投影光学系统及具备该投影光学系统的投影机.pdf

提供使光的利用效率很好地平衡和提高的投影光学系统及组装其的投影机。光调制元件侧透镜群20b在液晶面板18G(18R、18B)的纵方向和横方向具有不同的放大率，所以作为投影光学系统20的全系，在纵横方向具有不同的焦点距离，纵横方向的放大倍率也变为不同，所以液晶面板18G(18R、18B)的图像的横纵比和在屏幕SC上投影的图像的横纵比也可不同。也就是说，通过本投影光学系统20，可以变换宽度和高度的比即横纵比。这时，各焦点、光圈70和光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离p满足预定的条件式，所以在第1工作状态和第2工作状态的双方可确保一定以上的远心性。

权利要求书一种投影光学系统，其特征在于，在被投影面上放大投影图像时，使上述光调制元件的图像的横纵比与在上述被投影面上投影的图像的横纵比成为不同，上述投影光学系统包括：
光圈，限制光束的通过；
光调制元件侧透镜群，配置在从上述光调制元件到上述光圈之间，包含在上述光调制元件的纵方向和横方向具有不同的放大率并且在光路上可以进退的调整光学要素群；
上述调整光学要素群，在光路上一体地进退的同时，随着进退使在上述物体侧透镜群的横断面的上述被投射面侧的焦点和在纵断面的上述被投射面侧的焦点变化；
将在上述调整光学要素群在光路上的状态的上述光调制元件侧透镜群的横断面中，上述被投影面侧的焦点和上述被投影面侧的最端面的距离设为FFPx，
将在上述调整光学要素群在光路上的状态的上述光调制元件侧透镜群的纵断面中，上述被投影面侧的焦点和上述被投影面侧的最端面的距离设为FFPy，
将上述调整光学要素群从光路上避开的状态的上述光调制元件侧透镜群的上述被投影面侧的焦点和上述被投影面侧的最端面的距离设为FFPL，
在FFPx<FFPy时，为FFPx<FFPL<FFPy，
在FFPy<FFPx时，为FFPy<FFPL<FFPx。
如权利要求1所述的投影光学系统，其特征在于，
将在上述调整光学要素群在光路上的状态中，上述光圈和上述光调制元件侧透镜群的上述被投影面侧的最端面的距离设为p，
在FFPx<FFPy时，为FFPx<p<FFPy，
在FFPy<FFPx时，为FFPy<p<FFPx。
如权利要求2所述的投影光学系统，其特征在于，
上述光圈和上述光调制元件侧透镜群的上述被投影面侧的最端面的距离p大致等于上述调整光学要素群从光路上避开的状态的上述物体侧透镜群的上述投影面侧的焦点和上述被投影面侧的最端面的距离FFPL。
如权利要求2或3所述的投影光学系统，其特征在于，
在FFPx<FFPy时，为FFPx<p≤(FFPy+FFPx)/2；
在FFPy<FFPx时，为FFPy<p≤(FFPy+FFPx)/2。
如权利要求1至4的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
上述调整光学要素群包含具有至少1个以上的旋转对称透镜的旋转对称透镜群。
如权利要求1至4的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
上述调整光学要素群包含关于上述光调制元件的纵方向和横方向中一方向具有比另一方向强的放大率的至少1个以上的第1变形透镜群，关于上述另一方向具有比上述一方向强的放大率的至少1个以上的第2变形透镜群。
如权利要求1至4的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
上述调整光学要素群包含在上述光调制元件的纵方向和横方向具有将正负组合的放大率的至少1个以上的自由曲面透镜。
如权利要求7所述的投影光学系统，其特征在于，
上述调整光学要素群至少具有关于上述光调制元件的纵方向和横方向放大率的正和负互相交替的2个上述自由曲面透镜。
如权利要求5所述的投影光学系统，其特征在于，
上述调整光学要素群，在上述光调制元件的纵方向的断面，包括具有正放大率的第1光学要素群、相比于上述第1光学要素群在上述光调制装置侧配置的具有负放大率的第2光学要素群、和上述旋转对称透镜群，
上述旋转对称透镜群，包括具有负放大率的第1旋转对称透镜、和相比于上述第1旋转对称透镜在上述光调制元件侧配置的具有正放大率的第2旋转对称透镜。
如权利要求5所述的投影光学系统，其特征在于，
上述调整光学要素群，在上述光调制元件的横方向的断面，包括具有负放大率的第1光学要素群、相比于上述第1光学要素群在上述光调制元件侧配置的具有正放大率的第2光学要素群、和上述旋转对称透镜群，
上述旋转对称透镜群，包括具有正放大率的第1旋转对称透镜、和相比于上述第1旋转对称透镜在上述光调制元件侧配置的具有负放大率的第2旋转对称透镜。
如权利要求6所述的投影光学系统，其特征在于，
上述第1变形透镜群，在上述光调制元件的纵方向的断面，从上述被投影面侧按顺序，包括具有正放大率的第1变形透镜、和具有负放大率的第2变形透镜，
上述第2变形透镜群，在上述光调制元件的横方向的断面，从上述被投影面侧按顺序，包括具有负放大率的第3变形透镜、和具有正放大率的第4变形透镜。
如权利要求8所述的投影光学系统，其特征在于，
上述2个自由曲面透镜，在上述光调制元件的纵方向的断面，从上述被投影面侧按顺序，包括具有正放大率的第1自由曲面透镜、和具有负放大率的第2自由曲面透镜。
如权利要求1至12的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
从上述被投影面侧按顺序，包括放大用的第1群、作为在上述光调制元件的纵方向和横方向具有不同的放大率并且在光路上可以进退的上述调整光学要素群的第2群、和具有正放大率的第3群。
如权利要求1至13的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
从上述被投影面侧按顺序，包括放大用的第1群、和作为在上述光调制元件的纵方向和横方向具有不同的放大率并且在光路上可以进退的上述调整光学要素群的第2群。
如权利要求1至14的任意一项所述的投影光学系统，其特征在于，
在上述光调制元件侧透镜群的上述光调制元件侧，配置光合成用的棱镜。
一种投影机，其特征在于，包括：
权利要求1至15的任意一项所述的投影光学系统；
上述光调制元件。

说明书投影光学系统及具备该投影光学系统的投影机
技术领域
本发明涉及能切换投影像的横纵比(aspect ratio)的投影光学系统及具备该投影光学系统的投影机。
背景技术
作为投影机的投影光学系统中使用的横纵比变换用的转换器，存在可进退地配置于本来的投影光学系统的前面位置即像侧正面的前配置型的转换器。
然而，这种转换器被设置为从投影机本体独立的外置的光学部，使投影机大型化，同时，将包含转换器的全投影光学系统的调整变复杂，或者使图像显著劣化。
此外，如果不是投影机的投影光学系统，作为照相机等的拍摄光学系统中使用的横纵比变换用的转换器，存在可装卸地配置于成像光学系统的像侧的后配置型的中继(relay)系统(参照专利文献1、2)。这个中继系统包括第1群、第2群和第3群，其中的中央的第2群是变形转换器（anamorphic converter），成为在第1群和第3群之间可插拔。
然而，专利文献1等中公开的中继系统或变形转换器仅用于拍摄光学系统，在投影光学系统中原样使用时，产生各种制约。
例如，在如上述的后配置型的中继系统的场合，未考虑远心(telecentric)性。这样的中继系统中，原理上，在横断面的远心性和在纵断面的远心性无法并存。为此，在X断面或Y断面的任意一方严格确保远心性时，大大地破坏在另一方的远心性，所以光的利用效率下降，或根据方向而偏差。
另外，在专利文献1等记载的拍摄光学系统中，可进行透镜交换成为基本的前提，在不使用后配置型的中继系统的场合，成像光学系统直接固定在拍摄部，并单独被使用。为此，在要维持成像光学系统的性能时，后配置型的中继系统有利。另一方面，在投影光学系统中，一般不进行透镜交换，所以不需要作为可安装各种交换透镜的通用中继系统或通用转换器的功能。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2005‑221597号公报
【专利文献2】日本特开2005‑300928号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供使光的利用效率很好地平衡和提高的投影光学系统及组装其的投影机。
为了达成上述目的，本发明的投影光学系统，在被投影面上放大投影图像时，使光调制元件的图像的横纵比与在被投影面上投影的图像的横纵比成为不同，该投影光学系统包括：光圈，限制光束的通过；光调制元件侧透镜群，配置在从光调制元件到光圈之间，并包含在光调制元件的纵方向和横方向具有不同的放大率并且在光路上可以进退的调整光学要素群；调整光学要素群，在光路上一体地进退的同时，随着进退使在物体侧透镜群的横断面的被投射面侧的焦点和在纵断面的被投射面侧的焦点变化；将在调整光学要素群在光路上的状态的光调制元件侧透镜群的横断面中，被投影面侧的焦点和被投影面侧的最端面的距离设为FFPx，将在调整光学要素群在光路上的状态的光调制元件侧透镜群的纵断面中，被投影面侧的焦点和被投影面侧的最端面的距离设为FFPy，将调整光学要素群从光路上避开的状态的光调制元件侧透镜群的被投影面侧的焦点和被投影面侧的最端面的距离设为FFPL，
在FFPx<FFPy时，为FFPx<FFPL<FFPy；(1)
在FFPy<FFPx时，为FFPy<FFPL<FFPx  (1)’。
通过上述投影光学系统，在光调制元件的纵方向和横方向具有不同的放大率的调整光学要素群在光路上可以进退。由此，在调整光学要素群在光路上的第1工作状态，可以变换宽度和高度的比即横纵比。另外，在调整光学要素群从光路上避开的第2工作状态，可不变换宽度和高度的比而保持原样。但是，在第1工作状态和第2工作状态，光调制元件侧透镜群的焦点的位置变化，特别地，在第1工作状态，在光调制元件侧透镜群的横断面的焦点和纵断面的焦点，成为位置不同。因此，在例如不变换横纵比的第2工作状态，对光圈的位置使光调制元件侧透镜群的焦点的位置适当而保持远心性，不限于在第1工作状态保持远心性。对此，上述投影光学系统的调整光学要素群，包括使在光调制元件侧透镜群的横断面及纵断面的被投影面侧的两焦点的位置同样地变化的焦点位置调整部。因此，通过随着调整光学要素群的进退焦点位置调整部在光路上进退，在变换横纵比而投影的第1工作状态，由焦点位置调整部作为全部调整在纵横方向不同的两焦点的位置，表示在第1工作状态的光调制元件侧透镜群的纵断面及横断面的两焦点的位置的距离FFPx和距离FFPy，对于表示在第2工作状态的焦点的位置的距离FFPL，满足上述条件表达式(1)，(1)’，即可以是距离FFPL在距离FFPx和距离FFPy之间的方式。由此，不仅在第2工作状态可保持比较高的远心性，在第1工作状态也可保持比较高的远心性。
根据本发明的具体方面，上述投影光学系统中，将在调整光学要素群在光路上的状态中，光圈和光调制元件侧透镜群的被投影面侧的最端面的距离设为p，
在FFPx<FFPy时，为FFPx<p<FFPy；  (2)
在FFPy<FFPx时，为FFPy<p<FFPx    (2)’。
这个场合，在调整光学要素群在光路上、变换横纵比而投影的第1工作状态的光圈和光调制元件侧透镜群的被投影面侧的最端面的距离p满足上述条件式(2)，(2)’，所以在纵方向和横方向的双方可确保一定以上的远心性。例如，FFPx<p<FFPy的场合，纵方向的主光线朝向被投影面向内倾斜，横方向的主光线朝向投影面向外倾斜，但是作为全体保持远心性。相反，FFPy<p<FFPx的场合，纵方向的主光线朝向被投影面向外倾斜，横方向的主光线朝向被投影面向内倾斜，但是作为全体保持远心性。再者，调整光学要素群成为在光路外避开的第2工作状态，表示焦点的位置的距离FFPL在距离FFPx和距离FFPy之间，所以可保持一定以上的远心性。
根据本发明另外的方面，光圈和物体侧透镜群的被投影面侧的最端面的距离p大致等于调整光学要素群从光路上避开的状态的物体侧透镜群的投影面侧的焦点和被投影面侧的最端面的距离FFPL。这个场合，可作为适当的状态实现远心性。
根据本发明另外的方面，上述投影光学系统中，
在FFPx<FFPy时，为FFPx<p≤(FFPy+FFPx)/2；(3)
在FFPy<FFPx时，为FFPy<p≤(FFPy+FFPx)/2  (3)’。
这个场合，可相对提高横方向和纵方向的中间方向的远心性，可降低远心性的方向的偏斜，可依据观察方向等投影难以生成光圈的明亮的图像。
根据本发明又另外的方面，上述投影光学系统中，调整光学要素群包含具有至少1个以上的旋转对称透镜的旋转对称透镜群。这个场合，旋转对称透镜关于纵断面及横断面的双方具有同样的放大率，所以旋转对称透镜关于横断面及纵断面以使焦点位置相等地移动的方式作用，调整关于在第1工作状态的横断面及纵断面的两焦点的位置，可满足上述条件表达式(1)，(1)’。
根据本发明又另外的方面，上述投影光学系统中，调整光学要素群包含关于光调制元件的纵方向和横方向中一方向具有比另一方向强的放大率的至少1个以上的第1变形透镜（anamorphic lens）群，关于另一方向具有比一方向强的放大率的至少1个以上的第2变形透镜群。是这里，所谓变形透镜，意味着在一方向和另一方向曲率不同的透镜，如柱面透镜，还包括关于一方向没有放大率的透镜。这个场合，作用不同的第1变形透镜群和第2变形透镜群协作，作为全部关于横断面及纵断面以使焦点位置同样地移动的方式作用，调整关于在第1工作状态的横断面及纵断面的两焦点的位置，可满足上述条件表达式(1)，(1)’。
根据本发明又另外的方面，上述投影光学系统中，调整光学要素群包含在光调制元件的纵方向和横方向具有将正负组合的放大率的至少1个以上的自由曲面透镜。这个场合，可具有在1个以上的自由曲面透镜关于横断面及纵断面使焦点位置同样地移动的作用，调整关于在第1工作状态的横断面及纵断面的两焦点的位置，可满足上述条件表达式(1)，(1)’。
根据本发明又另外的方面，焦点位置调整部至少具有关于上述光调制元件的纵方向和横方向放大率的正和负互相交替的2个上述自由曲面透镜。这个场合，作用不同的2个自由曲面透镜协作，所以可作为全部关于横断面及纵断面以使焦点位置同样地移动的方式作用。
根据本发明又另外的方面，调整光学要素群，在光调制元件的纵方向的断面，包括具有正放大率的第1光学要素群、相比于第1光学要素群在光调制装置侧配置的具有负放大率的第2光学要素群、和旋转对称透镜群；旋转对称透镜群，包括具有负放大率的第1旋转对称透镜、和相比于第1旋转对称透镜在光调制元件侧配置的具有正放大率的第2旋转对称透镜。这个场合，可在纵方向压缩或缩短、在横方向伸张或放大在被投影面上投影的图像。
根据本发明又另外的方面，调整光学要素群，在光调制元件的横方向的断面，包括具有负放大率的第1光学要素群、相比于第1光学要素群在上述光调制元件侧配置的具有正放大率的第2光学要素群、和旋转对称透镜群；旋转对称透镜群，包括具有正放大率的第1旋转对称透镜、和相比于第1旋转对称透镜在光调制元件侧配置的具有负放大率的第2旋转对称透镜。这个场合，可在纵方向压缩或缩短、在横方向伸张或放大在被投影面上投影的图像。
根据本发明又另外的方面，第1变形透镜群，在光调制元件的纵方向的断面，从被投影面侧按顺序，包括具有正放大率的第1变形透镜、和具有负放大率的第2变形透镜；第2变形透镜群，在光调制元件的横方向的断面，从被投影面侧按顺序，包括具有负放大率的第3变形透镜、和具有正放大率的第4变形透镜。这个场合，可在纵方向压缩或缩短、在横方向伸张或放大在被投影面上投影的图像。
根据本发明又另外的方面，2个自由曲面透镜，在光调制元件的纵方向的断面，从被投影面侧按顺序，包括具有正放大率的第1自由曲面透镜、和具有负放大率的第2自由曲面透镜。这个场合，可在纵方向压缩或缩短、在横方向伸张或放大在被投影面上投影的图像。
根据本发明又另外的方面，从被投影面侧按顺序，实际包括放大用的第1群、作为在光调制元件的纵方向和横方向具有不同的放大率并且在光路上可以进退的调整光学要素群的第2群、和具有正放大率的第3群。在这个场合，在靠近光调制元件的位置第2群在光线上可以进退，所以在光线上插入第2群的场合，各像高的光线沿着比较靠近像高的路径通过第2群，所以光线的控制变得容易。由此，可抑制由第2群的在光路上的进退工作引起的像差的产生，可防止在光线上插入第2群的场合的成像性能的退化。也就是说，由于将第2群放置于靠近光调制元件的位置，可将第2群紧凑，并且可抑制像差的发生。为此，可期待高精度的透镜加工，可性能提高同时，也可以降低成本。
根据本发明又另外的方面，从被投影面侧按顺序，实际包括放大用的第1群、和作为在上述光调制元件的纵方向和横方向具有不同的放大率并且在光路上可以进退的上述调整光学要素群的第2群。在这个场合，在靠近光调制元件的位置第2群在光线上可以进退，所以在光线上插入第2群的场合，各像高的光线沿着比较靠近像高的路径通过第2群，所以光线的控制变得容易。由此，可抑制由第2群的在光路上的进退工作引起的像差的产生，可防止在光线上插入第2群的场合的成像性能的退化。也就是说，由于将第2群放置于靠近光调制元件的位置，可将第2群紧凑，并且可抑制像差的发生。一般地，旋转不对称的光学要素的制造很难，为了提高精度小型化是必要条件。上述投影光学系统的场合，在靠近光调制元件的位置，光线的扩展很少，透镜变成小型，为此，可期待高精度的透镜加工，可性能提高同时，也可以降低成本。
根据本发明又另外的方面，在光调制元件侧透镜群的光调制元件侧，配置光合成用的棱镜。这个场合，可合成多个光调制元件形成的多个颜色的图像并进行投影。
本发明涉及的投影机具备上述的投影光学系统和光调制元件。根据本投影机，可在被投影面上投影与光调制元件的图像的横纵比不同的横纵比的图像。这时，根据特别的投影光学系统，可依据观察方向等投影难以生成光圈的明亮的图像。
附图说明
图1是说明第1实施方式涉及的投影机的使用状态的斜视图。
图2是表示图1投影机的概略构成的图。
图3(A)是说明图1投影机中投影光学系统的结构的图，(B)是表示在第1工作状态的被投影面的显示区域的图，(C)是表示在第2工作状态的被投影面的显示区域的图。
图4(A)表示在第1工作状态的投影光学系统横断面的构成，(B)表示在第1工作状态的投影光学系统的纵断面的构成。
图5(A)表示投影光学系统的第1工作状态，(B)表示投影光学系统的第2工作状态。
图6(A)及(B)是说明在第1工作状态的焦点的位置及光圈的位置的纵断面及横断面的图，(C)是说明在第2工作状态的焦点的位置及光圈的位置的横断面的图。
图7(A)是说明液晶面板的显示区域上的位置的图，(B)是表示在液晶面板的斜断面的主光线角度和光圈的位置的关系的图，(C)是表示在液晶面板的纵横断面的主光线角度和光圈的位置的关系的图。
图8(A)表示如图3(A)等表示的投影光学系统的变形例的第1工作状态的横断面的构成，(B)表示在第2工作状态的横断面的构成。
图9是说明第1实施方式的实施例1的光学系统的第1工作状态的纵断面的图。
图10是说明将图9的光学系作为宽端场合的纵断面的图。
图11是说明将图9的光学系作为宽端场合的横断面的图。
图12是说明第1实施方式的实施例1的光学系统的第2工作状态的纵断面的图。
图13是说明将图12的光学系作为宽端场合的纵断面的图。
图14(A)～(C)是说明在实施例1的第1工作状态的光学系统缩放的工作的图。
图15(A)～(C)是说明在实施例1的第2工作状态的光学系统缩放的工作的图。
图16(A)表示在第2实施方式涉及的投影机的投影光学系统的第1工作状态的横断面的构成，(B)表示在投影光学系统的第1工作状态的纵断面的构成。
图17(A)表示在第3实施方式涉及的投影机的投影光学系统的第1工作状态的横断面的构成，(B)表示在投影光学系统的第1工作状态的纵断面的构成。
图18(A)表示第4实施方式涉及的投影机的投影光学系统的第1工作状态的横断面的构成，(B)表示在第1工作状态的投影光学系统的纵断面的构成。
图19(A)及(B)是说明在第1工作状态的焦点的位置及光圈的位置的纵断面及横断面的图，(C)是说明在第2工作状态的焦点的位置及光圈的位置的横断面的图。
图20是说明第4实施方式的实施例2的光学系统的第1工作状态的纵断面的图。
图21是说明将图20的光学系统作为宽端场合的纵断面的图。
图22是说明将图20的光学系统作为宽端场合的横断面的图。
图23是说明第4实施方式的实施例2的光学系统的第2工作状态的纵断面的图。
图24是说明将图23的光学系统作为宽端场合的纵断面的图。
图25(A)～(C)是说明在实施例2的第1工作状态的光学系统缩放的工作的图。
图26(A)～(C)是说明在实施例2的第2工作状态的光学系统缩放的工作的图。
图27(A)表示第5实施方式涉及的投影机的投影光学系统的第1工作状态的横断面的构成，(B)表示在第1工作状态的投影光学系统的纵断面的构成。
图28(A)及(B)是说明在第1工作状态的焦点的位置及光圈的位置的纵断面及横断面的图，(C)说明在第2工作状态的焦点的位置及光圈的位置的横断面的图。
图29是说明第5实施方式的实施例3的光学系统的第1工作状态的纵断面的图。
图30是说明将图29的光学系统作为宽端场合的纵断面的图。
图31是说明将图29的光学系统作为宽端场合的横断面的图。
图32是说明第5实施方式的实施例3的光学系统的第2工作状态的纵断面的图。
图33是说明将图32的光学系统作为宽端场合的纵断面的图。
图34(A)～(C)是说明在实施例3的第1工作状态的光学系统缩放的工作的图。
图35(A)～(C)是说明在实施例3的第2工作状态的光学系统缩放的工作的图。
标号说明：
2…投影机，10…光源，15、21…分光镜，17B、17G、17R…场透镜，18B、18G、18G…液晶面板，19…交叉分色棱镜，20、320…投影光学系统，20a…主体部分，20b…光调制元件侧透镜群，20f…屏幕侧的最端面，30…第1群，31…第1透镜部，32…第2透镜部，40、140、240、440、540…第2群，41、42…光学要素群，60…第3群，50…光学系统部分，61…缩放驱动机构，62…第1变形驱动机构(进退驱动机构)，63…第2变形驱动机构，64…全系驱动机构，70、170a、170b…光圈，80…电路装置，81…图像处理部，83…透镜驱动部，88…主控制部，A0…显示区域，A2…显示区域，AR0…横纵比，AR2…横纵比，AX…中心轴，L1‑L21…透镜，OA…光轴，PL…图像光，SC…屏幕
具体实施方式
以下参照附图，详细地说明本发明的实施方式涉及的投影机及投影光学系统。
〔第1实施方式〕
如图1所示，本发明的第1实施方式涉及的投影机2，根据图像信号形成图像光PL，将该图像光PL朝向屏幕SC等的被投影面投影。投影机2的投影光学系统20，在屏幕(被投影面)SC上放大投影在投影机2内嵌入的光调制元件即液晶面板18G(18R、18B)的图像时，液晶面板18G(18R、18B)的图像的横纵比(aspect比)AR0，可能与在屏幕SC上投影的图像的横纵比(aspect比)AR2不同。也就是说，液晶面板18G的显示区域A0的横纵比AR0和屏幕SC的显示区域A2的横纵比AR2可能不同，但是也可能相同。具体地，液晶面板18G的显示区域A0的横纵比AR0例如是1.78:1，屏幕SC的显示区域A2的横纵比AR2，例如可成为1.78:1，1.85:1，2.35:1，2.4:1等。
如图2所示，投影机2具备投影图像光的光学系统部分50、控制光学系统部分50的工作的电路装置80。
在光学系统部分50，光源10是例如超高压水银灯，射出含有R光、G光、和B光的光。在这里，光源10也可以是超高压水银灯以外的放电光源，也可以是LED、激光这样的固体光源。第1积分透镜11及第2积分透镜12，具有以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的光束分割为多条。第1积分透镜11的各透镜元件，使来自光源10的光束在第2积分透镜12的透镜元件附近会聚。第2积分透镜12的透镜元件，与重叠透镜14协作，在液晶面板18R、18G、18B形成第1积分透镜11的透镜元件的像。通过这样的构成，来自光源10的光以大致上均一的亮度照明液晶面板18R、18G、18B的显示区域(图1的显示区域A0)全部。
偏振变换元件13，使来自第2积分透镜12的光变换成预定的直线偏振光。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在液晶面板18R、18G、18B的显示区域上重叠。
第1分光镜15，使从重叠透镜14入射的R光反射，使G光及B光透过。在第1分光镜15反射的R光，经过反射镜16及场透镜17R，向作为光调制元件的液晶面板18R入射。液晶面板18R，通过根据图像信号调制R光，形成R色的图像。
第2分光镜21，使来自第1分光镜15的G光反射，使B光透过。在第2分光镜21反射的G光，经过场透镜17G，向作为光调制元件的液晶面板18G入射。液晶面板18G，通过根据图像信号调制G光，形成G色的图像。透过第2分光镜21的B光，经过中继透镜22、24，反射镜23、25，和场透镜17B，向作为光调制元件的液晶面板18B入射。液晶面板18B，通过根据图像信号调制B光，形成B色的图像。
交叉分色棱镜19是光合成用的棱镜，合成由各液晶面板18R、18G、18B调制的光，作为图像光，使其向投影光学系统20行进。
投影光学系统20，在图1的屏幕SC上放大投影通过各液晶面板18G、18R、18B调制并在交叉分色棱镜19合成的图像光PL。这时，投影光学系统20，在屏幕SC上投影的图像的横纵比AR2设为与液晶面板18G、18R、18B的图像的横纵比AR0不同，也可与这个横纵比AR0相等。
电路装置80具备：输入视频信号等的外部图像信号的图像处理部81，基于图像处理部81的输出驱动在光学系统部分50设置的液晶面板18G、18R、18B的显示驱动部82，通过使设置于投影光学系统20的驱动机构(未图示)工作而调整投影光学系统20的状态的透镜驱动部83，总体控制这些电路部分81、82、83等的工作的主控制部88。
图像处理部81，将输入的外部图像信号变换为包含各颜色的灰度等的图像信号。图像处理部81，在投影光学系统20变换图像的横纵比(纵横比)并投影的第1工作状态的场合，预先进行与由投影光学系统20进行的横纵比的变换相反的图像的纵横比变换，而并非使屏幕SC上显示的图像纵横伸缩。具体地，在由投影光学系统20以从例如1.78:1变为例如2.4:1的方式在横方向进行图像的伸张的场合，预先在横方向进行0.742=1.78/2.4倍的图像的压缩，或者，在纵方向进行1.35=2.4/1.78倍的图像的伸张。另一方面，在投影光学系统20不变换图像的横纵比或纵横比而投影的第2工作状态的场合，图像处理部81，不进行如上述的图像的横纵比变换。此外，图像处理部81，也可对外部图像信号进行失真修正、颜色修正等的各种图像处理。
显示驱动部82，可基于从图像处理部81输出的图像信号使液晶面板18G、18R、18B工作，可在液晶面板18G、18R、18B形成与该图像信号对应的图像或与实施了图像处理的图像对应的图像。
透镜驱动部83，在主控制部88的控制下工作，通过沿着光轴OA使包含例如构成投影光学系统20的光圈的一部分的光学要素适当地移动，可使由投影光学系统20向图1的屏幕SC上的图像的投影倍率变化。另外，透镜驱动部83，通过在光轴OA即光路上使构成投影光学系统20的另外的一部分的光学要素进退，可使在图1的屏幕SC上投影的图像的横纵比AR2变化。透镜驱动部83，通过使投影光学系统20全体在与光轴OA垂直的上下方向移动的仰投（あおり）的调整，可使在图1的屏幕SC上投影的图像的纵位置变化。
以下，参照图3(A)，关于实施方式的投影光学系统20进行说明。投影光学系统20具备：将透镜等的多个光学要素组合而变成的主体部分20a，通过使主体部分20a的一部分或全体移动而调整其成像状态的驱动机构61、62、63、64。
主体部分20a，从屏幕SC侧按顺序，包括第1群30，第2群40，第3群60，光圈70。此外，第2群40，成为在关于光轴OA的光路上可进退，图3(A)表示在光路上插入第2群40的状态。此外，图3(B)及3(C)分别表示在插入第2群40的第1工作状态和使之避开的第2工作状态的屏幕SC(参照图1)的显示区域A2。
第1群30具有：第1透镜部31，第2透镜部32。例如，通过使构成第1透镜部31的至少1个透镜沿着光轴OA而通过手动等微动，可调整主体部分20a的焦点状态。另外，第2透镜部32，如图4(A)所示由第1、第2及第3透镜群32a、32b、32c等构成，各透镜群32a、32b、32c由1个以上的透镜构成。通过使这些透镜群32a、32b、32c等或构成他们的至少一个透镜，由图3(A)的缩放驱动机构61沿着光轴OA移动，可变更主体部分20a的投影倍率。
第2群40是在横方向(X方向)和纵方向(Y方向)具有不同的焦点距离的调整光学要素群，结果，作为包含第1群30的投影光学系统20的全系，在纵方向和横方向也具有不同的焦点距离。即，主体部分20a在纵方向和横方向的放大倍率也成为不同，可在屏幕SC上投影与在液晶面板18G(18R、18B)显示的图像的横纵比AR0不同的横纵比AR2的图像。第2群40包含相对于光轴OA具有旋转非对称的面的1个以上的调整用的光学要素，具体地，关于图4(B)表示的纵方向(Y方向)的断面，从屏幕SC侧按顺序，包括具有正放大率的第1光学要素群41、和具有负放大率的第2光学要素群42。此外，第1光学要素群41和第2光学要素群42，关于图4(A)表示的横方向(X方向)的断面，没有放大率。再者，第1光学要素群41具有的正放大率和第2光学要素群42具有的负放大率，成为正负相反地大致相等的强度的放大率。由此，第1及第2光学要素群41、42整体具有作为基本无焦点(afocal)系统的光学要素的性质。
此外，第2群40包含相对于光轴OA具有旋转对称的面的1个以上的焦点位置调整部，具体地，如图4(A)及4(B)所示，从屏幕SC侧按顺序，包括具有负放大率的第1旋转对称透镜43a、具有正放大率的第2旋转对称透镜43b。也就是说，第1及第2旋转对称透镜43a、43b是关于横断面和纵断面调整焦点的位置的旋转对称透镜群，关于X方向和Y方向即关于纵断面和横断面的双方具有同样的放大率。若具体地说明，首先，在第2群40即旋转对称透镜43a、43b避开的第2工作状态在X方向和Y方向一致的焦点的位置，成为在第1工作状态插入第2群40即第1及第2光学要素群41、42而在X方向和Y方向不同的位置。这时，与光学要素群41、42一起插入第1及第2旋转对称透镜43a、43b，使各焦点的位置沿着光轴OA同样地变化，来调整在第1工作状态的该焦点的位置。特别地，旋转对称透镜43a、43b，由于其对称性，关于X方向和Y方向以使各焦点的位置相等地移动的方式作用。再者，第1旋转对称透镜43a具有的正放大率和第2旋转对称透镜43b具有的负放大率，成为正负相反地大致相等的强度的放大率。
此外，如图5(A)所示，通过在光路上配置第2群40的第1工作状态，可按在纵方向压缩、在横方向放大在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的横纵比(例如2.4:1)在屏幕SC上投影图像。另一方面，如图5(B)所示，通过从光路上使第2群40避开的第2工作状态，可按在液晶面板18G(18R、18B)形成的图像的那样的横纵比(例如1.78:1)在屏幕SC上投影图像。这个场合，如图3(C)所示，在将没设置第2群40的第2工作状态的场合的显示区域A2设为原来的显示区域AA时，如图3(B)所示，在插入第2群40的第1工作状态，形成原来的显示区域AA在纵方向压缩，在横方向放大的与显示区域AA相比横长的形状的显示区域A2。再者，通过第2变形（anamorphic）驱动机构63也可使构成第2群40的第1光学要素群41和第2光学要素群42在光轴OA方向移动。通过调整这些间隔，可使屏幕SC上投影的图像的横纵比(aspect比)连续地增减。
另外，如图3(A)所示，在投影光学系统20，通过由全系驱动机构64使主体部分20a全部在与光轴OA垂直的方向移动而调整移动量，可使在屏幕SC上投影的图像的从光轴OA的偏移量增减。也就是说，将主体部分20a的光轴OA保持为与液晶面板18G的中心轴AX平行的状态，并且使主体部分20a的光轴OA相对于液晶面板18G的中心轴AX仅移动适当的移动量SF，可在从光轴OA例如在上方向(+Y方向)脱离的位置投影图像，可通过移动量SF的调整使图像的投影位置在纵方向上下移动。此外，主体部分20a的光轴OA的、以液晶面板18G的中心轴AX为基准的偏移量即移动量SF，不一定必需为可变，例如能以非零的值来固定。另外，也可通过全系驱动机构64，使主体部分20a全部在沿着光轴OA的方向适当地移动。
第3群60包括1个以上在横方向及纵方向具有放大率的旋转对称的透镜。第3群60由于具有正放大率，所以能够抑制从光调制元件射出的光的扩散。为此，可抑制向第2群40入射的光的角度，可抑制在第2群40发生的像差。作为其结果，第3群60可抑制全部的像差，所以第3群60作为修正光学要素具有多个透镜，这些透镜中具有正放大率，如果必需，则包含非球面的装置。
光圈70，与例如构成第1群30的第2透镜部32的任一个透镜相邻而配置。在如图4(A)所示的例子，在第2透镜部32的第1及第2透镜群32a、32b之间配置光圈70。光圈70，将通过第1群30的光束即图像光部分地遮光，有调整图像光的状态的功能。具体地，光圈70，将通过第1群30的光束的断面设为由光轴OA上的对应位置规定的大小及形状。由此，由于限制从液晶面板18G(18R、18B)射出的图像光，可调整其主光线的射出角度和/或方向。另外，光圈70，通过缩放驱动机构61，在第1工作状态及第2工作状态的任一个，与第1群30的第2透镜部32的缩放工作联动并沿着光轴OA移动。也就是说，缩放驱动机构61，通过沿着光轴OA使光圈70移动，对应于缩放即投影倍率可将从液晶面板18G(18R、18B)射出的图像光的射出状态变为适当的状态。
以上的缩放驱动机构61、作为进退驱动机构的第1变形驱动机构62、第2变形驱动机构63、和全系驱动机构64具有电动机、机械的传达机构、传感器等，对应于来自图2的透镜驱动部83的驱动信号工作。这些驱动机构61、62、63、64，通过来自透镜驱动部83的驱动信号不仅仅单独工作，另外，还复合地工作。例如，与缩放驱动机构61的工作一致使全系驱动机构64工作，可抑制在缩放时图像移动的现象等。
在这里，关于图3(A)等所示的投影光学系统20的功能进行更详细地说明。在这个投影光学系统20的场合，在比较靠近液晶面板18G(18R、18B)的位置，第2群40可关于光轴OA进退，各像高的光线沿着比较靠近像高的路径通过第2群40，所以光线的控制变得容易。由此，可抑制由第2群40的关于光轴OA的进退工作引起的像差的产生。一般地，旋转非对称的光学要素的制造很难，为了提高精度调整光学要素群40的小型化是必要条件。在这一点，第2群40越靠近液晶面板18G(18R、18B)，光线的扩散越少，因此可将构成第2群40的第1光学要素群41和第2光学要素群42成为小型，对这些光学要素群41、42可期待高精度的透镜加工，在投影光学系统20的性能提高同时，也可以降低成本。并且，由于投影光学系统20具有最靠近液晶面板18G(18R、18B)的第3群60，通过比较简单的光学系统可以实现有效且合理的像差的修正。通过这样的第3群60的存在，还可实现显著的性能提高。具体地，由这个第3群60，可抑制在第2群40内的光束的扩散，可防止第2群40的直径变大。另外，通过将变形型的第2群40用在基本无焦点(afocal)系统中，可降低第2群40的构成透镜的位置精度的要求并确保精度。
图6(A)及6(B)是说明在光路上配置第2群40的第1工作状态的投影光学系统20的焦点的位置及光圈70的配置的图，图6(C)是说明从光路上使第2群40避开的第2工作状态的投影光学系统20的焦点的位置及光圈70的配置的图。在这里，投影光学系统20中，作为影响物体侧的远心性的部分，考虑从液晶面板18G(18R、18B)到光圈70之间配置的光调制元件侧透镜群20b。在图示的场合，光调制元件侧透镜群20b包括：第1群30中第2透镜部32的第2及第3透镜群32b、32c，第2群40，和第3群60。也就是说，在光圈70的物体侧，在第1工作状态，配置第1群30中的第3透镜群32c、第2群40、第3群60。另外，在第2工作状态，上述第2群40避开。另外，在如图6(A)～6(C)所示的场合，在第1工作状态和第2工作状态，光圈70的位置不变或几乎不变。
首先，在如图6(A)所示的第1工作状态的光调制元件侧透镜群20b的纵断面即YZ断面，光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的焦点FPy和光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离为FFPy。并且，在如图6(B)所示的第1工作状态的光调制元件侧透镜群20b的横断面即XZ断面，光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的焦点FPx和光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离为FFPx。另一方面，在如图6(C)所示的第2工作状态的光调制元件侧透镜群20b的纵断面即YZ断面，光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的焦点FPL和光调制元件侧透镜群20b的屏幕SC侧的最端面20f的距离为FFPL。此外，在第2工作状态的横断面即XZ断面，第2群40避开的横断面即XZ端面的焦点与纵断面的焦点FPL相等，省略图示及说明。
如图6(A)～6(C)所示的这些距离FFPx、FFPy、FFPL中，图6(C)表示的距离FFPL，以光圈70与光调制元件侧透镜群20b的被投影面侧的最端面的距离p大致相等的方式来设定。也就是说，距离FFPL成为

这个场合，在第2工作状态，可降低远心性的方向的偏离。再者，在准确地成为FFPL=p的场合，即在沿着光轴OA的方向焦点FPL的位置变得等于光圈70的位置的场合，成为使远心性实现的最适合的状态。但是，实际上需要考虑透镜的像差，因此优选地FFPL的值尽可能接近p。
对此，如图6(A)及6(B)所示的距离FFPx、FFPy，如上所述，大大影响第2群40的第1及第2光学要素群41、42的作用。因此，一般地，不限于可使距离FFPx、FFPy与关于光圈70的距离p和/或与第2工作状态的焦点FPL相关的距离FFPL对应。可是，本实施方式中，第2群40，不仅具有第1及第2光学要素群41、42，还具有作为焦点位置调整部的第1及第2旋转对称透镜43a、43b。旋转对称透镜43a、43b，如上所述，关于X方向和Y方向即关于纵断面和横断面的双方有同样的放大率，所以以关于横断面及纵断面使焦点位置相等地移动的方式作用。由此，在横断面及纵断面的各焦点FFPx、FFPy的位置成为可适当地调整，满足
FFPx<FFPL<FFPy(1)。
再者，在FFPy<FFPx的场合，可以以如下方式调整
FFPy<FFPL<FFPx    (1)’。
也就是说，在上述条件(1)、(1)’的任一个的场合，距离FFPL成为在距离FFPx和距离FFPy之间的状态。
此外，这个场合，在如图6(A)及6(B)所示的第1工作状态，FFPx<FFPy时，对距离p，成为
FFPx<p<FFPy    (2)
另外，在FFPy<FFPx时，对距离p，成为
FFPy<p<FFPx    (2)’。
在这里，图6(A)及6(B)示例的投影光学系统20，横断面的焦点FPx比纵断面的焦点FPy靠近最端面20f，成为FFPx<FFPy，在横方向相对地具有大的放大率，使图像的横纵比增大。这个场合，距离p设定在条件(2)的范围内，成为比下限的FFPx大，比上限的FFPy小。
以上的条件(2)、(2)’还可考虑视场角（field angle）的方向，规定光圈70的配置范围，以良好地保持在第1工作状态的投影光学系统20的远心性。在成为在条件(2)，(2)’的范围内配置光圈70的状态的场合，可提高远心性并确保光的利用效率，所以可提高投影机2的性能。例如，在相比于在投影透镜全部的X方向的焦点距离，Y方向的焦点距离更长的场合，一般成为FFPx<FFPy，直到光调制元件侧透镜群20b的液晶面板18G(18R、18B)侧的最端面20r的光束中与最大视场角对应的光束相对于光轴OA不平行，有倾斜。具体地，与纵断面的周边图像相对应的主光线PL1朝向屏幕SC向内倾斜，与横断面的周边图像相对应的主光线PL2朝向屏幕SC向外倾斜。结果，投影光学系统20在严格的意义上在纵横都不是远心的，但是关于纵方向和横方向很好地平衡并提高远心性。此外，在超过条件(2)的上限在屏幕SC侧配置光圈70时，与横断面及纵断面的周边图像相对应的主光线都朝向屏幕SC从光轴OA离开地向外倾斜，大大破坏投影光学系统20的远心性。相反，在超过条件(2)的下限在屏幕SC侧配置光圈70时，与横断面及纵断面的周边图像相对应的主光线都朝向屏幕SC以接近光轴OA地向内倾斜，大大地破坏投影光学系统20的远心性。
光圈70的更好的配置，为从在光调制元件侧透镜群20b的纵断面的焦点FPy和在光调制元件侧透镜群20b的横断面的焦点FPx的中间位置，到最端面20f侧或物体侧的焦点位置为止的范围内。也就是说，在FFPx<FFPy时，距离p设定在下列条件(3)的范围内。
FFPx<p≤(FFPy+FFPx)/2  (3)
另外，在FFPy<FFPx时，距离p设定在下列条件(3)’的范围内。
FFPy<p≤(FFPy+FFPx)/2  (3)’
在这里，图6(A)及6(B)示例的投影光学系统20，成为FFPx<FFPy，在横方向相对地有大的放大率并使图像的横纵比增大。这个场合，距离p设定在条件(3)的范围内，成为比下限的FFPx大，比上限的(FFPy+FFPx)/2小。由此，可相对提高横方向和纵方向的中间方向的远心性，可降低远心性的方向的偏斜，可提高光效率。再者，关于上述的条件(3)、(3)’，也可通过作为焦点位置调整部的第1及第2旋转对称透镜43a、43b满足。
以下，参照图7(A)，考虑液晶面板18G的显示区域A0的坐标。在这里，以光轴OA为基准决定与横的X方向相对应的x轴和与纵的Y方向相对应的y轴。可知晓，具有在纵横不对称的变形型透镜系统的投影光学系统20中，在考虑来自液晶面板18G的主光线的射出角度时，仅考虑沿着x轴的横轴位置和/或沿着y轴的纵轴位置不够，还需要考虑斜方向的位置。也就是说，在图中以斜矢量VS表示的方向，也考虑主光线的射出角度(主光线角度)。在这里，沿着x轴的横轴位置和来自这个点的主光线角度，近似地为大致线形，沿着y轴的纵轴位置和来自这个点的主光线角度，也近似地为大致线形。同样，与矢量VS平行的斜位置Es和来自这个点的主光线角度，也可作为大致线形处理。
图7(B)表示在使光圈70的位置变化同时计算在矢量VS的尖端的斜位置Es的主光线角度的模拟结果的一例。
如从图表明显地，在光调制元件侧透镜群20b的纵断面的焦点FPy和横断面的焦点FPx之间存在主光线角度的极小值。也就是说，可知晓，在光圈70的位置设定在纵断面的焦点FPy和横断面的焦点FPx之间的场合，可整体地抑制主光线角度的增加。换句话说，从光调制元件侧透镜群20b的最端面20f到光圈70的距离p优选地设定在距离FFPx和距离FFPy之间。也就是说，距离p优选地设定在上述条件(2)的范围内。
并且，在更细致观察时，在纵断面的焦点FPy和横断面的焦点FPx的中间位置与横断面的焦点FPx之间存在主光线角度的极小值。也就是说，考虑到在光圈70的位置设定在一对的焦点FPy、FPx的中间位置和横断面的焦点FPx之间的场合，可整体地抑制主光线角度的增加。换句话说，考虑到从光调制元件侧透镜群20b的最端面20f到光圈70的距离p，优选地在距离FFPx和距离FFPy的平均值以下，在距离FFPx以上。也就是说，距离p优选地设定在上述条件(3)的范围内。
图7(C)表示在使光圈70的位置变化同时计算沿着横的x轴的位置Ex和沿着纵的y轴的位置Ey的主光线角度的模拟结果的一例。如从图表明显地，在横轴位置Ex，在将光圈70配置在横断面的焦点FPx的场合，主光线角度为零。另一方面，在纵轴位置Ey，在将光圈70配置在纵断面的焦点FPy的场合，主光线角度也为零。
如以上所述，在本实施方式的投影光学系统20的场合，还考虑在第1工作状态的视场角的方向，在插入变形（anamorphic）光学系统的第1工作状态和变形光学系统避开的第2工作状态的任一个，在物体侧大致上也成为远心的。即，来自液晶面板18G(18R、18B)的光线在纵断面、横断面、和斜断面成为与光轴OA接近平行的状态。由此，可比较容易地高精度组合液晶面板18G(18R、18B)和投影光学系统20，装配性成为良好。并且，在使投影光学系统20在与光轴OA垂直的方向移动并利用仰投进行投影的场合，来自液晶面板18G(18R、18B)的出射光大致上以远心的状态进入投影光学系统20，所以周边光量的确保变得容易，有助于画质的提高。
另外，在本实施方式的投影光学系统20的场合，在如图5(B)所示的第2工作状态，在光路上固定设置第1群30和第3群60并在光路上使第2群40进退。这点与在投影系统中沿用以前的后配置型的中继系统(参照日本特开2004‑027496号公报)的情况有很大不同。即，在以前的后配置型的中继系统，在取下后配置型的中继系统的场合，投影光学系统大致按照后配置型的中继系统部分的量接近拍摄元件。另一方面，本实施方式的投影光学系统20的场合，即使取下第2群40并向光路外避开，也几乎不需要使第1群30和第3群60的位置变化。也就是说，在使第2群40在光路上进退的纵横的倍率切换时，不需要很大地移动第1群30和第3群60，可减小机械机构的负担。此外，在投影系统中沿用以前的后配置型的中继系统的场合，在光路上使作为后配置型的中继系统的一部分的第2群40进退可进行纵横的倍率变换，但是，也可设定为即使使纵横的倍率变换用的2个群在光路上进退主体光学系统也没有大的移动。并且，以前的后配置型的中继系统，代替可单独使用的主体光学系统，而被固定于主体光学系统的安装座。因此，在以前的后配置型的中继系统的场合，其光学的负担变大，存在在光轴方向变长且构成透镜数增加这样的问题，但是，根据本实施方式的投影光学系统20，不需要使第2群40以中继透镜的方式作用，可缩短全长，并将构成透镜数变少。另外，在本实施方式的投影光学系统20的场合，与以前的后配置型的中继系统不同，从第1群30及第3群60独立，且并非使第2群40的一部分而是使其全体分别进退，所以在第2群40的进退或装卸时，可减少向第1群30及第3群60的偏心等的影响，而且在机构中也可比较独立地配置，在投影光学系统20的装配时，只要将第2群40作为单位而考虑在其他个体第1群30及第3群60间的组装精度即可，可期望装配性提高。
在投影光学系统20，可将主体部分20a的光轴OA保持为与液晶面板18G的中心轴AX平行的状态并且可使其移动适当的移动量SF的状态，所以可以利用仰投进行投影，防止收看者和图像光PL干扰变得容易，设置性提高。在投影光学系统20的主体部分20a对液晶面板18G以上述方式移动的状态的场合，通过缩放驱动机构61使第2透镜部32工作而变更投影倍率的缩放时，增加图像光PL的移动量的绝对量。因而，通过全系驱动机构64的工作来修正由缩放的移动量的增加，所以可使投影机2的工作性、设置性提高。这时，在主控制部88的控制下，通过使缩放驱动机构61和全系驱动机构64联动而将工作自动化，可更加提高工作性。
在上述实施方式的投影光学系统20的场合，构成第2群40的光学要素群41、42的一面或两面是柱面透镜面。柱面透镜与其他变形透镜和/或自由曲面透镜等比较，可期待比较容易高精度加工，可以降低成本。另外，平面断面侧的偏芯灵敏度很低，装配性提高，结果，可期待高性能化。也就是说，由于以柱面透镜构成第2群40，可确保投影光学系统20的精度并降低成本。
构成第2群40的光学要素群41、42的一面或两面不限于柱面透镜面，也可为其他变形透镜(例如复曲面透镜或环形透镜)。
以上，构成第2群40的柱面型或变形型的光学要素群41、42的一面或两面，作为自由曲面的一例，关于横的X断面或纵的Y断面是非球面式，具体地，具有用以下的多项式h表示的形状。