JP2004233688A - プロジェクタの反射鏡調整装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】プロジェクタにおいて、反射鏡の角度を容易に調整できるようにする。
【解決手段】照明光学系10、画像情報に応じて光を変調する光変調ユニット60、投影レンズ光学系70を備えるプロジェクタPにおいて、光路上に配置される反射鏡の角度位置を調整する反射鏡調整装置を、反射鏡50を保持する保持部材110、保持部材110と対向して配置される固定部材120、保持部材110と固定部材120との間に介在して保持部材110を複数の方向に枢動させ得る球状の枢支部130、保持部材110と固定部材120とを締結すると共に枢支部130を囲む少なくとも三箇所における両者間の距離を調整し得る調整ネジ140及びネジ穴112を採用する。これにより、簡略な構造にて、反射鏡の向きを容易にかつ高精度に調整できる。
【選択図】 図2
【解決手段】照明光学系10、画像情報に応じて光を変調する光変調ユニット60、投影レンズ光学系70を備えるプロジェクタPにおいて、光路上に配置される反射鏡の角度位置を調整する反射鏡調整装置を、反射鏡50を保持する保持部材110、保持部材110と対向して配置される固定部材120、保持部材110と固定部材120との間に介在して保持部材110を複数の方向に枢動させ得る球状の枢支部130、保持部材110と固定部材120とを締結すると共に枢支部130を囲む少なくとも三箇所における両者間の距離を調整し得る調整ネジ140及びネジ穴112を採用する。これにより、簡略な構造にて、反射鏡の向きを容易にかつ高精度に調整できる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像をスクリーン上に投影するプロジェクタにおいて、光路内に配置され光を反射する反射鏡の角度位置を調整するプロジェクタの反射鏡調整装置に関し、特に画像情報に応じて光を変調する光変調ユニットに向けて光を反射する反射鏡の角度位置を調整するプロジェクタの反射鏡調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のプロジェクタにおいては、照明光学系から射出された光を、画像情報に応じて、液晶パネルあるいはDMD(登録商標)(デジタルマイクロミラーデバイス)等の光変調ユニットにより変調し、投影レンズ光学系を通してスクリーン上に画像を表示するようになっている。
ここで、照明光学系から光変調ユニットまでの光路上には、小型化、省スペース化あるいは光路設計上の観点等から光を反射する反射鏡が配置されており、照明光学系から射出された光を、反射鏡で所定の向きに反射させて光変調ユニットに導くように構成されている。
この構成において、反射鏡が所望の位置(角度位置)に高精度に取り付けられないと、反射された光が光変調ユニットの所望領域に入射せず、ずれた領域を照射してしまう。そこで、反射鏡には、従来からその角度等を調整する反射鏡調整装置が採用されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−033873号公報
【特許文献2】
特開2002−090876号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の反射鏡調整装置においては、反射鏡の向きを二軸方向に調整可能とするために、反射鏡を保持する保持板に板状のスプリング及び柱状の支軸を設け、さらにスプリングを挟むように対向させると共に調整ネジを取り付けた対向板を介在させて、プロジェクタの筐体に取り付けるものであり、部品点数が多くて構造が非常に複雑であり、調整作業も面倒である。
また、従来の他の反射鏡調整装置においては、反射鏡の両側部を通す溝をもつ二つの支柱、支柱の溝に隙間をもって挿入された反射鏡の一方の面の両端部を付勢する二つのスプリング、二つのスプリングに対向する位置において他方の面を押し付ける楔状の二つの調整部材、反射鏡の下端中央部に配置され回動支軸となる円柱部等により形成されており、前述同様に、部品点数が多くて構造が非常に複雑であり、調整作業も面倒である。
【0005】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、プロジェクタの光路上に配置される反射鏡を、構造の簡略化、部品点数の削減等を図りつつ、所望の角度位置に高精度にかつ容易に調整できるプロジェクタの反射鏡調整装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプロジェクタの反射鏡調整装置は、照明光学系、画像情報に応じて光を変調する光変調ユニット、投影レンズ光学系を備えるプロジェクタにおいて、光路上に配置される反射鏡の角度位置を調整するプロジェクタの反射鏡調整装置であって、上記反射鏡を保持する保持部材と、保持部材と対向して配置されると共にプロジェクタの本体に固定される固定部材と、保持部材と固定部材との間に介在して保持部材を複数の方向に枢動させ得る枢支部と、保持部材と固定部材とを締結すると共に枢支部を囲む少なくとも三箇所における両者間の距離を調整し得る調整手段と、を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、調整手段により、保持部材と固定部材との間の距離を適宜調整すると、保持部材は、枢支部を支点として複数の方向に枢動(支点を中心として傾動)し、固定部材に対する傾きの角度位置が調整される。これにより、簡略な構造にて、保持部材に保持された反射鏡(反射面)の向きを、所望の向きに容易にかつ高精度に調整することができる。
【0007】
上記構成において、枢支部は、保持部材に一体的に形成された略半球状の突起部からなり、固定部材は、突起部を摺動自在に支持する凹状の支持部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、半球状の突起部が固定部材の支持部に支持されることで、保持部材(反射鏡)は、突起部を支点として固定部材に対する傾きの角度位置が調整され得る状態となる。また、枢支部が保持部材に一体的に形成されているため、その分だけ部品点数を削減することができる。
【0008】
上記構成において、枢支部は、保持部材と固定部材との間に挟持される球体からなり、保持部材及び固定部材は、球体を摺動自在に支持する凹状の支持部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、球体が保持部材及び固定部材の支持部に支持されることで、保持部材(反射鏡)は、球体を支点として固定部材に対する傾きの角度位置が調整され得る状態となる。また、枢支部が独立した球体であるため、既存の製品を流用することもでき、低コスト化が図れる。
【0009】
上記構成において、枢支部は、反射鏡の略中央部に位置するように配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、調整手段により保持部材の角度位置を調整する際に、反射鏡の略中央部を支点として反射鏡の角度が調整されるため、反射鏡の上流側及び下流側における光路長の変化を防止ないしは極力小さく抑えることができる。
【0010】
上記構成において、支持部は、枢支部の直径より小さい直径をもつ円孔である、構成を採用できる。
この構成によれば、枢支持を支持する支持部が円孔であるため、固定部材(あるいは保持部材)に対して支持部を容易に形成することができ、又、枢支部と支持部との位置合わせも容易に行うことができる。
【0011】
上記構成において、調整手段は、保持部材及び固定部材の一方に形成された貫通孔に挿通される調整ネジと、保持部材及び固定部材の他方に形成されたネジ穴又は他方に位置するナットと、を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、調整ネジのネジ穴へのネジ込み量又はナットの締め付け量を適宜調整することにより、保持部材(反射鏡)の角度位置を高精度かつ容易に調整することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図6は、本発明に係るプロジェクタの反射鏡調整装置の一実施形態を示すものであり、図1は反射鏡調整装置を含むプロジェクタのシステム図、図2は反射鏡調整装置の分解斜視図、図3は反射鏡調整装置の背面図及び側断面図、図4は反射鏡調整装置の平断面図及び正面図、図5及び図6は反射鏡調整装置の調整動作を示す側断面図及び平断面図である。
【0013】
プロジェクタPは、図1に示すように、照明光を発する照明光学系10、赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタから構成され所定の速度で回転するカラーホイール20、光を所定の方向に導くライトトンネル30、光を集光するコンデンサレンズ40、光を所定の方向に向けて反射する反射鏡50及び反射鏡調整装置100、反射鏡50により反射された光を画像情報に応じて変調する光変調ユニット60、投影レンズ光学系70、種々の制御を司る制御ユニット(不図示)等により構成されている。
【0014】
照明光学系10は、図1に示すように、照明光を発するランプ11、リフレクタ12、フィルタ13等により形成されている。
光変調ユニット60は、例えば、半導体上に超微細な鏡(マイクロミラー)が数十万個敷き詰められており、画像情報に応じその各々の鏡の傾斜角度が制御されることで、反射鏡50から反射されて入射する光を変調するDMD(登録商標)(デジタルマイクロミラーデバイス)等の反射型光学変調素子である。
【0015】
投影レンズ光学系70は、例えば、複数のレンズ群、それぞれのレンズ群にカム作用を及ぼして相対的に移動させるカム筒、カム筒を回転駆動するモータ等を備え、スクリーンS上に投影される画像の倍率及び合焦を行うレンズ鏡胴等を含むものである。
【0016】
そして、このプロジェクタPにおいては、ランプ11から照射された照射光は、カラーホイール20、ライトトンネル30、コンデンサレンズ40を経て、反射鏡50に達し、反射鏡50にて反射された反射光は光変調ユニット60に入射する。さらに、光変調ユニット60により変調された変調光は、投影レンズ光学系70を通って、スクリーンS上に画像として表示される。
ここで、反射鏡50により反射された反射光が光変調ユニット60に所定の角度で入射するように、反射鏡調整装置100を用いて、反射鏡50の角度位置が組み付け時に予め調整される。
【0017】
反射鏡調整装置100は、図2ないし図4に示すように、反射鏡50を保持する保持部材110、保持部材110を支持した状態でプロジェクタPの本体(シャーシ)に固定される固定部材120、保持部材110と固定部材120との間に介在して保持部材110を複数の方向に枢動(支点を中心として傾動)させ得る枢支部としての半球状の突起部130、保持部材110と固定部材120とを締結すると共に突起部130を囲む三箇所における両者間(保持部材110と固定部材120との間)の距離を調整し得る調整手段としての調整ネジ140及びネジ穴112等により形成されている。
【0018】
保持部材110は、図2ないし図4に示すように、略矩形状の平板に形成され、前面111aにおいて反射鏡50を保持するL字状のリブ111が一体的に形成され、背面112aにおいて半球状の突起部130が一体的に形成(同一材料において加工成形あるいは別個に形成した後に接合成形)され、又、突起部130を囲む二等辺三角形の三つの頂点においてネジ穴112が形成されている。
【0019】
ここで、反射鏡50は、リブ111に位置決めされた状態で、保持部材110の前面111aに接着剤等により接合される。このとき、反射鏡50は、図2に示すように、その略中央部(ここでは、中心C)が半球状の突起部130の中心を通る位置に配置される。これによれば、突起部130を支点として保持部材110の角度位置を調整する際に、反射鏡50の略央部がその支点近傍に位置する状態で反射鏡50の角度が調整されるため、反射鏡50の上流側及び下流側における光路長の変化を防止ないしは極力小さく抑えることができる。
【0020】
固定部材120は、図2ないし図4に示すように、プロジェクタPの本体(シャーシ)に固定される座部121、座部121から垂直に直立する略矩形で平板状の直立部122等により全体の輪郭が形成されている。直立部122は、保持部材110と対向して配置される部分であり、略中央部に凹状の支持部としての円孔123、円孔123を囲む三箇所の位置に貫通孔124が形成されている。
【0021】
円孔123は、突起部130の直径よりも小さい直径をなすように形成されており、その縁部が突起部130の球面に環状に接触して、突起部130を摺動自在に支持するようになっている。また、貫通孔124は、調整ネジ140を挿通し得るように、かつ、締結時に保持部材110の傾斜角度に応じて(背面112aと垂直になるように)調整ネジ140の若干の傾斜を許容するように、若干大きめに開けられている。
尚、保持部材110の傾斜角度が比較的大きい場合には、調整ネジ140にスプリングワッシャ140a(図5及び図6参照)を設けることで、調整ネジ140の傾斜を許容しつつ堅固に締結することができる。
【0022】
次に、この調整装置の組み付け及び調整手順について説明する。
先ず、図2に示すように、反射鏡50、突起部130が一体的に形成された保持部材110、固定部材120、調整ネジ140が用意される。そして、反射鏡50がリブ111により位置決めされた状態で保持部材110の前面111aに接着される。
【0023】
続いて、三本の調整ネジ140が固定部材120の貫通孔124に挿通されて保持され、保持部材110が固定部材120に対向するように近づけられて、その突起部130の球面が円孔123の縁部に当接させられる。これにより、保持部材110は、突起部130及び円孔123を介して、枢動自在に支持された状態となる。その後、調整ネジ140がネジ穴112に螺合されて、保持部材110が固定部材120に連結される。
【0024】
この状態において、固定部材120は、プロジェクタPの本体(シャーシ)に締結ネジ等により固定される。これにより、反射鏡50は、照明光学系10から光変調ユニット60までの光路上に配置される。
続いて、ランプ11から射出された照明光を反射鏡50により反射させつつ、その反射光が光変調ユニット60の所定の領域に入射するように、三本の調整ネジ140のねじ込み量が適宜調整されて、三箇所の位置における保持部材110と固定部材120との間の距離が微調整される。
【0025】
すなわち、反射光が光変調ユニット60の下方寄りに入射する場合は、図5(a)に示すように、反射鏡50が上向きに傾斜するように調整ネジ140のねじ込み量が微調整される。同時に、反射光が光変調ユニット60の左寄りに入射する場合は、図6(a)に示すように反射鏡50が右向きに傾斜するように、又、反射光が光変調ユニット60の右寄りに入射する場合は、図6(b)に示すように反射鏡50が左向きに傾斜するように、それぞれ調整ネジ140のねじ込み量が微調整される。
【0026】
一方、反射光が光変調ユニット60の上方寄りに入射する場合は、図5(b)に示すように、反射鏡50が下向きに傾斜するように調整ネジ140のねじ込み量が微調整される。同時に、反射光が光変調ユニット60の左寄りに入射する場合は、図6(a)に示すように反射鏡50が右向きに傾斜するように、又、反射光が光変調ユニット60の右寄りに入射する場合は、図6(b)に示すように反射鏡50が左向きに傾斜するように、それぞれ調整ネジ140のねじ込み量が微調整される。以上のような調整作業が完了すると、その後のずれを防止するべく、接着剤等により全体を固着してもよい。
【0027】
このように、反射鏡50の角度位置を調整する際に、保持部材110の突起部(枢支部)130の中心と反射鏡50の中心Cとが同一の直線上でかつ近接した位置に配置されているので、保持部材110の角度調整は反射鏡50の略中央部を支点とした角度調整と略同一視できる。したがって、反射鏡50の傾き角度を調整しても、反射鏡50の上流側の光路長と下流側の光路長とは、それぞれ調整の前後において殆んど変化することなく略同一に維持される。
また、反射鏡調整装置100は、一つの枢支部(突起部130)を支点として複数の方向に枢動可能に形成されているため、構造が簡単であり、部品点数も少なく、それ故に、調整作業も容易でかつ高精度に行うことができ、装置のコストも低減できる。
【0028】
図7は、本発明に係る反射鏡調整装置の他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、この実施形態に係る装置においては、図7に示すように、固定部材120´に設ける凹状の支持部として、球面状をなす凹部123´が形成されている。この凹部123´は、その曲率半径が突起部130の曲率半径よりも大きくなるように形成されている。
【0029】
したがって、突起部130が凹部123´に当接されると、突起部130の先端領域が凹部123´の底領域により支持される。これにより、突起部130はより滑らかに摺動自在に支持された状態となり、保持部材110はより滑らかに枢動されて、その傾き角度がより円滑に微調整され得るようになる。
【0030】
図8は、本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示すものであり、前述の図2ないし図4に示す実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、この実施形態に係る装置においては、図8に示すように、枢支部として球体130´が採用され、保持部材110´には球体130´を摺動自在に支持する凹状の支持部としての円孔113が形成されている。
【0031】
球体130´は、その直径が円孔123の直径よりも大きく、又、円孔113の直径よりも大きく形成されている。尚、円孔113の直径は、円孔123の直径よりも小さくてもあるいは大きくてもよい。
これによれば、球体130´が保持部材110´及び固定部材120の円孔113,123の縁部に挟持されることで、保持部材110´(反射鏡50)は、球体130´を支点として、固定部材120に対する傾きの角度位置が調整され得る。また、枢支部として独立した球体130´を採用したことで、球体をなす既存の製品を流用することもでき、低コスト化が図れる。
【0032】
図9(a),(b)は、本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示すものであり、前述の図2ないし図4に示す実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、この実施形態に係る装置においては、図9(a)に示すように、調整手段として調整ネジ140´とナット150が採用されている。
保持部材110´´には、図9(a),(b)に示すように、調整ネジ140´の頭部を収容して保持し得ると共に端部に開口する三つの溝114、調整ネジ140´の軸部を挿通させると共に溝114に連通する切り欠き溝115が形成されている。
【0033】
したがって、この組み付けに際しては、反射鏡50が接着された保持部材110´´に対して、調整ネジ140´を切り欠き溝115及び溝114に通して保持させた状態で、保持部材110´´を固定部材120に近づけて突起部130を円孔123に当接させると同時に調整ネジ140´を貫通孔124に挿通させ、その後、ナット150を螺合して締結する。
そして、ナット150の締め付け量を適宜調整することにより、突起部130を支点として保持部材110´´を適宜傾動させて、その傾き角度を調整することができる。
【0034】
図10は、本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示すものであり、前述の図2ないし図4に示す実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、この実施形態に係る装置においては、図10に示すように、枢支部として半球状の突起部125が固定部材120´´に一体的に設けられ、保持部材110´´´には突起部125を摺動自在に支持する凹状の支持部としての円形の凹部113´が形成されている。
【0035】
凹部113´は、その直径が突起部125の直径よりも小さく形成されている。これによれば、保持部材110´´´の凹部113´が固定部材120´´の突起部125に当接されることで、保持部材110´´´(反射鏡50)は、突起部125を支点として、固定部材120´´に対する傾きの角度位置が調整され得る。
【0036】
上記実施形態においては、本発明の反射鏡調整装置100を適用するプロジェクタPとして、DMD(登録商標)を光変調ユニット60として採用するものを示したが、これに限定されるものではなく、液晶パネルを光変調ユニットとして採用するものにおいて適用してもよく、又、その他の光変調ユニットを採用するものにおいて適用してもよい。
また、上記実施形態において、反射鏡調整装置100は、照射光学系10から光変調ユニット60までの光路上に配置される反射鏡50の角度位置を調整するために適用される場合を示したが、これに限定されるものではなく、その他の光路上に配置される反射鏡の角度位置を調整するために適用されてもよい。
【0037】
上記実施形態においては、保持部材110,110´、110´´を枢動自在に支持する枢支部として、球状の突起部130,125、球体130´を示したが、これに限定されるものではなく、保持部材の傾き角度を一箇所の支点を中心として調整できるものであれば、先端が球面状をなすものに限らず、尖った形状のものでもよい。
また、上記実施形態においては、調整手段として、三つの調整ネジ140及びネジ穴112,三つの調整ネジ140´及びナット150を示したが、これに限定されるものではなく、四個の調整ネジ及びネジ穴またはナット、あるいは、保持部材と固定部材との距離を三箇所以上の複数の位置において調整できるものであれば、その他の構成を採用してもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るプロジェクタの反射鏡調整装置によれば、反射鏡を保持する保持部材とプロジェクタの本体に固定される固定部材との間に介在して保持部材を複数の方向に枢動させ得る枢支部、保持部材と固定部材とを締結すると共に枢支部を囲む少なくとも三箇所における両者間の距離を調整し得る調整手段を採用したことにより、調整手段で保持部材と固定部材との間の距離を適宜調整すると、保持部材は枢支部を支点として複数の方向に枢動(支点を中心として傾動)し、固定部材に対する傾きの角度位置が調整される。これにより、簡略な構造にて、保持部材に保持された反射鏡の向きを、所望の向きに容易にかつ高精度に調整することができる。
特に、枢支部として、略半球状の突起部あるいは球体を採用することにより、より円滑に角度調整を行うことができる。
さらに、枢支部を反射鏡の略中央部に位置するように配置することにより、角度調整に拘わらず、反射鏡の上流側及び下流側における光路長の変化を防止ないしは極力小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る反射鏡調整装置を含むプロジェクタのシステム図である。
【図2】本発明に係る反射鏡調整装置の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図3】本発明に係る反射鏡調整装置の一実施形態を示すものであり、(a)は背面図、(b)は側断面図である。
【図4】本発明に係る反射鏡調整装置の一実施形態を示すものであり、(a)は平断面図、(b)は正面図である。
【図5】(a),(b)は反射鏡調整装置の上下方向における調整動作を示す側断面図である。
【図6】(a),(b)は反射鏡調整装置の左右方向における調整動作を示す側断面図である。
【図7】本発明に係る反射鏡調整装置の他の実施形態を示す側断面図である。
【図8】本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示す側断面図である。
【図9】本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示すものであり、(a)側断面図、(b)は保持部材の背面図である。
【図10】本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
P プロジェクタ
S スクリーン
10 照明光学系
20 カラーホイール
30 ライトトンネル
40 コンデンサレンズ
50 反射鏡
60 光変調ユニット
70 投影レンズ光学系
100 反射鏡調整装置
110,110´,110´´,110´´´ 保持部材
111 リブ
112 ネジ穴(調整手段)
113 円孔(凹状の支持部)
113´ 凹部(凹状の支持部)
114 溝
115 切り欠き溝
120,120´,120´´ 固定部材
121 座部
122 直立部
123 円孔(凹状の支持部)
123´ 凹部(凹状の支持部)
124 貫通孔
125,130 半球状の突起部(枢支部)
130´ 球体(枢支部)
140,140´ 調整ネジ(調整手段)
140a スプリングワッシャ
150 ナット(調整手段)
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像をスクリーン上に投影するプロジェクタにおいて、光路内に配置され光を反射する反射鏡の角度位置を調整するプロジェクタの反射鏡調整装置に関し、特に画像情報に応じて光を変調する光変調ユニットに向けて光を反射する反射鏡の角度位置を調整するプロジェクタの反射鏡調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のプロジェクタにおいては、照明光学系から射出された光を、画像情報に応じて、液晶パネルあるいはDMD(登録商標)(デジタルマイクロミラーデバイス)等の光変調ユニットにより変調し、投影レンズ光学系を通してスクリーン上に画像を表示するようになっている。
ここで、照明光学系から光変調ユニットまでの光路上には、小型化、省スペース化あるいは光路設計上の観点等から光を反射する反射鏡が配置されており、照明光学系から射出された光を、反射鏡で所定の向きに反射させて光変調ユニットに導くように構成されている。
この構成において、反射鏡が所望の位置(角度位置)に高精度に取り付けられないと、反射された光が光変調ユニットの所望領域に入射せず、ずれた領域を照射してしまう。そこで、反射鏡には、従来からその角度等を調整する反射鏡調整装置が採用されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−033873号公報
【特許文献2】
特開2002−090876号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の反射鏡調整装置においては、反射鏡の向きを二軸方向に調整可能とするために、反射鏡を保持する保持板に板状のスプリング及び柱状の支軸を設け、さらにスプリングを挟むように対向させると共に調整ネジを取り付けた対向板を介在させて、プロジェクタの筐体に取り付けるものであり、部品点数が多くて構造が非常に複雑であり、調整作業も面倒である。
また、従来の他の反射鏡調整装置においては、反射鏡の両側部を通す溝をもつ二つの支柱、支柱の溝に隙間をもって挿入された反射鏡の一方の面の両端部を付勢する二つのスプリング、二つのスプリングに対向する位置において他方の面を押し付ける楔状の二つの調整部材、反射鏡の下端中央部に配置され回動支軸となる円柱部等により形成されており、前述同様に、部品点数が多くて構造が非常に複雑であり、調整作業も面倒である。
【0005】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、プロジェクタの光路上に配置される反射鏡を、構造の簡略化、部品点数の削減等を図りつつ、所望の角度位置に高精度にかつ容易に調整できるプロジェクタの反射鏡調整装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプロジェクタの反射鏡調整装置は、照明光学系、画像情報に応じて光を変調する光変調ユニット、投影レンズ光学系を備えるプロジェクタにおいて、光路上に配置される反射鏡の角度位置を調整するプロジェクタの反射鏡調整装置であって、上記反射鏡を保持する保持部材と、保持部材と対向して配置されると共にプロジェクタの本体に固定される固定部材と、保持部材と固定部材との間に介在して保持部材を複数の方向に枢動させ得る枢支部と、保持部材と固定部材とを締結すると共に枢支部を囲む少なくとも三箇所における両者間の距離を調整し得る調整手段と、を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、調整手段により、保持部材と固定部材との間の距離を適宜調整すると、保持部材は、枢支部を支点として複数の方向に枢動(支点を中心として傾動)し、固定部材に対する傾きの角度位置が調整される。これにより、簡略な構造にて、保持部材に保持された反射鏡(反射面)の向きを、所望の向きに容易にかつ高精度に調整することができる。
【0007】
上記構成において、枢支部は、保持部材に一体的に形成された略半球状の突起部からなり、固定部材は、突起部を摺動自在に支持する凹状の支持部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、半球状の突起部が固定部材の支持部に支持されることで、保持部材(反射鏡)は、突起部を支点として固定部材に対する傾きの角度位置が調整され得る状態となる。また、枢支部が保持部材に一体的に形成されているため、その分だけ部品点数を削減することができる。
【0008】
上記構成において、枢支部は、保持部材と固定部材との間に挟持される球体からなり、保持部材及び固定部材は、球体を摺動自在に支持する凹状の支持部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、球体が保持部材及び固定部材の支持部に支持されることで、保持部材(反射鏡)は、球体を支点として固定部材に対する傾きの角度位置が調整され得る状態となる。また、枢支部が独立した球体であるため、既存の製品を流用することもでき、低コスト化が図れる。
【0009】
上記構成において、枢支部は、反射鏡の略中央部に位置するように配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、調整手段により保持部材の角度位置を調整する際に、反射鏡の略中央部を支点として反射鏡の角度が調整されるため、反射鏡の上流側及び下流側における光路長の変化を防止ないしは極力小さく抑えることができる。
【0010】
上記構成において、支持部は、枢支部の直径より小さい直径をもつ円孔である、構成を採用できる。
この構成によれば、枢支持を支持する支持部が円孔であるため、固定部材(あるいは保持部材)に対して支持部を容易に形成することができ、又、枢支部と支持部との位置合わせも容易に行うことができる。
【0011】
上記構成において、調整手段は、保持部材及び固定部材の一方に形成された貫通孔に挿通される調整ネジと、保持部材及び固定部材の他方に形成されたネジ穴又は他方に位置するナットと、を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、調整ネジのネジ穴へのネジ込み量又はナットの締め付け量を適宜調整することにより、保持部材(反射鏡)の角度位置を高精度かつ容易に調整することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図6は、本発明に係るプロジェクタの反射鏡調整装置の一実施形態を示すものであり、図1は反射鏡調整装置を含むプロジェクタのシステム図、図2は反射鏡調整装置の分解斜視図、図3は反射鏡調整装置の背面図及び側断面図、図4は反射鏡調整装置の平断面図及び正面図、図5及び図6は反射鏡調整装置の調整動作を示す側断面図及び平断面図である。
【0013】
プロジェクタPは、図1に示すように、照明光を発する照明光学系10、赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタから構成され所定の速度で回転するカラーホイール20、光を所定の方向に導くライトトンネル30、光を集光するコンデンサレンズ40、光を所定の方向に向けて反射する反射鏡50及び反射鏡調整装置100、反射鏡50により反射された光を画像情報に応じて変調する光変調ユニット60、投影レンズ光学系70、種々の制御を司る制御ユニット(不図示)等により構成されている。
【0014】
照明光学系10は、図1に示すように、照明光を発するランプ11、リフレクタ12、フィルタ13等により形成されている。
光変調ユニット60は、例えば、半導体上に超微細な鏡(マイクロミラー)が数十万個敷き詰められており、画像情報に応じその各々の鏡の傾斜角度が制御されることで、反射鏡50から反射されて入射する光を変調するDMD(登録商標)(デジタルマイクロミラーデバイス)等の反射型光学変調素子である。
【0015】
投影レンズ光学系70は、例えば、複数のレンズ群、それぞれのレンズ群にカム作用を及ぼして相対的に移動させるカム筒、カム筒を回転駆動するモータ等を備え、スクリーンS上に投影される画像の倍率及び合焦を行うレンズ鏡胴等を含むものである。
【0016】
そして、このプロジェクタPにおいては、ランプ11から照射された照射光は、カラーホイール20、ライトトンネル30、コンデンサレンズ40を経て、反射鏡50に達し、反射鏡50にて反射された反射光は光変調ユニット60に入射する。さらに、光変調ユニット60により変調された変調光は、投影レンズ光学系70を通って、スクリーンS上に画像として表示される。
ここで、反射鏡50により反射された反射光が光変調ユニット60に所定の角度で入射するように、反射鏡調整装置100を用いて、反射鏡50の角度位置が組み付け時に予め調整される。
【0017】
反射鏡調整装置100は、図2ないし図4に示すように、反射鏡50を保持する保持部材110、保持部材110を支持した状態でプロジェクタPの本体(シャーシ)に固定される固定部材120、保持部材110と固定部材120との間に介在して保持部材110を複数の方向に枢動(支点を中心として傾動)させ得る枢支部としての半球状の突起部130、保持部材110と固定部材120とを締結すると共に突起部130を囲む三箇所における両者間(保持部材110と固定部材120との間)の距離を調整し得る調整手段としての調整ネジ140及びネジ穴112等により形成されている。
【0018】
保持部材110は、図2ないし図4に示すように、略矩形状の平板に形成され、前面111aにおいて反射鏡50を保持するL字状のリブ111が一体的に形成され、背面112aにおいて半球状の突起部130が一体的に形成(同一材料において加工成形あるいは別個に形成した後に接合成形)され、又、突起部130を囲む二等辺三角形の三つの頂点においてネジ穴112が形成されている。
【0019】
ここで、反射鏡50は、リブ111に位置決めされた状態で、保持部材110の前面111aに接着剤等により接合される。このとき、反射鏡50は、図2に示すように、その略中央部(ここでは、中心C)が半球状の突起部130の中心を通る位置に配置される。これによれば、突起部130を支点として保持部材110の角度位置を調整する際に、反射鏡50の略央部がその支点近傍に位置する状態で反射鏡50の角度が調整されるため、反射鏡50の上流側及び下流側における光路長の変化を防止ないしは極力小さく抑えることができる。
【0020】
固定部材120は、図2ないし図4に示すように、プロジェクタPの本体(シャーシ)に固定される座部121、座部121から垂直に直立する略矩形で平板状の直立部122等により全体の輪郭が形成されている。直立部122は、保持部材110と対向して配置される部分であり、略中央部に凹状の支持部としての円孔123、円孔123を囲む三箇所の位置に貫通孔124が形成されている。
【0021】
円孔123は、突起部130の直径よりも小さい直径をなすように形成されており、その縁部が突起部130の球面に環状に接触して、突起部130を摺動自在に支持するようになっている。また、貫通孔124は、調整ネジ140を挿通し得るように、かつ、締結時に保持部材110の傾斜角度に応じて(背面112aと垂直になるように)調整ネジ140の若干の傾斜を許容するように、若干大きめに開けられている。
尚、保持部材110の傾斜角度が比較的大きい場合には、調整ネジ140にスプリングワッシャ140a(図5及び図6参照)を設けることで、調整ネジ140の傾斜を許容しつつ堅固に締結することができる。
【0022】
次に、この調整装置の組み付け及び調整手順について説明する。
先ず、図2に示すように、反射鏡50、突起部130が一体的に形成された保持部材110、固定部材120、調整ネジ140が用意される。そして、反射鏡50がリブ111により位置決めされた状態で保持部材110の前面111aに接着される。
【0023】
続いて、三本の調整ネジ140が固定部材120の貫通孔124に挿通されて保持され、保持部材110が固定部材120に対向するように近づけられて、その突起部130の球面が円孔123の縁部に当接させられる。これにより、保持部材110は、突起部130及び円孔123を介して、枢動自在に支持された状態となる。その後、調整ネジ140がネジ穴112に螺合されて、保持部材110が固定部材120に連結される。
【0024】
この状態において、固定部材120は、プロジェクタPの本体(シャーシ)に締結ネジ等により固定される。これにより、反射鏡50は、照明光学系10から光変調ユニット60までの光路上に配置される。
続いて、ランプ11から射出された照明光を反射鏡50により反射させつつ、その反射光が光変調ユニット60の所定の領域に入射するように、三本の調整ネジ140のねじ込み量が適宜調整されて、三箇所の位置における保持部材110と固定部材120との間の距離が微調整される。
【0025】
すなわち、反射光が光変調ユニット60の下方寄りに入射する場合は、図5(a)に示すように、反射鏡50が上向きに傾斜するように調整ネジ140のねじ込み量が微調整される。同時に、反射光が光変調ユニット60の左寄りに入射する場合は、図6(a)に示すように反射鏡50が右向きに傾斜するように、又、反射光が光変調ユニット60の右寄りに入射する場合は、図6(b)に示すように反射鏡50が左向きに傾斜するように、それぞれ調整ネジ140のねじ込み量が微調整される。
【0026】
一方、反射光が光変調ユニット60の上方寄りに入射する場合は、図5(b)に示すように、反射鏡50が下向きに傾斜するように調整ネジ140のねじ込み量が微調整される。同時に、反射光が光変調ユニット60の左寄りに入射する場合は、図6(a)に示すように反射鏡50が右向きに傾斜するように、又、反射光が光変調ユニット60の右寄りに入射する場合は、図6(b)に示すように反射鏡50が左向きに傾斜するように、それぞれ調整ネジ140のねじ込み量が微調整される。以上のような調整作業が完了すると、その後のずれを防止するべく、接着剤等により全体を固着してもよい。
【0027】
このように、反射鏡50の角度位置を調整する際に、保持部材110の突起部(枢支部)130の中心と反射鏡50の中心Cとが同一の直線上でかつ近接した位置に配置されているので、保持部材110の角度調整は反射鏡50の略中央部を支点とした角度調整と略同一視できる。したがって、反射鏡50の傾き角度を調整しても、反射鏡50の上流側の光路長と下流側の光路長とは、それぞれ調整の前後において殆んど変化することなく略同一に維持される。
また、反射鏡調整装置100は、一つの枢支部(突起部130)を支点として複数の方向に枢動可能に形成されているため、構造が簡単であり、部品点数も少なく、それ故に、調整作業も容易でかつ高精度に行うことができ、装置のコストも低減できる。
【0028】
図7は、本発明に係る反射鏡調整装置の他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、この実施形態に係る装置においては、図7に示すように、固定部材120´に設ける凹状の支持部として、球面状をなす凹部123´が形成されている。この凹部123´は、その曲率半径が突起部130の曲率半径よりも大きくなるように形成されている。
【0029】
したがって、突起部130が凹部123´に当接されると、突起部130の先端領域が凹部123´の底領域により支持される。これにより、突起部130はより滑らかに摺動自在に支持された状態となり、保持部材110はより滑らかに枢動されて、その傾き角度がより円滑に微調整され得るようになる。
【0030】
図8は、本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示すものであり、前述の図2ないし図4に示す実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、この実施形態に係る装置においては、図8に示すように、枢支部として球体130´が採用され、保持部材110´には球体130´を摺動自在に支持する凹状の支持部としての円孔113が形成されている。
【0031】
球体130´は、その直径が円孔123の直径よりも大きく、又、円孔113の直径よりも大きく形成されている。尚、円孔113の直径は、円孔123の直径よりも小さくてもあるいは大きくてもよい。
これによれば、球体130´が保持部材110´及び固定部材120の円孔113,123の縁部に挟持されることで、保持部材110´(反射鏡50)は、球体130´を支点として、固定部材120に対する傾きの角度位置が調整され得る。また、枢支部として独立した球体130´を採用したことで、球体をなす既存の製品を流用することもでき、低コスト化が図れる。
【0032】
図9(a),(b)は、本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示すものであり、前述の図2ないし図4に示す実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、この実施形態に係る装置においては、図9(a)に示すように、調整手段として調整ネジ140´とナット150が採用されている。
保持部材110´´には、図9(a),(b)に示すように、調整ネジ140´の頭部を収容して保持し得ると共に端部に開口する三つの溝114、調整ネジ140´の軸部を挿通させると共に溝114に連通する切り欠き溝115が形成されている。
【0033】
したがって、この組み付けに際しては、反射鏡50が接着された保持部材110´´に対して、調整ネジ140´を切り欠き溝115及び溝114に通して保持させた状態で、保持部材110´´を固定部材120に近づけて突起部130を円孔123に当接させると同時に調整ネジ140´を貫通孔124に挿通させ、その後、ナット150を螺合して締結する。
そして、ナット150の締め付け量を適宜調整することにより、突起部130を支点として保持部材110´´を適宜傾動させて、その傾き角度を調整することができる。
【0034】
図10は、本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示すものであり、前述の図2ないし図4に示す実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、この実施形態に係る装置においては、図10に示すように、枢支部として半球状の突起部125が固定部材120´´に一体的に設けられ、保持部材110´´´には突起部125を摺動自在に支持する凹状の支持部としての円形の凹部113´が形成されている。
【0035】
凹部113´は、その直径が突起部125の直径よりも小さく形成されている。これによれば、保持部材110´´´の凹部113´が固定部材120´´の突起部125に当接されることで、保持部材110´´´(反射鏡50)は、突起部125を支点として、固定部材120´´に対する傾きの角度位置が調整され得る。
【0036】
上記実施形態においては、本発明の反射鏡調整装置100を適用するプロジェクタPとして、DMD(登録商標)を光変調ユニット60として採用するものを示したが、これに限定されるものではなく、液晶パネルを光変調ユニットとして採用するものにおいて適用してもよく、又、その他の光変調ユニットを採用するものにおいて適用してもよい。
また、上記実施形態において、反射鏡調整装置100は、照射光学系10から光変調ユニット60までの光路上に配置される反射鏡50の角度位置を調整するために適用される場合を示したが、これに限定されるものではなく、その他の光路上に配置される反射鏡の角度位置を調整するために適用されてもよい。
【0037】
上記実施形態においては、保持部材110,110´、110´´を枢動自在に支持する枢支部として、球状の突起部130,125、球体130´を示したが、これに限定されるものではなく、保持部材の傾き角度を一箇所の支点を中心として調整できるものであれば、先端が球面状をなすものに限らず、尖った形状のものでもよい。
また、上記実施形態においては、調整手段として、三つの調整ネジ140及びネジ穴112,三つの調整ネジ140´及びナット150を示したが、これに限定されるものではなく、四個の調整ネジ及びネジ穴またはナット、あるいは、保持部材と固定部材との距離を三箇所以上の複数の位置において調整できるものであれば、その他の構成を採用してもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るプロジェクタの反射鏡調整装置によれば、反射鏡を保持する保持部材とプロジェクタの本体に固定される固定部材との間に介在して保持部材を複数の方向に枢動させ得る枢支部、保持部材と固定部材とを締結すると共に枢支部を囲む少なくとも三箇所における両者間の距離を調整し得る調整手段を採用したことにより、調整手段で保持部材と固定部材との間の距離を適宜調整すると、保持部材は枢支部を支点として複数の方向に枢動(支点を中心として傾動)し、固定部材に対する傾きの角度位置が調整される。これにより、簡略な構造にて、保持部材に保持された反射鏡の向きを、所望の向きに容易にかつ高精度に調整することができる。
特に、枢支部として、略半球状の突起部あるいは球体を採用することにより、より円滑に角度調整を行うことができる。
さらに、枢支部を反射鏡の略中央部に位置するように配置することにより、角度調整に拘わらず、反射鏡の上流側及び下流側における光路長の変化を防止ないしは極力小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る反射鏡調整装置を含むプロジェクタのシステム図である。
【図2】本発明に係る反射鏡調整装置の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図3】本発明に係る反射鏡調整装置の一実施形態を示すものであり、(a)は背面図、(b)は側断面図である。
【図4】本発明に係る反射鏡調整装置の一実施形態を示すものであり、(a)は平断面図、(b)は正面図である。
【図5】(a),(b)は反射鏡調整装置の上下方向における調整動作を示す側断面図である。
【図6】(a),(b)は反射鏡調整装置の左右方向における調整動作を示す側断面図である。
【図7】本発明に係る反射鏡調整装置の他の実施形態を示す側断面図である。
【図8】本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示す側断面図である。
【図9】本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示すものであり、(a)側断面図、(b)は保持部材の背面図である。
【図10】本発明に係る反射鏡調整装置のさらに他の実施形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
P プロジェクタ
S スクリーン
10 照明光学系
20 カラーホイール
30 ライトトンネル
40 コンデンサレンズ
50 反射鏡
60 光変調ユニット
70 投影レンズ光学系
100 反射鏡調整装置
110,110´,110´´,110´´´ 保持部材
111 リブ
112 ネジ穴(調整手段)
113 円孔(凹状の支持部)
113´ 凹部(凹状の支持部)
114 溝
115 切り欠き溝
120,120´,120´´ 固定部材
121 座部
122 直立部
123 円孔(凹状の支持部)
123´ 凹部(凹状の支持部)
124 貫通孔
125,130 半球状の突起部(枢支部)
130´ 球体(枢支部)
140,140´ 調整ネジ(調整手段)
140a スプリングワッシャ
150 ナット(調整手段)
Claims (6)
- 照明光学系、画像情報に応じて光を変調する光変調ユニット、投影レンズ光学系を備えるプロジェクタにおいて、光路上に配置される反射鏡の角度位置を調整するプロジェクタの反射鏡調整装置であって、
前記反射鏡を保持する保持部材と、前記保持部材と対向して配置されると共にプロジェクタの本体に固定される固定部材と、前記保持部材と前記固定部材との間に介在して前記保持部材を複数の方向に枢動させ得る枢支部と、前記保持部材と前記固定部材とを締結すると共に前記枢支部を囲む少なくとも三箇所における両者間の距離を調整し得る調整手段と、を有する、
ことを特徴とするプロジェクタの反射鏡調整装置。 - 前記枢支部は、前記保持部材に一体的に形成された略半球状の突起部からなり、
前記固定部材は、前記突起部を摺動自在に支持する凹状の支持部を有する、
ことを特徴とする請求項1記載のプロジェクタの反射鏡調整装置。 - 前記枢支部は、前記保持部材と前記固定部材との間に挟持される球体からなり、
前記保持部材及び固定部材は、前記球体を摺動自在に支持する凹状の支持部を有する、
ことを特徴とする請求項1記載のプロジェクタの反射鏡調整装置。 - 前記枢支部は、前記反射鏡の略中央部に位置するように配置されている、
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれかに記載のプロジェクタの反射鏡調整装置。 - 前記支持部は、前記枢支部の直径より小さい直径をもつ円孔である、
ことを特徴とする請求項2ないし4いずれかに記載のプロジェクタの反射鏡調整装置。 - 前記調整手段は、前記保持部材及び固定部材の一方に形成された貫通孔に挿通される調整ネジと、前記保持部材及び固定部材の他方に形成されたネジ穴又は他方の位置するナットと、を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし5いずれかに記載のプロジェクタの反射鏡調整装置。
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