專利名稱：：投射型影像顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及將影像顯示元件的圖像放大，并投射到屏幕等投射面上，從而進(jìn)行圖像顯示的投射型影像顯示系統(tǒng)，特別是涉及適于大畫面影像顯示的投射型影像顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：己知有各種通過(guò)由多個(gè)透鏡構(gòu)成的投射光學(xué)單元，將影像顯示元件的圖像放大投射到屏幕(投射面)上的彩色影像顯示系統(tǒng)，而且已被實(shí)用化。其中，在這種顯示系統(tǒng)中，要求不變形地在屏幕上得到足夠大小的放大影像。為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，已知有以下投影裝置或光學(xué)系統(tǒng)例如，如特開(kāi)平5-134213號(hào)公報(bào)和特開(kāi)2000-162544號(hào)公報(bào)中所述，其將投影畫面相對(duì)投影系統(tǒng)的光軸在垂直方向上移動(dòng)，并且利用同樣相對(duì)投影系統(tǒng)的光軸以規(guī)定的角度傾斜配置的附加光學(xué)系統(tǒng)，將影像在相對(duì)屏幕傾斜的方向上放大投影。其中，這里所說(shuō)的附加光學(xué)系統(tǒng)(無(wú)焦轉(zhuǎn)換器(afocalconverter))是指具有變換投影像的大小的作用的光學(xué)系統(tǒng)，用于校正和減少伴隨從相對(duì)屏幕傾斜的方向上投射所產(chǎn)生的投影像的變形，得到長(zhǎng)方形的投影像。此外，由例如特開(kāi)2004-157560號(hào)公報(bào)己知使用多個(gè)反射鏡(反射系統(tǒng)光學(xué)元件)代替上述透鏡(透過(guò)系統(tǒng)光學(xué)元件)，將影像顯示元件的圖像放大投射到屏幕(投射面)上的反射型成像光學(xué)系統(tǒng)。艮P:在將影像從相對(duì)屏幕傾斜的方向進(jìn)行投射時(shí)，在投射影像上產(chǎn)生所謂的梯形變形。為了消除這種變形，在特開(kāi)平5-134213號(hào)公報(bào)中所述的投射光學(xué)單元中，是使得配置在屏幕側(cè)的附加光學(xué)系統(tǒng)(無(wú)焦轉(zhuǎn)換器)偏心從而抑制梯形變形的結(jié)構(gòu)。然而，構(gòu)成這種偏心附加光學(xué)系統(tǒng)的透鏡難以廣角化，因此，為了得到必要倍率的投影像，從投射裝置到屏幕的距離變大，此外，投影畫面與投影系統(tǒng)之間的距離也變大，因此，存在裝置整體變大(特別是光學(xué)單元的光軸方向的長(zhǎng)度)的問(wèn)題點(diǎn)。除此之外，作為構(gòu)成上述偏心附加光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，必需口徑大的附加光學(xué)系統(tǒng)，與此相伴，這也成為導(dǎo)致投射光學(xué)單元的成本上升的原因。此外，在特開(kāi)2000-162544號(hào)公報(bào)中記載的投射光學(xué)單元中，也與特開(kāi)平5-134213號(hào)公報(bào)同樣，難以廣角化，而且由于必須個(gè)別地使所使用的透鏡偏心，其制造困難，除此之外，同樣也必需口徑大的附加光學(xué)系統(tǒng)，成為投射光學(xué)單元成本上升的原因。另一方面，在特開(kāi)2004-157560號(hào)公報(bào)中記載的反射型成像光學(xué)系統(tǒng)中，通過(guò)利用反射光學(xué)系統(tǒng)(反射鏡)代替現(xiàn)有的透過(guò)型的成像光學(xué)系統(tǒng)(透鏡系統(tǒng))，可以抑制成像光學(xué)系統(tǒng)的大型化，并且可達(dá)到廣角化。然而，因?yàn)榉瓷溏R的光的偏心(偏向)量大，特別是在裝置內(nèi)，也包括其傾斜角度，難以將多個(gè)反射鏡配置在正確的位置，此外，由于振動(dòng)容易使反射鏡的傾斜角度等變化，所以仍然存在其制造極為困難的問(wèn)題點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的發(fā)明人等，根據(jù)由同申請(qǐng)人已申請(qǐng)的專利2006-166434，鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)，提供一種適宜的技術(shù)與裝置的外形不大但能夠廣角化同時(shí)其制造也比較容易的投射型影像顯示裝置一起，不需要用于此的投射光學(xué)單元，即口徑大的附加光學(xué)系統(tǒng)，而且不產(chǎn)生梯形變形，使投射型顯示裝置自身為更緊湊的外形尺寸。而且，本發(fā)明的目的在于提供一種投射型影像顯示系統(tǒng)，其是通過(guò)采用上述專利2006-166434已提供的投射型影像顯示裝置，將影像顯示元件的影像放大，投射到屏幕等投射面上，從而進(jìn)行圖像顯示的投射型影像顯示系統(tǒng)，是能夠不變形地進(jìn)行大畫面的影像顯示的投射型影像顯示系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，為了達(dá)到上述目的，首先提供一種投射型影像顯示系統(tǒng)，其具有投射型影像顯示裝置，和將從上述投射型影像顯示裝置所投射的投射光投射到投射面上而顯示影像的屏幕，其特征在于上述投射型影像顯示裝置包括光源、影像顯示元件、將來(lái)自上述光源的光束照射在上述影像顯示元件上的照明光學(xué)系統(tǒng)、和向上述屏幕投射來(lái)自上述影像顯示元件的影像光的投射光學(xué)系統(tǒng)。上述投射光學(xué)系統(tǒng)從上述影像顯示元件向著上述屏幕，依次具有由相對(duì)光軸對(duì)稱配置的多個(gè)透鏡元件構(gòu)成的透鏡組，和相對(duì)該光軸具有非軸對(duì)稱形狀的反射鏡。上述投射型影像顯示裝置沿著從上述屏幕的上下或左右的端邊部在該投影面的垂直方向上延長(zhǎng)的面中的一個(gè)面，配置在該端邊部的一部分上。其中，在本發(fā)明中，優(yōu)選在上述記載的投射型影像顯示系統(tǒng)中，上述投射型影像顯示裝置與上述屏幕機(jī)械地結(jié)合。更為優(yōu)選上述屏幕為可折疊的可搬動(dòng)屏幕，進(jìn)一步，在其一部分上設(shè)置有可搬動(dòng)用的手柄。此外，本發(fā)明提供一種在上述記載的投射型影像顯示系統(tǒng)中，上述投射型影像顯示裝置配置在上述屏幕的上端邊部的大致中央部，而且具有反射來(lái)自上述投射型影像顯示裝置的投射光而導(dǎo)向上述屏幕的投影面的鏡部的投射型影像顯示系統(tǒng)?；蛘咛峁┮环N在上述記載的投射型影像顯示系統(tǒng)中，上述投射型影像顯示裝置配置在上述屏幕的上端邊部的大致中央部，而且上述投射型影像顯示系統(tǒng)按照使至少二個(gè)或其以上的、構(gòu)成各投射型影像顯示系統(tǒng)的屏幕的投影面相對(duì)鄰接的屏幕的投影面成180度以下的角度的方式配置，進(jìn)一步，上述投射型影像顯示裝置在上述鄰接的屏幕的投影面上投射互不相同的影像的投射型影像顯示系統(tǒng)?；蛘呱鲜鐾渡湫陀跋耧@示裝置還能夠通過(guò)投射在上述鄰接的屏幕的投影面上的互不相同的影像，在上述二個(gè)或其以上的屏幕上構(gòu)成一個(gè)畫面。此外，根據(jù)本發(fā)明，為了達(dá)到上述目的，提供一種投射型影像顯示系統(tǒng)，其具有投射型影像顯示裝置、和將從上述投射型影像顯示裝置所投射的投射光投射到投射面上而顯示影像的屏幕，其特征在于上述投射型影像顯示裝置包括光源、影像顯示元件、將來(lái)自上述光源的光束照射在上述影像顯示元件上的照明光學(xué)系統(tǒng)、和向上述屏幕投射來(lái)自上述影像顯示元件的影像光的投射光學(xué)系統(tǒng)。上述投射光學(xué)系統(tǒng)從上述影像顯示元件向著上述屏幕，依次具有由相對(duì)光軸對(duì)稱配置的多個(gè)透鏡元件構(gòu)成的透鏡組，和相對(duì)該光軸具有非軸對(duì)稱形狀的反射鏡。上述投射型影像顯示裝置沿著從上述屏幕的上下或左右的端邊部在該投影面的垂直方向上延長(zhǎng)的面中的一對(duì)面，配置在離該端邊部近的位置且該端邊部的一部分上。其中，在本發(fā)明中，優(yōu)選在上述記載的投射型影像顯示系統(tǒng)中，配置在上述屏幕的上下或左右的端邊部上的一對(duì)上述投射型影像顯示裝置，相互重合地投射同一影像?；蛘邇?yōu)選配置在上述屏幕的上下或左右的端邊部上的一對(duì)上述投射型影像顯示裝置將同一影像相互重合地投射在上述屏幕的投影面上。更為優(yōu)選，配置在上述屏幕的上下或左右的端邊部上的一對(duì)上述投射型影像顯示裝置，將互不相同的影像投射在上述屏幕的投影面上。優(yōu)選配置于上述屏幕上下的端邊部上的一對(duì)上述投射型影像顯示裝置在水平方向上配置有多個(gè)。更為優(yōu)選，在上述記載的投射型影像顯示系統(tǒng)中，配置于上述屏幕左右的端邊部上的一對(duì)上述投射型影像顯示裝置在垂直方向上配置有多個(gè)。圖1為表示將本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)應(yīng)用于投影儀中的整體結(jié)構(gòu)的圖；圖2為表示在家庭影院中采用上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖；圖3為表示在飛機(jī)的機(jī)內(nèi)采用上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖；圖4為表示在白板上采用上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖-，圖5為表示上述圖4中所示白板的上部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖；圖6為表示在商店的一部分中配置上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖；圖7為表示在商店的一部分中配置上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)的圖；圖8為表示在商店的一部分中配置上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)的圖；圖9為表示在游戲中心或仿真設(shè)備上配置上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖；圖IO為表示上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)中的投射型影像顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖；圖11為表示上述投射型影像顯示裝置的投射光學(xué)單元的基本結(jié)構(gòu)的截面圖；圖12為表示上述圖11的光學(xué)單元的透鏡配置的一個(gè)例子的立體圖；圖13為用于說(shuō)明上述光學(xué)單元的透鏡面的垂直方向和水平方向的截面圖；圖14為表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的投射型影像顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖15為表示上述另一實(shí)施方式的投射型影像顯示裝置的光學(xué)單元的透鏡配置的一個(gè)例子的立體圖；圖16為用于說(shuō)明上述光學(xué)單元的透鏡面的垂直方向的截面圖；圖17為表示上述本發(fā)明的投射型影像顯示裝置的光路的YZ截面圖；圖18為表示上述本發(fā)明的投射型影像顯示裝置的光路的XZ截面圖；圖19為表示另一實(shí)施方式的投射型影像顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖20為表示上述再另一實(shí)施方式的投射型影像顯示裝置的投射光學(xué)單元的基本結(jié)構(gòu)的截面圖。具體實(shí)施方式以下，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。關(guān)于本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)，以下，說(shuō)明其詳細(xì)情況，基本上，其具有投射來(lái)自影像顯示元件的影像光的投射型影像顯示裝置100和將從該投射型影像顯示裝置所投射的投射光投射到投影面上而顯示影像的屏幕5而構(gòu)成。首先，附圖的圖IO為表示構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的投射型影像顯示系統(tǒng)的投射型影像顯示裝置的立體圖。即，在該圖中，在構(gòu)成投射型影像顯示裝置100的大致箱型的筐體110的內(nèi)部具有例如對(duì)從外部個(gè)人計(jì)算機(jī)輸入的圖像或影像進(jìn)行顯示的圖像顯示元件1和產(chǎn)生高亮度的白色光的燈等光源8。以下更詳細(xì)地說(shuō)明其結(jié)構(gòu)，其裝載有用于對(duì)從該光源8照射并經(jīng)圖像顯示元件1調(diào)制的光進(jìn)行放大照射的投射光學(xué)單元。在室內(nèi)使用該投射型影像顯示裝置的情況下，從該投射光學(xué)單元射出的光，如圖中箭頭所示，投射在位于與該筐體110的一個(gè)方向(在圖中為長(zhǎng)度方向)相對(duì)的位置的薄片狀的屏幕等，所謂構(gòu)成上述投射型影像顯示系統(tǒng)的另一部分的屏幕5上。其次，參照附圖的圖11的截面圖，說(shuō)明構(gòu)成上述投射型影像顯示裝置的投射光學(xué)單元的基本的光學(xué)結(jié)構(gòu)。其中，該圖ll的截面表示從上述圖10的右下方向(參照?qǐng)D中空白的箭頭)所視截面，相當(dāng)于圖11所示的XYZ正交坐標(biāo)系(在圖中以箭頭所示)的YZ截面。也如圖11所示，投射光學(xué)單元由入射來(lái)自光源8的光并射出所希望的影像的圖像顯示元件1和稜鏡10、包括前方透鏡組2和后方透鏡組3的二個(gè)透鏡組所構(gòu)成的透過(guò)(透鏡)光學(xué)系統(tǒng)、和包括具有不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(即非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱)的自由曲面形狀的反射面的反射鏡(以下稱為自由曲面鏡)4的反射光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。這里，作為上述圖像顯示元件l，表示的是例如采用以液晶板為代表的透過(guò)型元件的例子，但本發(fā)明不限于此，也可以是例如CRT這種自發(fā)光型的元件。此外，在采用例如上述液晶板等透過(guò)型元件作為上述圖像顯示元件1的情況下，必需有作為照射液晶板的光源8的燈。此外，作為該液晶板，如所謂三板式那樣，也可以為合成R、G、B的多個(gè)圖像的方式。在這種情況下，影像合成用的稜鏡等變得必要，但是，關(guān)于這些液晶板的詳細(xì)情況或?qū)ζ溥M(jìn)行照射的作為光源8的燈等，在后面進(jìn)行說(shuō)明，在這里，由于沒(méi)有直接的關(guān)系，所以其圖示省略。另一方面，在CRT這種自發(fā)光型的元件中，不需要上述光源8這一點(diǎn)也很明白。在以上這種結(jié)構(gòu)的投射光學(xué)單元中，從上述圖像顯示元件1通過(guò)稜鏡IO射出的光，首先入射在構(gòu)成透鏡光學(xué)系統(tǒng)的前方透鏡組2上。而且，后面也說(shuō)明其詳細(xì)情況。該前方透鏡組2包括具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的面形狀的、具有正倍率和負(fù)倍率的多個(gè)折射透鏡而構(gòu)成。其后，從該前方透鏡組2射出的光通過(guò)后方透鏡組3，該后方透鏡組3由包括具有至少一個(gè)面為不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的)自由曲面形狀的多個(gè)(在本例中為二個(gè))透鏡的多個(gè)透鏡而構(gòu)成。然后，從該后方透鏡組3射出的光，再經(jīng)包括具有不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的自由曲面形狀的反射面的反射鏡(以下稱為自由曲面鏡)4的反射光學(xué)系統(tǒng)放大反射后，投射在規(guī)定的屏幕5上(例如房間的壁面或薄片狀的屏幕等)。其中，在本實(shí)施方式中，從上述圖ll也可知，與現(xiàn)有技術(shù)(特別是上述的特開(kāi)平5-134213號(hào)公報(bào)和特開(kāi)2000-162544號(hào)公報(bào))這種將投影畫面(顯示元件)相對(duì)投影系統(tǒng)的光軸在垂直的方向上移動(dòng)，并且相對(duì)投影系統(tǒng)的光軸以規(guī)定的角度傾斜配置有附加光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)不同，上述圖像顯示元件1按照其顯示畫面的中央大致位于透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸上的方式配置(即形成共軸光學(xué)系統(tǒng))。因而，從上述圖像顯示元件1的顯示畫面的中央出來(lái)，通過(guò)透鏡光學(xué)系統(tǒng)的入射瞳的中央，向著屏幕5上的畫面中央的光線11，大致沿著透鏡光學(xué)系統(tǒng)(包括上述前方透鏡組2和后方透鏡組3)的光軸行進(jìn)(以下將其稱為"畫面中央光線")。其后，該畫面中央光線11在上述反射光學(xué)系統(tǒng)(包括自由曲面鏡)的具有自由曲面形狀的反射面4上的點(diǎn)P2反射后，相對(duì)屏幕的法線7從下方傾斜地入射在屏幕5上的畫面中央的點(diǎn)P5上。該角度以下稱為"斜入射角度"，以0s表示。沿著上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸通過(guò)的光線相對(duì)屏幕傾斜地入射，這意味著實(shí)質(zhì)上透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸相對(duì)屏幕傾斜地設(shè)置(成為斜的入射系統(tǒng))。其中，如上所述，當(dāng)使光線相對(duì)屏幕傾斜地入射時(shí)，包括從上述圖像顯示元件1投射的長(zhǎng)方形的形狀變?yōu)樘菪蔚乃^的梯形變形以外，還產(chǎn)生由相對(duì)光軸不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱而產(chǎn)生的各種像差。但是，在本發(fā)明中，通過(guò)構(gòu)成上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3和上述反射光學(xué)系統(tǒng)的反射面可以對(duì)這些進(jìn)行校正。特別是，如果使從上述圖像顯示文件1投射的光線經(jīng)構(gòu)成上述反射光系統(tǒng)的反射鏡4的反射面放大反射，并傾斜地入射到屏幕5上，則與通過(guò)透鏡得到的光的偏心量(偏向角)比較，能夠得到更大的偏心量(偏向角)。此外，因?yàn)殡y以產(chǎn)生像差，能夠抑制裝置的大型化，并且可達(dá)到廣角化。即與使上述現(xiàn)有技術(shù)(特別是上述特開(kāi)平5-134213號(hào)公報(bào)和特開(kāi)2000-162544號(hào)公報(bào))的附加光學(xué)系統(tǒng)(無(wú)焦轉(zhuǎn)換器)偏心從而抑制梯形變形的結(jié)構(gòu)比較，包括上述前方透鏡組2和后方透鏡組3的透鏡光學(xué)系統(tǒng)能夠構(gòu)成為口徑更小的光學(xué)系統(tǒng)。此外，由于如上所述，將入射到構(gòu)成上述反射光學(xué)系統(tǒng)的反射鏡4的反射面上的光，通過(guò)上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)放大至規(guī)定的大小并投射，即使與現(xiàn)有的只用反射鏡構(gòu)成放大投射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(例如上述特開(kāi)2004-157560號(hào)公報(bào))比較，其制造也變得更容易。即將透鏡光學(xué)系統(tǒng)與反射光學(xué)系統(tǒng)分別地制造，其后，在裝置筐體內(nèi)，使之為固定調(diào)整這二者的位置的結(jié)構(gòu)，從而特別適于批量生產(chǎn)。此外，如上所述，若通過(guò)將用于校正梯形變形等的后方透鏡組3配置在上述前方透鏡2的前方的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槟軌驕p小后方透鏡組3和前方透鏡組2之間的間隔而配置，所以能夠整體地使裝載有該投射光學(xué)單元的裝置緊湊，特別是能夠得到可減小屏幕下部的高度的好效果。這樣，如果通過(guò)將具有自由曲面形狀的透過(guò)型透鏡光學(xué)系統(tǒng)和具有自由曲面形狀的反射光學(xué)系統(tǒng)組合，特別是在應(yīng)用于前端投射型的影像顯示裝置的情況下，能夠確實(shí)并比較容易地實(shí)現(xiàn)前端投射型所強(qiáng)烈要求的廣角化，而且能夠作為減小裝置整體的緊湊的投射型影像顯示裝置而實(shí)現(xiàn)。或者在應(yīng)用于背面投射型的影像顯示裝置的情況下，同樣也能夠確實(shí)并比較容易地實(shí)現(xiàn)廣角化，而且能夠作為減小裝置整體的緊湊的投射型影像顯示裝置而實(shí)現(xiàn)。其次，在附圖的圖12和圖13中表示包括構(gòu)成上述投射型影像顯示裝置的投射光學(xué)單元的透鏡光學(xué)系統(tǒng)和反射光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。即，圖12為上述投射光學(xué)單元的立體圖，圖13分別表示其垂直方向截面(圖13(a))和其水平方向截面(圖13(b))。如這些圖所示，在透鏡光學(xué)系統(tǒng)中，從影像顯示元件1通過(guò)稜鏡10射出的影像，首先入射在包括多個(gè)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的透鏡的前方透鏡組2上。如上所述，前方透鏡組2包括旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的球面透鏡和非球面透鏡?；蛘撸绺綀D的圖14或圖15所示，作為在前方透鏡組2和后方透鏡組3的途中配置偏折鏡35，使光線成直角偏折的結(jié)構(gòu)也可以。此外，后方透鏡組3由至少二個(gè)自由曲面透鏡構(gòu)成。如這些圖所示，最接近反射鏡4的反射面S23的自由曲面透鏡31，凹部向著光的射出方向，而且入射在上述屏幕的下端的光線所通過(guò)部分的曲率被設(shè)定得比入射在上述屏幕的上端的光線所通過(guò)部分的曲率大。g卩自由曲面透鏡是凹部向著光的射出方向彎曲，而且具有入射在屏幕下端的光線所通過(guò)部分的曲率比入射在上述屏幕上端的光線所通過(guò)部分的曲率大的形狀的透鏡。此外，在本實(shí)施方式中，以滿足下面的條件的方式而構(gòu)成。艮口在上述圖ll所示的截面內(nèi)，將從上述圖像顯示元件l的畫面下端射出，通過(guò)前方透鏡組2的入射瞳的中央，入射在屏幕5的畫面上端的點(diǎn)P6上的光線作為光線12。將該光線12從通過(guò)自由曲面鏡4的點(diǎn)P3至到達(dá)屏幕上的點(diǎn)P6的光路長(zhǎng)度作為L(zhǎng)l。此外，將從上述圖像顯示文件1的畫面上端射出，通過(guò)前方透鏡組2的入射瞳的中央，入射在屏幕5的畫面下端的點(diǎn)P4上的光線作為光線13。將該光線13從通過(guò)自由曲面鏡4的點(diǎn)P1至到達(dá)屏幕上的點(diǎn)P4的光路長(zhǎng)度作為L(zhǎng)2。并且，在上述的投射光學(xué)單元中，以上述L1、L2滿足下式的方式而構(gòu)成。公式1|H2|<1.2*sin&*Dv但是，這里，Dv為圖11的截面內(nèi)的屏幕上的畫面的大小，換言之，為從屏幕上的畫面上端的點(diǎn)P6至畫面下端的點(diǎn)P4的距離。此外，es為上述斜入射角度。另一方面，上述圖像顯示元件1按照使該顯示畫面的中央位于上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸上的方式配置，或者如附圖的圖16所示，希望該顯示畫面的法線相對(duì)上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸稍微傾斜配置。此外，看看上述圖ll，如上所述，從點(diǎn)P3至點(diǎn)P6的光路長(zhǎng)度比從點(diǎn)Pl至點(diǎn)P4的光路長(zhǎng)度長(zhǎng)。這表示從透鏡光學(xué)系統(tǒng)來(lái)看，屏幕上的像點(diǎn)P6比像點(diǎn)P4遠(yuǎn)。因此，如果與屏幕上的像點(diǎn)P6對(duì)應(yīng)的物點(diǎn)(顯示畫面上的點(diǎn))在更接近透鏡光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)上，此外與像點(diǎn)P4對(duì)應(yīng)的物點(diǎn)在離透鏡光學(xué)系統(tǒng)更遠(yuǎn)的點(diǎn)上，則能夠校正像面的傾斜。因此，如上述圖16所示，優(yōu)選在包含屏幕5的法線和畫面中央光線的平面內(nèi)，使上述圖像顯示元件1的顯示畫面中央的法線向量相對(duì)透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸稍微傾斜。并且優(yōu)選其傾斜的方向?yàn)榕c屏幕5所處位置的方向相反的方向。此外，已知為了得到相對(duì)光軸傾斜的像平面而使物平面傾斜的方法，但在實(shí)用大小的像角中，物平面傾斜的像面產(chǎn)生相對(duì)光軸非對(duì)稱的變形，利用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的投射透鏡難以校正。在本實(shí)施方式中，在上述后方透鏡組3中，由于使用旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱的自由曲面透鏡31、再進(jìn)一步仍使用自由曲面透鏡32，所以能夠與非對(duì)稱的像面的變形對(duì)應(yīng)。因此，通過(guò)傾斜物平面，即傾斜影像顯示元件的顯示面，能夠大大減少低層次的像面的變形，所以在輔助自由曲面的像差校正上非常有效果。其次，關(guān)于上述各光學(xué)元件的作用，在上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)中，該前方透鏡組2(透鏡2125)構(gòu)成用于將上述圖像顯示元件1的顯示畫面投射在屏幕5上的主透鏡，對(duì)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的光學(xué)系統(tǒng)的基本的像差進(jìn)行校正。此外，上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3(透鏡3134)由具有不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱)的自由曲面形狀的透鏡構(gòu)成。再者，由于上述反射光學(xué)系統(tǒng)4由具有不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的自由曲面形狀的反射面而構(gòu)成，主要進(jìn)行由傾斜入射產(chǎn)生的像差的校正。這樣，構(gòu)成上述反射光學(xué)系統(tǒng)的鏡4主要校正梯形變形，另一方面，透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3主要對(duì)像面的變形等非對(duì)稱的像差進(jìn)行校正。如以上那樣，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，上述反射光學(xué)系統(tǒng)由具有不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的自由曲面形狀的一個(gè)反射面(鏡)4構(gòu)成；上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3包括兩面都具有旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱的自由曲面形狀的二個(gè)透過(guò)型透鏡(反射鏡4一側(cè)的透鏡31禾B32)而構(gòu)成。其中，在這里，自由曲面鏡4以凸部向著其反射方向的方式彎曲。并且，反射向自由曲面鏡4的屏幕下端入射的光線的部分的曲率被設(shè)定得比反射向上述屏幕的上端入射的光線的部分的曲率大。此外，也可以使得反射向屏幕下端入射的光線的部分相對(duì)其反射方向?yàn)橥剐螤?，另一方面，反射向上述屏幕上端入射的光線的部分在其反射方向?yàn)榘夹螤睢?yōu)選在反射光學(xué)系統(tǒng)的反射面(鏡)4的坐標(biāo)原點(diǎn)和上述透鏡組2中最接近反射面(鏡)4的透鏡面之間的光軸方向上的距離，設(shè)定為前方透鏡組2的焦點(diǎn)距離的5倍或其以上。這樣，通過(guò)反射光學(xué)系統(tǒng)的具有自由曲面形狀的反射面，能夠更有效地校正梯形變形像差，從而得到良好的性能。以下，說(shuō)明本發(fā)明具體的數(shù)值實(shí)施例。實(shí)施例1首先，利用附圖的圖17和圖18，還有以下的表1表4，表示和說(shuō)明上述所說(shuō)明的本實(shí)施例的投射光學(xué)單元的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，特別是包括該透鏡光學(xué)系統(tǒng)和反射光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件的具體數(shù)值。其中，這些圖表示根據(jù)第一數(shù)值例的本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的光線圖。即，圖17表示上述的圖2的XYZ正交坐標(biāo)系的YZ截面，即在Z軸方向展開(kāi)光學(xué)系統(tǒng)。此外，圖18表示在XZ截面上的結(jié)構(gòu)。其中，在圖18中，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)如附圖的圖14和圖15所示，表示在構(gòu)成透鏡光學(xué)系統(tǒng)的透鏡光學(xué)系統(tǒng)的前方透鏡組2和后方透鏡組3的途中，設(shè)置偏折鏡35，從而將光路在X軸方向上偏折一次的例子。在本例中，從圖17的下側(cè)所表示的影像顯示元件1射出的光首先通過(guò)包括多個(gè)透鏡的透鏡光學(xué)系統(tǒng)中的、僅由只具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的面的透鏡所構(gòu)成的前方透鏡組2。然后，通過(guò)包括旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱的自由曲面透鏡的后方透鏡組3，經(jīng)作為反射光學(xué)系統(tǒng)的自由曲面鏡4的反射面反射。該反射光其后入射在屏幕5上。這里，透鏡光學(xué)系統(tǒng)的前方透鏡組2全部由多個(gè)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的折射面的多個(gè)透鏡構(gòu)成，這些透鏡的折射面中，4個(gè)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，其他為球面。其中，這里所使用的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，利用每個(gè)面局部的圓筒坐標(biāo)系，以下式表示。公式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>式中，r:離光軸的距離Z:表示凹陷(sag)量C:頂點(diǎn)的曲率k:圓錐常數(shù)AJ:上述r乘方項(xiàng)的系數(shù)。另一方面，構(gòu)成上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3的自由曲面，利用各面的面頂點(diǎn)為原點(diǎn)的局部正交坐標(biāo)系(x，y，z)，用包含X、Y的多項(xiàng)式的下式表示。公式3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>式中，Z:表示在與X、Y軸垂直的方向上，自由曲面的形狀的凹陷量C:頂點(diǎn)的曲率r:在X、Y軸的平面內(nèi)離原點(diǎn)的距離k:圓錐常數(shù)C(m，n):多項(xiàng)式的系數(shù)其次，以下的表1表示本實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值數(shù)據(jù)。在該表1中S0S23分別與上述圖13所示符號(hào)S0S23對(duì)應(yīng)。這里，符號(hào)S0表示影像顯示元件11的顯示面，即物面；S23表示自由曲面鏡5的反射面。此外，符號(hào)S24在這些圖中沒(méi)有標(biāo)示，表示上述圖11的屏幕5的入射面，即像面。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>此外，在上述表1中，Rd為各面的曲率半徑，在上述圖13中，在面的左側(cè)存在曲率的中心的情況下用正值表示，相反的情況下用負(fù)值表示。此外，在上述表1中，TH為面間距離，表示從該透鏡面的頂面至下一個(gè)透鏡面的頂點(diǎn)的距離。在下一個(gè)透鏡面相對(duì)該透鏡面在圖中的左側(cè)時(shí)，面間距離用正值表示，在右側(cè)的情況下用負(fù)值表示。再者，在上述表1中，S5、S6、S17、S18為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面。在該表l中，在面的編號(hào)的旁邊標(biāo)示有"*"，易于理解。這4個(gè)面的非球面系數(shù)示于以下的表2。表2表面非球面系數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>此外，在上述表1中，S19S22為具有構(gòu)成上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組的自由曲面形狀的折射面，S23為具有反射光學(xué)系統(tǒng)的自由曲面S23形狀的反射面，在面的編號(hào)旁邊標(biāo)示有#。將表示這5個(gè)自由曲面的形狀的系數(shù)值示于以下的表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>此外，在本發(fā)明中，如上述圖16所示，使作為圖像顯示元件l的顯示畫面的物面相對(duì)上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸傾斜-1.163度。其中，傾斜的方向，用正值表示在該圖16的截面內(nèi)，物面的法線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向。因此，在本實(shí)施例中，在圖16的截面內(nèi)使物面從垂直上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸的位置，向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向傾斜U63度。此外，上述圖13或圖16中的符號(hào)S23所示的自由曲面鏡4，其局部坐標(biāo)的原點(diǎn)置于上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸上，局部坐標(biāo)的原點(diǎn)上的法線，即Z軸從與上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行的位置傾斜大約+29度配置。其中，該傾斜的方向，與上述物面相同，使在上述圖13或圖16的截面內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎?，因而逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)傾斜。由此，從圖像顯示元件1的畫面中央出來(lái)，大致沿著上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸行進(jìn)過(guò)來(lái)的畫面中央光線，經(jīng)S23反射后，向相對(duì)上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸傾斜上述傾斜角度的二倍的58度方向行進(jìn)(參見(jiàn)圖中的箭頭)。再者，本實(shí)施例中各面的局部坐標(biāo)系的傾斜或偏心的狀態(tài)示于以下的表4。在該表4中，面編號(hào)的右側(cè)表示傾斜角度和偏心的值，"ADE"為與圖13的截面平行的面內(nèi)的傾斜大小，其顯示規(guī)則如上所示。此外，"YDE"為偏心的大小。偏心在與上述圖13的截面平行的面內(nèi)且與光軸垂直的方向上設(shè)定，在上述圖13的截面中，向下側(cè)的偏心為正。其中，在以下說(shuō)明的實(shí)施例中，光學(xué)元件的傾斜或偏心也被設(shè)定在與所示截面平行的截面內(nèi)的方向上。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>其中，看上述表1、表3可知，在本實(shí)施例中，曲率"c"和圓錐(conic)系數(shù)"k"為零(0)。即由傾斜入射產(chǎn)生的梯形變形在傾斜入射的方向上極大地發(fā)生，在與之垂直方向上的變形量小。因此，在傾斜入射的方向和與之垂直的方向上需要大不相同的功能，不利用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱在全方向上起作用的上述曲率"c"或圓錐系數(shù)"k",能夠良好地校正非對(duì)稱像差。此外，在上述表4中，面S23的"ADE"與上述圖11所示的0m相同，在屏幕5的面上的"ADE"如上述圖11所示，為0s。因?yàn)檫@兩者的值，滿足上述條件，因此，更為減小屏幕下部的高度，實(shí)現(xiàn)緊湊的光學(xué)系統(tǒng)。此外，因?yàn)樯鲜龉?所示的光路長(zhǎng)度的差^1—"l的值為屏幕的畫面高度的0.42倍，0s為30度，所以滿足上述公式1的條件。上述表1表4的數(shù)值為將物面(例如比率16:9的液晶板)上的范圍(12.16X6.84mm)的影像放大投射在像面(60"+over-scan:1452.8X817.2mm)上的情況的一個(gè)例子。即可知即使比較近的距離(Lp)，也能夠?qū)⑽锩娣糯笸渡湓谧銐虼蟮漠嬅嫔?，即投射放大率?yōu)良。實(shí)施例2其次，利用表5表8說(shuō)明第二實(shí)施例。其中，透鏡光學(xué)系統(tǒng)的前方透鏡組2也全部由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的折射面構(gòu)成，在這些透鏡的折射面中，4個(gè)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，其他為球面。在這里所使用的軸對(duì)稱的非球面，利用每個(gè)面的局部的圓筒坐標(biāo)系，用上述所示公式公式2表示。此外，構(gòu)成上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3的透鏡的自由曲面，利用以各面的面頂點(diǎn)為原點(diǎn)的局部正交坐標(biāo)系(x，y，z)，由包含X、Y的多項(xiàng)式的上述所述公式公式3表示。以下的表5表示本數(shù)值實(shí)施例的透鏡數(shù)據(jù)，面編號(hào)以物面為SO，依次為S1S23。在該表5中，Rd為各面的曲率半徑，此外，TH為面間距離，表示從該透鏡面的頂點(diǎn)至下一個(gè)透鏡面的頂點(diǎn)的距離。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>在該表5中，面S5、S6、S17、S18為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，在表l中在面的編號(hào)旁邊標(biāo)示有"*"，易于理解。將這4個(gè)面的非球面系數(shù)示于以下的表6。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>此外，在上述表5中，面S19S22為構(gòu)成上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方組的具有自由曲面形狀的折射面，S23為上述反射光學(xué)系統(tǒng)的具有自由曲面形狀的反射面，在面編號(hào)的旁邊標(biāo)示有"#"。將表示這5個(gè)自由曲面形狀的系數(shù)值示于以下的表7。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>再者，在以下的表8中表示該第二實(shí)施例的各面的傾斜和偏心的大小。該表8中的"ADE"、"YDE"的值的表示規(guī)則如上所述。此外，本實(shí)施例的各面的傾斜為與先前的實(shí)施例1大致相同的量。表8表面ADE(°)YDE(mm)so-1.2890.0S150.0-0,193S170.00.193S2328.8140.0其中，在上述表8中，因?yàn)镾23的ADE(=em)、屏幕面5的ADE(=es)，滿足上述條件，因此可實(shí)現(xiàn)屏幕下部高度小的緊湊的光學(xué)系統(tǒng)。此外，公式1所示的光路長(zhǎng)度的差|￡1—"l的值為屏幕的畫面高度的0.43倍，6s為30度，從而可知滿足上述公式1的條件。另一方面，在該第二實(shí)施例中，如上述表8所示，只使S15偏心-0.193mm，相反地使S17面偏心0.193mm。在使某個(gè)面偏心的情況下，在以后的面中，光軸僅以該偏心量移動(dòng)。因此，該S15和S17的偏心意味著使由S15和S16構(gòu)成的一個(gè)透鏡從光軸偏心-0.193mm。其中，這個(gè)偏心量微小，不會(huì)產(chǎn)生如增大透鏡尺寸的這種壞影響，利用該偏心可實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱的色像差的微調(diào)整。此外，看上述表5和表7時(shí)可知，在該實(shí)施例中，曲率"c"和圓錐系數(shù)"k"為零(0)。由傾斜入射產(chǎn)生的梯形變形在傾斜入射的方向上極大地發(fā)生，在與其垂直的方向上變形量小。因此，在傾斜入射的方向和與之垂直的方向上需要大不相同的功能，不利用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱在全方向上起作用的上述曲率"c"或圓錐系數(shù)"k"，能夠良好地校正圖形變形。以上所述數(shù)值的第二實(shí)施例的有效范圍，將物面(比率16:9)上的范圍放大投射在像面(70"十over-scan:1694.9X953.4mm)上。即可知即使比較近的距離(Lp)，也能夠?qū)⑽锩娣糯笸渡湓谧銐虼蟮漠嬅嫔?，即投射放大率?yōu)良。實(shí)施例3其次，說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例。其中，透鏡光學(xué)系統(tǒng)的前方透鏡組2也全部由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的折射面構(gòu)成，在這些折射面內(nèi)的4個(gè)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，其他為球面。在這里所使用的軸對(duì)稱的非球面，也是利用每個(gè)面的局部的圓筒坐標(biāo)系，用上述所示公式公式2表示。此外，構(gòu)成上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3的透鏡的自由曲面，利用以各面的面頂點(diǎn)為原點(diǎn)的局部正交坐標(biāo)系(x，y，z)，由包含X、Y的多項(xiàng)式的上述所述公式3表示。以下的表9表示第三實(shí)施例的透鏡數(shù)據(jù)，面編號(hào)以物面為SO，依次為S1S23。在該表9中，Rd為各面的曲率半徑。此外，TH表示面間距離，表示從該透鏡面的頂點(diǎn)至下一個(gè)透鏡面的頂點(diǎn)的距離。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>在該表9中，面S5、S6、S17、S18也為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，面的編號(hào)旁邊標(biāo)示有"*"，易于理解。此外，將這4個(gè)面的非球面系數(shù)示于以下的表10。表10<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>此外，在上述的表9中，面S19S22為構(gòu)成上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組的具有自由曲面形狀的折射面，S23為上述反射光學(xué)系統(tǒng)的具有自由曲面形狀的反射面，面編號(hào)的旁邊標(biāo)示有"#"。其中，將表示這5個(gè)自由曲面形狀的系數(shù)值示于以下的表11。表11<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>再者，在以下的表12中表示第三實(shí)施例的各面的傾斜和偏心的大小。其中，該表12中的"ADE"、"YDE"的值的表示規(guī)則如上所述。表12<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>其中，從表12可看出，不滿足上述條件。然而，在第三實(shí)施例中，其進(jìn)深小，為使進(jìn)深優(yōu)先的結(jié)構(gòu)。此外，如表12所示，與先前的實(shí)施例2相同，使由面S15和S16構(gòu)成的一個(gè)透鏡從光軸偏心-0.304mm。這個(gè)偏心量微小，不會(huì)產(chǎn)生如增大透鏡尺寸的這種壞影響，利用該偏心可實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱的色像差的微調(diào)整。再者，上述公式1所示的光路長(zhǎng)度的差^1—"'的值為屏幕畫面高度的0.62倍，0s為45度，因此滿足上述條件。此外，從上述表9和表11可知，在該第三實(shí)施例中，曲率"c"和圓錐系數(shù)"k"為零(0)。由傾斜入射產(chǎn)生的梯形變形在傾斜入射的方向上極大地發(fā)生，在與其垂直的方向上變形量小。因此，在傾斜入射的方向和與之垂直的方向上需要大部相同的功能，不利用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱在全方向上起作用的上述曲率"c"或圓錐系數(shù)"k"，能夠良好地校正圖形的變形。此外，上述第三實(shí)施例的有效范圍，將物面(比率16:9)上的范圍放大投射在像面(50"+over-scan:1210.7X681.0)上。在這個(gè)例子中，即使比較近的距離(Lp)，也能夠?qū)⑽锩娣糯笸渡湓谧銐虼蟮漠嬅嫔?，即投射放大率?yōu)良。實(shí)施例4利用表13表16說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施例。這里也同樣，從圖像顯示元件1射出的光，以由具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的面形狀的透過(guò)型透鏡所構(gòu)成的透鏡光學(xué)系統(tǒng)的前方透鏡組2、由具有自由曲面形狀的透過(guò)型透鏡所構(gòu)成的透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3的順序通過(guò)后，經(jīng)反射光學(xué)系統(tǒng)的具有自由曲面形狀的反射面4反射，入射在屏幕5上。即，這里也同樣，透鏡光學(xué)系統(tǒng)的前方透鏡組2全部由旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀的折射面構(gòu)成，各折射面內(nèi)的4個(gè)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，其他為球面。此外，這里所使用的軸對(duì)稱的非球面，利用每個(gè)面的局部的圓筒坐標(biāo)系，用上述公式公式1表示。此外，構(gòu)成上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3的自由曲面仍使用以各面的面頂點(diǎn)為原點(diǎn)的局部正交坐標(biāo)系(x，y，z),由包含X、Y的多項(xiàng)式的上述公式2表示。以下的表13表示第四實(shí)施例的透鏡數(shù)據(jù)，面編號(hào)以物面為S0，依次為S1S24,S25為像面。在表13中，Rd為各面的曲率半徑'在上述圖13或圖16中，在面的左側(cè)存在曲率的中心的情況下用正值表示，相反的情況下用負(fù)值表示。表13表面<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>在表13中，TH為面間距離，表示從該透鏡面的頂點(diǎn)至下一個(gè)透鏡面的頂點(diǎn)的距離。此外，當(dāng)下一個(gè)透鏡面相對(duì)該透鏡面位于左側(cè)時(shí)，面間距離用正值，在右側(cè)時(shí)用負(fù)值表示。在該表13中，S5、S6、S17、S18為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，在表13中，面編號(hào)的旁邊標(biāo)示有"*"，易于理解。將這4個(gè)面非球面系數(shù)示于以下的表14。表14<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>此外，在該表13中，面S19S22為構(gòu)成上述透鏡光學(xué)系統(tǒng)的后方透鏡組3的具有自由曲面形狀的折射面，S23為上述反射光學(xué)系統(tǒng)的具有自由曲面形狀的反射面，面編號(hào)的旁邊標(biāo)示有"#"。將表示這5個(gè)自由曲面形狀的系數(shù)值示于以下的表15。表15<formula>formulaseeoriginaldocumentpage30</formula>再者，在以下的表16中表示本實(shí)施例的各面的傾斜和偏心的大小。該表16中的"ADE"、"YDE"的值的表示規(guī)則如上所述，本實(shí)施例的各面的傾斜，也與先前的實(shí)施例1為大致相同的量。表16<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>艮口，看該表16可知，不滿足上述條件。然而，其進(jìn)深小，為使進(jìn)深優(yōu)先的實(shí)施例。另一方面，在該第四實(shí)施例中，如上述表16所示，使S15面偏心-0.23mm，相反地使S17面偏心0.23mm。在某一面偏心的情況下，在以后的面中，光軸僅以該偏心量移動(dòng)。因此，該S15和S17的偏心意味著使由S15和S16構(gòu)成的一個(gè)透鏡從光軸偏心-0.193mm。這個(gè)偏心量微小，不會(huì)產(chǎn)生如增大透鏡尺寸的這種壞影響，利用該偏心可實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱的色像差的微調(diào)整。再者，光路長(zhǎng)度的差l11—"的值為屏幕畫面高度的0.64倍，9s為45度，所以滿足上述公式1的條件。此外看表13和表15可知，在該第四實(shí)施例中，曲率"c"和圓錐系數(shù)"k"為零(0)。由傾斜入射產(chǎn)生的梯形變形在傾斜入射的方向上極大地發(fā)生，在與其垂直的方向上變形量小。因此，在傾斜入射的方向和與之垂直的方向上需要大不相同的功能，不利用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱在全方向上起作用的上述曲率"c"或圓錐系數(shù)"k"，能夠良好地校正圖形的變形。其中，本實(shí)施例的有效范圍，將物面(比率16:9)上的范圍放大投射在像面(60"+over-scan:1452.8X817.2mm)上。即可知，即使比較近的距離(Lp)，也能夠?qū)⑽锩娣糯笸渡湓谧銐虼蟮漠嬅嫔希赐渡浞糯舐蕛?yōu)良。其次，在附圖的圖19中表示上述投射型影像顯示裝置的另一結(jié)構(gòu)。即從圖中可看出，在另一結(jié)構(gòu)的投射型影像顯示裝置IOO，中，在上述圖10或圖14所示的投射型影像顯示裝置的投射光學(xué)單元的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還在其自由曲面的反射鏡4和屏幕5之間的光路上配置有平面反射鏡21,構(gòu)成投射光學(xué)單元。其中，在這個(gè)圖的例子中，該平面反射鏡21按照以下方式設(shè)置與上述自由曲面的反射鏡4對(duì)應(yīng)，兼作用于覆蓋在裝置筐體110的上表面上形成的開(kāi)口部的蓋，可在其上方自由開(kāi)閉。如附圖的圖20所示，在這種投射光學(xué)單元的結(jié)構(gòu)中，從圖像顯示元件1通過(guò)稜鏡io射出的光首先入射構(gòu)成透鏡光學(xué)系統(tǒng)的前方透鏡組2。其后，從該前方透鏡組2射出的光通過(guò)由包括多個(gè)具有至少一個(gè)面為不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱的)自由曲面的形狀(在本例中為2個(gè))的透鏡的多個(gè)透鏡所構(gòu)成的后方透鏡組3。然后，從該后方透鏡組3射出的光經(jīng)包括包含具有不旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的自由曲面形狀的反射面的反射鏡(以下稱為自由曲面鏡)4的反射光學(xué)系統(tǒng)放大反射后，再通過(guò)上述平面反射鏡21反射，投射到規(guī)定的屏幕5(例如房間的壁面或薄片狀的屏幕等)上。即，從該圖也可看出，向與上述實(shí)施例(例如圖ll或圖13)相反的方向上投射。這樣，在另一實(shí)施方式的投射型影像顯示裝置100'的投射光學(xué)單元的結(jié)構(gòu)中，因?yàn)閷淖杂汕骁R4至屏幕5的光路通過(guò)上述平面反射鏡21折返，能夠更為減小至屏幕5的距離，能夠達(dá)到廣角化。此外，在該投射光學(xué)單元的結(jié)構(gòu)中，如圖20的虛線所示，上述平面反射鏡27按照能以微小角度調(diào)整其傾斜角度的方式而構(gòu)成。即如果這樣，如圖中虛線和箭頭所示，通過(guò)改變?cè)撈矫娣瓷溏R27的傾斜角度，能夠上下地變更在屏幕5上的投射影像的位置。特別是在投射型影像顯示裝置中，能夠提供優(yōu)適的功能。其中，該平面反射鏡27，根據(jù)該投射型影像顯示裝置的使用狀況，使用者可調(diào)整其傾斜角度，或者，也能夠采用以下方式構(gòu)成此處圖中未示出，例如利用包括電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)從覆蓋筐體110上表面的開(kāi)口部的位置開(kāi)始移動(dòng)(立起)，以使用者設(shè)定的角度傾斜配置。其中，在以上所述的本發(fā)明的實(shí)施例的投射型影像顯示裝置中，來(lái)自圖像顯示元件1的影像(圖像)從上述投射光學(xué)單元射出，經(jīng)自由曲面鏡4反射，或者再通過(guò)平面反射鏡27反射，投射在屏幕5上。因此，有必要使該裝置IOO、100'的位置正確地相對(duì)投射影像(圖像)的屏幕5定位。g卩，調(diào)整其配置使得上述圖14所示的畫面中央的光線相對(duì)上述屏幕5的面垂直，特別是在為了將其整體中的變形或像差抑止為最小限度，得到良好的投射畫面時(shí)顯得非常重要。如以上所述，由于不必要如上述現(xiàn)有技術(shù)那樣，使所使用的透鏡偏心，所以能夠提供不需要口徑大的附加光學(xué)系統(tǒng)，而且能夠廣角化，同吋即使至屏幕的位置變更也能夠?qū)⒆冃我种茷樽钚∠薅?，且其制造也比較容易的投射型影像顯示裝置。而且，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將來(lái)自這種投射型影像顯示裝置的影像(圖像)投射在屏幕5上，能夠在該屏幕上以大畫面得到將其整體的變形或像差抑制為最小限度的良好的投射畫面，從而能夠優(yōu)異的實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明提供一種，通過(guò)利用上述投射型影像顯示裝置100或100'(以下統(tǒng)稱為投射型影像顯示裝置100)，放大影像顯示元件的圖像，并投射在屏幕5等的投射面上進(jìn)行圖像顯示的投射型影像顯示系統(tǒng)，該投射型影像顯示系統(tǒng)能夠無(wú)變形地進(jìn)行大畫面的影像顯示。以下參照附圖的圖1圖9，詳細(xì)說(shuō)明由上述投射型影像顯示裝置和構(gòu)成該系統(tǒng)的另一部分的屏幕5所構(gòu)成的投射型影像顯示系統(tǒng)。首先，在附圖的圖1中，表示將上述投射型影像顯示裝置100與可搬動(dòng)屏幕5—體構(gòu)成的、所謂投影儀型的投射型影像顯示系統(tǒng)。艮P，如圖1(a)所示，投射型影像顯示裝置100的一部分，具體而言，在其一個(gè)側(cè)面上，一體化地固定有其內(nèi)部可折疊地(即，巻繞)收納薄片狀的投射屏幕5的圓筒狀的殼體50。其中，在這些圖中，在上述投射型影像顯示裝置100的一部分上，特別是投射屏幕5—體形成的情況下，設(shè)置有用于使其易于搬動(dòng)的可搬動(dòng)用手柄，用符號(hào)51表示。而且，在使用該投射型影像顯示系統(tǒng)的情況下，如圖1(b)所示，將上述一體化的投射型影像顯示裝置100和屏幕5(具體而言，為殼體50)固定在平面上的規(guī)定位置，其后，從殼體50中取出屏幕5(圖的上方)，通過(guò)將來(lái)自投射型影像顯示裝置100的投射圖像投射在屏幕5上的投影面上，能夠?qū)⑵湔w的變形或像差抑制為最小限度，得到良好的投射畫面。其中，上述投射型影像顯示裝置100和屏幕5(具體而言，為殼體50)不必要一定一體化，也可以由連接機(jī)構(gòu)以可裝拆的方式構(gòu)成。在這種情況下，便于搬送。此外，投射型影像顯示裝置100優(yōu)選配置在上述屏幕5(具體而言，為殼體50)的寬度方向的大致中央部，此外在擴(kuò)大了該屏幕5的情況下，優(yōu)選沿著與該投影面垂直的方向延長(zhǎng)的面安裝。其中，根據(jù)上述投射型影像顯示裝置100，例如，輸入電視播放的影像畫面，然后如附圖的圖2所示，例如配置在沿著使用者室內(nèi)(例如起居室)的墻壁配置的桌子或AV架上，在該屏幕5上投影圖像，則能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)家庭影院。其中，在本例中，作為將投射影像投影在屏幕5上而進(jìn)行了說(shuō)明，但是，也可以利用該壁面對(duì)投射圖像進(jìn)行投影。在本例中，例如，通過(guò)在寬度為45cm左右的AV架上配置投射型影像顯示系統(tǒng)，可簡(jiǎn)單地得到60英寸以上的大畫面。這樣，即使超短焦點(diǎn)(即，從屏幕5的大致正下面進(jìn)行投射)，也能夠得到良好的投射畫面，所以即使在狹窄的房間中，也能夠有效地活用空間，享受具有動(dòng)人力量的大畫面?；蛘呷绺綀D的圖3所示，也可以將上述投射型影像顯示系統(tǒng)配置在頂棚上(頂棚吊掛配置)。即，將上述圖IO所示投射型影像顯示IOO上下顛倒地安裝在頂棚上。而且，通過(guò)將屏幕5從與該裝置一體安裝的殼體50中取出(其中，在這種情況下在下方取出)并固定，即使在飛機(jī)(客機(jī))、觀光汽車、長(zhǎng)途汽車內(nèi)等狹窄的空間內(nèi)，也能夠在屏幕5上投影大的畫面。再者，作為將上述投射型影像顯示裝置100與可搬動(dòng)屏幕5—體構(gòu)成的投影儀型的投射型影像顯示系統(tǒng)，例如，如附圖的圖4所示，也可以構(gòu)成為與所謂的白板200—體化，在該白板的表面201上投影大畫面的投射型影像顯示系統(tǒng)。其中，在這種情況下，優(yōu)選將投射型影像顯示裝置100配置在該白板200的框體202的一部分，特別是其上邊部203的大致中央部。此外，作為其安裝結(jié)構(gòu)，如附圖的圖5(a)所示，將上述圖IO所示的投射型影像顯示裝置100就這樣安裝在與投影面(白板的表面201)垂直的方向上，并且，安裝用于將來(lái)自該裝置的投射圖像投影在下方的鏡210也可以，或者如圖5(b)所示，也可以上下顛倒地安裝上述投射型影像顯示裝置100(其中，在這種情況下不需要鏡210)。其中，在使投射型影像顯示系統(tǒng)與白板200—體化的情況下，由于通常多為利用者站在其表面201—側(cè)，進(jìn)行說(shuō)明或?qū)懭氲男问剑匀缟纤?，特別是優(yōu)選投射型影像顯示裝置100配置在框體202的上邊部203上。此外，將上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)配置在商店的一部分上，利用其大畫面，用于以大畫面進(jìn)行例如活動(dòng)的向?qū)Щ驈V告的形式示于附圖的圖68中。g卩通過(guò)本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)，如上所述，即使超短焦點(diǎn)(即從屏幕5的大致正下面進(jìn)行投射)也能夠得到良好的投射畫面，因此可以在立著告知板310的臺(tái)座320的內(nèi)部裝入投射型影像顯示裝置100，從而在商店的入口或商店的店頭等，不必要吊頂?shù)仍O(shè)備，就能夠簡(jiǎn)單地、省空間且大畫面地告知活動(dòng)的向?qū)Щ驈V告。特別是由于利用本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)，通過(guò)輸入，不僅是靜止畫面，還可以將動(dòng)畫以大畫面進(jìn)行顯示，所以可以適用于在商店的入口的、季節(jié)的活動(dòng)的顯示，或在服裝店店頭的服飾展示的廣告影像的顯示。其中，上述投射型影像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是以單機(jī)(stand-alone)發(fā)揮功能的，由此可知，只使其顯示內(nèi)容交替，就能夠以各種場(chǎng)景進(jìn)行各種告知?；蛘撸?，如附圖的圖7所示，可以在橫方向上安裝多臺(tái)上述結(jié)構(gòu)的投射型影像顯示系統(tǒng)，進(jìn)行多畫面顯示。其中，在這種情況下，在現(xiàn)有的海報(bào)中難以由動(dòng)畫的表現(xiàn)也成為可能，能夠期待更有效的廣告效果。此外，投射型影像顯示裝置100不裝入臺(tái)座320的內(nèi)部，也可以配置在屏幕的上部。此外，如附圖的圖8所示，上述投射型影像顯示系統(tǒng)，即使在例如其進(jìn)深受到限制的櫥窗中，也能夠通過(guò)在屏幕或壁面上投影該大畫面的影像，得到更有效的宣傳效果。即現(xiàn)有，櫥窗中的通常的顯示為與包含模特410的裝飾420—起，靜止畫面(圖形)的顯示，但如果通過(guò)上述的投射型影像顯示系統(tǒng)，可進(jìn)一步增加影像的顯示的選擇方案，其演出的幅度廣。其中，在這個(gè)例子中，表示配備多臺(tái)上述的投射型影像顯示裝置100(在本例中為2臺(tái))，1臺(tái)以吊頂方式進(jìn)行不顯眼的設(shè)置，并且另一臺(tái)以可簡(jiǎn)易地使用的方式放置在地上的例子。其中，本發(fā)明的投射型影像顯示裝置中，圖中未示出，這些投射型影像顯示裝置100不限于屏幕5的上下，也可以配置在左右。并且，可以從配置在屏幕5的上下或左右的多臺(tái)投射型影像顯示裝置100投射同一影像，或者也可以分別投射不同的影像而在屏幕上進(jìn)行合成。這樣，特別是在使用多臺(tái)投射型影像顯示裝置100的情況下，由于在屏幕5上得到的影像的光量增大，可得到更明亮的影像。再者，如圖中"10"和"V，所示，通過(guò)將離屏幕5的距離設(shè)定為不同的值(10#h)，改變各個(gè)影像大小，對(duì)其進(jìn)行合成顯示。這樣也能擴(kuò)大顯示的演出幅度。在附圖的圖9中表示在游戲中心或仿真設(shè)備上，利用上述本發(fā)明的投射型影像顯示系統(tǒng)，模擬地體驗(yàn)飛機(jī)或賽車的操縱等的例子。如圖10(a)所示，在本例子中，包圍規(guī)定的空間而配置多個(gè)(在本例中為3個(gè))屏幕5、5(即按照相對(duì)鄰接的屏幕的投影面大致成90度以下的角度的方式配置)，這樣，將操縱者所處的場(chǎng)所(在本例中為操縱席)作為小隔間(booth)510而模擬地顯示。其中，在構(gòu)成這些小隔間510的構(gòu)成正面和左右畫面的各屏幕5的上部，分別安裝投射型影像顯示裝置100，如圖中箭頭所示，從屏幕的上方投射影像，以超短焦點(diǎn)(即屏幕5的大致正下面)，即，以大畫面實(shí)現(xiàn)省空間且三個(gè)方向的(立體的)模擬動(dòng)畫。艮P，將現(xiàn)有的、通常只配置在正面的模擬影像簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大至其周圍，即能夠在左右展開(kāi)，因此臨場(chǎng)感可飛躍性地提高。即在該圖所示的汽車比賽的例子中，如果在右側(cè)的屏幕5上顯示其他車，操作者可確認(rèn)旁邊并排行駛的車等，或者在射擊游戲中，易于實(shí)現(xiàn)出人意料地從旁邊出現(xiàn)的敵人等在現(xiàn)有技術(shù)中不可能的新的表現(xiàn)。其中，在上述例子中，僅對(duì)利用三塊屏幕5、5包圍大致方形的空間的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以增加這些屏幕的塊數(shù)，構(gòu)成由多面體或大致曲面所構(gòu)成的屏幕(即按照相對(duì)鄰接的屏幕的投影面成180度以下的角度的方式配置)，對(duì)來(lái)自投射型影像顯示裝置100的影像進(jìn)行投射。其中，在以上的實(shí)施方式中主要以前端型的投射影像顯示系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于這種實(shí)施方式，也可以在其他，例如背面投射(后投射(rearprojection))型的投射影像顯示系統(tǒng)中采用。在這種情況下，只要是本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該就會(huì)知道，將上述屏幕做成所謂的透過(guò)型屏幕。根據(jù)以上的本發(fā)明，通過(guò)以廣角使至投射面(屏幕)的距離為最小限度，抑制變形或像差對(duì)影像進(jìn)行投射，可發(fā)揮優(yōu)良的效果能夠?qū)崿F(xiàn)性能良好且使用方便性好的投射型影像顯示系統(tǒng)。權(quán)利要求1.一種投射型影像顯示系統(tǒng)，其具有投射型影像顯示裝置、和將從所述投射型影像顯示裝置所投射的投射光投射到投影面上而顯示影像的屏幕，其特征在于所述投射型影像顯示裝置包括光源；影像顯示元件；將來(lái)自所述光源的光束照射在所述影像顯示元件上的照明光學(xué)系統(tǒng)；和向所述屏幕投射來(lái)自所述影像顯示元件的影像光的投射光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述投射光學(xué)系統(tǒng)從所述影像顯示元件向著所述屏幕，依次具有由相對(duì)光軸對(duì)稱配置的多個(gè)透鏡元件構(gòu)成的透鏡組，和相對(duì)該光軸具有非軸對(duì)稱形狀的反射鏡，所述投射型影像顯示裝置沿著從所述屏幕的上下或左右的端邊部在該投影面的垂直方向上延長(zhǎng)的面中的一個(gè)面，配置在該端邊部的一部分上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述投射型影像顯示裝置與所述屏幕機(jī)械地結(jié)合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述屏幕為可折疊的可搬動(dòng)屏幕。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述屏幕在其一部分上具有可搬動(dòng)用的手柄部。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述投射型影像顯示裝置配置在所述屏幕的上端邊部的大致中央部，而且具有反射來(lái)自所述投射型影像顯示裝置的投射光而導(dǎo)向所述屏幕的投影面的鏡部。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述投射型影像顯示裝置配置在所述屏幕的上端邊部的大致中央部，而且所述投射型影像顯示系統(tǒng)以如下方式配置至少二個(gè)或其以上的、構(gòu)成各投射型影像顯示系統(tǒng)的屏幕的投影面，相對(duì)鄰接的屏幕的投影面成180度以下的角度。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述投射型影像顯示裝置在所述鄰接的屏幕的投影面上投射互不相同的影像。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于所述投射型影像顯示裝置通過(guò)投射在所述鄰接的屏幕的投影面上的互不相同的影像，在所述二個(gè)或其以上的屏幕上構(gòu)成一個(gè)畫面。9.一種投射型影像顯示系統(tǒng)，其具有投射型影像顯示裝置、和將從所述投射型影像顯示裝置所投射的投射光投射到投影面上而顯示影像的屏幕，其特征在于所述投射型影像顯示裝置包括光源；影像顯示元件；將來(lái)自所述光源的光束照射在所述影像顯示元件上的照明光學(xué)系統(tǒng)；禾口向所述屏幕投射來(lái)自所述影像顯示元件的影像光的投射光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述投射光學(xué)系統(tǒng)從所述影像顯示元件向著所述屏幕，依次具有由相對(duì)光軸對(duì)稱配置的多個(gè)透鏡元件構(gòu)成的透鏡組，和相對(duì)該光軸具有非軸對(duì)稱形狀的反射鏡，所述投射型影像顯示裝置沿著從所述屏幕的上下或左右的端邊部在該投影面的垂直方向上的延長(zhǎng)面中的一對(duì)面，配置在離該端邊部近的位置且該端邊部的一部分上。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于配置在所述屏幕的上下或左右的端邊部上的一對(duì)所述投射型影像顯示裝置，相互重合地投射同一影像。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于配置在所述屏幕的上下或左右的端邊部上的一對(duì)所述投射型影像顯示裝置，將同一影像相互重合地投射在所述屏幕的投影面上。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于配置在所述屏幕的上下或左右的端邊部上的一對(duì)所述投射型影像顯示裝置，將互不相同的影像投射在所述屏幕的投影面上。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于配置于所述屏幕上下的端邊部上的一對(duì)所述投射型影像顯示裝置在水平方向上配置有多個(gè)。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投射型影像顯示系統(tǒng)，其特征在于配置于所述屏幕左右的端邊部上的一對(duì)所述投射型影像顯示裝置在垂直方向上配置有多個(gè)。全文摘要本發(fā)明提供可廣角化、即使在狹窄的空間中也能簡(jiǎn)單設(shè)置、能不變形地進(jìn)行良好的大畫面的影像顯示的投射型影像顯示系統(tǒng)。投射型影像顯示系統(tǒng)由投射型影像顯示裝置構(gòu)成，而且還具有將從該投射型影像顯示裝置(100)所投射的投射光投射在投影面上而顯示影像的屏幕(5)。其中，該投射型影像顯示裝置包括光源、影像顯示元件、將光束照射在影像顯示元件上的照明光學(xué)系統(tǒng)、和向屏幕投射來(lái)自影像顯示元件的影像光的投射光學(xué)系統(tǒng)，投射光學(xué)系統(tǒng)從影像顯示元件向著屏幕，依次具有由相對(duì)光軸對(duì)稱配置的多個(gè)透鏡元件構(gòu)成的透鏡組、和相對(duì)光軸具有非軸對(duì)稱形狀的反射鏡。文檔編號(hào)G03B21/00GK101162354SQ20071015246公開(kāi)日2008年4月16日申請(qǐng)日期2007年10月12日優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日發(fā)明者久田隆紀(jì),大木雅之,平田浩二,谷津雅彥申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所