(57)【要約】【課題】傾き調整を含めた姿勢に関する調整を容易に行うのに有利な投射型表示装置を提供する。【解決手段】投射型表示装置１００は、映像を外部にある被投射面に投射する。この投射型表示装置１００は、外部の設置領域に接触して装置本体１を支持し、少なくとも２つは設置領域の表面から装置本体１までの間隔を変化させる脚駆動部５を有する複数の支持脚４と、脚駆動部５を有する少なくとも２つの支持脚４ａ、４ｂを含む複数の支持脚４の設置位置に基づいて間隔の変化量ｈａ、ｈｂを決定し、該変化量に基づいて脚駆動部５を駆動させる制御部１１とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を外部にある被投射面に投射する投射型表示装置であって、
外部の設置領域に接触して装置本体を支持し、少なくとも２つは前記設置領域の表面から前記装置本体までの間隔を変化させる脚駆動部を有する複数の支持脚と、
前記少なくとも２つの支持脚を含む前記複数の支持脚の設置位置に基づいて前記間隔の変化量を設定し、該変化量に基づいて前記脚駆動部を駆動させる制御部と、
を備えることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記映像を投射する投射レンズを備え、
前記脚駆動部を有する前記少なくとも２つの支持脚のうち、一方の前記支持脚は、前記投射レンズの光軸から一方の側に第１距離の位置に配置され、
他方の前記支持脚は、前記投射レンズの光軸から、前記一方の側とは反対側に第２距離の位置に配置され、
前記第１距離と前記第２距離とは、値が異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１距離の位置に配置されている前記支持脚または前記第２距離の位置に配置されている前記支持脚の少なくともいずれかの前記間隔の変化量を、前記第１距離および前記第２距離に基づいて設定することを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記投射レンズを平行移動させて位置を調整する調整部と、
前記調整部により移動された前記投射レンズの移動量を検出する検出部と、を備え、
前記制御部は、前記第１距離の位置に配置されている前記支持脚または前記第２距離の位置に配置されている前記支持脚の少なくともいずれかの前記間隔の変化量を、前記第１距離および前記第２距離、ならびに前記検出部が検出した前記投射レンズの移動量に基づいて設定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記被投射面の位置の基準となる部分と、前記被投射面に投射されている映像とを撮影させる撮像部を備え、
前記制御部は、前記被投射面の位置の基準となる部分を撮影して得られた第１画像に対する、前記被投射面に投射されている映像を撮影して得られた第２画像のズレ量が許容範囲を超えているかどうかを判断し、前記許容範囲を超えていると判断した場合に、前記脚駆動部を駆動させる、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記装置本体の傾きを検出する水準器を備え、
前記制御部は、前記水準器が検出した前記傾きが許容範囲を超えているかどうかを判断し、前記許容範囲を超えていると判断した場合に、前記脚駆動部を駆動させる、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記脚駆動部は、外周部がねじ切りされた回転軸に螺合し、回転により前記間隔を変化させる駆動部であり、
前記第１距離および前記第２距離は、それぞれ前記投射レンズの光軸から前記回転軸の軸中心までの距離である、
ことを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記脚駆動部は、移動軸を特定の方向に変位させることにより前記間隔を変化させる駆動部であり、
前記第１距離および前記第２距離は、それぞれ前記投射レンズの光軸から前記移動軸の軸中心までの距離である、
ことを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記支持脚を保持し、かつ天井に固定されるブラケットを有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの照明光を用いて表示素子に表示された画像を外部のスクリーン上に拡大投射する投射型表示装置（プロジェクター）がある。このような表示装置は、画像を歪みや傾きなく投射するための姿勢の調整を要する。この調整には、画像の仰角（ピッチ）方向の回転についてのチルト調整、首振り角（ヨー）方向の回転についてのパン調整、または画像の傾き角（ロール）方向の回転についての傾き調整などがある。このうち、チルト調整および傾き調整については、表示装置の底面等に設けられた複数の支持脚をユーザー（調整作業者）が伸縮させることで行い、一方、パン調整については、表示装置自体をユーザーが左右に振ることで行うのが一般的である。このとき、表示装置の重量が重い場合、ユーザーは、表示装置を設置領域に載置または保持させたまま左右に振るパン調整については比較的容易に行える。しかしながら、スクリーンに投射された画像を見ながら表示装置を持ち上げて調整をするチルト調整および傾き調整については容易に行えない。これに対して、特許文献１は、１つの支持脚の伸縮を自動化することでチルト調整を簡易化する画像投射装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、チルト調整は可能であるが、傾き調整については言及されていない。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、傾き調整を含めた姿勢に関する調整を容易に行うのに有利な投射型表示装置を提供することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、映像を外部にある被投射面に投射する投射型表示装置であって、外部の設置領域に接触して装置本体を支持し、少なくとも２つは設置領域の表面から装置本体までの間隔を変化させる脚駆動部を有する複数の支持脚と、少なくとも２つの支持脚を含む複数の支持脚の設置位置に基づいて間隔の変化量を設定し、該変化量に基づいて脚駆動部を駆動させる制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、傾き調整を含めた姿勢に関する調整を容易に行うのに有利な投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】一実施形態における傾き調整シーケンスを示すフローチャートである。
【図３】天井に設置されている状態の表示装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１０】
まず、本発明の一実施形態に係る投射型表示装置（以下、単に「表示装置」という。）の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置１００の構成を示す概略図であり、図１（ａ）は、斜視図であり、図１（ｂ）は、投射レンズ３側から見た側面図である。表示装置１００は、一例として、光源からの照明光を用いて、表示素子に表示された画像（静止画像および動画像を含む映像）を外部に設置されているスクリーン（被投射面）上に拡大投射するものであり、設置領域としての平台に載置されているものとする。なお、図１以下の各図では、後述する投射レンズ３の光軸と平行となるＸ軸を取り、Ｘ軸に垂直な平面内に互いに直交するＹ軸およびＺ軸を取っている。特に、本実施形態では、Ｚ軸方向を鉛直方向と想定している。
【００１１】
表示装置１００は、筐体（本実施形態では装置本体と同義としている）１と、筐体１の内部に、不図示の照明光学系および画像生成部を内装する光学ボックス２と投射レンズ３とを含む光学系とを備える。照明光学系は、光源であるランプや偏光変換素子、その他の光学素子を含み、画像生成部へ照明光を出射する。画像生成部は、例えば、照明光学系からの出射光を受光するＲ・Ｇ・Ｂの３色用の液晶パネル（表示素子）を有する色分離合成光学系を含む。投射レンズ３は、画像生成部からの出射光を受光し、外部のスクリーンに画像を投射する。また、光学ボックス２は、連設されている投射レンズ３を平行移動（以下「レンズシフト」という。本実施形態ではＹ軸方向の変位）させるレンズ調整部８を含む。なお、レンズ調整部８は、ユーザーの手動により動作するもの、またはユーザーの指定により電動で駆動するものいずれでも構わない。また、表示装置１００は、設置位置を光学ボックス２の内外を問わず、レンズ調整部８の動作（駆動）によりレンズシフトした距離、すなわちシフト量（移動量）を検出する検出部を備える。
【００１２】
また、表示装置１００は、筐体１を平台に載置させるときに介させる複数の支持脚４を備える。支持脚４は、例えば、平台の表面に対向する筐体１の底面（第２面）で、かつ第２面の四隅に１つずつ、計４つ（第１支持脚４ａ〜第４支持脚４ｄ）配置される。支持脚４は、平台の表面に接触する弾性部材（例えばゴム）や金具等からなる台座６と、台座６に連設される軸７と、軸７の位置を変化させて平台の表面と筐体１の第２面とのＺ軸方向の間隔を変化させる脚駆動部５とを含む。以下、この間隔を変化させることを「支持脚４を伸縮させる」と表現する。なお、本実施形態では、複数の支持脚４のすべてが脚駆動部５を有するものとする。ただし、例えば、四隅のうちの画像投射側の側面（第１側面）にある２つのもののみ、すなわちすべてのうちの少なくとも２つ（第１支持部４ａおよび第２支持部４ｂ）が脚駆動部５を有し、残りの支持脚４は脚駆動部５を有さないものとしてもよい。脚駆動部５は、例えば、回転軸である軸７のねじ切りされた外周部に螺合し、回転により支持脚４を伸縮させる駆動部であってもよいし、または軸７がアクチュエーターの移動軸であり、軸７を特定の方向に移動させる駆動部（アクチュエーター）などであってもよい。
【００１３】
ここで、図１（ｂ）に示すように、表示装置１００の第１側面に、投射レンズ３の光軸を中心とした座標１２を設定する。第１支持脚４ａは、座標１２のＹ軸方向について、投射レンズ３の光軸（光軸中心）から軸７（その中心軸）までの第１距離Ｌａの位置に設置されている。一方、第２支持脚４ｂは、座標１２のＹ軸方向について、投射レンズ３の光軸から軸７までの第２距離Ｌｂの位置に設置されている。本実施形態では、投射レンズ３は、表示装置１００の内部における構成要素の配置の制約から、その投射面が第１側面のＹ軸方向の中心から一方の側に寄るように配置されている。すなわち、第１距離Ｌａと第２距離Ｌｂとの値は異なる。なお、表示装置１００は、第１支持脚４ａおよび第２支持脚４ｂ以外にも、第３支持脚４ｃおよび第４支持脚４ｄが存在する。本実施形態では、説明の簡単化のために、このうち第３支持脚４ｃは、第１支持脚４ａの奥の第１側面の反対側にあたる第２側面の近傍に、Ｙ軸方向の位置が一方の側の第１距離Ｌａと同じで、第１支持脚４ａとＸ軸方向の位置が異なるものとする。同様に、第４支持脚４ｄは、第２支持脚４ｂの奥の第１側面の反対側にあたる第２側面の近傍に、Ｙ軸方向の位置が他方の側の第２距離Ｌｂと同じで、第２支持脚４ｂとＸ軸方向の位置が異なるものとする。これに対して、第１支持脚４ａおよび第３支持脚４ｃの伸縮量（上記間隔の変化量）を第１伸縮量ｈａとする。一方、第２支持脚４ｂおよび第４支持脚４ｄの伸縮量を第２伸縮量ｈｂとする。
【００１４】
表示装置１００は、支持脚４を適宜伸縮させることで、画像を歪みや傾きなく投射するための筐体１の姿勢の調整、特に画像の傾き角方向の回転についての傾きを、以下に示すシーケンスにより調整する。この傾き調整シーケンスを実施するための構成として、表示装置１００は、ユーザーが傾き調整に関する指示を入力する入力部９と、被投射面の位置の基準となる部分および投射された画像を撮影する撮像部１０とを備える。入力部９は、例えば、筐体１の上面（底面としての第２面に対する第１面）に設置されるスイッチボタンであり、筐体１の内部で後述の制御部１１に信号配線を介して接続される。なお、入力部９は、例えば、赤外線受光部として、ユーザーが持つリモコンから無線で操作されるものであってもよい。撮像部１０は、例えばＣＣＤカメラ等の撮像素子であり、撮像面が第１側面に位置するように筐体１の内部に設置され、筐体１の内部で制御部１１に信号配線を介して接続される。
【００１５】
さらに、表示装置１００は、ユーザーからの指示に基づいて、当該表示装置１００の各駆動系（光学系を構成するものも含む）の動作制御や調整、またはこれらのための演算処理等を実行する制御部１１を備える。なお、図１では、制御部１１を電子基板で表している。本実施形態では、制御部１１は、特に以下の傾き調整シーケンスを実行し得る。このとき、制御部１１は、支持脚４の伸縮量、すなわち上記間隔の変化量を求め、この求められた伸縮量に基づいて各脚駆動部５を動作させ得る。
【００１６】
次に、表示装置１００における傾き調整について説明する。図２は、一実施形態における傾き調整のシーケンスを示すフローチャートである。この傾き調整シーケンスを実施するのは、例えば、以下のような場合である。ユーザーは、実際にスクリーンに投射されている画像を目視し、画像に歪み等が生じているかどうかを確認する。このとき、ユーザーは、歪み等が生じており、かつ調整が必要であると判断したとき、まずはレンズ調整部８によるレンズシフトで対応する。その結果、ユーザーは、レンズ調整部８によるレンズシフトでは画像の歪み等を調整しきれない、すなわち所望の画像に補正できないと判断したときに、以下の傾き調整シーケンスを実施させる。
【００１７】
制御部１１は、ユーザーが入力部９から傾き調整を指示したことを受けて、傾き調整シーケンスを開始し、まず、撮像部１０に、被投射面の位置の基準となる部分と、被投射面に投射されている画像とを撮影させる（ステップＳ１００）。ここで、「被投射面の位置の基準となる部分」としては、例えば、外部のスクリーンの枠とし得る。
【００１８】
次に、制御部１１は、ステップＳ１００で撮影された２つの画像、すなわちスクリーン枠が写る第１画像と、スクリーンに投射されている画像が写る第２画像とを比較する。そして、制御部１１は、画像が投射されるべき所望の位置がズレているか、具体的には第１画像に対する第２画像のズレ量が許容範囲を超えているかどうかを判断する（ステップＳ１０１）。ここで、制御部１１は、画像が投射されるべき所望の位置がズレている（第２画像のズレ量が許容範囲を超えている）と判断した場合には（ＹＥＳ）、以下のステップＳ１０２に移行する。一方、制御部１１は、画像が投射されるべき所望の位置がズレていない（第２画像のズレ量が許容範囲以内である）と判断した場合には（ＮＯ）、以後傾き調整は不要であるので、傾き調整シーケンスを終了する。
【００１９】
次に、制御部１１は、傾き調整シーケンスを実施する前にユーザーがレンズ調整部８を用いてレンズシフトさせたときのシフト量を上記の検出部に検出させる（ステップＳ１０２）。次に、制御部１１は、ステップＳ１０２でシフト量が検出されたかどうかを判断する（ステップＳ１０３）。ここで、制御部１１は、ステップＳ１０２でシフト量が検出されない、すなわち傾き調整シーケンスを実施する前にユーザーがレンズシフトさせていないと判断した場合には（ＮＯ）、以下のステップＳ１０４に移行する。一方、制御部１１は、ステップＳ１０２でシフト量が検出された、すなわち傾き調整シーケンスを実施する前にユーザーがレンズシフトさせていると判断した場合には（ＹＥＳ）、以下のステップＳ１０５に移行する。
【００２０】
まず、ステップＳ１０４として、制御部１１は、レンズシフトさせていない場合の支持脚４の伸縮量ｈａ、ｈｂを設定する。ここで、傾き以外の姿勢の調整、例えば、画像の仰角方向の回転についてのチルト調整や、首振り角方向の回転についてのパン調整などは、他の方法により調整可能であり、その方法で調整された姿勢については、そのまま維持されるのが望ましい。したがって、本シーケンスによる傾き調整では、投射画像の中心を座標１２の中心から可能な限り動かさないように、具体的にはＺ軸方向の誤差（上下誤差）が生じる可能性があるが許容できる範囲で調整するものとする。そこで、制御部１１は、まず、第１伸縮量ｈａを微少な任意の値に設定し、一方、第２伸縮量ｈｂを、例えば、以下の式（１）で表される値に設定する。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
ただし、式（１）において、正は伸、負は縮を表す。そして、制御部１１は、以下のステップＳ１０６に移行する。一方、制御部１１は、ステップＳ１０４ではなく、ステップＳ１０５に移行したときは、第１距離Ｌａと第２距離Ｌｂとのそれぞれに検出部が検出したシフト量を加えた上で、ステップＳ１０４と同様に各伸縮量ｈａ、ｈｂを設定する（ステップＳ１０５）。
【００２３】
次に、制御部１１は、第１支持脚４ａおよび第２支持脚４ｃの各脚駆動部５に、第１伸縮量ｈａがステップＳ１０４（またはステップＳ１０５）にて設定された値となる駆動電流を送る。さらに、制御部１１は、第２支持脚４ｂおよび第４支持脚４ｄの各脚駆動部５に、第２伸縮量ｈｂがステップＳ１０４（またはステップＳ１０５）にて式（１）で表される値となる駆動電流を送る（ステップＳ１０６）。これにより、各支持脚４ａ〜４ｄは、それぞれ所望の量だけ伸縮する。
【００２４】
次に、制御部１１は、ステップＳ１００に戻り、撮像部１０に、被投射面の位置の基準となる部分と、被投射面に投射されている画像とを撮影させ、次にステップＳ１０１にて画像が投射されるべき所望の位置がズレているか再確認する。ここで、制御部１１は、未だに画像が投射されるべき所望の位置がズレていると判断した場合には（ＹＥＳ）、以下の工程を引き続き実行する。この場合、制御部１１は、ステップＳ１０４またはＳ１０５にて、第１伸縮量ｈａの値（結果的に第２伸縮量ｈｂの値も）を前回から変更する。一方、制御部１１は、画像が投射されるべき所望の位置がズレていないと判断した場合には（ＮＯ）、傾き調整が正常に行われたことになるので、傾き調整シーケンスを終了する。
【００２５】
これにより、表示装置１００は、チルト調整だけでなく、傾き調整も、ユーザーに対して装置自体を片手で持ち上げながらの微調整という難しい作業を要することなく、容易に実施が可能となる。
【００２６】
以上のように、本実施形態によれば、傾き調整を含めた姿勢に関する調整を容易に行うのに有利な投射型表示装置を提供することができる。
【００２７】
なお、上記説明では、表示装置１００は、撮像部１０を備え、傾き調整シーケンスにおけるステップＳ１００にて、撮像部１０に第１画像と第２画像とを撮影させた上で、ステップＳ１０１にて、それらを比較しズレ量が許容範囲を超えているかどうかを判断した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、撮像部１０と同位置に、撮像部１０に換えて水準器を設置し、制御部１１は、この水準器が検出した傾きに基づいて傾きの許容判断を行ってもよい。この場合、制御部１１は、ステップＳ１００にて、水準器に傾きを検出させ、ステップＳ１０１にて、ステップＳ１００で検出された傾きの値に基づいて、表示装置１００に傾きが生じているか（傾きの値が許容範囲であるか）を判断する。
【００２８】
また、上記説明では、表示装置１００が平台に載置させていると想定した。これに対して、表示装置１００は、室内の天井に設置することも可能である。図３は、天井２００に設置されている状態の表示装置１００の構成を示す概略図である。表示装置１００は、天井２００に固定され（吊され）、かつ４つの支持脚４、具体的には各支持脚４を構成する台座６をそれぞれ保持する（吊す）ブラケット２０を有する。表示装置１００は、このようなブラケット２０を介して天井２００に設置されることで、別途ブラケット２０自体に傾き調整機構を設置せずとも、上記と同様に姿勢に関する調整を容易に行うことができる。
【００２９】
また、上記説明では、表示装置１００は、第１支持脚４ａ〜第４支持脚４ｄの４つの支持脚を備えるものとした。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、表示装置１００は、３つの支持脚を備えるものとし、第１側面近傍に２つ、第２側面近傍に１つ設置する構成もあり得る。この場合、第１側面近傍に設置される２つの支持脚は、例えば上記説明の第１支持脚４ａおよび第２支持脚４ｂと同様とし得る。これに対して、第２側面近傍の支持脚は、投射レンズ３の光軸（光軸中心）とＹ軸方向で同一で、かつ上記説明の第３支持脚４ｃ（または第４支持脚４ｄ）とＸ軸方向で同一の位置に設置し得る。そして、例えば、第２側面近傍の支持脚は、上記各支持脚４とは異なり、脚駆動部５を含まない固定支持脚とし得る。このような構成によっても、上記と同様の効果を奏する。
【００３０】
さらに、上記説明では、Ｚ軸方向の誤差が生じる可能性があるが許容できる範囲で調整すると想定して傾き調整シーケンスが実行されるとした。これに対して、もし上記の傾き調整シーケンスで傾きが正常に調整されたとしても、反対にＺ軸方向の誤差が大きくなってしまった場合には、他の方法で再調整することで対応可能である。例えば、チルト調整で再調整する場合が考えられるが、本実施形態によれば、各支持脚４は自動で伸縮可能であるので、適宜単独で調整するにしても容易に調整することができる。
【００３１】
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および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１      筐体
４      支持脚
５      脚駆動部
１１    制御部
１００  投射型表示装置
【図１】
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【図２】
2015197598.tif 000005
【図３】
2015197598.tif 000006