JP2018124311A - 投写光学装置、およびプロジェクター - Google Patents

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Abstract

【課題】安定して画像形成装置に支持される投写光学装置を提供する。
【解決手段】投写光学装置1Bは、光学系と、光学系を収納する投写光学用筐体5と、を備え、光学系は、画像光が入射する第1光学系を有し、投写光学用筐体5は、第1光学系を収納し、画像形成装置1Aに支持されるフランジ部512(被支持部)を有する第1収納部51と、フランジ部512と投写光学装置1Bの重心Gとを結ぶ線に沿う方向に対して交差する第1方向(Y方向)において互いに対向する第1壁部531および第2壁部532と、を有している。
【選択図】図5

Description

本発明は、投写光学装置、およびプロジェクターに関する。
従来、光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置にて変調された光を投写面に投写する投写光学装置とを備えたプロジェクターが知られている。また、投写面に近い位置から投写可能とするために短焦点レンズ等を備えた投写光学装置を搭載したプロジェクター(例えば、特許文献1参照)や、光変調装置から射出された光の方向を変えて投写する投写光学装置を搭載したプロジェクターが提案されている。
特許文献1に記載のプロジェクターは、投写光学装置(投写レンズ)と保持部とを有する光学ユニット、および外装筐体等を備えている。
投写レンズは、投写される画像光の広角化に寄与する前側レンズ等の複数のレンズ、および鏡筒を備え、近接投写が可能に構成されている。前側レンズは、複数のレンズの中で最も光路後段側に配置され、外形寸法が鏡筒の外形寸法より大きく形成されている。
鏡筒にはフランジ部が設けられ、投写レンズは、このフランジ部がネジによって保持部に固定されている。
特開2012−226033号公報
プロジェクターは、例えば、机上等に載置される場合等に、粗雑に取り扱われることによって、衝撃が加わる恐れがある。特許文献1に記載のプロジェクターにおいては、投写レンズが前側レンズ等を備えていることにより、投写レンズの重心がフランジ部とは離れた位置に設けられているので、この衝撃によって、フランジ部や保持部、あるいはその周辺の部材等が破損する恐れがある。
特許文献1に記載の投写レンズよりさらに重い投写光学装置や、フランジ部からさらに遠い位置に重心を有する投写レンズを備えたプロジェクターにおいては、負荷が増大するため、著しい破損が懸念される。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る投写光学装置は、画像光を射出する画像形成装置に取り付けられる投写光学装置であって、光学系と、前記光学系を収納する投写光学用筐体と、を備え、前記光学系は、前記画像光が入射する第1光学系を有し、前記投写光学用筐体は、前記第1光学系を収納し、前記画像形成装置に支持される被支持部を有する第1収納部と、前記被支持部と当該投写光学装置の重心とを結ぶ線に沿う方向に対して交差する第1方向において互いに対向する第1壁部および第2壁部と、を有していることを特徴とする。
この構成によれば、投写光学装置は、被支持部に加え、第1壁部および第2壁部を用いた画像形成装置への取付けが可能となる。よって、入射する画像光のより広角化や、投写方向を変える等のために、大きい重量や、被支持部から離れた位置に重心を有する構成であっても、安定して画像形成装置に支持される投写光学装置の提供が可能となる。
[適用例2]本適用例に係るプロジェクターは、画像光を投写するプロジェクターであって、光源と光変調装置と外装筐体とを備え、画像光を射出する画像形成装置と、前記画像形成装置に着脱自在に支持され、前記画像光を投写する投写光学装置と、前記画像形成装置または前記投写光学装置に支持され、前記画像形成装置と前記投写光学装置との間のトルク変動を吸収するダンパー機構と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、プロジェクターが机上等に載置される場合等に、画像形成装置に衝撃が加わったとしても、その衝撃によって投写光学装置に加わる力をダンパー機構によって緩和することが可能となる。よって、入射する画像光の広角化や、投写方向を変える等のために、大きい重量を有する投写光学装置を備えた構成であっても、画像形成装置および投写光学装置の破損を防止し、耐衝撃性に優れたプロジェクターの提供が可能となる。
[適用例3]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記投写光学装置は、光学系と、前記光学系を収納する投写光学用筐体と、を備え、前記光学系は、前記画像光が入射する第1光学系を有し、前記投写光学用筐体は、前記第1光学系を収納し、前記画像形成装置に支持される被支持部を有する第1収納部と、前記被支持部と当該投写光学装置の重心とを結ぶ線に沿う方向に対して交差する第1方向において互いに対向する第1壁部および第2壁部と、を有し、前記ダンパー機構は、前記画像形成装置に支持され、前記外装筐体から起立する起立部と、前記起立部に支持されて前記第1壁部と前記第2壁部との間に配置され、前記第1壁部および前記第2壁部それぞれから押圧された押圧力に応じて、前記起立部に対する迫り出し量が変わるダンパー部と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、投写光学装置は、被支持部が画像形成装置に支持され、第1壁部と第2壁部との間がダンパー機構のダンパー部に支持可能に構成されている。そして、このダンパー部は、第1壁部および第2壁部それぞれからの押圧力に応じて、ダンパー機構の起立部に対する迫り出し量が変わるように構成されている。これによって、画像形成装置に衝撃が加わった場合、投写光学装置には、被支持部を基端として重心が振られるような力が加わるため、第1壁部および第2壁部がダンパー部を押圧するが、その押圧力は、ダンパー部によって弱められる。よって、被支持部や被支持部を支持する部材等の破損を防止することが可能となる。したがって、入射する画像光の広角化や、投写方向を変える等のために、大きい重量や、被支持部から離れた位置に重心を有する投写光学装置を備えた構成であっても、耐衝撃性に優れたプロジェクターの提供が可能となる。
[適用例4]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記光学系は、前記第1光学系から射出された光の進行方向を変え、前記第1光学系の第1光軸に交差する方向に沿う第2光軸を有する第2光学系を備え、前記投写光学用筐体は、前記第2光学系を収納する第2収納部を有し、前記第1壁部および前記第2壁部は、前記第2収納部に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、第1壁部および第2壁部は、第2収納部に設けられているので、第2収納部寄りに重心を有する投写光学装置であっても、衝撃による投写光学装置の振れを効率良く抑えることが可能となる。よって、画像形成装置から射出された光の進行方向とは異なる方向に画像を投写し、耐衝撃性に優れたプロジェクターの提供が可能となる。
[適用例5]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記第1壁部および前記第2壁部は、前記第1光軸および前記第2光軸に交差する方向において、前記第2収納部の両側に設けられ、前記ダンパー機構は、前記第2収納部の両側に設けられた前記第1壁部および前記第2壁部に対応して一対の前記起立部および前記ダンパー部を備えていることが好ましい。
この構成によれば、第1壁部および第2壁部と、起立部およびダンパー部とは、第2収納部の両側に設けられているので、衝撃による投写光学装置の振れをバランス良く抑えることが可能となる。よって、さらに耐衝撃性に優れたプロジェクターの提供が可能となる。
また、第2光軸に沿う方向において、第2収納部からの飛び出しを抑制して、第1壁部、第2壁部およびダンパー機構を構成することができるので、第2光軸に沿う方向におけるプロジェクターの大型化を抑制することが可能となる。
[適用例6]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記第1壁部および前記第2壁部は、互いに対向する側が平面に形成されていることが好ましい。
この構成によれば、平面に沿う方向において、ダンパー部を高精度に配置することなく、第1壁部および第2壁部によるダンパー部の安定した押圧が可能となる。また、ダンパー部を平面に沿う方向に移動させることによって、ダンパー部を第1壁部と第2壁部との間に配置することが可能となる。よって、ダンパー部を容易に所定の位置に配置可能なダンパー機構を備えたプロジェクターの提供が可能となる。
[適用例7]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記平面は、前記第1光軸に交差する面であることが好ましい。
この構成によれば、投写光学装置の被支持部を支持する部材が第1光軸に交差する方向に移動可能な構成、すなわち画像形成装置が投写光学装置を移動させるシフト機構を備える構成であっても、ダンパー機構を機能させることができる。よって、大きい重量や、被支持部から離れた位置に重心を有する投写光学装置、およびシフト機構を備えた構成であっても、耐衝撃性に優れたプロジェクターの提供が可能となる。
[適用例8]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記ダンパー機構は、前記起立部の回動により、前記ダンパー部が前記第1壁部と前記第2壁部との間に配置された第1状態と、前記ダンパー部が前記第1壁部と前記第2壁部との間の外側に配置された第2状態と、が切り替えられることが好ましい。
この構成によれば、ダンパー機構は、起立部が回動されることより、第1状態と第2状態とが切り替えられる。これによって、ダンパー機構を分解することなく、ダンパー機構が機能する状態と、ダンパー機構が機能しない状態とを容易に切り替えることができるので、取扱い易いダンパー機構を備えたプロジェクターの提供が可能となる。
[適用例9]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記ダンパー機構は、前記外装筐体に着脱可能に構成されていることが好ましい。
この構成によれば、第1壁部および第2壁部を有する投写光学装置を画像形成装置に装着する場合には、ダンパー機構を外装筐体に装着し、第1壁部および第2壁部を有さない小さな重量の他の投写光学装置を画像形成装置に装着する場合には、ダンパー機構を外装筐体から取り外すことができる。よって、様々な重量の投写光学装置を着脱可能とすると共に、他の投写光学装置が装着された場合の外観が良好なプロジェクターの提供が可能となる。
本実施形態のプロジェクターの主な構成を模式的に示す側面図。 本実施形態のプロジェクターの外観を示す斜視図。 本実施形態の画像形成装置の主な構成を示す模式図。 本実施形態の画像形成装置の斜視図。 本実施形態のプロジェクターの部分断面図。 本実施形態の第1状態におけるダンパー機構の斜視図。 本実施形態の第2状態におけるダンパー機構の斜視図。 本実施形態の回動ユニットの斜視図。 本実施形態のプロジェクターの部分断面図。 本実施形態のプロジェクターの部分断面図。 本実施形態のプロジェクターの部分断面図。 本実施形態の画像形成装置にカバーが装着された状態を示す斜視図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜異ならせてある。
以下、本実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に拡大投写する。
〔プロジェクターの主な構成〕
図1は、本実施形態のプロジェクター1の主な構成を模式的に示す側面図である。図2は、プロジェクター1の外観を示す斜視図である。
プロジェクター1は、図1、図2に示すように、画像形成装置1A、画像形成装置1Aに着脱自在に支持された投写光学装置1B、およびダンパー機構6(図2参照)を備えている。なお、図示は省略するが、プロジェクター1は、投写光学装置1Bの一部およびダンパー機構6を覆う化粧部材を備えている。
画像形成装置1Aは、図1に示すように、光源311および光変調装置351を有する光学ユニット3を備え、画像情報に応じた画像光を射出する。
投写光学装置1Bは、概略U字状の光路を有する光学系を備え、画像形成装置1Aから射出された光の方向を2段階に順次屈曲させ、画像形成装置1Aの投写光学装置1Bとは反対側に配置された投写面に拡大投写する。
ダンパー機構6は、図2に示すように、投写光学装置1Bに当接可能なダンパー部8を備え、画像形成装置1Aに支持されている。そして、ダンパー機構6は、画像形成装置に衝撃が加わった場合に、投写光学装置1Bに伝わる衝撃を緩和するように構成されている。なお、説明の便宜上、画像形成装置1Aが光を射出する方向を前方(+Y方向)、画像形成装置1Aから射出された光が投写光学装置1Bの第1段目で屈曲されて進行する光の方向を上方(+Z方向)、前方から見たプロジェクター1の右側を右方(+X方向)として記載する。
〔画像形成装置の主な構成〕
図3は、画像形成装置1Aの主な構成を示す模式図である。図4は、画像形成装置1Aの斜視図である。
画像形成装置1Aは、図3に示すように、外装筐体2、外装筐体2に収納された制御部(図示省略)、光学ユニット3、およびレンズシフト機構3Shを備えている。また、図示は省略するが、画像形成装置1Aは、光源311や制御部等に電力を供給する電源装置、および光学ユニット3や電源装置を冷却する冷却装置を備えている。
外装筐体2は、複数の部材が組み合わされて構成されており、図4に示すように、前側(+Y側)を形成する前面部2F、上側(+Z側)を形成する上面部2U、後側(−Y側)を形成する背面部2R、および底面を形成する底面部2B等を有している。
前面部2Fおよび上面部2Uの前側には、投写光学装置1Bの一部が挿入される開口部21が設けられている。上面部2Uには、この開口部21の縁部の一部を形成し、周囲より窪む凹部22が形成されている。
凹部22は、ダンパー機構6が嵌合される部位である。凹部22については、後で詳細に説明する。
また、底面部2Bには、プロジェクター1が机上等に載置された場合に、プロジェクター1を支持する複数の脚部21fが設けられている。なお、図示は省略するが、外装筐体2には、外気を取り込む吸気口や、外装筐体2内部の温まった空気を外部に排気する排気口等が設けられている。
制御部は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター1の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。また、図示は省略するが、外装筐体2には、制御部に接続された操作パネルおよびリモコン受光部が配置されており、この操作パネルやリモコン(リモートコントローラー)が操作されることによって、プロジェクター1の各種設定や操作が可能に構成されている。
光学ユニット3は、制御部による制御の下、光源311から射出された光を光学的に処理し、投写光学装置1Bに射出する。
光学ユニット3は、図3に示すように、光源装置31、インテグレーター照明光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34、光学装置35、およびこれらの光学部品を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体37を備える。
光源装置31は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源311、およびリフレクター312等を備える。光源装置31は、光源311から射出された光をリフレクター312にて反射し、インテグレーター照明光学系32に向けて射出する。
インテグレーター照明光学系32は、第1レンズアレイ321、第2レンズアレイ322、偏光変換素子323、および重畳レンズ324を備える。
第1レンズアレイ321は、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有しており、光源装置31から射出された光を複数の部分光に分割する。第2レンズアレイ322は、第1レンズアレイ321と略同様の構成を有しており、重畳レンズ324と共に、部分光を光変調装置351の表面に略重畳させる。偏光変換素子323は、第2レンズアレイ322から射出されたランダム光を光変調装置で利用可能な略1種類の偏光光に揃える機能を有している。
色分離光学系33は、2枚のダイクロイックミラー331,332、および反射ミラー333を備え、インテグレーター照明光学系32から射出された光を赤色光(以下「R光」という)、緑色光(以下「G光」という)、青色光(以下「B光」という)の3色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学系34は、入射側レンズ341、リレーレンズ343、および反射ミラー342,344を備え、色分離光学系33で分離されたR光をR光用の光変調装置351まで導く機能を有する。なお、光学ユニット3は、リレー光学系34がR光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、B光を導く構成としてもよい。
光学装置35は、各色光用に設けられた光変調装置351(R光用の光変調装置を351R、G光用の光変調装置を351G、B光用の光変調装置を351Bとする)、および色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム352を備える。
光変調装置351は、透過型の液晶パネル、液晶パネルの光入射側に配置された入射側偏光板、および液晶パネルの光射出側に配置された射出側偏光板を備える。
光変調装置351は、図示しない複数の微小画素がマトリクス状に形成された矩形状の画像形成領域を有する。各画素が画像情報に応じた光透過率に設定され、画像形成領域内には、表示画像が形成される。そして、各色光は、光変調装置351にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム352に射出される。
クロスダイクロイックプリズム352は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム352は、誘電体多層膜が光変調装置351R,351Bにて変調されたR光およびB光を反射し、光変調装置351Gにて変調されたG光を透過して、3色の変調光を合成する。
レンズシフト機構3Shは、詳細な説明は省略するが、光学部品用筐体37に取り付けられたヘッド体、投写光学装置1Bを支持し、ヘッド体に移動可能に支持された移動部材30Sh、および移動部材30Shを移動させる電動式の駆動機構(図示省略)等を備える。そして、レンズシフト機構3Shは、操作パネルやリモコンの操作に応じて投写光学装置1Bを後述する第1光軸41Axに直交する方向に移動させる。本実施形態のレンズシフト機構3Shは、投写光学装置1Bを2方向(X方向およびZ方向)に移動可能に構成されている。
〔投写光学装置の主な構成〕
投写光学装置1Bは、前述したように、概略U字状の光路を有する光学系を備え、クロスダイクロイックプリズム352にて合成された光を、プロジェクター1の後方側(−Y側)に配置された投写面に拡大投写する。
投写光学装置1Bは、図1、図2に示すように、第1光学系41、第2光学系42、および第3光学系43と、これらの光学系を収納する投写光学用筐体5とを備えている。
第1光学系41には、画像形成装置1Aから射出された光が入射する。第1光学系41は、第1光軸41Axに沿って配置された複数のレンズを有し(図1では1つのレンズを図示)、画像形成装置1Aのクロスダイクロイックプリズム352から射出された光を屈折させ、+Y側に射出する。
第2光学系42は、図1に示すように、第1反射ミラー421および第2反射ミラー422を備え、第1光学系41から射出された光の進行方向を変える。
第1反射ミラー421は、第1光学系41の前方に配置され、第1光学系41から射出された光を+Z方向に反射する。第2反射ミラー422は、+Z方向に進行した光を−Y側に反射する。第1反射ミラー421で反射した光の光軸を第2光軸42Ax、第2反射ミラー422で反射した光の光軸を第3光軸43Axとする。すなわち、第2光学系42は、第1光学系41の第1光軸41Axに交差する方向に沿う第2光軸42Axを有している。なお、第2光学系42は、第1反射ミラー421および第2反射ミラー422に加え、レンズ等の光学部品を有する構成であってもよい。
第3光学系43は、第3光軸43Axに沿って配置された複数のレンズを有し、(図1では、複数のレンズのうち最も光射出側に配置されたレンズ431を図示)、第2光学系42から射出された光を屈折させ、−Y側に射出する。また、第3光学系43は、入射する光を広角化させるレンズを備え、第2光学系42から射出された光を広角化して上方にあおり投写を行う。すなわち、投写光学装置1Bは、プロジェクター1の後側(−Y側)で、上下方向におけるプロジェクター1の上方(+Z方向)に画像を投写する。また、投写光学装置1Bは、投写面に近い位置での投写が可能で、プロジェクター1は、投写光学装置1Bが装着されることで、短焦点プロジェクターとして機能する。
図5は、プロジェクター1の部分断面図であり、ダンパー機構6および投写光学装置1Bを+X側から見た図である。
投写光学用筐体5は、図1、図5に示すように、第1光学系41を収納する第1収納部51、第2光学系42および第3光学系43を収納する第2収納部52、およびダンパー受部53を有している。
第1収納部51は、図5に示すように、円筒部511、円筒部511から突出する被支持部としてのフランジ部512を有している。
円筒部511は、第1光軸41Axに沿って延出している。
フランジ部512は、円筒部511に対して第1光軸41Axに交差する方向に突出し、平面視矩形状に形成されている。そして、フランジ部512には、ネジが挿通される複数のネジ挿通孔(図示省略)が形成されている。投写光学装置1Bは、このネジ挿通孔にネジが挿通されて、移動部材30Shに固定される。このように、投写光学装置1Bは、第1収納部51に設けられたフランジ部512(被支持部)が画像形成装置1Aの移動部材30Shに支持される。
第2収納部52は、図1、図5に示すように、縦延出部521および横延出部522を有している。
縦延出部521は、第1収納部51に接続されて+Z方向に延出し、第2光学系42を収納する。縦延出部521は、第1反射ミラー421、第2反射ミラー422それぞれの反射面とは反対側に設けられた傾斜壁521a,521bを有している。
横延出部522は、縦延出部521に接続されて−Y方向に延出し、第3光学系43を収納する。
ダンパー受部53は、図2に示すように、第2収納部52の左右両側(+X側および−X側)、すなわち、第1光軸41Axおよび第2光軸42Axに交差する方向において、第2収納部52の両側に設けられている。ダンパー受部53は、左右対称に形成されており、ここでは、右側(+X側)のダンパー受部53に注目して説明する。
+X側のダンパー受部53は、第2収納部52から+X方向に突出し、図5に示すように、前後方向(Y方向)に併設された第1壁部531、第2壁部532を有している。
第1壁部531は、第2壁部532の+Y側に設けられている。第1壁部531および第2壁部532は、互いに対向する側が平面に形成されている。具体的に、第1壁部531は、第2壁部532に対向する第1平面531aを有している。第2壁部532は、第1平面531aに対向する第2平面532aを有している。すなわち、第1壁部531と第2壁部532と、および第1平面531aと第2平面532aとは、Y方向において互いに対向している。Y方向は第1方向に相当する。また、第1平面531aおよび第2平面532aは、第1光軸41Axに直交しており、レンズシフト機構3Shによって移動する投写光学装置1Bの移動方向に沿って形成されている。
本実施形態の投写光学装置1Bは、図5に示すように、フランジ部512より離れた位置に重心Gを有している。具体的に、重心Gは、横延出部522寄りで、Y方向においてはフランジ部512より−Y側、Z方向においては横延出部522の−Z側端部近傍、X方向においては略中央に位置している。
投写光学装置1Bは、図1に示すように、第1収納部51の一部が画像形成装置1Aに挿入され、縦延出部521の一部が開口部21内に配置され、横延出部522が外装筐体2(上面部2U)の上方に位置するように配置される。
〔ダンパー機構の主な構成〕
次に、ダンパー機構6の主な構成について説明する。
ダンパー機構6は、図2に示すように、回動ユニット7を備え、この回動ユニット7が起立した第1状態と、回動ユニット7が傾倒した第2状態とが可能に構成されている。
図6は、第1状態におけるダンパー機構6の斜視図である。図7は、第2状態におけるダンパー機構6の斜視図である。
ダンパー機構6は、図6、図7に示すように、ベース部60、およびダンパー部8を有する一対の回動ユニット7を備え、外装筐体2の凹部22に着脱可能に構成されている。
先ず、図4に戻って、外装筐体2の凹部22について詳細に説明する。
凹部22は、図4に示すように、上面部2Uにおける開口部21の左右両側、および開口部21の−Y側に形成され、挿通孔221、案内溝222、および突起223が設けられている。
挿通孔221は、凹部22の−Y側の立壁に一対形成されている。案内溝222は、凹部22の左右両側の立壁にそれぞれ形成され、Y方向に沿って延出している。突起223は、各案内溝222の−Y側にそれぞれ設けられ、上方に突出している。
ベース部60は、外装筐体2の凹部22(図4参照)に嵌合され、一対の回動ユニット7をそれぞれ回動可能に支持する。
図2に戻って、ベース部60は、外装筐体2から突出する投写光学装置1B(縦延出部521)の左右両側にそれぞれ位置する台座部61,62、および投写光学装置1Bの前側で台座部61と台座部62とを繋ぐ接続部63を有している。
台座部61は、投写光学装置1Bの+X側に設けられ、図6、図7に示すように、X方向よりY方向が長い外形を有し、Y方向における中央には上側が凹む凹部611が形成されている。凹部611は、底面611b、および底面611bから+Z方向に起立し、Y方向において互いに対向する対向面611aを有している。そして、この対向面611aには、回動ユニット7の後述する軸部713を回動可能に受ける軸受部(図示省略)が形成されている。また、台座部61には、外装筐体2の挿通孔221、案内溝222に挿入される突起(図示省略)が形成されている。
台座部62は、投写光学装置1Bの−X側に設けられ、台座部61と概略左右対称の形状を有しており、回動ユニット7の軸部713を回動可能に受ける軸受部(図示省略)が形成されている。また、台座部62には、台座部61と同様に、外装筐体2の挿通孔221に挿入される突起622(図6、図7参照)、および案内溝222に挿入される突起(図示省略)が形成されている。
接続部63は、台座部61の+Y側と台座部62の+Y側を繋ぎ、投写光学装置1Bにおける縦延出部521の外面から僅かに離間する内面631を有している。
一対の回動ユニット7は、第2収納部52の両側に設けられたダンパー受部53に対応して設けられている。一対の回動ユニット7は、共通の形状を有し、一方が台座部61に回動可能に軸支され、他方が台座部62に回動可能に軸支されている。
ここでは、台座部61に軸支された回動ユニット7(+X側の回動ユニット7)に注目して説明する。
図8は、回動ユニット7の斜視図であり、台座部61に軸支された第1状態の回動ユニット7を後方斜めから見た図である。図9は、プロジェクター1の部分断面図であり、第1状態におけるダンパー機構6近傍を+X側から見た図である。
回動ユニット7は、図8、図9に示すように、起立部としての筐体71、ロック部材72、およびダンパー部8を備えている。ダンパー部8は、第1移動部材81、第2移動部材82、およびコイルバネ83を備えている。
筐体71は、図8に示すように、第1ケース71aおよび第2ケース71bが組み合わされて形成され、Z方向に延びる直方体状の収納部711、および屈曲部712を有している。
収納部711は、ダンパー部8およびロック部材72を収納し、ダンパー部8の先端部(第1移動部材81および第2移動部材82の後述する突出部811,821)、およびロック部材72の後述するボタン部721が露出する開口部が形成されている。
屈曲部712は、収納部711の−Z側に設けられ、収納部711に対して屈曲されたように形成されている。そして、屈曲部712は、収納部711の+X側の外面711Aに対して−X側斜めに傾斜する外面(傾斜面712A)を有している。また、屈曲部712には、軸部713、係止部714、およびロック部材72の後述する突起部722が露出する開口部が形成されている。
軸部713は、円柱形状を有して屈曲部712の前後両側から突出し、台座部61の軸受部に軸支される。係止部714は、屈曲部712の下方から突出している。
ダンパー機構6は、第1状態で回動ユニット7が台座部61に対して起立し(図6参照)、第1状態から回動ユニット7が所定の位置まで回動されると、傾斜面712Aがベース部60の底面611bに当接して第2状態となる(図7参照)。すなわち、ダンパー機構6は、回動ユニット7が軸部713の中心軸(Y方向に沿う中心軸)を中心に回動可能に構成され、筐体71が回動されることで第1状態と第2状態とが切り替えられる。
ロック部材72は、図8に示すように、収納部711から露出するボタン部721、および屈曲部712から露出する突起部722を有し、第1状態において、回動ユニット7の回動を規制する。
ボタン部721は、収納部711の上側に突出している。突起部722は、屈曲部712の前側および後側に突出している。
ロック部材72は、ボタン部721が押圧されると、屈曲部712からの突起部722の飛び出し量が小さくなり、押圧が解放されると、屈曲部712からの突起部722の飛び出し量が大きくなる。
ダンパー部8は、前述したように、第1移動部材81、第2移動部材82、およびコイルバネ83を備えている。
第1移動部材81は、図8、図9に示すように、収納部711の+Y側から露出する直方体状の突出部811、収納部711内に配置され、突出部811の外形より大きな外形を有する座部812を有している。第1移動部材81は、突出部811とは反対側が開口する中空に形成されている。
第2移動部材82は、第1移動部材81と共通に形成され、収納部711の−Y側から露出する突出部821、収納部711内に配置された座部822を有している。
コイルバネ83は、図9に示すように、第1移動部材81内および第2移動部材82内に配置され、第1移動部材81および第2移動部材82を互いが離間する方向に付勢する。コイルバネ83に付勢された第1移動部材81および第2移動部材82は、座部812,822が収納部711の内面に当接してそれ以上の移動が規制される。
第1移動部材81および第2移動部材82は、突出部811,821がそれぞれ押圧されると、押圧力に応じて筐体71からの迫り出し量が変わる。
ダンパー機構6は、投写光学装置1Bが取り付けられた画像形成装置1Aに、第2状態(図7参照)で取り付けられる。
図10は、プロジェクター1の部分断面図である。具体的に、図10は、ダンパー機構6が画像形成装置1Aに取り付けられる際の、回動ユニット7と投写光学装置1Bとの位置関係を示す図であり、+X側の回動ユニット7近傍を前方(+Y側)から見た図である。
図10に示すように、ダンパー機構6は、第2状態において、回動ユニット7が第1壁部531、第2壁部532から離間するので、画像形成装置1Aの前方からのスライドで画像形成装置1Aへの取付けが可能となる。具体的に、ダンパー機構6は、ベース部60が外装筐体2の凹部22(図4参照)に嵌合するまで後方にスライドされる。より具体的に、ダンパー機構6は、ベース部60の突起622(図7参照)が挿通孔221(図4参照)に挿通され、図示しない突起が案内溝222(図4参照)に挿入されて凹部22に嵌合される。
その後、ダンパー機構6は、ロック部材72のボタン部721が押圧された状態で回動ユニット7が第1状態まで回動され、ボタン部721の押圧が解放されると、ロック部材72の突起部722(図8参照)がベース部60に係合して回動ユニット7の回動が規制されて第1状態となり、画像形成装置1Aに装着された状態(装着状態)となる。ダンパー機構6は、この装着状態において、図5に示すように、係止部714が外装筐体2の突起223の−Y側に係合し、+Y側への移動が規制されている。
図11は、プロジェクター1の部分断面図であり、装着状態のダンパー機構6における+X側の回動ユニット7近傍を前方(+Y側)から見た図である。
図9、図11に示すように、ダンパー機構6は、装着状態(第1状態)において、筐体71が外装筐体2に対して起立し、ダンパー部8が第1壁部531と第2壁部532との間に配置される。より具体的に、ダンパー部8は、図9に示すように、第1移動部材81が第1平面531aと対向し、第2移動部材82が第2平面532aと対向するように配置される。また、本実施形態のプロジェクター1は、外部から力が加えられていない静止状態において、第1移動部材81と第1平面531aと、第2移動部材82と第2平面532aとが僅かに離間するように設定されている。このように、静止状態でダンパー部8がダンパー受部53に対して離間しているので、レンズシフト機構3Shによる投写光学装置1Bのスムースな移動が可能になっている。
一方、ダンパー機構6は、装着状態でロック部材72のボタン部721が押圧されると、ベース部60に対する突起部722の係合が解除され、回動ユニット7の回動が可能となる。そして、回動ユニット7は、第1状態から傾斜面712Aがベース部60の底面611bに当接するまで回動されると、筐体71がベース部60に対して傾倒し、第2状態となる(図10参照)。第2状態において、ダンパー部8は、第1壁部531と第2壁部532との間の外側に配置される。また、ダンパー機構6は、係止部714と突起223との係合が解除されるので、前方へのスライドで画像形成装置1Aからの取外しが可能となる。
このように、ダンパー機構6は、筐体71の回動により、第1状態と第2状態とが切り替えられ、画像形成装置1Aに着脱される。
〔ダンパー機構の動作〕
ここで、装着状態(第1状態)におけるダンパー機構6の動作について、図5を用いて説明する。
プロジェクター1が机上等に載置される際等に、取扱い方によっては、画像形成装置1Aに衝撃が加わる場合がある。
投写光学装置1Bは、前述したように、フランジ部512と重心Gの位置とが離れているので、画像形成装置1Aに衝撃が加わると、投写光学装置1Bには、主にフランジ部512を基端として重心Gが振られるような力が加わる。フランジ部512を剛体として捉えることができるので、投写光学装置1Bには、フランジ部512における重心Gに最も近い部位(図5におけるフランジ部512の上側の端部512A)と、フランジ部512における重心Gに最も遠い部位(図5におけるフランジ部512の下側の端部512B)との間を支点として重心Gの位置が振動するような力が加わると考えられる。すなわち、端部512A,512Bそれぞれを仮想の支点(中心)として重心Gに時計回り方向および反時計回り方向の力が加わる場合を考察すれば、その双方の間に、実際の支点を中心とする重心Gの位置が振動するような力の方向を予測することが可能となる。
図5に示すように、端部512Aと重心Gとを結ぶ線Laは、Z方向に対して鋭角となるように傾斜している。端部512Aを中心として重心Gの位置が振動するような力の方向は、端部512Aを中心とする重心Gの位置の回転方向、すなわち、端部512Aから重心Gの位置までを半径とする円弧における重心Gの位置の接線方向Ta(図示省略)となる。この接線方向Taは、Y方向に対して鋭角となっている。
端部512Bと重心Gとを結ぶ線Lbは、Z方向に対して線Laより小さい角度の鋭角となるように傾斜している。端部512Bを中心として重心Gの位置が振動するような力の方向は、端部512Bから重心Gの位置までを半径とする円弧における重心Gの位置の接線方向Tb(図示省略)となる。この接線方向Tbは、Y方向に対して接線方向Taより小さな角度の鋭角を成している。
実際の支点を中心とする重心Gの位置が振動するような力(振動力)の方向は、接線方向Taと接線方向Tbとの間、すなわち、Y方向に対して、接線方向Taより小さな角度で、接線方向Tbより大きな角度の鋭角を成していると考察することができる。
投写光学装置1Bは、第1壁部531と第2壁部532とがY方向において互いに対向しているので、重心Gに時計回り方向の振動力が加わった場合、第1壁部531がダンパー機構6の第1移動部材81を押圧する(図5におけるF1)。また、投写光学装置1Bは、重心Gに反時計回り方向の振動力が加わった場合、第2壁部532がダンパー機構6の第2移動部材82を押圧する(図5におけるF2)。
ダンパー機構6は、第1壁部531および第2壁部532それぞれから押圧された押圧力に応じて、筐体71に対するダンパー部8の迫り出し量、すなわち、第1移動部材81および第2移動部材82の迫り出し量が変わり、この押圧力を吸収する。その結果、投写光学装置1Bへの衝撃が緩和される。
このように、第1壁部531および第2壁部532は、フランジ部512(被支持部)と重心Gとを結ぶ線に沿う方向に対して交差するY方向(第1方向)において互いに対向している。そして、ダンパー機構6は、画像形成装置1Aを介して投写光学装置1Bに伝わる衝撃を緩和する。すなわち、ダンパー機構6は、画像形成装置1Aと投写光学装置1Bとの間のトルク変動を吸収する。
なお、本実施形態の画像形成装置1Aは、第1壁部531および第2壁部532を有さない他の投写光学装置(図示省略)を着脱可能に構成されている。そして、画像形成装置1Aは、この他の投写光学装置が装着される場合には、ダンパー機構6に替えてカバー9が装着可能に構成されている。
図12は、画像形成装置1Aにカバー9が装着された状態を示す斜視図である。カバー9は、図12に示すように、上面部2Uに倣う形状を有し、ダンパー機構6と同様に凹部22(図4参照)に嵌合するように構成されている。
そして、画像形成装置1Aは、カバー9が装着されると、前面部2Fに開口部121が設けられ、カバー9に干渉しないように形成された他の投写光学装置、例えば、+Y側に画像を投写する投写光学装置等が装着可能となる。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)投写光学装置1Bは、フランジ部512に加え、第1壁部531および第2壁部532を有している。これによって、大きい重量や、フランジ部512から離れた位置に重心Gを有する構成であっても、安定して画像形成装置1Aに支持される投写光学装置1Bの提供が可能となる。
(2)プロジェクター1は、ダンパー機構6が投写光学装置1Bに伝わる衝撃を緩和する。これによって、プロジェクター1に衝撃が加わった場合でも、フランジ部512やフランジ部512を支持するレンズシフト機構3Sh等の破損を防止することが可能となる。したがって、入射する画像光の広角化や、投写方向を変える等のために、大きい重量や、フランジ部512から離れた位置に重心Gを有する投写光学装置1Bを備えた構成であっても、耐衝撃性に優れたプロジェクター1の提供が可能となる。
(3)第1壁部531および第2壁部532は、第2光学系42を収納する第2収納部52に設けられているので、第2収納部52寄りに重心Gを有する投写光学装置1Bであっても、衝撃による投写光学装置1Bの振動を効率良く抑えることが可能となる。よって、画像形成装置1Aから射出された光の進行方向とは異なる方向に画像を投写し、耐衝撃性に優れたプロジェクター1の提供が可能となる。
また、投写光学装置1Bが入射する光を広角化させるレンズを備えているので、耐衝撃性に優れた短焦点プロジェクターの提供が可能となる。
(4)第1壁部531および第2壁部532と、ダンパー部8とが第2収納部52の両側に設けられているので、衝撃による投写光学装置1Bの振動をバランス良く抑えることが可能となる。よって、さらに耐衝撃性に優れたプロジェクター1の提供が可能となる。
また、Z方向において、第2収納部52からの飛び出しを抑制して、第1壁部531、第2壁部532およびダンパー機構6を構成することができるので、Z方向におけるプロジェクター1の大型化を抑制することが可能となる。
(5)第1壁部531および第2壁部532は、互いに対向する側が平面(第1平面531a、第2平面532a)に形成されているので、この平面に沿う方向において、ダンパー部8を高精度に配置することなく、第1壁部531および第2壁部532によるダンパー部8の安定した押圧が可能となる。また、ダンパー部8をこの平面に沿う方向に移動させることによって、ダンパー部8を第1壁部531と第2壁部532との間に配置することが可能となる。よって、ダンパー部8を容易に所定の位置に配置可能なダンパー機構6を備えたプロジェクター1の提供が可能となる。
(6)プロジェクター1は、投写光学装置1Bの第1平面531a、第2平面532aが第1光軸41Axに直交しているので、レンズシフト機構3Shを備える構成であっても、ダンパー機構6を機能させることができる。よって、大きい重量やフランジ部512から離れた位置に重心Gを有する投写光学装置1B、およびレンズシフト機構3Shを備えた構成であっても、耐衝撃性に優れたプロジェクター1の提供が可能となる。
(7)ダンパー機構6は、筐体71が回動されることより、第1状態と第2状態とが切り替えられる。これによって、ダンパー機構6を分解することなく、ダンパー機構6が機能する状態と機能しない状態とを容易に切り替えることができるので、取扱い易いダンパー機構6を備えたプロジェクター1の提供が可能となる。
(8)ダンパー機構6は、外装筐体2に着脱可能に構成されている。これによって、第1壁部531および第2壁部532を有さない小さな重量の他の投写光学装置を画像形成装置1Aに装着する場合には、ダンパー機構6を外装筐体2から取り外すことができる。よって、様々な重量の投写光学装置を着脱可能とすると共に、他の投写光学装置が装着された場合の外観が良好なプロジェクターの提供が可能となる。
(変形例)
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
前記実施形態の投写光学装置1Bは、画像形成装置1Aから射出された光の方向を2段階に順次屈曲させる光学系(概略U字状の光路を有する光学系)を備えているが、この構成に限らない。例えば、画像形成装置1Aから射出された光の方向を1段階で屈曲させ、+Z側に投写する構成(概略L字状の光路を有する光学系)であってもよい。また、画像形成装置1Aから射出された光の方向を異なる方向に屈曲させずに+Y側に投写する構成にも適用可能である。
前記実施形態のダンパー機構6は、ベース部60と一対の回動ユニット7とが一体化され、各回動ユニット7がベース部60に対して回動可能に構成されているが、この構成に限らない。例えば、ベース部60に相当するベース部材と、ダンパー部8および起立部を有する一対のユニットとが分離して構成され、ベース部材が画像形成装置1Aに装着された後、このベース部材に一対のユニットが挿入されることによって、ダンパー部8が所定の位置に配置される態様であってもよい。
前記実施形態のダンパー機構6は、ベース部60を有しているが、ベース部60を備えない構成とし、外装筐体2に回動可能に支持された回動ユニットを備えたダンパー機構を構成してもよい。
前記実施形態のプロジェクター1は、レンズシフト機構3Shを備えているが、レンズシフト機構3Shを備えない構成であってもよい。この構成の場合、第1壁部531および第2壁部532の互いに対向する側は平面に限らず、ダンパー部8の先端部(第1移動部材81、第2移動部材82の先端部)が安定して当接可能な形状であればよい。
前記実施形態のプロジェクター1は、ダンパー受部53および回動ユニット7がそれぞれ一対(2組)設けられているが、1組で構成された態様であってもよい。例えば、投写光学用筐体5の縦延出部521の後側にこの1組を設ける構成等が考えられる。
前記実施形態の投写光学装置1Bは、ネジを用いて画像形成装置1Aに取り付けられているが、画像形成装置1Aが回転部材を備える構成とし、この回転部材の回転によって投写光学装置1Bを係止する、いわゆるスピゴット方式による取り付けであってもよい。
前記実施形態のダンパー部8は、第1移動部材81および第2移動部材82を付勢する部材としてコイルバネ83が用いられているが、これに限定されるものではなく、例えば、板バネ等を利用したものであってもよい。
前記実施形態のプロジェクター1は、ダンパー機構6が画像形成装置1Aに支持され、ダンパー受部53が投写光学装置1Bに設けられているが、投写光学装置1Bに支持されたダンパー機構、およびダンパー受部が設けられた画像形成装置を備えたプロジェクターを構成してもよい。
また、プロジェクターが設置される設置面や壁を利用してダンパー機構が機能するように構成することも可能である。例えば、ダンパー機構が投写光学装置1Bに支持され、ダンパー機構におけるダンパー部が設置面や壁に当接可能とすることで、画像形成装置と投写光学装置との間のトルク変動を吸収するように構成することが可能である。
前記実施形態のプロジェクター1は、光変調装置351として透過型の液晶パネルを用いているが、反射型の液晶パネルを利用したものであってもよい。
また、前記実施形態の光変調装置351は、R光、G光、およびB光に対応する3つの光変調装置を用いた、いわゆる3板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用してもよく、あるいは、2つまたは4つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも適用できる。
また、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものであってもよい。
前記実施形態の光源装置31は、放電型の光源311を用いているが、その他の方式の光源や発光ダイオード、レーザー等の固体光源で構成してもよい。
1…プロジェクター、1A…画像形成装置、1B…投写光学装置、2…外装筐体、3Sh…レンズシフト機構、5…投写光学用筐体、6…ダンパー機構、8…ダンパー部、41…第1光学系、41Ax…第1光軸、42…第2光学系、51…第1収納部、52…第2収納部、71…筐体(起立部)、311…光源、351,351B,351G,351R…光変調装置、512…フランジ部(被支持部)、531…第1壁部、531a…第1平面、532…第2壁部、532a…第2平面。

Claims (9)

  1. 画像光を射出する画像形成装置に取り付けられる投写光学装置であって、
    光学系と、
    前記光学系を収納する投写光学用筐体と、
    を備え、
    前記光学系は、前記画像光が入射する第1光学系を有し、
    前記投写光学用筐体は、
    前記第1光学系を収納し、前記画像形成装置に支持される被支持部を有する第1収納部と、
    前記被支持部と当該投写光学装置の重心とを結ぶ線に沿う方向に対して交差する第1方向において互いに対向する第1壁部および第2壁部と、
    を有していることを特徴とする投写光学装置。
  2. 画像光を投写するプロジェクターであって、
    光源と光変調装置と外装筐体とを備え、画像光を射出する画像形成装置と、
    前記画像形成装置に着脱自在に支持され、前記画像光を投写する投写光学装置と、
    前記画像形成装置または前記投写光学装置に支持され、前記画像形成装置と前記投写光学装置との間のトルク変動を吸収するダンパー機構と、
    を備えることを特徴とするプロジェクター。
  3. 請求項2に記載のプロジェクターであって、
    前記投写光学装置は、
    光学系と、
    前記光学系を収納する投写光学用筐体と、
    を備え、
    前記光学系は、前記画像光が入射する第1光学系を有し、
    前記投写光学用筐体は、
    前記第1光学系を収納し、前記画像形成装置に支持される被支持部を有する第1収納部と、
    前記被支持部と当該投写光学装置の重心とを結ぶ線に沿う方向に対して交差する第1方向において互いに対向する第1壁部および第2壁部と、
    を有し、
    前記ダンパー機構は、前記画像形成装置に支持され、
    前記外装筐体から起立する起立部と、
    前記起立部に支持されて前記第1壁部と前記第2壁部との間に配置され、前記第1壁部および前記第2壁部それぞれから押圧された押圧力に応じて、前記起立部に対する迫り出し量が変わるダンパー部と、
    を備えることを特徴とするプロジェクター。
  4. 請求項3に記載のプロジェクターであって、
    前記光学系は、前記第1光学系から射出された光の進行方向を変え、前記第1光学系の第1光軸に交差する方向に沿う第2光軸を有する第2光学系を備え、
    前記投写光学用筐体は、前記第2光学系を収納する第2収納部を有し、
    前記第1壁部および前記第2壁部は、前記第2収納部に設けられていることを特徴とするプロジェクター。
  5. 請求項4に記載のプロジェクターであって、
    前記第1壁部および前記第2壁部は、前記第1光軸および前記第2光軸に交差する方向において、前記第2収納部の両側に設けられ、
    前記ダンパー機構は、前記第2収納部の両側に設けられた前記第1壁部および前記第2壁部に対応して一対の前記起立部および前記ダンパー部を備えていることを特徴とするプロジェクター。
  6. 請求項3〜請求項5のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
    前記第1壁部および前記第2壁部は、互いに対向する側が平面に形成されていることを特徴とするプロジェクター。
  7. 請求項6に記載のプロジェクターであって、
    前記平面は、前記第1光軸に交差する面であることを特徴とするプロジェクター。
  8. 請求項3〜請求項7のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
    前記ダンパー機構は、前記起立部の回動により、前記ダンパー部が前記第1壁部と前記第2壁部との間に配置された第1状態と、前記ダンパー部が前記第1壁部と前記第2壁部との間の外側に配置された第2状態と、が切り替えられることを特徴とするプロジェクター。
  9. 請求項3〜請求項8のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
    前記ダンパー機構は、前記外装筐体に着脱可能に構成されていることを特徴とするプロジェクター。
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