JP7358495B2 - 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。

特開２０１９－００２９６９号公報に記載の投射光学装置は、中間像を形成する第１光学系と、中間像を拡大する第２光学系と、第１光学系内の光路上に配置された第１ミラーと、第１光学系と第２光学系との間に配置された第２ミラーと、第１光学系及び第１ミラーを保持する第１保持部材と、第２光学系及び第２ミラーを保持する第２保持部材と、を備えている。

特開２０１９－００２９６９号公報において、第１光学系は、第１ミラーの入射側に配置された第１レンズ群と、第１レンズ群を収納し、第１保持部材に保持された第１鏡筒と、第１ミラーの出射側に配置された第２レンズ群と、第２レンズ群を収納し、少なくとも一部が第１保持部材内に配置された第２鏡筒と、を備えている。また、第２光学系は、当該第２光学系の光軸に沿って配置された第３レンズ群と、第３レンズ群を収納し、第２保持部材に保持された第３鏡筒と、を備えている。第２光学系には、第１保持部材と第２保持部材とが接続されている。

特許第６３７８４４８号公報に記載のプロジェクタは、第１光学系と、第１光学系及び第１光学系による結像面の間に配され、光軸を折り曲げる第１光軸折り曲げ部材と、第１光学系で結像された像を投射面に投射する第２光学系と、第２光学系に配され、光軸を折り曲げる第２光軸折り曲げ部材と、第１光学系及び第１光軸折り曲げ部材を一体に保持する第１保持部材と、第２光学系及び第２光軸折り曲げ部材を一体に保持する第２保持部材と、第１光学系の出射側の光軸に交差して第１保持部材に形成される第１接合面と、第２光学系の入射側の光軸に交差して第２保持部材に形成される第２接合面と、第１接合面及び第２接合面を合わせた状態で第１保持部材及び第２保持部材の少なくとも一方が他方に対し第１接合面及び第２接合面の面内方向にシフト及び光軸回りに回転可能に構成され、第１光学系の出射側と第２光学系の入射側の光軸合わせによりＵ字状光路を形成する接合部とを備える投射レンズを備えている。

本開示の技術に係る１つの実施形態は、光軸を屈曲させる反射部を有する場合でも、出射光学系のチルトが可能な投射レンズ及び投射装置を提供する。

本開示の技術に係る第１の態様は、電気光学素子から入射した光を反射する反射部と、反射部によって反射された光を出射する出射光学系と、反射部を有する第１筒部と、出射光学系を有する第２筒部と、第１筒部と第２筒部の両方を回転させる回転機構とを備え、回転機構は、第２筒部よりも第１筒部を小さな角度で回転させる投射レンズである。

本開示の技術に係る第２の態様は、回転機構が、第２筒部に連動して第１筒部を回転させる第１の態様に係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第３の態様は、回転機構が、第２筒部を回転させる角度に対して１／２の角度で第１筒部を回転させる第１の態様又は第２の態様に係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第４の態様は、回転機構が、第２筒部に設けられた第１ギアと、第１筒部に設けられた第２ギアとを有する第１の態様から第３の態様のいずれか１つに係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第５の態様は、第１筒部及び第２筒部の回転軸が共通である第４の態様に係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第６の態様は、反射部が、第１反射部と、第１反射部よりも拡大側に設けられた第２反射部とを有し、第１筒部が、第２反射部を有する第１の態様から第５の態様のいずれか１つに係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第７の態様は、第２反射部から出射レンズまでの距離の２倍が、投射レンズの入り口から第１反射部までの距離と第１反射部から第２反射部までの距離との合計よりも短い第６の態様に係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第８の態様は、第２筒部と他の部材とが連結される部分が、遮光部材によって覆われる第１の態様から第７の態様のいずれか１つに係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第９の態様は、遮光部材が、可撓性を有する第８の態様に係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第１０の態様は、第１筒部及び第２筒部に加えて他の筒部を備えており、第１筒部と第２筒部とは金属材料で形成され、他の筒部の少なくとも一部が、樹脂材料で形成される第１の態様から第９の態様のいずれか１つに係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第１１の態様は、反射部よりも拡大側の光学系と、反射部よりも縮小側の光学系とを相対的に移動させて光軸を調整する調整機構をさらに備える第１の態様から第１０の態様のいずれか１つに係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第１２の態様は、第２筒部を覆うカバー部であって、第２筒部の回転に関わらず姿勢が固定されたカバー部と、第２筒部とカバー部の隙間を覆う部材であって、可撓性を有する部材とをさらに備える第１の態様から第１１の態様のいずれか１つに係る投射レンズである。

本開示の技術に係る第１３の態様は、第１の態様から第１２の態様のいずれか１つに係る投射レンズを備えた投射装置である。

自動車のダッシュボードに組み込んだ投射レンズから、フロントガラスに画像を投射する様子の一例を示す図である。 投射レンズ及び画像形成ユニットで構成される投射装置の一例を示す図である。 投射レンズ及び画像形成ユニットで構成される投射装置の一例を示す図である。 投射レンズの一例の側断面図である。 投射レンズの一例の部分側断面図である。 投射レンズの一例の部分側断面図である。 投射レンズの回転例を説明するための概念図である。 投射レンズの回転例を説明するための概念図である。 回転機構の一例の部分正面図である。 回転機構の一例の分解斜視図である。 回転機構による回転の様子の一例を示す側面図である。 回転機構の一例の部分正面図である。 回転機構の一例の分解斜視図である。 回転機構の一例の斜視図である。 回転機構による回転の様子の一例を示す斜視図である。 位置調整機構による調整の様子の一例を示す概念図である。 位置調整機構の一例の平面図である。 位置調整機構による調整の様子の一例を示す概念図である。 可撓性部材により隙間が覆われる様子の一例を示す図である。 可撓性部材により隙間が覆われる様子の一例を示す図である。 可撓性部材により隙間が覆われる様子の一例を示す図である。

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、投射レンズ又は投射装置内に存在する構成要素の数を限定するものではない。

本明細書の説明において、「平行」とは、完全な平行の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いでの平行を指す。本明細書の説明において、「同一」とは、完全な同一の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いでの同一を指す。

［第１実施形態］
一例として図１及び図２に示すように、投射レンズ１０は、投射装置１１に組み込まれる。本開示の技術に係る投射装置１１は、一例として輸送機器用であり、輸送機器の一例である自動車１２のダッシュボード１３に設けられる。投射装置１１の内、投射レンズ１０の一部は、ダッシュボード１３の上部から露出している。投射装置１１は、投射レンズ１０を通じて、一例として、自動車１２のフロントガラス１４に画像Ｐを投射する。

投射装置１１は、一例として、自動車１２の停車中にフロントガラス１４に画像Ｐを投射する。また、将来的に自動車１２の自動運転が可能になった場合、投射装置１１は、自動運転中にフロントガラス１４に画像Ｐを投射してもよい。なお、自動運転とは、自動車の走行に必要となる、アクセル、ブレーキ、方向指示器、及びハンドル１５等の操作が自動車１２に設けられた制御装置（図示省略）により自律的に行われる運転を指す。

投射レンズ１０は、一例として図２に示すように、出射側部分１０Ａと入射側部分１０Ｂとに大別される。本例において、投射レンズ１０は、出射側部分１０Ａが上部に、入射側部分１０Ｂが下部に位置する姿勢でダッシュボード１３に設けられている。出射側部分１０Ａである投射レンズ１０の上部側は、ダッシュボード１３から露出している。また、投射レンズ１０の入射側部分１０Ｂである下部側は、ダッシュボード１３内に収容されている。投射レンズ１０の出射側部分１０Ａは、カバー１６により覆われている。カバー１６は、例えばダッシュボード１３と同一の素材から成る。カバー１６は、後述する第2光学系Ｌ３の回転に伴って回転する。カバー１６は、本開示の技術に係る「カバー部」の一例である。投射レンズ１０の出射側部分１０Ａの光路の出射端部には、出射レンズＬＥが配されている。出射レンズＬＥは、画像Ｐをフロントガラス１４に向けて出射する。

投射レンズ１０の入射側部分１０Ｂにおいて、光が入射する入射側の端部には、画像形成ユニット２０が接続されている。この画像形成ユニット２０と投射レンズ１０とは、投射装置１１を構成する。なお、以下では、光が入射する入射側である画像形成ユニット２０の側を「縮小側」、光が出射する出射側である出射レンズＬＥの側を「拡大側」ということがある。

一例として図２に示すように、投射レンズ１０は、ダッシュボード１３からフロントガラス１４に画像Ｐを投射するため、投射距離が数十ｃｍ程度である。また、投射レンズ１０は、フロントガラス１４の長さ方向及び幅方向に亘って広い範囲に画像Ｐを投射する。このため、投射レンズ１０には、室内用の一般的な投射装置に用いられる投射レンズに比較して、超短焦点かつ超広角という光学性能が要求される。

また、投射レンズ１０によって投射される画像Ｐの中心と出射レンズＬＥの光軸とは一致していない。より詳しくは、投射レンズ１０は、レンズシフト機能によって、投射される画像Ｐの中心が、出射レンズＬＥの光軸よりも上方に位置する、いわゆる打ち上げ方式で画像Ｐを投射する。また、投射レンズ１０は、フロントガラス１４上において、出射レンズＬＥの光軸の延長線上にある点に、画像Ｐの下辺が位置するよう画像Ｐを投射する、いわゆるゼロオフセット投射が可能である。

画像形成ユニット２０は、投射レンズ１０を通じてフロントガラス１４に投射する画像を形成する。画像形成ユニット２０は、画像形成パネル２１、光源２２、及び導光部材（図示省略）等を備えている。光源２２は、画像形成パネル２１に光を照射する。導光部材は、光源２２からの光を画像形成パネル２１に導光する。

画像形成ユニット２０は、一例として、画像形成パネル２１としてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：登録商標）を使用した反射型である。ＤＭＤは、光源２２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２２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。ＤＭＤは、本開示の技術に係る「電気光学素子」の一例である。

光源２２の一例としては、白色光を発する白色光源が挙げられる。白色光源は、一例として、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。具体的には、レーザ光源は、蛍光体に対する励起光として青色光を発する。レーザ光源から発せられた青色光によって励起された蛍光体は、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２０には、さらに、光源２２が発する白色光を、青色光、緑色光、及び赤色光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。青、緑、及び赤の各色光が画像形成パネル２１に選択的に照射されることで、青、緑、及び赤の各色の画像情報が担持された画像光が得られる。こうして得られた各色の画像光が、投射レンズ１０に選択的に入射されることで、フロントガラス１４に向けて投射される。各色の画像光は、フロントガラス１４上で統合される。この結果、フロントガラス１４には、有彩色又は無彩色の画像Ｐが表示される。

投射レンズ１０には、画像形成ユニット２０で形成された画像を表す光束が画像形成ユニット２０から入射される。投射レンズ１０は、入射された光束に基づく画像光を拡大して結像する。これにより、投射レンズ１０は、画像形成ユニット２０で形成された画像の拡大像である画像Ｐをフロントガラス１４に投射する。

ところで、自動車１２に設けられるフロントガラス１４は、車種、型式によって、ダッシュボード１３に対する角度が変わる場合がある。一例として図３に示すように、フロントガラス１４が、ダッシュボード１３に対して成す角度が、図２の例と比較して、角度α１だけ変化したとする。投射レンズ１０の姿勢が変化せずに、フロントガラス１４の角度だけ変化すると、投射される画像Ｐは歪んでしまう。そのため、画像Ｐをフロントガラス１４に正確に投影するためには、フロントガラス１４の角度変化に応じて、投射レンズ１０のフロントガラス１４に対する姿勢が変更される必要がある。具体的には、一例として図３に示すように、光軸Ａ３が、回転前と比較して角度α１だけ上向きとなるように、投射レンズが回転される必要がある。ここで、投射レンズ１０の第３光学系Ｌ３を、図２及び図３において上下方向に回転させることをチルトと呼ぶ。投射レンズ１０は、フロントガラス１４に対する光軸Ａ３の角度を調整できるように、光軸Ａ３のチルト機能を備えている。

一例として図４に示すように、投射レンズ１０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１光軸Ａ１は、画像形成ユニット２０からの光が通る光軸である。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、一例として、第２光軸Ａ２に対して９０°屈曲した光軸である。このため、第１光軸Ａ１及び第３光軸Ａ３は平行である。なお、ここでいう９０°とは、設計上許容される誤差を含む値である。

以下の説明では、第１光軸Ａ１及び第３光軸Ａ３と平行な方向をＹ方向、第２光軸Ａ２と平行な方向をＺ方向、Ｙ方向及びＺ方向と直交する方向をＸ方向と表現する。

投射レンズ１０は、第１鏡筒部３０、第２鏡筒部３１、及び第３鏡筒部３２を有する。第１鏡筒部３０は、最も入射側に位置し、第３鏡筒部３２は、最も出射側に位置する。第２鏡筒部３１は、第１鏡筒部３０と第３鏡筒部３２の間に位置する。各鏡筒部３０～３２は、それぞれレンズを保持している。第１鏡筒部３０に保持されているレンズは第１光軸Ａ１上に配置されている。また、第２鏡筒部３１に保持されているレンズは第２光軸Ａ２上に配置されている。さらに、第３鏡筒部３２に保持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鏡筒部３０の中心軸は第１光軸Ａ１と略一致している。また、第２鏡筒部３１の中心軸は第２光軸Ａ２と略一致している。さらに、第３鏡筒部３２の中心軸は第３光軸Ａ３と略一致している。なお、図４では、説明を簡略化するため、複数枚のレンズを省略して１枚のレンズのように表現している場合がある。

第１鏡筒部３０は、第１光学系Ｌ１を保持する。第１光学系Ｌ１は、一例として、レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３、レンズＬ１４、補正レンズＬＣ、及びレンズＬ１５で構成され、第１光軸Ａ１に沿って配置される。第１光学系Ｌ１は、画像形成パネル２１の光学像の中間像ＭＩを結像する。また、レンズＬ１３とレンズＬ１４との間には、固定絞り３３が設けられている。固定絞り３３は、画像形成ユニット２０から入射した光束を絞る。第１鏡筒部３０の少なくとも一部は、一例として樹脂材料により形成されている。

レンズＬ１１、レンズＬ１２、及びレンズＬ１３は、保持枠３４に保持されている。レンズＬ１１及びレンズＬ１２は、一例としてズームレンズ群を構成する。レンズＬ１４は保持枠３５に保持されている。補正レンズＬＣは補正レンズ保持枠３６に保持されている。レンズＬ１５は保持枠３７に保持されている。

保持枠３７は、補正レンズＬＣとは非接触で、かつ補正レンズ保持枠３６を保持する。

補正レンズ保持枠３６は、一例として樹脂により形成されている。対して他の保持枠３４、保持枠３５、及び保持枠３７は、一例としてアルミニウム等の金属により形成されている。

補正レンズＬＣは、主として、像面湾曲収差といった収差を補正する機能を担うレンズである。補正レンズＬＣは、収差補正に有利な非球面レンズであり、一例として樹脂で形成されている。

一方、補正レンズＬＣ以外の第１光学系Ｌ１を構成するレンズは、本実施形態においては全てガラスで形成されている。投射レンズ１０が配置されるダッシュボード１３はフロントガラス１４を通じて直射日光を受けるため、投射レンズ１０は１２０℃程度の高温環境に晒される場合がある。このように投射レンズ１０は高温環境下で使用されるため、耐熱性を考えれば、樹脂よりもガラスでレンズを形成するほうが好ましい。

第２鏡筒部３１は、第２光学系Ｌ２を保持する。第２光学系Ｌ２は、一例として、レンズＬ２０で構成され、第２光軸Ａ２に沿って配置される。レンズＬ２０は、ガラスで形成されている。本実施形態において、第２光学系Ｌ２は、リレーレンズとして機能する。具体的には、第２光学系Ｌ２は、第１光学系Ｌ１により結像された中間像ＭＩを被写体として、中間像ＭＩを表す光束を第３鏡筒部３２に中継する。

また、第２光学系Ｌ２の入射側には、第１ミラー３８が配置されており、第２光学系Ｌ２の出射側には第２ミラー３９が配置されている。第１ミラー３８及び第２ミラー３９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。第１ミラー３８は、第１光軸Ａ１の光を反射させて第２光軸Ａ２の光とする。第２ミラー３９は、第２光軸Ａ２の光を反射させて第３光軸Ａ３の光とする。

第１鏡筒部３０と第２鏡筒部３１との間には、第１ミラー３８を収容する第１ミラー収容部４６が設けられている。また、第２鏡筒部３１と第３鏡筒部３２との間には、第２ミラー３９を収容する第２ミラー収容部４７が設けられている。

第１ミラー収容部４６において、第１ミラー３８は、第１光軸Ａ１及び第２光軸Ａ２のそれぞれに対して反射面が４５°の角度をなす姿勢で保持される。同様に、第２ミラー収容部４７において、第２ミラー３９は、第２光軸Ａ２及び第３光軸Ａ３のそれぞれに対して反射面が一例として４５°の角度をなす姿勢で保持される。第１ミラー３８及び第２ミラー３９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。なお、第１ミラー３８及び第２ミラー３９は、光を全反射させるプリズムを用いたミラーであってもよい。第１ミラー３８及び／又は第２ミラー３９は、本開示の技術に係る「反射部」の一例である。また、第１ミラー３８は、本開示の技術に係る「第１反射部」の一例である。第２ミラー３９は、本開示の技術に係る「第２反射部」の一例である。

第２鏡筒部３１は、第１鏡筒部３０の保持枠３４、保持枠３５、及び保持枠３７と同じく、一例としてアルミニウム等の金属により形成されている。

第３鏡筒部３２は、第３光学系Ｌ３を保持する。第３光学系Ｌ３は、第２ミラー３９によって反射された光を投射レンズ１０の外部に出射する出射光学系である。第３鏡筒部３２は、レンズＬ３１、レンズＬ３２、レンズＬ３３、レンズＬ３４、及び出射レンズＬＥで構成され、第３光軸Ａ３に沿って配置される。なお、第３光学系Ｌ３は、本開示の技術に係る「出射光学系」の一例である。

レンズＬ３１及びレンズＬ３２は、保持枠４０に保持されている。レンズＬ３１及びレンズＬ３２は、一例としてフォーカスレンズ群を構成する。レンズＬ３３及びレンズＬ３４は、保持枠４１に保持されている。出射レンズＬＥは、出射レンズ保持枠４２に保持されている。

保持枠４１は、出射レンズＬＥとは非接触で、かつ出射レンズ保持枠４２を保持する。

出射レンズ保持枠４２は、補正レンズ保持枠３６と同じく、一例として樹脂により形成されている。一方、他の保持枠４０及び保持枠４１は、一例としてアルミニウム等の金属により形成されている。

出射レンズＬＥは、第３光軸Ａ３よりも下側の外縁部の一部が直線状にカットされた形状を有する。すなわち、出射レンズＬＥは、平面視において輪郭がＤ字状のレンズである。出射レンズＬＥは、補正レンズＬＣと同じく非球面レンズである。出射レンズＬＥは、例えば樹脂で形成されている。また、出射レンズＬＥの入射側に位置するレンズＬ３３及びレンズＬ３４は、球面のレンズ面を有する球面レンズである。レンズＬ３３及びレンズＬ３４は、ガラスで形成されている。

投射レンズ１０は、上述のように、超短焦点かつ超広角という光学性能が要求される。このため、レンズＬ３３及びレンズＬ３４は、投射する画像Ｐを拡大させるために負の屈折力を有しており、光束を発散させる。

投射レンズ１０の半画角は、６３°以上、より好ましくは６５°以上である。こうした広い半画角を確保するために、レンズＬ３３及びレンズＬ３４は高い屈折力を有する。高い屈折力を確保するために、レンズＬ３３及びレンズＬ３４は、一例としてガラス製のレンズであり、また、重量増を抑制するために、比較的小径のレンズが使用される。

一方、出射レンズＬＥは、第３光学系Ｌ３において、主として収差を補正する機能を担う。出射レンズＬＥは、球面レンズと比べて収差補正に有利な非球面レンズである。なお、出射レンズＬＥは、収差を補正する観点及び上述したような広い半画角を得る観点から、縮小側の表面の第３光軸Ａ３付近に凹部を、縮小側の表面のレンズ端付近に凸部を有するレンズであると好ましい。

また、一例として図４に示すように、投射レンズ１０の入り口から第１ミラー３８までの距離ＬＡ１と第１ミラー３８から第２ミラー３９までの距離ＬＡ２との和が、第２ミラー３９から投射レンズ１０の出口までの距離ＬＡ３の２倍よりも長くなるように設定されている。換言すれば、第２ミラー３９を一例として示す第２反射部から出射レンズＬＥを一例として示す出射レンズまでの距離ＬＡ３の２倍が、投射レンズ１０の入り口から、第１ミラー３８を一例として示す第１反射部までの距離ＬＡ１と第１反射部から第２反射部までの距離ＬＡ２との合計よりも短くなる様に設定されている。具体的には、距離ＬＡ１～ＬＡ３について、以下の関係式（１）が成り立つ。なお、投射レンズ１０の入り口とは、本例においてはレンズＬ１１の入射側の面である。また、投射レンズ１０の出口とは、本例においては出射レンズＬＥの出射側の面である。
２×ＬＡ３＜ＬＡ１＋ＬＡ２ ・・・・・（１）

一例として図５Ａに示すように、第２ミラー収容部４７を含む第３鏡筒部３２は、第２鏡筒部３１に対して、回転軸ＲＯを回転中心として回転可能とされている。また、第２鏡筒部３１の上部は、第２ミラー収容部４７と連結されている。このため、一例として図５Ｂに示すように第３鏡筒部３２は、回転軸ＲＯを中心として回転する。回転軸ＲＯは、第２ミラー３９における光軸Ａ２及びＡ３の交点と一致している。第３鏡筒部３２は、本開示の技術に係る「第２筒部」の一例である。

第３鏡筒部３２の第２ミラー収容部４７内には、ミラー保持部５０が配置されている。ミラー保持部５０は、一例として図５Ａにおいて、第２ミラー３９の上方、背面（Ｙ軸方向において出射側とは反対側）、及び側方（Ｘ方向に沿う幅方向における両側）を覆う。つまり、ミラー保持部５０は、第２ミラー３９に対する光の入射側（第２光軸Ａ２側）と、光の出射側（第３光軸Ａ３側）とが開口された枠状の部材である。第２ミラー３９は、ミラー保持部５０の内周面に対して、例えば、外縁が接着されることにより、ミラー保持部５０に固定されている。ミラー保持部５０によって第２ミラー３９が保持されていることで、ミラー保持部５０とともに第２ミラー３９が回転する。ミラー保持部５０は、第３鏡筒部３２の第２ミラー収容部４７と同様に回転軸ＲＯを中心として回転する。ミラー保持部５０は、第３鏡筒部３２の回転に伴って回転する。しかし、後述するように、第３鏡筒部３２の回転角度とミラー保持部５０の回転角度とは一致せず、第３鏡筒部３２の回転角度は、ミラー保持部５０の回転角度より大きい。具体的には、第３鏡筒部３２の回転角度は、ミラー保持部５０の回転角度の２倍である。逆に言えば、ミラー保持部５０の回転角度は、第３鏡筒部３２の回転角度の１／２である。ミラー保持部５０は、一例として、アルミニウム等の金属材料から構成される。ミラー保持部５０は、本開示の技術に係る「第１筒部」の一例である。

第３鏡筒部３２が回転すると、当然ながら第３鏡筒部３２の第２ミラー収容部４７と第２鏡筒部３１との間には隙間が生じる。このため、第２ミラー収容部４７と第２鏡筒部３１との間には、隙間を覆う遮光部材４８が設けられている。遮光部材４８は、投射レンズ１０からの光の漏れ及び投射レンズ１０内への外光の侵入を防止する。第２ミラー収容部４７と第２鏡筒部３１との間の隙間の大きさは、第２ミラー収容部４７の回転角度に応じて変化する。そのため、遮光部材４８としては、可撓性を有する材料で形成される。遮光部材４８としては、一例として、伸縮可能なゴムなどの弾性材料を用いて、蛇腹形状とした態様が採用される。もちろん、遮光部材４８としては、可撓性を有していればよく、ゴムに代えて、布又は革などを用いてもよい。また、遮光部材４８の形状も蛇腹形状に限定されず、大きさが変化する隙間を覆うことができる形状であればよい。

第２鏡筒部３１の上端から第２ミラー収容部４７内に固定部材５１が延出されている。すなわち、固定部材５１は、一例として、一端が第２鏡筒部３１の上端に固定された一対の板状部材である。一対の固定部材５１は、ミラー保持部５０のＸ方向における両側に配置されている。これにより、ミラー保持部５０は、一対の固定部材５１の間に配置される。ミラー保持部５０は、固定部材５１に対して回転可能に取り付けられている。

また、第３鏡筒部３２も、固定部材５１に対して回転可能に取り付けられている。これにより、第２鏡筒部３１に対して第３鏡筒部３２を図５Ａ及び図５Ｂにおいて上下方向に回転させることが可能である。すなわち、投射レンズ１０は、出射光学系である第３光学系Ｌ３のチルト機能を有している。これにより、投射レンズ１０において、第３光学系Ｌ３の光軸Ａ３と、第２光学系Ｌ２の光軸Ａ２とが成す角度を変化させることができる。この結果、一例としてフロントガラス１４のダッシュボード１３に対する角度が変更された場合でも、チルト機能による第３光学系Ｌ３の角度調整によって対応が可能となる。これにより、投射レンズ１０は、様々な種類の輸送機器の投射面に対して対応が可能となる。

回転機構４９は、第３光学系Ｌ３のチルト機能を実現するための機構であり、第３鏡筒部３２とミラー保持部５０との両方を、第２鏡筒部３１に対して回転させる回転機構の一例である。詳しくは後述するが、回転機構４９は、第３鏡筒部３２を回転させ、かつ、第３鏡筒部３２の第２ミラー収容部４７内において、第３鏡筒部３２の回転角度よりも、ミラー保持部５０を小さな角度で回転させる。具体的には、第３鏡筒部３２を回転させることにより、第２光軸Ａ２に対して第３光軸Ａ３を回転させる場合は、第３光軸Ａ３の回転角度に対して第２ミラー３９の回転角度が１／２に設定される。すなわち、ミラー保持部５０の回転角度は、第３鏡筒部３２の回転角度の１／２である。

ミラー保持部５０の回転角度が第３鏡筒部３２の回転角度の１／２になる理由は、投射レンズ１０が、第２ミラー３９によって第２光軸Ａ２を第３光軸Ａ３に屈曲させる屈曲光学系を有していることに起因する幾何光学的な理由である。すなわち、図６Ａに示すように、第２光軸Ａ２に対して第３光軸Ａ３を９０°屈曲させる状態を初期状態とすると、初期状態においては、第２ミラー３９は、上述のとおり、反射面を第２光軸Ａ２及び第３光軸Ａ３のそれぞれに対して４５°傾けた状態で配置される。初期状態においては、第２光軸Ａ２を通って第２ミラー３９の反射面に入射する入射光の入射角β１は４５°であり、入射光は、第２ミラー３９の反射面で反射して第３光軸Ａ３に沿って出射する。反射の法則に従って、反射角も入射角β１と同様にβ１であり、すなわち４５°である。入射角β１及び反射角β１は、それぞれ第２ミラー３９の反射面の法線Ｈ０に対する角度である。

次に、図６Ａに示す初期状態から、図６Ｂに示す状態に第３光学系Ｌ３の第３光軸Ａ３を回転軸ＲＯ回りに上方にチルトさせた場合（例えば、図６Ｂにおいて時計方向に回転させた場合）を考える。図６Ｂに示すように、初期状態からの第３光軸Ａ３の回転角度をα１、第２ミラー３９の反射面の回転角度をα２とする。図６Ｂに示すように、第２ミラー３９の回転角度がα２である場合における第２ミラー３９の反射面の法線をＨ１とすると、反射面がα２回転するため、当然ながら、法線Ｈ１も、初期状態における第２ミラー３９の反射面の法線Ｈ０に対してα２だけ時計方向に回転する。第２光軸Ａ２は回転しないため、第２ミラー３９の反射面に対する第２光軸Ａ２を通る光の入射角β２は、初期状態の入射角β１に加えてα２分だけ大きくなる。すなわち、β２＝β１＋α２・・・式（Ａ１）である。

反射の法則により、反射角も入射角β２と同様にβ２になる。このように、第２ミラー３９の反射面がα２回転すると、第２光軸Ａ２を通る入射光の入射角β２と、第２ミラー３９の反射面で反射して第３光軸Ａ３に沿って出射する反射光の反射角β２のそれぞれは、β１に対してα２ずつ大きくなる。

図６Ａに示す初期状態の第２光軸Ａ２と第３光軸Ａ３の成す角度はβ１の２倍であり、２×β１である。対して、第２ミラー３９がα２回転した場合を示す図６Ｂの状態の第２光軸Ａ２と第３光軸Ａ３の成す角度はβ２の２倍であり、２×β２である。そうすると、図６Ａに示す初期状態における第２光軸Ａ２と第３光軸Ａ３の成す角度である２×β１と、図６Ｂに示す状態における第２光軸Ａ２と第３光軸Ａ３の成す角度との差α１を求める以下の式（Ａ２）が得られる。
α１＝（２×β２）－（２×β１）・・・式（Ａ２）

式（Ａ２）に式（Ａ１）を代入すると、
α１＝２×（β１＋α２）－（２×β１）＝２×α２・・・式（Ａ３）
α２の式に変換すると、α２＝（α１）／２となる。

回転機構４９は、ミラー保持部５０の回転角度α２と第３鏡筒部３２の回転角度α１との関係が、上記式（Ａ３）の関係を満たすように、ミラー保持部５０と第３鏡筒部３２の両方を回転させる。

図７及び図８に回転機構４９の具体的な構成の一例を示す。本例の回転機構４９は、一対の固定部材５１と、複数のギアによって構成されるギア機構とを備えている。ギア機構は、第３鏡筒部３２の後端に位置する第２ミラー収容部４７とミラー保持部５０との間に配置される。

まず、一例として図７に示すように、回転軸ＲＯの軸方向であるＸ方向における外側から、第２ミラー収容部４７の側壁４７Ａ、固定部材５１、及びミラー保持部５０の側壁５０Ａの順に配置される。図７においては、第３鏡筒部３２の入射側から見て、左側のみを示しているが、右側についても同様である。そして、一例として図７及び図８に示すように、回転機構４９は、第１ギア６１及び第２ギア６２を有している。さらに、回転機構４９は、第１アイドラギア６３及び第２アイドラギア６４を有している。第１ギア６１、第１アイドラギア６３、及び第２アイドラギア６４はすべて外周に歯が設けられた外歯ギアである。一例として図８において、一点鎖線で示した第１アイドラギア６３及び第２アイドラギア６４は、回転機構４９の組み立て状態での第１アイドラギア６３及び第２アイドラギア６４の仮想的な位置を示している。

第１ギア６１は、第２ミラー収容部４７の側壁４７Ａにおいて、固定部材５１に対向する内側の面に設けられる。第１ギア６１は、第２ミラー収容部４７を含む第３鏡筒部３２と一体的に回転する。第１ギア６１は、第１アイドラギア６３及び第２アイドラギア６４を介して、第２ギア６２を回転させる。第２ミラー収容部４７は第２筒部の一例である第３鏡筒部３２の一部であるため、第１ギア６１は、本開示の技術に係る「第２筒部に設けられた第１ギア」の一例である。

第１ギア６１は、回転軸ＲＯを有しており、回転軸ＲＯを中心軸として回転可能である。回転軸ＲＯは、固定部材５１及びミラー保持部５０に挿通されている。回転軸ＲＯによって、第１ギア６１及び第２ギア６２は、同軸で回転可能とされている。第３鏡筒部３２とミラー保持部５０とは回転軸ＲＯが共通であり、固定部材５１に対して同軸で回転する。

第２ギア６２は、ミラー保持部５０の側壁５０Ａにおいて、固定部材５１と対向する外側の面に設けられている。第２ギア６２の回転に伴って、ミラー保持部５０も回転する。第２ギア６２は、リング形状の部材の内周に歯が形成された内歯ギアであり、第２アイドラギア６４と内周側で噛み合っている。第２ギア６２には、第１アイドラギア６３及び第２アイドラギア６４を介して第１ギア６１からの回転力が伝達される。ミラー保持部５０は第１筒部の一例であるため、第２ギア６２は、本開示の技術に係る「第１筒部に設けられた第２ギア」の一例である。

第１アイドラギア６３は、第１ギア６１と噛み合って、第１ギア６１からの回転力を第２アイドラギア６４へ伝達する。第１アイドラギア６３は、受動ギア６３Ａと、軸部６３Ｂと、駆動ギア６３Ｃとを有する。受動ギア６３Ａと駆動ギア６３Ｃは、軸部６３Ｂの両端に設けられることにより、連結される。受動ギア６３Ａと駆動ギア６３Ｃは軸部６３Ｂに固定されている。受動ギア６３Ａ、駆動ギア６３Ｃ、及び軸部６３Ｂは、固定部材５１に対して一体的に回転する。軸部６３Ｂは、固定部材５１を貫通している。受動ギア６３Ａと駆動ギア６３Ｃは、固定部材５１を挟んで、受動ギア６３Ａが側壁４７Ａ側に、駆動ギア６３Ｃが側壁５０Ａ側に配置される。このように、第１アイドラギア６３は、軸部６３Ｂを介して、固定部材５１に対して回転可能に取り付けられている。

第２アイドラギア６４は、第１アイドラギア６３に噛み合うとともに、第２ギア６２と噛み合うことで、第１アイドラギア６３を介して第１ギア６１から入力される回転力を第２ギア６２へ伝達する。第２アイドラギア６４は、固定部材５１に対して回転可能に取り付けられている。第２アイドラギア６４は、第１アイドラギア６３の駆動ギア６３Ｃと噛み合っている。また、第２アイドラギア６４は、第２ギア６２の内周側で、第２ギア６２と噛み合っている。回転機構４９において、第１ギア６１と第２ギア６２の間に、第１アイドラギア６３及び第２アイドラギア６４の２つのアイドラギアを介在させる構成とすることで、第１ギア６１の回転方向と、第２ギア６２の回転方向が一致する。

一例として図９に示すように、回転前の状態から、投射レンズ１０の回転角度を調整するため、第３鏡筒部３２が回転される。このとき、第１ギア６１の回転力は、先ず第１アイドラギア６３へ伝達される。第１アイドラギア６３に伝達された回転力は、第２アイドラギア６４へ伝達され、さらに第２ギア６２へ伝達される。

ここで、第２ギア６２と第１ギア６１との歯車比（歯数の比）と、半径の比は、以下の関係式（２）及び関係式（３）を満たすように設定されている。
まず、第１ギア６１と第２ギア６２のそれぞれの歯のピッチを同一とした場合、Ｔ１を第１ギア６１の歯数、Ｔ２を第２ギア６２の歯数とすると、第２ギア６２と第１ギア６１との歯車比は、下記の関係式（２）を満たすように設定される。
Ｔ１：Ｔ２＝１：２ ・・・・・（２）
また、ｒ１を第１ギア６１の半径、ｒ２を第２ギア６２の半径とすると、第２ギア６２と第１ギア６１の半径ｒ１と半径ｒ２の比は、下記の関係式（３）を満たすように設定される。
ｒ１：ｒ２＝１：２ ・・・・・（３）
上記関係式（２）及び関係式（３）を満たすことにより、ミラー保持部５０の回転角度は、第３鏡筒部３２の回転角度の１／２となる。なお、第１ギア６１と第２ギア６２のそれぞれの歯のピッチを同一とした場合、関係式（２）と関係式（３）は、一方を満足させると、他方も満足する関係にある。すなわち、関係式（２）を満たすように歯数を設定すると、必然的に関係式（３）を満たす半径の比になる。

自動車１２の車種等に応じて、回転機構４９によりミラー保持部５０の回転角度が調整された後、回転機構４９は、回転しないように固定される。一例として、固定用のボルト等の締結部材（図示省略）によって、固定部材５１に対してミラー保持部５０が回転不能となる様に、第１ギア６１及び第２ギア６２が固定される。また、接着剤などを用いて、固定部材５１に対してミラー保持部５０及び第３鏡筒部３２が回転しないように固定してもよい。

次に、上記構成による作用について説明する。一例として図３に示すように、自動車１２のフロントガラス１４のダッシュボード１３に対する角度に応じて、投射レンズ１０の第３光学系Ｌ３の角度が調整される。この調整作業は、例えば、手動により第３鏡筒部３２を回転させることにより行われる。

例えば、図６Ａに示す初期状態から、第３鏡筒部３２を回転軸ＲＯ回りに、フロントガラス１４の角度に応じた目標の角度まで回転させる。例えば、図６Ｂに示すように、第３鏡筒部３２を、回転軸ＲＯを中心に時計方向に回転角度α１だけ回転させる。これにより、図９に示すように、第３鏡筒部３２の回転に伴って第１ギア６１が回転する。第１ギア６１が回転すると、第１アイドラギア６３及び第２アイドラギア６４を介して、第１ギア６１の回転力が第２ギア６２に伝達される。第１ギア６１と第２ギア６２の間には第１アイドラギア６３と第２アイドラギア６４の２つのアイドラギアが設けられているため、第２ギア６２は、第１ギア６１と同じ方向に回転する。

また、第１ギア６１と第２ギア６２の歯車比及び半径の比は、１：２であり、上記関係式（２）及び関係式（３）を満足している。そのため、第１ギア６１の回転角度α１に対して、第２ギア６２は、α１の半分の回転角度α２だけ回転する。第２ギア６２が回転すると、第２ギア６２が設けられたミラー保持部５０も回転角度α２だけ回転する。その結果、第３鏡筒部３２の回転角度α１の回転に連動して、ミラー保持部５０はα１の１／２の回転角度α２回転する。これにより、投射レンズ１０のように、第２光軸Ａ２を第３光軸Ａ３に屈曲させる第２ミラー３９を有する屈曲光学系を備えている場合において、第２光軸Ａ２に対して第３光軸Ａ３をチルトさせた場合でも、第２光軸Ａ２と第３光軸Ａ３との間の幾何光学的な関係がチルト前後において適切に維持される。

一例として図６Ｂに示すように、本開示の技術に係る投射レンズ１０は、第２ミラー３９（反射部の一例）と、第２ミラー３９によって反射された光を出射する第３光学系Ｌ３（出射光学系の一例）と、ミラー保持部５０（第１筒部の一例）と、第３鏡筒部３２（第２筒部の一例）と、ミラー保持部５０と第３鏡筒部３２の両方を回転させる回転機構４９（回転機構の一例）とを備えている。そして、回転機構４９は、第３鏡筒部３２よりもミラー保持部５０を小さな角度で回転させる。そのため、光軸を屈曲させる第２ミラー３９（反射部の一例）を有する場合でも、第３光学系Ｌ３（出射光学系の一例）のチルトが可能になる。

また、一例として図７に示すように、回転機構４９は、第３鏡筒部３２（第２筒部の一例）に連動してミラー保持部５０（第１筒部の一例）を回転させる。すなわち、回転機構４９によって、第３鏡筒部３２の回転力が、ミラー保持部５０に伝達され、ミラー保持部５０が回転される。これにより、第３鏡筒部３２と、ミラー保持部５０とをそれぞれ別々に回転させる場合と比較して、調整作業の手間も軽減される。また、回転機構４９が１つで済み、投射レンズ１０の省スペース化、簡素化も実現される。

また、回転機構４９は、第３鏡筒部３２の回転させる回転角度α１に対して１／２の角度α２でミラー保持部５０を回転させる。これにより、第２ミラー３９によって屈曲される第２光軸Ａ２と第３光軸Ａ３との間の幾何光学的な関係がチルト前後において適切に維持される。

また、回転機構４９は、第３鏡筒部３２の第２ミラー収容部４７に設けられた第１ギア６１と、ミラー保持部５０に設けられた第２ギア６２とを有する。回転機構４９は、第１ギア６１と第２ギア６２とを含むギア機構によって、第３鏡筒部３２の回転とミラー保持部５０の回転とを連動させるため、ギア機構を用いない場合と比較して構造を簡素化することができる。また、ギア機構によれば、上述した歯車比及び半径の比の設定により、第３鏡筒部３２の回転角度と、ミラー保持部５０の回転角度との設定を行うことができる。そのため、ギア機構を用いない場合と比較して、回転角度の調整を比較的簡単に行うことができる。

また、投射レンズ１０において、ミラー保持部５０と第３鏡筒部３２の回転軸ＲＯは共通である。このため、ミラー保持部５０と第３鏡筒部３２の回転軸を別々に設ける場合と比較して、構造を簡素化できる。

一例として図４に示すように、投射レンズ１０は、第１ミラー３８と第２ミラー３９とを有しており、第２ミラー３９は、第１ミラー３８よりも拡大側に配置されている。また、ミラー保持部５０は、第２ミラー３９を保持している。仮に、第１ミラー３８を回転させる構成とすると、第１ミラー３８よりも拡大側の部位を回転させる必要があり、回転機構４９が大型化する。対して、本例の投射レンズ１０は、第３鏡筒部３２の回転に伴ってミラー保持部５０を回転させることにより、第２ミラー３９を回転させている。これにより、第１ミラー３８を回転させる場合は第１ミラー３８以降の部位を回転させる必要があり、投射レンズ１０における回転する部位が大型かつ重量が重くなるが、投射レンズ１０における回転する部位が小型軽量となるため、回転動作が安定し、かつ、回転機構４９を簡素化することも可能となる。

また、第３光学系Ｌ３のレンズ群の配置及びそれらを保持する構成が大型化すると、投射レンズ１０を回転させる構成も大型化、又は高強度化する必要がある。そこで、本例の投射レンズ１０では、上記関係式（１）で示したように、第２ミラー３９から投射レンズ１０の出口までの距離ＬＡ３の２倍が、投射レンズ１０の入り口から第１ミラー３８までの距離ＬＡ１と第１ミラー３８から第２ミラー３９までの距離ＬＡ２との和よりも、短くされている。換言すれば、第２ミラー３９（第２反射部の一例）から出射レンズＬＥまでの距離の２倍が、投射レンズ１０の入り口から、第１ミラー３８（第１反射部の一例）までの距離と、第１ミラー３８から第２ミラー３９までの距離との合計よりも短くなる様に設定されている。

このため、出射光学系である第３光学系Ｌ３が、第１光学系Ｌ１等と比較して、相対的に小型軽量化される。従って、第２ミラー３９から投射レンズ１０の出口までの距離ＬＡ３の２倍が、投射レンズ１０の入り口から第１ミラー３８までの距離ＬＡ１と第１ミラー３８から第２ミラー３９までの距離ＬＡ２との和よりも長い場合と比較して、本例の投射レンズ１０においては、第３光学系Ｌ３を有する第３鏡筒部３２の回転動作が安定する。

また、一例として図５Ｂに示すように、第３鏡筒部３２の回転角度の調整の際、第３鏡筒部３２と第２鏡筒部３１とが連結される部分には隙間が生じる場合がある。本例の投射レンズ１０では、第３鏡筒部３２と第２鏡筒部３１とが連結される部分は、遮光部材４８によって覆われている。このため、隙間を通じて投射レンズ１０内へ外光が進入すること及び隙間から投射レンズ１０外へ光が漏れることを防止することができる。

また、遮光部材４８は、可撓性を有している。これにより、剛体の遮光部材と比較して、回転に伴う各部材の変位を吸収でき、回転動作の妨げとならない。

また、投射レンズ１０の設置環境によっては、投射レンズ１０の設置環境が高温になる場合がある。一例として、投射レンズ１０が自動車１２のダッシュボード１３に取り付けられる場合、夏場の炎天下では、投射レンズ１０周辺は、高温環境となる。そこで、ミラー保持部５０と第３鏡筒部３２とは、金属材料から構成される。一方、第１鏡筒部３０の補正レンズ保持枠３６は、樹脂材料から構成される。このように、第２ミラー３９を正確な位置に配置するために寸法精度が求められるミラー保持部５０等は、熱膨張係数が、樹脂材料等に比べて小さい金属材料から構成される。一方、第１鏡筒部３０等、第３鏡筒部３２以外の他の筒部の少なくとも一部は、樹脂材料から構成される。これにより、軽量化を実現することができる。

上記第１実施形態では、回転機構４９としてのギア機構が、第１ギア６１及び第２ギア６２を有する形態例を示したが、本開示の技術はこれに限定されない。回転機構４９としてのギア機構におけるギアの数、配置、又は各ギアの歯数等は、要求される回転力、又は角度調整における精度等によって適宜設定される。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では回転機構４９がギア機構によって構成される形態例を説明したが、回転機構はギア機構に限定されず、本第２実施形態の回転機構９１のように、リンク機構によって構成されてもよい。なお、本第２実施形態では、上記第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。以下では、上記第１実施形態と異なる部分について説明する。

一例として図１０に示すように、本第２実施形態に係る回転機構９１としてのリンク機構は、第３鏡筒部３２に加えられた回転力をミラー保持部５０に伝達する。第２実施形態の回転機構９１においては、回転軸ＲＯに沿うＸ方向において、固定部材５１、第２ミラー収容部４７の側壁４７Ａ、リンク部材７１、ミラー保持部５０の側壁５０Ａの順に外側から配置されている。

固定部材５１には、リンク部材７１と対向する内側の面に回転軸ＲＯが設けられている。第３鏡筒部３２及びミラー保持部５０が、回転軸ＲＯを介して、固定部材５１に回転可能に取り付けられている。第３鏡筒部３２（図１０における側壁４７Ａ）が回転軸ＲＯを中心に回転すると、回転力がリンク部材７１を介して、ミラー保持部５０に伝達される。回転機構９１において、各部材に設けられたピン、もしくは長孔の長さ、角度等は、ミラー保持部５０の回転角度が第３鏡筒部３２の回転角度よりも小さくなるように設定される。

より具体的には、一例として図１１に示すように、固定部材５１には、回転軸ＲＯに加えて、第１長孔７２が設けられている。回転軸ＲＯは、第３鏡筒部３２の側壁４７Ａ及びミラー保持部５０に挿通されている。これにより、第３鏡筒部３２の側壁４７Ａ及びミラー保持部５０が、固定部材５１に対して共通の回転軸で回転可能となっている。第１長孔７２は、一例として図１１に示すＹ方向に長手方向を有する貫通孔である。第１長孔７２には、後述する第２ピン７５が挿通される。

第３鏡筒部３２の側壁４７Ａには、リンク部材７１と対向する位置にリンク部材７１に向かって突出する第１ピン７３が設けられている。第１ピン７３は、後述するリンク部材７１に設けられた第２長孔７４に挿通される。

リンク部材７１は、長尺の板状部材であり、第３鏡筒部３２の側壁４７Ａ及びミラー保持部５０の側壁５０Ａの間に配置される。リンク部材７１は、長手方向（一例として、図１１に示すＺ方向）の上端側に、固定部材５１に向かって突出した第２ピン７５を有している。第２ピン７５は、上述した第２長孔７４に挿通される。第２ピン７５と第２長孔７４との係合により、リンク部材７１は、第２長孔７４が延びるＹ方向に沿って直線移動する。

また、リンク部材７１は、長手方向（一例として、図１１に示すＺ方向）の中間部に、ミラー保持部５０の側壁５０Ａに向けて突出した第３ピン７６を有している。第３ピン７６は、後述するミラー保持部５０に設けられた第３長孔７７に挿通される。

さらに、リンク部材７１は、長手方向（一例として、図１１に示すＺ方向）の中央から下端側に向かって延びる第２長孔７４を有している。第２長孔７４は、リンク部材７１の長手方向に沿って延在された貫通孔である。第２長孔７４には、上述した第１ピン７３が挿通される。

ミラー保持部５０の側壁５０Ａには、第３長孔７７が形成されている。第３長孔７７は、ミラー保持部５０のリンク部材７１と対向する部位に設けられた貫通孔である。第３長孔７７は、長手方向が、Ｙ方向及びＺ方向に対して傾斜する方向に延びている。第３長孔７７の傾斜角は、ミラー保持部５０の回転角度が、第３鏡筒部３２の回転角度よりも小さくなるように設定される。

回転機構９１の動作例を図１２及び図１３を用いて説明する。一例として図１２に示す状態は、一例として図５Ａに示した第３光軸Ａ３と第２光軸Ａ２とが直交する初期状態である。一方、一例として図１３に示す状態は、一例として図５Ｂに示したように、初期状態から第３光軸Ａ３を上方に向けて回転角度α１だけチルトさせた状態を示す。

一例として図１２に示すように、回転前の初期状態から、投射レンズ１０の回転角度を調整するため、第３鏡筒部３２（一例として図１２における側壁４７Ａ）を回転軸ＲＯを中心に回転させることにより、一例として図１３に示す状態にする場合を考える。

一例として図１２に示す初期状態から、第３鏡筒部３２（一例として図１２における側壁４７Ａ）が回転すると、一例として図１３に示すように、第１ピン７３が、回転軸ＲＯを中心に図１２において時計方向に回転する。この回転には、第１ピン７３のＺ方向とＹ方向に移動する成分が含まれる。つまり、第１ピン７３は、リンク部材７１の第２長孔７４内をＺ方向に移動しつつ、第２長孔７４を介してリンク部材７１に対して、Ｙ方向成分の力を伝達する。第１ピン７３からのＹ方向の力を受けたリンク部材７１は、第１長孔７２にガイドされてＹ方向に移動する。

リンク部材７１がＹ方向に移動することにより、第３ピン７６が、第３長孔７７に沿って（一例として図１３におけるＹ方向に沿って）直線移動する。このとき、第３ピン７６は、第３長孔７７を介してミラー保持部５０に対してＹ方向の力を伝達する。ミラー保持部５０は、第３ピン７６からＹ方向の力を受けると、回転軸ＲＯを中心に回転する。このときのミラー保持部５０の回転角度は、第３長孔７７の傾斜角の設定により、第３鏡筒部３２の回転角度よりも小さく設定されている。より具体的には、ミラー保持部５０の回転角度は、第３鏡筒部３２の回転角度の１／２となるように設定されていると好ましい。

このように、リンク機構によって構成される回転機構９１を用いても、第３鏡筒部３２の回転とミラー保持部５０の回転とを連動させることができる。

上記第２実施形態では、回転機構９１としてのリンク機構が、リンク部材７１を有する形態例を示したが、本開示の技術はこれに限定されない。回転機構９１としてのリンク機構におけるリンク部材の数、又は長孔の形状もしくはピンの数もしくは配置等は、要求される回転力、又は角度調整における精度等によって適宜設定される。

［第３実施形態］
本第３実施形態では、投射レンズ１０が、第２ミラー３９よりも拡大側の光学系である第３光学系Ｌ３と第２ミラー３９よりも縮小側の光学系である第２光学系Ｌ２とを相対的に移動させて、第２光軸Ａ２及び第３光軸Ａ３を調整する調整機構８０をさらに備える場合について説明する。なお、本第３実施形態では、上記第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。以下では、上記第１実施形態と異なる部分について説明する。

本形態例に係る投射レンズ１０においては、上述したように、回転角度を調整するため投射レンズ１０の第３光学系Ｌ３側には種々の機構が設けられている。そのため、投射レンズ１０において、第２光軸Ａ２及び第３光軸Ａ３の位置を調整する際、第２ミラー３９の周辺構造を変位させて、光軸調整を行おうとすると、さらに投射レンズ１０の第３光学系Ｌ３側の構造が複雑化する。また、調整後の回転角度が変化する等の悪影響が生じることも考えられる。そこで、第３実施形態の投射レンズ１０においては、調整機構８０を設けて、第２ミラー３９の周辺構造を変位させずに、光軸調整を可能としている。

一例として図１４に示すように、調整機構８０は、第２鏡筒部３１に設けられる。具体的には、調整機構８０は、第２鏡筒部３１において、第１ミラー３８よりも拡大側に設けられる。第２鏡筒部３１は、調整機構８０が設けられる箇所において分離され、別体とされている。調整機構８０は、第２鏡筒部３１の分離された箇所において、第３光学系Ｌ３と第２光学系Ｌ２とを相対的に移動させて、光軸を調整する。ここで、第３光学系Ｌ３は、本開示の技術に係る「反射部よりも拡大側の光学系」の一例である。また、第２光学系Ｌ２は、本開示の技術に係る「反射部よりも縮小側の光学系」の一例である。さらに、調整機構８０は、本開示の技術に係る「調整機構」の一例である。

より具体的には、調整機構８０は、第２鏡筒部３１の第３光学系Ｌ３側に設けられた第１フランジ８１と、第２鏡筒部３１の第２光学系Ｌ２側に設けられた第２フランジ８２とを備える。第１フランジ８１及び第２フランジ８２は、第２鏡筒部３１の外周から図１４に示すＸ－Ｙ平面に沿って、外側へ向かって延出された平板状の部位である。第１フランジ８１と第２フランジ８２とは、互いに対向し、面接触している。

第１フランジ８１及び第２フランジ８２は、締結部材によって締結されている。一例として図１５に示すように、第１フランジ８１及び第２フランジ８２には、複数の調整孔８３が設けられている。さらに、調整孔８３に挿通されたボルト８４が、ナット８５と螺合することで、第１フランジ８１及び第２フランジ８２が締結される。調整孔８３の内径は、ボルト８４の軸部の外径よりも大きく設定されている。これにより、第１フランジ８１と第２フランジ８２とを相対的に変位させた状態で、両者をボルト８４及びナット８５により締結することが可能となっている。

一例として図１６に示すように、光軸調整に際し、調整機構８０によって第３光学系Ｌ３は、第２光学系Ｌ２に対して移動可能とされる。光軸調整完了後、調整機構８０の第１フランジ８１と第２フランジ８２とが締結される。この結果、投射レンズ１０が一体として機能する。

本実施形態では、調整機構８０によって、第３光学系Ｌ３及び第２ミラー３９が第２光学系Ｌ２に対して相対移動可能とされている。これにより、第２ミラー３９の周辺構造に対して、回転機構４９の他に移動機構を付加することなく、第２ミラー３９及び第２光学系Ｌ２の光軸調整が可能となる。また、第２ミラー３９の周辺構造を変位させる場合と比較して、第３光学系Ｌ３における調整後の回転角度に対する光軸調整の影響を少なくすることができる。

また、調整機構８０は、第２鏡筒部３１において、第１ミラー３８よりも拡大側に設けられている。このため、中間像結像位置よりも拡大側で光軸の調整が実現されるので、中間像結像位置よりも縮小側で光軸の調整を行う場合と比較して、光軸調整の精度が向上する。

［第４実施形態］
上記第１実施形態では、一例として図３に示すようにカバー１６が第３光学系Ｌ３のチルト方向の回転とともに回転される形態例を説明したが、本第４実施形態のように、カバー１６は、ダッシュボード１３に対してチルト方向に回転しなくてもよい。また、本第４実施形態のように、投射レンズ１０は、カバー１６と第３鏡筒部３２との隙間を覆う可撓性部材１７を有してもよい。なお、本第４実施形態では、上記第１～第３実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。以下では、上記第１実施形態と異なる部分について説明する。

一例として図１７に示すように、投射装置１１は、第３鏡筒部３２を覆うカバー１６を有している。本形態例に係るカバー１６は、ダッシュボード１３に対して固定されている。また、本形態例に係る投射装置１１におけるカバー１６と第３鏡筒部３２との間には、可撓性部材１７が設けられている。可撓性部材１７は、出射レンズＬＥよりも縮小側であってミラー収容部４７よりも拡大側の領域に設けられている。一例として図１８に示すように、投射装置１１の正面視（一例として図１８に示すＹ方向視）において、可撓性部材１７は、カバー１６の内周面と第３鏡筒部３２の外周面との間の隙間を塞いでいる。

また、上述したように、カバー１６は、ダッシュボード１３に対して固定されている。すなわち、一例として図１９に示すように、カバー１６は、第３鏡筒部３２の回転に関わらず姿勢が固定されている。従って、第３鏡筒部３２を上方にチルトさせた場合（一例として図１９における時計方向に回転させた場合）、第３鏡筒部３２とカバー１６との間隔が変化する。具体的には、一例として図１９に示すように、第３鏡筒部３２の上方側の間隔が小さくなり、第３鏡筒部３２の下方側の間隔が大きくなる。このとき、可撓性部材１７は、部分的に伸縮することで、第３鏡筒部３２とカバー１６との間の間隔の変化に対応する。具体的には、可撓性部材１７の内、第３鏡筒部３２の上方側の隙間を覆う部位が屈曲または収縮し、第３鏡筒部３２の下方側を覆う部位が伸長する。つまり、第３鏡筒部３２の回転の前後においても、可撓性部材１７によって、第３鏡筒部３２とカバー１６との隙間が覆われる。

このように第３鏡筒部３２とカバー１６との隙間を覆うことにより、可撓性部材１７は、水、又は埃等の異物がカバー１６と第３鏡筒部３２との隙間に進入することを防止する。可撓性部材１７は、異物の進入を防止できるとともに、第３鏡筒部３２の回転に伴うカバー１６との隙間の変化に対応可能な可撓性を有する材料から形成される。一例として、可撓性部材１７は、ゴム、布、又は皮革等の材料から形成される。なお、可撓性部材１７は、本開示の技術に係る「可撓性を有する部材」の一例である。

本実施形態では、可撓性部材１７によって、第３鏡筒部３２とカバー１６との間の隙間が覆われていることで、水又は埃等の異物が、投射装置１１内に進入することが抑制される。さらに、可撓性部材１７が、可撓性を有することにより、第３鏡筒部３２の回転によって、第３鏡筒部３２とカバー１６との隙間の間隔の変化に対応することができる。すなわち、第３鏡筒部３２とカバー１６との隙間を金属板等の剛性の高い材料から形成した部材により覆う場合と比較して、本実施形態では、第３鏡筒部３２の回転への影響を抑えながら、第３鏡筒部３２とカバー１６との隙間を覆うことができる。

上記実施形態では、第１光学系Ｌ１、第２光学系Ｌ２及び第３光学系Ｌ３を有する投射レンズ１０の形態例を示したが、本開示の技術はこれに限定されない。一例として、投射レンズ１０は、第２光学系Ｌ２及び第３光学系Ｌ３を有する屈曲光学系であってもよい。この場合、第２光学系Ｌ２の入射側端部に画像形成ユニット２０が設けられる。

上記実施形態では、一つの回転機構４９によってミラー収容部４７とミラー保持部５０とが回転される形態例を示したが、本開示の技術はこれに限定されない。一例として、ミラー収容部４７を回転させる回転機構と、ミラー保持部５０を回転させる回転機構とをそれぞれ有するように構成してもよい。

保持枠３７及び保持枠４１は、例示した金属に限らない。ただし、金属は一般的に耐熱性に優れている。また、金属は剛性が比較的高く、撓みにくい。この撓みにくいという性質は、本例の輸送機器用の投射レンズ１０においては輸送機器の走行中の振動が加わるため、特に必要な性質である。このため、金属は、保持枠３７及び保持枠４１の材料として適している。

上記実施形態では、樹脂で形成されたレンズとして、いずれも非球面レンズの補正レンズＬＣ及び出射レンズＬＥを例示したが、これに限らない。樹脂で形成された球面レンズであってもよい。また、樹脂で形成されたレンズは、最も入射側に配されたレンズであってもよい。

上記実施形態では、輸送機器として自動車１２を例示したが、これに限らない。輸送機器は、建築車両、鉄道、船舶、及び飛行機等でもよい。また、上記実施形態では、輸送機器用の投射レンズ１０を例示したが、これに限らない。一例として屋外使用を想定した投射レンズであってもよい。

上記実施形態では、投射装置１１によって画像Ｐがフロントガラス１４に投射される形態例を示したが、本開示の技術はこれに限定されない。一例として、画像Ｐは、フロントガラス１４ではなく、リアガラス、ドアガラス等に投射されてもよい。また、画像Ｐは、フロントガラス１４に投射されなくてもよく、自動車１２の車室内に設けられた映写幕に投射されてもよい。

画像形成パネル２１としては、ＤＭＤの代わりに液晶表示素子（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）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)、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良い。さらに、上記実施形態の鏡面反射型の第１ミラー３８、第２ミラー３９の代わりに、全反射型のミラーを用いてもよい。

上記実施形態では、光源２２としてレーザ光源を用いる例を説明したが、これに限らず、水銀ランプ、ＬＥＤ等を光源２２として用いてもよい。また、上記実施形態では、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よい。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よい。

本開示の技術は、上述の種々の実施形態と種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。

以上に示した記載内容及び図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。一例として、上記の構成、機能、作用、及び効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、及び効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容及び図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容及び図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

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。

Claims (10)

1. 電気光学素子から入射した光を反射する反射部と、
   前記反射部によって反射された光を出射する出射光学系と、
   前記反射部を有する第１筒部と、
   前記出射光学系を有する第２筒部と、
   前記第１筒部と前記第２筒部の両方を回転させる回転機構と、
   前記反射部に入射する光の光軸を調整する調整機構と、
   を備え、
   前記回転機構は、前記第２筒部よりも前記第１筒部を小さな角度で回転させ、
   前記反射部は、第１反射部と、前記第１反射部よりも拡大側に設けられた第２反射部とを有し、
   前記第１筒部は、前記第２反射部を有し、
   前記第２反射部から出射レンズまでの距離の２倍が、投射レンズの入り口から前記第１反射部までの距離と前記第１反射部から前記第２反射部までの距離との合計よりも短く、
   前記調整機構は、前記反射部の向きを変えることなく、前記反射部に入射する光の光軸と直交する面に平行な方向に、前記第２反射部よりも拡大側の光学系と、前記第２反射部よりも縮小側の光学系とを相対的に移動させて前記光軸を調整する、
   投射レンズ。
2. 前記回転機構は、前記第２筒部に連動して前記第１筒部を回転させる請求項１に記載の投射レンズ。
3. 前記回転機構は、前記第２筒部を回転させる角度に対して１／２の角度で前記第１筒部を回転させる請求項１又は請求項２に記載の投射レンズ。
4. 前記回転機構は、前記第２筒部に設けられた第１ギアと、前記第１筒部に設けられた第２ギアとを有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の投射レンズ。
5. 前記第１筒部及び前記第２筒部の回転軸は共通である請求項４に記載の投射レンズ。
6. 前記第２筒部と他の部材とが連結される部分は、遮光部材によって覆われる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の投射レンズ。
7. 前記遮光部材は、可撓性を有する請求項６に記載の投射レンズ。
8. 前記第１筒部及び前記第２筒部に加えて他の筒部を備えており、
   前記第１筒部と前記第２筒部とは金属材料で形成され、
   前記他の筒部の少なくとも一部は、樹脂材料で形成される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の投射レンズ。
9. 前記第２筒部を覆うカバー部であって、前記第２筒部の回転に関わらず姿勢が固定されたカバー部と、
   前記第２筒部と前記カバー部との隙間を覆う部材であって、可撓性を有する部材とをさらに備える請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の投射レンズ。
10. 請求項１から請求項９のうちのいずれか一項に記載の投射レンズを備えた投射装置。