JP6882739B2 - Optical device and optical converter - Google Patents

Optical device and optical converter Download PDF

Info

Publication number
JP6882739B2
JP6882739B2 JP2018536996A JP2018536996A JP6882739B2 JP 6882739 B2 JP6882739 B2 JP 6882739B2 JP 2018536996 A JP2018536996 A JP 2018536996A JP 2018536996 A JP2018536996 A JP 2018536996A JP 6882739 B2 JP6882739 B2 JP 6882739B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
optical
image
main body
optical device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018536996A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2018042891A1 (en
Inventor
隆史 角田
隆史 角田
鋪田 和夫
和夫 鋪田
啓 中山
啓 中山
道彦 土屋
道彦 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cosina Co Ltd
Maxell Ltd
Original Assignee
Cosina Co Ltd
Maxell Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cosina Co Ltd, Maxell Ltd filed Critical Cosina Co Ltd
Publication of JPWO2018042891A1 publication Critical patent/JPWO2018042891A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6882739B2 publication Critical patent/JP6882739B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B5/06Swinging lens about normal to the optical axis
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

本発明は、光学系を除く光学装置本体部から出射する出射光を被投射面部に投射して画像を表示する投射レンズ部を備える光学装置及びこの投射レンズ部に組合わせて使用する光学変換器に関する。 The present invention is an optical device including a projection lens unit that projects the emitted light emitted from the main body of the optical device excluding the optical system onto the projected surface portion to display an image, and an optical converter used in combination with the projection lens portion. Regarding.

従来、プロジェクタ本体部から出射する出射光を、投射レンズ部を通してスクリーン部に投射し、当該スクリーン部に画像を表示するプロジェクタは、通常、投射レンズ部を支持し、この投射レンズ部を上下及び左右にシフトさせることにより、スクリーン部に表示する画像の位置を調整するレンズシフト機構を備えており、この種のレンズシフト機構としては、既に、本出願人が提案した特許文献1で開示される光学機器のレンズシフト装置が知られている。 Conventionally, a projector that projects emitted light emitted from a projector main body to a screen through a projection lens and displays an image on the screen usually supports the projection lens and supports the projection lens in the vertical and horizontal directions. It is provided with a lens shift mechanism that adjusts the position of the image displayed on the screen by shifting to, and as a lens shift mechanism of this type, the optics disclosed in Patent Document 1 already proposed by the present applicant. The lens shift device of the device is known.

このレンズシフト装置は、装置を支持する固定支持盤部における必要十分な機械的強度を確保し、かつ全体の軽量化,コストダウン,寸法精度の向上を実現するとともに、熱伸縮によるレンズ位置やフォーカス位置の無用な変動を回避することを目的としたものであり、基本構成として、レンズユニット(投射レンズ部)を装着する光学機器側に備えるレンズ装着盤部を水平方向へ変位可能に支持する可動支持盤部と、レンズ装着盤部を水平方向へ移動させる水平移動機構部と、可動支持盤部を垂直方向へ変位可能に支持する固定支持盤部と、可動支持盤部を垂直方向へ移動させる垂直移動機構部とを備えるとともに、特に、固定支持盤部を、レンズユニット側から、プラスチック素材により形成した基体盤部と、断熱素材によりシート状に形成した断熱盤部と、伝熱性を有する金属素材により形成した補強盤部とを、順次重ね合わせた三層のハイブリッド構造により一体に構成したものである。 This lens shift device secures the necessary and sufficient mechanical strength in the fixed support board that supports the device, realizes overall weight reduction, cost reduction, and improvement in dimensional accuracy, and the lens position and focus due to thermal expansion and contraction. The purpose is to avoid unnecessary fluctuations in the position, and as a basic configuration, the lens mounting panel on the optical device side on which the lens unit (projection lens) is mounted is movable to support it so that it can be displaced in the horizontal direction. The support board, the horizontal movement mechanism that moves the lens mounting board in the horizontal direction, the fixed support that supports the movable support board so that it can be displaced in the vertical direction, and the movable support board that moves in the vertical direction. In addition to being provided with a vertical movement mechanism portion, in particular, a base plate portion formed of a plastic material from the lens unit side, a heat insulating plate portion formed of a heat insulating material in a sheet shape, and a metal having heat transfer properties. The reinforcing plate portion formed of the material is integrally formed by a three-layer hybrid structure in which the reinforcing plates are sequentially stacked.

特開2012−255911号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-255911

しかし、上述した従来における光学機器のレンズシフト装置は、次のような解決すべき課題も存在した。 However, the lens shift device of the conventional optical device described above also has the following problems to be solved.

即ち、この種のレンズシフト装置(レンズシフト機構)は、投射レンズを、光軸方向に対して直角方向となる上下及び左右へスライド移動させることにより、スクリーン部に表示する画像の位置を調整する機能を備えるため、画像のシフト範囲が大きいほど、光学機器を、スクリーン部に対して、より高い(より低い)高さに設置したり、より左右に離れた位置に設置できるとともに、スクリーン部に対して、より近い位置に設置できるなど、光学機器の設置性(設置の融通性)を高めることができる。 That is, this type of lens shift device (lens shift mechanism) adjusts the position of the image displayed on the screen by sliding the projection lens up and down and left and right in the direction perpendicular to the optical axis direction. Since it has a function, the larger the shift range of the image, the higher (lower) the optical device can be installed with respect to the screen unit, or the more left and right positions can be installed, and the more the optical device can be installed on the screen unit. On the other hand, it is possible to improve the installability (flexibility of installation) of the optical device, such as being able to install it at a closer position.

したがって、光学機器の設置性を高める観点からは、シフト範囲をより大きくすることが望ましいが、通常、シフト範囲は、投射レンズの特性や光学機器全体のサイズ等に制約されるため、シフト範囲を拡大させるには限界がある。結局、光学機器の設置性を高めるにも投射レンズや光学機器による制約下では限界があった。 Therefore, from the viewpoint of improving the installability of the optical device, it is desirable to increase the shift range. However, the shift range is usually limited by the characteristics of the projection lens, the size of the entire optical device, and the like. There is a limit to how much it can be expanded. In the end, there was a limit to improving the installability of optical equipment under the restrictions of projection lenses and optical equipment.

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した光学装置及び光学変換器の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide an optical device and an optical converter that solve the problems existing in such a background technique.

本発明に係る光学装置Pは、上述した課題を解決するため、光学系を除く光学装置本体部2と、この光学装置本体部2から出射する出射光を被投射面部4に投射して画像を表示する投射レンズ部3を有する光学系とを備える光学装置を構成するに際して、光学装置本体部2の光進方向Fc前方に配し、光学装置本体部2に内蔵する表示パネル部Pppの実際の配設位置Xsに対して当該表示パネル部Pppの実質的位置Xvを光進方向Fc前方に変移させるとともに、実際の配設位置Xsにおける表示パネル部Pppからの出射光Coにより表示される画像に対して実質的位置Xvにおける表示パネル部Pppからの出射光Csにより表示される画像を任意の倍率により縮小させるリレーレンズ部6と、このリレーレンズ部6の光進方向Fc前方に配し、複数の反射面8am,8bm,8cmを組合わせて構成することにより、リレーレンズ部6から出射する出射光に係わる所定角度の画像Vsを、光軸を回転中心にして回転させた画像Vtに変換する画像角度変換部8と、この画像角度変換部8の光進方向Fc前方に配し、投射レンズ部3を支持して当該投射レンズ部3を縦方向Fv及び/又は横方向Fhに変位させるレンズシフト機構部7とを有する光学系5を備えてなることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the optical device P according to the present invention projects an image by projecting the optical device main body 2 excluding the optical system and the emitted light emitted from the optical device main body 2 onto the projected surface portion 4. When constructing an optical device including an optical system having a projection lens unit 3 for displaying, the actual arrangement of the display panel unit Ppp which is arranged in front of the optical device main body 2 in the optical direction Fc and built in the optical device main body 2 is arranged. With respect to the installation position Xs, the actual position Xv of the display panel unit Ppp is shifted forward in the optical direction Fc, and the image displayed by the light emitted from the display panel unit Ppp at the actual arrangement position Xs is displayed. A relay lens unit 6 that reduces the image displayed by the light emitted from the display panel unit Ppp at the substantial position Xv by an arbitrary magnification, and a plurality of reflecting surfaces arranged in front of the optical traveling direction Fc of the relay lens unit 6 Image angle conversion that converts the image Vs at a predetermined angle related to the emitted light emitted from the relay lens unit 6 into the image Vt rotated around the optical axis by the combination of 8 am, 8 bm, and 8 cm. A lens shift mechanism unit 7 that is arranged in front of the Fc in the optical direction of the image angle conversion unit 8 and the unit 8 and supports the projection lens unit 3 to displace the projection lens unit 3 in the vertical direction Fv and / or the horizontal direction Fh. It is characterized by comprising an optical system 5 having the above.

一方、本発明に係る光学変換器1は、上述した課題を解決するため、光学系を除く光学装置本体部2に対して着脱し、当該光学装置本体部2から出射する出射光を被投射面部4に投射して画像を表示する投射レンズ部3に組合わせることにより所定の光学系を構成する光学変換器であって、光学装置本体部2の光進方向Fc前方に配し、光学装置本体部2に内蔵する表示パネル部Pppの実際の配設位置Xsに対して当該表示パネル部Pppの実質的位置Xvを光進方向Fc前方に変移させるとともに、実際の配設位置Xsにおける表示パネル部Pppからの出射光Coにより表示される画像に対して実質的位置Xvにおける表示パネル部Pppからの出射光Csにより表示される画像を任意の倍率により縮小させるリレーレンズ部6と、このリレーレンズ部6の光進方向Fc前方に配し、複数の反射面8am,8bm,8cmを組合わせて構成することにより、リレーレンズ部6から出射する出射光に係わる所定角度の画像Vsを、光軸を回転中心にして回転させた画像Vtに変換する画像角度変換部8と、この画像角度変換部8の光進方向Fc前方に配し、投射レンズ部3を支持して当該投射レンズ部3を縦方向Fv及び/又は横方向Fhに変位させるレンズシフト機構部7とを有する光学系5を備えてなることを特徴とする。 On the other hand, in order to solve the above-mentioned problems, the optical converter 1 according to the present invention is attached to and detached from the optical device main body 2 excluding the optical system, and the emitted light emitted from the optical device main body 2 is emitted from the projected surface portion. An optical converter that constitutes a predetermined optical system by being combined with a projection lens unit 3 that projects onto 4 and displays an image, and is arranged in front of the optical device main unit 2 in the optical direction Fc and is arranged in front of the optical device main unit 2. The actual position Xv of the display panel unit Ppp is changed to the front of the optical line Fc with respect to the actual arrangement position Xs of the display panel unit Ppp built in 2, and the display panel unit Ppp at the actual arrangement position Xs is used. The relay lens unit 6 for reducing the image displayed by the emitted light Cs from the display panel unit Ppp at the substantially position Xv with respect to the image displayed by the emitted light Co, and the relay lens unit 6 of the relay lens unit 6. By arranging it in front of the Fc in the light-advancing direction and combining a plurality of reflecting surfaces 8am, 8bm, and 8 cm, the image Vs at a predetermined angle related to the emitted light emitted from the relay lens unit 6 is centered on the optical axis. The image angle conversion unit 8 that converts the image Vt into the rotated image Vt and the image angle conversion unit 8 are arranged in front of the optical direction Fc of the image angle conversion unit 8 to support the projection lens unit 3 and support the projection lens unit 3 in the vertical direction Fv and /. Alternatively, it is characterized by including an optical system 5 having a lens shift mechanism portion 7 that is displaced in the lateral direction Fh.

また、本発明は、好適な態様により、画像角度変換部8における複数の反射面8am,8bm,8cmには、複数のプリズムメンバ8a,8b,8cを組合わせたプリズムユニット8uにより構成できる。このプリズムユニット8uは、光路に沿って配した三つのプリズムメンバ8a,8b,8cにより構成できる。加えて、画像角度変換部8には、出射側に、光学装置本体部2に対するバックフォーカスを調整可能なバックフォーカス調整機構部12を設けることができる。なお、レンズシフト機構部7は、出射側に投射レンズ部3を一体に設けることもできる。 Further, according to a preferred embodiment, the present invention can be configured by a prism unit 8u in which a plurality of prism members 8a, 8b, 8c are combined with a plurality of reflecting surfaces 8am, 8bm, 8cm in the image angle conversion unit 8. The prism unit 8u can be composed of three prism members 8a, 8b, 8c arranged along the optical path. In addition, the image angle conversion unit 8 may be provided with a back focus adjustment mechanism unit 12 capable of adjusting the back focus on the optical device main body 2 on the emission side. The lens shift mechanism unit 7 may be integrally provided with a projection lens unit 3 on the exit side.

このような構成を有する本発明に係る光学装置P及び光学変換器1によれば、次のような顕著な効果を奏する。 According to the optical device P and the optical converter 1 according to the present invention having such a configuration, the following remarkable effects are obtained.

(1) 光学装置本体部2に内蔵する表示パネル部Pppの実際の配設位置Xsに対して当該表示パネル部Pppの実質的位置Xvを光進方向Fc前方に変移させるリレーレンズ部6と、このリレーレンズ部6の光進方向Fc前方に配した投射レンズ部3を支持して当該投射レンズ部3を縦方向Fv及び/又は横方向Fhに変位させるレンズシフト機構部7とを有する光学系5を備えるため、表示パネル部Pppの実質的位置Xvを光学装置本体部2の前方、特に、光学装置本体部2の外部にまで変移させることが可能となり、レンズシフト機構部7と組合わせた場合であっても、レンズシフト機構部7の大型化を伴うことなく、レンズシフト機構部7の配設位置の選定或いはシフト範囲(シフト率)の選定等に対しても容易かつ柔軟に対応することができる。 (1) A relay lens unit 6 that shifts the actual position Xv of the display panel unit Ppp to the front of the light-advancing Fc with respect to the actual arrangement position Xs of the display panel unit Ppp built in the optical device main body 2. An optical system 5 having a lens shift mechanism unit 7 that supports a projection lens unit 3 arranged in front of the light advance direction Fc of the relay lens unit 6 and displaces the projection lens unit 3 in the vertical direction Fv and / or the horizontal direction Fh. Therefore, it is possible to shift the substantial position Xv of the display panel unit Ppp to the front of the optical device main body 2, particularly to the outside of the optical device main body 2, and when combined with the lens shift mechanism unit 7. Even if there is, it is possible to easily and flexibly respond to the selection of the arrangement position of the lens shift mechanism 7 or the selection of the shift range (shift rate) without increasing the size of the lens shift mechanism 7. it can.

(2) 光学変換器1は、光学系を除く光学装置本体部2に対して着脱し、当該光学装置本体部2から出射する出射光を被投射面部4に投射して画像を表示する投射レンズ部3に組合わせることにより所定の光学系5を構成するようにしたため、光学変換器1は、独立した単体器(ユニット)として構成できる。したがって、交換式の投射レンズ部3を備える既存のプロジェクタ等の光学装置Pに対しても、後付けにより利用できるなど、汎用性及び発展性に優れる。 (2) The optical converter 1 is a projection lens that is attached to and detached from the optical device main body 2 excluding the optical system, and projects the emitted light emitted from the optical device main body 2 onto the projected surface portion 4 to display an image. Since the predetermined optical system 5 is configured by combining with the unit 3, the optical converter 1 can be configured as an independent unit. Therefore, it is excellent in versatility and expandability, for example, it can be retrofitted to an optical device P such as an existing projector provided with an interchangeable projection lens unit 3.

(3) リレーレンズ部6に、実際の配設位置Xsにおける表示パネル部Pppからの出射光Coにより表示される画像に対して実質的位置Xvにおける表示パネル部からの出射光Csにより表示される画像を任意の倍率により縮小させるため、被投射面部4に投射する画像(画面)のシフト範囲(シフト率)を、レンズシフト機構部7の変更を伴うことなく容易に拡大できる。これにより、プロジェクタ等の光学装置Pを被投射面部4に対して、より高い(より低い)高さに設置したり、より左右の離れた位置に設置できるとともに、被投射面部4に対して、より近い位置に設置できるなど、光学装置Pの設置性(設置の柔軟性)を飛躍的に高めることができる。 (3) The relay lens unit 6 is displayed by the emitted light Cs from the display panel unit at the substantial position Xv with respect to the image displayed by the emitted light Co from the display panel unit Ppp at the actual arrangement position Xs. Since the image is reduced by an arbitrary magnification, the shift range (shift rate) of the image (screen) projected on the projected surface portion 4 can be easily enlarged without changing the lens shift mechanism portion 7. As a result, the optical device P such as a projector can be installed at a higher (lower) height with respect to the projected surface portion 4, or can be installed at a position farther from the left and right, and with respect to the projected surface portion 4. The installability (installation flexibility) of the optical device P can be dramatically improved, such as being able to be installed at a closer position.

(4) 光学系5に、リレーレンズ部6から出射する出射光に係わる所定角度の画像Vsを、光軸を回転中心にして回転させた画像Vtに変換する画像角度変換部8を設けたため、ビデオカメラを横にしてポートレート撮影を行った場合であっても、例えば、プロジェクタ(光学装置P)を一般的な横置状態にしたまま、ビデオカメラにより撮影した画像をそのまま表示できるとともに、画質が低下する不具合を回避できる。しかも、この場合、プロジェクタを、高い位置にある天井に対して天吊り式に設置する場合であっても、天井に対して最も近い位置に設置できる。 (4) Since the optical system 5 is provided with an image angle conversion unit 8 that converts an image Vs at a predetermined angle related to the emitted light emitted from the relay lens unit 6 into an image Vt rotated around the optical axis. Even when the video camera is laid down for portrait photography, for example, the image taken by the video camera can be displayed as it is while the projector (optical device P) is in the general horizontal position, and the image quality is high. Can be avoided. Moreover, in this case, even when the projector is installed in a ceiling-mounted manner with respect to the ceiling at a high position, the projector can be installed at the position closest to the ceiling.

(5) 画像角度変換部8は、複数の反射面8am,8bm,8cmの組合わせにより構成したため、複数のプリズムメンバ8a,8b,8cや複数のミラーメンバを組合わせて構成できるなど、特定の部品に限定されることなく、汎用性及び発展性に優れた画像角度変換部8として利用できる。 (5) Since the image angle conversion unit 8 is configured by combining a plurality of reflecting surfaces 8am, 8bm, and 8 cm, it can be configured by combining a plurality of prism members 8a, 8b, 8c and a plurality of mirror members. It can be used as an image angle conversion unit 8 having excellent versatility and expandability without being limited to parts.

(6) 好適な態様により、画像角度変換部8を、複数のプリズムメンバ8a,8b,8cを組合わせたプリズムユニット8uにより構成すれば、目的とする画像角度変換部8を容易に得ることができるとともに、精度の高い安定した画像角度変換部8を構成可能となる。 (6) According to a preferred embodiment, if the image angle conversion unit 8 is composed of a prism unit 8u in which a plurality of prism members 8a, 8b, 8c are combined, the target image angle conversion unit 8 can be easily obtained. At the same time, it is possible to configure a stable image angle conversion unit 8 with high accuracy.

(7) 好適な態様により、プリズムユニット8uを、光路に沿って配した三つのプリズムメンバ8a,8b,8cにより構成すれば、低コスト性,軽量性,小型コンパクト性,透光性等の観点から最も有利な構成にできるため、本発明を実施する際における最も望ましい形態として実施できる。 (7) According to a preferred embodiment, if the prism unit 8u is composed of three prism members 8a, 8b, 8c arranged along the optical path, from the viewpoints of low cost, light weight, compactness, compactness, translucency, and the like. Since the most advantageous configuration can be obtained from the above, it can be carried out as the most desirable embodiment in carrying out the present invention.

(8) 好適な態様により、画像角度変換部8に、出射側に、光学装置本体部2に対するバックフォーカスを調整可能なバックフォーカス調整機構部12を設ければ、バックフォーカスの異なる様々な光学装置本体部2に対しても、光学変換器1側でバックフォーカスを容易に調整できるため、汎用性の高い光学変換器1として構築できるとともに、装着した光学装置本体部2に対して、精度の高い最適なバックフォーカスを設定することができる。 (8) According to a preferred embodiment, if the image angle conversion unit 8 is provided with a back focus adjustment mechanism unit 12 capable of adjusting the back focus with respect to the optical device main body 2 on the emission side, various optical devices having different back focus are provided. Since the back focus of the main body 2 can be easily adjusted on the optical converter 1 side, it can be constructed as a highly versatile optical converter 1, and the accuracy of the mounted optical device main body 2 is high. The optimum back focus can be set.

(9) 好適な態様により、レンズシフト機構部7を構成するに際し、出射側に投射レンズ部3を一体に設けて構成すれば、投射レンズ部3を、光学変換器1に対する専用の投射レンズとして設計可能になるため、投射レンズ部3を、リレーレンズ部6とレンズシフト機構部7等にマッチングさせた最適な光学変換器1として構築できるなど、光学変換器1の最適化を図ることができる。 (9) According to a preferred embodiment, when the lens shift mechanism unit 7 is configured, if the projection lens unit 3 is integrally provided on the exit side, the projection lens unit 3 can be used as a dedicated projection lens for the optical converter 1. Since the design becomes possible, the optical converter 1 can be optimized, for example, the projection lens unit 3 can be constructed as an optimum optical converter 1 that matches the relay lens unit 6 and the lens shift mechanism unit 7, and the like. ..

本発明の好適実施形態に係る光学変換器を光学装置であるプロジェクタに装着した状態を示す外観平面図、An external plan view showing a state in which the optical converter according to the preferred embodiment of the present invention is mounted on a projector which is an optical device. 同光学変換器の外観平面図、External plan view of the optical converter, 同光学変換器を装着したプロジェクタの一部を示す正面図、Front view showing a part of the projector equipped with the optical converter, 同光学変換器の外観斜視図、External perspective view of the optical converter, 同光学変換器に備えるリレーレンズ部のレンズデータ表、Lens data table of the relay lens part provided in the optical converter, 同光学変換器に備えるバックフォーカス調整機構部の上半部を示す側面断面図、Side sectional view showing the upper half of the back focus adjustment mechanism provided in the optical converter, 同光学変換器に備える画像角度変換部の斜視図、A perspective view of the image angle converter provided in the optical converter, 同光学変換器に備える画像角度変換部の機能説明図、Functional explanatory diagram of the image angle converter provided in the optical converter, 同光学変換器を装着できるプロジェクタの一例を示す外観斜視図、External perspective view showing an example of a projector to which the optical converter can be mounted, 同光学変換器を装着できるプロジェクタの光学系統及び信号系統の一例を示すブロック構成図、A block configuration diagram showing an example of the optical system and signal system of a projector to which the optical converter can be mounted. 同光学変換器を装着できるプロジェクタの内部の光学系の一例を示す概略構成図、Schematic configuration diagram showing an example of the internal optical system of a projector to which the optical converter can be mounted, 同光学変換器における各部の機能を順を追って示すフローチャート、A flowchart showing the functions of each part of the optical converter step by step, 同光学変換器を装着したプロジェクタを天吊り式に設置した設置例を示す概要図、Schematic diagram showing an installation example in which a projector equipped with the same optical converter is installed in a ceiling-mounted manner, 同光学変換器を備えるレンズシフト機構の機能説明図、Functional explanatory diagram of the lens shift mechanism equipped with the same optical converter, 同光学変換器を備えていないレンズシフト機構の機能説明図、Functional explanatory diagram of the lens shift mechanism that does not have the same optical converter, 同光学変換器を含む光学系の作用を説明するための模式的構成図、Schematic block diagram for explaining the operation of the optical system including the optical converter, 本発明の変更実施形態に係る光学変換器における各部の機能を順を追って示すフローチャート、A flowchart showing the functions of each part of the optical converter according to the modified embodiment of the present invention in order.

1:光学変換器,2:光学装置本体部,3:投射レンズ部,4:被投射面部,5:光学系,6:リレーレンズ部,7:レンズシフト機構部,8:画像角度変換部,8a:プリズムメンバ,8b:プリズムメンバ,8c:プリズムメンバ,8u:プリズムユニット,12:バックフォーカス調整機構部,P:光学装置,Ppp:表示パネル部,Xs:実際の配設位置,Xv:実質的位置,Fc:光進方向,Fv:縦方向,Fh:横方向,Co:出射光,Cs:出射光,Vs:画像,Vt:画像 1: Optical converter, 2: Optical device main body, 3: Projection lens, 4: Projected surface, 5: Optical system, 6: Relay lens, 7: Lens shift mechanism, 8: Image angle conversion, 8a: Prism member, 8b: Prism member, 8c: Prism member, 8u: Prism unit, 12: Back focus adjustment mechanism, P: Optical device, Ppp: Display panel, Xs: Actual placement position, Xv: Substantial Target position, Fc: optical direction, Fv: vertical direction, Fh: horizontal direction, Co: emitted light, Cs: emitted light, Vs: image, Vt: image

次に、本発明に係る最適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, the optimum embodiment according to the present invention will be described and described in detail with reference to the drawings.

最初に、本発明に係る光学変換器1の理解を容易にするため、光学変換器1を用いることができる光学装置Pの概要について、図2,図9〜図11を参照して説明する。なお、実施形態では、光学装置Pの一例として汎用的なプロジェクタPpを示す。 First, in order to facilitate the understanding of the optical converter 1 according to the present invention, an outline of the optical device P in which the optical converter 1 can be used will be described with reference to FIGS. 2, 9 to 11. In the embodiment, a general-purpose projector Pp is shown as an example of the optical device P.

図9に示すように、プロジェクタPpは、光学装置本体部2を構成するプロジェクタ本体部2pを備える。例示するプロジェクタ本体部2pは、比較的高さが低い直方体状のキャビネット21に覆われ、このキャビネット21の前面プレート21fには、レンズ装着用開口21hを有する。また、3は交換レンズ方式の投射レンズ部であり、図2に示すように、この投射レンズ部3の後端に備えるマウント部3mを、レンズ装着用開口21hからキャビネット21の内部に挿入し、プロジェクタ本体部2p側のマウント部2m(図2)に装着する。以上が、プロジェクタPp全体の外観構成となる。図2及び図9中、点線で示すPppは、プロジェクタ本体部2pに内蔵する液晶パネル等の表示パネル部を示し、投射レンズ部3に対して適切なバックフォーカスが確保される所定の配設位置Xsに固定状態に実装されている。 As shown in FIG. 9, the projector Pp includes a projector main body 2p that constitutes the optical device main body 2. The illustrated projector main body 2p is covered with a rectangular parallelepiped cabinet 21 having a relatively low height, and the front plate 21f of the cabinet 21 has a lens mounting opening 21h. Reference numeral 3 denotes an interchangeable lens type projection lens unit, and as shown in FIG. 2, a mount portion 3 m provided at the rear end of the projection lens unit 3 is inserted into the cabinet 21 from the lens mounting opening 21h. It is attached to the mount portion 2m (FIG. 2) on the 2p side of the projector main body portion. The above is the appearance configuration of the entire projector Pp. In FIGS. 2 and 9, Ppp indicated by a dotted line indicates a display panel portion such as a liquid crystal panel built in the projector main body portion 2p, and a predetermined arrangement position in which an appropriate back focus is ensured with respect to the projection lens portion 3. It is mounted in a fixed state on Xs.

一方、図10は、プロジェクタ本体部2pにおける光学系統及び信号系統のブロック構成を示す。なお、図10中、21は上述したキャビネット、3は上述した投射レンズ部、Pppは上述した表示パネル部、をそれぞれ示している。プロジェクタ本体部2pは、投射レンズ部3に対して光進方向上流側に配した表示パネル部Pppを含む照明光学部31を備え、この照明光学部31の上流源には光源部32を配設する。この光源部32から投射レンズ部3までは、プロジェクタ本体部2pにおける光学系を構成する。なお、33は表示パネル部Pppに接続したパネル駆動部を示すとともに、34は光源部32を含む必要各部に電力を供給するための電源部を示す。 On the other hand, FIG. 10 shows a block configuration of an optical system and a signal system in the projector main body 2p. In FIG. 10, 21 indicates the above-mentioned cabinet, 3 indicates the above-mentioned projection lens portion, and Ppp indicates the above-mentioned display panel portion. The projector main body 2p includes an illumination optical unit 31 including a display panel unit Ppp arranged on the upstream side in the optical direction with respect to the projection lens unit 3, and a light source unit 32 is arranged at an upstream source of the illumination optical unit 31. .. The light source unit 32 to the projection lens unit 3 form an optical system in the projector main body unit 2p. Reference numeral 33 denotes a panel drive unit connected to the display panel unit Ppp, and 34 indicates a power supply unit for supplying electric power to each necessary unit including the light source unit 32.

図11に、プロジェクタ本体部2pにおける光学系の構成例を示す。図11に例示する光学系は、照明光学系51,色分離光学系52,リレー光学系53を備えるとともに、二枚のコンデンサレンズ54,55、三枚の液晶パネル56,57,58、色合成プリズム59、投射レンズ3とを備える。この場合、照明光学系51は、リフレクタ32r内に白色ランプ32oを収納した光源部32を備えるとともに、光源部32の光進方向下流側には、第一アレイレンズ61,第二アレイレンズ62,偏光変換素子63,集光レンズ64を順次配設して構成する。また、色分離光学系52は、集光レンズ64の下流側に配してR光を反射し、かつG光及びB光が透過するダイクロイックミラー65,このダイクロイックミラー65の反射光(R光)が反射する反射ミラー66を備え、この反射ミラー66を反射したR光はコンデンサレンズ55を透過する。さらに、色分離光学系52は、ダイクロイックミラー65の透過光であるG光を反斜し、かつB光が透過するダイクロイックミラー67を備え、ダイクロイックミラー67の反射光(G光)は、コンデンサレンズ54を透過する。一方、リレー光学系53は、ダイクロイックミラー65の下流側に配した、このダイクロイックミラー65の透過光であるB光が透過する第一リレーレンズ68,この第一リレーレンズ68を透過したB光が反射する反射ミラー69,反射ミラー69を反射したB光が透過する第二リレーレンズ70,この第二リレーレンズ70を透過したB光が反射する反射ミラー71,この反射ミラー71を反射したB光が透過する第三リレーレンズ72を順次配設して構成する。 FIG. 11 shows a configuration example of the optical system in the projector main body 2p. The optical system illustrated in FIG. 11 includes an illumination optical system 51, a color separation optical system 52, and a relay optical system 53, as well as two condenser lenses 54, 55, three liquid crystal panels 56, 57, 58, and color synthesis. It includes a prism 59 and a projection lens 3. In this case, the illumination optical system 51 includes a light source unit 32 in which the white lamp 32o is housed in the reflector 32r, and the first array lens 61, the second array lens 62, and polarized light are located downstream of the light source unit 32 in the light advancing direction. The conversion element 63 and the condenser lens 64 are sequentially arranged and configured. Further, the color separation optical system 52 is arranged on the downstream side of the condenser lens 64 to reflect R light, and G light and B light are transmitted through the dichroic mirror 65, and the reflected light (R light) of the dichroic mirror 65. The reflection mirror 66 is provided, and the R light reflected by the reflection mirror 66 is transmitted through the condenser lens 55. Further, the color separation optical system 52 includes a dichroic mirror 67 that anti-obliques G light which is transmitted light of the dichroic mirror 65 and transmits B light, and the reflected light (G light) of the dichroic mirror 67 is a condenser lens. It is transparent to 54. On the other hand, in the relay optical system 53, the first relay lens 68 through which the B light, which is the transmitted light of the dichroic mirror 65, is transmitted, and the B light transmitted through the first relay lens 68, which are arranged on the downstream side of the dicroic mirror 65, are transmitted. A reflective mirror 69 that reflects, a second relay lens 70 that transmits B light reflected by the reflective mirror 69, a reflective mirror 71 that reflects B light transmitted through the second relay lens 70, and B light reflected by this reflective mirror 71. A third relay lens 72 through which light is transmitted is sequentially arranged and configured.

また、コンデンサレンズ55を透過したR光は、R光用液晶パネル56を通して色合成プリズム59のR光入光面に入光するとともに、コンデンサレンズ54を透過したG光は、G光用液晶パネル57を通して色合成プリズム59のG光入光面に入光し、さらに、第三リレーレンズ72を透過したB光は、B光用液晶パネル58を通して色合成プリズム59のB光入光面に入光する。そして、R光,G光及びB光は、色合成プリズム59により合成され、色合成プリズム59の出射面から投射レンズ部3に入光する。したがって、R光用液晶パネル56,G光用液晶パネル57及びB光用液晶パネル58の三つの液晶パネルが表示パネル部Pppを構成する。以上、例示した光学系は、公知の一般的なプロジェクタ要素を構成している。なお、図11において、光源部32及び投射レンズ部3を除く光学系は、前述した照明光学部31を構成する。また、図11中、4は平面スクリーンを用いた被投射面部を示す。 Further, the R light transmitted through the condenser lens 55 enters the R light input surface of the color synthesis prism 59 through the R light liquid crystal panel 56, and the G light transmitted through the condenser lens 54 enters the G light liquid crystal panel. The B light that enters the G light input surface of the color synthesis prism 59 through 57 and further passes through the third relay lens 72 enters the B light input surface of the color synthesis prism 59 through the B light liquid crystal panel 58. It glows. Then, the R light, the G light, and the B light are combined by the color synthesis prism 59 and enter the projection lens unit 3 from the emission surface of the color synthesis prism 59. Therefore, the three liquid crystal panels of the R light liquid crystal panel 56, the G light liquid crystal panel 57, and the B light liquid crystal panel 58 constitute the display panel portion Ppp. The optical system illustrated above constitutes a known general projector element. In FIG. 11, the optical system excluding the light source unit 32 and the projection lens unit 3 constitutes the above-mentioned illumination optical unit 31. Further, in FIG. 11, reference numeral 4 denotes a projected surface portion using a flat screen.

さらに、プロジェクタ本体部2pは、図10に示すように、光源部33を含むキャビネット21内部を冷却する冷却部(冷却ファン等)35、映像信号の入力部及び出力部を備える映像信号入出力部36、音声信号の入力部及び出力部を備える音声信号入出力部37、外部との通信の授受を行う通信部38、CPUを含み各種制御処理を行う制御部39、不揮発性メモリ及びRAM等を含む内部メモリ40、外部に望む操作パネル等から各種入力を行うための操作部41、画像に関係する各種調整を行うことができる画像調整部42、ストレージ部43等を備え、これらは、バスライン,信号ライン,電源ライン等を含む各種接続ライン44を介して接続することにより、公知の一般的なプロジェクタ要素を構成している。 Further, as shown in FIG. 10, the projector main body 2p includes a cooling unit (cooling fan or the like) 35 for cooling the inside of the cabinet 21 including the light source unit 33, and a video signal input / output unit including an input unit and an output unit for video signals. 36, an audio signal input / output unit 37 having an input unit and an output unit for an audio signal, a communication unit 38 that exchanges communication with the outside, a control unit 39 that includes a CPU and performs various control processes, a non-volatile memory, a RAM, and the like. It includes an internal memory 40 including, an operation unit 41 for performing various inputs from an operation panel desired to the outside, an image adjustment unit 42 capable of performing various adjustments related to images, a storage unit 43, and the like, and these are bus lines. , A known general projector element is configured by connecting via various connection lines 44 including a signal line, a power supply line, and the like.

次に、本実施形態に係る光学変換器1の構成について、図1〜図8を参照して具体的に説明する。 Next, the configuration of the optical converter 1 according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 8.

図1及び図2に示すように、光学変換器1は、大別して、光進方向Fc前方における後側から前側へ、リレーレンズ部6,画像角度変換部8,レンズシフト機構部7を順次配して構成する。例示する、リレーレンズ部6,画像角度変換部8,レンズシフト機構部7は、それぞれ別体のユニットとして構成するとともに、前後に設けたフランジ部6f,8ff,8fr,7fを用いて連結し、全体を一体の光学変換器1として構成する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the optical converter 1 is roughly classified, and the relay lens unit 6, the image angle conversion unit 8, and the lens shift mechanism unit 7 are sequentially arranged from the rear side to the front side in front of the Fc in the photoadvancing direction. To configure. The relay lens unit 6, the image angle conversion unit 8, and the lens shift mechanism unit 7 to be exemplified are configured as separate units, and are connected by using the flange portions 6f, 8ff, 8fr, and 7f provided in the front and rear. The whole is configured as an integrated optical converter 1.

この場合、リレーレンズ部6は、図1に示すプロジェクタ本体部2pに内蔵する液晶パネル等の表示パネル部Pppの実際の配設位置Xsに対して、当該表示パネル部Pppの実質的位置Xvを光進方向Fc前方に変移させる機能(リレー機能)を備える。さらに、例示のリレーレンズ部6は、当該リレー機能に加え、実際の配設位置Xsにおける表示パネル部Pppからの出射光Coにより表示される画像に対して実質的位置Xvにおける表示パネル部からの出射光Csにより表示される画像を任意の倍率により縮小させる変倍特性(変倍機能)を持たせている。 In this case, the relay lens unit 6 sets the actual position Xv of the display panel unit Ppp with respect to the actual arrangement position Xs of the display panel unit Ppp such as the liquid crystal panel built in the projector main body 2p shown in FIG. It has a function (relay function) to shift the Fc forward in the light advance direction. Further, in addition to the relay function, the illustrated relay lens unit 6 is from the display panel unit at the substantial position Xv with respect to the image displayed by the emitted light Co from the display panel unit Ppp at the actual arrangement position Xs. It has a scaling characteristic (magnification function) that reduces the image displayed by the emitted light Cs by an arbitrary magnification.

リレーレンズ部6を、このような変倍特性を持たせて構成すれば、被投射面部4に投射する画像(画面)のシフト範囲(シフト率)を、レンズシフト機構部7の変更を伴うことなく容易に拡大できるため、プロジェクタ等の光学装置Pを被投射面部4に対して、より高い(より低い)高さに設置したり、より左右の離れた位置に設置できるとともに、被投射面部4に対して、より近い位置に設置できるなど、光学装置Pの設置性(設置の柔軟性)を飛躍的に高めることができる利点がある。 If the relay lens unit 6 is configured to have such a variable magnification characteristic, the shift range (shift rate) of the image (screen) projected on the projected surface unit 4 is accompanied by a change in the lens shift mechanism unit 7. An optical device P such as a projector can be installed at a higher (lower) height than the projected surface portion 4, or can be installed at a position farther to the left and right, and the projected surface portion 4 can be easily enlarged. On the other hand, there is an advantage that the installability (installation flexibility) of the optical device P can be dramatically improved, such as being able to be installed at a closer position.

また、リレーレンズ部6は、外郭となるレンズ鏡筒6cを備え、このレンズ鏡筒6cの後端に、プロジェクタ本体部2pに対して着脱するレンズ側のマウント部6mを有するとともに、前端に、フランジ部6fを有する。このレンズ鏡筒6cは、複数のレンズを配したレンズ群を内蔵させて構成する。例示するリレーレンズ部6のレンズデータを図5に示す。このリレーレンズ部6は、倍率を0.5倍に設定している。なお、図5中、ndは屈折率、νdはアッベ数である。また、図5中、面番号における「物体面」が再結合面となる。 Further, the relay lens portion 6 includes a lens barrel 6c that serves as an outer shell, and has a mounting portion 6m on the lens side that is attached to and detached from the projector main body 2p at the rear end of the lens barrel 6c, and at the front end. It has a flange portion 6f. The lens barrel 6c is configured by incorporating a lens group in which a plurality of lenses are arranged. The lens data of the illustrated relay lens unit 6 is shown in FIG. The relay lens unit 6 has a magnification of 0.5 times. In FIG. 5, nd is the refractive index and νd is the Abbe number. Further, in FIG. 5, the "object surface" in the surface number is the recombination surface.

したがって、図1に示すように、プロジェクタ本体部2p内部の配設位置Xsにおける表示パネル部Pppの実質的位置Xv(結像点に相当する位置)は、リレーレンズ部6によりプロジェクタPpの外部にまで変移させることが可能となる。 Therefore, as shown in FIG. 1, the actual position Xv (position corresponding to the imaging point) of the display panel unit Ppp at the arrangement position Xs inside the projector main body 2p is moved to the outside of the projector Pp by the relay lens unit 6. It is possible to transfer to.

画像角度変換部8は、光軸を支点として、横方向の画像を縦方向の画像に変換する機能を備える。例示する画像角度変換部8の構成を、図1〜図2,図7及び図8に示す。画像角度変換部8は、外郭となるハウジング8hを備え、図2に示すように、ハウジング8hの後端には、レンズ鏡筒6cに設けたフランジ部6fに結合するフランジ部8frを有するとともに、前端には、フランジ部8ffを有する。また、ハウジング8hには、図7に示す三つのプリズムメンバ8a,8b,8cを組合わせて構成したプリズムユニット8uを内蔵する。これにより、図8に示すように、プリズムユニット8uに入光する横方向の画像Vs(横R)を縦方向の画像Vt(縦R)に変換し、プリズムユニット8uから出射させることができる。三つのプリズムメンバ8a,8b,8cにおいて、8am,8bm,8cmは、各プリズムメンバ8a,8b,8cの反射面をそれぞれ示している。 The image angle conversion unit 8 has a function of converting a horizontal image into a vertical image with the optical axis as a fulcrum. The configuration of the illustrated image angle conversion unit 8 is shown in FIGS. 1 to 2, 7 and 8. The image angle conversion unit 8 includes a housing 8h as an outer shell, and as shown in FIG. 2, the rear end of the housing 8h has a flange portion 8fr that is coupled to the flange portion 6f provided on the lens barrel 6c, and also has a flange portion 8fr. The front end has a flange portion of 8 ff. Further, the housing 8h incorporates a prism unit 8u formed by combining the three prism members 8a, 8b, 8c shown in FIG. 7. As a result, as shown in FIG. 8, the horizontal image Vs (horizontal R) that enters the prism unit 8u can be converted into the vertical image Vt (vertical R) and emitted from the prism unit 8u. In the three prism members 8a, 8b, 8c, 8am, 8bm, and 8 cm indicate the reflecting surfaces of the prism members 8a, 8b, and 8c, respectively.

このように、リレーレンズ部6とレンズシフト機構部7間に、光軸を回転中心にして、横方向の画像Vsを縦方向の画像Vtに変換する画像角度変換部8を設ければ、ビデオカメラを縦画面にしてポートレート撮影を行った場合であっても、プロジェクタPpを一般的な横置状態にしたまま、ビデオカメラにより撮影した画像をそのまま表示できるとともに、画質が低下する不具合を回避できる。さらに、画像角度変換部8を構成するに際し、複数のプリズムメンバ8a,8b,8cを組合わせたプリズムユニット8uにより構成すれば、目的とする画像角度変換部8を容易に得ることができるとともに、精度の高い安定した画像角度変換部8を構成できる利点がある。特に、例示のように、プリズムユニット8uを、光路に沿って配した三つのプリズムメンバ8a,8b,8cにより構成すれば、低コスト性,軽量性,小型コンパクト性,透光性等の観点から最も有利な構成にできるため、本発明を実施する際における最も望ましい形態として実施できる。 In this way, if the image angle conversion unit 8 for converting the image Vs in the horizontal direction into the image Vt in the vertical direction is provided between the relay lens unit 6 and the lens shift mechanism unit 7 with the optical axis as the center of rotation, the video Even when portrait shooting is performed with the camera set to a vertical screen, the image shot by the video camera can be displayed as it is while the projector Pp is in the general horizontal position, and the problem of deterioration in image quality is avoided. it can. Further, when the image angle conversion unit 8 is configured, if the prism unit 8u is a combination of a plurality of prism members 8a, 8b, 8c, the target image angle conversion unit 8 can be easily obtained and the target image angle conversion unit 8 can be easily obtained. There is an advantage that a stable image angle conversion unit 8 with high accuracy can be configured. In particular, as shown in the example, if the prism unit 8u is composed of three prism members 8a, 8b, 8c arranged along the optical path, from the viewpoints of low cost, light weight, compactness, compactness, translucency, and the like. Since the configuration can be the most advantageous, it can be carried out as the most desirable embodiment in carrying out the present invention.

ところで、画像角度変換部8は、図7に示すように、複数のプリズムメンバ8a,8b,8cを組合わせることによりプリズムユニット8uを構成するため、画像角度変換部8には、プリズムメンバ8a…の全部又は一部を、光軸を回転中心にして回動させることにより、画像Vsの角度を任意の角度に変更可能な画像角度変更機能を設けることもできる。この場合、各プリズムメンバ8a,8b,8c同士の当接面を接着等により固定することなく、各プリズムメンバ8a,8b,8cに対して相対的に回動可能となる支持構造を付設すればよい。このような画像角度変更機能を設ければ、光学機器Pの様々な設置場所や被投射面部4の形態、更には投射画像に対する様々なパフォーマンス等に対しても柔軟かつ臨機応変に対応できるとともに、比較的容易に実施できる利点がある。 By the way, as shown in FIG. 7, the image angle conversion unit 8 constitutes the prism unit 8u by combining a plurality of prism members 8a, 8b, 8c. Therefore, the image angle conversion unit 8 has the prism members 8a ... It is also possible to provide an image angle changing function capable of changing the angle of the image Vs to an arbitrary angle by rotating all or a part of the above with the optical axis as the center of rotation. In this case, if a support structure that can rotate relative to each prism member 8a, 8b, 8c is provided without fixing the contact surface between the prism members 8a, 8b, 8c by adhesion or the like. Good. If such an image angle changing function is provided, it is possible to flexibly and flexibly respond to various installation locations of the optical device P, the form of the projected surface portion 4, and various performances on the projected image. It has the advantage of being relatively easy to implement.

一方、レンズシフト機構部7は、後端に、ハウジング8hに設けたフランジ部8ffに結合するフランジ部7fを兼ねる支持盤7sを備え、この支持盤7sの前面に、不図示の操作機構(駆動機構)によりX方向に変位するX方向可動盤7xを支持するとともに、X方向可動盤7xの前面に、不図示の操作機構(駆動機構)によりY方向に変位するY方向可動盤7yを支持する。そして、このY方向可動盤7yの前面には、投射レンズ部3が着脱するマウント部7mを一体に備える。 On the other hand, the lens shift mechanism portion 7 is provided with a support plate 7s at the rear end, which also serves as a flange portion 7f to be coupled to the flange portion 8ff provided on the housing 8h, and an operation mechanism (drive) (not shown) is provided on the front surface of the support plate 7s. The X-direction movable board 7x that is displaced in the X direction is supported by the mechanism), and the Y-direction movable board 7y that is displaced in the Y direction by an operation mechanism (drive mechanism) (not shown) is supported on the front surface of the X-direction movable board 7x. .. A mount portion 7m to which the projection lens portion 3 is attached / detached is integrally provided on the front surface of the Y-direction movable platen 7y.

さらに、図1に示すように、画像角度変換部8の出射側(レンズシフト機構部7に対する入光側)には、プロジェクタ本体部2pに対するバックフォーカスを調整することができるバックフォーカス調整機構部12を設ける。図6に、バックフォーカス調整機構部12の上半部の断面構造を示す。このバックフォーカス調整機構部12は、画像角度変換部8側に設けた第一固定筒部81とレンズシフト機構部7側に設けた第二固定筒部82を備え、第一固定筒部81の外周面を第二固定筒部82の内周面に挿入するとともに、第二固定筒部82に、前後(光軸方向)に長い複数(例示は、周方向等間隔位置に三つ)のガイド孔83…設け、かつ第一固定筒部81に、当該ガイド孔83…に係合してガイドされる回動ローラ84…を設ける。これにより、第二固定筒部82は第一固定筒部81に対して前後方向(光軸方向)変位のみ許容される。 Further, as shown in FIG. 1, the back focus adjustment mechanism unit 12 capable of adjusting the back focus on the projector main body 2p is on the exit side (light entry side with respect to the lens shift mechanism unit 7) of the image angle conversion unit 8. Is provided. FIG. 6 shows the cross-sectional structure of the upper half of the back focus adjustment mechanism portion 12. The back focus adjustment mechanism unit 12 includes a first fixed cylinder portion 81 provided on the image angle conversion unit 8 side and a second fixed cylinder portion 82 provided on the lens shift mechanism portion 7 side, and the first fixed cylinder portion 81 of the first fixed cylinder portion 81. The outer peripheral surface is inserted into the inner peripheral surface of the second fixed cylinder portion 82, and a plurality of guides (for example, three at equal intervals in the circumferential direction) that are long in the front-rear direction (optical axis direction) are inserted into the second fixed cylinder portion 82. The hole 83 ... is provided, and the first fixed cylinder portion 81 is provided with a rotating roller 84 ... that is guided by engaging with the guide hole 83. As a result, the second fixed cylinder portion 82 is allowed only to be displaced in the front-rear direction (optical axis direction) with respect to the first fixed cylinder portion 81.

また、第一固定筒部81及び第二固定筒部82には、それぞれ大径をなすヘリコイドねじを用いた雄ねじ部81p及び82nを設けるとともに、第一固定筒部81及び第二固定筒部82間に跨がり、かつ各雄ねじ部81p及び82nに螺合するヘリコイドねじを用いた雌ねじ部85p及び85nを内周面に形成した調整リング85を装着する。この場合、雄ねじ部81pと82nのねじ形成方向は正逆関係にあるため、調整リング85を、正方向に回動操作すれば、第一固定筒部81と第二固定筒部82は相対的に離れる方向に変位し、逆方向に回動操作すれば、第一固定筒部81と第二固定筒部82は相対的に近付く方向に変位する。このように、調整リング85の操作によりバックフォーカスの調整を容易に行うことができる。特に、バックフォーカス調整機構部12を画像角度変換部8の出射側に配設することにより、画像角度変換部8の出射側から表示パネル部Ppp間における全体距離に対する修正を行うことができる。 Further, the first fixed cylinder portion 81 and the second fixed cylinder portion 82 are provided with male screw portions 81p and 82n using helicoid screws having a large diameter, respectively, and the first fixed cylinder portion 81 and the second fixed cylinder portion 82 are provided. An adjustment ring 85 having a female threaded portion 85p and 85n formed on the inner peripheral surface using a helicoid screw straddling between the male threaded portions 81p and 82n is mounted. In this case, since the screw forming directions of the male screw portions 81p and 82n are in a forward-reverse relationship, if the adjusting ring 85 is rotated in the forward direction, the first fixed cylinder portion 81 and the second fixed cylinder portion 82 are relative to each other. If the first fixed cylinder portion 81 and the second fixed cylinder portion 82 are displaced in the direction away from each other and rotated in the opposite direction, the first fixed cylinder portion 81 and the second fixed cylinder portion 82 are displaced in the direction in which they are relatively close to each other. In this way, the back focus can be easily adjusted by operating the adjustment ring 85. In particular, by disposing the back focus adjustment mechanism unit 12 on the emission side of the image angle conversion unit 8, it is possible to correct the total distance between the emission side of the image angle conversion unit 8 and the display panel unit Ppp.

したがって、このようなバックフォーカス調整機構部12を設ければ、バックフォーカスの異なる様々なプロジェクタ本体部2p…に対しても、光学変換器1側でバックフォーカスを容易に調整できるため、汎用性の高い光学変換器1として構築できるとともに、装着したプロジェクタ本体部2p…に対して、精度の高い最適なバックフォーカスを設定できる利点がある。 Therefore, if such a back focus adjustment mechanism unit 12 is provided, the back focus can be easily adjusted on the optical converter 1 side even for various projector main body units 2p ... With different back focus, which is versatile. In addition to being able to be constructed as a high optical converter 1, there is an advantage that an optimum back focus with high accuracy can be set for the mounted projector main body 2p.

次に、本実施形態に係る光学変換器1の使用方法及び機能について、図1〜図15を参照して説明する。 Next, the method of use and the function of the optical converter 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 15.

最初に、光学変換器1の使用方法について、図1〜図4を参照して説明する。光学変換器1は、プロジェクタ本体部2p及びこのプロジェクタ本体部2pから出射する出射光Coを被投射面部4に投射して画像を表示する投射レンズ部3を備える一般的なプロジェクタPp、特に、このプロジェクタPpに備える投射レンズ部3と組合わせて使用することができる。 First, a method of using the optical converter 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The optical converter 1 is a general projector Pp including a projector main body 2p and a projection lens unit 3 that projects the emitted light Co emitted from the projector main body 2p onto the projected surface 4 to display an image, particularly the projector Pp. It can be used in combination with the projection lens unit 3 provided in the projector Pp.

使用に際しては、まず、図2に示すように、プロジェクタPpにおけるプロジェクタ本体部2pから、このプロジェクタ本体部2pに装着されている投射レンズ部3を取り外す。そして、取り外した投射レンズ部3のマウント部3mを、予め用意した光学変換器1の前端におけるマウント部7mに装着する。図4はこの状態を示すとともに、図2中、矢印D1は、この操作のイメージを示している。なお、図1〜図3において、21はプロジェクタ本体部2pのキャビネットであり、21fはキャビネット21における前面プレート、21hはこの前面プレート21fに設けたレンズ装着用開口を示す。 At the time of use, first, as shown in FIG. 2, the projection lens portion 3 attached to the projector main body 2p is removed from the projector main body 2p of the projector Pp. Then, the removed mounting portion 3m of the projection lens portion 3 is attached to the mounting portion 7m at the front end of the optical converter 1 prepared in advance. FIG. 4 shows this state, and in FIG. 2, the arrow D1 shows an image of this operation. In FIGS. 1 to 3, 21 is a cabinet of the projector main body 2p, 21f is a front plate in the cabinet 21, and 21h is a lens mounting opening provided in the front plate 21f.

一方、投射レンズ部3を装着した光学変換器1は、後端に設けたマウント部6mを、プロジェクタ本体部2pのマウント部2mに装着する。図1及び図3はこの状態を示す。したがって、投射レンズ部3及び光学変換器1を含む光学系が、プロジェクタPpにおける全体の光学系5を構成する。図2中、矢印D2は、この操作のイメージを示している。これにより、既に設置されているプロジェクタPpを、本実施形態に係る光学変換器1を装着したプロジェクタPpに変更することができ、特に、ポートレート画像を投射して表示するためのプロジェクタPpとして使用できる。 On the other hand, in the optical converter 1 to which the projection lens portion 3 is attached, the mount portion 6 m provided at the rear end is attached to the mount portion 2 m of the projector main body portion 2p. 1 and 3 show this state. Therefore, the optical system including the projection lens unit 3 and the optical converter 1 constitutes the entire optical system 5 in the projector Pp. In FIG. 2, arrow D2 shows an image of this operation. As a result, the already installed projector Pp can be changed to a projector Pp equipped with the optical converter 1 according to the present embodiment, and in particular, it is used as a projector Pp for projecting and displaying a portrait image. it can.

次に、光学変換器1を備えるプロジェクタPpの全体の機能について、図1〜図15を参照して説明する。なお、全体の機能は、一例として示した図13のファッションショー会場に設置されたプロジェクタPpについて、図12に示すフローチャートを参照しつつ順を追って説明する。 Next, the overall function of the projector Pp including the optical converter 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 15. The overall function will be described step by step with reference to the flowchart shown in FIG. 12 for the projector Pp installed at the fashion show venue of FIG. 13 shown as an example.

この場合、プロジェクタPpは、図13に示すように、会場101の天井103に、吊金具102を介して横置状態に取付けられ、ステージ後方の壁面における縦長の被投射面部4にポートレート画像により拡大表示する機能を発揮する。このように、本実施形態に係る光学変換器1を備えるプロジェクタPpは、高い位置にある天井103に対して天吊り式に設置する場合であっても、天井103に対して最も近い位置に設置できる利点がある。また、ステージ上の被写体(人物104)は、90〔°〕横にした不図示のビデオカメラにより縦長画像、即ち、縦長画面として撮影されるものとする。なお、被投射面部4は、壁面に対して別途のスクリーンを設置する場合であってもよいし、白色の壁面をそのままスクリーンとして使用する場合であってもよい。 In this case, as shown in FIG. 13, the projector Pp is horizontally attached to the ceiling 103 of the venue 101 via the hanging metal fittings 102, and is projected on the vertically long projected surface portion 4 on the wall surface behind the stage by a portrait image. Demonstrates the function of enlarging the display. As described above, the projector Pp provided with the optical converter 1 according to the present embodiment is installed at the position closest to the ceiling 103 even when it is installed in a ceiling-mounted manner with respect to the ceiling 103 at a high position. There are advantages that can be done. Further, it is assumed that the subject (person 104) on the stage is photographed as a vertically long image, that is, a vertically long screen by a video camera (not shown) placed 90 [°] horizontally. The projected surface portion 4 may be a case where a separate screen is installed on the wall surface, or a case where the white wall surface is used as it is as a screen.

まず、ビデオカメラにより縦長画像(縦画面)が撮影される(ステップS1)。したがって、縦長画像となる被写体の画像データは、被写体の向きが90〔°〕回転した横向きとなる。一方、撮影に基づく画像データは、プロジェクタPpに送信され、このプロジェクタPp(プロジェクタ本体部2p)の入力部に入力する(ステップS2)。これにより、プロジェクタ本体部2pからは、被写体が横向きとなる画像Vhに基づく出射光が出射する。 First, a vertically long image (vertical screen) is captured by the video camera (step S1). Therefore, the image data of the subject to be a vertically long image is the horizontal orientation in which the orientation of the subject is rotated by 90 [°]. On the other hand, the image data based on the shooting is transmitted to the projector Pp and input to the input unit of the projector Pp (projector main body 2p) (step S2). As a result, the emitted light based on the image Vh in which the subject is oriented sideways is emitted from the projector main body 2p.

また、プロジェクタ本体部2pから出射した出射光Coは、本実施形態に係る光学変換器1におけるリレーレンズ部6に入光し、このリレーレンズ部6を透過する(ステップS3)。リレーレンズ部6は、図5に示したレンズデータに基づき、表示パネル部Pppの実際の配設位置Xsに対して、当該表示パネル部Pppの実質的位置Xvが光進方向Fc前方に変移されるとともに、さらに、表示パネル部Pppの実質的位置Xvから出射される出射光により表示される画像を、実際の配設位置Xsにおける表示パネル部Pppから出射される出射光Coにより表示される画像に対して、任意の倍率(例示は、0.5倍)により縮小させる。 Further, the emitted light Co emitted from the projector main body 2p enters the relay lens 6 in the optical converter 1 according to the present embodiment and transmits the relay lens 6 (step S3). Based on the lens data shown in FIG. 5, the relay lens unit 6 shifts the substantial position Xv of the display panel unit Ppp to the front of the light-advancing Fc with respect to the actual arrangement position Xs of the display panel unit Ppp. At the same time, the image displayed by the emitted light emitted from the substantial position Xv of the display panel unit Ppp is further converted into the image displayed by the emitted light Co emitted from the display panel unit Ppp at the actual arrangement position Xs. On the other hand, it is reduced by an arbitrary magnification (0.5 times in the example).

図14に、プロジェクタ本体部2pから出射した出射光Coに基づく画像を所定の倍率により縮小された画像Vsをイメージ的に示している。この場合、画像Vsにおける被写体の向きは、図8に示す「横R」の文字のように90〔°〕回転した横向きとなる。なお、図15には、縮小後の画像Vsと対比するため、縮小前の画像Vh、即ち、本実施形態に係る光学変換器1を使用しない場合の画像Vhをイメージ的に示す。 FIG. 14 is an image showing an image Vs obtained by reducing an image based on the emitted light Co emitted from the projector main body 2p by a predetermined magnification. In this case, the orientation of the subject in the image Vs is the horizontal orientation rotated by 90 [°] as shown by the character “horizontal R” shown in FIG. Note that FIG. 15 is an image of the image Vh before reduction, that is, the image Vh when the optical converter 1 according to the present embodiment is not used, in order to compare with the image Vs after reduction.

さらに、リレーレンズ部6から出射した画像Vsは、画像角度変換部8を構成するプリズムユニット8uに入光する。そして、このプリズムユニット8u(画像角度変換部8)を透過することにより、図8に示すように、横方向の画像Vsは、光軸を支点として90〔°〕回転し、縦方向の画像Vtに変換される(ステップS4)。即ち、図8に示すように、プリズムメンバ8aに対して水平方向に入光する横方向の画像Vsは、プリズムメンバ8aの反射面8amにより反射し、入光方向に対して直角方向上方に出射し、画像Vm1として次のプリズムメンバ8bに入光する。プリズムメンバ8bは、プリズムメンバ8aに対して向きが異なるため、プリズムメンバ8bに入光した入射光は、プリズムメンバ8bの反射面8bmにより水平方向右方に反射する。また、反射面8bmにより反射した画像Vsは、縦方向の画像Vm2として次のプリズムメンバ8cに入光する。プリズムメンバ8cは、プリズムメンバ8bに対して向きが異なるため、プリズムメンバ8cに入光した入射光は、プリズムメンバ8cの反射面8cmにより水平方向前方に反射するとともに、縦方向に変換された「R」に係る画像Vtは、プリズムメンバ8cから出射する。このように、プリズムユニット8uに入光する横方向の画像Vsは、このプリズムユニット8uにより、光軸を支点として90〔°〕回転し、縦方向の画像Vtに変換されることになる。 Further, the image Vs emitted from the relay lens unit 6 enters the prism unit 8u constituting the image angle conversion unit 8. Then, by transmitting through the prism unit 8u (image angle conversion unit 8), as shown in FIG. 8, the image Vs in the horizontal direction is rotated by 90 [°] about the optical axis as a fulcrum, and the image Vt in the vertical direction is Is converted to (step S4). That is, as shown in FIG. 8, the lateral image Vs that receives light in the horizontal direction with respect to the prism member 8a is reflected by the reflecting surface 8am of the prism member 8a and is emitted upward in the direction perpendicular to the light entering direction. Then, the light enters the next prism member 8b as the image Vm1. Since the prism member 8b has a different orientation with respect to the prism member 8a, the incident light entering the prism member 8b is reflected to the right in the horizontal direction by the reflecting surface 8bm of the prism member 8b. Further, the image Vs reflected by the reflecting surface 8bm enters the next prism member 8c as the image Vm2 in the vertical direction. Since the prism member 8c has a different orientation with respect to the prism member 8b, the incident light entering the prism member 8c is reflected forward in the horizontal direction by the reflecting surface 8 cm of the prism member 8c and converted in the vertical direction. The image Vt related to "R" is emitted from the prism member 8c. In this way, the horizontal image Vs that enters the prism unit 8u is rotated by 90 [°] about the optical axis as a fulcrum by the prism unit 8u, and is converted into the vertical image Vt.

次いで、プリズムユニット8u(画像角度変換部8)から出射した出射光(画像Vt)は、レンズシフト機構部7を通過する(ステップS5)。このレンズシフト機構部7により、X方向(横方向)及びY方向(縦方向)に対する画像を表示する画面位置に対するシフト調整が行われる。 Next, the emitted light (image Vt) emitted from the prism unit 8u (image angle conversion unit 8) passes through the lens shift mechanism unit 7 (step S5). The lens shift mechanism 7 adjusts the shift with respect to the screen position for displaying the image in the X direction (horizontal direction) and the Y direction (vertical direction).

ところで、この場合、リレーレンズ部6により、画像Vhは所定の倍率(例示は、0.5倍)により縮小されているため、縮小した画像Vt(Vs)のシフト範囲は、大幅に拡大される。図14は画像(画面)Vsの場合のシフト範囲を示すとともに、図15は画像(画面)Vhの場合のシフト範囲を示している。なお、符号Aは有効像円を示す。画像Vsの場合、図14に示すように、X方向のシフト範囲は、画像Vsp,Vsqで示す範囲となり、Y方向のシフト範囲は、画像Vsu,Vsdで示す範囲となる。画像Vhの場合、図15に示すように、X方向のシフト範囲は、画像Vhp,Vhqで示す範囲となり、Y方向のシフト範囲は、画像Vhu,Vhdで示す範囲となる。これより明らかなように、縮小した画像Vsのシフト範囲(シフト率)は、縮小前の画像Vhに対して大きく拡大させることができる。 By the way, in this case, since the image Vh is reduced by the relay lens unit 6 at a predetermined magnification (0.5 times in the example), the shift range of the reduced image Vt (Vs) is greatly expanded. .. FIG. 14 shows the shift range in the case of the image (screen) Vs, and FIG. 15 shows the shift range in the case of the image (screen) Vh. Reference numeral A indicates an effective image circle. In the case of images Vs, as shown in FIG. 14, the shift range in the X direction is the range indicated by the images Vsp and Vsq, and the shift range in the Y direction is the range indicated by the images Vsu and Vsd. In the case of the image Vh, as shown in FIG. 15, the shift range in the X direction is the range indicated by the images Vhp and Vhq, and the shift range in the Y direction is the range indicated by the images Vhu and Vhd. As is clear from this, the shift range (shift rate) of the reduced image Vs can be greatly enlarged with respect to the image Vh before reduction.

一方、レンズシフト機構部7を通過した画像Vt(プリズムユニット8uの出射光)は、投射レンズ部3に入光し、この投射レンズ部3を透過する(ステップS6)。投射レンズ部3を透過した画像Vtは、被投射面部4に投射される。この際、画像Vtに対しては、投射レンズ部3に備えるズーミング調整機構やフォーカシング調整機構を含む各種調整機構により調整が行われる。これにより、被投射面部4には、最適に調整された画像Vtが表示される。 On the other hand, the image Vt (light emitted from the prism unit 8u) that has passed through the lens shift mechanism unit 7 enters the projection lens unit 3 and is transmitted through the projection lens unit 3 (step S6). The image Vt transmitted through the projection lens unit 3 is projected onto the projected surface portion 4. At this time, the image Vt is adjusted by various adjustment mechanisms including a zooming adjustment mechanism and a focusing adjustment mechanism provided in the projection lens unit 3. As a result, the optimally adjusted image Vt is displayed on the projected surface portion 4.

なお、図16は、特に、光学系5に着目した光学変換器1を含む全体の構成を模式的イメージにより示したものである。 Note that FIG. 16 shows a schematic image of the entire configuration including the optical converter 1 focusing on the optical system 5.

同図に示すように、表示パネル部Pppから出射した出射光Coによる横長の画面イメージV1(画像は横向)は、前述したリレーレンズ部6を介してプリズムユニット8uに入射し、プリズムユニット8u内において、一旦、結像する。この結像は、第一結像面となり、第一結像面における画面イメージV2は、図16に示すように、縦長となり、90〔°〕回転した画面となる。 As shown in the figure, the horizontally long screen image V1 (the image is horizontally oriented) due to the emitted light Co emitted from the display panel unit Ppp is incident on the prism unit 8u via the relay lens unit 6 described above, and is inside the prism unit 8u. In, once an image is formed. This image formation becomes the first image plane, and the screen image V2 on the first image plane becomes vertically long and 90 [°] rotated as shown in FIG.

この画面イメージV2は、リレーレンズ部6の変倍機能により縮小(例示は、0.5)されている。この縮小率は、レンズシフト機構部7の縦シフトに対応させることができる。なお、このときの画面イメージV2は、スクリーン部4に拡大投射される最終画面(画面イメージV3)に対して上下反転した画面となる。 This screen image V2 is reduced (example: 0.5) by the scaling function of the relay lens unit 6. This reduction ratio can correspond to the vertical shift of the lens shift mechanism unit 7. The screen image V2 at this time is a screen that is upside down with respect to the final screen (screen image V3) that is enlarged and projected on the screen unit 4.

そして、プリズムユニット8u内に結像した画面イメージV2は、投射レンズ部3を通して、第二結像面となるスクリーン部4に拡大投射される。スクリーン部4に拡大投射された画面イメージは、図16中のV3、即ち、縦長の正式な画面イメージV3となる。なお、図16に示した投射レンズ部3及びリレーレンズ部6をはじめとする各種レンズ群におけるレンズの枚数,曲率,構成等は模式的に例示したものであり、各種態様により適宜設定可能である。 Then, the screen image V2 imaged in the prism unit 8u is magnified and projected onto the screen unit 4 which is the second imaging surface through the projection lens unit 3. The screen image magnified and projected on the screen unit 4 is V3 in FIG. 16, that is, a vertically long formal screen image V3. The number, curvature, configuration, etc. of lenses in various lens groups including the projection lens unit 3 and the relay lens unit 6 shown in FIG. 16 are schematically exemplified, and can be appropriately set according to various modes. ..

このように、本実施形態に係る光学変換器1は、基本的な構成として、プロジェクタ本体部2pに内蔵する表示パネル部Pppの実際の配設位置Xsに対して当該表示パネル部Pppの実質的位置Xvを光進方向Fc前方に変移させるリレーレンズ部6と、このリレーレンズ部6の光進方向Fc前方に配した投射レンズ部3を支持して当該投射レンズ部3を縦方向Fv及び横方向Fhに変位させるレンズシフト機構部7とを有する光学系5を備えるため、表示パネル部Pppの実質的位置Xvをプロジェクタ本体部2pの前方、特に、プロジェクタ本体部2pの外部にまで変移させることが可能となり、レンズシフト機構部7と組合わせた場合であっても、レンズシフト機構部7の大型化を伴うことなく、レンズシフト機構部7の配設位置の選定或いはシフト範囲(シフト率)の選定等に対しても容易かつ柔軟に対応することができる。 As described above, the optical converter 1 according to the present embodiment has, as a basic configuration, substantially the display panel unit Ppp with respect to the actual arrangement position Xs of the display panel unit Ppp built in the projector main body 2p. Supporting the relay lens unit 6 that shifts the position Xv to the front of the light traveling direction Fc and the projection lens unit 3 arranged in front of the light traveling direction Fc of the relay lens unit 6, the projection lens unit 3 is used in the vertical direction Fv and the horizontal direction Fh. Since the optical system 5 having the lens shift mechanism unit 7 that is displaced to the lens shift mechanism unit 7 is provided, it is possible to shift the substantial position Xv of the display panel unit Ppp to the front of the projector main body 2p, particularly to the outside of the projector main body 2p. Therefore, even when the lens shift mechanism unit 7 is combined with the lens shift mechanism unit 7, the arrangement position of the lens shift mechanism unit 7 or the shift range (shift rate) is selected without increasing the size of the lens shift mechanism unit 7. It is possible to easily and flexibly deal with such problems.

また、光学変換器1は、光学系を除くプロジェクタ本体部2pに対して着脱し、当該プロジェクタ本体部2pから出射する出射光を被投射面部4に投射して画像を表示する投射レンズ部3に組合わせることにより所定の光学系5を構成するようにしたため、光学変換器1は、独立した単体器(ユニット)として構成できる。したがって、交換式の投射レンズ部3を備える既存のプロジェクタPp等の光学装置Pに対しても、後付けにより利用できるなど、汎用性及び発展性に優れる。 Further, the optical converter 1 is attached to and detached from the projector main body 2p excluding the optical system, and is projected onto the projected surface 4 to display the image by projecting the emitted light emitted from the projector main body 2p onto the projection lens 3. Since the predetermined optical system 5 is configured by combining them, the optical converter 1 can be configured as an independent single unit (unit). Therefore, it is excellent in versatility and expandability, for example, it can be retrofitted to an optical device P such as an existing projector Pp provided with an interchangeable projection lens unit 3.

次に、本発明に係る光学変換器1及び光学装置Pの変更実施形態について、図1,図4,図13〜図17を参照して説明する。 Next, a modified embodiment of the optical converter 1 and the optical device P according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 4, and 13 to 17.

最初に、第一の変更実施形態について説明する。第一の変更実施形態に係る光学変換器1は、画像角度変換部8を除いた形態となる。即ち、図2に示した光学変換器1は、基本的構成として、レンズシフト機構部7,画像角度変換部8及びリレーレンズ部6を備えて構成するが、第一の変更実施形態は、図2に示した光学変換器1から画像角度変換部8を除き、レンズシフト機構部7のフランジ部7fをリレーレンズ部6のフランジ部6fに直接結合した形態となる。したがって、第一の変更実施形態に係る光学変換器1であっても、レンズシフト機構部7を変更することなく、図2に示した光学変換器1と同様、図14に示したように、画像Vsを表示する画面のシフト範囲(シフト率)を、縦方向Fv及び横方向Fhに大幅に拡大することができる。 First, the first modified embodiment will be described. The optical converter 1 according to the first modified embodiment has a form excluding the image angle conversion unit 8. That is, the optical converter 1 shown in FIG. 2 includes a lens shift mechanism unit 7, an image angle conversion unit 8, and a relay lens unit 6 as a basic configuration, but the first modified embodiment is shown in FIG. The image angle conversion unit 8 is removed from the optical converter 1 shown in 2, and the flange portion 7f of the lens shift mechanism portion 7 is directly coupled to the flange portion 6f of the relay lens portion 6. Therefore, even in the optical converter 1 according to the first modified embodiment, as shown in FIG. 14, as in the optical converter 1 shown in FIG. 2, the lens shift mechanism unit 7 is not changed, as shown in FIG. The shift range (shift rate) of the screen displaying the images Vs can be significantly expanded in the vertical direction Fv and the horizontal direction Fh.

この第一の変更実施形態に係る光学変換器1の機能について、図17に示すフローチャートを参照して説明する。図17のフローチャートは、図12で示したフローチャートから画像角度変換部8による処理(機能)を除いた処理手順を示している。画像角度変換部8を除いた図17に示すフローチャートであっても、基本的なステップは、図12に示したフローチャートと同じになるが、画像角度変換部8を除いたため、画像角度の変換に関係する要素は不要となる。 The function of the optical converter 1 according to the first modified embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The flowchart of FIG. 17 shows a processing procedure excluding the processing (function) by the image angle conversion unit 8 from the flowchart shown in FIG. Even in the flowchart shown in FIG. 17 excluding the image angle conversion unit 8, the basic steps are the same as the flowchart shown in FIG. 12, but since the image angle conversion unit 8 is removed, the image angle can be converted. The related elements are no longer needed.

即ち、図17のステップS11は、図12のステップS1に対応するが、ビデオカメラにより撮影される画像は、必ずしも縦長画面で撮影する必要はなく、通常の横長画面であってもよい。また、図17のステップS12は、図12のステップS2に対応するが、必ずしもプロジェクタPを横置状態に設置する場合に特定されるものではない。一方、図17のステップS13は、図12のステップS3にそのまま対応するとともに、さらに、図17のステップS14,S15は、図12のステップS5,S6にそれぞれそのまま対応する。他方、図17のステップS16は、図12のステップS7に対応するが、被投射面部4に投射される画像を表示する画面は、ビデオカメラにより撮影される画像と同じ向きとなるため、縦長表示に限定されるものではない。 That is, although step S11 in FIG. 17 corresponds to step S1 in FIG. 12, the image captured by the video camera does not necessarily have to be captured on a vertically long screen, and may be a normal horizontally long screen. Further, step S12 in FIG. 17 corresponds to step S2 in FIG. 12, but is not necessarily specified when the projector P is installed in a horizontal state. On the other hand, step S13 of FIG. 17 corresponds to step S3 of FIG. 12 as it is, and steps S14 and S15 of FIG. 17 correspond to steps S5 and S6 of FIG. 12 as they are. On the other hand, step S16 in FIG. 17 corresponds to step S7 in FIG. 12, but the screen for displaying the image projected on the projected surface portion 4 has the same orientation as the image captured by the video camera, so that the display is vertically long. It is not limited to.

次に、第二の変更実施形態について説明する。図2に示した光学変換器1は、プロジェクタ本体部2pと投射レンズ部3を備える一般的なプロジェクタPpと組合わせて使用する形態となり、特に、このプロジェクタPpに装着されている投射レンズ部3をそのまま使用する形態となる。これに対して、第二の変更実施形態は、プロジェクタPpに備える投射レンズ部3を利用しない光学変換器1としたものである。即ち、図2に示した光学変換器1に備えるレンズシフト機構部7の出射側に、専用の投射レンズ部3を設けて構成したものであり、全体の構成は、図4に示した形態となる。したがって、第二の変更実施形態に係る光学変換器1によれば、プロジェクタPpに装着されている投射レンズ部3と、第二の変更実施形態に係る光学変換器1を交換するのみで使用することができる。このように構成する第二の変更実施形態によれば、投射レンズ部3を、光学変換器1に対する専用の投射レンズとして設計可能になるため、投射レンズ部3を、リレーレンズ部6とレンズシフト機構部7等にマッチングさせた最適な光学変換器1を構築できるなど、光学変換器1の最適化を図れる利点がある。 Next, the second modified embodiment will be described. The optical converter 1 shown in FIG. 2 is used in combination with a general projector Pp including a projector main body 2p and a projection lens 3, and in particular, a projection lens 3 mounted on the projector Pp. Will be used as it is. On the other hand, the second modified embodiment is an optical converter 1 that does not use the projection lens unit 3 provided in the projector Pp. That is, a dedicated projection lens unit 3 is provided on the exit side of the lens shift mechanism unit 7 provided in the optical converter 1 shown in FIG. 2, and the overall configuration is the same as that shown in FIG. Become. Therefore, according to the optical converter 1 according to the second modified embodiment, the projection lens unit 3 mounted on the projector Pp is used only by exchanging the optical converter 1 according to the second modified embodiment. be able to. According to the second modified embodiment configured in this way, the projection lens unit 3 can be designed as a projection lens dedicated to the optical converter 1, so that the projection lens unit 3 is lens-shifted with the relay lens unit 6. There is an advantage that the optical converter 1 can be optimized, for example, an optimum optical converter 1 that matches the mechanism unit 7 or the like can be constructed.

次に、第三の変更実施形態について説明する。第三の変更実施形態は、予め、光学変換器1をプロジェクタPpに一体に組込んで構成したものである。したがって、第三の変更実施形態における光学変換器1を一体に備えるプロジェクタは、本発明に係る光学装置PとなるプロジェクタPpを構成する。即ち、第三の変更実施形態として構成するプロジェクタPpは、光学系を除くプロジェクタ本体部2p(光学装置本体部2)と、このプロジェクタ本体部2p(光学装置本体部2)から出射する出射光を被投射面部4に投射して画像を表示する投射レンズ部3を有する光学系とを備える光学装置を構成するに際して、プロジェクタ本体部2p(光学装置本体部2)に内蔵する表示パネル部Pppの実際の配設位置Xsに対して当該表示パネル部Pppの実質的位置Xvを光進方向Fc前方に変移させるリレーレンズ部6と、このリレーレンズ部6の光進方向Fc前方に配した投射レンズ部3と、この投射レンズ部3を支持して当該投射レンズ部3を縦方向Fv及び横方向Fhに変位させるレンズシフト機構部7とを有する光学系5を備えて構成したものである。 Next, the third modified embodiment will be described. The third modified embodiment is configured by integrally incorporating the optical converter 1 into the projector Pp in advance. Therefore, the projector integrally provided with the optical converter 1 in the third modified embodiment constitutes the projector Pp which is the optical device P according to the present invention. That is, the projector Pp configured as the third modified embodiment has the projector main body 2p (optical device main body 2) excluding the optical system and the emitted light emitted from the projector main body 2p (optical device main body 2). When constructing an optical device including an optical system having a projection lens unit 3 that projects an image onto a projected surface unit 4 and displays an image, the actual display panel unit Ppp built in the projector main body 2p (optical device main body 2) is actually used. A relay lens unit 6 that shifts the substantial position Xv of the display panel unit Ppp to the front of the optical traveling direction Fc with respect to the arrangement position Xs of the above, and a projection lens unit 3 arranged in front of the optical traveling direction Fc of the relay lens unit 6. The optical system 5 is provided with a lens shift mechanism unit 7 that supports the projection lens unit 3 and displaces the projection lens unit 3 in the vertical direction Fv and the horizontal direction Fh.

以上、最適実施形態(変更実施形態)について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。 Although the optimum embodiment (modified embodiment) has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and the present invention is described in terms of detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, and the like. It can be changed, added, or deleted arbitrarily as long as it does not deviate from the gist of.

例えば、リレーレンズ部6における変倍機能の縮小させる倍率として、0.5倍を例示したが、各種倍率により実施可能である。一方、レンズシフト機構部7は、縦方向Fv及び横方向Fhの双方に変位させる構成を示したが、縦方向Fv又は横方向Fhのいずれか一方のみに変位させる構成を排除するものではない。また、表示パネル部Pppとして、液晶方式に基づく液晶パネルを用いた例を示したが、DLP方式に基づく表示パネル等、各種表示方式に基づく表示パネルを適用可能である。さらに、画像角度変換部8として、複数のプリズムメンバ8a,8b,8cの組合わせにより構成した場合を例示したが、複数のミラーメンバを組合わせて構成するなど、同様の機能を発揮する他の手段により置換可能である。したがって、画像角度変換部8は、複数の反射面8am,8bm,8cmにより構成することにより、複数のプリズムメンバ8a,8b,8cや複数のミラーメンバを組合わせて構成できるなど、特定の部品に限定されることなく、汎用性及び発展性に優れた画像角度変換部8として利用可能である。 For example, 0.5 times has been exemplified as a magnification for reducing the variable magnification function in the relay lens unit 6, but it can be implemented with various magnifications. On the other hand, the lens shift mechanism unit 7 shows a configuration in which the lens shift mechanism unit 7 is displaced in both the vertical direction Fv and the horizontal direction Fh, but the configuration in which the lens shift mechanism unit 7 is displaced in only one of the vertical direction Fv and the horizontal direction Fh is not excluded. Further, although an example in which a liquid crystal panel based on the liquid crystal system is used as the display panel unit Ppp is shown, a display panel based on various display methods such as a display panel based on the DLP method can be applied. Further, although the case where the image angle conversion unit 8 is configured by combining a plurality of prism members 8a, 8b, 8c is illustrated, other functions such as a combination of a plurality of mirror members are exhibited. It can be replaced by means. Therefore, by configuring the image angle conversion unit 8 with a plurality of reflecting surfaces 8am, 8bm, 8cm, a plurality of prism members 8a, 8b, 8c and a plurality of mirror members can be combined to form a specific component. Without limitation, it can be used as an image angle conversion unit 8 having excellent versatility and expandability.

本発明に係る光学変換器は、着脱可能な投射レンズ部を備える各種プロジェクタをはじめ、同様な表示機能を有する各種光学装置に利用できるとともに、光学装置は、一例として挙げたポートレート撮影した人物等の縦長の被写体(画像)を投射して表示する場合をはじめ、各種の表示用途に利用できる。 The optical converter according to the present invention can be used for various projectors having a detachable projection lens unit and various optical devices having the same display function, and the optical device can be a person who has taken a portrait as an example. It can be used for various display purposes, including the case of projecting and displaying a vertically long subject (image).

Claims (8)

光学系を除く光学装置本体部と、この光学装置本体部から出射する出射光を被投射面部に投射して画像を表示する投射レンズ部を有する光学系とを備える光学装置において、前記光学装置本体部の光進方向前方に配し、前記光学装置本体部に内蔵する表示パネル部の実際の配設位置に対して当該表示パネル部の実質的位置を光進方向前方に変移させるとともに、前記実際の配設位置における表示パネル部からの出射光により表示される画像に対して前記実質的位置における表示パネル部からの出射光により表示される画像を任意の倍率により縮小させるリレーレンズ部と、このリレーレンズ部の光進方向前方に配し、複数の反射面を組合わせて構成することにより、前記リレーレンズ部から出射する出射光に係わる所定角度の画像を、光軸を回転中心にして回転させた画像に変換する画像角度変換部と、この画像角度変換部の光進方向前方に配し、前記投射レンズ部を支持して当該投射レンズ部を縦方向及び/又は横方向に変位させるレンズシフト機構部とを有する光学系を備えてなることを特徴とする光学装置。 In an optical device including an optical device main body excluding an optical system and an optical system having a projection lens unit that projects emitted light emitted from the optical device main body onto a projected surface to display an image, the optical device main body. The display panel unit is arranged in front of the optical device main body, and the actual position of the display panel unit is changed to the front in the optical light direction with respect to the actual arrangement position of the display panel unit built in the main body of the optical device. A relay lens unit that reduces the image displayed by the light emitted from the display panel unit at the actual position with respect to the image displayed by the light emitted from the display panel unit at the installation position by an arbitrary magnification, and this relay lens. An image obtained by rotating an image at a predetermined angle related to the emitted light emitted from the relay lens portion with the optical axis as the center of rotation by arranging the portions in front of the optical traveling direction and forming a combination of a plurality of reflecting surfaces. An image angle conversion unit that converts to the image angle conversion unit, and a lens shift mechanism unit that is arranged in front of the image angle conversion unit in the optical traveling direction to support the projection lens unit and displace the projection lens unit in the vertical and / or horizontal directions. An optical device comprising an optical system having the above. 前記画像角度変換部は、複数のプリズムメンバを組合わせたプリズムユニットを備えることを特徴とする請求項1記載の光学装置。 The optical device according to claim 1, wherein the image angle conversion unit includes a prism unit in which a plurality of prism members are combined. 前記プリズムユニットは、光路に沿って配した三つのプリズムメンバにより構成することを特徴とする請求項2記載の光学装置。 The optical device according to claim 2, wherein the prism unit is composed of three prism members arranged along an optical path. 光学系を除く光学装置本体部に対して着脱し、当該光学装置本体部から出射する出射光を被投射面部に投射して画像を表示する投射レンズ部に組合わせることにより所定の光学系を構成する光学変換器であって、前記光学装置本体部の光進方向前方に配し、前記光学装置本体部に内蔵する表示パネル部の実際の配設位置に対して当該表示パネル部の実質的位置を光進方向前方に変移させるとともに、前記実際の配設位置における表示パネル部からの出射光により表示される画像に対して前記実質的位置における表示パネル部からの出射光により表示される画像を任意の倍率により縮小させるリレーレンズ部と、このリレーレンズ部の光進方向前方に配し、複数の反射面を組合わせて構成することにより、前記リレーレンズ部から出射する出射光に係わる所定角度の画像を、光軸を回転中心にして回転させた画像に変換する画像角度変換部と、この画像角度変換部の光進方向前方に配し、前記投射レンズ部を支持して当該投射レンズ部を縦方向及び/又は横方向に変位させるレンズシフト機構部とを有する光学系を備えてなることを特徴とする光学変換器。 A predetermined optical system is configured by attaching to and detaching from the main body of the optical device excluding the optical system and combining it with a projection lens that displays an image by projecting the emitted light emitted from the main body of the optical device onto the surface to be projected. The optical converter is arranged in front of the optical device main body in the optical traveling direction, and the actual position of the display panel is set with respect to the actual arrangement position of the display panel built in the optical device main body. An arbitrary image displayed by the light emitted from the display panel unit at the actual position is displayed with respect to the image displayed by the light emitted from the display panel unit at the actual arrangement position while shifting forward in the light advance direction. By arranging the relay lens unit that is reduced by magnification and the relay lens unit in front of the optical traveling direction and combining a plurality of reflecting surfaces, an image at a predetermined angle related to the emitted light emitted from the relay lens unit can be obtained. , An image angle conversion unit that converts an image rotated around the optical axis as the center of rotation, and an image angle conversion unit located in front of the optical direction of the image angle conversion unit to support the projection lens unit and support the projection lens unit in the vertical direction and / Or an optical converter comprising an optical system having a lens shift mechanism portion that is displaced in the lateral direction. 前記画像角度変換部は、複数のプリズムメンバを組合わせたプリズムユニットを備えることを特徴とする請求項4記載の光学変換器。 The optical converter according to claim 4, wherein the image angle conversion unit includes a prism unit in which a plurality of prism members are combined. 前記プリズムユニットは、光路に沿って配した三つのプリズムメンバにより構成することを特徴とする請求項5記載の光学変換器。 The optical converter according to claim 5, wherein the prism unit is composed of three prism members arranged along an optical path. 前記画像角度変換部は、出射側に、前記光学装置本体部に対するバックフォーカスを調整可能なバックフォーカス調整機構部を備えることを特徴とする請求項4記載の光学変換器。 The optical converter according to claim 4, wherein the image angle conversion unit includes a back focus adjustment mechanism unit capable of adjusting the back focus on the optical device main body portion on the emission side. 前記レンズシフト機構部は、出射側に前記投射レンズ部を一体に備えることを特徴とする請求項4記載の光学変換器。 The optical converter according to claim 4, wherein the lens shift mechanism unit includes the projection lens unit integrally on the emission side.
JP2018536996A 2016-09-05 2017-07-11 Optical device and optical converter Active JP6882739B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016172484 2016-09-05
JP2016172484 2016-09-05
PCT/JP2017/025222 WO2018042891A1 (en) 2016-09-05 2017-07-11 Optical device and optical converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018042891A1 JPWO2018042891A1 (en) 2019-06-24
JP6882739B2 true JP6882739B2 (en) 2021-06-02

Family

ID=61301521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018536996A Active JP6882739B2 (en) 2016-09-05 2017-07-11 Optical device and optical converter

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6882739B2 (en)
WO (1) WO2018042891A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022038144A (en) * 2020-08-26 2022-03-10 株式会社コシナ Lens device of optical equipment

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0862566A (en) * 1994-08-17 1996-03-08 Sony Corp Liquid crystal projector
JPH09101566A (en) * 1995-10-06 1997-04-15 Tec Corp Projector
JP2005173095A (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Canon Inc Projection type image display device
JP2010122485A (en) * 2008-11-20 2010-06-03 Seiko Epson Corp Projection type display device
JP5471194B2 (en) * 2009-09-03 2014-04-16 セイコーエプソン株式会社 projector
JP5838450B2 (en) * 2011-06-09 2016-01-06 株式会社コシナ Lens shift device for projector
JP2013235215A (en) * 2012-05-11 2013-11-21 Seiko Epson Corp Projector
JP2016206528A (en) * 2015-04-27 2016-12-08 キヤノン株式会社 Optical system and optical device using the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018042891A1 (en) 2018-03-08
JPWO2018042891A1 (en) 2019-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8662679B2 (en) Projection system and projector including the same
US10338381B2 (en) Image display apparatus and head-up display system
JP5358280B2 (en) Projection board device and transmissive screen used therefor
US7009776B2 (en) Projection optical system and projection apparatus using the same
CN105829966B (en) Projecting image displaying appts and projection optical system
JP2010085973A (en) Variable magnification optical system and projector
US10254522B2 (en) Ultra-short throw projector
JP2011039210A (en) Image projector
JP2006003717A (en) Projection display apparatus
JP6064535B2 (en) Projection optical system and image display apparatus including the same
JP6882739B2 (en) Optical device and optical converter
JP2020008799A (en) Wide-angle lens device
JP6694761B2 (en) Projection zoom lens and projection type image display device
CN112433426B (en) Projection system and method of manufacturing the same
JP7023441B2 (en) Optical equipment and transducers
JP5039399B2 (en) Lens system
JP2007531025A (en) Lens barrel rotating apparatus having at least four positions for light incident on or emitted from a laser scanning microscope
US20060285081A1 (en) Portable rear projection apparatus for projection display
KR20180088249A (en) Ultra short focus projector
JP2018063297A (en) Zoom lens for projection and projection type image display device
JP3951833B2 (en) Material presentation device
JP2005292359A (en) Lens device and its adjustment method
US10444606B2 (en) Projection lens assembly method and projection image display apparatus
KR200241244Y1 (en) Front type LCD projector
JP2005249879A (en) Variable power adjusting apparatus for rear projection lens barrel

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190307

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200624

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210324

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210422

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6882739

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350