(57)【要約】【課題】光学素子の位置に関する誤差の解消動作を行うことが可能であるとともに、早期の投射が可能な投射表示装置を提供すること。【解決手段】画像を生成する画像表示素子を、光源部からの光で照明する照明光学系と、光学素子を備え、画像を被投射面に投射する投射光学系と、光学素子の位置を検出する検出部と、光学素子の実際の位置と検出部が検出する光学素子の位置との誤差を解消するための制御部と、を有する投射表示装置であって、制御部は、誤差を解消するタイミングを、投射表示装置の電源をオフにする指令を受信した後に設定可能であることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を生成する画像表示素子を、光源部からの光で照明する照明光学系と、
光学素子を備え、前記画像を被投射面に投射する投射光学系と、
前記光学素子の位置を検出する検出部と、
前記光学素子の実際の位置と前記検出部が検出する前記光学素子の位置との誤差を解消するための制御部と、を有する投射表示装置であって、
前記制御部は、前記誤差を解消するタイミングを、前記投射表示装置の電源をオフにする指令を受信した後に設定可能であることを特徴とする投射表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記誤差を解消するタイミングを、前記投射表示装置の電源をオフにする指令を受信し、前記光源部を消灯した後に設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記誤差を解消するタイミングを、前記投射表示装置の電源がオンになった後に設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記誤差を解消するタイミングを、前記投射表示装置の電源がオンになった後、前記光源部を点灯させるまでの間に設定可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の投射表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記誤差を解消するかどうかを選択可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の投射表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記誤差を解消するタイミングを、所定の動作の回数に応じて設定可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の投射表示装置。
【請求項７】
前記光源部は、固体光源であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の投射表示装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記光学素子の基準となる位置を検出する基準位置検出部と、前記基準となる位置からの移動量を検出する移動量検出部と、を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の投射表示装置。
【請求項９】
前記光学素子は、フォーカスレンズであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の投射表示装置。
【請求項１０】
前記投射光学系は、前記投射光学系の温度を検出する温度検出部を備え、
前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする請求項９に記載の投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から用いられているランプ光源は点灯にある程度の時間を要するが、近年普及しはじめている固体光源は早期の点灯が可能である。このため、固体光源を使用する投射表示装置は早期の投射が可能であるが、投射型表示装置には、光源の点灯以外の動作においても高速化が求められている。
【０００３】
このような要求に対して、投射手段の制御に要する時間を低減する方法が提案されている。特許文献１では、電源オン時に所望のズーム比率になるようにズーム機構を自動で移動させることが可能な投射表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３１０２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、パネルのピッチサイズが小さくなっている。パネルのピッチサイズと投射手段の被写界深度とは比例関係にあるため、被写界深度は減少し、焦点位置のズレに対する許容量も小さくなってきている。焦点位置変動を高精度で補正するためには、フォーカス手段の位置を高精度に取得することが必要である。高精度の位置検出では、往復移動などによる誤差蓄積を解消するために、誤差解消動作（リセット動作）が必要になる場合がある。電源オン時に誤差解消動作を実施する場合、動作に要する時間が投射表示装置による早期の投射の妨げになってしまう。
【０００６】
このような状況に対して、特許文献１の投射表示装置は、ズーム初期動作の高速化は可能であるが、前述の誤差解消動作を行いつつ、早期の投射を可能とする構成については開示していない。
【０００７】
本発明は、光学素子の位置に関する誤差の解消動作を行うことが可能であるとともに、早期の投射が可能な投射表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての投射表示装置は、画像を生成する画像表示素子を、光源部からの光で照明する照明光学系と、光学素子を備え、前記画像を被投射面に投射する投射光学系と、前記光学素子の位置を検出する検出部と、前記光学素子の実際の位置と前記検出部が検出する前記光学素子の位置との誤差を解消するための制御部と、を有する投射表示装置であって、前記制御部は、前記誤差を解消するタイミングを、前記投射表示装置の電源をオフにする指令を受信した後に設定可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光学素子の位置に関する誤差の解消動作を行うことが可能であるとともに、早期の投射が可能な投射表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る投射表示装置の概略図である。
【図２】投射レンズを示す図である。
【図３】投射レンズを示す図である。
【図４】投射レンズの断面図である。
【図５】実施例１の投射開始までの時間を低減する制御方法を示すフローチャートである。
【図６】実施例１の投射開始までの時間を低減する制御方法の変形例を示すフローチャートである。
【図７】実施例２の投射開始までの時間を低減する制御方法を示すフローチャートである。
【図８】実施例３の投射開始までの時間を低減する制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る投射表示装置１２の概略図である。投射表示装置１２は、制御基板２４を介して制御される。
【００１３】
投射表示装置１２は、任意の画像を生成する液晶パネル（画像表示素子）に対して固体光源１３からの光を均一に照射する照明光学系として、フライアイレンズ１４ａ，１４ｂ、ＵＶカットフィルタ１５、ＰＳ変換素子１６およびコンデンサレンズ１７を有する。本実施形態では、固体光源１３は、光源部として機能する。固体光源１３からの光は、液晶パネルの照射面内でムラのない均一な光を生成するためにフライアイレンズ１４ａ，１４ｂに導かれる。フライアイレンズ１４ｂからの光は、紫外領域の光を除外するためにＵＶカットフィルタ１５に導かれる。ＵＶカットフィルタ１５からの光は、偏光方向を揃えるためにＰＳ変換素子１６に導かれる。ＰＳ変換素子１６からの光は、液晶パネルの照射領域に光束を合わせるためにコンデンサレンズ１７に導かれる。
【００１４】
投射表示装置１２は、固体光源１３からの光を３色に分離、合成する色分離合成系として、ダイクロイックミラー１８、緑用プリズム１９、液晶パネル２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ、カラーセレクト２１、赤青用プリズム２２および合成用プリズム２３を有する。コンデンサレンズ１７からの光は、緑の波長帯域の光を透過、それ以外の光を反射させるダイクロイックミラー１８に導かれる。ダイクロイックミラー１８を透過した光は、緑用プリズム１９の反射面を経て、液晶パネル２０Ｇに照射される。液晶パネル２０Ｇで生成された任意の画像は、緑用プリズム１９の反射面を透過して、合成用プリズム２３に到達する。一方、ダイクロイックミラー１８で反射した光は、青の波長帯域の光の偏光方向を変換するためのカラーセレクト２１を経て、赤青用プリズム２２に導かれる。赤青用プリズム２２の反射面で反射した赤の波長帯域の光は、液晶パネル２０Ｒに照射される。液晶パネル２０Ｒで生成された任意の画像は、赤青用プリズム２２の反射面を透過して、合成用プリズム２３に到達する。赤青用プリズム２２の反射面を透過した青の波長帯域の光は、液晶パネル２０Ｂに照射される。液晶パネル２０Ｂで生成された任意の画像は、赤青用プリズム２２の反射面で反射して、合成用プリズム２３に到達する。合成用プリズム２３に到達した赤、緑、青の光は投射レンズ（投射光学系）１を通って、不図示のスクリーン面（被投射面）に投射される。
【００１５】
図２および図３は、投射レンズ１を示す図である。図４は、投射レンズ１の断面図である。
【００１６】
投射レンズ１は、内部に光学素子としてレンズを保持する複数の鏡筒を有する。鏡筒２ａ，２ｂは、光軸に沿って移動することで、フォーカスを調整するための鏡筒である。鏡筒２ａ，２ｂは、フォーカスカム３ａを、フォーカスギア４ａを介して回転させることで移動する。フォーカスギア４ａは、フォーカスモータ７ａによって回転力を与えられる。フォーカスカム３ａの回転位置は、フォーカスギア４ａの一部が端検出スイッチ（基準位置検出部）５に接した位置を基準位置とする場合に、基準位置からのモータ回転量（移動量）をフォトインタラプタ（移動量検出部）６で検出することで検出可能である。本実施形態では、端検出スイッチ５およびフォトインタラプタ６は、フォーカスレンズの位置を検出するための検出部として機能する。
【００１７】
鏡筒２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、光軸に沿って移動することで、ズームを調整するための鏡筒である。鏡筒２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、ズームカム３ｂを、ズームギア４ｂを介して回転させることで移動する。ズームギア４ｂは、ズームモータ７ｂによって回転力を与えられる。ズームカム３ｂの回転位置は、ズームギア４ｂの一部に連動して移動するリニアエンコーダ８により検出可能である。
【００１８】
鏡筒２gは、光軸に沿って移動しない固定鏡筒である。
【００１９】
フォーカスカム３ａおよびズームカム３ｂは、固定筒１０に覆われている。固定筒１０は、マウント１１に覆われている。
【００２０】
投射レンズ１は、制御基板２４に電気的に接続されているレンズ基板９を有する。レンズ基板９は、投射レンズ１の温度を検出する温度検出センサ（温度検出部）を有する。投射表示装置１２は、設置環境や投射画像による温度変動によって、投射レンズ１の焦点位置が変動する場合に、温度検出センサの温度検出結果に応じて所定量だけフォーカスカム３ａを回転させることができる。
【００２１】
投射レンズ１では、フォーカス動作の往復運動を繰り返すことで、モータは回転しているが、ギアのバックラッシ等でフォーカスカム３ａが回転しない場合がある。また、検出精度以下のフォーカスカム３ａの移動は検出することができないため、実際の焦点位置と、検出結果から予想される焦点位置との間に差異が生じる場合がある。このような誤差は、焦点位置を高精度に検出する際に許容できない場合があり、解消しておく必要がある。この場合、蓄積された誤差をリセットするリセット動作（誤差解消動作）が必要となる。リセット動作とは、フォーカスギア４ａの一部を端検出スイッチ５に接する位置まで移動させ、フォーカスギア４ａの一部が端検出スイッチ５に接した位置を再度、基準位置として設定する動作を指す。この動作は、フォーカスカム３ａの移動を伴うため、ある程度の時間が必要である。
【００２２】
一方、固体光源１３は、従来のランプ光源と異なり、早期の点灯が可能である。そのため、投射表示装置１２は、投射表示装置１２の電源がオンしてから早期の投射が可能なクイックスタートと呼ばれる機能を備えることができる。リセット動作に要する時間がその他の処理に要する時間よりも長い場合、投射表示装置１２の電源がオンしてから投射開始までの時間が長くなるおそれがある。
【００２３】
以下の実施例では、投射表示装置１２の電源がオンしてから投射開始までの時間を低減する制御方法について説明する。
【実施例１】
【００２４】
投射表示装置１２の使用場所、用途、使用者等により、時間的に余裕のある時間帯は異なる。例えば、投射表示装置１２を早急にセッティングする必要がある場合、投射表示装置１２の電源がオンしてから投射開始までの時間は投射終了後から撤収するまでの時間に対して短時間であることが好ましい。そこで、リセット動作を撤収時に行い、点灯時は行わないように設定しておくことで投射表示装置１２の電源がオンしてから投射開始までの時間を低減することができる。
【００２５】
図５は、本実施例の投射開始までの時間を低減する制御方法を示すフローチャートである。制御基板２４は、投射表示装置１２の電源をオンにする指令（電源オン指令）を受信すると、投射表示装置１２の電源をオンにし、図５のフローチャートにしたがって制御を開始する。
【００２６】
ステップＳ１０１では、制御基板２４は、リセット動作を実行する。投射表示装置１２は、初期状態では、電源がオンされると同時にリセット動作を実行するように設定されている。そのため、本ステップの処理は、投射表示装置１２を初めて利用する場合や、後述するように電源オン指令の受信後にリセット動作を行うように設定された場合に実行される。
【００２７】
ステップＳ１０２では、制御基板２４は、固体光源１３を点灯させ、投射表示装置１２を利用可能な状態にする。
【００２８】
ステップＳ１０３では、制御基板２４は、リセット動作の実行タイミングが投射表示装置１２の電源をオフにする指令（電源オフ指令）の受信後に設定されているかどうかを判定する。投射表示装置１２の電源がオンしてから投射開始までの時間を短縮するために、実行タイミングが電源オフ指令の受信後に設定されている場合、ステップＳ１０４に進む。点灯時に時間的余裕があり、実行タイミングが電源オフ指令の受信後に設定されていない場合、すなわち、実行タイミングが電源オン指令の受信後に設定されている場合、ステップＳ１０９に進む。
【００２９】
ステップＳ１０４では、制御基板２４は、電源オフ指令を受信する。
【００３０】
ステップＳ１０５では、制御基板２４は、固体光源１３を消灯させる。
【００３１】
ステップＳ１０６では、制御基板２４は、リセット動作を実行する。また、制御基板２４は、レンズ基板９を介して、フォーカスの焦点位置情報等を記憶しておく。
【００３２】
ステップＳ１０７では、制御基板２４は、投射表示装置１２の電源をオフにする。
【００３３】
ステップＳ１０８では、制御基板２４は、電源オン指令を受信したかどうかを判定する。電源オン指令を受信した場合、ステップＳ１０２に戻り、固体光源１３の点灯が即座に行われる。また、フォーカスの焦点位置情報については、制御基板２４が記憶している情報が使用される。電源オン指令を受信しない場合、処理を終了する。
【００３４】
ステップＳ１０９では、制御基板２４は、電源オフ指令を受信する。
【００３５】
ステップＳ１１０では、制御基板２４は、固体光源１３を消灯させる。
【００３６】
ステップＳ１１１では、制御基板２４は、投射表示装置１２の電源をオフにする。
【００３７】
ステップＳ１１２では、制御基板２４は、電源オン指令を受信したかどうかを判定する。電源オン指令を受信した場合、ステップＳ１０１に戻り、電源オン指令を受信しない場合、処理を終了する。
【００３８】
本実施例では、リセット動作の実行タイミングを電源オン指令または電源オフ指令の受信後に設定可能であるが、本発明はこれに限定されない。他の実行タイミングを選択可能であってもよい。例えば、利用者の希望するタイミングでリセット動作が実行されるように設定されていてもよい。リセット動作の実行タイミングを自由に設定可能にすることで、焦点位置の高精度の検出を実現しながら利用者の利便性を向上することができる。
【００３９】
また、図６のフローに示すタイミングでのリセット動作の実行が選択可能であってもよい。図６は、本実施例の投射開始までの時間を低減する制御方法の変形例を示すフローチャートである。図５のフローでは、固体光源１３の消灯後、電源をオフにする前にリセット動作が実行される。図６のフローでは、投射表示装置１２が電源オフ後、電源コードが接続され、通電はしているが電源がオンしていない、いわゆるスタンバイ状態になった（ステップＳ２０７）後、リセット動作が実行される（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０１からステップＳ２０６およびステップＳ２０９からステップＳ２１３までの処理はそれぞれ、図５のステップＳ１０１からステップＳ１０５およびステップＳ１０７からステップＳ１１２までの処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【実施例２】
【００４０】
投射表示装置１２の使用場所、用途、使用者等により、求める焦点位置の精度は異なる。
温度変動がほとんどない環境下では、温度検出センサの温度検出結果によって焦点位置を補正する必要がなく、高精度な焦点位置の検出も不要な場合がある。この場合、リセット動作を次回の点灯時に実行しないように設定できることが好ましい。リセット動作を実施しないことで、投射表示装置１２の電源がオンしてから投射開始までの時間を低減することができる。
【００４１】
図７は、本実施例の投射開始までの時間を低減する制御方法を示すフローチャートである。制御基板２４は、電源オン指令を受信すると、投射表示装置１２の電源をオンにし、図７のフローチャートにしたがって制御を開始する。
【００４２】
ステップＳ３０１およびステップＳ３０２の処理はそれぞれ、図５のステップＳ１０１およびステップＳ１０２の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４３】
ステップＳ３０３では、制御基板２４は、電源オフ指令を受信する。
【００４４】
ステップＳ３０４では、制御基板２４は、電源オン指令の受信後のリセット動作の実行が設定されているかどうかを判定する。リセット動作の実行が設定されている場合、ステップＳ３０５に進む。焦点位置を高精度に検出する用途がなく、投射表示装置１２の電源がオンしてから投射開始までの時間を低減するために、リセット動作を実行しないように設定されている場合、ステップＳ３０８に進む。
【００４５】
ステップＳ３０５およびステップＳ３０６の処理はそれぞれ、図５のステップＳ１０５およびステップＳ１０７の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４６】
ステップＳ３０７では、制御基板２４は、電源オン指令を受信したかどうかを判定する。電源オン指令を受信した場合、ステップＳ３０１に戻り、電源オン指令を受信しない場合、処理を終了する。
【００４７】
ステップＳ３０８およびステップＳ３０９の処理はそれぞれ、図５のステップＳ１１０およびステップＳ１１１の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４８】
ステップＳ３１０では、制御基板２４は、電源オン指令を受信したかどうかを判定する。電源オン指令を受信した場合、ステップＳ３０２に戻り、電源オン指令を受信しない場合、処理を終了する。
【００４９】
本実施例では、リセット動作は電源オン指令の受信後に実行されるが、電源オフ指令の受信後に実行されてもよい。
【実施例３】
【００５０】
投射表示装置１２の使用場所、用途、使用者等により、求める焦点位置の精度は異なる。例えば、会議の実施ルーティーンが決まっていて、温度変動がほとんどない環境下で２回使用し、温度が変動しやすい環境下で１回使用するサイクルで投射表示装置１２を使用する場合がある。この場合、リセット動作を、次回の点灯時に実施しないように設定し、次々回の点灯時に実行するように設定できることが好ましい。リセット動作を実行しない場合には、投射表示装置１２の電源がオンしてから投射開始までの時間を低減することができる。
【００５１】
図８は、本実施例の投射開始までの時間を低減する制御方法を示すフローチャートである。制御基板２４は、電源オン指令を受信すると、投射表示装置１２の電源をオンにし、図８のフローチャートにしたがって制御を開始する。
【００５２】
ステップＳ４０１およびステップＳ４０２の処理はそれぞれ、図５のステップＳ１０１およびステップＳ１０２の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５３】
ステップＳ４０３では、制御基板２４は、電源オンの所定回数ごとにリセット動作の実行が設定されているかどうかを判定する。設定されている場合、ステップＳ４０４に進む。また、制御基板２４は、判定と同時にユーザによる所望の回数を受信する。設定されていない場合、ステップＳ４１０に進む。
【００５４】
ステップＳ４０４からステップＳ４０６の処理はそれぞれ、図５のステップＳ１０４、ステップＳ１０５およびステップＳ１０７の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５５】
ステップＳ４０７では、制御基板２４は、電源オン指令を受信したかどうかを判定する。電源オン指令を受信した場合、ステップＳ４０８に進み、電源オン指令を受信しない場合、処理を終了する。
【００５６】
ステップＳ４０８では、制御基板２４は、電源オンの回数が所定回数より大きいかどうかを判定する。所定回数より大きい場合、ステップＳ４０１に戻り、所定回数より小さい場合、ステップＳ４０９に進む。なお、電源オンの回数が所定回数と等しい場合にどちらのステップに進むかは任意に設定すればよい。
【００５７】
ステップＳ４０９では、制御基板２４は、固体光源１３を点灯させ、投射表示装置１２を利用可能な状態にする。
【００５８】
ステップＳ４１０からステップＳ４１３までの処理はそれぞれ、図５のステップＳ１０９からステップＳ１１２までの処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５９】
本実施例では、リセット動作は電源オン指令の受信後に実行されるが、電源オフ指令の受信後に実行されてもよい。
【００６０】
また、本実施例では、電源オンの回数に応じてリセット動作を実行するが、本発明はこれに限定されない。例えば、フォーカス動作の回数に応じてリセット動作を実行してもよい。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、実施例１と実施例３を組み合わせて本発明を実施してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１    投射レンズ（投射光学系）
５    端検出スイッチ（検出部）
６    フォトインタラプタ(検出部)
１２  投射表示装置
１３  固体光源（光源部）
２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ  液晶パネル（画像表示素子）
２４  制御基板（制御部）
２５  照明光学系
【図１】
2018205580.tif 000003
【図２】
2018205580.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018205580.tif 000006
【図５】
2018205580.tif 000007
【図６】
2018205580.tif 000008
【図７】
2018205580.tif 000009
【図８】
2018205580.tif 000010