JPH08106065A - 投影装置及び投影装置のピント調整方法 - Google Patents
投影装置及び投影装置のピント調整方法Info
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- JPH08106065A JPH08106065A JP7104369A JP10436995A JPH08106065A JP H08106065 A JPH08106065 A JP H08106065A JP 7104369 A JP7104369 A JP 7104369A JP 10436995 A JP10436995 A JP 10436995A JP H08106065 A JPH08106065 A JP H08106065A
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- imaging lens
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/317—Convergence or focusing systems
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7441—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells
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- H04N9/16—Picture reproducers using cathode ray tubes
- H04N9/28—Arrangements for convergence or focusing
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光源の光を、透過型画像パネルに入射させ、
コンデンサレンズと結像レンズからなる投影レンズ系を
介してスクリーンに投影する投影装置において、投影倍
率を変化させても、常にコントラストが低下しない良好
な投影画像及び良好な光量特性を得ること。 【構成】 投影レンズ系を構成する結像レンズとコンデ
ンサレンズを、透過型画像パネルに対して相対的に光軸
方向に可動に支持し、かつ結像レンズからスクリーン迄
の投影距離を変化させるとき、この両レンズをともに透
過型画像パネルに対し相対的に移動させてスクリーン上
で焦点調節を行なう投影装置。
コンデンサレンズと結像レンズからなる投影レンズ系を
介してスクリーンに投影する投影装置において、投影倍
率を変化させても、常にコントラストが低下しない良好
な投影画像及び良好な光量特性を得ること。 【構成】 投影レンズ系を構成する結像レンズとコンデ
ンサレンズを、透過型画像パネルに対して相対的に光軸
方向に可動に支持し、かつ結像レンズからスクリーン迄
の投影距離を変化させるとき、この両レンズをともに透
過型画像パネルに対し相対的に移動させてスクリーン上
で焦点調節を行なう投影装置。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、液晶プロジェクタのような投影
装置に関し、特にそのピント調整装置及び方法に関す
る。
装置に関し、特にそのピント調整装置及び方法に関す
る。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】液晶プロジェクタは、光
源の光を液晶パネルに入射させ、液晶パネルを透過した
光をコンデンサレンズと結像レンズから構成される投影
レンズ系を介してスクリーン上に投影する。コンデンサ
レンズは、液晶パネルを透過した光を一旦集光するもの
で、従来液晶パネルに固定されており、投影倍率（投影
距離）の変更の際には、結像レンズを光軸方向に移動さ
せていた。
源の光を液晶パネルに入射させ、液晶パネルを透過した
光をコンデンサレンズと結像レンズから構成される投影
レンズ系を介してスクリーン上に投影する。コンデンサ
レンズは、液晶パネルを透過した光を一旦集光するもの
で、従来液晶パネルに固定されており、投影倍率（投影
距離）の変更の際には、結像レンズを光軸方向に移動さ
せていた。
【０００３】この従来装置は、使用する投影倍率範囲が
狭く、結像レンズを移動させるだけで、十分にピント調
整を行なうことができた。本出願人は、装置の奥行を薄
くして投影距離を短くするために超広角の投影レンズ系
を用い、かつその投影倍率の範囲を数倍から数十倍に変
化させる液晶プロジェクタの光学系を開発中であり、こ
のような超広角レンズにおいて従来装置と同様に投影倍
率の変化に応じて結像レンズだけを光軸方向に移動させ
ると、液晶パネルに平行に入射した光が結像レンズの入
射瞳に入らず、その結果、良好な投影画像及び光量特性
が得られないことが判明した。別言すると、投影レンズ
系の入射瞳には、液晶パネルに直交せず斜めに入射して
射出する光線のみが入射するようになる。液晶パネルに
は、該パネルへの入射角の垂直入射からのズレ量が大き
くなるにつれてコントラストが低下するという角度依存
性があるため、良好な投影画像が得られない。
狭く、結像レンズを移動させるだけで、十分にピント調
整を行なうことができた。本出願人は、装置の奥行を薄
くして投影距離を短くするために超広角の投影レンズ系
を用い、かつその投影倍率の範囲を数倍から数十倍に変
化させる液晶プロジェクタの光学系を開発中であり、こ
のような超広角レンズにおいて従来装置と同様に投影倍
率の変化に応じて結像レンズだけを光軸方向に移動させ
ると、液晶パネルに平行に入射した光が結像レンズの入
射瞳に入らず、その結果、良好な投影画像及び光量特性
が得られないことが判明した。別言すると、投影レンズ
系の入射瞳には、液晶パネルに直交せず斜めに入射して
射出する光線のみが入射するようになる。液晶パネルに
は、該パネルへの入射角の垂直入射からのズレ量が大き
くなるにつれてコントラストが低下するという角度依存
性があるため、良好な投影画像が得られない。
【０００４】
【発明の目的】従って本発明は、投影レンズ系として超
広角レンズを用い、その投影倍率の変化範囲が大きい場
合においても、すべての投影倍率で良好な投影画像が得
られる装置を得ることを目的とする。
広角レンズを用い、その投影倍率の変化範囲が大きい場
合においても、すべての投影倍率で良好な投影画像が得
られる装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、光源の光を、透過型画像パネ
ルに入射させ、コンデンサレンズと結像レンズからなる
投影レンズ系を介してスクリーンに投影する投影装置に
おいて、結像レンズとコンデンサレンズを、透過型画像
パネルに対して相対的に光軸方向に可動に支持し、かつ
投影レンズ系からスクリーン迄の投影距離を変化させる
とき、この結像レンズとコンデンサレンズをともに透過
型画像パネルに対し相対的に移動させてスクリーン上で
焦点調節を行なうようにしたことを特徴としている。
ルに入射させ、コンデンサレンズと結像レンズからなる
投影レンズ系を介してスクリーンに投影する投影装置に
おいて、結像レンズとコンデンサレンズを、透過型画像
パネルに対して相対的に光軸方向に可動に支持し、かつ
投影レンズ系からスクリーン迄の投影距離を変化させる
とき、この結像レンズとコンデンサレンズをともに透過
型画像パネルに対し相対的に移動させてスクリーン上で
焦点調節を行なうようにしたことを特徴としている。
【０００６】コンデンサレンズは、透過型画像パネル
（液晶パネル）の大きさに対応する大型のものであり、
一方、結像レンズは、コンデンサレンズによって一旦集
光された光束を投影するため小型である。このため従来
装置においては、コンデンサレンズはパネルに固定し、
結像レンズのみを動かして焦点調節（投影倍率の変更）
を行なっていた。本発明は、従来技術におけるこの常識
を破ることにより、投影レンズ系として超広角レンズを
用い、その投影倍率の変化範囲が大きい場合において
も、すべての投影倍率で良好な投影画像及び光量特性を
得ることに成功した。
（液晶パネル）の大きさに対応する大型のものであり、
一方、結像レンズは、コンデンサレンズによって一旦集
光された光束を投影するため小型である。このため従来
装置においては、コンデンサレンズはパネルに固定し、
結像レンズのみを動かして焦点調節（投影倍率の変更）
を行なっていた。本発明は、従来技術におけるこの常識
を破ることにより、投影レンズ系として超広角レンズを
用い、その投影倍率の変化範囲が大きい場合において
も、すべての投影倍率で良好な投影画像及び光量特性を
得ることに成功した。
【０００７】結像レンズだけでなく、コンデンサレンズ
もともに移動させることで、画像パネルに略平行に入射
した光を常に結像レンズの入射瞳に入射させることがで
き、よって、すべての投影倍率において、画像を良好に
投影することができる。なお、本書において、投影倍率
は、拡大側投影倍率をＭ、縮小側投影倍率をｍと表現
し、Ｍ＝１／ｍの関係となる。
もともに移動させることで、画像パネルに略平行に入射
した光を常に結像レンズの入射瞳に入射させることがで
き、よって、すべての投影倍率において、画像を良好に
投影することができる。なお、本書において、投影倍率
は、拡大側投影倍率をＭ、縮小側投影倍率をｍと表現
し、Ｍ＝１／ｍの関係となる。
【０００８】投影レンズ系は超広角レンズでレンズ全長
が短いため、コンデンサレンズでの光線の曲げ角が大き
い。よってコンデンサレンズは、フレネルレンズから構
成するのが実際的である。
が短いため、コンデンサレンズでの光線の曲げ角が大き
い。よってコンデンサレンズは、フレネルレンズから構
成するのが実際的である。
【０００９】結像レンズとコンデンサレンズは、透過型
画像パネルに入射した略平行光が常に結像レンズの入射
瞳に入射する関係を保持して移動させるものである。こ
の関係は、若干の誤差を許すならば、結像レンズとコン
デンサレンズを一体に移動させることによって達成可能
である。
画像パネルに入射した略平行光が常に結像レンズの入射
瞳に入射する関係を保持して移動させるものである。こ
の関係は、若干の誤差を許すならば、結像レンズとコン
デンサレンズを一体に移動させることによって達成可能
である。
【００１０】また本発明の投影装置は、特に、コンデン
サレンズと結像レンズで構成される投影レンズ系の半画
角が３０〜４５゜で、投影倍率比が５倍以上、例えばＭ
＝−４ｘ〜−２０ｘ（ｍ＝−０．２５ｘ〜−０．０５
ｘ）のとき、優れた効果を発揮する。
サレンズと結像レンズで構成される投影レンズ系の半画
角が３０〜４５゜で、投影倍率比が５倍以上、例えばＭ
＝−４ｘ〜−２０ｘ（ｍ＝−０．２５ｘ〜−０．０５
ｘ）のとき、優れた効果を発揮する。
【００１１】また本発明は、別の表現によると、略平行
光を、透過型画像パネルに入射させ、コンデンサレンズ
と結像レンズからなる投影レンズ系を介してスクリーン
に投影する投影装置において、結像レンズ、コンデンサ
レンズ及び透過型画像パネルを、該透過型画像パネルに
入射した略平行光が、どの投影倍率でも、結像レンズの
入射瞳に入射するように相対移動させてスクリーン上で
焦点調節を行なうことを特徴とする投影装置のピント調
整方法である。
光を、透過型画像パネルに入射させ、コンデンサレンズ
と結像レンズからなる投影レンズ系を介してスクリーン
に投影する投影装置において、結像レンズ、コンデンサ
レンズ及び透過型画像パネルを、該透過型画像パネルに
入射した略平行光が、どの投影倍率でも、結像レンズの
入射瞳に入射するように相対移動させてスクリーン上で
焦点調節を行なうことを特徴とする投影装置のピント調
整方法である。
【００１２】本発明の投影装置及び投影装置のピント調
整方法に用いられる透過型画像パネルは液晶パネルであ
ることが好ましい。
整方法に用いられる透過型画像パネルは液晶パネルであ
ることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づい
て説明する。図３は、本発明による液晶プロジェクタの
全体構成を示している。照明光源１１から出た略平行な
光束は、カラー液晶パネル（ＬＣＤ）１２に入射し、こ
れを透過した後、フレネルコンデンサレンズ（以下フレ
ネルレンズ）１３と結像レンズ１４からなる投影レンズ
系１５に入射する。投影レンズ系１５のフレネルレンズ
１３はＬＣＤ１２から出た略平行光を一旦集光し、結像
レンズ１４は、スクリーン１６上に、カラーＬＣＤ１２
の像を投影する。
て説明する。図３は、本発明による液晶プロジェクタの
全体構成を示している。照明光源１１から出た略平行な
光束は、カラー液晶パネル（ＬＣＤ）１２に入射し、こ
れを透過した後、フレネルコンデンサレンズ（以下フレ
ネルレンズ）１３と結像レンズ１４からなる投影レンズ
系１５に入射する。投影レンズ系１５のフレネルレンズ
１３はＬＣＤ１２から出た略平行光を一旦集光し、結像
レンズ１４は、スクリーン１６上に、カラーＬＣＤ１２
の像を投影する。
【００１４】照明光源１１は、放物面鏡１１ａの焦点位
置に光源１１ｂを置いたもので、光源１１ａからの光は
放物面鏡１１ａで反射して略平行な光束となる。図３
は、単板式のカラーＬＣＤ１２を示したが、カラー液晶
プロジェクタでは、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のカラーＬＣＤ１２
の像を合成するタイプもある。このようなカラー液晶プ
ロジェクタでも、各ＬＣＤについてみれば、図３の光学
系が成立する。
置に光源１１ｂを置いたもので、光源１１ａからの光は
放物面鏡１１ａで反射して略平行な光束となる。図３
は、単板式のカラーＬＣＤ１２を示したが、カラー液晶
プロジェクタでは、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のカラーＬＣＤ１２
の像を合成するタイプもある。このようなカラー液晶プ
ロジェクタでも、各ＬＣＤについてみれば、図３の光学
系が成立する。
【００１５】図１は、本発明による投影装置及び投影装
置のピント調整方法の原理を示し、図２は、従来のそれ
を示している。カラーＬＣＤ１２に入射した略平行光束
は、カラーＬＣＤ１２を透過した後、フレネルレンズ１
３に入射して一旦集光され、結像レンズ１４を介してス
クリーン１６に投影される。図１、図２の実線は、最長
投影距離（最大投影倍率、例えば∞）のときのフレネル
レンズ１３及び結像レンズ１４の位置と、結像レンズ１
４の入射瞳を通る光線を示している。同破線は、最短投
影距離（最小投影倍率、例えば投影画像サイズ１０”
（インチ））のときのそれらを示している。
置のピント調整方法の原理を示し、図２は、従来のそれ
を示している。カラーＬＣＤ１２に入射した略平行光束
は、カラーＬＣＤ１２を透過した後、フレネルレンズ１
３に入射して一旦集光され、結像レンズ１４を介してス
クリーン１６に投影される。図１、図２の実線は、最長
投影距離（最大投影倍率、例えば∞）のときのフレネル
レンズ１３及び結像レンズ１４の位置と、結像レンズ１
４の入射瞳を通る光線を示している。同破線は、最短投
影距離（最小投影倍率、例えば投影画像サイズ１０”
（インチ））のときのそれらを示している。
【００１６】図１では、投影距離が最長から最短に変化
するに従い、フレネルレンズ１３と結像レンズ１４がほ
ぼ等量だけスクリーン１６側に移動している。フレネル
レンズ１３と結像レンズ１４の移動量は、いずれの投影
倍率でも、カラーＬＣＤ１２に平行に入射して出射した
光線が結像レンズ１４の入射瞳を通るように定められて
いる。別言すると、投影レンズ系１５を構成するフレネ
ルレンズ１３と結像レンズ１４は、いずれの投影倍率で
も、カラーＬＣＤ１２側に略テレセントリックな光学系
を構成するように移動される。このように、フレネルレ
ンズ１３と結像レンズ１４を移動させると、カラーＬＣ
Ｄ１２に垂直に入射した光のみがスクリーン１６に投影
されることとなり、カラーＬＣＤ１２のコントラストが
低下する原因が生じない。なお、フレネルレンズ１３と
結像レンズ１４は、共に正レンズからなっている。
するに従い、フレネルレンズ１３と結像レンズ１４がほ
ぼ等量だけスクリーン１６側に移動している。フレネル
レンズ１３と結像レンズ１４の移動量は、いずれの投影
倍率でも、カラーＬＣＤ１２に平行に入射して出射した
光線が結像レンズ１４の入射瞳を通るように定められて
いる。別言すると、投影レンズ系１５を構成するフレネ
ルレンズ１３と結像レンズ１４は、いずれの投影倍率で
も、カラーＬＣＤ１２側に略テレセントリックな光学系
を構成するように移動される。このように、フレネルレ
ンズ１３と結像レンズ１４を移動させると、カラーＬＣ
Ｄ１２に垂直に入射した光のみがスクリーン１６に投影
されることとなり、カラーＬＣＤ１２のコントラストが
低下する原因が生じない。なお、フレネルレンズ１３と
結像レンズ１４は、共に正レンズからなっている。
【００１７】これに対し、従来例を示す図２では、フレ
ネルレンズ１３は、カラーＬＣＤ１２に固定されてい
る。このため、例えば、最長投影距離において、カラー
ＬＣＤ１２に平行に入射して出射した光線が結像レンズ
１４の入射瞳を通るように定めたとすると、結像レンズ
１４をスクリーン１６側に移動させる最短投影距離で
は、同光線は結像レンズ１４の入射瞳を通らない。結像
レンズ１４の入射瞳を通る光線は、破線で示すように、
カラーＬＣＤ１２に対してある角度θ’をなして入射す
る光である。つまり、結像レンズ１４の入射瞳には、カ
ラーＬＣＤ１２に略平行に入射した光は入射せず、破線
で示す、カラーＬＣＤ１２に対する直交方向から傾斜し
た光線のみが入射することとなる。
ネルレンズ１３は、カラーＬＣＤ１２に固定されてい
る。このため、例えば、最長投影距離において、カラー
ＬＣＤ１２に平行に入射して出射した光線が結像レンズ
１４の入射瞳を通るように定めたとすると、結像レンズ
１４をスクリーン１６側に移動させる最短投影距離で
は、同光線は結像レンズ１４の入射瞳を通らない。結像
レンズ１４の入射瞳を通る光線は、破線で示すように、
カラーＬＣＤ１２に対してある角度θ’をなして入射す
る光である。つまり、結像レンズ１４の入射瞳には、カ
ラーＬＣＤ１２に略平行に入射した光は入射せず、破線
で示す、カラーＬＣＤ１２に対する直交方向から傾斜し
た光線のみが入射することとなる。
【００１８】カラーＬＣＤ１２に入射する略平行光束
と、この破線で示す光線との角度をθ´とすると、前述
のように、カラーＬＣＤ１２には、角度θ´が大きくな
る程コントラストが低下するという角度依存性がある。
このため、仮に最長投影距離において最も優れたコント
ラストが得られるように、結像レンズ１４の位置を定め
たとすると、投影距離が短くなるにつれて、カラーＬＣ
Ｄ１２を照明している略平行光（パネル１２に垂直に入
射する光）は段々結像レンズ１４の入射瞳に入らなくな
り、逆に、光軸との平行度のずれが大きい光が同入射瞳
に入射し始める。そしてカラーＬＣＤ１２の周辺に入射
する光ほど、平行からのズレ量は大きい。その結果、コ
ントラストが低下していき、最短投影距離で最悪とな
る。逆に、最短投影距離において最も優れたコントラス
トが得られるようにしたとすれば、最長投影距離におい
て最悪のコントラストとなる。また、カラーＬＣＤ１２
を略平行光のみで照明した場合、最長投影距離において
周辺光量が良好になるように結像レンズ１４の位置を定
めたとすると、投影距離が短くなるにつれて、結像レン
ズ１４の入射瞳に効率よく光を取り込むことが困難とな
り、周辺部になるに従って光量低下が大きくなる。逆に
最短投影距離において周辺光量が良好となるようにして
も同様である。
と、この破線で示す光線との角度をθ´とすると、前述
のように、カラーＬＣＤ１２には、角度θ´が大きくな
る程コントラストが低下するという角度依存性がある。
このため、仮に最長投影距離において最も優れたコント
ラストが得られるように、結像レンズ１４の位置を定め
たとすると、投影距離が短くなるにつれて、カラーＬＣ
Ｄ１２を照明している略平行光（パネル１２に垂直に入
射する光）は段々結像レンズ１４の入射瞳に入らなくな
り、逆に、光軸との平行度のずれが大きい光が同入射瞳
に入射し始める。そしてカラーＬＣＤ１２の周辺に入射
する光ほど、平行からのズレ量は大きい。その結果、コ
ントラストが低下していき、最短投影距離で最悪とな
る。逆に、最短投影距離において最も優れたコントラス
トが得られるようにしたとすれば、最長投影距離におい
て最悪のコントラストとなる。また、カラーＬＣＤ１２
を略平行光のみで照明した場合、最長投影距離において
周辺光量が良好になるように結像レンズ１４の位置を定
めたとすると、投影距離が短くなるにつれて、結像レン
ズ１４の入射瞳に効率よく光を取り込むことが困難とな
り、周辺部になるに従って光量低下が大きくなる。逆に
最短投影距離において周辺光量が良好となるようにして
も同様である。
【００１９】これに対し、本発明によれば、投影距離に
拘らず、結像レンズ１４の入射瞳には、常にカラーＬＣ
Ｄ１２に平行に入射した光が入射するため、コントラス
トの低下は生じない。
拘らず、結像レンズ１４の入射瞳には、常にカラーＬＣ
Ｄ１２に平行に入射した光が入射するため、コントラス
トの低下は生じない。
【００２０】図４ないし図７は、投影距離を変化させる
とき、投影レンズ系１５の結像レンズ１４だけを移動さ
せていた従来例の問題点と、投影レンズ系１５のフレネ
ルレンズ１３と結像レンズ１４をそれぞれ移動させる本
発明の優位性とをさらに説明するための図である。図４
ないし図７では、結像レンズ１４を第１群Ｇ1 、フレネ
ルレンズ１３を第２群Ｇ2 とし、第１群Ｇ1 の焦点距
離、倍率をそれぞれ、ｆ1 、ｍ1 、第２群Ｇ2 のそれら
をｆ2 、ｍ2 とする。
とき、投影レンズ系１５の結像レンズ１４だけを移動さ
せていた従来例の問題点と、投影レンズ系１５のフレネ
ルレンズ１３と結像レンズ１４をそれぞれ移動させる本
発明の優位性とをさらに説明するための図である。図４
ないし図７では、結像レンズ１４を第１群Ｇ1 、フレネ
ルレンズ１３を第２群Ｇ2 とし、第１群Ｇ1 の焦点距
離、倍率をそれぞれ、ｆ1 、ｍ1 、第２群Ｇ2 のそれら
をｆ2 、ｍ2 とする。
【００２１】投影距離∞のときの第１群Ｇ1 と第２群Ｇ
2 の配置を図４に示す。図５、図６は、第１群Ｇ1 のみ
を移動させて投影倍率を変えた場合、図７は、第１群Ｇ
1 、第２群Ｇ2 を一体に移動させて投影倍率を変えた場
合の説明図である。図４の第１群Ｇ1 の位置を基準とし
て、テレ側の投影倍率をｍT にするための第１群Ｇ1の
移動量をΔT （図５）、ワイド側の投影倍率をｍW にす
るための第１群Ｇ1 の移動量をΔw （図６）とする。第
１群Ｇ1 を図で左に移動させて総合倍率ｍT 、ｍW を達
成するには、第１群Ｇ1 群における各倍率は、ｍT ／ｍ
2 、ｍW ／ｍ2で与えられる。 第１群Ｇ1 の移動量ΔT 、Δw は、それぞれ ΔT ＝（ｍT ／ｍ2 ）・ｆ1 Δw ＝（ｍW ／ｍ2 ）・ｆ1 テレ、ワイド間の移動量Δ1 は、 Δ1 ＝ΔT −Δw ＝（ｍW −ｍT ）ｆ1 ／ｍ2 ・・・・・・・（１）
2 の配置を図４に示す。図５、図６は、第１群Ｇ1 のみ
を移動させて投影倍率を変えた場合、図７は、第１群Ｇ
1 、第２群Ｇ2 を一体に移動させて投影倍率を変えた場
合の説明図である。図４の第１群Ｇ1 の位置を基準とし
て、テレ側の投影倍率をｍT にするための第１群Ｇ1の
移動量をΔT （図５）、ワイド側の投影倍率をｍW にす
るための第１群Ｇ1 の移動量をΔw （図６）とする。第
１群Ｇ1 を図で左に移動させて総合倍率ｍT 、ｍW を達
成するには、第１群Ｇ1 群における各倍率は、ｍT ／ｍ
2 、ｍW ／ｍ2で与えられる。 第１群Ｇ1 の移動量ΔT 、Δw は、それぞれ ΔT ＝（ｍT ／ｍ2 ）・ｆ1 Δw ＝（ｍW ／ｍ2 ）・ｆ1 テレ、ワイド間の移動量Δ1 は、 Δ1 ＝ΔT −Δw ＝（ｍW −ｍT ）ｆ1 ／ｍ2 ・・・・・・・（１）
【００２２】これに対し、図７に示す、第１群Ｇ1 と第
２群Ｇ2 が一体で移動するときの移動量Δ2 は、第１群
Ｇ1 と第２群Ｇ2 の合成焦点距離をｆ12として、 Δ2 ＝（ｍW −ｍT ）ｆ12 ・・・・・・・（２） ｜ｍ2 ｜＜１であるから、 ｜ｍW −ｍT ｜＜｜（ｍW −ｍT ）／ｍ2 ｜ また、後述する実施例の如く、ｆ12＜ｆ1 であれば、 ｜ｍW −ｍT ｜・ｆ12＜｜（ｍW −ｍT ）／ｍ2 ｜・ｆ
1 つまり、 ｜Δ2 ｜＜｜Δ1 ｜ この結果は、第１群Ｇ1 と第２群Ｇ2 を一体で移動した
ほうが、第１群Ｇ1 だけを移動させる場合に比して、同
じ倍率変化を得るための移動量が小さくてすむことを示
している。
２群Ｇ2 が一体で移動するときの移動量Δ2 は、第１群
Ｇ1 と第２群Ｇ2 の合成焦点距離をｆ12として、 Δ2 ＝（ｍW −ｍT ）ｆ12 ・・・・・・・（２） ｜ｍ2 ｜＜１であるから、 ｜ｍW −ｍT ｜＜｜（ｍW −ｍT ）／ｍ2 ｜ また、後述する実施例の如く、ｆ12＜ｆ1 であれば、 ｜ｍW −ｍT ｜・ｆ12＜｜（ｍW −ｍT ）／ｍ2 ｜・ｆ
1 つまり、 ｜Δ2 ｜＜｜Δ1 ｜ この結果は、第１群Ｇ1 と第２群Ｇ2 を一体で移動した
ほうが、第１群Ｇ1 だけを移動させる場合に比して、同
じ倍率変化を得るための移動量が小さくてすむことを示
している。
【００２３】また、簡単のために、図４に示す如く基準
投影距離を∞とした場合には、 −１／（ｆ1 −ｆ2 ）＋１／ｆB ＝１／ｆ2 であるから、 ｆB ＝（ｆ2 ／ｆ1 ）（ｆ1 −ｆ2 ） また、ｍ2 ＝ｆB ／（ｆ1 −ｆ2 ） であるから、 ｍ2 ＝ｆ2 ／ｆ1 となる。故に、Δ1 は、 Δ1 ＝（ｍW −ｍT ）（ｆ1 2 ／ｆ2 ） ・・・・・・・（３） と表わすこともできる。
投影距離を∞とした場合には、 −１／（ｆ1 −ｆ2 ）＋１／ｆB ＝１／ｆ2 であるから、 ｆB ＝（ｆ2 ／ｆ1 ）（ｆ1 −ｆ2 ） また、ｍ2 ＝ｆB ／（ｆ1 −ｆ2 ） であるから、 ｍ2 ＝ｆ2 ／ｆ1 となる。故に、Δ1 は、 Δ1 ＝（ｍW −ｍT ）（ｆ1 2 ／ｆ2 ） ・・・・・・・（３） と表わすこともできる。
【００２４】本発明の実施例では、 ｍT ＝−０．０４ ｍW ＝−０．２４ ｆ1 ＝５５．９ ｆ2 ＝３９．９ であり、これらを（３）式に代入して、Ｇ1 のみを移動
したときのテレ・ワイド間の移動量Δ1 を計算すると、 Δ1 ＝−１５．７（−は図４で左へ移動することを意味
する）である。 また、ｆ12＝３９．８であるから、（２）式より、Ｇ1
とＧ2 を一体で移動したときのテレ・ワイド間の移動量
Δ2 を計算すると、 Δ2 ＝−８．０ となり、第１群Ｇ1 と第２群Ｇ2 を一体で移動した方が
移動量が少なくなることがわかる。
したときのテレ・ワイド間の移動量Δ1 を計算すると、 Δ1 ＝−１５．７（−は図４で左へ移動することを意味
する）である。 また、ｆ12＝３９．８であるから、（２）式より、Ｇ1
とＧ2 を一体で移動したときのテレ・ワイド間の移動量
Δ2 を計算すると、 Δ2 ＝−８．０ となり、第１群Ｇ1 と第２群Ｇ2 を一体で移動した方が
移動量が少なくなることがわかる。
【００２５】移動量Δ1 は、近軸光線の傾角の大きさと
第１群Ｇ1 の瞳の大きさに対して無視できる量ではな
い。すなわち、第１群Ｇ1 のみを移動すれば、透過型画
像パネル１２に平行に入射した光線は、第１群Ｇ1 の瞳
を通らなくなる。又、第１群Ｇ1 を通る近軸光線の透過
型画像パネル１２への入射角は、光軸と平行でなくなる
（図６）。以上の説明は、投影距離が∞（すなわち、縮
小側撮影倍率ｍ＝０ｘ）であるとして行なったが、本発
明の実施例に示すｍ＝−０．０４ｘは十分にｍ＝０ｘに
近いので、通常の有限距離に投影距離を設定する場合
も、以上の議論が当てはまる。
第１群Ｇ1 の瞳の大きさに対して無視できる量ではな
い。すなわち、第１群Ｇ1 のみを移動すれば、透過型画
像パネル１２に平行に入射した光線は、第１群Ｇ1 の瞳
を通らなくなる。又、第１群Ｇ1 を通る近軸光線の透過
型画像パネル１２への入射角は、光軸と平行でなくなる
（図６）。以上の説明は、投影距離が∞（すなわち、縮
小側撮影倍率ｍ＝０ｘ）であるとして行なったが、本発
明の実施例に示すｍ＝−０．０４ｘは十分にｍ＝０ｘに
近いので、通常の有限距離に投影距離を設定する場合
も、以上の議論が当てはまる。
【００２６】本発明は、特に、フレネルレンズ１３と結
像レンズ１４で構成される投影レンズ系１５の半画角が
３０〜４５゜、投影倍率比が５倍程度以上に変化する投
影装置に用いることが好ましい。投影レンズ系１５の半
画角が１５〜２０°程度、拡大側投影倍率Ｍの範囲がＭ
＝−１０ｘ〜−４０ｘ（ｍ＝−０．１ｘ〜−０．０２５
ｘ）程度の従来の投影装置では、θ’は最大でも２〜３
゜程度であり、コントラストの低下はそれ程問題となら
ない。
像レンズ１４で構成される投影レンズ系１５の半画角が
３０〜４５゜、投影倍率比が５倍程度以上に変化する投
影装置に用いることが好ましい。投影レンズ系１５の半
画角が１５〜２０°程度、拡大側投影倍率Ｍの範囲がＭ
＝−１０ｘ〜−４０ｘ（ｍ＝−０．１ｘ〜−０．０２５
ｘ）程度の従来の投影装置では、θ’は最大でも２〜３
゜程度であり、コントラストの低下はそれ程問題となら
ない。
【００２７】なお、一般的に、カラーＬＣＤ１２に略平
行に入射した光を常に結像レンズ１４の入射瞳に入射さ
せるには、フレネルレンズ１３と結像レンズ１４を独立
に移動させることが好ましい。しかし、ＬＣＤからの射
出光の平行度がよい場合には、フレネルレンズ１３と結
像レンズ１４を一体に移動してもθ’は変化しないの
で、コントラストに変化は生じない。逆に両レンズを一
体に移動させれば、その移動機構を簡略化できるという
利点がある。
行に入射した光を常に結像レンズ１４の入射瞳に入射さ
せるには、フレネルレンズ１３と結像レンズ１４を独立
に移動させることが好ましい。しかし、ＬＣＤからの射
出光の平行度がよい場合には、フレネルレンズ１３と結
像レンズ１４を一体に移動してもθ’は変化しないの
で、コントラストに変化は生じない。逆に両レンズを一
体に移動させれば、その移動機構を簡略化できるという
利点がある。
【００２８】また図示例では、カラーＬＣＤ１２に対し
てフレネルレンズ１３と結像レンズ１４を移動させた
が、フレネルレンズ１３と結像レンズ１４に対してカラ
ーＬＣＤ１２を移動させても理論上、本発明は成立す
る。
てフレネルレンズ１３と結像レンズ１４を移動させた
が、フレネルレンズ１３と結像レンズ１４に対してカラ
ーＬＣＤ１２を移動させても理論上、本発明は成立す
る。
【００２９】次に、図１で説明した内容を、本発明の具
体的な実施例を示す図８を用いて更に詳しく説明する。
図８において、 結像レンズ１４の焦点距離；ｆ1 ＝５５．９ｍｍ フレネルレンズ１３の焦点距離；ｆ2 ＝３９．９ｍｍ レンズ全系の合成焦点距離；ｆ12＝３９．８ｍｍ Ｓ；縮小側倍率ｍ＝０ｘからｍW ＝−０．２４ｘに至る
投影レンズ（入射瞳）の移動量、 ｘ；縮小側倍率ｍ＝０ｘからｍW ＝−０．２４ｘに至る
フレネルレンズの移動量、 Ｌ；各倍率における結像レンズとフレネルレンズとの距
離、 ｈ；ＬＣＤの中心から対角までの長さ、又は投影レンズ
系の最大物体高（＝３１ｍｍ）、 Φ：結像レンズの入射瞳の直径（＝８．３ｍｍ）、 θ：結像レンズの入射瞳の中心に入射する光線の角度、 θ′：結像レンズの入射瞳の中心に入射する光線のＬＣ
Ｄに入射する角度（ＬＣＤの垂直からのずれ）、 α：ｈにおけるフレネルレンズの頂角（＝５９．７
°）、 とする。
体的な実施例を示す図８を用いて更に詳しく説明する。
図８において、 結像レンズ１４の焦点距離；ｆ1 ＝５５．９ｍｍ フレネルレンズ１３の焦点距離；ｆ2 ＝３９．９ｍｍ レンズ全系の合成焦点距離；ｆ12＝３９．８ｍｍ Ｓ；縮小側倍率ｍ＝０ｘからｍW ＝−０．２４ｘに至る
投影レンズ（入射瞳）の移動量、 ｘ；縮小側倍率ｍ＝０ｘからｍW ＝−０．２４ｘに至る
フレネルレンズの移動量、 Ｌ；各倍率における結像レンズとフレネルレンズとの距
離、 ｈ；ＬＣＤの中心から対角までの長さ、又は投影レンズ
系の最大物体高（＝３１ｍｍ）、 Φ：結像レンズの入射瞳の直径（＝８．３ｍｍ）、 θ：結像レンズの入射瞳の中心に入射する光線の角度、 θ′：結像レンズの入射瞳の中心に入射する光線のＬＣ
Ｄに入射する角度（ＬＣＤの垂直からのずれ）、 α：ｈにおけるフレネルレンズの頂角（＝５９．７
°）、 とする。
【００３０】尚、縮小側倍率ｍT ＝−０．０４ｘ（ＭT
＝−２５ｘ）における条件は、ｍ＝０ｘに近いので、簡
単のため前項の説明と同様に投影距離を∞、すなわち縮
小倍率ｍ＝０ｘを基準にして説明する。また、図中の結
像レンズ１４は入射瞳の位置にて代表させている。入射
瞳は図１２に示すように、縮小側（ＬＣＤ側）からみた
投影レンズの瞳としている。図１２において、１４Ａ、
１４Ｂは結像レンズ１４の入射瞳位置と射出瞳位置をそ
れぞれ表わしている。
＝−２５ｘ）における条件は、ｍ＝０ｘに近いので、簡
単のため前項の説明と同様に投影距離を∞、すなわち縮
小倍率ｍ＝０ｘを基準にして説明する。また、図中の結
像レンズ１４は入射瞳の位置にて代表させている。入射
瞳は図１２に示すように、縮小側（ＬＣＤ側）からみた
投影レンズの瞳としている。図１２において、１４Ａ、
１４Ｂは結像レンズ１４の入射瞳位置と射出瞳位置をそ
れぞれ表わしている。
【００３１】図８において、ｘ＝Ｓの場合の各倍率にお
ける数値は下記のようになる。
ける数値は下記のようになる。
【００３２】図８において、投影レンズ系１５は、縮小
側倍率ｍ＝０ｘにおいて半画角θ＝３８°の超広角レン
ズである。ここで、最短投影距離における縮小側倍率ｍ
W ＝−０．２４ｘになるように、結像レンズ１４とフレ
ネルレンズ１３を一体で移動させるとき、すなわち、結
像レンズの移動量Ｓとフレネルレンズの移動量ｘが等し
くなるように投影レンズ系を移動させて合焦させると
き、投影レンズ系１５の移動量はＳ＝ｘ＝−９．６ｍｍ
となる。また、ｍT ＝−０．０４ｘからｍW ＝−０．２
４ｘになるように、移動させた場合は、△2 ＝−８．０
ｍｍとなる。そのとき、ＬＣＤ１２を透過した平行光束
は、フレネルレンズ１３を通過した後、ｍ＝０ｘの時と
同じ条件で集光されるが、フレネルレンズ１３と結像レ
ンズ１４の位置関係は、維持されたままなので、結像レ
ンズ１４の入射瞳１４Ａに効率よくＬＣＤを透過した光
束を取り込むことが可能である。
側倍率ｍ＝０ｘにおいて半画角θ＝３８°の超広角レン
ズである。ここで、最短投影距離における縮小側倍率ｍ
W ＝−０．２４ｘになるように、結像レンズ１４とフレ
ネルレンズ１３を一体で移動させるとき、すなわち、結
像レンズの移動量Ｓとフレネルレンズの移動量ｘが等し
くなるように投影レンズ系を移動させて合焦させると
き、投影レンズ系１５の移動量はＳ＝ｘ＝−９．６ｍｍ
となる。また、ｍT ＝−０．０４ｘからｍW ＝−０．２
４ｘになるように、移動させた場合は、△2 ＝−８．０
ｍｍとなる。そのとき、ＬＣＤ１２を透過した平行光束
は、フレネルレンズ１３を通過した後、ｍ＝０ｘの時と
同じ条件で集光されるが、フレネルレンズ１３と結像レ
ンズ１４の位置関係は、維持されたままなので、結像レ
ンズ１４の入射瞳１４Ａに効率よくＬＣＤを透過した光
束を取り込むことが可能である。
【００３３】すなわち、ＬＣＤを透過した光軸に平行な
照明光束が結像レンズ１４の入射瞳に入る条件は、 ｜（Ｓ−ｘ）・ｈ／Ｌ｜≦Φ／２ ・・・・・・・・・・（４） で与えられる。よって、結合レンズ１４の移動量Ｓとフ
レネルレンズの移動量ｘが、Ｓ＝ｘのとき、つまり結像
レンズとフレネルレンズが図１及び図８のように一緒に
移動するとき、 ０≦Φ／２ が成立し、投影倍率が大きく変化しても、常にＬＣＤを
透過した光軸に平行な照明光束が、結像レンズの入射瞳
に入るため、良好な画像を得ることができる。また、条
件式（４）を満足すれば、ｘ≠Ｓの場合でも要求性能に
応じた画像を得ることができる。
照明光束が結像レンズ１４の入射瞳に入る条件は、 ｜（Ｓ−ｘ）・ｈ／Ｌ｜≦Φ／２ ・・・・・・・・・・（４） で与えられる。よって、結合レンズ１４の移動量Ｓとフ
レネルレンズの移動量ｘが、Ｓ＝ｘのとき、つまり結像
レンズとフレネルレンズが図１及び図８のように一緒に
移動するとき、 ０≦Φ／２ が成立し、投影倍率が大きく変化しても、常にＬＣＤを
透過した光軸に平行な照明光束が、結像レンズの入射瞳
に入るため、良好な画像を得ることができる。また、条
件式（４）を満足すれば、ｘ≠Ｓの場合でも要求性能に
応じた画像を得ることができる。
【００３４】さらに、ＬＣＤを透過する光束が、平行光
からずれている場合、すなわち、照明光が発散光束また
は集束光束となっている場合、ｘ≠Ｓとすることによ
り、より効率的に照明光束を結像レンズ１４の入射瞳１
４Ａに取り込むことが可能になる。例えば、図９に示す
ように、ＬＣＤに入射する照明光が発散性が強い場合、
縮小側倍率ｍ＝０ｘのときに最も条件が良くなるよう、
投影レンズとフレネルレンズを配置したとする。ここか
ら、最短投影倍率ｍW ＝−０．２４ｘで合焦するため
に、ｘ＝Ｓを満足して投影レンズ系を駆動させる場合、
ＬＣＤとフレネルレンズの距離が変化するため、ｍ＝０
ｘのときのフレネルレンズへの入射高さＨに対して、最
短投影倍率ｍW ＝−０．２４ｘにおけるフレネルレンズ
への入射高さＨ′が異なり、結果として、図９に示され
るように、有効な光束が結像レンズの入射瞳に取り込め
なくなることがある。このような場合、図１０に示すよ
うに、条件式（４）を満たすように、結像レンズの移動
量Ｓとフレネルレンズの移動量ｘをそれぞれ異なる移動
量に設定することが効果的である。逆に、照明光が集光
性が強い場合にも、Ｓ≠ｘとすることにより、効果的に
結像レンズの入射瞳に光束を取り込むことが可能であ
る。
からずれている場合、すなわち、照明光が発散光束また
は集束光束となっている場合、ｘ≠Ｓとすることによ
り、より効率的に照明光束を結像レンズ１４の入射瞳１
４Ａに取り込むことが可能になる。例えば、図９に示す
ように、ＬＣＤに入射する照明光が発散性が強い場合、
縮小側倍率ｍ＝０ｘのときに最も条件が良くなるよう、
投影レンズとフレネルレンズを配置したとする。ここか
ら、最短投影倍率ｍW ＝−０．２４ｘで合焦するため
に、ｘ＝Ｓを満足して投影レンズ系を駆動させる場合、
ＬＣＤとフレネルレンズの距離が変化するため、ｍ＝０
ｘのときのフレネルレンズへの入射高さＨに対して、最
短投影倍率ｍW ＝−０．２４ｘにおけるフレネルレンズ
への入射高さＨ′が異なり、結果として、図９に示され
るように、有効な光束が結像レンズの入射瞳に取り込め
なくなることがある。このような場合、図１０に示すよ
うに、条件式（４）を満たすように、結像レンズの移動
量Ｓとフレネルレンズの移動量ｘをそれぞれ異なる移動
量に設定することが効果的である。逆に、照明光が集光
性が強い場合にも、Ｓ≠ｘとすることにより、効果的に
結像レンズの入射瞳に光束を取り込むことが可能であ
る。
【００３５】次に、図２で説明したフレネルレンズを固
定したときの問題点を図１１により更に詳しく説明す
る。図１１において、ｘ＝０の場合、すなわち、フレネ
ルレンズ１３を固定して、結像レンズ１４だけを移動さ
せて各倍率で合焦させる場合における上記の各数値は下
記のようになる。
定したときの問題点を図１１により更に詳しく説明す
る。図１１において、ｘ＝０の場合、すなわち、フレネ
ルレンズ１３を固定して、結像レンズ１４だけを移動さ
せて各倍率で合焦させる場合における上記の各数値は下
記のようになる。
【００３６】結像レンズ１４、フレネルレンズ１３等の
条件は前記の例と同一である。縮小側倍率ｍ＝０ｘから
最短投影倍率ｍW ＝−０．２４ｘに変倍する時、フレネ
ルレンズ１３を固定して（ｘ＝０）、結像レンズ１４の
みを移動させて所望の倍率を得ようとすると、結像レン
ズの移動量は、Ｓ＝１８．８ｍｍとなる。また、ｍT＝
−０．０４ｘからｍW ＝−０．２４ｘになるように移動
させた場合は、△1 ＝−１５．７ｍｍとなり、前記の結
像レンズとフレネルレンズを一緒に移動させる場合と比
較すると、レンズ移動量が非常に大きいことが分かる。
条件は前記の例と同一である。縮小側倍率ｍ＝０ｘから
最短投影倍率ｍW ＝−０．２４ｘに変倍する時、フレネ
ルレンズ１３を固定して（ｘ＝０）、結像レンズ１４の
みを移動させて所望の倍率を得ようとすると、結像レン
ズの移動量は、Ｓ＝１８．８ｍｍとなる。また、ｍT＝
−０．０４ｘからｍW ＝−０．２４ｘになるように移動
させた場合は、△1 ＝−１５．７ｍｍとなり、前記の結
像レンズとフレネルレンズを一緒に移動させる場合と比
較すると、レンズ移動量が非常に大きいことが分かる。
【００３７】また、ＬＣＤに垂直に入射した光線（ｈ＝
３１）は、Ｌ＝５８．５においてＺ＝１４．７となり、
結合レンズの入射瞳の大きさΦ／２＝４．１５より大き
くなってしまう。逆に、θ＝２８゜の光線であれば、Ｌ
＝５８．５において結像レンズの入射瞳の中心を通る
が、この光線はＬＣＤ１２をθ´＝２１゜で透過した光
線であるため、液晶の角度依存性により、透過率も低
く、コントラストも悪いため、良好な画像を得ることが
できない。
３１）は、Ｌ＝５８．５においてＺ＝１４．７となり、
結合レンズの入射瞳の大きさΦ／２＝４．１５より大き
くなってしまう。逆に、θ＝２８゜の光線であれば、Ｌ
＝５８．５において結像レンズの入射瞳の中心を通る
が、この光線はＬＣＤ１２をθ´＝２１゜で透過した光
線であるため、液晶の角度依存性により、透過率も低
く、コントラストも悪いため、良好な画像を得ることが
できない。
【００３８】次に、本発明の投影装置をより具体的にし
た液晶プロジェクタの実施例を説明する。図１３ないし
図１５は、その機械的構成を示している。この液晶プロ
ジェクタ２０の本体ケース２１内には、放物面鏡１１ａ
とその焦点位置に置いた光源１１ｂとを有する照明光源
１１、第一反射ミラー２３、ＬＣＤ１２、可動レンズユ
ニット２２、第二反射ミラー２４、及びスクリーンプレ
ート２５が順次配設されている。可動レンズユニット２
２には、コンデンサフレネルレンズ１３と結像レンズ１
４からなる投影レンズ系１５が搭載されている。この例
では、構成を単純にするため、投影レンズ系１５のフレ
ネルレンズ１３と結像レンズ１４は予め定めた距離で固
定されている。可動レンズユニット２２は、光軸方向に
可動であり、手動あるいは電動の駆動機構によって駆動
される。この種の駆動機構はよく知られている。
た液晶プロジェクタの実施例を説明する。図１３ないし
図１５は、その機械的構成を示している。この液晶プロ
ジェクタ２０の本体ケース２１内には、放物面鏡１１ａ
とその焦点位置に置いた光源１１ｂとを有する照明光源
１１、第一反射ミラー２３、ＬＣＤ１２、可動レンズユ
ニット２２、第二反射ミラー２４、及びスクリーンプレ
ート２５が順次配設されている。可動レンズユニット２
２には、コンデンサフレネルレンズ１３と結像レンズ１
４からなる投影レンズ系１５が搭載されている。この例
では、構成を単純にするため、投影レンズ系１５のフレ
ネルレンズ１３と結像レンズ１４は予め定めた距離で固
定されている。可動レンズユニット２２は、光軸方向に
可動であり、手動あるいは電動の駆動機構によって駆動
される。この種の駆動機構はよく知られている。
【００３９】スクリーンプレート２５は、例えば１０イ
ンチでの鑑賞用で、これを外し、あるいは本体ケース２
１内に収納して投影開口２６を露出させると、可動レン
ズユニット２２の結像レンズ１４を出た光束が外部に投
光される。このとき、外部に別のスクリーン２５’を設
け、このスクリーン２５’と液晶プロジェクタ２０との
距離を変えることにより、任意の投影倍率が得られる。
ピント調整は、可動レンズユニット２２の全体を光軸方
向に移動させて行なう。
ンチでの鑑賞用で、これを外し、あるいは本体ケース２
１内に収納して投影開口２６を露出させると、可動レン
ズユニット２２の結像レンズ１４を出た光束が外部に投
光される。このとき、外部に別のスクリーン２５’を設
け、このスクリーン２５’と液晶プロジェクタ２０との
距離を変えることにより、任意の投影倍率が得られる。
ピント調整は、可動レンズユニット２２の全体を光軸方
向に移動させて行なう。
【００４０】なお、本発明は液晶プロジェクタに限ら
ず、ＯＨＰ（オーバヘッドプロジェクタ）等の投影装置
一般に広く適用できる。
ず、ＯＨＰ（オーバヘッドプロジェクタ）等の投影装置
一般に広く適用できる。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、投影倍
率を変化させても、常にコントラストが低下しない良好
な投影画像を得ることができ、光量特性も良好に保つこ
とができる。
率を変化させても、常にコントラストが低下しない良好
な投影画像を得ることができ、光量特性も良好に保つこ
とができる。
【図１】本発明の投影装置及びそのピント調整方法を示
す光学図である。
す光学図である。
【図２】比較のため、従来装置及びそのピント調整方法
を示す光学図である。
を示す光学図である。
【図３】液晶プロジェクタの全体構成を示す光学図であ
る。
る。
【図４】本発明の投影装置と従来の投影装置の差を説明
するための光学図である。
するための光学図である。
【図５】本発明の投影装置と従来の投影装置の差を説明
するための光学図である。
するための光学図である。
【図６】本発明の投影装置と従来の投影装置の差を説明
するための光学図である。
するための光学図である。
【図７】本発明の投影装置と従来の投影装置の差を説明
するための光学図である。
するための光学図である。
【図８】本発明の投影装置の具体的な実施例を示す光学
図である。
図である。
【図９】本発明の投影装置の別の実施例を示す図であ
る。
る。
【図１０】本発明の投影装置の別の実施例を示す図であ
る。
る。
【図１１】従来の投影装置の問題点を説明するための具
体的な光学図である。
体的な光学図である。
【図１２】本発明の結像レンズの瞳の定義を説明する図
である。
である。
【図１３】本発明の投影装置をより具体的にした実施例
を示す要部を断面とした平面図である。
を示す要部を断面とした平面図である。
【図１４】図１３のXIV −XIV 線に沿う断面図である。
【図１５】図１３のXV−XV線に沿う断面図である。
１１ 照明光源 １２ カラーＬＣＤ（透過型画像パネル） １３ フレネルコンデンサレンズ １４ 結像レンズ １５ 投影レンズ系 １６ スクリーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩永 正国 東京都東大和市桜が丘２丁目229番地 カ シオ計算機株式会社東京事業所内
Claims (6)
- 【請求項１】 光源の光を、透過型画像パネルに入射さ
せ、コンデンサレンズと結像レンズからなる投影レンズ
系を介してスクリーンに投影する投影装置において、 上記結像レンズとコンデンサレンズを、透過型画像パネ
ルに対して相対的に光軸方向に可動に支持し、かつ上記
投影レンズ系からスクリーン迄の投影距離を変化させる
とき、この結像レンズとコンデンサレンズをともに透過
型画像パネルに対し相対的に移動させてスクリーン上で
焦点調節を行なうことを特徴とする投影装置。 - 【請求項２】 請求項１において、透過型画像パネルに
は略平行光が入射し、結像レンズとコンデンサレンズ
は、透過型画像パネルに入射した略平行光が常に結像レ
ンズの入射瞳に入射する関係を保持して移動される投影
装置。 - 【請求項３】 請求項１または２において、コンデンサ
レンズは、フレネルレンズからなっている投影装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、結像レンズとコンデンサレンズは、一体に移動する
投影装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
て、投影レンズ系の半画角は、３０〜４５゜であり、投
影倍率比が５倍以上に変化する投影装置。 - 【請求項６】 略平行光を、透過型画像パネルに入射さ
せ、コンデンサレンズと結像レンズからなる投影レンズ
系を介してスクリーンに投影する投影装置において、 上記結像レンズ、コンデンサレンズ及び透過型画像パネ
ルを、該透過型画像パネルに入射した略平行光が、どの
投影倍率でも、結像レンズの入射瞳に入射するように相
対移動させてスクリーン上で焦点調節を行なうことを特
徴とする投影装置のピント調整方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10436995A JP3380083B2 (ja) | 1994-08-12 | 1995-04-27 | 投影装置及び投影装置のピント調整方法 |
| KR1019950024253A KR100282120B1 (ko) | 1994-08-12 | 1995-08-05 | 투영장치 및 투영장치의 핀트조정방법 |
| CN95115345A CN1066602C (zh) | 1994-08-12 | 1995-08-11 | 投影装置 |
| US08/514,221 US5645334A (en) | 1994-08-12 | 1995-08-11 | Projector and focusing method therein |
| DE19529672A DE19529672C2 (de) | 1994-08-12 | 1995-08-11 | Projektor |
| GB9516637A GB2292228B (en) | 1994-08-12 | 1995-08-14 | Projector and focusing method therein |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-190846 | 1994-08-12 | ||
| JP19084694 | 1994-08-12 | ||
| JP10436995A JP3380083B2 (ja) | 1994-08-12 | 1995-04-27 | 投影装置及び投影装置のピント調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08106065A true JPH08106065A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3380083B2 JP3380083B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=26444867
Family Applications (1)
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