JP6036895B2 - 投写光学装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、投写光学装置、及び投写光学装置を備えたプロジェクターに関する。

従来、光源から射出される光（射出光）を画像情報に応じて光変調装置で変調し、投写光学装置で拡大投写するプロジェクターが知られている。なお、プロジェクターに用いられる一般的な投写光学装置は、複数のレンズ群を備え、複数のレンズ群はレンズ枠にそれぞれ収容されている。また、移動するレンズ枠にはカムピンが備えられている。レンズ枠は、カムピンと係合する直進溝を備えてレンズ枠を案内する案内筒の内部に移動可能に収容されている。また、レンズ枠を内部に収容した案内筒は、カムピンの移動を規定するカム溝を備えるカム筒の内部に収容されている。そして、各レンズ枠は、カム筒を光軸の周りに回動させることにより、カムピンが案内筒の直進溝とカム筒のカム溝との交点に誘導されることで、光軸方向に沿って移動する。これにより、投写光学装置は、投写画像のズーム調整やフォーカス調整を行っている。

また、プロジェクターには、スクリーン等の投写面に、近距離から広画角で投写するものがある。このようなプロジェクターでは、近距離で広画角な投写が可能な投写光学装置として、短焦点の投写光学装置が用いられている。なお、近年、近距離で広画角とするための投写光学系は、屈折光学系と共に、屈折・反射複合光学系が用いられている。

特許文献１では、固定レンズ部と可動レンズ部と凹面鏡とを用いた光学系において、斜め投射における斜め光束の光軸に対する傾きを小さくしつつ、鏡筒による結像光束のケラレを有効に防止する構成の投射結像光学系が開示されている。

特開２０１１−８５９２２号公報

従来の一般的な投写光学装置において、投写光学装置の小型化を図る目的で、例えば、カム筒を光軸方向に沿った方向で小型化しようとした場合、小型化するカム筒の内周面にはカム溝が形成される必要があり、複数のレンズ枠において、カムピンとレンズ群との設置位置が離れる構造となる。また、カムピンを有さず、案内筒などに固定されるレンズ枠を備えている場合にも、固定部とレンズ群との位置が離れる構造となる場合がある。これらの場合、隣り合うレンズ枠（隣り合うレンズ群）において互いに傾きが発生しやすくなるという課題がある。なお、傾きが発生した場合には、レンズ性能が低下するという課題もある。

また、屈折・反射複合光学系を用いた短焦点の投写光学装置において、投写光学装置の小型化を図る場合、反射光学系で反射された光の方向を屈折光学系における光軸方向に近づける（光軸に対する傾きを小さくする）ことが必要となり、反射された光を遮らないように、レンズの形状や位置、カムピンを備えるレンズ枠の形状などを考慮する必要がある。その場合、案内筒やカム筒などが、反射光を遮らないように、なるべくレンズ群の光の入射側に片寄らせて設置し、光軸方向に沿った方向で小型化することが必要となる。

従って、カムピン（または固定部）とレンズ群との設置位置が離れたレンズ枠の構成であっても、隣り合うレンズ枠の相互の傾きを防止することができる投写光学装置、および、この投写光学装置を備えたプロジェクターが要望されていた。

本発明は、上述した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、レンズ群とレンズ群を収容するレンズ枠とを複数備え、入射した画像の光を投写する投写光学装置であって、互いに隣り合う第１のレンズ群と第２のレンズ群、および第１のレンズ群を収容する第１のレンズ枠と第２のレンズ群を収容する第２のレンズ枠とを備え、第１のレンズ枠および第２のレンズ枠の少なくともいずれか一方は光軸に沿って移動可能であり、第１のレンズ枠は、第２のレンズ枠が内周側に挿入される第１の枠部を備え、第２のレンズ枠は、第１の枠部に挿入する第２の枠部を備え、第１の枠部と第２の枠部との隙間には、第１の枠部と第２の枠部とのいずれか一方に設置され、いずれか他方に対して摺動する弾性部材を備えていることを特徴とする。

このような投写光学装置によれば、互いに隣り合う第１のレンズ枠と第２のレンズ枠とにおいて、いずれか一方のレンズ枠は光軸に沿って移動可能である。そして、第１の枠部と、第１の枠部の内周側に挿入される第２の枠部との隙間には、弾性部材がいずれか一方の枠部に設置されて、いずれか他方の枠部に対して摺動する。これにより、カムピン（または固定部）とレンズ群との設置位置が離れたレンズ枠の構成であっても、所定の隙間を弾性部材により確保することができる。従って、第１のレンズ枠および第２のレンズ枠の少なくともいずれか一方が光軸に沿って移動する場合や、移動が終了した場合において、隣り合うレンズ枠の相互の傾きを防止することができる。

［適用例２］上記適用例に係る投写光学装置において、第１のレンズ枠と第２のレンズ枠とは、互いに独立して移動することが好ましい。

このような投写光学装置によれば、第１のレンズ枠と第２のレンズ枠とが、互いに独立して移動できるため、例えば、レンズ枠と係合する案内筒に備える直進溝、およびレンズ枠の移動を規定するカム筒に備えるカム溝に沿って、それぞれのレンズ枠を個別に移動させることができる。これにより、投写画像のズーム調整やフォーカス調整を行うことができる。

［適用例３］上記適用例に係る投写光学装置において、第１のレンズ群および第２のレンズ群は、フォーカスを調整する際に移動するレンズ群であることが好ましい。

このような投写光学装置によれば、第１のレンズ群および第２のレンズ群は、フォーカスを調整する際に移動するレンズ群で構成されることにより、短焦点の投写光学装置を実現することができる。

［適用例４］上記適用例に係る投写光学装置において、第２の枠部は円筒状に形成されると共に、外周面には凹形状の溝部が設置され、弾性部材は、リング状に形成されて溝部に設置されることが好ましい。

このような投写光学装置によれば、弾性部材は、リング状に形成され、第２の枠部の円筒状の外周面に設置される凹形状の溝部に設置される。このように、簡易な構造により、弾性部材が第２の枠部に設置でき、第１の枠部の内周面に対して摺動させることができる。

［適用例５］上記適用例に係る投写光学装置において、レンズ群から射出された光を反射させる反射光学系を備えていることが好ましい。

このような投写光学装置によれば、レンズ群から射出された光を反射させる反射光学系を備えていることにより、投写光学装置を、屈折・反射複合光学系として構成することができる。また、カムピン（または固定部）とレンズ群との設置位置が離れたレンズ枠の構成であっても、隣り合うレンズ枠の相互の傾きを防止することができることにより、案内筒やカム筒などを小型化することができ、小型の投写光学装置を実現することができる。

［適用例６］本適用例に係るプロジェクターは、上述したいずれかに記載の投写光学装置と、光を射出する光源装置と、光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、を備えていることを特徴とする。

このようなプロジェクターによれば、カムピン（または固定部）とレンズ群との設置位置が離れたレンズ枠の構成であっても、隣り合うレンズ枠の相互の傾きを防止することができる投写光学装置を備えているため、投写画像の品質を維持することができる。また、案内筒やカム筒などを小型化（投写光学装置を小型化）することができることで、プロジェクターの小型化を図ることができる。

本実施形態に係るプロジェクターの使用形態を示す斜視図。 プロジェクターの光学ユニットを模式的に示す図。 投写光学装置の斜視図。 投写光学装置の概断面図。 投写光学装置の分解斜視図。 投写光学装置の分解斜視図。 リング状弾性部材の動作を説明するための断面図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

〔実施形態〕

〔プロジェクター１の使用形態と動作〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の使用形態を示す斜視図である。なお、プロジェクター１には、本実施形態に係る投写光学装置５が備えられている。

本実施形態のプロジェクター１は、図１に示すように、壁面Ｗに設置される支持装置ＳＤに、底面１Ａが上側となるように支持されて設置される。また、投写面としてのスクリーンＳＣは、プロジェクター１の設置される壁面Ｗの下側で、プロジェクター１に近づいた位置に設置される。

プロジェクター１は、光源装置３１から射出された射出光を、画像情報に応じて光変調装置としての液晶パネル３５１で変調し、変調光を画像光として投写光学装置５（いずれも図２を参照）を介して拡大投写する装置である。なお、プロジェクター１は、投写光学装置５の反射ミラー７１（図２以降を参照）で反射された画像光（投写光）を底面１Ａの反対側からスクリーンＳＣに投写する。本実施形態のプロジェクター１は、スクリーンＳＣに対して近距離から大画面（広画角）で投写する、いわゆる短焦点型のプロジェクターとして構成されている。

〔プロジェクター１の光学ユニット３の構成と動作〕
図２は、プロジェクター１の光学ユニット３を模式的に示す図である。光学ユニット３は、制御部（図示省略）による制御に基づいて動作し、画像情報に応じて画像光を形成するものである。光学ユニット３は、図２に示すように、光源ランプ３１１およびリフレクター３１２を有する光源装置３１と、レンズアレイ３２１，３２２、偏光変換素子３２３、重畳レンズ３２４、および平行化レンズ３２５を有する照明光学装置３２とを備えている。また、光学ユニット３は、ダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を有する色分離光学装置３３と、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を有するリレー光学装置３４とを備えている。

また、光学ユニット３は、光変調装置としての３つの液晶パネル３５１（赤色光（Ｒ光）用の液晶パネルを３５１Ｒ、緑色光（Ｇ光）用の液晶パネルを３５１Ｇ、青色光（Ｂ光）用の液晶パネルを３５１Ｂとする）、３つの入射側偏光板３５２、３つの射出側偏光板３５３、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３５４を有する電気光学装置３５を備えている。また、光学ユニット３は、投写光学装置５と、各光学装置３１〜３５を収容する光学部品用筐体３６とを備えている。

光学ユニット３は、上述した構成により、光源装置３１から射出されて照明光学装置３２を介した光を、色分離光学装置３３でＲ光、Ｇ光、Ｂ光の３つの色光に分離する。また、分離された各色光は、各液晶パネル３５１で画像情報に応じてそれぞれ変調され、色光毎の変調光として形成される。色光毎の変調光は、クロスダイクロイックプリズム３５４に入射して画像光として合成され、投写光学装置５を介してスクリーンＳＣ（図１）等に拡大投写される。なお、上述した各光学装置３１〜３５については、種々の一般的なプロジェクターの光学系として利用されているため、具体的な説明を省略する。

〔投写光学装置５の概要〕
図３は、投写光学装置５の斜視図である。図４は、投写光学装置５の概断面図である。なお、図３は、投写光学装置５を反射ミラー７１（第２光学系７）の上方から第１光学系６（屈折光学系）を見た斜視図である。また、図３は、カバー５１Ｂと透光板５３の図示を省略している。図４は、投写光学装置５を光軸Ｃに沿った鉛直面で切断した図としている。

図５、図６は、投写光学装置５（投写光学ユニット５０）の分解斜視図である。なお、図５は、第１レンズ枠６１から第４レンズ枠６４までを図示している。図６は、第５レンズ枠６５、案内筒６７、およびカム筒６８を図示している。なお、図６では、図５と重なる部材（第４レンズ枠６４）も図示している。また、図６では、第６レンズ枠６６（第６レンズ群）および第６レンズ枠６６に関係する部材の図示を省略している。また、図５、図６では、第２光学系７、投写光学用筐体５１（筐体本体５１Ａ、カバー５１Ｂ）、透光板５３の図示を省略している。なお、これらの部材を除いた状態で組立てられたユニットを、以降では、投写光学ユニット５０と呼称して適宜使用する。
図３〜図６を参照して、投写光学装置５を構成する各部材の構成と動作を含めて投写光学装置５を説明する。

図３以降では、説明の便宜上、投写光学装置５の第１光学系６（屈折光学系）に画像光が入射する入射側を後側、第１光学系６から画像光が射出される射出側を前側とする。また、図３に示す図で、紙面の上方向を上側、下方向を下側とする。また、第１光学系６から画像光が射出される射出側に沿って見た場合の左右方向を左側、右側として適宜使用する。従って、図１において、投写光学装置５は、上下左右を逆転させた状態で設置されることになる。なお、これは、プロジェクター１の上下左右を逆転させた状態となる。

投写光学装置５は、図３、図４に示すように、投写光学系として、屈折光学系を構成する第１光学系６と、反射光学系を構成する第２光学系７とを併せた光学系として構成されている。本実施形態の投写光学装置５は、クロスダイクロイックプリズム３５４から射出された画像光を、第１光学系６で屈折させ、反射ミラー７１で構成される第２光学系７で反射させてスクリーンＳＣに投写する。投写光学装置５は、第１光学系６として、１つあるいは複数のレンズを１つのレンズ群とする複数のレンズ群を備えており、これらのレンズ群が光軸Ｃに沿って配置されている。なお、本実施形態の投写光学装置５は、短焦点の投写光学装置として構成され、第１光学系６は、入射する画像光をフォーカス調整する機能を有している。

投写光学装置５は、装置のベースとなる投写光学用筐体５１と、投写光学用筐体５１に収容される第１光学系６および第２光学系７と、反射ミラー７１で反射された反射光（投写光）を透過する透光板５３とを備えて概略構成されている。また、投写光学用筐体５１は、第１光学系６および第２光学系７を収容する筐体本体５１Ａと、筐体本体５１Ａの上部を覆うと共に透光板５３を保持するカバー５１Ｂとを備えている。

第１光学系６は、案内筒６７、カム筒６８、および光軸Ｃに沿って前側から順に配置される第１レンズ群Ｌ１〜第６レンズ群Ｌ６と、対応するレンズ群Ｌ１〜Ｌ６をそれぞれ保持する第１レンズ枠６１〜第６レンズ枠６６と、を備えている。また、第２光学系７は、非球面の反射ミラー７１を備えている。

投写光学装置５は、第１光学系６で、第６レンズ群Ｌ６から入射した画像光を光学的に処理した後、第１レンズ群Ｌ１から第２光学系７の反射ミラー７１に射出し、射出された画像光を反射ミラー７１で反射して第１レンズ群Ｌ１の上方向に投写光として射出する。なお、第１レンズ群Ｌ１が、反射ミラー７１に光を射出する第１光学系６の最前段となる。

投写光学用筐体５１の筐体本体５１Ａは、入射側端部に配置されるフランジ５１１と、フランジ５１１から前側に延設する第１収容部５１２と、第１収容部５１２に延設して前側に拡がる第２収容部５１３とで構成されている。フランジ５１１には、平面視矩形状に形成され、電気光学装置３５が後端面に固定される。また、フランジ５１１の中央部には、挿通穴５１１１を有して、第６レンズ群Ｌ６を保持する第６レンズ枠６６の後側が挿通される。

第１収容部５１２は、図３に示すように、概円筒状で、中心軸を境に上側が切り取られた概ね半円筒状に形成され、内部に第１光学系６が収容される。また、第１収容部５１２の上端部で、前側と後側、および第２収容部５１３の上端部の前側には、投写光学装置５をプロジェクター１内部の固定部材（図示省略）に固定するための固定部５１２１が左右方向に延出して形成されている。

第２収容部５１３は、前側に拡がる筒状で、中心軸を境に上側が切り取られた概ね半円筒状（半円錐台形状）に形成される。第２収容部５１３の前側端部５１３１は開口され、反射ミラー７１が前側端部５１３１の近くの内面に設置される。

投写光学用筐体５１のカバー５１Ｂは、図４に示すように、筐体本体５１Ａの上部で、第２収容部５１３の前側端部５１３１から第１収容部５１２の前側中ほどまでを覆うように設置される。カバー５１Ｂは、反射ミラー７１で反射された投写光を透過させる矩形状の透明な透光板５３を、投写光束の中心を結んだ線である投写光軸に略垂直となる角度で保持する透光板保持部５２１と、透光板５３を透過した投写光を遮らない角度で形成される傾斜部５２２とを備えて概ね構成されている。また、カバー５１Ｂは、筐体本体５１Ａの上端部にネジ固定される。なお、カバー５１Ｂを筐体本体５１Ａに固定することにより、第１光学系６から射出された光などの外部への漏れを防ぐことができる。

以降では、図３〜図６を参照して、投写光学ユニット５０を構成する各部材の構成を説明する。
〔第１レンズ群Ｌ１、第１レンズ枠６１の構成〕
第１レンズ群Ｌ１は、図４、図５に示すように、非球面レンズとなるレンズＬ１１と、球面レンズとなるレンズＬ１２とで構成され、光軸Ｃの上側で、所定の位置で光軸Ｃに水平に切断されている。第１レンズ枠６１は、レンズＬ１１を保持する保持部６１１と、レンズＬ１２を保持する保持部６１２とを備えている。レンズＬ１１は、保持部６１１の前側から挿入し、レンズＬ１１の外周部の３カ所を保持片６１３により保持してネジＳＣ１０（図３）により固定する。レンズＬ１２は、保持部６１２の後側から挿入し、レンズＬ１２の外周部を熱カシメにより保持する。

なお、保持部６１１の外周面には、光軸Ｃに交差する方向に延出する固定部６１１１が形成されている。固定部６１１１には、ネジＳＣ１１（図３）を挿通する孔部６１１２が形成されている。第１レンズ群Ｌ１（第１レンズ枠６１）は、第１光学系６の中で、固定されるレンズ群である。そして、第１レンズ群Ｌ１を固定する場合、固定部６１１１を介して、第１レンズ枠６１を案内筒６７に固定する。

〔第２レンズ群Ｌ２、第２レンズ枠６２の構成〕
第２レンズ群Ｌ２は、非球面レンズとなるレンズＬ２１で構成され、光軸Ｃの上側で、所定の位置で光軸Ｃに水平に切断されている。第２レンズ枠６２は、レンズＬ２１を保持する保持部６２１とカムピン６２Ｐとを備えている。保持部６２１は、概ね円筒状に形成される。なお、保持部６２１の前側の外周面上部には、カバー５１Ｂの傾斜部５２２に合せて傾斜部６２２が形成されている。保持部６２１の前側端部には、レンズＬ２１を前側から収容する収容部６２３が形成されている。

なお、カムピン６２Ｐは、保持部６２１の後側端部周辺の外周面から光軸Ｃに交差する方向で外側に突出して形成されている。カムピン６２Ｐは、光軸Ｃを中心とする円周方向に１２０°の等間隔で３つ形成されている。カムピン６２Ｐは、円柱状で先端部が細くなるテーパ状に形成されている。

〔第３レンズ群Ｌ３、第３レンズ枠６３の構成〕
第１のレンズ群としての第３レンズ群Ｌ３は、球面レンズとなるレンズＬ３１で構成される。第１のレンズ枠としての第３レンズ枠６３は、レンズＬ３１を保持する円筒状に形成される保持部６３１と３つのカムピン６３Ｐとを備えている。保持部６３１の前側には、円筒状に形成され、後述する第１の枠部としての第１枠部６３２が形成されている。また、第１枠部６３２の前側端部には、レンズＬ３１を前側から収容する収容部６３３が形成されている。レンズＬ３１は、収容部６３３に熱カシメにより保持される。なお、カムピン６３Ｐは、カムピン６２Ｐと同様に形成されている。

〔第４レンズ群Ｌ４、第４レンズ枠６４の構成〕
第２のレンズ群としての第４レンズ群Ｌ４は、球面レンズとなるレンズＬ４１で構成される。第２のレンズ枠としての第４レンズ枠６４は、レンズＬ４１を保持する円筒状に形成される保持部６４１と３つのカムピン６４Ｐとを備えている。保持部６４１の前側には、円筒状に形成され、後述する第２の枠部となる第２枠部６４２が形成されている。また、第２枠部６４２の前側端部には、レンズＬ４１を前側から収容する収容部６４３が形成されている。また、第２枠部６４２の外周面で、前側の縁部には、周方向に所定の径で凹形状に形成される溝部６４４が形成されている。なお、レンズＬ４１は、収容部６４３に熱カシメにより保持される。そして、カムピン６４Ｐは、カムピン６２Ｐと同様に形成されている。

溝部６４４には、弾性部材としてのリング状弾性部材８が設置される。リング状弾性部材８は、概ね断面形状が円形のリング状に形成されている。また、リング状弾性部材８は、ゴム部材で構成されており、溝部６４４の所定の径より若干小さい径で形成されている。リング状弾性部材８は、溝部６４４に嵌め込まれることにより、溝部６４４を中心方向に押圧する状態で、第２枠部６４２に設置される。

〔第５レンズ群Ｌ５、第５レンズ枠６５の構成〕
第５レンズ群Ｌ５は、図６に示すように、球面レンズとなるレンズＬ５１で構成される。第５レンズ枠６５は、レンズＬ５１を保持する円筒状に形成される保持部６５１を備えている。保持部６５１の前側端部には、レンズＬ５１を前側から収容する収容部６５２が形成されている。レンズＬ５１は、収容部６５２に熱カシメにより保持される。また、保持部６５１の後側端部の外周面には、光軸Ｃに交差する方向に所定の径で延出するフランジ６５３が形成されている。第５レンズ群Ｌ５（第５レンズ枠６５）は、第１光学系６の中で、固定されるレンズ群である。そして、第５レンズ群Ｌ５を固定する場合、フランジ６５３を介して、第５レンズ枠６５を案内筒６７に固定する。

〔第６レンズ群Ｌ６、第６レンズ枠６６の構成〕
第６レンズ群Ｌ６は、図４に示すように、レンズＬ６１〜レンズＬ７０の１０個のレンズで構成される。なお、図４では、レンズＬ６１，Ｌ７０のみ符号を付記し、他のレンズは符号の付記を省略している。第６レンズ枠６６は、絞りを備えており、絞りを中心として２つに分割して構成されている。そして、分割した枠に対応するレンズをそれぞれ設置した後、分割された一方の枠を回動させて光軸調整（調芯）を行う。その後、分割した枠を接着剤で固定して一体とさせる。

〔案内筒６７の構成〕
案内筒６７は、図３、図４、図６に示すように、前側円筒部６７１と後側円筒部６７２とで構成されている。後側円筒部６７２の側面には、前側から後側に向けて光軸Ｃの方向に沿って切り欠かれた直進溝６７２１が貫通して形成されている。なお、直進溝６７２１は、後側円筒部６７２の側面で、光軸Ｃを中心とする円周方向に１２０°の等間隔で３つ形成されている。

後側円筒部６７２の後端部には、第６レンズ枠６６を挿嵌して固定する固定部６７２２が形成されている。また、後側円筒部６７２の後側端部と、固定部６７２２との段差部となる側面部６７２３には、第５レンズ枠６５が固定される。

前側円筒部６７１は、反射ミラー７１からの投写光に干渉しないように形成されたカバー５１Ｂの傾斜部５２２に合せて、上部を切欠いた切欠き部６７１１が形成されている。前側円筒部６７１は、図４に示すように、後側円筒部６７２から前側に飛び出る形態となる第２レンズ枠６２から第４レンズ枠６４の外周側を概ね覆う。

前側円筒部６７１の前側端部には、光軸Ｃに交差する方向に延出する固定部６７１２が形成されている。固定部６７１２には、第１レンズ枠６１を案内筒６７（固定部６７１２）に固定するネジ孔６７１３が形成されている。また、固定部６７１２の下端部には、前方向に延出する固定部６７１４が形成されており、案内筒６７は、この固定部６７１４により、筐体本体５１Ａの内部にネジＳＣ１３（図４）で固定される。

〔カム筒６８の構成〕
カム筒６８は、円筒状に形成される保持部６８１で構成されている。カム筒６８は、保持部６８１の内側に案内筒６７の後側円筒部６７２が挿嵌され、案内筒６７に対して光軸Ｃを中心として回動可能となっている。カム筒６８は、保持部６８１の内周面に、前側端部から後側端部に向けて光軸Ｃの方向に沿って形成された案内溝６８２と、所定の経路で形成されて第２レンズ群Ｌ２〜第４レンズ群Ｌ４の移動動作を規定するカム溝６８３，６８４，６８５とが形成されている。なお、案内溝６８２と、カム溝６８３，６８４，６８５は、保持部６８１の内周面に、光軸Ｃを中心とする円周方向に１２０°に等間隔で３つ形成されている。

保持部６８１の外周面には、レバー部材（図示省略）を固定する固定部６８６が形成されている。フォーカス調整を行う場合には、光軸Ｃを中心にレバー部材を回動させることにより、カム筒６８を案内筒６７に対して回動させて調整することができる。

図７は、リング状弾性部材８の動作を説明するための断面図であり、図７（ａ）は、第３レンズ群Ｌ３に第４レンズ群Ｌ４が最も近づいた状態でのリング状弾性部材８を示し、図７（ｂ）は、第３レンズ群Ｌ３から第４レンズ群Ｌ４が最も離間した状態でのリング状弾性部材８を示している。なお、図７は、案内筒６７、カム筒６８、および第３レンズ枠６３〜第５レンズ枠６５の要部を示している。
図４〜図７を参照して、最初に、案内筒６７と、第１レンズ枠６１〜第５レンズ枠６５との組立て方を説明する。

〔案内筒６７と第５レンズ枠６５との組立て〕
組立ては、最初に、案内筒６７に第５レンズ枠６５を組立てる。図４〜図６に示すように、案内筒６７に対して前側から第５レンズ枠６５を挿入する。そして、第５レンズ枠６５のフランジ６５３を、側面部６７２３の内面に当接させる。次に、ネジＳＣ１２（図４）を側面部６７２３の外面側から挿通してフランジ６５３のネジ孔（図示省略）に螺合させ、フランジ６５３を側面部６７２３に固定する。

〔案内筒６７と第４レンズ枠６４との組立て〕
案内筒６７へ第５レンズ枠６５を組立てた後、案内筒６７へ第４レンズ枠６４を組立てる。詳細には、第４レンズ枠６４の３つのカムピン６４Ｐを、案内筒６７の３つの直進溝６７２１に、前側からそれぞれ係合させ、案内筒６７の後側円筒部６７２の内面側で、第５レンズ枠６５の保持部６５１の外周面との隙間に第４レンズ枠６４の第２枠部６４２を挿入することで組立てる。

〔案内筒６７と第３レンズ枠６３との組立て〕
案内筒６７へ第４レンズ枠６４を組立てた後、案内筒６７へ第３レンズ枠６３を組立てる。詳細には、第３レンズ枠６３の３つのカムピン６３Ｐを、案内筒６７の３つの直進溝６７２１に、前側からそれぞれ係合させ、案内筒６７の後側円筒部６７２の内面側で、第４レンズ枠６４の第２枠部６４２の外周面との隙間に第３レンズ枠６３の第１枠部６３２を挿入することで組立てる。

〔案内筒６７と第２レンズ枠６２との組立て〕
案内筒６７へ第３レンズ枠６３を組立てた後、案内筒６７へ第２レンズ枠６２を組立てる。詳細には、第２レンズ枠６２の３つのカムピン６２Ｐを、案内筒６７の３つの直進溝６７２１に、前側からそれぞれ係合させ、案内筒６７の後側円筒部６７２の内面側で、第３レンズ枠６３の第１枠部６３２の外周面との隙間に第２レンズ枠６２の保持部６２１を挿入することで組立てる。

〔案内筒６７と第１レンズ枠６１との組立て〕
案内筒６７へ第２レンズ枠６２を組立てた後、案内筒６７へ第１レンズ枠６１を組立てる。詳細には、第１レンズ枠６１の固定部６１１１を、案内筒６７の先端部となる固定部６７１２に前側から当接させる。次に、ネジＳＣ１１を前側から孔部６１１２（固定部６１１１）に挿通してネジ孔６７１３（固定部６７１２）に螺合させることで組立てる。

以上の組立てにより、第２レンズ枠６２、第３レンズ枠６３、第４レンズ枠６４は、案内筒６７に、カムピン６２Ｐ，６３Ｐ，６４Ｐが係合されて保持された状態となる。また、カムピン６２Ｐ，６３Ｐ，６４Ｐの先端部は、案内筒６７の直進溝６７２１から突出した状態となる。
以上により、案内筒６７と、第１レンズ枠６１〜第５レンズ枠６５との組立てが終了する。

次に、案内筒６７とカム筒６８との組立て方を説明する。
〔案内筒６７とカム筒６８との組立て〕
案内筒６７をカム筒６８に組立てるには、案内筒６７に係合して保持される第２レンズ枠６２、第３レンズ枠６３、第４レンズ枠６４の突出するカムピン６２Ｐ，６３Ｐ，６４Ｐの先端部を、カム筒６８の内周面に形成される案内溝６８２に案内して、案内筒６７をカム筒６８の前側から後側に挿入する。これにより、案内筒６７の後側円筒部６７２がカム筒６８に挿嵌される。

この状態で、案内筒６７に対して光軸Ｃを中心としてカム筒６８を回動することにより、カムピン６２Ｐ，６３Ｐ，６４Ｐは、直進溝６７２１とカム溝６８３，６８４，６８５との交点にそれぞれ誘導されることで光軸Ｃ方向に沿って移動する。

次に、案内筒６７と第６レンズ枠６６との組立て方を説明する。
〔案内筒６７と第６レンズ枠６６との組立て〕
第６レンズ群Ｌ６を収容した第６レンズ枠６６は、上述したように、単独で、光軸調整（調芯）を行う。その後、接着剤で固定して一体とさせる。また、第６レンズ枠６６（第６レンズ群Ｌ６）は、案内筒６７に対して回動することにより、移動可能な第２レンズ枠６２（第２レンズ群Ｌ２）から第４レンズ枠６４（第４レンズ群Ｌ４）に対する位置を調整（バックフォーカス調整）することができる。なお、バックフォーカス調整は、第６レンズ枠６６を回動させるための部材（説明は省略する）を介して、第６レンズ枠６６の前側部分を案内筒６７の固定部６７２２に後側から挿嵌して行う。なお、バックフォーカス調整が終了した場合、第６レンズ枠６６は、調整した回動量を保った状態で、案内筒６７の固定部６７２２（図６）に固定部材（説明は省略する）を介して固定される。
以上の組立てにより、投写光学ユニット５０が完成する。

図７を参照して、リング状弾性部材８の動作に関して説明する。
〔リング状弾性部材８の動作〕
リング状弾性部材８は、上述したように、第４レンズ枠６４の第２枠部６４２の外周面に形成された溝部６４４に設置されている。そして、第３レンズ枠６３を案内筒６７に組立てた場合、リング状弾性部材８は、第３レンズ枠６３の第１枠部６３２の内周面に当接して第１枠部６３２の内周面を押圧した状態となる。

詳細には、図７に示すように、第３レンズ枠６３の第１枠部６３２の内周面には、リング状弾性部材８が摺動する領域部分が一段内側に突出する当接面部６３２１が形成されている。そして、リング状弾性部材８は、この当接面部６３２１の面に当接して当接面部６３２１（第１枠部６３２）を押圧する。なお、当接面部６３２１は、加工精度を向上させることにより、リング状弾性部材８が滑らかに摺動できるようにしている。

上述したように、図７（ａ）は、カム筒６８を回動して、第３レンズ群Ｌ３に第４レンズ群Ｌ４が最も近づいた状態を示しており、リング状弾性部材８は当接面部６３２１の前側に当接している。また、図７（ｂ）は、カム筒６８を回動して、第３レンズ群Ｌ３から第４レンズ群Ｌ４が最も離間した状態を示しており、リング状弾性部材８は当接面部６３２１の後側に当接している。このように、カム筒６８の回動により、リング状弾性部材８は、当接面部６３２１の前側から後側までを摺動し、カム筒６８の回動範囲内では、常に当接面部６３２１を押圧した状態となる。

このリング状弾性部材８の動作により、カム筒６８が回動することで、第４レンズ枠６４と第３レンズ枠６３とが光軸Ｃに沿って移動する場合、第４レンズ枠６４の第２枠部６４２と、第３レンズ枠６３の第１枠部６３２（正確には当接面部６３２１）との所定の隙間を一定に確保しながら移動する。また、移動後もこの隙間を一定に維持した状態となる。

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の投写光学装置５によれば、互いに隣り合う第１のレンズ枠（第３レンズ枠６３）と第２のレンズ枠（第４レンズ枠６４）とにおいて、第１枠部６３２と、第１枠部６３２の内周側に挿入される第２枠部６４２との隙間には、弾性部材としてのリング状弾性部材８が第２枠部６４２に設置されて、第１枠部６３２の内周面（詳細には当接面部６３２１）に対して摺動する。これにより、第３レンズ枠６３がカムピン６３Ｐと第３レンズ群Ｌ３との設置位置が離れた構成、および第４レンズ枠６４がカムピン６４Ｐと第４レンズ群Ｌ４との設置位置が離れた構成であっても、所定の隙間をリング状弾性部材８により確保することができる。従って、第３レンズ枠６３および第４レンズ枠６４が光軸Ｃに沿って移動する場合や、移動が終了した場合において、第３レンズ枠６３および第４レンズ枠６４の相互の傾きを防止することができる。そして、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４の傾きを防止できることにより、レンズ性能を維持でき、投写光学装置５の光学性能を維持することができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、第３レンズ枠６３と第４レンズ枠６４とが、互いに独立して移動できるため、第３レンズ枠６３および第４レンズ枠６４と係合する案内筒６７に備える直進溝６７２１、および第３レンズ枠６３および第４レンズ枠６４の移動を規定するカム筒６８に備えるカム溝６８４，６８５に沿ってそれぞれのレンズ枠を個別に移動させることができる。これにより、投写画像のフォーカス調整を行うことができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、弾性部材としてのリング状弾性部材８は、リング状に形成され、第２枠部６４２の円筒状の外周面に設置される凹形状の溝部６４４に設置される。このように、簡易な構造により、弾性部材が第２枠部６４２に設置でき、第１枠部６３２の内周面に対して摺動させることができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、屈折光学系（第１光学系６）から射出された光を反射させる反射光学系（第２光学系７）を備えていることにより、投写光学装置５を、屈折・反射複合光学系として構成することができる。また、本実施形態では、カムピン６３Ｐと第３レンズ群Ｌ３との設置位置が離れた第３レンズ枠６３、および、カムピン６４Ｐと第４レンズ群Ｌ４との設置位置が離れた第４レンズ枠６４の構成であっても、隣り合う第３レンズ枠６３と第４レンズ枠６４との相互の傾きを防止することができることにより、案内筒６７やカム筒６８などを小型化することができ、小型の投写光学装置５を実現することができる。

本実施形態の投写光学装置５によれば、第１のレンズ群としての第３レンズ群Ｌ３、および第２のレンズ群としての第４レンズ群Ｌ４は、フォーカスを調整する際に移動するレンズ群で構成されていることにより、短焦点の投写光学装置５を実現することができる。

本実施形態のプロジェクター１によれば、カムピン６３Ｐと第３レンズ群Ｌ３との設置位置が離れた第３レンズ枠６３、および、カムピン６４Ｐと第４レンズ群Ｌ４との設置位置が離れた第４レンズ枠６４の構成であっても、隣り合う第３レンズ枠６３と第４レンズ枠６４との相互の傾きを防止することができる投写光学装置５を備えている。これにより、投写画像の品質を維持することができる。また、案内筒６７やカム筒６８などを小型化（投写光学装置５を小型化）することができることで、プロジェクター１の小型化を図ることができる。

なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良などを加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。

本実施形態の投写光学装置５において、弾性部材としてのリング状弾性部材８は、第４レンズ枠６４の第２枠部６４２に設置されている。しかし、これに限られず、リング状弾性部材８を第３レンズ枠６３の第１枠部６３２に設置（詳細には、第１枠部６３２の内周面に設置）し、第４レンズ枠６４の第２枠部６４２の外周面を摺動させる構成としてもよい。

本実施形態の投写光学装置５において、第３レンズ枠６３（カムピン６３Ｐと第３レンズ群Ｌ３との設置位置が離れたレンズ枠）と、第４レンズ枠６４（カムピン６４Ｐと第４レンズ群Ｌ４との設置位置が離れたレンズ枠）とに対して、弾性部材としてのリング状弾性部材８を用いている。しかし、これに限られず、第２レンズ枠６２（カムピン６２Ｐと第２レンズ群Ｌ２との設置位置が離れたレンズ枠）と、隣接する第３レンズ枠６３（カムピン６３Ｐと第３レンズ群Ｌ３との設置位置が離れたレンズ枠）とに対して、弾性部材としてのリング状弾性部材８を用いてもよい。詳細には、第２レンズ枠６２の保持部６２１と第３レンズ枠６３の第１枠部６３２との隙間にリング状弾性部材８を用いることでもよい。これにより、第２レンズ枠６２と第３レンズ枠６３との相互の傾きを防止することができる。

本実施形態の投写光学装置５において、第３レンズ枠６３（カムピン６３Ｐと第３レンズ群Ｌ３との設置位置が離れたレンズ枠）と、第４レンズ枠６４（カムピン６４Ｐと第４レンズ群Ｌ４との設置位置が離れたレンズ枠）とに対して、弾性部材としてのリング状弾性部材８を用いている。しかし、これに限られず、第５レンズ枠６５（固定部としてのフランジ６５３と第５レンズ群Ｌ５との設置位置が離れたレンズ枠）と、隣接する第４レンズ枠６４（カムピン６４Ｐと第４レンズ群Ｌ４との設置位置が離れたレンズ枠）とに対して、弾性部材としてのリング状弾性部材８を用いてもよい。この場合、第５レンズ枠６５は、フランジ６５３が案内筒６７に固定されることにより、第５レンズ枠６５は案内筒６７に固定され、第４レンズ枠６４が移動する構成となる。この場合、例えば、第５レンズ枠６５の保持部６５１の外周面にリング状弾性部材８を設置し、第４レンズ枠６４の第２枠部６４２の内周面を摺動させるようにしてもよい。このような場合にも、第５レンズ枠６５に対して第４レンズ枠６４の傾きを防止することができる。

前記実施形態の投写光学装置５において、弾性部材としてのリング状弾性部材８は、リング状で、断面形状が円形状に形成されている。しかし、断面形状は円形状に限定されない。例えば、半円形状であってもよい。

前記実施形態の投写光学装置５において、リング状弾性部材８（弾性部材）は、リング状に形成され、光軸Ｃを中心とする外周面に設置されている。しかし、弾性部材は、リング状に形成されることには限定されない。例えば、弾性部材として、光軸Ｃに直交する方向の断面が半円形状で、光軸Ｃ方向に延びる形状の弾性部材を、光軸Ｃを中心とする外周面に所定のピッチとなるように複数設置することでもよい。また、平面視で球面形状を有する弾性部材を、光軸Ｃを中心とする外周面に所定のピッチとなるように複数設置し、この球面形状の領域が、相対する枠部を摺動することでもよい。

前記実施形態の投写光学装置５において、リング状弾性部材８は、第２枠部６４２の凹形状の溝部６４４に嵌め込まれて設置されている。しかし、リング状弾性部材８は、第２枠部６４２の外周面に接着して設置することでもよい。

前記実施形態の投写光学装置５において、リング状弾性部材８（弾性部材）にフッ素材料などを潤滑材料としてコーティングすることで、摺動を滑らかに行わせることでもよい。

前記実施形態の投写光学装置５において、リング状弾性部材８（弾性部材）を構成する材料として、ゴム部材の他、自己潤滑性の高い、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）などの合成樹脂部材などを用いることでもよい。また、弾性部材として、金属のばね部材を用いることでもよい。

前記実施形態のプロジェクター１は、図１に示すように、支持装置ＳＤを介して底面１Ａが上側となるように壁面Ｗに設置され、プロジェクター１の下側に設置されるスクリーンＳＣに投写画像を投写している。しかし、プロジェクター１の設置の仕方は限定されず、天井面や床面や机上面等に設置して、壁面Ｗに設置されるスクリーンＳＣに投写してもよい。また、プロジェクター１を机上面に設置して、同じ机上面に投写させることでもよい。

前記実施形態のプロジェクター１において、電気光学装置３５は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に対応する３つの光変調装置を用いるいわゆる３板方式を採用している。しかし、これに限られず、単板方式の光変調装置を採用してもよい。また、コントラストを向上させるための光変調装置を追加して採用してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１において、電気光学装置３５は、透過型の光変調装置（透過型の液晶パネル３５１）を採用している。しかし、これに限られず、反射型の光変調装置を採用してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１において、電気光学装置３５は、光変調装置として液晶パネル３５１を採用している。しかし、これに限られず、一般に、入射光束を画像信号に基づいて変調するものであればよく、例えば、マイクロミラー型の光変調装置など、他の方式の光変調装置を採用することができる。なお、マイクロミラー型の光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を採用することができる。

前記実施形態のプロジェクター１において、光学ユニット３は、光源装置３１から射出された光束の照度を均一化する照明光学装置３２として、レンズアレイ３２１，３２２からなるレンズインテグレーター光学系を採用している。しかし、これに限定されるものではなく、導光ロッドからなるロッドインテグレーター光学系も採用することができる。

前記実施形態のプロジェクター１の光学ユニット３において、光源装置３１の光源ランプ３１１は、超高圧水銀ランプなどの放電式ランプを採用しているが、レーザーダイオード、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、シリコン発光素子などの各種固体発光素子を採用してもよい。

１…プロジェクター、５…投写光学装置、６…第１光学系（屈折光学系）、７…第２光学系（反射光学系）、８…リング状弾性部材（弾性部材）、３１…光源装置、６２Ｐ，６３Ｐ，６４Ｐ…カムピン、６３…第３レンズ枠（第１のレンズ枠）、６４…第４レンズ枠（第２のレンズ枠）、６７…案内筒、６８…カム筒、７１…反射ミラー、３５１…液晶パネル（光変調装置）、６３２…第１枠部（第１の枠部）、６４２…第２枠部（第２の枠部）、６４４…溝部、６８２…案内溝、６８３，６８４，６８５…カム溝、６３２１…当接面部、６７２１…直進溝、Ｌ３…第３レンズ群（第１のレンズ群）、Ｌ４…第４レンズ群（第２のレンズ群）、Ｃ…光軸。

Claims (6)

1. レンズ群と前記レンズ群を収容するレンズ枠とを複数備え、入射した画像の光を投写する投写光学装置であって、
   互いに隣り合う第１のレンズ群と第２のレンズ群、および前記第１のレンズ群を収容する第１のレンズ枠と前記第２のレンズ群を収容する第２のレンズ枠とを備え、
   前記第１のレンズ枠および前記第２のレンズ枠の少なくともいずれか一方は光軸に沿って移動可能であり、
   前記第１のレンズ枠は、前記第２のレンズ枠が内周側に挿入される第１の枠部を備え、
   前記第２のレンズ枠は、前記第１の枠部に挿入する第２の枠部を備え、
   前記第１の枠部と前記第２の枠部との隙間には、前記第１の枠部と前記第２の枠部とのいずれか一方に設置され、いずれか他方に対して摺動する弾性部材を備えていることを特徴とする投写光学装置。
2. 請求項１に記載の投写光学装置であって、
   前記第１のレンズ枠と前記第２のレンズ枠とは、互いに独立して前記光軸に沿って移動することを特徴とする投写光学装置。
3. 請求項２に記載の投写光学装置であって、
   前記第１のレンズ群および前記第２のレンズ群は、フォーカスを調整する際に移動するレンズ群であることを特徴とする投写光学装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の投写光学装置であって、
   前記第２の枠部は円筒状に形成されると共に、外周面には凹形状の溝部が設置され、
   前記弾性部材は、リング状に形成されて前記溝部に設置されることを特徴とする投写光学装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の投写光学装置であって、
   前記レンズ群から射出された光を反射させる反射光学系を備えていることを特徴とする投写光学装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の投写光学装置と、
   光を射出する光源装置と、
   前記光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   を備えていることを特徴とするプロジェクター。

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