(57)【要約】【課題】ユーザが簡便に焦点調節をすることができる、小型で軽量なプロジェクタ用投射レンズ及びそれを用いたプロジェクタを提供する。【解決手段】ＬＣＤ１３によって形成された画像光を投影面４０に拡大投射するプロジェクタ１１１用の投射レンズ１０１は、第１レンズ群２１、ミラー２２、及び雌ねじ部２３を有する固定部２０１と、雄ねじ部３３を有する鏡筒３２、及び鏡筒３２内に設けられた第２レンズ群３１を有する移動部３０１とを備え、雌ねじ部２３と雄ねじ部３３とが螺合されることにより、移動部３０１が固定部２０１に対して回転移動可能に連結されている。このねじの螺合によって、投射レンズ１０１の焦点調節が簡便に行われることを特徴とする。また、ミラー２２を介して、固定部２０１と移動部３０１をＬ字型に連結することにより、投射レンズ１０１の小型化が実現される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調素子によって形成された画像光を投影面に拡大投射するプロジェクタ用の投射レンズであって、
前記画像光が透過する順に、第１投射レンズ群、前記第１投射レンズ群を透過した前記画像光の光路を折り曲げる光路折曲げ手段、及び前記光路折曲げ手段によって折り曲げられた前記画像光の光路に沿って形成された第１ねじ部を有する固定部と、
前記第１ねじ部に螺合される第２ねじ部を有する鏡筒、及び鏡筒内に設けられた第２投射レンズ群を有する移動部とを備え、
前記第１ねじ部と前記第２ねじ部とが螺合されることにより、前記移動部が前記固定部に対して回転移動可能に連結されるとともに、前記移動部の移動に応じて焦点調節が行われることを特徴とする投射レンズ。
【請求項２】
前記固定部に対する前記移動部の位置を、所定の移動量毎に設定する位置決め手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の投射レンズ。
【請求項３】
前記位置決め手段が、前記移動部の前記鏡筒の外周面に設けられた複数の位置決め部と、前記固定部の第１ねじ部側の一端に、先端が前記第１ねじ部の径方向内側に突出して設けられた、弾性変形可能な係止片とを備え、
前記係止片が前記複数の位置決め部のうち一つの位置決め部に当接して係止した状態から、螺合による前記移動部の移動に伴って前記一つの位置決め部に押進された前記係止片が、弾性変形して前記一つの位置決め部を乗越え、弾性応力により元の状態に復帰して、前記一つの位置決め部に隣接する別の位置決め部に当接して係止した状態とすることにより、前記移動部の位置を順次設定することを特徴とする請求項２に記載の投射レンズ。
【請求項４】
前記複数の位置決め部が、前記鏡筒の外周面に環状に設けられた複数の突起又は切欠き溝から構成されることを特徴とする請求項３に記載の投射レンズ。
【請求項５】
前記複数の位置決め部の各々が、前記投射レンズと前記投影面の間の距離と、前記投射レンズの焦点深度との対応関係に基づいた間隔で配置されたことを特徴とする請求項３又は４に記載の投射レンズ。
【請求項６】
前記移動部が前記固定部から外れて落下することを防止する脱落防止手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の投射レンズ。
【請求項７】
前記脱落防止手段が、前記複数の位置決め部と前記第２ねじ部との間に前記鏡筒の外周面から突出して設けられたストッパ突起と、前記係止片とを備え、
前記ストッパ突起は、前記係止片の弾性による変形では乗越え不可能な高さを有し、前記係止片に当接して係止することにより、前記移動部の脱落を防止することを特徴とする請求項６に記載の投射レンズ。
【請求項８】
前記脱落防止手段が、前記移動部の前記第２ねじ部側とは反対側の一端に設けられた係止部と、前記固定部の前記第１ねじ部側の一端に設けられたフランジ部とを備え、
前記係止部が前記フランジ部に当接して係止することにより、前記移動部の脱落を防止することを特徴とする請求項６に記載の投射レンズ。
【請求項９】
照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された前記照明光を変調して、投影する画像の画像光を形成する光変調素子と、
前記光変調素子により形成された前記画像光を投影面に拡大投射する請求項１乃至８の何れかに記載の投射レンズとを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
前記位置決め手段により設定された、前記固定部に対する前記移動部の位置を検出する位置検出手段を備えることを特徴とする請求項９に記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
前記位置検出手段は、光学式のセンサであることを特徴とする請求項１０に記載のプロジェクタ。
【請求項１２】
前記投射レンズと前記投影面との距離を測定する距離測定手段を備えることを特徴とする請求項９乃至１１の何れかに記載のプロジェクタ。
【請求項１３】
前記距離測定手段は、光学式のセンサであることを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクタ。
【請求項１４】
前記照明光学系、前記光変調素子、及び前記投射レンズを収容する筐体と、筐体を支える伸縮自在の脚部とを備え、
前記距離測定手段は、前記脚部に設けられた接触式のセンサであることを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクタ。
【請求項１５】
前記距離測定手段により測定された前記投射レンズと前記投影面との距離に応じて、前記照明光学系から射出される前記照明光の光量を調整する明るさ調整手段を備えることを特徴とする請求項１２乃至１４の何れかに記載のプロジェクタ。
【請求項１６】
前記明るさ調整手段は、前記照明光学系が有する絞りの開口の大きさを制御することにより、前記照明光の光量を調整することを特徴とする請求項１５に記載のプロジェクタ。
【請求項１７】
前記位置検出手段の検出結果と距離測定手段の測定結果を比較して、対応関係が適切かどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１２乃至１６の何れかに記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ用の投射レンズとそれを用いたプロジェクタに関し、より具体的には、モバイル・プロジェクタなどの近接投射プロジェクタに適する投射レンズとそれを用いたプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶パネルやＤＭＤパネル、ＬＣＯＳパネル等の光変調素子によって形成された画像光を投射レンズによりスクリーンに拡大投射するプロジェクタが知られている。近年では、会議やプレゼンテーションにプロジェクタが用いられることが多く、客先へプロジェクタを持ち込んで利用する機会も増加している。そこで、特に卓上プロジェクタ等のモバイル・プロジェクタ及びポータブルプロジェクタにおいては、さらなる小型化、軽量化が望まれている。
【０００３】
一方、スクリーンの背後にプロジェクタを配置し、ミラーを介して後方からスクリーンに画像を投影するリアプロジェクションテレビが注目されている。軽量で安価な大画面テレビを実現するため、リアプロジェクションテレビにおいても、モバイル・プロジェクタと同様に、さらなる小型化、軽量化が目標とされている。そこで、小型化（薄型化）を達成する一つの方法として、投射レンズを複数の群に分割し、所定の群の間に光路を折り曲げる手段を介在させて投射レンズ全体をＬ字型とすることにより、光学系の全長を短くするものがある（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【特許文献１】特開平８−２０１６８８号公報
【特許文献２】特開２００１−４２２１１号公報
【特許文献３】特開２００３−１５０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されている投射レンズは、リアプロジェクションテレビに適するよう設計されており、その投影面はテレビのスクリーンとして固定されており、テレビキャビネット内に収容された投射レンズと投影面との距離が変動することはない。すなわち、ユーザが自ら投影面に表示される画像のピントを合わせる必要はないため、そのための手段は特に設けられていない。ところが、プロジェクタの投影面は、会議室の壁面スクリーンを用いる場合、会議出席者が各々机上に投影する場合等、多種多様であり、その都度ユーザが投影された画像のピント合わせ（焦点調節）をする必要がある。従来の一般的なプロジェクタが、投射レンズ群全体又はその一部を移動させて焦点調節を行うカム機構を備えているのはそのためである。よって、特許文献１〜３に記載されているような投射レンズをそのままモバイル・プロジェクタ等のフロントプロジェクタに利用しても、投影面に合わせた焦点調節ができないという問題があった。また、従来のプロジェクタのように、焦点調節にカム機構を使用すると、装置の構造が複雑になり、大きくなるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ユーザが簡便に焦点調節をすることができる、小型で軽量なプロジェクタ用投射レンズ及びそれを用い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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の投射レンズは、光変調素子によって形成された画像光を投影面に拡大投射するプロジェクタ用の投射レンズであって、前記画像光が透過する順に、第１投射レンズ群、前記第１投射レンズ群を透過した前記画像光の光路を折り曲げる光路折曲げ手段、及び前記光路折曲げ手段によって折り曲げられた前記画像光の光路に沿って形成された第１ねじ部を有する固定部と、前記第１ねじ部に螺合される第２ねじ部を有する鏡筒、及び鏡筒内に設けられた第２投射レンズ群を有する移動部とを備え、前記第１ねじ部と前記第２ねじ部とが螺合されることにより、前記移動部が前記固定部に対して回転移動可能に連結されるとともに、前記移動部の移動に応じて焦点調節が行われることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明の投射レンズは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前前記固定部に対する前記移動部の位置を、所定の移動量毎に設定する位置決め手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明の投射レンズは、請求項２に係る発明の構成に加え、前記位置決め手段が、前記移動部の前記鏡筒の外周面に設けられた複数の位置決め部と、前記固定部の第１ねじ部側の一端に、先端が前記第１ねじ部の径方向内側に突出して設けられた、弾性変形可能な係止片とを備え、前記係止片が前記複数の位置決め部のうち一つの位置決め部に当接して係止した状態から、螺合による前記移動部の移動に伴って前記一つの位置決め部に押進された前記係止片が、弾性変形して前記一つの位置決め部を乗越え、弾性応力により元の状態に復帰して、前記一つの位置決め部に隣接する別の位置決め部に当接して係止した状態とすることにより、前記移動部の位置を順次設定することを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項４に係る発明の投射レンズは、請求項３に記載の発明の構成に加え、前記複数の位置決め部が、前記鏡筒の外周面に環状に設けられた複数の突起又は切欠き溝から構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る発明の投射レンズは、請求項３又は４に記載の発明の構成に加え、前記複数の位置決め部の各々が、前記投射レンズと前記投影面の間の距離と、前記投射レンズの焦点深度との対応関係に基づいた間隔で配置されたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係る発明の投射レンズは、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の構成に加え、前記移動部が前記固定部から外れて落下することを防止する脱落防止手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係る発明の投射レンズは、請求項６に記載の発明の構成に加え、前記脱落防止手段が、前記複数の位置決め部と前記第２ねじ部との間に前記鏡筒の外周面から突出して設けられたストッパ突起と、前記係止片とを備え、前記ストッパ突起は、前記係止片の弾性による変形では乗越え不可能な高さを有し、前記係止片に当接して係止することにより、前記移動部の脱落を防止することを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項８に係る発明の投射レンズは、請求項６に記載の発明の構成に加え、前記脱落防止手段が、前記移動部の前記第２ねじ部側とは反対側の一端に設けられた係止部と、前記固定部の前記第１ねじ部側の一端に設けられたフランジ部とを備え、前記係止部が前記フランジ部に当接して係止することにより、前記移動部の脱落を防止することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９にかかる発明のプロジェクタは、照明光を射出する照明光学系と、前記照明光学系から射出された前記照明光を変調して、投影する画像の画像光を形成する光変調素子と、前記光変調素子により形成された前記画像光を投影面に拡大投射する請求項１乃至８の何れかに記載の投射レンズとを備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項１０に係る発明のプロジェクタは、請求項９に記載の発明の構成に加え、前記位置決め手段により設定された、前記固定部に対する前記移動部の位置を検出する位置検出手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１１に係る発明のプロジェクタは、請求項１０に記載の発明の構成に加え、前記位置検出手段は、光学式のセンサであることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１２に係る発明のプロジェクタは、請求項９乃至１１に記載の発明の構成に加え、前記投射レンズと前記投影面との距離を測定する距離測定手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１３に係る発明のプロジェクタは、請求項１２に記載の発明の構成に加え、前記距離測定手段は、光学式のセンサであることを特徴とする。
【００１９】
さらに、請求項１４に係る発明のプロジェクタは、請求項１２に記載の発明の構成に加え、前記照明光学系、前記光変調素子、及び前記投射レンズを収容する筐体と、筐体を支える伸縮自在の脚部とを備え、前記距離測定手段は、前記脚部に設けられた接触式のセンサであることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１５に係る発明のプロジェクタは、請求項１２乃至１４の何れかに記載の発明の構成に加え、前記距離測定手段により測定された前記投射レンズと前記投影面との距離に応じて、前記照明光学系から射出される前記照明光の光量を調整する明るさ調整手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１６に係る発明のプロジェクタは、請求項１５に記載の発明の構成に加え、前記明るさ調整手段は、前記照明光学系が有する絞りの開口の大きさを制御することにより、前記照明光の光量を調整することを特徴とする。
【００２２】
さらに、請求項１７に係る発明のプロジェクタは、請求項１２乃至１６の何れかに記載の発明の構成に加え、前記位置検出手段の検出結果と距離測定手段の測定結果を比較して、対応関係が適切かどうかを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に係る発明の投射レンズによれば、移動部と固定部の連結は、両者に各々設けられた第１ねじ部、第２ねじ部の螺合によってなされ、その螺合の程度により、投射レンズの焦点調節を行うことが可能である。すなわち、カム機構のような複雑な構造を新たに必要とすることなく投射レンズの取り付けと焦点調整を共通の部品で行うことができ、ユーザ自身がねじを介して移動部を回転移動させるだけで、簡便に焦点調節の操作を行うことができる。また、この投射レンズは、光路折曲げ手段を介して、固定部と移動部がＬ字型に連結されているため、装置全体の小型化（薄型化）が可能となる。
【００２４】
請求項２に係る発明の投射レンズでは、ねじの螺合に伴って移動部が固定部に対して移動した場合に、位置決め手段により、所定の移動量に応じて移動部の位置を設定することができる。ユーザが移動部を回転移動させてピント合わせをする際、何らかの目安がないと操作がしにくい。よって、位置決め手段を設けることにより、ユーザのピント合わせ操作を容易にすることができる。
【００２５】
請求項３に係る発明の投射レンズでは、移動部の鏡筒の外周面に複数の位置決め部を設け、固定部の移動部が連結する側の一端に、先端が内側に突出する弾性変形可能な係止片を設けて、位置決め部に当接させて係止する。この状態から、ねじの螺合によって移動部を回転移動させ、位置決め部が係止部を押進すると、係止片が弾性変形して位置決め部を乗越える。その後、係止片が弾性応力によって元の状態に復帰する一方でそのまま移動部の回転移動が続くと、係止片は、乗越えた位置決め部に隣接する位置決め部に当接して係止する。これにより、ユーザは、設定された位置を目視及び手応えによって確認することができ、ピント合わせの操作がさらに容易となる。
【００２６】
位置決め部は、請求項４に係る発明の投射レンズのように、鏡筒の外周面に環状に設けた、複数の突起又は切欠き溝として構成することができる。この場合、非常に簡単な構成の位置決め手段によって、簡便なピント合わせの操作を実現することができる。
【００２７】
請求項５に係る発明の投射レンズでは、複数の位置決め部の各々が、投射レンズと投影面との距離と、投射レンズの焦点深度との対応関係に基づいて、所定の間隔を設けて配置されている。焦点深度とは、焦点面にできた被写体の像が、焦点面を移動させてもぼけずに許容できる範囲をいう。よって、各位置決め部の間隔を投射レンズの焦点深度の範囲内に設定することにより、係止部が位置決め部に係止した状態から多少ずれた場合でも、投影面が焦点深度内に位置するため、画像を十分認識することができる。この焦点深度は、一般的なプロジェクタでは、投射レンズと投影面の距離が近くなるほど浅く、遠くなるほど深くなる。よって、鏡筒の外周面に設けられる位置決め部は、固定部に連結する側ほど間隔を狭く、先端側ほど間隔を広くして配置することにより、適切なピント合わせ位置を設定することが可能になる。
【００２８】
また、請求項６に係る発明の投射レンズのように脱落防止手段を設けることによって、移動部が固定部から外れて落下し、移動部や移動部内に設けられた第２投射レンズ群が破損することを防止することができる。
【００２９】
脱落防止手段は、請求項７に係る発明の投射レンズのように、移動部の外周面から突出するストッパ突起と、固定部の一端に設けられた弾性変形可能な係止片とで構成することができる。ストッパ突起は、係止片の弾性による変形では乗越え不可能な高さに調整されているため、ねじを緩めすぎた場合でも、ストッパ突起が最終的に係止片に当接して係止することにより、移動部の脱落を確実に防止することができる。
【００３０】
また、請求項８に係る発明の投射レンズのように、前記移動部に設けられた係止部と、固定部の第１ねじ部側の一端に設けられたフランジ部によって、脱落防止手段を構成することもできる。この場合も同様に、ねじを緩めすぎた場合でも、係止部が最終的にフランジ部に当接して係止するため、移動部の脱落を確実に防止することができる。
【００３１】
また、請求項９に係る発明のプロジェクタは、照明光学系と、光変調素子と、請求項１乃至８の何れかに記載の投射レンズとを備えている。請求項１乃至８の何れかに記載の投射レンズを採用したことにより、プロジェクタの小型化、軽量化を実現することができる。また、装置構成の簡略化により、製造コストを削減することもできる。
【００３２】
請求項１０に係る発明のプロジェクタは、固定部に対する移動部の位置を検出する位置検出手段を備えている。これにより、目視や手応えによる確認のみの場合よりも、移動部の位置を正確に検出することができる。
【００３３】
また、請求項１１に係る発明のプロジェクタのように、位置検出手段を光学式のセンサで構成することにより、装置構成を複雑化することなく、移動部の位置を正確に検出することができる。
【００３４】
また、請求項１２に係る発明のプロジェクタは、投射レンズと投影面との距離を測定する距離測定手段をさらに備えている。これにより、投射レンズと投影面との距離を正確に測定することができ、固定部に対する移動部の位置設定をこの距離に応じて正確に行うことができる。
【００３５】
請求項１３に係る発明のプロジェクタのように、距離測定手段に光学式のセンサを用いることにより、装置構成を複雑化することなく、投射レンズと投影面との距離を正確に検出することができる。
【００３６】
また、請求項１４に係る発明のプロジェクタのように、伸縮自在の脚部を設け、脚部に距離測定手段として接触式のセンサを配置しても、同様に、投射レンズと投影面との距離を正確に検出することができる。
【００３７】
さらに、請求項１５に係る発明のプロジェクタは、距離測定手段により測定された投射レンズと投影面との距離に応じて、照明光の光量を調整する明るさ調整手段を備えている。プロジェクタの投影面は、投射レンズと投影面の距離が近いほど明るく、距離が遠ざかるほど暗く、見にくくなる。よって、投射レンズと投影面の距離に応じて明るさを調整することにより、常に適度な明るさで画像を認識することができる。
【００３８】
また、明るさの調整は、請求項１６に係る発明のプロジェクタのように、照明光学系の絞りの開口の大きさを制御することにより行うことができる。この場合、絞りを利用した簡略な構成で、確実に光量を調節することができる。
【００３９】
請求項１７に係る発明のプロジェクタは、位置検出手段による検出結果と距離測定手段による検出結果の対応関係が適切かどうかを判定する手段と、判定結果を報知する手段とを備えている。ユーザの確認のみで移動部の位置決めを行うと、誤って、投射レンズと投影面との距離に応じた適切な位置を設定しそこなう可能性がある。よって、ユーザの位置決めが正しいか否かを報知することにより、誤っていた場合には位置を修正することができ、結果として、正確な位置決め操作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を具体化したプロジェクタ用投射レンズ及びそれを用いたプロジェクタの実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面において、共通する構成要素については、同一の符号を付している。また、これらの図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されている構成要素の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。
【００４１】
<第１の実施形態>
以下、図１〜図８を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る投射レンズ１０１及びそれを用いたプロジェクタ１１１の概略構成を示す部分縦断面図である。また、図２は、プロジェクタ１１１において、支柱１５１を短縮し、あわせて投射レンズ１０１を下降させたときの概略構成を示す部分縦断面図である。図３は、照明光学系１２が備える絞り１２３の開口制御機構の説明図である。図４は、投射レンズ１０１の、固定部２０１と移動部３０１との連結部分周辺の縦断面図である。図５は、脚部１５の伸縮機構を示す縦断面図である。図６は、プロジェクタ１１１の備える測距センサ２７の概略構成を示す説明図である。図７は、プロジェクタ１１１の制御系の概略構成を示すブロック図である。図８は、投射レンズ１０１の位置に関する判定処理を示すフローチャートである。
【００４２】
まず、図１及び図２を参照して、プロジェクタ１１１の概略構成を説明する。図１及び図２に示すように、プロジェクタ１１１は、机５０上に載置され、机上の一部を投影面４０とした卓上プロジェクタであり、照明光学系１２、透過型液晶パネル（以下、ＬＣＤと略す）１３、固定部２０１と移動部３０１とを備える投射レンズ１０１、制御ユニット１４、これらを収容する筐体１１、及び筐体１１を支持する脚部１５を主な構成要素とする。また、筐体１１は、固定部２０１に対する移動部３０１の位置を検出する位置センサ２６と、投射レンズ１０１と投影面４０との間の距離を測定する測距センサ２７を備えている。
【００４３】
次に、図１〜図６を参照して、プロジェクタ１１１の各構成要素の構造を説明する。
図１に示すように、照明光学系１２は、照明光を射出するランプユニット１２１、ランプユニット１２１から射出された照明光を平行光にする照明レンズ１２２、及び照明レンズ１２２からＬＣＤ１３に入射する照明光の光量を調整する絞り１２３から構成されている。
【００４４】
ランプユニット１２１が備える光源ランプとしては、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ等、通常のプロジェクタに用いられる光源が使用される。この中では、高輝度で長寿命の超高圧水銀ランプが特に優れている。
【００４５】
絞り１２３は、図３に示すように、絞り羽根１２３ａを備えた回転体、中継ギア１２３ｂ及び駆動ギア１２３ｃから構成されている。図３のモータドライバ１７は、後述する測距センサ２７に接続されており、測距センサ２７から入力された検出信号に応じて、モータ１６の駆動を制御する。モータ１６は、双方向に回転する中継ギア１２３ｂに接続されている。中継ギア１２３ｂの回転はさらに、絞り羽根１２３ａが設けられた回転体の駆動ギア１２３ｃに伝達され、それにより絞り羽根１２３ａが開閉する。このように、絞り羽根１２３ａを用いて絞り１２３の開口が制御されることによって、照明光学系１２からＬＣＤ１３に照射される光量が調節されている。これにより、プロジェクタ１１１では、常に適切な投影面４０の明るさが維持されている。なお、絞り１２３が、本発明の「明るさ調整手段」に相当する。
【００４６】
図１に示すＬＣＤ１３は、カラーフィルタを内蔵するカラー液晶パネルで、本実施形態のプロジェクタ１１１は、液晶パネルを１枚のみ用いる、いわゆる単板式液晶プロジェクタとして構成されている。ＬＣＤ１３は、照明光学系１２から入射した照明光を変調し、別途入力された映像信号に応じて、投影面に投射される画像光を形成する。なお、本実施形態においては、ＬＣＤ１３が本発明の「光変調素子」に相当する。
【００４７】
投射レンズ１０１は、図１、図２及び図４に示すように、固定部２０１と移動部３０１とを備え、ＬＣＤ１３で形成された画像光を投影面４０に拡大投射する。固定部２０１は、ＬＣＤ１３で形成された画像光が最初に入射する第１レンズ群２１と、第１レンズ群２１を透過した画像光を反射して光路を折り曲げるミラー２２と、ミラー２２に反射された画像光の光路に沿って形成された雌ねじ部２３を備えている。なお、筐体１１の、ミラー２２に反射された画像光の光路に沿った一部に円筒形状の連結部２０１ａが形成され、その内周面の一部に、雌ねじ部２３がねじ山として刻まれている。一方、移動部３０１は、外周面の一部に刻まれた雄ねじ部３３を一端に有する鏡筒３２と、鏡筒３２内に設けられた第２レンズ群３１とを備えている。そして、雌ねじ部２３と雄ねじ部３３とが螺合されることにより、移動部３０１が固定部２０１に対して回転移動可能に連結され、全体として投射レンズ１０１を構成している。また、投射レンズ１０１は、固定部２０１と移動部３０１が、ミラー２２を介してＬ字型に連結されているため、レンズ群が直線状に配置された従来の投射レンズよりも全長が短い。よって、プロジェクタ１１１を小型化することができる。
【００４８】
なお、これ以降、雌ねじ部２３と雄ねじ部３３をあわせて「ねじ部」、雄ねじ部３３が形成され、移動部３０１の固定部２０１に連結される側の一端を「連結端３０１ａ」、反対側の他端を「開放端３０１ｂ」とよぶこととする。また、本実施形態においては、第１レンズ群２１が「第１投射レンズ群」、ミラー２２が「光路折曲げ手段」、雌ねじ部２３が「第１ねじ部」、第２レンズ群３１が「第２投射レンズ群」、雄ねじ部３３が「第２ねじ部」に相当する。
【００４９】
また、図４に示すように、固定部２０１の連結部２０１ａの先端の一部には、弾性変形が可能な係止片２４が設けられている。一方、移動部３０１の雄ねじ部３３よりも開放端３０１ｂ側には、鏡筒３２外周面を環状に取り巻く、断面が矩形状の位置決め突起３４（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ）が、３本平行に設けられている。本実施形態においては、この位置決め突起３４が「位置決め部」に相当する。
【００５０】
係止片２４は、弾性力を有する撓み部２４１と、爪部２４２から構成されている。撓み部２４１は、固定部２０１の連結部２０１ａの先端から、ねじ部の軸方向に延びる弾性部材である。爪部２４２は、撓み部２４１の先端に連結されており、その先端部の断面は、鏡筒３２の径方向内側に頂点を有する略三角形状を有する。
【００５１】
係止片２４は、通常、その爪部２４２が位置決め突起３４のいずれかに当接し係止した状態とされている。これが、投射レンズ１０１と投影面４０との特定の距離について、ピントが合う位置を示す状態である。すなわち、位置決め突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、各々が投射レンズ１０１と投影面４０との特定の距離に対してピントが合う位置に設けられている。本実施形態においては、後述するように、投射レンズ１０１と投影面４０との距離（投影距離）は、支柱１５１の伸縮によって５段階に変更することができる。よって、図５に示す固定穴１５２と固定具１５３が嵌合して支柱が固定される５つの位置に対して、各々ピントが合う移動部３０１の固定位置を特定し、係止片２４が当接し係止する位置に各位置決め突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃが設けられている。なお、本実施形態では、係止片２４及び位置決め突起３４が「位置決め手段」に相当する。
【００５２】
また、各位置決め突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、投影距離と、投射レンズ１０１の焦点深度との対応関係に基づいて、所定の間隔を設けて配置されている。焦点深度とは、焦点面にできた被写体の像が、焦点面を移動させてもぼけずに許容できる範囲のことである。本実施形態において、各位置決め突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃの間隔は、この間を移動部３０１が移動しても、投影距離に対応した投射レンズ１０１の焦点深度内に投影面４０がおさまるよう設定されている。したがって、係止片２４が位置決め突起３４から多少ずれた場合でも、投影面４０に投射された画像は、十分認識することができる。
【００５３】
また、投射レンズ１０１の焦点深度は、投影面４０が近くなるほど浅く、遠くなるほど深くなる。また、投影距離が短い場合、図２に示すように、投射レンズ１０１の移動部３０１は、ピント合わせのために下方に移動させる必要がある。一方、投影距離が長くなる場合は、図１に示すように、移動部３０１を固定部２０１にねじこみ、上方に移動させる必要がある。したがって、位置決め突起３４は、図２に示すように、より浅い焦点深度に対応する移動部３０１の連結端３０１ａ側ほど間隔を狭く、より深い焦点深度に対応する開放端３０１ｂ側ほど間隔を広くして配置されている。
【００５４】
さらに、各位置決め突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、図４では異なる斜線で示されているが、実際には、順に赤、緑、青に着色されている。この着色パターンを、それぞれパターン「００」、「０１」、「１０」とする。そして、固定部２０１の連結部２０１ａの先端の一部に、移動部３０１に対向して、移動部３０１の位置を検出する位置センサ２６が設けられている。位置センサ２６は、発光部２６１と受光部２６２とからなり、本実施形態では、発光部２６１はＬＥＤ及び図示しないリレーレンズにより構成され、受光部２６２はフォトダイオード及び図示しないコンデンサレンズにより構成されている。発光部２６１が発した光は、係止片２４により係止された何れかの位置決め突起３４の、位置センサ２６に対向する表面で反射され、反射された光は、受光部２６２により受光される。そして、受光部２６２によって受光された光の色（着色パターン）で、係止片２４が係止している位置決め突起３４が３４ａ、３４ｂ、３４ｃのうち何れなのかを検出することができる。この検出結果の利用については、後述する。また、このように各位置決め突起３４を異なる色で着色することにより、ユーザの目視による位置確認もさらに容易になる。本実施形態では、位置センサ２６が、本発明の「位置検出手段」に相当する。
【００５５】
また、図４に示すように、移動部３０１の鏡筒３２外周面の、位置決め突起３４と雄ねじ部３３の間には、ストッパ突起３５が設けられている。ストッパ突起３５は、位置決め突起３４と同様、断面が矩形状で、鏡筒３２外周面を環状に取り巻く突起である。ただし、ストッパ突起３５の高さは位置決め突起３４よりも高く、前述した撓み部２４１が弾性変形し、移動部３０１の径方向外側へ拡開しても、爪部２４２は、これを乗越えることができない。よって、前述のようにユーザがねじを緩めて移動部３０１を固定部２０１から下方に移動しすぎても、図２に示すように、最終的には係止片２４がストッパ突起３５を係止して、それ以上の移動を防止するため、移動部３０１が固定部２０１から脱落することはない。これにより、移動部３０１やその内部の第２レンズ群３１が破損することを防止することができる。なお、本実施形態では、係止片２４及びストッパ突起３５が、本発明の「脱落防止手段」に相当する。
【００５６】
図１及び図２に示すように、前述した照明光学系１２、ＬＣＤ１３、投射レンズ１０１、及び後に詳述する制御ユニット１４を収容する略箱形状で内部中空の筐体１１は、机５０上の投影面４０に対して水平に脚部１５に支持されている。脚部１５は、投影面４０に対して垂直に上方へ延びる支柱１５１と、机５０上に載置された台座１５６を備えている。支柱１５１は、筐体１１に固定された円柱形状の上側部材１５１ａと、台座１５６に固定された円筒形状の下側部材１５１ｂとから構成されている。
【００５７】
図５に示すように、上側部材１５１ａは、下側部材１５１ｂの内径よりわずかに小さい直径を有するため、下側部材１５１ｂ内部を長手方向（上下方向）に移動することができる。下側部材１５１ｂには、その周面を貫通する固定穴１５２ｂが設けられ、上側部材１５１ａには、上下方向に所定の間隔で一列に並んだ５つの固定穴１５２ａが上方の一箇所に設けられている。さらに、下側部材１５１ｂには、固定穴１５２ｂを貫通して、固定穴１５２ａのいずれか一つと嵌合することにより、両部材１５１ａ、１５１ｂを固定する固定具１５３が設けられている。
【００５８】
この固定具１５３は、その先端に設けられた係合凸部１５３ａを常時支柱１５１に接近する向きに付勢するバネ機構を備えており、そのスナップアクションによって、固定穴１５２ａ、１５２ｂとの嵌合、離脱を行うものである。したがって、ユーザが、固定具１５３のレバー１５３ｂを支柱１５１方向に押す操作を行うことによって、係合凸部１５３ａを固定穴１５２ａ、１５２ｂから離脱させ、固定状態を解除すると、上側部材１５１ａは、下側部材１５１ｂ内部を上下方向可能にスライド可能となる。ユーザが５つの固定穴１５２ａのうち所望の位置でレバー１５３ｂの操作を中止すれば、固定具１５３は、所望の固定穴１５２ａに嵌合し、上側部材１５１ａと下側部材１５１ｂを固定することができる。このようにして、ユーザは、支柱１５１を所望の長さに伸縮し、簡便に投影面のサイズを変更することができる。なお、図１及び図２は、各々、支柱１５１を最大限に伸長又は短縮させた状態を示しており、投影面４０のサイズも支柱１５１の伸縮に応じて変化していることがわかる。
【００５９】
なお、本実施形態では、図５に示す支柱１５１に設けられた５つの固定穴１５２ａに対して、各々ピントが合う位置決め突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃが定められている。具体的には、固定穴１５２ａのうち最も上方（筐体１１側）に位置する固定穴には位置決め突起３４ａが、中央の２つの固定穴には位置決め突起３４ｂが、そして下方の２つの固定穴には位置決め突起３４ｃが各々対応する。なお、対応する固定穴１５２ａの数の違いは、前述した、投影距離と焦点深度との関係に基づくものである。
【００６０】
また、図１に示すように、筐体１１の底面には、発光部２７１及び受光部２７２から構成され、投射レンズ１０１と投影面４０との距離を測定する測距センサ２７が設けられている。本実施形態においては、図６に示すように、発光部２７１としてＬＥＤ及び図示しないリレーレンズを用い、受光部２７２として、フォトダイオード１〜１０を一列に並べたラインセンサ及び図示しないコンデンサレンズを用いている。台座１５６がＡの位置にあるとき、発光部２７１の発した光が台座１５６の上面に入射角θで入射すると、ラインセンサ２７２に受光される反射光は、フォトダイオード１の位置で強度が最大となる。なお、図６では、光路の中心のみを矢印で表している。一方、支柱１５１を伸長することにより、台座１５６がＢの位置まで離れると、入射角θで台座１５６に入射し、反射された光は、フォトダイオード１０の位置で強度が最大となる。したがって、ラインセンサのどの位置で反射光の強度が最大になるかを検出することで、位置センサ２６と台座１５６上面との距離、すなわち支柱１５１の高さを求めることができる。なお、投射レンズ１０１（具体的には固定部２０１のミラー２２）と投影面４０との投影距離は、位置センサ２６と台座１５６上面との距離（支柱１５１の高さ）に、いずれも既知であるミラー２２から筐体１１の底面までの距離及び台座１５６の高さを足した距離である。よって、後述する制御ユニット１４により、投影距離を算出することもできるが、本実施形態では、位置センサ２６と台座１５６上面との距離（支柱１５１の高さ）の検出値を、投射レンズ１０１と投影面４０との距離として用いている。なお、本実施形態では、測距センサ２７が、本発明の「距離測定手段」に相当する。この測距センサ２７の検出結果の利用については、後述する。
【００６１】
次に、図７のブロック図と、図３、図４、図６を参照して、第１の実施形態に係るプロジェクタ１１１の電気回路の構成について説明する。
【００６２】
図７は、本実施形態に係るプロジェクタ１１１が内蔵する電気回路の構成を示すブロック図である。図７に示すように、プロジェクタ１１１は、図示外のＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを有する制御ユニット１４、ユーザが制御ユニット１４の操作を行う操作パネル６１、映像信号が入力される映像信号入力回路６２、映像信号をＬＣＤ１３の駆動に必要な信号に変換する画像処理回路６３、ＬＣＤ１３を駆動するＬＣＤ駆動回路６４、及びランプユニット１２１の駆動を行うランプ駆動回路６５とを備えている。これらは、図７に示すように、データバス６０を介して接続されている。また、データバス６０には、前述した位置センサ２６及び測距センサ２７と、移動部３０１の位置決めが適切でない場合に警告音を発するブザー１８を作動させるブザー駆動回路６６が接続されており、これらと制御ユニット１４の間で、データバス６０を介して信号の入出力が行われている。さらに、測距センサ２７はモータドライバ１７に接続されており、測距センサ２７からの検出信号に基づき、モータ１６を介して絞り１２３の開口を制御している。
【００６３】
次に、図７のブロック図と、図１、図２、及び図５とを参照して、ユーザによるプロジェクタ１１１のピント合わせ操作と、それに伴う各構成要素の動作について説明する。
【００６４】
まず、ユーザが図７に示す操作パネル６１を操作して、制御ユニット１４を作動させると、制御ユニット１４に制御されたランプ駆動回路６５からの信号に基づいて、ランプユニット１２１が点灯する。そして、ランプユニット１２１の光源ランプから発せられた照明光は、照明光学系１２を通って、ＬＣＤ１３を照射する。
【００６５】
一方、投影面４０に投影されるべき画像の映像信号は、外部から映像信号入力回路６２に入力され、画像処理回路６３へと転送される。画像処理回路６３は、制御ユニット１４からの指令に従って入力された映像信号を加工して、ＬＣＤ１３の駆動に必要な映像信号に変換する。そしてこの変換された映像信号は、ＬＣＤ駆動回路６４へ入力される。ＬＣＤ駆動回路６４は、入力された変換後の映像信号に基づいて、ＬＣＤ１３を駆動する。この結果、ＬＣＤ１３には、投影面４０に投影する画像が表示される。
【００６６】
ＬＣＤ１３は、前述したように、照明光学系１２によって照明されている。ＬＣＤ１３は、この照明光を変調し、表示された画像の画像光を形成する。そして、形成された画像光が、投射レンズ１０１により、最終的に投影面４０に拡大投射される。
【００６７】
このとき、ユーザは、図１及び図２に示すように、支柱１５１を所望の高さに伸縮することにより、投影面４０のサイズを変更することができる。図１は、係止片２４の爪部２４２が、最も開放端３０１ｂ側に設けられた位置決め突起３４ｃに当接し係止した状態、すなわち図１のサイズの投影面４０にピントが合った状態を示している。このとき、図５に示す支柱１５１において、固定具１５３は、上側部材１５１ａの固定穴１５２ａのうち、最も下側（台座１５６側）の穴に嵌合している。
【００６８】
この位置から、例えば投影面４０を図２のサイズに変更するために、ユーザは、固定具１５３のレバー１５３ｂを支柱１５１方向に押して上側部材１５１ａを下側部材１５１ｂ内でスライド移動させた後、最も上側（筐体１１側）の固定穴１５２ａに嵌合させて固定し、支柱１５１全体を短縮させる。このとき、測距センサ２７が投影距離を検出し、その検出信号が、データバス６０を介して制御ユニット１４に転送される。
【００６９】
図２のように支柱１５１を短縮させると、図１に示す係止片２４が位置決め突起３４ｃに係止した状態では、ピントが合わなくなる。そこで、ユーザはねじ部を緩め、移動部３０１を投影面４０の方向（下方）へ移動させる。すると、それに伴って、位置決め突起３４ｃが爪部２４２を押進し、撓み部２４１が弾性変形して移動部３０１の径方向外側へ拡開され、爪部２４２は、係止していた位置決め突起３４ｃを乗越えることができる。そして、係止片２４は、撓み部２４１の弾性応力により元の状態に復帰する。移動部３０１をそのまま移動させ続けると、係止片２４が隣接する位置決め突起３４ｂに当接して係止する。同様にして、ユーザは、図２の支柱１５１の高さにピントが合う位置決め突起３４ａに係止片２４が係止した状態（図２にはこの状態は図示していない）になるまで、移動部３０１を移動させればよい。このようにして、ユーザは、ねじ回しの操作のみにより、ピント合わせを非常に簡便に行うことができる。そしてこのとき、前述した位置センサ２６が、固定部２０１に対する移動部３０１の位置を検出し、その検出信号が、データバス６０を介して制御ユニット１４に転送される。
【００７０】
このようにユーザがピント合わせの操作を行い、投射レンズ１０１と投影面４０との投影距離を変更すると、画面の明るさが変化する。すなわち、投影距離が長くなるにつれて投影面４０は暗くなり、反対に、距離が短くなるにつれて投影面４０は明るくなる。よって、投影面４０の適切な明るさを維持するためには、投影距離に応じて、照明光の光量を調整する必要がある。投影距離、すなわち支柱１５１の高さは、前述した測距センサ２７によって検出されている。したがって、本実施形態では、図７に示すように、測距センサ２７から入力された検出信号に基づいて、前述した照明光学系１２の絞り１２３の開口を制御し、照明光の光量調節を行っている。
【００７１】
一方、制御ユニット１４は、測距センサ２７からの検出信号と位置センサ２６からの検出信号とを比較し、両者の対応関係が適切かどうかを判定する。このときの制御ユニット１４による処理を、図８のフローチャートと、図１、図２、及び図７のブロック図を参照して説明する。なお、このフローチャートにおいて、Ｓｌは測距センサ２７からの検出信号であって、具体的には、検出した反射光の強度が最大であったフォトダイオードの位置番号（１〜１０）を示し、Ｓｌが１〜３のとき、図５に示す支柱１５１において、固定具１５３が最も上側の固定穴１５２ａに嵌合していることを示す。また、Ｓｌが４〜６の間にあるときは、固定具１５３が中央の２つの固定穴１５２ａに嵌合していることを示す。さらに、Ｓｌが７〜１０のときは、固定具１５３は下側の２つの固定穴１５２ａに嵌合していることを示す。また、Ｓｆは、位置センサ２６からの検出信号であって、具体的には、検出された位置決め突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃの３つの着色パターン（００、０１、１０）を示している。
【００７２】
まず、ユーザが図７に示す操作パネル６１を操作して、制御ユニット１４を作動させることにより、処理がスタートする。当初、支柱１５１は、図１のように最大限に伸張された状態にあり、固定具１５３は最も下側の固定穴１５２ａに嵌合している。また、係止片２４が、位置決め突起３４ａに係止した状態にある。測距センサ２７は、このときの投影距離を検出し、その検出信号Ｓｌ＝１０が制御ユニット１４に入力され、制御ユニット１４が有する図示外のＲＯＭに記憶される。また、位置センサ２６の検出信号Ｓｆ＝００も、同様に、制御ユニット１４に入力され、ＲＯＭに記憶される。
【００７３】
制御ユニット１４は、まず、検出信号ＳｌをＲＯＭから読み出し、それが１〜３の範囲内にあるか否か判断する（ステップＳ１１）。図１の場合、Ｓｆ＝１０であるから、制御ユニット１４は、Ｓｌが１〜３の範囲内にないと判断し（Ｓ１１、Ｎｏ)、次に、Ｓｌが４〜６の範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ１４）。図１の場合、Ｓｆ＝１０であるから、制御ユニット１４は、Ｓｌが４〜６の範囲内にないと判断し（Ｓ１4、Ｎｏ)、さらに、Ｓｌが７〜１０の範囲にあるか否かの判断を行う（ステップＳ１７）。ここで図１の検出信号Ｓｆ＝１０が適合するため（Ｓ１７、Ｙｅｓ)、制御ユニットは、次に、位置センサ２６からの検出信号ＳｆをＲＯＭから読み出し、それが１０であるか否かを判断する（ステップＳ１８）。図１の場合、Ｓｆ＝１０であるから、現状では移動部３０１の位置は適切だと判断し（Ｓ１８、Ｙｅｓ）、スタート直後と同じ監視状態に入る。
【００７４】
なお、各センサからの制御ユニット１４への検出信号入力は、支柱１５１の伸縮又は移動部３０１の位置決め操作が行われる毎に行われ、常に現在の支柱１５１の高さ及び移動部３０１の位置がＲＯＭに記憶されている。そして、図８に示すように、制御ユニット１４は、これらの検出信号について常時監視を行っているため、支柱１５１の高さ又は移動部３０１の位置が変化するたび、最新の検出信号で処理を行う。
【００７５】
その後、ユーザが、図２に示すように支柱１５１を最大限に短縮させ、固定具１５３を最も上側の固定穴１５２ａに嵌合させて固定すると、測距センサ２７は、このときの検出信号Ｓｌ＝１を制御ユニット１４に送る。また、ピント合わせのために、ねじ部を緩め、図２に示すように係止片２４がストッパ突起３５に係止する位置まで移動すると、位置センサ２６は、規定の着色パターン００、０１、１０該当しないため、位置センサ２６から制御ユニット１４には検出信号が送られない。
【００７６】
この場合、制御ユニット１４は、新たにＲＯＭに記憶された検出信号Ｓｌ＝１を読み取り、それが１〜３の範囲内にあるか否か判断する（ステップＳ１１）。図２の状態では、Ｓｌ＝１であるから、１〜３の範囲内に適合すると判断し（Ｓ１１、Ｙｅｓ）、次に、ＲＯＭに記憶されている位置センサ２６からの検出信号Ｓｆを読み出し、それが００であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。図２の場合、前述のように、位置センサ２６からの検出信号は更新されていないため、Ｓｆ＝１０のままである。よって、制御ユニット１４は、Ｓｆが００でない、すなわち、適切な位置決め突起３４ａ（Ｓｆ＝００）に係止できていないと判断し（Ｓ１２、Ｎｏ）、警告音を発する信号を図７に示すブザー駆動回路６６に送る（ステップＳ１３）。そして、再び監視状態に復帰する。
【００７７】
支柱１５１を再び伸縮した場合、又は支柱１５１を伸縮せず、固定部に対する移動部３０１の位置だけを変更した場合のいずれも、同様に、図８に示す処理フローに基づいて、適切な位置決め操作が行われていない（Ｓ１２、Ｓ１５、Ｓ１８のいずれかでＮｏである）場合には、警告音が発せられる（Ｓ１３、Ｓ１６、Ｓ１９）。なお、以上説明した処理は、制御ユニット１４のＲＯＭに記憶された処理プログラムに基づいて行われている。
【００７８】
このように、本実施形態に係るプロジェクタ１１１では、制御ユニット１４が、常時支柱１５１の高さ（投影距離）と移動部３０１の位置を監視しており、ユーザが誤って不適切な移動部３０１の位置決め操作を行っても、測距センサ２７および位置センサ２６の最新の検出結果に基づいて警告音が発せられるため、ユーザは、これに従って正確なピント合わせを行うことができる。
【００７９】
<第２の実施形態>
以下、図９及び図１０を参照して、本発明の第２の実施形態について、第１の実施形態と異なる点を主として説明する。図９は、第２の実施形態に係る投射レンズ１０２及びそれを用いたプロジェクタ１１２の概略構成を示す部分縦断面図である。また、図１０は、投射レンズ１０２の、固定部２０２と移動部３０２との連結部分周辺の縦断面図である。
【００８０】
本実施形態のプロジェクタ１１２は、投射レンズ１０２の脱落防止手段として、第１実施形態の係止片２４及びストッパ突起３５に替えて、以下に説明する係止部３６及びフランジ部２８を設けたところに特徴を有する。
【００８１】
図１０に示すように、本実施形態に係る投射レンズ１０２は、移動部３０２の開放端３０２ｂに、底面部３６１、側面部３６２、及びストッパ部３６３から構成される係止部３６を備えている。底面部３６１は、移動部３０２の開放端３０２ｂから鏡筒３２の外周面に対して直角に連結され、鏡筒３２の径方向外側に向かって延びるリング状の部位である。側面部３６２は、底面部３６１から立設された円筒形状の部位である。ストッパ部３６３は、側面部３６２に対して直角に連結され、鏡筒３２の径方向内側に向かって延びるリング状の部位である。一方、固定部２０２の連結部２０２ａには、係止片２４の撓み部２４１よりも上方に、ねじ部の径方向外側に向かってフランジ部２８が設けられている。係止部３６の側面部３６２の内径は、フランジ部２８の外径よりも大きく、係止部３６の底面部３６１とストッパ部３６３が、フランジ部２８の両面を挟み込む配置とされている。すなわち、移動部３０２の開放端３０２ｂに設けられた係止部３６が、フランジ部２８が連結された固定部２０２の連結部２０２ａの先端を覆っている。
【００８２】
リング状のストッパ部３６３とフランジ部２８は、移動部３０２が固定部２０２から離れる方向に移動した際、最終的に重なり合って当接する幅を有する。本実施形態では、ストッパ部３６３のリングの内円直径は固定部２０２の連結部２０２ａの外周径よりわずかに大きく、フランジ部２８の外径は側面部３６２の内径よりわずかに小さい。これにより、ユーザがねじを緩めて移動部３０２を固定部２０２から下方に移動しすぎても、図９に示すように、ストッパ部３６３がフランジ部２８に確実に当接して係止し、移動部３０２の固定部２０２からの脱落を防止することができる。このように、移動部３０２やその内部の第２レンズ群３１が破損することを防止することができる。本実施形態においては、係止部３６及びフランジ部２８が、本発明の「脱落防止手段」に相当する。
【００８３】
また、図１０に示すように、本実施形態においては、位置決め手段である係止片２４と位置決め突起３４は、移動部３０２に設けられた係止部３６に覆われている。よって、ユーザが設定した固定部２０２に対する移動部３０２の位置を外部から視認できるように、位置目盛を設けてもよい。この場合、例えば、固定部２０２の連結部２０２ａ外周面に、移動部３０２を固定部２０２に対して移動させたとき、係止片２４が各位置決め突起３４に当接して係止する位置に対応する３箇所に、目盛を順次刻めばよい。これにより、何れの位置決め突起３４が係止されているかを視認できなくても、簡便にピント合わせ操作を行うことができる。あるいは、移動部３０２に設けた係止部３６の一部に透明な窓部を設け、係止片２４と当接する位置決め突起３４を確認できるようにしてもよい。
【００８４】
<第３の実施形態>
以下、図１１及び図１２を参照して、本発明の第３の実施形態について、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点を主として説明する。図１１は、第３の実施形態に係る投射レンズ１０３の、固定部２０３と移動部３０３との連結部分周辺の縦断面図である。図１２は、第３の実施形態に係るプロジェクタ１１３が備える位置センサ２６０の概略構成を示す説明図である。
【００８５】
本実施形態のプロジェクタ１１３は、投射レンズ１０３の係止片２５を、第１〜第２実施形態のように撓み部２４１及び爪部２４２からではなく、支持部２５１及びばね部２５２から構成したところに特徴を有する。さらに、第１〜第２実施形態とは異なる構成の位置センサ２６０を用いている。これらの特徴について、以下に詳細を説明する。
【００８６】
図１１に示すように、本実施形態において、係止片２５は、固定部２０３の連結部２０３ａの先端の一部からねじ部の軸方向に延びる支持部２５１と、支持部２５１の先端に連結されたばね部２５２から構成されている。ばね部２５２はさらにその内部に、鏡筒３２外周面に対して垂直方向に軸を有するばね２５２ａを備え、ばね２５２ａの鏡筒３２外周面に対向する側の一端に、断面略半円形状の押圧部２５２ｂを備えている。係止片２５は、通常、押圧部２５２ｂが位置決め突起３４０のいずれかに当接し係止しており、投射レンズ１０３と投影面４０との特定の距離について、ピントが合わされている。
【００８７】
ユーザが、例えば、投影面４０のサイズを変更するために支柱１５１の高さを変更し、新たにピント合わせの操作を行うときは、前述の係止状態から、ねじ部を螺合させ、移動部３０３を軸方向に回転移動させる。すると、それに伴って、位置決め突起３４０が、係止片２５の押圧部２５２ｂを押進する。その結果、ばね部２５２内のばね２５２ａが弾性力によって収縮し、移動部３０３の径方向外側に向かって拡開され、押圧部２５２ｂは、係止していた位置決め突起３４０乗越えることができる。そして、ばね２５２ａは弾性応力により、元の状態に復帰する。よって、ユーザは、係止片２５が支柱１５１の高さに対応した位置決め突起３４を係止するまで、この操作を繰り返せばよい。
【００８８】
また、図１１に示すように、各位置決め突起３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃには、３種類の異なった明暗パターンが施されている。この明暗パターンは、位置決め部３３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃの各々を鏡筒３２の径方向に沿って上下に２分割し、順に、何れも着色しない（明るい）「００」、上部のみ着色した（上部が暗く、下部が明るい）「０１」、下部のみ着色した（上部が明るく、下部が暗い）「１０」の３パターンとする。そして、固定部２０３の連結部２０３ａの先端の一部に、発光部２６３及び受光部２６４から構成され、移動部３０３の位置を検出する位置センサ２６０が設けられている。本実施形態においては、具体的には、図１２に示すように、発光部２６３はＬＥＤ、受光部２６４は２つのフォトダイオード２６４ａと、それに付設されたコンデンサレンズ２６４ｂとで構成されている。
【００８９】
図１２に示すように、発光部２６３が発した光は、係止片２５により係止されたいずれかの位置決め突起３４０により反射される。このとき、２つのフォトダイオード２６４ａが、コンデンサレンズ２６４ｂを介して、各位置決め突起３４０の上下部分にそれぞれ反射された光を受光する。そして、２つのフォトダイオード２６４ａが各々受光した光の光量により、明暗パターンを検出することができる。
【００９０】
この検出結果は、第１実施形態の場合と同様、図７及び図８に示すように、制御ユニット１４が測距センサ２７の検出結果と比較し、投影距離に応じた適切なピント合わせがなされているかを判断するために使用される。
【００９１】
<第４の実施形態>
以下、図１３〜図１６を参照して、本発明の第４の実施形態について、第１の実施形態〜第３の実施形態と異なる点を主として説明する。図１３は、第４の実施形態に係るプロジェクタ１１４において、センサ部１５４を備えた脚部１５０の構造を示す説明図である。図１４は、図１３に示すセンサ部１５４周辺の拡大図である。図１５は、第４の実施形態に係る投射レンズ１０４の位置に関する判定処理を示すフローチャートである。図１６は、図１５に示す判定処理において用いられる照合テーブルを示す図である。
【００９２】
本実施形態のプロジェクタ１１４は、投影距離を検出する距離測定手段として、第１〜第３実施形態の光学式の測距センサ２７に替えて、以下に説明する通り、接触式のセンサ部１５４を脚部１５に設けたところに特徴を有する。
【００９３】
図１３に示すように、本実施形態においても、第１〜第３実施形態と同様、脚部１５の支柱１５１は、上側部材１５１ａと下側部材１５１ｂとから伸縮自在に構成され、固定具１５３を上側部材１５１ａに設けられた何れかの固定穴１５２ａに嵌合させて固定することにより、支柱１５１を５段階の高さに調節することができる。一方、図１４に示すように、上側部材１５１ａに設けられた５つの固定穴１５２ａの各々には、固定具１５３が嵌合したときに接触する面上に、一対の接触子１５４ａが設けられている。これらの接触子１５４ａの各々に導線１５４ｂが接続され、図１３に示すように、導線１５４ｂはさらに検出回路１５５に接続されている。検出回路１５５は、何れの導線から検出信号が入力されたかに基づいて、支柱１５１の高さを表す、固定具１５３が嵌合している固定穴１５２ａについての信号を、制御ユニット１４及びモータドライバ１７へと出力する。
【００９４】
すなわち、本実施形態に係るプロジェクタ１１４の制御系の構成は、図７のブロックの測距センサ２７をセンサ部１５４及び検出回路１５５と置き替えれば、第１実施形態とほぼ同様である。なお、本実施形態においては、センサ部１５４が「距離測定手段」に相当する。
【００９５】
センサ部１５４の検出値を用いた本実施形態の制御ユニット１４による処理を、図１５のフローチャート及び図１６のテーブルを参照して説明する。なお、本実施形態においては、Ｓｌは検出回路１５５から入力される固定穴１５２ａについての信号を、Ｓｆは位置センサ２６の検出信号を示している。具体的には、固定穴１５２ａのうち最も上方（筐体１１側）に位置する固定穴を示す信号は「Ｓｌ＝１」、中央の２つの固定穴を示す信号は「Ｓｌ＝２」、そして下方の２つの固定穴を示す信号は「Ｓｌ＝３」とされている。一方、Ｓｆについては、第１実施形態と同様、検出された位置決め突起３４ａ、３４ｂ、３４ｃの色分けパターンに基づく検出信号（００、０１、１０）を示している。
【００９６】
図１５に示すように、処理スタート後のステップＳ２１において、制御ユニット１４は、検出回路からの入力信号Ｓｌを読み取る。次にステップＳ２２に進み、位置センサ２６の検出信号Ｓｆを読み取る。そして、次のステップＳ２３において、制御ユニット１４のＲＯＭに記憶されている図１６のテーブルを照合する。その結果、次のステップＳ２４において、ＳｌとＳｆが同じ行に存在すると判断された場合は、そのまま処理を終了する。一方、ステップＳ２４において、ＳｌとＳｆが同じ行に存在しないと判断された場合には、投影距離に対応した移動部３０４の位置決めがなされていないため、ステップＳ２５に進んで警告音を発する信号を図７に示すブザー駆動回路６６に送り、その後、処理を終了する。
【００９７】
なお、上記第１〜第４の実施形態に示される投射レンズ及びプロジェクタの構成は例示であり、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。
【００９８】
例えば、本発明に係る投射レンズ１０１〜１０４の位置決め手段である係止片２４、２５と位置決め突起３４の形状は、位置決め突起３４、３４０が、移動部３０の固定部２０との螺合に伴って軸方向に移動し、係止片２４、２５に当接し押進したときに、係止片２４、２５が弾性変形して位置決め突起３４、３４０を乗越えることができれば、どんな形状であってもよい。よって、例えば、第１実施形態において、位置決め突起３４に換えて、断面が三角形状の環状の突起を鏡筒３２の外周面に設けてもよい。あるいは、位置決め突起３４を三角形状の切欠き溝に替え、その切欠き溝に係合する断面三角形状の爪部２４２を撓み部２４１から内側に突出するように設けてもよい。
【００９９】
また、第１の実施形態では、本発明に係る投射レンズ１０１~１０４の脱落防止手段を係止片２４とストッパ突起３５により構成している。このストッパ突起３５を設ける代わりに、雄ねじ部３３を鏡筒３２の外周面から突出させて形成し、この突出量を、撓み部２４１が弾性変形して移動部３０の径方向外側へ拡開して、爪部２４２が乗越えられない程度にしても、同様の機能を果たすことができる。
【０１００】
さらに、第１〜第４の実施形態に係るプロジェクタ１１１〜１１４は、液晶パネルを１枚のみ用いる、単板式液晶プロジェクタであるが、Ｒ、Ｇ、Ｂの各三原色に対応した３枚の液晶パネルを用いる、３板式液晶プロジェクタとして構成してもよい。又は、光変調素子として、DMD（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）)を用いたＤＬＰ方式、もしくは反射型液晶を用いたＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）方式としてもよい。
【０１０１】
また、第１〜第４の実施形態においては、位置センサ２６又は２６０の検出値が制御ユニット１４に入力され、測距センサ２７又は脚部１５に設けられたセンサ部１５４の検出値との比較にのみ使用されている。しかし、位置センサ２６の検出結果を表示する表示部を設けて、ユーザが設定した位置をさらに容易に確認できるようにしてもよい。
【０１０２】
また、第１〜第４実施形態においては、投影距離に対応した移動部３０の位置決めがなされていない場合にのみ、ブザー１８により警告音を発して報知する構成とされているが、位置決めの適否を異なった色のランプ等で報知するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】第１の実施形態に係る投射レンズ１０１及びそれを用いたプロジェクタ１１１の概略構成を示す部分縦断面図である。
【図２】図１に示すプロジェクタ１１１において、支柱１５１を短縮し、あわせて投射レンズ１０１を下降させたときの概略構成を示す部分縦断面図である。
【図３】図１に示す照明光学系１２が備える絞り１２３の開口制御機構の説明図である。
【図４】図１に示す投射レンズ１０１の、固定部２０１と移動部３０１との連結部分周辺の縦断面図である。
【図５】図１に示す脚部１５の伸縮機構を示す縦断面図である。
【図６】図１に示すプロジェクタ１１１の備える測距センサ２７の概略構成を示す説明図である。
【図７】図１に示すプロジェクタ１１１の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図８】図１に示す投射レンズ１０１の位置に関する判定処理を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態に係る投射レンズ１０２及びそれを用いたプロジェクタ１１２の概略構成を示す部分縦断面図である。
【図１０】図９に示す投射レンズ１０２の、固定部２０２と移動部３０２との連結部分周辺の縦断面図である。
【図１１】第３の実施形態に係る投射レンズ１０３の、固定部２０３と移動部３０３との連結部分周辺の縦断面図である。
【図１２】第３の実施形態に係るプロジェクタ１１３が備える位置センサ２６０の概略構成を示す説明図である。
【図１３】第４の実施形態に係るプロジェクタ１１４において、センサ部１５４を備えた脚部１５０の構造を示す説明図である。
【図１４】図１３に示すセンサ部１５４周辺の拡大図である。
【図１５】第４の実施形態に係る投射レンズ１０４の位置に関する判定処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１５に示す判定処理において用いられる照合テーブルを示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１１      筐体
１２      照明光学系
１３      ＬＣＤ１３
１４      制御ユニット
１５、１５０  脚部
１６      モータ
１７      モータドライバ
１８      ブザー
１９      ランプ駆動回路
２０１、２０２、２０３  固定部
２１      第１レンズ群
２２      ミラー
２３      雌ねじ部
２４、２５    係止片
２６、２６０  位置センサ
２７      測距センサ
２８      フランジ部
３０１、３０２、３０３  移動部
３１      第２レンズ群
３２      鏡筒
３３      雄ねじ部
３４、３４０  位置決め突起
３５    ストッパ突起
３６    係止部
４０    投影面
５０    机
６０    データバス
６１    操作パネル
６２    映像信号入力回路
６３    画像処理回路
６４    駆動回路
６５    ランプ駆動回路
１１１〜１１４  プロジェクタ
１０１〜１０４  投射レンズ
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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