JP3012374B2 - 投影装置及び投影装置の画像調整方法 - Google Patents
投影装置及び投影装置の画像調整方法Info
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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]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- Projection Apparatus (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Lenses (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、複数の画像を投影面
上で合成する投影装置に関し、特に、投影面上での焦点
誤差と倍率誤差とを補正することができる装置、及び方
法に関するものである。
上で合成する投影装置に関し、特に、投影面上での焦点
誤差と倍率誤差とを補正することができる装置、及び方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の投影装置としては、従来から三
原色の各色の画像を3枚の液晶パネル上に形成し、これ
らを合成してスクリーンに重ね合わせて投影するカラー
プロジェクターが知られている。この種の液晶カラープ
ロジェクターは、ダイクロイックプリズム、あるいはダ
イクロイックミラーを用いて各色成分の光束を合成し、
単一の投影レンズによりスクリーン上に投影してカラー
画像を得る。
原色の各色の画像を3枚の液晶パネル上に形成し、これ
らを合成してスクリーンに重ね合わせて投影するカラー
プロジェクターが知られている。この種の液晶カラープ
ロジェクターは、ダイクロイックプリズム、あるいはダ
イクロイックミラーを用いて各色成分の光束を合成し、
単一の投影レンズによりスクリーン上に投影してカラー
画像を得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように各色毎に独立した液晶パネルの画像を重ね合わせ
る装置では、スクリーン上での各色の画像が組み付け誤
差等により正確に一致しない場合がある。
ように各色毎に独立した液晶パネルの画像を重ね合わせ
る装置では、スクリーン上での各色の画像が組み付け誤
差等により正確に一致しない場合がある。
【０００４】このような誤差をなくすためには、各光学
素子自体の精度や組み付け精度を高めることにより、誤
差の発生を防ぐ方法と、組み付け後の調整により誤差を
補正する方法とがある。但し、前者の方法では素子のコ
ストアップを誘引すると共に、組み付け作業性が悪化す
るため、一般には組み付け後に調整する方法が採用され
る。
素子自体の精度や組み付け精度を高めることにより、誤
差の発生を防ぐ方法と、組み付け後の調整により誤差を
補正する方法とがある。但し、前者の方法では素子のコ
ストアップを誘引すると共に、組み付け作業性が悪化す
るため、一般には組み付け後に調整する方法が採用され
る。
【０００５】なお、画像全体の焦点誤差に対しては、共
通光路に配置された投影レンズ、あるいはスクリーンを
調整することにより、対処することができる。
通光路に配置された投影レンズ、あるいはスクリーンを
調整することにより、対処することができる。
【０００６】しかしながら、各色の画像の相対的な焦点
誤差、倍率誤差等が生じた場合には、各色毎の光学系を
独立して調整する必要がある。
誤差、倍率誤差等が生じた場合には、各色毎の光学系を
独立して調整する必要がある。
【０００７】
【発明の目的】この発明は、上記の課題に鑑みてなされ
たものであり、複数の画像を重ね合わせて画像を形成す
る装置において、各画像を独立して調整することができ
る投影装置を提供することを目的とする。
たものであり、複数の画像を重ね合わせて画像を形成す
る装置において、各画像を独立して調整することができ
る投影装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る投影装置
は、上記目的を達成させるため、複数の画像形成手段
と、該各画像形成手段に対応するとともに各画像形成手
段の近傍に設けられ、各画像形成手段からの光束を収束
させる複数のコンデンサレンズと、該コンデンサレンズ
により収束された光束を被投影面上に投影する単一の投
影レンズと、前記各コンデンサレンズと前記投影レンズ
との間に設けられ、各画像形成手段からの光束を合成し
て前記投影レンズに入射させる光束合成手段と、前記各
画像形成手段と前記各コンデンサレンズとを独立して光
軸方向に移動できるよう保持する複数の調整機構とを備
えることを特徴とする。
は、上記目的を達成させるため、複数の画像形成手段
と、該各画像形成手段に対応するとともに各画像形成手
段の近傍に設けられ、各画像形成手段からの光束を収束
させる複数のコンデンサレンズと、該コンデンサレンズ
により収束された光束を被投影面上に投影する単一の投
影レンズと、前記各コンデンサレンズと前記投影レンズ
との間に設けられ、各画像形成手段からの光束を合成し
て前記投影レンズに入射させる光束合成手段と、前記各
画像形成手段と前記各コンデンサレンズとを独立して光
軸方向に移動できるよう保持する複数の調整機構とを備
えることを特徴とする。
【０００９】また、この発明にかかる投影装置の画像調
整方法は、画像形成手段と、この画像形成手段の近傍に
設けたコンデンサレンズとを備え、前記画像形成手段か
らの光束をコンデンサレンズにより収束させて投影レン
ズに入射させ、該投影レンズにより画像を被投影面に投
影する投影装置の画像調整方法であって、少なくとも前
記画像形成手段を光軸方向に移動させて焦点を調整する
段階と、前記コンデンサレンズを光軸方向に移動させて
倍率を調整する段階とを有することを特徴とする。
整方法は、画像形成手段と、この画像形成手段の近傍に
設けたコンデンサレンズとを備え、前記画像形成手段か
らの光束をコンデンサレンズにより収束させて投影レン
ズに入射させ、該投影レンズにより画像を被投影面に投
影する投影装置の画像調整方法であって、少なくとも前
記画像形成手段を光軸方向に移動させて焦点を調整する
段階と、前記コンデンサレンズを光軸方向に移動させて
倍率を調整する段階とを有することを特徴とする。
【００１０】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
【００１１】
【実施例１】図1〜図4は、この発明に係る投影装置の実
施例1を示したものである。
施例1を示したものである。
【００１２】光源10から発した白色の平行光束は、第
1、第2のダイクロイックミラー11,12により3つの波長
帯、すなわち3色の光束に分離される。それぞれの光束
は、各色に対応する画像が形成される画像形成手段とし
ての液晶パネル20,21,22に入射する。第1のダイクロイ
ックミラー11で反射されたR(赤)成分の光束は、ミラー1
3で偏向されて液晶パネル20に入射する。第1のダイクロ
イックミラー11を透過した後、第2のダイクロイックミ
ラー12で反射されたG(緑)成分の光束は、液晶パネル21
に入射する。第1、第2のダイクロイックミラー11,12を
透過したB(青)成分の光束は、液晶パネル22に入射す
る。
1、第2のダイクロイックミラー11,12により3つの波長
帯、すなわち3色の光束に分離される。それぞれの光束
は、各色に対応する画像が形成される画像形成手段とし
ての液晶パネル20,21,22に入射する。第1のダイクロイ
ックミラー11で反射されたR(赤)成分の光束は、ミラー1
3で偏向されて液晶パネル20に入射する。第1のダイクロ
イックミラー11を透過した後、第2のダイクロイックミ
ラー12で反射されたG(緑)成分の光束は、液晶パネル21
に入射する。第1、第2のダイクロイックミラー11,12を
透過したB(青)成分の光束は、液晶パネル22に入射す
る。
【００１３】各液晶パネルを透過した光束は、各液晶パ
ネルの射出側に近接して設けられたコンデンサレンズ3
0,31,32により収束され、光束合成手段としての第3、第
4のダイクロイックミラー14,15、ミラー16により合成さ
れ、投影レンズ40に入射する。
ネルの射出側に近接して設けられたコンデンサレンズ3
0,31,32により収束され、光束合成手段としての第3、第
4のダイクロイックミラー14,15、ミラー16により合成さ
れ、投影レンズ40に入射する。
【００１４】各コンデンサレンズ30,31,32は、投影光束
が効率よく投影レンズ40に取り込まれるように、投影レ
ンズの瞳に対して液晶パネルからの光束を集光させる。
が効率よく投影レンズ40に取り込まれるように、投影レ
ンズの瞳に対して液晶パネルからの光束を集光させる。
【００１５】投影レンズに入射した合成された光束は、
投影レンズ40により被投影面としてのスクリーン41に投
影され、スクリーン41上にカラー画像を形成する。な
お、液晶パネル20,21,22は、スクリーン41と共役な位置
に配置されている。
投影レンズ40により被投影面としてのスクリーン41に投
影され、スクリーン41上にカラー画像を形成する。な
お、液晶パネル20,21,22は、スクリーン41と共役な位置
に配置されている。
【００１６】各液晶パネルとコンデンサレンズとは、調
整ユニット50,51,52内に設けられ、それぞれの調整ユニ
ットは光軸方向に移動調整が可能である。また、各調整
ユニット内において、コンデンサレンズ30,31,32は光軸
方向に移動調整可能に構成されている。したがって、コ
ンデンサレンズと液晶パネルとは、それぞれ光軸方向に
独立して調整することができる。
整ユニット50,51,52内に設けられ、それぞれの調整ユニ
ットは光軸方向に移動調整が可能である。また、各調整
ユニット内において、コンデンサレンズ30,31,32は光軸
方向に移動調整可能に構成されている。したがって、コ
ンデンサレンズと液晶パネルとは、それぞれ光軸方向に
独立して調整することができる。
【００１７】ところで、ダイクロイックミラーは、透過
光の収差の発生を抑えるために薄い方が望ましい。しか
し、ミラーが薄い場合には、湾曲による面精度の誤差が
生じ易い。ダイクロイックミラーが湾曲すると、このミ
ラーが反射光に対して凸面鏡、あるいは凹面鏡として作
用するため、光束の集光の度合いが設計値とは異なる状
態となり、スクリーン上の画像の焦点誤差、倍率変化が
生じる。
光の収差の発生を抑えるために薄い方が望ましい。しか
し、ミラーが薄い場合には、湾曲による面精度の誤差が
生じ易い。ダイクロイックミラーが湾曲すると、このミ
ラーが反射光に対して凸面鏡、あるいは凹面鏡として作
用するため、光束の集光の度合いが設計値とは異なる状
態となり、スクリーン上の画像の焦点誤差、倍率変化が
生じる。
【００１８】ダイクロイックミラーの湾曲による画像へ
の影響を図2に基づいて説明する。なお、図2では、ダイ
クロイックミラー15と液晶パネル20、コンデンサレンズ
30との関係を例として示し、ダイクロイックミラー14は
図示を省略している。図中の符号40aは投影レンズの瞳
である。
の影響を図2に基づいて説明する。なお、図2では、ダイ
クロイックミラー15と液晶パネル20、コンデンサレンズ
30との関係を例として示し、ダイクロイックミラー14は
図示を省略している。図中の符号40aは投影レンズの瞳
である。
【００１９】ダイクロイックミラー15が図2に実線で示
した基準の形状から湾曲により破線で示したように変形
した場合には、G,R成分の光束に対してはダイクロイッ
クミラー15が凹面鏡として働く。従って、スクリーンと
共役な面は、図中の実線aから破線a'に変位する。液晶
パネル20の初期位置は、ダイクロイックミラーが平面で
あるとした際のスクリーン41の共役位置aであるため、
ミラー15の湾曲によりスクリーン41と液晶パネル20との
共役関係が崩れ、スクリーン上のG,R成分の画像の焦点
が外れると共に、像の大きさもB成分の画像に対して拡
大する。
した基準の形状から湾曲により破線で示したように変形
した場合には、G,R成分の光束に対してはダイクロイッ
クミラー15が凹面鏡として働く。従って、スクリーンと
共役な面は、図中の実線aから破線a'に変位する。液晶
パネル20の初期位置は、ダイクロイックミラーが平面で
あるとした際のスクリーン41の共役位置aであるため、
ミラー15の湾曲によりスクリーン41と液晶パネル20との
共役関係が崩れ、スクリーン上のG,R成分の画像の焦点
が外れると共に、像の大きさもB成分の画像に対して拡
大する。
【００２０】そこで、実施例の装置では、図3に示した
ように液晶パネル20がスクリーンと共役な位置に一致す
るまで調整ユニット50を一体に光軸方向に移動させる。
この調整により、スクリーン上での焦点誤差が補正され
る。次に、図4に示したように調整ユニット50内でコン
デンサレンズ30のみを光軸方向に移動させ、倍率を調整
する。
ように液晶パネル20がスクリーンと共役な位置に一致す
るまで調整ユニット50を一体に光軸方向に移動させる。
この調整により、スクリーン上での焦点誤差が補正され
る。次に、図4に示したように調整ユニット50内でコン
デンサレンズ30のみを光軸方向に移動させ、倍率を調整
する。
【００２１】コンデンサレンズ30は液晶パネル20のごく
近傍に配置されているため、コンデンサレンズ30のみを
光軸方向に移動させても焦点調整には殆ど影響を与え
ず、倍率のみを調整することができる。このような調整
により、画像の焦点、倍率の双方の誤差を調整すること
ができる。さらに、各液晶パネル20と各コンデンサレン
ズ30とをそれぞれ独立して光軸方向に移動可能に構成し
たものであるから、投影レンズ40が単一であって、しか
も、この投影レンズ40とコンデンサレンズ30の組み合わ
せによる光学系が液晶パネル30側にテレセントリックな
構成となっていても各色毎に焦点と倍率を調整すること
ができる。
近傍に配置されているため、コンデンサレンズ30のみを
光軸方向に移動させても焦点調整には殆ど影響を与え
ず、倍率のみを調整することができる。このような調整
により、画像の焦点、倍率の双方の誤差を調整すること
ができる。さらに、各液晶パネル20と各コンデンサレン
ズ30とをそれぞれ独立して光軸方向に移動可能に構成し
たものであるから、投影レンズ40が単一であって、しか
も、この投影レンズ40とコンデンサレンズ30の組み合わ
せによる光学系が液晶パネル30側にテレセントリックな
構成となっていても各色毎に焦点と倍率を調整すること
ができる。
【００２２】なお、この例では、ダイクロイックミラー
の湾曲に起因する焦点誤差等の補正を例として述べた
が、他の光学素子の配置、精度誤差に基づく誤差、ある
いは投影レンズの色収差に基づく誤差であっても補正で
きる。
の湾曲に起因する焦点誤差等の補正を例として述べた
が、他の光学素子の配置、精度誤差に基づく誤差、ある
いは投影レンズの色収差に基づく誤差であっても補正で
きる。
【００２３】ところで、液晶パネルは、液晶が充填され
たセルを偏光板で挟み込んで構成されており、液晶の特
性上、入射する光束が平行光束でない場合には、角度差
により透過率にバラツキを生じる可能性があることが知
られている。
たセルを偏光板で挟み込んで構成されており、液晶の特
性上、入射する光束が平行光束でない場合には、角度差
により透過率にバラツキを生じる可能性があることが知
られている。
【００２４】ここで、上記の実施例のようにコンデンサ
レンズを液晶パネルの投影レンズ側に設けた場合には、
液晶パネルに対して平行光束が入射するため、液晶の角
度依存性による光量ムラが生じない。
レンズを液晶パネルの投影レンズ側に設けた場合には、
液晶パネルに対して平行光束が入射するため、液晶の角
度依存性による光量ムラが生じない。
【００２５】また、単なる照明光ではなく画像情報を含
む光束がコンデンサレンズを透過するため、このコンデ
ンサレンズの性能も投影光学系の収差、性能に影響を与
える。従って、投影レンズで発生する収差をコンデンサ
レンズによって補正することも可能となり、光学系の精
度を高めることができる。また、投影レンズの残存収差
をコンデンサレンズで補正することにより、投影レンズ
自体には高い性能が要求されないため、投影レンズの製
造コストを下げることができる。
む光束がコンデンサレンズを透過するため、このコンデ
ンサレンズの性能も投影光学系の収差、性能に影響を与
える。従って、投影レンズで発生する収差をコンデンサ
レンズによって補正することも可能となり、光学系の精
度を高めることができる。また、投影レンズの残存収差
をコンデンサレンズで補正することにより、投影レンズ
自体には高い性能が要求されないため、投影レンズの製
造コストを下げることができる。
【００２６】これに対して、液晶パネルの光源側にコン
デンサレンズを配置した場合には、液晶パネルの移動に
より焦点の調整は可能であるが倍率を調整することがで
きず、また、液晶に対する入射光が集束光となるため、
光量ムラが生じる可能性がある。
デンサレンズを配置した場合には、液晶パネルの移動に
より焦点の調整は可能であるが倍率を調整することがで
きず、また、液晶に対する入射光が集束光となるため、
光量ムラが生じる可能性がある。
【００２７】更に、コンデンサレンズを透過する光束は
画像情報を含まない単なる照明光となるため、コンデン
サレンズの性能は投影光学系の収差、結像性能に何等影
響を与えない。従って、上記の実施例のように投影レン
ズの残存収差をコンデンサレンズで補正することができ
ない。
画像情報を含まない単なる照明光となるため、コンデン
サレンズの性能は投影光学系の収差、結像性能に何等影
響を与えない。従って、上記の実施例のように投影レン
ズの残存収差をコンデンサレンズで補正することができ
ない。
【００２８】一方、ダイクロイックミラーも角度依存性
を持つため、この角度依存性による光量ムラを抑えるた
めには、ダイクロイックミラーに入射する光束の収束の
度合が小さい方が好ましい。
を持つため、この角度依存性による光量ムラを抑えるた
めには、ダイクロイックミラーに入射する光束の収束の
度合が小さい方が好ましい。
【００２９】コンデンサレンズが液晶より投影レンズ側
にある場合には、これが光源側に位置する場合と比較し
てコンデンサレンズから投影レンズまでの距離が短くな
るため、光束の収束の度合がやや大きくなる。但し、上
記の実施例のようにバックフォーカスの長い投影レンズ
を用いる場合には、コンデンサレンズの配置の違いによ
る収束の度合の相違は僅かである。
にある場合には、これが光源側に位置する場合と比較し
てコンデンサレンズから投影レンズまでの距離が短くな
るため、光束の収束の度合がやや大きくなる。但し、上
記の実施例のようにバックフォーカスの長い投影レンズ
を用いる場合には、コンデンサレンズの配置の違いによ
る収束の度合の相違は僅かである。
【００３０】なお、上記の実施例では、液晶とコンデン
サレンズとを一体に調整した後にコンデンサレンズを調
整しているが、液晶、コンデンサレンズをそれぞれ別個
に調整する構成とすることもできる。
サレンズとを一体に調整した後にコンデンサレンズを調
整しているが、液晶、コンデンサレンズをそれぞれ別個
に調整する構成とすることもできる。
【００３１】
【実施例２】図5は、この発明に係る投影装置の実施例2
を示したものである。
を示したものである。
【００３２】この投影装置は、RGBの各色に対応する画
像を形成する液晶パネル20,21,22と、各液晶パネルに対
応して設けられ、各液晶パネルからの光束の集光するコ
ンデンサレンズ30,31,32と、コンデンサレンズを透過し
た光束をスクリーン20に投影する投影レンズ40と、それ
ぞれの投影系の光束を合成して投影レンズ40に入射させ
るダイクロイックプリズム60とを有している。
像を形成する液晶パネル20,21,22と、各液晶パネルに対
応して設けられ、各液晶パネルからの光束の集光するコ
ンデンサレンズ30,31,32と、コンデンサレンズを透過し
た光束をスクリーン20に投影する投影レンズ40と、それ
ぞれの投影系の光束を合成して投影レンズ40に入射させ
るダイクロイックプリズム60とを有している。
【００３３】光源からの光束は、互いに交差して設けら
れたダイクロイックミラー11,12によって各色成分毎に
分離され、ミラー17を介して液晶パネル、コンデンサレ
ンズを透過し、ダイクロイックプリズム60により合成さ
れて投影レンズ40に入射する。投影レンズに入射した光
束は、スクリーン41上に投影されてカラー画像を形成す
る。
れたダイクロイックミラー11,12によって各色成分毎に
分離され、ミラー17を介して液晶パネル、コンデンサレ
ンズを透過し、ダイクロイックプリズム60により合成さ
れて投影レンズ40に入射する。投影レンズに入射した光
束は、スクリーン41上に投影されてカラー画像を形成す
る。
【００３４】この例においても、各液晶パネルとコンデ
ンサレンズとは一体の調整ユニット50,51,52内に設けら
れており、調整ユニット一体として光軸方向に調整可能
であると共に、調整ユニット内でコンデンサレンズが独
立して光軸方向に調整可能である。
ンサレンズとは一体の調整ユニット50,51,52内に設けら
れており、調整ユニット一体として光軸方向に調整可能
であると共に、調整ユニット内でコンデンサレンズが独
立して光軸方向に調整可能である。
【００３５】上記の実施例2の構成では、実施例1のよう
なダイクロイックミラーの湾曲による画像の焦点誤差、
倍率誤差は発生しないが、例えば液晶の初期設定位置の
誤差やコンデンサレンズの精度誤差等の他の要因に基づ
く画像のズレを各色毎に独立して補正することができ
る。
なダイクロイックミラーの湾曲による画像の焦点誤差、
倍率誤差は発生しないが、例えば液晶の初期設定位置の
誤差やコンデンサレンズの精度誤差等の他の要因に基づ
く画像のズレを各色毎に独立して補正することができ
る。
【００３６】図6は、上述した2つの実施例に適用可能な
光学系の具体例を示したものである。第1面から第7面ま
でが3群4枚で構成される投影レンズ40、第8面と第9面と
がコンデンサレンズ30であり、液晶パネル20からの像を
図示せぬスクリーンに投影する。なお、図6において
は、説明を容易にするために1つの光学系のみを示して
いるが、実際に装置として組み立てられる場合には、間
隔d7の部分にダイクロイックミラー、あるいはダイクロ
イックプリズムが配置され、コンデンサレンズと液晶パ
ネルとは合成される画像の数だけ用意される。
光学系の具体例を示したものである。第1面から第7面ま
でが3群4枚で構成される投影レンズ40、第8面と第9面と
がコンデンサレンズ30であり、液晶パネル20からの像を
図示せぬスクリーンに投影する。なお、図6において
は、説明を容易にするために1つの光学系のみを示して
いるが、実際に装置として組み立てられる場合には、間
隔d7の部分にダイクロイックミラー、あるいはダイクロ
イックプリズムが配置され、コンデンサレンズと液晶パ
ネルとは合成される画像の数だけ用意される。
【００３７】図6の光学系の具体的な数値構成は表1に示
されている。表中、fはd-line(588nm)における焦点距
離、rは曲率半径、dはレンズ厚若しくは空気間隔、nはd
-lineでの屈折率、νdはアッベ数である。
されている。表中、fはd-line(588nm)における焦点距
離、rは曲率半径、dはレンズ厚若しくは空気間隔、nはd
-lineでの屈折率、νdはアッベ数である。
【００３８】また、この光学系の第8面、第9面で示され
るコンデンサレンズ30の両面は非球面である。非球面
は、光軸からの高さがYとなる非球面上の座標点の非球
面頂点の接平面からの距離をX、非球面頂点の曲率(1/r)
をC、円錐係数をK、4次,6次の非球面係数をA4,A6として
式1で表される。
るコンデンサレンズ30の両面は非球面である。非球面
は、光軸からの高さがYとなる非球面上の座標点の非球
面頂点の接平面からの距離をX、非球面頂点の曲率(1/r)
をC、円錐係数をK、4次,6次の非球面係数をA4,A6として
式1で表される。
【００３９】
【式１】
【００４０】なお、表1における非球面の曲率半径は、
非球面頂点の曲率半径であり、これらの面の円錐係数、
非球面係数は表2に示される。
非球面頂点の曲率半径であり、これらの面の円錐係数、
非球面係数は表2に示される。
【００４１】
【表１】f = 79.567
【００４２】
【表２】 第8面 K =-121.790 A4 = 7.14012×10-6 A6 =-3.96681×10-9 第9面 K = 0.31037 A4 = 6.79693×10-7 A6 = 0.00000
【００４３】上記の投影光学系は、d-lineで画像を投影
する際に最適な画像が得られるよう設計されており、他
の波長を用いる場合には焦点誤差、倍率誤差が発生す
る。例えば、液晶パネル上の画像をg-line、C-lineの光
束を用いて60倍で投影した場合、焦点誤差、液晶パネル
の大きさHに対応する倍率誤差は表3の補正前の項に示し
た通りとなる。
する際に最適な画像が得られるよう設計されており、他
の波長を用いる場合には焦点誤差、倍率誤差が発生す
る。例えば、液晶パネル上の画像をg-line、C-lineの光
束を用いて60倍で投影した場合、焦点誤差、液晶パネル
の大きさHに対応する倍率誤差は表3の補正前の項に示し
た通りとなる。
【００４４】次に、コンデンサレンズと液晶パネルとを
光軸方向に移動させて補正することにより、各誤差を表
3の補正後の項で示したように小さく抑えることができ
る。補正のための移動量は、図中右側となる光源側方向
をプラスとして表3に示した通りとなる。
光軸方向に移動させて補正することにより、各誤差を表
3の補正後の項で示したように小さく抑えることができ
る。補正のための移動量は、図中右側となる光源側方向
をプラスとして表3に示した通りとなる。
【００４５】
【表３】 補正前 補正後 g-line C-line g-line C-line 焦点誤差 -927 839 -7 -7 (mm) 倍率誤差 H=15.24 2.16 -1.11 0.39 -0.07 H=20.32 2.69 -1.45 0.11 0.05 H=25.40 2.83 -1.78 -0.42 0.11 コンデンサレンズ移動量 0.38 -0.23 液晶パネル移動量 -0.18 0.18
【００４６】なお、この例では、投影レンズ40の近軸色
収差を補正するためにコンデンサレンズ、液晶パネルの
位置を調整しているが、球面収差等の他の収差を補正す
るよう調整することも可能である。
収差を補正するためにコンデンサレンズ、液晶パネルの
位置を調整しているが、球面収差等の他の収差を補正す
るよう調整することも可能である。
【００４７】
【効果】以上説明したように、請求項１および請求項６
の発明によれば、各画像形成手段と各コンデンサレンズ
とをそれぞれ独立して光軸方向に移動可能に構成したも
のであるから、投影レンズが単一であって、しかも、こ
の投影レンズとコンデンサレンズの組み合わせによる光
学系が画像形成手段側にテレセントリックな構成となっ
ていても各色毎に焦点と倍率を調整することができる。
また、ミラーやレンズ等の光学素子の配置の誤差、精度
の誤差、投影レンズの色収差などに基づく各画像の焦点
誤差、倍率誤差をそれぞれ独立して補正することができ
る。 また、請求項８の発明によれば、画像形成手段を光
軸方向に移動させて焦点を調整する段階と、コンデンサ
レンズを光軸方向に移動させて倍率を調整する段階とを
有するものであるから、ミラーやレンズ等の光学素子の
配置の誤差、精度の誤差、投影レンズの色収差などに基
づく各画像の焦点誤差、倍率誤差をそれぞれ独立して補
正することができる。
の発明によれば、各画像形成手段と各コンデンサレンズ
とをそれぞれ独立して光軸方向に移動可能に構成したも
のであるから、投影レンズが単一であって、しかも、こ
の投影レンズとコンデンサレンズの組み合わせによる光
学系が画像形成手段側にテレセントリックな構成となっ
ていても各色毎に焦点と倍率を調整することができる。
また、ミラーやレンズ等の光学素子の配置の誤差、精度
の誤差、投影レンズの色収差などに基づく各画像の焦点
誤差、倍率誤差をそれぞれ独立して補正することができ
る。 また、請求項８の発明によれば、画像形成手段を光
軸方向に移動させて焦点を調整する段階と、コンデンサ
レンズを光軸方向に移動させて倍率を調整する段階とを
有するものであるから、ミラーやレンズ等の光学素子の
配置の誤差、精度の誤差、投影レンズの色収差などに基
づく各画像の焦点誤差、倍率誤差をそれぞれ独立して補
正することができる。
【図１】 この発明に係る投影装置の実施例1を示す光
学系の説明図である。
学系の説明図である。
【図２】 ダイクロイックミラーの湾曲による画像への
影響を示す説明図である。
影響を示す説明図である。
【図３】 図1の装置の調整の第1段階を示す説明図であ
る。
る。
【図４】 図1の装置の調整の第2段階を示す説明図であ
る。
る。
【図５】 この発明に係る投影装置の実施例2を示す光
学系の説明図である。
学系の説明図である。
【図６】 この発明に係る投影装置の光学系の具体例を
示すレンズ図である。
示すレンズ図である。
10…光源 14,15…ダイクロイックミラー(光束合成部) 20,21,22…液晶パネル(画像形成手段) 30,31,32…コンデンサレンズ 40…投影レンズ 41…スクリーン(被投影面) 50,51,52…調整ユニット
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03B 33/12 G02F 1/13 505 G02F 1/1347 G03B 21/00
Claims (8)
- 【請求項１】複数の画像形成手段と、 該各画像形成手段に対応するとともに各画像形成手段の
近傍に設けられ、各画像形成手段からの光束を収束させ
る複数のコンデンサレンズと、 該コンデンサレンズにより収束された光束を被投影面上
に投影する単一の投影レンズと、 前記各コンデンサレンズと前記投影レンズとの間に設け
られ、各画像形成手段からの光束を合成して前記投影レ
ンズに入射させる光束合成手段と、 前記各画像形成手段と前記各コンデンサレンズとを独立
して光軸方向に移動できるよう保持する複数の調整機構
とを備えることを特徴とする投影装置。 - 【請求項２】前記各画像形成手段は、互いに波長の異な
る光束により照明されることを特徴とする請求項１に記
載の投影装置。 - 【請求項３】前記光束合成手段は、ダイクロイックミラ
ーであることを特徴とする請求項２に記載の投影装置。 - 【請求項４】前記調整機構は、前記画像形成手段と前記
コンデンサレンズとを一体に移動可能に保持すると共
に、前記コンデンサレンズと前記画像形成手段との相対
距離を調整可能な調整ユニットであることを特徴とする
請求項１に記載の投影装置。 - 【請求項５】前記画像形成手段は、液晶パネルであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の投影装置。 - 【請求項６】単一の光源からの光束を波長によって分離
する分離手段と、 分離された各光束毎に設けられた複数の画像形成手段
と、 該各画像形成手段に対応するとともに各画像形成手段の
近傍に設けられ、各画像形成手段を透過した光束を収束
させる複数のコンデンサレンズと、 該コンデンサレンズにより収束された光束を被投影面上
に投影する単一の投影レンズと、 前記各コンデンサレンズと前記投影レンズとの間に設け
られ、各画像形成手段からの光束を合成して前記投影レ
ンズに入射させる光束合成手段と、 前記各画像形成手段と前記各コンデンサレンズとを独立
して光軸方向に移動できるよう保持する複数の調整機構
とを備えることを特徴とする投影装置。 - 【請求項７】前記画像形成手段は、液晶パネルであるこ
とを特徴とする請求項６に記載の投影装置。 - 【請求項８】画像形成手段と、この画像形成手段の近傍
に設けたコンデンサレンズとを備え、前記画像形成手段
からの光束をコンデンサレンズにより収束させて投影レ
ンズに入射させ、該投影レンズにより画像を被投影面に
投影する投影装置の画像調整方法であって、 少なくとも前記画像形成手段を光軸方向に移動させて焦
点を調整する段階と、 前記コンデンサレンズを光軸方向に移動させて倍率を調
整する段階とを有することを特徴とする投影装置の画像
調整方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3233164A JP3012374B2 (ja) | 1990-10-01 | 1991-09-12 | 投影装置及び投影装置の画像調整方法 |
| US07/769,254 US5179398A (en) | 1990-10-01 | 1991-10-01 | Projector and image adjustment method |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP26365290 | 1990-10-01 | ||
| JP2-263652 | 1990-10-01 | ||
| JP3233164A JP3012374B2 (ja) | 1990-10-01 | 1991-09-12 | 投影装置及び投影装置の画像調整方法 |
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|---|---|
| JPH0580440A JPH0580440A (ja) | 1993-04-02 |
| JP3012374B2 true JP3012374B2 (ja) | 2000-02-21 |
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ID=26530886
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|---|---|---|---|
| JP3233164A Expired - Fee Related JP3012374B2 (ja) | 1990-10-01 | 1991-09-12 | 投影装置及び投影装置の画像調整方法 |
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| US5390048A (en) * | 1991-12-02 | 1995-02-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection lens assembly and projection display apparatus |
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| JP3380083B2 (ja) * | 1994-08-12 | 2003-02-24 | ペンタックス株式会社 | 投影装置及び投影装置のピント調整方法 |
| DE19607510C2 (de) * | 1995-02-28 | 2001-11-29 | Asahi Optical Co Ltd | LCD-Projektor und Verfahren zum Teilen eines Lichtflusses |
| KR100189062B1 (ko) * | 1995-12-11 | 1999-06-01 | 이해규 | 단색 엘씨디를 이용한 액정 프로젝터 |
| JP3791130B2 (ja) * | 1996-08-19 | 2006-06-28 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型表示装置 |
| JP3473335B2 (ja) | 1996-08-19 | 2003-12-02 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型表示装置 |
| JP3480256B2 (ja) * | 1997-08-22 | 2003-12-15 | ミノルタ株式会社 | 投影光学装置 |
| US6273568B1 (en) * | 1998-02-05 | 2001-08-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection apparatus |
| JP3574575B2 (ja) | 1998-11-20 | 2004-10-06 | ペンタックス株式会社 | 画像投影装置 |
| US6478430B2 (en) * | 1998-12-24 | 2002-11-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination apparatus and projection apparatus |
| JP2001174811A (ja) * | 1999-12-16 | 2001-06-29 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 照明光学系およびこれを用いた投射型画像表示装置 |
| DE10115847A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-24 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Anordnung zum Projizieren eines mehrfarbigen Bildes auf eine Projektionsfläche |
| JP2005189478A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Fujinon Corp | 投写レンズおよびこれを用いた投写型表示装置 |
| KR101652399B1 (ko) * | 2010-12-07 | 2016-09-12 | 삼성전자주식회사 | 3차원 디스플레이 장치 및 3차원 영상 디스플레이 방법 |
| US9104175B2 (en) * | 2013-03-08 | 2015-08-11 | Christie Digital Systems Usa, Inc. | Light shaping for imaging using holography |
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|---|---|---|---|---|
| US4861142A (en) * | 1986-05-12 | 1989-08-29 | Seikosha Co., Ltd. | Projection type liquid crystal displaying device |
| US4989954A (en) * | 1987-10-09 | 1991-02-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection type liquid cyrstal display device |
| JP2612914B2 (ja) * | 1988-10-19 | 1997-05-21 | オリンパス光学工業株式会社 | 複数の液晶素子を備えた光学系 |
| JP2782520B2 (ja) * | 1988-12-14 | 1998-08-06 | 旭光学工業株式会社 | 液晶投影表示装置 |
| US5060058A (en) * | 1989-06-07 | 1991-10-22 | U.S. Philips Corporation | Modulation system for projection display |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP3233164A patent/JP3012374B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-01 US US07/769,254 patent/US5179398A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US5179398A (en) | 1993-01-12 |
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|---|---|---|---|
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