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JP2004271891A - Projector device - Google Patents

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Publication number
JP2004271891A
JP2004271891A JP2003062320A JP2003062320A JP2004271891A JP 2004271891 A JP2004271891 A JP 2004271891A JP 2003062320 A JP2003062320 A JP 2003062320A JP 2003062320 A JP2003062320 A JP 2003062320A JP 2004271891 A JP2004271891 A JP 2004271891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens system
projection lens
pbs
projector device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003062320A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruki Oshiba
晴樹 大柴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JP2004271891A publication Critical patent/JP2004271891A/en
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Abstract

【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
An object of the present invention is to reduce the loss of projection light in an optical component that extracts reflected light from a screen from a projection optical path and maintain the brightness of the screen.
A projector device that drives an image display element based on a video signal, irradiates light from a light source to the image display element, and projects an image on the image display element onto a screen surface via a projection lens system. In the above, a 1/4 wavelength plate is placed on the optical axis in or in front of the projection lens system, and a prism type PBS is placed on the optical axis in the projection lens system behind the 1/4 wavelength plate. A CCD is placed at an image forming position of the screen reflection light on the side exit optical path of the PBS, and the projection lens system is driven based on a video signal output from the CCD to perform focus adjustment.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【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
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector device having an autofocus function.
[0002]
[Prior art]
As a small and lightweight projector device, a method using a liquid crystal panel or a micro mirror is generally used.
For example, a liquid crystal projector device forms an image on a liquid crystal panel and projects the image modulated light on a screen or a wall surface by a projection lens.
The user needs to adjust the focus, angle of view, and the like of the projected image to make the projected image clear in order to view the projected image comfortably. However, the conventional projector apparatus attempts to focus the projected image. In this case, a projected image is projected on a screen by inputting an external video signal such as a television signal or a video signal, and the user adjusts the focus by manually operating, for example, a focus lens while watching the projected image. This is commonly done.
In such a situation, various proposals have also been made regarding automation of focus adjustment, and for a projector device having an autofocus function using reflected light from a screen, for example, a “liquid crystal projection device” ( Patent Literature 1) and “Autofocus System in Projection Optical Equipment” (see Patent Literature 2) are disclosed.
In the former, a half mirror is provided between a projection lens and a liquid crystal panel to adjust the focus by extracting reflected light from reflection from a screen.
In the latter, a reflection mirror is provided between the projection lens and the liquid crystal panel, and the focus is adjusted by extracting the reflected light from the reflection from the screen.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-186474 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-72469
[Problems to be solved by the invention]
However, in the focus automatic adjustment in these conventional technologies, a half mirror or a reflection mirror is provided between the projection lens system and the liquid crystal panel. There was a problem that the brightness of the screen was lowered and a problem that the back focus was long.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to solve the above problem, a projector device according to the present invention employs a 波長 wavelength plate placed in a projection optical path, a PBS placed behind the plate, and reflected light from a screen emitted to the side of the PBS. Adjust the focus. As a result, since the loss of the light amount in the quarter-wave plate and the PBS is very small, the brightness of the screen remains almost unchanged.
In addition, the projector device according to the present invention drives an image display element based on a video signal, irradiates light from a light source to the image display element, and causes an image on the image display element to be displayed on a screen via a projection lens system. In a projection device, a quarter-wave plate is placed on the optical axis in or in front of the projection lens system, and a prism type PBS is placed on the optical axis in the projection lens system behind the quarter-wave plate. Then, a CCD is placed at an image forming position of the screen reflected light on the side exit optical path of the PBS, and the projection lens system is driven based on a video signal output from the CCD to perform focus adjustment.
In the projector device according to the present invention, the image display element is a liquid crystal panel of each of three colors, the light from the light source is split into three colors by a dichroic mirror, and the three color liquid crystal panels are irradiated, and the transmitted light is dichroic. It is also possible to dispose a 1/4 wavelength plate and a prism type PBS in the projection lens system portion on the optical path after combining by a prism or a dichroic mirror.
Further, the prism type PBS is preferably arranged at the position of the stop of the projection lens system.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic structural diagram of an optical block when the present invention is applied to a liquid crystal projector device, and FIG. 2 is a diagram showing a main part of FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lamp. Light emitted from the lamp 1 is blocked from ultraviolet rays and heat rays by a filter 2, passes through a fly-eye lens 3 and a condenser lens 4, and reaches dichroic mirrors 5 and 6. The dichroic mirrors 5 and 6 separate the incident white light into three colors, and pass through the mirror 7, the condenser lens 12, the condenser lens 13, the relay lens 8, the mirror 9, the relay lens 10, the mirror 11, and the condenser lens 14, respectively. The liquid crystal panels 15 to 17 serving as image display elements are irradiated. The three colors of light transmitted through the liquid crystal panels 15 to 17 respectively enter the dichroic prism 18, are combined, and emitted to the right in the drawing. Here, the dichroic prism 18 can be replaced with a dichroic mirror. A projection lens system 19 is arranged on the optical path of the light emitted from the dichroic prism 18. The prism type PBS 20 is placed near the position of the stop in the projection lens system 19. A CCD 21 is arranged at an image forming position on the optical path of the emitted light on the side surface of the prism type PBS 20. Further, a quarter-wave plate 22 is arranged in front of the projection lens system 19 in close proximity. The quarter-wave plate 22 may be arranged in the projection lens system 19 if it is in front of the PBS 20.
[0007]
As shown in FIG. 2, by disposing the prism type PBS 20 and the 波長 wavelength plate 22 in the portion of the projection lens system 19, the projection light emitted from the dichroic prism 18 and incident on the projection lens system 19 is Since the P-wave component contained in the projection light passes and the S-wave component is reflected, only the P-wave component passes through the projection lens system 19. Next, the projection light is projected on the screen 23 with the phase shifted by 4 wavelength by the 波長 wavelength plate 22. A part of the projection light projected on the screen 23 is reflected, the reflected light travels backward in the projection optical path, and is incident on the quarter-wave plate 22 again. Here, the phase of the reflected light is again shifted by 4 wavelength, and the phase is shifted by 波長 wavelength in the round trip for convenience. When the projected light of the P wave component returns as reflected light, it returns to the S wave component. Become. The reflected light of the S-wave component is reflected by the prism type PBS 20 and emitted from the side, and forms an image on the CCD 21. A video signal is output from the CCD 21 and input to a focus control unit including a microcomputer (not shown), and the focus of the projected image on the screen 23 is adjusted by repeating pattern recognition of the central portion of the image and focus adjustment of the projection lens system 19. You. As described above, in the present invention, by using the prism type PBS 20 and the quarter wavelength plate 22 to separate the reflected light from the screen 23 from the optical path of the projection light, the prism type PBS 20 and the quarter wavelength plate are used. Since the loss of the projection light on the plate 22 is very small, a bright projection image is obtained on the screen 23.
[0008]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a 波長 wavelength plate is placed in the projection optical path and a PBS is placed behind the λ wavelength plate, and the reflected light of the screen is taken out of the PBS and adjusted in focus. Since the loss of the projection light in the PBS is very small, a bright projection image can be obtained on the screen.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical block when the present invention is applied to a liquid crystal projector.
FIG. 2 is a diagram showing a main part of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 lamp 2 filter 3 fly-eye lens 4 condenser lens 5, 6 dichroic mirror 7 mirror 8 relay lens 9 mirror 10 relay lens 11 mirror 12 to 14 condenser lens 15 to 17 liquid crystal panel 18 dichroic prism 19 projection lens system 20 prism type PBS
21 CCD
22 quarter wave plate 23 screen

Claims (4)

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。A 波長 wavelength plate is placed in the projection optical path and a PBS is placed behind the 波長 wavelength plate, and the reflected light from the screen passes through the 4 wavelength plate and is emitted to the side of the PBS, and focuses using the emitted light. A projector device for performing adjustment. 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。A projector device that drives an image display element based on a video signal, irradiates light from a light source to the image display element, and projects an image on the image display element onto a screen via a projection lens system. A quarter-wave plate placed on the optical axis in or in front of the system, a prismatic PBS placed on the optical axis in the projection lens system behind this quarter-wave plate, and the side of this PBS And a means for adjusting the focus by driving the projection lens system based on a video signal output from the CCD, the CCD being located at the image forming position of the screen reflected light on the one exit optical path. Characteristic projector device. 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。
The projector device according to claim 2,
The image display device is a liquid crystal panel for each of three colors, the light from the light source is split into three colors by a dichroic mirror, and the three color liquid crystal panels are irradiated, and the transmitted light is synthesized by a dichroic prism or a dichroic mirror. A projector device comprising a quarter-wave plate and a prism type PBS arranged in a projection lens system on an optical path.
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。
The projector device according to claim 2, wherein
A projector device, wherein the prism type PBS is arranged at a position of a stop of a projection lens system.
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