"投写型映像表示装置において、映像表示素子と、スクリーンと、前記映像表示素子上の表示画像を拡大して投写するための複数のレンズを含む第1の光学系と、前記第1の光学系からの拡大画像を、前記スクリーンの法線に対し所定の角度を以って投写するための第2の光学系と、を備え、前記第2の光学系は、前記第1の光学系からの拡大画像を反射して前記スクリーンへ導くための曲面を有する光学素子を含み、前記光学素子で反射されて前記スクリーンに入射される光の光路長を光学的距離としたとき、該光学素子の、第1の光学的距離を以って光を反射する部分が、その反射方向に凹を向くように湾曲されており、前記第1の光学的距離よりも短い第2の光学的距離を以って光を反射する分が、その反射方向に凸を向くように湾曲されていることを特徴とする投写型映像表示装置。請求項1に記載の投写映像表示装置であって、前記光学素子は、その反射面が自由曲面形状とされた曲面反射ミラーであり、前記第2の光学系は、前記スクリーンの下方から前記スクリーンの法線に対し所定の角度を以って投写するものである場合、前記曲面反射ミラーは、前記映像表示素子の中心よりも上方の画像の光を反射する部分が、その反射方向に凹を向くように湾曲されており、かつ前記映像表示素子の中心よりも下方の画像の光を反射する部分が、その反射方向に凸を向くように湾曲されていることを特徴とする投写映像表示装置。請求項1に記載の投写映像表示装置であって、前記光学素子からの拡大画像を反射して、前記スクリーンの背面側に投写するための平板状の背面ミラーを更に含むことを特徴とする投写映像表示装置。請求項3に記載の投写映像表示装置であって、前記光学素子が、前記背面ミラーの下方に配置されていることを特徴とする投写映像表示装置。請求項4に記載の投写映像表示装置であって、前記光学素子は、その反射面が自由曲面形状とされた少なくとも2枚のミラーを含むことを特徴とする投写映像表示装置。投写型映像表示装置において、映像表示素子と、スクリーンと、前記映像表示素子上に表示された画像を拡大して投写するための複数のレンズを含み、かつ光軸が前記映像表示素子の略中心を通り、該光軸について対称な形状の面で構成された共軸光学系である第1の光学系と、前記第1の光学系からの拡大画像を、前記スクリーンに対して斜めに投写するための第2の光学系と、を備え、前記第2の光学系は、前記拡大画像の斜め投写により生じる台形歪及び/または収差を補正するための自由曲面を備えた光学素子を含むことを特徴とする投写映像表示装置。請求項6に記載の投写映像表示装置であって、前記光学素子の自由曲面は、少なくとも1つの鏡面を含むことを特徴とする投写映像表示装置。請求項6に記載の投写映像表示装置において、該光学素子は自由曲面形状を為す曲面反射ミラーを含み、該曲面反射ミラーの、前記映像表示素子の中心よりも上方の画像の光を反射する部分が、その反射方向に凹を向くように湾曲されて正のパワーを有しており、かつ前記映像表示素子の中心よりも下方の画像の光を反射する部分が、その反射方向に凸を向くように湾曲されて負のパワーを有することを特徴とする投写映像表示装置。投写映像表示装置に用いられる投写光学ユニットであって、前記映像表示素子上に表示された画像を拡大して投写するための複数のレンズを含み、かつ光軸が前記映像表示素子の中心軸とほぼ等しくされた第1の光学系と、前記第1の光学系からの拡大画像を、前記スクリーンの法線に対し所定の角度を以って該スクリーンに投写するための第2の光学系と、を備え、前記第2の光学系は、前記第1の光学系からの拡大画像を反射して前記スクリーンへ導くための自由居面形状を為す反射面をもつ光学素子を含み、前記光学素子の、前記映像表示素子の中心よりも上方の映像を反射する部分が、その反射方向に凹を向くように湾曲されており、かつ前記映像表示素子の中心よりも下方の映像を反射する部分が、その反射方向に凸を向くように湾曲されていることを特徴とする投写光学ユニット。請求項9に記載の投写光学ユニットであって、前記光学素子は、自由曲面形状を為す曲面反射ミラーであることを特徴とする投写光学ユニット。前記請求項10に記載の投写光学ユニットであって、前記光学素子は、2枚の前記曲面反射ミラーで構成されることを特徴とする投写光学ユニット。請求項9に記載の投写光学ユニットであって、前記スクリーンの法線と平行な該スクリーンの垂直方向の面内において、前記拡大画像の上端の光線が前記反射面で反射して前記スクリーン上に到るまでの距離をL1、前記拡大画像の下端の光線が前記反射面で反射して前記スクリーン上に到るまでの距離をL2、前記スクリーンでの画面の上端から下端までの距離をDv、前記スクリーン画面の中央に入射する光線と当該スクリーンの法線との成す角度をθとするとき、次の式を満足するように構成されていることを特徴とする投写光学ユニット。|L1-L2|<1.2sinθDv請求項9に記載の投写光学ユニットであって、前記スクリーンの法線と平行な該スクリーンの垂直方向の面内において、前記拡大画像の上端の光線が前記反射面で反射して前記スクリーン上に到るまでの距離をL1、前記拡大画像の下端の光線が前記反射面で反射して前記スクリーン上に到るまでの距離をL2、前記スクリーンでの画面の上端から下端までの距離をDvとするとき、これらが次の式を満足するように形成されていることを特徴とする投写光学ユニット。|L1-L2|>0.4Dv請求項9に記載の投写光学ユニットであって、前記光学素子の、前記映像表示素子の中心よりも上方の映像を反射する部分が正のパワーを持ち、前記映像表示素子の中心よりも下方の映像を反射する部分が負のパワーを持つことを特徴とする投写光学ユニット。投写型映像表示装置に用いられる投写光学ユニットおいて、前記映像表示素子上に表示された画像を拡大して投写するための複数のレンズを含み、かつ光軸が前記映像表示素子の略中心を通り、該光軸について対称な形状の面で構成された共軸光学系である第1の光学系と、前記第1の光学系からの拡大画像を、前記スクリーンに対して斜めに投写するための第2の光学系と、を備え、前記第2の光学系は、前記拡大画像の斜め投写により生じる台形歪及び/または収差を補正するための自由曲面を備えた光学素子を含むことを特徴とする投写光学ユニット。請求項15に記載の投写光学ユニットであって、前記光学素子は、少なくとも1つの鏡面を含むことを特徴とする投写光学ユニット。請求項15に記載の投写映像表示装置において、該光学素子は自由曲面形状を為す曲面反射ミラーを含み、該曲面反射ミラーの、前記映像表示素子の中心よりも上方の映像を反射する部分が、その反射方向に凹を向くように湾曲されて正のパワーを有しており、かつ前記映像表示素子の中心よりも下方の映像を反射する部分が、その反射方向に凸を向くように湾曲されて負のパワーを有することを特徴とする投写光学ユニット。ところで、映像表示素子上の映像をスクリーンに対して斜め方向から投写すると、スクリーン上に投写された映像に、所謂、台形歪みが生じる。これを解消するため、上記特許文献1に記載された投写光学ユニットでは、スクリーン側に配置したアフォーカルコンバータを偏心させて当該台形歪み抑える構成としている。しかしながら、この特許文献1に開示されたアフォーカルコンバータはその倍率が低いため、投写映像の広角化が困難であり、そのため、装置の薄型化を達成できないという問題点があった。また、上記特許文献2に記載された投写光学ユニットによっても、その構造から、やはり投写映像の広角化は困難である。よって特許文献2に記載のものを背面投写型カラー映像表示装置に適用して、装置の十分な薄型化を達成することは難しいという問題点があった。更に、この特許文献2に記載された投写光学ユニットでは、使用するレンズを個別に偏心させる必要があるため、その製造が難しいという問題点もあった。さらに、上記特許文献3に記載の投写光学ユニットは、正のパワーを有する第1屈折レンズ系と、負のパワーを有する第2屈折レンズ系と、光路折り返しミラーとを有している。かかる構成において、上記負のパワーを有する第2屈折レンズ系を構成するレンズの内、少なくとも2枚のレンズは、その回転対称軸が互いに異なる偏心系としている。そのため、製造時において、各レンズの位置精度を十分に確保することが難しく、そのため、やはり製造が困難になるという問題点があった。上述したように、映像表示装置を構成する投写光学ユニットにおいて、その奥行をより短縮するためには、スクリーンに対して斜め方向から拡大投写する、所謂、斜め投写が必須となり得る。そして、更なる奥行の短縮化のためには、この斜め投写の角度をより大きくすることが必要となる。しかしながら、この斜め投写の角度をより大きくした場合、上述した台形歪も一層大きくなってしまう。このため、この台形歪を補正するための偏心量を、より一層大きくする必要がある。このことから、かかる要求を満足する光学ユニットを製造することは、一層困難となる。また、これに関連して、必要なレンズ径もより大きくする必要がある。即ち、上記の従来技術になる光学系では、投写光学ユニット、更には、映像表示装置の奥行をより小さくすることは困難であった。本発明は、上述した従来技術における課題に鑑みて為されたものである。そしてその目的は、画像をスクリーンに対して斜めに投写するものにおいて、スクリーン上の画像の歪を低減して優れた表示特性を発揮することの可能な技術を提供することにある。また、本発明は、特に背面投写型標示装置において、スクリーン上の画像の歪を低減しつつ装置の奥行寸法を小さくすることが可能な技術を提供する。本発明は、映像表示素子上に表示された画像を拡大して投写するための複数のレンズを含み、かつ光軸が前記映像表示素子の中心軸とほぼ等しくされた第1の光学系と、前記第1の光学系からの拡大画像を、前記スクリーンの法線に対し所定の角度を以って該スクリーンに投写するための第2の光学系とを備え、この第2の光学系は、前記第1の光学系からの拡大画像を反射して前記スクリーンへ導くための曲面を有する光学素子を含んでいる。そして本発明は、上記光学素子で反射されて前記スクリーンに入射される光の光路長を光学的距離としたとき、該光学素子の、第1の光学的距離を以って光を反射する部分が、その反射方向に凹を向くように湾曲されており、前記第1の光学的距離よりも短い第2の光学的距離を以って光を反射する分が、その反射方向に凸を向くように湾曲されていることを特徴とする。また本発明は、前記光学素子は、その反射面が自由曲面形状とされた曲面反射ミラーであり、前記第2の光学系は、前記スクリーンの下方から前記スクリーンの法線に対し所定の角度を以って投写するものである場合、前記曲面反射ミラーは、前記映像表示素子の中心よりも上方の画像の光を反射する部分が、その反射方向に凹を向くように湾曲されて正のパワーを有しており、かつ前記映像表示素子の中心よりも下方の画像の光を反射する部分が、その反射方向に凸を向くように湾曲されていることが好ましい。また、上記光学素子は、自由曲面形状を為す鏡面であることが好ましい。また、前記光学素子からの画像を反射して、前記スクリーンの背面側から投写するための平板状の背面ミラーを更に備えることが好ましい。更に、本発明では、前記光学素子は、前記背面ミラーの下方に配置されていることが好ましく、更には、前記光学素子を、少なくとも2枚の自由曲面ミラーで構成することが好ましい。また、本発明は、映像表示素子上に表示された画像を拡大して投写するための複数のレンズを含み、かつ光軸が前記映像表示素子の略中心を通り、該光軸について対称な形状の面で構成された共軸光学系である第1の光学系と、前記第1の光学系からの拡大画像を、前記スクリーンに対して斜めに投写するための第2の光学系とを備えている。そして本発明は、前記第2の光学系が、前記拡大画像の斜め投写により生じる台形歪及び/または収差を補正するための自由曲面を備えた光学素子を含むことを更なる特徴とするものである。上記光学素子は自由曲面形状を為す曲面反射ミラーを含む。そして、該曲面反射ミラーの、前記映像表示素子の中心よりも上方の画像の光を反射する部分が、その反射方向に凹を向くように湾曲されて正のパワーを有しており、かつ前記映像表示素子の中心よりも下方の画像の光を反射する部分が、その反射方向に凸を向くように湾曲されて負のパワーを有するものでもよい。また本発明は、スクリーンの法線と平行なスクリーンの垂直方向の面内において、前記拡大画像の上端の光線が前記光学素子の反射面で反射して前記スクリーン上に到るまでの距離をL1、前記拡大画像の下端の光線が前記反射面で反射して前記スクリーン上に到るまでの距離をL2、前記スクリーンでの画面の上端から下端までの距離をDv、前記スクリーン画面の中央に入射する光線と当該スクリーンの法線との成す角度をθとするとき、次の式を満足するように構成されてもよい。|L1-L2|<1.2sinθDvまた上記L1とL2の差の絶対値|L1-L2|が、当該自由曲面の形状を平面にした場合に比べて小さくなるように形成されていることが好ましい。またスクリーンの法線と平行なスクリーンの垂直方向の面内において、拡大画像の上端の光線が自由曲面の反射面で反射してスクリーン上に到るまでの距離をL1、拡大画像の下端の光線が自由曲面の反射面で反射してスクリーン上に到るまでの距離をL2、前記スクリーンでの画面の上端から下端までの距離をDvとするとき、これらが次の式を満足するように形成されてもよい。|L1-L2|>0.4Dv本発明によれば、画像の斜め投写により生じる台形歪を低減しつつ装置の光学的奥行を小さくすることが可能となる。以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。まず、添付の図1は、本発明の一実施形態に係る投写映像表示装置、特に、背面投写型の映像表示装置において用いられる投写光学ユニットの基本的構成を示す断面図である。この図1に示す投写光学ユニットの基本的構成において、図の下側に配置された画像表示素子1から射出した光は、回転対称な面形状を有する複数の屈折レンズを含む第1の光学系2具体的には、投写レンズを通る。その後、第1の自由曲面形状の反射面を有する反射鏡3の表面で反射され、更に、第2の自由曲面ミラー4で反射される。その反射光は、第3の光学系である平面反射面を有する背面ミラー5で反射され、スクリーン6の背面に入射される。尚、本実施形態では、上記第1の自由曲面ミラー3及び第2の自由曲面ミラー4に構成される光学系を第2の光学系と呼ぶこととする。ここで、上記画像表示素子1は、例えば、投写型ブラウン管等の自発光型のものでもよく、或いは、液晶パネルのような透過型のものでもよい。なお、この図では、上記画像表示素子1を、液晶パネルによる透過型のもので構成した場合に必要となる、例えばランプ等の照射手段については、その図示を省略している。また、この画像表示素子1として、例えば液晶パネルを採用した場合、3枚の液晶パネルを用いて複数の色の画像を合成する方式としてもよい、しかしながら、この図では、かかる場合に必要となる合成用プリズム等についても、その図示を省略している。なお、図からも明らかなように、上記画像表示素子1は、その表示画面の中央が、上記第1の光学系投写レンズ2の光軸上に配置されている。このように、画像表示素子1の表示画面の中央を上記第1の光学系の光軸上に配置することによって、レンズの大きさを大きくすることなく斜め投写による奥行の小さい光学系を実現できる。そして、図1に示すように、上記画像表示素子1の画面の中央から出射し、上記第1の光学系投写レンズ2の入射瞳の中央を通り、その後、スクリーン6の画面の中央に入射する光線11は、スクリーンに対して斜めに入射する。ここで、当該光線11がスクリーンに入射する点P0において、スクリーン面の法線とこの光線11とが成す角度をθとし、これを以後、斜め入射角度と称する。なお、この図1に示した断面は、上記スクリーン6の画面中央に入射する光線11と、当該スクリーンの法線とで形成される平面における、上記投写光学ユニットの断面を表示したものである。すなわち、この断面は、スクリーン6の法線と平行な垂直方向の断面である。一方、上記断面内において、上記画像表示素子1の画面下端から出射した光線12は、当該画面の下端と上記第1の光学系投写レンズ2の入射瞳の中央を結ぶ直線に沿ってみ、これに対応するスクリーン上の位置、即ち、スクリーン6上の画面の上端にある点P1に入射する。この光線12が第2の自由曲面ミラー4を通過反射する点P3から、上記背面ミラー5上の点P2を経由してスクリーン上の点P1に至る光路長をL1とする。また、上記画像表示素子1の画面上端から出射され、当該画面の上端と上記第1の光学系投写レンズ2の入射瞳の中央を結ぶ直線に沿って進み、そして、これに対応するスクリーン上の位置である、スクリーン6の画面の下端にある点P4に入射する。この光線13が第2の自由曲面ミラー4を通過反射する点P6から、背面ミラー5上の点P5を経由してスクリーン上の点P6にまで至る光路長をL2とする。そして、本実施形態に係る投写光学ユニットにおいては、上記光路長L1、L2光路長の差が、次の式1を満足するように構成されている。|L1-L2|<1.2sinθDvただし、Dvは図1の断面内でのスクリーン上の画面の大きさである。言い換えると、スクリーン6上における画面上端の点P1から、その画面下端の点P4までの距離である。また、θは上記斜め入射角度である。さらにまた、本実施形態に係るる投写光学ユニットにおいては、上記光路長L1とL2の差の絶対値|L1-L2|が、第2の自由曲面ミラー4の形状を平面にした場合よりも小さくなるように構成されている。続いて、上記光路長の差|L1-L2|が、上記の式を満たすようにする理由について、以下に詳細に説明する。なお、上記第1の光学系を構成する投写レンズ2からの光を、スクリーン6に対して斜めに入射させるため、上記背面ミラー5によって折り返す反射すること、更には、このことにより背面投写型の映像表示装置の奥行寸法を小さく出来ることは、よく知られたことである。ここで、共軸光学系の投写レンズ21図1の符号2に対応をスクリーン27図1の符号6に対応に対して傾けて、光線22、23、24を斜めに入射させた場合の概念図を図2に示す。この図2において、投写光学系21の光軸上に置かれた画像表示素子20図1の符号1に対応の画面中央から光軸に沿って射出した光線22が上記スクリーン27に到達する時、当該スクリーン近傍における光線22に垂直な方向での画面の大きさは次のように表される。すなわち、この画面の大きさは、上記光線22に垂直な線とその上方の光線23との交点P11と、上記光線22に垂直な線とその下側の光線24との交点との間の距離である。そして、その大きさは、本来即ち、スクリーンに対して垂直方向に入射した場合、スクリーン27上に投写される画像表示素子20の画面の大きさ縦方向の長さであるDvになっている。しかしながら、画像表示素子20の画面からの光線は斜めに入射されているため、当該画面から出射した上方の光線23は、実際には、上記スクリーン27上の点P12にまで達してしまう。そのため、スクリ-ン上での画面はDvよりも大きくなってしまい、これが図形の歪の原因となる。同時に、当該画面から出射した上方の光線23と、下方の光線24との間においても、同様に、投写レンズ21からスクリーン27までの光路長において差が生じてしまう。なお、この光路長の差の大きさは、近似的に、画面中央からの光線22に垂直な線と画面上方からの光線23との交点P11と、当該光線23とスクリーン27との交点P12との間の距離に相当する。そこで、上記図1においてその構成が説明された本実施形態に係る投写光学ユニットでは、投射レンズ21図1の符号2に対応のすぐ外側に、上述したように、自由曲面ミラー図1では、第1の自由曲面ミラー3と、第2の自由曲面ミラー4を配置している。そこで、この自由曲面ミラーによって上述した図形歪を補正したとものと考えた場合、スクリーン27上では、例えば、画面上方からの光線23が到達する位置は、上述した点P12から、図2にP14で示す点に移動する。また、画面下方からの光線24は、図に符号26で示すように移動することとなる。すなわち、このことにより、スクリーン27上に投写される上記画像表示素子20の画面の大きさ縦方向の長さは、本来の大きさであるDvになる。ここで、回転対称な光学系である投写レンズからの光を自由曲面ミラーで反射させてスクリーンに対して斜めに入射させた場合の様子を概念的に図11に示す。図11では、投写光学系21の光軸上に画像表示素子20が置かれ、該画像表示素子20の画面中央から投写光学系20の光軸に沿って射出した光線22以下、これを中央光線というがミラー28で反射されてスクリーン27に角度θで斜め入射している。ミラー28が平面の場合、投写光学系21で投写される映像がそのままスクリーン27に斜め投写されることになる。このとき、スクリーン画面で図11の上側の端に向かう光線23破線で示すがスクリーンに入射する点と、下側の端に向かう光線24破線で示すがスクリーンに入射する点とは、上記中央光線22が入射する点P23に対して非対称になる。このため、スクリーン上の画像に台形歪を生じる。このとき、上記スクリーン画面の上端に向かう光線23に沿ったミラー28からスクリーン27までの光路長と、上記スクリーン画面の下端に向かう光線24に沿ったミラー28からスクリーン27までの光路長との間に大きな差が生じている。ここで、ミラー28の形状を自由曲面にして歪を補正すると、スクリーン画面で図11の上側の端に向かう光線は図11の光線25のように下側に移動し、さらに下側の端に向かう光線は図11の光線26のようになる。よって、上記光線25がスクリーンに入射する点と光線26がスクリーンに入射する点が上記中央光線22が入射する点P23に対して対称になる。従って、光線25がスクリーンに入射する点と光線26がスクリーンに入射する点との距離が、正しい画面の大きさDvとほぼ等しくなって、歪が補正されたことを確認できる。このとき、上記光線25に沿ったミラー28からスクリーン27までの光路長と、上記光線26に沿ったミラー28からスクリーン27までの光路長との差は、上記光線23と光線24の場合に比べて小さくなっている。すなわち、本実施形態では、ミラー28の形状を自由曲面形状にすることにより、上記スクリーン画面の上側の端に向かう光線に沿ったミラー28からスクリーン27までの光路長と、スクリーン画面の下側の端に向かう光線に沿ったミラー28からスクリーン27までの光路長との差を小さくしている。結果として、斜め投写による歪が好適に補正されるようになる。上記のように歪を良好に補正するための、ミラー28の自由曲面形状の一例について図11を参照しつつ説明する。ミラー28において、スクリーンの画面中央に対してミラー28からスクリーンまでの光路長が中央光線22よりも長い光つまり図11でスクリーン上の点P23より上側の部分に向かう光線例えば光線25を反射する部分を、その反射方向に凹を向くように湾曲させる。すなわち、ミラー28の、中央光線22を反射する点P22よりも上側の部分では、正のパワーを持たせるように凹面の反射面とする。一方、スクリーンの画面中央に対してミラー28からスクリーンまでの光路長が中央光線22よりも短い光つまり図11でスクリーン上の点P23より下側の部分に向かう光線例えば光線26を反射する部分を、その反射方向に凸を向くように湾曲させる。すなわち、ミラー28の、中央光線22を反射する点P22よりも下側の部分では、負のパワーを持たせるように凸面の反射面とする。要するに、本実施形態に係る自由曲面ミラー28は、第1の光学的距離を持つ光線25を反射する部分が、その反射方向に凹を向くように湾曲されており、この第1の光学的距離よりも短い第2の光学的距離を持つ光線26を反射する部分が、その反射方向に凸を向くように湾曲されている。本実施形態ではスクリーンの下方から画像を斜め投写しているので、本実施形態に係る自由曲面ミラー28は、映像表示素子の中心よりも上方の画像の光を反射する部分、つまりミラー28の上部は、その反射方向に凹を向くように湾曲されて正のパワーを持つ。一方、映像表示素子の中心よりも下方の画像の光を反射する部分、つまりミラー28の下部は、その反射方向に凸を向くように湾曲されて負のパワーを持つ。図2に戻ると、歪が補正された時には、画面からの上方の光線25と、画面からの下方の光線26との間における光路長の差は、近似的に、上記した点P13と点P14との間の距離に相当する大きさとなる。即ち、スクリーン27上に投写される上記画像表示素子20の画面の大きさ縦方向の長さは、図形歪の補正前と比較して小さくなる。より詳細には、上記光路長の差画像表示素子20の画面から出射した上方の光線23と下方の光線24との間に生じる、投写レンズ21からスクリーン27までの光路長における差が、点P13と点P14との距離に相当する程度になるように、自由曲面ミラーの表面を調整する。これにより、当該自由曲面ミラーによって、上記図形の歪を補正することが可能となる。また、上記点P13と点P14との間の距離以下、これをLxとするは、近似的に、次の式2によって求めることが出来る。Lx=Dvsinθcosθ’ここで、θ’は、上記図2の断面において、自由曲面ミラーから射出後の上記画像表示素子20の半画角であるが、例えば、広く一般に市場において入手可能なカラー映像表示装置の投写光学ユニットの構造などを考慮し、これを、例えば約30度とすると、上式2は次式3のようになる。Lx=1.2sinθDvなお、上記の近似では、自由曲面ミラーがスクリーンから充分遠い位置に配置されているという条件をも含んでいる。しかしながら、この自由曲面ミラーがスクリーンに近い場合には、上記光路長の差はより小さな値となる。従って、上記光路長の差は、上式の値よりも小さくなることが条件となることが分かる。これによれば、複数の屈折レンズを含む第1の光学系において、レンズの偏心やレンズ径の増大をすることなく、投写光の斜め入射による台形歪の補正を実現できる。即ち、本実施形態によれば、その光学系の奥行を小さくし、かつ、その製造も容易な投写光学ユニットを実現できる。ここで、さらに、より製造の容易な投写光学ユニットを実現するために、上記自由曲面ミラーの大きさを充分小さくするための条件について、以下に詳細に説明する。添付の図3は、上記図1に示したように、自由曲面ミラー第1の自由曲面ミラー3と第2の自由曲面ミラー4を用いて台形歪を補正した光学系において、その斜め入射角度θが変化した場合、それに伴って変化する奥行の値を示したものである。この奥行の値は、実現可能な装置における最小の値とする。即ち、この図におけるグラフの横軸は、斜め入射角度θである。他方、その縦軸は、奥行の長さを示しており、ここでは、この奥行の長さは、上記図1に示した断面内でのスクリーン上における画面の大きさDvにより規格化され、相対値で示されている。なお、ここに示す奥行とは、近軸計算により、背面ミラー5によって折り曲げられた光線同士が互いに干渉しない条件の下で、背面ミラー5の位置を調整した結果における光線経路から算出されたたものである。当然のことながら、その中には、鏡筒やミラー厚などは含まれていない。以下、これを光学奥行と言うことにする。すなわち、この図3に示すように、斜め入射角度θが大きい程、投写光学ユニットを構成する光学系の奥行光学奥行を小さくできることが分かる。更に、この光学系の奥行は、上記図1において、スクリーン6上の画面の上方に向かう光線12と下方に向かう光線13との広がり角によっても異なる。そして、この広がり角は、先に述べたように、自由曲面形状の反射面を用いた本発明になる光学系では、画面上端に向かう光線と画面下端に向かう光線の光路長の差|L1-L2|と同等である。そこで、この図3では、光路長の差のパラメータをDLとして、上記光路長の差|L1-L2|が異なる場合における、上記奥行の変化を示している。即ち、光路長の差即ち、DLの値を大きくする程、その光学系の奥行を小さくできることを示している。なお、このDLは、厳密には、上記光路長の差|L1-L2|を画面の大きさDvによって割った値であるDL=|L1-L2|/Dv。ここで、装置の奥行を大幅に小さくした光学系として、例えば、スクリーン画面の大きさの0.5倍以下にまで光学奥行を小さくするためには、上記の図3から、斜め入射の角度θを35度以上但し、光路長の差がDL=0.4の場合にすれば良いことが分かる。一方、上記の自由曲面ミラーは、その寸法が大きくなる程、その製造が困難になる。このことから、当該自由曲面ミラーは、所定の大きさ以下にすることが重要である。例えば、上記図1に示した構造では、背面ミラー5の大きさはスクリーン画面の約70以上にもなる。これを50型以上のような大画面のリアプロジェクタに適用した場合には、この背面ミラー5の大きさは500mmを越えるサイズとなってしまう。そのため、この背面ミラー5の表面を上述した条件を満たすような自由曲面形状に加工することは困難である。すなわち、そのような大きさを持つ自由曲面ミラーの製造は、実際的には困難である。換言すれば、上記図1に示した構造のリアプロジェクタにおいては、背面ミラー5を自由曲面にすることは適当でない。そこで、本実施形態では、上述した図1にも示すように、上記自由曲面ミラーを、当該背面ミラーでその光路を折り曲げる前の光路上に配置している。より具体的には、上記スクリーン6の下部近傍に、住居工面ミラーを配置することが提案されている。更には、この自由曲面ミラーを、第1の自由曲面ミラー3と第2の自由曲面ミラー4により構成し、上記スクリーン6の下部近傍に配置することが提案されている。しかしながら、このような自由曲面ミラーの配置構成によっても、条件によっては、当該自由曲面ミラーの大きさが、その製造の観点からは大きくなり過ぎる場合がある。例えば、上記図1に示した配置構造において、大きい方の自由曲面ミラーである第2の自由曲面ミラー4の大きさについて、斜め入射角度θに対する変化を求めた結果を図4に示す。なお、この図4において、その横軸は斜め入射角度θであり、その縦軸は当該自由曲面ミラーにとって必要な大きさを示している。ここで、上記自由曲面ミラーの大きさとは、上記図1のような断面内における大きさ点P3から点P6までの距離であり、かつ、当該断面内でのスクリーン上の画面の大きさDvによって規格化して表示されている。この図4に示すように、自由曲面ミラーの大きさは、斜め入射の角度θが大きくなる程、大きくなることが分かる。また、上記光路長の差|L1-L2|が異なる場合には、その光路長の差が大きい程、自由曲面ミラーの大きさを小さく出来ることが分かる。ところで、上記図1に示す構成になる、例えば、50型のような大画面のリアプロジェクタの場合、上記自由曲面ミラー4の大きさすなわちその短辺である上記図1の断面内での寸法を、スクリーン上での画面サイズの約0.3倍以下にすることが、自由曲面ミラーの製造を容易にする上から望ましい。そこで、かかる条件を考慮しながら上記図4を見ると、この光路長の差が0.4の場合には、斜め入射の角度θを35度以下にする必要がある。他方、この光路長の差が0.5の場合には、当該斜め入射の角度θを50度近くまで大きく出来ることが分かる。ここで、上記図3のグラフに加え、更に図4のグラフを並べると、前述した光学奥行を小さくするためには、この斜め入射の角度θを大きくすればよい。他方、自由曲面ミラーの大きさを小さくするためには、この斜め入射の角度θを小さくする必要がある。即ち、両者は斜め入射の角度θに対して相反する傾向となっていることが分かる。従って、条件によっては、奥行と自由曲面ミラーの大きさの両方を、同時に、所望の大きさ以下に小さくすることが出来ない場合が存在することが分かる。そこで、上記のパラメータである光路長の差|L1-L2|厳密には、DL=|L1-L2|/Dvに着目すると、光路長の差が大きくなる程、光学奥行も、また自由曲面ミラーの大きさも、共に、小さい方向に変化していることが分かる。従って、両者の条件を満足するためには、光路長の差を大きくすることが望ましい。即ち、上記図3及び図4に示すグラフから、1光学奥行を目標値以下とすること、そして、2自由曲面ミラーの大きさも製造の容易な寸法以下にすることの条件を同時に満足する斜め入射の角度θの範囲が存在するためには、上記光路長の差厳密には、DL=|L1-L2|/Dvを0.4以上とすれば良いことがわかる。なお、以上では、上記図1に示す実施の形態に示すように、自由曲面ミラーによる光路の折り曲げ方向を画面の短辺方向縦方向を含む平面内で行う構造を基に説明した。しかしながら、上記図1とは逆に、画面の長辺方向水平方向を含む平面内で行う構造である場合においても、上記と同様に構成できることは明らかである。すなわち、このような構造であっても、奥行を小さくしながら、上記自由曲面ミラーの大きさを小さくし、もって、製造が容易な光学系を得ることが可能であることは、言うまでもない。すなわち、上記により、背面投写型映像表示装置の奥行を小さくすると同時に、自由曲面ミラーの大きさを小さくし、もって、その製造が容易な光学ユニットを実現可能とされる。更に、以下には、上記に説明した本発明になる背面投写型映像表示装置における光学ユニットの具体的な実施例について、その各部の数値を挙げながら詳細に説明する。添付の図5~図7及び図12、更には、以下の表1に示す数値を用いながら、本発明の実施例1について説明する。なお、図5は、本実施例1における光線図を示している。即ち、図の下側に配置された画像表示素子31から射出した光は、複数の屈折レンズで構成された第1の光学系32を通過する。その後、第2の光学系を構成する第1の自由曲面ミラー33、更には、第2の自由曲面ミラー34で反射される。そして、平面鏡である背面ミラー35の表面で反射され、スクリーン36上に入射される。ここで、上記第1の光学系は、全て、軸対称な形状の屈折面で構成された共軸光学系であり、かつ、それら屈折面の内の4つは軸対称な非球面で構成され、その他は球面で構成されている。また、ここに用いられた軸対称な非球面は、各面毎のローカルな円筒座標系を用いて、次の数1式で表される。ここで、rは光軸からの距離であり、Zはサグ量を表している。また、cは頂点での曲率、kは円錐定数、A~Jはrのべき乗の項の係数である。次に、上記第2の光学系を構成する自由曲面は、各面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、X、Yの多項式を含む次の数式2で表わされる。ここで、ZはX軸及びY軸に垂直な方向における自由曲面の形状のサグ量を表わし、cは頂点での曲率、rはX、Y軸の平面内での原点からの距離、kは円錐定数、Cm、nは多項式の係数である。更に、図12に、本実施例1に係る投写レンズの一構成例が示され、また以下の表1には、本実施例1の光学ユニットを構成するレンズデータを含む数値が示されている。ここで、面番号Surfaceは、物体面、すなわち映像表示素子の表示面をS0とし、順次、符号S0~S28で示されている。そのうちS0~S24は、図12のS0~S24で示される各光学要素の面に対応している。S1及びS2は、各々、例えば3つの映像表示素子の表示映像を合成するためのダイクロイックミラーを含む光合成部の入出射面である。S25~S28は、図5のS0~S24で示される各光学要素の面反射面、スクリーン面に対応している。すなわち、S25は第1の自由曲面ミラー33の反射面、S26は第1の自由曲面ミラー34の反射面、S27は平面反射ミラー35の反射面、そしてS28は像面、すなわちスクリーン面を示している。また、この表1において、Rdは各面の曲率半径を示しており、上記図5では、当該面が左側に曲率中心を有する場合には正の値で、それとは逆の場合には負の値で表わされている。また、下記表1において、THは次の面との面間距離を示しており、具体的には、そのレンズ面の頂点から次のレンズ面の頂点までの距離を示す。また表1においてndは図12に示された各レンズ素子の屈折率、νdはそのレンズ素子のアッベ数を示している。なお、上記図5及び図12において、当該レンズ面に対して、次のレンズ面が左側に在る場合には、この面間距離は正の値で、他方、右側にある場合は負の値で表わされている。なお、上記表1において、S7、S15、S23及びS24の4つの面は、上述したように回転対称な非球面から構成されている。これら4つ面の非球面の係数は、以下の表2に示される。また、上記の表1において、上述したようにS25とS26は、上記図5において第2の光学系である第1の自由曲面ミラー33と第2の自由曲面ミラー34における、自由曲面形状の反射面を示している。これら反射面の自由曲面の形状について、以下にその詳細を説明する。まず、S25第1の自由曲面ミラー33の自由曲面は、そのローカル座標の原点を上記第1の光学系の光軸上にして、S24から表に示す面間距離THだけ離れた位置に配置される。従って、画像表示素子31の画面中央から出て第1の光学系32の光軸を通る光線以下、中央光線と言うは、上記S25のローカル座標の原点に入射する。一方、S26のローカル座標のY軸とZ軸は、上記図5の断面内に在り、そのZ軸は上記中央光線に対して、略40度傾けて配置されている。そして、上記S26の自由曲面は、そのローカル座標の原点が、上記S25面で反射された上記中央光線の経路上に在って、かつ、上記S25面からは、表示された面間距離THだけ離れた位置に配置されている。即ち、このS26のローカル座標のY軸とZ軸は、上記図5の断面内にあり、かつ、そのZ軸は第26面に入射する上記中央光線に対して、略40度傾けて配置されている。これら2つの自由曲面の形状を表す係数の値は、以下の表3に示される。以上のように、本実施例1においては、2つの自由曲面ミラー第1の自由曲面ミラー33と第2の自由曲面ミラー34間の距離は、約180mmとしているが、台形歪を良好に補正するには、これら2枚の自由曲面ミラーの間隔は150mm以上とすることが望ましい。これは、2つの自由曲面ミラーが近づき過ぎると、両者のパラメーである係数の機能に重複が生じてその歪補正の能力が制約されてしまい、台形歪を良好に補正することが出来なくなるためである。また、上記第1の光学系32の画角として、画像表示素子31上の画面の上端から出て当該第1光学系の入射瞳の中央を通過した光線と光軸との成す角度が、15度以下となるように設定することが望ましい。これによって、上記2枚の自由曲面ミラーの間隔を維持しつつ、かつ、自由曲面ミラーの大きさを小さく保つことが可能となる。さらに、上記表1、表3からは、本実施例1では、曲率cとコーニック係数kとが0となっていることが分かる。これは、斜め入射に起因する台形歪は、斜め入射の方向において極端に大きく発生し、これと異なる垂直方向においては、その歪量は小さい。従って、斜め入射の方向とこれに垂直な方向とでは、大幅に異なる機能が必要であり、回転対称で全方向に機能する上記曲率cやコーニック係数kを利用しない即ち、その値を0にすることによって、図形歪を良好に補正することが可能となる。また、さらに上記実施例1の光学系において、上記S25のミラーとS26面のミラーとは、そのローカル座標系の座標軸がほぼ平行に配置されており、これによって、図形歪とスポット形状を良好に補正することが可能となっている。その数値を上記に具体的に示した本実施例1になる光学ユニットにより得られた図形歪の状況を、添付の図6に示す。なお、この図6の縦方向y軸は、上記図5の上下方向に一致しており、他方、その横方向x軸は、スクリーン上での上記y軸に垂直な方向、即ち、上記図5の奥行方向を示している。また、この図に示された長方形の中央は、投写画面の中央を示している。そして、この図では、投写画面を縦方向に4分割、横方向に8分割した直線の曲がり状態を表示することによって、上記自由曲面ミラーS25のミラー33とS26のミラー34による図形歪の補正の状況を示している。更に、上記本実施例1におけるスポットダイアグラムを、添付の図7に示す。この図7では、上側からからの数字で示されたスポットダイアグラムの形状を示している。つまり、映像表示素子31の物面上の8点、具体的には、そのxy座標の相対値で、1,1、0,1、0.6,0.6、1,0、0,0、0.6、-0.6、1、-1、0、-1の8点から射出した光束のスポットダイアグラムが、図の上から順に示される。なお、各スポットダイアグラムの横方向は、スクリーン上でのx方向を、縦方向はスクリーン上でのy方向を示している。以上から、上記の本実施例1に係る光学ユニットが良好な性能を示していることが分かる。次に、光学ユニットの第2の実施例について、添付の図8~図10及び図12、そして、以下に示す表4~表6を用いて、以下に詳細に説明する。まず、図8は、本実施例2における光線図を示している。即ち、図の下側に配置された画像表示素子41から射出した光は、複数の屈折レンズを含む第1の光学系42を通過する。その後、第2の光学系における第1の自由曲面ミラー43、更には、第2の自由曲面ミラー44で反射される。そして、平面鏡である背面ミラー45で反射されて、スクリーン46に入射される。ここで、上記第1の光学系は、全て、軸対称な形状の屈折面で構成された共軸光学系であり、かつ、それら屈折面の内の4つは軸対称な非球面で構成され、その他は球面で構成されている。また、ここに用いられた軸対称な非球面は、各面毎のローカルな円筒座標系を用いて、既に上記に示した数式1で表される。次に、上記第2の光学系を構成する自由曲面は、各面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、X、Yの多項式を含む、既に上記に示した数式2で表わされる。更に、以下の表4には、本実施例2の光学ユニットを構成するレンズデータを含む数値が示されている。ここでも表4のS0~S24は、図12のS0~S24に示された各光学要素の面に対応している。面番号Surfaceは、物面、すなわち映像表示素子の表示面を0とし、順次、S1からS27までが示されており、S28は像面、すなわちスクリーン面である。また、上記実施例1と同様に、S25は第1の自由曲面ミラー43の反射面、S26は第1の自由曲面ミラー44の反射面、S27は平面反射ミラー45の反射面を示している。また、この表4においても、Rdは各面の曲率半径を示しており、上記図8では、当該面が左側に曲率中心を有する場合には正の値で、それとは逆の場合には負の値で表わされている。また、表4において、THは面間距離を示しており、そのレンズ面の頂点から次のレンズ面の頂点までの距離を示す。なお、この図8においても、当該レンズ面に対して、次のレンズ面が左側にある時には、この面間距離は正の値で、他方、右側にある場合は負の値で表している。また表1と同様に、ndは図12に示された各レンズ素子の屈折率、νdはそのレンズ素子のアッベ数を示している。また、この表4においても、S7、S15、S23及びS24は回転対称な非球面であり、これら4つ面の非球面の係数が、以下の表5に示されている。また、上記の表5においても、S25とS26とにより上記第2の光学系を構成しており、それぞれ自由曲面形状の反射面となっている。まず、S25第1の自由曲面ミラー43の自由曲面は、そのローカル座標の原点を上記第1の光学系の光軸上にして、S24から、表に示す面間距離THだけ離れた位置に配置される。従って、画像表示素子41の画面中央から出て第1の光学系42の光軸上を通過した光線は、S25のローカル座標の原点に入射する。また、S25のローカル座標のY軸とZ軸は、上記図8の断面内に在り、Z軸は上記中央光線に対して40度傾けて配置されている。次に、S26面第2の自由曲面ミラー44の自由曲面は、上記S25で反射された上記中央光線の経路上で、S25から表に示す面間距離THだけ離れた位置に、そのローカル座標の原点が配置される。このS26のローカル座標のY軸とZ軸も、上記図8の断面内にあり、また、そのZ軸は第28に入射する上記中央光線に対して40度傾けて配置されている。これら2つの自由曲面の形状を表すための係数の値は、以下の表6に示される。以上のように、本実施例2においては、2つの自由曲面ミラー第1の自由曲面ミラー43と第2の自由曲面ミラー44間の距離は約180mmとしているが、台形歪を良好に補正するには、これら2枚の自由曲面ミラーの間隔は150mm以上とすることが望ましい。これは、2つの自由曲面ミラーが近づき過ぎると、両者のパラメーである係数の機能に重複が生じてその歪補正能力が制約されてしまい、台形歪を良好に補正することが出来なくなることによる。また、第1の光学系42の画角としては、画像表示素子41の画面上端から出て当該第1光学系の入射瞳の中央を通過した光線と光軸との成す角度が、15度以下となるように設定することが望ましい。これによって、上記2枚の自由曲面ミラーの間隔を維持しつつ、かつ自由曲面ミラーの大きさを小さく保つことが可能となる。さらに、上記表4、表6からは、本実施例2では、曲率cとコーニック係数kが0となっていることが分かる。これは、斜め入射による台形歪は、斜め入射の方向に極端に大きく発生し、これと異なる垂直方向においては、その歪量は小さい。従って、斜め入射の方向とこれに垂直な方向とでは、大幅に異なる機能が必要であり、回転対称で全方向に機能する上記曲率cやコーニック係数kを利用しない即ち、その値を0にすることにより、図形歪を良好に補正することが出来る。また、さらに上記実施例2の光学ユニットにおいては、上記S25面の自由曲面ミラーとS26面の自由曲面ミラーとは、そのローカル座標系の座標軸がほぼ平行に配置されており、これによって、歪とスポット形状を良好に補正している。上述した本実施例2の光学ユニットによる図形歪の状況を、添付の図9により示す。なお、この図9の縦方向y軸は上記図8の上下方向と一致しており、その横方向x軸は、スクリーン上での上記y軸に垂直な方向、即ち、上記図8の奥行方向を示している。また、この図中に示す長方形の中央が、投写画面の中央である。そして、この図では、投写画面を縦方向に4分割、横方向に8分割した直線の曲がり状態を表示することによって、上記自由曲面ミラー第25面のミラー43と第26面のミラー44による図形歪の補正の状況を示している。更に、上記実施例2の光学ユニットにより得られたスポットダイアグラムを図10に示す。なお、この図10でも、上側からからの数字で示されたスポットダイアグラムの形状が示されている。すなわち、映像表示素子41の物面上、X,Y座標の相対値で、1,1、0,1、0.6,0.6、1,0、0,0、0.6、-0.6、1、-1、0、-1の8点から射出した光束のスポットダイアグラムが、上から順に示されている。また、各スポットダイアグラムの横方向は、スクリーン46上でのX方向、また、その縦方向はスクリーン上でのY方向である。以上から、上記の本実施例2になる光学ユニットも良好な性能を示していることが分かる。以上述べたように、本実施形態によれば、装置の奥行寸法を非常に小さくしつつ、且つ、その製造も容易な背面投写型カラー映像表示装置を実現できる。なお、上記の説明においては、背面投写型の映像表示装置についてのみ説明した。しかしながら、本実施形態明は、かかる背面投写型のものにのみ限定されるものではない。例えば、上記の光学系ユニットにおいて、背面ミラーを取り除き、もって、映像表示素子から自由曲面ミラーまでを一つの装置内に収納する構造とすれば、前面投写型の映像表示装置を得ることができる。よって、装置からスクリーンまでの距離が非常に短くコンパクトで、かつ、斜め入射による台形歪の小さな前面投写型の映像表示装置を実現することが出来る。ここで、上記において種々説明した投写型映像表示装置に用いる投写光学ユニットについて纏める。まず、本実施形態では、映像表示装置に表示された画像を拡大してスクリーンに対し斜め投写する投写光学ユニットの構成に特徴がある。本投写光学ユニットは、回転対称な面形状を有する複数の屈折レンズを含む第1の光学系と、該第1の光学系から射出される光束がスクリーンに投写される経路内に配置された1枚又は複数の自由曲面形状を有する反射面を含む第2の光学系と、1枚の平面の反射面とを有する。該映像表示素子はその表示画面の中央が該第1の光学系の光軸上に配置されている。そして、本実施形態は、スクリーン法線と平行な垂直断面において、上記図1に示されるようなスクリーン上端に入射される光線12の光路長をL1、スクリーン下端に入射される光線13の光路長をL2としたとき、L1とL2との差の絶対値|L1-L2|が該第2光学系の反射鏡を平面とした場合よりも小さくなるように、当該反射鏡を自由曲面形状としたことを特徴としている。また、上記自由曲面の反射面の形状は、例えば次のようにされる。すなわち、反射鏡の、第1の光学的距離を持つ光線例えば図1の光線12を反射する部分は、その反射方向に凹を向くように湾曲されて正のパワーを持たせる。また、反射鏡の、第1の光学的距離よりも短い第2の光学的距離を持つ光線例えば図1の光線13を反射する部分は、その反射方向に凸を向くように湾曲されて負のパワーを持たせる。更に、本実施形態によれば、上記L1及びL2、スクリーンでの画面の上端から下端までの距離Dv、該スクリーン画面の中央に入射する光線と該スクリーンの法線との成す角度θが、次の式を満足する投写光学ユニットが提供される。|L1-L2|<1.2sinθDvまた、前記の投写光学ユニットにおいて、上記光路長L1、上記光路長L2、上記スクリーンでの画面の上端から下端までの距離Dvが、次の条件式を満足すること投写光学ユニットが提供されている。|L1-L2|>0.4Dvこれによれば、上記自由曲面形状を有する反射面の有効サイズを充分に小さくでき、より製造の容易な投写装置を実現できる。さらに、本実施形態に係る投写光学ユニットでは、上記第2光学系は2枚の自由曲面ミラーで構成される。そして、これら自由曲面ミラーの反射面間の、映像表示素子の画面中央から第1光学系の入射瞳の中央を通過する光線に沿った距離は、150mm以上とする。これによって、斜め投写における台形歪を良好に補正することができる。さらに、本実施形態に係る投写光学ユニットは、上記垂直断面において、画像表示素子上の画面の上端から出て第1光学系の入射瞳の中央を通過した光線と光軸との成す角度が、15度以下とされる。これにより、上記自由曲面反射面の大きさを小さくでき、製造の容易な投写装置を実現できる。さらに、本実施形態に係る投写光学ユニットは、該自由曲面形状を有する反射面の形状が、X、Y座標に対する多項式のみで表わされ、回転対称な形状を発生する係数を用いない。また、本実施形態に係る投写光学ユニットは、本実施形態に係る投写光学ユニットでは、上記第2光学系は2枚の自由曲面ミラーで構成される。そして、これら2枚の面のローカル座標系の各座標軸が、互いにほぼ平行に配置されている。上記のような構成により、本実施形態は、斜め投射においてスクリーン上の画像の歪が低減された良好な画質を得つつ、装置の奥行を短縮化することができる。"