JP2846041B2 - 画像投影装置 - Google Patents
画像投影装置Info
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- JP2846041B2 JP2846041B2 JP2055130A JP5513090A JP2846041B2 JP 2846041 B2 JP2846041 B2 JP 2846041B2 JP 2055130 A JP2055130 A JP 2055130A JP 5513090 A JP5513090 A JP 5513090A JP 2846041 B2 JP2846041 B2 JP 2846041B2
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- light
- color
- liquid crystal
- crystal panel
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶パネルを用いた画像投影装置に関する。
従来の液晶パネルを用いた画像投影装置は、特開昭61
−13885号公報、特開昭62−125791号公報および特開昭6
3−106785号公報に示されるように、R,G,B画像成分のそ
れぞれに対して設けられた液晶パネルにより形成される
各画像をダイクロイックミラー等を用いて合成し、投写
レンズによりスクリーン等の所定面に投影するものであ
った。
−13885号公報、特開昭62−125791号公報および特開昭6
3−106785号公報に示されるように、R,G,B画像成分のそ
れぞれに対して設けられた液晶パネルにより形成される
各画像をダイクロイックミラー等を用いて合成し、投写
レンズによりスクリーン等の所定面に投影するものであ
った。
第７図は上述の特開昭61−13885号公報に示される装
置の構成図である。
置の構成図である。
光源71から投射される白色光のうち、Ｐ偏光光は偏光
ビームスプリッタ72を透過して吸収板77に吸収され、Ｓ
偏光光のみが偏光ビームスプリッタ72によって反射され
る。この反射されたＳ偏光光は、ダイクロイックミラー
73,74にてR,G,Bに各色光に分離され、各色光毎にそれぞ
れ設けられた反射型液晶パネル75R,75G,75Bに投射され
る。
ビームスプリッタ72を透過して吸収板77に吸収され、Ｓ
偏光光のみが偏光ビームスプリッタ72によって反射され
る。この反射されたＳ偏光光は、ダイクロイックミラー
73,74にてR,G,Bに各色光に分離され、各色光毎にそれぞ
れ設けられた反射型液晶パネル75R,75G,75Bに投射され
る。
各液晶パネル75R,75G,75Bは画像信号に応じて各画素
毎に印加させる電圧によって入射光（この場合にはＳ偏
光光）の偏光面を回転させるECB（Electrically Contro
lled Birefringence）タイプの液晶が用いられている。
このため、各液晶パネル75R,75G,75Bからの各反射光
は、画像信号に応じて各画素毎の偏光成分が異なったも
のとなる。これらの各反射光は、ダイクロイックミラー
73,74で再度合成されてビームスプリッタ72に戻る。こ
のときに、各反射光中のＰ偏光成分は、ビームスプリッ
タ72を透過して次段に設けられた投影系であるレンズ76
によりスクリーン（不図示）上に投影され、各反射光中
のＳ偏光成分は、ビームスプリッタ72によって反射され
て光源71へ戻る。このように、ビームスプリッタ72は偏
光子と検光子の両方の役割りを兼ねているため、各液晶
パネル75R,75G,75Bには偏光板を設ける必要がなくな
り、全体の構成が簡略化されていた。
毎に印加させる電圧によって入射光（この場合にはＳ偏
光光）の偏光面を回転させるECB（Electrically Contro
lled Birefringence）タイプの液晶が用いられている。
このため、各液晶パネル75R,75G,75Bからの各反射光
は、画像信号に応じて各画素毎の偏光成分が異なったも
のとなる。これらの各反射光は、ダイクロイックミラー
73,74で再度合成されてビームスプリッタ72に戻る。こ
のときに、各反射光中のＰ偏光成分は、ビームスプリッ
タ72を透過して次段に設けられた投影系であるレンズ76
によりスクリーン（不図示）上に投影され、各反射光中
のＳ偏光成分は、ビームスプリッタ72によって反射され
て光源71へ戻る。このように、ビームスプリッタ72は偏
光子と検光子の両方の役割りを兼ねているため、各液晶
パネル75R,75G,75Bには偏光板を設ける必要がなくな
り、全体の構成が簡略化されていた。
このような構成の画像投影装置においては、投影系で
あるレンズとスクリーンとの距離がレンズの焦点距離
（レンズとその像面間の距離）からずれるとスクリーン
上に投影された画像に焦点ずれが生じて見ずらくなって
しまうため、レンズとスクリーンとの距離は焦点距離に
等しく保つ必要がある。このような撮影系を実現させる
AFシステム（自動焦点システム）は、フィルムカメラや
ビデオカメラで広く使用されているが、画像投影装置に
関しては設けられていなかった。
あるレンズとスクリーンとの距離がレンズの焦点距離
（レンズとその像面間の距離）からずれるとスクリーン
上に投影された画像に焦点ずれが生じて見ずらくなって
しまうため、レンズとスクリーンとの距離は焦点距離に
等しく保つ必要がある。このような撮影系を実現させる
AFシステム（自動焦点システム）は、フィルムカメラや
ビデオカメラで広く使用されているが、画像投影装置に
関しては設けられていなかった。
上述した従来の画像投影装置は、投影系とスクリーン
との間の距離が焦点距離と一致しているかどうかを検出
する機構が設けられておらず、投影系とスクリンーンと
の距離が適正なものかどうかを確認することが難しかっ
た。
との間の距離が焦点距離と一致しているかどうかを検出
する機構が設けられておらず、投影系とスクリンーンと
の距離が適正なものかどうかを確認することが難しかっ
た。
本発明は上記従来技術が有する欠点に鑑みてなされた
もので、投影系とスクリーンとの距離が焦点距離と一致
するかどうかを、光学系を複雑化することなく検出する
ことのできる画像投影装置を提供することを目的とす
る。
もので、投影系とスクリーンとの距離が焦点距離と一致
するかどうかを、光学系を複雑化することなく検出する
ことのできる画像投影装置を提供することを目的とす
る。
本発明の画像投影装置は、第１、第２、第３の液晶パ
ネルと、光源からの白色光を互いに色が異なる第１、第
２、第３の色光に分離し、該第１の色光により前記第１
の液晶パネルを照明し、該第２の色光により前記第２の
液晶パネルを照明し、該第の３色光により前記第３の液
晶パネルを照明する色分離手段と、前記第１、第２、第
３の液晶パネルからの第１、第２、第３の色光を合成す
る色合成手段と、該色合成手段で合成された第１、第
２、第３の色光を表示面に投影する投影レンズとを有
し、前記色合成手段と前記投影レンズとを介して非可視
光を前記表示面に照射し、前記表示面で反射した前記非
可視光を検出することにより前記表示面に関する距離情
報を得る手段を有し、前記色分離手段の構成要素の内の
前記第１の液晶パネルの直前にあって前記第１の液晶パ
ネルに向けて前記第１の色光を反射する反射鏡を前記非
可視光が透過する平面鏡により構成し、前記距離情報を
得る手段の構成要素の内の前記非可視光を供給する光源
を前記平面鏡の裏側に配し、前記非可視光を前記平面
鏡、前記第１の液晶パネルを介して前記色合成手段に向
けることを特徴とする。
ネルと、光源からの白色光を互いに色が異なる第１、第
２、第３の色光に分離し、該第１の色光により前記第１
の液晶パネルを照明し、該第２の色光により前記第２の
液晶パネルを照明し、該第の３色光により前記第３の液
晶パネルを照明する色分離手段と、前記第１、第２、第
３の液晶パネルからの第１、第２、第３の色光を合成す
る色合成手段と、該色合成手段で合成された第１、第
２、第３の色光を表示面に投影する投影レンズとを有
し、前記色合成手段と前記投影レンズとを介して非可視
光を前記表示面に照射し、前記表示面で反射した前記非
可視光を検出することにより前記表示面に関する距離情
報を得る手段を有し、前記色分離手段の構成要素の内の
前記第１の液晶パネルの直前にあって前記第１の液晶パ
ネルに向けて前記第１の色光を反射する反射鏡を前記非
可視光が透過する平面鏡により構成し、前記距離情報を
得る手段の構成要素の内の前記非可視光を供給する光源
を前記平面鏡の裏側に配し、前記非可視光を前記平面
鏡、前記第１の液晶パネルを介して前記色合成手段に向
けることを特徴とする。
本発明の他の形態による画像投影装置は、第１、第
２、第３の液晶パネルと、光源からの白色光を互いに色
が異なる第１、第２、第３の色光に分離し、該第１の色
光により前記第１の液晶パネルを照明し、該第２の色光
により前記第２の液晶パネルを照明し、該第の３色光に
より前記第３の液晶パネルを照明する色分離手段と、前
記第１、第２、第３の液晶パネルからの第１、第２、第
３の色光を合成する色合成手段と、該色合成手段で合成
された第１、第２、第３の色光を表示面に投影する投影
レンズとを有し、前記色合成手段と前記投影レンズとを
介して非可視光を前記表示面に照射し、前記表示面で反
射した前記非可視光を検出することにより前記表示面に
関する距離情報を得る手段を有し、前記色合成手段の構
成要素の内の前記第１の液晶パネルの直前にあって前記
第１の液晶パネルからの前記第１の色光を前記色合成手
段の一構成要素であるダイクロイックミラーに向けて反
射する反射鏡を前記非可視光が透過する平面鏡により構
成し、前記距離情報を得る手段の構成要素の内の前記非
可視光を供給する光源を前記平面鏡の裏側に配置するこ
とを特徴とする。
２、第３の液晶パネルと、光源からの白色光を互いに色
が異なる第１、第２、第３の色光に分離し、該第１の色
光により前記第１の液晶パネルを照明し、該第２の色光
により前記第２の液晶パネルを照明し、該第の３色光に
より前記第３の液晶パネルを照明する色分離手段と、前
記第１、第２、第３の液晶パネルからの第１、第２、第
３の色光を合成する色合成手段と、該色合成手段で合成
された第１、第２、第３の色光を表示面に投影する投影
レンズとを有し、前記色合成手段と前記投影レンズとを
介して非可視光を前記表示面に照射し、前記表示面で反
射した前記非可視光を検出することにより前記表示面に
関する距離情報を得る手段を有し、前記色合成手段の構
成要素の内の前記第１の液晶パネルの直前にあって前記
第１の液晶パネルからの前記第１の色光を前記色合成手
段の一構成要素であるダイクロイックミラーに向けて反
射する反射鏡を前記非可視光が透過する平面鏡により構
成し、前記距離情報を得る手段の構成要素の内の前記非
可視光を供給する光源を前記平面鏡の裏側に配置するこ
とを特徴とする。
上記のいずれにおいても前記距離情報に基づいて前記
投影レンズを移動させることにより前記画像を合焦させ
ることとしてもよい。
投影レンズを移動させることにより前記画像を合焦させ
ることとしてもよい。
所定面（スクリーン等）までの距離状態を検出するた
めの非可視光は、所定面の投影像を形成されるための投
影系を介して所定面に照射されるため、光学系が複雑化
することはない。また、非可視光が用いられているの
で、可視光による投影像に悪影響が生じることもない。
めの非可視光は、所定面の投影像を形成されるための投
影系を介して所定面に照射されるため、光学系が複雑化
することはない。また、非可視光が用いられているの
で、可視光による投影像に悪影響が生じることもない。
第１図は本発明の第１の参考例の構成を示す図であ
る。
る。
本参考例における基本構成は、第７図に示した従来例
と同様であり、ECBタイプの液晶板を用いて反射光によ
り画像を投影するものである。２個のダイクロイックミ
ラー13,14は、偏光ビームスプリッタ12がＳ偏光光を反
射する方向（図面右方向）に順番に設けられている。ダ
イクロイックミラー13は入射光のうちＢ成分以下の波長
光を図面上方へ反射させる。ダイクロイックミラー14は
入射光のうち、Ｒ成分以上の波長光を図面上方へ反射さ
せ、その他の波長光を透過させる。ダイクロイックミラ
ー14のＲ成分以上の波長光が反射される側の端面には、
Ｒ成分用の液晶パネル15Rが設けられ、透過光が進行す
る側の端面にはＧ成分用の液晶パネル15Gが設けられて
いる。ダイクロイックミラー13のＢ成分以下の波長光が
反射される側の端面には、Ｒ成分光およびＧ成分光の反
射光と光路長を等しくするためのガラススペーサ16と液
晶パネル15Bが上記反射方向順に設けられている。非可
視光源手段である発光素子17は、偏光ビームスプリッタ
12をはさんで可視光を照射する光源11と対向するように
設けられたもので、非可視光である赤外光束を出射す
る。
と同様であり、ECBタイプの液晶板を用いて反射光によ
り画像を投影するものである。２個のダイクロイックミ
ラー13,14は、偏光ビームスプリッタ12がＳ偏光光を反
射する方向（図面右方向）に順番に設けられている。ダ
イクロイックミラー13は入射光のうちＢ成分以下の波長
光を図面上方へ反射させる。ダイクロイックミラー14は
入射光のうち、Ｒ成分以上の波長光を図面上方へ反射さ
せ、その他の波長光を透過させる。ダイクロイックミラ
ー14のＲ成分以上の波長光が反射される側の端面には、
Ｒ成分用の液晶パネル15Rが設けられ、透過光が進行す
る側の端面にはＧ成分用の液晶パネル15Gが設けられて
いる。ダイクロイックミラー13のＢ成分以下の波長光が
反射される側の端面には、Ｒ成分光およびＧ成分光の反
射光と光路長を等しくするためのガラススペーサ16と液
晶パネル15Bが上記反射方向順に設けられている。非可
視光源手段である発光素子17は、偏光ビームスプリッタ
12をはさんで可視光を照射する光源11と対向するように
設けられたもので、非可視光である赤外光束を出射す
る。
また、本参考例における投影系は以下のように構成さ
れている。
れている。
発光素子17より出射される赤外光束中のＳ偏光成分
は、各液晶パネル15R,15G,15Bのそれぞれの反射光とと
もに偏光ビームスプリッタ12より出射され、投射レンズ
18により被投写体19へ投射される。投射レンズ18は、偏
光ビームスプリッタ12から被投写体19へ出射される光軸
について前後に移動可能に設けられており、これにより
焦点距離の調整が行なわれる。２領域型赤外線受光セン
サである二分割センサ21は、被投写体19にて反射された
上記赤外光を受光するために設けられたもので、投射レ
ンズ18の移動方向と垂直に移動可能に設けられている。
二分割センサ21と被投写体19との間には、被投写体19に
て反射された赤外光束を二分割センサ21に入射させるた
めの赤外線受光レンズ20が設けられている。上述した投
射レンズ18および二分割センサ21の駆動はこれらととも
に検出手段を構成する不図示の制御装置により行なわれ
ている。
は、各液晶パネル15R,15G,15Bのそれぞれの反射光とと
もに偏光ビームスプリッタ12より出射され、投射レンズ
18により被投写体19へ投射される。投射レンズ18は、偏
光ビームスプリッタ12から被投写体19へ出射される光軸
について前後に移動可能に設けられており、これにより
焦点距離の調整が行なわれる。２領域型赤外線受光セン
サである二分割センサ21は、被投写体19にて反射された
上記赤外光を受光するために設けられたもので、投射レ
ンズ18の移動方向と垂直に移動可能に設けられている。
二分割センサ21と被投写体19との間には、被投写体19に
て反射された赤外光束を二分割センサ21に入射させるた
めの赤外線受光レンズ20が設けられている。上述した投
射レンズ18および二分割センサ21の駆動はこれらととも
に検出手段を構成する不図示の制御装置により行なわれ
ている。
次に、本参考例の動作について説明する。
発光素子17から赤外光束が発射されると、この赤外光
束は偏光ビームスプリッタ12に入射し、上述のようにＳ
偏光成分が反射される。この反射赤外光束は投射レンズ
18により被投写体19に投射される。次に、被投写体19に
て反射された赤外光束の一部は赤外線受光レンズ20で捉
えられ、二分割センサ21上に結像スポットを作る。こ
の、二分割センサ21の受光面に形成される結像スポット
の位置は、被投写体19の位置に応じて異なるものとな
る。制御装置は、二分割センサ21の２領域における各セ
ンサ出力が等しくなる合焦点に向けて二分割センサ21を
移動させて被投写体19の距離状態を検出し、該検出結果
に応じて投射レンズ18を移動させて被投写体19上の画像
を合焦状態に保つ。
束は偏光ビームスプリッタ12に入射し、上述のようにＳ
偏光成分が反射される。この反射赤外光束は投射レンズ
18により被投写体19に投射される。次に、被投写体19に
て反射された赤外光束の一部は赤外線受光レンズ20で捉
えられ、二分割センサ21上に結像スポットを作る。こ
の、二分割センサ21の受光面に形成される結像スポット
の位置は、被投写体19の位置に応じて異なるものとな
る。制御装置は、二分割センサ21の２領域における各セ
ンサ出力が等しくなる合焦点に向けて二分割センサ21を
移動させて被投写体19の距離状態を検出し、該検出結果
に応じて投射レンズ18を移動させて被投写体19上の画像
を合焦状態に保つ。
このように、本参考例のものは、いわゆる赤外線アク
ティブ方式のAF制御を液晶ビデオプロジェクタにおいて
行なっている。このAF制御は、光学系の一部が液晶ビデ
オプロジェクタの投影系と兼用することにより簡単な構
成とすることができた。
ティブ方式のAF制御を液晶ビデオプロジェクタにおいて
行なっている。このAF制御は、光学系の一部が液晶ビデ
オプロジェクタの投影系と兼用することにより簡単な構
成とすることができた。
第２図および第３図はそれぞれ本発明の第２の参考例
の構成を示す側面図および上面図である。
の構成を示す側面図および上面図である。
本参考例は、投影系を構成するＲ・Ｇ・Ｂ各色光を分
離・合成するものとしてクロスダイクロイックプリズム
28を用い、該クロスダイクロイックプリズム28に入射さ
れる光の偏光状態を揃える手段として偏光ビームスプリ
ッタ23およびλ/2板26を設けたものである。このほかの
合成画像光を被投写体へ投写するための投写レンズや距
離状態を検出するための発光素子、赤外線受光レンズお
よび二分割センサは第１図に示したものと同様であるた
め、第１図と同一の番号を付し、説明は省略する。
離・合成するものとしてクロスダイクロイックプリズム
28を用い、該クロスダイクロイックプリズム28に入射さ
れる光の偏光状態を揃える手段として偏光ビームスプリ
ッタ23およびλ/2板26を設けたものである。このほかの
合成画像光を被投写体へ投写するための投写レンズや距
離状態を検出するための発光素子、赤外線受光レンズお
よび二分割センサは第１図に示したものと同様であるた
め、第１図と同一の番号を付し、説明は省略する。
クロスダイクロイックプリズム28の三方の側面にはＲ
・Ｇ・Ｂ各光用の反射型の液晶パネル25R・25G・25Bが
設けられている。これらの各液晶パネル25R・25G・25B
には画像信号に応じて印加させる電圧により入射光の偏
光面を回転させるECB型や45°ツイストネマティック型
（TN型）のものが用いられている。クロスダイクロイッ
クプリズム28の入出射側となる端面には偏光ビームスプ
リッタ27が隣設され、その上部にはミラー24が設けられ
ている。また、クロスダイクロイックプリズム28の上部
には偏光ビームスプリッタ23が設けられている。偏光ビ
ームスプリッタ23は光源11からの出射光を入射し、その
作用面23aと平行に形成される全反射面23bを有するもの
で、上面から見た形状は第２図に示されるように平行四
辺形状のものである。作用面23aは光源11側に形成さ
れ、その反射光の出射方向にはλ/2板26が設けられてい
る。
・Ｇ・Ｂ各光用の反射型の液晶パネル25R・25G・25Bが
設けられている。これらの各液晶パネル25R・25G・25B
には画像信号に応じて印加させる電圧により入射光の偏
光面を回転させるECB型や45°ツイストネマティック型
（TN型）のものが用いられている。クロスダイクロイッ
クプリズム28の入出射側となる端面には偏光ビームスプ
リッタ27が隣設され、その上部にはミラー24が設けられ
ている。また、クロスダイクロイックプリズム28の上部
には偏光ビームスプリッタ23が設けられている。偏光ビ
ームスプリッタ23は光源11からの出射光を入射し、その
作用面23aと平行に形成される全反射面23bを有するもの
で、上面から見た形状は第２図に示されるように平行四
辺形状のものである。作用面23aは光源11側に形成さ
れ、その反射光の出射方向にはλ/2板26が設けられてい
る。
次に、本参考例の動作について説明する。
光源22からの白色平行光はビームスプリッタ23に入射
され、作用面23aに対するＳ偏光反射光（Ｓ′）とＰ偏
光透過光（Ｐ′）とに分離される。このＳ偏光反射光
（Ｓ′）はλ/2板26を透過することによりその偏光面が
90°回転されてＰ偏光光（Ｐ′）となり、ミラー24へ向
う。一方、作用面23aを透過したＰ偏光光（Ｐ′）は全
反射面23bで全反射されてそのままミラー24へ向う。つ
まり光源22からの光束は偏光ビームスプリッタ23とλ/2
板26とによりすべてＰ偏光光（Ｐ′）に変換されて、ミ
ラー24方向へ出射する。そして、このＰ偏光光（Ｐ′）
はミラー24にて全反射され、その下にある偏光ビームス
プリッタ27に入射する。
され、作用面23aに対するＳ偏光反射光（Ｓ′）とＰ偏
光透過光（Ｐ′）とに分離される。このＳ偏光反射光
（Ｓ′）はλ/2板26を透過することによりその偏光面が
90°回転されてＰ偏光光（Ｐ′）となり、ミラー24へ向
う。一方、作用面23aを透過したＰ偏光光（Ｐ′）は全
反射面23bで全反射されてそのままミラー24へ向う。つ
まり光源22からの光束は偏光ビームスプリッタ23とλ/2
板26とによりすべてＰ偏光光（Ｐ′）に変換されて、ミ
ラー24方向へ出射する。そして、このＰ偏光光（Ｐ′）
はミラー24にて全反射され、その下にある偏光ビームス
プリッタ27に入射する。
偏光ビームスプリッタ23および27はそれぞれ第２図お
よび第３図に示すように各作用面23a,27aが互いに直交
する軸に関して傾けられているため、Ｐ偏光光（Ｐ′）
は偏光ビームスプリッタ27に対してはＳ偏光となり、こ
こで全射されて、隣設されたクロスダイクロイックプリ
ズム28に入射する（図中Ｓの光線）。
よび第３図に示すように各作用面23a,27aが互いに直交
する軸に関して傾けられているため、Ｐ偏光光（Ｐ′）
は偏光ビームスプリッタ27に対してはＳ偏光となり、こ
こで全射されて、隣設されたクロスダイクロイックプリ
ズム28に入射する（図中Ｓの光線）。
このようにして、クロスダイクロイックプリズム28へ
入射されたＳ偏光光はこの中のクロスダイクロイックミ
ラー面28a,（Ｒ光反射）28b（Ｂ光反射）によりＲ・Ｇ
・Ｂの各色光に分離され、Ｒ・Ｇ・Ｂ光用の各液晶パネ
ル25R・25G・25Bに投射される。これらの各液晶パネル2
5R・25G・25Bは上述のように画像信号に応じて入射光を
回転させる性質を有している。本実施例の場合、各液晶
パネル25R・25G・25Bへの入射光はＳ偏光光のものであ
るため、その反射光は各画素および画素信号に応じてＰ
偏光成分を有したものとなる。このような各色の反射光
はクロスダイクロイックプリズム28により再び合成され
て、偏光ビームスプリッタ27に再入射される。ここで、
偏光ビームスプリッタ27は検光子として機能し、これを
透過する映像光が投射レンズ18を介して投射される。
入射されたＳ偏光光はこの中のクロスダイクロイックミ
ラー面28a,（Ｒ光反射）28b（Ｂ光反射）によりＲ・Ｇ
・Ｂの各色光に分離され、Ｒ・Ｇ・Ｂ光用の各液晶パネ
ル25R・25G・25Bに投射される。これらの各液晶パネル2
5R・25G・25Bは上述のように画像信号に応じて入射光を
回転させる性質を有している。本実施例の場合、各液晶
パネル25R・25G・25Bへの入射光はＳ偏光光のものであ
るため、その反射光は各画素および画素信号に応じてＰ
偏光成分を有したものとなる。このような各色の反射光
はクロスダイクロイックプリズム28により再び合成され
て、偏光ビームスプリッタ27に再入射される。ここで、
偏光ビームスプリッタ27は検光子として機能し、これを
透過する映像光が投射レンズ18を介して投射される。
一方、AF用の赤外光束は、発光素子17から発射され
て、ビームスプリッタ27に入射し、ここでそのうちのＳ
偏光成分のみが反射される。この反射赤外光が投射レン
ズ18を介して被投写体19に投写される。この後のAF動作
は第１の実施例と全く同様に行なわれる。このようにク
ロスダイクロイックプリズムを用いた液晶プロジェクタ
においても、第１の参考例と同様に赤外線アクティブ方
式のAFシステムを実現することができた。
て、ビームスプリッタ27に入射し、ここでそのうちのＳ
偏光成分のみが反射される。この反射赤外光が投射レン
ズ18を介して被投写体19に投写される。この後のAF動作
は第１の実施例と全く同様に行なわれる。このようにク
ロスダイクロイックプリズムを用いた液晶プロジェクタ
においても、第１の参考例と同様に赤外線アクティブ方
式のAFシステムを実現することができた。
第４図は本発明の第１の実施例の構成を示す図であ
る。
る。
第１および第２の参考例が反射型の液晶板を用いて画
像形成を行なっていたのに対し、本実施例のものは透過
型の液晶板により画像形成を行なっている。本実施例は
赤外光束を出射する発光素子401、赤外線用の投光レン
ズ402、赤外線用の受光レンズ403、２領域型赤外線受光
センサである二分割センサ404、投射レンズ系405、投射
レンズ系405を駆動する駆動系406、被投写体407、光源4
08、Ｒ・Ｇ・Ｂ用の画像をそれぞれ形成する液晶パネル
409R,409G,409B、青色光を反射するダイクロイックミラ
ー411、緑色以下の波長光を反射するダイクロイックミ
ラー412、緑色以上の波長光を反射するダイクロイック
ミラー413、赤色・赤外光を反射するダイクロイックミ
ラー414、コールドミラー415、ミラー416より構成され
ている。
像形成を行なっていたのに対し、本実施例のものは透過
型の液晶板により画像形成を行なっている。本実施例は
赤外光束を出射する発光素子401、赤外線用の投光レン
ズ402、赤外線用の受光レンズ403、２領域型赤外線受光
センサである二分割センサ404、投射レンズ系405、投射
レンズ系405を駆動する駆動系406、被投写体407、光源4
08、Ｒ・Ｇ・Ｂ用の画像をそれぞれ形成する液晶パネル
409R,409G,409B、青色光を反射するダイクロイックミラ
ー411、緑色以下の波長光を反射するダイクロイックミ
ラー412、緑色以上の波長光を反射するダイクロイック
ミラー413、赤色・赤外光を反射するダイクロイックミ
ラー414、コールドミラー415、ミラー416より構成され
ている。
投射レンズ系405は駆動系406を介してダイクロイック
ミター414と被投写体407との間で移動可能に設けられ、
二分割センサ404は投射レンズ系405の移動方向と垂直に
移動可能に設けられている。これらの駆動系406および
二分割センサ404の駆動は第１の参考例と同様に不図示
の制御装置により行なわれる。
ミター414と被投写体407との間で移動可能に設けられ、
二分割センサ404は投射レンズ系405の移動方向と垂直に
移動可能に設けられている。これらの駆動系406および
二分割センサ404の駆動は第１の参考例と同様に不図示
の制御装置により行なわれる。
本実施例の投影系について以下に説明する。
光源408より出射される光束は、ダイクロイックミラ
ー411,412によりR,G,B各成分の色光に分離されて各液晶
パネル409R,409G,409Bに入射する。Ｂ成分は、ダイクロ
イックミラー411にミラー416にて反射され液晶パネル40
9に入射する。各液晶パネル409B,409Gを透過したＢ成分
およびＧ成分の画像光は、ダイクロイックミラー413に
て合成されてダイクロイックミラー414に入射する。ダ
イクロイックミラー414には、液晶パネル409Rを透過し
てコールドミラー415によって反射されたＲ成分の画像
光が入射されており、該ダイクロイックミラー414にて
各成分の画像光は合成されて投射レンズ405を介して被
投写体407に投影される。
ー411,412によりR,G,B各成分の色光に分離されて各液晶
パネル409R,409G,409Bに入射する。Ｂ成分は、ダイクロ
イックミラー411にミラー416にて反射され液晶パネル40
9に入射する。各液晶パネル409B,409Gを透過したＢ成分
およびＧ成分の画像光は、ダイクロイックミラー413に
て合成されてダイクロイックミラー414に入射する。ダ
イクロイックミラー414には、液晶パネル409Rを透過し
てコールドミラー415によって反射されたＲ成分の画像
光が入射されており、該ダイクロイックミラー414にて
各成分の画像光は合成されて投射レンズ405を介して被
投写体407に投影される。
一方、赤外線発光素子401から発射される光束は、投
光レンズ402を介してコールドミラー415に至るが、コー
ルドミラー415は赤外線を透過させる特性を有している
ため、これを透過して、ダイクロクロイックミラー414
に向う。ダイクロイックミラー414の必要特性として
は、映像光の投影のみを目的とすれば可視の赤色光に対
してのみ反射特性を有すれば良いが、本実施例のものに
おいては、上記発光素子401より出射される赤外光を反
射させるため、赤外光まで反射特性を有するものを用い
ている。このため、赤外光束はダイクロイックミラー41
4で反射され、投射レンズ系405を経て、被投写体407に
投射される。被投写体407で反射された赤外光束は、赤
外線受光レンズ403を介して二分割センサ404に結像され
る。制御装置は第１の実施例と同様に二分割センサ404
の２領域の出力が等しくなる合焦点に向けて二分割セン
サ404を移動させ、この移動量に応じてレンズ系405を移
動させてAF動作を行なう。
光レンズ402を介してコールドミラー415に至るが、コー
ルドミラー415は赤外線を透過させる特性を有している
ため、これを透過して、ダイクロクロイックミラー414
に向う。ダイクロイックミラー414の必要特性として
は、映像光の投影のみを目的とすれば可視の赤色光に対
してのみ反射特性を有すれば良いが、本実施例のものに
おいては、上記発光素子401より出射される赤外光を反
射させるため、赤外光まで反射特性を有するものを用い
ている。このため、赤外光束はダイクロイックミラー41
4で反射され、投射レンズ系405を経て、被投写体407に
投射される。被投写体407で反射された赤外光束は、赤
外線受光レンズ403を介して二分割センサ404に結像され
る。制御装置は第１の実施例と同様に二分割センサ404
の２領域の出力が等しくなる合焦点に向けて二分割セン
サ404を移動させ、この移動量に応じてレンズ系405を移
動させてAF動作を行なう。
第５図は本発明の第４の第２の実施例の構成を示す図
である。
である。
本実施例はクロスダイクロイックプリズムを用いて画
像合成を行なうものである。赤外光束を出射する発光素
子、これを投射する投影系となる投光レンズ、クロスダ
イクロイックプリズムから出射された映像光を被投写体
へ投射する投射レンズ系、駆動系、赤外線受光レンズお
よび二分割センサは、第４図に示したものと同様であ
り、これらを駆動することにより行なわれるAF制御も同
様であるため、第４図と同一番号を付して説明は省略す
る。
像合成を行なうものである。赤外光束を出射する発光素
子、これを投射する投影系となる投光レンズ、クロスダ
イクロイックプリズムから出射された映像光を被投写体
へ投射する投射レンズ系、駆動系、赤外線受光レンズお
よび二分割センサは、第４図に示したものと同様であ
り、これらを駆動することにより行なわれるAF制御も同
様であるため、第４図と同一番号を付して説明は省略す
る。
光源515より出射された光束は、赤色光および赤外光
を反射するダイクロイックミラー514、青色光を反射す
るダイクロイックミラー511によりＲ・Ｇ・Ｂ各成分光
に分離される。これらのダイクロイックミラー511,514
は、光源515の光軸上にて各々の面が直交するように設
けられており、Ｂ光成分は図面の上方へ、Ｒ光成分は図
面の下方へそれぞれ反射され、Ｇ光成分は透過直進す
る。クロスダイクロイックプリズム510は、ダイクロイ
ックミラー511,514とそれぞれ同特性であり、これらの
各ダイクロイックミラー511,514とそれぞれ平行に形成
されたダイクロイックミラー面510b（Ｂ光反射）,510a
（Ｒ光反射）を有するもので、３側面にはＲ・Ｇ・Ｂ各
光用の液晶パネル409R・409G・409Bが接着されている。
液晶パネル409Bには上述のダイクロイックミラー511で
反射されたＢ光が、ミラー5162，5161により折り返され
て入射され、液晶パネル409Gには各ダイクロイックミラ
ー511,514を透過直進した光が入射される。液晶パネル4
09Rには上述のダイクロイックミラー514で反射されたＢ
光がミラー5163，コールドミラー515により折り返され
て入射され、また、同時に発光素子401が出射する赤外
光束が投光レンズ402,コールドミラー515を介して入射
される。各液晶パネル409R・409G・409Bを透過した各R,
G,B画像光はダイクロイックミラー面510a,510bにて合成
され、投写レンズ系405を介して被投写体409に投影され
る。
を反射するダイクロイックミラー514、青色光を反射す
るダイクロイックミラー511によりＲ・Ｇ・Ｂ各成分光
に分離される。これらのダイクロイックミラー511,514
は、光源515の光軸上にて各々の面が直交するように設
けられており、Ｂ光成分は図面の上方へ、Ｒ光成分は図
面の下方へそれぞれ反射され、Ｇ光成分は透過直進す
る。クロスダイクロイックプリズム510は、ダイクロイ
ックミラー511,514とそれぞれ同特性であり、これらの
各ダイクロイックミラー511,514とそれぞれ平行に形成
されたダイクロイックミラー面510b（Ｂ光反射）,510a
（Ｒ光反射）を有するもので、３側面にはＲ・Ｇ・Ｂ各
光用の液晶パネル409R・409G・409Bが接着されている。
液晶パネル409Bには上述のダイクロイックミラー511で
反射されたＢ光が、ミラー5162，5161により折り返され
て入射され、液晶パネル409Gには各ダイクロイックミラ
ー511,514を透過直進した光が入射される。液晶パネル4
09Rには上述のダイクロイックミラー514で反射されたＢ
光がミラー5163，コールドミラー515により折り返され
て入射され、また、同時に発光素子401が出射する赤外
光束が投光レンズ402,コールドミラー515を介して入射
される。各液晶パネル409R・409G・409Bを透過した各R,
G,B画像光はダイクロイックミラー面510a,510bにて合成
され、投写レンズ系405を介して被投写体409に投影され
る。
本実施例のものにおいても、第４図に示したものと同
様に発光素子406より出射される赤外光束を用いてAF動
作が行なわれる。このため、液晶パネル509RはAF動作時
のみ、この赤外光束入射箇所またはパネル全体がON状態
（透過状態）になるように設定されている。この条件の
もとに赤外光束は液晶パネル509Rを透過し、ダイクロイ
ックミラー面510aにて反射され、投写レンズ405を経て
投射される。その後のAF制御に係わるメカニズムは第１
の実施例と全く同様である。このように、本実施例に示
すように、クロスダイクロイックプリズムを用いた液晶
ブロジェクタにおいてもAFシステムの実現が可能とな
る。
様に発光素子406より出射される赤外光束を用いてAF動
作が行なわれる。このため、液晶パネル509RはAF動作時
のみ、この赤外光束入射箇所またはパネル全体がON状態
（透過状態）になるように設定されている。この条件の
もとに赤外光束は液晶パネル509Rを透過し、ダイクロイ
ックミラー面510aにて反射され、投写レンズ405を経て
投射される。その後のAF制御に係わるメカニズムは第１
の実施例と全く同様である。このように、本実施例に示
すように、クロスダイクロイックプリズムを用いた液晶
ブロジェクタにおいてもAFシステムの実現が可能とな
る。
第６図は本発明の第３の実施例の構成を示す図であ
る。
る。
本実施例は第２の実施例に示されたものと同様にクロ
スダイクロイックプリズムを用いて画像合成を行なうも
ので、光源から出射される光束をＲ・Ｇ・Ｂ各光成分に
分離する光学系のみを異ならせたものである。このほか
の構成は第５図に示したものと同様であるため、第５図
と同一番号を付し、説明は省略する。
スダイクロイックプリズムを用いて画像合成を行なうも
ので、光源から出射される光束をＲ・Ｇ・Ｂ各光成分に
分離する光学系のみを異ならせたものである。このほか
の構成は第５図に示したものと同様であるため、第５図
と同一番号を付し、説明は省略する。
本実施例のものにおいては色分離を行なうダイクロイ
ックミラー611,614が光源615の出射光軸上に同傾斜にて
順に配設されている。ダイクロイックミラー611は、ダ
イクロイックミラー511およびダイクロイックミラー面5
10bと同様にＢ光成分を反射する。ダイクロイックミラ
ー614は、Ｇ光成分以下を反射させる。ダイクロイック
ミラー611にて反射されたＢ光成分は、ミラー6161にて
折り返されて液晶パネル509Bに入射される。ダイクロイ
ックミラー614においてはＧ光成分以下が反射されて液
晶パネル509Gに入射される。この液晶パネル509Gへの入
射光は、ダイクロイックミラー611にてＢ光成分が除去
されているため、Ｇ光成分のみとなる。ダイクロイック
ミラー614を透過してＲ光成分のみとされた光源615の出
射光は、ミラー6162、コールドミラー515を介して液晶
パネル509Rへ入射される。この後、第５図に示したもの
と同様にダイクロイックプリズム509によるＲ・Ｇ・Ｂ
画像の合成が行なわれ、また、発光素子406より出射さ
れる赤外光束を用いたAF動作が行なわれる。
ックミラー611,614が光源615の出射光軸上に同傾斜にて
順に配設されている。ダイクロイックミラー611は、ダ
イクロイックミラー511およびダイクロイックミラー面5
10bと同様にＢ光成分を反射する。ダイクロイックミラ
ー614は、Ｇ光成分以下を反射させる。ダイクロイック
ミラー611にて反射されたＢ光成分は、ミラー6161にて
折り返されて液晶パネル509Bに入射される。ダイクロイ
ックミラー614においてはＧ光成分以下が反射されて液
晶パネル509Gに入射される。この液晶パネル509Gへの入
射光は、ダイクロイックミラー611にてＢ光成分が除去
されているため、Ｇ光成分のみとなる。ダイクロイック
ミラー614を透過してＲ光成分のみとされた光源615の出
射光は、ミラー6162、コールドミラー515を介して液晶
パネル509Rへ入射される。この後、第５図に示したもの
と同様にダイクロイックプリズム509によるＲ・Ｇ・Ｂ
画像の合成が行なわれ、また、発光素子406より出射さ
れる赤外光束を用いたAF動作が行なわれる。
以上説明したように本発明は、距離状態を検出するた
めの非可視光を可視の投影像を形成させる投影系を用い
て所定面に照射させるため、光学系を複雑化することな
く距離状態を検出することができ、投影画像を合焦状態
とすることが容易となる効果がある。
めの非可視光を可視の投影像を形成させる投影系を用い
て所定面に照射させるため、光学系を複雑化することな
く距離状態を検出することができ、投影画像を合焦状態
とすることが容易となる効果がある。
第１図は本発明の第１の参考例の構成を示す図、第２図
および第３図はそれぞれ本発明の第２の参考例の構成を
示す側面図および上面図、第４図乃至第６図はそれぞれ
本発明の第１乃至第３の実施例の構成を示す図、第７図
は従来例の構成を示す図である。 11,22,408,508,615……光源、12,23,27……偏光ビーム
スプリッタ、13,14,411〜414,511,514,611,614……ダイ
クロイックミラー面、16……ガラススペーサ、17,401…
…発光素子、18……投射レンズ、19,407……被投写体、
20,403……赤外線受光レンズ、21,404……二分割セン
サ、23a……作用面、23b……全反射面、24,416,5161〜5
163，6161，6122……ミラー、26……λ/2板、28,510…
…クロスダイクロイックプリズム、28a,28b,510a,510b
……ダイクロイックミラー面、402……投光レンズ、405
……投射レンズ系、406……駆動系、415,515……コール
ドミラー、15R,15G,15B,25R,25G,25B,409R,409G,409B,5
09R,509G,509B……液晶パネル。
および第３図はそれぞれ本発明の第２の参考例の構成を
示す側面図および上面図、第４図乃至第６図はそれぞれ
本発明の第１乃至第３の実施例の構成を示す図、第７図
は従来例の構成を示す図である。 11,22,408,508,615……光源、12,23,27……偏光ビーム
スプリッタ、13,14,411〜414,511,514,611,614……ダイ
クロイックミラー面、16……ガラススペーサ、17,401…
…発光素子、18……投射レンズ、19,407……被投写体、
20,403……赤外線受光レンズ、21,404……二分割セン
サ、23a……作用面、23b……全反射面、24,416,5161〜5
163，6161，6122……ミラー、26……λ/2板、28,510…
…クロスダイクロイックプリズム、28a,28b,510a,510b
……ダイクロイックミラー面、402……投光レンズ、405
……投射レンズ系、406……駆動系、415,515……コール
ドミラー、15R,15G,15B,25R,25G,25B,409R,409G,409B,5
09R,509G,509B……液晶パネル。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−198817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−7028（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−81631（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−39084（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−135434（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 7/28 G03B 3/00 G03B 21/00
Claims (3)
- 【請求項１】第１、第２、第３の液晶パネルと、光源か
らの白色光を互いに色が異なる第１、第２、第３の色光
に分離し、該第１の色光により前記第１の液晶パネルを
照明し、該第２の色光により前記第２の液晶パネルを照
明し、該第の３色光により前記第３の液晶パネルを照明
する色分離手段と、前記第１、第２、第３の液晶パネル
からの第１、第２、第３の色光を合成する色合成手段
と、該色合成手段で合成された第１、第２、第３の色光
を表示面に投影する投影レンズとを有し、前記色合成手
段と前記投影レンズとを介して非可視光を前記表示面に
照射し、前記表示面で反射した前記非可視光を検出する
ことにより前記表示面に関する距離情報を得る手段を有
し、前記色分離手段の構成要素の内の前記第１の液晶パ
ネルの直前にあって前記第１の液晶パネルに向けて前記
第１の色光を反射する反射鏡を前記非可視光が透過する
平面鏡により構成し、前記距離情報を得る手段の構成要
素の内の前記非可視光を供給する光源を前記平面鏡の裏
側に配し、前記非可視光を前記平面鏡、前記第１の液晶
パネルを介して前記色合成手段に向けることを特徴とす
る画像投影装置。 - 【請求項２】第１、第２、第３の液晶パネルと、光源か
らの白色光を互いに色が異なる第１、第２、第３の色光
に分離し、該第１の色光により前記第１の液晶パネルを
照明し、該第２の色光により前記第２の液晶パネルを照
明し、該第の３の色光により前記第３の液晶パネルを照
明する色分離手段と、前記第１、第２、第３の液晶パネ
ルからの第１、第２、第３の色光を合成する色合成手段
と、該色合成手段で合成された第１、第２、第３の色光
を表示面に投影する投影レンズとを有し、前記色合成手
段と前記投影レンズとを介して非可視光を前記表示面に
照射し、前記表示面で反射した前記非可視光を検出する
ことにより前記表示面に関する距離情報を得る手段を有
し、前記色合成手段の構成要素の内の前記第１の液晶パ
ネルの直前にあって前記第１の液晶パネルからの前記第
１の色光を前記色合成手段の一構成要素であるダイクロ
イックミラーに向けて反射する反射鏡を前記非可視光が
透過する平面鏡により構成し、前記距離情報を得る手段
の構成要素の内の前記非可視光を供給する光源を前記平
面鏡の裏側に配置することを特徴とする画像投影装置。 - 【請求項３】前記距離情報に基づいて前記投影レンズを
移動させることにより前記画像を合焦させることを特徴
とする請求項１又は請求項２の画像投影装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055130A JP2846041B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 画像投影装置 |
| US07/908,834 US5276523A (en) | 1990-03-08 | 1992-07-02 | Liquid crystal television projector with automatic focus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055130A JP2846041B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 画像投影装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257443A JPH03257443A (ja) | 1991-11-15 |
| JP2846041B2 true JP2846041B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=12990195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2055130A Expired - Fee Related JP2846041B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 画像投影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846041B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5434632A (en) * | 1993-03-22 | 1995-07-18 | U.S. Philips Corporation | Image projection apparatus with a autofocusing system |
| JP4553030B2 (ja) * | 2008-04-11 | 2010-09-29 | ソニー株式会社 | 自動焦点制御ユニット、電子機器、自動焦点制御方法 |
| CN110441498B (zh) * | 2019-04-29 | 2022-04-29 | 贵阳学院 | 一种转动式180度全息投影展示柜 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5981631A (ja) * | 1982-11-01 | 1984-05-11 | Mitsubishi Electric Corp | カメラ |
| JPS627028A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | Canon Inc | 焦点検出装置を有した光学系 |
| JPH01191817A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-01 | Mitsutoyo Corp | 自動合焦検出制御装置 |
| JPH01135434U (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-18 | ||
| JPH0239084A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Citizen Watch Co Ltd | 画像投影装置 |
-
1990
- 1990-03-08 JP JP2055130A patent/JP2846041B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03257443A (ja) | 1991-11-15 |
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