JP6634524B2

JP6634524B2 - 投射レンズ及びプロジェクタ

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Publication number: JP6634524B2
Application number: JP2018540920A
Authority: JP
Inventors: 宏信茅野
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Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2020-01-22
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Description

本発明は、投射レンズ及びプロジェクタに関する。

プロジェクタとしては、例えばオーバーヘッドプロジェクタや液晶プロジェクタなどがある。このようなプロジェクタは、通常、画像を投射面に向けて投射できる位置に設置されて用いられる。

プロジェクタを使用する場合は、画像を投射する投射面との関係で、プロジェクタの設置位置を決定する必要がある。そして、画像の表示位置を調整するために、プロジェクタ本体の位置を移動させたり、プロジェクタ本体を傾けた状態にして設置したりしている。このように、従来のプロジェクタでは、位置設定や向きの調整が面倒である。

このため、特許文献１に記載のプロジェクタでは、入射光に対する反射面の傾斜角度を変更可能に取り付けた反射ミラーを投射光学系に有するプロジェクタを提案している。これにより、反射部材の反射面の傾斜角度を変更させることで、映像を投射する被投射面の位置を変更することができる。

特開２００７−２６４５５４号公報

しかし、特許文献１では、反射ミラーを用いて投射位置を変更可能にしているものの、反射ミラーの反射角度を変更するだけである。このため、反射ミラーの反射角度の変更方向でのみ、投射位置の変更が可能で、それ以外は投射位置の変更ができないため、投射方向を自在に設定できないという問題がある。従って、結局はプロジェクタの位置設定や向きの調整が必要になる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、プロジェクタ本体の位置や向きを変えることなく、投射方向を自在に設定することができる投射レンズ及びプロジェクタを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明の投射レンズは、プロジェクタ本体に取り付けられ、画像形成パネルの画像を投射面に投射する。投射レンズは、第１ミラーと第２ミラーと第１光学系と第２光学系と第１回動部と第２回動部と筒部とを備え、少なくとも第１回動部の回動により、第１方向側の投射面、並びに、第３方向側の投射面に画像を投射可能であり、第２方向は、鉛直方向であり、投射レンズは、第２回動部の回動と第１回動部の回動とにより、第２方向側の投射面に画像を投射可能である。第１ミラーは、第１光軸を第２光軸に折り曲げる。第２ミラーは、第２光軸を第３光軸に折り曲げる。第１光学系は、第１ミラーを含み、光路において、第２ミラーより画像形成パネル側に配される。第２光学系は、第２ミラーを含み、光路において、前記第１光学系より投射面側に配される。第１回動部は、第２光学系を第１光学系に対して第２光軸回りに回動自在に保持する。第２回動部は、第１光学系を筐体に対して回動自在に保持する。第２回動部は、第１光学系が筐体に対して連結された状態で、第１光軸に沿った第３方向と直交する第１方向と、第１方向及び第３方向と直交する第２方向とが形成する平面で回動可能である。第１回動部は、第２光学系が第１光学系に対して連結された状態で、第１方向、及び第３方向が形成する平面で回動可能である。

投射レンズは、第２回動部を回動させた場合に、筒部が第２方向の一方側に延びる第１位置と、筒部が第２方向の他方側に延びる第２位置との間を移動可能であることが好ましい。第１光学系および第２光学系は、レンズ群をそれぞれ有し、第１光学系および第２光学系は、レンズ非交換式の光学系であることが好ましい。

更に、筒部は、複数のレンズで構成される第１レンズ群と、第１レンズ群よりも第１ミラーに近い第２レンズを内部に有し、第２レンズの直径は、全ての第１レンズ群の直径よりも大きいことが好ましい。第１回動部の回動角度を検出する第１センサを備えることが好ましい。

本発明のプロジェクタは、上記の投射レンズと画像形成パネルと筐体とを備える。本発明の別のプロジェクタは、投射レンズと、画像形成パネルと、筐体と、を備え、投射レンズは、第２回動部を回動させた場合に、筺体に当接せずに第１位置と第２位置との間を移動可能である。投射レンズが第１位置および第２位置にある場合に、側面視において、投射レンズの先端は、筺体の端部よりも筺体の内側に位置することが好ましい。

また、第１回動部の回動角度を検出する第１センサを備え、第１センサが検出した回動角度に基づいて、第１回動部の回動による画像の傾きを補正する傾き補正部を備えることが好ましい。第２回動部を回動させた場合に、投射レンズの筐体への取付位置をシフトさせることで、画像の投射位置を補正する位置補正部を備えることが好ましい。投射レンズは、画像形成パネルからの光を結像して中間像を形成し、中間像を投射することが好ましい。

本発明によれば、プロジェクタ本体の位置や向きを変えることなく、投射方向を自在に設定することができる投射レンズ及びプロジェクタを提供することができる。

本発明のプロジェクタを示す斜視図である。プロジェクタの縦断面図である。第１回動部を示す図２における III−III 線に沿う断面図である。制御ブロック図である。制御部における画面傾き補正と画面位置ずれ補正の手順を示すフローチャートである。第１回動部及び第２回動部を回転させて得られる各種投射位置の一例を示す側面図であり、図６Ａは背面上段投射位置、図６Ｂは右側面上段投射位置、図６Ｃは正面上段投射位置、図６Ｄは背面中段投射位置、図６Ｅは下面中断投射位置、図６Ｆは正面中段投射位置、図６Ｇは背面下段投射位置、図６Ｈは左側面下段投射位置、図６Ｉは正面下段投射位置をそれぞれ示す。画像形成パネルを第１光軸に対してシフトして配置した変形例１における背面打ち上げ投射を示す縦断面図である。画像形成パネルを第１光軸に対してシフトして配置した変形例１における正面打ち下げ投射を示す縦断面図である。モータ駆動による第１回動部及び第２回動部を有する第２実施形態の側面図である。第２実施形態における制御ブロック図である。プロジェクタ本体側に第２回動部を有する第３実施形態の側面図である。１個のミラーを用いた第４実施形態のプロジェクタを示す平面図である。第４実施形態のプロジェクタの側面図である。第４実施形態のプロジェクタの正面図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態のプロジェクタ２は、投射レンズ１０と、プロジェクタ本体６０とを備える。図１では、プロジェクタ２をテーブル等の水平面に配置した場合を示している。

図２に示すように、投射レンズ１０は、第１光学系１１と、第２光学系１２と、第１ミラー１３と、第２ミラー１４と、第１保持部材１５と、第２保持部材１６と、第１回動部１７と、第２回動部１８とを備える。第１保持部材１５、第２保持部材１６、第１回動部１７、及び第２回動部１８は、レンズ鏡筒１９を構成する。

第１光学系１１は、第１レンズ２１と第２レンズ２２と第３レンズ２３と第４レンズ２４と第１ミラー１３とで構成されている。第１レンズ２１、第２レンズ２２、及び第４レンズ２４は、図示を簡単にするために単体のレンズとして表示しているが、実際は複数のレンズ群で構成されている。第１レンズ２１及び第２レンズ２２は、画像形成パネル６４からの照明光を中間像として結像面２７に結像させる。

第１ミラー１３は、第２レンズ２２と第３レンズ２３との間に配されている。第１ミラー１３は、第１レンズ２１及び第２レンズ２２の第１光軸ＣＬ１を反射により折り曲げ、第１光軸ＣＬ１に対して９０°で交差する第２光軸ＣＬ２とする。

第１保持部材１５は、第１本体３０、第１レンズ枠３１、第１取付筒３２、第２取付筒３３、第３取付筒３４、及び第２回動部１８を有する。第１保持部材１５は、第１レンズ２１〜第４レンズ２４及び第１ミラー１３を保持する。第１本体３０は、略直方体状の角筒から構成されている。第１本体３０の下板３０ａの一方の角部は斜めに切り取られて、斜面部３０ｂが形成されている。斜面部３０ｂの内側面には、第１ミラー１３が固定されている。

斜面部３０ｂに対面する入口側の正面板３０ｃには、第１光学系１１の第１取付孔３０ｄが形成されている。この第１取付孔３０ｄには第２取付筒３３が固定されている。第１本体３０の上板３０ｅには、第２取付孔３０ｆが形成されている。第２取付孔３０ｆには第３取付筒３４の下端部が固定されている。第３取付筒３４は第２光軸ＣＬ２に沿って第３レンズ２３及び第４レンズ２４を保持している。

第２光学系１２は、第２ミラー１４、第５レンズ２５及び第６レンズ２６から構成されている。第２ミラー１４は第４レンズ２４と第５レンズ２５との間に配されている。第２ミラー１４は、第２光軸ＣＬ２を反射により折り曲げ、第２光軸ＣＬ２に対して９０°で交差する第３光軸ＣＬ３とする。第５レンズ２５及び第６レンズ２６は、図示を簡単にするために単体のレンズとして表示しているが、実際は複数のレンズ群で構成されている。第３レンズ２３〜第６レンズ２６は、第１レンズ２１及び第２レンズ２２により結像面２７に結像された中間像を投射対象物である例えばスクリーン２８に拡大して投射する。

第２保持部材１６は、第２本体４０、第２レンズ枠４２、第３レンズ枠４３及び第１回動部１７を有する。第２保持部材１６は、第５レンズ２５及び第６レンズ２６及び第２ミラー１４を一体に保持する。第２本体４０は、略直方体状の角筒から構成されている。第２本体４０の上板４０ａの一方の角部は斜めに切り取られて、斜面部４０ｂが形成されている。斜面部４０ｂの内側面には第２ミラー１４が固定されている。

第２本体４０の斜面部４０ｂに水平方向で対面する端面には、取付フランジ４０ｃが形成されている。取付フランジ４０ｃには第３レンズ枠４３が固定されている。第３レンズ枠４３の一端には第２レンズ枠４２が第３光軸ＣＬ３方向で移動自在に取り付けられている。第２レンズ枠４２には第５レンズ２５が、第３レンズ枠４３には第６レンズ２６がそれぞれ固定されている。第２レンズ枠４２は図示を省略したレンズ移動機構により第３光軸ＣＬ３に沿って移動し、ピントを調節する。

なお、第１レンズ２１〜第６レンズ２６のレンズ構成は、例えば特願２０１５−０３５０８５、特願２０１５−０４５９８９等の「投写用光学系及び投写型表示装置」に詳しく説明されている。これらに記載の光学系を第１光学系１１、第２光学系１２として用いることができる。これらの投写用光学系及び投写型表示装置によれば、広角で諸収差が良好に補正された高い投射性能を有する光学系が得られる。

本実施形態では、第１レンズ２１及び第２レンズ２２の第１光軸ＣＬ１は、第１ミラー１３で反射されて９０°に曲げられ、第２光軸ＣＬ２となる。また、第３レンズ２３及び第４レンズ２４の第２光軸ＣＬ２は、第２ミラー１４で反射されて９０°に曲げられ、出射側の第３光軸ＣＬ３となる。

第１回動部１７は、第３取付筒３４の上端部と、第２本体４０の下板４０ｄとの間に配されている。第１回動部１７は、第１フランジ４５と、第２フランジ４６と、周溝４７と、ガイドピン４８と、第１センサ４９とを有する。第１フランジ４５は、第３取付筒３４の上端部の外周面に、円盤状に形成されている。第２フランジ４６は、第２本体４０の下板４０ｄに、円盤状に形成されている。

図３に示すように、周溝４７は、第２光軸ＣＬ２を中心とする円状の溝であり、第２フランジ４６の下面に形成されている。図２に示すように、第１フランジ４５の上面には３個のガイドピン４８が第２光軸ＣＬ２と平行に突出して取り付けられている。３個のガイドピン４８は、円周方向に例えば１２０°間隔で配されている。第１フランジ４５と第２フランジ４６とが合わされた状態で、ガイドピン４８の先端は周溝４７内に入る。従って、周溝４７に案内されるガイドピン４８は周溝４７内で移動可能になる。これにより、第２本体４０を有する第２光学系１２が、第３取付筒３４を有する第１光学系１１に対して回動が許容される。なお、第１回動部１７は、図示を省略した保持部により、第１フランジ４５及び第２フランジ４６が合わせ面から離脱することがないように回動自在に保持されている。

図２に示すように、第１フランジ４５には、ロータリーエンコーダからなる第１センサ４９が取り付けられている。第１センサ４９は第１ギヤ５１を有する。第１ギヤ５１は、第２フランジ４６の外周面に形成された第２ギヤ５０にかみ合っている。第１センサ４９は、第１ギヤ５１の回転量に対応する数のパルスを発生する。例えば時計方向に回転した時には正のパルス数を発生し、反時計方向に回転した時には負のパルス数を発生する。第１センサ４９の信号は、後述するマウント部６１を介してプロジェクタ本体６０の制御部６９に送られる。制御部６９は、正又は負のパルス数に基づき、例えば図２に示す背面上段投射位置を基準にして第２光学系１２の回転位置を検知する。

第２光学系１２の回転時の固定側である第１フランジ４５に、第１センサ４９が取り付けられているため、第２フランジ４６に第１センサ４９が取り付けられる場合に比べて、各センサ４９への配線が容易になる。なお、図示は省略したが、第１フランジ４５と第２フランジ４６の合わせ面には、フリクション機構が設けられている。フリクション機構は第１フランジ４５と第２フランジ４６との間に摩擦力を発生させ、回動停止位置で第２光学系１２の回転を規制する。

第２回動部１８は、第２取付筒３３の一端部と、第１本体３０の正面板３０ｃとの間に配されている。第２回動部１８は、第１回動部１７と同様に構成されており、第１フランジ５２と、第２フランジ５３と、周溝５４と、ガイドピン５５と、第２センサ５６と、第１ギヤ５７と第２ギヤ５８とを有する。これら各部材５２〜５８は、第１回動部１７の各構成部材４５〜５１と同様に構成されており、重複した説明は省略している。

図１に示すように、投射レンズ１０は、マウント部６１を介してプロジェクタ本体６０に着脱自在に取り付けられる。プロジェクタ本体６０は、略直方体をした筐体６２を有する。筐体６２内には、光源６３、画像形成パネル６４、シフト機構６５及び制御部６９が収納されている。プロジェクタ本体６０は、縦断面が正方形状であり、且つ第１光軸ＣＬ１を中心とする第２光学系１２の移動範囲の内側にプロジェクタ本体６０の角部が位置するサイズで全体が直方体状に形成されている。従って、第２光学系１２が回転しても、プロジェクタ本体６０に当接することがなくなる。

画像形成パネル６４は、中心位置が第１光軸ＣＬ１と一致する。画像形成パネル６４には、例えば透過型液晶パネルが用いられる。光源６３は、画像形成パネル６４の裏面すなわち、画像形成パネル６４を基準として投射レンズ１０の逆側に配置される。光源６３は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色を同時に発光するＬＥＤ（light emitting diode）が用いられ、画像形成パネル６４を照明する。なお、ＬＥＤに代えて、白色光を発光するキセノンランプ、ハロゲンランプ又は超高圧水銀ランプ等を用いてもよい。投射レンズ１０は、光源６３で照明された画像形成パネル６４からの照明光を、投射面例えばスクリーン２８に投射する。

シフト機構６５は、例えばモータ駆動により、投射レンズ１０が連結されるマウント部６１を筐体６２に対して水平方向及び鉛直方向に移動させる。

図４に示すように、制御部６９は、画像処理部７０、傾き補正部７１、位置ずれ補正部７２、パネル駆動部７３、光源駆動部７４及びシフト機構駆動部７５を有する。画像処理部７０は図示省略の画像メモリからの投影画像を画像処理し画像信号をパネル駆動部７３に送る。パネル駆動部７３は、画像信号に基づき画像形成パネル６４を駆動して、光源６３と対向する面とは反対側の画像形成パネル６４の面である画像形成面６４ａにＲＧＢ３色の画像を表示する。光源駆動部７４は光源６３を点灯する。

図５は、制御部６９における画面傾き補正と画面位置ずれ補正の手順を示すフローチャートである。傾き補正部７１は、第１センサ４９の信号に基づき投射画像の画面の傾き角度を算出する（ステップＳＴ１００、１１０でともにＹ、ステップＳＴ１２０）。例えば、第１センサ４９の信号に基づき背面上段投射位置（図２参照）から第２光学系１２が例えば５°回転した時には、この５°の回転による画面の傾き角度を算出する。傾き補正部７１は、算出した傾き角度を画像処理部７０に出力する。

画像処理部７０では、傾き補正部７１からの傾き角度に応じた画面の傾きを無くすように、表示画像を傾けて画像を表示する（ステップＳＴ１３０）。これにより傾き補正された画像がスクリーン２８に投射される。

例えば第２光学系１２を、第２光軸ＣＬ２回りに背面上段投射位置から１８０°回転させた場合には、画像処理部７０は、背面上段投射位置の場合と上下を反転させた画像（倒立像）を画像形成パネル６４に表示させる。

位置ずれ補正部７２は、第２センサ５６の信号に基づき画像の表示位置のずれを算出する（ステップＳＴ１００でＹ、ステップＳＴ１１０でＮ、ステップＳＴ１４０）。基準位置は、図２に示す背面上段投射位置における投影画像の画面中心である。第２センサ５６の信号に基づき背面上段投射位置から第２光学系１２が例えば角度θで回転して傾いた時には、この傾き角度θに対応する基準位置に対する位置ずれ量（ｘ，ｙ）を次式により求める。
ｘ＝Ｌ×ｓｉｎθ
ｙ＝Ｌ×（１−ｃｏｓθ）
なお、ｘは投射画面における横方向のずれ補正量を示し、ｙは縦方向のずれ補正量を示し、Ｌは第１光軸Ｌ１と第３光軸Ｌ３との距離（図２参照）を示している。

位置ずれ補正部７２は、得られたずれ補正量（ｘ，ｙ）に基づいてシフト機構駆動部７５を介してシフト機構６５のモータを駆動する。これにより、投射レンズ１０の第１光軸ＣＬ１をずれ補正量（ｘ，ｙ）分を無くすようにシフトする（ステップＳＴ１５０）。以下、メインスイッチがＯＮであるうちは（ステップＳＴ１６０でＮ）上記処理が繰り返される。そして、メインスイッチがＯＦＦになると（ステップＳＴ１６０でＹ）、上記制御を終了する。

制御部６９は、他に以下の処理も行う。例えば投射レンズ１０に電動ズーム制御機能が盛り込まれている場合、ズームダイヤル７７（図１参照）の操作信号を受けると、スクリーン２８に投射される画像の大きさを調節する。また、制御部６９は、フォーカスダイヤル７８（図１参照）の操作信号を受けると、投射レンズ１０のピント調節機構（不図示）を作動させ、スクリーン２８に投射された画像のピントを調節する。

次に本実施形態の作用を説明する。投射方向を変える場合には、例えば第２光学系１２を持って、第１回動部１７を介して第２光学系１２を回転させる。また、第１光学系１１を持って、第２回動部１８を介して第１光学系１１を回転させる。図５で示したように、これらの各回転に応じて第１センサ４９及び第２センサ５６は各回転量を検出する。この回転量に応じて、画像処理部７０及び傾き補正部７１によって画面傾き補正が、位置ずれ補正部７２及びシフト機構駆動部７５によって画面位置ずれ補正が行われる。

図６は、第１回動部１７及び第２回動部１８を用いて投射位置を変更する一例を示している。図６Ａは、図２でも示した、基準位置となる背面上段投射位置である。本実施形態においては、プロジェクタ本体６０のマウント部６１が配される側を正面、正面と対向する面を背面としている。また、各ダイヤル７７，７８が配される面を上面、上面と対向する面を下面とし、正面側から見て右側の側面を右側面、左側の側面を左側面としている。

図６Ａの背面上段投射位置から、第１回動部１７を介して第２光学系１２を時計回りに９０°回動すると、図６Ｂの右側面上段投射位置となる。図６Ｂの右側面上段投射位置から更に第２光学系１２を時計方向に９０°回動すると、図６Ｃの正面上段投射位置となる。

図６Ａの背面上段投射位置から、第２回動部１８を介して投射レンズ１０を時計方向に９０°回動すると、図６Ｄに示す背面中段投射位置となる。図６Ｄの背面中段投射位置から、第２回動部１８を介して投射レンズ１０を時計方向に更に９０°回動すると、図６Ｇの背面下段投射位置となる。

図６Ｂの右側面上段投射位置から、第２回動部１８を介して投射レンズ１０を時計方向に９０°回動すると、図６Ｅの下面中段投射位置となる。図６Ｅの下面中段投射位置から、第２回動部１８を介して投射レンズ１０を時計方向に更に９０°回動すると、図６Ｈの左側面下段投射位置となる。

図６Ｃの正面上段投射位置から、第２回動部１８を介して投射レンズ１０を時計方向に９０°回動すると、図６Ｆの正面中段投射位置になる。更に、図６Ｆの正面中段投射位置から、第２回動部１８を介して投射レンズ１０を時計方向に９０°回動すると、図６Ｉの正面下段投射位置となる。このように、第１回動部１７及び第２回動部１８の回動量を適宜変更することにより、プロジェクタ２の載置位置を変えることなく、投射位置を３６０°の全方向に変更することができる。しかも、投射位置を、図６Ａ〜図６Ｃの上段投射、図６Ｄ〜図６Ｆの中段投射、及び図６Ｇ〜図６Ｉの下段投射の３段階のレベルで変更することができる。

上記第１実施形態では、第１回動部１７及び第２回動部１８により３６０°の全方向に投射可能にしたが、少なくとも第１回動部１７だけあればよい。この場合には、第１回動部１７のみを用いて図６Ａ〜図６Ｂ〜図６Ｃ、図６Ｄ〜図６Ｅ〜図６Ｆ、図６Ｇ〜図６Ｈ〜図６Ｉのように第２光学系１２を水平面内で回動させることができる。

第１回動部１７は、第３取付筒３４と第２本体４０とを、第２光軸ＣＬ２を中心として回転可能な構造であればよく、各種の回転ガイド機構を用いることができる。例えば、第３取付筒３４の外周面に周溝を形成し、第３取付筒３４が取り付けられる第２本体４０の取付孔の内周面に、周溝に入るガイドピンを設け、周溝によりガイドピンを移動規制することにより、第２光学系１２を回転させる。また、第２回動部１８も同様に各種の回転ガイド機構を用いることができる。

上記第１実施形態では、位置ずれ補正部７２によりシフト機構６５を作動させて、位置ずれ補正したが、これに代えて又は加えて、画像処理部７０により、画像形成パネル６４に表示させる画像の中心位置をずらして表示することにより、位置ずれ補正してもよい。

［変形例１］
上記第１実施形態では、第１光軸ＣＬ１を画像形成パネル６４の投射画像の中心位置に合わせて投射したが、図７及び図８に示す第１変形例のように、画像形成パネル６４を第１光軸ＣＬ１に対して例えば下方にシフトして配置してもよい。この場合には、図６Ａの背面上段投射位置では図７に示すように、スクリーンの上側に画像が表示される。また、図６Ｃの正面上段投射位置では図８に示すように、スクリーンの下側に画像が表示される。従って、より一層多様な方向への投射が可能になる。

なお、画像形成パネル６４を第１光軸ＣＬ１に対して下方にシフトしたが、これに代えて上方にシフトしてもよい。また、第１光軸ＣＬ１に直交する方向にシフトする対象は、画像形成パネル６４に代えて投射レンズ１０でもよく、更には画像形成パネル６４及び投射レンズ１０の両方をシフトして配置してもよい。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、手動により第２光学系１２や投射レンズ１０を回転させたが、これに代えて、図９及び図１０に示す第２実施形態のプロジェクタ８０では、制御部７９を介して第１モータ８１及び第２モータ８２により第１回動部８３及び第２回動部８４を回転する。なお、以下の実施形態において、第１実施形態と同一構成部材については同一符号を付して重複した説明を省略している。

第２実施形態では、制御部７９には、第１スイッチ８５及び第２スイッチ８６が接続されている。第１スイッチ８５を操作することにより、第１モータ駆動部８７を介して第１モータ８１が回転する。これにより第１回動部８３が回転して、第２光学系１２の向きを変更することができる。

また、第２スイッチ８６を操作することにより、第２モータ駆動部８８を介して第２モータ８２が回転する。これにより第２回動部８４が回転して、第１光学系１１の向きを変更することができる。

なお、本第２実施形態では、第１実施形態の第１センサ４９及び第２センサ５６を省略しても良い。この場合には、モータ８１，８２の回転量に対応する例えば駆動パルスを計数して、第２光学系１２や投射レンズ１０の回動角度を検出する。この場合はモータ８１，８２が第１、第２センサの機能を担う。また、モータ８１，８２の駆動パルスの計数に代えて、又は加えて図示省略の回転検出板とセンサとによりギヤの回動角度を検出してもよい。この場合には、例えば、ギヤの外周面に多数の切欠きを一定ピッチで設けた回転検出板を固定し、多数の切欠きの通過をフォトインターラプタで検出して、回動角度を求める。

［第３実施形態］
上記各実施形態では、投射レンズ１０に第２回動部１８，８４を設けたが、図１１に示す第３実施形態のように、プロジェクタ本体９０の筺体９５にマウント回動部９１とマウント部９２を設けてもよい。この場合、第２センサも筐体９５に設けられる（図示省略）。マウント回動部９１は、基本的な構成は第２回動部８４と同じであり、同一構成部材には同一符号を付している。第３実施形態では、第２モータ８２によりマウント部９２を回転することにより、第１光学系９３を第１光軸ＣＬ１の回りに回転させることができる。

［第４実施形態］
第１実施形態では、２個のミラー１３，１４を用いたが、図１２〜図１４に示す第４実施形態のプロジェクタでは、第１ミラー１３を無くして第２ミラー１４のみを用い、光軸をＬ字型にした投射レンズ９６を用いている。このため、略直方体状の角筒からなる第１実施形態の第１本体３０に代えて、円筒状の第１本体９７を設けている。第１本体９７はプロジェクタ本体６０内に収容されている。第２ミラー１４は、第１レンズ２１及び第２レンズ２２の第１光軸ＣＬ１（図示せず）を折り曲げ、第２光軸ＣＬ２とする。第１実施形態の第１ミラー１３を無くし第１本体９７を円筒状にした以外は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一構成部材には同一符号を付している。なお、ミラーは３個以上であってもよい。この場合には、第１光学系１１と第２光学系１２を分けるミラーは、光軸上で投射面の最も近くに配される最射出側のミラーである。因みに、上記第１〜第３実施形態における最射出側のミラーは第２ミラー１４である。

上記各実施形態では、画像形成パネル６４として透過型の液晶パネルを用いたが、反射型の液晶パネルを用いてもよい。この場合には、画像形成パネル６４の前面側に光源６３を配置してＲＧＢ３色の照射光を同時に照射する。また、画像形成パネル６４としてＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いる場合には、光源６３を画像形成パネル６４の前面側に配置し、ＤＭＤの３色画像の形成タイミングに同期させて、ＲＧＢ３色のＬＥＤを時分割発光させる。

上記各実施形態では、プロジェクタ２をテーブルに設置した状態で説明したが、プロジェクタ２を天井などから吊り下げて使用する場合にも本発明を適用することができる。また、スクリーン２８に像を投射する例で説明したが、投射面はスクリーン２８に限定されず、様々な投射面に対して投射するプロジェクタとして用いることができる。

上記各実施形態では、複数の光軸間の位置関係を表すために直交、平行などの用語を用い、あるいは９０°などの具体的な数値角度を用いて説明している。しかし、これらは光学系において要求される精度に応じた誤差で許容される範囲を含むものである。

上記第１実施形態では、マウント部６１を介して、投射レンズ１０が交換可能なプロジェクタ２について説明したが、投射レンズ１０がプロジェクタ本体６０に固定されたプロジェクタにも適用可能である。なお、交換可能な投射レンズ１０とする場合には、例えば第１光学系１１の一部のレンズ、例えば第１レンズ２１、第２レンズ２２をプロジェクタ本体に持たせ、投射レンズ１０側のレンズ数を減らしてもよい。

２プロジェクタ
１０投射レンズ
１１第１光学系
１２第２光学系
１３第１ミラー
１４第２ミラー
１５第１保持部材
１６第２保持部材
１７第１回動部
１８第２回動部
１９レンズ鏡筒
２１第１レンズ
２２第２レンズ
２３第３レンズ
２４第４レンズ
２５第５レンズ
２６第６レンズ
２７結像面
２８スクリーン
３０第１本体
３０ａ下板
３０ｂ斜面部
３０ｃ正面板
３０ｄ第１取付孔
３０ｅ上板
３０ｆ第２取付孔
３１第１レンズ枠
３２第１取付筒
３３第２取付筒
３４第３取付筒
４０第２本体
４０ａ上板
４０ｂ斜面部
４０ｃ取付フランジ
４０ｄ下板
４２第２レンズ枠
４３第３レンズ枠
４５第１フランジ
４６第２フランジ
４７周溝
４８ガイドピン
４９第１センサ
５０第２ギヤ
５１第１ギヤ
５２第１フランジ
５３第２フランジ
５４周溝
５５ガイドピン
５６第２センサ
５７第１ギヤ
５８第２ギヤ
６０プロジェクタ本体
６１マウント部
６２筐体
６３光源
６４画像形成パネル
６４ａ画像形成面
６５シフト機構
６９制御部
７０画像処理部
７１傾き補正部
７２位置ずれ補正部
７３パネル駆動部
７４光源駆動部
７５シフト機構駆動部
７７ズームダイヤル
７８フォーカスダイヤル
７９制御部
８０プロジェクタ
８１第１モータ
８２第２モータ
８３第１回動部
８４第２回動部
８５第１スイッチ
８６第２スイッチ
８７第１モータ駆動部
８８第２モータ駆動部
９０プロジェクタ本体
９１マウント回動部
９２マウント部
９３第１光学系
９５筐体
９６投射レンズ
９７第１本体
ＣＬ１第１光軸
ＣＬ２第２光軸
ＣＬ３第３光軸
θ 傾き角度
ＳＴ１００〜ＳＴ１６０ステップ

Claims

画像形成パネルの画像を投射面に投射する投射レンズであって、プロジェクタの筐体に取り付けられる投射レンズにおいて、
第１光軸を第２光軸に折り曲げる第１ミラーと、
前記第２光軸を第３光軸に折り曲げる第２ミラーと、
前記第１ミラーを含み、光路において、前記第２ミラーより前記画像形成パネル側に配される第１光学系と、
前記第２ミラーを含み、光路において、前記第１光学系より前記投射面側に配される第２光学系と、
前記第２光学系を前記第１光学系に対して前記第２光軸回りに回動自在に保持する第１回動部と、
前記第１光学系を前記筐体に対して回動自在に保持する第２回動部と、
前記第２光軸の光が通る筒部と、を備え、
前記第２回動部は、前記第１光学系が前記筐体に対して連結された状態で、前記第１光軸に沿った第３方向と直交する第１方向と、前記第１方向及び前記第３方向と直交する第２方向とが形成する平面で回動可能であり、
前記第１回動部は、前記第２光学系が前記第１光学系に対して連結された状態で、前記第１方向、及び前記第３方向が形成する平面で回動可能であり、
前記投射レンズは、少なくとも前記第１回動部の回動により、前記第１方向側の投射面、並びに、前記第３方向側の投射面に画像を投射可能であり、
前記第２方向は、鉛直方向であり、
前記投射レンズは、前記第２回動部の回動と前記第１回動部の回動とにより、前記第２方向側の投射面に画像を投射可能な、投射レンズ。
前記投射レンズは、前記第２回動部を回動させた場合に、前記筒部が第２方向の一方側に延びる第１位置と、前記筒部が前記第２方向の他方側に延びる第２位置との間を移動可能である、請求項１に記載の投射レンズ。
前記第１光学系および前記第２光学系は、レンズ群をそれぞれ有し、
前記第１光学系および前記第２光学系は、レンズ非交換式の光学系である、請求項１又は２記載の投射レンズ。
前記筒部は、複数のレンズで構成される第１レンズ群と、前記第１レンズ群よりも第１ミラーに近い第２レンズを内部に有し、
前記第２レンズの直径は、全ての前記第１レンズ群の直径よりも大きい、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の投射レンズ。
前記第１回動部の回動角度を検出する第１センサを備える、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の投射レンズ。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の投射レンズと、
前記画像形成パネルと、
前記筐体と、を備えたプロジェクタ。
請求項２に記載の投射レンズと、
前記画像形成パネルと、
前記筐体と、を備え、
前記投射レンズは、前記第２回動部を回動させた場合に、前記筺体に当接せずに前記第１位置と前記第２位置との間を移動可能である、プロジェクタ。
前記投射レンズが前記第１位置および前記第２位置にある場合に、側面視において、前記投射レンズの先端は、前記筺体の端部よりも前記筺体の内側に位置する、請求項７に記載のプロジェクタ。
前記第１回動部の回動角度を検出する第１センサを備え、
前記第１センサが検出した前記回動角度に基づいて、前記第１回動部の回動による画像の傾きを補正する傾き補正部を備える請求項６ないし８のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
前記第２回動部を回動させた場合に、前記投射レンズの前記筐体への取付位置をシフトさせることで、画像の投射位置を補正する位置補正部を備える請求項９に記載のプロジェクタ。
前記投射レンズは、前記画像形成パネルからの光を結像して中間像を形成し、前記中間像を投射する、請求項６ないし１０のいずれか１項に記載のプロジェクタ。