投射光学系统以及图像投射装置的制作方法

本公开涉及投射光学系统以及具备投射光学系统的图像投射装置。
背景技术：
：专利文献1公开利用了包括反射面的投射光学系统的投射装置。该投射装置是用于将形成于光阀的图像放大投影至投影面的投射光学系统。投射光学系统构成为包括：透镜光学系统，由多个透镜构成，具有用于在投影面与光阀之间形成图像的中间像的正光焦度；第1反射面，对成像了中间像之后的发散的光束进行反射，具有用于在投影面上成像的正光焦度；和第2反射面，用于使来自透镜光学系统的射出光反射至第1反射面。由此，能够投射色像差以及畸变被降低后的大画面。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-174886号公报技术实现要素：本公开中的投射光学系统在利用xyz坐标表示位置关系的情况下，将显示于图像显示元件、由x轴的正方向以及y轴的正方向定义、且具有与x轴平行的长边和与y轴平行的短边的图像，从由y轴和z轴定义的倾斜位置放大投射至投射面。投射光学系统具备透过光学系统和透过元件。透过光学系统包括透镜元件，对图像显示元件显示的图像进行放大。透过元件配置在透过光学系统与投射面之间的光路上，不遮挡图像的光线而使该光线透过。在透过元件的、光线入射的入射面以及光线射出的出射面的至少一个面，将从图像射出并通过透过光学系统的光瞳的中心的主光线之中的、从图像的中心射出的光线所通过的点设为基准交点，将通过基准交点并与y轴的正方向所对应的方向平行的线设为基准纵交线时，一个面的、相对于与基准纵交线垂直的方向的曲率比相对于与基准纵交线平行的方向的曲率大，主光线之中入射至基准纵交线的光线包括与基准交点处的一个面的法线平行的光线。本公开的图像投射装置在利用xyz坐标表示位置关系的情况下，将图像从由y轴以及z轴定义的倾斜位置放大投射至投射面。图像投射装置具备图像显示元件、透过光学系统和透过元件。图像显示元件显示由x轴的正方向以及y轴的正方向定义、且具有与x轴平行的长边和与y轴平行的短边的图像。透过光学系统包括透镜元件，对图像进行放大。透过元件配置在透过光学系统与投射面之间的光路上，不遮挡图像的光线而使该光线透过。在透过元件的、来自图像的光线入射的入射面以及光线射出的出射面的至少一个面，将从图像射出并通过透过光学系统的光瞳的中心的主光线之中的、从图像的中心射出的光线所通过的点设为基准交点，将通过基准交点并与y轴的正方向所对应的方向平行的线设为基准纵交线时，一个面的、相对于与基准纵交线垂直的方向的曲率比相对于与基准纵交线平行的方向的曲率大，主光线之中的、入射至基准纵交线的光线包括与基准交点处的一个面的法线平行的光线。根据本公开中的投射光学系统，能够提高投影至投射面的图像的亮度分布的均匀性。附图说明图1是用于说明实施方式1～实施方式3中的图像投射装置的结构图。图2是实施方式1(数值实施例1)中的透过光学系统的结构图。图3是实施方式2(数值实施例2)中的透过光学系统的结构图。图4是实施方式3(数值实施例3)中的透过光学系统的结构图。图5是用于说明实施方式4中的图像投射装置的结构图。图6是说明实施方式4中的透过元件的概略图。图7是说明实施方式4(数值实施例4)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图8是说明实施方式4(数值实施例5)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图9是说明实施方式4(数值实施例6)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图10是说明实施方式4(数值实施例7)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图11是说明实施方式4(数值实施例8)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图12是说明实施方式4(数值实施例9)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图13是说明实施方式4(数值实施例10)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图14是说明实施方式4(数值实施例11)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图15是说明实施方式4(数值实施例12)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图16是说明实施方式4(数值实施例13)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图17是说明实施方式4(数值实施例14)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图18是说明实施方式4(数值实施例15)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图19是说明实施方式4(数值实施例16)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图20是说明实施方式4(数值实施例17)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图21是说明实施方式4(数值实施例18)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图22是说明实施方式4(数值实施例19)中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图23是说明比较例1中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图24是说明比较例2中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图25是说明比较例3中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。图26是说明比较例4中的屏幕上的图像的位置与入射至透过元件的光的角度的关系的图表。具体实施方式以下，边适当参照附图边详细说明实施方式。不过，必要以上的详细说明有时会省略。例如，有时会省略已经熟知的事项的详细说明、对于实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要的冗余，为使本领域技术人员容易理解。另外，所附的附图以及以下的说明是为使本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并非意图通过这些内容来限定权利要求书记载的主题。(实施方式1)以下，利用图1以及图2来说明实施方式1所涉及的图像投射装置10。实施方式1的图像投射装置10例如在航空器的舱室内使用。图像投射装置10例如配置在随身行李用的寄存柜的附近等受限的空间，将图像投射至舱室内的壁部、天棚。实施方式1的图像投射装置10根据投射光学系统100的结构能够实现低矮化，进而即便是大画面也能够降低图像畸变。即，实施方式1的图像投射装置10通过投射光学系统100的、配置在比开口光圈a更靠图像显示元件130侧的正透镜(第1透镜l1、第3透镜l3以及第5透镜l5)，能够降低图像畸变。此外，实施方式1的图像投射装置10通过配置在比开口光圈a更靠投射面(屏幕1)侧的、弯月形状的第1正透镜(第11透镜l11)、负透镜(第12透镜l12)、弯月形状的第2正透镜(第13透镜l13)，能够实现图像投射装置10的低矮化，并且即便是大画面也能够降低图像畸变。[1-1.结构]如图1所示，实施方式1所涉及的图像投射装置10由投射光学系统100和图像显示元件130构成。投射光学系统100具备整体上为正光焦度的透过光学系统110、和反射光学系统120。投射光学系统100将由图像显示元件130形成的图像投射至处于非正对位置(倾斜位置)的屏幕1。在此，非正对位置是指，投射在屏幕1上的图像的中心处的相对于屏幕1的法线的方向、与从投射光学系统100的最终面射出的光线之中通过图像的中心的光的方向不一致的情况。图像显示元件130基于图像信号来形成投射至屏幕1的图像的光束(以下称为图像光束)。作为图像显示元件，能够利用dmd(degitalmirrordevice：数字镜装置)、透过型、反射型的液晶面板等空间调制元件。本公开中的图像显示元件130的显示面具有与图1的x轴方向(纸面垂直方向)平行的长边、和与y轴方向平行的短边。如图2所示，透过光学系统110具有棱镜pb、开口光圈a、和第1透镜l1～第13透镜l13。棱镜pb、开口光圈a、和第1透镜l1～第13透镜l13配置在图像显示元件130与屏幕1之间。第1透镜l1配置在第1透镜l1～第13透镜l13之中最靠图像显示元件130侧。第13透镜l13配置在第1透镜l1～第13透镜l13之中最靠屏幕1侧。第1透镜l1～第13透镜l13按照该顺序配置。棱镜pb配置在第1透镜l1与图像显示元件130之间。开口光圈a配置在第5透镜l5与第6透镜l6之间。以下，对第1透镜l1～第13透镜l13进行说明。以下，将来自图像显示元件130的光入射的面设为入射面，将光射出的面设为出射面。第1透镜l1～第5透镜l5配置在比开口光圈a更靠图像显示元件130侧。第1透镜l1是弯月形状的正光焦度的透镜。第1透镜l1的入射面为凸面。透过光学系统110的入射面为凸面表示该凸面朝向图像显示元件130侧。第2透镜l2是弯月形状的负光焦度的透镜。第2透镜的入射面为凸面。第2透镜l2与第3透镜l3的入射面侧接合。第3透镜l3是正光焦度的透镜。第3透镜l3的入射面以及出射面为凸面。第4透镜l4是负光焦度的透镜。第4透镜l4的入射面以及出射面为凹面。第4透镜l4与第3透镜l3的出射面侧接合。第5透镜l5是具有正光焦度的正透镜。第5透镜l5的入射面以及出射面为凸面。在比开口光圈a更靠屏幕1侧，配置有第6透镜l6～第13透镜l13。第6透镜l6是弯月形状的正光焦度的透镜。第6透镜l6的出射面为凸面。透过光学系统110入射面为凸面表示该凸面朝向反射光学系统120侧。第7透镜l7是弯月形状的负光焦度的透镜。第7透镜l7的出射面为凸面。第8透镜l8是弯月形状的正光焦度的透镜。第8透镜l8的入射面为凸面。第9透镜l9是负光焦度的透镜。第9透镜l9的入射面以及出射面均为凹面。第10透镜l10是正光焦度的透镜。第10透镜l10的入射面以及出射面均为凸面。希望第9透镜l9的出射面和第10透镜l10的入射面被接合，从而由第9透镜l9和第10透镜l10构成了接合透镜。对于第9透镜l9而利用具有低分散性的透镜。在本实施方式中，第9透镜l9利用了在透过光学系统110中阿贝数最大的透镜元件。第11透镜l11是弯月形状的正光焦度的透镜。第11透镜l11的出射面为凹面。即，第11透镜l11的凹面朝向反射光学系统120侧。第12透镜l12是负光焦度的透镜。第12透镜l12的入射面以及出射面均为凹面。希望该第12透镜l12的入射面以及出射面的至少一方的形状为非球面形状。具体而言，期望第12透镜l12的具有非球面形状的面具备随着从透镜的中心在径向上远离而曲率变小的形状。即，期望与透镜的中心侧相比透镜的外侧的光焦度变小。第13透镜l13是弯月形状的正光焦度的透镜。第13透镜l13的入射面为凹面。即，第13透镜l13的凹面朝向图像显示元件130侧。第13透镜l13的形状是在透过光学系统110所包含的弯月形状的透镜之中厚度偏离率最大的形状。第11透镜l11和第13透镜l13配置为彼此朝向相互的凹面。在第11透镜l11与第13透镜l13之间配置第12透镜l12。希望第11透镜l11以及第13透镜l13各自的入射面以及出射面之中的至少一个面具有非球面形状。实施方式1的透过光学系统110由两个透镜组来聚焦。一个透镜组具有第2透镜l2、第3透镜l3、第4透镜l4和第5透镜l5。这些第2透镜l2～第5透镜l5为一体。第4透镜l4与第5透镜之间的间隔不变化。另一透镜组具有第11透镜l11、第12透镜l12和第13透镜l13。这些第11透镜l11～第13透镜l13为一体。第11透镜l11与第12透镜l12的间隔、以及第12透镜l12与第13透镜l13的间隔不变化。在聚焦时，这些透镜组分别一体地移动。反射光学系统120对透过光学系统110射出的光束进行反射，向屏幕1投射。反射光学系统120由第1反射镜121和第2反射镜122这两片反射镜构成。第2反射镜122的反射面的形状为自由曲面形状。另外，反射光学系统只要由1片以上的反射镜构成即可，反射镜的数目不限定于2片。在透过光学系统110与屏幕1之间成像中间像。若利用图1以及图2进行说明，则例如在实施方式1中，在第13透镜l13的出射面与第2反射镜122的反射面之间，若连结光线相交的点，则会形成中间像。通过形成中间像，由此从透过光学系统110射出的光线与最靠屏幕侧的第2反射镜122的共轭位置远离，因此入射至第2反射镜122的光线角度变缓，在反射光学系统的小型化方面是有利的。[1-2.效果]在实施方式1的图像投射装置10中，在比开口光圈a更靠图像显示元件130侧配置有正透镜(第1透镜l1、第3透镜l3以及第5透镜l5)。通过这些正透镜，能够将在相对于图像显示元件130的显示面而垂直的方向上射出的光线于开口光圈a会聚为一点。因此，能够降低投射至屏幕1的图像的图像畸变。在实施方式1的图像投射装置10中，通过第13透镜l13能够抑制入射至第1反射镜121的光线的扩展。即，若入射至第1反射镜121的光线扩展，则需要在图1的纸面上的下方增大第1反射镜121，有时会导致图像投射装置10大型化。在实施方式1中，由于通过第13透镜l13能够抑制光线的扩展，因此能够使第1反射镜121的位置尽量靠近第2反射镜122。因此，能够实现图像投射装置10的小型化且低矮化。在实施方式1的图像投射装置10中，通过利用第11透镜l11、第12透镜l12以及第13透镜l13，从而能够良好且平衡性好地修正像面弯曲，能够修正投射至屏幕1的图像畸变。在实施方式1中，配置在比第12透镜l12更靠屏幕1侧的第13透镜l13的形状是在透过光学系统110所包含的弯月形状的透镜之中厚度偏离率最大的形状。由此，第13透镜l13的中心与周边处的折射力差能够增大，因此对于像面弯曲的修正是有效的。在实施方式1中，入射至第9透镜l9以及第10透镜l10的光束通过负的弯月形状的第7透镜l7而变大。而且，在实施方式1中，对于由第9透镜l9以及第10透镜l10构成的接合透镜之中的负光焦度的第9透镜l9，利用了低分散透镜。由此，能够良好地修正倍率色像差。另外，由第9透镜l9以及第10透镜l10构成的接合透镜在整体上具有正的折射力，因此能够良好地修正正的像面弯曲。在实施方式1中，由第2透镜l2～第5透镜l5构成的透镜组和由第11透镜l11～第13透镜l13构成的透镜组分别一体地移动，且在聚焦时移动。由此，即便投射距离改变，也能够满足良好的光学性能。在实施方式1中，在透过光学系统110与屏幕1之间形成中间像。由此，由第1反射镜121以及第2反射镜122反射后的图像的畸变变少，能够实现大画面化。即，即便从图像显示元件130至屏幕1为止的距离短，也能够实现大画面化。在实施方式1中，通过利用透过光学系统110，从而能够使投射光学系统100小型化。进而，通过并用反射光学系统120，从而能够使光线急剧地偏转。因此，即便从图像显示元件130至屏幕1为止的距离短，也能够实现大画面化。(实施方式2)以下，利用图1以及图3来说明实施方式2所涉及的图像投射装置10。实施方式2的图像投射装置10的基本结构与实施方式1相同，因此对于同样的结构赋予相同的符号，并省略说明。进而，关于第1透镜l1～第13透镜l13的基本结构，由于与实施方式1相同，因此赋予相同的符号，并省略说明。[2-1.结构]实施方式2所涉及的投射光学系统100具备整体上为正光焦度的透过光学系统110和反射光学系统120。在实施方式2中，第6透镜l6、第7透镜l7、第8透镜l8、第9透镜l9、第10透镜l10、第11透镜l11、第12透镜l12、以及第13透镜l13的位置固定，相互的间隔不变化。实施方式2的透过光学系统110优选由至少一个透镜组来聚焦。例如，第2透镜l2、第3透镜l3、第4透镜l4以及第5透镜l5成为一体，构成透镜组。第2透镜l2、第3透镜l3以及第4透镜l4与实施方式1同样地构成接合透镜，第4透镜l4与第5透镜l5的间隔不变化。希望由这些第2透镜l2～第5透镜l5构成的透镜组一体地移动来进行聚焦。由此，即便投射距离改变，也能够实现良好的光学性能。[2-2.效果]在实施方式2中，与实施方式1同样地，根据投射光学系统100的结构，能够实现图像投射装置10的低矮化，进而即便是大画面也能够降低图像畸变。(实施方式3)以下，利用图4来说明实施方式3所涉及的图像投射装置10。实施方式3的图像投射装置10的基本结构与实施方式1相同，因此对于同样的结构赋予相同的符号，并省略说明。进而，关于第1透镜l1～第7透镜l7、第9透镜l9以及第11透镜l11～第13透镜l13的基本结构，由于与实施方式1相同，因此赋予相同的符号，并省略说明。[3-1.结构]实施方式3所涉及的投射光学系统100具备整体上为正光焦度的透过光学系统110和反射光学系统120。在实施方式3中，不同于实施方式1，取代图2的第8透镜l8而利用了图4的第18透镜l18。即，第18透镜l18配置在第7透镜l7与第9透镜l9之间。此外，在实施方式3中，不同于实施方式1，不利用第10透镜l10。即，在第9透镜l9的屏幕1侧配置有第11透镜l11。也就是说，实施方式3的透过光学系统110从图像显示元件130至屏幕1之间具有第1透镜l1、第2透镜l2、第3透镜l3、第4透镜l4、第5透镜l5、第6透镜l6、第7透镜l7、第18透镜l18、第9透镜l9、第11透镜l11、第12透镜l12、第13透镜l13，这些透镜按照上述顺序来配置。第18透镜l18是具有正光焦度的正透镜。第18透镜l18的入射面以及出射面为凸面。希望第18透镜l18和第9透镜l9构成接合透镜。即，希望第18透镜l18的出射面和第9透镜l9的入射面被接合。另外，对于负光焦度的第9透镜，利用具有低分散性的透镜。在本实施方式中，第9透镜l9是在透过光学系统110中阿贝数最大的透镜元件。第18透镜l18以及第9透镜l9的接合透镜整体上具有正的折射力。透过光学系统110由两个透镜组来聚焦。一个透镜组具有第2透镜l2～第5透镜l5。这些第2透镜l2～第5透镜l5为一体。此外，另一个透镜组具有第11透镜l11、第12透镜l12以及第13透镜l13。这些第11透镜l11～第13透镜l13为一体。在聚焦时，这些透镜组分别一体地移动。由此，即便投射距离改变，也能够满足良好的光学性能。[3-2.效果]在实施方式3中，与实施方式1同样地，根据投射光学系统100的结构，能够实现低矮化，进而即便是大画面也能够降低图像畸变。在实施方式3中，入射至第18透镜l18以及第9透镜l9的光束通过负的弯月形状的第7透镜l7而变大。在此，在实施方式3中，对于接合透镜之中的负光焦度的第9透镜l9而利用了低分散透镜，因此能够由接合透镜良好地修正色像差。另外，第18透镜l18以及第9透镜l9的接合透镜整体上具有正的折射力，从而能够良好地对正的像面弯曲进行修正。以下，说明例如实施方式1～实施方式3所示的投射光学系统100优选满足的条件。另外，对于实施方式1～实施方式3所涉及的投射光学系统100，虽然规定多个优选的条件，但最希望的是满足这多个条件的所有条件的结构。然而，通过满足个别的条件，也能够获得起到各自对应的效果的投射光学系统。在实施方式1～3所涉及的投射光学系统中，配置为彼此朝向相互的凹面的弯月形状的正的透镜(第11透镜l11以及第13透镜l13)之中的、配置在图像显示元件130侧的透镜(第11透镜l11)，期望满足以下的条件(1-1)。1＜|(r2+r1)/(r2-r1)|＜10…(1-1)在此，r1：配置在图像显示元件侧的透镜的一个面的曲率半径；r2：配置在图像显示元件侧的透镜的r1的相反的面的曲率半径。通过满足该条件，从而具有在投射面(屏幕1)上修正像面弯曲的同时将畸变像差的发生抑制在适当的量的效果。进而，通过满足以下的条件(1-2)，从而能够进一步发挥上述的效果。3＜|(r2+r1)/(r2-r1)|＜8…(1-2)在表1中示出关于数值实施例1至数值实施例3所涉及的投射光学系统求出的各对应值。对应值表示(r2+r1)/(r2-r1)的值。(对应值)[表1]数值实施例1数值实施例2数值实施例3对应值5.124701.087337.02124(实施方式4)[4-1.结构]如图5所示，实施方式4所涉及的图像投射装置10具备：整体上为正光焦度的透过光学系统110、反射光学系统120、图像显示元件130和透过元件140。由透过光学系统110、反射光学系统120和透过元件140构成了实施方式4的投射光学系统100。透过光学系统110、反射光学系统120和图像显示元件130的结构是与实施方式1的透过光学系统110、反射光学系统120和图像显示元件130相同的结构，因此省略说明。实施方式4的图像投射装置10与实施方式1的图像投射装置10同样地，将由图像显示元件130形成的图像(图6的图像131)投射至处于非正对位置的屏幕1。由图像显示元件130形成的图像131的形状是由图5所示的x轴的正方向和y轴的正方向定义的长方形。图像具有与x轴平行的长边(图6的长边131a)和与y轴平行的短边(图6的短边131b)。图像显示元件130配置在屏幕1的斜上方，从斜上方投射图像。斜上方在图5中是指由y轴的正方向和z轴的正方向定义的位置。透过元件140配置在反射光学系统120与屏幕1之间。透过元件140是使反射光学系统120反射出的光束透过屏幕1的光学元件。透过元件140的材料为树脂。在此，将透过元件140的、来自图像显示元件130的图像的光线入射的面设为入射面。此外，将透过元件140的、来自图像显示元件130的图像的光线射出的面设为出射面。透过元件140的入射面以及出射面为环形形状。透过元件140的入射面是由图像显示元件130的长边方向(与图5的纸面垂直的x轴方向)和与短边方向对应的方向(与y轴方向对应的方向)定义的面。透过元件140的入射面以及出射面在图像显示元件130的长边方向和与短边方向对应的方向上具有不同的曲率。即，透过元件140是环形透镜，透过元件140的形状是使凸面朝向屏幕1侧的形状。透过元件140的入射面中的图像显示元件130的长边方向(x轴方向)的曲率比与短边方向(y轴方向)对应的方向的曲率大。同样地，透过元件140的出射面中的图像显示元件130的长边方向(x轴方向)的曲率比与短边方向(y轴方向)对应的方向的曲率大。在此，利用图6来说明入射至透过元件140的光线的角度。将图像显示元件130显示的图像设为图像131。将从图像131射出并通过透过光学系统110的光瞳的中心的光线设为主光线l。将从图像131的中心o射出的主光线l所通过的透过元件140的入射面中的位置设为基准交点bo。将通过该基准交点bo并与图像131的短边131b平行的方向(y轴方向)所对应的方向平行的交线设为基准纵交线bl。此时，入射至基准纵交线bl的主光线l包括与基准交点bo处的法线平行的光线。如此，在入射至透过元件140的基准纵交线的主光线l包括与基准交点bo处的法线平行的光线的情况下，能够减小从图像131整体射出的主光线l相对于透过元件140的入射角(其中，将与法线平行的主光线l的入射角设为0度)。若入射角变小，则能够抑制透过元件140中的主光线l的反射。由此，能够抑制透过了透过元件140的光量的下降。尤其是，如本公开的图像投射装置10那样图像投射装置10与屏幕1的距离短、且从非正对位置向屏幕1进行投射的情况下，更进一步发挥上述的效果。在实施方式4所涉及的投射光学系统100中，希望透过元件140配置为满足以下的条件式(2)。0＜yp＜0.9…(2)在此，yp：在投射至屏幕1的图像(以下称为投影图像)中，将通过投影图像的中心并与投影图像的短边平行的直线上的任意的点的位置，在图像131的y轴的正方向所对应的方向上用0～1来相对地进行了表示的情况下，是通过基准纵交线bl并与基准交点bo处的法线平行的主光线l到达的屏幕1上的相对位置。具体说明相对位置yp。将投射至屏幕1的投影图像之中的、入射至与投射光学系统100的最终出射面(在实施方式4中为透过元件140的出射面)最近的位置的光线的位置设为0。将投影图像之中的、入射至与投射光学系统100的最终出射面最远的位置的光线的位置设为1。换言之，由图像显示元件130显示的图像131之中的、从图5的y轴的正方向上最下方的位置(0地点)射出的主光线l到达的屏幕1上的位置为“0”。图像131之中的、从y轴的正方向上最上方的位置射出的主光线l到达的屏幕1上的位置成为“1”。通过满足上述的条件(2)，从而能够将主光线l整体相对于透过元件140的入射角抑制得较小。即，能够抑制从图像131的端部分射出的主光线l的光量的衰减。因此，能够提高投射至屏幕1的投影图像的亮度分布的均匀性。进而，通过满足以下的条件(2-1)，从而能够进一步发挥上述的效果。0＜yp＜0.6…(2-1)进而，通过满足以下的条件(2-2)，从而能够进一步发挥上述的效果。0＜yp＜0.5…(2-2)另外，透过元件140能够配置在图像投射装置10的壳体所设的开口部。开口部使光束通过。在开口部有时配置玻璃盖使得尘埃、垃圾等不会从开口部进入到图像投射装置10的壳体内部。因此，能够将透过元件140并用为玻璃盖。在表2中示出数值实施例4至数值实施例11的投射光学系统100中的相对位置yp。[表2]在表3中示出数值实施例12至数值实施例19的投射光学系统100中的相对位置yp。[表3][4-2.效果]在实施方式4中，透过元件140的入射面的、相对于与基准纵交线bl垂直的方向的曲率比相对于与基准纵交线bl平行的方向的曲率大。由此，能够减小从图像131的长边方向整体射出的主光线l的、向透过元件140入射的入射角。因此，能够抑制从图像131的长边方向整体射出的主光线l在透过元件140的反射，能够使投影图像的长边方向整体的亮度分布均匀化。在实施方式4中，入射至基准纵交线bl的主光线l具有与基准交点bo处的透过元件140的入射面的法线平行的光线。由此，能够减小从图像131的短边方向整体射出的主光线l的、向透过元件140入射的入射角。因此，能够减小从图像131的短边方向整体射出的主光线l的、向透过元件140入射的入射角。因此，能够抑制从图像131的短边方向整体射出的主光线l在透过元件140的反射，能够使投影图像的短边方向整体的亮度分布均匀化。[4-3.变形例]另外，在实施方式4中，虽然将透过元件140的入射面以及反射面两方设为环形面，但只要入射面以及反射面的至少一方是在正交的两个方向上具有彼此不同的曲率的面即可。此外，也可以将透过元件140的入射面以及反射面的至少一方设为自由曲面。虽然实施方式4的反射光学系统120具有第1反射镜121和第2反射镜122，但例如也可以不具有第1反射镜121。即，反射光学系统120可以仅由反射面为自由曲面的凹面的第2反射镜122构成。在实施方式4中，虽然将反射面为平面的第1反射镜121配置在比反射面为凹面的第2反射镜122更靠近图像显示元件130的位置，但也可以是该配置位置以外的位置。即，也可以将第2反射镜122配置在比第1反射镜121更靠近图像显示元件130的位置。虽然实施方式4的投射光学系统100具有反射光学系统120，但也可以不具有反射光学系统120。另外，由于实施方式4的透过元件140的材料为树脂，因此易于加工环形面、自由曲面。但是，透过元件140的材料也可以是树脂以外的材料，例如可以是玻璃。以下，说明对上述各实施方式所涉及的投射光学系统具体进行了实施的数值实施例。另外，在各数值实施例中，表中的长度的单位全部为“mm”，视角的单位全部为“°”。此外，在各数值实施例中，“r”为曲率半径，“d”为面间隔，“nd”为相对于d线的折射率，“vd”为相对于d线的阿贝数。此外，在各数值实施例中，附有*标记的面为非球面，非球面形状按下式来定义。[数学式1]在此，z：从距光轴的高度为h的非球面上的点至非球面顶点的切平面为止的距离；h：距光轴的高度；r：顶点曲率半径；κ：圆锥常数；an：n阶的非球面系数。另外，非球面系数仅表示除圆锥常数k以外不为0的系数。此外，在透镜组数据中，透镜构成长度是从第1面至最终面为止的间隔，前侧主点位置是距第1面的距离，后侧主点位置是距第1面的距离。(数值实施例1)在以下的数据1至数据5中示出数值实施例1的透过光学系统的具体数据。数值实施例1的透过光学系统相当于实施方式1(图2)的透过光学系统110。数据1的面编号1的面表示图2的棱镜pb的入射面，面编号2的面表示棱镜pb的出射面。面编号3的面表示第1透镜l1的入射面，面编号4的面表示第1透镜l1的出射面。面编号5的面表示第2透镜l2的入射面，面编号6的面表示第2透镜l2以及第3透镜l3的接合面，面编号7的面表示第3透镜l3以及第4透镜l4的接合面，面编号8的面表示第4透镜l4的出射面。面编号9的面表示第5透镜l5的入射面，面编号10的面表示第5透镜l5的出射面。面编号11的面表示开口光圈a。面编号12的面表示第6透镜l6的入射面，面编号13的面表示第6透镜l6的出射面。面编号14的面表示第7透镜l7的入射面，面编号15的面表示第7透镜l7的出射面。面编号16的面表示第8透镜l8的入射面，面编号17的面表示第8透镜l8的出射面。面编号18的面表示第9透镜l9的入射面，面编号19的面表示第9透镜l9以及第10透镜l10的接合面，面编号20的面表示第10透镜l10的出射面。面编号21的面表示第11透镜l11的入射面，面编号22的面表示第11透镜l11的出射面。面编号23的面表示第12透镜l12的入射面，面编号24的面表示第12透镜l12的出射面。面编号25的面表示第13透镜l13的入射面，面编号26的面表示第13透镜l13的出射面。数据2的面编号和数据1的面编号相同。数据4的透镜1相当于棱镜pb，透镜2～透镜14分别相当于第1透镜l1～第13透镜l13。数据5的透镜组1相当于第1透镜l1，透镜组2相当于第2透镜l2～第5透镜l5，透镜组3相当于第6透镜l6～第10透镜l10，透镜组4相当于第11透镜l11～第13透镜l13。[数据1]面数据[数据2]非球面数据第3面k＝-6.09400e-02，a4＝1.98117e-05，a6＝1.56997e-08，a8＝-4.62804e-10a10＝-1.19399e-13，a12＝8.76682e-15，a14＝-2.09485e-16，a16＝2.51704e-18第4面k＝-1.00000e+02，a4＝4.71492e-05，a6＝1.33281e-07，a8＝-5.51156e-10a10＝-1.55150e-11，a12＝-2.25085e-14，a14＝2.52558e-15，a16＝-7.77899e-18第23面k＝1.11067e+00，a4＝6.33930e-06，a6＝-2.59108e-07，a8＝9.71178e-10a10＝-1.04904e-12，a12＝-2.26872e-16，a14＝-1.58698e-19，a16＝1.77042e-21第24面k＝-1.66300e-02，a4＝-4.34030e-05，a6＝3.86699e-08，a8＝-1.80419e-11a10＝-1.24012e-13，a12＝1.25649e-16，a14＝1.87457e-19，a16＝-5.10267e-22第25面k＝-9.41608e+01，a4＝-4.67773e-05，a6＝-2.01376e-07，a8＝1.51882e-09a10＝-2.50674e-12，a12＝-1.46260e-16，a14＝1.84046e-19，a16＝4.28649e-21第26面k＝-2.08200e-02，a4＝-1.69368e-05，a6＝-5.91673e-08，a8＝1.07391e-10a10＝1.23694e-13，a12＝-2.06773e-16，a14＝-2.43725e-20，a16＝8.16055e-22[数据3]各种数据[数据4]单透镜数据[数据5]透镜组数据(数值实施例2)在以下的数据6至数据9中示出数值实施例2的透过光学系统的具体数据。数值实施例2的透过光学系统相当于实施方式2(图3)所示的透过光学系统110。数据6的面编号表示与数据1的面编号相同的面。数据7的面编号与数据6的面编号相同。数据9的透镜编号表示与数据4的透镜编号相同的透镜。[数据6]面数据[数据7]非球面数据第3面k＝-6.04699e-02，a4＝1.98616e-05，a6＝7.35058e-09，a8＝-5.05794e-10a10＝8.61968e-13，a12＝1.71901e-14，a14＝-2.36028e-16，a16＝2.18449e-18第4面k＝-1.00000e+02，a4＝4.69902e-05，a6＝1.18022e-07，a8＝-5.22552e-10a10＝-1.47332e-11，a12＝2.91990e-15，a14＝2.91462e-15，a16＝-1.40152e-17第23面k＝9.17327e-01，a4＝6.73643e-06，a6＝-2.61030e-07，a8＝9.70513e-10a10＝-1.04173e-12，a12＝-2.23528e-16，a14＝-2.05136e-19，a16＝1.76480e-21第24面k＝-8.76498e-03，a4＝-4.37627e-05，a6＝4.02825e-08，a8＝-1.52276e-11a10＝-1.22414e-13，a12＝1.22226e-16，a14＝1.72616e-19，a16＝-5.04200e-22第25面k＝-1.00000e+02，a4＝-4.72581e-05，a6＝-2.01657e-07，a8＝1.52205e-09a10＝-2.49780e-12，a12＝-1.19138e-16，a14＝2.16018e-19，a16＝4.21484e-21第26面k＝-1.08792e-02，a4＝-1.70130e-05，a6＝-6.04647e-08，a8＝1.04246e-10a10＝1.35513e-13，a12＝-1.79293e-16，a14＝-1.16542e-21，a16＝8.03042e-22[数据8]各种数据焦距38.1700[数据9]单透镜数据(数值实施例3)在以下的数据10至数据14中示出数值实施例3的透过光学系统的具体数据。数值实施例3的透过光学系统相当于实施方式3(图4)的透过光学系统110。数据10的面编号1～面编号15表示与数据1的面编号1～面编号15相同的面。数据10的面编号16表示第18透镜l18的入射面，面编号17表示第18透镜l18以及第9透镜l9的接合面，面编号18表示第9透镜l9的出射面。面编号19表示第11透镜l11的入射面，面编号20表示第11透镜l11的出射面。面编号21表示第12透镜l12的入射面，面编号22表示第12透镜l12的出射面。面编号23表示第13透镜l13的入射面，面编号24表示第13透镜l13的出射面。数据11的面编号与数据10的面编号相同。数据13的透镜1相当于棱镜pb，透镜2～透镜8相当于第1透镜l1～第7透镜l7。透镜9相当于第18透镜l18。透镜10相当于第9透镜l9。透镜11～透镜13相当于第11透镜l11～第13透镜l13。数据14的透镜组1相当于第1透镜l1，透镜组2相当于第2透镜l2～第5透镜l5，透镜组3相当于第6透镜l6、第7透镜l7、第18透镜l18以及第9透镜l9。透镜组4相当于第11透镜l11～第13透镜l13。[数据10]面数据[数据11]非球面数据第3面k＝-2.64764e-02，a4＝1.95203e-05，a6＝2.77906e-08，a8＝-5，48222e-10a10＝1.45564e-12，a12＝2.44601e-14，a14＝-2.53264e-16，a16＝2.83945e-18第4面k＝-1.00000e+02，a4＝5.09253e-05，a6＝1.64368e-07，a8＝-2.22116e-10a10＝-1.70214e-11，a12＝-6.77176e-15，a14＝3.59876e-15，a16＝-1.22797e-17第21面k＝4.24168e-01，a4＝7.35890e-06，a6＝-2.63924e-07，a8＝9.63867e-10a10＝-1.04909e-12，a12＝-2.43452e-16，a14＝-2.45190e-19，a16＝2.11315e-21第22面k＝9.83767e-03，a4＝-4.47000e-05，a6＝4.34712e-08，a8＝-8.91954e-12a10＝-1.22273e-13，a12＝9.34976e-17，a14＝8.60890e-20，a16＝-5.31655e-22第23面k＝-1.11269e+02，a4＝-5.01495e-05，a6＝-2.02921e-07，a8＝1.52178e-09a10＝-2.49636e-12，a12＝-1.24985e-16，a14＝1.70196e-19，a16＝3.87907e-21第24面k＝-1.91793e-03，a4＝-1.75117e-05，a6＝-6.08590e-08，a8＝1.03604e-10a10＝1.48543e-13，a12＝-1.59856e-16，a14＝-3.66014e-20，a16＝6.50430e-22[数据12]各种数据[数据13]单透镜数据[数据14]透镜组数据以下的数值实施例4～数值实施例11的透过光学系统110相当于实施方式4(图5)的透过光学系统110。数值实施例12～数值实施例19的透过光学系统110相当于实施方式4的变形例的透过光学系统110。在数值实施例4～数值实施例19中，在反射光学系统120与屏幕1之间配置了透过元件140。数值实施例4、5、6以及7中的透过光学系统110的透镜数据与数值实施例1相同，因此省略说明。在下述的数据15中示出数值实施例4、5、6以及7的透过元件140的透镜数据。数据15的面编号1表示透过元件140的入射面。面编号2表示透过元件140的出射面。[数据15]面数据(数值实施例4)在数值实施例4中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的显示面正交的方向以70度的角度倾斜配置。将其结果示出在图7中。图7的图表的纵轴表示入射至透过元件140的基准纵交线bl的主光线l的角度(入射角)。图7的图表的横轴表示入射至基准纵交线bl的主光线l在屏幕1上的相对位置(yp)。相对位置为0的位置是指，投射至屏幕1的投影图像中的、入射至与投射光学系统100的最终出射面最近的位置的主光线l的位置。相对位置为1的位置是指，投射至屏幕1的投影图像中的、入射至与投射光学系统100的最终出射面最远的位置的光线的位置。换言之，从图像显示元件130射出的光线中的、从图5的y轴方向的最下方射出的光线到达的屏幕1上的位置成为0，从最上方射出的光线到达的屏幕1上的位置成为1。如图7所示，在数值实施例4中，到达屏幕1上的相对位置0.7的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为50度。(数值实施例5)在数值实施例5中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以60度的角度倾斜配置。其结果，如图8所示，在数值实施例5中，到达屏幕1上的相对位置0.4的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为40度。(数值实施例6)在数值实施例6中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以50度的角度倾斜配置。其结果，如图9所示，在数值实施例6中，到达屏幕1上的相对位置0.25的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为30度。(数值实施例7)在数值实施例7中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以40度的角度倾斜配置。其结果，如图10所示，在数值实施例7中，到达屏幕1上的相对位置0.12的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl位置的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为35度。数值实施例8、9、10以及11中的透过光学系统110的透镜数据与数值实施例1相同，因此省略说明。在下述数据16中示出数值实施例8、9、10以及11的透过元件140的透镜数据。数据16的面编号1表示透过元件140的入射面。面编号2表示透过元件140的出射面。[数据16]面数据(数值实施例8)在数值实施例8中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以70度的角度倾斜配置。其结果，如图11所示，在数值实施例8中，到达屏幕1上的相对位置0.8的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为47度。(数值实施例9)在数值实施例9中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以60度的角度倾斜配置。其结果，如图12所示，在数值实施例9中，到达屏幕1上的相对位置0.46的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为38度。(数值实施例10)在数值实施例10中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以50度的角度倾斜配置。其结果，如图13所示，在数值实施例10中，到达屏幕1上的相对位置0.27的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为27度。(数值实施例11)在数值实施例11中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以40度的角度倾斜配置。其结果，如图14所示，在数值实施例11中，到达屏幕1上的相对位置0.15的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为34度。接下来，对数值实施例12、13、14以及15进行说明。数值实施例12～15相当于实施方式4的变形例。数值实施例12～15中的透过光学系统110的透镜数据与数值实施例1相同，因此省略说明。在下述数据17中示出数值实施例12～15的透过元件140的透镜数据。数据17的面编号1表示透过元件140的入射面。面编号2表示透过元件140的出射面。[数据17]面数据在以下的数值实施例12～15中，使第1反射镜121和第2反射镜122的配置位置相反。即，将反射面为自由曲面的第2反射镜122配置在比反射面为平面的第1反射镜121更靠近图像显示元件130的位置。(数值实施例12)在数值实施例12中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以70度的角度倾斜配置。其结果，如图15所示，在数值实施例12中，到达屏幕1上的相对位置0.08的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为32度。(数值实施例13)在数值实施例13中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以60度的角度倾斜配置。其结果，如图16所示，在数值实施例13中，到达屏幕1上的相对位置0.2的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为21度。(数值实施例14)在数值实施例14中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以50度的角度倾斜配置。其结果，如图17所示，在数值实施例14中，到达屏幕1上的相对位置0.46的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为31度。(数值实施例15)在数值实施例15中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以40度的角度倾斜配置。其结果，如图18所示，在数值实施例15中，到达屏幕1上的相对位置0.92的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为41度。接下来，对数值实施例16、17、18以及19进行说明。数值实施例16～19相当于实施方式4的变形例。数值实施例16～19中的透过光学系统110的透镜数据与数值实施例1相同，因此省略说明。在下述数据18中示出数值实施例16～19的透过元件140的透镜数据。数据18的面编号1表示透过元件140的入射面。面编号2表示透过元件140的出射面。[数据18]面数据在以下的数值实施例16、17、18以及19中，不利用作为平面反射镜的第1反射镜121而仅利用了第2反射镜122。(数值实施例16)在数值实施例16中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以70度的角度倾斜配置。其结果，如图19所示，在数值实施例16中，到达屏幕1上的相对位置0.04的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为36度。(数值实施例17)在数值实施例17中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以60度的角度倾斜配置。其结果，如图20所示，在数值实施例17中，到达屏幕1上的相对位置0.16的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为26度。(数值实施例18)在数值实施例18中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以50度的角度倾斜配置。其结果，如图21所示，在数值实施例18中，到达屏幕1上的相对位置0.32的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为26度。(数值实施例19)在数值实施例19中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以40度的角度倾斜配置。其结果，如图22所示，在数值实施例19中，到达屏幕1上的相对位置0.62的主光线l，入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度成为0。此外，可知入射至基准纵交线bl的主光线l的入射角中的最大的角度为36度。(比较例1)为了与数值实施例4、5、6以及7进行比较，在比较例1中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以90度的角度倾斜配置。比较例1的投射光学系统100的其他结构是与数值实施例4、5、6以及7相同的结构。其结果，如图23所示，在比较例1中，到达屏幕1上的主光线l入射至透过元件140的基准纵光线bl的角度不会成为0。因而，可知入射至基准纵交线bl的主光线l中的最大的角度成为70度，相对于上述数值实施例4、5、6以及7而变大。(比较例2)为了与数值实施例8、9、10以及11进行比较，在比较例2中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以90度的角度倾斜配置。比较例2的投射光学系统100的其他结构是与数值实施例8、9、10以及11相同的结构。其结果，如图24所示，在比较例2中，到达屏幕1上的主光线l入射至透过元件140的基准纵光线bl的角度不会成为0。因而，可知入射至基准纵交线bl的主光线l中的最大的角度成为66度，相对于上述数值实施例8、9、10以及11而变大。(比较例3)为了与数值实施例12、13、14以及15进行比较，在比较例3中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以90度的角度倾斜配置。比较例3的投射光学系统100的其他结构是与数值实施例12、13、14以及15相同的结构。其结果，如图25所示那样，在比较例3中，到达屏幕1上的主光线l入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度不会成为0。在比较例3中，可知入射至基准纵交线bl的主光线l中的最大的角度(最大入射角)成为42度，与上述数值实施例12、13、14以及15中的最大入射角相比变大。此外，可知比较例3中的最大入射角尤其是与满足条件式(2)的数值实施例12、13、以及14中的最大入射角相比显著变大。(比较例4)为了与数值实施例16、17、18以及19进行比较，在比较例4中，将透过元件140相对于与图像显示元件130的面正交的方向以90度的角度倾斜配置。比较例4的投射光学系统100的其他结构是与数值实施例16、17、18以及19相同的结构。其结果，如图26所示，在比较例4中，到达屏幕1上的主光线l入射至透过元件140的基准纵交线bl的角度不会成为0。因而，可知入射至基准纵交线bl的主光线l中的最大的角度成为46度，相对于上述数值实施例16、17、18以及19而变大。(其他实施方式)如以上，作为在本申请中公开的技术例示，说明了实施方式1～实施方式4。然而，本公开中的技术并不限定于此，也能够应用于进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。此外，也能够将在上述实施方式1～实施方式4中说明过的各构成要素进行组合来作为新的实施方式。另外，上述的实施方式用于例示本公开中的技术，因此能够在权利要求书或其均等的范围中进行各种变更、置换、附加、省略等。产业上的可利用性本公开能够应用于对图像显示元件显示出的图像进行投射的投射。具体而言，本公开能够应用于投影仪、平视显示器等。符号说明1屏幕10图像投射装置100投射光学系统110透过光学系统120反射光学系统121第1反射镜122第2反射镜130图像显示元件131图像131a长边131b短边bo基准交点bl基准纵交线140透过元件a开口光圈pb棱镜l1第1透镜(正透镜)l2第2透镜l3第3透镜(正透镜)l4第4透镜l5第5透镜(正透镜)l6第6透镜l7第7透镜l8第8透镜l9第9透镜l10第10透镜l11第11透镜(第1正透镜)l12第12透镜(负透镜)l13第13透镜(第2正透镜)l18第18透镜当前第1页12