JP5526722B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに関するものである。

画像を投射するプロジェクタは、所望の被投射面に画像を投射すべく、水平方向に対して様々な角度に投射方向を向けることが求められる。このため、例えば、投射機構の本体が装着される装着ケースを支持基台によって回動自在に支持した画像表示プロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、映像再生装置を内蔵する台座部に投射機構を配置し、この投射機構が台座部に対し水平方向に対して方向調整可能に支持されたプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−１０３９１号公報 特開２００４−７７５４５号公報

しかしながら、上述の特許文献に記載されるプロジェクタは、投射方向を変えるために投射機構を回動させると、投射機構の軌跡の体積は大きいものとなる。このためプロジェクタの占有体積は大きくなり、ユーザは、プロジェクタを使う際に投射機構の周辺に干渉物がないかなど確認してプロジェクタを使用する必要がある。また、投射機構の内部に設けられる光学系は、一般に質量の重い投射レンズなどが含まれ、投射機構を回動させるときの質量の偏りを抑制ことは容易ではない。しかし、このような質量の偏りは、安定した投射機構の回動に影響を与える可能性がある。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、投射機構を回動させるときのプロジェクタの占有体積を抑制することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のプロジェクタは、複数の光路を有し、複数の光路が複数の光路の略端部において所定の角度で繋がることにより１本の光路として構成される光学系と、光学系を収容する筐体と、筐体を回動可能に支持する支持部材と、光学系に光を供給する光源とを備える。光学系は、複数の光路が筐体の回動軸を囲むように構成され、光学系は、光源が発する光を反射する反射部を含み、光源および反射部は、複数の光路のうち互いに繋がる少なくとも２本の光路を含む平面を挟むように配置される。

本発明によれば、投射機構を回動させるときのプロジェクタの占有体積を抑制することができる。

第１の実施形態に係るプロジェクタの斜視図である。 投射ユニットの構造を示す斜視図である。 投射ユニットの回動軸と垂直な平面によるプロジェクタの断面図である。 図３の視点Ｒから光学系を見た図である。 光学系の第１光学系および第２光学系を模式的に示す図である。 第１の実施形態に係るプロジェクタを制御する制御ユニットの回路図である。 ユーザによるプロジェクタの操作手順を示すフローチャートである。 （ａ）は、投射ユニットが収納位置にあるときのプロジェクタの斜視図であり、（ｂ）は、投射ユニットが収納位置にあるときのプロジェクタの断面図である。 （ａ）は、投射ユニットが初期位置にあるときのプロジェクタの斜視図であり、（ｂ）は、投射ユニットが初期位置にあるときのプロジェクタの断面図である。 プロジェクタの使用環境の一例を示す図である。 （ａ）は、第１の実施形態に係るプロジェクタが第１規制位置にあるときを模式的に示す図である。（ｂ）は、第１の実施形態に係るプロジェクタが第２規制位置にあるときを模式的に示す図である。 （ａ）は、第２の実施形態に係るプロジェクタが初期位置にあるときを模式的に示す図である。（ｂ）は、第２の実施形態に係るプロジェクタが第２規制位置周辺にあるときを模式的に示す図である。 第３の実施形態に係るプロジェクタを模式的に示す図である。 （ａ）は、第４の実施形態に係るプロジェクタが初期位置にあるときを模式的に示す図である。（ｂ）は、第４の実施形態に係るプロジェクタが第２規制位置にあるときを模式的に示す図である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るプロジェクタ１０の斜視図である。プロジェクタ１０は、投射ユニット１２および支持部材１４を有する。投射ユニット１２は円柱状に形成され、その中心軸が水平方向を向くように支持部材１４に支持される。このとき支持部材１４は、投射ユニット１２を回動可能に支持する。

図２は、投射ユニット１２の構造を示す斜視図である。投射ユニット１２は、筐体２０、光学系２２、および駆動機構２４を有する。筐体２０は、円筒状部分３０および２つの側壁３２、３４を有する。側壁３２、３４は、円筒状部分３０の両端の開口を各々が覆うよう設けられる。図２は、投射ユニット１２の内部が見えるよう側壁３２が円筒状部分３０から外された状態を示している。なお、円筒状部分３０に代えて、他の形状の筒状部分が設けられてもよい。例えば開口部の形状が正六角形や正八角形などの正多角形となる筒状部分が設けられてもよい。

筐体２０は、光学系２２を収容する。光学系２２は、筐体２０の内部に固定される。円筒状部分３０には、開口部３０ａが設けられている。光学系２２は、この開口部３０ａを介して画像を外部に投射する。このため、筐体２０を回転させることにより、水平方向に対する画像の投射角度を変化させることができる。

駆動機構２４は、モータ４０、伝達機構４２、およびシャフト４４を有する。側壁３２、３４の各々の中心には挿通孔が設けられており、この挿通孔にシャフト４４が回転可能に挿通される。こうして支持部材１４は、筐体２０を回動可能に支持し、円筒状部分３０は、その中心軸が投射ユニット１２の回動軸となる。シャフト４４の両端部は支持部材１４に固定される。モータ４０は、板状に形成されたモータベース４６を介して筐体２０に固定される。モータ４０は、ギヤを含む伝達機構４２を介してシャフト４４に回転駆動力を与える。シャフト４４は支持部材１４に固定されており回転不能とされているため、モータ４０が作動することにより筐体２０がシャフト４４を中心に回動する。このようにモータ４０は、筐体２０を支持部材１４に対し回動させる駆動源として機能する。

筐体２０は、駆動機構２４を収容する。このように駆動機構２４を筐体２０が収容することにより、投射ユニット１２の外部の構成を簡略化することができ、デザイン性の高いプロジェクタ１０を提供することができる。

筐体２０の内部には、光学系２２や後述する光源を冷却するための冷却ファン（図示せず）が設けられている。側壁３２、３４の各々には通気孔が設けられており、冷却ファンは、この通気孔を介して外部との間でエアを吸排気することで、筐体２０内部の温度を抑制している。このように筐体２０を円筒状とし、この側壁３２、３４に通気孔を設けることで、通気孔の面積を広くとることができ、筐体２０内部の温度を良好に抑制することができる。なお、通気孔は側壁３２、３４の一方に設けられてもよい。

図３は、投射ユニット１２の回動軸と垂直な平面によるプロジェクタ１０の断面図である。図３において投射ユニット１２が回動する中心軸を「回動軸Ｏ」とする。開口部３０ａの内部周辺には、透明カバー５８が取り付けられている。透明カバー５８は、開口部３０ａを通じた外部から筐体２０内部への異物の進入を阻止する。ここで、透明カバー５８は、筐体２０が描く円よりも突出すると筐体２０の回動が妨げられるため、筐体２０から突出しないことが重要である。

また、透明カバー５８は、ワイドコンバージョンレンズでもよい。透明カバー５８にワイドコンバージョンレンズを用いた場合、透明カバー５８と同様に筐体２０内部への異物の侵入を阻止するばかりでなく、画像を一段と大きく拡大して投射することが可能となる。

更に、ワイドコンバージョンレンズを用いる構成にした場合に、ワイドコンバージョンレンズが後述の投射レンズ６０の一部の機能を担うようにすることで、投射レンズ６０を小さくすることが可能となり、光学系２２の体積を小さくすることができる。

光学系２２は、第１光学系５０、第２光学系５２、および光源ユニット５４を有する。第１光学系５０は、投射レンズ６０と、複数の光学部材を含む。これら投射レンズ６０と複数の光学部材とは、共通の第１光軸Ｘ１を持つ。また、第１光学系５０における第１光路は、図３におけるＰを始点として投射レンズ６０を透過して第１光軸Ｘ１に沿っている。第２光学系５２もまたレンズなどの複数の光学部材を含み、これら複数の光学部材は、共通の第２光軸Ｘ２を持つ。また、第２光学系５２における第２光路は、図３におけるＱを始点として第２光軸Ｘ２に沿って後述する反射型液晶素子６６に向かう。光源ユニット５４もまた複数の光学部材を含み、これら複数の光学部材は、共通の第３光軸Ｘ３を持つ。また、光源ユニット５４における第３光路は、後述する光源６２を始点として第３光軸Ｘ３に沿って後述するミラー８４に向かう。第１光軸Ｘ１と第２光軸Ｘ２とは互いに交わり、また、第２光軸Ｘ２と第３光軸Ｘ３とは互いに交わる。更に、第１光路と第２光路は、互いの端部であるＰで繋がり、第２光路と第３光路は、互いの端部であるＱで繋がる。以下、便宜上第１光路を第１光軸Ｘ１、第２光路を第２光軸Ｘ２、第３光路を第３光軸Ｘ３として説明する。

光源ユニット５４は、光学系２２に光を供給する光源６２を有する。第１の実施形態では、光源６２に水銀放電灯が採用されている。ミラー８０は、光源６２が発する光を反射する。光源ユニット５４は、光学部材としてカラーホイール８２およびミラー８４を有する。ミラー８０によって反射された光は、カラーホイール８２を通過してミラー８４によって再度反射される。ミラー８４によって反射された光は、第２光学系５２に供給される。

画像出力ユニット５６は、反射型液晶素子６６およびワイヤーグリッドもしくは偏光ビームスプリッタ６８を有する。第２光学系５２を通過した光は、ワイヤーグリッドもしくは偏光ビームスプリッタ６８を透過し、反射型液晶素子６６によって外部に投射すべき投射像として反射され、再びワイヤーグリッドもしくは偏光ビームスプリッタ６８に戻る。反射型液晶素子６６による投射像はワイヤーグリッドもしくは偏光ビームスプリッタ６８を反射して第１光学系５０に供給され、投射レンズ６０を透過して外部に投射される。以上より、第１光軸Ｘ１と第２光軸Ｘ２とは、ワイヤーグリッドもしくは偏光ビームスプリッタ６８上のＰ点において交差し、第２光軸Ｘ２と第３光軸Ｘ３とはミラー８４上のＱ点において繋がる。

このとき第１光軸Ｘ１と第２光軸Ｘ２とは、ワイヤーグリッドもしくは偏光ビームスプリッタ６８を介しており直角に交差する。また、第２光軸Ｘ２と第３光軸Ｘ３とは略直角に交差する。このように複数の光軸を、互いに繋がる光軸同士で直交させることにより、回動軸Ｏを複数の光軸によって広い範囲で囲むことができる。なお、互いに繋がる光軸同士の成す角度は直角に限定されないことは勿論であり、例えば鈍角または鋭角であってもよい。以上のように、反射型液晶素子６６、ワイヤーグリッドもしくは偏光ビームスプリッタ６８、ミラー８０、およびミラー８４の各々は、光を反射する反射部として機能する。

なお、第１の実施形態では、第１光軸Ｘ１、第２光軸Ｘ２、および第３光軸Ｘ３の３本の光軸が回動軸Ｏを囲むように光学系２２が構成されているが、回動軸Ｏを囲む光軸の本数が３本に限られないことは勿論である。例えば、光学系２２が互いに繋がる２本の光軸を持つよう内部の光学部品が構成され、この２本の光軸が回動軸Ｏを囲むように光学系２２が構成されていてもよい。また、光学系２２が互いに繋がる４本以上の複数の光軸を持つよう内部の光学部品が構成され、この複数の光軸が回動軸Ｏを囲むように光学系２２が構成されてもよい。

このように光学系２２は、互いに角度をもって繋がる光軸Ｘ１、Ｘ２、およびＸ３を持つ。このうち、第１光軸Ｘ１および第２光軸Ｘ２を含む平面は、回動軸Ｏと垂直となるよう、第１光学系５０および第２光学系５２が配置されている。以下、この平面を「第１平面ｆ１」という。

第１の実施形態に係るプロジェクタ１０では、光学系２２は、光軸Ｘ１、Ｘ２、およびＸ３が回動軸Ｏを囲むように構成される。すなわち、第１光学系５０、第２光学系５２、および光源ユニット５４は、回動軸Ｏを囲むように構成される。これにより、回動軸Ｏを中心に回動させたときに光学系２２が通過する領域を抑制することができる。このため、プロジェクタ１０の占有体積を抑制することができる。また、第１光学系５０、第２光学系５２、および光源ユニット５４を回動軸Ｏを中心に周方向に分散させることができ、回動軸Ｏ周辺の重量の偏りを抑制することができる。このため、投射ユニット１２の駆動力を抑制でき、モータ４０の小型化を実現できる。また、投射ユニット１２の安定した支持を容易に実現することができる。

また、光学系２２は、投射レンズ６０を含む第１光学系５０と光源６２を含む光源ユニット５４とが、回動軸Ｏが間に挟まれるよう配置される。光学系２２の中で投射レンズ６０は大きく質量も大きい。また、水銀放電灯である光源６２も一般的に質量が大きい。このように質量が大きい部品を含む２つの光学系を回動軸Ｏが間に挟まれるよう配置することで、回動軸Ｏを中心とした重量の偏りを低減させることができ、より安定した投射ユニット１２の回動を実現することができる。

図４は、図３の視点Ｒから光学系２２を見た図である。光源６２には水銀放電灯が採用されている。水銀放電灯では、点灯方向により内部圧力や温度分布が変化する。水銀放電灯を用いて高い信頼性を維持するためには、光源６２から射出した光の光軸の向きは一定であることが好ましい。ここで、光軸が第１平面ｆ１に含まれるように光源６２を配置すると、光源６２から射出した光の光軸の向きが投射ユニット１２の回動と共に変化することとなる。このため、第１の実施形態では、光源６２を、その光軸が回動軸Ｏと平行となるよう配置している。光源６２をこのように配置しているため、光源６２が発した光を光学系２２に供給すべく、光源６２が発した光を反射するミラー８０が設けられている。

ここで、例えばこの第１平面ｆ１に第３光軸Ｘ３も含むようミラー８０を当該平面と交差する位置に配置した場合、その分だけ光源６２が突出し、回動軸方向における光学系２２の幅が大きくなり、プロジェクタ１０の小型化が困難となる。このため、光源６２およびミラー８０は、光軸Ｘ１およびＸ２を含む第１平面ｆ１を挟むように配置される。これにより、回動軸方向における光学系２２の幅を抑制することができる。

更に、光源６２およびミラー８０は、光軸Ｘ１およびＸ２を含む第１平面ｆ１を挟むように配置することにより、シャフト４４およびシャフト保持部品に対しての均等に光学系重みがかかるようにできるため、スムーズな回転動作とモータの小型化を可能となる。

なお、光源６２が水銀放電灯に限られないことは勿論であり、水銀放電灯以外の放電灯や、フィラメントを用いた白熱灯、或はＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子によって構成されてもよい。

図５は、光学系２２の第１光学系５０および第２光学系５２を模式的に示す図である。第１光学系５０および第２光学系５２の各々は、第１光軸Ｘ１および第２光軸Ｘ２を含む第１平面ｆ１上において回動軸Ｏを通過する直線と自身の光軸がその光学系２２内部にて直交するよう配置される。

具体的には、第１光学系５０における第１光軸Ｘ１の両端部を第１端部Ｘ１１および第２端部Ｘ１２とする。第１光軸Ｘ１は、第１端部Ｘ１１と第２端部Ｘ１２との間の点１３にて、回動軸Ｏを通過する直線と直交する。また、第２光学系５２における第２光軸Ｘ２の両端部を第１端部Ｘ２１および第２端部Ｘ２２とする。第２光軸Ｘ２は、第２端部Ｘ１２と第２端部Ｘ２２との間の点２３にて、回動軸Ｏを通過する直線と直交する。

このように光学系内部において光軸と回動軸Ｏを通過する直線とが直交するよう光学系を設けることにより、回動軸Ｏを中心に光学系を回動させたときの光学系の軌跡の体積を抑制することができる。このため、投射ユニット１２の回動を考慮したプロジェクタ１０の占有サイズを抑制することができる。

なお、第１の実施形態では、第１光軸Ｘ１は、第１端部Ｘ１１と第２端部Ｘ１２と略中央の点１３にて、回動軸Ｏを通過する直線と直交する。第２光軸Ｘ２は、第２端部Ｘ１２と第２端部Ｘ２２との略中央の点２３にて、回動軸Ｏを通過する直線と直交する。このように光学系の内部において、光軸の略中央と回動軸Ｏを通過する直線とが直交するよう光学系を設けることにより、回動軸Ｏを中心に光学系を回動させたときの光学系が通過する領域をさらに抑制することができる。

図６は、第１の実施形態に係るプロジェクタ１０を制御する制御ユニット１００の回路図である。制御ユニット１００は、ＭＰＵ１２０、ビデオプロセッサ１２２、光源ドライバ１２４、およびファンコントローラ１２６を有する。ＭＰＵ１２０は、駆動制御部として機能し、駆動機構２４による筐体２０の回動を制御する。ビデオプロセッサ１２２は画像制御部として機能し、外部へ投射すべき画像の画像データを生成する。具体的には、ビデオプロセッサ１２２は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）から読み取られた画像データに、反射型液晶素子６６に映し出すための画像処理を施して画像データを生成する。反射型液晶素子６６は、生成された画像データが示す画像を表示する。こうして表示された画像の反射光が第１光学系５０を介して外部に投射される。

光源ドライバ１２４は、光源６２の点灯、消灯、および光源６２が発する光の輝度を制御する。ファンコントローラ１２６は、筐体２０の内部に設けられる上述の冷却ファンの作動を制御することにより、筐体２０内部の温度を制御する。筐体２０の内部には温度センサ（図示せず）が設けられており、その検出結果はファンコントローラ１２６もしくはＭＰＵ１２０に出力される。ファンコントローラ１２６は、筐体２０内の温度を所定範囲に維持させるよう、温度センサの検出結果などを利用して冷却ファンのオンオフおよび回転数を制御する。

プロジェクタ１０にはコントロールパネル（図示せず）が設けられており、このコントロールパネルに、正転ボタン１３０、逆転ボタン１３２、Ｓ／Ｅボタン１３４、ＩＳボタン１３６、およびＨＳボタン１３８が配置されている。正転ボタン１３０は、正転方向、すなわち水平方向に対する投射方向の角度を増加させるよう投射ユニット１２を回動させるときに押すべきボタンとして設けられている。逆転ボタン１３２は、逆転方向、すなわち水平方向に対する投射方向の角度を減少させるよう投射ユニット１２を回動させるときに押すべきボタンとして設けられている。

Ｓ／Ｅボタン１３４は、プロジェクタ１０の電源をオンにして使用状態とするとき、また、プロジェクタ１０の電源をオフにして不使用状態とするときに押すべきボタンとして設けられている。ＩＳボタン１３６は、後述する収納位置を設定するときに押すべきボタンとして設けられている。ＨＳボタン１３８は、後述する初期位置を設定するときに押すべきボタンとして設けられている。

また、図示しないが、投射方向を初期位置（水平位置）と天井投影位置（垂直位置）との間で移動させる指示を発する切替えスイッチが備えられており、ユーザは簡単にそれぞれの位置にプロジェクタ１０の投射方向をセットすることができる。なお、初期位置及び天井投影位置は、任意の位置に設定することができる。

なお、プロジェクタ１０とは別体のリモコンが設けられてもよい。ＭＰＵ１２０は、リモコンへの操作入力を無線で取得可能に設けられてもよい。このリモコンに、正転ボタン１３０、逆転ボタン１３２、Ｓ／Ｅボタン１３４、ＩＳボタン１３６、またはＨＳボタン１３８、上記切替えスイッチが配置されていてもよい。これによって、ユーザは、プロジェクタ１０から離れた位置でプロジェクタ１０の電源オン、オフ、正転、逆転などの指示をプロジェクタ１０の与えることができる。

制御ユニット１００には、ポテンショメータ１４０が設けられている。ポテンショメータ１４０は、シャフト４４に対する筐体２０の回動角度を検出する角度センサとして機能する。なお、ポテンショメータ１４０に代えてジャイロセンサが設けられてもよい。ジャイロセンサを用いることにより、例えば傾斜した台上にプロジェクタ１０を置いた場合においても、水平方向に対して正確な角度で投射ユニット１２を回動させることができる。また、制御ユニット１００には、それぞれ光センサとして機能する第１フォトインタラプタ１４２および第２フォトインタラプタ１４４が、それぞれＰＩ−１端子およびＰＩ−２端子を介して接続されている。

図７は、ユーザによるプロジェクタ１０の操作手順を示すフローチャートである。投射ユニット１２が後述する収納位置にあり、プロジェクタ１０が投射可能状態となっていることを示すスタートフラグがオフに設定されているときにユーザによってＳ／Ｅボタン１３４が押されると、ＭＰＵ１２０は、外部へ画像を投射可能な投射可能状態が選択されたことを示すスタート要求を取得する。このときＭＰＵ１２０は、スタートフラグをオンに設定する。次にＭＰＵ１２０は、後述する初期位置まで筐体２０を回動させるよう駆動機構２４を制御する（Ｓ１０）。

図８（ａ）は、投射ユニット１２が収納位置にあるときのプロジェクタ１０の斜視図であり、図８（ｂ）は、投射ユニット１２が収納位置にあるときのプロジェクタ１０の断面図である。投射ユニット１２が収納位置にあるとき、開口部３０ａは下方の所定位置に位置する。支持部材１４は、投射ユニット１２が収納位置にあるときに開口部３０ａを遮蔽するよう形成される。

このように開口部３０ａが下方を向き、さらに支持部材１４によって遮蔽されることにより、透明カバー５８への異物の付着を抑制することができる。このため、透明カバー５８への異物の付着による投射像への影響を低減させることができる。

図９（ａ）は、投射ユニット１２が初期位置にあるときのプロジェクタ１０の斜視図であり、図９（ｂ）は、投射ユニット１２が初期位置にあるときのプロジェクタ１０の断面図である。投射ユニット１２が工場出荷時の初期位置にあるとき、第１光軸Ｘ１が水平方向に向くときの位置に開口部３０ａが位置する。支持部材１４は、投射ユニット１２が初期位置にあるときに開口部３０ａの遮蔽を解除するよう形成される。

図７に戻る。スタートフラグがオンにされると、ファンコントローラ１２６は、冷却ファンを作動させ、光源ドライバ１２４は、光源６２に電流を供給して光源６２による発光を開始する。初期位置まで回動された後は、ユーザは、正転ボタン１３０を押すことにより投射ユニット１２を正転させることができ、また、逆転ボタン１３２を押すことにより投射ユニット１２を逆転させることができる（Ｓ１２）。

具体的には、正転ボタン１３０がユーザによって押されている間、ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２を正転方向に回動させる回動要求を取得する。ＭＰＵ１２０は、正転方向の回動要求を継続して取得している間、投射ユニット１２を正転させるよう駆動機構２４を制御する。また、逆転ボタン１３２がユーザによって押されている間、ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２を逆転方向に回動させる回動要求を取得する。ＭＰＵ１２０は、逆転方向の回動要求を継続して取得している間、投射ユニット１２を逆転させるよう駆動機構２４を制御する。

ユーザは、正転ボタン１３０または逆転ボタン１３２を押して投射ユニット１２を回動させた後にＩＳボタン１３６を押すことにより、そのときの投射ユニット１２の位置を収納位置として設定することができ、ＨＳボタン１３８を押すことにより、そのときの投射ユニット１２の位置を初期位置として設定することができる（Ｓ１４）。

具体的には、ＩＳボタン１３６が押されると、ＭＰＵ１２０は、収納位置変更要求を取得する。収納位置変更要求を取得すると、ＭＰＵ１２０は、そのときのポテンショメータ１４０による検出角度を取得し、取得した角度を収納位置として設定する。このようにＭＰＵ１２０は、ＩＳボタン１３６が押されることにより収納位置変更要求を取得したときは、エンド要求を取得したときに回動させるべき収納位置を収納位置変更要求に基づいて変更する。

なお、ＭＰＵ１２０は、開口部３０ａが支持部材１４によって遮蔽される投射ユニット１２の所定角度範囲を、収納位置として設定できる投射ユニット１２の角度範囲として予め保持する。ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２がこの所定角度範囲内にあるときに収納位置変更要求を取得した場合、新たに収納位置を設定する。ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２がこの所定範囲外にあるときに収納位置変更要求を取得した場合、新たな収納位置の設定を回避し、それまで設定されていた収納位置を維持する。

また、ＨＳボタン１３８が押されると、ＭＰＵ１２０は、初期位置変更要求を取得する。初期位置変更要求を取得すると、ＭＰＵ１２０は、そのときのポテンショメータ１４０による検出角度を取得し、取得した角度を初期位置として設定する。このようにＭＰＵ１２０は、ＨＳボタン１３８が押されることにより初期位置変更要求を取得したときは、スタート要求を取得したときに回動させるべき初期位置を初期位置変更要求に基づいて変更する。

なお、ＭＰＵ１２０は、支持部材１４による開口部３０ａの遮蔽が解除される投射ユニット１２の所定角度範囲を、初期位置として設定できる投射ユニット１２の角度範囲として予め保持する。ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２がこの所定角度範囲内にあるときに初期位置変更要求を取得した場合、新たに初期位置を設定する。ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２がこの所定範囲外にあるときに初期位置変更要求を取得した場合、新たな初期位置の設定を回避し、それまで設定されていた初期位置を維持する。

図１０は、プロジェクタ１０の使用環境の一例を示す図である。図１０に示すように、プロジェクタ１０がテーブル１５２に置かれたときも、プロジェクタ１０の水平方向前方にはテレビ１５４が配置され、スクリーン１５０がその上に配置される場合が考えられる。このような場合、投射方向が水平方向を向く工場出荷時の初期位置をそのまま維持すると、ユーザはＳ／Ｅボタン１３４を押して投射ユニット１２を初期位置に回動させた後も、正転ボタン１３０を押して投射方向がスクリーン１５０に向くよう投射ユニット１２を回動させる必要が生じる。このように、初期位置を設定するためのＨＳボタン１３８が設けられていることにより、ユーザは、スクリーン１５０が向く方向に初期位置を設定しておくことで、その後はＳ／Ｅボタン１３４を押すだけで投射方向をスクリーン１５０に向けることが可能となる。なおユーザは、ＨＳボタン１３８を利用して、天井に画像を投射すべく、鉛直上方に投射方向が向くよう初期位置を設定することもできる。

図７に戻る。スタートフラグがオンに設定されているときにユーザによってＳ／Ｅボタン１３４が押された場合、ＭＰＵ１２０は、外部へ画像を投射しない非投射状態が選択されたことを示すエンド要求を取得する。エンド要求を取得すると、ＭＰＵ１２０は、スタートフラグをオフに設定し、支持部材１４によって開口部３０ａが遮蔽される収納位置まで筐体２０を回動させるよう駆動機構２４を制御する（Ｓ１６）。

スタートフラグがオフにされると、ファンコントローラ１２６は、冷却ファンを停止させ、光源ドライバ１２４は、光源６２への電流の供給を停止して光源６２による発光を停止させる。なお、冷却ファン停止後の投射ユニット１２内部の温度上昇を抑制するため、ファンコントローラ１２６は、光源６２の発光を停止してから所定時間経過後に冷却ファンを停止させてもよい。

ビデオプロセッサ１２２は、ポテンショメータ１４０から、投射ユニット１２が向く回動方向への角度を取得する。具体的には、ビデオプロセッサ１２２は、工場出荷時の収納位置をゼロ度として、そこから正転方向に何度回動しているかをポテンショメータ１４０の検出結果から算出する。ビデオプロセッサ１２２は、こうして取得した角度に応じて、矩形に投射されるべき画像が台形状に歪んで投射される台形歪みを低減させるよう補正する台形補正を施して、外部へ投射すべき画像を生成する。

しかし、例えば投射ユニット１２の回動が終了した後もこの台形補正を継続すると、例えばプロジェクタ１０が置かれる台の振動などに基づいて台形補正が施され、投射された画像の外形が振動と同期して微小に変化する状態が生じ得る。このためビデオプロセッサ１２２は、回動要求に応じた筐体２０の回動が終了した場合、新たな回動要求が取得されるまで台形補正の更新を回避する。

具体的には、ビデオプロセッサ１２２は、正転ボタン１３０が押されて投射ユニット１２が正転している間、すなわち正転方向の回動要求を取得している間は、台形補正を施して画像データを生成する。また、ビデオプロセッサ１２２は、逆転ボタン１３２が押されて投射ユニット１２が逆転している間、すなわち逆転方向の回動要求を取得している間は、投射ユニット１２が向く回動方向の角度に基づいて台形補正を施して画像データを生成する。また、ビデオプロセッサ１２２は、スタートフラグがオフのときにＳ／Ｅボタン１３４が押されて投射ユニット１２が収納位置から初期位置に回動している間、およびスタートフラグがオンのときにＳ／Ｅボタン１３４が押されて投射ユニット１２が収納位置に戻る間は、投射ユニット１２が向く回動方向の角度に基づいて台形補正を施して、反射型液晶素子６６に入力すべき画像データを生成する。

しかし、ビデオプロセッサ１２２は、投射ユニット１２が回動していないときは、台形補正の更新を回避して、反射型液晶素子６６に入力すべき画像データを生成する。具体的には、正転ボタン１３０および逆転ボタン１３２のいずれも押されていないとき、およびＳ／Ｅボタン１３４が押されたことによる初期位置または収納位置への移動中でないときは、ビデオプロセッサ１２２は、台形補正の更新を回避して画像データを生成する。ビデオプロセッサ１２２は、このように台形補正の更新を回避しているときは、投射ユニット１２への次の回動要求を取得するまで、台形補正の更新の回避を継続する。これにより、プロジェクタ１０が置かれる台の振動などによる投射像の外形の変化を抑制することができる。

また、ポテンショメータ１４０とＭＰＵ１２０との間の信号線には、ローパスフィルタが設けられている。ローパスフィルタは、ポテンショメータ１４０からＭＰＵ１２０に送られる検出信号の高周波成分をカットする。これにより、微小な振動が角度検出値としてポテンショメータ１４０からＭＰＵ１２０に送られることを回避することができ、微細な振動による投射像への影響を低減させることができる。

また、ＭＰＵ１２０は、デジタル化されたポテンショメータ１４０の角度検出データを時間軸方向に平均化する。これにより、急激な角度変化を緩和させ、投射像への影響を低減させることができる。時間軸方向への平均方法は、例えば移動平均法でもよく、積分による平均法でもよい。

ここで、投射ユニット１２の回動範囲には規制が設けられている。具体的には、投射ユニット１２は、開口部３０ａが支持部材１４によって遮蔽される第１規制位置から、投射方向が鉛直上方に向く第２規制位置まで回動可能に設けられている。

なお、第１規制位置は、開口部３０ａが支持部材１４によって遮蔽される位置に設定されていればよく、第２規制位置は、鉛直上方に限らず開口部３０ａが支持部材１４によって遮蔽されない位置であれば何れの位置でもよい。

図１１（ａ）は、第１の実施形態に係るプロジェクタ１０が第１規制位置にあるときを模式的に示す図である。第１フォトインタラプタ１４２および第２フォトインタラプタ１４４の各々は、受光素子と発光素子を有している。ＭＰＵ１２０は、Ｓ／Ｅボタン１３４が押されて電源がオンにされ、スタートフラグがオンに設定されている間、第１フォトインタラプタ１４２および第２フォトインタラプタ１４４の各々の発光素子を発光させた状態とする。

第１フォトインタラプタ１４２は、側壁３２に対向するよう配置されている。側壁３２には、反射マーカ３２ａがその表面に取り付けられている。反射マーカ３２ａは、投射ユニット１２が第１規制位置にあるときに第１フォトインタラプタ１４２に対向する位置に配置される。

したがって、投射ユニット１２が第１規制位置に到達すると、第１フォトインタラプタ１４２の受光素子による検出結果が、ＨｉｇｈからＬｏｗに変化する。ＭＰＵ１２０は、第１フォトインタラプタ１４２の検出値がＬｏｗになったときに、投射ユニット１２が第１規制位置に達したと判定し、投射ユニット１２の回動を停止させるよう駆動機構２４を制御する。

なお、ＭＰＵ１２０は、第１フォトインタラプタ１４２の検出値がＨｉｇｈになったときに、ポテンショメータ１４０の検出値をリセットすることによるゼロ点補正を施してもよい。これにより、投射ユニット１２の位置が徐々にずれていく事態を回避することができる。

図１１（ｂ）は、第１の実施形態に係るプロジェクタ１０が第２規制位置にあるときを模式的に示す図である。第２フォトインタラプタ１４４は、側壁３４に対向するよう配置されている。側壁３４には、反射マーカ３４ａがその表面に取り付けられている。反射マーカ３４ａは、投射ユニット１２が第２規制位置にあるときに第２フォトインタラプタ１４４に対向する位置に配置される。

したがって、投射ユニット１２が第２規制位置に到達すると、第２フォトインタラプタ１４４の受光素子による検出値が、ＨｉｇｈからＬｏｗに変化する。ＭＰＵ１２０は、第２フォトインタラプタ１４４の検出結果がＬｏｗになったときに、投射ユニット１２が第２規制位置に達したと判定し、投射ユニット１２の回動を停止させるよう駆動機構２４を制御する。

（第２の実施形態）
図１２（ａ）は、第２の実施形態に係るプロジェクタ２２０が初期位置にあるときを模式的に示す図である。図１２（ｂ）は、第２の実施形態に係るプロジェクタ２２０が第２規制位置周辺にあるときを模式的に示す図である。なお、特に言及しない限り第２の実施形態に係るプロジェクタ２２０の構成は第１の実施形態のプロジェクタ１０と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。

プロジェクタ２２０は、第１フォトインタラプタ１４２および第２フォトインタラプタ１４４に代えて、フォトインタラプタ２２６が設けられる。フォトインタラプタ２２６はＭＰＵ１２０に接続されており、フォトインタラプタ２２６の検出結果はＭＰＵ１２０に入力される。第１フォトインタラプタ１４２および第２フォトインタラプタ１４４と異なり、フォトインタラプタ２２６には透過型のものが採用される。また、反射マーカ３２ａおよび反射マーカ３４ａに代えて、遮蔽板２２４が設けられる。

フォトインタラプタ２２６は、側壁３２のわずかに下方に配置される。遮蔽板２２４は、円弧状に形成され、側壁３２の外周に沿うよう取り付けられる。このとき遮蔽板２２４は、投射ユニット１２が第１規制位置から第２規制位置まで回動する間、フォトインタラプタ２２６に対向するよう配置される。また、遮蔽板２２４は、投射ユニット１２が第１規制位置にあるときにその一端がフォトインタラプタ２２６に対向し、投射ユニット１２が第２規制位置にあるときにその他端がフォトインタラプタ２２６に対向するよう配置される。なお、遮蔽板２２４は側壁３４の外周に沿うよう取り付けられてもよく、また、円筒状部分３０の外周に沿うよう取り付けられてもよい。

ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２を逆転させているとき、すなわち逆転方向の回動要求を取得しているときにフォトインタラプタ２２６の検出値がＨｉｇｈからＬｏｗに変化したときに、投射ユニット１２が第１規制位置に達したと判定して投射ユニット１２の逆転を停止させる。このときポテンショメータ１４０のゼロ点補正を実行する点は、第１の実施形態と同様である。

ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２を正転させているとき、すなわち正転方向の回動要求を取得しているときにフォトインタラプタ２２６の検出値がＨｉｇｈからＬｏｗに変化したときに、投射ユニット１２が第２規制位置に達したと判定して投射ユニット１２の正転を停止させ、フォトインタラプタ２２６の検出値がＬｏｗからＨｉｇｈに変化する位置まで逆転させてフォトインタラプタ２２６の検出値がＨｉｇｈ状態になるように保つ。このように一つのフォトインタラプタ２２６を用いても、投射ユニット１２が回動規制範囲を超えて回動することを回避することができる。

以上より、ＭＰＵ１２０は、フォトインタラプタ２２６の検出値がＨｉｇｈのときに正転方向または逆転方向への回動要求を取得した場合に投射ユニット１２を回動要求に従って回動させる。

なお、フォトインタラプタ２２６による検出値がＨｉｇｈのときにコンセントが抜かれるなどして電源がオフにされた場合、ＭＰＵ１２０は、次にコンセントが入れられたときに投射ユニット１２を逆転させ、フォトインタラプタ２２６による検出値がＬｏｗになったところで投射ユニット１２の回動を停止させる。このときＭＰＵ１２０は、上述と同様にポテンショメータ１４０のゼロ点補正を実行する。

（第３の実施形態）
図１３は、第３の実施形態に係るプロジェクタ２４０を模式的に示す図である。なお、特に言及しない限り第３の実施形態に係るプロジェクタ２４０の構成は第１の実施形態のプロジェクタ１０と同様である。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。

プロジェクタ２４０は、駆動機構２４に代えて、ギヤ２４２、ウォームギヤ２４４、およびモータ２４６を有する。ギヤ２４２は、シャフト４４に固定されている。ウォームギヤ２４４はモータ２４６のモータ軸に取り付けられ、ギヤ２４２に噛み合うよう配置される。モータ２４６は、筐体２０に固定される。こうしてモータ２４６が作動することにより、ウォームギヤ２４４、ギヤ２４２を介して筐体２０に対してシャフト４４に回転駆動力が与えられる。シャフト４４は支持部材１４に固定されているため、筐体２０がシャフト４４を中心に回動する。

このようにウォームギヤを用いて駆動機構を構成することによって、外力による筐体２０の回動を回避することができる。このため、ユーザが誤って投射ユニット１２を回動させることによって、投射ユニット１２が向く角度をＭＰＵ１２０が誤って認識するなどを回避することができる。

（第４の実施形態）
図１４（ａ）は、第４の実施形態に係るプロジェクタ２６０が初期位置にあるときを模式的に示す図である。図１４（ｂ）は、第４の実施形態に係るプロジェクタ２６０が第２規制位置にあるときを模式的に示す図である。なお、特に言及しない限り第４の実施形態に係るプロジェクタ２６０の構成は第１の実施形態のプロジェクタ１０と同様である。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。

プロジェクタ２６０では、側壁３２に代えて側壁２６２が設けられる。また、プロジェクタ２６０は、ソレノイド２６４を有する。ソレノイド２６４はＭＰＵ１２０に接続されており、ＭＰＵ１２０は、ソレノイド２６４のオンオフを制御する。側壁２６２の外周部には、凹部２６２ａ、係止部２６２ｂ、および摺動部２６２ｃが設けられている。凹部２６２ａは、摺動部２６２ｃの外周から矩形に凹むよう形成されている。摺動部２６２ｃは、側壁２６２の他の外周よりも半径が小さい円弧状に形成されている。係止部２６２ｂは、径方向に延びる端縁として形成される。

ソレノイド２６４は、プランジャ２６４ａの先端が摺動部２６２ｃに当接するよう配置される。プランジャ２６４ａは、ソレノイド２６４がオフのときは摺動部２６２ｃに向けて付勢された状態となる。

ソレノイド２６４をオンにすると、プランジャ２６４ａが摺動部２６２ｃから離間するよう引っ込む。しかし、プランジャ２６４ａは、ソレノイド２６４がオンにされても係止部２６２ｂまたは凹部２６２ａに係止されるよう、引っ込み量が規制されている。このため、ソレノイド２６４のオンオフにかかわらず、投射ユニット１２が第１規制位置を超えて逆転すること、および第２規制位置を超えて正転することが回避される。

ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２を逆転させているときにプランジャ２６４ａが凹部２６２ａに当接して投射ユニット１２の回転が規制され、ポテンショメータ１４０の検出値が変化しなくなったときに、投射ユニット１２が第１規制位置に到達したと判定する。このときＭＰＵ１２０は、ソレノイド２６４をオフにして凹部２６２ａにプランジャ２６４ａを挿入する。これにより、投射ユニット１２に外力が与えられた場合においても、プランジャ２６４ａが凹部２６２ａの側壁に突き当たるため、投射ユニット１２の回動が係止される。したがって、ユーザが誤って投射ユニット１２を回動させることにより、投射ユニット１２が向く角度をＭＰＵ１２０が誤って認識するなどを回避することができる。このときＭＰＵ１２０がゼロ点補正を実行する点は上述と同様である。

プロジェクタ２６０が使用状態のとき、すなわちスタートフラグがオンにされているとき、ＭＰＵ１２０は、ソレノイド２６４をオンにして投射ユニット１２を回動可能状態とする。ＭＰＵ１２０に正転方向の回動要求が与えられているときにプランジャ２６４ａが係止部２６２ｂに当接してポテンショメータ１４０の検出値が変化しなくなった場合、ＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２が第２規制位置に到達したと判定する。このときＭＰＵ１２０は、投射ユニット１２の回動を停止させる。このように投射ユニット１２が第２規制位置にあるとき、投射ユニット１２のそれ以上の正転方向への回動はプランジャ２６４ａと係止部２６２ｂによって規制されるため、投射ユニット１２に外力が与えられても投射ユニット１２が第２規制位置からさらに正転方向に回動することを回避することができる。

本発明は上述の各実施例に限定されるものではなく、各実施例の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施例として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施例に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施例も本発明の範囲に含まれうる。

１０ プロジェクタ、 １２ 投射ユニット、 １４ 支持部材、 ２０ 筐体、 ２２ 光学系、 ２４ 駆動機構、 ３０ 円筒状部分、 ３０ａ 開口部、 ３２ 側壁、 ３４ 側壁、 ４０ モータ、 ４４ シャフト、 ５０ 第１光学系、 ５２ 第２光学系、 ５４ 光源ユニット、 ５６ 画像出力ユニット、 ５８ 透明カバー、 ６０ 投射レンズ、 ６２ 光源、 ６６ 反射型液晶素子、 ６８ ワイヤーグリッドもしくは偏光ビームスプリッタ、 ８０ ミラー、 ８４ ミラー、 １００ 制御ユニット、 １２０ ＭＰＵ、 １２２ ビデオプロセッサ、 １２４ 光源ドライバ、 １２６ ファンコントローラ、 １３０ 正転ボタン、 １３２ 逆転ボタン、 １３４ Ｓ／Ｅボタン、 １３６ ＩＳボタン、 １３８ ＨＳボタン、 １４０ ポテンショメータ、 １４２ 第１フォトインタラプタ、 １４４ 第２フォトインタラプタ。

Claims (5)

1. 複数の光路を有し、前記複数の光路が前記複数の光路の略端部において所定の角度で繋がることにより１本の光路として構成される光学系と、
   前記光学系を収容する筐体と、
   前記筐体を回動可能に支持する支持部材と、
   前記光学系に光を供給する光源と、
   を備え、
   前記光学系は、前記複数の光路が前記筐体の回動軸を囲むように構成され、
   前記光学系は、前記光源が発する光を反射する反射部を含み、
   前記光源および前記反射部は、前記複数の光路のうち互いに繋がる少なくとも２本の光路を含む平面を挟むように配置されることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記筐体を前記支持部材に対し回動させる駆動源をさらに備え、
   前記駆動源は、前記筐体内に配置されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記筐体は、前記回動軸が中心軸となる筒状部分を有し、
   前記光学系は、前記筒状部分に収容されることを特徴とする請求項１または２に記載のプロジェクタ。
4. 前記光学系は、前記複数の光路のうち第１の光路を持つ第１光学系と、前記複数の光路のうち第１の光路に繋がる第２の光路を持つ第２光学系と、を有し、
   前記第１光学系は、外部に画像を投射する投射レンズを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプロジェクタ。
5. 前記第１光学系または前記第２光学系は、前記第１光学系の光路と前記第２光学系の光路とを含む平面が前記回動軸と直交するよう配置されることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクタ。

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