JP2018005164A

JP2018005164A - プロジェクター及びプロジェクターの制御方法

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Publication number: JP2018005164A
Application number: JP2016135724A
Authority: JP
Inventors: 裕介工藤; Yusuke Kudo
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2018-01-11

Abstract

【課題】外光が光変調部に照射されることで、不具合が発生するおそれを軽減することができるプロジェクター及びプロジェクターの制御方法を提供する。【解決手段】プロジェクターは、プロジェクター１１であって、第１の光を射出する光源２と、外部の装置５から入力される画像データに基づいて第１の光を変調した第２の光を射出する光変調部７２と、投射レンズを含み、投射レンズを用いて、第２の光を投射する画像投射部７３と、投射レンズを移動させるレンズ位置調整部１２１と、プロジェクター１１の動作状態又は外部の装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、レンズ位置調整部１２１に、投射レンズから入射する第３の光が、光変調部７２で結像しない位置に、投射レンズを移動させる制御部１０３と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクター及びプロジェクターの制御方法に関するものである。

コンサート会場などでは演出用の高出力レーザー装置が用いられることがある。またその中でプロジェクターが使用されることがある。その際、プロジェクターの投射レンズから入射した外光（レーザー光など）が、光変調手段（液晶パネル、ＤＭＤなど）や偏光板などの部品面で結像し、発熱を引起し、プロジェクターの故障の原因となるおそれがあった。

これに対し、ＤＭＤを用いた画像投影装置において、投射レンズの光像入射面に対向するようなシャッター部材を設け、プロジェクターの電源がオフの時に、シャッター部材が光像入射面に対向する遮光位置に移動させることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では投影レンズの光像入射面側に、シャッター部材を設け、光源オン時にシャッター部材を退避位置に移動させ、光源オフ時にシャッター部材を遮光位置に移動させる構成となっていた。これにより光源オフ時に投影レンズからレーザー光が入ってきたとしても、シャッター部材によりレーザー光が遮られ、ＤＭＤやその駆動基板などの画像形成部が受けるダメージを抑制していた。

特開２０１４−１７４３１４号公報

しかしながら、特許文献１のように投影レンズと画像形成部との間にシャッター部材を設ける場合、投影レンズと画像形成部との間の距離（バックフォーカス）が大きくなることで、より精度の高い投影レンズが必要となりコストが上がる。また、バックフォーカスを大きくしないようにするためには、投影レンズの光軸方向の調整幅を少なくしたり、光学的な機能を実装するためのスペースを減少させる等が必要となるため、性能の低下が懸念される。さらに、投射レンズの光射出面側にシャッター部材を設けるような形態であっても、プロジェクターの部品点数が多くなり、コストアップや歩留りの低下となる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るプロジェクターは、プロジェクターであって、第１の光を射出する光源と、外部の装置から入力される画像データに基づいて前記第１の光を変調した第２の光を射出する光変調部と、投射レンズを含み、前記投射レンズを用いて、前記第２の光を投射する画像投射部と、前記投射レンズを移動させるレンズ位置調整部と、前記プロジェクターの動作状態又は前記外部の装置から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、前記レンズ位置調整部に、前記投射レンズから入射する第３の光が、前記光変調部で結像しない位置に、前記投射レンズを移動させる制御部と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、プロジェクターの動作状態又は外部の装置から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、投射レンズから入射する第３の光が、光変調部で結像しない位置に、投射レンズを移動できる。これにより、光変調部上に結像しないようにできる。その結果、第３の光が光変調部に照射されることで、不具合が発生するおそれを軽減することができる。

［適用例２］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記制御部は、前記外部の装置からの画像データの入力が停止した場合に、前記レンズ位置調整部に、前記第３の光が、前記光変調部で結像しない位置に、前記投射レンズを移動させることが好ましい。

本適用例によれば、外部の装置から入力される画像データがない場合に、第３の光が光変調部で結像しない位置に投射レンズを移動できる。

［適用例３］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記制御部は、前記光変調部によって光量を所定の光量以下に減光する場合に、前記レンズ位置調整部に、前記第３の光が、前記光変調部で結像しない位置に、前記投射レンズを移動させることが好ましい。

本適用例によれば、光変調部によって減光された場合に、第３の光が光変調部で結像しない位置に投射レンズを移動できる。

［適用例４］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記プロジェクターの動作状態又は前記外部の装置から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当したときの前記投射レンズの位置を表すレンズ位置情報を記憶する記憶部をさらに有し、前記制御部は、前記記憶部に記憶される前記レンズ位置情報に基づいて、前記レンズ位置調整部を制御することが好ましい。

本適用例によれば、第２の光が光変調部で結像しない位置に投射レンズが移動した後、プロジェクターの動作状態又は前記外部の装置から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当したときの位置に自動的に投射レンズを移動できる。

［適用例５］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記投射レンズは、ズームレンズであることが好ましい。

本適用例によれば、光変調部に全く結像しなくなる位置に、投射レンズを移動できる。

［適用例６］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記第２の光が前記光変調部で結像しない、前記ズームレンズの位置は、前記ズームレンズのテレ端よりも前記光変調部に近いことが好ましい。

本適用例によれば、ワイド、テレ、非結像位置の並びのレンズ性能を確保できる。

［適用例７］上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記第２の光が前記光変調部で結像しない、前記ズームレンズの位置は、前記ズームレンズのワイド端よりも前記光変調部から遠いことが好ましい。

本適用例によれば、非結像位置、ワイド、テレの並びのレンズ性能を確保できる。

［適用例８］本適用例に係るプロジェクターの制御方法は、第１の光を射出する光源と、外部の装置から入力される画像データに基づいて前記第１の光を変調した第２の光を射出する光変調部と、投射レンズを含み、前記投射レンズを用いて、前記第２の光を投射する画像投射部と、前記投射レンズを移動させるレンズ位置調整部と、を有するプロジェクターの制御方法であって、前記レンズ位置調整部は、前記プロジェクターの動作状態又は前記外部の装置から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、前記投射レンズから入射する第３の光が、前記光変調部で結像しない位置に、前記投射レンズを移動させることを特徴とする。

本実施形態に係るプロジェクターが備える投射部の構成を示す要部平面図。画像供給装置及びプロジェクターを含むプロジェクションシステムの機能的構成を示すブロック図。ズームレンズを示す断面図。ワイド端状態のズームレンズを示す断面図。テレ端状態のズームレンズを示す断面図。カム筒の展開図。本実施形態に係るプロジェクターの制御方法を示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大又は縮小して表示している。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクターが備える投射部の構成を示す要部平面図である。
本実施形態に係るプロジェクター１１は、図１に示すように、光源としてのランプ２を備え、このランプ２が発した光（第１の光）を、液晶ライトバルブ７９によって変調してスクリーンＳＣ（図２）に投射する。ランプ２は、例えばメタルハライドランプや高圧水銀ランプ等の高輝度ランプにより構成され、図中に示す赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、及び青色光Ｌｂを含む光Ｌｗ（以下、これらの各光を区別しないときには「光Ｌ」ともいう）を射出する。

プロジェクター１１は、一対のレンズアレイ６１ａ，６１ｂ、重畳レンズ６２、液晶ライトバルブ７９ｒ，７９ｇ，７９ｂ（以下、区別しないときには「液晶ライトバルブ７９」ともいう）、ダイクロイックミラー７４ｒ，７４ｂ、反射ミラー７５ａ〜７５ｄ、リレーレンズ７６、プリズム７７、及び投射レンズ６を備えている。レンズアレイ６１ａは、ランプ２からの光束を複数の部分光に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸と直交する面内に所定のピッチ（配列ピッチ）Ｐでマトリクス状に配列される複数の光学素子（図示略）を備えて構成されている。レンズアレイ６１ｂは、レンズアレイ６１ａにより分割された複数の部分光束の発散角を調節する光学素子であり、レンズアレイ６１ａと同様に照明光軸と直交する面内にマトリクス状に配列される複数の光学素子（図示略）を備えて構成されている。

重畳レンズ６２は、一対のレンズアレイ６１ａ，６１ｂを経た複数の部分光束を集光して液晶ライトバルブ７９の画像形成領域上に重畳させる。

液晶ライトバルブ７９ｒ，７９ｇ，７９ｂは、後述する光変調装置駆動部１１９により駆動されて画像を表示し、赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、及び青色光Ｌｂを透過させることにより、画像データに基づいて各色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを変調し、変調した光（第２の光）をプリズム７７に射出する。ダイクロイックミラー７４ｒ，７４ｂ、反射ミラー７５ａ〜７５ｄ、及びリレーレンズ７６は、光Ｌの光路内に配設されて各液晶ライトバルブ７９に光Ｌを入射させる。この場合、ダイクロイックミラー７４ｒは、赤色光Ｌｒを透過させ、緑色光Ｌｇ及び青色光Ｌｂを反射させる。また、ダイクロイックミラー７４ｂは、青色光Ｌｂを透過させ、緑色光Ｌｇを反射させる。また、反射ミラー７５ａ〜７５ｄは、光Ｌを反射（全反射）させる。したがって、液晶ライトバルブ７９ｒには光Ｌｗのうちの赤色光Ｌｒだけが入射し、液晶ライトバルブ７９ｇには光Ｌｗのうちの緑色光Ｌｇだけが入射し、液晶ライトバルブ７９ｂには光Ｌｗのうちの青色光Ｌｂだけが入射する。プリズム７７は、各液晶ライトバルブ７９ｒ，７９ｇ，７９ｂによって変調された赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、及び青色光Ｌｂを合成する。投射レンズ６は、プリズム７７で合成された光（投射光Ｌｐ）を拡大してスクリーンＳＣに投射する。

図２は、画像供給装置５及びプロジェクター１１を含むプロジェクションシステム１０の機能的構成を示すブロック図である。
プロジェクター１１は、パーソナルコンピューターや各種画像プレーヤー等の外部の画像供給装置（図示略）にＩ／Ｆ（インターフェイス）１０１を介して接続され、これらの画像供給装置（外部の装置）から入力される画像をスクリーンＳＣに投射する。Ｉ／Ｆ１０１は、例えば、ＵＳＢインターフェイス、有線又は無線ＬＡＮインターフェイス、アナログ映像信号が入力されるＶＧＡ端子、デジタル映像信号が入力されるＤＶＩ（Digital Visual Interface）、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ等のコンポジット映像信号が入力されるＳ映像端子、コンポジット映像信号が入力されるＲＣＡ端子、コンポーネント映像信号が入力されるＤ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）規格に準拠したＨＤＭＩコネクター等を備え、上記の端子やコネクターを介して信号を入出力するインターフェイス回路を備えていてもよい。上記の画像供給装置としては、ビデオ再生装置、ＤＶＤ再生装置、テレビチューナー装置、ＣＡＴＶのセットトップボックス、ビデオゲーム装置等の画像出力装置、ＰＣ（Personal Computer）等が挙げられる。

プロジェクター１１は、静止画像及び動画像（映像）のいずれであっても表示可能である。また、スクリーンＳＣは、例えばほぼ直立して設置された矩形形状のスクリーンであり、プロジェクター用のスクリーンのほか、壁面をスクリーンＳＣとすることも可能である。

また、プロジェクター１１は、外部の装置としての画像供給装置５に接続される外部機器Ｉ／Ｆ８８を備えている。外部機器Ｉ／Ｆ８８は、画像供給装置５専用のインターフェイスとして設けられ、画像供給装置５が備える外部Ｉ／Ｆ５９に適合する専用のコネクターを有する。この外部機器Ｉ／Ｆ８８に画像供給装置５から画像データが入力されると、制御部１０３は、後述する入力画像検出部１０３Ａ及び表示制御部１０３Ｂの機能によって、入力された画像データを取得し、Ｉ／Ｆ１０１から入力される画像データと同様に画像処理部１０７によって画像処理を行い、この画像データに基づく画像を投射部３によってスクリーンＳＣに投射する。

画像供給装置５は、例えば携帯型のメディアプレーヤーとして構成され、内部に記憶している画像や、画像供給装置５が外部の装置から取得した画像をプロジェクター１１に供給する機能を備えている。具体的な例としては、画像供給装置５は、オーディオ・ビデオプレーヤーのほか、携帯電話機能を備えたものであってもよい。

画像供給装置５は、所定のプログラムを実行して画像供給装置５の各部を制御するＣＰＵ、ＣＰＵが実行する基本制御プログラムや基本制御プログラムに係るデータ等を不揮発的に記憶したＲＯＭ、及び、ＣＰＵが実行するプログラムやデータを一時的に記憶するＲＡＭ等を備えた制御部９１と、制御部９１が実行するアプリケーションプログラム等を記憶する記憶部９２と、制御部９１の制御に従って各種画面を表示パネル５６に表示する表示部５７と、画像供給装置５の本体に設けられた各種操作子からなるスイッチ部５４及び表示パネル５６の表面に重畳配置されてタッチ操作を検出するタッチスクリーン５５に接続され、これらスイッチ部５４及びタッチスクリーン５５に対する入力操作を検出する操作検出部５３と、制御部９１の制御に従って無線通信回線を介して、他のパーソナルコンピューターやプロジェクター１１等の外部の装置との間で各種データを送受信する無線通信部５８と、プロジェクター１１に対してデジタル画像データを出力する外部Ｉ／Ｆ５９とを備え、これらの各部はバスを介して相互に接続されている。

画像供給装置５は、操作検出部５３が検出した操作に従って動作を開始し、この操作により指定されたアプリケーションプログラムを実行し、例えば、画像ビューワープログラムの機能によって、記憶部９２に記憶している画像データ９２Ｂを再生表示する。ここで、画像供給装置５は、動画像又は静止画像である画像データ９２Ｂを、表示部５７の機能により表示パネル５６上に画像を表示するとともに、この表示パネル５６に表示されている画面と同じ画面を表示するための画像データをプロジェクター１１に送信する。

また、画像供給装置５は、無線通信部５８によって画像データ及び制御情報をプロジェクター１１に送信することも可能であるが、本実施形態では外部Ｉ／Ｆ５９から画像データを出力する例について説明する。記憶部９２は、制御部９１が実行する制御プログラム９２Ａ、及び、画像供給装置５が処理する画像データ９２Ｂ等の各種データを、制御部９１のＣＰＵが読み取り可能な態様で記憶する。さらに、画像供給装置５が静止画像や動画像の撮影機能を備えている場合、記憶部９２は、撮影された撮影画像データを記憶してもよい。

画像供給装置５は、記憶部９２に記憶している制御プログラム９２Ａを実行することにより、プロジェクター１１に画像を出力する画像出力部９１Ａ、外部の装置との間の通信を制御する通信制御部９１Ｂ、表示パネル５６における表示を制御する表示制御部９１Ｃとして機能する。画像出力部９１Ａは、外部Ｉ／Ｆ５９を介してプロジェクター１１に接続されたことを検出した後、操作検出部５３の操作によって選択された画像データ９２Ｂ、又は、通信制御部９１Ｂによって外部の装置から取得した画像データを表示するためのデータを生成し、外部Ｉ／Ｆ５９を介してプロジェクター１１に出力する。ここで、画像出力部９１Ａは、画像データ９２Ｂ又は外部の装置から取得した画像データの解像度、フレームレート、色調、データフォーマット等をプロジェクター１１に合わせて調整あるいは変換する処理を実行することも可能である。また、画像出力部９１Ａは、外部Ｉ／Ｆ５９がプロジェクター１１から取り外されたことを検出すると、外部Ｉ／Ｆ５９からのデータの出力を停止する。

プロジェクター１１は、大きく分けて光学的な画像の形成を行う投射部３と、この投射部３に入力される表示信号を電気的に処理する画像処理系とからなる。投射部３は、照明装置７１、光変調部としての光変調装置７２、及び画像投射部としての投射光学系７３から構成されている。照明装置７１は、光源として上記のランプ２を備えている。照明装置７１が備える光源としては、ランプ２のほか、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることもできる。照明装置７１は、ランプ２の他に、上記した一対のレンズアレイ６１ａ，６１ｂ、重畳レンズ６２を備えている。また、照明装置７１は、ランプ２に対して外気を吹き付けることにより、ランプ２を冷却する冷却ファン６５を備えている。冷却ファン６５はランプ２の近傍に設置してもよいし、ランプ２に送風する送風路が形成されている場合には、この送風路に連通する位置に設けてもよい。また、冷却ファン６５を、ランプ２を含む各部に電源を供給する電源回路部（図示略）に対しても送風するように配置してもよい。

冷却ファン６５には、冷却ファン６５に駆動電流を供給する冷却ファン駆動部１１８が接続され、この駆動電流に応じた回転数で冷却ファン６５が回転する。冷却ファン駆動部１１８は、冷却ファン６５に供給する駆動電流を制御することで、冷却ファン６５の回転数を少なくとも２段階以上に切り替えることができる。また、ランプ２には、ランプ２の点灯制御を行う光源駆動部１１７が接続され、光源駆動部１１７は制御部１０３の制御に従ってランプ２を点灯／消灯させる。

光変調装置７２は、画像供給装置５から入力される画像データに基づいて、照明装置７１が発した光を変調し、変調した光を射出する。光変調装置７２は、照明装置７１が発した光を変調するための構成を有し、図１に示したように、ＲＧＢの三原色に対応した３枚の液晶パネルからなる液晶ライトバルブ７９を備え、この液晶ライトバルブ７９により変調された変調光が投射光学系７３に射出される。なお、光変調装置７２が光を変調する構成は、３枚の透過型液晶パネルを用いた液晶ライトバルブ７９の構成に限らず、例えば３枚の反射型の液晶パネルを用いることも可能であるし、１枚の液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式、３枚のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた方式、１枚のデジタルミラーデバイスとカラーホイールを組み合わせた方式等により構成することも可能である。光変調装置７２が１枚のみの液晶パネル又はＤＭＤを用いる場合には、図１に示したダイクロイックミラー７４ｒ，７４ｂ及びプリズム７７等の合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネル及びＤＭＤ以外にも、光源が発した光を変調可能な構成であれば問題なく採用できる。

投射光学系７３は、投射レンズ６を含み、投射レンズ６を介して、投射光Ｌｐを投射する。投射光学系７３は、投射する画像の拡大・縮小及び焦点の調整を行う投射レンズ６（図１）と、この投射レンズを駆動してズームの度合いを調整するズームモーター５０（図３）及びフォーカスの調整を行うフォーカス調整用モーター（図示略）等を備えている。投射光学系７３は、光変調装置７２で変調された光を、投射レンズ６を用いてスクリーンＳＣ（表示面）上に投射し、結像させる。投射光学系７３には、制御部１０３の制御に従って投射光学系７３が備える各モーターを駆動する投射光学系駆動部１２１が接続されている。

プロジェクター１１は、投射レンズ６を構成する第１〜第３レンズ群２３〜２５（図３）を移動させる投射光学系駆動部１２１を備えている。制御部１０３は、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、投射光学系駆動部１２１に、投射レンズ６から入射する光Ｌｏ（図１、第３の光）が、光変調装置７２で結像しない位置に、第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動させる。この時、投射レンズ６が複数のレンズ（例えば、第１〜第３レンズ群２３〜２５）で構成されている場合、投射レンズ６から入射する光Ｌｏが、光変調装置７２で結像しないのであれば、投射レンズ６を構成するレンズすべて（例えば、第１〜第３レンズ群２３〜２５のすべて）を移動させる必要はなく、投射レンズ６を構成する複数のレンズのうち、少なくとも一つのレンズを移動させればよい。

制御部１０３は、画像供給装置５からの画像データの入力が停止した場合に、投射光学系駆動部１２１に、光Ｌｏが、光変調装置７２で結像しない位置に、第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動させる。これによれば、画像供給装置５から入力される画像データがない場合に、光Ｌｏが光変調装置７２で結像しない位置に第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動できる。

制御部１０３は、光変調装置７２によって光量を所定の光量以下に減光する場合に、投射光学系駆動部１２１に、光Ｌｏが、光変調装置７２で結像しない位置に、第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動させる。これによれば、光変調装置７２によって減光された場合に、光Ｌｏが光変調装置７２で結像しない位置に第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動できる。
また、制御部１０３は、ランプ２が消灯した場合に、投射光学系駆動部１２１に、光Ｌｏが、光変調装置７２で結像しない位置に、第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動させる。又は、制御部１０３は、ランプ２の輝度が所定の閾値よりも小さくなった場合に、投射光学系駆動部１２１に、光Ｌｏが、光変調装置７２で結像しない位置に、第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動させてもよい。

画像処理系は、プロジェクター１１全体を統合的に制御する制御部１０３を中心に構成され、制御部１０３が処理するデータや制御部１０３が実行する制御プログラム１０５Ａを記憶した記憶部１０５、操作パネル８５、及びリモコン受光部８１を介した操作を検出する入力処理部１２３、Ｉ／Ｆ１０１に入力された画像データを処理する画像処理部１０７、及び、画像処理部１０７から出力される表示信号に基づいて光変調装置７２の液晶ライトバルブ７９を駆動する光変調装置駆動部１１９を備えている。

制御部１０３は、記憶部１０５に記憶された制御プログラム１０５Ａを読み出して実行することにより、プロジェクター１１の各部を制御する。制御部１０３は、入力処理部１２３から入力される操作信号に基づいて、ユーザーが行った操作の内容を検出し、この操作に応じて画像処理部１０７、光源駆動部１１７、冷却ファン駆動部１１８、光変調装置駆動部１１９、及び投射光学系駆動部１２１を制御して、スクリーンＳＣに画像を投射させる。

記憶部１０５は、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、第１〜第３レンズ群２３〜２５が移動する位置を表す第１レンズ位置情報１０５Ｂを記憶している。

制御部１０３は、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、記憶部１０５に記憶される第１レンズ位置情報１０５Ｂに基づいて、投射光学系駆動部１２１を制御する。
また、記憶部１０５は、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当したときの第１〜第３レンズ群２３〜２５の位置を表す第２レンズ位置情報１０５Ｃを記憶する。これによれば、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当したときの位置に第１〜第３レンズ群２３〜２５を自動的に移動できる。

プロジェクター１１の本体には、ユーザーが操作を行うための各種スイッチ及びインジケーターランプを備えた操作パネル８５が配置されている。操作パネル８５は入力処理部１２３に接続されており、入力処理部１２３は、制御部１０３の制御に従い、プロジェクター１１の動作状態や設定状態に応じて操作パネル８５のインジケーターランプを適宜点灯あるいは点滅させる。この操作パネル８５のスイッチが操作されると、操作されたスイッチに対応する操作信号が入力処理部１２３から制御部１０３に出力される。

また、プロジェクター１１は、ユーザーが使用するリモコン（図示略）を有する。リモコンは各種のボタンを備えており、これらのボタンの操作に対応して赤外線信号を送信する。プロジェクター１１の本体には、リモコンが発する赤外線信号を受光するリモコン受光部８１が配置されている。リモコン受光部８１は、リモコンから受光した赤外線信号をデコードして、リモコンにおける操作内容を示す操作信号を生成し、制御部１０３に出力する。

制御部１０３は、Ｉ／Ｆ１０１又は外部機器Ｉ／Ｆ８８を介して入力される画像データの状態を検出する入力画像検出部１０３Ａと、Ｉ／Ｆ１０１又は外部機器Ｉ／Ｆ８８から入力された画像データを取得して、画像処理部１０７、光源駆動部１１７、光変調装置駆動部１１９、及び投射光学系駆動部１２１を制御して、取得した画像データに基づく画像を投射する表示制御部１０３Ｂとを備えている。

画像処理部１０７は、制御部１０３の制御に従って、Ｉ／Ｆ１０１又は外部機器Ｉ／Ｆ８８を介して入力された画像データに基づいて表示信号を生成し、光変調装置駆動部１１９に出力する。光変調装置駆動部１１９は、画像処理部１０７から入力される表示信号に基づいて、光変調装置７２を駆動する。これにより、画像供給装置５より入力されたデジタル画像データが画像処理部１０７によって処理され、処理された画像データに基づいて駆動された光変調装置７２によって光Ｌが画像光に変調され、この画像光が投射光学系７３を介して、スクリーンＳＣ上に投射画像として投射される。

また、制御部１０３は、リモコン（図示略）が備えるＡＶミュートキー（図示略）の操作をリモコン受光部８１により検出した場合、及び、操作パネル８５が備えるＡＶミュートキー（図示略）の操作を検出した場合に、スクリーンＳＣへの画像の投射を停止するＡＶミュート機能を有する。このＡＶミュート機能の実行時、制御部１０３は画像処理部１０７を制御して、黒一色の画像が投射されるように光変調装置駆動部１１９へ出力する表示信号を制御する。このため、照明装置７１が発した光はほぼ液晶ライトバルブ７９において遮断され、液晶ライトバルブ７９から射出される光の光量が所定の光量以下になり、スクリーンＳＣには何も写らない状態となる。制御部１０３は、上記のＡＶミュートキーを再び押下するなどの解除操作が行われるとＡＶミュート機能を停止し、通常の画像投射状態に復帰する。

ここで、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件として、表示制御部１０３Ｂが取得した画像供給装置５からの入力画像データの入力が停止した場合、ＡＶミュートを実行して光変調装置７２によって光量を所定の光量以下に減光する場合に、投射レンズ６から入射する光Ｌｏが、光変調装置７２で結像しない位置に、第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動する。

図３は、ズームレンズ６を示す断面図である。図４は、ズームレンズ６がワイド端に位置する状態のズームレンズ６を示す断面図である。図５は、ズームレンズ６がテレ端に位置する状態のズームレンズ６を示す断面図である。図６は、カム筒２２の展開図である。
従来の投射レンズには、フォーカス、ズーム、ディストーションなどの調整機構がついている。一般的には、レンズ外周部のリング機構を回転させることで、カムに沿って投射レンズ内のレンズ群を設計位置に移動させる。本実施形態では、それらのリングの一つをさらに回転させることで、投射レンズが結像（解像）しないレンズ群位置へ移動させる。投射光学系７３へ結像しない状態「非結像位置」を作る（結像しない状態：投射レンズとして機能しない状態であり、レンズ群を適当な位置に配置することにより、実現可能である。）。

投射レンズ６は、ズームレンズである。これによれば、光変調装置７２に全く結像しなくなる位置に、第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動できる。

ズームレンズ６は、図３〜図５に示すように、直進筒２１、カム筒２２、及びスクリーンＳＣの側から順に配置した第１〜第４レンズ群２３〜２６等で構成されている。第１〜第３レンズ群２３〜２５は、それぞれ第１〜第３移動枠３０〜３２に保持されている。なお、符号２はランプ、符号７９は液晶ライトバルブ、符号７７はプリズムである。

カム筒２２は、テレ端からワイド端との間のズーム域とそのズーム域を超えた非結像位置まで回転する。カム筒２２を非結像位置からズーム域に向かって回転させたときには、第１〜第３レンズ群２３〜２５をスクリーンＳＣから最も後退した収納位置からスクリーンＳＣに向かって最も突出した突出位置に移動させる。

カム筒２２をズーム域内で回転させると、第２及び第３のレンズ群２４，２５をそれらの相互の間隔が変化するようにそれぞれ光軸６ａの方向に移動させて変倍を行う。フォーカシングは、第１移動枠３０に対して第１レンズ群２３を光軸６ａの方向に移動させて行う前群繰り出し方式となっている。

直進筒２１は、外周後端側に設けた鍔２１ａがプロジェクター１１のヘッド板（図示略）に固定されている。カム筒２２は直進筒２１にその外側で回動自在に支持されている。直進筒２１には、第１〜第３移動枠３０〜３２がそれぞれ光軸６ａの方向に移動自在に内蔵されている。第１移動枠３０の内部には、保持枠３３がヘリコイド３３ａにより結合されている。保持枠３３は、第１レンズ群２３を保持しており、光軸６ａを中心に回転することで第１移動枠３０に対して第１レンズ群２３をヘリコイド３３ａのリードに従って光軸６ａの方向に移動させる。第２及び第３移動枠３１，３２は、第２及び第３レンズ群２４，２５を保持している。第４レンズ群２６は、直進筒２１に固定されている。

第１〜第３移動枠３０〜３２には、それぞれカムピン３５〜３７が設けられている。各カムピン３５〜３７は、光軸６ａを中心とする周方向の３分割位置に３つずつある。これらカムピン３５〜３７は、カム筒２２に設けた第１〜第３カム３８〜４０にそれぞれ係合している。第１〜第３カム３８〜４０も周方向に３つずつある。直進筒２１には、周方向の３分割位置に直進ガイド開口４２が設けられている。直進ガイド開口４２は、光軸６ａと平行に形成されている。

カムピン３５〜３７は、直進ガイド開口４２にもそれぞれ係合している。直進ガイド開口４２は、第１〜第３移動枠３０〜３２の光軸６ａの方向への移動をそれぞれ許容し、かつこれらの回転止めを行っている。直進ガイド開口４２、カムピン３５〜３７、及び第１〜第３のカム３８〜４０は、第１〜第３移動枠３０〜３２を案内する第１〜第３移動枠案内手段を構成しており、カム筒２２の回転によりカムピン３５〜３７がカム３８〜４０と直進ガイド開口４２との交点に誘導されることで第１〜第３移動枠３０〜３２を光軸６ａの方向に沿って移動させる。

第２のカム３９は、図６に示すように、カム筒２２のズーム域外での回転に対応した第２非結像域用案内カム４１と、ズーム域内での回転に対応した第２変倍用カム４３とを繋げた形態となっている。第２非結像域用案内カム４１は、スクリーンＳＣの側から最も後退した収納位置から第２レンズ群２４がその変倍軌跡上のワイド端に位置するように第２移動枠３１を繰り出す螺旋状の軌跡となっている。第２変倍用カム４３は、第２レンズ群２４がその変倍軌跡上に沿って移動するように第２移動枠３１を光軸６ａの方向に沿って進退させる螺旋状の軌跡となっている。

第３カム４０は、カム筒２２のズーム域外での回転に対応した第３非結像域用案内カム４４と、ズーム域内での回転に対応した第３変倍用カム４５とを繋げた形態となっている。第３非結像域用案内カム４４は、スクリーンＳＣの側から最も後退した収納位置から第３レンズ群２５がその変倍軌跡のワイド端に位置するように第３移動枠３２を繰り出す螺旋状の軌跡となっている。第３変倍用カム４５は、第３レンズ群２５がその変倍軌跡上に沿って移動するように第３移動枠３２を光軸６ａの方向に沿って進退させる螺旋状の軌跡となっている。

第１カム３８は、カム筒２２のズーム域外での回転に対応した第１非結像域用案内カム４７と、ズーム域内での回転に対応した移動阻止用カム４８とを繋げた形態となっている。第１非結像域用案内カム４７は、スクリーンＳＣの側から最も後退した収納位置と、これからスクリーンＳＣの側に向けて突出した突出位置との間で第１移動枠３０を移動させる螺旋状の軌跡となっている。移動阻止用カム４８は、光軸６ａの方向に変位がなく、かつ光軸６ａを中心とする回転方向に変位をもった円弧状の軌跡となっており、ズーム域内でのカム筒２２の回転範囲で第１移動枠３０を突出位置に保持する。

次に、上記構成の作用を簡単に説明する。
プロジェクター１１の非結像位置状態では、図３に示すように、第１レンズ群２３、保持枠３３、及び第１移動枠３０がカム筒２２の内部に収納された形態となっている。使用状態にするには、例えば外部からズーム操作あるいは電源オンの操作を行う。この操作に応答してプロジェクター１１の制御部１０３が投射光学系駆動部１２１を制御し、投射光学系駆動部１２１がズームモーター５０を駆動する。ズームモーター５０の駆動は、ギア列５１を介してカム筒２２の外周に形成したギア部５２に伝達される。

カム筒２２は、駆動が伝達されることで直進筒２１の外周で光軸６ａを中心として一方向に回転する。この方向は、図６において上方向である。カム筒２２が回転すると、第１〜第３カム３８〜４０と直進ガイド開口４２との協働により第１移動枠３０が収納位置から突出位置に、また第２及び第３移動枠３１，３２が各々の収納位置から変倍軌跡のワイド位置にそれぞれ繰り出され、図４に示すように、ズームレンズ６の焦点距離がワイド端となる。この状態は、第１レンズ群２３及び保持枠３３がカム筒２２からスクリーンＳＣの側に向けて突出した形態となっている。その後は、ズーム操作を行うことでカム筒２２をズーム域内で回動させてワイド端と図５に示すテレ端との間の任意の変倍位置を選択する。

変倍を行った後には、スクリーンＳＣに投影された画像を見ながら手動操作でフォーカシングを行う。フォーカシングは、保持枠３３に設けたフォーカスリング３３ｂを回動させて行う。フォーカスリング３３ｂは、ズーム域内でカム筒２２の外部から突出しているから操作し易い。フォーカスリング３３ｂを回動させると、第１レンズ群２３が第１移動枠３０に対してヘリコイド３３ａのリードに従って光軸６ａの方向に移動してズームレンズ６のピントが調節される。このとき、フォーカスリング３３ｂの回転がヘリコイド３３ａの結合部の抵抗により第１移動枠３０に伝達され、さらに第１移動枠３０のカムピン３５が第１カム３８のうち移動阻止用カム４８を光軸６ａの方向に付勢する。しかしながら、本実施形態の移動阻止用カム４８は、カム筒２２のズーム域内での回転に対応した範囲が、光軸６ａに直交する方向に沿った円弧状に形成されているため、移動阻止用カム４８を光軸６ａの方向に付勢してもカム筒２２が回転することがなく、したがって、第１移動枠３０を突出位置に保持したまま光軸６ａの方向への移動を阻止しているから、ズームレンズ６の変倍位置が変化することがない。

本実施形態では、光Ｌｏが光変調装置７２で結像しない、ズームレンズ６の位置は、ズームレンズ６のテレ端よりも光変調装置７２に近い。これによれば、ワイド、テレ、非結像位置の並びのレンズ性能を確保できる。

（プロジェクターの制御方法）
図７は、本実施形態に係るプロジェクター１１の制御方法を示すフローチャートである。以下、プロジェクター１１の制御方法を、図７を参照しながら説明する。

図７に示すように、先ず、ステップＳ１０において、プロジェクター１１の電源をオンする。

次に、ステップＳ１５において、制御部１０３は、記憶部１０５から第２レンズ位置情報１０５Ｃを読み出す。

次に、ステップＳ２０において、制御部１０３は、投射光学系駆動部１２１を制御して、第１〜第３レンズ群２３〜２５を、第２レンズ位置情報１０５Ｃに記憶されている位置に移動する。具体的には、電源オン時、電源オフ前のレンズ群位置に自動で復帰する動作である。

次に、ステップＳ２５において、制御部１０３は、プロジェクター１１を通常稼動状態のまま、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態を取得する。

次に、ステップＳ３０において、制御部１０３は、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当するか判断する。Ｎｏの場合、ステップＳ２５へ戻る。Ｙｅｓの場合、ステップＳ３５へ進む。

次に、ステップＳ３５において、制御部１０３は、現在の第１〜第３レンズ群２３〜２５の第２レンズ位置情報１０５Ｃを記憶部１０５に保存する。

次に、ステップＳ４０において、制御部１０３は、投射光学系駆動部１２１を制御して、第１〜第３レンズ群２３〜２５を第１レンズ位置情報１０５Ｂに記憶されている位置（非結像位置）へ移動する。

投射光学系駆動部１２１は、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、ズームレンズ６から入射する光Ｌｏが、光変調装置７２で結像しない位置に、第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動させる。

次に、ステップＳ４５において、制御部１０３は、電源がオフされたか判断する。Ｎｏの場合、ステップＳ５０へ進む。Ｙｅｓの場合、ステップＳ６０へ進む。

次に、ステップＳ５０において、制御部１０３は、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態を取得する。

次に、ステップＳ５５において、制御部１０３は、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当するか判断する。Ｎｏの場合、ステップＳ１５へ進む。Ｙｅｓの場合、ステップＳ５０へ戻る。

次に、ステップＳ６０において、制御部１０３は、プロジェクター１１の電源をオフする。電源オフの状態では、外部からのレーザー光が入っても液晶パネルが故障しないように、ズームレンズ６の第１〜第３レンズ群２３〜２５は非結像位置に移動されている。

これによれば、外部からのレーザー光に対しては、ワイド及びテレのポジションでは光変調装置７２に結像し、エネルギーが集中し、光変調装置７２へのダメージが大きい。一方、非結像位置のポジションでは、光変調装置７２で光Ｌｏは大きくボケるので、光変調装置７２へのダメージを大きく軽減できる。非結像位置はデフォーカスに限らず、そもそも解像しない状態を含んでもよい。

なお、異なる視点のソフト制御として、プロジェクター１１の通常稼動時のユーザー操作では、ワイド端〜テレ端の間のみで動作できるような制御を行うことが好ましい。

本実施形態によれば、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、投射レンズ６から入射する光Ｌｏが、光変調装置７２で結像しない位置に、第１〜第３レンズ群２３〜２５を移動できる。これにより、光変調装置７２上に結像しないようにできる。その結果、光Ｌｏが光変調装置７２に照射されることで、不具合が発生するおそれを軽減することができる。

また、従来のように、バックフォーカスにメカシャッターなどを設ける場合と比べると、クーリング性能や補償素子によるコントラスト性能の低下などを伴わないという効果がある。また、別途、メカシャッター部材などを設ける必要がない。また、従来のメカシャッター構成に対して、バックフォーカスに部品を配置しないので他の性能や機能を犠牲にする必要がない。また、新規レンズのバックフォーカスを短くすることで、投射レンズの設計製造難易度を下げ、低コスト化できる。また、メカシャッター分の部品点数を削減できる。また、本実施形態では既存の投射レンズの調整機構カムを延長する方法を取っているので、既存のレンズを少し修正するだけで良く、多額の費用をかけてレンズを完全新規で作成する必要がない。

（第２実施形態）
本実施形態のプロジェクター１１は、ズームレンズ６の第４レンズ群２６を移動する点が、第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態と同じ構成部材には同一符号を付し、ここではそれらの説明を省略又は簡略化する。本実施形態のズームレンズ６は、第１実施形態と同様、４群レンズで構成した例としている。

本実施形態に係るプロジェクター１１は、プロジェクター１１の外部からの光Ｌｏから、プロジェクター１１の内部の部品を守るために、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、自動でズームレンズ６の第４レンズ群２６を移動し、内部部品での結像を防ぐ機構、動作を備えている。

具体的には、プロジェクター１１は、プロジェクター１１の外部からの光Ｌｏから、プロジェクター１１の光変調装置７２を守るために、電源オフに自動でズームレンズ６の第４レンズ群２６を移動し、光変調装置７２での結像を防ぐ機構、動作を備えている。

本実施形態によれば、プロジェクター１１の動作状態又は画像供給装置５から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、投射レンズ６から入射する光Ｌｏが、光変調装置７２で結像しない位置に、第４レンズ群２６を移動できる。これにより、光変調装置７２上に結像しないようにできる。その結果、光Ｌｏが光変調装置７２に照射されることで、不具合が発生するおそれを軽減することができる。

（変形例）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

上記した実施形態において、光Ｌｏが光変調装置７２で結像しない、ズームレンズ６の位置は、ズームレンズ６のテレ端よりも光変調装置７２に近い場合に限定されず、例えば、光Ｌｏが光変調装置７２で結像しない、ズームレンズ６の位置は、ズームレンズ６のワイド端より光変調装置７２から遠くてもよい。これによれば、非結像位置、ワイド、テレの並びのレンズ性能を確保できる。

上記した実施形態のズームレンズ６は、第１〜第４レンズ群２３〜２６の４つのレンズ群を有して構成されているが、これ以外の数のレンズ群で構成してもよい。

上記した実施形態の投射レンズ６は、プロジェクター１１以外にも、光学像の変倍機能を有する一眼レフカメラ、ビデオカメラ、電子カメラ、医療機器用の光学機器等にも適用することが可能である。

２…ランプ（光源）３…投射部５…画像供給装置（外部の装置）６…ズームレンズ（投射レンズ）６ａ…光軸１０…プロジェクションシステム１１…プロジェクター２１…直進筒２１ａ…鍔２２…カム筒２３〜２６…第１〜第４レンズ群３０〜３２…第１〜第３移動枠３３…保持枠３３ａ…ヘリコイド３３ｂ…フォーカスリング３５〜３７…第１〜第３カムピン３８〜４０…第１〜第３のカム４１…第２非結像域用案内カム４２…直進ガイド開口４３…第２変倍用カム４４…第３非結像域用案内カム４５…第３変倍用カム４７…第１非結像域用案内カム４８…移動阻止用カム５０…ズームモーター５１…ギア列５２…ギア部５３…操作検出部５４…スイッチ部５５…タッチスクリーン５６…表示パネル５７…表示部５８…無線通信部５９…外部Ｉ／Ｆ６１ａ，６１ｂ…レンズアレイ６２…重畳レンズ６５…冷却ファン７１…照明装置７２…光変調装置（光変調部）７３…投射光学系（画像投射部）７４ｒ，７４ｂ…ダイクロイックミラー７５ａ〜７５ｄ…反射ミラー７６…リレーレンズ７７…プリズム７９，７９ｒ，７９ｇ，７９ｂ…液晶ライトバルブ８１…リモコン受光部８５…操作パネル８８…外部機器Ｉ／Ｆ９１…制御部９１Ａ…画像出力部９１Ｂ…通信制御部９１Ｃ…表示制御部９２…記憶部９２Ａ…制御プログラム９２Ｂ…画像データ１０１…Ｉ／Ｆ１０３…制御部１０３Ａ…入力画像検出部１０３Ｂ…表示制御部１０５…記憶部１０５Ａ…制御プログラム１０５Ｂ…第１レンズ位置情報１０５Ｃ…第２レンズ位置情報１０７…画像処理部１１７…光源駆動部１１８…冷却ファン駆動部１１９…光変調装置駆動部１２１…投射光学系駆動部（レンズ位置調整部）１２３…入力処理部ＳＣ…スクリーン。

Claims

プロジェクターであって、
第１の光を射出する光源と、
外部の装置から入力される画像データに基づいて前記第１の光を変調した第２の光を射出する光変調部と、
投射レンズを含み、前記投射レンズを用いて、前記第２の光を投射する画像投射部と、
前記投射レンズを移動させるレンズ位置調整部と、
前記プロジェクターの動作状態又は前記外部の装置から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、前記レンズ位置調整部に、前記投射レンズから入射する第３の光が、前記光変調部で結像しない位置に、前記投射レンズを移動させる制御部と、
を有することを特徴とするプロジェクター。
前記制御部は、前記外部の装置からの画像データの入力が停止した場合に、前記レンズ位置調整部に、前記第３の光が、前記光変調部で結像しない位置に、前記投射レンズを移動させることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記制御部は、前記光変調部によって光量を所定の光量以下に減光する場合に、前記レンズ位置調整部に、前記第３の光が、前記光変調部で結像しない位置に、前記投射レンズを移動させることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記プロジェクターの動作状態又は前記外部の装置から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当したときの前記投射レンズの位置を表すレンズ位置情報を記憶する記憶部をさらに有し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶される前記レンズ位置情報に基づいて、前記レンズ位置調整部を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記投射レンズは、ズームレンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記第２の光が前記光変調部で結像しない、前記ズームレンズの位置は、前記ズームレンズのテレ端よりも前記光変調部に近いことを特徴とする請求項５に記載のプロジェクター。
前記第２の光が前記光変調部で結像しない、前記ズームレンズの位置は、前記ズームレンズのワイド端よりも前記光変調部から遠いことを特徴とする請求項５に記載のプロジェクター。
第１の光を射出する光源と、外部の装置から入力される画像データに基づいて前記第１の光を変調した第２の光を射出する光変調部と、投射レンズを含み、前記投射レンズを用いて、前記第２の光を投射する画像投射部と、前記投射レンズを移動させるレンズ位置調整部と、を有するプロジェクターの制御方法であって、
前記レンズ位置調整部は、前記プロジェクターの動作状態又は前記外部の装置から入力される画像データの状態の少なくともいずれかが予め設定された条件に該当する場合に、前記投射レンズから入射する第３の光が、前記光変調部で結像しない位置に、前記投射レンズを移動させることを特徴とするプロジェクターの制御方法。