JPH03257443A - Image projecting device - Google Patents

Image projecting device

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JPH03257443A
JPH03257443A JP2055130A JP5513090A JPH03257443A JP H03257443 A JPH03257443 A JP H03257443A JP 2055130 A JP2055130 A JP 2055130A JP 5513090 A JP5513090 A JP 5513090A JP H03257443 A JPH03257443 A JP H03257443A
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light
reflected
image
liquid crystal
projection
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Katsumi Kurematsu
克巳 榑松
Nobuo Minoura
信夫 箕浦
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  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent an optical system from being complicated and to easily make a projected image in a focused state by introducing non-visible light to an least a part of a projection system so that a specified surface is irradiated with the light and using reflected light therefrom so that a distance to the specified surface may be detected. CONSTITUTION:As to the flux of infrared rays from a light emitting element 17, only S-polarized component is reflected by a polarizing beam splitter 12 an projected by a projecting lens 18 to an object 19. A part of the flux of the reflected light enters an infrared-ray receiving lens 20 and an image-formation sot is formed on a bisectional sensor 21. Since the position of the spot differs in accordance with the position of the substance to be projected 19, the sensor 21 is moved to a focusing position where the respective sensor outputs in two divisions of the sensor 21 are made equal by a controller and detects the distance state from the object. According to the detected result, the lens 18 is moved to make the projected image in the focused state. Even though the same projection system as in the case of visible light is used, the projected image is not influenced because the light is infrared rays.

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。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an image projection device using a liquid crystal panel.

〔従来の技術) 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63−106785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。
[Prior art] An image projection device using a conventional liquid crystal panel was developed in Japanese Patent Application Laid-open No. 1983
As shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 13885, Japanese Patent Application Laid-Open No. 125791-1982, and Japanese Patent Application Laid-open No. 106785-1989, each image component is formed by a liquid crystal panel provided for each of R, G, and B image components. Images were combined using a dichroic mirror or the like and projected onto a predetermined surface such as a screen using a projection lens.

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。
FIG. 7 is a block diagram of the apparatus shown in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 13885/1985.

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峠よって反
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の各色光に分離され
、各色光毎にそれぞれ設けられた反射型液晶パネル75
R,75G、75Bに投射される。
Of the white light projected from the light source 71, the P-polarized light passes through the polarizing beam splitter 72 and is absorbed by the absorption plate 77, and only the S-polarized light is reflected by the polarizing beam splitter 72. This reflected S-polarized light is separated into R, G, and B color lights by dichroic mirrors 73 and 74, and a reflective liquid crystal panel 75 is provided for each color light.
Projected to R, 75G, and 75B.

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れ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E CB (El
ectrically Controlled Bir
efringence )タイプの液晶が用いられてい
る。
Each liquid crystal panel 75R, 75G, 75B rotates the plane of polarization of incident light (in this case, S-polarized light) by a voltage applied to each pixel according to an image signal.
Electrically Controlled Bir
efringence) type liquid crystal is used.

このため、各液晶パネル75R,75G、75B力)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。
Therefore, each reflected light from each liquid crystal panel 75R, 75G, 75B has a different polarization component for each pixel depending on the image signal. These reflected lights are combined again by dichroic mirrors 73 and 74 and returned to beam splitter 72. At this time, the P-polarized component in each reflected light passes through the beam splitter and ritter 72 and is projected onto a screen (not shown) by a lens 76, which is a projection system provided at the next stage. The S-polarized component is reflected by beam splitter 72 and returns to light source 71.

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。
In this way, since the beam splitter 72 serves as both a polarizer and an analyzer, each liquid crystal panel 75R,
75G and 75B do not require a polarizing plate, and the overall configuration is simplified.

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から
ずれるとスクリーン上に投影された画像に焦点ずわが生
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。
In an image projection device with such a configuration, if the distance between the lens that is the projection system and the screen deviates from the focal length of the lens, the image projected on the screen will be distorted in focus, making it difficult to see. The distance between the lens and the screen must be kept equal to the focal length. AF system (automatic focus system) that realizes such a shooting system
is widely used in film cameras and video cameras, but has not been provided for image projection devices.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

−E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がどうかを検出
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
-E The conventional image projection device mentioned above is not equipped with a mechanism to detect whether the distance between the projection system and the screen matches the focal length, and the distance between the projection system and the screen is correct. It was difficult to confirm whether it was true or not.

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。
The present invention has been made in view of the drawbacks of the prior art described above, and is an image projection device capable of detecting whether the distance between the projection system and the screen matches the focal length without complicating the optical system. The purpose is to provide

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の画像投影装置は、 投影用の画像を形成する液晶パネルと、液晶パネルに可
視光を照射する光源手段と、液晶パネルに照射された可
視光による画像を所定面に投影して可視の投影像を形成
する橡影系と、投影系の外部に設けられ、非可視の光を
発生する非可視光源手段とを有し、 投影系は、少なくとも一部に非可視光源からの非可視光
を導入して所定面に照射し、所定面にて反射された非可
視光を用いて所定面までの距離状態を検出する。
The image projection device of the present invention includes: a liquid crystal panel that forms an image for projection; a light source that irradiates the liquid crystal panel with visible light; The projection system includes a shadow system that forms a projected image, and invisible light source means that is provided outside the projection system and generates invisible light, and the projection system at least partially generates invisible light from the invisible light source. is introduced and irradiated onto a predetermined surface, and the distance state to the predetermined surface is detected using invisible light reflected from the predetermined surface.

(作用) 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、所定面に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。
(Function) Invisible light for detecting the distance to a predetermined surface (screen, etc.) is irradiated onto the predetermined surface via a projection system that forms a projected image on the predetermined surface. It doesn't get complicated. Also, since invisible light is used,
There is no adverse effect on the projected image by visible light.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention.

本実施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
る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り
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1
5G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。非可視光パ源手段である発光素子1
7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。
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the conventional example shown in FIG. 7, and an image is projected using reflected light using an ECB type liquid crystal plate. The two dichroic mirrors 13 and 14 are provided in order in the direction in which the polarizing beam splitter 12 reflects the S-polarized light (to the right in the drawing). The dichroic mirror 13 reflects light of wavelengths equal to or lower than the B component of the incident light upward in the drawing. Of the incident light, the dichroic mirror 14 reflects light of wavelengths equal to or higher than the R component in the drawing direction, and transmits light of other wavelengths. A liquid crystal panel 15R for the R component is provided on the end face of the dichroic mirror 14 on the side where light with a wavelength equal to or longer than the R component is reflected.
There is a liquid crystal panel 1 for the G component on the end face on the side where the transmitted light travels.
5G is installed. Dichroic mirror 13 B
A glass spacer 16 and a liquid crystal panel 15B for making the optical path length equal to that of the reflected light of the R component light and the G component light are provided in the above-mentioned order of the reflection direction on the end face on the side where the light having a wavelength equal to or lower than the component light is reflected. Light emitting element 1 as invisible light source means
Reference numeral 7 is provided to face the light source 11 that emits visible light across the polarizing beam splitter 12, and emits an infrared beam that is invisible light.

また、本実施例における投影系は以下のように構成され
ている。
Furthermore, the projection system in this embodiment is configured as follows.

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。
The S-polarized light component in the infrared beam emitted from the light emitting element 17 is emitted from the polarizing beam splitter 12 together with the reflected light from each liquid crystal panel 15R, 15G, and 15B.
The projection lens 18 projects the image onto the object 19 . The projection lens 18 is provided so as to be movable back and forth about the optical axis emitted from the polarizing beam splitter 12 to the object 19 to be projected, thereby adjusting the focal length. 2
The two-split sensor 21, which is an area-type infrared light receiving sensor, is provided to receive the above-mentioned infrared light reflected by the projection object 19, and is movable perpendicular to the moving direction of the projection lens 18. It is being

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。
An infrared receiving lens 20 is provided between the two-split sensor 21 and the projection object 19 to allow the infrared light beam reflected by the projection object 19 to enter the two-segment sensor 21 .

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。
The projection lens 18 and the two-split sensor 21 described above are driven by a control device (not shown) which together with them constitutes a detection means.

次に、本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

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。
When an infrared beam is emitted from the light emitting element 17, this infrared beam is incident on the polarizing beam splitter 12, and the S-polarized component is reflected as described above. This reflected infrared light beam is projected onto a projection object 19 by a projection lens 18. Next, a part of the infrared light beam reflected by the projection object 19 is captured by the infrared receiving lens 20 to form an imaging spot on the two-split sensor 21 . The position of the imaging spot formed on the light receiving surface of the two-split sensor 21 differs depending on the position of the projection object 19. The control device detects the distance state of the projection object 19 by moving the two-split sensor 21 toward a focal point where each sensor output in two areas of the two-split sensor 21 is equal, and adjusts the projection lens according to the detection result. 18 to keep the image on the projection object 19 in focus.

このように、本実施例のものは、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。
As described above, in this embodiment, so-called infrared active type AF control is performed in the liquid crystal video projector. This AF control was able to have a simple configuration because part of the optical system was also used as the projection system of the liquid crystal video projector.

第2図および第3図はそれぞれ本発明の第2の実施例の
構成を示す側面図および上面図である。
2 and 3 are a side view and a top view, respectively, showing the configuration of a second embodiment of the present invention.

本実施例は、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2
8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。
In this embodiment, a cross dichroic prism 2 is used to separate and combine the RGB color lights that make up the projection system.
8, and a polarizing beam splitter 23 and a λ/2 plate 26 are provided as means for aligning the polarization state of the light incident on the cross dichroic prism 28. The other projection lenses for projecting the composite image light onto the object, the light emitting element for detecting the distance state, the infrared receiving lens, and the two-split sensor are the same as those shown in Figure 1. The same numbers as in FIG. 1 are given, and the explanation is omitted.

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客先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れる電圧
により入射光の偏光面を回転させるECB型や45°ツ
イストネマテイツク型(TN型)のものが用いられてい
る。
There are R on three sides of the cross dichroic prism 28.
-Reflective LCD panel 25R/25G for G-B customers
25B is provided. Each of these LCD panels 25R
- For 25G and 25B, an ECB type or a 45° twisted nematic type (TN type) is used, which rotates the plane of polarization of incident light by a voltage applied in accordance with an image signal.

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。
A polarizing beam splitter 27 is provided adjacent to the end face of the cross dichroic prism 28 on the input/output side, and a mirror 24 is provided above the polarizing beam splitter 27 .

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が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。
Furthermore, a polarizing beam splitter 23 is provided above the cross dichroic prism 28. The polarizing beam splitter 23 receives the light emitted from the light source 11 and has a total reflection surface 23b formed parallel to the active surface 23a, and its shape when viewed from the top is a parallelogram as shown in FIG. It is of shape. The working surface 23a is formed on the light source 11 side, and a λ/2 plate 26 is provided in the direction in which the reflected light is emitted.

 0 次に、本実施例の動作について説明する。0 Next, the operation of this embodiment will be explained.

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。
The white parallel light from the light source 22 is incident on the beam splitter 23 and is separated into S-polarized reflected light (S') and P-polarized transmitted light (P') with respect to the working surface 23a. This S-polarized reflected light (S') passes through the λ/2 plate 26, so that its plane of polarization is rotated by 90 degrees to become P-polarized light (P'), which then heads toward the mirror 24. On the other hand, the P-polarized light (P') transmitted through the working surface 23a is totally reflected by the total reflection surface 23b and directly heads toward the mirror 24. That is, the light beam from the light source 22 is completely converted into P-polarized light (P') by the polarizing beam splitter 23 and the λ/2 plate 26, and is emitted toward the mirror 24.

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。
Then, this P-polarized light (P') is totally reflected by the mirror 24 and enters the polarization beam splitter 27 located below.

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η
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1 射されて、隣設されたクロスダイクロイックプリズム2
8に入射する(図中Sの光線)。
As shown in FIGS. 2 and 3, the polarizing beam splitters 23 and 27 have working surfaces 23a and 27a of η
P-polarized light (
P'> becomes S-polarized light to the polarization beam splitter 27, where it is all irradiated and sent to the adjacent cross dichroic prism 2.
8 (ray S in the figure).

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25R・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・25
B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。
In this way, the S-polarized light incident on the cross dichroic prism 28 is separated into R, G, and B color lights by the cross dichroic mirror surfaces 28a and 28b (reflecting R light) and reflecting B light, respectively. The light is projected onto each liquid crystal panel 25R, 25G, and 25B for R-G-B light. Each of these liquid crystal panels 25R, 25G, and 25B has the property of rotating incident light according to an image signal, as described above. In the case of this embodiment, each liquid crystal panel 25R, 25G, 25
Since the incident light to B is S-polarized light, the reflected light has a P-polarized light component depending on each pixel and pixel signal. The reflected lights of each color are combined again by the cross dichroic prism 28 and re-injected into the polarizing beam splitter 27. Here, the polarizing beam splitter 27 functions as an analyzer, and the image light transmitted therethrough is projected via the projection lens 18.

方、AF用の赤外光束は、発光素子17から 2 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。
On the other hand, the infrared light beam for AF is emitted from the light emitting element 17 and enters the beam splitter 27, where only the S-polarized light component is reflected. This reflected infrared light is projected onto the object 19 via the projection lens 18 .

その後の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の実施例と同様に赤
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。
The subsequent AF operation is performed in exactly the same manner as in the first embodiment. In this way, even in the liquid crystal projector using the cross dichroic prism, it was possible to realize an infrared active type AF system as in the first embodiment.

第4図は本発明の第3の実施例の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a third embodiment of the present invention.

第1および第2の実施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ニー分割センサ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408、R−G・3 B用の画像をそれぞれ形成する液晶パネル409R,4
09G、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4
16より構成されている。
While the first and second embodiments used a reflective liquid crystal plate to form images, this embodiment uses a transmissive liquid crystal plate to form images. This embodiment includes a light emitting element 401 that emits an infrared beam, an infrared projection lens 402, an infrared reception lens 403, a knee split sensor 404 which is a two-area infrared reception sensor, a projection lens system 405, and a projection lens system. Drive system 406 that drives 405
, a projection object 407, a light source 408, and liquid crystal panels 409R, 4 that form R-G and 3B images, respectively.
09G, 409B, Dichroic mirror 411 that reflects blue light, Dichroic mirror 412 that reflects light with wavelengths below green, Dichroic mirror 413 that reflects light with wavelengths above green, Dichroic mirror 414 that reflects red and infrared light, Cold Mirror 415, Mirror 4
It is composed of 16.

投射レンズ系405は駆動系406を介してダイクロイ
ックミラー414と被投写体407どの間で移動可能に
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
実施例と同様に不図示の制御装置により行なわれる。
The projection lens system 405 is provided to be movable between the dichroic mirror 414 and the projection object 407 via a drive system 406, and the two-split sensor 404 is provided to be movable perpendicular to the moving direction of the projection lens system 405. . The drive system 406 and the two-part sensor 404 are driven by a control device (not shown) as in the first embodiment.

本実施例の投影系について以下に説明する。The projection system of this embodiment will be explained below.

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409 R。
The light beam emitted from the light source 408 is separated into R, G, and B component color lights by dichroic mirrors 411 and 412, and then sent to each liquid crystal panel 409R.

409G、409Bに入射する。B成分光は、ダ 4 イクロイックミラ−411とミラー416にて反射され
液晶パネル409B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4
14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、該ダイクロイックくラー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4
07に投影される。
It enters 409G and 409B. The B component light is reflected by the dichroic mirror 411 and the mirror 416 and enters the liquid crystal panel 409B. Each liquid crystal panel 409B
, 409G, the image light of the B component and the G component is
The light is synthesized by a dichroic mirror 413 and enters a dichroic mirror 414. dichroic mirror 4
14, R-component image light transmitted through the liquid crystal panel 409R and reflected by a cold mirror 415 is incident, and the image light of each component is combined by the dichroic cooler 414 and transmitted through the projection lens 405. Projection subject 4
Projected on 07.

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 5 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414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。
On the other hand, the light beam emitted from the infrared light emitting element 401 reaches the cold mirror 415 via the projection lens 402, but since the cold mirror 415 has a property of transmitting infrared rays, the light beam is transmitted through the dichroic mirror 415. Head towards mirror 414. As a necessary characteristic of the dichroic mirror 414, if the purpose is only to project image light, it is sufficient to have a reflection characteristic only for visible red light. In order to reflect the infrared light that is detected, a material that has reflective properties up to infrared light is used. Therefore, the infrared light beam is reflected by the dichroic mirror 414, passes through the projection lens system 405, and is projected onto the object 407 to be projected. The infrared light beam reflected by the projection object 407 is imaged on the two-split sensor 404 via the infrared receiving lens 403. Similarly to the first embodiment, the control device moves the two-split sensor 404 toward the focal point where the outputs of the two regions of the two-split sensor 404 are equal, and moves the lens system 405 according to this movement amount to perform AF.
Perform the action.

第5図は本発明の第4の実施例の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a fourth embodiment of the present invention.

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 6 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。
In this embodiment, image synthesis is performed using a cross dichroic prism. A light emitting element that emits an infrared beam, a projection lens that serves as a projection system to project the infrared light, a projection lens system that projects the image light emitted from the cross dichroic prism onto the object to be projected, a drive system, an infrared receiving lens, and a bisecting system. The sensor is similar to that shown in FIG.
Since the AF control performed by driving these 6 is similar, the same numbers as in FIG. 4 are given and the explanation will be omitted.

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。
The light beam emitted from the light source 515 is separated into R, G, and B component lights by a dichroic mirror 514 that reflects red light and infrared light, and a dichroic mirror 511 that reflects blue light.

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、ダイクロイックシ
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客先用の液晶パネル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7 0イツクミラー511で反射されたB光が、ミラー51
62.5161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409R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R9G、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407に投影される。
These dichroic mirrors 511 and 514 are provided so that their surfaces are perpendicular to each other on the optical axis of the light source 515, and the B light component is reflected upward in the drawing, and the R light component is reflected downward in the drawing. , G light components are transmitted straight ahead. The cross dichroic prism 510 has the same characteristics as the dichroic mirrors 511 and 514, and has dichroic mirror surfaces 510b (B light reflection) and 510a (R light reflection) formed parallel to these dichroic mirrors 511 and 514, respectively. It has LCD panels 409R, 409G, and R-G-B for customers on three sides.
409B is glued. The liquid crystal panel 409B receives the B light reflected by the Dyck 70 mirror 511.
62, 5161, and each dichroic mirror 511, 514 is reflected on the liquid crystal panel 409G.
Light that has passed through and gone straight is incident. The B light reflected by the dichroic mirror 514 described above is reflected by the mirror 5163 and the cold mirror 515 and enters the liquid crystal panel 409R, and at the same time, the infrared light beam emitted by the light emitting element 401 is transmitted to the projection lens 402. cold mirror 515
is incident through the Each LCD panel 409R/409G
- The R9G and B image lights that have passed through 409B are combined at dichroic mirror surfaces 510a and 510b, and projected onto object 407 via projection lens system 405.

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A
F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。
In this embodiment as well, AF is performed using the infrared light beam emitted from the light emitting element 406, similar to the one shown in FIG.
An action is taken. Therefore, the liquid crystal panel 509R
Only during the F operation, this infrared beam incidence point or the entire panel is set to be in the ON state (transmission state).

この条件のも8 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40
5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3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
用いた液晶プロジェクタにおいてもAFシステムの実現
が可能となる。
Under this condition 8, the infrared light beam passes through the liquid crystal panel 509R, is reflected by the dichroic mirror surface 510a, and is reflected by the projection lens 40.
It is projected through 5. The mechanism related to the subsequent AF control is completely the same as that of the third embodiment. In this way, as shown in this embodiment, an AF system can be realized even in a liquid crystal projector using a cross dichroic prism.

第6図は本発明の第5の実施例の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a fifth embodiment of the present invention.

本実施例は第4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客先成分に分
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。
This embodiment performs image synthesis using a cross dichroic prism, similar to that shown in the fourth embodiment, and is an optical system that separates the luminous flux emitted from the light source into R, G, and B customer components. The only difference is that Since the other configurations are the same as those shown in FIG. 5, the same numbers as in FIG. 5 are given, and the explanation will be omitted.

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 9 イクロイックミラ−611は、ダイクロイックミラー5
11およびダイクロイックミラー面510b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616.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509
G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。
In this embodiment, dichroic mirrors 611 and 614 for color separation are arranged in sequence on the output optical axis of a light source 615 at the same inclination. Da 9 Ichroic mirror 611 is dichroic mirror 5
11 and B similarly to the dichroic mirror surface 510b.
Reflect light components. The dichroic mirror 614 is G
Reflects light components. dichroic mirror 611
The B light component reflected by mirror 616. The light is turned back and incident on the liquid crystal panel 509B. In the dichroic mirror 614, the G light component and below are reflected and enter the liquid crystal panel 509G. This liquid crystal panel 509
The dichroic mirror 611 removes the B light component from the incident light to G, so that only the G light component remains. The emitted light from the light source 615, which has been transmitted through the dichroic mirror 614 and made into only the R light component, enters the liquid crystal panel 509R via the mirror 6162 and the cold mirror 515.

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−8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。
Thereafter, RG-8 images are synthesized using a dichroic prism 509 in the same way as shown in FIG.
Further, an AF operation using the infrared light beam emitted from the light emitting element 406 is performed.

(発明の効果)  0 以り説明したように本発明は、距離状態を検出するため
の非町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。
(Effects of the Invention) 0 As explained above, the present invention uses an optical system to irradiate a predetermined surface with non-town vision light for detecting distance conditions using a projection system that forms a visible projected image. This has the effect that the distance state can be detected without complication and that it is easy to bring the projected image into focus.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す図、第2図
および第3図はそれぞれ本発明の第2の実施例の構成を
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3乃至第5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、22.4oa; 50B、 615・・・光源、
12、23.27・・・偏光ビームスプリッタ、13、
14.411〜414.511.514.611.61
4・・・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、416.516+ 〜51B3.61fi+、 
61B□・・・ミラー26・・・λ/2板、 28、510−・・クロスダイクロイックプリズム、2
8a、 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、 25
B、 409R,409G。 409B、 5098.509G、 509B・・・液
晶パネル。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are a side view and a top view, respectively, showing the configuration of a second embodiment of the present invention, and FIGS. 6 is a diagram showing the configuration of the third to fifth embodiments of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a conventional example. 11, 22.4oa; 50B, 615... light source,
12, 23.27... polarizing beam splitter, 13,
14.411-414.511.514.611.61
4... Dichroic mirror surface, 16... Glass spacer, 17, 401... Light emitting element, 18... Projection lens, 19, 407... Projection object, 20, 403-... Infrared receiving lens , 21, 404-
・Two-split sensor, 23a”・Working surface, 23b-・Total reflection surface, 24, 416.516+ ~ 51B3.61fi+,
61B□...Mirror 26...λ/2 plate, 28, 510-...Cross dichroic prism, 2
8a, 28b, 510a, 510b--dichroic mirror surface, 402--projection lens, 405--projection lens system, 406--drive system, 415, 515--cold mirror 15R, 15G, 15B, 25R ,25G, 25
B, 409R, 409G. 409B, 5098.509G, 509B...Liquid crystal panel.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、投影用の画像を形成する液晶パネルと、前記液晶パ
ネルに可視光を照射する光源手段と、前記液晶パネルに
照射された可視光による画像を所定面に投影して可視の
投影像を形成する投影系と、前記投影系の外部に設けら
れ、非可視の光を発生する非可視光源手段とを具備し、 前記投影系は、少なくとも一部に前記非可視光源からの
非可視光を導入して前記所定面に照射し、前記所定面に
て反射された前記非可視光を用いて所定面までの距離状
態を検出する検出手段を有することを特徴とする画像投
影装置。
[Claims] 1. A liquid crystal panel that forms an image for projection, a light source that irradiates the liquid crystal panel with visible light, and a liquid crystal panel that projects the image of the visible light irradiated onto the liquid crystal panel onto a predetermined surface. The projection system includes a projection system that forms a visible projected image, and invisible light source means that is provided outside the projection system and generates invisible light, and the projection system is configured to emit light, at least in part, from the invisible light source. An image projection system characterized by having a detection means for introducing invisible light and irradiating the predetermined surface onto the predetermined surface, and detecting a distance state to the predetermined surface using the invisible light reflected by the predetermined surface. Device.
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