JP2018031932A - Optical device - Google Patents

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Takashi Sawahata
尚 澤畑
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type image display device having high performance and high quality, which is always in focus in the whole area of an image even when temperature elevation occurs in an optical element and an optical element holding member of a lens unit and even when a projected image moves by a shift mechanism.SOLUTION: Temperature detection means is disposed in a projection type image display device; and the image display device has a focus position correction mechanism that interlocks with changes in the curvature of an image plane caused by temperature elevation in an optical element and an optical element holding member of a lens unit and that automatically moves a focus group in such a manner that the whole area of a projected image is always within the depth of focus. The device also includes a shift mechanism that moves a projected image; and the shift mechanism has shift position detection means. In this configuration, a correction amount by the focus position correction mechanism is changed in accordance with information from the temperature detection means and the shift position detection means.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、像面湾曲変動に起因する焦点位置変動を補正する機構を有するレンズユニットを有した光学装置に関する。   The present invention relates to an optical apparatus having a lens unit having a mechanism for correcting a focal position variation caused by a field curvature variation.

光学装置として、液晶パネルやDMD等の各種変調デバイスによって光源からの光を画像に変換し、複数の光学素子で構成されたレンズユニットによって前記画像をスクリーン等の投写面に焦点を合わせて拡大投写するプロジェクタ等の投写型画像表示装置が知られている。前記レンズユニットは必ず像面湾曲を持っている為、前記レンズユニットの光軸と周辺部とでは画像の焦点位置にズレが生じる。前記焦点位置のズレが深度を超えてしまうと画像の一部で焦点が合っていない状態となり問題である。   As an optical device, light from a light source is converted into an image by various modulation devices such as a liquid crystal panel and a DMD, and the image is enlarged and projected by focusing on a projection surface such as a screen by a lens unit composed of a plurality of optical elements. Projection-type image display devices such as projectors are known. Since the lens unit always has a curvature of field, the focal position of the image is displaced between the optical axis of the lens unit and the peripheral portion. If the shift of the focal position exceeds the depth, a part of the image is out of focus, which is a problem.

この問題を回避する為に、部品精度を厳しく管理することや組立時の調整によって前記焦点位置のズレが深度を超えない様に対応している。ところが、シフト機構を有し投写画像を移動させることが可能な投写型画像表示装置では、レンズユニットのイメージサークルほぼ全域を使用しているものが多い。この為、前記焦点位置のズレが深度を超えない様にする為にはイメージサークルほぼ全域で深度を超えない様に対応しなくてはならない。   In order to avoid this problem, the precision of the parts is strictly controlled and the deviation of the focal position does not exceed the depth by adjustment during assembly. However, many projection-type image display devices that have a shift mechanism and can move a projected image use almost the entire image circle of the lens unit. For this reason, in order to prevent the deviation of the focal position from exceeding the depth, it is necessary to cope with the depth not exceeding the entire depth of the image circle.

しかし、レンズユニットのイメージサークルほぼ全域で深度を超えない様に部品精度を厳しく管理することや組立時の調整を行うことは、シフト機構が無くイメージサークルの一部しか使用しない場合と比べ必要精度が厳しくなり実現させることが非常に困難である。この為、シフト機構を有する投写型画像表示装置では前記焦点位置のズレが深度を超えない様に対応することができず問題となることがあった。この問題に対して、シフト機構による投写画像の移動に合わせて、レンズユニットの保持する少なくとも1つの光学素子を移動させることで前記画像劣化を回避する技術が知られている。   However, strict control of component accuracy and adjustment during assembly so that the depth does not exceed almost the entire image circle of the lens unit is required compared to the case where there is no shift mechanism and only a part of the image circle is used. It becomes very difficult to realize. For this reason, the projection type image display apparatus having the shift mechanism cannot cope with the deviation of the focal position so as not to exceed the depth, which sometimes causes a problem. In order to solve this problem, a technique is known in which the image deterioration is avoided by moving at least one optical element held by the lens unit in accordance with the movement of the projected image by the shift mechanism.

例えば、特許文献1ではシフト操作によってレンズユニットの有する少なくとも1つの光学素子が結像面に平行に移動する際に、連動して他の光学素子が前記少なくとも1つの光学素子と異なる移動をすることで結像性能を良好にした技術が知られている。   For example, in Patent Document 1, when at least one optical element of the lens unit is moved in parallel to the image plane by a shift operation, the other optical elements move differently from the at least one optical element in conjunction with the shift. A technique for improving the imaging performance is known.

また、前記レンズユニットは複数の光学素子と前記光学素子を保持する光学素子保持部材とで構成されており、少なくとも一つの前記光学素子保持部材を移動させることで前記画像の焦点位置を移動させることが出来る。投写型画像表示装置の光源が点灯している間レンズユニットの有する光学素子および光学素子保持部材は常に光を受けた状態となる為、前記光学素子および光学素子保持部材に温度上昇が生じる。前記光学素子は前記温度上昇によって屈折率等の光学特性に変化が生じ、前記光学素子保持部材は前記温度上昇によって線膨張が生じ前記光学素子の間隔が変化する。   The lens unit includes a plurality of optical elements and an optical element holding member that holds the optical element, and moves the focal position of the image by moving at least one of the optical element holding members. I can do it. Since the optical element and the optical element holding member of the lens unit always receive light while the light source of the projection type image display apparatus is lit, the temperature rises in the optical element and the optical element holding member. The optical element changes in optical characteristics such as refractive index due to the temperature rise, and the optical element holding member undergoes linear expansion due to the temperature rise, and the interval between the optical elements changes.

この前記光学素子の特性変化および間隔変化によって焦点位置がスクリーン等の投写面から移動する。前記焦点位置の移動が深度を超えると画像劣化として問題になる。この問題に対して、前記焦点位置の移動に合わせて焦点位置を補正して投写画像の劣化を回避する技術が知られている。   The focal position moves from the projection surface such as a screen by the change in the characteristics and the interval of the optical element. If the movement of the focal position exceeds the depth, it causes a problem as image degradation. To solve this problem, a technique is known in which the focal position is corrected in accordance with the movement of the focal position to avoid deterioration of the projected image.

例えば、特許文献2では投写型画像表示装置内に温度検出手段を配置し、予め定めた焦点位置調整アルゴリズムと前記温度検出手段の検出結果から焦点位置の補正を行って投写画像の劣化を回避する技術が開示されている。   For example, in Patent Document 2, temperature detection means is arranged in a projection type image display device, and the focus position is corrected based on a predetermined focus position adjustment algorithm and the detection result of the temperature detection means to avoid deterioration of the projected image. Technology is disclosed.

特公昭60−2645号公報Japanese Patent Publication No. 60-2645 特開2000−19648号公報JP 2000-19648 A

光学素子および光学素子保持部材の温度上昇に伴う光学素子の特性変化および間隔変化によってレンズユニットの持つ像面湾曲にも変化が生じる。この前記像面湾曲の変化によって、投写画像の光軸と周辺部とでの焦点位置のズレに変化が生じる。前記焦点位置のズレの変化によって、焦点位置のズレが深度を超えると画像の一部で焦点が合っていない状態となり問題である。   A change in the field curvature of the lens unit is also caused by a change in the characteristics and spacing of the optical element as the temperature of the optical element and the optical element holding member increases. Due to the change in the curvature of field, a shift in the focal position between the optical axis of the projected image and the peripheral portion occurs. If the shift of the focal position exceeds the depth due to the change of the shift of the focal position, a part of the image is out of focus, which is a problem.

しかし、特許文献1は、シフト操作に連動して結像性能が良好となる様に1部の光学素子が移動する技術であり、光学素子および光学素子保持部材の前記温度上昇による像面湾曲の変化を補正することは出来ない。   However, Patent Document 1 is a technique in which a part of the optical element moves so as to improve the imaging performance in conjunction with the shift operation, and the curvature of field due to the temperature rise of the optical element and the optical element holding member. The change cannot be corrected.

また、特許文献2では、温度検出手段の情報から補正量を決定する技術であり、シフト位置によって異なる焦点位置の移動量を補正することは出来ない。最近の投写型画像表示装置は、高輝度化が進み前記温度上昇による前記光学素子の特性変化および間隔変化が顕著であり、光軸と周辺部の焦点位置のズレ量が顕著な為画像の一部が簡単に深度から外れてしまう。また、高解像度化および各種変調デバイスの小型化によって深度が浅くなったことにより、温度上昇による光学素子の特性変化および間隔変化によって光軸と周辺部の焦点位置にズレが生じると画像の一部が簡単に深度から外れてしまう。   Further, Patent Document 2 is a technique for determining the correction amount from the information of the temperature detection means, and the movement amount of the focal position that differs depending on the shift position cannot be corrected. In recent projection type image display devices, since the brightness has increased and the characteristics of the optical element and the change in the spacing due to the temperature rise are remarkable, the amount of deviation between the optical axis and the focal position of the peripheral part is significant, and therefore one of the images The part easily goes out of depth. In addition, if the depth becomes shallow due to high resolution and miniaturization of various modulation devices, if the optical axis and the focal position shift due to changes in the characteristics of the optical element due to temperature rise and the focal position of the periphery, part of the image Can easily get out of depth.

これらの要件から、像面湾曲変動への対策が必須となっている。さらに、広角タイプのレンズユニットでは一般的に前記前学素子の特性変化および間隔変化による像面湾曲の変化がさらに顕著であり前記対策がさらに重要になる。   Because of these requirements, measures against field curvature fluctuations are essential. Further, in the wide-angle type lens unit, generally, the change in the curvature of field due to the change in the characteristics of the preschool element and the change in the distance is more remarkable, and the countermeasure is further important.

そこで本発明では、レンズユニットの光学素子および光学素子保持部材が温度上昇によって像面湾曲に変化が生じた際に、どの様なシフト位置であっても常に良好な画像を提供できる投写型画像表示装置を提供することを目的とする。   Accordingly, in the present invention, when the optical element of the lens unit and the optical element holding member change in curvature of field due to a temperature rise, a projection type image display that can always provide a good image at any shift position. An object is to provide an apparatus.

上記目的を達成するために、
本発明では、投写型画像表示装置に温度検出手段を配置しレンズユニットの光学素子および光学素子保持部材の温度上昇による像面湾曲変化に連動して、常に投写画像全域が深度に収まる様にフォーカス群を自動で移動させる焦点位置補正機構を有する。また投写画像を移動させるシフト機構を有し、前記シフト機構はシフト位置検出手段を有する。この構成において、温度検出手段およびシフト位置検出手段の情報に応じて前記焦点位置補正機構の補正量を変化するようにしたことを特徴とする。
To achieve the above objective,
In the present invention, the temperature detecting means is arranged in the projection type image display device, and the entire projected image is focused so that the entire depth is within the depth in conjunction with the change in field curvature due to the temperature rise of the optical element of the lens unit and the optical element holding member. It has a focal position correction mechanism that automatically moves the group. In addition, it has a shift mechanism for moving the projected image, and the shift mechanism has a shift position detecting means. In this configuration, the correction amount of the focal position correction mechanism is changed according to the information of the temperature detection means and the shift position detection means.

本発明によれば、レンズユニットのタイプを問わずレンズユニットの有する光学素子および光学素子保持部材に温度上昇が生じた際およびシフト機構によって投写画像が移動した際も常に画像全域で焦点が合った状態にすることができるようになる。この結果、常に高性能で高品位の投写型画像表示装置が提供できるようになる。   According to the present invention, regardless of the type of the lens unit, when the temperature rises in the optical element and the optical element holding member of the lens unit and when the projected image is moved by the shift mechanism, the entire image is always in focus. It becomes possible to be in a state. As a result, it is possible to always provide a high-performance and high-quality projection image display apparatus.

本発明の実施例1である液晶プロジェクタの外観図。1 is an external view of a liquid crystal projector that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 実施例1の液晶プロジェクタの光学構成を示す側面図。FIG. 3 is a side view showing an optical configuration of the liquid crystal projector of Example 1. 実施例1のレンズユニットの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the lens unit according to the first embodiment. 実施例1のモータユニットの分解外観図。FIG. 3 is an exploded external view of the motor unit according to the first embodiment. 実施例1のシフトユニットの外観図。FIG. 3 is an external view of a shift unit according to the first embodiment. 実施例1の焦点位置補正機構のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a focal position correction mechanism according to the first embodiment. 実施例1の焦点位置補正のアルゴリズム。FIG. 3 is a focus position correction algorithm according to the first embodiment. FIG.

[実施例1]
図1には、本発明の実施例1であるレンズユニット100、シフトユニット300、温度センサ、色分離合成ユニット200および照明光学系203を備えたプロジェクタ500の外観を示している。
[Example 1]
FIG. 1 shows an appearance of a projector 500 that includes a lens unit 100, a shift unit 300, a temperature sensor, a color separation / combination unit 200, and an illumination optical system 203 according to the first embodiment of the present invention.

プロジェクタ500の筐体内には、光源ランプ209、色分離合成ユニット200、照明光学系201、および液晶パネル等の光変調素子206R、206G、206Bを内蔵した光学ボックスが収納されている。該光学ボックスの光射出部には、レンズユニット100及びシフトユニット300が取り付けられている。レンズユニット100は、筐体の前面に形成された開口を通して、不図示のスクリーンや壁等の被投写面に画像を投写する。また、シフトユニット300は、レンズユニット100をレンズユニット100の光軸と直交する平面でシフトする様に保持している。   An optical box containing a light source lamp 209, a color separation / combination unit 200, an illumination optical system 201, and light modulation elements 206R, 206G, and 206B such as a liquid crystal panel is housed in the housing of the projector 500. A lens unit 100 and a shift unit 300 are attached to the light emitting portion of the optical box. The lens unit 100 projects an image onto a projection surface (not shown) such as a screen or a wall through an opening formed on the front surface of the housing. The shift unit 300 holds the lens unit 100 so as to shift in a plane orthogonal to the optical axis of the lens unit 100.

シフトユニット300によってレンズユニット100を該光学ボックスの光射出部に対してシフトすることで、レンズユニット100から投写される投写光をシフトする事が出来る。温度センサは、レンズユニット100または色分離合成ユニット200の有する光学素子の温度を測ることが出来るように配置されている。   By shifting the lens unit 100 with respect to the light emitting portion of the optical box by the shift unit 300, the projection light projected from the lens unit 100 can be shifted. The temperature sensor is arranged so that the temperature of the optical element of the lens unit 100 or the color separation / synthesis unit 200 can be measured.

図2には、プロジェクタ500の光学構成を側面から見て示している。図2は、プロジェクタ500のうち光源ランプ209、照明光学系201およびダイクロイックミラー204以外の部分を、液晶パネルの短辺側から見たときの構成(側面図)を示している。光源ランプ209、照明光学系201およびダイクロイックミラー204は、実際には、図1の紙面に垂直な水平面内に配置されている。   FIG. 2 shows the optical configuration of the projector 500 as viewed from the side. FIG. 2 shows a configuration (side view) when a portion of the projector 500 other than the light source lamp 209, the illumination optical system 201, and the dichroic mirror 204 is viewed from the short side of the liquid crystal panel. The light source lamp 209, the illumination optical system 201, and the dichroic mirror 204 are actually arranged in a horizontal plane perpendicular to the paper surface of FIG.

また、図2はレンズユニット100の光軸100aが、後述する第3の偏光ビームスプリッタ205c、すなわち色分解合成光学系の射出光軸210に対して上方にシフトした状態、つまり投写光が上方にシフトした状態を示している。前述の通りシフトユニット300によってレンズユニット100の光軸100aを色分解合成光学系の射出光軸210に対してシフトすることで投写光シフトする事が出来る。なお、図2の奥行き方向にレンズユニット100の光軸100aをシフトした場合は、投写光が左右にシフトする。   FIG. 2 shows a state in which the optical axis 100a of the lens unit 100 is shifted upward with respect to a third polarizing beam splitter 205c described later, that is, an emission optical axis 210 of the color separation / synthesis optical system, that is, the projection light is upward. The shifted state is shown. The projection light can be shifted by shifting the optical axis 100a of the lens unit 100 with respect to the emission optical axis 210 of the color separation / synthesis optical system by the shift unit 300 as described above. When the optical axis 100a of the lens unit 100 is shifted in the depth direction of FIG. 2, the projection light is shifted to the left and right.

照明光学系201は、光源ランプ209からの照明光を複数の光束に分割した後、液晶パネル上で重ね合わせるための操作を行うレンズ素子や、照明光を所定の偏光方向を有する偏光光とするための偏光変換素子等を含む。また、光路を折り曲げるミラーも照明光学系201に含まれる。   The illumination optical system 201 divides the illumination light from the light source lamp 209 into a plurality of light beams, and then performs a lens element that performs an operation for superimposing on the liquid crystal panel, or the illumination light is polarized light having a predetermined polarization direction. Including a polarization conversion element. The illumination optical system 201 also includes a mirror that bends the optical path.

次に、照明光学系201の光学的な作用を説明する。光源ランプ209から全方向に射出した光束は放物面リフレクタによって略平行光となって射出される。この平行光束は、IRカットフィルタに入射し、第1のレンズアレイによって複数の部分光束に分割され、その各々の部分光束が集光される。各々の分割光束は第2のレンズアレイ近傍に集光され、各々の部分光束が各々光源像(2次光源像)を形成する。第2のレンズアレイを射出した分割光束は、コンデンサーレンズによって集光され、反射型液晶パネルを重畳的に照明する。   Next, the optical action of the illumination optical system 201 will be described. A light beam emitted from the light source lamp 209 in all directions is emitted as substantially parallel light by a parabolic reflector. The parallel light beam enters the IR cut filter, is divided into a plurality of partial light beams by the first lens array, and each partial light beam is collected. Each divided light beam is condensed near the second lens array, and each partial light beam forms a light source image (secondary light source image). The split luminous flux emitted from the second lens array is condensed by the condenser lens and illuminates the reflective liquid crystal panel in a superimposed manner.

色分離合成ユニット200には、ダイクロイックミラー204および第1〜第3の偏光ビームスプリッタ205a〜205cが含まれている。ダイクロイックミラー204は青(B)と赤(R)の色光を透過し、緑(G)の色光を反射する。205aはP偏光光を透過し、S偏光光を反射する第1の偏光ビームスプリッタであり、偏光分離面を有する。   The color separation / combination unit 200 includes a dichroic mirror 204 and first to third polarization beam splitters 205a to 205c. The dichroic mirror 204 transmits blue (B) and red (R) color light, and reflects green (G) color light. Reference numeral 205a denotes a first polarization beam splitter that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light, and has a polarization separation surface.

206R,206G,206Bはそれぞれ入射した光を反射するとともに画像変調する赤用の反射型液晶表示素子、緑用の反射型液晶表示素子、青用の反射型液晶表示素子である。206R,206G,206Bにはそれぞれ、赤用の1/4波長板、緑用の1/4波長板、青用の1/4波長板が取り付けられている。205aと205cの間にはS偏光を透過するG用の出射側偏光板Gが配置されている。   Reference numerals 206R, 206G, and 206B denote a reflective liquid crystal display element for red, a reflective liquid crystal display element for green, and a reflective liquid crystal display element for blue that reflect incident light and modulate the image, respectively. Each of 206R, 206G, and 206B is attached with a quarter wavelength plate for red, a quarter wavelength plate for green, and a quarter wavelength plate for blue. An exit side polarizing plate G for G that transmits S-polarized light is disposed between 205a and 205c.

ダイクロイックミラー204と205bの間には、透明基板に偏光素子を貼着したP偏光のみ透過する入射側偏光板と、Rの光の偏光方向を90度変換し、Bの光の偏光方向は変換しない色選択性位相差板が配置されている。205bはP偏光を透過し、S偏光を反射する第2の偏光ビームスプリッタであり、偏光分離面を有する。   Between the dichroic mirrors 204 and 205b, an incident-side polarizing plate having a polarizing element attached to a transparent substrate and transmitting only the P-polarized light, the polarization direction of the R light is converted by 90 degrees, and the polarization direction of the B light is converted. A color-selective retardation plate that is not used is arranged. 205b is a second polarization beam splitter that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light, and has a polarization separation surface.

205bと205cの間にはB用の出射側偏光板があり、Bの色光はS偏光のみを透過し、赤の色光は偏光方向に関係なく透過する特性を持つ。第3の偏光ビームスプリッタ205cは、B、Gの色光ではダイクロイックミラー、Rの色光ではP偏光を透過し、S偏光を反射する特性をもつプリズムである。   Between 205b and 205c, there is an exit side polarization plate for B, and B color light has a characteristic of transmitting only S-polarized light and red color light is transmitted regardless of the polarization direction. The third polarization beam splitter 205c is a prism having characteristics of transmitting dichroic mirrors for B and G color light, and transmitting P-polarized light and reflecting S-polarized light for R color light.

以上のダイクロイックミラー204から第3の偏光ビームスプリッタ205cにより、色分解合成ユニット200が構成される。
次に、照明光学系を通過した後の光学的な作用を説明する。まず、Gの光路について説明する。
The dichroic mirror 204 and the third polarizing beam splitter 205c constitute a color separation / synthesis unit 200.
Next, the optical action after passing through the illumination optical system will be described. First, the G optical path will be described.

ダイクロイックミラー204を透過したGの色光は第1の偏光ビームスプリッタ205aに入射して偏光分離面でP偏光の光が透過し、G用の反射型液晶表示素子206Gへと至る。G用の反射型液晶表示素子206Gにおいては、Gの光が画像変調されて反射される。画像変調されたGの反射光のうちP偏光成分は、再び第1の偏光ビームスプリッタ205aの偏光分離面を透過し、光源側に戻され、投写光から除去される。一方、画像変調されたGの反射光のうちS偏光成分は、第1の偏光ビームスプリッタ205aの偏光分離面で反射、S偏光を透過する出側偏光板Gを透過し、投写光として第3の偏光ビームスプリッタ205cに向かう。   The G color light transmitted through the dichroic mirror 204 is incident on the first polarization beam splitter 205a, and P-polarized light is transmitted through the polarization separation surface to reach the G reflective liquid crystal display element 206G. In the reflective liquid crystal display element 206G for G, the G light is image-modulated and reflected. The P-polarized component of the image-modulated G reflected light is transmitted again through the polarization separation surface of the first polarization beam splitter 205a, returned to the light source side, and removed from the projection light. On the other hand, the S-polarized component of the image-modulated G reflected light is reflected by the polarization separation surface of the first polarizing beam splitter 205a and is transmitted through the output-side polarizing plate G that transmits S-polarized light. Toward the polarizing beam splitter 205c.

このとき、すべての偏光成分をP偏光に変換した状態(黒を表示した状態)において、第1の偏光ビームスプリッタ205aとG用の反射型液晶表示素子206Gとの間に設けられた1/4波長板の遅相軸を所定の方向に調整することにより、第1の偏光ビームスプリッタ205aとG用の反射型液晶表示素子206Gで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。第1の偏光ビームスプリッタ205aから出射したGの色光は、出側偏光板を透過し、第3の偏光ビームスプリッタ205cで反射して投写レンズ100へと至る。   At this time, in a state where all the polarization components are converted to P-polarized light (a state in which black is displayed), 1/4 provided between the first polarizing beam splitter 205a and the G-use reflective liquid crystal display element 206G. By adjusting the slow axis of the wave plate in a predetermined direction, it is possible to suppress the influence of the disturbance of the polarization state generated in the first polarizing beam splitter 205a and the reflective liquid crystal display element 206G for G. The G color light emitted from the first polarizing beam splitter 205a is transmitted through the output-side polarizing plate, reflected by the third polarizing beam splitter 205c, and reaches the projection lens 100.

一方、ダイクロイックミラー204を反射したRとBの色光は、P偏光光を透過する入射側偏光板に入射する。そしてRとBの光は、入射側偏光板から出射した後、色選択性位相差板Aに入射する。色選択性位相差板は、Rの色光のみ偏光方向を90度回転する作用を持っており、これによりRの色光はS偏光として、Bの色光はP偏光として第2の偏光ビームスプリッタ205bに入射する。S偏光として第2の偏光ビームスプリッタ25bに入射したRの色光は、第2の偏光ビームスプリッタ205bの偏光分離面で反射され、R用の反射型液晶表示素子206Rへと至る。   On the other hand, the R and B color lights reflected by the dichroic mirror 204 are incident on the incident side polarizing plate that transmits the P-polarized light. The R and B lights are emitted from the incident-side polarizing plate and then enter the color selective phase difference plate A. The color-selective phase difference plate has a function of rotating only the R color light by 90 degrees in the polarization direction, so that the R color light is converted to S-polarized light and the B color light is converted to P-polarized light to the second polarizing beam splitter 205b. Incident. The R color light incident on the second polarization beam splitter 25b as S-polarized light is reflected by the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 205b and reaches the R reflective liquid crystal display element 206R.

また、P偏光として第2の偏光ビームスプリッタ205bに入射したBの色光は、第2の偏光ビームスプリッタ205bの偏光分離面を透過してB用の反射型液晶表示素子206Bへと至る。   The B color light incident on the second polarization beam splitter 205b as P-polarized light is transmitted through the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 205b and reaches the B reflective liquid crystal display element 206B.

R用の反射型液晶表示素子206Rに入射したRの色光は画像変調されて反射される。画像変調されたRの反射光のうちS偏光成分は、再び第2の偏光ビームスプリッタ205bの偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投写光から除去される。一方、画像変調されたRの反射光のうちP偏光成分は第2の偏光ビームスプリッタ205bの偏光分離面を透過して投写光として出側偏光板に向かう。   The R color light incident on the R reflective liquid crystal display element 206R is image-modulated and reflected. The S-polarized light component of the R light reflected by the image modulation is reflected again by the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 205b, returned to the light source side, and removed from the projection light. On the other hand, the P-polarized component of the image-modulated reflected R light passes through the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 205b and travels toward the exit-side polarizing plate as projection light.

また、B用の反射型液晶表示素子206Bに入射したBの色光は画像変調されて反射される。画像変調されたBの反射光のうちP偏光成分は、再び第2の偏光ビームスプリッタ206bの偏光分離面を透過して光源側に戻され、投写光から除去される。一方、画像変調されたBの反射光のうちS偏光成分は第2の偏光ビームスプリッタ205bの偏光分離面で反射して投写光として出側偏光板に向かう。   The B color light incident on the B reflective liquid crystal display element 206B is image-modulated and reflected. The P-polarized component of the image-modulated B reflected light is again transmitted through the polarization separation surface of the second polarization beam splitter 206b, returned to the light source side, and removed from the projection light. On the other hand, the S-polarized component of the image-modulated B reflected light is reflected by the polarization separation surface of the second polarizing beam splitter 205b and travels toward the exit-side polarizing plate as projection light.

このとき、第2の偏光ビームスプリッタ205bとR用,B用の反射型液晶表示素子206R,206Bの間に設けられた1/4波長板の遅相軸を調整することにより、Gの場合と同じようにR,Bそれぞれの黒の表示の調整を行うことができる。   At this time, by adjusting the slow axis of the quarter wavelength plate provided between the second polarizing beam splitter 205b and the R and B reflective liquid crystal display elements 206R and 206B, Similarly, the black display of each of R and B can be adjusted.

こうして1つの光束に合成され、第2の偏光ビームスプリッタ205bから出射したRとBの色光は、Rの色光はP偏光、Bの色光はS偏光で出側偏光板、第3の偏光ビームスプリッタ205cに入射する。そして、RとBの投写光は第3の偏光ビームスプリッタ205cを透過し、Gの色光と合成されて投写レンズ100に至る。そして、合成されたR,G,Bの投写光は、投写レンズ100によってスクリーンなどの被投写面に拡大投影される。   Thus, the R and B color lights synthesized into one light flux and emitted from the second polarization beam splitter 205b are P polarization for R color light, S polarization for B color light, and an output side polarization plate, a third polarization beam splitter. Incident at 205c. The R and B projection light passes through the third polarization beam splitter 205 c and is combined with the G color light to reach the projection lens 100. The combined R, G, and B projection light is enlarged and projected onto a projection surface such as a screen by the projection lens 100.

プロジェクタ500の内部の基板上に配置された液晶駆動回路には、パーソナルコンピュータ、DVDプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置がプロジェクタ500の外周面に配置した画像入力端子を介して接続されている。液晶駆動回路は、画像供給装置から入力された画像(映像)情報に基づいて反射型液晶表示素子206R,206G,206Bを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調(画像変調)される。   An image supply device such as a personal computer, a DVD player, or a TV tuner is connected to the liquid crystal driving circuit disposed on the substrate inside the projector 500 via an image input terminal disposed on the outer peripheral surface of the projector 500. The liquid crystal driving circuit drives the reflective liquid crystal display elements 206R, 206G, and 206B based on the image (video) information input from the image supply device, and forms an original image for each color. Thereby, the light incident on each reflective liquid crystal panel is reflected and modulated (image modulation) according to the original image.

図3には、本実施例のレンズユニット100の分解斜視図を示す。101は第1レンズ群を保持した第1鏡筒である。102は第2レンズ群を保持した2群鏡筒である。103は第3レンズ群を保持した第3鏡筒である。104は第4レンズ群を保持した第4鏡筒、105は第5レンズ群を保持した第5鏡筒である。106は第6レンズ群を保持した第6鏡筒である。   FIG. 3 is an exploded perspective view of the lens unit 100 of the present embodiment. Reference numeral 101 denotes a first lens barrel that holds the first lens group. Reference numeral 102 denotes a second group barrel that holds the second lens group. Reference numeral 103 denotes a third lens barrel that holds the third lens group. Reference numeral 104 denotes a fourth lens barrel that holds the fourth lens group, and reference numeral 105 denotes a fifth lens barrel that holds the fifth lens group. Reference numeral 106 denotes a sixth lens barrel that holds the sixth lens group.

107は鏡筒本体としての固定筒である。該固定筒107の光軸方向後端部(第6鏡筒側の端部)の位置には、前述した光学ボックスにビス止めされるマウント部(フランジ部)107Bが形成されている。108は固定筒107の内周のうちマウント部よりも前側(第1鏡筒側)の領域に配置され、光軸回りで回転する第1の回転環としてのカム環である。110は固定筒107の外周のうちマウント部よりも前側(第1鏡筒側)の領域に配置され、光軸回りで回転する第2の回転環としてのフォーカス環である。109は第1〜第5鏡筒101〜105にビスで取り付けられたカムフォロアである。   Reference numeral 107 denotes a fixed cylinder as a lens barrel body. A mount portion (flange portion) 107B that is screwed to the optical box described above is formed at the position of the rear end portion in the optical axis direction of the fixed tube 107 (end portion on the sixth lens barrel side). Reference numeral 108 denotes a cam ring as a first rotating ring which is arranged in a region on the front side (first lens barrel side) of the inner periphery of the fixed cylinder 107 and rotates around the optical axis. Reference numeral 110 denotes a focus ring as a second rotary ring that is arranged in the region on the front side (first lens barrel side) of the outer periphery of the fixed cylinder 107 and rotates around the optical axis. Reference numeral 109 denotes a cam follower attached to the first to fifth lens barrels 101 to 105 with screws.

カムフォロア109が取り付けられた第1鏡筒101は固定筒107の端部(第1鏡筒側)にカムフォロア109を介して固定される。カムフォロア109が取り付けられた第2鏡筒102はフォーカス環110に形成されたカム溝に係合する。カムフォロア109が取り付けられた第3〜5の鏡筒103〜105はそれぞれカム環108に形成されたカム溝に係合する。111はギア部有するしカム環108の第1鏡筒側に取り付けられているズーム環である。   The first lens barrel 101 to which the cam follower 109 is attached is fixed to the end portion (first lens barrel side) of the fixed tube 107 via the cam follower 109. The second lens barrel 102 to which the cam follower 109 is attached engages with a cam groove formed in the focus ring 110. The third to fifth lens barrels 103 to 105 to which the cam follower 109 is attached engage with cam grooves formed in the cam ring 108, respectively. A zoom ring 111 has a gear portion and is attached to the first lens barrel side of the cam ring 108.

112はアクチュエータとしてのモータユニットである。該モータユニットは、ステッピングモータ、DCモータ、振動型モータ等のモータ本体と、該モータ本体の回転を減速して出力する減速ギアボックスと、モータの駆動を回転角として表す為のパルス板と前記回転角の検出結果をパルス信号として出力する為のフォトインタラプタを保持した基板とを含む。モータユニット112はフォーカス駆動源およびズーム駆動源である。114はフォーカス環110が光軸周りに回転した際の焦点位置の基準を検出する為のスイッチである。   Reference numeral 112 denotes a motor unit as an actuator. The motor unit includes a motor body such as a stepping motor, a DC motor, and a vibration motor, a reduction gear box that decelerates and outputs the rotation of the motor body, a pulse plate for expressing the motor drive as a rotation angle, And a substrate holding a photo interrupter for outputting a rotation angle detection result as a pulse signal. The motor unit 112 is a focus drive source and a zoom drive source. Reference numeral 114 denotes a switch for detecting a reference of a focal position when the focus ring 110 rotates around the optical axis.

113はモータ112およびスイッチ114を保持する保持部材である。モータ112およびスイッチ114はビスにより保持部材113に固定される。そして、保持部材113はビスにより固定筒107に固定される。   A holding member 113 holds the motor 112 and the switch 114. The motor 112 and the switch 114 are fixed to the holding member 113 with screws. The holding member 113 is fixed to the fixed cylinder 107 with screws.

第2鏡筒102はフォーカスレンズである。ここでフォーカス駆動機構について説明する。第2鏡筒102の外周における周方向120°毎の3箇所には、カムフォロア109が取り付けられている。第2鏡筒102に設けられたカムフォロア109は、固定筒107に光軸方向に延びるように形成された直進溝部107Aに係合する。さらに、フォーカス環110に形成されたカム溝部にも係合する。   The second lens barrel 102 is a focus lens. Here, the focus drive mechanism will be described. Cam followers 109 are attached to three locations on the outer periphery of the second lens barrel 102 every 120 ° in the circumferential direction. The cam follower 109 provided in the second lens barrel 102 engages with a rectilinear groove 107A formed in the fixed cylinder 107 so as to extend in the optical axis direction. Further, it engages with a cam groove formed in the focus ring 110.

また、フォーカス環110は、固定筒107に対してバヨネット結合構造等によって光軸方向への移動が阻止された状態で光軸回りで回転可能となっている。フォーカス環110と噛み合ったモータユニット112を駆動すると、フォーカス環110が回転駆動される。フォーカス環110が回転すると、カム溝部とカムフォロア109との係合作用によって、第2鏡筒102が光軸方向に移動する。これにより、電動フォーカス駆動が行われる。   Further, the focus ring 110 is rotatable around the optical axis in a state where movement in the optical axis direction is prevented with respect to the fixed cylinder 107 by a bayonet coupling structure or the like. When the motor unit 112 engaged with the focus ring 110 is driven, the focus ring 110 is rotationally driven. When the focus ring 110 rotates, the second lens barrel 102 moves in the optical axis direction due to the engaging action between the cam groove portion and the cam follower 109. Thereby, electric focus drive is performed.

第6鏡筒106は、第6レンズ群としてのリレー系レンズを保持しており、固定筒107の後端部にスラスト方向からビス(図示せず)により固定される。第2鏡筒102,第3鏡筒103,第4鏡筒104および第5鏡筒105はそれぞれ、第2〜第5レンズ群としての変倍系レンズを保持する。第2鏡筒102,第3鏡筒103,第4鏡筒104および第5鏡筒105が光軸方向に移動することで、変倍(ズーム)が行われる。   The sixth lens barrel 106 holds a relay lens as a sixth lens group, and is fixed to the rear end portion of the fixed cylinder 107 with a screw (not shown) from the thrust direction. The second lens barrel 102, the third lens barrel 103, the fourth lens barrel 104, and the fifth lens barrel 105 each hold a variable power lens as the second to fifth lens groups. The second lens barrel 102, the third lens barrel 103, the fourth lens barrel 104, and the fifth lens barrel 105 move in the direction of the optical axis, whereby zooming is performed.

ここで、ズーム駆動機構について説明する。第2鏡筒102,第3鏡筒103,第4鏡筒104および第5鏡筒105の外周における周方向120°毎の3箇所には、カムフォロア109が取り付けられている。これら鏡筒102〜104に設けられたカムフォロア109は、固定筒107に光軸方向に延びるように形成された直進溝部107Aに係合する。さらに、カム環108に形成された第2,第3および第4カム溝部108A,108B,108Cにも係合する。   Here, the zoom drive mechanism will be described. Cam followers 109 are attached to the outer periphery of the second lens barrel 102, the third lens barrel 103, the fourth lens barrel 104, and the fifth lens barrel 105 at three positions every 120 ° in the circumferential direction. The cam followers 109 provided in the lens barrels 102 to 104 engage with a rectilinear groove 107A formed in the fixed cylinder 107 so as to extend in the optical axis direction. Further, it engages with the second, third and fourth cam groove portions 108A, 108B and 108C formed in the cam ring 108.

また、カム環108の端部(第1鏡筒側)には、これと一体回転可能にズーム環111が取り付けられている。カム環108は、固定筒107に対してバヨネット結合構造等によって光軸方向への移動が阻止された状態で光軸回りで回転可能となっている。   A zoom ring 111 is attached to the end of the cam ring 108 (on the first lens barrel side) so as to be rotatable integrally therewith. The cam ring 108 is rotatable around the optical axis in a state where movement in the optical axis direction is prevented with respect to the fixed cylinder 107 by a bayonet coupling structure or the like.

ズーム環111と噛み合ったモータユニット112を駆動すると、ズーム環111が回転駆動される。ズーム環111が回転すると、これと一体的にカム環108が固定筒107に対して光軸回りで定位置回転する。カム環108が回転すると、カム溝部108A,108B,108Cとカムフォロア109との係合作用によって、第2,第3および第4鏡筒102〜104が光軸方向に移動する。これにより、電動ズーム駆動が行われる。   When the motor unit 112 engaged with the zoom ring 111 is driven, the zoom ring 111 is rotationally driven. When the zoom ring 111 rotates, the cam ring 108 rotates in a fixed position around the optical axis with respect to the fixed cylinder 107 integrally therewith. When the cam ring 108 rotates, the second, third, and fourth lens barrels 102 to 104 move in the optical axis direction by the engaging action of the cam groove portions 108A, 108B, and 108C and the cam follower 109. Thereby, electric zoom drive is performed.

次に、モータユニット112について図4を用いて説明する。モータユニット112は、
モータ本体112Aと、該モータ本体の回転を減速して出力する減速ギアボックス112Bと、モータの駆動を回転角で表す為のパルス板112Cと前記回転角をパルス信号として検出する為のフォトインタラプタを保持した基板112Dを有する。
Next, the motor unit 112 will be described with reference to FIG. The motor unit 112
A motor main body 112A, a reduction gear box 112B that decelerates and outputs the rotation of the motor main body, a pulse plate 112C for representing the drive of the motor as a rotation angle, and a photo interrupter for detecting the rotation angle as a pulse signal A holding substrate 112D is included.

モータ本体112Aの出力ギアと減速ギアボックス112Bの入力ギアは噛み合い取り付けられている。これによりモータ本体112Aの出力トルクおよび回転速度は減速ギアボックス112Bで意図する出力トルクおよび回転速度に変換されてフォーカス環110およびズーム環111と噛み合っている減速ギアボックス112Bの出力ギアへと伝達される。また、モータ本体112Aの出力軸には円板形状で周方向に一定の位相毎に切り欠きを有するパルス板112Cが取り付けられている。モータ本体112Aが駆動するとパルス板112Cも回転する。   The output gear of the motor main body 112A and the input gear of the reduction gear box 112B are meshed with each other. As a result, the output torque and rotation speed of the motor main body 112A are converted into the intended output torque and rotation speed in the reduction gear box 112B and transmitted to the output gear of the reduction gear box 112B engaged with the focus ring 110 and the zoom ring 111. The Further, a pulse plate 112C having a disc shape and having a notch for each constant phase in the circumferential direction is attached to the output shaft of the motor body 112A. When the motor body 112A is driven, the pulse plate 112C also rotates.

この為、パルス板112Cの前記切り欠きを有する径の任意1点を見ると、切り欠きの有る無しでモータ本体112Aの回転角を検出することが出来る。減速ギアボックス112Bには前記切り欠きの有る無しを読み取れる様にフォトインタラプタが取り付いた基板112Dが取り付けられており、フォトインタラプタが取り付いた基板112Dは記切り欠きの有る無しをパルス信号として出力する。   For this reason, when one arbitrary point of the diameter having the notch of the pulse plate 112C is viewed, the rotation angle of the motor body 112A can be detected without the notch. The reduction gear box 112B is provided with a substrate 112D to which a photo interrupter is attached so that the presence or absence of the notch can be read, and the substrate 112D to which the photo interrupter is attached outputs the presence or absence of the notch as a pulse signal.

本実施例のレンズユニット100は、フォトインタラプタが取り付いた基板112Dの出力から焦点位置の相対値を検出し、点灯の度にスイッチ114が作動するまで焦点位置を移動することで焦点位置の基準を検出する。前記焦点位置の基準と前記焦点位置の相対値とを組み合わせることで略絶対値として焦点位置を検出することが出来る。また、点灯の度に焦点位置の基準を検出すること、バックラッシュ等の焦点位置調整の誤差をリセットする為、焦点位置の絶対値を検出できなくても焦点位置が深度を外れることはない。   The lens unit 100 of this embodiment detects the relative value of the focal position from the output of the substrate 112D to which the photo interrupter is attached, and moves the focal position until the switch 114 is activated each time the lamp is turned on, thereby setting the reference of the focal position. To detect. The focal position can be detected as a substantially absolute value by combining the focal position reference and the relative value of the focal position. In addition, since the focus position reference is detected each time the lamp is turned on, and the focus position adjustment error such as backlash is reset, the focus position does not go out of depth even if the absolute value of the focus position cannot be detected.

また、ボリュームエンコーダ115は4群鏡筒104の保持するカムフォロア109に係合しており、ズーミングによる4群鏡筒104の絶対位置を検出することが出来る。   The volume encoder 115 is engaged with a cam follower 109 held by the fourth group barrel 104, and can detect the absolute position of the fourth group barrel 104 by zooming.

図5には、本実施例のシフトユニット300の外観図を示す。シフトユニット300は、液晶プロジェクタ本体に取り付け固定される固定板370と、固定板370に対して上下方向(Y方向)にシフトする第1のシフト板371と、左右方向(X方向)にシフトする第2のシフト板372から構成される。第1のシフト板371および第2のシフト板372にはそれぞれレンズユニット100を差し込む開口部373および374が設けられており、レンズユニット100は第2のシフト板372に取り付けられる。   In FIG. 5, the external view of the shift unit 300 of a present Example is shown. The shift unit 300 is fixed to the liquid crystal projector main body, a fixed plate 370, a first shift plate 371 that shifts up and down (Y direction) with respect to the fixed plate 370, and a left and right direction (X direction). The second shift plate 372 is configured. The first shift plate 371 and the second shift plate 372 are respectively provided with openings 373 and 374 into which the lens unit 100 is inserted, and the lens unit 100 is attached to the second shift plate 372.

第1のシフト板371には固定板370に形成された軸375に挿通する位置に上下方向の長穴376が形成されており、第1のシフト板371は固定板370に対して上下方向にシフト可能となる様に保持されている。また、第2のシフト板372には第1のシフト板71に設けられた軸377に挿通する位置に左右方向の長穴378が形成されており、第2のシフト板372は固定板370に対して左右方向にシフト可能となる様に保持されている。   The first shift plate 371 has a vertical hole 376 formed at a position where the first shift plate 371 is inserted into a shaft 375 formed on the fixed plate 370, and the first shift plate 371 extends in the vertical direction with respect to the fixed plate 370. It is held so that it can be shifted. The second shift plate 372 has a left and right elongated hole 378 formed at a position where the second shift plate 372 is inserted into a shaft 377 provided in the first shift plate 71. The second shift plate 372 is formed on the fixed plate 370. On the other hand, it is held so that it can be shifted in the left-right direction.

上記の様にシフトユニット300を構成する事によって、レンズユニット100はレンズユニットの光軸100aに対して直交する平面でシフト可能となる様に保持される。
次に、本実施例のシフトユニット300のシフト駆動について説明する。
By configuring the shift unit 300 as described above, the lens unit 100 is held so that it can be shifted on a plane orthogonal to the optical axis 100a of the lens unit.
Next, shift driving of the shift unit 300 of this embodiment will be described.

固定板370には第1のシフト板371を上下にシフトするための第1のモータ379が不図示のモータ保持板金によって取り付けられる。第1のモータ379の回転は第1の歯車機構380を介して所定の回転数に減速され第1の送りねじ軸381に伝達される。第1の送りねじ軸381には、ねじ部が形成されており、ねじ部には第1のナット部材382が螺合している。第1のナット部材382はシフト板371に設けられた第1の座部383に嵌入される。   A first motor 379 for shifting the first shift plate 371 up and down is attached to the fixed plate 370 by a motor holding plate (not shown). The rotation of the first motor 379 is decelerated to a predetermined rotation speed via the first gear mechanism 380 and transmitted to the first feed screw shaft 381. A thread portion is formed on the first feed screw shaft 381, and a first nut member 382 is screwed into the thread portion. The first nut member 382 is fitted into a first seat 383 provided on the shift plate 371.

第1のモータ379が駆動すると第1の送りねじ軸381が回転し、第1のナット部材382は第1の座部383に当接した状態で上下方向にシフトする。従って、第1のシフト板371は第1のナット部材382の移動方向と同一方向にシフトすることとなる。   When the first motor 379 is driven, the first feed screw shaft 381 is rotated, and the first nut member 382 is shifted in the vertical direction in contact with the first seat portion 383. Accordingly, the first shift plate 371 is shifted in the same direction as the moving direction of the first nut member 382.

また第1のシフト板371には第2のシフト板372を左右にシフトするための第2のモータ384が不図示のモータ保持板金によって取り付けられる。第2のモータ384の回転は第2の歯車機構385を介して所定の回転数に減速され第2の送りねじ軸386に伝達される。第2の送りねじ軸386には、ねじ部が形成されており、ねじ部には第2のナット部材387が螺合している。第2のナット部材387はシフト板372に設けられた第2の座部388に嵌入される。   A second motor 384 for shifting the second shift plate 372 to the left and right is attached to the first shift plate 371 by a motor holding plate (not shown). The rotation of the second motor 384 is reduced to a predetermined number of rotations via the second gear mechanism 385 and transmitted to the second feed screw shaft 386. A thread portion is formed on the second feed screw shaft 386, and a second nut member 387 is screwed into the thread portion. The second nut member 387 is fitted into a second seat 388 provided on the shift plate 372.

第2のモータ384が駆動すると第2の送りねじ軸386が回転し、第2のナット部材387は第2の座部388に当接した状態で左右方向にシフトする。従って、第2のシフト板372は第2のナット部材387の移動方向と同一方向にシフトすることとなる。   When the second motor 384 is driven, the second feed screw shaft 386 is rotated, and the second nut member 387 is shifted in the left-right direction in contact with the second seat portion 388. Therefore, the second shift plate 372 is shifted in the same direction as the moving direction of the second nut member 387.

次に、本発明によるシフトユニット300の端部検出について説明する。固定板370には第1のボリュームエンコーダ389が第1のエンコーダ保持板金390によって取り付けられ、第1のシフト板371の上下方向の絶対位置を検出する。また、第1のシフト板371には第2のボリュームエンコーダ391が第2のエンコーダ保持板金392によって取り付けられ、第2のシフト板372の左右方向の絶対位置を検出する。   Next, end detection of the shift unit 300 according to the present invention will be described. A first volume encoder 389 is attached to the fixed plate 370 by a first encoder holding plate 390 and detects the absolute position of the first shift plate 371 in the vertical direction. A second volume encoder 391 is attached to the first shift plate 371 by a second encoder holding plate 392, and detects the absolute position of the second shift plate 372 in the left-right direction.

図6に、本実施例の焦点位置補正のブロック図を、図7に、本実施例の焦点位置補正のアルゴリズムを示す。温度センサからの温度、フォトインタラプタが取り付いた基板112Dおよびスイッチ114からの焦点位置、ボリュームエンコーダ115からのズーム位置、ボリュームエンコーダ389およびボリュームエンコーダ391からのシフト位置から焦点位置補正量を決定する。前記焦点位置補正量は、焦点位置の移動量の実測値やシミュレーションから求めたテーブルから選択するか、各センサの計測値をパラメータとする関数から求めた値を用いる。   FIG. 6 is a block diagram of focal position correction according to the present embodiment, and FIG. 7 shows an algorithm for focal position correction according to the present embodiment. The focus position correction amount is determined from the temperature from the temperature sensor, the focus position from the substrate 112D to which the photo interrupter is attached and the switch 114, the zoom position from the volume encoder 115, and the shift position from the volume encoder 389 and the volume encoder 391. The focal position correction amount is selected from a measured value of the focal position movement amount or a table obtained from a simulation, or a value obtained from a function using a measured value of each sensor as a parameter.

前記焦点位置補正量を目標焦点位置とし、目標焦点位置をパルス数に換算する。さらにパルス数を電流印加時間に変換する。この時、温度センサの出力を用いて変換時の係数を定め、この係数を用いてパルス数を電流印加時間に変換する。これは温度変化によってフォーカス作動トルクが変化し、モータユニット112に一定時間の電流を印加しても温度によってもーモータユニット112の回転量が変化する為である。前記係数は、温度変化時のモータユニット回転量の実測値やシミュレーションから求めた値を用いる。次に変換した時間モータユニット112に電流を印加することでフォーカス環110を介してフォーカスレンズである第2鏡筒102が目標焦点位置まで移動する。   The focal position correction amount is set as a target focal position, and the target focal position is converted into the number of pulses. Further, the number of pulses is converted into a current application time. At this time, a coefficient at the time of conversion is determined using the output of the temperature sensor, and the number of pulses is converted into a current application time using this coefficient. This is because the focus operating torque changes due to a temperature change, and the amount of rotation of the motor unit 112 changes depending on the temperature even when a current of a certain time is applied to the motor unit 112. As the coefficient, a measured value of a motor unit rotation amount at a temperature change or a value obtained from a simulation is used. Next, by applying a current to the converted time motor unit 112, the second lens barrel 102, which is a focus lens, moves to the target focal position via the focus ring 110.

また、モータユニット112の回転量をフォトインタラプタが取り付いた基板112Dによって検出することで、目標値との誤差をフィードバックし補正することが出来る。この構成により確実に目標焦点位置にフォーカスレンズである第2鏡筒102を移動させることが出来る。像面湾曲はプロジェクタ500点灯時からのレンズユニット100の光学素子および光学素子保持部材が温度上昇によって連続して生じる。この為、前記焦点位置補正は経時で連続で行うか、深度から焦点がズレるまでの時間より短い時間をインタバールとする断続で行う。   Further, by detecting the rotation amount of the motor unit 112 by the substrate 112D to which the photo interrupter is attached, an error from the target value can be fed back and corrected. With this configuration, the second lens barrel 102, which is a focus lens, can be reliably moved to the target focal position. The curvature of field is continuously generated by the temperature rise of the optical element and the optical element holding member of the lens unit 100 after the projector 500 is turned on. For this reason, the focal position correction is performed continuously over time or intermittently with an interval shorter than the time from the depth to the defocus.

上記構成およびアルゴリズムによって、レンズユニットの光学素子および光学素子保持部材が温度上昇によって像面湾曲に変化が生じた際およびシフト機構によって投写画像が移動した際も、常に画像が良好なプロジェクタを提供出来る様になる。   With the above configuration and algorithm, it is possible to provide a projector that always provides a good image even when the optical element of the lens unit and the optical element holding member change in curvature of field due to a temperature rise and when the projected image moves due to the shift mechanism. It becomes like.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、請求項に記載の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、光変調素子として、反射型液晶パネルや透過型液晶パネルを用いたが、これらに代えて、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いてもよい。また、フォーカシングの駆動時間の測定にボリュームエンコーダ、ズーミングおよびシフトの駆動時間の測定にパルス板とフォトインタラプタを用いても良い。   As mentioned above, although the preferable Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible within the range as described in a claim. For example, in the above embodiment, a reflective liquid crystal panel or a transmissive liquid crystal panel is used as the light modulation element, but a digital micromirror device (DMD) may be used instead. Further, a volume encoder may be used for measuring the driving time for focusing, and a pulse plate and a photo interrupter may be used for measuring the driving time for zooming and shifting.

100 投写レンズ
101から106 第1〜第6鏡筒
107 固定筒
107A レンズ鏡筒用案内溝
108 カム環
108A,108B,108C カム溝
109 1、2、3、4、5群用カムフォロア
110 フォーカス環
111 ズーム環
112 モータ
113 モータ保持部材
114 スイッチ
115 ボリュームエンコーダ
200 色分離合成ユニット
201 照明光学系
204 ダイクロイックミラー
205a,205b,205c 偏光ビームスプリッタ
206R,206G,206B 反射型表示素子
207 画像検出手段
208 保持部材
209 光源ランプ
210 色分解合成光学系の射出光軸
300 シフトユニット
370 固定板
371 第1のシフト板
372 第2のシフト板
373,374 開口部
375,377 軸
376,378 長穴
379 第1のモータ
380 第1の歯車機構
381 第1の送りねじ軸
382 第1のナット部材
383 第1の座部
384 第2のモータ
385 第2の歯車機構
386 第2の送りねじ軸
387 第2のナット部材
388 第2の座部
389 第1のボリュームエンコーダ
390 第1のボリュームエンコーダ保持板金
391 第2のボリュームリニアエンコーダ
392 第1のボリュームエンコーダ保持板金
393T,393B,393R,393L ゴム部材
394T,394B,394R,394L 当接部
500 プロジェクタ
100 Projection lenses 101 to 106 First to sixth lens barrel 107 Fixed barrel 107A Lens barrel guide groove 108 Cam ring 108A, 108B, 108C Cam groove 109 1, 2, 3, 4, 5 group cam follower 110 Focus ring 111 Zoom ring 112 Motor 113 Motor holding member 114 Switch 115 Volume encoder 200 Color separation / combination unit 201 Illumination optical system 204 Dichroic mirrors 205a, 205b, 205c Polarization beam splitters 206R, 206G, 206B Reflective display element 207 Image detection means 208 Holding member 209 Light source lamp 210 Emission optical axis 300 of color separation / synthesis optical system Shift unit 370 Fixed plate 371 First shift plate 372 Second shift plate 373, 374 Opening 375, 377 Shaft 376, 378 Long hole 379 First Motor 380 First gear mechanism 381 First feed screw shaft 382 First nut member 383 First seat portion 384 Second motor 385 Second gear mechanism 386 Second feed screw shaft 387 Second nut member 388 Second seat portion 389 First volume encoder 390 First volume encoder holding sheet metal 391 Second volume linear encoder 392 First volume encoder holding sheet metal 393T, 393B, 393R, 393L Rubber members 394T, 394B, 394R, 394L abutment section 500 projector

Claims (5)

液晶パネルと2つ以上のプリズムを用いた色分離合成ユニットと、
少なくとも1つの光学素子が移動することでフォーカシングを行うレンズユニットと、
前記色分離合成ユニットと前記レンズユニットの少なくとも1ヶ所の温度を測定する温度測定手段と、
前記レンズユニットを前記レンズユニットの光軸と垂直な平面上で移動させることで投写画像をシフトさせるシフトユニットと、
前記シフトユニットのシフト位置を検出するシフト位置検出手段とを有し、
スクリーンに映像を投写する投写型画像表示装置において、
前記温度検出手段と前記シフト位置検出手段の情報から焦点位置補正量を決定することを特徴とする投写型画像表示装置。
A color separation / synthesis unit using a liquid crystal panel and two or more prisms;
A lens unit that performs focusing by moving at least one optical element;
Temperature measuring means for measuring the temperature of at least one of the color separation / synthesis unit and the lens unit;
A shift unit that shifts the projected image by moving the lens unit on a plane perpendicular to the optical axis of the lens unit;
Shift position detecting means for detecting the shift position of the shift unit;
In a projection image display device that projects an image on a screen,
A projection type image display apparatus, wherein a focal position correction amount is determined from information of the temperature detection means and the shift position detection means.
請求項1に記載の投写型画像表示装置は、
前記レンズユニットのズーム位置を検出するズーム位置検出手段を有し、
前記ズーム位置検出手段の情報から焦点位置補正量を決定することを特徴とする投写型画像表示装置。
The projection type image display apparatus according to claim 1 comprises:
Zoom position detecting means for detecting the zoom position of the lens unit;
A projection type image display apparatus, wherein a focal position correction amount is determined from information of the zoom position detecting means.
請求項1または2に記載の投写型画像表示装置は、
前記レンズユニットのフォーカス位置を検出するフォーカス位置検出手段を有し、
前記フォーカス位置検出手段の情報から焦点位置補正量を決定することを特徴とする投写型画像表示装置。
The projection type image display device according to claim 1 or 2,
A focus position detecting means for detecting a focus position of the lens unit;
A projection type image display apparatus, wherein a focus position correction amount is determined from information of the focus position detecting means.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の投写型画像表示装置は光源からの光を変調素子で画像に変化し、前記画像をレンズユニットによって拡大投写するプロジェクタである。 The projection type image display apparatus according to claim 1 is a projector that changes light from a light source into an image by a modulation element, and magnifies and projects the image by a lens unit. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の投写型画像表示装置は、
電動フォーカス、電動ズーム、電動シフトであることを特徴とする投写型画像表示装置。
The projection type image display device according to any one of claims 1 to 4,
A projection-type image display device characterized by electric focus, electric zoom, and electric shift.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022014420A1 (en) * 2020-07-16 2022-01-20 ソニーグループ株式会社 Projection display device

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