JP6070749B2 - 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、およびプロジェクターに関する。

従来、光源と、光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置で変調された光を投写する投写光学装置と、を備えたプロジェクターが知られている。投写光学装置は、複数のレンズ群を有して構成されている。そして、複数のレンズ群のうち、光軸に沿って移動できるように構成されたレンズ群を有する投写レンズ（投写光学装置）、およびこの投写レンズを備えたプロジェクターが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の投写レンズは、第１レンズ群〜第５レンズ群、第１レンズ群を保持するフォーカス筒、第２レンズ群〜第４レンズ群をそれぞれ保持する３つのレンズ枠、案内筒、カム筒、および案内筒を支持する固定枠を備えている。各レンズ枠は、案内筒の直進溝およびカム筒のカム溝に係合するカムピンを有し、案内筒に挿入されている。第５レンズ群は、固定枠に保持されている。
そして、フォーカス筒が回転されると、第１レンズ群が移動して、フォーカス調整が行われ、カム筒が回転されると、第２レンズ群〜第４レンズ群が移動してズーム調整が行われる。

特開２０１４−２１９５８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の投写レンズは、カム筒が移動可能な第２レンズ群〜第４レンズ群全てを覆うように、光軸に沿う方向に長く形成されており、小型化が難しいとう課題がある。また、特許文献１に記載の技術を用いてズーム調整を画像処理で行い、カム筒の回転でフォーカス調整を行うように構成した投写レンズにおいては、カム筒の投写レンズの大きさに占める要因は、さらに大きくなるため、課題はより顕著なものとなる。すなわち、特許文献１に記載の技術では、投写レンズの小型化、ひいてはプロジェクターの小型化が難しいという課題がある。

本発明は、上述の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、光軸に沿って配置される複数のレンズ群を有する投写光学装置であって、前記光軸に沿って移動可能な移動レンズ群と、前記移動レンズ群に隣り合って配置され、当該投写光学装置内に位置が維持される固定レンズ群と、前記移動レンズ群を保持し、前記光軸に対して直交する方向に突出するカムピンを有する移動枠と、前記光軸と平行な方向に延びる直進溝を有し、前記カムピンが前記直進溝に挿通される案内筒と、前記案内筒が嵌挿され、前記直進溝から突出する前記カムピンが係合するカム溝を有し、前記案内筒に対して回転されることによって前記直進溝と前記カム溝とで前記カムピンを誘導し、前記移動枠を前記光軸に沿って移動させるカム筒と、を備え、前記カムピンは、前記光軸に沿う方向において、前記移動レンズ群の一方側に形成され、前記固定レンズ群のうちの最も前記移動レンズ群側の固定レンズは、前記一方側における前記移動枠内に配置されることを特徴とする。

この構成によれば、移動レンズ群を保持する移動枠は、光軸に沿う方向において、カムピンが移動レンズ群の一方側に形成され、固定レンズ群のうちの最も移動レンズ群側の固定レンズは、移動枠内のカムピンが形成されている側と同じ側に配置される。これによって、光軸に沿う方向において、上述した一方側とは反対側へのカム筒の延出を抑制してカム筒を形成できる。また、最も移動レンズ群側の固定レンズを移動レンズ群に近接して配置できるので、固定レンズ群が移動レンズ群に離間して配置される構成と比べ、外径が大きなレンズを用いても投写光学装置の大型化を抑制することが可能となる。よって、上述した一方側とは反対側の小型化を図りつつ、光学性能を高めた投写光学装置の提供が可能となる。

［適用例２］上記適用例に係る投写光学装置において、前記固定レンズは、前記光軸に沿う方向において、前記カムピンと前記移動レンズ群との間に配置されることを特徴とする。

この構成によれば、カムピンは、移動レンズ群との間に固定レンズが配置される程、移動レンズ群から離れた位置に形成される。よって、上述した一方側とは反対側へのカム筒の延出をさらに抑制してカム筒を形成できる。

［適用例３］上記適用例に係る投写光学装置において、前記固定レンズ群を保持し、前記案内筒に支持される固定枠を備え、前記固定枠は、前記移動枠に挿入される挿入部を有し、当該挿入部で前記固定レンズを保持することが好ましい。

この構成によれば、固定レンズ群は、上述した固定枠に保持されるので、移動枠内に固定レンズ群を確実に配置することができる。また、案内筒で固定レンズ群を保持し、移動枠内にこの固定レンズを配置する構成においては、案内筒や移動枠の形状が複雑化するためこれらの部材の製造が難しくなるが、案内筒とは別体の固定枠で固定レンズ群を保持するので、これらの部材の形状を簡素化し、容易に製造可能とすることができる。

［適用例４］上記適用例に係る投写光学装置において、前記案内筒は、前記一方側とは反対側から、前記固定枠および前記移動枠がこの順で挿入可能な第１筒状部と、前記第１筒状部の前記一方側に形成され、前記第１筒状部の内径より小さな内径を有する第２筒状部と、前記第１筒状部と前記第２筒状部とを接続し、前記固定枠を支持する支持部と、を有することが好ましい。

この構成によれば、固定枠および移動枠は、一方側とは反対側から第１筒状部に挿入され、一方側の端部が支持部に支持されて第１筒状部に配置される。これによって、投写光学装置は、固定レンズ群が移動枠内に配置される構成を確保しつつ、第２筒状部に固定レンズ群の外径より小さな外径のレンズ群を案内筒に支持させる構成が可能となる。よって、小型化を図りつつ、光学性能をさらに高めた投写光学装置の提供が可能となる。

［適用例５］上記適用例に係る投写光学装置において、前記一方側は、光路前段側であることが好ましい。

この構成によれば、光路後段側へのカム筒の延出を抑制して投写光学装置を構成できる。

［適用例６］上記適用例に係る投写光学装置において、前記移動レンズ群および前記固定レンズ群を有する第１光学系と、前記第１光学系から射出された光を反射する第２光学系と、を備えることが好ましい。

この構成によれば、第２光学系によって第１光学系からの光の方向の変更および広角化が可能となる。また、第２光学系で反射された光が第１光学系近傍を通過するように第２光学系を構成することで、投写面近傍から光を投写する投写光学装置を提供できる。そして、第１光学系は、光路後段側において、カム筒の延出が抑制されるので、第２光学系で反射した光が第１光学系によって遮られない領域を広く形成できる。したがって、投写面に近接して配置し、より広角化が可能になるとともに光軸と投写面が近い低オフセットな投写光学装置を提供できる。

［適用例７］上記適用例に係る投写光学装置において、前記移動レンズ群は、フォーカス調整に寄与するレンズ群であることが好ましい。

この構成によれば、フォーカス調整の機能を有し、上述した効果を奏する投写光学装置を提供することができる。

［適用例８］本適用例に係るプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光を投写する上記に記載の投写光学装置と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクターは上述した投写光学装置を備えるので、小型化が図られるとともに、画質が良好な画像の投写が可能となる。

本実施形態のプロジェクターの使用形態の一例を示す模式図。 本実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図。 本実施形態の投写光学装置の斜視図。 本実施形態の投写光学装置の断面図。 本実施形態の第１光学系の分解斜視図。 本実施形態の第４レンズ枠、第５レンズ枠、および案内筒の斜視図。

以下、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、壁面等に設置された支持具に支持された状態や、机上等に載置された状態でスクリーン等の投写面に画像を投写できるように構成されている。
図１は、本実施形態のプロジェクター１の使用形態の一例を示す模式図である。具体的に、図１は、壁面に設置された支持具Ｍｔに支持されたプロジェクター１、および壁面に配置されたスクリーンＳＣを模式的に示す図である。
プロジェクター１は、図１に示すように、スクリーンＳＣの上方に設置され、下方を向く側からスクリーンＳＣに画像を投写する。なお、以下では、説明の便宜上、支持具Ｍｔに支持されたプロジェクター１において、壁面（スクリーンＳＣ）に対する法線方向を前後方向として壁面に向かう方向を前方向（＋Ｙ方向）、重力に逆らう方向を上方向（＋Ｚ方向）、壁面に向かって右側を右方向（＋Ｘ方向）として記載する。また、本実施形態のプロジェクターは、図１に示す姿勢における＋Ｙ側や＋Ｚ側が机上や床等に載置された姿勢でも画像を投写できるように構成されている。

〔プロジェクターの主な構成〕
図２は、本実施形態のプロジェクター１の概略構成を示す模式図である。
プロジェクター１は、図２に示すように、外装を構成する外装筐体２、制御部（図示省略）、光源装置３１を有する光学ユニット３、および撮像装置４を備える。なお、図示は省略するが、外装筐体２の内部には、さらに、光源装置３１や制御部等に電力を供給する電源装置や、光学ユニット３等を冷却する冷却装置が配置されている。

外装筐体２は、詳細な説明は省略するが、複数の部材で構成され、外気を取り込む吸気口や、外装筐体２内部の温まった空気を外部に排気する排気口等が設けられている。

制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター１の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。

光学ユニット３は、制御部による制御の下、光源装置３１から射出された光を光学的に処理して投写する。
光学ユニット３は、図２に示すように、光源装置３１に加え、インテグレーター照明光学系３２、色分離光学系３３、リレー光学系３４、光学装置３５、投写光学装置５、およびこれらの光学部品を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体３７を備える。

光源装置３１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源３１１、リフレクター３１２および平行化レンズ３１３等を備えている。光源装置３１は、光源３１１から射出された光をリフレクター３１２にて反射した後、平行化レンズ３１３によって射出方向を揃え、インテグレーター照明光学系３２に向けて射出する。

インテグレーター照明光学系３２は、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、および重畳レンズ３２４を備える。
第１レンズアレイ３２１は、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有しており、光源装置３１から射出された光を複数の部分光に分割する。第２レンズアレイ３２２は、第１レンズアレイ３２１と略同様の構成を有しており、重畳レンズ３２４とともに、部分光を後述する液晶パネルの表面に略重畳させる。偏光変換素子３２３は、第２レンズアレイ３２２から射出されたランダム光を液晶パネルで利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有している。

色分離光学系３３は、２枚のダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を備え、インテグレーター照明光学系３２から射出された光を赤色光（以下「Ｒ光」という）、緑色光（以下「Ｇ光」という）、青色光（以下「Ｂ光」という）の３色の色光に分離する機能を有する。

リレー光学系３４は、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、色分離光学系３３で分離されたＲ光をＲ光用の液晶パネルまで導く機能を有する。なお、光学ユニット３は、リレー光学系３４がＲ光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、Ｂ光を導く構成としてもよい。

光学装置３５は、各色光用に設けられた光変調装置３５１（Ｒ光用の光変調装置を３５１Ｒ、Ｇ光用の光変調装置を３５１Ｇ、Ｂ光用の光変調装置を３５１Ｂとする）、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３５２を備えている。
各光変調装置３５１は、透過型の液晶パネル、液晶パネルの光入射側に配置された入射側偏光板、および液晶パネルの光射出側に配置された射出側偏光板を備え、各色光を画像情報に応じて変調する。

クロスダイクロイックプリズム３５２は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム３５２は、誘電体多層膜が光変調装置３５１Ｒ，３５１Ｂにて変調されたＲ光およびＢ光を反射し、光変調装置３５１Ｇにて変調されたＧ光を透過して、３色の変調光を合成する。

投写光学装置５は、後で詳細に説明するが、光軸Ａｘに沿って配置される複数のレンズ群を有する第１光学系６、および第１光学系６から射出された光を反射する第２光学系７を備える。そして、投写光学装置５は、クロスダイクロイックプリズム３５２にて合成された光を、図１に示すように、プロジェクター１の下方に配置されたスクリーンＳＣに拡大投写する。

撮像装置４は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子（図示省略）を備え、投写面を撮影し、撮影した情報を制御部に出力する。また、撮像装置４は、ユーザーによって投写面上で操作される指示具（例えば、電子ペン等）から発せられる光を検出し、検出した情報を制御部に出力する。制御部は、撮像装置４から出力された情報に基づいて指示具の位置を解析し、その解析結果に基づいて、例えば指示具の軌跡を点や線で表す画像として投写させる。

〔投写光学装置の構成〕
ここで、投写光学装置５について詳細に説明する。
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の光軸Ａｘを含むＹ−Ｚ平面での断面図である。
投写光学装置５は、図３、図４に示すように、光軸Ａｘに沿って配置される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有する第１光学系６、および第１光学系６から射出された光を反射する第２光学系７を備える。なお、図１に示すように、壁面に設置された支持具Ｍｔに支持されたプロジェクター１においては、光軸Ａｘに沿う方向が±Ｙ方向となり、第１光学系６において、クロスダイクロイックプリズム３５２にて合成された光が入射する光路前段側が＋Ｙ側、光が射出する光路後段側（第２光学系７側）が−Ｙ側となる。

投写光学装置５は、第１光学系６および第２光学系７に加え、図３、図４に示すように、投写光学用筐体５１および透光板５３を備える。
図５は、第１光学系６の分解斜視図である。
第１光学系６は、図４、図５に示すように、光軸Ａｘに沿い、光路後段側（−Ｙ側）から光路前段側（＋Ｙ側）に向かって順に配置される第１レンズ群Ｌ１〜第６レンズ群Ｌ６、第１レンズ群Ｌ１〜第６レンズ群Ｌ６をそれぞれ保持する第１レンズ枠６１〜第６レンズ枠６６、案内筒６７、およびカム筒６８を備える。なお、図５では、第６レンズ群Ｌ６および第６レンズ枠６６を省略している。

第１レンズ群Ｌ１は、２つのレンズで構成され、それぞれが平面視円形の形状から−Ｚ側の一部が削除されたような形状を有している。また、第１レンズ群Ｌ１を構成する２つのレンズのうちの１つのレンズは、合成樹脂製の非球面レンズで形成されている。
第１レンズ枠６１は、−Ｚ側の一部が削除されたような形状を有して第１レンズ群Ｌ１を保持し、案内筒６７に固定される。

第２レンズ群Ｌ２〜第４レンズ群Ｌ４は、それぞれ１つのレンズで構成され、フォーカス調整に寄与する。また、第２レンズ群Ｌ２は、平面視円形の形状から−Ｚ側の一部が削除されたような形状を有している。
第２レンズ枠６２〜第４レンズ枠６４は、それぞれ第２レンズ群Ｌ２〜第４レンズ群Ｌ４を保持し、光軸Ａｘに沿って移動可能に構成されている。
第２レンズ枠６２は、図４、図５に示すように、第２レンズ群Ｌ２を保持する筒状の保持部６２１、および保持部６２１から光軸Ａｘに対して直交する方向に突出する複数のカムピン６２ｐを備える。

第３レンズ枠６３、第４レンズ枠６４は、第２レンズ枠６２と同様に、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４をそれぞれ保持する筒状の保持部６３１，６４１、および保持部６３１，６４１それぞれから光軸Ａｘに対して直交する方向に突出する複数のカムピン６３ｐ，６４ｐを備える。
カムピン６２ｐ，６３ｐ，６４ｐそれぞれは、光軸Ａｘを中心とする円周方向に１２０°の略等間隔で３つ設けられており、先端部は、テーパー状に形成され、先端部が案内筒６７の後述する直進溝６７１から飛び出すような長さに設定されている。

第５レンズ群Ｌ５は、１つのレンズ（固定レンズ）で構成され、第４レンズ群Ｌ４の光路前段側近傍に配置される。
第５レンズ群Ｌ５が第４レンズ群Ｌ４の近傍に配置されることにより、投写光学装置５を大型化することなく、第４レンズ群Ｌ４と離間して配置される構成と比べて外径が大きなレンズで第５レンズ群を構成することができる。これによって、第５レンズ群Ｌ５は、屈折力が大きく、光学的に高感度の性能を有している。

第５レンズ枠６５は、筒状に形成され、第５レンズ群Ｌ５を保持し、案内筒６７に支持される。このように、第５レンズ群Ｌ５は、光軸Ａｘに沿って移動可能な第４レンズ群Ｌ４に隣り合って配置され、第５レンズ枠６５に保持されて投写光学装置５内において位置が維持される。第５レンズ群Ｌ５は、固定レンズ群に相当し、この固定レンズ群を保持する第５レンズ枠６５は、固定枠に相当する。そして、この固定レンズに隣り合って移動可能に配置される第４レンズ群Ｌ４は、移動レンズ群に相当し、この移動レンズ群を保持する第４レンズ枠６４は、移動枠に相当する。
第６レンズ群Ｌ６は、複数のレンズで構成されている。
第６レンズ枠６６は、複数の部材で構成されており、第６レンズ群Ｌ６を保持して案内筒６７に固定される。

案内筒６７は、合成樹脂製であり、前後方向（±Ｙ方向）に開口部を有し、図４、図５に示すように、カム筒６８に嵌挿される円筒状の嵌挿部６７Ａ、嵌挿部６７Ａの−Ｙ側に設けられ、円筒状から一部が削除されたような形状の筒突出部６７Ｂ、および嵌挿部６７Ａの＋Ｙ側に設けられた円筒状の取付部６７Ｃを有している。嵌挿部６７Ａは第１筒状部に相当し、取付部６７Ｃは第２筒状部に相当する。

筒突出部６７Ｂは、外径が嵌挿部６７Ａの外径より大きく、カム筒６８から−Ｙ側に飛び出すように形成されている。嵌挿部６７Ａには、図５に示すように、嵌挿部６７Ａと筒突出部６７Ｂとで形成される段差部から＋Ｙ方向に向かって、光軸Ａｘと平行な方向に延びる直進溝６７１が設けられている。直進溝６７１は、光軸Ａｘを中心とする円周方向に１２０°の略等間隔で３つ設けられている。
嵌挿部６７Ａの内径は、第５レンズ枠６５、保持部６４１，６３１，６２１が挿入可能な大きさに設定され、筒突出部６７Ｂの内径は、第４レンズ枠６４、第３レンズ枠６３、第２レンズ枠６２それぞれの全体が挿入可能な大きさに設定されている。
取付部６７Ｃは、内径、外径それぞれが嵌挿部６７Ａの内径、外径より小さく、カム筒６８から＋Ｙ側に飛び出すように形成されている。

第５レンズ枠６５、第４レンズ枠６４、第３レンズ枠６３、第２レンズ枠６２、第１レンズ枠６１は、この順で光路後段側から案内筒６７に組み込まれる。
具体的に、第５レンズ枠６５は、筒突出部６７Ｂから嵌挿部６７Ａに挿入され、案内筒６７にネジ固定される。第４レンズ枠６４、第３レンズ枠６３、第２レンズ枠６２は、カムピン６４ｐ，６３ｐ，６２ｐが直進溝６７１に挿通され、保持部６４１，６３１，６２１の＋Ｙ側が嵌挿部６７Ａに嵌挿される。第１レンズ枠６１は、筒突出部６７Ｂの端部にネジ固定される。第６レンズ枠６６は、詳細な説明は省略するが、部材を介して光路前段側から取付部６７Ｃに固定される。なお、案内筒６７は、合成樹脂製に限らず、アルミニウム等の金属製であってもよい。

カム筒６８は、合成樹脂製であり、図４、図５に示すように、前後方向（±Ｙ方向）に開口部を有し、案内筒６７の嵌挿部６７Ａが嵌挿され、案内筒６７に対して光軸Ａｘを中心に回転可能に形成されている。そして、カム筒６８の内面には、直進溝６７１から突出するカムピン６２ｐ，６３ｐ，６４ｐがそれぞれ係合するカム溝６８１が形成されている。カム溝６８１の断面形状は、カムピン６２ｐ，６３ｐ，６４ｐのテーパー状の先端部が係合するように形成されている。
カム溝６８１は、カムピン６２ｐ，６３ｐ，６４ｐを導入するために光軸Ａｘと平行な方向に延びる導入部、および導入部から分岐し第２レンズ枠６２、第３レンズ枠６３、第４レンズ枠６４それぞれの移動を規定する規定部を有している。

カム筒６８には、図示しないレバーが取り付けられ、カム筒６８は、プロジェクター１の外部からこのレバーが操作されることによって回転する。
カム筒６８が回転されると、第２レンズ枠６２、第３レンズ枠６３、第４レンズ枠６４は、カムピン６２ｐ，６３ｐ，６４ｐが直進溝６７１とカム溝６８１とに誘導されて、光軸Ａｘに沿って互いに独立して移動し、フォーカス調整が行われる。なお、ここでいうフォーカス調整とは、焦点距離の調整に限らず像面湾曲の調整を含む調整であってもよい。また、カム筒６８は、合成樹脂製に限らず、アルミニウム等の金属製であってもよい。また、本実施形態のプロジェクター１のズーム調整は、画像処理で画像の拡大、縮小を行う電子ズーム式であり、外装筐体２に配置された入力操作部（図示省略）やプロジェクター１を遠隔操作するためのリモートコントローラー（リモコン）の操作によって行われる。

第２光学系７は、図４に示すように、反射ミラー７１を備える。反射ミラー７１は、凹面状に形成され、第１光学系６から射出された光を広角化して反射し、第１光学系６近傍を通過させる。なお、第２光学系７は、複数のミラーや平面ミラーを備える構成であってもよい。

投写光学用筐体５１は、図４に示すように、筐体本体５１Ａ、上カバー５１Ｂおよび前カバー５１Ｃを備え、第１光学系６および第２光学系７を収納する。
筐体本体５１Ａは、図３、図４に示すように、−Ｚ側が開口する箱状に形成されており、＋Ｙ側には、平面視矩形状のフランジ部５１１が形成され、−Ｙ側の壁部には、反射ミラー７１で閉塞される開口部５１２が設けられている。フランジ部５１１には、第１光学系６の第６レンズ枠６６が挿通される挿通孔５１１ｈが形成されており、このフランジ部５１１の＋Ｙ側の面には、図示しない保持部材を介して光学装置３５が取り付けられる。
第１光学系６は、案内筒６７が筐体本体５１Ａにネジ固定されて、筐体本体５１Ａ内に配置される。反射ミラー７１は、板バネ等の部材を介して筐体本体５１Ａにネジ固定される。

上カバー５１Ｂは、図３、図４に示すように、筐体本体５１Ａにおける−Ｚ側の開口する部位の−Ｙ側を閉塞し、カム筒６８の−Ｚ側が露出するように形成されている。
上カバー５１Ｂには、反射ミラー７１で反射した光が通過する開口部５２２、および傾斜部５２１が形成されている。
開口部５２２は、平面視矩形状に形成され、ガラス等の板材で形成された透光板５３によって閉塞される。
傾斜部５２１は、反射ミラー７１で反射し、透光板５３を透過した光を遮らないように、カム筒６８の−Ｙ側端部近傍から第２光学系７に向かう程、光軸Ａｘに近づくように傾斜している。また、傾斜部５２１は、反射ミラー７１で反射した光のうちの最も第１光学系６側の光線Ｒｉと略平行となるように設定されている。
前カバー５１Ｃは、図４に示すように、反射ミラー７１の反射面の反対側を覆うように、筐体本体５１Ａに取り付けられる。

クロスダイクロイックプリズム３５２から射出された光は、第１光学系６で屈折して、光軸Ａｘよりも＋Ｚ側に傾斜した方向に向かう。そして、第１光学系６から射出された光は、第２光学系７で反射し、光軸Ａｘよりも−Ｚ側に傾斜した方向に向かい、透光板５３を透過してスクリーンＳＣに投写される。

ここで、第２レンズ枠６２〜第５レンズ枠６５、および案内筒６７についてさらに詳細に説明する。
第２レンズ枠６２は、図４、図５に示すように、保持部６２１の−Ｙ側端部近傍で第２レンズ群Ｌ２を保持し、保持部６２１の＋Ｙ側端部近傍にカムピン６２ｐが設けられている。そして、第２レンズ枠６２は、図４に示すように、−Ｙ側および第２レンズ群Ｌ２がカム筒６８から飛び出し、＋Ｙ側が案内筒６７に嵌挿される。そして、第２レンズ枠６２は、カム筒６８から飛び出す部位の一部、すなわち、上カバー５１Ｂの傾斜部５２１の内側に位置する部位が切り欠かれたように形成されている。換言すると、カム筒６８は、−Ｙ側（光路後段側）への延出が抑制された形状を有しており、これによって、第２レンズ枠６２は、カム筒６８から飛び出す部位における第２光学系７からの反射光が通過する側が削除されたような形状を有することができる。

第３レンズ枠６３は、保持部６３１の外径が＋Ｙ側より−Ｙ側が小さく形成されており、第２レンズ枠６２と同様に、保持部６３１の−Ｙ側端部近傍で第３レンズ群Ｌ３を保持し、保持部６３１の＋Ｙ側端部近傍にカムピン６３ｐが設けられている。そして、第３レンズ枠６３は、図４に示すように、保持部６３１の−Ｙ側、および第３レンズ群Ｌ３が第２レンズ枠６２の保持部６２１に挿入され、＋Ｙ側が案内筒６７に嵌挿される。

第４レンズ枠６４（移動枠）は、第３レンズ枠６３と同様に、保持部６４１の外径が＋Ｙ側より−Ｙ側が小さく形成されており、保持部６４１の−Ｙ側端部近傍で第４レンズ群Ｌ４（移動レンズ群）を保持し、保持部６４１の＋Ｙ側端部近傍にカムピン６４ｐが設けられている。そして、第４レンズ枠６４は、図４に示すように、保持部６４１の−Ｙ側、および第４レンズ群Ｌ４が第３レンズ枠６３の保持部６３１に挿入され、＋Ｙ側が案内筒６７に嵌挿される。

第５レンズ枠６５は、図５に示すように、円筒部６５１、および円筒部６５１の＋Ｙ側に設けられた平面視円形のフランジ部６５２を有し、図４に示すように、円筒部６５１の−Ｙ側が第４レンズ枠６４の保持部６４１に挿入されるように形成されている。そして、第５レンズ枠６５は、円筒部６５１の−Ｙ側端部近傍で第５レンズ群Ｌ５（固定レンズ群）を保持する。すなわち、第５レンズ枠６５（固定枠）は、円筒部６５１の−Ｙ側が第４レンズ枠６４（移動枠）に挿入される挿入部６５ｉとなり、この挿入部６５ｉで第５レンズ群Ｌ５（固定レンズ群）を保持する。

このように、第３レンズ枠６３〜第５レンズ枠６５は、光軸Ａｘの光路後段側に隣り合うレンズ枠に対し、光路後段側（−Ｙ側）が挿入されるように形成されている。
そして、第５レンズ群Ｌ５（固定レンズ群）は、第４レンズ枠６４（移動枠）内の第４レンズ群Ｌ４（移動レンズ群）の光路前段側、具体的には、光軸Ａｘに沿う方向において、第４レンズ枠６４（移動枠）のカムピン６４ｐと、第４レンズ群Ｌ４（移動レンズ群）との間に配置される。また、第５レンズ群Ｌ５（固定レンズ群）は、カム筒６８内に配置されることにもなり、さらには、光軸Ａｘに沿う方向において、第３レンズ枠６３のカムピン６３ｐと、第４レンズ群Ｌ４（移動レンズ群）との間に配置される。

図６は、第４レンズ枠６４、第５レンズ枠６５、および案内筒６７を示す斜視図であり、図５に示す図とは異なる方向から見た図である。
フランジ部６５２は、図６に示すように、＋Ｙ側の面に、周縁に沿って立設する立設部６５２１、および中央にネジ孔６５ｓが形成された円柱状のボス６５２２が設けられている。そして、立設部６５２１には、光軸Ａｘを中心とする円周方向に１２０°の略等間隔で３つの切欠き６５ｎが形成されている。
ボス６５２２は、立設部６５２１の内側に設けられており、光軸Ａｘと平行な方向に延出し、光軸Ａｘを中心とする円周方向に１２０°の略等間隔で３つ設けられている。

案内筒６７は、前述したように、嵌挿部６７Ａ、筒突出部６７Ｂおよび取付部６７Ｃを有している。
筒突出部６７Ｂは、図４に示すように、第１レンズ枠６１および第２レンズ枠６２のカム筒６８から飛び出す部位の−Ｚ側を露出させるように、一部が削除されたような形状を有している。そして、削除されたように形成された端面６７Ｂａ（図５参照）は、上カバー５１Ｂの傾斜部５２１の内側に位置する第２レンズ枠６２の切り欠かれた部位に倣うように傾斜している。

取付部６７Ｃは、前述したように、内径、外径それぞれが嵌挿部６７Ａの内径、外径より小さく形成されており、案内筒６７には、図４、図６に示すように、嵌挿部６７Ａと取付部６７Ｃとを接続し、第５レンズ枠６５を支持する支持部６７２が形成されている。
支持部６７２には、図６に示すように、ネジ挿通孔６７２１および図示しない係合突起が設けられている。ネジ挿通孔６７２１は、第５レンズ枠６５の３つのネジ孔６５ｓに対応する位置に３つ設けられている。図示しない係合突起は、支持部６７２の内面に形成されており、第５レンズ枠６５の３つの切欠き６５ｎに係合するように３つ形成されている。

第５レンズ枠６５は、前述したように、光路後段側から嵌挿部６７Ａに挿入され、切欠き６５ｎに係合突起が係合して光軸Ａｘを中心とする回転方向の位置が決められ、光路前段側からネジ挿通孔６７２１に挿通されたネジがネジ孔６５ｓに螺合されて案内筒６７に固定される。

このように、第２レンズ枠６２〜第４レンズ枠６４は、光軸Ａｘに沿う方向において、カムピン６２ｐ〜カムピン６４ｐそれぞれが第２レンズ群Ｌ２〜第４レンズ群Ｌ４の一方側、すなわち光路前段側に形成されている。そして、カム筒６８は、光軸Ａｘに沿う方向において、第３レンズ枠６３の＋Ｙ側から第５レンズ枠を覆う領域に形成されている。また、カム筒６８は、移動可能な第２レンズ群Ｌ２〜第４レンズ群Ｌ４のうちの最も光路前段側に位置する第４レンズ群Ｌ４（移動レンズ群）からこの第４レンズ群Ｌ４（移動レンズ群）に隣り合う第５レンズ群Ｌ５（固定レンズ群）を覆うように形成されている。すなわち、カム筒６８は、第１レンズ群Ｌ１〜第３レンズ群Ｌ３を覆うことなく、光路後段側（第２光学系７側）への延出が抑制されて形成されている。

また、第２レンズ枠６２〜第５レンズ枠６５は、光軸Ａｘに沿う方向において、前述した一方側とは反対側、すなわち光路後段側から嵌挿部６７Ａ（第１筒状部）に挿入される。そして、第５レンズ枠６５（固定枠）は、嵌挿部６７Ａ（第１筒状部）と、嵌挿部６７Ａ（第１筒状部）の一方側に形成された取付部６７Ｃ（第２筒状部）とを接続する支持部６７２に支持される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）投写光学装置５は、カム筒６８が光路後段側（第２光学系７側）への延出が抑制されるので、小型化が可能になる。
また、投写光学装置５は、第４レンズ群Ｌ４（移動レンズ群）の近傍に光学的に高感度の性能を有する第５レンズ群Ｌ５（固定レンズ群）を備えるので、画質を高めた画像の投写が可能となる。すなわち、投写光学装置５内で位置が維持される第５レンズ群Ｌ５が高感度の性能を有しているので、第５レンズ群Ｌ５の光路後段側に配置される移動可能な第２レンズ群Ｌ２〜第４レンズ群Ｌ４の光学的な感度を緩めることが可能となる。よって、第２レンズ群Ｌ２〜第４レンズ群Ｌ４の位置精度を極度に高めるために部材に特別な加工を施すことや特別な調整を行うことなく、安定した光学性能を発揮できる投写光学装置５の提供が可能となる。

（２）投写光学装置５は、第５レンズ群Ｌ５（固定レンズ群）を案内筒６７とは別体の第５レンズ枠６５（固定枠）で保持する構成なので、構成部材の成型や組立が容易となる。

（３）第５レンズ枠６５（固定枠）および第４レンズ枠６４（移動枠）は、光路後段側から嵌挿部６７Ａ（第１筒状部）に挿入され、光路前段側の端部が支持部６７２に支持されて嵌挿部６７Ａに配置される。これによって、投写光学装置５は、第５レンズ群Ｌ５（固定レンズ群）が第４レンズ枠６４（移動枠）内に配置される構成を確保しつつ、取付部６７Ｃに第５レンズ群Ｌ５の外径より小さな外径の第６レンズ群Ｌ６を案内筒６７に支持させる構成が可能となる。よって、小型化を図りつつ、光学性能をさらに高めた投写光学装置５の提供が可能となる。

（４）投写光学装置５は、第２光学系７を備えるので、反射ミラー７１によって第１光学系６の光の方向の変更および広角化が可能となる。よって、投写面に近接して配置し、広角化が可能な投写光学装置５を提供できる。
また、第１光学系６は、カム筒６８の光路後段側への延出が抑制されるので、第２レンズ枠６２のカム筒６８から飛び出す部位における第２光学系７からの反射光が通過する側が削除されたような形状を有することができる。これによって、第２光学系７で反射した光が第１光学系６によって遮られない領域を広く形成できるので、投写面に近接して配置し、より広角化が可能な投写光学装置５を提供できる。

（５）プロジェクター１は、上述した投写光学装置５を備えるので、小型化が図られるとともに、投写面に近接して配置され、より広角で、画質が良好な画像の投写が可能となる。

（変形例）
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態の投写光学装置５は、６つのレンズ群（第１レンズ群Ｌ１〜第６レンズ群Ｌ６）を備えて構成されているが、６つに限らず、５つ以下あるいは７つ以上のレンズ群で構成される形態であってもよい。
また、前記実施形態の投写光学装置５は、移動可能なレンズを３つ（第２レンズ群Ｌ２〜第４レンズ群Ｌ４）備えているが、３つに限らず、２つ以下あるいは４つ以上の移動可能なレンズを備える構成であってもよい。

前記実施形態の第１レンズ群Ｌ１は、２つのレンズを有しているが、１つあるいは３つ以上のレンズを有する態様であってもよい。また、前記実施形態の第２レンズ群Ｌ２〜第４レンズ群Ｌ４は、は、１つのレンズを有しているが、２つ以上のレンズを有する態様であってもよい。
前記実施形態の第５レンズ群Ｌ５（固定レンズ群）は、１つのレンズ（固定レンズ）を有しているが、２つ以上の固定レンズを有する態様であってもよい。そして、固定レンズ群のうちの最も移動レンズ群側の固定レンズが移動枠内に配置されるように構成されていればよい。また、固定レンズ群のうちの最も移動レンズ群側の固定レンズが、光軸Ａｘに沿う方向において、移動枠のカムピンと、移動レンズ群との間に配置されるように構成してもよい。

前記実施形態の投写光学装置５は、第２光学系７を備えているが、第２光学系７を備えない投写光学装置を構成してもよい。
また、前記実施形態の投写光学装置５は、移動枠（第４レンズ枠６４）のカムピン６４ｐが移動レンズ群の光路前段側に形成され、固定レンズ群が移動枠内の移動レンズ群の光路前段側に配置されるように構成されているが、第２光学系７を備えない投写光学装置においては、この構成に限らない。すなわち、隣り合う移動レンズ群、固定レンズ群において、移動枠のカムピンが移動レンズ群の光路後段側に形成され、固定レンズ群が移動枠内の移動レンズ群の光路後段側に配置されるように構成してもよい。

前記実施形態の投写光学装置５は、移動レンズ群（第４レンズ群Ｌ４）がフォーカス調整に寄与するレンズ群として構成されているが、投写光学装置がズーム調整に寄与するレンズ群を備える構成とし、このレンズ群が移動レンズ群を有するように構成してもよい。すなわち、ズーム調整に寄与する移動レンズ群およびこの移動レンズ群に隣り合う固定レンズ群を備え、移動レンズ群を保持する移動枠内に固定レンズ群が配置されるように構成してもよい。

前記実施形態のカム筒６８は、プロジェクター１の外部からのレバー操作で回転するように構成されているが、モーター等を利用して電動式でカム筒６８を回転させるように構成してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１は、光変調装置として透過型の液晶パネルを用いているが、反射型の液晶パネルを利用したものであってもよい。また、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものであってもよい。

前記実施形態の光変調装置は、Ｒ光、Ｇ光、および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が、これに限らず、単板方式を採用してもよく、あるいは、２つまたは４つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも適用できる。

光源装置３１は、放電型のランプを用いたものに限らず、その他の方式のランプや発光ダイオード、レーザー等の固体光源で構成してもよい。

１…プロジェクター、３…光学ユニット、５…投写光学装置、６…第１光学系、７…第２光学系、３１…光源装置、６１…第１レンズ枠、６２…第２レンズ枠、６２ｐ，６３ｐ，６４ｐ…カムピン、６３…第３レンズ枠、６４…第４レンズ枠（移動枠）、６５…第５レンズ枠（固定枠）、６５ｉ…挿入部、６６…第６レンズ枠、６７…案内筒、６７Ａ…嵌挿部（第１筒状部）、６７Ｂ…筒突出部、６７Ｃ…取付部（第２筒状部）、６８…カム筒、７１…反射ミラー、３１１…光源、３５１，３５１Ｂ，３５１Ｇ，３５１Ｒ…光変調装置、６７１…直進溝、６７２…支持部、６８１…カム溝、Ａｘ…光軸、Ｌ１…第１レンズ群、Ｌ２…第２レンズ群、Ｌ３…第３レンズ群、Ｌ４…第４レンズ群（移動レンズ群）、Ｌ５…第５レンズ群（固定レンズ群）、Ｌ６…第６レンズ群。

Claims (10)

1. 光軸に沿って配置される複数のレンズ群を有する投写光学装置であって、
   前記光軸に沿って移動可能な移動レンズ群と、
   前記移動レンズ群の一方側に隣り合って配置され、当該投写光学装置内に位置が維持される固定レンズ群と、
   前記固定レンズ群の前記一方側に配置されたレンズ群と、
   前記移動レンズ群を保持し、前記光軸に対して直交する方向に突出するカムピンを有する移動枠と、
   前記光軸と平行な方向に延びる直進溝を有し、前記カムピンが前記直進溝に挿通される案内筒と、
   前記案内筒が嵌挿され、前記直進溝から突出する前記カムピンが係合するカム溝を有し、前記案内筒に対して回転されることによって前記直進溝と前記カム溝とで前記カムピンを誘導し、前記移動枠を前記光軸に沿って移動させるカム筒と、を備え、
   前記カムピンは、前記光軸に沿う方向において、前記移動レンズ群の前記一方側に形成され、
   前記固定レンズ群のうちの最も前記移動レンズ群側の固定レンズは、前記一方側における前記移動枠内に配置され、
   前記固定レンズ群の外径は、前記固定レンズ群の前記一方側に配置されたレンズ群の外径よりも大きい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、
   前記カム筒は、前記移動レンズ群の少なくとも一部を覆うことなく、前記一方側とは反対側への延出を抑制して形成されることを特徴とする投写光学装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の投写光学装置であって、
   前記固定レンズは、前記光軸に沿う方向において、前記カムピンと前記移動レンズ群との間に配置されることを特徴とする投写光学装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の投写光学装置であって、
   前記固定レンズ群を保持し、前記案内筒に支持される固定枠を備え、
   前記固定枠は、前記移動枠に挿入される挿入部を有し、当該挿入部で前記固定レンズを
   保持することを特徴とする投写光学装置。
5. 請求項４に記載の投射光学装置であって、
   前記固定レンズの前記一方側に配置された前記レンズ群を保持し、前記案内筒に支持されるレンズ枠を備え、
   前記レンズ枠は前記固定枠とは別体であることを特徴とする投射光学装置。
6. 請求項４または５に記載の投写光学装置であって、
   前記案内筒は、
   前記一方側とは反対側から、前記固定枠および前記移動枠がこの順で挿入可能な第１筒状部と、
   前記第１筒状部の前記一方側に形成され、前記第１筒状部の内径より小さな内径を有する第２筒状部と、
   前記第１筒状部と前記第２筒状部とを接続し、前記固定枠を支持する支持部と、
   を有することを特徴とする投写光学装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の投写光学装置であって、
   前記一方側は、光路前段側であることを特徴とする投写光学装置。
8. 請求項７に記載の投写光学装置であって、
   前記移動レンズ群および前記固定レンズ群を有する第１光学系と、
   前記第１光学系から射出された光を反射する第２光学系と、
   を備えることを特徴とする投写光学装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の投写光学装置であって、
   前記移動レンズ群は、フォーカス調整に寄与することを特徴とする投写光学装置。
10. 光源と、
    前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
    前記光変調装置にて変調された光を投写する請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の投写光学装置と、
    を備えることを特徴とするプロジェクター。

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