JP6914388B2 - 投射レンズ及び投射装置 - Google Patents

Description

本開示の技術は、投射レンズ及び投射装置に関する。

画像をスクリーンに投射する投射装置としてのプロジェクタが広く普及している。プロジェクタは、例えば、液晶表示素子（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）又はＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｉｖｉｃｅ：登録商標）等の画像形成パネル（以下、「電気光学素子」とも称する）と、画像形成パネルで形成される画像をスクリーンに投射する投射レンズとを備えている。

このようなプロジェクタにおいて、画像の投射方向を変更可能な投射レンズを備えたプロジェクタが開発されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のプロジェクタでは、本体部に画像形成パネルが収容され、本体部の外周面に投射レンズが取り付けられている。

特許文献１に記載のプロジェクタにおいて、投射レンズには、画像形成パネルで形成された画像を表す光束が本体部から入射する。投射レンズは、入射側から順に、第１光軸、第２光軸、及び第３光軸の３つの光軸を持つ屈曲光学系を備えている。第１光軸は、本体部から入射する光束に対応する光軸であり、第２光軸は、第１光軸に対して９０°屈曲している。第３光軸は、第２光軸に対して９０°屈曲しており、スクリーンに向けて光束を出射する出射光軸である。

投射レンズは、入射側端部、中間部、及び出射側端部を有している。入射側端部は、第１光軸に対応している。中間部は、第２光軸に対応している。出射側端部は、第３光軸に対応している。入射側端部は、本体部に対して回転不能に取り付けられており、中間部は、入射側端部に対して第１光軸周りに回転する。出射側端部は、中間部に連結されており、中間部が回転すると、出射側端部も第１光軸周りに回転する。また、出射側端部は、中間部に対して第２光軸周りに回転する。このように、出射側端部が第１光軸及び第２光軸周りに回転することで、投射方向が変更される。

国際公開第２０１８／０５５９６４号

ところで、投射レンズの入射側には、複数のレンズを含むズーム光学系が設けられている。一般的に、ズーム光学系は、フォーカス光学系に比べ、重いことが知られている。ズーム光学系に含まれる複数のレンズが鉛直方向に沿って配置されている場合、ズーム光学系に含まれるレンズの枚数が増えるほど、ズーム光学系を保持する保持部がズーム光学系から受ける重量的な影響が大きくなる。

本発明の一つの実施形態は、ズーム光学系に含まれる複数のレンズの配置方向が鉛直方向に常に固定されている場合に比べ、ズーム光学系から受ける重量的な影響を軽減することができる投射レンズを提供する。

本開示の技術の第１の態様に係る投射レンズは、電気光学素子を有する投射装置本体に取り付けられる投射レンズであって、複数のレンズを含むズーム光学系と、投射装置本体に接続され、かつ、第１光軸の光が通る第１保持部と、第１光軸が折れ曲がった第２光軸の光が通り、かつ、第１保持部に対して回転可能な第２保持部と、を備え、ズーム光学系は、第１保持部に保持されている。

従って、本開示の技術の第１の態様に係る投射レンズは、ズーム光学系に含まれる複数のレンズの配置方向が鉛直方向に常に固定されている場合に比べ、ズーム光学系から受ける重量的な影響を軽減することができる。

本開示の技術の第２の態様に係る投射レンズにおいて、投射レンズは、投射レンズ内で中間像を結像させ、結像させた中間像を出射し、ズーム光学系は、光路において、中間像の結像位置よりも上流側である。

従って、本開示の技術の第２の態様に係る投射レンズは、投射レンズ内で中間像を結像させずに光を投射レンズから出射させる場合に比べ、ズーム光学系を小型化することができる。

本開示の技術の第３の態様に係る投射レンズは、フォーカス光学系と、第２光軸が折れ曲がった第３光軸の光が通り、かつ、第２保持部に対して回転可能な第３保持部と、を備え、フォーカス光学系は、第３保持部に保持されている。

従って、本開示の技術の第３の態様に係る投射レンズは、フォーカス光学系の光軸が鉛直方向に沿って常に配置されている場合に比べ、フォーカス光学系から受ける重量的な影響を軽減することができる。

本開示の技術の第４の態様に係る投射レンズにおいて、第２保持部は、中間光学系を有し、中間光学系を構成するレンズの直径よりも、ズーム光学系を構成するレンズの直径が小さい。

従って、本開示の技術の第４の態様に係る投射レンズは、ズーム光学系を構成するレンズの直径が中間光学系を構成するレンズの直径以上の場合に比べ、ズーム光学系から受ける重量的な影響を軽減することができる。

本開示の技術の第５の態様に係る投射レンズは、モータに接続されており、モータの動力が付与されることで、ズーム光学系のズーム倍率を変更するズーム機構を備えた。

従って、本開示の技術の第５の態様に係る投射レンズは、モータの駆動力を用いずにズーム光学系のズーム倍率を変更する場合に比べ、モータの駆動が停止された場合のモータによる回転の抑制力で、ズーム光学系から受ける重量的な影響を軽減することができる。

本開示の技術の第６の態様に係る投射レンズは、第１保持部内に設けられた絞り部と、絞りよりも光路上流側に配置された第１レンズと、を備え、投射レンズは、投射装置本体との取付面の面内方向で移動可能であり、絞り部の内径は、第１レンズの直径よりも小さい。

従って、本開示の技術の第６の態様に係る投射レンズは、投射レンズが投射装置本体との取付面の面内方向で移動したとしても、テレセントリック性のある光を透過させることができる。

本開示の技術の第７の態様に係る投射レンズにおいて、絞り部は、絞りレンズであり、ズーム光学系は、絞りレンズを含む。

従って、本開示の技術の第７の態様に係る投射レンズは、ズーム光学系の外側に絞りレンズが存在する場合に比べ、投射レンズの小型化に寄与することができる。

本開示の技術の第８の態様に係る投射レンズは、第１レンズを保持する調整フレームを備え、調整フレームは、第１保持部に対して、第１光軸の延在方向に移動可能である。

従って、本開示の技術の第８の態様に係る投射レンズは、投射レンズの縮小側の合焦位置を調節することができる。

本発明の一つの実施形態によれば、ズーム光学系に含まれる複数のレンズの配置方向が鉛直方向に常に固定されている場合に比べ、ズーム光学系から受ける重量的な影響を軽減することができる。

プロジェクタの平面図である。 横置きにした状態のプロジェクタの斜視図である。 縦置きにした状態のプロジェクタの斜視図である。 プロジェクタを使用して画像をスクリーンに投射している様子を示す図である。 投射レンズの側面図である。 投射レンズの縦断面図である。 ワッシャ付きボルト、長孔、及び長孔周辺の拡大図である。 ワッシャ付きボルトが長孔の長手方向の一端側に位置している状態の投射レンズの斜視図である。 ワッシャ付きボルトが長孔の長手方向の他端側に位置している状態の投射レンズの斜視図である。 ワッシャ付きボルトがネジ受け及び長孔から取り外れた状態の投射レンズの縦断面図である。 第１鏡胴部からフォーカス調整筒から取り外された状態の投射レンズの縦断面図である。

以下、本開示の技術の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。

なお、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、及び「第３」等などの用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、プロジェクタ又はレンズ内に存在する構成要素の数を限定するものではない。

図１に示すように、本実施形態のプロジェクタ１０は、本開示の技術に係る「投射装置」の一例であり、投射レンズ１１と、本体部１２とを備える。本体部１２は、本開示の技術に係る「投射装置本体」の一例である。投射レンズ１１の一端部は本体部１２に取り付けられている。図１は、プロジェクタ１０を使用しない場合に、投射レンズ１１を収納した収納状態を示している。

本体部１２は、ベース部１２Ａと、突出部１２Ｂと、収納部１２Ｃとを備えている。ベース部１２Ａは、画像形成ユニット２６（図４参照）及び制御基板（図示せず）等の主要部品を収容する。なお、画像形成ユニット２６は、本開示の技術に係る「電気光学素子」の一例である。

ベース部１２Ａは、図１に示す平面視において、横長の略矩形状である。ベース部１２Ａには、挿入口１２Ａ１（図６、図１０、及び図１１参照）が形成されており、ベース部１２Ａには、挿入口１２Ａ１を介して後述のフォーカス調整筒４１Ｅ（図６及び図８〜図１１参照）が挿し込まれる。

突出部１２Ｂは、ベース部１２Ａの一辺から突出している。突出部１２Ｂは略矩形状であり、突出部１２Ｂの幅は、ベース部１２Ａの一辺の長さの略半分程度である。そのため、本体部１２は、ベース部１２Ａと突出部１２Ｂとを合わせた全体として、平面視において、略Ｌ字形状である。

収納部１２Ｃは、投射レンズ１１を収納する。図１において、収納部１２Ｃは、突出部１２Ｂの左横に生じる空間であり、突出部１２Ｂと同様に平面視において略矩形状をしている。つまり、図１において、本体部１２の外周面のうち、上側の側面１２Ｄ及び左側の側面１２Ｅを、側面１２Ｄと側面１２Ｅとが交差する方向に延長したと仮定する。この延長された各側面１２Ｄ及び側面１２Ｅを外縁として画定される空間が、収納部１２Ｃである。そのため、本体部１２は、単体では略Ｌ字形状であるが、収納部１２Ｃを含めた全体としてみると、平面視において略矩形状になる。収納部１２Ｃは、プロジェクタ１０を縦置きした場合の突出部１２Ｂの高さに対して、ベース部１２Ａ側に窪んでいる部分と見ることもできるため、窪み部に相当する。

投射レンズ１１は、プロジェクタ１０を使用しない場合においては、矩形状の収納部１２Ｃから出っ張らないよう変形されたうえで、収納部１２Ｃに収納される。そのため、図１に示すように、収納状態においては、プロジェクタ１０は、Ｌ字状の本体部１２と投射レンズ１１とを組み合わせた全体として、略直方体形状になり、外周面の凹凸が少なくなる。これにより、収納状態においては、プロジェクタ１０の持ち運び及び収納がしやすい。

投射レンズ１１には、画像形成ユニット２６で形成された画像を表す光束が本体部１２から入射する。投射レンズ１１は、入射した光束に基づく画像光を、光学系により拡大して結像する。これにより、投射レンズ１１は、画像形成ユニット２６で形成された画像の拡大像をスクリーン３６（図４参照）に投射する。なお、以下では、説明の便宜上、投射レンズ１１の光軸上において、画像形成ユニット２６側を「縮小側」とも称し、スクリーン側を「拡大側」とも称する。

投射レンズ１１は、一例として、光軸を２回屈曲させる屈曲光学系（図２及び図３参照）を有しており、図１に示す収納状態では、投射レンズ１１は、全体として、上方に凸の略Ｕ字形状をしている。投射レンズ１１は、入射側端部１４Ａ、中間部１４Ｂ、及び出射側端部１４Ｃを備えている。中間部１４Ｂの両端のうちの一端には、入射側端部１４Ａが接続され、中間部１４Ｂの両端のうちの他端には、出射側端部１４Ｃが接続される。入射側端部１４Ａには、本体部１２からの光が入射する。出射側端部１４Ｃには、出射レンズ１６が設けられている。本体部１２から入射側端部１４Ａに入射された光は中間部１４Ｂを介して出射側端部１４Ｃに導かれる。出射側端部１４Ｃは、本体部１２から入射側端部１４Ａ及び中間部１４Ｂを介して導かれた光を出射レンズ１６からスクリーン３６に向けて光を出射する。

入射側端部１４Ａは、本体部１２に取り付けられ、内部に後述する第１保持部を有している。入射側端部１４Ａの取り付け位置は、図１の左右方向において、突出部１２Ｂに隣接した位置であり、ベース部１２Ａの中央付近に位置する。投射レンズ１１の収納状態において、中間部１４Ｂは、ベース部１２Ａの中央付近から、突出部１２Ｂとは反対の端部側、すなわち、図１において左側に延びている。また、中間部１４Ｂは、内部に後述する第２保持部を有している。出射側端部１４Ｃの角部１４Ｄと、突出部１２Ｂの角部１２Ｆとは、図１における左右方向において略対称をなす位置に配置される。なお、出射側端部１４Ｃは、内部に後述する第３保持部を有している。

出射側端部１４Ｃの外形は、突出部１２Ｂの外形とほぼ同様の形状で形成されており、投射レンズ１１の外形と本体部１２の外形とに統一感を持たせている。このため、収納状態においては、投射レンズ１１の外形が、あたかも本体部１２の外形の一部を構成するようなデザインになっている。

図２及び図３に示すように、投射レンズ１１は、屈曲光学系を備えている。屈曲光学系は、第１光軸Ａ１、第２光軸Ａ２、及び第３光軸Ａ３を有する。第２光軸Ａ２は、第１光軸Ａ１に対して９０°屈曲した光軸である。第３光軸Ａ３は、第２光軸Ａ２に対して９０°屈曲した光軸である。

入射側端部１４Ａは、本体部１２に対して回転不能に取り付けられている。中間部１４Ｂは、入射側端部１４Ａに対して第１光軸Ａ１周りに回転可能である。中間部１４Ｂには、出射側端部１４Ｃが連結されているため、中間部１４Ｂが入射側端部１４Ａに対して回転すると、出射側端部１４Ｃも第１光軸Ａ１周りに回転する。第１光軸Ａ１周りの回転可能範囲は３６０°未満であり、本例においては１８０°である。第１光軸Ａ１周りの回転可能範囲が３６０°未満に制限されているのは、突出部１２Ｂが入射側端部１４Ａに隣接している状態において、突出部１２Ｂと投射レンズ１１との干渉を防止するためである。

また、出射側端部１４Ｃは、中間部１４Ｂに対して第２光軸Ａ２周りに回転可能である。中間部１４Ｂとは異なり、第２光軸Ａ２周りの出射側端部１４Ｃの回転に制限はない。例えば、出射側端部１４Ｃを３６０°以上回転させることも可能である。

まとめると、出射側端部１４Ｃは、第１光軸Ａ１と第２光軸Ａ２との２軸を回転軸として回転可能である。これにより、使用者は、本体部１２を移動させることなく、投射レンズ１１の投射方向を変化させることができる。

図２は、設置面１８に対して、プロジェクタ１０を横置きにした状態を示し、図３は、設置面１８に対して、プロジェクタ１０を縦置きにした状態を示す。このように、プロジェクタ１０は、横置きの姿勢及び縦置きの姿勢で使用することが可能である。

図３に示すように、突出部１２Ｂの側面１２Ｄには、操作パネル２２が設けられている。操作パネル２２は、複数の操作スイッチを有する。操作スイッチは、例えば、電源スイッチ及び調整用スイッチ等である。調整用スイッチは、各種の調整を行うためのスイッチである。調整用スイッチには、例えば、スクリーン３６に投射された画像の画質調整、及び台形補正を行うためのスイッチが含まれる。

中間部１４Ｂの一面には、第１ロック解除スイッチ２４Ａ及び第２ロック解除スイッチ２４Ｂが設けられている。後述するように、投射レンズ１１には、第１回転ロック機構（図示せず）と、第２回転ロック機構（図示せず）とが設けられている。第１回転ロック機構は、入射側端部１４Ａに対する中間部１４Ｂの第１光軸Ａ１周りの回転をロックする。第２回転ロック機構は、中間部１４Ｂに対する出射側端部１４Ｃの第２光軸Ａ２周りの回転をロックする。第１ロック解除スイッチ２４Ａは、第１回転ロック機構に対して、中間部１４Ｂの回転のロックを解除する指示を入力する操作スイッチである。第２ロック解除スイッチ２４Ｂは、第２回転ロック機構に対して、出射側端部１４Ｃの回転のロックを解除する指示を入力する操作スイッチである。

図４に示すように、本体部１２には、画像形成ユニット２６が設けられている。画像形成ユニット２６は、投射する画像を形成する。画像形成ユニット２６は、画像形成パネル３２、光源３４、及び導光部材（図示せず）等を備えている。光源３４は、画像形成パネル３２に光を照射する。導光部材は、光源３４からの光を画像形成パネル３２に導光する。画像形成ユニット２６は、例えば、画像形成パネル３２としてＤＭＤを使用した反射型の画像形成ユニットである。ＤＭＤは、周知の通り、光源３４から照射される光の反射方向を変化させることが可能な複数のマイクロミラーを有しており、各マイクロミラーを画素単位で二次元に配列した画像表示素子である。ＤＭＤは、画像に応じて各マイクロミラーの向きを変化させることで、光源３４からの光の反射光のオンオフを切り替えることにより、画像に応じた光変調を行う。

光源３４の一例としては、白色光源が挙げられる。白色光源は、白色光を発する。白色光源は、例えば、レーザ光源と蛍光体とを組み合わせることで実現される光源である。レーザ光源は、蛍光体に対して青色光を励起光として発する。蛍光体は、レーザ光源から発せられた青色光によって励起されることで黄色光を発する。白色光源は、レーザ光源から発せられる青色光と、蛍光体から発せられる黄色光とを組み合わせることで、白色光を発する。画像形成ユニット２６には、さらに、光源３４が発する白色光を、青色光Ｂ（Ｂｌｕｅ）、緑色光Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、及び赤色光Ｒ（Ｒｅｄ）の各色光に時分割で選択的に変換する回転カラーフィルタが設けられている。Ｂ、Ｇ、及びＲの各色光が画像形成パネル３２に選択的に照射されることで、Ｂ、Ｇ、及びＲの各色の画像情報が担持された画像光が得られる。こうして得た各色の画像光が、投射レンズ１１に選択的に入射されることで、スクリーン３６に向けて投射される。各色の画像光は、スクリーン３６上で統合されて、スクリーン３６には、フルカラーの画像Ｐが表示される。

図５及び図６に示すように、投射レンズ１１は、レンズ鏡胴４０を備えている。レンズ鏡胴４０は、屈曲光学系を収容する。レンズ鏡胴４０は、第１鏡胴部４１、第２鏡胴部４２、第３鏡胴部４３、及びフォーカス調整筒４１Ｅを備えている。ここで、第１鏡胴部４１は、本開示の技術に係る「第１保持部」の一例である。また、第１ミラー保持部４４と第２鏡胴部４２の一部は、本開示の技術に係る「第２保持部」の一例である。また、第２ミラー保持部４６と第３鏡胴部４３は、本開示の技術に係る「第３保持部」の一例である。更に、フォーカス調整筒４１Ｅは、本開示の技術に係る「調整フレーム」の一例である。そして、第１保持部、第２保持部、及び第３保持部は、投射レンズ１１の各種の構成部材を保持する。ここで、各種の構成部材としては、例えば、種々の光学系、反射部、及び電気駆動部等のうちの少なくとも１つ以上が挙げられる。 また、第２鏡胴部４２の一部を含む第２保持部は、第１鏡胴部４１を含む第１保持部に対して回転し、第３鏡胴部４３を含む第３保持部は、第２保持部に対して回転する。

第１鏡胴部４１、第２鏡胴部４２、及び第３鏡胴部４３の各々は、レンズを収容している。第１鏡胴部４１に収容されているレンズは、第１光軸Ａ１上に配置されている。第２鏡胴部４２に収容されているレンズは、第２光軸Ａ２上に配置されている。第３鏡胴部４３に収容されているレンズは、第３光軸Ａ３上に配置されている。第１鏡胴部４１の中心軸は、第１光軸Ａ１と略一致している。第２鏡胴部４２の中心軸は、第２光軸Ａ２と略一致している。第３鏡胴部４３の中心軸は、第３光軸Ａ３と略一致している。なお、図５及び図６は、図２及び図４で示した状態におけるレンズ鏡胴４０を示している。なお、本実施形態においては、説明を簡略化するため、各々のレンズの詳細な構成は省略して１枚のレンズのように表現しているが、本開示の技術はこれに限定されず、各々のレンズは、複数枚のレンズであってもよい。

第１鏡胴部４１は、最も入射側に位置する鏡胴部であり、第３鏡胴部４３は、最も出射側に位置する鏡胴部であり、第１鏡胴部４１は、本体部１２に接続され、かつ、第１光軸Ａ１の光を通す。第２鏡胴部４２は、第１鏡胴部４１と第３鏡胴部４３との間に位置する鏡胴部である。また、第２鏡胴部４２の一部は、第２光軸Ａ２の光を通し、かつ、第１鏡胴部４１に対して回転可能とされている。

さらに、レンズ鏡胴４０は、第１ミラー保持部４４および第２ミラー保持部４６を備えている。第１ミラー保持部４４は、第１ミラー４８を保持し、第２ミラー保持部４６は、第２ミラー４９を保持する。第１ミラー４８及び第２ミラー４９は、それぞれ、屈曲光学系を構成する光学素子の１つであり、光軸を屈曲させる反射部である。第１ミラー４８は、第１光軸Ａ１を屈曲させることで第２光軸Ａ２を形成する。第２ミラー４９は、第２光軸Ａ２を屈曲させることで第３光軸Ａ３を形成する。第１ミラー保持部４４は、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２との間に配置されている。第２ミラー保持部４６は、第２鏡胴部４２と第３鏡胴部４３との間に配置されている。
第２鏡胴部４２の内筒４２Ａの先端部と、その先端部に保持されているレンズＬ２２とは、第２ミラー保持部４６の内部にまで入り込んでいる。これによって、レンズＬ２２と第２ミラー４９との距離が小さくなり、第２ミラー４９を小型化してもレンズＬ２２からの光を反射出来る。また、第２ミラー４９の小型化と共に第２ミラー保持部４６の小型化も出来る。

レンズ鏡胴４０は、出射レンズ１６等の一部を除いて、外装カバー５０で覆われている。外装カバー５０は、第１外装カバー５０Ａ、第２外装カバー５０Ｂ、及び第３外装カバー５０Ｃを有する。第１外装カバー５０Ａは、入射側端部１４Ａに対応している外装カバーであり、第２外装カバー５０Ｂは、中間部１４Ｂに対応する外装カバーであり、第３外装カバー５０Ｃは、出射側端部１４Ｃに対応する外装カバーである。

第１外装カバー５０Ａは、第１鏡胴部４１を覆い、入射側端部１４Ａの外周面を構成する。第２外装カバー５０Ｂは、主として、第１ミラー保持部４４と第２鏡胴部４２とを覆い、中間部１４Ｂの外周面を構成する。第３外装カバー５０Ｃは、主として、第２ミラー保持部４６と第３鏡胴部４３とを覆い、出射側端部１４Ｃの外周面を構成する。

また、レンズ鏡胴４０の外周面には、各種のアクチュエータが配置されている。具体的には、第１鏡胴部４１の外周面には、ズーム用モータ５１が設けられており、第２ミラー保持部４６の外周面には、フォーカス用モータ５２が設けられている。また、第１ミラー保持部４４の外周面には、ソレノイド５３（図６参照）が設けられており、第２鏡胴部４２の外周面には、ソレノイド５４が設けられている。ズーム用モータ５１、フォーカス用モータ５２、ソレノイド５３、及びソレノイド５４は、電気駆動部の一例である。

図６において、第１鏡胴部４１は、内筒４１Ａ、外筒４１Ｂ、ズームレンズ鏡胴４１Ｃ、及びカム筒４１Ｄを備えている。第１鏡胴部４１には、フォーカス調整筒４１Ｅが着脱自在に取り付けられる。

第１鏡胴部４１において、内筒４１Ａの第１光軸Ａ１における入射側の端部には、内筒４１Ａの径方向の外側に向けて突出するフランジ５６が設けられている。フランジ５６は、本体部１２に第１鏡胴部４１を接続するために用いられる。すなわち、フランジ５６が本体部１２に対して後述の２次元シフト機構１００を介して取り付けられることで、第１鏡胴部４１が本体部１２に連結される。外筒４１Ｂは、内筒４１Ａの出射側に配置されており、内筒４１Ａの外周面の一部を覆う。外筒４１Ｂは、内筒４１Ａに対して第１光軸Ａ１周りに回転可能に取り付けられている。

本体部１２のベース部１２Ａには、２次元シフト機構１００が設けられている。２次元シフト機構１００は、取付面の面内方向でフランジ５６を移動可能なシフト機構である。ここで言う「取付面」とは、２次元シフト機構１００に対してフランジ５６が取り付けられる面、すなわち、フランジ５６と２次元シフト機構１００とが接触する面を指す。なお、２次元シフト機構１００の構成は公知であり、例えば、特開２００９−１８６５２７号公報及び特開２０１１−１５８６５８号公報に開示されている。なお、投射レンズ１１を２次元的にシフトさせる２次元シフト機構１００は、投射レンズ１１の本体部１２から入射光の入射位置を変化させる手段の一つの例である。

第１鏡胴部４１は、第１光学系Ｌ１を保持する。第１光学系Ｌ１は、例えば、レンズＦＡ、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２で構成され、第１光軸Ａ１上に配置される。レンズ群Ｚ１は、レンズＺ１１及びレンズＺ１２で構成される。内筒４１Ａ内には、カム筒４１Ｄとズームレンズ鏡胴４１Ｃとが収容されている。ズームレンズ鏡胴４１Ｃは、２群のズームレンズを保持する。２群のズームレンズは、光路において、フォーカス調整筒４１Ｅと後述のレンズＬ３２との間に位置している。２群のズームレンズは、本開示の技術に係る「ズーム光学系」の一例であり、レンズ群Ｚ１とレンズＺ２とで構成されている。

カム筒４１Ｄは、本開示の技術に係る「ズーム機構」の一例であり、ズーム用モータ５１の動力が付与されることで、レンズ群Ｚ１とレンズＺ２とによるズーム倍率を変更する。カム筒４１Ｄには、第１のカム溝（図示せず）及び第２のカム溝（図示せず）が形成されている。第１のカム溝は、レンズ群Ｚ１を移動させるためのカム溝である。第２のカム溝は、レンズＺ２を移動させるためのカム溝である。レンズ群Ｚ１のレンズ保持枠には、第１のカムピン（図示せず）が設けられている。レンズＺ２のレンズ保持枠には、第２のカムピン（図示せず）が設けられている。第１のカム溝には、第１のカムピンが挿し込まれ、第２のカム溝には、第２のカムピンが挿し込まれる。

カム筒４１Ｄが第１光軸Ａ１周りに回転すると、レンズ群Ｚ１は、第１のカム溝に沿って、第１光軸Ａ１に沿って移動し、レンズＺ２は、第２のカム溝に沿って、第１光軸Ａ１に沿って移動する。このように、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２が第１光軸Ａ１に沿って移動すると、レンズ群Ｚ１の第１光軸上の位置が変化し、レンズＺ２の第１光軸Ａ１上の位置が変化し、レンズ群Ｚ１とレンズＺ２との間隔が変化する。これにより、ズームが行われ、レンズ群Ｚ１とレンズＺ２とによるズーム倍率が変更される。

カム筒４１Ｄには、ズーム用モータ５１が接続されており、カム筒４１Ｄは、ズーム用モータ５１の駆動によって回転する。内筒４１Ａの外側には、円筒状のギヤ５８が設けられている。ギヤ５８は、ズーム用モータ５１の駆動によって内筒４１Ａの周囲を回転する。ギヤ５８には、カム筒４１Ｄを回転させるための駆動ピン（図示せず）が設けられている。ギヤ５８が回転すると、駆動ピンも内筒４１Ａの周方向に回転し、その回転に伴ってカム筒４１Ｄが回転する。内筒４１Ａには、駆動ピンとの干渉を防止するために、駆動ピンを挿通させる挿通溝（図示せず）が周方向に形成されている。

また、ズームレンズ鏡胴４１Ｃの内部には、レンズＺ１１とレンズＺ１２との間に、固定絞りＳｔが設けられている。固定絞りＳｔは、本開示の技術に係る「絞り部」の一例であり、本体部１２から入射した光束を絞る。固定絞りＳｔをズームレンズ鏡胴４１Ｃ内に設けることで、レンズＦＡよりも縮小側をテレセントリックとすることができる。よって、２次元シフト機構１００等によって投射レンズ１１に対する入射光束変化に対応することができる。ここで言う「テレセントリック」とは、レンズＦＡよりも縮小側において光軸と主光線が平行とみなせる光学的特性を指す。なお、ここでは、固定絞りＳｔとして、開口が採用されているが、本開示の技術はこれに限定されず、固定絞りＳｔとして、開口ではなく絞りレンズを適用してもよい。また、固定絞りＳｔに代えて、可動式の絞りを適用してもよい。何れにしても、テレセントリックな光学系を実現する絞りであれば如何なる絞りであってもよい。

フランジ５６の中央部には、開口５６Ａが形成されている。開口５６Ａの形状は、第１光軸Ａ１側から見て円形状である（図８及び図９参照）。フォーカス調整筒４１Ｅは、開口５６Ａを介して内筒４１Ａの入射側の端部に取り付けられており、内筒４１Ａに対して第１光軸Ａ１周りに回転可能である。

フォーカス調整筒４１Ｅは、フランジ５６とズームレンズ鏡胴４１Ｃとの間に配置される。また、フォーカス調整筒４１Ｅは、投射レンズ１１の縮小側の合焦位置と、画像形成パネル３２との相対的な位置を調整するためのフォーカス調整用のレンズＦＡを保持する。レンズＦＡは、本開示の技術に係る「第１レンズ」の一例であり、光学像をフォーカスする光学素子である。

投射レンズ１１の本体部１２への取り付けに際しては、画像形成パネル３２に対する投射レンズ１１の取り付け位置に個体差が生じる。フォーカス調整筒４１Ｅは、こうした製造時の個体差を吸収して、投射レンズ１１の縮小側の合焦位置と、画像形成パネル３２との相対的な位置を略同じにするために設けられる。

図７に示すように、フォーカス調整筒４１Ｅの出射側の端部の外周面には、ネジ溝４１Ｅ１が形成されている。内筒４１Ａの内周面にも、ネジ溝４１Ａ１が形成されている。ネジ溝４１Ｅ１及びネジ溝４１Ａ１は、互いに噛み合っている。内筒４１Ａは本体部１２に対して固定されているため、フォーカス調整筒４１Ｅが内筒４１Ａに対して回転すると、ネジ溝４１Ａ１とネジ溝４１Ｅ１とによるネジの作用によってフォーカス調整筒４１Ｅが第１光軸Ａ１に沿って移動する。

内筒４１Ａの周壁には、複数の長孔４１Ａ２が形成されている。複数の長孔４１Ａ２は、内筒４１Ａの周方向に沿って間隔を空けて配置されている。長孔４１Ａ２を平面視した場合の長孔４１Ａ２の長手方向は、内筒４１Ａの周方向に相当する方向である（図８及び図９）。また、長孔４１Ａ２を平面視した場合の長孔４１Ａ２の短手方向は、内筒４１Ａの回転軸の方向に相当する方向である（図８及び図９参照）。フォーカス調整筒４１Ｅが開口５６Ａを介して内筒４１Ａの入射側の端部に取り付けられると、フォーカス調整筒４１Ｅの外周面のうちの長孔４１Ａ２の位置に対応する位置の周面４１Ｅ４が、長孔４１Ａ２から露出する。

フォーカス調整筒４１Ｅは、調整部８０を備えている。調整部８０は、第１鏡胴部４１に対して光軸Ａ１方向（図８及び図９参照）にフォーカス調整筒４１Ｅを移動させるために用いられる。本実施形態では、調整部８０の一例として、周面４１Ｅ４及び複数のネジ受け４１Ｅ２が挙げられている。周面４１Ｅ４及び複数のネジ受け４１Ｅ２は、フランジ５６よりも、投射レンズ１１の拡大側に位置している。

複数のネジ受け４１Ｅ２は、周面４１Ｅ４に形成されている。複数のネジ受け４１Ｅ２は、フォーカス調整筒４１Ｅの周方向に沿って間隔を空けて配置されている。ネジ受け４１Ｅ２は、有底円筒状に形成されており、ネジ受け４１Ｅ２の内周面には、ネジ溝４１Ｅ３が形成されている。フォーカス調整筒４１Ｅが開口５６Ａを介して内筒４１Ａの入射側の端部に取り付けられると、ネジ受け４１Ｅ２は、長孔４１Ａ２から周面４１Ｅ４と共に露出する。

投射レンズ１１は、ワッシャ付きボルト７０を備えている。ワッシャ付きボルト７０は、本開示の技術に係る「固定部材」の一例である。フォーカス調整筒４１Ｅは、ワッシャ付きボルト７０により内筒４１Ａに固定される。これは、フォーカス調整筒４１Ｅがワッシャ付きボルト７０により第１鏡胴部４１に固定されることを意味する。そして、ワッシャ付きボルト７０の固定力が弱まることで、フォーカス調整筒４１Ｅは、内筒４１Ａに対して移動可能となる。これは、フォーカス調整筒４１Ｅが第１鏡胴部４１に対して移動可能となることを意味する。

ワッシャ付きボルト７０は、ボルト７２及びワッシャ７４を備えている。ボルト７２は、頭部７２Ａ及びネジ部７２Ｂを備えている。ネジ部７２Ｂは、ワッシャ７４に挿し込まれている。

ネジ部７２Ｂは、ネジ受け４１Ｅ２に挿し込まれる。ネジ部７２Ｂのネジ溝７２Ｂ１は、ネジ受け４１Ｅ２のネジ溝４１Ｅ３に噛み合う。ワッシャ７４の外径は、長孔４１Ａ２の短手方向の長さよりも長い。まず、ネジ部７２Ｂが長孔４１Ａ２を介してネジ受け４１Ｅ２に挿し込まれ、ネジ部７２Ｂがネジ受け４１Ｅ２に対して回転する。その回転により、ネジ部７２Ｂのネジ溝７２Ｂ１とネジ受け４１Ｅ２のネジ溝４１Ｅ３とによるネジの作用によってボルト７２がネジ受け４１Ｅ２の底方向に移動する。ボルト７２がネジ受け４１Ｅ２の底方向に移動すると、やがて、ワッシャ７４は、内筒４１Ａの外周面４１Ａ３のうちの長孔４１Ａ２の外縁部に接触する。

そして、ワッシャ７４が長孔４１Ａ２の外縁部に接触した状態で、ボルト７２がネジ受け４１Ｅ２の底方向に更に移動すると、内筒４１Ａの周壁がワッシャ７４とフォーカス調整筒４１Ｅの周壁とで挟み込まれる。ワッシャ７４とフォーカス調整筒４１Ｅの周壁とが内筒４１Ａの周壁を挟み込む力は、ネジ受け４１Ｅ２に対するネジ部７２Ｂのねじ込み量が多くなるに従って強くなる。このように、ワッシャ７４とフォーカス調整筒４１Ｅの周壁とが内筒４１Ａの周壁を挟み込むことによって、フォーカス調整筒４１Ｅ及び内筒４１Ａが一体化される。なお、以下では、説明の便宜上、ワッシャ７４とフォーカス調整筒４１Ｅの周壁とが内筒４１Ａの周壁を挟み込む力を、「挟み込み力」と称する。ここで言う「挟み込み力」は、本開示の技術に係る「固定力」の一例である。

挟み込み力は、ネジ受け４１Ｅ２に対してネジ部７２Ｂをねじ込む際のネジ部７２Ｂの回転方向とは逆の回転方向にネジ部７２Ｂを回転させるに従って弱くなる。挟み込み力が徐々に弱くなると、やがて、ワッシャ付きボルト７０は、長孔４１Ａ２の長手方向に沿って移動可能になる。ここで、ネジ部７２Ｂがネジ受け４１Ｅ２に挿入された状態で、ワッシャ付きボルト７０は、長孔４１Ａ２の長手方向への外力を受けることで、フォーカス調整筒４１Ｅが内筒４１Ａに対して回転する。これにより、ネジ溝４１Ａ１とネジ溝４１Ｅ１とによるネジの作用によってフォーカス調整筒４１Ｅが第１光軸Ａ１に沿って移動する。

例えば、ワッシャ付きボルト７０が長孔４１Ａ２の長手方向の一端側に位置している状態で、ワッシャ付きボルト７０は、図８に示すように、矢印Ｂ方向への外力を受けることで、フォーカス調整筒４１Ｅが内筒４１Ａに対して回転する。これにより、フォーカス調整筒４１Ｅが第１光軸Ａ１に沿って本体部１２側へ移動する。

ワッシャ付きボルト７０は、長孔４１Ａ２の長手方向に沿って、長孔４１Ａ２の長手方向の一端から他端にかけて移動すると、図９に示すように、長孔４１Ａ２の長手方向の一端側から、別のネジ受け４１Ｅ２が露出する。

図９に示す状態、すなわち、ワッシャ付きボルト７０が長孔４１Ａ２の長手方向の他端側に位置している状態で、ワッシャ付きボルト７０が矢印Ｂ方向（図９参照）の逆方向への外力を受けると、フォーカス調整筒４１Ｅが内筒４１Ａに対して回転する。これにより、フォーカス調整筒４１Ｅが第１光軸Ａ１に沿って本体部１２側とは反対の側へ移動する。

図９に示す状態から、フォーカス調整筒４１Ｅが第１光軸Ａ１に沿って本体部１２側へ移動させる場合、先ず、使用者は、図１０に示すように、ワッシャ付きボルト７０を長孔４１Ａ２から抜き取る。次に、使用者は、例えば、長孔４１Ａ２の長手方向の一端側から露出しているネジ受け４１Ｅ２にワッシャ付きボルト７０のボルト７２を挿し込む。そして、使用者は、ワッシャ付きボルト７０に対して、図８に示す矢印Ｂ方向への外力を与えることで、フォーカス調整筒４１Ｅが内筒４１Ａに対して回転し、フォーカス調整筒４１Ｅが第１光軸Ａ１に沿って本体部１２側へ移動する。

同様の動作を繰り返すと、フォーカス調整筒４１Ｅが第１光軸Ａ１に沿って本体部１２側へ更に移動し、やがて、ネジ溝４１Ｅ３がネジ溝４１Ａ１から離脱する。このように、ネジ溝４１Ｅ３がネジ溝４１Ａ１から離脱すると、フォーカス調整筒４１Ｅは、フランジ５６の開口５６Ａを介して投射レンズ１１から取り外し可能となる。図１１に示す例では、フォーカス調整筒４１Ｅが投射レンズ１１から取り外された状態が示されている。

一方、図９に示す状態から、フォーカス調整筒４１Ｅが第１光軸Ａ１に沿って本体部１２側とは反対の側へ移動させる場合、先ず、使用者は、図１０に示すように、ワッシャ付きボルト７０を長孔４１Ａ２から抜き取る。次に、使用者は、例えば、長孔４１Ａ２の長手方向の他端側から露出しているネジ受け４１Ｅ２にワッシャ付きボルト７０のボルト７２を挿し込む。そして、使用者は、ワッシャ付きボルト７０に対して、図８に示す矢印Ｂ方向とは逆方向への外力を与えることで、フォーカス調整筒４１Ｅが内筒４１Ａに対して回転し、フォーカス調整筒４１Ｅが第１光軸Ａ１に沿って本体部１２側とは反対の側へ移動する。

また、フォーカス調整筒４１Ｅ用のネジ受け４１Ｅ２、周面４１Ｅ４、及びワッシャ付きボルト７０（固定部材）は、フランジ５６よりも、本体部１２の外側に位置している。このように構成された投射レンズ１１がフランジ５６を介して本体部１２に取り付けられると、使用者は、第１鏡胴部４１側から、長孔４１Ａ２を介してネジ受け４１Ｅ２及び周面４１Ｅ４のうちの少なくとも一方にアクセスすることが可能となる。そして、使用者は、ネジ受け４１Ｅ２及び周面４１Ｅ４のうちの少なくとも一方に対して外力を付与することで、フォーカス調整筒４１Ｅを第１光軸Ａ１に沿って移動させる。従って、投射レンズ１１は、使用者に対して、本体部１２から投射レンズ１１を取り外させてからレンズＦＡの第１光軸Ａ１上の位置を調整させる場合に比べ、使用者に対して、レンズＦＡの第１光軸Ａ１上の位置を容易に調整させることができる。

なお、ここでは、ネジ受け４１Ｅ２にワッシャ付きボルト７０のボルト７２を挿し込む形態例を挙げているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、棒状部材をネジ受け４１Ｅ２に挿し込んで、同様の方法で、フォーカス調整筒４１Ｅを内筒４１Ａに対して回転させるようにしてもよい。また、例えば、使用者は、自身の指を、長孔４１Ａ２に挿し込んで、自身の指の力で周面４１Ｅ４を長孔４１Ａ２の長手方向に沿って移動させることで、フォーカス調整筒４１Ｅを内筒４１Ａに対して回転させるようにしてもよい。

外筒４１Ｂの外周面には、第１回転位置検出センサ５９が設けられている。第１回転位置検出センサ５９は、内筒４１Ａに対する外筒４１Ｂの回転位置を検出する。

第１ミラー保持部４４は、外筒４１Ｂの出射側の端部に一体的に取り付けられている。このため、第１ミラー保持部４４は、内筒４１Ａに対する外筒４１Ｂの第１光軸Ａ１周りの回転に伴って、第１光軸Ａ１周りに回転する。第１ミラー保持部４４は、第１ミラー４８の反射面が、第１光軸Ａ１及び第２光軸Ａ２のそれぞれに対して４５°の角度をなす姿勢で第１ミラー４８を保持する。第１ミラー４８は、ガラス等の透明部材に反射膜をコーティングした鏡面反射型のミラーである。

第２鏡胴部４２は、外筒４２Ａと内筒４２Ｂとを備えている。外筒４２Ａは、入射側の端部が第１ミラー保持部４４に一体的に取り付けられている。内筒４２Ｂは、外筒４２Ａに対して第２光軸Ａ２周りに回転可能に取り付けられている。

第２鏡胴部４２は、第２光学系Ｌ２を保持する。第２光学系Ｌ２は、本開示の技術に係る「中間光学系」の一例であり、例えば、レンズＬ２１及びレンズＬ２２で構成され、第２光軸Ａ２上に配置される。外筒４２Ａは、レンズＬ２１を保持する。内筒４２Ｂは、レンズＬ２２を保持する。なお、レンズ群Ｚ１に含まれる複数のレンズ及びレンズＺ２を構成するレンズの直径は、レンズＬ２１，Ｌ２２の直径よりも、小さい。

本例において、第２光学系Ｌ２は、リレーレンズとして機能する。より具体的には、第１鏡胴部４１の第１光学系Ｌ１は、第１ミラー保持部４４内において、中間像を形成する。第２光学系Ｌ２は、この中間像を被写体として、中間像を表す光束を第２ミラー保持部４６及び第３鏡胴部４３に中継する。

第２鏡胴部４２において、第２ミラー保持部４６は、内筒４２Ｂの出射側の端部に一体的に取り付けられている。このため、第２ミラー保持部４６は、外筒４２Ａに対する内筒４２Ｂの第２光軸Ａ２周りの回転に伴って、第２光軸Ａ２周りに回転する。

外筒４２Ａの外周面には、第２回転位置検出センサ６０が設けられている。第２回転位置検出センサ６０は、外筒４２Ａに対する内筒４２Ｂの回転位置を検出する。

第２ミラー保持部４６は、第２ミラー４９の反射面が、第２光軸Ａ２及び第３光軸Ａ３のそれぞれに対して４５°の角度をなす姿勢で第２ミラー４９を保持する。第２ミラー４９は、第１ミラー４８と同様の鏡面反射型のミラーである。

第２ミラー保持部４６の出射側の端部４６Ａは、第３鏡胴部４３を構成している。第３鏡胴部４３は、端部４６Ａに加えて、固定筒４３Ａと、出射レンズ保持枠４３Ｂと、フォーカスレンズ鏡胴４３Ｃとを備えている。

第３鏡胴部４３は、第３光学系Ｌ３を保持する。第３光学系Ｌ３は、例えば、レンズＬ３１、レンズＬ３２、及び出射レンズ１６で構成され、第３光軸Ａ３上に配置される。端部４６Ａは、中心軸が第３光軸Ａ３と略一致する筒状部であり、レンズＬ３１を保持するレンズ保持枠として機能する。

端部４６Ａの出射側には、固定筒４３Ａが一体的に取り付けられている。固定筒４３Ａの出射側の端部には、出射レンズ保持枠４３Ｂが一体的に取り付けられている。固定筒４３Ａは、内周側で、フォーカスレンズ鏡胴４３Ｃを第３光軸Ａ３方向に移動可能に保持する。フォーカスレンズ鏡胴４３Ｃは、フォーカス用のレンズＬ３２を保持する。レンズＬ３２は、本開示の技術に係る「フォーカス光学系」の一例であり、光学像をフォーカスする光学素子である。

固定筒４３Ａの外周には、ギヤ６２が設けられている。ギヤ６２は、フォーカス用モータ５２の駆動によって、固定筒４３Ａの周方向に回転する。ギヤ６２の内周面には、ネジ溝が形成されている。固定筒４３Ａの外周面にも、ネジ溝が形成されている。ギヤ６２の内周面のネジ溝と固定筒４３Ａの外周面のネジ溝とは互いに噛み合う。そのため、ギヤ６２が回転すると、固定筒４３Ａに対して、ギヤ６２が第３光軸Ａ３方向に移動する。ギヤ６２には、駆動ピン６２Ａが設けられており、駆動ピン６２Ａは、フォーカスレンズ鏡胴４３Ｃに挿し込まれている。従って、ギヤ６２の移動に伴って、フォーカスレンズ鏡胴４３Ｃも第３光軸Ａ３に沿って移動する。このフォーカスレンズ鏡胴４３Ｃの移動により、投射レンズ１１の縮小側の合焦位置として、スクリーン３６と投射レンズ１１との間の距離に応じた合焦位置が調節される。

次に、本実施形態に係る投射装置１０（プロジェクタ）の作用について説明する。

先ず、フォーカス調整筒４１Ｅが開口５６Ａを介して内筒４１Ａの入射側の端部に取り付けられた状態で、使用者は、図６に示すように、投射レンズ１１のフォーカス調整筒４１Ｅを本体部１２の挿入口１２Ａ１に挿し込む。そして、投射レンズ１１が挿入口１２Ａ１に挿し込まれた状態で、使用者は、フランジ５６をネジ等の固定部材（図示省略）で本体部１２の２次元シフト機構１００に固定する。

次に、使用者は、図４に示すように、出射レンズ１６をスクリーン３６に向け、操作パネル２２を操作することで、本体部１２を作動させる。これにより、画像形成ユニット２６で形成された画像を表す光束が本体部１２から投射レンズ１１に入射され、投射レンズ１１に入射された光束に基づく画像光に基づく画像の拡大像がスクリーン３６に対して投射される。

図４に示す状態では、すなわち、プロジェクタ１０を横置きの姿勢にした場合、図６に示すように、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２は、内筒４１Ａ内において、水平方向に沿って配置された状態になる。この場合、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２が鉛直方向に沿って配置された状態、すなわち、図３に示すように、プロジェクタ１０を縦置きの姿勢にした状態に比べ、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２が第１鏡胴部４１に対して与える重量的な影響が軽減される。

一方、図３に示すように、プロジェクタ１０を縦置きの姿勢にした状態であっても、ズーム用モータ５１の駆動が停止された場合には、ズーム用モータ５１の回転の抑制力が内筒４１Ａに対して働く。これにより、内筒４１Ａがズーム用モータ５１に接続されていない場合に比べ、ズーム用のレンズ群Ｚ１及びレンズＺ２が第１鏡胴部４１に対して与える重量的な影響が軽減される。

以上説明したように、図６において、投射レンズ１１は、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２と、本体部１２に接続され、かつ、第１光軸Ａ１の光が通る第１鏡胴部４１を備えている。また、投射レンズ１１は、第２光軸Ａ２が通り、かつ、第１鏡胴部４１に対して回転可能な第２鏡胴部４２を備えている。そして、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２は、第１鏡胴部４１に保持されている。

このように構成された投射レンズ１１が搭載されたプロジェクタ１０の姿勢は、横置きの姿勢（図２参照）、又は、縦置きの姿勢（図３参照）で使用される。プロジェクタ１０が横置きの姿勢の場合、第１鏡胴部４１は、第１光軸Ａ１が水平方向に沿うように倒れた状態で使用される。これに対し、プロジェクタ１０が縦置きの姿勢の場合、第１鏡胴部４１は、第１光軸Ａ１が鉛直方向に沿うように起立した状態で使用される。すなわち、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２は、鉛直方向に配置された状態と水平方向に配置された状態との２つの状態で使用可能となる。

従って、投射レンズ１１は、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２の配置方向が鉛直方向に常に固定されている場合に比べ、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２から受ける重量的な影響を軽減することができる。

また、図１０において、投射レンズ１１は、投射レンズ１１内で中間像を結像させ、結像させた中間像を出射し、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２は、光路において、中間像の結像位置よりも上流側である。

このように構成された投射レンズ１１では、中間像の結像位置よりも投射レンズ１１の縮小側では、光束が小さくなる。よって、投射レンズ１１は、投射レンズ１１内で中間像を結像させずに光を投射レンズ１１から出射させる場合に比べ、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２を小型化することができる。

また、投射レンズ１１は、フォーカス用のレンズＬ３２と、第３光軸Ａ３が通り、かつ、第２鏡胴部４２に対して回転可能な第３鏡胴部４３と、を備えている。そして、フォーカス用のレンズＬ３２は、第３鏡胴部４３に保持されている。従って、このように構成された投射レンズ１１は、レンズＬ３２の第３光軸Ａ３が鉛直方向に沿って常に配置されている場合に比べ、レンズＬ３２から受ける重量的な影響を軽減することができる。

また、投射レンズ１１において、第２鏡胴部４２は、第２光学系Ｌ２を有している。そして、第２光学系Ｌ２を構成するレンズＬ２１，Ｌ２２の直径よりも、レンズ群Ｚ１に含まれる複数のレンズ及びレンズＺ２を構成するレンズの直径が小さい。従って、投射レンズ１１は、レンズ群Ｚ１に含まれる複数のレンズ及びレンズＺ２の直径がレンズＬ２１，Ｌ２２の直径以上の場合に比べ、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２から受ける重量的な影響を軽減することができる。

また、投射レンズ１１は、ズーム用モータ５１に接続されており、ズーム用モータ５１の動力が付与されることで、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２のズーム倍率を変更するカム筒４１Ｄを備えている。従って、投射レンズ１１は、ズーム用モータ５１を用いずにレンズ群Ｚ１及びレンズＺ２のズーム倍率を変更する場合に比べ、ズーム用モータ５１の駆動が停止された場合のズーム用モータ５１による回転の抑制力で、レンズ群Ｚ１及びレンズＺ２から受ける重量的な影響を軽減することができる。一方、レンズＬ２１，Ｌ２２は第２鏡胴部４２に固定されているレンズのため、重量的な影響を気にする必要がない。

また、投射レンズ１１は、固定絞りＳｔと、固定絞りＳｔよりも光路上流側に配置されたレンズＦＡと、を備えている。そして、固定絞りＳｔの内径は、レンズＦＡの直径よりも小さいため、２次元シフト機構１００及び／又はその取付面を小型化し、投射レンズ１１内の光学特性を維持しつつ、投射レンズ１１を取付面の面内方向で移動可能とすることができる。

また、投射レンズ１１において、固定絞りＳｔである開口に代えて、絞りレンズを適用してもよく、この場合、ズームレンズ鏡胴４１Ｃ内にあるレンズ群Ｚ１に絞りレンズが含まれる。従って、投射レンズ１１は、レンズ群Ｚ１の外側に絞りレンズが存在する場合に比べ、投射レンズ１１の小型化に寄与することができる。

また、投射レンズ１１は、レンズＦＡを保持するフォーカス調整筒４１Ｅを備えている。フォーカス調整筒４１Ｅは、第１鏡胴部４１に対して、第１光軸Ａ１の延在方向に移動可能とされている。従って、投射レンズ１１は、投射レンズ１１の縮小側の合焦位置を調節することができる。

更に、投射レンズ１１は、フォーカス用のレンズＬ３２と、レンズ群Ｚ１とを備えている。そして、レンズ群Ｚ１は、投射レンズ１１の光路において、レンズＦＡとレンズＬ３２との間に位置している。従って、レンズＬ３２及びレンズＦＡのうちの一方が、他方とレンズ群Ｚ１と間に位置する場合に比べ、使用者に対して、レンズＬ３２及びレンズＦＡの状態を外部から確認させ易くすることができる。

なお、上記実施形態では、使用者がスクリーン３６上の拡大像を確認しながら、投射レンズ１１の縮小側の合焦位置を調整する場合について説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、スクリーン３６上に画像が投影される前に、投射レンズ１１の縮小側の合焦位置が調整されるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、フランジ５６を例示したが、本開示の技術はこれに限定されない。フランジ５６に代えて、投射レンズ１１を本体部１２に取り付けるための他の取付部であってもよい。他の取付部としては、例えば、ネジ溝が挙げられる。すなわち、投射レンズ１１側と本体部１２側との各々にネジ溝を設け、投射レンズ１１側のネジ溝と本体部１２側のネジ溝とを噛み合わせることで、投射レンズ１１が本体部１２に取り付けられるようにしてもよい。また、他の取付部としては、例えば、弾性部材が挙げられる。すなわち、投射レンズ１１側にパッキン等の弾性部材を設け、本体部１２側に圧入溝を設け、投射レンズ１１側の弾性部材を本体部１２側の圧入溝に圧入させることで、投射レンズ１１が本体部１２に取り付けられるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、フォーカス光学系のレンズＦＡを例示したが、本開示の技術はこれに限定されず、例えば、レンズＦＡに代えて、複数のレンズを有するフォーカス用のレンズ群を用いてもよい。同様に、他の光学系も、構成するレンズは１枚であってもよいし、複数枚であってもよい。

また、上記実施形態では、長孔４１Ａ２を例示したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、長孔４１Ａ２に代えて、円形状又は台形状の開口であってもよく、周面４１Ｅ４を露出させる開口であればよい。

電気光学素子に相当する画像形成パネル３２としては、ＤＭＤの代わりにＬＣＤを使用した透過型画像形成パネルを用いてもよい。また、ＤＭＤの代わりにＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）及び／又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）のような自発光型素子を用いたパネルを用いてもよい。反射部としては、鏡面反射型の代わりに、全反射型のミラーを用いてもよい。

上記例では、光源３４としてレーザ光源を用いている例を説明したが、これに限らず、水銀ランプ及び／又はＬＥＤを光源３４として用いても良い。また、上記例では、青色レーザ光源と黄色蛍光体を用いたが、これに限らず、黄色蛍光体の代わりに緑色蛍光体と赤色蛍光体を用いても良い。また、黄色蛍光体の代わりに緑色レーザ光源と赤色レーザ光源を用いても良い。

本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」は、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、Ａ及びＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「及び／又は」で結び付けて表現する場合も、「Ａ及び／又はＢ」と同様の考え方が適用される。

本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

１０ プロジェクタ
１１ 投射レンズ
１２ 本体部
１２Ａ ベース部
１２Ａ１ 挿入口
１２Ｂ 突出部
１２Ｃ 収納部
１２Ｄ、１２Ｅ 側面
１２Ｆ 角部
１４Ａ 入射側端部
１４Ｂ 中間部
１４Ｃ 出射側端部
１４Ｄ 角部
１６ 出射レンズ
１８ 設置面
２２ 操作パネル
２４Ａ 第１ロック解除スイッチ
２４Ｂ 第２ロック解除スイッチ
２６ 画像形成ユニット
３２ 画像形成パネル
３４ 光源
３６ スクリーン
４０ レンズ鏡胴
４１ 第１鏡胴部
４１Ａ 内筒
４１Ａ１、４１Ｅ１、４１Ｅ３、７２Ｂ１ ネジ溝
４１Ａ２ 長孔
４１Ａ３ 外周面
４１Ｂ 外筒
４１Ｃ ズームレンズ鏡胴
４１Ｄ カム筒
４１Ｅ フォーカス調整筒
４１Ｅ２ ネジ受け
４１Ｅ４ 周面
４２ 第２鏡胴部
４２Ａ 外筒
４２Ｂ 内筒
４３ 第３鏡胴部
４３Ａ 固定筒
４３Ｂ 出射レンズ保持枠
４３Ｃ フォーカスレンズ鏡胴
４４ 第１ミラー保持部
４６ 第２ミラー保持部
４８ 第１ミラー
４９ 第２ミラー
５０ 外装カバー
５０Ａ 第１外装カバー
５０Ｂ 第２外装カバー
５０Ｃ 第３外装カバー
５１ ズーム用モータ
５２ フォーカス用モータ
５３、５４ ソレノイド
５６ フランジ
５６Ａ 開口
５８、６２ ギヤ
５９ 第１回転位置検出センサ
６０ 第２回転位置検出センサ
６２Ａ 駆動ピン
７０ ワッシャ付きボルト
７２ ボルト
７２Ａ 頭部
７２Ｂ ネジ部
７４ ワッシャ
８０ 調整部
９０ 弾性部材
１００ ２次元シフト機構
Ａ１ 第１光軸
Ａ２ 第２光軸
Ａ３ 第３光軸
ＦＡ フォーカス調整用のレンズ
Ｌ１ 第１光学系
Ｌ２ 第２光学系
Ｌ２１、Ｌ２２ レンズ
Ｌ３ 第３光学系
Ｌ３１ レンズ
Ｌ３２ フォーカス用のレンズ
Ｐ 画像
Ｓｔ 固定絞り
Ｚ１ レンズ群
Ｚ１１、Ｚ１２ レンズ
Ｚ２ レンズ

Claims (13)

1. 電気光学素子を有する投射装置本体に取り付けられる投射レンズであって、
   複数のレンズを含み、該複数のレンズのうちの少なくとも一部が移動してズーム倍率を変更するズーム光学系と、
   複数のレンズを含み、該複数のレンズのうちの少なくとも一部が移動してフォーカスを調整するフォーカス光学系と、
   前記投射装置本体に接続され、かつ、第１光軸の光が通る第１保持部と、
   前記第１光軸を９０°に折り曲げる第１反射部と、
   前記第１光軸が９０°に折れ曲がった第２光軸の光が通る第２保持部と、
   前記第２光軸を９０°に折り曲げる第２反射部と、
   前記第２光軸が９０°に折れ曲がった第３光軸の光が通る第３保持部と
   レンズを含み、前記第２保持部に前記レンズが固定された光学系と、を備え、
   前記光学系は、鉛直方向に配され、
   前記第１光軸と前記第３光軸は水平方向に延在し、
   前記ズーム光学系は、前記第２保持部よりも前記第１光軸に沿って前記電気光学素子側に配置され、かつ、前記第１保持部に保持され、
   前記フォーカス光学系は、前記第３保持部に保持されている、
   投射レンズ。
2. 前記投射レンズは、前記投射レンズ内で中間像を結像させ、結像させた前記中間像を出射し、
   前記ズーム光学系は、光路において、前記中間像の結像位置よりも上流側である請求項１に記載の投射レンズ。
3. 前記第３保持部は、前記第２保持部に対して回転可能である請求項１又は請求項２に記載の投射レンズ。
4. 前記光学系は中間光学系であり、
   前記中間光学系を構成するレンズの直径よりも、前記ズーム光学系を構成するレンズの直径が小さい請求項１から請求項３の何れか一項に記載の投射レンズ。
5. モータに接続されており、前記モータの動力が付与されることで、前記ズーム光学系のズーム倍率を変更するズーム機構を備えた請求項１から請求項４の何れか一項に記載の投射レンズ。
6. 前記ズーム機構は、前記第２保持部よりも前記電気光学素子側に配置されている請求項５に記載の投射レンズ。
7. 前記第１保持部内に設けられた絞り部と、
   前記絞り部よりも光路上流側に配置された第１レンズと、を備え、
   前記投射レンズは、前記投射装置本体との取付面の面内方向で移動可能であり、
   前記絞り部の内径は、前記第１レンズの直径よりも小さい請求項１から請求項６の何れか一項に記載の投射レンズ。
8. 前記絞り部は、絞りレンズであり、
   前記ズーム光学系は、前記絞りレンズを含む請求項７に記載の投射レンズ。
9. 前記第１レンズを保持する調整フレームを備え、
   前記調整フレームは、前記第１保持部に対して、前記第１光軸の延在方向に移動可能である請求項７又は請求項８に記載の投射レンズ。
10. 前記第１保持部は、前記投射装置本体に接続されるフランジを有し、
    前記ズーム光学系は、前記第１保持部内において、前記フランジから前記第１レンズ側にかけて前記投射装置本体から突出している請求項７から請求項９の何れか一項に記載の投射レンズ。
11. 前記ズーム光学系は、前記第１保持部内において、前記フランジよりも前記第１レンズ側から、前記フランジよりも前記第２保持部側にかけて延在している請求項１０に記載の投射レンズ。
12. 前記ズーム光学系を構成する前記複数のレンズの重さは、前記フォーカス光学系を構成する前記複数のレンズの重さよりも重い請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の投射レンズ。
13. 請求項１から請求項１２の何れか一項に記載の投射レンズと、前記投射装置本体と、を備えた投射装置。
    

Images