JP5691257B2 - プロジェクター - Google Patents
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Description
フレーム部材には、一対のガイドシャフトが挿通されるスライダー部、および一方のスライダー部と投写レンズとの間に連結フレーム部が形成され、連結フレーム部には、ナット部が設けられている。移動機構部は、フレーム部材を移動させる機能を有し、ナット部に螺合するスクリュー部、回転伝達ギヤ機構、および駆動モーターを備えている。回転伝達ギヤ機構は、ウォーム歯車や平歯車等を有し、ベースフレームに配置される。そして、モーターが駆動されると回転伝達ギヤ機構を介してスクリュー部が回転し、スクリュー部に螺合されているフレーム部材は、ガイドシャフトに沿って昇降する。そして、フレーム部材に支持された投写レンズは、フレーム部材と共に移動する。
すなわち、投写レンズ近傍に投写レンズの延出方向と同一方向に延出するように回転駆動部を配置し、投写レンズが移動する方向と同一方向に延出するように伝達部を配置することが可能となる。つまり、デッドスペースになりがちであった投写レンズの周囲の空間に、レンズシフト機構の構成部品を効率良く配置することが可能となるので、レンズシフト機構の小型化、ひいてはプロジェクターの小型化が図れる。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン等に投写する。
〔プロジェクターの主な構成〕
図1は、本実施形態のプロジェクター1の概略構成を示す模式図である。
図1に示すように、プロジェクター1は、光源装置21を有する光学ユニット2、制御部、光源装置21や制御部に電力を供給する電源装置、プロジェクター1内部を冷却する冷却ファン(いずれも図示省略)、およびこれらの構成部材を収納する外装筐体3を備えている。
図2は、光学ユニット2の斜視図である。なお、図2は、光源装置21を省略した図である。
光学ユニット2は、図1、図2に示すように、光源装置21に加え、インテグレーター照明光学系22、色分離光学装置23、リレーレンズ24R,24B、偏光板25R,25G,25B、平行化レンズ26R,26G,26B、電気光学装置27、投写レンズ28、レンズシフト機構4、およびこれらの光学部品を保持する保持体5を備える。
第1レンズアレイ221は、マトリクス状に配列された複数の小レンズを有して構成されており、光源装置21から射出された光束を複数の部分光束に分割する。第2レンズアレイ222は、第1レンズアレイ221と略同様の構成を有しており、重畳レンズ224とともに、部分光束を後述する光変調装置270の表面に重畳させる。
偏光変換素子223は、第2レンズアレイ222から射出されたランダム偏光光を光変調装置270で利用可能な第1の直線偏光光に揃える。
そして、G光反射ダイクロイックミラー232にて反射されたG光は、偏光板25Gに射出され、G光反射ダイクロイックミラー232を透過したR光は、偏光板25Rに射出される。
反射型偏光板271は、ガラス基板上にアルミニウム等からなる微細な線状リブを平行に多数配列したワイヤグリッド型の構成になっている。そして、反射型偏光板271は、線状リブの延出方向に対して垂直な偏光方向の偏光光を透過し、線状リブの延出方向に平行な偏光方向の偏光光を反射する。
なお、図示は省略するが、外装筐体3には、操作パネルおよびリモコン受光部が配置されており、この操作パネルの操作やリモコン(リモートコントローラー)によるプロジェクター1の各種設定や操作が可能になっている。
ここで、保持体5について、詳細に説明する。
保持体5は、図2に示すように、電気光学装置27とレンズシフト機構4とを保持するレンズ保持部6、およびインテグレーター照明光学系22と色分離光学装置23とを保持する光学装置保持部7を備えている。また、レンズ保持部6は、レンズシフト機構4の後述する第1移動部8(図2参照)を案内する案内部としても機能する。
図3は、保持体5の斜視図である。
レンズ保持部6は、アルミダイカスト等によって形成されており、図3に示すように、X−Z平面に沿って延出するベース部61、およびベース部61の±X両端の下端部から+Y方向にそれぞれ延出する2つの支持部62を備え、ベース部61と支持部62との間は、平面視三角形状の壁部63によって補強されている。
レンズシフト機構4は、図2に示すように、ベース部61の+Y側に取り付けられ、電気光学装置27は、ホルダー274がネジ固定されてベース部61の−Y側に取り付けられる。
光学装置保持部7は、ステンレスや亜鉛メッキ鋼板等の板金で形成されており、図3に示すように、ベース部61の−Y側に位置するようにベース部61に固定される。光学装置保持部7は、Y−Z平面に沿って延出する平面視矩形状の本体部71、および本体部71から屈曲された上屈曲部72、下屈曲部73、補助支持部74、後屈曲部75を有している。
開口部713は、図3に示すようにトラック状に形成され、偏光板25R,25G,25Bに対応する位置に設けられている。開口部713は、偏光板25R,25G,25Bを冷却するための空気が流通可能になっている。
後屈曲部75は、図3に示すように、本体部71の後端から−X方向に屈曲された部位である。後屈曲部75には、ネジ穴が形成されており、図示しないシールド部材がネジ固定される。
そして、レンズ保持部6に固定された光学装置保持部7には、本体部71の+X側の面に色分離光学装置23が取り付けられ、−X側の面にインテグレーター照明光学系22が取り付けられる。
ここで、レンズシフト機構4について、詳細に説明する。
レンズシフト機構4は、前述したように、投写レンズ28を±X方向、および±Z方向に移動させる(以下、±X方向の移動方向を「X移動方向」、±Z方向の移動方向を「Z移動方向」という)。
レンズシフト機構4は、図4〜図6に示すように、ベース部61に加え、第1移動部8、第2移動部9、第1調整側案内部41、第2調整側案内部42、駆動部10、および位置検出部43を備えている。
第1移動部8は、マグネシウム等の材料で平面視矩形の板状に形成され、図5、図6に示すように、ベース部61の+Y側に配置される。第1移動部8の中央部には、投写レンズ28の光束入射側の端部が挿通される開口部81が形成され、この開口部81の周囲には、−Y側に後面8A(図6参照)が形成され、+Y側に前面8B(図5参照)が形成されている。また、第1移動部8の±X両側の側端部には、Z移動方向および光軸Pに平行な面に対して傾斜する傾斜面(移動側傾斜面8C)が設けられている。
第2移動部9は、アルミニウム等の材料で平面視矩形の板状に形成されており、図5、図6に示すように、第1移動部8の+Y側に配置される。第2移動部9の中央部には、投写レンズ28の光束入射側の端部が挿入される開口部91が形成されている。この開口部91の周囲には、−Y側に後面9A(図6参照)が形成され、+Y側に前面9B(図5参照)が形成されている。また、第2移動部9の上下の側端部には、X移動方向および光軸Pに平行な面に対して傾斜する傾斜面(移動側傾斜面9C)が設けられている。
第1調整側案内部41は、合成樹脂製で、図5、図6に示すように、上下方向が長尺となる平面視矩形状に形成されている。第1調整側案内部41は、第1移動部8の+X側および−X側の移動側傾斜面8Cにそれぞれ対向して配置される。2つの第1調整側案内部41は、同一形状を有し、互いに対向する側の中央部には、凹部411が設けられている。ベース部61の軸受支持部616(図3参照)と、第1移動部8の係合部82および取付け部83とは、この凹部411から露出する。
第2調整側案内部42は、合成樹脂製で、図5、図6に示すように、±X方向が長尺となる平面視矩形状に形成され、第2移動部9の上下の移動側傾斜面9Cにそれぞれ対向して配置される。2つの第2調整側案内部42は、同一形状を有し、互いに対向する側の中央部には、凹部421が設けられている。第1移動部8の軸受支持部84と、第2移動部9の係合部94および取付け部95とは、この凹部421から露出する。
図7は、駆動部10Zの斜視図である。具体的に、図7(a)は、前方から見た駆動部10Zの斜視図、図7(b)は、後方から見た駆動部10Zの斜視図である。
駆動部10Zは、図7に示すように、回転駆動される回転駆動部11、回転駆動部11の回転を第1移動部8(図5参照)に伝達する伝達部12、およびこれらの部品を保持するためのフレーム13を備えている。
モーター部111は、モーター本体113および輪列部114を備え、モーター本体113は、図示しないケーブルを介して制御部に接続されている。輪列部114は、モーター本体113に係合された複数の歯車(図示省略)および駆動用シャフト115を有している。
モーター部111は、制御部からの指示によって、モーター本体113が回転し、輪列部114にて減速され、減速された速度で駆動用シャフト115が回転する。
伝達用シャフト122は、一方の端部に形成された歯車挿入部(図示省略)、摺動部122A、およびネジ部122Bを有している。駆動部10Zの伝達用シャフト122は、軸受124を介して一対の軸受支持部616に架橋され、歯車挿入部が下側の軸受支持部616から飛び出すように形成されている。
ネジ部122Bは、2つの摺動部122Aの間、つまり、一対の軸受支持部616の間に位置するように形成されている。
駆動部10Zのフレーム13は、板金で形成され、図7に示すように、曲げ加工によって上下方向が長手方向となる直方体状を有するように形成されている。そして、フレーム13の一方の壁部を形成する駆動保持部131には、下端近傍に駆動用シャフト115が挿通される孔が形成されている。回転駆動部11は、モーター本体113がフレーム13の外側に位置し、第1のかさ歯車112がフレーム13の内側に位置するようにフレーム13にネジ固定される。
ここで、レンズシフト機構4の動作について説明する。
レンズシフト機構4は、制御部の指示の基、駆動部10Zが駆動されると、投写レンズ28をZ移動方向に移動させ、駆動部10Xが駆動されると、投写レンズ28をX移動方向に移動させる。
このように、レンズシフト機構4は、駆動部10Xが駆動されると、第2移動部9が移動して投写レンズ28をX移動方向に移動させる。そして、第2移動部9は、X移動方向における先端側および後端側の両側端部が前面8Bおよび案内側傾斜面42Aに支持されて移動する。
(1)駆動部10は、投写レンズ28近傍に配置され、回転駆動部11が投写レンズ28の延出方向と同一方向に延出するように配置され、伝達部12が移動方向と同一方向に延出するように配置される。このように、デッドスペースになりがちであった投写レンズ28の周囲の空間に、レンズシフト機構4の構成部品を効率良く配置することが可能となるので、レンズシフト機構4の小型化、ひいてはプロジェクター1の小型化が図れる。
また、第1移動部8は、案内側傾斜面41Aおよび移動側傾斜面8Cによって、Z移動方向に対して直交する2方向が係止され、第2移動部9は、案内側傾斜面42Aおよび移動側傾斜面9Cによって、X移動方向に対して直交する2方向が係止される。これによって、第1移動部8および第2移動部9は、ガタが抑制されて移動するので、投写レンズ28の滑らかな移動が可能となる。よって、プロジェクター1は、投写される画像を細密に移動することが可能となる。
同様に、第2調整側案内部42は、第1移動部8に対して位置が調整可能になっているので、第2移動部9をさらに精度良く滑らかに移動させることが可能となる。
これによって、第1移動部8および第2移動部9は、移動方向における前後の両側がバランスよく支持されて移動し、伝達部12は、効率よく配置されるので、レンズシフト機構4の大型化を抑制しつつ、第1移動部8および第2移動部9のさらに精度良く滑らかな移動が可能となる。
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態では、第1移動部8と第1調整側案内部41とは、移動側傾斜面8Cと案内側傾斜面41Aとが面接触で当接するように形成されているが、Z移動方向に対して直交する2方向が係止されるように、一方を傾斜面で形成し、他方をこの傾斜面と線接触や、点接触となるように形成してもよい。
同様に、第2移動部9と第2調整側案内部42とは、移動側傾斜面9Cと案内側傾斜面42Aとが面接触で当接するように形成されているが、X移動方向に対して直交する2方向が係止されるように、一方を傾斜面で形成し、他方をこの傾斜面と線接触や、点接触となるように形成してもよい。
Claims (6)
- 光源から射出された光束を変調する電気光学装置、前記電気光学装置にて変調された光束を投写する投写レンズ、および前記投写レンズの光軸に直交する方向に前記投写レンズを移動させるレンズシフト機構を備えたプロジェクターであって、
前記レンズシフト機構は、
前記投写レンズを支持し、前記光軸に直交する方向に移動可能な移動部と、
前記移動部の移動を案内する案内部と、
前記移動部を移動させる駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、
前記光軸と同一方向に延出する中心軸を中心に回転する第1のかさ歯車と、モーター部と、前記第1のかさ歯車を前記モーター部側へ付勢するコイルバネと、前記第1のかさ歯車および前記コイルバネに挿入される駆動用シャフトと、を有する回転駆動部と、
前記第1のかさ歯車に噛合される第2のかさ歯車を有し、前記回転駆動部の回転を前記移動部に伝達する伝達部と、
を備え、
前記第1のかさ歯車は、前記駆動用シャフトおよび前記コイルバネと共に回転し、所定以上の負荷が加わったときに前記コイルバネの付勢力に抗して空回りするように構成され、
前記回転駆動部は、前記モーター部が前記第1のかさ歯車より前記投写レンズの光束の射出方向側に配置され、
前記伝達部は、前記移動部の移動方向に沿うように配置されることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1に記載のプロジェクターであって、
前記案内部は、前記移動部の側端部を摺動可能に挟持する挟持部を有し、
前記側端部および前記挟持部の少なくとも一方には、前記移動部の移動方向と直交する方向に対して傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2に記載のプロジェクターであって、
前記案内部は、基準側案内部と前記基準側案内部に対する位置が調整可能な調整側案内部とを備え、
前記調整側案内部は、前記傾斜面に対応する前記挟持部の一部を有し、
前記基準側案内部は、前記挟持部の他の一部を有していることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2または請求項3に記載のプロジェクターであって、
前記傾斜面は、前記移動方向における前記移動部の先端側および後端側の両側に対応して設けられ、前記伝達部は、前記先端側の前記傾斜面と前記後端側の前記傾斜面との間に設けられていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
前記伝達部は、前記回転駆動部の回転によって移動する伝達部本体を有し、
前記移動部は、前記伝達部本体と係合する係合部を有し、
前記係合部は、前記移動部が移動する移動方向において、前記投写レンズの略中心に位置することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
前記第1のかさ歯車と前記第2のかさ歯車とは、歯車比が1:1で形成されていることを特徴とするプロジェクター。
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