JPH08320462A - 投影光学装置 - Google Patents
投影光学装置Info
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- JPH08320462A JPH08320462A JP7126581A JP12658195A JPH08320462A JP H08320462 A JPH08320462 A JP H08320462A JP 7126581 A JP7126581 A JP 7126581A JP 12658195 A JP12658195 A JP 12658195A JP H08320462 A JPH08320462 A JP H08320462A
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- G03B—APPARATUS 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
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS 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
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
- G03B21/006—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using LCD's
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 一つの物体面を、互いに同一平面上にない異
なる複数のスクリーン上に同時に投影する投影光学装置
であって、従来のこの種の装置に比べ小型化が可能で、
安価に提供でき、スクリーン配置の自由度も大きいもの
を提供する。 【構成】 一つの物体面１２を、互いに同一平面上にな
い異なる複数のスクリーン３、４上に同時に投影する投
影光学装置であり、複数のスクリーン３、４に物体面１
２の画像を同時投影するための各スクリーンにそれぞれ
対応する投影光学系１、２を備えており、それら投影光
学系１、２は、物体面の中心１１と投影光学系１、２に
よるスクリーン３、４上の像面７０、８０の中心７、８
を結ぶ基線５、６が互いに平行でなく、投影光学系１、
２を構成する光学素子を互いに共有しておらず、且つ、
物体面１２に対して同じ側の空間に配置されている投影
光学装置。
なる複数のスクリーン上に同時に投影する投影光学装置
であって、従来のこの種の装置に比べ小型化が可能で、
安価に提供でき、スクリーン配置の自由度も大きいもの
を提供する。 【構成】 一つの物体面１２を、互いに同一平面上にな
い異なる複数のスクリーン３、４上に同時に投影する投
影光学装置であり、複数のスクリーン３、４に物体面１
２の画像を同時投影するための各スクリーンにそれぞれ
対応する投影光学系１、２を備えており、それら投影光
学系１、２は、物体面の中心１１と投影光学系１、２に
よるスクリーン３、４上の像面７０、８０の中心７、８
を結ぶ基線５、６が互いに平行でなく、投影光学系１、
２を構成する光学素子を互いに共有しておらず、且つ、
物体面１２に対して同じ側の空間に配置されている投影
光学装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一つの物体面、さらに
言えば、照明装置による照明により提供される実物物体
面や、ＬＣＤ（液晶表示）装置等の画像表示装置により
提供される面画像による物体面等の一つの物体面を互い
に同一平面上にない異なる複数のスクリーン上に同時に
投影する投影光学装置に関する。
言えば、照明装置による照明により提供される実物物体
面や、ＬＣＤ（液晶表示）装置等の画像表示装置により
提供される面画像による物体面等の一つの物体面を互い
に同一平面上にない異なる複数のスクリーン上に同時に
投影する投影光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一つの物体面は、これを２以上の異なる
スクリーン上に同時に投影できることが要求されること
や、それが望ましい場合がある。例えば、各種講習会、
会議等において、一つの物体面をスクリーンに投影しな
がら講習、会議等を行う場合において、本来のスクリー
ンの他、講師等の話者或いは投影オペレータの近傍に設
けたモニター用のスクリーンにも同じ物体面画像を同時
に投影することができれば都合がよい。また、会場が広
い等により、異なる位置の２以上のスクリーンに画像を
投影したいという場合も考えられる。
スクリーン上に同時に投影できることが要求されること
や、それが望ましい場合がある。例えば、各種講習会、
会議等において、一つの物体面をスクリーンに投影しな
がら講習、会議等を行う場合において、本来のスクリー
ンの他、講師等の話者或いは投影オペレータの近傍に設
けたモニター用のスクリーンにも同じ物体面画像を同時
に投影することができれば都合がよい。また、会場が広
い等により、異なる位置の２以上のスクリーンに画像を
投影したいという場合も考えられる。
【０００３】このため従来、実物照明により提供される
物体面、ＬＣＤ等により画像表示される物体面等の物体
面の一つ、換言すれば、複数スクリーンに対し共通の物
体面を同一平面上にない複数の異なるスクリーン上に同
時に投影できる投影光学装置の開発が試みられている。
従来の投影光学装置では、投影光学系と物体面提供部の
間に光分岐手段を設け、物体面提供部における物体面か
らの出射光束をコンデンサーレンズなどで平行光にし、
その光路を光分岐手段（ダイクロイックミラーやハーフ
ミラー等による光分岐手段）において異なる複数の光路
に分離・分割し、これにより異なるスクリーン上に同じ
物体面画像を同時投影している。
物体面、ＬＣＤ等により画像表示される物体面等の物体
面の一つ、換言すれば、複数スクリーンに対し共通の物
体面を同一平面上にない複数の異なるスクリーン上に同
時に投影できる投影光学装置の開発が試みられている。
従来の投影光学装置では、投影光学系と物体面提供部の
間に光分岐手段を設け、物体面提供部における物体面か
らの出射光束をコンデンサーレンズなどで平行光にし、
その光路を光分岐手段（ダイクロイックミラーやハーフ
ミラー等による光分岐手段）において異なる複数の光路
に分離・分割し、これにより異なるスクリーン上に同じ
物体面画像を同時投影している。
【０００４】その代表的なものの１例を図９に示す。こ
の投影光学装置は、画像表示装置９０における物体面画
像９１からの出射光束をコリメート手段（ここではコリ
メートレンズ）９２により平行光にし、この平行光束を
光分岐手段９３に入射させる。光分岐手段９３は前記の
平行光の一部を９０度反射する一方、残りの光をそのま
ま直進させる。かくして画像からの出射光が２分割され
る。光分岐手段９３に反射された光は反射ミラー９４
１、９４２にて折り返され、第１の投影光学系９５によ
り第１のスクリーン９６上に結像する。また、光分岐手
段９３で反射されずに直進した光は第２の投影光学系９
７により、途中反射ミラー９８で折り返されつつ第２の
スクリーン９９上に結像する。このようにして共通の物
体面画像９１が互いに同一平面上にない二つの異なるス
クリーン９６、９９上に同時投影される。
の投影光学装置は、画像表示装置９０における物体面画
像９１からの出射光束をコリメート手段（ここではコリ
メートレンズ）９２により平行光にし、この平行光束を
光分岐手段９３に入射させる。光分岐手段９３は前記の
平行光の一部を９０度反射する一方、残りの光をそのま
ま直進させる。かくして画像からの出射光が２分割され
る。光分岐手段９３に反射された光は反射ミラー９４
１、９４２にて折り返され、第１の投影光学系９５によ
り第１のスクリーン９６上に結像する。また、光分岐手
段９３で反射されずに直進した光は第２の投影光学系９
７により、途中反射ミラー９８で折り返されつつ第２の
スクリーン９９上に結像する。このようにして共通の物
体面画像９１が互いに同一平面上にない二つの異なるス
クリーン９６、９９上に同時投影される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、共通の
物体面を互いに同一平面上にない複数の異なるスクリー
ン上に同時投影する従来の投影光学装置では、既述のと
おり物体面と投影光学系との間に光分岐手段を必要と
し、それは、液晶プロジェクターのＲＧＢの合成などの
分岐手段と同様であり、高価なプリズム素子やコンデン
サーレンズ等の付加光学系が投影光学系と物体面との間
に必要であり、それだけ高価につくとともに、投影光学
装置の光学系全長が長くなり、且つ、投影光学系の配置
の自由度が少なくなり、装置全体の小型化が難しい。
物体面を互いに同一平面上にない複数の異なるスクリー
ン上に同時投影する従来の投影光学装置では、既述のと
おり物体面と投影光学系との間に光分岐手段を必要と
し、それは、液晶プロジェクターのＲＧＢの合成などの
分岐手段と同様であり、高価なプリズム素子やコンデン
サーレンズ等の付加光学系が投影光学系と物体面との間
に必要であり、それだけ高価につくとともに、投影光学
装置の光学系全長が長くなり、且つ、投影光学系の配置
の自由度が少なくなり、装置全体の小型化が難しい。
【０００６】図９に示す従来装置においても、画像表示
装置９０に表示された物体面９１の前方空間には光分岐
手段９３とコリメート手段９２などの付加光学系が必要
であり、そのため光学系自体が大型となり、且つ、高価
なものになる。また、スクリーン９６平面、９９平面の
配置の自由度は少なく、反射ミラー９４１、９４２、９
８等の光軸の折り返し手段によって決まり、任意のスク
リーン平面上に投影するためには、さらにプリズムなど
の高価な素子が必要となる。
装置９０に表示された物体面９１の前方空間には光分岐
手段９３とコリメート手段９２などの付加光学系が必要
であり、そのため光学系自体が大型となり、且つ、高価
なものになる。また、スクリーン９６平面、９９平面の
配置の自由度は少なく、反射ミラー９４１、９４２、９
８等の光軸の折り返し手段によって決まり、任意のスク
リーン平面上に投影するためには、さらにプリズムなど
の高価な素子が必要となる。
【０００７】そこで本発明は、一つの物体面を、互いに
同一平面上にない異なる複数のスクリーン上に同時に投
影する投影光学装置であって、従来のこの種の装置に比
べ小型化が可能で、安価に提供でき、スクリーン配置の
自由度も大きいものを提供することを課題とする。
同一平面上にない異なる複数のスクリーン上に同時に投
影する投影光学装置であって、従来のこの種の装置に比
べ小型化が可能で、安価に提供でき、スクリーン配置の
自由度も大きいものを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、一つの物体面を、互いに同一平面上にない異
なる複数のスクリーン上に同時に投影する投影光学装置
において、前記複数のスクリーンに前記物体面の画像を
同時投影するための各スクリーンにそれぞれ対応する投
影光学系を備えており、それら投影光学系は、前記物体
面の中心と該投影光学系によるスクリーン上の像面の中
心を結ぶ基線が互いに平行でなく、投影光学系を構成す
る光学素子を互いに共有しておらず、且つ、前記物体面
に対して同じ側の空間に配置されていることを特徴とす
る投影光学装置を提供する。
するため、一つの物体面を、互いに同一平面上にない異
なる複数のスクリーン上に同時に投影する投影光学装置
において、前記複数のスクリーンに前記物体面の画像を
同時投影するための各スクリーンにそれぞれ対応する投
影光学系を備えており、それら投影光学系は、前記物体
面の中心と該投影光学系によるスクリーン上の像面の中
心を結ぶ基線が互いに平行でなく、投影光学系を構成す
る光学素子を互いに共有しておらず、且つ、前記物体面
に対して同じ側の空間に配置されていることを特徴とす
る投影光学装置を提供する。
【０００９】なお、前記「基線」は、換言すれば、物体
面中心から投影光学系を通過する光束の中心光線であ
る。本発明に係るこの投影光学装置において、物体面は
実物面の照明装置による照明により、或いは画像表示装
置による物体面画像の表示等により提供されるが、後者
の画像表示装置としては、ＬＣＤ（液晶表示）、ＶＦＤ
（蛍光表示管）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネ
ル）、ＣＲＴ表示等により画像表示するものが考えられ
る。画像表示装置は自発光型のものでも照明型のもので
も構わない。
面中心から投影光学系を通過する光束の中心光線であ
る。本発明に係るこの投影光学装置において、物体面は
実物面の照明装置による照明により、或いは画像表示装
置による物体面画像の表示等により提供されるが、後者
の画像表示装置としては、ＬＣＤ（液晶表示）、ＶＦＤ
（蛍光表示管）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネ
ル）、ＣＲＴ表示等により画像表示するものが考えられ
る。画像表示装置は自発光型のものでも照明型のもので
も構わない。
【００１０】いずれにしてもスクリーンに投影すべき物
体面提供にあたり照明装置を採用するとき、それは、通
常、物体面の側（物体面の法線のある側）又は物体面の
背後に設けられる。また、投影光学系の数は、物体面側
の空間に配置することができるものであればよいが、前
記基線の物体面法線に対する傾き角θがあまり大きくな
りすぎると、物体面側から入射する光量に大きな分布が
生じ、スクリーン上にも大きな照度分布が生じるため、
それぞれの投影光学系の基線の傾き角θは３０度以下で
あることが望ましい。
体面提供にあたり照明装置を採用するとき、それは、通
常、物体面の側（物体面の法線のある側）又は物体面の
背後に設けられる。また、投影光学系の数は、物体面側
の空間に配置することができるものであればよいが、前
記基線の物体面法線に対する傾き角θがあまり大きくな
りすぎると、物体面側から入射する光量に大きな分布が
生じ、スクリーン上にも大きな照度分布が生じるため、
それぞれの投影光学系の基線の傾き角θは３０度以下で
あることが望ましい。
【００１１】物体面画像をスクリーンに投影するにあた
り、要すれば基線をスクリーン方向に曲げるミラーを採
用することができる。また、ミラーを投影光学系の一部
として、曲率のついた形状にし、光軸を大きく曲げ、さ
らに収差補正を行わせる機能を付加することも可能であ
る。本発明に係る投影光学装置の態様として次のものを
例示できる。 前記複数の投影光学系に、物体面中心と像面中心を
結ぶ基線が物体面法線に対して傾くように配置された投
影光学系が含まれており、該投影光学系については、そ
れに含まれる少なくとも一つのレンズ又はレンズ群が偏
心している投影光学装置（図２に示す実施例等参照）。
り、要すれば基線をスクリーン方向に曲げるミラーを採
用することができる。また、ミラーを投影光学系の一部
として、曲率のついた形状にし、光軸を大きく曲げ、さ
らに収差補正を行わせる機能を付加することも可能であ
る。本発明に係る投影光学装置の態様として次のものを
例示できる。 前記複数の投影光学系に、物体面中心と像面中心を
結ぶ基線が物体面法線に対して傾くように配置された投
影光学系が含まれており、該投影光学系については、そ
れに含まれる少なくとも一つのレンズ又はレンズ群が偏
心している投影光学装置（図２に示す実施例等参照）。
【００１２】ここで少なくとも一つのレンズ又はレンズ
群が「偏心している」とは、該レンズ又はレンズ群の光
軸が他のレンズ又はレンズ群の光軸と一致していないこ
とを意味する。なお、後ほどの説明にあらわれる「共
軸」とは、光学系を構成しているレンズの光軸が一致し
ていることを意味する。投影光学系の基線と物体面の法
線とが傾いている場合、共軸な投影光学系を用いると一
般的に投影画像に台形歪みが生じる。そこで台形歪みを
生じさせないために広画角な共軸投影光学系の画角の一
部を使ってスクリーン上に投影することが考えられる
が、これは投影光学系の物体面とスクリーンとが平行で
ある場合に限られる。また、広画角な共軸系は一般にレ
ンズ径が大きく、画角の端の部分を使うため収差を十分
に補正しようとするとレンズ枚数も多くなるという問題
もある。
群が「偏心している」とは、該レンズ又はレンズ群の光
軸が他のレンズ又はレンズ群の光軸と一致していないこ
とを意味する。なお、後ほどの説明にあらわれる「共
軸」とは、光学系を構成しているレンズの光軸が一致し
ていることを意味する。投影光学系の基線と物体面の法
線とが傾いている場合、共軸な投影光学系を用いると一
般的に投影画像に台形歪みが生じる。そこで台形歪みを
生じさせないために広画角な共軸投影光学系の画角の一
部を使ってスクリーン上に投影することが考えられる
が、これは投影光学系の物体面とスクリーンとが平行で
ある場合に限られる。また、広画角な共軸系は一般にレ
ンズ径が大きく、画角の端の部分を使うため収差を十分
に補正しようとするとレンズ枚数も多くなるという問題
もある。
【００１３】この点、基線が物体面の法線方向に対し傾
き、任意のスクリーン平面に投影するような投影光学系
については、上記したように、レンズ系の一部を偏心さ
せることで歪曲を補正し、歪みの少ない良好な像をスク
リーンに投影することが可能となる。 前記複数の投影光学系に、物体面中心と像面中心を
結ぶ基線が物体面法線と平行である共軸系の投影光学系
が少なくとも１つ含まれている投影光学装置（図５に示
す実施例参照）。
き、任意のスクリーン平面に投影するような投影光学系
については、上記したように、レンズ系の一部を偏心さ
せることで歪曲を補正し、歪みの少ない良好な像をスク
リーンに投影することが可能となる。 前記複数の投影光学系に、物体面中心と像面中心を
結ぶ基線が物体面法線と平行である共軸系の投影光学系
が少なくとも１つ含まれている投影光学装置（図５に示
す実施例参照）。
【００１４】本発明の投影光学装置における投影光学系
は、物体面法線と基線が平行な場合は、偏心系、共軸系
のどちらかを採用することになるが、像面が基線に対し
垂直、換言すればスクリーン面が物体面と平行なら共軸
系にすればよく、それ以外なら偏心系にすることが望ま
しい。これは、スクリーン上の投影像に台形（歪曲）歪
みを生じさせない、又はかかる歪みを抑制するための条
件の一つである。物体面と平行でないスクリーンに投影
する場合には、投影光学系は偏心したレンズ、又はレン
ズ群をもつことが、歪曲補正上有利である。
は、物体面法線と基線が平行な場合は、偏心系、共軸系
のどちらかを採用することになるが、像面が基線に対し
垂直、換言すればスクリーン面が物体面と平行なら共軸
系にすればよく、それ以外なら偏心系にすることが望ま
しい。これは、スクリーン上の投影像に台形（歪曲）歪
みを生じさせない、又はかかる歪みを抑制するための条
件の一つである。物体面と平行でないスクリーンに投影
する場合には、投影光学系は偏心したレンズ、又はレン
ズ群をもつことが、歪曲補正上有利である。
【００１５】物体面とスクリーン平面とが平行な場合に
限れば、物体面の法線方向に共軸な投影光学系を配置す
ることは、従来の光学系をそのまま適用でき、歪曲収差
やその他の収差がほとんど影響ない高輝度・高倍率・高
精細な像を物体面と平行なスクリーン平面に投影するこ
とが可能である。この共軸系の投影光学系と基線が物体
面の法線と傾くように配置された投影光学系とを組み合
わせた配置にすることで、物体面からの光量を有効に用
いた投影光学装置を提供することができ、例えば、プロ
ジェクターにモニター用の小型のスクリーンを装備した
投影光学装置としての応用が可能である。 前記投影光学系として、物体面法線に対し基線が互
いに対称配置になるように二つの投影光学系を配置した
投影光学装置（図６の実施例参照）。
限れば、物体面の法線方向に共軸な投影光学系を配置す
ることは、従来の光学系をそのまま適用でき、歪曲収差
やその他の収差がほとんど影響ない高輝度・高倍率・高
精細な像を物体面と平行なスクリーン平面に投影するこ
とが可能である。この共軸系の投影光学系と基線が物体
面の法線と傾くように配置された投影光学系とを組み合
わせた配置にすることで、物体面からの光量を有効に用
いた投影光学装置を提供することができ、例えば、プロ
ジェクターにモニター用の小型のスクリーンを装備した
投影光学装置としての応用が可能である。 前記投影光学系として、物体面法線に対し基線が互
いに対称配置になるように二つの投影光学系を配置した
投影光学装置（図６の実施例参照）。
【００１６】物体面の法線に対し、互いの基線が対称に
なるように２つの投影光学系を配置した場合、投影レン
ズ系に共通のものを用いることができ、それだけ装置生
産コストを低減できる。また、一方に照明光学系、他方
に投影光学系（撮像光学系）を用いれば、実体顕微鏡な
どにも応用が可能である。このとき、光量損やゴースト
の発生を抑制し、且つ、別々に調整できる利点がある。 前記複数の投影光学系に、物体面中心と像面中心を
結ぶ基線が物体面法線に対して傾くように配置された投
影光学系が含まれており、該投影光学系については、そ
のうち少なくとも一つを共軸系のアフォーカル光学系又
は一部にアフォーカル系を用いた光学系としてある投影
光学装置（図７の実施例参照）。
なるように２つの投影光学系を配置した場合、投影レン
ズ系に共通のものを用いることができ、それだけ装置生
産コストを低減できる。また、一方に照明光学系、他方
に投影光学系（撮像光学系）を用いれば、実体顕微鏡な
どにも応用が可能である。このとき、光量損やゴースト
の発生を抑制し、且つ、別々に調整できる利点がある。 前記複数の投影光学系に、物体面中心と像面中心を
結ぶ基線が物体面法線に対して傾くように配置された投
影光学系が含まれており、該投影光学系については、そ
のうち少なくとも一つを共軸系のアフォーカル光学系又
は一部にアフォーカル系を用いた光学系としてある投影
光学装置（図７の実施例参照）。
【００１７】基線が物体面の法線に対して傾いている投
影光学系に、共軸なアフォーカル系を用いると、物体面
の法線と基線とのなす角が傾いているときでも、スクリ
ーン平面と基線が傾いていても台形歪みが発生しない。
斜めに配置された投影光学系において、低倍率なアフォ
ーカル系は物面の傾きに対して収差の補正しやすいレン
ズ系であり、アフォーカル系と収差補正レンズ、例えば
シリンドリカルレンズを一緒に投影光学系に用いること
で収差のより少ない画像を投影することが可能である。
斜めに配置された投影光学系も偏心のないアフォーカル
系を含む光学系で構成することができ、製造上のコスト
の低減が可能である。
影光学系に、共軸なアフォーカル系を用いると、物体面
の法線と基線とのなす角が傾いているときでも、スクリ
ーン平面と基線が傾いていても台形歪みが発生しない。
斜めに配置された投影光学系において、低倍率なアフォ
ーカル系は物面の傾きに対して収差の補正しやすいレン
ズ系であり、アフォーカル系と収差補正レンズ、例えば
シリンドリカルレンズを一緒に投影光学系に用いること
で収差のより少ない画像を投影することが可能である。
斜めに配置された投影光学系も偏心のないアフォーカル
系を含む光学系で構成することができ、製造上のコスト
の低減が可能である。
【００１８】
【作用】本発明投影光学装置によると、一つの共通の物
体面に対して同じ側の空間に、物体面中心と像面中心を
結ぶ基線が互いに平行でない複数の投影光学系を配置す
ることで、物体面からの出射光束を、従来採用されてい
た光分岐手段を用いず、直接に該投影光学系に入射し、
要すればリレーして、互いに同一平面上にない異なる複
数のスクリーンに同時に画像投影できる。
体面に対して同じ側の空間に、物体面中心と像面中心を
結ぶ基線が互いに平行でない複数の投影光学系を配置す
ることで、物体面からの出射光束を、従来採用されてい
た光分岐手段を用いず、直接に該投影光学系に入射し、
要すればリレーして、互いに同一平面上にない異なる複
数のスクリーンに同時に画像投影できる。
【００１９】本発明装置は、分岐手段などの高価な付加
光学系を必要としないためそれだけ安価に提供できる。
また、分岐手段などの付加光学系を必要としないため光
学系の全長が短くて済み、また、投影光学系を斜めに配
置することができるので物体面と投影光学系との間の空
間を有効に使用でき、且つ、光学系各部の配置構成の自
由度が増すことによって、装置全体を小型化することが
でき、設計の自由度も増す。さらに、スクリーンの配置
は、投影光学系と投影光学系の像側に配置する折り返し
ミラー等により自由に決定でき、スクリーン配置の自由
度も大きい。
光学系を必要としないためそれだけ安価に提供できる。
また、分岐手段などの付加光学系を必要としないため光
学系の全長が短くて済み、また、投影光学系を斜めに配
置することができるので物体面と投影光学系との間の空
間を有効に使用でき、且つ、光学系各部の配置構成の自
由度が増すことによって、装置全体を小型化することが
でき、設計の自由度も増す。さらに、スクリーンの配置
は、投影光学系と投影光学系の像側に配置する折り返し
ミラー等により自由に決定でき、スクリーン配置の自由
度も大きい。
【００２０】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は図２以下を参照して説明する本発明に係わる
投影光学装置の具体例に共通の基本的構造の概略を示す
図である。図１に示す投影光学装置においてスクリーン
３、４に投影されるべき物体面１２は、それには限定さ
れないがここでは照明により物体面画像が現れるＬＣＤ
表示による画像表示装置９により提供される。この表示
装置の光源その他の照明系は図１から省略してあり、物
体面１２の物体面法線１０側又はその反対側のいずれか
の空間に配置される。
る。図１は図２以下を参照して説明する本発明に係わる
投影光学装置の具体例に共通の基本的構造の概略を示す
図である。図１に示す投影光学装置においてスクリーン
３、４に投影されるべき物体面１２は、それには限定さ
れないがここでは照明により物体面画像が現れるＬＣＤ
表示による画像表示装置９により提供される。この表示
装置の光源その他の照明系は図１から省略してあり、物
体面１２の物体面法線１０側又はその反対側のいずれか
の空間に配置される。
【００２１】そしてこの装置は、同一平面上にない異な
る２つのスクリーン３、４のうち一方３に物体面画像を
投影するための投影光学系１と、他方４に物体面画像を
投影するための投影光学系２とを備えており、両投影光
学系のそれぞれは、互いに他方の光学系の光学素子を共
有しておらず、それぞれ自身の光学素子により構成され
ている。
る２つのスクリーン３、４のうち一方３に物体面画像を
投影するための投影光学系１と、他方４に物体面画像を
投影するための投影光学系２とを備えており、両投影光
学系のそれぞれは、互いに他方の光学系の光学素子を共
有しておらず、それぞれ自身の光学素子により構成され
ている。
【００２２】これら投影光学系１、２は、物体面１２に
立てた法線（物体面法線）１０に対して、物体面中心１
１とスクリーン３、４上の像面７０、８０の中心７、８
を結ぶ基線５、６がθ１、θ２だけ傾くように（そして
両基線５、６は互いに平行でない状態で）、共に物体面
１２側の空間に配置されている。基線傾き角θ１、θ２
はいずれも、物体面側から投影光学系に入射する光量に
大きな分布が生じることなく、従ってスクリーン上に大
きな照度分布が生じないように、３０度以下に設定して
ある。
立てた法線（物体面法線）１０に対して、物体面中心１
１とスクリーン３、４上の像面７０、８０の中心７、８
を結ぶ基線５、６がθ１、θ２だけ傾くように（そして
両基線５、６は互いに平行でない状態で）、共に物体面
１２側の空間に配置されている。基線傾き角θ１、θ２
はいずれも、物体面側から投影光学系に入射する光量に
大きな分布が生じることなく、従ってスクリーン上に大
きな照度分布が生じないように、３０度以下に設定して
ある。
【００２３】図１中の平面ミラー１３は基線５をスクリ
ーン３方向にまげる手段であり、任意のスクリーン平面
に投影するために絶対不可欠な要素ではない。かくして
一つの共通の物体面１２が、投影光学系１、２により、
同一平面上にない異なる２つのスクリーン３、４に同時
に投影される。次に図２以下を参照して本発明の実施例
投影光学装置について説明するが、以下の実施例説明で
は、図１に示すミラー１３は省略して説明する。また、
図１に示す各部に対応する第１実施例〜第４実施例にお
ける部分について、下添字「1」〜「4 」を付して説明
する。
ーン３方向にまげる手段であり、任意のスクリーン平面
に投影するために絶対不可欠な要素ではない。かくして
一つの共通の物体面１２が、投影光学系１、２により、
同一平面上にない異なる２つのスクリーン３、４に同時
に投影される。次に図２以下を参照して本発明の実施例
投影光学装置について説明するが、以下の実施例説明で
は、図１に示すミラー１３は省略して説明する。また、
図１に示す各部に対応する第１実施例〜第４実施例にお
ける部分について、下添字「1」〜「4 」を付して説明
する。
【００２４】先ず図２に示す第１実施例装置について説
明する。この装置は、画像表示装置９1 、第１の投影光
学系１1 、第２の投影光学系２1 、第１のスクリーン３
1 、第１のスクリーン平面と同一平面上にない異なる平
面上の第２のスクリーン４1を備えており、これら各部
は、第１の投影光学系１1 の物体面中心１１1 と像面中
心７1 を結ぶ基線５1 と、第２の投影光学系２1 の物体
面中心１１1 と像面中心８1 を結ぶ基線６1 とが平行で
ないように配置されている。
明する。この装置は、画像表示装置９1 、第１の投影光
学系１1 、第２の投影光学系２1 、第１のスクリーン３
1 、第１のスクリーン平面と同一平面上にない異なる平
面上の第２のスクリーン４1を備えており、これら各部
は、第１の投影光学系１1 の物体面中心１１1 と像面中
心７1 を結ぶ基線５1 と、第２の投影光学系２1 の物体
面中心１１1 と像面中心８1 を結ぶ基線６1 とが平行で
ないように配置されている。
【００２５】第１の投影光学系１1 の基線５1 と表示装
置９1 の表示平面（換言すれば、ここに表示される物体
面１２1 ）の法線１０1 とのなす角θ１1 は、１．３４
度であり、第２の投影光学系２1 の基線６1 と法線１０
1 とのなす角θ２1 は、２６．３４°となっている。ス
クリーン３1 、４1 はともに画像表示装置９1 の物体表
示平面（すなわち物体面１２1 ）に対してほぼ３０°傾
いている。各投影光学系の結像平面までの距離が異なる
ため、スクリーン３1 、４1 は同一平面上にはない。
置９1 の表示平面（換言すれば、ここに表示される物体
面１２1 ）の法線１０1 とのなす角θ１1 は、１．３４
度であり、第２の投影光学系２1 の基線６1 と法線１０
1 とのなす角θ２1 は、２６．３４°となっている。ス
クリーン３1 、４1 はともに画像表示装置９1 の物体表
示平面（すなわち物体面１２1 ）に対してほぼ３０°傾
いている。各投影光学系の結像平面までの距離が異なる
ため、スクリーン３1 、４1 は同一平面上にはない。
【００２６】投影光学系１1 、 ２1 は、表示装置９1 の
表示平面に対してスクリーン３1 、４1 の面が傾いてい
ることによって生じる台形歪みを補正するために、偏心
したレンズ群を含む構成になっている。配置上の制約は
各物高にあたる点からの光束幅の光線が他の光学系にけ
られないことである。
表示平面に対してスクリーン３1 、４1 の面が傾いてい
ることによって生じる台形歪みを補正するために、偏心
したレンズ群を含む構成になっている。配置上の制約は
各物高にあたる点からの光束幅の光線が他の光学系にけ
られないことである。
【００２７】図３は第２の投影光学系２1 の歪曲収差を
表した図であり、図４は第２の投影光学系２1 を偏心の
ない共軸系で構成した場合の歪曲収差を表した図であ
る。図４の収差図は投影光学系２1 を共軸な投影光学系
にし、その光軸と、物体面中心・像面中心連結基線とを
一致させたときのものである。また、両収差図におい
て、破線は物体面１２1 の歪曲収差のない画像を表し、
実線は物体面１２1 の歪曲収差のある実際の画像を示し
ている。これら収差図から理解できるように、基線が物
体面法線１０1 に対して傾くような投影光学系におい
て、それを偏心系で構成することにより、歪曲収差を抑
制して格段に良好な画像を得ることができる。
表した図であり、図４は第２の投影光学系２1 を偏心の
ない共軸系で構成した場合の歪曲収差を表した図であ
る。図４の収差図は投影光学系２1 を共軸な投影光学系
にし、その光軸と、物体面中心・像面中心連結基線とを
一致させたときのものである。また、両収差図におい
て、破線は物体面１２1 の歪曲収差のない画像を表し、
実線は物体面１２1 の歪曲収差のある実際の画像を示し
ている。これら収差図から理解できるように、基線が物
体面法線１０1 に対して傾くような投影光学系におい
て、それを偏心系で構成することにより、歪曲収差を抑
制して格段に良好な画像を得ることができる。
【００２８】かくして図２の投影光学装置によると、一
つの共通の物体面１２1 が、歪曲収差の抑制された状態
で二つの異なるスクリーン３1 、４1 に同時に投影され
る。図５に示す第２の実施例投影光学装置は、画像表示
装置９2 、第１の投影光学系１2 、第２の投影光学系２
2 、第１のスクリーン３2 、第１のスクリーン平面と同
一平面上にない第２のスクリーン４2 を備えており、こ
れら各部は、第１の投影光学系１2 の物体面中心１１2
と像面中心７2 を結ぶ基線５2 と第２の投影光学系２2
の物体面中心１１2 と像面中心８2 を結ぶ基線６2 とが
平行でないように配置されている。
つの共通の物体面１２1 が、歪曲収差の抑制された状態
で二つの異なるスクリーン３1 、４1 に同時に投影され
る。図５に示す第２の実施例投影光学装置は、画像表示
装置９2 、第１の投影光学系１2 、第２の投影光学系２
2 、第１のスクリーン３2 、第１のスクリーン平面と同
一平面上にない第２のスクリーン４2 を備えており、こ
れら各部は、第１の投影光学系１2 の物体面中心１１2
と像面中心７2 を結ぶ基線５2 と第２の投影光学系２2
の物体面中心１１2 と像面中心８2 を結ぶ基線６2 とが
平行でないように配置されている。
【００２９】第１の投影光学系１2 は共軸系の投影光学
系であり、物体面１２2 の法線１０ 2 と基線５2 とは平
行である。第２の投影光学系２2 の基線６2 と法線１０
2 とのなす角θ２2 は、１５°となっている。第１の投
影光学系１2 のスクリーン３2 面と表示装置９2 の表示
平面（物体面１２2 ）とは平行であり、第１の投影光学
系１2 は従来の共軸な光学系をそのまま用いることがで
きる。
系であり、物体面１２2 の法線１０ 2 と基線５2 とは平
行である。第２の投影光学系２2 の基線６2 と法線１０
2 とのなす角θ２2 は、１５°となっている。第１の投
影光学系１2 のスクリーン３2 面と表示装置９2 の表示
平面（物体面１２2 ）とは平行であり、第１の投影光学
系１2 は従来の共軸な光学系をそのまま用いることがで
きる。
【００３０】第２の投影光学系２2 については、スクリ
ーン４2 面と表示装置９2 の表示平面（物体面１２2 ）
とは平行であるが、基線６2 が物体面法線１０2 に対し
傾いているので、偏心系で構成してある。この装置にお
いても、一つの共通の物体面１２2 が、歪曲収差の抑制
された状態で二つの異なるスクリーン３2 、４2 に同時
に投影される。
ーン４2 面と表示装置９2 の表示平面（物体面１２2 ）
とは平行であるが、基線６2 が物体面法線１０2 に対し
傾いているので、偏心系で構成してある。この装置にお
いても、一つの共通の物体面１２2 が、歪曲収差の抑制
された状態で二つの異なるスクリーン３2 、４2 に同時
に投影される。
【００３１】図６に示す第３の実施例投影光学装置は、
画像表示装置９3 、第１の投影光学系１3 、第２の投影
光学系２3 、第１のスクリーン３3 、第１のスクリーン
平面と同一平面上にない第２のスクリーン４3 を備えて
いる。これら各部は、第１の投影光学系１3 の物体面中
心１１3 と像面中心７3 を結ぶ基線５3 と第２の投影光
学系２3 の物体面中心１１3 と像面中心８3 とを結ぶ基
線６3 とが平行でないように配置されている。
画像表示装置９3 、第１の投影光学系１3 、第２の投影
光学系２3 、第１のスクリーン３3 、第１のスクリーン
平面と同一平面上にない第２のスクリーン４3 を備えて
いる。これら各部は、第１の投影光学系１3 の物体面中
心１１3 と像面中心７3 を結ぶ基線５3 と第２の投影光
学系２3 の物体面中心１１3 と像面中心８3 とを結ぶ基
線６3 とが平行でないように配置されている。
【００３２】二つの投影光学系１3 、２3 のレンズデー
タは同じものであり、偏心系となっている。それぞれの
基線５3 、６3 は表示装置９3 の表示面（物体面１
２3 ）の法線１０3 に対して対称な角度をなし、法線１
０3 とのなす角θ１3 （θ２3 ）は２６．３４°（−２
６．３４°）となるように構成されている。この装置に
おいても、一つの共通の物体面１２3 が、歪曲収差の抑
制された状態で二つの異なるスクリーン３3 、４3 に同
時に投影される。
タは同じものであり、偏心系となっている。それぞれの
基線５3 、６3 は表示装置９3 の表示面（物体面１
２3 ）の法線１０3 に対して対称な角度をなし、法線１
０3 とのなす角θ１3 （θ２3 ）は２６．３４°（−２
６．３４°）となるように構成されている。この装置に
おいても、一つの共通の物体面１２3 が、歪曲収差の抑
制された状態で二つの異なるスクリーン３3 、４3 に同
時に投影される。
【００３３】図７に示す第４の実施例投影光学装置は、
表示装置９4 、第１の投影光学系１ 4 、第２の投影光学
系２4 、第１のスクリーン３4 、第１のスクリーン平面
と同一平面上にない第２のスクリーン４4 を備えてお
り、これら各部は第１の投影光学系１4 の物体面中心１
１4 と像面中心７4 とを結ぶ基線５4 と第２の投影光学
系２4 の物体面中心１１4 と像面中心８4 を結ぶ基線６
4 とが平行でないように配置されている。
表示装置９4 、第１の投影光学系１ 4 、第２の投影光学
系２4 、第１のスクリーン３4 、第１のスクリーン平面
と同一平面上にない第２のスクリーン４4 を備えてお
り、これら各部は第１の投影光学系１4 の物体面中心１
１4 と像面中心７4 とを結ぶ基線５4 と第２の投影光学
系２4 の物体面中心１１4 と像面中心８4 を結ぶ基線６
4 とが平行でないように配置されている。
【００３４】第１の投影光学系１4 は共軸系の投影光学
系であり、表示装置９4 の表示面（物体面１２4 ）の法
線１０4 と基線５4 とは平行である。スクリーン３4 面
は物体面１２4 と平行である。第２の投影光学系２4 は
共軸なアフォーカル系である。第２の基線６4 と表示装
置９4 の表示面（物体面１２4 ）の法線１０4 とのなす
角θ２4 は３０°となっており、第２のスクリーン４4
面は物体面１２4 に対して６８°傾いている。図８は本
発明の前記第４実施例の第２投影光学系２4 の歪曲収差
図であるが、この図から理解できるように、共軸系の光
学系を斜めに配置する場合、アフォーカル系であれば歪
曲収差を少なくできる。
系であり、表示装置９4 の表示面（物体面１２4 ）の法
線１０4 と基線５4 とは平行である。スクリーン３4 面
は物体面１２4 と平行である。第２の投影光学系２4 は
共軸なアフォーカル系である。第２の基線６4 と表示装
置９4 の表示面（物体面１２4 ）の法線１０4 とのなす
角θ２4 は３０°となっており、第２のスクリーン４4
面は物体面１２4 に対して６８°傾いている。図８は本
発明の前記第４実施例の第２投影光学系２4 の歪曲収差
図であるが、この図から理解できるように、共軸系の光
学系を斜めに配置する場合、アフォーカル系であれば歪
曲収差を少なくできる。
【００３５】従ってこの装置においても一つの物体面１
２4 は歪曲収差の抑制された状態で異なるスクターン３
4 、４4 に同時に投影される。以上説明した第１〜第４
の各実施例では、図１に示すミラー１３を示していない
が、このようなミラーを配置したときの基線は、物体面
中心とミラーの光束中心を結ぶ線を通るようにすればよ
い。
２4 は歪曲収差の抑制された状態で異なるスクターン３
4 、４4 に同時に投影される。以上説明した第１〜第４
の各実施例では、図１に示すミラー１３を示していない
が、このようなミラーを配置したときの基線は、物体面
中心とミラーの光束中心を結ぶ線を通るようにすればよ
い。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、一つの物体面を、互い
に同一平面上にない異なる複数のスクリーン上に同時に
投影する投影光学装置であって、従来のこの種の装置に
比べ小型化が可能で、安価に提供でき、スクリーン配置
の自由度も大きいものを提供することができる。
に同一平面上にない異なる複数のスクリーン上に同時に
投影する投影光学装置であって、従来のこの種の装置に
比べ小型化が可能で、安価に提供でき、スクリーン配置
の自由度も大きいものを提供することができる。
【図１】本発明の実施例投影光学装置に共通の基本的構
造の概略を示す図である。
造の概略を示す図である。
【図２】本発明の１実施例の投影光学系を含む要部を示
す図である。
す図である。
【図３】図２の実施例における第２投影光学系による歪
曲収差を表した図である。
曲収差を表した図である。
【図４】図２の実施例において第２投影光学系を共軸系
としたときの歪曲収差を表した図である。
としたときの歪曲収差を表した図である。
【図５】本発明の他の実施例の要部を示す図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例の要部を示す図であ
る。
る。
【図７】本発明のさらに他の実施例の要部を示す図であ
る。
る。
【図８】図７の実施例における第２投影光学系による歪
曲収差を表した図である。
曲収差を表した図である。
【図９】従来装置例の概略構成を示す図である。
１１、１１1 、１１2 、１１3 、１１4 物体面中心 １２、１２1 、１２2 、１２3 、１２4 物体面 １０、１０1 、１０2 、１０3 、１０4 物体面法線 １、１1 、１2 、１3 、１4 第１の投影光学系 ２、２1 、２2 、２3 、２4 第２の投影光学系 ３、３1 、３2 、３3 、３4 第１のスクリーン ４、４1 、４2 、４3 、４4 第２のスクリーン ５、５1 、５2 、５3 、５4 第１投影光学系による基
線 ６、６1 、６2 、６3 、６4 第２投影光学系による基
線 ７０ 第１投影光学系による像面 ７、７1 、７2 、７3 、７4 像面中心 ８０ 第２投影光学系による像面 ８、８1 、８2 、８3 、８4 像面中心 ９、９1 、９2 、９3 、９4 画像表示装置 １３ ミラー θ１、θ１1 、θ１3 、θ２、θ２1 、θ２2 、θ
２3 、θ２4 基線と物体面法線とがなす角度
線 ６、６1 、６2 、６3 、６4 第２投影光学系による基
線 ７０ 第１投影光学系による像面 ７、７1 、７2 、７3 、７4 像面中心 ８０ 第２投影光学系による像面 ８、８1 、８2 、８3 、８4 像面中心 ９、９1 、９2 、９3 、９4 画像表示装置 １３ ミラー θ１、θ１1 、θ１3 、θ２、θ２1 、θ２2 、θ
２3 、θ２4 基線と物体面法線とがなす角度
Claims (1)
- 【請求項１】 一つの物体面を、互いに同一平面上にな
い異なる複数のスクリーン上に同時に投影する投影光学
装置において、前記複数のスクリーンに前記物体面の画
像を同時投影するための各スクリーンにそれぞれ対応す
る投影光学系を備えており、それら投影光学系は、前記
物体面の中心と該投影光学系によるスクリーン上の像面
の中心を結ぶ基線が互いに平行でなく、投影光学系を構
成する光学素子を互いに共有しておらず、且つ、前記物
体面に対して同じ側の空間に配置されていることを特徴
とする投影光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12658195A JP3269329B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 投影光学装置 |
| US08/653,747 US5683161A (en) | 1995-05-25 | 1996-05-23 | Projecting optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12658195A JP3269329B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 投影光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08320462A true JPH08320462A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3269329B2 JP3269329B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=14938722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12658195A Expired - Fee Related JP3269329B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 投影光学装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5683161A (ja) |
| JP (1) | JP3269329B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008065137A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | 液晶プロジェクタおよび画像表示制御方法 |
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| JP4101943B2 (ja) * | 1998-08-07 | 2008-06-18 | オリンパス株式会社 | 画像表示装置 |
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| US8083376B2 (en) | 2002-11-04 | 2011-12-27 | Tseng-Lu Chien | LED power failure light |
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| JPH05107659A (ja) * | 1991-10-17 | 1993-04-30 | Fujitsu General Ltd | プロジエクタ装置 |
| JPH0659237A (ja) * | 1992-08-11 | 1994-03-04 | Toshiba Corp | 投射型液晶表示装置 |
| JPH06181558A (ja) * | 1992-12-14 | 1994-06-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | マルチ画面プロジェクションモニタ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR1025523A (fr) * | 1950-10-05 | 1953-04-16 | Visionneuse pour opérateurs de projections cinématographiques ou autres | |
| CH412385A (de) * | 1960-06-04 | 1966-04-30 | Philips Nv | Vorrichtung zum gleichzeitigen Projizieren einer auf einem flachen Träger befindlichen Konfiguration auf einen Projektionsschirm und auf eine Bildaufnahmeröhre einer Fernsehkamera mit Hilfe nur eines Projektionsobjektivs |
| FR2257922A1 (en) * | 1974-01-14 | 1975-08-08 | Personnet | Method of forming multiple visual images - has transmitting and reflecting sheet in image beam path |
| JPS584326A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-11 | Mazda Motor Corp | 自動車車体の生産管理装置 |
| DE3416686A1 (de) * | 1984-05-05 | 1985-11-07 | SKF GmbH, 8720 Schweinfurt | Spannrolle |
| US5192961A (en) * | 1988-07-22 | 1993-03-09 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Reflecting illumination type projecting device |
| US5293188A (en) * | 1988-07-22 | 1994-03-08 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Reflecting illumination type projecting device |
| JPH0457013A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-02-24 | Seiko Epson Corp | 投射型表示装置 |
| KR0139178B1 (ko) * | 1993-06-11 | 1998-05-15 | 김광호 | 영상모니터를 구비한 액정프로젝터 |
| US5517264A (en) * | 1994-07-27 | 1996-05-14 | Sutton; Joseph A. | Projector night light |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP12658195A patent/JP3269329B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-05-23 US US08/653,747 patent/US5683161A/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2008065137A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | 液晶プロジェクタおよび画像表示制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3269329B2 (ja) | 2002-03-25 |
| US5683161A (en) | 1997-11-04 |
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