JP7800566B2 - 画像表示装置、画像表示システム、及び投射光学系 - Google Patents

Description

本技術は、例えばプロジェクタ等の画像表示装置、画像表示システム、及び投射光学系に関する。

従来、スクリーン上に投射画像を表示する投射型の画像表示装置として、プロジェクタが広く知られている。最近では、投射空間が小さくても大画面を表示できる超広角のフロント投射型プロジェクタの需要が高まってきている。このプロジェクタを用いれば、スクリーンに対して斜めかつ広角に打ち込むことで、限定された空間において大画面を投射することが可能となる。

特許文献１に記載の超広角の投射型プロジェクタでは、投射光学系に含まれる一部の光学部品を移動させることで、スクリーン上に投射される投射画像を移動させる画面シフトが可能となっている。この画面シフトを用いることで、画像位置等の微調整が容易に実行可能となっている。

特許文献２に記載の投射型表示装置では、複数の回転非対称反射面により表示パネルからの光束が反射され、スクリーンに投射される。また、絞りの像が絞り位置よりスクリーン側の光学系（複数の回転非対称反射面）により負の倍率で結像するように構成される。これにより、各面の光線有効径を小さく抑え、反射面等の各光学素子及び光学系全体のコンパクト化が図られている。

また、プロジェクタ等を用いた画像表示システムにおいて、透明スクリーンに画像光を投射して画像を表示する技術も知られている。例えば背景等が透けて見える透明なスクリーンに画像光を投射することで、背景と重なるように画像を表示することが可能となる。

特許文献３に記載の画像表示装置では、２枚のＨＯＥ（Holographic Optical Element）を組み合わせて構成された透明スクリーンが用いられる。例えば、拡散機能を有する第１のＨＯＥと、凹面鏡機能を有する第２のＨＯＥとが一体的に構成された透明スクリーンが用いられる。これにより、透明スクリーンの表面とは異なる位置に形成された虚像を視認することが可能となり、浮遊感の高い画像表示を楽しむことが可能となる。

特許第５３６５１５５号公報 特開２００１－２５５４６２号公報 特開２０１８－１６３３０７号公報

プロジェクタ等の画像表示装置において、高品質な画像表示を実現することが可能な技術が求められている。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、高品質な画像表示を実現可能な画像表示装置、及び投射光学系を提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る画像表示装置は、光源と、画像生成部と、投射光学系とを具備する。
前記画像生成部は、前記光源から出射される光を変調して、複数の画素光を含む画像光を生成する。
前記投射光学系は、レンズ系と、反射光学系とを有する。
前記レンズ系は、生成された前記画像光が入射する位置に基準軸を基準として構成され、生成された前記画像光に含まれる前記複数の画素光の各々を屈折させて出射する。
前記反射光学系は、前記基準軸を基準として構成され、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を、進行方向をそろえて被投射物に反射する。

この画像表示装置では、画像を構成する複数の画素光がレンズ系により屈折されて、反射光学系に出射される。複数の画素光は、反射光学系により、進行方向がそろえられて被投射物に反射される。これにより、高品質な画像表示を実現することが可能となる。

前記反射光学系により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さくてもよい。

前記反射光学系は、回転非対称な形状を有する１以上の曲面反射面を含んでもよい。

前記１以上の曲面反射面は、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を反射する第１の反射面と、前記第１の反射面により反射された前記複数の画素光を反射する第２の反射面と、前記第２の反射面により反射された前記複数の画素光を前記被投射物に反射する第３の反射面とを有してもよい。

前記第３の反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さくてもよい。

前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射してもよい。この場合、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向とすると、前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は負のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有してもよい。また、前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は正のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有してもよい。

前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記画像の短辺の中央の画素に対応する前記画素光を短辺側画素光として、前記第３の反射面に入射する前記短辺側画素光と前記第３の反射面により反射される前記短辺側画素光との間の角度をθＬｘとすると、
０．２５＜θＬｘ／３６０＜０．４７
の関係を満たすように構成されてもよい。

前記１以上の曲面反射面は、１つの曲面反射面であってもよい。

前記１つの曲面反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１３よりも小さくてもよい。

前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射してもよい。この場合、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向とすると、前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記１つの曲面反射面は正のパワーを有してもよい。また、前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記１つの曲面反射面は正のパワーを有してもよい。

前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記画像の短辺の中央の画素に対応する前記画素光を短辺側画素光として、前記１つの曲面反射面に入射する前記短辺側画素光と前記１つの曲面反射面により反射される前記短辺側画素光との間の角度をθＬｘとすると、
０．０２＜θＬｘ／３６０＜０．４７
の関係を満たすように構成されてもよい。

前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射してもよい。この場合、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向として、前記１以上の曲面反射面のうち前記複数の画素光を前記被投射物に反射する曲面反射面を最終反射面として、
前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記画像の一方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第１の長辺側画素光として、前記画像の他方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第２の長辺側画素光として、前記最終反射面に入射する前記第１の長辺側画素光と前記最終反射面により反射される前記第１の長辺側画素光との間の角度をθａ１として、前記最終反射面に入射する前記第２の長辺側画素光と前記最終反射面により反射される前記第２の長辺側画素光との間の角度をθａ２とすると、
０．３５＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９６
の関係を満たすように構成されてもよい。

前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射してもよい。この場合、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向として、前記１以上の曲面反射面のうち前記複数の画素光を前記被投射物に反射する曲面反射面を最終反射面として、
前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記画像の一方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第１の長辺側画素光として、前記画像の他方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第２の長辺側画素光として、前記最終反射面により反射された前記第１の長辺側画素光の進行方向と、前記最終反射面により反射された前記第２の長辺側画素光との進行方向との交差角度をθＬｙとすると、
－０．１＜θＬｙ／３６０＜０．１
の関係を満たすように構成されてもよい。

前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射してもよい。この場合、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向として、前記１以上の曲面反射面のうち前記複数の画素光を前記被投射物に反射する曲面反射面を最終反射面として、
前記１以上の曲面反射面のうち、前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合のパワーと、前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合のパワーとの差が最も大きい曲面反射面は、前記最終反射面であってもよい。

前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射してもよい。この場合、前記レンズ系は、前記画像の長辺方向の画角、又は前記画像の短辺方向の画角のいずれか一方を制御する調整光学部品を含んでもよい。

前記調整光学部品は、シリンドリカルレンズを含んでもよい。

前記複数の画素光の進行方向は、前記複数の画素光の各々の主光線の進行方向であってもよい。

本技術の一形態に係る画像表示システムは、被投射物と、前記画像表示装置とを具備する。
前記被投射物は、複数の画素光を含む画像光が投射されることで画像を表示する。また前記被投射物は、入射する前記複数の画素光の進行方向を制御して前記画像を表示する。

前記被投射物は、ホログラムスクリーン、又はフレネルレンズスクリーンであってもよい。

本技術の一形態に係る投射光学系は、光源から出射される光を変調して生成された複数の画素光を含む画像光を被投射物に投射する投射光学系であって、前記レンズ系と、前記反射光学系とを具備する。

超広角対応の液晶プロジェクタの他の利点を説明するための概略図である。 ホログラムスクリーンへの画像の投射の一例を示す模式図である。 第１の実施形態に係る投射型の画像表示装置の構成例を示す概略図である。 第１の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第１の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第１の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第１の実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。 第１の実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。 画像投射に関するパラメータの一例を示す表である。 図９に示すパラメータを説明するための模式図である。 画像表示装置のレンズデータである。 投射光学系に含まれる光学部品の非球面係数の一例を示す表である スクリーンに向けて反射される複数の画素光の進行方向の評価について説明するための図である。 複数の画素光の進行方向の評価結果を示す表である。 投射光学系の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。 投射光学系の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。 図１５及び図１６にて設定したパラメータの数値を示す表である。 ホログラムスクリーンに投射された画像の歪曲収差の一例を示す模式図である。 投射画像に関する横収差図の一例を示すグラフである。 第２の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第２の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第２の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第２の実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。 第２の実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。 画像表示装置のレンズデータである。 投射光学系に含まれる光学部品の非球面係数の一例を示す表である 投射光学系の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。 投射光学系の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。 図２７及び図２８にて設定したパラメータの数値を示す表である。 ホログラムスクリーンに投射された画像の歪曲収差の一例を示す模式図である。 投射画像に関する横収差図の一例を示すグラフである。 第３の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第３の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第３の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第３の実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。 第３の実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。 画像表示装置のレンズデータである。 投射光学系に含まれる光学部品の非球面係数の一例を示す表である 投射光学系の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。 投射光学系の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。 図３９及び図３８にて設定したパラメータの数値を示す表である。 ホログラムスクリーンに投射された画像の歪曲収差の一例を示す模式図である。 投射画像に関する横収差図の一例を示すグラフである。 第４の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第４の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第４の実施形態に係る画像表示システムの構成例を示す模式図である。 第４の実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。 第４の実施形態に係る投射光学系の概略構成例を示す光路図である。 画像投射に関するパラメータの一例を示す表である。 画像表示装置のレンズデータである。 画像表示装置のレンズデータである。 投射光学系に含まれる光学部品の非球面係数の一例を示す表である 投射光学系に含まれる光学部品の非球面係数の一例を示す表である 複数の画素光の進行方向の評価結果を示す表である。 投射光学系の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。 投射光学系の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。 図５５及び図５６にて設定したパラメータの数値を示す表である。 ホログラムスクリーンに投射された画像の歪曲収差の一例を示す模式図である。 投射画像に関する横収差図の一例を示すグラフである。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

［投射型の画像表示装置の概要］
投射型の画像表示装置の概要について、液晶プロジェクタを例に挙げて簡単に説明する。
液晶プロジェクタは、光源から照射される光を空間的に変調することで、映像信号に応じた光学像（画像光）を形成する。
光の変調には、画像変調素子である液晶表示素子等が用いられる。例えばＲＧＢのそれぞれに対応するパネル状の液晶表示素子（液晶パネル）を備えた、三板式の液晶プロジェクタが用いられる。
光学像は、投射光学系により拡大投影され、スクリーン上に表示される。

［超短焦点プロジェクタ］
投射光学系として、例えば半画角が７０°以上となる超広角に対応する構成を採用した場合、超広角に対応する液晶プロジェクタを実現することが可能となる。もちろん、超広角に対応可能であるか否かを規定する角度が、７０度以上という値に限定される訳ではない。

超広角に対応する液晶プロジェクタでは、小さい投射空間であっても大画面を表示することが可能である。すなわち液晶プロジェクタとスクリーンとの距離が短い場合でも、拡大投影が可能である。
これにより以下のような利点が発揮される。
液晶プロジェクタをスクリーンに近接して配置することができるので、液晶プロジェクタからの光が人間の目に直接入る可能性を十分に抑制することが可能であり、高い安全性が発揮される。
画面（スクリーン）に人間等の影が映らないため、効率的なプレゼンテーションが可能である。
設置場所の選択の自由度が高く、狭い設置空間や障害物が多い天井等にも、簡単に設置可能である。
壁に設置して使用することで、天井に設置する場合と比べてケーブルの引き回し等のメンテナンスが容易である。
例えば打ち合わせスペース、教室、及び会議室等のセッティングの自由度を増やすことが可能である。

図１は、超広角対応の液晶プロジェクタの他の利点を説明するための概略図である。
図１に示すように、テーブル上に超広角対応の液晶プロジェクタ１を設置することで、同じテーブル上に、拡大された画像２を投影することが可能となる。
このような使い方も可能であり、空間を効率的に利用することができる。

最近では、学校や職場等での電子黒板（Interactive White Board）等の普及に伴い、超広角対応の液晶プロジェクタの需要が高まっている。またデジタルサイネージ（電子広告）等の分野でも同様の液晶プロジェクタが使われている。
例えば電子黒板として、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）といった技術を用いることも可能である。これらの技術と比較して、超広角対応の液晶プロジェクタを用いることで、コストを抑えて大画面を提供することが可能となる。
なお超広角対応の液晶プロジェクタは、短焦点プロジェクタや超短焦点プロジェクタ等とも呼ばれる。

［ホログラムスクリーンへの画像投射］
図２は、ホログラムスクリーンへの画像の投射の一例を示す模式図である。
図２に示すように、プロジェクタ３を用いた画像表示システム４において、ホログラムスクリーン５を透明スクリーンとして使用することも可能である。
なお、図２に示すプロジェクタ３として、図１に例示するような超広角対応の液晶プロジェクタ１が用いられてもよいし、超広角対応ではないプロジェクタが用いられてもよい。

図２に示す例では、透過型ホログラムにより構成されたホログラムスクリーン５が、透明スクリーンとして用いられる。ユーザは、ホログラムスクリーン５に投射される画像６を、背景と重なるように視聴することが可能となる。

図２に示すように、プロジェクタ３により、ホログラムスクリーン５の背面５ａに向けて、画像光ＩＬが出射される。
ホログラムスクリーン５の背面５ａに入射した画像光ＩＬは、ホログラムスクリーン５により拡散（散乱）されて表面５ｂから外側に向けて出射される。
本実施形態では、下方から斜め方向に出射される画像光ＩＬに対して、ホログラムスクリーン５に対して垂直な方向に出射される光が最大ゲインとなるように、ホログラムスクリーン５が設計される。
これによりホログラムスクリーン５に対して略水平方向の位置から画像６を見るユーザに、視認性の高い高品質な画像を提供することが可能である。もちろんそのような設計に限定される訳ではない。
このように、ホログラムスクリーン５は、入射する画像光ＩＬの進行方向を制御して画像を表示する機能を有する。

ホログラムスクリーンを構成する透過型ホログラムの材質等は限定されず、例えば任意の感光材料等が用いられてよい。この他、透過型ホログラムとして機能する任意のホログラフィック光学素子（ＨＯＥ：Holographic Optical Element）が適宜用いられてよい。またホログラムスクリーンを露光により作成する方法も限定されず、物体光及び参照光の波長や出射方向等に関して任意に設定されてよい。

透明スクリーンとして、例えば微粒子等の散乱体、フレネルレンズ、マイクロレンズ等を使って光を拡散するスクリーン等が用いられてもよい。
また有機ＥＬ（ＯＬＥ：Organic Electro-Luminescence）を用いた透明ＯＥＬＤ等の透明ディスプレイにより、透明スクリーンが構成されてもよい。
あるいは、画像光ＩＬを拡散可能な任意のフィルムや膜等が透明スクリーンとして用いられてよい。その他、透明性を有する表示面を実現するための任意の技術が用いられてよい。

＜第１の実施形態＞
［画像表示装置］
図３は、本技術の第１の実施形態に係る投射型の画像表示装置の構成例を示す概略図である。
画像表示装置８は、光源９、照明光学系１０、及び投射光学系１１を含む。
光源９は、照明光学系１０に対して光束を発するように配置される。
光源９としては、例えば高圧水銀ランプ等が使用される。その他、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ(Laser Diode)等の固体光源が用いられてもよい。

照明光学系１０は、光源９から発せられた光束を、１次像面となる画像変調素子(液晶パネルＰ)の面上に均一照射するようになっている。
照明光学系１０では、光源９からの光束が、２つのフライアイレンズＦＬと、偏光変換素子ＰＳと、集光レンズＬとを順に通り、偏光のそろった均一な光束に変換される。
集光レンズＬを通った光束は、特定の波長帯域の光だけを反射するダイクロイック・ミラーＤＭによって、ＲＧＢの各色成分光にそれぞれ分離される。
ＲＧＢの各色成分光は、全反射ミラーＭやレンズＬ等を介して、ＲＧＢの各色に対応して設けられた液晶パネルＰ（画像変調素子）に入射される。そして、各液晶パネルＰにより、映像信号に応じた光変調が行われる。
光変調された各色成分光がダイクロイック・プリズムＰＰによって合成され、画像を構成する画像光が生成される。そして生成された画像光が投射光学系１１に向けて出射される。

照明光学系１０を構成する光学部品等は限定されず、上で述べた光学部品とは異なる光学部品が用いられてもよい。
例えば画像変調素子として、透過型の液晶パネルＰに代えて、反射型の液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等が用いられてもよい。
また例えば、ダイクロイック・プリズムＰＰに代えて、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、ＲＧＢ各色の映像信号を合成する色合成プリズム、又はＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム等が用いられてもよい。

本実施形態において、照明光学系１０は、光源から出射される光を変調して、複数の画素光を含む画像光を生成する画像生成部として機能する。
画像光に含まれる複数の画素光とは、被投射物に投射される画像に含まれる複数の画素の各々を構成する光である。本実施形態では、画像光を生成して出射する画像変調素子(液晶パネルＰ)に含まれる複数の画素の各々から出射される光が、画素光となる。

投射光学系１１は、照明光学系１０から出射された画像光を調節し、２次像面となるスクリーン上への拡大投影を行う。すなわち、投射光学系１１により、１次像面（液晶パネルＰ）の画像情報が調節され、２次像面（スクリーン）に拡大投影される。

本実施形態に係る画像表示装置８は、図１に例示するような、超広角対応の画像表示装置として構成される。
また画像表示装置８は、図２に例示するようなホログラムスクリーンを被投射物として、画像光を投射する。
もちろん、本技術の適用範囲が、超広角対応の画像表示装置に限定される訳ではない。またホログラムスクリーンを被投射物とする場合に限定される訳ではない。

［投射光学系］
図４～図８は、本実施形態に係る画像表示システム７、及び投射光学系１１の具体的な構成例を示す光路図である。
図７及び図８に示すように、本実施形態では、所定の方向に延在する基準軸（以下、この基準軸を光軸Ｏと記載する）に沿って、照明光学系１０から画像光ＩＬが出射される。
すなわち、図７及び図８に示すダイクロイック・プリズムＰＰにより、ＲＧＢの各色に対応した３枚の液晶パネルＰから出射されたＲＧＢの画像光ＩＬが合成され、光軸Ｏに沿って出射される。
図７及び図８に示す液晶パネルＰは、画像光ＩＬの出射方向が光軸Ｏと平行となるように、すなわち光軸Ｏと垂直に交わる向きに配置される。他の２枚の液晶パネルＰは自身が出射する画像光ＩＬが、図７及び図８に示す液晶パネルＰから出射される画像光ＩＬと合成されるように、ダイクロイック・プリズムＰＰに対して配置される。

図４～図８には、光軸Ｏに対して垂直に配置される液晶パネルＰが模式的に図示されている。
液晶パネルＰは矩形状からなり、互いに対向する１組の長辺１３と、互いに対向する１組の短辺１４を有する矩形状からなる。そして液晶パネルＰにより、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺を有する矩形状の画像を構成する画像光ＩＬが出射される。
液晶パネルＰの互いに対向する長辺１３上に並ぶ複数の画素Ｃから出射される画素光ＣＬがスクリーン（ホログラムスクリーン）Ｓ上に結像することで、画像の互いに対向する長辺部分の画像が表示される。
液晶パネルＰの互いに対向する短辺１４上に並ぶ複数の画素Ｃから出射される画素光ＣＬがスクリーンＳ上に結像することで、画像の互いに対向する短辺部分の画像が表示される。
なお、画像光ＩＬが投射されるスクリーンＳの形状を曲面形状に設計するといったことにより、画像の形状が矩形状とはならない場合や、画像の長辺部分の画像（液晶パネルＰの長辺１３から出射される画素光ＣＬにより構成される画像）及び画像の短辺部分の画像（液晶パネルＰの短辺１４から出射される画素光ＣＬにより構成される画像）のアスペクト比等が変更される場合もあり得る。
本実施形態では、平面形状からなるスクリーンＳに、画像光ＩＬ（複数の画素光ＣＬ）が投射される。

以下、液晶パネルＰの長辺１３の方向（長辺方向）をＸ方向とし、液晶パネルＰの短辺１４の方向（短辺方向）をＹ方向とする。また、光軸Ｏの延在方向（照明光学系１０から出射される画像光ＩＬの出射方向）をＺ方向とする。
この場合、Ｙ方向は、投射光学系１１のレンズ系Ｌ１に出射される画像光ＩＬの、画像の短辺方向に対応する方向となり、本技術に係る第１の方向の一実施形態となる。
また、Ｘ方向は、投射光学系１１のレンズ系Ｌ１に出射される画像光ＩＬの、画像の長辺方向に対応する方向となり、本技術に係る第２の方向の一実施形態となる。

例えば、３次元空間（ＸＹＺ空間）において、スクリーンＳに表示される画像の長辺方向及び短辺方向は、スクリーンＳが配置される位置、向き、形状等により変わってくる。
上記の第１の方向（本実施形態ではＹ方向）及び第２の方向（本実施形態ではＸ方向）は、スクリーンＳに表示される画像の長辺方向及び短辺方向ではなく、投射光学系１１に対して出射される画像光Ｌにより規定される方向となる。
なお、本実施形態では、第１の方向と実際にスクリーンＳに表示される画像の長辺方向とが互いに同じ方向（Ｙ方向）となり、第２の方向と実際にスクリーンＳに表示される画像の短辺方向とが互いに同じ方向（Ｘ方向）となるように構成されている。

また、図４～図８に模式的に示すように、光軸ＯがＺ軸上に位置するように、ＸＹＺ座標系を定める。そして、便宜的に、Ｙ方向を上下方向（Ｙ軸の正側を上方側、Ｙ軸の負側を下方側）として説明を行う。もちろん本技術の適用について、画像表示装置８が使用される向きや姿勢等が限定される訳ではない。
図４～図８に示すように、本実施形態では、光軸Ｏから下方側（Ｙ軸の負側）にオフセットされた位置に液晶パネルＰが配置される。そして、液晶パネルＰから、光軸Ｏに沿って、画像光ＩＬ（複数の画素光ＣＬ）が出射される。
なお、光軸Ｏに沿って画像光ＩＬ（複数の画素光ＣＬ）を出射することは、基準軸を基準とした画像光の出射の一実施形態となる。

図４は、スクリーンＳに画像光ＩＬを投射する投射光学系１１を、上方斜めから見た斜視図である。
図４には、液晶パネルＰの中央の画素、４隅の画素、各長辺１３の中央の画素、及び各短辺１４の中央の画素の、合計９個の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路が図示されている。
なお画素光ＣＬは、液晶パネルＰの画素Ｃから発散光（拡散光）とし出射される。出射された画素光Ｃは、投射光学系１１によりスクリーンＳ上に結像され、投射画像の画素として表示される。

図５は、スクリーンＳに画像光ＩＬを投射する投射光学系１１を、Ｘ方向に沿って見た側面図である。
図６は、スクリーンＳに画像光ＩＬを投射する投射光学系１１を、Ｙ方向に沿って見た側面図である。
図５及び図６には、図４と同様に、液晶パネルＰの中央の画素、４隅の画素、各長辺１３の中央の画素、及び各短辺１４の中央の画素の、合計９個の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路が図示されている。

図７は、Ｙ軸に沿って投射光学系１１を切断した場合の、レンズ系Ｌ１の断面図である。
図７には、液晶パネルＰの中央の画素、及び各長辺１３の中央の画素の、合計３個の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路が図示されている。

図８は、Ｘ軸に沿って投射光学系１１を切断した場合の、レンズ系Ｌ１の断面図である。
図８には、液晶パネルＰの中央の画素、及び各短辺１４の中央の画素の、合計３個の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路が図示されている。

なお、図７及び図８では、投射光学系１１に含まれる各光学部品の光学面（レンズ面や反射面等）の断面形状が図示されている。一方で、図示を簡素化するために、各光学部品の断面を表すハッチング等は省略されている。

図９は、画像投射に関するパラメータの一例を示す表である。
図１０は、図９に示すパラメータを説明するための模式図である。
投射光学系１１の１次像面側の開口数ＮＡは０．１２７である。
画像変調素子（液晶パネルＰ）の、横方向及び縦方向の長さ（Ｈ×ＶＳｐ）は８．１６ｍｍ及び４．５９ｍｍである。
画像変調素子の中心位置（Ｃｈｐ）は、光軸Ｏから上方側を正として、－３．４ｍｍの位置となる。従って、図４～図８に示すように、光軸Ｏから下方側に３．４ｍｍ下がった位置が、画像変調素子の中心位置となる。

図１１は、画像表示装置のレンズデータである。
図１１には、１次像面（Ｐ）側から２次像面（Ｓ）側に向かって配置される１～２７の光学部品（レンズ面）、及び曲面スクリーンＳについてのデータが示されている。
各光学部品（レンズ面）のデータとして、Ｙ方向における曲率半径（ｍｍ）と、Ｘ方向における曲率半径（ｍｍ）と、芯厚ｄ（ｍｍ）と、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）での屈折率ｎｄと、ｄ線でのアッベ数νｄとが記載されている。
Ｙ方向における曲率半径（ｍｍ）は、典型的には、レンズ面をＸ方向に沿って見た場合の形状に対応するパラメータとなる。Ｘ方向における曲率半径（ｍｍ）は、典型的には、レンズ面をＹ方向に沿って見た場合の形状に対応するパラメータとなる。

図１１のレンズデータにおいて、レンズ面Ｓ１４、Ｓ１５は、回転対称非球面（ＡＳＰ：Aspherical）となり、以下の式に従う。

（数１）式において、以下のパラメータが用いられる。
ｚ：サグ量
ｃ：面頂点での曲率（ＣＵＹ）
ｋ：コーニック係数（Ｋ）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ：４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次、１８次、２０次の変形係数
ｈ：光線高さ（ｈ²＝ｘ²＋ｙ²）
（数１）式に、光線高さｈを入力した場合のサグ量Ｚが、光線高さに応じたレンズ面の形状を表すパラメータとして用いられる。なお「サグ量」とは、面頂点を通り光軸Ｏに垂直な平面を立てたときの、その平面とレンズ面上の点の光軸方向の距離である。

図１１のレンズデータにおいて、レンズ面Ｓ２１、Ｓ２２は、シリンドリカル面（ＣＹＬ：Cylindrical）となる。
シリンドリカル面の母線方向は、Ｙ方向と平行となるように設定される。従って、Ｙ方向における曲率半径（ｍｍ）は∞となる。

図１１のレンズデータにおいて、レンズ面Ｓ２４、Ｓ２６は、ＸＹ多項式非球面（ＸＹＰ）となり、以下の式に従う。

（数２）式において、以下のパラメータが用いられる。
ｚ：サグ量
ｃ：面頂点での曲率（ＣＵＹ）
ｋ：コーニック係数（Ｋ）
Ｃｊ：単項式ｘ^mｙⁿの係数

図１１のレンズデータにおいて、レンズ面Ｓ２５は、アナモフィック非球面（ＡＡＳ）となり、以下の式に従う。

（数３）式において、以下のパラメータが用いられる。
ｚ：サグ量
ＣＵＸ、ＣＵＹ：ｘ及びｙの曲率
ＫＸ、ＫＹ：ｘ及びｙのコーニック係数
ＡＲ、ＢＲ、ＣＲ、ＤＲ：コーニックの４次、６次、８次、１０次変形の回転対称部
ＡＰ、ＢＰ、ＣＰ、ＤＰ：コーニックの４次、６次、８次、１０次変形の回転非対称部

図１２は、レンズ面Ｓ１４及びＳ１５（ＡＳＰ）と、レンズ面Ｓ２４及びＳ２６（ＸＹＰ）と、レンズ面Ｓ２５（ＡＳＳ）とに関する非球面係数を示す表である。
図１２に示す係数を用いて、上記の（数１）～（数３）により、各レンズ面の形状を規定することが可能である。なお本実施形態では、図１２に図示されていない高次の係数を用いることなく、各レンズ面の形状が規定される。

また図１２には、レンズ面Ｓ２４、Ｓ２５、及びＳ２６について、ＸＹＺの各方向における平行偏心（ＸＤＥ、ＹＤＥ、ＺＤＥ）と、軸まわりの回転偏心（ＡＤＥ、ＢＤＥ、ＣＤＥ）とが図示されている。
レンズ面Ｓ２４及びＳ２５は、Ｙ方向及びＺ方向の各々に沿って平行に偏心され、Ｘ軸の軸まわりで回転されて配置される。
レンズ面Ｓ２６は、Ｚ方向に沿って平行に偏心され、Ｘ軸の軸まわりで回転されて配置される。
このように、本実施形態では、レンズ面Ｓ２４～Ｓ２６は、偏心されて配置される。すなわち、偏心非球面反射面として構成される。

また図１２には、レンズ面Ｓ２７とスクリーンＳとについて、平行偏心及び回転偏心が図示されている。
本開示では、本技術に係る画像表示装置、画像表示システム、及び投射光学系に関して、設計ソフトウェアを用いたシミュレーションにより、従来にはない新たな構成として、各実施形態の構成が算出されている。
図１２のレンズデータにおいて、レンズ面Ｓ２７は、スクリーンＳの位置を明確にするためのデータであり、シミュレーション上必要なデータである。
スクリーンＳは、Ｙ方向及びＺ方向の各々に沿って平行に偏心され、Ｘ軸の軸まわりで９０°回転されて配置される。従って、スクリーンＳは、Ｚ方向に対して垂直となるように配置される。

図５及び図６等に示すように、本実施形態に係る投射光学系１１は、レンズ系Ｌ１と、反射光学系Ｌ２とを有する。
レンズ系Ｌ１は、照明光学系１０により生成された画像光ＩＬが入射する位置に光軸Ｏ（基準軸）を基準として構成され、生成された画像光ＩＬに含まれる複数の画素光ＣＬの各々を屈折させて出射する。
反射光学系Ｌ２は、光軸Ｏ（基準軸）を基準として構成され、レンズ系Ｌ１から出射された複数の画素光ＣＬを、進行方向をそろえてスクリーンＳに反射する。

図７及び図８に示すように、本実施形態では、レンズ系Ｌ１は、回転対称軸を有する８個の光学部品（回転対称レンズ）ＲＳ１～ＲＳ８と、２個のシリンドリカルレンズＣＹＬ１、ＣＹＬ２とを有する。
回転対称レンズＲＳ１～ＲＳ８は、各々の回転対称軸が、光軸Ｏと一致するように配置される。回転対称レンズＲＳ１～ＲＳ８の回転対称軸は、回転対称レンズＲＳ１～ＲＳ８の光軸ともいえる。
回転対称レンズＲＳ１～ＲＳ８は、照明光学系１０側（以下、前段側とする）から、スクリーンＳ側（以下、後段側とする）に向かって、この順番で、光軸Ｏ上に配置される。
最も後段側に位置する回転対称レンズＲＳ８の後段側に、シリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２が、この順番で、光軸Ｏ上に配置される。シリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２は、シリンドリカル面の母線が、光軸Ｏと交差するように配置される。すなわち、シリンドリカル面の面頂点が、光軸Ｏと交差するように配置される。

照明光学系１０に最も近い１番目の回転対称レンズＲＳ１の前段側のレンズ面が、図１０のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ３に相当する。
最も後段側に位置する回転対称レンズＲＳ８の後段側のレンズ面が、図１０のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ１９に相当する。
前段側のシリンドリカルレンズＣＹＬ１の後段側のレンズ面が、図１０のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ２１（ＣＬＹ）に相当する。後段側のシリンドリカルレンズＣＹＬ２の前段側のレンズ面Ｓ２２（ＣＬＹ）に相当する。
図１０に示すレンズ面Ｓ３からレンズ面Ｓ２３までがレンズ系Ｌ１として機能し、液晶パネルＰの各画素Ｃから出射される複数の画素光ＣＬを屈折させて、反射光学系Ｌ２に出射する。

レンズ系Ｌ１は、一部回転対称性を有する光学系ともいえる。回転対称レンズＲＳ１～ＲＳ８の回転対称軸を、光軸Ｏと一致するように配置することで、Ｙ方向におけるサイズを小さくすることが可能となり、装置の小型化を図ることが可能となる。
レンズ系Ｌ１の最も後段側に配置される２つのシリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２は、シリンドリカルレンズ群ともいえる。
レンズ系Ｌ１に含まれる各光学部品に関して、画像光ＩＬが入射する領域である有効領域を含む一部分のみが使用される場合もあり得る。光学部品の一部分を用いることで、投射光学系１１の小型化を図ることが可能となる。

図４～図６に示すように、反射光学系Ｌ２は、３つの非球面反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３により構成される。
３枚の非球面反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３のうち、レンズ系Ｌ１から出射された複数の画素光ＣＬを反射する非球面反射面Ｍｒ１を、同じ符号を用いて、第１の反射面Ｍｒ１とする。
第１の反射面Ｍｒ１により反射された複数の画素光ＣＬを反射する非球面反射面Ｍｒ２を、同じ符号を用いて、第２の反射面Ｍｒ２とする。
第２の反射面Ｍｒ２により反射された複数の画素光ＣＬをスクリーンＳ（被投射物）に反射する非球面反射面Ｍｒ３を、同じ符号を用いて、第３の反射面Ｍｒ３とする。

第１の反射面Ｍｒ１は、図１０のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ２４（ＸＹＰ）に相当する。
第２の反射面Ｍｒ２は、図１０のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ２５（ＡＳＳ）に相当する。
第３の反射面Ｍｒ３は、図１０のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ２６（ＸＹＰ）に相当する。

第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３は、本技術に係る回転非対称性を有する１以上の曲面反射面の一実施形態に相当する。これらの反射面は、回転非対称性を有する非球面であり、自由曲面ともいえる。第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３は、偏心自由曲面として、折りたためるような形で構成されている。
なお本実施形態において、第３の反射面Ｍｒ３は、反射光学系Ｌ２を構成する１以上の曲面反射面のうち複数の画素光ＣＬをスクリーンＳ（被投射物）に反射する曲面反射面となり、本技術に係る最終反射面の一実施形態となる。

図４～図６に示すように、レンズ系Ｌ１から出射された複数の画素光ＣＬは、第１の反射面Ｍｒ１により、上方側（Ｙ軸の正側）に向けて折り返されて反射される。
第１の反射面Ｍｒ１により反射された複数の画素光ＣＬは、第２の反射面Ｍｒ２により、下方側（Ｙ軸の負側）に向けて折り返されて反射される。
第２の反射面Ｍｒ２により反射された複数の画素光ＣＬは、第３の反射面Ｍｒ３により、上方側に向けて斜めに反射される。
第３の反射面Ｍｒ３により反射された複数の画素光ＣＬは、Ｚ方向に垂直となるように配置されたスクリーンＳに投射される。
図４～図６に示すように、本実施形態では、超短焦点での画像表示が実現されている。

［スクリーンＳに向けて反射される複数の画素光ＣＬの進行方向］
第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３からなる反射光学系Ｌ２により、複数の画素光ＣＬは、進行方向がそろえられてスクリーンＳに反射される。すなわち、第３の反射面Ｍｒ３からスクリーンＳに向かう複数の画素光ＣＬの進行方向がそろえられる。
複数の画像光ＣＬは、液晶パネルＰの画素Ｃから発散光（拡散光）として出射される。画像光ＣＬの進行方向は、画像光ＣＬの主光線の進行方向により規定される。

図７及び図８に示すように、本実施形態では、レンズ系Ｌ１に絞り（開口絞り）１６が設けられる。複数の画素光ＣＬの各々の主光線は、絞り１６の中心を通る光線となる。なお本実施形態では、絞り１６の中心は、光軸Ｏ上に位置している。
レンズ系Ｌ１に絞り１６が構成されない場合は、例えば、各画素光ＣＬの光軸Ｏに沿って（Ｚ方向に沿って）出射される成分光を、主光線として規定して、本技術を適用することが可能である。

図１３及び図１４を参照して、スクリーンＳに向けて反射される複数の画素光ＣＬの進行方向の評価について説明する。
本実施形態では、平面からなるスクリーンＳに、複数の画素光ＣＬが投射される。従って、図１３Ａ及び図１３ｂに示すように、スクリーンＳに向けて反射される画素光ＣＬ（主光線）の進行方向を、スクリーンＳに対する画像光ＣＬ（主光線）の交差角度（入射角度）により評価することが可能である。
また図１３Ｃに示すように、ＸＹＺ空間上において、各画素光ＣＬ（主光線）の進行方向に延在するベクトルと、所定の基準ベクトルとの交差角度を用いて、スクリーンＳに向けて反射される画素光ＣＬ（主光線）の進行方向を評価することも可能である。

まず、図１３Ａ～Ｃに示すように、各画素光ＣＬ（主光線）に対して、ＸＹＺ座標を用いて、スクリーンＳ上の位置Ｔ１（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する。また、各画素光ＣＬ（主光線）の、第３の反射面Ｍｒ３上の位置Ｔ２（ｘ'、ｙ'、ｚ'）を算出する。
そして、（ｘ－ｘ'）＝ΔＸ、（ｙ－ｙ'）＝ΔＹ、（ｚ－ｚ'）＝ΔＺとする。

図１３Ａ及びＢでは、位置Ｔ１及び位置Ｔ２を結ぶ線分と、スクリーンＳとの交差角度により、各画素光ＣＬの進行方向を評価する。
図１３Ａは、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合の、画素光ＣＬとスクリーンＳとの交差角度θＸを示す模式図である。すなわちθＸは、画素光ＣＬとスクリーンＳとの、Ｘ方向における交差角度となる。θＸは、以下の式により算出することが可能である。
θＸ＝ａｒｃｔａｎ（ΔＸ／ΔＺ）

複数の画素光ＣＬにおいて、θＸのばらつきは、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合の、スクリーンＳに向けて反射される画素光ＣＬの進行方向のばらつきと等価にみなすことが可能である。
本実施形態では、投射光学系１１により、複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえてスクリーンＳに投射することが可能である。従って、θＸのばらつきが十分に抑えられた状態で、複数の画素光ＣＬをスクリーンＳに投射することが可能である。
もちろん、全ての画素光ＣＬにおいてΔθが等しい状態で、スクリーンＳへの投射を実現することも可能である。すなわち、Ｙ方向から見た各画素光ＣＬの入射角度を等しくさせることも可能である。

図１３Ｂは、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合の、画素光ＣＬとスクリーンＳとの交差角度θＹを示す模式図である。すなわちθＹは、画素光ＣＬとスクリーンＳとの、Ｙ方向における交差角度となる。θＹは、以下の式により算出することが可能である。
θＹ＝ａｒｃｔａｎ（ΔＹ／ΔＺ）

複数の画素光ＣＬにおいて、θＹのばらつきは、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合の、スクリーンＳに向けて反射される画素光ＣＬの進行方向のばらつきと等価にみなすことが可能である。
本実施形態では、投射光学系１１により、複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえてスクリーンＳに投射することが可能である。従って、θＹのばらつきが十分に抑えられた状態で、複数の画素光ＣＬをスクリーンＳに投射することが可能である。
もちろん、全ての画素光ＣＬにおいてΔＹが等しい状態で、スクリーンＳへの投射を実現することも可能である。すなわち、Ｘ方向から見た各画素光ＣＬの入射角度を等しくさせることも可能である。

図１３Ｃでは、位置Ｔ２を始点、位置Ｔ１を終点とするベクトルＶ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を想定し、所定の基準ベクトルＲＶとの間の角度θＲにより、各画素光ＣＬの進行方向を評価する。
基準ベクトルＲＶを、Ｚ方向に平行な単位ベクトル（０、０、１）とすると、θＲは、以下の式により算出することが可能である。
θＲ＝ａｒｃｃｏｓ（ΔＺ／（ΔＸ² ＋ ΔＹ² ＋ ΔＺ²）^1/2 ）

複数の画素光ＣＬにおいて、θＲのばらつきは、３次元空間（ＸＹＺ座標空間）における、スクリーンＳに向けて反射される画素光ＣＬの進行方向のばらつきと等価にみなすことが可能である。
本実施形態では、投射光学系１１により、複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえてスクリーンＳに投射することが可能である。従って、θＲのばらつきが十分に抑えられた状態で、複数の画素光ＣＬをスクリーンＳに投射することが可能である。
もちろん、全ての画素光ＣＬにおいてΔＲが等しい状態で、スクリーンＳへの投射を実現することも可能である。すなわち、３次元空間（ＸＹＺ座標空間）において、各画素光ＣＬの入射角度を等しくさせることも可能である。

図１３Ａ及びＢに示すθＸ及びθＹは、所定の方向から見た場合の画素光ＣＬ（主光線）の進行方向を評価するためのパラメータともいえる。
図１３Ｃに示すθＲは、３次元空間（ＸＹＺ座標空間）における、画素光ＣＬ（主光線）の進行方向を評価するためのパラメータともいえる。

図１４には、液晶パネルＰのＸ方向の正側の半分の領域から等間隔で抽出した２５個の画素Ｃについて、画素光ＣＬの進行方向の評価結果が図示されている。具体的には、液晶パネルＰの半分の領域において、Ｘ方向及びＹ方向に沿って５個ずつ並ぶ合計２５個の画素Ｃが抽出される。
なお、液晶パネルＰのＸ方向の正側の半分の領域の画素Ｃから出射される画像光ＣＬの光路と、液晶パネルＰのＸ方向の負側の半分の領域の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路とは、ＸＹＺ空間において、互いに対称の関係となる。

図１３の表の左側に図示されている１～２５は、画素Ｃのナンバーである。図１３の液晶パネルＰの右側に、各画素Ｃの位置に対応するようにナンバー１～２５が割り当てられている。
例えば、液晶パネルＰの半分の領域の図中左下の隅の画素Ｃのナンバーは１となり、右下の隅の画素Ｃのナンバーは５となる。液晶パネルＰの半分の領域の図中左上の隅の画素Ｃのナンバーは２１となり、右上の隅の画素Ｃのナンバーは２５となる。液晶パネルＰの半分の領域の中央の画素Ｃのナンバーは１３となる。

なお、図１４には、後に説明する第２の実施形態及び第３の実施形態についての、各画素光ＣＬの進行方向の評価も図示されている。

図１４に示すΔθＸは、図１３Ａに示すθＸについて、基準となる設計値との差である。本実施形態では、設計値として０°が設定される。すなわち、Ｙ方向に沿って投射光学系１１を見た場合に、スクリーンＳに対して垂直に交差する方向が、画素光ＣＬの進行方向の基準方向となるように、投射光学系１１が設計されている。
基準となる設計値は、理想となる設計値ともいえる。従って本実施形態では、Ｙ方向に沿って投射光学系１１を見た場合に、各画素光ＣＬの主光線が、スクリーンＳに対して垂直に入射するのを理想として、投射光学系１１が設計されているともいえる。
設計値が０°であるので、図１４に示すΔθＸは、上記の式で算出されたθＸと等しくなる。すなわち、ΔθＸ＝θＸとなる。

ΔθＹは、図１３Ｂに示すθＹについて、基準となる設計値との差である。本実施形態では、設計値として７０°が設定される。すなわち、Ｘ方向に沿って投射光学系１１を見た場合に、スクリーンＳに対して７０°で交差する方向が、画素光ＣＬの進行方向の基準方向となるように、投射光学系１１が設計されている。
言い換えれば、Ｘ方向に沿って投射光学系１１を見た場合に、各画素光ＣＬの主光線が、７０°の入射角度でスクリーンＳに入射するのを理想として、投射光学系１１が設計されているともいえる。なお、主光線と、スクリーンＳとの間の角度を入射角度とする場合は、入射角度は、９０°－７０°＝２０°となる。
設計値が７０°であるので、図１４に示すΔθＹは、上記の式で算出されたθＹから７０を引いた値となる。すなわち、ΔθＹ＝θＹ－７０となる。

ΔθＲは、図１３Ｃに示すθＲについて、基準となる設計値との差である。本実施形態では、設計値として７０°が設定される。すなわち、基準ベクトルＲＶが延在するＺ方向に対して、７０°で交差する方向が、画素光ＣＬの進行方向の基準方向となるように、投射光学系１１が設計されている。
言い換えれば、各画素光ＣＬの主光線が、Ｚ方向に対して７０°の角度でスクリーンＳに入射するのを理想として、投射光学系１１が設計されている。
設計値が７０°であるので、図１４に示すΔθＲは、上記の式で算出されたθＲから７０を引いた値となる。すなわち、ΔθＲ＝θＲ－７０となる。

図１４には、ΔθＸ、ΔθＹ、ΔθＲについて、最大値（ｍａｘ）、最小値（ｍｉｎ）、及び標準偏差σが図示されている。最大値（ｍａｘ）は、設定値に対するプラス側のずれの最大量となる。最小値（ｍｉｎ）は、設定値に対するマイナス側のずれの最大量となる。
ΔθＸの標準偏差σは、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合の、反射光学系Ｌ２により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差に相当する。本実施形態では、０．０５２５となる。
ΔθＹの標準偏差σは、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合に、反射光学系Ｌ２により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差に相当する。本実施形態では、０．０２６６となる。
ΔθＲの標準偏差σは、反射光学系Ｌ２により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差に相当する。本実施形態では、０．０２６６となる。
図１４の評価結果に示すように、本実施形態に係る投射光学系１１により、スクリーンＳに対して、主光線の進行方向がそろった状態で、複数の画像光ＣＬを投射することが可能である。

［投射光学系１１の特徴となるポイント］
本実施形態に係る投射光学系１１について、特徴的なポイントについて説明する。
以下に説明するポイントは、本技術を適用するうえで、必ずしも必須な要件ではない。一方で、以下に説明する特徴を備えることで、各画素光ＣＬの進行方向をそろえるのに有利となる。

投射光学系１１の特徴的なポイントを説明するために、図１５及び図１６に示すように、画像光ＩＬ（画素光ＣＬ）の光路に関して、以下のようにパラメータを設定する。
図１５及び図１６では、画素光ＣＬの主光線の光路が図示されている。図１５及び図１６に示すパラメータは、画素光ＣＬの主光線の光路に関して設定される。

図１５は、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合の図である。
図１５には、液晶パネルＰの各短辺１４の中央の画素Ｃから出射される画素光（主光線）ＣＬの光路が図示されている。
液晶パネルＰの各短辺１４の中央の画素Ｃから出射される画素光ＣＬは、投射される画像の短辺の中央の画素に対応する画素光となり、以下短辺側画素光ＣＬＳと記載する。
図１５には、２つの短辺側画素光ＣＬＳの光路が図示されている。投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合、２つの短辺側画素光ＣＬＳの光路は、光軸Ｏに対して互いに対称になる。

図１５に示すように、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合に、短辺側画素光ＣＬＳに対して以下のパラメータを設定する。
θ０ｘ：短辺側画素光ＣＬＳと光軸Ｏとの間の角度
θ１ｘ：第１の反射面Ｍｒ１に入射する短辺側画素光ＣＬＳと、第１の反射面Ｍｒ１により反射される短辺側画素光ＣＬＳとの間の角度
θ２ｘ：第２の反射面Ｍｒ２に入射する短辺側画素光ＣＬＳと、第２の反射面Ｍｒ２により反射される短辺側画素光ＣＬＳとの間の角度
θＬｘ：第３の反射面Ｍｒ３に入射する短辺側画素光ＣＬＳと、第３の反射面Ｍｒ３により反射される短辺側画素光ＣＬＳとの間の角度
なお図１５には、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合の、短辺側画素光ＣＬＳとスクリーンＳとの交差角度θＸ（設計値０°）が、模式的に図示されている。

図１６は、投射光学系１１を画像のＸ方向に沿って見た場合の図である。
図１６には、液晶パネルＰの各長辺１３の中央の画素Ｃから出射される画素光（主光線）ＣＬの光路が図示されている。
液晶パネルＰの各長辺１３の中央の画素Ｃから出射される画素光ＣＬは、投射される画像の長辺の中央の画素に対応する画素光となり、以下長辺側画素光ＣＬＬと記載する。
また、図１６に示す２つの長辺側画素光ＣＬＬを区別して表記する。本実施形態では、液晶パネルＰの光軸に近い方の画素Ｃ１から出射される長辺側画素光ＣＬＬを、第１の長辺側画素光ＣＬＬ１とする。液晶パネルＰの光軸から遠い方の画素Ｃ２から出射される長辺側画素光ＣＬＬを、第２の長辺側画素光ＣＬＬ１とする。

第１の長辺側画素光ＣＬＬ１は、画像の一方の長辺の中央の画素に対応する画素光に相当する。第２の長辺側画素光ＣＬＬ２は、画像の他方の長辺の中央の画素に対応する画素光に相当する。
図１６に示す例では、第１の長辺側画素光ＣＬＬ１により、画像の上方側の長辺の画像が構成される。第２の長辺側画素光ＣＬＬ２により、画像の上方側の長辺の画像が構成される
なお、第１の長辺側画素光ＣＬＬ１と、第２の長辺側画素光ＣＬＬ２とを規定する際に、画像の２つの長辺のうちどちらの長辺を選択して対応づけるかは限定されない。画像の２つの長辺のうち任意の一方を選択して第１の長辺側画素光ＣＬＬ１を規定することが可能である。そして、他方の長辺に対して第２の長辺側画素光ＣＬＬ２を規定すればよい。

図１６に示すように、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合に、第１及び第２の長辺側画素光ＣＬＬ１及びＣＬＬ２に対して以下のパラメータを設定する。
θ０ｙ：第１の長辺側画素光ＣＬＬ１の進行方向と、第２の長辺側画素光ＣＬＬ２の進行方向との交差角度
θ１ｙ：第１の反射面Ｍｒ１により反射された第１の長辺側画素光ＣＬＬ１の進行方向と、第１の反射面Ｍｒ１により反射された第２の長辺側画素光ＣＬＬ２との進行方向との交差角度
θ２ｙ：第２の反射面Ｍｒ２により反射された第１の長辺側画素光ＣＬＬ１の進行方向と、第２の反射面Ｍｒ２により反射された第２の長辺側画素光ＣＬＬ２との進行方向との交差角度
θＬｙ：第３の反射面Ｍｒ３により反射された第１の長辺側画素光ＣＬＬ１の進行方向と、第３の反射面Ｍｒ３により反射された第２の長辺側画素光ＣＬＬ２との進行方向との交差角度
θａ１：第３の反射面Ｍｒ３に入射する第１の長辺側画素光ＣＬＬ１と、第３の反射面Ｍｒ３により反射される第１の長辺側画素光ＣＬＬ１との間の角度
θａ２：第３の反射面Ｍｒ３に入射する第２の長辺側画素光ＣＬＬ２と、第３の反射面Ｍｒ３により反射される第２の長辺側画素光ＣＬＬ２との間の角度
なおθＬｙは、スクリーンＳに入射する第１の長辺側画素光ＣＬＬ１と、第２の長辺側画素光ＣＬＬ２とが、非常に遠い位置で交差する場合の交差角度であり、図示は難しいので省略している（本実施形態では、θＬｙは０．０°であり、２つの光線は交差しない）。
なお図１６には、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合の、長辺側画素光ＣＬＬとスクリーンＳとの交差角度θＹ（設計値７０°）が、模式的に図示されている。

図１７は、図１５及び図１６にて設定したパラメータの数値を示す表である。これらの数値を適宜参照しながら、投射光学系１１に関する特徴的なポイントについて説明する。

（第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３のパワー）
図１５に示すパラメータの数値は以下のようになる。
θ０ｘ ６．６°
θ１ｘ ３０．６°
θ２ｘ ９１．４°
θＬｘ １１２．５°
これらの数値により、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合の第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３の光学的なパワー（屈折パワー）が分かる。
具体的には、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合に、第１の反射面Ｍｒ１は負のパワーを有し、第２の反射面Ｍｒ２は負のパワーを有し、第３の反射面Ｍｒ３は正のパワーを有しているのが分かる。

図１６に示すパラメータの数値は以下のようになる。
θ０ｙ ９．８°
θ１ｙ ７．３°
θ２ｙ ８．２°
θＬｙ ０．０°
これらの数値により、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合の第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３の光学的なパワー（屈折パワー）が分かる。
具体的には、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合に、第１の反射面Ｍｒ１は正のパワーを有し、第２の反射面Ｍｒ２は負のパワーを有し、第３の反射面Ｍｒ３は正のパワーを有しているのが分かる。

複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえるために、本実施形態では、３つの曲面反射面が用いられる。また、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合、及びＸ方向に沿って見た場合の両方において、少なくとも１枚の曲面反射面のパワーが負に設定され、画角が拡大される。これらの点は、本実施形態に係る投射光学系１１の１つの特徴といえる。
液晶パネルＰにより生成された画像光ＩＬは拡大されてスクリーンＳに投射される。この際に、第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３により、３段階にわけて複数の画素光ＣＬが反射され、主光線の進行方向がそろえられる。また、Ｘ方向及びＹ方向の両方において、３段階の反射のうち少なくとも１回は、負のパワーにより拡散する方向に複数の画素光ＣＬが反射される。これにより、画像の品質を維持しつつ複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえることに有利となる。
もちろん、第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３のうちのいずれの反射面のパワーを負に設定するかは任意に設計されてよい。

投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合、及びＸ方向に沿って見た場合のパワーの差について着目する。そうすると、最終反射面となる第３の反射面Ｍｒ３が、パワーの差が最も大きい。
このように反射光学系Ｌ２を構成する１以上の曲面反射面のうち、投射光学系１１をＹ（第１の方向）に沿って見た場合のパワーと、投射光学系１１をＸ方向（第２の方向）に沿って見た場合のパワーとの差が最も大きい曲面反射面は、最終反射面である点も１つの特徴といえる。
このように構成することで、スクリーンＳに投射される画像のアスペクト比を維持するのに有利となり、高品質な画像表示を実現することが可能となる。なお、レンズ面の光学的なパワーの差を、レンズ面の曲率差として表現することも可能である。

（θＬｘに関する条件式（１））
本実施形態に係る投射光学系１１は、以下の関係を満たすように構成されている。
（１）０．２５＜θＬｘ／３６０＜０．４７

θＬｘ／３６０が、条件式（１）に規定する上限を超える場合、第３の反射面Ｍｒ３のＺ方向位置が、第１の反射面Ｍｒ１よりもスクリーンＳに近づく位置となる。すなわち図１６に示す第３の反射面Ｍｒ３が、第１の反射面Ｍｒ１よりも図中の右側に移動した位置となる。この結果、第３の反射面Ｍｒ３により反射された画素光ＣＬが、第１の反射面Ｍｒ１に干渉してしまう可能性が高くなる。
θＬｘ／３６０が、条件式（１）に規定する下限を超える場合、第３の反射面Ｍｒ３のＺ方向位置が、第２の反射面Ｍｒ２よりもスクリーンＳから遠ざかる位置となる。すなわち図１６に示す第３の反射面Ｍｒ３が、第２の反射面Ｍｒ２よりも図中の左側に移動した位置となる。この結果、第３の反射面Ｍｒ３により反射された画素光ＣＬが、第２の反射面Ｍｒ２に干渉してしまう可能性が高くなる。
条件式（１）を満たすように投射光学系１１を構成することで、上記のような画素光ＣＬの干渉を十分に回避することが可能となる。
なお、図１７に示すように、本実施形態では、θＬｘ／３６０は、０．３１３となり条件式（１）を満たしている。

なお、条件式（１）の各辺に３６０を乗算して、以下の条件式とすることも可能である。
９０＜θＬｘ＜１７０

（θＬｙに関する条件式（２））
本実施形態に係る投射光学系１１は、以下の関係を満たすように構成されている。
（２）―０．１＜θＬｙ／３６０＜０．１

θＬｙ／３６０が、条件式（２）に規定する上限を超える場合、光線入射角度が大きいため、反射面の曲率が大きくなり、光学性能が劣化する可能性が高くなる。
θＬｙ／３６０が、条件式（２）に規定する下限を超える場合、光線入射角度が小さいため、所望のサイズを投射させるために、光学系Ｌ1とＬ２間距離が必要となり、光学系が大型化する可能性が高くなる。
条件式（２）を満たすように投射光学系１１を構成することで、光学性能の劣化を十分に抑えることが可能となり、また光学系の大型化を十分に回避することが可能となる。
なお、図１６に示すように、本実施形態では、θＬｙ／３６０は、０．０００１となり条件式（２）を満たしている。

なお、条件式（２）の各辺に３６０をかけて、以下の条件式とすることも可能である。
－３６＜θＬｘ＜３６

（θａ１及びθａ２に関する条件式（３））
本実施形態に係る投射光学系１１は、以下の関係を満たすように構成されている。
（３）０．３５＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９６
ＭＩＮ［θａ１，θａ２］は、θａ１及びθａ２のうち、小さい方の数値である。
ＭＡＸ［θａ１，θａ２］は、θａ１及びθａ２のうち、大きい方の数値である。

ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］が、条件式（３）に規定する上限を超える場合、スクリーンＳに対して複数の画素光ＣＬが集光して、画像が適正に表示されない可能性が高くなる。
ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］が、条件式（３）に規定する下限を超える場合、スクリーンＳに対して複数の画素光ＣＬが拡散して、画像が適正に表示されない可能性が高くなる。
条件式（３）を満たすように投射光学系１１を構成することで、複数の画素光ＣＬの集光及び拡散により画像が適正に表示されないといったことを十分に回避することが可能となる。
なお、図１６に示すように、本実施形態では、ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］はθａ１／θａ２となり、０．７４１で条件式（３）を満たしている。

条件式（３）に関して、ＭＡＸ［θａ１，θａ２］は、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合に、レンズ系Ｌ１からの画角が最も大きい光線ともいえる。
また、ＭＩＮ［θａ１，θａ２］は、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合に、レンズ系Ｌ１からの画角が最も小さい光線ともいえる。

条件式（１）～（３）の各々の下限値及び上限値に関して、例えば照明光学系１０や投射光学系１１等の構成に応じて、各値を適宜変更することも可能である。例えば上記した範囲内に含まれる任意の値を下限値及び上限値として選択し、改めて最適な範囲として設定することも可能である。

例えば条件式（１）を、以下の範囲に設定すること等が可能である。
０．３０＜θＬｘ／３６０＜０．４５
０．３５＜θＬｘ／３６０＜０．４２
０．４０＜θＬｘ／３６０＜０．４０

例えば条件式（２）を、以下の範囲に設定すること等が可能である。
－０．０８＜θＬｙ／３６０＜０．０８
－０．０６＜θＬｙ／３６０＜０．０６
－０．０４＜θＬｙ／３６０＜０．０４

例えば条件式（３）を、以下の範囲に設定すること等が可能である。
０．５＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９６
０．６＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９６
０．７＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９６
０．７５＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９１
０．７８＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．８８
０．８１＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．８５

例えば、本実施形態に係る投射光学系１１、後述する第２の実施形態に係る投射光学系２６及び第３の実施形態に係る投射光学系２９に着目する場合には、以下の条件式を採用することが可能である
０．７＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９６

［ホログラムスクリーンへの画像の投射］
本実施形態では、スクリーンＳとして、図２に例示するホログラムスクリーン５が用いられる。以下、スクリーンＳをホログラムスクリーンＳと記載する場合がある。
図４～図６に示すように、垂直方向に沿って配置されたホログラムスクリーンＳに対して、７０度の入射角度で、主光線がそろえられた複数の画素光ＣＬが投射される。ホログラムスクリーンＳに入射した複数の画素光ＣＬは、ホログラムスクリーンＳにより拡散（散乱）されて、ユーザ（視聴者）側に向けて出射される。
本実施形態では、下方から出射される複数の画素光ＣＬに対して、スクリーン面に垂直な方向（すなわちＺ方向）に出射される光が最大ゲインとなるように、ホログラムスクリーンＳが設計される。
これによりホログラムスクリーンＳに対して略水平方向の位置から画像を見るユーザに、視認性の高い高品質な画像を提供することが可能である。

ホログラムスクリーンＳを構成する透過型ホログラムの回折効率は、透過型ホログラムに入射する光の入射角度に依存するパラメータとなる。すなわち透過型ホログラムの回折効率は、入射角度依存性を有する。入射角度依存性は、入射角度選択性ともいえる。
ホログラムスクリーンＳに入射する複数の画素光ＣＬの進行方向がそろっていない場合、ホログラムスクリーンＳに入射する各画素光ＣＬの入射角度がばらつくことになる。従って、各画素光ＣＬに対する回折効率が一定とならず、高い回折効率で視聴者側に拡散される画素光や、低い回折効率で視聴者側に拡散される画素光等が混在してしまう可能性が高い。
すなわち、複数の画素光ＣＬの進行方向がそろっていない場合、ホログラムスクリーンＳにより回折される画素光ＣＬの強度等がばらついてしまい、輝度や色にムラのある画像が表示される可能性がある。また歪曲が大きく発生してしまう可能性もある。
これらの画像ムラや歪曲を、信号処理により補正する場合には、補正量が大きくなり画像全体の輝度が大きく低下する、あるいは補正できないといった問題が生じる可能性がある。

また画像ムラや歪曲を補正する方法として、ホログラムスクリーンＳを露光する際に、参照光の照射角度を位置ごとに変更して向きの異なる干渉縞（マルチスラント）を構成する手法が考えられる。
このようなマルチスラントなホログラムスクリーンでは、画像表示装置８とホログラムスクリーンＳとの角度のずれが画像の品質に大きくかかわるため、アライメントが難しくなる場合があり得る。また参照光の照射角度を変更するための大きな光学系や光パワー密度の高い光源等が必要となり製造コストが増大する可能性がある。

本実施形態に係る画像表示装置８では、投射光学系１１により、主光線の進行方向がそろった状態で、複数の画素光ＣＬが投射される。すなわち、ホログラムスクリーンＳに対して、スクリーン面内のどの位置においても複数の画素光ＣＬの入射角度をそろえることが可能となる。

画像光ＩＬの入射角度が略一定にそろえられるので、例えばホログラムスクリーンＳの入射角度依存性による画像ムラや歪曲等を十分に抑制することが可能となる。この結果、例えばホログラムスクリーンＳに対して、高品質な画像表示を実現することが可能となる。
また画像信号等を補正する必要がなくなるため、画像表示装置８の本来の照射強度で画像を投射することが可能となる。これにより明るい画像を表示することが可能となる。
またホログラムスクリーンＳを露光する際に、参照光の照射角度を一定にして干渉縞を構成することが可能である。このようなモノスラントなホログラムスクリーンＳでは、参照光の照射角度と同じ入射角度で複数の画素光ＣＬを入射させることで、高い回折効率を実現することが可能である。
例えば、反射光学系Ｌ２によりホログラムスクリーンＳに向けて反射される複数の画素光ＣＬの入射角度に合わせて、参照光の照射角度が設定されたモノスラントな透過型ホログラムスクリーンを用いる。これにより、非常に高輝度な透明ディスプレイ等を実現することが可能となる。

モノスラントなホログラムスクリーンは、マルチスラントなホログラムスクリーンと比べ、製造工程を簡易化することが可能であり、生産コスト等を抑えることが可能である。
またモノスラントを使用する場合、干渉縞は一定の方向を向いているため、画像光ＩＬに対するスクリーンの位置合わせ等が容易である。
従って、モノスラントなホログラムスクリーンＳを用いることで、メンテナンス等が容易な画像表示装置８を安価に提供することが可能となる。またアライメントが容易であることから、製品の精度に対する組立バラツキ等の影響を十分に小さくすることが可能となる。これにより精度の高い製品を提供することが可能となる。

［画像のアスペクト比］
図１５に示すように、本実施形態では、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合には、画素光ＣＬとスクリーンＳとの交差角度θＸが０°となるように設計される。すなわち、投射光学系１１をＹ方向に沿って見た場合には、スクリーンＳに対して垂直に入射するように、複数の画素光ＣＬの進行方向がそろえられる。
一方で、図１６に示すように、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合には、画素光ＣＬとスクリーンＳとの交差角度θＹが７０°となるように設計される。すなわち、投射光学系１１をＸ方向に沿って見た場合には、スクリーンＳに対して７０°の入射角度となるように、複数の画素光ＣＬの進行方向がそろえられる。

Ｘ方向及びＹ方向において、図１５及び図１６に示すθＸ及びθＹにて、スクリーンＳに画像光ＩＬを投射した場合、スクリーンＳに投射される画像の短辺方向の画角（サイズ）に関して、以下の式が成り立つ。
投射画像の短辺方向の画角＝元の画像の短辺方向の画角／ｃｏｓθＹ
本実施形態では、θＹ＝７０°となるので、投射画像の短辺方向の画角が、約１．５８倍拡大する。従って、投射画像のアスペクト比を維持するためには、投射画像の長辺方向の画角（サイズ）も、同程度拡大させる必要がある。

図８に示すように、本実施形態では、２つのシリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２が、シリンドリカル面（レンズ面Ｓ２１及びＳ２２）の母線がＹ軸と平行となるように配置される。そして、２つのシリンドリカル面（レンズ面Ｓ２１及びＳ２２）により、画像光ＩＬの長辺方向の画角が拡大されている。
このように、レンズ系Ｌ１内にシリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２を配置することにより、簡単な構成で、元の画像のアスペクト比が維持された、高品質な画像を表示することが可能となる。
本実施形態では、３枚の曲面反射面（第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３）が用いられる点と、シリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２が用いられる点の２つの点により、アスペクト比の維持が容易に実現されている。
もちろん、３枚の曲面反射面（第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３）の各々のパワー（曲率）を適宜調整することで、シリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２を用いることなく、画像のアスペクト比を維持することも可能である。一方で、シリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２を用いることで、アスペクト比の維持が容易となる。

本実施形態において、シリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２は、画像の長辺方向の画角、又は画像の短辺方向の画角のいずれか一方を制御する調整光学部品の一実施形態となる。本技術に係る調整光学部品の一実施形態として、シリンドリカルレンズとは異なる光学部品等が用いられてもよい。
また本実施形態では、調整光学部品により、画像の長辺方向の画角が拡大された。これに限定されず、調整光学部品により、画像の長辺方向の画角が縮小されてもよい。また調整光学部品により、画像の短辺方向の画角の拡大／縮小が実現されてもよい。
例えば、Ｘ方向及びＹ方向の入射角度に応じて、アスペクト比を維持するために、適宜画角の制御が実行されればよい。
なお、シリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２を配置することで、歪曲補正を実現することもあり得る。すなわち、本技術に係る調整光学部品を配置することで、歪曲補正にも有利となる場合もあり得る。

［画像の歪曲収差］
図１８は、ホログラムスクリーンＳに投射された画像の歪曲収差の一例を示す模式図である。図１８に示すように、ほぼ矩形の平面画像が投影され、高い性能が発揮されていることが分かる。また、画像のアスペクト比も維持されており、高品質な画像表示が実現されている。

図１９は、投射画像に関する横収差図の一例を示すグラフである。
図１９には、液晶パネルＰの５個の画素Ｃ（ナンバー１～５）における横方向（Ｘ方向）の断面での収差と、縦方向（Ｙ方向）の断面での収差とがそれぞれ図示されている。
点線、実線、及び１点鎖線で書かれた６４１ｎｍ、５２２ｎｍ、及び４４８ｎｍの波長において、像面でのずれ（縦軸）は、約０．５ｍｍ以内の範囲となっており、高精度の画像が投射可能であることが分かる。

以上、本実施形態に係る画像表示システム７及び画像表示装置８では、画像を構成する複数の画素光ＣＬがレンズ系Ｌ１により屈折されて、反射光学系Ｌ２に出射される。複数の画素光ＣＬは、反射光学系Ｌ２により、進行方向がそろえられてスクリーンＳに反射される。これにより、高品質な画像表示を実現することが可能となる。
本実施形態では、反射光学系Ｌ２を構成する第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３が、偏心自由曲面として、折りたためるような形で構成されている。これにより、高解像度、低歪曲、コンパクト性を保ちながら、複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえることが可能となり、ホログラムスクリーンＳに対する入射角度をそろえることが可能である。

＜第２の実施形態＞
本技術に係る第２の実施形態の画像表示装置について説明する。
これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した画像表示システム７、及び画像表示装置８における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。

本実施形態に係る画像表示システム２５では、第１の実施形態と比べて、スクリーンＳが投射光学系２６により近い位置に配置されている。その他の点については、第１の実施形態とほぼ等しい構成を有する。
画像投射に関するパラメータについては、第１の実施形態と同様に、図９に示す値となる。

図２０～図２４は、本実施形態に係る画像表示システム２５、及び投射光学系２６の具体的な構成例を示す光路図である。
図２５は、画像表示装置のレンズデータである。
図２６は、レンズ面Ｓ１４及びＳ１５（ＡＳＰ）と、レンズ面Ｓ２４及びＳ２６（ＸＹＰ）と、レンズ面Ｓ２５（ＡＳＳ）とに関する非球面係数を示す表である。また図２６には、レンズ面Ｓ２７とスクリーンＳとについて、平行偏心及び回転偏心が図示されている。
図２７及び図２８は、投射光学系２６の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。
図２９は、図２７及び図２８にて設定したパラメータの数値を示す表である。また図２９には、条件式（１）～（３）に関する数値も図示されている。
図３０は、ホログラムスクリーンＳに投射された画像の歪曲収差の一例を示す模式図である。
図３１は、投射画像に関する横収差図の一例を示すグラフである。

図２０～図３１は、第１の実施形態で説明した図４～図８、図１１、図１２、図１５～図１９に対応する図面であり、図面の説明については省略する。

［スクリーンＳに向けて反射される複数の画素光ＣＬの進行方向］
図１４に示すように、本実施形態において、ΔθＸの標準偏差σは、０．０５６８となる。ΔθＹの標準偏差σは、０．０２２２となる。ΔθＲの標準偏差σは、０．０２２２となる。
このように、本実施形態においても、ΔθＸ、ΔθＹ、ΔθＲの各々において、ばらつきが十分に抑えられていることが分かる。
本実施形態に係る投射光学系２６により、スクリーンＳに対して、主光線の進行方向がそろった状態で、複数の画像光ＣＬを投射することが可能である。

［投射光学系２６の特徴となるポイント］
本実施形態に係る投射光学系２６は、第１の実施形態でと同様に、上記で説明した特徴的なポイントを備える。以下、簡単に説明する。

（第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３のパワー）
図２９に示すように、投射光学系２６をＹ方向に沿って見た場合に、第１の反射面Ｍｒ１は負のパワーを有し、第２の反射面Ｍｒ２は負のパワーを有し、第３の反射面Ｍｒ３は正のパワーを有する。
投射光学系２６をＸ方向に沿って見た場合に、第１の反射面Ｍｒ１は正のパワーを有し、第２の反射面Ｍｒ２は負のパワーを有し、第３の反射面Ｍｒ３は正のパワーを有する。

反射光学系Ｌ２として、３つの曲面反射面（第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３）が用いられる。また、投射光学系２６をＹ方向に沿って見た場合、及びＸ方向に沿って見た場合の両方において、少なくとも１枚の曲面反射面のパワーが負に設定され、画角が拡大される。これにより、画像の品質を維持しつつ複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえることに有利な構成となっている。
また、最終反射面となる第３の反射面Ｍｒ３が、パワーの差が最も大きく構成されている。これにより、スクリーンＳに投射される画像のアスペクト比を維持するのに有利となる。

（θＬｘに関する条件式（１））
図２９に示すように、θＬｘ／３６０は、０．４２２となり条件式（１）を満たしている。

（θＬｙに関する条件式（２））
図２９に示すように、θＬｙ／３６０は、－０．０００１となり条件式（２）を満たしている。

（θａ１及びθａ２に関する条件式（３））
図２９に示すように、ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］はθａ１／θａ２となり、０．８９１で条件式（３）を満たしている。

［ホログラムスクリーンへの画像の投射］
第１の実施形態と同様の効果を発揮することが可能である。

［画像のアスペクト比］
図２４等に示すように、第１の実施形態と同様に、シリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２として配置される。
本実施形態においても、３枚の曲面反射面（第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３）が用いられる点と、シリンドリカルレンズＣＹＬ１及びＣＹＬ２が用いられる点の２つの点により、アスペクト比の維持が容易に実現されている。

［画像の歪曲収差］
図３０に示すように、ほぼ矩形の平面画像が投影され、高い性能が発揮されていることが分かる。また、画像のアスペクト比も維持されており、高品質な画像表示が実現されている。
図３１に示すように、点線、実線、及び１点鎖線で書かれた６４１ｎｍ、５２２ｎｍ、及び４４８ｎｍの波長において、像面でのずれ（縦軸）は、約０．５ｍｍ以内の範囲となっており、高精度の画像が投射可能であることが分かる。

＜第３の実施形態＞
図３２～図３６は、本技術の第３の実施形態に係る画像表示システム２８、及び投射光学系２９の具体的な構成例を示す光路図である。
図３７は、画像表示装置のレンズデータである。
図３８は、レンズ面Ｓ１４及びＳ１５（ＡＳＰ）と、レンズ面Ｓ２０（ＸＹＰ）とに関する非球面係数を示す表である。また図３８には、スクリーンＳについて、平行偏心及び回転偏心が図示されている。
なお、図３８のレンズ面Ｓ２１は、スクリーンＳの位置を明確にするためのデータであり、シミュレーション上必要なデータである。

図３５及び図３６に示すように、本実施形態では、レンズ系Ｌ１は、回転対称軸を有する８個の光学部品（回転対称レンズ）ＲＳ１～ＲＳ８により構成され、シリンドリカルレンズは配置されない。
照明光学系１０に最も近い１番目の回転対称レンズＲＳ１の前段側のレンズ面が、図３７のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ３に相当する。
最も後段側に位置する回転対称レンズＲＳ８の後段側のレンズ面が、図３７のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ１９に相当する。
図３７に示すレンズ面Ｓ３からレンズ面Ｓ１９までがレンズ系Ｌ１として機能し、液晶パネルＰの各画素Ｃから出射される複数の画素光ＣＬを屈折させて、反射光学系Ｌ２に出射する。
レンズ系Ｌ１は、回転対称性を有する光学系ともいえる。

図３２～図３４に示すように、本実施形態では、反射光学系Ｌ２は、１つの非球面反射面Ｍｒにより構成される。以下、１つの非球面反射面Ｍｒを、単に反射面Ｍｒと記載する。反射面Ｍｒは、１つの曲面反射面の一実施形態に相当する。
反射面Ｍｒは、レンズ系Ｌ１から出射された複数の画素光ＣＬをスクリーンＳ（被投射物）に反射する曲面反射面となり、本技術に係る最終反射面の一実施形態となる。
反射面Ｍｒは、図３７におけるレンズ面Ｓ２０（ＸＹＰ）に相当する。
また、図３８に示すように、反射面Ｍｒ（レンズ面Ｓ２０）は、Ｚ方向に沿って平行に偏心され、Ｘ軸の軸まわりで回転されて配置される。

図３２～図３４、及び図３８に示すように、本実施形態では、第１及び第２の実施形態と比べて、スクリーンＳの位置も大きく異なっている。具体的には、スクリーンＳは、画像表示装置８の上方側で、ほぼ水平となる向き（ＸＺ平面とほぼ平行となる向き）に配置される。
図３２～図３４に示すように、レンズ系Ｌ１から出射された複数の画素光ＣＬは、反射面Ｍｒにより上方側（Ｙ軸の正側）に向けて折り返され、スクリーンＳに向けて反射される。

［スクリーンＳに向けて反射される複数の画素光ＣＬの進行方向］
本実施形態では、１つの反射面Ｍｒからなる反射光学系Ｌ２により、主光線の進行方向がそろえられた状態で、複数の画素光ＣＬがスクリーンＳに反射される。
なお、レンズ系Ｌ１には、絞り（開口絞り）１６が設けられており、絞り１６の中心を通る光線が、画素光ＣＬの主光線となる。
本実施形態では、図１３Ａ～Ｂに示すΔθＸ、ΔθＹ、ΔθＲを用いて、スクリーンＳに向けて反射される複数の画素光ＣＬの進行方向を評価した。本実施形態では、第１及び第２の実施形態と比べてスクリーンＳの位置が大きく異なる。一方で、スクリーンＳの位置に基づいて、ΔθＸ、ΔθＹ、ΔθＲを演算により求めることが可能である。

図１４に示すように、本実施形態において、ΔθＸの標準偏差σは、０．１１９１となる。ΔθＹの標準偏差σは、０．１２０５となる。ΔθＲの標準偏差σは、０．１２１となる。
このように、本実施形態においても、ΔθＸ、ΔθＹ、ΔθＲの各々において、ばらつきが十分に抑えられていることが分かる。
本実施形態に係る投射光学系２９により、スクリーンＳに対して、主光線の進行方向がそろった状態で、複数の画像光ＣＬを投射することが可能である。

なお、図１４に示すように、本実施形態では、第１及び第２の実施形態と比べると、ΔθＸ、ΔθＹ、ΔθＲの各々について、ばらつきが相対的に大きくなっている。すなわち、３枚の凹面反射面を用いて反射光学系Ｌ２を構成する場合の方が、複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえるのに有利であるといえる。
一方で、１枚の凹面反射面を用いて反射光学系Ｌ２を構成する場合は、部品点数の減少、部品コストの抑制、装置の小型化等に有利となる。

［投射光学系２９の特徴となるポイント］
本実施形態に係る投射光学系２９について、特徴的なポイントについて説明する。

投射光学系２９の特徴的なポイントを説明するために、図３９及び図４０に示すように、画像光ＩＬ（画素光ＣＬ）の光路に関して、以下のようにパラメータを設定する。

図３９に示すように、投射光学系２９をＹ方向に沿って見た場合に、短辺側画素光ＣＬＳに対して以下のパラメータを設定する。
θ０ｘ：短辺側画素光ＣＬＳと光軸Ｏとの間の角度
θＬｘ：反射面Ｍｒに入射する短辺側画素光ＣＬＳと、反射面Ｍｒにより反射される短辺側画素光ＣＬＳとの間の角度

図４０に示すように、投射光学系２９をＸ方向に沿って見た場合に、第１及び第２の長辺側画素光ＣＬＬ１及びＣＬＬ２に対して以下のパラメータを設定する。
θ０ｙ：第１の長辺側画素光ＣＬＬ１の進行方向と、第２の長辺側画素光ＣＬＬ２の進行方向との交差角度
θＬｙ：反射面Ｍｒにより反射された第１の長辺側画素光ＣＬＬ１の進行方向と、反射面Ｍｒにより反射された第２の長辺側画素光ＣＬＬ２との進行方向との交差角度
θａ１：反射面Ｍｒに入射する第１の長辺側画素光ＣＬＬ１と、反射面Ｍｒにより反射される第１の長辺側画素光ＣＬＬ１との間の角度
θａ２：反射面Ｍｒに入射する第２の長辺側画素光ＣＬＬ２と、反射面Ｍｒにより反射される第２の長辺側画素光ＣＬＬ２との間の角度

なお、第１及び第２の実施形態における第３の反射面Ｍｒ３と、本実施形態における反射面Ｍｒとを、最終反射面として機能する点に着目する。そうすると、図３９及び図４０に示すθ０ｘ、θＬｘ、θ０ｙ、θＬｙ、θａ２、及びθａ１は、第１及び第２の実施形態の特徴を説明する際に用いられたθ０ｘ、θＬｘ、θ０ｙ、θＬｙ、θａ２、及びθａ１と同じパラメータとみなすことが可能である。

図４１は、図３９及び図４０にて設定したパラメータの数値を示す表である。これらの数値を適宜参照しながら、投射光学系２９に関する特徴的なポイントについて説明する。

（反射面Ｍｒのパワー）
図３９に示すパラメータの数値は以下のようになる。
θ０ｘ １３．１°
θＬｘ １３．２°
これらの数値により、投射光学系２９をＹ方向に沿って見た場合に、反射面Ｍｒは正のパワーを有しているのが分かる。

図４０に示すパラメータの数値は以下のようになる。
θ０ｙ １５．０°
θＬｙ ０．１°
これらの数値により、投射光学系２９をＸ方向に沿って見た場合に、反射面Ｍｒは正のパワーを有しているのが分かる。

このような構成は、本実施形態に係る投射光学系２９の１つの特徴といえる。この構成を有することで、複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえることに有利となる。

（θＬｘに関する条件式（４））
本実施形態に係る投射光学系２９は、以下の関係を満たすように構成されている。
（４）０．０２＜θＬｘ／３６０＜０．４７

θＬｘ／３６０が、条件式（４）に規定する上限を超える場合、反射面Ｍｒ１に入射する複数の画素光ＣＬの入射角度が１８０度に近づくため、反射させることが難しくなる可能性が高い。
θＬｘ／３６０が、条件式（４）に規定する下限を超える場合、反射面Ｍｒ１に入射する複数の画素光ＣＬの入射角度が小さいため、所望の画角（投射サイズ）に投射するために、空間が必要となり大型化する可能性が高い。
条件式（４）を満たすように投射光学系２９を構成することで、高品質な画像表示の実現に有利となる。
なお、条件式（４）の各辺に３６０を乗算して、以下の条件式とすることも可能である。
７．２＜θＬｘ＜１７０

条件式（４）の各々の下限値及び上限値に関して、例えば投射光学系２９等の構成に応じて、各値を適宜変更することも可能である。例えば上記した範囲内に含まれる任意の値を下限値及び上限値として選択し、改めて最適な範囲として設定することも可能である。

例えば条件式（４）を、以下の範囲に設定すること等が可能である。
０．０４＜θＬｘ／３６０＜０．４５
０．０６＜θＬｘ／３６０＜０．４２
０．０８＜θＬｘ／３６０＜０．４０

（θＬｙに関する条件式（２））
図４１に示すように、θＬｙ／３６０は、０．０４１５となり条件式（２）を満たしている。

（θａ１及びθａ２に関する条件式（３））
図４１に示すように、ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］はθａ１／θａ２となり、０．９２４で条件式（３）を満たしている。

［ホログラムスクリーンへの画像の投射］
上記の実施形態と同様の効果を発揮することが可能である。

［画像の歪曲収差］
図４２は、ホログラムスクリーンＳに投射された画像の歪曲収差の一例を示す模式図である。
本実施形態では、シリンドリカルレンズ等の調整光学部品が用いられていない。従って、第１及び第２の実施形態と比べて、アスペクト比の維持が若干難しくなっている。具体的には、図４２に示すように、投射画像の長辺と短辺とが反対の関係となり、縦長の画像となっている。一方で、ほぼ矩形の平面画像を表示することは実現されている。

図４３は、投射画像に関する横収差図の一例を示すグラフである。
第１及び第２の実施形態と比べると、像面でのずれ（縦軸）が若干大きくなる。具体的には、図４３に示すように、点線、実線、及び１点鎖線で書かれた６４１ｎｍ、５２２ｎｍ、及び４４８ｎｍの波長において、像面でのずれ（縦軸）が約１．５ｍｍ以内の範囲となっている。
一方で、このずれの範囲で画像を投射することが可能であり、高品質な画像表示が実現されている。

＜第４の実施形態＞
図４４～図４８は、本技術の第４の実施形態に係る画像表示システム３２、及び投射光学系３３の具体的な構成例を示す光路図である。
図４４～図４６には、液晶パネルＰの全体の領域において、Ｘ方向及びＹ方向の各々に沿って５個ずつ等間隔に並ぶ合計２５個の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路が図示されている。

図４７は、Ｙ軸に沿って投射光学系３３を切断した場合の、レンズ系Ｌ１の断面図である。図４７には、液晶パネルＰの中央の画素、各長辺１３の中央の画素、それらの中間に位置する画素の、合計５個の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路が図示されている。すなわち図４７には、液晶パネルＰの中央にて、Ｙ方向に沿って等間隔に並ぶ５個の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路が図示されている。

図４８は、Ｘ軸に沿って投射光学系３３を切断した場合の、レンズ系Ｌ１の断面図である。図４８には、液晶パネルＰの中央の画素、各短辺１４の中央の画素、それらの中間に位置する画素の、合計５個の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路が図示されている。すなわち図４８には、液晶パネルＰの中央にて、Ｘ方向に沿って等間隔に並ぶ５個の画素Ｃから出射される画素光ＣＬの光路が図示されている。

図４９は、画像投射に関するパラメータの一例を示す表である。
本実施形態では、画像変調素子の中心位置（Ｃｈｐ）は、光軸Ｏと同じ位置となる（オフセット量０．０）。従って、図４４～図４８に示すように、光軸Ｏの位置が、画像変調素子の中心位置となる。

図５０及び図５１は、画像表示装置のレンズデータである。
図５２及び図５３は、レンズ面Ｓ４８～Ｓ５０（ＸＹＰ）に関する非球面係数を示す表である。また図５２及び図５３には、レンズ面Ｓ３及びＳ４７と、スクリーンＳとについて、平行偏心及び回転偏心が図示されている。
なお、図５１のレンズ面Ｓ５１は、スクリーンＳの位置を明確にするためのデータであり、シミュレーション上必要なデータである。

図４７及び図４８に示すように、本実施形態では、レンズ系Ｌ１は、回転対称軸を有する２２個の光学部品（回転対称レンズ）ＲＳ１～ＲＳ２２により構成され、シリンドリカルレンズは配置されない。
照明光学系１０に最も近い１番目の回転対称レンズＲＳ１の前段側のレンズ面が、図５０のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ４に相当する。最も後段側に位置する回転対称レンズＲＳ２２の後段側のレンズ面が、図５１のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ４６に相当する。

また、本実施形態では、回転対称レンズＲＳ１の前段側に偏心面としてレンズ面Ｓ３が定義されている。また回転対称レンズＲＳ２２の後段側にも、偏心面としてレンズ面Ｓ４７が定義されている。
図５０及び図５１に示すレンズ面Ｓ３からレンズ面Ｓ４７までがレンズ系Ｌ１として機能し、液晶パネルＰの各画素Ｃから出射される複数の画素光ＣＬを屈折させて、反射光学系Ｌ２に出射する。

図４４～図４６に示すように、反射光学系Ｌ２は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、第１の反射面Ｍｒ１、第２の反射面Ｍｒ２、及び第３の反射面Ｍｒ３により構成される。
第１の反射面Ｍｒ１は、図５１のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ４８（ＸＹＰ）に相当する。
第２の反射面Ｍｒ２は、図５１のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ４９（ＸＹＰ）に相当する。
第３の反射面Ｍｒ３は、図５１のレンズデータにおけるレンズ面Ｓ５０（ＸＹＰ）に相当する。

図４４～図４６に示すように、レンズ系Ｌ１から出射された複数の画素光ＣＬは、第１の反射面Ｍｒ１により、上方側（Ｙ軸の正側）に向けて折り返されて反射される。
第１の反射面Ｍｒ１により反射された複数の画素光ＣＬは、第２の反射面Ｍｒ２により、下方側（Ｙ軸の負側）に向けて反射される。
第２の反射面Ｍｒ２により反射された複数の画素光ＣＬは、第３の反射面Ｍｒ３により上方側に向けて、レンズ系Ｌ１側に斜めに反射される。
従って、本実施形態では、第３の反射面Ｍｒ３により反射された複数の画素光ＣＬは、スクリーンＳに対して、Ｚ軸の正側から負側に向かう方向で投射される。すなわち、本実施形態では、第１の実施形態及び第２の実施形態と比べると、スクリーンＳに対する画像光ＩＬの投射の方向（向き）が反対となり、その状態で超短焦点での画像表示が実現されている。

［スクリーンＳに向けて反射される複数の画素光ＣＬの進行方向］
第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３からなる反射光学系Ｌ２により、複数の画素光ＣＬは、進行方向がそろえられてスクリーンＳに反射される。すなわち、第３の反射面Ｍｒ３からスクリーンＳに向かう複数の画素光ＣＬの進行方向がそろえられる。
なお、レンズ系Ｌ１には、絞り（開口絞り）１６が設けられており、絞り１６の中心を通る光線が、画素光ＣＬの主光線となる。

図５４は、スクリーンＳに向けて反射される複数の画素光ＣＬの進行方向の評価結果を示す表である。
図５４に示すように、本実施形態において、ΔθＸの標準偏差σは、０．１５７３となる。ΔθＹの標準偏差σは、０．０２９６となる。ΔθＲの標準偏差σは、０．０３０となる。
このように、本実施形態においても、ΔθＸ、ΔθＹ、ΔθＲの各々において、ばらつきが十分に抑えられていることが分かる。
本実施形態に係る投射光学系３３により、スクリーンＳに対して、主光線の進行方向がそろった状態で、複数の画像光ＣＬを投射することが可能である。

本実施形態では、ΔθＸのばらつきが相対的に大きくなっている。一方で、ΔθＹ及びΔθＲのばらつきについては十分に抑えられている。この点も、３枚の凹面反射面を用いて反射光学系Ｌ２を構成することによる効果の１つといえる。すなわち、３枚の凹面反射面を用いて反射光学系Ｌ２を構成することは、ΔθＸ、ΔθＹ、ΔθＲの少なくとも１つのばらつきを十分に抑えることについても有利な構成といえる。

［投射光学系３３の特徴となるポイント］
本実施形態に係る投射光学系３３は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、上記で説明した特徴的なポイントを備える。以下、簡単に説明する。

図５５及び図５６は、投射光学系３３の特徴的なポイントに関するパラメータを示す模式図である。
図５７は、図５５及び図５６にて設定したパラメータの数値を示す表である。また図５７には、条件式（１）～（３）に関する数値も図示されている。

（第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３のパワー）
図５７に示すように、投射光学系３３をＹ方向に沿って見た場合に、第１の反射面Ｍｒ１は負のパワーを有し、第２の反射面Ｍｒ２は負のパワーを有し、第３の反射面Ｍｒ３は正のパワーを有する。
投射光学系３３をＸ方向に沿って見た場合に、第１の反射面Ｍｒ１は正のパワーを有し、第２の反射面Ｍｒ２は負のパワーを有し、第３の反射面Ｍｒ３は正のパワーを有する。

反射光学系Ｌ２として、３つの曲面反射面（第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３）が用いられる。また、投射光学系３３をＹ方向に沿って見た場合、及びＸ方向に沿って見た場合の両方において、少なくとも１枚の曲面反射面のパワーが負に設定され、画角が拡大される。これにより、画像の品質を維持しつつ複数の画素光ＣＬの進行方向をそろえることに有利な構成となっている。
また、最終反射面となる第３の反射面Ｍｒ３が、パワーの差が最も大きく構成されている。これにより、スクリーンＳに投射される画像のアスペクト比を維持するのに有利となる。

（θＬｘに関する条件式（１））
図２９に示すように、θＬｘ／３６０は、０．３８１となり条件式（１）を満たしている。

（θＬｙに関する条件式（２））
図２９に示すように、θＬｙ／３６０は、－０．００００となり条件式（２）を満たしている。

（θａ１及びθａ２に関する条件式（３））
図２９に示すように、ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］はθａ１／θａ２となり、０．３７７で条件式（３）を満たしている。

［ホログラムスクリーンへの画像の投射］
上記の実施形態と同様の効果を発揮することが可能である。

［画像の歪曲収差］
図５８は、ホログラムスクリーンＳに投射された画像の歪曲収差の一例を示す模式図である。
本実施形態では、シリンドリカルレンズ等の調整光学部品が用いられていない。従って、第１及び第２の実施形態と比べて、アスペクト比の維持が若干難しくなっている。具体的には、図５８に示すように、投射画像の長辺と短辺とが反対の関係となり、縦長の画像となっている。一方で、ほぼ矩形の平面画像を表示することは実現されている。

図５９は、投射画像に関する横収差図の一例を示すグラフである。
点線、実線、及び１点鎖線で書かれた６４１ｎｍ、５２２ｎｍ、及び４４８ｎｍの波長において、像面でのずれ（縦軸）が約１．５ｍｍ以内の範囲で十分に抑えられており、高品質な画像表示が実現されている。

［複数の画素光ＣＬの進行方向に関する条件］
図１４に示す第１～第３の実施形態における画素光ＣＬの進行方向の評価結果、及び図５４に示す第４の実施形態における画素光ＣＬの進行方向の評価結果に基づいて、本技術に係る投射光学系の特徴となるポイントをさらに挙げる。なお、以下に示す特徴が必須要件となるわけではない。

図１４及び図５４に示す各実施形態のΔθＲに着目して、反射光学系Ｌ２により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．１３よりも小さいという点を、特徴として挙げることが可能である。
また、図１４及び図５４に示す第１、第２及び第４の実施形態のΔθＲに着目して、第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３により反射光学系Ｌ２が構成される場合の特徴として、第３の反射面Ｍｒ３により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．０３よりも小さい点を挙げることが可能である。
また図１４に示す第３の実施形態のΔθＲに着目して、１つの反射面Ｍｒにより反射光学系Ｌ２が構成される場合の特徴として、１つの反射面Ｍｒにより反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．１３よりも小さい点を挙げることが可能である。

図１４及び図５４に示す各実施形態のΔθＸに着目して、投射光学系をＹ方向に沿って見た場合に、反射光学系Ｌ２により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さいという点を、特徴として挙げることが可能である。
また、図１４及び図５４に示す第１、第２及び第４の実施形態のΔθＸに着目して、第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３により反射光学系Ｌ２が構成される場合の特徴として、投射光学系をＹ方向に沿って見た場合に、第３の反射面Ｍｒ３により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さい点を挙げることが可能である。
また図１４に示す第３の実施形態のΔθＸに着目して、１つの反射面Ｍｒにより反射光学系Ｌ２が構成される場合の特徴として、投射光学系をＹ方向に沿って見た場合に、１つの反射面Ｍｒにより反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．１２よりも小さい点を挙げることが可能である。

なお図１４に示す第１～第３の実施形態のΔθＸに着目する場合には、投射光学系をＹ方向に沿って見た場合に、反射光学系Ｌ２により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．１２よりも小さいという点を、特徴として挙げることが可能である。
また、図１４に示す第１及び第２の実施形態のΔθＸに着目する場合には、第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３により反射光学系Ｌ２が構成される場合の特徴として、投射光学系をＹ方向に沿って見た場合に、第３の反射面Ｍｒ３により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．０６よりも小さい点を挙げることが可能である。

図１４及び図５４に示す各実施形態のΔθＹに着目して、投射光学系をＸ方向に沿って見た場合に、反射光学系Ｌ２により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．１３よりも小さいという点を、特徴として挙げることが可能である。
また、図１４及び図５４に示す第１、第２及び第４の実施形態のΔθＹに着目して、第１～第３の反射面Ｍｒ１～Ｍｒ３により反射光学系Ｌ２が構成される場合の特徴として、投射光学系をＸ方向に沿って見た場合に、第３の反射面Ｍｒ３により反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．０３よりも小さい点を挙げることが可能である。
また図１４に示す第３の実施形態のΔθＹに着目して、１つの反射面Ｍｒにより反射光学系Ｌ２が構成される場合の特徴として、投射光学系をＸ方向に沿って見た場合に、１つの反射面Ｍｒにより反射された複数の画素光ＣＬの進行方向の分布の標準偏差は、０．１３よりも小さい点を挙げることが可能である。

このような標準偏差σの条件を満たすことで、高品質な画像表示を実現することに有利となる。

＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

上記の実施形態では、反射光学系Ｌ２の構成例として、３枚の凹面反射面により構成される例と、１枚の凹面反射面により構成される例を説明した。
反射光学系Ｌ２の構成例がこれらの例に限定される訳ではない。例えば、２枚の凹面反射面や４枚の凹面反射面等が用いられて、反射光学系Ｌ２が構成されてもよい。すなわち、反射光学系Ｌ２を構成するために、任意の数の凹面反射面が用いられてよい。
また、１以上の凹面反射面を偏心させることなく配置することで、反射光学系Ｌ２が実現されてもよい。
また、回転対称性を有する凹面反射面のみが用いられて、反射光学系Ｌ２が構成されてもよい。その他、反射光学系Ｌ２を実現するために、任意の構成が採用されてよい。

上記の実施形態では、スクリーンＳとして、ホログラムスクリーンが用いられる場合を説明した。
本技術の適用について、被投射物がホログラムスクリーンである場合に限定されるわけではない。
例えば、フレネルレンズスクリーンが用いられる場合にも本技術は適用可能であり、上記した効果を発揮させることが可能である。
その他、任意の構成を有する透明スクリーン等、本技術は広く適用することが可能である。
典型的には、投射画像の品質に関して、複数の画素光ＣＬの進行方向（入射角度）に依存性を有する任意の被投射物に対して、本技術に係る画像表示システム、画像表示装置、及び投射光学系は広く適用可能であり、有利な効果を発揮することが可能である。
また、スクリーンに限定されず、テーブルや建物等の壁等、任意の被投射物への画像の表示にも、本技術は適用可能である。被投射物の形状も平面形状に限定されず、曲面形状を有する被投射物に対しても、本技術は適用可能である。

各図面を参照して説明した画像表示システム、画像表示装置、投射光学系、レンズ系、反射光学系、曲面反射面、スクリーン等の各構成はあくまで一実施形態であり、本技術の趣旨を逸脱しない範囲で、任意に変形可能である。すなわち本技術を実施するための他の任意の構成やアルゴリズム等が採用されてよい。

本開示において、説明の理解を容易とするために、「略」「ほぼ」「おおよそ」等の文言が適宜使用される場合がある。一方で、これら「略」「ほぼ」「おおよそ」等の文言を使用する場合と使用しない場合とで、明確な差異が規定されるわけではない。
すなわち、本開示において、「中心」「中央」「均一」「等しい」「同じ」「直交」「平行」「対称」「延在」「軸方向」「円柱形状」「円筒形状」「リング形状」「円環形状」等の、形状、サイズ、位置関係、状態等を規定する概念は、「実質的に中心」「実質的に中央」「実質的に均一」「実質的に等しい」「実質的に同じ」「実質的に直交」「実質的に平行」「実質的に対称」「実質的に延在」「実質的に軸方向」「実質的に円柱形状」「実質的に円筒形状」「実質的にリング形状」「実質的に円環形状」等を含む概念とする。
例えば「完全に中心」「完全に中央」「完全に均一」「完全に等しい」「完全に同じ」「完全に直交」「完全に平行」「完全に対称」「完全に延在」「完全に軸方向」「完全に円柱形状」「完全に円筒形状」「完全にリング形状」「完全に円環形状」等を基準とした所定の範囲（例えば±１０％の範囲）に含まれる状態も含まれる。
従って、「略」「ほぼ」「おおよそ」等の文言が付加されていない場合でも、いわゆる「略」「ほぼ」「おおよそ」等を付加して表現される概念が含まれ得る。反対に、「略」「ほぼ」「おおよそ」等を付加して表現された状態について、完全な状態が必ず排除されるというわけではない。

本開示において、「Ａより大きい」「Ａより小さい」といった「より」を使った表現は、Ａと同等である場合を含む概念と、Ａと同等である場合を含まない概念の両方を包括的に含む表現である。例えば「Ａより大きい」は、Ａと同等は含まない場合に限定されず、「Ａ以上」も含む。また「Ａより小さい」は、「Ａ未満」に限定されず、「Ａ以下」も含む。
本技術を実施する際には、上記で説明した効果が発揮されるように、「Ａより大きい」及び「Ａより小さい」に含まれる概念から、具体的な設定等を適宜採用すればよい。

以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
光源と、
前記光源から出射される光を変調して、複数の画素光を含む画像光を生成する画像生成部と、
生成された前記画像光が入射する位置に基準軸を基準として構成され、生成された前記画像光に含まれる前記複数の画素光の各々を屈折させて出射するレンズ系と、
前記基準軸を基準として構成され、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を、進行方向をそろえて被投射物に反射する反射光学系と
を有する投射光学系と
を具備する画像表示装置。
（２）（１）に記載の画像表示装置であって、
前記反射光学系により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さい
画像表示装置。
（３）（１）又は（２）に記載の画像表示装置であって、
前記反射光学系は、回転非対称な形状を有する１以上の曲面反射面を含む
画像表示装置。
（４）（３）に記載の画像表示装置であって、
前記１以上の曲面反射面は、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を反射する第１の反射面と、前記第１の反射面により反射された前記複数の画素光を反射する第２の反射面と、前記第２の反射面により反射された前記複数の画素光を前記被投射物に反射する第３の反射面とを有する
画像表示装置。
（５）（４）に記載の画像表示装置であって、
前記第３の反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さい
画像表示装置。
（６）（４）又は（５）に記載の画像表示装置であって、
前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向とすると、
前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は負のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有し、
前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は正のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有する
画像表示装置。
（７）（６）に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記画像の短辺の中央の画素に対応する前記画素光を短辺側画素光として、前記第３の反射面に入射する前記短辺側画素光と前記第３の反射面により反射される前記短辺側画素光との間の角度をθＬｘとすると、
０．２５＜θＬｘ／３６０＜０．４７
の関係を満たすように構成されている
画像表示装置。
（８）（３）に記載の画像表示装置であって、
前記１以上の曲面反射面は、１つの曲面反射面である
画像表示装置。
（９）（８）に記載の画像表示装置であって、
前記１つの曲面反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１３よりも小さい
画像表示装置。
（１０）（８）又は（９）に記載の画像表示装置であって、
前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向とすると、
前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記１つの曲面反射面は正のパワーを有し、
前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記１つの曲面反射面は正のパワーを有する
画像表示装置。
（１１）（１０）に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記画像の短辺の中央の画素に対応する前記画素光を短辺側画素光として、前記１つの曲面反射面に入射する前記短辺側画素光と前記１つの曲面反射面により反射される前記短辺側画素光との間の角度をθＬｘとすると、
０．０２＜θＬｘ／３６０＜０．４７
の関係を満たすように構成されている
画像表示装置。
（１２）（３）から（１１）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向として、
前記１以上の曲面反射面のうち前記複数の画素光を前記被投射物に反射する曲面反射面を最終反射面として、
前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、
前記画像の一方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第１の長辺側画素光として、
前記画像の他方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第２の長辺側画素光として、
前記最終反射面に入射する前記第１の長辺側画素光と前記最終反射面により反射される前記第１の長辺側画素光との間の角度をθａ１として、
前記最終反射面に入射する前記第２の長辺側画素光と前記最終反射面により反射される前記第２の長辺側画素光との間の角度をθａ２とすると、
０．３５＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９６
の関係を満たすように構成されている
画像表示装置。
（１３）（３）から（１２）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向として、
前記１以上の曲面反射面のうち前記複数の画素光を前記被投射物に反射する曲面反射面を最終反射面として、
前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、
前記画像の一方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第１の長辺側画素光として、
前記画像の他方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第２の長辺側画素光として、
前記最終反射面により反射された前記第１の長辺側画素光の進行方向と、前記最終反射面により反射された前記第２の長辺側画素光との進行方向との交差角度をθＬｙとすると、
－０．１＜θＬｙ／３６０＜０．１
の関係を満たすように構成されている
画像表示装置。
（１４）（３）から（１３）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向として、
前記１以上の曲面反射面のうち前記複数の画素光を前記被投射物に反射する曲面反射面を最終反射面として、
前記１以上の曲面反射面のうち、前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合のパワーと、前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合のパワーとの差が最も大きい曲面反射面は、前記最終反射面である
画像表示装置。
（１５）（１）から（１４）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
前記レンズ系は、前記画像の長辺方向の画角、又は前記画像の短辺方向の画角のいずれか一方を制御する調整光学部品を含む
画像表示装置。
（１６）（１５）に記載の画像表示装置であって、
前記調整光学部品は、シリンドリカルレンズを含む
画像表示装置。
（１７）（１）から（１６）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記複数の画素光の進行方向は、前記複数の画素光の各々の主光線の進行方向である
画像表示装置。
（１８）
（ａ）
複数の画素光を含む画像光が投射されることで画像を表示する被投射物と、
（ｂ）
光源と、
前記光源から出射される光を変調して、前記複数の画素光を含む前記画像光を生成する画像生成部と、
生成された前記画像光が入射する位置に基準軸を基準として構成され、生成された前記画像光に含まれる前記複数の画素光の各々を屈折させて出射するレンズ系と、
前記基準軸を基準として構成され、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を、進行方向をそろえて被投射物に反射する反射光学系と
を有する投射光学系と
を有する画像表示装置と
を具備し、
前記被投射物は、入射する前記複数の画素光の進行方向を制御して前記画像を表示する
画像表示システム。
（１９）（１８）に記載の画像表示システムであって、
前記被投射物は、ホログラムスクリーン、又はフレネルレンズスクリーンである
画像表示システム。
（２０）
光源から出射される光を変調して生成された複数の画素光を含む画像光を被投射物に投射する投射光学系であって、
生成された前記画像光が入射する位置に基準軸を基準として構成され、生成された前記画像光に含まれる前記複数の画素光の各々を屈折させて出射するレンズ系と、
前記基準軸を基準として構成され、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を、進行方向をそろえて前記被投射物に反射する反射光学系と
を具備する投射光学系。
（２１）（２）に記載の画像表示装置であって、
前記反射光学系により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１３よりも小さい
画像表示装置。
（２２）（５）に記載の画像表示装置であって、
前記反射光学系により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．０６よりも小さい
画像表示装置。
（２３）（２）に記載の画像表示装置であって、
前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向とすると、
前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記反射光学系により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さい
画像表示装置。
（２４）（２３）に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記反射光学系により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１２よりも小さい
画像表示装置。
（２５）（２）又は（２１）から（２４）に記載の画像表示装置であって、
前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向とすると、
前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記反射光学系により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１３よりも小さい
画像表示装置。
（２６）（５）に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記第３の反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さい
画像表示装置。
（２７）（２６）に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記第３の反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．０６よりも小さい
画像表示装置。
（２８）（５）（２６）又は（２７）に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記第３の反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．０３よりも小さい
画像表示装置。
（２９）（９）に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記１つの曲面反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１２よりも小さい
画像表示装置。
（３０）（９）又は（２９）に記載の画像表示装置であって、
前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記１つの曲面反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１３よりも小さい
画像表示装置。
（３１）（１２）に記載の画像表示装置であって、
０．７＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９６
の関係を満たすように構成されている
画像表示装置。
（３２）（１７）に記載の画像表示装置であって、
前記レンズ系は、絞りを有し、
前記複数の画素光の各々の前記主光線は、前記絞りの中心を通る光線である
画像表示装置。

Ｃ…画素
ＣＬ…画素光
ＣＬＬ…長辺側画素光
ＣＬＬ１…第１の長辺側画素光
ＣＬＬ２…第２の長辺側画素光
ＣＬＳ…短辺側画素光
ＣＹＬ…シリンドリカルレンズ
ＩＬ…画像光
Ｌ１…レンズ系
Ｌ２…反射光学系
Ｍｒ…１つの反射面
Ｍｒ１…第１の反射面
Ｍｒ２…第２の反射面
Ｍｒ３…第３の反射面
ＲＳ…回転対称レンズ
Ｏ…光軸
Ｐ…液晶パネル
Ｓ…スクリーン
７、２５、２８、３２…画像表示システム
８…画像表示装置
９…光源
１０…照明光学系
１１、２６、２９、３３…投射光学系
１３…液晶パネルの長辺
１４…液晶パネルの短辺
１６…絞り

Claims (10)

1. 光源と、
   前記光源から出射される光を変調して、複数の画素光を含む画像光を生成する画像生成部と、
   生成された前記画像光が入射する位置に基準軸を基準として構成され、生成された前記画像光に含まれる前記複数の画素光の各々を屈折させて出射するレンズ系と、
   前記基準軸を基準として構成され、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を、進行方向をそろえて被投射物に反射する反射光学系と
   を有する投射光学系と
   を具備し、
   前記複数の画素光の進行方向は、前記複数の画素光の各々の主光線の進行方向であり、
   前記反射光学系は、回転非対称な形状を有する１以上の曲面反射面を含み、
   前記１以上の曲面反射面は、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を反射する第１の反射面と、前記第１の反射面により反射された前記複数の画素光を反射する第２の反射面と、前記第２の反射面により反射された前記複数の画素光を前記被投射物に反射する第３の反射面とを有し、
   前記第３の反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さく、
   前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
   前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向とすると、
   前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は負のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有し、
   前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は正のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有する
   画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記画像の短辺の中央の画素に対応する前記画素光を短辺側画素光として、前記第３の反射面に入射する前記短辺側画素光と前記第３の反射面により反射される前記短辺側画素光との間の角度をθＬｘとすると、
   ０．２５＜θＬｘ／３６０＜０．４７
   の関係を満たすように構成されている
   画像表示装置。
3. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記１以上の曲面反射面のうち前記複数の画素光を前記被投射物に反射する曲面反射面を最終反射面として、
   前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、
   前記画像の一方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第１の長辺側画素光として、
   前記画像の他方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第２の長辺側画素光として、
   前記最終反射面に入射する前記第１の長辺側画素光と前記最終反射面により反射される前記第１の長辺側画素光との間の角度をθａ１として、
   前記最終反射面に入射する前記第２の長辺側画素光と前記最終反射面により反射される前記第２の長辺側画素光との間の角度をθａ２とすると、
   ０．３５＜ＭＩＮ［θａ１，θａ２］／ＭＡＸ［θａ１，θａ２］＜０．９６
   の関係を満たすように構成されている
   画像表示装置。
4. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記１以上の曲面反射面のうち前記複数の画素光を前記被投射物に反射する曲面反射面を最終反射面として、
   前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、
   前記画像の一方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第１の長辺側画素光として、
   前記画像の他方の長辺の中央の画素に対応する前記画素光を第２の長辺側画素光として、
   前記最終反射面により反射された前記第１の長辺側画素光の進行方向と、前記最終反射面により反射された前記第２の長辺側画素光との進行方向との交差角度をθＬｙとすると、
   －０．１＜θＬｙ／３６０＜０．１
   の関係を満たすように構成されている
   画像表示装置。
5. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記１以上の曲面反射面のうち前記複数の画素光を前記被投射物に反射する曲面反射面を最終反射面として、
   前記１以上の曲面反射面のうち、前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合のパワーと、前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合のパワーとの差が最も大きい曲面反射面は、前記最終反射面である
   画像表示装置。
6. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記レンズ系は、前記画像の長辺方向の画角、又は前記画像の短辺方向の画角のいずれか一方を制御する調整光学部品を含む
   画像表示装置。
7. 請求項６に記載の画像表示装置であって、
   前記調整光学部品は、シリンドリカルレンズを含む
   画像表示装置。
8. （ａ）
   複数の画素光を含む画像光が投射されることで画像を表示する被投射物と、
   （ｂ）
   光源と、
   前記光源から出射される光を変調して、前記複数の画素光を含む前記画像光を生成する画像生成部と、
   生成された前記画像光が入射する位置に基準軸を基準として構成され、生成された前記画像光に含まれる前記複数の画素光の各々を屈折させて出射するレンズ系と、
   前記基準軸を基準として構成され、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を、進行方向をそろえて前記被投射物に反射する反射光学系と
   を有する投射光学系と
   を有し、
   前記複数の画素光の進行方向は、前記複数の画素光の各々の主光線の進行方向であり、
   前記反射光学系は、回転非対称な形状を有する１以上の曲面反射面を含み、
   前記１以上の曲面反射面は、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を反射する第１の反射面と、前記第１の反射面により反射された前記複数の画素光を反射する第２の反射面と、前記第２の反射面により反射された前記複数の画素光を前記被投射物に反射する第３の反射面とを有し、
   前記第３の反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さく、
   前記画像生成部は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成する前記画像光を、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射し、
   前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向とすると、
   前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は負のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有し、
   前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は正のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有する
   画像表示装置と
   を具備し、
   前記被投射物は、入射する前記複数の画素光の進行方向を制御して前記画像を表示する
   画像表示システム。
9. 請求項８に記載の画像表示システムであって、
   前記被投射物は、ホログラムスクリーン、又はフレネルレンズスクリーンである
   画像表示システム。
10. 光源から出射される光を変調して生成された複数の画素光を含む画像光を被投射物に投射する投射光学系であって、
    生成された前記画像光が入射する位置に基準軸を基準として構成され、生成された前記画像光に含まれる前記複数の画素光の各々を屈折させて出射するレンズ系と、
    前記基準軸を基準として構成され、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を、進行方向をそろえて前記被投射物に反射する反射光学系と
    を具備し、
    前記複数の画素光の進行方向は、前記複数の画素光の各々の主光線の進行方向であり、
    前記反射光学系は、回転非対称な形状を有する１以上の曲面反射面を含み、
    前記１以上の曲面反射面は、前記レンズ系から出射された前記複数の画素光を反射する第１の反射面と、前記第１の反射面により反射された前記複数の画素光を反射する第２の反射面と、前記第２の反射面により反射された前記複数の画素光を前記被投射物に反射する第３の反射面とを有し、
    前記第３の反射面により反射された前記複数の画素光の進行方向の分布の標準偏差は、０．１６よりも小さく、
    前記画像光は、互いに対向する１組の長辺と、互いに対向する１組の短辺とからなる矩形状の画像を構成し、前記基準軸を基準として前記レンズ系に出射され、
    前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の短辺方向に対応する方向を第１の方向として、前記レンズ系に出射される前記画像光の前記画像の長辺方向に対応する方向を第２の方向とすると、
    前記投射光学系を前記第１の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は負のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有し、
    前記投射光学系を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記第１の反射面は正のパワーを有し、前記第２の反射面は負のパワーを有し、前記第３の反射面は正のパワーを有する
    投射光学系。