JP5671977B2 - Image projection device - Google Patents
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Description
本発明は、投射光学系を有する画像投射装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus having a projection optical system.
近年、スクリーンまでの投射距離を短くした、所謂至近プロジェクタ等の画像投射装置の開発が盛んである。至近プロジェクタは大きく分けると単に投射レンズの焦点距離を短くした超短焦点プロジェクタと、レンズと反射ミラーを組み合わせてプロジェクタとスクリーンの距離を一層短くした超至近プロジェクタがある。 In recent years, image projection apparatuses such as so-called close-up projectors, in which the projection distance to the screen is shortened, have been actively developed. The close-up projector is roughly classified into an ultra-short focus projector in which the focal length of the projection lens is simply shortened and an ultra-close-up projector in which the distance between the projector and the screen is further shortened by combining the lens and the reflection mirror.
超至近プロジェクタは投射レンズから出たビームを更に曲面の反射面を用いてプロジェクタ側に折り返すようにしたもので、プロジェクタをスクリーン面や壁に極めて近接して配置できるため、人の通行の邪魔にならなかったり、人の影の映りこみが出にくかったり、壁に近接できるので天吊りや壁貼りが容易だったりと、プロジェクタの用途を広げるものである。 An ultra-close projector is one in which the beam emitted from the projection lens is folded back to the projector side using a curved reflecting surface, and the projector can be placed very close to the screen surface or wall, which obstructs human traffic. The projector can be used for a wide range of applications, such as being difficult to see the shadows of people, or being close to the wall, so that it can be easily suspended from the ceiling or attached to the wall.
図1は、従来の画像投射装置の一例を示す図である。図1を参照するに、画像投射装置10は所謂超至近プロジェクタであり、大略して、箱状の筺体20と、画像形成素子30と、投射レンズ41及び曲面ミラー43を有する投射光学系40とを備えている。画像投射装置10において、画像形成素子30から出射された光は、投射レンズ41を経由して曲面ミラー43に入射し、曲面ミラー43で光路を画像形成素子30側に折り返され、
被投射面であるスクリーン90に入射する。このように、光路を画像形成素子30側に折り返しているため、画像形成素子30及び投射光学系40の長さ以上に画像投射装置10をスクリーン90に近づけることができない。なお、図1において、スクリーン90の長軸方向をX、法線方向をY、短軸方向をZとしている(以降の図も同様)。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a conventional image projection apparatus. Referring to FIG. 1, an
The light enters the
図2は、従来の画像投射装置の他の例を示す図である。図2を参照するに、画像投射装置10Aは、投射光学系40が、投射レンズ41と曲面ミラー43との光路中に反射ミラー42を配置した投射光学系40Aに置換された点が画像投射装置10と異なる。画像投射装置10Aは、反射ミラー42を配置したことにより、投射レンズ41を光軸が鉛直方向になるように縦(Z方向)に配置できる。つまり、投射レンズ41をスクリーン90と略平行方向に配置できる。その結果、画像投射装置10Aは、画像投射装置10(図1参照)よりもスクリーン90に近接して配置できる。又、画像投射装置10Aそのものをスクリーン90に添うような形状にできるので、画像投射装置10Aのスクリーン90からの張り出しを極端に少なくできる。
FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a conventional image projection apparatus. Referring to FIG. 2, in the
ところで、画像投射装置10Aのようなスクリーン90に沿うような形状の画像投射装置の1つの課題として、フォーカス調整(焦点の調整)やズーム調整(倍率の調整)の問題がある。一般の画像投射装置は、投射レンズの一部に同心的に設けられたフォーカス調整用の調整リングやズーム調整用の調整リングを含む調整手段を有する。
By the way, as one problem of an image projection apparatus having a shape along the
図3は、図2の画像投射装置の調整手段について説明する図(その1)である。なお、便宜上、画像投射装置10Aにおいて、Y方向からスクリーン90を見たときに正面に見える面を前面、前面の反対面でありスクリーン90と対向する面を裏面、前面及び裏面を繋ぐ横を向いた面を側面、前面及び裏面を繋ぐ上を向いた面を上面と称する。
FIG. 3 is a diagram (part 1) for explaining the adjusting means of the image projection apparatus of FIG. For the sake of convenience, in the
図3では、画像投射装置10Aにおいて、投射レンズ41の一部に同心的に設けられたフォーカス調整やズーム調整に用いる調整リング44の一部が筐体20の前面から露出している。
In FIG. 3, in the
図3において、調整リング44を手で回すことにより、フォーカス調整やズーム調整を行うことができる。しかし、画像投射装置10Aの前面で調整リング44を軽く押しながら回すことになり、画像投射装置10Aがスクリーン90の方向に動く虞があるため、フォーカス調整作業を安定化させることができない。画像投射装置10Aのような超至近プロジェクタは奥行き方向(Y方向)に薄く、動きを止めようとする摩擦抵抗が小さいため、画像投射装置10A自身がスクリーン90の方向に動いてしまう虞は極めて大きい。
In FIG. 3, focus adjustment and zoom adjustment can be performed by turning the
図4は、図2の画像投射装置の調整手段について説明する図(その2)である。図4では、上記問題を避けるため、ギア等を介して調整リング44と連動するツマミ47を画像投射装置10Aの側面に配置している。この場合も、ツマミ47を回す方向がスクリーン90に直交する方向であるため、回転がスムースでなかったりすると画像投射装置10A自身を動かしてしまう虞があり、フォーカス調整やズーム調整の作業を安定化させることができない。なお、画像投射装置10Aのような超至近プロジェクタは、超至近距離から斜めにスクリーンに投射するため焦点距離が非常に短いため、フォーカス調整やズーム調整の良し悪しは極めて重要である。
FIG. 4 is a diagram (part 2) for explaining the adjusting means of the image projection apparatus of FIG. In FIG. 4, in order to avoid the above problem, a
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、フォーカス調整やズーム調整等の作業を安定化させることが可能な画像投射装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an image projection apparatus capable of stabilizing operations such as focus adjustment and zoom adjustment.
本画像投射装置は、変調信号に応じて画像を形成する画像形成素子に、光源からの照明光を照射し、前記画像形成素子に形成された前記画像を、固定部及び光軸方向に移動可能な可動部を備えた投射レンズを含む投射光学系により被投射面に拡大投射する画像投射装置であって、前記投射光学系の少なくとも一部を収容し、前記投射光学系から前記被投射面に向かう投射光を透過させる筐体と、前記可動部の前記光軸方向の位置を調整する手動調整手段と、を有し、前記投射レンズからの出射光の光路上に反射光学素子を備え、前記投射レンズは、前記筐体が載置された際に、載置面に対して光軸が鉛直となるように設置され、前記手動調整手段は、前記筐体の上面又は側面から少なくとも一部が露出する調整部を含み、前記調整部は、前記反射光学素子の反射光の光路上の前記被投射面に平行な平面内で可動して、前記可動部の前記光軸方向の位置を調整し、前記投射レンズは、前記光軸と平行な回転軸に対して回転して前記可動部を前記光軸方向に移動させる回転部を有し、前記回転部と前記調整部とは、伝達機構を介して連結されており、前記回転部は第1の歯車であり、前記伝達機構は、前記被投射面と直交する回転軸を有する第2の歯車と、前記第1の歯車と前記第2の歯車とを連結する第3の歯車と、を含み、前記第3の歯車は、前記第1の歯車の回転軸と前記第2の歯車の回転軸の何れとも直交する回転軸を有することを要件とする。 The image projection apparatus irradiates an image forming element that forms an image in accordance with a modulation signal with illumination light from a light source, and the image formed on the image forming element can be moved in a fixed portion and an optical axis direction. An image projection apparatus that projects an enlarged projection onto a projection surface by a projection optical system including a projection lens having a movable part, and houses at least a part of the projection optical system from the projection optical system to the projection surface. A housing that transmits the projection light that travels, and a manual adjustment unit that adjusts the position of the movable portion in the optical axis direction, and includes a reflective optical element on the optical path of the light emitted from the projection lens, The projection lens is installed so that the optical axis is perpendicular to the placement surface when the case is placed, and the manual adjustment means is at least partially from the upper surface or side surface of the case. Including an adjusting unit that is exposed, Wherein the optical path of the reflected light Shako optical element and movable in a plane parallel to the projection surface, adjusts the optical axis direction position of the movable portion, said projection lens, parallel rotation and the optical axis A rotating unit that rotates with respect to an axis and moves the movable unit in the optical axis direction; the rotating unit and the adjusting unit are connected via a transmission mechanism; The transmission mechanism includes a second gear having a rotation axis orthogonal to the projected surface, and a third gear that connects the first gear and the second gear. the third gear is a requirement to have a rotation axis with any orthogonal axis of rotation of said first of said second gear and the rotary shaft of the gear.
開示の技術によれば、フォーカス調整やズーム調整等の作業を安定化させることが可能な画像投射装置を提供できる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide an image projection apparatus capable of stabilizing operations such as focus adjustment and zoom adjustment.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
〈第1の実施の形態〉
まず、図5及び図6を参照しながら、第1の実施の形態に係る画像投射装置の概要について説明する。図5は、第1の実施の形態に係る画像投射装置を例示する斜視図である。図6は、第1の実施の形態に係る画像投射装置を例示する模式図である。図5及び図6を参照するに、画像投射装置10Bは所謂超至近プロジェクタであり、大略して、箱状の筺体20と、画像形成素子30と、投射光学系40Aとを備えている。筐体20は、投射光学系40Aの少なくとも一部を収容し、投射光学系40Aから被投射面であるスクリーン90に向かう投射光を透過させる。
<First Embodiment>
First, the outline of the image projection apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a perspective view illustrating the image projection apparatus according to the first embodiment. FIG. 6 is a schematic view illustrating the image projection apparatus according to the first embodiment. Referring to FIGS. 5 and 6, the
より詳しく説明すると、画像投射装置10Bは、筐体20内に、画像形成素子30と、投射光学系40Aと、照明光学系60と、分離手段70とを有している。又、画像投射装置10Bは、図示しない照明用電源、画像形成素子30の変調手段、画像処理ユニット等を有していてもよい。なお、投射光学系40Aの構成や配置等については、図2において説明したとおりであるため、ここでは説明を省略する。
More specifically, the
照明光学系60は、光源61を含み、例えば光源61近傍に配置されたリフレクター62(光源61と一体となっていてもよい)やリレーレンズ63及び64、リフレクター62により反射されて指向性を持った光束の照度を均一化するインテグレータ光学系といわれる照度均一化手段65等により構成され、画像形成素子30の面上で均一な照明分布が得られるようにしている。光源61としては、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、LED等が用いられる。
The illumination
又、カラーホイール66を用いて照明光をカラー化し、それと同期して画像形成素子30の画像をコントロールすることにより、カラー画像を投射できるようにしてもよい。画像形成素子30として反射型タイプの液晶画像形成素子を用いる場合は、照明光路と投射光路を分離する分離手段70を用いることで、より効率のよい照明が可能となる。又、画像形成素子30としてマイクロミラーデバイスタイプ(DMD)を用いる場合は、全反射プリズムを使った光路分離等が採用される。このように、画像形成素子30の種類に応じて適切な光学系を採用すればよい。
Further, the color light may be projected by using the
なお、画像形成素子30を、赤、緑、青等の複数枚用いて、それぞれカラーフィルターを透過した照明光を当てて、色合成手段により合成された光を投射光学系40Aに入射させることによりスクリーン90上にカラー画像を投射することができる。
In addition, by using a plurality of
画像投射装置10Bにおいて、画像形成素子30は変調信号に応じて画像形成される。光源61からの照明光は画像形成素子30に照射され、画像形成素子30に形成された画像は、投射光学系40Aによりスクリーン90に拡大投射される。
In the
なお、図5において、反射ミラー42及び曲面ミラー43が筐体20の外に突出しているが、反射ミラー42及び曲面ミラー43は可動可能に構成されており、画像投射装置10Bの使用時には図5の状態になり、非使用時には筐体20内に収納される構造である。
In FIG. 5, the
次に、図5及び図7Aを参照しながら、第1の実施の形態に係る画像投射装置のフォーカス調整について説明する。図7Aは、図5の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の一例を示す図である。図5及び図7Aを参照するに、筐体20の側面にはツマミ47が配置され、ツマミ47の少なくとも一部は筐体20の側面から露出している。なお、ツマミ47は、本発明に係る調整部の代表的な一例である。
Next, focus adjustment of the image projection apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 7A. FIG. 7A is a diagram showing an example of the structure in the vicinity of the projection lens and the knob in FIG. With reference to FIGS. 5 and 7A, a
投射レンズ41は、可動部41aと固定部41bとを有する。可動部41aの側面の一部には調整リング44が固定されている。可動部41aは、固定部41bに対して移動可能に構成されており、調整リング44が回転すると、可動部41aは固定部41bに対して投射レンズ41の光軸Aの方向に移動する。調整リング44は、平歯車45及びウォーム歯車46を介して、ツマミ47と連結している。なお、本願において、投射レンズ41は、筐体20がテーブルの上面等の載置面上に載置された際に、載置面に対して光軸Aが略鉛直となるように設置されている。
The
調整リング44は略円環状の部材であり、その側面には、歯列が形成されている。側面に歯列が形成された調整リング44は、平歯車45に噛合している。ウォーム歯車46は、互いに噛合するねじ歯車46a(ウォーム)と、はす歯歯車46b(ウォームホィール)から構成されており、平歯車45は、はす歯歯車46bに噛合している。ツマミ47は、ねじ歯車46aに同心的に固定されており、ねじ歯車46aと一体的に回転可能に構成されている。なお、本実施の形態では、ツマミ47は筐体20の側面に設けられ、スクリーン90に平行な平面内で回転可能に構成されている。
The
調整リング44、平歯車45、及びはす歯歯車46bは、それぞれの略中心部を通り投射レンズ41の光軸Aと略平行な回転軸を中心に回転可能に構成されている。ねじ歯車46aは、ねじ歯車46aの略中心部を通りスクリーン90と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。つまり、ウォーム歯車46において、ねじ歯車46aの回転軸と、はす歯歯車46bの回転軸とは、互いに直交する。
The
このように、側面に歯列が形成された調整リング44と、平歯車45と、はす歯歯車46bと、ねじ歯車46aとはギア列を構成し、調整リング44とツマミ47とを連結している。ツマミ47を、例えば手動でスクリーン90に平行な平面内で回転させると、ツマミ47と同心的に固定されているねじ歯車46aがツマミ47と一体的に回転する。ねじ歯車46aが回転すると、それに連動して、はす歯歯車46bが回転する。この際、ねじ歯車46aの回転軸とはす歯歯車46bの回転軸とは互いに直交するため、回転方向が直交変換され、はす歯歯車46bはスクリーン90と垂直な平面内で回転する。
Thus, the
はす歯歯車46bが回転すると、それに連動して、順次、平歯車45、調整リング44が回転する。調整リング44は可動部41aの側面の一部に固定されているため、調整リング44が回転すると可動部41aが固定部41bに対して回転する。これにより、可動部41aが固定部41bに対して光軸Aの方向に移動するため、可動部41aの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ41のフォーカス調整が可能となる。なお、調整リング44は、本発明に係る回転部の代表的な一例である。又、調整リング44と、平歯車45と、はす歯歯車46bと、ねじ歯車46aと、ツマミ47とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、ねじ歯車46aと、はす歯歯車46bとは、本発明に係る回転軸の直交する一対の歯車の代表的な一例である。
When the helical gear 46b is rotated, the
このように、第1の実施の形態では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、ギアの回転軸を直交変換するウォーム歯車を含む。これにより、ツマミを筐体の側面に設け、スクリーンと平行な平面内で回転させることにより、投射レンズのフォーカス調整が可能となる。その結果、フォーカス調整に伴って画像投射装置がスクリーンの方向に動く虞がなくなるため、フォーカス調整作業を安定化させることができる。以上、フォーカス調整について説明したが、同様の構成によりズーム調整を行う場合にも、同様の効果を奏する。 Thus, in the first embodiment, the gear train that connects the adjustment ring that rotates integrally with the movable portion of the projection lens and the focus adjustment knob is a worm gear that orthogonally converts the rotation axis of the gear. Including. Accordingly, the focus of the projection lens can be adjusted by providing the knob on the side surface of the housing and rotating the knob in a plane parallel to the screen. As a result, since there is no possibility that the image projection apparatus moves in the direction of the screen along with the focus adjustment, the focus adjustment work can be stabilized. The focus adjustment has been described above, but the same effect can be obtained when zoom adjustment is performed with the same configuration.
〈第1の実施の形態の変形例1〉
第1の実施の形態の変形例1では、調整リングとツマミとを連結するギア列において、かさ歯車を用いてギアの回転軸を直交変換する例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Variation 1 of the first embodiment>
In the first modification of the first embodiment, an example is shown in which a rotation axis of a gear is orthogonally transformed using a bevel gear in a gear train that connects an adjustment ring and a knob. In the first modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiment is omitted.
図7Bは、図5の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の他の例を示す図(その1)である。図7Bでは、ウォーム歯車46が歯車48及びかさ歯車49に置換されている点が図7Aと相違している。
FIG. 7B is a diagram (part 1) illustrating another example of the structure in the vicinity of the projection lens and the knob in FIG. 7B is different from FIG. 7A in that the
図7Bにおいて、調整リング44は、平歯車45、歯車48、及びかさ歯車49を介して、ツマミ47と連結している。歯車48は、かさ歯車と平歯車を一体化した構造をなすもので、歯車48の平歯車側は平歯車45に噛合している。又、歯車48のかさ歯車側(円錐面)はかさ歯車49の円錐面に噛合し、かさ歯車対を構成している。ツマミ47は、かさ歯車49に同心的に固定されており、かさ歯車49と一体的に回転可能に構成されている。なお、第1の実施の形態と同様に、ツマミ47は筐体20の側面に設けられ、スクリーン90に平行な平面内で回転可能に構成されている。
In FIG. 7B, the
調整リング44、平歯車45、及び歯車48は、それぞれの略中心部を通り投射レンズ41の光軸Aと略平行な回転軸を中心に回転可能に構成されている。かさ歯車49は、かさ歯車49の略中心部を通りスクリーン90と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。つまり、歯車48の回転軸と、かさ歯車49の回転軸とは、互いに直交する。
The
このように、側面に歯列が形成された調整リング44と、平歯車45と、歯車48と、かさ歯車49とはギア列を構成し、調整リング44とツマミ47とを連結している。ツマミ47を、例えば手動でスクリーン90に平行な平面内で回転させると、ツマミ47と同心的に固定されているかさ歯車49がツマミ47と一体的に回転する。かさ歯車49が回転すると、それに連動して、歯車48が回転する。この際、かさ歯車49の回転軸と歯車48の回転軸とは互いに直交するため、回転方向が直交変換され、歯車48はスクリーン90と垂直な平面内で回転する。
As described above, the
歯車48が回転すると、それに連動して、順次、平歯車45、調整リング44が回転する。調整リング44は可動部41aの側面の一部に固定されているため、調整リング44が回転すると可動部41aが固定部41bに対して回転する。これにより、可動部41aが固定部41bに対して光軸Aの方向に移動するため、可動部41aの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ41のフォーカス調整が可能となる。なお、調整リング44と、平歯車45と、歯車48と、かさ歯車49と、ツマミ47とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、歯車48と、かさ歯車49とは、本発明に係る回転軸の直交する一対の歯車の代表的な一例である。
When the
このように、第1の実施の形態の変形例1では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、ギアの回転軸を直交変換するかさ歯車対を含む。これにより、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。 As described above, in the first modification of the first embodiment, the gear train that connects the adjustment ring that rotates integrally with the movable portion of the projection lens and the focus adjustment knob transforms the rotation axis of the gear orthogonally. Includes bevel gear pairs. Thereby, there exists an effect similar to 1st Embodiment.
〈第1の実施の形態の変形例2〉
第1の実施の形態の変形例2では、調整リングの回転軸とツマミの回転軸の両方に直交する回転軸を有するかさ歯車を用いる例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例2において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Modification 2 of the first embodiment>
Modification 2 of the first embodiment shows an example in which a bevel gear having a rotation axis orthogonal to both the rotation axis of the adjustment ring and the rotation axis of the knob is used. In the second modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiment is omitted.
図7Cは、図5の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の他の例を示す図(その2)である。図7Cでは、調整リング44が調整リング51に置換され、ウォーム歯車46がかさ歯車49及び52に置換されている点が図7Aと相違している。
FIG. 7C is a diagram (part 2) illustrating another example of the structure in the vicinity of the projection lens and the knob in FIG. 7C is different from FIG. 7A in that the
図7Cにおいて、可動部41aの側面の一部には調整リング51が固定されている。可動部41aは、固定部41bに対して移動可能に構成されており、調整リング51が回転すると、可動部41aは固定部41bに対して投射レンズ41の光軸Aの方向に移動する。調整リング51は、側面が円錐面である略円環状の部材であり、その円錐面には、歯列が形成されている。つまり、調整リング51は、かさ歯車として機能する。かさ歯車52は、両端部が略円錐台状とされた略円筒状の部材であり、両端部の円錐面には歯列が形成されている。調整リング51は、かさ歯車52及びかさ歯車49を介して、ツマミ47と連結している。
In FIG. 7C, an
調整リング51の円錐面は、かさ歯車52の一端部の円錐面に噛合し、かさ歯車対を構成している。歯車52の他端部の円錐面は、かさ歯車49の円錐面に噛合し、かさ歯車対を構成している。ツマミ47は、かさ歯車49に同心的に固定されており、かさ歯車49と一体的に回転可能に構成されている。なお、第1の実施の形態と同様に、ツマミ47は筐体20の側面に設けられ、スクリーン90に平行な平面内で回転可能に構成されている。
The conical surface of the
調整リング51は、調整リング51の略中心部を通り投射レンズ41の光軸Aと略平行な回転軸を中心に回転可能に構成されている。かさ歯車49は、かさ歯車49の略中心部を通りスクリーン90と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。かさ歯車52は、調整リング51の回転軸、及び、かさ歯車49の回転軸(=ツマミ47の回転軸)の両方と直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。
The
なお、調整リング51は、本発明に係る回転部及び第1の歯車の代表的な一例である。又、調整リング51と、かさ歯車52と、かさ歯車49と、ツマミ47とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、かさ歯車49は、本発明に係る第2の歯車の代表的な一例である。又、かさ歯車52は、本発明に係る第3の歯車の代表的な一例である。
The
このように、かさ歯車として機能する調整リング51と、かさ歯車52と、かさ歯車49とはギア列を構成し、調整リング51とツマミ47とを連結している。ツマミ47を、例えば手動でスクリーン90に平行な平面内で回転させると、ツマミ47と同心的に固定されているかさ歯車49がツマミ47と一体的に回転する。かさ歯車49が回転すると、それに連動して、かさ歯車52が回転し、更に調整リング51が回転する。この際、かさ歯車52の回転軸は、調整リング51の回転軸、及び、かさ歯車49の回転軸(=ツマミ47の回転軸)の両方と直交するため、回転方向が直交変換され、調整リング51はスクリーン90と垂直な平面内で回転する。
As described above, the
調整リング51は可動部41aの側面の一部に固定されているため、調整リング51が回転すると可動部41aが固定部41bに対して回転する。これにより、可動部41aが固定部41bに対して光軸Aの方向に移動するため、可動部41aの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ41のフォーカス調整が可能となる。
Since the
このように、第1の実施の形態の変形例2では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、調整リングの回転軸とツマミの回転軸の両方に直交する回転軸を有するかさ歯車を含む。これにより、ギアの回転軸は直交変換され、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。 As described above, in the second modification of the first embodiment, the gear train that connects the adjustment ring that rotates integrally with the movable portion of the projection lens and the focus adjustment knob includes the rotation shaft and the knob of the adjustment ring. A bevel gear having a rotation axis orthogonal to both of the rotation axes. As a result, the rotation axis of the gear is orthogonally transformed, and the same effect as in the first embodiment is obtained.
〈第1の実施の形態の変形例3〉
第1の実施の形態の変形例3では、調整リングとツマミとを連結するギア列において、ラックを用いてギアの回転軸を直交変換する例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例3において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Modification 3 of the first embodiment>
In the third modification of the first embodiment, an example is shown in which the rotation axis of the gear is orthogonally transformed using a rack in a gear train that connects the adjustment ring and the knob. Note that in the third modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiment will be omitted.
図7Dは、図5の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の他の例を示す図(その3)である。図7Dでは、平歯車45及びウォーム歯車46が、ラック53、ピニオン54、及びねじ歯車55に置換されている点が図7Aと相違している。
FIG. 7D is a diagram (No. 3) illustrating another example of the structure in the vicinity of the projection lens and the knob in FIG. 5. 7D is different from FIG. 7A in that the
図7Dにおいて、ラック53は、ピニオン54及び調整リング44に噛合している。ピニオン54は、ねじ歯車55に噛合している。ツマミ47は、ねじ歯車55に同心的に固定されており、ねじ歯車55と一体的に回転可能に構成されている。なお、第1の実施の形態と同様に、ツマミ47は筐体20の側面に設けられ、スクリーン90に平行な平面内で回転可能に構成されている。
In FIG. 7D, the
ピニオン54は、ピニオン54の略中心部を通り投射レンズ41の光軸Aと略平行な回転軸を中心に回転可能に構成されている。ねじ歯車55は、ねじ歯車55の略中心部を通りスクリーン90と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。つまり、ピニオン54の回転軸と、ねじ歯車55の回転軸とは、互いに直交する。ラック53は、ピニオン54の回転に応じてX方向に往復道可能に構成されている。
The
なお、調整リング44と、ラック53と、ピニオン54と、ねじ歯車55と、ツマミ47とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、ねじ歯車55は、本発明に係る第4の歯車の代表的な一例である。又、ピニオン54は、本発明に係る第5の歯車の代表的な一例である。又、ラック53は、本発明に係る第6の歯車の代表的な一例である。
The
このように、ラック53と、ピニオン54と、ねじ歯車55とはギア列を構成し、調整リング44とツマミ47とを連結している。ツマミ47を、例えば手動でスクリーン90に平行な平面内で回転させると、ツマミ47と同心的に固定されているねじ歯車55がツマミ47と一体的に回転する。ねじ歯車55が回転すると、それに連動して、ピニオン54が回転し、更にピニオン54の回転に伴ってラック53がX方向に移動する。ラック53がX方向に移動すると調整リング44が回転する。この際、調整リング44の回転軸及びピニオン54の回転軸と、ねじ歯車55の回転軸とは、互いに直交するため、回転方向が直交変換され、調整リング44はスクリーン90と垂直な平面内で回転する。
Thus, the
調整リング44は可動部41aの側面の一部に固定されているため、調整リング44が回転すると可動部41aが固定部41bに対して回転する。これにより、可動部41aが固定部41bに対して光軸Aの方向に移動するため、可動部41aの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ41のフォーカス調整が可能となる。
Since the
このように、第1の実施の形態の変形例3では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、互いに回転軸が直交するねじ歯車とピニオン、及びラックを含む。これにより、ギアの回転軸は直交変換され、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。 Thus, in the third modification of the first embodiment, the gear train that connects the adjustment ring that rotates integrally with the movable portion of the projection lens and the focus adjustment knob are screws whose rotation axes are orthogonal to each other. Includes gears, pinions, and racks. As a result, the rotation axis of the gear is orthogonally transformed, and the same effect as in the first embodiment is obtained.
〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、ツマミを画像投射装置の上面に配置する例を示す。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, an example in which the knob is arranged on the upper surface of the image projection apparatus will be described. In the second embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiments is omitted.
図8は、第2の実施の形態に係る画像投射装置を例示する斜視図である。図8を参照するに、画像投射装置10Cは、ツマミ47が上面に配置されている点が、画像投射装置10B(図5参照)と相違する。
FIG. 8 is a perspective view illustrating an image projection apparatus according to the second embodiment. Referring to FIG. 8,
図9は、図8の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の例を示す図である。図9では、可動部41aの側面の一部にはかさ歯車として機能する調整リング51が固定されている。歯車56は、かさ歯車と平歯車を一体化した構造をなすもので、歯車56のかさ歯車側(円錐面)は調整リング51の円錐面に噛合し、かさ歯車対を構成している。又、歯車56の平歯車側は平歯車57に噛合している。ツマミ47は、平歯車57に同心的に固定されており、平歯車57と一体的に回転可能に構成されている。なお、ツマミ47は筐体20の上面に設けられ、スクリーン90に平行な平面内で回転可能に構成されている。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the structure in the vicinity of the projection lens and the knob in FIG. In FIG. 9, an
歯車56及び平歯車57は、それぞれの略中心部を通りスクリーン90と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。つまり、調整リング51の回転軸は、歯車56の回転軸、及び、平歯車57の回転軸(=ツマミ47の回転軸)の両方と直交する。
The
このように、かさ歯車として機能する調整リング51と、かさ歯車と平歯車を一体化した構造をなす歯車56と、平歯車57とはギア列を構成し、調整リング51とツマミ47とを連結している。ツマミ47を、例えば手動でスクリーン90に平行な平面内で回転させると、ツマミ47と同心的に固定されている平歯車57がツマミ47と一体的に回転する。平歯車57が回転すると、それに連動して、歯車56が回転し、更に調整リング51が回転する。この際、歯車56の回転軸は、調整リング51の回転軸と直交するため、回転方向が直交変換され、調整リング51はスクリーン90と垂直な平面内で回転する。
Thus, the
調整リング51は可動部41aの側面の一部に固定されているため、調整リング51が回転すると可動部41aが固定部41bに対して回転する。これにより、可動部41aが固定部41bに対して光軸Aの方向に移動するため、可動部41aの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ41のフォーカス調整が可能となる。なお、調整リング51と、歯車56と、平歯車57と、ツマミ47とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、調整リング51と、歯車56とは、本発明に係る回転軸の直交する一対の歯車の代表的な一例である。
Since the
このように、第2の実施の形態では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、ギアの回転軸を直交変換するかさ歯車対を含む。これにより、ツマミを筐体の上面に設け、スクリーンと平行な平面内で回転させることにより、投射レンズのフォーカス調整が可能となる。その結果、フォーカス調整に伴って画像投射装置がスクリーンの方向に動く虞がなくなるため、フォーカス調整作業を安定化させることができる。以上、フォーカス調整について説明したが、同様の構成によりズーム調整を行う場合にも、同様の効果を奏する。なお、第1の実施の形態及びその変形例と同様のギア列を用いて、ツマミを筐体の上面に設け、スクリーンと平行な平面内で回転させることも可能である。 Thus, in the second embodiment, the gear train that connects the adjustment ring that rotates integrally with the movable portion of the projection lens and the focus adjustment knob is a bevel gear pair that orthogonally transforms the rotation axis of the gear. including. Accordingly, the focus of the projection lens can be adjusted by providing the knob on the upper surface of the casing and rotating the knob within a plane parallel to the screen. As a result, since there is no possibility that the image projection apparatus moves in the direction of the screen along with the focus adjustment, the focus adjustment work can be stabilized. The focus adjustment has been described above, but the same effect can be obtained when zoom adjustment is performed with the same configuration. It is also possible to provide a knob on the top surface of the housing using the same gear train as in the first embodiment and its modification, and rotate it in a plane parallel to the screen.
〈第3の実施の形態〉
第3の実施の形態では、2つのツマミを画像投射装置の側面に配置する例を示す。なお、第3の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
<Third Embodiment>
The third embodiment shows an example in which two knobs are arranged on the side surface of the image projection apparatus. In the third embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiments is omitted.
図10は、第3の実施の形態に係る画像投射装置を例示する斜視図である。図10を参照するに、画像投射装置10Dは、ツマミ47及び58が側面に配置されている点が、画像投射装置10B(図5参照)と相違する。
FIG. 10 is a perspective view illustrating an image projection apparatus according to the third embodiment. Referring to FIG. 10,
図11は、図10の投射レンズの構造の例を示す図である。図11では、可動部41aの側面の一部には調整リング44及び59が固定されている。調整リング44は、前述のようにフォーカス調整用のリングである。調整リング58は、ズーム調整用のリングである。つまり、可動部41aは、投射レンズ41のフォーカスを可変する第1の可動部(図示せず)と、投射レンズ41のズームを可変する第2の可動部(図示せず)とを含む。そして、調整リング44を回転させることにより第1の可動部(図示せず)が光軸Aに沿って移動してフォーカス調整が行われ、調整リング59を回転させることにより第2の可動部(図示せず)が光軸Aに沿って移動してズーム調整が行われる。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the structure of the projection lens of FIG. In FIG. 11, adjustment rings 44 and 59 are fixed to a part of the side surface of the
調整リング44は、第1のギア列(図示せず)を介してツマミ47と連結している。第1のギア列(図示せず)としては、第1の実施の形態及びその変形例並びに第2の実施の形態で例示したギア列の何れかを用いることができる。又、調整リング59は、第2のギア列(図示せず)を介してツマミ58と連結している。第2のギア列(図示せず)としては、第1の実施の形態及びその変形例並びに第2の実施の形態で例示したギア列の何れかを用いることができる。
The
このように、第3の実施の形態では、投射レンズにフォーカス調整用リング及びズーム調整用リングを設け、それぞれに対応するフォーカス調整用ツマミ及びズーム調整用ツマミを画像投射装置の側面に配置する。その際に、各リングと各ツマミとを第1の実施の形態及びその変形例並びに第2の実施の形態で例示した何れか一のギア列を介して連結する。このギア列は、各ツマミと各リングとの回転軸を互いに直交させる伝達機構であるから、各ツマミをスクリーンと平行な平面内で回転させることが可能となる。その結果、フォーカス調整やズーム調整に伴って画像投射装置がスクリーンの方向に動く虞がなくなるため、フォーカス調整作業やズーム調整作業を安定化させることができる。 As described above, in the third embodiment, the projection lens is provided with the focus adjustment ring and the zoom adjustment ring, and the corresponding focus adjustment knob and zoom adjustment knob are arranged on the side surface of the image projection apparatus. In that case, each ring and each knob are connected via any one gear train illustrated in the first embodiment, its modified example, and the second embodiment. Since this gear train is a transmission mechanism in which the rotation axes of the respective knobs and the respective rings are orthogonal to each other, the respective knobs can be rotated in a plane parallel to the screen. As a result, there is no possibility that the image projection apparatus moves in the direction of the screen in accordance with the focus adjustment or the zoom adjustment, so that the focus adjustment work or the zoom adjustment work can be stabilized.
なお、第2の実施の形態のように、フォーカス調整用ツマミ及びズーム調整用ツマミを画像投射装置の上面に配置しても構わない。 Note that, as in the second embodiment, the focus adjustment knob and the zoom adjustment knob may be arranged on the upper surface of the image projection apparatus.
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiment and its modification have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modification, and the above-described implementation is performed without departing from the scope described in the claims. Various modifications and substitutions can be added to the embodiment and its modifications.
例えば、第1の実施の形態及びその変形例、第2の実施の形態、並びに第3の実施の形態において、ギア列を構成するギアの種類、ギアの歯数、ギアの個数等は、前述の例示に限定されるものではなく、投射レンズとツマミとの距離や、ツマミを配置可能なスペースの大小等によって適宜に選択することができる。 For example, in the first embodiment and its modifications, the second embodiment, and the third embodiment, the types of gears constituting the gear train, the number of gear teeth, the number of gears, etc. are as described above. It is not limited to this example, and can be appropriately selected depending on the distance between the projection lens and the knob, the size of the space in which the knob can be placed, and the like.
又、ツマミは、必ずしも例示した円盤に限定されるものではなく、例えば、レバー等であっても構わない。この場合には、レバーの回転軸がスクリーンに垂直でレバーの動きがスクリーンに平行な面内になるようにすればよい。又、ツマミ部分にラック・ピニオン機構を用いて、ツマミをスライドタイプにすることも可能である。この場合には、ツマミのスライド方向がスクリーンに平行な面内方向になるようにすればよい。 Further, the knob is not necessarily limited to the illustrated disk, and may be a lever, for example. In this case, the rotation axis of the lever may be perpendicular to the screen and the movement of the lever may be in a plane parallel to the screen. It is also possible to make the knob a slide type by using a rack and pinion mechanism for the knob. In this case, the knob slide direction may be in-plane direction parallel to the screen.
又、各ツマミと各リングとの回転軸を互いに直交させる伝達機構は、必ずしもギアに限定されるものではなく、ベルト、チェーン、カム等を用いることもできる。或いは、それらを組み合わせても構わない。 Further, the transmission mechanism that makes the rotary shafts of the knobs and the rings orthogonal to each other is not necessarily limited to gears, and belts, chains, cams, and the like can also be used. Or they may be combined.
10、10A、10B、10C、10D 画像投射装置
20 筺体
30 画像形成素子
40、40A 投射光学系
41 投射レンズ
41a 可動部
41b 固定部
42 反射ミラー
43 曲面ミラー
44、51、59 調整リング
45、57 平歯車
46 ウォーム歯車
46a ねじ歯車
46b はす歯歯車
47、58 ツマミ
48、56 歯車
49、52 かさ歯車
53 ラック
54 ピニオン
55 ねじ歯車
60 照明光学系
61 光源
62 リフレクター
63、64 リレーレンズ
65 照度均一化手段
66 カラーホイール
70 分離手段
90 スクリーン
A 光軸
10, 10A, 10B, 10C, 10D
Claims (5)
前記投射光学系の少なくとも一部を収容し、前記投射光学系から前記被投射面に向かう投射光を透過させる筐体と、
前記可動部の前記光軸方向の位置を調整する手動調整手段と、を有し、
前記投射レンズからの出射光の光路上に反射光学素子を備え、
前記投射レンズは、前記筐体が載置された際に、載置面に対して光軸が鉛直となるように設置され、
前記手動調整手段は、前記筐体の上面又は側面から少なくとも一部が露出する調整部を含み、
前記調整部は、前記反射光学素子の反射光の光路上の前記被投射面に平行な平面内で可動して、前記可動部の前記光軸方向の位置を調整し、
前記投射レンズは、前記光軸と平行な回転軸に対して回転して前記可動部を前記光軸方向に移動させる回転部を有し、
前記回転部と前記調整部とは、伝達機構を介して連結されており、
前記回転部は第1の歯車であり、
前記伝達機構は、前記被投射面と直交する回転軸を有する第2の歯車と、前記第1の歯車と前記第2の歯車とを連結する第3の歯車と、を含み、
前記第3の歯車は、前記第1の歯車の回転軸と前記第2の歯車の回転軸の何れとも直交する回転軸を有することを特徴とする画像投射装置。 An image forming element that forms an image according to a modulation signal is irradiated with illumination light from a light source, and the image formed on the image forming element includes a fixed portion and a movable portion that can move in the optical axis direction. An image projection apparatus that projects an enlarged projection onto a projection surface by a projection optical system including a projection lens,
A housing that accommodates at least a part of the projection optical system and transmits projection light from the projection optical system toward the projection surface;
Manual adjustment means for adjusting the position of the movable part in the optical axis direction;
A reflective optical element is provided on the optical path of the outgoing light from the projection lens,
The projection lens is installed such that the optical axis is perpendicular to the placement surface when the casing is placed,
The manual adjustment means includes an adjustment unit that is at least partially exposed from an upper surface or a side surface of the housing,
The adjustment unit is movable in a plane parallel to the projection surface on the optical path of the reflected light of the reflection optical element, and adjusts the position of the movable unit in the optical axis direction ;
The projection lens has a rotation unit that rotates with respect to a rotation axis parallel to the optical axis and moves the movable unit in the optical axis direction.
The rotating part and the adjusting part are connected via a transmission mechanism,
The rotating part is a first gear;
The transmission mechanism includes a second gear having a rotation axis that is orthogonal to the projection surface, and a third gear that connects the first gear and the second gear,
The third gear, an image projection apparatus characterized by have a rotation axis with any orthogonal axis of rotation of said the rotational axis of the first gear second gear.
前記投射光学系の少なくとも一部を収容し、前記投射光学系から前記被投射面に向かう投射光を透過させる筐体と、
前記可動部の前記光軸方向の位置を調整する手動調整手段と、を有し、
前記投射レンズからの出射光の光路上に反射光学素子を備え、
前記投射レンズは、前記筐体が載置された際に、載置面に対して光軸が鉛直となるように設置され、
前記手動調整手段は、前記筐体の上面又は側面から少なくとも一部が露出する調整部を含み、
前記調整部は、前記反射光学素子の反射光の光路上の前記被投射面に平行な平面内で可動して、前記可動部の前記光軸方向の位置を調整し、
前記投射レンズは、前記光軸と平行な回転軸に対して回転して前記可動部を前記光軸方向に移動させる回転部を有し、
前記回転部と前記調整部とは、伝達機構を介して連結されており、
前記伝達機構は、前記被投射面と直交する回転軸を有する第4の歯車と、前記第4の歯車と噛合する前記光軸と平行な回転軸を有する第5の歯車と、前記第5の歯車の回転に応じて前記第5の歯車の回転軸と直交する方向に往復動する第6の歯車と、を含むことを特徴とする画像投射装置。 An image forming element that forms an image according to a modulation signal is irradiated with illumination light from a light source, and the image formed on the image forming element includes a fixed portion and a movable portion that can move in the optical axis direction. An image projection apparatus that projects an enlarged projection onto a projection surface by a projection optical system including a projection lens,
A housing that accommodates at least a part of the projection optical system and transmits projection light from the projection optical system toward the projection surface;
Manual adjustment means for adjusting the position of the movable part in the optical axis direction;
A reflective optical element is provided on the optical path of the outgoing light from the projection lens,
The projection lens is installed such that the optical axis is perpendicular to the placement surface when the casing is placed,
The manual adjustment means includes an adjustment unit that is at least partially exposed from an upper surface or a side surface of the housing,
The adjustment unit is movable in a plane parallel to the projection surface on the optical path of the reflected light of the reflection optical element, and adjusts the position of the movable unit in the optical axis direction ;
The projection lens has a rotation unit that rotates with respect to a rotation axis parallel to the optical axis and moves the movable unit in the optical axis direction.
The rotating part and the adjusting part are connected via a transmission mechanism,
The transmission mechanism includes a fourth gear having a rotation axis orthogonal to the projection surface, a fifth gear having a rotation axis parallel to the optical axis meshing with the fourth gear, and the fifth gear. And a sixth gear that reciprocates in a direction orthogonal to the rotation axis of the fifth gear according to the rotation of the gear .
前記手動調整手段は、前記複数の可動部のそれぞれの前記光軸方向の位置を調整する複数の調整部を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の画像投射装置。 The projection lens includes a plurality of movable parts,
3. The image projection apparatus according to claim 1, wherein the manual adjustment unit includes a plurality of adjustment units that adjust positions of the plurality of movable units in the optical axis direction. 4.
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