JP6848139B2 - Angle adjustment device for optical equipment - Google Patents
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Description
本発明は、光学系とこの光学系を除く光学機器本体部とを備える光学機器に対して光軸を中心にした角度を調整する光学機器用角度調整装置に関する。 The present invention relates to an angle adjusting device for an optical device that adjusts an angle centered on an optical axis with respect to an optical device including an optical system and an optical device main body excluding the optical system.
一般に、光学機器、特に、スクリーンに映像を投射するプロジェクタは、天井等の所望の位置に設置して使用するとともに、スクリーンの正規の位置に正確に映像を投射する必要があるため、投射画面の位置及び角度に対する調整機能を備えている。具体的には、天井に固定した吊金具によりプロジェクタを天吊り設置したり、或いは脚部を介してプロジェクタを設置台の上に据置き設置する場合、投射画面の位置は、プロジェクタの設置後に、プロジェクタに備えるレンズシフト機構により投射レンズを縦方向及び横方向に変位させて調整を行うとともに、投射画面の角度は、プロジェクタの設置作業時に、吊金具や脚部に付属する調整機構を用いて調整を行っている。 In general, an optical device, particularly a projector that projects an image on a screen, needs to be installed and used at a desired position such as a ceiling and accurately projects an image at a regular position on the screen. It has an adjustment function for position and angle. Specifically, when the projector is suspended from the ceiling by a hanging bracket fixed to the ceiling, or when the projector is installed on the installation table via the legs, the position of the projection screen is set after the projector is installed. The lens shift mechanism provided in the projector is used to displace the projection lens in the vertical and horizontal directions for adjustment, and the angle of the projection screen is adjusted using the adjustment mechanism attached to the hanging brackets and legs when the projector is installed. It is carried out.
従来、このような角度調整に係わる技術としては、特許文献1に開示されるプロジェクタ角度調整用フット機構,特許文献2に開示されるプロジェクタ装置の角度調整機構及び特許文献3に開示されるプロジェクター保持具等が知られている。
Conventionally, as a technique related to such angle adjustment, a foot mechanism for adjusting a projector angle disclosed in
特許文献1のプロジェクタ角度調整用フット機構は、外周部にネジ山部が一軸方向に延びて設けられた軸芯部に対して筒状体を一軸方向では可動であり、且つ回転が阻止されるように係合して被せ、筒状体の端部近傍に結合固定した微調整ダイヤルの回転操作により軸芯部を回転可能として成る所定の間隔を有して配置された1対のフット部(各軸芯部のネジ山部の向きは反対)と、各フット部の間隔内に配置され、プッシュボタンを押圧操作していない非操作状態及びその押圧操作を解放した状態でそれぞれ各フット部の軸芯部への機械的な係止を行い、且つ押圧操作した状態でそれぞれ各フット部の軸芯部への機械的な係止の解放を行うロック/ロック解除機構とを設けたものである。
In the foot mechanism for adjusting the angle of the projector of
特許文献2のプロジェクタ装置の角度調整機構は、下方に摺動可能に突設された摺動脚部と、摺動脚部の側面に並んで突設された複数の第1係合凸部と、第1係合凸部と係合及び分離可能な複数の第2係合凸部が突設されたストッパ部材とが備えられており、ストッパ部材が摺動脚部に常時力が付勢されており、第1係合凸部は上方を向いて形成された第l係止部を第2係合凸部は第2係合凸部の下方を向いて形成された第2係止部とが接触しており、第1係止部と第2係止部とが滑らないように形成されたものである。
The angle adjusting mechanism of the projector device of
特許文献3のプロジェクター保持具は、3本以上のアームと、アームホルダーと、X軸保持具と、Y軸保持具と、Z軸ボルトと天井ブラケットを備えたプロジェクター保持具であって、アームの一方端部をプロジェクター固定穴に固定し、アームはアームホルダーに対し自在位置に固定し、アームホルダーはX軸保持具に対し回動可能に固定し、X軸保持具はY軸保持具に対し回動可能に固定し、Z軸ボルトは天井ブラケットに対し、回動可能に固定するようにしたものである。
The projector holder of
しかし、上述した角度調整に係わる従来の技術は、次のような問題点があった。 However, the conventional technique related to the above-mentioned angle adjustment has the following problems.
第一に、吊金具等の機構に付属する調整機構を用いるため、角度の調整範囲が限定的となる。即ち、基本的に、水平な天井にプロジェクタを設置し、壁面等にスクリーンを水平に設置する場合を想定しているため、角度の微調整という観点からは十分に対応できるとしても、プロジェクタを設置する場所が、例えば、45〔°〕に傾斜した天井、或いは室内における支柱の側面などでは、事実上、調整が困難となり、様々な設置場所に対応して角度調整可能な広い角度調整範囲を実現する観点からはその要請に十分に応えることができない。 First, since the adjustment mechanism attached to the mechanism such as the hanging bracket is used, the angle adjustment range is limited. That is, since it is basically assumed that the projector is installed on a horizontal ceiling and the screen is installed horizontally on a wall surface or the like, the projector is installed even if it can be sufficiently coped with from the viewpoint of fine adjustment of the angle. For example, if the place to be used is a ceiling inclined to 45 [°] or the side of a support column in a room, it is practically difficult to adjust, and a wide angle adjustment range that can adjust the angle corresponding to various installation locations is realized. From the point of view, it is not possible to fully meet the request.
第二に、比較的重量の大きいプロジェクタ自体を支持する吊金具等に付属する機械的構成に基づく調整機構となるため、調整時に重量物自体を調整操作する必要があるなど、調整作業が大変になるとともに、正確な調整を行いにくい。しかも、吊金具等の支持機構における本来の剛性や強度を低下させる虞れもあるため、長期使用により調整した角度にズレが生じやすいとともに、支持機構の耐久性や信頼性が低下しやすい難がある。 Secondly, since the adjustment mechanism is based on the mechanical configuration attached to the hanging brackets that support the relatively heavy projector itself, it is necessary to adjust the heavy object itself at the time of adjustment, which makes the adjustment work very difficult. At the same time, it is difficult to make accurate adjustments. Moreover, since the original rigidity and strength of the support mechanism such as the hanging bracket may be lowered, the angle adjusted by long-term use is likely to be displaced, and the durability and reliability of the support mechanism are likely to be lowered. is there.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した光学機器用角度調整装置の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide an angle adjusting device for an optical device that solves the problems existing in such a background technique.
本発明に係る光学機器用角度調整装置1は、光学系Mcと、この光学系Mcを除く光学機器本体部Mmとを備える光学機器Mに対して光軸を中心にした角度を調整する角度調整装置であって、光学系Mcにおける光軸に沿った少なくとも二つのレンズ部U1,U2の中間に配し、三つのプリズムメンバ11a,11b,11cの組合わせにより、入光する光Cを入光軸Siに対してオフセットする方向に反射させた後に再反射させることにより出光軸Soを入光軸Siに対して平行にするプリズムユニット11を用いた光学変換ユニット部2と、この光学変換ユニット部2を、入光軸Siを中心に回動変位可能及び固定可能に支持する回動支持機構部3と、二つのレンズ部U1,U2における光進方向後方Fsrのレンズ部U1に用いたリレーレンズ部Urとを具備してなることを特徴とする。
The angle adjusting
この場合、発明の好適な態様により、回動支持機構部3には、光進方向後方Fsrにおけるレンズ部U1の前端に回動可能に嵌め込む支持リング部12と、この支持リング部12に設け、かつ光学変換ユニット部2を支持する支持ブロック部13とを有するユニット支持部3sを設けることができる。さらに、支持ブロック部13には、プリズムユニット11を支持するプリズム取付面13a,13cを設けることができるとともに、この際、プリズム取付面13a,13cは、少なくとも一部のプリズムメンバ11bと11c同士の対向面間に所定の隙間Lgを生じさせる位置関係に設けることができる。他方、光学変換ユニット部2の光進方向前方Fsfには、当該光進方向前方Fsfにおけるレンズ部U2を、横方向及び/又は縦方向へ変位させるレンズシフト機構部15を設けることができる。なお、光進方向前方Fsfにおけるレンズ部U2には、投射レンズ部Ueを用いることができる。
In this case, according to a preferred embodiment of the invention, the rotation
このような構成を有する本発明に係る光学機器用角度調整装置1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
According to the
(1) 基本的に、光学変換ユニット部2は、入光軸Siを中心に360〔°〕回動変位させることができるため、プロジェクタ等の光学機器Mを設置する場所が、例えば、45〔°〕に傾斜した天井や室内における支柱の側面などであっても角度調整可能になるなど、様々な設置場所に対応できる広い角度調整範囲を実現できる。
(1) Basically, since the optical
(2) 角度調整を行うに際し、光学系Mcを構成する一部の部品を回動操作すれば足りるため、容易かつ正確な調整処理を実現できる。しかも、吊金具等の支持機構における剛性や強度に影響を与えないため、支持機構本来の剛性や強度を確保でき、長期使用においても調整角度にズレを生じにくいとともに、支持機構における耐久性及び信頼性の向上にも寄与できる。 (2) When adjusting the angle, it is sufficient to rotate some of the parts constituting the optical system Mc, so that an easy and accurate adjustment process can be realized. Moreover, since it does not affect the rigidity and strength of the support mechanism such as the hanging bracket, the original rigidity and strength of the support mechanism can be secured, the adjustment angle is less likely to shift even in long-term use, and the durability and reliability of the support mechanism. It can also contribute to the improvement of sex.
(3) 光学変換ユニット部2には、プリズムユニット11を用いたため、ミラーを組合わせたミラーユニット等を使用する場合と異なり、高い剛性及び強度を容易に確保できるため、角度調整装置1に必要となる安定性及び信頼性を確保できるなど、角度調整装置1を構築する際の光学変換ユニット部2として最適となる。
(3) Since the
(4) プリズムユニット11は、三つのプリズムメンバ11a,11b,11cの組合わせにより構成したため、目的とする光学変換ユニット部2を容易に得ることができるとともに、光学精度及び光学安定性の高い光学変換ユニット部2を得ることができる。
(4) Since the
(5) 二つのレンズ部U1,U2における光進方向後方Fsrのレンズ部U1には、リレーレンズ部Urを用いたため、光学機器本体部Mmに表示パネル部を内蔵する場合、当該表示パネル部の実質的位置を、実際の配設位置Xsに対して光進方向前方Fsf、特に、光学機器本体部Mmの前方となる外部にまで変移させることができる。この結果、表示パネル部からの出射光を光学変換ユニット部2に直接入光させることと同じになり、光学変換ユニット部2に基づく角度調整を、既設の光学系に制約されることなく、より柔軟かつ確実に行うことができる。
(5) Since a relay lens unit Ur is used for the lens unit U1 of the two lens units U1 and U2 in the rearward Fsr in the phototravel direction, when the display panel unit is built in the optical device main body Mm, the actual display panel unit is substantially used. The target position can be changed to the front Fsf in the optical direction with respect to the actual arrangement position Xs, particularly to the outside in front of the optical instrument main body Mm. As a result, the light emitted from the display panel unit is directly input to the optical
(6) 好適な態様により、回動支持機構部3を構成するに際し、光進方向後方Fsrにおけるレンズ部U1の前端に回動可能に嵌め込む支持リング部12と、この支持リング部12に設け、かつ光学変換ユニット部2を支持する支持ブロック部13とを有するユニット支持部3sを設けて構成すれば、光学機器本体部Mmに変更を加えることなく、レンズ部U1に対する後付けにより実施できるため、実施の容易性及び低コスト性に優れるとともに、汎用性及び発展性も高めることができる。
(6) According to a preferred embodiment, when the rotation
(7) 好適な態様により、支持ブロック部13に、プリズムユニット11を支持するプリズム取付面13a,13cを設ければ、支持ブロック部13を、プリズムユニット11自身を組付けるフレーム部材として利用できるため、プリズムユニット11自身を組付ける貼付工程等を大幅に削減できるとともに、プリズムユニット11の組立を容易かつ確実に行うことができる。
(7) According to a preferred embodiment, if the
(8) 好適な態様により、プリズム取付面13a,13cを設けるに際し、少なくとも一部のプリズムメンバ11bと11c同士の対向面間に所定の隙間Lgを生じさせる位置関係に設ければ、隙間Lgの断熱機構によりプリズムメンバ11b,11c同士間の熱伝達を回避できるため、プリズムユニット11全体の耐熱性を高めることができるとともに、容易に耐熱対策を施すことができる。
(8) According to a preferred embodiment, when the
(9) 好適な態様により、光学変換ユニット部2の光進方向前方Fsfに、当該光進方向前方Fsfにおけるレンズ部U2を、横方向及び/又は縦方向へ変位させるレンズシフト機構部15を設ければ、投射画面に対する位置の調整を行うことができるため、角度調整装置1による角度の調整により投射画面の位置がズレた場合であっても、角度調整装置1による位置のズレ分を容易に解消できる。
(9) According to a preferred embodiment, if the optical
(10) 好適な態様により、光進方向前方Fsfにおけるレンズ部U2に、投射レンズ部Ueを用いれば、投射レンズ部Ueを、光学変換ユニット部2に対する専用の投射レンズとして設計できるため、投射レンズ部Ueと光学変換ユニット部2、更にはレンズシフト機構部15に対してマッチングする最適な光学系Mcを構築できる。
(10) According to a preferred embodiment, if the projection lens unit Ue is used for the lens unit U2 in the front Fsf in the phototravel direction, the projection lens unit Ue can be designed as a dedicated projection lens for the optical
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
最初に、本発明に係る角度調整装置1の理解を容易にするため、図9を参照して角度調整装置1を用いることができる光学機器Mの概要について説明する。なお、図9は、光学機器Mの一例として汎用的なプロジェクタを示すとともに、本実施形態に係る角度調整装置1を備えた状態を示している。
First, in order to facilitate the understanding of the
図9に示すように、光学機器Mは、光学系Mcと、この光学系Mcを除く光学機器本体部Mmとを備える。光学機器本体部Mmは、キャビネット21に覆われ、このキャビネット21の前面には、レンズ装着用開口部21hを有する。また、交換レンズ方式の投射レンズ部(不図示)を備え、この投射レンズ部の後部側を、外部からレンズ装着用開口部21hの内部に挿入し、光学機器本体部Mmのマウント部22に取付けている。この光学機器本体部Mmには、液晶パネル等の表示パネル部23を内蔵し、投射レンズ部に対して適切なバックフォーカスが確保される所定の位置Xsに固定状態に実装されている。
As shown in FIG. 9, the optical device M includes an optical system Mc and an optical device main body Mm excluding the optical system Mc. The optical device main body Mm is covered with a
次に、本実施形態に係る角度調整装置1の構成について、図1〜図9を参照して具体的に説明する。
Next, the configuration of the
図1〜図4に示すように、本実施形態に係る角度調整装置1は、大別して、光学変換ユニット部2と回動支持機構部3を備える。光学変換ユニット2は、図9に示すように、光学系Mcにおける光軸に沿った二つのレンズ部U1,U2の中間に配し、図4に示すように、入光する光Cを入光軸Siに対してオフセットする方向に反射させた後に再反射させることにより出光軸Soを入光軸Siに対して平行にする光学変換機能を備える。一方、回動支持機構部3は、光学変換ユニット部2を、入光軸Siを中心に回動変位可能及び固定可能に支持する支持機能を備える。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
例示の場合、二つのレンズ部U1,U2における一方のレンズ部U1にリレーレンズ部Urを適用し、他方のレンズ部U2に投射レンズ部Ueを適用した。この投射レンズ部Ueには、前述した光学機器Mに備える投射レンズ部を利用することも可能である。これにより、リレーレンズ部Urは、光学変換ユニット2に対して、光進方向後方Fsrに配されるとともに、投射レンズ部Ueは、光学変換ユニット2に対して、光進方向前方Fsfに配される。
In the example, the relay lens unit Ur was applied to one lens unit U1 of the two lens units U1 and U2, and the projection lens unit Ue was applied to the other lens unit U2. As the projection lens unit Ue, it is also possible to use the projection lens unit provided in the above-mentioned optical device M. As a result, the relay lens unit Ur is arranged at the rear Fsr in the optical direction with respect to the
このため、角度調整装置1は、図1及び図2に示すように、リレーレンズ部Urの前端に取付けることができ、回動支持機構部3には、リレーレンズ部Urの前端に、回動可能に嵌め込む支持リング部12と、この支持リング部12に設け、かつ光学変換ユニット部2を支持する支持ブロック部13とを有するユニット支持部3sを備える。
Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, the
この場合、リレーレンズ部Urは、図2及び図7に示すように、鏡筒部31の外周面における前端付近に、フランジ部32を備えるとともに、鏡筒部31の前端に、大径に形成した接続口33を備えるため、支持リング部12は、この接続口33の内側に嵌合し、かつ嵌合した状態で周方向に回動変位可能となるリング形状に形成する。したがって、この支持リング部12に対して、この支持リング部12を任意の位置(角度)で固定可能な機能を付加することにより回動支持機構部3を構成することができる。なお、図7中、L1,L2,L3,L4は、リレーレンズ部Urを構成する第一レンズ群,第二レンズ群,第三レンズ群,第四レンズ群をそれぞれ示している。
In this case, as shown in FIGS. 2 and 7, the relay lens portion Ur is provided with a
また、リレーレンズ部Urは、鏡筒部31の外周面にフランジ部30を有するため、図9に示すように、このフランジ部30を光学機器本体部(プロジェクタ本体部)Mmにおけるマウント部22に取付けることができる。これにより、光学機器本体部Mmの光進方向後方Fsrに、表示パネル部23を内蔵するため、この表示パネル部23の実質的位置を、実際の配設位置Xsに対して光進方向前方Fsfに変移させることができる。即ち、レンズ部U1にリレーレンズ部Urを用いることにより、表示パネル部23の実質的位置を、光学機器本体部Mmの前方となる外部にまで変移させることができる。この結果、表示パネル部23からの出射光を、リレーレンズ部Urの前方に配する光学変換ユニット部2に直接入光させることと同じになり、当該光学変換ユニット部2に基づく角度調整を、既設の光学系に制約されることなく、より柔軟かつ確実に行うことができる。
Further, since the relay lens portion Ur has a
さらに、図7は、回動支持機構部3の一例を示している。例示の場合、リレーレンズ部Urの接続口33を形成する段差面に周方向に沿ったガイドスリット部34…を形成し、固定ネジ35…を、このガイドスリット部34…を通した後、支持リング部12における外周面の近傍位置に螺着する。この場合、一つのガイドスリット部34を、ほぼ180〔°〕の角度範囲にわたって形成すれば、二つのガイドスリット部34…を設けることができ、角度調整装置1では、ほぼ180〔°〕にわたって角度調整が可能になる。これにより、固定ネジ35…を緩めれば、支持リング部12を回動変位可能になり、任意の角度に調整できるとともに、固定ネジ35…を締付ければ、調整した角度で支持リング部12を固定可能になる。
Further, FIG. 7 shows an example of the rotation
したがって、図7は、調整方法が手動タイプとなる一例である。これに対して、図8及び図9には、調整方法が電動タイプとなる一例を示す。この例は、支持リング部12に、周方向に沿ったラックギア41を一体に設けるとともに、電動モータ等を利用した回転駆動部42を付設し、この回転駆動部42により回転するピニオンギア又はウォームギア等の駆動ギア43をラックギア41に噛合させて構成したものである。これにより、回転駆動部42を正逆方向に回転駆動すれば、支持リング部12を正逆方向へ回動変位させることができるとともに、回転駆動部42の駆動を解除すれば、停止(固定)させることができる。なお、ラックギア41を設ける周方向範囲を選定することにより、調整できる角度範囲を設定できる。例えば、全周にわたって設ければ、ほぼ360〔°〕の角度範囲にわたって調整が可能となる。
Therefore, FIG. 7 is an example in which the adjustment method is a manual type. On the other hand, FIGS. 8 and 9 show an example in which the adjustment method is an electric type. In this example, a
一方、上述した光学変換ユニット2及び回動支持機構部3の具体的構成は次のようになる。まず、光学変換ユニット2は、図3に示すプリズムユニット11を用いる。例示のプリズムユニット11は、三つのプリズムメンバ11a,11b,11cの組合わせにより構成する。これにより、プリズムユニット11は、図4に示すように、入光する光Cを、入光軸Siに対してオフセットする方向に反射させた後に再反射させることにより出光軸Soを入光軸Siに対して平行にする機能を備える。光学変換ユニット部2として、プリズムユニット11を用いれば、ミラーを組合わせたミラーユニット等を使用する場合と異なり、高い剛性及び強度を容易に確保できるため、角度調整装置1に必要となる安定性及び信頼性を確保できるなど、角度調整装置1を構築する際の光学変換ユニット部2として最適となる。さらに、プリズムユニット11を構成するに際し、三つのプリズムメンバ11a,11b,11cの組合わせにより構成すれば、目的とする光学変換ユニット部2を容易に得ることができるとともに、光学精度及び光学安定性の高い光学変換ユニット部2を得ることができる。
On the other hand, the specific configurations of the
また、回動支持機構部3は、ユニット支持部3sを備え、このユニット支持部3sは、プリズムユニット11を支持する機能を備えている。ユニット支持部3sを図5及び図6に示す。例示するユニット支持部3sは、支持リング部12の前面12f(図3参照)にネジ等の固定具51…により固定するリング取付部52と、このリング取付部52から前方に突出した第一プリズムメンバ支持部53と、リング取付部52の上端に設けた第二プリズムメンバ支持部54を一体形成したものであり、第一プリズムメンバ支持部53の側面には鉛直面によるプリズム取付面13aを有するとともに、第二プリズムメンバ支持部54の上面には水平面によるプリズム取付面13cを有する。このようなプリズム取付面13a,13cを設ければ、支持ブロック部13を、プリズムユニット11自身を組付けるフレーム部材として利用できるため、プリズムユニット11自身を組付ける貼付工程等を大幅に削減できるとともに、プリズムユニット11の組立を容易かつ確実に行うことができる利点がある。
Further, the rotation
さらに、プリズム取付面13aには、このプリズム取付面13aから突出し、このプリズム取付面13aに固定するプリズムメンバ11aの位置決めを行うプリズム位置決め部13acを一体形成するとともに、プリズム取付面13cには、このプリズム取付面13cから突出し、このプリズム取付面13cに固定するプリズムメンバ11cの位置決めを行うプリズム位置決め部13ccを一体形成する。
Further, the prism mounting surface 13a is integrally formed with a prism positioning portion 13ac that projects from the prism mounting surface 13a and positions the
そして、支持ブロック部13に、プリズムユニット11を組付ける(固定する)際には、まず、図6に示すように、第一のプリズムメンバ11aの上面に第二のプリズムメンバ11bの下面を貼付けて固定する組付工程を行う。この後、第一のプリズムメンバ11aの側面を、支持ブロック部13のプリズム取付面13aに貼付けて固定する。この際、プリズムメンバ11aは、プリズム位置決め部13acに係止させて位置決めを行う。また、図5に示すように、第三のプリズムメンバ11cの下面を、支持ブロック部13におけるプリズム取付面13cに貼付けて固定する。この際、プリズムメンバ11cは、プリズム位置決め部13ccに係止させて位置決めを行う。
When assembling (fixing) the
ところで、プリズム取付面13a,13cを設けるに際しては、プリズムユニット11を構成する少なくとも一部のプリズムメンバ同士、例示の場合、図3に示すように、プリズムメンバ11bと11c同士の対向面間に、所定の隙間Lg(例示は1〔mm〕前後)を生じさせる位置関係に設けている。プリズム取付面13a,13cをこのような条件で設ければ、隙間Lgの断熱機構によりプリズムメンバ11b,11c同士間の熱伝達を回避できるため、プリズムユニット11全体の耐熱性を高めることができるとともに、容易に耐熱対策を施すことができる利点がある。
By the way, when the
これにより、プリズムメンバ11a,11b,11cが組合わさったプリズムユニット11が構成される。そして、組付けたプリズムユニット11と支持ブロック部13のアセンブリは、固定具51…を利用し、支持ブロック部13のリング取付部52を支持リング部12の前面12fに取付けて固定する。これにより、支持ブロック部13と支持リング部12が一体化されるユニット支持部3sが構成され、プリズムユニット11は支持リング部12上に固定される。さらに、支持リング部12は、リレーレンズ部Urの接続口33に嵌合し、前述した組付けを行う。これにより、回動支持機構部3を構成することができる。
As a result, the
このように、回動支持機構部3を構成するに際し、光進方向後方Fsrにおけるリレーレンズ部Ur(レンズ部U1)の前端に回動可能に嵌め込む支持リング部12と、この支持リング部12に設け、かつ光学変換ユニット部2を支持する支持ブロック部13とを有するユニット支持部3sを設けて構成すれば、光学機器本体部Mmに変更を加えることなく、リレーレンズ部Urに対する後付けにより実施できるため、実施の容易性及び低コスト性に優れるとともに、汎用性及び発展性も高めることができる利点がある。
In this way, when the rotation
以上により、入光する光Cを入光軸Siに対してオフセットする方向に反射させた後に再反射させることにより出光軸Soを入光軸Siに対して平行にする光学変換ユニット部2と、この光学変換ユニット部2を、入光軸Siを中心に回動変位可能及び固定可能に支持する回動支持機構部3とを具備する角度調整装置1の基本形態を得ることができる。
As described above, the optical
次に、本実施形態に係る角度調整装置1を用いて好適な光学系Mcの一例について、図7〜図9を参照して説明する。
Next, an example of a suitable optical system Mc using the
なお、角度調整装置1は、リレーレンズ部Urの前端に取付けられているものとする。また、角度調整装置1は、図9に示すように、全体をケーシング61により覆うとともに、このケーシング61の前方、即ち、光学変換ユニット部2に対して、光進方向前方Fsfには、レンズ部U2を構成する投射レンズ部Ueを配する。この投射レンズ部Ueには、前述したように、光学機器Mに備える投射レンズ部を利用可能である。このように、レンズ部U2として、投射レンズ部Ueを用いれば、投射レンズ部Ueを、光学変換ユニット部2に対する専用の投射レンズとして設計できるため、投射レンズ部Ueと光学変換ユニット部2、更にはレンズシフト機構部15に対してマッチングする最適な光学系Mcを構築できる利点がある。
It is assumed that the
一方、光学変換ユニット部2の光進方向前方Fsfには、当該光進方向前方Fsfにおける投射レンズ部Ueを、横方向及び/又は縦方向へ変位させるレンズシフト機構部15を設ける。例示のレンズシフト機構部15は、図9に示すように、投射レンズ部Ueを支持する縦方向シフトプレート機構65と、この縦方向シフトプレート機構65を縦方向(上下方向)に移動可能に支持する横方向シフトプレート機構66と、この横方向シフトプレート機構66を横方向(左右方向)に移動可能に支持する基礎プレート67を備え、この基礎プレート67をケーシング61の前端に取付ける。なお、68は縦方向シフトプレート機構65に備える電動モータ等を利用した縦方向回転駆動部、69は横方向シフトプレート機構66に備える電動モータ等を利用した横方向回転駆動部をそれぞれ示す。
On the other hand, the optical
したがって、このようなレンズシフト機構部15を設ければ、投射画面に対する位置の調整を行うことができるため、角度調整装置1による角度の調整により投射画面の位置がズレた場合であっても、角度調整装置1による位置のズレ分を容易に解消できる利点がある。
Therefore, if such a lens
次に、本実施形態に係る角度調整装置1の機能及び使用方法について、図1〜図10を参照して説明する。
Next, the functions and usage of the
今、角度調整装置1を組付けた図9に示す光学系Mcを構成するとともに、この光学系Mcを光学機器M(プロジェクタ)に用いた場合を想定する。この場合、光学機器Mに備える既設の投射レンズ(交換レンズ)を取り外し、代わりに図9に示す光学系Mcを取り付ける。なお、角度調整装置1を使用する際に用いる投射レンズ部Ue(レンズ部U2)は、専用の投射レンズ部Ueとして予め用意してもよいし、上記光学機器Mから取り外した投射レンズを、投射レンズ部Ueとして用いてもよい。また、図9に示す光学系Mcを光学機器Mに取り付けるに際しては、リレーレンズ部Urに備えるマウント部30を、光学機器Mのキャビネット21内部に備えるマウント部22に取り付ければよい。
It is assumed that the optical system Mc shown in FIG. 9 to which the
次いで、光学機器Mを所望の場所に設置する。例示の場合、光学機器Mを吊下げ可能な支持器を使用して天井に設置するものとする。この際に使用する支持器は、光軸を中心に回動させて角度調整を行う角度調整機構は備えていない。即ち、首振り方向のみの角度調整が可能な比較的単純構成の支持器を使用できる。 Next, the optical device M is installed at a desired location. In the example, the optical device M shall be installed on the ceiling using a support capable of suspending. The support used at this time does not have an angle adjusting mechanism that adjusts the angle by rotating it around the optical axis. That is, a support having a relatively simple structure capable of adjusting the angle only in the swing direction can be used.
図10は、設置された光学機器Mに備える本実施形態に係る角度調整装置1の正面図を仮想線1sで示すとともに、この光学機器Mによりスクリーンに投射された投射画面を仮想線100sで示している。
FIG. 10 shows a front view of the
まず、光学機器Mの作動時には、表示パネル部23からの出射光がリレーレンズ部Urに入光し、このリレーレンズ部Urを透過する。このリレーレンズ部Urの機能により、表示パネル部23の実質的位置は、表示パネル部23の実際の配設位置Xsに対して、光進方向前方Fsf、即ち、光学機器本体部Mmの前方となる外部にまで変移される。この結果、表示パネル部23からの出射光を、リレーレンズ部Urの前方に配する光学変換ユニット部2に直接入光させることと同じになる。
First, when the optical device M is activated, the light emitted from the
なお、例示のリレーレンズ部Urの倍率は、0.5倍であり、表示パネル部23の実質的位置から出射される出射光により表示される映像は、実際の配設位置Xsにおける表示パネル部23から出射される出射光により表示される映像に対して、0.5倍に縮小されている。
The magnification of the illustrated relay lens unit Ur is 0.5 times, and the image displayed by the emitted light emitted from the substantial position of the
また、リレーレンズ部Urから出射した映像は、角度調整装置1を構成するプリズムユニット11に入光し、このプリズムユニット11を通過する。即ち、図4に示すように、映像(光C)はプリズムメンバ11aに対して水平方向に入光し、プリズムメンバ11aの反射面により直角方向上方に出射し、次のプリズムメンバ11bに入光する。プリズムメンバ11bは、プリズムメンバ11aに対して向きが異なるため、プリズムメンバ11bに入光した入射光は、プリズムメンバ11bの反射面により水平方向右方に反射する。また、プリズムメンバ11bからの出射光は、次のプリズムメンバ11cに入光する。プリズムメンバ11cは、プリズムメンバ11bに対して向きが異なるため、プリズムメンバ11cに入光した入射光は、プリズムメンバ11cの反射面により水平方向前方に反射する。
Further, the image emitted from the relay lens unit Ur enters the
この場合、プリズムメンバ11cから出射する映像は、プリズムメンバ11aに入光する映像に対して、90〔°〕回転した映像となるが、光学機器本体部Mmでは、プリズムメンバ11cから出射する映像が正規の映像と同じ角度となるように、映像信号に対する信号処理がなされている。
In this case, the image emitted from the
さらに、プリズムメンバ11cから出射する出射光は、レンズシフト機構部15を通過する。このレンズシフト機構部15により、X方向(横方向)及びY方向(縦方向)の映像に対する画面位置のシフト調整が行われる。また、レンズシフト機構部15を通過した映像は、投射レンズ部Ueに入光し、この投射レンズ部Ueを透過する。投射レンズ部Ueを透過した映像は、スクリーン上に、仮想線100sで示した投射画面により表示される。なお、この映像は、投射レンズ部Ueに備えるズーミング調整機構やフォーカシング調整機構を含む各種調整機構により調整が行われている。
Further, the emitted light emitted from the
ところで、図10に仮想線100sで示す投射画面は、図中、水平に対して概ね20〔°〕右下がりに傾斜している。この傾斜は、本実施形態に係る角度調整装置1を用いて調整することができる。
By the way, the projection screen shown by the virtual line 100s in FIG. 10 is inclined downward to the right by about 20 [°] with respect to the horizontal in the figure. This inclination can be adjusted by using the
即ち、前述した手動タイプ又は自動タイプにより構成可能な回動操作手段を利用し、仮想線1sで示す角度調整装置1の位置Xpsを、角度Qs(概ね20〔°〕)だけ矢印方向へ回動変位させる。これにより、角度調整装置1は実線で示す位置Xpaまで回動変位するとともに、出光するプリズムメンバ11cは、仮想線で示す位置11csから実線で示す位置11caに角度Qsだけ変位(旋回変位)する。
That is, the position Xps of the
この結果、仮想線100sで示す投射画面も位置Xssから角度Qsだけ変位するとともに、プリズムメンバ11cの旋回変位により上下位置及び左右位置も変位する。この位置の変位は、レンズシフト機構15により修正できるため、最終的には、実線100aで示す投射画面の位置Xsaまで変位させる角度調整を行うことができ、仮想線100sで示す傾斜した投射画面を、正規の位置及び角度となる実線100aで示す投射画面に設定することができる。以上が、角度調整装置1を用いた角度調整に係わる処理となる。
As a result, the projection screen shown by the virtual line 100s is also displaced from the position Xss by an angle Qs, and the vertical position and the horizontal position are also displaced due to the turning displacement of the
このように、本実施形態に係る角度調整装置1によれば、基本構成として、光学系Mcにおける光軸に沿ったリレーレンズ部Urと投射レンズ部Ueの中間に配し、入光する光Cを入光軸Siに対してオフセットする方向に反射させた後に再反射させることにより出光軸Soを入光軸Siに対して平行にする光学変換ユニット部2と、この光学変換ユニット部2を、入光軸Siを中心に回動変位可能及び固定可能に支持する回動支持機構部3とを備えるため、基本的に、光学変換ユニット部2は、入光軸Siを中心に360〔°〕回動変位させることができるため、プロジェクタ等の光学機器Mを設置する場所が、例えば、45〔°〕に傾斜した天井や室内における支柱の側面などであっても角度調整可能になるなど、様々な設置場所に対応できる広い角度調整範囲を実現できる。また、角度調整を行うに際し、光学系Mcを構成する一部の部品を回動操作すれば足りるため、容易かつ正確な調整処理を実現できる。しかも、吊金具等の支持機構における剛性や強度に影響を与えないため、支持機構本来の剛性や強度を確保でき、長期使用においても調整角度にズレを生じにくいとともに、支持機構における耐久性及び信頼性の向上にも寄与できる。
As described above, according to the
以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。 Although the preferred embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and the present invention does not deviate from the gist of the present invention in terms of detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, and the like. It can be changed, added, or deleted as desired within the range.
例えば、回動支持機構部3を構成するに際し、光進方向後方Fsrにおけるレンズ部U1の前端に回動可能に嵌め込む支持リング部12と、この支持リング部12に設け、かつ光学変換ユニット部2を支持する支持ブロック部13とを有するユニット支持部3sを設けて構成した例を示したが、レンズ部U1の先端形態に対応した各種形態により実施可能である。一方、リレーレンズ部Urにおいて変倍機能を持たせるか否かは任意である。さらに、光進方向前方Fsfのレンズ部U2に投射レンズ部Ueを使用したが、他の種類を用いたレンズ部U1,U2の使用を排除するものではないし、また、例示の場合、光学変換ユニット部2の前後にそれぞれ一つのレンズ部U1とU2を配したが、前後にそれぞれ複数種類のレンズ部U1…しU2…を配してもよい。他方、支持ブロック部13には、プリズムメンバ11a,11cを支持するプリズム取付面13a,13cを設けた場合を示したが、プリズムメンバ11bを固定して支持する第三のプリズム取付面を設けてもよいし、また、プリズムメンバ11bと11c同士の対向面間に所定の隙間Lgを設けたが、断熱の必要性がない場合など、必ずしも隙間Lgを設けることを要しない。さらに、レンズシフト機構部15を設けることが望ましいが、必ずしも必須の構成要素となるものではない。
For example, when the rotation
本発明に係る角度調整装置は、各種プロジェクタをはじめ、同様の投射機能を有する各種光学機器に利用できる。 The angle adjusting device according to the present invention can be used for various optical devices having the same projection function, including various projectors.
1:光学機器用角度調整装置,2:光学変換ユニット部,3:回動支持機構部,3s:ユニット支持部,11:プリズムユニット,11a:プリズムメンバ,11b:プリズムメンバ,11c:プリズムメンバ,12:支持リング部,13:支持ブロック部,13a:プリズム取付面,13c:プリズム取付面,15:レンズシフト機構部,M:光学機器,Mc:光学系,Mm:光学機器本体部,Lg:所定の隙間,U1:レンズ部,U2:レンズ部,Ur:リレーレンズ部,Ue:投射レンズ部,C:光,Si:入光軸,So:出光軸,Fsr:光進方向後方,Fsf:光進方向前方 1: Angle adjusting device for optical equipment, 2: Optical conversion unit, 3: Rotational support mechanism, 3s: Unit support, 11: Prism unit, 11a: Prism member, 11b: Prism member, 11c: Prism member, 12: Support ring part, 13: Support block part, 13a: Prism mounting surface, 13c: Prism mounting surface, 15: Lens shift mechanism part, M: Optical equipment, Mc: Optical system, Mm: Optical equipment body part, Lg: Predetermined gap, U1: Prism part, U2: Lens part, Ur: Relay lens part, Ue: Projection lens part, C: Light, Si: Light input axis, So: Light output axis, Fsr: Light advance direction rear, Fsf: Light advance Direction forward
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