JP2023094241A - 投射レンズおよび投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば拡大光学系の最も拡大側に位置する第１レンズだけが外部に露呈された使用形態であっても、リモートコントローラによる遠隔操作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、画像光をスクリーンに向けて投射する第３光学系であり、最も投射面側に位置する出射レンズを含む第３光学系と、受光器とを備える。受光器は、リモートコントローラからの光信号を受光する。受光器は、出射レンズを透過した光信号を受光可能な位置、具体的には保持枠、さらに具体的には保持枠の第１面に取り付けられている。
【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、リモコンから照射された光の信号を検出する受光センサを備え、受光センサで検出した信号に基づいて、動作や設定が遠隔操作される画像投影装置において、受光センサを保持する保持部材と、保持部材を中心線回りに回転可能に支持する支持部とを備え、保持部材は、外部に露出する部分の中心線に沿った各位置毎の中心線に垂直な断面における外郭線の形状が、略円形状又は略円弧形状であることを特徴とする画像投影装置、が記載されている。

特開２０１５－１０２６６２号公報

本開示の技術に係る１つの実施形態は、例えば拡大光学系の最も拡大側に位置する第１レンズだけが外部に露呈された使用形態であっても、リモートコントローラによる遠隔操作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、画像光を投射面に投射する投射レンズであって、最も投射面側に位置する第１レンズを含む光学系と、リモートコントローラからの光信号を受光する受光器であり、第１レンズを透過した光信号を受光可能な位置に配置された受光器と、を備える。

光学系は、画像光を投射面に向けて拡大して投射する拡大光学系であることが好ましい。

第１レンズを保持する保持枠を備え、受光器は、保持枠に取り付けられていることが好ましい。

光学系は、第１レンズの投射面とは反対側に配置された第２レンズであり、第１レンズよりもレンズ面の半径が小さい第２レンズを含み、保持枠は、第１レンズの端部に向かい合う第１面と、第２レンズの端部に向かい合う第２面と、径方向に延設され、第１面と第２面とを繋ぐ中間面とを有し、受光器は、第１面、第２面、および中間面のうちの少なくともいずれか１つに取り付けられていることが好ましい。

受光器は、第１面または中間面に取り付けられていることが好ましい。

受光器の動作を制御する制御回路が実装された回路基板を備え、受光器は、第１面、第２面、または中間面の側に配置され、回路基板は、第１面、第２面、または中間面とは反対側の保持枠の面の側に配置されていることが好ましい。

第１レンズのレンズ面の半径をＧ１、第２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以上であり、受光器は中間面に取り付けられていることが好ましい。

第１レンズまたは第２レンズは投射面とは反対側の面に凹部を有し、受光器は凹部内に配置されていることが好ましい。

第１レンズまたは第２レンズは樹脂製であり、凹部は、第１レンズまたは第２レンズを金型から押し出す場合に用いたイジェクターピンによって形成されることが好ましい。

第１レンズは、直線端部と湾曲端部とを有し、受光器は、直線端部に向かい合う位置に配置されていることが好ましい。

画像光を反射させて光学系に入射させるミラーを備え、受光器は、ミラーの周囲に取り付けられていることが好ましい。

受光器は、ミラーの反射面と反対側の面に向かい合う位置に取り付けられており、ミラーは、光信号を透過する材料により形成されていることが好ましい。

画像光を形成する画像形成ユニットを備える投射装置に対して電気的に接続される接続部を備え、受光器は、接続部を介して投射装置に光信号を送信することが好ましい。

接続部によって投射装置に対して着脱可能であることが好ましい。

本開示の投射装置は、上のいずれかに記載の投射レンズと、投射レンズを通じて投射面に投射する画像光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。 投射レンズと本体部の接続部を示す図である。 プロジェクタの使用形態を示す図である。 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。 保持枠の第１面付近の拡大断面図である。 出射レンズ、保持枠、および受光ユニット等の分解斜視図である。 出射レンズ、保持枠、および受光ユニット等の分解斜視図である。 保持枠の第１面付近の拡大斜視図である。 出射レンズの縮小側の面を示す斜視図である。 第１面に複数の受光ユニットを取り付けた例を示す図である。 保持枠の中間面付近の拡大断面図である。 保持枠の中間面付近の拡大斜視図である。 保持枠の第２面付近の拡大断面図である。 保持枠の第２面付近の拡大斜視図である。 出射レンズの直線端部に向かい合う位置に受光ユニットを配置した例を示す図である。 第２ミラー付近の拡大断面図である。 第２ミラーと受光ユニットの位置関係を示す図である。 第２ミラーの裏面に向かい合う位置に、複数の受光ユニットを取り付けた例を示す図である。

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。

［第１実施形態］
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、本体部１２、およびリモートコントローラ１３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１４および制御基板等の主要部品を収容する。本体部１２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１４は、投射レンズ１１を通じてスクリーン２１（図３参照）に投射する画像光を形成する。画像形成ユニット１４は、画像形成パネル１５、光源１６、および導光部材（図示省略）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１４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１４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２１に向けて投射される。各色の画像光は、スクリーン２１上で統合される。このため、スクリーン２１には、フルカラーの画像Ｐ（図３参照）が表示される。

投射レンズ１１には、画像形成ユニット１４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１４で形成された画像の拡大像である画像Ｐを、最外の出射レンズＬ３５からスクリーン２１に投射する。

リモートコントローラ１３は、プロジェクタ１０を遠隔操作するための操作部材であり、電池により駆動される。リモートコントローラ１３は、電源ボタン、ズームボタン、およびフォーカスボタンといった操作指示用の複数のボタンを有する。リモートコントローラ１３は、ユーザＵ（図３参照）によるボタンの押圧操作に応じて、例えば赤外線等の光信号ＯＳ（図６参照）を発する。なお、光信号ＯＳは赤外線に限らない。可視光でもよい。

一例として図２に示すように、投射レンズ１１は接続部１７を備える。接続部１７はいわゆるマウント部であり、複数の電極（図示省略）を有する。本体部１２には、接続部１７に対応する接続部１８が設けられている。接続部１８もいわゆるマウント部であり、複数の電極（図示省略）を有する。投射レンズ１１は、接続部１７を本体部１２の接続部１８に接続することで、本体部１２と機械的、かつ電気的に（接続部１７および接続部１８の電極を介して）接続される。また、投射レンズ１１は、接続部１７によって本体部１２に対して着脱可能である。具体的には、投射レンズ１１側の接続部１７に形成された溝（図示省略）に、プロジェクタ１０側の接続部１８に形成された突起（図示省略）を係合し、周方向に時計回りに投射レンズ１１を回すことで、接続部１７が接続部１８に固定される。また、接続部１７と接続部１８が固定された状態で、周方向の反時計回りに投射レンズ１１を回すことで、接続部１８から接続部１７が取り外される。

一例として図３に示すように、プロジェクタ１０は、例えばユーザＵの部屋の壁２０Ａに内蔵され、投射レンズ１１の出射レンズＬ３５だけが外部に露呈された形態で使用される。出射レンズＬ３５から出射された画像光は、壁２０Ａの反対側の壁２０Ｂに設置されたスクリーン２１に映し出される。スクリーン２１は、本開示の技術に係る「投射面」の一例である。なお、出射レンズＬ３５は、プロジェクタ１０の非使用時は蓋等で覆われる。また、プロジェクタ１０は、壁２０Ａから取り出して使用することもできる。

一例として図４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４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。また、投射面であるスクリーン２１の側を投射面側、あるいは拡大側、スクリーン２１とは反対側を投射面とは反対側、あるいは縮小側という。

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、スクリーン２１から最も離れた側に位置し、第３鏡筒部３２は、スクリーン２１に最も近い側に位置する。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よりも縮小側、例えば、後述する第１ミラー３８よりも縮小側に結像される。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し、モータ等のアクチュエータにより第１光軸Ａ１に沿って移動可能である。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、ガラスよりも樹脂を用いたほうが製造が容易であるため、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。なお、レンズＬ１５をガラスで形成してもよい。

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２ミラー３９は、本開示の技術に係る「画像光を反射させて光学系に入射させるミラー」の一例である。

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、および出射レンズＬ３５で構成され、第３光軸Ａ３に沿って配置される。第３光学系Ｌ３は、本開示の技術に係る「光学系」および「拡大光学系」の一例である。また、出射レンズＬ３５は、本開示の技術に係る「第１レンズ」の一例であり、レンズＬ３４は、本開示の技術に係る「第２レンズ」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し、モータ等のアクチュエータにより第３光軸Ａ３に沿って移動可能である。レンズＬ３３およびレンズＬ３４は、保持枠４１に保持されている。出射レンズＬ３５は、保持枠４１と保持枠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。保持枠４１は、本開示の技術に係る「第１レンズを保持する保持枠」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。出射レンズＬ３５は、最も拡大側に位置するレンズであり、画像光をスクリーン２１に向けて出射する。出射レンズＬ３５は、直線端部４５と湾曲端部４６とを有し（いずれも図１１および図１６参照）、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ような、平面視においてＤ字状のレンズである（図１０も参照）。出射レンズ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、出射レンズＬ３５の縮小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、出射レンズ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出射レンズＬ３５には、非球面レンズが採用される。また、出射レンズＬ３５は、最も拡大側に配置されるため、投射レンズ１１の中でレンズ面の半径が最も大きく、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、出射レンズＬ３５は樹脂で形成されている。

一例として図５に示すように、出射レンズＬ３５のレンズ面の半径をＧ１、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（Ｇ１／Ｇ２≧１．７）である。ここで、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。なお、Ｇ１／Ｇ２の値は、３以下（Ｇ１／Ｇ２≦３）であることが好ましい。

保持枠４１は、第１面５０、第２面５１、第３面５２、および中間面５３を有する。これらの面５０～５３は、いずれも径方向に延設された、ＸＺ平面に平行な面である。第１面５０は、これらの面５０～５３の中では保持枠４１の径方向の最も外側に位置し、環状扇形をしている（図８参照）。第１面５０は、出射レンズＬ３５の縮小側の面ＲＳ＿Ｌ３５の端部ＲＳＥ＿Ｌ３５に向かい合う。第２面５１および第３面５２は円環状をしている（図８参照）。第２面５１は、第１面５０および中間面５３から縮小側に一段引っ込んだ位置にある。第３面５２は、第２面５１からさらに縮小側に一段引っ込んだ位置にある。第１面５０および中間面５３と第２面５１との間に生じた段差部分に、レンズＬ３４が保持される。また、第２面５１と第３面５２との間に生じた段差部分に、レンズＬ３３が保持される。第２面５１は、レンズＬ３４の縮小側の面ＲＳ＿Ｌ３４の端部ＲＳＥ＿Ｌ３４に向かい合う。第３面５２は、レンズＬ３３の縮小側の面ＲＳ＿Ｌ３３の端部ＲＳＥ＿Ｌ３３に向かい合う。

中間面５３は円環状をしており（図８参照）、第１面５０と第２面５１とを繋ぐ。中間面５３には断面Ｖ字状の複数の溝が形成されている。この複数の溝により、中間面５３は、画像Ｐにとってノイズとなる迷光の発生を抑制する光散乱面として機能する。迷光は、出射レンズＬ３５のレンズ面におけるフレネル反射によって縮小側に向かう戻り光に起因する。この戻り光が光散乱面によって散乱され、局所的に集中することがなくなる。したがって迷光の発生を抑制することができる。

一例として図６に示すように、第１面５０には受光ユニット６０が取り付けられている。受光ユニット６０は、受光器６１と回路基板６２とを含む。受光器６１は、先端が丸まった円柱状をしており、先端に内蔵された受光素子によって、出射レンズＬ３５を透過したリモートコントローラ１３からの光信号ＯＳを受光する。回路基板６２は矩形板状をしており、受光器６１の動作を制御する制御回路６３が実装されている。回路基板６２の中央部には、受光器６１と接続するコネクタ６４（図９も参照）が設けられている。受光器６１は、第１面５０の側に光信号ＯＳの受光素子を内蔵した先端が配置されている。対して回路基板６２は、第１面５０とは反対側の面であって、縮小側に面する保持枠４１の裏面６５の側に配置されている。図示は省略したが、回路基板６２には、本体部１２内のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサに光信号ＯＳを送信するための配線が接続されている。配線は接続部１７に接続されている。受光器６１は、この配線および接続部１７を介して、本体部１２に光信号ＯＳを送信する。なお、図６においては、Ｙ方向と平行な光信号ＯＳを受光器６１で受光する様子を描いているが、実際には、受光器６１は、予め定められた指向角度に対応した入射角度の光信号ＯＳを受光可能である。以降の図１２、図１４、および図１７も同様である。

一例として図７および図８に示すように、保持枠４２には、４個のネジ７０が挿通される４個のネジ挿通穴７１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７１と対向する位置に４個のネジ穴７２が形成されている。ネジ７０をネジ挿通穴７１に挿通し、ネジ穴７２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９にも拡大して示すように、保持枠４１には、第１面５０と裏面６５を貫通する貫通穴７３が形成されている。貫通穴７３は、受光器６１よりも一回り大きい径を有する。貫通穴７３には受光器６１が挿通される。受光器６１は、接着剤等により貫通穴７３に固着される。

一例として図１０に示すように、出射レンズＬ３５の縮小側の面ＲＳ＿Ｌ３５の端部ＲＳＥ＿Ｌ３５は、円形状の複数の凹部８０を有する。凹部８０は、樹脂製の出射レンズＬ３５を金型から押し出す場合に用いたイジェクターピンによって形成される。金型から押し出す場合に出射レンズＬ３５に掛かる力を均等にするため、凹部８０は、第３光軸Ａ３に関して対称な位置に設けられている。凹部８０のうちの１つであって、貫通穴７３に対応する位置にある凹部８０内には、受光器６１の先端が配置される（図６も参照）。

端部ＲＳＥ＿Ｌ３５には、長円形状の複数の座面８１が設けられている。座面８１は第１面５０と当接する。また、出射レンズＬ３５の縁には、径方向に僅かに突き出た複数の嵌合突起８２が設けられている。嵌合突起８２は、保持枠４１に設けられた嵌合溝（図示省略）に嵌合する。これら座面８１および嵌合突起８２により、保持枠４１に対する出射レンズＬ３５の位置決めがなされる。なお、端部ＲＳＥ＿Ｌ３５は凹部８０を有していなくてもよい。その場合は、例えば座面８１の高さを調整して、出射レンズＬ３５と第１面５０との間に受光器６１分の隙間を形成することで、受光器６１を配置すればよい。

次に、上記構成による作用について説明する。プロジェクタ１０では、画像形成ユニット１４において形成された画像光が、まず、図４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よりも縮小側、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、最後に出射レンズＬ３５を通過して、スクリーン２１に画像Ｐとして投射される。

ユーザＵがリモートコントローラ１３を出射レンズＬ３５に向けて操作した場合、リモートコントローラ１３から発せられた光信号ＯＳは、出射レンズＬ３５を透過して、保持枠４１の第１面５０に取り付けられた受光ユニット６０の受光器６１にて受光される。光信号ＯＳは、受光器６１から回路基板６２に出力され、さらに回路基板６２から配線および接続部１７および１８を介して本体部１２内のプロセッサに送信される。

プロセッサは、光信号ＯＳに応じた制御を行う。例えば光信号ＯＳがズームに関する操作信号であった場合、プロセッサは、ズームレンズ群を構成するレンズＬ１１およびレンズＬ１２を第１光軸Ａ１に沿って移動させる。また、光信号ＯＳがフォーカスに関する操作信号であった場合、プロセッサは、フォーカスレンズ群を構成するレンズＬ３１およびレンズＬ３２を第３光軸Ａ３に沿って移動させる。

以上説明したように、投射レンズ１１は、画像光をスクリーン２１に向けて投射する第３光学系Ｌ３であり、最も投射面側に位置する出射レンズＬ３５を含む第３光学系Ｌ３と、受光器６１とを備える。受光器６１は、リモートコントローラ１３からの光信号ＯＳを受光する。受光器６１は、出射レンズＬ３５を透過した光信号ＯＳを受光可能な位置、具体的には保持枠４１、さらに具体的には保持枠４１の第１面５０に取り付けられている。このため、図３で例示した、出射レンズＬ３５だけが外部に露呈された使用形態であっても、リモートコントローラ１３による遠隔操作が可能となる。

出射レンズＬ３５だけが外部に露呈された使用形態であっても、リモートコントローラ１３による遠隔操作を可能とする構成としては、投射レンズ１１の外装カバーの出射レンズＬ３５の近傍に受光器６１を取り付けることも考えられる。しかしながら、その場合は受光器６１を設けるスペースを外装カバーに確保する必要があり、その分投射レンズ１１が大型化する。したがって、本開示の技術のように、出射レンズＬ３５を透過した光信号ＯＳを受光可能な位置に、受光器６１を取り付けるほうが好ましい。

第３光学系Ｌ３は、画像光をスクリーン２１に向けて拡大して投射する拡大光学系である。拡大光学系の場合、最外の出射レンズＬ３５のレンズ面の半径が比較的大径となるため、投射レンズ１１内に光信号ＯＳを容易に取り込むことができ、リモートコントローラ１３が効き難くなるおそれを低減することができる。

保持枠４１は出射レンズＬ３５を保持する。この保持枠４１に受光器６１を取り付ければ、受光器６１が光信号ＯＳを受光するために妨げとなる障害物が比較的少ないため、リモートコントローラ１３が効き難くなるおそれを低減することができる。

受光器６１が取り付けられる第１面５０は、出射レンズＬ３５の端部ＲＳＥ＿Ｌ３５に向かい合う。出射レンズＬ３５は、第３光学系Ｌ３のレンズのうちで最も拡大側に位置する。このため、第１面５０に受光器６１を取り付ければ、受光器６１が光信号ＯＳを受光するために妨げとなる障害物が出射レンズＬ３５だけになるため、リモートコントローラ１３が効き難くなるおそれをさらに低減することができる。また、出射レンズＬ３５は、第３光学系Ｌ３のレンズのうちで最もレンズ面の径が大きい。こうした出射レンズＬ３５を保持するために、第１面５０は径方向に大きく張り出す。したがって、第１面５０は面積を比較的大きくとることができ、受光器６１を配置するスペースを十分に確保することができる。

受光器６１の動作を制御する制御回路６３が実装された回路基板６２を備える。受光器６１は、第１面５０の側に配置され、回路基板６２は、第１面５０とは反対側の保持枠４１の裏面６５の側に配置されている。前述のように第１面５０は径方向に大きく張り出すため、当然ながら裏面６５も径方向に大きく張り出す。このため、余裕をもって回路基板６２を裏面６５に配置することができる。回路基板６２に接続する配線の取り回しも容易になる。

受光器６１は、出射レンズＬ３５の投射面とは反対側の面ＲＳ＿Ｌ３５に設けられた凹部８０内に配置されている。このため、受光器６１、ひいては受光ユニット６０をコンパクトに収めることができる。

出射レンズＬ３５は樹脂製であり、凹部８０は、出射レンズＬ３５を金型から押し出す場合に用いたイジェクターピンによって形成される。このため、製造方法に由来して元々ある凹部８０を、受光器６１を収めるために有効活用することができる。なお、凹部８０はイジェクターピンによって形成されたものでなくてもよく、受光器６１を収めるために新たに形成したものでもよい。

投射レンズ１１は、画像光を形成する画像形成ユニット１４を備える本体部１２に対して電気的に接続される接続部１７を備える。受光器６１は、接続部１７を介して本体部１２に光信号ＯＳを送信する。このため、投射レンズ１１から本体部１２への光信号ＯＳの送信を円滑に行うことができる。

投射レンズ１１は、接続部１７によって本体部１２に対して着脱可能である。このため、１つの投射レンズ１１を複数台の本体部１２で共用することができる。

受光ユニット６０は１つに限らず、複数配置してもよい。一例として図１１に示すように、４つの受光ユニット６０を配置してもよい。各受光ユニット６０は、それぞれリモートコントローラ１３からの光信号ＯＳを受光する。この場合、各受光ユニット６０で光信号ＯＳを受光する確率が同等になるように、第３光軸Ａ３に関して対称な位置に各受光ユニット６０を配置することが好ましい。図１１においては、第３光軸Ａ３を通るＺ方向に平行な線に対して±約４５°の位置、並びに、第３光軸Ａ３を通るＺ方向に平行な線に対して±約１００°の位置に各受光ユニット６０を配置している。このように受光ユニット６０を複数配置すれば、リモートコントローラ１３が効き難くなるおそれをさらに低減することができる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、第１面５０に受光器６１を取り付けていたが、これに限らない。一例として図１２および図１３に示す第２実施形態のように、中間面５３に受光器６１を取り付けてもよい。

図１２および図１３において、受光ユニット６０は中間面５３に取り付けられている。受光器６１は、中間面５３の側に光信号ＯＳの受光素子を内蔵した先端が配置されている。対して回路基板６２は、保持枠４１の裏面６５の側に配置されている。

保持枠４１には、中間面５３と裏面６５を貫通する貫通穴９０が形成されている。貫通穴９０は、受光器６１よりも一回り大きい径を有する。貫通穴９０には受光器６１が挿通される。受光器６１は、接着剤等により貫通穴９０に固着される。

このように、第２実施形態においては、受光器６１は中間面５３に取り付けられる。中間面５３は、径方向に延設され、第１面５０と第２面５１とを繋ぐ面である。このため、第１面５０と同様に、中間面５３も面積を比較的大きくとることができる。したがって、受光器６１を配置するスペースを十分に確保することができる。

特に本例においては、出射レンズＬ３５のレンズ面の半径をＧ１、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以上であり、出射レンズＬ３５とレンズＬ３４の径差が比較的大きい。このため、中間面５３は面積を大分大きくとることができ、受光器６１の配置がさらに容易になる。

なお、複数の受光ユニット６０を中間面５３に取り付けてもよい。また、上記第１実施形態と本第２実施形態とを複合して実施し、第１面５０および中間面５３の両方に受光ユニット６０を取り付けてもよい。

［第３実施形態］
一例として図１４および図１５に示す第３実施形態のように、第２面５１に受光器６１を取り付けてもよい。

図１４および図１５において、受光ユニット６０は第２面５１に取り付けられている。受光器６１は、第２面５１の側に光信号ＯＳの受光素子を内蔵した先端が配置されている。対して回路基板６２は、保持枠４１の裏面６５の側に配置されている。

保持枠４１には、第２面５１と裏面６５を貫通する貫通穴９５が形成されている。貫通穴９５は、受光器６１よりも一回り大きい径を有する。貫通穴９５には受光器６１が挿通される。受光器６１は、接着剤等により貫通穴９５に固着される。

本第３実施形態においては、レンズＬ３４は、出射レンズＬ３５等と同じく、シクロオレフィンポリマー等の樹脂で形成されている。このため、レンズＬ３４の縮小側の面ＲＳ＿Ｌ３４の端部ＲＳＥ＿Ｌ３４は、凹部８０と同様の円形状の複数の凹部９６（図１４においては１つだけ図示）を有する。凹部９６は、凹部８０と同様に、樹脂製のレンズＬ３４を金型から押し出す場合に用いたイジェクターピンによって形成される。図１４に示すように、複数の凹部９６のうちの１つであって、貫通穴９５に対応する位置にある凹部９６内に、受光器６１の先端が配置される。

このように、第３実施形態においては、受光器６１は第２面５１に取り付けられる。第２面５１に取り付けられた受光器６１によっても、リモートコントローラ１３からの光信号ＯＳを問題なく受光することができる。

なお、複数の受光ユニット６０を第２面５１に取り付けてもよい。また、上記第１実施形態と本第３実施形態を複合して実施し、第１面５０および第２面５１に受光ユニット６０を取り付けてもよい。また、上記第２実施形態と本第３実施形態を複合して実施し、第２面５１および中間面５３に受光ユニット６０を取り付けてもよい。さらには、上記第１実施形態、上記第２実施形態、および本第３実施形態を複合して実施し、第１面５０、第２面５１、および中間面５３に受光ユニット６０を取り付けてもよい。

なお、レンズＬ３４はガラスで形成されてもよい。また、出射レンズＬ３５の場合と同じく、端部ＲＳＥ＿Ｌ３４は凹部９６を有していなくてもよい。その場合は、レンズＬ３４と第２面５１との間に受光器６１分の隙間を形成することで、受光器６１を配置すればよい。

［第４実施形態］
一例として図１６に示すように、出射レンズＬ３５の直線端部４５に向かい合う位置に、受光器６１を配置してもよい。この場合、直線端部４５に形成された凹部８０に、受光器６１の先端を配置することが好ましい。図１６においては、直線端部４５の第３光軸Ａ３に関して対称な位置に、２つの受光ユニット６０を配置した例を示している。

このように、第４実施形態においては、受光器６１は、出射レンズＬ３５の直線端部４５に向かい合う位置に配置されている。直線端部４５に向かい合う位置に配置された受光器６１によっても、リモートコントローラ１３からの光信号ＯＳを問題なく受光することができる。

なお、上記第１～第３実施形態と本第４実施形態を複合して実施してもよい。例えば、第１面５０、第２面５１、および中間面５３に受光ユニット６０を取り付け、かつ直線端部４５に向かい合う位置に受光ユニット６０を配置してもよい。

［第５実施形態］
一例として図１７および図１８に示すように、第２ミラー３９の周囲に受光器６１を取り付けてもよい。

図１７および図１８において、受光器６１は、第２ミラー３９の反射面１０５と反対側の面である裏面１０６に向かい合う位置に取り付けられている。より詳しくは、第２ミラー３９の裏面１０６を覆うカバー１０７に貫通穴１０８が形成されている。貫通穴１０８は、第２ミラー３９の中心部に対応するカバー１０７の位置に形成されている。貫通穴１０８は、受光器６１よりも一回り大きい径を有する。貫通穴１０８には受光器６１が挿通される。受光器６１は、接着剤等により貫通穴１０８に固着される。受光器６１は、裏面１０６の側（カバー１０７の内側）に光信号ＯＳの受光素子を内蔵した先端が配置され、回路基板６２は、カバー１０７の外側に配置されている。

第２ミラー３９は、光信号ＯＳを透過する材料により形成されている。光信号ＯＳが例えば赤外線である場合、第２ミラー３９は、可視光を反射して赤外線を透過する光学薄膜を有する、いわゆるコールドミラーである。このため、出射レンズＬ３５を透過した光信号ＯＳは、レンズＬ３４、Ｌ３３、Ｌ３２、Ｌ３１、さらには第２ミラー３９を透過して、第２ミラー３９の裏面１０６に向かい合う位置に取り付けられた受光器６１にて受光される。

このように、第５実施形態においては、受光器６１は、第２ミラー３９の周囲、より詳しくは第２ミラー３９の裏面１０６に向かい合う位置に取り付けられている。第２ミラー３９の周囲に取り付けられた受光器６１によっても、リモートコントローラ１３からの光信号ＯＳを問題なく受光することができる。

受光器６１は、第２ミラー３９の反射面１０５と反対側の裏面１０６に向かい合う位置に取り付けられている。そして、第２ミラー３９は、リモートコントローラ１３からの光信号ＯＳを透過する材料により形成されている。このため、光信号ＯＳを問題なく受光することができる。

一例として図１９に示すように、裏面１０６に向かい合う位置に複数の受光ユニット６０を取り付けてもよい。この際、図１１の場合と同様に、対称な位置に各受光ユニット６０を配置することが好ましい。

第２ミラー３９の「周囲」とは、上述の裏面１０６に向かい合う位置はもちろん、第２ミラー３９の上下左右の側面から例えば１ｃｍ以内の範囲も含む。このため、図示は省略するが、第２ミラー３９の上下左右の側面から数ｍｍ離れた位置等、第２ミラー３９の裏面１０６に向かい合う位置以外の第２ミラー３９の周囲に受光ユニット６０を配置してもよい。

なお、上記第１～第４実施形態と本第５実施形態を複合して実施してもよい。例えば、第１面５０、第２面５１、および中間面５３に受光ユニット６０を取り付け、かつ出射レンズＬ３５の直線端部４５に向かい合う位置に受光ユニット６０を配置し、さらに第２ミラー３９の周囲に受光ユニット６０を取り付けてもよい。

さらには、第３面５２に受光ユニット６０を取り付けてもよい。また、第１ミラー３８の周囲に受光ユニット６０を取り付けてもよい。

第１光軸Ａ１、第２光軸Ａ２、および第３光軸Ａ３を有する略Ｚ字状の屈曲光学系を例示したが、これに限らない。第１光学系Ｌ１と第２光学系Ｌ２をＺ方向に連接し、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２を１つの光軸に統合して、統合した光軸と第３光軸Ａ３を有する略Ｌ字状の屈曲光学系でもよい。

光学系として拡大光学系である第３光学系Ｌ３を例示したが、これに限らない。縮小光学系でもよい。

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。

上記第１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、上記第１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
１１ 投射レンズ
１２ 本体部
１３ リモートコントローラ
１４ 画像形成ユニット
１５ 画像形成パネル
１６ 光源
１７、１８ 接続部
２０Ａ、２０Ｂ 壁
２１ スクリーン
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、４０～４２ 保持枠
３８ 第１ミラー
３９ 第２ミラー
４５ 直線端部
４６ 湾曲端部
５０ 第１面
５１ 第２面
５２ 第３面
５３ 中間面
６０ 受光ユニット
６１ 受光器
６２ 回路基板
６３ 制御回路
６４ コネクタ
６５ 保持枠の裏面
７０ ネジ
７１ ネジ挿通穴
７２ ネジ穴
７３、９０、９５、１０８ 貫通穴
８０、９６ 凹部
８１ 座面
８２ 嵌合突起
１０５ 第２ミラーの反射面
１０６ 第２ミラーの裏面
１０７ カバー
Ａ１ 第１光軸
Ａ２ 第２光軸
Ａ３ 第３光軸
Ｇ１ 半径
Ｇ２ 半径
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、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４ レンズ
Ｌ３５ 出射レンズ
ＭＩ 中間像
ＯＳ 光信号
Ｐ 画像
ＲＳ＿Ｌ３３、ＲＳ＿Ｌ３４ レンズの縮小側の面
ＲＳ＿Ｌ３５ 出射レンズの縮小側の面
ＲＳＥ＿Ｌ３３、ＲＳＥ＿Ｌ３４ レンズの縮小側の面の端部
ＲＳＥ＿Ｌ３５ 出射レンズの縮小側の面の端部
Ｕ ユーザ

Claims (15)

1. 画像光を投射面に投射する投射レンズであって、
   最も前記投射面側に位置する第１レンズを含む光学系と、
   リモートコントローラからの光信号を受光する受光器であり、前記第１レンズを透過した前記光信号を受光可能な位置に配置された受光器と、
   を備える投射レンズ。
2. 前記光学系は、前記画像光を前記投射面に向けて拡大して投射する拡大光学系である請求項１に記載の投射レンズ。
3. 前記第１レンズを保持する保持枠を備え、
   前記受光器は、前記保持枠に取り付けられている請求項１または請求項２に記載の投射レンズ。
4. 前記光学系は、前記第１レンズの前記投射面とは反対側に配置された第２レンズであり、前記第１レンズよりもレンズ面の半径が小さい第２レンズを含み、
   前記保持枠は、
   前記第１レンズの端部に向かい合う第１面と、
   前記第２レンズの端部に向かい合う第２面と、
   径方向に延設され、前記第１面と前記第２面とを繋ぐ中間面とを有し、
   前記受光器は、前記第１面、前記第２面、および前記中間面のうちの少なくともいずれか１つに取り付けられている請求項３に記載の投射レンズ。
5. 前記受光器は、前記第１面または前記中間面に取り付けられている請求項４に記載の投射レンズ。
6. 前記受光器の動作を制御する制御回路が実装された回路基板を備え、
   前記受光器は、前記第１面、前記第２面、または前記中間面の側に配置され、
   前記回路基板は、前記第１面、前記第２面、または前記中間面とは反対側の前記保持枠の面の側に配置されている請求項４または請求項５に記載の投射レンズ。
7. 前記第１レンズのレンズ面の半径をＧ１、前記第２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以上であり、
   前記受光器は前記中間面に取り付けられている請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の投射レンズ。
8. 前記第１レンズまたは前記第２レンズは前記投射面とは反対側の面に凹部を有し、
   前記受光器は前記凹部内に配置されている請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の投射レンズ。
9. 前記第１レンズまたは前記第２レンズは樹脂製であり、
   前記凹部は、前記第１レンズまたは前記第２レンズを金型から押し出す場合に用いたイジェクターピンによって形成される請求項８に記載の投射レンズ。
10. 前記第１レンズは、直線端部と湾曲端部とを有し、
    前記受光器は、前記直線端部に向かい合う位置に配置されている請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の投射レンズ。
11. 前記画像光を反射させて前記光学系に入射させるミラーを備え、
    前記受光器は、前記ミラーの周囲に取り付けられている請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の投射レンズ。
12. 前記受光器は、前記ミラーの反射面と反対側の面に向かい合う位置に取り付けられており、
    前記ミラーは、前記光信号を透過する材料により形成されている請求項１１に記載の投射レンズ。
13. 前記画像光を形成する画像形成ユニットを備える投射装置に対して電気的に接続される接続部を備え、
    前記受光器は、前記接続部を介して前記投射装置に前記光信号を送信する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の投射レンズ。
14. 前記接続部によって前記投射装置に対して着脱可能である請求項１３に記載の投射レンズ。
15. 請求項１から請求項１４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前記投射面に投射する前記画像光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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