JP6432117B2 - レンズ移動機構 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ移動機構に関するものである。

従来から、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの色光を色光毎に画像情報に応じて変調する３つの光変調装置（液晶パネル）、および、これら光変調装置が取り付けられ、変調された３つの光束を合成して画像光を形成する色合成光学装置（クロスダイクロイックプリズム）を備える光学装置と、形成された画像光を拡大投射する投射光学装置（投射レンズ）とを備えたプロジェクタが知られている。

このようなプロジェクタは、プロジェクタ本体をそのままに投射画像を上下左右に移動させたり、フォーカス調整等をするためのレンズ移動機構を備える。下記特許文献１には、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸直交方向の位置を調整する位置調整部を備えるプロジェクタが開示されている。この位置調整部は、載置台に対してＺ軸方向に移動する基部と、基部に対してＸ軸方向に移動する脚部と、脚部に対してＹ軸方向に移動する接続部と、を備える（特許文献１の図５参照）。

特開２００７−２８６１２１号公報

近年、大型のプロジェクタはレンズの重量が増大しており、レンズ移動機構には軽量かつ高剛性が求められている。このため、例えば、レンズ移動機構を構成するフレームを軽量のアルミ鋳造品で形成し、このフレームに軌道体及び移動体からなる高剛性の直動案内装置を取り付けることが考えられる。しかしながら、フレームと直動案内装置との剛性の違いにより、適切な大きさの直動案内装置を選定したとしても撓みが発生するといった問題が懸念されている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、撓みの発生を抑制でき、軽量かつ高剛性のレンズ移動機構の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のレンズ移動機構は、光を投射するレンズが取り付けられるレンズ取付部と、前記レンズ取付部を支持すると共に、該レンズ取付部を、前記光の光軸方向を含む３軸直交方向に案内するレンズ案内部と、前記レンズ案内部を支持し、取付対象物に固定される固定部材と、を備え、前記レンズ案内部は、前記固定部材に固定され、前記レンズ取付部を、前記光の光軸方向と直交する光軸直交方向に案内する直動案内装置を備え、前記光軸直交方向は、前記レンズ取付部の前記光軸方向における倒れにより発生するモーメントの回転軸が延びる方向であり、前記直動案内装置は、前記光軸直交方向に沿って前記固定部材に固定された軌道体と、前記軌道体に転動体を介して相対移動可能に取り付けられると共に、前記軌道体の前記光軸方向の両側面に前記転動体の負荷転動体転走路を形成する移動体と、を備える、という構成を採用する。

本発明によれば、撓みの発生を抑制でき、軽量かつ高剛性のレンズ移動機構が得られる。

本発明の実施形態におけるレンズ移動機構を示す正面図である。 本発明の実施形態におけるレンズ移動機構を示す側面図である。 本発明の実施形態における直動案内装置を示す構成図である。 本発明の実施形態における直動案内装置の第１レンズ案内部における配置を示す斜視図である。 本発明の実施形態における第１直動案内装置が固定されたベース部材を示す平面図である。 本発明の実施形態における第２直動案内装置が固定されたサドル部材を示す平面図である。 図６に示すＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態における第１スライダブロックの可動範囲と第２スライダブロックの可動範囲との関係を示す平面図である。 本発明の実施形態における直動案内装置の第２レンズ案内部における配置を示す正面図である。 本発明の実施形態の一変形例における第１スライダブロックの可動範囲と第２スライダブロックの可動範囲との関係を示す平面図である。 本発明の実施形態の一変形例における直動案内装置の第１レンズ案内部における配置を示す斜視図である。 本発明の実施形態の一変形例におけるベース部材を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために、例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明に用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、省略した部分がある。

図１は、本発明の実施形態におけるレンズ移動機構１を示す正面図である。図２は、本発明の実施形態におけるレンズ移動機構１を示す側面図である。
レンズ移動機構１は、図２に示すように、光を投射するレンズ１００が取り付けられるレンズマウント２（レンズ取付部）と、レンズマウント２を支持すると共に、このレンズマウント２を光の光軸１０１が延びる光軸方向を含む３軸直交方向に案内するレンズシフトユニット３と、を備える。

なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Ｙ軸方向は光軸方向であり、Ｘ軸方向は光軸方向と直交する光軸直交方向（水平方向）であり、Ｚ軸方向はＸ，Ｙ軸方向と直交する鉛直方向（１軸方向）である。

レンズマウント２は、図１に示すように、円環状に形成された本体部１０と、本体部１０の外周縁に沿って設けられた縁部１１と、図２に示すように、本体部１０の背面側に設けられた背面部１２と、を備える。本体部１０は、図１に示すように、中央部に取付孔１０ａが形成された円板部材である。縁部１１は、図２に示すように、本体部１０の正面側に設けられた筒状部材であり、本体部１３の外周縁から前方に所定高さで突出する。

取付孔１０ａには、図２に示すように、レンズ１００が取り付けられる。このレンズ１００は、例えば、投射レンズ等を収容するレンズ鏡筒であり、図示しない嵌合部やボルト等によって本体部１０に固定される。背面部１２は、本体部１０の背面側に設けられた枠状部材であり、レンズシフトユニット３のマウント案内部３３と接続される。この背面部１２には、本体部１０の背面側に突出する突出部１２ａが設けられている。突出部１２ａは、レンズシフトユニット３のマウント駆動部４３と接続される。

レンズシフトユニット３は、図１に示すように、３軸直交方向のうち、Ｘ，Ｙ軸の２軸直交方向にレンズマウント２を案内する第１レンズ案内部３Ａと、Ｚ軸方向にレンズマウント２を案内する第２レンズ案内部３Ｂと、を備える。このレンズシフトユニット３は、フレーム部２０と、案内部３０（レンズ案内部）と、駆動部４０と、から構成される。

フレーム部２０は、取付対象物に固定されるベース部材２１（固定部材）と、ベース部材２１の上方に配置されたサドル部材２２（中間部材）と、サドル部材２２の上方に配置されたテーブル部材２３（支持部材）と、を備える。本実施形態のフレーム部２０は、アルミ鋳造により製作されたダイカスト部品から成る。

案内部３０は、ベース部材２１に対してサドル部材２２を光軸直交方向（Ｘ軸方向）に案内するサドル案内部３１と、サドル部材２２に対してテーブル部材２３を光軸方向（Ｙ軸方向）に案内するテーブル案内部３２と、テーブル部材２３に対してレンズマウント２を鉛直方向（Ｚ軸方向）に案内するマウント案内部３３と、を備える。本実施形態の案内部３０は、軌道レール６１（軌道体）及びスライダブロック６２（移動体）を具備するステンレス製の直動案内装置６０を備える。各案内部における直動案内装置６０は、大きさは全て同じもの（同一製品）である。

駆動部４０は、ベース部材２１に対してサドル部材２２を光軸直交方向（Ｘ軸方向）に移動させるサドル駆動部４１（図２参照）と、サドル部材２２に対してテーブル部材２３を光軸方向（Ｙ軸方向）に移動させるテーブル駆動部４２（図１参照）と、テーブル部材２３に対してレンズマウント２を鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動させるマウント駆動部４３と、を備える。本実施形態の駆動部４０は、本体部５０に対してシャフト５１が進退するリニアアクチュエータを備える。

ベース部材２１は、レンズシフトユニット３の底部に配置された底板部材であり、サドル部材２２、テーブル部材２３、案内部３０、駆動部４０、レンズマウント２、及びレンズ１００を支持する。サドル部材２２は、ベース部材２１とテーブル部材２３との間に配置された中間部材であり、テーブル部材２３、テーブル案内部３２、テーブル駆動部４２、レンズマウント２、マウント案内部３３、マウント駆動部４３、及びレンズ１００を支持する。テーブル部材２３は、レンズシフトユニット３の上部に配置されたレンズマウント２との接続部材であり、レンズマウント２、マウント案内部３３、マウント駆動部４３、及びレンズ１００を支持する。

テーブル部材２３は、図１に示すように、テーブル案内部３２に支持される底部２４と、底部２４の幅方向（Ｘ軸方向）両側から立設する一対の第１壁部２５と、一対の第１壁部２５の間に配置された第２壁部２６と、を備える。底部２４は、ＸＹ平面に沿う平板形状に形成されている。第１壁部２５は、図２に示すように、ＸＹ平面に対して立設する略Ｌ字形状（略直角三角形状）に形成されている。第１壁部２５の正面２５ａは、ＸＹ平面に対する垂直面（ＸＺ平面）となっており、マウント案内部３３が取り付けられる。レンズマウント２は、テーブル部材２３にマウント案内部３３を介して片持ち支持されている。

第２壁部２６は、第１壁部２５の正面２５ａよりも後方に配置されている。第２壁部２６は、図１に示すように、底部２４、一対の第１壁部２５の間を接続し、テーブル部材２３の剛性を高める。第２壁部２６には、中央部に貫通孔２６ａが形成されている。貫通孔２６ａは、レンズマウント２の取付孔１０ａよりも大きい楕円形状に形成されている。貫通孔２６ａの楕円形の長軸は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に設定されており、テーブル部材２３に対してレンズマウント２が鉛直方向に移動しても、取付孔１０ａに取り付けられたレンズ１００と干渉しないようになっている。

図１に示すように、一対の第１壁部２５の一方の側面には、支持部材２３ｂが接続されている。支持部材２３ｂは、マウント駆動部４３を支持している。マウント駆動部４３の本体部５０は、シャフト５１が鉛直方向（Ｚ軸方向）に進退するように支持部材２３ｂに固定されている。このシャフト５１の先端は、レンズマウント２の突出部１２ａに固定されている。このシャフト５１が本体部５０に対して進退すると、テーブル部材２３に対してレンズマウント２が鉛直方向に移動する。

サドル部材２２には、テーブル駆動部４２の本体部５０が固定されている。テーブル駆動部４２の本体部５０は、シャフト５１が光軸方向（Ｙ軸方向）に進退するようにサドル部材２２の上面に固定されている。このシャフト５１の先端は、テーブル部材２３の下面から突出する突出部２３ａに固定されている。このシャフト５１が本体部５０に対して進退すると、サドル部材２２に対してテーブル部材２３が光軸方向に移動する。

ベース部材２１には、図２に示すように、サドル駆動部４１の本体部５０が固定されている。サドル駆動部４１の本体部５０は、シャフト５１が光軸直交方向（Ｘ軸方向）に進退するようにベース部材２１に固定されている。このシャフト５１の先端は、サドル部材２２の下面から突出する突出部２２ａに固定されている。このシャフト５１が本体部５０に対して進退すると、ベース部材２１に対してサドル部材２２が光軸直交方向に移動する。

図３は、本発明の実施形態における直動案内装置６０を示す構成図である。
直動案内装置６０は、長手方向に沿って転動体転走溝６３が設けられた軌道レール６１と、転動体転走溝６３に対向する転動体負荷転走溝６４が設けられたスライダブロック６２と、転動体転走溝６３と転動体負荷転走溝６４との間に配置された複数のボール６５（転動体）と、を備える。

軌道レール６１は、断面視略矩形状の長尺部材である。軌道レール６１の幅方向（図３において紙面左右方向）の外側面６１ｂには、軌道レール６１の長手方向（図３において紙面垂直方向）に沿って転動体転走溝６３が形成されている。転動体転走溝６３は、外側面６１ｂに対して略円弧状に窪んでいる。この転動体転走溝６３は、軌道レール６１の左右に一対で形成されている。

軌道レール６１には、対象物（ベース部材２１、サドル部材２２、テーブル部材２３）に固定されるための固定孔６６（軌道体固定孔）が形成されている。固定孔６６は、軌道レール６１の厚み方向（図３において紙面上下方向）に貫通して形成されている。固定孔６６には、軌道レール６１を固定するボルト８０（後述する図４参照）を、図３に示す軌道レール６１の上面６１ａよりも低い位置に位置させる座ぐり６６ａが形成されている。

スライダブロック６２は、ブロック本体６７と、ブロック本体６７に取り付けられた蓋体６８と、を備える。ブロック本体６７は、軌道レール６１を収容するレール収容溝６９を有する。レール収容溝６９は、ブロック本体６７の下面に開口している。ブロック本体６７の上面である取付面６７ａには、対象物（サドル部材２２、テーブル部材２３、レンズマウント２）を固定するための固定孔７０（移動体固定孔）が形成されている。固定孔７０は、ブロック本体６７の厚み方向に所定の深さで形成されている。固定孔７０は、ネジ孔であり、上記対象物を固定するボルト８１（後述する図７参照）が螺合する。

レール収容溝６９には、軌道レール６１の転動体転走溝６３に対向する転動体負荷転走溝６４が形成されている。転動体負荷転走溝６４は、レール収容溝６９の内側面に対して円弧状に窪んでいる。この転動体負荷転走溝６４は、軌道レール６１を挟むように、スライダブロック６２の左右に一対で形成されている。転動体負荷転走溝６４は、軌道レール６１の転動体転走溝６３と対向し、負荷をかけた状態でボール６５を転動させる負荷転動体転走路Ｌ１を形成する。

また、ブロック本体６７には、無負荷転動体転走路Ｌ２が形成されている。無負荷転動体転走路Ｌ２は、ブロック本体６７を長手方向に貫通して形成されている。無負荷転動体転走路Ｌ２の内径は、ボール６５のボール径よりも大きく、ボール６５に負荷をかけないようになっている。この無負荷転動体転走路Ｌ２は、転動体負荷転走溝６４（負荷転動体転走路Ｌ１）に対応して、スライダブロック６２の左右に一対で形成されている。

蓋体６８は、ブロック本体６７の両端面に取り付けられている（後述する図４参照）。蓋体６８は、ブロック本体６７と同様に、軌道レール６１を収容するレール収容溝７１を有する。蓋体６８には、ブロック本体６７の両端面と対向する対向面に、転動体方向転換路Ｌ３が形成されている。一対の転動体方向転換路Ｌ３は、負荷転動体転走路Ｌ１と無負荷転動体転走路Ｌ２の両端をそれぞれ連結し、ボール６５の無限循環路Ｌを形成する。

無限循環路Ｌは、軌道レール６１の長手方向に延びる一対の直線状部分（負荷転動体転走路Ｌ１及び無負荷転動体転走路Ｌ２）と、この一対の直線状部分の端部同士を連結する一対の半円弧曲線状部分（転動体方向転換路Ｌ３）とから構成される。本実施形態では、軌道レール６１の幅方向において間隔をあけ、軌道レール６１の長手方向に沿って平行に延在するように２条の無限循環路Ｌが形成される。なお、直動案内装置６０は、左右に２条ずつ、計４条の無限循環路Ｌが形成されるものであってもよい。また、直動案内装置６０として、無限循環路Ｌが形成されない有限ストローク型直動案内装置を使用してもよい。この有限ストローク型直動案内装置は、転動体転走溝６３と転動体負荷転走溝６４との間にケージ（転動体保持部材）が配置され、当該ケージに設けられたボールホルダでボール６５を回転自在に保持するものである。

ボール６５は、軌道レール６１とスライダブロック６２との間に介在して、軌道レール６１に対するスライダブロック６２の移動を円滑に行わせるものである。本実施形態のボール６５は、無限循環路Ｌの内部にほぼ隙間無く配設されて、無限循環路Ｌを循環する。

図４は、本発明の実施形態における直動案内装置６０の第１レンズ案内部３Ａにおける配置を示す斜視図である。
第１レンズ案内部３Ａは、図４に示すように、複数の直動案内装置６０を備える。第１レンズ案内部３Ａは、光軸直交方向（Ｘ軸方向）に沿って配置された第１直動案内装置６０Ａと、光軸方向（Ｙ軸方向）に沿って配置された第２直動案内装置６０Ｂと、を備える。

第１直動案内装置６０Ａは、ベース部材２１に固定された第１軌道レール６１Ａ（軌道体）と、サドル部材２２を支持すると共に、第１軌道レール６１Ａに沿って相対移動可能に取り付けられた第１スライダブロック６２Ａ（移動体）と、を備える。第１直動案内装置６０Ａは、光軸直交方向（Ｘ軸方向）において同軸上に複数設けられると共に、光軸方向（Ｙ軸方向）に間隔をあけて少なくとも一対（本実施形態では計４台）で設けられている。

第２直動案内装置６０Ｂは、サドル部材２２に固定された第２軌道レール６１Ｂと、テーブル部材２３を支持すると共に、第２軌道レール６１Ｂに沿って相対移動可能に取り付けられた第２スライダブロック６２Ｂと、を備える。第２直動案内装置６０Ｂは、光軸方向（Ｙ軸方向）において同軸上に複数設けられると共に、光軸直交方向（Ｘ軸方向）に間隔をあけて少なくとも一対（本実施形態では計４台）で設けられている。

第１軌道レール６１Ａ及び第２軌道レール６１Ｂは、Ｘ，Ｙ軸の２軸直交方向に沿って交差して配置されている。また、ベース部材２１に固定された複数の第１軌道レール６１Ａと、サドル部材２２に固定された複数の第２軌道レール６１Ｂは、全体で井桁状に配置されている。なお、同軸上に配置された軌道レール６１同士は、接触していてもよいし、隙間をあけて配置されていてもよい。

図５は、本発明の実施形態における第１直動案内装置６０Ａが固定されたベース部材２１を示す平面図である。
図５に示すように、第１直動案内装置６０Ａの第１軌道レール６１Ａは、光軸直交方向（Ｘ軸方向）に沿って固定されている。軌道レール６１には、長手方向に間隔をあけて固定孔６６が複数設けられている。本実施形態の固定孔６６は、軌道レール６１の長手方向の両端部と中央部に計３箇所形成されている。第１軌道レール６１Ａの固定孔６６には、ボルト８０が配置され、第１軌道レール６１Ａは３箇所でベース部材２１に固定される。

また、スライダブロック６２には、幅方向（Ｙ軸方向）に間隔をあけて固定孔７０が複数設けられている。本実施形態の固定孔７０は、スライダブロック６２の幅方向の両端部に、左右一対で計２箇所形成されている。これらの固定孔７０は、スライダブロック６２の長手方向の中央部に配置されている。第１スライダブロック６２Ａの固定孔７０には、ボルト８１（後述する図７参照）が螺合し、第１スライダブロック６２Ａは２箇所でサドル部材２２に固定される。

第１スライダブロック６２Ａは、レンズ１００がホームポジションに位置するとき、図５に示すように、第１軌道レール６１Ａの長手方向の中央部に位置している。ここでいう、レンズ１００のホームポジションとは、レンズ移動機構１がレンズ１００を定常状態で支持する位置（レンズ１００の原点位置）のことを意味する。このとき、第１スライダブロック６２Ａに形成された固定孔７０の位置と、第１軌道レール６１Ａの長手方向の中央部に形成された固定孔６６の位置は、第１軌道レール６１Ａの長手方向において一致している。

第１スライダブロック６２Ａは、第１軌道レール６１Ａに沿って可動範囲Ｒ１で相対移動可能とされている。第１スライダブロック６２Ａの可動範囲Ｒ１は、サドル駆動部４１（図２参照）の可動ストロークまたは図示しないストッパーにより設定されている。第１軌道レール６１Ａには、光軸直交方向（Ｘ軸方向）に沿って転動体転走溝６３（図３参照）が形成されている。すなわち、第１直動案内装置６０Ａにおける無限循環路Ｌは、負荷転動体転走路Ｌ１が、光軸方向（Ｙ軸方向）において間隔をあけ、光軸直交方向（Ｘ軸方向）に平行に延在するように、一対で設けられている。

図６は、本発明の実施形態における第２直動案内装置６０Ｂが固定されたサドル部材２２を示す平面図である。
図６に示すように、第２直動案内装置６０Ｂの第２軌道レール６１Ｂは、光軸方向（Ｙ軸方向）に沿って固定されている。第２軌道レール６１Ｂの固定孔６６には、ボルト８０が配置され、第２軌道レール６１Ｂは３箇所でサドル部材２２に固定される。第２軌道レール６１Ｂの長手方向の中央部の固定孔６６は、第１軌道レール６１Ａの長手方向の中央部の固定孔６６と、Ｚ軸方向（１軸方向）において重なって配置されている。

第２スライダブロック６２Ｂの固定孔７０には、図示しないボルトが螺合し、第２スライダブロック６２Ｂは２箇所でテーブル部材２３に固定される。第２スライダブロック６２Ｂは、レンズ１００がホームポジションに位置するとき、図６に示すように、第２軌道レール６１Ｂの長手方向の中央部に位置している。このとき、第２スライダブロック６２Ｂに形成された固定孔７０の位置と、第２軌道レール６１Ｂの長手方向の中央部に形成された固定孔６６の位置は、第２軌道レール６１Ｂの長手方向において一致している。

また、レンズ１００がホームポジションに位置するとき、第２スライダブロック６２Ｂは、Ｚ軸方向（１軸方向）において、第１スライダブロック６２Ａと略全体が重なって配置されている。また、図６に示すように、第１スライダブロック６２Ａの複数の固定孔７０は、Ｚ軸方向から視て、第２軌道レール６１Ｂに沿って当該第２軌道レール６１Ｂの複数の固定孔６６と交互に配置されている。

図７は、図６に示すＡ−Ａ断面図である。
図７に示すように、サドル部材２２には、第１スライダブロック６２Ａと取り合うための複数の第１固定孔２２ｂと、第２軌道レール６１Ｂと取り合うための複数の第２固定孔２２ｃと、が形成されている。第１固定孔２２ｂには、ボルト８１が挿通される。一方、第２固定孔２２ｃは、ネジ孔であり、ボルト８０が螺合する。これら、第１固定孔２２ｂ及び第２固定孔２２ｃは、Ｙ軸方向において間隔をあけて交互に形成されている。換言すると、第２固定孔２２ｃのピッチ間に、第１固定孔２２ｂが配置されている。

取付手順としては、先ず、サドル部材２２を、ボルト８１を介して第１スライダブロック６２Ａに固定する。次に、第１スライダブロック６２Ａとボルト８１を介して取り合う第１固定孔２２ｂを閉塞するように、第２軌道レール６１Ｂを、ボルト８０を介してサドル部材２２に固定する。すなわち、サドル部材２２は、第２軌道レール６１Ｂの直下において、第１スライダブロック６２Ａと固定されている。

図６に戻り、第２スライダブロック６２Ｂは、第２軌道レール６１Ｂに沿って可動範囲Ｒ２で相対移動可能とされている。第２スライダブロック６２Ｂの可動範囲Ｒ２は、テーブル駆動部４２の可動ストロークまたは図示しないストッパーにより設定されている。第１スライダブロック６２Ａの可動範囲Ｒ１及び第２スライダブロック６２Ｂの可動範囲Ｒ２は、Ｚ軸方向において第１スライダブロック６２Ａ及び第２スライダブロック６２Ｂの少なくとも一部が重なる範囲内で設定されている。

図８は、本発明の実施形態における第１スライダブロック６２Ａの可動範囲Ｒ１と第２スライダブロック６２Ｂの可動範囲Ｒ２との関係を示す平面図である。
図８に示すように、第１スライダブロック６２Ａを可動範囲Ｒ１の端まで移動させ、第２スライダブロック６２Ｂを可動範囲Ｒ２の端まで移動させたとき、第２スライダブロック６２Ｂは、第１スライダブロック６２Ａに面積Ｓで重なっている。図８に示す面積Ｓは第１スライダブロック６２Ａと第２スライダブロック６２Ｂとが重なる最小面積であって、本実施形態では、少なくとも第１軌道レール６１Ａと第２軌道レール６１Ｂの交差部の一部を含んでいる。

図５に戻り、ベース部材２１には、第１直動案内装置６０Ａに対応する位置に、取付対象物（図７に示すプロジェクタ本体１０２）に固定されるための固定孔２１ａを有する。ここでいう、第１直動案内装置６０Ａに対応する位置とは、第１直動案内装置６０Ａが固定される位置及びその周辺部を含む。第１直動案内装置６０Ａが固定される位置とは、第１軌道レール６１Ａの直下及び第１スライダブロック６２Ａの直下を含む領域である。第１直動案内装置６０Ａの周辺部とは、第１軌道レール６１Ａ及び第１スライダブロック６２Ａと重ならない領域であって、第１軌道レール６１Ａ及び第１スライダブロック６２Ａから所定距離の領域である。この周辺部の光軸直交方向の範囲は、第１スライダブロック６２Ａの可動範囲Ｒ１で規定することが好ましい。また、この周辺部の光軸方向の範囲は、第２スライダブロック６２Ｂの可動範囲Ｒ２で規定することが好ましい。

本実施形態の固定孔２１ａは、図５に示すように、第１直動案内装置６０Ａの周辺部に配置されている。具体的には、固定孔２１ａは、第１スライダブロック６２Ａと重ならない、第１スライダブロック６２Ａの近傍（側方）であって、第１軌道レール６１Ａの長手方向の中央部に位置している。また、各第１直動案内装置６０Ａに対応する位置に形成されたそれぞれの固定孔２１ａは、光軸方向に間隔あけて配置された一対の第１直動案内装置６０Ａの外側に配置されている。この固定孔２１ａには、ボルト８２が配置され、図７に示すように、ベース部材２１はプロジェクタ本体１０２に固定される。プロジェクタ本体１０２には、ボルト８２が螺合する固定孔１０２ａが形成されている。

図９は、本発明の実施形態における直動案内装置６０の第２レンズ案内部３Ｂにおける配置を示す正面図である。
第２レンズ案内部３Ｂは、図９に示すように、複数の直動案内装置６０を備える。第２レンズ案内部３Ｂは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って配置された第３直動案内装置６０Ｃを複数備える。

第３直動案内装置６０Ｃは、テーブル部材２３に固定された第３軌道レール６１Ｃと、レンズマウント２を支持すると共に、第３軌道レール６１Ｃに沿って相対移動可能に取り付けられた第３スライダブロック６２Ｃと、を備える。第３直動案内装置６０Ｃは、鉛直方向（Ｚ軸方向）において同軸上に複数設けられると共に、光軸直交方向（Ｘ軸方向）に間隔をあけて少なくとも一対（本実施形態では計４台）で設けられている。

第３軌道レール６１Ｃは、テーブル部材２３に、同軸上で間隔をあけて複数配置されている。同軸上で隣り合う第３軌道レール６１Ｃの間には、補強部２７が設けられている。補強部２７には、同軸上で隣り合う第３軌道レール６１Ｃの端面６１ｃが突き当てられる突当面２７ａを有する。突当面２７ａは、ＸＹ平面と平行な平面状に形成されている。補強部２７は、同軸上で隣り合う第３軌道レール６１Ｃの端面６１ｃと接触し、同軸上で隣り合う第３軌道レール６１Ｃの間の剛性を確保している。

補強部２７は、図２に示すように、テーブル部材２３に一体で形成されている。すなわち、補強部２７は、アルミ鋳造によってテーブル部材２３と一体で製作された突部である。補強部２７は、第１壁部２５の正面２５ａから正面側に突出している。補強部２７は、正面２５ａに対し高さＨ１で形成されている。高さＨ１は、正面２５ａから第３軌道レール６１Ｃの上面６１ａまでの高さＨ２よりも小さい。また、高さＨ２は、正面２５ａから第３スライダブロック６２Ｃの取付面６７ａまでの高さＨ３よりも小さい。

また、補強部２７は、図９に示す正面視で、矩形のブロック状に形成されている。補強部２７の幅Ｗ１は、第３軌道レール６１Ｃの幅Ｗ２よりも大きく、第３スライダブロック６２Ｃの幅Ｗ３よりも小さい。第３軌道レール６１Ｃの外側面６１ｂは、鉛直方向に延在する突当壁２３ｃに接触している。突当壁２３ｃは、第３スライダブロック６２Ｃと干渉しない高さで形成されている。第３軌道レール６１Ｃは、補強部２７及び突当壁２３ｃの２面で位置決めされて、テーブル部材２３に固定されている。

続いて、上記構成のレンズ移動機構１の作用について説明する。

レンズ移動機構１は、図２に示すように、レンズマウント２でレンズ１００を支持する。レンズシフトユニット３は、このレンズマウント２を片持ち支持しており、レンズマウント２を介してレンズ１００の荷重を受ける。そうすると、レンズシフトユニット３の底部（ベース部材２１）を支点としたモーメントが発生し、レンズシフトユニット３は、正面側に向かって回転し（倒れ）ようとする。すなわち、ベース部材２１をプロジェクタ本体１０２に固定するボルト８２（図７参照）を引き抜こうとする引き抜き荷重が作用する。

また、大型のプロジェクタ用のレンズ１００は、重量が大きく、レンズシフトユニット３のフレーム部２０は、撓み易い。また、軽量化のために、ベース部材２１、サドル部材２２、及びテーブル部材２３を、本実施形態のようにアルミ鋳造のダイカスト部品とした場合には、この撓みが大きくなる。このため、本実施形態では、ベース部材２１、サドル部材２２、及びテーブル部材２３よりもヤング率が大きいステンレス製の直動案内装置６０（軌道レール６１，ブロック本体６７，ボール６５）を採用し、レンズシフトユニット３の剛性を高めている。

しかしながら、この構成は、レンズ１００の荷重の殆どを、直動案内装置６０によって受ける形となる。直動案内装置６０が高剛性であっても、仮に、ベース部材２１に取り付けられる第１直動案内装置６０Ａを光軸方向（Ｙ軸方向）に配置した場合には、ピッチング方向（Ｍａ方向：第１軌道レール６１Ａの長手方向と直交する水平軸回り）でレンズシフトユニット３の倒れ荷重を受けることになるため、当該倒れ、衝撃に対して不利な構成となる。すなわち、この構成では、負荷転動体転走路Ｌ１の長手方向の両端部に配置されるボール６５に、局所的に引き抜き若しくは押し付けの大きな荷重がかかるため、第１軌道レール６１Ａに圧痕等が形成される虞がある。

そこで、本実施形態では、ベース部材２１に固定される第１直動案内装置６０Ａを、光軸直交方向（Ｘ軸方向）に配置している。すなわち、第１直動案内装置６０Ａは、光軸直交方向に沿って転動体転走溝６３が設けられた第１軌道レール６１Ａと、転動体転走溝６３に対向する転動体負荷転走溝６４が設けられた第１スライダブロック６２Ａと、転動体転走溝６３と転動体負荷転走溝６４との間に配置された複数のボール６５と、を備える。この構成によれば、レンズシフトユニット３の倒れ荷重を、第１直動案内装置６０Ａのローリング方向（Ｍｃ方向：第１軌道レール６１Ａの長手方向に延びる軸回り）で受けることができる。

第１直動案内装置６Ａのローリング方向には、図３に示すように、ボール６５が一列に並んでおり、レンズシフトユニット３の倒れ荷重のモーメント支点に対する各ボール６５の距離がそれぞれ等しくなる。そうすると、各ボール６５に略均一に荷重が加わり、レンズシフトユニット３の倒れ荷重が各ボール６５に分散され、第１軌道レール６１Ａに圧痕が形成されることがなくなる。このように、本実施形態によれば、第１直動案内装置６０Ａを光軸直交方向に配置することによって、高剛性を実現でき、ベース部材２１の撓みを防ぎ、倒れや衝撃に耐えることが可能となる。

また、本実施形態では、図３及び図５に示すように、第１直動案内装置６０Ａは、転動体転走溝６３と転動体負荷転走溝６４とが対向する負荷転動体転走路Ｌ１を含むボール６５の無限循環路Ｌを備え、無限循環路Ｌは、負荷転動体転走路Ｌ１が、光軸方向において間隔をあけ、光軸直交方向に沿って平行に延在するように、少なくとも一対で設けられている。この構成によれば、光軸方向の一方側（例えば、図３において紙面左側）に配置された負荷転動体転走路Ｌ１に配置されたボール６５で引き抜き荷重を受けることができ、また、光軸方向の他方側（例えば、図３において紙面右側）に配置されたボール６５で押し付け（圧縮）荷重を受けることができる。
また、図５に示すように、上記構成の第１直動案内装置６０Ａを、光軸方向に間隔をあけて少なくとも一対で設けることによって、レンズシフトユニット３の支持安定性及び剛性がより高まり、レンズシフトユニット３の倒れがより小さくなる。

また、本実施形態では、図５に示すように、ベース部材２１は、第１直動案内装置６０Ａに対応する位置に、プロジェクタ本体１０２に固定されるための固定孔２１ａを有する。この構成によれば、レンズ１００の荷重を受ける第１直動案内装置６０Ａの近傍で、ベース部材２１がプロジェクタ本体１０２に固定されるため、ベース部材２１の撓みが抑制される。また、本実施形態のように、固定孔２１ａを、荷重を受ける第１スライダブロック６２Ａの近傍に配置することで、ベース部材２１の撓みをより小さくすることができる。

このように、上述した本実施形態によれば、光を投射するレンズ１００が取り付けられるレンズマウント２と、レンズマウント２を支持すると共に、該レンズマウント２を、光の光軸方向を含む３軸直交方向に案内する案内部３０と、案内部３０のサドル案内部３１を支持し、プロジェクタ本体１０２に固定されるベース部材２１と、を備え、サドル案内部３１は、ベース部材２１に固定され、レンズマウント２を、光の光軸方向と直交する光軸直交方向に案内する第１直動案内装置６０Ａを備える、という構成を採用することによって、撓みの発生を抑制でき、軽量かつ高剛性のレンズ移動機構１が得られる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、本発明は、以下の図１０〜図１２に示す変形例を採用し得る。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１０は、本発明の実施形態の一変形例における第１スライダブロック６２Ａの可動範囲Ｒ１と第２スライダブロック６２Ｂの可動範囲Ｒ２との関係を示す平面図である。
図１０に示す第１スライダブロック６２Ａは、第１軌道レール６１Ａの長手方向に長い長方形状を有する。また、第２スライダブロック６２Ｂは、第１軌道レール６１Ａの長手方向に長い長方形状を有する。そして、第１スライダブロック６２Ａ及び第２スライダブロック６２Ｂは、Ｚ軸方向（１軸方向）において重なる面積Ｓが変わらない範囲内で相対移動可能とされている。この構成によれば、第１レンズ案内部３Ａを構成する直動案内装置６０をＺ軸方向から視たときに、可動範囲Ｒ１及び可動範囲Ｒ２のどの位置でも必ず第１スライダブロック６２Ａ及び第２スライダブロック６２Ｂ同士が同じ面積Ｓで重なって配置されるため、第１スライダブロック６２Ａ及び第２スライダブロック６２Ｂの間のフレーム部２０の撓みの変動が無く、直動案内装置６０の撓みの変動も抑えることができる。

図１１は、本発明の実施形態の一変形例における直動案内装置６０の第１レンズ案内部３Ａにおける配置を示す斜視図である。
図１１に示す直動案内装置６０Ｄは、第１軌道レール６１Ａ及び第２軌道レール６１Ｂの両方に相対移動可能に取り付けられたスライダブロック６２Ｄを備える。スライダブロック６２Ｂは、上述した第１スライダブロック６２Ａ及び第２スライダブロック６２Ｂを組み合わせた構成となっており、上下にレール収容溝６９を備える。この構成によれば、スライダブロック６２Ｄは、Ｚ軸方向において、第１軌道レール６１Ａ及び第２軌道レール６１Ｂの交差部に常に配置される。また、サドル部材２２が不要になるという利点がある。

一方、上述した実施形態の第１レンズ案内部３Ａは、図４に示すように、レンズマウント２を支持するテーブル部材２３と、第２軌道レール６１Ｂが固定され、第２スライダブロック６２Ｂを介してテーブル部材２３を支持するサドル部材２２と、第１軌道レール６１Ａが固定され、第１スライダブロック６２Ａを介してサドル部材２２を支持すると共に、プロジェクタ本体１０２に固定されるベース部材２１と、を備える。この構成によれば、図１１に示す複雑な構成の直動案内装置６０Ｄを使用せずとも、レンズマウント２を２軸直交方向に案内することができる。なお、この構成では、直動案内装置６０の設置数が増えるが、構成は簡単なもので済むため、コスト的には有利になる。

図１２は、本発明の実施形態の一変形例におけるベース部材２１を示す平面図である。
図１２に示すベース部材２１の固定孔２１ａは、光軸方向に間隔あけて配置された一対の第１直動案内装置６０Ａの内側に配置されている。この構成によれば、固定孔２１ａの間隔が、図５に示す固定孔２１ａよりも小さく（近く）なるため、ベース部材２１の撓みが小さくなる。例えば、レンズ移動機構１を天井吊にした場合、固定孔２１ａの距離を近くした方が、固定孔２１ａ間のベース部材２１の撓みが少なくなる。

また、例えば、上記実施形態では、ベース部材２１の固定孔２１ａは、第１スライダブロック６２Ａの近傍に配置したが、例えば、第１軌道レール６１Ａや第１スライダブロック６２Ａの直下に配置して、ベース部材２１の裏側からボルト止めする構成であってもよい。また、固定孔２１ａを第１軌道レール６１Ａの固定孔６６の直下に配置して、ボルト８０によって、第１軌道レール６１Ａ及びベース部材２１を共にプロジェクタ本体１０２に固定する構成であってもよい。

また、例えば、上記実施形態では、転動体としてボールを使用したが、例えば、ローラー等の他の転動体を使用してもよい。

１…レンズ移動機構、２…レンズマウント（レンズ取付部）、２１…ベース部材（固定部材）、３０…案内部（レンズ案内部）、３１…サドル案内部、６０Ａ…第１直動案内装置（直動案内装置）、６１Ａ…第１軌道レール（軌道体）、６２Ａ…第１スライダブロック（移動体）、６３…転動体転走溝、６４…転動体負荷転走溝、６５…ボール、１００…レンズ、１０１…光軸、１０２…プロジェクタ本体（取付対象物）、Ｌ…無限循環路、Ｌ１…負荷転動体転走路、Ｌ２…無負荷転動体転走路、Ｌ３…転動体方向転換路

Claims (4)

1. 光を投射するレンズが取り付けられるレンズ取付部と、
   前記レンズ取付部を支持すると共に、該レンズ取付部を、前記光の光軸方向を含む３軸直交方向に案内するレンズ案内部と、
   前記レンズ案内部を支持し、取付対象物に固定される固定部材と、を備え、
   前記レンズ案内部は、前記固定部材に固定され、前記レンズ取付部を、前記光の光軸方向と直交する光軸直交方向に案内する直動案内装置を備え、
   前記光軸直交方向は、前記レンズ取付部の前記光軸方向における倒れにより発生するモーメントの回転軸が延びる方向であり、
   前記直動案内装置は、
   前記光軸直交方向に沿って前記固定部材に固定された軌道体と、
   前記軌道体に転動体を介して相対移動可能に取り付けられると共に、前記軌道体の前記光軸方向の両側面に前記転動体の負荷転動体転走路を形成する移動体と、を備える、ことを特徴とするレンズ移動機構。
2. 前記直動案内装置は、前記光軸方向に間隔をあけて少なくとも一対で設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ移動機構。
3. 前記直動案内装置は、前記固定部材よりもヤング率が大きい、ことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ移動機構。
4. 前記固定部材は、前記直動案内装置に対応する位置に、前記取付対象物に固定されるための固定孔を有する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ移動機構。

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