【手続補正書】
【提出日】平成16年9月28日(2004.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像が表示される表示面からの光束を、表示面の中心からの光束が斜めに入射するように投影面に導いて、表示面上の像を拡大して投影面上に投影する斜め投影光学系であって、パワーを有する複数の反射面を備えるものにおいて、
パワーを有する反射面の少なくとも２つが自由曲面であり、パワーを有する反射面のうち、投影面に最も近いものが負のパワーを有し、他の少なくとも１つが正のパワーを有し、
表示面が横方向よりも縦方向に小さく、
パワーを有する各反射面が表示面からの光束を表示面の縦方向に変位させるように反射し、
パワーを有する反射面のうち表示面に２番目に近いものと表示面との間に瞳面が位置し、
表示面の縦方向に対応する方向のＦ数をＦnoｙ、表示面の横方向に対応する方向のＦ数をＦnoｚで表すとき、
Ｆnoｙ≦４．５
かつ、Ｆnoｚ≦４．０
の関係を満たすことを特徴とする斜め投影光学系。
【請求項２】
像が表示される表示面からの光束を、表示面の中心からの光束が斜めに入射するように投影面に導いて、表示面上の像を拡大して投影面上に投影する斜め投影光学系であって、パワーを有する複数の反射面を備えるものにおいて、
パワーを有する反射面の数が４であり少なくとも１つが正のパワーを有し、パワーを有する反射面のうち、投影面に最も近いものと投影面に２番目に近いものとが自由曲面であり、
表示面が横方向よりも縦方向に小さく、
パワーを有する各反射面が表示面からの光束を表示面の縦方向に変位させるように反射し、
パワーを有する反射面のうち表示面に２番目に近いものと表示面との間に瞳面が位置し、
表示面の縦方向に対応する方向のＦ数をＦnoｙ、表示面の横方向に対応する方向のＦ数をＦnoｚで表すとき、
Ｆnoｙ≦４．５
かつ、Ｆnoｚ≦４．０
の関係を満たすことを特徴とする斜め投影光学系。
【請求項３】
以下の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の斜め投影光学系。
Ｆnoｙ≧Ｆnoｚ
【請求項４】
パワーを有する反射面の数が４であり、パワーを有する各反射面が、表示面に近いものから順に、正、負、正、負のパワーを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の斜め投影光学系。
【請求項５】
パワーを有する各反射面が表示面からの光束を表示面の縦方向に変位させるように反射し、表示面の縦方向に対応する方向の投影面の大きさをＨ、表示面から投影面に至る光束が通る空間の投影面の法線方向の最大の長さをＤで表すとき、
Ｄ／Ｈ≦０．３５
の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の斜め投影光学系。
【請求項６】
表示面の大きさに対する投影面の大きさの比をβで表すとき、
３０≦β≦１００
の関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の斜め投影光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
そこで、投影光学系に含まれるパワーを有する素子を曲面の反射ミラーとすることが提案されている。例えば、再公表公報ＷＯ９７／０１７８７号では、４枚の曲面ミラーで投影光学系を構成している。これらの曲面ミラーは、表示面側から順に、正、負、正、負のパワーを有しており、表示面に最も近い曲面が球面、他の３つの曲面が非球面とされている。本出願人が特開２００１−２２１９４９号で提案した投影光学系も４枚の曲面ミラーより成る。この投影光学系の曲面ミラーは、表示面側から順に、正、正、負、負、または、正、正、負、正のパワーを有しており、全てが球面または非球面である。これら両公報のほか、３枚の曲面ミラーより成る投影光学系等も提案されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、像が表示される表示面からの光束を、表示面の中心からの光束が斜めに入射するように投影面に導いて、表示面上の像を拡大して投影面上に投影する斜め投影光学系であって、パワーを有する複数の反射面を備えるものにおいて、パワーを有する反射面の少なくとも２つが自由曲面であり、パワーを有する反射面のうち、投影面に最も近いものが負のパワーを有し、他の少なくとも１つが正のパワーを有し、表示面が横方向よりも縦方向に小さく、パワーを有する各反射面が表示面からの光束を表示面の縦方向に変位させるように反射し、パワーを有する反射面のうち表示面に２番目に近いものと表示面との間に瞳面が位置し、表示面の縦方向に対応する方向のＦ数をＦnoｙ、表示面の横方向に対応する方向のＦ数をＦnoｚで表すとき、Ｆnoｙ≦４．５、かつ、Ｆnoｚ≦４．０の関係を満たす構成とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この斜め投影光学系は、共軸系である従来の投影光学系とは異なり、反射面として自由曲面を採用している。自由曲面の反射面を採用することで、歪曲のほとんどない斜め投影を、結像性能を損なうことなく短い光路長で実現することが可能になる。像を表示する手段を表示面に配し、スクリーンを投影面に配することでプロジェクション装置が得られるが、得られるプロジェクション装置は、光路長が短いため、薄型すなわちスクリーンに対して垂直な方向について小型となるだけでなく、スクリーンに沿う方向についても小型となる。この斜め投影光学系は、光路を折り返す平面ミラーを備えることによりリアプロジェクション装置に採用するのに好適となり、フロントプロジェクション装置に採用することもできる。また、各反射面が表示面からの光束を表示面の縦方向に変位させるようにすることで、装置をスクリーンの縦方向に小型化することが容易になり、また、瞳面の位置およびＦ数の関係をこのようにすることで、明るい像を提供することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
パワーを有する反射面のうち投影面に最も近いものは、拡大率（投影倍率）を大きくする上で負のパワーを有することが好ましく、したがって、パワーを有する反射面のうち少なくとも他の１つは、表示面の各点からの光束を投影面上の一点に収束させるために、正のパワーを有する必要がある。この要件を満たすように反射面のパワーは設定されている。
また、上記目的を達成するために、本発明では、像が表示される表示面からの光束を、表示面の中心からの光束が斜めに入射するように投影面に導いて、表示面上の像を拡大して投影面上に投影する斜め投影光学系であって、パワーを有する複数の反射面を備えるものにおいて、パワーを有する反射面の数が４であり少なくとも１つが正のパワーを有し、パワーを有する反射面のうち、投影面に最も近いものと投影面に２番目に近いものとが自由曲面であり、表示面が横方向よりも縦方向に小さく、パワーを有する各反射面が表示面からの光束を表示面の縦方向に変位させるように反射し、パワーを有する反射面のうち表示面に２番目に近いものと表示面との間に瞳面が位置し、表示面の縦方向に対応する方向のＦ数をＦnoｙ、表示面の横方向に対応する方向のＦ数をＦnoｚで表すとき、Ｆnoｙ≦４．５かつ、Ｆnoｚ≦４．０
の関係を満たす構成とする。
また、上記斜め投影光学系はＦnoｙ≧Ｆnoｚの関係を満たすようにするとよい。
【００１３】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
パワーを有する各反射面が表示面からの光束を表示面の縦方向に変位させるように反射し、表示面の縦方向に対応する方向の投影面の大きさをＨ、表示面から投影面に至る光束が通る空間の投影面の法線方向の最大の長さをＤで表すとき、Ｄ／Ｈ≦０．３５の関係を満たすようにすることもできる。この斜め投影光学系を備える装置はスクリーンの大きさの割に薄型となる。