【手続補正書】
【提出日】平成25年7月17日(2013.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示素子に表示された映像を拡大して所定の投写面に斜め方向から投写する映像投写装置用光学系であって、
光軸に沿って前記映像表示素子側から順に並んだ、中心軸に対して回転対称に形成された回転対称レンズからなる回転対称レンズ群と、中心軸に対して非回転対称に形成された複数の自由曲面レンズからなる自由曲面レンズ群と、中心軸に対して非回転対称に形成された反射面を有する自由曲面ミラーとを有し、
前記自由曲面レンズ群において、前記自由曲面ミラーに最も近いミラー側自由曲面レンズおよび、前記ミラー側自由曲面レンズの隣に配置された素子側自由曲面レンズのうち、少なくとも一方の断面形状が、前記自由曲面レンズ群と前記自由曲面ミラーとの間の光軸および前記自由曲面ミラーと前記投写面との間の光軸を通る第１の断面、もしくは、前記第１の断面と垂直な第２の断面において、前記映像表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状を有していることを特徴とする映像投写装置用光学系。
【請求項２】
前記自由曲面レンズ群において、前記自由曲面ミラーに最も近いミラー側自由曲面レンズおよび、前記ミラー側自由曲面レンズの隣に配置された素子側自由曲面レンズのうち、少なくとも一方の断面形状が、前記第１の断面、および、前記第２の断面において、前記映像表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の映像投写装置用光学系。
【請求項３】
前記第１の断面における断面形状が前記映像表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状を有しており、
前記第１の断面において、前記映像表示素子から前記自由曲面ミラーへ向かう方向を正とする光軸方向の座標軸をz軸とし、前記z軸と垂直な座標軸をy軸として、自由曲面レンズのレンズ面と光軸との交点を原点とするローカル座標系（y，z）を定義し、
前記自由曲面レンズの前記映像表示素子側のレンズ面の場合にi＝1とし、前記自由曲面レンズの前記自由曲面ミラー側のレンズ面の場合にi＝2としたときに、前記自由曲面レンズの有効範囲内での極大点座標を（yoi，zoi）とし、前記自由曲面レンズのレンズ面のサグ量をzfi(y)として、次式
zfci(y)＝zfi(y＋yoi)−zoi
を定義し、
絞りから前記自由曲面レンズの前記映像表示素子側のレンズ面までの空気換算中心距離をL1として、次式
ry1＝−L1／3.5
を定義し、
絞りから前記自由曲面レンズの前記自由曲面ミラー側のレンズ面までの空気換算中心距離をL2として、次式
ry2＝−L2
を定義し、
前記ry1および前記ry2をryiとして、次式
zsi(y)＝ryi＋[(ryi)2−y2]1/2
を定義したとき、
前記原点から前記有効範囲の端までのy方向長さの絶対値を|radyi|としたとき、
−|radyi|＜y＜|radyi|の範囲で、次式
zfci(y)＜zs2(y)
の条件を満足するとともに、
|ry1|＜|radyi|のときには−|ry1|＜y＜|ry1|の範囲で、|radyi|＜|ry1|のときには−|radyi|＜y＜|radyi|の範囲で、次式
zs1(y)＜zfci(y)
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の映像投写装置用光学系。
【請求項４】
前記第２の断面における断面形状が前記映像表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状を有しており、
前記第２の断面において、前記映像表示素子から前記自由曲面ミラーへ向かう方向を正とする光軸方向の座標軸をz軸とし、前記z軸と垂直な座標軸をx軸として、前記自由曲面レンズのレンズ面と光軸との交点を原点とするローカル座標系（x，z）を定義し、
前記自由曲面レンズの前記映像表示素子側のレンズ面の場合にi＝1とし、前記自由曲面レンズの前記自由曲面ミラー側のレンズ面の場合にi＝2としたときに、前記自由曲面レンズの有効範囲内での極大点座標を（xoi，zoi）とし、自由曲面レンズのレンズ面のサグ量をzfi(x)として、次式
zfci(x)＝zfi(x＋xoi)−zoi
を定義し、
絞りから前記自由曲面レンズの前記映像表示素子側のレンズ面までの空気換算中心距離をL1として、次式
rx1＝−L1／2.5
を定義し、
絞りから前記自由曲面レンズの前記自由曲面ミラー側のレンズ面までの空気換算中心距離をL2として、次式
rx2＝−L2／0.1
を定義し、
前記rx1および前記rx2をrxiとして、次式
zsi(x)＝rxi＋[(rxi)2−x2]1/2
を定義したとき、
前記原点から前記有効範囲の端までのx方向長さの絶対値を|radxi|としたとき、
−|radxi|＜x＜|radxi|の範囲で、次式
zfci(x)＜zs2(x)
の条件を満足するとともに、
|rx1|＜|radxi|のときには−|rx1|＜x＜|rx1|の範囲で、|radxi|＜|rx1|のときには−|radxi|＜x＜|radxi|の範囲で、次式
zs1(x)＜zfci(x)
の条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系。
【請求項５】
前記自由曲面レンズ群が３つの前記自由曲面レンズからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系。
【請求項６】
前記回転対称レンズ群の焦点距離をｆとし、前記映像投写装置用光学系の全長をＴＬとしたとき、次式
１５≦｜ＴＬ／ｆ｜≦３０
の条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系。
【請求項７】
前記自由曲面レンズ群と前記自由曲面ミラーとの間の光軸と垂直な面に対する前記反射面の傾斜角をθｍとし、前記自由曲面ミラーと前記投写面との間の光軸と垂直な面に対する前記投写面の傾斜角をθｓとしたとき、次式
０．５≦｜θｍ／θｓ｜≦０．７
の条件を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系。
【請求項８】
所定の設置面に設置された状態で使用され、前記設置面と同じ面上または前記設置面と略平行な面上に映像を斜め方向から投写する映像投写装置であって、前記映像投写装置を構成する光学系が請求項１から７のいずれか一項に記載の映像投写装置用光学系であることを特徴とする映像投写装置。
【請求項９】
前記映像表示素子で表示される映像に対し所定の画像処理を行って前記斜め方向から投写される映像の台形歪みを補正する画像処理部を備えることを特徴とする請求項８に記載の映像投写装置。
【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】
このような目的達成のため、本発明を例示する態様に従えば、映像表示素子に表示された映像を拡大して所定の投写面に斜め方向から投写する映像投写装置用光学系であって、光軸に沿って前記映像表示素子側から順に並んだ、中心軸に対して回転対称に形成された回転対称レンズからなる回転対称レンズ群と、中心軸に対して非回転対称に形成された複数の自由曲面レンズからなる自由曲面レンズ群と、中心軸に対して非回転対称に形成された反射面を有する自由曲面ミラーとを有し、前記自由曲面レンズ群において、前記自由曲面ミラーに最も近いミラー側自由曲面レンズおよび、前記ミラー側自由曲面レンズの隣に配置された素子側自由曲面レンズのうち、少なくとも一方の断面形状が、前記自由曲面レンズ群と前記自由曲面ミラーとの間の光軸および前記自由曲面ミラーと前記投写面との間の光軸を通る第１の断面、もしくは、前記第１の断面と垂直な第２の断面において、前記映像表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状を有していることを特徴とする映像投写装置用光学系が提供される。