(57)【要約】【課題】スクリーンからの反射光を投射光路から取り出す光学部品における投射光の損失を少なくしてスクリーンの明るさを保つ。【解決手段】ビデオ信号に基づき画像表示素子を駆動するとともに、光源からの光をその画像表示素子に照射し、画像表示素子上の画像を投射レンズ系を介してスクリーン面上に投射するプロジェクタ装置において、前記投射レンズ系の中または前方の光軸上に１／４波長板を置くとともに、この１／４波長板の後方の投射レンズ系内の光軸上にプリズム型ＰＢＳを置き、さらにこのＰＢＳの側方出射光路上のスクリーン反射光の結像位置にＣＣＤを置き、このＣＣＤから出力される映像信号に基づいて前記投射レンズ系を駆動してフォーカス調整をする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射光路に１／４波長板を置くとともにその後方にＰＢＳを置き、スクリーンからの反射光を前記１／４波長板を通過して前記ＰＢＳの側方に出射させ、該出射光を用いてフォーカス調整を行うことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
ビデオ信号に基づき画像表示素子を駆動するとともに、光源からの光をその画像表示素子に照射し、画像表示素子上の画像を投射レンズ系を介してスクリーン上に投射するプロジェクタ装置において、前記投射レンズ系の中または前方の光軸上に置かれた１／４波長板と、この１／４波長板の後方の投射レンズ系内の光軸上に置かれたプリズム型ＰＢＳと、このＰＢＳの側方出射光路上のスクリーン反射光の結像位置に置かれたＣＣＤと、このＣＣＤから出力される映像信号に基づいて前記投射レンズ系を駆動してフォーカス調整をする手段と、を備えたことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタ装置において、
前記画像表示素子を３色それぞれの液晶パネルとし、光源からの光をダイクロイックミラーにより３色に分光しそれぞれ３色の液晶パネルを照射し、その透過光をダイクロイックプリズムまたはダイクロイックミラーにより合成した後の光路上の投射レンズ系部分に１／４波長板とプリズム型ＰＢＳを配置したことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のプロジェクタ装置において、
前記プリズム型ＰＢＳを投射レンズ系の絞りの位置に配置したことを特徴とするプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートフォーカス機能を備えたプロジェクタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小形軽量のプロジェクタ装置としては液晶パネルやマイクロミラーを用いる方法が一般的に用いられている。
例えば、液晶プロジェクタ装置は、液晶パネルに映像を形成し、その映像変調光を投射レンズによりスクリーンや壁面に投影するものである。
ユーザは、この投影映像を快適に視認するために投影映像のフォーカスや画角などを合わせてこの投影映像を鮮明にする必要があるが、従来のプロジェクタ装置において投影映像のフォーカスを合わせようとする際には、テレビジョン信号やビデオ信号などの外部映像信号を入力してスクリーン上に投影映像を映し出し、ユーザは、この投影映像を見ながらすべて手動操作により、例えばフォーカスレンズを回してフォーカスを合わせることが一般的におこなわれる。
このような状況で、フォーカス調整の自動化に関してもても各種提案がされており、スクリーンからの反射光を利用したオートフォーカス機能を備えたプロジェクタ装置に関しても、例えば、「液晶プロジョクション装置」（特許文献１参照。）、「投影光学機器におけるオートフォーカスシステム」（特許文献２参照。）が開示されている。
前者は、投射レンズと液晶パネルの間にハーフミラーを設けスクリーンからの反射からの反射光を取り出してフォーカス調整をしていた。
また、後者は、投射レンズと液晶パネルの間に反射ミラーを設けスクリーンからの反射からの反射光を取り出してフォーカス調整をしていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０６−１８６４７４号公報
【特許文献２】
特開平０５−７２４６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術におけるフォーカス自動調整においては、投射レンズ系と液晶パネルの間にハーフミラーや反射ミラーを設ける方法のため、光路の途中にハーフミラーや反射ミラーを設置することにより、その分スクリーンの明るさが落ちてしまうという課題や、バックフォーカスが長くなるという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで上記課題を解決するために、本発明に係るプロジェクタ装置は、投射光路に１／４波長板を置くとともにその後方にＰＢＳを置きＰＢＳの側方に出射されるスクリーンからの反射光を用いてフォーカス調整する。その結果、１／４波長板およびＰＢＳにおける光量の損失が微小であるため、スクリーンの明るさはほぼそのままとなる。
また、本発明に係るプロジェクタ装置は、ビデオ信号に基づき画像表示素子を駆動するとともに、光源からの光をその画像表示素子に照射し、画像表示素子上の画像を投射レンズ系を介してスクリーン上に投射するものにおいて、前記投射レンズ系の中または前方の光軸上に１／４波長板を置くとともに、この１／４波長板の後方の投射レンズ系内の光軸上にプリズム型ＰＢＳを置き、さらにこのＰＢＳの側方出射光路上のスクリーン反射光の結像位置にＣＣＤを置き、このＣＣＤから出力される映像信号に基づいて前記投射レンズ系を駆動してフォーカス調整をする。
なお、本発明に係るプロジェクタ装置は、画像表示素子を３色それぞれの液晶パネルとし、光源からの光をダイクロイックミラーにより３色に分光しそれぞれ３色の液晶パネルを照射し、その透過光をダイクロイックプリズムまたはダイクロイックミラーにより合成した後の光路上の投射レンズ系部分に１／４波長板とプリズム型ＰＢＳを配置することも可能である。
また、プリズム型ＰＢＳは投射レンズ系の絞りの位置に配置すると良い。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明を液晶プロジェクタ装置に適用した場合の光学ブロックの模式構造図であり、図２は図１の要部を示す図である。図１において、１はランプであり、ランプ１から出射された光は、フィルタ２で紫外線と熱線が遮断され、フライアイレンズ３、コンデンサレンズ４を経て、ダイクロイックミラー５，６に達する。ダイクロイックミラー５，６は入射された白色光を３色に分解し、それぞれ、ミラー７とコンデンサレンズ１２、コンデンサレンズ１３、リレーレンズ８とミラー９とリレーレンズ１０とミラー１１とコンデンサレンズ１４を経て、画像表示素子である液晶パネル１５〜１７を照射する。液晶パネル１５〜１７をそれぞれ透過した３色の光は、ダイクロイックプリズム１８に入射されて合成され、図の右方に出射される。なおここで、ダイクロイックプリズム１８をダイクロイックミラーに換えることも可能である。ダイクロイックプリズム１８からの出射光の光路上に投射レンズ系１９が配置される。投射レンズ系１９中の絞りの位置近傍にプリズム型ＰＢＳ２０が置かれている。プリズム型ＰＢＳ２０の側面の出射光の光路上の結像位置にＣＣＤ２１が配置されている。また、投射レンズ系１９の前方に１／４波長板２２が近接して配置されている。なお、この１／４波長板２２は、ＰＢＳ２０の前方であれば投射レンズ系１９の中に配置してもよい。
【０００７】
図２に示されるように、投射レンズ系１９の部分に、プリズム型ＰＢＳ２０および１／４波長板２２を配置したことで、ダイクロイックプリズム１８を出射して投射レンズ系１９に入射された投射光は、投射光中に含まれるＰ波成分が通過しＳ波成分が反射されるため、Ｐ波成分のみが投射レンズ系１９を通過する。次いで、投射光は１／４波長板２２で位相を１／４波長ずらされてスクリーン２３に投射される。スクリーン２３に投射された投射光の一部は反射され、その反射光は投射光路を逆進し、再度１／４波長板２２に入射する。ここで、再び反射光は位相を１／４波長ずらされ、都合往復で、位相が１／２波長ずらされることになり、Ｐ波成分の投射光が反射光となり戻ってくるとＳ波成分となる。Ｓ波成分の反射光はプリズム型ＰＢＳ２０で反射されて側面から出射され、ＣＣＤ２１に結像する。ＣＣＤ２１からは映像信号が出力され、図示しないマイコンからなるフォーカス制御部に入力され、画像中央部分のパターン認識と投射レンズ系１９のフォーカス調整を繰り返して、スクリーン２３上の投射画像のピントが調整される。このように、本発明ではプリズム型ＰＢＳ２０および１／４波長板２２を用いて、スクリーン２３からの反射光を、投射光の光路から分離するようにしたことで、プリズム型ＰＢＳ２０および１／４波長板２２における投射光の損失が微小なため、スクリーン２３上に明るい投射画像が得られる。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、投射光路に１／４波長板を置くとともにその後方にＰＢＳを置き、スクリーンの反射光をＰＢＳから取り出してフォーカス調整することで、１／４波長板およびＰＢＳでの投射光の損失が微小なため、スクリーン上に明るい投射画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を液晶プロジェクタ装置に適用した場合の光学ブロックの模式構成図である。
【図２】図１の要部を示す図である。
【符号の説明】
１  ランプ
２  フィルタ
３  フライアイレンズ
４  コンデンサレンズ
５，６  ダイクロイックミラー
７  ミラー
８  リレーレンズ
９  ミラー
１０  リレーレンズ
１１  ミラー
１２〜１４  コンデンサレンズ
１５〜１７  液晶パネル
１８  ダイクロイックプリズム
１９  投射レンズ系
２０  プリズム型ＰＢＳ
２１  ＣＣＤ
２２  １／４波長板
２３  スクリーン
【図１】
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【図２】
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