赤色光反射ダイクロイックミラー５１Ｒと、青色光Ｂを反射して赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを透過する青色光反射ダイクロイックミラー５１Ｂと、を有する。赤色光反射ダイクロイックミラー５１Ｒは、赤色光Ｒを反射して緑色光Ｇを透過する誘電体多層膜で構成されている。青色光反射ダイクロイックミラー５１Ｂは、青色光Ｂを反射して緑色光Ｇを透過する誘電体多層膜で構成されている。以下、赤色光反射ダイクロイックミラー５１Ｒおよび青色光反射ダイクロイックミラー５１Ｂを、単にダイクロイックミラー５１Ｒ，５１Ｂと称することもある。
【００３３】
赤色光Ｒを反射して緑色光Ｇを透過する誘電体多層膜と、青色光Ｂを反射して緑色光Ｇを透過する誘電体多層膜とは、Ｚ軸方向から見た平面視において、略Ｘ字状に配置されている。赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂの３色の変調光は、ダイクロイックミラー５１Ｒ，５１Ｂによって合成され、カラー画像を表示する合成光が生成される。クロスダイクロイックプリズム５０によって生成された合成光は、投射レンズユニット６０に向かって射出される。
【００３４】
本体部２から射出された合成光は、画像光として、投射レンズユニット６０を介して、図示しないスクリーンなどの被投射面上に投射される。
【００３５】
以下、投射レンズユニット６０について説明する。
投射レンズユニット６０は、縮小側共役面上の表示画像を拡大側共役面上に投射して投射画像を生成する。本実施形態の場合、縮小側共役面は、液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂにおける各液晶パネルの表示面に対応する。また、拡大側共役面は、スクリーン等の被投射面に対応する。投射レンズユニット６０は、縮小側共役面と共役な位置に表示画像の中間像を形成し、中間像を拡大側共役面に投射する。
【００３６】
図２および図３に示すように、投射レンズユニット６０は、第１レンズ群６１と、第１ミラー７１（第１反射素子）と、第２レンズ群６２と、第２ミラー７２（第２反射素子）と、第３レンズ群６３と、レンズユニット筐体８１と、フランジ部８３と、を備えている。第１レンズ群６１および第２レンズ群６２は、縮小側光学系として機能する。第３レンズ群６３は、拡大側光学系として機能する。
【００３７】
レンズユニット筐体８１は、第１屈曲部８１ｅおよび第２屈曲部８１ｆを有している。これにより、投射レンズユニット６０の内部で画像光の光路が２回折り曲げられるため、投射レンズユニット６０は、本体部２から光が射出された向きと逆向きに画像光を射出する。
【００３８】
第１レンズ群６１は、複数のレンズ６１１〜６１７が第１光軸ＡＸ１上に配置され、縮小側共役面から射出された光が入射する。本実施形態の場合、第１レンズ群６１は、レンズ６１１〜６１７の７枚のレンズを有している。レンズ６１１〜６１７は、レンズ６１１〜６１７の各々の光軸が全て第１光軸ＡＸ１上に位置するように、配置されている。レンズ６１１〜６１７には、凸レンズ、凹レンズ等の種々の形状のレンズが含まれている。レンズ６１１〜６１７の枚数、形状、寸法および配置は、特に限定されない。
【００３９】
第１ミラー７１は、第１レンズ群６１から射出された画像光を反射させて光路を折り曲げる。
【００４０】
第２レンズ群６２は、複数のレンズ６２１〜６２４が第２光軸ＡＸ２上に配置され、第１ミラー７１から射出された画像光が入射する。本実施形態の場合、第２レンズ群６２は、レンズ６２１〜６２４の４枚のレンズを有している。レンズ６２１〜６２４は、レンズ６２１〜６２４の各々の光軸が全て第２光軸ＡＸ２上に位置するように、配置されている。レンズ６２１〜６２４には、凸レンズ、凹レンズ等の種々の形状のレンズが含まれている。レンズ６２１〜６２４の枚数、形状、寸法および配置は、特に限定されない。
【００４１】
第２ミラー７２は、第２レンズ群６２から射出された画像光を反射させて光路を折り曲げる。
【００４２】
第３レンズ群６３は、複数のレンズ６３１〜６４１が第３光軸ＡＸ３上に配置され、第２ミラー７２から射出された画像光を透過させて拡大側共役面に向けて射出させる。本実施形態の場合、第３レンズ群６３は、レンズ６３１〜６４１の１１枚のレンズを有している。レンズ６３１〜６４１は、レンズ６３１〜６４１の各々の光軸が全て第３光軸ＡＸ３上に位置するように、配置されている。レンズ６３１〜６４１には、凸レンズ、凹レンズ等の種々の形状のレンズが含まれている。レンズ６３１〜６４１の枚数、形状、寸法および配置は、特に限定されない。
【００４３】
第１レンズ群６１の第１光軸ＡＸ１と第２レンズ群６２の第２光軸ＡＸ２とは、直角以外の角度で交差している。すなわち、第１光軸ＡＸ１と第２光軸ＡＸ２とがなす角度をα（°）としたとき、α≠９０°である。本実施形態の場合、αは鈍角であり、例えばα＝９５°である。この場合、第１ミラー７１は、第１レンズ群６１から射出された画像光の第１ミラー７１に対する入射角が４７．５°となる角度に設置されている。
【００４４】
また、第２レンズ群６２の第２光軸ＡＸ２と第３レンズ群６３の第３光軸ＡＸ３とは、直角以外の角度で交差している。すなわち、第２光軸ＡＸ２と第３光軸ＡＸ３とがなす角度をβ（°）としたとき、β≠９０°である。また、第１光軸ＡＸ１と第３光軸ＡＸ３とは、ともにＹ軸に平行であり、互いに平行である。すなわち、β＝１８０°−αである。本実施形態の場合、βは鋭角であり、例えばβ＝８５°である。この場合、第２ミラー７２は、第２レンズ群６２から射出された画像光の第２ミラー７２に対する入射角が４２．５°となる角度に設置されている。
【００４５】
図３では、液晶ライトバルブ４０上の表示画像のうち、第１光軸ＡＸ１上に位置する表示画像の上端ＰＴから射出する画像光の光路、すなわち２点鎖線で示す光路と、表示画像の下端ＰＢから射出する画像光の光路、すなわち破線で示す光路と、を示している。図３に示すように、表示画像の上端ＰＴから射出する画像光は、スクリーンの下部に入射し、投射画像の下端を構成する。これとは逆に、表示画像の下端ＰＢから射出する光は、スクリーンの上部に入射し、投射画像の上端を構成する。このようにして、投射画像の向きは、表示画像の向きに対して１８０°反転する。
【００４６】
以下、第３レンズ群６３を構成する複数のレンズ６３１〜６４１のうち、拡大側共役面に最も近い位置にあるレンズ６４１を、拡大側レンズ６４１と称する。
図４は、拡大側レンズ６４１の正面図および断面図であり、図４の左側が正面図であり、図４の右側が左側の正面図のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００４７】
図４に示すように、拡大側レンズ６４１は、第３光軸ＡＸ３に対して非対称な形状を有している。ここで、拡大側レンズ６４１のうち、第３光軸ＡＸ３に対して下方、すなわち第１レンズ群６１に近い側に位置する部分を第１部分６４１ａとし、第３光軸ＡＸ３に対して上方、すなわち第１レンズ群６１から遠い側に位置する部分を第２部分６４１ｂとする。第３光軸ＡＸ３に沿う方向から拡大側レンズ６４１を見たとき、第２部分６４１ｂの形状は中心角が１８０°の扇形であり、第１部分６４１ａの形状は中心角が１８０°の扇形の下部を切り落とした形状である。このように、第１部分６４１ａは、第２部分６４１ｂの一部が欠落した形状を有している。
【００４８】
レンズユニット筐体８１は、第１屈曲部８１ｅおよび第２屈曲部８１ｆからなる２つの屈曲部を有する筒状の部材で構成されている。レンズユニット筐体８１は、第１レンズ群６１、第１ミラー７１、第２レンズ群６２、第２ミラー７２、および第３レンズ群６３を収容する。レンズユニット筐体８１のうち、第１レンズ群６１が収容される部分を第１筒部８１ａと称し、第２レンズ群６２が収容される部分を第２筒部８１ｂと称し、第３レンズ群６３が収容される部分を第３筒部８１ｃと称する。図示は省略するが、レンズユニット筐体８１の内部には、第１レンズ群６１、第２レンズ群６２および第３レンズ群６３を構成する個々のレンズ、第１ミラー７１および第２ミラー７２を支持するための支持部が設けられている。レンズユニット筐体８１の構成材料、形状、寸法等については、特に限定されない。
【００４９】
図１に示すように、フランジ部８３は、レンズユニット筐体８１と本体部２との間に介在し、投射レンズユニット６０を本体部２に固定する。フランジ部８３は、ねじ等の固定手段によって本体部２の外装筐体２ａに取り付けられている。したがって、投射レンズユニット６０が本体部２に装着された状態において、本体部２と投射レンズユニット６０とが位置決めされる。なお、本体部２と投射レンズユニット６０との相対的な位置関係は、位置調整機構によって調整が可能とされていてもよい。
【００５０】
第１光軸と第２光軸とが直角に交差する従来の投射レンズユニットを用いた場合、レンズユニット筐体と外装筐体とが物理的に干渉する等の理由によって、フランジ部から第１ミラーまでの距離を比較的長く取る必要があり、フランジ部周辺の小型化を図ることが難しいという問題があった。
【００５１】
この問題に対して、本実施形態の投射レンズユニット６０においては、第１光軸ＡＸ１と第２光軸ＡＸ２とがなす角度αが鈍角であるため、従来の投射レンズユニットに比べて、第２筒部８１ｂの第２屈曲部８１ｆ側の端部が外装筐体２ａから離れる方向に位置し、レンズユニット筐体８１と外装筐体２ａとが物理的に干渉しにくくなる。そのため、本実施形態の投射レンズユニット６０によれば、従来の投射レンズユニットに比べて、第１ミラー７１の位置、すなわち、第１屈曲部８１ｅの位置を本体部２に近付けることができ、第１筒部８１ａの長さを短くできるため、フランジ部８３の周辺の小型化、省スペース化を図ることができる。
【００５２】
また、レンズ６１１から第１ミラー７１までの距離が短くなっても、所定の光学性能を確保するためには、第１ミラー７１から第２ミラー７２までの間に配置される第２レンズ群６２の光路長を長くする必要がある。ところが、従来の投射レンズユニットにおいて、第２レンズ群の光路長を長くすると、第１光軸ＡＸ１と第３光軸ＡＸ３との間隔が広くなり、プロジェクターの全高が高くなるという問題があった。
【００５３】
この問題に対して、本実施形態の投射レンズユニット６０においては、第１光軸ＡＸ１と第２光軸ＡＸ２とがなす角度αが鈍角であるため、第２光軸ＡＸ２が第１光軸ＡＸ１に垂直な方向に対して傾く分、第１光軸ＡＸ１と第３光軸ＡＸ３との間隔を広げることなく、第２レンズ群６２の光路長を長くすることができる。したがって、本実施形態の投射レンズユニット６０によれば、プロジェクター１の全高を高くすることなく、所望の光学性能を維持することができる。
【００５４】
第１光軸ＡＸ１と第２光軸ＡＸ２とがなす角度αは、９５°≦α≦１１０°の範囲にあることが望ましい。その理由は、角度αが９５°未満であると、フランジ部８３の周辺の小型化の効果がほとんど得られず、角度αが１１０°を超えると、投射レンズユニット６０の重心が本体部２から離れすぎ、フランジ部８３への負荷が大きくなるとともに、プロジェクター１の全長が長くなるからである。
【００５５】
本実施形態の投射レンズユニット６０においては、図３に示すように、拡大側レンズ６４１から斜め上方には大きな射出角で画像光を射出しても問題ないが、仮に拡大側レンズ６４１から斜め下方に大きな射出角で光を射出したとすると、外装筐体２ａによって画像光がけられ、正確な投射画像が得られない。そのため、投射画像の下端側の画像光を略第３光軸ＡＸ３に沿って射出させるために、画像光を拡大側レンズ６４１の上部側に入射させる構成を採用している。このような状況において、本実施形態では、拡大側レンズ６４１の第１部分６４１ａが第２部分６４１ｂの一部を欠落させた形状を有しているため、投射レンズユニット６０の小型化が図れ、プロジェクター１の全高が高くなることが抑えられる。
【００５６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態においては、第１光軸ＡＸ１と第２光軸ＡＸ２とがなす角度αを鈍角とし、第２光軸ＡＸ２と第３光軸ＡＸ３とがなす角度βを鋭角とし、α＋β＝１８０°としたが、この例とは逆に、角度αを鋭角とし、角度βを鈍角とし、α＋β＝１８０°としてもよい。この構成によれば、上記実施形態と同様、第２レンズ群の光路長を長くできるという効果が得られることに加え、拡大側レンズを本体部の前面側（図３の−Ｙ側）により近い位置に配置することができる。
【００５７】
または、上記実施形態に代えて、角度αをα≠９０°とし、角度βをβ＝９０°として、α＋β≠１８０°としてもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００５８】
また、上記実施形態では、第１反射素子および第２反射素子としてミラーを用いたが、ミラーに代えて例えばプリズムを用いてもよい。ただし、光損失が少ない、投射レンズユニットの軽量化が図れる等の観点から、第１反射素子および第２反射素子としてミラーを用いることが望ましい。
【００５９】
その他、投射レンズユニットおよびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。投射レンズユニットは、例えばレンズシフト機能等の他の機能を有していてもよい。また、上記実施形態では、本発明による投射レンズユニットを、液晶ライトバルブを用いたプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限定されない。例えば、本発明による投射レンズユニットを、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに搭載してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…プロジェクター、１０…光源装置、４０，４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、６０…投射レンズユニット（投射光学装置）、６１…第１レンズ群、６２…第２レンズ群、６３…第３レンズ群、７１…第１ミラー（第１反射素子）、７２…第２ミラー（第２反射素子）、６１１〜６１７，６２１〜６２４，６３１〜６４０…レンズ、６４１…レンズ（拡大側レンズ）、６４１ａ…第１部分、６４１ｂ…第２部分、ＡＸ１…第１光軸、ＡＸ２…第２光軸、ＡＸ３…第３光軸、α…第１光軸と第２光軸とがなす角度、β…第２光軸と第３光軸とがなす角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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