(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間変調素子の像をスクリーンに拡大投影する投写光学系であって、前記スクリーンから順に、前記スクリーンに凸面を向け、光軸に対して対称な１枚の非球面ミラーで構成された反射光学系と、複数のレンズで構成された屈折光学系とを備え、
前記非球面ミラーは、前記非球面ミラーの光軸を含む断面において、前記非球面ミラーの径方向の微小変位を最大有効半径Ｙｍａｘを基準にΔＹ＝０．０５Ｙｍａｘとし、径方向と直交する方向における微小変位をΔｓａｇとし、前記断面の接線の傾きをΔｓａｇ／ΔＹとしたときに、前記非球面ミラーの光軸近傍から前記非球面ミラーの最大有効半径までのΔｓａｇ／ΔＹについて、絶対値の最大値｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜が、０．４８＜｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜＜０．７を満足し、
前記屈折光学系は、前記スクリーンより順に、２面とも非球面で構成される非球面レンズと、２面とも非球面で構成される非球面レンズと、曲率半径の小さい方の面が前記スクリーンに凸面を向けた正レンズと、負レンズと、前記スクリーンに凸面を向けたメニスカスレンズと、両凸の正レンズと、前記スクリーンに凸面を向けたメニスカス負レンズとで構成されていることを特徴とする投写光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の投写光学系を投写手段として用いたビデオプロジェクターであって、
光源と、前記光源からの光を青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段と、前記光源から放射される光により照明されるとともに時間的に変化する青、緑、赤の３色に対応する光学像を形成する空間光変調素子とを備え、
前記空間光変調素子上の光学像を前記投写手段で投写させるように構成されているビデオプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間変調素子の像をスクリーンに拡大投影する投写光学系、及びこれを用いたビデオプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクションテレビは、プロジェクターを筺体内に収め、透過型スクリーンに空間変調素子の像を拡大投射している。筺体を薄くするために、投写光学系にはできる限り広角レンズを用い、平面ミラーで光路を折り曲げることにより、できる限り筺体の奥行きを減少させる構成となっている。
【０００３】
また、筺体の奥行きをさらに薄くするために、非球面ミラーを使って、筺体の薄型化を実現できる光学系が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３３４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ミラーは屈折レンズに比べて表面の形状精度を高くしなければならず、非球面ミラーの製造は困難であり、セットコスト上昇の大きな要因となる。
【０００５】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、非球面ミラーを用いることによる筐体の薄型化を、低コストで実現できる投写光学系及びそれを用いた映像拡大投写システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の投写光学系は、空間変調素子の像をスクリーンに拡大投影する投写光学系であって、前記スクリーンから順に、前記スクリーンに凸面を向け、光軸に対して対称な１枚の非球面ミラーで構成された反射光学系と、複数のレンズで構成された屈折光学系とを備え、前記非球面ミラーは、前記非球面ミラーの光軸を含む断面において、前記非球面ミラーの径方向の微小変位を最大有効半径Ｙｍａｘを基準にΔＹ＝０．０５Ｙｍａｘとし、径方向と直交する方向における微小変位をΔｓａｇとし、前記断面の接線の傾きをΔｓａｇ／ΔＹとしたときに、前記非球面ミラーの光軸近傍から前記非球面ミラーの最大有効半径までのΔｓａｇ／ΔＹについて、絶対値の最大値｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜が、０．４８＜｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜＜０．７を満足し、前記屈折光学系は、前記スクリーンより順に、２面とも非球面で構成される非球面レンズと、２面とも非球面で構成される非球面レンズと、曲率半径の小さい方の面が前記スクリーンに凸面を向けた正レンズと、負レンズと、前記スクリーンに凸面を向けたメニスカスレンズと、両凸の正レンズと、前記スクリーンに凸面を向けたメニスカス負レンズとで構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、非球面ミラーを用いることによる筐体の薄型化を、低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明によれば、製造が困難な非球面ミラーのサイズを小さくすることができ、コストも低減できる。このことにより、非球面ミラーを用いることによる筐体の薄型化を、低コストで実現できる。
【０００９】
前記投写光学系においては、前記屈折光学系は、前記スクリーンより順に、２面とも非球面で構成される非球面レンズと、２面とも非球面で構成される非球面レンズと、４枚以上の球面レンズとで構成されていることが好ましい。この構成によれば、歪曲収差を小さく抑えることができる。
【００１０】
また、前記屈折光学系は、前記スクリーンより順に、２面とも非球面で構成される非球面レンズと、２面とも非球面で構成される非球面レンズと、曲率半径の小さい方の面が前記スクリーンに凸面を向けた正レンズと、負レンズと、スクリーンに凸面を向けたメニスカスレンズと、両凸の正レンズと、前記スクリーンに凸面を向けたメニスカス負レンズとで構成されていることが好ましい。この構成によれば、少ないレンズ構成枚数で色収差を小さく抑えることができる。
【００１１】
また、前記屈折光学系は、前記スクリーンから順に、第１の非球面レンズと、第２の非球面レンズと、４枚以上の球面レンズとで構成され、前記非球面ミラーから前記第１の非球面レンズまでの光軸上の距離をｄ１とし、前記第１非球面レンズから前記第２非球面レンズまでの光軸上の距離をｄ２とすると、０．１＜ｄ２／ｄ１＜０．５を満足することが好ましい。この構成によれば、歪曲収差を小さく抑えることができる。
【００１２】
また、前記スクリーンから前記非球面ミラーまでの光軸上の距離をＤとし、前記スクリーン上の光軸から測って最大の有効領域までの光軸からの距離をＹとすると、Ｙ／Ｄが２．５以上であることが好ましい。この構成によれば、筐体の奥行きを薄くできる。
【００１４】
本発明のビデオプロジェクターは、前記各投写光学系を投写手段として用いたビデオプロジェクターであって、光源と、前記光源からの光を青、緑、赤の３色に時間的に制限する手段と、前記光源から放射される光により照明されるとともに時間的に変化する青、緑、赤の３色に対応する光学像を形成する空間光変調素子とを備え、前記空間光変調素子上の光学像を前記投写手段で投写させるように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明は、非球面ミラーのサイズに着目し、投写光学系の構成を適切にすることにより、投写光学系のコストを低減しながら、投写光学系の広角化を実現するというものである。また、この投写光学系を投写手段として用いることにより、プロジェクションテレビ等の筺体の奥行きを薄くすることを低コストで実現できる。
【００１８】
広角の投写光学系を実現するためには、歪曲収差を効果的に補正することが重要である。歪曲収差を補正するには、非球面が有効である。また、非球面を配置する位置は、主光線が高いところで非球面と交差する位置が好ましい。
【００１９】
主光線が高いところは、投写光学系で考えれば、空間変調素子の近くか、スクリーンの近くになる。空間変調素子の近くは空間変調素子を照明するための空間が必要で、配置の自由度が少ない。このため、非球面を配置する位置は、スクリーンの近くが適当である。
【００２０】
スクリーンの近くに非球面を配置した場合、その非球面を反射面とすることにより、歪曲収差を補正しながら、投写光学系の広角化を実現できる。
【００２１】
しかし非球面を反射面とした場合、非球面ミラーから射出する光が、屈折光学系で構成される投写レンズ部と干渉しないためには、非球面ミラーと屈折光学系との間隔を大きくとらなければならない。このようにすると、非球面ミラーの歪曲補正能力は高まるが、非球面ミラーの大きさは大きくなってしまう。
【００２２】
ここで、非球面ミラーを製造するためには、樹脂を成形し、反射膜を形成することがコスト的に優れている。一方、反射を利用する非球面ミラーは、屈折を利用する非球面レンズよりも表面の形状精度を高くする必要がある。さらにサイズが大きくなると、成形時における樹脂の流れの問題や、ヒケやソリの問題が大きくなる。
【００２３】
以上より、非球面ミラーを用いることにより、歪曲収差を補正しながら、投写光学系の広角化を実現でき、筐体の薄型化を実現できることになるが、非球面ミラーを大きくすることは、非球面ミラーの製造コストが増大し、重大な課題であるといえる。
【００２４】
非球面ミラーの製造コストを低減するには、非球面ミラーのサイズを小さくする必要がある。非球面ミラーを小さくするためには、投写レンズの絞り位置に非球面ミラーを接近させるか、投写レンズ瞳位置を前進させる必要がある。投写レンズの絞り位置に非球面ミラーを接近させる方法は、投写レンズから射出する光線と非球面ミラーからの射出する光線との干渉のため、接近の程度には限度がある。一方、投写レンズ瞳位置を前進させるためには非球面ミラーの負のパワーを大きくすれば良いこととなる。
【００２５】
非球面ミラーのパワーを大きくすることは、非球面ミラーの形状を変更することとなる。具体的には曲率を大きくすることになる。本発明は、非球面ミラーの形状を適切に構成することにより、非球面ミラーの大きさが小さい広角の投写光学系を実現するというものである。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態１に係る投写光学系について、図面を参照しつつ説明する。図１は、実施の形態１に係る投写光学系の構成図である。反射型の空間変調素子１を出た光は、屈折光学系２の各レンズを透過した後、反射光学系を構成する非球面ミラー３で反射しスクリーン４上で結像する。
【００２７】
屈折光学系２は、空間変調素子１側から順に負レンズ２ｇ、正レンズ２ｆ、正レンズ２ｅ、負レンズ２ｄ、正レンズ２ｃ、非球面レンズ２ｂ、非球面レンズ２ａの７枚構成である。絞りは屈折光学系２の内部で空間変調素子１に近い側に位置し、後ろ絞り光学系を構成している。空間変調素子１の中心は、投写レンズ光軸から外れた位置にあり、照明光学系（図示せず）からの光は、空間変調素子１と屈折光学系２の間から空間変調素子１に向かって照明される。
【００２８】
非球面レンズ２ａと２ｂとによって、歪曲収差とその他の収差のバランスをとっている。非球面ミラー３は屈折光学系と一体となって投写光学系を構成している。屈折光学系２を透過した光線は、非球面ミラー３で反射され、屈折光学系２のレンズ群と干渉しないようにスクリーン４に到達する。
【００２９】
非球面ミラー３は、歪曲収差の補正能力を確保するために、多くの非球面係数で細かく形状を制御している。非球面ミラー３の光軸近傍は、使用しない領域となっている。このため、非球面ミラー３の形状を表す非球面式は、一次の非球面係数を含んでいる。したがって、非球面ミラー３の光軸近傍は、いびつで不連続な形状となっている。
【００３０】
図２と図３は、非球面ミラーのサイズの小型化を説明する図である。図２は、従来の構成において、投写光学系に含まれる非球面ミラー３０と、スクリーン４と、スクリーン４の最外部に到達する光線の主光線とを模式的に示したものである。非球面ミラー３０に入射する光は、非球面ミラー３０の入射点における法線５と角度α１で入射し、非球面ミラー３から射出する光は、法線５と角度α１で射出する。
【００３１】
図３は、非球面ミラーの小型化の原理を示した図である。図３は、図２において、非球面ミラー３０を本実施の形態に係る非球面ミラー３に置き換えた構成である。図２と同様に、スクリーン４の最外部に到達する光線の主光線を模式的に示している。非球面ミラー３に入射する光は、非球面ミラー３の入射点における法線７と角度α２で入射し、非球面ミラー３から射出する光は、法線７と角度α２で射出する。
【００３２】
図３の角度α２は、図２の角度α１よりも小さくなっている。一方、図２、図３のいずれにおいても、非球面ミラーから反射した光線はスクリーン４の最外部に到達しているので、反射光線と光軸６（６ａ）とのなす角度は同じである。このため、図３の構成は、図２の構成に比べ、非球面ミラー３に入射する光線と光軸６とのなす角度が小さくなっていることになる。
【００３３】
このように構成することにより、スクリーン４の最外部に到達する光線の主光線の入射点の位置が光軸に近づくので、非球面ミラー３の大きさを小さくできることになる。このような小型化を実現する条件は、下記の式（１）のようになる。
【００３４】
式（１）  α３＜α４
【００３５】
角度α３は、図２の非球面ミラー３の法線５と光軸６（６ａ）とのなす角度、角度α４は、図３の非球面ミラー３の法線７と光軸６（６ａ）との角度である。なお、角度α３、α４を分かり易くするために、図２、３には光軸６を非球面ミラーの入射点まで平行移動させた線６ａを図示している。
【００３６】
以上より、非球面ミラーを小さくする条件は、光軸と非球面ミラーの法線とのなす角度を大きくすることである。すなわち、非球面ミラー３の傾斜角を大きくすることである。
【００３７】
このため、本実施の形態では、非球面ミラー３の形状を適切に構成することにより、非球面ミラー３の大きさが小さい広角の投写光学系を実現した。
【００３８】
非球面ミラー３の形状は、非球面ミラー３の各半径値における傾斜角の最大値を規定している。傾斜角が小さいときは非球面ミラーが持っているパワーが小さいことになる。
【００３９】
本実施の形態に係る非球面ミラー３は、下記の式（２）を満足するようにした。
【００４０】
式（２）  ０．４８＜｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜＜０．７
【００４１】
式（２）において、ΔＹ（図１）は、非球面ミラー３の光軸を含む断面において、非球面ミラー３の径方向の微小変位であり、最大有効半径Ｙｍａｘを基準にΔＹ＝０．０５Ｙｍａｘとしたものである。Δｓａｇ（図１）は、前記断面において径方向と直交する方向における微小変位である。｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜は、前記断面の接線の傾きをΔｓａｇ／ΔＹとしたときに、非球面ミラー３の光軸近傍から非球面ミラー３の最大有効半径までのΔｓａｇ／ΔＹについて、絶対値の最大値である。
【００４２】
条件式の値が小さくなるほど、非球面ミラーのパワーが小さくなり、非球面ミラーのサイズが大きくなる。条件式の値が大きくなるほど、非球面ミラーのパワーが大きくなり、非球面ミラーのサイズは小さくなるが、歪曲収差の補正能力が小さくなる。式（２）を満足することにより、非球面ミラーのサイズを小さくしながら、歪曲収差も小さく抑えることができる。
【００４３】
前記の効果を発揮させるためには、下記の式（３）を満足することがより好ましく、式（４）を満足することがさらに好ましい。式（３）、（４）の範囲は、非球面ミラーのサイズの小型化と、歪曲収差の補正能力の両立により適している。
【００４４】
式（３）  ０．５＜｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜＜０．６
式（４）  ０．５２＜｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜＜０．５８
【００４５】
以上のように、本実施の形態によれば、非球面ミラーを小さくすることができるので、非球面ミラーを用いることによる筐体の薄型化を、低コストで実現できる。
【００４６】
以下、本実施の形態において、光学性能上より好ましい例について説明する。第１の例は、屈折光学系のレンズ群を、スクリーンより順に、２面とも非球面で構成される第１の非球面レンズと、２面とも非球面で構成される第２の非球面レンズと、４枚以上の球面レンズとで構成したものである。
【００４７】
第１の例は、図１の構成では、第１の非球面レンズが非球面レンズ２ａに、第２の非球面レンズが非球面レンズ２ｂに、４枚以上の球面レンズがレンズ２ｃ−２ｇに対応している。
【００４８】
この構成によれば、非球面ミラーを小さくしたことによる歪曲収差の補正能力の低下を、非球面レンズを付加することにより効果的に補正できる。
【００４９】
第２の例は、図１の例に相当し、屈折光学系２のレンズ群を、スクリーン４より順に、２面とも非球面で構成される非球面レンズ２ａと、２面とも非球面で構成される非球面レンズ２ｂと、曲率半径の小さい方の面がスクリーンに凸面を向けた正レンズ２ｃと、負レンズ２ｄと、スクリーンに凸面を向けたメニスカスレンズ２ｅと、両凸の正レンズ２ｆと、スクリーンに凸面を向けたメニスカス負レンズ２ｇとで構成したものである。この構成によれば、色収差を小さく補正できる。
【００５０】
第３の例は、屈折光学系２のレンズ群を、スクリーンから順に、第１の非球面レンズと、第２の非球面レンズと、４枚以上の球面レンズとで構成したものである。第３の例は、図１の構成では、第１の非球面レンズが非球面レンズ２ａに、第２の非球面レンズが非球面レンズ２ｂに、４枚以上の球面レンズがレンズ２ｃ−２ｇに対応している。この第３の例は、さらに下記の式（５）を満足している。
【００５１】
式（５）  ０．１＜ｄ２／ｄ１＜０．５
【００５２】
式（５）において、ｄ１（図１参照）は非球面ミラー３から第１の非球面レンズ２ａまでの光軸上の距離（空気間隔）であり、ｄ２（図１参照）は第１非球面レンズ２ａから第２非球面レンズ２ｂまでの光軸上の距離（空気間隔）である。
【００５３】
非球面ミラーを小さくすることにより、歪曲収差の補正能力が小さくなるが、第３の例においても、第１、第２の例と同様に、非球面レンズを付加しているので、歪曲収差の補正能力の低下を補正している。第３の例は、さらに式（５）で限定することにより、非球面レンズの歪曲収差の補正能力を大きくするように、非球面レンズの位置を適切に規定している。式（５）において、下限を超えると歪曲収差の補正能力が小さくなり過ぎ、上限を超えると非球面ミラーからの光線と非球面レンズが干渉し、映像に影ができ易くなる。
【００５４】
第４の例は、スクリーン４から非球面ミラー３までを光軸上の距離（空気間隔）をＤ（図１参照）とし、スクリーン４上の光軸から測って最大の有効領域までの光軸からの距離をＹ（図１参照）とするとき、Ｙ／Ｄが２．５以上としたものである。
【００５５】
Ｙ／Ｄは投写光学系の最大画角を意味し、Ｙ／Ｄを２．５以上とすることで例えばプロジェクションテレビとして構成したときに筺体の奥行きを薄くすることができる。
【００５６】
以下、本発明の実施例を示す。
【００５７】
（実施例１）
実施例１は、図１に示した構成の実施例である。実施例１に係る投写光学系は、Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）＝３．４、半画角＝７０．５°とした。前記式（２）、（５）の値は、以下の通りである。
【００５８】
｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜＝０．５７５
ｄ２／ｄ１＝０．４２５
【００５９】
投射光学系の具体的な数値を、表１に示す。表１において、ｒｉ（ｍｍ）はレンズ各面の曲率半径、ｄｉ（ｍｍ）はレンズ厚またはレンズ間間隔、ｎｉは、各レンズのｄ線での屈折率、νｉは各レンズのｄ線でのアッベ数である。ｉが１ずつ大きくなるにつれて、スクリーン４側の値になる。このことは、以下の実施例２の表７、実施例３の表１３においても同様である。例えば、表１の例では、ｒ１は最も空間変調素子１側のレンズ面の曲率半径であり、ｒ１５はミラー３の曲率半径である。ｄ０は空間変調素子１とｒ１面との間隔であり、ｄ１５は非球面ミラー３とスクリーン４との間隔になる。
【００６０】
【表１】
0004773149.tif 000002
【００６１】
本実施例の非球面形状を、以下に示す。非球面形状は、レンズの開口の光軸からの距離Ｙの位置におけるレンズ頂点からの変位量をＺとするとき、下記の数式で表される回転対称非球面である。ｃｃは、コーニックコンスタント、Ａｉは非球面係数である。非球面形状の数式については、以下の実施例においても同様である。
【００６２】
【数１】
0004773149.tif 000003
【００６３】
第１１面（レンズ２ｂ）の非球面係数を、以下の表２に示す。
【００６４】
【表２】
0004773149.tif 000004
【００６５】
第１２面（レンズ２ｂ）の非球面係数を、以下の表３に示す。
【００６６】
【表３】
0004773149.tif 000005
【００６７】
第１３面（レンズ２ａ）の非球面係数を、以下の表４に示す。
【００６８】
【表４】
0004773149.tif 000006
【００６９】
第１４面（レンズ２ａ）の非球面係数を、以下の表５に示す。
【００７０】
【表５】
0004773149.tif 000007
【００７１】
第１５面（ミラー３）の非球面係数を、以下の表６に示す。
【００７２】
【表６】
0004773149.tif 000008
【００７３】
図４−８に、実施例１のスクリーン上での横収差（ｍｍ）を示している。各図に、図中に示した各画角毎の横収差を示している。各図において、（ａ）図はタンジェンシャル方向の収差、（ｂ）図はサジタル方向の収差を示している。また、各収差図は、図中に示した各波長毎の横収差を示している。このことは、実施例２の図１０−１４、実施例３の図１６−２０についても同様である。
【００７４】
（実施例２）
実施例２は、図９に示した構成の実施例である。図９に示した構成は、図１に示した構成に比べ、ｄ２／ｄ１の値が式（５）の下限値に近い値になっている。実施例２に係る投写光学系は、Ｆｎｏ．＝３．４６、半画角＝６８．４°とした。前記式（２）、（５）の値は、以下の通りである。
【００７５】
｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜＝０．５４１
ｄ２／ｄ１＝０．１３
【００７６】
具体的な数値を、表７に示す。
【００７７】
【表７】
0004773149.tif 000009
【００７８】
第１１面（レンズ２ｂ）の非球面係数を、以下の表８に示す。
【００７９】
【表８】
0004773149.tif 000010
【００８０】
第１２面（レンズ２ｂ）の非球面係数を、以下の表９に示す。
【００８１】
【表９】
0004773149.tif 000011
【００８２】
第１３面（レンズ２ａ）の非球面係数を、以下の表１０に示す。
【００８３】
【表１０】
0004773149.tif 000012
【００８４】
第１４面（レンズ２ａ）の非球面係数を、以下の表１１に示す。
【００８５】
【表１１】
0004773149.tif 000013
【００８６】
第１５面（ミラー）の非球面係数を、以下の表１２に示す。
【００８７】
【表１２】
0004773149.tif 000014
【００８８】
図１０−１４に、実施例２のスクリーン上での横収差（ｍｍ）を示している。
【００８９】
（実施例３）
実施例３は、図１５に示した構成の実施例である。図１５に示した構成は、図１に示した構成と同様に、非球面レンズ２ａ、２ｂを備えているが、球面レンズの枚数を１枚少なくしている。実施例３に係る投写光学系は、Ｆｎｏ．＝３．４８、半画角＝７０．２８°とした。前記式（２）、（５）の値は、以下の通りである。
【００９０】
｜ｍａｘ（Δｓａｇ／ΔＹ）｜＝０．５５８
ｄ２／ｄ１＝０．４２５
【００９１】
具体的な数値を、表１３に示す。
【００９２】
【表１３】
0004773149.tif 000015
【００９３】
第９面（レンズ２ｂ）の非球面係数を、以下の表１４に示す。
【００９４】
【表１４】
0004773149.tif 000016
【００９５】
第１０面（レンズ２ｂ）の非球面係数を、以下の表１５に示す。
【００９６】
【表１５】
0004773149.tif 000017
【００９７】
第１１面（レンズ２ａ）の非球面係数を、以下の表１６に示す。
【００９８】
【表１６】
0004773149.tif 000018
【００９９】
第１２面（レンズ２ａ）の非球面係数を、以下の表１７に示す。
【０１００】
【表１７】
0004773149.tif 000019
【０１０１】
第１３面（ミラー３）の非球面係数を、以下の表１８に示す。
【０１０２】
【表１８】
0004773149.tif 000020
【０１０３】
図１６−２０に、実施例３のスクリーン上での横収差（ｍｍ）を示している。
【０１０４】
（実施の形態２）
図２１は本発明の実施の形態３に係る映像拡大投写システムの構成図である。図２１において、１０は実施の形態１に係る投写光学系、１１は光学像を形成する空間光変調素子、１３は光源及び反射鏡で構成される光源部である。１２は投写された映像のフォーカス面である。
【０１０５】
この構成によれば、光源部１３により照明される空間光変調素子１１に形成された光学像は、投写光学系１０によってフォーカス面１２に拡大投写される。本実施の形態は、投写光学系１０に、実施の形態１に係る投写光学系を用いているので、投写光学系１０からフォーカス面１２までの距離が短い映像拡大投写システムを低コストで実現できる。
【０１０６】
（実施の形態３）
図２２は、本発明の実施の形態３に係るビデオプロジェクターの構成図である。
図２１と同一構成のものは同一番号を付しており、本実施の形態においても、投写光学系１０は実施の形態１に係る投写光学系である。
【０１０７】
本発明の実施の形態は色制限手段１４を備えており、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルターを回転させることにより、光源部１３からの光を、青、緑、赤の３色に時間的に制限することができる。
【０１０８】
光源部１３からの光は、色制限手段１４によって青、緑、赤の３色に時間的に分解され、空間光変調素子１１を照明する。空間光変調素子１１は青、緑、赤の３種の光学像が時間的に分割されて形成され、投写光学系１０によって拡大投写される。
【０１０９】
本実施の形態は、投写光学系１０に、前記実施の形態に係る投写光学系を用いているので、投写光学系１０からフォーカス面１２までの距離が短いビデオプロジェクターを低コストで実現できる。
【０１１０】
（実施の形態４）
図２３は本発明の実施の形態４に係るプロジェクションテレビの構成図である。図２１と同一構成のものは同一番号を付しており、本実施の形態においても、投写光学系１０は実施の形態１に係る投写光学系である。
【０１１１】
図２３において、２０は実施の形態４に係るビデオプロジェクター、１５は光を折り曲げるミラー、１６は透過型スクリーン、３０は筐体で構成されるリアプロジェクターである。ビデオプロジェクター２０から投写される映像はミラー１５によって反射され、透過型スクリーン１６に結像される。
【０１１２】
本実施の形態は、ビデオプロジェクター２０に実施の形態３で示したビデオプロジェクターを用いているので、筐体の奥行きが薄いプロジェクションテレビを低コストで実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
以上のように、本発明に係る投写光学系は、非球面ミラーを用いることによる筐体の薄型化を、低コストで実現できるので、本発明は例えば映像拡大投写システム、ビデオプロジェクター、プロジェクションテレビに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る投写光学系の構成図。
【図２】非球面ミラーを用いた投写光学系の非球面ミラーと主光線を表した従来の光路図。
【図３】非球面ミラーを用いた投写光学系の非球面ミラーと主光線を表した本発明の一実施の形態に係る光路図。
【図４】本発明の実施例１の０．２画角における横収差図。
【図５】本発明の実施例１の０．４画角における横収差図。
【図６】本発明の実施例１の０．７画角における横収差図。
【図７】本発明の実施例１の０．９画角における横収差図。
【図８】本発明の実施例１の１．０画角における横収差図。
【図９】本発明の実施例２に係る投写光学系の構成図。
【図１０】本発明の実施例２の０．２画角における横収差図。
【図１１】本発明の実施例２の０．４画角における横収差図。
【図１２】本発明の実施例２の０．７画角における横収差図。
【図１３】本発明の実施例２の０．９画角における横収差図。
【図１４】本発明の実施例２の１．０画角における横収差図。
【図１５】本発明の実施例３に係る投写光学系の構成図。
【図１６】本発明の実施例３の０．２画角における横収差図。
【図１７】本発明の実施例３の０．４画角における横収差図。
【図１８】本発明の実施例３の０．７画角における横収差図。
【図１９】本発明の実施例３の０．９画角における横収差図。
【図２０】本発明の実施例３の１．０画角における横収差図。
【図２１】本発明の一実施の形態に係る映像拡大投写システムの構成図。
【図２２】本発明の一実施の形態に係るビデオプロジェクターの構成図。
【図２３】本発明の一実施の形態に係るプロジェクションテレビの構成図。
【符号の説明】
【０１１５】
１，１１  空間変調素子
２  屈折光学系
３  非球面ミラー
４，１２，１６  スクリーン
１０  投写光学系
１３  光源部
１４  色制限手段
２０  ビデオプロジェクター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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