JP2015215376A - 表示処理装置及び投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短焦点型プロジェクタ装置であっても、ユーザーの操作にしたがって投射画像の焦点距離を調整することができるようにする。【解決手段】表示処理装置は、投射画像の焦点距離を至近距離に設定可能な投射光学系から拡大投射される前記投射画像の少なくとも中央領域の焦点距離を、ユーザーの操作にしたがって制御するフォーカス制御部を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、表示処理装置及び投射型画像表示装置に関する。

近年、スクリーン等の投影面上に投射画像を表示する投射型画像表示装置として、プロジェクタ装置が広く知られている。特に、最近では、投射空間を小さくしつつも大画面の画像を表示できる超広角のフロント投射型プロジェクタ装置の需要が高まってきている。超広角のフロント投射型プロジェクタ装置は、投射画像の焦点距離を至近距離に設定することができるものである（以下、このようなプロジェクタ装置を「短焦点型プロジェクタ装置」ともいう。）。短焦点型プロジェクタ装置を用いた場合、投影面に対して斜めかつ広角に画像を投射することで、限られた空間において大画面の画像を表示することができる。

一般に、プロジェクタ装置は、設置時や画面サイズの変更時等において、投射画像の品質を最適な状態に調整して使用される。以下の特許文献１には、超至近距離プロジェクタ（短焦点型プロジェクタ装置）からの投射画像は、プロジェクタの設置位置の小さな位置決め調整の影響を特に受けやすいことが記載されている。そのため、特許文献１には、プロジェクタの位置の調整を実現するための情報を識別する技術が開示されている。

特開２０１４−３２４０２号公報

ところで、短焦点型プロジェクタ装置は、投影面に対する投射角度が大きく、かつ、画角が超広角となるがゆえに、投射画像の焦点距離を調整するフォーカスレンズの位置をユーザーが調整することは容易ではない。短焦点型プロジェクタ装置においても、特許文献１に記載のようにプロジェクタの位置を調整するだけでなく、投射画像の焦点距離をユーザーが調整できれば、投射画像の画面サイズや画質をより適切なものとすることができる。

そこで、本開示では、短焦点型プロジェクタ装置であっても、ユーザーの操作にしたがって投射画像の焦点距離を調整することが可能な、新規かつ改良された表示処理装置及び投射型画像表示装置を提案する。

本開示によれば、投射画像の焦点距離を至近距離に設定可能な投射光学系から拡大投射される前記投射画像の少なくとも中央領域の焦点距離を、ユーザーの操作にしたがって制御するバックフォーカス制御部を備える、表示処理装置が提供される。

また、本開示によれば、光源と、前記光源から発せられた光束を一次像面となる画像変調素子の面上に均一照射する照明光学系と、投射画像の焦点距離を至近距離に設定可能であり、前記画像変調素子で変調された前記一次像面の画像情報を二次像面となる投影面上へ拡大投射する投射光学系と、前記投射画像の少なくとも中央領域の焦点距離を、ユーザーの操作にしたがって制御するバックフォーカス制御部と、を備える、投射型画像表示装置が提供される。

以上説明したように本開示によれば、短焦点型プロジェクタ装置であっても、ユーザーの操作にしたがって投射画像の焦点距離を調整することができるようになる。

なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本開示の実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置の概略構成例を示す説明図である。 同実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置の投射光学系を示す説明図である。 ズーム調整時のズームレンズの状態を示す説明図である。 ズーム調整に伴うシフト調整を示す説明図である。 同実施形態に係る表示処理装置の構成例を示す説明図である。 バックフォーカス自動調整時のバックフォーカスポテンショ値の線形演算について説明するために示す図である。 同実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置の画質調整の手順を示すフローチャートである。 ユーザーによる短焦点型プロジェクタ装置の配置の手順の例を示すフローチャートである。 短焦点型プロジェクタ装置の配置時に参照する、画面サイズ及び各距離を示す説明図である。 短焦点型プロジェクタ装置の配置時に参照する、画面サイズ及び設置距離を示す説明図である 表示処理装置によるプリセット自動調整処理の例を示すフローチャートである。 パターン画面の一例を示す説明図である。 表示処理装置によるバックフォーカス自動調整処理の例を示すフローチャートである。 ユーザーによる画枠歪み調整の手順の例を示すフローチャートである。 筐体底面のアジャスタを示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．投射型画像表示装置の概要
２．短焦点型プロジェクタ装置の概略構成例
３．投射光学系の構成例
４．表示処理装置の構成例
４．１．ズーム制御部
４．２．バックフォーカス制御部
４．３．コーナーフォーカス制御部
５．画質調整手順の例
６．まとめ

＜１．投射型画像表示装置の概要＞
まず、本開示の第１の実施形態に係る投射型画像表示装置の概要について、短焦点型プロジェクタ装置を例に挙げて簡単に説明する。

短焦点型プロジェクタ装置は、投影面に対して上方側や下方側から斜めかつ広角に画像を投射し、投影面に大画面の映像を表示することができる投射型画像表示装置の一例である。短焦点型プロジェクタ装置は、投射画像の焦点距離を至近距離に設定することができ、短焦点型プロジェクタ装置を投影面から至近距離に設置できることから、限定された空間で大画面の表示が可能となっている。

ここで、短焦点型プロジェクタ装置は、投射画像を視聴者からさえぎることがないように、投射面に近接した位置の天井や床面に設置される。投影面に対して斜めかつ広角に投射画像を投射する場合、画面内の位置の違いによって短焦点型プロジェクタ装置のレンズからの距離の差が大きくなる。例えば、短焦点型プロジェクタ装置を床面に載置して使用する場合、画枠の下辺と上辺とでは、レンズからの距離が大きく異なる。そのために、画面全体の焦点距離をユーザーが調整して、画質を最適にすることは容易ではない。

また、短焦点型プロジェクタ装置の光学系のレンズの設計時においては、投射画像の拡大率を変化させる際の焦点位置は、拡大側、縮小側に係らず一定である。一方、レンズの製造時においては、画面サイズの拡大側又は縮小側において焦点位置に対する感度が異なる。したがって、短焦点型プロジェクタ装置を実際に使用する際に、投射画像の焦点位置を光軸上で同じ位置に調整できるようにする必要性がある。さらに、短焦点型プロジェクタ装置が設置された室内の温度等の変化によって、レンズの屈折率や構成部品の線膨張の変化が発生し得る。この場合においても、焦点の位置が変化するため、投射画像の焦点距離を補正する機能が必要とされる。

そして、短焦点型プロジェクタ装置においては、投射画像の拡大率と、投射画像の中央領域及び外側領域の焦点距離とが互いに関連し合っており、すべてをユーザー自身で調整することは容易ではない。以上のような背景から、本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置は、ユーザーによる焦点距離の調整を容易に実行できるように構成されたものとなっている。

短焦点型プロジェクタ装置は、例えば、ＬＤ（レーザーダイオード）等の発光素子や高圧水銀ランプ等からなる光源から出射される光を、画像変調素子である液晶表示素子やＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等で変調して映像信号に応じた光学像を形成する。また、短焦点型プロジェクタ装置は、その形成された光学像を投射光学系で拡大投射して投影面上に表示するように構成されている。係る短焦点型プロジェクタ装置としては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色それぞれに対応するパネル状の表示素子を備えた、いわゆる三板式が広く知られている。

なお、本開示で説明する短焦点型プロジェクタ装置は、投射光学系が、例えば半画角にして７０°近辺という超広角に対応しているものとすることができる。

＜２．短焦点型プロジェクタ装置の概略構成例＞
次に、本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置１００の概略構成例を示す説明図である。図１に示すように、短焦点型プロジェクタ装置１００は、筐体９０内に、光源４０と、照明光学系３０と、投射光学系１０とを備えている。また、短焦点型プロジェクタ装置１００は、操作パネル７０と、表示処理装置２００と、記憶部６０と、ドライバ回路５０とを備えている。係る短焦点型プロジェクタ装置１００には、ユーザーによる操作を行うためのリモートコントローラ８０が付随して設けられている。

光源４０は、例えば、ＬＤ又は高圧水銀ランプ等からなり、照明光学系３０に対して光束を発するようになっている。

照明光学系３０は、光源４０から発せられた光束を、一次像面となる画像変調素子（液晶パネル）の面上に均一照射するようになっている。具体的には、照明光学系３０では、光源４０からの光束が、第１及び第２のフライアイレンズ、偏光変換素子及び集光レンズを透過する。これらを透過した光束は、特定の波長帯域の光だけを反射するダイクロイックミラーによってＲＧＢの各色成分光に分離される。ＲＧＢの各色成分光は、全反射ミラーやレンズ等を利用しつつ、ＲＧＢの各色に対応して設けられた液晶パネルに入射される。そして、各液晶パネルにて映像信号に応じた光変調が行われた後は、光変調された各色成分光がダイクロイックプリズムによって合成されて、投射光学系１０に向けて出射される。

なお、液晶パネルは、透過型又は反射型のいずれの液晶パネルであってもよい。また、画像変調素子としては、液晶パネル以外に、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いることもできる。さらには、ダイクロイックプリズムに代えて、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）やＲＧＢ各色の映像信号を合成する色合成プリズム、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム等を用いることもできる。

投射光学系１０は、照明光学系３０からの出射光を受け取り、照明光学系３０の液晶パネルで変調された一次像面の画像情報を、二次像面となる投影面ＳＣＲ上へ拡大投射する。投射光学系１０は、コーナーフォーカスレンズ１２と、ズームレンズ１４と、バックフォーカスレンズ１６とを備えている。

＜３．投射光学系の構成例＞
次に、投射画像の拡大率やフォーカスの調整に用いられる投射光学系１０の構成について具体的に説明する。

図２は、本実施形態に係る投射光学系１０の概略構成例を示す光路図である。図２に示すように、投射光学系１０は、正の屈折力を有する第１光学系Ｌ１と、凹面反射面を持つ第２光学系Ｌ２とを有している。第１光学系Ｌ１は、当該第１光学系Ｌ１を構成するすべての光学部品が回転対象面を有する共通の光軸を有している。また、第２光学系Ｌ２は、曲面反射面で構成され、第１光学系Ｌ１と共通の光軸を有している。係る第１光学系Ｌ１及び第２光学系Ｌ２を有することにより、投射光学系１０は、縮小側の一次像面から拡大側の二次像面へ拡大投射するように構成されている。すなわち、照明光学系３０で形成された一次像面の画像情報を、二次像面となる投影面ＳＣＲ上へ拡大投射するようになっている。

このような構成の投射光学系１０において、第１光学系Ｌ１は、一次像面の側から、正の屈折力を持つ光学系Ｌ１１と、負の屈折力を持つ光学系Ｌ１２とが配されて構成されている。そして、当該第１光学系Ｌ１から出射された光束は、第２光学系Ｌ２との間に中間像ＩＭを一旦結像させた後、当該第２光学系Ｌ２に入射するようになっている。なお、図２中に示すＭ１には第１平面反射面が配置されることとなるが、この図においては便宜上ダミー面としている。

係る第１光学系Ｌ１のうちの光学系Ｌ１２が、投射画像の角領域の焦点距離（以下、「コーナーフォーカス」ともいう。）を調整するためのコーナーフォーカスレンズ１２としての機能を有している。光学系Ｌ１２の一部のレンズ群が光軸に沿って前後することによって、投射画像の画枠の角領域の焦点距離を調整することができる。投射画像の角領域の焦点距離を調整することは、すなわち、投射画像の外側領域の焦点距離を調整することと言うこともできる。コーナーフォーカスレンズ１２の位置は、例えば、表示処理装置２００によって制御されるコーナーフォーカスレンズ駆動モータにより移動させることができる。また、コーナーフォーカスレンズ１２の位置は、例えば、図示しないコーナーフォーカスポテンショメータにより検出可能となっている。本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置１００は、床面に設置されて使用されるものであり、コーナーフォーカスレンズ１２は主として画枠の上側の角領域の焦点距離を調整するものとなっている。

また、第１光学系Ｌ１のうちの光学系Ｌ１１が、投射画像の拡大率（以下、「ズーム」ともいう。）を調整するためのズームレンズ１４としての機能を有している。光学系Ｌ１１を構成するレンズ群の間隔を変えることによって、投射画像の拡大率を調整することができる。また、本実施形態に係る投射光学系１０は、投射画像の拡大率に応じて、光学系Ｌ１１が光軸に直交する方向に移動し、投射画像の高さ位置がシフト調整されるようになっている。ズームレンズ１４の位置は、例えば、表示処理装置２００によって制御されるズームレンズ駆動モータにより移動させることができる。また、ズームレンズ１４の位置は、例えば、図示しないズームポテンショメータにより検出可能となっている。

図３及び図４は、本実施形態に係る投射光学系１０のズームレンズ１４の動作及び機能を示す説明図である。図３の上段は、投射画像の拡大率を最大（Ｗｉｄｅ）としたときの投射光学系１０の状態を示し、図３の下段は、投射画像の拡大率を最小（Ｔｅｌｅ）としたときの投射光学系１０の状態を示している。係る図３に示すように、投射画像の拡大率がＷｉｄｅの状態とＴｅｌｅの状態とを比較すると、ズームレンズ１４のレンズ間隔が異なっているだけでなく、ズームレンズ１４の高さ位置がシフトしている。これにより、図４に示すように、投射画像の拡大率がＴｅｌｅの状態において、投射画像が下方にずれることを防ぎ、適切な位置に投射画像を表示することができる。

また、光学系Ｌ１１は、投射画像の中央領域の焦点距離（以下、「バックフォーカス」ともいう。）を調整するためのバックフォーカスレンズ１６を含んで構成されている。光学系Ｌ１１のレンズ群のうち、照明光学系３０側にバックフォーカスレンズ１６が配されている。バックフォーカスレンズ１６を光軸方向に前後することにより、投射画像のバックフォーカスを調整することができる。バックフォーカスレンズ１６の位置は、例えば、表示処理装置２００によって制御されるバックフォーカスレンズ駆動モータにより移動させることができる。また、バックフォーカスレンズ１６の位置は、例えば、図示しないバックフォーカスポテンショメータにより検出可能となっている。

＜４．表示処理装置の構成例＞
次に、投射光学系１０の制御を行う表示処理装置２００の構成例について説明する。図５は、表示処理装置２００及びドライバ回路５０の構成を機能的なブロックで示す説明図である。本実施形態に係る表示処理装置２００は、バックフォーカス制御部２００ａと、コーナーフォーカス制御部２００ｂと、ズーム制御部２００ｃとを有している。これらの各制御部は、具体的には、マイクロコンピュータ等によるプログラムの実行により実現される機能である。表示処理装置２００には、リモートコントローラ８０及び操作パネル７０の操作信号や、バックフォーカスポテンショメータ、コーナーフォーカスポテンショメータ及びズームポテンショメータの検出信号が入力される。また、ドライバ回路５０は、バックフォーカスレンズ駆動回路５０ａと、コーナーフォーカスレンズ駆動回路５０ｂと、ズームレンズ駆動回路５０ｃとを有している。

また、図１に示すように、本実施形態に係る表示処理装置２００を操作するためのリモートコントローラ８０には、「Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ」として三つのプリセットボタンＣｕｓｔｏｍ１，Ｃｕｓｔｏｍ２，Ｃｕｓｔｏｍ３が設けられている。プリセットボタンの数は、一つ又は二つであってもよく、あるいは、四つ以上であってもよい。三つのプリセットボタンＣｕｓｔｏｍ１，Ｃｕｓｔｏｍ２，Ｃｕｓｔｏｍ３には、それぞれコーナーフォーカスレンズ１２の位置と、ズームレンズ１４の位置と、バックフォーカスレンズ１６の位置とが互いに関連付けられて、あらかじめ記憶部６０に記憶されている。本実施形態においては、レンズ位置は、ポテンショメータのポテンショ値として表すことができる。したがって、ユーザーが、所望の投射画面サイズに対応するプリセットボタンを選択することにより、バックフォーカス制御部２００ａ、コーナーフォーカス制御部２００ｂ、ズーム制御部２００ｃは、記憶されたプリセット値群からそれぞれ対応するプリセット値を読み出すようになっている。

なお、プリセットボタンにより呼び出されるプリセット値群は、あらかじめ記憶されているものに限られない。ユーザー自身が、使用頻度の高いコーナーフォーカスレンズ１２の位置と、ズームレンズ１４の位置と、バックフォーカスレンズ１６の位置との組み合わせを、記憶部６０に記憶させることができるようにしてもよい。このようにすれば、使用頻度の高い画面サイズの画像表示をする際に、画質の調整を容易に行うことができる。

また、リモートコントローラ８０には、「Ｌｅｎｓ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ」として三つの画質調整ボタンＺｏｏｍ，Ｆｏｃｕｓ，ＣｏｒｎｅｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎが設けられている。さらに、リモートコントローラ８０には、矢印ボタン及び画質調整パターン表示ボタンＰａｔｔｅｒｎが設けられている。リモートコントローラ８０に設けられたこれらの操作ボタンの機能は、操作パネル７０によっても選択可能になっている。

［４．１．ズーム制御部］
ズーム制御部２００ｃは、ズームレンズ駆動回路５０ｃに対してズームレンズ駆動モータの駆動指令を出力する。本実施形態に係る表示処理装置２００では、ズーム制御部２００ｃは、ユーザーの操作にしたがって投射画像の拡大率を調整可能になっている。また、ズーム制御部２００ｃは、あらかじめ設定された複数のプリセットボタンの中から、ユーザーにより選択されたプリセットボタンに紐づけられたプリセット値にしたがって投射画像の拡大率を自動調整可能になっている。

ユーザーは、リモートコントローラ８０又は操作パネル７０を操作することにより、投射画像の拡大率を調整することができる。例えば、投射画像の拡大率をプリセット値により自動調整する場合には、ユーザーが、所望の投射画面サイズに応じて、リモートコントローラ８０や操作パネル７０のプリセットボタンを選択する。これにより、ズーム制御部２００ｃは、あらかじめ設定された位置へとズームレンズ１４を移動させる駆動指令を、ズームレンズ駆動回路５０ｃに出力する。

また、ユーザーが、リモートコントローラ８０や操作パネル７０によりＺｏｏｍボタンを選択すると、ユーザーの入力操作による投射画像の拡大率の調整が可能になる。この場合には、リモートコントローラ８０や操作パネル７０の矢印ボタンをユーザーが操作することにより、その入力にしたがって、ズーム制御部２００ｃはズームレンズ駆動回路５０ｃに対して駆動指令を出力する。

このように、本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置１００は、プリセットボタンを押下することによる投射画像の拡大率の自動調整後に、ユーザーの入力操作による拡大率の調整が可能になっている。したがって、投射画像の画面サイズをユーザーが比較的容易に調整することができる。係る投射画像の拡大率の調整は、画質調整パターン表示ボタンＰａｔｔｅｒｎを押下することにより表示されるパターン画面を表示させた状態で実行するようにしてもよい。

［４．２．バックフォーカス制御部］
バックフォーカス制御部２００ａは、バックフォーカスレンズ駆動回路５０ａに対してバックフォーカスレンズ駆動モータの駆動指令を出力する。本実施形態に係る表示処理装置２００では、バックフォーカス制御部２００ａは、ユーザーの入力操作にしたがってバックフォーカスを調整可能になっている。また、バックフォーカス制御部２００ａは、あらかじめ設定された複数のプリセット値の中から、ユーザーの選択にしたがってバックフォーカスを自動調整可能になっている。さらに、バックフォーカス制御部２００ａは、現在の投射画像の拡大率に基づいて、バックフォーカスを自動調整可能になっている。

ユーザーは、リモートコントローラ８０又は操作パネル７０を操作することにより、バックフォーカスを調整することができる。例えば、バックフォーカスをプリセット値により自動調整する場合には、ユーザーが、所望の投射画面サイズに応じて、リモートコントローラ８０や操作パネル７０のプリセットボタンを選択する。これにより、投射画像の拡大率の自動調整と同様に、プリセット値に基づくバックフォーカスの自動調整が行われる。具体的に、バックフォーカス制御部２００ａは、選択されたプリセットボタンに対応する位置へとバックフォーカスレンズ１６を移動させる駆動指令を、バックフォーカスレンズ駆動回路５０ａに出力する。

また、ユーザーが、リモートコントローラ８０や操作パネル７０によりＦｏｃｕｓボタンを選択すると、バックフォーカス制御部２００ａは、現在のズームレンズ１４の位置を示すズームポテンショ値を読み込む。また、バックフォーカス制御部２００ａは、ズームレンズ１４の位置に応じたバックフォーカスレンズ１６の位置を表すバックフォーカスポテンショ値を算出する。そして、バックフォーカス制御部２００ａは、算出した位置へとバックフォーカスレンズ１６を移動させる駆動指令を、バックフォーカスレンズ駆動回路５０ａに出力する。

図６は、本実施形態に係る表示処理装置２００において、ズームレンズ１４の位置に応じてバックフォーカスレンズ１６の位置を求める方法の一例を示す説明図である。本実施形態では、三点の投射画像の基準拡大率Ｚ＿ｗｉｄｅ，Ｚ＿ｍｉｄ，Ｚ＿ｔｅｌｅのズームポテンショ値に対応するバックフォーカスポテンショ値の最適値Ｂ＿ｗｉｄｅ，Ｂ＿ｍｉｄ，Ｂ＿ｔｅｌｅがあらかじめ記憶部６０に記憶されている。読み込んだ現在のズームポテンショ値が二つの基準位置Ｚ＿ｔｅｌｅ，Ｚ＿ｍｉｄの間であれば、線形演算（ａ）により対応するバックフォーカスポテンショ値を算出する。線形演算（ａ）の領域では、以下の式（１）により、検出されるズームポテンショ値（ｘ１）に対応するバックフォーカスポテンショ値（ｙ１）を算出する。

また、読み込んだ現在のズームポテンショ値が二つの基準位置Ｚ＿ｍｉｄ，Ｚ＿ｗｉｄｅの間であれば、線形演算（ｂ）により対応するバックフォーカスポテンショ値を算出する。線形演算（ｂ）の領域では、以下の式（２）により、検出されるズームポテンショ値（ｘ２）に対応するバックフォーカスポテンショ値（ｙ２）を算出する。

なお、本実施形態では、三点の基準拡大率のズームポテンショ値に対応するバックフォーカスポテンショ値を基に線形演算することとしているが、二点としてもよいし四点以上としてもよい。

本実施形態の表示処理装置２００においては、ユーザーがＦｏｃｕｓボタンを選択し、現在のズームレンズ１４の位置に基づいてバックフォーカスレンズ１６の位置の自動調整が終了すると、ユーザーの入力操作によるバックフォーカスの調整が開放される。したがって、バックフォーカスの自動調整後は、リモートコントローラ８０や操作パネル７０の矢印ボタンをユーザーが操作することにより、その入力にしたがって、バックフォーカス制御部２００ａはバックフォーカスレンズ駆動回路５０ａに対して駆動指令を出力する。

このように、本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置１００は、プリセットボタン及びＦｏｃｕｓボタン、あるいは、Ｆｏｃｕｓボタンを押下することによるバックフォーカスの自動調整後に、ユーザーの入力操作によるバックフォーカスの調整が可能になっている。したがって、投射画像のバックフォーカスをユーザーが比較的容易に調整することができる。その結果、投射画像の画質を最適な状態にしやすくなっている。係るバックフォーカスの調整は、画質調整パターン表示ボタンＰａｔｔｅｒｎを押下することにより表示されるパターン画面を表示させた状態で実行するようにしてもよい。

［４．３．コーナーフォーカス制御部］
コーナーフォーカス制御部２００ｂは、コーナーフォーカスレンズ駆動回路５０ｂに対してコーナーフォーカスレンズ駆動モータの駆動指令を出力する。本実施形態に係る表示処理装置２００では、コーナーフォーカス制御部２００ｂは、ユーザーの入力操作にしたがってコーナーフォーカスを調整可能になっている。また、コーナーフォーカス制御部２００ｂは、あらかじめ設定された複数のプリセット値の中から、ユーザーの選択にしたがってコーナーフォーカスを自動調整可能になっている。

ユーザーは、リモートコントローラ８０又は操作パネル７０を操作することにより、コーナーフォーカスを調整することができる。例えば、コーナーフォーカスをプリセット値により自動調整する場合には、ユーザーが、所望の投射画面サイズに応じて、リモートコントローラ８０や操作パネル７０のプリセットボタンを選択する。これにより、投射画像の拡大率やバックフォーカスの自動調整と同様に、プリセット値に基づくコーナーフォーカスの自動調整が行われる。具体的に、コーナーフォーカス制御部２００ｂは、選択されたプリセットボタンに対応する位置へとコーナーフォーカスレンズ１２を移動させる駆動指令を、コーナーフォーカスレンズ駆動回路５０ｂに出力する。

また、ユーザーが、リモートコントローラ８０や操作パネル７０によりＣｏｒｎｅｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎボタンを選択すると、ユーザーの入力操作によるコーナーフォーカスの調整が可能になる。この場合には、リモートコントローラ８０や操作パネル７０の矢印ボタンをユーザーが操作することにより、その入力にしたがって、コーナーフォーカス制御部２００ｂはコーナーフォーカスレンズ駆動回路５０ｂに対して駆動指令を出力する。

このように、本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置１００は、プリセットボタンを押下することによるコーナーフォーカスの自動調整後に、ユーザーの入力操作によるコーナーフォーカスの調整が可能になっている。したがって、投射画像のコーナーフォーカスをユーザーが比較的容易に調整することができる。その結果、投射画像の画質を最適な状態にしやすくなっている。係るコーナーフォーカスの調整は、画質調整パターン表示ボタンＰａｔｔｅｒｎを押下することにより表示されるパターン画面を表示させた状態で実行するようにしてもよい。

＜５．画質調整手順の例＞
次に、短焦点型プロジェクタ装置１００の画質調整の手順の例について説明する。図７は、画質調整手順の一例を示すフローチャートである。以下に説明する画質調整手順は、短焦点型プロジェクタ装置１００の設置時に行われる手順の例である。

まず、ステップＳ１００において、ユーザーが、短焦点型プロジェクタ装置１００を所定の位置に配置する。短焦点型プロジェクタ装置１００の配置手順の一例を図８に示す。短焦点型プロジェクタ装置１００を配置するにあたり、まず、ユーザーは、ステップＳ１１０において、投影面ＳＣＲの大きさ等に応じて投射画面サイズを決定する。次いで、ユーザーは、ステップＳ１２０において、投射画面サイズに応じて、投影面ＳＣＲに対する短焦点型プロジェクタ装置１００の設置距離を決定する。このとき、ユーザーは、図９及び図１０に例示される、投射画面サイズに適した短焦点型プロジェクタ装置１００の設置距離の情報を参照して、設置距離を決定するようにしてもよい。次いで、ユーザーは、ステップＳ１３０において、設置距離に合わせて短焦点型プロジェクタ装置１００を配置する。これにより、短焦点型プロジェクタ装置１００の配置が完了する。

図７に戻り、短焦点型プロジェクタ装置１００の配置が完了すると、次いで、ステップＳ２００において、ユーザーは、短焦点型プロジェクタ装置１００の電源をオンにした後、投射画面サイズに対応するプリセットボタンＣｕｓｔｏｍ１，Ｃｕｓｔｏｍ２，Ｃｕｓｔｏｍ３を選択する。ユーザーは、取扱説明書等において、プリセットボタンＣｕｓｔｏｍ１，Ｃｕｓｔｏｍ２，Ｃｕｓｔｏｍ３それぞれに対応する投射画面サイズを参照可能になっている。

次いで、ステップＳ３００において、表示処理装置２００は、選択されたプリセットボタンＣｕｓｔｏｍ１，Ｃｕｓｔｏｍ２，Ｃｕｓｔｏｍ３にしたがって、ズーム、バックフォーカス、コーナーフォーカスのプリセット自動調整を実行する。図１１は、プリセット自動調整の一例を示すフローチャートである。プリセット自動調整を実行するにあたり、表示処理装置２００は、まず、ステップＳ３１０において、選択されたプリセットボタンに対応するズームポテンショ値、バックフォーカスポテンショ値、コーナーフォーカスポテンショ値を読み出す。次いで、表示処理装置２００は、ステップＳ３２０〜ステップＳ３４０において、ズームレンズ駆動回路５０ｃ、バックフォーカスレンズ駆動回路５０ａ、コーナーフォーカスレンズ駆動回路５０ｂに対して、各レンズの位置を、ステップＳ３１０で読み出したポテンショ値に移動するよう駆動指令を出力する。これにより、プリセット自動調整が完了する。

図７に戻り、プリセット自動調整が実行された後、ステップＳ４００において、ユーザーが画質調整パターン表示ボタンＰａｔｔｅｒｎを押下することにともなって、ステップＳ５００において、表示処理装置２００は、パターン画面を投影面ＳＣＲ上に投射する。図１２に、パターン画面の一例を示す。画質調整時には、バックフォーカスとコーナーフォーカスとの調整が行われるため、パターン画面は、画面中央に配されたバックフォーカス調整用のパターンＰａｔｔｅｒｎ＿Ｂを有している。また、パターン画面は、画面の角領域にそれぞれ配されたコーナーフォーカス調整用のパターンＰａｔｔｅｒｎ＿Ｃａ，Ｐａｔｔｅｒｎ＿Ｃｂ，Ｐａｔｔｅｒｎ＿Ｃｃ，Ｐａｔｔｅｒｎ＿Ｃｄを有している。各フォーカス調整の処理時には、これらの十字パターンの焦点が合うようにフォーカス調整が行われる。

次いで、ステップＳ６００において、ユーザーは、投射画像サイズの調整を実施するか否かを決定する。ユーザーがＺｏｏｍボタンを押下しなければ（Ｓ６００：Ｎｏ）、そのままステップＳ８００に進む。一方、ユーザーによりＺｏｏｍボタンが押下された場合には（Ｓ６００：Ｙｅｓ）、ステップＳ７００において、表示処理装置２００は、ユーザーによる矢印ボタンの操作にしたがってズームレンズ駆動回路５０ｃに駆動指令を出力し、ズームレンズ１４の位置を移動する。投射画面サイズの調整が終了すると、ユーザーは決定ボタンを押下する。

次いで、ステップＳ８００において、ユーザーは、投射画像のバックフォーカスの調整を実施するか否かを決定する。ユーザーがＦｏｃｕｓボタンを押下しなければ（Ｓ８００：Ｎｏ）、そのままステップＳ１１００に進む。一方、ユーザーによりＦｏｃｕｓボタンが押下された場合には（Ｓ８００：Ｙｅｓ）、ステップＳ９００において、表示処理装置２００は、バックフォーカスの自動調整処理を実行する。

図１３は、バックフォーカスの自動調整の処理例を示すフローチャートである。バックフォーカスの自動調整を実行するにあたり、表示処理装置２００は、まず、ステップＳ９１０において、ズームレンズ１４の位置が変更されているか否かを判別する。短焦点型プロジェクタ装置１００を初めて設置する場合においては、表示処理装置２００は、ズームレンズ１４の位置が変更されているものとして判定する。ズーム変更履歴が有る場合（Ｓ９１０：Ｙｅｓ）、表示処理装置２００は、ステップＳ９２０において、現在のズームポテンショ値を検出する。次いで、表示処理装置２００は、ステップＳ９３０において、図６に示すようなズームポテンショ値とバックフォーカスポテンショ値との関係を利用して、検出されたズームポテンショ値に基づき、バックフォーカスポテンショ値を線形演算する。

次いで、表示処理装置２００は、ステップＳ９４０において、算出されたバックフォーカスポテンショ値の位置にバックフォーカスレンズ１６を移動するよう、バックフォーカスレンズ駆動回路５０ａに駆動指令を出力する。バックフォーカスレンズ駆動回路５０ａへの駆動指令を出力した後には、表示処理装置２００は、ステップＳ９５０において、ユーザーによるバックフォーカス調整を開放する。一方、先のステップＳ９１０において、ズーム変更履歴が無い場合には（Ｓ９１０：Ｎｏ）、そのままステップＳ９５０に進み、表示処理装置２００は、ユーザーによるバックフォーカス調整を開放する。これにより、バックフォーカス自動調整処理が完了する。

バックフォーカスの自動調整処理の終了後、ステップＳ１０００において、ユーザーは必要に応じて矢印ボタンを操作し、バックフォーカスをさらに調整する。このとき、表示処理装置２００は、ユーザーによる矢印ボタンの操作にしたがってバックフォーカスレンズ駆動回路５０ａに駆動指令を出力し、バックフォーカスレンズ１６の位置を移動する。バックフォーカスの調整が終了すると、ユーザーは決定ボタンを押下する。

次いで、ステップＳ１１００において、ユーザーは、投射画像のコーナーフォーカスの調整を実施するか否かを決定する。ユーザーがＣｏｒｎｅｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎボタンを押下しなければ（Ｓ１１００：Ｎｏ）、そのままステップＳ１３００に進む。一方、ユーザーによりＣｏｒｎｅｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎボタンが押下された場合には（Ｓ１１００：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２００において、表示処理装置２００は、ユーザーによる矢印ボタンの操作にしたがってコーナーフォーカスレンズ駆動回路５０ｂに駆動指令を出力し、コーナーフォーカスレンズ１２の位置を移動する。コーナーフォーカスの調整が終了すると、ユーザーは決定ボタンを押下する。

次いで、ステップＳ１３００において、ユーザーは、投影面ＳＣＲに投射された投射画像の画枠が歪んでいないか判別する。画枠に歪みが有ると判定した場合には（Ｓ１３００：Ｎｏ）、ステップＳ１４００に進み、ユーザーは、短焦点型プロジェクタ装置１００の配置状態を物理的に変更して画枠の歪み調整を行う。図１４は、ユーザーによる画枠の歪み調整を示すフローチャートである。歪み調整を実行するにあたり、ユーザーは、まず、ステップＳ１４１０において、画枠の上辺と下辺とが平行になっているか否かを判別する。画枠の上辺と下辺とが平行になっている場合には（Ｓ１４１０：Ｙｅｓ）、そのままステップＳ１４３０に進む。一方、画枠の上辺と下辺とが平行になっていない場合には（Ｓ１４１０：Ｎｏ）、ステップＳ１４２０において、ユーザーは、投影面ＳＣＲに対する短焦点型プロジェクタ装置１００の傾きを調整する。すなわち、図１５に示すように、ユーザーは、筐体９０の右側又は左側の端部と投影面ＳＣＲとの距離を調整し、画枠の上辺と下辺とが平行になるようにする。

次いで、ユーザーは、ステップＳ１４３０において、画枠の下辺が水平になっているか否かを判別する。画枠の下辺が水平になっている場合には（Ｓ１４３０：Ｙｅｓ）、そのままステップＳ１４５０に進む。一方、画枠の下辺が水平になっていない場合には（Ｓ１４３０：Ｎｏ）、ステップＳ１４４０において、ユーザーは、水平面に対する短焦点型プロジェクタ装置１００の左右の傾きを調整する。すなわち、図１５に示すように、ユーザーは、筐体９０の底面に設けられたアジャスタ９５ａ〜９５ｆのうち、左右のアジャスタ９５ａ，９５ｂ，９５ｅ，９５ｆの高さを適宜調整し、画枠の下辺が水平になるようにする。

次いで、ユーザーは、ステップＳ１４５０において、画枠の左右辺が垂直になっているか否かを判別する。画枠の左右辺が垂直になっている場合には（Ｓ１４５０：Ｙｅｓ）、画枠の歪み調整を終了する。一方、画枠の左右辺が垂直になっていない場合には（Ｓ１４５０：Ｎｏ）、ユーザーは、ステップＳ１４６０において、水平面に対する短焦点型プロジェクタ装置１００の前後の傾きを調整する。すなわち、図１５に示すように、ユーザーは、筐体９０の底面に設けられたアジャスタ９５ａ〜９５ｆのうち、手前側（投影面側とは反対側）のアジャスタ（あおりアジャスタ）９５ｂ、９５ｄ、９５ｆの高さを適宜調整し、画枠の左右辺が垂直になるようにする。これにより、画枠の歪み調整が完了する。

図７に戻り、ステップＳ１４００の画枠の歪み調整が終わった後は、投射画面サイズや、投射画像の焦点がずれているおそれがあるために、ステップＳ６００に戻り、上述のフローにしたがって各ステップの動作又は処理を繰り返す。最終的に、ステップＳ１３００において、投射画像のフォーカスが適切な状態になり、画枠の歪みもないとユーザーが判定した場合には（Ｓ１３００：Ｙｅｓ）、画質調整を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置１００によれば、ユーザーは、リモートコントローラ８０や操作パネル７０を操作して、コーナーフォーカスだけでなく、バックフォーカスを調整することができるようになっている。したがって、短焦点型プロジェクタ装置であっても、投射画像のフォーカス調整を全画面で実施することができる。また、投射画像のフォーカス調整を全画面で実施できることから、投射画像の拡大率の調整をユーザーによって実施させることができるようになる。そのため、本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置１００は、ユーザーの所望の画面サイズの投射画像を高画質で投射することができる。

また、本実施形態に係る短焦点型プロジェクタ装置１００によれば、バックフォーカスは、表示処理装置２００によって、投射画像の拡大率に応じて自動調整される。したがって、ユーザーによるバックフォーカスの調整がアシストされ、画質の調整が比較的困難な短焦点型プロジェクタ装置１００であっても、ユーザーによって容易に高画質の投射画像を得ることができるようになる。

なお、ズーム調整、バックフォーカス調整、コーナーフォーカス調整をユーザーの操作にしたがって行う場合には、この順序で実行することにより全体をバランスよく調整することが容易になる。したがって、ズーム調整、バックフォーカス調整、コーナーフォーカス調整の順序を取扱説明書等に示しておき、ユーザーがこの順序で画質調整を行うように促すようにしてもよい。また、画枠の歪みの調整についても、図１４で説明した手順で実行することにより歪みを解消しやすいことから、歪み調整の手順を取扱説明書等に示しておき、ユーザーがこの順序で画質調整を行うように促すようにしてもよい。

＜６．まとめ＞
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、バックフォーカス制御部２００ａによるセンターフォーカスの自動調整後に、ユーザーの操作によるセンターフォーカス調整を許可することとしていたが、これに限られない。ユーザーの操作によるセンターフォーカス調整を、バックフォーカス制御部２００ａによる自動調整とは切り離して、独立して実行できるようにしてもよい。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）投射画像の焦点距離を至近距離に設定可能な投射光学系から拡大投射される前記投射画像の少なくとも中央領域の焦点距離を、ユーザーの操作にしたがって調整可能なフォーカス制御部を備える、表示処理装置。
（２）前記フォーカス制御部は、前記投射画像の拡大率に応じて前記少なくとも中央領域の焦点距離を自動調整可能である、前記（１）に記載の表示処理装置。
（３）前記フォーカス制御部は、あらかじめ記憶した少なくとも二点の前記投射画像の基準拡大率に対応する前記少なくとも中央領域の焦点距離に基づき、設定されている前記投射画像の拡大率に応じた焦点距離を線形演算により求めて前記自動調整を行うよう構成される、前記（２）に記載の表示処理装置。
（４）前記フォーカス制御部は、前記少なくとも中央領域の焦点距離の自動調整後に、前記ユーザーの操作による前記少なくとも中央領域の焦点距離の調整を許可するよう構成される、前記（３）に記載の表示処理装置。
（５）前記フォーカス制御部は、前記投射画像の拡大率の変更がされた場合に前記少なくとも中央領域の焦点距離を自動調整するよう構成される、前記（２）〜（４）のいずれか一項に記載の表示処理装置。
（６）前記フォーカス制御部をバックフォーカス制御部としたときに、
前記投射画像の角領域の焦点距離を、前記ユーザーの操作にしたがって制御可能なコーナーフォーカス制御部をさらに備える、前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の表示処理装置。
（７）前記バックフォーカス制御部は、前記投射画像の角領域の焦点距離を調節するためのコーナーフォーカスレンズとは異なるバックフォーカスレンズのレンズ位置を調節するよう構成される、前記（６）に記載の表示処理装置。
（８）前記コーナーフォーカス制御部は、前記コーナーフォーカスレンズのレンズ位置を調節するよう構成される、前記（６）又は（７）に記載の表示処理装置。
（９）前記投射画像の拡大率を前記ユーザーの操作にしたがって制御可能なズーム制御部をさらに備える、前記（１）〜（８）のいずれか一項に記載の表示処理装置。
（１０）前記フォーカス制御部をバックフォーカス制御部としたときに、
前記投射画像の角領域の焦点距離を調整可能なコーナーフォーカス制御部、及び前記投射画像の拡大率を調整可能なズーム制御部を備え、
前記少なくとも中央領域の焦点距離、前記角領域の焦点距離及び前記拡大率を互いに関連付けて記憶した少なくとも１つのプリセット値群があらかじめ設定され、
前記バックフォーカス制御部、前記コーナーフォーカス制御部及び前記ズーム制御部は、ユーザーにより選択されたプリセット値群にしたがって前記少なくとも中央領域の焦点距離、前記角領域の焦点距離及び前記拡大率を自動調整するよう構成される、前記（１）〜（９）のいずれか一項に記載の表示処理装置。
（１１）光源と、
前記光源から発せられた光束を一次像面となる画像変調素子の面上に均一照射する照明光学系と、
投射画像の焦点距離を至近距離に設定可能であり、前記画像変調素子で変調された前記一次像面の画像情報を二次像面となる投影面上へ拡大投射する投射光学系と、
前記投射画像の少なくとも中央領域の焦点距離を、ユーザーの操作にしたがって調整可能なフォーカス制御部と、
を備える、投射型画像表示装置。

１０ 投射光学系
１２ コーナーフォーカスレンズ
１４ ズームレンズ
１６ バックフォーカスレンズ
３０ 照明光学系
４０ 光源
５０ ドライバ回路
５０ａ バックフォーカスレンズ駆動回路
５０ｂ コーナーフォーカスレンズ駆動回路
５０ｃ ズームレンズ回路
６０ 記憶部
７０ 操作パネル
８０ リモートコントローラ
９０ 筐体
１００ 短焦点型プロジェクタ装置（投射型画像表示装置）
２００ 表示処理装置
２００ａ バックフォーカス制御部
２００ｂ コーナーフォーカス制御部
２００ｃ ズーム制御部

Claims (11)

1. 投射画像の焦点距離を至近距離に設定可能な投射光学系から拡大投射される前記投射画像の少なくとも中央領域の焦点距離を、ユーザーの操作にしたがって調整可能なバックフォーカス制御部を備える、表示処理装置。
2. 前記バックフォーカス制御部は、前記投射画像の拡大率に応じて前記少なくとも中央領域の焦点距離を自動調整可能である、請求項１に記載の表示処理装置。
3. 前記バックフォーカス制御部は、あらかじめ記憶した少なくとも二点の前記投射画像の基準拡大率に対応する前記少なくとも中央領域の焦点距離に基づき、設定されている前記投射画像の拡大率に応じた焦点距離を線形演算により求めて前記自動調整を行うよう構成される、請求項２に記載の表示処理装置。
4. 前記バックフォーカス制御部は、前記少なくとも中央領域の焦点距離の自動調整後に、前記ユーザーの操作による前記少なくとも中央領域の焦点距離の調整を許可するよう構成される、請求項３に記載の表示処理装置。
5. 前記バックフォーカス制御部は、前記投射画像の拡大率の変更がされた場合に前記少なくとも中央領域の焦点距離を自動調整するよう構成される、請求項２に記載の表示処理装置。
6. 前記投射画像の角領域の焦点距離を、前記ユーザーの操作にしたがって制御可能なコーナーフォーカス制御部をさらに備える、請求項１に記載の表示処理装置。
7. 前記バックフォーカス制御部は、前記投射画像の角領域の焦点距離を調節するためのコーナーフォーカスレンズとは異なるバックフォーカスレンズのレンズ位置を調節するよう構成される、請求項６に記載の表示処理装置。
8. 前記コーナーフォーカス制御部は、前記投射画像の角領域の焦点距離を調節するためのコーナーフォーカスレンズのレンズ位置を調節するよう構成される、請求項６に記載の表示処理装置。
9. 前記投射画像の拡大率を前記ユーザーの操作にしたがって制御可能なズーム制御部をさらに備える、請求項１に記載の表示処理装置。
10. 前記投射画像の角領域の焦点距離を調整可能なコーナーフォーカス制御部、及び前記投射画像の拡大率を調整可能なズーム制御部をさらに備え、
    前記少なくとも中央領域の焦点距離、前記角領域の焦点距離及び前記拡大率を互いに関連付けて記憶した少なくとも１つのプリセット値群があらかじめ設定され、
    前記バックフォーカス制御部、前記コーナーフォーカス制御部及び前記ズーム制御部は、ユーザーにより選択されたプリセット値群にしたがって前記少なくとも中央領域の焦点距離、前記角領域の焦点距離及び前記拡大率を自動調整するよう構成される、請求項１に記載の表示処理装置。
11. 光源と、
    前記光源から発せられた光束を一次像面となる画像変調素子の面上に均一照射する照明光学系と、
    投射画像の焦点距離を至近距離に設定可能であり、前記画像変調素子で変調された前記一次像面の画像情報を二次像面となる投影面上へ拡大投射する投射光学系と、
    前記投射画像の少なくとも中央領域の焦点距離を、ユーザーの操作にしたがって調整可能なバックフォーカス制御部と、
    を備える、投射型画像表示装置。
    

Images