JPH08512142A - 色消しフレネルレンズを有するオーバーヘッドプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 低姿勢、透過可能なオーバーヘッドプロジェクタ(OHP)は、反射屈折フレネルレンズ(28)及び屈折フレネルレンズ(30)を有する新規な集光レンズシステムを使用する。各レンズは色収差を示すが、一方のレンズの分散が他方の分散を相殺するように選択される。例えば、もし反射屈折レンズが負分散を有するならば、屈折レンズが正分散を有するように選択される。各レンズの分散の相互相殺は、実際的にレンズシステムを介して縦の色収差を除去する。前記レンズシステムは、高入射角でレンズに当たる光の平行化、分散又は集中を可能にする明るい集光システムを提供する。この特性は、それによってステージ領域の真下、しかも非常に近接したところに光源を配置することを可能にするので低姿勢OHPに特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 色消しフレネルレンズを有するオーバーヘッドプロジェクタ 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、一般に光学レンズ及び映写システムに関し、特に低姿勢オーバーヘ ッドプロジェクタに使用可能な色消しフレネルレンズに関する。 ２．従来技術の説明 透過可能なオーバーヘッドプロジェクタ(OHP)は、従来公知であり、透明ステ ージ領域を有するベース、該ベース内部の光源、前記ステージの上方に取り付け られた映写ヘッド、及び前記映写ヘッドの方に光を集光し、かつ向けるために前 記ステージの近くに配置された集光レンズシステムを一般に備える。集光レンズ システムは、米国特許第4,436,393号で示されているように、しばしば一つのフ レネルレンズ又は２素子のフレネルレンズの組み合わせの形をとる。 持ち運びができ、かつ使用中、映像の障害を減少するためにOHPの上記ベース の高さを減少させる幾つかの試みがなされた。このような低姿勢ベースを達成す るために、保管又は輸送中は折り畳み、実際の使用に関しては広く広げる機械も ある。この種の機械は、例えば、米国特許第4,969,733号及び独国特許出願第3,5 19,506号に記載されている。しかしながら、これらの折り畳みできるOHPは、機 械を複雑化し、そのコストを増大させる追加の部品を必要とする、といった幾つ かの欠点を有する。すなわち、可動部品はまた、時のたつにつれて光学的な構成 要素の配列に悪影響を与える。最後に、作動中のこれらの機械の上記ベースの高 さは従来のOHPに対してまさるものでもない。 ベース及び光学的構成要素を折り畳む必要なしにベースの高さが低いOHPを構 成するための他の試みがなされた。例えば、米国特許第4,741,613号では、点光 源をステージに非常に近接させることを可能にする３つの構成要素の屈折フレネ ルレンズシステムを使用する。しかしながら、上記公報の発明には幾つかの改良 され得る面がある。第一に、３つのフレネルレンズを必要とすることは必ずコス トを増大する。第二に、このシステムは、ステージ領域の周辺近くの照度の減少 を十分補償しない。最後に、従来のフレネルレンズの分散（色度）は、映像、特 にその周辺の呈色につながる。大部分のOHPはこの影響を最少にするために光源 をベースの内部に配置するが、この影響は、映写ヘッドが最適位置から移動され るときはいつでも顕著となる。例えば、投映スクリーン上に像を拡大するか又は 焦点を合すために映写ヘッドが低くされねばならない場合、ステージの周辺にお けるより少ない赤色光は、映写レンズで捕獲され、映像の境界で青味を帯びた色 合いを引き起こす。同様に、（ステージから離れて）映写ヘッドを上方に移動さ せることによって、上記境界は赤みを帯びた色合いを有することになる。この影 響（上記′613特許の３構成要素のシステムにおいてさらに顕著である）は、ベ ース内でランプを再位置決めすることによって克服可能であるが（“カラーチュ ーニング”と称される）、しかしこれはOHPの更なるユーザ操作を含み、なお映 像の色度に関する主観的な判断を必要とする。カラーチューニングを可能とする こともまた、それがランプを再位置決めする機構を必要とするので、0HPのコス トを増大する。 米国特許第4,118,761号及び第4,952,053号で開示された0HPは、よりコンパク トなベースを提供するように折り返された光学経路を使用する。上記′761特許 では、光源もまた、該光源の見掛けの位置がステージの中心に一致しない、すな わち見掛けの位置がステージの中心に対する垂線から変位していることを意味す る“軸外れ”の状態である。その装置は、平行光を提供するための放物面反射鏡 、２つの平面溝付反射鏡及び集光レンズアセンブリを含む複雑な光学系を必要と する。すなわち、該装置では光源から最も離れてわずかに黒ずんだエッジを示す 。上記′053特許では、黒ずんだエッジは２つの光源を設けることによって補償 される。ねじれて、曲がったミラー溝付プリズムはまた平らな集光レンズよりも 製造することがより困難である。最後に、低姿勢を達成するために必要であるよ うな極端に詰まった折り目によって光源それ自身は折り返された光経路と干渉す る可能性があるので、折り返された光学経路は、ヨーロッパ(A4)スタイルのよう なフルサイズステージフォーマットにて問題を生じる。 本発明のOHPは、新規の反射屈折フレネルレンズを使用することによって上記 の制約の幾つかを克服する。OHPにおけるいかなる反射屈折レンズの使用も本来 新規であるが、反射屈折レンズは他の技術領域で公知である。“反射屈折”の用 語は光波を再指向又は曲げるために反射及び屈折の両方を使用するレンズを表す 。例えば、米国特許第2,003,804号、第4,859,043号及び第5,097,395号を参照。 これらの特許で示されるように、反射屈折レンズは、フレネルレンズと同様に光 を平行にする際に有用である。米国特許第5,150,966号では、反射屈折レンズは 、光を除くことによって光度分布を調整するために使用される。高入射角におい て効率が増加し、それによってコンパクトな光学装置に適している“高速度撮影 ”(fast)レンズ（低ｆナンバー）を提供する単一の構成要素の反射屈折レンズを 記載する米国特許第4,755,921号もまた参照のこと。 色収差もまた反射屈折フレネルレンズに対して問題である。分散はレンズ材料 の光学特性によって引き起こされる、すなわちその屈折率はそれを通過する光の 波長とともに変化する。しかしながら、この影響を最少にする幾つかの技術があ る。例えば、不連続な軸対称面を提供することによるか又は非球面を使用するこ とによるような単一の構成要素のレンズにおける色収差を最少にする試みもまた なされた。回折格子は、米国特許第5,161,057号で示されるようにフレネルレン ズを含むレンズに配置され得る。曲がったベース、太陽熱集中装置として使用す るために色分散量が調整された反射屈折フレネルレンズを記載する米国特許第4, 337,759号もまた参照のこと。前述の技術の多くは、全（可視）スペクトルとは 対照的に選択波長に対してのみ分散を最少にする。（上記′759特許を含む）大 部分の技術もまた、色補正によって特定の焦点距離を達成するために特定の屈折 率を有する材料を必要とする。 前述の事項にかんがみて、低姿勢OHPで使用できるフレネルレンズを設計する ことは望ましく、かつ革新的である。レンズは、色消しであり、広範囲の屈折率 を有するたくさんの光透過材料から構成されることは有利であり、OHPの映写レ ンズに光を効率的に集束する。集光システムは、好ましくはマイクロ精度の回折 格子の使用を避け、一般に集光レンズにおける構成要素数を含む光学的構成要素 （溝付ミラーのような）の数を最少にするが、しかしなお折り返された光学経路 に適合する。このような色消しレンズの設置は、カラーチューニングの要求を大 いに減少させるか又は最少にするだろう。 発明の概要 本発明は、ステージ領域を有するベース、ステージ領域に隣接したベースに取 り付けられたプロジェクタヘッド、ステージ領域の下方の光源、及び反射屈折フ レネルレンズ構成要素と従来の屈折フレネルレンズを含む集光レンズシステムを 一般に含むオーバーヘッドプロジェクタを提供する。反射屈折レンズ及び屈折レ ンズの両方とも色分散を示すが、上記反射屈折レンズの表面構造は、屈折レンズ の正分散を相殺する負分散を生じるように設計される。したがって、組み合わさ れた二重レンズ(lens doublet)は、全ての可視色に対して色消し(achromatic)の ものであり、事実上、カラーチューニングの要求を除去し、上記の２つのレンズ がほぼ同一の屈折率を有する材料から構成されている場合に限って、色補正は使 用される材料とは無関係である。上記二重のレンズは、ランプが二重レンズの真 下にある、すなわち折り返された光学経路がない低姿勢オーバーヘッドプロジェ クタにおいて特に有用である。図面の簡単な説明 本発明の新規な特徴及び範囲は添付された請求の範囲で詳述される。しかしな がら、本発明そのものは、添付図面を参照することによって最も良く理解される 。 図１は、本発明のオーバーヘッドプロジェクタの一つの実施例における側面図 である。 図２は、本発明のオーバーヘッドプロジェクタで使用される（二重レンズ）色 消しレンズシステムの一つの実施例における詳細図である。 図３は、図２のレンズシステムの反射屈折及び屈折レンズ構成要素の溝の角度 を示すグラフである。 図４は、本発明のオーバーヘッドプロジェクタで使用される（二重レンズ）色 消しレンズシステムの他の実施例における詳細図である。 図５は、図４のレンズシステムの反射屈折及び屈折レンズ構成要素の溝の角度 を示すグラフである。 図６は、本発明のオーバーヘッドプロジェクタで使用される（一重）色消しレ ンズシステムのもう一つの実施例における詳細図である。 図７は、図６のレンズシステムの反射屈折及び屈折レンズ構成要素の溝の角度 を示すグラフである。 図８は、本発明のオーバーヘッドプロジェクタで使用される（一重）色消しレ ンズシステムの一つの実施例における詳細図である。 図９は、図８のレンズシステムの反射屈折及び屈折レンズ構成要素の溝の角度 を示すグラフである。好ましい実施例の説明 次に、図面、特に図１に関して、本発明のオーバーヘッドプロジェクタ(OHP)1 0の一つの実施例が示されている。OHP10は、一般に、ステージ領域14を有するベ ース12及びアーム18によってベース12に取り付けられた従来のプロジェクタヘッ ド16を備えている。ベース12は、いかなる耐久性材料からも、特にポリカーボネ ートとアクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)との混合物のようなポリマー から構成されてもよい。ベース12は、ランプすなわち光源15、光源を冷却するた めのファン又は循環装置、光源及びモータのための電力制御装置、該電力制御装 置のための手動スイッチ及び外部電源に接続するためのケーブルを含む多数の標 準の構成要素（全ては図示せず）を収容する。プロジェクタヘッド16は、好まし くは、焦点及びスクリーンサイズを制御するために焦点距離変更を有する可変焦 点タイプの折り畳みミラー20及び多構成要素映写レンズ22を含む。保管／輸送位 置にアーム18を解放可能に固定するための手段（図示せず）を設けることができ る。他の従来の機能は望ましいと見なされるように任意に設けられる。 本発明の新規な点は、ステージ14と光源15との間に置かれる色消しの集光レン ズシステム24の設置にある。レンズシステム24は多数のアプリケーションで使用 され得るが、ここではそれは、ステージ14に置かれた像を映写レンズ22の方に集 束するための集光レンズとして使用される。レンズシステム24は、ステージ領域 14に置かれた記録プラテン26の下面に取り付けられるか又は書き込みプラテン26 と一体的に形成することができる。プラテン26は、好ましくは、化学的に強化さ れた（耐破損性）ガラスシートを含む。好ましい実施例では、レンズシステム24 は２つの構成要素、すなわち反射屈折フレネルレンズ28及び屈折フレネルレンズ 30から成る。 さらに、図２に関して、レンズ28及び30の各々は、そのそれぞれの下面に溝を 形成する複数のプリズムすなわちリッジ(ridges)32を有する。当業者は、もしラ ンプ15からの光がレンズシステム24に当たる前に平行にされるならば、リッジ32 はまっすぐ（平行）であることを理解するだろう。しかしながら、事前に平行に することを必要としないで円形（弧状）リッジを形成することはより望ましいと 考えられる。レンズ28および30でのリッジの重なりで引き起こされた干渉パター ンは、構成要素の分離及び適切な溝の幅比の選択によって最小にされ得る（米国 特許第4,900,129号を参照）。各レンズの溝の半径方向の中心は、好ましくはス テージ領域14の境界内に置かれ、最も好ましくはステージの幾何学的中心に置か れる。レンズ28及び30の溝の中心（すなわち有効中心）は一致する。この形態で は、ランプ15はレンズシステム24の軸上、すなわちそれの共通の半径方向の中心 でレンズ28及び30に対する垂線に沿って位置決めされる。ランプ15がそのように レンズシステム24の真下に置かれているので、それはレンズシステムを通して見 ることができる。このことは、レンズ30の上面上に任意の拡散ライザ(risers)（ バンプ）(bumps)を使用することによって防止され得る。 集光レンズ34及び後方反射鏡36は、ランプ15からの光を集め、それをレンズシ ステム24の方に指向する。集光レンズ34は、ランプ15によって発生する温度に耐 えるように低膨張ホウケイ酸ガラスのような耐熱材で作られるのが好ましい。こ のことは、本発明の一つの目的が集光レンズ34及びランプ15が近接している（例 えば９ｃｍ）低姿勢OHPを提供することにあるので、特に望ましい。さらに、光 源15は、比較的大量の熱を発する高輝度ランプであってもよい。レンズ28及び30 はガラスであってもよいが、しかしこれらは、好ましくは、リッジ32を生じるよ うに成型又はプレス可能な高透明性のいかなる耐久性材料、特にポリメタクリル 酸メチルのような熱可塑性樹脂で構成される。レンズ28及び30用の材料は、全内 部反射(TIR)を確実なものにするために十分高い屈折率、すなわち少なくとも約1 .4を有するべきである。 レンズ28及び30の両方とも色収差を示しているが、しかし本発明は、他の構成 要素の正分散を相殺する負分散を有するようにこれらの構成要素の一つを都合よ く設計する。したがって、組み合わされた二重レンズは縦の(Iongitudinal)色収 差がない。これは、反射屈折／屈折二重レンズについて記載する同時係属の米国 特許出願第07/988,851号のレンズシステムと対比されるべきであるが、そのシス テムの構成要素はオフセットされ（すなわち、溝の有効中心は一致しない）、そ れらはその色特性に依存しない。 分散の相互相殺は、両方のレンズ28及び30におけるリッジ32の溝角度の慎重な 選択によって達成される。図２の実施例では、反射屈折レンズ28は、収束性(con vergent)であり、かつ負分散を有しており、屈折レンズ30もまた収束性であるが 、正分散を有する。このようなシステムでは、下記の条件が満たされなければな らない。 Ｆ₁＜(φ₁−φ₂)及び φ₂＜φ₃ ここで、Ｆ₁は反射屈折レンズ28の屈折溝角度であり、φ₁は入射光線角、φ₂ は内部光線角、及びφ₃は出射光線角である。φ₂の選択値に依存して上述の条件 を満たす解法群がある。図３は、溝角度Ｆ₁、Ｆ₂及びＦ₃で参照される、前述の 説明に従う二重レンズの許容され得る一つの設計を図で示している。ここで、Ｆ₁ は前述と同様であり、Ｆ₂は反射屈折レンズ28の反射(TIR)溝角度であり、及び Ｆ₃は屈折レンズ30の屈折溝角度である。例えば、もし図２がＡ４サイズのステ ージのコーナ近くの周縁の光線を表していると仮定され、かつレンズシステム24 の光学的パラメータが約89ｍｍの物体距離及び約350ｍｍの像距離を含むならば 、下記の値が典型的である。 Ｆ₁＝25.2° Ｆ₂＝71.9° Ｆ₃＝12.2° φ₁＝63° φ₂＝20°、及び φ₃＝26.5° 次に、図４を参照すると、レンズシステム24の他の実施例は、収束性であり、 かつ正分散を有する反射屈折レンズ28′及び発散性であり、かつ負分散を有する 屈折レンズ30′を備えている。このシステムでは、下記の条件が満たされなけれ ばならない。 Ｆ₁＞(φ₁−φ₂)及び φ₂＞φ₃ 図５は、この他の実施例に従う二重レンズの許容可能な一つの設計を図で示し ている。 レンズ28の反射屈折面及びレンズ30の屈折面は、図６に示されるように単一の レンズ要素38に組み合わすことができる。レンズ38は、一般的に平面であり、か つ収束性である反射屈折面40及び同様に収束性である屈折面42を有する。屈折面 42の溝の配置方向は、反射屈折面40にて分散を相殺するように選択される。この 一重(singlet)システムでは、下記の条件が満たされなければならない。 Ｆ₁＜(φ₁−φ₃)及び φ₂＜ａｓｉｎ(ｓｉｎ(φ₃/ｎ)) ここで、ｎは、レンズ38のための基板を形成する材料の屈折率である。さらにま た、φ₂（φ₂はレンズの透過効率に影響を及ぼす）の値に依存するこれらの条件 に対する解法群がある。図７は、この実施例に従う一重レンズの許容され得る一 つの設計を図で示している。屈折面42が発散性である図８に示される他の一重レ ンズ38′を形成することもできる。その一重システムでは、下記の条件が満たさ れなければならない。 Ｆ₁＞(φ₁−φ₃)及び φ₂＞ａｓｉｎ(ｓｉｎ(φ₃/ｎ)) 前述の各々の実施例では、分散の相殺は、OHP10のカラーチューニングの必要 性を除去する色補正に帰着する。光学軸により接近した光線に関しては、反射屈 折レンズ28は、（縦の色収差を除去するためのシステムを設計する結果として） 効率がよくならない。これは、レンズ28の下面で屈折され、そしてレンズ28のリ ッジ32の壁にぶつかって内部で反射される光線の割合がわずかであることによる 。反射屈折レンズ28の透過率が入射角を増加するとともに増加するので、ステー ジ14の中心からそのエッジまでの通常のスクリーン照度の減少は、同一の焦点距 離及び口径を有する純粋な屈折レンズシステムからよりもより均一である。それ でも、増加される光透過率に対するトレードオフとしていくらかの色分散を可能 にすることは、実際のところ望ましい。 0HP10の特定寸法及び光学的パラメータは特定のアプリケーションに依存して かなり変化するが、下記の近似値は典型的なものと見なされる。Ａ４フォーマッ ト（約285ｍｍ×285ｍｍのステージ領域）を有するＯＨＰに関しては、可変焦点 レンズ（280ｍｍ〜315ｍｍの焦点距離変化量を有する）は、ステージ14の上方37 ｃｍに配置される。372ｍｍの焦点距離を有する屈折フレネルレンズ30および89 ｍｍの焦点距離を有する反射屈折レンズ28は、ガラスの書き込みプラテン26の真 下に位置決めされる。各レンズは、２ｍｍ厚のアクリルプラスティックシート（ 屈折率1.492）にプレスされ、１ｍｍ当り２〜16の溝の頻度を有する。上側構成 要素と下側構成要素との間の溝の頻度の割合は２つの溝構造の間のモアレパター ン干渉を最少にするように選択される。典型的な溝の頻度の割合は4.74:1である 。レンズは、レンズ28の上（平）面とレンズ30のリッジ32との間に０〜１ｍｍの 間隔を有して、一緒にパッケージされ、その周辺に沿って密閉される。ランプ15 （EVDタイプの400ワット、36ボルトの白熱灯）はレンズ28の下方89ｍｍに位置決 めされる。250ｍｍ〜500ｍｍの間の焦点距離を有する平凸集光レンズ34はランプ 15の上方11ｍｍに配置され、ダイクロイック・コールド・ミラーコーティング(d ichroic cold mirror coating)を有する後方球面反射鏡36の頂点はランプ15の下 方25ｍｍに置かれている。この典型的なOHPの有効ベース高さは約13ｃｍで、特 に映写ヘッドが下方に折り畳まれるとき、非常にポータブルな機械となる。 本発明は特定の実施例に関して記載したけれども、この記載は限定する意味で 解釈されることを意味しない。開示された実施例の種々の変更並びに本発明の他 の実施例は、本発明の説明を参照して当業者に明かになる。したがって、このよ うな変更は、添付された請求の範囲で規定されるように本発明の思想及び範囲を 逸脱しないでなされ得ることが考えられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 色消しレンズシステムにおいて、 上平面及び下面を有する反射屈折レンズであって、前記下面は複数のプリ ズムのようなリッジ及び溝を有し、前記反射屈折レンズは色収差を生じる分散を 有する、反射屈折レンズと、 上平面及び下面を有する屈折レンズであって、前記下面は複数のプリズム のようなリッジ及び溝を有し、かつ前記反射屈折レンズの前記上平面に隣接して 配置され、前記屈折レンズは一般に前記反射屈折レンズの分散と反対の分散を有 しそれによって前記色収差が本質的に除去される、屈折レンズと、 を備えた色消しレンズシステム。 ２． 前記反射屈折レンズは収束性であり、かつ負分散を有し、及び 前記屈折レンズは収束性であり、かつ正分散を有する、請求項１記載の色 消しレンズシステム。 ３． 前記反射屈折レンズは収束性であり、かつ正分散を有し、及び 前記屈折レンズは発散性であり、かつ負分散を有する、請求項１記載の色 消しレンズシステム。 ４． 前記反射屈折レンズ及び前記屈折レンズはほぼ等しい屈折率を有する、請 求項１記載の色消しレンズシステム。 ５． 前記反射屈折レンズの前記リッジ及び溝は一般に円形で、有効中心を規定 し、 前記屈折レンズの前記リッジ及び溝は一般に円形で、有効中心を規定し、 及び 前記反射屈折及び屈折レンズが配向され、それによって前記屈折レンズの 有効中心が前記反射屈折レンズの前記有効中心に重なる、請求項１記載の色消し レンズシステム。 ６． 請求項１記載のレンズシステムを利用したオーバーヘッドプロジェクタに おいて、前記オーバーヘッドプロジェクタは、 ステージ領域を有するベースと、 前記ステージ領域に近接し前記ベースに取り付けられたプロジェクタヘッ ドと、 前記ベース内の光源と、 前記光源から光を前記ステージ領域の方へ指向する手段と、 前記ステージ領域からの光を前記プロジェクタヘッドの方へ集光するレン ズ手段であって、該集光レンズ手段が請求項１記載のレンズシステムを含む、レ ンズ手段と、を備えたオーバーヘッドプロジェクタ。 ７． 下記の条件、 Ｆ₁＜(φ₁−φ₂)及び φ₂＜φ₃ ここで、Ｆ₁は前記反射屈折レンズの屈折溝角度、φ₁は前記反射屈折レンズの 前記下面に入る光線の入射角、φ₂は前記反射屈折レンズの前記上平面と前記屈 折レンズの前記下面との間の前記光線の内角、及びφ₃は前記屈折レンズの前記 上平面を出る前記光線の出射角、 が満たされる、請求項２記載の色消しレンズシステム。 ８． 下記の条件、 Ｆ₁＞(φ₁−φ₂)及び φ₂＞φ₃ ここで、Ｆ₁は前記反射屈折レンズの屈折溝角度、φ₁は前記反射屈折レンズの 前記下面に入る光線の入射角、φ₂は前記反射屈折レンズの前記上平面と前記屈 折レンズの前記下面との間の前記光線の内角、及びφ₃は前記屈折レンズの前記 上平面を出る前記光線の出射角、 が満たされる、請求項３記載の色消しレンズシステム。 ９． 前記反射屈折レンズ及び前記屈折レンズが少なくとも約1.4の屈折率を有 する高分子熱可塑性で構成されている、請求項４記載の色消しレンズシステム。 １０．色消し一重レンズにおいて、 第１及び第２の面を有する一般に平面な基板を備え、 前記第１の面は反射屈折面を形成する複数のプリズムのようなリッジ及び 溝を有し、前記反射屈折レンズの前記リッジ及び溝は一般に円形で、有効中心を 規定し、及び前記反射屈折面が分散を示し、 前記第２の面は屈折面を形成する複数のプリズムのようなリッジ及び溝を 有し、前記屈折レンズの前記リッジ及び溝は一般に円形で、有効中心を規定し、 及び前記屈折面の前記リッジ及び溝は前記反射屈折面の前記分散を本質的に相殺 するように配向され、 前記屈折レンズの前記有効中心は前記反射屈折レンズの前記有効中心と一 致する、色消し一重レンズ。 １１．前記反射屈折面が収束性であり、 前記屈折面が収束性であり、及び 下記の条件、 Ｆ₁＜(φ₁−φ₃)及び φ₂＜ａｓｉｎ(sｉｎ(φ₃/ｎ)) ここで、Ｆ₁は前記反射屈折面の屈折溝角度、φ₁は前記反射屈折面に入る光線 の入射角、φ₂は前記反射屈折面と前記屈折面との間の前記光線の内角、φ₃は前 記屈折面を出る前記光線の出射角、及びｎは前記基板の屈折率、 が満たされる請求項１０記載の色消し一重レンズ。 １２．前記反射屈折面が収束性であり、 前記屈折面が発散性であり、及び 下記の条件、 Ｆ₁＞(φ₁−φ₃)及び φ₂＞ａｓｉｎ(sｉｎ(φ₃/ｎ)) ここで、Ｆ₁は前記反射屈折面の屈折溝角度、φ₁は前記反射屈折面に入る光線 の入射角、φ₂は前記反射屈折面と前記屈折面との間の前記光線の内角、φ₃は前 記屈折面を出る前記光線の出射角、及びｎは前記基板の屈折率、 が満たされる請求項１０記載の色消し一重レンズ。 １３．請求項１０記載の前記色消し一重レンズを使用した前記オーバーヘッドプ ロジェクタは、 ステージ領域を有するベースと、 前記ステージ領域に近接し前記ベースに取り付けられたプロジェクタヘッ ドと、 前記ベース内の光源と、 前記光源から光を前記ステージ領域の方へ指向する手段と、 前記ステージ領域からの光を前記プロジェクタヘッドの方へ集光するレン ズ手段であって、該集光レンズ手段が請求項１０記載の色消し一重レンズを含む 、集光レンズ手段と、 を含むオーバーヘッドプロジェクタ。 １４．オーバーヘッドプロジェクタにおいて、 ステージ領域を有するベースと、 前記ステージ領域に近接し前記ベースに取り付けられたプロジェクタヘッ ドと、 前記ベース内の光源と、 前記光源から光を前記ステージ領域の方へ指向する手段と、 前記ステージ領域に置かれた集光レンズシステムとを備え、 該集光レンズシステムは、 上平面及び下面を有する反射屈折フレネルレンズであって、前記下面は複 数のプリズムのようなリッジ及び溝を有し、前記反射屈折レンズが色収差を生じ る分散を有する反射屈折フレネルレンズと、 上平面及び下面を有する屈折フレネルレンズであって、前記下面は複数の プリズムのようなリッジ及び溝を有し、かつ前記反射屈折レンズの前記上平面に 隣接して置かれ、前記屈折レンズは一般に前記反射屈折レンズの分散と反対の分 散を有し、それによって前記色収差が本質的に除去される屈折フレネルレンズと 、 を含んでいるオーバーヘッドプロジェクタ。 １５．前記反射屈折レンズが収束性であり、かつ負分散を有し、 前記屈折レンズが収束性であり、かつ正分散を有し、 下記の条件、 Ｆ₁＜(φ₁−φ₂)及び φ₂＜φ₃ ここで、Ｆ₁は前記反射屈折レンズの屈折溝角度、φ₁は前記反射屈折レンズの 前記下面に入る光線の入射角、φ₂は前記反射屈折レンズの前記上平面と前記屈 折レンズの前記下面との間の光線の内角、及びφ₃は前記屈折レンズの前記上平 面を出る光線の出射角、 が満たされる請求項１４記載のオーバーヘッドプロジェクタ。 １６．前記反射屈折レンズが収束性であり、かつ正分散を有し、 前記屈折レンズが発散性であり、かつ負分散を有し、 下記の条件、 Ｆ₁＞(φ₁−φ₂)及び φ₂＞φ₃ ここで、Ｆ₁は前記反射屈折レンズの屈折溝角度、φ₁は前記反射屈折レンズの 前記下面に入る光線の入射角、φ₂は前記反射屈折レンズの前記上平面と前記屈 折レンズの前記下面との間の光線の内角、及びφ₃は前記屈折レンズの前記上平 面を出る光線の出射角、 が満たされる請求項１４記載のオーバーヘッドプロジェクタ。 １７．前記反射屈折レンズの前記リッジ及び溝が一般に円形で、有効中心を規定 し、 前記屈折レンズの前記リッジ及び溝が一般に円形で、有効中心を規定し、 前記反射屈折及び屈折レンズが配向され、それによって前記屈折レンズの 有効中心が前記反射屈折レンズの前記有効中心に重なる、請求項１４記載のオー バーヘッドプロジェクタ。 １８．オーバーヘッドプロジェクタにおいて、 ステージ領域を有するベースと、 前記ステージ領域に近接し前記ベースに取り付けられたプロジェクタヘッ ドと、 前記ベース内の光源と、 前記光源から光を前記ステージ領域の方へ指向する手段と、 前記ステージ領域に配置された色消し一重レンズとを備え、 該色消し一重レンズは、 第１及び第２の面を有する大略平面の基板を含み、 前記第１の面は反射屈折面を形成する複数のプリズムのようなリッジ及び 溝を有し、前記反射屈折面の前記リッジ及び溝が一般に円形で有効中心を規定し 、かつ前記反射屈折面が分散を示し、 前記第２の面は屈折面を形成する複数のプリズムのようなリッジ及び溝を 有し、前記屈折レンズの前記リッジ及び溝が一般に円形で有効中心を規定し、か つ前記屈折面の前記リッジ及び溝が前記反射屈折面の前記分散を本質的に相殺す るように配向され、 前記屈折レンズの前記有効中心は前記反射屈折レンズの前記有効中心と一 致していること、 を備えているオーバーヘッドプロジェクタ。 １９．前記反射屈折面が収束性であり、 前記屈折面が収束性であり、 下記の条件、 Ｆ₁＜(φ₁−φ₃)及び φ₂＜ａｓｉｎ(sｉｎ(φ₃/ｎ)) ここで、Ｆ₁は前記反射屈折面の屈折溝角度、φ₁は前記反射屈折面に入る光線 の入射角、φ₂は前記反射屈折面と前記屈折面との間の前記光線の内角、及びφ₃ は前記屈折面を出る前記光線の出射角、及びｎは前記基板の屈折率、 が満たされる請求項１８記載のオーバーヘッドプロジェクタ。 ２０．前記反射屈折面が収束性であり、 前記屈折面が発散性であり、 下記の条件、 Ｆ₁＞(φ₁−φ₃)及び φ₂＞ａｓｉｎ(ｓｉｎ(φ₃/ｎ)) ここで、Ｆ₁は前記反射屈折面の屈折溝角度、φ₁は前記反射屈折面に入る光線 の入射角、φ₂は前記反射屈折面と前記屈折面との間の前記光線の内角、φ₃は前 記屈折面を出る前記光線の出射角、及びｎは前記基板の屈折率、 が満たされる請求項１８のオーバーヘッドプロジェクタ。 ２１．オーバーヘッドプロジェクタにおいて、 ステージ領域を有するベースと、 前記ステージ領域に近接し前記ベースに取り付けられたプロジェクタヘッ ドと、 前記ベース内の光源と、 前記光源と前記ステージ領域との間で前記光源に隣接して配置された集光 レンズと、 前記集光レンズの反対側で前記光源に隣接して配置された後方反射鏡と、 前記ステージ領域に配置された集光レンズシステムとを備え、 該集光レンズシステムは、 上平面及び下面を有する収束性の反射屈折フレネルレンズであって、前記 下面は有効中心を規定する一般に円形で複数のプリズムのようなリッジ及び溝を 有し、前記反射屈折レンズが負分散を有し、 一般に前記反射屈折レンズと平行で上平面及び下面を有する収束性の屈折 フレネルレンズであって、前記下面は有効中心を規定する複数のプリズムのよう なリッジ及び溝を有し、かつ前記反射屈折レンズの前記上平面に隣接して配置さ れ、それによって前記屈折レンズの前記有効中心が前記反射屈折レンズの前記有 効中心に重なり、該屈折レンズは正分散を有し、 前記反射屈折及び屈折レンズが少なくとも約1.4の屈折率を有する高分子 熱可塑性で構成され、かつ条件、すなわち Ｆ₁＜(φ₁−φ₂)及び φ₂＜φ₃ ここで、Ｆ₁は前記反射屈折レンズの屈折溝角度、φ₁は前記反射屈折レンズの 前記下面に入る光線の入射角、φ₂は前記反射屈折レンズの前記上平面と前記屈 折レンズの前記下面との間の前記光線の内角、及びφ₃は前記屈折レンズの前記 上平面を出る前記光線の出射角、 に従うこと、 を備えているオーバーヘッドプロジェクタ。