JP2956977B2 - Projection display device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表示パネルの画像をスクリーン上に投影する
投射型表示装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device that projects an image on a display panel onto a screen.
従来より、表示パネルの画像をスクリーン上に投影す
る投射型表示装置は、表示パネルと投射レンズの光軸が
一致した配置となっているため、投影された画像の中心
が投射レンズの光軸の延長上に位置し、そのため、低い
位置に装置を配置すると高い所にあるスクリーンに画像
が投影できないという欠点があった。上記問題点を解決
するため、表示パネルに対して投射レンズの光軸をずら
して配置し、斜め投影を行う技術が特開昭63−52585号
で開示されている。Conventionally, a projection display device that projects an image on a display panel onto a screen has an arrangement in which the optical axes of the display panel and the projection lens are coincident, so that the center of the projected image is aligned with the optical axis of the projection lens. There is a drawback that when the device is located at a low position, the image cannot be projected on a screen at a high position. To solve the above problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-52585 discloses a technique in which an optical axis of a projection lens is shifted with respect to a display panel to perform oblique projection.
しかしながら、上記従来例では投射レンズ全体を光軸
に対して平行偏心するため、表示パネルの大きさに対し
て、平行偏心を行う分だけ画角を余分に必要とすること
から、レンズの口径が大きくなってしまうという欠点が
あった。However, in the above conventional example, since the entire projection lens is decentered parallel to the optical axis, an extra angle of view is required for the size of the display panel by the amount of the parallel decentering. There was a disadvantage that it became large.
本発明の目的は、上記問題点を解決し、コンパクトな
投射レンズ系によりスクリーンに対して斜め投影を可能
とする投射型表示装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a projection-type display device capable of obliquely projecting a screen with a compact projection lens system.
本出願に係る発明の目的を実現する第１の構成は、表
示装置の画像をスクリーン上に拡大投影する投射レンズ
を構成する複数のレンズのうち前記投射レンズの絞りよ
りも前記スクリーン側にある一部のレンズを前記投射レ
ンズの光軸に対して偏心させることにより前記画像を拡
大投影する位置を変える投射型表示装置であって、前記
一部のレンズは偏心収差係数を相殺できる少なくとも２
枚のレンズを有するものである。A first configuration for realizing the object of the invention according to the present application is that, among a plurality of lenses constituting a projection lens for enlarging and projecting an image of a display device on a screen, one of the lenses that is closer to the screen than the aperture of the projection lens. A projection-type display device that changes a position where the image is enlarged and projected by decentering a lens of a portion with respect to an optical axis of the projection lens, wherein at least two of the lenses can offset an eccentric aberration coefficient.
It has one lens.
本出願に係る発明の目的を実現する第２の構成は、表
示装置の画像を拡大投影する投射レンズを構成する複数
のレンズのうちの一部のレンズを前記投射レンズの光軸
に対して偏心させることにより前記画像を拡大投影する
位置を変える投射型表示装置であって、前記一部のレン
ズは複数のレンズを有し、該複数のレンズの各レンズは
前記一部のレンズの偏心による結像性能の劣化を小さく
できる偏心収差係数を有するものである。A second configuration for realizing the object of the invention according to the present application is such that some of a plurality of lenses constituting a projection lens for enlarging and projecting an image of a display device are decentered with respect to an optical axis of the projection lens. A projection-type display device that changes the position at which the image is enlarged and projected by causing the plurality of lenses to have a plurality of lenses, and each of the plurality of lenses is formed by eccentricity of the some lenses. It has an eccentric aberration coefficient that can reduce deterioration of image performance.
本出願に係る発明の目的を実現する第３の構成は、上
記第２の構成において、前記複数のレンズは偏心収差係
数が相殺される複数のレンズとするものである。According to a third configuration for realizing the object of the invention according to the present application, in the second configuration, the plurality of lenses are a plurality of lenses whose eccentric aberration coefficients are offset.
実施例１ 本発明の投射型表示装置の実施例の構成１を第１図に
示す。１はメタルハライドランプ1a、だ円リフレクター
1b、凹レンズ1cの構成よりなる照明系で、光源光をほぼ
平行光にして照明する。２は青反射ダイクロイックミラ
ーであり、光源光のうち青色光のみを反射し、緑色光、
赤色光を透過する。３は緑反射ダイクロイックミラーで
あり、光源光で青反射ダイクロイックミラー２の透過光
のうち、緑色光を反射し、赤色光を透過する。４はコー
ルドミラーであり、緑反射ダイクロイックミラー３の透
過光である赤色光のうち赤外光を透過する。5a、5bは全
反射ミラーであり、ミラー5bは赤色光、ミラー5aは青色
光をそれぞれ、液晶表示素子6R、6Bに導びく。6R、6G、
6Bはそれぞれビデオ信号等の画像情報に基づきＲ成分、
Ｇ成分、Ｂ成分の画像を表示する透過型液晶表示素子で
ある。７は液晶表示素子6R、6G、6Bの透過光である赤色
光、緑色光、青色光を合成するクロスダイクロイックプ
リズムである。８は投射レンズで、ダイクロイックプリ
ズム７で合成された画像を不図示のスクリーン上に投影
する。９は投射レンズ８の一部のレンズ（本実施例では
絞り10よりもスクリーン側にある斜線で示すレンズ）を
投射レンズの光軸に対して直交する方向に平行偏心させ
る偏心駆動手段である。Embodiment 1 FIG. 1 shows the configuration 1 of an embodiment of the projection display apparatus of the present invention. 1 is metal halide lamp 1a, elliptical reflector
An illumination system having a configuration including a concave lens 1b and a concave lens 1c illuminates the light source light with the light being substantially parallel light. Reference numeral 2 denotes a blue reflecting dichroic mirror, which reflects only blue light out of light from a light source,
Transmits red light. Reference numeral 3 denotes a green reflecting dichroic mirror which reflects green light and transmits red light among light transmitted from the blue reflecting dichroic mirror 2 as light source light. Reference numeral 4 denotes a cold mirror, which transmits infrared light among red light transmitted through the green reflecting dichroic mirror 3. 5a and 5b are total reflection mirrors, and the mirror 5b guides red light and the mirror 5a guides blue light to the liquid crystal display elements 6R and 6B, respectively. 6R, 6G,
6B is an R component based on image information such as a video signal,
It is a transmissive liquid crystal display element that displays G component and B component images. Reference numeral 7 denotes a cross dichroic prism that combines red light, green light, and blue light that are transmitted lights of the liquid crystal display elements 6R, 6G, and 6B. A projection lens 8 projects an image synthesized by the dichroic prism 7 on a screen (not shown). Reference numeral 9 denotes an eccentric drive unit for eccentrically driving a part of the projection lens 8 (in this embodiment, a lens indicated by oblique lines closer to the screen than the diaphragm 10) in a direction orthogonal to the optical axis of the projection lens.
照明系１により、ほぼ平行光にされた光がダイクロイ
ックミラー２、３により赤色光、緑色光、青色光に色分
解され、それぞれの色光がコールドミラー４、全反射ミ
ラー５により、液晶表示素子6R、6G、6Bを照明する。そ
して、３枚の液晶表示素子6R、6G、6Bの透過光がダイク
ロイックプリズム７で合成され、投射レンズ８により、
スクリーン上に画像が投影される。この時、偏心駆動手
段９により、投射レンズ８の一部のレンズが偏心してい
れば、その偏心量に相当する量だけ、画像がスクリーン
上で、上下あるいは左右にシフトする。The light that has been made substantially parallel by the illumination system 1 is separated into red light, green light, and blue light by dichroic mirrors 2 and 3, and each color light is separated by a cold mirror 4 and a total reflection mirror 5 by a liquid crystal display element 6R. , 6G, 6B. Then, the transmitted lights of the three liquid crystal display elements 6R, 6G, and 6B are combined by the dichroic prism 7, and the projection lens 8
An image is projected on the screen. At this time, if a part of the projection lens 8 is decentered by the eccentric driving means 9, the image is shifted up and down or left and right on the screen by an amount corresponding to the eccentric amount.
スクリーン上での原点移動量をＳとすると、 Ｓ＝Ｅβｑ（１−βｐ） （１） （但し、Ｅはレンズの平行偏心量、βｐは偏心するレン
ズの倍率、βｑは偏心するレンズよりスクリーン側にあ
るレンズ系の倍率）で表わされる。表１に本実施例の投
射レンズ８の各レンズおよび全系のβｐ、βｑ、βｑ
（１−βｐ）の値を示す。（但し、Giは液晶側から第ｉ
番目のレンズを示す） 本実施例においては、最もスクリーン側のレンズで、
レンズの口径が小さく原点移動の敏感度βｑ（１−β
ｐ）が全系よりも大きいG6を平行偏心させて画像をスク
リーン上で上下あるいは左右にシフトしている。従っ
て、例えば倍率20倍でのスクリーンでは、G6を10mm平行
偏心させると、381.76mmスクリーン上で画像がシフトす
ることになる。投射レンズ全系を平行偏心して、画像を
同じ量だけシフトしようとすると本実施例の投射レンズ
の場合には、約２倍の偏心量が必要である。Assuming that the origin moving amount on the screen is S, S = Eβq (1−βp) (1) (where E is the parallel eccentricity of the lens, βp is the magnification of the eccentric lens, and βq is the screen side of the eccentric lens) (Magnification of the lens system). Table 1 shows each lens of the projection lens 8 of the present embodiment and βp, βq, βq of the entire system.
The value of (1-βp) is shown. (However, Gi is i-th from the liquid crystal side.
Showing the second lens) In this embodiment, the lens closest to the screen is
The aperture of the lens is small and the sensitivity βq (1-β
The image is shifted vertically or horizontally on the screen by parallel eccentricity of G6 where p) is larger than the whole system. Therefore, for example, on a screen with a magnification of 20 times, if G6 is decentered in parallel by 10 mm, the image shifts on a 381.76 mm screen. If the entire projection lens system is decentered in parallel and the image is to be shifted by the same amount, the projection lens of the present embodiment requires about twice the amount of eccentricity.
実施例２ 本発明の投射型表示装置の実施例２の構成を第２図に
示す。本実施例では、投射レンズ８において、絞り10よ
りもスクリーン側にある斜線で示すレンズG5およびG6を
一体に平行偏心させて、画像をスクリーン上で上下ある
いは左右にシフトする構成をとっている。一般にスクリ
ーン上で画像をシフトしようとすると、画像に歪みが生
じるが、この平行偏心による歪曲収差の発生量をＤとす
ると、３次の偏心収差論によれば、 （但し、ωは画角、VE1、VE2は３次の平行偏心収差係
数）で表わされる。Second Embodiment FIG. 2 shows the configuration of a projection display device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, in the projection lens 8, the lenses G5 and G6 indicated by oblique lines on the screen side of the stop 10 are parallel and eccentrically integrated to shift the image vertically or horizontally on the screen. Generally, when an image is to be shifted on a screen, the image is distorted. When the amount of distortion generated by the parallel decentering is D, according to the third-order eccentric aberration theory, (However, ω is an angle of view, VE 1 and VE 2 are tertiary parallel eccentric aberration coefficients).
表２に投射レンズの偏心歪曲収差係数を示す。 Table 2 shows eccentric distortion coefficients of the projection lens.
本実施例で例えば、G5とG6を一体で10mm平行偏心させ
ると、スクリーン上で画像が142.35mmシフトし、かつ画
像の歪が補正されほとんど歪のない画像を得ることがで
きる。 In this embodiment, for example, when G5 and G6 are integrally decentered by 10 mm in parallel, the image is shifted by 142.35 mm on the screen, and the distortion of the image is corrected, so that an image with almost no distortion can be obtained.
また、画像をシフトする場合、偏心による非点収差や
コマ収差の発生にともない結像性能の劣化が起こるが、
他の構成において、例えば複数のレンズを異なった比の
偏心駆動量で駆動させることにより結像性能の劣化を小
さくすることも可能である。In addition, when shifting an image, imaging performance deteriorates due to occurrence of astigmatism and coma due to eccentricity.
In another configuration, for example, by driving a plurality of lenses with eccentric drive amounts having different ratios, it is possible to reduce the deterioration of the imaging performance.
また、投射レンズのシフトに対する敏感度や偏心収差
係数はスクリーン上への投影倍率により、異なってくる
ので、投影倍率により、偏心駆動方法を可変に設定する
構成をとってもよい。また、投射レンズがズームレンズ
の場合、焦点距離により偏心駆動方法を可変に設定する
構成をとってもよい。Further, the sensitivity to the shift of the projection lens and the eccentric aberration coefficient vary depending on the projection magnification on the screen. Therefore, the eccentric driving method may be variably set according to the projection magnification. When the projection lens is a zoom lens, a configuration may be adopted in which the eccentric driving method is variably set according to the focal length.
以上説明したように、本発明によれば、偏心による画
像の歪みや結像性能の劣化を生じることなくスクリーン
上の画像を最適の位置にシフトすることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to shift an image on a screen to an optimum position without causing image distortion or deterioration of image forming performance due to eccentricity.
また、偏心するレンズの倍率βｐ、偏心するレンズよ
りスクリーン側のレンズ系の倍率をβｑとするとき、β
ｑ（１−βｐ）の一部のレンズでの値が全系の値より
も、絶対値が大きい時には、同じ量だけ画像をシフトし
ようとしたとき、少ない偏心量ですむという効果があ
る。When the magnification βp of the eccentric lens and βq is the magnification of the lens system on the screen side of the eccentric lens, β
When the value of q (1−βp) in some lenses is larger than the value of the entire system, there is an effect that a small amount of eccentricity is required to shift the image by the same amount.
さらに、投射レンズのうち少なくとも２つのレンズを
偏心収差係数を相殺する方向に平行偏心させることによ
り、偏心による画像の歪や結像性能の劣化を生じること
なくスクリーン上の画像を最適の位置にシフトすること
ができる。Further, by shifting at least two of the projection lenses in parallel in a direction that cancels out the eccentric aberration coefficient, the image on the screen can be shifted to an optimum position without causing image distortion or deterioration of imaging performance due to eccentricity. can do.
第１図は本発明の投射型表示装置の実施例１を示す構成
図で、第２図は本発明の投射型表示装置の実施例２を示
す構成図である。 １……照明系 ２、３……ダイクロイックミラー ４……コールドミラー、５……全反射ミラー 6R、6G、6B……液晶表示素子 ８……投射レンズ、９……偏心駆動手段FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a projection display apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the projection display apparatus of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illumination system 2, 3 ... Dichroic mirror 4 ... Cold mirror 5 ... Total reflection mirror 6R, 6G, 6B ... Liquid crystal display element 8 ... Projection lens 9 ... Eccentric drive means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 常文 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭63−92192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−251815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−91774（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−26778（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Tsunefumi Tanaka 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Tamagawa Works of Canon Inc. (56) References JP-A-63-92192 (JP, A) JP-A-61 JP-A-251815 (JP, A) JP-A-60-91774 (JP, A) JP-A-64-26778 (JP, U)
Claims (3)
する投射レンズを構成する複数のレンズのうち前記投射
レンズの絞りよりも前記スクリーン側にある一部のレン
ズを前記投射レンズの光軸に対して偏心させることによ
り前記画像を拡大投影する位置を変える投射型表示装置
であって、前記一部のレンズは偏心収差係数を相殺でき
る少なくとも２枚のレンズを有することを特徴とする投
射型表示装置。1. A plurality of lenses constituting a projection lens for enlarging and projecting an image of a display device on a screen, a part of which is closer to the screen than a stop of the projection lens is set as an optical axis of the projection lens. A projection display device that changes a position where the image is enlarged and projected by decentering the projection image, wherein the some lenses have at least two lenses that can cancel an eccentric aberration coefficient. apparatus.
を構成する複数のレンズのうちの一部のレンズを前記投
射レンズの光軸に対して偏心させることにより前記画像
を拡大投影する位置を変える投射型表示装置であって、
前記一部のレンズは複数のレンズを有し、該複数のレン
ズの各レンズは前記一部のレンズの偏心による結像性能
の劣化を小さくできる偏心収差係数を有することを特徴
とする投射型表示装置。2. A position for enlarging and projecting the image by decentering a part of a plurality of lenses constituting a projection lens for projecting an image of a display device with respect to an optical axis of the projection lens. A changing projection display device,
The projection type display, wherein the some lenses have a plurality of lenses, and each lens of the plurality of lenses has an eccentric aberration coefficient capable of reducing deterioration of imaging performance due to eccentricity of the some lenses. apparatus.
れる複数のレンズであることを特徴とする請求項２に記
載の投射型表示装置。3. The projection display device according to claim 2, wherein the plurality of lenses are a plurality of lenses whose eccentric aberration coefficients are canceled.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP1281226A JP2956977B2 (en) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | Projection display device |
| US07/586,135 US5096288A (en) | 1989-09-19 | 1990-09-21 | Projection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281226A JP2956977B2 (en) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | Projection display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03141338A JPH03141338A (en) | 1991-06-17 |
| JP2956977B2 true JP2956977B2 (en) | 1999-10-04 |
Family
ID=17636126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1281226A Expired - Fee Related JP2956977B2 (en) | 1989-09-19 | 1989-10-27 | Projection display device |
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1989
- 1989-10-27 JP JP1281226A patent/JP2956977B2/en not_active Expired - Fee Related
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