JP2555800B2 - 投射光学装置 - Google Patents
投射光学装置Info
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- JP2555800B2 JP2555800B2 JP3147923A JP14792391A JP2555800B2 JP 2555800 B2 JP2555800 B2 JP 2555800B2 JP 3147923 A JP3147923 A JP 3147923A JP 14792391 A JP14792391 A JP 14792391A JP 2555800 B2 JP2555800 B2 JP 2555800B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶プロジェクタ等の
投射光学装置に関するものである。
投射光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、液晶プロジェクタでは、液晶パ
ネルの中心を投射レンズの光軸からシフトさせた、いわ
ゆるあおり光学系を採用するものが多い。この技術を採
用した液晶プロジェクタでは、据置状態，天吊状態のい
ずれでもセッティングが容易となる。
ネルの中心を投射レンズの光軸からシフトさせた、いわ
ゆるあおり光学系を採用するものが多い。この技術を採
用した液晶プロジェクタでは、据置状態，天吊状態のい
ずれでもセッティングが容易となる。
【０００３】図５（ａ）に概略平面を示す一般的な液晶
プロジェクタＰは、筐体１内に、光源２、コールドミラ
ー３、緑色光を反射するＧ反射ダイクロイックミラー４
ａ、赤色光を反射するＲ反射ダイクロイックミラー４ｂ
１，４ｂ２、黄色光を反射するＹ反射ダイクロイックミ
ラー４ｃ、コンデンサレンズ５ａ，５ｂ，５ｃ（これら
をコンデンサレンズ５と総称する）、Ｒ−ＬＣＤ６ａ，
Ｇ−ＬＣＤ６ｂ，Ｂ−ＬＣＤ６ｃ（これらを液晶パネル
６と総称する）、全反射ミラー７，８、投射レンズ系９
を備えている。なお、二点鎖線は光源２からの光が装置
外のスクリーンＳにとどくまでの経路を示すものであ
る。また、図５（ｂ）に示す概略側面図（ミラー類は省
略）からわかるように、投射レンズ系９の物体面側に配
置される液晶パネル６の中心は、投射レンズ系９の光軸
から下方（Ｙ２方向）にシフトされ、投射される画面は
上方（Ｙ１方向）にあおられる。なお、液晶パネル６の
特性を考慮して、光源２を液晶パネル６に数度傾けて入
射させることでコントラストの最大点を得ることができ
る。
プロジェクタＰは、筐体１内に、光源２、コールドミラ
ー３、緑色光を反射するＧ反射ダイクロイックミラー４
ａ、赤色光を反射するＲ反射ダイクロイックミラー４ｂ
１，４ｂ２、黄色光を反射するＹ反射ダイクロイックミ
ラー４ｃ、コンデンサレンズ５ａ，５ｂ，５ｃ（これら
をコンデンサレンズ５と総称する）、Ｒ−ＬＣＤ６ａ，
Ｇ−ＬＣＤ６ｂ，Ｂ−ＬＣＤ６ｃ（これらを液晶パネル
６と総称する）、全反射ミラー７，８、投射レンズ系９
を備えている。なお、二点鎖線は光源２からの光が装置
外のスクリーンＳにとどくまでの経路を示すものであ
る。また、図５（ｂ）に示す概略側面図（ミラー類は省
略）からわかるように、投射レンズ系９の物体面側に配
置される液晶パネル６の中心は、投射レンズ系９の光軸
から下方（Ｙ２方向）にシフトされ、投射される画面は
上方（Ｙ１方向）にあおられる。なお、液晶パネル６の
特性を考慮して、光源２を液晶パネル６に数度傾けて入
射させることでコントラストの最大点を得ることができ
る。
【０００４】最近、この種の液晶プロジェクタに、投射
される画面のアスペクト比を変換するアナモフィックレ
ンズ，画面の拡大を図るワイドコンバージョンレンズ等
に代表されるアタッチメントレンズ系を装備させたいと
いう要望がでてきた。なお、各々の要望にまつわる背景
は夫々異なり、前者は例えばＮＴＳＣ方式で記録や伝送
が行えるようにアスペクト比を変換したハイビジョンの
画面を、再生や受信後に元のアスペクト比に戻して迫力
あるワイド画面で楽しむためであり、後者は６畳程度の
狭い部屋で投射距離が十分にとれなくても１００インチ
以上の大画面を楽しめるようにしたいためである。
される画面のアスペクト比を変換するアナモフィックレ
ンズ，画面の拡大を図るワイドコンバージョンレンズ等
に代表されるアタッチメントレンズ系を装備させたいと
いう要望がでてきた。なお、各々の要望にまつわる背景
は夫々異なり、前者は例えばＮＴＳＣ方式で記録や伝送
が行えるようにアスペクト比を変換したハイビジョンの
画面を、再生や受信後に元のアスペクト比に戻して迫力
あるワイド画面で楽しむためであり、後者は６畳程度の
狭い部屋で投射距離が十分にとれなくても１００インチ
以上の大画面を楽しめるようにしたいためである。
【０００５】ここで、図６（ａ）に概略を示すアナモフ
ィックレンズ１０は、凹シリンドリカルレンズ１１と凸
シリンドリカルレンズ１２とからなる。凹シリンドリカ
ルレンズ１１および凸シリンドリカルレンズ１２はＸ１
−Ｘ２方向に沿った水平断面でのみ曲率をもち、Ｙ１−
Ｙ２方向に沿った垂直断面では曲率をもたない。光学像
はＸ１−Ｘ２方向のみ拡大されるので、この性質を利用
して画面のアスペクト比の変換が可能になる。なお、凹
シリンドリカルレンズ１１と凸シリンドリカルレンズ１
２とはアフォーカル系となる。
ィックレンズ１０は、凹シリンドリカルレンズ１１と凸
シリンドリカルレンズ１２とからなる。凹シリンドリカ
ルレンズ１１および凸シリンドリカルレンズ１２はＸ１
−Ｘ２方向に沿った水平断面でのみ曲率をもち、Ｙ１−
Ｙ２方向に沿った垂直断面では曲率をもたない。光学像
はＸ１−Ｘ２方向のみ拡大されるので、この性質を利用
して画面のアスペクト比の変換が可能になる。なお、凹
シリンドリカルレンズ１１と凸シリンドリカルレンズ１
２とはアフォーカル系となる。
【０００６】また、図６（ｂ）に概略を示すワイドコン
バージョンレンズ２０は凹状の球面レンズ２１と凸状の
球面レンズ２２とからなる。球面レンズ２１と球面レン
ズ２２とはアフォーカル系となる。
バージョンレンズ２０は凹状の球面レンズ２１と凸状の
球面レンズ２２とからなる。球面レンズ２１と球面レン
ズ２２とはアフォーカル系となる。
【０００７】そして、アタッチメントレンズ系としてア
ナモフィックレンズ１０を採用した場合で従来例を説明
すると、図７に示す従来の液晶プロジェクタ３０は、上
記した液晶プロジェクタＰの構成で、投射レンズ系９
（レンズ９ａ〜９ｇからなる）の投射側にアナモフィッ
クレンズ１０を配置し、このアナモフィックレンズ１０
の中心と投射レンズ系９の光軸とを一致させていた。な
お、二点鎖線の幅ＫＳ，ＫＴ，ＫＵは液晶パネル６の上
端Ｓ，下端Ｔ，投射レンズ系９の光軸上の点Ｕでの光量
のおおよそを夫々示している。また、ワイドコンバージ
ョンレンズ２０を装備した液晶プロジェクタの場合で
も、ワイドコンバージョンレンズ２０の中心となる光軸
と投射レンズ系９の光軸とを一致させていた。
ナモフィックレンズ１０を採用した場合で従来例を説明
すると、図７に示す従来の液晶プロジェクタ３０は、上
記した液晶プロジェクタＰの構成で、投射レンズ系９
（レンズ９ａ〜９ｇからなる）の投射側にアナモフィッ
クレンズ１０を配置し、このアナモフィックレンズ１０
の中心と投射レンズ系９の光軸とを一致させていた。な
お、二点鎖線の幅ＫＳ，ＫＴ，ＫＵは液晶パネル６の上
端Ｓ，下端Ｔ，投射レンズ系９の光軸上の点Ｕでの光量
のおおよそを夫々示している。また、ワイドコンバージ
ョンレンズ２０を装備した液晶プロジェクタの場合で
も、ワイドコンバージョンレンズ２０の中心となる光軸
と投射レンズ系９の光軸とを一致させていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アナモフィッ
クレンズ１０の中心と投射レンズ系９の光軸とを一致さ
せた従来の液晶プロジェクタ３０では、あおり量に従っ
て、アナモフィックレンズ１０を大きくする必要があっ
た。アナモフィックレンズ１０はレンズ研磨が特殊で、
口径が大きくなるにつれて急激に高価になるから、従来
例ではアナモフィックレンズ１０の製造コストが上昇す
るという問題点があった。また、同様なことがワイドコ
ンバージョンレンズ２０を装備した液晶プロジェクタで
も言えていた。
クレンズ１０の中心と投射レンズ系９の光軸とを一致さ
せた従来の液晶プロジェクタ３０では、あおり量に従っ
て、アナモフィックレンズ１０を大きくする必要があっ
た。アナモフィックレンズ１０はレンズ研磨が特殊で、
口径が大きくなるにつれて急激に高価になるから、従来
例ではアナモフィックレンズ１０の製造コストが上昇す
るという問題点があった。また、同様なことがワイドコ
ンバージョンレンズ２０を装備した液晶プロジェクタで
も言えていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、あおり光学
系を採用した液晶プロジェクタでは、アナモフィックレ
ンズ１０，ワイドコンバージョンレンズ２０等に代表さ
れるアタッチメントレンズ系のレンズ全面が使用される
わけでなく、実際にはアタッチメントレンズ系の中心か
らずれた部分が使用されていることに着目し、アタッチ
メントレンズ系の中心を投射レンズ系の光軸からあおり
方向にシフトした手段を考えた。
系を採用した液晶プロジェクタでは、アナモフィックレ
ンズ１０，ワイドコンバージョンレンズ２０等に代表さ
れるアタッチメントレンズ系のレンズ全面が使用される
わけでなく、実際にはアタッチメントレンズ系の中心か
らずれた部分が使用されていることに着目し、アタッチ
メントレンズ系の中心を投射レンズ系の光軸からあおり
方向にシフトした手段を考えた。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に沿って説明する。図１
は本発明に係る液晶プロジェクタ（投射光学装置）の第
１実施例を示す概略図、図２は図１で示す液晶プロジェ
クタの光学系の収差特性図、図３は本発明に係る液晶プ
ロジェクタの第２実施例を示す概略図、図４（ａ）は図
３で示す液晶プロジェクタの光学系の収差特性図、図４
（ｂ）は図３で示す液晶プロジェクタでワイドコンバー
ジョンレンズを含まないときの光学系の収差特性図であ
る。なお、従来例と同一の構成要素には同一の符号を付
し、その説明を省略している。
は本発明に係る液晶プロジェクタ（投射光学装置）の第
１実施例を示す概略図、図２は図１で示す液晶プロジェ
クタの光学系の収差特性図、図３は本発明に係る液晶プ
ロジェクタの第２実施例を示す概略図、図４（ａ）は図
３で示す液晶プロジェクタの光学系の収差特性図、図４
（ｂ）は図３で示す液晶プロジェクタでワイドコンバー
ジョンレンズを含まないときの光学系の収差特性図であ
る。なお、従来例と同一の構成要素には同一の符号を付
し、その説明を省略している。
【００１１】第１実施例となる図１に示す液晶プロジェ
クタ（投射光学装置）４０は、アタッチメントレンズ系
としてアナモフィックレンズ１０を採用した場合であ
る。アナモフィックレンズ１０の中心は投射レンズ系９
の光軸から、液晶パネル６のシフト方向（Ｙ２方向）と
は逆の方向（Ｙ１方向）に積極的にシフトされている。
クタ（投射光学装置）４０は、アタッチメントレンズ系
としてアナモフィックレンズ１０を採用した場合であ
る。アナモフィックレンズ１０の中心は投射レンズ系９
の光軸から、液晶パネル６のシフト方向（Ｙ２方向）と
は逆の方向（Ｙ１方向）に積極的にシフトされている。
【００１２】前述のアナモフィックレンズ１０はＸ１−
Ｘ２方向に沿った水平断面のみ曲率をもつので、アナモ
フィックレンズ１０の中心をＹ１方向にシフトしても光
学的には全く変化しない。よって、光量を確保できる範
囲までアナモフィックレンズ１０の口径（凹シリンドリ
カルレンズ１１の口径および凸シリンドリカルレンズ１
２の口径）を小さくすることができる。
Ｘ２方向に沿った水平断面のみ曲率をもつので、アナモ
フィックレンズ１０の中心をＹ１方向にシフトしても光
学的には全く変化しない。よって、光量を確保できる範
囲までアナモフィックレンズ１０の口径（凹シリンドリ
カルレンズ１１の口径および凸シリンドリカルレンズ１
２の口径）を小さくすることができる。
【００１３】なお、図１で示す液晶プロジェクタ４０で
は、凹シリンドリカルレンズ１１の口径はφ80mm、凸シ
リンドリカルレンズ１２の口径はφ60mmであり、アナモ
フィックレンズ１０の中心は投射レンズ系９の光軸から
Ｙ１方向に17mmシフトしている。このとき、充分な光量
を確保されていることが、液晶パネル６の上端Ｓ，下端
Ｔ，投射レンズ系９の光軸上の点Ｕでの光量のおおよそ
を夫々示す二点鎖線の幅ＫＳ，ＫＴ，ＫＵから確認でき
る。一方、図７で示した従来の液晶プロジェクタ３０で
は、凹シリンドリカルレンズ１１の口径はφ 110mm、凸
シリンドリカルレンズ１２の口径はφ80mmであった。す
なわち、アナモフィックレンズ１０の口径は約30％小さ
くなった。
は、凹シリンドリカルレンズ１１の口径はφ80mm、凸シ
リンドリカルレンズ１２の口径はφ60mmであり、アナモ
フィックレンズ１０の中心は投射レンズ系９の光軸から
Ｙ１方向に17mmシフトしている。このとき、充分な光量
を確保されていることが、液晶パネル６の上端Ｓ，下端
Ｔ，投射レンズ系９の光軸上の点Ｕでの光量のおおよそ
を夫々示す二点鎖線の幅ＫＳ，ＫＴ，ＫＵから確認でき
る。一方、図７で示した従来の液晶プロジェクタ３０で
は、凹シリンドリカルレンズ１１の口径はφ 110mm、凸
シリンドリカルレンズ１２の口径はφ80mmであった。す
なわち、アナモフィックレンズ１０の口径は約30％小さ
くなった。
【００１４】ここで、表１に示すアナモフィックレンズ
１０のレンズデータの場合で、液晶プロジェクタ４０の
光学系（アナモフィックレンズ１０と投射レンズ系９）
の収差特性を図２に示す。なお、図１中、投射面側から
液晶パネル面側へと順に、凹シリンドリカルレンズ１１
の凹面の一方を１１ａ、他方を１１ｂ、また、凸シリン
ドリカルレンズ１２の凸面の一方を１２ａ、他方を１２
ｂと定義する。但し、球面収差での入射高さＨは投射レ
ンズ系９の光軸の延長線上を基準位置とし、ここからＹ
１方向への高さとした。
１０のレンズデータの場合で、液晶プロジェクタ４０の
光学系（アナモフィックレンズ１０と投射レンズ系９）
の収差特性を図２に示す。なお、図１中、投射面側から
液晶パネル面側へと順に、凹シリンドリカルレンズ１１
の凹面の一方を１１ａ、他方を１１ｂ、また、凸シリン
ドリカルレンズ１２の凸面の一方を１２ａ、他方を１２
ｂと定義する。但し、球面収差での入射高さＨは投射レ
ンズ系９の光軸の延長線上を基準位置とし、ここからＹ
１方向への高さとした。
【００１５】
【表１】 また、このような技術思想はアタッチメントレンズ系と
してワイドコンバージョンレンズ２０を採用した場合で
も適応可能である。この場合を第２実施例として図３に
示しておく。同図に示す液晶プロジェクタ（投射光学装
置）５０においては、ワイドコンバージョンレンズ２０
の中心となる光軸は投射レンズ系９の光軸から、液晶パ
ネル６のシフト方向（Ｙ２方向）とは逆の方向（Ｙ１方
向）へとシフトされている。このようにしてワイドコン
バージョンレンズ２０の口径を小さくすることが可能と
なる。
してワイドコンバージョンレンズ２０を採用した場合で
も適応可能である。この場合を第２実施例として図３に
示しておく。同図に示す液晶プロジェクタ（投射光学装
置）５０においては、ワイドコンバージョンレンズ２０
の中心となる光軸は投射レンズ系９の光軸から、液晶パ
ネル６のシフト方向（Ｙ２方向）とは逆の方向（Ｙ１方
向）へとシフトされている。このようにしてワイドコン
バージョンレンズ２０の口径を小さくすることが可能と
なる。
【００１６】ここで、表２に示すワイドコンバージョン
レンズ２０のレンズデータの場合で、液晶プロジェクタ
５０の光学系（ワイドコンバージョンレンズ２０と投射
レンズ系９）の収差特性を図４（ａ）に示す。なお、図
３中、投射面側から液晶パネル面側へと順に、凹状の球
面レンズ２１の凹面の一方を２１ａ、他方を２１ｂ、ま
た、凸状の球面レンズ２２の凸面の一方を２２ａ、他方
を２２ｂと定義する。但し、球面収差での入射高さＨは
投射レンズ系９の光軸の延長線上を基準位置とし、ここ
からＹ１方向への高さとした。なお、比較例として液晶
プロジェクタ５０でワイドコンバージョンレンズ２０を
含まないときの光学系の収差特性を図４（ｂ）に示す。
レンズ２０のレンズデータの場合で、液晶プロジェクタ
５０の光学系（ワイドコンバージョンレンズ２０と投射
レンズ系９）の収差特性を図４（ａ）に示す。なお、図
３中、投射面側から液晶パネル面側へと順に、凹状の球
面レンズ２１の凹面の一方を２１ａ、他方を２１ｂ、ま
た、凸状の球面レンズ２２の凸面の一方を２２ａ、他方
を２２ｂと定義する。但し、球面収差での入射高さＨは
投射レンズ系９の光軸の延長線上を基準位置とし、ここ
からＹ１方向への高さとした。なお、比較例として液晶
プロジェクタ５０でワイドコンバージョンレンズ２０を
含まないときの光学系の収差特性を図４（ｂ）に示す。
【００１７】
【表２】 これらの比較から理解できるように、上記液晶プロジェ
クタ５０では球面収差，非点収差，歪曲収差のいずれに
おいても実用上何ら問題のない値であった。
クタ５０では球面収差，非点収差，歪曲収差のいずれに
おいても実用上何ら問題のない値であった。
【００１８】なお、本実施例においては液晶プロジェク
タに限って説明したが、これ以外の投射光学装置にも本
考案が適応可能であることは言うまでもない。
タに限って説明したが、これ以外の投射光学装置にも本
考案が適応可能であることは言うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から本発明の投射光学装置で
はアタッチメント光学系の口径を小さくできるので、ア
タッチメント光学系の製造コストを下げることができる
という非常に優れた効果がある。
はアタッチメント光学系の口径を小さくできるので、ア
タッチメント光学系の製造コストを下げることができる
という非常に優れた効果がある。
【図１】本発明に係る液晶プロジェクタ（投射光学装
置）の第１実施例を示す概略図である。
置）の第１実施例を示す概略図である。
【図２】図１で示す液晶プロジェクタの光学系の収差特
性図である。
性図である。
【図３】本発明に係る液晶プロジェクタの第２実施例を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図４】（ａ）は図３で示す液晶プロジェクタの光学系
の収差特性図、（ｂ）は図３で示す液晶プロジェクタで
ワイドコンバージョンレンズを含まないときの光学系の
収差特性図である。
の収差特性図、（ｂ）は図３で示す液晶プロジェクタで
ワイドコンバージョンレンズを含まないときの光学系の
収差特性図である。
【図５】（ａ）は一般的な液晶プロジェクタを示す概略
平面図、（ｂ）は一般的な液晶プロジェクタを示す概略
側面図である。
平面図、（ｂ）は一般的な液晶プロジェクタを示す概略
側面図である。
【図６】（ａ）はアナモフィックレンズを示す図、
（ｂ）はワイドコンバージョンレンズを示す図である。
（ｂ）はワイドコンバージョンレンズを示す図である。
【図７】従来の液晶プロジェクタを示す図である。
９ 投射レンズ系 １０ アナモフィックレンズ（アタッチメントレンズ
系） ２０ ワイドコンバージョンレンズ（アタッチメントレ
ンズ系） ４０ 液晶プロジェクタ（投射光学装置） ５０ 液晶プロジェクタ（投射光学装置）
系） ２０ ワイドコンバージョンレンズ（アタッチメントレ
ンズ系） ４０ 液晶プロジェクタ（投射光学装置） ５０ 液晶プロジェクタ（投射光学装置）
Claims (1)
- 【請求項１】あおり光学系を採用し、投射レンズ系の投
射側にアタッチメントレンズ系を配置した投射光学装置
において、前記アタッチメントレンズ系の中心を前記投
射レンズ系の光軸からあおり方向にシフトさせたことを
特徴とする投射光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147923A JP2555800B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 投射光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147923A JP2555800B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 投射光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04346309A JPH04346309A (ja) | 1992-12-02 |
| JP2555800B2 true JP2555800B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=15441147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3147923A Expired - Fee Related JP2555800B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 投射光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555800B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW472491B (en) * | 1999-03-19 | 2002-01-11 | Seiko Epson Corp | Projection system and projector |
| JP4530500B2 (ja) | 2000-08-03 | 2010-08-25 | パナソニック株式会社 | 投写レンズシフト機構 |
| JP2003140049A (ja) | 2001-11-05 | 2003-05-14 | Canon Inc | 投影光学系及びそれを用いた投影装置 |
| US6869186B2 (en) | 2002-03-28 | 2005-03-22 | Seiko Epson Corporation | Optical device and projector |
| JP5114828B2 (ja) * | 2005-04-08 | 2013-01-09 | 株式会社日立製作所 | 投写光学ユニット |
| JP5767771B2 (ja) * | 2009-03-19 | 2015-08-19 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
| JP2015079069A (ja) * | 2013-10-15 | 2015-04-23 | 株式会社タイトー | プロジェクタ |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3147923A patent/JP2555800B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04346309A (ja) | 1992-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 12 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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