JP6390945B2 - 位置検出装置、位置検出方法およびプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、位置検出装置、位置検出方法およびプロジェクタに関する。

プロジェクタは、映像信号に基づいて変調した光をレンズで投射する投射型表示装置である。プロジェクタの中には、映像信号が示す映像のアスペクト比や投射面との位置関係などに応じて、投射映像を拡大／縮小するズーム比調整、焦点を調整するフォーカス調整、投射位置を調整する位置調整などを自動で行うものがある（特許文献１（特開２０１１−０６５１８６号公報）参照）。このようなプロジェクタにおいては、レンズを可動に設け、映像信号が示す映像のアスペクト比や投射面との位置関係などに応じて、レンズ位置を予め定められた位置に調整する必要がある。レンズ位置を調整するためには、レンズ位置を正確に検出する必要がある。

特開２０１１−０６５１８６号公報

図７は、ズーム比調整機能を有するレンズ１０の外観を示す図である。
図７に示すレンズ１０は、レンズ本体１１と、ズーム比調整ギア１２と、ズームギア駆動ギア１３と、モーター１４と、ロータリーエンコーダ駆動ギア１５と、ロータリーエンコーダ１６と、クラッチ１７とを備える。

レンズ本体１１は、複数のレンズからなるレンズ群と、これらのレンズを支持する複数の筒部とを備える。複数の筒部のうち、一部の筒部は回転可能に設けられている。
ズームギア駆動ギア１３は、ズーム比調整ギア１２およびロータリーエンコーダ駆動ギア１５と噛み合っている。ズーム比調整ギア１２にはレンズ本体１１の回転可能に設けられた筒部が固定されている。また、ロータリーエンコーダ駆動ギア１５にはロータリーエンコード１６の回転部が固定されている。

モーター１４は、ズームギア駆動ギア１３を回転させる。ズームギア駆動ギア１３の回転に伴って、ズーム比調整ギア１２およびロータリーエンコーダ駆動ギア１５が回転する。
ズーム比調整ギア１２は、レンズ動作部の一例であり、ズーム比調整ギア１２が動作（回転）することで、レンズ本体１１のズーム比調整ギア１２に固定された筒部が回転する。筒部の回転に応じてレンズ群を構成する複数のレンズのうち、一部のレンズが投射光軸に沿った方向に移動することでズーム比が変化する。なお、ズーム比調整ギア１２には、ズーム比を調整可能な範囲（レンズの移動が可能な範囲）を超えて、ズーム比調整ギア１２に固定された筒部が回転しないように、ズーム比を調整可能な範囲の端点に、ストッパー（制限部）が設けられている。
また、ロータリーエンコーダ駆動ギア１５の回転に応じて、ロータリーエンコーダ１６の回転部が回転する。ロータリーエンコーダ１６は、回転部の回転量に応じたパルス信号を出力する。
クラッチ１７は、ズーム比調整ギア１２、ズームギア駆動ギア１３およびロータリーエンコーダ駆動ギア１５からなる回転機構の回転がストッパーのために制限され、モーター１４の負荷トルクが大きくなると、モーター１４の回転が伝達されないようにスリップする。

図８は、レンズ１０のレンズ位置（筒部の回転に応じて移動するレンズのレンズ位置）を検出する位置検出装置４００の構成を示すブロック図である。
図８に示す位置検出装置４００は、ロータリーエンコーダ１６と、デコーダ４１０と、カウンタ４２０と、タイマー４３０とを有する。

ロータリーエンコーダ１６は、Ａ相、Ｂ相の２つのパルス信号を出力する。Ａ相とＢ相とでは、位相が９０度ずれており、回転部の回転方向に応じて、いずれかのパルス信号が先に出力される。
デコーダ４１０は、ロータリーエンコーダ１６から出力された信号をデコードする。具体的には、デコーダ４１０は、Ａ相、Ｂ相の２つのパルス信号の位相関係に応じて、カウンタ４２０におけるカウント値のカウントアップ（加算）またはカウントダウン（減算）を設定するＵｐ／Ｄｏｗｎ信号をカウンタ４２０に出力する。また、デコーダ４１０は、ロータリーエンコーダ１６からのパルス信号の出力に応じて、パルス信号をカウンタ４２０とタイマー４３０とに出力する。
カウンタ４２０は、Ｕｐ／Ｄｏｗｎ信号に応じて、デコーダ４１０から出力されたパルス信号をカウント（カウントアップあるいはカウントダウン）する。
タイマー４３０は、パルス信号が入力されると、タイマー値をリセットする。パルス信号が一定期間入力されずタイマーが満了すると、タイマー４３０は、モーター１４を停止させる旨を示すＳｔｏｐ信号をモータードライバ１８に出力し、モーター１４を停止させる。

上述した位置検出装置４００においては、基準点を決定し、基準点からのカウンタ４２０のカウント値の増減に基づいて、レンズ位置を検出することができる。

基準点としては一般に、レンズ動作部であるズーム比調整ギア１２の動作範囲の端点が用いられる。この場合、基準点を決定するために、ズーム比調整ギア１２の回転位置が動作範囲の端点に到達したことを検出する必要がある。ズーム比調整ギア１２の回転位置の動作範囲の端点への到達を検出する方法として、クラッチ１７をスリップさせる方法が用いられる。この方法では、ズーム比調整ギア１２を動作範囲の端点に向けて動作（回転）させ、クラッチ１７がスリップし、モーター１４が停止した時点で、ズーム比調整ギア１２の回転位置が端点に到達したと検出され、その時点でのレンズ位置が基準点と決定される。

図９は、上述した方法におけるロータリーエンコーダ１６の出力波形の一例を示す図である。
上述したように、モーター１４は、ズーム比調整ギア１２が端点に向けて動作するように駆動される。モーター１４の駆動に応じて、ロータリーエンコーダ１６の回転部が回転し、ロータリーエンコーダ１６は、パルス信号を出力する。
時刻ｔ１において定速回転となり、時刻ｔ２において、ズーム比調整ギア１２の回転位置が端点に到達したとする。さらに、時刻ｔ３において、クラッチ１７がスリップし、モーター１４が回転を停止したとする。

この場合、レンズを構成する部品の変形などに起因して、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間もロータリーエンコーダ１６からパルス信号が出力されることがある。このパルス信号もカウンタ４２０でカウントされてしまい、基準点の検出精度が低下する。また、時刻ｔ３においてモーター１４が停止すると、変形した部品が反発することで、ロータリーエンコーダ１６の回転部が逆回転し、その逆回転に伴うパルス信号がカウンタ４２０でカウントされてしまい、基準点の検出精度が低下する。基準点の検出精度が低下すると、レンズ位置の検出精度も低下してしまう。
本発明の目的は、レンズ位置の検出精度の向上を図ることができる位置検出装置、位置検出方法およびプロジェクタを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の位置検出装置は、
所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させるレンズ動作部の動作量を検出する動作量検出部と、
前記レンズ動作部の動作速度を検出する速度検出部と、
前記動作範囲内の基準点からの前記動作量に基づいて前記レンズのレンズ位置を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記レンズ動作部の動作が制限される、前記動作範囲の一方の端点に向けて前記レンズ動作部を動作させたときに前記速度検出部が検出した動作速度に基づいて、前記レンズ動作部の動作を停止させ、前記レンズ動作部が停止した位置を前記基準点と決定する。

また、上記目的を達成するために本発明の他の位置検出装置は、
所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させるレンズ動作部の動作量を検出する動作量検出部と、
前記レンズ動作部の動作速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部が検出した動作速度に基づいて加速度を算出する加速度算出部と、
前記動作範囲内の基準点からの前記動作量に基づいて前記レンズのレンズ位置を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記レンズ動作部の動作が制限される、前記動作範囲の一方の端点に向けて前記レンズ動作部を動作させたときに前記加速度算出部が算出した加速度に基づいて、前記レンズ動作部の動作を停止させ、前記レンズ動作部が停止した位置を前記基準点と決定する。

上記目的を達成するために本発明の位置検出方法は、
所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させるレンズ動作部の動作量を検出し、
前記レンズ動作部の動作速度を検出し、
前記動作範囲内の基準点からの前記動作量に基づいて前記レンズのレンズ位置を制御し、
前記レンズ動作部の動作が制限される、前記動作範囲の一方の端点に向けて前記レンズ動作部を動作させたときに検出した前記動作速度に基づいて、前記レンズ動作部の動作を停止させ、前記レンズ動作部が停止した位置を前記基準点と決定する。

また、上記目的を達成するために本発明の他の位置検出方法は、
所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させるレンズ動作部の動作量を検出し、
前記レンズ動作部の動作速度を検出し、
前記検出した動作速度に基づいて加速度を算出し、
前記動作範囲内の基準点からの前記動作量に基づいて前記レンズのレンズ位置を制御し、
前記レンズ動作部の動作が制限される、前記動作範囲の一方の端点に向けて前記レンズ動作部を動作させたときに算出した前記加速度に基づいて、前記レンズ動作部の動作を停止させ、前記レンズ動作部が停止した位置を前記基準点と決定する。

上記目的を達成するために本発明のプロジェクタは、
光源と、
前記光源から出力された光を映像信号に応じて変調する変調素子と、
前記変調素子により変調された光を投射する、可動なレンズと、
前記レンズを移動させる駆動装置と、
前記レンズのレンズ位置を検出し、前記駆動装置を用いて前記レンズのレンズ位置を制御する上述した位置検出装置と、を有する。

本発明によれば、レンズ位置の検出精度の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施形態の位置検出装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す位置検出装置を備えるプロジェクタの要部構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の位置検出装置の構成を示すブロック図である。 図３に示す速度検出部が検出するパルス速度の変化を示す図である。 本発明の第３の実施形態の位置検出装置の構成を示すブロック図である。 図５に示す加速度検出部が検出する加速度の変化を示す図である。 ズーム比調整機能を有するレンズの外観を示す図である。 関連する位置検出装置の構成を示すブロック図である。 図７に示すロータリーエンコーダの出力信号の波形を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の位置検出装置１００の構成を示すブロック図である。図１において、図８と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。なお、本発明に係る位置検出装置は、例えば、投射光軸に対して前後あるいは上下左右に可動なレンズを備えるプロジェクタに搭載され、レンズのレンズ位置を検出するものである。また、以下では、本発明に係る位置検出装置は、図７に示すズーム比調整機能を有するレンズ１０のレンズ位置（ズーム比調整ギア１２の回転に応じて移動するレンズの位置）を検出する例を用いて説明する。

図１に示す位置検出装置１００は、動作量検出部１１０と、速度検出部１２０と、制御部１３０とを有する。
動作量検出部１１０は、所定の動作範囲内で可動であり、動作に応じてレンズを移動させるレンズ動作部の一例であるズーム比調整ギア１２の動作量（例えば、ギア１２の外周部など所定の位置の移動量）を検出する。具体的には、移動量算出部１１０は、例えば、図７に示すロータリーエンコーダ１６、ロータリーエンコーダ駆動ギア１５などを備える。上述したように、ズーム比調整ギア１２の回転に応じてロータリーエンコーダ駆動ギア１５が回転し、ズーム比調整ギア１２の回転量がロータリーエンコーダ１６に伝達される。ロータリーエンコーダ１６は、ズーム比調整ギア１２の回転量に応じたパルス信号を出力する。ロータリーエンコーダ１６から出力されるパルス信号をカウントすることで、ズーム比調整ギア１２の動作量を検出することができる。
速度検出部１２０は、ズーム比調整ギア１２の動作速度（回転速度）を検出する。
制御部１３０は、ズーム比調整ギア１２の動作範囲内の基準点からの動作量検出部１１０が検出した動作量に基づいて、レンズのレンズ位置を制御する。

次に、基準点を決定する際の位置検出装置１００の動作について説明する。なお、基準点の決定は、例えば、位置検出装置１００が搭載された装置の電源が投入されたときや、ユーザが所定の操作を行ったときに行われる。
まず、制御部１３０は、ズーム比調整ギア１２の動作（回転）が制限される、ズーム比調整ギア１２の動作範囲の一方の端点に向けてズーム比調整ギア１２を動作（回転）させる。次に、制御部１３０は、ズーム比調整ギア１２を端点に向けて動作させたときに、速度検出部１２０が検出した動作速度に基づいて、ズーム比調整ギア１２の動作を停止させる。例えば、制御部１３０は、速度検出部１２０が検出した動作速度が所定の閾値より小さくなると、ズーム比調整ギア１２の動作を停止させる。そして、制御部１３０は、ズーム比調整ギア１２が停止した位置を基準点と決定する。

図２は、位置検出装置１００を備えるプロジェクタ１の要部構成を示すブロック図である。なお、図２において、白抜き矢印は光束を示す。
図２に示すプロジェクタ１は、光源２と、変調素子３と、駆動装置４と、レンズ１０と、位置検出装置１００とを有する。
光源２は、変調素子３を照明する光を出射する。
変調素子３は、光源２から出射された光を、プロジェクタ１に入力された映像信号に応じて変調する。変調素子３が変調した光はレンズ１０で投射される。
駆動装置４は、モーターやモータードライバなどからなり、レンズ１０を駆動（移動）させる。
位置検出装置１００は、駆動装置４を用いてレンズのレンズ位置を制御する。

このように本実施形態の位置検出装置１００は、所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させるレンズ動作部の動作量を検出する動作量検出部１１０と、レンズ動作部の動作速度を検出する速度検出部１２０とを有する。また、位置検出装置１００は、レンズ動作部の動作範囲内の基準点からの動作量検出部１１０が検出した動作量に基づいてレンズのレンズ位置を制御する制御部１３０を有する。制御部１３０は、レンズ動作部の動作が制限される、レンズ動作部の動作範囲の一方の端点に向けてレンズ動作部を動作させたときに、速度検出部１２０が検出した動作速度に基づいて、レンズの動作を停止させ、レンズが停止した位置を基準点と決定する。

レンズ動作部の位置が動作範囲の端点に到達すると、レンズ動作部の動作が制限され、レンズ動作部の動作速度が低下する。そのため、レンズの動作範囲の端点に向けてレンズを動作させたときのレンズの動作速度に基づいて、レンズの動作を停止させることで、クラッチ１７がスリップするよりも早いタイミングでレンズ動作部の動作を停止させることができる。そのため、部品の変形やレンズの移動の停止後の変形した部品の反発に起因する基準点の検出精度の低下を防ぎ、レンズ位置の検出精度の向上を図ることができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態の位置検出装置２００の構成を示すブロック図である。図３において、図８と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

図３に示す位置検出装置２００は、ロータリーエンコーダ１６と、デコーダ４１０と、カウンタ４２０と、速度検出部２１０と、レジスタ２２０と、制御部２３０とを有する。
ロータリーエンコーダ１６は、レンズ動作部の一例であるズーム比調整ギア１２の動作量（回転量）に応じたパルス信号を出力し、デコーダ４１０は、ロータリーエンコーダ１６からのパルス信号の出力に応じて、パルス信号を出力する。また、カウンタ４２０は、デコーダ４１０から出力されるパルス信号をカウントする。したがって、カウンタ４２０のカウント値の増減に基づいて、ズーム比調整ギア１２の回転量を検出することができる。そのため、ロータリーエンコーダ１６、デコーダ４１０およびカウンタ４２０は、レンズ動作部の動作量を検出する動作量検出部を構成する。

速度検出部２１０は、例えば、所定の時間間隔でロータリーエンコーダ１６から出力されたパルス信号のパルス速度を検出する。なお、パルス信号のパルス速度は、パルス信号のパルス間隔または周波数に基づいて算出され、ズーム比調整ギア１２の動作速度（回転速度）に対応するものである。
レジスタ２２０は、制御部２３０の制御に従い、パルス速度を記憶する。
制御部２３０は、ズーム比調整ギア１２の動作範囲内の基準点からの動作量に基づいてレンズのレンズ位置を制御する。制御部２３０は、基準点からのズーム比調整ギア１２の動作量をカウンタ４２０のカウント値に基づいて求める。なお、ズーム比調整ギア１２の動作量とレンズの移動量とは必ずしも線形関係にあるわけではない。例えば、動作範囲の端点からズーム比調整ギア１２が回転を開始した直後は、ズーム比調整ギア１２の所定の回転量に対するレンズの移動量が大きく、徐々にズーム比調整ギア１２の所定の回転量に対するレンズの移動量が飽和していくなどの特性がある。この場合、制御部２３０は、ズーム比調整ギア１２の動作量とレンズの移動量との対応関係を予め記憶しておき、記憶している対応関係とズーム比調整ギア１２の動作量とに基づいて、レンズのレンズ位置を調整する。

次に、基準点を決定する際の位置検出装置２００の動作について説明する。
まず、制御部２３０は、モータードライバ１８に、ズーム比調整ギア１２の動作範囲の一方の端点に向けてズーム比調整ギア１２が動作（回転）するようにモーター１４を駆動させる。モーター１４の回転に応じてロータリーエンコーダ駆動ギア１５が回転し、ロータリーエンコーダ１６は、その回転に応じて、パルス信号を出力する。速度検出部２１０は、所定の検出タイミング毎に、そのパルス信号のパルス速度を検出する。
制御部２３０は、速度検出部２１０が検出したパルス速度とレジスタ２２０に記憶されているパルス速度とを比較する。そして、制御部２３０は、速度検出部２１０が検出したパルス速度がレジスタ２２０に記憶されているパルス速度よりも大きい場合、速度検出部２１０が検出したパルス速度が検出したパルス速度をレジスタ２２０に記憶させる。
また、制御部２３０は、速度検出部２１０が検出したパルス速度と所定の閾値とを比較し、速度検出部２１０が検出したパルス速度が所定の閾値よりも小さくなると、Ｓｔｏｐ信号をモータードライバ１８に出力する。
モータードライバ１８は、Ｓｔｏｐ信号の出力に応じてモーター１４を停止させる。モーター１４が停止することで、ズーム比調整ギア１２の動作（回転）も停止する。制御部２３０は、ズーム比調整ギア１２が停止した時点でのカウンタ４２０のカウント値を基準とし、すなわち、ズーム比調整ギア１２が停止した位置を基準点と決定する。

図４は、パルス速度の変化を示す図である。
モータードライバ１８は、ズーム比調整ギア１２の動作範囲の一方の端点に向けてズーム比調整ギア１２が動作（回転）するようにモーター１４を駆動する。モーター１４の駆動に応じて、ロータリーエンコーダ１６からはパルス信号が出力される。通常、パルス信号のパルス速度は徐々に上がり、やがて定速となる。そのため、図４に示すように、パルス速度は徐々に増加し、時刻ｔ１１において、定速となる。
時刻ｔ１２において、ズーム比調整ギア１２の回転位置が端点に到達したとする。ズーム比調整ギア１２の回転位置が端点に到達すると、ストッパーのためにズーム比調整ギア１２の回転が抑制され、パルス速度が低下する。そして、時刻ｔ１３において、クラッチ１７がスリップしたとする。

制御部２３０は、速度検出部２１０が検出したパルス速度がレジスタ２２０に記憶されているパルス速度よりも大きい場合、速度検出部２１０が検出したパルス速度をレジスタ２２０に記憶させる。したがって、レジスタ２２０には、最大パルス速度（Ｖｍａｘ）が記憶される。
また、制御部２３０は、速度検出部２１０が検出したパルス速度と所定の閾値とを比較する。ここで、制御部２３０は、最大パルス速度Ｖｍａｘから所定の割合だけ小さい値、例えば、最大パルス速度Ｖｍａｘの７０％の値（最大パルス速度Ｖｍａｘから３０％小さい値）を閾値Ｖｔｈとする。そして、制御部２３０は、速度検出部２１０が検出したパルス速度が、閾値Ｖｔｈより小さくなると、Ｓｔｏｐ信号をモータードライバ１８に出力する。

このように本実施形態の位置検出装置２００は、ズーム比調整ギア１２の動作量（回転量）に応じたパルス信号を出力するロータリーエンコーダ１６と、パルス信号をカウントするカウンタ４２０とを有し、カウンタ４２０のカウント値に基づいて、ズーム比調整ギア１２の動作量を検出する。また、位置検出装置２００は、ズーム比調整ギア１２の動作速度に対応するパルス信号のパルス速度を検出する速度検出部２１０と、ズーム比調整ギア１２の動作範囲内の基準点からの検出した動作量に基づいてレンズのレンズ位置を制御する制御部２３０と、を有する。制御部２３０は、ズーム比調整ギア１２の動作が制限される、動作範囲の一方の端点に向けてズーム比調整ギア１２を動作させたときに速度検出部２１０が検出した動作速度が所定の閾値より小さくなると、レンズの動作を停止させ、レンズが停止した位置を基準点と決定する。

レンズ動作部であるズーム比調整ギア１２の回転位置が動作範囲の端点に到達すると、ズーム比調整ギア１２の動作（回転）が制限され、ズーム比調整ギア１２の動作速度が低下する。そのため、動作範囲の端点に向けてズーム比調整ギア１２を動作させたときのズーム比調整ギア１２の動作速度が所定の閾値より小さくなると、レンズの動作を停止させることで、クラッチ１７がスリップするよりも早いタイミングでレンズの移動を停止させることができる。そのため、部品の変形やレンズの移動の停止後の変形した部品の反発に起因する基準点の検出精度の低下を防ぎ、レンズ位置の検出精度の向上を図ることができる。

また、上述したクラッチ１７をスリップさせる方法では、タイマー４３０のタイマー値として大きな値を設定する必要がある。これは、レンズ１０を構成する部材の材質、温度、湿度などの環境の変化に起因する部材の膨張・収縮および硬度の変化、また、ギアの精度や取り付け位置のばらつき、部材の性質の経年変化、レンズの大きさなど様々な変動要因を考慮する必要があるからである。タイマー値を大きくすると、基準点の検出精度が低下しやすくなり、レンズ位置の検出精度も低下する。
一方、本実施形態においては、最大パルス速度に基づいて閾値を決定し、その閾値と検出したパルス速度とを比較してＳｔｏｐ信号の出力の有無を判定することで、上述した様々な変動要因に関わらず、基準点の検出精度が上がり、レンズ位置の検出精度の向上を図ることができる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態の位置検出装置３００の構成を示すブロック図である。図５において、図３と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図５に示す位置検出装置３００は、ロータリーエンコーダ１６と、デコーダ４１０と、カウンタ４２０と、速度検出部３１０と、レジスタ３２０，３４０と、加速度算出部３３０と、比較部３５０とを有する。

速度検出部３１０は、例えば、所定の時間間隔でロータリーエンコーダ１６から出力されたパルス信号のパルス速度を検出し、検出したパルス速度をレジスタ３２０と加速度算出部３３０とに通知する。
レジスタ３２０は、速度検出部３１０から通知されたパルス速度を記憶する。
加速度算出部３３０は、速度検出部３１０からパルス速度が通知されると、そのパルス速度とレジスタ３２０に記憶されている前回検出されたパルス速度とに基づいて加速度を算出し、算出した加速度をレジスタ３４０と制御部３５０とに通知する。なお、以下では、ズーム比調整ギア１２を動作範囲の一方の端点に向かって動作（回転）させる方向を正方向とする。
レジスタ３４０は、加速度算出部３３０から通知された加速度を記憶する。
制御部３５０は、ズーム比調整ギア１２の動作範囲内の基準点からの動作量に基づいてレンズのレンズ位置を制御する。

次に、基準点を決定する際の位置検出装置３００の動作について説明する。
まず、制御部３５０は、モータードライバ１８に、ズーム比調整ギア１２の動作範囲の一方の端点に向けてズーム比調整ギア１２が動作するようにモーター１４を駆動させる。モーター１４の回転に応じてロータリーエンコーダ駆動ギア１５が回転し、ロータリーエンコーダ１６は、その回転に応じて、パルス信号を出力する。
速度検出部３１０は、所定の検出タイミング毎に、ロータリーエンコーダ１６から出力されるパルス信号のパルス速度を検出する。加速度算出部３３０は、今回検出されたパルス速度と、レジスタ３２０に記憶されている前回検出されたパルス速度とに基づいて加速度を算出する。
制御部３５０は、速度検出部３１０が検出した加速度に基づいて、Ｓｔｏｐ信号をモータードライバ１８に出力する。例えば、制御部３５０は、今回算出された加速度とレジスタ３４０に記憶されている前回算出された加速度とを比較する。そして、制御部３５０は、算出された加速度が負の値であり、かつ、負方向に増加すると、Ｓｔｏｐ信号をモータードライバ１８に出力する。
モータードライバ１８は、Ｓｔｏｐ信号の出力に応じてモーター１４を停止させる。モーター１４が停止することで、ズーム比調整ギア１２の動作（回転）も停止する。制御部２３０は、ズーム比調整ギア１２が停止した時点でのカウンタ４２０のカウント値を基準とし、すなわち、ズーム比調整ギア１２が停止した位置を基準点と決定する。そして、制御部２３０は、基準点からの、ズーム比調整ギア１２の動作量に対応するカウンタ４２０のカウント値の増減に基づいてレンズ位置を調整する。

図６は、図３に示されるパルス速度を加速度に変換した図である。
上述したように、モーター１４は、ズーム比調整ギア１２を動作範囲の端点に向けて動作させる。モーター１４の駆動に応じて、ロータリーエンコーダ１６は回転を開始し、パルス信号を出力される。そのため、加速度は正の値となる。

時刻ｔ２１において、パルス速度が定速になったとする。このとき、加速度は０になる。また、時刻ｔ２２において、ズーム比調整ギア１２の回転位置が端点に到達したとする。ズーム比調整ギア１２の回転位置が端点に到達すると、ストッパーのために回転が制限され、加速度は負の値となり、負方向に徐々に大きくなる。そして、時刻ｔ２３において、クラッチ１７がスリップすると、加速度は０になる。
制御部３５０は、加速度算出部３３０が算出した加速度が負の値であり、かつ、負方向に増加した、時刻ｔ２３よりも早い時刻ｔ２４において、Ｓｔｏｐ信号をモータードライバ１８に出力する。

このように本実施形態の位置検出装置３００は、パルス速度に基づいて加速度を算出する加速度算出部３３０と、ロータリーエンコーダ１６から出力されるパルス信号をカウントするカウンタ４２０とを有する。また、位置検出装置３００は、レンズ動作部であるズーム比調整ギア１２の動作範囲内の基準点からの検出した動作量に基づいてレンズのレンズ位置を制御する制御部３５０を有する。制御部３５０は、ズーム比調整ギア１２の動作範囲の一方の端点に向けてズーム比調整ギア１２を動作させたときに加速度算出部３３０が算出した加速度に基づいて、ズーム比調整ギア１２の動作を停止させ、ズーム比調整ギア１２が停止した位置を基準点と決定する。

ズーム比調整ギア１２の回転位置が動作範囲の端点に到達すると、ズーム比調整ギア１２の動作が制限され、パルス速度に基づいて算出される加速度は負の値となり、負方向に増加する。そのため、動作範囲の端点に向けてズーム比調整ギア１２を動作させたときの加速度に基づいて、ズーム比調整ギア１２の動作を停止させることで、より早いタイミングでレンズの移動を停止させることができる。そのため、基準点の検出精度の低下を防ぎ、レンズ位置の検出精度の向上を図ることができる。

なお、上述した実施形態においては、位置検出装置は、ズーム比調整機能を有するレンズ１０のレンズ位置を検出する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。位置検出装置は、レンズ本体を投射光軸に垂直な平面に沿った方向に移動させることで投射位置を調整可能なレンズのレンズ位置の検出に用いることも可能である。
また、上述した実施形態においては、所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させるレンズ動作部がズーム比調整ギア１２であり、レンズ動作部の動作量としてズーム比調整ギア１２の回転量を検出する例を用いて説明したがこれに限られるものではない。レンズ動作部は、レンズの投射光軸に対して上下左右に可動（シフト可能）であってもよい。この場合、レンズ動作部の動作量としては、上下左右のシフト量（移動量）が検出される。

１０ レンズ
１１ レンズ本体
１２ ズーム比調整ギア
１３ ズームギア駆動ギア
１４ モーター
１５ ロータリーエンコーダ駆動ギア
１６ ロータリーエンコーダ
１７ クラッチ
１８ モータードライバ
１００，２００， 位置検出装置
１１０，２１０ 動作量検出部
１２０，３１０ 速度検出部
１３０ 制御部
２２０，３２０，３４０ レジスタ
２３０，３５０ 制御部
３３０ 加速度算出部
４１０ デコーダ
４２０ カウンタ
４３０ タイマー

Claims (9)

1. 駆動装置を用いて駆動されるレンズ動作部であって、所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させる前記レンズ動作部の動作量を検出する動作量検出部と、
   前記レンズ動作部の動作速度を検出する速度検出部と、
   前記動作範囲内の基準点からの前記動作量に基づいて前記レンズのレンズ位置を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記レンズ動作部の動作が制限される、前記動作範囲の一方の端点に向けて前記レンズ動作部を動作させたときに前記速度検出部が検出した動作速度に基づいて、前記レンズ動作部の動作を停止させ、前記レンズ動作部が停止した位置を前記基準点とする位置検出装置。
2. 請求項１記載の位置検出装置において、
   前記制御部は、前記速度検出部が検出した動作速度が所定の閾値より小さくなると、前記レンズの動作を停止させる位置検出装置。
3. 請求項２記載の位置検出装置において、
   前記制御部は、前記端点に向けて前記レンズ動作部を動作させたときに検出される動作速度の最大値から所定の割合だけ小さい値を前記閾値とする位置検出装置。
4. 駆動装置を用いて駆動されるレンズ動作部であって、所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させる前記レンズ動作部の動作量を検出する動作量検出部と、
   前記レンズ動作部の動作速度を検出する速度検出部と、
   前記速度検出部が検出した動作速度に基づいて加速度を算出する加速度算出部と、
   前記動作範囲内の基準点からの前記動作量に基づいて前記レンズのレンズ位置を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記レンズ動作部の動作が制限される、前記動作範囲の一方の端点に向けて前記レンズ動作部を動作させたときに前記加速度算出部が算出した加速度に基づいて、前記レンズ動作部の動作を停止させ、前記レンズ動作部が停止した位置を前記基準点とする位置検出装置。
5. 請求項４記載の位置検出装置において、
   前記制御部は、前記端点に向けて前記レンズ動作部を動作させる方向を正方向とすると、前記加速度算出部が算出した加速度が負の値であり、かつ、負方向に増加すると、前記レンズ動作部の動作を停止させる位置検出装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の位置検出装置において、
   前記動作量検出部は、前記レンズ動作部の動作量に応じたパルス信号を出力するロータリーエンコーダを備え、
   前記動作速度は、前記パルス信号のパルス間隔または周波数に基づいて決定される位置検出装置。
7. 駆動装置を用いて駆動されるレンズ動作部であって、所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させる前記レンズ動作部の動作量を検出し、
   前記レンズ動作部の動作速度を検出し、
   前記動作範囲内の基準点からの前記動作量に基づいて前記レンズのレンズ位置を制御し、
   前記レンズ動作部の動作が制限される、前記動作範囲の一方の端点に向けて前記レンズ動作部を動作させたときに検出した前記動作速度に基づいて、前記レンズ動作部の動作を停止させ、前記レンズ動作部が停止した位置を前記基準点とする位置検出方法。
8. 駆動装置を用いて駆動されるレンズ動作部であって、所定の動作範囲で可動であり、動作に応じてレンズを移動させる前記レンズ動作部の動作量を検出し、
   前記レンズ動作部の動作速度を検出し、
   前記検出した動作速度に基づいて加速度を算出し、
   前記動作範囲内の基準点からの前記動作量に基づいて前記レンズのレンズ位置を制御し、
   前記レンズ動作部の動作が制限される、前記動作範囲の一方の端点に向けて前記レンズ動作部を動作させたときに算出した前記加速度に基づいて、前記レンズ動作部の動作を停止させ、前記レンズ動作部が停止した位置を前記基準点とする位置検出方法。
9. 請求項１から６のいずれか１項に記載の位置検出装置と、
   光源と、
   前記光源から出力された光を映像信号に応じて変調する変調素子と、
   前記変調素子により変調された光を投射する、前記前記レンズと、
   前記駆動装置と、
   を有するプロジェクタ。

Images