JPH06331931A - 光路変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光路変換装置に関し、設置スペースを小さく
できるようにした光路変改装置を提供することを目的と
する。 【構成】 鏡筒１内に２つの液体プリズム２Ａ・２Ｂが
配置され、両液体プリズム２Ａ・２Ｂの互いに対抗する
透明板４ｂ・４ｃをシフト調整機構１２で回転させて入
射光軸に対して出射光軸を平行移動させるとともに、一
方の液体プリズム２Ａの外側の透明板２ａをあおり調整
機構１０で回転させて入射光軸に対して出射光軸を偏向
させる光路変換装置において、シフト調整機構１２の駆
動部１３とあおり調整機構１０の駆動部１１とが鏡筒１
の軸心方向に並べて配置される構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光路偏向角を調整でき
る２つの液体プリズムを用いる光路変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチ画像を個別のプロジェクタ
により投写して高解像化、高輝度化や大画面化を目指す
マルチプロジェクション装置においては、光路変換装置
を用いて、光軸の位置を平行移動させて画像の位置を変
位させたり（画像シフト）、光軸の方向を変化させて画
像の位置を移動させたり（画像あおり）することが試み
られている。

【０００３】液体プリズムは、２枚の透明板の間に透明
液体を封入し、一方の透明板に対して他方の透明板を傾
斜させることにより、光路を偏向させるものであり、例
えば図３ないし図５の各原理図に示すように、２つの液
体プリズム（ＶＡＰ）１００Ａ・１００Ｂを用いること
により、光軸を平行移動させたり、偏向させたりするこ
とができる。

【０００４】即ち、図３に示すように、２つの液体プリ
ズム１０１Ａ・１０１Ｂの各透明板１０２ａ・１０２ｂ
・１０２ｃ・１０２ｄが全て平行になる場合には、図上
左側から入射する光線が直進して右側に出射する。

【０００５】この状態から、図４に示すように、中央の
２枚の透明板１０２ｂ・１０２ｃを回転中心１０３を通
るｘ軸心（紙面に直角方向の軸心）の回りに回転させる
ことにより、第１の液体プリズム１００Ａで光軸を偏向
させ、第２の液体プリズムで偏向された光軸を逆方向に
偏向させることにより入射光軸に対して出射光軸を平行
移動（シフト）させることができる。入射光軸に対する
出射光軸の平行移動量（シフト量）は透明板１０２ｂ・
１０２ｃの回転角度を調整することにより、一定の範囲
内で任意に調整できる。

【０００６】また、図５に示すように、入射側の３枚の
透明板１０２ａ〜１０２ｃを平行にし、出射側の１枚の
透明板１０２ｄを他の回転中心を通るｘ軸心の回りに回
転させると、第１の液体プリズム１００Ａを直進してき
た光が第２の液体プリズム１００Ｂによって偏向される
（あおられる）。この偏向角度（あおり角度）は透明板
１０２ｄの回転角度によって一定の範囲内で任意に調整
できる。

【０００７】マルチプロジェクション装置に用いられる
光路変換装置では、このようなｘ軸回りのシフト調整及
びあおり調整と同様に、ｙ軸心（図上、上下軸心）の回
りについても同様のシフト調整とあおり調整とが行われ
る。

【０００８】このようにｘ軸心及びｙ軸心の回りのシフ
ト調整及びあおり調整が行える光路変換装置には、液体
プリズム１００Ａ・１００Ｂの透明板１０２ｂ〜１０２
ｄを回転させるため、ジンブル機構と呼ばれる調整機構
が設けられる。

【０００９】このジンブル機構は、例えば図６及び図７
の各断面図に示すように、透明板１０２ｂ及び１０２ｃ
を同軸心状に保持するとともに、鏡筒１０５にｘ回転軸
１０４を介してｘ軸心及びｙ軸心回りに回転可能に支持
されるｘ軸回転リング１０６と、透明板１０２ｂ及び１
０２ｃをｘ軸回転リング１０６及びｘ回転軸１０４を介
してｘ軸心回りに回転可能に保持するとともに、ｙ回転
軸１０７を介してｙ軸心回りに回転可能に鏡筒１０５を
支持されるｙ軸回転リング１０８とを備えている。

【００１０】上記ｙ回転軸１０７は鏡筒１０５の外側に
突出させてあり、その突出先端部に固定されたレバー１
０９を鏡筒１０５に支持させたｙ軸シフトモータ１１０
でウォーム１１１及びウォームギヤ１１２を介してｙ回
転軸１０７の回りに回転駆動することにより、ｙ軸回転
リング１０８、ｘ回転軸１０４、ｘ軸回転リング１０
６、透明板１０２ｂ及び１０２ｃがｙ軸心回りに回転さ
れる。

【００１１】図示はしないが、ｘ回転軸１０４は、ｙ軸
回転リング１０８を貫通して鏡筒１０５の外側に突出さ
せてあり、このｘ回転軸１０４をレバー、ウォームギヤ
及びウォームを介してｘ軸シフトモータで駆動すること
により、ｘ軸回転リング１０６、透明板１０２ｂ及び１
０２ｃがｘ軸心回りに回転される。

【００１２】透明板１０２ｄは、鏡筒１０５にｘ回転軸
を介してｘ軸心及びｙ軸心回りに回転可能に支持される
ｘ軸回転リング１１３に保持され、ｙ軸あおりモータ１
１９でウォーム１１８、ウォームギャ１１７、レバー１
１６、ｙ軸回転リング１１４、ｘ回転軸、ｘ軸回転リン
グ１１３を介してｙ軸心回りに回転駆動され、また、図
示しないｘ軸あおりモータでウォーム、ウォームギャ、
レバー、ｘ回転軸及びｘ軸回転リング１１３を介してｘ
軸心回りに回転駆動される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の光路変換装
置においては、ｘ軸シフト調整機構の駆動部に含まれる
ｘ軸シフトモータと、ｘ軸あおり調整機構の駆動部に含
まれるｘ軸あおりモータとが鏡筒１０５の軸心に関して
対称方向に配置され、また、鏡筒１０５の軸心に関して
これらと位相が９０°異なる方向にｙ軸シフト調整機構
の駆動部に含まれるｙ軸シフトモータ１１０と、ｙ軸あ
おり調整機構の駆動部に含まれるｙ軸あおりモータ１１
９が配置される。

【００１４】即ち、鏡筒１０５の周囲に９０°置きにｘ
軸シフトモータ、ｙ軸シフトモータ１１０、ｘ軸あおり
モータ、ｙ軸あおりモータ１１９が配置されているた
め、設置スペースが大きくなるという問題がある。

【００１５】本発明は、この問題を解決し、設置スペー
スを小さくできるようにした光路変改装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光路変換装
置は、鏡筒内に２つの液体プリズムが配置され、両液体
プリズムの互いに対抗する透明板をシフト調整機構で回
転させて入射光軸に対して出射光軸を平行移動させると
ともに、一方の液体プリズムの外側の透明板をあおり調
整機構で回転させて入射光軸に対して出射光軸を偏向さ
せる光路変換装置において、上記の目的を達成するた
め、鏡筒外に配置されるシフト調整機構の駆動部とあお
り調整機構の駆動部とが鏡筒の軸心方向に並べて配置さ
れることを特徴とする。

【００１７】

【作用】シフト調整機構の駆動部とあおり調整機構の駆
動部とが鏡筒の軸心方向に並べて配置されるので、２方
向のシフト調整機構の駆動部とあおり調整機構の駆動部
とを鏡筒の周囲の互いに９０°離れた２方向に配置する
ことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る光路変換装置
を図面に基づいて具体的に説明する。

【００１９】図１及び図２の各断面図に示すように、こ
の光路変換装置の鏡筒１の内部には、入射側の液体プリ
ズム２Ａと出射側の液体プリズム２Ｂと、レンズ３とが
収納される。

【００２０】入射側の液体プリズム２Ａの外側の透明板
４ａは球面軸受５を介して鏡筒１にｘ軸心（紙面に直交
する軸心）及びｙ軸心（図上、上下の軸心）回りに回転
可能に支持される。

【００２１】また、入射側の液体プリズム２Ａの内側の
透明板４ｂとこれに対向する出射側の液体プリズム２Ｂ
の内側の透明板４ｃは別の球面軸受６を介して鏡筒１に
ｘ軸心及びｙ軸心の回りに回転可能に支持される。

【００２２】出射側のプリズム２Ｂの外側の透明板４ｄ
と、レンズ３とは鏡筒１に固定されている。

【００２３】なお、液体プリズム２Ａの透明板４ａ・４
ｂの周囲部どうしは蛇腹７ａで連結され、透明板４ａ・
４ｂ及び蛇腹７ａで囲まれる空間には透明液体８ａが充
填される。また、液体プリズム２Ｂの透明板４ｃ・４ｄ
の周囲部どうしは蛇腹７ｂで連結され、透明板４ｃ・４
ｄ及び蛇腹７ｂで囲まれる空間には透明液体８ｂが充填
される。また、両液体プリズム２Ａ・２Ｂの内側の透明
板２ｂ・２ｃの間の空間は球面軸受６のインナーレース
に６ａによって密封されている。

【００２４】上記各球面軸受５・６は、それぞれのイン
ナーレース５ａ・６ａに連結され、あるいは一体に形成
され、ｙ軸方向に鏡筒１の外側まで延びるレバー５ｂ・
６ｂを有し、鏡筒１にはこれらレバー５ｂ・６ｂが鏡筒
１の軸心方向への移動を案内するガイド溝９が形成され
る。

【００２５】鏡筒１の外側には、入射側の液体プリズム
２Ａの外側の透明板４ａをｘ軸心回りに回転駆動するｘ
軸あおり調整機構１０の駆動部１１と、入射側の液体プ
リズム２Ａの内側の透明板４ｂ及び出射側の液体プリズ
ム２Ｂの内側の透明板４ｃをｘ軸心回りに回転駆動する
ｘ軸シフト調整機構１２の駆動部１３とが鏡筒１の軸心
方向に並べて配置される。

【００２６】すなわち、上記両ガイド溝９の両外側にそ
れぞれＬ字形のフランジ１４ａ・１４ｂが固定され、入
射側のフランジ１４ａにｘ軸あおり調整機構１０のｘ軸
あおりモータ１１ａと、これに直結された駆動ギヤ１１
ｂが支持され、更に、このフランジ１４ａに駆動軸１１
ｃが螺進退可能に螺合される。この駆動軸１１ｃの外側
端には駆動ギャ１１ｂに噛み合う従動ギヤ１１ｄが固定
され、ｘ軸あおりモータ１１ａを正転させると駆動軸１
１ｃが内側（出射側）に螺進し、ｘ軸あおりモータ１１
ａを逆転させると駆動軸１１ｃが外側（入射側）に螺退
するようにしている。

【００２７】そして、この駆動軸１１ｃの内端に上記レ
バー５ｂの先端部をバネ１１ｅで押圧することにより、
駆動軸１１ｃの進退により、レバー５ｂの先端部が進退
し、球面軸受５の中心点を中心にしてレバー５ｂ、球面
軸受５のインナーレース５ａ及び透明板４ａがｘ軸心回
りに回転するようにしている。

【００２８】出射側のフランジ１４ｂにはｘ軸シフト調
整機構１２のｘ軸シフトモータ１３ａと、これに直結さ
れた駆動ギヤ１３ｂが支持され、更に、このフランジ１
４ｂに駆動軸１３ｃが螺進退可能に螺合される。この駆
動軸１３ｃの外側端には駆動ギャ１３ｂに噛み合う従動
ギヤ１３ｄが固定され、ｘ軸シフトモータ１３ａを正転
させると駆動軸１３ｃが内側（入射側）に螺進し、ｘ軸
シフトモータ１３ａを逆転させると駆動軸１３ｃが外側
（出射側）に螺退するようにしている。

【００２９】そして、駆動軸１３ｃの内端に上記レバー
６ｂの先端部をバネ１３ｅで押圧することにより、駆動
軸１３ｃの進退により、レバー６ｂの先端部が進退し、
球面軸受６の中心点１５を中心にしてレバー６ｂ、球面
軸受６のインナーレース６ａ及び透明板６ａがｘ軸心回
りに回転するようにしている。

【００３０】なお、上記ｘ軸あおりモータ１１ａ及びｘ
軸シフトモータ１３ａは、例えばステッピングモータ、
エンコーダ付きモータ等の回転角を精密に制御できるモ
ータで構成される。

【００３１】また、図示はしないが、これらｘ軸あおり
調整機構１０及びｘ軸シフト調整機構１２に対して鏡筒
１の軸心を中心に９０°位相を異ならせて、これらｘ軸
あおり調整機構１０及びｘ軸シフト調整機構１２と同様
に構成されたｙ軸あおり調整機構及びｙ軸シフト調整機
構が設けられる。

【００３２】このように、光路変換装置においては、１
軸方向、例えばｘ軸方向のあおり調整機構１０と、シフ
ト調整機構１２とを鏡筒１の軸心方向に並べて配置して
いるので、これらを互いに鏡筒１の軸心に関して対称な
２方向に配置していた従来のものに比べると設置スペー
スを小さくできる。

【００３３】また、この実施例では、駆動軸１１ｃ・１
３ｃにレバー５ｂ・６ｂをバネ１１ｅ・１３ｅで押圧し
ているので、駆動軸１１ｃ・１３ｃの動作に対して正確
にレバー５ｂ・６ｂを追従させることができ、駆動ギヤ
１１ｂ・１３ｂと従動ギヤ１１ｄ・１３ｄの間のバック
ラッシや、駆動軸１１ｃ・１３ｃとフランジ１４ａ・１
４ｂとの間のバックラッシなどの影響を無くして高精度
のあおり調整及びシフト調整を行なうことができる。

【００３４】更に、この実施例では、透明板４ａ・４ｂ
・４ｃが球面軸受５・６を介して鏡筒１に支持されるの
で、これら透明板４ａ・４ｂ・４ｃをジンブル機構より
も確実に鏡筒１に支持させて調整精度を高めることがで
きるとともに、構成が簡単になり、組立コストを安価に
することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、１方向のシフト調整機構の駆動部とあおり調整機構
の駆動部とが鏡筒の軸心方向に並べて配置されるので、
これらの駆動部を鏡筒の周囲の互いに９０°離れた２方
向に配置することができ、鏡筒の周囲に９０°置きにこ
れらの駆動部がされる従来のものに比べて設置スペース
を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非作動時の断面図である。

【図２】本発明のシフト作用時の断面図である。

【図３】２つの液体プリズムを用いる光路変換装置の非
変換時の説明図である。

【図４】上記光路変換装置の光路シフト作用の説明図で
ある。

【図５】上記光路変換装置の光路あおり作用の説明図で
ある。

【図６】従来の光路変換装置の非作動時の断面図であ
る。

【図７】従来の光路変換装置のシフト作用時の断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 鏡筒 ２Ａ 液体プリズム ２Ｂ 液体プリズム ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 透明板 １０ ｘ軸あおり調整機構 １１ 駆動部 １２ ｘ軸シフト機構部 １３ 駆動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鏡筒内に２つの液体プリズムが配置さ
   れ、両液体プリズムの互いに対抗する透明板をシフト調
   整機構で回転させて入射光軸に対して出射光軸を平行移
   動させるとともに、一方の液体プリズムの外側の透明板
   をあおり調整機構で回転させて入射光軸に対して出射光
   軸を偏向させる光路変換装置において、シフト調整機構
   の駆動部とあおり調整機構の駆動部とが鏡筒の軸心方向
   に並べて配置されることを特徴とする光路変換装置。