JP6628941B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

近年、液晶表示素子やＤＭＤ（ Digital Micromirror Device ：登録商標）等の画像形成パネルを搭載したプロジェクタが広く普及してきている。

最近ではスマートフォン等の普及により、撮影画面が横に長い横長撮影の他に、縦に長い縦長撮影も手軽に行われている。このため、プロジェクタでも、横長画面や縦長画面が混在したものを投写する機会が増えている。また、看板等の広告媒体であるサイネージ用途でも縦長画面の投写の需要が増えている。

このため、反射ミラーを用いて投写方向を水平面内で９０°回転させ、画面が縦に長い縦長投写や画面が横に長い横長投写に切り換えるプロジェクタが提案されている（特許文献1参照）。

特開２０１４−１７００９７号公報

しかし、特許文献１では、投写レンズに反射ミラーを外付けしており、大きな反射ミラーを用いる必要があり、装置が大型化するという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、大型化することなく、横長投写と縦長投写が可能であり、しかも投写方向を自在に設定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ものである。

上記目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、画像形成パネルと、投写用光学系と、第１連結部と、第１センサと、第２反射部材と、第３光学系と、第２連結部と、第２センサと、制御部とを備え、第１連結部は、第１反射部材及び第１光学系の回動を所定の角度刻みで規制する。画像形成パネルは、原画像に基づき画像を表示する。投写用光学系は、スクリーン側から順に、第１光学系、第１反射部材、及び第２光学系を有し、画像形成パネルに表示された画像を、スクリーン上に拡大像として投写する。第１反射部材は、第１光学系の第１光軸を９０°に折り曲げる。第１連結部は、第２光学系の第２光軸を中心として、第１反射部材及び第１光学系を回動自在に第２光学系に連結する。第１センサは、第１連結部における第２光軸を中心とする第１光学系の第１光軸の回動状態を検出する。制御部は、第１センサ及び第２センサにより検出される回動状態に基づき、画像形成パネルの表示画像の向きを変えて、投写面における投写画像の向きを原画像に合わせる。第２反射部材は、第２光学系の第２光軸を９０°に折り曲げる。第３光学系は、第２反射部材よりも画像形成パネル側に配置される。第２連結部は、第３光学系の第３光軸を中心として、第２光学系及び第２反射部材を回動自在に第３光学系に連結する。第２センサは、第２連結部における第３光軸を中心とする第２光学系の第２光軸の回動状態を検出する。

第１連結部は、前記第１反射部材及び前記第１光学系の回動を所定の角度刻みで規制することが好ましい。第１連結部は、第１反射部材及び第１光学系の回動を９０°刻みで規制することが好ましい。

第１反射部材及び第２反射部材は反射面が平面であることが好ましい。制御部は、画像向き情報に基づき表示画像が縦に長い縦長画像及び横に長い横長画像を判定して画像の向きを変えることが好ましい。制御部は、画像向きの変更を入力する画像向き変更入力部を有することが好ましい。

画像形成パネルを有するプロジェクタ本体と鉛直シフト機構とを備えることが好ましい。鉛直シフト機構は、プロジェクタ本体を鉛直方向にシフトさせる。また、鉛直シフト機構に加えて、又は代えて水平シフト機構を備えることが好ましい。水平シフト機構は、プロジェクタ本体を水平方向にシフトさせる。更に、画像形成パネルを有するプロジェクタ本体と、画像形成パネル又は投写用光学系の一方又は両方を第３光軸に直交する方向にシフトさせるシフト機構とを備えることが好ましい。第２連結部を用いた回動により第２光軸が鉛直方向に配される第１設置態様と、第３光軸が鉛直方向に配される第２設置態様とに対応し、制御部は、第１設置態様と第２設置態様とで投写画像の向きを変える補正が異なることが好ましい。第１連結部の回動は第１位置と第２位置で規制され、第２位置は第１位置から第２光軸を中心に９０°回転した位置であることが好ましい。第２連結部により第２光学系と第２反射部材とを回転させずに、第１連結部により第１光学系と第１反射部材とが９０°回転した場合に、表示画像の長辺方向の向きが９０°回転することが好ましい。

本発明によれば、大型化することなく縦長投写と横長投写が可能であり、しかも投写方向を自在に設定することが簡単に可能になる。

本発明のプロジェクタを示す斜視図である。 プロジェクタの縦断面図である。 制御ブロック図である。 表示画面の向き補正のフローチャートである。 投写用光学系の屈曲パターンを示す側面図である。 表示画面の向き補正を説明する表である。 第３光軸を鉛直方向に配置した変形例１のプロジェクタの投写用光学系の屈曲パターンを示す側面図である。 変形例１の表示画面の向き補正を説明する表である。 モータ駆動による第１連結部及び第２連結部を有する第２実施形態の側面図である。 第２実施形態における制御ブロック図である。 プロジェクタ本体側に第２連結部を有する第３実施形態の側面図である。 １個のミラーを用いた第４実施形態のプロジェクタを示す側面図である。 シフト機構を有する台座を備える第５実施形態のプロジェクタを示す斜視図である。 回動機構を有する台座を備える第６実施形態のプロジェクタを示す斜視図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態のプロジェクタ１０は、投写用光学系１１と、プロジェクタ本体１２とを備える。プロジェクタ本体１２は画像形成パネル１３を有する。画像形成パネル１３の画像表示面１３ａには、原画像に基づき画像が表示される。投写用光学系１１は、画像形成パネル１３に表示される画像を拡大像としてスクリーン１５に投写する。

図２に示すように、投写用光学系１１は、スクリーン１５から画像形成パネル１３に向かう光軸上で順に、第１光軸ＣＬ１を有する第１光学系２１と、第２光軸ＣＬ２を有する第２光学系２２と、第３光軸ＣＬ３を有する第３光学系２３とを備える。なお、本実施形態では、プロジェクタ本体１２を第３光軸ＣＬ３方向で投写方向に向かった状態を基準にして、上下、左右、前後を定めている。

第１光学系２１と第２光学系２２との間には、第１反射部材としての第１ミラー２４が配されている。第１ミラー２４は反射面が平面であり、第１光学系２１の第１光軸ＣＬ１を反射により折り曲げ、第１光軸ＣＬ１に対して９０°で交差する第２光軸ＣＬ２とする。第２光学系２２と第３光学系２３との間には、第２反射部材としての第２ミラー２５が配されている。第２ミラー２５は反射面が平面であり、第２光軸ＣＬ２を反射により折り曲げ、第２光軸ＣＬ２に対して９０°で交差する第３光軸ＣＬ３とする。

第１光学系２１は、スクリーン１５から画像形成パネル１３に向かう第１光軸ＣＬ１上で順に、第１レンズ３１及び第２レンズ３２を有する。第２光学系２２は、第２光軸ＣＬ２上で第３レンズ３３及び第４レンズ３４を有する。第３光学系２３は、第３光軸ＣＬ３上で第５レンズ３５及び第６レンズ３６を有する。第１レンズ３１、第２レンズ３２、第３レンズ３３、第５レンズ３５及び第６レンズ３６は、図示を簡単にするために単体のレンズとして表示しているが、実際は複数のレンズ群で構成されている。第６レンズ３６及び第５レンズ３５は、画像形成パネル１３からの照明光を中間像として結像面３７に結像させる。第４レンズ３４、第３レンズ３３、第２レンズ３２、第１レンズ３１は、結像面３７の画像をスクリーン１５に拡大して投写させる。

第１光学系２１、第２光学系２２、第３光学系２３、第１ミラー２４、及び第２ミラー２５は、レンズ鏡筒２６に収納されている。レンズ鏡筒２６は、第１保持筒４１と、第２保持筒４２と、第３保持筒４３と、第１連結部４４と、第２連結部４５とを有し、これら部材４１〜４５が一体的に組み立てられている。

第１保持筒４１は、第１レンズ枠４１ａと第２レンズ枠４１ｂと第１ミラー枠４１ｃとを有する。第１レンズ枠４１ａは円筒状に構成され、第１レンズ３１が固定されている。第２レンズ枠４１ｂは円筒状に構成され、第２レンズ３２が固定されている。第１ミラー枠４１ｃは斜面４６を有する角筒状に構成され、下部に連結筒４７を有する。斜面４６の内面には第１ミラー２４が固定され、連結筒４７には、第３レンズ３３及び第４レンズ３４が固定されている。

第２保持筒４２は、連結筒部４２ａと第２ミラー枠４２ｂとを有する。連結筒部４２ａは、第１保持筒４１の連結筒４７に外嵌されて、両者が回動自在に連結される。連結筒部４２ａと連結筒４７との嵌合構造によって、第１連結部４４が構成される。第２ミラー枠４２ｂは、斜面５０を有する角筒状に構成され、側部に連結筒５１を有する。斜面５０の内面には第２ミラー２５が固定されている。

第３保持筒４３は、段付きの円筒状に構成され、第４レンズ枠４３ａと、フランジ４３ｂと、第５レンズ枠４３ｃとを有する。第４レンズ枠４３ａには第５レンズ３５が固定されている。第４レンズ枠４３ａは、第２保持筒４２の連結筒５１に内嵌されて、両者が回動自在に連結される。この第４レンズ枠４３ａと第２保持筒４２の連結筒５１との嵌合構造によって、第２連結部４５が構成される。フランジ４３ｂは、筐体６２のレンズ取付孔６２ａに固定されている。第５レンズ枠４３ｃには第６レンズ３６が固定されている。

第１連結部４４は、第２光学系２２の第２光軸ＣＬ２を中心として、第１保持筒４１を９０°刻みで回動自在に第２保持筒４２に連結する。同様にして、第２連結部４５は、第３光学系２３の第３光軸ＣＬ３を中心として、第２保持筒４２を９０°刻みで回動自在に第３保持筒４３に連結する。このため、第１連結部４４には第１クリック機構と第１センサ５５（図３参照）が設けられている。また、第２連結部４５には第２クリック機構と第２センサ５６（図３参照）が設けられている。第１連結部４４及び第２連結部４５は、相互の部材を回動可能に連結することができるものであれば良く、各種の回動ガイド機構を用いることができる。

第１クリック機構は周知のクリック機構から構成されている。第１クリック機構は、第２保持筒４２に対して第１保持筒４１が９０°回動する毎に、一方の突起部が他方の収納部に係止する。これにより、第１保持筒４１の回動が９０°刻みで規制される。そして、回動規制を超える力で第１保持筒４１を回動することにより、第１クリック機構の係止が解除され、次の回動が可能になる。この状態で更に９０°回動すると、次のクリック位置で回動が規制される。

第１センサ５５は、第１連結部４４における第２光軸ＣＬ２を中心とする第１光学系２１の第１光軸ＣＬ１の回動状態を検出する。回動状態とは、第１光軸ＣＬ１、第２光軸ＣＬ２、第３光軸ＣＬ３がコ字形になる初期位置と、この初期位置から例えば時計方向に９０°回動した９０°位置、９０°位置から更に時計方向に９０°回動した１８０°位置、１８０°位置から更に時計方向に９０°回動した２７０°位置の４つの状態をいう。第１センサ５５は機械式センサが用いられるが、この他に光学式センサ、ロータリーエンコーダによる回動角度の検出センサなどを用いてもよい。

第２クリック機構は、第３保持筒４３に対して第２保持筒４２が９０°回動する毎に第２保持筒４２の回動を規制する。第２クリック機構も第１クリック機構と同様に周知のクリック機構が用いられる。また、第１連結部４４及び第２連結部４５は図示省略の回動規制部材をそれぞれに有する。回動規制部材は、各連結部４４，４５における３６０°を超える回動を規制する。

第１レンズ３１〜第６レンズ３６のレンズ構成は、例えば特開２０１６−１５６９８６、特開２０１６−１５６９８３等の「投写用光学系及び投写型表示装置」に詳しく説明されている。これらに記載の光学系を投写用光学系１１として用いることができる。これらの投写用光学系及び投写型表示装置によれば、広角で諸収差が良好に補正された高い投写性能を有する光学系が得られる。

図１に示すように、プロジェクタ本体１２は、略直方体をした筐体６２に、光源６３、画像形成パネル１３、及び制御部６９が収納されている。プロジェクタ本体１２は、縦断面が正方形状であり、且つ第３光軸ＣＬ３を中心とする第１保持筒４１の回動範囲の内側にプロジェクタ本体１２の角部が位置するサイズで全体が直方体状に形成されている。従って、第２保持筒４２を回動しても、プロジェクタ本体１２に第１保持筒４１が当接することがない。

画像形成パネル１３は、例えば透過型液晶パネルが用いられる。光源６３は、画像形成パネル１３の裏面すなわち、画像形成パネル１３を基準として投写用光学系１１の逆側に配置される。光源６３は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色を同時に発光するＬＥＤ（light emitting diode）が用いられ、画像形成パネル１３を照明する。なお、ＬＥＤに代えて、白色光を発光するキセノンランプ、ハロゲンランプ又は超高圧水銀ランプ等を用いてもよい。投写用光学系１１は、光源６３で照明された画像形成パネル１３からの照明光を、スクリーン１５に投写する。

図３に示すように、制御部６９は、画像処理部７０、画像向き判定部７１、画像メモリ７２、パネル駆動部７３、光源駆動部７４及び画像向き変更入力部としての画像向き変更ボタン７５を有する。画像処理部７０は画像メモリ７２からの投写画像を画像処理し画像信号をパネル駆動部７３に送る。パネル駆動部７３は、画像信号に基づき画像形成パネル１３を駆動して、画像表示面１３ａにＲＧＢ３色の画像を表示する。光源駆動部７４は光源６３を点灯する。

画像向き判定部７１は、第１センサ５５及び第２センサ５６の信号に基づき画像形成パネル１３に表示する画像の向きを補正する。また、画像向き変更ボタン７５が押されると、画像向き判定部７１は、画像の向きを順次変更する。

図４は、制御部６９における画像向き補正を示すフローチャートである。画像向き判定部７１は、第１センサ５５及び第２センサ５６の信号に基づき投写用光学系１１の光軸屈曲状態を検知する。図６の表の第２行に示すように、画像形成パネル１３に表示されるパネル表示画像Ｅ１と、投写用光学系１１の屈曲状態におけるスクリーン１５の投写画像Ｅ２１〜Ｅ２４の向きの関係は予め判っている。従って、第１センサ５５及び第２センサ５６からの回動検出状態に基づき投写用光学系１１の屈曲状態を図５に示す１６パターンの中から特定する。そして、図６の表に示すように、特定された屈曲パターンに基づき画像向き補正値を特定し、この特定した画像向き補正値を画像処理部７０に送る。画像処理部７０では画像向き補正値に基づき原画像Ｅ０の向きを変えて、画像形成パネル１３にパネル表示画像Ｅ１，Ｅ１１〜Ｅ１８を表示する。このパネル表示画像Ｅ１，Ｅ１１〜Ｅ１８は二つのミラー２４，２５で向きが変えられて、原画像Ｅ０と同じ向きとなってスクリーン１５に投写される。このため、画像向き判定部７１は、投写用光学系１１の光軸屈曲状態と、この屈曲状態における画像形成パネル１３に表示する画像の向き補正値とを対応させて記憶する図６の表のようなテーブルデータ７６を有する。

図５は、第１連結部４４及び第２連結部４５を用いて、第１保持筒４１、第２保持筒４２を９０°刻みで個々に回動させた時に得られる投写用光学系１１の全ての屈曲パターンを示している。屈曲パターン（ＡＡ）の投写用光学系１１が初期状態であり、光軸がコ字型に屈曲している。（ＡＡ）から第１保持筒４１を第２保持筒４２に対して９０°刻みで順に時計方向に回動させた時が、（ＡＢ）、（ＡＣ）、（ＡＤ）である。また、（ＢＡ）から第１保持筒４１を同様にして９０°刻みで順に時計方向に回動させた時が（ＢＢ）、（ＢＣ）、（ＢＤ）であり、（ＣＡ）から第１保持筒４１を同様にして９０°刻みで順に時計方向に回動させた時が（ＣＢ）、（ＣＣ）、（ＣＤ）であり、（ＤＡ）から９０°刻みで第１保持筒４１を同様にして順に時計方向に回動させた時が（ＤＢ）、（ＤＣ）、（ＤＤ）である。

更に、（ＡＡ）から第２保持筒４２を第３保持筒４３に対して９０°刻みで順に時計方向に回動させた時が（ＢＡ）、（ＣＡ）、（ＤＡ）である。同様にして（ＡＢ）から第２保持筒４２を９０°刻みで順に時計方向に回動させた時が（ＢＢ）、（ＣＢ）、（ＤＢ）である。同様にして（ＡＣ）から第２保持筒４２を９０°刻みで順に時計方向に回動させた時が（ＢＣ）、（ＣＣ）、（ＤＣ）である。同様にして（ＡＤ）から第２保持筒４２を９０°刻みで順に時計方向に回動させた時が（ＢＤ）、（ＣＤ）、（ＤＤ）である。このようにして、第１連結部４４及び第２連結部４５により（ＡＡ）〜（ＤＤ）の１６通りの屈曲状態パターンを構成することができる。

図６は、各屈曲パターン（ＡＡ）〜（ＤＤ）における画像向きの変化を示す表である。（ＡＡ）の屈曲形態で、原画像Ｅ０に対してスクリーン１５の投写画像Ｅ２１の向きを同じにするためには、原画像Ｅ０を鏡像として１８０°回転させたものをパネル表示画像Ｅ１として、画像形成パネル１３に表示する。この画像の向きをそのままとして向きの補正をしない状態で、第１保持筒４１を９０°刻みに回動させると、図６の表の第２行のスクリーン投写画像Ｅ２１〜Ｅ２４のように回転する。

例えば（ＡＢ）ではスクリーン投写画像Ｅ２２は反時計方向に９０°回転した縦長画像になり、（ＡＣ）ではスクリーン投写画像Ｅ２３は反時計方向に１８０°回転した上下逆さまの横長画像になり、（ＡＤ）ではスクリーン投写画像Ｅ２４は反時計方向に２７０°回転した縦長画像となる。従って、スクリーン投写画像Ｅ２２，Ｅ２３，Ｅ２４のように、原画像Ｅ０が回転した状態でスクリーン１５に投写されるため好ましくない。そこで、図６の表の第３行下段のパネル表示画像Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ１４のように、画像の向きを補正して表示する。これにより、第３行の上段のように、原画像Ｅ０と同じ向き（上下左右が同じになる）のスクリーン投写画像Ｅ３１，Ｅ３２，Ｅ３３，Ｅ３４が表示される。なお、（ＡＢ）、（ＣＢ）や（ＡＤ）、（ＣＤ）では画像形成パネル１３が横長であるため、原画像の横辺長が画像形成パネル１３の縦辺長に合わせて表示される関係で、スクリーン投写画像Ｅ３２，Ｅ３４は縮小して表示される。

図６の表の第４行は原画像が縦長画像である場合の補正を示している。第４行下段に示されるように、画像形成パネル１３の表示画像の向きを補正したパネル表示画像Ｅ１５，Ｅ１６，Ｅ１７，Ｅ１８に補正することにより、第４行上段に示されるように、スクリーン投写画像Ｅ３５，Ｅ３６，Ｅ３７，Ｅ３８は原画像Ｅ０と同じ向きの画像として表示される。

なお、（ＢＢ）、（ＤＤ）では床に向けた投写になり、（ＢＤ）、（ＤＢ）では天井に向けた投写になる。このような天井や床に向けた投写では、投写画像の向きはどこを基準にするかで変わってくるため、本実施形態では特に画像向きの補正は行わない。しかし、任意に画像向きの補正を行ってもよい。

手動によってスクリーン投写画像の向きを変えたい場合には、画像向き変更ボタン７５が操作される。画像向き変更ボタン７５が押されると、１回の押し操作毎に、画像形成パネル１３に表示するパネル表示画像Ｅ１の向きを順次変更する。例えば図６の表の第３行下段に示されるパネル表示画像Ｅ１１〜Ｅ１４や、第４行下段に示されるパネル表示画像Ｅ１５〜Ｅ１８が順次画像形成パネル１３に表示される。

次に本実施形態の作用を説明する。投写方向を変える場合には、第１保持筒４１を持って、第１連結部４４により第２光軸ＣＬ２を中心として第１保持筒４１を回動させる。また、第２保持筒４２を持って、第２連結部４５により第３光軸ＣＬ３を中心として第２保持筒４２を回動させる。これらの回動操作によって、図５に示すように、投写用光学系１１を１６種類の屈曲パターン（ＡＡ）〜（Ｄで）に変化させることができ、投写方向を任意に変更することができる。

図５に示す屈曲パターン（ＡＡ）は背面上段投写位置、（ＢＡ），（ＤＡ）は背面中段投写位置、（ＣＡ）は背面下段投写位置、（ＡＢ）は左側面上段投写位置、（ＢＢ）は下面下段投写位置、（ＣＢ）は右側面下段投写位置、（ＤＢ）は上面上段投写位置、（ＡＣ）は正面上段投写位置、（ＢＣ），（ＤＣ）は正面中段投写位置、（ＣＣ）は正面下段投写位置、（ＡＤ）は右側面上段投写位置、（ＢＤ）は上面上段投写位置、（ＣＤ）は左側面下段投写位置、（ＤＤ）は下面下段投写位置となる。そして、画像向き判定部７１及び画像処理部７０による画像向き補正によって、スクリーン１５への投写画像が原画像と常に同じ向きで投写される。なお、原画像が横長画像の他に縦長画像が混在している場合には、画像向き変更ボタン７５を押すことにより投写画像の向きを順次変更することができる。

以上のように、本実施形態では、第１連結部４４により第１保持筒４１を９０°刻みで回したり、第２連結部４５により第２保持筒４２を９０°刻みで回したりすると、投写方向を簡単に変更することができる。しかも、投写方向を変更したにも関わらず、画像向き判定部７１及び画像処理部７０による画像の向き補正により、図６に示すスクリーン投写画像Ｅ３１〜Ｅ３８のように原画像Ｅ０と同じ向きで表示することができる。

［変形例１］
上記実施形態では、表示画像が横長画像又は縦長画像については自動判定することなく、原画像を表示し、手動操作によりスクリーン投写画像の向きを修正するようにしたが、これに代えて又は加えて、図３に示すように、画像メモリ７２からの原画像の画像向き情報を用いて、表示画像が横長画像か縦長画像かを判定し、これに応じて、図６の表に示すように画像向き補正を自動で行ってもよい。

［変形例２］
上記実施形態では、第２光軸ＣＬ２を鉛直方向に配してプロジェクタを設置した例を説明したが、図７及び図８に示す変形例２のように、第３光軸ＣＬ３を鉛直方向に配してプロジェクタを設置してもよい。図７は、プロジェクタを縦置き配置にした以外は、図５の横置き配置と同じであり、図５と同様に１６種類の屈曲パターン（ＡＡ）〜（ＤＤ）が得られる。この場合にも、図８の表に示すように、投写方向を簡単に変更することができる。

上記実施形態では、画像形成パネルを第３光軸ＣＬ３に対して偏心させて配置したが、画像形成パネル１３の投写画像の中心位置に合わせて第３光軸ＣＬ３を投写してもよい。また、画像形成パネル１３又は投写用光学系１１の一方又は両方を第３光軸ＣＬ３に直交する方向でシフト機構によりシフトさせてもよい。

上記実施形態では、縦断面が正方形である略直方体状の筐体６２を用いて、第３光軸ＣＬ３の全周方向に第２光軸を回動可能としている。これに代えて、図示は省略したが、光源などの配置の関係で筐体の縦断面が正方形ではない矩形の筐体の一方の側面に、投写用光学系を片寄せして配置したプロジェクタに本発明を実施してもよい。この場合にも、筐体と第１光学系とが干渉して、投写方向がその分だけ制限されるものの、縦長投写と横長投写とを可能になる。

［第２実施形態］
上記実施形態では、手動により第１保持筒４１や第２保持筒４２を回動させたが、これに代えて、図９及び図１０に示す第２実施形態のプロジェクタ８０では、第１モータ８１及び第２モータ８２のギヤ駆動により第１連結部４４及び第２連結部４５を回動する。

なお、以下の実施形態において、第１実施形態と同一構成部材については同一符号を付して重複した説明を省略している。第２実施形態では、制御部７９には、第１スイッチ８５及び第２スイッチ８６が接続されている。第１スイッチ８５を操作することにより、第１モータ駆動部８７により第１モータ８１を回転する。これにより第１連結部４４が回転して、第１光学系２１の向きを変更することができる。

また、第２スイッチ８６を操作することにより、第２モータ駆動部８８により第２モータ８２を回転する。これにより第２保持筒４２が回転して、第２光学系２２の向きを変更することができる。

なお、第１センサ５５及び第２センサ５６を省略しても良い。この場合には、モータ８１，８２の回転量に対応する例えば駆動パルスを計数して、第１光学系２１や第２光学系２２の回動角度を検出する。また、モータ８１，８２の駆動パルスの計数に代えて、又は加えて図示省略の回転検出板とセンサとによりギヤの回動角度を検出してもよい。この場合には、例えば、ギヤの外周面に多数の切欠きを一定ピッチで設けた回転検出板を固定し、多数の切欠きの通過をフォトインターラプタで検出して、回動角度を求める。

［第３実施形態］
第２実施形態では、第２連結部４５により第３保持筒４３に対して第２保持筒４２を回動自在に保持したが、この第２連結部４５に代えて、図１１に示す第３実施形態のように、プロジェクタ本体９０にマウント回動部９１を設けてもよい。マウント回動部９１は、基本的な構成は第２連結部４５と同じであり、同一構成部材には同一符号を付している。第３実施形態では、モータ８２によりマウント部９２を回転することにより、第２保持筒４２を第３光軸ＣＬ３の回りに回転させることができる。

［第４実施形態］
第１実施形態では、２個のミラー２４，２５を用いたが、図１２に示す第４実施形態のプロジェクタでは、第２ミラー２５を無くして第１ミラー２４のみを用い、光軸をＬ字型にした投写用光学系９６を構成している。このため、略直方体状の角筒からなる第１実施形態の第２保持筒４２に代えて、円筒状の第２保持筒９７を設けている。第１実施形態の第２ミラー２５を無くし第２保持筒９７を円筒状にした以外は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一構成部材には同一符号を付している。

［第５実施形態］
第１実施形態では、投写用光学系１１の屈曲状態の変更に伴い、投写画像の投写位置が変動する。この変動を避けるために、図１３に示す第５実施形態のプロジェクタ１００では、シフト機構１０１，１０２を有する台座１０３を用いて、プロジェクタ本体１２をシフトさせることにより、投写位置の変動を無くしている。このため、第１連結部４４及び第２連結部４５による投写位置の変更に応じて、鉛直シフト機構１０１及び水平シフト機構１０２により、プロジェクタ本体１２を投写位置の移動分だけシフトさせる。鉛直シフト機構１０１によって、第２光軸ＣＬ２の回動による第１光軸ＣＬ１の鉛直方向移動を無くすことができ、投写画像を常に一定した高さで投写することができる。また、水平シフト機構１０２により、第２光軸ＣＬ２の回動による第１光軸ＣＬ１の水平方向移動を無くし、投写光軸である第１光軸ＣＬ１を常にスクリーン１５の中心に合わせることができる。なお、鉛直シフト機構１０１又は水平シフト機構１０２の一方を省略し、鉛直方向シフトのみ、又は水平方向シフトのみを行ってもよい。

［第６実施形態］
第６実施形態では、台座１０３をシフト機構１０１，１０２により昇降させたが、これに加えて、図１４に示すように、台座１０３を回動機構１０５により、第２光軸ＣＬ２を中心とする鉛直線回りで回動可能にしてもよい。回動は９０°刻みでもよく、それ以外であってもよい。なお、台座１０３の回動中心は第２光軸ＣＬ２に合わせることなく、第２光軸ＣＬ２に平行な鉛直線であればよい。回動はモータ駆動により行う他に手動で行ってもよい。また、シフト機構１０１，１０２に加えて回動機構１０５を設ける代わりに、単に回動機構１０５のみを設けたり、シフト機構１０１，１０２のいずれか一方を有する台座１０３に回動機構１０５を設けたりしてもよい。回動機構１０５を設けることにより、縦長画面や横長画面を保ったまま、水平面の全ての方向に投写が可能になる。

上記各実施形態では、画像形成パネル１３として透過型の液晶パネルを用いたが、反射型の液晶パネルを用いてもよい。この場合には、画像形成パネル１３の前面側に光源６３を配置してＲＧＢ３色の照射光を同時に照射する。また、画像形成パネル１３としてＤＭＤを用いる場合には、例えば、光源６３を画像形成パネル１３の前面側に配置し、ＤＭＤの３色画像の形成タイミングに同期させて、ＲＧＢ３色のＬＥＤを時分割発光させる。

上記各実施形態では、プロジェクタ１０をテーブルに設置した例に基づき説明したが、天井などから吊り下げて使用する場合にも本発明を適用することができる。また、スクリーン１５に像を投写する例で説明したが、投写面はスクリーン１５に限定されず、様々な投写面に対して投写するプロジェクタとして用いることができる。

上記各実施形態では、複数の光軸間の位置関係を表すために直交、平行などの用語を用い、あるいは９０°などの具体的な数値角度を用いて説明している。しかし、これらは光学系において要求される精度に応じた誤差で許容される範囲を含むものである。

上記各実施形態では、投写用光学系１１を筐体６２に固定したプロジェクタについて説明したが、投写用光学系１１はプロジェクタ本体１２に着脱自在に取り付けてもよい。なお、交換可能な投写用光学系１１とする場合には、例えば第１光学系２１の一部のレンズ、例えば第１レンズ３１、第２レンズ３２をプロジェクタ本体に持たせ、投写用光学系１１側のレンズ数を減らしてもよい。

１０ プロジェクタ
１１ 投写用光学系
１２ プロジェクタ本体
１３ 画像形成パネル
１３ａ 画像表示面
１５ スクリーン
２１ 第１光学系
２２ 第２光学系
２３ 第３光学系
２４ 第１ミラー
２５ 第２ミラー
２６ レンズ鏡筒
３１ 第１レンズ
３２ 第２レンズ
３３ 第３レンズ
３４ 第４レンズ
３５ 第５レンズ
３６ 第６レンズ
３７ 結像面
４１ 第１保持筒
４１ａ 第１レンズ枠
４１ｂ 第２レンズ枠
４１ｃ 第１ミラー枠
４２ 第２保持筒
４２ａ 連結筒部
４２ｂ 第２ミラー枠
４３ 第３保持筒
４３ａ 第４レンズ枠
４３ｂ フランジ
４３ｃ 第５レンズ枠
４４ 第１連結部
４５ 第２連結部
４６ 斜面
４７ 連結筒
５０ 斜面
５１ 連結筒
５５ 第１センサ
５６ 第２センサ
６２ 筐体
６２ａ レンズ取付孔
６３ 光源
６９ 制御部
７０ 画像処理部
７１ 画像向き判定部
７２ 画像メモリ
７３ パネル駆動部
７４ 光源駆動部
７５ 画像向き変更ボタン
７６ テーブルデータ
７９ 制御部
８０ プロジェクタ
８１ 第１モータ
８２ 第２モータ
８５ 第１スイッチ
８６ 第２スイッチ
８７ 第１モータ駆動部
８８ 第２モータ駆動部
９０ プロジェクタ本体
９１ マウント回動部
９２ マウント部
９６ 投写用光学系
９７ 第２保持筒
１００ プロジェクタ
１０１ 鉛直シフト機構
１０２ 水平シフト機構
１０３ 台座
１０５ 回動機構
ＣＬ１ 第１光軸
ＣＬ２ 第２光軸
ＣＬ３ 第３光軸
Ｅ０ 原画像
Ｅ１，Ｅ１１〜Ｅ１８ パネル表示画像
Ｅ２１〜Ｅ２４，Ｅ３１〜Ｅ３８スクリーン投写画像

Claims (12)

1. 原画像に基づき画像を表示する画像形成パネルと、
   スクリーン側から順に、第１光学系、前記第１光学系の第１光軸を９０°に折り曲げる第１反射部材、及び第２光学系を有し、前記画像形成パネルに表示される画像を、スクリーン上に拡大像として投写する投写用光学系と、
   前記第２光学系の第２光軸を中心として、前記第１反射部材及び前記第１光学系を回動自在に前記第２光学系に連結する第１連結部と、
   前記第１連結部における第２光軸を中心とする前記第１光学系の第１光軸の回動状態を検出する第１センサと、
   前記第２光学系の第２光軸を９０°に折り曲げる第２反射部材と、
   前記第２反射部材よりも前記画像形成パネル側に配置される第３光学系と、
   前記第３光学系の第３光軸を中心として、前記第２光学系及び前記第２反射部材を回動自在に前記第３光学系に連結する第２連結部と、
   前記第２連結部における第３光軸を中心とする前記第２光学系の第２光軸の回動状態を検出する第２センサと、
   前記第１センサ及び前記第２センサにより検出される回動状態に基づき、前記画像形成パネルの表示画像の向きを変えて、投写面における投写画像の向きを前記原画像に合わせる制御部と、
   を備えるプロジェクタ。
2. 前記第１連結部は、前記第１反射部材及び前記第１光学系の回動を所定の角度刻みで規制する、請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記第１連結部は、前記第１反射部材及び前記第１光学系の回動を９０°刻みで規制する請求項１に記載のプロジェクタ。
4. 前記第１反射部材及び前記第２反射部材は反射面が平面である請求項１から３のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
5. 前記制御部は、画像向き情報に基づき前記表示画像が縦に長い縦長画像及び横に長い横長画像を判定して画像の向きを変える
   請求項１から４のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
6. 前記制御部は、画像向きの変更を入力する画像向き変更入力部を有する
   請求項１から５のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
7. 前記画像形成パネルを有するプロジェクタ本体と、
   前記プロジェクタ本体を鉛直方向にシフトさせる鉛直シフト機構と
   を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
8. 前記画像形成パネルを有するプロジェクタ本体と、
   前記プロジェクタ本体を水平方向にシフトさせる水平シフト機構と
   を備える請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
9. 前記画像形成パネルを有するプロジェクタ本体と、
   前記画像形成パネル又は前記投写用光学系の一方又は両方を前記第３光軸に直交する方向にシフトさせるシフト機構と
   を備える請求項３から５及び８いずれか１項記載のプロジェクタ。
10. 前記第２連結部を用いた回動により前記第２光軸が鉛直方向に配される第１設置態様と、前記第３光軸が鉛直方向に配される第２設置態様とに対応し、
    前記制御部は、前記第１設置態様と前記第２設置態様とで前記投写画像の向きを変える補正が異なる、請求項１から９のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
11. 前記第１連結部の回動は第１位置と第２位置で規制され、前記第２位置は前記第１位置から前記第２光軸を中心に９０°回転した位置である、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
12. 前記第２連結部により前記第２光学系と前記第２反射部材とを回転させずに、かつ前記第１連結部により前記第１光学系と前記第１反射部材とが９０°回転した場合に、前記表示画像の長辺方向の向きが９０°回転する請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のプロジェクタ。

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