JP6285569B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに係り、特に、画像形成パネルがシフトして固定されたプロジェクタに関する。

ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ ＭｉｃｒｏＭｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：デジタルマイクロミラーデバイス）などの光変調装置によって画像が付与された光をスクリーンに向けて投射し、スクリーン上に画像を表示するプロジェクタが知られている。プロジェクタは、光源装置から出射された光（照明光）が、光変調装置（画像形成装置）によって画像信号（画像情報）に応じた画像が付されて、画像光として投射レンズから出射され、画像がスクリーン上に投射される。投射レンズの光軸がスクリーンに対して垂直であれば、画像形成装置に表示された画像がそのまま拡大されてスクリーン上に投射されるが、通常スクリーンはプロジェクタより上方に配置されることが多い。

このように、プロジェクタの投射レンズの光軸に対してスクリーンがシフトして配置されている場合、画像形成パネルは投射レンズの光軸に対してスクリーンがシフトしている方向と逆の方向に配置することにより、画像形成パネルに表示された画像をスクリーンにそのまま拡大して投射させている。

また、下記の特許文献１には、投射レンズの温度上昇に伴う投射光学装置の焦点位置の変動を解消するように、光の進行方向に複数備えるレンズ群の加熱制御をすることが記載されている。更に、下記の特許文献２には、レンズを備える鏡筒内部を冷却することにより、収差補正レンズを冷却し、温度上昇に起因した投射レンズの収差の変化を抑制し、投射画像の品質の低下を防止することが記載されている。

特開２０１１−２０９３９４号公報 特開２０１０−２４３５４２号公報

しかしながら、画像形成パネルを一定方向にシフトさせてスクリーンに投射すると、投射レンズの光軸の中心から、画像形成パネルをシフトした方向にずれて光が通過する。その結果、投射レンズ内の光が通過した位置で温度上昇が生じるので、投射レンズにおいて、画像形成パネルがシフトされた側（以下、投射レンズの下側という）とその逆側（以下、投射レンズの上側という）に温度差が生じる。投射レンズの上側と下側とに温度差が生じると、投射レンズの部分的な温度上昇によりレンズを保持する部材を変形させ、投射レンズ（投射レンズを構成する複数のレンズの一部のレンズを含む）に傾きや変位が生じる。投射レンズが傾くと、投射レンズの光学性能が設計値から変動し、スクリーンに投射される画像の品質を低下させることがある。

特許文献１及び２には、投射画像の品質を安定させるために、加熱手段、または、冷却手段により鏡筒内の温度調節を行うことは記載されているが、投射レンズの面方向（光の進行方向に対して垂直方向）の温度差についての検討はされていなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、投射レンズの面方向の温度分布を制御し、投射レンズの上側と下側との温度差に起因した不要な傾き及び変位を防止することにより、投射される画像の品質低下を抑制することができるプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明の一態様は前記目的を達成するために、画像が形成された画像形成パネルと、画像形成パネルの画像を投射する投射レンズと、を備え、投射レンズの光軸に対して画像形成パネルの中心がシフトして固定され、投射された前記画像形成パネルの画像の中央位置が、前記画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向にずれるプロジェクタにおいて、投射レンズのレンズ鏡筒は、投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも画像形成パネル側であって、画像形成パネルがシフトされた方向と逆側のレンズ鏡筒部分を加温する加温手段を備えるプロジェクタを提供する。

本発明の一態様によれば、投射レンズの光軸に対して、画像形成パネルを、投射された画像形成パネルの像の中央位置のずれる方向と逆方向にシフトしたプロジェクタに対して、投射レンズのレンズ鏡筒部分を加温し、温度制御を行うことにより、投射される画像の品質の低下を防止することができる。

画像形成パネルがシフトしたプロジェクタにおいては、投射レンズの光が通過する位置が、投射レンズの光軸に対してずれ、光の通過する位置が偏ることにより投射レンズの上側と下側とに温度差が生じる。投射レンズの上側と下側に温度差が生じると、投射レンズ内のレンズの保持部において部分的に温度が高くなることにより、レンズが傾き、投射される画像の品質が低下する。

画像形成パネルがシフトされた方向と逆側のレンズ鏡筒部分を加温する加温手段を設けることにより、投射レンズの光の通過方向と垂直な方向の温度差、例えば投射レンズの上側と下側の温度差を低減することができ、投射レンズが傾くことを防止することができることから、画像の品質の低下を抑制することができる。

また、絞り位置により光の通過する経路が画像形成パネルのシフト方向と逆転するため、加温手段を設ける位置を投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも画像形成パネル側に設けることにより、加温手段を投射レンズの温度が低い方に設けることができ、投射レンズの上側と下側との温度差をより低減することができる。

本発明の別の態様においては、画像形成パネルがシフトされた方向と逆側のレンズ鏡筒の温度を測定する第１のセンサと、画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒の温度を測定する第２のセンサと、を備え、第１のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果との差に基づき加温手段を制御する制御手段を備えることが好ましい。

この態様によれば、第１のセンサと、第２のセンサと、を備え、第１のセンサと第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度差により加温手段を制御することにより、投射レンズの上側と下側との温度差をより低減することができる。

本発明の別の態様においては、制御手段は、加温手段により、第１のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果との差が所定の温度差以下となるまで加温することが好ましい。

この態様によれば、加温手段による加温を第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果との差が所定の温度差以下となるまで加温することにより、投射レンズの上側と下側との温度差をより低減することができる。

なお、「所定の温度差」とは、第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果との温度差により、投射レンズが傾くことを防止し、形成される画像の品質の低下を抑制できる範囲の温度差であり、レンズを保持する部材の材料、光学設計値、プロジェクタの性能などにより、適宜決定される。好ましくは、第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度と第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度との温度差が５０℃以下であり、より好ましくは３０℃以下である。

本発明の別の態様においては、加温手段は、投射レンズを構成する複数枚のレンズのうち、Ｆナンバーを決定する絞り位置よりも画像形成パネル側のレンズであって、画像形成パネルがシフトされた方向と、当該画像形成パネルがシフトされた方向と逆側方向における投射レンズの温度差による性能低下への影響が一番大きなレンズ位置のレンズ鏡筒に設けられることが好ましい。

この態様によれば、加温手段を、複数のレンズからなる投射レンズの中で、画像形成パネルがシフトされた方向と、当該画像形成パネルがシフトされた方向と逆側方向において投射レンズに温度差（投射レンズの下側と上側との温度差）が生じることで、形成される画像の品質の低下への影響が一番大きいレンズ位置のレンズ鏡筒に設けることで、性能低下に影響を与えるレンズの上側と下側との温度差を低く抑え、投射レンズ内のレンズが傾くことを防止し、画像の品質の低下を防止することができる。

なお、「性能低下への影響が一番大きなレンズ」とは、複数のレンズの中で、レンズの傾きや変位により、投射レンズの光学性能が設計値から最も変動するレンズのことをいう。

本発明の別の態様は前記目的を達成するために、画像が形成された画像形成パネルと、画像形成パネルの画像を投射する投射レンズと、を備え、投射レンズの光軸に対して画像形成パネルの中心がシフトして固定され、投射された画像形成パネルの像の中央位置が、画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向にずれるプロジェクタにおいて、投射レンズのレンズ鏡筒は、投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも画像形成パネル側であって、画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分を冷却する冷却手段を備えるプロジェクタを提供する。

本発明の別の態様によれば、投射レンズの光軸に対して、画像形成パネルを、投射された画像形成パネルの像の中央位置のずれる方向と逆方向にシフトしたプロジェクタに対して、投射レンズのレンズ鏡筒部分を冷却し、温度制御を行うことにより、投射される画像の品質の低下を防止することができる。

画像形成パネルがシフトしたプロジェクタにおいては、投射レンズの光が通過する位置が、投射レンズの光軸に対してずれ、光の通過する位置が偏ることにより投射レンズの上側と下側とに温度差が生じる。投射レンズの上側と下側とに温度差が生じると、投射レンズ内のレンズの保持部が部分的に温度上昇することにより、レンズが傾き、投射される画像の品質が低下する。

画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分を冷却する冷却手段を設けることにより、投射レンズの上側と下側との温度差をより低減することができ、投射レンズが傾くことを防止することができるので、画像の品質の低下を抑制することができる。

また、絞り位置により光の通過する経路が画像形成パネルのシフト方向と逆転するため、冷却手段を設ける位置を投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも画像形成パネル側に設けることにより、冷却手段を投射レンズの温度が高い方に設けることができ、投射レンズの上側と下側との温度差をより低減することができる。

本発明の別の態様においては、冷却手段がペルチェ素子、または、送風手段を有するヒートシンクであることが好ましい。

この態様は冷却手段の具体例を特定したものであり、冷却手段として、ペルチェ素子、または、送風手段を有するヒートシンクを用いることができる。

本発明の別の態様においては、画像形成パネルがシフトされた方向と逆側のレンズ鏡筒の温度を測定する第１のセンサと、画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒の温度を測定する第２のセンサと、を備え、第１のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果との差に基づき冷却手段を制御する制御手段を備えることが好ましい。

この態様によれば、第１のセンサと、第２のセンサと、を備え、第１のセンサと第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度差により冷却手段を制御することにより、投射レンズの上側と下側との温度差をより低減することができる。

本発明の別の態様においては、制御手段は、冷却手段により、第１のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果の温度との差が所定の温度差以下となるまで冷却することが好ましい。

この態様によれば、冷却手段による冷却を第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果との差が所定の温度差以下となるまで冷却することにより、投射レンズの上側と下側との温度差を低減することができる。

なお、「所定の温度差」とは、第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果との温度差により、投射レンズが傾くことを防止し、形成される画像の品質の低下を抑制できる範囲の温度差であり、レンズを保持する部材の材料、光学設計値、プロジェクタの性能などにより、適宜決定される。好ましくは、第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度と第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度との温度差が５０℃以下であり、より好ましくは３０℃以下である。

本発明の別の態様においては、冷却手段は、投射レンズを構成する複数枚のレンズのうち、Ｆナンバーを決定する絞り位置よりも画像形成パネル側のレンズであって、画像形成パネルがシフトされた方向と、当該画像形成パネルがシフトされた方向と逆側方向における投射レンズの温度差による性能低下への影響が一番大きなレンズ位置のレンズ鏡筒部に設けられることが好ましい。

この態様によれば、冷却手段を、複数のレンズからなる投射レンズの中で、画像形成パネルがシフトされた方向と、当該画像形成パネルがシフトされた方向と逆側方向において投射レンズに温度差（投射レンズの下側と上側との温度差）が生じることにより、形成される画像の品質の低下への影響が一番大きいレンズ位置のレンズ鏡筒に設けることで、性能低下に影響を与えるレンズの上側と下側との温度差を低く抑え、投射レンズ内のレンズが傾くことを防止し、画像の品質の低下を防止することができる。

なお、「性能低下への影響が一番大きなレンズ」とは、複数のレンズの中で、レンズの傾きや変位により、投射レンズの光学性能が設計値から最も変動するレンズのことをいう。

本発明の別の態様は前記目的を達成するために、画像が形成された画像形成パネルと、画像形成パネルの画像を投射する投射レンズと、を備え、投射レンズの光軸に対して画像形成パネルの中心がシフトして固定され、投射された画像形成パネルの像の中央位置が、画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向にずれるプロジェクタにおいて、投射レンズのレンズ鏡筒は、投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも画像形成パネル側であって、画像形成パネルがシフトされた方向と逆側のレンズ鏡筒部分を加温する加温手段と、投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも画像形成パネル側であって、画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分を冷却する冷却手段と、を備えるプロジェクタを提供する。

本発明の別の態様によれば、投射レンズの光軸に対して、画像形成パネルを、投射された画像形成パネルの像の中央位置のずれる方向と逆方向にシフトしたプロジェクタに対して、投射レンズのレンズ鏡筒部分を加温、または、冷却を行い、温度制御を行うことにより、投射される画像の品質の低下を防止することができる。

画像形成パネルがシフトしたプロジェクタにおいては、投射レンズの光が通過する位置が、投射レンズの光軸に対してずれ、光の通過する位置が偏ることにより、投射レンズの上側と下側とに温度差が生じる。投射レンズの上側と下側とに温度差が生じると、投射レンズ内のレンズの保持部の一方の温度が高くなることにより、レンズが傾き、投射される画像の品質が低下する。

画像形成パネルがシフトされた方向と逆側のレンズ鏡筒部分を加温する加温手段、および、画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分を冷却する冷却手段を設けることにより、投射レンズの上側と下側との温度差をより低減することができ、投射レンズが傾くことを防止することができるので、画像の品質の低下を抑制することができる。

また、絞り位置により光の通過する経路が画像形成パネルのシフト方向と逆転するため、加温手段を設ける位置を投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも画像形成パネル側に設けることにより、加温手段を投射レンズの温度が低い方に設けることができ、冷却手段を投射レンズの温度が高い方に設けることができ、投射レンズの上側と下側との温度差をより低減することができる。

本発明の別の態様においては、投射レンズの画像形成パネルがシフトされた方向と逆側のレンズ鏡筒の温度を測定する第１のセンサと、投射レンズの画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒の温度を測定する第２のセンサと、を備え、第１のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサによるレンズ鏡筒の温度の測定結果との温度差に応じて、加温手段と冷却手段を選択的に、もしくは同時に制御する制御手段を備えることが好ましい。

この態様によれば、第１のセンサと第２のセンサと、を備え、第１のセンサと第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度差に応じて、加温手段と冷却手段のいずれかを選択的に、または、同時に制御することにより、投射レンズの上側と下側との温度差をより低減することができ、形成される画像の品質が低下することを防止することができる。

本発明のプロジェクタによれば、投射レンズの光軸に対して、画像形成パネルがシフトして固定されたプロジェクタに対して、投射レンズを構成するレンズの上側と下側との温度差を低減することにより、レンズの傾き及び変位を防止することができることから、投射される画像の品質低下を抑制することができる。

本実施形態のプロジェクタの構成を示す概略図である。 光源装置の模式図である。 第１実施形態の投射レンズの構成を示す側面断面図である。 画像形成パネルのシフト量を説明する図である。 第２実施形態の投射レンズの構成を示す側面断面図である。 第３実施形態の投射レンズの構成を示す側面断面図である。

以下、添付図面に従って、本発明に係るプロジェクタについて説明する。なお、以下の実施形態では、スクリーンに像を投射する例で説明するが、本発明においては、投射面はスクリーンに限定されず、様々な投射面に対して投射するプロジェクタとして用いることができる。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態のプロジェクタの構成を示す概略図である。本実施形態のプロジェクタ１０は、略直方体をした筐体１１に、光源装置１３、画像形成パネル１４、投射レンズ１５、及び制御装置１７が収容される。筐体１１の上面には、ズームダイヤル２１、光量調節ダイヤル２２．フォーカスダイヤル２３、上下ピン調ダイヤル（あおり操作部材）２４、左右ピン調ダイヤル（あおり操作部材）２５、及び画面修正ダイヤル（画面形状修正部材）２６が設けられている。光源装置１３から出射された光は、画像形成面１８で画像が付与され投射レンズ１５から出射し、スクリーン（図１で不図示、図３に符号２０で示す）に投射される。

図２に示すように、光源装置１３はＲＧＢ３色の光をそれぞれ出射するＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）５１を有する。Ｒ（赤）のＬＥＤ５１の出射する光はダイクロイックミラー５２で反射され、Ｇ（緑）のＬＥＤ５１の出射する光はダイクロイックミラー５３で反射され、ダイクロイックミラー５２を透過する。Ｂ（青）のＬＥＤ５１の出射する光はダイクロイックミラー５２、５３を透過して、ＲＧＢ３色の光は同一光軸上に出射される。

制御装置１７は、画像形成面１８にＲＧＢ３色の画像を順次表示させ、３色の画像に合わせて３色のＬＥＤ５１からそれぞれの光を同調させて出射させる。また、ズームダイヤル２１の操作信号を受けてスクリーン２０に投射される画像の大きさを調節したり、光量調節ダイヤル２２の操作信号を受けてスクリーン２０に投射される画像の明るさを調節したりする。さらに、フォーカスダイヤル２３の操作に伴って投射レンズ１５のピント調節機構（不図示）を作動させ、スクリーン２０に投射された画像の中央部のピント調整を行う。後述する加温装置の駆動についても制御装置１７により制御される。

画像形成パネル１４としては、透過型液晶パネル、デジタルマイクロミラーデバイスを用いることができる。また、光源装置１３は、ＲＧＢの３色を順次発光するＬＥＤ光源装置に限らず、白色光を発光するキセノンランプやハロゲンランプを用いた光源装置でもよく、この場合には、画像形成パネル１４として、透過型カラー液晶パネルを用いることができる。

図３は、第１実施形態の投射レンズの構成を示す側面断面図である。図３に示すように、画像の形成位置は、スクリーン２０の位置であり、投射レンズ１５の光軸Ｌに対して、図３の上側に投射される。画像形成パネル１４の中心は、投射レンズ１５の光軸Ｌに対して、投射された像（スクリーン２０の投射面）の中央位置のずれる方向と逆の方向、すなわち、投射レンズ１５の光軸に対して、下側にシフトして固定される。

画像形成パネル１４のシフト量について、図４を用いて説明する。画像形成パネル１４をシフトする量（シフト率）Ｓとしては、Ｙ：投射レンズ１５の光軸Ｌから画像形成パネル中心までのシフト量（距離）、Ｈ：画像形成パネル１４のシフト方向の長さ、としたとき、Ｓ＝Ｙ／Ｈにより定義される。すなわち、Ｓ＝０．５の時は、図４に示すように、画像形成パネル１４の端面が、投射レンズ１５の光軸Ｌと一致する場合である。また、Ｓ＞０．５（Ｓが０．５より大きい）の時は、画像形成パネル１４の端部と、投射レンズ１５の光軸Ｌが離れる方向にシフトする。Ｓ＝０の場合は、画像形成パネル１４の中心と、投射レンズ１５の光軸Ｌとが一致する、従来の遠距離投射タイプに近いレイアウト（配置）になる。画像形成パネル１４をシフトする量Ｓとしては、０．４を超え０．７未満とすることが好ましい。画像形成パネル１４をシフトする量Ｓが下限値以下となるあたりから、投射レンズの垂直方向の温度分の影響が目立つようになる。一方、シフトする量Ｓが上限値を超えた場合、画像形成パネル１４のシフト量が大きくなりすぎるため、レンズ系が大きくなることにより、製造適性が低下してしまうため好ましくない。そのため、画像形成パネル１４のシフトする量Ｓを上記範囲に納める事で、投射レンズの垂直方向の温度分の影響を軽減しながら、高性能な製品を提供することができる。画像形成パネル１４をシフトする量Ｓは、０．４５を超え０．６未満とすることがより好ましい。

本実施形態では、投射レンズ１５は、５枚のレンズから構成され、画像形成パネル１４側から順に、両凸レンズからなる第１レンズＬ_１と、スクリーン２０側に凹面を有する凹凸面からなる第２レンズＬ_２と、両凸レンズからなる第３レンズＬ_３と、スクリーン２０側に凸面を有する平凸面からなる第４レンズＬ_４と、スクリーン２０側に凸の非球面を有する第５レンズＬ_５とを配列して構成されている。

第４レンズＬ_４の入射面側には、Ｆナンバーを決定する円形の開口絞りＡが設けられており、開口絞りＡの位置が絞り位置３２となる。なお、本例の開口絞りＡは固定絞りであるが、これに限らず、第４レンズＬ_４と第５レンズＬ_５との間に、Ｆナンバーを決定する可変絞り装置を設けるようにしてもよい。可変絞り装置としては、公知の絞り装置を用いることができ、例えば、特開２０１１−２２７４７２号公報の段落＜００１８＞、図３、図４に記載されているように、鏡枠と穴座との間に複数枚の絞り羽根と菊座（可動部）を重ね合わせて保持する。各絞り羽根は穴座に揺動自在に位置決めされ、菊座を揺動させることにより絞り羽根を揺動させて絞り口径を拡縮するできることから、絞りを調整することが可能となる。

投射レンズ１５内に入射した光は、図３において、投射レンズ１５の光軸の主に下側を通る。そして、絞り位置３２で、光の通過経路が反転し、投射レンズ１５の上側を主に通過し、スクリーン２０に投射される。画像形成パネル１４をそれぞれの位置を通過した光の、投射レンズ１５内における通過経路を実線で、その光の中心を一点鎖線で示す。

画像形成パネル１４が下側にシフトして配置されることにより、投射レンズ１５内の絞り位置３２までは、投射レンズ１５内の画像形成パネル１４がシフトした方向、すなわち、投射レンズ１５の光軸に対し、主に下側を通過する。したがって、投射レンズの下側（画像形成パネル１４がシフトした側）が、光の通過により加熱され、投射レンズ１５内において、光の通過方向に対して垂直方向に温度差が生じる。

光が通過することにより、投射レンズ１５内のレンズが加温されると、レンズを保持する部材が、温度の影響で変形する場合がある。また、光の通過量が少ない領域では、温度の上昇が少ないため、光の通過方向に対して投射レンズの垂直方向、すなわち、投射レンズの上側と下側とに温度差が生じる。この温度差が大きいと、加温されることによる変形が部分的に生じ、レンズが傾き、形成される画像の品質が低下する。レンズが傾くことにより、レンズの回転対称性が崩れるため、形成される画像全体の解像力が低下するほかに、像面湾曲の発生による対角方向でのピント位置ずれなどが発生し、投射画像全体の性能低下につながる。

第１実施形態においては、投射レンズ内の光が通過しない領域側のレンズ鏡筒３１を加温する加温手段３３を備える。加温手段３３は、絞り位置よりも画像形成パネル側であり、投射レンズ内の光が通過しない領域側のレンズ鏡筒、すなわち、画像形成パネル１４のシフト方向と反対側のレンズ鏡筒部を加温する。これにより、光が通過することにより上昇した下側の温度との差を小さくすることができ、投射レンズ１５内のレンズの傾きを防止することができる。

加温手段としては、特に限定されないが、例えば、ヒーターを用いることができる。また、画像形成パネルがシフトされた方向と逆側の投射レンズのレンズ鏡筒の温度を測定する第１のセンサと、画像形成パネルがシフトされた方向の投射レンズのレンズ鏡筒の温度を測定する第２のセンサと、を備え、第１のセンサと第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の差に基づき加温手段３３を制御することが好ましい。加温手段の制御は、図１に示す制御装置（制御手段）１７により行うことができる。具体的には、第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果と第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の測定結果との差が所定の温度差以下となるように加温手段の駆動を制御することが好ましい。ここで、「所定の温度差」とは、本発明の効果を奏する範囲であり、所定の温度差を維持することにより、投射レンズが傾くことを防止し、形成される画像の品質の低下を抑制できる範囲の温度差のことである。好ましくは、第１のセンサと第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度の温度差が５０℃以下であり、より好ましくは３０℃以下である。

また、加温手段３３は、光源装置１３を点灯して、投射レンズ１５内のレンズが熱的に飽和している状態において、光が通過する側の温度と光が透過しない側の温度とが所定の温度差となるように光が透過しない側の温度を制御することが好ましい。レンズが熱的に飽和している状態において、光が通過する側と反対のレンズ鏡筒を加温することにより、投射レンズ１５内のレンズを熱的に飽和した状態で投射レンズの上側と下側との温度差を一定にすることができ、レンズが傾くことを防止することができる。

第１実施形態においては、加温手段によりレンズ鏡筒部分を加温することにより、投射レンズの上側と下側との温度差を低減している。そのため、加温した結果、所定の温度となった状態で良好な画像が形成される位置に、投射レンズ１５内の各レンズを配置することが好ましい。このように配置することにより、プロジェクタを作動させ、投射レンズが加温された状態で好ましい画像を形成することができる。

加温手段３３を設ける位置は、画像形成パネル１４がシフトされた方向の逆側のレンズ鏡筒部分を加温可能な位置であれば特に限定されないが、投射レンズ１５内の複数のレンズの中で、レンズが傾くことでレンズの性能低下への影響が一番大きなレンズの位置に設けることが好ましい。加温手段をレンズの性能低下への影響が一番大きいレンズの位置に設け、レンズの性能低下への影響が一番大きなレンズを加温することにより、画像形成パネルがシフトされた方向とその逆側におけるレンズの温度差が低減され、形成される画像の品質の低下を防止することができる。

第１実施形態によれば、光の通過が少なく温度が上昇しない部分に加温手段を設けることにより、投射レンズの上側と下側との温度差を低減している。これにより、投射レンズの光軸に対して垂直方向の温度差によって投射レンズが傾くことを防止することができるので、投射される画像の投射レンズの傾きによる画像の低下を防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態のプロジェクタの投射レンズを示す側面断面図である。第２実施形態に示すプロジェクタは、第１実施形態に示すプロジェクタの加温手段に代えて冷却手段３４を備える点が第１実施形態と異なっている。

冷却手段３４は、画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒３１を冷却する位置に設ける。上記第１実施形態で説明したように、画像形成パネルがシフトされた方向は、光が多く通過するため、投射レンズ内を通過する光により温度が上昇する。画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分に冷却手段を設けることにより、光の通過により温度が上昇した投射レンズを冷却手段により冷却することができる。そのため、投射レンズの光軸に対して垂直方向、すなわち、投射レンズの上側と下側の温度差を小さくすることができる。したがって、投射レンズ周囲の部材の温度変化により投射レンズが傾くことを防止することができるので、投射される画像の品質の低下を防止することができる。

第２実施形態に示す冷却手段においても、第１実施形態と同様に、第１のセンサ、および、第２のセンサを備え、第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度と第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度との差に基づき冷却手段の制御を行うことが好ましい。また、冷却手段は、第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度と第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度との温度差が所定の温度差となるように制御することが好ましい。「所定の温度差」としては、第１実施形態と同様に設定することができる。第２実施形態においては、レンズ鏡筒を冷却することにより、投射レンズの上側と下側との温度差を小さくしており、光が通過する側のレンズの温度が、光が通過しない側のレンズの温度より低くなっても、レンズの保持部材の変形は見られない。そのため、第１実施形態よりも、所定の温度差の範囲を広く設定することができる。

冷却手段としては、ペルチェ素子、または、送風手段を有するヒートシンクを用いることができる。ペルチェ素子は、２種類の金属の接合部に電流を流すことにより、片方の金属から片方の金属に熱を移動させることができる。そのため、ペルチェ素子は、一方の面で投射レンズの熱を吸熱し、反対面で発熱することにより、投射レンズのレンズを冷却することができる。また、送風手段を有するヒートシンクを用いることができる。ヒートシンクは、熱が伝導しやすいアルミニウムや銅などの金属を用いることにより、熱を放熱し温度を下げることができる。さらに、送風手段を設け、強制的に空気の移動量を増やすことにより、放熱効果を高め、冷却能力を向上させることができる。

第２実施形態においては、光が通過することにより温度が上昇したレンズ鏡筒を冷却手段で冷却することで投射レンズの上側と下側との温度差をより低減している。そのため、冷却手段で冷却される温度にて、好ましい画像が形成されるように、投射レンズ１５内の各レンズを配置することが好ましい。

第２実施形態においても、冷却手段３４は、投射レンズ１５内の複数のレンズの中で、鏡筒の画像形成パネルがシフトされた方向とその逆側方向における温度差によりレンズが傾くことでレンズの性能低下への影響が一番大きなレンズの位置に設け、レンズの性能低下への影響が一番大きなレンズを冷却することが好ましい。

＜第３実施形態＞
図６は、第３実施形態に示すプロジェクタの投射レンズの断面図である。第３実施形態は、加温手段３３と冷却手段３４の両方を備えている点が、第１実施形態および第２実施形態と異なっている。加温手段と冷却手段とを設けることにより、温度の制御を容易に、かつ、精度良く行うことができる。

加温手段、冷却手段としては、第１実施形態、第２実施形態と同様の装置を用いることができる。また、第１のセンサ、第２のセンサにより温度制御を行う点についても同様に行うことができる。第３実施形態においては、第１のセンサ、および、第２のセンサにより測定したレンズ鏡筒の温度差に応じて、加温手段、冷却手段のいずれかを選択的に作動させてもよく、また、加温手段と冷却手段の両方を作動させてもよい。第１のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度と、第２のセンサで測定したレンズ鏡筒の温度と、の温度差が所定の温度差となるように、加温手段および冷却手段の少なくともいずれか一方を制御する。加温手段と冷却手段を設け、加温手段と冷却手段を同時に制御することにより、温度制御を迅速に行うことができる。

本実施形態においては、温度制御することにより、投射レンズ内のレンズが温度により傾くことを防止している。したがって、投射レンズの初期の位置は、温度制御される温度において形成される画像が良好な画像とすることが好ましい。

加温手段、冷却手段を設ける位置についても、第１実施形態、第２実施形態と同様に、投射レンズ内の複数のレンズの中で、傾くことにより性能低下への影響が一番大きなレンズ位置のレンズ鏡筒に設けることが好ましい。また、加温手段３３、冷却手段３４は、投射レンズ１５内のレンズの光軸に対して垂直方向の位置は、同じ位置に設けることが好ましい。

１０…プロジェクタ、１１…筐体、１３…光源装置、１４…画像形成パネル、１５…投射レンズ、１７…制御装置、１８…画像形成面、２０…スクリーン、２１…ズームダイヤル、２２…光量調節ダイヤル、２３…フォーカスダイヤル、２４…上下ピン調ダイヤル（あおり操作部材）、２５…上下ピン調ダイヤル（あおり操作部材）、２６…画面修正ダイヤル（画面形状修正部材）、３１…レンズ鏡筒、３２…絞り位置、３３…加温手段、３４…冷却手段、５１…ＬＥＤ、５２、５３…ダイクロイックミラー、Ａ…開口絞り、Ｌ…光軸

Claims (11)

1. 画像が形成された画像形成パネルと、前記画像形成パネルの画像を投射する投射レンズと、を備え、前記投射レンズの光軸に対して前記画像形成パネルの中心がシフトして固定され、投射された前記画像形成パネルの画像の中央位置が、前記画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向にずれるプロジェクタにおいて、
   前記投射レンズのレンズ鏡筒は、前記投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも前記画像形成パネル側であって、前記画像形成パネルがシフトされた方向と逆側のレンズ鏡筒部分を加温する加温手段を備えるプロジェクタ。
2. 前記画像形成パネルがシフトされた方向と逆側の前記レンズ鏡筒の温度を測定する第１のセンサと、前記画像形成パネルがシフトされた方向の前記レンズ鏡筒の温度を測定する第２のセンサと、を備え、前記第１のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果と前記第２のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果との差に基づき前記加温手段を制御する制御手段を備える請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記制御手段は、前記加温手段により、前記第１のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果と前記第２のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果との差が所定の温度差以下となるまで加温する請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記加温手段は、前記投射レンズを構成する複数枚のレンズのうち、前記Ｆナンバーを決定する絞り位置よりも前記画像形成パネル側のレンズであって、前記画像形成パネルがシフトされた方向と、該画像形成パネルがシフトされた方向と逆側方向における前記投射レンズの温度差によるレンズ性能低下への影響が一番大きなレンズ位置のレンズ鏡筒に設けられる請求項１から３のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
5. 画像が形成された画像形成パネルと、前記画像形成パネルの画像を投射する投射レンズと、を備え、前記投射レンズの光軸に対して前記画像形成パネルの中心がシフトして固定され、投射された前記画像形成パネルの画像の中央位置が、前記画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向にずれるプロジェクタにおいて、
   前記投射レンズのレンズ鏡筒は、前記投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも前記画像形成パネル側であって、前記画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分を冷却する冷却手段を備えるプロジェクタ。
6. 前記冷却手段がペルチェ素子、または、送風手段を有するヒートシンクである請求項５に記載のプロジェクタ。
7. 前記画像形成パネルがシフトされた方向と逆側の前記レンズ鏡筒の温度を測定する第１のセンサと、前記画像形成パネルがシフトされた方向の前記レンズ鏡筒の温度を測定する第２のセンサと、を備え、前記第１のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果と前記第２のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果との差に基づき前記冷却手段を制御する制御手段を備える請求項５または６に記載のプロジェクタ。
8. 前記制御手段は、前記冷却手段により、前記第１のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果と前記第２のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果との差が所定の温度差以下となるまで冷却する請求項７に記載のプロジェクタ。
9. 前記冷却手段は、前記投射レンズを構成する複数枚のレンズのうち、前記Ｆナンバーを決定する絞り位置よりも前記画像形成パネル側のレンズであって、前記画像形成パネルがシフトされた方向と、該画像形成パネルがシフトされた方向と逆側の方向における前記投射レンズの温度差による性能低下への影響が一番大きなレンズ位置のレンズ鏡筒に設けられる請求項５から８のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
10. 画像が形成された画像形成パネルと、前記画像形成パネルの画像を投射する投射レンズと、を備え、前記投射レンズの光軸に対して前記画像形成パネルの中心がシフトして固定され、投射された前記画像形成パネルの画像の中央位置が、前記画像形成パネルの中心がシフトした方向と逆の方向にずれるプロジェクタにおいて、
    前記投射レンズのレンズ鏡筒は、前記投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも前記画像形成パネル側であって、前記画像形成パネルがシフトされた方向と逆側のレンズ鏡筒部分を加温する加温手段と、
    前記投射レンズのＦナンバーを決定する絞り位置よりも前記画像形成パネル側であって、前記画像形成パネルがシフトされた方向のレンズ鏡筒部分を冷却する冷却手段と、を備えるプロジェクタ。
11. 前記画像形成パネルがシフトされた方向と逆側の前記レンズ鏡筒の温度を測定する第１のセンサと、前記画像形成パネルがシフトされた方向の前記レンズ鏡筒の温度を測定する第２のセンサと、を備え、前記第１のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果と前記第２のセンサによる前記レンズ鏡筒の温度の測定結果との差に応じて、前記加温手段と前記冷却手段を選択的に、もしくは同時に制御する制御手段を備える請求項１０に記載のプロジェクタ。