JP2006163060A - 投射表示装置及びそのピント補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源点灯後に時間が経過しても、計時に従ってフォーカスレンズ群を移動してピントずれが発生しないようにする。
【解決手段】 スイッチオンで光源が点灯し、タイマ３３の第１の計時手段で計時を開始する。同時に、ズーム駆動部３１を介してズームモータ２３によりズーム調整して投射サイズを手動で決定し、フォーカス駆動部３２を介したフォーカスモータ２６を用いて、手動のフォーカス調整によりベストピント位置に合致させる。ＣＰＵ３０においては、タイムテーブルから標準モード、静音モード、絞りモード別の使用データを選択し、計時による該当モードの補正量を求める。次に、計時によるずれ量のタイムテーブルを基にフォーカス補正量を演算し、このフォーカス補正量にモード別の補正量を加えて校正し、ＣＰＵ３０からフォーカス駆動部３２に送信して、フォーカスモータ２６を駆動し、第１群鏡筒１２のフォーカスレンズ群を移動しピント補正を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源からの照射光を用いて、液晶パネルなどの表示デバイス上に表示された表示画像を、投射光学系を介して投射面上に拡大投射する投射表示装置及びそのピント補正方法に関するものである。

従来から、図５に示すように超高圧水銀光源などの高輝度光源を用いて、インテグレータレンズ、ミラー、偏光板などの照明光学系を介して液晶パネルを照明し、液晶パネルに表示された画像又は映像を投射レンズを備えた鏡筒１を介して、スクリーンに拡大投射する液晶プロジェクタ２が知られている。

従来では、環境下におけるバック移動量の光学的、機械的な敏感度が低いために、画質劣化が発生しても目立たないレベルにあるが、昨今の液晶プロジェクタの高輝度化、仕様のハイスペック化に伴い、温度変化が画質に大きく影響する。

図６は時間（ｍｉｎ）に対する鏡筒１内の温度（℃）上昇のグラフ図を示している。光源点灯後に時間が経過するにつれて、鏡筒１の温度が上昇してピントずれが発生し、表示画像の画質劣化を生じさせることになる。

更に、他分野の鏡筒においても環境温度の変化によりピントずれは発生しており、その補正の提案としては、特許文献１、２のように温度検出手段と位置検出手段の信号からピント補正を行い、画質の劣化を修正している構成が知られている。

特開平８−１７９１８７号公報 特開平１０−２０１７２号公報

しかしながら上述の特許文献１、２においては、構成部品点数が多くなり、かつシステム的にも複雑化している。

本発明の目的は、上記の課題を解決し、投射レンズのピント補正をする際に、時間軸に対応したピント補正をすることによって、部品点数を抑えた簡易なピント補正の実施により、画質劣化を防止する投射表示装置及びそのピント補正方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る投射表示装置の技術的特徴は、光源からの照射光を用いて、表示デバイス上に表示された表示画像を投射光学系を介して被投射面上に投射する投射表示装置において、前記光源の点灯時間を計測する計時手段と、該計時手段による計測結果に基づいてフォーカス補正量を決定する補正量決定手段と、前記フォーカス補正量に基づいて前記投射光学系のフォーカス調整を行う調整手段とを備えたことにある。

また、本発明に係る投射表示装置のピント補正方法の技術的特徴は、光源からの照射光を用いて、表示デバイス上に表示された表示画像を投射光学系を介して被投射面上に投射する投射表示装置において、前記光源の点灯時間を計測し、該点灯時間に対応するピント補正量を決定し、該補正量により前記フォーカスレンズ手段を駆動してピントを適正にすることにある。

本発明に係る投射表示装置及びそのピント補正方法によれば、光源点灯後の時間経過に対応したピントずれ量を算出し、部品点数を抑えた簡易なピント補正を実施して投射画像の画質劣化を防止できる。

また、ズームポジションに対応した標準モード、絞りモード、静音モードに対応したタイムテーブルを持ち、システムのモード別にピント補正に対応すれば、更に精度の良い補正を行うことができる。

本発明を図１〜図４に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は投射表示装置のピント補正機構の光学系、機械系、電気系の構成図を示し、フォーカスリング１１にフォーカスレンズ群を備えた第１群鏡筒１２が結合され、第１群鏡筒１２はその外周上にメスヘリコイドを持ち、固定筒１３のオスヘリコイドと係合している。

固定筒１３の内周側には、第１群鏡筒１２側から第２群鏡筒１４、第３群鏡筒１５、第４群鏡筒１６、第５群鏡筒１７が順次に配置され、ズーム時に移動する移動レンズ群を構成している。固定筒１３の後端のフランジ面側に第６群鏡筒１８がビスにより結合され、突当面に調整用スペーサが挟持され、バック調整を行うようにされている。第３群鏡筒１５には電動絞り１９が連結され、固定筒１３の外周側にはカム環２０が嵌合され、定位置で回転摺動するようにされている。

カム環２０の外径側にズームギア２１が固定され、固定筒１３の外径側の保持部材２２にビスにより固定されたズームモータ２３の出力ギア２４と噛合い、駆動力がズームギア２１に伝達される。なお、第２群鏡筒１４のズーム位置はズーム位置センサ２５により検出するようになっている。

更に、固定筒１３に固定された保持部材２２には、図示しないフォーカス地板を介してフォーカスモータ２６が固定され、このフォーカスモータ２６の駆動力は出力ギア２７を介してフォーカスリング１１のギアと噛合し、フォーカスリング１１に伝達する構成とされている。

ズームモータ２３、フォーカスモータ２６には、ＣＰＵ３０の出力がそれぞれズーム駆動部３１、フォーカス駆動部３２を介して接続されており、ＣＰＵ３０には第１、第２の計時手段を有するタイマ３３、データメモリ３４が接続されている。

データメモリ３４は投影経過時間とフォーカスずれの関係から、図２の時間軸に対応したフォーカスずれ量（ｃｍ）のグラフ図に示すタイムテーブルを持っている。また、鏡筒１の使用条件により温度変化範囲が限定されるため、データメモリ３４は標準モード、絞りモード、静音モード別に、対応した時間Ａ１〜Ａ７（ｍｉｎ）に対する補正量Ｂ１〜Ｂ８（ｍｍ）を持つ図３のグラフ図に示すタイムテーブルをも備えている。

図４は動作フローチャート図を示し、スイッチオンで（ステップＳ１）、光源が点灯し（ステップＳ２）、タイマ３３の第１の計時手段で計時を開始する（ステップＳ３）。同時に、ズーム駆動部３１を介してズームモータ２３によりズーム調整して投射サイズを手動で決定し、フォーカス駆動部３２を介したフォーカスモータ２６を用いて、手動のフォーカス調整によりベストピント位置に合致させる（ステップＳ４）。

フォーカスがベストピントに合致した時間から、タイマ３３の第２の計時手段により計時する（ステップＳ５）。この第２の計時手段を用いて補正量を校正することによって、より精度の高い補正が可能であるが、光学系のピントへの敏感度によっては、この第２の計時手段は用いずに、第１の計時手段による計時によってフォーカス調整を行えばよい。

投射サイズ決定時のズーム位置が何処のポジション（望遠Ｔ・中間Ｍ・広角Ｗ）かを、ズーム位置センサ２５の情報を基にＣＰＵ３０で識別すると共に、電動絞り１９のオン・オフの情報をＣＰＵ３０に取り込む（ステップＳ６）。

これらの情報を基にＣＰＵ３０においては、図３のタイムテーブルから標準モード、静音モード、絞りモード別の使用データ１〜３を選択し（ステップＳ７）、計時による該当モードの補正量を求める。次に、図２の計時によるずれ量のタイムテーブルを基にフォーカス補正量を演算し、このフォーカス補正量にモード別の補正量を加えて校正し、ＣＰＵ３０からフォーカス駆動部３２に送信して（ステップＳ８）、フォーカスモータ２６を駆動し（ステップＳ９）、第１群鏡筒１２のフォーカスレンズ群を移動しピント補正を行う。

その後にステップＳ７に戻り、温度変化が安定する時間までタイマ３３による計時を繰り返し、計時に対するピントずれの補正を図２、図３のタイムテーブルを基にフローチャート図に従って繰り返して行い、所定時間が経過すると温度変化が安定したとしてピント補正を終了する。

光学系、機械系、電気系の構成図である。 投影経過時間に対するフォーカスずれの関係のグラフ図である。 時間に対するモード別の補正量のグラフ図である。 動作フローチャート図である。 投射表示装置の斜視図である。 時間に対する鏡筒の温度変化のグラフ図である。

符号の説明

１１ フォーカスリング
１２ 第１群鏡筒
１３ 固定筒
１４ 第２群鏡筒
１５ 第３群鏡筒
１６ 第４群鏡筒
１７ 第５群鏡筒
１８ 第６群鏡筒
１９ 電動絞り
２０ カム環
２３ ズームモータ
２５ ズーム位置センサ
２６ フォーカスモータ
３０ ＣＰＵ
３３ タイマ
３４ データメモリ

Claims (6)

1. 光源からの照射光を用いて、表示デバイス上に表示された表示画像を投射光学系を介して被投射面上に投射する投射表示装置において、前記光源の点灯時間を計測する計時手段と、該計時手段による計測結果に基づいてフォーカス補正量を決定する補正量決定手段と、前記フォーカス補正量に基づいて前記投射光学系のフォーカス調整を行う調整手段とを備えたことを特徴とする投射表示装置。
2. 前記光源の点灯による温度発生状況が異なる複数の使用モードを有し、前記計時に対する前記使用モードの補正量を有することを特徴とする請求項１に記載の投射表示装置。
3. 前記補正量は前記計時に対するズームポジションの位置変化を含むことを特徴とする請求項１に記載の投射表示装置。
4. ベストピント位置に合致させた後の計時を行う第２の計時手段と、該第２の計時手段による計時に対する前記補正量を校正する校正手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の投射表示装置。
5. 前記補正量はタイムテーブルとして記憶した請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載の投射表示装置。
6. 光源からの照射光を用いて、表示デバイス上に表示された表示画像を投射光学系を介して被投射面上に投射する投射表示装置において、前記光源の点灯時間を計測し、該点灯時間に対応するピント補正量を決定し、該補正量により前記フォーカスレンズ手段を駆動してピントを適正にすることを特徴とする投射表示装置のピント補正方法。

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