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JP2018013652A - Projection display device - Google Patents

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JP2018013652A
JP2018013652A JP2016143821A JP2016143821A JP2018013652A JP 2018013652 A JP2018013652 A JP 2018013652A JP 2016143821 A JP2016143821 A JP 2016143821A JP 2016143821 A JP2016143821 A JP 2016143821A JP 2018013652 A JP2018013652 A JP 2018013652A
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lens
optical axis
image
display device
projection display
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田中 純一
Junichi Tanaka
純一 田中
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens device capable of accurately correcting an optical axis deviation occurring along with a lens movement under any environment.SOLUTION: A projection display device includes: a lens unit having one or more lenses movable in an optical axis direction; lens position detection means for detecting a position of a lens; and image movement means capable of move a projection position of a projection image. The projection display device further includes optical axis deviation correction amount storage means configured to store the position of the lens and each optical axis deviation correction amount. When a lens is moved, the image movement means is moved from the lens position detection means and the optical axis deviation correction amount storage means.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、投射表示装置に関し、特にレンズ装置の駆動制御に関する。   The present invention relates to a projection display device, and more particularly to drive control of a lens device.

近年、スクリーンとの設置距離を近づける為に、自由曲面ミラーを用いて画像を反射させる投射表示装置が増加している。   In recent years, in order to reduce the installation distance from the screen, projection display devices that reflect an image using a free-form surface mirror are increasing.

また、近年、プロジェクションマッピングが盛んに行われている。プロジェクションマッピングでは投影中にレンズ装置(投射レンズ)を用いて画像を拡大、縮小する画像表現手法も考えられる。   In recent years, projection mapping has been actively performed. In projection mapping, an image expression method for enlarging and reducing an image using a lens device (projection lens) during projection is also conceivable.

レンズ装置は、公差等により各レンズに傾きや平行偏芯等が発生する。その為、フォーカシングやズーミングにより、内部のレンズが光軸の前後方向に移動すると、レンズ装置の光軸が微小に変動する。例えば、投射表示装置においては、ズーミングやフォーカシングにより投影画像の中心位置(光軸)が微小に変動する。しかし、これらの現象が許容できないことがある。   In the lens apparatus, tilt, parallel eccentricity, and the like occur in each lens due to tolerances and the like. Therefore, when the internal lens moves in the front-rear direction of the optical axis due to focusing or zooming, the optical axis of the lens device fluctuates slightly. For example, in a projection display device, the center position (optical axis) of a projected image varies minutely due to zooming or focusing. However, these phenomena may not be acceptable.

自由曲面ミラーを用いた投射表示装置では、レンズ装置(投射レンズ)の光軸中心と反射ミラーとの位置敏感度が高く、相対的な位置関係がずれた場合、特に画像上側周辺部の光学性能の劣化が大きくなることが多い。   In a projection display device using a free-form surface mirror, the position sensitivity between the optical axis center of the lens device (projection lens) and the reflection mirror is high, and the optical performance of the upper peripheral portion of the image is particularly high when the relative positional relationship is shifted. Often, the deterioration of the

プロジェクションマッピングでは通常、複数の投射表示装置の投影画像を重ね合わせて輝度を向上させるが、それぞれのレンズ装置(投射レンズ)で変動の方向や量が異なる場合、設置時に画素単位で合わせ込んだ画像がずれて、画像劣化を発生させる。また、投射表示装置を単体で使用する際も、画像が揺れる現象として視認される。   Projection mapping usually improves the brightness by superimposing projection images from multiple projection display devices. However, if the direction and amount of variation differ for each lens device (projection lens), the images combined in units of pixels at the time of installation Shifts to cause image degradation. Further, when the projection display device is used alone, it is visually recognized as a phenomenon that the image shakes.

そこで、ズーミングやフォーカシングによりレンズを移動させた際に、光軸の変動(投影画像の位置変化)を補正する手法が望まれている。   Therefore, there is a demand for a technique for correcting the change of the optical axis (change in the position of the projected image) when the lens is moved by zooming or focusing.

特許文献1には、スクリーンと投射表示装置の相対位置情報を検出し、結果に基づいてシフト機構、ズーム機構、フォーカス機構、装置傾き調整機構を作動させて投影画像をスクリーンの有効領域に近づける提案が開示されている。   Patent Document 1 proposes to detect relative position information between a screen and a projection display device and operate a shift mechanism, a zoom mechanism, a focus mechanism, and a device tilt adjustment mechanism based on the results to bring the projected image closer to the effective area of the screen. Is disclosed.

特許文献2には、撮像手段からの情報によりスクリーン位置を予測し、投影画像をスクリーンに一致させる提案が開示されている。   Patent Document 2 discloses a proposal for predicting a screen position based on information from an imaging unit and matching a projected image with a screen.

特開2004−341029号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-341029 特開2006−313979号公報JP 2006-313979 A

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術で、撮像情報をフィードバックする場合、投影画像が変動した後に調整が行われる為、投影中の変動自体をなくすことはできない。また、投影対象が凹凸がある場合やスクリーン枠がない場合は位置情報を正確に検知することが困難である。   However, in the conventional technique disclosed in the above-described patent document, when imaging information is fed back, adjustment is performed after the projection image fluctuates, and thus the fluctuation itself during projection cannot be eliminated. Further, when the projection target is uneven or has no screen frame, it is difficult to accurately detect the position information.

更には、自由曲面ミラーを介して投射された画像は、光軸と自由曲面ミラーとの関係がずれた場合、劣化度合いはズレ方向や量により一定ではない為、得られた撮像情報から補正量を正確に予測することが難しい。また、スクリーンとの距離が近い為に、位置情報の測定誤差が及ぼす補正量への影響度が大きくなり、補正が難しい。   Furthermore, if the relationship between the optical axis and the free-form surface mirror deviates from the image projected through the free-form surface mirror, the degree of deterioration is not constant depending on the direction and amount of deviation. Is difficult to predict accurately. In addition, since the distance to the screen is short, the degree of influence on the correction amount caused by the measurement error of the position information becomes large and correction is difficult.

そこで、本発明の目的は、どのような環境下においてもレンズの移動に伴って発生する光軸ズレを正確に補正可能にしたレンズ装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a lens apparatus capable of accurately correcting an optical axis shift caused by the movement of the lens under any environment.

上記の目的を達成するために、本発明に係る投射表示装置は、
光軸方向に移動可能なレンズを1つ以上有するレンズユニットと、
前記のレンズの位置を検出するためのレンズ位置検出手段と、
投射画像の投射位置を移動させることが可能な画像移動手段を有する投射表示装置において、
レンズの位置とその際の光軸のズレ補正量を記録する光軸ズレ補正量記憶手段を有し、
レンズを移動させた際に、前記レンズ位置検出手段と光軸ズレ補正量記憶手段とから、
前記画像移動手段を移動させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a projection display device according to the present invention provides:
A lens unit having one or more lenses movable in the optical axis direction;
Lens position detecting means for detecting the position of the lens;
In the projection display device having the image moving means capable of moving the projection position of the projection image,
An optical axis deviation correction amount storage means for recording the lens position and the optical axis deviation correction amount at that time;
When the lens is moved, from the lens position detection means and the optical axis deviation correction amount storage means,
The image moving means is moved.

本発明によれば、どのような環境下においてもレンズの移動に伴って発生する光軸ズレを正確に補正可能にしたレンズ装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a lens device capable of accurately correcting an optical axis shift that occurs with the movement of the lens under any environment.

本発明の第1の実施形態の制御フローを示したフローチャートThe flowchart which showed the control flow of the 1st Embodiment of this invention 本発明を説明する投射表示装置の概略図Schematic diagram of a projection display device explaining the present invention 本発明を説明する投射レンズのユニット外観図Unit external view of projection lens for explaining the present invention 本発明を説明する投射レンズの断面図Sectional view of projection lens illustrating the present invention 本発明を説明するシフト機構のユニット概略図Unit schematic diagram of shift mechanism illustrating the present invention 本発明を説明する画像生成手段(液晶パネル)のユニット図Unit diagram of image generation means (liquid crystal panel) for explaining the present invention 本発明を説明する画像生成手段の画像生成領域を示す図The figure which shows the image generation area | region of the image generation means explaining this invention

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の実施形態にかかわる制御フローを示したフローチャートである。図2は本発明を説明する投射表示装置の概略図である。   FIG. 1 is a flowchart showing a control flow according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a projection display device illustrating the present invention.

1は生成された画像を拡大、縮小して投影するための投射レンズ。2は投射レンズ1を保持し、投射レンズの光軸に対して垂直な面に移動可能とするレンズシフト機構。4は任意の画像を生成するための画像生成装置としての液晶パネル。3は光源からの光を赤、青、緑の三色に分離し、液晶パネル4で生成した赤、青、緑の3色の画像を合成するための色分離合成光学系。5は光源からの光を液晶パネル4に均一に照射するための照明光学系。8は画像を投影するためのスクリーン。6は光を発生させる光源。7は投射レンズ1、シフト機構2、色分離合成光学系3、液晶パネル4、照明光学系5、光源ランプ6を内部に格納する投射表示装置外装筺体。   Reference numeral 1 denotes a projection lens for enlarging and reducing the generated image. A lens shift mechanism 2 holds the projection lens 1 and can move to a plane perpendicular to the optical axis of the projection lens. 4 is a liquid crystal panel as an image generating device for generating an arbitrary image. Reference numeral 3 denotes a color separation / synthesis optical system for separating light from a light source into three colors of red, blue, and green, and synthesizing images of three colors of red, blue, and green generated by the liquid crystal panel 4. An illumination optical system 5 uniformly irradiates the liquid crystal panel 4 with light from the light source. 8 is a screen for projecting an image. 6 is a light source for generating light. A projection display device exterior housing 7 stores therein the projection lens 1, the shift mechanism 2, the color separation / synthesis optical system 3, the liquid crystal panel 4, the illumination optical system 5, and the light source lamp 6.

図3は本発明を説明する投射レンズのユニット外観図である。図4は本発明を説明する投射レンズの断面図で図3のA−A断面を示す。   FIG. 3 is a unit external view of the projection lens for explaining the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of the projection lens for explaining the present invention, and shows the AA cross section of FIG.

15は回転することによりフォーカス群を光軸方向に所定量移動可能とするフォーカスカム環。フォーカス環12をモータを用いて回転させることでフォーカスカム環15も回転する。11はフォーカス群の位置を検知するためのフォーカス位置検知センサ。16は回転することによりズーム群を光軸方向に所定量移動可能とするズームカム環。ズーム環13をモータを用いて回転させることでズームカム環16も回転する。14はズーム群の位置を検知するためのズーム位置検知センサ。17は投射レンズ1内に配置され、図4矢印方向に移動することにより、投射レンズ1の光軸を移動させることが可能なIS駆動群。IS駆動群17を移動することで投影画像を投射レンズの光軸に対して垂直な面に移動可能とする。   Reference numeral 15 denotes a focus cam ring which can move a focus group by a predetermined amount in the optical axis direction by rotating. When the focus ring 12 is rotated using a motor, the focus cam ring 15 is also rotated. Reference numeral 11 denotes a focus position detection sensor for detecting the position of the focus group. Reference numeral 16 denotes a zoom cam ring that rotates to move the zoom group by a predetermined amount in the optical axis direction. When the zoom ring 13 is rotated using a motor, the zoom cam ring 16 is also rotated. Reference numeral 14 denotes a zoom position detection sensor for detecting the position of the zoom group. Reference numeral 17 denotes an IS drive group which is arranged in the projection lens 1 and can move the optical axis of the projection lens 1 by moving in the arrow direction in FIG. By moving the IS drive group 17, the projected image can be moved to a plane perpendicular to the optical axis of the projection lens.

図5は本発明を説明するシフト機構のユニット概略図である。   FIG. 5 is a unit schematic diagram of the shift mechanism for explaining the present invention.

26は投射レンズ1を保持し、投射レンズの光軸に垂直で図面X方向(紙面横方向)へ移動させる横方向駆動板。横方向駆動板26は横方向駆動機構24に接続される。横方向駆動機構24内には移動量が検知できる移動量検知センサが内蔵される。横方向駆動機構24は図示せぬモータからの駆動力を伝達する横方向駆動ギア23と接続される。25は横方向駆動板26を保持し、投射レンズの光軸に垂直で図面Y方向(紙面縦方向)へ移動させる縦方向駆動板。縦方向駆動板25は縦方向駆動機構22に接続される。縦方向駆動機構22内には移動量が検知できる移動量検知センサが内蔵される。縦方向駆動機構22は図示せぬモータからの駆動力を伝達する横方向駆動ギア21と接続される。   Reference numeral 26 denotes a lateral drive plate that holds the projection lens 1 and moves the projection lens 1 in the drawing X direction (lateral direction in the drawing) perpendicular to the optical axis of the projection lens. The lateral drive plate 26 is connected to the lateral drive mechanism 24. A movement amount detection sensor capable of detecting the movement amount is built in the lateral drive mechanism 24. The lateral drive mechanism 24 is connected to a lateral drive gear 23 that transmits a driving force from a motor (not shown). Reference numeral 25 denotes a vertical drive plate that holds the horizontal drive plate 26 and moves it in the Y direction in the drawing (vertical direction in the drawing) perpendicular to the optical axis of the projection lens. The longitudinal drive plate 25 is connected to the longitudinal drive mechanism 22. A movement amount detection sensor capable of detecting the movement amount is built in the vertical driving mechanism 22. The vertical driving mechanism 22 is connected to a horizontal driving gear 21 that transmits a driving force from a motor (not shown).

図6は本発明を説明する画像生成手段(液晶パネル4)のユニット図である。図7は本発明を説明する画像生成手段(液晶パネル4)の画像生成領域を示す図である。   FIG. 6 is a unit diagram of image generation means (liquid crystal panel 4) for explaining the present invention. FIG. 7 is a diagram showing an image generation area of the image generation means (liquid crystal panel 4) for explaining the present invention.

42は光が照射され任意の画像が生成可能な領域である画像生成可能領域。41は画像生成可能領域42内に存在し、投影画像を生成する画像生成領域。画像生成領域41は画像生成可能領域42内であれば移動可能である(図7 411、412参照)。411と412は、画像生成可能領域内42での異なる画像生成領域を示す。画像生成領域41を移動することで投射画像は液晶パネル4の1画素単位で投影画像を投射レンズの光軸に対して垂直な面に移動することが可能である。   Reference numeral 42 denotes an image generation possible area which is an area where light can be irradiated and an arbitrary image can be generated. Reference numeral 41 denotes an image generation area that exists in the image generation possible area 42 and generates a projection image. The image generation area 41 is movable as long as it is within the image generation possible area 42 (see FIGS. 711 and 412). Reference numerals 411 and 412 denote different image generation areas in the image generation possible area 42. By moving the image generation area 41, the projected image can be moved in a unit of one pixel of the liquid crystal panel 4 to a plane perpendicular to the optical axis of the projection lens.

投射表示装置は3つのシフト手段をもつ。一つ目は投射レンズ1を保持し、光軸の垂直方向に移動可能なシフト機構2。2つ目は投射レンズ1内に配置され、図4矢印方向に移動することで投影画像の位置を変動させるIS群17。3つめは液晶パネル4内の画像生成可能領域内42において、画像生成領域を移動することによって(図7参照)投影画像を1画素単位で移動させるデジタルシフト。   The projection display device has three shift means. The first is a shift mechanism 2 that holds the projection lens 1 and is movable in the direction perpendicular to the optical axis, and the second is located in the projection lens 1 and moves in the direction of the arrow in FIG. Fluctuating IS group 17. The third is a digital shift in which the projected image is moved in units of one pixel by moving the image generation area (see FIG. 7) in the image generation possible area 42 in the liquid crystal panel 4.

以下、図1、2、3、4、5を参照して、本発明の第1の実施例による、投射レンズの光軸補正フローについて説明する。   The optical axis correction flow of the projection lens according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

レンズ装置は内部のレンズ(移動群)がフォーカシングやズーミングで移動することにより光軸が微小に変動する。この変動量や変動方向は部品公差や組立て、調整等を原因とするため、一つ一つのレンズ装置ごとに異なる傾向を示す。投射表示装置におけるレンズ装置である投射レンズ1も同様である。   In the lens apparatus, the optical axis fluctuates slightly when an internal lens (moving group) moves by focusing or zooming. Since the fluctuation amount and the fluctuation direction are caused by component tolerance, assembly, adjustment, and the like, each lens apparatus has a different tendency. The same applies to the projection lens 1 which is a lens device in the projection display device.

そこで製造時に投射レンズ1ごとに光軸のズレを記録し、レンズ(移動群)の位置と光軸のズレの情報を図示せぬ記憶装置に記憶しておく。ここでレンズ(移動群)の位置とはフォーカス位置、ズーム位置と同じ意味を持つ。   Therefore, the deviation of the optical axis is recorded for each projection lens 1 at the time of manufacture, and information on the position of the lens (moving group) and the deviation of the optical axis is stored in a storage device (not shown). Here, the position of the lens (moving group) has the same meaning as the focus position and the zoom position.

初めにstep1にて、使用者がフォーカス動作、もしくはズーム動作の少なくともどちらかの動作を行う。   First, at step 1, the user performs at least one of a focus operation and a zoom operation.

次にstep2にて、フォーカス位置検知センサ11とズーム位置検知センサ14を介してフォーカス位置情報とズーム位置情報を読み込む。   Next, at step 2, focus position information and zoom position information are read via the focus position detection sensor 11 and the zoom position detection sensor.

次にstep3にて、製造時に記憶しておいた移動群の位置による光軸ズレ補正量情報を参照し、フォーカシング、もしくはズーミングにより発生する光軸ズレ量を補正するための補正量を選択する。   Next, at step 3, the correction amount for correcting the optical axis deviation amount generated by focusing or zooming is selected with reference to the optical axis deviation correction amount information stored at the time of manufacture.

次にstep4にて、フォーカシング、もしくはズーミングにより発生した光軸ズレをstep3にて選択した補正量をシフト機構2を用い、投射レンズ1を移動することで減じる。   Next, in step 4, the correction amount selected in step 3 for the optical axis deviation generated by focusing or zooming is reduced by moving the projection lens 1 using the shift mechanism 2.

シフト機構2が上下、左右方向の所定位置までの移動が指定できる投射表示装置の場合、上記の補正によりシフト機構2を移動させると同時に、所定位置を再設定することが好ましい。ここで所定位置とは製品スペック等で謳われる、例えば「シフト上下左右0%」、「シフト上60%」、「シフト下10%」、「シフト左右10%」であり、物理的な端ではなく、ソフトで移動量を規制する所定位置とする。   In the case where the shift mechanism 2 is a projection display device that can specify movement to a predetermined position in the vertical and horizontal directions, it is preferable to reset the predetermined position at the same time as the shift mechanism 2 is moved by the above correction. Here, the predetermined position is indicated by product specifications, for example, “shift up / down / left / right 0%”, “shift up 60%”, “shift down 10%”, “shift left / right 10%”. Rather, it is set to a predetermined position where the movement amount is restricted by software.

シフト機構2のソフトで規制する所定位置は、物理的に衝突する端に対して余裕を持って内側に設定さる。つまり、(ソフト端位置)+(余裕シロ)=(物理的に衝突する端)となる。つまり、上記補正による移動量が余裕シロを超えない限りは、シフト機構2でのシフト範囲の変更が可能である。   The predetermined position regulated by the software of the shift mechanism 2 is set inside with a margin with respect to the physically colliding end. That is, (soft end position) + (room margin) = (physically colliding end). That is, the shift range of the shift mechanism 2 can be changed as long as the amount of movement by the correction does not exceed the margin.

上記補正による移動量が余裕シロを超える場合は、2つの手段を用いてシフト可動範囲を拡大する。1つめは、液晶パネル4の画像生成可能領域42で画像生成領域41の位置を変動させるデジタルシフト。2つめはIS群17を駆動させ初期状態(投射表示装置に対して振動の入力がなされない状態)で画像をシフトさせるISシフト動作。   When the movement amount by the correction exceeds the margin, the shift movable range is expanded using two means. The first is a digital shift that changes the position of the image generation area 41 in the image generation possible area 42 of the liquid crystal panel 4. The second is an IS shift operation in which the IS group 17 is driven to shift an image in an initial state (a state where no vibration is input to the projection display device).

光軸ズレ補正量分だけ、光軸ズレ補正方向に投影画像のシフト範囲を変更する。   The shift range of the projected image is changed in the optical axis shift correction direction by the optical axis shift correction amount.

次にstep5にて、投射表示装置の電源をOFFとする指令があるかどうかを判断する。ない場合はstep1にもどり、投射表示装置の電源をOFFとする指令があるまでstep1からstep5を繰り返す。   Next, at step 5, it is determined whether there is a command to turn off the power of the projection display device. If not, return to step 1 and repeat step 1 to step 5 until there is a command to turn off the power of the projection display device.

投射表示装置の電源をOFFとする指令がある場合は動作を終了する。   If there is a command to turn off the power of the projection display device, the operation is terminated.

以下、図1、2、3、4、6、7を参照して、本発明の第2の実施例による、投射レンズの光軸補正フローについて説明する。   The optical axis correction flow of the projection lens according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

製造時に投射レンズ1ごとに光軸のズレを記録し、レンズ(移動群)の位置と光軸のズレの情報を図示せぬ記憶装置に記憶しておく。   The optical axis deviation is recorded for each projection lens 1 at the time of manufacture, and information on the position of the lens (moving group) and the optical axis deviation is stored in a storage device (not shown).

初めにstep1にて、使用者がフォーカス動作、もしくはズーム動作の少なくともどちらかの動作を行う。   First, at step 1, the user performs at least one of a focus operation and a zoom operation.

次にstep2にて、フォーカス位置検知センサ11とズーム位置検知センサ14を介してフォーカス位置情報とズーム位置情報を読み込む。   Next, at step 2, focus position information and zoom position information are read via the focus position detection sensor 11 and the zoom position detection sensor.

次にstep3にて、製造時に記憶しておいた移動群の位置による光軸ズレ補正量情報を参照し、フォーカシング、もしくはズーミングにより発生する光軸ズレ量を補正するための補正量を選択する。   Next, at step 3, the correction amount for correcting the optical axis deviation amount generated by focusing or zooming is selected with reference to the optical axis deviation correction amount information stored at the time of manufacture.

次にstep4にて、フォーカシング、もしくはズーミングにより発生した光軸ズレをstep3にて選択した補正量を液晶パネル4を用いて減じる。具体的には画像生成可能領域42内において画像生成領域を変更することにより投影画像を移動する。   Next, in step 4, the liquid crystal panel 4 is used to reduce the correction amount selected in step 3 for the optical axis deviation generated by focusing or zooming. Specifically, the projected image is moved by changing the image generation area within the image generation possible area 42.

シフト機構2が上下、左右方向の所定位置までの移動が指定できる投射表示装置の場合、上記の補正と同時に、所定位置を再設定することが好ましい。ここで所定位置とは製品スペック等で謳われる、例えば「シフト上下左右0%」、「シフト上60%」、「シフト下10%」、「シフト左右10%」であり、物理的な端ではなく、ソフトで移動量を規制する所定位置とする。   When the shift mechanism 2 is a projection display device that can designate movement to a predetermined position in the vertical and horizontal directions, it is preferable to reset the predetermined position simultaneously with the above correction. Here, the predetermined position is indicated by product specifications, for example, “shift up / down / left / right 0%”, “shift up 60%”, “shift down 10%”, “shift left / right 10%”. Rather, it is set to a predetermined position where the movement amount is restricted by software.

シフト機構2のソフトで規制する所定位置は、物理的に衝突する端に対して余裕を持って内側に設定さる。つまり、(ソフト端位置)+(余裕シロ)=(物理的に衝突する端)となる。つまり、上記補正による移動量が余裕シロを超えない限りは、シフト機構2でのシフト範囲の変更が可能である。   The predetermined position regulated by the software of the shift mechanism 2 is set inside with a margin with respect to the physically colliding end. That is, (soft end position) + (room margin) = (physically colliding end). That is, the shift range of the shift mechanism 2 can be changed as long as the amount of movement by the correction does not exceed the margin.

上記補正による移動量が余裕シロを超える場合は、2つの手段を用いてシフト可動範囲を拡大する。1つめは、液晶パネル4の画像生成可能領域42で画像生成領域41の位置を変動させるデジタルシフト。2つめはIS群17を駆動させ初期状態(投射表示装置に対して振動の入力がなされない状態)で画像をシフトさせるISシフト動作。
光軸ズレ補正量分だけ、光軸ズレ補正方向に投影画像のシフト範囲を変更する。
When the movement amount by the correction exceeds the margin, the shift movable range is expanded using two means. The first is a digital shift that changes the position of the image generation area 41 in the image generation possible area 42 of the liquid crystal panel 4. The second is an IS shift operation in which the IS group 17 is driven to shift an image in an initial state (a state where no vibration is input to the projection display device).
The shift range of the projected image is changed in the optical axis shift correction direction by the optical axis shift correction amount.

次にstep5にて、投射表示装置の電源をOFFとする指令があるかどうかを判断する。ない場合はstep1にもどり、投射表示装置の電源をOFFとする指令があるまでstep1からstep5を繰り返す。   Next, at step 5, it is determined whether there is a command to turn off the power of the projection display device. If not, return to step 1 and repeat step 1 to step 5 until there is a command to turn off the power of the projection display device.

投射表示装置の電源をOFFとする指令がある場合は動作を終了する。   If there is a command to turn off the power of the projection display device, the operation is terminated.

以下、図1、2、3、4を参照して、本発明の第3の実施例による、投射レンズの光軸補正フローについて説明する。   The optical axis correction flow of the projection lens according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

製造時に投射レンズ1ごとに光軸のズレを記録し、レンズ(移動群)の位置と光軸のズレの情報を図示せぬ記憶装置に記憶しておく。   The optical axis deviation is recorded for each projection lens 1 at the time of manufacture, and information on the position of the lens (moving group) and the optical axis deviation is stored in a storage device (not shown).

初めにstep1にて、使用者がフォーカス動作、もしくはズーム動作の少なくともどちらかの動作を行う。   First, at step 1, the user performs at least one of a focus operation and a zoom operation.

次にstep2にて、フォーカス位置検知センサ11とズーム位置検知センサ14を介してフォーカス位置情報とズーム位置情報を読み込む。   Next, at step 2, focus position information and zoom position information are read via the focus position detection sensor 11 and the zoom position detection sensor.

次にstep3にて、製造時に記憶しておいた移動群の位置による光軸ズレ補正量情報を参照し、フォーカシング、もしくはズーミングにより発生する光軸ズレ量を補正するための補正量を選択する。   Next, at step 3, the correction amount for correcting the optical axis deviation amount generated by focusing or zooming is selected with reference to the optical axis deviation correction amount information stored at the time of manufacture.

次にstep4にて、フォーカシング、もしくはズーミングにより発生した光軸ズレをstep3にて選択した補正量をIS群17を用いて減じる。具体的にはIS群17を駆動させ初期状態(投射表示装置に対して振動の入力がなされない状態)で画像をシフトさせて投影画像を移動する。   Next, at step 4, the IS group 17 is used to reduce the correction amount selected at step 3 for the optical axis deviation generated by focusing or zooming. Specifically, the IS group 17 is driven and the projected image is moved by shifting the image in an initial state (a state where no vibration is input to the projection display device).

シフト機構2が上下、左右方向の所定位置までの移動が指定できる投射表示装置の場合、上記の補正と同時に、所定位置を再設定することが好ましい。ここで所定位置とは製品スペック等で謳われる、例えば「シフト上下左右0%」、「シフト上60%」、「シフト下10%」、「シフト左右10%」であり、物理的な端ではなく、ソフトで移動量を規制する所定位置とする。   When the shift mechanism 2 is a projection display device that can designate movement to a predetermined position in the vertical and horizontal directions, it is preferable to reset the predetermined position simultaneously with the above correction. Here, the predetermined position is indicated by product specifications, for example, “shift up / down / left / right 0%”, “shift up 60%”, “shift down 10%”, “shift left / right 10%”. Rather, it is set to a predetermined position where the movement amount is restricted by software.

シフト機構2のソフトで規制する所定位置は、物理的に衝突する端に対して余裕を持って内側に設定さる。つまり、(ソフト端位置)+(余裕シロ)=(物理的に衝突する端)となる。つまり、上記補正による移動量が余裕シロを超えない限りは、シフト機構2でのシフト範囲の変更が可能である。   The predetermined position regulated by the software of the shift mechanism 2 is set inside with a margin with respect to the physically colliding end. That is, (soft end position) + (room margin) = (physically colliding end). That is, the shift range of the shift mechanism 2 can be changed as long as the amount of movement by the correction does not exceed the margin.

上記補正による移動量が余裕シロを超える場合は、2つの手段を用いてシフト可動範囲を拡大する。1つめは、液晶パネル4の画像生成可能領域42で画像生成領域41の位置を変動させるデジタルシフト。2つめはIS群17を駆動させ初期状態(投射表示装置に対して振動の入力がなされない状態)で画像をシフトさせるISシフト動作。
光軸ズレ補正量分だけ、光軸ズレ補正方向に投影画像のシフト範囲を変更する。
When the movement amount by the correction exceeds the margin, the shift movable range is expanded using two means. The first is a digital shift that changes the position of the image generation area 41 in the image generation possible area 42 of the liquid crystal panel 4. The second is an IS shift operation in which the IS group 17 is driven to shift an image in an initial state (a state where no vibration is input to the projection display device).
The shift range of the projected image is changed in the optical axis shift correction direction by the optical axis shift correction amount.

次にstep5にて、投射表示装置の電源をOFFとする指令があるかどうかを判断する。ない場合はstep1にもどり、投射表示装置の電源をOFFとする指令があるまでstep1からstep5を繰り返す。   Next, at step 5, it is determined whether there is a command to turn off the power of the projection display device. If not, return to step 1 and repeat step 1 to step 5 until there is a command to turn off the power of the projection display device.

投射表示装置の電源をOFFとする指令がある場合は動作を終了する。   If there is a command to turn off the power of the projection display device, the operation is terminated.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、製造時に投射表示装置の設置方法(天井に吊下げて設置する場合、机に設置する場合、上向きで投射する場合等)ごとの投射レンズ姿勢における光軸ズレ量を記憶して、投射レンズ1の姿勢差による光軸変動の違いも細かく補正することもできる。また、画像生成手段として液晶パネルでの説明を行ったが、DMD等の画像生成手段でも同様の効果を得ることができる。
さらには実施例1、2、3のシフト機構、液晶パネル、IS群の3つの補正手段を組み合わせて光軸補正を行ってもよい。
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. For example, it stores the amount of optical axis misalignment in the projection lens attitude for each projection display device installation method (when suspended from the ceiling, installed on a desk, projected upward, etc.) It is also possible to finely correct the difference in the optical axis variation due to the attitude difference of 1. In addition, the liquid crystal panel has been described as the image generation unit, but the same effect can be obtained with an image generation unit such as DMD.
Further, the optical axis correction may be performed by combining the three correction means of the shift mechanism, the liquid crystal panel, and the IS group of the first, second, and third embodiments.

1 投射レンズ、11 フォーカス位置検知センサ、12 フォーカス環、
13 ズーム環、14 ズーム位置検知センサ、15 フォーカスカム環、
16 ズームカム環、17 IS群、2 シフト機構、21 高さ方向駆動ギア、
22 高さ方向駆動機構、23 横方向駆動ギア、24 横方向駆動機構、
25 縦方向駆動板、26 横方向駆動板、3 色分離合成光学系、4 液晶パネル、
41 画像生成領域、42 画像生成可能領域、411 画像生成領域その1、
412 画像生成領域その2、5 照明光学系、6 光源ランプ、
7 投射表示装置外装筺体、8 スクリーン
1 projection lens, 11 focus position detection sensor, 12 focus ring,
13 Zoom ring, 14 Zoom position detection sensor, 15 Focus cam ring,
16 zoom cam ring, 17 IS group, 2 shift mechanism, 21 height direction drive gear,
22 height direction drive mechanism, 23 lateral direction drive gear, 24 lateral direction drive mechanism,
25 vertical direction drive plate, 26 horizontal direction drive plate, 3 color separation / synthesis optical system, 4 liquid crystal panel,
41 image generation area, 42 image generation possible area, 411 image generation area 1
412 Image generation area 2, 5 Illumination optical system, 6 Light source lamp,
7 Projection display exterior housing, 8 screens

Claims (5)

光軸方向に移動可能なレンズを1つ以上有するレンズユニットと、
前記のレンズの位置を検出するためのレンズ位置検出手段と、
投射画像の投射位置を移動させることが可能な画像移動手段を有する投射表示装置において、
レンズの位置とその際の光軸のズレ補正量を記録する光軸ズレ補正量記憶手段を有し、
レンズを移動させた際に、前記レンズ位置検出手段と光軸ズレ補正量記憶手段とから、
前記画像移動手段を移動させることを特徴とする投射表示装置。
A lens unit having one or more lenses movable in the optical axis direction;
Lens position detecting means for detecting the position of the lens;
In the projection display device having the image moving means capable of moving the projection position of the projection image,
An optical axis deviation correction amount storage means for recording the lens position and the optical axis deviation correction amount at that time;
When the lens is moved, from the lens position detection means and the optical axis deviation correction amount storage means,
A projection display device that moves the image moving means.
前記画像移動手段が前記レンズユニットを保持し、光軸と平行な面内で前記レンズユニットを移動可能とするレンズシフト機構により構成されることを特徴とする請求項1に記載の投射表示装置。 The projection display device according to claim 1, wherein the image moving unit is configured by a lens shift mechanism that holds the lens unit and allows the lens unit to move in a plane parallel to an optical axis. 前記画像移動手段が映像信号に応じた光学像を形成する光学変調素子の画像生成領域を移動させるデジタルシフト手段により構成されることを特徴とする請求項1に記載の投射表示装置。 2. The projection display device according to claim 1, wherein the image moving means is constituted by a digital shift means for moving an image generation region of an optical modulation element that forms an optical image corresponding to a video signal. 前記画像移動手段が、前記レンズユニット内に配置され、画像のズレを補正するための防振機構により構成されることを特徴とする請求項1に記載の投射表示装置。 The projection display device according to claim 1, wherein the image moving unit is disposed in the lens unit, and is configured by a vibration isolation mechanism for correcting image misalignment. レンズの移動前後での光軸ズレ量を減少させるよう前記画像移動手段を移動させた後、
前記画像移動手段の移動範囲の再設定を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の投射表示装置。
After moving the image moving means to reduce the amount of optical axis deviation before and after the movement of the lens,
The projection display apparatus according to claim 1, wherein the moving range of the image moving unit is reset.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023070826A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 歌尔光学科技有限公司 Optical projector

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