JP7023441B2 - Optical equipment and transducers - Google Patents

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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 an emitted light emitted from an optical device main body excluding an optical system onto a projected surface portion to display an image, and an optical converter used in combination with the projection lens portion. Regarding.

一般に、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(光学機器)は広く知られている。また、この種のプロジェクタの設置方式としては、据置き式と天吊り式が知られており、通常、天吊り式は、特許文献1及び2等に開示されるように、天井に吊金具を固定し、この吊金具の下端にプロジェクタを取付けている。 Generally, a projector (optical device) that projects emitted light emitted from a projector main body portion to a screen portion through a projection lens portion and displays an image on the screen portion is widely known. Further, as an installation method of this type of projector, a stationary type and a ceiling-mounted type are known. Usually, the ceiling-mounted type has a hanging metal fitting on the ceiling as disclosed in Patent Documents 1 and 2. It is fixed and a projector is attached to the lower end of this hanging bracket.

天吊り式は、プロジェクタの置き場所を確保する必要がないため、例えば、図5に示すようなファッションショー等が行われる発表会場100でも採用されている。図5中、符号(101)は、吊金具102を介して天井103に取付けられたプロジェクタを示す。そして、このような発表会場100では、ビデオカメラ(不図示)により被写体となるステージ上の人物104をポートレート撮影し、プロジェクタ(101)によりステージ後方壁面に設けたスクリーン部105に拡大表示している。 Since it is not necessary to secure a place for the projector to be placed on the ceiling, for example, the ceiling-mounted type is also adopted in the presentation venue 100 where a fashion show or the like as shown in FIG. 5 is held. In FIG. 5, reference numeral (101) indicates a projector mounted on the ceiling 103 via the hanging metal fitting 102. Then, at such a presentation venue 100, a portrait of a person 104 on the stage as a subject is photographed by a video camera (not shown), and the projector (101) enlarges and displays the person 104 on the screen portion 105 provided on the rear wall surface of the stage. There is.

特開2010-014766号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-104766 特開2011-180407号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-180407

しかし、上述した天吊り式により設置する従来のプロジェクタ(光学装置)は、次のような解決すべき課題も存在した。 However, the conventional projector (optical device) installed by the above-mentioned ceiling suspension type also has the following problems to be solved.

即ち、通常、プロジェクタ(101)は、正面視の長手方向が左右に位置する横置状態に設置するため、画面形状は横長となる。したがって、人物104を撮影し、人物104のみを縦長のスクリーン部105に拡大表示するためには、画像処理等により人物104に対するトリミングを行う必要があるなど、煩雑な処理が必要になる。しかも、有効に使用できる画素数の減少を招くため、拡大表示する画像(映像)の画質(解像度等)を低下させる要因ともなる。 That is, since the projector (101) is usually installed in a horizontal state in which the longitudinal direction of the front view is located on the left and right, the screen shape is horizontally long. Therefore, in order to photograph the person 104 and enlarge and display only the person 104 on the vertically long screen unit 105, complicated processing such as trimming of the person 104 by image processing or the like is required. Moreover, since the number of pixels that can be effectively used is reduced, it also becomes a factor that lowers the image quality (resolution, etc.) of the enlarged image (video).

一方、ビデオカメラを横にし、縦長の画面に人物104の全体が入るポートレート撮影を行うとともに、図5に仮想線で示すプロジェクタ101vのように、正面視の長手方向が上下に位置する縦置状態に設置すれば、画像処理等を行うことなくそのまま拡大表示可能になるが、反面、プロジェクタ(101)にとっては、変則的な設置方法となるため、画像を表示する画面に対するレンズシフト機構によるシフト範囲や台形補正範囲が十分に確保できなくなり、図5に仮想線で示すように、プロジェクタ101vを、天井103から下方に離れた位置、即ち、より低い高さに設置せざるを得ない。 On the other hand, the video camera is laid down horizontally to take a portrait image in which the entire person 104 is placed on a vertically long screen, and the vertical position is vertically oriented in the longitudinal direction of the front view as shown by the projector 101v shown by the virtual line in FIG. If it is installed in the state, it can be enlarged and displayed as it is without performing image processing, but on the other hand, it is an irregular installation method for the projector (101), so it shifts to the screen on which the image is displayed by the lens shift mechanism. The range and the trapezoidal correction range cannot be sufficiently secured, and as shown by the virtual line in FIG. 5, the projector 101v must be installed at a position downward from the ceiling 103, that is, at a lower height.

結局、従来のプロジェクタ(101)を使用してポートレート画像を拡大表示する場合、プロジェクタ101vのように、設置姿勢を縦置状態にする必要があるとともに、天井に対してより低い位置に設置する必要があり、プロジェクタが観客の視界に入り易い目障りな存在になるなど、特に一部の用途によっては設置性に難点があった。 After all, when using a conventional projector (101) to magnify a portrait image, it is necessary to set the installation posture vertically like the projector 101v, and install it at a lower position with respect to the ceiling. There was a problem in installability, especially for some applications, such as the need for the projector to be an obtrusive presence that is easily visible to the audience.

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 solves 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、光路に沿って配し、かつ反射面8am,8bm,8cmを有する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を用いるとともに、プリズムメンバ8a,8b,8cの少なくとも一部を、光軸を回転中心にして回動させることにより、光学装置本体部2からの出射光Coに係わる所定角度の画像Vsを、光軸を回転中心にして少なくとも直角方向に回転させた画像Vtに変更可能な画像角度変更機能を有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/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 onto the projected surface portion 4 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, three prism members 8a, 8b, 8c arranged along an optical path and having reflecting surfaces 8am, 8bm, 8cm are combined. By using the configured prism unit 8u and rotating at least a part of the prism members 8a, 8b, 8c about the optical axis as the center of rotation, the predetermined angle related to the emitted light Co from the optical device main body 2 is obtained. An image angle conversion unit 8 having an image angle changing function capable of changing an image Vs into an image Vt rotated at least in a perpendicular direction with the optical axis as the center of rotation, and an image angle conversion unit 8 arranged in front of the optical direction Fc of the image angle conversion unit 8. It is characterized by comprising an optical system 5 having a projection lens unit 3 and 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 / or the lateral direction Fh. And.

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、光路に沿って配し、かつ反射面8am,8bm,8cmを有する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を用いるとともに、プリズムメンバ8a,8b,8cの少なくとも一部を、光軸を回転中心にして回動させることにより、光学装置本体部2からの出射光Coに係わる所定角度の画像Vsを、光軸を回転中心にして少なくとも直角方向に回転させた画像Vtに変更可能な画像角度変更機能を有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, is arranged along an optical path, and has reflecting surfaces of 8 am, 8 bm, and 8 cm. An optical device main body is used by using a prism unit 8u composed of a combination of two prism members 8a, 8b, 8c and rotating at least a part of the prism members 8a, 8b, 8c with the optical axis as the center of rotation. An image angle conversion unit 8 having an image angle changing function capable of changing an image Vs having a predetermined angle related to the emitted light Co from the unit 2 into an image Vt rotated at least in a perpendicular direction with the optical axis as the center of rotation, and the image angle conversion unit 8. It is provided with a lens shift mechanism unit 7 that supports the projection lens unit 3 arranged in front of the optical direction Fc of the image angle conversion unit 8 and displaces the projection lens unit 3 in the vertical direction Fv and / or the horizontal direction Fh. It is characterized by.

この場合、発明の好適な態様により、光学系5には、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、この表示パネル部Pppからの出射光Coを画像角度変換部8に入光させるリレーレンズ部6を設けることができ、このリレーレンズ部6には、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を持たせることが望ましい。また、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には、出射側に、投射レンズ部3を一体に設けてもよい。 In this case, according to a preferred embodiment of the invention, the optical system 5 has a substantially position Xv of the display panel unit Ppp relative to the actual arrangement position Xs of the display panel unit Ppp built in the optical device main body 2. A relay lens unit 6 that shifts to the front of the direction Fc and allows the emitted light Co from the display panel unit Ppp to enter the image angle conversion unit 8 can be provided, and the relay lens unit 6 is provided with an actual arrangement position. The image displayed by the emitted light Co from the display panel unit Ppp in Xs is provided with a scaling characteristic that reduces the image displayed by the emitted light from the display panel unit at the substantial position Xv by an arbitrary magnification. Is desirable. Further, the image angle conversion unit 8 can 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 emission 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からの出射光Coに係わる所定角度の画像Vsを、光軸を回転中心にして少なくとも直角方向に回転させた画像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とを備えてなるため、ビデオカメラを、例えば、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、プロジェクタ等の光学装置Pを一般的な横置状態のまま、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、このような表示を行う場合であっても画質が無用に低下する不具合を回避できる。 (1) An image angle conversion unit 8 that converts an image Vs at a predetermined angle related to the emitted light Co from the optical device main body 2 into an image Vt rotated at least in a perpendicular direction with the optical axis as the center of rotation, and this image. Since it is provided with a lens shift mechanism unit 7 that supports the projection lens unit 3 arranged in front of the optical axis Fc of the angle conversion unit 8 and displaces the projection lens unit 3 in the vertical direction Fv and / or the horizontal direction Fh. Even when the video camera is set to a vertical screen for portrait photography, the image taken by the video camera can be displayed as it is while the optical device P such as a projector is kept in a general horizontal state. Even when such a display is performed, it is possible to avoid a problem that the image quality is unnecessarily deteriorated.

(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に対して後付けすること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 attached to and detached from the optical device main body 2 excluding the optical system, and the emitted light Co emitted from the optical device main body 2 is projected onto the projected surface portion 4 to display an image. Since the predetermined optical system 5 is configured by combining with the lens unit 3, the optical converter 1 can be configured as an independent single unit. Therefore, it is excellent in versatility and expandability, for example, it can be used by retrofitting it to an optical device P such as an existing projector provided with an interchangeable projection lens unit 3.

(3) 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。 (3) 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.

(4) 画像角度変換部8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により構成したため、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。 (4) Since 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 and has high accuracy. The stable image angle conversion unit 8 can be configured.

(5) 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により構成したため、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することができ、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。 (5) Since the prism unit 8u is composed of three prism members 8a, 8b, and 8c arranged along the optical path, it is the most advantageous configuration from the viewpoints of low cost, light weight, compactness, and translucency. It can be carried out as the most desirable embodiment in carrying out the present invention.

(6) プリズムユニット8uには、プリズムメンバ8a,8b,8cの少なくとも一部を、光軸を回転中心にして回転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たため、プリズムメンバ8a,8b,8cによりプリズムユニット8uを構成する際に、少なくとも一部のプリズムメンバ8a,8b,8cを、光軸を回転中心にして回動可能に組付けるなどにより実現できる。これにより、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。 (6) The prism unit 8u has an image angle changing function capable of changing the angle of the image Vs to an arbitrary angle by rotating at least a part of the prism members 8a, 8b, 8c with the optical axis as the center of rotation. Since it is provided, when the prism unit 8u is configured by the prism members 8a, 8b, 8c, it can be realized by assembling at least a part of the prism members 8a, 8b, 8c so as to be rotatable around the optical axis. .. As a result, 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 for the projected image, and it can be relatively easily implemented.

(7) 好適な態様により、光学系5に、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、この表示パネル部Pppからの出射光Coを画像角度変換部8に入光させるリレーレンズ部6を設ければ、表示パネル部Pppの実質的位置Xvを光学機器本体部2の前方、特に、光学機器本体部2の外部にまで変移させることが可能になるため、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できる。 (7) According to a preferred embodiment, in the optical system 5, the substantial position Xv of the display panel portion Ppp is set in front of the optical device main body 2 with respect to the actual arrangement position Xs of the display panel portion Ppp built in the optical device main body 2. If a relay lens unit 6 is provided to allow the emitted light Co from the display panel unit Ppp to enter the image angle conversion unit 8, the actual position Xv of the display panel unit Ppp can be set to the front of the optical device main body 2. In particular, since it can be transferred to the outside of the optical device main body 2, even when combined with the lens shift mechanism 7, the lens does not increase in size. It is possible to easily and flexibly respond to the selection of the arrangement position of the shift mechanism unit 7 or the selection of the shift range (shift rate).

(8) 好適な態様により、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を持たせれば、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。 (8) According to a preferred embodiment, the light emitted from the display panel unit at the actual position Xv with respect to the image displayed by the image displayed by the display panel unit Ppp at the actual arrangement position Xs on the relay lens unit 6. If the image displayed in The 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 from the left and right, and the projected surface portion 4 can be easily enlarged. On the other hand, the installability (installation flexibility) of the optical device P can be dramatically improved, such as being able to be installed at a closer position.

(9) 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。 (9) 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 on the optical device main body 2 on the emission side, various optical devices having different back focus can be 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.

(10) 好適な態様により、レンズシフト機構部7の出射側に、投射レンズ部3を一体に設ければ、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の最適化を図ることができる。 (10) According to a preferred embodiment, if the projection lens unit 3 is integrally provided on the emission side of the lens shift mechanism unit 7, the projection lens unit 3 can be designed as a projection lens dedicated to the optical converter 1. The optical converter 1 can be optimized, for example, the optimum optical converter 1 can be constructed by matching the projection lens unit 3 with the relay lens unit 6 and the lens shift mechanism unit 7.

本発明の好適実施形態に係る光学変換器の外観平面図、External plan view of the optical converter according to the preferred embodiment of the present invention, 同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、External plan view showing the state in which the optical converter is attached to a projector which is an optical device, 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, 同光学変換器を装着したプロジェクタの天吊り式を用いた設置例を示す概要図、Schematic diagram showing an installation example using a ceiling-mounted projector equipped with the same 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画像角度変換部の斜視図、Perspective view of the image angle converter provided in the optical converter, 同画像角度変換部の分解斜視図、An exploded perspective view of the same image angle 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 attached, 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、A schematic configuration diagram showing an example of an optical system inside a projector to which the optical converter can be mounted. 同光学変換器の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, 同光学変換器に備えるリレーレンズ部の機能説明図、Functional explanatory diagram of the relay lens part 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 transducer,

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,8am:反射面,8bm:反射面,8cm:反射面,12:バックフォーカス調整機構部,P:光学装置,Pp:プロジェクタ,Ppp:表示パネル部,Vh:画像,Vs:横方向の画像,Vt:縦方向の画像,Co:出射光,Fc:光進方向,Fv:縦方向,Fh:横方向,Xs:配設位置,Xv:実質的位置 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, 8am: reflective surface, 8bm: reflective surface, 8 cm: reflective surface, 12: back focus adjustment mechanism, P: optical device, Pp: Projector, Ppp: Display panel, Vh: Image, Vs: Horizontal image, Vt: Vertical image, Co: Emitted light, Fc: Optical direction, Fv: Vertical direction, Fh: Horizontal direction, Xs: Arrangement Position, Xv: Substantial position

次に、本発明に係る最良実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, the best 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1,図10~図12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 to which the optical converter 1 can be used will be described with reference to FIGS. 1, 10 to 12. In the embodiment, a general-purpose projector Pp is shown as an example of the optical device P.

図10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1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1)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10中、点線で示すPppは、プロジェクタ本体部2pに内蔵するDMD(デジタルミラーデバイス)や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. 10, the projector Pp includes a projector main body 2p constituting 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. 1, 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. 1) on the 2p side of the projector main body portion. The above is the appearance configuration of the entire projector Pp. In FIG. 10, Ppp shown by a dotted line indicates a display panel portion such as a DMD (digital mirror device) or a liquid crystal panel built in the projector main body portion 2p, and a predetermined back focus is ensured for the projection lens portion 3. It is mounted in a fixed state at the arrangement position Xs of.

一方、図11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11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. 11 shows a block configuration of an optical system and a signal system in the projector main body 2p. In FIG. 11, 21 indicates the above-mentioned cabinet, 3 indicates the above-mentioned projection lens unit, and Ppp indicates the above-mentioned display panel unit. 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 the 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. 33 indicates 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12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12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. 12 shows an example of the configuration of the optical system in the projector main body 2p. The optical system exemplified in FIG. 12 includes an illumination optical system 51, a color separation optical system 52, and a relay optical system 53, 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 the polarization are on the downstream side in the light advancing direction of the light source unit 32. 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 transmit G light and B light to the dichroic mirror 65, and the reflected light (R light) of this 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 penetrates 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 dichroic 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. The 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12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12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 liquid crystal panel 56 for R light, the liquid crystal panel 57 for G light, and the liquid crystal panel 58 for B light constitute the display panel unit Ppp. The above-exemplified optical system constitutes a known general projector element. In FIG. 12, 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. 12, 4 shows a projected surface portion using a flat screen.

さらに、プロジェクタ本体部2pは、図11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. 11, 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 for exchanging and receiving communication with the outside, a control unit 39 including a CPU and performing 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9及び図15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 9 and 15.

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 optical traveling 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, 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の前方へ変移させる機能、即ち、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を、当該リレーレンズ部6に入光する画像に対して、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 of shifting to the front of the optical direction Fc, that is, a relay function. Further, in addition to the relay function, the exemplary relay lens unit 6 converts an image displayed by the emitted light Co from the display panel unit Ppp at the actual arrangement position Xs into an image that enters the relay lens unit 6. On the other hand, it has a scaling characteristic (magnification function) that reduces the magnification by an arbitrary magnification.

このように、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を持たせれば、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。 In this way, the relay lens unit 6 is displayed by the emitted light 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. If the image has a variable magnification characteristic of reducing the image 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. Therefore, 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.

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6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6中、ndは屈折率、νdはアッベ数である。また、図6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. FIG. 6 shows the lens data of the relay lens unit 6 as an example. The relay lens unit 6 has a magnification of 0.5 times. In FIG. 6, nd is the refractive index and νd is the Abbe number. Further, in FIG. 6, 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 substantial position Xv (position corresponding to the imaging point) of the display panel portion Ppp at the arrangement position Xs inside the projector main body portion 2p is located outside the projector Pp by the relay lens portion 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2,図7~図8及び図15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1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8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図7に示すプリズムユニット8uを内蔵する。これにより、図15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. 2, 7 to 8 and 15. The image angle conversion unit 8 includes a housing 8h as an outer shell, and as shown in FIG. 1, has a flange portion 8fr connected to a flange portion 6f provided on the lens barrel 6c at the rear end of the housing 8h. The front end has a flange portion 8 ff. Further, the housing 8h incorporates the prism unit 8u shown in FIG. 7, which is configured by combining the three prism members 8a, 8b, 8c shown in FIG. 8. As a result, as shown in FIG. 15, 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, 8 cm indicate the reflecting surfaces of the prism members 8a, 8b, 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、光軸を支点として、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 an image angle conversion unit 8 that converts a horizontal image Vs into a vertical image Vt with the optical axis as a fulcrum is provided between the relay lens unit 6 and the lens shift mechanism unit 7, a video camera can be obtained. Even when portrait photography is performed with a vertical screen, the image captured 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 can be avoided. 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, and translucency. 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8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…の少なくとも一部、即ち、プリズムメンバ8a…の一部又は全部を、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. 8, since the image angle conversion unit 8 constitutes the prism unit 8u by combining a plurality of prism members 8a, 8b, 8c, the image angle conversion unit 8 has a prism member 8a ... At least a part of, that is, a part or all of the prism member 8a ... Is provided with an image angle changing function capable of changing the angle of the image Vs to an arbitrary angle by rotating the prism member 8a ... You can also. In this case, if a support structure that can rotate relatively 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 platen 7x displaced in the X-direction is supported by the mechanism), and the Y-direction movable platen 7y displaced in the Y-direction by an operation mechanism (drive mechanism) (not shown) is supported on the front surface of the X-direction movable platen 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9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 emission side (light entry side with respect to the lens shift mechanism unit 7) of the image angle conversion unit 8. Is provided. FIG. 9 shows a 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 long guides (in the example, three at equal intervals in the circumferential direction) 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 engages with and is guided by 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 large diameters, 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 portion 81p and 82n are in a forward / reverse relationship, if the adjusting ring 85 is rotated in the positive 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 a 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 a 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, so that it 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16を参照して説明する。 Next, the method and function of using the optical converter 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 16.

最初に、光学変換器1の使用方法について、図1~図3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をスクリーン部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 3. The optical converter 1 is a general projector Pp including a projector main body 2p and a projection lens unit 3 that projects an emitted light Co emitted from the projector main body 2p onto a screen unit 4 to display an image, particularly this projector. It can be used in combination with the projection lens unit 3 provided in Pp.

使用に際しては、まず、図1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1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. 1, the projection lens portion 3 attached to the projector main body portion 2p is removed from the projector main body portion 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. 1, 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2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1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. 2 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. 1, arrow D2 shows an image of this operation. As a result, the already installed projector Pp can be changed to the 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. 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(作用)について、図1~図16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5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13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 (action) of the projector Pp including the optical converter 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 16. The overall function will be described step by step with reference to the flowchart shown in FIG. 13 for the projector Pp installed in the fashion show venue of FIG. 5 shown as an example.

この場合、プロジェクタPpは、図5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スクリーン部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。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、スクリーン部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. 5, the projector Pp is horizontally attached to the ceiling 103 of the venue 101 via the hanging bracket 102, and is enlarged by a portrait image on the vertically long screen portion 4 on the wall surface behind the stage. Demonstrate the function to display. 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) lying 90 [°] sideways. The screen unit 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)の入力部に付与される(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 taken 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 is given to the input unit of the projector Pp (projector main body 2p) (step S2). As a result, 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6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 passes through the relay lens 6 (step S3). Based on the lens data shown in FIG. 6, the relay lens unit 6 shifts the substantial position Xv of the display panel unit Ppp to the front of the optical direction Fc with respect to the actual arrangement position Xs of the display panel unit Ppp. Further, the image displayed by the emitted light emitted from the substantial position Xv of the display panel unit Ppp is 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(b)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15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14(a)には、縮小後の画像Vsと対比するため、縮小前の画像Vhをイメージ的に示す。 FIG. 14B shows an image Vs of an image based on the emitted light Co emitted from the projector main body 2p reduced 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. 14A shows the image Vh before reduction as an image for comparison 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15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15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 passing through the prism unit 8u (image angle conversion unit 8), as shown in FIG. 15, the image Vs in the horizontal direction is rotated by 90 [°] with 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. 15, the horizontal image Vs that enters the 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, light enters the next prism member 8b as the image Vm1. Since the prism member 8b has a different direction 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 direction 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に示す(a)は画像(画面)Vhの場合のシフト範囲、(b)は画像(画面)Vsの場合のシフト範囲をそれぞれ示している。なお、符号Aは有効像円である。画像Vhの場合、(a)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。これに対して、画像Vsの場合、(b)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。このように、縮小した画像Vsのシフト範囲は、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 (in the example, 0.5 times), the shift range of the reduced image Vt (Vs) is greatly expanded. FIG. 14A shows a shift range in the case of an image (screen) Vh, and FIG. 14B shows a shift range in the case of an image (screen) Vs. The reference numeral A is an effective image circle. In the case of the image Vh, as shown in (a), 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. On the other hand, in the case of the image Vs, as shown in (b), 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 this way, the shift range of the reduced image Vs can be greatly expanded 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、スクリーン部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、スクリーン部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 passes through the projection lens unit 3 (step S6). The image Vt transmitted through the projection lens unit 3 is projected onto the screen unit 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 screen unit 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 magnified 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 image forming 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 aspects. ..

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からの出射光Coに係わる所定角度の画像Vsを、光軸を回転中心にして少なくとも直角方向に回転させた画像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とを備えてなるため、ビデオカメラを、例えば、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、プロジェクタ等の光学装置Pを一般的な横置状態のまま、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、このような表示を行う場合であっても画質が無用に低下する不具合を回避できる。 As described above, the optical converter 1 according to the present embodiment has, as a basic configuration, an image Vs at a predetermined angle related to the emitted light Co from the projector main body 2p in at least a perpendicular direction with the optical axis as the center of rotation. Supporting the image angle conversion unit 8 that converts the rotated image Vt and the projection lens unit 3 arranged in front of the optical direction Fc of the image angle conversion unit 8, the projection lens unit 3 is vertically Fv and / or lateral. Since it is provided with a lens shift mechanism unit 7 that shifts in the direction Fh, even when a video camera is set to a vertical screen for portrait photography, an optical device P such as a projector is generally used horizontally. The image taken by the video camera can be displayed as it is in the stationary state, and even when such a display is performed, it is possible to avoid a problem that the image quality is unnecessarily deteriorated.

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に対して後付けすること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 the emitted light Co emitted from the projector main body 2p is projected onto the projected surface portion 4 to display an image. Since the predetermined optical system 5 is configured by combining with the above, the optical converter 1 can be configured as an independent single unit. Therefore, it is excellent in versatility and expandability, for example, it can be used by retrofitting it to an optical device P such as an existing projector provided with an interchangeable projection lens unit 3.

次に、本発明に係る光学変換器1の変更実施形態について、図1,図4,図13~図16を参照して説明する。 Next, a modified embodiment of the optical converter 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 4, 13 to 16.

最初に、第一の変更実施形態について説明する。図1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、第一の変更実施形態は、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1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、第一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、第一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一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。 First, the first modified embodiment will be described. The optical converter 1 shown in FIG. 1 is used in combination with a general projector Pp including a projector main body 2p and a projection lens 3, and in particular, the projection lens 3 mounted on the projector Pp. Will be used as it is. On the other hand, the first modification 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 emission side of the lens shift mechanism unit 7 provided in the optical converter 1 shown in FIG. 1, and the overall configuration is the same as that shown in FIG. Become. Therefore, according to the optical converter 1 according to the first modified embodiment, the projection lens unit 3 mounted on the projector Pp is used only by exchanging the optical converter 1 according to the first modified embodiment. be able to. According to the first 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, the optimum optical converter 1 that matches the mechanism unit 7 or the like can be constructed.

次に、第二の変更実施形態について説明する。第二の変更実施形態は、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、第二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、本発明に係るプロジェクタPpを構成する。即ち、第二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と、このプロジェクタ本体部2pから出射する出射光をスクリーン部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プロジェクタを構成するに際し、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/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を備えて構成したものである。 Next, the second modified embodiment will be described. The second modified embodiment is configured by incorporating the optical converter 1 into the projector Pp in advance. Therefore, the projector integrally provided with the optical converter 1 in the second modified embodiment constitutes the projector Pp according to the present invention. That is, the projector Pp configured as the second modified embodiment has a projector main body 2p excluding the optical system and a projection lens unit that projects the emitted light emitted from the projector main body 2p onto the screen unit 4 to display an image. When constructing a projector including an optical system having a lens 3, the substantial position Xv of the display panel unit Ppp is set to the optical direction Fc with respect to the actual arrangement position Xs of the display panel unit Ppp built in the projector main body 2p. The relay lens unit 6 that shifts to the front, the projection lens unit 3 arranged in front of the Fc in the optical direction of the relay lens unit 6, and the projection lens unit 3 that supports the projection lens unit 3 are vertically Fv and / or It is configured to include an optical system 5 having a lens shift mechanism portion 7 that is displaced in the lateral direction Fh.

以上、最良実施形態(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 best embodiment (modified embodiment) has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and 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は、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前方へ変移させるリレー機能を有すれば足り、例示のように、変倍機能を持たせるか否かは任意である。この際、変倍機能を持たせる場合、任意の倍率により縮小させることが望ましいが、等倍又は拡大させる場合を排除するものでない。なお、縮小させる倍率として、0.5倍を例示したが、0,3倍,0.8倍…等、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としては、DMD方式に基づく表示パネル,液晶方式に基づく液晶パネル,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。 For example, the relay lens unit 6 has a relay function of shifting the substantial position Xv of the display panel unit Ppp to the front of the Fc in the optical direction with respect to the actual arrangement position Xs of the display panel unit Ppp built in the projector main body 2p. It is sufficient to have, and as shown in the example, it is optional whether or not to have the scaling function. At this time, when the variable magnification function is provided, it is desirable to reduce the magnification by an arbitrary magnification, but the case of equal magnification or enlargement is not excluded. Although 0.5 times is exemplified as the magnification to be reduced, it can be carried out by various magnifications such as 0, 3 times, 0.8 times, and the like. On the other hand, the lens shift mechanism unit 7 has shown a configuration in which the lens shift mechanism unit 7 is displaced in both the vertical direction Fv and the horizontal direction Fh, but does not exclude a configuration in which the lens shift mechanism unit 7 is displaced in only one of the vertical direction Fv and the horizontal direction Fh. Further, as the display panel unit Ppp, a display panel based on various display methods such as a display panel based on the DMD method, a liquid crystal panel based on the liquid crystal method, and a display panel based on the DLP method can be applied.

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、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 optical devices having the same display function, including various projectors equipped with a detachable projection lens unit, and the optical device is a vertically long subject such as a portrait photographed person. It can be used for various display purposes, including the case of projecting and displaying (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、光路に沿って配し、かつ反射面を有する三つのプリズムメンバを組合わせて構成したプリズムユニットを用いるとともに、前記プリズムメンバの少なくとも一部を、光軸を回転中心にして回動させることにより、前記光学装置本体部からの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少なくとも直角方向に回転させた画像に変更可能な画像角度変更機能を有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た前記投射レンズ部と、この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ることを特徴とする光学装置。 In an optical device including an optical device main body excluding the optical system and an optical system having a projection lens portion that projects the emitted light emitted from the optical device main body onto the projected surface portion to display an image, along the optical path. The optical device main body is used by using a prism unit configured by combining three prism members arranged and having a reflecting surface, and by rotating at least a part of the prism members around an optical axis as a rotation center. An image angle conversion unit having an image angle changing function capable of changing an image having a predetermined angle related to the light emitted from the unit into an image rotated at least in a perpendicular direction with the optical axis as the center of rotation, and an image angle conversion unit. It is characterized by comprising an optical system having the projection lens portion arranged in front of the light advance direction and a lens shift mechanism portion that supports the projection lens portion and displaces the projection lens portion in the vertical direction and / or the lateral direction. Optical device. 前記光学系は、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、この表示パネル部からの出射光を前記画像角度変換部に入光させるリレーレンズ部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 system shifts the substantial position of the display panel portion forward in the light advance direction with respect to the actual arrangement position of the display panel portion built in the optical device main body portion, and emits light from the display panel portion. The optical device according to claim 1, further comprising a relay lens unit that allows light to enter the image angle conversion unit. 前記リレーレンズ部は、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変倍特性を備えることを特徴とする請求項2記載の光学装置。 The relay lens unit displays an image displayed by the light emitted from the display panel unit at the substantial position with respect to an image displayed by the light emitted from the display panel unit at the actual arrangement position at an arbitrary magnification. The optical device according to claim 2, further comprising a scaling characteristic for reducing the magnification. 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、光路に沿って配し、かつ反射面を有する三つのプリズムメンバを組合わせて構成したプリズムユニットを用いるとともに、前記プリズムメンバの少なくとも一部を、光軸を回転中心にして回動させることにより、前記光学装置本体部からの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少なくとも直角方向に回転させた画像に変更可能な画像角度変更機能を有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た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 optical device main body excluding the optical system and combining it with a projection lens unit that projects the emitted light emitted from the optical device main body onto the projected surface portion to display an image. An optical converter that is arranged along an optical path and is composed of a combination of three prism members having a reflecting surface, and at least a part of the prism members is centered on the optical axis. It has an image angle changing function that can change an image having a predetermined angle related to the light emitted from the main body of the optical device to an image rotated at least in a perpendicular direction with the optical axis as the center of rotation. It is provided with an image angle conversion unit and a lens shift mechanism unit that supports the projection lens unit arranged in front of the image angle conversion unit in the optical direction and displaces the projection lens unit in the vertical direction and / or the lateral direction. An optical converter characterized by that. 前記光学系は、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、この表示パネル部からの出射光を前記画像角度変換部に入光させるリレーレンズ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 system shifts the substantial position of the display panel portion forward in the light advance direction with respect to the actual arrangement position of the display panel portion built in the optical device main body portion, and emits light from the display panel portion. The optical converter according to claim 4, further comprising a relay lens unit that allows light to enter the image angle conversion unit. 前記リレーレンズ部は、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変倍特性を備えることを特徴とする請求項5記載の光学変換器。 The relay lens unit displays an image displayed by the light emitted from the display panel unit at the substantial position with respect to an image displayed by the light emitted from the display panel unit at the actual arrangement position at an arbitrary magnification. The optical converter according to claim 5, further comprising a scaling characteristic for reducing the magnification. 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又は5記載の光学変換器。 The optical converter according to claim 4 or 5, 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 is integrally provided with the projection lens unit on the emission side.
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