(57)【要約】【課題】加速度に伴う慣性力がかかる状態で使用する用途と、静止して使用する用途の両方に対応できるシフトユニットおよびこれを用いた画像投射装置を提供する。【解決手段】画像形成手段により形成される画像を投射光学系で被投射面に投射する画像投射装置に用いられるシフトユニットであって、ベース部材と、前記投射光学系を保持すると共に、前記ベース部材に対して前記投射光学系の光軸と交差する方向にシフト可能なシフト手段と、前記ベース部材に向かって前記シフト手段を付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力を変更する付勢力変更手段と、を有する。【選択図】図１
2016080816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成手段により形成される画像を投射光学系で被投射面に投射する画像投射装置に用いられるシフトユニットであって、
ベース部材と、
前記投射光学系を保持すると共に、前記ベース部材に対して前記投射光学系の光軸と交差する方向にシフト可能なシフト手段と、
前記ベース部材に向かって前記シフト手段を付勢する付勢手段と、
該付勢手段の付勢力を変更する付勢力変更手段と、
を有することを特徴とするシフトユニット。
【請求項２】
前記ベース部材は、画像投射装置の装置本体の一部として構成されることを特徴とする請求項１に記載のシフトユニット。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記ベース部材に対し前記シフト手段を前記投射光学系の光軸方向に付勢することを特徴とする請求項１または２に記載のシフトユニット。
【請求項４】
前記付勢力変更手段は、
付勢力を決定する可動部材と、
前記可動部材の可動域を規制する規制部材と、
を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシフトユニット。
【請求項５】
画像形成手段と、
該画像形成手段により形成される画像を被投射面に投射する投射光学系を、前記投射光学系の光軸と交差する方向にシフトさせる請求項１乃至４いずれか1項に記載のシフトユニットと、
を有することを特徴とする画像投射装置。
【請求項６】
静止して使用する第１モードと、加速度に伴う慣性力がかかる状態で使用する第２モードと、が選択可能であり、
前記第１モードと前記第２モードとの間の切り換えに応じて前記付勢力変更手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像投射装置。
【請求項７】
前記付勢手段および前記付勢力変更手段の組を少なくとも２つ有することを特徴とする請求項５または６に記載の画像投射装置。
【請求項８】
前記シフト手段の駆動力を発生させる駆動手段と、
一定時間における前記駆動手段による駆動量を検知する駆動量検知手段と、
該駆動量検知手段の出力を基に前記駆動量が許容範囲内となるように前記駆動手段に駆動力制御信号を印加する駆動力制御手段と、
を有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の画像投射装置。
【請求項９】
前記シフト手段の駆動力を発生させる駆動手段と、
前記付勢力を検知する付勢力検知手段と、
該付勢力検知手段の出力を基に前記駆動手段による駆動量が許容範囲内となるように前記駆動手段に駆動力制御信号を印加する駆動力制御手段と、
を有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の画像投射装置。
【請求項１０】
加速度を検知する加速度検知手段と、
前記加速度検知手段の出力を基に、前記付勢力が許容範囲内となるように前記付勢力変更手段を制御する付勢力制御手段と、
を有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の画像投射装置。
【請求項１１】
入力情報を受信し、該入力情報を前記シフト手段および前記付勢力変更手段に送信する送受信手段を有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項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、シフトユニットおよびこれを用いた画像投射装置、特にレンズシフト機構を有する画像投射装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
画像をスクリーンなどの被投射面の所望の位置に投射するためには、画像投射装置の設置位置を調整する必要がある。このとき、投射光学系としての投射レンズを移動可能に保持するレンズシフト機構を搭載することで、設置時の利便性を高めることができる。
【０００３】
近年、画像投射装置に用いられる液晶パネル等の表示デバイス（光変調素子）は、画素ピッチが小さくなっている。これにより、画像投射装置の投射レンズの許容深度が小さくなる。投射レンズを保持するレンズシフト機構が傾くと投射レンズが傾いてしまうため、スクリーン上において投射画像がボケてしまう。⇒スクリーンから光が出る訳ではないので、光変調素子が深度外になる、という表現は間違っていると思います。
【０００４】
そのため、先行技術では、重力方向の変動等により発生する投射レンズと光変調素子の相対的な傾きをなくす目的で、レンズシフト機構の摺動部はガタつきを無くすように付勢されている。具体的には、特許文献１において、板ばねによって補助スライダのガタつきを抑制するレンズシフト機構が開示されている。また、特許文献２において、コイルばねによって投射レンズ取り付け部材を固定側板材に押圧するレンズシフト機構を備えた画像投射装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３３５９１号公報
【特許文献２】特許４０３３８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、飛行シミュレータ装置等で画像投射装置が使用されることがあり、その場合には画像投射装置自体が激しく移動する。そして、移動の際、画像投射装置に加速度が発生すると、画像投射装置の加速度と逆向きにレンズシフト機構に慣性力が発生する。
【０００７】
レンズシフト機構は摺動部に若干のガタつきを有するが、この慣性力により投射レンズの傾き（倒れ）が発生しないようにして、投射画像の光学性能劣化を防止したいという要望がある。また、上述したような画像投射装置を激しく移動させて慣性力がかかる用途と、従来の静止して使用する用途の両方を１つの画像投射装置で対応したいという要望がある。
【０００８】
しかしながら、上述した慣性力がかかる用途に対応してレンズシフト機構の付勢力を大きくすると、静止して使用する用途ではレンズシフト機構の摺動部の摩擦力が大きくなり、投射画像調整時に投射画像に揺れ（像飛び）が発生し、設置性が低下してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、加速度に伴う慣性力がかかる状態で使用する用途と、静止して使用する用途の両方に対応できるシフトユニットおよびこれを用いた画像投射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るシフトユニットは、画像形成手段により形成される画像を投射光学系で被投射面に投射する画像投射装置に用いられるシフトユニットであって、ベース部材と、前記投射光学系を保持すると共に、前記ベース部材に対して前記投射光学系の光軸と交差する方向にシフト可能なシフト手段と、前記ベース部材に向かって前記シフト手段を付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力を変更する付勢力変更手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る画像投射装置は、上記シフトユニットを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加速度に伴う慣性力がかかる状態で使用する用途と、静止して使用する用途の両方に対応できるシフトユニットおよびこれを用いた画像投射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る付勢力変更手段の模式図で、（ａ）は静止して使用する用途に対する付勢力を説明する図、（ｂ）は付勢力を変更する具体的方法の説明図である。また、（ｃ）は慣性力がかかる状態で使用する用途に対し付勢力を大きくした状態を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る付勢力変更手段を搭載した画像投射装置の全体構成図である。
【図３】（ａ）はシフト手段の裏側から見た分解斜視図、（ｂ）はシフト手段の分解斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る付勢力変更手段の分解斜視図である。
【図５】第１の実施形態に係るシフト手段の斜視図である。
【図６】第１の実施形態に係るシフト手段のブロック図である。
【図７】（ａ）は第１の実施形態に係るシフト手段における駆動力制御部の処理の流れを示すフローチャート、（ｂ）はカウンタの経過時間と駆動量の関係を示すグラフである。
【図８】（ａ）は第２の実施形態に係るシフト手段のブロック図、（ｂ）は第２の実施形態に係るシフト手段における制御処理のフローチャートである。
【図９】（ａ）は第３の実施形態に係るシフト手段の斜視図、（ｂ）は第３の実施形態に係るシフト手段のブロック図である。
【図１０】（ａ）は第３の実施形態に係るシフト手段の静止して使用する用途に対する付勢力を説明する図、（ｂ）は慣性力がかかる状態で使用する用途に対し付勢力を大きくした状態を説明する図である。
【図１１】（ａ）は第３の実施形態に係るシフト手段における制御処理の流れを示すフローチャート、（ｂ）は加速度と回転位置の対応表、（ｃ）はカウンタの経過時間と加速度の関係を示すグラフである。
【図１２】（ａ）は第４の実施形態に係るシフト手段のブロック図、（ｂ）は第４の実施形態に係るシフト手段における制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
《第１の実施形態》
（画像投射装置）
図２に、本発明の実施形態に係る画像投射装置の全体構成を示す。光源ランプ１３からの光は、不図示の照明光学系を介して、ダイクロイックミラー１０４、偏光ビームスプリッタ１０２およびダイクロイックプリズム１０３等により構成される色分離合成光学系１００に入射する。
【００１６】
また、色分離合成光学系１００は、入射した白色光を、ダイクロイックミラー１０４および偏光ビームスプリッタ１０２等によってＲ、Ｇ、Ｂの３色の光に分解して液晶パネル１０１に導く。なお、図２には、３色の光のうち１色の光に対応する液晶パネル１０１のみを示している。
【００１７】
画像形成手段としての液晶パネル１０１は、画像投射装置の装置本体１２に外部から入力された映像信号に応じた原画（入力映像信号）を形成し、該原画によって入射光を変調する。液晶パネル１０１によって変調された変調光は、偏光ビームスプリッタ１０２を介して、ダイクロイックプリズム１０３に入射する。また、他の不図示の液晶パネル１０１によって変調された変調光も、ダイクロイックプリズム１０３に導かれる。
【００１８】
ダイクロイックプリズム１０３は、入射した３色の変調光を合成して、投射光学系としての投射レンズ１１に導く。投射レンズ１１は、合成された３色の変調光をスクリーンなどの被投射面１５に投射する。これにより、入力映像信号に対応する投射画像が被投射面１５上に表示される。
【００１９】
なお、本実施形態では、画像形成手段としての液晶パネル１０１（光変調素子）を用いるが、画像形成手段としてデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の他の光変調素子を用いることもできる。
【００２０】
（シフトユニット）
次に、図３、図５を用いて、本実施形態に係るシフトユニットであるレンズシフト機構１４ａ（図５）の構成について詳細に説明する。本実施形態のレンズシフト機構１４ａは、画像形成手段により形成される画像を投射光学系で被投射面に投射する画像投射装置に用いられるシフトユニットであって、光軸方向（Ｚ方向）に交差する方向としてＸ方向にシフトする。なお、Ｙ方向にシフトするレンズシフト機構も存在しているが、Ｘ方向にシフトするレンズシフト機構１４ａと同様であり、説明を割愛する。
【００２１】
レンズシフト機構１４ａは、投射レンズ１１を保持して、投射レンズ１１の光軸と交差するＸ方向にシフト可能なシフト手段としてのシフト板１６と、シフト板１６に対し対向するベース部材としてのシフトベース１を備える。また、後述するように、シフトベース１に対しシフト板１６を付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力を変更する付勢力変更手段と、を備える。
【００２２】
ここで、シフト板１６は、本実施形態のように投射光学系としての投射レンズの全体を移動させるために保持するものに限られない。即ち、シフト板１６が、投射光学系の一部を移動させるために保持するものであっても良い。
【００２３】
なお、シフトベース１は、投射画像装置の装置本体１２の一部として構成されても良いし、装置本体１２とは別部材で構成されても良い（別部材で構成される場合は、装置本体１２と一体化されて用いられることとなる）。
【００２４】
図３（ａ）はレンズシフト機構１４ａの裏側から見た分解斜視図、図３（ｂ）はレンズシフト機構１４ａの分解斜視図である。なお、図３（ａ）（ｂ）において、Ｚ方向は投射レンズ１１（図３（ｂ））の光軸方向であり、Ｘ方向、Ｙ方向はこれに直交する水平方向、上下方向を示している。
【００２５】
図３（ａ）において、Ｚ方向に対向するシフトベース１、シフト板１６には、投射レンズ１１（図３（ｂ））を挿通する（通過させる）開口部１ａ、１６ａがそれぞれＺ方向に設けられている。そして、ベース部材としてのシフトベース１には、ガイドバー２を挿入するＸ方向を軸とした貫通穴１ｂが、上下に２つずつ４箇所形成されている。
【００２６】
ガイドバー２は、シフトベース１の投射レンズ１１を挿通する開口部１ａに対して＋Ｙ方向に位置する２つの貫通穴１ｂに１本、開口部１ａに対して−Ｙ方向に位置する２つの貫通穴１ｂに１本挿入された後、シフト板１６に固定される。これにより、ガイドバー２はシフト板１６と一体化され、シフト板１６に保持される投射レンズ１１と共に、シフトベース１に対してＸ方向に移動可能である。
【００２７】
なお、図３（ａ）に示すように、シフト板１６には溝部１６ｂが２本のガイドバー２の端に位置する４箇所に形成されており、ガイドバー２は端部で２個の丁字のガイドバー固定板金１７によってシフト板１６に固定されている。また、ガイドバー固定板金１７は、１個につき２つの第三のビス１８で締結されている。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示すように、投射レンズ１１は、第四のビス１９で４箇所においてシフト板１６に締結されている。一方、シフト手段の駆動力を発生させる駆動手段としての駆動部２０は、第五のビス２１によりシフトベース１に締結されている。以上の構成で、シフト板１６は、投射レンズ１１を保持し、駆動部２０によってシフトベース１に対してＸ方向に駆動される。なお、シフトベース１の貫通穴１ｂとガイドバー２の間は、摺動の為に若干の隙間を必ず有しており、後述するように付勢部材の付勢力でガイドバー２が貫通穴１ｂに対し押さえつけられている。
【００２９】
（付勢手段）
ここで、本実施形態に係る付勢手段（シフト板１６をシフトベース１に対してＺ方向に付勢）を図４および図１を参照して説明する。図４のように、シフトベース１には、ガイドバー２が挿入されている貫通穴１ｂと、貫通穴１ｂの円筒の側面に向かってＺ軸と平行に＋Ｚの方向（被投射面１５側）からキー溝付き貫通穴１ｃが設けられている。
【００３０】
キー溝付き貫通穴１ｃには、鋼球３、付勢手段である圧縮ばね４、キー付き押圧具５が＋Ｚの方向（被投射面１５側）から順に挿入される。キー付き押圧具５は、円筒にキー５ａとつば５ｂを有する形状になっており、キー付き押圧具５のつば５ｂが有る方の面の中央にはビス穴５ｃが設けられている。そして、キー５ａは、キー溝付き貫通穴１ｃのキー溝と合致する。
【００３１】
次に、キー付き押圧具５の移動量を規制する第一の固定具６を＋Ｚの方向（被投射面１５側）から設置し、キー付き押圧具５のビス穴５ｃに第二のビス９を第一の固定具６の中央の穴６ａを介して螺合する。第二のビス９とキー付き押圧具５は、右に回すと螺合するものとする（右ねじ）。
【００３２】
第二のビス９を右回転し、キー付き押圧具５が固定具６の−Ｚ方向に位置する壁面６ｂの一部と当接した後、第二の固定具８を＋Ｚの方向から設置し、第二の固定具８の４隅に第一のビス７で締結する。このとき、第一の固定具６は、シフトベース１と第二の固定具８に挟まれる形で固定される。
【００３３】
このように、図４に示す組付け方法で組付けられた結果、図１（ａ）のように、ガイドバー２は鋼球３を介して圧縮ばね４により−Ｚ方向に付勢されている。即ち、圧縮ばね４はキー付き押圧具５によって圧縮され、付勢部材である圧縮ばね４の付勢力でガイドバー２はベース部材１の貫通穴１ｂに対し押さえつけられている。
【００３４】
（付勢力変更手段）
本実施形態では、画像投射装置において、静止して使用する第１モードと、加速度（画像投射装置の移動に伴う加速度）に伴う慣性力がかかる状態で使用する第２モードと、がユーザーの入力により選択可能である。そして、第１モードと第２モードとの間の切り換えに応じて付勢力変更手段を制御する制御手段としてのＣＰＵ１５０（図２）を装置本体１２に有する。なお、ＣＰＵ１５０は、画像投射装置における他の制御も担っている。
【００３５】
ここで、本実施形態に係る付勢力変更手段として圧縮ばね４の付勢力を変更する付勢力変更手段としての付勢力変更機構１０を、図４、図５および図１を参照して説明する。本実施形態の付勢力変更機構１０（図４）は、図５に示すようにレンズシフト機構１４ａの上下に２つずつ４箇所形成（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）されている。
【００３６】
本実施形態において、圧縮ばね４の付勢力を変更する場合、図１（ｂ）に示すように、シフトベース１に取付けられた第二の固定具８の中央の穴８ａから露出する第二のビス９を左に回転させる。すると、可動部材であるキー付き押圧具５が相対的に第二のビス９から離れ、シフトベース１の壁面１ｄの一部に当接するまで移動する。
【００３７】
即ち、キー付き押圧具５は、第二のビス９の挿入量によってＺ軸方向に移動できるようになっており、２つの規制部材（シフトベース１の＋Ｚ方向側の壁面１ｄの一部と、第一の固定具６の−Ｚ方向に位置する壁面６ｂの一部）の間で規制される。
【００３８】
このため、キー付き押圧具５のつば５ｂは、第一の固定具６の足６ｃの長さ分の距離を駆動できる（図１（ａ）の壁面１ｄから壁面６ｂまでの間の矢印の距離、図４の矢印の距離）。ここで、第二のビス９のヘッド部９ａは、第一の固定具６の＋Ｚ方向に位置する壁面６ｄの一部と、第二の固定具８の−Ｚ方向に位置する壁面８ｂの一部との間で規制され、Ｚ方向には移動しない構成になっている。
【００３９】
このような構成を基に、図１（ａ）は、Ｚ方向に固定された第二のビス９がキー付き押圧具５に螺合され、キー付き押圧具５が第一の固定具６の壁面６ｂと当接し、圧縮ばね４が最も圧縮されていない状態を示している。また、図１（ｃ）は、Ｚ方向に固定された第二のビス９が、キー付き押圧具５から最も離れている状態を示しており、このとき、キー付き押圧具５は最も鋼球３に接近するので、圧縮ばね４が最も圧縮されている状態を示している。
【００４０】
以上のような構成により、慣性力がかかる用途で使用する際には、図１（ｃ）のように付勢力変更機構１０の−Ｚ方向の付勢力を大きくする。これにより、レンズシフト機構１４ａのガタつきによる傾きを防止し、投射画像の光学性能劣化を抑制することができる。また、静止した用途で使用する際には、図１（ａ）のように、付勢力変更機構１０の−Ｚ方向の付勢力を小さくする。これにより、摺動面（シフトベース１とガイドバー２の接触部）の摩擦を低減させ、レンズシフト機構１４ａの調整時に投射画像の揺れを防止することができる。
【００４１】
（付勢力を大きくした場合を含むシフト手段の駆動力制御）
次に、図１、図５、図６、図７を用いて、本実施形態に係るシフト手段としてのレンズシフト機構１４ａの駆動力制御手段としての駆動力制御部２２について説明する。本実施形態におけるレンズシフト機構１４ａの駆動力は、図６における駆動力制御部２２によって制御され、駆動力制御部２２には、経過時間を測定するカウンタが内蔵されている。
【００４２】
また、図７（ａ）に本実施形態におけるレンズシフト機構１４ａの駆動力制御部２２の処理の流れを示す。ユーザーがレンズシフト機構１４ａを駆動する際、図６のレンズシフト機構操作部２３においてシフト操作を行う（ステップＳ１１）。そして、シフト駆動開始時（駆動部に電圧を与えたとき）から、カウンタで時間計測を開始する（開始時はｔ＝ｔ０［ｓ］）。
【００４３】
シフト操作を行うと、入力電圧Ｅ［Ｖ］の初期値をＶ０［Ｖ］として図５に記載のレンズシフト機構１４ａのシフト板１６が、駆動部２０（図６）により駆動される。
一定の経過時間（ｔ１−ｔ０）がカウンタで検出されたとき、図６に記載のレンズシフト機構１４ａの駆動量検知手段としての駆動量検出部２４（図５には図示していない）は、レンズシフト機構１４ａの駆動量Δｘ［ｍｍ］を計測する（ステップＳ１２）。これにより、一定時間における駆動手段による駆動量を検知する駆動量検知手段が存在することとなり、駆動速度Δｘ／（ｔ１−ｔ０）が計測される。
【００４４】
駆動力制御部２２は、ステップＳ１２にて検出された駆動量Δｘ［ｍｍ］が以下の判定式（１）（ステップＳ１３）を満たした場合（駆動量が許容範囲内に有る場合）、駆動部２０に駆動電圧を維持する指令を出す（ステップＳ１４）。このとき、レンズシフト機構１４ａを駆動する駆動電圧は確定し、駆動力制御部２２の処理を終了する。判定式（１）のＬ［ｍｍ］は、駆動力制御部２２が記憶する所定時間ｔ１−ｔ０［ｓ］における駆動量である。
【００４５】
｜Δｘ−Ｌ｜＜ε／２              （１）
【００４６】
εは、図７（ｂ）のＬ［ｍｍ］近傍の閾値を規定する値で、Ｌ−ε／２〜Ｌ＋ε／２［ｍｍ］の範囲を規定する。判定式（１）を満たさない場合（駆動量が許容範囲内に無い場合）、は、以下の判定式（２）を判別するステップＳ１５に移行する（ステップＳ１３）。
【００４７】
Ｌ＞Δｘ                          （２）
【００４８】
ステップＳ１５では、Ｌ［ｍｍ］とΔｘ［ｍｍ］を大小比較する。Ｌ［ｍｍ］がΔｘ［ｍｍ］より大きいとき（一定時間のレンズシフト機構１４ａの駆動量が少ない場合）、許容範囲内となるように駆動手段に駆動力制御信号を印加する、即ち入力電圧Ｅ［Ｖ］に正の値α［Ｖ］を加える（ステップＳ１６）。一方、Ｌ［ｍｍ］がΔｘ［ｍｍ］より小さいとき、（一定時間のレンズシフト機構１４ａの駆動量が多い場合）、許容範囲内となるように駆動手段に駆動力制御信号を印加する、即ち入力電圧Ｅ［Ｖ］から正の値α［Ｖ］を引く（ステップＳ１７）。
【００４９】
このように、ステップＳ１６もしくはステップＳ１７の操作に応じて入力電圧Ｅ［Ｖ］を書き換えて、駆動部２０に入力電圧Ｅ［Ｖ］を与え直す（ステップＳ１８）。なお、Ｅを書き換えた後にカウンタの経過時間をｔ＝ｔ０［ｓ］に戻す。駆動量が許容範囲外の場合、駆動力制御部２２は、ステップＳ１３の判定が満たされるまで、一定時間（ｔ１−ｔ０）毎にこのフィードバック制御を行う。
【００５０】
駆動力制御部２２が上記の処理を行うことで、図７（ｂ）に示すように、所定時間ｔ１−ｔ０［ｓ］の駆動量Δｘ［ｍｍ］が駆動量の閾値ε［ｍｍ］の範囲に入る入力電圧Ｅ［Ｖ］を設定することができる。これにより、駆動速度が許容範囲内の値となる。
【００５１】
なお、シフト板１６（ガイドバー２を含む）をシフトベース１に対して付勢する方向はＺ軸方向に限定されず、図１（ａ）でシフト板１６の移動方向であるＸ方向に交差する方向であれば良く、例えばＹ軸方向とすることもできる。
【００５２】
また、図１（ｂ）では、第二のビス９はドライバーで回転可能な構成となっているが、ヘッドを手動で回転できる形状にしても良く、付勢力変更手段としては如何なる構成のもので良い。
【００５３】
また、レンズシフト機構１４ａの駆動電圧を調整する制御方式としては、上述した制御方式に限定されるものではない。そして、レンズシフト機構１４ａの入力電圧Ｅ［Ｖ］は、正の値α［Ｖ］（駆動量Δｘに依らず一定量）だけ変動させてフィードバック制御を行っていたが、これに限定されるものではない。即ち、Ｅ［Ｖ］はレンズシフト機構１４ａの駆動量Δｘ［ｍｍ］の関数（駆動量Δｘに応じた可変量）として算出しても良い。
【００５４】
以上の構成により、本実施形態では、加速度に伴う慣性力がかかる状態で使用する用途で、シフト板１６と一体化されるガイドバー２と、シートベース１の貫通孔１ｂとの接触部の摩擦力を大きくするように付勢力を大きくする。また、静止して使用する用途では、この用途に対応した付勢力とする。これにより、加速度に伴う慣性力がかかる状態で使用する用途と、静止して使用する用途の両方に対応できる。
【００５５】
また、図１（ｃ）のように付勢力変更機構１０の付勢力を大きくした（上げた）際に、レンズシフト機構１４ａの駆動量が少ないときでも駆動電圧を増加し、所定時間における駆動部２０の駆動量を増加することができる(ステップＳ１６)。これにより、付勢力の大きさに拘らず、一定の駆動量を確保してシフト手段をシフトさせることができる。
【００５６】
《第２の実施形態》
第１の実施形態では、シフト手段の駆動量を検知してシフト手段の駆動量を一定化させるものであったが、本実施形態では付勢手段の付勢力を検知して、検知された付勢力の出力を基にシフト手段の駆動量を一定化させることを特徴とする。他の点は、第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００５７】
（シフト手段の駆動力制御）
図８を用いて、本実施形態に係る駆動力制御手段としての駆動力制御部２２について説明する。図８（ａ）のレンズシフト機構１４ｂの構成は、図５で示したレンズシフト機構１４ａの構成に付勢力検知手段としての付勢力検出部２５を加えた構成となっている。
【００５８】
付勢力検出部２５は、図１のキー付き押圧具５のつば５ｂの位置を検出する。検出されたキー付き押圧具５のつば５ｂの位置は、ｓ＝ｓ０［ｍｍ］とする。図８に記載の駆動力制御部２２は、検出されたキー付き押圧具５のつば５ｂの位置ｓ０［ｍｍ］からレンズシフト機構１４ｂの駆動電圧Ｅ［Ｖ］を決定する。これにより、付勢力検知手段の出力を基に、駆動手段による駆動量が許容範囲内となるように駆動力制御部は駆動手段に駆動力制御信号を印加する。
【００５９】
レンズシフト機構１４ｂの駆動電圧Ｅ［Ｖ］は、キー付き押圧具５のつば５ｂの位置ｓ０［ｍｍ］の関数（Ｅ＝Ｅ（ｓ０）［Ｖ］）とし、任意のｓ０［ｍｍ］でレンズシフト機構１４ｂが所定時間内で一定の駆動量になるように予め実験で算出しておく。
【００６０】
図８（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施形態におけるレンズシフト機構１４ｂの駆動力制御部２２の処理の流れを説明する。図８（ｂ）では、キー付き押圧具５のつば５ｂの位置ｓ０［ｍｍ］の変動を付勢力検出部２５が検出したときを開始時とする。キー付き押圧具５のつば５ｂの位置ｓ０［ｍｍ］が変動したと同時に、図８（ａ）の付勢力検出部２５によりキー付き押圧具５のつば５ｂの位置ｓ＝ｓ０［ｍｍ］を検出する（ステップＳ２１）。駆動力制御部２２は、レンズシフト機構１４ｂの駆動電圧をＥ＝Ｅ（ｓ０）［Ｖ］に設定する（ステップＳ２２）。
【００６１】
ステップＳ２２で駆動電圧Ｅ＝Ｅ（ｓ０）［Ｖ］が確定した後、キー付き押圧具５のつば５ｂの位置ｓ０［ｍｍ］の変動が付勢力検出部２５によって検出されなくなった場合は、上記の処理を終了する（ステップＳ２３）。また、ステップＳ２３でキー付き押圧具５のつば５ｂの位置ｓ０［ｍｍ］の変動が付勢力検出部２５によって検出される場合には、ステップＳ２１に戻る。
【００６２】
以上のような構成にすることで、図１（ｃ）のように付勢力変更機構１０の付勢力を大きくした際にも、また、図１（ａ）のように付勢力を小さくした際にも、所定時間におけるレンズシフト機構１４ｂの駆動量を一定にすることができる。また、キー付き押圧具５のつば５ｂの位置が任意の位置ｓ＝ｓ０［ｍｍ］の際も同様に、所定時間におけるレンズシフト機構１４ｂの駆動量を一定にすることができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、図８（ａ）の付勢力検出部２５が図１のキー付き押圧具５のつば５ｂの位置を検出したが、これに限定されるものでは無く、図１の第二のビス９の回転位置を検出する構成にしても良い。
【００６４】
《第３の実施形態》
本発明の第３の実施形態は、シフト手段を用いたシフト調整が終了した後に、加速度が発生した場合を前提に、加速度を計測し加速度が許容範囲内に有るか無いかを判断し、許容範囲内に無い場合は付勢手段の付勢力を変更することを特徴とする。他の点は第１の実施形態と同様である。なお、図９において、画像投射装置として備えている駆動力制御部、駆動部は図示されていない。
【００６５】
（シフト手段）
図９、図１０、図１１を用いて、本発明の第３の実施形態に係るシフト手段としてのレンズシフト機構１４ｃについて説明する。図９（ａ）に本実施形態におけるレンズシフト機構１４ｃの斜視図を示す。シフト板１６は、投射レンズ１１を保持し、かつシフトベース１に対して移動可能に保持される。即ち、シフト板１６は駆動部２０によってＸ軸方向に駆動される。
【００６６】
図９（ｂ）に示す付勢力変更機構１０ｅは、図１で示した付勢力変更機構１０の第二のビス９の形状を変更したモーター付きビス９ｂを組み込んだ構成となっている。モーター付きビス９ｂは、図１に示す第二のビス９のヘッドの中央部９ｃとモーターのシャフト９ｄが一体化した構成となっている。なお、モーター付きビス９ｂは図示しないモーター付きビス支え具により保持される。
【００６７】
ここで、図１（ａ）と同様に、図９（ｂ）に示すガイドバー２はベース部材１の貫通穴１ｂに対し押さえつけられている。即ち、ガイドバー２は、鋼球３を介して圧縮ばね４により−Ｚ方向に付勢され、圧縮ばね４はキー付き押圧具５によって圧縮されている。キー付き押圧具５は、モーター付きビス９ｂの挿入量によってＺ軸方向に移動できるようになっている。
【００６８】
即ち、キー付き押圧具５のつば５ｂの可動域は、シフトベース１の＋Ｚ方向側の壁面１ｄの一部と第一の固定具６の−Ｚ方向に位置する壁面６ｂの一部との間となる。キー付き押圧具５のつば５ｂは、第一の固定具６の足６ｃの長さ分の距離を駆動できる。ここで、モーター付きビス９ｂのヘッド部９ａは、固定具６の＋Ｚ方向に位置する壁面６ｄの一部と第二の固定具８の−Ｚ方向に位置する壁面８ｂの一部との間で規制され、Ｚ軸方向には移動しない構成になっている。
【００６９】
図９（ｂ）はモーター付きビス９ｂのシャフト９ｄを右回転し、キー付き押圧具５が壁面６ｂと接し、圧縮ばね４が最も圧縮されていない場合を示している。モーター付きビス９ｂを左に回転させると、キー付き押圧具５が相対的にモーター付きビス９ｂから離れ、シフトベースの壁面１ｄにキー付き押圧具５のつば５ｂが当接するまで移動する。
【００７０】
図９（ｃ）は、キー付き押圧具５がモーター付きビス９ｂから最も離れている場合を示している。このとき、キー付き押圧具５は最も鋼球３に接近するので、圧縮ばね４が最も圧縮されている。
【００７１】
なお、モーター付きビス９ｂのキー付き押圧具５への挿入量は、モーターの回転量によって決まり、キー付き押圧具５のつば５ｂの可動域内であれば、圧縮ばね４は任意の圧縮量を設定できる。また、図９（ａ）に示すように、付勢力変更機構１０ｅは、レンズシフト機構１４ｃの上下に２つずつ４箇所形成され、ガイドバー２を介してシフト板１６を−Ｚ方向にシフトベース１に向かって付勢する。
【００７２】
（付勢力制御部）
次に、図１０および図１１を用いて、本実施形態に係るレンズシフト機構１４ｃの付勢力制御部２７について説明する。付勢力制御部２７には、経過時間を測定するカウンタが内蔵されている。また、付勢力制御部２７はモーター付きビス９ｂのモーターの回転方向の位置を計測し、測定値から得られる所定のモーター回転位置を図１０に記載の付勢力変更機構１０ｅに出力する。
【００７３】
図１１（ａ）に、本実施形態における付勢力制御部２７の処理の流れを示す。図１１（ａ）では、画像投射装置が起動されたとき（電源投入時）を開始時とする。このときのカウンタで計測を開始し、この際の時刻（計測開始時）をｔ＝ｔ０［ｓ］とする（ステップＳ３１）。
【００７４】
カウンタの経過時間がｔ＝ｔ１［ｓ］（ｔ１＞ｔ０）に到達した際に、図１０の加速度検知手段としての加速度検知部２６は、画像投射装置の装置本体１２にかかる加速度ａ［ｍ／ｓ２］を計測する（ステップＳ３２）。加速度検知部２６は、任意の方向の加速度を検出する。そして、付勢力制御手段としての付勢力制御部２７は、ステップＳ３２にて検知された加速度ａ［ｍ／ｓ２］が以下の判定式（３）を満たしているかを判定する（ステップＳ３３）。
【００７５】
｜ａ−ａｉ｜＜δ／２          （３）
【００７６】
ここで、ａｉ［ｍ／ｓ２］（ｉ：自然数で初期値は１）は、あらかじめ付勢力制御部２７に記憶された加速度である。δ［ｍ／ｓ２］は、図１１（ｃ）のａｉ［ｍ／ｓ２］近傍の閾値を規定する値で、ａｉ−δ／２〜ａｉ＋δ／２［ｍ／ｓ２］を規定する。
【００７７】
加速度ａ［ｍ／ｓ２］が判定式（３）を満たす場合、以下のようにする。即ち、図１１（ｂ）の表のように、付勢力制御部２７は、ａｉ［ｍ／ｓ２］に対応した回転位置θ＝θｉ［ｒａｄ］（ｉ：自然数で初期値は１、ａｉのｉと対応）を付勢力変更機構１０ｅのモーター付きビス９ｂのモーターに与える（ステップＳ３４）。このとき、付勢力変更機構１０ｅに与える付勢力が決定する。
【００７８】
判定式（３）を満たさない場合は、加速度ａｉ［ｍ／ｓ２］の添え字のｉに１を加えて判定式（３）に返す（ステップＳ３５）。付勢力制御部２７は、ステップＳ３３の判定式（３）が満たされるまでこのフィードバック制御を繰り返し行う。以上の処理を行うことで、図１１（ｃ）に示すように、付勢力制御部２７は、画像投射装置の装置本体１２にかかる加速度ａ［ｍ／ｓ２］によって生じる慣性力に対応した付勢力をレンズシフト機構１４ｃに与えることができる。
【００７９】
図１１のステップＳ３４でモーターの回転位置θ［ｒａｄ］が確定した後、ユーザーが画像投射装置を停止した場合は上記の処理を終了する（ステップＳ３６）。また、ステップＳ３６でユーザーが画像投射装置を停止しなかった場合には、ステップＳ３７でカウンタの経過時間をｔ＝ｔ０［ｓ］に戻し、ステップＳ３２に戻り、加速度ａ［ｍ／ｓ２］を計測し直す。また、ステップＳ３２では、ｉを初期値１に戻す。
【００８０】
以上のような構成により、画像投射装置の装置本体１２にかかる加速度ａ［ｍ／ｓ２］によって発生する慣性力に応じてレンズシフト機構１４ｃのガタつきによる傾きを防止し、投射画像の光学性能劣化を抑制することができる。また、静止した用途で使用する際には、レンズシフト機構１４ｃの調整を投射画像の揺れなく行える付勢力を設定することができる。
【００８１】
以上、本実施形態について説明したが、モーター付きビス９ｂのモーターのトルクがビス螺合部に至るまでには、複数のギアを介しても良い。また、付勢力変更機構１０ｅの付勢力は光軸方向に限定せず、シフト板１をＸＹ平面内で付勢する構成としても良い。また、付勢力制御部２７は加速度ａｉ［ｍ／ｓ２］を記憶し、それに対応した回転位置θｉ［ｒａｄ］を決定したが、回転位置θｉ［ｒａｄ］はａｉ［ｍ／ｓ２］の関数により算出される値でも良い。
【００８２】
《第４の実施形態》
本発明の第４の実施形態は、ユーザーによる第１、第２モード切り換え入力が可能であって、入力情報を受信し、該入力情報をシフト手段および付勢力変更手段に送信する送受信手段（レンズシフト機構操作部２３が兼用）を有することを特徴とする。
【００８３】
（シフト手段）
図１２を用いて、本実施形態に係る駆動力制御部２２、付勢力制御部２７について説明する。図１２（ａ）のレンズシフト機構１４ｃの構成は、第３の実施形態で示した図９（ａ）のレンズシフト機構１４ｃの構成と同様の構成となっている。
【００８４】
図１２（ｂ）を用いて、図１２（ａ）に示す駆動力制御部２２、付勢力制御部２７の処理の流れを説明する。ユーザーがレンズシフト機構１４ｃを駆動する際、図１２（ａ）のレンズシフト機構操作部２３においてシフト操作を行う。加えて、本実施形態では、レンズシフト機構操作部２３はシフト情報送受信手段として機能する。即ち、レンズシフト機構操作部２３は、ユーザーが指定するモードの情報を受け取り、駆動力制御手段２２と付勢力制御部２７にその情報を送信する。
【００８５】
図１２（ｂ）では、画像投射装置が起動されたときを開始時とする。その後、レンズシフト機構操作部２３において、画像投射装置の装置本体１２に大きな加速度を加えるモード（慣性力モード）にユーザーが指定した場合（ステップＳ４１）、以下のようにする。即ち、駆動力制御部２２は、図９（ａ）のレンズシフト機構１４ｃの駆動電圧Ｅ［Ｖ］をＥ１［Ｖ］に設定する。また、このとき、付勢力制御部２７も同様に、図９（ｂ）、図１２（ａ）の付勢力変更機構１０ｅのモーター付きビス９ｂのモーターに回転位置θ＝θ１［ｒａｄ］を与え、処理を終了する（ステップＳ４２）。
【００８６】
また、レンズシフト機構操作部２３において、画像投射装置の装置本体１２に大きな加速度を加えないモード（通常使用時モード）にユーザーが指定した場合（ステップＳ４１）、以下のようにする。即ち、駆動力制御部２２は、図９（ａ）のレンズシフト機構１４ｃの駆動電圧Ｅ［Ｖ］をＥ２［Ｖ］に設定する。また、このとき図１２（ａ）の付勢力制御部２７も同様に、図９（ｂ）、図１２（ａ）の付勢力変更機構１０ｅのモーター付きビス９ｂのモーターに回転位置θ＝θ２［ｒａｄ］を与え、処理を終了する（ステップＳ４３）。
【００８７】
図９（ａ）のレンズシフト機構１４ｃに与えるＥ１［Ｖ］、Ｅ２［Ｖ］、θ１［ｒａｄ］、θ２［ｒａｄ］はＥ１＞Ｅ２、θ１＞θ２となる値であり、実験結果より算出し、あらかじめ駆動力制御部２２、付勢力制御部２７に記憶しておく。実験では、レンズシフト機構１４ｃにかかる慣性力が大きくなる場合と小さくなる場合で、レンズシフト機構１４ｃの駆動量が常に一定となる駆動電圧Ｅを算出しておく。また、レンズシフト機構１４ｃにかかる慣性力が大きくなる場合と小さくなる場合で、レンズシフト機構１４ｃの傾きが生じない回転位置θを算出しておく。
【００８８】
以上の処理が終了した後、ユーザーはレンズシフト機構操作部２３においてシフト操作を行い、レンズシフト機構１４ｃを駆動する。
【００８９】
以上のような構成にすることで、レンズシフト機構１４ｃに慣性力が大きくかかる場合（慣性力モード）にはレンズシフト機構１４ｃに与える付勢力を大きくしレンズシフト機構１４ｃの傾きを防止し、投射画像の光学性能劣化を抑制することができる。また、通常使用時（通常使用時モード）には、レンズシフト機構１４ｃに与える付勢力を小さくし、投射画像調整時に投射画像の揺れを防止することができる。加えて、レンズシフト機構１４ｃに与える付勢力を大きくした際にも小さくした際にも、所定時間におけるレンズシフト機構１４ｃの駆動量を一定にすることができる。
【００９０】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【００９１】
（変形例１）
上述した第１の実施形態（図７）において、ステップＳ１４の後に終了（ステップＳ１８）のフローとしたが、ステップＳ１４の後、再度ステップＳ１１に戻すことで繰り返しフィードバック制御するようにしても良い。
【００９２】
（変形例２）
また、上述した実施形態では、ガイドバーを使用するタイプのレンズシフト機構を用いたが、レンズシフト機構のタイプはこれに限定されるものではない。
【００９３】
（変形例３）
また、上述した実施形態では、シフト板１６は、投射レンズ１１を保持して投射レンズ１１の光軸と直交する方向にシフトさせたが、光軸と交差する方向（例えば、光軸と直交する方向および光軸方向である斜め方向）にシフトさせるものでも良い。
【００９４】
（変形例４）
また、上述した実施形態では、静止して使用する第１モードと、加速度に伴う慣性力がかかる状態で使用する第２モードと、がユーザーの入力により選択可能であるとしたが、本発明はこれに限られない。例えば、加速度センサを設けて、第１モードと第２モードの選択を自動的に行うこともできる。
【符号の説明】
【００９５】
１・・シフトベース、４・・圧縮ばね、５・・キー付き押圧具、９・・第二のビス、１１・・投射レンズ、１６・・シフト板、１０１・・液晶パネル
【図１】
2016080816.tif 000003
【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】
2016080816.tif 000009
【図８】
2016080816.tif 000010
【図９】
2016080816.tif 000011
【図１０】
2016080816.tif 000012
【図１１】
2016080816.tif 000013
【図１２】
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