画像投射装置
【課題】画像投射装置において、シャッタ機構の動作に応じた適切なピント変動の補正を行う。
【解決手段】画像投射装置は、光変調素子２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂと、該光変調素子により変調された光を被投射面に投射する投射レンズ１００と、光源２０９からの光を光変調素子に導き、該光変調素子からの光を投射レンズに導く光学ユニット２００と、光学ユニットと投射レンズとの間に配置され、開状態と閉状態に動作するシャッタ機構３００と、光学ユニットおよび投射レンズの温度の変化により発生するピント変動を、投射レンズをピント補正関数に基づいて動作させることにより補正するピント補正手段５０１とを有する。ピント補正手段は、シャッタ機構の動作に関する情報に応じて、ピント補正関数を変更する。
【解決手段】画像投射装置は、光変調素子２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂと、該光変調素子により変調された光を被投射面に投射する投射レンズ１００と、光源２０９からの光を光変調素子に導き、該光変調素子からの光を投射レンズに導く光学ユニット２００と、光学ユニットと投射レンズとの間に配置され、開状態と閉状態に動作するシャッタ機構３００と、光学ユニットおよび投射レンズの温度の変化により発生するピント変動を、投射レンズをピント補正関数に基づいて動作させることにより補正するピント補正手段５０１とを有する。ピント補正手段は、シャッタ機構の動作に関する情報に応じて、ピント補正関数を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射画像を非表示にするためのシャッタ機構を有するプロジェクタ等の画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
会議等で使用されるプロジェクタは、短時間で表示（投射）と非表示（非投射）が繰り返されることが多い。プロジェクタでは、光源として高輝度放電ランプを用いるのが一般的であるが、高輝度放電ランプは、短時間に点灯と消灯を繰り返すと寿命が短くなる。また、高輝度放電ランプは、点灯後に明るさや色味が安定するまでにある程度の時間を要し、消灯から再点灯までの間にもある程度の冷却時間が必要である。
高輝度放電ランプの寿命を短くせずに表示と非表示を短時間で繰り返すことができるように、ランプと投射レンズとの間にシャッタ機構を配置し、これを開閉することで表示と非表示を切り換えられるプロジェクタが特許文献１に開示されている。
また、ランプが点灯している間、プロジェクタ内の光学素子やこれを保持する部材はランプからの光を受けて温度が上昇する。この温度上昇により、光学素子の光学特性（例えば屈折率）が変化したり、光学素子を保持する保持部材が熱膨張して隣り合う光学素子間の間隔が変化したりする。そして、これら光学特性や光学素子間の間隔の変化によって投射画像のピント状態が変化する。
特許文献２には、筐体内に温度センサを配置し、温度センサによって検出された温度に応じて投射レンズのピント補正動作を行うプロジェクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−２１７２６号公報
【特許文献２】特開２０００−１９６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１にて開示されたプロジェクタにおいて、シャッタ機構（以下、単にシャッタという）が開いた状態と閉じた状態とで光学素子やこれを保持する保持部材の温度の上昇のしかたや温度の分布に違いが生じる。これは、シャッタを閉じた状態では、シャッタよりもスクリーン側の光学素子および保持部材には温度上昇が生じないこと、およびシャッタで反射した光によりシャッタよりも光源側の光学素子や保持部材の温度がより上昇することが原因である。このため、特許文献１にて開示されたプロジェクタでは、シャッタの開閉によってピント状態の変化のしかたが異なる。しかしながら、特許文献１には、このようなピント変動を補正する手段について開示されていない。
また、特許文献２にも、シャッタの動作とピント変動の補正との関係について何ら開示されていない。
なお、投射画像からの反射光を利用してＡＦ（オートフォーカス）を行うプロジェクタもあるが、シャッタが閉じた状態では、画像が投射されないため、ＡＦを用いたピント変動の補正を行うことができない。
本発明では、シャッタの動作に応じた適切なピント変動の補正を行えるようにした画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面としての画像投射装置は、光変調素子と、該光変調素子により変調された光を被投射面に投射する投射レンズと、光源からの光を光変調素子に導き、該光変調素子からの光を投射レンズに導く光学ユニットと、光学ユニットと投射レンズとの間に配置され、開状態と閉状態に動作するシャッタ機構と、光学ユニットおよび投射レンズの温度の変化により発生するピント変動を、投射レンズをピント補正関数に基づいて動作させることにより補正するピント補正手段とを有し、ピント補正手段は、シャッタ機構の動作に関する情報に応じて、ピント補正関数を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、シャッタ機構の動作に応じた適切なピント補正を行うことができ、シャッタ機構の動作にかかわらずピントが合った画像を投射することができる画像投射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例である液晶プロジェクタの外観図。
【図２】実施例の液晶プロジェクタの光学構成を示す側面図。
【図３】実施例の液晶プロジェクタに用いられるシャッタユニットの斜視図。
【図４】実施例の液晶プロジェクタの動作を示すフローチャート。
【図５】実施例の液晶プロジェクタの動作を示すフローチャート。
【図６】実施例の液晶プロジェクタの動作を示すフローチャート。
【図７】実施例で用いられる第１のピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔを示す図。
【図８】実施例で用いられる第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを示す図。
【図９】実施例で用いられる第３のピント補正関数ｆβ＝Ｃ・ｔを示す図。
【図１０】実施例で用いられる第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１には、本発明の実施例である画像投射装置としてのプロジェクタ５００の外観を示している。１００は投射レンズである。
図２には、プロジェクタ５００の筐体内に収容された光学系の構成を示している。プロジェクタ５００の筐体内には、光源ランプ２０９、色分解合成光学ユニット２００、照明光学系２０１および液晶パネル(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。また、筐体内には、前述した投射レンズ１００と、シャッタユニット（シャッタ機構）３００も収容されている。
投射レンズ１００は、複数のレンズユニット（光学素子）とこれを保持する保持部材とを含み、光学ボックスの光射出用の開口部に取り付けられている。シャッタユニット３００は、光学ボックス内の色分解合成光学ユニット２００と投射レンズ１００との間に配置されている。
液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂには、不図示の液晶駆動回路が接続されている。液晶駆動回路は、不図示の画像供給装置（パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等）からプロジェクタ５００に入力された画像情報に応じて液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂに原画を形成させる。該液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂにより変調された光は、投射レンズ１００によりスクリーン等の被投射面に投射される。液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂは、反射型液晶パネルである。
照明光学系２０１は、光源ランプ２０９からの光を色分解合成光学ユニット２００に導く。色分解合成光学ユニット２００は、照明光学系２０１からの光をＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離して液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂに導き、液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂからの３つの色光を合成して投射レンズ１００に導く。
シャッタユニット３００は、開状態と閉状態に動作して、色分解合成光学ユニット２００から投射レンズ１００に向かう光の光路を開放および遮断する。シャッタユニット３００は、投射レンズ１００内に設けられた絞り（図示せず）とは異なる。絞りは、最も開口が小さい状態においてもその開口を完全には閉じることはなく、被投射面に投射される光量を調節するに過ぎない。これに対し、シャッタユニット３００は、閉状態において完全に開口を閉じて被投射面への光の投射が行われないようにする。
照明光学系２０１は、超高圧水銀ランプ等の高輝度放電ランプである光源ランプ２０９からの光を複数の光束に分割し、各液晶パネル上で重ね合わせる作用を有するフライアイレンズおよびコンデンサレンズを含む。また、照明光学系２０１は、光源ランプ２０９からの光を所定の偏光方向を有する偏光光（ここではＰ偏光光）とするための偏光変換素子を含む。
色分解合成光学ユニット２００は、ダイクロイックミラー２０４と、第１〜第３の偏光ビームスプリッタ２０５ａ〜２０５ｃと、これらの光学素子を保持する保持部材（図示せず）とを含む。ダイクロイックミラー２０４は、照明光学系２０１（つまりは光源ランプ２０９）からの白色光のうち、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の色光を透過し、緑（Ｇ）の色光を反射する。第１および第２の偏光ビームスプリッタ２０５ａ，２０５ｂは、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。また、第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃは、Ｇ光を透過してＢ光を反射するダイクロイックプリズムとしての機能と、Ｒ光に対してＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光ビームスプリッタとしての機能とを併せ持つ色合成プリズムである。
ダイクロイックミラー２０４で反射し、第１の偏光ビームスプリッタ２０５ａを透過したＰ偏光光としてのＧ光は、緑用の液晶パネル２０６Ｇに入射し、ここで反射および変調されてＳ偏光光となる。そして、第１の偏光ビームスプリッタ２０５ａで反射されて第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃに入射する。
ダイクロイックミラー２０４を透過したＲ光は、色選択性位相差板によってその偏光方向が９０度回転されてＳ偏光光となって第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂに入射する。第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂで反射したＲ光は、赤用の液晶パネル２０６Ｒに入射し、ここで反射および変調されてＰ偏光光となる。そして、第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂを透過して第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃに入射する。
ダイクロイックミラー２０４を透過したＢ光は、色選択性位相差板を偏光方向が回転されることなく通過し、Ｐ偏光光として第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂに入射する。第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂを透過したＢ光は、青用の液晶パネル２０６Ｂに入射し、ここで反射および変調されてＳ偏光光となる。そして、第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂで反射されて第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃに入射する。
第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃは、前述したように、Ｇ光を透過するとともにＢ光を反射し、さらにＰ偏光光として入射したＲ光を透過することで、これらＧ光、Ｂ光およびＲ光を合成し、投射レンズ１００に導く。Ｒ光、Ｇ光およびＢ光によりそれぞれ形成されるＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像が被投射面に重なり合って投射されることで、被投射面上にフルカラー画像が表示される。
【０００９】
なお、投射レンズ１００の光軸１００ａは、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ユニット２００の射出光軸２１０に対して上方（プロジェクタ５００をテーブルの上に設置したときの上方）にシフトしている。これにより、投射レンズ１００から被投射面に投射される光のうち下側の一部がテーブルによってけられないようにしている。
以上のように構成されたプロジェクタ５００において、シャッタユニット３００が開状態にあるとき、光源ランプ２０９からの光は色分解合成光学ユニット２００を介して投射レンズ１００に入射する。このため、投射レンズ１００や色分解合成光学ユニット２００の温度が上昇し、この温度上昇に起因した、それらを構成する光学素子（レンズユニットやプリズム等）の屈折率や該光学素子間の間隔の変化によって投射画像のピント状態が変動する。
また、シャッタユニット３００が閉状態にあるときは、光源ランプ２０９からの光は、シャッタユニット３００によって遮られて投射レンズ１００には入射しないが、色分解合成光学ユニット２００には入射する。さらに、シャッタユニット３００で反射した光も色分解合成光学ユニット２００に入射する。このため、シャッタユニット３００が閉状態にあるときは、投射レンズ１００の温度は低下するが、色分解合成光学ユニット２００の温度は上昇する。そして、次にシャッタユニット３００が開かれたときに、先に閉じられたときに対して投射画像のピント状態の変動（以下、ピント変動という）が発生する。
【００１０】
図２に示すように、投射レンズ１００には、該投射レンズ１００を構成する複数のレンズユニットのうちの一部であるフォーカスレンズユニット１０１を光軸方向に移動させるモータ５０２が設けられている。モータ５０２の動作は、ＣＰＵ等により構成されるコントローラ５０１によって制御される。モータ５０２を介してフォーカスレンズユニット１０１を移動させることで被投射面での投射画像のピント状態を変化させることができる。
したがって、上述したように投射レンズ１００や色分解合成光学ユニット２００の温度変化に起因したピント変動が生じた場合でも、フォーカスレンズユニット１０１を適切に移動させることで該ピント変動を良好に補正することができる。
以下の説明において、温度変化に起因したピント変動を補正するために、モータ５０２を介してフォーカスレンズユニット１０１を光軸方向に移動させる動作を、投射レンズ１００のピント補正動作という。コントローラ５０１は、ピント補正手段として機能する。
ピント補正動作におけるフォーカスレンズ１０１の移動量は、後述する第１〜第４のピント補正関数を用いて算出されるピント補正量に対応するように決定される。言い換えれば、投射レンズ１００のピント補正動作は、第１〜第４のピント補正関数に基づいて行われる。
第１〜第４のピント補正関数のうち使用されるピント補正関数は、シャッタユニット３００の動作に関する情報に基づいて選択（変更）される。シャッタユニット３００の動作に関する情報とは、シャッタユニット３００が現在、開状態および閉状態のうちいずれにあるかを示す情報やシャッタユニット３００の動作履歴を示す情報である。動作履歴とは、例えば、シャッタユニット３００が光源ランプ２０９の点灯開始から、一度も閉じられなかったこと（開状態に維持されたこと）や、開状態から一旦閉じられた後に再び開けられたことをいう。
【００１１】
なお、プロジェクタ５００は、画像が投射された被投射面からの反射光を用いて被投射面までの距離や投射画像のピント状態を検出し、モータ５０２を介してフォーカスレンズユニット１０１を移動させて自動的にピント合わせを行うＡＦ機能を有してもよい。
図３には、シャッタユニット３００の構成を示している。３０２は窓枠部材である。該窓枠部材３０２には、色分解合成光学ユニット２００から投射レンズ１００に向かう光が通過するための窓（開口）３０１が形成されている。３０３は窓枠部材３０２により窓３０１を開閉する方向に移動可能に保持された遮光部材としてのシャッタ板である。図３には、シャッタ板３０３が窓３０１を開放する位置にある開状態を示している。開状態からシャッタ板３０３が窓３０１を閉じる位置に移動することで閉状態となる。３０４はシャッタ板３０３を移動させるアクチュエータである。該アクチュエータ３０４の動作、つまりはシャッタユニット３００の開閉動作は、図１に示したコントローラ５０１によって制御される。
図４、図５および図６のフローチャートには、本実施例における投射レンズ１００のピント補正動作を制御するための処理（ピント補正処理）を示している。コントローラ５０１は、光源ランプ２０９からの光を受ける色分解合成光学ユニット２００および投射レンズ１００の温度の変化によって発生するピント変動を、後述するピント補正関数に基づいて投射レンズ１００をピント補正動作させることにより補正する。コントローラ５０１は、該ピント補正処理をコンピュータプログラムに従って行う。
図４には、光源ランプ２０９の点灯の開始と同時にコントローラ５０１が開始するピント補正処理４００を示している。
ステップ４０１では、コントローラ５０１は、光源ランプ２０９の点灯開始から経過した時間ｔと係数Ａとを用いて表される第１のピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔを用いて、ピント補正量ｆαを算出する。すなわち、第１のピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔを用いる第１のピント補正アルゴリズムによってピント補正量ｆαを算出する。第１のピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔは、光源ランプ２０９の点灯開始からシャッタユニット３００が一度も閉じられていない場合に用いられる。図７には、ピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔを図示している。
係数Ａは、実際のプロジェクタでの時間ｔとピント補正量ｆαの実測値やシミュレーション結果から求める。このことは、後述する他のピント補正関数の係数Ｂ，Ｃ，Ｄについても同じである。なお、係数Ａ〜Ｄはその値または符号（正、負）が互いに異なる。本実施例では、Ａ，Ｃ，Ｄは互いに異なる正の値で、Ｂは負の値を有する場合について説明するが、これらは例であり、上述したように、実測値やシミュレーション結果から任意に設定することができる。
光源ランプ２０９からの光による色分解合成光学ユニット２００および投射レンズ１００の温度上昇はある値で飽和する。このため、ピント変動量もある量で飽和する。この飽和したときのピント変動量をｆ１とし、コントローラ５０１は、ｆα＝ｆ１となった時点ｔ１でピント補正処理４００を終了する。
また、ｆα＝ｆ１となる前にシャッタユニット３００が閉じられた場合（開状態から閉状態に切り換わった場合）には、コントローラ５０１はステップ４０２またはステップ４０３に進む。シャッタユニット３００が閉じた状態では光源ランプ２０９からの光が投射レンズ１００に入射しないため、投射レンズ１００内のレンズユニットや保持部材の温度は上昇しない。このときの飽和したピント変動量をｆ２とする。コントローラ５０１は、ｆα≧ｆ２である場合にはステップ４０２に進み、ｆα＜ｆ２である場合にはステップ４０３に進む。
ステップ４０２では、コントローラ５０１は、時間ｔと係数Ｂとを用いて表される第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを用いて、ピント補正量ｆβを算出する。すなわち、第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを用いる第２のピント補正アルゴリズムによってピント補正量ｆβを算出する。図８には、ステップ４０１においてピント補正量がｆαとなった時点ｔαでシャッタユニット３００が閉じられたときの第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを示す。
ステップ４０３では、コントローラ５０１は、時間ｔと係数Ｃとを用いて表される第３のピント補正関数ｆβ＝Ｃ・ｔを用いて、ピント補正量ｆβを算出する。すなわち、第３のピント補正関数ｆβ＝Ｃ・ｔを用いる第３のピント補正アルゴリズムによってピント補正量ｆβを算出する。図９には、ステップ４０１においてピント補正量がｆαとなった時点ｔαでシャッタユニット３００が閉じられたときの第３のピント補正関数ｆβ＝Ｃ・ｔを示す。
ステップ４０２およびステップ４０３では、コントローラ５０１は、ｆβ＝ｆ２となった時点ｔ２でピント補正処理４００を終了する。また、ｆβ＝ｆ２となる前にシャッタユニット３００が開かれた場合には、ステップ４０４に進む。
ステップ４０４において、プロジェクタ５００内の光学素子（レンズユニットやプリズム等）およびこれらを保持する保持部材の光源ランプ２０９からの光による温度上昇はステップ４０１を行っているときの同様に発生する。このため、飽和したピント変動量はｆ１となる。ただし、シャッタユニット３００が開状態から一旦閉じられた後に再び開かれている（すなわち、閉状態とされた後に開状態とされた）ので、プロジェクタ５００内の光学素子および保持部材における温度分布は、ステップ４０１を行っているときは異なる。
このため、ステップ４０４では、コントローラ５０１は、時間ｔと係数Ｄとを用いて表される第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを用いて、ピント補正量ｆγを算出する。すなわち、第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを用いる第４のピント補正アルゴリズムによってピント補正量ｆγを算出する。図１０には、ステップ４０１においてピント補正量がｆαとなった時点ｔαでシャッタユニット３００が閉じられ、その後ステップ４０２または４０３にてピント補正量がｆβとなった時点ｔβでシャッタユニット３００が開かれたときの第４のピント補正関数を示す。コントローラ５０１は、ｆγ＝ｆ１となった時点ｔ３で焦点位置補正アルゴリズム４００を終了する。
また、ｆγ＝ｆ１となる前にシャッタユニットが閉じられた場合には、ステップ４０２またはステップ４０３に進む。ステップ４０２とステップ４０３のいずれに進むかの判別は、上記と同様に行う。コントローラ５０１は、以上のピント補正処理４００を、ｆα＝ｆ１，ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となるまで継続する。
次に、図５を用いて、シャッタユニット３００が閉じられるのと同時にコントローラ５０１が開始するピント補正処理４１０について説明する。ピント補正処理４１０は、図４のピント補正処理４００が終了していること、すなわちｆα＝ｆ１、ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となったことを条件として実行される。
コントローラ５０１は、まずステップ４１２に進む。シャッタユニット３００が閉じられた状態では光源ランプ２０９からの光が投射レンズ１００に入射しないため、投射レンズ１００内のレンズユニットおよび保持部材の温度は上昇しない。つまり、図４のステップ４０２でのピント変動と同様のピント変動が生じる。
このため、ステップ４１２では、コントローラ５０１は、第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを用いてピント補正量ｆβを求める。そして、ステップ４０２と同様に、ｆβ＝ｆ２となった時点ｔ２でピント補正処理４１０を終了する。
なお、ピント変動量においては、光源ランプ２０９からの光を受けることによって投射レンズ１００に生じた温度上昇の影響が大きい。このため、ピント補正処理４００が終了した後にシャッタユニット３００が閉じられて実行されるピント補正処理４１０では、前述したシャッタユニット３００の位置により、常にｆ１＞ｆ２となる。このため、ピント補正処理４１０の開始時のピント変動量は必ずｆ２より大きい値となる。このことから、ピント補正処理４１０では、ピント補正処理４００においてステップ４０３に進む条件であるｆα＜ｆ２を想定する必要はない。
また、ステップ４１２においてｆβ＝ｆ２となる前にシャッタユニット３００が開いた場合には、コントローラ５０１は、ステップ４１４に進む。ステップ４１４では、シャッタユニット３００が一旦閉じられてから開かれているので、図４のステップ４０４と同様に、コントローラ５０１は、第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを用いてピント補正量ｆγを算出する。そして、ｆγ＝ｆ１となった時点でピント補正処理４１０を終了する。また、ｆγ＝ｆ１となる前にシャッタユニット３００が閉じられた場合には、コントローラ５０１は、ステップ４１２に進む。
コントローラ５０１は、以上のピント補正処理４１０を、ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となるまで継続する。
次に、図６を用いて、シャッタユニット３００が開かれるのと同時にコントローラ５０１が開始するピント補正処理４２０について説明する。このピント補正処理４２０は、ピント補正処理４００または４１０が終了していること、すなわちｆα＝ｆ１、ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となったことを条件として実行される。
コントローラ５０１は、まずステップ４２４に進む。ステップ４２４では、シャッタユニット３００を一旦閉じられてから開かれているので、コントローラ５０１は、図４のステップ４０４と同様に、第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを用いてピント補正量ｆγを算出する。そして、ｆγ＝ｆ１となった時点でピント補正処理４２０を終了する。
また、ｆγ＝ｆ１となる前にシャッタユニット３００が閉じられた場合には、コントローラ５０１は、ステップ４２２に進む。ここでは、シャッタユニット３００が閉じられており、光源ランプ２０９からの光が投射レンズ１００に入射しないため、投射レンズ１００内のレンズユニットおよび保持部材の温度は上昇しない。したがって、ステップ４２２では、図４のステップ４０２と同様に、第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを用いてピント補正量ｆβを算出する。そして、ｆβ＝ｆ２となった時点でピント補正処理４２０を終了する。
なお、前述したようにピント変動量においては、光源ランプ２０９からの光を受けることによって投射レンズ１００に生じた温度上昇の影響が大きい。このため、ピント補正処理４００または４１０が終了した後にシャッタユニット３００が開かれて実行されるピント補正処理４２０では、前述したシャッタユニット３００の位置により、常にｆ１＞ｆ２となる。このため、ピント補正処理４２０の開始時のピント変動量は必ずｆ２より大きい値となる。このことから、ピント補正処理４２０でも、ピント補正処理４００においてステップ４０３に進む条件であるｆα＜ｆ２を想定する必要はない。
また、ｆβ＝ｆ２となる前にシャッタユニット３００が開かれた場合には、コントローラ５０１は、ステップ４２４に進む。
コントローラ５０１は、以上のピント補正処理４２０を、ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となるまで継続する。
以上説明したように、本実施例では、色分解合成光学ユニット２００および投射レンズ１００の温度の変化により発生するピント変動を、投射レンズ１００をピント補正関数に基づいて動作させることによって補正する。そして、使用するピント補正関数を、シャッタユニット３００の動作に関する情報に応じて第１〜第４のピント補正関数の中で変更する。特に、光源ランプ２０９が点灯されてから、シャッタユニット３００が開状態に維持された場合（一度も閉じられていない場合）と、シャッタユニット３００が一旦閉状態とされた後に再び開状態に動作した場合とで使用するピント補正関数を変更する。
このように使用するピント補正関数をシャッタユニット３００の動作に関する情報に応じて変更することで、シャッタユニット３００の動作に応じた適切なピント補正を行うことができる。この結果、シャッタユニット３００の動作にかかわらずピントが合った画像を投射することができる。
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、シャッタユニット３００の開閉状態だけでなく、動作履歴まで含めた情報に応じてピント補正関数を変更する場合について説明したが、より簡易に、開閉状態にのみ応じてピント補正関数を変更するようにしてもよい。
また、上記実施例では、光変調素子として、反射型液晶パネルを用いた場合について説明したが、透過型液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の他の光変調素子を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
シャッタ機構の動作にかかわらずピントが合った画像を投射する画像投射装置を提供できる。
【符号の説明】
【００１３】
１００ 投射レンズ
２００ 色分解合成光学ユニット
２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂ 反射型液晶パネル
２０９ 光源ランプ
３００ シャッタユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射画像を非表示にするためのシャッタ機構を有するプロジェクタ等の画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
会議等で使用されるプロジェクタは、短時間で表示（投射）と非表示（非投射）が繰り返されることが多い。プロジェクタでは、光源として高輝度放電ランプを用いるのが一般的であるが、高輝度放電ランプは、短時間に点灯と消灯を繰り返すと寿命が短くなる。また、高輝度放電ランプは、点灯後に明るさや色味が安定するまでにある程度の時間を要し、消灯から再点灯までの間にもある程度の冷却時間が必要である。
高輝度放電ランプの寿命を短くせずに表示と非表示を短時間で繰り返すことができるように、ランプと投射レンズとの間にシャッタ機構を配置し、これを開閉することで表示と非表示を切り換えられるプロジェクタが特許文献１に開示されている。
また、ランプが点灯している間、プロジェクタ内の光学素子やこれを保持する部材はランプからの光を受けて温度が上昇する。この温度上昇により、光学素子の光学特性（例えば屈折率）が変化したり、光学素子を保持する保持部材が熱膨張して隣り合う光学素子間の間隔が変化したりする。そして、これら光学特性や光学素子間の間隔の変化によって投射画像のピント状態が変化する。
特許文献２には、筐体内に温度センサを配置し、温度センサによって検出された温度に応じて投射レンズのピント補正動作を行うプロジェクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−２１７２６号公報
【特許文献２】特開２０００−１９６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１にて開示されたプロジェクタにおいて、シャッタ機構（以下、単にシャッタという）が開いた状態と閉じた状態とで光学素子やこれを保持する保持部材の温度の上昇のしかたや温度の分布に違いが生じる。これは、シャッタを閉じた状態では、シャッタよりもスクリーン側の光学素子および保持部材には温度上昇が生じないこと、およびシャッタで反射した光によりシャッタよりも光源側の光学素子や保持部材の温度がより上昇することが原因である。このため、特許文献１にて開示されたプロジェクタでは、シャッタの開閉によってピント状態の変化のしかたが異なる。しかしながら、特許文献１には、このようなピント変動を補正する手段について開示されていない。
また、特許文献２にも、シャッタの動作とピント変動の補正との関係について何ら開示されていない。
なお、投射画像からの反射光を利用してＡＦ（オートフォーカス）を行うプロジェクタもあるが、シャッタが閉じた状態では、画像が投射されないため、ＡＦを用いたピント変動の補正を行うことができない。
本発明では、シャッタの動作に応じた適切なピント変動の補正を行えるようにした画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面としての画像投射装置は、光変調素子と、該光変調素子により変調された光を被投射面に投射する投射レンズと、光源からの光を光変調素子に導き、該光変調素子からの光を投射レンズに導く光学ユニットと、光学ユニットと投射レンズとの間に配置され、開状態と閉状態に動作するシャッタ機構と、光学ユニットおよび投射レンズの温度の変化により発生するピント変動を、投射レンズをピント補正関数に基づいて動作させることにより補正するピント補正手段とを有し、ピント補正手段は、シャッタ機構の動作に関する情報に応じて、ピント補正関数を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、シャッタ機構の動作に応じた適切なピント補正を行うことができ、シャッタ機構の動作にかかわらずピントが合った画像を投射することができる画像投射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例である液晶プロジェクタの外観図。
【図２】実施例の液晶プロジェクタの光学構成を示す側面図。
【図３】実施例の液晶プロジェクタに用いられるシャッタユニットの斜視図。
【図４】実施例の液晶プロジェクタの動作を示すフローチャート。
【図５】実施例の液晶プロジェクタの動作を示すフローチャート。
【図６】実施例の液晶プロジェクタの動作を示すフローチャート。
【図７】実施例で用いられる第１のピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔを示す図。
【図８】実施例で用いられる第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを示す図。
【図９】実施例で用いられる第３のピント補正関数ｆβ＝Ｃ・ｔを示す図。
【図１０】実施例で用いられる第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１には、本発明の実施例である画像投射装置としてのプロジェクタ５００の外観を示している。１００は投射レンズである。
図２には、プロジェクタ５００の筐体内に収容された光学系の構成を示している。プロジェクタ５００の筐体内には、光源ランプ２０９、色分解合成光学ユニット２００、照明光学系２０１および液晶パネル(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。また、筐体内には、前述した投射レンズ１００と、シャッタユニット（シャッタ機構）３００も収容されている。
投射レンズ１００は、複数のレンズユニット（光学素子）とこれを保持する保持部材とを含み、光学ボックスの光射出用の開口部に取り付けられている。シャッタユニット３００は、光学ボックス内の色分解合成光学ユニット２００と投射レンズ１００との間に配置されている。
液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂには、不図示の液晶駆動回路が接続されている。液晶駆動回路は、不図示の画像供給装置（パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等）からプロジェクタ５００に入力された画像情報に応じて液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂに原画を形成させる。該液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂにより変調された光は、投射レンズ１００によりスクリーン等の被投射面に投射される。液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂは、反射型液晶パネルである。
照明光学系２０１は、光源ランプ２０９からの光を色分解合成光学ユニット２００に導く。色分解合成光学ユニット２００は、照明光学系２０１からの光をＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離して液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂに導き、液晶パネル２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂからの３つの色光を合成して投射レンズ１００に導く。
シャッタユニット３００は、開状態と閉状態に動作して、色分解合成光学ユニット２００から投射レンズ１００に向かう光の光路を開放および遮断する。シャッタユニット３００は、投射レンズ１００内に設けられた絞り（図示せず）とは異なる。絞りは、最も開口が小さい状態においてもその開口を完全には閉じることはなく、被投射面に投射される光量を調節するに過ぎない。これに対し、シャッタユニット３００は、閉状態において完全に開口を閉じて被投射面への光の投射が行われないようにする。
照明光学系２０１は、超高圧水銀ランプ等の高輝度放電ランプである光源ランプ２０９からの光を複数の光束に分割し、各液晶パネル上で重ね合わせる作用を有するフライアイレンズおよびコンデンサレンズを含む。また、照明光学系２０１は、光源ランプ２０９からの光を所定の偏光方向を有する偏光光（ここではＰ偏光光）とするための偏光変換素子を含む。
色分解合成光学ユニット２００は、ダイクロイックミラー２０４と、第１〜第３の偏光ビームスプリッタ２０５ａ〜２０５ｃと、これらの光学素子を保持する保持部材（図示せず）とを含む。ダイクロイックミラー２０４は、照明光学系２０１（つまりは光源ランプ２０９）からの白色光のうち、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の色光を透過し、緑（Ｇ）の色光を反射する。第１および第２の偏光ビームスプリッタ２０５ａ，２０５ｂは、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。また、第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃは、Ｇ光を透過してＢ光を反射するダイクロイックプリズムとしての機能と、Ｒ光に対してＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光ビームスプリッタとしての機能とを併せ持つ色合成プリズムである。
ダイクロイックミラー２０４で反射し、第１の偏光ビームスプリッタ２０５ａを透過したＰ偏光光としてのＧ光は、緑用の液晶パネル２０６Ｇに入射し、ここで反射および変調されてＳ偏光光となる。そして、第１の偏光ビームスプリッタ２０５ａで反射されて第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃに入射する。
ダイクロイックミラー２０４を透過したＲ光は、色選択性位相差板によってその偏光方向が９０度回転されてＳ偏光光となって第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂに入射する。第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂで反射したＲ光は、赤用の液晶パネル２０６Ｒに入射し、ここで反射および変調されてＰ偏光光となる。そして、第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂを透過して第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃに入射する。
ダイクロイックミラー２０４を透過したＢ光は、色選択性位相差板を偏光方向が回転されることなく通過し、Ｐ偏光光として第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂに入射する。第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂを透過したＢ光は、青用の液晶パネル２０６Ｂに入射し、ここで反射および変調されてＳ偏光光となる。そして、第２の偏光ビームスプリッタ２０５ｂで反射されて第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃに入射する。
第３の偏光ビームスプリッタ２０５ｃは、前述したように、Ｇ光を透過するとともにＢ光を反射し、さらにＰ偏光光として入射したＲ光を透過することで、これらＧ光、Ｂ光およびＲ光を合成し、投射レンズ１００に導く。Ｒ光、Ｇ光およびＢ光によりそれぞれ形成されるＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像が被投射面に重なり合って投射されることで、被投射面上にフルカラー画像が表示される。
【０００９】
なお、投射レンズ１００の光軸１００ａは、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ユニット２００の射出光軸２１０に対して上方（プロジェクタ５００をテーブルの上に設置したときの上方）にシフトしている。これにより、投射レンズ１００から被投射面に投射される光のうち下側の一部がテーブルによってけられないようにしている。
以上のように構成されたプロジェクタ５００において、シャッタユニット３００が開状態にあるとき、光源ランプ２０９からの光は色分解合成光学ユニット２００を介して投射レンズ１００に入射する。このため、投射レンズ１００や色分解合成光学ユニット２００の温度が上昇し、この温度上昇に起因した、それらを構成する光学素子（レンズユニットやプリズム等）の屈折率や該光学素子間の間隔の変化によって投射画像のピント状態が変動する。
また、シャッタユニット３００が閉状態にあるときは、光源ランプ２０９からの光は、シャッタユニット３００によって遮られて投射レンズ１００には入射しないが、色分解合成光学ユニット２００には入射する。さらに、シャッタユニット３００で反射した光も色分解合成光学ユニット２００に入射する。このため、シャッタユニット３００が閉状態にあるときは、投射レンズ１００の温度は低下するが、色分解合成光学ユニット２００の温度は上昇する。そして、次にシャッタユニット３００が開かれたときに、先に閉じられたときに対して投射画像のピント状態の変動（以下、ピント変動という）が発生する。
【００１０】
図２に示すように、投射レンズ１００には、該投射レンズ１００を構成する複数のレンズユニットのうちの一部であるフォーカスレンズユニット１０１を光軸方向に移動させるモータ５０２が設けられている。モータ５０２の動作は、ＣＰＵ等により構成されるコントローラ５０１によって制御される。モータ５０２を介してフォーカスレンズユニット１０１を移動させることで被投射面での投射画像のピント状態を変化させることができる。
したがって、上述したように投射レンズ１００や色分解合成光学ユニット２００の温度変化に起因したピント変動が生じた場合でも、フォーカスレンズユニット１０１を適切に移動させることで該ピント変動を良好に補正することができる。
以下の説明において、温度変化に起因したピント変動を補正するために、モータ５０２を介してフォーカスレンズユニット１０１を光軸方向に移動させる動作を、投射レンズ１００のピント補正動作という。コントローラ５０１は、ピント補正手段として機能する。
ピント補正動作におけるフォーカスレンズ１０１の移動量は、後述する第１〜第４のピント補正関数を用いて算出されるピント補正量に対応するように決定される。言い換えれば、投射レンズ１００のピント補正動作は、第１〜第４のピント補正関数に基づいて行われる。
第１〜第４のピント補正関数のうち使用されるピント補正関数は、シャッタユニット３００の動作に関する情報に基づいて選択（変更）される。シャッタユニット３００の動作に関する情報とは、シャッタユニット３００が現在、開状態および閉状態のうちいずれにあるかを示す情報やシャッタユニット３００の動作履歴を示す情報である。動作履歴とは、例えば、シャッタユニット３００が光源ランプ２０９の点灯開始から、一度も閉じられなかったこと（開状態に維持されたこと）や、開状態から一旦閉じられた後に再び開けられたことをいう。
【００１１】
なお、プロジェクタ５００は、画像が投射された被投射面からの反射光を用いて被投射面までの距離や投射画像のピント状態を検出し、モータ５０２を介してフォーカスレンズユニット１０１を移動させて自動的にピント合わせを行うＡＦ機能を有してもよい。
図３には、シャッタユニット３００の構成を示している。３０２は窓枠部材である。該窓枠部材３０２には、色分解合成光学ユニット２００から投射レンズ１００に向かう光が通過するための窓（開口）３０１が形成されている。３０３は窓枠部材３０２により窓３０１を開閉する方向に移動可能に保持された遮光部材としてのシャッタ板である。図３には、シャッタ板３０３が窓３０１を開放する位置にある開状態を示している。開状態からシャッタ板３０３が窓３０１を閉じる位置に移動することで閉状態となる。３０４はシャッタ板３０３を移動させるアクチュエータである。該アクチュエータ３０４の動作、つまりはシャッタユニット３００の開閉動作は、図１に示したコントローラ５０１によって制御される。
図４、図５および図６のフローチャートには、本実施例における投射レンズ１００のピント補正動作を制御するための処理（ピント補正処理）を示している。コントローラ５０１は、光源ランプ２０９からの光を受ける色分解合成光学ユニット２００および投射レンズ１００の温度の変化によって発生するピント変動を、後述するピント補正関数に基づいて投射レンズ１００をピント補正動作させることにより補正する。コントローラ５０１は、該ピント補正処理をコンピュータプログラムに従って行う。
図４には、光源ランプ２０９の点灯の開始と同時にコントローラ５０１が開始するピント補正処理４００を示している。
ステップ４０１では、コントローラ５０１は、光源ランプ２０９の点灯開始から経過した時間ｔと係数Ａとを用いて表される第１のピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔを用いて、ピント補正量ｆαを算出する。すなわち、第１のピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔを用いる第１のピント補正アルゴリズムによってピント補正量ｆαを算出する。第１のピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔは、光源ランプ２０９の点灯開始からシャッタユニット３００が一度も閉じられていない場合に用いられる。図７には、ピント補正関数ｆα＝Ａ・ｔを図示している。
係数Ａは、実際のプロジェクタでの時間ｔとピント補正量ｆαの実測値やシミュレーション結果から求める。このことは、後述する他のピント補正関数の係数Ｂ，Ｃ，Ｄについても同じである。なお、係数Ａ〜Ｄはその値または符号（正、負）が互いに異なる。本実施例では、Ａ，Ｃ，Ｄは互いに異なる正の値で、Ｂは負の値を有する場合について説明するが、これらは例であり、上述したように、実測値やシミュレーション結果から任意に設定することができる。
光源ランプ２０９からの光による色分解合成光学ユニット２００および投射レンズ１００の温度上昇はある値で飽和する。このため、ピント変動量もある量で飽和する。この飽和したときのピント変動量をｆ１とし、コントローラ５０１は、ｆα＝ｆ１となった時点ｔ１でピント補正処理４００を終了する。
また、ｆα＝ｆ１となる前にシャッタユニット３００が閉じられた場合（開状態から閉状態に切り換わった場合）には、コントローラ５０１はステップ４０２またはステップ４０３に進む。シャッタユニット３００が閉じた状態では光源ランプ２０９からの光が投射レンズ１００に入射しないため、投射レンズ１００内のレンズユニットや保持部材の温度は上昇しない。このときの飽和したピント変動量をｆ２とする。コントローラ５０１は、ｆα≧ｆ２である場合にはステップ４０２に進み、ｆα＜ｆ２である場合にはステップ４０３に進む。
ステップ４０２では、コントローラ５０１は、時間ｔと係数Ｂとを用いて表される第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを用いて、ピント補正量ｆβを算出する。すなわち、第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを用いる第２のピント補正アルゴリズムによってピント補正量ｆβを算出する。図８には、ステップ４０１においてピント補正量がｆαとなった時点ｔαでシャッタユニット３００が閉じられたときの第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを示す。
ステップ４０３では、コントローラ５０１は、時間ｔと係数Ｃとを用いて表される第３のピント補正関数ｆβ＝Ｃ・ｔを用いて、ピント補正量ｆβを算出する。すなわち、第３のピント補正関数ｆβ＝Ｃ・ｔを用いる第３のピント補正アルゴリズムによってピント補正量ｆβを算出する。図９には、ステップ４０１においてピント補正量がｆαとなった時点ｔαでシャッタユニット３００が閉じられたときの第３のピント補正関数ｆβ＝Ｃ・ｔを示す。
ステップ４０２およびステップ４０３では、コントローラ５０１は、ｆβ＝ｆ２となった時点ｔ２でピント補正処理４００を終了する。また、ｆβ＝ｆ２となる前にシャッタユニット３００が開かれた場合には、ステップ４０４に進む。
ステップ４０４において、プロジェクタ５００内の光学素子（レンズユニットやプリズム等）およびこれらを保持する保持部材の光源ランプ２０９からの光による温度上昇はステップ４０１を行っているときの同様に発生する。このため、飽和したピント変動量はｆ１となる。ただし、シャッタユニット３００が開状態から一旦閉じられた後に再び開かれている（すなわち、閉状態とされた後に開状態とされた）ので、プロジェクタ５００内の光学素子および保持部材における温度分布は、ステップ４０１を行っているときは異なる。
このため、ステップ４０４では、コントローラ５０１は、時間ｔと係数Ｄとを用いて表される第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを用いて、ピント補正量ｆγを算出する。すなわち、第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを用いる第４のピント補正アルゴリズムによってピント補正量ｆγを算出する。図１０には、ステップ４０１においてピント補正量がｆαとなった時点ｔαでシャッタユニット３００が閉じられ、その後ステップ４０２または４０３にてピント補正量がｆβとなった時点ｔβでシャッタユニット３００が開かれたときの第４のピント補正関数を示す。コントローラ５０１は、ｆγ＝ｆ１となった時点ｔ３で焦点位置補正アルゴリズム４００を終了する。
また、ｆγ＝ｆ１となる前にシャッタユニットが閉じられた場合には、ステップ４０２またはステップ４０３に進む。ステップ４０２とステップ４０３のいずれに進むかの判別は、上記と同様に行う。コントローラ５０１は、以上のピント補正処理４００を、ｆα＝ｆ１，ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となるまで継続する。
次に、図５を用いて、シャッタユニット３００が閉じられるのと同時にコントローラ５０１が開始するピント補正処理４１０について説明する。ピント補正処理４１０は、図４のピント補正処理４００が終了していること、すなわちｆα＝ｆ１、ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となったことを条件として実行される。
コントローラ５０１は、まずステップ４１２に進む。シャッタユニット３００が閉じられた状態では光源ランプ２０９からの光が投射レンズ１００に入射しないため、投射レンズ１００内のレンズユニットおよび保持部材の温度は上昇しない。つまり、図４のステップ４０２でのピント変動と同様のピント変動が生じる。
このため、ステップ４１２では、コントローラ５０１は、第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを用いてピント補正量ｆβを求める。そして、ステップ４０２と同様に、ｆβ＝ｆ２となった時点ｔ２でピント補正処理４１０を終了する。
なお、ピント変動量においては、光源ランプ２０９からの光を受けることによって投射レンズ１００に生じた温度上昇の影響が大きい。このため、ピント補正処理４００が終了した後にシャッタユニット３００が閉じられて実行されるピント補正処理４１０では、前述したシャッタユニット３００の位置により、常にｆ１＞ｆ２となる。このため、ピント補正処理４１０の開始時のピント変動量は必ずｆ２より大きい値となる。このことから、ピント補正処理４１０では、ピント補正処理４００においてステップ４０３に進む条件であるｆα＜ｆ２を想定する必要はない。
また、ステップ４１２においてｆβ＝ｆ２となる前にシャッタユニット３００が開いた場合には、コントローラ５０１は、ステップ４１４に進む。ステップ４１４では、シャッタユニット３００が一旦閉じられてから開かれているので、図４のステップ４０４と同様に、コントローラ５０１は、第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを用いてピント補正量ｆγを算出する。そして、ｆγ＝ｆ１となった時点でピント補正処理４１０を終了する。また、ｆγ＝ｆ１となる前にシャッタユニット３００が閉じられた場合には、コントローラ５０１は、ステップ４１２に進む。
コントローラ５０１は、以上のピント補正処理４１０を、ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となるまで継続する。
次に、図６を用いて、シャッタユニット３００が開かれるのと同時にコントローラ５０１が開始するピント補正処理４２０について説明する。このピント補正処理４２０は、ピント補正処理４００または４１０が終了していること、すなわちｆα＝ｆ１、ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となったことを条件として実行される。
コントローラ５０１は、まずステップ４２４に進む。ステップ４２４では、シャッタユニット３００を一旦閉じられてから開かれているので、コントローラ５０１は、図４のステップ４０４と同様に、第４のピント補正関数ｆγ＝Ｄ・ｔを用いてピント補正量ｆγを算出する。そして、ｆγ＝ｆ１となった時点でピント補正処理４２０を終了する。
また、ｆγ＝ｆ１となる前にシャッタユニット３００が閉じられた場合には、コントローラ５０１は、ステップ４２２に進む。ここでは、シャッタユニット３００が閉じられており、光源ランプ２０９からの光が投射レンズ１００に入射しないため、投射レンズ１００内のレンズユニットおよび保持部材の温度は上昇しない。したがって、ステップ４２２では、図４のステップ４０２と同様に、第２のピント補正関数ｆβ＝Ｂ・ｔを用いてピント補正量ｆβを算出する。そして、ｆβ＝ｆ２となった時点でピント補正処理４２０を終了する。
なお、前述したようにピント変動量においては、光源ランプ２０９からの光を受けることによって投射レンズ１００に生じた温度上昇の影響が大きい。このため、ピント補正処理４００または４１０が終了した後にシャッタユニット３００が開かれて実行されるピント補正処理４２０では、前述したシャッタユニット３００の位置により、常にｆ１＞ｆ２となる。このため、ピント補正処理４２０の開始時のピント変動量は必ずｆ２より大きい値となる。このことから、ピント補正処理４２０でも、ピント補正処理４００においてステップ４０３に進む条件であるｆα＜ｆ２を想定する必要はない。
また、ｆβ＝ｆ２となる前にシャッタユニット３００が開かれた場合には、コントローラ５０１は、ステップ４２４に進む。
コントローラ５０１は、以上のピント補正処理４２０を、ｆβ＝ｆ２またはｆγ＝ｆ１となるまで継続する。
以上説明したように、本実施例では、色分解合成光学ユニット２００および投射レンズ１００の温度の変化により発生するピント変動を、投射レンズ１００をピント補正関数に基づいて動作させることによって補正する。そして、使用するピント補正関数を、シャッタユニット３００の動作に関する情報に応じて第１〜第４のピント補正関数の中で変更する。特に、光源ランプ２０９が点灯されてから、シャッタユニット３００が開状態に維持された場合（一度も閉じられていない場合）と、シャッタユニット３００が一旦閉状態とされた後に再び開状態に動作した場合とで使用するピント補正関数を変更する。
このように使用するピント補正関数をシャッタユニット３００の動作に関する情報に応じて変更することで、シャッタユニット３００の動作に応じた適切なピント補正を行うことができる。この結果、シャッタユニット３００の動作にかかわらずピントが合った画像を投射することができる。
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、シャッタユニット３００の開閉状態だけでなく、動作履歴まで含めた情報に応じてピント補正関数を変更する場合について説明したが、より簡易に、開閉状態にのみ応じてピント補正関数を変更するようにしてもよい。
また、上記実施例では、光変調素子として、反射型液晶パネルを用いた場合について説明したが、透過型液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の他の光変調素子を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
シャッタ機構の動作にかかわらずピントが合った画像を投射する画像投射装置を提供できる。
【符号の説明】
【００１３】
１００ 投射レンズ
２００ 色分解合成光学ユニット
２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂ 反射型液晶パネル
２０９ 光源ランプ
３００ シャッタユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調素子と、
該光変調素子により変調された光を被投射面に投射する投射レンズと、
光源からの光を前記光変調素子に導き、該光変調素子からの光を前記投射レンズに導く光学ユニットと、
前記光学ユニットと前記投射レンズとの間に配置され、開状態と閉状態に動作するシャッタ機構と、
前記光学ユニットおよび前記投射レンズの温度の変化により発生するピント変動を、前記投射レンズをピント補正関数に基づいて動作させることにより補正するピント補正手段とを有し、
前記ピント補正手段は、前記シャッタ機構の動作に関する情報に応じて、前記ピント補正関数を変更することを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記シャッタ機構の動作に関する情報は、該シャッタ機構が前記開状態および前記閉状態のうちいずれにあるかを示す情報と、該シャッタ機構の動作履歴を示す情報とを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記ピント補正手段は、前記光源が点灯されてから、前記シャッタ機構が前記開状態に維持された場合と、前記シャッタ機構が前記開状態から前記閉状態に動作した後に再び前記開状態に動作した場合とで前記ピント補正関数を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投射装置。
【請求項１】
光変調素子と、
該光変調素子により変調された光を被投射面に投射する投射レンズと、
光源からの光を前記光変調素子に導き、該光変調素子からの光を前記投射レンズに導く光学ユニットと、
前記光学ユニットと前記投射レンズとの間に配置され、開状態と閉状態に動作するシャッタ機構と、
前記光学ユニットおよび前記投射レンズの温度の変化により発生するピント変動を、前記投射レンズをピント補正関数に基づいて動作させることにより補正するピント補正手段とを有し、
前記ピント補正手段は、前記シャッタ機構の動作に関する情報に応じて、前記ピント補正関数を変更することを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記シャッタ機構の動作に関する情報は、該シャッタ機構が前記開状態および前記閉状態のうちいずれにあるかを示す情報と、該シャッタ機構の動作履歴を示す情報とを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記ピント補正手段は、前記光源が点灯されてから、前記シャッタ機構が前記開状態に維持された場合と、前記シャッタ機構が前記開状態から前記閉状態に動作した後に再び前記開状態に動作した場合とで前記ピント補正関数を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１０７４３５（Ｐ２０１１−１０７４３５Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６２６４３（Ｐ２００９−２６２６４３）
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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