JPH04346309A - 投射光学装置 - Google Patents

投射光学装置

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JPH04346309A
JPH04346309A JP3147923A JP14792391A JPH04346309A JP H04346309 A JPH04346309 A JP H04346309A JP 3147923 A JP3147923 A JP 3147923A JP 14792391 A JP14792391 A JP 14792391A JP H04346309 A JPH04346309 A JP H04346309A
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lens
liquid crystal
lens system
crystal projector
projection
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Kazuo Kimura
一雄 木村
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】あおり光学系を採用し、投射レンズ系の投
    射側にアタッチメントレンズ系を配置した投射光学装置
    において、前記アタッチメントレンズ系の中心を前記投
    射レンズ系の光軸からあおり方向にシフトさせたことを
    特徴とする投射光学装置。
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