プロジェクタ装置及びプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法
【課題】投射ミラーの開閉機構部にかかる応力を低減して、経年変化による開閉機構部の寸法変化を抑えること。
【解決手段】開閉機構部５は、投射ミラー３を開動作させるとき、投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作と、投射ミラーが停止後、第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作と、さらに投射ミラーを開端停止位置まで開く第２の開動作を行なわせる。ここに、第２の開動作における開端停止位置での駆動力を第１の開動作における開端停止位置での駆動力よりも小さくする。過電流検出部がモータ駆動電流が閾値を超えたことを検出すると、投射ミラーの開閉動作を停止する。停止位置での駆動力は駆動電流の閾値で設定する。
【解決手段】開閉機構部５は、投射ミラー３を開動作させるとき、投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作と、投射ミラーが停止後、第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作と、さらに投射ミラーを開端停止位置まで開く第２の開動作を行なわせる。ここに、第２の開動作における開端停止位置での駆動力を第１の開動作における開端停止位置での駆動力よりも小さくする。過電流検出部がモータ駆動電流が閾値を超えたことを検出すると、投射ミラーの開閉動作を停止する。停止位置での駆動力は駆動電流の閾値で設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置に係り、特にプロジェクタ装置に用いる投射ミラーの開閉制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル等の映像表示素子に形成された映像を投射面であるスクリーンやボード等に拡大表示するプロジェクタ装置においては、投射面で十分な大きさの拡大像が得られるようにすることは勿論であるが、プレゼンターの影が投射面に映らないことやプレゼンターの目に直接拡大映像光が入らないことが要求される。そのため、プロジェクタ装置と投射面との距離を短縮した短投射型プロジェクタ装置が製品化されている。この投射光学系では、投射面に対して斜め方向から拡大映像光を入射させるとともに、光路折り返し用の反射ミラー（投射ミラー）をプロジェクタ装置と投射面の間に設け、背面投射型とすることで見かけ上の投射距離を短縮している。例えば特許文献１には、開閉可能な投射ミラーを備えたプロジェクタ装置が開示される。
【０００３】
図９は、開閉可能な投射ミラーを有する従来のプロジェクタ装置の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）は投射ミラーを開いた状態、（ｂ）は投射ミラーを閉じた状態を示す図である。（ａ）において、プロジェクタ装置９１の筐体９２には筐体開口部９３が設けられており、この筐体開口部９３には映像光を出射する出射開口部９４があり、出射開口部９４に対向して投射ミラー９５が設けられている。使用時には、筐体９２内部の不図示の映像表示素子で生成された画像からの映像表示光９６が出射開口部９４を通して出射され、投射ミラー９５の反射面９８で反射されて外部に設けられている不図示のスクリーン上に拡大投射される。（ｂ）は、投射ミラー９５及び投射ミラーカバー９７を開口部９３の蓋との兼用にして、プロジェクタ装置９１を使用しないときには蓋を閉じるようにしている。本明細書では、反射面９８を備え投射ミラー９５と投射ミラーカバー９７とを一体化した構成を投射ミラーと呼ぶことにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４１０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
投射ミラーの開閉機構は、ユーザが手動で開閉する手動方式だけでなく、ミラー回転モータと伝達機構とで開閉する電動ミラー方式が採用されている。また、プロジェクタ装置の設置形態は、据置き設置だけでなく、天吊り設置、天井等に向けて投射する上投射設置、机上等に向けて投射する下投射設置など、用途に合わせて多様の設置形態が可能となっている。
【０００６】
電動式のミラー開閉機構では、ミラー回転用モータのトルクを減速ギアとクラッチ機構を経由して投射ミラーの回転軸を駆動する。そして、投射ミラーが開いた状態や閉じた状態では、投射ミラーの開閉後の位置（姿勢）を保持させるため、ミラー回転軸に所定のトルクを印加して締め込んでいる。すなわち、装置動作時だけでなく非動作時にも、投射ミラーの開閉機構には常にトルクがかかった状態となっている。その結果、投射ミラーのカバー部や開閉機構部には長時間応力がかかり、経年変化により寸法が変化したり使用寿命を短縮させる恐れがあった。機構部の寸法が変化すると投射ミラーの位置（姿勢）がずれ、その結果スクリーン上の映像の表示位置がずれることになって、再度投射位置調整のための作業が必要となる。特にプロジェクタ装置の設置形態が天吊り設置の場合には、調整作業は煩わしいものとなる。
【０００７】
本発明はかかる課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、投射ミラーの開閉機構部にかかる応力を低減して、経年変化による開閉機構部の寸法変化を抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるプロジェクタ装置は、モータの駆動力により投射ミラーを開閉する開閉機構部と、開閉機構部の動作を制御する開閉制御部とを備える。開閉制御部は投射ミラーを開動作させるとき、投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作と、投射ミラーが停止後、第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作と、さらに投射ミラーを開端停止位置まで開く第２の開動作を行なわせ、第２の開動作における開端停止位置での駆動力を第１の開動作における開端停止位置での駆動力よりも小さくなるように制御する。
【０００９】
また前記開閉制御部は投射ミラーを閉動作させるとき、投射ミラーを閉端停止位置まで閉じる閉動作と、投射ミラーが停止後、閉動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行なわせ、戻し動作を、投射ミラーが閉端停止位置に停止している期間内に行なわせる。
【００１０】
前記開閉制御部は、モータへの駆動電流が閾値を超えたことを検出する過電流検出部を有し、投射ミラーを開閉するとき、過電流検出部の検出結果により投射ミラーが開端停止位置または閉端停止位置に達したと判定するとともに、停止位置での駆動力を駆動電流の閾値で設定する。
【００１１】
本発明によるプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法は、モータの駆動力により投射ミラーを開動作させるとき、投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作を行い、投射ミラーが停止後、第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行い、さらに投射ミラーを開端停止位置まで開く第２の開動作を行うものであって、第２の開動作における開端停止位置での駆動力を第１の開動作における開端停止位置での駆動力よりも小さくする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、経年変化による投射ミラーの開閉機構部の寸法変化が少ないので、投射位置調整のための作業が軽減する。また開閉機構部の寿命が改善し、プロジェクタ装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明によるプロジェクタ装置の一実施例を示す外観斜視図で、投射ミラーを開いた状態を示す図。
【図１Ｂ】本発明によるプロジェクタ装置の一実施例を示す外観斜視図で、投射ミラーを閉じた状態を示す図。
【図２】プロジェクタ装置の各種の設置形態を示す図。
【図３Ａ】プロジェクタ装置の内部構成を示す要部断面図で、投射ミラーを開いた状態を示す図。
【図３Ｂ】プロジェクタ装置の内部構成を示す要部断面図で、投射ミラーを閉じた状態を示す図。
【図４Ａ】回転伝達機構の構造を示す斜視図。
【図４Ｂ】ミラー開動作におけるクラッチ噛み合い状態を示す模式図。
【図４Ｃ】ミラー閉動作におけるクラッチ噛み合い状態を示す模式図。
【図５】多段停止モードにおけるモータ電流の一例を示す図。
【図６】プロジェクタ装置の制御回路の構成を示す図。
【図７】ミラー開動作の手順を示すフローチャート。
【図８】ミラー閉動作の手順を示すフローチャート。
【図９】従来のプロジェクタ装置の一例を示す模式的側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１Ａと図１Ｂは、本発明によるプロジェクタ装置の一実施例を示す外観斜視図であり、図１Ａは投射ミラーを開いた状態を、図１Ｂは投射ミラーを閉じた状態を示す。
【００１５】
プロジェクタ装置１は、反射型あるいは透過型の液晶パネル等の映像表示素子に形成された映像を光路折り返し用の反射ミラーにて反射させ、投射面であるスクリーンやボードに斜め方向から拡大投射する装置である。筐体２には、投射光学系、照明光学系、回路部品等の主要部品を収納している。筐体２の上側には、光路折り返し用の投射ミラー３（反射面とミラーカバーを含む）を備えている。投射ミラー３はアーム４にて筐体２に取り付けられ、開閉機構部５により筐体２の上面の開口部にて開閉可能とされている。開閉機構部５には、後述するミラー回転モータと回転伝達機構が含まれる。ミラー回転モータは、後述する開閉制御部の制御に応じて回転し、回転伝達機構を介してアーム４（投射ミラー３）を回転させる構成となっている。
【００１６】
ユーザの操作によりプロジェクタ装置１を停止状態から稼動（運転）状態に移行する場合には、光源部のランプの点灯を行うと共に開閉機構部５を開動作させることで、図１Ａのように投射ミラー３を引起して投射可能な状態（開状態）に移行させる。一方、ユーザの操作によりプロジェクタ装置１を稼動状態から停止状態に移行する場合には、光源部のランプの消灯を行うと共に開閉機構部５を閉動作させることで、図１Ｂのように投射ミラー３を筐体２の上面に倒した状態（閉状態）に移行させる。このように投射ミラー３を閉状態にすることで、その反射面に塵埃等が付着したり、外部からの物体の衝突等によって反射面に傷がつくことを防止することができる。
【００１７】
図２は、プロジェクタ装置の各種の設置形態を示す図である。本実施例の装置は４通りの設置形態が可能であり、各設置形態において、２１はプロジェクタ装置、２２は投射ミラー、２３は投射面である。
【００１８】
据置き設置方式Ａでは、プロジェクタ装置２１をテーブル２４上に水平に設置し、投射ミラー２２から垂直の投射面２３に向けて映像を投射する。天吊り設置方式Ｂでは、プロジェクタ装置２１を天井から支柱２５によって吊り下げ、投射ミラー２２から垂直の投射面２３に向けて映像を投射する。
【００１９】
さらに下投射設置方式Ｃでは、プロジェクタ装置２１を投射面２３を兼ねたテーブル２６上に縦置きに載置し、投射ミラー２２から水平の投射面２３に映像を投射する。上投射設置方式Ｄでは、プロジェクタ装置２１を天井から支柱２７によって吊り下げ、投射ミラー２２から天井の投射面２３に映像を投射する。
【００２０】
プロジェクタ装置２１の設置形態が変わると、投射ミラー２２を開閉するときに受ける重量の方向が変化する。よって、投射ミラーの開閉機構部は、設置形態に応じて最適な駆動力で開閉動作を行うように制御する。
【００２１】
図３Ａと図３Ｂは、プロジェクタ装置の内部構成を示す要部断面図であり、図３Ａは投射ミラー３を開いた状態、図３Ｂは投射ミラー３を閉じた状態を示す。筐体２には、投射光学系と投射ミラーの開閉機構を収納している。
【００２２】
投射光学系は、光源１１、映像表示素子である液晶パネル１２、複数個のレンズ群からなる投射レンズ１３で構成される。投射レンズ１３の最終段の出射レンズ１４から出射された映像光束１５ａ〜１５ｂは、投射ミラー３にて反射されて、映像光束１６ａ〜１６ｂとなって投射される。
【００２３】
開閉機構部５はミラー回転モータと伝達機構（減速ギア列とクラッチ機構）で構成され、回転軸６を中心にアーム４を回転駆動することで投射ミラー３の開閉を行う。開閉動作の停止位置は、開閉機構部５に設けたストッパ７ａ（開端）および筐体に設けたストッパ７ｂ(閉端）でアーム４の動きを制止させることで機械的に規制する。また、伝達機構の作用で、モータ電流をＯＦＦにしても、停止後のアーム４にはモータが停止する直前に印加したトルクがそのまま継続して印加され（締め込みトルク）、投射ミラー３の姿勢を保持することができる。
【００２４】
なお、開閉動作の停止状態の判定は、後述するようにモータ電流が過電流となることを検出することで行う。すなわち、アーム４がストッパ７にて制止されるとモータの負荷が増大することから、モータ電流が予め定めた値（閾値）を超えたところで回転駆動を終了させる（過電流停止方式）。そして、モータ電流をＯＦＦにすると、アーム４には上記モータ電流の閾値に相当するトルクがそのまま継続して印加される。
【００２５】
ここで、投射ミラーを開閉するための一連の動作において、モータに必要な駆動トルクはミラーの回転位置により変化する。動作途中の平均的に必要なトルク（定常トルク）に対し、起動時には一時的に大きなトルク（起動トルク）を必要とする。また、動作終了時にはミラー位置を保持させるため締め込みトルクを最後にかけるものであるが、締め込みトルクは動作中の定常トルクをそのまま印加する必要はない。むしろ、最後の締め込みトルクが大き過ぎることにより、機構部に応力が残留し、経年変化により寸法が変化したり使用寿命を短縮させる要因となっている。
【００２６】
そこで、本実施例ではこの締め込みトルクを必要最小限に低減するため、開閉動作の終了時に、「多段停止モード」なる制御を導入し、ミラー保持状態における機構部にかかる応力を減少させるようにした。以下、多段停止モードについて説明する。
【００２７】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、回転伝達機構の動作原理を説明する図である。
図４Ａは、回転伝達機構の構造を示す斜視図である。回転軸６はアーム４を介して投射ミラー３に接続されている。図示しないモータからの動力は、図示しないウォームギアとギア列８ａ，８ｂ，８ｃを経由して所定の回転力に変換される。最終ギア８ｃの回転力は、クラッチ半体９ａ，９ｂを経由して回転軸６に伝達される。ここにクラッチ半体９ａ（雄）はギア８ｃに固定されてギア８ｃと一体で回転する。クラッチ半体９ａ（雄）は回転軸６に固定されていないが、クラッチ半体９ｂ（雌）は、回転軸６に形成した嵌合部６ａにより回転軸６に固定され、回転力を回転軸６に伝達する。クラッチ付勢バネ１０は、クラッチ半体９ｂをクラッチ半体９ａに押し付けて両者を噛み合わせることで、クラッチ半体９ａからクラッチ半体９ｂへ回転力を伝達させる。クラッチの噛み合い量は回転軸６の負荷トルクに依存し、負荷トルクが大きくなるほど噛み合い量は浅くなり、その分、クラッチ付勢バネ１０からの押し付け力が大きくなる。モータ回転を停止し、駆動電流をゼロにしても、ウォームギアの作用で各ギア８ａ，８ｂ，８ｃはその位置で停止し回転することはない。そして回転軸６には、クラッチ付勢バネ１０からの押し付け力により発生する駆動トルクが印加され続ける。
【００２８】
図４Ｂと図４Ｃは、ミラー開動作及びミラー閉動作におけるクラッチ噛み合い状態を示す模式図である。
図４Ｂは、ミラー開動作の場合である。（１）開動作の開始によりギア８ｃは開方向（図面左方向）に回転し、回転軸６も同方向に回転駆動される。（２）ストッパにより回転軸６の回転は停止する。一方モータは所定電流値になるまで回転続けるので、クラッチ９ａ，９ｂの噛み合いは浅くなり、回転軸６にはクラッチ付勢バネ１０による大きなトルクが印加された状態となる。（３）その後本実施例では、回転軸６の回転を停止させた状態で、モータに戻し回転（閉方向）とわずかな開方向の回転を与えて停止する。この状態では、クラッチ９ａ，９ｂの噛み合いは（２）の状態よりも深くなり、クラッチ付勢バネ１０により回転軸６に印加されるトルクは小さくなる。
【００２９】
図４Ｃは、ミラー閉動作の場合である。（１）閉動作の開始によりギア８ｃは閉方向（図面右方向）に回転し、回転軸６も同方向に回転駆動される。（２）ストッパにより回転軸６の回転は停止する。一方モータは所定電流値になるまで回転続けるので、クラッチ９ａ，９ｂの噛み合いは浅くなり、回転軸６にはクラッチ付勢バネ１０による大きなトルクが印加された状態となる。（３）その後本実施例では、回転軸６の回転を停止させた状態で、モータに戻し回転（開方向）を与えて停止する。この状態では、クラッチ９ａ，９ｂの噛み合いは（２）の状態よりも深くなり、クラッチ付勢バネ１０により回転軸６に印加されるトルクは小さくなる。
【００３０】
以上のように、図４Ｂと図４Ｃのミラー開閉動作において、いずれも（３）の戻し動作（多段停止動作）を設けることで、ミラー保持状態の締め込みトルクを必要最小限に低減させるようにした。
【００３１】
図５は、多段停止モードにおけるモータ電流の一例を示す図である。ここでは、プロジェクタ装置を据え置き設置した場合（図２の形態Ａ）について示す。
【００３２】
（Ａ１）据え置き設置：閉状態→開状態への動作
［モーション１］所定のモータ電流値（例えば閾値Ｉａ＝１８０ｍＡで電流制限）でミラー（アーム）を一旦開端（ストッパ位置）まで回転させる（第１の開動作）。
【００３３】
［モーション２］モータを所定時間（例えばＴｒ＝５００ｍｓｅｃ）だけ、ミラー閉め側に逆転させる（戻し動作）。これは、モータを逆転させることで、モーション１にてモータからミラーに印加されているトルクを解除させるためである。この逆転時間Ｔｒは印加トルクが最小になるまでの短時間とすれば、ミラーの位置は移動せず開端位置に停止したままとなる。そのための逆転時間Ｔｒは、ミラーを開端から閉端に移動させるのに要する時間の１／１０程度である。
【００３４】
［モーション３］モーション１のときの閾値Ｉａよりも少ないモータ電流値（例えば閾値Ｉｂ＝９０ｍＡで電流制限）で再び開端まで回転させる（第２の開動作）。このときの閾値Ｉｂは、据え置き設置においてほぼ直立する投射ミラーの姿勢を保持するために必要な値である。
【００３５】
このように、３段階の動作を組み合わせてモータを停止させる。その結果、機構部に与える締め込みトルクは、モータ電流値Ｉａ＝１８０ｍＡからＩｂ＝９０ｍＡに相当する量に低減させることができる。
【００３６】
（Ａ２）据え置き設置：開状態→閉状態への動作
［モーション１］所定のモータ電流値（例えば閾値Ｉｃ＝１４５ｍＡで電流制限）でミラーを一旦閉端（ストッパ位置）まで回転させる（閉動作）。
【００３７】
［モーション２］モータを所定時間（例えばＴｆ＝２００ｍｓｅｃ）だけ、ミラー開け側に逆転させる（戻し動作）。これは、モータを逆転させることで、モーション１にてモータからミラーに印加されているトルクを低減させるためである。この逆転時間Ｔｆは、ミラーの位置が移動せず閉端位置に停止したままとなるよう、短時間に設定する。そのための逆転時間Ｔｒは、ミラーを閉端から開端に移動させるのに要する時間の１／１０程度である。
【００３８】
なお、戻し動作は投射ミラーが閉端位置に停止した状態で行うものとしたが、ミラーを厳密に閉端位置に停止させる必要はない。なぜならミラーの閉動作は、反射面に塵埃等が付着したり反射面に傷がつくことを防止するためであるから、逆転時間Ｔｆが少し大きく設定された結果、ミラー位置が閉端位置からわずか開側にずれたとしても、実用上支障はないからである。よって、ここでいう「閉端位置に停止した状態（期間）」とは、実用上支障のない位置的・時間的誤差を含む範囲と解すべきである。またこの戻し動作は、投射ミラーが閉端位置に到達した後これに連動して直ちに実行せず、しばらく時間が経過した後に実行しても良い。
【００３９】
また、この逆転時間Ｔｆについて、必ずしもミラーの位置が移動せず閉端位置に停止したままとなるように設定されなくとも良い。別の言い方をすると、投射ミラーが閉端位置で停止状態でなくても、戻し動作を行うものであれば良い。
【００４０】
この場合は、２段階の動作で終了し、（Ａ１）におけるモーション３の動作を省略している。これは、据え置き設置においてほぼ水平に閉じている投射ミラーの姿勢の精度はさほど要求されないことと、重力の作用によりミラーを保持できるため、新たに締め込みトルクを印加する必要がないからである。
【００４１】
さらに上記（Ａ１）の動作は、据え置き設置でミラーを一旦開状態とされている場合に、その締め込みトルクを再調整する場合にも適用できる。その場合には、［モーション２］から始めてモータを所定時間Ｔｒ逆転し、［モーション３］で少ない電流値Ｉｂで開動作を行う。これにより、何らかの原因で締め込みトルクが変化したとしても、これを最適状態に調整することができる。
【００４２】
設置形態が据え置き設置以外の場合についても、上記した多段停止モードを適用することができる。ただし、設置形態が異なると重力の影響で投射ミラーの開状態及び閉状態において受ける力と方向が異なるため、締め込みトルクもこれに合わせて最適値に設定する。また、いずれの設置形態でもミラーが閉状態ではその姿勢精度はさほど要求されないので、上記の［モーション３］の動作を省略することができる。
【００４３】
図６は、プロジェクタ装置の制御回路の構成を示す図である。ここには、投射ミラーの開閉制御とオートフォーカス制御の部分を示している。ミラー回転モータ３５は伝達機構を介して投射ミラー３を回転させ、フォーカスモータ３７は伝達機構を介してフォーカス機構を回転する。３０は制御部、３１は姿勢センサ、３２はミラー状態検出部、３３は過電流検出部、３４はモータ停止ラッチ部、３６はミラーモータドライバ、３８はフォーカスモータドライバ、３９はモータ電源部である。
【００４４】
制御部３０は例えばマイクロコンピュータ（マイコン）であり、装置内の構成要素とデータバスを介して相互にアクセスしている。制御機能として、姿勢モード検出部３０１，３０２、ミラー状態制御部３０３、ミラー反転制御指示部３０４、ミラー正転制御指示部３０５、モータ状態検出部３０６、過電流閾値設定部３０７、フォーカス制御指示部３０８，３０９、フォーカス状態検出部３１０を含む。
【００４５】
姿勢センサ３１は例えば光学式検出センサで、上、下、左、右の４方向を検出し、２つの検出信号を姿勢モード検出部３０１，３０２へ送る。姿勢モード検出部３０１，３０２はこの検出信号から装置の設置形態（図２の形態Ａ〜Ｄ）を判定する。ミラー状態検出部３２は、リミッタスイッチ３２１及び３２２により投射ミラー３が閉じた状態及び開いた状態を検出し、検出時にはＯＮ信号を出力する。
【００４６】
ミラー回転モータ３５の回転動作は、制御部３０のミラー反転制御指示部３０４とミラー正転制御指示部３０５からミラーモータドライバ３６に制御信号を送ることで制御する。具体的には、モータの正転、反転、停止の動作は、ミラー反転制御指示部３０４及びミラー正転制御指示部３０５から送る制御信号の極性（ＬＯＷまたはＨＩＧＨ）の組合せで切替える。
【００４７】
ミラーモータドライバ３６は、モータ電源部３９からミラー回転モータ３５に電流を供給しモータを回転させる。その際過電流検出回路３３は、ミラー回転モータ３５に供給される電流（モータ電流）を監視し、過電流であるか否かを検出する。過電流検出のための閾値は、制御部３０の過電流閾値設定部３０７により設定する。モータ電流が閾値を超えた場合、過電流検出回路３３はモータ停止ラッチ部３４に過電流の検出信号を送る。
【００４８】
モータ停止ラッチ部３４は過電流の検出信号を受けると、ミラーモータドライバ３６に制御信号を送りミラー回転モータ３５の回転を停止させる。またモータ停止ラッチ部３４は制御部３０のモータ状態検出部３０６に、ミラー回転モータ３５の回転が停止したことを伝える。モータ状態検出部３０６は、例えばプロジェクタ装置の表示部に、ミラー回転モータ３５が停止している旨を表示させる。
【００４９】
なお、ミラー回転モータ３５が回転を開始してから所定時間（例えば、５００ｍｓｅｃ）の間は、閾値を超える大きな電流（ラッシュ電流）が流れるため、制御部３０は、この期間に過電流検出部３３から入力される過電流の検出結果を無視するようにしている（過電流ホールド期間）。過電流ホールド期間以降は、過電流検出部３３から出力される過電流の検出結果を使って、ミラー回転モータ３５の回転を制御する。
【００５０】
このように、ミラー回転モータ３５の回転停止は、モータ電流が閾値を超えた時点で停止させるように制御するものであるが、本実施例では前述したように多段停止モードを実行する。そのため制御部３０は、姿勢センサ３１の検出信号をもとに装置の設置形態を判定する。そして、設置形態に応じた多段停止動作を実行させるため、ミラー反転制御指示部３０４とミラー正転制御指示部３０５から正転、反転、停止の各動作を組み合わせた制御信号をミラーモータドライバ３６に送るとともに、過電流閾値設定部３０７から各動作におけるモータ電流の閾値を切替えて設定する。
【００５１】
以下、本実施例のプロジェクタ装置におけるミラー開閉制御の手順を説明する。
図７は、本実施例のプロジェクタ装置（据え置き設置）におけるミラー開動作の手順を示すフローチャートである。
Ｓ７０１では、ユーザ操作により、投射ミラー３の開動作の指示を受ける。
Ｓ７０２では、過電流検出回路３３に対しモータ電流の過電流の閾値をＩａに設定し、ミラーモータドライバ３６はミラーモータ３５をミラー開方向に駆動開始する（第１の開動作）。ここで過電流の閾値Ｉａは、据え置き設置形態に対し予め定めた値（例えば１８０ｍＡ）とする。
【００５２】
Ｓ７０３では、駆動開始後の所定期間（例えば、５００ｍｓｅｃ）は、モータ起動のため閾値Ｉａを超える大電流（ラッシュ電流）が流れることがある。よってこの期間は、過電流検出回路３３は過電流の検出を行わない。あるいは閾値Ｉａを超えてもこれを無視する。このホールド期間を経過後、過電流を検出する過電流監視モードに切替える。
Ｓ７０４では、過電流検出回路３３は過電流（閾値Ｉａ）を検出すると、モータ停止ラッチ部３４からモータ停止信号を発生し、モータを停止させる。もし、所定時間経過してもモータが停止しないときは、Ｓ７１２へ進みエラーリトライ処理（再度開動作）を行う。
【００５３】
Ｓ７０５では、ミラー状態検出部３２のリミッタスイッチ３２２により、投射ミラーの位置がストッパ（開端）に到達しているか（ＯＮ信号）を判定する。もし開端に到達していない場合は、Ｓ７１２へ進みエラーリトライ処理を行う。
Ｓ７０６では、モータを所定時間Ｔｒだけミラー閉方向に逆転させる（戻し動作）。この逆転時間Ｔｒは短時間（例えば５００ｍｓｅｃ）とすることで、モータは逆転するものの、投射ミラーは開端位置に停止したままとする。
【００５４】
Ｓ７０７では、モータ電流の過電流の閾値をＩｂに設定し、モータをミラー開方向に駆動開始する（第２の開動作）。ここで過電流の閾値Ｉｂは、Ｓ７０２（第１の開動作）における閾値Ｉａよりも少ない例えば９０ｍＡとする。
Ｓ７０８では、Ｓ７０３と同様に駆動開始後の所定期間は過電流の検出を行わない。このホールド期間を経過後、過電流を検出する過電流監視モードに切替える。
【００５５】
Ｓ７０９では、過電流検出回路３３は過電流（閾値Ｉｂ）を検出すると、モータ停止ラッチ部３４からモータ停止信号を発生し、モータを停止させる。もし、所定時間経過してもモータが停止しないときは、Ｓ７１３へ進みエラーリトライ処理（再度開動作）を行う。
Ｓ７１０では、ミラー状態検出部３２のリミッタスイッチ３２２により、投射ミラーの位置が開端に到達しているか（ＯＮ信号）を判定する。これは、Ｓ７０６の戻し動作における戻し量が大きすぎて、ミラーが開端から離れて停止することを防止するためである。もし開端に到達していない場合は、Ｓ７１３へ進みエラーリトライ処理を行う。
【００５６】
Ｓ７１１では、投射ミラーの開動作を終了する。この状態では、投射ミラーの機構部にはモータ電流値Ｉｂに相当する締め込みトルクが印加されている。
【００５７】
図８は、本実施例のプロジェクタ装置（据え置き設置）におけるミラー閉動作の手順を示すフローチャートである。
Ｓ８０１では、ユーザ操作により、投射ミラー３の閉動作の指示を受ける。
Ｓ８０２では、過電流検出回路３３に対しモータ電流の過電流の閾値をＩｃに設定し、ミラーモータドライバ３６はミラーモータ３５をミラー閉方向に駆動開始する（閉動作）。ここで過電流の閾値Ｉｃは、据え置き設置形態に対し予め定めた値（例えば１４５ｍＡ）とする。
【００５８】
Ｓ８０３では、駆動開始後の所定期間（例えば、５００ｍｓｅｃ）は、モータ起動のため閾値Ｉｃを超える大電流（ラッシュ電流）が流れることがある。よってこの期間は、過電流検出回路３３は過電流の検出を行わない。あるいは閾値Ｉｃを超えてもこれを無視する。このホールド期間を経過後、過電流を検出する過電流監視モードに切替える。
Ｓ８０４では、過電流検出回路３３は過電流（閾値Ｉｃ）を検出すると、モータ停止ラッチ部３４からモータ停止信号を発生し、モータを停止させる。もし、所定時間経過してもモータが停止しないときは、Ｓ８０８へ進みエラーリトライ処理（再度閉動作）を行う。
【００５９】
Ｓ８０５では、ミラー状態検出部３２のリミッタスイッチ３２１により、投射ミラーの位置がストッパ（閉端）に到達しているか（ＯＮ信号）を判定する。もし閉端に到達していない場合は、Ｓ８０８へ進みエラーリトライ処理を行う。
Ｓ８０６では、モータを所定時間Ｔｆだけミラー開方向に逆転させる（戻し動作）。この逆転時間Ｔｆは短時間（例えば２００ｍｓｅｃ）とすることで、モータは逆転するものの、投射ミラーは閉端位置に停止したままとする。但し、この戻し動作は、投射ミラーが閉端位置に位置した(到達した)後に行われるようにすれば良い。このため、投射ミラーの移動状態とは、必ずしも連動して戻し動作を行う必要はない。従って、投射ミラーが閉端位置で停止状態でなくても、戻し動作を行うものであれば良い。
【００６０】
Ｓ８０７では、ミラーの閉動作を終了する。この状態では、投射ミラーの機構部にはモータ電流値Ｉｃよりも十分小さな電流値に相当する締め込みトルクが印加されている。
【００６１】
以上のように本実施例では、投射ミラー開閉動作の終了時に戻し動作を含む多段停止モードを実行することで、ミラー機構部への締めこみトルクを低減し、ミラー保持状態において機構部が受ける応力を減少させた。これより、経年変化によるミラー機構部の寸法変化が少なくなり、投射位置調整のための作業が軽減する。また開閉機構部の寿命が改善し、プロジェクタ装置の信頼性が向上する。
【符号の説明】
【００６２】
１…プロジェクタ装置、
２…筐体、
３…投射ミラー、
４…アーム、
５…開閉機構部、
６…回転軸、
７ａ，７ｂ…ストッパ、
８ａ，８ｂ，８ｃ…ギア、
９ａ，９ｂ…クラッチ、
１０…クラッチ付勢バネ、
１１…光源、
１２…液晶パネル、
１３…投射レンズ、
１４…出射レンズ、
３０…制御部、
３１…姿勢センサ、
３２…ミラー状態検出部、
３３…過電流検出部、
３４…モータ停止ラッチ部、
３５…ミラー回転モータ、
３６…ミラーモータドライバ、
３９…モータ電源部
３０７…過電流閾値設定部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置に係り、特にプロジェクタ装置に用いる投射ミラーの開閉制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル等の映像表示素子に形成された映像を投射面であるスクリーンやボード等に拡大表示するプロジェクタ装置においては、投射面で十分な大きさの拡大像が得られるようにすることは勿論であるが、プレゼンターの影が投射面に映らないことやプレゼンターの目に直接拡大映像光が入らないことが要求される。そのため、プロジェクタ装置と投射面との距離を短縮した短投射型プロジェクタ装置が製品化されている。この投射光学系では、投射面に対して斜め方向から拡大映像光を入射させるとともに、光路折り返し用の反射ミラー（投射ミラー）をプロジェクタ装置と投射面の間に設け、背面投射型とすることで見かけ上の投射距離を短縮している。例えば特許文献１には、開閉可能な投射ミラーを備えたプロジェクタ装置が開示される。
【０００３】
図９は、開閉可能な投射ミラーを有する従来のプロジェクタ装置の一例を示す模式的側面図であり、（ａ）は投射ミラーを開いた状態、（ｂ）は投射ミラーを閉じた状態を示す図である。（ａ）において、プロジェクタ装置９１の筐体９２には筐体開口部９３が設けられており、この筐体開口部９３には映像光を出射する出射開口部９４があり、出射開口部９４に対向して投射ミラー９５が設けられている。使用時には、筐体９２内部の不図示の映像表示素子で生成された画像からの映像表示光９６が出射開口部９４を通して出射され、投射ミラー９５の反射面９８で反射されて外部に設けられている不図示のスクリーン上に拡大投射される。（ｂ）は、投射ミラー９５及び投射ミラーカバー９７を開口部９３の蓋との兼用にして、プロジェクタ装置９１を使用しないときには蓋を閉じるようにしている。本明細書では、反射面９８を備え投射ミラー９５と投射ミラーカバー９７とを一体化した構成を投射ミラーと呼ぶことにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４１０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
投射ミラーの開閉機構は、ユーザが手動で開閉する手動方式だけでなく、ミラー回転モータと伝達機構とで開閉する電動ミラー方式が採用されている。また、プロジェクタ装置の設置形態は、据置き設置だけでなく、天吊り設置、天井等に向けて投射する上投射設置、机上等に向けて投射する下投射設置など、用途に合わせて多様の設置形態が可能となっている。
【０００６】
電動式のミラー開閉機構では、ミラー回転用モータのトルクを減速ギアとクラッチ機構を経由して投射ミラーの回転軸を駆動する。そして、投射ミラーが開いた状態や閉じた状態では、投射ミラーの開閉後の位置（姿勢）を保持させるため、ミラー回転軸に所定のトルクを印加して締め込んでいる。すなわち、装置動作時だけでなく非動作時にも、投射ミラーの開閉機構には常にトルクがかかった状態となっている。その結果、投射ミラーのカバー部や開閉機構部には長時間応力がかかり、経年変化により寸法が変化したり使用寿命を短縮させる恐れがあった。機構部の寸法が変化すると投射ミラーの位置（姿勢）がずれ、その結果スクリーン上の映像の表示位置がずれることになって、再度投射位置調整のための作業が必要となる。特にプロジェクタ装置の設置形態が天吊り設置の場合には、調整作業は煩わしいものとなる。
【０００７】
本発明はかかる課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、投射ミラーの開閉機構部にかかる応力を低減して、経年変化による開閉機構部の寸法変化を抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるプロジェクタ装置は、モータの駆動力により投射ミラーを開閉する開閉機構部と、開閉機構部の動作を制御する開閉制御部とを備える。開閉制御部は投射ミラーを開動作させるとき、投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作と、投射ミラーが停止後、第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作と、さらに投射ミラーを開端停止位置まで開く第２の開動作を行なわせ、第２の開動作における開端停止位置での駆動力を第１の開動作における開端停止位置での駆動力よりも小さくなるように制御する。
【０００９】
また前記開閉制御部は投射ミラーを閉動作させるとき、投射ミラーを閉端停止位置まで閉じる閉動作と、投射ミラーが停止後、閉動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行なわせ、戻し動作を、投射ミラーが閉端停止位置に停止している期間内に行なわせる。
【００１０】
前記開閉制御部は、モータへの駆動電流が閾値を超えたことを検出する過電流検出部を有し、投射ミラーを開閉するとき、過電流検出部の検出結果により投射ミラーが開端停止位置または閉端停止位置に達したと判定するとともに、停止位置での駆動力を駆動電流の閾値で設定する。
【００１１】
本発明によるプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法は、モータの駆動力により投射ミラーを開動作させるとき、投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作を行い、投射ミラーが停止後、第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行い、さらに投射ミラーを開端停止位置まで開く第２の開動作を行うものであって、第２の開動作における開端停止位置での駆動力を第１の開動作における開端停止位置での駆動力よりも小さくする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、経年変化による投射ミラーの開閉機構部の寸法変化が少ないので、投射位置調整のための作業が軽減する。また開閉機構部の寿命が改善し、プロジェクタ装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明によるプロジェクタ装置の一実施例を示す外観斜視図で、投射ミラーを開いた状態を示す図。
【図１Ｂ】本発明によるプロジェクタ装置の一実施例を示す外観斜視図で、投射ミラーを閉じた状態を示す図。
【図２】プロジェクタ装置の各種の設置形態を示す図。
【図３Ａ】プロジェクタ装置の内部構成を示す要部断面図で、投射ミラーを開いた状態を示す図。
【図３Ｂ】プロジェクタ装置の内部構成を示す要部断面図で、投射ミラーを閉じた状態を示す図。
【図４Ａ】回転伝達機構の構造を示す斜視図。
【図４Ｂ】ミラー開動作におけるクラッチ噛み合い状態を示す模式図。
【図４Ｃ】ミラー閉動作におけるクラッチ噛み合い状態を示す模式図。
【図５】多段停止モードにおけるモータ電流の一例を示す図。
【図６】プロジェクタ装置の制御回路の構成を示す図。
【図７】ミラー開動作の手順を示すフローチャート。
【図８】ミラー閉動作の手順を示すフローチャート。
【図９】従来のプロジェクタ装置の一例を示す模式的側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１Ａと図１Ｂは、本発明によるプロジェクタ装置の一実施例を示す外観斜視図であり、図１Ａは投射ミラーを開いた状態を、図１Ｂは投射ミラーを閉じた状態を示す。
【００１５】
プロジェクタ装置１は、反射型あるいは透過型の液晶パネル等の映像表示素子に形成された映像を光路折り返し用の反射ミラーにて反射させ、投射面であるスクリーンやボードに斜め方向から拡大投射する装置である。筐体２には、投射光学系、照明光学系、回路部品等の主要部品を収納している。筐体２の上側には、光路折り返し用の投射ミラー３（反射面とミラーカバーを含む）を備えている。投射ミラー３はアーム４にて筐体２に取り付けられ、開閉機構部５により筐体２の上面の開口部にて開閉可能とされている。開閉機構部５には、後述するミラー回転モータと回転伝達機構が含まれる。ミラー回転モータは、後述する開閉制御部の制御に応じて回転し、回転伝達機構を介してアーム４（投射ミラー３）を回転させる構成となっている。
【００１６】
ユーザの操作によりプロジェクタ装置１を停止状態から稼動（運転）状態に移行する場合には、光源部のランプの点灯を行うと共に開閉機構部５を開動作させることで、図１Ａのように投射ミラー３を引起して投射可能な状態（開状態）に移行させる。一方、ユーザの操作によりプロジェクタ装置１を稼動状態から停止状態に移行する場合には、光源部のランプの消灯を行うと共に開閉機構部５を閉動作させることで、図１Ｂのように投射ミラー３を筐体２の上面に倒した状態（閉状態）に移行させる。このように投射ミラー３を閉状態にすることで、その反射面に塵埃等が付着したり、外部からの物体の衝突等によって反射面に傷がつくことを防止することができる。
【００１７】
図２は、プロジェクタ装置の各種の設置形態を示す図である。本実施例の装置は４通りの設置形態が可能であり、各設置形態において、２１はプロジェクタ装置、２２は投射ミラー、２３は投射面である。
【００１８】
据置き設置方式Ａでは、プロジェクタ装置２１をテーブル２４上に水平に設置し、投射ミラー２２から垂直の投射面２３に向けて映像を投射する。天吊り設置方式Ｂでは、プロジェクタ装置２１を天井から支柱２５によって吊り下げ、投射ミラー２２から垂直の投射面２３に向けて映像を投射する。
【００１９】
さらに下投射設置方式Ｃでは、プロジェクタ装置２１を投射面２３を兼ねたテーブル２６上に縦置きに載置し、投射ミラー２２から水平の投射面２３に映像を投射する。上投射設置方式Ｄでは、プロジェクタ装置２１を天井から支柱２７によって吊り下げ、投射ミラー２２から天井の投射面２３に映像を投射する。
【００２０】
プロジェクタ装置２１の設置形態が変わると、投射ミラー２２を開閉するときに受ける重量の方向が変化する。よって、投射ミラーの開閉機構部は、設置形態に応じて最適な駆動力で開閉動作を行うように制御する。
【００２１】
図３Ａと図３Ｂは、プロジェクタ装置の内部構成を示す要部断面図であり、図３Ａは投射ミラー３を開いた状態、図３Ｂは投射ミラー３を閉じた状態を示す。筐体２には、投射光学系と投射ミラーの開閉機構を収納している。
【００２２】
投射光学系は、光源１１、映像表示素子である液晶パネル１２、複数個のレンズ群からなる投射レンズ１３で構成される。投射レンズ１３の最終段の出射レンズ１４から出射された映像光束１５ａ〜１５ｂは、投射ミラー３にて反射されて、映像光束１６ａ〜１６ｂとなって投射される。
【００２３】
開閉機構部５はミラー回転モータと伝達機構（減速ギア列とクラッチ機構）で構成され、回転軸６を中心にアーム４を回転駆動することで投射ミラー３の開閉を行う。開閉動作の停止位置は、開閉機構部５に設けたストッパ７ａ（開端）および筐体に設けたストッパ７ｂ(閉端）でアーム４の動きを制止させることで機械的に規制する。また、伝達機構の作用で、モータ電流をＯＦＦにしても、停止後のアーム４にはモータが停止する直前に印加したトルクがそのまま継続して印加され（締め込みトルク）、投射ミラー３の姿勢を保持することができる。
【００２４】
なお、開閉動作の停止状態の判定は、後述するようにモータ電流が過電流となることを検出することで行う。すなわち、アーム４がストッパ７にて制止されるとモータの負荷が増大することから、モータ電流が予め定めた値（閾値）を超えたところで回転駆動を終了させる（過電流停止方式）。そして、モータ電流をＯＦＦにすると、アーム４には上記モータ電流の閾値に相当するトルクがそのまま継続して印加される。
【００２５】
ここで、投射ミラーを開閉するための一連の動作において、モータに必要な駆動トルクはミラーの回転位置により変化する。動作途中の平均的に必要なトルク（定常トルク）に対し、起動時には一時的に大きなトルク（起動トルク）を必要とする。また、動作終了時にはミラー位置を保持させるため締め込みトルクを最後にかけるものであるが、締め込みトルクは動作中の定常トルクをそのまま印加する必要はない。むしろ、最後の締め込みトルクが大き過ぎることにより、機構部に応力が残留し、経年変化により寸法が変化したり使用寿命を短縮させる要因となっている。
【００２６】
そこで、本実施例ではこの締め込みトルクを必要最小限に低減するため、開閉動作の終了時に、「多段停止モード」なる制御を導入し、ミラー保持状態における機構部にかかる応力を減少させるようにした。以下、多段停止モードについて説明する。
【００２７】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、回転伝達機構の動作原理を説明する図である。
図４Ａは、回転伝達機構の構造を示す斜視図である。回転軸６はアーム４を介して投射ミラー３に接続されている。図示しないモータからの動力は、図示しないウォームギアとギア列８ａ，８ｂ，８ｃを経由して所定の回転力に変換される。最終ギア８ｃの回転力は、クラッチ半体９ａ，９ｂを経由して回転軸６に伝達される。ここにクラッチ半体９ａ（雄）はギア８ｃに固定されてギア８ｃと一体で回転する。クラッチ半体９ａ（雄）は回転軸６に固定されていないが、クラッチ半体９ｂ（雌）は、回転軸６に形成した嵌合部６ａにより回転軸６に固定され、回転力を回転軸６に伝達する。クラッチ付勢バネ１０は、クラッチ半体９ｂをクラッチ半体９ａに押し付けて両者を噛み合わせることで、クラッチ半体９ａからクラッチ半体９ｂへ回転力を伝達させる。クラッチの噛み合い量は回転軸６の負荷トルクに依存し、負荷トルクが大きくなるほど噛み合い量は浅くなり、その分、クラッチ付勢バネ１０からの押し付け力が大きくなる。モータ回転を停止し、駆動電流をゼロにしても、ウォームギアの作用で各ギア８ａ，８ｂ，８ｃはその位置で停止し回転することはない。そして回転軸６には、クラッチ付勢バネ１０からの押し付け力により発生する駆動トルクが印加され続ける。
【００２８】
図４Ｂと図４Ｃは、ミラー開動作及びミラー閉動作におけるクラッチ噛み合い状態を示す模式図である。
図４Ｂは、ミラー開動作の場合である。（１）開動作の開始によりギア８ｃは開方向（図面左方向）に回転し、回転軸６も同方向に回転駆動される。（２）ストッパにより回転軸６の回転は停止する。一方モータは所定電流値になるまで回転続けるので、クラッチ９ａ，９ｂの噛み合いは浅くなり、回転軸６にはクラッチ付勢バネ１０による大きなトルクが印加された状態となる。（３）その後本実施例では、回転軸６の回転を停止させた状態で、モータに戻し回転（閉方向）とわずかな開方向の回転を与えて停止する。この状態では、クラッチ９ａ，９ｂの噛み合いは（２）の状態よりも深くなり、クラッチ付勢バネ１０により回転軸６に印加されるトルクは小さくなる。
【００２９】
図４Ｃは、ミラー閉動作の場合である。（１）閉動作の開始によりギア８ｃは閉方向（図面右方向）に回転し、回転軸６も同方向に回転駆動される。（２）ストッパにより回転軸６の回転は停止する。一方モータは所定電流値になるまで回転続けるので、クラッチ９ａ，９ｂの噛み合いは浅くなり、回転軸６にはクラッチ付勢バネ１０による大きなトルクが印加された状態となる。（３）その後本実施例では、回転軸６の回転を停止させた状態で、モータに戻し回転（開方向）を与えて停止する。この状態では、クラッチ９ａ，９ｂの噛み合いは（２）の状態よりも深くなり、クラッチ付勢バネ１０により回転軸６に印加されるトルクは小さくなる。
【００３０】
以上のように、図４Ｂと図４Ｃのミラー開閉動作において、いずれも（３）の戻し動作（多段停止動作）を設けることで、ミラー保持状態の締め込みトルクを必要最小限に低減させるようにした。
【００３１】
図５は、多段停止モードにおけるモータ電流の一例を示す図である。ここでは、プロジェクタ装置を据え置き設置した場合（図２の形態Ａ）について示す。
【００３２】
（Ａ１）据え置き設置：閉状態→開状態への動作
［モーション１］所定のモータ電流値（例えば閾値Ｉａ＝１８０ｍＡで電流制限）でミラー（アーム）を一旦開端（ストッパ位置）まで回転させる（第１の開動作）。
【００３３】
［モーション２］モータを所定時間（例えばＴｒ＝５００ｍｓｅｃ）だけ、ミラー閉め側に逆転させる（戻し動作）。これは、モータを逆転させることで、モーション１にてモータからミラーに印加されているトルクを解除させるためである。この逆転時間Ｔｒは印加トルクが最小になるまでの短時間とすれば、ミラーの位置は移動せず開端位置に停止したままとなる。そのための逆転時間Ｔｒは、ミラーを開端から閉端に移動させるのに要する時間の１／１０程度である。
【００３４】
［モーション３］モーション１のときの閾値Ｉａよりも少ないモータ電流値（例えば閾値Ｉｂ＝９０ｍＡで電流制限）で再び開端まで回転させる（第２の開動作）。このときの閾値Ｉｂは、据え置き設置においてほぼ直立する投射ミラーの姿勢を保持するために必要な値である。
【００３５】
このように、３段階の動作を組み合わせてモータを停止させる。その結果、機構部に与える締め込みトルクは、モータ電流値Ｉａ＝１８０ｍＡからＩｂ＝９０ｍＡに相当する量に低減させることができる。
【００３６】
（Ａ２）据え置き設置：開状態→閉状態への動作
［モーション１］所定のモータ電流値（例えば閾値Ｉｃ＝１４５ｍＡで電流制限）でミラーを一旦閉端（ストッパ位置）まで回転させる（閉動作）。
【００３７】
［モーション２］モータを所定時間（例えばＴｆ＝２００ｍｓｅｃ）だけ、ミラー開け側に逆転させる（戻し動作）。これは、モータを逆転させることで、モーション１にてモータからミラーに印加されているトルクを低減させるためである。この逆転時間Ｔｆは、ミラーの位置が移動せず閉端位置に停止したままとなるよう、短時間に設定する。そのための逆転時間Ｔｒは、ミラーを閉端から開端に移動させるのに要する時間の１／１０程度である。
【００３８】
なお、戻し動作は投射ミラーが閉端位置に停止した状態で行うものとしたが、ミラーを厳密に閉端位置に停止させる必要はない。なぜならミラーの閉動作は、反射面に塵埃等が付着したり反射面に傷がつくことを防止するためであるから、逆転時間Ｔｆが少し大きく設定された結果、ミラー位置が閉端位置からわずか開側にずれたとしても、実用上支障はないからである。よって、ここでいう「閉端位置に停止した状態（期間）」とは、実用上支障のない位置的・時間的誤差を含む範囲と解すべきである。またこの戻し動作は、投射ミラーが閉端位置に到達した後これに連動して直ちに実行せず、しばらく時間が経過した後に実行しても良い。
【００３９】
また、この逆転時間Ｔｆについて、必ずしもミラーの位置が移動せず閉端位置に停止したままとなるように設定されなくとも良い。別の言い方をすると、投射ミラーが閉端位置で停止状態でなくても、戻し動作を行うものであれば良い。
【００４０】
この場合は、２段階の動作で終了し、（Ａ１）におけるモーション３の動作を省略している。これは、据え置き設置においてほぼ水平に閉じている投射ミラーの姿勢の精度はさほど要求されないことと、重力の作用によりミラーを保持できるため、新たに締め込みトルクを印加する必要がないからである。
【００４１】
さらに上記（Ａ１）の動作は、据え置き設置でミラーを一旦開状態とされている場合に、その締め込みトルクを再調整する場合にも適用できる。その場合には、［モーション２］から始めてモータを所定時間Ｔｒ逆転し、［モーション３］で少ない電流値Ｉｂで開動作を行う。これにより、何らかの原因で締め込みトルクが変化したとしても、これを最適状態に調整することができる。
【００４２】
設置形態が据え置き設置以外の場合についても、上記した多段停止モードを適用することができる。ただし、設置形態が異なると重力の影響で投射ミラーの開状態及び閉状態において受ける力と方向が異なるため、締め込みトルクもこれに合わせて最適値に設定する。また、いずれの設置形態でもミラーが閉状態ではその姿勢精度はさほど要求されないので、上記の［モーション３］の動作を省略することができる。
【００４３】
図６は、プロジェクタ装置の制御回路の構成を示す図である。ここには、投射ミラーの開閉制御とオートフォーカス制御の部分を示している。ミラー回転モータ３５は伝達機構を介して投射ミラー３を回転させ、フォーカスモータ３７は伝達機構を介してフォーカス機構を回転する。３０は制御部、３１は姿勢センサ、３２はミラー状態検出部、３３は過電流検出部、３４はモータ停止ラッチ部、３６はミラーモータドライバ、３８はフォーカスモータドライバ、３９はモータ電源部である。
【００４４】
制御部３０は例えばマイクロコンピュータ（マイコン）であり、装置内の構成要素とデータバスを介して相互にアクセスしている。制御機能として、姿勢モード検出部３０１，３０２、ミラー状態制御部３０３、ミラー反転制御指示部３０４、ミラー正転制御指示部３０５、モータ状態検出部３０６、過電流閾値設定部３０７、フォーカス制御指示部３０８，３０９、フォーカス状態検出部３１０を含む。
【００４５】
姿勢センサ３１は例えば光学式検出センサで、上、下、左、右の４方向を検出し、２つの検出信号を姿勢モード検出部３０１，３０２へ送る。姿勢モード検出部３０１，３０２はこの検出信号から装置の設置形態（図２の形態Ａ〜Ｄ）を判定する。ミラー状態検出部３２は、リミッタスイッチ３２１及び３２２により投射ミラー３が閉じた状態及び開いた状態を検出し、検出時にはＯＮ信号を出力する。
【００４６】
ミラー回転モータ３５の回転動作は、制御部３０のミラー反転制御指示部３０４とミラー正転制御指示部３０５からミラーモータドライバ３６に制御信号を送ることで制御する。具体的には、モータの正転、反転、停止の動作は、ミラー反転制御指示部３０４及びミラー正転制御指示部３０５から送る制御信号の極性（ＬＯＷまたはＨＩＧＨ）の組合せで切替える。
【００４７】
ミラーモータドライバ３６は、モータ電源部３９からミラー回転モータ３５に電流を供給しモータを回転させる。その際過電流検出回路３３は、ミラー回転モータ３５に供給される電流（モータ電流）を監視し、過電流であるか否かを検出する。過電流検出のための閾値は、制御部３０の過電流閾値設定部３０７により設定する。モータ電流が閾値を超えた場合、過電流検出回路３３はモータ停止ラッチ部３４に過電流の検出信号を送る。
【００４８】
モータ停止ラッチ部３４は過電流の検出信号を受けると、ミラーモータドライバ３６に制御信号を送りミラー回転モータ３５の回転を停止させる。またモータ停止ラッチ部３４は制御部３０のモータ状態検出部３０６に、ミラー回転モータ３５の回転が停止したことを伝える。モータ状態検出部３０６は、例えばプロジェクタ装置の表示部に、ミラー回転モータ３５が停止している旨を表示させる。
【００４９】
なお、ミラー回転モータ３５が回転を開始してから所定時間（例えば、５００ｍｓｅｃ）の間は、閾値を超える大きな電流（ラッシュ電流）が流れるため、制御部３０は、この期間に過電流検出部３３から入力される過電流の検出結果を無視するようにしている（過電流ホールド期間）。過電流ホールド期間以降は、過電流検出部３３から出力される過電流の検出結果を使って、ミラー回転モータ３５の回転を制御する。
【００５０】
このように、ミラー回転モータ３５の回転停止は、モータ電流が閾値を超えた時点で停止させるように制御するものであるが、本実施例では前述したように多段停止モードを実行する。そのため制御部３０は、姿勢センサ３１の検出信号をもとに装置の設置形態を判定する。そして、設置形態に応じた多段停止動作を実行させるため、ミラー反転制御指示部３０４とミラー正転制御指示部３０５から正転、反転、停止の各動作を組み合わせた制御信号をミラーモータドライバ３６に送るとともに、過電流閾値設定部３０７から各動作におけるモータ電流の閾値を切替えて設定する。
【００５１】
以下、本実施例のプロジェクタ装置におけるミラー開閉制御の手順を説明する。
図７は、本実施例のプロジェクタ装置（据え置き設置）におけるミラー開動作の手順を示すフローチャートである。
Ｓ７０１では、ユーザ操作により、投射ミラー３の開動作の指示を受ける。
Ｓ７０２では、過電流検出回路３３に対しモータ電流の過電流の閾値をＩａに設定し、ミラーモータドライバ３６はミラーモータ３５をミラー開方向に駆動開始する（第１の開動作）。ここで過電流の閾値Ｉａは、据え置き設置形態に対し予め定めた値（例えば１８０ｍＡ）とする。
【００５２】
Ｓ７０３では、駆動開始後の所定期間（例えば、５００ｍｓｅｃ）は、モータ起動のため閾値Ｉａを超える大電流（ラッシュ電流）が流れることがある。よってこの期間は、過電流検出回路３３は過電流の検出を行わない。あるいは閾値Ｉａを超えてもこれを無視する。このホールド期間を経過後、過電流を検出する過電流監視モードに切替える。
Ｓ７０４では、過電流検出回路３３は過電流（閾値Ｉａ）を検出すると、モータ停止ラッチ部３４からモータ停止信号を発生し、モータを停止させる。もし、所定時間経過してもモータが停止しないときは、Ｓ７１２へ進みエラーリトライ処理（再度開動作）を行う。
【００５３】
Ｓ７０５では、ミラー状態検出部３２のリミッタスイッチ３２２により、投射ミラーの位置がストッパ（開端）に到達しているか（ＯＮ信号）を判定する。もし開端に到達していない場合は、Ｓ７１２へ進みエラーリトライ処理を行う。
Ｓ７０６では、モータを所定時間Ｔｒだけミラー閉方向に逆転させる（戻し動作）。この逆転時間Ｔｒは短時間（例えば５００ｍｓｅｃ）とすることで、モータは逆転するものの、投射ミラーは開端位置に停止したままとする。
【００５４】
Ｓ７０７では、モータ電流の過電流の閾値をＩｂに設定し、モータをミラー開方向に駆動開始する（第２の開動作）。ここで過電流の閾値Ｉｂは、Ｓ７０２（第１の開動作）における閾値Ｉａよりも少ない例えば９０ｍＡとする。
Ｓ７０８では、Ｓ７０３と同様に駆動開始後の所定期間は過電流の検出を行わない。このホールド期間を経過後、過電流を検出する過電流監視モードに切替える。
【００５５】
Ｓ７０９では、過電流検出回路３３は過電流（閾値Ｉｂ）を検出すると、モータ停止ラッチ部３４からモータ停止信号を発生し、モータを停止させる。もし、所定時間経過してもモータが停止しないときは、Ｓ７１３へ進みエラーリトライ処理（再度開動作）を行う。
Ｓ７１０では、ミラー状態検出部３２のリミッタスイッチ３２２により、投射ミラーの位置が開端に到達しているか（ＯＮ信号）を判定する。これは、Ｓ７０６の戻し動作における戻し量が大きすぎて、ミラーが開端から離れて停止することを防止するためである。もし開端に到達していない場合は、Ｓ７１３へ進みエラーリトライ処理を行う。
【００５６】
Ｓ７１１では、投射ミラーの開動作を終了する。この状態では、投射ミラーの機構部にはモータ電流値Ｉｂに相当する締め込みトルクが印加されている。
【００５７】
図８は、本実施例のプロジェクタ装置（据え置き設置）におけるミラー閉動作の手順を示すフローチャートである。
Ｓ８０１では、ユーザ操作により、投射ミラー３の閉動作の指示を受ける。
Ｓ８０２では、過電流検出回路３３に対しモータ電流の過電流の閾値をＩｃに設定し、ミラーモータドライバ３６はミラーモータ３５をミラー閉方向に駆動開始する（閉動作）。ここで過電流の閾値Ｉｃは、据え置き設置形態に対し予め定めた値（例えば１４５ｍＡ）とする。
【００５８】
Ｓ８０３では、駆動開始後の所定期間（例えば、５００ｍｓｅｃ）は、モータ起動のため閾値Ｉｃを超える大電流（ラッシュ電流）が流れることがある。よってこの期間は、過電流検出回路３３は過電流の検出を行わない。あるいは閾値Ｉｃを超えてもこれを無視する。このホールド期間を経過後、過電流を検出する過電流監視モードに切替える。
Ｓ８０４では、過電流検出回路３３は過電流（閾値Ｉｃ）を検出すると、モータ停止ラッチ部３４からモータ停止信号を発生し、モータを停止させる。もし、所定時間経過してもモータが停止しないときは、Ｓ８０８へ進みエラーリトライ処理（再度閉動作）を行う。
【００５９】
Ｓ８０５では、ミラー状態検出部３２のリミッタスイッチ３２１により、投射ミラーの位置がストッパ（閉端）に到達しているか（ＯＮ信号）を判定する。もし閉端に到達していない場合は、Ｓ８０８へ進みエラーリトライ処理を行う。
Ｓ８０６では、モータを所定時間Ｔｆだけミラー開方向に逆転させる（戻し動作）。この逆転時間Ｔｆは短時間（例えば２００ｍｓｅｃ）とすることで、モータは逆転するものの、投射ミラーは閉端位置に停止したままとする。但し、この戻し動作は、投射ミラーが閉端位置に位置した(到達した)後に行われるようにすれば良い。このため、投射ミラーの移動状態とは、必ずしも連動して戻し動作を行う必要はない。従って、投射ミラーが閉端位置で停止状態でなくても、戻し動作を行うものであれば良い。
【００６０】
Ｓ８０７では、ミラーの閉動作を終了する。この状態では、投射ミラーの機構部にはモータ電流値Ｉｃよりも十分小さな電流値に相当する締め込みトルクが印加されている。
【００６１】
以上のように本実施例では、投射ミラー開閉動作の終了時に戻し動作を含む多段停止モードを実行することで、ミラー機構部への締めこみトルクを低減し、ミラー保持状態において機構部が受ける応力を減少させた。これより、経年変化によるミラー機構部の寸法変化が少なくなり、投射位置調整のための作業が軽減する。また開閉機構部の寿命が改善し、プロジェクタ装置の信頼性が向上する。
【符号の説明】
【００６２】
１…プロジェクタ装置、
２…筐体、
３…投射ミラー、
４…アーム、
５…開閉機構部、
６…回転軸、
７ａ，７ｂ…ストッパ、
８ａ，８ｂ，８ｃ…ギア、
９ａ，９ｂ…クラッチ、
１０…クラッチ付勢バネ、
１１…光源、
１２…液晶パネル、
１３…投射レンズ、
１４…出射レンズ、
３０…制御部、
３１…姿勢センサ、
３２…ミラー状態検出部、
３３…過電流検出部、
３４…モータ停止ラッチ部、
３５…ミラー回転モータ、
３６…ミラーモータドライバ、
３９…モータ電源部
３０７…過電流閾値設定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置において、
モータの駆動力により上記投射ミラーを開閉する開閉機構部と、
該開閉機構部の動作を制御する開閉制御部とを備え、
該開閉制御部は上記投射ミラーを開動作させるとき、
上記投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作と、上記投射ミラーが停止後、上記第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作と、さらに上記投射ミラーを上記開端停止位置まで開く第２の開動作を行なわせ、
上記第２の開動作における上記開端停止位置での駆動力を上記第１の開動作における上記開端停止位置での駆動力よりも小さくなるように制御することを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置において、
モータの駆動力により上記投射ミラーを開閉する開閉機構部と、
該開閉機構部の動作を制御する開閉制御部とを備え、
該開閉制御部は上記投射ミラーを閉動作させるとき、
上記投射ミラーを閉端停止位置まで閉じる閉動作と、上記投射ミラーが停止後、上記閉動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行なわせ、
上記戻し動作を、上記投射ミラーが上記閉端停止位置に停止している期間内に行なわせることを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプロジェクタ装置において、
前記開閉制御部は、前記モータへの駆動電流が閾値を超えたことを検出する過電流検出部を有し、
前記開閉制御部は前記投射ミラーを開閉するとき、上記過電流検出部の検出結果により前記投射ミラーが前記開端停止位置または前記閉端停止位置に達したと判定するとともに、停止位置での駆動力を上記駆動電流の閾値で設定することを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項４】
映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法において、
モータの駆動力により上記投射ミラーを開動作させるとき、
上記投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作を行い、
上記投射ミラーが停止後、上記第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行い、
さらに上記投射ミラーを上記開端停止位置まで開く第２の開動作を行うものであって、
上記第２の開動作における上記開端停止位置での駆動力を上記第１の開動作における上記開端停止位置での駆動力よりも小さくすることを特徴とするプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法。
【請求項５】
映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法において、
モータの駆動力により上記投射ミラーを閉動作させるとき、
上記投射ミラーを閉端停止位置まで閉じる閉動作を行い、
上記投射ミラーが停止後、上記閉動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行うものであって、
上記戻し動作を、上記投射ミラーが上記閉端停止位置に停止している期間内で行うことを特徴とするプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載のプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法において、
前記投射ミラーを開閉するとき、該投射ミラーが前記開端停止位置または前記閉端停止位置に達したことを前記モータへの駆動電流が閾値を超えたことで検出するとともに、停止位置での駆動力を該駆動電流の閾値で設定することを特徴とするプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法。
【請求項１】
映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置において、
モータの駆動力により上記投射ミラーを開閉する開閉機構部と、
該開閉機構部の動作を制御する開閉制御部とを備え、
該開閉制御部は上記投射ミラーを開動作させるとき、
上記投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作と、上記投射ミラーが停止後、上記第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作と、さらに上記投射ミラーを上記開端停止位置まで開く第２の開動作を行なわせ、
上記第２の開動作における上記開端停止位置での駆動力を上記第１の開動作における上記開端停止位置での駆動力よりも小さくなるように制御することを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置において、
モータの駆動力により上記投射ミラーを開閉する開閉機構部と、
該開閉機構部の動作を制御する開閉制御部とを備え、
該開閉制御部は上記投射ミラーを閉動作させるとき、
上記投射ミラーを閉端停止位置まで閉じる閉動作と、上記投射ミラーが停止後、上記閉動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行なわせ、
上記戻し動作を、上記投射ミラーが上記閉端停止位置に停止している期間内に行なわせることを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプロジェクタ装置において、
前記開閉制御部は、前記モータへの駆動電流が閾値を超えたことを検出する過電流検出部を有し、
前記開閉制御部は前記投射ミラーを開閉するとき、上記過電流検出部の検出結果により前記投射ミラーが前記開端停止位置または前記閉端停止位置に達したと判定するとともに、停止位置での駆動力を上記駆動電流の閾値で設定することを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項４】
映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法において、
モータの駆動力により上記投射ミラーを開動作させるとき、
上記投射ミラーを開端停止位置まで開く第１の開動作を行い、
上記投射ミラーが停止後、上記第１の開動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行い、
さらに上記投射ミラーを上記開端停止位置まで開く第２の開動作を行うものであって、
上記第２の開動作における上記開端停止位置での駆動力を上記第１の開動作における上記開端停止位置での駆動力よりも小さくすることを特徴とするプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法。
【請求項５】
映像表示素子に形成された映像を投射ミラーによって反射させ投射面に投射するプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法において、
モータの駆動力により上記投射ミラーを閉動作させるとき、
上記投射ミラーを閉端停止位置まで閉じる閉動作を行い、
上記投射ミラーが停止後、上記閉動作とは逆方向の駆動力を与える戻し動作を行うものであって、
上記戻し動作を、上記投射ミラーが上記閉端停止位置に停止している期間内で行うことを特徴とするプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載のプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法において、
前記投射ミラーを開閉するとき、該投射ミラーが前記開端停止位置または前記閉端停止位置に達したことを前記モータへの駆動電流が閾値を超えたことで検出するとともに、停止位置での駆動力を該駆動電流の閾値で設定することを特徴とするプロジェクタ装置の投射ミラー開閉制御方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１５００６４（Ｐ２０１１−１５００６４Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９９６４（Ｐ２０１０−９９６４）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
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