JP5428885B2 - projector - Google Patents

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Description

本発明は、プロジェクター、特に、画像信号に応じた光を投写して画像を表示するプロジェクターに関する。   The present invention relates to a projector, and more particularly to a projector that displays an image by projecting light according to an image signal.

従来、プロジェクターを使用して高い演出効果を得るための種々の工夫がなされている。例えば、プロジェクターを使用して、球面形状や曲面形状の被照射面に映像を投影するという試みがなされている。球面の内側から光を投写し、その球面の内側で映像を見る手法、球面をなす透過スクリーンの内側から光を投写し、その球面の外側で映像を見る手法、球面をなす透過スクリーンの外側から光を投写し、その球面の内側で映像を見る手法など、いろいろな使用態様がある。通常、プロジェクターは、平面である被照射面へ光を投写させて最良な像が得られるように構成されている。かかる構成のプロジェクターによって球面形状や曲面形状の被照射面に映像を投影しても、フォーカスが合うのは映像の一部分だけで、他の部分についてはフォーカスがずれることとなる。例えば、特許文献1には、被照射面に対して斜め方向から光を投写して、広い範囲についてピントが合う画像を得るための技術が提案されている。   Conventionally, various ideas have been made to obtain a high performance effect using a projector. For example, an attempt has been made to project an image on an irradiated surface having a spherical shape or a curved shape using a projector. A method of projecting light from the inside of a spherical surface and viewing an image inside the spherical surface, a method of projecting light from the inside of a spherical transmission screen and viewing an image outside the spherical surface, and a method of viewing an image from the outside of the spherical surface There are various usage modes such as a method of projecting light and viewing an image inside the spherical surface. Usually, a projector is configured so that the best image can be obtained by projecting light onto a flat illuminated surface. Even when an image is projected onto a spherical or curved surface to be irradiated by the projector having such a configuration, only a part of the image is focused, and the other part is out of focus. For example, Patent Document 1 proposes a technique for projecting light from an oblique direction with respect to an irradiated surface to obtain an image that is in focus over a wide range.

特開2004−347689号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-347689

しかし、特許文献1の技術も、平面である被照射面へ光を投写させる場合にピント合わせがなされるものであるため、球面形状や曲面形状の被照射面への投写に適用しても、映像の広い範囲についてピントを合わせることは困難である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、球面形状や曲面形状の被照射面への投写によって、広い範囲についてピントが合わせられた映像を得るためのプロジェクターを提供することを目的とする。   However, since the technique of Patent Document 1 is also focused when projecting light onto a planar irradiated surface, even when applied to projection onto a spherical or curved surface to be irradiated, It is difficult to focus on a wide range of images. The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a projector for obtaining an image focused on a wide range by projecting onto a surface to be irradiated having a spherical shape or a curved shape. And

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプロジェクターは、画像信号に応じた光を投写する投写光学系を有し、前記投写光学系は、少なくとも第1のレンズ群と第2のレンズ群とを備え、前記第1のレンズ群と前記第2のレンズ群との間隔を変化させることにより、像面湾曲による像面の湾曲度合いが調整可能であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a projector according to the present invention includes a projection optical system that projects light according to an image signal, and the projection optical system includes at least a first lens group. And a second lens group, wherein the curvature of the field due to field curvature can be adjusted by changing the distance between the first lens group and the second lens group. .

投写光学系は、像面湾曲の度合いを調整可能とすることで、球面形状や曲面形状の被照射面へ光を投写して、広い範囲についてフォーカスずれを低減させることが可能となる。像面湾曲の度合いは、第1のレンズ群或いは第2のレンズ群を移動させることにより、容易に調整することができる。これにより、レンズを交換すること無く、平面である被照射面のみならず、球面形状や曲面形状の被照射面において、広い範囲についてピントが合う映像を得ることが可能となる。   The projection optical system makes it possible to adjust the degree of field curvature, thereby projecting light onto a spherical or curved surface to be irradiated and reducing focus shift over a wide range. The degree of field curvature can be easily adjusted by moving the first lens group or the second lens group. Thereby, it is possible to obtain an image in which a wide range of focus is obtained not only on a flat irradiated surface but also on a spherical or curved irradiated surface without changing the lens.

また、本発明の好ましい態様としては、前記投写光学系は、前記像面のフォーカスを調整する機能を備えることが望ましい。これにより、さらにピントが合う映像を得ることができる。   As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the projection optical system has a function of adjusting the focus of the image plane. As a result, an in-focus image can be obtained.

また、本発明の好ましい態様としては、前記像面の湾曲度合いを調整する際に、焦点距離の変動を抑制させる機能を備えることが望ましい。これにより、映像のサイズの変化を抑制させることができる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable to have a function of suppressing fluctuations in focal length when adjusting the degree of curvature of the image plane. Thereby, a change in the size of the video can be suppressed.

本発明の実施例に係るプロジェクターの概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of a projector according to an embodiment of the invention. 各液晶表示パネルから投写光学系までの光路中の光学要素を示す模式図。The schematic diagram which shows the optical element in the optical path from each liquid crystal display panel to a projection optical system. 像面湾曲による最良像面と被照射面の形状との関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the best image surface by a field curvature, and the shape of a to-be-irradiated surface. 第1レンズ群と第2レンズ群との間隔を変化させる例を説明する図。The figure explaining the example which changes the space | interval of a 1st lens group and a 2nd lens group. 図4の場合における像面湾曲のシミュレーション例を表したグラフ。The graph showing the example of a simulation of the curvature of field in the case of FIG. 三つのレンズ群についてレンズ群同士の間隔を変化させる例を説明する図。The figure explaining the example which changes the space | interval of lens groups about three lens groups. 図6の場合における像面湾曲のシミュレーション例を表したグラフ。The graph showing the example of a simulation of the curvature of field in the case of FIG. 四つのレンズ群についてレンズ群同士の間隔を変化させる例を説明する図。The figure explaining the example which changes the space | interval of lens groups about four lens groups. 図8の場合における像面湾曲のシミュレーション例を表したグラフ。The graph showing the example of a simulation of the curvature of field in the case of FIG.

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例に係るプロジェクター1の概略構成を示す図である。光源10は、例えば、超高圧水銀ランプであって、R光、G光、B光を含む光を射出する。第1インテグレーターレンズ11及び第2インテグレーターレンズ12は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第1インテグレーターレンズ11は、光源10からの光束を複数に分割する。第1インテグレーターレンズ11の各レンズ素子は、光源10からの光束を第2インテグレーターレンズ12のレンズ素子近傍にて集光させる。第2インテグレーターレンズ12のレンズ素子は、第1インテグレーターレンズ11のレンズ素子の像を液晶表示パネル18R、18G、18Bに形成する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector 1 according to an embodiment of the present invention. The light source 10 is an ultra high pressure mercury lamp, for example, and emits light including R light, G light, and B light. The first integrator lens 11 and the second integrator lens 12 have a plurality of lens elements arranged in an array. The first integrator lens 11 splits the light flux from the light source 10 into a plurality of parts. Each lens element of the first integrator lens 11 condenses the light beam from the light source 10 in the vicinity of the lens element of the second integrator lens 12. The lens element of the second integrator lens 12 forms an image of the lens element of the first integrator lens 11 on the liquid crystal display panels 18R, 18G, and 18B.

偏光変換素子13は、第2インテグレーターレンズ12からの光を所定の直線偏光に変換する。重畳レンズ14は、第1インテグレーターレンズ11の各レンズ素子の像を液晶表示パネル18R、18G、18Bの照射面上で重畳させる。第1ダイクロイックミラー15は、重畳レンズ14から入射したR光を反射させ、G光及びB光を透過させる。第1ダイクロイックミラー15で反射したR光は、反射ミラー16及びフィールドレンズ17Rを経て、空間光変調装置である液晶表示パネル18Rへ入射する。液晶表示パネル18Rは、R光を画像信号に応じて変調する。   The polarization conversion element 13 converts light from the second integrator lens 12 into predetermined linearly polarized light. The superimposing lens 14 superimposes the image of each lens element of the first integrator lens 11 on the irradiation surface of the liquid crystal display panels 18R, 18G, and 18B. The first dichroic mirror 15 reflects R light incident from the superimposing lens 14 and transmits G light and B light. The R light reflected by the first dichroic mirror 15 passes through the reflection mirror 16 and the field lens 17R and enters the liquid crystal display panel 18R which is a spatial light modulator. The liquid crystal display panel 18R modulates the R light according to the image signal.

第2ダイクロイックミラー21は、第1ダイクロイックミラー15からのG光を反射させ、B光を透過させる。第2ダイクロイックミラー21で反射したG光は、フィールドレンズ17Gを経て、空間光変調装置である液晶表示パネル18Gへ入射する。液晶表示パネル18Gは、G光を画像信号に応じて変調する。第2ダイクロイックミラー21を透過したB光は、リレーレンズ22、24、反射ミラー23、25、及びフィールドレンズ17Bを経て、空間光変調装置である液晶表示パネル18Bへ入射する。液晶表示パネル18Bは、B光を画像信号に応じて変調する。色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム19は、各液晶表示パネル18R、18G、18Bで変調された光を合成して映像光とし、投写光学系20へ進行させる。投写光学系20は、クロスダイクロイックプリズム19で合成された光を被照射面へ投写する。   The second dichroic mirror 21 reflects the G light from the first dichroic mirror 15 and transmits the B light. The G light reflected by the second dichroic mirror 21 passes through the field lens 17G and enters the liquid crystal display panel 18G which is a spatial light modulator. The liquid crystal display panel 18G modulates the G light according to the image signal. The B light transmitted through the second dichroic mirror 21 enters the liquid crystal display panel 18B, which is a spatial light modulator, via the relay lenses 22 and 24, the reflection mirrors 23 and 25, and the field lens 17B. The liquid crystal display panel 18B modulates the B light according to the image signal. The cross dichroic prism 19 that is a color combining optical system combines the light modulated by the respective liquid crystal display panels 18R, 18G, and 18B into image light and advances it to the projection optical system 20. The projection optical system 20 projects the light combined by the cross dichroic prism 19 onto the irradiated surface.

図2は、各液晶表示パネル18R、18G、18Bから投写光学系20までの光路中の光学要素を示す模式図である。投写光学系20は、鏡筒30、第1レンズ群31及び第2レンズ群32を備える。鏡筒30は、第1レンズ群31及び第2レンズ群32を支持する。第1レンズ群31及び第2レンズ群32は、それぞれ、一つ或いは二つ以上のレンズで構成されている。第1レンズ群31は、投写光学系20のうち光を射出させる射出側に設けられている。第2レンズ群32は、第2レンズ群31に対してクロスダイクロイックプリズム19側に設けられている。   FIG. 2 is a schematic diagram showing optical elements in an optical path from each liquid crystal display panel 18R, 18G, 18B to the projection optical system 20. The projection optical system 20 includes a lens barrel 30, a first lens group 31, and a second lens group 32. The lens barrel 30 supports the first lens group 31 and the second lens group 32. Each of the first lens group 31 and the second lens group 32 includes one or two or more lenses. The first lens group 31 is provided on the emission side of the projection optical system 20 that emits light. The second lens group 32 is provided on the cross dichroic prism 19 side with respect to the second lens group 31.

鏡筒30は、第1レンズ群31と第2レンズ群32との少なくとも一方を移動可能に構成されている。第1レンズ群31と第2レンズ群32との間隔は、第1レンズ群31と第2レンズ群32との少なくとも一方を光軸AXに平行な方向へ移動させることにより変化可能とされている。投写光学系20は、第1レンズ群31と第2レンズ群32との間隔を変化させることにより、像面湾曲による像面の湾曲度合いを調整可能に構成されている。   The lens barrel 30 is configured to be able to move at least one of the first lens group 31 and the second lens group 32. The distance between the first lens group 31 and the second lens group 32 can be changed by moving at least one of the first lens group 31 and the second lens group 32 in a direction parallel to the optical axis AX. . The projection optical system 20 is configured to be able to adjust the degree of curvature of the image plane due to the curvature of field by changing the distance between the first lens group 31 and the second lens group 32.

図3は、像面湾曲による最良像面と、最良像面に適する被照射面の形状との関係を説明する図である。図中上段は、像面湾曲がほとんど生じていない状態(像面フラット)を表している。このときの最良像面IMGは、投写光学系20の光軸AXに略垂直な平面となる。例えば、投写光学系20側を凸とする球面形状の被照射面S1に、平面である最良像面IMGを投影し、光軸AX付近でピントを合わせるとすると、周辺部で大きなフォーカスずれが生じることになる。また、投写光学系20側を凹とする球面形状の被照射面S2に、平面である最良像面IMGを投影し、周辺部でピントを合わせる場合も、光軸AX付近で大きなフォーカスずれが生じることになる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the best image plane due to field curvature and the shape of the irradiated surface suitable for the best image plane. The upper stage in the figure represents a state in which there is almost no field curvature (image plane flat). The best image plane IMG at this time is a plane substantially perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system 20. For example, when the best image surface IMG that is a flat surface is projected onto the spherical irradiated surface S1 that is convex on the projection optical system 20 side and focused near the optical axis AX, a large focus shift occurs in the peripheral portion. It will be. Also, when the best image plane IMG that is a flat surface is projected onto the spherical irradiated surface S2 that is concave on the projection optical system 20 side and the focus is focused on the periphery, a large focus shift occurs near the optical axis AX. It will be.

図中中段は、投写光学系20から離れるプラス側にフォーカスがシフトするような像面湾曲の状態(像面オーバー)を表している。このときの最良像面IMGは、投写光学系20側を凸とする球面となる。これに対して、投写光学系20側を凸とし、最良像面IMGと同等の曲率を持たせた被照射面S1を、光軸AXを中心として略回転対称となるように配置したとする。かかる被照射面S1へ最良像面IMGを投影することにより、広い範囲について、フォーカスずれが少なく、解像度が高い映像を得ることが可能となる。   The middle stage in the drawing represents a state of field curvature (image plane over) in which the focus shifts to the plus side away from the projection optical system 20. The best image plane IMG at this time is a spherical surface convex toward the projection optical system 20 side. On the other hand, it is assumed that the irradiated surface S1 that is convex on the projection optical system 20 side and has the same curvature as the best image plane IMG is arranged so as to be substantially rotationally symmetric about the optical axis AX. By projecting the best image plane IMG onto the irradiated surface S1, it is possible to obtain an image with a small resolution and high resolution over a wide range.

図中下段は、投写光学系20へ近づくマイナス側にフォーカスがシフトするような像面湾曲の状態(像面アンダー)を表している。このときの最良像面IMGは、投写光学系20側を凹とする球面となる。これに対して、投写光学系20側を凹とし、最良像面IMGと同等の曲率を持たせた被照射面S2を、光軸AXを中心として略回転対称となるように配置したとする。かかる被照射面S2へ最良像面IMGを投影することにより、広い範囲について、フォーカスずれが少なく、解像度が高い映像を得ることが可能となる。   The lower part of the figure represents a state of field curvature (image plane under) such that the focus shifts to the minus side approaching the projection optical system 20. The best image plane IMG at this time is a spherical surface with the projection optical system 20 side concave. On the other hand, it is assumed that the irradiated surface S2 that is concave on the projection optical system 20 side and has the same curvature as that of the best image plane IMG is arranged so as to be substantially rotationally symmetric about the optical axis AX. By projecting the best image plane IMG onto the irradiated surface S2, it is possible to obtain an image with a small resolution and high resolution over a wide range.

投写光学系20は、像面の湾曲度合いを調整可能であるとともに、鏡筒30全体を前後に移動させることで像面のフォーカス位置を調整する機能を備える。像面のフォーカス位置を被照射面S1、S2に調整することにより、さらにピントが合う映像を得ることができる。また、投写光学系20は、像面の湾曲度合いを調整する際に、投写光学系20を構成するレンズの位置を調整することにより、焦点距離の変動を抑制させる機能を備える。これにより、被照射面S1、S2に合わせて像面湾曲を調整する際における、映像のサイズの変化を抑制させることが可能となる。   The projection optical system 20 can adjust the degree of curvature of the image plane and has a function of adjusting the focus position of the image plane by moving the entire lens barrel 30 back and forth. By adjusting the focus position of the image plane to the irradiated surfaces S1 and S2, it is possible to obtain a further focused image. In addition, the projection optical system 20 has a function of suppressing the variation of the focal length by adjusting the position of the lens constituting the projection optical system 20 when adjusting the degree of curvature of the image plane. Thereby, it is possible to suppress a change in the size of the image when the curvature of field is adjusted according to the irradiated surfaces S1 and S2.

図4は、第1レンズ群31と第2レンズ群32との間隔を変化させる例を説明する図である。図5は、図4の場合における像面湾曲のシミュレーション例を表したグラフである。図5に示す各グラフの縦軸は光軸AXからの距離、横軸はフォーカスの位置を表すものとする。フォーカスの位置は、像面湾曲が生じない場合のフォーカスの位置を基準として表すものとする。図5に示すグラフ中、破線で示す曲線は、メリジオナル光線束によって生じるメリジオナル像面の像面湾曲を表している。また、グラフ中、実線で示す曲線は、サジタル光線束によって生じるサジタル像面の像面湾曲を表している。   FIG. 4 is a diagram for explaining an example in which the distance between the first lens group 31 and the second lens group 32 is changed. FIG. 5 is a graph showing a simulation example of field curvature in the case of FIG. The vertical axis of each graph shown in FIG. 5 represents the distance from the optical axis AX, and the horizontal axis represents the focus position. The focus position is expressed with reference to the focus position when no curvature of field occurs. In the graph shown in FIG. 5, the curve indicated by the broken line represents the curvature of field of the meridional image plane caused by the meridional ray bundle. In the graph, the curve indicated by the solid line represents the field curvature of the sagittal image plane caused by the sagittal ray bundle.

例えば、第1レンズ群31及び第2レンズ群32が図4中段に示す状態であるときに、図5中段に示すようにわずかに像面湾曲が生じているとする。図4中段に示す状態から、図4上段に示すように、第1レンズ群31を第2レンズ群32から離れる方向へ移動させると、像面湾曲は、図5上段に示すように像面オーバーへと変化する。また、図4中段に示す状態から、図4下段に示すように、第1レンズ群31を第2レンズ群32へ近づける方向へ移動させると、像面湾曲は、図5下段に示すように像面アンダーへと変化する。   For example, when the first lens group 31 and the second lens group 32 are in the state shown in the middle part of FIG. 4, it is assumed that a slight curvature of field occurs as shown in the middle part of FIG. When the first lens group 31 is moved away from the second lens group 32 as shown in the upper part of FIG. 4 from the state shown in the middle part of FIG. To change. When the first lens group 31 is moved closer to the second lens group 32 as shown in the lower part of FIG. 4 from the state shown in the middle part of FIG. 4, the curvature of field becomes the image as shown in the lower part of FIG. It changes to surface under.

なお、投写光学系20は、第1レンズ群31を移動させることにより、第1レンズ群31及び第2レンズ群32の間隔を変化させる場合に限られない。投写光学系20は、第1レンズ群31及び第2レンズ群32の少なくとも一方を移動させることにより第1レンズ群31及び第2レンズ群32の間隔を変化させるものであれば良く、第2レンズ群32を移動させるものとしても良い。また、投写光学系20は、像面フラットとなるように第1レンズ群31及び第2レンズ群32の間隔を調整することにより、平面である被照射面へ像面を投影することにより、広い範囲について、フォーカスずれが少なく、解像度が高い映像を得ることが可能となる。   The projection optical system 20 is not limited to the case where the distance between the first lens group 31 and the second lens group 32 is changed by moving the first lens group 31. The projection optical system 20 only needs to change the distance between the first lens group 31 and the second lens group 32 by moving at least one of the first lens group 31 and the second lens group 32. The group 32 may be moved. In addition, the projection optical system 20 adjusts the distance between the first lens group 31 and the second lens group 32 so that the image plane is flat, thereby projecting the image plane onto the irradiated surface that is a flat surface. With respect to the range, it is possible to obtain a video with little focus shift and high resolution.

このように、プロジェクター1は、第1レンズ群31或いは第2レンズ群32を移動させることにより、像面の湾曲度合いを容易に調整することができる。これにより、レンズを交換すること無く、平面である被照射面のみならず、球面形状や曲面形状の被照射面において、広い範囲についてピントが合わせられた高解像度な映像を得ることが可能となる。本実施例に係るプロジェクター1を使用することで、高い演出効果を得ることができる。投写光学系20は、二つのレンズ群(第1レンズ群31及び第2レンズ群32)で構成されるものに限られず、三つ以上のレンズ群から構成されるものとしても良い。   Thus, the projector 1 can easily adjust the degree of curvature of the image plane by moving the first lens group 31 or the second lens group 32. As a result, it is possible to obtain a high-resolution image in which a wide range of focus is achieved not only on a flat irradiated surface but also on a spherical or curved irradiated surface without changing the lens. . By using the projector 1 according to the present embodiment, a high effect can be obtained. The projection optical system 20 is not limited to one constituted by two lens groups (the first lens group 31 and the second lens group 32), and may be constituted by three or more lens groups.

図6は、三つのレンズ群で投写光学系20を構成する場合における、レンズ群同士の間隔を変化させる例を説明する図である。図7は、図6の場合における像面湾曲のシミュレーション例を表したグラフである。図7に示すグラフについての詳細は、図5に示すグラフと同様とする。投写光学系20は、射出側から順に設けられた第1レンズ群31、第2レンズ群32及び第3レンズ群33を備える。   FIG. 6 is a diagram for explaining an example in which the distance between the lens groups is changed when the projection optical system 20 is constituted by three lens groups. FIG. 7 is a graph showing a simulation example of field curvature in the case of FIG. Details of the graph shown in FIG. 7 are the same as those of the graph shown in FIG. The projection optical system 20 includes a first lens group 31, a second lens group 32, and a third lens group 33 provided in order from the exit side.

例えば、第1レンズ群31、第2レンズ群32及び第3レンズ群33が図6中段に示す状態であるときに、図7中段に示すように像面湾曲がわずかに生じているとする。図6中段に示す状態から、図6上段に示すように、第2レンズ群32を第3レンズ群33に近づく(第1レンズ群31から遠ざかる)方向へ移動させると、像面湾曲は、図7上段に示すように像面オーバーへと変化する。また、図6中段に示す状態から、図6下段に示すように、第2レンズ群32を第1レンズ群31へ近づく(第3レンズ群33から遠ざかる)方向へ移動させると、像面湾曲は、図7下段に示すように像面アンダーへと変化する。   For example, when the first lens group 31, the second lens group 32, and the third lens group 33 are in the state shown in the middle part of FIG. 6, it is assumed that a slight curvature of field occurs as shown in the middle part of FIG. When the second lens group 32 is moved in the direction closer to the third lens group 33 (away from the first lens group 31) as shown in the upper stage of FIG. 6 from the state shown in the middle stage of FIG. 7 As shown in the upper stage, the image plane changes to over. When the second lens group 32 is moved from the state shown in the middle part of FIG. 6 toward the first lens group 31 (away from the third lens group 33) as shown in the lower part of FIG. As shown in the lower part of FIG.

図8は、四つのレンズ群で投写光学系20を構成する場合における、レンズ群同士の間隔を変化させる例を説明する図である。図9は、図8の場合における像面湾曲のシミュレーション例を表したグラフである。図9に示すグラフについての詳細は、図5に示すグラフと同様とする。投写光学系20は、射出側から順に設けられた第1レンズ群31、第2レンズ群32、第3レンズ群33及び第4レンズ群34を備える。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the interval between the lens groups is changed when the projection optical system 20 is configured with four lens groups. FIG. 9 is a graph showing a simulation example of field curvature in the case of FIG. Details of the graph shown in FIG. 9 are the same as those of the graph shown in FIG. The projection optical system 20 includes a first lens group 31, a second lens group 32, a third lens group 33, and a fourth lens group 34 provided in order from the exit side.

例えば、第1レンズ群31、第2レンズ群32、第3レンズ群33及び第4レンズ群34が図8中段に示す状態であるときに、図9中段に示すように像面湾曲がわずかに生じているとする。ここで、図8中段に示す状態から、図8上段に示すように、第2レンズ群32を第1レンズ群31に近づく(第3レンズ群33から遠ざかる)方向に移動させ、かつ、第3レンズ群33を第4レンズ群34へ近づく(第2レンズ群32から遠ざかる)方向に移動させたとする。この場合、像面湾曲は、図9上段に示すように、像面オーバーへと変化する。また、図8中段に示す状態から、第2レンズ群32及び第3レンズ群33を第1レンズ群31に近づく(第4レンズ群34から遠ざかる)方向に移動させたとする。この場合、像面湾曲は、図9下段に示すように、像面アンダーへと変化する。   For example, when the first lens group 31, the second lens group 32, the third lens group 33, and the fourth lens group 34 are in the state shown in the middle part of FIG. 8, the field curvature is slightly as shown in the middle part of FIG. Suppose it has occurred. Here, from the state shown in the middle stage of FIG. 8, as shown in the upper stage of FIG. 8, the second lens group 32 is moved in the direction approaching the first lens group 31 (away from the third lens group 33), and the third It is assumed that the lens group 33 is moved in a direction approaching the fourth lens group 34 (away from the second lens group 32). In this case, the field curvature changes to the field-over as shown in the upper part of FIG. Further, it is assumed that the second lens group 32 and the third lens group 33 are moved in a direction approaching the first lens group 31 (away from the fourth lens group 34) from the state shown in the middle stage of FIG. In this case, the field curvature changes to the image plane under as shown in the lower part of FIG.

このようにして、投写光学系20は、三つ以上のレンズ群を備える構成である場合も、少なくとも二つのレンズ群の間隔を変化させることで、像面の湾曲度合いを調整することができる。上記実施例においては、レンズ群が二つ、三つ、四つのいずれである場合も、例えば、光軸上における投写距離を約3.8mとし、最小直径が約2mの球面(凹面及び凸面)に対してピントが合う程度の像面湾曲を生じさせることが可能である。投写光学系20は、多くのレンズ群を備えるほど、メリジオナル像面及びサジタル像面をより一致させ、画質を向上させることが可能となる。   In this way, even when the projection optical system 20 is configured to include three or more lens groups, the degree of curvature of the image plane can be adjusted by changing the distance between at least two lens groups. In the above embodiment, when there are two, three, or four lens groups, for example, the projection distance on the optical axis is about 3.8 m, and the spherical surface (concave and convex surfaces) has a minimum diameter of about 2 m. It is possible to produce a curvature of field that is in focus. As the projection optical system 20 includes a larger number of lens groups, the meridional image surface and the sagittal image surface can be matched to improve the image quality.

なお、投写光学系20は、像面調節のためにレンズ群の少なくとも一つを移動させる以外に、例えば、フォーカス調整等のためにレンズ群の少なくとも一つを移動させる。フォーカス調整としては、例えば、投写光学系20全体を移動させることとしても良く、像面調整のために移動させるレンズ群以外のレンズ群を独立して移動させることとしても良い。   The projection optical system 20 moves at least one of the lens groups for focus adjustment or the like, for example, in addition to moving at least one of the lens groups for image plane adjustment. As the focus adjustment, for example, the entire projection optical system 20 may be moved, or a lens group other than the lens group to be moved for image plane adjustment may be moved independently.

プロジェクター1は、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置は、反射型液晶表示装置(Liquid Crystal On Silicon;LCOS)、DMD(Digital Micromirror Device)、GLV(Grating Light Valve)等を用いるものであっても良い。さらに、プロジェクター1は、空間光変調装置を備えるものに限られず、例えば、画像情報を持たせたスライドを使用するスライドプロジェクター等であっても良い。   The projector 1 is not limited to the case where a transmissive liquid crystal display device is used as the spatial light modulation device. The spatial light modulation device may use a reflective liquid crystal display (Liquid Crystal On Silicon; LCOS), DMD (Digital Micromirror Device), GLV (Grating Light Valve), or the like. Furthermore, the projector 1 is not limited to the one provided with the spatial light modulation device, and may be, for example, a slide projector using a slide having image information.

以上のように、本発明に係るプロジェクターは、球面形状や曲面形状の被照射面への投写により高い演出効果を得る場合に有用である。   As described above, the projector according to the present invention is useful when a high rendering effect is obtained by projecting onto a surface to be irradiated having a spherical shape or a curved shape.

1 プロジェクター、10 光源、11 第1インテグレーターレンズ、12 第2インテグレーターレンズ、13 偏光変換素子、14 重畳レンズ、15 第1ダイクロイックミラー、16、23、25 反射ミラー、17R、17G、17B フィールドレンズ、18R、18G、18B 液晶表示パネル、19 クロスダイクロイックプリズム、20 投写光学系、21 第2ダイクロイックミラー、22、24 リレーレンズ、30 鏡筒、31 第1レンズ群、32 第2レンズ群、33 第3レンズ群、34 第4レンズ群、AX 光軸、S1、S2 被照射面   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projector, 10 Light source, 11 1st integrator lens, 12 2nd integrator lens, 13 Polarization conversion element, 14 Superimposition lens, 15 1st dichroic mirror, 16, 23, 25 Reflection mirror, 17R, 17G, 17B Field lens, 18R , 18G, 18B liquid crystal display panel, 19 cross dichroic prism, 20 projection optical system, 21 second dichroic mirror, 22, 24 relay lens, 30 lens barrel, 31 first lens group, 32 second lens group, 33 third lens Group, 34 4th lens group, AX optical axis, S1, S2 Irradiated surface

Claims (2)

画像信号に応じた光を被投写面に投写する投写光学系を有し、
前記投写光学系は、少なくとも第1のレンズ群と第2のレンズ群とを備え、前記第1のレンズ群と前記第2のレンズ群との間隔を変化させることにより、前記被投写面の凹または凸形状に応じて、像面湾曲による像面の湾曲度合いが調整可能であり、さらに前記像面のフォーカス位置を調整する機能をそなえることを特徴とするプロジェクター。
A projection optical system that projects light according to an image signal onto a projection surface ;
The projection optical system includes at least a first lens group and a second lens group, and changes the distance between the first lens group and the second lens group, thereby forming a concave surface on the projection surface. or according to a convex shape, Ri curve degree adjustable der of an image plane due to the field curvature, the projector, characterized by further provided with a function of adjusting the focus position of the image plane.
前記像面の湾曲度合いを調整する際に、焦点距離の変動を抑制させる機能を備えることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。 The projector according to claim 1, further comprising a function of suppressing a change in focal length when adjusting the degree of curvature of the image plane.
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