(57)【要約】  本画像表示装置は、光源と画像生成部と投射光学系とを具備する。画像生成部は、画像光を生成する。投射光学系は、第１のレンズ系と第１の反射光学系と第２のレンズ系と第２の反射光学系とを有する。第１のレンズ系は、画像光を屈折させる。第１の反射光学系は、屈折された画像光を折り返して反射する２以上の反射面を有する。第２のレンズ系は、第１の反射光学系により反射された画像光を屈折させる。第２の反射光学系は、第２のレンズ系により屈折された画像光を被投射物に向けて反射する。第１の反射光学系は、２以上の反射面のうちの１つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含む。その主面は、光学部品の光軸に対して反射面とは回転非対称な形状からなり光軸を含む領域に、画像光を透過させる透過面が構成される。
2020116141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射される光を変調して画像光を生成する画像生成部と、
全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる第１のレンズ系と、
前記第１のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する２以上の反射面を有する第１の反射光学系と、
全体で正の屈折力を有し、前記第１の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる第２のレンズ系と、
前記第２のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する第２の反射光学系と
を有する投射光学系と
を具備し、
前記第１の反射光学系は、前記２以上の反射面のうちの１つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含み、
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される
画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面は、有効反射領域を含み、
前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に対して前記有効反射領域とは回転非対称な形状からなる領域に設定される有効透過領域を含む
画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記有効透過領域は、前記光軸を含む
画像表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記有効反射領域及び前記有効透過領域は、前記有効反射領域と前記有効透過領域との最短距離をＬｍｉｎとすると、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界からＬｍｉｎ／２以上の距離離れた位置にそれぞれ設定される
画像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像表示装置であって、
前記有効反射領域と前記有効透過領域との距離が最も短い部分を結ぶ直線上の中間に、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界が位置する
画像表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面及び前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に直交する所定の第１の軸に対して対称となるように、前記主面に構成される
画像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成され、
前記画像光は、前記基準軸から前記第１の軸の軸方向に沿ってオフセットされた位置から、前記基準軸に沿って出射される
画像表示装置。
【請求項８】
請求項６に記載の画像表示装置であって、さらに、
所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備し、
前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の光軸及び前記第１の軸の各々に直交する第２の軸との交差角度は、５°以内である
画像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界の端部は、前記第２の軸上に位置する
画像表示装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の画像表示装置であって、さらに、
所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備し、
前記光学部品は、中心が前記第１の軸上に位置する目印を有し、
前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の目印の中心から前記光学部品の光軸を結ぶ直線との交差角度は、５°以内である
画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記主面の前記光軸を含む第１の領域と、前記第１の領域と異なる第２の領域にそれぞれ分割されて構成される
画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品は、光透過性を有する基体部と、前記基体部に積層される透過膜と、前記透過膜に積層される反射膜とを有し、
前記透過膜の表面は、フッ素を含まない層により構成される
画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品は、前記主面とは反対側の面を有し、
前記反対側の面の前記光学部品の光軸を含む領域は、透過面として構成される
画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成される
画像表示装置。
【請求項１５】
請求項７に記載の画像表示装置であって、
前記所定の基準軸は、前記第１のレンズ系に含まれる前記画像生成部に最も近い位置に配置されるレンズの光軸を延長した軸である
画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の光軸は、前記光学部品の主面の中心に位置する
画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記第１のレンズ系として機能する
画像表示装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記第２のレンズ系として機能する
画像表示装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の光軸方向から見た前記光学部品の外形は、円形状である
画像表示装置。
【請求項２０】
光源から出射される光を変調して生成された画像光を投射する投射光学系であって、
全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる第１のレンズ系と、
前記第１のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する２以上の反射面を有する第１の反射光学系と、
全体で正の屈折力を有し、前記第１の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる第２のレンズ系と、
前記第２のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する第２の反射光学系と
を具備し、
前記第１の反射光学系は、前記２以上の反射面のうちの１つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含み、
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される
投射光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、例えばプロジェクタ等の画像表示装置、及び投射光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーン上に投射画像を表示する投射型の画像表示装置として、プロジェクタが広く知られている。最近では、投射空間が小さくても大画面を表示できる超広角のフロント投射型プロジェクタの需要が高まってきている。このプロジェクタを用いれば、スクリーンに対して斜めかつ広角に打ち込むことで、限定された空間において大画面を投射することが可能となる。【０００３】
特許文献１に記載の超広角の投射型プロジェクタでは、投射光学系に含まれる一部の光学部品を移動させることで、スクリーン上に投射される投射画像を移動させる画面シフトが可能となっている。この画面シフトを用いることで、画像位置等の微調整が容易に実行可能となっている（特許文献１の明細書段落［００２３］［００２４］等）。【０００４】
特許文献２に記載の投射型の画像表示装置では、その図３等に示されるように、投射光学系１の一部として、第１の曲面ミラー２１と、第２の曲面ミラー２２とが配置される。第２の曲面ミラー２２は、第１０レンズＬ１の縮小側の面に構成される。第１０レンズＬ１０を透過した投射光が第１の曲面ミラー２１により、第２の曲面ミラー２２に向けて反射される。第２の曲面ミラー２２は、その反射光をさらに反射してスクリーン１０に向けて出射する（特許文献１の明細書段落［００４０］［００４３］等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３６５１５５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４２５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
今後とも超広角に対応したプロジェクタは普及していくものと考えられ、装置の小型化・高性能化を実現するための技術が求められている。【０００７】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、超広角に対応可能であり、装置の小型化・高性能化を実現可能な画像表示装置、及び投射光学系を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る画像表示装置は、光源と、画像生成部と、投射光学系とを具備する。
前記画像生成部は、前記光源から出射される光を変調して画像光を生成する。
前記投射光学系は、第１のレンズ系と、第１の反射光学系と、第２のレンズ系と、第２の反射光学系とを有する。
前記第１のレンズ系は、全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる。
前記第１の反射光学系は、前記第１のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する２以上の反射面を有する。
前記第２のレンズ系は、全体で正の屈折力を有し、前記第１の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる。
前記第２の反射光学系は、前記第２のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する。
前記第１の反射光学系は、前記２以上の反射面のうちの１つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含む。
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される。【０００９】
この画像表示装置では、第１のレンズ系により屈折された画像光が、第１の反射光学系の２以上の反射面の各々により折り返して反射される。これにより投射光学系を大型化することなく、画像光の光路長を十分に確保することが可能となる。この結果、装置の小型化を実現することが可能となる。また第１の反射光学系に含まれる光学部品の主面には、反射面とは回転非対称な形状からなり光軸を含む領域に透過面が構成される。これにより投射光学系の組み立て精度を向上させることが可能となり、高性能化が実現される【００１０】
前記光学部品の反射面は、有効反射領域を含んでもよい。この場合、前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に対して前記有効反射領域とは回転非対称な形状からなる領域に設定される有効透過領域を含んでもよい。【００１１】
前記有効透過領域は、前記光軸を含んでもよい。【００１２】
前記有効反射領域及び前記有効透過領域は、前記有効反射領域と前記有効透過領域との最短距離をＬｍｉｎとすると、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界からＬｍｉｎ／２以上の距離離れた位置にそれぞれ設定されてもよい。【００１３】
前記有効反射領域と前記有効透過領域との距離が最も短い部分を結ぶ直線上の中間に、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界が位置してもよい。【００１４】
前記光学部品の反射面及び前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に直交する所定の第１の軸に対して対称となるように、前記主面に構成されてもよい。【００１５】
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成されてもよい。この場合、前記画像光は、前記基準軸から前記第１の軸の軸方向に沿ってオフセットされた位置から、前記基準軸に沿って出射されてもよい。【００１６】
前記画像表示装置は、さらに、所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備してもよい。この場合、前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の光軸及び前記第１の軸の各々に直交する第２の軸との交差角度は、５°以内であってもよい。【００１７】
前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界の端部は、前記第２の軸上に位置してもよい。【００１８】
前記画像表示装置であって、さらに、所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備してもよい。この場合、前記光学部品は、中心が前記第１の軸上に位置する目印を有してもよい。また前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の目印の中心から前記光学部品の光軸を結ぶ直線との交差角度は、５°以内であってもよい。【００１９】
前記光学部品の透過面は、前記主面の前記光軸を含む第１の領域と、前記第１の領域と異なる第２の領域にそれぞれ分割されて構成されてもよい。【００２０】
前記光学部品は、光透過性を有する基体部と、前記基体部に積層される透過膜と、前記透過膜に積層される反射膜とを有してもよい。この場合、前記透過膜の表面は、フッ素を含まない層により構成されてもよい。【００２１】
前記光学部品は、前記主面とは反対側の面を有してもよい。この場合、前記反対側の面の前記光学部品の光軸を含む領域は、透過面として構成されてもよい。【００２２】
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成されてもよい。【００２３】
前記所定の基準軸は、前記第１のレンズ系に含まれる前記画像生成部に最も近い位置に配置されるレンズの光軸を延長した軸であってもよい。【００２４】
前記光学部品の光軸は、前記光学部品の主面の中心に位置してもよい。【００２５】
前記光学部品の透過面は、前記第１のレンズ系として機能してもよい。【００２６】
前記光学部品の透過面は、前記第２のレンズ系として機能してもよい。【００２７】
前記光学部品の光軸方向から見た前記光学部品の外形は、円形状であってもよい。【００２８】
本技術の一形態に係る投射光学系は、光源から出射される光を変調して生成された画像光を投射する投射光学系であって、前記第１のレンズ系と、前記第１の反射光学系と、前記第２のレンズ系と、前記第２の反射光学系とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】超広角対応の液晶プロジェクタの他の利点を説明するための概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る投射型の画像表示装置の構成例を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。
【図４】画像投影に関するパラメータの一例を示す表である。
【図５】図４に示すパラメータを説明するための模式図である
【図６】画像表示装置のレンズデータである。
【図７】投射光学系に含まれる光学部品の非球面係数の一例を示す表である。
【図８】第１の光学部品の構成例を示す模式的な斜視図である。
【図９】第２の光学部品の構成例を示す模式的な断面図である。
【図１０】液晶パネルから出射される画素光について説明するための図である。
【図１１】第２の光学部品の主面の構成例を示す模式図である。
【図１２】第２の反射面及び透過面の形成方法の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図１３】第２の光学部品の主面の構成例を示す模式図である。
【図１４】第２の反射面と透過面との境界、有効反射領域、及び有効透過領域の位置関係について説明するための拡大図である。
【図１５】第２の光学部品の取付けについて説明するための模式図である。
【図１６】第１の光学部品の主面の構成例を示す模式図である。
【図１７】第１の光学部品の主面の構成例を示す模式図である。
【図１８】第１の光学部品の取付けについて説明するための模式図である。
【図１９】第２の実施形態に係る第２の光学部品の主面の構成例を示す模式図である。
【図２０】第３の実施形態に係る第２の光学部品の主面の構成例を示す模式図である。
【図２１】第４の実施形態に係る第２の光学部品の主面の構成例を示す模式図である。
【図２２】第５の実施形態に係る第１の光学部品の主面の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
［投射型の画像表示装置の概要］
投射型の画像表示装置の概要について、液晶プロジェクタを例に挙げて簡単に説明する。液晶プロジェクタは、光源から照射される光を空間的に変調することで、映像信号に応じた光学像（画像光）を形成する。光の変調には、画像変調素子である液晶表示素子等が用いられる。例えばＲＧＢのそれぞれに対応するパネル状の液晶表示素子（液晶パネル）を備えた、三板式の液晶プロジェクタが用いられる。
【００３２】
光学像は、投射光学系により拡大投影され、スクリーン上に表示される。ここでは投射光学系が、例えば半画角が７０°近辺となる超広角に対応しているものとして説明を行う。もちろんこの角度に限定される訳ではない。
【００３３】
超広角に対応する液晶プロジェクタでは、小さい投射空間であっても大画面を表示することが可能である。すなわち液晶プロジェクタとスクリーンとの距離が短い場合でも、拡大投影が可能である。これにより以下のような利点が発揮される。
【００３４】
液晶プロジェクタをスクリーンに近接して配置することができるので、液晶プロジェクタからの光が人間の目に直接入る可能性を十分に抑制することが可能であり、高い安全性が発揮される。
画面（スクリーン）に人間等の影が映らないため、効率的なプレゼンテーションが可能である。
設置場所の選択の自由度が高く、狭い設置空間や障害物が多い天井等にも、簡単に設置可能である。
壁に設置して使用することで、天井に設置する場合と比べてケーブルの引き回し等のメンテナンスが容易である。
例えば打ち合わせスペース、教室、及び会議室等のセッティングの自由度を増やすことが可能である。
【００３５】
図１は、超広角対応の液晶プロジェクタの他の利点を説明するための概略図である。図１に示すように、テーブル上に超広角対応の液晶プロジェクタ１を設置することで、同じテーブル上に、拡大された画像２を投影することが可能となる。このような使い方も可能であり、空間を効率的に利用することができる。
【００３６】
最近では、学校や職場等での電子黒板（Interactive White Board）等の普及に伴い、超広角対応の液晶プロジェクタの需要が高まっている。またデジタルサイネージ（電子広告）等の分野でも同様の液晶プロジェクタが使われている。なお電子黒板としては、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）といった技術を用いることも可能である。これらと比較して、超広角対応の液晶プロジェクタを用いることで、コストを抑えて大画面を提供することが可能となる。なお超広角対応の液晶プロジェクタは、短焦点プロジェクタや超短焦点プロジェクタ等とも呼ばれる。
【００３７】
＜第１の実施形態＞
［画像表示装置］
図２は、本技術の第１の実施形態に係る投射型の画像表示装置の構成例を示す概略図である。画像表示装置１００は、光源１０、照明光学系２０、及び投射光学系３０を含む。
【００３８】
光源１０は、照明光学系２０に対して光束を発するように配置される。光源１０としては、例えば高圧水銀ランプ等が使用される。その他、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ(Laser Diode)等の固体光源が用いられてもよい。
【００３９】
照明光学系２０は、光源１０から発せられた光束を、１次像面となる画像変調素子(液晶パネルＰ)の面上に均一照射するようになっている。照明光学系２０では、光源１０からの光束が、２つのフライアイレンズＦＬと、偏光変換素子ＰＳと、集光レンズＬとを順に通り、偏光のそろった均一な光束に変換される。
【００４０】
集光レンズＬを通った光束は、特定の波長帯域の光だけを反射するダイクロイック・ミラーＤＭによって、ＲＧＢの各色成分光にそれぞれ分離される。ＲＧＢの各色成分光は、全反射ミラーＭやレンズＬ等を介して、ＲＧＢの各色に対応して設けられた液晶パネルＰ（画像変調素子）に入射される。そして、各液晶パネルＰにより、映像信号に応じた光変調が行われる。光変調された各色成分光がダイクロイック・プリズムＰＰによって合成され、画像を構成する画像光が生成される。そして生成された画像光が投射光学系３０に向けて出射される。
【００４１】
照明光学系２０を構成する光学部品等は限定されず、上で述べた光学部品とは異なる光学部品が用いられてもよい。例えば画像変調素子として、透過型の液晶パネルＰに代えて、反射型の液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等が用いられてもよい。また例えば、ダイクロイック・プリズムＰＰに代えて、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、ＲＧＢ各色の映像信号を合成する色合成プリズム、又はＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム等が用いられてもよい。本実施形態において、照明光学系２０は、光源から出射される光を変調して画像光を生成する画像生成部として機能する。
【００４２】
投射光学系３０は、照明光学系２０から出射された画像光を調節し、２次像面となるスクリーン上への拡大投影を行う。すなわち、投射光学系３０により、１次像面（液晶パネルＰ）の画像情報が調節され、２次像面（スクリーン）に拡大投影される。
【００４３】
本実施形態においてスクリーンは被投射物に相当し、スクリーンの画像が投射される部分が被投射物の平面部分に相当する。その他、被投射物は限定されず、図１に示すようなテーブルや建物等の壁等、任意の被投射物への画像の表示に、本技術は適用可能である。
【００４４】
図３は、本実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。ここでは、照明光学系２０の液晶パネルＰ及びダイクロイック・プリズムＰＰが模式的に図示されている。
【００４５】
以下、ダイクロイック・プリズムＰＰから投射光学系に出射される画像光の出射方向をＺ方向とする。また１次像面（液晶パネルＰ）の横方向をＸ方向とし、縦方向をＹ方向とする。当該Ｘ及びＹ方向は、２次像面（スクリーン）に拡大投影される画像の横方向及び縦方向に対応する方向となる。
【００４６】
また便宜的に、投射光学系を側方から見ているとして、図中のＺ方向を左右方向、Ｙ方向を上下方向として説明を行う場合がある。もちろん画像光の進行方向がこの方向に限定される訳ではなく、画像表示装置１００の向きや姿勢等に応じて画像光の進行方向は定まる。
【００４７】
投射光学系３０は、第１のレンズ系Ｌ１と、第１の反射光学系Ｒ１と、第２のレンズ系Ｌ２と、第２の反射光学系Ｒ２とを含む。第１のレンズ系Ｌ１は、全体で正の屈折力を有し、照明光学系２０により生成された画像光を屈折させる。
【００４８】
本実施形態では、照明光学系２０に最も近い位置に配置されるレンズＬ１１の画像光が入射する入射面Ｆ１から、第１の反射面Ｍｒ１に最も近い位置に配置されるレンズＬ１２（以下、直近のレンズＬ１２と記載する）の画像光が出射される出射面Ｆ２までが、第１のレンズ系Ｌ１として機能する。
【００４９】
図３に示すように、第１のレンズ系Ｌ１は、Ｚ方向に延在する基準軸（以下、この基準軸を光軸Ｏと記載する）を基準として構成される。具体的には、第１のレンズ系Ｌ１は、第１のレンズ系Ｌ１に含まれる１以上の光学部品の各々の光軸が、基準軸である光軸Ｏと一致するように構成される。
【００５０】
光学部品の光軸は、典型的には、光学部品のレンズ面や反射面等の光学面の中心を通る軸である。例えば光学部品の光学面が回転対称軸を有する場合には、その回転対称軸が光軸に相当する。なお直近のレンズＬ１２のように、自身の光軸が光軸Ｏと一致するように配置された光学部品の、画像光が入射する領域である有効領域を含む一部分のみが使用される場合もあり得る。光学部品の一部分を用いることで、投射光学系３０の小型化を図ることが可能となる。
【００５１】
本実施形態では、光軸Ｏは、第１のレンズ系Ｌ１に含まれる、照明光学系２０に最も近い位置に配置されたレンズＬ１１の光軸（回転対称軸）を延長した軸である。すなわちレンズＬ１１の光軸を延長した軸上に、他の光学部品が配置される。
【００５２】
なお画像光は、光軸Ｏから垂直方向（上下方向）にオフセットされた位置から、光軸Ｏに沿って出射される。本実施形態において、光軸Ｏに沿った方向を、第１のレンズ系Ｌ１の光路進行方向ということも可能である。
【００５３】
第１の反射光学系Ｒ１は、第１のレンズ系Ｌ１により屈折された画像光を折り返して反射する２以上の反射面として、第１の反射面Ｍｒ１、及び第２の反射面Ｍｒ２を有する。本実施形態では、この２つの反射面が、第１の反射光学系Ｒ１として機能する。
【００５４】
第１の反射面Ｍｒ１は、光軸Ｏの下方側に配置され、第１のレンズ系Ｌ１により屈折された画像光を折り返して反射する。具体的には、左側から入射する画像光を、左上方に向けて折り返して反射する。
【００５５】
本実施形態では、回転対称軸が光軸Ｏに一致するように、第１の光学部品Ｒ１１が配置される。第１の光学部品Ｒ１１は、回転対称非球面Ｆ３及びＦ４を有している。第１の反射面Ｍｒ１は、第１の光学部品Ｒ１１の非球面Ｆ３内の、第１のレンズ系Ｌ１から出射される画像光が入射する領域を含むように形成される。
【００５６】
第２の反射面Ｍｒ２は、光軸Ｏの上方側に配置され、第１の反射面Ｍｒ１により反射された画像光を折り返して、第２のレンズ系Ｌ２に向けて反射する。具体的には、右下方から入射する画像光を、右側に向けて折り返して反射する。
【００５７】
本実施形態では、回転対称軸が光軸Ｏに一致するように、第２の光学部品Ｒ１２が配置される。第２の光学部品Ｒ１２は、回転対称面Ｆ５及び平面Ｆ６を有している。第２の反射面Ｍｒ２は、第２の光学部品Ｒ１２の回転対称面Ｆ５内の、第１の反射面Ｍｒ１により反射された画像光が入射する領域を含むように形成される。
【００５８】
なお図３に示すように、第２の光学部品Ｒ１２の回転対称面Ｆ５及び平面Ｆ６内には、レンズＬ１１側から出射される画像光を透過させる透過面Ｔｒ１及びＴｒ２がそれぞれ形成される。透過面Ｔｒ１及びＴｒ２は、第２の光学部品Ｒ１２の第２の反射面Ｍｒ２とは異なる領域に形成される。透過面Ｔｒ１及びＴｒ２は、第１のレンズ系Ｌ１として機能する。
【００５９】
このように、１つの光学部品により、第１のレンズ系Ｌ１として機能する光学面（透過面Ｔｒ１及びＴｒ２）と、第１の反射光学系Ｒ１として機能する光学面（第２の反射面Ｍｒ２）とが、実現されてもよい。これにより、投射光学系３０の小型化を図ることが可能となる。また回転対称軸を有する第２の光学部品Ｒ１２を用いることで、投射光学系３０の組み立て精度を向上させることが可能となる。
【００６０】
第１の光学部品Ｒ１１についても同様に、非球面Ｆ３及びＦ４内に、第２の反射面Ｍｒ２により反射された画像光を透過させる透過面Ｔｒ３及びＴｒ４がそれぞれ形成される。透過面Ｔｒ３及びＴｒ４は、第１の光学部品Ｒ１１の第１の反射面Ｍｒ１とは異なる領域に形成される。透過面Ｔｒ３及びＴｒ４は、第２のレンズ系Ｌ２として機能する。
【００６１】
このように１つの光学部品により、異なる光学系の光学面をそれぞれ実現することで、投射光学系３０の小型化を図ることが可能となる。また投射光学系３０の組み立て精度を向上させることが可能となる。
【００６２】
第２のレンズ系Ｌ２は、全体で正の屈折率を有し、第１の反射光学系Ｒ１により反射された画像光、すなわち第２の反射面Ｍｒ２により反射された画像光を屈折させる。本実施形態では、第１の光学部品Ｒ１１に形成された透過面Ｔｒ３から第２の反射光学系Ｒ２に最も近い位置に配置されるレンズＬ２１の画像光が出射される出射面Ｆ７までが、第２のレンズ系Ｌ２として機能する。
【００６３】
第２のレンズ系Ｌ２は、光軸Ｏを基準として構成される。具体的には、第２のレンズ系Ｌ２は、第２のレンズ系Ｌ２に含まれる１以上の光学部品の各々の光軸が、基準軸である光軸Ｏと一致するように構成される。
【００６４】
第２の反射光学系Ｒ２は、凹面反射面Ｍｒ３を有する。本実施形態では、この凹面反射面Ｍｒ３が、第２の反射光学系Ｒ２として機能する。
【００６５】
凹面反射面Ｍｒ３は、第２のレンズ系Ｌ２により屈折された画像光をスクリーンに向けて反射する。凹面反射面Ｍｒ３は、回転対称軸が光軸Ｏに一致するように構成された回転対称非球面であり、画像光が入射する領域である有効領域を含む一部分のみで構成されている。すなわち回転対称非球面の全体を配置するのではなく、回転対称非球面の必要な部分のみが配置されている。これにより装置の小型化を実現することが可能となる。
【００６６】
図３に示すように、本実施形態では、共通の光軸Ｏ上に、第１のレンズ系Ｌ１、第１の反射光学系Ｒ１、第２のレンズ系Ｌ２、及び第２の反射光学系Ｒ２が構成される。すなわち照明光学系２０に最も近い位置に配置されるレンズＬ１１の光軸（回転対称軸）を延長した軸が、各々の光軸（回転対称軸）と一致するように、第１のレンズ系Ｌ１、第１及び第２の反射面Ｍｒ１及びＭｒ２、第２のレンズ系Ｌ２、及び凹面反射面Ｍｒ３が構成される。これによりＹ方向におけるサイズを小さくすることが可能となり、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００６７】
このように投射光学系３０全体が、光軸Ｏを基準として構成されてもよい。すなわち投射光学系３０に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、基準軸である光軸Ｏと一致するように構成されてもよい。もちろんこれに限定されず、光軸が光軸Ｏからオフセットされた光学部品が、投射光学系３０に含まれてもよい。
【００６８】
図３を参照して、画像光の光路について説明する。図３では、ダイクロイック・プリズムＰＰから投射光学系３０に出射される画像光のうち、３つの画素光Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の光路が図示されている。
【００６９】
後に、図５を参照して説明するが、画素光Ｃ１は、液晶パネルＰの中央の画素から出射される画素光に相当する。以下、画素光Ｃ１を、主光線Ｃ１として説明を行う場合がある。画素光Ｃ２は、液晶パネルＰの中央の最も光軸Ｏに近い画素から出射される画素光に相当する。画素光Ｃ３は、液晶パネルＰの中央の最も光軸Ｏから遠い画素から出射される画素光に相当する。
【００７０】
すなわち本実施形態では、画素光Ｃ２は、液晶パネルＰの光軸Ｏに最も近い画素から出射される画素光に相当する。また画素光Ｃ３は、光軸Ｏに最も近い画素から液晶パネルＰの中央の画素を結ぶ直線上に位置し光軸Ｏから最も遠い画素から出射される画素光に相当する。
【００７１】
光軸Ｏから上方にオフセットした位置から、光軸Ｏに沿って投射光学系３０に出射された画像光は、第１のレンズ系Ｌ１内で光軸Ｏと交差して、下方側へ進む。そして第１のレンズ系Ｌ１から出射された画像光は、第１の反射面Ｍｒ１により左上方に折り返され、再び光軸Ｏと交差する。
【００７２】
左上方に折り返された画像光は、第２の反射面Ｍｒ２により折り返され、第２のレンズ系Ｌ２に向けて反射される。そして画像光は、再び光軸Ｏと交差して右下方へ進む。右下方へ進む画像光は、凹面反射面Ｍｒ３により反射され、再び光軸Ｏと交差して、スクリーンに向けて進む。
【００７３】
このように本実施形態では、主光線Ｃ１が光軸Ｏと４回交差するように、画像光の光路が構成される。これにより、凹面反射面Ｍｒ３までの画像光の光路を、光軸Ｏの近傍で構成することが可能となる。この結果、Ｙ方向における投射光学系３０のサイズを小さくすることが可能となり、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００７４】
また第１及び第２の反射面Ｍｒ１及びＭｒ２の各々により、画像光が折り返して反射される。これにより画像光の光路長を十分に確保することが可能となる。この結果、Ｘ方向における装置のサイズを小さくすることが可能となり、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００７５】
また本実施形態に係る投射光学系３０では、照明光学系２０に含まれるダイクロイック・プリズムＰＰから凹面反射面Ｍｒ３までの間に、複数の中間像（図示は省略）が結像される。中間像とは、画像光より構成される画像の中間像である。これにより超広角で画像光を投射することが可能である。例えばプロジェクタとスクリーンとの距離が短い場合でも大画面を表示することが可能である。
【００７６】
凹面反射面Ｍｒ３により、平面状のスクリーンに高精度の画像を結像させるためには、照明光学系２０により生成された画像を光学的に適正に補正して、凹面反射面Ｍｒ３に導くことが重要となる。本実施形態では、第１及び第２の反射面Ｍｒ１及びＭｒ２により、画像光の光路長を十分に確保することが可能であるので、画像の光学的な補正を精度よく行うことが可能である。すなわち適正な中間像を生成することが可能となり、高精度の画像を容易にスクリーンに結像させることが可能である。
【００７７】
また光路長が十分に確保されるので、適正な中間像を生成するために必要な光学的な負荷を抑えることが可能となり、投射光学系３０に含まれる各光学部品の光学的なパワーを抑えることが可能である。この結果、各光学部品の小型化を図ることが可能となり、装置全体の小型化を実現することが可能となる。
【００７８】
また投射光学系３０内にて複数の中間像が結像されるので、最適な中間像を精度よく生成することが可能となる。この結果、凹面反射面Ｍｒ３により精度の高い画像をスクリーンに表示させることが可能となる。このように本実施形態に係る投射光学系３０を用いることで、装置の高性能化を実現することが可能となる。
【００７９】
図４は、画像投影に関するパラメータの一例を示す表である。図５は、図４に示すパラメータを説明するための模式図である。
【００８０】
投射光学系３０の１次像面側の開口数ＮＡは０．１６７である。画像変調素子（液晶パネルＰ）の、横方向及び縦方向の長さ（Ｈ×ＶＳｐ）は１３．４ｍｍ及び７．６ｍｍである。画像変調素子の中心位置（Ｃｈｐ）は、光軸Ｏから上方５．２ｍｍの位置である。１次像面側のイメージサークル（ｉｍｃ）は、φ２２．４ｍｍである。
【００８１】
スクリーンの、横方向及び縦方向の長さ（Ｈ×ＶＳｓ）は１７７１ｍｍ及び９９６ｍｍである。スクリーンサイズの中心位置（Ｃｈｓ）は、光軸Ｏから上方８５３ｍｍの位置である。
【００８２】
上記したように、図５に示す液晶パネルＰの中央の画素から出射される光が、図３に示す画素光Ｃ１に相当する（同じ符号を付す）。液晶パネルＰの中央の最も光軸Ｏに近い画素から出射される光が、画素光Ｃ２に相当する（同じ符号を付す）。液晶パネルＰの中央の最も光軸Ｏから遠い画素から出射される光が、画素光Ｃ３に相当する（同じ符号を付す）。
【００８３】
図６は、画像表示装置のレンズデータである。図６には、１次像面（Ｐ）側から２次像面（Ｓ）側に向かって配置されるＳ１〜Ｓ２９の光学部品（レンズ面）についてのデータが示されている。各光学部品（レンズ面）のデータとして、曲率半径（ｍｍ）と、芯厚ｄ（ｍｍ）と、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）での屈折率ｎｄと、ｄ線でのアッベ数νｄとが記載されている。
【００８４】
また図６には、第１のレンズ系Ｌ１内の、プラスチック材料とは異なる材料により構成され、正の屈折力を有する光学部品、及び負の屈折力を有する光学部品がそれぞれ判別可能に記載されている。そして、これらの光学部材の屈折率温度係数ｄｎ／ｄｔが記載されている。
【００８５】
なお本実施形態では、第１のレンズ系Ｌ１のうち、第１の反射面Ｍｒ１の直近に配置される直近のレンズＬ１２のみが、プラスチックにより構成される。そして他の光学部品は、ガラスにより構成されている。従って、第１のレンズ系Ｌ１に含まれる、直近のレンズＬ１２を除く全ての光学部品が、プラスチックとは異なる材料により構成される。もちろんこのような構成に限定されず、直近のレンズＬ１２以外の光学部品が、プラスチックにより構成されてもよい。
【００８６】
なお、非球面を有する光学部品は、以下の式に従う。
【００８７】
【数１】
2020116141.tif 000003
【００８８】
図７は、投射光学系に含まれる光学部品の非球面係数の一例を示す表である。図７には、図６で＊印を付加された非球面Ｓ１７〜Ｓ１９、Ｓ２１、Ｓ２２、及びＳ２９についての非球面係数がそれぞれ示されている。図例の非球面係数は上記の式（数１）に対応したものである。
【００８９】
［第１及び第２の光学部品］
図８は、第１の光学部品Ｒ１１の構成例を示す模式的な斜視図である。図９は、第２の光学部品Ｒ１２の構成例を示す模式的な断面図である。図９には、第２の光学部品Ｒ１２の前段側（照明光学系２０側）に配置される光学部品Ｌ１３も図示されている。第１の光学部品Ｒ１１及び第２の光学部品Ｒ１２は、本技術に係る光学部品の一実施形態である。
【００９０】
図８Ａ及びＢに示すように、第１の光学部品Ｒ１１は、非球面Ｆ３及びＦ４を有する。非球面Ｆ３は、図６のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ１９及びＳ２１に相当する。非球面Ｆ４は、図６のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ２２に相当する。
【００９１】
図９に示すように、第２の光学部品Ｒ１２は、回転対称面Ｆ５及び平面Ｆ６を有する。回転対称面Ｆ５は、図６のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ１６及びＳ２０に相当する。平面Ｆ６は、図６のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ１５に相当する。
【００９２】
基準軸となる光軸Ｏは、第１の光学部品Ｒ１１の光軸に一致する。また光軸Ｏは、第２の光学部品Ｒ１２の光軸と一致する。
【００９３】
なお第２の光学部品Ｒ１２と、光学部品Ｌ１３とは、一体的に構成されている。第２の光学部品Ｒ１２と光学部品Ｌ１３との全体を、本技術に係る光学部品として見做すことも可能である。また、図９に例示する第２の光学部品Ｒ１２は、図３に例示する第２の光学部品Ｒ１２と比べて、形状が若干異なる。第２の光学部品Ｒ１２の構成例として、種々のバリエーションを採用することが可能である。
【００９４】
図８Ａ及びＢに示すように、基準軸である光軸Ｏの軸方向（第１の光学部品Ｒ１１の光軸方向）から見て、第１の光学部品Ｒ１１の外形は、円形状となる。図９では断面図が図示されているが、第２の光学部品Ｒ１２の外形も、基準軸である光軸Ｏの軸方向（第２の光学部品Ｒ１２の光軸方向）から見て、円形状となる。なお本開示において、円形状は、真円形状のみならず楕円形状等も含まれる。
【００９５】
このように第１の光学部品Ｒ１１及び第２の光学部品Ｒ１２の外形を円形にすることで、内径が円筒形状となる鏡筒にも容易に組み込む事が可能となる。また第１の光学部品Ｒ１１のレンズ外形寸法と鏡筒内径寸法との差、及び第２の光学部品Ｒ１２のレンズ外形寸法と鏡筒内径寸法との差をそれぞれ小さくすることで、ガタによる偏心を避けることが可能となる。この結果、反射面を備える光学部品であるにも関わらず調整機構を不要とすることが可能となる。
【００９６】
以下、第１の光学部品Ｒ１２の非球面Ｆ３を、同じ符号を用いて、第１の光学部品Ｒ１１の主面Ｆ３とする。第２の光学部品Ｒ１２の回転対称面Ｆ５を、同じ符号を用いて、第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５とする。
【００９７】
第１の光学部品Ｒ１１の主面Ｆ３は、第１の反射面Ｍｒ１及び透過面Ｔｒ３が構成される面である。第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５は、第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２が構成される面である。
【００９８】
図１０は、液晶パネルＰから出射される画素光について説明するための図である。図１０に示すように、画像光Ｃ１〜Ｃ９を、以下のように定める。
画像光Ｃ１…液晶パネルＰの中央の画素から出射される画素光
画像光Ｃ２…液晶パネルＰの中央の最も光軸Ｏに近い画素から出射される画素光
画像光Ｃ３…液晶パネルＰの中央の最も光軸Ｏから遠い画素から出射される画素光
画像光Ｃ４…液晶パネルＰの左端の中央の画素から出射される画素光
画像光Ｃ５…液晶パネルＰの左下端の画素から出射される画素光
画像光Ｃ６…液晶パネルＰの左上端の画素から出射される画素光
画像光Ｃ７…液晶パネルＰの右端の中央の画素から出射される画素光
画像光Ｃ８…液晶パネルＰの右下端の画素から出射される画素光
画像光Ｃ９…液晶パネルＰの右上端の画素から出射される画素光
【００９９】
図１１は、第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５の構成例を示す模式図である。図１１は、主面Ｆ５を、基準軸である光軸Ｏに沿って正面から見た図である。光軸Ｏは、主面Ｆ５の中心に位置する。
【０１００】
主面Ｆ５を正面から見て、光軸Ｏの位置（中心位置）から上下方向（Ｙ方向）に延在する軸を第１の軸Ａ１とする。また光軸Ｏの位置（中心位置）から左右方向（Ｘ方向）に延在する軸を第２の軸Ａ２とする。
【０１０１】
第１の軸Ａ１及び第２の軸Ａ２の各々は、光軸Ｏに直交する軸となる。また第１の軸Ａ１は、光軸Ｏ及び第２の軸Ａ２の各々に直交する軸となる。また第２の軸Ａ２は、光軸Ｏ及び第１の軸Ａ１の各々に直交する軸となる。
【０１０２】
図３に示すように、画像光は、光軸Ｏから上下方向（Ｙ方向）に沿ってオフセットされた位置から、光軸Ｏに沿って出射される。従って、第１の軸Ａ１は、光軸Ｏに対して、画像光が出射される位置のオフセット方向に沿って延在する軸とも言える。また逆に言えば、画像光は、光軸Ｏから第１の軸Ａ１の軸方向に沿ってオフセットされた位置から、光軸Ｏに沿って出射されるとも言える。
【０１０３】
図１１に示すように、主面Ｆ５には、画像光を反射する第２の反射面Ｍｒ２と、画像光を透過させる透過面Ｔｒ２とが構成される。第２の反射面Ｍｒ２は、第１の反射光学系Ｒ１が有する２以上の反射面のうちの１つの反射面である。透過面Ｔｒ２は、第１のレンズ系Ｌ１として機能する面となる。
【０１０４】
第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２は、光軸Ｏに対して、互いに回転非対称な形状となるようにそれぞれ形成される。また透過面Ｔｒ２は、光軸Ｏを含むように形成される。すなわち透過面Ｔｒ２は、光軸Ｏに対して、第２の反射面Ｍｒ３とは回転非対称な形状からなり光軸Ｏを含む領域に構成される。光軸Ｏを含むとは、主面Ｆ５上の光軸Ｏの位置を含むことを意味する。本実施形態では、主面Ｆ５の中心を含むように、透過面Ｔｒ２が構成される。
【０１０５】
本実施形態では、主面Ｆ５を第２の軸Ａ２により上下に分割した２つの領域のうちの、下半分の領域４１と、上半分の領域４２の一部とが、透過面Ｔｒ２として構成される。上半分の領域４２の一部は、第２の軸Ａ２上の、中心（光軸Ｏの位置）に対して対称となる２つの点４３ａ及び４３ｂと、第２の軸Ａ２上の中心よりも上方に位置する点４５とを結ぶ三角形の領域４６である。三角形の領域４６は、下半分の領域４１と連結しており、これらの領域に透過面Ｔｒ２が構成される。
【０１０６】
第２の反射面Ｍｒ２は、上半分の領域４２から三角形の領域４６を除いた領域に構成される。これにより、光軸Ｏに対して互いに回転非対称となる第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２が構成される。また光軸Ｏを含むように、透過面Ｔｒ２が構成される。
【０１０７】
三角形の領域４６は、第１の軸Ａ１に対して対称となる。従って、第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２は、光軸Ｏに直交する第１の軸Ａ１に対して対称となるように、主面Ｆ５に構成される。
【０１０８】
図１１に示すように、第２の反射面Ｍｒ２と透過面Ｔｒ２との境界４８は、第２の軸Ａ２に沿って延在する直線部分４９ａ及び４９ｂと、点４３ａ及び点４５を結ぶ直線部分５０ａと、点４３ｂ及び点４５を結ぶ直線部分５０ｂとからなる。また第２の反射面Ｍｒ２と透過面Ｔｒ２との境界４８の両端部５１ａ及び５１ｂは、第２の軸Ａ２上に位置する。
【０１０９】
図１２は、第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２の形成方法の一例を説明するための模式的な断面図である。例えば、透明アクリルやガラス等の光透過性を有する任意の材料により、第２の光学部品Ｒ１２の外形を有する基体部５５が形成される。基体部５５の主面Ｆ５に対応する部分の全面に、透過膜５６が積層される。そして、透過膜５６上の所定の領域に反射膜５７が形成される。これにより、図１１に例示するような第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２を形成することが可能となる。
【０１１０】
透過膜５６として、例えば金属酸化膜等の、光透過性を有する任意の薄膜が形成されてよい。例えば図１２に例示するように、複数の薄膜（層）５８ａ〜５８ｃにより、透過膜５６が構成されてもよい。この場合、透過膜５６の表面を構成する薄膜５８ａを、フッ素を含まない層として形成する。これにより、透過膜５６の表面に反射膜５７を安定して成膜することが可能となり、高い品質が発揮される。
【０１１１】
反射膜５７として、例えばアルミニウムや銀等からなる金属膜等の、反射性を有する任意の薄膜が形成されてよい。もちろん複数の薄膜（層）により、反射膜５７が構成されてもよい。基体部５５上に透過膜５６を形成する方法、及び透過膜５６上に反射膜５７を形成する方法は限定されず、蒸着等の任意の成膜技術を用いることが可能である。
【０１１２】
また第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２の形成方法は限定されず、他の任意の方法が採用されてよい。例えば、主面Ｆの透過面Ｔｒ２となる領域に透過膜が成膜され、第２の反射面Ｍｒ２となる領域に反射膜が成膜されてもよい。
【０１１３】
図１３は、第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５の構成例を示す模式図であり、図１１と同じ図である。図に付せられる符号が煩雑とならないように、同じ図を２つ用いて説明を行う。
【０１１４】
図１３に示すように、第２の反射面Ｍｒ２には、有効反射領域６０が設定される。また透過面Ｔｒ２には、有効透過領域６１が設定される。有効反射領域６０及び有効透過領域６１は、第２の光学部品Ｒ１２の光軸Ｏに対して、互いに回転非対称な形状となる領域にそれぞれ設定される。
【０１１５】
有効透過領域６１は、光軸Ｏを含む領域に設定される。すなわち有効透過領域６１は、光軸Ｏに対して、有効反射領域６０とは回転非対称な形状からなり光軸Ｏを含む領域に設定される。本実施形態では、主面Ｆ５の中心を含むように、有効透過領域６１が構成される。
【０１１６】
有効反射領域６０は、液晶パネルＰから出射される画像光を適正に反射可能なように設定される。例えば、第１の光学部品Ｒ１１の第１の反射面Ｍｒ１から反射された画像光が第２の反射面Ｍｒ２に入射する際の、光線（光束）の入射領域に基づいて、有効反射領域６０が設定される。この光線の入射領域は、液晶パネルＰの画角に対応する光線の領域とも言える。有効反射領域６０は、光線の入射領域を含むように設定される。
【０１１７】
例えば図１３に示す画素光Ｃ１〜Ｃ９の入射領域に基づいて、有効反射領域６０を設定することが可能である。画素光Ｃ１〜Ｃ９の入射領域に基づいて、有効反射領域６０を設定することで、有効反射領域６０が必要以上に大きくなってしまうことを防止することが可能となる。この結果、装置の小型化を実現することが可能となる。もちろん有効反射領域６０の設定方法は限定されず、他の方法が採用されてもよい。
【０１１８】
有効透過領域６１は、液晶パネルＰから出射される画像光を適正に透過させることが可能なように設定される。また有効透過領域６１は、光軸Ｏを適正に含むように設定される。例えば、照明光学系２０側から出射される画像光が、背面側から透過面Ｔｒ２に入射する際の、光線（光束）の入射領域に基づいて、有効透過領域６１が設定される。有効透過領域６１は、光線の入射領域及び光軸Ｏを含むように設定される。
【０１１９】
例えば図１３に示す画素光Ｃ１〜Ｃ９の入射領域に基づいて、有効透過領域６１を設定することが可能である。画素光Ｃ１〜Ｃ９の入射領域に基づいて、有効透過領域６１を設定することで、有効透過領域６１が必要以上に大きくなってしまうことを防止することが可能となる。この結果、装置の小型化を実現することが可能となる。もちろん有効透過領域６１の設定方法は限定されず、他の方法が採用されてもよい。
【０１２０】
図１４は、第２の反射面Ｍｒ２と透過面Ｔｒ２との境界、有効反射領域６０、及び有効透過領域６１の位置関係について説明するための拡大図である。
【０１２１】
本実施形態では、第１の軸Ａ１上に着目すると、第２の反射面Ｍｒ２と透過面Ｔｒ２との境界４８となる点４５から所定の距離ｔ離れた点６３が、有効反射領域６０の縁部６４として設定される。また境界４８となる直線部分５０ａ及び５０ｂと平行となるように、有効反射領域６０の縁部６４が直線状に設定される。直線部分５０ａ及び５０ｂと平行となる部分を、有効反射領域６０の縁部６４の直線部分６５ａ及び６５ｂとする。直線部分５０ａと直線部分６５ａとの距離、及び直線部分５０ｂと直線部分６５ｂとの距離は、点４５と点６３との距離ｔに等しい。
【０１２２】
距離ｔは、有効反射領域６０を設定する際のマージンとも言える。例えば蒸着等の成膜技術により反射膜５７が形成される場合には、第２の反射面Ｍｒ２と透過面Ｔｒ２との境界４８にあまりにも近い位置だと、有効反射領域６０を適正に確保することが難しい場合があり得る。
【０１２３】
有効透過領域６１についても同様に、第２の反射面Ｍｒ２と透過面Ｔｒ２との境界４８にあまりにも近い位置だと、有効透過領域６１を適正に確保することが難しい場合もあり得る。例えば図１２に示すように、透過膜５６上に蒸着等により反射膜５７を成膜する場合には、反射膜５７の蒸着時の膜のしみ出しが、有効透過領域６１に入ってしまう可能性がある。
【０１２４】
従って、第２の反射面Ｍｒ２と透過面Ｔｒ２との境界４８からある程度のマージンを確保して有効反射領域６０及び有効透過領域６１を設定する。これにより、画像光を適正に反射及び透過することが可能となる。なおマージンを必要以上に大きくなりすぎないように適正に設定することで、装置の小型化を図ることも可能となる。
【０１２５】
ここで発明者は、有効反射領域６０と有効透過領域６１とが最も接近する部分に着目した。例えば本実施形態では、図１４に示す有効透過領域６１の右上端６６が、有効反射領域６０に最も接近している部分となる（左上端も同様）。
【０１２６】
有効透過領域６１の右上端６６から、有効反射領域６０の直線部分５０ｂに垂線を引く。この垂線は、有効反射領域６０と有効透過領域６１との距離が最も短い部分を結ぶ直線ｌｉｎｅ１となる。そして直線ｌｉｎｅ１の長さは、有効反射領域６０と有効透過領域６１との最短距離となる。
【０１２７】
有効反射領域６０と有効透過領域６１との最短距離をＬｍｉｎとすると、有効反射領域６０及び有効透過領域６１を、第２の反射面Ｍｒ２と透過面Ｔｒ２との境界４８からＬｍｉｎ／２以上の距離離れた位置にそれぞれ設定する。これにより、有効反射領域６０及び有効透過領域６１を適正に確保することが可能である。
【０１２８】
図１４に示すように、本実施形態では、有効反射領域６０と有効透過領域６１とが最も接近する部分では、直線ｌｉｎｅ１上の中間に境界４８が位置する。すなわち有効反射領域６０と境界４８との距離、及び有効透過領域６１と境界４８との距離は、ともにＬｍｉｎ／２（＝ｔ）となる。このような構成により、画像光の適正な反射及び透過の実現しつつ、装置の小型化を図ることが可能である。
【０１２９】
また直線ｌｉｎｅ１上の中間に境界４８が位置するように、有効反射領域６０と有効透過領域６１とを設定する。逆に言えば、有効反射領域６０と有効透過領域６１との真ん中に境界４８を設定することで、第２の光学部品Ｒ１２の製造工程が容易となる。
【０１３０】
図１５は、第２の光学部品Ｒ１２の取付けについて説明するための模式図である。図３に示す投射光学系３０は、図示しない鏡筒に取付けられる。図１５に示すように、第２の光学部品Ｒ１２は、鏡筒の一部として機能するレンズ保持部６８に取付けられて保持される。
【０１３１】
レンズ保持部６８は、光軸Ｏの軸方向から見てリング形状を有し、内部の中空部分に第２の光学部品Ｒ１２が取付けられる。従って、レンズ保持部６８により、第２の光学部品Ｒ１２の周縁５９が保持される。本実施形態において、レンズ保持部６８は、保持部に相当する。
【０１３２】
レンズ保持部６８の所定の位置には、周縁から中心に向かって延在する、Ｕ字形状の切欠き６９が形成される。切欠き６９は、第２の光学部品Ｒ１２をレンズ保持部６８に取付ける際の目印となる。本実施形態において、切欠き６９は、所定の位置に構成された目印に相当する。
【０１３３】
図１３に示すように、切欠き６９は、目標位置に第２の光学部品Ｒ１２が正確に取付けられた場合に、第２の軸Ａ２上となる位置に形成される。具体的には、第２の光学部品Ｒ１２が目標位置に正確に取付けられた場合の第２の軸Ａ２と同じ方向に延在し、Ｕ字形状の中心（Ｕ字の最底部）に、第２の軸Ａ２が位置するように、切欠き６９が形成される。
【０１３４】
本実施形態では、第２の反射面Ｍｒ２と透過面Ｔｒ２との境界４８は、第２の軸Ａ２に沿って延在する直線部分４９ａ及び４９ｂを有する。また境界４８の両端部５１ａ及び５１ｂは、第２の軸Ａ２上に位置する。
【０１３５】
レンズ保持部６８に第２の光学部品Ｒ１２が取付けられる際には、第２の軸Ａ２に沿って延在する直線部分４９ａ及び４９ｂ、境界４８の両端部５１ａ及び５１ｂ、及びＵ字形状の切欠き６９が着目される。例えば、端部５１ｂが、切欠き６９のＵ字形状の中心（Ｕ字の最底部）に位置するように、第２の光学部品Ｒ１２が取付けられる。また直線部分４９ａ及び４９ｂにより想定される直線が、Ｕ字形状の中心を通ってＵ字形上と同じ方向に延在するように、第２の光学部品Ｒ１２が取付けられる。
【０１３６】
これにより、高い精度で容易に第２の光学部品Ｒ１２を、レンズ保持部６８に取付けることが可能となる。例えば目標位置を基準とした許容範囲内に収まるように、容易に第２の光学部品Ｒ１２を取り付けることが可能となる。これにより組み立ての作業性を向上させることが可能である。
【０１３７】
例えば、目印である切欠き６９の中心からレンズ保持部６８に保持された第２の光学部品Ｒ１２の光軸Ｏを結ぶ仮想的な直線を想定する。この直線は、目標位置に第２の光学部品Ｒ１２が正確に取付けられた場合に、第２の軸Ａ２と重なる直線となる（以下、目標直線と記載する）。切欠き６９を目印として形成することで、目標直線と、第２の光学部品Ｒ１２の第２の軸Ａ２との交差角度を、５°以内に収めることが、容易に可能となる。
【０１３８】
このように精度良く回転方向の位置精度を合わせることが出来るため、透過面及び反射面のミスマッチング等による画欠け等を防止することが可能となり、高品質の画像を表示することが可能となる。
【０１３９】
なお、この５°以内は、本発明者が見出した位置合わせの許容範囲であり、この許容範囲内であれば画像表示装置１００の投影機能を高く維持することが可能であった。もちろん位置合わせの許容範囲が５°以内の範囲に限定される訳ではない。
【０１４０】
目印の構成は限定されず、任意の構成が採用されてよい。切欠きに限定されず、目印となる部材等が設置されてもよい。その他、目印として、第２の光学部品Ｒ１２が正確に取付けられた場合の第２の軸Ａ２の位置が把握可能な任意の構成が採用されてよい。
【０１４１】
図１６は、第１の光学部品Ｒ１１の主面Ｆ３の構成例を示す模式図である。図１６は、主面Ｆ３を、基準軸である光軸Ｏに沿って正面から見た図である。
【０１４２】
主面Ｆ３を正面から見て、光軸Ｏの位置（中心位置）から上下方向（Ｙ方向）に延在する軸を第１の軸Ａ１とする。また光軸の位置（中心位置）から左右方向（Ｘ方向）に延在する軸を第２の軸Ａ２とする。
【０１４３】
図１６に示すように、主面Ｆ３には、画像光を反射する第１の反射面Ｍｒ１と、画像光を透過させる透過面Ｔｒ３とが構成される。第１の反射面Ｍｒ１は、第１の反射光学系Ｒ１が有する２以上の反射面のうちの１つの反射面である。透過面Ｔｒ３は、第２のレンズ系Ｌ２として機能する面となる。
【０１４４】
第１の反射面Ｍｒ１及び透過面Ｔｒ３は、光軸Ｏに対して、互いに回転非対称な形状となるようにそれぞれ形成される。また透過面Ｔｒ３は、光軸Ｏを含むように形成される。すなわち透過面Ｔｒ３は、光軸Ｏに対して、第１の反射面Ｍｒ１とは回転非対称な形状からなり光軸Ｏを含む領域に構成される。本実施形態では、主面Ｆ３の中心を含むように、透過面Ｔｒ３が構成される。
【０１４５】
本実施形態では、主面Ｆ３を第２の軸Ａ２により上下に分割された２つの領域のうちの、上半分の領域７１と、下半分の領域７２の一部とが、透過面Ｔｒ３として構成される。下半分の領域７２の一部は、中心（光軸Ｏの位置）を中心とした半円形の領域７３である。半円形の領域７３は、上半分の領域７１と連結しており、これらの領域に透過面Ｔｒ３が構成される。
【０１４６】
第１の反射面Ｍｒ１は、下半分の領域７２から半円形の領域７３を除いた領域に構成される。これにより、光軸Ｏに対して互いに回転非対称となる第１の反射面Ｍｒ１及び透過面Ｔｒ３が構成される。また光軸Ｏを含むように、透過面Ｔｒ３が構成される。
【０１４７】
半円形の領域７３は、第１の軸Ａ１に対して対称となる。従って、第１の反射面Ｍｒ１及び透過面Ｔｒ３は、光軸Ｏに直交する第１の軸Ａ１に対して対称となるように、主面Ｆ３に構成される。
【０１４８】
図１６に示すように、第１の反射面Ｍｒ１と透過面Ｔｒ３との境界７４は、第２の軸Ａ２に沿って延在する直線部分７５ａ及び７５ｂと、半円形の領域７３の縁部７６とからなる。また第１の反射面Ｍｒ１と透過面Ｔｒ３との境界７４の両端部７７ａ及び７７ｂは、第２の軸Ａ２上に位置する。
【０１４９】
図１７は、第１の光学部品Ｒ１１の主面Ｆ３の構成例を示す模式図であり、図１６と同じ図である。図１７には、第１の反射面Ｍｒ１及び透過面Ｔｒ３における画素光Ｃ１〜Ｃ９の入射領域について、符号が付せられている。
【０１５０】
図１８は、第１の光学部品Ｒ１１の取付けについて説明するための模式図である。図１８に示すように、第１の光学部品Ｒ１１は、鏡筒の一部として機能するレンズ保持部７９に取付けられて保持される。
【０１５１】
レンズ保持部７９は、光軸Ｏの軸方向から見てリング形状を有し、内部の中空部分に第１の光学部品Ｒ１１が取付けられる。従って、レンズ保持部７９により、第１の光学部品Ｒ１１の周縁８０が保持される。本実施形態において、レンズ保持部７９は、保持部に相当する。
【０１５２】
レンズ保持部７９の所定の位置には、周縁から中心に向かって延在する、Ｕ字形状の切欠き８１が形成される。切欠き８１は、第１の光学部品Ｒ１１をレンズ保持部７９に取付ける際の目印となる。本実施形態において、切欠き８１は、所定の位置に構成された目印に相当する。
【０１５３】
図１８に示すように、切欠き８１は、目標位置に第１の光学部品Ｒ１１が正確に取付けられた場合に、第２の軸Ａ２上となる位置に形成される。具体的には、第１の光学部品Ｒ１１が目標位置に正確に取付けられた場合の第２の軸Ａ２と同じ方向に延在し、Ｕ字形状の中心（Ｕ字の最底部）に、第２の軸Ａ２が位置するように、切欠き８１が形成される。
【０１５４】
本実施形態では、第１の反射面Ｍｒ１と透過面Ｔｒ３との境界７４は、第２の軸Ａ２に沿って延在する直線部分７５ａ及び７５ｂを有する。また境界７４の両端部７７ａ及び７７ｂは、第２の軸Ａ２上に位置する。
【０１５５】
レンズ保持部７９に第１の光学部品Ｒ１１が取付けられる際には、第２の軸Ａ２に沿って延在する直線部分７５ａ及び７５ｂ、境界７４の両端部７７ａ及び７７ｂ、及びＵ字形状の切欠き８１が着目される。例えば、端部７７ｂが、切欠き８１のＵ字形状の中心（Ｕ字の最底部）に位置するように、第１の光学部品Ｒ１１が取付けられる。また直線部分７５ａ及び７５ｂにより想定される直線が、Ｕ字形状の中心を通ってＵ字形上と同じ方向に延在するように、第１の光学部品Ｒ１１が取付けられる。
【０１５６】
これにより、高い精度で容易に第１の光学部品Ｒ１１を、レンズ保持部７９に取付けることが可能となる。例えば目標位置を基準とした許容範囲内に収まるように、容易に第１の光学部品Ｒ１１を取り付けることが可能となる。これにより組み立ての作業性を向上させることが可能である。
【０１５７】
例えば、目印である切欠き８１の中心からレンズ保持部７９に保持された第１の光学部品Ｒ１１の光軸Ｏを結ぶ仮想的な軸を想定する。この直線は、目標位置に第１の光学部品Ｒ１１が正確に取付けられた場合に、第２の軸Ａ２と重なる直線となる（以下、目標直線と記載する）。切欠き８１を目印として形成することで、目標直線と、第１の光学部品Ｒ１１の第２の軸Ａ２との交差角度を、５°以内に収めることが、容易に可能となる。
【０１５８】
このように精度良く回転方向の位置精度を合わせることが出来るため、透過面及び反射面のミスマッチング等による画欠け等を防止することが可能となり、高品質の画像を表示することが可能となる。
【０１５９】
なお、この５°以内は、本発明者が見出した位置合わせの許容範囲であり、この許容範囲内であれば画像表示装置１００の投影機能を高く維持することが可能であった。もちろん位置合わせの許容範囲が５°以内の範囲に限定される訳ではない。
【０１６０】
目印の構成は限定されず、任意の構成が採用されてよい。切欠きに限定されず、目印となる部材等が設置されてもよい。その他、目印として、第１の光学部品Ｒ１１が正確に取付けられた場合の第２の軸Ａ２の位置が把握可能な任意の構成が採用されてよい。
【０１６１】
以上、本実施形態に係る画像表示装置１００では、第１のレンズ系Ｌ１により屈折された画像光が、第１の反射光学系Ｒ１の２以上の反射面である第１の反射面Ｍｒ１及び第２の反射面Ｍｒ２の各々により折り返して反射される。これにより投射光学系３０を大型化することなく、画像光の光路長を十分に確保することが可能となる。この結果、装置の小型化を実現することが可能となる。
【０１６２】
また第１の反射光学系Ｒ１に含まれる第１の光学部品Ｒ１１の主面Ｆ３には、第１の反射面Ｍｒ１とは回転非対称な形状からなり光軸Ｏを含む領域に透過面Ｔｒ３が構成される。また第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５には、第２の反射面Ｍｒ２とは回転非対称な形状からなり光軸Ｏを含む領域に透過面Ｔｒ２が構成される。
【０１６３】
光軸Ｏを含むように透過面Ｔｒ２及び透過面Ｔｒ３を構成することで、光軸Ｏを基準とした投射光学系３０に含まれる各光学部品の偏心測定に非常に有利となる。例えば光軸Ｏに沿って測定光を出射させ、各光学部品を透過した測定光を受光することで、光軸Ｏに対する各光学部品の偏心状態を測定する。
【０１６４】
第１の光学部品Ｒ１１や第２の光学部品Ｒ１２のように反射面（第１の反射面Ｍｒ１及び第２の反射面Ｍｒ２）が構成されている光学部品において、光軸Ｏが反射面に含まれているとする。この場合、偏心測定器から光軸Ｏに沿って出射される測定光が、第１の光学部品Ｒ１１や第２の光学部品Ｒ１２の反射面により遮られてしまい、各光学部品の偏心測定が難しくなってしまう可能性が高い。
【０１６５】
本実施形態では、光軸Ｏを含むように透過面Ｔｒ２及び透過面Ｔｒ３が構成される。これにより、第１の光学部品Ｒ１１及び第２の光学部品Ｒ１２により測定光が遮られることが防止される。この結果、第１の光学部品Ｒ１１や第２の光学部品Ｒ１２の前後に配置されるレンズ群も合わせた偏心測定が可能となる。例えば、光学系を組み立てた後の全体に対して、偏心測定を実行することが可能となる。これにより投射光学系３０の組み立て精度を向上させることが可能となり、精度の高い画像をスクリーンに投射することが可能となる。すなわち画像表示装置１００の高性能化が実現される。
【０１６６】
なお光軸Ｏに沿って測定光が透過可能であれば、光軸Ｏの周囲の透過面の面積や形状等は限定されない。例えば、光軸Ｏを中心とした所定のサイズの半径からなる円の領域を含むように、透過面（透過面Ｔｒ２及び透過面Ｔｒ３）が構成される。所定のサイズは限定されないが、例えば１ｍｍ以上の半径となる円を含むように透過面を構成すれば、偏心測定は可能であった。もちろんさらに小さい半径の円領域を透過面とすることで、偏心測定が可能な場合もあり得る。
【０１６７】
図３に例示するように、第１の光学部品Ｒ１１は、主面Ｆ３とは反対側の面として、非球面Ｆ３を有している。また第２の光学部品Ｒ１２は、主面Ｆ５とは反対側の面として、平面Ｆ６を有している。これら非球面Ｆ３及び平面Ｆ６においても、光軸Ｏを含む領域は、透過面として構成されている。これにより、測定光が遮られることが防止され、精度よく偏心測定を実行することが可能となる。
【０１６８】
第２の光学部品Ｒ１２と光学部品Ｌ１３との全体を、本技術に係る光学部品として見做す場合には、光学部品Ｌ１３の球面（図６のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ１４）が、主面Ｆ５とは反対側の面に含まれる。光学部品Ｌ１３の球面の光軸Ｏを含む領域は、透過面として構成されている。
【０１６９】
偏心測定として、光学部品にて反射された測定光を受光する方法もある。すなわち光軸Ｏに沿って測定光を出射し、光学部品の表面にて反射された光を受光することで偏心状態を測定する方法である。この方法では、光学部品の表面にて反射された光量の小さい反射光を用いることが可能である。すなわち測定対象が透過面であっても、透過面にて反射された測定光に基づいて偏心状態を測定することが可能である。
【０１７０】
反射光に基づいた偏心測定が実行される場合でも、光軸Ｏを含むように透過面Ｔｒ２及び透過面Ｔｒ３を構成することで、高い精度での偏心測定が可能である。すなわち第１の光学部品Ｒ１１や第２の光学部品Ｒ１２の前後に配置されるレンズ群も合わせた偏心測定が可能となる。この結果、投射光学系３０の組み立て精度を向上させることが可能となる。もちろん、第１の光学部品Ｒ１１及び第２の光学部品Ｒ１２自身の偏心測定も可能である。
【０１７１】
なお本実施形態では、第１の光学部品Ｒ１１の主面Ｆ３及び第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５のいずれにも、反射面とは回転非対称な形状からなり光軸Ｏを含む領域に透過面が構成された（以下、本技術に係る構成と記載する）。すなわち第１の反射光学系Ｒ１の２以上の反射面が構成される全ての主面に対して、本技術に係る構成が実現されている。
【０１７２】
これに限定されず、第１の反射光学系Ｒ１の２以上の反射面の１つが構成される１つの主面のみに本技術に係る構成が実現される場合でも、偏心測定の精度を向上させることが可能である。すなわち第１の反射光学系Ｒ１の２以上の反射面のうち少なくとも１つの反射面が構成される主面に対して、本技術に係る構成を採用することで、画像表示装置１００の小型化及び高性能化を図ることが可能となる。
【０１７３】
例えば偏心測定の対象となるレンズ群の数や配置等によっては、測定光を透過させる必要がない光学部品も存在し得る。例えばこのような点を考慮して、本技術に係る構成を採用すべき光学部品であるか否か等が判定されてもよい。
【０１７４】
＜第２の実施形態＞
本技術の第２の実施形態に係る投射型の画像表示装置について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した画像表示装置１００における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
【０１７５】
図１９は、本実施形態に係る第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５の構成例を示す模式図である。本実施形態では、有効透過領域６１の部分が透過面Ｔｒ２として構成される。そして、有効透過領域６１以外の部分が第２の反射面Ｍｒ２として構成される。第２の反射面Ｍｒ２には、有効反射領域６０が設定される。
【０１７６】
本実施形態の構成においても、第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２が、光軸Ｏに対して、互いに回転非対称な形状となるようにそれぞれ形成される。また光軸Ｏを含むように透過面Ｔｒ２が形成される。これにより上記した効果が発揮される。なお、有効透過領域６１を適宜設定することで、蒸着時の膜のしみ出し等の影響を十分に抑えることが可能である。
【０１７７】
＜第３の実施形態＞
図２０は、本技術の第３の実施形態に係る第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５の構成例を示す模式図である。本実施形態では、有効反射領域６０の部分が第２の反射面Ｍｒ２として構成される。そして、有効反射領域６０以外の部分が透過面Ｔｒ２として構成される。透過面Ｔｒ２には、有効透過領域６１が設定される。
【０１７８】
本実施形態の構成においても、第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２が、光軸Ｏに対して、互いに回転非対称な形状となるようにそれぞれ形成される。また光軸Ｏを含むように透過面Ｔｒ２が形成される。これにより上記した効果が発揮される。なお、有効反射領域６０を適宜設定することで、成膜時等の影響を十分に抑えることが可能である。
【０１７９】
＜第４の実施形態＞
図２１は、本技術の第４の実施形態に係る第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５の構成例を示す模式図である。また図２１では、第２の光学部品Ｒ１２を保持するレンズ保持部６８も図示されている。
【０１８０】
本実施形態では、図１３等に例示する有効透過領域６１の、図中上方側に形成される半円形状の突出部分が省略された領域を、第１の軸Ａ１に沿って拡張した拡張領域８２が規定される。拡張領域８２は、第１の軸Ａ１に沿って、第２の光学部品Ｒ１２の周縁５９まで拡張された領域となる。この拡張領域８２のうち一部の領域８３を除いた領域が、透過面Ｔｒ２として構成される。
【０１８１】
主面Ｆ５のうち拡張領域８２とは異なる領域に、反射面８４ａが構成される。また拡張領域８２内の一部の領域８３に、反射面８４ｂが構成される。反射面８４ａ及び８４ｂにより、第２の反射面Ｍｒ２が構成される。第２の反射面Ｍｒ２を構成する反射面８４ａには、有効反射領域６０が設定される。
【０１８２】
本実施形態の構成においても、第２の反射面Ｍｒ２及び透過面Ｔｒ２が、光軸Ｏに対して、互いに回転非対称な形状となるようにそれぞれ形成される。また光軸Ｏを含むように透過面Ｔｒ２が形成される。これにより上記した効果が発揮される。
【０１８３】
本実施形態において、反射面８４ｂは、第２の光学部品Ｒ１２をレンズ保持部６８へ取付ける際の目印として構成される。図２１に示すように、反射面８４ｂは、周縁５９から中心に向かって延在する、Ｕ字形状の領域に形成される。また反射面８４ｂは、第１の軸Ａ１と同じ方向に延在し、Ｕ字形状の中心（Ｕ字の最底部）に、第１の軸Ａ１が位置するように形成される。例えば透過面Ｔｒ２内に形成された反射面８４ｂを視認することで、第１の軸Ａ１を容易に想定することが可能となる。
【０１８４】
本実施形態において、反射面８４ｂは、中心が第１の軸Ａ１上に位置する目印として機能する。なお、Ｕ字形状の外形が把握可能であればよいので、反射面として構成する必要はない。一方で反射面として構成することで、画像光を反射させる機能を担う反射面８４ａと当時に反射面８４ｂを形成することが可能となり、工程の簡素化を図ることが可能である。その他、目印の構成として、任意の構成が採用されてよい。
【０１８５】
レンズ保持部６８の所定の位置には、周縁から中心に向かって延在する、Ｕ字形状の切欠き８５が形成される。切欠き８５は、第２の光学部品Ｒ１２をレンズ保持部６８に取付ける際の目印となる。本実施形態において、切欠き８５は、所定の位置に構成された目印に相当する。
【０１８６】
図２１に示すように、切欠き８５は、目標位置に第２の光学部品Ｒ１２が正確に取付けられた場合に、第１の軸Ａ１上となる位置に形成される。具体的には、第２の光学部品Ｒ１２が目標位置に正確に取付けられた場合の第１の軸Ａ１と同じ方向に延在し、Ｕ字形状の中心（Ｕ字の最底部）に、第１の軸Ａ１が位置するように、切欠き８５が形成される。
【０１８７】
レンズ保持部６８に第２の光学部品Ｒ１２が取付けられる際には、Ｕ字形状の反射面８４ｂ、及びＵ字形状の切欠き８５が着目される。例えば、反射面８４ｂ及び切欠き８５の各々のＵ字形状の中心（Ｕ字の最底部）の位置が一致するように、第２の光学部品Ｒ１２が取付けられる。また各々のＵ字形状の延在方向が一致するように、第２の光学部品Ｒ１２が取付けられる。
【０１８８】
例えば、切欠き８５の幅（Ｘ方向におけるサイズ）と、反射面８４ｂの幅とが等しくなるように構成する。これにより、高い精度で、反射面８４ｂと切欠き８５との位置合わせを行うことが可能となる。
【０１８９】
本実施形態のように、目印として反射面８４ｂ及び切欠き８５を形成する。これにより、高い精度で容易に第２の光学部品Ｒ１２を、レンズ保持部６８に取付けることが可能となる。例えば目標位置を基準とした許容範囲内に収まるように、容易に第２の光学部品Ｒ１２を取り付けることが可能となる。これにより組み立ての作業性を向上させることが可能である。
【０１９０】
例えば、目印である切欠き８５の中心からレンズ保持部６８に保持された第２の光学部品Ｒ１２の光軸Ｏを結ぶ仮想的な直線を想定する。この直線は、目標位置に第２の光学部品Ｒ１２が正確に取付けられた場合に、第１の軸Ａ１と重なる直線となる（以下、第１の目標直線と記載する）。
【０１９１】
また目印である反射面８４ｂの中心から第２の光学部品Ｒ１２の光軸Ｏを結ぶ仮想的な直線を想定する。この直線は、第１の軸Ａ１と重なる直線となる（以下、第２の目標直線と記載する）。目印として反射面８４ｂ及び切欠き８５を形成することで、第１の目標直線と、第２の目標直線（第１の軸Ａ１）との交差角度を、５°以内に収めることが、容易に可能となる。
【０１９２】
このように精度良く回転方向の位置精度を合わせることが出来るため、透過面及び反射面のミスマッチング等による画欠け等を防止することが可能となり、高品質の画像を表示することが可能となる。
【０１９３】
なお、この５°以内は、本発明者が見出した位置合わせの許容範囲であり、この許容範囲内であれば画像表示装置１００の投影機能を高く維持することが可能であった。もちろん位置合わせの許容範囲が５°以内の範囲に限定される訳ではない。
【０１９４】
目印の構成は限定されず、任意の構成が採用されてよい。切欠きに限定されず、目印となる部材等が設置されてもよい。その他、目印として、第２の光学部品Ｒ１２が正確に取付けられた場合の第１の軸Ａ１の位置が把握可能な任意の構成が採用されてよい。
【０１９５】
＜第５の実施形態＞
図２２は、本技術の第５の実施形態に係る第１の光学部品Ｒ１１の主面Ｆ３の構成例を示す模式図である。本実施形態では、主面Ｆ３の光軸Ｏを含む第１の領域８７ａに透過面８８ａが構成され、第１の領域８７ａとは異なる第２の領域８７ｂに透過面８８ｂが構成される。透過面８８ａ及びは８８ｂにより、透過面Ｔｒ３が構成される。
【０１９６】
すなわち本実施形態では、透過面Ｔｒ３は、主面Ｆ３の光軸Ｏを含む第１の領域８７ａと、第１の領域８７ａと異なる第２の領域８７ｂにそれぞれ分割されて構成される。第１の反射面Ｍｒ１は、主面Ｆ３の第１の領域８７ａ及び第２の領域８７ｂ以外の領域に構成される。
【０１９７】
本実施形態の構成においても、第１の反射面Ｍｒ１及び透過面Ｔｒ３が、光軸Ｏに対して、互いに回転非対称な形状となるようにそれぞれ形成される。また光軸Ｏを含むように透過面Ｔｒ３が形成される。これにより上記した効果が発揮される。
【０１９８】
＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することが  できる。
【０１９９】
第１〜第５の実施形態にて、第１の光学部品Ｒ１１の主面Ｆ３の構成例として説明した内容を、第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５に適用することも可能である。また第２の光学部品Ｒ１２の主面Ｆ５の構成例として説明した内容を、第１の光学部品Ｒ１１の主面Ｆ３に適用することも可能である。
【０２００】
第１の反射面Ｍｒ１、第２の反射面Ｍｒ２、及び凹面反射面Ｍｒ３の少なくとも１つ、あるいは任意の２つを自由曲面で構成する場合や、第１の反射面Ｍｒ１、第２の反射面Ｍｒ２、及び凹面反射面Ｍｒ３の少なくとも１つ、あるいは任意の２つを、偏心及び傾斜させる構成でも、本技術を適用することで、装置の小型化・高性能化を実現することが可能となる。
【０２０１】
第１の反射光学系Ｒ１に含まれる２以上の反射面の具体的な数は限定されない。３以上の反射面が構成される場合でも、本技術は適用可能である。
【０２０２】
画像光の主光線Ｃ１が光軸Ｏと交差する回数は、４回に限定されない。例えば画像光の主光線Ｃ１が光軸Ｏと４回以上交差する場合でも、装置の小型化・高性能化を図ることが可能である。
【０２０３】
中間像の数も限定されず、２つの中間像が生成される場合や、３つ以上の中間像が生成される場合もあり得る。いずれにせよ、第１及び第２の反射面Ｍｒ１及びＭｒ２により光路長が十分に確保されるので、装置の小型化・高性能化を図ることが可能である。
【０２０４】
本技術は、プロジェクタ以外の任意の画像表示装置にも適用可能である。
【０２０５】
各図面を参照して説明した画像表示装置、投射光学系、スクリーン等の各構成はあくまで一実施形態であり、本技術の趣旨を逸脱しない範囲で、任意に変形可能である。すなわち本技術を実施するための他の任意の構成やアルゴリズム等が採用されてよい。
【０２０６】
本開示において、「一致」「等しい」「同じ」「均一」「中心」「中央」「対称」「垂直」「直交」「平行」「Ｕ字形状」「円形状」「直線」等は、「実質的に一致」「実質的に等しい」「実質的に同じ」「実質的に均一」「実質的に中心」「実質的に中央」「実質的に対称」「実質的に垂直」「実質的に直交」「実質的に平行」「実質的にＵ字形状」「実質的に円形状」「実質的に直線」等を含む概念とする。
【０２０７】
例えば「完全に一致」「完全に等しい」「完全に同じ」「完全に均一」「完全に中心」「完全に中央」「完全に対称」「完全に垂直」「完全に直交」「完全に平行」「完全にＵ字形状」「完全に円形状」「完全に直線」等を基準とした所定の範囲（例えば±１０％の範囲）に含まれる状態も含まれる。従って、「略一致」「略等しい」等といった概念も、「一致」「等しい」等に含まれる概念となる。
【０２０８】
以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
【０２０９】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）光源と、
前記光源から出射される光を変調して画像光を生成する画像生成部と、
全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる第１のレンズ系と、
前記第１のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する２以上の反射面を有する第１の反射光学系と、
全体で正の屈折力を有し、前記第１の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる第２のレンズ系と、
前記第２のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する第２の反射光学系と
を有する投射光学系と
を具備し、
前記第１の反射光学系は、前記２以上の反射面のうちの１つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含み、
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される
画像表示装置。
（２）（１）に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面は、有効反射領域を含み、
前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に対して前記有効反射領域とは回転非対称な形状からなる領域に設定される有効透過領域を含む
画像表示装置。
（３）（２）に記載の画像表示装置であって、
前記有効透過領域は、前記光軸を含む
画像表示装置。
（４）（２）又は（３）に記載の画像表示装置であって、
前記有効反射領域及び前記有効透過領域は、前記有効反射領域と前記有効透過領域との最短距離をＬｍｉｎとすると、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界からＬｍｉｎ／２以上の距離離れた位置にそれぞれ設定される
画像表示装置。
（５）（４）に記載の画像表示装置であって、
前記有効反射領域と前記有効透過領域との距離が最も短い部分を結ぶ直線上の中間に、前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界が位置する
画像表示装置。
（６）（１）から（５）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面及び前記光学部品の透過面は、前記光学部品の光軸に直交する所定の第１の軸に対して対称となるように、前記主面に構成される
画像表示装置。
（７）（６）に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成され、
前記画像光は、前記基準軸から前記第１の軸の軸方向に沿ってオフセットされた位置から、前記基準軸に沿って出射される
画像表示装置。
（８）（６）又は（７）に記載の画像表示装置であって、さらに、
所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備し、
前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の光軸及び前記第１の軸の各々に直交する第２の軸との交差角度は、５°以内である
画像表示装置。
（９）（８）に記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の反射面と前記光学部品の透過面との境界の端部は、前記第２の軸上に位置する
画像表示装置。
（１０）（６）又は（７）に記載の画像表示装置であって、さらに、
所定の位置に構成された目印を有し、前記光学部品の周縁を保持する保持部を具備し、
前記光学部品は、中心が前記第１の軸上に位置する目印を有し、
前記光学部品の光軸方向から見て、前記保持部の目印の中心から前記保持部に保持された前記光学部品の光軸を結ぶ直線と、前記光学部品の目印の中心から前記光学部品の光軸を結ぶ直線との交差角度は、５°以内である
画像表示装置。
（１１）（１）から（１０）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記主面の前記光軸を含む第１の領域と、前記第１の領域と異なる第２の領域にそれぞれ分割されて構成される
画像表示装置。
（１２）（１）から（１１）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品は、光透過性を有する基体部と、前記基体部に積層される透過膜と、前記透過膜に積層される反射膜とを有し、
前記透過膜の表面は、フッ素を含まない層により構成される
画像表示装置。
（１３）（１）から（１２）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品は、前記主面とは反対側の面を有し、
前記反対側の面の前記光学部品の光軸を含む領域は、透過面として構成される
画像表示装置。
（１４）（１）から（１３）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系は、前記投射光学系に含まれる全ての光学部品の各々の光軸が、所定の基準軸に一致するように構成される
画像表示装置。
（１５）（７）に記載の画像表示装置であって、
前記所定の基準軸は、前記第１のレンズ系に含まれる前記画像生成部に最も近い位置に配置されるレンズの光軸を延長した軸である
画像表示装置。
（１６）（１）から（１５）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の光軸は、前記光学部品の主面の中心に位置する
画像表示装置。
（１７）（１）から（１６）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記第１のレンズ系として機能する
画像表示装置。
（１８）（１）から（１６）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の透過面は、前記第２のレンズ系として機能する
画像表示装置。
（１９）（１）から（１８）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記光学部品の光軸方向から見た前記光学部品の外形は、円形状である
画像表示装置。
（２０）光源から出射される光を変調して生成された画像光を投射する投射光学系であって、
全体で正の屈折力を有し、前記生成された画像光を屈折させる第１のレンズ系と、
前記第１のレンズ系により屈折された前記画像光を折り返して反射する２以上の反射面を有する第１の反射光学系と、
全体で正の屈折力を有し、前記第１の反射光学系により反射された前記画像光を屈折させる第２のレンズ系と、
前記第２のレンズ系により屈折された前記画像光を被投射物に向けて反射する凹面反射面を有する第２の反射光学系と
を具備し、
前記第１の反射光学系は、前記２以上の反射面のうちの１つの反射面が構成される主面を有する光学部品を含み、
前記光学部品の主面は、前記光学部品の光軸に対して前記反射面とは回転非対称な形状からなり前記光軸を含む領域に、前記画像光を透過させる透過面が構成される
投射光学系。
【符号の説明】
【０２１０】
Ａ１…第１の軸
Ａ２…第２の軸
Ｆ３…第１の光学部品の主面
Ｆ５…第２の光学部品の主面
Ｌ１…第１のレンズ系
Ｌ２…第２のレンズ系
Ｍｒ１…第１の反射面
Ｍｒ２…第２の反射面
Ｍｒ３…凹面反射面
Ｏ…光軸（基準軸）
Ｒ１…第１の反射光学系
Ｒ１１…第１の光学部品
Ｒ１２…第２の光学部品
Ｒ２…第２の反射光学系
Ｔｒ２…第２の光学部品の主面の透過面
Ｔｒ３…第１の光学部品の主面の透過面
１…液晶プロジェクタ
２…画像
１０…光源
２０…照明光学系
３０…投射光学系
４８、７４…境界
５１ａ、５１ｂ、７７ａ、７７ｂ…境界の端部
５５…基体部
５６…透過膜
５７…反射膜
６０…有効反射領域
６１…有効透過領域
６９、８１、８５…切欠き
８４ｂ…目印となる反射面
８７ａ…第１の領域
８７ｂ…第２の領域
１００…画像表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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