JP2009294650A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投写サイズの調整時に投写距離を変化させても、これに伴うフォーカス調整と投写画像の位置調整を簡便に行うことができ、これにより、ユーザの利便性を向上させ得る投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】プロジェクタは、映像信号に基づいて光源からの光を変調する液晶パネル２０３、２０４、２０５と、液晶パネル２０３、２０４、２０５によって変調された光が入射されるレンズユニット３００と、レンズユニット３００に配されたフォーカス調整機構と、フォーカス調整機構の動作に連動して、液晶パネル２０３、２０４、２０５を、レンズユニット３００の光軸に対して垂直な方向に変位させるＺ軸ステージ６００とを備えている。フォーカス調整機構の動作に連動して液晶パネル２０３、２０４、２０５が変位され、投写画像の位置ずれが抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示素子上の画像を被投写面上に拡大投写する投写型映像表示装置に関し、特に、投写光を斜め方向から被投写面上に投写するタイプの投写型映像表示装置に用いて好適なものである。

現在、表示素子（液晶パネル等）上の画像を被投写面（スクリーン等）上に拡大投写する投写型表示装置（以下、「プロジェクタ」という）が商品化され広く普及している。この種のプロジェクタでは、投写距離を短くするために、種々の手法が提案されている。ここで、「投写距離」とは、プロジェクタの投写口または投写光学系の最後の光学部品から被投写面を含む平面までの距離のことである。投写距離が短いと、たとえば、投写光が障害物に遮られ難くなり、プロジェクタの使い勝手ないしユーザの利便性を高めることができる。

投写距離を短くするための手法の一つとして、投写光学系の広角化とともに、投写光の進行方向を投写光学系の光軸に対して傾斜させる、斜め投写の構成をとるプロジェクタが提案されている。

たとえば、以下の特許文献１では、投写光学系として大画角の広角レンズが用いられ、表示素子とスクリーンを投写光学系の光軸に対して互いに相反する方向にずらすことにより、投写距離の短縮化が実現されている。

また、以下の特許文献２では、投写光学系として屈折光学系と反射光学系が用いられ、表示素子上の画像を屈折光学系と反射光学系の間に中間像として結像させ、この中間像を反射光学系（曲面ミラー）によって斜め方向からスクリーンに拡大投写することにより、投写距離の短縮化が実現されている。

これら斜め投写の構成を備えるプロジェクタでは、適宜、投写距離を変化させることにより、投写画像のサイズ（以下、「投写サイズ」という）を調整することができる。たとえば、プロジェクタ本体をスクリーンに近づけて投写距離を短くすることにより、投写サイズを小さくすることができ、また、プロジェクタ本体をスクリーンから遠ざけて投写距離を長くすることにより、投写サイズを大きくすることができる。

特開平０５−１００３１２号公報 特開２００６−２３５５１６号公報

このように投写距離を変化させると、投写画像がオフフォーカス状態となるため、随時、フォーカス調整を行う必要がある。かかるフォーカス調整は、投写光学系に配されたフォーカス調整機構により、比較的簡便な操作をもって行い得る。しかしながら、上記のように投写光が広角かつ斜め方向からスクリーンに投写される構成では、投写距離が変化すると、それに伴って、投写画像の位置が被投写面上において上下に大きくずれてしまう。このため、たとえば使用の途中で投写サイズを変更するような場合には、投写距離を変化させるに伴って、フォーカス調整の他に、併せて、投写画像の位置補正を速やかに行う必要がある。

通常、使用に際して、上記のように広角かつ斜め方向からスクリーンに投写されるプロジェクタを設置する場合には、投写画像がスクリーン（被投写面）上の所望の位置（たとえば、中央）に投写されるよう、適宜、スクリーン側の高さ調整が行われ、あるいは、台など用いてプロジェクタ側の高さ調整等が行われる。よって、上記のように、投写サイズの変更に伴って投写画像の位置調整を行う場合には、スクリーンまたはプロジェクタの高さ調整等を行う必要があり、このため、かかる調整には、かなり煩雑な作業を伴うこととなる。

さらに、投写光学系として屈折光学系の他に反射光学系を有するプロジェクタ（特許文献２）では、別途、反射光学系が配されているために、投写光学系が大型かつ高重量となる。また、この構成では、反射光学系（曲面ミラー）により広角化が進められているため、プロジェクタ本体の傾斜を僅かに変化させただけでも、投写画像の位置が大きく変化し、このため、投写画像の位置調整には、かなり繊細な作業が必要となる。これらの要因から、反射光学系を有するプロジェクタでは、投写画像の位置調整において、大きな労力と煩雑な作業が必要となる。調整作業を簡易化するためには、別途、投写光学系の高さ調整を行うための機構を配する方法も考えられるが、前述のように投写光学系が大型かつ高重量となるため、屈折光学系と反射光学系からなる投写光学系全体を変位させるには、かなり大掛かりな機構が必要となってしまう。

本発明は、これらの課題を解消するためになされたものであり、投写サイズの調整時に投写距離を変化させても、これに伴うフォーカス調整と投写画像の位置調整を簡便に行うことができ、これにより、ユーザの利便性を向上させ得る投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る投写型映像表示装置は、映像信号に基づいて光源からの光を変調する表示素子と、前記表示素子によって変調された光を被投写面に拡大投写する投写光学系と、前記投写光学系に配されたフォーカス調整手段と、前記フォーカス調整手段の動作に連動して前記表示素子を前記投写光学系の光軸に対して垂直な方向に変位させる変位手段とを備えたことを特徴とする。

この構成では、投写サイズが変更されたことに伴い、投写画像のフォーカス調整が行われると、それに連動して表示素子の位置が変位される。これにより、投写光学系に対する表示素子からの光の入射位置が変位し、その結果、被投写面上における投写画像の位置が変位する。

ここで、表示素子は、投写サイズの変更（投写距離の変更）により生じる投写画像の位置ずれを抑制する方向に変位され、これにより、投写画像の位置が、投写サイズ変更前の位置に近づくように補正される。

本発明の第２の態様は、第１の態様に係る投写型映像表示装置において、前記被投写面に対する前記投写光学系からの投写距離に応じて、前記フォーカス調整手段および変位手段を駆動する駆動手段を備えることを特徴とする。

なお、本発明において、「投写距離」とは、上記の如く、投写型映像表示装置の投写口または投写光学系の最後の光学部品から被投写面を含む平面までの距離のことである。

本発明の第３の態様は、第２の態様に係る投写型映像表示装置において、前記駆動手段は、前記投写距離が長いほど、前記表示素子の前記光軸からのシフト量が小さくなるように、前記フォーカス調整手段および変位手段を駆動することを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第２または第３の態様に係る投写型映像表示装置において、前記投写距離に関連する距離を検出する距離検出手段をさらに備え、前記駆動手段は、前記フォーカス調整手段および変位手段を駆動するための駆動源を具備するとともに、前記距離検出手段によって検出された前記距離に応じて前記駆動源を制御することを特徴とする。

なお、本発明において、「投写距離に関連する距離」とは、投写距離そのものの他に、投写距離の変化に伴って変化する距離を広く含むものである。

本発明の第５の態様は、第４の態様に係る投写型映像表示装置において、当該投写型映像表示装置の本体部を前記被投写面に対する遠近方向にスライド可能に載置するスライド用ステージを備え、前記距離検出手段は、前記スライド用ステージ上における前記本体部の基準位置からの移動距離を前記投写距離に関連する距離として検出するための検出部を備えることを特徴とする。

本発明の第６の態様は、第４の態様に係る投写型映像表示装置において、前記距離検出手段は、所定の基準面との間の距離を前記投写距離に関連する距離として検出する距離センサを含み、当該投写型映像表示装置が第１の位置にあるときに前記フォーカス調整手段によってフォーカス調整がなされ、その後、当該投写型映像表示装置が第１の位置とは異なる第２の位置に移動されたとき、前記駆動手段は、当該移動の前後において前記距離センサでそれぞれ検出された２つの前記距離に基づいて、当該移動後の前記駆動源の制御量を取得することを特徴とする。

第１の態様に係る投写型映像表示装置によれば、投写サイズの変更に応じてフォーカス調整を行うだけで、同時に、投写画像の位置ずれが補正されるので、ユーザは、投写サイズを変更する度に、投写型映像表示装置の高さ調整等の煩雑な調整作業を行う必要がない。よって、投写サイズの変更（投写距離の変更）に伴う投写画像のフォーカス調整と位置調整を簡便な操作にて行うことができ、ユーザの利便性を高めることができる。

また、第２から第４の態様に係る投写型映像表示装置によれば、投写距離に応じて、フォーカス調整手段および変位手段が駆動され、投写画像のフォーカス調整と位置調整が自動的に行われるので、投写型映像表示装置の使い勝手とユーザの利便性をさらに高めることができる。

さらに、第５の態様に係る投写型映像表示装置によれば、スライド用ステージ上の基準位置からの移動距離が投写距離に関連する距離として検出されるため、被投写面との間で離間距離を検出するのが困難な場合にも、適正に、投写距離に関連する距離を検出することができ、投写画像のフォーカス調整と位置調整を円滑に行うことができる。

さらに、第６の態様に係る投写型映像表示装置によれば、基準面がどのような面であっても、距離センサにて距離検出が可能であれば、移動後の位置（第２の位置）において、投写画像のフォーカス調整と位置調整を自動で行うことができ、ユーザの利便性を高めることができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図 実施の形態に係る光学エンジンおよびレンズユニットの構成を示す図 実施の形態に係るフォーカス調整と位置調整の動作を説明するための図 変更例１に係るプロジェクタの構成を示す図 変更例１に係る距離センサの構成を示す図 変更例１に係るフォーカス調整と位置調整とを同時に行うための調整構造および駆動モータを制御するための制御系を示す図 変更例１に係るフォーカス調整と位置調整のためのフローチャート 変更例２に係るプロジェクタの構成を示す図 変更例２に係るスライド用ステージの構成を示す図 変更例３に係るプロジェクタの構成を示す図 変更例３に係るフォーカス調整と位置調整のためのフローチャート 変更例３に係るフォーカス調整と位置調整の動作を説明するための図 光学エンジンの変更例（構成例１、構成例２）について説明するための図 光学エンジンの変更例（構成例３、構成例４）について説明するための図 光学エンジンの変更例（構成例５）について説明するための図 Ｚ軸ステージに代わる変位手段の構成例を示す図

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。

図示の如く、プロジェクタは、筐体１００と、光学エンジン２００と、レンズユニット３００と、反射ミラー４００と、カバー５００とを備えている。

筐体１００には、光学エンジン２００が収容されており、この光学エンジン２００において、映像信号に応じて変調された光（以下、「映像光」という）が生成される。光学エンジン２００には、レンズユニット３００が装着されており、光学エンジン２００から出射された映像光は、レンズユニット３００に入射される。ここで、映像光を生成する表示素子２００ａは、その有効表示領域の中心が、レンズユニット３００の光軸Ｌ１から所定距離ｄだけずれるように、光学エンジン２００内に配されている。

レンズユニット３００には、フォーカス調整用のレバー３０１（以下、「フォーカスレバー」という）が配されている。後述するように、ユーザは、このフォーカスレバー３０１を操作することで、スクリーンに投写された画像のフォーカス調整と位置調整を行うことができる。

レンズユニット３００の後方には、反射ミラー４００が配されている。反射ミラー４００は、非球面形状または自由曲面形状の凹面状反射面を有し、レンズユニット３００の光軸Ｌ１に対して下方（投写口５０１と反対側）に有効反射領域を有している。レンズユニット３００から出射された映像光は、反射ミラー４００によって反射される。

レンズユニット３００と反射ミラー４００は、カバー５００によって覆われている。カバー５００には、反射ミラー４００にて反射された映像光が通過する投写口５０１と、フォーカスレバー３０１を外部に露出させるための開口５０２が形成されている。

反射ミラー４００によって反射された映像光は、投写口５０１の近傍位置で最も収束し、その後に拡大されて、プロジェクタの前方上方に配されたスクリーンに投写される。

このプロジェクタでは、スクリーンとプロジェクタ本体との距離が変更されることにより、スクリーンとの間の映像光の投写距離Ｈ（図３参照）が変更されると、投写サイズが拡大あるいは縮小される。よって、投写サイズを小さくするときには、プロジェクタ本体をスクリーンに近づければ良く、投写サイズを大きくするときには、プロジェクタ本体をスクリーンから遠ざければ良い。なお、本実施の形態では、投写光学系の最後の光学部品（反射ミラー４００）から被投写面までの距離を、「投写距離」と称している。

図２は、光学エンジン２００およびレンズユニット３００の構成を示す図である。

図２（ａ）は、光学エンジン２００の内部構造を上方から見たときの内部透視図である。同図の如く、光学エンジン２００は、光源２０１と、導光光学系２０２と、表示素子２００ａとして３つの透過型の液晶パネル２０３、２０４、２０５と、ダイクロイックプリズム２０６を備えている。なお、液晶パネル２０３、２０４、２０５の入射側と出射側には図示しない偏光板が配されており、液晶パネル２０３、２０４、２０５およびダイクロイックプリズム２０６は、表示素子モジュール２０７として、モジュール化されている。また、これら光学部品は、設置板２０８上に配されている。

光源２０１から出射された白色光は、導光光学系２０２によって赤色波長帯の光（以下、「Ｒ光」という）と、緑色波長帯の光（以下、「Ｇ光」という）と、青色波長帯の光（以下、「Ｂ光」という）に分離され、液晶パネル２０３、２０４、２０５に照射される。これら液晶パネル２０３、２０４、２０５によって変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、ダイクロイックプリズム２０６によって色合成され、映像光として出射される。

なお、光学エンジン２００内に配される光変調素子としては、上記透過型の液晶パネル２０３、２０４、２０５の他、反射型の液晶パネルや、ＭＥＭＳデバイスを用いることもできる。また、液晶パネルを用いた場合、上記のように３板式ではなく、たとえば、カラーホイールを用いた単板式の光学系とすることもできる。

図２（ｂ）は、フォーカスレバー３０１によって、投写画像のフォーカス調整と位置調整とを同時に行うための調整構造を示す図である。

光学エンジン２００の設置板２０８には、取付板２０９が固定されている。この取付板２０９にレンズユニット３００の入射口側が装着されている。

レンズユニット３００の外筒３０２内には内筒３０３が配されており、この内筒３０３にフォーカスレバー３０１の基端が固定されている。フォーカスレバー３０１は、図のＹ−Ｚ平面の面内方向に所定の範囲だけ回動可能となっている。外筒３０２には、フォーカスレバー３０１の回動範囲に亘るスリット３０２ａが形成されており、フォーカスレバー３０１は、このスリット３０２ａを通って、外筒３０２の外に露出している。

フォーカスレバー３０１が回動すると、それに伴って内筒３０３が回動する。内筒３０３が回動すると、カム機構などの連動機構によってレンズユニット３００内の可動レンズ群３０５の位置が光軸Ｌ１の方向に変位される。これによって、投写画像のフォーカスが調整される。

たとえば、投写サイズが最小となる最短の投写距離Ｈにプロジェクタがあるときに、フォーカスレバー３０１がスリット３０２ａの上端位置（これ以上、上方へ回動できない上限位置）に位置されると、可動レンズ群３０５がオンフォーカス位置に変位され、投写画像のフォーカスが適正となる。また、投写サイズが最大となる最長の投写距離Ｈにプロジェクタがあるときに、フォーカスレバー３０１がスリット３０２ａの下端位置（これ以上、下方へ回動できない下限位置）に位置されると、可動レンズ群３０５がオンフォーカス位置に変位され、投写画像のフォーカスが適正となる。

内筒３０３の先端部には、レンズ側ギア３０４が設けられている。内筒３０３が回動すると、レンズ側ギア３０４が回動する。

設置板２０８上には、Ｚ軸ステージ６００が配されている。Ｚ軸ステージ６００は、回転軸６０１を有し、その回転軸６０１が回転すると、ステージ６０２が上下方向（Ｚ軸方向）に移動する構成とされている。回転軸６０１の先端には、表示素子側ギア６０３が取り付けられている。表示素子側ギア６０３は、レンズ側ギア３０４に係合しており、レンズ側ギア３０４が回動すると、表示素子用ギア６０３が回動する。

Ｚ軸ステージ６００のステージ６０２上には、表示素子モジュール２０７が載置されている。この載置状態において、液晶パネル２０３、２０４、２０５の有効表示領域の中心Ｐは、レンズユニット３００の光軸Ｌ１に対して上側（設置板２０８と反対側）にずれている。

フォーカスレバー３０１が上限位置にあるとき、表示素子モジュール２０７は、Ｚ軸ステージ６００によって最も高い位置、すなわち中心Ｐが最も光軸Ｌ１から離れた位置に載置にされている。この状態から、フォーカスレバー３０１が下方へ回動すると、それに連動してステージ６０２が下方へ移動し、表示素子モジュール２０７が下方へ移動する。そして、フォーカスレバー３０１が下限位置に達すると、表示素子モジュール２０７の位置が、最も低い位置、すなわち中心Ｐが最も光軸Ｌ１に近づいた位置となる。また、フォーカスレバー３０１が上方へ回動すれば、これに連動して、表示素子モジュール２０７が上方へ移動する。

表示素子モジュール２０７（液晶パネル２０３、２０４、２０５）が上下方向に移動すると、レンズユニット３００への映像光の入射位置が上下に動くため、投写画像の位置が上下方向に変位する。

ここで、レンズ側ギア３０４と表示素子側ギア６０３のギア比は、後述するように、投写距離Ｈの変更に伴って、フォーカスが適正となる位置までフォーカスレバー３０１が変位されたときに、投写画像の下端が上下にシフトすることなく略同じ位置に保たれるように表示素子モジュール２０７をＺ軸方向に変位させるような値に設定されている。

なお、液晶パネル２０３、２０４、２０５に照射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光のスポットサイズは、表示素子モジュール２０７が上下に移動しても、パネル全体に光が照射されるよう、液晶パネルの有効表示面よりも広いサイズとされている。

図３は、投写画像のフォーカス調整と位置調整の動作について説明するための図である。同図（ａ）は、投写サイズが最小となるようにプロジェクタが設置された状態を示し、同図（ｂ）は、投写サイズを大きくするためにプロジェクタがスクリーンから離された状態を示す。

ここでは、スクリーンが、たとえば、部屋の壁面に配されている。このスクリーンに画像を投写する際、図３（ａ）に示すように、ユーザは、所望の投写サイズとなるように、スクリーン面とプロジェクタの投写距離Ｈを調整し、プロジェクタを設置する。このとき、投写画像がスクリーンの所望の位置（たとえば、中央）に投写されるよう、必要に応じて、スクリーンの高さが調整されたり、台など使うなどしてプロジェクタの高さ位置が調整されたりする。また、ユーザは、フォーカスレバー３０１を操作して投写画像のフォーカス調整を行う。こうして、スクリーンには、投写画像が、図中の画像Ａの状態で投写される。

なお、図３（ａ）のように、たとえば、本実施の形態では、プロジェクタの前面が壁面に密着した状態で投写サイズが最小となるよう、プロジェクタが構成されている。よって、最小の投写サイズで画像を投写するときには、プロジェクタの前面が壁面に密着するように、すなわち最小の投写距離Ｈになるようにプロジェクタが設置される。このとき、フォーカスレバー３０１は上限位置となり、表示素子モジュール２０７は、光軸Ｌ１から最も離れた位置になる。

さて、画像投写中、投写サイズを大きくする必要が生じた場合には、ユーザは、図３（ｂ）に示すように、スクリーンから遠ざけるようにプロジェクタを移動させる。これにより、投写距離Ｈが長くなるので、投写サイズが、画像Ａの状態から画像Ｂ状態のように拡大される。同時に、投写画像のフォーカスがずれ、さらに投写画像の位置も上方にずれる。

そこで、ユーザによって、新たなフォーカス調整が行われる。すなわち、ユーザは、投写画像のフォーカスが適正となるまで、フォーカスレバー３０１を下方に回動させる。

上述のように、フォーカスレバー３０１が下方に回動すると、表示素子モジュール２０７も下方に移動し、光軸Ｌ１に近づく。これにより、レンズユニット３００から出た映像光の上端と下端の主光線位置（以下、「上端と下端の主光線位置」を「光線位置」と略す）は、図３（ｂ）中に破線で示す光線位置から実線で示す光線位置に変わる。すなわち、レンズユニット３００からの映像光の光線位置が光軸Ｌ１に近くなり、これによって、反射ミラー４００への映像光の入射位置が上方にずれるので、反射ミラー４００で反射されてスクリーンに向かう映像光の光線位置が低くなる。この結果、スクリーンへ投写された画像の位置が下がる。

こうして、フォーカスが適正となる位置までフォーカスレバー３０１が回動されると、上述したレンズ側ギア３０４と表示素子側ギア６０３のギア比の関係に従って、表示素子モジュール２０７の位置が下がる。これにより、投写画像の位置が、画像Ｂの状態から画像Ｃの状態となり、画像Ｃの下端が、プロジェクタを移動させる前の画像Ａの下端と同じ位置となる。すなわち、投写画像の下端の位置が、投写距離Ｈが変わっても同等の位置に維持される。

なお、上記のように投写画像の下端の位置が同等の位置に維持されるのでなく、たとえば、投写画像の上端の位置あるいは、投写画像の中心の位置が同等の位置に維持されるような構成とすることもできる。この場合、投写画像を移動させる量がどの位置を維持させるかに応じてそれぞれ異なるため、それに応じて、表示素子モジュール２０７を移動させる量もそれぞれ異なることとなる。よって、それぞれの構成に応じて、レンズ側ギア３０４と表示素子側ギア６０３のギア比が調整される。

また、レンズ側ギア３０４を、駆動モータを用いて回動させることにより、投写画像のフォーカス調整と位置調整が行われる構成とすることもできる。この場合、プロジェクタ本体に操作ボタン（図示せず）を配し、この操作ボタンによって駆動モータが動作される構成とすることもでき、また、専用のリモコン（図示せず）によって駆動モータが動作される構成とすることもできる。

以上のように、本実施の形態では、投写サイズの変更に応じてフォーカス調整を行うだけで、同時に、投写画像の位置ずれが補正されるので、ユーザは、投写サイズを変更する度に、逐一、スクリーンの高さ調整等の煩雑な調整作業を行う必要がない。よって、投写サイズの変更（投写距離の変更）に伴う投写画像のフォーカス調整と位置調整を簡便な操作にて行うことができ、ユーザの利便性を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態は、以下のように変更され得る。

＜変更例１＞
図４は、変更例１に係るプロジェクタの構成を示す図である。同図（ａ）は、投写サイズが最小となるようにプロジェクタが設置された状態を示し、同図（ｂ）は、投写サイズを大きくするためにプロジェクタがスクリーンから離された状態を示す。

変更例１の構成では、投写距離Ｈに応じて、投写画像のフォーカス調整と位置調整が自動的に行われる。

すなわち、筐体１００の前端部に距離センサ７００が配され、スクリーンと筐体１００前端部との距離、すなわち、スクリーンとプロジェクタ本体との距離（以下、この距離を「本体距離Ｉ」という）が検出される。本体距離Ｉは、投写距離Ｈの変化に伴って変化するため、本体距離Ｉに応じて投写画像のフォーカス調整と位置調整を行うことで、投写距離Ｈに応じて投写画像のフォーカス調整と位置調整を行うことができる。

このように、変更例１では、投写距離Ｈを直接検出する構成をとっていないが、距離センサ７００を、反射ミラー４００と同じ位置に配することにより、投写距離Ｈを直接検出することもできる。なお、距離センサ７００は、この他、プロジェクタの任意の位置に配することができる。投写距離Ｈが変化すれば、これに伴ってスクリーンとプロジェクタの任意の位置との距離が変化するからである。

また、変更例１の構成では、光学エンジン２００に、内筒３０３やＺ軸ステージ６００を駆動するための駆動モータ８００（図４には図示せず）が配されている。さらに、距離センサ７００を用いて検出した本体距離Ｉに応じて、駆動モータ８００を制御するための制御系が設けられている。その他の構成については、上記実施の形態と同様である。

図５は、距離センサ７００の構成を示す図である。距離センサ７００は、発光器７０１と、発光用レンズ７０２と、受光用レンズ７０３と、位置検出器７０４によって構成されている。発光器７０１は、たとえば、赤外線ＬＥＤからなる。位置検出器７０４は、たとえば、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）からなる。

発光器７０１から出射された光は、発光用レンズ７０２で集光され略平行光となって壁面に当り、壁面で拡散反射される。拡散反射された光は、受光用レンズ７０３によって集光され、位置検出器７０４の受光面に照射される。このとき、距離センサ７００から壁面までの距離が異なることによって、位置検出器７０４の受光面における反射光の照射位置が異なってくる。たとえば、壁面までの距離が近い場合は、図中の位置Ａに光が照射され、壁面までの距離が遠い場合は、図中の位置Ｂに光が照射される。位置検出器７０４からは、照射位置に応じた位置検出信号が出力される。

なお、発光器７０１は、半導体レーザで構成されても良い。この場合、半導体レーザからの出射されるレーザ光は指向性が高いため、発光レンズ７０２を省略することができる。

図６は、駆動モータ８００によって、投写画像のフォーカス調整と位置調整とを同時に行うための調整構造、および駆動モータ８００を制御するための制御系を示す図である。

取付板２０９には、駆動モータ８００が装着されており、この駆動モータ８００の出力ギア８０１がレンズ用ギア３０４に係合されている。駆動モータ８００が回転すると、レンズ用ギア３０４が回転して内筒３０３が回動し、レンズユニット３００内の可動レンズ群３０５が変位する。また、レンズ用ギア３０４が回転することによってＺ軸ステージ６００が上下方向に移動し、表示素子モジュール２０７が上下方向に移動する。なお、内筒３０３の回動方向（可動レンズ群３０５の移動方向）に対応するＺ軸ステージ６００の昇降方向は、上記実施の形態と同様であり、たとえば、フォーカスレバー３０１が下がる方向に内筒３０３が回動すると、Ｚ軸ステージ６００が下降する。また、レンズ側ギア３０４と表示素子側ギア６０３のギア比も、上記実施の形態と同様である。

可動レンズ群３０５および表示素子モジュール２０７の移動量は駆動モータ８００の回転量によって決まる。よって、可動レンズ群３０５および表示素子モジュール２０７のイニシャル位置（たとえば、フォーカスレバー３０１が上限位置にあるときの位置）を基準として、駆動モータ８００の回転量を制御すれば、可動レンズ群３０５および表示素子モジュール２０７を所望の位置に移動させることができる。

駆動モータ８００の内部には、駆動モータ８００の回転量を検出するための回転センサ８０２が配されている。回転センサ８０２からの検出信号は、制御回路１０に入力される。

制御回路１０には、駆動モータ８００、回転センサ８０２の他、距離検出回路２０、メモリ３０、発光器７０１が電気的に接続されている。

距離検出回路２０は、位置検出器７０４から入力された位置検出信号に基づいて、本体距離Ｉを求め、制御回路１０に出力する。

メモリ３０には、制御回路１０を動作させるための制御プログラムが記憶されている。また、メモリ３０には、駆動モータ８００を制御するための制御量テーブルが記憶されている。この制御量テーブルには、本体距離Ｉに応じて可動レンズ群３０５のオンフォーカス位置に移動させるための、イニシャル位置からの駆動モータ８００の回転量（以下、「オンフォーカス回転量」という）が設定されている。

制御回路１０は、発光器７０１に駆動信号を出力して発光させ、これよって本体距離Ｉを検出し、検出した本体距離Ｉに対応するオンフォーカス回転量をメモリ３０のテーブルから取得し、取得したオンフォーカス回転量に基づいて駆動モータ８００を制御する。

以下、制御回路１０によるフォーカス調整および位置調整の動作を、図７のフローチャートに従って説明する。

ユーザは、図４（ａ）に示す状態から、投写サイズを大きくするために同図（ｂ）に示す状態にプロジェクタを移動させた後、フォーカスを自動調整するための操作ボタン（図示せず）を操作する。

フォーカス調整の指示入力があると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御回路１０は、距離センサ７００を用いて本体距離Ｉを検出する（Ｓ１２）。

次に、制御回路１０は、メモリ３０内に前回のフォーカス調整時のオンフォーカス回転量が記憶されていれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、記憶された前回のオンフォーカス回転量を読み出す（Ｓ１４）。通常、駆動モータを用いた電動式のフォーカス調整機構の場合、非使用時に手動でフォーカス調整がされることはなく、前回のフォーカス調整時から駆動モータ８００が動いてしまっていることはない。

よって、制御回路１０は、検出した本体距離Ｉに対応するオンフォーカス回転量を今回のオンフォーカス回転量としてメモリ３０内の制御量テーブルから取得し、取得した今回のオンフォーカス回転量と先に読み出した前回のオンフォーカス回転量とから、可動レンズ群３０５を現在の位置からオンフォーカス位置まで移動させるために今回必要となる駆動モータ８００の回転量と回転方向を決定する（Ｓ１５）。そして、制御回路１０は、決定した回転方向と回転量により駆動モータ８００を駆動する（Ｓ１６）。

こうして、可動レンズ群３０５がオンフォーカス位置に移動し、投写画像のフォーカスが適正な状態となる。同時に、表示素子モジュール２０７が下方へ移動し、図４（ｂ）に示すように、投写画像の位置が、画像Ｂの状態から画像Ｃの状態となり、画像Ｃの下端が、プロジェクタを移動させる前の画像Ａの下端と同じ位置となる。すなわち、投写画像の下端の位置が、投写距離Ｈが変わっても同等の位置に維持される。

最後に、制御回路１０は、今回のオンフォーカス回転量をメモリ３０に記憶させる（Ｓ１７）。これにより、画像サイズ変更後のフォーカス調整と投写画像の位置調整の処理が完了する。

ところで、前回のフォーカス調整時のオンフォーカス回転量が、メモリ３０に記憶されていない場合もある。たとえば、全く初めてプロジェクタを使用するときなどである。

制御回路１０は、ステップＳ１３において、オンフォーカス回転量がメモリ３０に記憶されていないと判断すると、可動レンズ群３０５がイニシャル位置に到達するまで駆動モータ８００を駆動する（Ｓ１８）。本実施の形態では、フォーカスレバー３０１の上限位置がイニシャル位置に設定されているため、イニシャル位置までしか可動レンズ群３０５が移動しない。つまり、可動レンズ群３０５がイニシャル位置に到達すると、駆動モータ８００が、それ以上回転しなくなる。制御回路１０は、回転センサ８０２からの検出信号によって駆動モータ８００が回転していないと判断すると、可動レンズ群３０５がイニシャル位置に到達したと判断する。

可動レンズ群３０５がイニシャル位置に到達すると、制御回路１０は、Ｓ１２にて検出した本体距離Ｉに対応するオンフォーカス回転量をメモリ３０内のテーブルから取得し（Ｓ１９）、駆動モータ８００を取得した回転量だけ駆動する（Ｓ２０）。こうして、メモリ３０に前回のオンフォーカス回転量が記憶されていない場合にも、投写画像のフォーカス調整と位置調整が行われる。

以上のように、変更例１の構成によれば、投写距離Ｈに応じて、投写画像のフォーカス調整と位置調整が自動的に行われるので、ユーザの利便性が一層向上する。

＜変更例２＞
上記変更例１の構成では、スクリーンが壁面に配されていない場合、すなわち、スタンド付きのスクリーンなど、スクリーンの下方が空間となる場合には、投写距離Ｈに関連する距離（本体距離Ｉ、等）を検出することが困難となる。そこで、変更例２では、たとえば、スクリーンの下が空間となっているような場合にも、投写距離Ｈに関連する距離（本体距離Ｉ、等）を円滑に検出するための構成がさらに付加されている。

図８は、変更例２に係るプロジェクタの構成を示す図である。同図（ａ）は、スクリーンに画像を投写するためにプロジェクタが設置された状態を示す図であり、同図（ｂ）は、駆動モータ８００によって、投写画像のフォーカス調整と位置調整とを同時に行うための調整構造を示す図である。

図８（ａ）に示すように、変更例２のプロジェクタは、レンズユニット３００を覆うカバー５５０の背面が、筐体１００と略面一となるよう構成されている。こうして全体的に平坦となったプロジェクタ本体（筐体１００とカバー５５０とからなる）の背面が、スライド用ステージ９００に載置されている。スライド用ステージ９００は、プロジェクタ本体を前後方向にスライド可能に保持する。

図９は、スライド用ステージ９００の構成を示す図であり、スライド方向に垂直な面の断面図である。スライド用ステージ９００は、たとえば、図９（ａ）に示すように、固定ステージ９０１と可動ステージ９０２とを備える。

固定ステージ９０１には、レール溝９０３が形成されている。レール溝９０３の両側面部および底面部には、ボールスベアリング９０４、９０５がスライド方向に複数個配されている。可動ステージ９０２は、レール溝９０３内に収容されており、その側面および底面がベアリング９０４、９０５に当接している。

プロジェクタ本体は、可動ステージ９０２の上に載置される。このとき、筐体１００に形成されたフランジ部１０１が可動ステージ９０２の載置面にネジ１０２にて固定される。可動ステージ９０２が、レール溝９０３内をスライド方向にスライドすることで、プロジェクタ本体が、スライド方向にスライドする。

なお、スライド用ステージ９００は、図９（ｂ）に示すように、固定ステージ９０１のみで構成されても良い。この場合、プロジェクタ本体の底面部が、レール溝９０３内に収容される。

図８（ａ）に戻り、スライド用ステージ９００における固定ステージ９０１の前端には、検出用反射板９０６が配されている。検出用反射板９０６は、筐体１００側に向く反射面が、光を拡散反射するように形成されている。

筐体１００の前端部には、変更例１と同様、距離センサ７００が配されている。距離センサ７００から発せられた光は、検出用反射板９０６に当り、検出用反射板９０６で拡散反射され、距離センサ７００に取り込まれる。これにより、検出反射板９０６からプロジェクタ本体までの距離、すなわちスライド用ステージ９００前端からのプロジェクタ本体の移動距離Ｊを検出することができる。

このとき、たとえば同図（ａ）に示すように、スライド用ステージ９００前端（検出用反射板９０６）の位置をスクリーンの位置に合わせておくと、筐体１００の前端部が検出用反射板９０６に当接する位置（基準位置）からのプロジェクタ本体の移動距離Ｊが、図４（ｂ）におけるスクリーンとプロジェクタ本体との距離、すなわち、本体距離Ｉと等しくなる。よって、移動距離Ｊに応じて投写画像のフォーカス調整と位置調整を行うことで、投写距離Ｈに応じて投写画像のフォーカス調整と位置調整を行うことができる。

なお、プロジェクタ本体の底面が平坦な構成とされたことに伴い、変更例２では、さらに、上記実施の形態や変更例１に対し、以下のように構成が変更されている。

すなわち、カバー５５０の内部には、第１の反射ミラー４５０が配されている。第１の反射ミラー４５０は、レンズユニット３００の光軸Ｌ１に対して上側（投写口５５１側）に有効反射領域を有している。第１の反射ミラー４５０は、非球面形状または自由曲面形状の凹面状反射面を有する。

第１の反射ミラー４５０の下方には、第２の反射ミラー４５１が配されている。第２の反射ミラー４５１は、平板形状を有し、その反射面がプロジェクタ本体の底面と略平行となるように、支持台４５２上に固定されている。

表示素子モジュール２０７は、レンズユニット３００の光軸Ｌ１に対して下方にずれるように配されており、光学エンジン２００から出射された映像光は、レンズユニット３００に入射される。レンズユニット３００から出射された映像光は、第１の反射ミラー４５０によって反射且つ収束される。第１の反射ミラー４５０で反射された映像光は、さらに、第２の反射ミラー４５１によって反射され、レンズユニット３００から第１の反射ミラー４５０へ向かう映像光の光路と交差し、投写口５５１を通って、スクリーンに投写される。

また、図８（ｂ）に示すように、光学エンジン２００の内部では、液晶パネル２０３、２０４、２０５の有効表示領域が、レンズユニット３００の光軸Ｌ１に対して下側（設置板２０８側）にずれた状態となるように、表示素子モジュール２０７がＺ軸ステージ６５０のステージ６５１上に載置されている。

Ｚ軸ステージ６５０の回転軸６５２の先端には、表示素子側ギア６５３が取り付けられている。表示素子側ギア６５３は、レンズ側ギア３０４に係合しており、レンズ側ギア３０４が回動すると、表示素子用ギア６５３が回動する。

駆動モータ８００が回転すると、レンズ用ギア３０４が回転して内筒３０３が回動し、レンズユニット３００内の可動レンズ群３０５が変位する。また、レンズ用ギア３０４が回転することによってＺ軸ステージ６５０が上下方向に移動し、表示素子モジュール２０７が上下方向に移動する。なお、変更例２では、内筒３０３の回動方向（可動レンズ群３０５の移動方向）に対応するＺ軸ステージ６５０の昇降方向が、上記実施の形態や変更例１とは逆になるように、Ｚ軸ステージ６５０が構成されており、たとえば、フォーカスレバー３０１が下がる方向に内筒３０３が回動すると、Ｚ軸ステージ６５０が上昇する。

その他、駆動モータ８００を駆動制御するための制御系の構成については、上記変更例１と同様である。

こうして、プロジェクタを設置する際には、図８（ａ）に示すように、スライド用ステージ９００前端の位置がスクリーンの位置と同じになるように、スライド用ステージ９００が配される。このような設置状態において、プロジェクタ本体がスクリーンから離れるように移動され、投写距離Ｈが変更されると、距離センサ７００を用いて検出した移動距離Ｊに応じて、変更例１と同様な制御により、駆動モータ８００が駆動される。これにより、レンズユニット３００内の可動レンズ群３０５がオンフォーカス位置に変位され、投写画像のフォーカスが適正な状態となる。同時に、表示素子モジュール２０７が上方に移動し、レンズユニット３００から出た映像光の光線位置が、図中に破線で示す光線位置から実線で示す光線位置に変わり、スクリーン面へ投写された画像の位置が下がる。これにより、投写画像の位置が、画像Ｂの状態から画像Ｃの状態となり、画像Ｃの下端が、プロジェクタを移動させる前の画像Ａの下端と同じ位置となる。すなわち、投写画像の下端の位置が、投写距離Ｈが変わっても同等の位置に維持される。

以上のように、変更例２の構成によれば、スクリーンの下が空間となっている状況下においても、投写距離Ｈに応じて、投写画像のフォーカス調整と位置調整とを自動的に行うことができる。従って、ユーザの利便性がなお一層向上する。

なお、変更例２の構成では、距離センサ７００や駆動モータ８００を用いた電気的な手段により、投写画像のフォーカス調整と位置調整とを自動的に行う構成とされているが、機構的な手段により、投写画像のフォーカス調整と位置調整とを自動的に行う構成とされても良い。

この場合、たとえば、可動ステージ９０２側にラックを配するとともに、固定ステージ９０１側にラックが移動すると回転するピニオンを配し、さらに、ピニオンとレンズ用ギア３０４との間に、ギアを用いた伝達機構を配する構成とすることができる。この構成では、ラックの移動に伴うピニオンの回転を、伝達機構によってレンズ用ギア３０４に伝えることで、プロジェクタ本体の移動距離Ｊに応じて、可動レンズ群３０５や表示素子モジュール２０７を変位させることができる。

＜変更例３＞
図１０は、変更例３に係るプロジェクタの構成を示す図である。この変更例３の構成では、変更例２の構成と同様に、スクリーンの下が空間となっている状況下においても、投写距離Ｈに応じて、投写画像のフォーカス調整と位置調整とを自動的に行うことができる構成を実現している。

図１０に示すように、この変更例３の構成では、変更例１の構成に加えて、モード設定ボタン４０、手動操作ボタン５０、調整終了ボタン６０、自動調整ボタン７０が備えられている。これらのボタンからの操作信号が、制御回路１０に入力される。これらボタンは、たとえば、筐体１００やリモコン上、あるいはメニュー画面内に設けることができる。

モード設定ボタン４０は、プロジェクタが最初に設置された位置（プロジェクタのイニシャル位置）を設定するためのイニシャル位置設定モードと、投写画像のフォーカス調整と位置調整とを自動で行う自動調整モードとを選択するためのボタンである。また、手動操作ボタン５０は、イニシャル位置設定モードにおいて、ユーザが手動で駆動モータ８００を駆動させてフォーカス調整を行うときに操作されるボタンであり、調整終了ボタン６０は、イニシャル位置設定モードにおいて、手動のフォーカス調整が終了したときに操作されるボタンである。さらに、自動調整ボタン７０は、自動調整モードにおいて、ユーザが自動でフォーカス調整を行うときに操作されるボタンである。

投写距離Ｈとオンフォーカス位置、すなわちフォーカス回転量との間には、線形な関係があり、変更例３では、当該線形関係を規定する直線の傾き係数がメモリ３０内に記憶されている。

なお、上述した構成以外の構成については、変更例１と同様である。

図１１は、変更例３に係るフォーカス調整および位置調整の動作を示すフローチャートである。また、図１２は、投写画像のフォーカス調整と位置調整の動作について説明するための図である。同図（ａ）は、最初の位置にプロジェクタが設置された状態を示し、同図（ｂ）は、投写サイズを大きくするためにプロジェクタがスクリーンから離された状態を示す。

以下、変更例３に係るフォーカス調整および位置調整の動作について、図１１および図１２を参照して説明する。

ユーザは、図１２（ａ）に示すように、所望の投写距離Ｈの位置にプロジェクタを設置する。次に、ユーザは、モード設定ボタン４０を操作して、イニシャル位置設定モードを選択する。

制御回路１０は、モード設定ボタン４０が操作されたと判断すると（Ｓ２１：ＹＥＳ）、何れのモードが選択されたかを判断する（Ｓ２２）。ここで、イニシャル位置設定モードが選択されたと判断すると（Ｓ２２：イニシャル位置設定モード）、制御回路１０は、次に、ユーザによる手動のフォーカス調整が完了したか否かを判断する（Ｓ２３）。

ユーザは、イニシャル位置設定モードを選択した後、スクリーンに投写された画像を見ながら、手動操作ボタン５０を操作し、駆動モータ８００を手動で駆動して、フォーカスが適正な状態となるよう、フォーカス調整を行う。ユーザは、フォーカスが適正な状態になれば、調整を終了して、調整終了ボタン６０を操作する。スクリーンには、投写画像が画像Ａの状態で写し出される。

調整終了ボタン６０が操作されることにより、手動フォーカス調整が終了したと判断すると（Ｓ２３：ＹＥＳ）、制御回路１０は、プロジェクタの前方にある壁面（以下、「基準面」という）とプロジェクタ本体との距離Ｄを、距離センサ７００を用いて検出する（Ｓ２４）。そして、検出した基準面との距離Ｄを、プロジェクタのイニシャル位置情報としてメモリ３０に記憶させる（Ｓ２５）。こうして、イニシャル位置設定モードが終了する。

次に、投写サイズを大きくする必要が生じた場合、ユーザは、図１２（ｂ）に示すように、スクリーンから遠ざけるようにプロジェクタを移動させる。これにより、画像Ａの状態から画像Ｂ状態のように投写サイズが拡大されるが、同時に、投写画像のフォーカスがずれ、投写画像の位置も上方にずれる。

そこで、ユーザは、モード設定ボタン４０を操作して、自動調整モードを選択した後、自動調整ボタン７０を操作する。

制御回路１０は、自動調整モードが選択されたと判断し（Ｓ２２：自動調整モード）、さらに、自動調整ボタン７０が操作されたと判断すると（Ｓ２６：ＹＥＳ）、距離センサ７００を用いて、基準面との距離Ｄを検出する（Ｓ２７）。次に、制御回路１０は、メモリ３０内の記憶値（イニシャル位置情報）と今回の検出値との差分を求め、この差分とメモリ３０に記憶された傾き係数を用いて、現在の位置からオンフォーカス位置に可動レンズ群３０５を移動させるための駆動モータ８００の制御量、すなわち回転量と回転方向とを決定する（Ｓ２８）。そして、制御回路１０は、決定した回転方向と回転量により駆動モータ８００を駆動する（Ｓ２９）。

こうして、図１２（ｂ）に示すように、投写画像のフォーカスが適正な状態となると同時に、投写画像の位置が、画像Ｂの状態から画像Ｃの状態となる。すなわち、投写画像の下端の位置が、投写距離Ｈが変わっても同等の位置に維持される。

最後に、制御回路１０は、今回の基準面からの距離Ｄをメモリ３０に記憶させる（Ｓ３０）。これにより、画像サイズ変更後のフォーカス調整と投写画像の位置調整の処理が完了する。

以上、変更例３の構成によれば、スクリーンの下が空間となっているなど、スクリーンとの間の距離を直接検出できない状況下においても、投写距離Ｈに応じて、投写画像のフォーカス調整と位置調整とを自動的に行うことができる。従って、ユーザの利便性がなお一層向上する。

また、スライド用ステージ９００を要しないので、変更例２の構成に比べて、構造が簡単になる。

なお、変更例３の構成を、変更例２の構成に適用することもできる。このようにすれば、スライド用ステージ９００前端の位置がスクリーンの位置に合わせられない状況下においても、イニシャル位置設定モードにおいて、検出用反射板９０６との距離を検出することにより、投写画像のフォーカス調整および位置調整を自動で行うことができる。

＜光学エンジンの変更例＞
上記実施の形態では、光学エンジン２００に、光変調素子として透過型の液晶パネル２０３、２０４、２０５を用いているが、その他、以下、構成例１から構成例５に示すように、反射型の液晶パネルであるＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）やＭＥＭＳデバイスであるＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device）を光変調素子として用いることもできる。なお、上記変更例１、変更例２および変更例３に係るプロジェクタにおいても、同様に、以下の構成例１から構成例５に示す光変調素子を用いることができる。

なお、以下の構成例１から５においても、上記実施の形態と同様、光変調素子に照射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光のスポットサイズは、各構成例の表示素子モジュールが上下に移動しても、各光変調素子の有効表示面に光が照射されるよう、有効表示面よりも広いサイズとされている。

（構成例１）
図１３（ａ）は構成例１に係る光学エンジン２２０の構成を示す図である。本構成例においては、光変調素子としてＬＣＯＳを用いている。

光学エンジン２２０は、光源２２１と、導光光学系を構成する２つのミラー２２２、２２３および２つのダイクロイックミラー２２４、２２５と、導光光学系からの光を変調・合成する表示素子モジュール２３５とを備えている。

表示素子モジュール２３５は、３つのＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２２６、２２７、２２８と、３つのＬＣＯＳ２２９、２３０、２３１と、２つのλ／２板２３２、２３３と、ダイクロイックプリズム２３４と、各ＰＢＳ２２６、２２７、２２８の入射面に配置された図示しない偏光板とがモジュール化されたものである。

光源２２１は、ランプ、フライアイレンズ、ＰＢＳアレイおよびコンデンサレンズを備える。光源２２１から出射される光は、ＰＢＳアレイによって、偏光方向が一方向に揃えられている。

光源２２１から出射された光は、ミラー２２２により反射され、ダイクロイックミラー２２４に入射される。ダイクロイックミラー２２４は、入射された光のうち、Ｒ光およびＧ光を反射させＢ光を透過する。

ダイクロイックミラー２２４で反射されたＲ光およびＧ光は、ミラー２２３により反射され、ダイクロイックミラー２２５に入射される。ダイクロイックミラー２２５は、Ｇ光を反射させＲ光を透過する。

ダイクロイックミラー２２５を透過したＲ光は、図示しない偏光板により不要なＰ偏光成分が除去され、ＰＢＳ２２６に対しＳ偏光とされており、ＰＢＳ２２６で反射されてＬＣＯＳ２２９に照射される。ＬＣＯＳ２２９は、映像信号に基づいてＲ光を変調して反射する。即ち、ＬＣＯＳ２２９の有効表示面を構成する画素ごとにＲ光の偏光方向を映像信号に基づいて回転させる。

こうして、変調されたＲ光が偏光方向に応じてＰＢＳ２２６を透過し、λ／２板２３２を通ることでさらに偏光方向が回転された後、ダイクロイックプリズム２３４に入射される。

また、ダイクロイックミラー２２５で反射されたＧ光は、図示しない偏光板により不要なＰ偏光成分が除去され、ＰＢＳ２２７に対しＳ偏光とされており、ＰＢＳ２２７で反射されてＬＣＯＳ２３０に照射される。ＬＣＯＳ２３０は、映像信号に基づいてＧ光を変調して反射する。

こうして、変調されたＧ光が偏光方向に応じてＰＢＳ２２７を透過し、ダイクロイックプリズム２３４に入射される。

さらに、ダイクロイックミラー２２４を透過したＢ光は、図示しない偏光板により不要なＰ偏光成分が除去され、ＰＢＳ２２８に対しＳ偏光とされており、ＰＢＳ２２８で反射されてＬＣＯＳ２３１に照射される。ＬＣＯＳ２３１は、映像信号に基づいてＢ光を変調して反射する。

こうして、変調されたＢ光が偏光方向に応じてＰＢＳ２２８を透過し、λ／２板２３３を通ることでさらに偏光が回転された後、ダイクロイックプリズム２３４に入射される。

Ｒ光およびＢ光はダイクロイックプリズム２３４で反射され、Ｇ光はダイクロイックプリズム２３４を透過することにより、これら３つの光が合成され、映像光としてレンズユニット３００に入射される。

なお、ＬＣＯＳ２２９、２３０、２３１で変調され、ＰＢＳ２２６、２２７、２２８を透過したＲ光、Ｇ光およびＢ光は、いずれもダイクロイックプリズム２３４に対してＰ偏光とされている。この場合、ダイクロイックプリズムの誘電多層膜の特性上、Ｓ偏光の方が広い波長帯域で高い反射率を有する。したがって、ダイクロイックプリズム２３４におけるＧ光の透過効率は高いが、Ｒ光およびＢ光は、Ｐ偏光のままでは反射効率が低くなる。そこで、図１３（ａ）の光学エンジン２２０では、Ｒ光およびＢ光をλ／２板２２３、２２４に通してＳ偏光とすることにより、ダイクロイックプリズム２３４でのＲ光およびＢ光の反射効率が高められている。

本構成例では、表示素子モジュール２３５がＺ軸ステージ６００（６５０）のステージ６０２（６５１）に載置され、上下にシフトされることとなる。

（構成例２）
図１３（ｂ）は構成例２に係る光学エンジン２４０の構成を示す図である。本構成例においても、構成例１同様、光変調素子としてＬＣＯＳを用いている。

光学エンジン２４０は、光源２４１と、光源からの光を変調・合成する表示素子モジュール２４７とを備えている。

表示素子モジュール２４７は、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２４２と、ダイクロイックプリズム２４３と、３つのＬＣＯＳ２４４、２４５、２４６と、ＰＢＳ２４２の入射面に配置された図示しない偏光板とがモジュール化されたものである。

光源２４１は、ランプ、フライアイレンズ、ＰＢＳアレイおよびコンデンサレンズを備える。光源２４１から出射される光は、ＰＢＳアレイによって、偏光方向が一方向に揃えられている。

光源２４１から出射された光は、図示しない偏光板により不要なＰ偏光成分が除去され、ＰＢＳ２４２に対してＳ偏光とされており、ＰＢＳ２４２で反射され、ダイクロイックプリズム２４３に入射される。ダイクロイックプリズム２４３に入射された光のうち、Ｒ光およびＢ光は、ダイクロイックプリズム２４３で反射されて、それぞれＬＣＯＳ２４４、２４６に照射される。また、Ｇ光は、ダイクロイックプリズム２４３を透過してＬＣＯＳ２４５に照射される。

各ＬＣＯＳ２４４、２４５、２４６で変調されたＲ光、Ｇ光およびＢ光は、再びダイクロイックプリズム２４３に入射されて色合成され、その後、偏光方向に応じてＰＢＳ２４２を透過して、映像光としてレンズユニット３００に入射される。

本構成例では、表示素子モジュール２４７がＺ軸ステージ６００（６５０）のステージ６０２（６５１）に載置され、上下にシフトされることとなる。

（構成例３）
図１４（ａ）は構成例３に係る光学エンジン２６０の構成を示す図である。本構成例においては、光変調素子として単板式のＤＭＤを用いている。

光学エンジン２６０は、光源２６１と、導光光学系を構成するロッドインテグレータ２６２、カラーホイール２６３およびリレーレンズ群２６４と、導光光学系からの光を変調・合成する表示素子モジュール２６７とを備えている。

表示素子モジュール２６７は、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム２６５と、単板式のＤＭＤ２６６とがモジュール化されたものである。

光源２６１から出射された光は、ロッドインテグレータ２６２によって照度分布が均一化された後、カラーホイール２６３に入射される。カラーホイール２６３は、赤、緑、青のフィルタを備え、これらフィルタが短時間に順次切り替えられる構成とされている。赤色フィルタはＲ光のみを透過し、緑色フィルタはＧ光のみを透過し、青色フィルタはＢ光のみを透過する。

なお、カラーホイールは赤、緑、青に加え、白、黄、シアン、マゼンダなどのフィルタを備えた構成としても良い。

カラーホイール２６３を時間差によって透過したＲ光、Ｇ光およびＢ光は、リレーレンズ群２６４を通り、さらにＴＩＲプリズム２６５で反射されてＤＭＤ２６６に照射される。そして、ＤＭＤ２６６により変調された後にＴＩＲプリズム２６５を透過し、レンズユニット３００に入射される。

なお、カラーホイール２６３では各フィルタが高速で切り替えられるため、スクリーン上では、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光による映像が合成されて一つの映像として映る。

本構成例では、表示素子モジュール２６７がＺ軸ステージ６００（６５０）のステージ６０２（６５１）に載置され、上下にシフトされることとなる。

（構成例４）
図１４（ｂ）、（ｃ）は構成例４に係る光学エンジン２７０の構成を示す図である。同図（ｂ）は上面図であり、図（ｃ）は、同図（ｂ）の矢印Ｐ方向から見た側面図である。なお、同図（ｃ）では、光源２７１からリレーレンズ群２７４までの構成が図示省略されている。

本構成例においては、構成例３と同様、光変調素子として単板式のＤＭＤを用いている。

光学エンジン２７０は、光源２７１と、カラーホイール２７２と、ロッドインテグレータ２７３と、リレーレンズ群２７４と、平面ミラー２７５と、凹面ミラー２７６と、単板式のＤＭＤ２７７を備えている。

光源２７１から出射された光は、カラーホイール２７２に入射される。カラーホイール２７２は、構成例３のカラーホイール２６３と同様、赤、緑、青のフィルタを備え、これらフィルタが短時間に順次切り替えられる。

なお、カラーホイールは赤、緑、青に加え、白、黄、シアン、マゼンダなどのフィルタを備えた構成としても良い。

カラーホイール２７２を時間差によって透過したＲ光、Ｇ光およびＢ光は、ロッドインテグレータ２７３によって照度分布が均一化された後、リレーレンズ群２７４から出射される。

同図（ｃ）に示すように、ＤＭＤ２７７は、レンズユニット３００の光軸Ｌ１対して上方にずれるように配されている。また、平面ミラー２７５は、光源２７１からの光が、ＤＭＤ２７７に対し所定の入射角度で入射するように、光源２７１の光軸に対し傾斜して配されている。そして、凹面ミラー２７６は、同様に、光源２７１からの光が、ＤＭＤ２７７に対し所定の入射角度で入射するように、光源２７１の光軸およびレンズユニット３００の光軸Ｌ１に対し傾斜して配されるとともに、偏心して配されている。

リレーレンズ群２７４から出射された光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）は、平面ミラー２７５によって反射され、さらに、凹面ミラー２７６によって反射されてＤＭＤ２７７に照射される。そして、ＤＭＤ２７７により変調された後にレンズユニット３００に入射される。

なお、カラーホイール２７２では各フィルタが高速で切り替えられるため、スクリーン上では、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光による映像が合成されて一つの映像として映る。

本構成例では、ＤＭＤ２７７がＺ軸ステージ６００（６５０）のステージ６０２（６５１）に載置され、上下にシフトされることとなる。

（構成例５）
図１５は構成例５に係る光学エンジン２８０の構成を示す図である。本構成例においては、３板式のＤＭＤを用いている。

光学エンジン２８０は、光源２８１と、導光光学系を構成するロッドインテグレータ２８２およびリレーレンズ群２８３と、導光光学系からの光を変調・合成する表示素子モジュール２８８とを備えている。

表示素子モジュール２８８は、ＴＩＲプリズム２８４ａを含む３ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）用色分離合成プリズム２８４と、ＤＭＤ２８５、２８６、２８７とがモジュール化されたものである。

光源２８１から出射された光は、ロッドインテグレータ２８２によって照度分布が均一化された後、リレーレンズ群２８３を介して、３ＤＭＤ用色分離合成プリズム２８４のＴＩＲプリズム２８４ａに入射される。なお、３ＤＭＤ用色分離合成プリズム２８４の構成の詳細は、たとえば、特開２００６−７９０８０号公報に記載されている。

３ＤＭＤ用色分離合成プリズム２８４に入射された光は、３ＤＭＤ用色分離合成プリズム２８４を構成するダイクロイック膜２８４ｂ、２８４ｃよって分離され、各ＤＭＤ２８５、２８６、２８７に入射される。各ＤＭＤ２８５、２８６、２８７によって変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、３ＤＭＤ用色分離合成プリズム２８４によって光路が統合され、各色光が色合成された映像光がＴＩＲプリズム２８４ａからレンズユニット３００に入射される。

本構成例では、表示素子モジュール２８８がＺ軸ステージ６００（６５０）のステージ６０２（６５１）に載置され、上下にシフトされることとなる。

＜その他＞
上記実施の形態や変更例では、表示素子モジュール２０７が、Ｚ軸ステージ６００、６５０によってシフトされる構成とされている。しかし、表示素子モジュール２０７が、その他の変位手段によってシフトされても良い。たとえば、表示素子モジュール２０７を載置するステージが、ガイドによってシフト可能に保持され、カムの動きによって、ガイドに沿ってステージがシフトするような機構とすることもできる。

Ｚ軸ステージ６００、６５０に代わる変位手段の構成例を図１６に示す。図１６（ａ）は、当該構成例に係る昇降装置６６０の斜視図であり、図１６（ｂ）は固定部材６８０の斜視図である。また、図１６（ｃ）は、リニアガイド６９０の構成を説明するための図１６（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。

昇降装置６６０は、ベース部材６７０と、固定部材６８０と、リニアガイド６９０とを備えている。

ベース部材６７０は、台座部６７１と、台座部６７１に対して垂直に（上方に）延びる支持板６７２とを備えている。台座部６７１には、後端部の左右に取付孔６７１ａ（右側のみ図示）が設けられている。ベース部材６７０は、これら取付孔６７１ａを用いて、筺体１００内の所定位置にネジ止め固定される。

支持板６７２の後面側には、左右のリニアガイド６９０（右側のみ図示）を介して固定部材６８０が取り付けられている。

固定部材６８０は、支持板６７２に沿うように配された平板部６８１を備えている。平板部６８１には、表示素子モジュール２０７からの映像光が通る開口６８１ａが形成されている。

平板部６８１には、図１６（ｂ）に示すように、載置部６８２が一体形成されている。この載置部６８２には、表示素子モジュール２０７が搭載される（図１６（ａ）参照）。この載置部６８２の載置面は、平板部６８１および支持板６７２と垂直になっている。

載置部６８２の裏面には、その根元部分に受け部６８２ａが平板部６８１につながるように一体形成されており、これによって、載置部６８２の根元の強度が高められている。また、載置部６８２の裏面には、その先端部に表示素子モジュール２０７をネジ止め固定するための取付ボス６８２ｂが形成されており、さらに、受け部６８２ａと取付ボス６８２ｂとをつなぐように補強リブ６８２ｃが形成されている。さらに、補強リブ６８２ｃの両側にも、受け部６８２ａにつながる２つの補強リブ６８２ｄが形成されている。これら補強リブ６８２ｃ、６８２ｄは、いずれも、平板部６８１から載置部６８２が突出する方向に沿うように形成されている。

このように、載置部６８２は、受け部６８２ａ、取付ボス６８２ｂ、補強リブ６８２ｃ、６８２ｄによって補強されている。このため、表示素子モジュール２０７の重みによって載置部６８２の先端部が下がるような変形が防止される。また、表示素子モジュール２０７は照射される光によって高発熱する。このため、載置部６８２は高温になりやすいが、上記補強によって載置部６８２の熱変形を抑制することもできる。

リニアガイド６９０は、図１６（ｃ）に示すように、上下方向に延びるレール部６９１と、レール部６９１に係合され、レール部６９１上を上下方向に移動可能なステージ部６９２とを備えている。レール部６９１の両側面には、ボールベアリング６９３が上下方向に所定間隔で複数個配されており、これにより、ステージ部６９２がレール部６９１上を円滑に移動できる。支持板６７２にはレール部６９１が固定され、固定部材６８０にはステージ部５４２が固定される。

このように、左右２つのリニアガイド６９０によって、固定部材６８０が上下方向に変位可能となるよう支持板６７２に支持されている。

固定部材６８０は、図２（ｂ）に示すレンズユニット３００のレンズ側ギア３０４に図示しない連動機構を介して連結されている。連動機構は、たとえば、カムを用いて固定部材６８０を昇降させる機構とすることができる。

こうして、レンズユニット３００のフォーカスレバー３０１が操作され、レンズ側ギア３０４が回動すると、連動機構が動作し、その動作に応じて固定部材６８０が上下にシフトする。これに伴って表示素子モジュール２０７が上下にシフトする。

また、上記実施の形態および変更例では、光源としてリフレクタを有するランプ光源を用いて説明しているが、光源はこれに限定されるものではなく、ＬＥＤやレーザダイオードを用いることもできる。この場合、構成例３および構成例４に示した単板式ＤＭＤの光学エンジンにおいて、カラーホイールを用いる代わりに、光源であるＬＥＤやレーザダイオードを色毎に時分割で点灯させる構成を採用することもできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら制限されるものではない。また、本発明の実施形態も、上記の他に、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１０ … 制御回路（駆動手段）
２０３〜２０５ … 液晶パネル（表示素子）
２２９〜２３１ … ＬＣＯＳ（表示素子）
２４４〜２４６ … ＬＣＯＳ（表示素子）
２６６ … ＤＭＤ（表示素子）
２７７ … ＤＭＤ（表示素子）
２８５〜２８７ … ＤＭＤ（表示素子）
３００ … レンズユニット（投写光学系）
３０１ … フォーカスレバー（フォーカス調整手段）
３０３ … 内筒（フォーカス調整手段）
３０４ … レンズ側ギア（フォーカス調整手段）
３０５ … 可動レンズ群（フォーカス調整手段）
４００ … 反射ミラー（投写光学系）
４５０ … 第１の反射ミラー（投写光学系）
４５１ … 第２の反射ミラー（投写光学系）
６００ … Ｚ軸ステージ（変位手段）
６５０ … Ｚ軸ステージ（変位手段）
６６０ … 昇降装置（変位手段）
７００ … 距離センサ（距離検出手段）
８００ … 駆動モータ（駆動手段、駆動源）
９００ … スライド用ステージ

Claims (6)

1. 映像信号に基づいて光源からの光を変調する表示素子と、
   前記表示素子によって変調された光を被投写面に拡大投写する投写光学系と、
   前記投写光学系に配されたフォーカス調整手段と、
   前記フォーカス調整手段に連動して前記表示素子を前記投写光学系の光軸に垂直な方向に変位させる変位手段と、
   を有することを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型映像表示装置において、
   前記被投写面に対する前記投写光学系からの投写距離に応じて、前記フォーカス調整手段および変位手段を駆動する駆動手段を備える、
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
3. 請求項２に記載の投写型映像表示装置において、
   前記駆動手段は、前記投写距離が長いほど、前記表示素子の前記光軸からのシフト量が小さくなるように、前記フォーカス調整手段および変位手段を駆動する、
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
4. 請求項２または３に記載の投写型映像表示装置において、
   前記投写距離に関連する距離を検出する距離検出手段をさらに備え、
   前記駆動手段は、前記フォーカス調整手段および変位手段を駆動するための駆動源を具備するとともに、前記距離検出手段によって検出された前記距離に応じて前記駆動源を制御する、
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
5. 請求項４に記載の投写型映像表示装置において、
   当該投写型映像表示装置の本体部を前記被投写面に対する遠近方向にスライド可能に載置するスライド用ステージを備え、
   前記距離検出手段は、前記スライド用ステージ上における前記本体部の基準位置からの移動距離を前記投写距離に関連する距離として検出するための検出部を備える、
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
6. 請求項４に記載の投写型映像表示装置において、
   前記距離検出手段は、所定の基準面との間の距離を前記投写距離に関連する距離として検出する距離センサを含み、
   当該投写型映像表示装置が第１の位置にあるときに前記フォーカス調整手段によってフォーカス調整がなされ、その後、当該投写型映像表示装置が第１の位置とは異なる第２の位置に移動されたとき、前記駆動手段は、当該移動の前後において前記距離センサでそれぞれ検出された２つの前記距離に基づいて、当該移動後の前記駆動源の制御量を取得する、
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
   

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