JP2005055644A - レンズシフト機構及び投写型映像表示装置 - Google Patents

レンズシフト機構及び投写型映像表示装置 Download PDF

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Abstract

【目的】 投写レンズのシフト範囲を制限して投写光量の低下を回避するレンズシフト機構及び投写型映像表示装置を提供する。
【構成】 投写レンズを上下寄りに位置させた状態で左右方向に移動させようとすると、或る範囲までは左右方向に移動させることができるが、ついには垂直可動ベース5における移動規制凸部54が固定ベース1における45°の斜辺部1cに接触することになり、この接触以降は制限方向となる左又は右方向移動及び上又は下方向移動が制限されることになる。そして、この移動制限下で制限方向にダイヤル24及びダイヤル34を回転させてもスリップすることになり、駆動機構部に無理な力が加わるのを回避することができる。
【選択図】 図1

Description

この発明は、レンズシフト機構及び投写型映像表示装置に関する。
図3は3板式カラー液晶プロジェクタの光学系を例示した図である。光源101の発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ102へと導かれる。
インテグレータレンズ102は一対のレンズ群にて構成されており、個々のレンズ対が光源101から出射された光を液晶ライトバルブ111,112,113の全面へ導くようになっている。インテグレータレンズ102を経た光は、第1ダイクロイックミラー103へと導かれる。
第1ダイクロイックミラー103は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン(緑+青)の波長帯域の光を反射する。第1ダイクロイックミラー103を透過した赤色波長帯域の光は、全反射ミラー104にて反射されて光路を変更される。全反射ミラー104にて反射された赤色光はコンデンサレンズ108を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ111を透過することによって光変調される。一方、第1ダイクロイックミラー103にて反射したシアンの波長帯域の光は、第2ダイクロイックミラー105に導かれる。
第2ダイクロイックミラー105は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第2ダイクロイックミラー105にて反射した緑色波長帯域の光はコンデンサレンズ109を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ112に導かれ、これを透過することによって光変調される。また、第2ダイクロイックミラー105を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー106,107、及びコンデンサレンズ110を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ113に導かれ、これを透過することによって光変調される。
各液晶ライトバルブ111,112,113は、入射側偏光板と、一対のガラス基板(画素電極や配向膜を形成してある)間に液晶を封入して成るパネル部と、出射側偏光板とを備えて成る。液晶ライトバルブ111,112,113を経ることで変調された変調光(各色映像光)は、ダイクロイックプリズム114によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ115によって拡大投写され、スクリーン上に投影表示される。
このような液晶プロジェクタにおいて、本体をそのままに投写映像を上下に移動させたり、投写映像が台形状になるのを軽減するレンズシフト機構を設けたものが知られている(特許文献1参照)。
特開平9−138377号公報
レンズシフト機構においては、上下方向や左右方向に比較的大きなレンズシフト幅を確保することが可能であるが、このような大きなレンズシフト幅にまかせて投写レンズを大きくシフトさせると、投写映像光軸と投写レンズ光軸とが大きくずれてしまい、投写光量が低下するという不都合を招来する。
この発明は、上記の事情に鑑み、投写レンズのシフト範囲を制限して投写光量の低下を回避するレンズシフト機構及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
この発明のレンズシフト機構は、上記の課題を解決するために、映像投写を行なう投写レンズをその光軸に対して直交する方向にシフトさせるレンズシフト機構において、上下方向に移動する第1可動ベースと左右方向に移動する第2可動ベースとが固定ベース上に積層的に設けられ、前記各ベースは映像光通過用の開口を有すると共に前記可動ベースのいずれかに前記投写レンズが搭載され、前記投写レンズを中央側に位置させた状態での左右方向移動範囲に比べて上下側に寄った位置での左右方向移動範囲が狭くなるように前記投写レンズが搭載された可動ベースの移動範囲を制限すると共に前記投写レンズを中央側に位置させた状態での上下方向移動範囲に比べて左右側に寄った位置での上下方向移動範囲が狭くなるように前記投写レンズが搭載された可動ベースの移動範囲を制限する移動範囲制限構造を備えたことを特徴とする。
上記の構成であれば、前記投写レンズを中央側に位置させた状態での左右方向移動範囲を比較的大きく確保する一方で、上下側に寄った位置での左右方向移動範囲を狭くし、また、前記投写レンズを中央側に位置させた状態での上下方向移動範囲を比較的大きく確保する一方で、左右側に寄った位置での上下方向移動範囲を狭くできるので、投写レンズを最大シフトさせてしまうことによる投写光量の低下を回避できる。
前記投写レンズは第1可動ベース上に搭載され、この第1可動ベースの裏面側に移動制限凸部が形成され、前記固定ベースの映像光通過用の開口に前記移動制限凸部に対する当たりとなる移動制限縁部が形成されていてもよい。或いは、前記投写レンズは第2可動ベース上に搭載され、この第2可動ベースの裏面側に移動制限凸部が形成され、前記固定ベースの映像光通過用の開口に前記移動制限凸部に対する当たりとなる移動制限縁部が形成されていてもよい。
前記固定ベースの開口は四角形四隅に90°角を形成せずに45°の斜辺部とした八角形状に形成され、前記斜辺部を移動制限縁部としてもよい。また、第1可動ベースを移動させる駆動機構部及び第2可動ベースを移動させる駆動機構部にそれぞれ手動による駆動力を摩擦伝達で付与するダイヤルが設けられると共に各ダイヤルは前記可動ベースの移動制限下でスリップ回転するように構成されいるのがよく、このスリップ回転によって駆動機構部等に無理な力が加わるのを防止することができる。
また、この発明の投写型映像表示装置は、光源から出射された光をライトバルブにて光変調し投写レンズにて映像投写する投写型映像表示装置において、上述したいずれかのレンズシフト機構を備えたことを特徴とする。
以上説明したように、この発明によれば、投写レンズのシフト範囲を制限して投写光量の低下を回避することができるという効果を奏する。
以下、この発明の実施形態のレンズシフト機構及び投写型映像表示装置を図1及び図2に基づいて説明する。なお、以下に示す実施形態の投写型映像表示装置は、透過型の液晶表示パネルを3枚用いた液晶プロジェクタとしており、その映像光生成光学系については従来例の説明で用いた図3の液晶プロジェクタと同じにしているので、当該光学系の説明については省略し、レンズシフト機構について主に説明していく。
[固定ベース1]
図1及び図2に示すように、固定ベース1上には、垂直駆動機構部2及び水平駆動機構部3が設けられている。固定ベース1は図示しない本体シャーシの前面側に固定され、液晶プロジェクタの前面カバーの穴部から前記垂直駆動機構部2におけるダイヤル24及び水平駆動機構部3におけるダイヤル34が露呈する。また、垂直可動ベース5に投写レンズが取り付けられ、この投写レンズは前面カバーの円形穴部から突出するようになっている。固定ベース1の上側2カ所と下側1カ所に水平長穴1aが形成されている。水平長穴1aの長さは後述する水平可動ベース4の可動範囲に対応している。また、固定ベース1には、投写映像光の通過用の開口1bが形成されている。この開口1bは四角形状ではなく、四隅に90°角を形成せずに45°の斜辺部1cとした八角形状に形成されている。
[垂直駆動機構部2]
駆動機構シャーシ21には、水平軸回りに回転する回転体22が設けられている。この回転体22にダイヤル24が嵌合されており、回転体22の回転可能状態でダイヤル24を回すと摩擦力で回転体22は回転するが、回転体22の回転不能状態でダイヤル24を回しても回転体22は回転せず、ダイヤル24がスリップ回転するのみとなる。回転体22の図中右端側には、かさ歯車22aが固定されており、このかさ歯車22aはかさ歯車23aに歯合している。第1駆動力伝達体23の手前端側には前記かさ歯車23aが形成されている。第1駆動力伝達体23は前後方向に軸方向が設定されて当該軸回りに回動可能に設けられている。また、第1駆動力伝達体23の奥端側にはウォーム部23bが形成されている。ウォーム部23bは、第2駆動力伝達体25の図中右端側に形成されたウォーム歯車部25aに歯合している。第2駆動力伝達体25は軸方向が水平方向に設定されており、図中左端側には歯車部25bが形成されている。歯車部25bは垂直可動ベース5の水平移動範囲(すなわち、水平可動ベース4の水平可動範囲)に対応した広幅を有する。
[水平駆動機構部3]
駆動機構シャーシ31には、垂直軸回りに回転する回転体(図1では隠れるために図示されていない)が設けられている。この回転体にダイヤル34が嵌合されており、回転体の回転可能状態でダイヤル34を回すと摩擦力で回転体は回転するが、回転体の回転不能状態でダイヤル34を回しても回転体は回転せず、ダイヤル34がスリップ回転するのみとなる。前記回転体の下端側には、ウォーム部32が形成されており、このウォーム部32はウォーム歯車部33aに歯合している。駆動力伝達体33の手前端側には前記ウォーム歯車部33aが形成されている。駆動力伝達体33は前後方向に軸方向が設定されて当該軸回りに回動可能に設けられている。そして、この駆動力伝達体33の奥端側には歯車部33bが形成されている。
[水平可動ベース4]
水平可動ベース4を図2(a)において太実線で示している。水平可動ベース4の裏面(奥側面)の上側2カ所と下側1カ所には、固定ベース1の3カ所の水平長穴1aの形成位置に対応して突出部4aが形成されている。突出部4aは水平長穴1aを貫通して固定ベース1の裏面側から突出している。そして、突出部4aには水平長穴1aの幅よりも大きな直径を有する座金が外嵌され、更に突出部4aにコイルばねが外嵌縮装された上でばね保持処理が施されている。これにより、水平可動ベース4は、前記コイルばねの付勢にて固定ベース1に圧接されつつ、前記突出部4aが水平長穴1aにガイドされて水平方向に移動することになる。水平可動ベース4の図中右端側には、水平ギヤ部4bが形成されている。この水平ギヤ部4bに前記駆動力伝達体33の歯車部33bが歯合されており、この歯車33bの回転力を得て水平可動ベース4が水平移動する。また、水平可動ベース4の中央部には投写映像光の通過用開口4cが形成されており、この通過用開口4cの四隅部には当該開口4cに連通した入込部4dが形成されている。入込部4dは垂直可動ベース5に形成されたボス部(投写レンズ取付用ねじ穴が形成される)との干渉を避けるために形成されている。更に、水平可動ベース4における前記通過用開口4cの右側方位置の2カ所に垂直長穴4eが形成されており、左側方位置の1カ所に垂直長穴4eが形成されている。
[垂直可動ベース5]
垂直可動ベース5は水平可動ベース4上に搭載される。垂直可動ベース5の裏面には、前記垂直長穴4eの形成位置に対応してねじ穴付きのボス部が形成されている。そして、前記垂直長穴4eよりも広幅の板ばね体51が水平可動ベース4の裏面側に配置され、板ばね体51はねじによって前記ボス部に取り付けられる。これにより、垂直可動ベース5は、前記板ばね体51の付勢にて水平可動ベース4に圧接されつつ、前記ボス部が垂直長穴4eにガイドされて垂直方向に移動することになる。垂直可動ベース5の右下側位置には、前記第2駆動力伝達体25における歯車部25bが歯合されるラック部52が垂直方向に形成されている。垂直可動ベース5は歯車部25bの駆動力を前記ラック部52に受けて垂直方向に駆動されることになる。また、垂直可動ベース5の中央部には投写映像光の通過用の円形開口53が形成されている。そして、垂直可動ベース5の裏面側には4つの移動規制凸部54が形成されている。移動規制凸部54は、垂直可動ベース5及び水平可動ベース4が共に中央に位置する状態(投写レンズ中央配置状態)で前記固定ベース1における45°の斜辺部1cの中央部直交線上であって前記円形開口53の近傍の位置に形成されている。また、移動規制凸部54の突出量は、前記固定ベース1の裏面側を幾分超える程度に設定されている。
垂直可動ベース5及び水平可動ベース4が共に中央に位置する状態(投写レンズ中央配置状態)で、ダイヤル24に指をかけて下から上方向に力を加えて回転させると、垂直可動ベース5が駆動されて投写レンズは上方向に移動する。同様に、ダイヤル24に指をかけて上から下方向に力を加えて回転させると、水平可動ベース4が駆動されて投写レンズは下方向に移動する。この場合、最も上側或いは最も下側に投写レンズを移動させても、移動規制凸部54が固定ベース1における開口1bの縁に当たることはない。また、垂直可動ベース5及び水平可動ベース4が共に中央に位置する状態(投写レンズ中央配置状態)で、ダイヤル34に指をかけて左から右方向に力を加えて回転させると、水平可動ベース4が駆動されて投写レンズは右方向に移動する。同様に、ダイヤル34に指をかけて右から左方向に力を加えて回転させると、水平可動ベース4が駆動されて投写レンズは左方向に移動する。この場合、最も左側或いは最も右側に投写レンズを移動させても、移動規制凸部54が固定ベース1における開口1bの縁に当たることはない。
一方、投写レンズを上下寄りに位置させた状態で左右方向に移動させようとすると、或る範囲までは左右方向に移動させることができるが、ついには垂直可動ベース5における移動規制凸部54が固定ベース1における45°の斜辺部1cに接触することになり、この接触以降は制限方向となる左又は右方向移動及び上又は下方向移動が制限されることになる。そして、この移動制限下で制限方向にダイヤル24及びダイヤル34を回転させてもスリップすることになり、駆動機構部に無理な力が加わるのを回避することができる。また、投写レンズを左右寄りに位置させた状態で上下方向に移動させようとすると、或る範囲までは上下方向に移動させることができるが、ついには垂直可動ベース5における移動規制凸部54が固定ベース1における45°の斜辺部1cに接触することになり、この接触以降は制限方向となる上又は下方向移動及び左又は右方向移動が制限されることになる。そして、この移動制限下で制限方向にダイヤル34及びダイヤル24を回転させてもスリップすることになり、駆動機構部に無理な力が加わるのを回避することができる。
なお、投写型映像表示装置の構成としては、透過型の液晶表示パネルを3枚用いた映像生成光学系を有するものに限らず、他の映像生成光学系を備える構成としてもよいものである。また、上述したレンズシフト機構を90°回転させて配置することで、垂直可動ベース5を水平移動させ水平可動ベース4を垂直移動させる構成とすることができる。また、固定ベース1における45°の斜辺部1cを移動制限縁部としたが、これに限るものではなく、移動制限縁部を例えば円弧状に形成してもよいものである。
この発明の実施形態のレンズシフト機構を例示した斜視図である。 上記レンズシフト機構を示した図であって、同図(a)は垂直移動ベースを省いた状態の平面図であり、同図(b)は垂直移動ベースを省かない状態の平面図である。 一般的な液晶プロジェクタの光学系を示した説明図である。
符号の説明
1 固定ベース
1c 斜辺部
2 垂直駆動機構部
24 ダイヤル
3 水平駆動機構部
34 ダイヤル
4 水平可動ベース
5 垂直可動ベース
54 移動規制凸部

Claims (6)

  1. 映像投写を行なう投写レンズをその光軸に対して直交する方向にシフトさせるレンズシフト機構において、上下方向に移動する第1可動ベースと左右方向に移動する第2可動ベースとが固定ベース上に積層的に設けられ、前記各ベースは映像光通過用の開口を有すると共に前記可動ベースのいずれかに前記投写レンズが搭載され、前記投写レンズを中央側に位置させた状態での左右方向移動範囲に比べて上下側に寄った位置での左右方向移動範囲が狭くなるように前記投写レンズが搭載された可動ベースの移動範囲を制限すると共に前記投写レンズを中央側に位置させた状態での上下方向移動範囲に比べて左右側に寄った位置での上下方向移動範囲が狭くなるように前記投写レンズが搭載された可動ベースの移動範囲を制限する移動範囲制限構造を備えたことを特徴とするレンズシフト機構。
  2. 請求項1に記載のレンズシフト機構において、前記投写レンズは第1可動ベース上に搭載され、この第1可動ベースの裏面側に移動制限凸部が形成され、前記固定ベースの映像光通過用の開口に前記移動制限凸部に対する当たりとなる移動制限縁部が形成されたことを特徴とするレンズシフト機構。
  3. 請求項1に記載のレンズシフト機構において、前記投写レンズは第2可動ベース上に搭載され、この第2可動ベースの裏面側に移動制限凸部が形成され、前記固定ベースの映像光通過用の開口に前記移動制限凸部に対する当たりとなる移動制限縁部が形成されたことを特徴とするレンズシフト機構。
  4. 請求項2又は請求項3に記載のレンズシフト機構において、前記固定ベースの開口は四角形四隅に90°角を形成せずに45°の斜辺部とした八角形状に形成され、前記斜辺部を移動制限縁部としたことを特徴とするレンズシフト機構。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のレンズシフト機構において、第1可動ベースを移動させる駆動機構部及び第2可動ベースを移動させる駆動機構部にそれぞれ手動による駆動力を摩擦伝達で付与するダイヤルが設けられると共に各ダイヤルは前記可動ベースの移動制限下でスリップ回転するように構成されたことを特徴とするレンズシフト機構。
  6. 光源から出射された光をライトバルブにて光変調し投写レンズにて映像投写する投写型映像表示装置において、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のレンズシフト機構を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
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