JP3198630B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本特許は液晶プロジェクターの構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶プロジェクターのオートフォ
ーカス機構は、投射レンズと赤外線等による測距機構が
一体で構成されたものだった。つまり赤外線像を発光し
それを受光することでスクリーンまでの距離を測るとい
った測距機構と、投射レンズのフォーカス機構とがギヤ
やカム等により連動することで自動的にフォーカスを合
わせ液晶パネルによって生成された画像をきれいにスク
リーン上に拡大投影していた。また従来の液晶プロジェ
クターは投射レンズの交換はできなかったので、投射レ
ンズの焦点距離や、投射距離と画面サイズの関係などを
表示する必要もなく、機構もなかった。また投影するス
クリーンの大きさを測定する機構はなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来技術に対し
て、液晶プロジェクターの使用範囲を広げるために、投
射レンズを交換可能にすることが考えられる。たとえば
焦点距離の異なる投射レンズを用意しておけば、投射距
離に合ったレンズを付けることで画面サイズを調整でき
る。この場合、従来方法のオートフォーカス構造のよう
に投射レンズに測距機構が付いている機構では、投射レ
ンズが大型化してしまう上、測距機構に手等触れて、精
度が劣化するといった問題点があった。また、交換用の
レンズとしては一眼レフカメラの交換レンズが性能さえ
許せばもっともポピュラーなレンズであるが、このレン
ズはフォーカス調整機構をもっているもののオートフォ
ーカスのための測距機構は持っていない。したがって、
実際に使用することができなかった。

【０００４】また、レンズ交換機構を有していても、レ
ンズや画面サイズについての情報がスクリーンや表示パ
ネル等になく、不便であるといった問題もあった。たと
えば投射してみて画面が小さい場合、現在使っているレ
ンズの焦点距離が表示されないので、どのレンズをつぎ
に使えば良いか良くわからないといった問題点がある。
またズームレンズを使い画面サイズを決める際に画面を
見ながら行っていたので設定に時間がかかり、見たい場
面を逃してしまうといった問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のプロジェクター
は、フォーカス調整機構を有する投射レンズと、光源、
および投射面までの距離を測る測距機構を有するプロジ
ェクター本体と、該投射レンズと該プロジェクター本体
との間に位置する第１の接点部と、該投射レンズと該プ
ロジェクター本体との間に位置する第２の接点部であっ
て、該投射レンズの情報を該投射レンズから該プロジェ
クター本体へ伝達するための第２の接点部と、該第２の
接点部を介して前記プロジェクター本体側へ伝達された
レンズ情報および該測距機構から得られる距離情報に基
づいて該フォーカス調整機構を駆動するための信号を発
生するフォーカス調整機構駆動信号発生手段と、を備え
る。そして、該フォーカス調整機構を駆動するための信
号が該第１の接点部を介して該プロジェクター本体から
該投射レンズへ伝達される。好ましくは、前記第２の接
点部を介して得られた前記投射レンズの情報を前記プロ
ジェクタ−本体または前記投射面に表示するための表示
手段を備える。

【０００６】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の液晶プロジェクターの一実
施例の斜視図、図２は本発明の液晶プロジェクターの投
射レンズの一実施例の斜視図、図３は本発明の液晶プロ
ジェクターの一実施例のブロック図である。

【０００７】１は本体、２は投射レンズ、３は発光素
子、４はレンズ、５はプリズム、６は発光窓、７は受光
素子、８はレンズ、９はプリズム、１０は受光窓、１１
はレンズ情報表示パネル、１３はスクリーンである。ま
た図２の投射レンズにおいて、２１は係合部、２２は焦
点距離情報接点、２３はレンズ位置情報接点、２４はフ
ォーカス調整機構駆動信号接点、２５はＡＦ情報接点、
２６はズーム機構駆動信号接点である。本体１の内部に
はビデオ信号等により駆動される液晶パネルがある。そ
の液晶パネルの背面よりメタルハライドランプ等により
照明をあて、投射レンズ２によりスクリーン１３上へ拡
大投影する。投射画面は一般に本体１に対して下または
上に投射される。これは本体１や見る人が画面内に影と
ならないようにするためである。投射レンズ２は図２の
様に係合部２１により本体１へ容易に着脱できる機構と
なっている。

【０００８】本体１の内部にはスクリーン１３までの距
離を測ることができる測距機構がある。この測距機構の
機能は以下の通りである。発光素子３より発せられた赤
外光線をレンズ４で集光し、プリズム５で画面の中心方
向へ光軸を変えた後、赤外線透過特性を有する発光窓６
からスクリーン１３上へ投射する。その像を受光窓１０
を通しレンズ８で集光して受光素子７で受ける。受光素
子７は一般に特性の同じ二つの素子が横並びで配置され
ており、それぞれの受光強度を比べることでスクリーン
１３までの距離がわかる。ここでプリズム９は受光系の
光軸を発光系の光軸と合わせ、画面の中央部を測距する
ためのものである。また投射レンズ２には本体１との係
合部に投射レンズ２に関する情報の接点がある。

【０００９】図２では焦点距離情報接点２２、レンズ位
置情報接点２３、ＡＦ情報接点２５があり、これらの接
点を通して投射レンズ２の焦点距離や、フォーカス調整
用のレンズの位置、投射レンズがオートフォーカス作動
可能状態か、マニュアル作動状態かを本体１側で知るこ
とができる。以上の様にして得られた距離とレンズの情
報から、液晶パネルをスクリーン１３にピントを合わせ
て投影することが可能となる。このための制御機構の一
実施例を図３のブロック図に示す。

【００１０】本ブロック図によれば、測距機構３３から
得た距離情報３４と投射レンズ３１から得たレンズ情報
３２のうち焦点距離の情報から、投射レンズのフォーカ
ス調整用のレンズをどの位置に持って行けば良いか計算
される。さらに投射レンズからのレンズ位置情報によっ
てフォーカス調整用レンズの現在位置がわかるので、両
者の差からフォーカス調整用のレンズの移動方向及び移
動距離が決まる。これにしたがって、フォーカス調整機
構３７へフォーカス機構駆動信号３６を送れば良い。以
上の作業はマイクロプロセッサー等で構成されるフォー
カス調整機構駆動信号発生装置３５にて行われる。フォ
ーカス機構３７では受け取った信号に基づいて投射レン
ズ３１のフォーカス調整用レンズを移動させピントを合
わせる。

【００１１】なお投射レンズ３１からレンズの位置情報
がわからない場合は一度フォーカスを最近点または最遠
点側に移動してからピンとの合う位置へ移動させればよ
い。また投射レンズ３１からのレンズ情報３２で投射レ
ンズ３１がマニュアル作動状態に設定されているときに
は、オートフォーカス機構は作動させず、レンズ情報表
示部１１にマニュアルフォーカス状態であることの表示
をしたり、または画面内にオンスクリーン表示すれば、
使用者が間違いをおこさない。図３の実施例ではフォー
カス調整機構駆動信号発生装置３５を本体１内に設定し
たが、これを投射レンズ３１内に組み込めば、本体１と
投射レンズ２との接点部が少なくなり、より信頼性の高
いものとなる。

【００１２】（実施例２）図４に本発明の液晶プロジェ
クターの測距機構の発光部の下方あおり時の一実施例の
断面図を示す。４１は発光素子、４２はレンズ、４３は
頂角可変プリズム、４４は蛇腹部、４５は蛇腹部であ
る。頂角可変プリズム４３は蛇腹部４４、４５が開閉す
ることで光軸を上下に振ることができる。頂角可変プリ
ズム４３の制御は一般には圧電素子等の電圧、変位変換
素子によって電気制御が可能である。

【００１３】以上の機構により測距機構の光軸を上下方
向に可変できる。なお図４には測距機構の発光部しか示
していないが受光部に関しても同様の機構である。液晶
プロジェクターを天井近くに配置した場合、本体１にた
いして投射画面を下側に投射する必要がある。このさ
い、本体１をスクリーン１３にたいして傾けると上が小
さく下が大きく投影され、全体では台形状の画面となっ
てしまう。そこで投射レンズ２を液晶パネルに対して下
側へ移動させて配置させることで投射画面を本体１より
下方に投影できる。ここで測距のための赤外光線も投射
画面の中央に発せられる様に調整が必要となる。その調
整量は投射レンズ２を交換可能なレンズとした場合に投
射レンズ２の焦点距離によって変わってくる。つまり投
射レンズ２のマウント部と液晶パネルとの位置関係を変
えないまま投射レンズ２のみ交換すると、焦点距離が短
いレンズほど画面は拡大されるので、画面の中央がより
短距離で投影される。したがって測距機構の光軸もより
下側へ向ける必要がある。このように画面を本体１にた
いして上下に投影する場合、投射レンズ２の焦点距離に
より測距機構の光軸を変えることが必要となる。本実施
例によれば投射レンズ２の焦点距離を焦点距離情報接点
２２より本体１側で読みとり、それに基づいて頂角可変
プリズム４３の頂角を変え、測距機構の光軸を投射画面
中央に設定することができる。したがって交換レンズを
用いた液晶プロジェクターが実現できる。

【００１４】なお測距機構の光軸を変えるのは頂角可変
プリズムばかりではなく、発光素子４１をレンズ４２に
たいして上下に平行移動するような機構を設けても良
い。また発光素子４１とレンズ４２を一体に傾ける機構
を設けても良い。

【００１５】（実施例３）実施例２では測距機構をフォ
ーカスを合わせるためのものとして用いた。しかし本実
施例の測距機構はスクリーンサイズを測るためにも使用
できる。測距機構の光軸を上下に移動し、受光素子の信
号入力レベルの変化を調べる。スクリーンの反射率は場
所によって急激に変化することはないが、スクリーンと
スクリーンの外とでは大きく反射率が変わる。つまり発
光素子からでた赤外線を受光素子で受ける際、入力レベ
ルが大きく変わればスクリーンの端に測距光が来たこと
がわかる。これを画面の上下左右ですれば、このときの
測距機構の光軸の調整量からスクリーンの大きさがわか
る。投射レンズ２が焦点距離を電気信号で変えることの
できるズーム機構を有していれば、得られたスクリーン
サイズと投射レンズ２の焦点距離情報から、スクリーン
にあうように画面サイズをきめ、そのときの投射レンズ
２の焦点距離をマイクロプロセッサーにより算出でき
る。図５に以上のシステムを示すブロック図を示す。５
１は投射レンズ、５２はレンズ情報、５３はスクリーン
サイズ測定機構、５４はスクリーンサイズ情報、５５は
駆動信号、５６はズーム機構駆動信号発生装置、５７は
ズーム機構駆動信号、５８はズーム機構である。画面サ
イズ測定機構５３により、スクリーンの大きさが測定さ
れる。画面サイズ測定機構５３は専用のイメージセンサ
ーでも良いし、図４のような測距機構を利用してもよ
い。一方投射レンズ５１からは焦点距離に関するレンズ
情報５２が投射レンズと本体との接合部を等して、本体
側へ送られる。以上の情報をもとにマイクロプロセッサ
ー等により構成されるズーム機構駆動信号発生装置で、
スクリーンいっぱいに画面を投射するときの投射レンズ
の焦点距離を算出し、ズーム機構を駆動させる。以上の
システムによって、スクリーンに合った画面を自動的に
投影することができる。

【００１６】（実施例４）図６に本発明の液晶プロジェ
クターの本体上に設置されたレンズ情報表示パネルの一
実施例の平面図を示す。６１は焦点距離表示部、６２は
Ｆナンバー表示部、６３はフォーカス状態表示部であ
る。投射レンズを交換レンズとした場合、どのようなレ
ンズが本体に装着されているのか、またオートフォーカ
ス機構は作動させられるのかがレンズがすでに装着され
ていても容易にわる。液晶プロジェクターの場合、投射
レンズから強い光が放出されている。したがってレンズ
をのぞき込んで焦点距離やＦナンバーなどを確認するの
は目を悪化させ危険である。本実施例によれば安全に投
射レンズを確認でき、もし不適当な投射レンズが装着さ
れていれば適切な投射レンズに交換できる。なおこれら
の情報は画面内に挿入表示してもよい。また本体とスク
リーンまでの距離を測る測距機構から得られた距離情報
とレンズ情報とから、画面の大きさをマイクロプロセッ
サーで算出表示することもできる。またスクリーンサイ
ズを測る機構がついていれば、スクリーンサイズとスク
リーンまでの測距結果から、スクリーンいっぱいに画面
を出すための投射レンズの焦点距離が算出できる。これ
を表示すれば適切な焦点距離の投射レンズを選ぶことが
容易にできる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、スクリーンとプロジェ
クター本体との距離を測る測距機構を設け、投射レンズ
と本体との間に距離情報または距離情報により決められ
た信号を伝達するための第１の接点部を設けたので、交
換レンズによるオートフォーカスが可能となった。ま
た、このようなプロジェクターにおいて、投射レンズと
プロジェクター本体との間に、投射レンズの情報を伝達
するための第２の接点部を設けることにより、これらの
接点を通じて、投射レンズの焦点距離や、フォーカス調
整用のレンズの位置、投射レンズがオートフォーカス作
動状態か、マニュアル作動状態か等を本体側で知ること
が可能となった。また、当該第２の接点部を介して本体
側へ伝達されるレンズ情報と、測距機構から得られる距
離情報とから、フォーカス調整用の駆動機構を駆動する
ための信号を算出し発生するフォーカス調整機構駆動信
号発生手段を設けたので、交換レンズによるオートフォ
ーカスが可能となった。また、本発明は、投射レンズと
本体との間に、投射レンズの情報を伝達するための接点
部を有し、当該接点部を介して得られた投射レンズの情
報を本体または投射画面に表示するための表示手段を装
着したので、装着されている投射レンズの確認が安全か
つ容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液晶プロジェクターの一実施例の斜
視図。

【図２】 本発明の液晶プロジェクターの投射レンズの
一実施例の斜視図。

【図３】 本発明の液晶プロジェクターの一実施例のブ
ロック図。

【図４】 本発明の液晶プロジェクターの測距機構の発
光部の下方あおり時の一実施例の断面図。

【図５】 本発明の液晶プロジェクターの一実施例のブ
ロック図。

【図６】 本発明の液晶プロジェクターのレンズ情報表
示パネルの一実施例の平面図。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 投射レンズ ３ 発光素子 ４ レンズ ５ プリズム ６ 発光窓 ７ 受光素子 ８ レンズ ９ プリズム １０ 受光窓 １１ レンズ情報表示パネル １３ スクリーン ２１ 係合部 ２２ 焦点距離情報接点 ２３ レンズ位置情報接点 ２４ フォーカス調整機構駆動信号接点 ２５ ＡＦ情報接点 ２６ ズーム機構信号駆動接点 ３１ 投射レンズ ３２ レンズ情報 ３３ 測距機構 ３４ 距離情報 ３５ フォーカス調整機構駆動信号発生装置 ３６ フォーカス機構駆動信号 ３７ フォーカス機構 ４１ 発光素子 ４２ レンズ ４３ 頂角可変プリズム ４４ 蛇腹部 ４５ 蛇腹部 ５１ 投射レンズ ５２ レンズ情報 ５３ スクリーンサイズ測定機構 ５４ スクリーンサイズ情報 ５５ 駆動信号 ５６ ズーム機構駆動信号発生装置 ５７ ズーム機構駆動信号 ５８ ズーム機構 ６１ 焦点距離表示部 ６２ Ｆナンバー表示部 ６３ フォーカス状態表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−53043（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−149073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−224574（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−141942（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 505 G03B 21/00 G03B 21/53 H04N 5/74

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォーカス調整機構を有する投射レンズ
   と、 光源、および投射面までの距離を測る測距機構を有する
   プロジェクター本体と、 該投射レンズと該プロジェクター本体との間に位置する
   第１の接点部と、 該投射レンズと該プロジェクター本体との間に位置する
   第２の接点部であって、該投射レンズの情報を該投射レ
   ンズから該プロジェクター本体へ伝達するための第２の
   接点部と、 該第２の接点部を介して前記プロジェクター本体側へ伝
   達されたレンズ情報および該測距機構から得られる距離
   情報に基づいて該フォーカス調整機構を駆動するための
   信号を発生するフォーカス調整機構駆動信号発生手段
   と、 を備え、 該フォーカス調整機構を駆動するための信号が該第１の
   接点部を介して該プロジェクター本体から該投射レンズ
   へ伝達される、プロジェクター。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプロジェクターにおい
   て、前記第２の接点部を介して得られた前記投射レンズ
   の情報を前記プロジェクタ−本体または前記投射面に表
   示するための表示手段を備えたプロジェクター。