CN108496112A - 投影仪以及投影仪的控制方法 - Google Patents

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Abstract

抑制因投射面的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。投影仪(10)的特征在于，具有：光源装置(21)；调制部(23)，其作为光调制装置发挥功能，该光调制装置对从光源装置(21)射出的光源光进行调制；投射光学系统(25)，其对被调制部(23)调制后的调制光进行投射；以及焦点调整部(100)，其针对调制光的每个区域调整焦点。

Description

投影仪以及投影仪的控制方法
技术领域
本发明涉及投影仪以及投影仪的控制方法。
背景技术
通常，在很多情况下以将图像投射(投影)到墙壁或天花板等平坦的面为前提来设计投影仪。与此相对，为了将图像投射到曲面，提出了如下的投影仪：该投影仪根据对因投射面的形状而引起的投射图像的失真进行校正的近似式进行投射图像的变形处理，对变形处理后的投射图像进行投射(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-320662号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，以往的结构能够对因投射面的形状而引起的投射图像的失真进行校正，但无法解决因投射面的形状而引起的投射距离之差造成的焦点偏移。
因此，本发明的目的在于，能够抑制因投射面的形状等引起的焦点偏移并在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的投影仪的特征在于，具有：光源；光调制装置，其对从所述光源射出的光源光进行调制；投射光学系统，其对被所述光调制装置调制后的调制光进行投射；以及焦点调整单元，其能够针对所述调制光的每个区域调整焦点。
根据本发明，由于能够通过焦点调整单元对调制光的每个区域调整焦点，所以抑制了因投射面的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，所述光调制装置被分割成多个区域，所述焦点调整单元针对分割出的每个区域进行焦点调整。
根据本发明，能够对光调制装置的分割出的每个区域进行焦点调整，抑制了因投射面的形状等引起的焦点偏移。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，所述焦点调整单元按照所述光调制装置的每个像素进行焦点调整。
根据本发明，由于按照每个像素进行焦点调整，所以有利于投射图像的高品质化。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，所述焦点调整单元配置在所述光调制装置与所述投射光学系统之间。
根据本发明，能够利用在以往的投影仪等具有的光调制装置与投射光学系统之间空出的空间来配置焦点调整单元。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，该投影仪具有：多个所述光调制装置；以及合成光学系统，其对被所述多个光调制装置调制后的调制光进行合成，所述焦点调整单元配置在所述合成光学系统与所述投射光学系统之间。
根据本发明，能够利用以往的投影仪等具有的多个光调制装置与合成光学系统之间空出的空间来配置焦点调整单元。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，该投影仪具有：多个所述光调制装置；以及多个所述焦点调整单元，它们分别与所述光调制装置对应。
根据本发明，例如在3板式的投影仪中，抑制了因投射面的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，该投影仪具有合成光学系统，该合成光学系统对来自所述多个光调制装置的调制光进行合成，所述多个焦点调整单元配置在所述多个光调制装置与所述合成光学系统之间。
根据本发明，例如在3板式的投影仪中，能够利用在多个光调制装置与合成光学系统之间空出的空间来配置多个焦点调整单元。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，该投影仪还具有：距离测量单元，其针对所述调制光的每个区域测量每个区域离所述调制光投射到的投射区域的分离距离；以及控制单元，其根据所述距离测量单元测量出的所述分离距离，使所述焦点调整单元针对所述调制光的每个区域进行焦点调整。
根据本发明，针对调制光的每个区域，根据离调制光投射到的投射区域的分离距离，对调制光的每个区域进行焦点调整，因此，抑制了因投射面的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，所述控制单元根据所述距离测量单元测量出的所述分离距离，通过基于所述投射光学系统的焦点调整和基于所述焦点调整单元的所述调制光的每个区域的焦点调整，使所述调制光的每个区域的焦点分别聚焦于所述投射区域。
根据本发明，通过基于投射光学系统的焦点调整和基于焦点调整单元的调制光的每个区域的焦点调整，使调制光的每个区域的焦点分别聚焦于投射区域，因此，抑制了因投射面的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，所述控制单元根据基于测量出的所述分离距离而设定的基准距离，通过基于所述投射光学系统的焦点调整，使所述调制光的每个区域的焦点聚焦于隔开所述基准距离的位置，根据所述基准距离与测量出的所述分离距离之差，通过基于所述焦点调整单元的所述调制光的每个区域的焦点调整，使所述调制光的每个区域的焦点分别聚焦于所述投射区域。
根据本发明，能够对基于投射光学系统的焦点调整和基于焦点调整单元的焦点调整进行适当组合来抑制因投射面的形状等引起的焦点偏移。例如，通过将基准距离设定为测量出的分离距离中的最短距离，基于焦点调整单元的焦点调整只需将焦点向变长的一侧进行调整即可。
并且，在上述结构中，本发明的特征在于，所述焦点调整单元具有电子式焦点可变透镜，该电子式焦点可变透镜对每个所述区域的焦点进行调整。
根据本发明，能够使用电子式焦点可变透镜来抑制因投射面的形状等引起的焦点偏移。
并且，本发明是投影仪的控制方法，该投影仪具有：光源；光调制装置，其对从所述光源射出的光源光进行调制；投射光学系统，其对被所述光调制装置调制后的调制光进行投射；以及焦点调整单元，其能够针对所述调制光的每个区域调整焦点，其特征在于，通过距离测量单元针对所述调制光的每个区域测量每个区域离各区域的所述调制光投射到的投射区域的分离距离，控制单元根据测量出的所述分离距离，使所述焦点调整单元针对所述调制光的每个区域进行焦点调整。
根据本发明，抑制了因投射面的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的投影仪的光投射部的结构的图。
图2是示出了投影仪的焦点调整部的截面构造的图。
图3是与液晶面板一起示意性地示出了焦点调整部的图。
图4是示出由单独部件形成焦点调整部的情况的一例，(B)和(C)是示出与周围部件构成为一体的情况的一例的图。
图5是示出投影仪的功能结构的框图。
图6是示出焦点调整动作的流程图。
图7的(A)和(B)是用于说明应用于焦点调整部的液体透镜的图。
图8是示出仅具有一个焦点调整部的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出本发明的实施方式的投影仪10的光投射部11的结构的图。
该投影仪10具有将图像投射到投射面SC的光投射部11，该投影仪10作为将图像显示于投射面SC的图像显示装置发挥功能。该投影仪10可投射的投射面SC不限于平面，是包含曲面或凹凸面在内的各种形状的面。在图1中示出了投射面SC为曲面的情况。投影仪10投射的投射对象可以是屏幕或墙壁面，也可以是立体物的表面，在本实施方式中，作为一例，将投射对象设为曲面的投射面SC。并且，投影仪10的设置状态可以是落地设置在投射面SC的前方的落地设置，也可以是从天花板吊挂的吊挂设置，没有特别地限定。
光投射部11具有光源装置21、调制部23以及投射光学系统25。光投射部11还具有光源侧光学系统27、分离光学系统29、中继光学系统31以及合成光学系统33。
光源装置(光源)21具有发光部21A和反射器21B。发光部21A例如可以使用卤素灯、超高压汞灯、金属卤化物灯等。反射器21B例如包含抛物面镜。从发光部21A射出的辐射状的光被反射器21B反射而转换成平行光。反射器21B将来自发光部21A的光朝向光源侧光学系统27射出。另外，光源装置21并不限定于灯，可以是LED(Light Emitting Diode)或激光光源等固体光源，也可以是其他光源。
调制部23具有液晶面板50，该液晶面板50作为对来自光源装置(光源)21的光(光源光)进行调制的光调制装置发挥功能。液晶面板50是透过型液晶面板，与RGB的三原色的各色对应地设置。即，液晶面板50具有对红色(R)的色光进行调制的液晶面板50R、对绿色(G)的色光进行调制的液晶面板50G、以及对蓝色(B)的色光进行调制的液晶面板50B。另外，作为调制部23，不限于透过型液晶面板，也可以采用反射型液晶面板或数字微镜器件等其他光调制装置。并且，不限定于具有多个光调制装置的结构，也可以采用仅具有一个光调制装置的结构。
在以下的说明中，将红色的色光适当称为红色光，将绿色的色光适当称为绿色光，将蓝色的色光适当称为蓝色光。即，液晶面板50R是红色光用的液晶面板，液晶面板50G是绿色光用的液晶面板，液晶面板50B是蓝色光用的液晶面板。并且，在不需要特意区分液晶面板50R、50G和50B来说明的情况下，称为液晶面板50。
光源侧光学系统27以均匀的照度分布射出从光源装置(光源)21入射的光(光源光)。该光源侧光学系统27具有配置在光源装置(光源)21的光路上的第1透镜61、第2透镜62、偏振转换元件63以及重叠透镜64。
第1透镜61和第2透镜62是将多个微透镜配置成矩阵状而成的阵列透镜。第1透镜61将从光源装置21射出的光分割成部分光束而射出。第2透镜62与重叠透镜64一起使第1透镜61的各微透镜的像分别在液晶面板50R、50G、50B中成像。
偏振转换元件63配置在第2透镜62与重叠透镜64之间。偏振转换元件63将从第2透镜62射出的包含两种偏振成分的光转换成液晶面板50R、50G、50B可调制的一种偏振光。由此，将在没有偏振转换元件63的情况下作为热量被消耗的一方的偏振光用作液晶面板50可调制的光，提高了光的利用效率。
分离光学系统29将来自光源侧光学系统27的光分离成红色光(R)、绿色光(G)、蓝色光(B)的3色光。本实施方式的分离光学系统29具有两个分色镜71、72和反射镜73。分色镜71使来自光源侧光学系统27的光中的红色光和绿色光透过，对蓝色光进行反射。反射镜73对被分色镜71反射的蓝色光进行反射，从而将蓝色光引导至调制部23的液晶面板50B。分色镜72使来自分色镜71的光中的红色光透过并对绿色光进行反射，从而将绿色光引导至调制部23的液晶面板50G。
中继光学系统31具有入射侧透镜75、中继透镜76以及反射镜77、78，将透过了分色镜72的红色光引导至红色光用的液晶面板50R。另外，对由中继光学系统31引导3种色光中的红色光的情况进行了说明，但不限于此，例如，也可以构成为通过改变分色镜71、72的功能来引导蓝色光或绿色光。
调制部23根据图像数据(图像信号)对入射的光进行调制。该调制部23具有：3个入射侧偏振板81，该3个入射侧偏振板81入射来自分离光学系统29和中继光学系统31的各光；以及3个液晶面板50R、50G、50B，它们配置在这些入射侧偏振板81的射出侧。并且，调制部23具有配置在各液晶面板50R、50G、50B的射出侧的3个射出侧偏振板82。
入射侧偏振板81仅使由分离光学系统29分离出的各光中的、恒定方向的偏振光透过，对其他光进行吸收。射出侧偏振板82仅使从液晶面板50射出的调制光中的规定方向的偏振光透过，对其他光进行吸收。入射侧偏振板81和射出侧偏振板82被配置成彼此的偏振轴的方向垂直。在入射侧偏振板81的入射侧分别配置有场透镜91。
场透镜91具有将从第2透镜62射出的各部分光束转换成与其中心轴(主光线)平行的光束的光学作用。也就是说，由分离光学系统29分离出的各光穿过场透镜91、入射侧偏振板81而分别入射到液晶面板50R、50G、50B。
液晶面板50R、50G、50B例如是使用了多晶硅TFT(Thin Film Transistor)作为开关元件的有源矩阵型的透过型液晶面板，也被称为TFT液晶。液晶面板50R、50G、50B根据每种色光的图像信息(信号)对入射的各色光进行调制，使每种色光的调制光经由射出侧偏振板82入射到合成光学系统33。
合成光学系统33具有二向色棱镜33A，该合成光学系统33对从液晶面板50R、50G、50B经由射出侧偏振板82射出的3色的调制光进行合成。二向色棱镜33A例如是如下的十字分色棱镜：对红色光进行反射的电介质多层膜和对蓝色光进行反射的电介质多层膜沿着4个直角棱镜的界面配置成大致X字状。
投射光学系统25在合成光学系统33的射出侧具有未图示的投射透镜，经由投射透镜对由合成光学系统33合成的全色光进行放大而射出到投射面SC。投射光学系统25能够通过改变投射透镜的位置等而调整焦点。
本实施方式的投影仪10在液晶面板50R、50G、50B与合成光学系统33之间具有焦点调整部(焦点调整单元)100，该焦点调整部100能够针对调制光的每个区域调整焦点。
焦点调整部100是具有微透镜的透镜阵列，该微透镜能够按照通过液晶面板50R、50G、50B的调制光的每个区域改变折射率，更具体来说，焦点调整部100是各微透镜由液晶透镜构成的液晶透镜阵列。各微透镜以液晶面板50(50R、50G、50B)的几个像素为一个区段排列成矩阵状。另外，也可以按照液晶面板50的每个像素设置各微透镜。
通过适当地改变各微透镜的折射率，能够按照调制光通过的每个微透镜对通过液晶面板50的调制光改变焦点。在本实施方式中，由于在液晶面板50的上述几个像素的每个区段中配置微透镜，所以，能够针对通过上述一个区段的每个调制光调整焦点。换言之，能够针对将调制光分割成规定的多个区域时的每个区域调整各调制光的焦点。
另外，不限于使多个微透镜的折射率分别可变的结构，也可以构成为将微透镜分配成多个组，按组来控制微透镜的折射率而对焦点进行调整。
另外，在本实施方式中，上述规定的多个区域是在与液晶面板50的水平方向以及垂直方向对应的两个方向上整齐地分割成矩阵状的区域。由此，能够针对相对于投射面SC在水平方向和垂直方向上排列的每个区域调整焦点。
图2是示出焦点调整部100的截面构造的图。
焦点调整部100具有如下的液晶面板构造：通过由玻璃等透明材料构成的一对透明基板111、112(以下，将一方的透明基板111称为“第1基板111”，将另一方的透明基板112称为“第2基板112”)夹持液晶层113。
在第1基板111的内表面设置有条纹状的第1电极115，该第1电极115由多个带状电极构成，该多个带状电极在各液晶面板50的水平方向上延伸并且互相平行地配置。第1电极115由ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)等的透明导电膜构成。
在第2基板112的内表面的整个区域设置有由透光性高的树脂构成的透镜形状层116。透镜形状层116对液晶层113赋予透镜形状，在透镜形状层116上以被第1基板111和第2基板112夹持的液晶层113成为凸透镜形状的方式设置有由弯曲面构成的多个凹部116A。
在第2基板112上的透镜形状层116的内表面侧设置有条纹状的第2电极117，该第2电极117由多个带状电极构成，该多个带状电极在液晶面板50的垂直方向上延伸，并且互相平行地配置。第2电极117沿着透镜形状层116的凹部116A形成。第2电极117也与第1电极115同样由ITO等的透明导电膜构成。构成液晶层113的液晶材料可以使用具有正的介电常数各向异性的材料或具有负的介电常数各向异性的材料中的任意材料。
根据上述结构，通过对第1电极115-第2电极117之间施加电压，能够在第1电极115与第2电极117交叉的位置变更液晶层113的取向状态。
由此，能够如在图3中示意性地示出焦点调整部100那样，针对将焦点调整部100在与液晶面板的水平方向以及垂直方向对应的方向上分割后的每个区域RR，通过所谓的单纯矩阵型的驱动来改变各区域RR的折射率。
另外，在图3中示出了针对与液晶面板50的4个像素(水平方向的两个像素、垂直方向的两个像素)对应的每个区域形成焦点调整部100的各区域RR的情况。另外，在图3中，标号RR1表示液晶面板50的一个像素的区域。
该焦点调整部100以使得在不施加电压的情况(电压无施加状态)下液晶层113的折射率与透镜形状层116的折射率一致的方式选择液晶材料和透镜形状层116的树脂材料。因此，在不需要针对调制光的每个区域RR改变焦点的情况下，通过设为电压无施加状态，不会在液晶层113与透镜形状层116的界面产生光的折射，焦点不发生变更。
另一方面，在对第1电极115-第2电极117之间施加电压的情况下，液晶层26的取向状态根据所施加的电压而发生变化。由此，通过调整所施加的电压，能够调整液晶层113与透镜形状层116的界面处的折射率。
另外，焦点调整部100可以由单独部件形成，也可以由与周围部件一体的一体部件构成。这里，图4的(A)示出了焦点调整部100由单独部件形成的情况的一例，图4的(B)和图4的(C)示出了与周围部件构成为一体的情况的一例。
在焦点调整部100由单独部件形成的情况下，如图4的(A)所示，容易利用以往的投影仪的射出侧偏振板82与二向色棱镜33A之间的间隙来配置焦点调整部100。
在图4的(B)中示出了焦点调整部100与射出侧偏振板82构成为一体的情况。并且，在图4的(B)中，射出侧偏振板82也与液晶面板50的射出侧的面构成为一体。这样，通过使焦点调整部100、射出侧偏振板82以及液晶面板50成为一体，能够使配置空间为最小限度，还能够削减部件个数。
在图4的(C)中，示出了焦点调整部100与二向色棱镜33A的入射侧的面构成为一体的情况。该情况与图4的(A)所示的情况相比，能够削减配置空间。
图5是示出投影仪10的功能结构的框图。
投影仪10具有外部的图像供给装置200连接的接口(I/F)部210，经由该I/F部210输入各种图像数据(包含图像信号)。
图像供给装置200是DVD播放器等图像再现装置、数字电视调谐器等广播接收装置、视频游戏机或个人计算机等图像输出装置。并且，图像供给装置200也可以是与个人计算机等进行无线通信而接收图像数据的通信装置等。从图像供给装置200输入到投影仪10的图像数据也可以是动态图像或静止图像中的任意数据(信号)。并且，投影仪10也可以读出投影仪10内的存储部211或外部连接的存储介质所存储的图像数据，根据该图像数据在投射面SC上显示图像。
除了光投射部11和焦点调整部100之外，投影仪10还具有存储部211、控制部(控制单元)212、输入部213、操作面板214、遥控器215、图像处理部216、显示驱动部217以及光源控制部218。
存储部211对投影仪10所处理的各种数据或程序等进行存储。存储部211例如是RAM(Random Access Memory)、寄存器、HDD(Hard Disk Drive)或SSD(Solid StateDrive)。
控制部212通过执行存储于存储部211的程序来控制投影仪10的各部分。输入部213经由操作面板214和遥控器215输入用户指示，向控制部212通知。也就是说，控制部212根据用户指示等控制投影仪10的各部分。
图像处理部216在控制部212的控制下对所输入的图像数据执行图像处理。例如，图像处理部216适当地进行调整大小处理以及梯形校正等，以使与图像数据对应的图像以合适的大小等显示于投射面SC。并且，图像处理部216根据进行了上述图像处理的图像，按照RGB输出表示光投射部11所具有的液晶面板50R、50G、50B的各像素的灰度的图像信号。
显示驱动部217根据图像处理部216输出的图像信号，对液晶面板50R、50G、50B进行驱动而设定各像素的灰度，在液晶面板50R、50G、50B上以帧(画面)为单位描绘图像。
光源控制部218在控制部212的控制下对光源装置21进行点亮驱动，并且，对光源装置21的光量进行控制。
并且，本实施方式的投影仪10具有：焦点可变用驱动部220，其对焦点调整部100进行驱动；以及距离测量部(距离测量单元)222，其测量离投射面SC的距离。
焦点可变用驱动部220在控制部212的控制下对焦点调整部100进行电压驱动。由此，焦点可变用驱动部220使各区域RR(图3)的每个调制光改变焦点，该各区域RR是在液晶面板50的水平方向和垂直方向上对通过液晶面板50的调制光进行分割而得的。
距离测量部222在控制部212的控制下对到各区域RR的调制光投射的投射区域的距离进行测量。
本实施方式的距离测量部222使用了激光距离计，针对每个投射区域(投射面SC上的与各区域RR对应的每个区域)测量与投影仪10之间的分离距离。另外，距离测量部22不限于激光距离计，可以广泛地使用公知的距离测量装置，该距离测量装置构成为使用多个照相机测量距离。
一边参照图6所示的流程图一边对焦点调整动作进行说明。
控制部212通过距离测量部222并利用激光来扫描投射面SC的整体，从而对调制光的每个区域RR分别测量每个区域离各区域RR的调制光投射的投射区域的分离距离Lk(步骤S1)。这里，值k是1～n的整数，值n是各区域RR的调制光投射到的投射区域的数量，即，是能够分别对焦点进行调整的区域(区域RR)的数量。
控制部212将测量出的分离距离Lk的信息存储于存储部211。另外，分离距离Lk可以是各区域RR的调制光投射到的投射区域内的多个部位的分离距离的平均值，也可以是投射区域内的代表位置(例如中心位置)的分离距离。
接着，控制部212根据测量出的分离距离Lk开始焦点调整(步骤S2)。该焦点调整包含投射光学系统25的焦点调整和焦点调整部的焦点调整。
首先，控制部212确定测量出的分离距离Lk中的最短的分离距离Lk，将投射光学系统25的焦点调整为该最短的分离距离Lk(以下，称为“基准距离L0”)(步骤S3)。在该情况下，控制部212进行自动调整投射光学系统25的焦点的控制。另外，用户也可以手动调整投射光学系统25的焦点。在该情况下，优选通过图像显示或语音进行引导，以使焦点聚焦在最短的分离距离Lk。
这样，由于使投射光学系统25的焦点聚焦在投射面SC的最近的部分，所以，基于焦点调整部100的焦点调整只需将焦点向变长的一侧进行调整即可。在该情况下，在步骤S2所示的投射光学系统25的焦点调整时，通过预先使焦点调整部100为焦点最短的状态(在本结构中为电压无施加状态，不产生折射的状态)，能够确保焦点的较大调整范围。
接着，控制部212以基准距离L0为基准进行焦点调整部100的焦点调整。具体来说，在满足(分离距离Lk-基准距离L0)为焦点深度以下的条件的情况下，控制部212判断为已对焦。并且，对于满足上述条件的分离距离Lk(k＝1～n中的相应的值)，控制部212跳过焦点调整部100的焦点调整(步骤S4)。
即，(分离距离Lk-基准距离L0)表示焦点偏移，在该焦点偏移处于投射光学系统25的焦点深度的范围的情况下，不进行焦点调整部100的焦点调整。由此，能够省略焦点调整部100的焦点调整，能够缩短调整所需的时间。
另一方面，在满足(分离距离Lk-基准距离L0)＞焦点深度的条件的情况下，控制部212判断为未对焦，对于该分离距离Lk(k＝1～n中的相应的值)，进行焦点调整部100的焦点调整(步骤S5)。即，控制部212仅对超过焦点深度的焦点偏移进行基于焦点调整部100的焦点调整。
在进行基于焦点调整部100的焦点调整的情况下，控制部212求出焦点调整距离(分离距离Lk-基准距离L0-焦点深度)，确定调整该焦点调整距离所需的电压。然后，控制部212通过焦点可变用驱动部220对与焦点调整的对象区域对应的规定区域RR施加所确定的电压。由此，适当地调整焦点。
另外，关于调整焦点调整距离所需的电压的确定，例如，只要预先在存储部211中存储使焦点调整距离和电压对应起来的表数据，控制部212根据该表数据确定电压即可。并且，也可以代替表数据而根据表示焦点调整距离与电压之间的关系的数学式数据确定电压。以上为焦点调整动作。
也可以在设置了投影仪10之后进行的规定的设定时由控制部212自动开始该焦点调整动作，也可以在出现用户指示的情况下由控制部212开始该焦点调整动作。
如以上所说明的那样，本实施方式的投影仪10具有：光源装置21；调制部23，其对从光源装置21射出的光源光进行调制；以及投射光学系统25，其对被调制部23调制后的调制光进行投射。此外，投影仪10具有焦点调整部100，该焦点调整部100能够针对调制光的每个区域调整焦点。由此，抑制了因投射面SC的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
并且，调制部23被分割成多个区域，焦点调整部100针对分割出的每个区域进行焦点调整。由此，能够对调制部23的分割出的每个区域进行焦点调整而抑制因投射面SC的形状等引起的焦点偏移。
并且，由于焦点调整部100使用针对调制部23的分割出的每个区域进行焦点调整的液晶透镜，所以，能够使用液晶透镜抑制因投射面SC的形状等引起的焦点偏移。因此，能够使用公知的液晶透镜的技术。
并且，由于焦点调整部100配置在调制部23与投射光学系统25之间，所以，能够利用在调制部23与投射光学系统25之间空出的空间来配置焦点调整部100。即，直接利用包含调制部23和投射光学系统25的现有投影仪的结构，容易配置焦点调整部100。
并且，本实施方式的投影仪10具有：液晶面板50R、50G、50B，它们作为多个光调制装置发挥功能；以及合成光学系统33，其对来自各液晶面板50R、50G、50B的调制光进行合成。并且，焦点调整部100配置在合成光学系统33与液晶面板50R、50G、50B之间。由此，能够利用现有投影仪等具有的多个液晶面板50R、50G、50B与合成光学系统33之间空出的空间来配置焦点调整部100。
并且，投影仪10具有多个液晶面板50R、50G、50B和与液晶面板50R、50G、50B分别对应的多个焦点调整部100。由此，在所谓的3板式的投影仪中，抑制了因投射面SC的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
而且，投影仪10具有对来自各液晶面板50R、50G、50B的调制光进行合成的合成光学系统33，多个焦点调整部100配置在各液晶面板50R、50G、50B与合成光学系统33之间。因此，能够直接利用所谓的3板式的投影仪的结构来抑制焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
并且，焦点调整部100构成为具有多个微透镜的透镜阵列。由此，可以构成为以各液晶面板50R、50G、50B的几个像素为一个区段进行焦点调整，或者可以构成为按照各液晶面板50R、50G、50B的每个像素进行焦点调整。因此，能够进行几个像素单位或一个像素单位的高精度的焦点调整，有利于投射图像的高品质化。
并且，投影仪10具有距离测量部222和控制部212。距离测量部222针对被调制部23调制后的调制光的每个区域RR测量每个区域离各区域RR的调制光投射到的投射区域的分离距离Lk。然后，控制部212根据测量出的分离距离Lk，使焦点调整部100针对调制光的每个区域RR进行焦点调整。由此，抑制了因投射面SC的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
而且，控制部212根据测量出的分离距离Lk，通过基于投射光学系统25的焦点调整和基于焦点调整部100的调制光的每个区域RR的焦点调整，使调制光的每个区域RR的焦点分别聚焦于投射区域。由此，通过基于投射光学系统25的焦点调整和基于焦点调整部100的调制光的每个区域RR的焦点调整，使调制光的每个区域的焦点分别聚焦于投射区域，因此，抑制了因投射面的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
并且，控制部212根据基于测量出的分离距离Lk而设定的基准距离L0，通过基于投射光学系统25的焦点调整，使调制光的每个区域RR的焦点聚焦在隔开基准距离L0的位置，根据基准距离L0与测量出的分离距离Lk之差，通过基于焦点调整部100的调制光的每个区域RR的焦点调整，使调制光的每个区域RR的焦点分别聚焦于投射区域。由此，能够对基于投射光学系统25的焦点调整和基于焦点调整部100的焦点调整进行适当组合来抑制因投射面SC的形状等引起的焦点偏移。例如，如上述那样，通过将基准距离L0设定为测量出的分离距离Lk中的最短距离，从而基于焦点调整部100的焦点调整只需将焦点向变长的一侧进行调整即可。
并且，在本实施方式中，作为投影仪10的控制方法，通过距离测量部222针对被调制部23调制后的调制光的每个区域RR测量每个区域离各区域RR的调制光投射到的投射区域的分离距离Lk。然后，根据测量出的分离距离Lk，通过控制部212进行基于投射光学系统25的焦点调整和基于焦点调整部100的调制光的每个区域RR的焦点调整。由此，抑制了因投射面SC的形状等引起的焦点偏移，能够在对焦于曲面或凹凸面等的状态下进行投射。
并且，作为上述的焦点调整，控制部212根据基于测量出的分离距离Lk而设定的基准距离L0，通过基于投射光学系统25的焦点调整，使调制光的每个区域RR的焦点聚焦在隔开基准距离L0的位置。然后，根据基准距离L0与测量出的分离距离Lk之差，通过基于焦点调整部100的调制光的每个区域RR的焦点调整，使调制光的每个区域RR的焦点分别聚焦于投射区域。
由此，能够对基于投射光学系统25的焦点调整和基于焦点调整部100的焦点调整进行适当组合来抑制因投射面SC的形状等引起的焦点偏移。
另外，对将基准距离L0设定为测量出的分离距离Lk中的最短距离的情况进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以将基准距离L0设定为测量出的分离距离Lk中的最长距离，将基于焦点调整部100的焦点调整作为使焦点向变短的一侧的调整。并且，也可以将基准距离L0设定为测量出的分离距离Lk中的中间距离，以该中间距离为基准，进行基于焦点调整部100的焦点调整。
上述的实施方式示出了本发明的优选实施方式，但并没有限定本发明，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形实施。例如，在上述实施方式中，作为焦点调整部100，对使用了作为电子式焦点可变透镜的液晶透镜的结构的情况进行了说明，但并不限定于此，也可以是液体透镜等其他电子式焦点可变透镜。
这里，液体透镜是能够改变曲率的透镜，在采用液体透镜的情况下，优选焦点调整部100由液体透镜阵列构成，在该液体透镜阵列中呈矩阵状配置的微透镜为液体透镜。使用图7的(A)和图7的(B)对该情况的液体透镜的结构例进行说明。
如图7的(A)和图7的(B)所示，液体透镜300具有由透明材料构成的密封部件(容器)310，在该密封部件(容器)310中形成有凹部301。密封部件310在凹部301内的分开的内侧面M1、M2分别形成有第1电极312和第2电极314。在第1电极312和第2电极314之间以与各电极312、314接触的方式设置有油滴316和覆盖油滴316的水性的电解液318。
在该密封部件310的凹部301的与底面M3对置的对置面M4设置有透明电极320。并且，第1电极312、第2电极314以及透明电极320由ITO等的透明导电膜构成。通过焦点可变用驱动部220对第1电极312、第2电极314以及透明电极320施加各种电压。另外，例如，以正弦波的波形供给该电压。
焦点可变用驱动部220在控制部212的控制下通过改变施加的电压而将电解液318引入到第1电极312和第2电极314之间。由此，如图7的(A)所示，能够使油滴316的曲率相对地变小，如图7的(B)所示，能够使油滴316的曲率相对地变大。液体透镜的折射率根据该曲率的变化而发生变化，能够对焦点进行调整。
在使用了该液体透镜的结构中，也可以采用与上述实施方式同样的布局，能够获得与上述实施方式同样的各种效果。另外，液体透镜并不限于上述结构，也可以应用公知的结构。
另外，在焦点调整部100中，除了液晶透镜或液体透镜以外，还可以应用使用了凝胶可变透镜或电光晶体的透镜等其他电子式焦点可变透镜。
在上述的实施方式中，示出了以分别与液晶面板50R、50G、50B对应的方式具有3个焦点调整部100的结构，但也可以构成为仅具有1个焦点调整部100。在该情况下，例如，如图8所示，只要在二向色棱镜33A与投射光学系统25之间配置焦点调整部100即可。另外，焦点调整部100的结构可以由单独部件形成，也可以与二向色棱镜33A构成为一体。
在上述的实施方式中，示出了焦点调整部100配置在投影仪10的内部(投射光学系统25的入射侧)的结构例，但也可以在投射光学系统25中配置焦点调整部100。例如，可以构成为在投射光学系统25的射出侧(投影仪10的外侧)安装焦点调整部100，也可以构成为在投射光学系统25的光学系统内部具有焦点调整部100。
并且，图5等所示的投影仪10的结构示出了功能结构，没有限定具体的安装方式。也就是说，不一定需要安装与各功能部单独对应的硬件，当然也可以构成为通过使一个处理器执行程序而实现多个功能部的功能。并且，在上述实施方式中用软件实现的功能的一部分也可以用硬件实现，或者，用硬件实现的功能的一部分也可以用软件实现。
标号说明
10：投影仪；11：光投射部；21：光源装置(光源)；23：调制部(光调制装置)；25：投射光学系统；27：光源侧光学系统；29：分离光学系统；31：中继光学系统；33：合成光学系统；100：焦点调整部(焦点调整单元)；212：控制部(控制单元)；222：距离测量部(距离测量单元)；SC：投射面。

Claims (12)

1.一种投影仪，其特征在于，该投影仪具有：
光源；
光调制装置，其对从所述光源射出的光源光进行调制；
投射光学系统，其对被所述光调制装置调制后的调制光进行投射；以及
焦点调整单元，其能够针对所述调制光的每个区域调整焦点。
2.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，
所述光调制装置被分割成多个区域，
所述焦点调整单元针对分割出的每个区域进行焦点调整。
3.根据权利要求1或2所述的投影仪，其特征在于，
所述焦点调整单元按照所述光调制装置的每个像素进行焦点调整。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的投影仪，其特征在于，
所述焦点调整单元配置在所述光调制装置与所述投射光学系统之间。
5.根据权利要求4所述的投影仪，其特征在于，
该投影仪具有：
多个所述光调制装置；以及
合成光学系统，其对被所述多个光调制装置调制后的调制光进行合成，
所述焦点调整单元配置在所述合成光学系统与所述投射光学系统之间。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的投影仪，其特征在于，
该投影仪具有：
多个所述光调制装置；以及
多个所述焦点调整单元，它们分别与所述光调制装置对应。
7.根据权利要求6所述的投影仪，其特征在于，
该投影仪具有合成光学系统，该合成光学系统对来自所述多个光调制装置的调制光进行合成，
所述多个焦点调整单元配置在所述多个光调制装置与所述合成光学系统之间。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的投影仪，其特征在于，
该投影仪还具有：
距离测量单元，其针对所述调制光的每个区域测量每个区域离所述调制光投射到的投射区域的分离距离；以及
控制单元，其根据所述距离测量单元测量出的所述分离距离，使所述焦点调整单元针对所述调制光的每个区域进行焦点调整。
9.根据权利要求8所述的投影仪，其特征在于，
所述控制单元根据所述距离测量单元测量出的所述分离距离，通过基于所述投射光学系统的焦点调整和基于所述焦点调整单元的所述调制光的每个区域的焦点调整，使所述调制光的每个区域的焦点分别聚焦于所述投射区域。
10.根据权利要求9所述的投影仪，其特征在于，
所述控制单元根据基于测量出的所述分离距离而设定的基准距离，通过基于所述投射光学系统的焦点调整，使所述调制光的每个区域的焦点聚焦于隔开所述基准距离的位置，
根据所述基准距离与测量出的所述分离距离之差，通过基于所述焦点调整单元的所述调制光的每个区域的焦点调整，使所述调制光的每个区域的焦点分别聚焦于所述投射区域。
11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的投影仪，其特征在于，
所述焦点调整单元具有电子式焦点可变透镜，该电子式焦点可变透镜对每个所述区域的焦点进行调整。
12.一种投影仪的控制方法，该投影仪具有：
光源；
光调制装置，其对从所述光源射出的光源光进行调制；
投射光学系统，其对被所述光调制装置调制后的调制光进行投射；以及
焦点调整单元，其能够针对所述调制光的每个区域调整焦点，
其特征在于，
通过距离测量单元针对所述调制光的每个区域测量每个区域离各区域的所述调制光投射到的投射区域的分离距离，
控制单元根据测量出的所述分离距离，使所述焦点调整单元针对所述调制光的每个区域进行焦点调整。
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