WO2021020308A1 - 投射レンズ及び投射装置 - Google Patents
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Definitions
- the technology of the present disclosure relates to a projection lens and a projection device.
- a projector as a projection device that projects an image on a screen is widely used.
- the projector includes, for example, an electro-optical element such as a liquid crystal display (LCD) or a DMD (Digital Micromirror Device: registered trademark), and a projection lens for projecting an image formed by the electro-optical element. ..
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-031514 as an example of using projectors, a large screen having a screen size equivalent to a plurality of projected images is obtained by using a plurality of projectors and adjoining the projection positions of the projected images of the respective projectors. An example of use for obtaining a concatenated image of is described.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-031514 describes that a light-shielding plate is provided in front of a projection lens to adjust the brightness of joints of adjacent projection images.
- An object of the present disclosure technique is to provide a projection lens and a projection device that are more useful than the conventional ones when the projection lens has a bent optical axis and a function of changing the projection direction.
- the projection lens according to the technique of the present disclosure is a projection lens through which light from an electro-optical element passes, and the first optical system through which light of the first optical axis passes and light of the first optical axis are bent to the first.
- a first reflecting unit that produces light on two optical axes
- a second reflecting unit that bends light on the second optical axis to produce light on the third optical axis
- a projection optical system that projects light from the third optical axis.
- the light-shielding portion is arranged in the lens barrel that houses the first optical system, the projection optical system, the first reflection portion, and the second reflection portion.
- a second optical system through which the light of the second optical axis passes is provided, and the light emitted by the electro-optical element is imaged by at least one of the first optical system and the second optical system, whereby the inside of the lens barrel is formed.
- the intermediate image is formed in the above, and the intermediate image is projected by the projection optical system, and the light-shielding portion is formed more than the fourth lens toward the reduction side or the enlargement side with respect to the formation position of the intermediate image. It is located on the position side.
- An intermediate image is formed in the lens barrel by forming an image of the light emitted by the electro-optical element by at least one of the first optical system and the second optical system, and the intermediate image is a projection optical system.
- the lens closest to the electro-optical element in the lens barrel is T1
- the lens adjacent to the light-shielding part is T2
- the effective diameter of the surface of the lens T1 on the light-shielding part is DT1 and the electricity of the lens T2.
- the light-shielding portion has a first light-shielding portion extending in the first direction intersecting the optical axis direction through which the light to be blocked passes, and a second light-shielding portion extending in the second direction intersecting the optical axis direction and the first direction.
- first light-shielding portions and second light-shielding portions There are a plurality of first light-shielding portions and second light-shielding portions, and the plurality of first light-shielding portions and the plurality of second light-shielding portions are arranged at positions facing each other with the optical axis interposed therebetween.
- the first light-shielding part and the second light-shielding part can be moved independently.
- It has a bent type light-shielding part in which one first light-shielding part and one second light-shielding part are integrally formed.
- the bent type light-shielding part can move in the first direction and the second direction.
- It has a first electric drive unit for moving the light-shielding unit.
- a lens barrel for accommodating a first optical system, a projection optical system, a first reflecting portion and a second reflecting portion is provided, and at least one of a zoom lens and a focus lens is provided in the lens barrel.
- a second electric drive unit for driving the zoom lens and the focus lens is arranged outside the lens barrel, and the first electric drive unit is arranged inside the lens barrel.
- a lens barrel that accommodates the first optical system, projection optical system, first reflecting section, and second reflecting section, and a lens that shifts the lens barrel with respect to the electro-optical element in a plane that intersects the first optical axis. It is equipped with a shift mechanism.
- the projection device includes an electro-optical element, a housing, and a projection lens.
- It is equipped with a lens shift mechanism that shifts the relative positions of the electro-optical element and the projection lens in a plane that intersects the first optical axis.
- Another projection lens according to the technique of the present disclosure is a projection lens through which light from an electro-optical element passes, and bends the first optical system through which the light of the first optical axis passes and the light of the first optical axis.
- the present disclosure it is possible to provide a projection lens and a projection device that are more useful than the conventional ones when the projection lens has a bent optical axis and a function of changing the projection direction.
- FIG. 9A is a plan view
- FIG. 9B is a front view
- FIG. 9C is a side view.
- FIG. 10A shows the initial position
- FIG. 10B shows the position rotated by 90 ° in the positive direction (+)
- FIG. 10C shows the position rotated by 90 ° in the negative direction ( ⁇ ).
- FIG. 11A shows the initial position
- FIG. 11B shows the position rotated 90 ° clockwise from the initial position.
- FIG. 12A shows a position rotated 180 ° clockwise from the initial position
- FIG. 12B shows a position rotated 180 ° clockwise from the initial position
- FIG. 12B shows a position rotated 270 ° clockwise from the initial position.
- It is explanatory drawing which shows the display posture of the projection image P of the projection lens when the rotation position around the 1st optical axis is 90 ° in the positive direction (+), and the rotation position around the 2nd optical axis is an initial position.
- the posture of the projection lens is an external view of the projector in which the rotation position around the first optical axis is 90 ° in the positive direction (+) and the rotation position around the second optical axis is 180 ° from the initial position.
- It is a three-view view of the projector of the posture of FIG. 15A is a plan view
- FIG. 15B is a front view
- FIG. 15C is a side view.
- the posture of the projection lens is an external view of the projector in which the rotation position around the first optical axis is the initial position and the rotation position around the second optical axis is 180 ° from the initial position.
- the posture of the projection lens is an external view of the projector in which the rotation position around the first optical axis is 90 ° in the positive direction (+) and the rotation position around the second optical axis is 90 ° from the initial position. It is a three-view view of the projector of the posture of FIG. 21A is a plan view, FIG. 21B is a front view, and FIG. 21C is a side view. It is explanatory drawing which conceptually shows the display posture of the projection image of the projection lens of the posture of FIG. It is explanatory drawing which shows the state when the projector of the posture of FIG. 20 is laid horizontally, and the projection image is projected on the wall surface. It is explanatory drawing of the lens shift mechanism.
- FIG. 28A shows the state before the shift
- FIG. 28B shows the state after the shift
- FIG. 5 is a fifth explanatory diagram illustrating the action of lens shift
- FIG. 29A shows the state before the shift
- FIG. 29B shows the state after the shift
- FIG. 6 is a sixth explanatory diagram illustrating the action of lens shift.
- FIG. 30A shows the state before the shift
- FIG. 30B shows the state after the shift.
- FIG. 31A shows the state before the shift
- FIG. 31B shows the state after the shift.
- It is a front view of a shading mechanism.
- It is an exploded perspective view of the moving mechanism of the 1st light-shielding part.
- It is a figure which shows the state which the 2nd light-shielding part is in a light-shielding position.
- It is a figure which shows the state which the 1st light-shielding part is in a light-shielding position.
- FIG. 3 is an external perspective view of a projector for explaining eclipse of a projected image different from that of FIG. 39. It is a top view of the projector for demonstrating the eclipse in the case of FIG. 42.
- FIG. 5 is an external view of a projector in a state in which the projection lens of FIG. 58 is rotated by 90 ° in the positive direction (+) around the first optical axis.
- FIG. 5 is an external view of a projector in a state in which the projection lens of FIG. 58 is rotated by 45 ° in the positive direction (+) around the first optical axis.
- FIG. 5 is an external view of a projector in a state in which a projection lens of a three-axis bending optical system is rotated by 45 ° in the positive direction (+) around the first optical axis.
- the projector 10 of the present embodiment corresponds to a projection device and includes a projection lens 11 and a main body portion 12.
- the main body 12 corresponds to a housing.
- One end of the projection lens 11 is attached to the main body 12.
- FIG. 1 shows a stored state in which the projection lens 11 is housed when the projector 10 is not used.
- the main body portion 12 includes a base portion 12A and a protruding portion 12B.
- the base portion 12A accommodates main components such as an image forming unit 26 (see FIG. 4) and a control board (not shown).
- the base portion 12A has a horizontally long substantially rectangular shape in the plan view shown in FIG.
- the projecting portion 12B projects from one end on one side extending in the longitudinal direction of the base portion 12A.
- the protruding portion 12B has a substantially rectangular shape, and the width of the protruding portion 12B is approximately half the length of one side of the base portion 12A. Therefore, the main body portion 12 has a substantially L-shape in a plan view as a whole including the base portion 12A and the protruding portion 12B.
- the substantially L-shape is an example of the shape of the main body portion, and can be appropriately changed including the respective shapes and arrangements of the protruding portion 12B and the base portion 12A.
- the space generated on the left side of the protrusion 12B is the space in which the projection lens 11 is arranged. Since this space is a space in which the outer shape of the projection lens 11 when not in use is accommodated, it is referred to here as a storage portion 12C for accommodating the projection lens 11. Like the protruding portion 12B, it has a substantially rectangular shape in a plan view. That is, in FIG. 1, it is assumed that the upper side surface 12D and the left side surface 12E of the outer peripheral surface of the main body 12 are extended in the direction in which the side surface 12D and the side surface 12E intersect. The space defined by each of the extended side surfaces 12D and 12E as the outer edge is the storage portion 12C.
- the main body portion 12 has a substantially L-shape by itself, but when viewed as a whole including the storage portion 12C, it has a substantially rectangular shape in a plan view.
- the storage portion 12C can be regarded as a recessed portion on the base portion 12A side with respect to the height of the protruding portion 12B when the projector 10 is vertically placed.
- the projection lens 11 is deformed so as not to protrude from the rectangular storage portion 12C, and then stored in the storage portion 12C. Therefore, as shown in FIG. 1, in the stored state, the projector 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole in which the L-shaped main body portion 12 and the projection lens 11 are combined, and the unevenness of the outer peripheral surface is reduced. As a result, the projector 10 can be easily carried and stored in the stored state.
- a luminous flux representing an image formed by the image forming unit 26 is incident on the projection lens 11 from the main body portion 12.
- the projection lens 11 magnifies the image light based on the incident luminous flux by the optical system and forms an image.
- the projection lens 11 projects the enlarged image of the image formed by the image forming unit 26 onto the screen 36 (see FIG. 4) as the projected image P.
- the projection lens 11 is an example of a projection lens through which light from the image forming unit 26, which is an example of an electro-optical element, passes.
- the screen 36 means an object on which the projected image P is projected, and the screen 36 may be a dedicated screen, a wall surface of a room, a floor surface, a ceiling, or the like. Further, when the projector 10 is used outdoors, the outer wall of the building and the like are also included in the screen 36.
- the projection lens 11 has a bending optical system (see FIGS. 2 and 3) that bends the optical axis twice, and in the stored state shown in FIG. 1, the projection lens 11 as a whole is upward. It has a convex, approximately U-shaped shape.
- the projection lens 11 includes an incident side end portion 14A, an intermediate portion 14B, and an exit side end portion 14C.
- the incident side end 14A is connected to one end of both ends of the intermediate portion 14B, and the exit side end 14C is connected to the other end of both ends of the intermediate portion 14B.
- Light from the main body 12 is incident on the incident side end 14A.
- An exit lens 16 is provided at the exit side end 14C.
- the light incident on the incident side end 14A from the main body 12 is guided to the exit side end 14C via the intermediate portion 14B.
- the emitting side end portion 14C emits light guided from the main body portion 12 via the incident side end portion 14A and the intermediate portion 14B from the emitting lens 16 toward the screen 36.
- the incident side end portion 14A is attached to the main body portion 12.
- the mounting position of the incident side end portion 14A is a position adjacent to the protruding portion 12B in the left-right direction of FIG. 1, and is located near the center of the base portion 12A.
- the intermediate portion 14B extends from the vicinity of the center of the base portion 12A to the end side opposite to the protruding portion 12B, that is, to the left side in FIG.
- the corner portion 14D of the exit side end portion 14C and the corner portion 12F of the protrusion portion 12B are arranged at positions that are substantially symmetrical in the left-right direction in FIG.
- the outer shape of the exit side end portion 14C is formed in substantially the same shape as the outer shape of the protruding portion 12B, so that the outer shape of the projection lens 11 and the outer shape of the main body portion 12 have a unified feeling. Therefore, in the stored state, the outer shape of the projection lens 11 is designed as if it constitutes a part of the outer shape of the main body portion 12.
- the projection lens 11 includes a bending optical system.
- the bending optical system has a first optical axis A1, a second optical axis A2, and a third optical axis A3.
- the second optical axis A2 is an optical axis bent by 90 ° with respect to the first optical axis A1.
- the third optical axis A3 is an optical axis bent by 90 ° with respect to the second optical axis A2.
- the incident side end portion 14A is non-rotatably attached to the main body portion 12.
- the intermediate portion 14B is rotatable about the first optical axis A1 with respect to the incident side end portion 14A. Since the exit side end portion 14C is connected to the intermediate portion 14B, when the intermediate portion 14B rotates with respect to the incident side end portion 14A, the exit side end portion 14C also rotates around the first optical axis A1.
- the rotatable range around the first optical axis A1 is less than 360 °, and in this example, it is 180 °.
- the rotatable range around the first optical axis A1 is limited to less than 360 ° because the protrusion 12B interferes with the projection lens 11 when the protrusion 12B is adjacent to the incident side end 14A. This is to prevent it.
- the intermediate portion 14B and the incident side end portion 14A are separated, and the portion that rotates around the first optical axis A1 is only the intermediate portion 14B.
- the intermediate portion 14B and the incident side end portion 14A may be integrally configured, and in that case, the incident side end portion 14A can be rotated around the first optical axis A1 together with the intermediate portion 14B. It may be.
- the exit side end portion 14C can rotate around the second optical axis A2 with respect to the intermediate portion 14B. Unlike the intermediate portion 14B, there is no limitation on the rotation of the exit side end portion 14C around the second optical axis A2. For example, it is also possible to rotate the exit side end 14C by 360 ° or more.
- the exit side end 14C can rotate around the two axes of the first optical axis A1 and the second optical axis A2. As a result, the user can change the projection direction of the projection lens 11 without moving the main body 12.
- FIG. 2 shows a state in which the projector 10 is placed horizontally with respect to the installation surface 18, and FIG. 3 shows a state in which the projector 10 is placed vertically with respect to the installation surface 18.
- the projector 10 can be used in the horizontal posture and the vertical posture.
- an operation panel 22 is provided on the side surface 12D of the protrusion 12B.
- the operation panel 22 has a plurality of operation switches.
- the operation switch is, for example, a power switch, an adjustment switch, or the like.
- the adjustment switch is a switch for performing various adjustments.
- the adjustment switch includes, for example, a switch for adjusting the image quality of the image projected on the screen 36 and performing keystone correction.
- the adjustment switch also includes a switch for operating the lens shift mechanism 57 (see FIG. 5 and the like) and the light shielding mechanism 65 (see FIG. 6 and the like) described later.
- the lens shift mechanism 57 is used for adjusting the projection position of the image.
- the shading mechanism 65 is used to dimm a part of the light projected by the projection lens 11.
- the main body 12 is provided with an image forming unit 26.
- the image forming unit 26 forms an image to be projected.
- the image forming unit 26 includes an image forming panel 32, a light source 34, a light guide member (not shown), and the like.
- the image forming panel 32 is an example of an electro-optical element.
- the light source 34 irradiates the image forming panel 32 with light.
- the light guide member guides the light from the light source 34 to the image forming panel 32.
- the image forming unit 26 is, for example, a reflection type image forming unit using DMD as the image forming panel 32.
- the DMD has a plurality of micromirrors capable of changing the reflection direction of the light emitted from the light source 34, and is an image display element in which each micromirror is arranged two-dimensionally in pixel units. is there.
- the DMD performs optical modulation according to the image by switching the on / off of the reflected light of the light from the light source 34 by changing the direction of each micromirror according to the image.
- the light source 34 is a white light source.
- a white light source emits white light.
- the white light source is, for example, a light source realized by combining a laser light source that emits blue light and a phosphor that emits yellow light using blue light as excitation light.
- the projection lens 11 includes a lens barrel 40.
- the lens barrel 40 accommodates a bending optical system.
- the lens barrel 40 includes a first lens barrel 41, a second lens barrel 42, and a third lens barrel 43.
- Each of the first lens barrel portion 41, the second lens barrel portion 42, and the third lens barrel portion 43 accommodates a lens.
- the lens housed in the first lens barrel 41 is arranged on the first optical axis A1.
- the lens housed in the second lens barrel 42 is arranged on the second optical axis A2.
- the lens housed in the third lens barrel 43 is arranged on the third optical axis A3.
- the central axis of the first lens barrel 41 substantially coincides with the first optical axis A1.
- FIGS. 5 and 6 show the lens barrel 40 in the substantially U-shaped state shown in FIGS. 2 and 4.
- the lens shown as one lens in the figure may actually be composed of one lens or a plurality of lenses.
- the first lens barrel 41 is the lens barrel located on the most incident side
- the third lens barrel 43 is the lens barrel located on the most emitting side
- the second lens barrel 42 is the first lens barrel. It is a lens barrel portion located between the lens barrel portion 41 and the third lens barrel portion 43.
- the optical system included in the projection lens 11 is a magnifying optical system that magnifies the luminous flux incident from the image forming panel 32 and projects it onto the screen 36. Therefore, the incident side is synonymous with the reduction side, and the emission side is synonymous with the expansion side. In the following, the incident side may be referred to as the reduction side, and the emission side may be referred to as the expansion side.
- the lens barrel 40 includes a first mirror holding portion 44 and a second mirror holding portion 46.
- the first mirror holding portion 44 holds the first mirror 48
- the second mirror holding portion 46 holds the second mirror 49.
- Each of the first mirror 48 and the second mirror 49 is one of the optical elements constituting the bending optical system, and is a reflecting portion that bends the optical axis.
- the first mirror 48 is an example of a first reflecting portion that bends the light of the first optical axis A1 into the light of the second optical axis A2.
- the second mirror 49 is an example of a second reflecting portion that bends the light of the second optical axis A2 into the light of the third optical axis A3.
- the first mirror holding portion 44 is arranged between the first lens barrel portion 41 and the second lens barrel portion 42.
- the second mirror holding portion 46 is arranged between the second lens barrel portion 42 and the third lens barrel portion 43.
- the lens barrel 40 is covered with an exterior cover 50 except for a part of the exit lens 16 and the like.
- the exterior cover 50 includes a first exterior cover 50A, a second exterior cover 50B, and a third exterior cover 50C.
- the first exterior cover 50A is an exterior cover corresponding to the incident side end portion 14A
- the second exterior cover 50B is an exterior cover corresponding to the intermediate portion 14B
- the third exterior cover 50C is the exit side end. It is an exterior cover corresponding to the part 14C.
- the first exterior cover 50A covers the first lens barrel portion 41 and constitutes the outer peripheral surface of the incident side end portion 14A.
- the second exterior cover 50B mainly covers the first mirror holding portion 44 and the second mirror body portion 42, and constitutes the outer peripheral surface of the intermediate portion 14B.
- the third exterior cover 50C mainly covers the second mirror holding portion 46 and the third mirror body portion 43, and constitutes the outer peripheral surface of the exit side end portion 14C.
- various actuators are arranged outside the lens barrel 40.
- a zoom motor 51 is provided on the outer peripheral surface of the first mirror body 41, and a focus motor 52 is provided on the outer peripheral surface of the second mirror holding portion 46.
- a solenoid 53 (see FIG. 6) is provided on the outer peripheral surface of the first mirror holding portion 44, and a solenoid 54 is provided on the outer peripheral surface of the second mirror body portion 42.
- the solenoid 53 constitutes the first rotation lock mechanism.
- the solenoid 54 constitutes a second rotation lock mechanism.
- the first lens barrel 41 includes an inner cylinder 41A, an outer cylinder 41B, a zoom lens barrel 41C, a cam cylinder 41D, and a focus adjustment cylinder 41E.
- a flange 56 is provided at the incident side end of the inner cylinder 41A on the first optical axis A1 so as to project outward in the radial direction of the inner cylinder 41A.
- the flange 56 is an attachment portion for attaching the lens barrel 40 to the lens shift mechanism 57 (see also FIG. 24) shown in FIG.
- the projection lens 11 is attached to the main body 12 via the lens shift mechanism 57.
- the lens shift mechanism 57 is fixed to the main body 12. Further, the inner cylinder 41A is fixed to the lens shift mechanism 57.
- the lens shift mechanism 57 and the inner cylinder 41A cannot rotate around the first optical axis A1 with respect to the main body portion 12.
- the outer cylinder 41B is arranged on the exit side of the inner cylinder 41A and covers a part of the outer peripheral surface of the inner cylinder 41A.
- the outer cylinder 41B is rotatably attached to the inner cylinder 41A around the first optical axis A1.
- the first lens barrel 41 holds the first optical system L1.
- the first optical system L1 is an example of the first optical system through which the light of the first optical axis A1 passes.
- the first optical system L1 is composed of, for example, a lens FA, a lens group Z1, and a lens Z2.
- the lens group Z1 is composed of a lens Z11 and a lens Z12.
- the cam cylinder 41D and the zoom lens barrel 41C are housed in the inner cylinder 41A.
- the zoom lens barrel 41C has two groups of zoom lenses.
- the two groups of zoom lenses are composed of a lens group Z1 and a lens Z2.
- a fixed diaphragm St is provided between the lens Z11 and the lens Z12.
- the cam cylinder 41D is rotated by driving the zoom motor 51.
- a cylindrical gear 58 is provided on the outside of the inner cylinder 41A.
- the driving force of the zoom motor 51 is transmitted to the cam cylinder 41D via the gear 58.
- a zoom lens including a lens group Z1 and a lens Z2 is provided in the lens barrel 40, and a zoom motor 51 for driving the zoom lens is arranged outside the lens barrel 40.
- the zoom motor 51 is an example of the second electric drive unit.
- the focus adjustment cylinder 41E is attached to the end of the inner cylinder 41A on the incident side, and is rotatable around the first optical axis A1 with respect to the inner cylinder 41A. Screw grooves are formed on the outer peripheral surface of the exit side end of the focus adjustment cylinder 41E and the inner peripheral surface of the inner cylinder 41A, and the screw grooves mesh with each other. Since the inner cylinder 41A is fixed to the main body 12, when the focus adjusting cylinder 41E rotates with respect to the inner cylinder 41A, the focus adjusting cylinder 41E moves along the first optical axis A1 by the action of the screw. Due to this movement, the focus adjustment lens FA in the focus adjustment cylinder 41E moves along the first optical axis A1.
- a first rotation position detection sensor 59 is provided on the outer peripheral surface of the outer cylinder 41B.
- the first rotation position detection sensor 59 detects the rotation position of the outer cylinder 41B with respect to the inner cylinder 41A.
- the first rotation position detection sensor 59 is, for example, a photo sensor.
- a pattern forming portion (not shown) in which a pattern optically read by the first rotation position detection sensor 59 is formed is provided on the outer peripheral surface of the inner cylinder 41A. In the pattern forming portion, a plurality of different patterns are formed depending on the position of the inner cylinder 41A in the circumferential direction.
- the pattern read by the first rotation position detection sensor 59 changes according to the rotation position of the outer cylinder 41B. As a result, the rotational position of the outer cylinder 41B with respect to the inner cylinder 41A is detected.
- a light shielding mechanism 65 is provided at the end of the inner cylinder 41A on the exit side. Since the inner cylinder 41A does not rotate around the first optical axis A1 with respect to the main body 12, the light shielding mechanism 65 also does not rotate around the first optical axis A1. As will be described later, the light-shielding mechanism 65 is an example of a light-shielding unit that blocks a part of the light emitted by the image forming panel 32, which is an example of an electro-optical element. In this example, the light-shielding mechanism 65 is arranged in the lens barrel 40.
- the first mirror holding portion 44 is attached to the end portion of the outer cylinder 41B on the exit side. Therefore, the first mirror holding portion 44 rotates around the first optical axis A1 as the outer cylinder 41B rotates around the first optical axis A1 with respect to the inner cylinder 41A.
- the first mirror holding portion 44 holds the first mirror 48 in a posture in which the reflecting surface of the first mirror 48 forms an angle of 45 ° with respect to each of the first optical axis A1 and the second optical axis A2.
- the first mirror 48 is a specular reflection type mirror in which a transparent member such as glass is coated with a reflective film.
- the second lens barrel 42 includes an outer cylinder 42A and an inner cylinder 42B.
- the end of the outer cylinder 42A on the incident side is attached to the first mirror holding portion 44.
- the inner cylinder 42B is rotatably attached to the outer cylinder 42A around the second optical axis A2.
- the second lens barrel 42 holds the second optical system L2.
- the second optical system L2 is an example of a second optical system through which the light of the second optical axis A2 passes.
- the second optical system L2 is composed of, for example, a lens L21 and a lens L22.
- the outer cylinder 42A holds the lens L21.
- the inner cylinder 42B holds the lens L22.
- the lens L22 is a two-lens configuration lens.
- the second optical system L2 functions as a relay lens. More specifically, the first optical system L1 of the first mirror body 41 forms an intermediate image MI in the first mirror holding portion 44. The second optical system L2 relays the luminous flux representing the intermediate image MI to the second mirror holding portion 46 and the third lens barrel portion 43 with the intermediate image MI as a subject.
- the intermediate image MI in the lens barrel 40, it is possible to suppress an increase in the diameter of the lens on the magnifying side of the intermediate image MI. That is, the projection lens 11 enlarges the image of the size of the image display surface of the image forming panel 32 to the size of the projected image P.
- the lens diameter must be continuously increased from the reduction side to the enlargement side in order to pass the luminous flux spreading from the reduction side to the enlargement side.
- the luminous flux can be once reduced by forming the intermediate image MI, it is possible to suppress an increase in the diameter of the lens on the magnifying side of the intermediate image MI.
- the second mirror holding portion 46 is attached to the exit side end of the inner cylinder 42B. Therefore, the second mirror holding portion 46 rotates around the second optical axis A2 as the inner cylinder 42B rotates around the second optical axis A2 with respect to the outer cylinder 42A.
- a second rotation position detection sensor 60 is provided on the outer peripheral surface of the outer cylinder 42A.
- the second rotation position detection sensor 60 detects the rotation position of the inner cylinder 42B with respect to the outer cylinder 42A.
- the second rotation position detection sensor 60 is, for example, a photo sensor, like the first rotation position detection sensor 59.
- a pattern forming portion (not shown) in which a pattern optically read by the second rotation position detection sensor 60 is formed is provided on the outer peripheral surface of the inner cylinder 42B.
- a plurality of different patterns are formed in the pattern forming portion depending on the position of the inner cylinder 42B in the circumferential direction.
- the pattern read by the second rotation position detection sensor 60 changes according to the rotation position of the inner cylinder 42B. As a result, the rotational position of the inner cylinder 42B with respect to the outer cylinder 42A is detected.
- the display posture of the projected image P projected on the screen 36 changes according to the rotation of the optical axes.
- the main body 12 changes the top, bottom, left and right of the image formed by the image forming panel 32 according to the rotation position detected by the first rotation position detection sensor 59 and the second rotation position detection sensor 60.
- the second mirror holding portion 46 holds the second mirror 49 in a posture in which the reflecting surface of the second mirror 49 forms an angle of 45 ° with respect to each of the second optical axis A2 and the third optical axis A3.
- the second mirror 49 is a specular reflection type mirror similar to the first mirror 48.
- the exit side end 46A of the second mirror holding portion 46 constitutes the third lens barrel portion 43.
- the third lens barrel portion 43 includes a fixed cylinder 43A, an exit lens holding frame 43B, and a focus lens barrel 43C.
- the third lens barrel 43 holds the third optical system L3.
- the third optical system L3 is an optical system through which the light of the third optical axis A3 passes, and the third optical system L3 is an example of a projection optical system that projects light from the third optical axis A3.
- the third optical system L3 is composed of, for example, a lens L31, a lens L32, and an exit lens 16.
- the end portion 46A is a tubular portion whose central axis substantially coincides with the third optical axis A3, and functions as a lens holding frame for holding the lens L31.
- a fixed cylinder 43A is attached to the exit side of the end portion 46A.
- An exit lens holding frame 43B is attached to the end of the fixed cylinder 43A on the exit side.
- the fixed cylinder 43A holds the focus lens barrel 43C movably in the third optical axis A3 direction on the inner peripheral side.
- the focus lens barrel 43C holds the focusing lens L32.
- the focus motor 52 moves the lens L32 via a gear 62 and a drive pin 62A arranged on the outer periphery of the fixed cylinder 43A.
- the inner cylinder 41A and the outer cylinder 41B of the first lens barrel 41 have the first mirror 48 (an example of the first reflecting portion) and the second optical system L2 (an example of the second optical system) with the first optical axis A1.
- the outer cylinder 42A and the inner cylinder 42B of the second lens barrel 42 rotate around the second optical axis A2 around the second mirror 49 (an example of the second reflecting portion) and the third optical system L3 (an example of the projection optical system).
- the intermediate portion 14B and the exit side end portion 14C rotate around the first optical axis A1 with respect to the main body portion 12. Further, the second rotation mechanism causes the exit side end portion 14C to rotate around the second optical axis A2 with respect to the intermediate portion 14B.
- FIG. 8 is an example of a ray diagram of the projection lens 11.
- the light emitted by the image forming panel 32 is incident on the first optical system L1.
- the first optical system L1 forms an image of the incident light as an intermediate image MI.
- the formation position of the intermediate image MI is set between the first mirror 48 and the second optical system L2.
- the light formed as the intermediate image MI passes through the second optical system L2 and is incident on the second mirror 49.
- the light reflected by the second mirror 49 is incident on the third optical system L3.
- the light incident on the third optical system L3 is projected from the exit lens 16 toward the screen 36 through the third optical system L3.
- FIG. 8 is an example of a state in which the first optical axis A1 is offset with respect to the center 32A of the image forming panel 32.
- the center 32A of the image forming panel 32 is offset toward the lower side of FIG. 8 with respect to the first optical axis A1.
- the projection position of the projection image P is offset toward the upper side of FIG. 8 with respect to the third optical axis A3.
- the on-axis ray and the off-axis ray are most dispersed.
- the position where the degree of dispersion of the on-axis ray and the off-axis ray is relatively high is near the reduction side or the enlargement side of the formation position of the intermediate image MI.
- the shading mechanism 65 is used to dimm the peripheral light amount of the light projected from the emitting lens 16. From that point of view, it is not preferable that the brightness of the entire screen of the projected image P is reduced, and it is preferable that only the light around the light passing through the projection lens 11 is blocked by the shading mechanism 65.
- the light-shielding mechanism 65 is arranged near the reduction side of the formation position of the intermediate image MI. .. Specifically, the light-shielding mechanism 65 is arranged between the first lens Z2 and the first mirror 48 with reference to the formation position on the reduction side of the formation position of the intermediate image MI. In other words, the lens Z2 is the lens closest to the intermediate image MI on the reduction side of the formation position of the intermediate image MI.
- FIG. 9 is an external view when the projection lens 11 is in the retracted state
- FIG. 9A is a plan view
- FIG. 9B is a front view
- FIG. 9C is a side view.
- the posture of the projection lens 11 shown in FIG. 9 is set as the initial position of each of the rotation position around the first optical axis A1 and the rotation position around the second optical axis A2.
- the rotation angle of the projection lens 11 around the first optical axis A1 is 0 °
- the rotation angle around the second optical axis A2 is also 0 °.
- FIG. 10 is a front view of the projector 10 as viewed from the first optical axis A1 direction.
- the projection lens 11 rotates with respect to the main body 12 at intervals of 90 ° around the first optical axis A1.
- the second optical axis A2 can be rotated around the first optical axis A1 at intervals of 90 °.
- the rotation range of the projection lens 11 around the first optical axis A1 is 180 ° in this example.
- the rotation position shown in FIG. 10A is the initial position also shown in FIG. 9B, and the rotation angle around the first optical axis A1 is 0 °.
- the rotation position of the projection lens 11 shown in FIG. 10B is a rotation position in which the rotation angle is 90 ° in the positive direction (+).
- the rotation position of the projection lens 11 shown in FIG. 10C is a rotation position in which the rotation angle is 90 ° in the negative direction ( ⁇ ). In this way, the projection lens 11 can change the rotation position around the first optical axis A1 to the three rotation positions shown in FIGS. 10A to 10C.
- FIGS. 11 and 12 are plan views of the projector 10 in a state where the projection lens 11 is rotated by 90 ° in the positive direction (+) around the first optical axis A1 as shown in FIG. 10B.
- the emission side end portion 14C rotates about the second optical axis A2 at intervals of 90 ° with respect to the intermediate portion 14B.
- the third optical axis A3 can be rotated around the second optical axis A2 at intervals of 90 °.
- the rotation range of the exit side end 14C around the second optical axis A2 is 360 ° or more in this example.
- the rotation position shown in FIG. 11A is an initial position around the second optical axis A2 shown in FIG. 9, and the rotation angle of the exit side end portion 14C is 0 °.
- FIG. 9 the rotation position around the first optical axis A1 of the projection lens 11 shows the state of the initial position, whereas in FIG. 11A, the rotation position around the first optical axis A1 is in the positive direction ( It is rotated 90 ° to +).
- FIG. 11A is the same as that of FIG.
- the rotation position of the exit side end portion 14C shown in FIG. 11B is a rotation position at a rotation angle of 90 °. is there. Further, in FIG.
- the rotation position of the exit side end portion 14C shown in FIG. 12A is a rotation position having a rotation angle of 180 °.
- the rotation position of the exit side end portion 14C shown in FIG. 12B is a rotation position having a rotation angle of 270 °.
- the emission side end portion 14C can change the rotation position around the first optical axis A1 to the four rotation positions shown in FIGS. 11A, 11B, 12A, and 12B. It is possible.
- the projection lens 11 can be polarized into three rotation positions at 90 ° intervals around the first optical axis A1, and can be changed to four rotation positions at 90 ° intervals around the second optical axis A2. .. Therefore, the posture of the projection lens 11 with respect to the main body 12 can be changed in 12 ways in 3 ⁇ 4.
- the projector 10 has a horizontal posture shown in FIG. 2 (including both a floor standing posture and a ceiling hanging posture) and a vertical posture shown in FIG. 3 (floor standing posture and ceiling hanging posture). It can be used in both cases (including both in the case of lowering). Therefore, distinguishing between the horizontal installation and the vertical installation, the projection lens 11 can be changed to a total of 24 postures at 12 ⁇ 2.
- the 24 patterns include postures that cannot be practically used as in the stored state shown in FIG. 1, but in the case of a conventional projector having a straight optical axis and no bending optical system, the projection lens Since there is only one posture, there are many variations in the posture of the projection lens 11 as compared with that.
- FIG. 13 is an explanatory diagram conceptually showing the display posture of the projected image P when the posture of the projection lens 11 is shown in FIG. 11A. That is, the rotation position of the projection lens 11 around the first optical axis A1 is 90 ° in the positive direction (+), and the rotation position of the exit side end 14C around the second optical axis A2 is 0 °. is there. In this posture, the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are parallel.
- the first optical system L1 is conceptually shown as one lens.
- the shape of the image display surface is, for example, a rectangle having an aspect ratio of 16: 9.
- the image forming panel 32 is arranged so that the image display surface is horizontally long when the main body 12 is in the horizontal posture. That is, when the main body 12 is placed horizontally, the longitudinal direction of the image display surface is substantially parallel to the installation surface 18 (see FIG. 2) of the main body 12.
- the aspect ratio of the image forming panel 32 may be 4: 3, or may be an aspect ratio that is more elongated than 16: 9.
- the luminous flux emitted from the image forming panel 32 is incident on the first optical system L1.
- the luminous flux incident on the first optical system L1 is reflected by the first mirror 48, and then an intermediate image MI is formed. Since the intermediate image MI is an image formed by the first optical system L1, the top, bottom, left, and right are reversed from the image displayed on the image forming panel 32.
- the longitudinal direction of the image display screen on the first optical axis A1 and the longitudinal direction of the intermediate image MI on the second optical axis A2 are kept substantially parallel in relation to the installation surface 18 of the main body 12, and the first mirror There is no change in the attitude with respect to the installation surface 18 due to the bending of the optical path from the first optical axis A1 to the second optical axis A2 by 48.
- the luminous flux from the intermediate image MI is reflected by the second mirror 49, but since the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are parallel to each other, the longitudinal direction of the intermediate image MI on the second optical axis A2 and the second The longitudinal direction of the projected image P projected from the three optical axes A3 is substantially parallel to the installation surface 18. That is, in the case of FIG. 13, when the projector 10 is placed horizontally, for example, the display posture of the projected image P projected from the projection lens 11 with respect to the wall surface of the room is horizontally long.
- FIG. 14 to 17 show the posture of the projection lens 11 when only the exit side end 14C is rotated by 180 ° from the state shown in FIG. 12A, that is, the state shown in FIG. 11A.
- 15 is a three-view view of the projector 10 in the posture shown in FIG. 14, FIG. 15A is a plan view, FIG. 15B is a front view, and FIG. 15C is a side view.
- FIG. 16 is an explanatory diagram conceptually showing the display posture of the projected image P when the posture of the projection lens 11 is shown in FIG. That is, when the posture of the projection lens 11 is shown in FIG. 14, the rotation position of the projection lens 11 around the first optical axis A1 is 90 ° in the positive direction (+) with reference to the initial position shown in FIG. The rotational position of the exit side end 14C around the second optical axis A2 is 180 °. The difference between FIGS. 16 and 13 is that the exit side end 14C is rotated 180 ° around the second optical axis A2. Even if the exit side end 14C is rotated 180 ° around the second optical axis A2 in this way, in the posture of FIG. 16, the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are parallel as in FIG. is there.
- the luminous flux from the intermediate image MI is reflected by the second mirror 49, but since the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are parallel to each other, it is in the longitudinal direction of the intermediate image MI on the second optical axis A2.
- the longitudinal direction of the projected image P projected from the third optical axis A3 is substantially parallel to the installation surface 18, respectively. Therefore, as shown in FIG. 17, the projection when the projector 10 having the posture shown in FIGS. 14 and 16 is horizontally placed on the floor surface of the room 66 and the projection image P is projected on the wall surface.
- the display posture of the image P is horizontally long.
- the display posture of the projected image P is the same as that of FIG. 13 in the case of FIG.
- FIG. 18 and 19 show the posture of the projection lens 11 when the projection lens 11 is rotated 90 ° clockwise around the first optical axis A1 from the state shown in FIGS. 14 and 16.
- FIG. 19 is an explanatory diagram conceptually showing the display posture of the projected image P when the posture of the projection lens 11 is shown in FIG.
- the posture of the projection lens 11 shown in FIG. 18 is such that the rotation position of the projection lens 11 around the first optical axis A1 is 0 ° and the emission side around the second optical axis A2 is based on the initial position shown in FIG.
- the rotation position of the end portion 14C is 180 °.
- FIG. 19 The difference between FIG. 19 and FIGS. 13 and 16 is that the projection lens 11 is rotated 90 ° clockwise around the first optical axis A1. Even if the projection lens 11 is rotated by 90 ° around the first optical axis A1 in this way, in the posture of FIG. 19, the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are parallel as in FIGS. 13 and 16. Is.
- the luminous flux from the intermediate image MI is reflected by the second mirror 49, but since the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are parallel to each other, it is in the longitudinal direction of the intermediate image MI on the second optical axis A2.
- the longitudinal direction of the projected image P projected from the third optical axis A3 is substantially parallel to the installation surface 18, respectively. Therefore, when the posture of the projection lens 11 is shown in FIG. 18, when the projector 10 is placed horizontally, the display posture of the projected image P projected on the wall surface of the room 66 is the same as in the posture shown in FIG. , It becomes horizontally long as in FIG.
- FIG. 21 is a three-view view of the projector 10 in the posture shown in FIG. 20, FIG. 21A is a plan view, FIG. 21B is a front view, and FIG. 21C is a side view.
- FIG. 22 is an explanatory diagram conceptually showing the display posture of the projected image P when the posture of the projection lens 11 is shown in FIG. 20. That is, when the posture of the projection lens 11 is shown in FIG. 20, the rotation position of the projection lens 11 around the first optical axis A1 is 90 ° in the positive direction (+) with reference to the initial position shown in FIG. The rotational position of the exit side end 14C around the second optical axis A2 is 90 °.
- FIGS. 22 and 16 The difference between FIGS. 22 and 16 is that the exit side end 14C is rotated by 90 ° around the second optical axis A2.
- the first optical axis A1 and the third optical axis A3 are orthogonal to each other, unlike FIG. This means that the reflection direction of the second mirror 49 is changed by 90 ° due to the rotation of the exit side end portion 14C around the second optical axis A2.
- the longitudinal direction of the intermediate image MI on the second optical axis A2 is substantially parallel to the installation surface 18, but when the luminous flux from the intermediate image MI is reflected by the second mirror 49, it is projected from the third optical axis A3.
- the longitudinal direction of the projected image P is rotated by 90 ° with respect to the installation surface 18. Therefore, when the posture of the projection lens 11 is shown in FIG. 20, and as shown in FIG. 23, when the projector 10 is in the horizontal posture, the display posture of the projection image P projected on the wall surface of the room 66 is shown in FIG. Based on the display posture of 17, it is rotated by 90 ° and becomes vertically long.
- FIG. 24 shows the lens shift mechanism 57.
- the lens shift mechanism 57 shifts the lens barrel 40 with respect to the image forming panel 32, which is an example of the electro-optical element, in the plane intersecting the first optical axis A1.
- the lens shift mechanism 57 shifts the lens barrel 40 in the XY plane orthogonal to the first optical axis A1.
- the lens shift mechanism 57 has a base plate 71, a first moving plate 72, and a second moving plate 73.
- the first moving plate 72 is attached to the base plate 71 via a first shaft 74 tilted by 45 ° with respect to the X-axis and the Y-axis.
- the first shaft 74 is fixed to the base plate 71.
- the first moving plate 72 is supported so as to be movable in the axial direction of the first shaft 74.
- a second shaft 76 is fixed to the first moving plate 72.
- the second shaft 76 is orthogonal to the first shaft 74, and is arranged at an angle of 45 ° with respect to the X-axis and the Y-axis in the direction opposite to that of the first shaft 74.
- the second moving plate 73 is supported so as to be movable in the axial direction of the second shaft 76.
- the flange 56 of the lens barrel 40 is fixed to the second moving plate 73.
- the first moving plate 72 and the second moving plate 73 move in directions tilted by 45 ° with respect to the X-axis and the Y-axis, respectively, but by combining the moving amounts of the first moving plate 72 and the second moving plate 73, ,
- the lens barrel 40 can be moved along the X and Y directions.
- the first moving plate 72 and the second moving plate 73 are each driven by an electric driving unit 77 such as a solenoid or a motor.
- the projection position of the projection image P can be shifted without moving the main body 12.
- 25 to 27 show an example in which the lens barrel 40 of this example is shifted in the Y direction (vertical direction in the figure) shown in FIG. 24.
- FIG. 25 shows a state in which the center 32A of the image forming panel 32 and the first optical axis A1 coincide with each other.
- the image center PO of the projected image P and the third optical axis A3 coincide with each other.
- the first optical axis A1 is aligned with respect to the center 32A of the image forming panel 32. Shift upwards.
- the image center PO of the projected image P is also shifted upward with respect to the third optical axis A3.
- the projection position of the projection image P shifts upward.
- 28 to 31 are explanatory views showing an example of using the lens shift mechanism 57.
- 28 and 29 are examples of use in which the projector 10 having the posture shown in FIG. 14 of the projection lens 11 is placed horizontally on the floor surface and the projected image P is projected onto the wall surface. As shown in FIG. 17, in this case, the display posture of the projected image P is horizontally long.
- FIG. 28 using the lens shift mechanism 57.
- the projection position of the projected image P moves upward as shown in FIG. 28B from the position shown in FIG. 28A. shift.
- FIG. 29A when the lens barrel 40 is shifted to the left on the X axis (see FIG. 24) with respect to the image forming panel 32, the projection position of the projected image P is the position shown in FIG. 29A. Shifts to the left side shown in FIG. 29B.
- FIG. 30 and 31 are examples of use in which the projector 10 having the posture shown in FIG. 20 of the projection lens 11 is placed horizontally on the floor surface and the projected image P is projected onto the wall surface. As shown in FIG. 23, in this case, the display posture of the projected image P is vertically long.
- the projection position of the projected image P is changed.
- the position is shifted upward as shown in FIG. 30B from the position shown in FIG. 30A.
- the projection position of the projected image P is the position shown in FIG. 31A. Shifts to the left side shown in FIG. 31B.
- the light-shielding mechanism 65 has a first light-shielding portion 81 and a second light-shielding portion 82.
- the light-shielding mechanism 65 blocks the peripheral light rays of the luminous flux BM1 emitted from the image forming panel 32 and passing through the first optical axis A1. Since the image display screen of the image forming panel 32 is rectangular, the luminous flux BM1 also has a rectangular cross-sectional shape orthogonal to the first optical axis A1.
- the first light-shielding portion 81 extends in the long side direction of the light flux BM1
- the second light-shielding portion 82 extends in the short-side direction of the light flux BM1.
- the first light-shielding unit 81 is a first light-shielding unit extending in the first direction (corresponding to the long side direction and the X direction) intersecting the optical axis (first optical axis A1) direction through which the light to be blocked (luminous flux BM1) passes.
- the second light-shielding portion 82 is a second light-shielding portion extending in the second direction (corresponding to the short-side direction and the Y direction) intersecting the first optical axis A1 and the first direction (the long side direction of the first light-shielding portion 81). This is an example.
- Two first light-shielding portions 81 are provided.
- the two first light-shielding portions 81 are arranged along two opposite long sides of the luminous flux BM1, and are arranged at positions facing each other with the first optical axis A1 interposed therebetween.
- Two second light-shielding portions 82 are also provided, and the two second light-shielding portions 82 are arranged along two opposite short sides of the luminous flux BM1, and each of them faces each other with the first optical axis A1 in between. It is placed in the position to do.
- the first light-shielding portion 81 is attached to the first base board 83.
- the first base substrate 83 is fixed to the inner cylinder 41A.
- the first light-shielding portion 81 is provided so as to be movable in the Y direction with respect to the first base substrate 83.
- the second light-shielding portion 82 is attached to the second base substrate 84.
- the second base substrate 84 is fixed to the inner cylinder 41A.
- the second light-shielding portion 82 is provided so as to be movable in the X direction with respect to the second base substrate 84.
- FIG. 33 shows the mounting structure and moving mechanism of the first light-shielding portion 81.
- a mounting portion 81A projecting in the Y direction is provided at the center of the first light-shielding portion 81.
- a guide portion 81B for guiding the movement in the Y direction is provided on the surface of the mounting portion 81A facing the first base substrate 83.
- the first base substrate 83 is provided with a rail portion 83A that guides the movement of the first light-shielding portion 81 in the Y direction by engaging with the guide portion 81B.
- the first base substrate 83 is provided with a guide shaft 83B extending in the moving direction of the first light-shielding portion 81 in parallel with the rail portion 83A.
- the guide shaft 83B is fixed to the first base substrate 83.
- the attachment portion 81A of the first light-shielding portion 81 is provided with a slider 81C to be inserted through the guide shaft 83B.
- a coil spring 85 is provided on the guide shaft 83B. One end of the coil spring 85 engages the end of the guide shaft 83B and the other end engages the slider 81C.
- the coil spring 85 is a spring that generates an urging force in the contracting direction, and pulls the slider 81C toward the outside of the inner cylinder 41A in the Y direction.
- the coil spring 85 urges the first light-shielding portion 81 to an initial position of retracting from the luminous flux BM1.
- the solenoid 86 is an example of a first electric drive unit for moving the first light-shielding unit 81.
- the solenoid 86 is fixed to the first base substrate 83.
- the solenoid 86 pushes the slider 81C toward the inside of the inner cylinder 41A against the urging force of the coil spring 85 by moving the plunger in the protruding direction.
- the first light-shielding portion 81 moves from the initial position toward the first optical axis A1 along the Y direction.
- the first light-shielding unit 81 When the first light-shielding unit 81 moves from the initial position toward the first optical axis A1, the first light-shielding unit 81 enters the optical path of the luminous flux BM1 and blocks the peripheral light rays of the luminous flux BM1. The position where the first light-shielding portion 81 blocks the peripheral light rays of the luminous flux BM1 is called a light-shielding position.
- the solenoid 86 retracts the plunger, the first light-shielding portion 81 returns to the initial position by the urging force of the coil spring 85.
- the amount of movement of the first light-shielding portion 81 may be adjusted by continuously or stepwise adjusting the amount of protrusion of the plunger of the solenoid 86.
- the amount of shading by the first shading unit 81 can be adjusted.
- the first base substrate 83 has a substantially fan shape having a radius equivalent to the radius of the first optical system L1 at the position where the light shielding mechanism 65 is arranged. By having such a shape, the first base substrate 83 shields the leaked light passing outside the first light-shielding portion 81 in the radial direction of the first optical system L1.
- the second base substrate 84 is fixed to the inner cylinder 41A.
- the second light-shielding portion 82 is movably attached to the second base substrate 84 in the X direction.
- the second light-shielding portion 82 moves between the retracted position for retracting from the light flux BM1 and the light-shielding position for blocking light rays around the light flux BM1 by the urging force of the solenoid 86 and the coil spring 85.
- the solenoid 86 is a first electric drive unit for the first light-shielding unit 81, and is also an example of a first electric drive unit for moving the second light-shielding unit 82.
- the two first light-shielding parts 81 and the two second light-shielding parts 82 can move independently of each other.
- FIG. 34 shows a state in which one of the second light-shielding portions 82 (on the left side in the figure) is in the light-shielding position.
- FIG. 35 shows a state in which the first light-shielding portion 81 on one side (upper side in the figure) is in the light-shielding position.
- the peripheral light on the upper side of the rectangular luminous flux BM1 is partially blocked.
- FIG. 36 shows a state in which the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 are in the light-shielding position one by one. As a result, as shown by hatching, the peripheral light passing through the long side side and the short side side of the luminous flux BM1 is partially blocked.
- FIG. 37 shows a state in which two facing first light-shielding portions 81 are in a light-shielding position. As a result, as shown by hatching, the peripheral light passing through the two opposite long sides of the luminous flux BM1 is partially blocked.
- the lens shift mechanism 57 and the light-shielding mechanism 65 are control units provided in the main body 12 based on the operation instructions (lens shift operation instruction and light-shielding unit operation instruction) input from the operation panel 22. It is controlled by 75.
- the control unit 75 is, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit), and controls each unit of the main body unit 12 by executing a control program in cooperation with a memory (not shown).
- the control unit 75 When the control unit 75 receives the operation instruction from the operation panel 22, the control unit 75 displays the operation screen as, for example, a projected image P. When the lens shift or light-shielding unit operation menu is selected on the operation screen, the control unit 75 receives the lens shift operation instruction and the light-shielding unit operation instruction according to the selected operation menu. As the lens shift operation instruction, a shift instruction in which the direction in the left-right direction or the up-down direction is specified is input, and the control unit 75 shifts the lens barrel 40 by controlling the lens shift mechanism 57 in accordance with the input shift instruction. Let me.
- the control unit 75 selects the movement target according to the selection instruction. After that, when the movement amount instruction is input, the control unit 75 moves the movement target (first light-shielding unit 81 or second light-shielding unit 82) according to the input movement amount.
- the projector 10 can be used by changing the posture of the projection lens 11 in various ways. Therefore, for example, as shown in FIG. 39, depending on the posture of the projection lens 11, the main body 12 may enter the optical path of the light emitted by the exit lens 16. In this case, a part of the light projected as the projected image P by the main body 12 is blocked, so-called eclipse occurs. If the main body 12 causes eclipse in this way, the periphery of the projected image P may become dark or the screen may be partially cut, but the projector 10 can be used. When such eclipse occurs, as shown by the region K in FIG. 40, the light of the emitting lens 16 is irradiated to the main body portion 12. In this case, if the amount of light emitted to the main body 12 is large or the irradiation time is long, the coating of the main body 12 may be adversely affected.
- the display posture of the projected image P is vertically long.
- a part of the light rays below the luminous flux BM1 is shielded by using the first light shielding portion 81 on one side in the long side direction.
- the light directed to the region K of the main body 12 located below the exit lens 16 is dimmed. Due to this dimming, it is possible to suppress an adverse effect on the painting of the main body 12.
- the lens shift mechanism 57 can shift the projection position of the projected image P as shown in FIGS. 28 to 31.
- the lens shift mechanism 57 for example, in the postures shown in FIGS. 39 and 40, the amount of light toward the region K can be reduced by shifting the projection position upward. If the amount of shift is large, it is possible to avoid eclipse. Further, in the postures shown in FIGS. 42 and 43, the lens shift mechanism 57 is used to shift the projection position in the direction opposite to that of the main body 12, thereby reducing the amount of light toward the region K. Can be done. In this case as well, if the shift amount is large, eclipse can be avoided.
- the light-shielding mechanism 65 can be used in place of or in addition to the purpose of dimming the light emitted to the main body 12 by eclipse, for the following purposes. That is, by using a plurality of projectors 10, it is possible to project an image having a large screen size. As shown in FIGS. 45 and 46, for example, by using two projectors 10 and adjoining the projection positions of the two projection images P of each projector 10, the screen is twice as large as that of one projection image P. It is possible to generate a concatenated image of size.
- Various types of connected images can be considered, and for example, there is a landscape image taken in a panorama.
- the data of the plurality of projected images P which are the components of the connected image, are output from, for example, the computer 88 to each projector 10.
- the projection position is adjusted so that the ends of the projected images P partially overlap.
- the brightness is higher than that of the other portion as it is.
- the shading mechanism 65 is used to suppress the brightness at the joint S.
- the projector 10 can make the display posture of the projected image P horizontally long as shown in FIG. 45 or vertically long as shown in FIG. 46 by changing the posture of the projection lens 11. is there.
- the joint S is in the short side direction of the projected image P.
- FIG. 47 by using the second light-shielding portion 82 located in the short-side direction of the luminous flux BM1, a part of the peripheral light rays in the short-side direction of the light flux BM1 is blocked.
- the joint S is in the long side direction of the projected image P.
- the first light shielding portion 81 located in the long side direction of the luminous flux BM1 a part of the peripheral light rays in the long side direction of the luminous flux BM1 is blocked. As a result, the brightness at the joint S is suppressed.
- two projectors 10 are used to connect two projected images P, but of course, three or more projectors 10 are used to connect three or more projected images P. You may.
- the projection lens 11 includes the first optical system L1, the first mirror 48 (an example of the first reflecting unit), the second optical system L2, and the second mirror 49 ( One of the light emitted by the second reflecting unit), the third optical system L3 (an example of the projection optical system), the first rotating mechanism and the second rotating mechanism, and the image forming panel 32 (an example of an electro-optical element). It is provided with a light-shielding mechanism 65 as a light-shielding part that blocks the light-shielding part.
- the projection lens has a bent optical axis and, for example, a function of changing the projection direction realized by a rotation mechanism, as in the projection lens 11, the optical axis has a straight optical axis that is not bent.
- a change in the posture of the projection lens 11 often causes eclipse by the main body 12.
- the projection lens 11 according to the technique of the present disclosure has a function of blocking a part of light by the light blocking mechanism 65, it is possible to reduce the amount of light emitted to the main body 12. ..
- the projection lens 11 and the projector 10 projection device according to the technique of the present disclosure, it is possible to suppress the adverse effect on the main body portion 12 due to eclipse, and the conventional projection lens having no light-shielding portion and More useful than a projector.
- the shading mechanism 65 can also be used to suppress the brightness of the joint S. Since the light-shielding mechanism 65 can also be used to suppress the brightness of the joint S, in that sense as well, the projection lens 11 and the projector 10 (an example of the projection device) according to the technique of the present disclosure are conventional projection lenses and projectors. More useful than.
- the light-shielding mechanism 65 as the light-shielding portion is in the first direction (for example, the long side direction of the luminous flux BM1) intersecting the optical axis direction (for example, the first optical axis A1) through which the light to be blocked passes. It has a first light-shielding portion 81 extending, and a second light-shielding portion 82 extending in a second direction (for example, the short side direction of the luminous flux BM1) intersecting the optical axis direction and the first direction.
- the light-shielding portion may not have both the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82, or may be only one of them.
- the effect of improving the above-mentioned usefulness can be expected.
- first light-shielding portion 81 and a second light-shielding portion 82 it is possible to flexibly respond to various posture changes of the projection lens 11. That is, when dimming the light emitted to the main body 12 by eclipse, it is necessary to block light in the long side direction of the luminous flux BM1 and to block light in the short side direction due to the change in the posture of the projection lens 11. Cases occur.
- first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 it is possible to flexibly deal with each case.
- the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 are used for dimming the joint S of the connected images. Since the display posture of the projected image P changes between portrait and landscape due to the posture change of the projection lens 11, it is convenient to use the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 properly according to the display posture. Further, the horizontally long projection images P may be arranged and connected in the vertical direction, or the vertically long projection images P may be arranged and connected in the vertical direction. Even in such a case, if both the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 are present, it is possible to flexibly deal with the portion requiring brightness suppression.
- first light-shielding portions 81 and the two second light-shielding portions 82 are arranged at positions facing each other with the optical axis (for example, the first optical axis A1) interposed therebetween, various projection lenses 11 are arranged. It is possible to respond more flexibly to various changes in posture.
- one set each of the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 arranged to face each other has been described, but two or more sets may be provided.
- the arrangement of the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 of each set has an octagonal shape. It becomes the arrangement of. Since the posture of the projection lens 11 is various, it is possible to more flexibly respond to various posture changes of the projection lens 11 by increasing the number of the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82. Become.
- first light-shielding unit 81 and the second light-shielding unit 82 can be moved independently of each other. Therefore, by using only one of the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82, the minimum necessary light-shielding can be achieved.
- the operation is easy because it has a first electric drive unit for moving the first light-shielding unit 81 and the second light-shielding unit 82.
- a zoom motor 51 and a focus motor 52 as the second electric drive unit are arranged outside the lens barrel 40, and the solenoid 86 as the first electric drive unit is inside the lens barrel 40. Have been placed.
- the second electric drive unit By arranging the second electric drive unit outside the lens barrel 40, the space inside the lens barrel 40 can be effectively used. Further, it is possible to suppress an increase in the diameter of the lens barrel 40 as compared with the case where the second electric drive unit is arranged inside the lens barrel 40.
- the light-shielding mechanism 65 which is an example of the light-shielding portion, is arranged in the lens barrel 40.
- the appearance of the projection lens 11 is better than that in the case where the light-shielding portion is arranged outside the lens barrel 40.
- the light-shielding portion is arranged outside the lens barrel 40, there may be restrictions on use such that the projection lens 11 cannot be stored in the state where the light-shielding portion is provided. By arranging the light-shielding portion in the lens barrel 40, such inconvenience can be avoided.
- the projection lens 11 includes a lens shift mechanism 57 that shifts the lens barrel 40 in addition to the light-shielding mechanism 65 including the light-shielding portion.
- the lens shift mechanism 57 has a synergistic effect with the light-shielding mechanism 65 that the light to the main body 12 due to eclipse can be dimmed or eclipse can be avoided by shifting the projection position. You can expect it.
- the lens shift mechanism 57 is also effective when connecting a plurality of projected images P. That is, when connecting a plurality of projection images P, it is necessary to adjust the projection position so that the projection images P are adjacent to each other. It is possible to adjust the projection position by moving the main body 12, but by using the lens shift mechanism 57, it is possible to easily adjust the projection position as compared with the case of moving the main body 12. it can.
- the projection lens 11 of this example has a first rotation mechanism that rotates the lens barrel 40 around the first optical axis A1 and a second rotation mechanism that rotates the exit side end 14C around the second optical axis A2. It has both.
- the light-shielding portion is particularly effective for such a biaxially rotating projection lens 11.
- the position where the light-shielding mechanism 65 as the light-shielding portion is arranged is preferably near the position where the intermediate image MI is formed, which is the position where the on-axis light rays and the off-axis light rays are dispersed.
- the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 are arranged between the first mirror 48 and the lens Z2. At this position, since the on-axis rays and the off-axis rays are relatively dispersed, it is possible to dimming only the surrounding rays, and the decrease in the brightness of the entire screen of the projected image P is suppressed. To.
- the position where the light-shielding portion is arranged is not limited to the above example.
- the positions of the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 are formed more than the fourth lens toward the reduction side (incident side) or the enlargement side (emission side) with respect to the formation position of the intermediate image MI. It suffices if it is arranged on the position side. This is because it is considered that the on-axis rays and the off-axis rays are relatively dispersed within this range.
- the range in which the light-shielding portion is arranged is within the range R1 on the reduction side and within the range R2 on the enlargement side with reference to the formation position of the intermediate image MI.
- the lens Z2, the lens Z12, the lens Z11, and the lens FA are on the reduction side of the intermediate image MI
- the lens FA is the fourth lens.
- the range R1 is a range on the formation position side of the intermediate image MI with respect to the lens FA.
- the lens L31 is the fourth lens.
- the range R2 is a range on the formation position side of the intermediate image MI with respect to the lens L31.
- a light-shielding mechanism 65 including a light-shielding portion may be arranged on the reduction side of the first lens Z2 from the formation position of the intermediate image MI within the range R1. Further, as shown in FIG. 51, a light shielding mechanism 65 may be arranged between the lens L21 and the first mirror 48 on the reduction side of the lens L21. Further, as shown in FIG. 52, a light shielding mechanism 65 may be arranged between the lens L21 and the lens L22 on the magnifying side of the lens L21. In this way, the shading mechanism 65 may be arranged on the second optical axis A2.
- the positions of the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 are more preferably the second image toward the reduction side (incident side) or the enlargement side (emission side) with reference to the formation position of the intermediate image MI. It is closer to the formation position than a certain lens.
- the light-shielding mechanism 65 is arranged adjacent to the correction lens.
- adjacent to a lens means that an optical element such as another lens is not arranged between the lens and the light shielding mechanism 65.
- the lens Z2 of this example has a lens characteristic for correcting curvature of field, and is within the fourth lens toward either the reduction side or the enlargement side with reference to the formation position of the intermediate image MI.
- the light-shielding mechanism 65 is arranged adjacent to the enlargement side of the lens Z2, and in the example of FIG. 50, the light-shielding mechanism 65 is arranged adjacent to the reduction side of the lens Z2.
- the lens closest to the image forming panel 32 which is an example of the electro-optical element
- the lens adjacent to the light-shielding mechanism 65 (a lens having lens characteristics for correcting curvature of field) is T2
- the lens T1 is as follows. It is preferable to satisfy the conditional expression 1. 1.1 ⁇ A ⁇ 2.5 ... Conditional expression 1
- the lens T1 closest to the image forming panel 32 is the lens FA in the examples of FIGS. 49 and 50. If A exceeds 2.5, which is the upper limit of the conditional expression 1, the lens diameter of the lens T2 (lens Z2 in the examples of FIGS. 40 and 50) adjacent to the light shielding mechanism 65 becomes too large, and the lens barrel 40 The whole becomes large. Further, if it is less than 1.1, not only the appropriate light-shielding effect is not obtained even if the light-shielding mechanism 65 is inserted, but also the effect of the image plane curvature correction given to the lens T2 as a lens characteristic is diminished.
- the effective diameter ratio A satisfies the following conditional expression 2. 1.2 ⁇ A ⁇ 2.5 ... Conditional expression 2
- the lens T2 is arranged within the fourth lens toward either the reduction side or the enlargement side with reference to the formation position of the intermediate image MI, but the lens T2 is arranged after the fourth lens. It may have been. Even in that case, if the effective diameter ratio A of the lens T2 and the lens T1 satisfies the conditional expression 1 or the conditional expression 2, the above effect can be expected.
- the light-shielding portion does not have to be in a form in which the first light-shielding portion 81 and the second light-shielding portion 82 are separated as in the above example, and as shown in FIG. 53, the first light-shielding portion 91 and the second light-shielding portion 92
- the bent type light-shielding portion 90 formed integrally may be used.
- the bent type light-shielding portion 90 is bent into a substantially L shape as an example.
- the bent type light-shielding portion 90 can move in the X direction (an example of the first direction) and the Y direction (an example of the second direction).
- the bent type light-shielding portion 90 is movably connected to the first support plate 93 extending in the X direction so as to be movable in the X direction.
- the connection is performed by engaging the pin 90A of the bending type light-shielding portion 90 with the elongated hole 93A formed in the first support plate 93 and long in the X direction.
- the bent type light-shielding portion 90 is urged to the left retracted position by the spring 95.
- the first support plate 93 is movably connected to the second support plate 94 extending in the Y direction in the Y direction.
- connection is performed by engaging the pin 93B of the first support plate 93 with the elongated hole 94A formed in the second support plate 94 and long in the Y direction.
- first support plate 93 is urged to the upper retracted position by the spring 95.
- the movement of the bending type light-shielding portion 90 in the X direction and the movement of the first support plate 93 in the Y direction are performed by a first electric drive unit such as a solenoid (not shown).
- the structure of the light-shielding portion may be other than this, for example, a rewind-type light-shielding film may be used, or a plurality of strip-shaped light-shielding plates are formed, and when not in use, the plurality of light-shielding plates are blind. It may be a type that can be stored in a foldable manner such as.
- the light-shielding portion as in the light-shielding mechanism 96 shown in FIGS. 55 and 56, an external type attached to the outside of the lens barrel 40, specifically, the magnifying side (exiting surface side) of the emitting lens 16 may be used. Good. As shown in FIG. 55, the light-shielding mechanism 96 is detachable from the end of the exit-side end 14C.
- the light-shielding mechanism 96 is provided with one set each of a first light-shielding portion 97 and a second light-shielding portion 98.
- the first light-shielding portion 97 is movable in the Y direction
- the second light-shielding portion 98 is movable in the X direction.
- the light-shielding mechanism 96 is not provided with an electric drive unit.
- the light-shielding mechanism 96 is a manual type that switches between the light-shielding position and the retracted position of the first light-shielding unit 97 and the second light-shielding unit 98 by manually operating the knob 99. Such a manual type may be used as the light-shielding portion.
- the light-shielding mechanism 65 as a light-shielding portion may not be provided on the projection lens 11 or may be provided on the main body portion 12.
- the shading mechanism 65 is arranged, for example, between the image forming panel 32 and the incident end of the projection lens 11. More specifically, the light-shielding mechanism 65 is arranged on the enlarged side of a prism (not shown) arranged on the enlarged side of the image forming panel 32.
- the lens shift mechanism 57 may be attached to the main body 12 instead of the projection lens 11. As described above, the main body 12 of the projector 10 may be provided with the light-shielding mechanism 65 and the lens shift mechanism 57 instead of the projection lens 11.
- the first mirror 48 (first reflecting unit) is formed around the first optical axis A1.
- the projection lens 11 having the above has been described as an example. However, only one of the first rotation mechanism and the second rotation mechanism may be used.
- the technique of the present disclosure is effective even when there is only one rotation mechanism.
- the projection lens 11 having a three-axis bending optical system has been described as an example, but a projection lens having a two-axis bending optical system may also be used.
- the projection lens 110 of the projector 100 of the second embodiment shown in FIGS. 58 to 63 is an example of a projection lens having a biaxial bending optical system.
- the projection lens 110 includes a first optical system L1 through which the light of the first optical axis A1 passes and a first mirror 48 (of the reflecting portion) that reflects the light of the first optical axis A1.
- a second optical system L2 that projects light from the second optical axis A2, a rotation mechanism that rotates the first mirror 48 and the second optical system L2 around the first optical axis A1, and light shielding as a light shielding portion. It is equipped with a mechanism 65.
- the second optical system L2 is an example of the projection optical system.
- the projection lens 110 rotates around the first optical axis A1.
- the posture of the projection lens 110 shown in FIGS. 60 and 61 is a posture in which the projection lens 110 is rotated 90 ° counterclockwise around the first optical axis A1 from the state shown in FIGS. 58 and 59.
- the exit lens 16 of the projection lens 110 faces the ceiling. As a result, the projected image P can be projected on the ceiling.
- the light shielding mechanism 65 is effective because it is necessary to dimming the light emitted to the main body 12 due to eclipse.
- the rotation position of the projection lens 110 is set at 45 ° intervals instead of 90 ° intervals.
- 62 and 63 show a state in which the rotation position of the projection lens 110 around the first optical axis A1 is set to 45 °. Similar to the case shown in FIGS. 60 and 61, when the projected image P is projected on the wall surface in the posture of the projection lens 110 shown in FIGS. 62 and 63, the display posture of the projected image P changes. That is, in the case of FIGS. 58 and 59, the display posture of the projected image P is horizontally long, whereas in the cases of FIGS. 62 and 63, the projected image P is vertically long.
- the joint S of the connected images changes depending on the display posture of the projected image P.
- the light-shielding mechanism 65 having the first light-shielding unit 81 and the second light-shielding unit 82 flexibly responds to the change even when the position of the joint S of the connected images changes according to the change in the display posture of the projected image P. Is possible.
- the projection lens 11 may be rotated at intervals of 45 ° instead of 90 °. Even in this case, the shading mechanism 65 according to the technique of the present disclosure is effective.
- the lens shift mechanism 57 has been described in a mode of shifting the projection lens 11 with respect to the image forming panel 32 which is an example of the electro-optical element, but the present invention is not limited to this, and for example, the lens shift mechanism may be used.
- the electro-optical element may be shifted with respect to the projection lens 11 instead of the projection lens 11.
- the lens shift mechanism according to the technique of the present disclosure is a lens shift mechanism that shifts the relative positions of the electro-optical element and the projection lens in a plane intersecting the first optical axis, and the lens shift mechanism 57 is This is an example.
- a projection lens having three optical axes whose optical axis is bent twice has been described as an example, but the technique of the present disclosure is applied to a projection lens having two optical axes whose optical axis is bent once. You may. Further, the technique of the present disclosure may be applied to a projection lens having four or more optical axes.
- the optical axis that is relatively on the emitting side of the four or more optical axes is the emitting side optical axis, and is immediately before the incident side of the emitting side optical axis.
- the optical axis in is the first incident side optical axis.
- the motor and the solenoid are mentioned as the electric drive units, respectively, but other ones may be used as long as they are operated by electricity.
- a transmissive image forming panel using an LCD may be used instead of the DMD.
- a panel using a self-luminous element such as an LED (Light emtiting diode) and / or an organic EL (Electroluminescence) may be used.
- a total reflection type mirror may be used instead of the specular reflection type.
- a laser light source is used as the light source 34
- a mercury lamp and / or an LED may be used as the light source 34.
- the blue laser light source and the yellow phosphor are used, but the present invention is not limited to this, and a green phosphor and a red phosphor may be used instead of the yellow phosphor. Further, a green laser light source and a red laser light source may be used instead of the yellow phosphor.
- a and / or B is synonymous with "at least one of A and B". That is, “A and / or B” means that it may be only A, only B, or a combination of A and B. Further, in the present specification, when three or more matters are connected and expressed by "and / or", the same concept as “A and / or B" is applied.
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Abstract
電気光学素子からの光が通過する投射レンズであって、第1光軸の光が通過する第1光学系と、第1光軸の光を折り曲げて第2光軸の光にする第1反射部と、第2光軸の光を折り曲げて第3光軸の光にする第2反射部と、第3光軸から光を投射する投射光学系と、第1反射部を第1光軸回りに回転させる第1回転機構、及び第2反射部及び投射光学系を第2光軸回りに回転させる第2回転機構のうちの少なくとも一方と、電気光学素子が発する光の一部を遮光する遮光部と、を備える。
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 Device:登録商標)等の電気光学素子と、電気光学素子で形成される画像を投射する投射レンズとを備えている。
特開2016-031514号には、プロジェクタの使用例として、複数のプロジェクタを用いて、各プロジェクタの投射画像の投射位置を隣接させることにより、各投射画像の複数枚分の画面サイズを持つ大画面の連結画像を得る使用例が記載されている。特開2016-031514号には、投射レンズの前方に配置され、隣接する投射画像のつなぎ目の明るさを調整する遮光板を設けることが記載されている。
本開示の技術は、投射レンズが、折れ曲がった光軸と投射方向を変化させる機能とを持つ場合において、従来よりも有用性が高い投射レンズ及び投射装置を提供することを目的とする。
本開示の技術に係る投射レンズは、電気光学素子からの光が通過する投射レンズであって、第1光軸の光が通過する第1光学系と、第1光軸の光を折り曲げて第2光軸の光にする第1反射部と、第2光軸の光を折り曲げて第3光軸の光にする第2反射部と、第3光軸から光を投射する投射光学系と、第1反射部を第1光軸回りに回転させる第1回転機構、及び第2反射部及び投射光学系を第2光軸回りに回転させる第2回転機構のうちの少なくとも一方と、電気光学素子が発する光の一部を遮光する遮光部と、を備える。
遮光部は、第1光学系、投射光学系、第1反射部及び第2反射部を収容するレンズ鏡胴内に配置されている。
第2光軸の光が通過する第2光学系を備え、第1光学系及び第2光学系のうちの少なくとも一方によって、電気光学素子が発する光が結像されることにより、レンズ鏡胴内において中間像が形成され、かつ、中間像は、投射光学系によって投射され、遮光部は、中間像の形成位置を基準に縮小側又は拡大側に向かって4枚目にあるレンズよりも、形成位置側に配置されている。
第1光学系及び第2光学系のうちの少なくとも一方によって、電気光学素子が発する光が結像されることにより、レンズ鏡胴内において中間像が形成され、かつ、中間像は、投射光学系によって投射され、レンズ鏡胴内において電気光学素子に最も近いレンズをT1とし、遮光部と隣り合うレンズをT2とし、さらに、レンズT1の遮光部側の面の有効径をDT1、レンズT2の電気光学素子側の面の有効径をDT2、及びDT1/DT2をAとした場合において、下記の条件式1を満たす。
1.1 ≦A≦2.5・・・・条件式1
1.1 ≦A≦2.5・・・・条件式1
遮光部は、遮光する光が通る光軸方向に交差する第1方向に延びる第1遮光部と、光軸方向及び第1方向に交差する第2方向に延びる第2遮光部とを有する。
第1遮光部及び第2遮光部は複数有り、複数の第1遮光部及び複数の第2遮光部は、それぞれが光軸を挟んで対向する位置に配置されている。
第1遮光部及び第2遮光部は、それぞれ独立に移動可能である。
1つの第1遮光部と1つの第2遮光部が一体に形成された屈曲型遮光部を有する。
屈曲型遮光部は、第1方向及び第2方向に移動可能である。
遮光部を移動させるための第1電気駆動部を有している。
第1光学系、投射光学系、第1反射部及び第2反射部を収容するレンズ鏡胴を備えており、レンズ鏡胴内には、ズームレンズ及びフォーカスレンズのうちの少なくとも1つが設けられており、レンズ鏡胴の外部には、ズームレンズ及びフォーカスレンズを駆動する第2電気駆動部が配置されており、第1電気駆動部は、レンズ鏡胴内に配置されている。
第1光学系、投射光学系、第1反射部及び第2反射部を収容するレンズ鏡胴と、第1光軸と交差する平面内において、電気光学素子に対してレンズ鏡胴をシフトさせるレンズシフト機構とを備えている。
本開示の技術に係る投射装置は、電気光学素子と、筐体と、投射レンズとを備えている。
第1光軸と交差する平面内において、電気光学素子と投射レンズとの相対的な位置をシフトさせるレンズシフト機構を備えている。
本開示の技術に係る別の投射レンズは、電気光学素子からの光が通過する投射レンズであって、第1光軸の光が通過する第1光学系と、第1光軸の光を折り曲げて第2光軸の光にする反射部と、第2光軸から光を投射する投射光学系と、反射部及び投射光学系を第1光軸回りに回転させる回転機構と、投射レンズの光の一部を遮光する遮光部と、を備える。
本開示によれば、投射レンズが、折れ曲がった光軸と投射方向を変化させる機能とを持つ場合において、従来よりも有用性が高い投射レンズ及び投射装置を提供することができる。
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。
「第1実施形態」
(プロジェクタと屈曲光学系を有する投射レンズの基本構成)
図1に示すように、本実施形態のプロジェクタ10は、投射装置に相当し、投射レンズ11と、本体部12とを備える。本体部12は、筐体に相当する。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。
(プロジェクタと屈曲光学系を有する投射レンズの基本構成)
図1に示すように、本実施形態のプロジェクタ10は、投射装置に相当し、投射レンズ11と、本体部12とを備える。本体部12は、筐体に相当する。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。
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。突出部12Bは、ベース部12Aの長手方向に延びる一辺において、一方の端部から突出している。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。なお、略L字形状は、本体部の形状の一例であり、突出部12Bとベース部12Aのそれぞれの形状及び配置を含めて適宜変更が可能である。
図1において、突出部12Bの左横に生じる空間は、投射レンズ11が配置される空間である。この空間は、不使用時の投射レンズ11の外形が収まる空間であるため、ここでは、投射レンズ11を収納する収納部12Cと呼ぶ。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、窪み部とも言える。
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投射画像Pとしてスクリーン36(図4参照)に投射する。すなわち、投射レンズ11は、電気光学素子の一例である画像形成ユニット26からの光が通過する投射レンズの一例である。また、スクリーン36は、投射画像Pが投射される対象物を意味し、スクリーン36としては、専用のスクリーンの他、部屋の壁面の他、床面及び天井などでもよい。また、プロジェクタ10を室外で使用する場合は、建物の外壁などもスクリーン36に含まれる。
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。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。
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、本例においては、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、本例においては、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回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回りに回転する。第1光軸A1回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回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。
なお、本例では、中間部14Bと入射側端部14Aとを分離した構成とし、第1光軸A1回りに回転する部分を中間部14Bのみとしている。しかし、例えば、中間部14Bと入射側端部14Aとを一体的に構成してもよく、その場合は、中間部14Bとともに入射側端部14Aを第1光軸A1回りに回転可能となるようにしてもよい。
また、出射側端部14Cは、中間部14Bに対して第2光軸A2回りに回転可能である。中間部14Bとは異なり、第2光軸A2回りの出射側端部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、ユーザは、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に投射される画像の画質調整、及び台形補正を行うためのスイッチが含まれる。さらに、調整用スイッチには、後述するレンズシフト機構57(図5等参照)及び遮光機構65(図6等参照)を操作するためのスイッチも含まれる。レンズシフト機構57は、画像の投射位置の調整に用いられる。遮光機構65は、投射レンズ11が投射する光の一部を減光するために用いられる。
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。画像形成パネル32は、電気光学素子の一例である。
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、青色光を発するレーザ光源と、青色光を励起光として黄色光を発する蛍光体とを組み合わせることで実現される光源である。
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、及び第3鏡胴部43を備えている。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で示した略U字形状の状態におけるレンズ鏡胴40を示している。
なお、本明細書においては、説明を簡略化するため、図において各々レンズの詳細な構成は省略している。そのため、図において1枚のレンズとして示されているレンズでも、実際には、1枚で構成されている場合もあれば、複数枚のレンズで構成されている場合もある。
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2鏡胴部42は、第1鏡胴部41と第3鏡胴部43の間に位置する鏡胴部である。投射レンズ11が有する光学系は、画像形成パネル32から入射する光束を拡大してスクリーン36に投射する拡大光学系である。そのため、入射側は縮小側と同義であり、出射側は拡大側と同義である。以下において、入射側を縮小側と、出射側を拡大側と言い換える場合もある。
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の光を折り曲げて第2光軸A2の光にする第1反射部の一例である。第2ミラー49は、第2光軸A2の光を折り曲げて第3光軸A3の光にする第2反射部の一例である。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。
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、図7にも示すように、レンズ鏡胴40の外部には、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。ソレノイド53は、第1回転ロック機構を構成する。ソレノイド54は、第2回転ロック機構を構成する。
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、カム筒41D、及びフォーカス調整筒41Eを備えている。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、図5に示すレンズシフト機構57(図24も参照)にレンズ鏡胴40を取り付けるための取り付け部である。投射レンズ11は、レンズシフト機構57を介して本体部12に取り付けられる。レンズシフト機構57は、本体部12に固定される。また、内筒41Aは、レンズシフト機構57に固定される。レンズシフト機構57及び内筒41Aは、本体部12に対して第1光軸A1回りに回転不能である。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回りに回転可能に取り付けられている。
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、第1光軸A1の光が通過する第1光学系の一例である。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有する。2群のズームレンズは、レンズ群Z1とレンズZ2とで構成されている。ズームレンズ鏡胴41Cの内部には、レンズZ11とレンズZ12の間に、固定絞りStが設けられている。
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を介して、ズーム用モータ51の駆動力がカム筒41Dに伝達される。レンズ鏡胴40内には、レンズ群Z1及びレンズZ2を含むズームレンズが設けられており、レンズ鏡胴40の外部には、ズームレンズを駆動するズーム用モータ51が配置されている。ズーム用モータ51は、第2電気駆動部の一例である。
フォーカス調整筒41Eは、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回りに回転可能である。フォーカス調整筒41Eの出射側の端部の外周面と、内筒41Aの内周面には、それぞれネジ溝が形成されており、各ネジ溝が噛み合う。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。この移動により、フォーカス調整筒41E内のフォーカス調整用のレンズFAは、第1光軸A1に沿って移動する。
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回転位置検出センサ59は、例えばフォトセンサである。内筒41Aの外周面には、第1回転位置検出センサ59によって光学的に読み取られるパターンが形成されたパターン形成部(図示せず)が設けられている。パターン形成部には、内筒41Aの周方向の位置に応じて異なる複数のパターンが形成されている。外筒41Bの回転位置に応じて、第1回転位置検出センサ59によって読み取られるパターンが変化する。これにより、内筒41Aに対する外筒41Bの回転位置が検出される。
また、レンズ鏡胴40内において、内筒41Aの出射側の端部には、遮光機構65が設けられている。内筒41Aは、本体部12に対して第1光軸A1回りに回転しないため、遮光機構65も第1光軸A1回りに回転しない。遮光機構65は、後述するように、電気光学素子の一例である画像形成パネル32が発する光の一部を遮光する遮光部の一例である。本例において、遮光機構65は、レンズ鏡胴40内に配置されている。
第1ミラー保持部44は、外筒41Bの出射側の端部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回りの回転に伴って、第1光軸A1回りに回転する。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回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、第2光軸A2の光が通過する第2光学系の一例である。第2光学系L2は、例えば、レンズL21及びレンズL22で構成される。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。レンズL22は、一例として、2枚構成のレンズである。
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MIを形成する。第2光学系L2は、この中間像MIを被写体として、中間像MI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。レンズ鏡胴40内において中間像MIを形成することにより、中間像MIよりも拡大側のレンズ径の大径化を抑制することができる。すなわち、投射レンズ11は、画像形成パネル32の画像表示面のサイズの画像を投射画像Pのサイズまで拡大する。そのため、中間像MIを形成しない場合は、縮小側から拡大側に向かって広がる光束を通過させるために、縮小側から拡大側に向かってレンズ径を拡大させつづけなければならない。しかし、中間像MIを形成することにより、光束をいったん絞ることができるため、中間像MIよりも拡大側のレンズ径の大径化を抑制することができる。
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回りの回転に伴って、第2光軸A2回りに回転する。
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回転位置検出センサ60は、第1回転位置検出センサ59と同様に、例えばフォトセンサである。内筒42Bの外周面には、第2回転位置検出センサ60によって光学的に読み取られるパターンが形成されたパターン形成部(図示せず)が設けられている。パターン形成部には、内筒42Bの周方向の位置に応じて異なる複数のパターンが形成されている。内筒42Bの回転位置に応じて、第2回転位置検出センサ60によって読み取られるパターンが変化する。これにより、外筒42Aに対する内筒42Bの回転位置が検出される。
投射レンズ11のように、複数の光軸が互いに回転する屈曲光学系を備えている場合、光軸の回転に応じて、スクリーン36に投射される投射画像Pの表示姿勢が変化する。本体部12は、第1回転位置検出センサ59及び第2回転位置検出センサ60によって検出される回転位置に応じて、画像形成パネル32で形成する画像の天地左右を変化させる。
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、第3光軸A3の光が通過する光学系であり、第3光学系L3は、第3光軸A3から光を投射する投射光学系の一例である。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。フォーカス用モータ52は、固定筒43Aの外周に配置されたギヤ62及び駆動ピン62Aを介して、レンズL32を移動する。
また、第1鏡胴部41の内筒41A及び外筒41Bは、第1ミラー48(第1反射部の一例)及び第2光学系L2(第2光学系の一例)を第1光軸A1回りに回転させる第1回転機構の一例である。また、第2鏡胴部42の外筒42A及び内筒42Bは、第2ミラー49(第2反射部の一例)及び第3光学系L3(投射光学系の一例)を第2光軸A2回りに回転させる第2回転機構の一例である。
図3に示したように、こうした第1回転機構によって、投射レンズ11は、本体部12に対して、中間部14B及び出射側端部14Cが第1光軸A1回りに回転する。また、第2回転機構によって、中間部14Bに対して出射側端部14Cが第2光軸A2回りに回転する。
(遮光機構の配置と中間像の形成位置との関係)
図8は、投射レンズ11の光線図の一例である。図8に示すように、画像形成パネル32が発する光は、第1光学系L1に入射する。第1光学系L1は、入射した光を中間像MIとして結像する。本例では、中間像MIの形成位置は、第1ミラー48と第2光学系L2との間に設定されている。中間像MIとして結像された光は、第2光学系L2を通過して、第2ミラー49に入射する。第2ミラー49で反射した光は、第3光学系L3に入射する。第3光学系L3に入射した光は、第3光学系L3を通って、出射レンズ16からスクリーン36に向けて投射される。
図8は、投射レンズ11の光線図の一例である。図8に示すように、画像形成パネル32が発する光は、第1光学系L1に入射する。第1光学系L1は、入射した光を中間像MIとして結像する。本例では、中間像MIの形成位置は、第1ミラー48と第2光学系L2との間に設定されている。中間像MIとして結像された光は、第2光学系L2を通過して、第2ミラー49に入射する。第2ミラー49で反射した光は、第3光学系L3に入射する。第3光学系L3に入射した光は、第3光学系L3を通って、出射レンズ16からスクリーン36に向けて投射される。
図8は、画像形成パネル32の中心32Aに対して第1光軸A1がオフセットされた状態の例である。画像形成パネル32の中心32Aは、第1光軸A1よりも図8の下方に向けてオフセットされている。これに対応して、投射画像Pの投射位置は、第3光軸A3よりも、図8の上方に向けてオフセットされている。
また、投射レンズ11の出射端である出射レンズ16の近傍においては、軸上光線と軸外光線とが最も分散している。レンズ鏡胴40内の光路において、軸上光線と軸外光線の分散度合いが比較的高い位置は、中間像MIの形成位置の縮小側又は拡大側の近傍である。後述するように、遮光機構65は、出射レンズ16から投射される光の周辺光量を減光するために用いられる。その目的から考えれば、投射画像Pの画面全体の明るさが低下することは好ましくなく、投射レンズ11を通過する光の周辺の光線のみが遮光機構65によって遮光されることが好ましい。周辺の光線のみを遮光するためには、軸上光線と軸外光線の分散度合いが比較的高いところが好ましいため、遮光機構65は、中間像MIの形成位置の縮小側の近傍に配置されている。具体的には、遮光機構65は、中間像MIの形成位置の縮小側において、形成位置を基準に1枚目のレンズZ2と、第1ミラー48との間に配置されている。レンズZ2は、言い換えれば、中間像MIの形成位置の縮小側において、最も中間像MIに近いレンズである。
(投射レンズの姿勢変化)
図9から図12を用いて、プロジェクタ10における投射レンズ11の姿勢変化について説明する。まず、図9は、投射レンズ11が収納状態にある場合の外観図であり、図9Aが平面図、図9Bが正面図、図9Cが側面図である。ここで、図9に示す投射レンズ11の姿勢を、第1光軸A1回りの回転位置及び第2光軸回りA2の回転位置のそれぞれの初期位置とする。初期位置において、投射レンズ11の第1光軸A1回りの回転角度は0°であり、第2光軸A2回りの回転角度も0°である。
図9から図12を用いて、プロジェクタ10における投射レンズ11の姿勢変化について説明する。まず、図9は、投射レンズ11が収納状態にある場合の外観図であり、図9Aが平面図、図9Bが正面図、図9Cが側面図である。ここで、図9に示す投射レンズ11の姿勢を、第1光軸A1回りの回転位置及び第2光軸回りA2の回転位置のそれぞれの初期位置とする。初期位置において、投射レンズ11の第1光軸A1回りの回転角度は0°であり、第2光軸A2回りの回転角度も0°である。
図10は、プロジェクタ10を第1光軸A1方向から見た正面図である。図10に示すように、本例において、投射レンズ11は、本体部12に対して、第1光軸A1回りに90°間隔で回転する。これにより、投射レンズ11において、第1光軸A1回りに第2光軸A2を90°間隔で回転させることが可能である。上述のとおり、第1光軸A1回りの投射レンズ11の回転範囲は本例においては180°である。図10Aに示す回転位置は、図9Bにも示した初期位置であり、第1光軸A1回りの回転角度が0°の位置である。図10Aに示す初期位置を基準に反時計方向を正とすると、図10Bに示す投射レンズ11の回転位置は、回転角度が正方向(+)に90°の回転位置である。図10Cに示す投射レンズ11の回転位置は、回転角度が負方向(-)に90°の回転位置である。このように、投射レンズ11は、第1光軸A1回りの回転位置を、図10Aから図10Cに示す3つの回転位置に変更することが可能である。
図11及び図12は、図10Bに示したように投射レンズ11を第1光軸A1回りに正方向(+)に90°回転させた状態のプロジェクタ10の平面図である。図11及び図12に示すように、本例の投射レンズ11において、出射側端部14Cは、中間部14Bに対して、第2光軸A2回りに90°間隔で回転する。これにより、投射レンズ11において、第2光軸A2回りに第3光軸A3を90°間隔で回転させることが可能である。上述のとおり、第2光軸A2回りの出射側端部14Cの回転範囲は本例においては360°以上である。図11Aに示す回転位置は、図9に示した第2光軸A2回りの初期位置であり、出射側端部14Cの回転角度が0°の位置である。
なお、図9では、投射レンズ11の第1光軸A1回りの回転位置が初期位置の状態を示しているのに対して、図11Aでは、第1光軸A1回りの回転位置が正方向(+)に90°回転している。しかし、出射側端部14Cの第2光軸A2回りの回転位置についていえば、図11Aは、図9と同様である。図11Aに示す第2光軸A2回りの回転位置は、初期位置を基準に時計方向を正とすると、図11Bに示す出射側端部14Cの回転位置は、回転角度が90°の回転位置である。また、図12において、図12Aに示す出射側端部14Cの回転位置は、回転角度が180°の回転位置である。図12Bに示す出射側端部14Cの回転位置は、回転角度が270°の回転位置である。このように、投射レンズ11において、出射側端部14Cは、第1光軸A1回りの回転位置を、図11A、図11B、図12A、及び図12Bに示す4つの回転位置に変更することが可能である。
このように、投射レンズ11は、第1光軸A1回りに90°間隔で3つの回転位置に偏光可能であり、第2光軸A2回りに90°間隔で4つの回転位置に変更可能である。そのため、本体部12に対する投射レンズ11の姿勢は3×4で12通りに変化させることが可能である。また、プロジェクタ10は、図2に示した横置きの姿勢(床置きの場合と天井吊り下げの場合の両方を含む)と、図3に示した縦置きの姿勢(床置きの場合と天井吊り下げの場合の両方を含む)の両方で使用することが可能である。そのため、横置きの場合と縦置きの場合を区別すると、投射レンズ11は、12×2で合計24通りの姿勢に変化させることが可能である。もちろん、24通りの中には、図1に示す収納状態のように実質的に使用できない姿勢も含まれるが、光軸が直線で屈曲光学系を持たない従来型のプロジェクタの場合は投射レンズの姿勢は1通りであるため、それと比較すると、投射レンズ11の姿勢のバリエーションは多い。
(投射レンズの姿勢変化に応じた投射画像の表示姿勢の変化)
次に、図13から図24を用いて、投射レンズ11の姿勢変化に応じた投射画像Pの表示姿勢の変化について説明する。図13は、投射レンズ11の姿勢が図11Aに示す場合における投射画像Pの表示姿勢を概念的に示す説明図である。すなわち、投射レンズ11の第1光軸A1回りの回転位置が正方向(+)に90°の位置であり、第2光軸A2回りの出射側端部14Cの回転位置は0°の位置である。この姿勢では、第1光軸A1と第3光軸A3とが平行である。なお、図13においては、第1光学系L1を1枚のレンズとして概念的に示している。
次に、図13から図24を用いて、投射レンズ11の姿勢変化に応じた投射画像Pの表示姿勢の変化について説明する。図13は、投射レンズ11の姿勢が図11Aに示す場合における投射画像Pの表示姿勢を概念的に示す説明図である。すなわち、投射レンズ11の第1光軸A1回りの回転位置が正方向(+)に90°の位置であり、第2光軸A2回りの出射側端部14Cの回転位置は0°の位置である。この姿勢では、第1光軸A1と第3光軸A3とが平行である。なお、図13においては、第1光学系L1を1枚のレンズとして概念的に示している。
本例の画像形成パネル32において、画像表示面の形状は、例えば16:9のアスペクト比を有する長方形である。プロジェクタ10において、画像形成パネル32は、本体部12が横置きの姿勢のときに、画像表示面が横長になるように配置されている。すなわち、本体部12が横置きの場合は、画像表示面の長手方向は本体部12の設置面18(図2参照)と略平行である。なお、画像形成パネル32のアスペクト比は、4:3でもよいし、16:9よりもさらに細長形状となるアスペクト比としてもよい。
画像形成パネル32から発する光束は、第1光学系L1に入射する。第1光学系L1に入射した光束は、第1ミラー48で反射した後、中間像MIが形成される。中間像MIは、第1光学系L1によって結像された画像であるため、画像形成パネル32で表示される画像とは天地左右が逆転する。しかし、第1光軸A1における画像表示画面の長手方向と第2光軸A2における中間像MIの長手方向は、本体部12の設置面18との関係では略平行を保っており、第1ミラー48による第1光軸A1から第2光軸A2への光路の屈曲によって、設置面18に対する姿勢に変化はない。
中間像MIからの光束は、第2ミラー49で反射するが、第1光軸A1と第3光軸A3とは平行であるため、第2光軸A2における中間像MIの長手方向と、第3光軸A3から投射される投射画像Pの長手方向とは、設置面18との関係では略平行である。すなわち、図13の場合においては、プロジェクタ10が横置きの姿勢の場合は、例えば、部屋の壁面に対して投射レンズ11から投射される投射画像Pの表示姿勢は横長となる。
図14から図17は、図12Aに示す状態、すなわち、図11Aに示す状態から出射側端部14Cのみを180°回転させた場合の投射レンズ11の姿勢を示す。図15は、図14に示す姿勢のプロジェクタ10の三面図であり、図15Aは平面図、図15Bは正面図、図15Cは側面図である。
図16は、投射レンズ11の姿勢が図14に示す場合における投射画像Pの表示姿勢を概念的に示す説明図である。すなわち、投射レンズ11の姿勢が図14に示す場合は、図9に示す初期位置を基準とすると、投射レンズ11の第1光軸A1回りの回転位置が正方向(+)に90°の位置であり、第2光軸A2回りの出射側端部14Cの回転位置は180°の位置である。図16と図13の違いは、出射側端部14Cが第2光軸A2回りに180°回転している点である。このように出射側端部14Cが第2光軸A2回りに180°回転しても、図16の姿勢では、図13と同様に、第1光軸A1と第3光軸A3とが平行である。
そのため、中間像MIからの光束は、第2ミラー49で反射するが、第1光軸A1と第3光軸A3とは平行であるため、第2光軸A2における中間像MIの長手方向と、第3光軸A3から投射される投射画像Pの長手方向とは、それぞれ、設置面18に対して略平行である。そのため、図17に示すように、投射レンズ11の姿勢が図14及び図16に示す姿勢のプロジェクタ10を部屋66の床面に横置きし、かつ、投射画像Pを壁面に投射した場合の投射画像Pの表示姿勢は横長となる。投射画像Pの表示姿勢は、図16の場合も図13と同様である。
図18及び図19は、図14及び図16に示す状態から、投射レンズ11を第1光軸A1回りに時計方向に90°回転させ場合の投射レンズ11の姿勢を示す。図19は、投射レンズ11の姿勢が図18に示す場合における投射画像Pの表示姿勢を概念的に示す説明図である。図18に示す投射レンズ11の姿勢は、図9に示す初期位置を基準とすると、投射レンズ11の第1光軸A1回りの回転位置が0°であり、第2光軸A2回りの出射側端部14Cの回転位置は180°である。
図19と、図13及び図16との違いは、投射レンズ11が第1光軸A1回りに時計方向に90°回転している点である。このように投射レンズ11が第1光軸A1回りに90°回転しても、図19の姿勢では、図13及び図16と同様に、第1光軸A1と第3光軸A3とが平行である。
そのため、中間像MIからの光束は、第2ミラー49で反射するが、第1光軸A1と第3光軸A3とは平行であるため、第2光軸A2における中間像MIの長手方向と、第3光軸A3から投射される投射画像Pの長手方向とは、それぞれ設置面18に対して略平行である。したがって、投射レンズ11の姿勢が図18に示す場合において、プロジェクタ10を横置きした場合は、図14に示す姿勢の場合と同様に、部屋66の壁面に投射される投射画像Pの表示姿勢は、図17と同様に横長となる。
これに対して、図20から図23に示す投射レンズ11の姿勢では、図13、図16及び図19の場合と異なり、投射画像Pの表示姿勢が変化する。
図20から図23は、図14に示す状態から出射側端部14Cのみを90°回転させた場合の投射レンズ11の姿勢を示す。図21は、図20に示す姿勢のプロジェクタ10の三面図であり、図21Aは平面図、図21Bは正面図、図21Cは側面図である。
図22は、投射レンズ11の姿勢が図20に示す場合における投射画像Pの表示姿勢を概念的に示す説明図である。すなわち、投射レンズ11の姿勢が図20に示す場合は、図9に示す初期位置を基準とすると、投射レンズ11の第1光軸A1回りの回転位置が正方向(+)に90°の位置であり、第2光軸A2回りの出射側端部14Cの回転位置は90°の位置である。
図22と図16の違いは、出射側端部14Cが第2光軸A2回りに90°回転している点である。このように出射側端部14Cが第2光軸A2回りに90°回転した図22の姿勢では、図16と異なり、第1光軸A1と第3光軸A3とが直交する。これは、出射側端部14Cの第2光軸A2回りの回転により、第2ミラー49の反射方向が90°変化していることを意味する。
この場合、第2光軸A2における中間像MIの長手方向は設置面18に対して略平行であるが、中間像MIからの光束が第2ミラー49で反射すると、第3光軸A3から投射される投射画像Pの長手方向は、設置面18に対して90°回転する。したがって、投射レンズ11の姿勢が図20に示す場合において、図23に示すように、プロジェクタ10が横置きの姿勢の場合は、部屋66の壁面に投射される投射画像Pの表示姿勢は、図17の表示姿勢を基準にすると90°回転して縦長になる。
このように、第1光軸A1及び第2光軸A2の2軸のそれぞれで回転する投射レンズ11の場合、プロジェクタ10の本体部12の姿勢が同じ場合でも、投射レンズ11の姿勢によっては、投射画像Pの表示姿勢が横長と縦長に変化する。
(レンズシフト機構)
図24は、レンズシフト機構57を示す。レンズシフト機構57は、第1光軸A1と交差する平面内において、電気光学素子の一例である画像形成パネル32に対してレンズ鏡胴40をシフトさせる。具体的には、レンズシフト機構57は、第1光軸A1と直交するX-Y平面内において、レンズ鏡胴40をシフトさせる。
図24は、レンズシフト機構57を示す。レンズシフト機構57は、第1光軸A1と交差する平面内において、電気光学素子の一例である画像形成パネル32に対してレンズ鏡胴40をシフトさせる。具体的には、レンズシフト機構57は、第1光軸A1と直交するX-Y平面内において、レンズ鏡胴40をシフトさせる。
レンズシフト機構57は、ベース板71、第1移動板72及び第2移動板73を有する。第1移動板72は、X軸及びY軸に対して45°傾けた第1シャフト74を介してベース板71に取り付けられている。第1シャフト74はベース板71に固定されている。第1移動板72は、第1シャフト74の軸方向に移動可能に支持されている。第1移動板72には、第2シャフト76が固定されている。第2シャフト76は、第1シャフト74と直交しており、X軸及びY軸に対して、第1シャフト74とは逆向きに45°傾けた姿勢で配置されている。第2移動板73は、第2シャフト76の軸方向に移動可能に支持されている。レンズ鏡胴40のフランジ56は、第2移動板73に固定されている。
第1移動板72及び第2移動板73は、それぞれX軸及びY軸に対して45°傾けた方向に移動するが、第1移動板72及び第2移動板73の移動量を組み合わせることにより、レンズ鏡胴40をX方向及びY方向に沿って移動させることができる。第1移動板72及び第2移動板73は、それぞれソレノイド又はモータなどの電気駆動部77によって駆動される。
図25から図27に示すように、レンズシフト機構57を用いることにより、本体部12を移動させることなく、投射画像Pの投射位置をシフトさせることができる。図25から図27は、本例のレンズ鏡胴40を、図24に示すY方向(図の上下方向)にシフトさせる例を示す。
図25は、画像形成パネル32の中心32Aと第1光軸A1とが一致している状態を示す。図25の状態では、投射画像Pの画像中心POと第3光軸A3とが一致する。この図25の状態から、画像形成パネル32を基準として、レンズ鏡胴40を、図26に示すように上方にシフトさせると、画像形成パネル32の中心32Aに対して、第1光軸A1が上方にシフトする。これにより、第3光軸A3に対して、投射画像Pの画像中心POも上方にシフトする。その結果、投射画像Pの投射位置が上方にシフトする。
また、図25に示す状態から、画像形成パネル32を基準として、図26とは反対方向、すなわち、図27に示すように、レンズ鏡胴40を下方にシフトさせると、画像形成パネル32の中心32Aに対して、第1光軸A1が下方にシフトする。これにより、第3光軸A3に対して、投射画像Pの画像中心POも下方にシフトする。これにより、投射画像Pの投射位置が下方にシフトする。
図28から図31は、レンズシフト機構57の使用例を示す説明図である。図28及び図29は、投射レンズ11の姿勢が図14に示す姿勢のプロジェクタ10を床面に横置きして、投射画像Pを壁面に投射する使用例である。図17に示したとおり、この場合は、投射画像Pの表示姿勢は横長になる。
図28に示すように、レンズシフト機構57を用いて。レンズ鏡胴40を、画像形成パネル32に対して、Y軸(図24参照)における上方にシフトさせると、投射画像Pの投射位置が図28Aに示す位置から、図28Bに示すように上方にシフトする。また、図29に示すように、レンズ鏡胴40を、画像形成パネル32に対して、X軸(図24参照)における左方向にシフトさせると、投射画像Pの投射位置が図29Aに示す位置から、図29Bに示す左側にシフトする。
図30及び図31は、投射レンズ11の姿勢が図20に示す姿勢のプロジェクタ10を床面に横置きして、投射画像Pを壁面に投射する使用例である。図23に示したとおり、この場合は、投射画像Pの表示姿勢は縦長になる。
図30に示すように、レンズシフト機構57を用いて、レンズ鏡胴40を、画像形成パネル32に対して、Y軸(図24参照)における上方にシフトさせると、投射画像Pの投射位置が図30Aに示す位置から、図30Bに示すように上方にシフトする。また、図31に示すように、レンズ鏡胴40を、画像形成パネル32に対して、X軸(図24参照)における左方向にシフトさせると、投射画像Pの投射位置が図31Aに示す位置から、図31Bに示す左側にシフトする。
(遮光機構)
図32に示すように、遮光機構65は、第1遮光部81及び第2遮光部82を有している。遮光機構65は、画像形成パネル32から発し、第1光軸A1を通過する光束BM1の周辺光線を遮光する。画像形成パネル32の画像表示画面が長方形であるため、光束BM1も、第1光軸A1と直交する断面形状が長方形である。第1遮光部81は、光束BM1の長辺方向に延びており、第2遮光部82は、光束BM1の短辺方向に伸びている。すなわち、第1遮光部81は、遮光する光(光束BM1)が通る光軸(第1光軸A1)方向に交差する第1方向(長辺方向及びX方向に相当)に延びる第1遮光部の一例である。第2遮光部82は、第1光軸A1と第1方向(第1遮光部81の長辺方向)に交差する第2方向(短辺方向及びY方向に相当)に延びる第2遮光部の一例である。
図32に示すように、遮光機構65は、第1遮光部81及び第2遮光部82を有している。遮光機構65は、画像形成パネル32から発し、第1光軸A1を通過する光束BM1の周辺光線を遮光する。画像形成パネル32の画像表示画面が長方形であるため、光束BM1も、第1光軸A1と直交する断面形状が長方形である。第1遮光部81は、光束BM1の長辺方向に延びており、第2遮光部82は、光束BM1の短辺方向に伸びている。すなわち、第1遮光部81は、遮光する光(光束BM1)が通る光軸(第1光軸A1)方向に交差する第1方向(長辺方向及びX方向に相当)に延びる第1遮光部の一例である。第2遮光部82は、第1光軸A1と第1方向(第1遮光部81の長辺方向)に交差する第2方向(短辺方向及びY方向に相当)に延びる第2遮光部の一例である。
第1遮光部81は2つ設けられている。2つの第1遮光部81は、光束BM1の対向する2つの長辺に沿って配置されており、それぞれが第1光軸A1を挟んで対向する位置に配置されている。第2遮光部82も2つ設けられており、2つの第2遮光部82は、光束BM1の対向する2つの短辺に沿って配置されており、それぞれが第1光軸A1を挟んで対向する位置に配置されている。
第1遮光部81は、第1ベース基板83に取り付けられている。第1ベース基板83は、内筒41Aに固定されている。第1遮光部81は、第1ベース基板83に対して、Y方向に移動自在に設けられている。第2遮光部82は、第2ベース基板84に取り付けられている。第2ベース基板84は、内筒41Aに固定されている。第2遮光部82は、第2ベース基板84に対して、X方向に移動自在に設けられている。
図33は、第1遮光部81の取り付け構造及び移動機構を示す。第1遮光部81の中央部には、Y方向に突出する取り付け部81Aが設けられている。取り付け部81Aにおいて、第1ベース基板83と対向する面には、Y方向の移動をガイドするガイド部81Bが設けられている。第1ベース基板83には、このガイド部81Bと係合することにより、第1遮光部81のY方向の移動をガイドするレール部83Aが設けられている。また、第1ベース基板83には、レール部83Aと平行に、第1遮光部81の移動方向に延びるガイドシャフト83Bが設けられている。ガイドシャフト83Bは、第1ベース基板83に固定される。
また、第1遮光部81の取り付け部81Aには、ガイドシャフト83Bに挿通されるスライダ81Cが設けられている。ガイドシャフト83Bにはコイルバネ85が設けられる。コイルバネ85の一端はガイドシャフト83Bの端部に係合し、他端は、スライダ81Cに係合する。コイルバネ85は、縮む方向に付勢力を発するバネであり、スライダ81Cを、Y方向において、内筒41Aの外側に向けて引っ張る。このコイルバネ85によって、第1遮光部81は、光束BM1から退避する初期位置に付勢される。
ソレノイド86は、第1遮光部81を移動させるための第1電気駆動部の一例である。ソレノイド86は、第1ベース基板83に固定される。ソレノイド86は、プランジャを突出方向に移動させることにより、スライダ81Cを、コイルバネ85の付勢力に抗して、内筒41Aの内側に向けて押圧する。これにより、第1遮光部81は、初期位置からY方向に沿って第1光軸A1に向けて移動する。第1遮光部81が初期位置から第1光軸A1に向けて移動すると、第1遮光部81が光束BM1の光路内に進入し、光束BM1の周辺光線を遮光する。第1遮光部81が光束BM1の周辺光線を遮光する位置を遮光位置と呼ぶ。ソレノイド86がプランジャを退避させると、コイルバネ85の付勢力によって第1遮光部81が初期位置に復帰する。
第1遮光部81を遮光位置に移動することにより、光束BM1の周辺光線の一部が遮光される。また、ソレノイド86のプランジャの突出量を連続的又は段階的に調整することにより、第1遮光部81の移動量を調整してもよい。第1遮光部81による遮光量を調整することが可能となる。
また、第1ベース基板83は、遮光機構65が配置される位置における第1光学系L1の半径と同等の半径を持つ略扇形形状をしている。こうした形状を持つことにより、第1ベース基板83は、第1光学系L1の径方向において第1遮光部81よりも外側を通過する漏れ光を遮光する。
図33においては、第1遮光部81の取り付け構造及び移動機構を説明したが、第2遮光部82についても同様である。すなわち、第2ベース基板84は、内筒41Aに固定される。第2遮光部82は、第2ベース基板84に対してX方向に移動自在に取り付けられる。第2遮光部82は、ソレノイド86及びコイルバネ85の付勢力によって、光束BM1から退避する退避位置と、光束BM1の周辺の光線を遮光する遮光位置との間で移動する。ソレノイド86は、第1遮光部81に対する第1電気駆動部であるとともに、第2遮光部82を移動させるための第1電気駆動部の一例でもある。
2つの第1遮光部81及び2つの第2遮光部82は、それぞれ独立に移動可能である。例えば、図34は、片方(図において左側)の第2遮光部82が遮光位置にある状態を示している。これにより、ハッチングで示すように、長方形の光束BM1の左側の周辺の光線が一部遮光される。図35は、片方(図において上側)の第1遮光部81が遮光位置にある状態を示している。これにより、ハッチングで示すように、長方形の光束BM1の上側の周辺光線が一部遮光される。図36は、第1遮光部81と第2遮光部82が1つずつ遮光位置にある状態を示している。これにより、ハッチングで示すように、光束BM1の長辺側及び短辺側を通過する周辺光線が一部遮光される。図37は、対向する2つの第1遮光部81が遮光位置にある状態を示している。これにより、ハッチングで示すように、光束BM1の対向する2つの長辺側を通過する周辺光線が一部遮光される。
図38に示すように、レンズシフト機構57及び遮光機構65は、操作パネル22から入力される操作指示(レンズシフト操作指示及び遮光部操作指示)に基づいて、本体部12に設けられた制御部75によって制御される。制御部75は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサであり、図示しないメモリと協働して、制御プログラムを実行することにより、本体部12の各部を制御する。
制御部75は、操作パネル22からの操作指示を受け付けると、例えば投射画像Pとして操作画面を表示する。操作画面において、レンズシフト又は遮光部の操作メニューが選択されると、制御部75は、選択された操作メニューに応じて、レンズシフト操作指示及び遮光部操作指示を受け付ける。レンズシフト操作指示としては、左右方向又は上下方向の方向を指定したシフト指示が入力され、制御部75は入力されたシフト指示に従って、レンズシフト機構57を制御することにより、レンズ鏡胴40をシフトさせる。遮光部操作指示としては、例えば、最初に、2つの第1遮光部81及び2つの第2遮光部82のうちのどれを移動対象とするかの選択指示が入力される。制御部75は、選択指示に従って移動対象を選択する。この後、移動量の指示が入力されると、制御部75は、入力された移動量に応じて移動対象(第1遮光部81又は第2遮光部82)を移動させる。
上記構成による作用について説明する。プロジェクタ10は、図10から図12において示したとおり、投射レンズ11の姿勢を様々に変化させて、使用することが可能である。そのため、例えば、図39に示すように、投射レンズ11の姿勢によっては、出射レンズ16が出射する光の光路内に本体部12が進入してしまう場合がある。この場合には、本体部12によって投射画像Pとして投射される光の一部が遮光される、いわゆるケラレが生じる。このように本体部12によるケラレが生じると、投射画像Pの周辺が暗くなったり、画面が一部カットされてしまうことがあるが、プロジェクタ10を使用することは可能である。このようなケラレが生じる場合は、図40において領域Kで示すように、本体部12に対して出射レンズ16の光が照射されてしまうことになる。この場合、本体部12に照射される光量が多いか、あるいは照射時間が長時間になる場合は、本体部12の塗装などに悪影響を及ぼすことにもなりかねない。
図39及び図40に示す投射レンズ11の姿勢では、第1光軸A1と第3光軸A3とが平行であるため、投射画像Pの表示姿勢は縦長となる。この場合は、図41に示すように、長辺方向の片方の第1遮光部81を使用することにより、光束BM1の下側の光線を一部遮光する。これにより、出射レンズ16の下方に位置する本体部12の領域Kに向かう光が減光される。この減光により、本体部12の塗装などに対する悪影響を抑制することができる。
同様に、図42に示すような姿勢でプロジェクタ10を使用する場合も、図43に示すように、本体部12によるケラレが生じるおそれがある。この場合は、出射レンズ16から出射される光の一部は、本体部12の領域Kに照射される。図42及び図43に示す投射レンズ11の姿勢では、第1光軸A1と第3光軸A3とが直交するため、投射画像Pの表示姿勢は縦長となる。このような場合は、長辺方向の片方の第1遮光部81を使用することにより、光束BM1の左側の周辺光線を一部遮光することができる。これにより、本体部12において、領域Kに向かう光を減光することができる。この減光により、本体部12の塗装などに対する悪影響が抑制される。
また、遮光機構65に加えてレンズシフト機構57を用いれば、ケラレに起因する本体部12への悪影響をさらに抑制することができる。すなわち、レンズシフト機構57は、図28から図31に示したように、投射画像Pの投射位置をシフトさせることができる。レンズシフト機構57を用いることにより、例えば、図39及び図40に示す姿勢の場合は、投射位置を上方にシフトさせることで、領域Kに向かう光の光量を軽減することができる。シフト量が多ければ、ケラレを回避することもできる。また、図42及び図43に示す姿勢の場合は、レンズシフト機構57を用いることにより、本体部12とは反対方向に投射位置をシフトさせることで、領域Kに向かう光の光量を軽減することができる。この場合も、シフト量が多ければ、ケラレを回避することもできる。
また、遮光機構65は、ケラレによって本体部12へ照射される光を減光する目的に代えて、又はそれに加えて、次のような目的にも使用することが可能である。すなわち、複数台のプロジェクタ10を使用することにより、画面サイズの大きな画像を投射することが可能である。図45及び図46に示すように、例えば、2台のプロジェクタ10を使用して、各プロジェクタ10の2つの投射画像Pの投射位置を隣接させることにより、1つの投射画像Pの2倍の画面サイズの連結画像を生成することができる。連結画像としては種々のものが考えられるが、例えば、パノラマ撮影した風景画像などがある。連結画像の構成要素となる複数の投射画像Pのデータは、例えばコンピュータ88から各プロジェクタ10に出力される。
このような連結画像を投射する場合、各投射画像Pの間に隙間が生じると目立つため、各投射画像Pの端部が一部重複するように投射位置が調整される。各投射画像Pが重複するつなぎ目Sにおいては、そのままでは他の部分と比べて輝度が高くなる。遮光機構65は、つなぎ目Sにおける輝度を抑制するために用いられる。
上述したとおり、プロジェクタ10は、投射レンズ11の姿勢を変化させることにより、投射画像Pの表示姿勢を、図45に示すように横長にしたり、図46に示すように縦長にすることが可能である。例えば、図45に示すように表示姿勢が横長の投射画像Pを横方向に並べて連結画像を生成する場合は、つなぎ目Sは投射画像Pの短辺方向になる。この場合は、図47に示すように、光束BM1の短辺方向に位置する第2遮光部82を使用することにより、光束BM1の短辺方向の一部の周辺光線を遮光する。一方、図46に示すように表示姿勢が縦長の投射画像Pを横方向に並べて連結画像を生成する場合は、つなぎ目Sは投射画像Pの長辺方向になる。この場合は、図48に示すように、光束BM1の長辺方向に位置する第1遮光部81を使用することにより、光束BM1の長辺方向の一部の周辺光線を遮光する。これにより、つなぎ目Sにおける輝度が抑制される。
なお、本例では、2台のプロジェクタ10を用いて2枚の投射画像Pを連結する例で説明したが、もちろん、3台以上のプロジェクタ10を用いて3枚以上の投射画像Pを連結してもよい。
以上説明したように、本開示の技術に係る投射レンズ11は、第1光学系L1と、第1ミラー48(第1反射部の一例)と、第2光学系L2と、第2ミラー49(第2反射部の一例)と、第3光学系L3(投射光学系の一例)と、第1回転機構及び第2回転機構と、画像形成パネル32(電気光学素子の一例)が発する光の一部を遮光する遮光部としての遮光機構65とを備えている。
投射レンズ11のように、投射レンズが、折れ曲がった光軸と、一例として回転機構によって実現される投射方向を変化させる機能とを持つ場合には、光軸が折れ曲がっていない一直線の光軸を持つ投射レンズ又は投射方向を変化させる機能を持たない投射レンズと比較して、投射レンズ11の姿勢変化によって、本体部12によるケラレが生じる場合が多い。上述したとおり、本開示の技術に係る投射レンズ11は、遮光機構65によって光の一部を遮光する機能を備えているため、本体部12に照射される光の照射量を軽減することができる。このため、本開示の技術に係る投射レンズ11及びプロジェクタ10(投射装置)によれば、ケラレに起因する本体部12への悪影響を抑制することができ、遮光部を持たない従来の投射レンズ及びプロジェクタよりも有用性が高い。
また、複数台のプロジェクタ10を使用して連結画像を生成する場合において、遮光機構65は、つなぎ目Sの輝度抑制に使用することも可能である。遮光機構65は、こうしたつなぎ目Sの輝度抑制にも使用することができるため、その意味でも、本開示の技術に係る投射レンズ11及びプロジェクタ10(投射装置の一例)は、従来の投射レンズ及びプロジェクタよりも有用性が高い。
なお、上記例においては、遮光部としての遮光機構65は、遮光する光が通る光軸方向(一例として第1光軸A1)に交差する第1方向(一例として光束BM1の長辺方向)に延びる第1遮光部81と、光軸方向及び第1方向に交差する第2方向(一例として光束BM1の短辺方向)に延びる第2遮光部82とを有している。しかし、遮光部としては、第1遮光部81及び第2遮光部82を両方持たなくてもよく、片方だけでもよい。例えば、第1遮光部81及び第2遮光部82のうち、使用頻度の高い遮光部だけを設けるだけでも、上述した有用性を向上する効果を期待できる。
もちろん、遮光部として、第1遮光部81及び第2遮光部82の2つの遮光部を有していることにより、投射レンズ11の様々な姿勢変化に柔軟に対応することが可能である。つまり、ケラレによって本体部12に照射される光を減光する場合は、投射レンズ11の姿勢変化によって、光束BM1の長辺方向の遮光が必要な場合と、短辺方向の遮光が必要になる場合とが生じる。第1遮光部81と第2遮光部82の両方を有していることにより、それぞれの場合に柔軟に対応することが可能である。
また、連結画像のつなぎ目Sの減光に遮光部を用いる場合においても、第1遮光部81と第2遮光部82の両方を有している方が好ましい。投射レンズ11は姿勢変化により、投射画像Pの表示姿勢が縦長と横長に変化するため、第1遮光部81と第2遮光部82を表示姿勢に応じて使い分けられる方が便利である。また、横長の投射画像Pを縦方向に並べて連結したり、縦長の投射画像Pを縦方向に並べて連結する場合もある。そのような場合でも、第1遮光部81と第2遮光部82の両方があれば、輝度抑制が必要な部分に柔軟に対応することができる。
また、2つの第1遮光部81及び2つの第2遮光部82は、それぞれが光軸(一例として第1光軸A1)を挟んで対向する位置に配置されているため、投射レンズ11の様々な姿勢変化に対して、より柔軟に対応することが可能である。
なお、上記例では、対向して配置される第1遮光部81及び第2遮光部82をそれぞれ1組ずつ設けた例で説明したが、2組以上設けてもよい。例えば、第1遮光部81及び第2遮光部82をそれぞれ2組設けて、各組を対向して配置した場合、各組の第1遮光部81及び第2遮光部82の配置は、八角形状の配置になる。投射レンズ11の姿勢は多様であるため、第1遮光部81及び第2遮光部82の数を増やすことにより、投射レンズ11の様々な姿勢変化に対して、より柔軟に対応することが可能となる。
また、第1遮光部81及び第2遮光部82は、それぞれ独立に移動可能である。そのため、第1遮光部81及び第2遮光部82の一方だけを使用することにより、必要最小限の遮光が可能になる。
また、ソレノイド86を一例として示したように、第1遮光部81及び第2遮光部82を移動させるための第1電気駆動部を有しているため、操作が簡単である。
また、レンズ鏡胴40の外部には、第2電気駆動部としてのズーム用モータ51及びフォーカス用モータ52が配置されており、第1電気駆動部としてのソレノイド86は、レンズ鏡胴40内に配置されている。第2電気駆動部をレンズ鏡胴40の外部に配置することにより、レンズ鏡胴40内のスペースを有効に使用することできる。また、第2電気駆動部をレンズ鏡胴40の内部に配置する場合と比べて、レンズ鏡胴40の大径化を抑制することができる。
また、遮光部の一例である遮光機構65は、レンズ鏡胴40内に配置されている。こうすることで、レンズ鏡胴40の外部に遮光部を配置する場合と比べて、投射レンズ11の外観の見栄えがよい。また、遮光部をレンズ鏡胴40の外部に配置する場合は、遮光部を設けた状態では投射レンズ11を収納状態が出来ないなど、使用上の制約が生じる場合が考えられる。レンズ鏡胴40内に遮光部を配置することにより、そのような不都合を回避することができる。
また、投射レンズ11は、遮光部を含む遮光機構65に加えて、レンズ鏡胴40をシフトさせるレンズシフト機構57を備えている。上述したとおり、レンズシフト機構57は、投射位置をシフトさせることで、ケラレに起因する本体部12への光を減光したり、ケラレを回避することができるという遮光機構65との相乗効果が期待できる。さらに、レンズシフト機構57は、複数の投射画像Pを連結する場合においても有効である。すなわち、複数の投射画像Pを連結する場合は、各投射画像Pが隣接するように投射位置の調整が必要になる。本体部12を移動させることにより投射位置を調整することも可能であるが、レンズシフト機構57を用いることにより、本体部12を移動させる場合と比べて、投射位置の調整を簡便に行うことができる。
また、本例の投射レンズ11は、レンズ鏡胴40を第1光軸A1回りに回転させる第1回転機構と、出射側端部14Cを第2光軸A2回りに回転させる第2回転機構の両方を備えている。このように2軸回転型の投射レンズ11の場合は、投射レンズ11の姿勢変化も多いため、本体部12によるケラレも生じやすく、本体部12に向かう光の減光が必要となる場面も多いと考えられる。そのため、こうした2軸回転型の投射レンズ11に対しては、遮光部は特に有効である。
(遮光部が配置される範囲)
上述したように、遮光部としての遮光機構65を配置する位置は、軸上光線と軸外光線が分散している位置である中間像MIの形成位置の近傍が好ましい。上記例においては、第1遮光部81及び第2遮光部82は、第1ミラー48とレンズZ2の間に配置されている。この位置であれば、軸上光線と軸外光線とが比較的分散しているため、周辺の光線のみを減光することが可能となり、投射画像Pの画面全体の明るさの低下が抑制される。
上述したように、遮光部としての遮光機構65を配置する位置は、軸上光線と軸外光線が分散している位置である中間像MIの形成位置の近傍が好ましい。上記例においては、第1遮光部81及び第2遮光部82は、第1ミラー48とレンズZ2の間に配置されている。この位置であれば、軸上光線と軸外光線とが比較的分散しているため、周辺の光線のみを減光することが可能となり、投射画像Pの画面全体の明るさの低下が抑制される。
しかし、遮光部を配置する位置は、上記例に限定されない。第1遮光部81及び第2遮光部82の位置は、中間像MIの形成位置を基準に縮小側(入射側)又は拡大側(出射側)に向かって4枚目にあるレンズよりも、形成位置側に配置されていればよい。この範囲であれば、軸上光線と軸外光線とが比較的分散していると考えられるためである。
図49を用いて具体的に説明すると、遮光部を配置する範囲は、中間像MIの形成位置を基準として、縮小側であれば範囲R1内、拡大側であれば範囲R2内である。本例においては、中間像MIの縮小側には、レンズZ2、レンズZ12、レンズZ11、及びレンズFAがあり、レンズFAが4枚目である。範囲R1は、レンズFAよりも中間像MIの形成位置側の範囲である。また、中間像MIの拡大側には、レンズL21、2枚構成のレンズL22、及びレンズL31があり、レンズL31が4枚目である。範囲R2は、レンズL31よりも中間像MIの形成位置側の範囲である。
例えば、図50に示すように、範囲R1内において、中間像MIの形成位置から1枚目のレンズZ2の縮小側に、遮光部を含む遮光機構65を配置してもよい。また、図51に示すように、レンズL21の縮小側であって、レンズL21と第1ミラー48との間に遮光機構65を配置してもよい。また、図52に示すように、レンズL21の拡大側であって、レンズL21とレンズL22の間に遮光機構65を配置してもよい。このように、遮光機構65は、第2光軸A2上に配置してもよい。
なお、第1遮光部81及び第2遮光部82の位置として、より好ましくは、中間像MIの形成位置を基準に縮小側(入射側)又は拡大側(出射側)に向かって2枚目にあるレンズよりも、形成位置側である。
さらに、中間像MIの形成位置を基準に縮小側又は拡大側のいずれかに向かって4枚目以内にある3枚のレンズのうち、像面湾曲を補正するためのレンズ特性を有しているレンズがある場合は、遮光機構65は、その補正用のレンズに隣り合って配置されていることが好ましい。ここで、レンズに隣り合うとは、そのレンズと遮光機構65との間に別のレンズなどの光学素子が配置されていないという意味である。
例えば、本例のレンズZ2は、像面湾曲を補正するためのレンズ特性を有しており、中間像MIの形成位置を基準に縮小側又は拡大側のいずれかに向かって4枚目以内にある3枚のレンズのうち、
図49の例では、遮光機構65は、レンズZ2の拡大側に隣り合って配置されており、図50の例では、遮光機構65は、レンズZ2の縮小側に隣り合って配置されている。
図49の例では、遮光機構65は、レンズZ2の拡大側に隣り合って配置されており、図50の例では、遮光機構65は、レンズZ2の縮小側に隣り合って配置されている。
さらに、電気光学素子の一例である画像形成パネル32に最も近いレンズをT1、遮光機構65と隣り合うレンズ(像面湾曲を補正するためのレンズ特性を有するレンズ)をT2とし、さらに、レンズT1の遮光機構65側の面の有効径をDT1、レンズT2の画像形成パネル32側の面の有効径をDT2、及び有効径比であるDT1/DT2をAとした場合において、Aは、下記の条件式1を満たすことが好ましい。
1.1 ≦A≦2.5・・・・条件式1
1.1 ≦A≦2.5・・・・条件式1
画像形成パネル32に最も近いレンズT1は、図49及び図50の例では、レンズFAである。Aが条件式1の上限である2.5を超えると遮光機構65と隣り合うレンズT2(図40及び図50の例においてはレンズZ2)のレンズ径が大きくなりすぎてしまい、レンズ鏡胴40全体が大型化してしまう。また、1.1を下回ると、遮光機構65をいれても適切な遮光効果をうまないばかりか、レンズT2にレンズ特性としてもたせた像面湾曲補正の効果も薄れてしまう。
また、有効径比であるAは、下記条件式2を満たすことがより好ましい。
1.2 ≦A≦2.5・・・・条件式2
1.2 ≦A≦2.5・・・・条件式2
なお、レンズT2は、中間像MIの形成位置を基準に縮小側又は拡大側のいずれかに向かって4枚目以内に配置されていることが好ましいが、レンズT2は、4枚目以降に配置されていてもよい。その場合でも、レンズT2とレンズT1の有効径比Aが上記条件式1又は条件式2を満たしていると、上記効果が期待できる。
(遮光部の変形例)
遮光部としては、上記例のように第1遮光部81及び第2遮光部82が分離した形態でなくてもよく、図53に示すように、第1遮光部91及び第2遮光部92が一体に形成された屈曲型遮光部90でもよい。屈曲型遮光部90は、一例として略L字形状に屈曲している。屈曲型遮光部90は、X方向(第1方向の一例)とY方向(第2方向の一例)に移動可能である。
遮光部としては、上記例のように第1遮光部81及び第2遮光部82が分離した形態でなくてもよく、図53に示すように、第1遮光部91及び第2遮光部92が一体に形成された屈曲型遮光部90でもよい。屈曲型遮光部90は、一例として略L字形状に屈曲している。屈曲型遮光部90は、X方向(第1方向の一例)とY方向(第2方向の一例)に移動可能である。
図54に示すように、屈曲型遮光部90は、X方向に延びる第1支持板93に対して、X方向に移動可能に連結される。連結は、屈曲型遮光部90のピン90Aと、第1支持板93に形成され、X方向に長い長穴93Aとの係合によって行われる。X方向において、屈曲型遮光部90は、バネ95によって左方向の退避位置に付勢されている。また、第1支持板93は、Y方向に延びる第2支持板94に対してY方向に移動可能に連結される。連結は、第1支持板93のピン93Bと、第2支持板94に形成され、Y方向に長い長穴94Aとの係合によって行われる。Y方向において、第1支持板93は、バネ95によって上方の退避位置に付勢されている。屈曲型遮光部90のX方向の移動と、第1支持板93のY方向の移動は、図示しないソレノイドなどの第1電気駆動部によって行われる。
このような屈曲型遮光部90は第1遮光部91と第2遮光部92とが一体に形成されているため、1つの部材で光束BM1の長辺方向と短辺方向を遮光することができる。このような屈曲型遮光部90を用いることにより、遮光部の構成を簡略化できる場合がある。
なお、遮光部の構成は、これ以外でもよく、例えば、巻き取り式の遮光フィルムでもよいし、短冊状の複数枚の遮光板で構成され、不使用時においては、複数枚の遮光板がブラインドのように折りたたみ可能に収納されるタイプのものでもよい。
また、遮光部としては、図55及び図56に示す遮光機構96のように、レンズ鏡胴40の外部、具体的には、出射レンズ16の拡大側(出射面側)に取り付ける外付けタイプでもよい。図55に示すように、遮光機構96は出射側端部14Cの端部に着脱自在である。
図56に示すように、遮光機構96には、第1遮光部97と第2遮光部98とが1組ずつ設けられている。第1遮光部97はY方向に移動自在であり、第2遮光部98はX方向に移動自在である。遮光機構96には、電気駆動部は設けられていない。遮光機構96は、つまみ99をマニュアル操作することによって、第1遮光部97及び第2遮光部98の遮光位置と退避位置の切り替えを行うマニュアル式である。遮光部としてはこのようなマニュアル式でもよい。
また、図57に示すように、遮光部としての遮光機構65は、投射レンズ11に設けられていなくてもよく、本体部12に設けられていてもよい。遮光機構65は、例えば、画像形成パネル32と投射レンズ11の入射端との間に配置される。より具体的には、遮光機構65は、画像形成パネル32の拡大側に配置されるプリズム(図示せず)の拡大側に配置される。なお、レンズシフト機構57は、投射レンズ11ではなく、本体部12に取り付けられていてもよい。このように、投射レンズ11ではなく、プロジェクタ10の本体部12が、遮光機構65及びレンズシフト機構57を備えていてもよい。
なお、上記例では、第1光軸A1から第3光軸A3の3つの光軸を持つ3軸の屈曲光学系を有し、第1光軸A1回りに第1ミラー48(第1反射部の一例)及び第2光学系L2を回転させる第1回転機構と、第2光軸A2回りに第2ミラー49(第2反射部の一例)及び第3光学系L3を回転させる第2回転機構とを有する投射レンズ11を例に説明した。しかし、第1回転機構と第2回転機構はいずれか1つのみでもよい。この場合でも、屈曲光学系を有することにより、投射レンズ11の姿勢変化によって、ケラレによって本体部12へ光が照射される問題は生じ得る。そのため、回転機構が1つしか無い場合でも、本開示の技術は有効である。
「第2実施形態」
上記実施形態では、3軸の屈曲光学系を有する投射レンズ11を例に説明したが、2軸の屈曲光学系を有する投射レンズでもよい。図58から図63に示す第2実施形態のプロジェクタ100の投射レンズ110は、2軸の屈曲光学系を有する投射レンズの一例である。図58及び図59に示すように、投射レンズ110は、第1光軸A1の光が通過する第1光学系L1と、第1光軸A1の光を反射する第1ミラー48(反射部の一例)と、第2光軸A2から光を投射する第2光学系L2と、第1ミラー48及び第2光学系L2を第1光軸A1回りに回転させる回転機構と、遮光部としての遮光機構65とを備えている。投射レンズ110において、第2光学系L2は投射光学系の一例である。
上記実施形態では、3軸の屈曲光学系を有する投射レンズ11を例に説明したが、2軸の屈曲光学系を有する投射レンズでもよい。図58から図63に示す第2実施形態のプロジェクタ100の投射レンズ110は、2軸の屈曲光学系を有する投射レンズの一例である。図58及び図59に示すように、投射レンズ110は、第1光軸A1の光が通過する第1光学系L1と、第1光軸A1の光を反射する第1ミラー48(反射部の一例)と、第2光軸A2から光を投射する第2光学系L2と、第1ミラー48及び第2光学系L2を第1光軸A1回りに回転させる回転機構と、遮光部としての遮光機構65とを備えている。投射レンズ110において、第2光学系L2は投射光学系の一例である。
図60及び図61に示すように、プロジェクタ100において、投射レンズ110は、第1光軸A1回りに回転する。図60及び図61に示す投射レンズ110の姿勢は、図58及び図59に示す状態から、投射レンズ110を第1光軸A1回りに反時計方向に90°回転させた姿勢である。図60及び図61に示す姿勢では、プロジェクタ100を床面に横置きした場合は、投射レンズ110の出射レンズ16は天井を向く。これにより、天井に投射画像Pを投射することができる。
このような2軸の屈曲光学系を有する投射レンズ110においても、本体部12の形状又は投射レンズ110の取り付け位置等によっては、本体部12によるケラレが生じる場合もある。その場合には、ケラレに起因する本体部12に照射される光を減光する必要が生じるので、遮光機構65は有効である。
また、プロジェクタ100において、投射レンズ110の回転位置が、90°間隔ではなく、45°間隔に設定される場合も考えられる。図62及び図63は、投射レンズ110の第1光軸A1回りの回転位置を45°にした状態を示す。図62及び図63に示す投射レンズ110の姿勢で投射画像Pを、図60及び図61に示す場合と同様に、壁面に投射する場合は、投射画像Pの表示姿勢が変化する。つまり、図58及び図59の場合は、投射画像Pの表示姿勢が横長になるのに対して、図62及び図63の場合は、投射画像Pが縦長になる。このように、第1光軸A1及び第2光軸A2が直交している場合において、第1光軸A1回りに第1ミラー48及び第2光学系L2を45°回転させると、投射画像Pの表示姿勢が変化する。
このようなプロジェクタ100を用いて、図45及び図46に示したように連結画像を投射する場合は、投射画像Pの表示姿勢によって連結画像のつなぎ目Sが変化する。第1遮光部81及び第2遮光部82を有する遮光機構65は、投射画像Pの表示姿勢の変化に応じて連結画像のつなぎ目Sの位置が変化した場合でも、この変化に柔軟に対応することが可能である。
(その他)
また、図64に示すように、3軸の屈曲光学系の投射レンズ11を持つプロジェクタ10においても、投射レンズ11を90°間隔ではなく、45°間隔で回転させてもよい。この場合でも、本開示の技術に係る遮光機構65は有効である。
また、図64に示すように、3軸の屈曲光学系の投射レンズ11を持つプロジェクタ10においても、投射レンズ11を90°間隔ではなく、45°間隔で回転させてもよい。この場合でも、本開示の技術に係る遮光機構65は有効である。
上記実施形態においては、レンズシフト機構57は、電気光学素子の一例である画像形成パネル32に対して投射レンズ11をシフトさせる態様で説明したが、これに限定されず、例えば、レンズシフト機構は、投射レンズ11の代わりに電気光学素子を投射レンズ11に対してシフトさせてもよい。つまり、本開示の技術に係るレンズシフト機構は、第1光軸と交差する平面内において、電気光学素子と投射レンズとの相対的な位置をシフトさせるレンズシフト機構であり、レンズシフト機構57はその一例である。
上記実施形態においては、光軸が2回屈曲した3つの光軸を有する投射レンズを例に説明したが、光軸が1回屈曲した2つの光軸を有する投射レンズに本開示の技術を適用してもよい。また、4つ以上の光軸を有する投射レンズに本開示の技術を適用してもよい。4つ以上の光軸を有する投射レンズの場合は、4つ以上のうち光軸のうち相対的に出射側にある光軸が出射側光軸であり、出射側光軸よりも入射側の直前にある光軸が第1入射側光軸である。
なお、上記例では、各々電気駆動部として、モータ及びソレノイドを挙げたが、電気によって動作するものであれば他のものでもよい。
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良い。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。
Claims (15)
- 電気光学素子からの光が通過する投射レンズであって、
第1光軸の光が通過する第1光学系と、
前記第1光軸の光を折り曲げて第2光軸の光にする第1反射部と、
前記第2光軸の光を折り曲げて第3光軸の光にする第2反射部と、
前記第3光軸から光を投射する投射光学系と、
前記第1反射部を前記第1光軸回りに回転させる第1回転機構、及び前記第2反射部及び前記投射光学系を前記第2光軸回りに回転させる第2回転機構のうちの少なくとも一方と、
前記電気光学素子が発する光の一部を遮光する遮光部と、を備える投射レンズ。 - 前記遮光部は、前記第1光学系、前記投射光学系、前記第1反射部及び前記第2反射部を収容するレンズ鏡胴内に配置されている請求項1に記載の投射レンズ。
- 前記第2光軸の光が通過する第2光学系を備え、
前記第1光学系及び前記第2光学系のうちの少なくとも一方によって、前記電気光学素子が発する光が結像されることにより、前記レンズ鏡胴内において中間像が形成され、かつ、前記中間像は、前記投射光学系によって投射され、
前記遮光部は、前記中間像の形成位置を基準に縮小側又は拡大側に向かって4枚目にあるレンズよりも、前記形成位置側に配置されている請求項2に記載の投射レンズ。 - 前記第1光学系及び前記第2光学系のうちの少なくとも一方によって、前記電気光学素子が発する光が結像されることにより、前記レンズ鏡胴内において中間像が形成され、かつ、前記中間像は、前記投射光学系によって投射され、
前記レンズ鏡胴内において前記電気光学素子に最も近いレンズをT1とし、前記遮光部と隣り合うレンズをT2とし、さらに、レンズT1の前記遮光部側の面の有効径をDT1、レンズT2の前記電気光学素子側の面の有効径をDT2、及びDT1/DT2をAとした場合において、下記の条件式1を満たす請求項2又は3に記載の投射レンズ。
1.1 ≦A≦2.5・・・・条件式1 - 前記遮光部は、遮光する光が通る光軸方向に交差する第1方向に延びる第1遮光部と、前記光軸方向及び前記第1方向に交差する第2方向に延びる第2遮光部とを有する請求項1から4のいずれか1項に記載の投射レンズ。
- 前記第1遮光部及び前記第2遮光部は複数有り、
複数の前記第1遮光部及び複数の前記第2遮光部は、それぞれが光軸を挟んで対向する位置に配置されている請求項5に記載の投射レンズ。 - 前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、それぞれ独立に移動可能である請求項5又は6に記載の投射レンズ。
- 1つの前記第1遮光部と1つの前記第2遮光部が一体に形成された屈曲型遮光部を有する請求項5から7のいずれか1項に記載の投射レンズ。
- 前記屈曲型遮光部は、前記第1方向及び前記第2方向に移動可能である請求項8に記載の投射レンズ。
- 前記遮光部を移動させるための第1電気駆動部を有している請求項1から9のいずれか1項に記載の投射レンズ。
- 前記第1光学系、前記投射光学系、前記第1反射部及び前記第2反射部を収容するレンズ鏡胴を備えており、
前記レンズ鏡胴内には、ズームレンズ及びフォーカスレンズのうちの少なくとも1つが設けられており、
前記レンズ鏡胴の外部には、前記ズームレンズ及びフォーカスレンズを駆動する第2電気駆動部が配置されており、
前記第1電気駆動部は、前記レンズ鏡胴内に配置されている請求項10に記載の投射レンズ。 - 前記第1光学系、前記投射光学系、前記第1反射部及び前記第2反射部を収容するレンズ鏡胴と、
前記第1光軸と交差する平面内において、前記電気光学素子に対して前記レンズ鏡胴をシフトさせるレンズシフト機構とを備えている請求項1から11のいずれか1項に記載の投射レンズ。 - 前記電気光学素子と、
筐体と、
請求項1から12のいずれか1項に記載の投射レンズと、を備えた投射装置。 - 前記第1光軸と交差する平面内において、前記電気光学素子と前記投射レンズとの相対的な位置をシフトさせるレンズシフト機構を備えている請求項13に記載の投射装置。
- 電気光学素子からの光が通過する投射レンズであって、
第1光軸の光が通過する第1光学系と、
前記第1光軸の光を折り曲げて第2光軸の光にする反射部と、
前記第2光軸から光を投射する投射光学系と、
前記反射部及び前記投射光学系を前記第1光軸回りに回転させる回転機構と、
前記投射レンズの光の一部を遮光する遮光部と、を備える投射レンズ。
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