JP2009199020A

JP2009199020A - 画像作成装置、プロジェクタ、プロジェクションシステム、画像作成装置の製造方法

Info

Publication number: JP2009199020A
Application number: JP2008043409A
Authority: JP
Inventors: Taisuke Yamauchi; 泰介山内; Takashi Takeda; 高司武田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2009-09-03

Abstract

【課題】投射レンズ選択の自由度の高い光学系を有するプロジェクタの提供
【解決手段】中間像２００は、マウント１２と中間像形成部１００との間の予め規定された結像位置Ｐ１に所定の大きさで結像される。第１投射レンズ６０のフランジバックＦＢ１と第２投射レンズ７０のフランジバックＦＢ２は、マウント１２から中間像２００の結像位置までの距離と略同一に構成されているため、第１投射レンズ６０および第２投射レンズ７０は、いずれも、中間像２００に焦点が一致する。よって、スクリーン５０にはピントの合ったぼけのない画像が投影される。利用者は、プロジェクタ１０の設置位置や所望の画質に応じて、第１投射レンズ６０と第２投射レンズ７０を使い分ければよい。例えば、スクリーン５０の近くにプロジェクタ１０を設置する場合には、短焦点の第２投射レンズ７０を選択すればよい。
【選択図】図７

Description

本発明は、投射レンズを交換可能な画像表示装置に関する。

ライトバルブやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Mirror Device）などの光変調素子、ダイクロイックプリズムなど等の種々の光学素子からなる光学系と光源から射出される光とを用いて映像を表示するプロジェクタが利用されている。プロジェクタの光学系は、使用環境や提供する映像の質感に応じて、機種ごとに異なる仕様のライトバルブやダイクロイックプリズムにより構成されている。このように、光学系の構成の異なるプロジェクタでは、それぞれのプロジェクタの光学系に適したフロントフォーカスを有する投射レンズが、プロジェクタごとに準備されている。

特開平６−１１３２３８号公報

しかしながら、従来の技術では、光学系の仕様に依存した投射レンズを作成しなければならず、プロジェクタの製造者にとっては、製造費用の増大という問題がある。また、利用者は、同じ製造者が製造した投射レンズであっても、プロジェクタごとに応じて仕様の設定された特定の投射レンズ以外を、自分の所有するプロジェクタに適用することができない。そのため、利用者にとっては、使用環境に応じた機器設置の自由度がなく、映像の質感の違いを楽しむこともできず不便であった。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、投射レンズ選択の自由度の高い光学系を有するプロジェクタの提供を目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
画像を作成する画像作成装置であって、光源と、前記画像を表す画像データに基づいて前記光源から射出され光を変調し、前記画像を表す画像光を出力する画像形成光学系と、前記画像形成光学系の構成にかかわらず、前記画像形成光学系から出力された画像光を用いて、予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像を結像させる中間像形成部と、前記中間像を表す前記画像光を投射するための投射レンズが着脱可能に構成されたマウントと、を備える画像作成装置。

適用例１の画像作成装置によれば、常に予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像を形成し、中間像を表示部に投射する投射レンズを交換可能なマウントを設けた。従って、同一規格のフランジバックを有する種々の投射レンズを適用できるため、利用者は、利用環境や所望の画質に応じて、適宜、様々な投射レンズを交換することにより、映像の明るさや質感の違いを楽しむことができる。また、利用者は、投射レンズのFナンバーや焦点距離などの仕様の異なる投射レンズを使い分けることにより、画像作成装置設置の自由度を向上させることができる。よって、利用者の利便性を向上できる。

適用例１の画像作成装置において、前記中間像形成部は、前記中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されている。適用例１の画像作成装置によれば、投射レンズとして、３５ｍｍフィルムカメラ用のレンズや一般的に多く利用されているデジタルカメラ用のレンズを使用することができる。

適用例１の画像作成装置において、前記マウントは、レンズシフト機能を有する。適用例１の画像作成装置によれば、常に予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像が形成されるため、レンズシフトによる迷光の影響を抑制できる。よって、投射する画像の画質を向上できる。

［適用例２］
画像を投射するプロジェクタであって、光源と、前記画像を表す画像データに基づいて前記光源から射出された光を変調し、前記画像を表す画像光を出力する画像形成光学系と、両側テレセントリック性を有し、前記画像形成光学系により出力された画像光を用いて、前記画像形成光学系の構成に関わらず、予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像を結像させる中間像形成部と、前記中間像を表す前記画像光を投射する投射レンズと、前記投射レンズを装着するためのマウントと、を備えるプロジェクタ。

適用例２のプロジェクタによれば、両側テレセントリック性を有する光学系を用いて中間像を形成しているため、中間画像形成部から投射レンズに向かう照明光の主光線は、光軸に対して平行である。従って、投射レンズとは物体側テレセントリックとなり、投射レンズへ入射する照明光の入射角度がほぼ一定に保たれるため、投射レンズの構成の違いによる画質の低下を抑制できる。また、両側テレセントリック性を有する光学系を用いて中間像を形成することにより、中間像の明るさ、色調等を均一化できる。従って、中間像の画質を向上でき、その結果として表示部に投射される画像の品質を向上できる。

適用例２のプロジェクタにおいて、マウントは、前記投射レンズを他の投射レンズに交換可能に構成されている。適用例２のプロジェクタによれば、同一規格のフランジバックを有する種々の投射レンズを適用できるため、利用者は、利用環境や所望の画質に応じて、適宜、様々な投射レンズを交換することにより、映像の明るさや質感の違いを楽しむことができる。

適用例２のプロジェクタにおいて、前記中間像形成部は、前記中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されている。適用例２のプロジェクタによれば、投射レンズとして、３５ｍｍフィルムカメラ用のレンズや一般的に多く利用されているデジタルカメラ用のレンズを使用することができる。

適用例２のプロジェクタにおいて、前記投射レンズのフランジバックは約４０ｍｍ以上である。適用例２のプロジェクタによれば、一般的に利用されている投射レンズを、新たな光学系を追加することなく適用できる。

適用例２のプロジェクタにおいて、前記マウントは、レンズシフト機能を有する。適用例２のプロジェクタによれば、常に予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像が形成されるため、レンズシフトによる迷光の影響を抑制できる。よって、投射する画像の画質を向上できる。

［適用例３］
プロジェクションシステムであって、第１の画像作成装置と、第２の画像作成装置と、を備える。前記第１の画像作成装置は、第１の光源と、前記画像を表す画像データに基づいて前記第１の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第１の画像光を出力する第１の画像形成光学系と、前記第１の画像形成光学系により変調された前記第1の画像光を用いて、予め規定された結像位置に所定の大きさの第１の中間像を結像させる第１の中間像形成部と、記第１の中間像を表す前記第１の画像光を投射するための投射レンズが着脱可能に構成され、前記投射レンズ装着時に、前記投射レンズと当接するレンズ取付面を有する第１のマウントと、を備える。前記第２の画像作成装置は、第２の光源と、前記画像を表す画像データに基づいて前記第２の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第２の画像光を出力する第２の画像形成光学系と、前記第２の画像形成光学系から出力された前記第２の画像光を用いて、前記第１の中間像と略同一の大きさの第２の中間像を予め規定された結像位置に結像させる第２の中間像形成部と、前記第２の中間像を表す前記第２の画像光を投射するため投射レンズが着脱可能に構成され、前記投射レンズ装着時に、前記投射レンズと当接するレンズ取付面を有する第２のマウントと、を備える。前記第１の画像形成光学系および前記第２の画像形成光学系の構成に関わらず、前記第１のマウントのレンズ取付面から前記第１の中間像までの光学的距離と、前記第２のマウントのレンズ取付面から前記第２の中間像までの光学的距離とは略同一であり、前記第１の画像形成光学系と前記第１の中間像形成部とからなる第１の光学系の構造は、前記第２の画像形成光学系と前記第２の中間像形成部とからなる第２の光学系の構造と異なることを特徴とする、プロジェクションシステム。

適用例３のプロジェクションシステムによれば、第１のプロジェクタと第２のプロジェクタとは、第１のマウントのレンズ取付面から第１の中間像までの光学的距離と、第２のマウントのレンズ取付面から第２の中間像までの光学的距離が略同一であるため、一方のプロジェクタで利用可能な投射レンズを光学系の構造が異なる他方のプロジェクタにおいても利用できる。よって、第１の光学系および第２の光学系と投射レンズとを柔軟に組み合わせて、利用者の利用環境や好みの映像を実現できる。

適用例３のプロジェクションシステムであって、前記第１の画像形成光学系は、前記第1の光源から射出された光を変調し、前記第１の画像光が射出される第１の射出面を有する第１の光変調素子を含み、前記第２の画像形成光学系は、前記第２の光源から射出された光を変調し、前記第２の画像光が射出される第２の射出面を第２の光変調素子を含み、前記第１の光学系の構造と、前記第２の光学系の構造は、前記第１の射出面から前記第１の中間像までの光学的距離と、前記第２の射出面から前記第２の中間像までの光学的距離、前記第１の光変調素子における画像が形成される領域のサイズと、前記第２の光変調素子における画像が形成される領域のサイズ、前記第１の光変調素子の変調方式と、前記第２の光変調素子の変調方式、および、前記第１の射出面からの前記第１の画像光の射出角度と、前記第２の射出面からの前記第２の画像光の射出角度、のうちの少なくとも一つが異なることを特徴とする。適用例３のプロジェクションシステムによれば、異なる光学的構造を有する複数の、画像作成装置のそれぞれから、同一の大きさ、レンズ取付面からの形成位置の同一の中間像を形成できる。よって、異なる画質、適用環境の複数の、画像作成装置間で投射レンズを共有可能なプロジェクションシステムを提供できる。

適用例３のプロジェクションシステムにおいて、前記第１のマウントは、前記第２のマウントと略同一形状に形成されている。適用例３のプロジェクションシステムによれば、第１のマウントと第２のマウントとは略同一形状に形成されているため、投射レンズを共有できる。

適用例３のプロジェクションシステムにおいて、前記第１の中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記第１の中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されており、前記第２の中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記第２の中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されている。適用例３のプロジェクションシステムによれば、中間像の明るさ、色調等を均一化できる。従って、中間像の画質を向上でき、その結果としてプロジェクタによって投射される画像の品質を向上できる。

［適用例４］
プロジェクタであって、適用例３の第１のプロジェクションシステムと、前記第１のマウントに装着される投射レンズと、を備える、プロジェクタ。

適用例４のプロジェクタによれば、プロジェクタの利用環境や利用者の所望の画質や設置位置に応じた画像を投射するプロジェクタを提供できる。

適用例４のプロジェクタにおいて、前記投射レンズのフランジバックは約４０ｍｍ以上である。適用例４のプロジェクタによれば、一般的に利用されている投射レンズを、新たな光学系を追加することなく適用できる。

［適用例５］
プロジクションシステムであって、第１のプロジェクタと、第２のプロジェクタと、予め規定された所定の前側焦点を有する投射レンズと、を備える。前記第１のプロジェクタは、第１の光源と、前記画像を表す画像データに基づいて前記第１の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第１の画像光を出力する第１の画像形成光学系と、前記第１の画像形成光学系により変調された前記第１の画像光を用いて、予め規定された結像位置に所定の大きさの第１の中間像を結像させる第１の中間像形成部と、前記第１の中間像を表す前記第１の画像光を投射する前記投射レンズが着脱可能に構成された第１のマウントと、を備える。前記第２のプロジェクタは、第２の光源と、前記画像を表す画像データに基づいて前記第２の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第２の画像光を出力する第２の画像形成光学系と、前記第２の画像形成光学系により変調された前記第２の画像光を用いて、予め規定された結像位置に前記第１の中間像と略同一の大きさ第２の中間像を結像させる第２の中間像形成部と、前記第２の中間像を表す前記第２の画像光を投射する前記投射レンズが着脱可能に構成された第２のマウントと、を備える。前記第１のマウントへの前記投射レンズの装着時における前記投射レンズの前記前側焦点の位置は前記第１の中間像の結像位置に略一致し、前記第２のマウントへの前記投射レンズの装着時における前記投射レンズの前記前側焦点の位置は前記第２の中間像の結像位置に略一致し、前記第１の画像形成光学系と前記第１の中間像形成部とからなる第１の光学系の構造は、前記第２の画像形成光学系と前記第２の中間像形成部とからなる第２の光学系の構造と異なることを特徴とする。

適用例５のプロジェクションシステムによれば、第１の中間像および第２の中間像が形成される位置と、投射レンズの焦点位置とが一致するように構成している。従って、フランジバックの統一された、異なる光学的構造を有する複数のプロジェクタを提供できる。よって、異なる光学的構造を有する複数のプロジェクタ間で投射レンズを共有できる。

適用例５のプロジェクションシステムにおいて、前記第１の画像形成光学系は、前記第1の光源から射出された光を変調し、前記第１の画像光が射出される第１の射出面を有する第１の光変調素子を含み、前記第２の画像形成光学系は、前記第２の光源から射出された光を変調し、前記第２の画像光が射出される第２の射出面を有する第２の光変調素子を含み、前記第１の光学系の構造と、前記第２の光学系の構造は、前記第１の射出面から前記第１の中間像までの光学的距離と、前記第２の射出面から前記第２の中間像形までの光学的距離、前記第１の光変調素子における画像が形成される領域のサイズと、前記第２の光変調素子における画像が形成される領域のサイズ、前記第１の光変調素子の変調方式と、前記第２の光変調素子の変調方式、および、前記第１の射出面からの前記第１の画像光の射出角度と、前記第２の射出面からの前記第２の画像光の射出角度、のうちの少なくとも一つが異なることを特徴とする。適用例５のプロジェクションシステムによれば、異なる光学的構造を有する複数のプロジェクタのそれぞれから、同一の大きさ、レンズ取付面からの形成位置の同一の中間像を形成できる。よって、異なる画質、適用環境の複数のプロジェクタ間で投射レンズを共有できる。

適用例５のプロジェクションシステムにおいて、前記第１の中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記第１の中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されており、前記第２の中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記第２の中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されている。適用例５のプロジェクションシステムによれば、中間像の明るさ、色調等を均一化できる。従って、中間像の画質を向上でき、その結果としてプロジェクタによって投射される画像の品質を向上できる。

適用例５のプロジェクタにおいて、前記投射レンズのフランジバックは約４０ｍｍ以上である。適用例５のプロジェクタによれば、一般的に利用されている投射レンズを、新たな光学系を追加することなく適用できる。

［適用例６］
プロジェクションシステムであって、光源と、前記画像を表す画像データに基づいて前記光源から射出された光を変調し、前記画像を表す画像光を出力する画像形成光学系と、前記画像形成光学系から出力された画像光を用いて、前記画像形成光学系に関わらず、予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像を形成する中間像形成部と、前記中間像を表す前記画像光を投射するための投射レンズが着脱可能に構成されたマウントと、を備えるプロジェクタと、前記マウントに装着可能に構成され、第１の前側焦点位置を有する第１の投射レンズと、前記マウントに装着可能に構成され、第２の前側焦点位置を有する第２の投射レンズであって、前記第１の投射レンズとは異なる投射レンズである第２の投射レンズと、を備える。前記第１の前側焦点位置は、前記第１の投射レンズが前記マウントに装着された状態で前記中間像が形成される位置に略一致し、前記第２の前側焦点位置は、前記第２の投射レンズが前記マウントに装着された状態で前記中間像が形成される位置に略一致し、前記第１の投射レンズは、レンズの大きさ、レンズの形状前記第１の投射レンズを構成するレンズ数、開口絞り、および、結像性能、のうちの少なくとも一つが、前記第２の投射レンズと異なることを特徴とする。

適用例６のプロジェクションシステムによれば、第１の投射レンズの焦点位置と第２の投射レンズの焦点位置を中間像に略一致するように構成した、換言すれば、複数間の投射レンズの像側焦点位置を規格化した。従って、光学的な種々の構成が異なる第１の投射レンズと第２の投射レンズとを、プロジェクタに対して簡易に適用可能である。よって、利用環境や利用者の所望の画質に応じて、適した投射レンズを適宜装着することにより、利用者の所望の利用環境で所望の画質の画像を提供できる。

適用例６のプロジェクションシステムは、更に、前記第１の投射レンズおよび前記第２の投射レンズの少なくとも一方に装着可能に、かつ、前記マウントに取り付け可能に構成されたアダプタを備え、前記マウントには、前記アダプタが当接する面である取付面が形成されており、前記アダプタは、前記第１の投射レンズおよび前記第２の投射レンズの少なくとも一方が前記アダプタに取り付けられた状態で、前記第１の投射レンズの前記マウントへの取り付け時における前記第１の前側焦点から前記取付面までの距離は、前記第２の投射レンズの前記マウントへの取り付け時における前記第２の前側焦点から前記取付面までの距離と略同一となるように形成されていることを特徴とする。適用例６のプロジェクションシステムによれば、アダプタを用いることにより、簡易に、第１の投射レンズの焦点位置と第２の投射レンズの焦点位置を中間像に略一致させることができる。

適用例６のプロジェクションシステムにおいて、前記第１の投射レンズは、前記第１の投射レンズを前記マウントに取り付けるための第１のフランジを備えており、前記第２の投射レンズは、前記第２の投射レンズを前記マウントに取り付けるための第２のフランジを備えており、前記第１のフランジは、前記第２のフランジと略同一形状に形成されている。適用例６のプロジェクションシステムによれば、第１のフランジと第２のフランジとを略同一形状に形成しているため、第１の投射レンズと第２の投射レンズとを簡易に交換できる。

適用例６のプロジェクションシステムにおいて、前記第１の投射レンズは、前記第１の投射レンズを前記アダプタに取り付けるための第１のフランジを備えており、前記第２の投射レンズは、前記第２の投射レンズを前記アダプタに取り付けるための第２のフランジを備えており、前記第１のフランジは、前記第２のフランジと略同一形状に形成されている。適用例６のプロジェクションシステムによれば、第１のフランジと第２のフランジとを同一形状に形成しているため、第１の投射レンズと第２の投射レンズを、アダプタを介して簡易にプロジェクタに取り付けることができる。

適用例６のプロジェクタにおいて、前記中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されている。適用例６のプロジェクタによれば、投射レンズとして、３５ｍｍフィルムカメラ用のレンズや一般的に多く利用されているデジタルカメラ用のレンズを使用することができる。

適用例６のプロジェクタにおいて、前記投射レンズのフランジバックは約４０ｍｍ以上である。適用例６のプロジェクタによれば、一般的に利用されている投射レンズを、新たな光学系を追加することなく適用できる。

適用例６のプロジェクタにおいて、前記マウントは、レンズシフト機能を有する。適用例６のプロジェクタによれば、常に予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像が形成されるため、レンズシフトによる迷光の影響を抑制できる。よって、投射する画像の画質を向上できる。

本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。例えば、上述した画像作成装置、プロジェクタ、プロジェクションシステムの他に、画像作成装置、プロジェクタ、プロジェクションシステムを製造する製造方法として構成してもよい。

Ａ．第１実施例：
Ａ１．プロジェクションシステム概略構成：
図１および図２を参照して、第１実施例におけるプロジェクションシステムの概略を構成する。図１は、第１実施例におけるプロジェクションシステム１の概略構成を例示する説明図である。プロジェクションシステム１は、プロジェクタ１０と、第１投射レンズ６０と第２投射レンズ７０とを備える。プロジェクタ１０には、第１投射レンズ６０、第２投射レンズ７０を収容するためのレンズ収容部１１が形成されている。レンズ収容部１１には、第１投射レンズ６０、第２投射レンズ７０をプロジェクタに取り付けるためのマウント１２が設けられている。以下の実施例において、投射レンズを有しないプロジェクタを画像作成装置とも呼ぶ。すなわち、画像作成装置に投射レンズが装着されたものがプロジェクタである。本願明細書においては、「２種類の画像作成装置を有するシステム」の場合、「２種類のプロジェクタに対して１つの投射レンズが用いられるシステム」の場合、「１つのプロジェクタに対して２種類の投射レンズを有するシステム」の場合等を含む画像作成装置、プロジェクタ、投射レンズに関するシステム総称して、「プロジェクションシステム」と呼ぶ。なお、以下の実施例では、一つのプロジェクションシステムに同一の機器（例えばプロジェクタ）が２種類含まれるシステムについて記載しているが、２種類以上含まれていてもよい。

第１投射レンズ６０は、第１投射レンズ６０をマウント１２に着脱可能とするフランジ６１を有する。第２投射レンズ７０は、第２投射レンズ７０をマウント１２に着脱可能とするフランジ７１を備える。フランジ６１とフランジ７１とは略同一形状に形成されている。第１投射レンズ６０および第２投射レンズ７０は、レンズの大きさ、レンズの形状（曲率や、球面／非球面など）、投射レンズを構成するレンズ数、開口絞り、および、結像性能、のうちの少なくとも一つが異なるように構成されている。結像性能とは、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）性能のことであり、光学像が元の物体にどの程度まで類似するかの尺度を表す。レンズの大きさ、レンズの形状、投射レンズを構成するレンズ数、開口絞り、結像性能が変化すると、投射レンズの倍率や焦点距離、Ｆナンバーなど投射レンズの仕様が変化する。第１実施例では、第１投射レンズ６０の後側（像側）の焦点距離が第２投射レンズの後側（像側）の焦点距離よりも長くなるように、第１投射レンズ６０および第２投射レンズ７０を構成するレンズの大きさ、レンズ数、開口絞りが構成されている。なお、第１実施例において、第１投射レンズ６０の拡大倍率と第２投射レンズ７０の拡大倍率は同一である。

図２は、第１実施例におけるマウントの構成を説明する斜視図である。マウント１２は、レンズ収容部１１内に設けられており、輪状に形成されている。また、マウント１２と第１投射レンズ６０および第２投射レンズ７０との接合方式はねじ込み式であり、マウント１２の内側には、投射レンズ６０のフランジ６１または第２投射レンズ７０のフランジ７１に形成されているねじ山と嵌合するように、ねじ溝が形成されている。

プロジェクションシステム１は、利用者の利用環境や所望の映像品質に応じて第１投射レンズ６０および第２投射レンズ７０が交換されることにより、利用者の所望の利用環境で所望の品質の映像を提供する。

Ａ２．プロジェクタ１０の詳細構成：
Ａ２−１．プロジェクタの全体構成：
図３は、第１実施例におけるプロジェクタ１０のシステム構成を例示する説明図である。プロジェクタ１０は、種々の鏡を利用して光源から射出された光をＲ（赤色成分）・Ｇ（緑色成分）・Ｂ（青色成分）の三原色に分離し、各色専用の液晶パネルで画像を生成後に合成し、図１に示すように、スクリーン５０に投影する。図３では、第１投射レンズ６０がマウント１２に装着された状態を示している。

図３に示すように、プロジェクタ１０は、超高圧水銀ランプ２０、インテグレータレンズ２１、コンデンサーレンズ２５〜２９、反射ミラー３１〜３４、ダイクロイックミラー３５、３６、ライトバルブ３７〜３９、ダイクロイックプリズム４０、中間像形成部１００および投射レンズ６０を備える。

超高圧水銀ランプ２０は、１ｍｍ程度の発光点から光を射出し、楕円リフレクタ２０ａで集光し、図示しない凹レンズで平行化した高輝度な光をインテグレータレンズ２１に出力する。

インテグレータレンズ２１は、第１のフライアイレンズ２１ａ、第２のフライアイレンズ２１ｂから構成されており、入射光を重畳して輝度ムラを平均化し、スクリーンの端部と中央部との光量差を低減する。こうすることにより、スクリーン全体に画像を明るく投射できる。

コンデンサーレンズ２５〜２９は、光を集光し、集光光の輝度を略均一化して出力する。反射ミラー３１〜３４は、入射光を反射する鏡である。

ダイクロイックミラー３５、３６は、ガラス基板に特定の波長域を反射する膜がコーティングされており、特定の波長の入射光だけを透過する鏡である。ダイクロイックミラー３５、３６は、入射光を赤色成分、緑色成分、青色成分の三原色に分離するためのフィルタとして機能する。

ライトバルブ３７〜３９は、アクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶パネルを有する。ライトバルブ３７〜３９は、ダイクロイックミラー３５、３６を透過した各色の入射光を制御して画像を描画する。以降、実施例では、ライトバルブ３７〜３９から出力された光を画像光と呼ぶ。

ダイクロイックプリズム４０は、三角プリズムを４つ組み合わせて直方体とした構成を有しており、ダイクロイックミラー３５、３６で分離され、ライトバルブ３７〜３９を通過した画像光のうち、赤色成分、青色成分および緑色成分のうち、２色の色成分を反射し、残りの１色の色成分を反射して分離されていた画像光を合成し、中間画像形成部１００に対して出力する。第１実施例では、赤色成分、青色成分を反射して、緑色成分を透過する。

中間像形成部１００は、ダイクロイックプリズム４０から出力された画像光を用いて、投射レンズ６０と中間像形成部１００との間の予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像２００を結像させる。なお、中間像２００の内容は、ダイクロイックプリズム４０によって合成された画像光によって表される画像と略同一である。中間像形成部１００の詳細な構成は後述する。

第１投射レンズ６０は、中間像形成部１００により形成された中間像が所望のスクリーン上で結像するように画像光を投射する。なお、本明細書では、光入射側（中間像２００側）を第１投射レンズ６０のフロントフォーカス（前側焦点）とする。

以上説明したように、プロジェクタ１０は、超高圧水銀ランプ２０から射出光を赤色成分、緑色成分、青色成分の三原色に分離し、各色専用のライトバルブで画像を形成後、合成しスクリーン５０に投影する。鑑賞者は、スクリーン５０に投影された画像を視認する。

Ａ２−２．中間像形成部の構成：
図４は、第１実施例における中間像形成部の構成を例示する説明図である。図４では、図を簡略とするために、ライトバルブ３８を通過した画像光が、直接、中間像形成部１００に入射するように記載されているが、実際には、ライトバルブ３７、３８および３９を通過しダイクロイックプリズム４０によって合成された画像光が中間像形成部１００に入射する。中間像形成部１００は、ライトバルブ３７、３８および３９を通過しダイクロイックプリズム４０によって合成された画像光を用いて、予め規定された結像位置に所定の外形サイズを有する中間像を結像させる。実施例では、中間像を結像させることを、中間像を形成するとも言う。

中間像形成部１００は、両側テレセントリック性を有する光学系であり、第１レンズ群１０１と、第２レンズ群１０２と、第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２との間に設けられた絞り１０３とから構成される。両側テレセントリック性を有する光学系とは、図４に示すように、ライトバルブ３８を物体と考えたときに、光軸ＬＡに対して平行な主光線Ｗ１が、中間像形成部１００の物体側（ライトバルブ３８側）と像側（中間像）空間において、光軸ＬＡに対して平行な光学系である。中間像形成部１００は、第１レンズ群１０１が、絞り１０３から第１レンズ群１０１の焦点距離Ａだけ物体側（ライトバルブ３８側）に配置され、第２レンズ群１０２を絞り１０３から第２レンズ群１０２の焦点距離Ｂだけ像側（中間像２００側）に配置されている。このように配置することにより、第１レンズ群１０１に入射した光のうち、主光線が光軸ＬＡに対して平行な光Ｗ１のみが第２レンズ群１０２に伝達されるため、中間像形成部１００を、両側テレセントリック性を有する光学系として構成できる。

なお、図４では、第１レンズ群１０１および第２レンズ群１０２をそれぞれ１枚のレンズで示しているが、実際には複数のレンズを用いて構成されている。複数のレンズで構成することにより、各種収差を補正できる。もちろん、第１レンズ群１０１、第２レンズ群１０２は、１枚のレンズで構成してもよい。第１レンズ群１０１、第２レンズ群１０２のそれぞれを構成するレンズの形状、大きさ、配置間隔、レンズ数、倍率その他のレンズ特性は、プロジェクタの仕様やライトバルブ３７〜３９、ダイクロイックプリズム４０など他の光学系の特性に応じて適宜変更される。

Ａ３．中間像について：
Ａ３−１：中間像の結像位置：
図５は、第１実施例における中間像の結像位置と投射レンズの焦点位置について説明する模式図である。図５（ａ）は、第１投射レンズ６０を適用した場合の第１投射レンズ６０の前側焦点位置と結像位置との関係を示しており、図５（ｂ）は、第２投射レンズ７０を適用した場合の第２投射レンズ７０の前側焦点位置と中間像との結像位置との関係を示している。図５（ａ）では、第１投射レンズ６０を構成するレンズのうち、一例として、最終面のレンズ６０ａと最前面のレンズ６０ｂとを示す。また、図５（ｂ）では、第２投射レンズ７０を構成するレンズのうち、一例として、最終面のレンズ７０ａと最前面のレンズ７０ｂとを示す。

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、中間像２００は、マウント１２と中間像形成部１００との間の予め規定された結像位置Ｐ１に結像される。結像位置Ｐ１は、マウント１２において投射レンズが当接する面であるレンズ取付面１２ａから中間像形成部１００側に所定の距離ｄだけ離れた位置である。

第１投射レンズ６０は、フランジバックＦＢ１が所定の距離ｄに略一致するように構成されている。フランジバックとは、フランジ焦点距離とも言われ、投射レンズのフランジ（より具体的には、マウントに当接する面）から、投射レンズの焦点までの距離を表す。本明細書では、フランジから投射レンズの前側焦点までの距離をフランジバックと呼ぶ。すなわち、第１投射レンズ６０は、マウント１２に装着された状態で、前側焦点の焦点位置が中間像２００の結像位置Ｐ１に略一致するように構成されている。このように構成することにより、プロジェクタ１０使用時において、第１投射レンズ６０の焦点位置が中間像２００に略一致するため、スクリーン５０にはピントの合った画像が投影される。

同様に、第２投射レンズ７０は、フランジバックＦＢ２がＦＢ１と同様に所定の距離ｄに略一致するように構成されている。すなわち、第２投射レンズ７０は、マウント１２に装着された状態で、前側焦点の焦点位置が中間像２００の結像位置Ｐ１に略一致するように構成されている。このように構成することにより、プロジェクタ１０使用時において、第２投射レンズ７０の前側焦点位置が中間像２００に略一致するため、スクリーン５０にピントの合った画像が投影することができる。

第１実施例において、第１投射レンズ６０のフランジバックＦＢ１、第２投射レンズ７０のフランジバックＦＢ２および中間像２００が結像される結像位置Ｐ１のレンズ取付面１２ａから所定の距離ｄは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、約４０ｍｍである。すなわち、中間像２００は、レンズ取付面１２ａから約４０ｍｍ離れた位置に結像される。

Ａ３−２．中間像の外形サイズ：
図６は、第１実施例における中間像の外形サイズを説明する説明図である。中間像２００は、図５に示すように、対角が約３５ｍｍ以下の外形サイズとなるように、中間像形成部１００によって形成される。これは、図６に示すように、有効口径３５ｍｍの投射レンズ６０および第２投射レンズ７０に、中間像２００の全体を含ませるためである。

Ａ４．レンズ交換について：
図７は、第１実施例おけるレンズ交換の態様を例示する説明図である。図７（ａ）は、第１投射レンズ６０を用いて画像がスクリーン５０に投射されている状態を表しており、図７（ｂ）は、第２投射レンズ７０を用いて画像がスクリーン５０に投射されている状態を示している。図７（ａ）、図７（ｂ）では、第１投射レンズ６０および第２投射レンズ７０を１枚のレンズとして記載しているが、第１投射レンズ６０と第２投射レンズ７０は、複数のレンズを用いて構成されている。

第１実施例では、第１投射レンズ６０の焦点距離が第２投射レンズの焦点距離よりも長いため、画像を拡大倍率Ｍでスクリーン５０に投射する際、第１投射レンズ６０を用いた場合の投射距離Ｌ１は、第２投射レンズ７０を用いた場合の投射距離Ｌ２よりも長い。例えば、利用者が、スクリーン５０に拡大倍率Ｍで画像投影を所望する場合、プロジェクタ１０の設置位置に応じて、第１投射レンズ６０と第２投射レンズ７０を使い分ければよい。具体的には、図７（ａ）に示すように、スクリーン５０から離れた位置にプロジェクタ１０を設置する場合には、第１投射レンズ６０を選択し、図７（ｂ）に示すように、スクリーン５０の近くにプロジェクタ１０を設置する場合には、短焦点の第２投射レンズ７０を選択すればよい。また、例えば、利用者が、全光量が少なくなったとしても、コントラストの高い映像を所望する場合（室内を暗くした状態で映画を楽しむ場合など）は、Ｆナンバーの大きな投射レンズを選択すればよく、コントラストが低下しても明るい映像を所望する場合（明るい室内でテレビなどの画面を見る場合など）は、Ｆナンバーの小さい投射レンズを選択すればよい。

第１投射レンズ６０のフランジバックＦＢ１と第２投射レンズ７０のフランジバックＦＢ２は、図５において説明したように、マウント１２のレンズ取付面１２ａから中間像２００の結像位置までの距離ｄと略同一に構成されているため、第１投射レンズ６０および第２投射レンズ７０は、いずれも、中間像２００に前側焦点が一致する。よって、スクリーン５０にぼけのないピントの合った画像が投影することができる。

以上説明した第１実施例のプロジェクタ１０によれば、常に予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像が結像され、投射レンズを交換可能なマウントが設けられている。従って、フランジバックやフランジ形状の同一といった所定の規格を有する種々の仕様の投射レンズを用いて中間像２００を表す画像光を投射できる。よって、利用者は、利用環境に応じて、適宜、様々な仕様の投射レンズを交換することにより、プロジェクタを所望の位置に設置して映像を楽しむことができるため、自由度の高いプロジェクタの設置が可能となる。また、利用者の所望の画質に応じて、種々の仕様の投射レンズを選択することにより、映像の明るさや質感の違いを楽しむことができる。また、中間像形成部１００は、両側テレセントリック性を有しているので、結像される中間像２００の明るさ、色調等を均一化できる。従って、中間像２００の画質を向上でき、その結果として投射画像の品質を向上できる。

また、第１実施例のプロジェクタ１０によれば、中間像２００の外形サイズを対角約３５ｍｍ以下とすることにより、第１投射レンズ６０、第２投射レンズ７０だけでなく、一般に流通している有効口径３５ｍｍのフィルムカメラ用やデジタルカメラ用のレンズをプロジェクタ１０に適用することもできる。ただし、フランジバックが略同一のレンズであることが好ましい。また、中間像形成部１００は、中間像２００をマウントのレンズ取付面から約４０ｍｍの位置に結像させるように構成されているため、一般的に利用されているフランジバック約４０ｍｍの投射レンズを、新たな光学系を追加することなく適用できる。

また、第１実施例のプロジェクタ１０によれば、第１投射レンズ６０と第２投射レンズ７０のフランジの形状を略同一としているため、アダプタ無しで簡易に投射レンズを交換できる。

Ｂ．第２実施例：
第２実施例では、１台のプロジェクタと、複数の投射レンズと、投射レンズとプロジェクタとを接合させるためのアダプタとを備えるプロジェクションシステムについて説明する。

Ｂ１．プロジェクションシステムの概略構成：
図８は、第２実施例のプロジェクションシステムの概略構成を例示する説明図である。図９は、第２実施例におけるアダプタを介した投射レンズの取付について例示する分解斜視図である。第２実施例のプロジェクションシステム２は、プロジェクタ１０と、第１投射レンズ６０と、第２投射レンズ８０とアダプタ８５とを備える。第２実施例において、第１実施例と同一の構成は、同一の符号を付し、説明を省略する。

第２投射レンズ８０は、第２投射レンズ８０をアダプタ８５に着脱可能とするフランジ８１を備える。第１投射レンズ６０および第２投射レンズ８０は、レンズの大きさ、レンズの形状（曲率や、球面／非球面など）、投射レンズを構成するレンズ数、開口絞り、および、結像性能、のうちの少なくとも一つが異なるように構成されている。なお、第２実施例では、第２投射レンズ８０は、第１投射レンズ６０よりもフランジバック、更には、フロントフォーカスも長くなるように構成されている。

アダプタ８５は、輪状に形成されており、マウント１２に装着可能とするフランジ８６を備える。また、アダプタ８５には、第２投射レンズ８０のフランジ８１のねじ溝と嵌合するように、内側にねじ溝が形成されている。

第２実施例では、図９に示すように、アダプタ８５を介して第２投射レンズ８０をプロジェクタ１０のマウント１２に取付可能に構成されている。

Ｂ２．焦点位置：
図１０は、第２実施例におけるアダプタ８５適用による第２投射レンズ８０のフランジバックの変化について説明する模式図である。図１０（ａ）は、アダプタ８５無しで第２投射レンズ８０を適用した状態を表している。図１０（ｂ）は、アダプタ８５有りで第２投射レンズ８０を適用した状態を表している。図１０（ａ）および図１０（ｂ）では、第２投射レンズ８０を構成するレンズのうち、一例として、最終面のレンズ８０ａと最前面のレンズ８０ｂとを示す。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、中間像２００は、マウント１２と中間像形成部１００との間の予め規定された結像位置Ｐ１に結像される。結像位置Ｐ１は、マウント１２において投射レンズが当接する面であるレンズ取付面１２ａから所定の距離ｄだけ中間像形成部１００側の位置である。

第１投射レンズ６０は、第１実施例において説明したように、中間像２００が形成される位置に前側焦点の位置がほぼ一致するように構成されている。一方、第２投射レンズ８０は、第１投射レンズ６０よりもフランジバックＦＢ３が長くなるように構成されているため、図１０（ａ）に示すように、第２投射レンズ８０をそのままプロジェクタ１０のマウント１２に取り付けたとしても、中間像２００の結像位置Ｐ１に前側焦点（フロントフォーカス）ＦＦの焦点位置Ｐ２が一致しない。そこで、図１０（ｂ）に示すように、アダプタ８５を介してプロジェクタ１０のマウント１２に取り付けることにより、フランジバックＦＢ３を短くして、第２投射レンズ８０の前側焦点位置Ｐ２を中間像２００の結像位置Ｐ１に一致させることができる。アダプタ８５は、投射レンズのフロントフォーカスＦＦと中間像２００の位置に応じて適した構成のものを準備することが好ましい。なお、第２実施例では、「投射レンズ」という文言には、アダプタ８５に装着された状態の投射レンズをも含まれる。アダプタ８５（レンズ無し）の取り付けによって、フランジバックは短くなり、フロントフォーカスは変化しない。

以上説明した第２実施例のプロジェクタ１０によれば、アダプタ８５を介してプロジェクタ１０に装着することにより、フランジバックＦＢ３を調整できる。よって、投射レンズ６０とフランジバックが異なるために、後側焦点の焦点位置Ｐ２が中間像２００の結像位置Ｐ１に一致しない投射レンズ８０であっても、第２投射レンズ８０の後側焦点の焦点位置Ｐ２を中間像２００の結像位置Ｐ１に一致させることができる。従って、適切なアダプタを利用することにより、種々の投射レンズを用いて画像を投射でき、利用者の投射レンズの選択自由度を向上できる。なお、性能の異なる複数の投射レンズに対応するため、複数種類のアダプタを用意しておいても良い。この場合、複数種類のアダプタとマウント間の形状は規格化され、複数種類のアダプタ間でマウント側の形状が略同一形状となっていることが好ましい。

Ｃ．第３実施例：
第３実施例では、２台のプロジェクタと、１つの投射レンズと、を備えるプロジェクションシステムについて説明する。

Ｃ１．プロジェクションシステムの概略構成：
図１１は、第３実施例のプロジェクションシステムの概略構成を例示する説明図である。第３実施例のプロジェクションシステム３は、プロジェクタ１０と、プロジェクタ１５と、第１投射レンズ６０とを備える。第３実施例において、第１実施例と同一の構成は、同一の符号を付し、説明を省略する。

プロジェクタ１５は、第１投射レンズ６０を収容するためのレンズ収容部１６が形成されている。レンズ収容部１６は、第１投射レンズ６０をプロジェクタに取り付けるためのマウント１７が設けられている。プロジェクタ１５は、プロジェクタ１０と同様に、種々の鏡を利用して光源から射出された光をＲ（赤色成分）・Ｇ（緑色成分）・Ｂ（青色成分）の三原色に分離し、各色専用の液晶パネルで画像を生成後に合成し、スクリーンに投影する。プロジェクタ１５は、超高圧水銀ランプ、インテグレータレンズ、コンデンサーレンズ、反射ミラー、ダイクロイックミラー、ライトバルブ、中間像形成部、ダイクロイックプリズムを備え（図示無し）、第１投射レンズ６０が装着される。

プロジェクタ１０とプロジェクタ１５とは、ライトバルブやダイクロイックプリズム、中間像形成部などを含む光学系の構造が異なる。詳細は後述する。

Ｃ２．プロジェクタの光学系の構造：
図１２は、第３実施例における２台のプロジェクタの光学系の構造を例示する説明図である。図１２（ａ）は、プロジェクタ１０の光学系の構成を示し、図１２（ｂ）は、プロジェクタ１５の光学系の構成を示している。図１２（ａ）に示すように、プロジェクタ１０の中間像形成部１００は、第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２と絞り１０３とから構成されている。図１２（ｂ）に示すように、プロジェクタ１５の中間像形成部１００ａは、第１レンズ群１０１ａと第２レンズ群１０２ａと絞り１０３ａとから構成されている。以降、第３実施例では、プロジェクタ１０の中間像形成部１００と、プロジェクタ１５の中間像形成部１００ａとを区別するために、プロジェクタ１０の中間像形成部１００を第１の中間像形成部１００と呼び、プロジェクタ１５の中間像形成部１００ａを第２の中間像形成部１００ａと呼ぶ。

第２の中間像形成部１００ａは、第１の中間像形成部１００と同様に、両側テレセントリック性を有する光学系である。以降、第３実施例では、プロジェクタ１０において、ライトバルブ３７〜３９、ダイクロイックプリズム４０および、中間像形成部１００をまとめて第１の光学系１３と呼び、プロジェクタ１５において、ライトバルブ３７ａ、３８ａ、３９ａ、ダイクロイックプリズム４０ａ、および、中間像形成部１００ａをまとめて第２の光学系１８と呼ぶ。また、プロジェクタ１０の中間像形成部１００により形成される中間像２００を第１の中間像２００と呼び、プロジェクタ１５の中間像形成部１００ａにより形成される中間像２００ａを第２の中間像２００ａと呼ぶ。第２の中間像形成部１００ａにより形成される第２の中間像２００ａは、第１の中間像２００と同様に、対角約３５ｍｍとなるように形成される。

第１の光学系１３と第２の光学系１８は、（１）ライトバルブ３７、３８、３９の射出面から第１の中間像２００までの光学的距離（光路長とも言う）と、ライトバルブ３７ａ、３８ａ、３９ａの射出面から第２の中間像２００ａまでの光学的距離、（２）ライトバルブ３７、３８、３９において画像が形成される領域のサイズと、ライトバルブ３７ａ、３８ａ、３９ａにおいて画像が形成される領域のサイズ、（３）ライトバルブ３７、３８、３９の変調方式と、ライトバルブ３７ａ、３８ａ、３９ａの変調方式、および、（４）ライトバルブ３７、３８、３９の射出面から出力された画像光（プロジェクタ１０の超高圧水銀ランプ２０から射出されライトバルブ３７ａ、３８ａ、３９ａによって変調された光）の射出角度と、ライトバルブ３７ａ、３８ａ、３９ａの射出面出力された画像光（プロジェクタ１５の超高圧水銀ランプ（図示無し）から射出され、ライトバルブ３７ａ、３８ａ、３９ａによって変調された光）の射出角度、のうち、少なくとも一つが異なるように構成されている。第３実施例では、第１の光学系１３と第２の光学系１８は、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、（１）ライトバルブ３７、３８、３９の射出面から第１の中間像２００までの光学的距離（一例としてライトバルブ３８の射出面から第１の中間像２００までの光学的距離ｘ１を示す）と、ライトバルブ３７ａ、３８ａ、３９ａの射出面から第２の中間像２００ａまでの光学的距離（一例としてライトバルブ３８ａの射出面から第２の中間像２００ａまでの光学的距離ｘ２を示す）、および、（２）ライトバルブ３７、３８、３９において画像が形成される領域のサイズ（一例として、ライトバルブ３８の画像形成領域サイズＳ１を示す）と、ライトバルブ３７ａ、３８ａ、３９ａにおいて画像が形成される領域のサイズ（一例として、ライトバルブ３８の画像形成領域サイズＳ２を示す）の２つが異なるように構成されている。なお、ライトバルブ３７、３９は、ライトバルブ３８と同一サイズであり、ライトバルブ３７ａ、３９ａはライトバルブ３８ａと同一サイズである。

第１の中間像形成部１００は、予め製造段階に規定された結像位置Ｐ１０に第１の中間像２００が結像されるように構成されている。結像位置Ｐ１０は、第１投射レンズ６０の前側焦点の焦点位置に一致する。また、第２の中間像形成部１００ａは、予め製造段階に規定された結像位置Ｐ２０に第２の中間像２００ａが結像されるように構成されている。結像位置Ｐ２０は、結像位置Ｐ１０と同様に第１投射レンズ６０の前側焦点の焦点位置に一致する。すなわち、第１の中間像２００と第２の中間像２００ａは、それぞれ、マウント１２のレンズ取付面１２ａおよびマウント１７のレンズ取付面１７ａから同一の光学的距離Ｙ１の位置に結像されており、光学的距離Ｙ１は、第１投射レンズ６０のフランジバックＦＢ１に一致する。フランジバックＦＢ１は、約４０ｍｍとなるように構成されている。

Ｃ３．製造方法：
第３実施例の画像作成装置（投射レンズを有さないプロジェクタ）の製造方法について説明する。画像作成装置の製造方法は、画像作成装置１０を製造する工程と、画像作成装置１５を製造する工程と、を有する。画像作成装置１０を製造する工程は、光源を設置し、画像を表す画像データに基づいて光源から射出された光を変調し、画像を表す画像光を出力するライトバルブ３７，３８および３９を設置し、ライトバルブ３７，３８および３９から出力された画像光を用いて、予め規定された結像位置Ｐ１０に所定の大きさの第１の中間像２００を結像させる第１の中間像形成部１００を設置し、第１の中間像２００を表す画像光を投射するための投射レンズ６０が着脱可能に構成され、投射レンズ６０の装着時に、投射レンズ６０と当接するレンズ取付面１２ａを有するマウント１２を設置する工程を有している。画像作成装置１５を製造する工程は、光源を設置し、画像を表す画像データに基づいて光源から射出された光を変調し、画像を表す画像光を出力するライトバルブ３７ａ，３８ａおよび３９ａを設置し、ライトバルブ３７ａ，３８ａおよび３９ａから出力された画像光を用いて、第１の中間像２００と略同一の大きさの第２の中間像２００ａを予め規定された結像位置Ｐ２０に結像させる第２の中間像形成部１００ａを設置し、第２の中間像２００ａを表す画像光を投射するため投射レンズ６０が着脱可能に構成され、投射レンズ６０の装着時に、投射レンズ６０と当接するレンズ取付面１７ａを有するマウント１７を設置する工程を有している。ライトバルブ３７，３８および３９およびライトバルブ３７ａ，３８ａおよび３９ａの構成に関わらず、マウント１２のレンズ取付面１２ａから第１の中間像２００までの光学的距離と、マウント１７のレンズ取付面１７ａから第２の中間像２００ａまでの光学的距離とは略同一となるように形成し、ライトバルブ３７，３８および３９と第１の中間像形成部１００とからなる第１の光学系１３の構造は、ライトバルブ３７ａ，３８ａおよび３９ａと第２の中間像形成部１００ａとからなる第２の光学系１８の構造と異なることを特徴とする。プロジェクタは、このようにして作成された画像作成装置に、適宜所望の投射レンズを装着することにより構成されてもよい。

以上説明した第３実施例のプロジェクタによれば、第１のプロジェクタ１０の第１の光学系１３と第２のプロジェクタ１５の第２の光学系１８が異なっていても、それぞれのプロジェクタにおける中間像の結像位置は、それぞれのマウント１２、１７から略同一距離離れた位置となる。また、中間像の大きさも同一である。従って、プロジェクタ１０とプロジェクタ１５とで、フランジ形状やフランジバックの同一など所定の規格の投射レンズを共有できる。よって、プロジェクタの画像を形成する光学系の特性と、投射レンズとを柔軟に組み合わせ可能な、種々の利用環境や所望の画質に適したプロジェクタを提供できる。

Ｄ．第４実施例：
第４実施例では、ＤＭＤを用いたＤＬＰ方式のプロジェクタについて説明する。第４実施例のプロジェクタにおいて、ライトバルブ３７〜３９およびダイクロイックプリズム４０に代えて、ＤＭＤ４５を用い、マウントにレンズシフト機能を付加した。具体的には、マウントが、レンズシフト調整冶具を介して、ライトバルブの中心位置の法線に対し、略垂直方向に移動可能となることにより、投射レンズを同方向に移動することが可能となる。それにより、マウントがレンズシフト機能を有することとなる。ＤＭＤ４５は、ＭＥＭＳデバイスの一種であり、多数の微小鏡面（マイクロミラー）を平面に配列した表示素子である。ＤＭＤ４５は、各マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御し、入射光の中間像形成部１００への反射・図示しない吸収体への吸収を行うことにより、画像を表示する。遮光板４６は、画像表示に利用されない迷光を吸収し、投射レンズ６０への迷光の入射を遮光する。なお、第４実施例において、第１実施例と同一の構成は、同一の符号を付し、説明を省略する。

Ｄ１．レンズシフトについて：
図１３は、第４実施例におけるレンズシフトについて説明する模式図である。図１３（ａ）は、第４実施例のプロジェクタにおけるレンズシフトについて示しており、図１３（ｂ）は、従来例のプロジェクタのレンズシフトについて示している。図１３（ａ）に示すように、第４実施例では、ＤＭＤ４５が画像を表す画像データに応じて制御されることにより、ＤＭＤ４５に入射した光Ｗのうち画像表示に利用される画像光Ｗ１０を中間像形成部１００に対して反射し、画像表示に利用されない迷光Ｗ１１を図示しない吸収体に対して反射する。図１３（ａ）において、シフト後の投射レンズ６０を投射レンズ６０'と表す。予め、中間像形成部１００に迷光が入射しないように構成されており、投射レンズ６０は、中間像形成部１００により形成された中間像を表す画像光Ｗ１０の到達範囲内でシフトされるため、迷光Ｗ１１がシフト後の投射レンズ６０'に入射することがない。

一方、図１３（ｂ）に示すように、中間像形成部１００が設けられていない従来例のプロジェクタでは、シフト前の投射レンズ６０には、迷光Ｗ１１は入射しないが、シフト後の投射レンズ６０ａには迷光が入射してしまい、スクリーンに投射される画像の画質が低下する。そのため、レンズシフトを行うことができない。

以上説明した第４実施例のプロジェクタによれば、中間像２００を形成して画像を投射するため、ＤＭＤを利用したプロジェクタにおいて、レンズシフトを行っても迷光を取り込むことなく画像を投射できる。従って、種々の利用環境で種々の投射レンズを交換して画像を表示でき、利用者の利便性を向上できる。

Ｅ．変形例：
（１）第２実施例では、第２投射レンズ８０のみがアダプタ８５を介してプロジェクタ１０に装着されているが、例えば、全ての投射レンズが異なるアダプタを介してプロジェクタ１０に装着されてもよいし、全ての投射レンズが同一のアダプタを介してプロジェクタ１０に装着されてもよい。こうすれば、投射レンズの選択肢を広げることができる。

（２）第１実施例〜第３実施例では、マウント１２はネジコミ式であるが、ネジコミ式だけでなく、バヨネット式やボルトによる固定など種々の態様で投射レンズを装着可能としてもよい。ただし、ネジコミ式やバヨネット式とすれば、着脱が簡易であるため、好適である。

（３）第１実施例〜第４実施例では、では、超高圧水銀ランプ２０を光源として用いているが、例えば、ＬＥＤ、半導体レーザ光源など種々の光源を適用可能である。

（４）上述の各実施例において用いてライトバルブの種類は、透過型液晶、反射型液晶その他あらゆる種類のライトバルブを適用可能である。どのようなライトバルブ（光変調素子）を用いても、ライトバルブの種類に関わらず中間像形成部１００により予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像が結像されることにより、投射レンズを交換可能することができる。

（５）第１実施例〜第３実施例では、プロジェクタ１０、１５にレンズ収容部１１、１６が形成されているが、レンズ収容部が形成されておらず、レンズがプロジェクタの筐体部分から突出する態様でも構わない。

（６）第１実施例〜第３実施例では、プロジェクタを例に説明したが、リアプロジェクタにも適用可能である。

以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。

第１実施例におけるプロジェクションシステム１の概略構成を例示する説明図。第１実施例におけるマウントの構成を説明する斜視図。第１実施例におけるプロジェクタ１０のシステム構成を例示する説明図。第１実施例における中間像形成部の構成を例示する説明図。第１実施例における中間像の結像位置と投射レンズの焦点位置との関係について説明する模式図。第１実施例における中間像の外形サイズを説明する説明図。第１実施例おけるレンズ交換の態様を例示する説明図。第２実施例のプロジェクションシステムの概略構成を例示する説明図。第２実施例におけるアダプタを介した投射レンズの取付について例示する分解斜視図。第２実施例におけるアダプタ８５適用時の第２投射レンズ８０の焦点位置の変化について説明する模式図。第３実施例のプロジェクションシステムの概略構成を例示する説明図。第３実施例における２台のプロジェクタの光学系の構造を例示する説明図。第４実施例におけるレンズシフトについて説明する模式図。

符号の説明

１…プロジェクションシステム
２…プロジェクションシステム
３…プロジェクションシステム
１０…プロジェクタ
１１…レンズ収容部
１２…マウント
１２ａ…レンズ取付面
１３…第１の光学系
１５…プロジェクタ
１６…レンズ収容部
１７…マウント
１７ａ…レンズ取付面
１８…第２の光学系
２０…超高圧水銀ランプ
２０ａ…楕円リフレクタ
２１…インテグレータレンズ
２１ａ…第１のフライアイレンズ
２１ｂ…第２のフライアイレンズ
２３…偏光変換素子
２４…コンデンサーレンズ
３１…反射ミラー
３５…ダイクロイックミラー
３７…ライトバルブ
３７ａ…ライトバルブ
３８…ライトバルブ
３８ａ…ライトバルブ
４０…ダイクロイックプリズム
４５…ＤＭＤ
４６…遮光板
５０…スクリーン
６０…投射レンズ
６０ａ…投射レンズ
６１…フランジ
７０…第２投射レンズ
７１…フランジ
８０…第２投射レンズ
８０…投射レンズ
８１…フランジ
８５…アダプタ
８６…フランジ
１００…中間像形成部
１００ａ…中間像形成部
１０１…第１レンズ群
１０１ａ…第１レンズ群
１０２…第２レンズ群
１０２ａ…第２レンズ群
２００…中間像
２００ａ…中間像

Claims

画像を作成する画像作成装置であって、
光源と、
前記画像を表す画像データに基づいて前記光源から射出され光を変調し、前記画像を表す画像光を出力する画像形成光学系と、
前記画像形成光学系の構成にかかわらず、前記画像形成光学系から出力された画像光を用いて、予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像を結像させる中間像形成部と、
前記中間像を表す前記画像光を投射するための投射レンズが着脱可能に構成されたマウントと、を備える画像作成装置。
画像を投射するプロジェクタであって、
光源と、
前記画像を表す画像データに基づいて前記光源から射出された光を変調し、前記画像を表す画像光を出力する画像形成光学系と、
両側テレセントリック性を有し、前記画像形成光学系により出力された画像光を用いて、前記画像形成光学系の構成に関わらず、予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像を結像させる中間像形成部と、
前記中間像を表す前記画像光を投射する投射レンズと
前記投射レンズを装着するためのマウントと、を備えるプロジェクタ。
請求項２記載のプロジェクタであって、
前記マウントは、前記投射レンズを他の投射レンズに交換可能に構成されている、プロジェクタ。
請求項２または請求項３記載のプロジェクタであって、
前記中間像形成部は、前記中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されている、プロジェクタ。
請求項２ないし請求項４いずれか記載のプロジェクタであって、
前記投射レンズのフランジバックは約４０ｍｍ以上である、プロジェクタ。
請求項２ないし請求項７いずれか記載のプロジェクタであって、
前記マウントは、レンズシフト機能を有する、プロジェクタ。
プロジェクションシステムであって、
第１の画像作成装置と、
第２の画像作成装置と、を備え
前記第１の画像作成装置は、
第１の光源と、
前記画像を表す画像データに基づいて前記第１の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第１の画像光を出力する第１の画像形成光学系と、
前記第１の画像形成光学系により変調された前記第1の画像光を用いて、予め規定された結像位置に所定の大きさの第１の中間像を結像させる第１の中間像形成部と、
前記第１の中間像を表す前記第１の画像光を投射するための投射レンズが着脱可能に構成され、前記投射レンズ装着時に、前記投射レンズと当接するレンズ取付面を有する第１のマウントと、を備え、
前記第２の画像作成装置は、
第２の光源と、
前記画像を表す画像データに基づいて前記第２の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第２の画像光を出力する第２の画像形成光学系と、
前記第２の画像形成光学系から出力された前記第２の画像光を用いて、前記第１の中間像と略同一の大きさの第２の中間像を予め規定された結像位置に結像させる第２の中間像形成部と、
前記第２の中間像を表す前記第２の画像光を投射するため投射レンズが着脱可能に構成され、前記投射レンズ装着時に、前記投射レンズと当接するレンズ取付面を有する第２のマウントと、を備え、
前記第１の画像形成光学系および前記第２の画像形成光学系の構成に関わらず、前記第１のマウントのレンズ取付面から前記第１の中間像までの光学的距離と、前記第２のマウントのレンズ取付面から前記第２の中間像までの光学的距離とは略同一であり、
前記第１の画像形成光学系と前記第１の中間像形成部とからなる第１の光学系の構造は、前記第２の画像形成光学系と前記第２の中間像形成部とからなる第２の光学系の構造と異なることを特徴とする、プロジェクションシステム。
請求項７記載のプロジェクションシステムであって、
前記第１の画像形成光学系は、前記第1の光源から射出された光を変調し、前記第１の画像光が射出される第１の射出面を有する第１の光変調素子を含み、
前記第２の画像形成光学系は、前記第２の光源から射出された光を変調し、前記第２の画像光が射出される第２の射出面を第２の光変調素子を含み、
前記第１の光学系の構造と、前記第２の光学系の構造は、
前記第１の射出面から前記第１の中間像までの光学的距離と、前記第２の射出面から前記第２の中間像までの光学的距離、
前記第１の光変調素子における画像が形成される領域のサイズと、前記第２の光変調素子における画像が形成される領域のサイズ、
前記第１の光変調素子の変調方式と、前記第２の光変調素子の変調方式、および、
前記第１の射出面からの前記第１の画像光の射出角度と、前記第２の射出面からの前記第２の画像光の射出角度、
のうちの少なくとも一つが異なることを特徴とする、プロジェクションシステム。
請求項７または請求項８記載のプロジェクションシステムであって、
前記第１のマウントは、前記第２のマウントと略同一形状に形成されている、プロジェクションシステム。
請求項７ないし請求項９いずれか記載のプロジェクションシステムであって、
前記第１の中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記第１の中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されており、
前記第２の中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記第２の中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されている、プロジェクションシステム。
プロジェクタであって、
請求項７記載の第１の画像作成装置と、
前記第１のマウントに装着される投射レンズと、を備える、プロジェクタ。
請求項１１記載のプロジェクタであって、
前記投射レンズのフランジバックは約４０ｍｍ以上である、プロジェクタ。
プロジェクションシステムであって、
第１のプロジェクタと、
第２のプロジェクタと、
予め規定された所定の前側焦点を有する投射レンズと、を備え、
前記第１のプロジェクタは、
第１の光源と、
前記画像を表す画像データに基づいて前記第１の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第１の画像光を出力する第１の画像形成光学系と、
前記第１の画像形成光学系により変調された前記第１の画像光を用いて、予め規定された結像位置に所定の大きさの第１の中間像を結像させる第１の中間像形成部と、
前記第１の中間像を表す前記第１の画像光を投射する前記投射レンズが着脱可能に構成された第１のマウントと、を備え、
前記第２のプロジェクタは、
第２の光源と、
前記画像を表す画像データに基づいて前記第２の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第２の画像光を出力する第２の画像形成光学系と、
前記第２の画像形成光学系により変調された前記第２の画像光を用いて、予め規定された結像位置に前記第１の中間像と略同一の大きさ第２の中間像を結像させる第２の中間像形成部と、
前記第２の中間像を表す前記第２の画像光を投射する前記投射レンズが着脱可能に構成された第２のマウントと、を備え、
前記第１のマウントへの前記投射レンズの装着時における前記投射レンズの前記前側焦点の位置は前記第１の中間像の結像位置に略一致し、前記第２のマウントへの前記投射レンズの装着時における前記投射レンズの前記前側焦点の位置は前記第２の中間像の結像位置に略一致し、
前記第１の画像形成光学系と前記第１の中間像形成部とからなる第１の光学系の構造は、前記第２の画像形成光学系と前記第２の中間像形成部とからなる第２の光学系の構造と異なることを特徴とする、プロジェクションシステム。
請求項１３記載のプロジェクションシステムであって、
前記第１の画像形成光学系は、前記第1の光源から射出された光を変調し、前記第１の画像光が射出される第１の射出面を有する第１の光変調素子を含み、
前記第２の画像形成光学系は、前記第２の光源から射出された光を変調し、前記第２の画像光が射出される第２の射出面を有する第２の光変調素子を含み、
前記第１の光学系の構造と、前記第２の光学系の構造は、
前記第１の射出面から前記第１の中間像までの光学的距離と、前記第２の射出面から前記第２の中間像形までの光学的距離、
前記第１の光変調素子における画像が形成される領域のサイズと、前記第２の光変調素子における画像が形成される領域のサイズ、
前記第１の光変調素子の変調方式と、前記第２の光変調素子の変調方式、および、
前記第１の射出面からの前記第１の画像光の射出角度と、前記第２の射出面からの前記第２の画像光の射出角度、
のうちの少なくとも一つが異なることを特徴とする、プロジェクションシステム。
請求項１３または請求項１４記載のプロジェクタであって、
前記第１の中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記第１の中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されており、
前記第２の中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記第２の中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されている、プロジェクタ。
請求項１３ないし請求項１５いずれか記載のプロジェクタであって、
前記投射レンズのフランジバックは約４０ｍｍ以上である、プロジェクタ。
プロジェクションシステムであって、
光源と、
前記画像を表す画像データに基づいて前記光源から射出された光を変調し、前記画像を表す画像光を出力する画像形成光学系と、
前記画像形成光学系から出力された画像光を用いて、前記画像形成光学系に関わらず、予め規定された結像位置に所定の大きさの中間像を形成する中間像形成部と、
前記中間像を表す前記画像光を投射するための投射レンズが着脱可能に構成されたマウントと、を備えるプロジェクタと、
前記マウントに装着可能に構成され、第１の前側焦点位置を有する第１の投射レンズと、
前記マウントに装着可能に構成され、第２の前側焦点位置を有する第２の投射レンズであって、前記第１の投射レンズとは異なる投射レンズである第２の投射レンズと、を備え、
前記第１の前側焦点位置は、前記第１の投射レンズが前記マウントに装着された状態で前記中間像が形成される位置に略一致し、
前記第２の前側焦点位置は、前記第２の投射レンズが前記マウントに装着された状態で前記中間像が形成される位置に略一致し、
前記第１の投射レンズは、レンズの大きさ、レンズの形状前記第１の投射レンズを構成するレンズ数、開口絞り、および、結像性能、のうちの少なくとも一つが、前記第２の投射レンズと異なることを特徴とする、プロジェクションシステム。
請求項１７記載のプロジェクションシステムであって、更に、
前記第１の投射レンズおよび前記第２の投射レンズの少なくとも一方に装着可能に、かつ、前記マウントに取り付け可能に構成されたアダプタを備え、
前記マウントには、前記アダプタが当接する面である取付面が形成されており、
前記アダプタは、前記第１の投射レンズおよび前記第２の投射レンズの少なくとも一方が前記アダプタに取り付けられた状態で、前記第１の投射レンズの前記マウントへの取り付け時における前記第１の前側焦点から前記取付面までの距離は、前記第２の投射レンズの前記マウントへの取り付け時における前記第２の前側焦点から前記取付面までの距離と略同一となるように形成されていることを特徴とする、プロジェクションシステム。
請求項１７記載のプロジェクションシステムであって、
前記第１の投射レンズは、前記第１の投射レンズを前記マウントに取り付けるための第１のフランジを備えており、
前記第２の投射レンズは、前記第２の投射レンズを前記マウントに取り付けるための第２のフランジを備えており、
前記第１のフランジは、前記第２のフランジと略同一形状に形成されている、プロジェクションシステム。
請求項１８記載のプロジェクションシステムであって、
前記第１の投射レンズは、前記第１の投射レンズを前記アダプタに取り付けるための第１のフランジを備えており、
前記第２の投射レンズは、前記第２の投射レンズを前記アダプタに取り付けるための第２のフランジを備えており、
前記第１のフランジは、前記第２のフランジと略同一形状に形成されている、プロジェクションシステム。
請求項１７ないし請求項２０いずれか記載のプロジェクションシステムであって、
前記中間像形成部は、両側テレセントリック性を有し、前記中間像の対角が約３５ｍｍ以下の大きさとなるように構成されている、プロジェクションシステム。
請求項１７ないし請求項２１いずれか記載のプロジェクションシステムであって、
前記第１の投射レンズおよび前記第２の投射レンズのフランジバックは約４０ｍｍ以上である、プロジェクションシステム。
請求項１７ないし請求２２いずれか記載のプロジェクションシステムであって、
前記マウントは、レンズシフト機能を有する、プロジェクションシステム。
画像を作成する画像作成装置の製造方法であって、
第１の画像作成装置を製造する工程と、
第２の画像作成装置を製造する工程と、を有し、
前記第１の画像作成装置を製造する工程は、
第１の光源を設置し、
前記画像を表す画像データに基づいて前記第１の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第１の画像光を出力する第１の画像形成光学系を設置し、
前記第１の画像形成光学系から出力された前記第１の画像光を用いて、予め規定された結像位置に所定の大きさの第１の中間像を結像させる第１の中間像形成部を設置し、
前記第１の中間像を表す前記第１の画像光を投射するための投射レンズが着脱可能に構成され、前記投射レンズ装着時に、前記投射レンズと当接するレンズ取付面を有する第１のマウントを設置、する工程を有し、
前記第２の画像作成装置を製造する工程は、
第２の光源を設置し、
前記画像を表す画像データに基づいて前記第２の光源から射出された光を変調し、前記画像を表す第２の画像光を出力する第２の画像形成光学系を設置し、
前記第２の画像形成光学系から出力された前記第２の画像光を用いて、前記第１の中間像と略同一の大きさの第２の中間像を予め規定された結像位置に結像させる第２の中間像形成部を設置し、
前記第２の中間像を表す前記第２の画像光を投射するため投射レンズが着脱可能に構成され、前記投射レンズ装着時に、前記投射レンズと当接するレンズ取付面を有する第２のマウントを設置する工程を有し、
前記第１の画像形成光学系および前記第２の画像形成光学系の構成に関わらず、前記第１のマウントのレンズ取付面から前記第１の中間像までの光学的距離と、前記第２のマウントのレンズ取付面から前記第２の中間像までの光学的距離とは略同一となるように形成し、
前記第１の画像形成光学系と前記第１の中間像形成部とからなる第１の光学系の構造は、前記第２の画像形成光学系と前記第２の中間像形成部とからなる第２の光学系の構造と異なることを特徴とする画像作成装置の製造方法。