JP2012181339A - 画像投射装置、その制御方法、制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リセット後にフォーカスレンズを精度良くリセット前の合焦状態を維持する位置に復帰させることが可能な画像投射装置を提供すること
【解決手段】プロジェクタ１００は、投射レンズ１１１の光軸上に設定された設定位置からフォーカスレンズ１１１ａが入力操作に基づいて移動された基準位置までの基準移動量Ｆと基準位置まで移動された時の基準温度Ｃを記憶する記憶部１０４と、フォーカスレンズをリセット時に退避した位置から復帰する際に、リセット時の温度と基準温度Ｃとの差分に対応する補正移動量Ｂを基準移動量に加えた移動量だけフォーカスレンズを設定位置から移動させるように駆動部１０１を制御する制御部１０５と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶プロジェクタなどの画像投射装置、その制御方法および制御プログラムに関する。

ユーザが投射レンズのフォーカスレンズを合焦位置に移動させた後で温度が変化した場合、フォーカスレンズを温度変化分に応じた量だけ光軸方向に移動して合焦状態を維持する温度補正機能を備えた画像投射装置は知られている。一方、再起動等のリセットの後でリセット前の合焦位置にフォーカスレンズを復帰させるリセット機能を有する画像投射装置も知られている。例えば、特許文献１は、リセット時に撮影レンズを合焦位置からメカ端まで移動して再び合焦位置まで戻す際に合焦位置からメカ端までの移動量を記憶し、メカ端に到達した後にその移動量に基づいて合焦位置に復帰させるカメラを開示している。

特開平７−２６１０７１号公報

しかしながら、特許文献１は温度を考慮していないため、リセット前の温度とリセット時の温度の変化分だけ、フォーカスレンズの復帰位置が合焦位置からずれて投射像のピントがずれてしまう。

本発明は、リセット後にフォーカスレンズを精度良くリセット前の合焦状態を維持する位置に復帰させることが可能な画像投射装置、その制御方法および制御プログラムを提供することを例示的な目的とする。

本発明の画像投射装置は、投射レンズを介して画像を投射する画像投射装置であって、前記投射レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、前記駆動手段による前記フォーカスレンズの移動量を取得する移動量取得手段と、温度を検出する温度検出手段と、前記投射レンズの光軸上に設定された設定位置から前記フォーカスレンズが入力操作に基づいて移動された基準位置までの、前記移動量取得手段によって取得された移動量である基準移動量と、前記基準位置まで移動された時に前記温度検出手段によって検出された温度である基準温度を記憶する記憶手段と、前記フォーカスレンズをリセット時に退避した位置から復帰する際に、リセット時に前記温度検出手段によって検出された温度と前記記憶手段に記憶された前記基準温度との差分に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置の変動を補正するための第１補正移動量を前記記憶手段に記憶された前記基準移動量に加えた移動量だけ前記フォーカスレンズを前記設定位置から移動させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、リセット後にフォーカスレンズを精度良くリセット前の合焦状態を維持する位置に復帰させることが可能な画像投射装置、その制御方法および制御プログラムを提供することができる。

本発明の画像投射装置のブロック図である。（実施例１） フォーカス駆動における図１に示す制御部の制御方法を説明するためのフローチャートである。（実施例１） リセット駆動における図１に示す制御部の制御方法を説明するためのフローチャートである。（実施例２） フォーカス駆動における制御部の制御方法を説明するためのフローチャートである。（実施例１） リセット駆動における制御部の制御方法を説明するためのフローチャートである。（実施例２）

以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。

図１は、実施例１のプロジェクタ１００（画像投射装置）のブロック図である。プロジェクタ１００は、入力画像信号に応じて液晶パネル等の画像表示素子により変調された光（すなわち画像）を、投射レンズ１１１を介して投射像としてスクリーン等の被投射面に投射する画像投射装置である。この場合、光源１１５から出た光は、照明光学系１１４を通り、色分解合成系１１３で画像を形成する。

プロジェクタ１００は、駆動部１０１、移動量取得部１０２、温度センサ１０３、記憶部１０４、制御部１０５、投射レンズ１１１、レンズマウント１１２、色分解合成系１１３、光源（ランプ）１１５、排気口１１６を有する。

駆動部（駆動手段）１０１は、投射レンズ１１１のフォーカスレンズ１１１ａを駆動する。

移動量取得部（移動量取得手段）１０２は、フォーカスレンズ１１１ａの光軸上の移動量（相対量）を取得し、本実施例ではロータリエンコーダから構成されている。本実施例のプロジェクタ１００はフォーカスレンズ１１１ａの絶対位置を取得可能な取得手段を使用しないので安価に構成されている。本実施例のロータリエンコーダは、円周方向に形成された多数の開口を有してフォーカスレンズ１１１ａの移動と共に回転する円盤形状のスケールと、前記開口上に光路を有する発光素子と受光素子とを有する。受光素子から出力されるＨレベルとＬレベルのパルス数を計数（カウント）することによってフォーカスレンズ１１１ａの移動量を取得する。

温度センサ１０３は温度を検出する温度検出手段であり、本実施例では、レンズマウント１１２、色分解合成系１１３、排気口１１６に配置され、レンズマウント１１２、色分解合成系１１３、排気口１１６の温度を検出する。

記憶部（メモリ）１０４は、後述する制御方法の制御プログラム、それに使用される各種のデータ、例えば、移動量取得部１０２が取得したフォーカスレンズ１１１ａの移動量や温度センサ１０３が検出した温度などを記憶する。

制御部（制御手段）１０５は、画像投射装置の各部を制御し、本実施例ではマイクロコンピュータとして構成される。制御部１０５は、移動量取得部１０２、温度センサ１０３、記憶部１０４から情報を取得し、これらの情報に基づいて駆動部１０１を制御する。

制御部１０５は、ユーザからフォーカスレンズ１１１ａを基準位置に移動する入力操作がなされた場合はこれに従って駆動部１０１を制御する。ここで、基準位置は投射レンズ１１１の光軸上の任意の位置であり、例えば、フォーカスレンズ１１１ａの合焦位置である。

まず前提として、投射レンズ１１１の光軸上には任意の位置に設定位置が設定されている。設定位置はフォーカスレンズ１１１ａの移動量の起算となるホームポジションであり、フォーカスレンズ１１１ａが設定位置にあるときは、移動量取得部１０２が取得するフォーカスレンズ１１１ａの移動量は０となる。これは、移動量取得部１０２が絶対位置ではなく相対量である移動量しか取得できないからである。

そして、制御部１０５は記憶部１０４に設定位置から基準位置までの移動量である基準移動量とその時に温度センサ１０３によって検出されたフォーカスレンズ１１１ａの温度である基準温度を格納する。

また、プロジェクタ１００は、温度補正機能とリセット機能を備えている。

温度補正においては、制御部１０５は、フォーカスレンズ１１１ａが基準位置に移動後で温度変化があった場合に温度変化分に対応する補正移動量Ａだけフォーカスレンズ１１１ａを基準位置から移動させるように駆動部１０１を制御する。

補正移動量Ａは、温度センサ１０３が検出した現在の温度と基準位置まで移動された時に温度センサ１０３が検出した温度（後述する基準温度Ｃ）との差分によってフォーカスレンズ１１１ａの合焦位置の変動を補正するための移動量（第２補正移動量）である。現在の温度とは、フォーカスレンズ１１１ａが現在の位置において温度センサ１０３が検出する温度である。フォーカスレンズ１１１ａが現在の位置は、通常は、基準位置、基準位置から温度補正された位置、設定位置のいずれかである。

なお、本実施例では温度センサ１０３は、フォーカスレンズ１１１ａからやや離れた位置の温度を検出しており、３つの温度センサ１０３からフォーカスレンズ１１１ａの温度を推定している。もちろん、フォーカスレンズ１１１ａの近傍に温度センサを配置してもよい。

一方、リセットは不図示のリセットスイッチの操作、再起動、電源投入等によってなされる。リセット操作が行われると、制御部１０５は、フォーカスレンズ１１１ａは現在の位置（即ち、基準位置か温度補正された位置）から退避位置（例えば、メカ端あるいはそれ以外の位置）に退避させるように駆動部１０１を制御する。

例えば、フォーカスレンズ１１１ａが基準位置移動後に温度補正がなかった場合は、現在の位置は基準位置であるから、制御部１０５は、フォーカスレンズ１１１ａを基準位置から退避位置に退避させるように駆動部１０１を制御する。そして、制御部１０５は、リセット後にリセット時に退避した位置からフォーカスレンズ１１１ａをリセット前の位置に復帰させる。

上述したように、リセット前の位置は、基準位置か基準位置に温度補正が施された位置であるが、これはつまりフォーカスレンズ１１１ａの合焦位置である。そして、リセット後に復帰される位置は、リセット前の合焦状態を維持した位置である。

即ち、リセット前後のフォーカスレンズ１１１ａの温度が同じであればリセット後に復帰される位置はリセット前の位置と同じ位置である。しかし、リセット前後のフォーカスレンズ１１１ａの温度が異なればリセット後に復帰される位置はリセット前の位置に温度変化分の温度補正を施した位置である。ここでの温度変化分とは、リセット時に温度センサ１０３が検出した温度（現在の温度）とリセット前に温度センサ１０３が検出した温度（基準温度）との差分である。

リセット前に温度補正がなかった場合において、制御部１０５がリセットの際に行う制御について説明する。リセット前に温度補正がなかった場合にはリセット前の位置は基準位置である。この場合、制御部１０５は、所定の移動量だけフォーカスレンズを設定位置から移動させるように駆動部１０１を制御する。ここで、「所定の移動量」は、リセット時の温度（現在の温度）と基準温度との差分に対応するフォーカスレンズの合焦位置の変動を補正するための補正移動量Ｂを基準移動量に加えた移動量である。補正移動量Ｂは、リセット時の温度と基準温度との差分によってフォーカスレンズ１１１ａの合焦位置の変動を補正するための移動量（第１補正移動量）である。この結果、フォーカスレンズ１１１ａが復帰した位置は、リセット前の位置と同じ合焦状態を維持することができ、投射像はピント状態を維持することができる。

一方、リセット前に温度補正があった場合にはリセット前の位置は基準位置を温度補正した位置である。設定位置から基準位置までの移動量を移動量Ｌとすると、この場合、制御部１０５は、移動量Ｌから補正移動量Ａを引いた移動量を求め、その移動量に補正移動量Ｂを加えた移動量だけフォーカスレンズを設定位置から移動させるように駆動部１０１を制御する。この結果、フォーカスレンズ１１１ａがリセット後に復帰した位置は、リセット前の位置と同じ合焦状態を維持することができ、投射像はピント状態を維持することができる。

尚、移動量Ｌあるいは基準位置に対する補正移動量Ａ、補正移動量Ｂの加減演算の組み合わせは、実施例の記載に限られない。基準位置を基準としたフォーカスレンズの移動方向を鑑みて、補正移動量を加えるか引くかを決めればよい。

図２は、フォーカスレンズ１１１ａを駆動してピントを合わせるためのフォーカス駆動において制御部１０５によって実行される制御方法を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップの略である。図２及びそれ以下の図に示す制御方法は、その機能をコンピュータに実現させるための制御プログラムとして具現化可能である。

まず、制御部１０５は、駆動部１０１を制御してフォーカスレンズ１１１ａを指定量だけ移動させる（Ｓ２０１）。次に、制御部１０５は、フォーカスレンズ１１１ａの駆動が、ユーザによって行われたものか温度補正によって行われたものかを判断する（Ｓ２０２）。

ユーザの入力操作による駆動の場合、制御部１０５は、フォーカス駆動フラグをＯＮにし（Ｓ２０３）、補正移動量Ａを０として記憶部１０４へ保存する（Ｓ２０４）。また、制御部１０５は、このときのフォーカスレンズ１１１ａの位置を基準位置（合焦位置）Ｆとして不図示の設定位置から基準位置までの移動量（基準移動量）も記憶部１０４に保存する。次に、制御部１０５は、この時の温度センサ１０３が検出したフォーカスレンズ１１１ａの温度（例えば、２３℃）を基準温度Ｃとして記憶部１０４へ保存する（Ｓ２０５）。

一方、２３℃で基準位置（合焦位置）にフォーカスレンズ１１１ａが移動した後で温度が上昇して３０℃となった場合などには温度補正によってフォーカス駆動が行われる。温度補正によってフォーカス駆動が行われた場合には、制御部１０５は、基準位置からのフォーカスレンズ１１１ａの移動量を補正移動量Ａとして記憶部１０４へ保存し（Ｓ２０６）、Ｓ２０５に移行する。

この時の移動量は、現在の温度である３０℃から基準位置にフォーカスレンズ１１１ａが移動したときの温度である２３℃の差分（温度変化分）による焦点ずれを補正するための移動量である。また、本実施例では、温度補正によるフォーカス駆動においては現在の温度（３０℃）は基準温度Ｃとして保存していないが、この温度を保存してもよい。

Ｓ２０５またはＳ２０６の後で処理を終了する。

図３は、リセット後にフォーカスレンズ１１１ａを退避位置から復帰させるリセット駆動において制御部１０５が実行する制御方法を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップの略である。

前提として、制御部１０５は、リセット前のフォーカスレンズ１１１ａの位置から設定位置までの移動量Ｌを移動量取得部１０２を用いて計測する（Ｓ３０１）。次に、制御部１０５は、最後のフォーカス駆動がユーザによって行われたものか温度補正によって行われたものかを判断する（Ｓ３０２）。

温度補正によるフォーカス駆動の場合には、制御部１０５は、補正移動量Ａを記憶部１０４からロードし（Ｓ３０３）、補正移動量Ａと移動量Ｌに基づいて基準移動量ＦをＦ＝Ｌ−Ａとして算出し（Ｓ３０４）、基準移動量Ｆを記憶部１０４へ保存する（Ｓ３０５）。上記の例では、基準移動量Ｆは２３℃のときの基準位置（合焦位置）となる。

一方、ユーザによるフォーカス駆動の場合には、制御部１０５は、基準移動量Ｆは前回算出したものと同じであるため、記憶部１０４に保存していた基準移動量Ｆをロードする（Ｓ３０６）。

Ｓ３０５またはＳ３０６の後で、制御部１０５は記憶部１０４に保存した基準温度Ｃを読み出す（Ｓ３０７）。上の例では基準温度Ｃは２３℃である。次に、制御部１０５は、基準温度Ｃとリセット時に温度センサ１０３が検出した現在の温度との差分に対応する補正移動量Ｂを算出する（Ｓ３０８）。Ｓ３０８において温度センサ１０３が現在の温度を検出した時にはフォーカスレンズ１１１ａは設定位置に位置している。

次に、制御部１０５は、基準移動量Ｆと補正移動量Ｂを加算して復帰移動量Ｐを算出し（Ｓ３０９）、フォーカス移動フラグをＯＦＦにし（Ｓ３１０）、復帰位置Ｐへフォーカスレンズ１１１ａを移動させる（Ｓ３１１）。

本実施例によれば、リセット前に温度補正がかかっていてもいなくても、リセット後にフォーカスレンズを精度良くリセット前の合焦状態を維持する位置に復帰させることができる。

また本発明のその他の効果は、液晶プロジェクタ等のＡＦ機能を有しない画像投射装置においても、フォーカスレンズを適当な位置へ移動させることができる点にある。

実施例２の画像投射装置は図１と同様の構成を有するが、投射レンズ１１１が交換可能である点が実施例１と相違する。本実施例は、投射レンズ１１１が、温度補正モードを有するか（あるいは温度補正モードが有効か無効か）、リセット機能に対応するモードを有するか（あるいはそのモードが有効か無効か）によって制御内容を変更している。

図４は、図２と同様のフォーカス駆動において制御部１０５によって実行される制御方法を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップの略である。図４は、図２と同様であるが、Ｓ２０１の後にＳ２０７を行っている点で相違する。

即ち、Ｓ２０１と同様に、制御部１０５は、駆動部１０１を制御してフォーカスレンズ１１１ａを指定された量だけ移動させる（Ｓ２０１）。制御部１０５は、温度特性によるフォーカスレンズ１１１ａの駆動である場合は、駆動量は、記憶部１０４に保存されているパラメータを使用して演算される。

次に、制御部１０５は、記憶部１０４から現在装着中のフォーカスレンズ１１１ａのフォーカス補正が有効であるか無効であるかを判断する（Ｓ２０７）。制御部１０５は、フォーカス補正が有効であればＳ２０２に移行し、無効であれば処理を終了する。

図５は、リセット駆動において制御部１０５によって実行される制御方法を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップの略である。

まず、制御部１０５は、記憶部１０４から現在装着中のフォーカスレンズ１１１ａのフォーカス補正が有効であるか無効であるかを判断する（Ｓ３１２）。制御部１０５はフォーカス補正が無効であれば処理を終了し、有効であればＳ３０１〜Ｓ３０７を行った後で記憶部１０４から補正移動量計算パラメータをロードし（Ｓ３１３）、これをＳ３０８で使用する。その後、Ｓ３０９〜Ｓ３１１が行われる。

本実施例では、画像投射装置本体に内蔵されている記憶部を利用しているが、交換式の投射レンズ１１１の内部に記憶部を配置してもよい。

本実施例においても、交換式の投射レンズをもつ画像投射装置において、リセット前に温度補正がかかっていてもいなくても、リセット後にフォーカスレンズを精度良くリセット前の合焦状態を維持する位置に復帰させることができる。

尚、温度検出手段はフォーカスレンズそのものの温度を検知しても良いが、投射レンズのレンズマウント部や投射レンズよりも光源側にある光学系の温度を検知して、フォーカスレンズの温度を推定してもよい。この場合、温度検出手段により検出された温度と予め記憶部に記憶されたフォーカスレンズの温度を推定可能な情報を用いて、フォーカスレンズの温度を決定してもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

画像投射装置はプロジェクタの用途に適用することができる。

１００ プロジェクタ（画像投射装置）
１０１ 駆動部（駆動手段）
１０２ 移動量取得部（移動量取得手段）
１０４ 記憶部（記憶手段）
１０５ 制御部（制御手段）
１１６ 温度センサ（温度検出手段）

Claims (9)

1. 投射レンズを介して画像を投射する画像投射装置であって、
   前記投射レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段による前記フォーカスレンズの移動量を取得する移動量取得手段と、
   温度を検出する温度検出手段と、
   前記投射レンズの光軸上に設定された設定位置から前記フォーカスレンズが入力操作に基づいて移動された基準位置までの、前記移動量取得手段によって検出された移動量である基準移動量と、前記基準位置まで移動された時に前記温度検出手段によって検出された温度である基準温度を記憶する記憶手段と、
   リセット後に前記フォーカスレンズをリセット時に退避した位置から復帰する際に、リセット時に前記温度検出手段によって検出された温度と前記記憶手段に記憶された前記基準温度との差分に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置の変動を補正するための第１補正移動量を前記記憶手段に記憶された前記基準移動量に加えた移動量だけ前記フォーカスレンズを前記設定位置から移動させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像投射装置。
2. 前記投射レンズは、前記フォーカスレンズを前記リセット時に合焦位置に復帰させるモードを有し、
   前記制御手段は、前記モードが有効である場合に、前記フォーカスレンズを合焦位置に復帰させるように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記制御手段は、前記フォーカスレンズが前記基準位置に移動された後で、前記温度検出手段が検出した温度と前記基準温度との差分に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置の変動を補正するための第２補正移動量だけ前記フォーカスレンズを前記基準位置から移動させるように前記駆動手段を制御し、
   前記記憶手段は前記第２補正移動量を更に記憶し、
   前記制御手段は、リセット後に、前記第１補正移動量を前記基準移動量に加えて前記第２補正移動量を引いた移動量だけ前記フォーカスレンズを前記設定位置から移動させるように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
4. 前記投射レンズは、前記フォーカスレンズが前記基準位置に移動された後で温度変化による前記フォーカスレンズの合焦位置の変動を補正する温度補正モードを有し、
   前記制御手段は、前記温度補正モードが有効になっている場合に、前記第２補正移動量だけ前記フォーカスレンズを前記基準位置から移動させるように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像投射装置。
5. 前記投射レンズは前記画像投射装置に交換可能に構成され、
   前記記憶手段は前記投射レンズに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
6. 投射レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、前記駆動手段による前記フォーカスレンズの移動量を取得する移動量取得手段と、温度を検出する温度検出手段と、を有する画像投射装置の制御方法であって、
   前記投射レンズの光軸上に設定された設定位置から前記フォーカスレンズが入力操作に基づいて移動された基準位置までの移動量である基準移動量を前記移動量取得手段によって取得させるステップと、
   前記基準位置まで移動された時の温度を基準温度として前記温度検出手段によって検出させるステップと、
   リセット後に前記フォーカスレンズをリセット時に退避した位置から復帰する際に、リセット時に前記温度検出手段によって検出された温度と前記基準温度との差分に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置の変動を補正するための第１補正移動量を前記基準移動量に加えた移動量だけ前記フォーカスレンズを前記設定位置から移動させるように前記駆動手段を制御するステップと、
   を有することを特徴とする制御方法。
7. 前記フォーカスレンズが前記基準位置に移動された後で、前記温度検出手段が検出した温度と前記基準温度との差分に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置の変動を補正するための第２補正移動量だけ前記フォーカスレンズを前記基準位置から移動させるように前記駆動手段を制御するステップと、
   前記第１補正移動量を前記基準移動量に加えて前記第２補正移動量を引いた移動量だけ前記フォーカスレンズを前記設定位置から移動させるように前記駆動手段を制御するステップと、
   を更に有することを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
8. 投射レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、前記駆動手段による前記フォーカスレンズの移動量を取得する移動量取得手段と、温度を検出する温度検出手段と、コンピュータと、を有する画像投射装置において前記コンピュータに、
   前記投射レンズの光軸上に設定された設定位置から前記フォーカスレンズが入力操作に基づいて移動された基準位置までの移動量である基準移動量を前記移動量取得手段から取得する機能と、
   前記基準位置まで移動された時の温度を基準温度として前記温度検出手段から取得する機能と、
   リセット後に前記フォーカスレンズをリセット時に退避した位置から復帰する際に、リセット時に前記温度検出手段によって検出された温度と前記基準温度との差分に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置の変動を補正するための第１補正移動量を前記基準移動量に加えた移動量だけ前記フォーカスレンズを前記設定位置から移動させるように前記駆動手段を制御する機能と、
   を実現させるための制御プログラム。
9. 前記フォーカスレンズが前記基準位置に移動された後で、前記温度検出手段が検出した温度と前記基準温度との差分に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置の変動を補正するための第２補正移動量だけ前記フォーカスレンズを前記基準位置から移動させるように前記駆動手段を制御する機能と、
   前記第１補正移動量を前記基準移動量に加えて前記第２補正移動量を引いた移動量だけ前記フォーカスレンズを前記設定位置から移動させるように前記駆動手段を制御する機能と、
   を更に実現させるための請求項８に記載の制御プログラム。