(57)【要約】【課題】投射光学系の自動焦点調節を行う場合、投射光学系と受光センサ光軸とがずれていると、正確なピント合わせを行うことができない。【解決手段】画像形成素子１２０からの光を、焦点調節が可能な投射光学系１４０により被投射面２００に投射して画像を表示する投射型画像表示装置において、被投射面からの光を受光する受光検出手段３００と、この受光検出手段からの出力信号に基づいて投射光学系の焦点調節制御を行う自動焦点制御手段１６０とを設ける。そして、投射光学系の光軸が、画像形成素子に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る基準軸に対してシフトしている場合に、受光周辺に設定された検出範囲からの光を受光させる。【選択図】　図５
2004102009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成素子からの光を、焦点調節が可能な投射光学系により被投射面に投射して画像を表示する投射型画像表示装置であって、
前記被投射面からの光を受光する受光検出手段と、
この受光検出手段からの出力信号に基づいて前記投射光学系の焦点調節制御を行う自動焦点制御手段とを有し、
前記投射光学系の光軸が、前記画像形成素子に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る基準軸に対してシフトしており、
前記受光検出手段は、前記被投射面上における前記投射光学系の光軸の位置を含む該光軸位置に近接した検出範囲からの光を受光することを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項２】
前記検出範囲は、前記被投射面上における前記投射光学系の光軸の位置を概ね中心として設定されることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項３】
前記検出範囲は、前記被投射面上における画面中心から外れた範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型画像表示装置。
【請求項４】
画像形成素子からの光を、焦点調節が可能な投射光学系により被投射面に投射して画像を表示する投射型画像表示装置であって、
前記被投射面からの光を受光する受光検出手段と、
この受光検出手段からの出力信号に基づいて前記投射光学系の焦点調節制御を行う自動焦点制御手段とを有し、
前記受光検出手段は、前記被投射面上における画像投射領域と画像外領域との境界を含む検出範囲からの光を受光することを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項５】
前記投射光学系は投射画角の変更が可能であり、
前記受光手段の検出範囲が、前記投射画角の変更範囲全域で前記境界を含むように設定されていることを特徴とする請求項５に記載の投射型画像表示装置。
【請求項６】
前記投射光学系の光軸が、前記画像形成素子に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る基準軸に対してシフトしていることを特徴とする請求項４又は５に記載の投射型画像表示装置。
【請求項７】
画像形成素子からの光を、焦点調節が可能な投射光学系により被投射面に投射して画像を表示する投射型画像表示装置であって、
前記被投射面からの光を受光する受光検出手段と、
この受光検出手段からの出力信号に基づいて前記投射光学系の焦点調節制御を行う自動焦点制御手段とを有し、
前記受光検出手段は、基線長方向に離間して配置された一対のラインセンサにより構成され、前記一対のラインセンサの基線長方向が前記検出範囲に含まれる、投射画像の１辺に対して略直交するように設けられていることを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項８】
前記投射光学系の光軸が、前記画像形成素子に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る基準軸に対してシフトしていることを特徴とする請求項７に記載の投射型画像表示装置。
【請求項９】
画像形成素子からの光を、焦点調節が可能な投射光学系により被投射面に投射して画像を表示する投射型画像表示装置であって、
前記被投射面からの光を受光する受光検出手段と、
この受光検出手段からの出力信号に基づいて前記投射光学系の焦点調節制御を行う自動焦点制御手段とを有し、
前記受光検出手段は、基線長方向に離間して配置された一対のラインセンサにより構成され、
前記投射光学系の光軸が、前記画像形成素子に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る基準軸に対してシフトしており、
前記受光検出手段が、前記一対のラインセンサの基線長方向が前記検出範囲に含まれる、投射画像の外周辺のうち前記投射光学系の光軸に最も近い辺に対して略直交するように設けられていることを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項１０】
前記自動焦点制御手段による前記投射光学系の焦点調節制御時に、全面白、全面灰色又はこれらに相当する画像を投射することを特徴とする請求項４から９のいずれか１項に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１１】
前記全面白、全面灰色又はこれらに相当する画像は、キャラクタジェネレータのハードウェア機能を用いて作成されることを特徴とする請求項１０に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の投射型画像表示装置と、前記画像形成手段に原画像を表示させるための画像信号を前記投射型画像表示装置に供給する画像信号供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタなどの投射型画像表示装置、特に、投射光学系の自動焦点調節が可能な投射型画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタでは、机上からやや上方のスクリーンに向けて投射する場合が多いことを考慮して、スクリーンの中央が投射レンズの光軸に一致していないものが一般である。この場合、投射レンズの光軸位置は、投射画面の中央に対して画面下端近くまでシフトおり、これにより投射画像の台形ひずみの発生を防ぎつつ仰角投射を可能としている。
【０００３】
一方、プロジェクタには、投射レンズのピント合わせを自動的に行うものがある。そして、この場合、いわゆる２像相関を用いたパッシブＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）や赤外光をスクリーンに発光し、その反射光を受光素子で受光し受光出力から距離を測定するいわゆるアクティブＡＦが用いられることが多い。
【０００４】
例えば、特許文献１には、画面の中央にチャートを投影し、その画像パターンを投射レンズとは別の、基線長方向に分離した２つの光学系とそれぞれに対応した光電変換素子からなる受光センサを用い、視差画像信号を得てピント合わせに使用するものが開示されている。
【０００５】
一方、特許文献２には、スクリーンの画面中央に発光素子から赤外光を投射し、その反射光を受光素子（センサ）で受光し、受光素子の受光出力に基づいて、フォーカスレンズを移動させてピント合わせを行う構成が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第　３，１２０，５２６号公報
【特許文献２】
特許第　３，１９９，０４８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献に開示の方式では、画面中央をセンサの視野（検出範囲）としているので、上記のように光軸がシフトした投射レンズの場合、投射レンズの光軸とセンサの光軸の向きとが一致しない。このため、センサ光軸に沿った距離が投射レンズの光軸に沿った距離と異なり、その結果、投射光学系の正確なピント合わせを行うことができない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解消するために、本発明では、画像形成素子からの光を、焦点調節が可能な投射光学系により被投射面に投射して画像を表示する投射型画像表示装置において、被投射面からの光を受光する受光検出手段と、この受光検出手段からの出力信号に基づいて投射光学系の焦点調節制御を行う自動焦点制御手段とを設ける。ここで、投射光学系の光軸は、画像形成素子に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る基準軸に対してシフトしている。そして、受光検出手段に、被投射面上における投射光学系の光軸の位置を含む該光軸位置に近接した検出範囲からの光を受光させるようにしている。
【０００９】
すなわち、光軸が画像形成素子に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る基準軸に対してシフトしているいわゆるシフト投射光学系を有する投射型画像表示装置において、被投射面上の投射画像のうち最も輝度が高くなり易い、被投射面上における投射光学系の光軸位置を含む該光軸位置に近接した範囲（多くの場合、投射画面の中心から外れた位置）からの反射光を用いてパッシブ方式での焦点調節状態の検出を行うことにより、受光検出部（ＡＦセンサ部）に可動部分を設けることなく、かつ簡単な構成で、投射光学系の良好な自動焦点調節を行うことを可能としている。
【００１０】
また、本発明では、画像形成素子からの光を、焦点調節が可能な投射光学系により被投射面に投射して画像を表示する投射型画像表示装置において、被投射面からの光を受光する受光検出手段と、この受光検出手段からの出力信号に基づいて投射光学系の焦点調節制御を行う自動焦点制御手段とを設ける。そして、受光検出手段に、被投射面上における投射画像領域と画像外領域との境界を含む検出範囲からの光を受光させるようにしている。
【００１１】
すなわち、本発明は、被投射面における高輝度の画像が投射されている画像投射領域と画像が投射されていない画像外領域との境界を含む検出範囲、すなわち極めて高いコントラストを有する検出範囲に対するパッシブ方式での焦点調節状態の検出を行うため、受光検出部（ＡＦセンサ部）に可動部分を設けることなく、かつ簡単な構成により投射光学系の良好な自動焦点調節を行うことが可能である。
【００１２】
なお、本発明において、投射光学系が投射画角の変更（ズーム）が可能である場合には、受光手段の検出範囲を投射画角の変更範囲全域で上記境界を含むように設定するとよい。これにより、ズームによる画面の大きさの変動の影響を受けることなく、全ズーム状態で良好な焦点調節状態の検出および自動焦点調節が可能となる。
【００１３】
また、受光検出手段を、基線長方向に離間して配置された一対のラインセンサにより構成されている場合、この受光検出手段を、一対のラインセンサの基線長方向が上記検出範囲に含まれる、投射画像の１辺に対して略直交するように設けるとよい。すなわち、ラインセンサの画素が並ぶ基線長方向と上記境界とを略直交させることにより、上記境界を検出範囲に入れ易く、組立調整もし易くなる。
【００１４】
そして、投射光学系の光軸が、画像形成素子に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る中心主光線がたどる経路（基準軸）に対してシフトしている場合、受光検出手段を、上記一対のラインセンサの基線長方向が投射画像の外周辺のうち投射光学系の光軸に最も近い辺に対して略直交するように設けるとよい。投射光学系の光軸が基準軸に対してシフトしている場合、投射画像の中心よりも光軸近辺の方が明るく、上記境界での高いコントラストを得やすく、焦点調節状態の検出精度を向上させることが可能である。
【００１５】
さらに、自動焦点制御手段による投射光学系の焦点調節制御時において、全面白、全面灰色又はこれらに相当する画像を投射する場合、上記画像をキャラクタジェネレータのハードウェア機能を用いて投射することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の第１実施形態であるＡＦ付き３板式液晶プロジェクタ（投射型画像表示装置）の構成を示す。図１において、１００は液晶プロジェクタである。１１０は光源、１２０は透過型液晶表示パネル、１３０はクロスダイクロイックプリズム、１４０はズーム投射レンズ（投射光学系）、１５０はモータドライバ、１６０はマイクロコンピュータ（以下、マイコンという：自動焦点制御手段）、１７０は操作パネル、１８０はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ビデオ，ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像信号供給装置、１９０は画像処理回路、２００はスクリーン、３００はパッシブＡＦセンサ（受光検出手段）である。
【００１７】
上記プロジェクタ１０の基本構成は、３板式液晶プロジェクタとして一般の構成となっている。すなわち、透過型液晶表示パネル１２０を３枚（図には、１チャンネル分のみが表示してある）用い、不図示のダイクロイックミラーにて光源（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなど）１１０からの照明光を赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３チャンネルの色光成分に分離し、３枚の液晶表示パネル１２０をそれぞれ照明する。液晶表示パネル１２０は、画像信号供給装置１８０から供給された画像信号に基づいてＬＣＤドライバ１２１により駆動され、該画像信号に対応したチャンネルごとの原画像を表示する。そして、これら液晶表示パネル１２０に上記分離された色光成分が入射すると、これら光成分は原画像に応じて変調されて液晶表示パネル１２０から射出する。
【００１８】
各液晶表示パネル１２０を透過した色光成分はクロスダイクロイックプリズム１３０にて光軸が一致するように色合成され、投射レンズ１４０によってスクリーン２００に拡大投射される。
【００１９】
投射レンズ１４０の光軸１０２は、照明系の光軸１０１に対して符号１４５に示すように上方へシフト（ライズ）している。このようにレンズ光軸１０２をシフトして配置する（投射レンズ１４０の光軸１０２が、液晶表示パネル１２０に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る基準軸に対してシフトしている）ことで、スクリーン２００に投射される画像は、レンズ光軸１０２に対して上方に投射され、プロジェクタを机上に置いて投射する場合、机自体による画面のけられを軽減できる。
【００２０】
投射レンズ１４０は、ズームレンズとなっており、ズーミングにて投射画角がスクリーン２００上に矢印で示したように変化する。投射レンズ１４０の光軸１０２から画面端までの距離は、ズーム変倍率分、比例的に拡大縮小するので、光軸１０２に近い下辺では画面端の移動は相対的に少なくなっている。
【００２１】
投射レンズ１４０の外周には、外周ギア部を有するフォーカス操作リング１４７およびズーム操作リング１４８が設けられており、その回動により不図示のレンズを駆動して、それぞれ焦点調節と画角調節とを行う。
【００２２】
これら２つの操作リング１４７，１４８には、電動駆動用の減速ユニットに一体化されたギアドモータであるフォーカス用モータ１４１およびズーム用モータ１４３の出力ピニオンギアがかみ合っており、モータ１４１，１４３の出力によって電動駆動が行われる。なお、フォーカス操作リング１４７およびズーム操作リング１４８のマニュアル操作によってズーミングおよびフォーカシングを行うことも可能である。
【００２３】
操作リング１４７，１４８の外周ギア部には、その絶対位置（つまりはレンズの絶対位置）を検知するため、ポテンショメータタイプのロータリーエンコーダ１４２，１４４がピニオンギアを介して連結されており、現在のフォーカス用レンズ位置およびズーム用レンズ位置がマイコン１６０へ出力される。
【００２４】
上記フォーカス用モータ１４１とズーム用のモータ１４３はマイコン１６０によりモータドライバ１５０を介して駆動制御される。
【００２５】
本プロジェクタによって投射される画像は、前述した画像信号供給装置１８０からの画像信号に基づいたものと、最近のプロジェクタに装備されることが多い動作モード等の表示に用いるキャラクタジェネレータ７からの画像信号に基づいたもの、さらに不図示のメモリ内の画像信号に基づいたもののいずれかから切り換え回路６によって選択される。選択された画像信号は、画像処理回路１９０により解像度変換、ガンマ処理、ノンターレース処理等が、画像信号の種類に応じて施され、ＲＧＢ各チャンネル用ＬＣＤドライバ１２１をへて液晶表示パネル１２０に表示される。
【００２６】
操作パネル１７０はプロジェクタ１００の外面に配置され、電源のＯＮ／ＯＦＦ、投射画像（つまりは原画像）の供給元の選択、電動ズーム操作、電動フォーカス操作、オートフォーカスのＯＮ／ＯＦＦ操作を行うスイッチ群を集中配置したものである。
【００２７】
図２には、パッシブＡＦセンサ３００の概略構成例を示している。パッシブＡＦセンサ３００は、スクリーン２００上における画像が投射されている領域（画像投射領域）の下辺、すなわち画像投射領域と画像が投射されていない画像外領域との境界を含む検出範囲（視野）からの反射光を受光する。
【００２８】
具体的には、パッシブＡＦセンサ３００は、上記反射光を、基線長となる所定距離、離間して配置された一対のレンズ３１，３２と、一対のミラー３３，３４を介し、さらにプリズム３５の反射面を介して一対のラインセンサＲ３６およびラインセンサＬ３７によりそれぞれ受光するようにしている。
【００２９】
そして、パッシブＡＦセンサ３００は、投射レンズ１４０の近傍に配置されているとともに、基線長方向が垂直方向に延びて、スクリーン２００上の画像投射領域の下辺の一部に視野がまたがるように、かつ投射レンズ１４０の光軸１０２に対して視野中心軸が略平行になるように配置されている。
【００３０】
このようにパッシブＡＦセンサ３００を配置することで、ほぼ四角柱状に構成されることが一般であるＡＦセンサユニットをプロジェクタ１００内に配置するのにスペース効率上、非常に無駄が少なくなる。
【００３１】
さらに言えば、パッシブＡＦセンサ３００の視野は、投射画面の中心領域から外れた範囲で、投射画面における投射レンズ１４０の光軸１０２の位置を概ね中心とした光軸１０２に近接した範囲に設定されている。光軸１０２に近接した範囲は、全投射画像内で最も高輝度の白が得られやすい場所である。このため、後述するように、検出範囲からの反射光により高いコントラストが得られる。
【００３２】
図３には、ＡＦ制御に関わる回路の概略構成を示している。マイコン１６０はプロジェクタシステム全体の制御を司るとともに、ＡＦ制御をも司る。このマイコン１６０は、ＣＰＵ４１の他、メモリＡ４２，メモリＢ４３、シフトレジスタ４４およびＲＯＭ４４を有している。
【００３３】
ここで、メモリＡ４２、メモリＢ４３は、上述したパッシブＡＦセンサ３００のラインセンサＲ３６およびラインセンサＬ３７で光電変換された画像信号を個別に記憶する。
【００３４】
シフトレジスタ４４は、例えばメモリＡ４２の画像データが入力され、この入力データを順次シフト動作するようにしている。そして、ＣＰＵ４１によりこのシフトレジスタ４４のデータとメモリＢ４３のデータを比較して両データの一致を検出し、このときのシフト量をＲＯＭ４５の内容と照合してスクリーン２００までの距離を求め、フォーカス用レンズを駆動すべき出力をモータドライバ１５０に送る。　ここでのＲＯＭ４５は、シフトレジスタ４４のシフト量とスクリーン２００までの距離との関係をテーブル状にして記憶している。なお、このテーブルデータを複数持ち、温度をパラメータにテーブル選択を可能とし、さらにプロジェクタ１００内のパッシブＡＦセンサ３００の近傍に不図示の温度センサを追加して温度によるピント変動を、テーブル選択によって減じるように構成することもできる。これにより、温度上昇が起こりがちなプロジェクタにおいて、良好なＡＦ精度を確保することができる。
【００３５】
５はＡＦスイッチであり、操作パネル１７０に設けられている。このＡＦスイッチ５の操作は、マイコン１６０を介して切り換え回路６に送られる。この切り換え回路６は、ＡＦスイッチ５の操作に応答して、液晶表示パネル１２０に表示する原画像のもととなる画像信号を、ビデオ信号からキャラクタジェネレータ７のハードウェア背景生成機能を用いた投影画像の内容に切り換えるようにしている。
【００３６】
この場合、キャラクタジェネレータ７は、無背景文字表示用のパターンを持たない全白画像、全灰画像又はこれらと同等のＡＦ検出用画像を示す画像信号をマイコン１６０の指示に従ってＬＣＤドライバ１２１に送り、液晶表示パネル１２０に上記ＡＦ検出用画像に対応した検出用原画像を表示させる。
【００３７】
次に、以上のように構成されたプロジェクタ１００におけるＡＦ動作について説明する。このＡＦ動作は通常のビデオ画像の投射表示に先立って行われることが望ましい。
【００３８】
まず、操作パネル１７０に設けられたＡＦスイッチ５が操作され、切換え回路６がキャラクタジェネレータ７が選択された状態に切り換わると、マイコン１６０は、キャラクタジェネレータ７の内容をＬＣＤドライバ１２１に出力させる。これにより、上述したＡＦ検出用原画像が液晶表示パネル１２０に表示され、ＡＦ検出用画像がスクリーン２００に写し出される。
【００３９】
ここで、投射レンズ１４０の光軸１０２は、液晶表示パネル１２０の有効表示範囲の上下寸法において上方に１、下方に１９の比率となる位置にシフトしているため、スクリーン２００上の投影画像は、投射レンズ１４０の光軸１０２に対して上方に１９、下方に１の比率となるようシフトし、かつ歪みがないように、見かけ上の仰角をもって投影される。
【００４０】
そして、パッシブＡＦセンサ３００の視野角は基線長方向に約１０度の設定がなされており、視野内に投射画像の下辺が含まれる。
【００４１】
このスクリーン２００上の投射画像領域とその外側である画面外領域との境界では、例えば、投射可能な最高輝度の全白画像と黒レベル画像を投射した場合よりも低輝度の領域とが隣接することになる。
【００４２】
ここで、黒レベル画像が画面外領域よりも明るくなるのは、本実施形態で用いる透過型液晶表示パネル１２０の一般的な特性であり、全閉状態での漏れ光が必ず存在するためである。また、画面内では必然的に投射レンズ１４０の持つフレアやダイクロイックプリズム１３０周りの漏れ光等も黒レベル画像の輝度を高めることになる。
【００４３】
一方、投射画像の下辺は、投射レンズ１４０の光軸１０２に近接した位置にあるため、全投射画像内で最も高輝度の白が得られやすい場所でもある。
【００４４】
従って、この位置をセンサ視野に入れてセンサ出力を得ることで、上記境界はプロジェクタの投射により作り得る最高のコントラストを示す。なお、投射画像が全灰画像である場合でも、画面外領域の輝度が低いため、視野内において十分に高いコントラストを得ることができる。
【００４５】
また、投射レンズ１４０がテレ端とワイド端との間でズーミングされても、先に説明したように画面下辺の位置変動が小さいこととも相まって、センサ視野の基線長方向中心（光軸）を上下に調整しなくても、上記境界は常にセンサ視野に含まれる。
【００４６】
こうしてパッシブＡＦセンサ３００に入射したセンサ視野からの反射光は、上述したレンズ３１，３２、ミラー３３，３４およびプリズム３５を介してラインセンサＲ３６およびラインセンサＬ３７にそれぞれ受光される。そして、これらラインセンサＲ３６およびラインセンサＬ３７の各画素で光電変換された画像信号は、マイコン１６０のメモリＡ４２およびメモリＢ４３にそれぞれ記憶される。
【００４７】
図４には、上記ラインセンサＲ３６およびラインセンサＬ３７上に形成される２像の相関を示す。
【００４８】
上記の場合、ラインセンサＲ３６およびラインセンサＬ３７にはそれぞれ、図４（ａ），（ｂ）に示すように視野内の画像が結像し、各ラインセンサを構成する画素群からは図４（ｃ），（ｄ）に示すような信号が出力すれる。メモリＡ４２およびメモリＢ４３にはそれぞれ、図４（ｃ），（ｄ）に示した出力信号に対応する、図４（ｅ），（ｆ）に示すような画像データが記憶される。
【００４９】
そして、このうちメモリＡ４２のデータが同図（ｇ）に示すようにシフトレジスタ４４に入力され、シフトレジスタ４４の内容を図中の矢印方向に順にシフト動作させる。
【００５０】
この状態で、ＣＰＵ４１は、シフトレジスタ４４のデータパターンと、メモリＢ４３のデータパターン（図４（ｈ）参照）とを比較し、両データパターンの一致が検出されると、このときのシフト量がＲＯＭ４５の記憶内容と照合され、スクリーン２００までの距離が求められる。
【００５１】
さらに、この距離データをモータドライバ１５０に出力することにより、フォーカス用レンズが駆動され、ピント合わせ（焦点調節）が行われることになる。
【００５２】
このように、予めハードウェアにより生成された画像を選択し、この画像をスクリーン２００に投射することでＡＦ制御を行えるようにすることで、余分なメモリを使うこともなく、焦点調節精度を大幅に向上させることができ、しかもコスト的な負担も少なくすることができる。
【００５３】
なお、上述では、ＡＦ検出用画像を投射してＡＦ制御を行う場合について説明したが、通常のビデオ画像等、画像信号供給装置１８０からの画像信号による画像が投射された場合も同様にＡＦ制御を行うことは可能である。
【００５４】
そして、このような考えをビデオプロジェクタやそれを含むＡＶシステムに採用することにより、システム全体の高性能化を図ることができ、システムの商品性も高まる。また、投射レンズをズームしても焦点調節精度を維持することができるので、レンズ構成が簡単で小型化し易いバリフォーカルレンズなども使用することができるようになる。
【００５５】
（第２実施形態）
図５には、上記第１実施形態のＡＦ付き液晶プロジェクタを使用した画像表示システムの使用状態を示している。本実施形態において。第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を一部省略する。
【００５６】
本実施形態において、机上に設置されたプロジェクタ１００は、画像信号供給装置としてノートパソコン４００が接続され、ロールアップ式スクリーン２００に正対してパソコン４００上の画像を投射する。
【００５７】
図中の３０１は、パッシブＡＦセンサ３００の視野である。但し、視野３０１は説明上図示しているが、実際は不可視である。センサ視野は上下方向（基線長方向）に約１０度あり、その光軸は投射レンズの光軸１０２と略平行である。
【００５８】
この状態で、プロジェクタ１００の投射画角をワイド状態２１０とテレ状態２２０との間で変化させても、投射画像の下辺（スクリーン２００上における投射画像領域と画像外領域との境界）が常にセンサ視野に含まれる。
【００５９】
このような基本システムに、さまざまな画像信号供給装置とＡＶスイッチャー、録画機器等を組み合わせ、プレゼンテーションシステムやＴＶ会議システムなどを構築する。本発明に係るプロジェクタ１００を用いているので、不慣れな使用者であってもセットアップが容易となる。
【００６０】
（第３実施形態）
以上説明した実施形態では、投射画像の下辺（スクリーン２００上における投射画像領域と画像外領域との境界）をパッシブＡＦセンサ３００の視野に含ませる場合について説明したが、本発明におけるセンサ視野（検出範囲）の設定はこれに限られるものではない。
【００６１】
図６（Ａ）には、本発明の第３実施形態であるＡＦ付き液晶プロジェクタにおけるパッシブＡＦセンサ３００の視野設定を示している。本実施形態では、ＡＦセンサ３００を第１実施形態の場合に対して９０度回転させ、上下方向は投射レンズの光軸１０２に対して平行なまま、わずかに左方に傾斜させる。これにより、投射画像の左辺の下部をセンサ視野３０１に設定することができる。
【００６２】
図６（Ａ）のうち上図はワイド状態を、下図はテレ状態での投射画像とセンサ視野３０１との関係を示しており、共にこれらのズーム状態でセンサ視野３０１に投射画像の左辺が含まれている。
【００６３】
自動焦点調節時には、上記実施形態と同様に、スクリーンに全白画像等を投射し、画面外（黒レベル）領域との高コントラストな境界を含むセンサ視野を用いる。
【００６４】
なお、本実施形態の場合、センサ視野３０１の光軸を投射レンズの光軸に対して傾斜させた角度をθとし、センサ出力に基づく距離データをＤとし、実際のスクリーンまでの距離をＬとすると、
Ｌ＝Ｄｃｏｓθ
となるので、この関係を距離データテーブル上に持って補正するか、演算にて補正してＡＦ制御を行うものとし、ピント合わせの精度を向上させるとよい。　（第４実施形態）
また、図６（Ｂ）には、本発明の第４実施形態であるＡＦ付き液晶プロジェクタにおけるパッシブＡＦセンサ３００の視野設定を示している。本実施形態では、は、自動焦点調節時の投射画像を全画面画像とせず、上記各実施形態と同様なセンサ視野３０１を確保するのに必要最小限の部分投射画像（白無地画像等）をスクリーンに投射する。
【００６５】
本実施形態でも、ワイド状態（上図）およびテレ状態（下図）のいずれにおいても、投射画像領域と画像外領域との境界が含まれるようにセンサ視野３０１を設定する。
【００６６】
なお、部分投射画像のスクリーン上での位置は、図６（Ｂ）に示した位置に限らない。投射画像領域と画像外領域との境界を含むセンサ視野を設定できる位置であればいずれの位置でもよい。但し、この場合も、第３実施形態で説明したように、センサ視野３０１の光軸を投射レンズの光軸に対して傾斜させたことによる補正若しくは演算を行うとよい。
【００６７】
（第５実施形態）
上記各実施形態では、パッシブＡＦセンサ３００の視野を投射画像領域と画像外領域との境界が含まれるように設定し、該境界でのコントラストを利用してＡＦを行う場合について説明したが、視野に含まれるチャートをスクリーンに投射すれば、視野内に投射画像領域と画像外領域との境界を含まなくてもよい。
【００６８】
この場合、前述したように投射レンズ１４０の光軸１０２に近接した視野では投射画像内で最も高い輝度が得られるため、ここに表示されるチャートについても高いコントラストを得ることができる。したがって、上記各実施形態と同様に、正確な投射レンズ１０４のＡＦ制御を行うことができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光軸が画像形成素子に形成された原画像の中心から投射画像の中心に至る基準軸に対してシフトしているいわゆるシフト投射光学系を有する投射型画像表示装置において、被投射面上の投射画像のうち最も輝度が高くなり易い、被投射面上における投射光学系の光軸の位置を含む該光軸の周辺範囲からの反射光を用いてパッシブ方式での焦点調節状態の検出を用うので、受光検出部に可動部分を設けることなく、かつ簡単な構成で、投射光学系の良好な自動焦点調節を行うことができる。
【００７０】
また、本発明によれば、被投射面における高輝度の画像が投射されている画像投射領域と画像が投射されていない画像外領域との境界を含む検出範囲、すなわち極めて高いコントラストを有する検出範囲に対するパッシブ方式での焦点調節状態の検出を用うので、受光検出部に可動部分を設けることなく、かつ簡単な構成で、投射光学系の良好な自動焦点調節を行うことができる。したがって、幾何学的チャート画像を投射することなく投射光学系の自動焦点調節を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるＡＦ付き液晶プロジェクタの構成図。
【図２】図１に示したプロジェクタのＡＦセンサ部の構成図。
【図３】図１に示したプロジェクタのＡＦ制御回路の概略構成図。
【図４】図２に示したＡＦセンサ部の２像相関に関する説明図。
【図５】本発明の第２実施形態である、ＡＦ付き液晶プロジェクタを用いた画像表示システムの使用状態の説明図。
【図６】本発明の第３および第４実施形態であるＡＦ付き液晶プロジェクタにおける投射画像とＡＦセンサの視野との関係を説明する図。
【符号の説明】
１００　液晶プロジェクタ
１０１　照明系の光軸
１０２　投射レンズの光軸
１１０　光源
１２０　透過型液晶表示パネル
１３０　クロスダイクロイックプリズム
１４０　ズーム投射レンズ（投射光学系）
１５０　モータドライバ
１６０　マイクロコンピュータ
１７０　操作パネル
１８０　画像信号供給装置
１９０　画像処理回路
２００　スクリーン
３００　パッシブＡＦセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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