(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像投影機に設けられ、投影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒を支持する投影レンズ支持装置において、
前記レンズ鏡筒が着脱自在に装着されるマウントベースと、このマウントベースに装着されたレンズ鏡筒の信号部から投影レンズの種類を表すレンズ識別信号を読み取る信号読み取り手段と、前記マウントベースを光軸と垂直な平面内で移動させるマウントベース移動手段と、前記信号読み取り手段から得られたレンズ識別信号に基づき、前記マウントベース移動手段によるマウントベースの移動範囲を規制する移動範囲規制手段とを備えたことを特徴とする投影用レンズ支持装置。
【請求項２】
前記移動範囲規制手段は、複数種類のレンズ識別信号ごとにマウントベースの移動範囲データとを対応づけた記憶手段と、マウントベースの移動位置を検出する位置センサと、この位置センサで検出されたマウントベースの移動位置を前記記憶手段から読み出された移動範囲データとを比較して前記マウントベース移動手段の作動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の投影レンズ支持装置。
【請求項３】
前記信号読み取り手段は反射型フォトセンサで構成され、前記信号部は投影レンズの種類事に反射パターンを異ならせた光反射信号部であることを特徴とする請求項２記載の投影レンズ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を拡大して投影するプロジェクターに用いられる投影レンズ支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクターに用いられる投影レンズ支持装置には、一般的に実用されるものとして、レンズ群を交換して倍率を変更する方式のものが知られている。この交換方式の投影レンズ支持装置を用いることにより、スクリーンの大きさや、スクリーンまでの距離に合わせて、適正な倍率のレンズ群を選択することができる。
【０００３】
一方、液晶プロジェクターでは、スクリーンに投影される画像の上下方向の位置を調整する際に、プロジェクター本体は固定したまま、レンズ群を上下に移動させて調節するレンズ移動装置を備えたものがある。
【０００４】
このレンズ移動装置と、上述した交換方式の投影レンズ支持装置とを組み合わせて、液晶プロジェクターの投影する倍率、及び上下方向の投影位置を調整可能とすることが望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、交換方式を採用した場合、レンズの種類によって有効径が異なるため、レンズ移動装置の移動範囲が、有効径の大きいレンズに合わせた設定に固定されている場合、有効径の小さなレンズを使用して、上下の限界まで移動させると、投影範囲の周辺部分では、投影光がスクリーンまで届かなくなり、その部分だけ暗くなってしまう。また、有効径の小さなレンズに合わせた設定に固定すると、有効径の大きなレンズ群の移動範囲が限定されてしまうため、レンズの特性を生かすことができない。
【０００６】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、交換方式を採用するとともに、それぞれのレンズに合わせた移動範囲で、上下方向の投影位置調整を可能にした投影レンズ支持装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の投影レンズ支持装置では、画像投影機に設けられ、投影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒を支持する投影レンズ支持装置において、前記レンズ鏡筒が着脱自在に装着されるマウントベースと、このマウントベースに装着されたレンズ鏡筒の信号部から投影レンズの種類を表すレンズ識別信号を読み取る信号読み取り手段と、前記マウントベースを光軸と垂直な平面内で移動させるマウントベース移動手段と、前記信号読み取り手段から得られたレンズ識別信号に基づき、前記マウントベース移動手段によるマウントベースの移動範囲を規制する移動範囲規制手段とを備えている。
【０００８】
前記移動範囲規制手段は、複数種類のレンズ識別信号ごとにマウントベースの移動範囲データとを対応づけた記憶手段と、マウントベースの移動位置を検出する位置センサと、この位置センサで検出されたマウントベースの移動位置を前記記憶手段から読み出された移動範囲データとを比較して前記マウントベース移動手段の作動を制御する制御手段とを備えていることが好ましい。
【０００９】
さらに、前記信号読み取り手段は反射型フォトセンサで構成され、前記信号部は投影レンズの種類事に反射パターンを異ならせた光反射信号部であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投影レンズ支持装置を液晶プロジェクターに適用した例について、図面を参照しながら説明する。図２に示す液晶プロジェクター１１は、箱型状のキャビネット２１と、このキャビネット２１に取り付けられるレンズ鏡筒２３とから構成される。レンズ鏡筒２３としては、それぞれ異なるレンズ群４４が内蔵された複数種類のものが用意されており、それらの中から選択された一つが、キャビネット２１の前面に形成される開口２２から露呈する本体側マウント部３４に取り付けられる。また、キャビネット２１には、電源スイッチ２４や、上昇スイッチ２５、下降スイッチ２６、及び画像入力端子（図示せず）が設けられている。この液晶プロジェクター１１は、図３に示すように、スクリーン１０に画像を投影しているレンズ鏡筒２３の位置を、上昇スイッチ２５、又は下降スイッチ２６を押圧操作することにより上昇、又は下降させてスクリーン１０に投影させる画像の位置を調節する。
【００１１】
図１は、本発明の投影レンズ支持装置の構成を示す分解斜視図であり、投影用レンズ装置３０は、レンズ鏡筒２３、マウントベース部材３１、ガイド軸３２、及びポテンションメータ３３から構成される。
【００１２】
マウントベース部材３１は、略円盤状の本体側マウント部３４と、これの外周面に突出している腕部３５とが一体に形成されている。本体側マウント部３４には、バヨネット溝３６と、ロックピン３７、及びセンサ部ＰＨ１〜３が設けられている。バヨネット溝３６は光軸Ｌを中心とする周方向に所定間隔離して複数設けられている。ロックピン３７は、光軸Ｌの方向に沿ってスクリーン１０（図３参照）側に突出した突出位置と本体側マウント部３４の内部に退避した退避位置との間で移動自在とされており、内部に組み込まれたバネ（図示せず）により突出位置に向けて付勢されている。
【００１３】
センサ部ＰＨ１〜３には反射型のフォトセンサ３８が用いられ、これによってレンズ鏡筒２３の種類を判別する。図４にセンサ部ＰＨ１〜３の要部断面図を示す。なお、図４は光軸Ｌを中心とする周方向での断面を表す。フォトセンサ３８は投光部と受光部とを一体にパッケージしたもので、投光部３９は，赤外光を発光するＩＲＥＤなどの発光ダイオード３９ａと投光レンズ３９ｂとからなり、受光部４０は、発光ダイオード３９ａからの照射光に受光感度を合わせたフォトトランジスタ４０ａと受光レンズ４０ｂとからなる。本体側マウント部３４の内面壁に筒状の取り付け部３４ａが一体に形成され、この取り付け部３４ａに上記フォトセンサ３８が接着剤で固定されている。なお、本体側マウント部３４が金属部品である場合には、抑え板などを利用してフォトセンサ３８をビス止めで固定してもよい。
【００１４】
腕部３５は、光軸Ｌとほぼ直角をなすガイド軸３２に取り付けられている。これにより、マウントベース部材３１は、ガイド軸３２に沿って、上下に移動自在とされている。なお、ガイド軸３２は、その上下に設けられた支持板４２，４３を介してキャビネット２１に固定されている。
【００１５】
腕部３５には、ガイド軸３２と干渉しない位置に突起４１が形成されている。この突起４１は、支持板４３と一体に設けられている長孔４３ａと係合している。突起４１の先端にはポテンションメータ３３を構成する摺動子３３ａが設けられており、この摺動子３３ａは、長孔４３ａの奥に設けられた抵抗体３３ｂ上をスライドする。このように構成されたポテンションメータ３３は、摺動子３３ａが上方に行くほど抵抗値が高くなり、下方に行くほど抵抗値が低くなる可変抵抗器として機能する。そして、このポテンションメータ３３に一定の電流を流すと、摺動子３３ａの変位に比例して、ポテンションメータ３３にかかる電圧値が変化する。このようにして、ポテンションメータ３３は、マウントベース部材３１の位置を電圧値に置き換えて検出する位置検出器として機能する。
【００１６】
レンズ鏡筒２３は、レンズ群保持部２７、及びレンズ側マウント部２８から構成されている。複数種類が用意されているレンズ鏡筒２３では、レンズ側マウント部２８の構成は、すべての種類で共通であるが、レンズ群保持部２７に内蔵される投影レンズ群４４の構成がそれぞれの種類で異なっている。
【００１７】
レンズ側マウント部２８には、バヨネット突起４５とロック穴４６とが設けられている。バヨネット突起４５は、バヨネット溝３６と同じ数だけ設けられており、これらはバヨネット溝３６に嵌合する。ロック穴４６にはバヨネット結合したときにロックピン３７が入り込む。また、レンズ群保持部２７にはロック解除操作部４７が設けられている。ロック解除操作部４７は、摘み部４７ａと、解除ピン４７ｂとが一体に形成されている。摘み部４７ａはレンズ群保持部２７の外周から突出しており、外部から操作可能にされている。また、解除ピン４７ｂは、ロック穴４６に向けて伸ばして形成されている。ロック解除操作部４７は、解除ピン４７ｂが、ロック穴４６に入り込んでロックピン３７を退避位置に移動させる退避位置と、ロック穴４６から退避してロックピン３７が突出位置に移動するのを許容する退避位置との間で移動自在に設けられている。
【００１８】
また、レンズ側マウント部２８には、センサ部ＰＨ１〜３に対面する位置に反射シート４８が貼着されている。反射シート４８は図４に示すように、センサ部ＰＨ１〜３のそれぞれに対応するように３つの反射面４９に区画されている。反射面４９は、それぞれ白または黒の塗料が塗布されている。
【００１９】
本体側マウント部３４にレンズ鏡筒２３が取り付けられたとき、センサ部ＰＨ１〜３によって、反射シート４８の読み取りが行われる。図５は、センサ部ＰＨ１〜３の構成を示す回路図である。センサ部ＰＨ１〜３は、後述する移動制御回路５６（図６参照）によって駆動される。まず、移動制御回路５６により端子５１に電源が接続される。これにより、発光ダイオード３９ａが反射面４９へ向けて赤外線を照射し、反射面４９によって反射された反射光をフォトトランジスタ４０ａが受光する。そして、この反射光の光量に応じた電流がフォトトランジスタ４０ａに流れる。反射面４９が白の場合、反射光の光量が高く、フォトトランジスタ４０ａには、ハイ（Ｈ）レベルの電流が流れ、また反射面４９が黒の場合、反射光の光量が低く、ロー（Ｌ）レベルの電流が流れる。このようにして、センサ部ＰＨ１〜３は反射面４９の読み取りを行い、ハイ（Ｈ）レベル又はロー（Ｌ）レベルの信号に変換して、端子５２に接続される移動制御回路５６へと送る。
【００２０】
図６は液晶プロジェクター１１の電気的構成の概略を示すものである。液晶プロジェクタ１１は大別して、投影レンズ支持装置制御部５３と、液晶表示部５４に分けられる。
【００２１】
移動制御回路５６は、投影レンズ支持装置制御部５３の電気的な作動を全体的に管理し、上昇スイッチ２５、又は下降スイッチ２６を押圧している間、モータドライバ５７を駆動し、マウントベース部材３１をガイド軸３２に沿って上昇、又は下降させ、押圧を解除するとマウントベース部材３１を停止させる。また、位置検出用のポテンションメータ３３によりマウントベース部材３１の上下方向の位置を検出する。
【００２２】
また、移動制御回路５６は、センサ部ＰＨ１〜３により反射シート４８の読み取りを行い、レンズ鏡筒２３の種類を判別する。移動制御回路５６は、センサ部ＰＨ１〜３から送られた信号を、３ビットの判定コードとして受信し、レンズ鏡筒２３の種類を判別する。判定コードは、各ビットを「１」（「Ｈレベル」）または「０」（「Ｌレベル」）のいずれかとすることで、最大８種類のレンズ鏡筒２３を認識する。移動制御回路５６は、判定コードを受信すると、判定コードに応じたレンズ鏡筒２３の情報をメモリ５８から読み出す。この情報は、マウントベース部材３１が移動する際の上限、及び下限の位置である。レンズ鏡筒２３には、それぞれの倍率の仕様によって有効径が異なる投影レンズ群４４が内蔵されているため、投影可能な範囲はそれぞれの種類で異なる。このため、マウントベース部材３１に取り付けられたレンズ鏡筒２３が投影可能な範囲内で移動するように、上限及び下限の設定がなされている。
【００２３】
液晶表示部５４では、画像入力端子６１に、ビデオプレーヤーや、マイクロコンピュータ等を接続することにより、それらの外部入力機器から液晶表示制御回路５９へと画像データが入力され、その画像データをもとにして、液晶表示制御回路５９がＬＣＤドライバ６２を駆動させることにより、液晶パネル６３に動画や、コンピュータグラフィックス等を表示させる。
【００２４】
次に、上記構成の作用を説明する。投影を行う際にはレンズ鏡筒２３をスクリーン１０に対峙させ、スクリーン１０と適当な距離をおいて液晶プロジェクタ１１を設置する。液晶パネル６３に表示された画像を投影するため、例えば、画像入力端子６１にビデオプレーヤを接続してしておく。
【００２５】
更に、電源をオンにし、ビデオプレーヤを再生操作する。投影光源６４から放射された光は、集光レンズ６６によって液晶パネル６３に向かい、液晶パネル６３に表示されている画像を照明する。そして、この照明光はレンズ鏡筒２３に内蔵される投影レンズ群４４に向かい、画像がスクリーン１０に投影される。
【００２６】
その後、スクリーン１０に投影された画像の状態から、投影倍率、及び上下の投影位置の調整を行う。先ず、倍率の調整を行うため、レンズ鏡筒２３を交換して調整を行う。そして適正なレンズ鏡筒２３を選択して、本体側マウント部３４に取り付けた後、上下の投影位置の調整を行う。
【００２７】
ロックピン３７がロック穴４６に入り、レンズ鏡筒２３と本体側マウント部３４の結合がロックされると、センサ部ＰＨ１〜３が反射シート４８の読み取りを開始する。反射シート４８を読み取り、レンズ鏡筒２３の種類を判別すると、メモリ５８から、マウントベース部材３１が移動する際の上限、及び下限の位置データを読み出す。そして、上昇スイッチ２５、又は下降スイッチ２６を押圧すると、モータドライバ５７が駆動され、レンズ鏡筒２３が取り付けられたマウントベース部材３１は、ガイド軸３２に沿って上下移動を開始する。
【００２８】
マウントベース部材３１の位置はポテンションメータ３３により検出され、移動制御回路５６に送られる。そして、マウントベース部材３１が、メモリ５８から読み出された上限又は下限の位置データと同じ位置になったとき、移動制御回路５６は、モータドライバ５５の駆動を止め、マウントベース部材３１を停止させる。
【００２９】
このように、レンズ鏡筒２３が移動するときの上限、及び下限の位置を、レンズ鏡筒２３の種類に応じて制御しているため、図３に示すように、レンズ鏡筒２３が上限に位置しているときスクリーン１０に投影される画像の投影範囲６７、又は下限に位置しているときスクリーン１０に投影される画像の投影範囲６８においても、周辺部分まで投影光が届いており、常に鮮明な画像を見ることができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、センサ部、及びそれに対応する反射面をそれぞれ３つづつ設けているが、この数だけに限定されるものではなく、例えば、判別するレンズ鏡筒の数をさらに増やしたい場合、センサ部、及びそれに対応する反射面の数をそれぞれ増やすことにより対応することができる。
【００３１】
さらに、上記実施形態では、本発明の投影レンズ支持装置を液晶プロジェクターに利用しているが、本発明ではこれに限らず、例えばＣＲＴ方式のプロジェクターでもよく、あるいは、透過原稿の画像を投影する反射型や、オーバーヘッド型のプロジェクタにも採用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の投影レンズ支持装置では、レンズ鏡筒の信号部から、投影レンズの種類を表すレンズ識別信号を読み取り、レンズ鏡筒の種類を判別し、そのレンズ鏡筒の種類に応じたマウントベース部材の移動範囲データを記憶手段から読み出し、その移動範囲データに基づいて、マウントベース部材の移動範囲を限定することによって、レンズ交換方式の利点に加えて、それぞれの投影レンズに合わせた移動範囲内で、投影位置の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投影レンズ支持装置を示す分解斜視図である。
【図２】本発明を適用した液晶プロジェクターの外観斜視図である。
【図３】液晶プロジェクターのスクリーンへの投影範囲を示す説明図である。
【図４】センサ部、及び反射シートの構造を示す要部断面図である。
【図５】センサ部の構成を示す回路図である。
【図６】図２に示す液晶プロジェクタの電気的構成の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１  液晶プロジェクタ
２１  キャビネット
２２  開口部
２３  レンズ鏡筒
２４  電源スイッチ
２５  上昇スイッチ
２６  下降スイッチ
２７  レンズ群保持部
２８  レンズ側マウント部
３０  投影レンズ支持装置
３１  マウントベース部材
３２  ガイド軸
３３  ポテンションメータ
３４  本体側マウント部
３８  フォトセンサ
３９  投光部
３９ａ  発光ダイオード
４０  受光部
４０ａ  フォトトランジスタ
４８  反射シート
４９  反射面
【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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