JP7417935B2 - 投写方向変更装置および画像投写システム - Google Patents

Description

本開示は、プロジェクタから投写される画像の投写方向を変更する投写方向変更装置に関する。

投写方向変更装置は、ムービングミラーとも呼ばれ、プロジェクタから投写される画像の投写方向を変更し、投写画像を広範囲な方向に投写することができる。プロジェクタの設置に制約がある場合、また、プロジェクタの重量が大きい場合、投写方向変更装置を用いて画像の投写方向を変更することが有効である。

特許文献１では、プロジェクタの投写光学系のレンズとスクリーンとの間にミラーが配置され、ミラーによって画像の投写方向を変更し、さらに、投写画像の歪みを補正している。

特開２００２－２６２１９８号公報

しかしながら、ミラーの傾斜角度を大きくして投写画像を広範囲な方向に投写しようとすると、サイズの大きなミラーが必要になり、プロジェクタの投写レンズユニットに接触するおそれが発生する。

本開示は、投写方向の変更範囲が大きく、かつ、サイズの増大を抑制した、投写方向変更装置および画像投写システムを提供することを目的とする。

本開示の投写方向変更装置は、
プロジェクタの投写レンズユニットから出射される光を反射するミラーと、
前記ミラーを第１軸および第２軸周りに回転可能に支持するミラー支持部と、
前記ミラーを前記第１軸周りに回転駆動する第１駆動部と、
前記ミラーを前記第２軸周りに回転駆動する第２駆動部と、を備え、
前記ミラーにおいて、前記第１軸と前記第２軸との交点が、前記ミラーの幾何学的重心よりも前記投写レンズユニット側に位置する。

本開示の画像投写システムは、
前記第１駆動部および前記第２駆動部に前記ミラーの駆動量を指示するミラー制御部を備える上記投写方向変更装置と、
画像を投写するプロジェクタと、
前記プロジェクタに画像を出力する画像出力器と、
前記ミラー制御部に前記ミラーの姿勢に関する指令情報を送信し、前記画像出力器に前記指令情報と同期した画像出力情報を出力する制御部と、を備える。

本開示における投写方向変更装置および画像投写システムは、投写方向の変更範囲が大きく、かつ、サイズの増大を抑制することが可能である。

比較例としての投写方向変更装置を示す概略断面図 本開示の投写方向変更装置を示す概略断面図 本開示の実施形態１における投写方向変更装置の前方から見た斜視図 投写方向変更装置の前方から見た正面図 ミラーユニットの後方から見た斜視図 ミラーフレームの後方から見た斜視図 投写方向変更装置の後方から見た背面図 画像投写システムの構成を示すブロック図 本開示の実施形態２における画像投写システムの構成を示すブロック図 本開示の実施形態３における画像投写システムの構成を示すブロック図 本開示の変形例における投写方向変更装置を示す斜視図 本開示の変形例における投写方向変更装置を示す斜視図 本開示の変形例における投写方向変更装置を示す斜視図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

図１および図２を参照して、比較例の投写方向変更装置２０１と本開示の投写方向変更装置１の違いについて概略的に説明する。図１は、比較例としての投写方向変更装置２０１を示す概略断面図であり、図２は、本開示の投写方向変更装置１を示す概略断面図である。

比較例としてのミラー２０３は、図１に示す様に、Ｙ軸方向を第１の回転軸Ｒｙとするパン回転と、Ｘ軸方向を第２の回転軸Ｒｘとするチルト回転と、をすることができる。ミラー面にわたって重さの均一なミラー２０３の幾何学的重心Ｐｇ１とミラー２０３におけるパン回転およびチルト回転の２つの回転軸の交点Ｐｒ１とが同じ位置になるように、ミラー２０３は支持されている。

ミラー２０３において投写レンズユニット２０５側とは反対側の端部から２つの回転軸の交点Ｐｒ１までの距離Ｌ１と、ミラー２０３において交点Ｐｒ１から投写レンズユニット２０５側の端部までの距離Ｌ２とは、ほぼ同じ長さである。この場合、回転軸Ｒｘ周りのチルト回転の駆動において投写レンズユニット２０５側のミラー２０３の端部が投写レンズユニット２０５と干渉させない程度に、投写レンズユニット２０５と２つの回転軸の交点Ｐｒ１との間隔をあけなければならない。２つの回転軸の交点Ｐｒ１は、投写レンズユニット２０５から照射される光の光軸Ｌａ上に配置されている。これにより、ミラー２０３の投写レンズユニット２０５側とは反対側の領域と投写レンズユニット２０５との距離が長くなり、投写レンズユニット２０５から投写される画像のサイズが拡大されてミラー２０３の投写レンズユニット２０５側とは反対側の領域に投写される。したがって、投写レンズユニット２０５から投写される光の全体がミラー２０３に投写されるようにするために、ミラー２０３のサイズを大きくしなければならなかった。

これに対して、本開示の投写方向変更装置１では、２つの回転軸の交点Ｐｒ２は、ミラー２６において、ミラー２６の幾何学的重心Ｐｇ２よりも投写レンズユニット１１３側に寄った位置にある。ミラー２６において投写レンズユニット１１３側とは反対側の端部から２つの回転軸の交点Ｐｒ２までの距離Ｌ３よりも、ミラー２６において交点Ｐｒ２から投写レンズユニット１１３側の端部までの距離Ｌ４の方が短い。これにより、投写レンズユニット１１３側のミラー２６の端部が投写レンズユニット１１３と干渉させない程度に、投写レンズユニット１１３と２つの回転軸の交点Ｐｒ２との間隔をあけたとしても、ミラー２６の投写レンズユニット１１３側とは反対側の領域と投写レンズユニット１１３との距離を短くすることができる。したがって、ミラー２６の投写レンズユニット１１３側とは反対側の領域に投写される画像のサイズの拡大を抑制することができる。これにより、ミラー２６のサイズを小型化することができ、投写方向変更装置１および画像投写システム１００（図８参照）も小型化することができる。なお、第１の回転軸Ｒｙは、Ｚ方向に平行移動可能であり、この場合、第１の回転軸Ｒｙから起立状態のミラー２６の面上に垂直に投影した直線と第２の回転軸Ｒｘとの交点を２つの回転軸の交点Ｐｒ２とする。

（実施形態１）
以下、図３から図７を参照して、上述した投写方向変更装置１の一例である実施形態１を説明する。

［１－１．構成］
図３は、本開示の実施形態１における投写方向変更装置１の前方から見た斜視図である。図４は、投写方向変更装置１を前方から見た正面図である。図５は、ミラーユニット３を後方から見た斜視図である。以下の説明の便宜上、各図において図中に示すＸＹＺ直交座標系をとるものする。なお、ミラー２６が回転していない状態で、ミラー２６の反射方向を前方とする。

投写方向変更装置１は、プロジェクタ１１１の投写レンズユニット１１３から投写された光の投写方向を変更する。投写方向変更装置１は、ミラーユニット３、ヘッドケース部５、ミラー制御部７、支柱９、取り付け部１１、および、コネクタ１３と、を備える。

ミラーユニット３は、投写レンズユニット１１３から投写された光を反射するミラー部２１と、ミラー部２１を回転可能に支持するミラー支持部２３と、ミラー部２１を回転駆動するミラー駆動部２５とを備える。なお、プロジェクタ１１１において、画像表示器１１５（図９参照）により表示された画像を投写する投写レンズユニット１１３は、複数のレンズ群で構成される。

ミラー部２１は、投写レンズユニット１１３から投写された光を反射するミラー２６と、ミラー２６の外縁に嵌め込まれたミラーフレーム２７とを備える。ミラー２６は、例えば、六角形の形状を有するが、三角形以上の多角形でもよいし、外縁が曲線形状を有していてもよい。ミラー２６は、投写レンズユニット１１３側の領域よりも、投写レンズユニット１１３と反対側の領域の方が拡がっており、例えば、１辺を共通とした２つの台形を組み合わせた形状をしており、ミラー２６の投写レンズユニット１１３側の辺は、投写レンズユニット１１３と反対側の辺よりも短い。ミラー２６は、例えば、投写レンズユニット１１３側の辺から領域が外方に拡がり、再び、内方に領域が縮小する形状を有する。ミラー２６は、平面形状、凹面形状、および凸面形状のどれでもよい。

ミラーフレーム２７は、ミラー支持部２３によりＸ軸およびＹ軸周りに回転可能に支持されている。ミラー支持部２３におけるミラーフレーム２７の支持軸Ｒｘと、ミラー支持部２３の回転軸Ｒｙとの２つの軸の交点Ｐｒ２上に、ミラー２６とミラーフレーム２７とを一体化したミラー部２１の重心が位置するように、ミラーフレーム２７は、リブ２７ａおよび複数の貫通孔２７ｂが形成されている。また、ミラーフレーム２７は、その裏面に、半円板状の第１ギア２７ｃが形成されている。これらリブ２７ａ、貫通孔２７ｂおよび第１ギア２７ｃにより、ミラー部２１の重量が調整されている。ミラーフレーム２７の投写レンズユニット１１３側よりも投写レンズユニット１１３の反対側により大きな領域の貫通孔２７ｂが形成されているので、ミラーフレーム２７の重心がミラー２６の幾何学的重心Ｐｇ２よりも投写レンズユニット１１３側に位置する。

ミラーフレーム２７は、外縁から外方に向けて延びる２つのピン２７ｄを有し、２つのピン２７ｄがそれぞれ、ミラー支持部２３の先端に設けられた孔２３ａに回転可能に挿入されている。この２つのピンがチルト回転の回転軸Ｒｘとして機能する。

ミラー駆動部２５は、ミラー部２１をＹ軸周りに回転駆動する第１駆動部３１と、ミラー部２１をＸ軸周りに回転駆動する第２駆動部４１とを備える。

第１駆動部３１は、Ｙ軸周りにミラー部２１の傾斜角度を変化させる。第１駆動部３１は、第１モータ３３と、第１モータ３３の回転に従動する従動プーリ３５と、第１モータ３３の回転出力を従動プーリ３５へ伝えるベルト３７とを備える。従動プーリ３５の回転軸３９は、ミラー支持部２３と接続され、第１モータ３３の回転量に応じてミラー支持部２３をパン回転させる。従動プーリ３５の回転軸３９は、第１の回転軸Ｒｙである。第１モータ３３、従動プーリ３５、およびベルト３７は、ヘッドケース部５に収容されている。ミラー支持部２３に支持されたミラー２６は、第１モータ３３により、第１の回転軸Ｒｙ周りに、例えば、２６０°回転可能である。第１モータ３３は、ミラー制御部７と電気的に接続され、その回転量がミラー制御部７により制御される。

第２駆動部４１は、Ｘ軸周りにミラー部２１の傾斜角度を変化させる。第２駆動部４１は、第２モータ４３を備える。第２モータ４３は、出力ギア４３ａを有し、出力ギア４３ａと第１ギア２７ｃとが噛み合う。第２モータ４３はミラー支持部２３に支持されている。第２モータ４３の出力ギア４３ａが回転すると、第１ギア２７ｃがミラーフレーム２７と共に回転し、ミラー部２１がチルト回転する。ミラー支持部２３に支持されたミラー２６は、第２モータ４３により、第２の回転軸Ｒｘ周りに、例えば、０°以上９０°の範囲で回転可能である。このように、ミラー２６は、光軸Ｌａに対して直交する状態から光軸Ｌａに対して平行な状態にまで回転可能であるが、０°より大きく９０°未満の角度範囲で投写光を反射する。なお、第１の回転軸Ｒｙと第２の回転軸Ｒｘとは、例えば、直交する。第２モータ４３は、ミラー制御部７と電気的に接続され、その回転量がミラー制御部７により制御される。

ミラー制御部７は、コネクタ１３と接続され、コネクタ１３を介して外部からの動作指令信号を受信することができる。ミラー制御部７は、第１モータ３３および第２モータ４３に対して駆動信号を送信する。

支柱９は、ミラー制御部７が収容されているヘッドケース部５と取り付け部１１とを連結する。支柱９は、長さ調整機構１０によりＹ方向の位置を調節可能であり、投写レンズユニット１１３の長さに応じて投写レンズユニット１１３とミラー部２１との距離を調節することができる。これにより、投写レンズユニット１１３の長さに応じて、ミラー２６が可動可能な状態で投写レンズユニット１１３に干渉しない程度に、投写レンズユニット１１３とミラー２６との距離が最小となるように支柱９の長さを調整することができる。したがって、投写レンズユニット１１３からの投写光の拡がりを抑制した位置にミラー部２１を配置することができるので、ミラー部２１の大型化を抑制することができる。

支柱９と取り付け部１１には、結合位置を調整する長さ調整機構１０が設けられている。支柱９はその下部に縦方向に形成された複数の貫通孔９ａを備え、取り付け部１１は支柱９との接触面に縦方向に形成された複数のボルト孔１１ａを備える。支柱９の下部は取り付け部１１に対してスライド可能に接続されている。長さ調整機構１０は、貫通孔９ａ、ボルト孔１１ａおよびボルト１２で構成される。支柱９が所望の高さとなるように支柱９をスライドさせ、支柱９の貫通孔９ａと取り付け部１１のボルト孔１１ａを合わせた状態でボルト１２を挿入して固定する。なお、長さ調整機構１０は、例えば、モータ、ラックおよびピニオンを用いた他の構成であってもよい。

取り付け部１１は、投写方向変更装置１をプロジェクタ１１１に固定するためのアタッチメントである。取り付け部１１は、例えば、Ｕ字型形状を有し、投写レンズユニット１１３のレンズ鏡筒１１３ａを囲んで、取り付け部１１の底面がプロジェクタ１１１の投写レンズユニット１１３が配置される平面上に取り付けられる。なお、取り付け部１１は、投写レンズユニット１１３のレンズ鏡筒１１３ａに取り付けられてもよい。

コネクタ１３は、支柱９に配置されており、ミラー制御部７と接続されている。プロジェクタ１１１がどのような設置姿勢であっても、外部の制御機器と接続された通信ケーブルをコネクタ１３に挿入できるように通信ケーブルの差し込み口が配置されている。コネクタ１３は、例えば、支柱９のミラー２６とは反対側に設けられている。また、コネクタ１３は、ヘッドケース部５に配置されてもよい。

次に図８を参照して、投写方向変更装置１を含む画像表示システム１００の構成について説明する。図８は、画像表示システム１００の構成を示すブロック図である。

画像表示システム１００は、例えば、プロジェクタシステム１１０と、制御部１０１と、画像出力器１０３とを備える。

制御部１０１は、プロジェクタ１１１への画像出力を制御する。また、制御部１０１は、出力される画像に対応したミラー部２１の回転動作の目標角度（パン角度およびチルト角度）、回転駆動速度、および駆動加速度等を指定する駆動情報を含む制御コマンドを生成し、投写方向変更装置１のコネクタ１３を介してミラー制御部７へ制御コマンドを送信する。

制御部１０１は、半導体素子などで実現可能である。制御部１０１は、例えば、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣで構成することができる。制御部１０１の機能は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。制御部１０１は、ハードディスク（ＨＤＤ）、ＳＳＤ、メモリ等の記憶部を有しており、記憶部に格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行うことで、所定の機能を実現する。

制御部１０１からミラー制御部７への通信は、ＲＳ２３２Ｃのようなシリアル通信でもよいし、ＬＡＮによるＩＰ通信でもよい。制御部１０１からミラー制御部７への制御コマンドの送信タイミングに同期して、制御部１０１から画像出力器１０３にも、ミラー部２１の駆動情報を含む制御コマンドが出力され、この制御コマンドに同期して、投写画像が画像出力器１０３からプロジェクタ１１１に出力される。なお、制御部１０１および画像出力器１０３とは、例えば、１つのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）またはエッジ端末等で構成された同一の機器でもよい。

ミラー制御部７は、モータ制御部５１、メモリ５３、第１モータドライバ、および第２モータドライバ５７を備える。ミラー制御部７は、半導体素子などで実現可能である。ミラー制御部７は、例えば、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣで構成することができる。ミラー制御部７の機能は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。ミラー制御部７は、メモリ５３に格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行うことで、所定の機能を実現する。

ミラー制御部７のモータ制御部５１は、制御部１０１から受信した制御コマンドをモータドライバ制御信号に変換し、第１モータドライバ５５および第２モータドライバ５７へ対応するモータドライバ制御信号を送信する。また、ミラー制御部７は、電源投入時等の、投写方向変更装置１の起動時に第１モータ３３、第２モータ４３およびギアの状態を監視する初期調査モードに入る。モータ制御部５１は、第１モータドライバ５５および第２モータドライバ５７に対して複数パターンのテスト信号を送信し、テスト結果をモータドライバ制御信号への変換時に参照する。

なお、制御部１０１からモータ制御部５１へ指令信号としての制御コマンドを送信する代わりに、ミラー制御部７のメモリ５３にパン角度およびチルト角度のシーケンスで構成されたミラー動作シーケンスを予め記憶させておき、制御部１０１から受信されるタイミング信号をトリガーとして、モータ制御部５１がミラー動作シーケンスを読み出す方法でもよい。

画像出力器１０３は、制御部１０１からの駆動情報および、表示する画像の種類を指定する画像出力信号にしたがって画像をプロジェクタ１１１に出力する。画像出力器１０３は、画像処理部１０３ａおよびメモリ１０３ｂを備える。メモリ１０３ｂには、プロジェクタ１１１へ出力されるベースとなる複数種類の画像データが保存されている。画像処理部１０３ａは、画像出力信号が指定するベースとなる画像データに対して、投写画像の歪み情報を参照して、ミラー部２１での画像の歪みを予想して歪み方向および歪み量の画像補正を実施する。歪み情報は、制御部１０１からミラー制御部７へ送信される制御コマンドおよび投写面の情報である。

[１－２．効果等]
以上のように、実施形態１に係る投写方向変更装置１は、プロジェクタ１１１の投写レンズユニット１１３から出射される光を反射するミラー２６と、ミラー２６をチルト回転軸およびパン回転軸周りに回転可能に支持するミラー支持部２３と、ミラー２６をチルト回転軸周りに回転駆動する第１駆動部３１と、ミラー２６をパン回転軸周りに回転駆動する第２駆動部４１と、を備える。ミラー２６において、パン回転軸Ｒｘとチルト回転軸Ｒｙとの交点Ｐｒ２が、ミラー２６の幾何学的重心Ｐｇ２よりも投写レンズユニット１１３側に位置する。これだけの構成により、２つの回転軸の交点Ｐｒ２は、ミラー２６において、ミラー２６の幾何学的重心Ｐｇ２よりも投写レンズユニット１１３側に寄った位置にある。ミラー２６において投写レンズユニット１１３側とは反対側の端部から２つの回転軸の交点Ｐｒ２までの距離よりも、ミラー２６において交点Ｐｒ２から投写レンズユニット１１３側の端部までの距離の方が短い。これにより、投写レンズユニット１１３側のミラー２６の端部が投写レンズユニット１１３と干渉させない程度に、投写レンズユニット１１３と２つの回転軸の交点Ｐｒ２との間隔をあけたとしても、従来よりも、ミラー２６の投写レンズユニット１１３側とは反対側の領域と投写レンズユニット１１３との距離を短くすることができる。したがって、ミラー２６の投写レンズユニット１１３側とは反対側の領域に投写される画像のサイズの拡大を抑制することができる。これにより、ミラー２６の回転角度を大きくすることで投写レンズユニット１１３からの光の投写方向の変更範囲を大きくし、かつ、ミラー２６のサイズを小型化することができ、投写方向変更装置１および画像投写システム１１０も小型化することができる。

また、ミラー２６とミラーフレーム２７とで構成されるミラー部２１（図３参照）の重心が、ミラー２６の幾何学的重心Ｐｇ２よりも２つの回転軸の交点Ｐｒ２に近い位置に位置するように、ミラーフレーム２７の重量バランスが調整されている。これにより、ミラー部２１の回転駆動において、駆動負荷を低減することができる。また、ミラー部２１の重心が、２つの回転軸の交点Ｐｒ２に位置する場合、ミラー部２１の回転駆動において、最小限の駆動負荷にすることができる。

（実施形態２）
以下、図９を参照して実施形態２を説明する。

［２－１．構成］
図９は、本開示の実施形態２における画像表示システム１００Ａの構成を示す構成図である。

実施形態２の画像表示システム１００Ａは、実施形態１の画像表示システム１００において、画像の動きに合わせてプロジェクタ１１１の投写レンズユニット１１３が駆動される構成が追加されている。この点と以下に説明する点以外の構成は、実施形態２の画像表示システム１００Ａと実施形態１の画像表示システム１００とは共通である。

画像表示システム１００Ａは、プロジェクタシステム１１０Ａと、制御部１０１と、画像出力器１０３とを備える。プロジェクタシステム１１０Ａは、プロジェクタ１１１Ａと投写方向変更装置１とを備える。

プロジェクタ１１１Ａは、画像処理部１０３ａから送信された画像を表示する画像表示器１１５と、画像表示器１１５で表示された画像を投写する投写レンズユニット１１３内の複数のレンズまたは全てのレンズを、光軸に沿って移動させる、および、光軸をシフト移動させるレンズ駆動部１１７を備える。レンズ駆動部１１７は、例えば、投写レンズユニット１１３のズーム調整、フォーカス調整、およびシフト調整するための機構である。実施形態２において、レンズ駆動部１１７は、ミラー部２１の回転動作に連動して、投写レンズユニット１１３によるズーム機能、フォーカス機能、およびシフト機能の少なくとも１つを含むプロジェクタの投写機能を調整する。

制御部１０１は、投写方向変更装置１へ送信される制御コマンドに同期してプロジェクタ１１１Ａにレンズ駆動の制御信号がプロジェクタ１１１Ａへ送信される。レンズ駆動の制御信号は、例えば投写レンズユニット１１３のズーム量、フォーカス位置、シフト位置の情報を含む。レンズ駆動の制御信号は、制御部１０１において、制御コマンドにおけるミラー部２１の回転駆動に合わせて算出される。レンズ駆動部１１７は、レンズ駆動の制御信号に基づいて、投写レンズユニット１１３内の複数のレンズまたは全てのレンズを駆動する。

制御部１０１は、ミラー部２１が回転して、例えば、壁等の投写面が別の面に移動した場合など投写距離が変わる場合に、投写される画像のフォーカスが合うようにフォーカス位置を変更したレンズ駆動の制御信号を生成する。これにより、レンズ駆動部１１７は、投写レンズユニット１１３のフォーカス量を調整するので、投写面が変わったとしても投写される画像がピンボケするのを防止することができる。

また、制御部１０１は、ミラー部２１が回転動作中に投写画像のサイズが変化しないよう、ミラー駆動に連動してズーム量を調整したレンズ駆動の制御信号を生成する。これにより、レンズ駆動部１１７は、投写レンズユニット１１１３のズーム量を調整するので、投写距離が変化しても投写画像のサイズが変化するのを防止することができる。

また、制御部１０１は、ミラー部２１の回転範囲が事前に判明している場合、ミラー部２１の回転範囲内の動作で最も画像ケラレが少なくなるように、または、画像補正による解像度の損失が最も少なくなるよう、複数のレンズを含む投写レンズユニット１１３の光軸をシフトするレンズ駆動の制御信号を生成する。これにより、レンズ駆動部１１７は、投写レンズユニット１１３の光軸をシフトするので、画像のケラレの増加を抑制することができる。

このように、レンズ駆動部１１７は、制御部１０１からの指令信号であるレンズ駆動の制御信号を基に、制御部１０１からミラー制御部７へ送信される、ミラー２６を駆動制御する制御コマンドと同期して、投写レンズユニット１１３内の複数のレンズまたは全てのレンズの光軸を投写方向に沿ってまたは投写方向と平行に移動させる。すなわち、レンズ駆動部１１７は、制御部１０１からの指令信号を基に、投写方向変更装置１のミラー２６の駆動制御と協調してプロジェクタ１１１Ａの投写機能を調整する。これにより、ミラー２６による投写方向の変更に伴って投写面に投写される画像の劣化を防止することができる。

（実施形態３）
以下、図１０を参照して実施形態３を説明する。

［３－１．構成］
図１０は、本開示の実施形態３における画像表示システム１００Ｂの構成を示す概略図である。

実施形態３の画像表示システム１００Ｂは、実施形態１の画像表示システム１００の投写方向変更装置１にミラー部２１の姿勢状態を検出する姿勢センサ５９を追加した構成である。この点と以下に説明する点以外の構成は、実施形態３の画像表示システム１００Ｂと実施形態１の画像表示システム１００とは共通である。

姿勢センサ５９は、投写方向変更装置１Ｂに取り付けられ、ミラー２６の姿勢角度を測定する。姿勢センサ５９は、例えば、ジャイロセンサ等のモーションセンサである。姿勢センサ５９によるミラー２６の姿勢計測は、投写方向変更装置１Ｂの起動時に、または常時行われるか、ユーザの指令により行われる。

姿勢センサ５９により検出された姿勢データは、モータ制御部５１において、その時点での基準位置やパン回転、チルト回転等の各駆動のステップ量に変換され、制御コマンドを基に作成されるモータドライバ制御信号の補正データとして使用される。これにより、ミラー２６の回転精度をより向上させることができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

実施の形態では、投写方向変更装置１の取り付け部１１が、投写レンズユニット１１３のレンズ鏡筒１１３ａが突出しているプロジェクタ１１１の面に取り付けられていたがこれに限定されるものではない。図１１において、プロジェクタ１１１が縦置きの場合、レンズ鏡筒１１３ａが突出しているプロジェクタ１１１の一面に取り付け部１１を取り付けるのに加えて、プロジェクタ１１１の側面１１１ａ側にも取り付け部１１と結合されたアーム１１ｂを取り付けてもよい。アーム１１ｂは、プロジェクタ１１１の本体の側面に直接取り付けてもよいし、図１１に示すように、プロジェクタ１１１の本体を支持するフレーム１１１ｂに取り付けてもよい。このように、プロジェクタ１１１の本体の一面に加えて、プロジェクタ１１１の本体の別の面または本体にも投写方向変更装置１を取り付けることで、投写方向変更装置１をプロジェクタ１１１の本体の複数の面で支えることができ、投写方向変更装置１をより安定して設置することができる。また、プロジェクタ１１１の本体の別の面の代わりとして、プロジェクタ１１１の本体を支持するフレームにアーム１１ｂを取り付けることで、同様の効果を得ることができる。

また、プロジェクタ１１１の姿勢によっては、投写方向変更装置１が重力によりレンズ鏡筒１１３ａに取り付けるだけでは安定しない場合がある。この場合、プロジェクタ１１１のフレーム１１１ｂまたは本体における、重力方向と垂直な面に保持または支持する支持機構を有する。例えば、図１２に示すように、プロジェクタ１１１が横置きで天吊りタイプの場合、プロジェクタ１１１の本体の重力方向と垂直な面に投写方向変更装置１を固定してもよい。例えば、プロジェクタ１１１の本体の上面に支持機構としての支持板１２１が固定され、支持板１２１に設けられたネジ孔１２３にネジにより投写方向変更装置１が取り付けられてもよい。また、図１３に示すように、プロジェクタ１１１が横置きで地置きタイプの場合、プロジェクタ１１１の本体またはフレーム１１１ｂの上面および下面に投写方向変更装置１を固定してもよい。

実施の形態では、投写方向変更装置１のミラー２６は、投写レンズユニット１１３側の反対側の領域が投写レンズユニット１１３側の領域よりも広い形状であったがこれに限定されるものではない。投写レンズユニット１１３側の反対側の領域と投写レンズユニット１１３側の領域とが同じ大きさでもよく、ミラー２６は、例えば長方形でもよい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

（実施の形態の概要）
（１）本開示の投写方向変更装置は、プロジェクタの投写レンズユニットから出射される光を反射するミラーと、前記ミラーを第１軸および第２軸周りに回転可能に支持するミラー支持部と、前記ミラーを前記第１軸周りに回転駆動する第１駆動部と、前記ミラーを前記第２軸周りに回転駆動する第２駆動部と、を備え、前記ミラーにおいて、前記第１軸と前記第２軸との交点が、前記ミラーの幾何学的重心よりも前記投写レンズユニット側に位置する。

これらの構成により、第１軸と第２軸との交点は、ミラーにおいて、ミラーの幾何学的重心よりも投写レンズユニット側に寄った位置にある。これにより、投写レンズユニット側のミラーの端部が投写レンズユニットと干渉させない程度に、投写レンズユニットと２つの回転軸の交点との間隔をあけたとしても、従来よりも、ミラーの投写レンズユニット側とは反対側の領域と投写レンズユニットとの距離を短くすることができる。したがって、ミラーの投写レンズユニット側とは反対側の領域に投写される画像のサイズの拡大を抑制することができる。これにより、ミラーの回転角度を大きくすることで投写レンズユニットからの光の投写方向の変更範囲を大きくし、かつ、ミラーのサイズを小型化することができ、投写方向変更装置および画像投写システムも小型化することができる。

（２）（１）の投写方向変更装置において、前記ミラーが取り付けられるミラーフレームを備え、
前記ミラー支持部は、前記ミラーが取り付けられた前記ミラーフレームを前記第１軸および前記第２軸周りに回転可能に支持し、
前記ミラーが取り付けられた前記ミラーフレームの重心が、前記ミラーの幾何学的重心よりも前記第１軸と前記第２軸との交点に近い位置に位置するように、前記ミラーフレームの重量バランスが調整されている。

これらの構成により、ミラーおよびミラーフレームの回転駆動において、駆動負荷を低減することができる。

（３）（２）の投写方向変更装置において、前記ミラーが取り付けられた前記ミラーフレームの重心が、前記第１軸と前記第２軸との交点に位置するように、前記ミラーフレームの重量バランスが調整されている。

これらの構成により、ミラーおよびミラーフレームの回転駆動において、最小限の駆動負荷にすることができる。

（４）（３）の投写方向変更装置において、前記ミラーフレームは、前記重量バランスを調整するためのリブを備える。

（５）（２）から（４）の投写方向変更装置において、前記ミラーフレームは、前記重量バランスを調整するための貫通孔を備える。

（６）（１）から（５）の投写方向変更装置において、前記ミラーは、前記投写レンズユニット側の辺が、前記投写レンズユニット側の辺と対向する前記投写レンズユニットと反対側の辺よりも短い、六角形である。

（７）（１）から（６）の投写方向変更装置において、前記第１駆動部および前記第２駆動部に前記ミラーの駆動量を指示するミラー制御部を備える。

（８）（７）の投写方向変更装置において、前記ミラーの姿勢情報を検出する姿勢センサを備え、前記ミラー制御部は、前記姿勢センサから受信した前記姿勢情報を基に前記ミラーの駆動量を調整する。

（９）（１）から（８）の投写方向変更装置において、前記投写レンズユニットからの投写方向に沿って前記ミラーを変位可能な位置調整機構を備える。

（１０）本開示の画像投写システムは、（７）または（８）の投写方向変更装置と、画像を投写するプロジェクタと、前記プロジェクタに画像を出力する画像出力器と、前記ミラー制御部に前記ミラーの姿勢に関する指令情報を送信し、前記画像出力器に前記指令情報と同期した画像出力情報を出力する制御部と、を備える。

（１１）（１０）の画像投写システムにおいて、前記プロジェクタは、投写レンズユニットを、投写方向に沿ってまたは投写方向と平行に移動させるレンズ駆動部を備え、前記レンズ駆動部は、前記制御部からの指令信号を基に、前記投写方向変更装置の前記ミラーの駆動制御と協調して前記プロジェクタの投写機能を調整する。

（１２）（１１）の画像投写システムにおいて、前記レンズ駆動部は前記投写レンズユニットのズーム調整を行う。

（１３）（１１）の画像投写システムにおいて、前記レンズ駆動部は前記投写レンズユニットのフォーカス調整を行う。

（１４）（１１）の画像投写システムにおいて、前記レンズ駆動部は前記投写レンズユニットのシフト調整を行う。

本開示は、投写方向変更装置または投写型画像表示装置などの投写型画像表示装置に適用可能である。

１ 投写方向変更装置
３ ミラーユニット
５ ヘッドケース部
５ａ 第１ケース
５ｂ 第２ケース
７ ミラー制御部
８ ミラー駆動部
９ 支柱
９ａ 貫通孔
１０ 長さ調整機構
１１ 取り付け部
１１ａ ボルト孔
１１ｂ アーム
１２ ボルト
１３ コネクタ
２１ ミラー部
２３ ミラー支持部
２５ ミラー駆動部
２６ ミラー
２７ ミラーフレーム
２７ａ リブ
２７ｂ 貫通孔
２７ｃ 第１ギア
２７ｄ ピン
３１ 第１駆動部
３３ 第１モータ
３５ 従動プーリ
３７ ベルト
３９ 回転軸
４１ 第２駆動部
４３ 第２モータ
４３ａ 出力ギア
５１ モータ制御部
５３ メモリ
５５ 第１モータドライバ
５７ 第２モータドライバ
５９ 姿勢センサ
１００ 画像表示システム
１０１ 制御部
１０３ 画像出力器
１０３ａ 画像処理部
１０３ｂ メモリ
１１０ プロジェクタシステム
１１１ プロジェクタ
１１１ａ 側面
１１１ｂ フレーム
１１３ 投写レンズユニット
１１３ａ レンズ鏡筒
１１５ 画像表示器
１１７ レンズ駆動部
１２１ 支持板
１２３ ネジ孔
２０１ 投写方向変更装置
２０３ ミラー
２０５ 投写レンズユニット
Ｌａ 光軸
Ｐｇ１、Ｐｇ２ 幾何学的重心
Ｐｒ１、Ｐｒ２ （回転軸の）交点
Ｒｘ 第２の回転軸
Ｒｙ 第１の回転軸

Claims (14)

1. プロジェクタの投写レンズユニットから出射される光を反射するミラーと、
   前記ミラーを第１軸および第２軸周りに回転可能に支持するミラー支持部と、
   前記ミラーを前記第１軸周りに回転駆動する第１駆動部と、
   前記ミラーを前記第２軸周りに回転駆動する第２駆動部と、
   前記ミラーが取り付けられるミラーフレームと、
   前記ミラー及びミラーフレームを前記プロジェクタに対して接続する取り付け部と、を備え、
   前記ミラーフレームには、前記ミラーの幾何学的重心に対して前記取り付け部側と反対側に位置する貫通孔を有し、
   前記ミラーにおいて、前記第１軸と前記第２軸との交点が、前記ミラーの幾何学的重心よりも前記取り付け部側に位置する、
   投写方向変更装置。
2. 前記ミラー支持部は、前記ミラーが取り付けられた前記ミラーフレームを前記第１軸および前記第２軸周りに回転可能に支持し、
   前記ミラーが取り付けられた前記ミラーフレームの重心が、前記ミラーの幾何学的重心よりも前記第１軸と前記第２軸との交点に近い位置に位置するように、前記ミラーフレームの重量バランスが調整されている、
   請求項１に記載の投写方向変更装置。
3. 前記ミラーが取り付けられた前記ミラーフレームの重心が、前記第１軸と前記第２軸との交点に位置するように、前記ミラーフレームの重量バランスが調整されている、
   請求項１に記載の投写方向変更装置。
4. 前記ミラーフレームは、前記重量バランスを調整するためのリブを備える、
   請求項３に記載の投写方向変更装置。
5. 前記貫通孔は、前記重量バランスを調整するための貫通孔である、
   請求項２から４のいずれか１つに記載の投写方向変更装置。
6. 前記ミラーは、前記投写レンズユニット側の辺が、前記投写レンズユニット側の辺と対向する前記投写レンズユニットと反対側の辺よりも短い、六角形である、
   請求項１から５のいずれか１つに記載の投写方向変更装置。
7. 前記第１駆動部および前記第２駆動部に前記ミラーの駆動量を指示するミラー制御部を備える、
   請求項１から６のいずれか１つに記載の投写方向変更装置。
8. 前記ミラーの姿勢情報を検出する姿勢センサを備え、
   前記ミラー制御部は、前記姿勢センサから受信した前記姿勢情報を基に前記ミラーの駆動量を調整する、
   請求項７に記載の投写方向変更装置。
9. 前記投写レンズユニットからの投写方向に沿って前記ミラーを変位可能な位置調整機構を備える、
   請求項１から８のいずれか１つに記載の投写方向変更装置。
10. 請求項７または８に記載の投写方向変更装置と、
    画像を投写するプロジェクタと、
    前記プロジェクタに画像を出力する画像出力器と、
    前記ミラー制御部に前記ミラーの姿勢に関する指令情報を送信し、前記画像出力器に前記指令情報と同期した画像出力情報を出力する制御部と、を備える、
    画像投写システム。
11. 前記プロジェクタは、投写レンズユニット内の複数または全てのレンズを、投写方向に沿ってまたは投写方向と平行に移動させるレンズ駆動部を備え、
    前記レンズ駆動部は、前記制御部からの指令信号を基に、前記投写方向変更装置の前記ミラーの駆動制御と協調して前記プロジェクタの投写機能を調整する、
    請求項１０に記載の画像投写システム。
12. 前記レンズ駆動部は前記投写レンズユニットのズーム調整を行う、
    請求項１１に記載の画像投写システム。
13. 前記レンズ駆動部は前記投写レンズユニットのフォーカス調整を行う、
    請求項１１に記載の画像投写システム。
14. 前記レンズ駆動部は前記投写レンズユニットのシフト調整を行う、
    請求項１１に記載の画像投写システム。

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