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しくみと技術プロジェクター

利用シーンがますます広がる
プロジェクターとその技術

プロジェクターは、投影対象物に柔軟に対応できる特徴から、会議室や教育現場に限らず、店舗の商品紹介やスポーツイベントなど幅広い用途で使われます。
キヤノンのプロジェクターは、投写する画面の四隅まで明るく、高精細な映像投写を実現。独自の光学システムとレンズ技術が、使いやすさと美しさを支えます。

2021/04/19

プロジェクターのしくみ

プロジェクターは、「光源」「照明光学系」「色分離合成系」「液晶パネル」「投写レンズ」で構成されています。光源から出た光が照明光学系を通り、液晶パネルを透過または反射して投写レンズで拡大され、映像を投影します。

プロジェクターのしくみ図

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(キヤノンの)プロジェクターの技術

キヤノンのプロジェクターは、反射型液晶パネルLCOSと独自の光学システム「AISYS」に加え、長年培ったレンズ技術により、投写する大画面の隅々まで明るく、高精細で美しい映像投写を実現しています。約20,000時間の長寿命を実現するレーザー光源モデルや、4K機をはじめとするハイスペックモデル、省スペースが魅力の超短焦点モデルなど、用途や使用環境、お客様のニーズに合わせ幅広いラインアップを取り揃えています。

AISYS(エイシス)

キヤノンは代表的なプロジェクターの映像表示素子に反射型液晶パネルLCOSを採用しています。光の偏光方向によって反射光と透過光に分ける光学素子、偏光ビームスプリッター「PBS」と組み合わせて使用します。高コントラストを実現するためには、PBSの偏光分離面に45度、LCOSに垂直に光を入射させるのが理想的ですが、それでは焦点距離が長くなり、本体サイズも大型化してしまいます。この課題を克服するためにキヤノンが開発したのが、独自の光学システム「AISYS」です。「AISYS」は光源からの光を制御する「照明光学系」と、光をRGBの3原色に分離合成し投写レンズへ送る「色分離合成系」から構成されます。


反射型液晶光学系(LCOS)とAISYSのしくみ

AISYSの照明光学系は、光源からの光を収束させる際、縦方向と横方向で屈折作用の異なるレンズ系を配置しています。横方向の光束は大きな角度で収束させることで輝度を上げます。縦方向の光束は、小さな角度で収束させることでPBSやLCOSで発生する光漏れを防止し、コントラストを高めて小型化にも貢献します。
画像として投写レンズに入射させる色分離合成光学系は、照明光学系からの光をRGBの3原色に分離させ、各色専用のLCOSに光を入射します。その後、各パネルからの反射光を適切に合成します。一般的に、LCOS方式は光源から出た光を3原色であるRGBの3つの経路に分けるのに対し、キヤノンの色分離合成光学系システムはR+BとGの2つの経路に分けるため、光学ユニットの体積を小さくでき、小型化を実現しています。


リアル4Kの高解像度

4Kの高解像度※1を実現する方式には、「シフト4K※2」と呼ばれる方式と「リアル 4K」と呼ばれる方式があります。
シフト4Kは、2K解像度※3のパネルを採用しながらも、投写する光を高速でシフトさせることで疑似的に画素を分割し、4K解像度で投写する技術です。2K解像度より臨場感がアップしますが、疑似的に画素を分割しているため細部の輪郭がぼやけてしまうことがあります。
それに対して、リアル 4Kのパネルは、方式によってはサイズが大きく、その分製品自体も大きくなってしまうという課題がありましたが、キヤノンのLCOS方式は小型なパネルを構成でき、かつ、独自の光学システム「AISYS」と組み合わせることで、軽量・小型を維持しながら高精細な映像表示を実現しています。

  キヤノンのフラッグシップモデルでは、リアル4Kのパネルとそれに合わせた独自の投射レンズを採用することで、細部まで高精細な投影を可能にしています。
これによりキヤノンはお客さまが、よりリアルで臨場感や没入感のある映像表現ができるようサポートを行っていきます。

※1 4K解像度:4K UHD(3840×2160)、Real 4K(4096×2160)など様々な規格があります
※2 メーカーにより呼び方が異なります
※3 2K解像度:FHD(1920×1080)、WUXGA(1920×1200)、WQXGA(2560×1600)など様々な規格があります


シフト4Kとリアル4Kの表示方法の違い

専用レンズ

キヤノンが40年以上にわたるレンズ開発で培った、カメラ業界で高い評価を受けているEF、RFレンズの優れたレンズ光学性能を継承しながら、さらに最新技術を融合し生まれたのがキヤノンのプロジェクター用レンズです。優れた色再現性、高解像度、高コントラストをはかり、シャープで抜けのよい鮮やかな高画質をプロジェクターでも実現しました。その上で、品質、精度、強度、耐環境性、作動耐久性などの総合的な信頼性についても、設計段階から十分な検討を行って作り込まれています。


UDレンズ

イメージイメージ

レンズによる色収差のしくみ

レンズを通ったRGBの光は、波長によって屈折率が異なるため、スクリーン投写時に色のにじみ、いわゆる「色収差」が発生してしまいます。色収差には、光軸方向の軸上色収差、軸外の倍率色収差(軸外色ずれ)などがあります。
高精細な4K画像においては、色収差の補正についてさらなる工夫が必要でした。
キヤノンでは、色収差の発生が少ないUD(Ultra Low Dispersion)レンズをプロジェクターにおいても採用、プロジェクターで発生する色収差をおさえることに成功しました。



フローティングシステム

一般的なプロジェクターは、投射距離によって光学性能が変化します。特に近距離の投影において収差が発生しやすい傾向があります。

レンズのフローティングシステム

キヤノンのプロジェクターは、フォーカシングの際に複数のレンズ群を独立して動かして収差を最小限に抑制するフローティングシステムを採用。
全ての投写距離において常に高解像度な画像投写を可能にしています。



周辺フォーカス調整機能

キヤノンの4Kプロジェクターに搭載されている機能で、ドーム型天井などの曲面に投写した際に生じる像面湾曲を補正することが出来ます。フォーカス調整により、曲面に映る画像の4隅のピントを合わせます。被写界深度が深いレンズ特性と相まって、大画面のすみずみまでピントが合った高精細な映像投写を実現します。

周辺フォーカス調整システム


短焦点大シフトレンズ

・短焦点
美術館・博物館や店舗などの狭小スペースでも、短焦点+広範囲なレンズシフトで天井から壁面いっぱいに投写することができます。


イメージイメージ

超短焦点レンズにより、狭小スペースへの設置も可能

・大シフト機構
投写レンズを平行移動させる機構によって、本体を傾けることなく投写画面の位置を上下・左右に移動できる機能です。


イメージイメージ

大シフト機構で安定的に高画質な投写

このようにキヤノンの投射レンズの特長である、短焦点・大シフトを組み合わせることで短い投写距離で大画面が投写でき、快適なプレゼンテーションを実現することもできます。

イメージイメージ

短焦点・大シフトの組み合わせで快適なプレゼンテーションを実現


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