(57)【要約】【課題】投射光学装置の焦点位置の変動を抑制できるプロジェクターを提供する。【解決手段】プロジェクターは、画像を投射する投射光学装置４を備える。また、プロジェクターは、投射光学装置４を加熱する加熱ユニット５と、加熱ユニット５を制御する制御ユニットとを備える。そして、投射光学装置４の温度が、当該投射光学装置４の焦点位置が安定化する温度以上となるように加熱ユニット５を制御ユニットにより制御する。【選択図】図２
2011209393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投射する投射光学装置を備えるプロジェクターであって、
前記投射光学装置を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記投射光学装置の温度が、当該投射光学装置の焦点位置が安定化する温度以上となるように前記加熱手段を制御する
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
前記投射光学装置は、複数のレンズ群を備え、
前記加熱手段は、それぞれの前記レンズ群に応じて設けられ、
前記制御手段は、それぞれの前記加熱手段を制御する
ことを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置と、当該光源装置から出射された光束を変調して、画像情報に応じた画像光を形成する光変調装置と、当該画像光をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが知られている。このような投射光学装置としては、鏡筒内にズームレンズ及びフォーカスレンズ等の複数のレンズが設けられた組レンズが採用されることが多い。
ところで、プロジェクターの使用時に、投射光学装置から投射される画像光に応じた画像を被投射面上で鮮明に表示する場合には、当該投射光学装置の焦点位置を調整する必要がある。これに対し、投射光学装置の焦点位置を自動的に調整するプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載のプロジェクター（投射型表示装置）では、投射光学装置（投写レンズ）とスクリーンとの距離を不可視光線で測距し、最適焦点位置に投写光学装置の焦点を自動的に調整することで、焦点調整の操作性及び正確性を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１４９５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、プロジェクターとスクリーンとの距離に基づいて、投射光学装置の焦点位置を調整しているため、温度によって生じる投射光学装置の焦点位置のずれを補正できないという問題がある。
詳述すると、プロジェクターの使用時には、投射光学装置の複数のレンズを画像光が透過するため、当該各レンズの温度が上昇する。ここで、当該複数のレンズには、温度に応じてレンズ特性（曲率及び屈折率等）が変化するものがあり、また、鏡筒の温度変化によりレンズ間距離が変化する場合がある。このような場合、投射光学装置全体の焦点位置が、低温時（例えば、使用開始時）と高温時（例えば、使用開始時から所定時間経過後）とで変化する。このため、前述の距離に基づいて設定された投射光学装置の焦点位置が、低温時と高温時とで変化してしまい、投射画像が鮮明に表示できないという問題がある。このため、投射光学装置の焦点位置の変動を抑制できる構成が要望されてきた。
【０００５】
本発明の目的は、投射光学装置の焦点位置の変動を抑制できるプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプロジェクターは、画像を投射する投射光学装置を備えるプロジェクターであって、前記投射光学装置を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記投射光学装置の温度が、当該投射光学装置の焦点位置が安定化する温度以上となるように前記加熱手段を制御することを特徴とする。
本発明によれば、制御手段の制御に基づいて加熱手段は、投射光学装置の温度が、当該投射光学装置の焦点位置が安定化する温度以上となるように投射光学装置を加熱する。これによれば、当該焦点位置が安定化する温度以上に投射光学装置の温度が達した後に、当該焦点位置を調整することにより、調整前と調整後とで投射光学装置の焦点位置の変化を抑制できる。従って、画像を鮮明に表示できる。
【０００７】
ここで、投射光学装置の温度上昇を抑制するために、当該投射光学装置を冷却する冷却手段を設ける構成が考えられる。このような冷却手段としては、冷却空気を送風するファンを例示できる。しかしながら、このようなファンを設ける場合には、冷却空気の送風に伴う風切音が発生するため、プロジェクターの静音化が妨げられるという問題がある。
これに対し、例えば、加熱手段としてヒーターを採用することにより、風切音等の騒音が発生することを抑制でき、冷却手段を採用する場合に比べ、プロジェクターの静音化を図ることができる。
【０００８】
本発明のプロジェクターでは、前記投射光学装置は、複数のレンズ群を備え、前記加熱手段は、それぞれの前記レンズ群に応じて設けられ、前記制御手段は、それぞれの前記加熱手段を制御することが好ましい。
ここで、レンズ群とは、所定の機能を有する１以上のレンズの区分を指す。
本発明によれば、各レンズ群に応じて加熱手段が設けられるので、当該各レンズ群を確実に加熱できる。また、各レンズ群のレンズ特性等に応じて、当該各レンズ群を個別に加熱することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。
【図２】前記実施形態における投射光学装置及び加熱ユニットの構成を示す模式図。
【図３】前記実施形態における制御ユニットの構成を示す図。
【図４】前記実施形態における制御ユニットにより実行される温度制御処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクターの構成〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、内部に設けられた光源装置３１１から出射された光束を変調して、画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面Ｗ（図２参照）上に拡大投射するものである。このプロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２、画像形成装置３、投射光学装置４、加熱ユニット５、制御ユニット６及び温度センサー７を備える。
このうち、外装筐体２は、合成樹脂又は金属により全体略直方体状に形成された筐体であり、前述の各装置３，４及び各ユニット５，６等を内部に収納配置する。
【００１１】
〔画像形成装置の構成〕
画像形成装置３は、制御ユニット６による制御の下、画像情報に応じた画像光を形成する光学装置である。この画像形成装置３は、照明光学装置３１、色分離光学装置３２、リレー光学装置３３及び電気光学装置３４と、これらを内部に設定された照明光軸Ａ上の所定位置に収納配置するほか、後述する投射光学装置４を支持する光学部品用筐体３５とを備える。
【００１２】
照明光学装置３１は、光源装置３１１、一対のレンズアレイ３１２，３１３、偏光変換素子３１４及び重畳レンズ３１５を備える。
色分離光学装置３２は、ダイクロイックミラー３２１，３２２及び反射ミラー３２３を備え、リレー光学装置３３は、入射側レンズ３３１、リレーレンズ３３３及び反射ミラー３３２，３３４を備える。
電気光学装置３４は、フィールドレンズ３４１と、光変調装置としての３つの液晶パネル３４２（赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶パネルを、それぞれ３４２Ｒ，３４２Ｇ，３４２Ｂとする）と、それぞれ３つの入射側偏光板３４３、視野角補償板３４４及び出射側偏光板３４５と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム３４６とを備える。
【００１３】
このような画像形成装置３では、照明光学装置３１により照明領域内の照度が略均一化された光束が出射され、当該光束は、色分離光学装置３２により、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つの色光に分離される。これら分離された各色光は、各液晶パネル３４２にて画像情報に応じてそれぞれ変調され、色光毎の画像が形成される。そして、当該色光毎の画像は、クロスダイクロイックプリズム３４６にて合成され、投射光学装置４により被投射面Ｗ（図２参照）上に拡大投射される。
【００１４】
〔投射光学装置の構成〕
図２は、投射光学装置４及び加熱ユニット５の構成を示す模式図である。
投射光学装置４は、画像形成装置３にて形成された画像を被投射面Ｗ上に結像させるとともに、当該画像を拡大投射する。この投射光学装置４は、図２に示すように、３つのレンズ群４１（被投射面Ｗに近接する側から第１レンズ群４１１、第２レンズ群４１２、及び第３レンズ群４１３とする）と、当該各レンズ群４１を内部に収納する鏡筒４２とを備える組レンズとして構成されている。なお、「レンズ群」とは、所定の機能を有する１以上のレンズの区分を指す。
【００１５】
〔加熱ユニットの構成〕
加熱ユニット５は、本発明の加熱手段に相当し、レンズ群４１を加熱し、ひいては、投射光学装置４を加熱するためのものである。この加熱ユニット５は、第１レンズ群４１１を加熱するヒーター５１と、第２レンズ群４１２を加熱するヒーター５２と、第３レンズ群４１３を加熱するヒーター５３と、鏡筒４２を加熱するヒーター５４とを備える。これらヒーター５１〜５４は、対応するレンズ群４１及び鏡筒４２を加熱し、各レンズ群４１のレンズ全体及び鏡筒４２を均一な温度に加熱できるものであれば、その構成は特に限定されない。具体的に、ヒーター５１〜５３は、各レンズ群４１の周縁部を電熱線で覆うことで構成でき、ヒーター５４は、鏡筒４２の外面を電熱線で覆うことで構成できる。
【００１６】
〔温度センサーの構成〕
温度センサー７は、後述する制御ユニット６の制御の下、投射光学装置４近傍の温度を検出する検出手段である。この温度センサー７は、第１レンズ群４１１、第２レンズ群４１２、第３レンズ群４１３近傍の温度をそれぞれ検出する第１センサー７１、第２センサー７２及び第３センサー７３と、鏡筒４２の温度を検出する第４センサー７４とを有する。
【００１７】
〔制御ユニットの構成〕
図３は、制御ユニット６の構成を示す図である。
制御ユニット６は、本発明の制御手段に相当し、プロジェクター１全体の動作を自律的に、或いは、使用者の操作に応じて制御する。例えば、制御ユニット６は、前述のヒーター５１〜５４による加熱状態を制御する。このため、制御ユニット６は、図３に示すように、温度情報取得部６１、温度判定部６２及びヒーター制御部６３を有する。そして、制御ユニット６は、これら各部によって、以下に説明する温度制御処理を実行する。
【００１８】
温度情報取得部６１は、温度センサー７により検出された投射光学装置４近傍の温度を取得する。
温度判定部６２は、温度情報取得部６１により取得された温度（取得温度）が、投射光学装置４の焦点位置が安定化する際に温度センサー７により検出される温度として予め記憶された安定化温度以上であるか否かを判定する。
ヒーター制御部６３は、温度判定部６２により、取得温度が安定化温度未満であると判定された場合に、前述のヒーター５１〜５４に各レンズ群４１〜４３及び鏡筒４２を加熱させ、また、当該取得温度が安定化温度以上であると判定された場合に、ヒーター５１〜５４による加熱を停止させる。
【００１９】
〔温度制御処理〕
図４は、制御ユニット６により実行される温度制御処理を示すフローチャートである。
上述した制御ユニット６は、プロジェクター１の電源が投入されると、以下に示す温度制御処理を実行して投射光学装置４の温度をほぼ一定に保ち、当該投射光学装置４の焦点位置の変動を抑制する。この温度制御処理は、図示しない記憶部に記憶された温度制御プログラムに沿って行われる。
この温度制御処理では、図４に示すように、まず、温度情報取得部６１が、温度センサー７により検出された温度を取得する（ステップＳ１）。
【００２０】
次に、温度判定部６２が、取得温度と、前述の安定化温度とを比較して、当該取得温度が安定化温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
ここで、取得温度が安定化温度未満であると判定されると、ヒーター制御部６３が、ヒーター５１〜５４をオン状態としてレンズ群４１及び鏡筒４２を加熱する（ステップＳ３）。
一方、取得温度が安定化温度以上であると判定されると、ヒーター制御部６３は、ヒーター５１〜５４をオフ状態としてレンズ群４１及び鏡筒４２の加熱を停止する（ステップＳ４）。
そして、これらステップＳ１〜Ｓ４が繰り返し実行されることにより、各レンズ群４１及び鏡筒４２を有する投射光学装置４全体が、設定されている所定温度に制御される。
なお、プロジェクター１の電源が投入された後に初めて取得温度が安定化温度以上であると判定された際に、投射画面上または操作パネルにおいて焦点調整可能を知らせる表示を行ったり、自動的に焦点位置調整を行ったりすることもできる。
【００２１】
〔投射光学装置の焦点位置〕
投射光学装置４の焦点位置は、温度によって変化する各レンズ群４１１〜４１３のレンズ特性及びレンズ間距離により変動する。
詳述すると、図２に示すように、投射光学装置４の焦点位置は、投射光学装置４に温度変化が生じると、破線で示すように、低温時の焦点位置Ｐから、照明光軸Ａに沿って投射光学装置４に近づく方向（位置Ｐ１で示す位置）または遠ざかる方向（位置Ｐ２で示す位置）に変動する。このような場合、投射された画像に所謂ピントずれが生じる。
これに対し、本実施形態では、投射光学装置４が安定化温度に保たれることにより、前述のレンズ位置等が変化せず、投射光学装置４の焦点位置の調整前と調整後とで当該焦点位置が変動することを抑制できる。
【００２２】
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
制御ユニット６の制御に基づいて加熱ユニット５が、投射光学装置４の温度が、当該投射光学装置４の焦点位置が安定化する温度以上となるように投射光学装置４を加熱する。これによれば、当該焦点位置が安定化する温度以上に投射光学装置４の温度が達した後に、当該焦点位置を調整することにより、調整前と調整後とで投射光学装置４の焦点位置の変化を抑制できる。従って、画像を鮮明に表示できる。
また、加熱ユニット５としてヒーター５１〜５４を採用することにより、風切音等の騒音が発生することを抑制でき、冷却手段を採用する場合に比べ、プロジェクター１の静音化を図ることができる。
さらに、各レンズ群４１１〜４１３に応じてヒーター５１〜５３が設けられているので、当該各レンズ群４１１〜４１３を確実に加熱できる。また、各レンズ群４１１〜４１３のレンズ特性等に応じて、当該各レンズ群４１１〜４１３を個別に加熱することも可能である。
【００２３】
〔実施形態の変形〕
本発明は前記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。
前記実施形態では、温度センサー７は、３つのセンサー７１〜７３で構成したが、これに限らず、投射光学装置４全体の温度又は近傍の温度を検出する１つのセンサーで構成してもよい。
前記実施形態では、投射光学装置４の温度として、各レンズ群４１の近傍の温度、及び、鏡筒４２の温度を検出するとしたが、これに限らない。例えば、鏡筒４２内に温度センサー７を設けて各レンズ群４１の温度を直接検出するようにしてもよい。また、投射光学装置４近傍の温度を検出するように構成し、当該温度から投射光学装置４全体の温度を推測するように構成してもよい。
【００２４】
前記実施形態では、ヒーター５１〜５３を鏡筒４２内に設け、ヒーター５４を鏡筒４２外部に設けたが、これに限らず、ヒーター５１〜５４の設置場所は、対応する各レンズ群４１及び鏡筒４２を加熱できるのであれば、鏡筒４２の内外どちらであっても構わない。
前記実施形態では、レンズ群４１１〜４１３ごとに、当該レンズ群を加熱するヒーター５１〜５３を設けるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、温度変化によって焦点位置の変動を誘発するレンズ群のみに、当該レンズ群を加熱するヒーターを設ける構成としてもよい。
【００２５】
前記実施形態では、プロジェクターは、３つのレンズ群４１（４１１〜４１３）を有する投射光学装置を備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、投射光学装置が備えるレンズ群の数は、当該投射光学装置の特性、性能及び製造コスト等に基づいて、適宜設定可能である。
【００２６】
前記実施形態では、３つの光変調装置を用いたプロジェクターを採用したが、これに限らず、例えば、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクター、２つの光変調装置を用いたプロジェクター、または４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクターとしてもよい。また、光変調装置として液晶パネルを採用したが、これに限らず、マイクロミラーを用いたデバイス等の液晶以外の光変調装置を採用してもよい。さらに、透過型の光変調装置ではなく、反射型の光変調装置を用いてもよい。
【００２７】
前記実施形態では、プロジェクター１は、被投射面に対する画像の投射方向と、当該画像の観察方向とが略同じであるフロントタイプのプロジェクターとして構成したが、本発明はこれに限らない。例えば、投射方向と観察方向とがそれぞれ反対方向となるリアタイプのプロジェクターにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、形成された画像を投射する投射光学装置を有するプロジェクターに利用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１…プロジェクター、４…投射光学装置、５…加熱ユニット（加熱手段）、６…制御ユニット（制御手段）、４１（４１１〜４１３）…レンズ群。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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