JP2004093890A - 投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】焦点調節を素早くかつ精度良く行うことができるとともに、低コスト化および小型化を図ることができる投射型画像表示装置を提供する。
【解決手段】被投射面に表示され、焦点調節を行うための基準パターンを有する画像を受光する一対の受光手段４（４ａ、４ｂ）と、一対の受光手段からの出力に基づいて位相差検出方式によりレンズ部材２を駆動して焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、一対の受光手段のうち少なくとも一方の受光手段からの出力に基づいてコントラスト検出方式によりレンズ部材２を駆動して焦点調節を行う第２の焦点調節手段とを有する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された電気信号に応じた画像を投射面に拡大投射するものであって、自動焦点調節機構を備えた投射型画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動焦点調節機構を備えた投射型画像表示装置としては、以下に掲げるものが提案されている。
【０００３】
１）特開平３−１４９５３８号公報で提案されている投射型表示装置は、赤外線による投受光により、受光面における赤外線スポットのずれ量に基づいて焦点調節を行うものである（外測式ＡＦ）。
【０００４】
２）特開平３−２３９０８５号公報で提案されている投射型画像表示装置では、焦点調節を行うための測距センサをミラー後方の画像表示体と等価位置に配置している。ミラーを全反射ミラーとした場合には、測距時にミラーが退避することによりスクリーン上の像が測距センサ上に結ばれる。また、環境に影響されにくくするために、測距パターンを補助光照射装置により投影するようにしている。
【０００５】
３）特開平４−１２３０３０号公報で提案されている投射型液晶表示装置では、投射レンズの内側に透過率８０％のハーフミラーと撮像素子を配置し、撮像素子の出力信号に基づいてフォーカス評価値が最大になるまでフォーカスレンズを駆動する（山登り式ＡＦ）。そして、ＡＦ後は、ハーフミラーが光路から退避するようになっている。
【０００６】
４）特開平５−１８８２８２号公報で提案されているプロジェクタでは、スクリーン上に投影された所定パターンを有する画像を一対の受光素子で取り込み、画像データのずれ量からスクリーンまでの距離を求め、ピント合わせを行っている（位相差式ＡＦ）。
【０００７】
５）特開平６−３５７７号公報で提案されているフォーカス調整装置では、スクリーン上に投影された画像を撮像するカメラを設け、撮像に基づく画像信号における互いに隣接するデータの差分の絶対値の正のべき乗の総和を算出し、この総和が最大値となるようにフォーカスレンズを駆動して焦点調節を行っている（山登り式ＡＦ）。
【０００８】
６）特開平６−２８４３６２号公報で提案されている画像投射装置で、表示パネルに相当する位置に投受光系を設けている。この構成では、ＡＦ光が投射スクリーンからの光路中で投射レンズを往復するため、高精度のＴＴＬ−ＡＦが可能となる。
【０００９】
７）特開平７−１３０６５号公報で提案されている自動焦点システムを備えた投射型画像表示装置では、表示パネルに相当する位置に投光部が配置され、受光部が投光部とは別にあり投影されたスポット像の大きさを測定している。
【００１０】
８）特開平１１−１１９１８５号公報で提案されている液晶プロジェクタ用自動焦点装置では、スクリーンからの反射光を可動反射鏡手段で受光素子に導き、この受光素子からの受光出力信号によりスクリーンまでの焦点位置を検出演算し、ＡＦ駆動を行う（ＴＴＬ−ＡＦ）。
【００１１】
９）特開２０００−２８９０１号公報で提案されているフォーカス調整装置では、画像入力手段（ＣＣＤカメラ）と画像分析により投影前後の画像の周波数成分を比較し所定の高域周波成分の構成になるまで投射レンズを駆動することにより焦点調節を行っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術においては、それぞれ以下に説明する問題点がある。
【００１３】
１）特開平３−１４９５３８号公報では、外測式ＡＦのためＡＦ演算結果に応じてフォーカスレンズの駆動精度をきわめて高く設定する必要がある。また、専用の投受光素子が必要となるのでコストアップしてしまう。
【００１４】
２）特開平３−２３９０８５号公報では、測距センサーがプロジェクタ内部に配置されており、投光ランプ光学系における光線の回り込みによる迷光対策を行わなければならなず、装置のコストアップおよび大型化を招いてしまう。また、装置内のレンズやミラーにごみが付着しないような工夫も必要となる。
【００１５】
３）特開平４−１２３０３０号公報では、プロジェクタ内部に撮像素子を配置しているため、上述した２）と同様の課題がある。また、山登り式ＡＦにより焦点調節を行っているため、投射光学系の焦点調節状態が合焦状態から大きくずれているときには、合焦状態となるまでに時間がかかる。
【００１６】
４）特開平５−１８８２８２号公報では、装置外部に設けられた受光センサを用いて位相差式ＡＦを行うため、１）と同様にＡＦ演算結果に応じてフォーカスレンズの駆動精度を高める必要がある。
【００１７】
５）特開平６−３５７７号公報では、ＡＦのための受光素子としてカメラを用いているため、ＡＦのための装置としては大掛かりでコストアップとなってしまう。また、山登り式ＡＦであるため、３）と同様に合焦までに時間がかかることがある。
【００１８】
６）特開平６−２８４３６２号公報では、ＡＦ光が投射レンズを往復するため２）と同様に迷光対策などが必要となる。
【００１９】
７）特開平７−１３０６５号公報では、放射線源が必要となるためコストアップとなる。また、放射線源がプロジェクタ本体に内蔵されるために光学系が限定される。すなわち、同公報図２においてリフレクタ２２には本来単なる全反射ミラーで済むところを、放射線源に対応した波長を通過させるように配慮する必要があり構成が複雑となる。
【００２０】
８）特開平１１−１１９１８５号公報では、上述した２）と同様に迷光対策などが必要になるとともに、可動部を有するために機構が複雑となる。
【００２１】
９）特開２０００−２８９０１号公報では、上述した３）および５）と同様に合焦までに時間がかかることがある。
【００２２】
以下に上述した従来技術の課題をまとめて説明する。
【００２３】
１．焦点調節のために、投光素子や受光素子を新たにプロジェクタ本体の内部に配置し、ＡＦの投受光に投射レンズを利用する方式は、ハーフミラーや可動ミラーを内蔵する必要があり、プロジェクタ本体の光学系をこれに対応させる必要が生じる上に、投射映像のための光線とＡＦのための光線を完全に分離する必要があり、コストアップや大型化などの問題がある。
【００２４】
２．ＡＦセンサによる測距値に基いてレンズを所定位置に移動させる、いわゆる外測式ＡＦ（位相差検出方式、コンパクトカメラで一般的に用いられている）のみで焦点調節を行う場合には、レンズの絶対位置が合焦のために何らかの方法で制御される必要があり、レンズ移動のための初期の位置出しや駆動量検出に高い精度の機構構成が必要となり、一般的には大掛かりとなる。
【００２５】
３．ＡＦセンサにより投射画像を分析しながら合焦位置に向かってレンズを駆動させる、いわゆる山登り式ＡＦ（コントラスト検出方式、ビデオカメラで一般的に用いられている）のみで焦点調節を行う場合には、演算結果をそれ以前の結果と比較しながらレンズを駆動するため、合焦までの時間がかかり、レンズ駆動の高速化には不向きである。
【００２６】
本発明は、高精度で素早いＡＦ機能を実現し、コストアップや大型化を最小限に抑えることができる、自動焦点調節機構を備えた投射型画像表示装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明は、入力された電気信号に応じた画像を、光軸方向に移動可能なレンズ部材を介して被投射面に投射して表示する投射型画像表示装置において、被投射面に表示され、焦点調節を行うための基準パターンを有する画像を受光する一対の受光手段と、一対の受光手段からの出力に基づいて位相差検出方式によりレンズ部材を駆動して焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、一対の受光手段のうち少なくとも一方の受光手段からの出力に基づいてコントラスト検出方式によりレンズ部材を駆動して焦点調節を行う第２の焦点調節手段とを有することを特徴とする。
【００２８】
すなわち、位相差検出方式により焦点調節を行う第１の焦点調節手段およびコントラスト検出方式により焦点調節を行う第２の焦点調節手段を併用してレンズ部材を駆動することで、位相差検出方式およびコントラスト検出方式の一方だけに基づいてレンズ部材を駆動する場合に比べてレンズ部材を合焦位置に素早くかつ精度良く移動させるようにしている。
【００２９】
具体的には、まず第１の焦点調節手段によるレンズ部材の駆動によりレンズ部材を合焦方向に素早く移動させ、次に第２の焦点調節手段によるレンズ部材の駆動によりレンズ部材を合焦位置に精度良く停止させるようにすることができる。
【００３０】
しかも、第１の焦点調節手段および第２の焦点調節手段への出力として、１対の受光手段の出力を用いることで、受光手段の数を必要最小限に抑え、装置の低コスト化およびコンパクト化を図ることができるようにしている。
【００３１】
ここで、第１の焦点調節手段および第２の焦点調節手段の焦点調節に用いられる基準パターンとして、それぞれ異なる基準パターンを用いることにより、基準パターンを位相差検出方式およびコントラスト検出方式に適したものとすることができる。
【００３２】
また、第１の焦点調節手段により駆動されるレンズ部材の駆動領域を複数の駆動領域に分割しておき、第１の焦点調節手段における位相差検出結果に基づいて複数の駆動領域のうち所定の駆動領域にレンズ部材を駆動するようにしてもよい。これにより、第１の焦点調節手段（位相差検出方式）によりレンズ部材を駆動した後に、第２の焦点調節手段（コントラスト検出方式）によりレンズ部材を駆動するときに、レンズ部材の駆動領域を所定の領域に限定でき、コントラスト検出方式によるレンズ部材の駆動時間を短縮することが可能になる。
【００３３】
本願第２の発明は、入力された電気信号に応じた画像を、光軸方向に移動可能なレンズ部材を介して被投射面に投射して表示する投射型画像表示装置において、被投射面に表示され、焦点調節を行うための基準パターンを有する画像を受光する受光手段と、この受光手段からの出力に基づいてコントラスト検出方式によりレンズ部材を駆動して焦点調節を行う焦点調節手段とを有し、焦点調節手段は、粗い基準パターンから細かい基準パターンへの切り換えによる受光手段の出力に基づいてレンズ部材を駆動することを特徴とする。
【００３４】
すなわち、受光手段で受光される基準パターンを粗い基準パターンから細かい基準パターンに切り換えて、それぞれの基準パターンにおいてコントラスト検出方式によりレンズ部材を駆動するようにすることで、一定の基準パターンにおいてコントラスト検出方式によりレンズ部材を駆動する場合に比べて、レンズ部材を合焦位置に素早くかつ精度良く移動させるようにしている。
【００３５】
具体的には、まず粗い基準パターンを用いてレンズ部材を駆動することで、レンズ部材を合焦方向に素早く移動させることができ、次に細かい基準パターンを用いてレンズ部材を駆動することで、レンズ部材を合焦位置に精度良く停止させることができる。
【００３６】
一方、レンズ部材が光軸直交面内を移動することにより画像の投射方向を変更可能な投射型画像表示装置にあっては、受光手段およびレンズ部材に連結し、レンズ部材の移動に応じて受光手段における受光面の向きを変化させる連結機構を設けるようにしてもよい。これにより、レンズ部材の移動による画像投写方向の変化に応じて、受光手段は被投射面に表示された画像（基準パターン）を受光することができ、第１の焦点調節手段および第２の焦点調節手段により確実に焦点調節を行うことができる。
【００３７】
具体的には、受光手段を、レンズ部材の焦点距離と略等しい間隔を有する２つの支点で装置本体に保持させ、２つの支点のうち一方の支点を装置本体に固定し、他方の支点をレンズ部材とともに移動させるようにすることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図１〜図５を用いて説明する。
【００３９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
【００４０】
図１は本実施形態を示す概念図であり、プロジェクタ１は、投射レンズ２と、液晶パネル３と、ＡＦセンサである画像入力装置４とを含み、不図示の投射ランプからの光で液晶パネル３の表示画像を投射レンズ２によって投射面５に拡大投影する。
【００４１】
投射レンズ２は、不図示の制御回路からの制御信号を受けて駆動する不図示のフォーカスモータの駆動力を受けることにより光軸方向に所定量、移動可能となっている。
【００４２】
投射レンズ２が光軸方向に移動する際には、不図示の回転円エンコーダにより投射レンズ２の移動量が検出される。また、投射レンズ２の光軸方向の位置が、不図示のフォーカス位置エンコーダによって検出される。ここで、投射レンズ２の移動範囲は、概略位置を図３に示すように投射レンズ繰り出し量に換算して領域▲１▼〜▲４▼の４分割の精度で検出される。
【００４３】
液晶パネル３は、図１においては１枚だけで表されているが、これは投射レンズ２と表示素子（液晶パネル３）との関係を概念的に示しているもので、実際には、例えばＲＧＢによる専用波長帯域の３枚の液晶パネルと色分解光学系などで構成されている。
【００４４】
画像入力装置４は、装置前面に設けられた２つの画像入力部４ａと、これらの画像入力部４ａそれぞれに対応して設けられ、微小受光素子の集合（例えばラインセンサ等）からなる２つの受光部４ｂとを有している。
【００４５】
この画像入力装置４には、投射面５に形成されたプロジェクタ１からの投射パターン、具体的には後述するように図２ａに示す投射パターン６ａや、図２ｂに示す投射パターン６ｂが入力されるようになっている。
【００４６】
ここで、画像入力装置４に図２ａに示す縦１本の黒い投射パターン６ａが入力された場合、プロジェクタ１は、２組の受光部４ｂに形成される投射パターン６ａの像のずれ量に基づいてプロジェクタ１から投射面５までの距離を求めることが可能となっている（位相差検出方式）。
【００４７】
一方、画像入力装置４に図２ｂに示す複数の黒い縦模様の投射パターン６ｂが入力された場合、プロジェクタ１は、受光部４ｂの各微小受光素子から得られる一つ一つの出力信号に基づいて投射パターン６ｂのボケ具合の程度を求めることが可能となっている（コントラスト検出方式）。
【００４８】
なお、受光部４ｂは２つ存在するので、２つの受光部４ｂのうちどちらか一方の受光部４ｂからの出力信号に基づいてボケ具合の程度を求めることができる。また、２つの受光部４ｂからの出力信号に基づいてボケ具合の程度を求めることも可能であり、この場合にはより精密なボケ具合の程度を求めることができる。
【００４９】
画像入力装置４に入力された投射パターン６ａ、６ｂの像はともに、受光部４ｂで電気信号に変えられて不図示の制御回路にて解析されるため、必要に応じて投射レンズ２を駆動する情報を得ることができる。
【００５０】
上述した構成において、プロジェクタ１の焦点調節動作について以下に説明する。
【００５１】
まず、投射面５に図２ａに示す投射パターン６ａを投射すると、この投射パターン６ａの像は画像入力装置４の２つの画像入力部４ａを通過して、画像入力部４ａに対応する２つの受光部４ｂで受光される。そして、これらの受光部４ｂから投射パターン６ａのずれ信号が出力される。
【００５２】
これらの信号は、上述したように不図示の制御回路で解析されることにより、プロジェクタ１（正確には画像入力装置４の位置）から投射面５までの距離が求められる。制御回路は、この求めた距離に応じて、投射レンズ２の移動領域▲１▼〜▲４▼（図３）のうち所定の移動領域を選択して、この領域まで投射レンズ２を移動させる（ずれＡＦ）。これにより、投射レンズ２が合焦位置近傍まで移動する。
【００５３】
ここで、ずれＡＦに用いられる投射パターン６ａは、上述したように縦１本の黒いパターンであり、位相差検出を行うのに適したパターンとなっている。
【００５４】
次に、投射面５に図２ｂに示す投射パターン６ｂを投射すると、この投射パターン６ｂの像は画像入力装置４の画像入力部４ａを通過して、画像入力部４ａに対応する受光部４ｂで受光される。そして、不図示の制御回路が、受光部４ｂから得られる信号を解析することにより、投射パターン６ｂのボケ具合の程度を求める。
【００５５】
ここで、制御回路は、フォーカスモータを駆動することにより投射レンズ２を光軸方向前後に微少に移動させながら、投射パターン６ｂのボケの程度を解析する。そして、ボケの程度が最小になるまで、投射レンズ２を微少に移動させるとともに、移動後におけるボケの程度の解析を繰り返す（コントラストＡＦ）。
【００５６】
このボケの程度が最小（投射パターン６ｂのコントラストが最大）になったとき、投射レンズ２により投射面５に投影した拡大投影像（投射パターン６ｂ）はピントがあった状態となり、この時点で投射レンズ２の駆動を停止する。
【００５７】
ここで、コントラストＡＦに用いられる投射パターン６ｂは、上述したように複数の黒い縦模様のパターンであり、コントラスト検出に適したパターンとなっている。
【００５８】
本実施形態では、最初にずれＡＦを行うことにより投射レンズ２を合焦位置の近傍に素早く移動させた後に、コントラストＡＦを行うことにより投射レンズ２を合焦位置に精度良く移動させることができる。これにより、最初から投射レンズ２の移動範囲全域でコントラストＡＦにより投射レンズ２を駆動して焦点調節を行う場合に比べて合焦までの駆動時間を短縮することができる。
【００５９】
また、ずれＡＦおよびコントラストＡＦのいずれの焦点調節を行う場合にも、画像入力装置４に設けられた画像入力部４ａおよび受光部４ｂを用いているため、部品点数を削減することができ、プロジェクタ１のコストアップおよび大型化を防止することができる。
【００６０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態のプロジェクタは、第１実施形態におけるプロジェクタ１と同様に投射レンズ２および液晶パネル３を有しているが、画像入力装置４の構成が第１実施形態と異なっている。
【００６１】
すなわち、本実施形態における画像入力装置は、１つの画像入力部と、この画像入力部に対応した位置に設けられ、微小受光素子の集合からなる１つの受光部とを有している。そして、本実施形態のプロジェクタは、コントラスト検出方式により焦点調節を行うコントラストＡＦ機能だけを有している。
【００６２】
また、本実施形態のプロジェクタでは、投射レンズ２の概略位置を検出するフォーカス位置エンコーダが省略されている。
【００６３】
上述した構成において、本実施形態における焦点調節動作について以下に説明する。図４ａ、ｂに、本実施形態における投影パターンの概念図を示す。
【００６４】
最初に投射面５に、図４ａに示す縦じまのピッチの大きい粗い投射パターン７ａを投射すると、この投射パターン７ａの像が画像入力装置の画像入力部を通過して受光部で受光される。
【００６５】
受光部からは投射パターン７ａのボケの程度を示す信号が出力され、この出力信号に基づいて不図示の制御回路は、投射レンズ２を光軸方向前後に微少に移動させながら投射パターン７ａのボケの程度を解析する。そして、投射パターン７ａのボケの程度がある程度小さくなるように投射レンズ２を所定の合焦位置近傍まで比較的早い速度で移動させる。
【００６６】
ここで、投射パターン７ａは粗いため、投射レンズ２のピントが大きくずれていても不図示の制御回路による解析が可能となる。
【００６７】
次に、投射面５に表示される投射パターンを最初の投射パターン７ａよりもピッチの小さい（高周波成分の多い）、例えば図４ｂに示す投射パターン７ｂに変更する。そして、制御回路は、投射パターン７ｂの像を受光した受光部からの出力信号に基づいて、投射パターン７ｂのボケの程度を解析して投射レンズ２を所定の合焦位置まで移動させる。
【００６８】
このときの投射レンズ２の駆動は、投射パターン７ａを用いた際の投射レンズ２の駆動に比べてゆっくり又は細かく行われ、画像入力装置（受光部）から得られる投射パターン７ｂのコントラストが最大になるまで投射レンズ２を駆動する。
【００６９】
投射パターン７ｂのコントラストが最大になったとき、投射レンズ２がピントのあった位置にあり、この時点で投射レンズ２の駆動を停止する。
【００７０】
なお、投射パターン７ａから投射パターン７ｂに切り換えるだけでなく、必要に応じて更にピッチの小さい（高周波成分の多い）、例えば図４ｃに示す投射パターン７ｃに切り換えて焦点調節を行うようにしてもよい。
【００７１】
本実施形態では、最初に低周波パターンである投射パターン７ａを用いて投射レンズ２の移動速度を上げた状態でコントラストＡＦを行うことにより、素早く投射レンズ２を合焦位置に近づけることができる。そして、高周波成分を多く含んだ投射パターン（投射パターン７ｂ、７ｃ）に変えてコントラストＡＦを行うことにより、投射レンズ２を所定の合焦位置に精度良く停止させることができる。
【００７２】
これにより、本実施形態における焦点調節動作にかかる時間は、従来技術のように特定の投射パターンを用いて焦点調節を行う場合の時間に比べて短縮することができる。しかも、コントラストＡＦを行うことにより、ずれＡＦを行う場合に比べて投射レンズ２の位置精度を高めるための機構を設けることなく投射レンズ２の位置精度を高めることができる。
【００７３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。
【００７４】
図５は本実施形態を示す概念図であり、本実施形態のプロジェクタは第１実施形態のプロジェクタに比べて画像入力装置４および投射レンズ２の構成が若干異なっている。
【００７５】
プロジェクタ１１は、光軸方向に駆動（ＡＦ駆動）されるとともに、必要に応じて光軸直交面内で所定量シフトが可能な投射レンズ１２と、投射面１５に投射される画像を形成する液晶パネル１３と、投射レンズ１２のピント合せのためのＡＦセンサであり、受光面の向きを変えられる機構が設けられた画像入力装置１４とを備えている。
【００７６】
本実施形態のプロジェクタ１１は、第１実施形態および第２実施形態で説明したようにずれＡＦ又はコントラストＡＦにより投射レンズ１２を光軸方向に進退させて自動的に焦点調節を行うことが可能である。もちろん、不図示の制御回路の制御に応じて、液晶パネル１３に形成された画像の拡大投影像を投射面１５に投射することができる。
【００７７】
また、画像入力装置１４は、投射レンズ１２が図５の１２’に示すように所定方向にシフトした場合、このシフト量に応じて向きを変えられるようになっている。画像入力装置１４の向きを変える機構としては、例えば図６に示すような形状をしたジンバルばね板１６を用いることができる。
【００７８】
画像入力装置１４は、支点１４ａの部分がプロジェクタ１１の本体部分に保持されているとともに、支点１４ｂの部分がシフト移動する投射レンズ１２と連動する部分に保持されている。そして、支点１４ａおよび支点１４ｂの間隔が、投射レンズ１２の焦点距離と略等しくなるように設定されている。
【００７９】
図５において、投射レンズ１２が所定方向にシフトすると、投射レンズ１２の光軸は、初期の１２ａに示す位置から１２ａ’に示す位置に変化する。また、画像入力装置１４の光軸１４ｃは、投射レンズ１２のシフト前の光軸１２ａとほぼ平行となっており、投射面１５に拡大投影された投影像の概ね中心方向を向くようになっている。なお、図５は説明のため投射面１５までの距離を縮小して示しているため、上述した説明とは若干異なっている。
【００８０】
上述した構成において、投射レンズ１２の光軸が１２ａ’に示す位置にシフトした場合には、投射レンズ１２に連動する部材に保持されていている画像入力装置１４の支点１４ｂが、投射レンズ１２のシフト量に応じて図５の１４ｂ’に示す位置に移動する。ここで、画像入力装置１４の支点１４ａは、プロジェクタ１１の本体部分に保持されているため、ほとんど移動しない。
【００８１】
これにより、画像入力装置１４の光軸を１４ｃ’に示す位置に変えることができる。このとき、画像入力装置１４の光軸（１４ｃ’）は、投射レンズ１２が１２’に示す位置にあるときに投射面１５に投射される投影像の概ね中央を向くようになっている。なお、図５は説明のため投射面１５までの距離を縮小して示しているため、上述した説明とは異なる図になっている。
【００８２】
本実施形態では、投射レンズ１２のシフトに応じて画像入力装置１４もシフトするようになっているため、第１実施形態および第２実施形態で述べたような投射パターンが、投射レンズ１２のシフトに応じて投影位置を変えても、画像入力装置１４は確実に投射パターンを受光することができ、焦点調節情報を得ることが可能となる。
【００８３】
なお、画像入力装置１４の向きを変えた場合、焦点調節を行う際の誤差が問題となることがあるが、この場合には画像入力装置１４の傾き角度の変化量を考慮することにより誤差補正が可能となる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、位相差検出方式により焦点調節を行う第１の焦点調節手段およびコントラスト検出方式により焦点調節を行う第２の焦点調節手段を併用してレンズ部材を駆動することで、位相差検出方式およびコントラスト検出方式の一方だけに基づいてレンズ部材を駆動する場合に比べてレンズ部材を合焦位置に素早くかつ精度良く移動させることができる。
【００８５】
具体的には、まず第１の焦点調節手段によるレンズ部材の駆動によりレンズ部材を合焦方向に素早く移動させ、次に第２の焦点調節手段によるレンズ部材の駆動によりレンズ部材を合焦位置に精度良く停止させるようにすることができる。
【００８６】
しかも、第１の焦点調節手段および第２の焦点調節手段への出力として、１対の受光手段の出力を用いることで、受光手段の数を必要最小限に抑え、装置の低コスト化およびコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における自動焦点調節機構を備えたプロジェクタの説明図。
【図２】第１実施形態のプロジェクタにおける投射パターンの説明図（ａ、ｂ）。
【図３】投射レンズの移動量とフォーカス領域との関係を示す図。
【図４】第２実施形態のプロジェクタにおける投射パターンの説明図（ａ、ｂ、ｃ）。
【図５】第３実施形態における自動焦点調節機構を備えたプロジェクタの説明図。
【図６】第３実施形態のプロジェクタにおける画像入力装置の保持部材（ジンバルばね板）の正面図。
【符号の説明】
１，１１：プロジェクタ
２，１２：投射レンズ
３：液晶パネル
４，１４：画像入力装置
５，１５：投射面
▲１▼〜▲４▼：距離ゾーン
４ａ：画像入力部
４ｂ：受光部
１２ａ，１２ａ’：投射レンズの光軸
１４ｃ，１４ｃ’：画像入力装置の向き

Claims (7)

1. 入力された電気信号に応じた画像を、光軸方向に移動可能なレンズ部材を介して被投射面に投射して表示する投射型画像表示装置において、
   前記被投射面に表示され、焦点調節を行うための基準パターンを有する画像を受光する一対の受光手段と、
   前記一対の受光手段からの出力に基づいて位相差検出方式により前記レンズ部材を駆動して焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、
   前記一対の受光手段のうち少なくとも一方の受光手段からの出力に基づいてコントラスト検出方式により前記レンズ部材を駆動して焦点調節を行う第２の焦点調節手段とを有することを特徴とする投射型画像表示装置。
2. 前記第１の焦点調節手段により前記レンズ部材を駆動した後、前記第２の焦点調節手段により前記レンズ部材を駆動することで焦点調節を行うことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
3. 前記第１の焦点調節手段および前記第２の焦点調節手段はそれぞれ、異なる基準パターンを有する画像を受光した前記受光手段の出力に基づいて前記レンズ部材を駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型画像表示装置。
4. 前記第１の焦点調節手段により駆動される前記レンズ部材の駆動領域が複数の駆動領域に分割されており、
   前記第１の焦点調節手段は、位相差検出結果に基づいて前記複数の駆動領域のうち所定の駆動領域に前記レンズ部材を駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の投射型画像表示装置。
5. 入力された電気信号に応じた画像を、光軸方向に移動可能なレンズ部材を介して被投射面に投射して表示する投射型画像表示装置において、
   前記被投射面に表示され、焦点調節を行うための基準パターンを有する画像を受光する受光手段と、
   この受光手段からの出力に基づいてコントラスト検出方式により前記レンズ部材を駆動して焦点調節を行う焦点調節手段とを有し、
   前記焦点調節手段は、粗い基準パターンから細かい基準パターンへの切り換えによる前記受光手段の出力に基づいて前記レンズ部材を駆動することを特徴とする投射型画像表示装置。
6. 前記レンズ部材が光軸直交面内を移動することにより画像の投射方向を変更可能な投射型画像表示装置であって、
   前記受光手段および前記レンズ部材に連結し、前記レンズ部材の移動に応じて前記受光手段における受光面の向きを変化させる連結機構を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の投射型画像表示装置。
7. 前記受光手段は、前記レンズ部材の焦点距離と略等しい間隔を有する２つの支点で装置本体に保持されており、
   前記２つの支点のうち一方の支点が装置本体に固定され、他方の支点が前記レンズ部材とともに移動可能であることを特徴とする請求項６に記載の投写型画像表示装置。

Images