JP6528562B2 - 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、光源から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に投写するプロジェクターが知られている。また、プロジェクターを投写面に近接して配置し、広角化して画像を投写できるように反射光学系を備えたプロジェクター（投写型映像表示装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の投写型映像表示装置は、映像光を生成する映像光生成部、および映像光生成部から射出された映像光を投写面上に投写する投写光学系を備える。投写光学系は、屈折光学系および屈折光学系から射出された映像光を反射する反射光学系を有する。
屈折光学系は、映像光生成部に近い側に設けられる後段筐体と、映像光生成部から遠い側に設けられる前段筐体と、後段筐体に配置される複数のレンズ群と、前段筐体に配置される複数のレンズ群とを備える。
前段筐体は、内部に配置される複数のレンズをそれぞれ保持する複数の保持具と、直進溝が形成された第１鏡枠と、カム溝が形成された第２鏡枠とを有する。各保持具は、ガイドピンを有し、このガイドピンが直進溝およびカム溝に嵌挿されて配置され、第２鏡枠が回動されることによって直進溝に沿って移動する。すなわち、屈折光学系は、第２鏡枠が回動されることによって、各保持具に保持されたレンズが屈折光学系の光軸に沿って移動してフォーカス調整等が可能に構成されている。
反射光学系は、反射ミラー、例えば凹面を有する非球面ミラーを有し、屈折光学系から射出された映像光を反射する。

特開２０１０−９１６３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、反射光学系で反射した光が屈折光学系の前段筐体によって遮られないように、屈折光学系の光軸に対する反射ミラーの配設角度や、反射ミラーにおける映像光の広がる角度を設定する必要がある。すなわち、反射ミラーの配設角度を大きくすると、投写される画像の位置がプロジェクターから離れたものとなり、反射ミラーにおける映像光の広がる角度を小さくすると、広角化が不充分になるという課題がある。すなわち、特許文献１に記載の投写型映像表示装置では、近接投写や、投写される画像の大きさが不充分になるという課題がある。

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、光軸に沿って移動可能なレンズ群を有する第１光学系、および前記第１光学系から射出された光を反射する第２光学系を備える投写光学装置であって、前記第１光学系は、前記移動可能なレンズ群のうち、最も前記第２光学系側に位置する第１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第１レンズ枠と、前記光軸に沿う直進溝を有し、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、前記第１レンズ枠を前記光軸に沿って移動させるカム筒と、を備え、前記第１レンズ枠は、前記カム筒から前記第２光学系側に飛び出し、前記第１レンズ群を保持する枠突出部を有し、前記枠突出部には、前記第２光学系で反射された光が通過する側に、前記第２光学系側の端部の一部が切り欠かれたように形成された切欠き部が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、第１レンズ枠は、枠突出部がカム筒から突出し、カムピンがカム筒のカム溝に係合して支持される。そして、枠突出部の第２光学系側の端部には、上述した位置に切欠き部が形成されている。これによって、カム筒の光軸に沿う方向における小型化、および第１レンズ枠に対してカム筒を光入射側に配設できるとともに、案内筒を切欠き部近傍から外側の領域に形状を有さないように形成しても第１レンズ枠を案内する構成が可能となる。
そして、第１光学系から射出され、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。第１レンズ枠は、第１光学系における移動可能なレンズ群のうち最も第２光学系側に位置する第１レンズ群を保持し、切欠き部が形成されているので、カム筒が第１レンズ枠略全てを覆うように形成される構成に比べ、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、より広角化が可能な投写光学装置を提供できる。

［適用例２］上記適用例に係る投写光学装置において、前記切欠き部は、前記第２光学系に向かう程、前記光軸に近づくように傾斜していることが好ましい。

この構成によれば、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とともに、枠突出部内の切欠き部およびカム筒の近傍の領域に部材を配置できるスペースを設けることが可能となる。よって、構成部材を効率良く配置することによる小型化や、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３］上記適用例に係る投写光学装置において、前記第１光学系は、前記第１レンズ群の光入射側に配置される第２レンズ群、および前記第２レンズ群を保持し、前記直進溝と前記カム溝とに誘導されるカムピンを有する第２レンズ枠を備え、前記第２レンズ枠は、前記第２レンズ群の少なくとも一部が前記第１レンズ枠における前記切欠き部の内側に移動可能に配置されることが好ましい。

この構成によれば、第１光学系は、第１レンズ群の光入射側に配置される第２レンズ群を有し、この第２レンズ群を保持する第２レンズ枠は、上述した位置に移動可能に配置される。これによって、切欠き部をより大きなものとすることができるので、投写面により近接して配置し、より広角化が図れる投写光学装置の提供が可能となる。

［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、前記カム筒から前記第２光学系側に飛び出す筒突出部を有し、前記筒突出部は、内部に前記枠突出部を配置可能で、前記切欠き部を露出させるように削除された形状を有していることが好ましい。

この構成によれば、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とともに、筒突出部を利用してカム筒から飛び出す枠突出部を案内する構成が可能となる。また、第１レンズ枠を案内筒の第２光学系側から案内筒に挿通させることができるので、案内筒の光入射側の形状（例えば、案内筒の光入射側に配置されるレンズ群を固定するための形状等）に影響されずに第１レンズ枠を案内筒に組み込む構成が可能となる。

［適用例５］上記適用例に係る投写光学装置において、前記第１レンズ群は、フォーカス調整に寄与するレンズ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、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を提供できる。

［適用例６］上記適用例に係る投写光学装置において、前記第１レンズ枠は、前記第１レンズ群を保持し、前記案内筒に嵌挿される保持部を有し、前記カムピンは、前記保持部と一体に形成され、先端部が縁端に向かって次第に細くなるテーパー状であり、前記カム溝は、前記カム筒の内面に形成され、前記先端部が係合する断面形状を有していることを特徴とする。

この構成によれば、カムピンと保持部とは一体に形成され、カムピンは、案内筒の直進溝から突出する先端部がテーパー状に形成され、この先端部がカム筒の内面に形成されたカム溝に係合する。これによって、第１レンズ群を保持した状態の第１レンズ枠と案内筒とカム筒とを容易に組み合わせることができる。
また、カム溝を貫通孔として形成し、カムピンと同様の機能を有する円筒形のカムフォロアをカム筒の外側からレンズ枠にネジ固定する構成に比べ、以下の効果を奏する投写光学装置の提供が可能となる。すなわち、カムフォロアをネジ固定する構成においては、カムフォロアとレンズ枠との周方向における位置決め用の突起や、ネジ固定のための部位を設ける必要があり、径方向において、レンズ枠すなわちカム筒が大きくなる。また、カムフォロアをネジ固定する構成においては、カム溝が貫通孔として形成されるので、カムフォロアを係合させるために、隣り合うカム溝の間隔をあまり小さくできない。これに対し、本適用例の投写光学装置は、カムピンおよびカム溝が上述したように形成されているので、カム筒の径方向における小型化や、隣り合うカム溝の間隔を小さく形成することが可能となる。よって、第２光学系で反射した光を遮らない領域に容易にカム筒を配設することや、カム溝の形成自由度を高めた投写光学装置の提供が可能となる。

［適用例７］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、スクリーン等の投写面に近接して配置され、広角化して画像を投写可能なプロジェクターを提供できる。

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１レンズ枠、第２レンズ枠、および第３レンズ枠の斜視図。

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を備えている。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の斜視図であり、後述するカバー５１Ｂを取り外した状態を示す図である。図４は、投写光学装置５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入射側（光路上流側）が＋Ｙ側、光が射出する光射出側（光路下流側、第２光学系７側）が−Ｙ側となる。

投写光学装置５は、図４に示すように、第１光学系６および第２光学系７に加え、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、光射出側（−Ｙ側）から光入射側（＋Ｙ側）に向かって順に配置される第１レンズ群Ｌ１〜第４レンズ群Ｌ４、第１レンズ群Ｌ１〜第４レンズ群Ｌ４をそれぞれ保持する第１レンズ枠６１〜第４レンズ枠６４、案内筒６５、およびカム筒６６を備える。

具体的に、第１レンズ群Ｌ１は、１つのレンズで構成され、第１光学系６における移動可能な複数のレンズ群のうちの最も光射出側（−Ｙ側、第２光学系７側））に配置される。また、第１レンズ群Ｌ１を構成する１つのレンズは、合成樹脂製の非球面レンズで形成され、平面視円形の形状から−Ｚ側の一部、および左右両側の一部が削除されたような形状を有している。第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４は、それぞれ複数のレンズで構成され、第１レンズ群Ｌ１の光入射側（＋Ｙ側）にこの順で配置される。なお、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１レンズ枠６１は、第１レンズ群Ｌ１を保持する筒状の保持部６１１、および保持部６１１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６１ｐを備える。すなわち、保持部６１１とカムピン６１ｐとは一体に形成されている。
第２レンズ枠６２は、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。すなわち、保持部６２１とカムピン６２ｐとは一体に形成されている。
第３レンズ枠６３は、第３レンズ群Ｌ３を保持する筒状の保持部６３１、および保持部６３１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を備える。すなわち、保持部６３１とカムピン６３ｐとは一体に形成されている。

また、カムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐ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、縁端に向かって次第に細くなるテーパー状に形成され、先端部が案内筒６５の後述する直進溝６５１から飛び出すような長さに設定されている。
そして、第４レンズ枠６４は、筒状に形成され、第４レンズ群Ｌ４を保持し、案内筒６５に固定される。
このように、投写光学装置５は、光軸Ａｘの一方側となる光射出側から光軸の他方側となる光入射側に向かって順次配置される移動可能な第１レンズ群Ｌ１〜第３レンズ群Ｌ３、および案内筒６５に固定される第４レンズ群Ｌ４を備える。

案内筒６５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６６に嵌挿される円筒状の嵌挿部６５Ａ、嵌挿部６５Ａの−Ｙ側に設けられた円筒状の筒突出部６５Ｂ、および嵌挿部６５Ａの＋Ｙ側に設けられた円筒状の取付部６５Ｃを有している。

筒突出部６５Ｂは、外径が嵌挿部６５Ａの外径より大きく、カム筒６６から−Ｙ側（第２光学系７側）に飛び出すように形成されている。嵌挿部６５Ａには、図５に示すように、嵌挿部６５Ａと筒突出部６５Ｂとで形成される段差部から＋Ｙ方向に向かって、光軸Ａｘに沿う３つの直進溝６５１が設けられている。
嵌挿部６５Ａの内径は、保持部６３１，６２１，６１１が光軸Ａｘに沿って滑らかに移動可能な大きさに設定され、筒突出部６５Ｂの内径は、第３レンズ枠６３、第２レンズ枠６２、第１レンズ枠６１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６５Ｃは、外径が嵌挿部６５Ａの外径より小さく、カム筒６６から＋Ｙ側に飛び出すように形成されている。

第３レンズ枠６３、第２レンズ枠６２、第１レンズ枠６１は、この順で筒突出部６５Ｂから挿入される。具体的に、第３レンズ枠６３、第２レンズ枠６２、第１レンズ枠６１は、カムピン６３ｐ，６２ｐ，６１ｐが直進溝６５１に挿通され、保持部６３１，６２１，６１１が嵌挿部６５Ａに嵌挿される。第４レンズ枠６４は、詳細な説明は省略するが、部材を介して取付部６５Ｃに固定される。なお、案内筒６５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６６は、合成樹脂製であり、前後方向（±Ｙ方向）に開口部を有し、案内筒６５の嵌挿部６５Ａが嵌挿され、案内筒６５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６６の内面には、直進溝６５１から突出するカムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐがそれぞれ係合するカム溝６６１（図５参照）が形成されている。カム溝６６１の断面形状は、図４に示すように、カムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐ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。具体的に、カム溝６６１は、光軸Ａｘに略平行な底面および底面に対して傾斜する斜面を有し、底面がカムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐと離間し、斜面がカムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐの先端部と係合するように形成されている。
カム溝６６１は、カムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐを導入するために光軸Ａｘに沿って直線的に形成された導入部、および導入部から分岐し第１レンズ枠６１、第２レンズ枠６２、第３レンズ枠６３それぞれの移動を規定する規定部を有している。

カム筒６６は、図示しないレバーが取り付けられ、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６６が回転されると、第１レンズ枠６１、第２レンズ枠６２、第３レンズ枠６３は、カムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐが直進溝６５１とカム溝６６１とに誘導されて、直進溝６５１に沿って互いに独立して移動する。また、第１レンズ枠６１、第２レンズ枠６２、第３レンズ枠６３の移動量は、互いに異なっており、第２レンズ枠６２の移動量が最も大きく設定されている。第１光学系６は、カム筒６６が回転されることによりフォーカス調整が行われる。すなわち、第１レンズ群Ｌ１〜第３レンズ群Ｌ３は、フォーカス調整に寄与する。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６６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。

第２光学系７は、図４に示すように、凹面状の反射ミラー７１を備える。反射ミラー７１は、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およびカバー５１Ｂ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、＋Ｙ側の壁部５１１に第１光学系６の第４レンズ枠６４が挿通される挿通孔５１２が形成され、−Ｙ側の壁部に反射ミラー７１で閉塞される開口部５１３が形成されている。
壁部５１１は、平面視矩形状に形成され、＋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６５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。

カバー５１Ｂは、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６６の−Ｚ側が露出するように形成されている。
カバー５１Ｂには、カム筒６６の−Ｙ側端部近傍から第２光学系７に向かう程、光軸Ａｘに近づく傾斜部５２１、傾斜部５２１の端部から＋Ｚ側に延出する壁部５２２、および反射ミラー７１で反射した光が通過する開口部５２３が形成されている。

透光板５３は、ガラス等の板材で矩形状に形成されており、カバー５１Ｂに取り付けられ開口部５２３を閉塞する。
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で反射され、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１レンズ枠６１、第２レンズ枠６２、第３レンズ枠６３、および案内筒６５についてさらに詳細に説明する。
図６は、第１レンズ枠６１、第２レンズ枠６２、および第３レンズ枠６３の斜視図である。
第１レンズ枠６１は、図６に示すように、カムピン６１ｐが保持部６１１の＋Ｙ側端部近傍に形成され、図３、図４に示すように、保持部６１１の−Ｙ側がカム筒６６から飛び出すように形成されている。保持部６１１のカム筒６６から飛び出す部位を枠突出部６１１Ａとする。本実施形態の投写光学装置５は、保持部６１１のカム筒６６からの飛び出し量、すなわち枠突出部６１１Ａの光軸Ａｘに沿う方向の長さが、カム筒６６の光軸Ａｘ方向の長さと同程度になる状態が可能に構成されている。なお、枠突出部６１１Ａの光軸Ａｘに沿う方向の長さが、カム筒６６の光軸Ａｘ方向の長さより明らかに短くなるように投写光学装置５を構成してもよい。

そして、枠突出部６１１Ａには、図４に示すように、−Ｚ側、すなわち反射ミラー７１で反射された光が通過する側に、光射出側（第２光学系７側）の端部の一部が切り欠かれたように形成された切欠き部６１１Ｂが設けられている。切欠き部６１１Ｂは、カバー５１Ｂの傾斜部５２１の内側に位置し、カム筒６６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および切欠き部６１１Ｂは、反射ミラー７１で反射した光うちの最も第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。なお、この切欠き部６１１Ｂの形状は、切欠き部６１１Ｂ全体として傾斜していれば、平面に限らず、階段状であってもよい。そして、第１レンズ群Ｌ１は、図４に示すように、枠突出部６１１Ａ内の切欠き部６１１Ｂの−Ｙ側に保持される。

第２レンズ枠６２は、図４に示すように、カムピン６２ｐが保持部６２１の＋Ｙ側端部近傍に形成され、保持部６２１の−Ｙ側が第１レンズ枠６１の保持部６１１内に挿入可能に形成されている。すなわち、第２レンズ枠６２は、第１レンズ枠６１と同様に、保持部６２１の−Ｙ側がカム筒６６から飛び出すように形成されている。保持部６２１における保持部６１１内に挿入可能な部位を挿入部６２１ａとする。

挿入部６２１ａには、図４に示すように、第１レンズ枠６１の切欠き部６１１Ｂの内側に位置し、一部が切り欠かれたように形成された枠切欠き部６２１ｃが設けられている。枠切欠き部６２１ｃは、挿入部６２１ａの断面形状がＬ字状になるような形状を有している。第２レンズ群Ｌ２は、枠切欠き部６２１ｃの内側に保持され、第２レンズ枠６２は、第２レンズ群Ｌ２の少なくとも一部が第１レンズ枠６１における切欠き部６１１Ｂの内側に移動可能に配置される。
また、保持部６２１には、図６に示すように、第２レンズ枠６２および第３レンズ枠６３の移動によって第３レンズ枠６３のカムピン６３ｐが侵入可能で、Ｕ字状に切り欠かれた逃げ部６２１ｂが形成されている。

第３レンズ枠６３は、図４に示すように、カムピン６３ｐが保持部６３１の＋Ｙ側端部近傍に形成され、保持部６３１の−Ｙ側が第２レンズ枠６２の保持部６２１内に挿入可能に形成されている。保持部６３１における保持部６２１内に挿入可能な部位を挿入部６３１ａとする。そして、第３レンズ群Ｌ３は、挿入部６３１ａ内に保持される。

案内筒６５は、前述したように、嵌挿部６５Ａおよび筒突出部６５Ｂを有しており、図３に示すように、筒突出部６５Ｂは、内部に枠突出部６１１Ａを配置可能で、切欠き部６１１Ｂを露出させるように削除された形状を有している。そして、削除されたように形成された端面６５Ｂａは、切欠き部６１１Ｂに倣うように傾斜している。

また、カバー５１Ｂの傾斜部５２１（図４参照）は、第１レンズ枠６１が最も−Ｙ側に移動した状態で切欠き部６１１Ｂに当接しない範囲で、切欠き部６１１Ｂに接近するように形成されている。
そして、第１光学系６から射出され、反射ミラー７１で反射した光は、図４に示すように、透光板５３を透過し、カバー５１Ｂの傾斜部５２１近傍を通過してスクリーンＳＣに投写される。

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）第１レンズ枠６１は、枠突出部６１１Ａがカム筒６６から突出し、カムピン６１ｐがカム溝６６１に係合して支持される。そして、枠突出部６１１Ａの光射出側（第２光学系７側）の端部には、切欠き部６１１Ｂが形成されている。これによって、カム筒６６の光軸Ａｘに沿う方向における小型化、および第１レンズ枠６１に対してカム筒６６を光入射側に配設できるとともに、案内筒６５を切欠き部６１１Ｂ近傍から外側の領域に形状を有さないように形成しても第１レンズ枠６１を案内する構成が可能となる。
そして、投写光学装置５は、第１光学系６から射出され、第２光学系７で反射された光が第１光学系６近傍を通過するように構成され、第１レンズ枠６１には、切欠き部６１１Ｂが形成されている。これによって、カム筒が第１レンズ枠略全てを覆うように形成される構成に比べ、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。したがって、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。

（２）切欠き部６１１Ｂは、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。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とともに、枠突出部６１１Ａ内の切欠き部６１１Ｂおよびカム筒６６の近傍の領域に部材（例えば、図４に示すように、第２レンズ群Ｌ２の一部や、第２レンズ枠６２における第２レンズ群Ｌ２を保持するための−Ｚ側の部位）を配置できるスペースを設けることが可能となる。よって、構成部材を効率良く配置することによる小型化や、光学性能を高めた投写光学装置５の提供が可能となる。

（３）第２レンズ枠６２は、第２レンズ群Ｌ２の少なくとも一部が第１レンズ枠６１における切欠き部６１１Ｂの内側に移動可能に配置される。これによって、切欠き部６１１Ｂをより大きなものとすることができるので、投写面により近接して配置し、より広角化が図れる投写光学装置５の提供が可能となる。

（４）案内筒６５は、カム筒６６から光射出側（第２光学系７側）に飛び出す筒突出部６５Ｂを有し、筒突出部６５Ｂの外周縁の一部は、切欠き部６１１Ｂがこの筒突出部６５Ｂから露出するように削除されたように形成されている。これによって、反射ミラー７１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とともに、筒突出部６５Ｂを利用してカム筒６６から飛び出す第１レンズ枠６１の枠突出部６１１Ａを案内する構成が可能となる。
また、第１レンズ枠６１〜第３レンズ枠６３を案内筒６５の光射出側から案内筒６５に挿通させることができるので、案内筒６５の光入射側の形状（例えば、第４レンズ枠６４を固定するための形状等）に影響されずに第１レンズ枠６１〜第３レンズ枠６３を案内筒６５に組み込む構成が可能となる。

（５）第１レンズ枠６１〜第３レンズ枠６３は、フォーカス調整に寄与するレンズなので、焦点距離の調整や像面湾曲の調整が可能で、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を提供できる。

（６）カムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐそれぞれと、保持部６１１，６２１，６３１それぞれとは一体に形成されているので、各レンズ群を保持した状態の各レンズ枠と案内筒６５とカム筒６６とを容易に組み合わせることができる。
また、カムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐは、先端部が縁端に向かって次第に細くなるテーパー状に形成され、カム溝６６１は、カム筒６６の内面に形成され、カムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐの先端部が係合する断面形状を有している。これによって、カム溝を貫通孔として形成し、カムピン６１ｐ，６２ｐ，６３ｐと同様の機能を有する円筒形のカムフォロアをカム筒の外側からレンズ枠にネジ固定する構成に比べ、カム筒６６の径方向における小型や、隣り合うカム溝６６１の間隔を小さく形成することが可能となる。よって、第２光学系７で反射した光を遮らない領域に容易にカム筒６６を配設することや、カム溝６６１の形成自由度を高めた投写光学装置５の提供が可能となる。

（７）プロジェクター１は、投写光学装置５を備えているので、投写面に近接して配置され、広角化した画像を投写することが可能となる。

（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。
前記実施形態における切欠き部６１１Ｂは傾斜して形成されているが、第２レンズ枠６２における枠切欠き部６２１ｃと同様に、断面形状がＬ字状になるような切欠きであってもよい。
また、前記実施形態における枠切欠き部６２１ｃは、断面形状がＬ字状に形成されているが、第２光学系７に向かう程、光軸Ａｘに近づくように傾斜する形状であってもよい。

前記実施形態の第１光学系６は、移動するレンズ群が３つ（第１レンズ群Ｌ１〜第３レンズ群Ｌ３）で構成されているが、３つに限らず、１つや２つ、あるいは４つ以上で構成されてもよい。
また、第１レンズ群Ｌ１の光射出側に、案内筒６５に固定されるレンズ群が配置されるように第１光学系６を構成してもよい。

前記実施形態では、第１レンズ枠６１および第２レンズ枠６２がカム筒６６から飛び出すように構成されているが、少なくとも第１レンズ枠６１がカム筒６６から飛び出すように構成されていればよい。

モーター等を利用して電動式でカム筒６６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、５１…投写光学用筐体、５１Ａ…筐体本体、５１Ｂ…カバー、５３…透光板、６１…第１レンズ枠、６１ｐ，６２ｐ，６３ｐ…カムピン、６２…第２レンズ枠、６３…第３レンズ枠、６４…第４レンズ枠、６５…案内筒、６５Ａ…嵌挿部、６５Ｂ…筒突出部、６６…カム筒、７１…反射ミラー、３１１…光源、３５１，３５１Ｂ，３５１Ｇ，３５１Ｒ…光変調装置、６１１，６２１，６３１…保持部、６１１Ａ…枠突出部、６１１Ｂ…切欠き部、６２１ａ，６３１ａ…挿入部、６５１…直進溝、６６１…カム溝、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。

Claims (7)

1. 光軸に沿って移動可能なレンズ群を有する第１光学系、および前記第１光学系から射出された光を反射する第２光学系を備える投写光学装置であって、
   前記第１光学系は、
   前記移動可能なレンズ群のうち、最も前記第２光学系側に位置する第１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第１レンズ枠と、
   前記光軸に沿う直進溝を有し、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、前記第１レンズ枠を前記光軸に沿って移動させるカム筒と、
   を備え、
   前記第１レンズ枠は、前記カム筒から前記第２光学系側に飛び出し、前記第１レンズ群を保持する枠突出部を有し、
   前記枠突出部には、前記第２光学系で反射された光が通過する側に、前記第２光学系側の端部の一部が切り欠かれたように形成された切欠き部が設けられ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、
   前記切欠き部は、前記第２光学系に向かう程、前記光軸に近づくように傾斜してい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、
   前記第１光学系は、前記第１レンズ群の光入射側に配置される第２レンズ群、および前記第２レンズ群を保持し、前記直進溝と前記カム溝とに誘導されるカムピンを有する第２レンズ枠を備え、
   前記第２レンズ枠は、前記第２レンズ群の少なくとも一部が前記第１レンズ枠における前記切欠き部の内側に移動可能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〜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、
   前記案内筒は、前記カム筒から前記第２光学系側に飛び出す筒突出部を有し、
   前記筒突出部は、内部に前記枠突出部を配置可能で、前記切欠き部を露出させるように削除された形状を有してい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、
   前記第１レンズ群は、フォーカス調整に寄与するレンズであ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であって、
   前記第１レンズ枠は、前記第１レンズ群を保持し、前記案内筒に嵌挿される保持部を有し、
   前記カムピンは、前記保持部と一体に形成され、先端部が縁端に向かって次第に細くなるテーパー状であり、
   前記カム溝は、前記カム筒の内面に形成され、前記先端部が係合する断面形状を有していることを特徴とする投写光学装置。
7. 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６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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