(57)【要約】【課題】構造の複雑化を招くことなく、投射レンズのシフト方向によるシフト速度の変化を小さくする。【解決手段】画像投射装置は、投射レンズ２を光軸に直交する方向にシフトさせるシフト駆動部３と、第１および第２の制御パラメータを含む複数の制御パラメータを記憶した記憶部４と、投射レンズが第１のシフト方向（重力方向）にシフトされる場合に第１の制御パラメータを用いてシフト駆動部の動作を制御し、投射レンズが第２のシフト方向（重力方向とは反対方向）にシフトされる場合に第２の制御パラメータを用いてシフト駆動部の動作を制御する制御部５とを有する。第１および第２の制御パラメータは、第１のシフト方向にシフトされる投射レンズのシフト速度と第２のシフト方向にシフトされる投射レンズのシフト速度とが互いに同じになる又は近づくように設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射レンズによって画像を被投射面に投射する画像投射装置であって、
前記投射レンズを光軸に直交する方向にシフトさせるシフト駆動部と、
第１の制御パラメータおよび該第１の制御パラメータとは異なる第２の制御パラメータを含む複数の制御パラメータを記憶した記憶部と、
前記投射レンズが重力方向である第１のシフト方向にシフトされる場合に前記第１の制御パラメータを用いて前記シフト駆動部の動作を制御し、前記投射レンズが前記重力方向とは反対方向である第２のシフト方向にシフトされる場合に前記第２の制御パラメータを用いて前記シフト駆動部の動作を制御する制御部とを有し、
前記第１の制御パラメータおよび前記第２の制御パラメータは、前記投射レンズが前記第１のシフト方向にシフトされる場合の該投射レンズのシフト速度と前記投射レンズが前記第２のシフト方向にシフトされる場合の該投射レンズのシフト速度とが互いに同じになる又は近づくように設定されていることを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記重力方向またはその反対方向と該画像投射装置の向きとの関係に関する情報を生成する情報生成部を有し、
前記制御部は、前記情報が変わった場合には前記第１および第２の制御パラメータを変更した上で前記シフト駆動部の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記投射レンズの交換が可能であり、
前記記憶部は、交換可能な前記投射レンズごとに、少なくとも前記第２のシフト方向について異なる前記第２の制御パラメータを記憶していることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ等と称される画像投射装置に関し、特に投射レンズのシフト機能を有する画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置は、入力画像信号に応じて液晶パネル等の光変調素子により変調された光（すなわち画像）を投射レンズによってスクリーン等の被投射面に投射する。このような画像投射装置から被投射面に向けて斜め下方や斜め側方から画像を投射すると、投射画像に台形歪みが生じる。台形歪みを補正する方法として、光変調素子の光変調領域に台形歪みとは逆の歪みを与る方法のほかに、投射レンズを画像形成素子に対して光軸に直交する方向（上下方向や左右方向）にシフトさせる方法がある。
【０００３】
特許文献１には、アクチュエータ（モータ）の駆動力によって投射レンズをシフトさせることができる画像投射装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３８３７７号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、投射レンズは画像投射装置の中でも比較的重量が大きい部品である。このため、特許文献１のように投射レンズをモータでシフトさせる構成において、シフト方向が重力方向である場合と重力方向とは反対方向である場合とで、モータの制御パラメータが同じであると、シフト方向によってシフト速度が変化してしまう。具体的には、駆動電流、出力トルク、回転数等のモータの制御パラメータが同じであると、重力方向へのシフト速度に対してこれとは反対方向へのシフト速度が遅くなり、装置の品位が損なわれる。
【０００６】
特許文献２には、投射レンズの下側に該投射レンズを上側に向けて付勢する付勢機構を設けることで、投射レンズの重力方向とは反対方向（上側）へのシフト速度が重力方向へのシフト速度よりも著しく遅くなることを回避している。しかし、付勢機構を追加することによって、装置内部の構造の複雑化や大型化につながるおそれがある。
【０００７】
本発明は、構造の複雑化や大型化を招くことなく、投射レンズのシフト方向によるシフト速度の変化を小さくすることができるようにした画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての画像投射装置は、投射レンズによって画像を被投射面に投射する。該画像投射装置は、投射レンズを光軸に直交する方向にシフトさせるシフト駆動部と、第１の制御パラメータおよび該第１の制御パラメータとは異なる第２の制御パラメータを含む複数の制御パラメータを記憶した記憶部と、投射レンズが重力方向である第１のシフト方向にシフトされる場合に第１の制御パラメータを用いてシフト駆動部の動作を制御し、投射レンズが重力方向とは反対方向である第２のシフト方向にシフトされる場合に第２の制御パラメータを用いてシフト駆動部の動作を制御する制御部とを有する。そして、第１の制御パラメータおよび第２の制御パラメータは、投射レンズが第１のシフト方向にシフトされる場合の該投射レンズのシフト速度と投射レンズが第２のシフト方向にシフトされる場合の該投射レンズのシフト速度とが互いに同じになる又は近づくように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来のように付勢機構を追加することによる構造の複雑化や大型化を招くことなく、投射レンズのシフト方向によるシフト速度の変化を小さくすることができ、高品位な画像投射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１である画像投射装置の構成を示すブロック図および該画像投射装置の動作を示すフローチャート。
【図２】実施例１におけるレンズシフト動作を示す図。
【図３】本発明の実施例２である画像投射装置の構成を示すブロック図。
【図４】実施例２の画像投射装置の動作を示すフローチャート。
【図５】実施例２におけるレンズシフト動作を示す図。
【図６】本発明の実施例３である画像投射装置の構成を示すブロック図。
【図７】実施例３の画像投射装置の動作を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施例４である画像投射装置の構成を示すブロック図。
【図９】実施例４の画像投射装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１（Ａ）には、本発明の実施例１である画像投射装置の構成を示している。１は装置本体である。装置本体１内には、光源ランプ（図示せず）と、該光源ランプからの光を入力画像信号に応じて変調する液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等の光変調素子（図示せず）とが配置されている。そして、投射レンズ２は、光変調素子によって変調された光（投射画像）をスクリーン等の被投射面に投射する。
【００１３】
３はシフト駆動部であり、投射レンズ２をその光軸に対して直交する方向（上下方向および左右方向）に平行にシフトさせる。シフト駆動部３は、モータ等のアクチュエータを含み、該アクチュエータが動作することで投射レンズ２のシフト駆動が可能である。５はシフト駆動部３のアクチュエータを制御する制御部であり、ＣＰＵ等のマイクロコンピュータによって構成される。制御部５は、後述するパラメータ記憶部４から取得した制御パラメータとしてのシフトパラメータを用いてアクチュエータの動作を制御する。本実施例では、アクチュエータとしてモータ（ＤＣモータ、ステッピングモータ、振動型モータ等）を使用する。
【００１４】
４はパラメータ記憶部であり、投射レンズ２のシフト方向に応じてそれぞれ異なるシフトパラメータを記憶している。本実施例では、画像投射装置の電源が投入されると、制御部５は、パラメータ記憶部４からシフト方向ごとのシフトパラメータを取得する。
【００１５】
ここで、投射レンズ２が重力方向に相当する第１のシフト方向にシフトされる場合のシフトパラメータを第１のシフトパラメータ（第１の制御パラメータ）とする。また、投射レンズ２が重力方向とは反対方向に相当する第２のシフト方向にシフトされる場合のシフトパラメータを第２のシフトパラメータ（第２の制御パラメータ）とする。これら２つのシフトパラメータは互いに異なる制御パラメータである。
【００１６】
第１のシフトパラメータを用いて第１のシフト方向へのシフトや第２のシフト方向へのシフトを行うと、第１のシフト方向（重力方向）にシフトする際のシフト速度が第２のシフト方向へのシフト速度に比べて速くなってしまう。これは両シフト方向に対して第２のシフトパラメータを用いた場合も同じである。
【００１７】
このため、本実施例では、第１のシフト方向にシフトする場合に第１のシフトパラメータを用い、第２のシフト方向にシフトする場合には第２のシフトパラメータを用いる。これにより、第１のシフト方向へのシフトや第２のシフト方向へのシフトに対して同じシフトパラメータを用いる場合に比べて、両シフト方向へのシフト速度を互いに同じにする又は近づける（差を小さくする）ことができる。逆に言えば、本実施例では、両シフト方向におけるシフト速度（移動速度）の差が小さくなる（又は無くなる）ように、第１および第２のシフトパラメータを設定している。
【００１８】
６は投射レンズ２のシフト動作およびシフト方向を指示するためにユーザによって操作される操作部である。
【００１９】
なお、制御部５がパラメータ記憶部４からシフトパラメータを取得するタイミングは、操作部６にて投射レンズ２のシフト動作が指示されたとき等、電源投入時以外のタイミングであってもよい。
【００２０】
また、本実施例にいうシフトパラメータは、モータの駆動電力（Ｗ）、回転数（ｒｐｍ）および出力トルク（Ｎ・ｍ）等、投射レンズ２のシフト速度を変化させるパラメータであればどのようなものでもよい。
【００２１】
図１（Ｂ）のフローチャートには、本実施例の画像投射装置（制御部５）の基本的な動作を示している。制御部５は、コンピュータプログラムに従って動作する。
【００２２】
ステップＳ１では、操作部６において投射レンズ２のシフト動作がそのシフト方向とともに指示されると、制御部５は、その指示されたシフト方向（以下、実シフト方向という）を判別する。実シフト方向が重力方向である下方向（第１のシフト方向）である場合はステップＳ２に、実シフト方向が重力方向とは反対方向である上方向（第２のシフト方向）である場合はステップＳ３にそれぞれ進む。
【００２３】
ステップＳ２では、制御部５は、下方向に対応する第１のシフトパラメータ（以下、下方向シフトパラメータという）を選択する。そして、ステップＳ４に進み、該選択した下方向シフトパラメータを用いてシフト駆動部３のモータの動作を制御する。
【００２４】
また、ステップＳ３では、制御部５は、上方向に対応する第２のシフトパラメータ（以下、上方向シフトパラメータという）を選択する。そして、ステップＳ４に進んで、該選択した上方向シフトパラメータを用いてモータの動作を制御する。
【００２５】
図２（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、本実施例における投射レンズ２の実シフト方向とシフトパラメータとの対応関係について説明する。ここでは、上下方向について説明する。
【００２６】
これらの図において、１０００は投射レンズ２の上下方向でのシフト中立位置を示す。１００１は投射レンズ２の自重を示す。１００２，１００２’はシフト駆動部３のモータから出力される駆動力（以下、モータ駆動力という）を示す。１００３は重力方向と同じ下方向、１００４は重力方向と反対の上方向を示す。
【００２７】
図２（Ａ）のシフト中立位置１０００から下方向１００３に投射レンズ２をシフトさせる場合、図２（Ｂ）に示すように、投射レンズ２には自重１００１とモータ駆動力１００２がともに下方向１００３に働く。一方、図２（Ａ）のシフト中立位置１０００から上方向１００４に投射レンズ２をシフトさせる場合、図２（Ｃ）に示すように、投射レンズ２には、自重１００１とは反対方向である上方向にモータ駆動力１００２’が働く。したがって、仮に上方向へのモータ駆動力１００２’が下方向へのモータ駆動力１００２と同じであると、投射レンズ２の上方向へのシフト速度が下方向へのシフト速度に比べて大幅に遅くなる。
【００２８】
このため、本実施例では、図２（Ｂ），（Ｃ）に矢印の太さで示すように、上方向への駆動力１００２’が下方向への駆動力１００２よりも大きくなるように上方向シフトパラメータと下方向シフトパラメータとを互いに異ならせている。言い換えれば、投射レンズ２の上方向および下方向へのシフト速度が互いに同じになる又はモータ駆動力１００２，１００２’を同じとした場合に比べて互いに近づく（差が小さくなる）ように上方向および下方向シフトパラメータを互いに異ならせている。
【００２９】
本実施例によれば、投射レンズ２の自重によって上方向へのシフト速度が下方向へのシフト速度よりも大幅に遅くなることを回避し、いずれの方向へもほぼ同じ速度で投射レンズ２をシフトさせることができる高品位な画像投射装置を実現することができる。しかも、投射レンズ２を下側から付勢するような新たな機構を設けなくてもよいので、画像投射装置の構造の複雑化や大型化を招くことがない。
【実施例２】
【００３０】
図３には、本発明の実施例２である画像投射装置の構成を示している。図３において、実施例１（図１）に示した画像投射装置と共通する構成要素には、図１中の符号と同符号を付して説明に代える。本実施例の画像投射装置は、重力方向またはその反対方向と画像投射装置の向きとの関係に関する情報である向き情報を生成する情報生成部としての状態検出部７を有する。
【００３１】
本実施例における状態検出部７は、加速度センサ、ジャイロセンサ、重力センサ等により構成され、画像投射装置の上下が反転したことを検出して、その検出結果の情報（向き情報）を出力する。
【００３２】
制御部５は、状態検出部７から受信した向き情報に応じて、投射レンズ２の実シフト方向とパラメータ記憶部４から取得した上方向および下方向シフトパラメータとの対応関係を変更する。つまり、画像投射装置の上下が反転する前の上方向シフトパラメータを、上下が反転した後に実シフト方向が下方向（実際には上方向）であるときに用いるようにする。また、画像投射装置の上下が反転する前の下方向シフトパラメータを、上下が反転した後に実シフト方向が上方向（実際には下方向）であるときに用いるようにする。
【００３３】
図４には、本実施例において、状態検出部７からの向き情報に応じて実シフト方向と上方向および下方向シフトパラメータとの対応関係を変更する処理のフローチャートを示している。
【００３４】
ステップＳ１１では、制御部５は、状態検出部７から向き情報を取得（受信）する。そして、ステップＳ１２では、制御部５は、向き情報が上下反転を示すか否か（重力方向またはその反対方向と画像投射装置の向きとの関係に関する情報が変わったか否か）を判別する。上下反転を示す場合はステップＳ１３に進み、上述したように実シフト方向と上方向および下方向シフトパラメータとの対応関係を変更する。そして、本処理を終了する。一方、ステップＳ１２において、向き情報が上下反転を示していない場合は、そのまま本処理を終了する。
【００３５】
図５（Ａ）〜（Ｅ）には、本実施例の画像投射装置が上下反転する様子および投射レンズ２の実シフト方向とモータ駆動力との関係を示している。１０００，１００１は、実施例１（図２（Ａ）〜（Ｃ））と同様に、投射レンズ２のシフト中立位置および自重である。
【００３６】
図５（Ａ）は、上下反転前の画像投射装置を示しており、１００３は下方向（ここでは、画像投射装置の底面方向を意味する）、１００４は上方向（ここでは画像投射装置の天井面方向を意味する）を示す。
【００３７】
図５（Ａ）の状態から図５（Ｂ）〜（Ｃ）のように画像投射装置を回転させて上下を反転させると、図５（Ｃ）の状態では、下方向１００３が上方向（重力方向とは反対方向）に、上方向１００４が下方向（重力方向）になる。制御部５は、この上下反転後の状態において、図５（Ｄ）に示すように実シフト方向が上方向１００４であるときはパラメータ記憶部４に記憶されていた下方向シフトパラメータを用いて下向きのモータ駆動力１００２を発生させる。一方、図５（Ｅ）に示すように実シフト方向が下方向１００３であるときはパラメータ記憶部４に記憶されていた上方向シフトパラメータを用いて、モータ駆動力１００２よりも大きな上向きのモータ駆動力１００２’を発生させる。
【００３８】
これにより、画像投射装置の上下を反転させた場合でも、投射レンズ２の上方向および下方向へのシフト速度を互いに同じ又はモータ駆動力１００２，１００２’を同じとした場合に比べて互いに近づけることができる。このため、本実施例によれば、画像投射装置の上下の向きにかかわらず、投射レンズ２の自重によって上方向へのシフト速度が下方向へのシフト速度よりも大幅に遅くなることを回避できる。したがって、いずれの方向へもほぼ同じ速度で投射レンズ２をシフトさせることができる高品位な画像投射装置を実現することができる。
【実施例３】
【００３９】
図６には、本発明の実施例３である画像投射装置の構成を示している。図６において、実施例１（図１）に示した画像投射装置と共通する構成要素には、図１中の符号と同符号を付して説明に代える。本実施例の画像投射装置は、重力方向またはその反対方向と画像投射装置の向きとの関係に関する情報である向き情報を生成する情報生成部としての天吊りモードスイッチ８を有する。
【００４０】
天吊りモードスイッチ８は、実施例２の図５（Ｃ）〜（Ｅ）に示したように画像投射装置を上下反転させた姿勢で天井に吊り下げて使用する場合にユーザによりＯＮ操作され、天吊り状態（上下反転状態）での使用を示す天吊り情報（向き情報）を出力する。天吊り情報を受けた制御部５は、上下反転した画像投射装置に対して投射画像の上下が逆になるように不図示の光変調素子を制御する。天吊りモードスイッチ８がＯＦＦの場合は、天吊りモードスイッチ８からは通常姿勢情報が出力される。これを受けた制御部５は、画像投射装置が図５（Ａ）に示す通常姿勢で使用されるものとして、投射画像の上下が画像投射装置の上下と同じになるように光変調素子を制御する。
【００４１】
さらに、制御部５は、天吊りモードスイッチ８からの情報に応じて、投射レンズ２の実シフト方向とパラメータ記憶部４から取得した上方向および下方向シフトパラメータとの対応関係を変更する。つまり、天吊り前の上方向シフトパラメータを、天吊り後に実シフト方向が下方向（実際には上方向）であるときに用いるようにする。また、天吊り前の下方向シフトパラメータを、天吊り後に実シフト方向が上方向（実際には下方向）であるときに用いるようにする。
【００４２】
図７には、本実施例において、天吊りモードスイッチ８からの天吊り情報に応じて実シフト方向と上方向および下方向シフトパラメータとの対応関係を変更する処理のフローチャートを示している。
【００４３】
ステップＳ２１では、制御部５は、天吊りモードスイッチ８からの情報を読み込む。そして、ステップＳ２２では、制御部５は、天吊りモードスイッチ８からの情報が天吊り情報か否かを判別する。天吊り情報である場合はステップＳ２３に進み、上述したように実シフト方向と上方向および下方向シフトパラメータとの対応関係を変更する。そして、本処理を終了する。一方、ステップＳ２２において、天吊りモードスイッチ８からの情報が通常姿勢情報である場合は、そのまま本処理を終了する。
【００４４】
天吊り状態での投射レンズ２の実シフト方向とモータ駆動力との関係は、図５（Ｃ）〜（Ｅ）に示した通りである。
【００４５】
本実施例によれば、画像投射装置の天吊り状態で使用する場合でも、投射レンズ２の上方向および下方向へのシフト速度を互いに同じ又は互いに近づけることができる。このため、通常姿勢での使用か天吊り姿勢での使用かにかかわらず、投射レンズ２の自重によって上方向へのシフト速度が下方向へのシフト速度よりも大幅に遅くなることを回避でき、高品位な画像投射装置を実現することができる。
【実施例４】
【００４６】
図８には、本発明の実施例４である画像投射装置の構成を示している。図８において、実施例３（図６）に示した画像投射装置と共通する構成要素には、図６中の符号と同符号を付して説明に代える。本実施例の画像投射装置は、投射レンズ２を、焦点距離等の光学特性が異なる複数の投射レンズ間で交換可能としている。
【００４７】
交換可能な各投射レンズは、当該投射レンズを識別させるためのレンズ情報（製造番号や光学特性を示す情報等）を記憶したレンズ情報記憶部１０を有する。
【００４８】
そして、パラメータ記憶部４は、交換可能な投射レンズ（の種類）ごとに異なるシフトパラメータを記憶している。なお、投射レンズごとに、少なくとも上方向シフトパラメータが異なっていればよい。
【００４９】
制御部５は、装着されている投射レンズ２のレンズ情報記憶部１０からレンズ情報を取得して、その投射レンズ２（の種類）を識別する。そして、制御部５は、パラメータ記憶部４が記憶している投射レンズごとのシフトパラメータ（上方向および下方向シフトパラメータ）の中から、識別した投射レンズ２に対応するシフトパラメータを取得する。
【００５０】
図９には、本実施例において、装着された投射レンズ２の識別から該投射レンズ２に対応するシフトパラメータの取得までの処理のフローチャートを示している。また、これに加えて、実施例３と同様に天吊りモードスイッチ８からの天吊り情報に応じて実シフト方向と上方向および下方向シフトパラメータとの対応関係を変更する処理のフローチャートも示している。
【００５１】
ステップＳ３１では、制御部５は、装着されている投射レンズ２のレンズ情報記憶部１０からレンズ情報を取得する。ステップＳ３２では、制御部５は、取得したレンズ情報から、装着されている投射レンズ２が交換されたか否かを検出する。投射レンズ２が交換された場合は。ステップＳ３３にて、交換後の投射レンズ２に対応するシフトパラメータをパラメータ記憶部４から取得する。投射レンズ２が交換されていない場合は、ステップＳ３３を行わずに、次のステップへ進む。この場合の投射レンズ２のシフト駆動には、既に制御部５が取得しているシフトパラメータが用いられる。
【００５２】
ステップＳ３４〜ステップＳ３６は、実施例３の図７に示すステップＳ２１〜ステップＳ２３と同じである。
【００５３】
本実施例によれば、投射レンズ２の交換が可能な画像投射装置において、装着された投射レンズ２の自重に対応したシフトパラメータを用いてシフト駆動部３のモータが制御される。このため、使用される投射レンズにかかわらず、投射レンズ２の自重によって上方向へのシフト速度が下方向へのシフト速度よりも大幅に遅くなることを回避でき、高品位な画像投射装置を実現することができる。
【００５４】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
投射レンズのシフト方向によるシフト速度の差が小さい画像投射装置を提供できる。
【符号の説明】
【００５６】
２  投射レンズ
３  シフト駆動部
４  パラメータ記憶部
５  制御部
１００１  投射レンズの自重
１００２，１００２’  モータ駆動力
【図４】
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【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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