JP2007219497A

JP2007219497A - Projector equipped with focusing device for entire inclined screen surface

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Publication number: JP2007219497A
Application number: JP2006339268A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yasuda; 正弘安田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-16
Filing date: 2006-12-16
Publication date: 2007-08-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and instantaneously determine a tilt angle of a projection lens at which an image is in focus over the entire surface when projected obliquely on the screen. <P>SOLUTION: Provided is a link mechanism which sets the tilt angle β of the projection lens to tanβ=(L<SB>1</SB>/L<SB>0</SB>)tanα, where α is the angle, detected by an angle detecting means, between a first axis connecting a projector and the center of an image display part projected on the screen to each other and a second axis perpendicular to the screen, L<SB>0</SB>is the distance between an original image display part and the screen, and L<SB>1</SB>is the distance between the original image part and a main surface. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

原画表示部に形成された原画を、投射レンズを通して壁面やスクリーン上に投射するプロジェクタにおいて、前記壁面やスクリーンの正面以外から投射したときのピントずれが最小となるように容易に調整できるアオリ機構を備えたプロジェクタ。 In a projector that projects an original image formed on the original image display unit onto a wall surface or a screen through a projection lens, a tilt mechanism that can be easily adjusted to minimize the focus deviation when projected from other than the front surface of the wall surface or screen. A projector equipped.

近年、プロジェクタはパソコンの表示画面や、テレビジョンの画像を表示する機能を備えた小型のものが主流となり、広く使用されるようになってきた。このようなプロジェクタは通常室内の最適位置（スクリーンの正面）に固定されて使用されることは少なく、使用の度ごとに机上等に載置されて使用されていた。この場合、投射像に人の影等が入らないよう最前列に設置される場合が多く、室内のどの位置からでも投射像を見られるよう、高い位置に設置されたスクリーンに投射されて使用されることが多かった。
このようなプロジェクタの投射レンズは、通常スクリーンの中央正面から投射した際、収差が最小となり、最良のピントが出せるように設計されている。しかしながら、前述したように、スクリーン中央正面以外から投射した場合、スクリーンの投射面内においてプロジェクタと近い位置と遠い位置との距離差が大きくなり、前記近い位置と遠い位置との間でピント位置が異なる課題があった。
また、このような現象は、投影する距離が近距離になるほどその距離差が大きくなるため、発生しやすかった。 In recent years, small projectors having a function of displaying personal computer display screens and television images have become mainstream and have been widely used. Such projectors are usually used by being fixed at an optimal position in the room (front of the screen), and are placed on a desk or the like every time they are used. In this case, it is often installed in the front row so that people's shadows do not enter the projected image, and it is used by being projected onto a screen installed at a high position so that the projected image can be seen from any position in the room. There were many cases.
The projection lens of such a projector is normally designed so that the best focus can be obtained when aberration is minimized when projected from the center front of the screen. However, as described above, when the projection is performed from other than the center front of the screen, the distance difference between the position close to the projector and the position far from the projector is increased within the projection plane of the screen, and the focus position is between the position close to the position far away. There were different challenges.
In addition, such a phenomenon is likely to occur because the distance difference increases as the projected distance becomes shorter.

この課題に対して、スクリーン上の複数の測定箇所の距離を測定し、その距離情報を元に合焦位置の最適値を算出する機構を備えたプロジェクタが開示されている。（特許文献１）
また第２のこの種の発明としては、スクリーンに投射された投射面の傾きに対応し、ピントが最適となるように投射レンズの絞りを調整する機構を備えたプロジェクタが開示されている（特許文献２）
第３のこの種の発明としては、プロジェクタの投射レンズの出射側瞳位置近傍を中心として投射レンズを回転させる回転手段（アオリ機構）を有するプロジェクタが開示されている。（特許文献３）
第４のこの種の文献としては、光学像の入力媒体を一定の回動中心を中心として回動させるアオリ機構を備えた撮像装置において、至近から無限のレンズピント位置に対して撮像素子から得られる画像信号の高周波成分の極大値を検出し、被写体距離の異なる複数の被写体に対応する複数の極大値のレンズピント位置の間隔が最小となるようにアオリ機構を駆動制御し、さらに、その後、極大値が最大となるようにアオリ機構を駆動制御するプロジェクタが開示されている。(特許文献４）
特開２００５−７０６８７特開２００５−９１６０６特開２００４−３４７６８９特開平１１−１９０８６４ In order to solve this problem, a projector is disclosed that includes a mechanism that measures the distances of a plurality of measurement points on a screen and calculates the optimum value of the in-focus position based on the distance information. (Patent Document 1)
As a second invention of this type, a projector is disclosed that has a mechanism that adjusts the aperture of the projection lens so as to optimize the focus corresponding to the inclination of the projection surface projected on the screen (patent). Reference 2)
As a third invention of this type, a projector having a rotating means (tilting mechanism) for rotating the projection lens around the vicinity of the exit side pupil position of the projection lens of the projector is disclosed. (Patent Document 3)
As a fourth type of document, an image pickup apparatus provided with a tilt mechanism for rotating an optical image input medium about a fixed rotation center can be obtained from an image pickup device with respect to an infinite lens focus position from the nearest. Detecting the maximum value of the high-frequency component of the image signal, and driving and controlling the tilt mechanism so that the distance between the lens focus positions of the plurality of maximum values corresponding to a plurality of subjects having different subject distances is controlled. A projector is disclosed that drives and controls the tilt mechanism so that the maximum value is maximized. (Patent Document 4)
JP-A-2005-70687 JP-A-2005-91606 JP 2004-347689 JP-A-11-190864

しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクタにおいては、全面にわたってピントが最適となるように合焦位置を最適化するものであって、投射面内でのピントの深度が改善されるものではない。このため、スクリーンの端部におけるピンボケは解消することが出来ない欠点があった。 However, in the projector described in Patent Document 1, the focus position is optimized so that the focus is optimized over the entire surface, and the depth of focus within the projection surface is not improved. For this reason, there has been a drawback that the blur at the end of the screen cannot be eliminated.

特許文献２に記載のプロジェクタにおいては、スクリーンの傾斜が大きい場合、投射レンズを絞ることにより投射面内でのピントの深度を改善しようとするものであって、当然ながらピントを絞ることにより、投射像が暗くなってしまうため、投射像のコントラストが低下してしまう欠点があった。 In the projector described in Patent Document 2, when the screen has a large inclination, the projection lens is squeezed to improve the depth of focus within the projection surface. Since the image becomes dark, there is a drawback that the contrast of the projected image is lowered.

特許文献３に記載のプロジェクタにおいては、スクリーンの傾斜に対応して投射レンズを傾斜させようとするものであり、投射面内でのピントの深度を改善する効果を認めることは出来るが、その傾斜角度を決定することが困難である。テストパターンを投射し、キーストン歪みに対応した投射レンズの傾斜角度を決定させることが明細書中に記載されているが、テストパターンを読み取るための受像機が必要であるため、機構的に複雑となる上、価格が高くなる欠点があった。また、テストパターンを表示、読み取りする必要があるため、設定に時間がかかる欠点があった。更に、投射レンズの回転させる軸を出射側瞳位置近傍を中心としているため、特にレンズ長が長い場合、投射レンズの回転に伴ってレンズの中心と投射軸とのずれが大きくなり、レンズの端の方を使用することとなる。この場合、コマ収差が大きくなりレンズ性能が低下する。イメージサークルが大きく、コマ収差を初めとする収差が良好に補正された高性能なレンズを使用することは可能であるが、それに伴って価格が高くなる欠点があった。 In the projector described in Patent Document 3, the projection lens is inclined according to the inclination of the screen, and the effect of improving the depth of focus within the projection surface can be recognized. It is difficult to determine the angle. Although it is described in the specification that the test pattern is projected and the tilt angle of the projection lens corresponding to the keystone distortion is determined, a receiver for reading the test pattern is necessary. In addition, there is a drawback that the price is high. Further, since it is necessary to display and read the test pattern, there is a drawback that it takes time to set. Further, since the axis of rotation of the projection lens is centered around the exit pupil position, especially when the lens length is long, the deviation between the center of the lens and the projection axis increases with the rotation of the projection lens, and the end of the lens Will be used. In this case, coma aberration increases and lens performance decreases. Although it is possible to use a high-performance lens having a large image circle and excellent correction of aberrations such as coma, there is a disadvantage that the cost increases accordingly.

特許文献４に記載のプロジェクタにおいては、撮像素子から得られる画像信号の高周波成分の極大値を検出するものであるため、あらかじめアオリ角の設定のためのテストパターン等を投射する必要がある。また、画像信号に高周波成分を含んでいない場合、適正なアオリ角が設定出来ない。また、合焦情報の検出手段が必要となるため、機構的に複雑となり価格が高価になる欠点があった。 Since the projector described in Patent Document 4 detects the maximum value of the high-frequency component of the image signal obtained from the image sensor, it is necessary to project a test pattern for setting the tilt angle in advance. In addition, when the image signal does not include a high frequency component, an appropriate tilt angle cannot be set. Further, since a means for detecting focus information is required, there is a drawback that the mechanism is complicated and the price is high.

上記の課題を解決するために、傾斜したスクリーン全面への合焦装置を備えた本発明のプロジェクタは、以下の通りである。
（１）原画表示部と、前記原画表示部に形成された原画を拡大投射する投射レンズと、投射レンズの主面の角度を調節するアオリ機構と、原画表示部の中心と投射レンズの主点とを結ぶ第１軸とスクリーンに垂直な第２軸との角度を検出する角度検出手段と、を備えたプロジェクタにおいて、
前記アオリ機構は、前記角度検出手段により検出された角度に基づいて原画表示部と主面との角度を以下条件式を満足させるように調節する機構を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
ｔａｎβ＝（Ｌ_１／Ｌ_０）×ｔａｎα
但し
α：第１軸と第２軸の角度
β：原画表示部と主面の角度
Ｌ_０：原画表示部とスクリーンとの距離
Ｌ_１：主面と原画表示部との距離
（２）原画表示部と、前記原画表示部に形成された原画を拡大投射する投射レンズと、投射レンズの主面の角度を調節するアオリ機構と、原画表示部の中心と投射レンズの主点とを結ぶ第１軸とスクリーンに垂直な第２軸との角度を検出する角度検出手段と、を備えたプロジェクタにおいて、
前記アオリ機構は、第１軸と垂直な第１固定節と、第１固定節上を移動する第１スライダと、第１スライダと回り対偶で接続され前記投射レンズの主面と平行である第１揺動節と、第１固定節と第１揺動節とそれぞれ回り対偶で接続された第２揺動節と、を備えたリンク機構からなり、第２揺動節と第１揺動節の長さが以下条件式を満足し、前記角度検出手段により検出された角度に基づいて第２軸と第２揺動節とを垂直にする機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
Ｌ'_１／Ｌ'_０＝Ｌ_１／Ｌ_０
但し
Ｌ_０：原画表示部とスクリーンとの距離
Ｌ_１：主面と原画表示部との距離
Ｌ'_０：第１揺動節の長さ
Ｌ'_１：第２揺動節の長さ
（３）原画表示部と、前記原画表示部に形成された原画を拡大投射する投射レンズと、投射レンズの主面の角度を調節するアオリ機構と、原画表示部の中心と投射レンズの主点とを結ぶ第１軸とスクリーンに垂直な第２軸との角度を検出する角度検出手段と、を備えたプロジェクタにおいて、
前記アオリ機構は、第１軸と垂直な第２固定節と、第２固定節と直角に接続され第１軸に平行な第３固定節と、第３固定節上を移動する第２スライダと、第２スライダと回り対偶で接続され投射レンズの主面と平行である第３揺動節と、第３揺動節上を移動し第２固定節と回り対偶で接続された第３スライダと、第２スライダと回り対偶で接続された第４揺動節と、第４揺動節上を移動し第２固定節と回り対偶で接続された第４スライダと、を備えたリンク機構からなり、第２固定節上における「第３固定節と第３スライダとの距離」と「第３固定節と第４スライダとの距離」の長さが以下条件式を満足し、前記角度検出手段により検出された角度に基づいて第２軸と第４揺動節とを垂直にする機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
Ｌ"_１／Ｌ"_０＝Ｌ_１／Ｌ_０
但し
Ｌ_０：原画表示部とスクリーンとの距離
Ｌ_１：主面と原画表示部との距離
Ｌ"_０：第３固定節と第３スライダの距離
Ｌ"_１：第３固定節と第４スライダの距離
（４）鉛直なスクリーンに投射するための水平面上に載置されるプロジェクタであって、前記角度検出手段は、第１軸と水平面との角度を検出する機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３に記載のプロジェクタ。
In order to solve the above-described problems, a projector according to the present invention including a focusing device for inclining the entire screen is as follows.
(1) An original image display unit, a projection lens that enlarges and projects the original image formed on the original image display unit, a tilt mechanism that adjusts the angle of the main surface of the projection lens, the center of the original image display unit, and the principal points of the projection lens An angle detection means for detecting an angle between a first axis connecting the first axis and a second axis perpendicular to the screen,
The tilt mechanism includes a mechanism that adjusts the angle between the original image display unit and the main surface so as to satisfy the following conditional expression based on the angle detected by the angle detection unit.
tan β = (L ₁ / L ₀ ) × tan α
Where α: angle between the first axis and the second axis β: angle between the original image display portion and the main surface L ₀ : distance between the original image display portion and the screen L ₁ : distance between the main surface and the original image display portion (2) original image display A projection lens for enlarging and projecting the original image formed on the original image display unit, a tilt mechanism for adjusting the angle of the main surface of the projection lens, and a first connecting the center of the original image display unit and the principal point of the projection lens An angle detection means for detecting an angle between the axis and a second axis perpendicular to the screen;
The tilt mechanism includes a first fixed node perpendicular to the first axis, a first slider that moves on the first fixed node, and a first slider that is connected to the first slider in pairs and is parallel to the main surface of the projection lens. The second swinging node and the first swinging node include a link mechanism including a first swinging node, and a second swinging node that is connected to the first fixed node and the first swinging node in pairs. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a mechanism that makes the second axis and the second swinging node perpendicular to each other based on an angle detected by the angle detection means, satisfying the following conditional expression: The projector described.
L ′ ₁ / L ′ ₀ = L ₁ / L ₀
Where L ₀ : distance between the original image display portion and the screen L ₁ : distance between the main surface and the original image display portion L ′ ₀ : length of the first swinging node L ′ ₁ : length of the second swinging node (3 ) An original image display unit, a projection lens that enlarges and projects the original image formed on the original image display unit, a tilt mechanism that adjusts the angle of the main surface of the projection lens, the center of the original image display unit, and the principal point of the projection lens An angle detection means for detecting an angle between a first axis to be connected and a second axis perpendicular to the screen,
The tilt mechanism includes a second fixed node perpendicular to the first axis, a third fixed node connected perpendicularly to the second fixed node and parallel to the first axis, and a second slider moving on the third fixed node; A third swinging node that is connected to the second slider in a pair of turns and is parallel to the main surface of the projection lens, and a third slider that moves on the third swinging node and is connected to the second fixed node in a pair of turns. A link mechanism comprising: a fourth swinging node connected to the second slider by a turning pair; and a fourth slider moving on the fourth swinging node and connected to the second fixed node by a turning pair. The lengths of “distance between the third fixed node and the third slider” and “distance between the third fixed node and the fourth slider” on the second fixed node satisfy the following conditional expression, and the angle detecting means 2. The mechanism according to claim 1, further comprising a mechanism that makes the second shaft and the fourth swinging node perpendicular to each other based on the detected angle. Projector.
_{_{L "1 / L" 0 =}} L 1 / L 0
Where L ₀ : distance between the original image display section and the screen L ₁ : distance between the main surface and the original image display section L ″ ₀ : distance L ″ between the third fixed node and the third slider ₁ ”: third fixed node and the fourth slider (4) A projector placed on a horizontal plane for projection onto a vertical screen, wherein the angle detecting means includes a mechanism for detecting an angle between the first axis and the horizontal plane. The projector according to claim 1.

本発明によれば、傾斜したスクリーンに投射する場合においても、投射レンズの性能を落とすことなく、簡単な操作で瞬時にスクリーン全体のピントを合わせることが出来る上、機構的にも簡単であるため安価にプロジェクタを提供することができる。 According to the present invention, even when projecting onto an inclined screen, the entire screen can be focused instantly with a simple operation without degrading the performance of the projection lens, and it is also mechanically simple. A projector can be provided at low cost.

本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は本発明に関わるプロジェクタにおける原画表示部１、投射レンズ３、スクリーン４の位置、角度の関係を示す説明図。図２〜４は空間上のプロジェクタ、スクリーン４の位置関係を示す説明図であり、図２は側面図、図３は平面図、図４は斜視図である。図５は、投射レンズ３の焦点距離の一例を示す説明図である。図６〜９は、本発明における原理を説明する説明図であり、図６は焦点距離を表す説明図、図７はニュートンの結像公式を示す説明図、図８、９は本発明における原理の詳細を示す説明図である。図１０、１１は、本発明に関わるリンク機構の説明図である。図１２〜１４は本発明におけるプロジェクタを示す概略図、図１５、図１６は本発明におけるプロジェクタの斜視図である。
図１２〜１６において、固定節１〜３は対応する部品が存在しないため図示していないが、図１０、１１より、空間上に存在する仮想の節であることは自明である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the relationship between the position and angle of an original image display unit 1, a projection lens 3, and a screen 4 in a projector according to the present invention. 2 to 4 are explanatory views showing the positional relationship between the projector and the screen 4 in space, FIG. 2 is a side view, FIG. 3 is a plan view, and FIG. 4 is a perspective view. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the focal length of the projection lens 3. 6 to 9 are explanatory diagrams for explaining the principle in the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the focal length, FIG. 7 is an explanatory diagram showing the Newton imaging formula, and FIGS. 8 and 9 are the principle in the present invention. It is explanatory drawing which shows the detail of. 10 and 11 are explanatory views of the link mechanism according to the present invention. 12 to 14 are schematic views showing a projector according to the present invention, and FIGS. 15 and 16 are perspective views of the projector according to the present invention.
12 to 16, the fixed nodes 1 to 3 are not shown because there are no corresponding parts, but it is obvious from FIGS. 10 and 11 that they are virtual nodes existing in the space.

図１に示すように、傾斜したスクリーン４全面への合焦装置を備えた本発明のプロジェクタは、原画表示部１の中心と投射レンズ３の主点８とを結ぶ第１軸５とスクリーン４に垂直な第２軸６との角度α、主面２と原画表示部１との距離Ｌ_１、原画表示部１とスクリーン４との距離Ｌ_０、原画表示部１と主面２との角度βが、
ｔａｎβ＝（Ｌ_１／Ｌ_０）ｔａｎα
の関係が成立するように角度検出手段により検出された角度αに基づいて角度βを調節するアオリ機構を備えたことを特徴とする。
前記の関係は、例えば図２〜３に示すように第１軸５を含む鉛直面である第１面９、図２〜３に示すように第１軸５を含み第１面９に直交する第２面１０のいずれかにおいて成立すればよく、望ましくは図４に示すように第１軸５と第２軸６とを含む第３面１１において成立すればよい。前記アオリ機構は、主点８を含み、第１〜３のいずれかの面９〜１１に垂直な軸を中心に前記投射レンズを揺動できる機構となっている。 As shown in FIG. 1, the projector of the present invention provided with a focusing device for the entire surface of the inclined screen 4 has a first axis 5 connecting the center of the original image display unit 1 and the principal point 8 of the projection lens 3 and the screen 4. An angle α with the second axis 6 perpendicular to the axis, a distance L ₁ between the main surface 2 and the original image display unit 1, a distance L ₀ between the original image display unit 1 and the screen 4, and an angle between the original image display unit 1 and the main surface 2 β
tan β = (L ₁ / L ₀ ) tan α
A tilt mechanism is provided that adjusts the angle β based on the angle α detected by the angle detection means so that the above relationship is established.
The above relationship is, for example, a first surface 9 that is a vertical surface including the first axis 5 as illustrated in FIGS. 2 to 3, and is orthogonal to the first surface 9 including the first axis 5 as illustrated in FIGS. What is necessary is just to be materialized in either of the 2nd surfaces 10, and what is necessary is just to be materialized in the 3rd surface 11 containing the 1st axis | shaft 5 and the 2nd axis | shaft 6 as shown in FIG. The tilt mechanism includes a principal point 8 and can swing the projection lens about an axis perpendicular to any one of the first to third surfaces 9 to 11.

原画表示部１とは、液晶パネル、フィルム等の光源からの光を透過するもの、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の光源からの反射するもの、集積されたＬＥＤパネル等の自ら発光するものであっても良い。また、原画表示部１は１枚である必要はなく、色ごとに分解された３枚のタイプであってそれ以外の枚数であってもかまわない。また、原画表示部１と、投射レンズ３の間にプリズム、ミラー、コンバージョンレンズ等が存在しても良い。この場合原画表示部１の位置は、ミラー、プリズム、コンバージョンレンズ等が無いものとして考えられる空想上の位置（虚像）を原画表示部１の位置とする。 The original image display unit 1 is a device that transmits light from a light source such as a liquid crystal panel or film, a device that reflects light from a light source such as a digital micromirror device (DMD), or an LED panel that emits light by itself. There may be. Further, the original image display unit 1 does not have to be a single sheet, and may be a three-sheet type that is separated for each color, and may have other numbers. Further, a prism, a mirror, a conversion lens, or the like may exist between the original image display unit 1 and the projection lens 3. In this case, the position of the original image display unit 1 is the position on the imaginary image (virtual image) that is considered to have no mirror, prism, conversion lens, or the like.

投射レンズ３とは、原画表示部１に表示された像をスクリーン４に結像させるためのもので、１枚であっても又はそれ以上であってもかまわない。
スクリーン４とは、通常壁面等の平面が多く利用されるが、曲面であってもかまわない。
角度検出手段７とは、原画表示部１の中心と投射レンズ３の主点８とを結ぶ第１軸５とスクリーン４に垂直な第２軸６との角度を検出するものであり、例えば一端がプロジェクタに固定されたリンクの自由端側を、前記リンクが第２軸と垂直になるように調整することにより角度を検出するものであっても良い。尚、角度検出手段７は、目視で調節する手動のものであっても、載置する台、床面等の水平面と第１軸５との角度を検出する自動のものであっても、スクリーン４上の複数の点の距離を検出し、電子回路で演算することにより算出するものであってもかまわない。 The projection lens 3 is used to form an image displayed on the original image display unit 1 on the screen 4, and may be one or more.
The screen 4 is usually a flat surface such as a wall surface, but may be a curved surface.
The angle detection means 7 detects an angle between a first axis 5 connecting the center of the original image display unit 1 and the principal point 8 of the projection lens 3 and a second axis 6 perpendicular to the screen 4. The angle may be detected by adjusting the free end side of the link fixed to the projector so that the link is perpendicular to the second axis. The angle detection means 7 may be a manual one that is visually adjusted, an automatic one that detects the angle between the first axis 5 and the horizontal surface such as a mounting table or a floor surface. 4 may be calculated by detecting the distances of a plurality of points on 4 and calculating them by an electronic circuit.

図５において、レンズ群に平行光線が入射し結像する場合において、レンズ群を通過前の光線の延長線と、通過後の光線の延長線の交点から、レンズの中心軸（光軸）へおろした垂線の足が主点８である。また主点８を含む光軸に直交する平面が主面２である。主面２には、平行光線を結像させる場合の後側主面と、プロジェクタのように点光源から平行光線を発する場合の前側主面の２種類が存在するが、通常、レンズに対して光線の進む方向の前後は同じ空気が存在しているため前後の屈折率は等しく、前側主面と、後側主面とは一致する。また、性能の悪いレンズの場合、平行光線の入射高に応じて焦点距離が異なるが、厳密には入射高の低い近軸領域の光線でもって定義する。尚、主面２とは、光学的な機能を果たす面のことであり、例えば両面が対称な１枚のレンズの場合、その中心を含む面のことである。 In FIG. 5, in the case where parallel rays are incident on the lens group to form an image, from the intersection of the extension line of the light beam before passing through the lens group and the extension line of the light beam after passing through the lens group, to the central axis (optical axis) of the lens. The main point 8 is the foot of the perpendicular. A plane perpendicular to the optical axis including the principal point 8 is the principal surface 2. There are two types of main surface 2: a rear main surface for imaging parallel light rays and a front main surface for emitting parallel light rays from a point light source such as a projector. Since the same air exists before and after the light beam travels, the front and rear refractive indexes are equal, and the front main surface and the rear main surface coincide. In the case of a lens with poor performance, the focal length varies depending on the incident height of parallel rays, but strictly speaking, it is defined by rays in a paraxial region with a low incident height. The main surface 2 is a surface that performs an optical function. For example, in the case of a single lens that is symmetrical on both surfaces, the main surface 2 is a surface that includes the center thereof.

スクリーン４が曲面の場合には、原画表示部１の中心が写っているスクリーンの微少領域においてスクリーン４に垂直な軸を第２軸６と考えることが出来る。
アオリ機構とは、平行移動させる機構、角度を変える機構の２種類があるが、本発明においては第１軸５と、投射レンズ３の光軸との角度を変える機構を対象としている。また、投射レンズ３の光軸を回転させず、原画表示部１の角度を変えた場合についても、果たす機能は、全く同一である。
これらの操作を行うことにより、スクリーン全体でピントが合わせられる原理を以下に説明する。 When the screen 4 is a curved surface, the axis perpendicular to the screen 4 can be considered as the second axis 6 in the minute area of the screen where the center of the original image display unit 1 is shown.
There are two types of tilt mechanisms: a mechanism for parallel movement and a mechanism for changing the angle. In the present invention, a mechanism for changing the angle between the first axis 5 and the optical axis of the projection lens 3 is targeted. Even when the angle of the original image display unit 1 is changed without rotating the optical axis of the projection lens 3, the functions performed are the same.
The principle of focusing on the entire screen by performing these operations will be described below.

図６において、図中左から入射した平行光線は、レンズの中心（主点）から、ｆの距離で結像する。
図７において、図中左の原画表示部１上の点から発した光線は、距離ｙ_１離れたレンズで集められ、更に距離ｙ_２離れたスクリーン４上に結像する。この図において、
１／ｆ＝１／ｙ_１＋１／ｙ_２（１）
の関係式が成立し、ニュートンの結像公式と呼ぶ。またこの図において拡大率Ｍは
Ｍ＝ｙ_２／ｙ_１（２）
である。この原理に基づいて、プロジェクタは原画表示部１に表示された小さな原画１２を大きなスクリーン４に拡大することが出来る。
図８は、原画表示部１上の原画１２を、スクリーン上に合焦した投射像１３として結像させた状態を示す。
図８において、以下関係式が成立する。
１／ｆ＝１／ｙ_１＋１／ｙ_２（１）
ｘ_１／ｙ_１＝ｘ_２／ｙ_２（３）
尚、原画表示部１の式は、傾きα、ｙ切片ａ_０と定義する。
ｙ＝αｘ＋ａ_０（４）
原画表示部１上の原画１２の点（ｘ_１、ｙ_１）についても（４）式は成立し、
ｙ_１＝αｘ_１＋ａ_０（５）
ｘ_１について解くと
ｘ_１＝（ｙ_１−ａ_０）／α （６）
（３）式に代入し、
（ｙ_１−ａ_０）／αｙ_１＝ｘ_２／ｙ_２（７）
他方、（１）式を変形し、
ｙ_１＝ｆｙ_２／（ｙ_２−ｆ）（８）
（７）式に代入すると
ｘ_２／ｙ_２＝１／α−ａ_０（ｙ_２−ｆ）／（αｆｙ_２）（８）
式変形により
ｙ_２＝（ｆα／（ｆ−ａ_０））ｘ_２＋ｆａ_０／（ｆ−ａ_０）（９）
すなわち投射像１３の式は
ｙ＝（ｆα／（ｆ−ａ_０））ｘ＋ｆａ_０／（ｆ−ａ_０）（１０）
となる。原画表示部１の式（４）と投射像１３の式（１０）のｘ切片を算出すると共に
ｘ＝−ａ_０／α （１１）
となり一致する。すなわち、原画表示部１を延長する軸と、投射レンズ３の主面２と、投射像１３を延長する軸は１点で交差することが証明される。このような関係を、シャインプルーフの法則という。 In FIG. 6, parallel rays incident from the left in the figure form an image at a distance f from the center (principal point) of the lens.
In FIG. 7, rays emitted from a point on the original image display unit 1 on the left in the drawing are collected by a lens separated by a distance y ₁ and further formed on a screen 4 separated by a distance y ₂ . In this figure,
1 / f = 1 / y ₁ + 1 / y ₂ (1)
This relation is established and is called Newton's imaging formula. In this figure, the enlargement ratio M is M = y ₂ / y ₁ (2)
It is. Based on this principle, the projector can enlarge the small original image 12 displayed on the original image display unit 1 to the large screen 4.
FIG. 8 shows a state in which the original image 12 on the original image display unit 1 is formed as a projected image 13 focused on the screen.
In FIG. 8, the following relational expression is established.
1 / f = 1 / y ₁ + 1 / y ₂ (1)
_{_{_{_{x 1 / y 1 = x 2}}}} / y 2 (3)
The expression of the original picture display unit 1 is defined as a slope α and a y-intercept a ₀ .
y = αx + a ₀ (4)
For the point (x ₁ , y ₁ ) of the original image 12 on the original image display unit 1, equation (4) is also established,
y ₁ = αx ₁ + a ₀ (5)
x ₁ = and solving for _{_{_{x 1 (y 1 -a 0)}}} / α (6)
Substituting into equation (3)
(Y ₁ -a ₀ ) / αy ₁ = x ₂ / y ₂ (7)
On the other hand, the equation (1) is modified,
y ₁ = fy ₂ / (y ₂ −f) (8)
Substituting into the equation (7), x ₂ / y ₂ = 1 / α−a ₀ (y ₂ −f) / (αfy ₂ ) (8)
Y ₂ = by formula deformation _{_{_{(fα / (fa 0))}}} x 2 + fa 0 / (fa 0) (9)
That formula of the projection image 13 is _{_{y = (fα / (fa 0}} )) x + fa 0 / (fa 0) (10)
It becomes. The x intercept of the expression (4) of the original image display unit 1 and the expression (10) of the projection image 13 is calculated and x = −a ₀ / α (11)
And match. That is, it is proved that the axis extending the original image display unit 1, the main surface 2 of the projection lens 3, and the axis extending the projection image 13 intersect at one point. Such a relationship is called Scheinproof's law.

この関係は、次のように考えることも出来る。図９において、第１軸５と第２軸６の角度はα、第１軸５上における原画表示部１とスクリーン４との距離はＬ_０、原画表示部１と主面２との距離はＬ_１、原画表示部１と第１軸５との交点から、原画表示部１の延長線とスクリーン４の延長線の交点Ｐまでの距離はＬ_３である。投射レンズ３の主面２の延長線も交点Ｐで交差している。このとき、
ｔａｎα＝Ｌ_０／Ｌ_３（１２）
ｔａｎβ＝Ｌ_１／Ｌ_３（１３）
の関係が成立し、（１２）（１３）式をまとめると
ｔａｎβ＝（Ｌ_１／Ｌ_０）×ｔａｎα （１４）
の関係が成立する。
この機構は、第３面１１に対して実施すると最も効果が得られるが、第１面９、第２面１０であっても同様に成立し、最適のアオリ角を与えることが出来る。 This relationship can also be considered as follows. In FIG. 9, the angle between the first axis 5 and the second axis 6 is α, the distance between the original image display unit 1 and the screen 4 on the first axis 5 is L ₀ , and the distance between the original image display unit 1 and the main surface 2 is L ₁ , the distance from the intersection of the original image display unit 1 and the first axis 5 to the intersection P of the extension line of the original image display unit 1 and the extension line of the screen 4 is L ₃ . The extension line of the main surface 2 of the projection lens 3 also intersects at the intersection point P. At this time,
tan α = L ₀ / L ₃ (12)
tan β = L ₁ / L ₃ (13)
When the relationship of (12) and (13) is put together, tan β = (L ₁ / L ₀ ) × tan α (14)
The relationship is established.
This mechanism is most effective when implemented on the third surface 11, but the first surface 9 and the second surface 10 are similarly established, and an optimum tilt angle can be given.

特に、スクリーン４が室内の壁面等の鉛直面でありプロジェクタを床面、机上等の水平面に載置した場合においては、本発明に記載の角度αを検出する角度検出手段は、第１軸５と水平面との角度を検出するだけでよく、傾斜角センサーや常に鉛直になるように備えつけられた脚等にその機能を備えることが出来る。
また、水平方向については、基準線を持つ台座上にプロジェクタを備え、台座の基準線をスクリーン４と平行又は垂直となるように載置した後、スクリーン４の中央等所定の方向にプロジェクタ部分のみを旋回する方法をとっても良い。この場合、本発明に記載の角度αを検出する角度検出手段７は、台座の基準線と第１軸５との角度を検出するだけでよい。 In particular, when the screen 4 is a vertical surface such as a wall surface in a room and the projector is placed on a horizontal surface such as a floor surface or a desk, the angle detection means for detecting the angle α according to the present invention has the first axis 5. It is only necessary to detect the angle between the sensor and the horizontal plane, and the tilt angle sensor or a leg provided so as to be always vertical can be provided with the function.
For the horizontal direction, a projector is provided on a pedestal having a reference line, and the pedestal reference line is placed so as to be parallel or perpendicular to the screen 4, and then only the projector part is placed in a predetermined direction such as the center of the screen 4. You may take the method of turning. In this case, the angle detection means 7 for detecting the angle α according to the present invention only needs to detect the angle between the reference line of the base and the first axis 5.

次に、請求項２に関わるアオリ角を決定する機構について図１０に基づいて説明する。
図１０に示すように第１軸５と垂直な第１固定節１４と、第１固定節１４を含む軸上を移動する第１スライダ２１と、第１スライダ２１と回り対偶で接続され前記投射レンズ３の主面２と平行である第１揺動節１７と、第１固定節１４と第１揺動節１７とそれぞれ回り対偶で接続された第２揺動節１８とを備えたリンク機構からなることを特徴としている。
第２揺動節１８の長さをＬ'₁、第１揺動節１７の長さをＬ'₀とすると
Ｌ'₁／Ｌ'₀＝Ｌ₁／Ｌ₀ （１５）
但し
Ｌ₀ ：原画表示部１とスクリーン４との距離
Ｌ₁：主面２と原画表示部１との距離
である。
前記角度検出手段により検出された角度に基づいて第２軸６と第２揺動節１８とを垂直にすると、第１固定節１４と第２揺動節１８との角度は、第１軸５と第２軸６のなす角αとなる。このときの第１揺動節１７の垂線と第１軸５の角度をγとすると以下の関係式が成立する。
Ｌ'₂／Ｌ'_１＝ｓｉｎα （１６）
Ｌ'₂／Ｌ'₀＝ｓｉｎγ （１７）
Ｌ'₂は、第１揺動節と第２揺動節の接合部と、第１固定節との距離である。
まとめると、
ｓｉｎγ＝（Ｌ_１／Ｌ₀）ｓｉｎα （１８）
となる。通常プロジェクタは、投射レンズ３の主面２と原画表示部１の距離に対してスクリーン４と原画表示部１の距離の方が圧倒的に大きいため、算出される主面２のアオリ角βは小さい。このため、
γ＝ｓｉｎ^-1{（Ｌ_１／Ｌ₀）ｓｉｎα}≒ｔａｎ^-1{（Ｌ_１／Ｌ₀）ｔａｎα} （１９）
と考えてもよく、上記リンク機構で得られるアオリ角γは、適正なアオリ角βとほぼ同一であることがわかる。
尚、Ｌ'₁／Ｌ'₀は、最も使用頻度の高いＬ₁／Ｌ₀の比を基準に設定すればよく、原画表示部１とスクリーン４との距離が多少変わっても、合焦状態は大きくに悪化しない。 Next, a mechanism for determining the tilt angle according to claim 2 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 10, the first fixed joint 14 perpendicular to the first shaft 5, the first slider 21 moving on the axis including the first fixed joint 14, and the first slider 21 are connected to each other in pairs and the projection. A link mechanism including a first swinging node 17 that is parallel to the main surface 2 of the lens 3, and a second swinging node 18 that is connected to the first fixed node 14 and the first swinging node 17 in pairs. It is characterized by consisting of.
L ′ ₁ / L ′ ₀ = L ₁ / L ₀ (15) where L ′ ₁ is the length of the second swing node 18 and L ′ ₀ is the length of the first swing node 17.
Where L ₀ is the distance between the original image display unit 1 and the screen 4 L ₁ is the distance between the main surface 2 and the original image display unit 1.
When the second shaft 6 and the second swinging node 18 are made vertical based on the angle detected by the angle detecting means, the angle between the first fixed node 14 and the second swinging node 18 is the first shaft 5. And the angle α formed by the second axis 6. If the angle between the perpendicular of the first swinging node 17 and the first shaft 5 at this time is γ, the following relational expression is established.
L ′ ₂ / L ′ ₁ = sin α (16)
L ′ ₂ / L ′ ₀ = sin γ (17)
L ′ ₂ is the distance between the joint portion of the first rocking node and the second rocking node and the first fixed node.
Summary,
sin γ = (L ₁ / L ₀ ) sin α (18)
It becomes. Usually, in the projector, since the distance between the screen 4 and the original image display unit 1 is overwhelmingly larger than the distance between the main surface 2 of the projection lens 3 and the original image display unit 1, the calculated tilt angle β of the main surface 2 is small. For this reason,
γ = sin ⁻¹ {(L ₁ / L ₀ ) sin α} ≈tan ⁻¹ {(L ₁ / L ₀ ) tan α} (19)
It can be considered that the tilt angle γ obtained by the link mechanism is substantially the same as the proper tilt angle β.
Note that L ′ ₁ / L ′ ₀ may be set based on the ratio of L ₁ / L ₀ that is used most frequently, and even if the distance between the original image display unit 1 and the screen 4 slightly changes, the in-focus state Does not get much worse.

次に、請求項３に関わるアオリ角を決定する機構について図１１に基づいて説明する。
図１１に示すように第１軸５と垂直な第２固定節１５と、第２固定節１５と直角に接続され第１軸５に平行な第３固定節１６と、第３固定節１６上を移動する第２スライダ２２と、第２スライダ２２と回り対偶で接続され投射レンズ３の主面２と平行である第３揺動節１９と、第３揺動節１９上を移動し第２固定節１５と回り対偶で接続された第３スライダ２３と、第２スライダ２２と回り対偶で接続された第４揺動節２０と、第４揺動節２０上を移動し第２固定節１５と回り対偶で接続された第４スライダ２４と、を備えたことを特徴としている。
第２固定節１５上における第３固定節１６と第３スライダ２３との距離をＬ”₀ 、第３固定節１６と第４スライダ２４との距離をＬ”₁とすると
Ｌ”₁／Ｌ”₀＝Ｌ₁／Ｌ₀ （２０）
但し
Ｌ₀ ：原画表示部１とスクリーン４との距離
Ｌ₁：主面２と原画表示部１との距離
である。
前記角度検出手段により検出された角度に基づいて第２軸６と第４揺動節２０とを垂直にすると、第２固定節１５と第４揺動節２０の角度は、第１軸５と第２軸６のなす角αとなる。このときの第３揺動節１９の垂線と第１軸５の角度をγとすると以下の関係式が成立する。
Ｌ”₂／Ｌ”_１＝ｔａｎα （２１）
Ｌ”₂／Ｌ”₀＝ｔａｎγ （２２）
Ｌ”₂は第２固定節１５と第２スライダ２２との距離である。
まとめると、
ｔａｎγ＝（Ｌ_１／Ｌ₀）ｔａｎα （２３）
となる。以上より上記リンク機構で得られる角度γは、（１４）式で得られる適正なアオリ角βと同一であることがわかる。
尚、Ｌ”₂／Ｌ”_１は、最も使用頻度の高いＬ₁／Ｌ₀の比を基準に設定すればよく、原画表示部１とスクリーン４との距離が多少変わっても、合焦状態は急速に悪化しない。 Next, a mechanism for determining the tilt angle according to claim 3 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 11, the second fixed node 15 perpendicular to the first axis 5, the third fixed node 16 connected at right angles to the second fixed node 15 and parallel to the first axis 5, and the third fixed node 16 The second slider 22 that moves on the second slider 22, the third swing node 19 that is connected to the second slider 22 in a pair and is parallel to the main surface 2 of the projection lens 3, and the second swing node 19 that moves on the third swing node 19 A third slider 23 connected to the fixed joint 15 by a turning pair, a fourth swinging joint 20 connected to the second slider 22 by a turning pair, and a second swinging joint 15 moving on the fourth swinging joint 20. And a fourth slider 24 connected in a rotating pair.
When the distance between the third fixed node 16 and the third slider 23 on the second fixed node 15 is L ″ ₀ , and the distance between the third fixed node 16 and the fourth slider 24 is L ″ ₁ , L ″ ₁ / L ″. ₀ = L ₁ / L ₀ (20)
Where L ₀ is the distance between the original image display unit 1 and the screen 4 L ₁ is the distance between the main surface 2 and the original image display unit 1.
When the second shaft 6 and the fourth swing node 20 are made vertical based on the angle detected by the angle detection means, the angle between the second fixed node 15 and the fourth swing node 20 is the same as that of the first shaft 5. The angle α is formed by the second axis 6. If the angle between the perpendicular line of the third rocking node 19 and the first shaft 5 at this time is γ, the following relational expression is established.
L ″ ₂ / L ″ ₁ = tan α (21)
L ″ ₂ / L ″ ₀ = tan γ (22)
L ″ ₂ is the distance between the second fixed joint 15 and the second slider 22.
Summary,
tan γ = (L ₁ / L ₀ ) tan α (23)
It becomes. From the above, it can be seen that the angle γ obtained by the link mechanism is the same as the proper tilt angle β obtained by the equation (14).
Note that L ″ ₂ / L ″ ₁ may be set based on the ratio of L ₁ / L ₀ that is used most frequently. Even if the distance between the original image display unit 1 and the screen 4 is slightly changed, the in-focus state is obtained. Does not deteriorate rapidly.

以下に実施例を挙げ、本発明を詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
図１３のように鉛直を検出できる脚を角度検出手段として用い角度αを検出し、第２揺動節１８と第１揺動節１７の長さの比がＬ_１／Ｌ_０とほぼ同じであるリンク機構によって投射レンズ３の主面２のアオリ角を調節できるプロジェクタ用いて、様々な距離Ｌ₀、角度αにて原画表示部１上の原画１２をスクリーン４の投射した。尚、このとき用いた投射レンズ３の焦点距離は５ｃｍであり、原画表示部から３ｍの距離にあるスクリーン４に表示された時に最適になるようにＬ’_１／Ｌ’_０を設定した。尚、Ｌ_１は（１）式より５．０８ｃｍ、Ｌ’_１／Ｌ’_０は５．０８／３００の比であった。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
As shown in FIG. 13, a leg that can detect the vertical is used as the angle detection means to detect the angle α, and the ratio of the lengths of the second rocking node 18 and the first rocking node 17 is substantially the same as L ₁ / L _0. An original image 12 on the original image display unit 1 was projected on the screen 4 at various distances L ₀ and angles α using a projector capable of adjusting the tilt angle of the main surface 2 of the projection lens 3 by a certain link mechanism. The focal length of the projection lens 3 used at this time is 5 cm, and L ′ ₁ / L ′ ₀ is set so as to be optimal when displayed on the screen 4 at a distance of 3 m from the original image display portion. Incidentally, _{L 1} was a ratio of _{5.08cm, L '1 / L'} 0 is 5.08 / 300 from (1).

第１軸と第２軸の角度αが２０°のとき、原画表示部から３ｍの距離にあるスクリーン４にピントを合わせるとＬ_１は（１）式より５．０８ｃｍであった。このときの（１４）式より算出される適正な主面のアオリ角βは、
ｔａｎβ＝（Ｌ_１／Ｌ_０）ｔａｎα
＝（５．０８／３００）ｔａｎ２０°
＝０．００６１６９
β＝０．３５３４５°
となる。このとき、図１３のプロジェクタのアオリ機構より得られるアオリ角γは
ｓｉｎγ＝（Ｌ’_１／Ｌ’_０）ｓｉｎα
＝（５．０８／３００）ｓｉｎ２０°
＝０．００５７９７
γ＝０．３３２１°
となった。本発明のリンク機構から得られる主面のアオリ角γは（１４）式で算出される適正な主面のアオリ角βとほぼ同じであり、簡単な機構でほぼ適正なアオリ角が得られることが確認された。このとき、スクリーン４には、周辺部まで合焦した鮮明な投影像が映し出された。 When the angle α between the first axis and the second axis is 20 °, L ₁ is 5.08 cm according to the expression (1) when focusing on the screen 4 at a distance of 3 m from the original image display portion. The tilt angle β of the proper principal surface calculated from the equation (14) at this time is
tan β = (L ₁ / L ₀ ) tan α
= (5.08 / 300) tan20 °
= 0.006169
β = 0.35345 °
It becomes. At this time, the tilt angle γ obtained from the tilt mechanism of the projector in FIG. 13 is sin γ = (L ′ ₁ / L ′ ₀ ) sin α.
= (5.08 / 300) sin20 °
= 0.005797
γ = 0.321 °
It became. The tilt angle γ of the main surface obtained from the link mechanism of the present invention is almost the same as the tilt angle β of the proper main surface calculated by the equation (14), and a substantially proper tilt angle can be obtained with a simple mechanism. Was confirmed. At this time, a clear projection image focused on the peripheral portion was projected on the screen 4.

同一のプロジェクタを用い、原画表示部から１ｍの距離にあるスクリーンに原画表示部１をピントを合わせるとＬ_１は（１）式より５．２６ｃｍであった。このときの（１４）式より算出される適正な主面のアオリ角βは、
ｔａｎβ＝（Ｌ_１／Ｌ_０）ｔａｎα
＝（５．２６／１００）ｔａｎ２０°
＝０．０１９１５６
β＝１．０９７°
となる。このとき、図１３のプロジェクタのアオリ機構より得られるアオリ角γは
ｓｉｎγ＝（Ｌ’_１／Ｌ’_０）ｓｉｎα
＝（５．０８／３００）ｓｉｎ２０°
＝０．０１７３９１
γ＝０．９９６４°
となった。Ｌ’_１／Ｌ’_０が適正値から僅かにずれた本発明リンク機構であっても得られる主面のアオリ角γは（１４）式で算出される適正なアオリ角βとほぼ同じであり、簡単な機構でほぼ適正なアオリ角が得られることが確認された。このとき、スクリーン４には、周辺部まで合焦した鮮明な投影像が映し出された。 When the same projector was used and the original image display unit 1 was focused on a screen 1 m from the original image display unit, L ₁ was 5.26 cm from equation (1). The tilt angle β of the proper principal surface calculated from the equation (14) at this time is
tan β = (L ₁ / L ₀ ) tan α
= (5.26 / 100) tan20 °
= 0.019156
β = 1.097 °
It becomes. At this time, the tilt angle γ obtained from the tilt mechanism of the projector in FIG. 13 is sin γ = (L ′ ₁ / L ′ ₀ ) sin α.
= (5.08 / 300) sin20 °
= 0.017391
γ = 0.9964 °
It became. The tilt angle γ of the principal surface obtained even with the link mechanism of the present invention in which L ′ ₁ / L ′ ₀ is slightly deviated from the appropriate value is substantially the same as the proper tilt angle β calculated by the equation (14). It was confirmed that an almost appropriate tilt angle can be obtained with a simple mechanism. At this time, a clear projection image focused on the peripheral portion was projected on the screen 4.

実施例１についてその条件、（１４）式で算出される理想的なアオリ角β_、リンク機構から得られる主面２のアオリ角γ、周辺部の合焦状態、アオリ機構の効果を表１に列記した。
尚、本実施例は鉛直な第１面９内について記述してあるが、第２、第３面１０，１１についても同様である。 Table 1 shows the conditions of Example 1, the ideal tilt angle β calculated by the equation (14), the tilt angle γ of the main surface 2 obtained from _the link mechanism, the focus state of the peripheral portion, and the effect of the tilt mechanism. Listed.
Although the present embodiment describes the vertical first surface 9, the same applies to the second and third surfaces 10 and 11.

図１４のように鉛直を検出できる脚を角度検出手段として用い角度αを検出し、「第３固定節１６と第３スライダ２３の距離」Ｌ”_０と「第３固定節１６と第４スライダ２４の距離」Ｌ”_１との比（Ｌ”_１／Ｌ”_０）がＬ_１／Ｌ_０とほぼ同じであるリンク機構によって投射レンズ３の主面２のアオリ角を調節できるプロジェクタ用いて、様々な距離Ｌ₀、角度αにて原画表示部１の画像をスクリーン４の投射した。尚、このとき用いた投射レンズ３の焦点距離は５ｃｍであり、３ｍの距離にあるスクリーン４に表示された時に最適になるようにＬ”_１／Ｌ”_０を設定した。尚、Ｌ_１は（１）式より５．０８ｃｍ、Ｌ”_１／Ｌ”_０は５．０８／３００の比であった。 As shown in FIG. 14, a leg that can detect the vertical is used as an angle detection means to detect the angle α, and “the distance between the third fixed node 16 and the third slider 23” L ” ₀ and“ the third fixed node 16 and the fourth slider. Using a projector capable of adjusting the tilt angle of the main surface 2 of the projection lens 3 by a link mechanism in which the ratio (L ″ ₁ / L ″ ₀ ) to the distance “L” _{1 of} 24 is substantially the same as L ₁ / L ₀ , The image on the original image display unit 1 was projected on the screen 4 at various distances L ₀ and angles α.The focal length of the projection lens 3 used at this time is 5 cm, and is displayed on the screen 4 at a distance of 3 m. L " ₁ / L" ₀ was set so that it would be optimal at the time. L ₁ was 5.08 cm from the formula (1), and L " ₁ / L" ₀ was a ratio of 5.08 / 300. .

第１軸５と第２軸６の角度αが２０°のとき、３ｍの距離にあるスクリーン４にピントを合わせるとＬ_１は（１）式より５．０８ｃｍであった。このときの（１４）式より算出される主面２のアオリ角βは、
ｔａｎβ＝（Ｌ_１／Ｌ_０）ｔａｎα
＝（５．０８／３００）ｔａｎ２０°
＝０．００６１６９
β＝０３５３４５°
となる。このとき、図１３のプロジェクタのアオリ機構より得られるアオリ角γは
ｔａｎγ＝（Ｌ”_１／Ｌ”_０）ｔａｎα
＝（５．０８／３００）ｔａｎ２０°
＝０．００６１６９
γ＝０３５３４５°
となった。本発明のリンク機構から得られる主面２のアオリ角γは（１４）式で算出される適正なアオリ角βと同じであり、簡単な機構で適正なアオリ角が得られることが確認された。このとき、スクリーン４には、周辺部まで合焦した鮮明な投影像が映し出された。
同一のプロジェクタを用い、１ｍの距離にあるスクリーン４にピントを合わせるとＬ_１は（１）式より５．２６ｃｍであった。このときの（１４）式より算出される主面２のアオリ角βは、
ｔａｎβ＝（Ｌ_１／Ｌ_０）ｔａｎα
＝（５．２６／１００）ｔａｎ２０°
＝０．０１９１５６
β＝１．０９７°
となる。このとき、図１４のプロジェクタのアオリ機構より得られるアオリ角γは
ｔａｎγ＝（Ｌ”_１／Ｌ”_０）ｔａｎα
＝（５．０８／３００）ｔａｎ２０°
＝０．０１８５０７
γ＝１．０６０°
となった。Ｌ’_１／Ｌ’_０が適正値から僅かにずれた本発明のリンク機構であっても得られる主面２のアオリ角γは（１４）式で算出される適正なアオリ角βとほぼ同じであり、簡単な機構でほぼ適正なアオリ角が得られることが確認された。このとき、スクリーン４には、周辺部まで合焦した鮮明な投影像が映し出された。 When the angle α between the first axis 5 and the second axis 6 is 20 °, L ₁ is 5.08 cm according to the expression (1) when focusing on the screen 4 at a distance of 3 m. The tilt angle β of the main surface 2 calculated from the equation (14) at this time is
tan β = (L ₁ / L ₀ ) tan α
= (5.08 / 300) tan20 °
= 0.006169
β = 035345 °
It becomes. At this time, the tilt angle γ obtained from the tilt mechanism of the projector shown in FIG. 13 is tan γ = (L ″ ₁ / L ″ ₀ ) tan α.
= (5.08 / 300) tan20 °
= 0.006169
γ = 035345 °
It became. The tilt angle γ of the main surface 2 obtained from the link mechanism of the present invention is the same as the proper tilt angle β calculated by the equation (14), and it was confirmed that a proper tilt angle can be obtained with a simple mechanism. . At this time, a clear projection image focused on the peripheral portion was projected on the screen 4.
Using the same projector and focusing on the screen 4 at a distance of 1 m, L ₁ was 5.26 cm according to equation (1). The tilt angle β of the main surface 2 calculated from the equation (14) at this time is
tan β = (L ₁ / L ₀ ) tan α
= (5.26 / 100) tan20 °
= 0.019156
β = 1.097 °
It becomes. At this time, the tilt angle γ obtained from the tilt mechanism of the projector in FIG. 14 is tan γ = (L ″ ₁ / L ″ ₀ ) tan α.
= (5.08 / 300) tan20 °
= 0.018507
γ = 1.060 °
It became. The tilt angle γ of the principal surface 2 obtained even with the link mechanism of the present invention in which L ′ ₁ / L ′ ₀ is slightly deviated from the appropriate value is substantially the same as the proper tilt angle β calculated by the equation (14). Therefore, it was confirmed that an almost appropriate tilt angle can be obtained with a simple mechanism. At this time, a clear projected image focused on the periphery was displayed on the screen 4.

実施例２についてその条件、（１４）式で算出される理想的なアオリ角β_、リンク機構から得られる主面２のアオリ角γ、周辺部の合焦状態、アオリ機構の効果を表２に列記した。
尚、本実施例は鉛直な第１面９内について記述してあるが、第２、第３面１０，１１についても同様である。 Table 2 shows the conditions of Example 2, the ideal tilt angle β calculated by the equation (14), the tilt angle γ of the main surface 2 obtained from _the link mechanism, the in-focus state of the peripheral portion, and the effect of the tilt mechanism. Listed.
Although the present embodiment describes the vertical first surface 9, the same applies to the second and third surfaces 10 and 11.

本発明によれば、スクリーンに斜め方向から投射する場合においても、画質を落とすことなく全面で鮮明な投射像が得られる投射レンズのアオリ角を、簡単な構造で、瞬時に得ることが出来る。 According to the present invention, even when projecting on the screen from an oblique direction, the tilt angle of the projection lens that can obtain a clear projection image on the entire surface without degrading the image quality can be obtained instantaneously with a simple structure.

本発明に関わるプロジェクタにおける原画表示部、投射レンズ、スクリーンの位置、角度の関係を示す説明図Explanatory drawing which shows the relationship between the original image display part in the projector in connection with this invention, a projection lens, the position of a screen, and an angle 請求項１に関わるプロジェクタ、スクリーンの位置関係を示す側面図The side view which shows the positional relationship of the projector and screen which concern on Claim 1 請求項２に関わるプロジェクタ、スクリーンの位置関係を示す平面図The top view which shows the positional relationship of the projector and screen which concern on Claim 2 請求項３に関わるプロジェクタ、スクリーンの位置関係を示す斜視図A perspective view showing a positional relationship between a projector and a screen according to claim 3 投射レンズの焦点距離の一例を示す説明図Explanatory drawing showing an example of the focal length of the projection lens 焦点距離を表す説明図Explanatory diagram showing focal length ニュートンの結像公式を示す説明図Explanatory diagram showing Newton's imaging formula 本発明における原理の詳細を示す説明図Explanatory drawing which shows the detail of the principle in this invention 本発明における原理の詳細を示す説明図Explanatory drawing which shows the detail of the principle in this invention 本発明に関わるリンク機構の説明図Explanatory drawing of the link mechanism related to the present invention 本発明に関わるリンク機構の説明図Explanatory drawing of the link mechanism related to the present invention 本発明におけるプロジェクタを示す概略図Schematic showing a projector in the present invention 本発明におけるプロジェクタを示す概略図Schematic showing a projector in the present invention 本発明におけるプロジェクタを示す概略図Schematic showing a projector in the present invention 本発明におけるプロジェクタの斜視図The perspective view of the projector in this invention 本発明におけるプロジェクタの斜視図The perspective view of the projector in this invention

Explanation of symbols

１原画表示部
２主面
３投射レンズ
４スクリーン
５第１軸
６第２軸
７角度検出手段
８主点
９第１面
１０第２面
１１第３面
１２原画
１３投影像
１４第１固定節
１５第２固定節
１６第３固定節
１７第１揺動節
１８第２揺動節
１９第３揺動節
２０第４揺動節
２１第１スライダ
２２第２スライダ
２３第３スライダ
２４第４スライダ

1 Original picture display
2 main surface
3 Projection lens
4 screens
5 1st axis
6 Second axis
7 Angle detection means 8 Principal point
9 First surface 10 Second surface 11 Third surface 12 Original image 13 Projected image 14 First fixed node 15 Second fixed node 16 Third fixed node 17 First rocking node 18 Second rocking node 19 Third rocking node 20 4th swing node 21 1st slider 22 2nd slider 23 3rd slider 24 4th slider

Claims

An original image display unit, a projection lens that enlarges and projects the original image formed on the original image display unit, a tilt mechanism that adjusts the angle of the main surface of the projection lens, and the center of the original image display unit and the principal point of the projection lens are connected. An angle detection means for detecting an angle between the first axis and a second axis perpendicular to the screen;
The tilt mechanism includes a mechanism that adjusts the angle between the original image display unit and the main surface so as to satisfy the following conditional expression based on the angle detected by the angle detection unit.
tan β = (L ₁ / L ₀ ) × tan α
Where α: angle between the first axis and the second axis β: angle between the original image display portion and the main surface L ₀ : distance between the original image display portion and the screen L ₁ : distance between the main surface and the original image display portion

An original image display unit, a projection lens that enlarges and projects the original image formed on the original image display unit, a tilt mechanism that adjusts the angle of the main surface of the projection lens, and the center of the original image display unit and the principal point of the projection lens are connected. An angle detection means for detecting an angle between the first axis and a second axis perpendicular to the screen;
The tilt mechanism includes a first fixed node perpendicular to the first axis, a first slider that moves on the first fixed node, and a first slider that is connected to the first slider in pairs and is parallel to the main surface of the projection lens. The second swinging node and the first swinging node include a link mechanism including a first swinging node, and a second swinging node that is connected to the first fixed node and the first swinging node in pairs. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a mechanism that makes the second axis and the second swinging node perpendicular to each other based on an angle detected by the angle detection means, satisfying the following conditional expression: The projector described.
L ′ ₁ / L ′ ₀ = L ₁ / L ₀
Where L ₀ : distance between the original image display part and the screen L ₁ : distance between the main surface and the original image display part L ′ ₀ : length of the first swinging node L ′ ₁ : length of the second swinging node

An original image display unit, a projection lens that enlarges and projects the original image formed on the original image display unit, a tilt mechanism that adjusts the angle of the main surface of the projection lens, and the center of the original image display unit and the principal point of the projection lens are connected. An angle detection means for detecting an angle between the first axis and a second axis perpendicular to the screen;
The tilt mechanism includes a second fixed node perpendicular to the first axis, a third fixed node connected perpendicularly to the second fixed node and parallel to the first axis, and a second slider moving on the third fixed node; A third swinging node that is connected to the second slider in a pair of turns and is parallel to the main surface of the projection lens, and a third slider that moves on the third swinging node and is connected to the second fixed node in a pair of turns. A link mechanism comprising: a fourth swinging node connected to the second slider by a turning pair; and a fourth slider moving on the fourth swinging node and connected to the second fixed node by a turning pair. The lengths of “distance between the third fixed node and the third slider” and “distance between the third fixed node and the fourth slider” on the second fixed node satisfy the following conditional expression, and the angle detecting means 2. The mechanism according to claim 1, further comprising a mechanism that makes the second shaft and the fourth swinging node perpendicular to each other based on the detected angle. Projector.
_{_{L "1 / L" 0 =}} L 1 / L 0
Where L ₀ : distance between the original image display section and the screen L ₁ : distance between the main surface and the original image display section L ″ ₀ : distance L ″ between the third fixed node and the third slider ₁ ”: third fixed node and the fourth slider Distance of

The projector mounted on a horizontal plane for projecting onto a vertical screen, wherein the angle detection means includes a mechanism for detecting an angle between the first axis and the horizontal plane. 3. The projector according to 3.