JP2015132747A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】あおり投射される画像全体の焦点を容易に調整できるプロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクターの一つの態様は、光源装置と、光源装置からの光を変調することによって画像光を形成する光変調装置と、光変調装置から入射する画像光をあおり投射して画像を表示する投射光学系と、投射光学系によって投射される画像をスクリーンに合わせるためのガイド画像を表示させるガイド表示部と、を備え、ガイド画像は、あおり方向側の辺縁部におけるあおり方向に垂直な方向の中央部に焦点調整パターン形成領域が設けられ、焦点調整パターン形成領域内には、焦点調整パターンが形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

投射される画像の傾きや変形を認識しやすくするための図形を含むガイド画像を表示するプロジェクターが提案されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１のようなプロジェクターでは、ユーザーは、ガイド画像に含まれるテストパターンの形状、大きさ及び傾き等を目安にしてプロジェクターの設置状態を調整できる。

特開２０１３−４４８５４号公報

ところで、ユーザーは画面中央に表示されるメニュー画面等の画像を参照して、焦点の調整を行うことが一般的である。ここで、表示される画像があおり投射される場合には、あおり方向側の端部においては、画像の中央に比べて、焦点のずれが許容される範囲であるフォーカス深度が浅い。そのため、画面中央に表示されるメニュー画面等を参照して焦点が合うように調整すると、あおり方向側の端部において焦点がフォーカス深度の範囲から外れ、画像がぼやけてしまうという問題があった。これにより、あおり投射される画像の焦点を調整することは困難であった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、あおり投射される画像全体の焦点を容易に調整できるプロジェクターを提供することを目的の一つとする。

本発明のプロジェクターの一つの態様は、光源装置と、前記光源装置からの光を変調することによって画像光を形成する光変調装置と、前記光変調装置から入射する前記画像光をあおり投射して画像を表示する投射光学系と、前記投射光学系によって投射される前記画像をスクリーンに合わせるためのガイド画像を表示させるガイド表示部と、を備え、前記ガイド画像は、あおり方向側の辺縁部における前記あおり方向に垂直な方向の中央部に焦点調整パターン形成領域が設けられ、前記焦点調整パターン形成領域内には、焦点調整パターンが形成されていることを特徴とする。

本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、ガイド画像におけるフォーカス深度が浅いあおり方向側の辺縁部に焦点調整パターンが設けられている。そのため、焦点調整パターンを参照して画像の焦点を調整することで、あおり投射される画像全体の焦点を容易に調整することができる。

また、本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、画像をスクリーンに合わせるためのガイド画像に焦点調整パターンが設けられているため、画像をスクリーンに合わせるように調整する際に、合わせて焦点の調整もできる。したがって、本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、ガイド画像から画面を切り替えることなく、焦点調整が可能であるため、簡便である。

前記焦点調整パターンは、タンジェンシャル方向と交差する線分を含む構成としてもよい。
この構成によれば、焦点調整が容易である。

前記線分は、タンジェンシャル方向と直交する構成としてもよい。
この構成によれば、焦点調整がより容易である。

前記ガイド画像は、矩形状であり、前記ガイド画像の四隅には、焦点調整を補助する補助パターンが設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、全体の焦点のバランスを微調整できるため、焦点調整の精度を向上できる。

前記補助パターンは、タンジェンシャル方向と交差する線分を含む構成としてもよい。
この構成によれば、焦点バランスの微調整が容易である。

前記焦点調整パターンは、前記補助パターンよりも大きい構成としてもよい。
この構成によれば、焦点調整パターンを視認しやすい。

前記ガイド画像は、中央に非焦点調整パターン形成領域が設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、ユーザーが画像の中央の焦点を合わせて画像全体の焦点調整を行うことを抑制できる。

前記ガイド画像には、前記焦点調整パターンを囲む枠状パターンが設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、焦点調整パターンをより視認しやすい。

前記ガイド画像は、前記画像の表示状態を認識しやすくするためのテストパターンを含む構成としてもよい。
この構成によれば、画像をスクリーンに合わせることが容易である。

短焦点プロジェクターである構成としてもよい。
この構成によれば、焦点調整パターンを用いた焦点調整によって得られる効果が大きい。

本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。 本実施形態のプロジェクターの動作を示すフローチャートである。 本実施形態のガイド画像を示す図である。 本実施形態のガイド画像を示す部分拡大図である。 本実施形態のガイド画像を示す部分拡大図である。 本実施形態のガイド画像を示す部分拡大図である。 スクリーンと投射される光との関係を説明するための説明図である。 スクリーンと投射される光との関係を説明するための説明図である。 本実施形態の効果を説明するための説明図である。 本実施形態の効果を説明するための説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

［プロジェクター］
図１は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
図１に示すように、プロジェクター１は、投射部１０と、制御部（ガイド表示部）２０と、入力操作部２１と、画像情報入力部２２と、画像処理部（ガイド表示部）２３と、光源制御部２４と、電源回路２５とを備えている。本実施形態においてプロジェクター１は、例えば、据え置き型の短焦点プロジェクターである。

投射部１０は、光源としての光源装置１１と、液晶ライトバルブ（光変調装置）１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、投射光学装置（投射光学系）１３、液晶駆動部１６と、を備えている。投射部１０は、光源装置１１から射出された光を、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂで変調し、投射光学装置１３によって投射してスクリーンＳＣに画像を表示する。

光源装置１１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源ランプ１１ａを含んで構成されている。光源装置１１から射出された光は、図示しないインテグレーター光学系によって輝度分布が略均一な光に変換され、図示しない色分離光学系によって光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色光成分に分離された後、それぞれ液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射する。

液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、一対の透明基板間に液晶が封入された透過型の液晶パネル等によって構成される。液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、複数の画素（図示せず）がマトリックス状に配列された矩形状の画素領域１２ａを備えており、液晶に対して画素毎に駆動電圧を印加可能になっている。そして、液晶駆動部１６が、入力される画像情報に応じた駆動電圧を各画素に印加すると、各画素は、画像情報に応じた光透過率に設定される。このため、光源装置１１から射出された光は、この液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの画素領域１２ａを透過することにより、画像情報に応じて色光毎に変調される。変調された各色光は、図示しない色合成光学系によって合成される。

投射光学装置１３は、レンズ１４と、反射部としての凹面ミラー１５とを備えて構成され、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって変調された光を、凹面ミラー１５で広角化してスクリーンＳＣにあおり投射する。
本明細書において、「あおり投射」とは、投射光学装置１３のレンズ１４上に結像される画像の中心が、レンズ１４の光軸とずれている状態を意味する。

制御部２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０ａと、制御プログラムや設定データ等が記憶される記憶部としての不揮発性のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０ｂと、データの一時記憶に用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０ｃとを備えている。

制御部２０は、コンピューターとして機能するものであり、ＣＰＵ２０ａが、ＲＯＭ２０ｂに記憶されている制御プログラムを実行し、必要な情報をＲＡＭ２０ｃに一時記憶しながら演算処理を行うことによってプロジェクター１の動作を制御する。また、ＲＯＭ２０ｂには、後述するプロジェクター１を設置する際に利用されるガイド画像Ｐｇ（図３参照）を表示するための画像情報（ガイド画像情報）が記憶されている。

入力操作部２１は、ユーザーの入力操作を受け付けるものであり、ユーザーがプロジェクター１に対して各種指示を行うための複数の操作キーを備えている。ユーザーが入力操作部２１の各種操作キーを操作すると、入力操作部２１は、この操作を受け付けて、操作された操作キーに対応する制御信号を制御部２０に出力する。そして、制御部２０は、入力操作部２１から制御信号が入力されると、入力された制御信号に基づく処理を行って、プロジェクター１の動作を制御する。

なお、遠隔操作が可能なリモコンを用いた構成とすることも可能であり、この場合には、リモコンも入力操作部２１に相当する。そして、リモコンがユーザーの入力操作を受け付けて、操作内容に応じた赤外線の操作信号をプロジェクター１の本体に発信すると、図示しない受信部がこれを受信して制御部２０に伝達する。

画像情報入力部２２は、複数の入力端子を備えており、これらの入力端子には、ビデオ再生装置やパーソナルコンピューター等、図示しない外部の画像供給装置から各種形式の画像情報が入力される。画像情報入力部２２は、入力された画像情報を画像処理部２３に出力する。

画像処理部２３は、画像情報入力部２２から入力される画像情報を、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの各画素の階調を表す画像情報、すなわち各画素に印加する駆動電圧を規定するための画像情報に変換する。ここで、変換された画像情報は、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの各画素に対応する複数の画素値を含んでいる。画素値とは、対応する画素の光透過率を定めるものであり、この画素値によって、各画素から射出される光の輝度が規定される。さらに、画像処理部２３は、制御部２０の指示に基づいて、変換した画像情報に対して、明るさ、コントラスト、シャープネス、色合い等の画質を調整するための画質調整処理等を行い、処理後の画像情報を液晶駆動部１６に出力する。

また、画像処理部２３は、上記の画像情報の代わりに、ＲＯＭ２０ｂに記憶されているガイド画像情報を液晶駆動部１６に出力することもできる。制御部２０が、画像処理部２３にガイド画像情報を出力して、後述するガイド画像Ｐｇ（図３参照）の表示を指示すると、画像処理部２３は、入力されたガイド画像情報を液晶駆動部１６に出力して、投射部１０からガイド画像Ｐｇに対応する光を投射させる。このように、画像処理部２３は、画像情報入力部２２に入力された画像情報に基づく画像（入力画像）を表示する状態と、ガイド画像情報に基づくガイド画像Ｐｇを表示する状態とを、制御部２０の指示に応じて切り換えることができる。

そして、液晶駆動部１６が、画像処理部２３から入力される画像情報に従って液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを駆動すると、光源装置１１から射出された光は、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって画像情報に応じて変調され、投射光学装置１３から投射される。

光源制御部２４は、制御部２０の指示に基づいて光源装置１１（光源ランプ１１ａ）の点灯を制御する。具体的には、光源制御部２４は、光源ランプ１１ａに所定の電力を供給することにより光源ランプ１１ａを点灯させるとともに、電力の供給を停止して光源ランプ１１ａを消灯させることができる。

電源回路２５には、外部からＡＣ１００Ｖ等の商用電源（図示せず）が供給される。電源回路２５は、商用電源（交流電源）を所定の電圧の直流電源に変換して、プロジェクター１の各部に電力を供給する。なお、各部への供給経路については、図示を省略する。また、電源回路２５は、制御部２０の指示に基づいて、光の投射に必要な電力（動作電力）を各部に供給する状態（電源がオンの状態）と、動作電力の供給を停止して、電源をオンにするための操作を待機する状態（スタンバイ状態）とを切り換えることができる。

〔プロジェクターの動作〕
プロジェクター１に商用電源が供給されると、電源回路２５は、少なくとも制御部２０及び入力操作部２１に待機電力（スタンバイ電力）の供給を行い、制御部２０は、この電力供給を受けて、制御プログラムに従った動作を開始する。商用電源が供給された直後には、プロジェクター１は、スタンバイ状態（「電源がオフの状態」ともいう）であり、光源ランプ１１ａを消灯させた状態で、電源をオンにするための操作（オン操作）を待機する。

図２は、電源がオンのときのプロジェクター１の動作を説明するフローチャートである。スタンバイ状態において、ユーザーによりオン操作がなされると、制御部２０は、図２に示すフローに従って動作する。

図２に示すように、ステップＳ１０１では、制御部２０は、電源回路２５に指示をして、各部への動作電力の供給を開始させ、プロジェクター１の電源をオンにする。

ステップＳ１０２では、制御部２０は、光源制御部２４に指示をして光源装置１１（光源ランプ１１ａ）を点灯させる。そして、ステップＳ１０３では、制御部２０は、画像処理部２３に指示をして、画像情報入力部２２に入力された画像情報に対する画像処理を行わせて、この画像情報に基づく入力画像を表示させる。この結果、投射部１０から画像情報に応じた光が投射され、スクリーンＳＣに入力画像が表示される。

ステップＳ１０４では、制御部２０は、電源をオフにするための操作（オフ操作）が入力操作部２１に対してなされた否かを判断する。そして、オフ操作がなされていない場合にはステップＳ１０５に移行し、オフ操作がなされた場合にはステップＳ１０９に移行する。

オフ操作がなされずにステップＳ１０５に移行した場合には、制御部２０は、後述するガイド画像Ｐｇを表示するための所定の入力操作が入力操作部２１に対してなされたか否かを判断する。そして、所定の入力操作がなされた場合にはステップＳ１０６に移行し、所定の入力操作がなされていない場合にはステップＳ１０４に戻る。

所定の入力操作がなされてステップＳ１０６に移行した場合には、制御部２０は、画像処理部２３にガイド画像情報を出力して、ガイド画像Ｐｇの表示を指示する。そして、画像処理部２３が、制御部２０の指示に応じてガイド画像情報を液晶駆動部１６に出力すると、投射部１０からガイド画像情報に応じた光が投射され、スクリーンＳＣにガイド画像Ｐｇが表示される。スクリーンＳＣにガイド画像Ｐｇが表示された後、ステップＳ１０７へと移行する。

なお、本実施形態においては、ガイド画像Ｐｇを表示させる際の制御部２０及び画像処理部２３がガイド表示部に相当する。

ステップＳ１０７では、制御部２０は、入力操作部２１に対して何らかの入力操作がなされたか否か、すなわち入力操作部２１のいずれかの操作キーが操作されたか否かを判断する。そして、入力操作がなされた場合にはステップＳ１０８に移行し、入力操作がなされていない場合には本ステップを繰り返す。

何らかの入力操作がなされてステップＳ１０８に移行した場合には、制御部２０は、画像処理部２３に指示をして、ガイド画像Ｐｇの表示を停止させ、入力画像を表示する状態に復帰させて、ステップＳ１０４に戻る。

また、ステップＳ１０４にてオフ操作がなされてステップＳ１０９に移行した場合には、制御部２０は、光源制御部２４に指示をして光源装置１１（光源ランプ１１ａ）を消灯させる。そして、ステップＳ１１０では、制御部２０は、電源回路２５に指示をして、各部への動作電力の供給を停止させ、プロジェクター１の電源をオフにする。つまり、プロジェクター１をスタンバイ状態に移行させて、フローを終了する。

以下、ステップＳ１０６において表示されるガイド画像Ｐｇについて詳細に説明する。
図３は、ガイド画像Ｐｇを示す図である。図４は、ガイド画像Ｐｇの焦点調整パターンＰ１を示す部分拡大図である。図５は、上部補助パターンＰ２ａを示す部分拡大図である。図６は、下部補助パターンＰ３ａを示す図である。

なお、以下の説明においてはＸＹＺ座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各構成の位置関係を説明する。この際、鉛直方向をＺ軸方向、ガイド画像Ｐｇ（スクリーンＳＣ）と垂直な方向をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、水平方向である。また、以下の説明においては、Ｚ軸方向を縦、Ｘ軸方向を横、と呼称する場合がある。

ガイド画像Ｐｇは、プロジェクター１から投射される投射画像であり、投射画像をスクリーンＳＣに合わせるための画像である。ガイド画像Ｐｇは、図３に示すように、画素領域１２ａの全域で形成される矩形の画像であり、外周に沿った矩形の枠（テストパターン）Ｆと、縦及び横の２本の中心線（テストパターン）Ｌ１，Ｌ２と、直径が異なる２つの円（テストパターン）（同心円）Ｃ１，Ｃ２と、焦点調整パターンＰ１と、枠状パターンＳ１と、上部補助パターン（補助パターン）Ｐ２ａ，Ｐ２ｂと、下部補助パターン（補助パターン）Ｐ３ａ，Ｐ３ｂとを含んでいる。

ガイド画像Ｐｇの中央には、焦点調整に用いるパターン、すなわち、焦点調整パターンＰ１、枠状パターンＳ１、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ、及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂが設けられていない。言い換えると、ガイド画像Ｐｇの中央には、非焦点調整パターン形成領域ＡＮが設けられている。非焦点調整パターン形成領域ＡＮは、水平方向（Ｘ軸方向）の長さが、ガイド画像Ｐｇの水平方向の長さの１／２で、鉛直方向（Ｚ軸方向）の長さが、ガイド画像Ｐｇの鉛直方向の長さの１／２である矩形状の領域である。非焦点調整パターン形成領域ＡＮの中心は、ガイド画像Ｐｇの中心Ｃと一致している。

２つの円Ｃ１，Ｃ２の中心は、ガイド画像Ｐｇの中心Ｃ、すなわち２つの中心線Ｌ１，Ｌ２の交点に一致し、直径が大きいほうの円Ｃ１は、枠Ｆの上下に接している。
枠Ｆ、中心線Ｌ１，Ｌ２、及び円Ｃ１，Ｃ２は、プロジェクター１の支持状態に応じた投射画像の傾きや変形（歪）等の表示状態を認識しやすくするための図形（テストパターン）であり、ユーザーは、これらの図形の形状、大きさ及び傾き等を目安にして、プロジェクター１の設置状態を調整することができる。

焦点調整パターンＰ１は、プロジェクター１から投射される投射画像の焦点を調整するための図形である。焦点調整パターンＰ１は、ガイド画像Ｐｇのあおり方向側（＋Ｚ側）の辺縁部における水平方向（Ｘ軸方向）の中央部に設けられている。

本実施形態において、ガイド画像Ｐｇのあおり方向側の辺縁部とは、あおり方向側（＋Ｚ側）の辺からの鉛直方向下方向き（−Ｚ向き）の距離が、ガイド画像Ｐｇの鉛直方向（Ｚ軸方向）の長さの１／４以内となる部分である。
本実施形態において、ガイド画像Ｐｇの水平方向の中央部とは、中心線Ｌ１からの水平方向（Ｘ軸方向）距離が、左右それぞれガイド画像Ｐｇの水平方向（Ｘ軸方向）の長さの１／４以内となる部分である。

本実施形態においては、ガイド画像Ｐｇのあおり方向側の辺縁部における水平方向の中央部を、焦点調整パターン形成領域ＡＰと呼称する。すなわち、焦点調整パターンＰ１は、焦点調整パターン形成領域ＡＰ内に形成されている。

ここで、本明細書において「あおり方向」とは、図７及び図８に示す光軸ＣＸとスクリーンＳＣを含む面とが交わる点ＣＳからガイド画像Ｐｇの中心Ｃに向かう向きを意味する。すなわち、本実施形態においては、「あおり方向」とは鉛直方向上向き（＋Ｚ向き）を意味する。

図７及び図８は、スクリーンＳＣと投射される光との関係について説明するための説明図である。
図７において、光軸ＣＸは、投射光学装置１３のレンズ１４（図１参照）の光軸を通る光が凹面ミラー１５に反射されてプロジェクター１から射出されたと仮定した場合における、凹面ミラー１５で反射された後のレンズ１４の光軸を通る光の主光線の方向である。

焦点調整パターンＰ１は、図３に示すように、焦点調整パターン形成領域ＡＰにおける鉛直方向上方側（＋Ｚ側）の端部における水平方向（Ｘ軸方向）の中央に設けられることが好ましい。言い換えると、焦点調整パターンＰ１は、ガイド画像Ｐｇにおけるあおり方向（＋Ｚ側）の端部の水平方向（Ｘ軸方向）における中央に設けられることが好ましい。焦点調整パターンＰ１がこのように設けられることで、ユーザーが投射画像全体の焦点をより容易に合わせることができる。

焦点調整パターンＰ１は、図４に示すように、複数の線状パターン（線分）ＬＰ１を含んでいる。
線状パターンＬＰ１は、それぞれ水平方向（Ｘ軸方向）に延びる線分であり、鉛直方向（Ｚ軸方向）に並んで設けられている。線状パターンＬＰ１は、それぞれ同じ長さで、水平方向（Ｘ軸方向）の位置が揃っている。

焦点調整パターンＰ１の線状パターンＬＰ１は、後述する上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂの線状パターンＬＰ２、及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂの線状パターンＬＰ３に比べて長い。また、線状パターンＬＰ１の鉛直方向（Ｚ軸方向）に並ぶ本数は、線状パターンＬＰ２及びＬＰ３のそれぞれの本数よりも多い。すなわち、焦点調整パターンＰ１は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の長さが、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂよりも大きい。言い換えると、焦点調整パターンＰ１は、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂと比べて、大きく形成されている。

焦点調整パターンＰ１の鉛直方向（Ｚ軸方向）の長さ、言い換えると、後述するタンジェンシャル方向の長さは、例えば、ガイド画像Ｐｇの鉛直方向（Ｚ軸方向）の長さの１／１５以上となるように設定される。このように設定されることにより、ユーザーが焦点調整パターンＰ１を視認しやすい。
枠状パターンＳ１は、焦点調整パターンＰ１全体を囲む矩形環状の図形である。

上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂは、焦点調整パターンＰ１を用いた投射画像の焦点調整を補助的に調整するための図形である。上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂは、ガイド画像Ｐｇの四隅に設けられている。すなわち、上部補助パターンＰ２ａは、ガイド画像Ｐｇにおける鉛直方向上方側（＋Ｚ側）の左側（−Ｘ側）の隅に設けられている。上部補助パターンＰ２ｂは、ガイド画像Ｐｇにおける鉛直方向上方側（＋Ｚ側）の右側（＋Ｘ側）の隅に設けられている。下部補助パターンＰ３ａは、ガイド画像Ｐｇにおける鉛直方向下方側（−Ｚ側）の左側（−Ｘ側）の隅に設けられている。下部補助パターンＰ３ｂは、ガイド画像Ｐｇにおける鉛直方向下方側（−Ｚ側）の右側（＋Ｘ側）の隅に設けられている。

上部補助パターンＰ２ａは、図５に示すように、複数の線状パターン（線分）ＬＰ２を含んでいる。線状パターンＬＰ２は、それぞれ水平方向（Ｘ軸方向）に延びる線分であり、鉛直方向（Ｚ軸方向）に並んで設けられている。上部補助パターンＰ２ｂについても同様である。

下部補助パターンＰ３ａは、図６に示すように、複数の線状パターン（線分）ＬＰ３を含んでいる。線状パターンＬＰ３は、それぞれ鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる線分であり、水平方向（Ｘ軸方向）に並んで設けられている。下部補助パターンＰ３ｂについても同様である。

焦点調整パターンＰ１、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ、及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂにおける線状パターンＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３の線幅は、例えば、フルＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画像の場合、３ｄｏｔ（画素）が好ましい。焦点調整に際しては、線幅はできるだけ狭い方が焦点調整の精度が向上するため、好ましい。しかし一方で、線幅が狭すぎると、デジタルズームや台形補正を行った際にパターンを認識できなくなる。そのため、線幅を３ｄｏｔにすることで、デジタルズームや台形補正を行った際にも、パターンを識別することが可能としつつ、線幅を狭くでき、焦点調整の精度を向上できる。
焦点調整パターンＰ１、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ、及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂにおける線状パターンＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３の線幅はそれぞれ異なっていてもよい。

焦点調整パターンＰ１、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ、及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂにおける線状パターンＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３は、それぞれタンジェンシャル方向と交差するように設けられている。

タンジェンシャル方向は以下のように規定される。
図８に示すように、凹面ミラー１５（図１参照）によって反射された光が一度集光される点を点ＬＳとすると、点ＬＳからそれぞれ広角化してスクリーンＳＣに投射される主光線ＬＭ１，ＬＭ２，ＬＭ３と、光軸ＣＸとを含むタンジェンシャル面（メリディオナル面）Ａ１，Ａ２，Ａ３を規定できる。タンジェンシャル方向とは、タンジェンシャル面Ａ１，Ａ２，Ａ３とそれぞれ平行な方向を意味する。すなわち、スクリーンＳＣ上においては、図７に示す各直線ＴＡの方向がタンジェンシャル方向となる。

投射画像においては、タンジェンシャル方向に画像がぼやけやすい。そのため、線状パターンＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３は、タンジェンシャル方向と垂直な方向、すなわち、図７に示す曲線ＳＡの方向（サジタル方向）と平行に配置されることが好ましい。
例えば、本実施形態においては、線状パターンＬＰ１は、タンジェンシャル方向と垂直な方向、すなわちサジタル方向となるように設けられている。

ただし、投射画像は縦横に並ぶ画素によって構成されているため、タンジェンシャル方向が画素配列に対して斜めである場合に、線状パターンを斜めに傾く線とすることにあまり意味はない。そのため、タンジェンシャル方向が画素配列に対して斜めになっている箇所については、線状パターンは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる線分であっても、水平方向（Ｘ軸方向）に延びる線分であってもよい。線状パターンとタンジェンシャル方向との成す角度が９０°に近い方を選択することが好ましい。

例えば、本実施形態においては、線状パターンＬＰ２が設けられる位置においては、タンジェンシャル方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して、ほぼ４５°傾いた方向となっているため、縦横どちらの線分を選択してもよい。本実施形態においては、例えば、線状パターンＬＰ２として、横の線分を選択している。

また、例えば、本実施形態においては、線状パターンＬＰ３が設けられる位置においては、タンジェンシャル方向が水平方向（Ｘ軸方向）に対してわずかに傾く方向となっているため、線状パターンＬＰ３としては、縦の線分を選択している。

ガイド画像Ｐｇにおいて、枠Ｆ、中心線Ｌ１，Ｌ２、円Ｃ１，Ｃ２、焦点調整パターンＰ１、枠状パターンＳ１、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ、及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂは、例えば、白色で表示され、それ以外の領域は、例えば、青色で表示される。表示される色は、各線とそれ以外の領域とのコントラストが、各線を視認しやすいように設定されることが好ましい。

ユーザーは、まず焦点調整パターンＰ１に焦点が合うようにして、焦点の調整を行う。次に、四隅に設けられた上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂを参照して、四隅における焦点のバランスを確認する。各補助パターンにおける焦点が合っている度合いに差がある場合には、焦点を微調整して、四隅の補助パターンにおいて同じ程度に焦点が合っている状態とする。これにより、精度よく、かつ、容易に投射画像の焦点を合わせることができる。

本実施形態によれば、焦点調整パターンＰ１が、ガイド画像Ｐｇにおけるあおり方向側（＋Ｚ側）の端部の水平方向（Ｘ軸方向）の中央に設けられているため、あおり投射される画像の焦点を容易に調整できるプロジェクターが得られる。以下、詳細に説明する。

図９は、像面とフォーカス深度について説明するための説明図である。
投射画像の全体においてぼやけた箇所がないようにするためには、像面ＰＰ１の全体がフォーカス深度領域ＦＤに入るように設定する必要がある。

像面とは、プロジェクターから投射される光の焦点位置を結んで構成される面であり、理想的には、平面となることが好ましい。しかし、実際には、像面を平面にすることは困難であり、図９に示すように、像面ＰＰ１は、像の中央が湾曲した曲面となる場合が多い。像面の形状が曲面となる場合には、像面は、平面であるスクリーンＳＣと完全に重なることはない。すなわち、スクリーンＳＣに投射される投射画像の全体において、完全に焦点位置が合うように設定することはできない。

しかし、実際には投射画像の焦点位置が完全には合っていなくても、ユーザーが視認する範囲において許容される範囲が存在する。この許容される範囲をフォーカス深度と呼ぶ。例えば、図９に示す例では、スクリーンＳＣに対してプロジェクター１と逆側（＋Ｙ側）のフォーカス深度曲線ＦＤ１と、スクリーンＳＣに対してプロジェクター１側（−Ｙ側）のフォーカス深度曲線ＦＤ２とに囲まれるフォーカス深度領域ＦＤ内に焦点位置が入るように設定されていれば、ユーザーが視認する範囲において焦点位置のずれは許容される。すなわち、フォーカス深度領域ＦＤ内に焦点位置が設定されていれば、ユーザーは投射画像の焦点が十分に合っていると認識できる。

ここで、フォーカス深度は、あおり方向側（＋Ｚ側）となるほど浅くなるため、フォーカス深度領域ＦＤは、あおり方向側（＋Ｚ側）となるほど狭くなる。これは、以下のような原理によるものである。
図１０は、フォーカス深度について説明するための説明図である。
図１０に示すように、光ＬＭ４は、焦点位置がスクリーンＳＣ上に設定されている光であり、光ＬＭ５及び光ＬＭ６は、焦点位置がスクリーンＳＣよりもプロジェクター１と逆側（＋Ｙ側）の位置ＦＬに設定されている光である。

光ＬＭ４では、焦点位置がスクリーンＳＣ上であるため、スクリーンＳＣ上で集光し、点が結像される。
これに対して、光ＬＭ５及び光ＬＭ６では、集光されて点となる位置が位置ＦＬであるため、スクリーンＳＣ上においては、集光されていない状態で結像されることとなる。このとき、プロジェクター１からの距離が遠いほど、すなわち、あおり方向側であるほど、スクリーンＳＣ上に結像される光は大きくなる。具体的には、光ＬＭ６よりもあおり方向側（＋Ｚ側）である光ＬＭ５の光の大きさＷ１は、光ＬＭ６の光の大きさＷ２よりも大きい。すなわち、光ＬＭ５の方が光ＬＭ６よりもぼやけて視える。

したがって、あおり方向側（＋Ｚ側）であるほど、焦点位置がスクリーンＳＣ上からずれた場合にぼやけやすく、プロジェクター１側（−Ｚ側）であるほど、焦点位置がスクリーンＳＣからずれても点に近い状態で結像され、ぼやけにくい。そのため、フォーカス深度は、あおり方向側（＋Ｚ側）となるほど浅くなる。その結果、フォーカス深度領域ＦＤは、あおり方向側（＋Ｚ側）となるほど狭くなる。

図９に示すように、投射画像の焦点を調整する際に、投射画像の中央に焦点が合うように調整すると、像面ＰＰ１は中央で湾曲しているため、点線で示すように像面ＰＰ１があおり方向側（＋Ｚ側）においてフォーカス深度領域ＦＤから外れ、投射画像の上部において画像がぼやけてしまう。ユーザーは、投射画像の中央に表示されるメニュー画面等を参照して焦点の調整をする場合が多く、投射画像の中央においては焦点が合っているものの、あおり方向側、すなわち、本実施形態においては鉛直方向上方側（＋Ｚ側）において、投射画像がぼやけてしまうという問題があった。

これに対して、本実施形態によれば、ユーザーは、ガイド画像Ｐｇにおけるあおり方向側の端部の水平方向の中央に設けられた焦点調整パターン形成領域ＡＰ内の焦点調整パターンＰ１を参照して投射画像の焦点を調整できる。これにより、図９において実線で示す像面ＰＰ１のように像面全体がフォーカス深度領域ＦＤに含まれることとなり、投射画像全体において焦点位置が許容される範囲内で調整される。なお、このとき像面ＰＰ１は、光軸とスクリーンＳＣとの交点ＣＰを中心として角度が変化する。

したがって、本実施形態によれば、焦点調整パターンＰ１を参照して焦点を調整することで投射画像全体の焦点を許容される範囲内に調整できるため、投射画像の焦点を容易に調整できるプロジェクターが得られる。

また、例えば、焦点調整パターンがあおり方向側（＋Ｚ側）の端部の両端、すなわち、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂの位置に設けられている場合には、ユーザーは投射画像の上部の両端を参照しつつ、焦点調整を行う必要があるため、焦点調整に手間がかかる。また、特に短焦点プロジェクターでは、プロジェクターとスクリーンとの距離が近いために、プロジェクターに設けられた調整部で焦点を調整しようとすると、スクリーンの水平方向（Ｘ軸方向）の端部を視認しにくく、より焦点調整が困難である。

これに対して、本実施形態によれば、焦点調整パターンＰ１は、ガイド画像Ｐｇのあおり方向側（＋Ｚ側）の端部における水平方向（Ｘ軸方向）の中央に設けられた焦点調整パターン形成領域ＡＰ内に１つ形成されている。これにより、ユーザーは、１つの焦点調整パターンＰ１を参照するのみで焦点調整ができるため、簡便である。

また、本実施形態によれば、焦点調整パターンＰ１が、プロジェクター１からの距離が近い水平方向（Ｘ軸方向）の中央に表示されるため、プロジェクター１とスクリーンＳＣとの距離が近い場合であっても、焦点調整パターンＰ１を視認しやすく、焦点調整がより容易である。

また、本実施形態によれば、ガイド画像Ｐｇには、焦点調整パターンＰ１を囲む枠状パターンＳ１が設けられている。そのため、本実施形態によれば、焦点調整パターンＰ１を視認しやすい。

また、本実施形態によれば、焦点調整パターンＰ１は、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂよりも大きく形成されている。そのため、本実施形態によれば、焦点調整パターンＰ１をより視認しやすい。

また、本実施形態によれば、ガイド画像Ｐｇの上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂが設けられているため、焦点調整パターンＰ１を用いて焦点調整をした後に、全体のバランスを微調整することができる。これにより、本実施形態によれば、投射画像の焦点調整の精度をより向上できる。
なお、焦点調整パターンＰ１を用いて調整した後においては、投射画像全体の焦点は、十分許容される範囲内となっている。

また、本実施形態によれば、ガイド画像Ｐｇに焦点調整パターンＰ１、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂが設けられているため、投射画像の位置決めをする際に、合わせて焦点を調整することができる。したがって、本実施形態によれば、ガイド画像Ｐｇを切り替えることなく、焦点調整が可能であるため簡便である。

また、本実施形態によれば、焦点調整パターンＰ１、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂにおける線状パターンＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３が、タンジェンシャル方向と交差するように設けられている。そのため、本実施形態によれば、焦点がずれていることを認識しやすく、焦点調整が容易である。

また、本実施形態によれば、ガイド画像Ｐｇの四隅に上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂが設けられているため、ガイド画像Ｐｇの四隅の位置を認識しやすく、投射画像をスクリーンＳＣに合わせる際に、投射画像の位置や大きさを調整しやすい。

また、本実施形態によれば、ガイド画像Ｐｇの中央には、焦点調整に用いるパターンが形成されていない。言い換えると、ガイド画像Ｐｇの中央には、非焦点調整パターン形成領域ＡＮが形成されている。そのため、本実施形態によれば、ユーザーが誤ってガイド画像Ｐｇの中央を参照して焦点調整を行うことを抑制できる。

なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。

本実施形態においては、上部補助パターンＰ２ａ，Ｐ２ｂ及び下部補助パターンＰ３ａ，Ｐ３ｂは設けられていなくてもよい。

また、上記説明した実施形態においては、タンジェンシャル方向が斜めである箇所では、線状パターンを縦横いずれかの線分としたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、線状パターンＬＰ２及び線状パターンＬＰ３は、縦の線分と、横の線分との両方を含んでいてもよい。

また、上記説明した実施形態においては、プロジェクター１はあおり方向側が鉛直方向上方側となるような据え置き型のプロジェクターとしたが、これに限られない。本実施形態においては、天吊り型のプロジェクターであってもよい。この場合においては、あおり方向側が鉛直方向下方側となるため、ガイド画像Ｐｇにおいて焦点調整パターンは、鉛直方向下方側の端部の中央に設けられる。

また、本実施形態においては、凹面ミラーを用いた短焦点プロジェクターとしたが、本発明は、これに限らず適用される。特に、本実施形態で説明した凹面ミラーを用いた短焦点プロジェクターや、投射レンズの光軸ＣＸとスクリーンＳＣに投射された投射画像のあおり方向側の端部の主光線のなす角度が４５度以上となるような、ミラーを用いていない短焦点プロジェクターでは、像面の湾曲が大きいため、本発明を適用することが効果的であるといえる。

１…プロジェクター、Ｆ…枠（テストパターン）、１１…光源装置、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、１３…投射光学装置（投射光学系）、２０…制御部（ガイド表示部）、２３…画像処理部（ガイド表示部）、ＡＮ…非焦点調整パターン形成領域、Ｌ１…中心線（テストパターン）、Ｐ１…焦点調整パターン、Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ…上部補助パターン（補助パターン）、Ｐ３ａ，Ｐ３ｂ…下部補助パターン（補助パターン）、Ｐｇ…ガイド画像、Ｓ１…枠状パターン、ＳＣ…スクリーン、ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３…線状パターン（線分）

Claims (10)

1. 光源装置と、
   前記光源装置からの光を変調することによって画像光を形成する光変調装置と、
   前記光変調装置から入射する前記画像光をあおり投射して画像を表示する投射光学系と、
   前記投射光学系によって投射される前記画像をスクリーンに合わせるためのガイド画像を表示させるガイド表示部と、
   を備え、
   前記ガイド画像は、あおり方向側の辺縁部における前記あおり方向に垂直な方向の中央部に焦点調整パターン形成領域が設けられ、
   前記焦点調整パターン形成領域内には、焦点調整パターンが形成されていることを特徴とするプロジェクター。
2. 前記焦点調整パターンは、タンジェンシャル方向と交差する線分を含む、請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記線分は、タンジェンシャル方向と直交する、請求項２に記載のプロジェクター。
4. 前記ガイド画像は、矩形状であり、
   前記ガイド画像の四隅には、焦点調整を補助する補助パターンが設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載のプロジェクター。
5. 前記補助パターンは、タンジェンシャル方向と交差する線分を含む、請求項４に記載のプロジェクター。
6. 前記焦点調整パターンは、前記補助パターンよりも大きい、請求項４または５に記載のプロジェクター。
7. 前記ガイド画像は、中央に非焦点調整パターン形成領域が設けられている、請求項１から６のいずれか一項に記載のプロジェクター。
8. 前記ガイド画像には、前記焦点調整パターンを囲む枠状パターンが設けられている、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロジェクター。
9. 前記ガイド画像は、前記画像の表示状態を認識しやすくするためのテストパターンを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のプロジェクター。
10. 短焦点プロジェクターである、請求項１から９のいずれか一項に記載のプロジェクター。