透镜单元、投射光学系统以及投影仪

技术领域

本发明涉及透镜单元、投射光学系统以及投影仪。

背景技术

在专利文献1～4中记载了能够作为构成投射光学系统的透镜而采用的接合透镜。在专利文献1中公开了利用粘接剂将2片或3片透镜接合起来而得的接合透镜。在专利文献1中，规定了相邻的2片透镜的接合面的曲率半径，从而抑制了2片透镜的剥离。在专利文献2中公开了利用树脂将2片透镜接合起来而得的接合透镜。在专利文献2中，规定了各透镜和树脂的线热膨胀系数，从而抑制了应力的产生。在专利文献3中公开了利用树脂将2片透镜接合起来而得的接合透镜。在专利文献3中，在各透镜的有效直径的外侧设置斜面部。在该文献中，通过经由斜面部使2片透镜接触，使2片透镜的光轴一致。在专利文献4中公开了利用粘接剂将2片透镜接合起来而得的接合透镜。在专利文献4中，在各透镜的有效直径的外侧设置与面轴垂直的方向的平面部。在该文献中，通过以平面部为基准将2片透镜接合起来，抑制各透镜的倾斜。

专利文献1：日本特开2003-140037号公报

专利文献2：日本特开2010-266496号公报

专利文献3：日本特开2011-053332号公报

专利文献4：日本特开平06-347612号公报

未提出在制造接合透镜之后对接合透镜的光轴方向的厚度进行调节的机构。

发明内容

为了解决上述课题，本公开的透镜单元具有：接合透镜，其具有第1光学部件、第2光学部件以及接合部件，该第2光学部件配置在所述第1光学部件的光轴上，该接合部件具有透光性，配置在所述第1光学部件与所述第2光学部件之间；以及调整机构，其对所述第1光学部件和所述第2光学部件进行保持，并对沿着所述光轴的光轴方向的所述第1光学部件与所述第2光学部件之间的距离进行调整。所述接合部件以能够变形的方式与所述第1光学部件和所述第2光学部件密接。所述调整机构通过对所述距离进行调整而使所述接合部件的沿着所述光轴方向的厚度发生变化。

本公开的投射光学系统具有配置在缩小侧成像面与放大侧成像面之间的上述透镜单元。

本公开的投影仪的特征在于，具有：光源；光调制元件，其对从所述光源射出的光进行调制，在所述缩小侧成像面形成图像；以及上述投射光学系统，其投射所述图像。

附图说明

图1是实施例1的透镜单元的立体图。

图2是用A-A线将图1的透镜单元切断的情况的立体图。

图3是图1的透镜单元的分解立体图。

图4是卸下第2部件的状态的透镜单元的分解立体图。

图5是实施例2的透镜单元的立体图。

图6是用B-B线将图5的透镜单元切断的情况的剖视图。

图7是图5的透镜单元的分解立体图。

图8是卸下第1部件的状态的透镜单元的分解立体图。

图9是变形例1的透镜单元的说明图。

图10是变形例2的透镜单元的说明图。

图11是具有投射光学系统的投影仪的概略结构图。

图12是示意性地示出实施例3的投射光学系统的整体的光线图。

图13是实施例3的投射光学系统的光线图。

图14是实施例3的第2光学系统的光线图。

图15是示出实施例3的投射光学系统的放大侧的MTF的图。

图16是透镜单元的厚度与最终像的TV畸变的关系的曲线图。

图17是由透镜单元的厚度引起的最终像的畸变像差的说明图。

图18是由透镜单元的厚度引起的最终像的畸变像差的说明图。

图19是示意性地示出实施例4的投射光学系统的整体的光线图。

图20是实施例4的投射光学系统的光线图。

图21是实施例4的第2光学系统的光线图。

图22是示出实施例4的投射光学系统的放大侧的MTF的图。

图23是示意性地示出实施例5的投射光学系统的整体的光线图。

图24是实施例5的投射光学系统的光线图。

图25是实施例5的第2光学系统的光线图。

图26是示出实施例5的投射光学系统的放大侧的MTF的图。

标号说明

1：投影仪；2：图像形成部；Y2：Y轴方向的下方；3、3A、3B、3C：投射光学系统；4：控制部；6：图像处理部；7：显示驱动部；10：光源；11：第1积分透镜；12：第2积分透镜；13：偏振转换元件；14：重叠透镜；15：第1分色镜；16：反射镜；17B：场透镜；17G：场透镜；17R：场透镜；18：液晶面板；18B：液晶面板；18G：液晶面板；18R：液晶面板；19：十字分色棱镜；21：第2分色镜；22：中继透镜；23：反射镜；24：中继透镜；25：反射镜；31：第1光学系统；32：第2光学系统；35：中间像；40：接合透镜；50、50A、50B、50C、50D：透镜单元；51：第1透镜；51a：第1透镜外侧面；51b：第1基准面；52：第2透镜；52a：第2透镜外侧面；52b：第2基准面；53：第3透镜；54：接合部件；54a：第1接合部件；54b：第2接合部件；55：调整机构；56：第1环；56a：第1凸轮销；57：第2环；57a：第2凸轮销；58：第1部件；58a：销引导槽；59：第2部件；59a：第1凸轮槽；59b：第2凸轮槽；60a：第1弹簧部件；60b：第2弹簧部件；61：第1突出部；61a：第1槽；62：第2突出部；62a：第2槽；63：面间距离调整部件；65：第1部件；65a：第1抵接面；66：第2部件；66a：第2抵接面；67：第1环状部；68：第1环状突部；69：第2环状部；70：第2环状突部；75：旋转限制部；75a：第1贯通孔；75b：第2贯通孔；75c：第3贯通孔；76：旋转限制部；76a：第1台阶部；76b：第2台阶部；351：第1中间像；352：第2中间像。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的透镜单元、投射光学系统以及投影仪进行说明。以下，首先，对投射光学系统可采用的透镜单元的例子进行说明。接着，对投影仪的整体结构进行说明。之后，作为投影仪可搭载的投射光学系统的例子，对具有透镜单元的投射光学系统进行说明。

(实施例1的透镜单元)

图1是实施例1的透镜单元的立体图。图2是用A-A线将图1的透镜单元切断的情况的立体图。图3是图1的透镜单元的分解立体图。图4是卸下第2部件的状态的透镜单元的分解立体图。如图1所示，实施例1的透镜单元50A具有接合透镜40和调整机构55。

接合透镜40具有第1透镜51、排列在第1透镜51的光轴L上的第2透镜52以及配置在第1透镜51与第2透镜52之间的第3透镜53来作为光学部件。并且，接合透镜40具有接合部件54，该接合部件54具有透光性，位于第1透镜51与第2透镜52之间。接合部件54能够弹性变形，并且与位于接合部件54的光轴L方向的前后的2个透镜密接。在本例中，作为接合部件54，具有：第1接合部件54a，其在第1透镜51与第3透镜53之间与第1透镜51和第3透镜53密接；以及第2接合部件54b，其在第3透镜53与第2透镜52之间与第3透镜53和第2透镜52密接。在本例中，接合部件54是粘接剂。作为接合部件54，也可以采用凝胶状的树脂部件。

调整机构55对第1透镜51和第2透镜52以能够调整在第1透镜51和第2透镜52的光轴L方向上的间隔的状态进行保持。调整机构55通过使第1透镜51和第2透镜52在光轴L方向上相对移动，对第1透镜51中的与第2透镜52相反的一侧的第1透镜外侧面51a和第2透镜52中的与第1透镜51相反的一侧的第2透镜外侧面52a之间的距离T进行调整，并维持调整后的状态。

调整机构55具有：第1环56，其在内周侧对第1透镜51进行保持；第2环57，其在内周侧对第2透镜52进行保持；第1部件58，其配置在第1环56和第2环57的径向外侧；以及第2部件59，其配置在第1部件58的径向外侧。第1环56具有向外周侧突出的第1凸轮销56a。第2环57具有向外周侧突出的第2凸轮销57a。第1凸轮销56a从径向外侧固定到第1环56。第2凸轮销57a从径向外侧固定到第2环57。第1凸轮销56a和第2凸轮销57a分别在绕光轴的3个位置处以等角度的间隔设置。

第1部件58的光轴L方向上的宽度比第1环56和第2环57宽。第1部件58具有沿光轴L方向延伸的销引导槽58a。销引导槽58a在绕光轴的3个位置以等角度的间隔设置。第2部件59具有沿光轴L方向排列并沿周向延伸的第1凸轮槽59a和第2凸轮槽59b。第1凸轮槽59a和第2凸轮槽59b朝向周向的一侧间隔变宽。第1凸轮槽59a位于第1环56的径向外侧，沿着与光轴垂直的假想面延伸。另一方面，第2凸轮槽59b位于第2环57的径向外侧，相对于与光轴垂直的假想面向光轴L方向倾斜并延伸。第1凸轮槽59a和第2凸轮槽59b分别在绕光轴的3个位置以等角度的间隔设置。在将第2部件59配置于第1部件58的径向外侧时，沿光轴L方向排列的一组第1凸轮槽59a和第2凸轮槽59b配置在与各销引导槽58a重叠的角度位置。并且，第2部件59具有从周向的一个位置向外周侧突出的纽59c。

第1凸轮销56a贯穿销引导槽58a而插入到第1凸轮槽59a中。第2凸轮销57a贯穿销引导槽58a而插入到第2凸轮槽59b中。因此，当使第1部件58和第2部件59绕光轴L相对旋转时，第1透镜51与第2透镜52的光轴L方向上的间隔发生变化。即，当利用纽59c使第2部件59相对于第1部件58进行旋转时，第1凸轮销56a和第2凸轮销57a在周向的移动被销引导槽58a限制的状态下在第1凸轮槽59a和第2凸轮槽59b中分别移动。由此，被第2凸轮销57a突出的第2环57保持的第2透镜52相对于被第1凸轮销56a突出的第1环56保持的第1透镜51在光轴L方向上移动。因此，第1透镜51与第2透镜52的间隔发生变化。因此，第1透镜51中的与第2透镜52相反的一侧的第1透镜外侧面51a和第2透镜52中的与第1透镜51相反的一侧的第2透镜外侧面52a之间的距离T发生变化。

这里，第1接合部件54a和第2接合部件54b能够弹性变形。因此，第1接合部件54a在第1透镜51与第2透镜52的间隔发生变化时使光轴L方向上的厚度发生变化，从而维持与第1透镜51和第3透镜53密接的状态。并且，第2接合部件54b在第1透镜51与第2透镜52的间隔发生变化时使光轴L方向上的厚度发生变化，从而维持与第3透镜53和第2透镜52密接的状态。

根据本例，由于透镜单元50A具有调整机构55，所以通过使第1透镜51和第2透镜52在光轴L方向上相对移动，能够对第1透镜51的第1透镜外侧面51a与第2透镜52的第2透镜外侧面52a之间的距离T进行调整。并且，通过调整机构55，能够在调整后的状态下维持第1透镜外侧面51a与第2透镜外侧面52a之间的距离T。

另外，也可以是，第1部件58具有沿周向延伸的第1凸轮槽59a和第2凸轮槽59b，第2部件59具有沿光轴方向延伸的销引导槽58a。在该情况下，第1凸轮销56a贯穿第1凸轮槽59a而插入到销引导槽58a中。第2凸轮销57a贯穿第2凸轮槽59b而插入到销引导槽58a中。即使这样，当使第1部件58和第2部件59绕光轴相对旋转时，也使第1光学部件与第2光学部件的光轴方向上的间隔发生变化。

(实施例2的透镜单元)

图5是实施例2的透镜单元的立体图。图6是用B-B线切断图5的透镜单元的情况的剖视图。图7是图5的透镜单元的分解立体图。图8是卸下第1部件的状态的透镜单元的分解立体图。本例的透镜单元50B具有与实施例1的透镜单元50A对应的结构。因此，对对应的结构标注相同的标号来进行说明。

如图5所示，实施例2的透镜单元50B具有接合透镜40和调整机构55。如图6所示，接合透镜40具有第1透镜51、排列在第1透镜51的光轴L上的第2透镜52以及配置在第1透镜51与第2透镜52之间的第3透镜53。并且，接合透镜40具有：第1接合部件54a，其在第1透镜51与第3透镜53之间与第1透镜51和第3透镜53密接；以及第2接合部件54b，其在第3透镜53与第2透镜52之间与第3透镜53和第2透镜52密接。第1接合部件54a和第2接合部件54b具有透光性。并且，第1接合部件54a和第2接合部件54b能够弹性变形。在本例中，接合部件54是粘接剂。

调整机构55对第1透镜51和第2透镜52以能够调整在第1透镜51和第2透镜52的光轴L方向上的间隔的状态进行保持。调整机构55通过使第1透镜51和第2透镜52在光轴L方向上相对移动，对第1透镜51中的与第2透镜52相反的一侧的第1透镜外侧面51a和第2透镜52中的与第1透镜51相反的一侧的第2透镜外侧面52a之间的距离T进行调整，维持调整后的状态。

调整机构55具有：第1基准面51b，其设置在第1透镜外侧面51a的有效光线范围的外周侧；以及第2基准面52b，其设置在第2透镜外侧面52a的有效光线范围的外周侧。并且，调整机构55具有：面间距离调整部件63；第1弹簧部件60a，其对第1透镜51沿光轴L方向施力；以及第2弹簧部件60b，其对第2透镜52沿光轴L方向施力。

如图7所示，第1基准面51b设置在绕第1透镜51的光轴L的3个位置。如图8所示，第2基准面52b设置在绕第2透镜52的光轴L的3个位置。在本例中，3个第1基准面51b和第2基准面52b分别以等角度间隔设置。第1基准面51b和第2基准面52b绕光轴L位于同一角度位置。更具体来说，第1透镜51在绕光轴L的等角度间隔的3个位置具有向径向外侧突出的第1突出部61。各第1突出部61的与第2透镜52相反的一侧的面是与光轴L垂直的第1基准面51b。第2透镜52在绕光轴L的等角度间隔的3个位置具有向径向外侧突出的第2突出部62。在从光轴L方向观察的情况下，第1突出部61与第2突出部62重叠。各第2突出部62的与第1透镜51相反的一侧的面是与光轴L垂直的第2基准面52b。

这里，第1突出部61和第1基准面51b能够使用模具在第1透镜51的成型时设置。另外，在第1透镜51未设置第1突出部61的情况下，第1基准面51b也可以设置在第1透镜51的有效光线范围的外侧。在该情况下，第1基准面51b能够在第1透镜51的成型后通过切削而设置。同样，第2突出部62和第2基准面52b能够使用模具在第2透镜52的成型时设置。在第2透镜52未设置第2突出部62的情况下，第2基准面52b也可以设置在第2透镜52的有效光线范围的外侧。在该情况下，第2基准面52b能够在第2透镜52的成型后通过切削而设置。

如图7、图8所示，面间距离调整部件63具有第1部件65和第2部件66。如图6所示，第1部件65具有：第1环状部67，其位于第1透镜51和第2透镜52的径向外侧；以及第1环状突部68，其从第1环状部67向内周侧突出。第1环状突部68从第1环状部67的与第2透镜52相反的一侧的端部分向径向内侧突出。第1环状突部68具有能够从光轴L方向与第1透镜51的第1基准面51b抵接的第1抵接面65a。在第1环状部67设置有外螺纹67a。第2部件66具有：第2环状部69，其与第1环状部67同轴并且位于该第1环状部67的径向外侧；以及第2环状突部70，其从第2环状部69向内周侧突出。第2环状突部70从第2环状部69的与第1透镜51相反的一侧的端部分向径向内侧突出。第2环状突部70具有能够从光轴L方向与第2透镜52的第2基准面52b抵接的第2抵接面66a。在第2环状部69设置有与第1环状部67的外螺纹67a螺合的内螺纹69a。另外，第2部件66的第2环状部69也可以位于第1环状部67的径向内侧。在该情况下，在第2环状部69设置外螺纹，在第1环状部67设置内螺纹。

第1弹簧部件60a和第2弹簧部件60b分别配置在绕光轴L的3个位置。第1弹簧部件60a是螺旋弹簧。第1弹簧部件60a的光轴L方向的一端与第1透镜51抵接，另一端与第2环状突部70抵接。即，第1弹簧部件60a配置在第2部件66的第2环状突部70的第2抵接面66a与第1透镜51的第1突出部61之间而对第1透镜51向第1抵接面65a施力。由此，第1透镜51的第1基准面51b与第1抵接面65a抵接。第2弹簧部件60b是螺旋弹簧。第2弹簧部件60b的光轴L方向的一端与第1部件65的第1环状突部68抵接，另一端与第2透镜52抵接。即，第2弹簧部件60b配置在第1部件65的第1环状突部68与第2透镜52的第2突出部62之间而对第2透镜52向第2抵接面66a施力。由此，第2透镜52的第2基准面52b与第2抵接面66a抵接。

如图7或图8所示，在第1透镜51的各第1突出部61设置有用于将第2弹簧部件60b配置在第1环状突部68与第2透镜52的第2突出部62之间的第1槽61a。第1槽61a沿光轴L方向贯穿第1突出部61。并且，在第2透镜52的各第2突出部62设置有用于将第1弹簧部件60a配置在第2环状突部70与第1透镜51的第1突出部61之间的第2槽62a。第2槽62a沿光轴L方向贯穿第2突出部62。

这里，当使第1部件65和第2部件66相对旋转时，通过外螺纹67a与内螺纹69a的螺合，第1部件65和第2部件66在光轴L方向上相对移动。由此，第1部件65的第1抵接面65a与第2部件66的第2抵接面66a之间的距离在光轴L方向上发生变化。另一方面，第1透镜51通过第1弹簧部件60a而维持为第1基准面51b与第1抵接面65a抵接的状态。第2透镜52通过第2弹簧部件60b而维持为第2基准面52b与第2抵接面66a抵接的状态。因此，当第1部件65的第1抵接面65a与第2部件66的第2抵接面66a之间的距离在光轴L方向上发生变化时，追随着该变化，第1透镜51与第2透镜52之间的光轴L方向上的距离T发生变化。

根据本例，由于透镜单元50B具有调整机构55，所以通过使第1透镜51和第2透镜52在光轴L方向上相对移动，能够对第1透镜51的第1透镜外侧面51a与第2透镜52的第2透镜外侧面52a之间的距离T进行调整。并且，通过调整机构55，能够在调整后的状态下维持第1透镜外侧面51a与第2透镜外侧面52a之间的距离T。

这里，第1接合部件54a和第2接合部件54b能够弹性变形。因此，第1接合部件54a在第1透镜51与第2透镜52的间隔发生变化时使光轴L方向上的厚度发生变化，维持与第1透镜51和第3透镜53密接的状态。并且，第2接合部件54b在第1透镜51与第2透镜52的间隔发生变化时使光轴L方向上的厚度发生变化，维持与第3透镜53和第2透镜52密接的状态。

另外，在本例的透镜单元50B中，外螺纹67a与内螺纹69a螺合的位置在径向上越远离光轴L，越能够高精度地调整第1透镜51的第1透镜外侧面51a与第2透镜52的第2透镜外侧面52a之间的距离T。因此，如果使第1透镜51的第1突出部61的向径向外侧突出的突出量和第2透镜52的第2突出部62的向径向外侧突出的突出量比图5～图8所示的情况大，使第1部件65的第1环状部67的外径尺寸和第2部件66的第2环状部69的内径尺寸为更大的尺寸，则能够以更高的精度对第1透镜外侧面51a与第2透镜外侧面52a之间的距离T进行调整。

(透镜单元的变形例)

这里，透镜单元50A、50B也可以具有旋转限制部75，该旋转限制部75用于防止第1透镜51、第2透镜52以及第3透镜绕光轴L相对旋转。图9是具有旋转限制部75的变形例1透镜单元的说明图。

变形例1的透镜单元50C在透镜单元50B具有旋转限制部75。如图9所示，作为旋转限制部75，透镜单元50C具有：第1贯通孔75a，其在第1透镜51的有效光线范围的外侧沿光轴L方向贯穿该第1透镜51；第2贯通孔75b，其在第2透镜52的有效光线范围的外侧沿光轴L方向贯穿该第2透镜52；以及第3贯通孔75c，其在第3透镜的有效光线范围的外侧沿光轴L方向贯穿该第3透镜。在从光轴L方向观察的情况下，第1贯通孔75a、第2贯通孔75b以及第3贯通孔75c是重叠的。

在将变形例1的透镜单元50C设置在投影仪等光学设备的壳体内时，预先在壳体侧设置平行的2个销。并且，使一个销贯穿位于光轴L的一侧的旋转限制部75的第1贯通孔75a、第2贯通孔75b以及第3贯通孔75c。使另一个销贯穿位于光轴L的另一侧的旋转限制部75的第1贯通孔75a、第2贯通孔75b以及第3贯通孔75c。由此，阻止了第1透镜51、第2透镜52以及第3透镜53绕光轴L相对旋转。因此，在使第1部件65和第2部件66相对旋转时，能够防止第1透镜51、第2透镜52以及第3透镜53相对旋转。

另外，上述的透镜单元50A、50B也可以使接合透镜40具有第1透镜51和第2透镜52这2片透镜作为光学部件。在该情况下，第1透镜51和第2透镜52通过具有透光性的接合部件54而接合。接合部件54能够弹性变形，并且与位于光轴L方向的前后的第1透镜51和第2透镜52密接。接合部件54可以是粘接剂。

即使这样，如果透镜单元具有调整机构55，则也能够规定光轴L方向上的第1透镜51和第2透镜52的位置。因此，能够将第1透镜51中的与第2透镜52相反的一侧的第1透镜外侧面51a和第2透镜52中的与第1透镜51相反的一侧的第2透镜外侧面52a之间的距离维持为预定的设定距离T。

另外，即使在由第1透镜51和第2透镜52构成接合透镜40的情况下，也可以具有用于防止第1透镜51和第2透镜52绕光轴L相对旋转的旋转限制部75。与图9所示的例子同样，旋转限制部75可以具有：第1贯通孔75a，其在第1透镜51的有效光线范围的外侧沿光轴L方向贯穿该第1透镜51；以及第2贯通孔75b，其在第2透镜52的有效光线范围的外侧沿光轴L方向贯穿该第2透镜52。

图10是具有与图9不同的旋转限制部76的变形例2的透镜单元的说明图。变形例2的透镜单元50D在透镜单元50B具有旋转限制部76。如图10所示，作为旋转限制部76，变形例2的透镜单元50D具有：第1台阶部76a，其设置在第1透镜51的第1透镜外侧面51a的有效光线范围的外侧；以及第2台阶部76b，其设置在第2透镜52的第2透镜外侧面52a的有效光线范围的外侧。第1台阶部76a设置在将第1透镜51的光轴L夹在中间的两侧。任一个第1台阶部76a均是靠近光轴L的那一侧沿光轴L方向突出。换言之，第1透镜51在第1透镜外侧面51a的外周缘部分具有从光轴L方向和外周侧切下而成的第1切口部。第1切口部设置在将光轴L夹在中间的2个位置。第2台阶部76b设置在将光轴L夹在中间的两侧。任一个第2台阶部76b均是靠近光轴L的那一侧沿光轴L方向突出。换言之，第2透镜52在第2透镜外侧面52a的外周缘部分具有从光轴L方向和外周侧切下而成的第2切口凹部。第2切口凹部设置在将光轴L夹在中间的2个位置。

这里，第1台阶部76a是外部部件能够从绕光轴L的周向接触的第1止转部。第2台阶部76b是外部部件能够从绕光轴L的周向接触的第2止转部。即，在将变形例2的透镜单元50D设置在投影仪等光学设备的壳体内时，在投射光学系统3的壳体侧或投影仪的壳体侧预先设置从绕光轴L的周向与第1台阶部76a抵接的第1抵接部和从绕光轴L的周向与第2台阶部76b抵接的第2抵接部。由此，在通过调整机构55使第1透镜51和第2透镜52移动时，能够阻止第1透镜51和第2透镜52沿光轴L方向旋转。

(投影仪)

图11是具有本发明的投射光学系统3的投影仪的概略结构图。如图11所示，投影仪1具有：图像形成部2，其生成投射到屏幕S的投射图像；投射光学系统3，其对投射图像进行放大并向屏幕S投射放大像；以及控制部4，其对图像形成部2的动作进行控制。

(图像生成光学系统和控制部)

图像形成部2具有光源10、第1积分透镜11、第2积分透镜12、偏振转换元件13以及重叠透镜14。光源10例如由超高压水银灯、固体光源等构成。第1积分透镜11和第2积分透镜12分别具有呈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的光束分割成多束。第1积分透镜11的各透镜元件使来自光源10的光束聚光在第2积分透镜12的各透镜元件的附近。

偏振转换元件13将来自第2积分透镜12的光转换为规定的线偏振光。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在后述的液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18B的显示区域上重叠。

并且，图像形成部2具有第1分色镜15、反射镜16、场透镜17R以及液晶面板18R。第1分色镜15使作为从重叠透镜14入射的光线的一部分的R光反射，使作为从重叠透镜14入射的光线的一部分的G光和B光透过。被第1分色镜15反射的R光经反射镜16和场透镜17R向液晶面板18R入射。液晶面板18R是光调制元件。液晶面板18R根据图像信号对R光进行调制，从而形成红色的投射图像。

此外，图像形成部2还具有第2分色镜21、场透镜17G以及液晶面板18G。第2分色镜21使作为来自第1分色镜15的光线的一部分的G光反射，使作为来自第1分色镜15的光线的一部分的B光透过。被第2分色镜21反射的G光经场透镜17G向液晶面板18G入射。液晶面板18G是光调制元件。液晶面板18G根据图像信号对G光进行调制，从而形成绿色的投射图像。

并且，图像形成部2具有中继透镜22、反射镜23、中继透镜24、反射镜25、场透镜17B以及液晶面板18B。透过了第2分色镜21的B光经中继透镜22、反射镜23、中继透镜24、反射镜25以及场透镜17B向液晶面板18B入射。液晶面板18B是光调制元件。液晶面板18B根据图像信号对B光进行调制，从而形成蓝色的投射图像。

液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18B从3个方向包围十字分色棱镜19。十字分色棱镜19是光合成用的棱镜，生成对由各液晶面板18R、18G、18B调制的光进行合成后的投射图像。

这里，十字分色棱镜19构成投射光学系统3的一部分。投射光学系统3对由十字分色棱镜19合成的投射图像(由各液晶面板18R、18G、18B形成的图像)进行放大而投射到屏幕S。屏幕S是投射光学系统3的放大侧成像面。

控制部4具有：图像处理部6，其被输入视频信号等外部图像信号；以及显示驱动部7，其根据从图像处理部6输出的图像信号，对液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18B进行驱动。

图像处理部6将从外部设备输入的图像信号转换为包含各色的灰度等的图像信号。显示驱动部7根据从图像处理部6输出的各色的投射图像信号使液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18B进行动作。由此，图像处理部6将与图像信号对应的投射图像显示在液晶面板18R、液晶面板18G以及液晶面板18B上。

(投射光学系统)

接着，对投射光学系统3进行说明。以下，作为搭载于投影仪1的投射光学系统3的结构例，对实施例3～5进行说明。另外，在各实施例3～5中，在投射光学系统的光线图中，将液晶面板18R、液晶面板18G、液晶面板18B表示为液晶面板18。并且，各实施例3～5具有透镜单元50。透镜单元50是通过可弹性变形的接合部件54将2片或3片透镜接合起来而得的。在各透镜单元50中，接合部件54是粘接剂。并且，透镜单元50具有上述透镜单元50A到50C所记载的任意的调整机构55。

(实施例3的投射光学系统)

图12是示意性地示出实施例3的投射光学系统的整体的光线图。在图12中，通过光束F1～F3示意性地示出从本例的投射光学系统3A到达屏幕S的光束。光束F1是到达像高最低的位置的光束。光束F3是到达像高最高的位置的光束。光束F2是到达光束F1与光束F2之间的位置的光束。图13是实施例3的投射光学系统3A的光线图。图14是第2光学系统的光线图。

如图13所示，本例的投射光学系统3A从缩小侧朝向放大侧依次由第1光学系统31和第2光学系统32构成。第1光学系统31是具有多片透镜的折射光学系统。第2光学系统32是将3片透镜接合起来的透镜单元50。第2光学系统32具有反射镜M，该反射镜M具有凹曲面。投射光学系统3A在第1光学系统31的途中形成与缩小侧成像面共轭的第1中间像351。并且，投射光学系统3A在第2光学系统32的途中形成与缩小侧成像面共轭的第2中间像352。此外，投射光学系统3A在放大侧成像面形成与第2中间像352共轭的最终像。

在缩小侧成像面配置有图像形成部2的液晶面板18。液晶面板18在第1光学系统31的光轴N的另一侧形成投射图像。第1中间像351形成在第1光学系统31的光轴N的一侧。第2中间像352形成在第1光学系统31的光轴N的另一侧。放大侧成像面设置在第1光学系统31的光轴N的一侧。在放大侧成像面配置有屏幕S。

在以下的说明中，为了方便，将互相垂直的3个轴设为X轴、Y轴以及Z轴。并且，将第1光学系统31的沿着光轴N的光轴方向设为Z轴方向，将光轴N的一侧设为Y轴方向的上方Y1，将另一侧设为Y轴方向的下方Y2。将与X轴垂直并包含Y轴和Z轴的面设为YZ平面。因此，液晶面板18在光轴N的下方Y2形成投射图像。第1中间像351形成在光轴N的上方Y1。第2中间像352形成在光轴N的下方Y2。屏幕S位于光轴N的上方Y1。屏幕S的横向是X轴方向。第2中间像352是Y轴方向的上下相对于形成在屏幕S的放大像反转的像。图12、图13、图14是YZ平面上的光线图。

如图13所示，第1光学系统31具有十字分色棱镜19和16片透镜L1～L16。第1透镜L1～第16透镜L16从缩小侧朝向放大侧依次配置。在本例中，第3透镜L3和第4透镜L4是接合起来的第1接合透镜L21。第11透镜L11和第12透镜L12是接合起来的第2接合透镜L22。第14透镜L14和第15透镜L15是接合起来的第3接合透镜L23。

如图14所示，第2光学系统32由第17透镜L17、第18透镜L18以及第19透镜L19构成。在第17透镜与第18透镜之间存在第1接合部件54a，在第18透镜与第19透镜之间存在第2接合部件54b。在第17透镜L17、第18透镜L18以及第19透镜L19的径向外侧设置有调整机构55，该调整机构55对第17透镜L17中的与第19透镜L19相反的一侧的第17透镜外侧面L17a和第19透镜L19中的与第17透镜L17相反的一侧的第19透镜外侧面L19a之间的距离T进行调整并维持该距离T。并且，第2光学系统32具有反射镜M，该反射镜M具有凹曲面。反射镜M是设置在第19透镜外侧面L19a的反射涂层。反射镜M将来自第1光学系统31的光线朝向上方Y1进行反射。

(透镜数据)

投射光学系统3A的透镜数据如下。面标号是从缩小侧向放大侧依次标注的。标号是透镜和反射镜的标号。不与透镜和反射镜对应的面标号的数据是虚拟数据。R是曲率半径。D是轴上面间隔。A是有效直径。R、D、A的单位是mm。

各非球面的非球面系数如下。

图15是示出投射光学系统3A的放大侧的MTF的图。表示MTF的图15的横轴是空间频率。纵轴是对比度再现比。在附图中，黑色的曲线图表示切线光线(T)，灰色的曲线图表示径向光线(R)。并且，在切线光线(T)和径向光线(R)的各自中，实线是光束F1，间隔长的虚线是光束F2，虚线是光束F3。如图16所示，本例的投射光学系统3A具有高分辨率。

(作用效果)

这里，构成第2光学系统32的透镜单元50具有折射面和反射面，光线在这些面发生弯折。因此，当透镜单元50的厚度从设计值开始变化时，存在通过透镜单元50的光线的方向发生变化而使最终像的TV畸变变大的问题。

图16是在包含由折射光学系统构成的第1光学系统和由透镜单元构成的第2光学系统的投射光学系统中对构成透镜单元的各部件的厚度的变化与投射到屏幕S的最终像的TV畸变的关系进行模拟的曲线图。设为模拟对象的透镜单元与透镜单元50对应。即，透镜单元由入射侧透镜、反射侧透镜以及中间透镜构成，其中，来自第1光学系统的光线入射到该入射侧透镜，该反射侧透镜具有由涂层构成的反射镜，该中间透镜位于入射侧透镜与反射侧透镜的中间。如果置换为本例的投射光学系统3A，入射侧透镜与第17透镜L17对应。反射侧透镜与第19透镜L19对应。中间透镜与第18透镜L18对应。在入射侧透镜与中间透镜之间存在与它们密接的第1接合部件54a。在中间透镜与反射侧透镜之间存在与它们密接的第2接合部件54b。

在图16中，入射侧透镜、第1粘接剂、中间透镜、第2粘接剂、反射侧透镜的栏的纵轴的值表示各自的厚度从设计值增减了30μm的情况的TV畸变的变动。这些仅是一个部件的厚度发生变动，其他部件的厚度是设计值的情况。并且，综合栏的纵轴的值表示入射侧透镜、第1粘接剂、中间透镜、第2粘接剂、反射侧透镜全都分别增加了30μm的情况或者减少了30μm的情况的TV畸变的变动。另外，TV畸变的垂直梯形变动为“+”的情况是指画面的上边比下边长的状态，变动为“-”的情况与其相反。TV畸变的上下纺锤形变动为“+”的情况是指画面左右的高度比画面中央的高度长的状态，变动为“-”的情况与其相反。TV畸变的左右纺锤形变动为“+”的情况是指画面上下的宽度比画面中央的宽度长的状态，变动为“-”的情况与其相反。

图17是针对在屏幕S上显现的最终像的20处设定的各点的、透镜单元的厚度为设计值的情况以及入射侧透镜、第1粘接剂、中间透镜、第2粘接剂、反射侧透镜的各部件全部变厚30μm的情况的垂直梯形的变动的说明图。图18是针对在屏幕S上显现的最终像的各点的、透镜单元的厚度为设计值的情况以及入射侧透镜、第1粘接剂、中间透镜、第2粘接剂、反射侧透镜的各部件全部都变薄30μm的情况的垂直梯形的变动的说明图。在图17、图18中，白圈是透镜单元的厚度为设计值的情况下的各点的位置，灰圈是透镜单元的厚度从设计值增减的情况下的各点的位置。

根据图16可知，在入射侧透镜、第1粘接剂、中间透镜、第2粘接剂、反射侧透镜各自的厚度增减的情况下，TV畸变发生变动。并且，可知在入射侧透镜、第1粘接剂、中间透镜、第2粘接剂、反射侧透镜的各部件的厚度全部增减的情况下，与设计值下的TV畸变的值相比，TV畸变较大地变动。即使在图17、图18中，也可知在入射侧透镜、第1粘接剂、中间透镜、第2粘接剂、反射侧透镜的各部件的厚度全部增减的情况下，与设计值下的TV畸变的值相比，TV畸变较大地变动。

另一方面，从图16可知，无论哪一个部件的厚度增减，只要入射侧透镜、第1粘接剂、中间透镜、第2粘接剂以及反射侧透镜中的某一个的厚度发生变动，则TV畸变就以一定的比例变动。因此，能够判断为，即使在使弹性变形的第1粘接剂和第2粘接剂这2个部件的厚度发生变动的情况下，只要接合透镜的整体厚度即入射侧透镜的入射面与反射侧透镜的反射面之间的距离接近设计值，便可抑制TV畸变。

从这样的观点来看，在本例的投射光学系统3A中，第2光学系统32由具有调整机构55的透镜单元50构成。因此，在第2光学系统32中，能够对第17透镜L17的第17透镜外侧面L17a与第19透镜L19的第19透镜外侧面L19a之间的距离T进行调整而接近设计值。并且，能够一边通过目视来确认投射到屏幕S的最终像一边进行该调整。因此，在最终像中，能够抑制TV畸变的产生，能够抑制最终像中的畸变像差的产生。

此外，在本例中，通过对第2光学系统32的第17透镜L17的第17透镜外侧面L17a与第19透镜L19的第19透镜外侧面L19a之间的距离T进行调整，也能够抑制在第1光学系统31中产生的畸变像差。

(实施例4的投射光学系统)

图19是示意性地示出实施例4的投射光学系统的整体的光线图。在图19中，通过光束F1～F3来示意性地示出从本例的投射光学系统3B到达屏幕S的光束。图20是实施例4的投射光学系统的光线图。图21是位于第1光学系统的最靠近放大侧的透镜、第2光学系统以及第3光学系统的光线图。另外，由于实施例4的投射光学系统3B具有与上述投射光学系统3A对应的结构，所以对对应的结构标注同一标号来进行说明。

如图19所示，本例的投射光学系统3B从缩小侧朝向放大侧依次由第1光学系统31和第2光学系统32构成。第1光学系统31是具有多片透镜的折射光学系统。第2光学系统32是将2片透镜接合起来的透镜单元50。如图21所示，第2光学系统32具有反射镜M，该反射镜M具有凹曲面。投射光学系统3B在第2光学系统32的途中形成与缩小侧成像面共轭的中间像35。并且，投射光学系统3B在放大侧成像面形成与中间像35共轭的最终像。

在缩小侧成像面配置有图像形成部2的液晶面板18。液晶面板18在光轴N的上方Y1形成投射图像。中间像35形成在光轴N的下方Y2。屏幕S位于光轴N的上方Y1。中间像35是Y轴方向的上下相对于形成在屏幕S的放大像反转的像。

第1光学系统31具有十字分色棱镜19和14片透镜L1～L14。第1透镜L1～第14透镜L14从缩小侧朝向放大侧依次配置。在本例中，第2透镜L2和第3透镜L3是接合起来的第1接合透镜L21。第4透镜L4和第5透镜L5是接合起来的第2接合透镜L22。第9透镜L9和第10透镜L10是接合起来的第3接合透镜L23。

如图21所示，第2光学系统32由第15透镜L15和第16透镜L16构成。在第15透镜L15与第16透镜L16之间存在第1接合部件54a。在第15透镜L15和第16透镜L16的径向外侧设置有调整机构55，该调整机构55对第15透镜L15中的与第16透镜L16相反的一侧的第15透镜外侧面L15a和第16透镜L16中的与第15透镜L15相反的一侧的第16透镜外侧面L16a之间的距离T进行调整并维持该距离T。并且，第2光学系统32具有反射镜M，该反射镜M具有凹曲面。反射镜M是设置在第16透镜外侧面L16a的反射涂层。反射镜M将来自第1光学系统31的光线朝向上方Y1进行反射。

(透镜数据)

投射光学系统3B的透镜数据如下。面标号是从缩小侧向放大侧依次标注的。标号是透镜和反射镜的标号。不与透镜和反射镜对应的面标号的数据是虚拟数据。R是曲率半径。D是轴上面间隔。A是有效直径。R、D、A的单位是mm。

各非球面的非球面系数如下。

图22是示出投射光学系统3B的放大侧的MTF的图。

(作用效果)

在本例的投射光学系统3B中，第2光学系统32由具有调整机构55的透镜单元50构成。因此，在第2光学系统32中，能够对第15透镜L15的第15透镜外侧面L15a与第16透镜L16的第16透镜外侧面L16a之间的距离T进行调整。并且，能够一边通过目视来确认最终像一边进行该调整。因此，在最终像中，能够抑制TV畸变的产生，能够抑制最终像中的畸变像差的产生。此外，在第2光学系统32中，通过对第15透镜外侧面L15a与第16透镜外侧面L16a之间的距离T进行调整，也能够抑制在第1光学系统31中产生的畸变像差。

(实施例5的投射光学系统)

图23是示意性地示出实施例5的投射光学系统的整体的光线图。在图23中，通过光束F1～F3来示意性地示出从本例的投射光学系统3C到达屏幕S的光束。图24是实施例5的投射光学系统的光线图。图25是第2光学系统的光线图。另外，由于实施例5的投射光学系统3C具有与上述投射光学系统3A对应的结构，所以对对应的结构标注同一标号来进行说明。

如图23所示，本例的投射光学系统3C从缩小侧朝向放大侧依次由第1光学系统31和第2光学系统32构成。第1光学系统31是具有多片透镜的折射光学系统。第2光学系统32是将3片透镜接合起来的透镜单元50。如图24所示，第2光学系统32具有反射镜M，该反射镜M具有凹曲面。投射光学系统3C在第2光学系统32的途中形成与缩小侧成像面共轭的中间像35。并且，投射光学系统3C在放大侧成像面形成与中间像35共轭的最终像。

在缩小侧成像面配置有图像形成部2的液晶面板18。液晶面板18在光轴N的上方Y1形成投射图像。中间像35形成在光轴N的下方Y2。屏幕S位于光轴N的上方Y1。中间像35是Y轴方向的上下相对于形成在屏幕S的放大像反转的像。

第1光学系统31具有十字分色棱镜19和14片透镜L1～L14。第1透镜L1～第14透镜L14从缩小侧朝向放大侧依次配置。在本例中，第2透镜L2和第3透镜L3是接合起来的第1接合透镜L21。第4透镜L4和第5透镜L5是接合起来的第2接合透镜L22。第9透镜L9和第10透镜L10是接合起来的第3接合透镜L23。

如图25所示，第2光学系统32由第15透镜L15、第16透镜L16以及第17透镜L17构成。在第15透镜与第16透镜之间存在第1接合部件54a，在第16透镜与第17透镜之间存在第2接合部件54b。在第15透镜L15、第16透镜L16以及第17透镜L17的径向外侧设置有调整机构55，该调整机构55对第15透镜L15中的与第17透镜L17相反的一侧的第15透镜外侧面L15a和第17透镜L17中的与第15透镜L15相反的一侧的第17透镜外侧面L17a之间的距离T进行调整并维持该距离T。并且，第2光学系统32具有反射镜M，该反射镜M具有凹曲面。反射镜M是设置在第17透镜外侧面L17a的反射涂层。反射镜M将来自第1光学系统31的光线朝向上方Y1进行反射。

(透镜数据)

投射光学系统3C的透镜数据如下。面标号是从缩小侧向放大侧依次标注的。标号是透镜和反射镜的标号。不与透镜和反射镜对应的面标号的数据是虚拟数据。R是曲率半径。D是轴上面间隔。A是有效直径。R、D、A的单位是mm。

各非球面的非球面系数如下。

图26是示出投射光学系统3C的放大侧的MTF的图。

(作用效果)

在本例的投射光学系统3C中，第2光学系统32由具有调整机构55的透镜单元50构成。因此，在第2光学系统32中，能够对第15透镜L15的第15透镜外侧面L15a与第17透镜L17的第17透镜外侧面L17a之间的距离T进行调整。并且，能够一边通过目视来确认最终像一边进行该调整。因此，在最终像中，能够抑制TV畸变的产生，能够抑制最终像中的畸变像差的产生。此外，在第2光学系统32中，通过对第15透镜外侧面L15a与第17透镜外侧面L17a之间的距离T进行调整，也能够抑制在第1光学系统31中产生的畸变像差。