JP2008275709A - 投影型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物が挟まったことを検出してレンズシフトが停止したときに、異物を容易に取り除けるようにレンズシフトを動作する投影型映像表示装置を得ること。
【解決手段】本発明における投影型映像表示装置は、投射レンズ６と、投射レンズ６の位置をシフトさせるレンズシフト手段２０とを有するレンズ部１と、レンズ部１のレンズシフト動作に応じた出力を導出するレンズシフト動作検出手段２と、レンズ部１のレンズシフト動作を制御するレンズシフト制御部４とを備え、レンズシフト制御部４は、レンズ部１を動作制御中に、レンズシフト動作検出手段２の出力からレンズシフト動作が停止したことを検知したときは、レンズシフト動作を逆方向に動作させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像をスクリーン上に投影し表示する投影型映像表示装置に関するものであり、特にレンズシフト手段を有する投影型映像表示装置に関するものである。

従来の投影型映像表示装置は、レンズ可動領域内に異物が混入してレンズシフト動作が停止した場合、異物が混入したことを検出できず、レンズシフト処理を続けようとする構成であったため、レンズ可動領域に挟み込んだ異物や投影型映像表示装置自体に過負荷がかかっていた。指などを挟んだ場合には怪我の原因となるものであった。

そこで、この改善策として、レンズの位置を判定するポテンショメータと異物検出回路を備え、ポテンショメータの出力電圧の変化から異物検出回路でレンズシフト動作が停止したことを検出し、それ以上レンズがシフトしないようにレンズシフト処理を停止するようにしているものがある（例えば、下記特許文献１参照）。また、レンズ可動領域の外側に機構的なスイッチを施し、筐体とスイッチとの間に異物が挟まったときに、異物がスイッチを押すことでスイッチが電気的に導通したことを検出し、レンズシフトを停止させているものがある（例えば、下記特許文献２参照）。

特開平８−１６６６１６号公報 特開２００４−２０６２２号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載の投影型映像表示装置は、異物が挟まったことを検出すると、異物を挟み込んだ状態でレンズシフト動作を停止する。よって、異物や投影型映像表示装置のレンズ軸に一定負荷がかかった状態が続き、異物を取り除くことができないという問題があった。

そこで本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、異物が挟まったことを検出してレンズシフト動作を停止したときに、異物を容易に取り除けるようにレンズシフトを動作することを目的としている。

本発明における投影型映像表示装置は、前記投射レンズと、前記投射レンズの位置をシフトさせるレンズシフト手段とを有するレンズ部と、前記レンズ部のレンズシフト動作に応じた出力を導出するレンズシフト動作検出手段と、前記レンズ部の前記レンズシフト動作を制御するレンズシフト制御部とを備え、前記レンズシフト制御部は、前記レンズ部を動作制御中に、前記レンズシフト動作検出手段の出力から前記レンズシフト動作が停止したことを検知したときは、前記レンズシフト動作を逆方向に動作させる。

請求項１に記載のように、異物を挟み込んだ際に自動的に逆方向にレンズ部を動かすことで、一定負荷がかかることにより生じる投影型映像表示装置の故障を防止するとともに、速やかに異物を解放することができ、異物への負荷を無くすことができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１における投影型映像表示装置の投射レンズ６（図２参照）をシフトするレンズ駆動回路１０を示すブロック図であり、以下構成について説明する。レンズ駆動回路１０は、投射レンズ６と、この投射レンズ６の位置をシフトさせるレンズシフト手段２０（図４参照）を有するレンズ部１、レンズ部１のレンズシフト動作に応じた出力を導出するレンズシフト動作検出手段２、アナログ信号をデジタル信号に変換するADコンバータ３、レンズ位置に応じた信号を受け、この信号に応じてレンズ部１のレンズシフトの動作を制御するレンズシフト制御信号を出力するレンズシフト制御部４、リモコンや投影型映像表示装置本体のボタンキーなどからなり、レンズシフト制御部４へレンズシフト制御の指示を出力する操作部５を備える。ここで、本実施の形態では、レンズシフト動作検出手段２はポテンショメータ８（図２参照）を用いたレンズ位置検出部とし、レンズシフト制御部４はマイコンを使用する。

図２は、ポテンショメータ８およびレンズシフトの動作を示した図であり、以下に詳細を説明する。図に示すように、ポテンショメータ８の位置は、レンズ可動領域７内を移動する投射レンズ６の位置に従い変化する。このポテンショメータ８の位置の変化を用いて、レンズシフト制御部４は、変化するポテンショメータ８の出力電圧を検出して投射レンズ６の位置を検知する。

図２aは、投射レンズ６がレンズ可動領域７の上段にきている場合であり、そのときのポテンショメータ８の位置も上段にくるので、ポテンショメータ８の出力電圧Voutは５Vである。また、図２bは、投射レンズ６がレンズ可動領域７の中段にきている場合であり、そのときのポテンショメータ８の位置も中段にくるので、ポテンショメータ８の出力電圧Voutは２．５Vである。また、図２cは、投射レンズ６がレンズ可動領域７の下段にきている場合であり、そのときのポテンショメータ８の位置も下段にくるので、ポテンショメータ８の出力電圧Voutは０Vである。このアナログ信号であるポテンショメータ８の出力電圧は、ADコンバータ３によってデジタル信号に変換される。

このように、投射レンズ６の位置の変化に伴い、ポテンショメータ８の出力電圧が変わるが、レンズシフト時に異物が挟まった場合、投射レンズ６の位置が変化しないので、ポテンショメータ８の出力も変化しない。この動作原理を用いて本実施の形態では、レンズシフト時に異物が挟まったかどうかを検出する。

また、図２は、縦方向にレンズシフトするレンズシフト機構の説明図であるが、縦方向と横方向の二次元的に動作するレンズシフト手段２０を持つ投影型映像表示装置の場合は、横方向のレンズ位置も検出するために、縦方向と横方向で２つのポテンショメータ８を使用し、２系統の出力電圧Voutを得て個々にレンズシフト制御部４に入力する。

図４は、レンズ部１の構成を示した図である。レンズ部１は、投射レンズ６とレンズシフト手段２０とからなる。レンズシフト手段２０は、モータ１２、送りネジ１３、送りナット１４、送りネジ側ギア１５、モータ側ギア１６からなる。モータ１２を回転させることにより、モータ側ギア１６、送りネジ側ギア１５を介して送りネジ１３が回転する。また、送りネジ１３が回転することにより送りナット１４が送りナット可動領域１８の範囲内で動作する。また、送りナット１４が動くとともに送りナット１４に設置された投射レンズ６もレンズ可動領域７の範囲内で動作する。このように、レンズシフト動作は、モータ１２を制御することによって、投射レンズ６のシフト動作を制御できることがわかる。また、図４では、縦方向のレンズシフト機構を示しているが、横方向にも同様のレンズシフト機構を持たせることで縦方向と横方向の二次元的に動作するレンズシフトが可能になる。

また、ポテンショメータ８は、図２に示すように投射レンズ６の位置の変化に伴い出力電圧が変化するように構成するので、例えば投射レンズ６と同様に送りナット１４に接続して、送りナット１４が動くとともにポテンショメータ８の位置が変化し出力電圧が変化するように構成する。

図３は、レンズ駆動回路１０の動作を示すフローチャートであり、図１〜３を参照して動作について説明する。まず、通常動作時のレンズシフト動作について説明する。操作部５からの入力により、レンズシフト制御部４へレンズシフト制御の指示を行う（S１）。レンズシフト制御部４は、レンズシフト動作を制御するレンズシフト制御信号をレンズ部１へ出力する（S２）。レンズ部１は、レンズシフト制御信号に従って投射レンズ６を動作する。これに伴いポテンショメータ８の位置も変化し、ポテンショメータ８（レンズ位置検出部２）の出力電圧が変化する（S３）。ポテンショメータ８の出力電圧はADコンバータ３でデジタル信号に変換し、レンズシフト制御部４に入力される。操作部５からのレンズシフト制御の指示が停止したら、レンズシフト制御部４はレンズ部１へレンズシフト制御信号を出力してレンズシフト動作を停止する。

次に、異物が挟まったときのレンズシフト動作について説明する。レンズ可動領域７内で異物を挟み込んで投射レンズ６が動かなくなった場合、ポテンショメータ８（レンズ位置検出部）の出力電圧が変化しなくなる（S３）。レンズシフト制御部４は、ポテンショメータ８の出力電圧が変化しなくなったことにより、異物によりレンズシフト動作が停止したことを検出し（S５）、レンズシフト動作を停止するレンズシフト制御信号をレンズ部１へ出力する（S６）。さらにレンズシフト制御部４は、逆方向にレンズシフト動作させるレンズシフト制御信号をレンズ部１へ出力する（S７）。レンズ部１は、停止する前に動作していた方向と逆方向に動作して、レンズシフト動作を停止する（S８）。

以上のように、レンズシフト時に異物を挟み込んだ場合、異物が挟まったことを検出し、過負荷を増大させないようにするためにレンズシフト処理を停止し、逆方向にレンズ部１を駆動することで、投影型映像表示装置の故障を防止するとともに、異物を速やかに解放することができる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、レンズシフト動作検出手段２は、モータ１２付近に設置したホール素子等を用いて、モータ１２の動作を監視するレンズ駆動状態監視手段とする。以下図１，４を参照して動作を説明する。

まず、正常動作時のレンズシフト動作について説明する。モータ１２に並べて設置した磁石（図示せず）がモータ１２とともに回転し、ホール素子（図示せず）は、磁石が発生する磁界を電気信号に変換して出力する。レンズシフト制御部４はホール素子が出力する電気信号の変化を検出してモータ１２の回転数から投射レンズ６の位置を検知する。

次に、異物が挟まったときのレンズシフト動作について説明する。レンズ可動領域７内で異物を挟み込んで投射レンズ６が動かなくなった場合、投射レンズ６と同様にモータ１２およびモータ１２に並べて設置した磁石も動かなくなり、ホール素子が出力する電気信号の変化がなくなる。レンズシフト制御部４は、モータ１２が停止したことをホール素子の出力から検出し、レンズシフト動作を停止するレンズシフト制御信号をレンズ部１へ出力する。さらにレンズシフト制御部４は、逆方向にレンズシフト動作させるレンズシフト制御信号をレンズ部１へ出力する。レンズ部１は、停止する前に動作していた方向と逆方向に動作して、レンズシフト動作を停止する。その他の構成・動作は実施の形態１と同様のため説明を省略する。

以上のように、実施の形態１と同様にレンズシフト時に異物を挟み込んだ場合、異物が挟まったことを検出し、過負荷を増大させないようにするためにレンズシフト処理を停止し、逆方向にレンズ部１を駆動することで、投影型映像表示装置の故障を防止するとともに、異物を速やかに解放することができる。

［実施の形態３］
本実施の形態では、レンズ可動領域７内の異物によりレンズシフト動作が停止したことを検出した場合、レンズシフト制御部４は、レンズ部１へレンズシフト動作停止のレンズシフト制御信号を出力した後、異物に過負荷がかからない程度の力で上下および左右にわずかな距離だけレンズシフトさせるレンズシフト制御信号をレンズ部１へ出力する。このときのレンズ位置やモータ１２の動作を監視することで、どの方向に対してレンズシフト動作ができないかを検知することができる。すなわち、レンズシフト動作ができない方向を検知して、異物がレンズ部１に対してどの位置に存在しているかを検出することができる。その他の構成・動作は実施の形態１と同様のため説明を省略する。

以上のように、本実施の形態における投影型映像表示装置によれば、レンズシフト時に異物を挟み込んだ場合、この異物のレンズ部１に対する位置を検出することができ、使用者が異物を除去する際に有益な情報となる。

［実施の形態４］
本実施の形態の特徴は、警告手段９をさらに備え、レンズシフト時に異物を挟み込んだ場合、使用者に警告を通知する点である。図５は、本実施の形態のレンズ駆動回路１０を示すブロック図であり、図６は、本実施の形態のレンズ駆動回路１０の動作を示すフローチャートである。以下に警告手段９の詳細を説明する。

レンズ可動領域７内の異物によりレンズシフト動作が停止したことを検出した場合、レンズシフト制御部４からレンズ部１へレンズシフト処理を停止させるためのレンズシフト制御信号を出力すると同時に、警告を行うための制御信号を警告手段９に出力する（S９）。警告手段９は、使用者にレンズシフト時に異物が挟まったことがわかるように警告を通知する（S１０）。

本実施の形態の警告手段９は、投影表示する映像信号に警告メッセージを重畳した、警告メッセージを含む映像信号を投影して表示する。例えば、メッセージウインドウを表示して「レンズシフトが停止しました。異物が混入した可能性があります。」などのメッセージを表示する。その他の構成・動作は実施の形態１と同様なため説明を省略する。

以上のように、本実施の形態にかかる投影型映像表示装置によれば、レンズシフト時に異物を挟み込んだ場合、使用者に明確に状態を伝えることができるため、レンズシフトを使用しないことや、異物を排除することなどの使用者の対処を促すことができる。

［実施の形態５］
実施の形態４では、警告手段９として表示画面への警告メッセージを含む映像信号の投影を使用したが、これに限るものではなく、本実施の形態の警告手段９は、ブザー等を使用した警告音を出力する。その他の構成・動作は実施の形態４と同様のため説明を省略する。

以上のように、実施の形態４と同様に、本実施の形態にかかる投影型映像表示装置によれば、レンズシフト時に異物を挟み込んだ場合、使用者に明確に状態を伝えることができるため、レンズシフトを使用しないことや、異物を排除することなどの使用者の対処を促すことができる。

［実施の形態６］
実施の形態４では、警告手段９として表示画面への警告メッセージを含む映像信号の投影を使用したが、これに限るものではなく、本実施の形態の警告手段９は、投影型映像表示装置本体のインジケータ等を使用する。その他の構成・動作は実施の形態４と同様のため説明を省略する。

以上のように、実施の形態４と同様に、本実施の形態にかかる投影型映像表示装置によれば、レンズシフト時に異物を挟み込んだ場合、使用者に明確に状態を伝えることができるため、レンズシフトを使用しないことや、異物を排除することなどの使用者の対処を促すことができる。

本発明の実施の形態１における投影型映像表示装置のレンズ駆動回路の構成を示したブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるポテンショメータおよびレンズシフトの動作を示した図である。 本発明の実施の形態１におけるレンズ駆動回路の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１におけるレンズ部の構成を示した概略図である。 本発明の実施の形態４における投影型映像表示装置のレンズ駆動回路の構成を示したブロック図である。 本発明の実施の形態４におけるレンズ駆動回路の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ レンズ部、２ レンズシフト動作検出手段、３ ADコンバータ、４ レンズシフト制御部、５ 操作部、６ 投射レンズ、７ レンズ可動領域、８ ポテンショメータ、９ 警告手段、１０ レンズ駆動回路、１２ モータ、１３ 送りネジ、１４ 送りナット、１５ 送りネジ側ギア、１６ モータ側ギア、１８ 送りナット可動領域、２０ レンズシフト手段。

Claims (8)

1. 投射レンズをシフトさせる機能を備えた投影型映像表示装置において、
   前記投射レンズと、前記投射レンズの位置をシフトさせるレンズシフト手段と、を有するレンズ部と、
   前記レンズ部のレンズシフト動作に応じた出力を導出するレンズシフト動作検出手段と、
   前記レンズ部の前記レンズシフト動作を制御するレンズシフト制御部と、を備え、
   前記レンズシフト制御部は、前記レンズ部を動作制御中に、前記レンズシフト動作検出手段の出力から前記レンズシフト動作が停止したことを検知したときは、前記レンズシフト動作を逆方向に動作させる投影型映像表示装置。
2. 前記レンズシフト動作検出手段は、前記投射レンズの位置に伴い出力を変化するレンズ位置検出部である請求項１記載の投影型映像表示装置。
3. 前記レンズシフト動作検出手段は、前記レンズシフト手段の動作状態に伴い出力を変化するレンズ駆動状態監視手段である請求項１記載の投影型映像表示装置。
4. 前記レンズシフト制御部は、前記レンズシフト動作の停止の原因となった異物の位置を検出するための、前記レンズシフト動作の制御を行う請求項１から３のいずれかに記載の投影型映像表示装置。
5. 前記レンズシフト動作が停止したことを通知する警告手段をさらに備える請求項１から４のいずれかに記載の投影型映像表示装置。
6. 前記警告手段は、投影映像画面への警告表示を行う手段を含む請求項５記載の投影型映像表示装置。
7. 前記警告手段は、警告音を出力する手段を含む請求項５記載の投影型映像表示装置。
8. 前記警告手段は、前記投影型映像表示装置本体の状態表示媒体への警告表示を行う手段を含む請求項５記載の投影型映像表示装置。

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