(57)【要約】  本発明によるレンズの清掃機構は、前玉（１１）の表面の一部である待機領域を押圧する状態で覆い、前玉（１１）の表面に沿って回転移動させられることにより待機領域以外の部分を含めて前玉（１１）の表面を摺動する清掃部（１ａ）と、保持部材（１ｂ）に接続された駆動部（３）と、駆動部（３）を駆動させることによって、清掃部（１ａ）を回転移動させる制御部（２）と、を有している。
2010021056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの表面を清掃するレンズの清掃機構であって、
前記レンズの表面の一部である待機領域を押圧する状態で覆い、前記レンズの表面に沿って回転移動させられることにより前記待機領域以外の部分を含めて前記レンズの表面を摺動する清掃部と、
前記保持部材に接続された駆動手段と、
前記駆動手段を駆動させることによって、前記清掃部を回転移動させる制御手段と、
を有しているレンズの清掃機構。
【請求項２】
操作されることにより前記制御手段に清掃信号を入力する操作手段を有し、前記制御手段は前記清掃信号が入力されると前記清掃部を回転移動させる、請求項１に記載のレンズの清掃機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレンズの清掃機構を備えている、入射された画像光を出射する投射レンズ。
【請求項４】
請求項３に記載の投射レンズを備えた投射型表示装置。
【請求項５】
前記待機領域は、前記レンズの表面の前記画像光が通過する画像光通過領域以外の部分に配置され、
前記レンズの清掃機構は、前記清掃部が前記画像光通過領域を通るように、前記制御手段が前記清掃部を回転移動させることによって清掃動作を行い、
前記清掃動作を行えるように待機をしている待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記待機領域を覆っている第１の位置に前記清掃部を配置させる、請求項４に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記待機をしている時間が設定された時間に達すると、前記制御手段が前記清掃部を回転移動させる、請求項５に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記清掃部を前記第１の位置と前記画像光通過領域を覆っている第２の位置との間を移動させることができ、
前記画像光が前記画像光通過領域を通過していない非通過時に、前記制御手段は、前記清掃部を前記第２の位置に配置させる、請求項５または６に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
回転操作可能であり、前記レンズおよび前記清掃部を保持している保持枠を有しており、
前記制御手段は、前記保持枠の回転位置に応じた第１の検出値を出力する保持枠検出部と、前記清掃部の回転位置に応じた第２の検出値を出力する清掃部検出部と、を有しており、
前記待機時に、前記制御手段は、前記第１の検出値および前記第２の検出値を用いて、前記清掃部を前記第１の位置に配置させる、請求項５から７のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第１の位置に配置されているときの、互いに対応する前記第１の検出値と前記第２の検出値とが記録された相関データに従って、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値に対応する値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第１の位置に配置させる、請求項８に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第１の位置に配置されているときの、前記第１の検出値と前記第２の検出値との対応規則に従って、前記第１の検出値から前記第２の検出値を算出する相関プログラムを用いて、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値から算出された値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第１の位置に配置させる、請求項８に記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
回転操作可能であり、前記レンズおよび前記清掃部を保持している保持枠を有しており、
前記制御手段は、前記保持枠の回転位置に応じた第１の検出値を出力する保持枠検出部と、前記清掃部の回転位置に応じた第２の検出値を出力する清掃部検出部と、を有しており、
前記制御手段は、前記第１の検出値および前記第２の検出値を用いて、前記待機時に前記清掃部を前記第１の位置に配置させ、前記非通過時に前記清掃部を前記第２の位置に配置させる、請求項７に記載の投射型表示装置。
【請求項１２】
前記待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第１の位置に配置されているときの、互いに対応する前記第１の検出値と前記第２の検出値とが記録された第１の相関データに従って、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値に対応する値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第１の位置に配置させ、
前記非通過時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第２の位置に配置されているときの、互いに対応する前記第１の検出値と前記第２の検出値とが記録された第２の相関データに従って、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値に対応する値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第２の位置に配置させる、請求項１１に記載の投射型表示装置。
【請求項１３】
前記待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第１の位置に配置されているときの、前記第１の検出値と前記第２の検出値との対応規則に従って、前記第１の検出値から前記第２の検出値を算出する第１の相関プログラムを用いて、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値から算出された値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第１の位置に配置させ、
前記非通過時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第２の位置に配置されているときの、前記第１の検出値と前記第２の検出値との対応規則に従って、前記第１の検出値から前記第２の検出値を算出する第２の相関プログラムを用いて、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値から算出された値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第２の位置に配置させる、請求項１１に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの清掃機構、投射レンズおよび投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、投射型表示装置の用途は多様化しており、会議室などに設置されてプレゼンテーション用などに使用される以外にも、店舗や屋外などの粉塵等の多い環境に設置されて使用されることが多くなってきている。粉塵等の多い環境に設置される投射型表示装置では、投射レンズの表面（投射レンズの複数のレンズのうち最前部に配置されたレンズの表面）に粉塵等が付着することがあり、投射レンズの表面に粉塵等が付着すると、投射型表示装置が映し出す映像には明るさの低下や明るさのムラが発生する。【０００３】
投射レンズに蓋を設けることにより、投射型表示装置の不使用時に投射レンズの表面に粉塵等が付着することを防ぐことができる。しかし、投射型表示装置が粉塵等の多い環境に設置される場合には使用中に粉塵等が多く付着する。したがって、このような投射型表示装置は使用中に投射レンズの表面を清掃するための機構を備えている必要がある。【０００４】
まず、第１のレンズの清掃機構として、清掃部がレンズに直接接触しない非接触型のレンズの清掃機構について説明する。【０００５】
非接触型のレンズの清掃機構には、たとえば、清掃動作時に清掃部がレンズの表面に空気を吹き付けてレンズの表面に付着した粉塵等を吹き飛ばして除去するものがある。非接触型のレンズの清掃機構を備えた投射型表示装置では、映像の投射時に清掃動作を行っても、清掃部が投射レンズの表面を遮ることがないため、清掃動作を行うことによって投射する映像に影響が生じないという利点がある。【０００６】
特開２００３−２２８１２７号公報には、清掃動作時に清掃部がレンズの表面に空気を吹き付ける非接触型のレンズの清掃機構が記載されている。このレンズの清掃機構は、空気に混入している粉塵等を除去するエアフィルタを備えており、エアフィルタを通された空気をレンズの表面に吹き付けるように構成されている。これにより、このレンズの清掃機構では、清掃動作時に、空気に混入している粉塵等がレンズの表面に付着することを防止できる。【０００７】
しかし、このレンズの清掃機構では、レンズの表面に静電気等による弱い力で付着している大きい粉塵等を除去することはできるが、レンズの表面に付着している微細な粉塵や湿気を含んだ粉塵等を除去することは困難である。さらに、油分を含んだ粉塵等を除去することは特に困難である。【０００８】
このように、非接触型のレンズの清掃機構を備えた投射型表示装置では、投射レンズの表面に付着した粉塵等を除去する力が弱いため、投射する映像の明るさの低下や明るさのムラが発生することを十分に防止することができない場合がある。【０００９】
次に、第２の清掃機構として、清掃部がレンズに直接接触する接触型のレンズの清掃機構について説明する。【００１０】
接触型のレンズの清掃機構では、フェルト等を備えた清掃部がレンズの表面に直接接触して、レンズの表面に付着した粉塵等に機械的な力を加えて粉塵等を除去する。そのため、接触型のレンズの清掃機構は、レンズの表面に付着した粉塵等を除去する力が強く、微細な粉塵や湿気を含んだ粉塵や油分を含んだ粉塵等も除去することが可能である。【００１１】
特開２００６−２２０８５０号公報には、車両のフロントガラスに付着した雨滴を拭き取るワイパと同様の構成を有する接触型のレンズの清掃機構が記載されている。このレンズの清掃機構は、清掃部として、レンズを保持しているレンズ枠によって一方の端部が回動可能に支持された棒状の拭き取り構造体であるワイパを備えている。【００１２】
このレンズの清掃機構では、ワイパが、レンズの表面に押し当てられた状態で、駆動系によってレンズの表面に沿って往復運動させられる。これにより、ワイパがレンズの表面に付着した粉塵等を拭き取る。【００１３】
しかし、このレンズの清掃機構を備えた投射型表示装置では、使用時に清掃動作を行うと、ワイパがレンズの表面を遮ることにより投射する映像に影響が生じる。そのため、このような接触型のレンズの清掃機構では、清掃動作時にレンズの表面を遮る清掃部の面積や、清掃部がレンズの表面を遮る回数および時間を低減させることが必要な場合がある。【００１４】
また、レンズの表面は曲面であるため、このレンズの清掃機構では、ワイパがレンズの表面全体を拭き取るためには、ワイパがレンズの表面に沿って往復運動する際に、ワイパをレンズの表面の形状に合わせて変形させる必要がある。ワイパをレンズの表面の形状に合わせて変形させるためには、ワイパを複雑な構成にする必要がある。そのため、このレンズの清掃機構を設けるためには高いコストがかかる。【００１５】
また、このレンズの清掃機構では、レンズ枠に隣接した位置に、清掃動作時以外の時にワイパを退避させておくスペースが必要である。そのため、このレンズの清掃機構が設けられた機器は大型化する。【００１６】
さらに、ワイパはレンズ枠によって一方の端部のみが支持されているため、ワイパのレンズの表面に対する押圧力は、ワイパの、レンズ枠に支持された一方の端部側の部分では強く、レンズ枠に支持されていない他方の端部側の部分では弱い。そのため、このレンズの清掃機構では、レンズの表面に拭き取りムラが発生しやすい。投射型表示装置の投射レンズの表面に拭き取りムラが発生すると、投射する映像に明るさのムラが発生する。
【発明の開示】
【００１７】
本発明の目的は、レンズの表面に付着した粉塵等を除去する性能の向上が図られたレンズの清掃機構、投射レンズおよび投射型表示装置を提供することにある。
【００１８】
本発明によるレンズの清掃機構は、前記レンズの表面の一部である待機領域を押圧する状態で覆い、前記レンズの表面に沿って回転移動させられることにより前記待機領域以外の部分を含めて前記レンズの表面を摺動する清掃部と、前記保持部材に接続された駆動手段と、前記駆動手段を駆動させることによって、前記清掃部を回転移動させる制御手段と、を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るレンズの清掃機構を備えた投射レンズの斜視図である。
【図２】図１に示した投射レンズの前玉の付近を示した側断面図である。
【図３】図１に示した投射レンズの正面図、側面図および上面図である。
【図４】図１に示した投射レンズを備えた投射型表示装置の斜視図である。
【図５】図４に示した投射型表示装置の起動時に清掃部の位置を制御する機能を示したブロック図である。
【図６】本実施形態に係るレンズの清掃機構の待機時に清掃部の位置を制御する動作を示した図である。
【図７】本実施形態に係るレンズの清掃機構の待機時に清掃部の位置を制御する動作を示した図である。
【図８】本実施形態に係るレンズの清掃機構の清掃動作時の動作を示した図である。
【図９】本実施形態に係るレンズの清掃機構の清掃動作時の機能を示したブロック図である。
【図１０】図４に示した投射型表示装置の終了時に清掃部の位置を制御する動作を示した図である。
【図１１】図４に示した投射型表示装置の終了時に清掃部の位置を制御する機能を示したブロック図である。
【図１２】本実施形態に係るレンズの清掃機構の変形例を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係るレンズの清掃機構を備えた投射レンズの斜視図である。【００２２】
投射レンズ１０は、最前部に設けられたレンズである前玉１１と、最後部に設けられたレンズである後玉１２と、を備えている。投射レンズ１０は、後玉１２から入射された画像光を前玉１１から出射することによって、映像をスクリーン等に投射する。【００２３】
また、投射レンズ１０は、投射する映像を調整するためのズームレバー１３およびフォーカスリング１４を有している。投射レンズ１０によって投射された映像は、まずズームレバー１３によって大きさの調整をされた後に、フォーカスリング１４によって焦点の調整をされることにより、適当な大きさのピントの合った映像に調整される。【００２４】
本実施形態に係るレンズの清掃機構は、前玉１１の表面側に配置された回転清掃板１を備えている。前玉１１および回転清掃板１は、保持枠であるフォーカスリング１４に保持されている。【００２５】
図２は図１に示した投射レンズの前玉の付近を示した側断面図である。回転清掃板１は、前玉１１の表面の一部を覆っている清掃部１ａと、環形に形成され、清掃部１ａを保持している保持部材１ｂと、を有している。清掃部１ａには、前玉１１の表面の形状に合わせて形成された前玉１１側の面がフェルト１ｃで覆われており、フェルト１ｃが前玉１１の表面に対して押圧されている。【００２６】
回転清掃板１は、保持部材１ｂが、フォーカスリング１４の内周に沿って形成されたガイド溝１４ａに嵌め合わされることによって、フォーカスリング１４に支持されている。回転清掃板１の保持部材１ｂはフォーカスリング１４のガイド溝１４ａに沿って摺動可能であり、保持部材１ｂがフォーカスリング１４に対して摺動させられることによって、清掃部１ａが前玉１１の表面上を前玉１１の光軸を中心に回転移動することができる。【００２７】
前玉１１は凸レンズであり、前玉１１の表面は光軸を中心とする回転対称な面である。そのため、清掃部１ａは前玉１１の光軸を中心に回転移動させられる際に、フェルト１ｃが前玉１１の表面を押圧しているが保持される。したがって、回転清掃板１を回転させることによって、清掃部１ａが前玉１１の表面を摺動し、清掃部１ａのフェルト１ｂが前玉１１の表面に付着した粉塵等を拭き取る。【００２８】
投射レンズ１０は、映像を投射する際に映像が通過する光路αが前玉１１の上半分に配置された部分を通るように構成されている。また、図２では、回転清掃板１の清掃部１ａが前玉１１の表面の光路αが通らない下半分に配置された部分である待機領域を覆う第１の位置である初期位置に配置されている。したがって投射レンズ１０では、清掃部１ａが初期位置に配置されている場合には、投射レンズ１０が映像を投射する際に回転清掃板１が光路αを遮ることはない。【００２９】
図３（ａ）は図１に示した投射レンズの正面図であり、図３（ｂ）は側面図であり、図３（ｃ）は上面図である。このレンズの清掃機構は、清掃部１ａの位置を制御する制御手段である制御部２（図５等参照）を有している。本実施形態に係るレンズの清掃機構では、清掃動作を行えるように待機をしている待機時に、制御部２が清掃部１ａを初期位置に配置させる。【００３０】
制御部２は、保持枠検出部である第１のポテンショメータ４ａと、清掃部検出部である第２のポテンショメータ４ｂと、を有している。また、制御部２には、フォーカスリング１４の回転位置が設定された位置にあり、かつ、回転清掃板１の清掃部１ａが初期位置に配置されている基準状態が設定されている。第１のポテンショメータ４ａは、基準状態に対してフォーカスリング１４が回転している角度に応じた第１の検出値を出力し、第２のポテンショメータ４ｂは、基準状態に対して回転清掃板１が回転している角度に応じた第２の検出値を出力する。【００３１】
また、本実施形態に係るレンズの清掃機構は、回転清掃板１を回転させる駆動手段である駆動部３を有し、駆動部３は、モータ７、減速ギア８およびギア５を備えている。駆動部３では、モータ７による駆動力を減速ギア８を介してギア５に伝達することによって、ギア５を回転させる。【００３２】
フォーカスリング１４の外周には歯形成部１４ｂが形成されており、第１のポテンショメータ４ａに形成された歯と歯形成部１４ｂとが互いに噛み合っている。これにより、第１のポテンショメータ４ａでは、第１のポテンショメータ４ａがフォーカスリング１４の回転に従動して回転することによって、フォーカスリング１４の回転位置に応じた第１の検出値を出力することができる。【００３３】
また、回転清掃板１の保持部材１ｂには全周にわたって歯形成部１ｄが形成されており、フォーカスリング１４のガイド溝１４ａの一部には歯形成部１ｄに沿ってスリット状の開口部１４ｃが形成されている。第２のポテンショメータ４ｂおよびギア５が一部を開口部１４ｂ内に入り込ませた状態で、第２のポテンショメータ４ｂおよびギア５に形成された各歯と歯形成部１ｄとが互いに噛み合っている。【００３４】
これにより、第２のポテンショメータ４ｂでは、第２のポテンショメータ４ｂが回転清掃板１の回転に従動して回転することによって、回転清掃板１の回転位置に応じた第２の検出値を出力することができる。また、ギア５を回転させることによって、ギア５に従動させて回転清掃板１を回転させることができる。【００３５】
制御部２は、駆動部３の駆動を制御する制御プログラム６（図５等参照）を有している。制御プログラム６には、清掃部１ａが初期位置に配置されているときの、互いに対応する第１の検出値と第２の検出値とが記録された第１の相関データである初期位置データが組み込まれている。なお、初期位置データは、制御プログラム６とは別に、他の記録媒体等に記録されていてもよい。【００３６】
このレンズの清掃機構では、待機時に、制御プログラム６が、第１のポテンショメータ４ａの第１の検出値に対して、第２のポテンショメータ４ｂの第２の検出値が初期位置データに従った値になるように駆動部３を駆動させる。これにより、このレンズの清掃機構では、待機時に、回転清掃板１の清掃部１ａを初期位置に配置させる。【００３７】
また、制御プログラム６に初期位置データが組み込まれていなくても、制御プログラム６は、清掃部１ａが初期位置に配置されているときの、第１の検出値と第２の検出値との対応規則に従って、第１の検出値から第２の検出値を算出する第１の相関プログラムである初期位置プログラムを備えていればよい。なお、初期位置プログラムは、制御プログラム６とは別に、他の記録媒体に記録されていてもよい。【００３８】
この場合、このレンズの清掃機構では、待機時に、制御プログラム６が、第２のポテンショメータ４ｂの第２の検出値が、第１のポテンショメータ４ａの第１の検出値から初期位置プログラムによって算出された値になるように駆動部３を駆動させる。これにより、このレンズの清掃機構では、待機時に、回転清掃板１の清掃部１ａを初期位置に配置させる。【００３９】
図４は図１に示した投射レンズを備えた投射型表示装置の斜視図である。投射型表示装置１００は、前面側に設けられた投射レンズ１０と、光源（不図示）や光学エンジン（不図示）等を収容している筐体１１０と、筐体１１０の上面に設けられた操作部１０１と、を有している。操作部１０１には起動ボタンや終了ボタンや清掃ボタンなどの投射型表示装置の機能を発揮させるための操作ボタンが設けられている。【００４０】
図５は図４に示した投射型表示装置の起動時に清掃部の位置を制御する機能を示したブロック図である。【００４１】
投射型表示装置１００の操作部１０１に設けられた起動ボタン１０１ａが押されると、本実施形態に係るレンズの清掃機構は待機状態になる。このレンズの清掃機構が待機状態になると、制御部２が駆動部３を駆動させることにより清掃部１ａを初期位置に配置させる。【００４２】
制御部２では、まず、第１のポテンショメータ４ａおよび第２のポテンショメータ４ｂがフォーカスリング１４および清掃部１ａの回転位置に応じた検出値を出力する。次に、制御プログラム６が、第１のポテンショメータ４ａおよび第２のポテンショメータ４ｂが出力した検出値に基づいて駆動部３を駆動させる。駆動部３では、モータ７による駆動力を減速ギア８を介してギア５に伝達することによって、ギア５を回転させる。これにより、ギア５が回転清掃板１を回転させて清掃部１ａを初期位置に配置させる。【００４３】
図６は本実施形態に係るレンズの清掃機構の待機時に回転清掃板の位置を制御する動作を示した図である。図６（ａ）は、清掃部１ａが初期位置からずれた状態を示している。このような場合に、このレンズの清掃機構が待機状態になると、第１のポテンショメータ４ａおよび第２のポテンショメータ４ｂが出力した検出値に基づいて、ギア５を反時計回りに回転させる。これにより、ギア５が回転清掃板１を時計回りに回転させて、図６（ｂ）に示すように清掃部１ａを初期位置に配置させる。【００４４】
図６（ａ）に示す状態のとき、前玉１１の表面の、投射レンズ１０の光路α（図２参照）が通る画像光通過領域α１の一部を回転清掃板１が遮っている。そのため、この状態で映像が投射されると、回転清掃板１が遮っている映像の一部が映し出されないという不具合が生じる。しかし、本実施形態に係る清掃機構は、待機時に、清掃部１ａが初期位置に配置されるように構成されているため、このような不具合を防止できる。【００４５】
図７は本実施形態に係るレンズの清掃機構の待機時にフォーカスリングが回転操作される際の動作を示した図である。まず、図７（ａ）に示すように、フォーカスリング１４が回転操作されてフォーカスリング１４が反時計回りの回転を開始すると、フォーカスリング１４に保持されている回転清掃板１もフォーカスリング１４と一緒に反時計回りの回転を開始する。【００４６】
そうすると、第１のポテンショメータ４ａおよび第２のポテンショメータ４ｂが出力した検出値に基づいて、ギア５が清掃部１ａを初期位置に配置させるように回転清掃板１を回転させる。すなわち、ギア５は、フォーカスリング１４の回転と回転清掃板１の回転とが相殺するように回転清掃板１を回転させる。【００４７】
これにより、本実施形態に係るレンズの清掃機構では、待機時においては、図７（ｂ）に示すように、清掃部１ａが初期位置から実質的に動かずに初期位置に留まり続ける。したがって、回転清掃板１がフォーカスリング１４に保持されているが、フォーカスリング１４が回転操作されることによって、清掃部１ａが初期位置から移動して画像光通過領域α１を遮ることを防止できる。【００４８】
図８は本実施形態に係るレンズの清掃機構の清掃動作時の動作を示した図である。【００４９】
図８（ａ）〜（ｉ）は、このレンズの清掃機構の清掃動作時に、図８（ａ）に示す清掃部１ａが初期位置に配置された状態から、回転清掃板１が４５°ずつ回転させられて、図８（ｉ）に示す清掃部１ａが１回転して再び初期位置に配置された状態になるまでの過程を示している。【００５０】
本実施形態に係るレンズの清掃機構では、回転清掃板１が１回転する過程において、清掃部１ａが画像光通過領域α１の全領域を通る。そのため、回転清掃板１が回転させられると、清掃部１ａによって画像光通過領域α１の全領域に付着した粉塵等が拭き取られる。【００５１】
図９は本実施形態に係るレンズの清掃機構の清掃動作時の機能を示したブロック図である。【００５２】
本実施形態に係るレンズの清掃機構は、待機をしている時間を計測して出力するタイマ９を備えている。タイマ９は、このレンズの清掃機構が待機をしている時間が、あらかじめ設定された時間に達するごとに、制御部２に清掃信号が入力される。本実施形態に係るレンズの清掃機構ではタイマ９の設定時間を５００時間としている。【００５３】
また、投射型表示装置１００の操作部１０１には清掃動作を行わせるための指令を与えるスイッチである清掃ボタン１０１ｃが設けられており、清掃ボタン１０１ｃが押されると、制御部２に清掃信号が入力される。【００５４】
制御部２に清掃信号が入力されると、制御プログラム６が駆動部３を駆動させることにより、このレンズの清掃機構の清掃動作を実行する。駆動部３では、モータ７による駆動力を減速ギア８を介してギア５に伝達することによって、ギア５を回転させる。これにより、ギア５が回転清掃板１を回転させる。１回の清掃動作で回転清掃板１を回転させる回数および時間はあらかじめ設定される。本実施形態に係るレンズの清掃機構では回転回数を６回転、回転時間を２秒に設定している。【００５５】
図１０は図４に示した投射型表示装置の使用終了時の回転清掃板の動作を示した図である。このレンズの清掃機構では、投射型表示装置１００の使用が終了されて不使用状態になる終了時に、図１０（ａ）に示すように待機時に清掃部１ａが初期位置に配置されている回転清掃板１を時計回りに１８０°回転させて、図１０（ｃ）に示すように清掃部１ａが画像光通過領域α１の全領域を覆っている第２の位置である不使用位置に清掃部１ａを配置させる。したがって、このレンズの清掃機構では、投射型表示装置１００が使用されておらず、画像光が前玉１１を通過していない非通過時に、前玉１１の表面の画像光通過領域α１が清掃部１ａに覆われて保護される。これにより、画像光通過領域α１に粉塵等が付着することや損傷が加わることを防止できる。【００５６】
制御プログラム６（図１１等参照）には、清掃部１ａが不使用位置に配置されているときの、互いに対応する第１の検出値と第２の検出値とが記録された第２の相関データである不使用位置データが組み込まれている。なお、不使用位置データは、制御プログラム６とは別に、他の記録媒体等に記録されていてもよい。【００５７】
このレンズの清掃機構では、終了時に、制御プログラム６が、第１のポテンショメータ４ａの第１の検出値に対して、第２のポテンショメータ４ｂの第２の検出値が不使用位置データに従った値になるように駆動部３を駆動させる。これにより、このレンズの清掃機構では、待機時に、回転清掃板１の清掃部１ａを不使用位置に配置させる。【００５８】
また、制御プログラム６に不使用位置データが組み込まれていなくても、制御プログラム６は、清掃部１ａが不使用位置に配置されているときの、第１の検出値と第２の検出値との対応規則に従って、第１の検出値から第２の検出値を算出する第２の相関プログラムである不使用位置プログラムを備えていればよい。なお、不使用位置プログラムは、制御プログラム６とは別に、他の記録媒体に記録されていてもよい。【００５９】
この場合、このレンズの清掃機構では、終了時に、制御プログラム６が、第２のポテンショメータ４ｂの検出値が、第１のポテンショメータ４ａの検出値から不使用位置プログラムによって算出された値になるように駆動部３を駆動させる。これにより、このレンズの清掃機構では、終了時に、回転清掃板１の清掃部１ａを不使用位置に配置させる。【００６０】
図１１は図４に示した投射型表示装置の使用終了時に回転清掃板の位置を制御する機能を示したブロック図である。【００６１】
投射型表示装置１００の操作部１０１に設けられた終了ボタン１０１ｂが押されて、映像の投射が終了すると、本実施形態に係るレンズの清掃機構は終了動作を開始する。このレンズの清掃機構は、終了動作によって、制御部２が駆動部３を駆動させることにより清掃部１ａを不使用位置に配置させる。【００６２】
制御部２では、まず、第１のポテンショメータ４ａおよび第２のポテンショメータ４ｂがフォーカスリング１４および清掃部１ａの回転位置に応じた検出値を出力する。次に、制御プログラム６が、第１のポテンショメータ４ａおよび第２のポテンショメータ４ｂが出力した検出値に基づいて駆動部３を駆動させる。駆動部３では、モータ７による駆動力を減速ギア８を介してギア５に伝達することによって、ギア５を回転させる。これにより、ギア５が回転清掃板１を１８０°回転させて清掃部１ａを不使用位置に配置させる。【００６３】
なお、本実施形態に係るレンズの清掃機構の清掃部の形状は図１等に示した形状に限らない。以下に、清掃部の形状を変更した本実施形態の変形例に係るレンズの清掃機構について説明する。【００６４】
清掃部の形状を、清掃動作時に画像光通過領域α１を通る清掃部の面積が大きくなるように変更すると、画像光通過領域α１に付着した粉塵等を除去する性能を向上させることができる。その一方で、映像の投射時に清掃動作を行う場合に、画像光通過領域α１を遮る清掃部の面積が大きいため、清掃動作時に映像が暗くなってしまう。【００６５】
逆に、清掃部の形状を、清掃動作時に画像光通過領域α１を通る清掃部の面積を小さくするように変更すると、映像の投射時に清掃動作を行う場合に、画像光通過領域α１を遮る清掃部の面積が小さいため、清掃動作時に映像が暗くなることを抑制できる。その一方で、画像光通過領域α１に付着した粉塵等を除去する性能は低下する。【００６６】
したがって、レンズの清掃機構に必要な粉塵等を除去する性能と、映像の投射時に必要な映像の明るさとに合わせて清掃部の形状を変更することができる。【００６７】
図１２は本実施形態に係るレンズの清掃機構の変形例を示した図である。図１２（ａ）〜（ｄ）では清掃部が初期位置に配置された状態を示している。【００６８】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、本実施形態に係るレンズの清掃機構よりもレンズの表面を覆う清掃部の面積を大きくしたレンズの清掃機構を示した図である。【００６９】
図１２（ａ）に示したレンズの清掃機構では、清掃部が、レンズの表面の画像光通過領域α１以外の領域全体を覆っている。このレンズの清掃機構は、レンズの表面を覆う清掃部の面積を最大限に大きくしており、たとえば、清掃動作時に映像が一時的に暗くなっても差し支えないが、粉塵等を除去するための高い性能が必要である場合に適している。【００７０】
図１２（ｂ）に示したレンズの清掃機構では、清掃部が、レンズの表面の下半分の全ての領域を覆っている。このレンズの清掃機構は、本実施形態に係るレンズの清掃機構よりレンズの表面に配置する清掃部の面積を大きくしており、本実施形態に係るレンズの清掃機構よりも粉塵等を除去する性能が高い必要があり、清掃動作時の映像が暗くなることを抑制する必要がある場合に適している。【００７１】
図１２（ｃ）および図１２（ｄ）は、本実施形態に係るレンズの清掃機構よりもレンズの表面に配置する清掃部の面積を小さくしたレンズの清掃機構を示した図である。【００７２】
図１２（ｃ）に示したレンズの清掃機構では、棒状の清掃部が、レンズの表面の中心部から保持部材にかけて配置されている。このレンズの清掃機構は、レンズの表面に配置する清掃部の面積を最小限に小さくしており、たとえば、粉塵等を除去する性能は高くなくてよいが、清掃動作時の映像の明るさの低下をなるべく抑えたい場合に適している。【００７３】
図１２（ｄ）に示したレンズの清掃機構では、棒状の清掃部が環形に形成された保持部材の径方向に渡されて両端部が保持部材に保持されている。したがって、このレンズの清掃機構では、レンズ表面に対する清掃部の押圧力が小さい部分が生じにくい。これにより、このレンズの清掃機構では、レンズの表面の拭き取りムラの発生を抑制できる。【００７４】
このレンズの清掃機構は、図１２（ｃ）に示したレンズの清掃機構に比べるとレンズの表面を覆う清掃部の面積は大きいが、レンズの表面の拭き取りムラの発生を抑制できる構成としては、レンズの表面に配置するする清掃部の面積を最小限に小さくしている。したがって、このレンズの清掃機構は、レンズの表面の拭き取りムラの発生を抑制する必要があり、清掃動作時の映像の明るさの低下をなるべく抑えたい場合に適している。【００７５】
また、本実施形態に係るレンズの清掃機構が、回転操作されない保持枠を備えた投射レンズに適用される場合には、回転清掃板１の位置を保持枠の回転位置との関係で制御する必要がない。したがって、このような場合には、制御部２が、保持枠検出部である第１のポテンショメータ４ａおよび清掃部検出部である第２のポテンショメータ４ｂを備えている必要はない。【００７６】
また、本実施形態に係るレンズの清掃機構は、回転清掃板１の保持部１ｂがフォーカスリング１４に対して摺動させられることによって、清掃部１ａがレンズの表面を回転移動するが、清掃部が他の方法によって回転移動するように構成されていてもよい。たとえば、清掃部がフォーカスリングの外側に設けられた支持体によって支持されており、支持体に接続された駆動モータによって、清掃部がレンズの表面を回転移動するように構成されていてもよい。【００７７】
また、本実施形態に係るレンズの清掃機構は、投射型表示装置に適用されているが、投射型表示装置以外でも、レンズを備えており、使用時にレンズの表面の一部を清掃部が覆っていても差し支えない機器であれば適用することが可能である。このような機器としては、たとえば、カメラなどの撮像装置が挙げられる。
【図１】
2010021056.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010021056.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された画像光を出射する投射レンズを備え、該投射レンズが、レンズの表面を清掃するレンズの清掃機構を備えている、投射型表示装置であって、
前記レンズの清掃機構が、
前記レンズの表面の一部であり、該レンズの表面の前記画像光が通過する画像光通過領域以外の部分に配置された待機領域を押圧する状態で覆い、前記レンズの表面に沿って回転移動させられることにより前記待機領域以外の部分を含めて前記レンズの表面を摺動する清掃部と、
前記保持部材に接続された駆動手段と、
前記駆動手段を駆動させることによって、前記清掃部を回転移動させる制御手段と、
を有し、
前記レンズの清掃機構は、前記清掃部が前記画像光通過領域を通るように、前記制御手段が前記清掃部を回転移動させることによって清掃動作を行い、
前記清掃動作を行えるように待機をしている待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記待機領域を覆っている第１の位置に前記清掃部を配置させる、
投射型表示装置。
【請求項２】
前記待機をしている時間が設定された時間に達すると、前記制御手段が前記清掃部を回転移動させる、請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記清掃部を前記第１の位置と前記画像光通過領域を覆っている第２の位置との間を移動させることができ、
前記画像光が前記画像光通過領域を通過していない非通過時に、前記制御手段は、前記清掃部を前記第２の位置に配置させる、請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
回転操作可能であり、前記レンズおよび前記清掃部を保持している保持枠を有しており、
前記制御手段は、前記保持枠の回転位置に応じた第１の検出値を出力する保持枠検出部と、前記清掃部の回転位置に応じた第２の検出値を出力する清掃部検出部と、を有しており、
前記待機時に、前記制御手段は、前記第１の検出値および前記第２の検出値を用いて、前記清掃部を前記第１の位置に配置させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第１の位置に配置されているときの、互いに対応する前記第１の検出値と前記第２の検出値とが記録された相関データに従って、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値に対応する値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第１の位置に配置させる、請求項４に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第１の位置に配置されているときの、前記第１の検出値と前記第２の検出値との対応規則に従って、前記第１の検出値から前記第２の検出値を算出する相関プログラムを用いて、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値から算出された値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第１の位置に配置させる、請求項４に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
回転操作可能であり、前記レンズおよび前記清掃部を保持している保持枠を有しており、
前記制御手段は、前記保持枠の回転位置に応じた第１の検出値を出力する保持枠検出部と、前記清掃部の回転位置に応じた第２の検出値を出力する清掃部検出部と、を有しており、
前記制御手段は、前記第１の検出値および前記第２の検出値を用いて、前記待機時に前記清掃部を前記第１の位置に配置させ、前記非通過時に前記清掃部を前記第２の位置に配置させる、請求項３に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第１の位置に配置されているときの、互いに対応する前記第１の検出値と前記第２の検出値とが記録された第１の相関データに従って、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値に対応する値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第１の位置に配置させ、
前記非通過時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第２の位置に配置されているときの、互いに対応する前記第１の検出値と前記第２の検出値とが記録された第２の相関データに従って、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値に対応する値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第２の位置に配置させる、請求項７に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記待機時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第１の位置に配置されているときの、前記第１の検出値と前記第２の検出値との対応規則に従って、前記第１の検出値から前記第２の検出値を算出する第１の相関プログラムを用いて、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値から算出された値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第１の位置に配置させ、
前記非通過時に、前記制御手段は、前記清掃部が前記第２の位置に配置されているときの、前記第１の検出値と前記第２の検出値との対応規則に従って、前記第１の検出値から前記第２の検出値を算出する第２の相関プログラムを用いて、前記清掃部検出部が出力する前記第２の検出値が、前記保持枠検出部が出力した第１の検出値から算出された値になるように、前記駆動部を駆動させることによって、前記清掃部を前記第２の位置に配置させる、請求項７に記載の投射型表示装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の目的は、レンズの表面に付着した粉塵等を除去する性能の向上が図られた投射型表示装置を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明による投射型表示装置は、入射された画像光を出射する投射レンズを備え、投射レンズが、レンズの表面を清掃するレンズの清掃機構を備えている。レンズの清掃機構は、レンズの表面の一部であり、レンズの表面の画像光が通過する画像光通過領域以外の部分に配置された待機領域を押圧する状態で覆い、レンズの表面に沿って回転移動させられることにより待機領域以外の部分を含めてレンズの表面を摺動する清掃部と、保持部材に接続された駆動手段と、駆動手段を駆動させることによって、清掃部を回転移動させる制御手段と、を有している。レンズの清掃機構は、清掃部が画像光通過領域を通るように、制御手段が清掃部を回転移動させることによって清掃動作を行い、清掃動作を行えるように待機をしている待機時に、制御手段は、清掃部が待機領域を覆っている第１の位置に清掃部を配置させる。
【国際調査報告】
2010021056.tif 000015
2010021056.tif 000016
2010021056.tif 000017
2010021056.tif 000018