JP5426257B2

JP5426257B2 - レンズ鏡筒のシフト機構及びプロジェクタ

Info

Publication number: JP5426257B2
Application number: JP2009158859A
Authority: JP
Inventors: 泰斗黒田; 宏信茅野
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-07-03
Also published as: US20110001940A1; JP2011013549A

Description

本発明は、レンズ鏡筒を高さ方向にシフトするレンズ鏡筒のシフト機構、及びこれを備えたプロジェクタに関する。

パーソナルコンピュータなどの電子機器から画像信号を受け付けて、スクリーンに画像を投影するプロジェクタが知られている。プロジェクタは、画像を拡縮するズームレンズや、焦点を調整するフォーカスレンズを備えている。各レンズは、レンズ鏡筒に内蔵され、光軸方向に移動する。レンズ鏡筒は、その一端でフランジに取り付けられており、フランジごと高さ方向にシフト可能となっている。レンズ鏡筒が高さ方向にシフトされることで、画像を投影する高さが調節される。

レンズ鏡筒をシフトするシフト機構は、フランジの両脇に配置され、高さ方向に延設された一対のスライド軸と、前記フランジと一体に設けられ、スライド軸に沿って摺動する摺動部とを備えている。摺動部には、高さ方向に貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔にスライド軸が嵌合する。シフト機構は、摺動部がスライド軸に沿って摺動することで、レンズ鏡筒を高さ方向にシフトする。

貫通孔は、スライド軸に対して摺動するために、スライド軸との間に僅かな隙間を有している。この隙間は、レンズ鏡筒が自重によって傾く原因となり、投影する画像に歪みを生じさせる。このため、レンズ鏡筒が傾くことを抑えることが求められている。

特許文献１に記載のプロジェクタは、レンズ鏡筒を下側から弾性加圧するバネを備え、レンズ鏡筒が傾くことを防止している。

特許第３９３６３６０号公報

プロジェクタは、机上に置いて使用するだけでなく、１８０度天地を反転させて天井に固定して使用するなど、あらゆる設置態様が考えられる。しかし、特許文献１のプロジェクタは、机上に置いて使用する場合のみを想定しており、例えば、天地を反転させて使用する場合には、レンズ鏡筒が傾くことを防止できない。

ところで、レンズ鏡筒の傾きは、貫通孔に生じる隙間の最大幅をａとし、貫通孔の長さをｂとしたときにｔａｎ^−１（ａ／ｂ）で示されるように、貫通孔を長くすることで抑えることができる。しかし、貫通孔は、スライド軸に対する同軸度の観点からすると、短いことが望まれる。また、貫通孔を長くした場合には、その分だけスライド軸を長くする必要があり、シフト機構のコンパクト化が阻害される。このため、貫通孔を長くすることなくレンズ鏡筒が傾くことを防止できることが望まれる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、レンズ鏡筒の下方への傾きを抑えることができるコンパクトなレンズ鏡筒のシフト機構、及びこれを備えたプロジェクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒のシフト機構は、レンズ鏡筒が固定されたフランジと、前記フランジの両脇に配置され、光軸に直交して高さ方向に延設された一対のスライド軸と、前記フランジの両脇の互いに異なる高さ位置から前記フランジの高さ方向の幅よりも小さい幅で一つずつ突出し、それぞれに前記スライド軸が嵌合して前記フランジを高さ方向に摺動させる貫通孔が形成された一対の摺動部とを備えたことを特徴とする。

なお、前記摺動部は、高さ方向に貫通する貫通孔を有し、前記貫通孔でスライド軸に嵌合することが好ましい。また、前記スライド軸は、円柱形状又は円筒形状であることが好ましい。

本発明のプロジェクタは、上記いずれかのレンズ鏡筒のシフト機構を備えたことを特徴とする。

本発明のレンズ鏡筒のシフト機構及びプロジェクタによれば、フランジの両脇にフランジと一体に設けられ、フランジの両脇に配置されたスライド軸に沿って摺動する一対の摺動部が、互いに高さが異なる位置でスライド軸に嵌合するから、一対の摺動部が、互いに高さが同じ位置でスライド軸に嵌合する場合と比較して、レンズ鏡筒の下方へ傾くことを抑えることができる。

プロジェクタの外観斜視図である。レンズ鏡筒及びシフト機構の外観斜視図である。レンズ鏡筒を固定したシフト機構を説明する図であり、（Ａ）は上面、（Ｂ）は正面をそれぞれ示す。貫通孔に生じる隙間を説明する図であり、（Ａ）は摺動部の上面及びそれに沿って切断したスライド軸の切断端面、（Ｂ）はスライド軸の側面及び貫通孔に沿って切断した摺動部の縦断面をそれぞれ示す。

以下、本発明のレンズ鏡筒のシフト機構を採用したプロジェクタ１１を説明する。図１に示すプロジェクタ１１は、略直方体の筐体１２に、光源１３、照明光学系１４、全反射プリズム１５、デジタルマイクロミラーデバイス（以下、ＤＭＤと称す。）１６、及びシフト機構１７が内蔵されている。

シフト機構１７に取り付けられたレンズ鏡筒１８は、筐体１２の前面に形成された開口（図示省略）から前方（図面におけるＸ軸方向）に向けて突設されている。開口の内側には、開口を塞ぐ遮光プレート１９が設けられている。レンズ鏡筒１８は、シフト機構１７によって高さ方向（図面におけるＺ軸方向）にシフトし、遮光プレート１９は、レンズ鏡筒１８がシフトすることに併せてスライドする。筐体１２の上面には、シフト機構１７を構成するシフト用ノブ２０が設けられている。ユーザは、シフト用ノブ２０を回転させてレンズ鏡筒１８をシフトさせる。

光源１３は、照明光学系１４に向けて光を照射する。照明光学系１４は、カラーフィルタやインテグレータなどから構成され、光源１３からの光を透過させ、全反射プリズム１５に入射させる。全反射プリズム１５は、照明光学系１４から入射した光を反射して、ＤＭＤ１６に入射させる。

ＤＭＤ１６に入射した光は、ＤＭＤ１６で反射され、ＤＭＤ１６に表示された画像の表示光となる。ＤＭＤ１６からの表示光は、レンズ鏡筒１８を介してスクリーン等に投影される。光源１３には、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の高輝度放電ランプ等を用いる。照明光学系１４、全反射プリズム１５、及びＤＭＤ１６は、周知技術であり、詳しい説明は省略する。なお、Ｚ軸を中心にＸ軸を９０°回転させた軸をＹ軸とする。また、図１におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向は、図１以外の図面で示す各方向と一致する。

図２に示すシフト機構１７は、レンズ鏡筒１８を固定するプレート状のフランジ２１、フランジ２１の両脇に配置され、高さ方向に延設された一対のスライド軸２２、２３、スライド軸２２、２３を固定する基板２４、シフト用ノブ２０、及びリードスクリュ２０ａから構成される。

フランジ２１には、レンズ鏡筒１８を取り付けるための開口２５が形成されている。開口２５には、レンズ鏡筒１８が嵌合される。フランジ２１には、その両脇に、スライド軸２２、２３に沿って摺動する一対の摺動部２６、２７が設けられている。摺動部２６、２７は、互いに高さが異なるようにフランジ２１と一体成形されている。

各摺動部２６、２７には、高さ方向に貫通する円形状の貫通孔２６ａ、２７ａが形成され、円柱形状のスライド軸２２、２３が挿通されている。また、摺動部２７には、貫通孔２７ａに隣接して高さ方向に貫通するネジ孔２７ｂが形成されている。ネジ孔２７ｂには、リードスクリュ２０ａが挿通されている。リードスクリュ２０ａは、シフト用ノブ２０の回転とともに回転する。リードスクリュ２０ａの回転により、フランジ２１は、摺動部２６、２７がスライド軸２２、２３に沿って摺動するとともに、高さ方向にシフトする。フランジ２１に取り付けられたレンズ鏡筒１８は、フランジ２１とともに高さ方向にシフトする。

基板２４には、スライド軸２２、２３を固定するための固定部２４ａ〜２４ｄが設けられている。スライド軸２２、２３は、固定部２４ａ〜２４ｄによって両端が支持され、基板２４に固定されている。基板２４は、筐体１２内に固定されている。基板２４には、ＤＭＤ１６（図１参照）からの表示光をレンズ鏡筒１８に導くための開口２８が形成されている。

レンズ鏡筒１８には、画像を拡縮するズームレンズや、焦点を調整するフォーカスレンズなど、複数のレンズ（図示省略）が内蔵されている。これらのレンズを透過した表示光が画像として投影される。

次に、レンズシフト機構１７の作用について、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照しながら説明する。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、簡略化のために、シフト用ノブ２０及びリードスクリュ２０ａを示すことを省略する。

貫通孔２６ａ、２７ａは、スライド軸２２、２３に対して摺動するために、スライド軸２２、２３との間に僅かな隙間を有している。この隙間は、レンズ鏡筒１８が自重によって下方に傾く原因となる。レンズ鏡筒１８は、各摺動部２６、２７の中心を結ぶ回転軸（Axis Of Rotation）ＡＯＲ回りに回転する方向に傾く（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）。回転軸ＡＯＲは、水平方向（Ｙ軸方向）から傾いているが、以下では、回転軸ＡＯＲの水平方向からの傾きをαとして説明する。

スライド軸２２、２３との間に生じる貫通孔２６ａ、２７ａの隙間は、摺動部２６、２７の上面、下面に沿った箇所で最大幅となる。摺動部２７の上面を例に説明すると、図４（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向からα傾いた方向で隙間が最大となる。なお、隙間の最大幅Ｄは例えば１ｍｍ以下であるが、説明の都合上、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では隙間を拡大して示している。

レンズ鏡筒１８の下方への傾きは、Ｘ軸方向における隙間の最大幅と、貫通孔２６ａ、２７ａの長手方向の長さの正接によって定義される。隙間のＸ軸方向における隙間の最大幅は、図４（Ａ）に示すようにＤｃｏｓαであるから、貫通孔２６ａ、２７ａの長手方向の長さを図４（Ｂ）に示すようにＬとすれば、レンズ鏡筒１８の下方への傾きθは、ｔａｎ^−１（Ｄｃｏｓα／Ｌ）で示される。θ＝ｔａｎ^−１（Ｄｃｏｓα／Ｌ）は、αを変数として考えると単調減少関数であり、αが小さくなればθは大きくなり、αが大きくなればθは小さくなる。

以上説明したように、摺動部２６、２７を互いに高さが異なる位置に設けたことで、互いに高さが同じ位置に設けた場合と比較して、レンズ鏡筒の下方への傾きを小さくすることができる。具体的には、ｔａｎ^−１（Ｄ／Ｌ）−ｔａｎ^−１（Ｄｃｏｓα／Ｌ）だけ小さくすることができる。なお、上記実施形態では、机上などに置いて使用する場合を想定した説明となっているが、天地を反転させて使用する場合にも、同様の効果が得られる。

また、摺動部２６、２７は、高さ方向（Ｚ軸方向）の幅が、フランジ２１のそれと比較して小さいので、スライド軸２２、２３を長くする必要がなく、シフト機構１７のコンパクトを阻害しない。

なお、上記実施形態では、摺動部２６、２７は、フランジ２１と一体成形されているが、フランジ２１と一体に設けられていればよく、フランジ２１とは別の部品で構成されていてもよい。この場合、摺動部は、フランジ２１にネジ留めなどされることになる。

また、上記実施形態では、スライド軸２２、２３が円柱形状である場合を例に説明したが、貫通孔２６ａ、２７ａに嵌合すればよく、円筒形状であってもよい。また、上記実施形態では、摺動部２６、２７は、スライド軸２２、２３に対して貫通孔２６ａ、２７ａで嵌合するが、断面が半円形状などの溝で嵌合するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、レンズ鏡筒１８が高さ方向にのみシフトする場合について説明したが、併せて左右方向にもシフトするようにしてもよい。この場合、上記基板２４を左右方向にシフトさせる機構を設けることになる。そして、基板２４の上下両側に一対の摺動部を設け、２２、２３と同様のスライド軸に沿って摺動させる。また、各摺動部は、互いに左右方向の位置が異なるように基板２４と一体成形させる。これにより、レンズ鏡筒１８が自重によって傾く方向を、斜め（左右のいずれか一方）にずらすことができる。すなわち、左右方向の傾きを、シフト機構１７による傾きと相殺させることができる。

１１プロジェクタ
１７シフト機構
１８レンズ鏡筒
２０シフト用ノブ
２０ａリードスクリュ
２１フランジ
２２、２３スライド軸
２６、２７摺動部
２６ａ、２７ａ貫通孔
２７ｂネジ孔

Claims

レンズ鏡筒が固定されたフランジと、
前記フランジの両脇に配置され、光軸に直交して高さ方向に延設された一対のスライド軸と、
前記フランジの両脇の互いに異なる高さ位置から前記フランジの高さ方向の幅よりも小さい幅で一つずつ突出し、それぞれに前記スライド軸が嵌合して前記フランジを高さ方向に摺動させる貫通孔が形成された一対の摺動部とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒のシフト機構。
前記スライド軸は、円柱形状又は円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒のシフト機構。
請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒のシフト機構を備えたことを特徴とするプロジェクタ。