JPH0876005A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易で良好なフォーカス制御が可能なレンズ
駆動装置を提供する。 【構成】 レンズ７の焦点を移動調整すべく正逆駆動さ
れるモータ１８と、このモータ１８の動きをレンズ７の
光軸方向の移動に伝達する機構１９、１７と、モータ１
８を制御してレンズ７をその可動範囲の一方の限界位置
に移動させた後、その限界位置からモータ１８を予め設
定された所定の動作量だけ逆駆動させてレンズ７を焦点
調整のための原点位置に移動させる回路とを備えること
で、センサを使用せずに正確に原点位置を検出し、その
原点位置を基準にして高精度な焦点調整が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投影装置などに搭載され
るレンズ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビ映像やビデオ映像などを拡大投影
する投影装置として、テレビやＶＴＲ（ビデオテープレ
コーダ）などからの画像信号を受けて液晶表示パネルに
画像を表示し、その液晶表示された画像を投影レンズで
スクリーンに拡大投影する液晶プロジェクタが普及して
いる。

【０００３】また、光源、液晶表示パネル、投影レン
ズ、投影ミラー、等を収容した本体ケースの前面に透過
型スクリーンを設け、液晶表示パネルに表示された画像
を投影レンズで拡大し、投影ミラーで反射させてスクリ
ーンに背面から投影するリアタイプの投影装置としての
液晶プロジェクションテレビも普及している。

【０００４】図６には、この種の投影装置に搭載される
従来のレンズ駆動装置３３が示されている。このレンズ
駆動装置３３は、ステッピングモータ３４によって正逆
回転される円筒状の回転枠３５内に円柱状のレンズ保持
体３６を収納するとと共に、回転枠３５の側壁３５ａに
沿って斜めに形成したカム孔３７に、レンズ保持体３６
の外周部に突設された案内ピン３８を摺動可能に挿入し
てなる。レンズ保持体３６は、回転が規制された状態で
軸方向に移動可能に保持されているため、ステッピング
モータ３４によって回転枠３６が回転駆動されると、カ
ム孔３７に沿って案内ピン３８が上下に案内され、レン
ズ保持体３６が軸方向に移動する。これによってレンズ
保持体３６に保持された投影レンズ３９が光軸方向に移
動し、そのフォーカス調整がなされる。

【０００５】このレンズ駆動装置３３は、投影レンズ３
９のフォーカス調整を行う際の原点となる位置を検出す
るめにレンズ駆動装置３３の不動箇所である基板４０上
に発光素子４１と受光素子４２とからるフォトインタラ
プタ型の光センサ４３を設けるとともに、回転枠３５の
円盤４４上に羽形状の遮蔽板４５を取り付け、光センサ
４３を遮蔽板４５が遮ったときにその信号がモータ駆動
回路に送られるようになっている。そして原点位置を調
整する場合は、回転枠３５に取り付けられた遮蔽板４５
の位置、またはレンズ駆動装置３３の基板４０に設けら
れた光センサ４３の位置を変えることによって調整を行
っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のレンズ駆動装置３３は、機械的に遮蔽板４５ま
たは光センサ４３の位置を変えることによって、フォー
カス調整の原点位置を調整するので、調整が困難であ
り、微調整の精度に限界があるという欠点があった。ま
た、レンズ機能に直接関係ない光センサ４３や遮蔽板４
５などの付属物を使用するため部品点数が増加し、コス
トが高くなる問題もある。

【０００７】本発明は上記のような実状に鑑みてなされ
たもので、その目的は、簡易で良好なフォーカス制御が
可能なレンズ駆動装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のレンズ駆動装置は、レンズの焦点を移動調整
すべく正逆駆動されるモータと、このモータの動きをレ
ンズの光軸方向の移動に伝達する機構と、前記モータを
制御して前記レンズをその可動範囲の一方の限界位置に
移動させた後、その限界位置から前記モータを予め設定
された所定の動作量だけ逆駆動させて前記レンズを焦点
調整のための原点位置に移動させる回路とを備えてなる
（請求項１）。

【０００９】本発明のレンズ駆動装置において、前記回
路は、前記モータを制御して前記レンズをその可動範囲
の一方の限界位置に移動させた後、その限界位置から前
記モータを予め設定された所定の時間だけ逆駆動させて
前記レンズを焦点調整のための原点位置に移動させるよ
うにしてもよい（請求項２）。

【００１０】また、本発明のレンズ駆動装置において、
前記モータにステッピングモータを用い、前記回路は、
前記当該ステッピングモータを制御して前記レンズをそ
の可動範囲の一方の限界位置に移動させた後、その限界
位置から当該ステッピングモータを予め設定された所定
のステップ数だけ逆駆動させて前記レンズを焦点調整の
ための原点位置に移動させるようにしてもよい（請求項
３）。

【００１１】

【作用】本発明のレンズ駆動装置によれば、前記回路
が、前記モータを制御して前記レンズをその可動範囲の
一方の限界位置に移動させた後、その限界位置を基準に
して前記モータを予め設定された所定の動作量だけ逆駆
動させて前記レンズを焦点調整のための原点位置に移動
させるので、センサを使用せずに正確に原点位置を検出
し、その原点位置を基準にして高精度な焦点調整が可能
になる。

【００１２】また、前記限界位置から前記原点位置まで
のレンズ移動量に相当する前記モータの逆駆動の動作量
を前記モータの駆動時間で設定することで、回路内のタ
イマ機能などを用いて容易にレンズの原点位置を検出で
き、その原点位置を基準にして高精度な焦点調整が可能
になる。

【００１３】また、前記モータにステッピングモータを
用いることで、そのステップ数のカウント値によってレ
ンズの移動量を正確かつ容易に検知することができるの
で、前記限界位置から前記原点位置までのレンズ移動量
に相当する前記モータの逆駆動の動作量をステップ数の
カウント値で設定することで、正確かつ容易に原点位置
を検出でき、その原点位置を基準にして高精度な焦点調
整が可能になる。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明に係るレンズ駆動装置の実施
例について説明する。ここでは本発明を液晶プロジェク
ションテレビの投影レンズの駆動装置に適用した場合に
ついて説明する。図１は本発明のレンズ駆動装置を搭載
した液晶プロジェクションテレビの外観斜視図、図２は
図１に示す液晶プロジェクションテレビの内部構造を示
す破断背面図、図３は同じく破断側面図である。

【００１５】図１に示すように、液晶プロジェクション
テレビ１は機器ケース２の正面側上半部に背面側からの
投影画像を表示する透過型のスクリーン３を備えてい
る。

【００１６】そして、この液晶プロジェクションテレビ
１の内部には、図２および図３に示すように、機器ケー
ス２内の下半部に、光源４と、ダイクロイックミラー５
と、液晶表示モジュール６と、投影レンズ７と、この投
影レンズ７を駆動するレンズ駆動装置８と、冷却ファン
９とからなるオプティカルメカモジュール１０が設けら
れ、機器ケース２内の上半部に、投影ミラー１１が設け
られている。また、機器ケース２内の最下部には電源ユ
ニット１２が、側部にはスピーカ１３が設けられてい
る。

【００１７】光源４は、白色光を発するランプ１４をリ
フレクタ１５の焦点部に配置してなるもので、リフレク
タ１５の反射面１５ａを右側に向けて本体ケース２内の
左側下部に設置されている。すなわちこの光源４は、ラ
ンプ１４の発する白色光をリフレクタ１５で反射して図
示右向きに照射するものとなっており、その光軸上にダ
イクロイックミラー５が配置されている。

【００１８】ダイクロイックミラー５は、光源４からの
光を上方へ反射させるべく、図示では右上がり斜め４５
゜の傾斜姿勢で配置されている。そしてこのダイクロイ
ックミラー５の上方に、液晶表示モジュール６と、投影
レンズ７とが、光軸を一致させて配置されている。

【００１９】液晶表示モジュール６は、透明電極を配し
た２枚の透明ガラス板の間に液晶を封入して主要部が構
成された透過型表示装置であり、両側の透明電極に印可
する駆動電圧を画素毎に制御して液晶分子の配向状態を
変化させることにより画像を表示できるようになってい
る。

【００２０】投影レンズ７は、集光レンズ（図示省略）
と出射レンズ１６とを含む複数のレンズを組み合わせて
なり、集光レンズを液晶表示モジュール６に、出射レン
ズ１６を投影ミラー１１にそれぞれ臨ませて、レンズ駆
動装置８のレンズ保持体１７に保持されている（図３参
照）。

【００２１】レンズ駆動装置８は、投影レンズ７を搭載
した主として機械的要素からなるレンズ駆動機構部８Ａ
と、そのレンズ駆動機構部８Ａを駆動制御する電気的要
素からなる制御部９Ｂとで構成されている。

【００２２】レンズ駆動機構部８Ａは、図４に示すよう
に、ステッピングモータ１８によって正逆回転される円
筒状の回転枠１９内に円柱状のレンズ保持体１７を収納
すると共に、回転枠１９の円筒部の側壁１９ａに沿って
斜めに形成されたカム孔２０に、レンズ保持体１７の外
周部に突設されたカムピン２１を摺動可能に挿入してな
る。ステッピングモータ１８の本体１８ａは固定ブラケ
ット２５を介して基板２６に固定されている。なお図４
には、図２、図３に示すレンズ駆動機構部８Ａの外ケー
ス２７を取り外した状態が示されている。

【００２３】回転枠１９の下端部には円板状のフランジ
部２２が形成されており、その外周部には多数の歯２２
ａが形成されている。そしてステッピングモータ１８の
モータ軸２３に取り付けられた歯車２４が、回転枠１９
のフランジ部２２外周に噛合している。すなわちこのレ
ンズ駆動装置８は、ステッピングモータ１８の駆動力が
モータ軸２３の歯車２４を介して回転枠１９のフランジ
部２２に伝達され、回転枠１９全体がステッピングモー
タ１８の駆動によって正逆回転されるようになってい
る。レンズ保持体１７は、回転が規制された状態で軸方
向に移動可能に保持されているため、ステッピングモー
タ１８によって回転枠１９が回転駆動されると、カム孔
２０に沿ってカムピン２１が上下に案内され、レンズ保
持体１７が軸方向に移動する。これによってレンズ保持
体１７に保持されている投影レンズ７が光軸方向に移動
し、そのフォーカス調整がなされる。

【００２４】このレンズ駆動装置８の制御部８Ｂの内部
には、図５に示す回路２８が設けられている。この回路
２８は、制御回路２９と、駆動回路３０と、原点位置検
出メモリー回路３１とからなる。

【００２５】制御回路２９はこのレンズ駆動装置８全体
の動きを制御するための中央処理回路で、そのメインメ
モリには、この液晶プロジェクションテレビ１の始動後
直ちにステッピングモータ１８を制御して投影レンズ７
をその可動範囲の一方の限界位置に移動させ、その限界
位置からステッピングモータ１８を予め設定された所定
のステップ数だけ逆駆動させて投影レンズ７を焦点調整
のための原点位置に移動させるためのプログラムが格納
されている。

【００２６】駆動回路３０は、制御回路２９からの制御
信号に基づいてステッピングモータ１８に駆動パルス信
号を与える回路である。

【００２７】原点位置検出メモリー回路３１は、投影レ
ンズ７の可動範囲の一方の限界位置から原点位置までの
レンズ移動量に相当するステッピングモータ１８の逆駆
動の動作量をステップ数すなわち駆動パルス信号のカウ
ント値として記憶している。またこの記憶値は、制御回
路２９からの指令で随時書き換えられるようになってい
る。

【００２８】以上のように構成された液晶プロジェクシ
ョンテレビ１は、始動後直ちに、レンズ駆動装置８の駆
動制御部８Ｂ内の回路２８が作動して、投影レンズ７の
フォーカス調整のための原点調整がなされる。

【００２９】すなわち、液晶プロジェクションテレビ１
が始動されると、先ず、駆動制御部８Ｂ内の回路２８の
制御回路２９が作動して駆動回路３０に制御信号を与
え、ステッピングモータ１８を正逆いずれか一方向に駆
動させる。これによりレンズ駆動機構部８Ａの回転枠１
９が，一方向、例えば図４中矢印Ａの方向に駆動され、
それに伴ってレンズ保持体１７が上方に移動する。そし
て、レンズ保持体１７のカムピン２１が回転枠１９のカ
ム孔２０の上端部２０Ａに当接した時点でレンズ保持体
１７の移動が停止し、ステッピングモータ１８が空転状
態となる。このとき投影レンズ７はその可動範囲の一方
の限界位置に達しており、制御回路２９はステッピング
モータ１８が空転状態となった時点でステッピングモー
タ１８のカウントを０にリセットする（図６、ステップ
Ｓ１００）。

【００３０】次に、制御回路２９は、原点位置検出メモ
リー回路３１に記憶されている駆動パルスのカウント数
を読み出し、駆動回路３０にカウント値に応じた制御信
号を与えてステッピングモータ１８を逆駆動し、ステッ
ピングモータ１８のステップ数が設定されたカウント数
と一致するまでレンズ駆動機構部８Ａの回転枠１９を逆
方向、すなわち図４中矢印Ｂの方向に駆動する（図６、
ステップＳ１０１）。これに伴ってレンズ保持体１７が
所定の距離だけ下降し、投影レンズ７が焦点調整のため
の原点位置、すなわち使用上の原点位置に移動する（図
６、ステップＳ１０２）。

【００３１】制御回路２９は、原点調整後、そのときの
駆動パルスのカウント数を原点位置検出メモリー回路３
１に記憶させ（図６、ステップＳ１０３）、原点調整を
終了する（図６、ステップＳ１０４）。

【００３２】以上のようにして投影レンズ７の原点調整
がなされた後、その原点位置を基準にして投影レンズ７
の焦点が調整される。本実施例の構成によれば、ステッ
ピングモータ１８のステップ数のカウント値によって正
確かつ容易に投影レンズ７の原点位置を検出でき、その
原点位置を基準にして高精度な焦点調整がなされる。

【００３３】その後、オプティカルメカモジュール１０
の光源４その他の要素が作動して投影が開始される。光
源４から出射された光は、ダイクロイックミラー５によ
って上方に反射されて液晶表示モジュール６に入射す
る。そして、液晶表示モジュール６を透過した画像光
が、投影レンズ７に入射する。そして投影レンズ２０に
よって拡大されて上方に投影される画像光が、投影ミラ
ー２３による反射を経てスクリーン３に背面側から投影
され、スクリーン３の前面に透過光による画像が表示さ
れる。

【００３４】本実施例の液晶プロジェクションテレビ１
は、投影開始前に、前記のように高精度な焦点調整がな
されるので、極めて高画質な投影画像が実現できる。以
上、本発明を好適な実施例に基づき説明したが、本発明
は上記実施例に限定されるものではない。

【００３５】例えば上記実施例においては、投影レンズ
７の焦点を移動調整するためのモータにステッピングモ
ータを使用したが、ＤＣモータなどその他のモータを使
用することもできる。ＤＣモータを使用する場合、投影
レンズ７の可動範囲の一方の限界位置から原点位置まで
のレンズ移動量に相当するＤＣモータの逆駆動の動作量
をその駆動時間で設定しておくことで、回路２８内のタ
イマ機能などを用いて容易に投影レンズ７の原点位置を
検出でき、その原点位置を基準にして焦点調整できる。

【００３６】また上記実施例では、本発明を液晶プロジ
ェクションテレビに適用した場合を例にとって説明した
が、大型スクリーンを支柱などを用いて別途張設し、そ
のスクリーンの背後あるいは正面からビデオ映像などを
拡大投影するための投影装置にも有効に適用できる。そ
の場合、図２中に点線囲みで示すオプティカルメカモジ
ュール１０の構成はそのまま適用可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下のよ
うな優れた効果を発揮できる。 （１） 請求項１記載のレンズ駆動装置によれば、レン
ズの焦点を移動調整するためのモータを制御してレンズ
をその可動範囲の一方の限界位置に移動させた後、その
限界位置を基準にしてモータを予め設定された所定の動
作量だけ逆駆動させてレンズを焦点調整のための原点位
置に移動させるようにしたことにより、センサを使用せ
ずに正確に原点位置を検出し、その原点位置を基準にし
て高精度な焦点調整が可能になる。

【００３８】（２） 請求項２記載のレンズ駆動装置に
よれば、前記限界位置から前記原点位置までのレンズ移
動量に相当する前記モータの逆駆動の動作量を前記モー
タの駆動時間で設定することで、容易にレンズの原点位
置を検出でき、その原点位置を基準にして高精度な焦点
調整が可能になる。

【００３９】（３） 請求項３記載のレンズ駆動装置に
よれば、前記モータにステッピングモータを用いること
で、そのステップ数のカウント値によってレンズの移動
量を正確かつ容易に検知することができるので、前記限
界位置から前記原点位置までのレンズ移動量に相当する
前記モータの逆駆動の動作量をステップ数のカウント値
で設定することで、正確かつ容易に原点位置を検出で
き、その原点位置を基準にして高精度な焦点調整が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズ駆動装置を搭載した液晶プロジ
ェクションテレビの外観斜視図である。

【図２】図１に示す液晶プロジェクションテレビの内部
構造を示す破断背面図である。

【図３】図１に示す液晶プロジェクションテレビの破断
側面図である。

【図４】本発明のレンズ駆動装置の一実施例を示す斜視
図である。

【図５】図４のレンズ駆動装置の制御ブロック図であ
る。

【図６】図４のレンズ駆動装置の制御フローチャートで
ある。

【図７】従来のレンズ駆動装置の一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ レンズ駆動装置を搭載した液晶プロジェクションテ
レビ ３ スクリーン ４ 光源 ６ 液晶表示パネル ７ レンズ ８ レンズ駆動装置 ８Ａ レンズ駆動機構部 ８Ｂ 駆動制御部 １８ ステッピングモータ ２０ レンズ駆動機構部に設けられたカム孔 ２１ レンズ駆動機構部に設けられたカムピン ２８ 回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 13/34 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズの焦点を移動調整すべく正逆駆動
   されるモータと、このモータの動きをレンズの光軸方向
   の移動に伝達する機構と、前記モータを制御して前記レ
   ンズをその可動範囲の一方の限界位置に移動させた後、
   その限界位置から前記モータを予め設定された所定の動
   作量だけ逆駆動させて、前記レンズを焦点調整のための
   原点位置に移動させる回路とを備えていることを特徴と
   するレンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記回路は、前記モータを制御して前記
   レンズをその可動範囲の一方の限界位置に移動させた
   後、その限界位置から前記モータを予め設定された所定
   の時間だけ逆駆動させて前記レンズを焦点調整のための
   原点位置に移動させることを特徴とする請求項１記載の
   レンズ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記モータにステッピングモータを用
   い、前記回路は、前記当該ステッピングモータを制御し
   て前記レンズをその可動範囲の一方の限界位置に移動さ
   せた後、その限界位置から当該ステッピングモータを予
   め設定された所定のステップ数だけ逆駆動させて前記レ
   ンズを焦点調整のための原点位置に移動させることを特
   徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。