采用自由曲面镜头/反射镜的超短焦技术的现有产品

光学自由曲面是非对称性、不规则、不适合用统一的光学光程式来描述的光学曲面。自由曲面光学元。在光电产品、光通信产品中用日益广泛。光学自由曲面面形精度要求亚微米级，表面粗糙度精度达纳米级。
⑴ 日立HCP-A8投影机搭载日立世界首创的自由曲面技术（相差补正），其反射镜至屏幕47cm投射60英寸画面的超短距创造了国内上市投影机最短投射距离的新纪录。成就其超短距投影的核心部分——镜头组由三种、多个不同的镜片组成。

其中，自由曲面反射镜在不发生倍率色彩像差的基础上，可以补正歪曲像差。传统投影机投射光线须垂直于屏幕进行投射，角度的偏离会造成影像的歪曲变形，而日立A8投影机则是置于屏幕斜上方，光线由多组镜头折射后投射到自由曲面反射镜上，反射镜再以倾斜的角度将画面完美的投射到屏幕上，其原理是自由曲面反射镜将镜头投射进来的光线按不同的角度散射出去，依据自由曲面反射镜来做梯形校正，使投射在屏幕上的影像毫无扭曲和歧变。

另外，季节的变化使室内的湿度和温度发生很大的变化，而机身散热也会使机身温度上升，这些变化都会造成镜头的轻微变形从而对焦不准，投射出的影像也会发生模糊和变形现象，而日立采用的自由曲面镜头可以抵消由温度/湿度变化而产生的聚焦变动，使投影机在外部环境发生变化的时候，仍可以投射出精致的画面。我们不难想象，投影机镜头到屏幕各点的距离是不同的，距离远的地方影像变大，颜色变浅，整体影像亮度不均，即产生像差。这种情况在传统投影机中非常常见，而由于日立A8的投射位置，这一情况会变得更加严重。为此，机身内部安装了非球面镜头用于补正彗形像差/点球像差，使投射到屏幕上的各成点尺寸、影像各部分的亮度和饱和度一致，使画面色彩均匀且明亮。

自由曲面技术（相差补正）的使用，使超短距投影技术发生了革命性的进步，以将影像投射到60英寸的白板或幕布上为例，机身底面与屏幕的距离有28.9cm，根据屏幕高度的不同，投影机距离地面的高度至少为2m，这样的距离既不会妨碍讲演者，也便于对投影机的日常维护，为使用者带来了最愉快的应用体验。而这一切都来自于日立多年来在光学影像领域的技术积累以及高超的工艺水平，与现有的非球面镜头相比，自由曲面镜头/反射镜不仅设计方法与计算公式非常复杂，其所要求的制作工艺亦很难掌握，日立采用的高精度压缩成型技术、微细加工研磨技术、高可靠薄膜设计等诸多综合基础技术才是HCP-A8得以成功的保证，也是其他厂商即使仿效其设计原理，也难以造出同样产品的原因，而高超的技术水准即是日立厂就领先于业内同行的秘诀。

日立HCP-A8投影机的技术创新还不止于此，反射镜采用旋转结构和自动开闭方式，不仅操作简单，更重要的是让反射镜和镜头组不必暴露在空气中，起到了防尘的作用，并且更加安全和美观。由于新技术的采用使A8的使用方式更加多样化，但是不同的摆放方式给投影机的散热系统提出了更高的要求，为此日立在不同的位置和角度上采用了更多的风扇，在吊顶（水平放置）和桌面（垂直放置）的情况下，通过倒置的传感器检查到装置的方向，自动切换风向和风量，使投影机在不同摆放方式时，均可以得到良好的散热保护，这样优秀的散热技术在同类产品中还是前所未有的。

 2012年初，雅图0.3级的反射式超短焦投影RAC100系列就加入了其军团级的产品线，凭借先进的设计理念和思路，RAC100系列成为覆盖娱乐、商务、教育多领域的超短焦多功能投影机型，自上市以来就受到市场用户的广泛好评。

图9 反射式超短焦投影机

雅图RAC100系列采用反射式液晶显示技术，19.5cm就可以投射80英寸大小的画面，投射比具有很强的竞争优势。主要型号有四款：RAC100、RAC200、RAC300、RAC400。雅图RAC100系列内置一组高性能自由曲面镜头，能有效避免鱼眼镜头出现的图像桶形失真，既能在短距离内演绎超大画面和高清晰影像，又能解决普通投影机和普通短焦投影机存在的晃眼、阴影干扰等问题。

雅图RAC100系列独特的短距离投射，使画面最接近原始输出亮度的呈现。加上采用先进的动态光圈补偿技术，极大地提高了图像的黑白对比度，使RAC100系列拥有绝佳色彩表现的同时，又能呈现丰富的画质细节。理光超短焦系列新品不但最短距离11.7厘米投射出48英寸图像，还是目前全球最小巧的、重量最轻、投射距离最短的产品。而且在外观上也是做了革新，它抛弃了传统投影机方方正正的外观，采用直立式设计，并通过特殊的超短焦技术，得以大幅缩短投影距离。值得特别一提的是，理光独有的“自由曲面透镜”技术和像差补正技术，可通过使用屈曲光学系统，彻底排除无用空间，实现无法超越的小型化。