(57)【要約】  投射型映像表示装置は、投射レンズの焦点位置を調整するフォーカス調整部を備える。投射レンズは、スクリーンに向かって変位可能な前側レンズ群と後側レンズ群を有する。フォーカス調整部は、後側レンズ群の位置を調整するバックフォーカス調整部と、前側レンズ群の位置を調整する像面調整部とを有し、バックフォーカス調整部と像面調整部は、それぞれ個別のモーターの駆動により、後側レンズ群の位置と前側レンズ群の位置を独立して調整する。
2016075815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射レンズを介してスクリーンに映像を投射する投射型映像表示装置であって、
前記投射レンズの焦点位置を調整するフォーカス調整部と、
該フォーカス調整部を制御する制御部とを備え、
前記投射レンズは、前記スクリーンに向かって変位可能な前側レンズ群と後側レンズ群を有し、
前記フォーカス調整部は、前記後側レンズ群の位置を調整するバックフォーカス調整部と、前記前側レンズ群の位置を調整する像面調整部とを有し、
前記バックフォーカス調整部と前記像面調整部は、それぞれ個別のモーターの駆動により、前記後側レンズ群の位置と前記前側レンズ群の位置を独立して調整することを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記バックフォーカス調整部は、映像が投射される画面の第１の領域のピント調整を行うものであり、
前記像面調整部は、映像が投射される画面の第２の領域のピント調整を行うものであって、
前記第１の領域は前記画面の中央部であり、前記第２の領域は前記画面の周辺部であることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の投射型映像表示装置であって、
前記制御部は、
前記バックフォーカス調整部による調整時には、前記画面の前記第１の領域に調整確認用の第１のインジケータを表示し、
前記像面調整部による調整時には、前記画面の前記第２の領域に調整確認用の第２のインジケータを表示することを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の投射型映像表示装置であって、
前記制御部は、当該装置に装着された前記投射レンズの種類を識別し、該識別結果に基づいて前記第１のインジケータまたは前記第２のインジケータの表示方法を切り替えることを特徴とする投射型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射レンズのフォーカス調整を容易に実現する投射型映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン等に映像を投射する投射型映像表示装置（プロジェクタ）では、スクリーンまでの投射距離に応じて良好な映像が表示されるよう、投射レンズのフォーカス調整が行われる。その際、ユーザーが手動で調整を行う方式は作業性が悪く、電動（モータ駆動）方式で調整することが好ましい。特許文献１には、投射レンズのフォーカス調整と像面調整の２つの調整機構を連動させ、１つのモーターで駆動する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０８８６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
投射型映像表示装置の設置状態によりスクリーンまでの投射距離が大幅に変わる場合、投射レンズとして短焦点用あるいは長焦点用のオプションレンズを装着して用いる。標準レンズの場合には１つの調整機構でカバーできるが、特に短焦点用オプションレンズの場合は、短い投射距離で様々な投射サイズに対応するため、フォーカス調整と像面調整の２つの調整機構が必要になる。特許文献１に記載のフォーカス調整と像面調整の２つの調整機構を連動させて行う方式は、レンズと表示素子の位置関係がほぼ設計値通りであることを前提としている。しかしオプションレンズの場合では、ユーザーがオプションレンズをプロジェクタに取り付ける際に生じる機械的な公差等により、レンズと表示素子の位置関係が設計値から乖離する場合があるため、２つの調整を連動して行うと、調整精度が不十分となる場合があると予想される。【０００５】
また、従来の調整用画面では、調整時に表示されるピント合わせ用パターン（インジケータ）は１種類のみであった。よって、フォーカス調整時と像面調整時において、ユーザーは表示されたインジケータを使い分けて調整を行うことになり、作業性が悪い点も指摘される。【０００６】
本発明の目的は、投射レンズのフォーカス調整をきめ細かく、かつ容易に実現する投射型映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、投射レンズを介してスクリーンに映像を投射する投射型映像表示装置であって、前記投射レンズの焦点位置を調整するフォーカス調整部と、該フォーカス調整部を制御する制御部とを備え、前記投射レンズは、前記スクリーンに向かって変位可能な前側レンズ群と後側レンズ群を有し、前記フォーカス調整部は、前記後側レンズ群の位置を調整するバックフォーカス調整部と、前記前側レンズ群の位置を調整する像面調整部とを有し、前記バックフォーカス調整部と前記像面調整部は、それぞれ個別のモーターの駆動により、前記後側レンズ群の位置と前記前側レンズ群の位置を独立して調整する。【０００８】
ここに前記バックフォーカス調整部は、映像が投射される画面の第１の領域のピント調整を行うものであり、前記像面調整部は、映像が投射される画面の第２の領域のピント調整を行うものであって、前記第１の領域は前記画面の中央部であり、前記第２の領域は前記画面の周辺部である。【０００９】
ここに前記制御部は、前記バックフォーカス調整部による調整時には、前記画面の前記第１の領域に調整確認用の第１のインジケータを表示し、前記像面調整部による調整時には、前記画面の前記第２の領域に調整確認用の第２のインジケータを表示する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、投射レンズのフォーカス調整と像面調整とを電動方式で独立して実行できるので、きめ細かな調整が可能になり調整精度が向上する。また、調整時の確認用インジケータを各調整領域毎に表示するので、ユーザーにとって調整作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における投射型映像表示装置１００の一例を示す構成図。
【図２】投射レンズ１７の一例を示す構成図。
【図３】フォーカス調整用画面の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明における投射型映像表示装置１００の一例を示す構成図である。
まず、光学系から説明する。ここでは、映像表示素子として３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応する液晶パネルを用いている。ランプ（光源）１から出射された照明光は、マルチレンズユニット２により均一照明光となり、色分離光学系に進む。色分離光学系は、照明光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分離し、それぞれに対応する液晶パネルに導光する。Ｂ光はダイクロイックミラー３を反射し、反射ミラー９、コンデンサレンズ１０を介して、Ｂ光用液晶パネル１１に入射する。Ｇ光とＲ光は、ダイクロイックミラー３を透過後、ダイクロイックミラー４により分離される。Ｇ光はダイクロイックミラー４を反射して、コンデンサレンズ１２を透過して、Ｇ光用液晶パネル１３に入射する。Ｒ光はダイクロイックミラー４を透過し、リレーレンズ５，７、反射ミラー６，８、コンデンサレンズ１４を介して、Ｒ光用液晶パネル１５に入射する。
【００１３】
各液晶パネル１１，１３，１５は、図示しないパネル駆動回路から表示する映像信号に応じた駆動信号を受け、入射する各色光を各映像信号に応じて変調し、各色光の光学像を形成する。各色光の光学像は、クロスダイクロプリズム１６に入射する。クロスダイクロプリズム１６は、Ｂ光を反射するダイクロイック膜と、Ｒ光を反射するダイクロイック膜とが略Ｘ字状に形成されている。液晶パネル１１，１５から入射したＢ光とＲ光は、Ｂ光用のダイクロイック膜及びＲ光用のダイクロイック膜でそれぞれ反射される。液晶パネル１３から入射したＧ光は各ダイクロイック膜を透過する。その結果、各色光の光学像が合成され、カラー映像光として出射する。クロスダイクロプリズム１６から出射したカラー映像光は、投射レンズ１７に入射し、図示しないスクリーン上に投射される。
【００１４】
次に、制御系を説明する。投射レンズ１７は後述するように前側レンズ群と後側レンズ群を有し、電動方式によりそれぞれ独立にレンズ位置を投射方向に調整可能としている。すなわち第１モーター２２ａは前側レンズ群の位置を、第２モーター２２ｂは後側レンズ群の位置を調整するための駆動源である。モーター制御部２１は各モーター２２ａ，２２ｂに変位量に応じた駆動信号を供給する。
【００１５】
メイン制御部２０は、モーター制御部２１をはじめ、装置全体の制御を行う。特に本実施例では、図示しないリモコン等によりユーザー操作信号を受信し、ユーザー操作に応じてモーター制御部２１を介し第１、第２のモーター２２ａ，２２ｂを駆動させる。これにより、投射レンズ１７内の前側レンズ群と後側レンズ群の位置を調整する。またメイン制御部２０は、調整用画面に表示するピント合わせ用パターン（インジケータ）の映像信号を生成する。そして、ユーザーの調整タイミングに合わせて、パネル駆動回路を介して各液晶パネル１１，１３，１５に供給する。
【００１６】
図２は、投射レンズ１７の一例を示す構成図である。
投射レンズ１７は複数のレンズ群からなり、スクリーン側の前側レンズ群１７ａ、クロスダイクロプリズム１６側の後側レンズ群１７ｂ、およびこれらに挟まれた中間レンズ群１７ｃから構成される。そして、各レンズ群は１枚以上のレンズから構成される。本例では、スクリーンへの斜め投射を実現するため、スクリーン側の前側レンズ群１７ａの配置と形状は、光軸１９に対して軸非対称とし、斜め投射によって発生する歪みを補正している。
【００１７】
フォーカス調整では、投射レンズのレンズ群を前後方向（光軸方向）に変位させることで、焦点位置をスクリーン位置に合わせる。このようなフォーカス調整では、レンズ群からの焦点距離によって投射映像の端部が湾曲したりボケる現象を生じるため、さらに湾曲やボケを修正する像面調整により緻密な調整を行うようにしている。以下、上記の焦点位置の調整を像面調整と区別して「バックフォーカス調整」と呼ぶ。
【００１８】
バックフォーカス調整部１８ｂはレンズ群のうち後側レンズ群１７ｂを変位させ、像面調整部１８ａは前側レンズ群１７ａを変位させることで行う。これらの各調整部１８ａ，１８ｂには、それぞれ前記モーター２２ａ，２２ｂからの駆動力をギアなどで伝達する調整機構を有している。なお、バックフォーカス調整部１８ｂにおいて後側レンズ群１７ｂと前側レンズ群１７ａの両方を同時に変位させ、像面調整部１８ａにおいて前側レンズ群１７ａのみを変位させるようにしても良い。
【００１９】
バックフォーカス調整部１８ｂでは、後側レンズ群１７ｂを変位させ投射映像画面の中央部のピント調整を行う。一方、像面調整部１８ａでは、前側レンズ群１７ａを変位させ投射映像画面の周辺部のピント調整（湾曲修正）を行う。ただし、上記したように斜め投射の場合には投射方向はレンズの投射レンズ１７の光軸方向より上側に迎角を持たせている。よって、実際に映像が投射される画面（有効画面）では、レンズ周辺部の歪により影響を受ける領域は、画面上側端部のみとなる。
【００２０】
本実施例によれば、投射レンズ１７におけるバックフォーカス調整と像面調整とをそれぞれのモーター２２ａ，２２ｂを駆動して独立して実行できるので、きめ細かな調整が可能になり調整精度が向上する。
【００２１】
図３は、フォーカス調整用画面の一例を示す図である。
フォーカス調整時には、ユーザーが調整の操作（例えば、リモコンボタンの操作）を行うタイミングに合わせ、スクリーン上の調整用画面に調整確認用パターン（インジケータ）を表示する。ユーザーは調整用画面に表示されたインジケータを見ながら、リモコンの調整用ボタンを操作してピント調整を行う。
【００２２】
本実施例では、調整用画面３０を第１の領域３１と第２の領域３２に分け、それぞれにインジケータを表示して個別に調整する。まず画面中央部の第１の領域３１に対しては、後側レンズ群１７ｂを変位させてバックフォーカス調整を行う。そのため、第１の領域３１（画面中央部）に調整確認用の第１のインジケータ４１を表示する。また、画面周辺部（この例では上端側）の第２の領域３２に対しては、前側レンズ群１７ａを変位させて像面調整を行う。そのため、第２の領域３２（画面周辺部）に調整確認用の第２のインジケータ４２を表示する。この例では、第２のインジケータ４２は画面左右のバランスを考慮して左右に２個表示している。この例では、第１、第２のインジケータ４１，４２は同じパターン（十字パターン）としたが、異なるパターンとしてもよい。
【００２３】
そして、第１、第２のインジケータは同時には表示せず、ユーザーの調整動作のタイミングに合わせて表示する。つまり、第１の領域３１の調整時（バックフォーカス調整時）には第１のインジケータ４１のみを表示し、第２の領域３２の調整時（像面調整時）には第２のインジケータ４２のみを表示する。これによりユーザーは、表示されているインジケータに注目して調整すれば良く、現在の調整がバックフォーカス調整であるか像面調整であるかを意識する必要がなく、ユーザーの使い勝手が向上する。
【００２４】
上記した実施例では、次の機能を付加することができる。投射レンズにはレンズの種類を表すレンズＩＤが付与されているので、そのレンズＩＤを読み取ることでメイン制御部２０は、どの種類の投射レンズ（オプションレンズ）が装着されたかを識別する。メイン制御部２０は、レンズ識別結果に基づいて装着されたレンズの種類（名称）を調整用画面に表示させるとともに、フォーカス調整の要／不要を判断し、必要なインジケータを画面に表示させる。あるいは、レンズ識別結果に基づいてインジケータの表示方法（パターン形状や表示位置、表示数など）を切り替えるようにする。このような機能を付加することで、様々な種類のオプションレンズに好適に対応する投射型映像表示装置を提供できる。
【符号の説明】
【００２５】
１：ランプ（光源）、
１１，１３，１５：液晶パネル、
１６：クロスダイクロプリズム、
１７：投射レンズ、
１７ａ：前側レンズ群、
１７ｂ：後側レンズ群、
１７ｃ：中間レンズ群、
１８ａ：像面調整部、
１８ｂ：バックフォーカス調整部、
１９：光軸、
２０：メイン制御部、
２１：モーター制御部、
２２ａ，２２ｂ：モーター、
３０：調整用画面、
３１：第１の領域、
３２：第２の領域、
４１：第１のインジケータ、
４２：第２のインジケータ、
１００：投射型映像表示装置。
【図１】
2016075815.tif 000003
【図２】
2016075815.tif 000004
【図３】
2016075815.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月13日(2017.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射レンズを介してスクリーンに映像を投射する投射型映像表示装置であって、
前記投射レンズの焦点位置を調整するフォーカス調整部と、
該フォーカス調整部を制御する制御部とを備え、
前記投射レンズは、前記スクリーンに向かって変位可能な前側レンズ群と後側レンズ群を有し、
前記フォーカス調整部は、前記後側レンズ群の位置を調整するバックフォーカス調整部と、前記前側レンズ群の位置を調整する像面調整部とを有し、
前記バックフォーカス調整部と前記像面調整部は、それぞれ個別のモーターの駆動により、前記後側レンズ群の位置と前記前側レンズ群の位置を独立して調整することを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記制御部は、前記バックフォーカス調整部による調整時と、前記像面調整部による調整時とで、異なる調整確認用のインジケータを前記スクリーンに表示することを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記バックフォーカス調整部は、映像が投射される画面の第１の領域のピント調整を行うものであり、
前記像面調整部は、映像が投射される画面の第２の領域のピント調整を行うものであって、
前記第１の領域は前記画面の中央部であり、前記第２の領域は前記画面の周辺部であることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の投射型映像表示装置であって、
前記制御部は、
前記バックフォーカス調整部による調整時には、前記画面の前記第１の領域に調整確認用の第１のインジケータを表示し、
前記像面調整部による調整時には、前記画面の前記第２の領域に調整確認用の第２のインジケータを表示することを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の投射型映像表示装置であって、
前記制御部は、当該投射型映像表示装置に装着された前記投射レンズの種類を識別し、該識別の結果に基づいて前記第１のインジケータまたは前記第２のインジケータの表示方法を切り替えることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項６】
投射レンズを装着できる投射型映像表示装置であって、
光源と、
前記光源から出射された光を表示素子に導く光学系と、
前記投射レンズの焦点位置を調整するための制御情報を生成可能な制御部とを備え、
前記制御部の生成する制御情報にもとづいて、前記投射レンズの後側レンズ群の位置を調整するバックフォーカス調整の制御と、前側レンズ群の位置を調整する像面調整の制御とが可能であり、
前記制御情報により制御される前記バックフォーカス調整と前記像面調整は、前記投射レンズにそれぞれ個別に設けられたモーターの駆動により、前記後側レンズ群の位置と前記前側レンズ群の位置を独立して調整することで実行されることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の投射型映像表示装置であって、
前記制御部は、前記バックフォーカス調整による調整時と、前記像面調整による調整時とで、異なる調整確認用のインジケータをスクリーンに表示することを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項８】
請求項６に記載の投射型映像表示装置であって、
前記制御情報により制御される前記バックフォーカス調整は、映像が投射される画面の第１の領域のピント調整であり、
前記制御情報により制御される前記像面調整は、映像が投射される画面の第２の領域のピント調整であって、
前記第１の領域は前記画面の中央部であり、前記第２の領域は前記画面の周辺部であることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記制御部は、
前記バックフォーカス調整による調整時には、前記画面の前記第１の領域に調整確認用の第１のインジケータを表示し、
前記像面調整による調整時には、前記画面の前記第２の領域に調整確認用の第２のインジケータを表示することを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の投射型映像表示装置であって、
前記制御部は、当該投射型映像表示装置に装着された前記投射レンズの種類を識別し、該識別の結果に基づいて前記第１のインジケータまたは前記第２のインジケータの表示を切り替えることを特徴とする投射型映像表示装置。
【国際調査報告】
2016075815.tif 000006
2016075815.tif 000007
2016075815.tif 000008
2016075815.tif 000009