JP2022033520A - 投射レンズおよび投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学性能を維持することが可能な投射レンズおよび投射装置を提供する。【解決手段】投射レンズは、入射側光学系を保持する保持枠と、出射側光学系を保持し、入射側光学系を保持する保持枠と接続される保持枠とを備える。両保持枠には、接着剤により接着される複数の接着面と、ネジにより接続される複数の接続面とが設けられている。接着面および接続面は、径方向および周方向において離間している。【選択図】図６

Description

本開示の技術は、投射レンズおよび投射装置に関する。

特許文献１には、電気光学素子を有する投射装置の筐体に取り付けられる投射レンズであって、筐体からの光が通る第１保持フレームと、第１保持フレームからの光の光軸を折り曲げ、互いに向かい合う一対の側面を有する第２反射部と、第２反射部を保持し、一対の側面に対応する位置に設けられた一対の第１穴を有する第２保持フレームと、を備え、一対の側面は、第２保持フレームに対してギャップを有する、投射レンズが記載されている。

特許文献２には、第１の光学系を有する第１のレンズ枠を、第２の光学系を有する円筒状の第２のレンズ枠に組み付ける際に、第１の光学系と第２の光学系との光軸合わせに用いられ、第２のレンズ系が取り付けられた、第２のレンズ枠内部の取付壁に、第１のレンズ枠を押圧する押圧手段と、押圧手段によって第１のレンズ枠が押圧された状態で、第１のレンズ枠を取付壁に沿って移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする光軸調整治具が記載されている。

特開２０２０－０７１４６０号公報 特開２００４－３０９８１８号公報

本開示の技術に係る１つの実施形態は、光学性能を維持することが可能な投射レンズおよび投射装置を提供する。

本開示の投射レンズは、画像光が入射する入射側光学系を保持する第１保持枠と、入射側光学系よりも画像光の出射側に位置する出射側光学系を保持し、第１保持枠と接続される第２保持枠と、第１保持枠および第２保持枠のそれぞれに設けられ、接着剤により接着される複数の接着面と、第１保持枠および第２保持枠のそれぞれに設けられ、接続部材により接続される複数の接続面と、を備え、接着面および接続面は、径方向および周方向の少なくともいずれかの方向において離間している。

第１保持枠および第２保持枠のそれぞれに設けられた複数の接続面は、光軸方向において向かい合って当接し、入射側光学系および出射側光学系の相対的なズレを規制することが好ましい。

出射側光学系は、少なくとも第１レンズと第２レンズの２つのレンズを含み、第２保持枠は、少なくとも第１レンズの周縁部を保持する第１保持部を有し、第１保持部は、径方向において、接着面および接続面と離間していることが好ましい。

第２保持枠は、第２レンズの周縁部を保持する第２保持部を有し、第２保持部は、径方向において、接着面および接続面と離間していることが好ましい。

第１保持枠および第２保持枠のそれぞれに設けられた複数の接着面は、径方向において向かい合って当接し、第１保持枠および第２保持枠の径方向の移動を規制することが好ましい。

接続部材はネジであることが好ましい。

接着面および接続面の間には、接着剤が滞留する空間が形成されていることが好ましい。

画像光の中間像を結像することが好ましい。

出射側光学系は、最もレンズ面の径が大きい最大径レンズと、最もレンズ面の径が小さい最小径レンズとを含み、最大径レンズの出射側の面と最小径レンズの入射側の面との距離をＤ１とし、最大径レンズのレンズ面の半径と最小径レンズのレンズ面の半径の差をＤ２とした場合、Ｄ２／Ｄ１の値が０．８以上であることが好ましい。

出射側光学系は、画像光をスクリーンに向けて出射する出射レンズを含み、出射レンズのレンズ面の半径をＧ１とし、出射レンズに隣接するレンズのレンズ面の半径をＧ２とした場合、Ｇ１／Ｇ２の値が１．７以上であることが好ましい。

本開示の投射装置は、上記のいずれかに記載の投射レンズと、投射レンズを通じてスクリーンに投射する画像を形成する画像形成ユニットと、を備える。

投射レンズを備えるプロジェクタを示す図である。 投射レンズの断面図である。 投射レンズの第３鏡筒部付近の拡大断面図である。 第３鏡筒部を構成する部品の分解斜視図である。 保持枠の斜視図である。 保持枠の平面図である。 内枠の斜視図である。 内枠の平面図である。 第３鏡筒部の要部断面斜視図である。 第３鏡筒部の要部断面図である。 第３鏡筒部を出射側からみた平面図である。 参考例の保持枠の斜視図である。

以下、本開示の技術の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、および「第３」等の用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、投射装置または投射レンズ内に存在する構成要素の数を限定するものではない。

一例として図１に示すように、プロジェクタ１０は、投射レンズ１１と本体部１２とを備える。投射レンズ１１の一端部は本体部１２に取り付けられている。本体部１２は、画像形成ユニット１３および制御基板等の主要部品を収容する。なお、プロジェクタ１０は、本開示の技術に係る「投射装置」の一例である。

画像形成ユニット１３は、投射レンズ１１を通じてスクリーン１４に投射する画像を形成する。画像形成ユニット１３は、画像形成パネル１５、光源１６、および導光部材（図示せず）等を備えている。光源１６は、画像形成パネル１５に光を照射する。導光部材は、光源１６からの光を画像形成パネル１５に導光する。

画像形成ユニット１３は、例えば、画像形成パネル１５としてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：登録商標）を使用した反射型である。ＤＭＤは、周知の通り、光源１６から照射される光の反射方向を変化させることが可能な複数のマイクロミラーを有しており、各マイクロミラーを画素単位で二次元に配列した画像表示素子である。ＤＭＤは、画像に応じて各マイクロミラーの向きを変化させることで、光源１６からの光の反射光のオンオフを切り替えることにより、画像に応じた光変調を行う。

光源１６の一例としては、白色光源が挙げられる。白色光源は、白色光を発する。白色光源は、例えば、レーザ光源と蛍光体とを組み合わせることで実現される。レーザ光源は、蛍光体に対して青色光を励起光として発する。蛍光体は、レーザ光源から発せられた青色光によって励起されることで黄色光を発する。白色光源は、レーザ光源から発せられる青色光と、蛍光体から発せられる黄色光とを組み合わせることで、白色光を発する。画像形成ユニット１３には、さらに、光源１６が発する白色光を、青色光、緑色光、および赤色光の各色光に時分割で選択的に変換する回転カラーフィルタが設けられている。青、緑、および赤の各色光が画像形成パネル１５に選択的に照射されることで、青、緑、および赤の各色の画像情報が担持された画像光が得られる。こうして得られた各色の画像光が、投射レンズ１１に選択的に入射されることで、スクリーン１４に向けて投射される。各色の画像光は、スクリーン１４上で統合される。このため、スクリーン１４には、フルカラーの画像Ｐが表示される。

投射レンズ１１には、画像形成ユニット１３で形成された画像を表す光束が本体部１２から入射する。投射レンズ１１は、入射した光束に基づく画像光を拡大して結像する。これにより、投射レンズ１１は、画像形成ユニット１３で形成された画像の拡大像である画像Ｐをスクリーン１４に投射する。

一例として図２に示すように、投射レンズ１１は、屈曲光学系を備えている。屈曲光学系は、第１光軸Ａ１、第２光軸Ａ２、および第３光軸Ａ３を有する。第１光軸Ａ１は、本体部１２からの光が通る光軸である。第２光軸Ａ２は、第１光軸Ａ１に対して９０°屈曲した光軸である。第３光軸Ａ３は、第２光軸Ａ２に対して９０°屈曲した光軸である。このため、第１光軸Ａ１および第３光軸Ａ３は平行である。ここでいう「９０°」とは、完全な９０°の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの９０°を指す。また、「平行」も、完全な平行の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの平行を指す。なお、図２は、外装カバーを取り外した状態の投射レンズ１１を示している。

以下の説明では、第１光軸Ａ１および第３光軸Ａ３と平行な方向をＹ方向、第２光軸Ａ２と平行な方向をＺ方向、Ｙ方向およびＺ方向と直交する方向をＸ方向と表現する。なお、Ｙ方向は、本開示の技術に係る「光軸方向」の一例である。

投射レンズ１１は、第１鏡筒部３０、第２鏡筒部３１、および第３鏡筒部３２を有する。第１鏡筒部３０は、最も入射側に位置し、第３鏡筒部３２は、最も出射側に位置する。第２鏡筒部３１は、第１鏡筒部３０と第３鏡筒部３２の間に位置する。各鏡筒部３０～３２は、それぞれレンズを保持している。第１鏡筒部３０に保持されているレンズは第１光軸Ａ１上に配置され、第２鏡筒部３１に保持されているレンズは第２光軸Ａ２上に配置され、第３鏡筒部３２に保持されているレンズは第３光軸Ａ３上に配置されている。第１鏡筒部３０の中心軸は第１光軸Ａ１と略一致し、第２鏡筒部３１の中心軸は第２光軸Ａ２と略一致し、第３鏡筒部３２の中心軸は第３光軸Ａ３と略一致している。なお、本明細書では、説明を簡略化するため、複数枚のレンズを省略して１枚のレンズのように表現している場合がある。

第１鏡筒部３０は、第１光学系Ｌ１を保持する。第１光学系Ｌ１は、例えば、レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３、レンズＬ１４、レンズＬ１５、およびレンズＬ１６で構成され、第１光軸Ａ１に沿って配置される。第１光学系Ｌ１は、本体部１２からの画像光の中間像ＭＩを結像する。中間像ＭＩは、第２光学系Ｌ２よりも入射側、例えば、後述する第１ミラー３８よりも入射側に結像される。言い換えれば、中間像ＭＩは、レンズＬ１６と第１ミラー３８との間の位置に結像される。また、レンズＬ１３とレンズＬ１４との間には、固定絞り３３が設けられている。固定絞り３３は、本体部１２から入射した光束を絞る。

レンズＬ１１、レンズＬ１２、およびレンズＬ１３は、保持枠３４に保持されている。レンズＬ１１およびレンズＬ１２は、例えばズームレンズ群を構成する。レンズＬ１４は保持枠３５に保持されている。レンズＬ１５は保持枠３６に保持されている。レンズＬ１６は保持枠３７に保持されている。保持枠３７は保持枠３６を保持する。保持枠３６は内枠、保持枠３７は外枠である。

レンズＬ１５は、主として、像面湾曲収差といった収差を補正する機能を担うレンズである。このため、レンズＬ１５には、収差補正に有利な、非球面をレンズ面に含む非球面レンズが採用されている。非球面レンズはガラスでの製造が困難であるため、レンズＬ１５は、シクロオレフィンポリマー等の樹脂で形成されている。一方、レンズＬ１５以外の第１光学系Ｌ１を構成するレンズは、本例においては全てガラスで形成されている。ここで、レンズ面とは、当該レンズを画像光が透過する面を指す。

第２鏡筒部３１は、第２光学系Ｌ２を保持する。第２光学系Ｌ２は、例えば、レンズＬ２１およびレンズＬ２２で構成され、第２光軸Ａ２に沿って配置される。レンズＬ２１およびレンズＬ２２は、ガラスで形成されている。本例において、第２光学系Ｌ２は、リレーレンズとして機能する。より具体的には、第２光学系Ｌ２は、第１光学系Ｌ１により結像された中間像ＭＩを被写体として、中間像ＭＩを表す光束を第３鏡筒部３２に中継する。

また、第２鏡筒部３１は、第１ミラー３８と第２ミラー３９とを一体的に保持する。第１ミラー３８および第２ミラー３９は、それぞれ、屈曲光学系を構成する光学素子の１つであり、光軸を屈曲させる。第１ミラー３８は、第１光軸Ａ１の光を折り曲げて第２光軸Ａ２の光とする。第２ミラー３９は、第２光軸Ａ２の光を折り曲げて第３光軸Ａ３の光とする。

第１ミラー３８は、第１光軸Ａ１および第２光軸Ａ２のそれぞれに対して反射面が４５°の角度をなす姿勢で保持される。同様に、第２ミラー３９は、第２光軸Ａ２および第３光軸Ａ３のそれぞれに対して反射面が４５°の角度をなす姿勢で保持される。第１ミラー３８および第２ミラー３９は、ガラス等の透明部材に反射膜をコーティングした鏡面反射型のミラーである。なお、第１ミラー３８および第２ミラー３９は、光を全反射させるプリズムを用いたミラーであってもよい。

第３鏡筒部３２は、第３光学系Ｌ３を保持する。第３光学系Ｌ３は、レンズＬ３１、レンズＬ３２、レンズＬ３３、レンズＬ３４、およびレンズＬ３５で構成され、第３光軸Ａ３に沿って配置される。なお、レンズＬ３１およびレンズＬ３２は、本開示の技術に係る「入射側光学系」の一例である。一方、レンズＬ３３、レンズＬ３４、およびレンズＬ３５は、本開示の技術に係る「出射側光学系」の一例である。

レンズＬ３１およびレンズＬ３２は、保持枠４０に保持されている。レンズＬ３１およびレンズＬ３２は、例えばフォーカスレンズ群を構成する。レンズＬ３３およびレンズＬ３４は、保持枠４１に保持されている。レンズＬ３５は保持枠４２に保持されている。保持枠４２は保持枠４１を保持する。保持枠４１は内枠、保持枠４２は外枠である。なお、保持枠４０は、本開示の技術に係る「第１保持枠」の一例である。また、保持枠４１および保持枠４２は、本開示の技術に係る「第２保持枠」の一例である。

レンズＬ３３およびレンズＬ３４は、投射する画像Ｐを拡大させるために負の屈折力を有しており、画像光を発散させる。レンズＬ３５は、画像光をスクリーン１４に向けて出射する最も出射側に配置されたレンズであり、本開示の技術に係る「出射レンズ」の一例である。レンズＬ３５は、第３光軸Ａ３よりも下側の外縁部の一部が直線状にカットされた、平面視においてＤ字状のレンズである。レンズＬ３５は、レンズＬ１５と同じく非球面レンズであり、かつ、シクロオレフィンポリマー等の樹脂で形成されている。対して、レンズＬ３５の入射側に位置するレンズＬ３３およびレンズＬ３４は、球面のレンズ面を有する球面レンズであり、ガラスで形成されている。レンズＬ３１およびレンズＬ３２も同様に、球面のレンズ面を有する球面レンズであり、ガラスで形成されている。

投射レンズ１１の半画角は、例えば６３°以上、より好ましくは６５°以上である。こうした広い半画角を確保するためには、レンズＬ３３およびレンズＬ３４には高い屈折力が必要となる。高い屈折力を確保するためには、樹脂製のレンズよりもガラス製のレンズであることが好ましい。ただし、ガラス製のレンズを採用した場合は、レンズ面の径が大径化すると重量が増すため、小径であることが好ましい。そこで、レンズＬ３３およびレンズＬ３４は、レンズ面の径の大径化を抑制しつつ、高い屈折力を確保することができるように、ガラスで形成されている。これにより、レンズ面の径を比較的小径に保ったまま、投射する画像Ｐの画角を広くすることができる。

一方、レンズＬ３５は、第３光学系Ｌ３において、主として収差を補正する機能を担う。前述のように、レンズＬ３３およびレンズＬ３４は、小径を維持しながら、広角化を実現するために、高い屈折力を有する。一般に、屈折力が高くなるほど、像面湾曲収差および歪曲収差が大きくなる。収差補正能力は、球面レンズと比べて非球面レンズのほうが高い。このため、レンズＬ３３およびレンズＬ３４のように高い屈折力を有するレンズと組み合わされるレンズＬ３５には、非球面レンズが採用される。また、レンズＬ３５は、最も出射側に配されるため、投射レンズ１１の中でレンズ面の径が最も大きく、非球面形状のレンズである。このように大径の非球面レンズは、ガラスでの製造が非常に困難である。したがって、レンズＬ３５は樹脂で形成されている。

レンズＬ３５は、前述のように投射レンズ１１の中でレンズ面の径が最も大きい。つまりレンズＬ３５は、本開示の技術に係る「最大径レンズ」の一例である。一方、レンズＬ３３は、本開示の技術に係る「出射側光学系」を構成するレンズのうちでレンズ面の径が最も小さい。つまりレンズＬ３３は、本開示の技術に係る「最小径レンズ」の一例である。また、レンズＬ３４はレンズＬ３５に隣接している。つまりレンズＬ３４は、本開示の技術に係る「出射レンズに隣接するレンズ」の一例である。さらに、レンズＬ３４は、本開示の技術に係る「第１レンズ」の一例である。対してレンズＬ３５は、本開示の技術に係る「第２レンズ」の一例である。

一例として図３に示すように、レンズＬ３５の出射側の面ＯＳ＿Ｌ３５とレンズＬ３３の入射側の面ＩＳ＿Ｌ３３との距離をＤ１とし、レンズＬ３５のレンズ面の半径Ｇ１とレンズＬ３３のレンズ面の半径Ｇ３の差をＤ２とする。この場合、Ｄ２／Ｄ１の値が０．８以上である。Ｄ２／Ｄ１の値は、より好ましくは０．９以上、さらに好ましくは１．０以上である。また、Ｄ２／Ｄ１の値は、１．５以下であることが好ましい。

レンズＬ３４のレンズ面の半径をＧ２とした場合、Ｇ１／Ｇ２の値が１．７以上である。Ｇ１／Ｇ２の値は、３以下であることが好ましい。なお、レンズ面の半径とは、光軸から当該レンズを透過する最外周縁光線までの距離であり、いわゆる有効半径である。

一例として図４に示すように、保持枠４０は、２つのレンズ保持環５０および５１と、内枠５２と、外枠５３とを有する。レンズ保持環５０はレンズＬ３２を保持し、レンズ保持環５１はレンズＬ３１を保持する。内枠５２には、レンズＬ３２が保持されたレンズ保持環５０、およびレンズＬ３１が保持されたレンズ保持環５１が収容される。外枠５３は、内枠５２の外周面に覆い被さるように取り付けられる。

保持枠４１と対向する側の内枠５２の端部には、フランジ５５が設けられている。フランジ５５には、３個のネジ５６が挿通される３個のネジ挿通穴５７が形成されている。ネジ挿通穴５７は、フランジ５５の周方向に関して等間隔の位置、ここでは１２０°間隔の位置に配されている。内枠５２と対向する保持枠４１の面には、ネジ挿通穴５７と対応する位置に３個のネジ穴５８が形成されている。ネジ５６をネジ挿通穴５７に挿通し、ネジ穴５８に螺合することで、内枠５２が保持枠４１に締結固定される。ネジ５６は、本開示の技術に係る「接続部材」の一例である。

保持枠４２には、４個のネジ５９が挿通される４個のネジ挿通穴６０が形成されている。保持枠４２と対向する保持枠４１の面には、ネジ挿通穴６０と対向する位置に４個のネジ穴（図示省略）が形成されている。ネジ５９をネジ挿通穴６０に挿通し、ネジ穴に螺合することで、保持枠４２が保持枠４１に締結固定される。

一例として図５および図６に示すように、内枠５２と対向する保持枠４１の面は、中央部７０、第１環状リブ７１、第２環状リブ７２、外縁部７３、および複数本の直線状リブ７４を有している。中央部７０、第１環状リブ７１、および第２環状リブ７２は、いずれも保持枠４１の中心を中心とする円である。第１環状リブ７１は中央部７０よりも一回り大きく、第２環状リブ７２は第１環状リブ７１よりも一回り大きい。中央部７０は、反対側の面においてレンズＬ３３を収容するための凹みである。第２環状リブ７２の下部は、外縁部７３と重複している。

第１環状リブ７１および第２環状リブ７２は、内枠５２と対向する保持枠４１の面に、Ｙ方向と平行に立設された円環状の壁である。このため第１環状リブ７１と第２環状リブ７２との間には、空間７５が形成されている。第２環状リブ７２のＹ方向の高さは、第１環状リブ７１のＹ方向の高さよりも一段低い。

複数本の直線状リブ７４は、中央部７０から外縁部７３に向かって放射状に延びている。直線状リブ７４は、中央部７０、第１環状リブ７１、第２環状リブ７２、および外縁部７３に連結している。

第１環状リブ７１の外周面８０には、６個の接着面８１が設けられている。接着面８１は、第１環状リブ７１の周方向に関して等間隔の位置、ここでは６０°間隔の位置に配されている。接着面８１には研磨加工等の精度出し加工が施されている。このため接着面８１は、保持枠４１と内枠５２との十分な組み付け精度を確保するための寸法精度を有している。保持枠４１に内枠５２を組み付ける際、接着面８１には、接着剤が塗布される。第１環状リブ７１と第２環状リブ７２との間の空間７５には、余剰の接着剤が滞留する。すなわち、空間７５は接着剤溜まりとして機能する。なお、接着剤としては、例えばアクリル系接着剤を用いることができる。

第２環状リブ７２は、３個のネジ穴５８が形成される３個のボス８２に連結している。ボス８２は接続面８３を有する。接着面８１と同様に、接続面８３には精度出し加工が施されており、接続面８３は、保持枠４１と内枠５２との十分な組み付け精度を確保するための寸法精度を有している。

前述のように、接着面８１は、第１環状リブ７１の外周面８０に設けられている。そして、接続面８３は、第２環状リブ７２の位置に設けられている。つまり、接着面８１および接続面８３は、径方向において離間している。ここで、「離間している」とは、別々の箇所に設けられていて、かつ間隔を空けられている、という意である。

また、特に図６から分かるように、接着面８１は、時計の０時半（０時を０°とした場合の１５°）、２時半（７５°）、４時半（１３５°）、６時半（１９５°）、８時半（２５５°）、および１０時半（３１５°）の位置に配されている。対して接続面８３は、０時（０°）、４時（１２０°）、および８時（２４０°）の位置に配されている。つまり、接着面８１および接続面８３は、周方向においても離間している。

中央部７０、第１環状リブ７１、および隣り合う２本の直線状リブ７４で取り囲まれる空間８５のうち、接着面８１と対向する空間８５には、補強材８６が設けられている。補強材８６は、例えば樹脂性接着剤を充填して硬化させたものである。あるいは補強材８６は、接着面８１と対向する空間８５に合わせて成形されたアルミニウム等の金属である。

一例として図７および図８に示すように、内枠５２のフランジ５５の内周面９０には、接着面８１に対応する６個の接着面９１が設けられている。接着面８１および接続面８３と同様に、接着面９１にも精度出し加工が施されており、接着面９１は、保持枠４１と内枠５２との十分な組み付け精度を確保するための寸法精度を有している。保持枠４１に内枠５２を組み付ける際、接着面９１には、接着面８１と同様に接着剤が塗布される。

フランジ５５の保持枠４１と対向する面には、複数の溝９２が形成されている。溝９２には、余剰の接着剤が滞留する。すなわち、溝９２は接着剤溜まりとして機能する。溝９２は、本開示の技術に係る「接着剤が滞留する空間」の一例である。

フランジ５５の保持枠４１と対向する面のネジ挿通穴５７の周囲には、接続面８３に対応する接続面９３が形成されている。接着面８１、接続面８３、および接着面９１と同様に、接続面９３にも精度出し加工が施されており、接続面９３は、保持枠４１と内枠５２との十分な組み付け精度を確保するための寸法精度を有している。

前述のように、接着面９１は、内枠５２のフランジ５５の内周面９０に設けられている。そして、接続面９３は、フランジ５５の保持枠４１と対向する面のネジ挿通穴５７の周囲に設けられている。つまり、接着面９１および接続面９３も、接着面８１および接続面８３と同様に、径方向において離間している。

また、特に図８から分かるように、接着面９１は、時計の１時半（４５°）、３時半（１０５°）、５時半（１６５°）、７時半（２２５°）、９時半（２８５°）、および１１時半（３４５°）の位置に配されている。対して接続面９３は、０時（０°）、４時（１２０°）、および８時（２４０°）の位置に配されている。つまり、接着面９１および接続面９３も、接着面８１および接続面８３と同様に、周方向においても離間している。

一例として図９に示すように、保持枠４１に内枠５２が組み付けられた状態において、保持枠４１に設けられた接着面８１と内枠５２に設けられた接着面９１は、径方向において向かい合って当接する。これにより、接着面８１と接着面９１は、保持枠４１および内枠５２の径方向の移動を規制する。また、保持枠４１に内枠５２が組み付けられた状態において、保持枠４１に設けられた接続面８３と内枠５２に設けられた接続面９３は、第３光軸Ａ３に平行なＹ方向において向かい合って当接する。これにより、接続面８３と接続面９３は、本開示の技術に係る「入射側光学系」の一例であるレンズＬ３１およびレンズＬ３２と、本開示の技術に係る「出射側光学系」の一例であるレンズＬ３３、レンズＬ３４、およびレンズＬ３５との相対的なズレ（例えば倒れ）を規制する。なお、図９では、６箇所のうちの１箇所の接着面８１と接着面９１、および３箇所のうちの１箇所の接続面８３と接続面９３を示しているが、図示省略した他の箇所についても同様である。

一例として図１０および図１１に示すように、保持枠４１は、レンズＬ３４の周縁部Ｐ＿Ｌ３４を保持する保持部１００を有する。保持部１００は、径方向において、接着面８１と接着面９１と離間し、かつ接続面８３と接続面９３と離間している。なお、保持部１００は、本開示の技術に係る「第１保持部」の一例である。

保持枠４２は、レンズＬ３５の周縁部Ｐ＿Ｌ３５を保持する保持部１０１を有する。保持部１０１も、保持部１００と同様に、径方向において、接着面８１と接着面９１と離間し、かつ接続面８３と接続面９３と離間している。なお、保持部１０１は、本開示の技術に係る「第２保持部」の一例である。

次に、上記構成による作用について説明する。保持枠４１に内枠５２を組み付ける際には、図６で示したように接着剤を保持枠４１の接着面８１に塗布し、図８で示したように接着剤を内枠５２の接着面９１にも塗布する。次いで、対応する接着面８１と接着面９１、および対応する接続面８３と接続面９３の位置を合わせながら、内枠５２のフランジ５５を保持枠４１の第１環状リブ７１に嵌合する。位置合わせ嵌合後、保持枠４１および内枠５２を動かないようにクランプし、接着剤の硬化を待つ。なお、接着剤は、接着面８１と接着面９１の一方にのみ塗布されてもよい。また、接着剤を硬化させる際に、保持枠４１および内枠５２をクランプしなくてもよい。

接着剤の硬化後、内枠５２のネジ挿通穴５７にネジ５６を挿通し、保持枠４１のネジ穴５８にネジ５６を螺合する。これにより内枠５２が保持枠４１に締結固定される。このようにして製造された投射レンズ１１が本体部１２に取り付けられ、プロジェクタ１０が完成する。

プロジェクタ１０では、画像形成ユニット１３において形成された画像光が、まず、図２で示した投射レンズ１１の第１光学系Ｌ１のレンズＬ１１に入射する。続いて画像光はレンズＬ１２、レンズＬ１３を通過し、固定絞り３３を通過することで光量が調整される。固定絞り３３によって光量が調整された画像光は、レンズＬ１４を通過し、さらにレンズＬ１５を通過する。画像光は、レンズＬ１５等によって収差が補正される。

レンズＬ１５を通過した画像光は、レンズＬ１６に入射する。そして、第１ミラー３８よりも入射側、すなわちレンズＬ１６と第１ミラー３８との間の位置に、中間像ＭＩが結像される。

レンズＬ１６を通過した画像光は、第１ミラー３８で９０°折り曲げられて第２光軸Ａ２の光とされ、第２光学系Ｌ２を通過する。

第２光学系Ｌ２を通過した画像光は、第２ミラー３９で再び９０°折り曲げられて第３光軸Ａ３の光とされる。そして、第３光学系Ｌ３を構成するレンズＬ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４を通過し、最後にレンズＬ３５を通過して、スクリーン１４に画像Ｐとして投射される。

以上説明したように、投射レンズ１１は、保持枠４０、保持枠４１、および保持枠４２を備える。保持枠４０は、画像光が入射する入射側光学系の一例であるレンズＬ３１およびレンズＬ３２を保持する。保持枠４１および保持枠４２は、レンズＬ３１およびレンズＬ３２よりも画像光の出射側に位置する出射側光学系の一例であるレンズＬ３３、レンズＬ３４、およびレンズＬ３５を保持し、保持枠４０と接続される。図５および図６で示したように、保持枠４１には、接着剤により接着される６個の接着面８１と、ネジ５６により接続される３個の接続面８３とが設けられている。また、図７および図８で示したように、保持枠４０の内枠５２には、接着剤により接着される６個の接着面９１と、ネジ５６により接続される３個の接続面９３とが設けられている。接着面８１および接続面８３は、径方向および周方向において離間している。また、接着面９１および接続面９３は、径方向および周方向において離間している。このため、接着面８１および接着面９１に塗布された接着剤が、接続面８３および接続面９３に回り込み、保持枠４１と内枠５２の組み付け精度が低下することを抑制することができる。したがって、光学性能を維持することが可能となる。

保持枠４１と内枠５２とは、位置決め嵌合後、接着面８１および接着面９１に塗布された接着剤によって接着固定される。また、保持枠４１と内枠５２とは、接着剤の硬化後、ネジ５６によって締結固定される。こうした二重の固定によれば、保持枠４１に内枠５２を組み付ける際の位置ずれはもちろんのこと、投射レンズ１１の使用時の衝撃にも耐え得ることができる。また、投射レンズ１１を長期間に渡り使用したとしても、保持枠４１に掛かる加重による保持枠４０と保持枠４１の相対的なズレ（特に倒れ）を抑制することができる。よって、投射レンズ１１は、より高いレベルで光学性能を維持することが可能となる。

図９で示したように、接続面８３および接続面９３は、第３光軸Ａ３に平行なＹ方向において向かい合って当接し、レンズＬ３１およびレンズＬ３２と、レンズＬ３３、レンズＬ３４、およびレンズＬ３５との相対的なズレを規制する。このため、保持枠４１に内枠５２を組み付けるだけで、レンズＬ３１およびレンズＬ３２と、レンズＬ３３、レンズＬ３４、およびレンズＬ３５との相対的なズレを規制することができる。また、前述のように、接続面８３および接続面９３には、接着面８１および接着面９１に塗布された接着剤が回り込むおそれがほとんどない。このため、レンズＬ３１およびレンズＬ３２と、レンズＬ３３、レンズＬ３４、およびレンズＬ３５との相対的なズレを精度よく規制することができる。

図１０および図１１で示したように、保持枠４１は、レンズＬ３４の周縁部Ｐ＿Ｌ３４を保持する保持部１００を有する。保持部１００は、径方向において、接着面８１および接着面９１と離間し、かつ接続面８３および接続面９３と離間している。このため、保持部１００と接着面８１および接着面９１、並びに保持部１００と接続面８３および接続面９３が、相互に機械的なストレスを与え合うことを抑制することができる。

また、保持枠４２は、レンズＬ３５の周縁部Ｐ＿Ｌ３５を保持する保持部１０１を有する。保持部１０１は、径方向において、接着面８１および接着面９１と離間し、かつ接続面８３および接続面９３と離間している。このため、保持部１００の場合と同様に、保持部１０１と接着面８１および接着面９１、並びに保持部１０１と接続面８３および接続面９３が、相互に機械的なストレスを与え合うことを抑制することができる。

図９で示したように、接着面８１および接着面９１は、径方向において向かい合って当接し、内枠５２および保持枠４１の径方向の移動を規制する。このため、保持枠４１に内枠５２を組み付けるだけで、内枠５２および保持枠４１の径方向の移動を規制することができる。

保持枠４１および内枠５２は、ネジ５６により締結固定される。このため、簡単に保持枠４１と内枠５２とを接続することができる。なお、保持枠４１と内枠５２とを接続する接続部材としては、例示のネジ５６に限らない。例えばリベット等を接続部材として用いてもよい。

図５および図６で示したように、接着面８１および接続面８３の間には、接着剤が滞留する空間７５が形成されている。また、図７および図８で示したように、接着面９１および接続面９３の間には、接着剤が滞留する溝９２が形成されている。このため、接着面８１および接着面９１に塗布された接着剤が接続面８３および接続面９３に回り込む可能性を、より低減することができる。

図２で示したように、第１光学系Ｌ１は、本体部１２からの画像光の中間像ＭＩを結像する。このため本例では、中間像ＭＩよりも入射側の第１光学系Ｌ１に比して、中間像ＭＩよりも出射側の第２光学系Ｌ２および第３光学系Ｌ３をコンパクトな構成とすることができ、第２光軸Ａ２および第３光軸Ａ３、すなわち第２鏡筒部３１および第３鏡筒部３２の長さを短くすることができる。結果的に、投射レンズ１１、ひいてはプロジェクタ１０の小型化が可能となる。

図３で示したように、レンズＬ３５の出射側の面ＯＳ＿Ｌ３５とレンズＬ３３の入射側の面ＩＳ＿Ｌ３３との距離をＤ１とし、レンズＬ３５のレンズ面の半径Ｇ１とレンズＬ３３のレンズ面の半径Ｇ３の差をＤ２とした場合、Ｄ２／Ｄ１の値を０．８以上とした。レンズＬ３５は出射レンズであり、レンズＬ３３は画像光が拡大されはじめるレンズである。このためＤ２／Ｄ１は、単位長さ当たりの画像光の拡大量と言い換えることができる。このＤ２／Ｄ１の値が０．８以上である場合は、保持枠４１と内枠５２との位置ずれによる画像光への影響が多大となる。したがって、Ｄ２／Ｄ１の値が０．８以上である場合は、光学性能を維持することが可能、という効果の価値がより高まる。

レンズＬ３５は、画像光をスクリーン１４に向けて出射する出射レンズの一例である。図３で示したように、レンズＬ３５のレンズ面の半径をＧ１とし、レンズＬ３５に隣接するレンズＬ３４のレンズ面の半径をＧ２とした場合、Ｇ１／Ｇ２の値を１．７以上とした。このように、隣接するレンズＬ３４との径差が比較的大きいレンズＬ３５を出射レンズとして用いた場合は、レンズＬ３５の自重によって位置ずれが起きやすい。したがって、Ｇ１／Ｇ２の値が１．７以上である場合においても、光学性能を維持することが可能、という効果の価値がより高まる。

図５および図６で示したように、保持枠４１は、接着面８１と対向する空間８５に補強材８６を有している。このため、補強材８６がない場合と比べて、接着面８１が変形しにくい。

接着面８１を変形しにくくする方法としては、参考例の図１２に示すように、接着面８１と対向する空間８５に補強リブ１１０を形成する方法が考えられる。しかしながら、この方法においては、保持枠４１の成形の際に補強リブ１１０によってヒケが発生し、ヒケが原因で接着面８１の寸法精度が低くなるという別の問題が引き起こされる。したがって補強材８６を用いたほうが好ましい。

なお、接着面８１および接続面８３は、径方向および周方向の両方向に限らず、径方向および周方向の少なくともいずれかの方向において離間していればよい。同様に、接着面９１および接続面９３も、径方向および周方向の少なくともいずれかの方向において離間していればよい。

接続面８３および接続面９３がＹ方向において向かい合って当接し、レンズＬ３１およびレンズＬ３２と、レンズＬ３３、レンズＬ３４、およびレンズＬ３５との相対的なズレを規制しているが、これに限らない。接着面８１および接着面９１がＹ方向において向かい合って当接し、レンズＬ３１およびレンズＬ３２と、レンズＬ３３、レンズＬ３４、およびレンズＬ３５との相対的なズレを規制する構成としてもよい。同様に、接着面８１および接着面９１ではなく、接続面８３および接続面９３が径方向において向かい合って当接し、保持枠４１と内枠５２の径方向の移動を規制する構成としてもよい。

接着面８１および接着面９１の個数は６個に限らず、例えば３個でもよいし、１２個でもよい。同様に、接続面８３および接続面９３の個数は３個に限らず、例えば６個でもよい。

また、接着剤が塗布される場所は、図６および図７で示した接着面８１および接着面９１に限定されない。接着面８１以外の外周面８０、あるいは接着面９１以外の内周面９０でもよいし、それ以外の場所でもよい。

画像形成パネル１５としては、ＤＭＤの代わりに液晶表示素子（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）を使用した透過型画像形成パネルを用いてもよい。また、ＤＭＤの代わりに、ＬＥＤ(Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）のような自発光型素子を用いたパネルを用いてもよい。

上記実施形態では、光源１６としてレーザ光源を用いる例を説明したが、これに限らず、水銀ランプ、ＬＥＤ等を光源１６として用いてもよい。また、上記実施形態では、青色レーザ光源と黄色蛍光体を用いたが、これに限らず、黄色蛍光体の代わりに緑色蛍光体と赤色蛍光体を用いてもよい。また、黄色蛍光体の代わりに緑色レーザ光源と赤色レーザ光源を用いてもよい。

本開示の技術は、上述の種々の実施形態と種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。

以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

１０ プロジェクタ（投射装置）
１１ 投射レンズ
１２ 本体部
１３ 画像形成ユニット
１４ スクリーン
１５ 画像形成パネル
１６ 光源
３０ 第１鏡筒部
３１ 第２鏡筒部
３２ 第３鏡筒部
３３ 固定絞り
３４～３７ 保持枠
３８ 第１ミラー
３９ 第２ミラー
４０ 保持枠（第１保持枠）
４１、４２ 保持枠（第２保持枠）
５０、５１ レンズ保持環
５２ 内枠
５３ 外枠
５５ フランジ
５６ ネジ（接続部材）
５７、６０ ネジ挿通穴
５８ ネジ穴
５９ ネジ
７０ 中央部
７１ 第１環状リブ
７２ 第２環状リブ
７３ 外縁部
７４ 直線状リブ
７５ 空間
８０ 外周面
８１ 接着面
８２ ボス
８３ 接続面
８５ 空間
８６ 補強材
９０ 内周面
９１ 接着面
９２ 溝（空間）
９３ 接続面
１００ 保持部（第１保持部）
１０１ 保持部（第２保持部）
１１０ 補強リブ
Ａ１ 第１光軸
Ａ２ 第２光軸
Ａ３ 第３光軸
Ｄ１ 距離（最大径レンズの出射側の面と最小径レンズの入射側の面との距離）
Ｄ２ 差（最大径レンズのレンズ面の半径と最小径レンズのレンズ面の半径の差）
Ｇ１ 半径（出射レンズのレンズ面の半径）
Ｇ２ 半径（出射レンズに隣接するレンズのレンズ面の半径）
Ｇ３ 半径（最小径レンズのレンズ面の半径）
ＩＳ＿Ｌ３３ 入射側の面（最小径レンズの入射側の面）
Ｌ１ 第１光学系
Ｌ２ 第２光学系
Ｌ３ 第３光学系
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ２１、Ｌ２２ レンズ
Ｌ３１、Ｌ３２ レンズ（入射側光学系）
Ｌ３３ レンズ（出射側光学系、最小径レンズ）
Ｌ３４ レンズ（出射側光学系、出射レンズに隣接するレンズ、第１レンズ）
Ｌ３５ レンズ（出射側光学系、出射レンズ、最大径レンズ、第２レンズ）
ＭＩ 中間像
ＯＳ＿Ｌ３５ 出射側の面（最大径レンズの出射側の面）
Ｐ 画像
Ｐ＿Ｌ３４ 周縁部（第１レンズの周縁部）
Ｐ＿Ｌ３５ 周縁部（第２レンズの周縁部）

Claims (11)

1. 画像光が入射する入射側光学系を保持する第１保持枠と、
   前記入射側光学系よりも前記画像光の出射側に位置する出射側光学系を保持し、前記第１保持枠と接続される第２保持枠と、
   前記第１保持枠および前記第２保持枠のそれぞれに設けられ、接着剤により接着される複数の接着面と、
   前記第１保持枠および前記第２保持枠のそれぞれに設けられ、接続部材により接続される複数の接続面と、
   を備え、
   前記接着面および前記接続面は、径方向および周方向の少なくともいずれかの方向において離間している投射レンズ。
2. 前記第１保持枠および前記第２保持枠のそれぞれに設けられた前記複数の接続面は、光軸方向において向かい合って当接し、前記入射側光学系および前記出射側光学系の相対的なズレを規制する請求項１に記載の投射レンズ。
3. 前記出射側光学系は、少なくとも第１レンズと第２レンズの２つのレンズを含み、
   前記第２保持枠は、少なくとも前記第１レンズの周縁部を保持する第１保持部を有し、
   前記第１保持部は、前記径方向において、前記接着面および前記接続面と離間している請求項１または請求項２に記載の投射レンズ。
4. 前記第２保持枠は、前記第２レンズの周縁部を保持する第２保持部を有し、
   前記第２保持部は、前記径方向において、前記接着面および前記接続面と離間している請求項３に記載の投射レンズ。
5. 前記第１保持枠および前記第２保持枠のそれぞれに設けられた前記複数の接着面は、前記径方向において向かい合って当接し、前記第１保持枠および前記第２保持枠の前記径方向の移動を規制する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の投射レンズ。
6. 前記接続部材はネジである請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の投射レンズ。
7. 前記接着面および前記接続面の間には、前記接着剤が滞留する空間が形成されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投射レンズ。
8. 前記画像光の中間像を結像する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の投射レンズ。
9. 前記出射側光学系は、最もレンズ面の径が大きい最大径レンズと、最もレンズ面の径が小さい最小径レンズとを含み、
   前記最大径レンズの出射側の面と前記最小径レンズの入射側の面との距離をＤ１とし、前記最大径レンズのレンズ面の半径と前記最小径レンズのレンズ面の半径の差をＤ２とした場合、Ｄ２／Ｄ１の値が０．８以上である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の投射レンズ。
10. 前記出射側光学系は、前記画像光をスクリーンに向けて出射する出射レンズを含み、
    前記出射レンズのレンズ面の半径をＧ１とし、前記出射レンズに隣接するレンズのレンズ面の半径をＧ２とした場合、Ｇ１／Ｇ２の値が１．７以上である請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の投射レンズ。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の投射レンズと、
    前記投射レンズを通じてスクリーンに投射する画像を形成する画像形成ユニットと、
    を備える投射装置。

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