JP2986103B2

JP2986103B2 - 画像投影装置

Info

Publication number: JP2986103B2
Application number: JP62335674A
Authority: JP
Inventors: 康幸手島; 和司吉田; 守康白柳
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: JPH01257834A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、CRT、液晶等の画像を表示する装置（本
明細書ではこれを画像光源と定義する）からの光束を透
過型のスクリーン上に拡大して投影する画像投影装置の
改良に関するものである。従来の技術及びその問題点この種の画像投影装置としては例えば特開昭62−3183
8号公報に記載されるようなものがある。第23図はこの公報に開示されたビデオプロジェクター
を示したものである。図示されるようにこの装置は、筐
体１内に画像を発生するCRT2と投影レンズ３、及び反射
鏡４とが設けられており、筐体１の一側の開口には透過
型のスクリーン５が配設されている。上記公報に記載された技術によれば、反射鏡４に凸面
鏡としての機能を持たせ、その拡大効果によって従来よ
りスクリーン５を反射鏡４に近接した位置に設けること
を可能としており、それにより全体の薄型化を達成しよ
うとしている。しかし、この方法では反射鏡とスクリー
ンとのなす角度が45゜であるため、薄型化にも限界があ
った。薄型化を達成するためには上記の従来例のようにスク
リーンを反射鏡に接近させる手法の他、反射鏡とスクリ
ーンとのなす角度を小さくする手法が考えられる。以下、後者の手法に従い、平面ミラーを用いて薄型化
を図った場合の参考例を具体的な数値を示しつつ説明す
る。なお、以下の例に示す光学系は、いずれもチャート
面上でのｙ方向に関する物高が±22.860mm、ｚ方向に関
する物高が±30.480mmの範囲内にある光束によって、画
像光源のチャート面に形成された画像を12倍に拡大して
スクリーンに投影しようとするものである。《参考例１》基本的には、平面ミラーを使用しても反射鏡とスクリ
ーンとの角度を45゜より小さくすることはできる。第24
図はそのような投影装置の光学系を示すものであり、こ
の光学系はCRT等の画像光源のチャート面10と、投影レ
ンズ20と、反射鏡30及びスクリーン40とから構成されて
いる。ここで、投影レンズ20の光軸l₁と反射鏡30との交点Ｏ
を原点として直交座標を設定する。まず、交点Ｏを通り
反射鏡30を直交する軸をｘ軸とし、光軸l₁とｘ軸とを含
む面と反射鏡30との交線をｙ軸、x,y両軸に直交する軸
をｚ軸とする。すなわち、反射鏡30はｙ−ｚ平面と一致
していることとなり、第24図はｘ−ｙ平面に沿った断面
を示すものとなる。また、この参考例ではチャート面10
を光軸l₁に対して垂直に設定している。以下の説明における角度は全てこのｘ−ｙ平面内にお
けるものであり、その方向は基準となる方向に対して時
計回りを（−）としている。投影レンズ20は、実際に設計されるものとしては、第
25図に示したように４群６枚構成のレンズ系であり、そ
の配置関係は下記の第１表に示した通りとなる。第１表においては、チャート面10側の面からその曲率
半径をR₁,R₂,…R₉,R₁₀とすると共に、各面の開口径をUH
₁,UH₂…UH₉,UH₁₀とし、各面間の距離をD₁,D₂…D₈,D₉と
し、この距離に対応する範囲にある媒質の屈折率をN₁,N
₂…N₈,N₉とする。なお、本明細書では、上記の構成によって形成される
焦点距離75mmの投影レンズを、後述する理想レンズと区
別するために実レンズと定義しておく。第24図において、スクリーン40に対する反射鏡30の傾
斜角をθ_１、ｘ軸に対する光軸l₁の傾斜角をθ_２とす
る。また、光軸l₁に沿ったチャート面10から投影レンズ
20の第１面までの距離をd₁、レンズの最終面から原点Ｏ
までの距離をd₂とし、反射鏡30による光軸l₁の反射経路
l₂に沿った原点Ｏからスクリーン40までの距離をd₃とす
る。実レンズを用いる場合におけるこれらのスペックは第
２表に示した通りの数値をとり、その場合の光線の経路
は第26図、ディストーション及びスポット性能は第27図
に示した通りとなる。第26図では、チャート面10上でのｙ方向の物高が−2
2.860mm,−11.430mm,0.000mm,11.430mm,22.860mmからの
５本の主光線と、それぞれの主光線について２本づつの
周辺光線とを示している。また、第27図はチャート面10に縦横のピッチが7.62mm
となる６×８のメッシュを設定し、これを上記の光学系
を介してスクリーン40上に投影した場合の状態を示して
おり、チャート面10の12倍、すなわち、縦横のピッチが
91.44mmとなる６×８の基準メッシュ（図中破線で示
す）にできるだけ近接させることが望ましい。この例で
示した光学系によれば、実際に投影されるメッシュと基
準メッシュとをほぼ完全に一致させることができる。また、スポット形状は図中に点の集合として表示され
ている。この図では１つのスポットにつきそれぞれチャ
ート面10の同一位置から出射する100本の光線によって
シュミレーションを行ったものであり、スポットの縮尺
はメッシュの縮尺の10倍で表示している。なお、右半分
の領域におけるスポット状態は左半分と線対称になるた
め、図示を省略している。次に、装置の厚さについて説明する。装置の厚さは、
スクリーン40と反射鏡40の下限との間の距離を目安とし
て考えることができる。そこで、反射鏡30の下限をチャ
ート面10上でｙ＝−22.860mmから出た主光線と反射鏡30
との交点Ｐ（第26図参照）とし、このＰを通りスクリー
ン40に対して直交する仮想線を設定すると、スクリーン
40とこの仮想線の交点からＰまでの距離が装置の厚さを
示す目安となる。本明細書ではこの距離を厚さ指標d_Tと
定義する。上記の構成によれば、d_T＝356.531mmとなる。ところで、上記の例では投影レンズ20として実レンズ
を用いた例について述べたが、収差が発生しない理想的
なレンズ、いわゆる理想レンズを使用した場合の設計数
値、及び性能を参考のため以下に示す。第３表は各傾斜角度、距離を示したものであり、符号
の定義は上記の例と同様である。なお、理想レンズは厚
さを０として想定している。このような構成による光線図は第28図、画面の性能は
第29図に示されている。スクリーン40上に投影されるメッシュは基準メッシュ
と完全に一致している。また、第29図ではチャート面10
の一点から発する100本の光線に対応するスポットを第2
6図と同様にシュミレートしたものであるが、理想レン
ズを使用したため、スポットはスクリーン40上で完全に
一点に集中し、図中には広がりを持って表示されない。なお、この構成による場合にも厚さ指標は前記の例と
同様に、d_T＝356.531mmとなる。《参考例２》参考例１は、平面ミラーを用いて画像性能を維持し得
る限界点近くまで反射鏡30とスクリーン40との傾斜角θ
_１を小さくしたものである。厚さ指標d_Tをより小さくし
て装置の薄型化を図るためにθ_１を37゜未満とした場合
には、画像性能が悪化してしまう。参考例２では、画像
性能を鑑みずに傾斜角θ_１をより小さく設定した光学系
について説明する。第１図は、後述する第１実施例を説明するための構成
図であるが、基本的な構成は参考例２と同様であるので
この図を使用して構成を説明する。なお、第24図と同一
の部材には同一符号を付しており、図中で示されたθ₁,
θ₂,d₁,d₂,d₃の定義も参考例１におけるのと同一であ
る。但し、この例ではチャート面10を光軸l₁と直交する面
に対して傾斜させており、この傾斜角度をチルト角θ_３
と定義する。このようにチャート面10を上記の直交面に
対して反時計回りにチルトさせることにより、投影レン
ズ20から反射鏡30の上部によって反射される光束の結像
点までの距離を、投影レンズ20から反射面30の中心部に
よって反射される光束の結像点までの距離より長くする
ことができ、また、投影レンズ20から反射面30の下部に
よって反射される光束の結像点までの距離を、投影レン
ズ20から反射面30の中心部によって反射される光束の結
像点までの距離より短くすることができ、チャート面10
上の各点に対応する結像点のスクリーン40からのバラツ
キを補正することができる。第１図の構成において実レンズ（第１表に示したレン
ズ）を用いる場合の各傾斜角、及び距離は第４表に示し
た通りであり、その場合の光線の経路は第30図、ディス
トーション及びスポット性能は第31図に示した通りとな
る。また、厚さ指標はd_T＝282.617mmとなる。第１図の構成に投影レンズ20として前記の理想レンズ
を使用した場合の各傾斜角、及び距離は第５表に示した
通りであり、その場合の光線の経路は第32図、ディスト
ーション及びスポット性能は第33図に示した通りとな
る。スポット性能については第29図と同様に完全なもの
とすることができる。また、厚さ指標は、d_T＝286.965m
mとなる。このようにスクリーン40と反射鏡30との角度を小さく
すれば機械的な構成としては薄型化することができる
が、第33図に示されるようにスクリーン40上に投影され
る画像のディストーションが大きく、到底実用に耐え得
る装置を提供することはできない。発明の目的本発明は、参考例２の光学系でスクリーン上に表示さ
れた台形状の画像を原画面と相似する長方形の画像に変
換することができるような反射鏡を用いることにより、
参考例２と同様の薄肉化を図りつつ、参考例１と同様な
画像性能を得ることができる画像投影装置の提供を目的
とする。問題点を解決するための手段この発明に係わる画像投影装置は、上記課題を解決す
るため、画像光源から発する光束を投影レンズと反射鏡
とを介して透過型のスクリーンへ投影する画像投影装置
において、前記投影レンズの光軸を含み前記反射鏡及び
前記スクリーンと直交する基準面内で前記反射鏡と前記
基準面との交線と前記スクリーンと前記基準面との交線
とが相対的に傾いて配置され、前記反射鏡は、回転非対称非球面をオリジナル面とし
て該オリジナル面をフレネル化した面形状を有し、前記オリジナル面は、前記オリジナル面と前記基準面
との交線に直交する面内の形状が前記スクリーンに対し
凸の曲線である略シリンダー状の曲面であり、前記曲線
の曲率は前記オリジナル面と前記基準面との交線に沿っ
て前記画像光源に近づくに従って徐々にきつくなり、前
記オリジナル面と前記基準面との交線が前記スクリーン
に近づく側の周辺部で前記スクリーン側に湾曲している
ことを特徴としている。実施例以下、この発明を図面に基づいて説明する。なお、以
下の説明では、第１実施例として巨視的な形状が平面で
あり、光学的な作用が非球面鏡と等価である反射鏡を用
いた光学系を示し、続いて第２実施例として光学的な作
用が非球面鏡と等価であり、巨視的な形状が別の非球面
である反射鏡を用いた光学系を示す。巨視的形状と光学
的作用とが異なるのは、反射鏡の表面をフレネルレンズ
と同様の微視的な階段状としたためである。なお、以下の実施例に示す光学系も上述した参考例と
同様にチャート面上でのｙ方向に関する物高が±22.860
mm、ｚ方向に関する物高が±30.480mmの範囲内にある光
束によって、画像光源のチャート面に形成された画像を
12倍に拡大してスクリーンに投影しようとするものであ
る。《第１実施例》第１実施例の画像投影装置の光学系は、第１図に示し
たように、画像光源のチャート面10、投影レンズ20、反
射鏡30、スクリーン40から成り、投影レンズ20としては
第１表に示した焦点距離75mmの実レンズが使用されてい
る。図中の座標は、参考例１で説明したものと同一であ
り、投影レンズ20の光軸l₁と反射鏡30との交点Ｏを通り
反射鏡30と直交する軸がｘ軸、光軸l₁とｘ軸とを含む面
と反射鏡30との交線がｙ軸、x,y両軸に直交する軸がｚ
軸である。また、反射鏡30は、巨視的な形状は平面であるが微視
的には階段状に切削されており、その光学的な作用は以
下に説明する非球面鏡と同一である。別言すれば、反射
鏡30は下記の非球面をフレネルレンズを作製する手法で
平面的に加工したものである。以下の説明では加工前の
非球面をオリジナル面とし、オリジナル面から実際の形
状への変換過程をフレネル化と称することとする。一般に、なめらかな３次元曲面ｆ（x,y,z）＝０は、ある領域内において、なる２元高次多項式でよく近似できる。例に示す反射鏡
30は、下記の第６表に示された非球面係数A_nを持つ２元
６次多項式で表現される非球面となっている。なお、第６表中の表現、例えば「3.456492E−４」は
「3.456492×10^-4」という意味であり、この意味は他の
表についても同様である。このオリジナル面の形状は、ｙ−ｚ平面の基準とした
変位を示す第２図の等高線図（線間が10mm）に示した通
りである。この第２図では731.52mm×640.08mmの範囲内
でオリジナル面の形状を示しており、正方形のメッシュ
のピッチは91.44mm、台形状のメッシュは反射鏡30上に
おけるチャート面10からの投影像を示している。また、第３図は第２図に示したオリジナル面をｘ−ｙ
平面に沿って切断した垂直断面と、ｘ−ｚ平面に沿って
切断した水平断面とを示したものであり、破線がオリジ
ナル面の断面、実線がフレネル化後の形状（ｙ−ｚ平面
と一致する）を示している。オリジナル面は、ｘ−ｙ平面を境とする左右対称なシ
リンダー凸面を基礎として、ｙ軸方向の垂直断面ではス
クリーン40へ近接する上側の周辺部でスクリーン側への
曲率を有し、ｚ軸に平行な水平断面はスクリーン40から
離間して下方にゆくに従って徐々にシリンダーの曲率が
きつくなる曲面である。巨視的には平面図でありながら、光学的作用が上記の
非球面境と同一である反射鏡30は、第２図に示された台
形状のメッシュをｙ軸方向の成分に関しては上方の広が
りを抑え、ｚ軸と平行な成分に関しては下方を上方より
拡大してスクリーン40側へ反射させることができる。な
お、反射面30がオリジナル面そのままの形状であると像
の歪みは補正できても結像性能が悪化するため、これを
回避するためにフレネル化の必要性がある。反射鏡30は、スクリーン40に対して傾斜角θ_１をもっ
て配置されている。また、ｘ軸に対する光軸l₁の傾斜角
をθ_２、チルト角をθ_３、光軸l₁に沿ったチャート面10
から投影レンズ20の第１面までの距離をd₁、レンズの最
終面から原点Ｏまでの距離をd₂とし、反射鏡30による光
軸l₁の反射経路l₂に沿った原点Ｏからスクリーン40まで
の距離をd₃とする。実レンズを用いる場合におけるこれらのスペックは次
のページの第７表に示した通りの数値をとる。この場合の光線の経路は第４図、ディストーション及
びスポット性能は第５図に示した通りとなる。第４図では、チャート面10上でのｙ方向の物高が−2
2.860mm,−11.430mm,0.000mm,11.430mm,22.860mmからの
５本の主光線と、それぞれの主光線について２本づつの
周辺光線とを示している。また、第５図では91.44mmピ
ッチの基準メッシュを破線で示しており、スポットは一
箇所100本の光線によるシュミレートの結果をメッシュ
に対して10倍の縮尺で示している。上記の通りに構成された光学系における厚さ指標は、
d_T＝282.617mmとなる。参考例２より薄型化を促進すると共に、ディストーシ
ョンもかなり抑えることができ、用途にもよるが一般的
な使用には十分に耐え得るものとなっている。次に、投影レンズ20として理想レンズを使用した場合
の設計数値、及び性能を参考のため以下に示す。反射鏡30の光学的作用は上述した式に第８表に示し
た非球面係数A_nを適用した非球面鏡と同一である。このオリジナル面の形状は第６図の等高線図（線間が
10mm）に示した通りである。第７図は第６図に示したオ
リジナル面をｘ−ｙ平面に沿って切断した垂直断面と、
ｘ−ｚ平面に沿って切断した水平断面とを示したもので
あり、破線がオリジナル面の断面、実線がｙ−ｚ平面を
示している。第９表は各傾斜角度、距離を示したものであり、符号
の定義は上記の例と同様である。なお、理想レンズは厚
さをＯとして想定している。このような構成による光線図は第８図、画面の性能は
第９図に示されている。第９図ではチャート面10の一点
から発する100本の光線に対応するスポットを第５図と
同様にシュミレートしたものである。なお、この構成による場合の厚さ指標は、d_T＝278.26
9mmとなる。《第２実施例》第２実施例では、第１実施例で示したようにフレネル
化した反射鏡を巨視的な形状においても非球面とし、よ
り一層の性能向上を図った構成例を示す。第10図に示す第２実施例の光学系は、画像光源のチャ
ート面10、投影レンズ20、反射鏡30、スクリーン40から
成り、投影レンズ20としては第１表に示した焦点距離75
mmの実レンズを使用している。なお、この例では反射鏡
30の形状が平面でないため、前述の例で使用していた座
標系の定義を変更する必要がある。第10図では、投影レンズ20の光軸l₁と反射鏡30との交
点Ｏにおける反射鏡30の非球面化、フレネル化される以
前の平面に対する法線をｘ軸とし、交点Ｏを通りｘ軸に
直交する平面と光軸l₁及びｘ軸を含む面との交線をｙ
軸、x,y両軸に直交する軸をｚ軸としている。また、反射鏡30は、微視的には階段状に切削されてお
り、巨視的な形状と光学的作用とが異なるものとなって
いる。フレネル化前のオリジナル面は、下記の式に第
10表に示された非球面係数A_nを適用した非球面と同一で
ある。このオリジナル面の形状は、ｙ−ｚ平面からの変位を
示す第11図の等高線図（線間が10mm）に示した通りであ
る。なお、第11図中の正方形のメッシュのピッチは91.4
4mm、台形状のメッシュはチャート面10からの投影像で
ある。また、この例では反射鏡30の巨視的な形状も前記のオ
リジナル面とは異なる非球面とされている。フレネル化後の巨視的形状面のｘ座標x_Fは、オリジナ
ル面のｘ座標x₀から下記の式によって導くことができ
る。なお、Fmは、第11表に示されるフレネル化係数であ
る。この巨視的形状面は、ｙ−ｚ平面からの変位を示す第
12図の等高線図（線間が5mm）に示されている。第13図はオリジナル面と巨視的形状とをｘ−ｙ平面に
沿って切断した垂直断面と、ｘ−ｚ平面に沿って切断し
た水平断面とを示したものであり、破線がオリジナル
面、実線がフレネル化後の巨視的形状、一点鎖線がｙ−
ｚ平面を表している。オリジナル面は、ｙ軸を境にして左右対称なシリンダ
ー凸面を基礎とし、ｙ軸方向の垂直断面ではスクリーン
40へ近接する上側の周辺部でスクリーン40側への曲率を
有し、ｚ軸に平行な水平断面はスクリーン40から離間し
て下方へゆくに従って徐々にシリンダーの曲率がきつく
なる曲面である。他方、巨視的形状面は、ｙ軸を境にして左右対称であ
り、ｙ軸方向の垂直断面でスクリーン40へ近接する上側
の周辺部でスクリーン40側への曲率を有し、ｚ軸に平行
な水平断面でほぼｙ−ｚ平面に沿うような非球面であ
る。第14図は、オリジナル面をフレネル化して巨視的形状
面に沿わせるための付加量、すなわち巨視的形状からオ
リジナル面の形状を差し引いた量をｙ−ｚ平面からの変
位として示す等高線図（線間が10mm）である。上記のように構成された反射鏡30は、スクリーン40に
対して傾斜して配置されている。ここでの傾斜角θ_１は
スクリーンとｙ−ｚ平面との傾斜角度を表すものとす
る。その他θ_２、θ_３、d₁、ｄ、d₃の定義は第１実施例
と同一である。実レンズを用いる場合におけるこれらのスペックは第
12表に示した通りの数値をとり、その場合の光線の経路
は第15図、ディストーション及びスポット性能は第16図
に示した通りとなる。第15図では、チャート面10上でのｙ方向への物高が−
22.860mm,−11.430mm,0.000mm,11.430mm,22.860mmとな
る５本の主光線と、それぞれの主光線について２本づつ
の周辺光線とを示している。また、第16図では91.44mm
ピッチの基準メッシュを破線で示しており、スポットは
一箇所100本の光線による性能をメッシュに対して10倍
の縮尺で示している。上記の通りに構成された光学系における厚さ指標は、
d_T＝278.269mmとなる。第１実施例に示した装置と比較すると、スポット性能
は同等であるが、ディストーションはかなり良く補正さ
れており、より厳しい性能が要求される用途にも使用可
能である。次に、投影レンズ20として理想レンズを使用した場合
の設計数値、及び性能を参考のため以下に示す。反射鏡30の光学的作用は上述した式に第13表に示し
た非球面係数A_nを適用した非球面となり、巨視的形状は
第14表に示したフレネル化係数Fmを上述した式に適用
することによって得られる面となる。オリジナル面の形状はｙ−ｚ平面からの変位を示す第
17図の等高線図（線間が10mm）に示されており、フレネ
ル化後の巨視的形状面はｙ−ｚ平面からの変位を示す第
18図の等高線図（線間が10mm）に示されている。第19図はオリジナル面と巨視的形状とをｘ−ｙ平面に
沿って切断した垂直断面と、ｙ−ｚ平面に沿って切断し
た水平断面とを示したものであり、破線がオリジナル
面、実線がフレネル化後の巨視的形状、一点鎖線がｙ−
ｚ平面を表している。第20図は、オリジナル面をフレネル化して巨視的形状
面に沿わせるための付加量、すなわち巨視的形状からオ
リジナル面の形状を差し引いた量をｙ−ｚ平面からの変
位として示す等高線図（線間が10mm）である。第15表は各傾斜角度、距離を示したものであり、符号
の定義は上記の例と同様である。なお、理想レンズは厚
さをＯとして想定している。このような構成による光線経路は第21図、画面の性能
は第22図に示されている。第22図ではチャート面10の一
点から発する100本の光線に対応するスポットをシュミ
レートしたものである。なお、この構成による場合の厚さ指標は、d_T＝278.26
9mmとなる。以上、オリジナル面、フレネル化、フレネル面の巨視
的形状について説明したが、以下にこれらを視覚的に理
解できるように図面を参照しつつ説明する。第34図はオリジナル面の面形状の説明図であり、第34
図の太線がオリジナル面を示している。このオリジナル
面をＹ軸に沿って微小領域に分割してＸ軸方向にシフト
することをフレネル化という。このオリジナル面をフレ
ネル化することによって、第35図に示すように、ギザギ
ザの太線で示されるフレネル化面又はオリジナル面をフ
レネル化した面形状が得られる。この第35図のフレネル化面の細線の円で囲った部分を
第36図に示す。この第36図において、破線がフレネル化
面を大局的に見たときの形状が巨視的形状である。な
お、この第35図、第36図では、オリジナル面はフレネル
化面の巨視的形状が曲面になるようにフレネル化されて
いる。効果以上、説明してきたようにこの発明に係る画像投影装
置では、反射鏡としてシリンダー凸面を基礎とした球面
鏡と等価な作用を持つフレネル化ミラーを用いたため、
スクリーン上に投影される画像の性能を維持しつつ反射
鏡とスクリーンとの角度を小さくすることができ、装置
の薄型化を促進することができる。

【図面の簡単な説明】第１図〜第９図はこの発明に係る画像投影装置の第１実
施例を説明したものである。第１図は装置の構成図である。第２図〜第５図は実レンズ、第６図〜第９図は理想レン
ズを使用する場合の説明図であり、第２図及び第６図は
オリジナル面の等高線図、第３図及び第７図はオリジナ
ル面の断面図、第４図及び第８図は光線の経路図、第５
図及び第９図はスポット性能とディストーションとを示
す説明図である。第10図〜第22図はこの発明に係る画像投影装置の第２実
施例を説明したものである。第10図は装置の構成図である。第11図〜第16図は実レンズ、第17図〜第22図は理想レン
ズを使用する場合の説明図であり、第11図及び第17図は
オリジナル面の等高線図、第12図及び第18図は巨視的形
状面の等高線図、第13図及び第19図はオリジナル面と巨
視的形状面との断面図、第14図及び第20図はフレネル付
加量の説明図、第15図及び第21図は光線の経路図、第16
図及び第22図はスポット性能とディストーションとを示
す説明図である。第23図は従来のビデオプロジェクターを示す構成図であ
る。第24図〜第29図は参考例１を説明するための図である。第24図は装置の構成図である。第25図は実レンズの説明図である。第26図及び第27図は実レンズ、第28図及び第29図は理想
レンズを使用する場合の説明図であり、第26図及び第28
図は光線の経路図、第27図及び第29図はスポット性能と
ディストーションとを示す説明図である。第30図〜第33図は参考例２を説明するための図である。第30図及び第31図は実レンズ、第32図及び第33図は理想
レンズを使用する場合の説明図であり、第30図及び第32
図は光線の経路図、第31図及び第33図はスポット性能と
ディストーションとを示す説明図である。第34図はオリジナル線の説明図である。第35図はオリジナル面のフレネル化の説明図であり第36図は第34図のフレネル化面を大局的に見た場合の巨
視的形状の説明図である。 10……チャート面 20……投影レンズ 30……反射鏡 40……スクリーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03B 21/28 G03B 21/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．画像光源から発する光束を投影レンズと反射鏡とを
介して透過型のスクリーンへ投影する画像投影装置にお
いて、前記投影レンズの光軸を含み前記反射鏡及び前記スクリ
ーンと直交する基準面内で前記反射鏡と前記基準面との
交線と前記スクリーンと前記基準面との交線とが相対的
に傾いて配置され、前記反射鏡は、回転非対称非球面をオリジナル面として
該オリジナル面をフレネル化した面形状を有し、前記オリジナル面は、前記オリジナル面と前記基準面と
の交線に直交する面内の形状が前記スクリーンに対し凸
の曲線である略シリンダー状の曲面であり、前記曲線の
曲率は前記オリジナル面と前記基準面との交線に沿って
前記画像光源に近づくに従って徐々にきつくなり、前記
オリジナル面と前記基準面との交線が前記スクリーンに
近づく側の周辺部で前記スクリーン側に湾曲しているこ
とを特徴とする画像投影装置。２．前記反射鏡の巨視的形状は、平面であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の画像投影装置。３．前記反射鏡の巨視的形状は、前記反射鏡と前記基準
面との交線が前記スクリーンに近づく側の周辺部で前記
スクリーン側に湾曲する曲面であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の画像投影装置。４．前記画像光源の画像面は、前記スクリーン側の端部
が前記投影レンズから離反する方向に前記投影レンズの
光軸に対して傾斜して設けられていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の画像投影装置。