JP2002040326A - 反射型結像光学系 - Google Patents

反射型結像光学系

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JP2002040326A
JP2002040326A JP2000228798A JP2000228798A JP2002040326A JP 2002040326 A JP2002040326 A JP 2002040326A JP 2000228798 A JP2000228798 A JP 2000228798A JP 2000228798 A JP2000228798 A JP 2000228798A JP 2002040326 A JP2002040326 A JP 2002040326A
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reflecting mirror
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reflection
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 結像光学系の大型化を抑え且つ広画角化を図
ること 【解決手段】 画像形成素子若しくは撮像素子等の画像
形成体2からの光束を順次反射させて拡大投写する為に
第一から第四の四つの反射鏡3a,3b,3c,3dを
備える。ここで、第一反射鏡3aは、その凹状の曲面か
ら成る反射面にて画像形成体2からの光束を受けるよう
に配設する。第二反射鏡3bは、その凸状の曲面から成
る反射面を第一反射鏡3aからの光束に向けて配設す
る。第三反射鏡3cは、その凸状の曲面から成る反射面
を第二反射鏡3bからの光束に向けて配設する。第四反
射鏡3dは、その凸状の曲面から成る反射面を第三反射
鏡3cからの光束に向けて配設すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、投写型ディスプレ
ー装置等に用いられる拡大投写用の結像光学系に係り、
その内特に反射型の結像光学系の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年における投写型ディスプレーとして
のプロジェクタ装置には、リアプロジェクタ装置並びに
フロントプロジェクタ装置がある。この内、リアプロジ
ェクタ装置は、従来のCRTプロジェクタに替えて液晶
プロジェクタを用いて拡大投写を行うものが主流になり
つつある。そして、この液晶プロジェクタを用いたリア
プロジェクタ装置は、その構造上、薄型化及び軽量化が
求められている。また、フロントプロジェクタ装置にお
いては、一般家庭で使用できるように、即ち近距離での
拡大投写を図る為に広画角化が求められている。
【0003】これらに対応する為、従来、各プロジェク
タ装置の結像光学系として反射型結像光学系を用いたも
のがあり、例えば図5に示すものがある。
【0004】この図5に示す反射型結像光学系は、回転
対称非球面形状を有する第一から第三の三つの反射鏡1
03a,103b,103cで構成されるものであっ
て、透過型画像形成素子102からの光束を各反射鏡1
03a,103b,103cにて順次反射させて画像を
拡大投写するものである。
【0005】ここで、第一反射鏡103aは、その回転
対称非球面形状の凹面を透過型画像形成素子102の結
像面に向けて配設されている。第二反射鏡103bは、
その回転対称非球面形状の凸面を第一反射鏡103aか
らの光束に向けて配設されている。第三反射鏡103c
は、その回転対称非球面形状の凸面を第二反射鏡103
bからの光束に向けて配設されている。
【0006】光源101から発せられた光束は透過型画
像形成素子102を透過し、第一から第三の反射鏡10
3a,103b,103cにて順次反射される。そし
て、第三の反射鏡103cで反射された光束は図示しな
い投写スクリーンに拡大投写されて、この投写スクリー
ン上に画像が投影される。
【0007】このように反射型結像光学系を用いること
によって、色収差をなくすことができる。また、光路の
折り畳みができ小型化が可能となる。更には、内面反射
が少なく高いコントラストを得ることができると共に、
簡単な構成で高い解像度を得ることができる、等の多く
の利点を得ることが可能となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例に示す反射型結像光学系には以下のような不都合が
あった。
【0009】第一に、広画角化を図り難いという不都合
があった。例えば、最大画角を120度以上にする場
合、各反射鏡103a,103b,103cの配設間隔
を大きくする必要がある。更に、これに伴なって光路が
広がるので、即ち各反射鏡103a,103b,103
cの反射面にて光束が大きな間隔をもって分布するの
で、各反射鏡103a,103b,103cを大型化す
る必要がでてくる。特に第三反射鏡103cの大型化は
顕著である。このように広画角化を図ろうとすると光学
系全体が大きくなってしまうので、限られた大きさの装
置では広画角化を図り難い。また、広画角化に伴なって
投写画面の下側が狭くなり、上側が広がってしまう扇形
の歪曲収差が生じてしまうので、これによっても広画角
化を図り難い。
【0010】第二に、反射型結像光学系が大きくなって
しまうという不都合があった。このことは、上述したよ
うに広画角化を図るにつれて生じる問題であるが、それ
以外にも同様の問題を生じさせる要因がある。具体的に
は、歪曲収差の補正を図る為に光学系全体が大きくなっ
てしまう。即ち、この従来例は三つの反射鏡103a,
103b,103cで構成されているので、歪曲収差補
正に対する自由度が少ない。この為、各反射鏡103
a,103b,103cの配設間隔を広げる必要があ
り、これにより反射型結像光学系が大きくなってしま
う。
【0011】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、結像光学系の大型化を抑え且つ広画角化を図
ることのできる反射型の結像光学系を提供することを、
その目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為、
請求項1記載の発明では、画像形成素子若しくは撮像素
子等の画像形成体からの光束を順次反射させる為に、第
一から第四の四つの反射鏡を備えている。ここで、第一
反射鏡は、この第一反射鏡の凹状の曲面から成る反射面
にて画像形成体からの光束を受けるように配設してい
る。第二反射鏡は、この第二反射鏡の凸状の曲面から成
る反射面を第一反射鏡からの光束に向けて配設してい
る。第三反射鏡は、この第三反射鏡の凸状の曲面から成
る反射面を第二反射鏡からの光束に向けて配設してい
る。第四反射鏡は、この第四反射鏡の凸状の曲面から成
る反射面を第三反射鏡からの光束に向けて配設してい
る。
【0013】この為、この請求項1記載の発明では、反
射鏡間の間隔を狭めることができ、且つ、各反射鏡の小
型化を図ることができる。
【0014】請求項2記載の発明では、前述した請求項
1記載の反射型結像光学系において、各反射鏡の内の少
なくとも一つの反射鏡の反射面を自由曲面形状に形成し
ている。
【0015】この為、この請求項2記載の発明では、前
述した請求項1記載の発明と同等に機能するほか、反射
面を自由曲面形状にすることによって理想的な曲面を形
成することができるので、自由曲面形状部分で反射する
光束の歪曲収差の補正の自由度を高めることができる。
これにより、歪曲収差の補正を図ることが可能となる。
【0016】請求項3記載の発明では、前述した請求項
1記載の反射型結像光学系において、各反射鏡におけ
る、少なくとも一つの反射鏡の反射面を自由曲面形状に
形成すると共に、少なくとも一つの反射鏡の反射面を回
転対称非球面形状に形成している。
【0017】この為、この請求項3記載の発明では、前
述した請求項1記載の発明と同等に機能するほか、反射
面を自由曲面形状,回転対称非球面形状にすることによ
って歪曲収差の補正を図ることができる。この場合、反
射面を自由曲面形状にすることによって理想的な曲面を
形成することができるので、自由曲面形状部分で反射す
る光束の歪曲収差の補正の自由度を高めることが可能と
なる。また、反射面を加工し易い回転対称非球面形状に
することによって、その加工に係る原価を低減すること
ができる。
【0018】請求項4記載の発明では、前述した請求項
3記載の反射型結像光学系において、第四反射鏡の反射
面を回転対称非球面形状に形成している。
【0019】この為、この請求項4記載の発明では、前
述した請求項3記載の発明と同等に機能するほか、他の
反射鏡に比べて外形の大きい第四反射鏡の加工を容易に
行うことができるので、更なる原価の低減効果を得るこ
とができる。また、高い精度が求められる光学系の組立
工程にあって、その組立精度を緩和することができる。
【0020】請求項5記載の発明では、前述した請求項
1,2,3又は4記載の反射型結像光学系において、各
反射鏡を樹脂材料にて形成している。
【0021】この為、この請求項5記載の発明では、前
述した請求項1,2,3又は4記載の発明と同等に機能
するほか、例えば反射鏡をガラスで形成した場合の複雑
な研磨工程を経ずとも反射鏡を形成することができるの
で、その製造工程に係る原価の低減を図ることができ
る。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の第一実施形態について図
1及び図2に基づいて説明する。
【0023】図1に示す結像光学系は、回転対称非球面
形状を有する第一及び第四の反射鏡3a,3dと、自由
曲面形状を有する第二及び第三の反射鏡3b、3cとを
備えた反射型結像光学系であって、透過型画像形成素子
(画像形成体)2からの光束を各反射鏡3a,3b,3
c,3dにて順次反射して画像を拡大投写するものであ
る。
【0024】ここで、第一反射鏡3aは、その回転対称
非球面形状の凹面を透過型画像形成素子2に向けて配設
されている。第二反射鏡3bは、その自由曲面形状の凸
面を第一反射鏡3aからの光束に向けて配設されてい
る。第三反射鏡3cは、その自由曲面形状の凸面を第二
反射鏡3bからの光束に向けて配設されている。第四反
射鏡3dは、その回転対称非球面形状の凸面を第三反射
鏡3cからの光束に向けて配設されている。そして、第
一反射鏡3aと第二反射鏡3bとの間隔、及び第二反射
鏡3bと第三反射鏡3cとの間隔を、第三反射鏡3cと
第四反射鏡3dとの間隔よりも狭くなるように配設され
ている。
【0025】この場合各反射鏡3a,3b,3c,3d
は、本実施形態において樹脂材料にて形成されている。
【0026】光源1から発せられた光束は透過型画像形
成素子2を透過し、その光束は第一から第四の反射鏡3
a,3b,3c,3dにて順次反射される。そして、第
四反射鏡3dで反射された光束が図示しない投写スクリ
ーンに拡大投写されて、この投写スクリーン上に画像が
投影される。この時、投写画像の投影画角は120度以
上に広画角化されている。
【0027】本実施形態における第二及び第三の反射鏡
3b,3cの反射面の自由曲面形状は、ツェルニケ(Fr
itz Zernike)の多項式を用いた以下の式で表される。
【0028】
【数1】
【0029】この場合、Zは面の深さ、kは円錐常数、
cは光軸頂点での曲率、ρは光軸からの高さ、α
(i=1,2,…,7,8),A(i=1,2,
…,27,28),F(i=1,2,…,27,2
8)は各々補正係数、rは光軸頂点での曲率半径を示
す。また、x,yは三次元左手座標のx,yを示す。こ
こで、関数F(i=1,2,…,27,28)につ
いては図2に各々示す。
【0030】続いて、第一及び第四の反射鏡3a,3d
の反射面の回転対称非球面形状は以下の式で表される。
【0031】
【数2】
【0032】この場合、Zは面の深さ、kは円錐常数、
cは光軸頂点での曲率、ρは光軸からの高さ、α
(i=1,2,…,7,8)は各々補正係数、rは
光軸頂点での曲率半径を示す。また、x,yは三次元左
手座標のx,yを示す。
【0033】尚、各反射鏡3a,3b,3c,3dの反
射面の形状を表す上述した各式は、必ずしもこれに限定
するものではない。
【0034】このように、本実施形態においては、四つ
の反射鏡3a,3b,3c,3dを設け、且つ、第一反
射鏡3aと第二反射鏡3bとの間隔、並びに第二反射鏡
3bと第三反射鏡3cとの間隔を、第三反射鏡3cと第
四反射鏡3dとの間隔よりも狭くしているので、光学系
全体の大型化を抑えつつ広画角化を図ることができる。
【0035】具体的に説明すると、例えば従来例の如く
図5に示す三つの反射鏡103a,103b,103c
から成る反射型結像光学系において本実施形態と同等の
画角を得ようとした場合、前述したように反射鏡間の間
隔を大きくする必要があり、且つ、これに伴なって各反
射鏡103a,103b,103cの大型化を図る必要
がある。特に第三反射鏡103cは、本実施形態の第四
反射鏡3dよりも大きくする必要がある。即ち、従来例
に示す反射型結像光学系にて広画角化を図ろうとする
と、光学系全体が大型化してしまう。
【0036】しかしながら、本実施形態のように四つの
反射鏡3a,3b,3c,3dを設けることによって、
反射鏡間の間隔を狭めることができ、且つ、各反射鏡3
a,3b,3c,3dの小型化を図ることができる。そ
して、これにより光学系全体の大型化を抑えつつ広画角
化を図ることが可能となる。
【0037】次に、本実施形態では第一及び第四の反射
鏡3a,3dを回転対称非球面形状に、また、第二及び
第三の反射鏡3b,3cを自由曲面形状に形成している
ので、例えば反射鏡を球面に形成した場合に比べて理想
的な曲面を形成することができる。そして、これにより
歪曲収差の補正ができ、投写スクリーン上に投写された
画像の高解像度化を図ることが可能となる。
【0038】更に、第二及び第三の反射鏡3b,3cを
自由曲面形状に形成しているので、これら各反射鏡3
b,3cにて反射された各光束の歪曲収差の補正の自由
度をより高めることができる。即ち、より好適な曲面形
状を形成することができるので、従来例にて問題であっ
た広画角化時の歪曲収差を有効に補正することができ
る。そして、これにより高解像度を達成しつつ広画角化
を図ることが可能となる。
【0039】尚、本実施形態において反射面が自由曲面
形状である反射鏡を二つ(第二及び第三の反射鏡3b,
3c)設けているが、必ずしもこれに限定するものでは
ない。例えば、各反射鏡3a,3b,3c,3dの内の
一つのみが自由曲面形状を有する反射鏡であっても上述
した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。但
しこの場合、後述するように原価の点を考慮するのであ
れば、外形の大きな第四反射鏡3dは回転対称非球面形
状に形成して原価低減を図ることが望ましい。
【0040】ここで、他の反射鏡3a,3b,3cに比
べて外形の大きい第四反射鏡3dを加工し易い回転対称
非球面形状に形成しているので、その加工に係る原価を
低減することができる。また、第一反射鏡3aも回転対
称非球面形状に形成しているので、同様に原価低減を図
ることができる。更には、高い精度が求められる光学系
の組立工程にあって、本実施形態では回転対称非球面形
状を有する第一及び第四の反射鏡3a,3dを設けてい
るので、高解像度を維持しつつ組立精度を緩和すること
ができる。これにより、その組立工程に係る原価の低減
を図ることが可能となる。即ち、回転対称非球面形状か
ら成る二つの反射鏡(本実施形態では第一及び第四の反
射鏡3a,3d)を設けることによって、光学系全体の
原価低減に寄与することができる。
【0041】また、各反射鏡3a,3b,3c,3dを
樹脂材料にて形成しているので、安価な反射型結像光学
系を構成することができる。具体的には、例えば反射鏡
をガラスで形成した場合には複雑な研磨工程を経なけれ
ばならいが、樹脂材料を用いることによってその工程を
経ずとも反射鏡を形成することができる。そして、これ
により製造工程における原価を低減することが可能とな
り、安価な反射型結像光学系を得ることができる。但し
この場合、各反射鏡3a,3b,3c,3dの材料とし
ては樹脂材料に限定するものでなく、適宜原価,性能等
を考慮した他の材料を用いてもよい。
【0042】ここで、この樹脂材料から成る各反射鏡3
a,3b,3c,3dを用いた反射型結像光学系を投写
型ディスプレー装置に適用する場合は、光源1からの熱
影響を考慮する必要がある。具体的には、第二及び第三
の反射鏡3b,3cにおける各反射面では光束が狭い間
隔で分布しているので熱の影響を受け易くなっている。
この為、第二及び第三の反射鏡3b,3cは、その材質
の線膨張係数αを α<6×10−5 に抑えることによって熱影響を緩和させることが望まし
い。
【0043】次に、本発明の第二実施形態について図3
及び図4に基づいて説明する。
【0044】図3及び図4に示す結像光学系は、自由曲
面形状を有する第一から第三の反射鏡13a,13b,
13cと、回転対称非球面形状を有する第四反射鏡13
dとを備えた反射型結像光学系であって、画像形成素子
若しくは撮像素子等の画像形成体12からの光束を各反
射鏡13a,13b,13c,13dにて順次反射させ
て画像を拡大投写するものである。
【0045】ここで、第一反射鏡13aは、その自由曲
面形状の凹面にて画像形成体12の結像面からの光束を
受けるように配設されている。第二反射鏡13bは、そ
の自由曲面形状の凸面を第一反射鏡13aからの光束に
向けて配設されている。第三反射鏡13cは、その自由
曲面形状の凸面を第二反射鏡13bからの光束に向けて
配設されている。第四反射鏡13dは、その回転対称非
球面形状の凸面を第三反射鏡13cからの光束に向けて
配設されている。そして、第一反射鏡13aと第二反射
鏡13bとの間隔、及び第二反射鏡13bと第三反射鏡
13cとの間隔を、第三反射鏡13cと第四反射鏡13
dとの間隔よりも狭くなるように配設されている。
【0046】この場合各反射鏡13a,13b,13
c,13dは、本実施形態において樹脂材料にて形成さ
れている。
【0047】光源11から発せられた光束は画像形成体
12で反射され、その光束は第一から第四の反射鏡13
a,13b,13c,13dにて順次反射される。そし
て、第四反射鏡13dで反射された光束が図示しない投
写スクリーンに拡大投写されて、この投写スクリーン上
に画像が投影される。この時、投写画像の投影画角は1
40度以上に広画角化されている。
【0048】この場合、各反射鏡13a,13b,13
c,13dの自由曲面形状及び回転対称非球面形状は、
第一実施形態と同様の式で表される。
【0049】このように、本実施形態においても四つの
反射鏡13a,13b,13c,13dを設け、且つ、
第一反射鏡13aと第二反射鏡13bとの間隔、並びに
第二反射鏡13bと第三反射鏡13cとの間隔を、第三
反射鏡13cと第四反射鏡13dとの間隔よりも狭くし
ているので、前述した第一実施形態と同様に光学系全体
の大型化を抑えつつ広画角化を図ることができる。
【0050】次に、本実施形態では第一から第三の反射
鏡13a,13b,13cを自由曲面形状に、また、第
四反射鏡13dを回転対称非球面形状に形成しているの
で、前述した第一実施形態と同様に、例えば反射鏡を球
面に形成した場合に比べて理想的な曲面を形成すること
ができる。そして、これにより歪曲収差の補正ができ、
投写スクリーン上に投写された画像の高解像度化を図る
ことが可能となる。
【0051】更に、第一から第三の反射鏡13a,13
b,13cを自由曲面形状に形成しているので、これら
各反射鏡13a,13b,13cにて反射された各光束
の歪曲収差の補正の自由度をより高めることができる。
即ち、より好適な曲面形状を形成することができるの
で、従来例にて問題であった広画角化時の歪曲収差を有
効に補正することができる。そして、これにより高解像
度を達成しつつ広画角化を図ることが可能となる。この
場合、前述した第一実施形態において示したように、自
由曲面形状を有する反射鏡の数は、必ずしも本実施形態
の数に限定するものではない。
【0052】ここで、他の反射鏡13a,13b,13
cに比べて外形の大きい第四反射鏡13dを加工し易い
回転対称非球面形状に形成しているので、その加工に係
る原価を低減することができる。更には、高い精度が求
められる光学系の組立工程にあって、本実施形態では回
転対称非球面形状を有する第四反射鏡13dを設けてい
るので、高解像度を維持しつつ組立精度を緩和すること
ができる。これにより、その組立工程に係る原価の低減
を図ることが可能となる。即ち、回転対称非球面形状か
ら成る反射鏡(本実施形態では第四反射鏡13d)を設
けることによって、光学系全体の原価低減に寄与するこ
とができる。
【0053】また、前述した第一実施形態と同様に各反
射鏡13a,13b,13c,13dを樹脂材料にて形
成しているので、安価な反射型結像光学系を構成するこ
とができる。
【0054】
【発明の効果】本発明に係る反射型結像光学系は、第一
から第四の四つの反射鏡を備える。ここで、第一反射鏡
は、この第一反射鏡の凹状の曲面から成る反射面にて画
像形成体からの光束を受けるように配設する。第二反射
鏡は、この第二反射鏡の凸状の曲面から成る反射面を第
一反射鏡からの光束に向けて配設する。第三反射鏡は、
この第三反射鏡の凸状の曲面から成る反射面を第二反射
鏡からの光束に向けて配設する。第四反射鏡は、この第
四反射鏡の凸状の曲面から成る反射面を第三反射鏡から
の光束に向けて配設する、という構成を採っている。こ
の為、反射鏡間の間隔を狭めることができ、且つ、各反
射鏡の小型化を図ることができるので、光学系全体の大
型化を抑えつつ高画角化を図ることができる。
【0055】ここで、各反射鏡の内の少なくとも一つず
つの反射鏡の反射面を自由曲面形状に形成することによ
って、その反射面を理想的な曲面に形成することができ
る。この為、自由曲面形状部分で反射する光束の歪曲収
差の補正の自由度を高めることができ、これにより歪曲
収差の補正を図ることができるので、高解像度化を図る
ことが可能となる。
【0056】また、各反射鏡における、少なくとも一つ
の反射鏡の反射面を自由曲面形状に形成すると共に、少
なくとも一つの反射鏡の反射面を回転対称非球面形状に
形成することによって、歪曲収差の補正を図ることがで
きる。この場合、反射面を自由曲面形状にすることによ
って理想的な曲面を形成することができるので、自由曲
面形状部分で反射する光束の歪曲収差の補正の自由度を
高めることが可能となる。これにより、更なる高解像度
化を図ることができる。また、反射面を加工し易い回転
対称非球面形状にすることによって、その加工に係る原
価を低減することができる。
【0057】この場合、第四反射鏡をその反射面が回転
対称非球面形状である反射鏡とすることによって、他の
反射鏡に比べて外形の大きい第四反射鏡の加工が容易に
行われるので、その加工に要する原価の更なる低減効果
を得ることができる。また、高い精度が求められる光学
系の組立工程にあって、その組立精度を緩和することが
できるので、これによっても原価の低減を図ることがで
きる。
【0058】ここで、各反射鏡を樹脂材料で形成するこ
とによって、例えば反射鏡をガラスで形成した場合の複
雑な研磨工程を経ずとも反射鏡を形成することができる
ので、その製造工程に係る原価の低減を図ることができ
る。
【0059】即ち、本発明によって光学系全体の大型化
を抑えつつ高画角化を図ることができ、且つ、高解像度
化を図ることができる。更には、光学系全体の原価の低
減をも図ることができるという、従来にない優れた反射
型結像光学系を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る反射型結像光学系の第一実施形態
を示す側面図である。
【図2】関数F(i=1,2,…,27,28)を
示す図である。
【図3】本発明に係る反射型結像光学系の第二実施形態
を示す側面図である。
【図4】本発明に係る反射型結像光学系の第二実施形態
を示す斜視図である。
【図5】従来の反射型結像光学系を示す側面図である。
【符号の説明】
2 透過型画像形成素子(画像形成体) 3a,13a 第一反射鏡 3b,13b 第二反射鏡 3c,13c 第三反射鏡 3d,13d 第四反射鏡 12 画像形成体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像形成素子若しくは撮像素子等の画像
    形成体からの光束を順次反射させて拡大投写する反射型
    結像光学系であって、 前記反射用として、第一から第四の四つの反射鏡を備
    え、 前記第一反射鏡は、当該第一反射鏡の凹状の曲面から成
    る反射面にて前記画像形成体からの光束を受けるように
    配設し、 前記第二反射鏡は、当該第二反射鏡の凸状の曲面から成
    る反射面を前記第一反射鏡からの光束に向けて配設し、 前記第三反射鏡は、当該第三反射鏡の凸状の曲面から成
    る反射面を前記第二反射鏡からの光束に向けて配設し、 前記第四反射鏡は、当該第四反射鏡の凸状の曲面から成
    る反射面を前記第三反射鏡からの光束に向けて配設した
    ことを特徴とする反射型結像光学系。
  2. 【請求項2】 前記各反射鏡の内の少なくとも一つの反
    射鏡の反射面を、自由曲面形状に形成したことを特徴と
    する請求項1記載の反射型結像光学系。
  3. 【請求項3】 前記各反射鏡における、少なくとも一つ
    の反射鏡の反射面を自由曲面形状に形成すると共に、少
    なくとも一つの反射鏡の反射面を回転対称非球面形状に
    形成したことを特徴とする請求項1記載の反射型結像光
    学系。
  4. 【請求項4】 前記第四反射鏡の反射面を、前記回転対
    称非球面形状に形成したことを特徴とする請求項3記載
    の反射型結像光学系。
  5. 【請求項5】 前記各反射鏡を、樹脂材料にて形成した
    ことを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の反射型
    結像光学系。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004295042A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Minolta Co Ltd 画像投影装置
JP2006039032A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Sharp Corp 投射型表示装置
US7048388B2 (en) 2003-02-06 2006-05-23 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
US7274522B2 (en) 2004-03-17 2007-09-25 Fujinon Corporation Reflective optical system
US7411737B2 (en) 2004-11-25 2008-08-12 Konica Minolta Opto, Inc. Projection optical system
EP2073050A1 (en) 2006-09-15 2009-06-24 Ricoh Company, Limited Optical projection system having two sub-systems and forming an intermediate image there between
US8025415B2 (en) 2006-09-15 2011-09-27 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system and image projecting apparatus
US8071965B2 (en) 2004-10-21 2011-12-06 Sony Corporation Projection optical system and projection-type image display apparatus
US8107163B2 (en) 2006-11-06 2012-01-31 Sony Corporation Projection optical system and projection image display apparatus
US8267524B2 (en) 2008-01-18 2012-09-18 Seiko Epson Corporation Projection system and projector with widened projection of light for projection onto a close object
JP2014095912A (ja) * 2004-01-06 2014-05-22 Seiko Epson Corp 表示装置、および光学系
US8915598B2 (en) 2011-06-06 2014-12-23 Seiko Epson Corporation Projector
CN111443473A (zh) * 2020-05-11 2020-07-24 杭州电子科技大学 一种用于移动终端的紧凑型离轴反射式摄远光学镜头

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2381093C (en) * 1999-08-04 2008-02-05 Sanyo Electric Co., Ltd. Rear projection display device
US6719430B2 (en) 1999-12-21 2004-04-13 Scram Technologies, Inc. Precision optical system for display panel
JP2003161885A (ja) * 2001-11-29 2003-06-06 Minolta Co Ltd 斜め投影光学系
DE10036570B4 (de) * 2000-07-27 2004-07-15 Robert Bosch Gmbh Anzeigevorrichtung
US6805447B2 (en) * 2000-10-13 2004-10-19 Nec Viewtechnology Ltd. Rear projection display device and projecting method used for the same
JP2003004922A (ja) * 2001-06-26 2003-01-08 Canon Inc 反射光学素子およびその製造方法、光学系、光学機器
JP2003177320A (ja) * 2001-12-12 2003-06-27 Nec Viewtechnology Ltd 反射型結像光学系およびプロジェクター
US6774799B2 (en) * 2002-06-03 2004-08-10 Pro Tech Monitoring, Inc. House arrest tracker system
US7090354B2 (en) * 2002-08-16 2006-08-15 Infocus Corporation Projection device and screen
US7088509B2 (en) * 2002-08-16 2006-08-08 Infocus Corporation Laminate screen for display device
US7009765B2 (en) * 2002-08-16 2006-03-07 Infocus Corporation Wide angle lens system having a distorted intermediate image
US7777949B2 (en) * 2002-08-16 2010-08-17 Seiko Epson Corporation Laminate screen for a display device
US6896375B2 (en) * 2002-08-16 2005-05-24 Infocus Corporation Rear projection display device having multiple mirrors that are substantially parallel to a screen
US7102820B2 (en) * 2002-08-16 2006-09-05 Infocus Corporation Flat valley fresnel lens for a display device
US7088507B2 (en) * 2002-08-16 2006-08-08 Infocus Corporation Rear projection display
US7341353B2 (en) * 2002-08-16 2008-03-11 Infocus Corporation Variable fresnel screen for use in projection device
US7175287B2 (en) * 2002-08-16 2007-02-13 Infocus Corporation Wide angle projection lens
KR20040021472A (ko) * 2002-09-04 2004-03-10 삼성전자주식회사 조명 광학계 및 이를 채용한 화상 표시장치
US6899433B2 (en) * 2003-06-19 2005-05-31 Brookhaven Science Associates Split image optical display
US7080910B2 (en) * 2003-08-19 2006-07-25 Infocus Corporation Method and system for a thermal architecture and user adjustable keystone in a display device
KR100584589B1 (ko) * 2003-12-23 2006-05-30 삼성전자주식회사 투사 광학계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템
US7259912B2 (en) * 2004-01-06 2007-08-21 Infocus Corporation Fresnel lens having reduced distortions
JP2005234452A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Konica Minolta Opto Inc 投影光学系
US7050228B2 (en) * 2004-02-25 2006-05-23 Infocus Corporation Environmentally-adaptive frame assembly
US7055969B2 (en) * 2004-04-29 2006-06-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Reflective optical assembly
US7021778B1 (en) * 2004-09-24 2006-04-04 General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. Compact-depth spiral telescope and method of making and using the same
JP2006138882A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Konica Minolta Opto Inc 斜め投影光学系
JP4718883B2 (ja) * 2005-04-11 2011-07-06 Necディスプレイソリューションズ株式会社 投写型表示装置
JP4584160B2 (ja) * 2006-03-01 2010-11-17 Necディスプレイソリューションズ株式会社 投写型表示装置
CN100449350C (zh) * 2006-12-07 2009-01-07 浙江大学 基于自由曲面的超薄型反射式投影显示成像方法及物镜
JP5094311B2 (ja) * 2007-09-28 2012-12-12 株式会社日立製作所 投射型映像表示装置
TW201033637A (en) * 2009-03-12 2010-09-16 Young Optics Inc Fixed-focus lens and apparatus integrating optical projection and image detection
TWI418845B (zh) 2010-06-01 2013-12-11 Young Optics Inc 定焦鏡頭
JP5676748B2 (ja) * 2011-03-28 2015-02-25 富士フイルム株式会社 投写光学系および投写型表示装置
WO2012132297A1 (ja) * 2011-03-28 2012-10-04 富士フイルム株式会社 投写光学系および投写型表示装置
TWI420500B (zh) * 2011-05-18 2013-12-21 Amtran Technology Co Ltd 可控制外部燈源之顯示裝置與外部燈源之控制方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410434A (en) * 1993-09-09 1995-04-25 Ultratech Stepper, Inc. Reflective projection system comprising four spherical mirrors
US6254243B1 (en) * 1999-10-12 2001-07-03 Walter A. Scrivens Composite polymeric reflectors

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7938545B2 (en) 2003-02-06 2011-05-10 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
USRE45258E1 (en) 2003-02-06 2014-11-25 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
US7637618B2 (en) 2003-02-06 2009-12-29 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
US7637621B2 (en) 2003-02-06 2009-12-29 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
USRE45728E1 (en) 2003-02-06 2015-10-06 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
US7441908B2 (en) 2003-02-06 2008-10-28 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
USRE48309E1 (en) 2003-02-06 2020-11-17 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
US7631975B2 (en) 2003-02-06 2009-12-15 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
US7048388B2 (en) 2003-02-06 2006-05-23 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
US7922341B2 (en) 2003-02-06 2011-04-12 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system, magnification projection optical system, magnification projection apparatus, and image projection apparatus
JP2004295042A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Minolta Co Ltd 画像投影装置
JP2014095912A (ja) * 2004-01-06 2014-05-22 Seiko Epson Corp 表示装置、および光学系
JP2017083867A (ja) * 2004-01-06 2017-05-18 セイコーエプソン株式会社 表示装置、および光学系
US7274522B2 (en) 2004-03-17 2007-09-25 Fujinon Corporation Reflective optical system
JP2006039032A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Sharp Corp 投射型表示装置
US8071965B2 (en) 2004-10-21 2011-12-06 Sony Corporation Projection optical system and projection-type image display apparatus
US8217374B2 (en) 2004-10-21 2012-07-10 Sony Corporation Projection optical system and projection-type image display apparatus
US7880972B2 (en) 2004-11-25 2011-02-01 Konica Minolta Opto, Inc. Projection optical system
US7411737B2 (en) 2004-11-25 2008-08-12 Konica Minolta Opto, Inc. Projection optical system
US8025415B2 (en) 2006-09-15 2011-09-27 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system and image projecting apparatus
US7946717B2 (en) 2006-09-15 2011-05-24 Ricoh Company, Ltd. Projection optical system and image projecting apparatus
EP2073050A1 (en) 2006-09-15 2009-06-24 Ricoh Company, Limited Optical projection system having two sub-systems and forming an intermediate image there between
US8107163B2 (en) 2006-11-06 2012-01-31 Sony Corporation Projection optical system and projection image display apparatus
US8267524B2 (en) 2008-01-18 2012-09-18 Seiko Epson Corporation Projection system and projector with widened projection of light for projection onto a close object
US8915598B2 (en) 2011-06-06 2014-12-23 Seiko Epson Corporation Projector
US9086617B2 (en) 2011-06-06 2015-07-21 Seiko Epson Corporation Projector
US9298074B2 (en) 2011-06-06 2016-03-29 Seiko Epson Corporation Projector
CN111443473A (zh) * 2020-05-11 2020-07-24 杭州电子科技大学 一种用于移动终端的紧凑型离轴反射式摄远光学镜头

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