JP5982780B2 - 投写光学系及びこれを備えるプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、投写像のアスペクト比を切り替えることができる投写光学系及びこれを備えるプロジェクターに関する。

プロジェクターの投写光学系に用いられるアスペクト比変換用のコンバーターとして、本来の投写光学系の前面位置すなわち像側正面に進退可能に配置されるフロント配置型のコンバーターが存在する。

しかしながら、プロジェクターにおいては、例えばアオリ投写といった画像素子の中心を投写光学系の光軸から外した状態で画像を投影が行われる場合があり、このような画像投影では、画像素子の中心と光軸とのずれに起因して、アスペクト比の変換に伴って被投写面であるスクリーン上での映像の中心位置が変わることになる場合がある。つまり、アスペクト比の変換をすることで、光軸とスクリーンの中心との位置関係が変化し、結果として投影画像全体としてもスクリーンにおいて中心から外れた位置に投影されるものとなってしまう、といった事態が生じ得る。

なお、プロジェクターの投写光学系ではなく、カメラ等の撮像光学系に使用されるアスペクト比変換用のコンバーターとして、結像光学系の像側に着脱可能に配置されるリア配置型のリレー系が存在する（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１等に開示された撮像光学系においては、通常、アオリ投写のような画像素子の中心と投写光学系の光軸とをずらすといった態様で使用されることが想定されておらず、特許文献１のようなリレー系がリア配置型である構成をプロジェクターの投写光学系に用いたとしても、アスペクト比の変換に伴う投影画像の位置ずれの問題が同様に発生する。

特開２００５−２２１５９７号公報

本発明は、アスペクト比の変換が可能であり、かつ、アスペクト比の変換に伴う投影画像の位置ずれを調整可能な投写光学系及びこれを備えるプロジェクターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る投写光学系は、（ａ）画像を被投写面上に拡大投写する際に、光変調素子の画像の横縦比と、被投写面に投写される画像の横縦比とを異なるものとする投写光学系であって、（ｂ）光路上に配置される第１群と、光変調素子の縦方向と横方向とで異なるパワーを持つとともに光路上に進退可能なアナモフィック光学系を含む第２群と、（ｃ）第２群の進退に伴う投写位置のズレを低減するように、第１群及び第２群を光軸方向に垂直な方向についてシフト動作させるシフト駆動機構及び第１群を光軸方向について駆動させるズーム駆動機構のうち少なくともいずれか一方を有する駆動部と、を備える。なお、第１群がズーム光学系でなく固定的な光学系である場合には、ズーム駆動機構が省略され、シフト駆動機構のみの構成となる。

上記投写光学系によれば、第２群が光路上に進退可能であり、第２群が光路上にあり横縦比を変換して投写する第１動作状態において、縦横方向に異なる焦点距離を持ち縦横方向の拡大倍率も異なるものとなり、光変調素子の画像の横縦比と被投写面上に投写される画像の横縦比とを異なるものにできる。つまり、本投写光学系により、幅と高さとの比である横縦比すなわちアスペクト比の変換が可能になる。また、第２群を光路上から退避させて横縦比を変換しないで投写する第２動作状態において、例えば光変調素子の画像の横縦比と被投写面上に投写される画像の横縦比とを等しいものにできる。つまり、本投写光学系により、幅と高さとの比を変換することなくそのまま保つことも可能である。以上のような投写状態の切替に際して、駆動部がシフト駆動機構及びズーム駆動機構のうち少なくともいずれか一方を有することで、シフト動作あるいはズーム動作の少なくとも一方の動作によって投写位置のズレを低減するように調整を行うことで、被投写面上における画像の位置ズレを低減することができる。つまり、上記投写光学系は、アスペクト比（横縦比）の変換が可能であり、かつ、アスペクト比の変換に伴う投影画像の位置ずれを調整可能なものとなっている。

本発明の具体的な側面によれば、駆動部が、シフト駆動機構を少なくとも有し、第２群の進退に伴って、第１群及び第２群をシフトさせる。この場合、シフト駆動機構によって、第２群を光路上に挿入させた第２動作状態での投射位置を調整して、第２群を光路上から退避させた第１動作状態での投射位置とのズレを低減させることができる。

本発明の別の側面によれば、駆動部が、第２群を光路上から退避させた状態における投影画像の中心位置と、第２群を光路上に挿入させた状態における投影画像の中心位置とを、一致させるように調整する。この場合、第２群を光路上に挿入させた第１動作状態と第２群を光路上から退避させた第２動作状態とのいずれにおいても、被投写面上での投影画像の中心位置が変わらないものとすることができる。

本発明のさらに別の側面によれば、駆動部が、シフト駆動機構とズーム駆動機構との双方を有し、ズーム駆動機構の動作により、被投写面上の画像の拡大率が調整され、シフト駆動機構の動作により、画像の被投写面上での位置が調整される。この場合、まず、ズーム駆動機構によって所定の投影画像のサイズとなるように所定の投射倍率で拡大又は縮小の処理がなされ、次に、サイズ調整された投影画像の被投写面上での位置を、シフト駆動機構によって所定の投射倍率を加味した補正量で調整することができる。

本発明のさらに別の側面によれば、第２群を光路上から退避させた状態において、光変調素子の中心位置が、第１群の光軸から所定のズレ量だけずれており、第１群の光軸に垂直な第１方向と、第１群の光軸に垂直でかつ第１方向に垂直な第２方向とについて、第１群の光軸に対する光変調素子の中心位置からのズレ量をそれぞれＸ、Ｙとし、第１方向及び第２方向に関する焦点距離をそれぞれｆｘ、ｆｙとし、第２群を光路上に挿入させた状態において、第１方向及び第２方向に関する焦点距離をそれぞれｆ’ｘ、ｆ’ｙとし、ズーム駆動機構による拡大縮小倍率をＰとし、シフト駆動機構によるシフト量をそれぞれＸ’、Ｙ’とすると、

である。この場合、ズレ量Ｘ、Ｙに対して、シフト駆動機構によって第１方向と第２方向とについてシフト量Ｘ’、Ｙ’だけそれぞれシフトさせることで、第１動作状態と第２動作状態とでの投影画像の中心位置とを一致させることができる。

本発明のさらに別の側面によれば、第２群の進退動作に伴う画像の横縦比の変換の前後において、被投写面に投写される画像の第１方向及び第２方向のいずれか一方の寸法を一定に保つ寸法固定制御部をさらに有する。この場合、例えば横寸法又は縦寸法が固定された被投写面の使用に対応可能となる。

本発明のさらに別の側面によれば、第２群が、光変調素子の縦方向の断面において、被投写面側から順に、正のパワーをもつ第１の光学要素群と、負のパワーをもつ第２の光学要素群とで構成されている。この場合、被投写面上に投写される投影画像を縦方向に圧縮又は短縮することができる。

本発明のさらに別の側面によれば、第２群が、光変調素子の横方向の断面において、被投写面側から順に、負のパワーをもつ第１の光学要素群と、正のパワーをもつ第２の光学要素群とで構成されている。この場合、被投写面上に投写される投影画像を横方向に伸張又は拡大することができる。

本発明のさらに別の側面によれば、第１群が、回転対称なレンズ群から実質的になる。この場合、第２群を光路上から退避させた第２動作状態において、光変調素子のアスペクト比を保った投影画像を形成することができる。

本発明に係るプロジェクターは、上述の投写光学系と、光変調素子とを備える。本プロジェクターによれば、光変調素子の画像のアスペクト比と異なる横縦比の画像を被投写面上に投写することができる。この際、アスペクト比の変換に伴う投影画像の位置ずれを調整可能なものにできる。

第１実施形態に係るプロジェクターの使用状態を説明する斜視図である。 図１のプロジェクターの概略構成を示す図である。 （Ａ）は、図１のプロジェクターのうち投写光学系の構造を説明する図であり、（Ｂ）は、第１動作状態における被投写面の表示領域を示す図であり、（Ｃ）は、第２動作状態における被投写面の表示領域を示す図である。 （Ａ）は、投写光学系の第１動作状態における縦断面の構成を示し、（Ｂ）は、投写光学系の第２動作状態における縦断面の構成を示す。 （Ａ）は、第２動作状態での投射の様子を示し、（Ｂ）は、第２動作状態での投影画像の様子を示し、（Ｃ）は、第１動作状態での投射の様子を示し、（Ｄ）は、第１動作状態での投影画像の様子を示す。 （Ａ）は、アオリ投射におけるパネルの中心と投写光学系の光軸とのズレについて説明する図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すズレに伴うスクリーン側でのズレを示す図である。 （Ａ）は、第２動作状態の投写光学系を示す図であり、（Ｂ）は、第２動作状態から第１動作状態への切替の動作を示す図であり、（Ｃ）は、ズームの動作を示す図であり、（Ｄ）は、シフトの動作を示す図である。 （Ａ）は、第２動作状態のスクリーン上での投影領域を示す図であり、（Ｂ）は、第２動作状態から第１動作状態への切替に伴うスクリーン上での投影領域の変化を示す図であり、（Ｃ）は、ズームの動作に伴うスクリーン上での投影領域の変化を示す図であり、（Ｄ）は、シフトの動作に伴うスクリーン上での投影領域の変化を示す図である。 （Ａ）は、第１実施形態に係るプロジェクターの投写光学系の一例の第１動作状態における横断面の構成を示し、（Ｂ）は、投写光学系の第１動作状態における縦断面の構成を示す。 （Ａ）は、第２実施形態に係る投写光学系について第２動作状態から第１動作状態への切替について説明するための図であり、（Ｂ）は、変形例の投写光学系について第２動作状態から第１動作状態への切替について説明するための図である。 第２動作状態から第１動作状態への切替について複数のモード設定ができる変形例について説明するためのフローチャートである。 （Ａ）は、第３実施形態に係るプロジェクターの投写光学系における第１動作状態を示し、（Ｂ）は、投写光学系の第２動作状態を示す。 （Ａ）は、プロジェクターの投写光学系の一例の第１動作状態における横断面の構成を示し、（Ｂ）は、投写光学系の第１動作状態における縦断面の構成を示す。 （Ａ）は、プロジェクターの投写光学系の他の一例の第１動作状態における横断面の構成を示し、（Ｂ）は、投写光学系の第１動作状態における縦断面の構成を示す。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクター及び投写光学系を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るプロジェクター２は、画像信号に応じて画像光ＰＬを形成し、当該画像光ＰＬをスクリーンＳＣ等の被投写面へ向けて投写する。プロジェクター２の投写光学系２０は、プロジェクター２内に内蔵された光変調素子である液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）の画像をスクリーン（被投写面）ＳＣ上に拡大投写する際に、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）の画像の横縦比（アスペクト比）ＡＲ０に対して、スクリーンＳＣ上に投写される画像の横縦比（アスペクト比）ＡＲ２を異なるものとすることができる。つまり、液晶パネル１８Ｇの表示領域Ａ０の横縦比ＡＲ０と、投影画像の領域であるスクリーンＳＣの表示領域Ａ２の横縦比ＡＲ２とは、互いに異なるものとすることができるが、同一のものとすることもできる。具体的には、液晶パネル１８Ｇの表示領域Ａ０の横縦比ＡＲ０は、例えば１．７８：１であり、スクリーンＳＣの表示領域Ａ２の横縦比ＡＲ２は、例えば１．７８：１、１．８５：１、２．３５：１、２．４：１等とされる。

図２に示すように、プロジェクター２は、画像光を投写する光学系部分５０と、光学系部分５０の動作を制御する回路装置８０とを備える。

光学系部分５０において、光源１０は、例えば超高圧水銀ランプであって、Ｒ光、Ｇ光、及びＢ光を含む光を射出する。ここで、光源１０は、超高圧水銀ランプ以外の放電光源であってもよいし、ＬＥＤやレーザーのような固体光源であってもよい。第１インテグレーターレンズ１１及び第２インテグレーターレンズ１２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレーターレンズ１１は、光源１０からの光束を複数に分割する。第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子は、光源１０からの光束を第２インテグレーターレンズ１２のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテグレーターレンズ１２のレンズ素子は、重畳レンズ１４と協働して、第１インテグレーターレンズ１１のレンズ素子の像を液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂに形成する。このような構成により、光源１０からの光が液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの表示領域（図１の表示領域Ａ０）全体を略均一な明るさで照明する。

偏光変換素子１３は、第２インテグレーターレンズ１２からの光を所定の直線偏光に変換させる。重畳レンズ１４は、第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子の像を、第２インテグレーターレンズ１２を介して液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの表示領域上で重畳させる。

第１ダイクロイックミラー１５は、重畳レンズ１４から入射したＲ光を反射させ、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー１５で反射されたＲ光は、反射ミラー１６及びフィールドレンズ１７Ｒを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｒへ入射する。液晶パネル１８Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調することにより、Ｒ色の画像を形成する。

第２ダイクロイックミラー２１は、第１ダイクロイックミラー１５からのＧ光を反射させ、Ｂ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー２１で反射されたＧ光は、フィールドレンズ１７Ｇを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｇへ入射する。液晶パネル１８Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調することにより、Ｇ色の画像を形成する。第２ダイクロイックミラー２１を透過したＢ光は、リレーレンズ２２、２４、反射ミラー２３、２５、及びフィールドレンズ１７Ｂを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｂへ入射する。液晶パネル１８Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調することにより、Ｂ色の画像を形成する。

クロスダイクロイックプリズム１９は、光合成用のプリズムであり、各液晶パネル１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂで変調された光を合成して画像光とし、投写光学系２０へ進行させる。

投写光学系２０は、各液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂによって変調されクロスダイクロイックプリズム１９で合成された画像光ＰＬを図１のスクリーンＳＣ上に拡大投写する。この際、投写光学系２０は、スクリーンＳＣ上に投写される画像の横縦比ＡＲ２を、液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂの画像の横縦比ＡＲ０と異なるものとしたり、この横縦比ＡＲ０と等しいものとすることができる。

回路装置８０は、ビデオ信号等の外部画像信号が入力される画像処理部８１と、画像処理部８１の出力に基づいて光学系部分５０に設けた液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂを駆動する表示駆動部８２と、投写光学系２０に設けた駆動機構（不図示）を動作させて投写光学系２０の状態を調整するレンズ駆動部８３と、これらの回路部分８１，８２，８３等の動作を統括的に制御する主制御部８８とを備える。

画像処理部８１は、入力された外部画像信号を各色の階調等を含む画像信号に変換する。画像処理部８１は、投写光学系２０が画像の縦横比又は横縦比（アスペクト比）を変換して投写する第１動作状態である場合、投写光学系２０による横縦比の変換を逆にした画像のアスペクト比変換を予め行ってスクリーンＳＣ上に表示される画像が縦横に伸縮しないようにする。具体的には、投写光学系２０によって例えば１．７８：１から例えば２．４：１となるように横方向に画像の伸張が行われる場合、予め、横方向に０．７４２＝１．７８／２．４倍の画像の圧縮が行われ、或いは、縦方向に１．３５＝２．４／１．７８倍の画像の伸張が行われる。一方、投写光学系２０が画像の横縦比又はアスペクト比を変換しないで投写する第２動作状態である場合、画像処理部８１は、上記のような画像のアスペクト比変換を行わない。なお、画像処理部８１は、外部画像信号に対して歪補正や色補正等の各種画像処理を行うこともできる。

表示駆動部８２は、画像処理部８１から出力された画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂを動作させることができ、当該画像信号に対応した画像又はこれに画像処理を施したものに対応する画像を液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂに形成させることができる。

レンズ駆動部８３は、主制御部８８の制御下で動作し、例えば投写光学系２０を構成する絞りを含む一部の光学要素を光軸ＯＡに沿って適宜移動させることにより、投写光学系２０による図１のスクリーンＳＣ上への画像の投写倍率を変化させることができる。また、レンズ駆動部８３は、投写光学系２０を構成する別の一部の光学要素を光軸ＯＡ上すなわち光路上に進退させること等により、図１のスクリーンＳＣ上に投写される画像の横縦比ＡＲ２を変化させることができる。レンズ駆動部８３は、投写光学系２０全体を光軸ＯＡに垂直な上下方向に移動させるアオリの調整により、図１のスクリーンＳＣ上に投写される画像の縦位置を変化させることができる。

以下、図３、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）等を参照して、実施形態の投写光学系２０について説明する。投写光学系２０は、レンズ等の複数の光学要素を組み合わせてなる本体部分２０ａと、本体部分２０ａの一部又は全体を移動させることでその結像状態を調整する駆動部６５とを備える。駆動部６５は、第１、第２、第３及び第４駆動機構６１，６２，６３，６４を備える。

本体部分２０ａは、スクリーンＳＣ側から順に、第１群３０と、第２群４０と、第３群６０とから実質的になる。ここで、「から実質的になる」とは、投写光学系２０において、第１群３０、第２群４０及び第３群６０のほかに実質的にパワーを持たないレンズを追加する場合を含むことを意味する。駆動部６５を構成する第１、第２、第３及び第４駆動機構６１，６２，６３，６４のうち、第１駆動機構６１は、第１群３０を移動させ、第２及び第３駆動機構６２，６３は、第２群４０を移動させ、第４駆動機構６４は、投写光学系２０全体を一体的に移動させる。なお、第２群４０は、第２駆動機構６２により光軸ＯＡについての光路上に進退可能となっており、図３（Ａ）では第２群４０が光路上に挿入された状態を示している。また、図３（Ｂ）及び３（Ｃ）は、第２群４０を挿入した第１動作状態と退避させた第２動作状態とでのスクリーンＳＣ（図１参照）における投影画像の領域である表示領域Ａ２をそれぞれ示している。

第１群３０は、第１レンズ部３１と、第２レンズ部３２と、第３レンズ部３３とを有する。第１群３０は、たとえば、第１レンズ部３１を構成する少なくとも１枚のレンズを光軸ＯＡに沿って手動等により微動させることにより、本体部分２０ａのフォーカス状態を調整することができる。つまり、第１レンズ部３１は、フォーカス動作を行うフォーカス光学系として機能する。また、第２レンズ部３２は、固定されたレンズである。また、第３レンズ部３３は、１枚以上のレンズで構成されており、本体部分２０ａによる投写倍率を一定の範囲内で調整することができる。つまり、第３レンズ部３３は、駆動機構６１に駆動されてズーム動作を行うズーム光学系として機能する。逆に、第１駆動機構６１は、第１群３０中のズーム光学系である第３レンズ部３３のズーム動作を行うためのズーム駆動機構ということになる。

第２群４０は、横方向（Ｘ方向）と縦方向（Ｙ方向）で異なる焦点距離を持つ調整光学要素であり、結果的に第１群３０及び第３群６０も含めた投写光学系２０の全系としても、縦方向と横方向とで異なる焦点距離を持つことになる。すなわち、第２群４０が光路上に存在することにより、本体部分２０ａによる縦方向と横方向の拡大倍率も異なるものとなり、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）に表示された画像の横縦比ＡＲ０とは異なる横縦比ＡＲ２の画像をスクリーンＳＣ上に投写することができる。第２群４０は、光軸ＯＡに対して回転非対称な面を持つ１つ以上の調整用の光学要素を含み、具体的には、例えば図４（Ａ）に示す縦方向（Ｙ方向）の断面に関して、スクリーンＳＣ側から順に、正のパワーを持つ第１の光学要素群４１と、負のパワーを持つ第２の光学要素群４２とで構成されている。これにより、第２群４０は、縦方向（Ｙ方向）について圧縮する作用を及ばせるものとなっている。

なお、第２群４０の横方向（Ｘ方向）に関しては、必要とするアスペクト比の変換比率と縦方向の圧縮率とに応じて種々の態様となっており、例えば図９（Ａ）等で一例を後述するようにパワーを有しない構成となっていてもよく、縦方向とは逆に伸張する作用を及ばせるようになっていてもよい。

このように、アナモフィック光学系である第２群４０を、屈折力の異なる光学要素群の組合せとすることにより、第２群をアフォーカル系のように機能させることができ、簡易に変倍すなわちズーミングを行なうことができる。

さらに、第２群４０は、進退駆動機構である第１アナモフィック駆動機構である第２駆動機構６２により一体として光軸ＯＡ上すなわち光路上に進退可能となっている。これにより、投写光学系２０による画像の横縦比の切替が可能となる。画像の切替について詳しくは、後述する。

第３群６０は、横方向及び縦方向にパワーを持つ回転対称な光学要素回転対称レンズを１枚以上含む。第３群６０は、正のパワーを有するため光変調素子から射出した光の広がりを抑えることができる。そのため、第２群４０へ入射する光の角度を抑えることができ、第２群４０で発生する収差を抑えることができる。結果的に、第３群６０は、投写光学系２０全体の収差を抑える役割があり、第３群６０は補正光学要素として複数のレンズを有し、それらのレンズ中に正のパワーを有するものとし、必要であれば、非球面のものを含めるものとする。

第１群３０及び第３群６０は、光路上に配置されたままであるが、第２群４０は、上述のように、第１アナモフィック駆動機構６２により一体として光路上に進退する。これにより、スクリーンＳＣ上に投写される画像の横縦比（アスペクト比）を所望のタイミングで切り替えることができる。

具体的には、図４（Ａ）に示すように、第２群４０を光路上に配置した第１動作状態とすることにより、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）に形成される画像を縦方向に圧縮した横縦比（例えば２．４：１）でスクリーンＳＣ上に画像を投写することができる。あるいは、図４（Ｂ）に示すように、第２群４０を光路上から退避させた第２動作状態とすることにより、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）に形成される画像のままの横縦比（例えば１．７８：１）でスクリーンＳＣ上に画像を投写することができる。この場合、図３（Ｃ）に示すように、第２群４０が設置されていない第２動作状態の場合の表示領域Ａ２を元の表示領域ＡＡとすると、図３（Ｂ）に示すように、第２群４０を挿入した第１動作状態では、元の表示領域ＡＡが縦方向に圧縮し、横方向に拡大され表示領域ＡＡより横長な形状の表示領域Ａ２が形成される。

図４（Ｂ）に示すように投写光学系２０の第２群４０を光路外に退避させて第２動作状態とした場合、投写光学系２０内の第２群４０の位置には、何も配置されない。すなわち、第２群４０を退避させているとき、投写光学系２０は第１群３０と第３群６０とが協働して回転対称な光学要素のみで構成されることになるので、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）の表示領域Ａ０の横縦比（アスペクト比）とスクリーンＳＣの表示領域Ａ２の横縦比（アスペクト比）とは一致することになる。さらに、第２群４０を退避させた際には、第２群４０が光路上にある場合に比較して透過率が向上し、画像を明るくできる。

ここで、プロジェクター２（図１参照）等のように画像投射を行う装置においては、投写光学系２０の光軸ＯＡに垂直な上下方向に移動させるアオリの調整が一般的に行われる。例えば、図３に示す投写光学系２０では、駆動部６５のうち全系駆動機構である第４駆動機構６４によって本体部分２０ａ全体を光軸ＯＡに垂直な方向に移動させてシフト量（光軸のズレ量）を調整することにより、スクリーンＳＣ上に投写される画像の光軸ＯＡからのズレ量を増減させることができる。つまり、本体部分２０ａの光軸ＯＡを液晶パネル１８Ｇの中心軸ＡＸに平行な状態を保ちつつ、本体部分２０ａの光軸ＯＡを液晶パネル１８Ｇの中心軸ＡＸに対して適当なシフト量ＳＦだけ移動させることで、光軸ＯＡから例えば上方向（＋Ｙ方向）に外れた位置に画像を投写することができ、シフト量ＳＦの調整によって画像の投写位置を縦方向に上下移動させることができる。また、シフト量ＳＦは、例えばゼロでない値で固定的に定まっており、必要に応じて全系駆動機構である第４駆動機構６４によって調整するものとしてもよい。以上のように、第４駆動機構６４は、光軸ＯＡに垂直な方向について投写光学系２０のシフト動作をさせるためのシフト駆動機構である。投写光学系２０において、本体部分２０ａの光軸ＯＡを液晶パネル１８Ｇの中心軸ＡＸに平行な状態を保ちつつ適当なシフト量ＳＦだけ移動させた状態とし、アオリを利用した投写が可能になることで、視聴者と画像光ＰＬとが干渉するのを防ぐのが容易になり、設置性が向上する。

しかしながら、以上のようなアオリ投射がなされる場合、液晶パネル１８Ｇの中心軸ＡＸと投写光学系２０の光軸ＯＡとは、ずれた位置関係にあるため、第２群４０の進退による第１動作状態と第２動作状態との切替えに伴って投影される画像の位置もずれることになる。例えば図５（Ａ）〜５（Ｄ）に示すように、縦方向に圧縮するようなアスペクト比の変換により第１動作状態から第２動作状態に切替える場合、変換の基準すなわち変換の前後において不動の点となるのは、光軸ＯＡ上にある点ＯＸである。従って、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す第２動作状態を基準として画像投影を行う場合、第２動作状態での表示領域Ａ２の中心位置ＣＣとスクリーンＳＣの中心Ｏとが一致した状態で画像投影がなされるが、この状態から図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）に示す第１動作状態に切り替えると、図５（Ｂ）から図５（Ｄ）において矢印に示すように、表示領域Ａ２の中心位置ＣＣが点ＯＸのある下方側すなわち−Ｙ側にずれることになる。本実施形態では、上記のような第１動作状態から第２動作状態への切替えに伴う中心位置ＣＣの変化を補正するようにズーム動作やシフト動作を行うことにより、表示領域Ａ２をスクリーンＳＣ内の適正な範囲に確保することを可能にしている。

図６（Ａ）は、アオリ投射における液晶パネル１８Ｇの中心軸ＡＸと投写光学系の光軸ＯＡとのズレを示す図である。ここでは、シフトにより、光軸ＯＡに垂直な第１方向であるｘ方向と光軸ＯＡに垂直でかつ第１方向にも垂直な第２方向であるｙ方向との双方についてズレが生じているものとし、液晶パネル１８Ｇの中心である中心軸ＡＸ上の点ＣＣｐについて、第１方向であるｘ方向についてのズレの量をズレ量Ｘとし、第２方向であるｙ方向についてのズレの量をズレ量Ｙとする。この場合、図６（Ｂ）に示すように、投写すによる拡大率（投写倍率）をＭとすると、ズレ量Ｘ，Ｙに伴うスクリーンＳＣ側でのズレの量の値は、それぞれＭＸ，ＭＹとなる。つまり、この値が、スクリーンＳＣ上において光軸ＯＡから中心位置ＣＣが基準位置である点ＯＸからオフセットした量となる。つまり、ＭＸ，ＭＹの値が大きいほど図５（Ｂ）及び図５（Ｄ）に示すアスペクト比変換に伴う中心位置ＣＣのズレが大きくなる。

以下、図７（Ａ）〜７（Ｄ）により、上記のような中心位置ＣＣのシフトを補正するための動作の概要について説明し、図８（Ａ）〜８（Ｄ）により、中心位置ＣＣの変化すなわち表示領域Ａ２の変化について説明する。なお、図８（Ａ）〜８（Ｄ）は、図７（Ａ）〜７（Ｄ）に対応するものとなっている。

まず、図７（Ａ）に示す第２群４０を退避させた第２動作状態から第２群４０を挿入した図７（Ｂ）に示す第１動作状態に切り替えることで、アスペクト比変換がなされる。次に、図７（Ｃ）に示すように第１群３０の内部において、図３（Ａ）等によって既に説明した第１駆動機構６１によってズーム動作すなわちズーミングの処理が行われる。最後に、図７（Ｄ）に示すように第１群３０の内部において、図３（Ａ）等によって既に説明した第４駆動機構６４によってシフト補正の処理が行われる。以上により、中心位置ＣＣないしは表示領域Ａ２の補正がなされる。なお、上記のうち、ズーミングの処理による拡大又は縮小については、例えば予め定められた投写倍率となるように自動的に行うものとしてもよく、手動により目的の投写倍率となるように調整するものとしてもよい。

以下、図８（Ａ）〜８（Ｄ）により、中心位置ＣＣ及び表示領域Ａ２の補正についてより具体的に説明する。なお、以下の補正の処理については、主制御部８８（図２参照）の制御下においてなされるものである。まず、図８（Ａ）に示すように、アスペクト比変換前である第２動作状態の表示領域Ａ２及びその中心位置ＣＣである表示領域Ａ２０及びその中心位置ＣＣ０に対して、図８（Ｂ）に示すように、第１動作状態に切り替わった変換後の新たな表示領域Ａ２１の形状は、元の表示領域Ａ２０よりも横長になる。また、新たな中心位置ＣＣ１は、元の中心位置ＣＣ０よりもやや右下方に位置することになる。次に、図８（Ｃ）に示すように、ズーミングの処理が行われることで、処理後の新たな表示領域Ａ２２は、元の表示領域Ａ２１と相似な形状を保ったまま所望の大きさに拡大又は縮小される。また、新たな中心位置ＣＣ２は、この拡大又は縮小の処理の影響によって元の中心位置ＣＣ１から少し移動する。最後に、図８（Ｄ）に示すように、シフト補正の処理が行われることで、処理後の新たな表示領域Ａ２３は、元の表示領域Ａ２２の形状を保つ一方、新たな中心位置ＣＣ３は、最初の中心位置ＣＣに戻った状態となる。

以下、上記のような処理を行うための移動距離等の算出について説明する。このため、いくつかの数値を規定する。まず、第２群４０を退避させた第２動作状態における投写光学系２０の第１方向すなわちｘ方向についての焦点距離をｆｘ、第２方向すなわちｙ方向についての焦点距離をｆｙとする。一方、第２群４０を挿入した第１動作状態におけるｘ方向についての焦点距離をｆ’ｘ、ｙ方向についての焦点距離をｆ’ｙとする。さらに、これらについての比Ｔｘ，Ｔｙをそれぞれ

とする。また、アスペクト比の変換の前後において、ｘ方向の焦点距離の比Ａとｘ方向の焦点距離の比Ａ’とをそれぞれ、

とする。なお、この場合、比Ａと比Ａ’との比で表されるアスペクト変換係数Ｋは、

となる。

以下、上記の焦点距離ｆｘ，ｆｙ等の値を用いて図８（Ａ）〜８（Ｄ）における中心位置ＣＣの変遷について説明する。まず、図６（Ｂ）において示したように、図８（Ａ）におけるスクリーンＳＣ上での映像の中心位置ＣＣのｘ方向及びｙ方向についてのズレ量は、ＭＸ，ＭＹであるから、中心位置ＣＣの座標は、基準となる点ＯＸを原点として、（ＭＸ，ＭＹ）となる。次に、図８（Ｂ）に示すように、第２動作状態から第１動作状態に切り替わるに際して、焦点距離の変化率は、比Ｔｘ，Ｔｙであるから、返還後の中心位置ＣＣ１のシフト量は、その逆数を掛けた値となる。従って、中心位置ＣＣ１の座標は、（ＭＸ×１／Ｔｘ，ＭＹ×１／Ｔｙ）となる。次に、図８（Ｃ）に示すズーミングの処理後の中心位置ＣＣ２の座標は、中心位置ＣＣ１の座標にズーミングによる投写倍率Ｐを掛けたものとなる。従って、中心位置ＣＣ２の座標は、（ＭＸ×Ｐ／Ｔｘ，ＭＹ×Ｐ／Ｔｙ）となる。最後に、図８（Ｄ）に示すように、シフト補正後の中心位置ＣＣ３は、元の中心位置ＣＣに一致するものとなればよい。つまり、中心位置ＣＣ３が（ＭＸ，ＭＹ）となる量だけ投写光学系２０側でシフトがなされていればよいことになる。ここで、図８（Ｃ）での中心位置ＣＣ２の座標は、（ＭＸ×Ｐ／Ｔｘ，ＭＹ×Ｐ／Ｔｙ）である。つまり、元の座標である（ＭＸ，ＭＹ）からそれぞれＰ／Ｔｘ倍、Ｐ／Ｔｙ倍だけずれた位置にあることになる。従って、このずれを補正するための液晶パネル１８Ｇ側におけるズレ量Ｘ，Ｙに対するシフト量Ｘ’，Ｙ’は、これらの逆数を用いて、

となる。これらのシフト量Ｘ’，Ｙ’だけ投写光学系２０側でシフトさせるように調整することで、スクリーンＳＣ上での映像の中心位置をアスペクト比の変換の前後で一致させることができる。つまり、主制御部８８（図２参照）の制御下において、必要に応じてあらかじめ用意されたこれらの数値についてのテーブルデータから数値を適宜読み出す、或いは演算によりこれらの数値を求めることで、上述のような画像の投影位置を調整するための各種処理がなされるものとなっている。また、上記図７（Ｂ）〜７（Ｄ）等では、第２群４０の挿入後、ズーミングの処理を行い、ズーミングの処理後にシフト補正の処理を行うものとしているが、上記のズーミングでの投射倍率Ｐとそれに伴って算出されるシフト量Ｘ’，Ｙ’が予め定まっていれば、第２群４０の挿入とともにズーミング及びシフト補正の処理を一体的に行うことができる。

以上のように、本実施形態の投写光学系２０によれば、第２群４０が液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）の縦方向と横方向とで異なるパワーを持つので、全系の投写光学系２０としても、縦横方向に異なる焦点距離を持ち縦横方向の拡大倍率も異なるものとなり、液晶パネル１８Ｇ（１８Ｒ，１８Ｂ）の画像の横縦比とスクリーンＳＣ上に投写される画像の横縦比とを異なるものにできる。つまり、本投写光学系２０により、幅と高さとの比であるアスペクト比の変換が可能になる。以上のようなアスペクト比の変換すなわち投写状態の切替に際して、駆動部６５がシフト駆動機構である第４駆動機構６４やズーム駆動機構である第１駆動機構６１を有することで、シフト動作あるいはズーム動作によって被投写面であるスクリーンＳＣ上における画像の位置を、第１動作状態と第２動作状態とでのズレが低減されるように調整することができる。つまり、投写光学系２０は、アスペクト比の変換が可能であり、かつ、アスペクト比の変換に伴う投影画像の位置ずれを調整可能なものとしている。

図９（Ａ）及び９（Ｂ）は、本実施形態に適用可能な投写光学系の一例を示す図であり、図９（Ａ）は、投写光学系２０の横方向（Ｘ方向）の断面を示し、図９（Ｂ）は、投写光学系２０の縦方向（Ｙ方向）の断面を示している。図９（Ｂ）に示すように、投写光学系２０において、第２群４０は、縦方向（Ｙ方向）の断面に関して、既述のように、スクリーンＳＣ側から順に、正のパワーを持つ第１の光学要素群４１と、負のパワーを持つ第２の光学要素群４２とで構成されている。これに対して、第１の光学要素群４１と第２の光学要素群４２とは、図９（Ａ）に示す横方向（Ｘ方向）の断面に関して、パワーを有していないものとなっている。従って、第２群４０において、横方向（Ｘ方向）の焦点距離と、縦方向（Ｙ方向）の焦点距離とは互いに異なるものとなり、結果的に第１群３０も含めた投写光学系２０の全系としても、縦方向と横方向とで異なる焦点距離ｆｘ，ｆｙを持つことになる。第２群４０の場合、縦方向（Ｙ方向）については圧縮し、横方向（Ｘ方向）については圧縮も伸張もしないように作用する。つまり、第２群４０を挿入した第１動作状態では、退避させた第２動作状態に比べて縦方向に圧縮した横長の投影画像を形成するようにアスペクト変換がなされるものとなる。

また、本実施形態に適用可能な投写光学系の別の例として、第２群４０が、横方向（Ｘ方向）の断面に関して、縦方向（Ｙ方向）とは異なるパワーを有するアナモフィック光学系であるものとすることもできる。つまり、第２群４０のうち第１の光学要素群４１が負のパワーを持ち、第２の光学要素群４２が正のパワーを持つことで、横方向（Ｘ方向）について伸張する構成としてもよい。

また、以上では、位置ずれの調整をシフト駆動機構である第４駆動機構６４とズーム駆動機構である第１駆動機構６１との双方を用いて行うものとしているが、特定の場合には、いずれか一方のみによって位置ずれの調整を行う態様とすることも可能である。例えば、第２群４０は、いわば特定倍率のズーム機能を有するレンズ群であると考えることもできる。このため、第２群４０を挿入して第２動作状態とした場合にズーミングが不要であれば、シフト駆動機構である第４駆動機構６４のみによって位置ずれの調整ができる。なお、これは、ズーミングによる投写倍率Ｐの値がＰ＝１となっている場合に相当し、図８（Ｃ）において表示領域Ａ２２及び中心位置ＣＣ２が元の表示領域Ａ２１及び中心位置ＣＣ１と一致している場合に相当する。また、第２群４０を挿入した後にズーム駆動機構である第１駆動機構６１によってズーミングした後、シフト補正が不要となっていれば、第１駆動機構６１のみによって位置ずれの調整ができることになる。これは、図８（Ｄ）において表示領域Ａ２３及び中心位置ＣＣ３が元の表示領域Ａ２２及び中心位置ＣＣ２と一致している場合に相当する。

なお、上記では、光路上において常に固定的に配置されるレンズ群を第１群３０及び第３群６０としているが、これら２つの群は、協働して第動作状態での投写を可能とするものであるところ、一括りのレンズ群として考えることもできる。つまり、光路上に固定的に配置される第１群３０及び第３群６０をまとめて１つの第１群とし、固定的ではなく光路上に進退可能に配置される第２群４０を第２群として捉えることもできる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る投写光学系等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の投写光学系等の変形例であり、プロジェクター２や投写光学系２０の構成については、図２や図３（Ａ）等で示した第１実施形態の場合と同様であるので図示及び説明を省略する。

図１０（Ａ）は、本実施形態に係る投写光学系におけるアスペクト比の変換に伴うズーム動作及びシフト量補正の一例について説明するための図であり、図８（Ｄ）に対応するものである。つまり、アスペクト比の変換に伴う投影画像の位置の調整について示すものである。

特に、図１０（Ａ）の例では、横方向すなわちＸ方向についてのスクリーンＳＣ上での寸法が固定された場合を示すものである。具体的に説明すると、まず、第２動作状態から第１動作状態に切り替えた後、ズーミングでの拡大又は縮小によって、表示領域Ａ２２のＸ方向についての幅である横幅ＰＸ２を、第２動作状態における表示領域Ａ２の横幅ＰＸに一致させる。その後、シフト補正の動作によって中心位置ＣＣ３を第２動作状態の中心位置ＣＣに一致させる。図１０（Ａ）に示す調整の場合、例えば横寸法が固定されたスクリーンＳＣを使用する際に有効である。なお、この場合、主制御部８８は、横方向についての寸法を一定に保つ寸法固定制御部として機能するものとなっている。

次に、図１０（Ｂ）は、投写光学系におけるアスペクト比の変換に伴うズーム動作及びシフト量補正の別の一例について説明するための図であり、図８（Ｄ）に対応するものである。

特に、図１０（Ｂ）の例では、縦方向すなわちＹ方向についてのスクリーンＳＣ上での寸法が固定された場合を示すものである。つまり、図１０（Ａ）の場合と同様の調整であるが、ズーミングでの拡大又は縮小において、Ｙ方向についての幅である縦幅ＰＹ２を、第２動作状態における表示領域Ａ２の縦幅ＰＹに一致させるように調整している点が、図１０（Ａ）の場合と異なっている。図１０（Ｂ）に示す調整の場合、例えば縦寸法が固定されたスクリーンＳＣを使用する際に有効である。なお、この場合、主制御部８８は、縦方向についての寸法を一定に保つ寸法固定制御部として機能するものとなっている。

図１１は、さらに別の変形例として、本実施形態の一例や、図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）を用いて説明した変形例による調整を選択可能とする例について説明するためのフローチャートである。この変形例では、調整の方法を選択するための処理として、モード設定を設けている（ステップＳ１１）。このモード設定についての制御は、主制御部８８（図２参照）の制御下でなされる。具体的には、まず、主制御部８８は、プロジェクター２のシステムを起動させて、さらに、ユーザーからの指示により、投写光学系２０において第２群４０が退避した第２動作状態から第２群４０が挿入された第１動作状態に切り替わると（ステップＳ１０）、モード設定処理においてユーザーからの選択を受け付ける（ステップＳ１１）。このステップＳ１１では、変換後の映像のサイズすなわち表示領域のサイズを特定することになる。つまり、ズーミングによる拡大又は縮小の比率を設定することになる。このため、ユーザーは、第１の選択肢である本実施形態の一例のようにズーミングによる拡大又は縮小の比率を投写光学系２０において可能な範囲内で自ら設定するユーザー設定モードと、第２の選択肢である図１０（Ａ）に示す場合の横寸法固定モードと、第３の選択肢である図１０（Ｂ）に示す場合の縦寸法固定モードとの３つのうちから一の選択肢を選ぶことになる。ステップＳ１２において、主制御部８８は、３つの選択肢のうち一の選択肢を受け付けると、選択肢が第１〜第３の選択肢のいずれであるかを判断する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において、選択肢が第２又は第３の選択肢である、すなわち横又は縦の映像寸法を固定する映像寸法固定モードであると判断されると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、投写光学系２０においてズーミング可能な範囲内であるか否かをさらに判断する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、ズーミング可能な範囲内であると判断されると（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、その拡大又は縮小の比率でズーミングの処理を行う（ステップＳ１５）。ステップＳ１３において、ズーミング可能な範囲内でないすなわち選択された第２又は第３の選択肢での処理が不可能であると判断されると（ステップＳ１３：Ｎｏ）、第１の選択肢であるユーザー設定モードで処理を行わせるべくユーザーにズーミング可能な範囲内で設定させるべく再度設定を受け付ける処理を行う（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において、ズーミング可能な範囲内で拡大又は縮小の比率が設定されると、その拡大又は縮小の比率でズーミングの処理を行う（ステップＳ１５）。一方、ステップＳ１２において、選択肢が第１の選択肢である、すなわちズーミング可能な範囲内でユーザー自ら設定したユーザー設定モードであると判断されると（ステップＳ１２：Ｎｏ）、その拡大又は縮小の比率でズーミングの処理を行う（ステップＳ１５）。以上のようにして、ステップＳ１５でのズーミングの処理がなされると、主制御部８８は、投写光学系２０にシフト補正の処理を行わせる（ステップＳ１６）。以上により、アスペクト比変換に伴うスクリーンＳＣ上での映像の中心位置及び表示領域の調整がなされる。

以上のように、本実施形態においても、投写光学系２０は、アスペクト比の変換が可能であり、かつ、アスペクト比の変換に伴う投影画像の位置ずれを調整可能なものとしている。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る投写光学系等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の投写光学系等の変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。

図１２（Ａ）及び１２（Ｂ）は、本実施形態に係るプロジェクターのうち投写光学系の構造を説明する図であり、第１実施形態の図４（Ａ）及び４（Ｂ）に対応するものである。本実施形態の投写光学系１２０は、第１群３０と第２群４０とから実質的になり、第１実施形態の投写光学系２０のような第３群６０を有しない。ここで、「から実質的になる」とは、投写光学系１２０において、第１群３０及び第２群４０のほかに実質的にパワーを持たないレンズを追加する場合を含むことを意味する。

本実施形態においても、投写光学系１２０は、アスペクト比の変換が可能であり、かつ、アスペクト比の変換に伴う投影画像の位置ズレを調整可能なものにできる。

〔その他〕

図１３（Ａ）及び１３（Ｂ）は、別の一例である投写光学系２２０を示す図であり、図１３（Ａ）は、投写光学系２２０の横方向（Ｘ方向）の断面を示し、図１３（Ｂ）は、投写光学系２２０の縦方向（Ｙ方向）の断面を示している。図１３（Ａ）に示すように、投写光学系２２０において、第２群２４０は、横方向（Ｘ方向）の断面に関して、スクリーンＳＣ側から順に、負のパワーを持つ第１の光学要素群２４１と、正のパワーを持つ第２の光学要素群２４２とで構成されている。これに対して、第１の光学要素群２４１と第２の光学要素群２４２とは、図１３（Ｂ）に示す縦方向（Ｙ方向）の断面に関して、パワーを有していないものとなっている。第２群２４０の場合、縦方向（Ｙ方向）については圧縮も伸張もせず、横方向（Ｘ方向）については伸張するように作用する。つまり、第２群２４０を挿入した第１動作状態では、退避させた第２動作状態に比べて横方向に伸張した横長の投影画像を形成するようにアスペクト変換がなされるものとなる。

図１４（Ａ）及び１４（Ｂ）は、さらに別の一例である投写光学系３２０を示す図であり、図１４（Ａ）は、投写光学系３２０の横方向（Ｘ方向）の断面を示し、図１４（Ｂ）は、投写光学系３２０の縦方向（Ｙ方向）の断面を示している。図１４（Ｂ）に示すように、投写光学系３２０において、第２群３４０は、縦方向（Ｙ方向）の断面に関して、スクリーンＳＣ側から順に、負のパワーを持つ第１の光学要素群３４１と、正のパワーを持つ第２の光学要素群３４２とで構成されている。これに対して、第１の光学要素群３４１と第２の光学要素群３４２とは、図１４（Ａ）に示す横方向（Ｘ方向）の断面に関して、パワーを有していないものとなっている。第２群３４０の場合、縦方向（Ｙ方向）については伸張し、横方向（Ｘ方向）については圧縮も伸張もしないように作用する。つまり、第２群３４０を挿入した第１動作状態では、退避させた第２動作状態に比べて縦方向に伸張した縦長の投影画像を形成するようにアスペクト変換がなされるものとなる。

なお、図示等を省略するが、第２群３４０を構成する光学要素群のパワーを調整して、横方向に圧縮することで縦長の投影画像を形成するようにアスペクト変換することも可能である。

この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

第２群４０を回転非対称型の光学要素群４１，４２のみで構成する必要はなく、第２群４０中に非対称型の光学要素群を追加することもできる。

液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂは、透過型に限らず、反射型とすることができる。ここで、「透過型」とは、液晶パネルが変調光を透過させるタイプであることを意味しており、「反射型」とは、液晶パネルが変調光を反射するタイプであることを意味している。

以上のプロジェクター２では、複数の液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂで形成された各色の画像を合成しているが、単一の光変調素子であるカラー又はモノクロの液晶パネルで形成された画像を投写光学系２０で拡大投写することもできる。この場合、クロスダイクロイックプリズム１９が不要となるので、投写光学系２０の光学設計上の自由度が高まる。

プロジェクターとしては、投写面を観察する方向から画像投写を行う前面投写型のプロジェクターと、投写面を観察する方向とは反対側から画像投写を行う背面投写型のプロジェクターとがあるが、図２等に示すプロジェクターの構成は、いずれにも適用可能である。

液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂに代えて、マイクロミラーを画素とするデジタル・マイクロミラー・デバイス等を、光変調素子として用いることもできる。

また、上記実施形態において、各群３０，４０，６０等を構成するレンズの前後又は間に１つ以上の実質的にパワーを持たないレンズを追加することができる。

２…プロジェクター、 １０…光源、 １５，２１…ダイクロイックミラー、 １７Ｂ，１７Ｇ，１７Ｒ…フィールドレンズ、 １８Ｂ，１８Ｇ，１８Ｒ…液晶パネル、 １９…クロスダイクロイックプリズム、 ２０…投写光学系、 ２０ａ…本体部分、 ３０…第１群、 ３１…第１レンズ部、 ３２…第２レンズ部、 ３３…第３レンズ部（ズーム光学系）、 ４０…第２群、 ４１，４２…光学要素群、 ６０…第３群、 ５０…光学系部分、 ６１…第１駆動機構（ズーム駆動機構）、 ６２…第２駆動機構、 ６３…第３駆動機構、 ６４…第３駆動機構（全系駆動機構、シフト駆動機構）、 ６５…駆動部、 ７０…絞り、 ８０…回路装置、 ８１…画像処理部、 ８３…レンズ駆動部、 ８８…主制御部（寸法固定制御部）、 Ａ０…表示領域、 Ａ２…表示領域、 ＡＲ０…横縦比、 ＡＲ２…横縦比、 ＡＸ…中心軸、 ＯＡ…光軸、 ＰＬ…画像光、 ＳＣ…スクリーン、ＣＣ…中心位置

Claims (8)

1. 画像を被投写面上に拡大投写する際に、光変調素子の画像の横縦比と、前記被投写面に投写される画像の横縦比とを異なるものとする投写光学系であって、
   光路上に配置される第１群と、前記光変調素子の縦方向と横方向とで異なるパワーを持つとともに光路上に進退可能なアナモフィック光学系を含む第２群と、
   前記第２群の進退に伴う投写位置のズレを低減するように前記第１群及び前記第２群を光軸方向に垂直な方向についてシフト動作させるシフト駆動機構と前記第１群を光軸方向について駆動させるズーム駆動機構とを有する駆動部と、を備え、
   前記ズーム駆動機構の動作により、前記被投写面上の画像の拡大率が調整され、前記シフト駆動機構の動作により、画像の前記被投写面上での位置が調整され、
   前記第２群を光路上から退避させた状態において、前記光変調素子の中心位置は、前記第１群の光軸から所定のズレ量だけずれており、
   前記第１群の光軸に垂直な第１方向と、前記第１群の光軸に垂直でかつ前記第１方向に垂直な第２方向とについて、前記第１群の光軸に対する前記光変調素子の中心位置からのズレ量をそれぞれＸ、Ｙとし、前記第１方向及び前記第２方向に関する焦点距離をそれぞれｆｘ、ｆｙとし、
   前記第２群を光路上に挿入させた状態において、前記第１方向及び前記第２方向に関する焦点距離をそれぞれｆ’ｘ、ｆ’ｙとし、前記ズーム駆動機構による拡大縮小倍率をＰとし、前記シフト駆動機構によるシフト量をそれぞれＸ’、Ｙ’とすると、
   

   

   である投写光学系。
2. 画像を被投写面上に拡大投写する際に、光変調素子の画像の横縦比と、前記被投写面に投写される画像の横縦比とを異なるものとする投写光学系であって、
   光路上に配置される第１群と、前記光変調素子の縦方向と横方向とで異なるパワーを持つとともに光路上に進退可能なアナモフィック光学系を含む第２群と、
   前記第２群の進退に伴う投写位置のズレを低減するように前記第１群及び前記第２群を光軸方向に垂直な方向についてシフト動作させるシフト駆動機構と前記第１群を光軸方向について駆動させるズーム駆動機構とを有する駆動部と、を備え、
   前記ズーム駆動機構の動作により、前記被投写面上の画像の拡大率が調整され、前記シフト駆動機構の動作により、画像の前記被投写面上での位置が調整され、
   前記第２群の進退動作に伴う画像の横縦比の変換の前後において、前記被投写面に投写される画像の前記第１群の光軸に垂直な第１方向及び前記第１群の光軸に垂直でかつ前記第１方向に垂直な第２方向のいずれか一方の寸法を一定に保つ寸法固定制御部をさらに有する投写光学系。
3. 前記シフト駆動機構は、前記第２群の進退に伴って、前記第１群及び前記第２群をシフトさせる、請求項１または請求項２に記載の投写光学系。
4. 前記駆動部は、前記第２群を光路上から退避させた状態における投影画像の中心位置と、前記第２群を光路上に挿入させた状態における投影画像の中心位置とを、一致させるように調整する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の投写光学系。
5. 前記第２群は、前記光変調素子の縦方向の断面において、前記被投写面側から順に、正のパワーをもつ第１の光学要素群と、負のパワーをもつ第２の光学要素群とで構成されている、請求項１から４までのいずれか一項に記載の投写光学系。
6. 前記第２群は、前記光変調素子の横方向の断面において、前記被投写面側から順に、負のパワーをもつ第１の光学要素群と、正のパワーをもつ第２の光学要素群とで構成されている、請求項１から４までのいずれか一項に記載の投写光学系。
7. 前記第１群は、回転対称なレンズ群から実質的になる、請求項１から６までのいずれか一項に記載の投写光学系。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の投写光学系と、
   前記光変調素子とを備える、
   プロジェクター。

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