JP2013235215A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】レンズシフト機構を有しながらも、顧客の要望に応じて短焦点で広画角の投写レンズを組み付け可能なプロジェクターを提供すること。
【解決手段】交換群２１ａが固定群２３の物体側における有効な光線範囲の一部の光線を遮るような輪郭形状を有するので、投写レンズ２０の大型化を抑制することができ、装着された投写レンズ２０に適するシフト量を設定することができる。投写レンズ２０の大型化を抑制することで、プロジェクター１００の重心が偏って倒れ等の支障が発生することを防止でき、必要以上のレンズの露出を防ぐことができ、レンズの破損を防止でき、光学面の加工面積の減少によって製造コストを下げることができる。また、必要な部分において前玉を大きくした効果が得られレンズの性能を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、投写レンズを光軸に垂直な方向に相対的に移動させるレンズシフト機構を有するプロジェクターに関する。

近距離に画像を投影することができるプロジェクターの需要が増大しており、かかるプロジェクターに組み込まれるものとして、短焦点で広画角の投写レンズが種々提案されている（例えば特許文献１参照）。

プロジェクター用の投写レンズについては、特に高輝度タイプのプロジェクターの用途でも、近距離への投写を可能にする短焦点型への要望が高まりつつある。投写レンズは、このような短焦点化に伴って前玉径が大きくなる傾向を有する。

一般的に、高輝度タイプのプロジェクターでは、レンズシフト機構をもったレンズ交換方式が採用されている。このようなタイプのプロジェクターに短焦点レンズを取り付けようとした場合に、前玉が極端に大きくなりすぎて、本体に接触したり、或いはシフトさせる範囲に制限が加わったりしていた。そのため、シフト量、短焦点距離等の仕様に関して顧客の要望を満たす投写レンズをプロジェクター本体に組み付けることができない場合が生じていた。

特開２０１０−１２２５０５号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、レンズシフト機構を有しながらも、顧客の要望に応じて短焦点で広画角の投写レンズを組み付け可能なプロジェクターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るプロジェクターは、像側に配置される交換レンズユニットと物体側に配置される固定レンズユニットとを有する投写レンズと、固定レンズユニットをプロジェクター本体に対して交換可能に支持する連結部材と、前記交換レンズユニットを前記固定レンズユニットに対して交換可能に支持する連結部材との少なくとも一方を有する支持装置と、投写レンズを光軸に垂直な方向に相対的に移動させるためのレンズシフト機構とを備え、投写レンズの交換レンズユニットが、固定レンズユニットの物体側における有効な光線範囲の一部の光線を遮るような輪郭形状を有する。

本発明に係るプロジェクターでは、交換レンズユニットが固定レンズユニットの物体側における有効な光線範囲の一部の光線を遮るような輪郭形状を有するので、投写レンズの大型化を抑制することができ、装着された投写レンズに適するシフト量を確実に設定することができる。なお、投写レンズの大型化を抑制することで、プロジェクターの重心が偏って倒れ等の支障が発生することを防止でき、必要以上のレンズの露出を防ぐことができ、レンズの破損を防止でき、光学面の加工面積の減少によって製造コストを下げることができ、必要な部分において前玉を大きくした効果が得られレンズの性能を向上させることができる。

本発明の別の側面によれば、固定レンズユニットの有効な光線範囲の一部が投写レンズのシフト方向とは逆方向の偏芯残領域に対応する。この場合、投写レンズをシフトさせることを前提としており、投写レンズの配置に応じて有効に活用される光路に交換レンズユニットを配置することができる。

本発明のさらに別の側面によれば、固定レンズユニットの有効な光線範囲の一部が光軸から所定半径の円より外側の輪帯状領域に対応する。この場合、投写レンズをシフトさせないことを前提としており、投写レンズの配置に応じて有効に活用される光路に交換レンズユニットを配置することができる。

本発明のさらに別の側面によれば、交換レンズユニットが樹脂レンズを含んでいる。この場合、投写レンズの先端側を軽くすることができ、非球面の組み込みが容易となって、投写レンズの性能を向上させることができる。

本発明のさらに別の側面によれば、投写レンズに取り付けられた交換レンズユニットのタイプに関する情報を検出する検出部と、検出部の出力に基づいて投写レンズのシフト量の許容範囲を判断する判断部とをさらに備える。この場合、投写レンズに取り付けられた交換レンズユニットのタイプに応じた投写レンズのシフト量の許容範囲を判断することができ、投写レンズに許容限度を超えたシフト量を設定することを防止できる。

本発明のさらに別の側面によれば、判断部が、投写レンズのシフト量の許容範囲を超える場合に警告を出力し、又は投写レンズのシフト量の許容範囲を超える場合にレンズシフト機構の動作を制限する。この場合、許容範囲を超えるようなシフトを警告によって防止し、或いは許容範囲を超えるようなシフトをレンズシフト機構に行わせないことによって、投写レンズを適切に使用することができる。

第１実施形態のプロジェクターを説明する図である。 図１のプロジェクターのうち投写レンズの構造を説明する概念図である。 （Ａ）は、第１タイプの交換レンズユニットを装着した投写レンズを例示する断面図であり、（Ｂ）は、装着された交換レンズユニットの正面の概念図である。（Ｃ）は、第２タイプの交換レンズユニットを装着した投写レンズを例示する断面図であり、（Ｄ）は、装着された交換レンズユニットの正面の概念図である。 （Ａ）は、変形例の交換レンズユニットを装着した投写レンズを例示する断面図であり、（Ｂ）は、装着された交換レンズユニットの正面の概念図である。 図１のプロジェクターの動作例を説明する図面である。 第２実施形態のプロジェクターの投写レンズ等を説明する図である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態に係るプロジェクター及び投写レンズを詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１に示すように、第１実施形態のプロジェクター１００は、画像光を投写する光学系部分５０と、光学系部分５０の動作を制御する回路装置８０とを備える。

光学系部分５０において、光源１０は、例えば超高圧水銀ランプであって、Ｒ光、Ｇ光、及びＢ光を含む光を射出する。光源１０は、超高圧水銀ランプ以外の放電光源であってもよいし、ＬＥＤやレーザーのような固体光源であってもよい。第１インテグレーターレンズ１１及び第２インテグレーターレンズ１２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレーターレンズ１１は、光源１０からの光束を複数に分割する。第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子は、光源１０からの光束を第２インテグレーターレンズ１２のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテグレーターレンズ１２のレンズ素子は、重畳レンズ１４と協働して、第１インテグレーターレンズ１１のレンズ素子の像を液晶パネル１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに形成する。このような構成により、光源１０からの光が液晶パネル１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂの表示領域全体を略均一な明るさで照明する。

偏光変換素子１３は、第２インテグレーターレンズ１２からの光を所定の直線偏光に変換させる。重畳レンズ１４は、第１インテグレーターレンズ１１の各レンズ素子の像を、第２インテグレーターレンズ１２を介して液晶パネル１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂの表示領域上で重畳させる。

第１ダイクロイックミラー１５は、重畳レンズ１４から入射したＲ光を反射させ、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー１５で反射されたＲ光は、反射ミラー１６及びフィールドレンズ１７Ｒを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｒへ入射する。液晶パネル１８Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調することにより、Ｒ色の画像を形成する。

第２ダイクロイックミラー１１５は、第１ダイクロイックミラー１５からのＧ光を反射させ、Ｂ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー１１５で反射されたＧ光は、フィールドレンズ１７Ｇを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｇへ入射する。液晶パネル１８Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調することにより、Ｇ色の画像を形成する。第２ダイクロイックミラー１１５を透過したＢ光は、リレーレンズ８ａ，８ｂ、反射ミラー９ａ，９ｂ、及びフィールドレンズ１７Ｂを経て、光変調素子である液晶パネル１８Ｂへ入射する。液晶パネル１８Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調することにより、Ｂ色の画像を形成する。

クロスダイクロイックプリズム１９は、光合成用のプリズムであり、各液晶パネル１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂで変調された光を合成して画像光とし、投写レンズ２０へ進行させる。

投写レンズ２０は、各液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂによって変調されクロスダイクロイックプリズム１９で合成されたカラーの画像光を不図示のスクリーン上に拡大投写する。なお、投写レンズ２０は、後に詳述するが、異なるタイプの投写レンズに交換可能になっており、さらに、システム光軸ＡＸに対して光軸ＯＡを紙面に垂直なＹ方向にずらして配置するレンズシフトが可能になっている。

以上の光学系部分５０のうち投写レンズ２０を除いた部分、すなわち光源１０、インテグレーターレンズ１１，１２、偏光変換素子１３、ダイクロイックミラー１５，１１５、液晶パネル１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ、クロスダイクロイックプリズム１９等は、遮光性の導光部材４０ａ内に収納されて固定されており、これらをプロジェクター本体４０と呼ぶものとする。

なお、投写レンズ２０とプロジェクター本体４０との間には、投写レンズ２０全体を光軸ＯＡに垂直な方向に所望量だけ変位させるレンズシフトを行うためのレンズシフト機構６３が設けられている。レンズシフト機構６３によって投写レンズ２０のシフト量を調整することで、斜め投写（アオリ投写）の程度を調整することができる。

回路装置８０は、ビデオ信号等の外部画像信号が入力される画像処理部８１と、画像処理部８１の出力に基づいて光学系部分５０に設けた液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂを駆動する表示駆動部８２と、投写レンズ２０に設けた駆動機構（不図示）等を動作させて投写レンズ２０の状態を調整するレンズ駆動部８３と、ユーザーが操作するキー、ユーザーに情報を提示するディスプレイ、ランプ、ブザー等を含むインターフェース部８６と、これらの回路部分８１，８２，８３等の動作を統括的に制御する主制御部８８とを備える。

画像処理部８１は、入力された外部画像信号を各色の階調等を含む画像信号に変換する。画像処理部８１は、画像信号に対してキーストーン補正等の各種画像処理を行うこともでき、文字、図形等を含む制御・管理情報を表示するための内部画像信号を形成することもできる。表示駆動部８２は、画像処理部８１から出力された画像信号に基づいて液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂを動作させることができ、当該画像信号に対応した画像又はこれに画像処理を施したものに対応する画像を液晶パネル１８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂに形成させることができる。

レンズ駆動部８３は、主制御部８８の制御下で動作し、例えばレンズ駆動装置６２を介して投写レンズ２０を構成する一部の光学要素を光軸ＯＡに沿って適宜移動させることにより、投写レンズ２０によるスクリーン（不図示）上への画像の投写倍率を変化させることができる。また、レンズ駆動部８３は、レンズシフト機構６３を介して投写レンズ２０全体を光軸ＯＡに垂直な上下のＹ方向に移動させるシフト（アオリ）の調整により、スクリーン上に投写される画像のＹ方向に関する縦位置を変化させることができる。また、レンズ駆動部８３は、投写レンズ２０に設けたレンズ情報保持部６５から情報を取得することができる。具体的には、レンズ駆動部８３は、プロジェクター本体４０に現在搭載されている投写レンズ２０のタイプに関する情報、投写レンズ２０に装着されている交換群２１ａのタイプに関する情報等をレンズ情報として取得し、それらの情報を主制御部８８に送信する。

以下、図２を参照して、投写レンズ２０の具体的な構造について説明する。投写レンズ２０は、像側（スクリーン側）に第１レンズ群２１と、物体側（パネル側）に第２レンズ群２２とを備え、液晶パネル１８Ｇの画面ＩＰを不図示のスクリーン上に投写する。これらのうち、第１レンズ群２１は、像側の第１部分である交換群２１ａと、物体側の第２部分である固定部分２１ｂとからなる。像側の交換群２１ａは、投写レンズ２０の前玉であり、着脱可能で異種のレンズ部分に置換することができるが、物体側の固定部分２１ｂは、第２レンズ群２２に固定され着脱することができない。固定部分２１ｂや第２レンズ群２２は、プロジェクター本体４０に対して一体的に着脱可能であるが、交換群２１ａとの関係で交換されないで固定された状態で使用されるので、両者を併せて固定群２３と呼ぶものとする。なお、交換群２１ａ及び固定群２３は、光軸ＯＡを共通にする共軸系となっている。

固定群２３は、固定側鏡筒部２０ａ内に収納されて固定されて、交換群２１ａは、交換側鏡筒部２０ｂ内に収納されて固定されている。固定群２３と固定側鏡筒部２０ａとを合わせて固定レンズユニット２０Ｂと呼び、交換群２１ａと交換側鏡筒部２０ｂとを合わせて交換レンズユニット２０Ａと呼ぶ。固定側鏡筒部２０ａすなわち固定レンズユニット２０Ｂは、第１連結部材７１を介してレンズシフト機構６３に固定されている。レンズシフト機構６３は、プロジェクター本体４０の導光部材４０ａに固定されており、結果的に、第１連結部材７１は、固定レンズユニット２０Ｂを含む投写レンズ２０をプロジェクター本体４０に対して交換可能に支持している。交換側鏡筒部２０ｂすなわち交換レンズユニット２０Ａは、第２連結部材２０ｃを介して固定側鏡筒部２０ａに固定されている。ここで、固定側鏡筒部２０ａは、既述のようにレンズシフト機構６３を介してプロジェクター本体４０の導光部材４０ａに固定されており、結果的に、第２連結部材２０ｃは、投写レンズ２０のうち交換群２１ａをプロジェクター本体４０や固定群２３に対して交換可能に支持している。以上において、第１連結部材７１と第２連結部材２０ｃとは、投写レンズ２０をプロジェクター本体４０に対して交換可能に支持する支持装置９０として機能し、第２連結部材２０ｃは、交換群２１ａ又は交換レンズユニット２０Ａを固定群２３又は固定レンズユニット２０Ｂに対して着脱可能に固定する固定部として機能している。

以上で説明した支持装置としての第１連結部材７１や第２連結部材２０ｃは、メカ的な嵌合構造、ネジ止め構造等とすることができる。このような構造とすることで、たとえ交換式であっても使用中に回転したりしてずれることがなく良好な映像を維持することができる。

固定レンズユニット２０Ｂの固定側鏡筒部２０ａには、接点パターンやメモリーであるレンズ情報保持部６５が設けられており、プロジェクター本体４０を介して回路装置８０による情報の読み取りを可能にしている。交換レンズユニット２０Ａの交換側鏡筒部２０ｂにも、レンズ情報保持部６５が設けられており、固定側鏡筒部２０ａ及びプロジェクター本体４０を介して回路装置８０による情報の読み取りを可能にしている。つまり、固定レンズユニット２０Ｂをプロジェクター本体４０側に固定することで、回路装置８０のレンズ駆動部８３によって、固定レンズユニット２０Ｂを構成する固定群２３のタイプその他の仕様を自動的に検出することができる。同様に、交換レンズユニット２０Ａをプロジェクター本体４０側に固定されている固定レンズユニット２０Ｂに接続することで、回路装置８０のレンズ駆動部８３によって、交換レンズユニット２０Ａを構成する交換群２１ａのタイプその他の仕様を自動的に検出することができる。

なお、レンズシフト機構６３により投写レンズ２０全体を光軸ＯＡに垂直な方向に移動させてシフト量を調整することで、スクリーン上に投写される画像の光軸ＯＡからの傾斜量やズレ量を増減させることができる。つまり、固定側鏡筒部２０ａの光軸ＯＡを液晶パネル１８Ｇのシステム光軸ＡＸに平行な状態を保ちつつ、固定側鏡筒部２０ａの光軸ＯＡを液晶パネル１８Ｇのシステム光軸ＡＸに対して例えば上方向（＋Ｙ方向）に適当なシフト量ＳＦだけ移動させることで、光軸ＯＡから上方向（＋Ｙ方向）に外れた位置に画像を投写することができ、シフト量ＳＦの調整によって画像の投写位置を縦方向に上下移動させることができる。

図３（Ａ）及び３（Ｃ）は、投写レンズ２０の組み付け例を示す図である。図３（Ａ）は、交換群２１ａとして偏芯型のレンズを組み合わせた投写レンズ２０を示し、図３（Ｃ）は、交換群２１ａとして非偏芯型のレンズを組み合わせた投写レンズ２０を示す。

図３（Ａ）に示す第１例の交換群２１ａの場合、図３（Ｂ）に示すように、下半分を切り欠いたような上半円形状の輪郭を有する。下半円部分は、プロジェクター１００が画像を投写する際、固定群２３から投射される映像光は射出されず迷光が射出される部分に相当する偏芯残領域Ａ１１である。このように偏芯残領域Ａ１１に相当する部分を切り欠くことにより、交換レンズユニット２０Ａを小型化及び軽量化することができる。交換群２１ａを構成する第１〜３レンズＬ１〜Ｌ３は、樹脂製の非球面レンズであり、先端側を軽くすることができる。なお、ガラス製の材料のレンズの下半分を切断し用いても良い。第１レンズＬ１〜Ｌ３の材料としては、アクリルのほか、シクロオレフィンポリマー系の材料を用いることが望ましい。第１レンズＬ１〜Ｌ３の材料がすべて同一でもよいし、レンズごとに材料が異なっていてもよい。図示の場合、投写レンズ２０全体が＋Ｙ方向にシフトした状態となっている。つまり、シフト方向はＹ方向となっている。また、交換側鏡筒部２０ｂは、固定群２３の物体側における有効な光線範囲Ａ０の一部の光線を遮るような輪郭形状を有する。具体的には、交換側鏡筒部２０ｂ内の導光空間は、投写レンズ２０のシフト方向とは逆方向に偏った下半円形状の偏芯残領域Ａ１１に対応する光線を遮るような輪郭形状を有する。つまり、固定群２３からの迷光を交換側鏡筒部２０ｂにて遮光できる。

図３（Ａ）に示す例では、投写レンズ２０に対し液晶パネル１８Ｇ等は、例えば５０％以上のシフト量で相対的にシフトさせることができる。このようにシフト量が大きい場合、短焦点のフロント投写でも、観察者にプロジェクター１００の存在を感じさせずに投写を行うことができ、しかも、観察者には直接投写レンズ２０が見えにくいのでまぶしくなく、影になりにくいという効果がある。また、交換群２１ａの材料として樹脂材料を用いることで、交換群２１ａが軽量化されるので、交換群２１ａの交換作業が容易になり、また、投写レンズ２０の倒れを防止する効果が大きくなる。また、前玉である交換群２１ａを非球面化することで、投写レンズ２０の性能を向上させることができ、樹脂を用いることで大型化も容易であることから、さらなる性能向上が期待される。

図３（Ｃ）に示す第２例の交換群２１ａの場合、図３（Ｄ）に示すように、光軸ＯＡを中心とする所定半径の円形状の輪郭を有する。交換群２１ａの外周より外側の領域は、プロジェクター１００が画像を投写する際、固定群２３から投射される映像光は射出されず迷光が射出される部分に相当する輪帯状領域Ａ２１である。このように輪帯状領域Ａ２１に相当する部分を切り欠くことにより、交換レンズユニット２０Ａを小型化及び軽量化することができる。交換群２１ａを構成する第１〜第３レンズＬ１〜Ｌ３は、樹脂製の非球面レンズであり、先端側を軽くすることができる。図示の場合、投写レンズ２０がシフトした状態となっておらず、光軸ＯＡとシステム光軸ＡＸとが一致している。また、交換側鏡筒部２０ｂは、固定群２３の物体側における有効な光線範囲Ａ０の一部の光線を遮るような輪郭形状を有する。具体的には、交換側鏡筒部２０ｂ内の導光空間は、光軸ＯＡから所定半径の円より外側の輪帯状領域Ａ２１に対応する光線を遮るような輪郭形状を有する。つまり、固定群２３からの迷光を交換側鏡筒部２０ｂにて遮光できる。

図３（Ｃ）に示す例では、投写レンズ２０のシフト量を０％として、短距離で投写することができる。このような光学系は、リア投写に有効であり、レンズの中心付近を利用するので、解像度が高く、周辺光量が落ちないという利点がある。

なお、図４（Ａ）に示す変形例の交換群２１ａの場合、図４（Ｂ）に示すように、光軸ＯＡを中心とする長方形状の輪郭を有する。交換群２１ａの短軸方向外周より外側の領域は、プロジェクター１００が画像を投写する際、固定群２３から投射される映像光は射出されず迷光が射出される部分に相当する弓型状領域Ａ３１，Ａ３２である。このように弓型状領域Ａ３１，Ａ３２に相当する部分を切り欠くことにより、交換レンズユニット２０Ａを小型化及び軽量化することができる。この場合、投写レンズ２０がシフトした状態となっておらず、光軸ＯＡとシステム光軸ＡＸとが一致している。また、交換側鏡筒部２０ｂは、固定群２３の物体側における有効な光線範囲Ａ０の一部の光線を遮るような輪郭形状を有する。具体的には、交換側鏡筒部２０ｂ内の導光空間は、光軸ＯＡから上下のＹ方向に関して所定幅以上離れた一対の弓形状領域Ａ３１，Ａ３２に対応する光線を遮るような輪郭形状を有する。つまり、固定群２３からの迷光を交換側鏡筒部２０ｂにて遮光できる。

図５は、第１実施形態のプロジェクター１００の動作の一例について説明するフローチャートである。

まず、回路装置８０の主制御部８８は、検出部として、レンズ駆動部８３を介してレンズ情報を検出する動作を行う（ステップＳ１１）。つまり、プロジェクター本体４０に固定レンズユニット２０Ｂ及び交換レンズユニット２０Ａが固定されている場合、主制御部（検出部）８８は、これらからレンズ情報の読み取りを行う。ユーザー（設置業者を含む）は、用途に応じた所望の投写レンズ２０を選択し、これをプロジェクター本体４０に対して取り付けることができる。投写レンズ２０の取り付けによって検出されるレンズ情報には、固定レンズユニット２０Ｂに組み込まれた固定群２３のタイプ等に関する情報と、交換レンズユニット２０Ａの交換群２１ａのタイプ等に関する情報とが含まれている。

固定レンズユニット２０Ｂ及び交換レンズユニット２０Ａからレンズ情報を検出できた場合（ステップＳ１２のＹ）、主制御部８８は、記憶部８８ａにレンズ情報を保存する（ステップＳ１４）。なお、固定レンズユニット２０Ｂのレンズ情報を検出できても交換レンズユニット２０Ａのレンズ情報を検出できない場合、投写レンズ２０が使用可能な状態でなく、検出不能（Ｎ）と判断される。

その後、主制御部８８は、判断部として、ステップＳ１１で得たレンズ情報（具体的には固定群２３及び交換群２１ａの組み合わせの情報）から、全体としての投写レンズ２０のシフト量の許容範囲を設定しその結果を記憶部８８ａに保管する（ステップＳ１５）。投写レンズ２０のシフト量の許容範囲の設定に際して、主制御部（判断部）８８は、装着可能な投写レンズ２０を構成する各群のレンズ仕様等に応じて予め準備され記憶部８８ａに保管されているテーブルを利用する。

なお、固定レンズユニット２０Ｂのレンズ情報を検出できなかった場合（ステップＳ１２のＮ）、投写レンズ２０が取り外されたと考えて、レンズ駆動部８３の動作位置をリセットする（ステップＳ１３）。つまり、レンズ駆動部８３にセットされたシフト量をゼロとして投写レンズ２０が新たに装着された場合に、光軸ＯＡがシステム光軸ＡＸに一致するようにする。レンズ駆動部８３の動作位置をリセットした後は、ステップＳ１１に戻ってプロジェクター本体４０に投写レンズ２０が固定されていればその読み取りを行う（ステップＳ１１）。

主制御部８８は、ステップＳ１５でシフト量の許容範囲を設定した後に、ユーザーがインターフェース部８６を操作してシフト量の変更を指示する操作を行ったか否かの確認と変更後のシフト量の読み取りとを行う（ステップＳ１６）。

シフト量の変更を指示する操作があった場合（ステップＳ１６のＹ）、主制御部８８は、変更後のシフト量がステップＳ１５で設定されたシフト量の許容範囲を超えるか否かを判断する（ステップＳ１７）。シフト量の変更を指示する操作がなかった場合（ステップＳ１６のＮ）、ステップ１９へと進む。

変更後のシフト量が許容範囲内である場合（ステップＳ１７のＹ）、主制御部８８は、レンズ駆動部８３を適宜動作させて、投写レンズ２０のシフト量がステップＳ１６で得た変更後のシフト量となるようにレンズシフトさせる（ステップＳ１８）。

その後、主制御部８８は、プロジェクター１００の電源がＯＦＦされるか否かを判断し（ステップＳ１９）、電源がＯＦＦされる場合（ステップＳ１９のＹ）は、処理を終了する。プロジェクター１００の電源がＯＦＦされない場合は、ステップＳ１６に戻る。

変更後のシフト量が許容範囲外である場合（ステップＳ１７のＮ）、主制御部８８は、判断部として、レンズ駆動部８３の動作を禁止し或いは停止させる（ステップＳ２１）。つまり、主制御部（判断部）８８によって投写レンズ２０のレンズシフトが制限される。さらに、主制御部（判断部）８８は、インターフェース部８６に表示や音声で警告を行わせる（ステップＳ２２）。これにより、投写レンズ２０に対して不適切なレンズシフトが行われることを防止できる。具体的には、例えばユーザーが使用範囲を超えてレンズシフトを設定して、映像が映らないという現象が生じることを防止することができる。その後は、ステップＳ１６に戻る。

以上の動作は、プロジェクター１００が投写動作を行っていない期間を含めて繰り返される。また、固定レンズユニット２０Ｂや交換レンズユニット２０Ａが交換されたことを検出した場合、ステップＳ１１に戻ってレンズ情報を再度取得し、このレンズ情報を記憶部８８ａに保存するとともに（ステップＳ１４）、投写レンズ２０のシフト量の許容範囲を設定してその結果を不図示の記憶部８８ａに保管する（ステップＳ１５）。

第１実施形態のプロジェクター１００によれば、交換群２１ａが、プロジェクター１００が画像を投写する際、固定群２３から投射される映像光は射出されず迷光が射出される部分に相当する領域を切除した輪郭形状を有し、交換側鏡筒部２０ｂが、固定群２３の物体側における有効な光線範囲の一部の光線を遮るような輪郭形状を有するので、投写レンズ２０の大型化を抑制することができ、装着された投写レンズ２０に適するシフト量を確実に設定することができる。見方を変えれば、ユーザーが希望する使用環境で必要となるシフト量に応じて、投写レンズ２０の交換群２１ａである前群部を適切なものに変更することができる。この際、固定レンズユニット２０Ｂである後群部を共通のレンズとし、交換レンズユニット２０Ａである前群部のみをシフト量の程度に応じて交換できるようにすれば、レンズ設計の負担が軽減され、設置環境に適合したレンズを比較的容易に提供できる。

なお、投写レンズ２０の大型化を抑制することで、プロジェクター１００の重心が偏って倒れ等の支障が発生することを防止でき、必要以上のレンズの露出を防ぐことができ、レンズの破損を防止でき、光学面の加工面積の減少によって製造コストを下げることができる。また、必要な部分において前玉を大きくした効果が得られレンズの性能を向上させることができる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態のプロジェクターについて説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態のプロジェクターの変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。

図６に示す第２実施形態の場合、交換群２１ａは、図３（Ａ）に示すものと同一の構造を有するが、上下反転して配置されている。本実施形態の場合、主制御部８８は、レンズ駆動部８３を介してレンズ情報保持部６５から交換群２１ａのタイプだけでなく交換群２１ａの配置（回転姿勢）も検出することができる。つまり、第２連結部材（固定部）２０ｃの部分的な修正又は変更により、交換レンズユニット２０Ａを上下反転して取り付け可能なタイプとできる。これにより、上下いずれの斜め投写（アオリ投写）を行う場合にも、単一の投写レンズ２０を装着するだけで済み、装着された投写レンズ２０に適するシフト量を設定することができる。本実施形態の場合、例えばプロジェクター１００を天吊した際に、プロジェクター１００を上下反転させないで交換レンズユニット２０Ａを上下反転し、レンズ駆動部８３によるレンズシフトを逆転させるだけで対応することが可能になる。

以上では、交換レンズユニット２０Ａを上下反転して装置する場合について説明したが、ユーザーが交換レンズユニット２０Ａを光軸ＯＡのまわりに自由に回転できるような機構としてもよい。プロジェクター１００に対して投写像を左右方向にシフトさせたい場合、交換レンズユニット２０Ａを左右のシフトさせたい方向に回転させ、レンズ駆動部８３によるレンズシフトを左右に関して対応するシフト量に設定すればよい。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

例えば、上記実施形態等では、主制御部８８等によってプロジェクター本体４０に固定された投写レンズ２０を自動的に認識しているが、プロジェクター本体４０に固定された投写レンズ２０を手動で設定して主制御部８８に保持させ、シフト量の許容範囲の設定に反映させることができる。

また、上記実施形態では、支持装置が、固定レンズユニット２０Ｂをプロジェクター本体４０に対して交換可能に支持する第１連結部材７１と、交換レンズユニット２０Ａを固定レンズユニット２０Ａに対して交換可能に支持する第２連結部材２０ｃとを備えているが、固定レンズユニット２０Ｂはプロジェクター本体４０に交換不可能に固定され、支持装置が交換レンズユニット２０Ａを固定レンズユニット２０Ｂに交換可能に支持する第２連結部材２０ｃのみを備えることができる。もしくは、交換レンズユニット２０Ａと固定レンズユニット２０Ｂとが取り外し不可能に固定され、支持装置が、固定レンズユニット２０Ｂ（投写レンズ２０）をプロジェクター本体４０に対して交換可能に支持する第１連結部材７１のみを備えることもできる。

また、上記実施形態等では、レンズシフト機構６３により投写レンズ２０をシフトさせているが、液晶パネル１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ等をシフトさせることもできる。

また、上記実施形態等では、第１レンズ群２１の一部を交換群２１ａとしているが、第１レンズ群２１の全体を交換群とすることができる。

また、上記実施形態等では、ユーザーが交換レンズユニット２０Ａを装着した段階でレンズ駆動部８３を適宜動作させて、自動的に適正なシフト量に調整することもできる。

また、交換群２１ａの輪郭は、半円、円、長方形に限らず、様々な形状とすることができる。

また、上記実施形態のプロジェクター１００では、照明系を、光源１０、インテグレーターレンズ１１，１２、偏光変換素子１３、ダイクロイックミラー１５，１１５等で構成したが、インテグレーターレンズ１１，１２等については省略することができる。

上記実施形態では、３つの液晶パネル１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを用いたプロジェクター１００の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶パネルを用いたプロジェクター、或いは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用可能である。

上記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクターの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクターにも適用可能である。

８ａ，８ｂ…リレーレンズ、 ９ａ，９ｂ…反射ミラー、 １０…光源、 １１，１２…インテグレーターレンズ、 １３…偏光変換素子、 １４…重畳レンズ、 １５，１１５…ダイクロイックミラー、 １８Ｇ，１８Ｒ，１８Ｂ…液晶パネル、 １９…クロスダイクロイックプリズム、 ２０…投写レンズ、 ２０Ａ…交換レンズユニット、 ２０Ｂ…固定レンズユニット、 ２０ａ…固定側鏡筒部、 ２０ｂ…交換側鏡筒部、 ２０ｃ…第１連結部材、 ２１…レンズ群、 ２１ａ…交換群、 ２１ｂ…固定部分、 ２２…レンズ群、 ２３…固定群、 ４０…プロジェクター本体、 ４０ａ…導光部材、 ５０…光学系部分、 ６２…レンズ駆動部、 ６３…レンズシフト機構、 ６５…レンズ情報保持部、 ７１…第２連結部材、 ８０…回路装置、 ８１…画像処理部、 ８２…表示駆動部、 ８３…レンズ駆動部、 ８６…インターフェース部、 ８８…主制御部、 １００…プロジェクター、 Ａ０…光線範囲、 Ａ１１…偏芯残領域、 Ａ２１…輪帯状領域、 ＡＸ…システム光軸、 ＯＡ…光軸

Claims (6)

1. 像側に配置される交換レンズユニットと物体側に配置される固定レンズユニットとを有する投写レンズと、
   前記固定レンズユニットをプロジェクター本体に対して交換可能に支持する連結部材と、前記交換レンズユニットを前記固定レンズユニットに対して交換可能に支持する連結部材との少なくとも一方を有する支持装置と、
   前記投写レンズを光軸に垂直な方向に相対的に移動させるためのレンズシフト機構とを備え、
   前記投写レンズの前記交換レンズユニットは、前記固定レンズユニットの物体側における有効な光線範囲の一部の光線を遮るような輪郭形状を有する、プロジェクター。
2. 前記固定レンズユニットの有効な光線範囲の一部は、前記投写レンズのシフト方向とは逆方向の偏芯残領域に対応する、請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記固定レンズユニットの有効な光線範囲の一部は、光軸から所定半径の円より外側の輪帯状領域に対応する、請求項１に記載のプロジェクター。
4. 前記交換レンズユニットは、樹脂レンズを含んでいる、請求項１から３までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
5. 前記投写レンズに取り付けられた前記交換レンズユニットのタイプに関する情報を検出する検出部と、前記検出部の出力に基づいて前記投写レンズのシフト量の許容範囲を判断する判断部とをさらに備える、請求項１から４までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
6. 前記判断部は、前記投写レンズのシフト量の許容範囲を超える場合に警告を出力し、又は前記投写レンズのシフト量の許容範囲を超える場合に前記レンズシフト機構の動作を制限する、請求項５に記載のプロジェクター。

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