(57)【要約】【課題】    本発明は、投影レンズを部分的に用いるディジタルマイクロミラー方式の特徴を利用して、簡便にかつ確実に投影レンズを保護することができるレンズ保護装置を提供する。【解決手段】  レンズ保護装置２００は、投影レンズの非投影利用領域３２を覆う第１の保護部材２１０と、第１の保護部材２１０に対して相対的に回転可能に取り付けられ、不使用時に投影レンズの投影利用領域３０を覆い、使用時に投影利用領域３０を露出する第２の保護部材３００と、第２の保護部材３００を移動させる回転ギヤ５００およびモータ６００とを有する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光を生成するディジタルマイクロミラーと、
投影に利用されない第１の領域と投影に利用可能な第２の領域とを有する投影レンズと、
投影レンズを保護するための保護装置とを含み、
前記保護装置は、投影レンズの第１の領域を覆う第１の保護部材と、
第１の保護部材に対して相対的に移動可能であり、不使用時に投影レンズの第２の領域を覆い、使用時に第２の領域を露出する第２の保護部材と、
第２の保護部材を移動させる移動制御手段と、
を有する、ディジタルマイクロミラー式の光学機器。
【請求項２】
第１の保護部材は、前記投影レンズに固定的に取り付けられ、前記第２の保護部材は、第１の保護部材に対し相対的に回転される、請求項１に記載のディジタルマイクロミラー式の光学機器。
【請求項３】
第１の保護部材は、第１の領域に対応する第１の保護部と第２の領域に対応する第１の露出部とを含み、第２の保護部材は、第２の保護部と第２の露出部とを含み、
使用時に第２の露出部が第１の露出部に重複し、不使用時に第２の保護部が第１の露出部に重複するように第２の保護部材が回転される、請求項１または２に記載のディジタルマイクロミラー式の光学機器。
【請求項４】
第２の保護部材は、第２の保護部材の回転移動に連動して位置を可変する可動部材を含み、可動部材は使用時に第１の保護部と重複し、不使用時に第１の露出部と重複する位置にある、請求項３に記載のディジタルマイクロミラー式の光学機器。
【請求項５】
第２の保護部材は、回転中心からオフセットした位置に支点を含み、前記可動部材は前記支点によって回動自在に支持され、不使用時に、第１の保護部、第２の保護部および可動部材によって投影レンズが保護される、請求項４に記載のディジタルマイクロミラー式の光学機器。
【請求項６】
前記移動制御手段は、光学機器の電源スイッチがオンされたとき、第２の保護部材を使用時の位置へ移動させ、電源スイッチがオフされたとき第２の保護部材を不使用時の位置へ移動させる、請求項１ないし５いずれか１つに記載のディジタルマイクロミラー式の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタルマイクロミラー（Digital Micro Mirror）を利用した光学機器に関し、特に、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）やＤＶＤなどの映像を投射するプロジェクタのレンズ保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタやカメラなどでは、投影レンズや撮像レンズが外部に露出しているため、使用していない時にレンズを保護する必要がある。例えば特許文献１は、撮像装置のレンズを保護するレンズキャップに関する。グリップベルトに取り付けられたレンズキャップホルダーにキャップ保持穴が形成され、キャップ保持穴にレンズキャップの係合片が挿通係合しそこに収納される。さらにレンズキャップホルダーには、キャップストリングが一定の抵抗をもって移動可能に挿通されるキャップストリング通し穴が形成されており、キャップストリングの末端部を引張ることによってもレンズキャップを収納状態とすることができる。これにより、撮像装置においてレンズキャップが垂れ下がって撮影の邪魔にならないようにレンズキャップを簡単に収納状態に保持することができる。
【０００３】
また、特許文献２は、液晶プロジェクタ装置の投射レンズを保護するためのシャッター機構に関する。投射レンズの前面を保護するためのシャッターが備えられ、該シャッターが投射レンズのズーミング用モータを駆動源として、投射レンズの沈胴動作に連動して開閉動作を行うものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９４０３５号
【特許文献２】特開２００２−２０７１９０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レンズの保護に関する技術として、特許文献１に示すようにレンズキャップと装置本体とをキャップストリングで結ぶものや、特許文献２に示すようにシャッター開閉機構を設けるものがある。しかしながら、キャップストリングを用いるものは、それ自身が邪魔になるという課題があり、またシャッター機構を設けるものは、それによってデザインが限定されてしまい、かつコストが高くなるという課題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、投影レンズを部分的に用いるディジタルマイクロミラー方式の特徴を利用して、簡便にかつ確実に投影レンズを保護することができる、レンズ保護装置を提供する。
さらに本発明は、そのような改良されたレンズ保護装置を備えたプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るディジタルマイクロミラー式の光学機器は、投影光を生成するディジタルマイクロミラーと、投影に利用されない第１の領域と投影に利用可能な第２の領域とを有する投影レンズと、投影レンズを保護するための保護装置とを含み、前記保護装置は、投影レンズの第１の領域を覆う第１の保護部材と、第１の保護部材に対して相対的に移動可能であり、不使用時に投影レンズの第２の領域を覆い、使用時に第２の領域を露出する第２の保護部材と、第２の保護部材を移動させる移動制御手段とを有する。
【０００８】
好ましくは、第１の保護部材は、前記投影レンズに固定的に取り付けられ、第２の保護部材は、第１の保護部材に対し相対的に回転される。また、第１の保護部材は、第１の領域に対応する第１の保護部と第２の領域に対応する第１の露出部とを含み、第２の保護部材は、第２の保護部と第２の露出部とを含み、使用時に第２の露出部が第１の露出部に重複し、不使用時に第２の保護部が第１の露出部に重複するように第２の保護部材が回転される。さらに好ましくは、第２の保護部材は、第２の保護部材の回転移動に連動して位置を可変する可動部材を含み、該可動部材は使用時に第１の保護部と重複し、不使用時に第１の露出部と重複する位置にある。第２の保護部材は、回転中心からオフセットした位置に支点を含み、前記可動部材は前記支点によって回動自在に支持され、不使用時に、第１の保護部、第２の保護部および可動部材によって投影レンズが覆われるように保護される。
【０００９】
好ましくは前記移動制御手段は、光学機器の電源スイッチがオンされたとき、第２の保護部材を使用時の位置へ移動させ、電源スイッチがオフされたとき第２の保護部材を不使用の位置へ移動させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディジタルマイクロミラー方式の光学機器の本体デザイン上の制限を加えることなく、また安価に構成により投影レンズの保護を行うことができる。さらに、保護装置の紛失を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係るディジタルマイクロミラー式の光学機器は、プロジェクタにおいて実施される。以下、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、ディジタルマイクロミラーを用いたプロジェクタの光学系を示す図である。同図において、１０は白色光源のアーク（発光点）、１２は集光ミラーとしての楕円ミラー、１４は輪帯部分が光の三原色（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィルタ、１６は光学部品であるライトトンネル、１８はコンデンサレンズ、２０は折り返しミラーとしての平面ミラー、２２は第２の折り返しミラーとしての球面ミラー、２４はＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、２６はＤＭＤの前面に配される第２のコンデンサレンズ、２８は投影レンズである。
【００１３】
ＤＭＤ２４は、２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成され、各ピクセルの直下に配置されたメモリー素子による静電界作用によって微小ミラーの傾きを制御し、反射光の反射角度を変化させることで、オン／オフ状態を作る反射形表示素子である。ピクセルがオフ状態では、ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオン状態では、ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズに入射してスクリーンに画像を形成するように光学系部品が配置されている。なお、各ピクセルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤの光線の入射面に対して１０から１２度程度と決められている。
【００１４】
光源１０からの光は、カラーフィルタ１４によって順次Ｒ、Ｇ、Ｂの光に分離され、それがＤＭＤ２４を照明する。ＤＭＤ２４によって反射されたオン状態の光が投影レンズ２８により拡大され、スクリーン上に映し出される。
【００１５】
投影レンズ２８は、ＤＭＤ２４からのオン状態の光を入射するが、投影レンズ上には、実際に投影に利用されない領域が存在する。図２は、投影レンズを模式的に示した平面図と側面図である。投影レンズ２８には、投影に利用される領域（以下、投影利用領域という）３０と、投影に利用されない領域（以下、非投影利用領域という）３２が存在する。これは、ＤＭＤ２４からのオン状態の光が一定の角度を持って反射されることが原因である。本実施例のプロジェクタであれば、投影利用領域３０は、投影レンズ２８の上側の半分以上を占め、ここに入射された投影光が拡大投影される。非投影利用領域３２は、投影レンズ２８の下側の半分以下であり、投影利用領域３０の面積よりも小さく。
【００１６】
本実施例では、投影レンズ２８の一部に非投影利用領域３２が存在することに鑑み、これに適したレンズ保護装置を構成する。図３は、本実施例のレンズ保護装置を装着したプロジェクタの外観斜視図である。
【００１７】
プロジェクタ１００は、図１に示した光学系に加えて、電源および回路基板等を収容するハウジング１１０を有する。ハウジング１１０の前面１１２には、投影レンズを保護するレンズ保護装置２００が取り付けられている。さらに前面１１２には、外気の吸排用のスリット１１４が形成され、上面１１６には、操作ボタン１１８が取り付けられている。
【００１８】
レンズ保護装置２００は、複数の保護部材と、ハウジング１１０内に配された回転ギヤ５００およびモータ６００を含んで構成される。複数の保護部材の詳細を図４に示す。レンズ保護装置２００は、円筒形状の第１の保護部材２１０と、第１の保護部材２１０に取り付けられる円筒形状の第２の保護部材３００と、第２の保護部材３００に取り付けられる可動部材４００とを有している。
【００１９】
第１の保護部材２１０は、所定の内径を有する外周部２２０と、外周部２２０の前面側に形成された第１の保護部２３０とを有している。第１の保護部２３０は、上述したように投影レンズ２８の非投影利用領域３２に対応するサイズおよび形状に設計されることが望ましい。ここでは、第１の保護部２３０は、直線的な境界２３２を有し、この境界２３２より下方において投影レンズ２８の非投影利用領域３２を覆い、境界２３２より上方において第１の露出部２４０を形成し、第１の露出部２４０により投影レンズ２８の投影利用領域３０を常時露出させるようにしている。
【００２０】
第１の保護部材２１０の裏面側は開放されており、この開放面から投影レンズ保持部材２５０が挿入される（図４（ｃ）を参照）。投影レンズ保持部材２５０は、第１の保護部材２１０の外周部２２０の内径と略等しいか、それよりも僅かに小さな外径の円筒状の外周部２５２を有している。これにより、第１の保護部材２１０は、投影レンズ保持部材２５０に固定的に嵌合される。また、外周部２５２の内側には投影レンズ２８が保持されており、投影レンズ２８の非投影利用領域３２が第１の保護部２３０と一致するように両者が位置決めされる。好ましくは、位置決めを容易にするため、両者に互いに係合する凹、凸などの係合部を設けるようにしてもよい。
【００２１】
第２の保護部材３００は、第１の保護部材２１０の外周部２２０を覆うような円筒形状の外周部３１０を有している。外周部３１０の内側には、周方向に溝３１２が形成されている。溝３１２は、第１の保護部材２１０の外周部２２０の外周に沿って形成された突出部２２２と係合し、これにより第２の保護部材３００が第１の保護部材２１０上を摺動しながら回転できるようになっている。
【００２２】
第２の保護部材３００の前面側には、第２の保護部３２０と、矩形状の第２の露出部３３０が形成されている。第２の保護部材３００の回転中心をＣとするとき、第２の露出部３３０は、この中心Ｃを含む大きさであり、言い換えれば、投影レンズ２８の投影利用領域３０に対応する大きさとなっている。第２の保護部材３００の外周部３１０の一部は切り取られており、第２の露出部３３０が、その切り取られて部分に接続されている。
【００２３】
第２の保護部３２０の裏面には、中心Ｃからオフセットした位置に突起部３２２が設けられている。突起部３２２は、後述する可動部材４００を支持するものである。さらに、第２の保護部材３００の外周部３１０の周方向に沿って凹凸形状のギヤ部３４０が形成されている。ギヤ部３４０は、図３に示すように、モータ６００によって回転される回転ギヤ５００と噛み合い、これにより第２の保護部材３００を第１の保護部材２１０に対して回転させる。
【００２４】
可動部材４００は、扇状の薄板部材からなる第３の保護部４１０と、第３の保護部４１０上に形成されたスリット状の支持穴４２０とを有する。第３の保護部４１０の水平方向の長さは、第２の保護部材３００の第２の露出部３３０の水平方向の長さよりも幾分長くなっている。また、第３の保護部４１０の底部は、第２の保護部材３００の外周部３１０と略等しい曲率となっている。可動部材４００の支持穴４２０には、第２の保護部材３００の突起部３２２が挿入され、これにより可動部材４００が第２の保護部材３００の裏面側に取り付けられる。
【００２５】
第２の保護部材３００が回転すると、中心Ｃからオフセットされた突起部３２２の位置が変化し、これに連動して可動部材４００の位置が変化する。第２の保護部材３００の第２の露出部３３０が最も上方に位置するとき、可動部材４００が最も下方に位置し、その底部が第２の保護部材３００に当接もしくは近接される。また、第２の露出部３３０が最も下方に位置するとき、突起部３２２が最も上方にあり、すなわち可動部材４００が最も上方に位置するようになる。可動部材４００が最も上方に位置するとき、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、可動部材の第３の保護部４１０が、第１の保護部２３０と第２の保護部３３０の隙間Ｓを塞いでいる。
【００２６】
図５は、プロジェクタの電気的な構成を示すブロック図である。制御部７００は、例えばマイクロコンピュータから構成され、メモリに格納されたプログラムによって所望の動作シーケンスを実行する。入力部７１０は、ユーザからの指示を受け取るユーザインターフェースである。ユーザは、操作ボタン１１８またはリモコンから投影画像の明るさを調整する指示や、ランプ点灯のオン・オフの指示を制御部７００へ与える。電源スイッチ７２０は、電源のオン・オフに応答した信号を制御部７００へ与える。制御部７００は、電源オンの信号を入力すると、ＤＭＤ駆動回路７３０、ランプ点灯回路７４０、およびモータ駆動回路７５０の動作を開始するシーケンス制御を行う。
【００２７】
次に、プロジェクタのレンズ保護動作について説明する。図６は、レンズ保護装置を正面から見たときの第１の保護部材２１０、第２の保護部材３００および可動部材４００の位置関係を示す図である。ここでは、投影レンズの保護状態を分かり易くするため、各部材の前後関係を無視している。第１の保護部材２１０は、斜め方向のハッチング、第２の保護部材３００は、ハッチングなし、可動部材４００は垂直方向のハッチングで位置を示している。
【００２８】
図５(ａ)は、レンズ保護装置が閉じた状態、すなわち、電源スイッチがオフされた状態を示している。このとき、第１の保護部材２１０の第１の保護部２３０によって投影レンズ２８の非投影利用領域３２が覆われ、第１の露出部２４０によって投影レンズ２８の投影利用領域３０が露出されている。つまり、投影レンズ２０の上半分以上が露出されている。一方、第２の保護部材３００は、初期状態にあり、第２の保護部３２０が最も上方に位置している（第２の露出部３３０が最も下方に位置している）。第２の露出部３３０は、投影利用領域３０とほぼ同サイズであるため、投影レンズ２８の下半分以上の領域が露出されることになる。つまり、第１の露出部２４０と第２の露出部３３０との一部が重複する関係にあり、言い換えれば、第１の保護部２３０と第２の保護部３２０の間に隙間Ｓが生じ、投影レンズ２８の全面を覆うことができない。この重複する部分（隙間Ｓ）は、第２の保護部材３００によって上方に持ち上げられた可動部材４００の第３の保護部４１０によって覆われる。こうして、投影レンズ２８は、第１の保護部２３０、第２の保護部３２０、第３の保護部４１０によって完全に覆われ、保護されることになる。
【００２９】
次に、プロジェクタの電源スイッチがオンされると、電源スイッチ７２０からオン状態を示す信号が制御部７００へ供給される。制御部７００は、この信号に応答してモータ駆動回路７５０を介してモータ６００を回転させる。これにより、回転ギヤ５００と係合するギヤ部３４０を介して第２の保護部材３００が回転される。
【００３０】
図５（ｂ）は、第２の保護部材３００が時計方向に４５度回転した状態を示している。図５（ｃ）は、第２の保護部材３００が時計方向に９０度回転した状態を示している。徐々に第２の露出部３３０が現れてくる。図５(ｄ)は、第２の保護部材３００が１８０度回転した状態、すなわち保護装置が完全に開いた状態である。制御部７００は、この位置まで第２の保護部材３００を回転させる。
【００３１】
図５(ｄ)に示す状態にあるとき、第２の保護部材３００の第２の露出部３３０が最も上方に位置し、第２の露出部３３０と第１の露出部２４０とが一致する。つまり、投影レンズ２８の投影利用領域３０が完全に露出された状態になる。第２の露出部３４０が最も上方に位置するとき、突起部３２２が最も下方に位置するため、可動部材４００は、中心Ｃからオフセット量だけ下方に位置し、下部が第２の保護部材３００に当接もしくは近接する。このとき、可動部材４００は、第１の保護部材の第１の保護部２３０を越えない範囲内にある。こうして、投影レンズ２８が露出され、ＤＭＤ２４からの光が投影レンズ２８を介してスクリーン上に投影される。
【００３２】
電源スイッチがオフされると、制御部７００は、第２の保護部材３００を１８０度時計方向または反時計方向に回転させ、図５(ａ)に示すようにレンズ保護装置を閉じた状態にする。
【００３３】
第２の保護部材３００の回転角を精度良く制御するために、ステッピングモータを用いることが望ましい。また、第２の保護部材３００が初期位置にあるか否かを判別するために位置センサを設けるようにしてもよい。
【００３４】
以上のように、本実施例によれば、投影レンズ保持部材２５０に第１、第２の保護部材を取り付け、かつ、第２の保護部材をモータによって回転するだけで、投影レンズの保護または露出を簡単に行うことができる。このため、複雑な機構や装置を用いることなく安価なレンズ保護装置を提供することができる。
【００３５】
なお、上記実施例では、電源スイッチのオン・オフに応答させてレンズ保護装置の開閉を行うようにしたが、必ずしもこれに限るものではない。たとえば、ユーザがレンズ保護装置の開閉の指示を与えるようにしてもよい。あるいは、ランプ点灯装置のオン・オフに応答させるようにしてもよい。また、第１、第２の保護部材の露出部の形状や大きさ、可動部材の形状や大きさは、投影レンズの大きさや投影利用領域３０の大きさ等に応じて適宜変更することが可能である。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係るディジタルマイクロミラー式の光学機器は、前面投射型や背面投射型のプロジェクタにおいて利用することができる。さらに、プロジェクタの他にも、ＤＭＤを用いたディジタルカメラの光学ユニットの保護装置としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例に係るＤＭＤを用いたプロジェクタの光学系を示す図である。
【図２】投影レンズの投影に利用される領域と投影に利用されない領域とを示す図である。
【図３】本実施例のレンズ保護装置を装着したプロジェクタの外観斜視図である。
【図４】図４(ａ)は、レンズ保護装置の各部の構成を示す図、図４(ｂ)はレンズ保護装置を正面から見た図、図４(ｃ)はレンズ保護装置の断面構造を示す図である。
【図５】プロジェクタの電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】レンズ保護装置の動作を説明する図であり、図６(ａ)はレンズ保護装置が閉じた状態を示し、図６(ｂ)は第２のレンズ保護部材が４５度回転した状態を示し、図６(ｃ)は第２のレンズ保護部材が９０度回転した状態を示し、図６(ｄ)は第２のレンズ保護部材１８０度回転した状態（レンズ保護装置が開いた状態）を示す。
【符号の説明】
【００３９】
２４：ＤＭＤ                            ２８：投影レンズ
３０：投影利用領域                      ３２：非投影利用領域
１００：プロジェクタ                  １１０：ハウジング
２００：レンズ保護装置                ２１０：第１の保護部材
２２０：外周部                        ２２２：突出部
２３０：第１の保護部                  ２３２：境界
２４０：第１の露出部                  ２５０：投影レンズ保持部材
３００：第２の保護部材                ３１０：外周部
３１２：溝                            ３２０：第２の保護部
３２２：突起部                        ３３０：第２の露出部
３４０：ギヤ部                        ４００：可動部材
４１０：第３の保護部                  ４２０：支持穴
Ｓ：隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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