JP6421367B2 - レンズユニット、撮像装置及び画像投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、結像光学系等に用いられるレンズユニットのレンズシフト機構及びこれを用いた撮像装置及び画像投影装置の技術分野に関する。

プロジェクタ等の画像投影装置や、デジタルカメラ等の撮像装置では、複数のレンズの光軸方向の間隔を変化させることで、投影画角あるいは撮影画角を変化させる、いわゆるズーム動作を行うものがある。（例えば特許文献１など参照）
また、光軸に対して直交する面内、即ち撮像素子面に対して、平行にレンズを保持する可動部材を動かす（以後、この動きをシフトと呼ぶ）シフト動作を行うレンズユニットが知られている。（例えば特許文献２〜５など参照）
このようなシフト動作を行うレンズユニットを、カメラ等の撮像装置に用いることで、カメラ位置固定での撮影範囲の微調整や、鏡面被写体の撮影時のレンズ自体の写り込み防止、建築写真などでのパースペクティブをコントロールした撮影が可能となる。
また、このようなシフト動作を行うレンズユニットを、プロジェクタ等の画像投影装置に用いることで、使用者がプロジェクタの姿勢やスクリーンの位置を調整することなく、投射された画像を移動させることが可能となる。
ところで、画像投影装置において、ズーム動作により投影画角を調整したときには、スクリーン上での中心線の位置が変わり、プロジェクタの姿勢やスクリーンの位置を調整する必要がある。
また、撮像装置において、ズーム動作により撮影画角を調整したときには、広角側において被写体の遠近感が強調される、いわゆるパースペクティブ効果による遠近感強調が起こり、目視と異なる撮影画像が得られることにより違和感が生じる。

このような課題を解決するため、シフト動作を行うシフト機構と、ズーム動作を行うズーム機構とを独立に設けたレンズユニットが考えられる。
しかしながら、単にシフト動作とズーム動作とを各々独立した機構で実現するのみでは、ズーム機構の光学設計に応じてシフト動作による移動量を制御する手段が別途必要となり、部品点数の増加や、制御の複雑化を招くおそれがある。
また、光軸方向の動作であるズーム動作と、光軸に対して垂直方向の動作であるシフト動作とを組み合わせて行うには、動作軸が異なるために、駆動源を複数用いるか、かさ歯車などの動作方向を変える部材が必要となり、さらに部品点数の増加を招くおそれがある。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、ズーム動作とシフト動作とを連動して行うレンズユニットの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明においては、鏡筒内の少なくとも１枚のレンズを駆動源あるいは手動による当該ズーム機構の光軸を中心とする回転運動により連動して前記鏡筒とともに前記光軸を中心に回転することで当該鏡筒を通過する光軸方向に移動させるズーム機構と、前記ズーム機構の前記回転運動により前記鏡筒全体を前記光軸方向と垂直なラジアル方向に移動させるレンズシフト機構と、前記鏡筒を回転可能に支持し、当該レンズユニットに対して不動の支持部と、前記支持部によって前記回転運動時に回転可能且つ前記ラジアル方向に前記鏡筒とともに移動可能に支持された回転部と、を有し、前記レンズシフト機構は、前記支持部と前記回転部との一方に設けられた突起部と、前記支持部と前記回転部との他方に設けられ、前記回転部の回転中心からの距離が前記支持部に対する当該回転部の位相に応じて変化した、前記突起部を受け入れる溝と、を有し、前記回転運動時に前記回転部が前記支持部に対して回転すると前記溝内における前記突起部の位置が変化することにより、前記鏡筒と、前記回転部と、が前記支持部に対して前記ラジアル方向に移動する。

本発明によれば、ズーム動作とシフト動作とを連動して行うレンズユニットを提供することができる。

本発明の実施形態における画像投影装置の構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態におけるレンズユニットの構成の一例を示す図である。 図２に示したレンズユニットの構成を示す断面図である。 図２に示したレンズユニットの他方の面の一例を示す図である。 本発明の実施形態におけるレンズシフト機構のシフト動作の一例を示す図である。 本発明の実施形態におけるレンズユニットのズーム機構の一例を示す展開図である。 本発明の実施形態におけるレンズユニットのシフト動作とズーム動作とが連動する動作の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における画像投影装置の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態における画像投影装置の一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態における撮像装置の構成の一例を示す図である。

本発明の第１の実施形態として、画像投影装置の構成の一例を図１に示す。
画像投影装置１００は、光束を射出する光源１０１と、投射すべき平面画像を画像情報として表示して、光束を変調する空間光変調素子１０２と、光源からの光を折り返して空間光変調素子１０２に照射して光像を生成する照明部１０３と、を有している。
画像投影装置１００はまた、画像を投影面１０４に投影するための投影光学系たるレンズユニット２００と、投影面１０４に投影するべき画像を表示するために空間光変調素子１０２を制御する制御部１０９と、を有している。

光源１０１は、放射状の光線を出射する放射光源としての発光源たるハロゲンランプ１０１ａと、出射された放射光をほぼ平行な光線束として出射する凹面鏡１０１ｂとの組み合わせにより、白色光を略並行に出射する。ここで放射光源としてはメタルハライドランプや高圧水銀ランプを用いても良い。

照明部１０３は、照射された光束をＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの色情報に分解して反射するダイクロイックミラー１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂを有している。
照明部１０３は、かかる構成により、照射された光速を波長に応じて反射あるいは透過して光路を選択するための光路選択手段としての機能を有する。

空間光変調素子１０２は、入射した光束を透過して空間的な変調を付与して出射する液晶パネルである。なお、空間光変調素子１０２は、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）のような反射型の空間光変調素子を用いても良い。

レンズユニット２００の構成について、図２を用いて説明する。
ここで、入射光の光軸方向たる光軸の進行方向をＺ軸、光軸方向に垂直なラジアル方向のうち、ここでは鉛直方向をＹ軸と定め、Ｚ軸およびＹ軸にそれぞれ垂直な方向をＸ軸と定める。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの方向について、図２に示す矢印の方向をそれぞれ正方向と定める。
また、Ｚ軸に垂直な平面において、図２に示した矢印の方向を正として、光軸の周りを回転する方向をＲ方向と定める。
レンズユニット２００は、レンズを支持するための鏡筒１１と、鏡筒１１をＲ方向へ回転させることでレンズをＺ軸方向へ移動させるズーム機構２１と、Ｒ方向への回転運動に連動して鏡筒１１をＹ軸方向に移動させるレンズシフト機構３と、を有している。
レンズユニット２００はまた、鏡筒１１を回転可能に支持する支持部としての不動部４１と、不動部４１によってＲ方向に回転可能に、かつＹ方向に鏡筒１１とともに移動可能に支持された回転部３１と、を有している。
レンズユニット２００はまた、図３に示すように、鏡筒１１をＹ軸正方向に付勢する弾性部材１８を有している。

鏡筒１１は、内部に複数のレンズ群１５、１６、１７を有している。
鏡筒１１はまた、回転部３１にＺ軸方向に貫通すなわち挿通して支持される円筒状のレンズ支持部材である。
少なくとも１つ以上のレンズ群１５、１６、１７は、ズーム機構２１によって鏡筒１１のＲ方向の回転運動に連動してＺ軸方向へ移動する。ここでレンズ群１５、１６、１７はそれぞれ、単一のレンズであっても、あるいは複数のレンズを組み合わせて所望のレンズ特性を得られるようにしたレンズ群であっても良い。よって、ズーム機構２１は、鏡筒１１内の少なくとも１枚のレンズを回転運動によりＺ軸方向に移動させる。

ズーム機構２１は、鏡筒１１に開けられたズーム用カム溝２２と、ズーム用カム溝２２に沿って動作するズーム用ピン２３とを有している。
ズーム用カム溝２２は、ここでは鏡筒１１に３本開けられており、互いにＺ軸方向への傾きが異なっている。ズーム用カム溝２２はまた、鏡筒１１のＲ方向への回転によってズーム用ピン２３の移動方向を規制する移動方向規制手段としての機能を有する。

レンズシフト機構３は、不動部４１にＹ方向に沿って設けられた一対の突起部４２と、回転部３１に設けられた、突起部４２を受け入れる態様で突起部４２と係合した溝３２とを有している。
レンズシフト機構３は、図４に示すように、不動部４１と回転部３１との間に、Ｒ方向へ回転運動する際の不動部４１と回転部３１との間の摩擦力を低減するための摩擦力低減手段たる摺動部１４を有している。
レンズシフト機構３は、不動部４１に固定されて、鏡筒１１の移動方向をＹ方向に規制するためのＸ方向規制部材４３と、鏡筒１１に固定されてＸ方向規制部材４３と当接するＸ方向への移動規制手段たるＸ方向規制板１２とを有している。

回転部３１は、図示しない固定具によって鏡筒１１と、Ｒ方向の回転運動に対して一体で回転するように連結され、鏡筒１１とともにＹ方向に移動可能なように不動部４１に支持されている。
回転部３１は、不動部４１に対してＺ軸方向については固定されている。よって溝３２と突起部４２とは常に係合している。回転部３１は、かかる構成により、鏡筒１１のＹ方向への移動を制御するシフト制御手段たるＹ方向制御板としての機能を有する。
突起部４２は、不動部４１に支持された円柱状の部材である。
突起部４２は、溝３２と係合することで、回転部３１を溝３２に沿った方向すなわちＲ方向に回転可能に支持している。

図５に示すように、Ｒ方向の回転運動の駆動中心たる回転部３１の回転中心Ｏから溝３２の幅方向の中心を通る中心線までの距離をＬと定める。溝３２は、距離Ｌが、不動部４１に対する回転部３１の回転に応じてＬｂ≦Ｌ≦Ｌａの範囲で変化するように、回転部３１に形成されている。
この点について詳細に説明するために、回転部３１がＲ負方向に最大限回転した状態である基準状態を図５（ａ）に示し、回転部３１がＲ正方向に最大限回転した状態である終端状態を図５（ｂ）に示す。
基準状態は回転部３１と不動部４１との位相が最小の状態であり、終端状態は回転部３１と不動部４１との位相が最大の状態であるものとする。
図５（ａ）において、Ｙ軸正方向に位置する突起部４２は、Ｙ軸正方向に位置する溝３２の、Ｒ方向下流側端部であるＡの位置において溝３２と係合している。
また、Ｙ軸負方向に位置する突起部４２は、Ｙ軸負方向に位置する溝３２の、Ｒ方向下流側端部であるＢの位置において溝３２と係合している。
このとき、Ａの位置における距離ＬはＬａであり、Ｂの位置における距離ＬはＬｂである。
図５（ｂ）において、Ｙ軸正方向に位置する突起部４２は、Ｙ軸正方向に位置する溝３２の、Ｒ方向上流側端部であるＡ’の位置において溝３２と係合している。
また、Ｙ軸負方向に位置する突起部４２は、Ｙ軸負方向に位置する溝３２の、Ｒ方向上流側端部であるＢ’の位置において溝３２と係合している。
このとき、Ａ’の位置における距離ＬはＬｂであり、Ｂ’の位置における距離ＬはＬａである。
なお、本実施形態においては、Ｌａ＞Ｌｂが成り立っている。
したがって、距離Ｌについて、Ｌａ≧Ｌ≧Ｌｂが成り立っている。

突起部４２は、不動部４１に取り付けられているから、一対の突起部４２間の距離ＡＢは不変である。すなわち、回転部３１が不動部４１に対して回転し、終端状態となったときの一対の突起部４２間の距離Ａ’Ｂ’は、Ａ’Ｂ’＝Ｌａ＋Ｌｂ＝ＡＢであると言える。なお、この関係は突起部４２が回転部３１に備えられた場合であっても同様であることは言うまでもない。したがって、突起部４２を不動部４１と回転部３１との何れか一方に設けることとして、不動部４１と回転部３１との他方に溝３２を設けることとしても良い。

ここで、距離Ｌａと距離Ｌとの差の絶対値をシフト量という。
ここで言うシフト量は、Ｒ方向の回転運動の回転半径の差であるから、鏡筒１１の光軸がＹ軸方向へ変移する移動量と等しい。
距離Ｌは、シフト動作を滑らかに行うために、単位角度当たりのシフト量が、基準状態付近よりも終端状態付近において大きくなるように設定することが望ましい。
かかる構成により、図５（ａ）の状態から、回転部３１を不動部４１に対してＲ方向に回転させることで、図５（ｂ）に示すように、回転部３１は、不動部４１に対してＹ軸正方向にシフトする。すなわち、レンズシフト機構３は、レンズ群１５、１６、１７の光軸中心を、Ｙ方向に移動させるレンズシフト機能を有している。

摺動部１４は、回転部３１と不動部４１との摺動面において、摩擦力を低減するための摩擦低減手段としての機能を有している。
摺動部１４は、不動部４１と回転部３１との間に、鏡筒１１よりも外側に設けられたスラストベアリングであることが望ましい。
なお、ここで摺動部１４は、スラストベアリングであるとしたが、回転部３１を不動部４１に対してＲ方向へ回転運動させる際に、Ｚ軸方向に生じる力が十分に小さい場合には、ラジアルベアリング等の摺動部材を用いても良い。
また、回転部３１と不動部４１との摺動面に、コーティング等によって摩擦力の低減を行っても良い。

ズーム機構２１のズーム動作は、既に述べた鏡筒１１のＲ方向の回転運動により、図６に示すように、ズーム用カム溝２２に沿ってズーム用ピン２３が移動することで行われる。
ここでは、図５（ａ）に示した基準状態に対応する状態を図６（ａ）、図５（ｂ）に示した終端状態に対応する状態を図６（ｂ）として示している。
このＲ方向の回転運動は、図示しないモーター等の駆動源を用いるものであっても良いし、手動で行っても良い。
ズーム用カム溝２２は、既に述べたように、互いにＺ軸方向に異なる傾きを持つ。
ズーム用ピン２３は、図示しない支持部材に固定されており、それぞれのズーム用ピン２３を固定した各支持部材は、鏡筒１１に対してＺ軸方向に可動に支持され、各々に対応したレンズ群１５、１６、１７を固定している。
このようなズーム機構２１を有するレンズユニット２００において、鏡筒１１がＲ正方向に回転運動すると、ズーム用カム溝２２に沿ってズーム用ピン２３が移動し、各ズーム用ピン２３に固定された各支持部材がＺ軸正方向へと移動する。
したがって、各支持部材に固定されたレンズ群１５、１６、１７は、鏡筒１１のＲ方向への回転運動の位相に対応した、ズーム用カム溝２２のＺ軸方向の傾きの分だけ、Ｚ軸方向に移動する。
ズーム用カム溝２２は、互いにＺ軸方向に異なる傾きを持つから、レンズ群１５、１６、１７のＺ軸方向の間隔は、回転運動の位相に応じて変化する。
ズーム機構２１は、かかる構成により、鏡筒１１内の少なくとも１枚のレンズをＲ方向の回転運動によりＺ軸方向に移動させてズーム動作を行う。

かかる動作に連動して、レンズシフト機構３によるシフト動作が行われる。
既に述べたように、鏡筒１１と、回転部３１とは、Ｒ方向の回転運動に対して、位相が同じになるように連結されている。
すなわち、図７（ａ）に示すように、レンズシフト機構３が基準状態のとき、ズーム機構２１も基準状態である。
鏡筒１１に連動して回転部３１がＲ方向に回転運動することで、溝３２が突起部４２と係合しながら回転部３１が不動部４１に対して回転する。
このような動作により、回転部３１は、距離Ｌに応じて鏡筒１１を回転すると共にＹ軸方向に移動させることで、光軸をＹ軸方向にシフトさせる。
回転運動の位相が最大になる終端状態において、図７（ｂ）に示すように、光軸のシフト量は最大となる。
つまり、Ｒ方向の回転運動時に回転部３１が不動部４１に対して回転すると溝３２内における突起部４２の位置が変化することにより、鏡筒１１が不動部４１に対してＹ軸方向に移動する。

弾性部材１８は、Ｙ軸正方向、すなわち上方に、鏡筒１１を付勢するように、鏡筒１１と不動部４１との間に設けられたバネである。
なお、弾性部材１８は、レンズシフト機構３によるシフト動作のシフト量に合わせて上方に付勢する比例ソレノイドアクチュエーターとしても良い。

制御部１０９は、空間光変調素子１０２を透過する光束に、投影するべき画像情報を付与するための空間光変調パターン生成手段としての機能を有している。
制御部１０９はまた、レンズユニット２００のレンズシフト機構３と、ズーム機構２１との動作を制御する制御手段である。

以上のような構成を有する画像投影装置１００において、画像を投影する方法について説明する。

ハロゲンランプ１０１ａから全方位に射出された白色光は、凹面鏡１０１ｂによって反射され、略並行な光束となって照明部１０３へと入射する。

照明部１０３において、光束はダイクロイックミラー１０３Ｂ、１０３Ｒ、１０３Ｇによってそれぞれの帯域の波長別に反射されることで、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの色情報に分解される。

Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの色情報に分解された光束は、制御部１０９の制御に基づいて空間的な変調を付与する空間光変調素子１０２により、カラーの画像情報となる。
空間光変調素子１０２によって空間的な変調を付与された光束は、レンズユニット２００によって結像・拡大されて投影面１０４に投影されることで、画像投影を行う。

ところで、画像投影装置１００においては、投影面１０４とレンズユニット２００との位置関係および空間光変調素子１０２に表示された画像の投影面１０４における倍率は、レンズユニット２００の光学的設計によって定められる。
しかしながら、投影すべき画像の倍率や、投影面１０４の設置位置にはある程度の自由度が求められている。
したがって、投影すべき画像の倍率を変更するために、言い換えるとレンズユニット２００による入射側すなわち縮小側から、出射側すなわち拡大側へと光束が通過する際の画像投影面のサイズを拡大するために、ズーム機構２１を設けられている。
しかし、単にズーム機構２１を設けたのみでは、投影面１０４における画像の表示位置、言い換えると上下方向の中心線が変化してしまうため、その都度、投影面１０４とレンズユニット２００との位置関係の調整を行うことになり、利便性を著しく損なう。

そこで、本実施形態では、レンズユニット２００が倍率を変化させるためのズーム機構２１の回転運動に連動して鏡筒１１をＹ方向に移動させるレンズシフト機構３を有している。
かかる構成により、ズーム動作と連動して、レンズシフト機構３のシフト動作が行われるから、投影面１０４での上下方向の中心線が変わることなく、ズーム倍率を変更することができる。
さらに、このような動作により、投影すべき画像の倍率に応じて、シフト量を変化させることで、投影面１０４において表示される画像の下限線を変えることなくズーム倍率を変更することも可能になる。
また、かかる構成により、複雑な機構や複数の駆動源を設けることなく、光軸方向の動作であるズーム動作と、光軸に対して垂直方向の動作であるシフト動作とを組み合わせて行うから、部品点数が抑えられて制御も容易である。

このようなレンズユニット２００において、鏡筒１１は、回転部３１に挿通されている。かかる構成により、回転部３１を回転させるために必要な回転トルクが、鏡筒１１を回転させるために必要な回転トルクよりも小さくなるから、回転部３１の外縁部を回転させることで、より小さい力でＲ方向の回転運動を行う。

また、このようなレンズユニット２００において、突起部４２は、Ｙ軸方向に沿って一対設けられている。
かかる構成により、鏡筒１１の光軸の移動方向の延長線上に一対の突起部４２が設置されているから、光軸が移動する際に、Ｙ方向以外にはたらく力を低減して、Ｒ方向の回転運動およびシフト動作を、より省エネルギーでスムーズに行う。

レンズユニット２００は、回転部３１と、不動部４１との間に、摩擦力を低減するための摺動部１４を有している。
かかる構成により、Ｒ方向の回転動作を行う際の、回転部３1と不動部４１との間の摩擦力を低減して、よりスムーズに光軸をＹ軸方向に移動させることができる。

レンズユニット２００は、鏡筒１１の移動方向をＹ軸方向のみに規制するＸ方向規制部材４３を有している。
かかる構成により、Ｒ方向への回転運動時に鏡筒１１がＸ軸方向へ移動することを防いで、Ｙ軸方向のみに制限されるから、よりスムーズに光軸をＹ軸方向に移動させることができる。

このようなレンズユニット２００において、光軸の移動方向たるラジアル方向は鉛直方向を含み、レンズユニット２００は、鏡筒１１をラジアル方向のうち上方に付勢する弾性部材１８を有している。
かかる構成により、弾性部材１８が鏡筒１１を上方に付勢するから、鏡筒１１にはたらく重力を低減して、上方、下方いずれに鏡筒１１を動作させる場合にも鏡筒１１の移動速度を均一にする。

なお、前述のように、距離Ｌは、シフト動作を滑らかに行うために、単位回転角当たりのシフト量が、基準状態付近よりも終端状態付近において大きくなるように設定されている。
言い換えると、突起部４２と、回転中心Ｏとの距離Ｌが小さいほど、単位回転角当たりのシフト量が大きい。
かかる構成により、シフト量あたりに必要な回転部３１に加える力を均一化できて、より制御しやすく、スムーズに鏡筒１１をＹ軸方向に移動させる。

図８に、本発明の第２の実施形態として、画像投影装置１００の構成の一例を示す。
図８に示す画像投影装置１００は、図２〜図７で説明したレンズユニット２００を画像投影装置１００内の光路中に設けた構成を有している。
なお、以降の図面においては、他の実施形態の図と同様の構成ついては、図示を適宜省略し、あるいは、同一の符号を付する等して、説明を適宜省略する。
画像投影装置１００は、光源１０１から射出された光束を選択する絞り１０７と、光束を反射するためのミラー１０５と、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの色情報に分解して反射するダイクロイックミラー１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂとを有している。
画像投影装置１００はまた、表示すべき画像の色情報に基づいて通過した光束に画像情報を与える空間光変調素子１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂと、照射された光束を合成して反射することで、カラー画像に合成する画像合成素子１０６とを有している。
かかる画像投影装置１００においても、画像合成素子１０６よりも光路下流において、レンズユニット２００を設置して、図示しない投影面での上下方向の中心線が変わることなく、ズーム倍率を変更することができる。

図９に、本発明の第３の実施形態として、画像投影装置１００の構成の一例を示す。
画像投影装置１００は、光束を射出する光源１０１と、表示すべき画像の色情報に基づいて通過した光束に画像情報を与える空間光変調素子１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂと、を有している。
画像投影装置１００はまた、各光変調素子１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを透過した光束を合成して偏向する画像合成素子１０６と、投影結像光学系たるレンズユニット２００と、を有している。
画像投影装置１００は、光源１０１から射出された光束をそれぞれの色情報に分解し、空間光変調素子１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを通過させて画像情報を与えた後、画像合成素子１０６を通過させることで、各色情報に分解された画像情報を合成する。
このようにして合成された画像を、レンズユニット２００によって結像して投影面１０４に投影することで、画像投影を行うことができる。
かかる画像投影装置１００においても、レンズユニット２００を設置して、図示しない投影面での上下方向の中心線が変わることなく、ズーム倍率を変更することができる。

図１０に、本発明の第４の実施形態として、撮像装置４００の構成の一例を示す。
撮像装置４００は、図２〜図７を用いて説明したレンズユニット２００と、画像を取得する撮像モジュール４０２と、レンズユニット２００を通過した光束の光路を選択するためのミラー４０４とを有している。
撮像装置４００はまた、視野を確認するためのファインダー４０６と、ミラー４０４からファインダー４０６へと光を偏向させるプリズムたる偏向素子４０５と、露光時間を調整するシャッター４０８と、これらの部材を制御するための制御部１０９とを有している。
レンズユニット２００以外の上述の構成は一般的な一眼レフカメラと同等であるが、ファインダー４０６とミラー４０４とを外し、変わりに液晶モニタを備えた所謂ミラーレス一眼レフの構成であっても良い。
このような撮像装置４００において、レンズユニット２００を通過した光束が、シャッター４０８を通過して、撮像モジュール４０２において結像することで、画像を撮影することができる。

かかる構成により、撮像装置４００の位置を動かすことなく撮影範囲の微調整や、鏡面被写体の撮影時のレンズ自体の写り込み防止、建築写真などでのパースペクティブをコントロールした撮影を行う。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、第１〜第３の実施形態において、画像投影装置１００は、白色光源を用いたカラーの画像投影装置であるが、単一の光源を用いたモノクロの画像投影装置であっても良い。

また、画像投影装置１００は、ＬＥＤやレーザーを光源として用いても良い。

また、第４の実施形態において、撮像装置４００は、コンパクトデジタルカメラや、携帯機器搭載の小型カメラのような種々の形態の撮像装置であっても良い。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

３ レンズシフト機構
１１ 鏡筒
１２ Ｘ方向規制板
１４ 摺動部（ベアリング）
１５ レンズ群
１６ レンズ群
１７ レンズ群
１８ 弾性部材
２１ ズーム機構
２２ ズーム用カム溝
２３ ズーム用ピン
３１ 回転部
３２ 溝
４１ 支持部（不動部）
４２ 突起部
４３ 規制部材（Ｘ方向規制部材）
１００ 画像投影装置
１０３ 照明部
１０４ 投影面
１０９ 制御部
２００ レンズユニット
４００ 撮像装置
Ｌ 回転中心との
Ｌａ 基準状態における回転中心と突起部との距離
Ｌｂ 終端状態における回転中心と突起部との距離
Ｏ 回転中心
Ｒ Ｚ軸方向に対して垂直な平面の回転方向
Ｙ ラジアル方向、鉛直方向
Ｚ 光軸方向

特開２０１３−０８３７２１号公報 特開２０１３−２５４０６１号公報 特開２０１０−２６６５７８号公報 特開２０１１−０５９２８３号公報 特開２０１２−００８１８５号公報

Claims (8)

1. 鏡筒内の少なくとも１枚のレンズを駆動源あるいは手動による当該ズーム機構の光軸を中心とする回転運動により当該鏡筒を通過する光軸方向に移動させるズーム機構と、
   前記ズーム機構の前記回転運動に連動して前記鏡筒とともに前記光軸を中心に回転することで前記鏡筒全体を前記光軸方向と垂直なラジアル方向に移動させるレンズシフト機構と、
   前記鏡筒を回転可能に支持し、当該レンズユニットに対して不動の支持部と、
   前記支持部によって前記回転運動時に回転可能且つ前記ラジアル方向に前記鏡筒とともに移動可能に支持された回転部と、
   を有し、
   前記レンズシフト機構は、
   前記支持部と前記回転部との一方に設けられた突起部と、
   前記支持部と前記回転部との他方に設けられ、前記回転部の回転中心からの距離が前記支持部に対する当該回転部の位相に応じて変化した、前記突起部を受け入れる溝と、を有し、
   前記回転運動時に前記回転部が前記支持部に対して回転すると前記溝内における前記突起部の位置が変化することにより、前記鏡筒と、前記回転部と、が前記支持部に対して前記ラジアル方向に移動することを特徴とするレンズユニット。
2. 請求項１記載のレンズユニットにおいて、
   前記鏡筒は、前記回転部に挿通されていることを特徴とするレンズユニット。
3. 請求項１又は２記載のレンズユニットにおいて、
   前記突起部は、前記ラジアル方向に沿って一対設けられていることを特徴とするレンズユニット。
4. 請求項１乃至３の何れか１つに記載のレンズユニットにおいて、
   前記回転部と、前記支持部との間に、摩擦力を低減するための摺動部を有することを特徴とするレンズユニット。
5. 請求項１乃至４の何れか１つに記載のレンズユニットにおいて、
   前記鏡筒の移動方向を前記ラジアル方向に規制する規制部材を有することを特徴とするレンズユニット。
6. 請求項１乃至５の何れか１つに記載のレンズユニットにおいて、
   前記ラジアル方向は鉛直方向を含み、前記鏡筒を前記ラジアル方向のうち上方に付勢する弾性部材を有することを特徴とするレンズユニット。
7. 請求項１乃至６の何れか１つに記載のレンズユニットを有する撮像装置。
8. 請求項１乃至６の何れか１つに記載のレンズユニットを有する画像投影装置。

Images