JP6340487B2 - プロジェクタ及びその画像劣化防止方法 - Google Patents
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Description
本発明は、プロジェクタ及びその画像劣化防止方法に係り、特に、画像形成パネルがシフトして固定されたプロジェクタ及びその画像劣化防止方法に関する。
プロジェクタは、光源から出射された光に対して、画像形成パネルによって画像情報に応じた画像を付し、投射レンズによりスクリーンに投射して画像を表示している。画像形成パネルとしては、例えばＬＣＤ（liquid crystal display：液晶ディスプレイ）やＤＭＤ（Digital Micromirror Device）が用いられている。また、プロジェクタでは、投射画像の画質の向上のために照明光学系や投射レンズに絞りや遮光部材を配置し、画像形成に寄与しない光線を除去している。
最近のプロジェクタでは、ＬＣＤやＤＭＤ等の各種画像形成パネルや光源の改善により、投影画像の照度が従来よりも上昇している。このため、例えば不要光を除去する遮光部材が光源近くに配置される場合には、遮光部材の温度も著しく高くなる。その結果、遮光部材を保持する鏡筒の温度が従来よりも高くなってしまう。このため、遮光部材に反射領域を形成したり、遮熱部材としての金属板を配置したりして、遮光部材に光線が出射されることによる温度上昇を抑えている（例えば特許文献１参照）。また、樹脂製の部材を含む投射光学系鏡筒において、光学素子を保持する部材の熱による変形を防止するために、不要光吸収部材を鏡筒に設けている（例えば特許文献２参照）。
特許文献１，２に記載のような投射レンズ鏡筒では、絞りに反射領域を形成したり、遮熱部材としての金属板や不要光吸収部材を配置したりして、鏡筒の温度上昇を抑えているものの、投射画像の照度が従来よりも上昇している現状では、温度上昇の更なる抑制が望まれている。特に、画像形成パネルの中央を投射レンズの光軸からオフセットした、広角型の近距離投射可能なプロジェクタの場合、レンズ鏡筒内での温度の偏りが大きいため、より顕著な温度影響を受けてしまう。従って、温度上昇の更なる抑制が望まれている。
本発明は、簡単な構成で温度上昇を効率良く抑えることができるプロジェクタ及び画像劣化防止方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、投射レンズと、画像形成パネルと、光源と、遮光部材とを有する。投射レンズは、レンズ及びレンズを保持する鏡筒を有する。画像形成パネルは、投射レンズの光軸に対して画像形成パネルの中心がシフトして配される。この画像形成パネルは画像を形成する。光源は、画像形成パネルに光を照射して投射レンズにより画像を投射面に投射する。遮光部材は、光軸が通る開口を有し、開口の縁部で投射に不要な光をカットする。遮光部材は、光軸に対して画像形成パネルのシフトした側の第１部分とは光軸を挟んで反対側の第２部分で鏡筒に固定され、且つ第１部分で鏡筒の間に隙間を保持して取り付けられる。
なお、鏡筒は、光軸に直交する遮光部材取付面を有し、遮光部材は、遮光部材取付面に取り付けられる鏡筒取付面を有し、遮光部材取付面及び鏡筒取付面の間に、光軸方向に厚みを有するスペーサを介し、遮光部材が鏡筒に取り付けられることが好ましい。
また、鏡筒は、光軸に直交する遮光部材取付面を有し、遮光部材は、遮光部材取付面に取り付けられる鏡筒取付面を有し、遮光部材取付面及び鏡筒取付面の少なくとも一方は、光軸方向に突出させたスペーサを有し、スペーサを介して遮光部材が鏡筒に取り付けられることが好ましい。以上のように、本発明におけるスペーサは、遮光部材及び鏡筒との間に隙間を形成するものであり、これら遮光部材及び鏡筒とは別体で設けられる他に、遮光部材又は鏡筒に一体で設けられる。
遮光部材は、遮光部材の縁から光軸方向に延ばされる取付片を有し、取付片を介して遮光部材及び鏡筒の間で光軸方向に隙間が形成されることが好ましい。
第２部分は、鏡筒を光軸方向から見た状態で、画像形成パネルのシフト方向を基準線として、１８０±９０°の領域範囲内であることが好ましい。また、鏡筒は、筒状の鏡筒本体と、鏡筒本体の内部に配されレンズを保持するレンズ枠とを有し、遮光部材取付面はレンズ枠の遮光部材に対向する端面であることが好ましい。鏡筒は、筒状の鏡筒本体と、鏡筒本体の内周面から内側に突出する突出縁部とを有し、遮光部材取付面は突出縁部の遮光部材に対向する端面であることが好ましい。また、隙間に配される断熱材を有することが好ましい。
光軸から画像形成パネルの中心までの距離をＹ、画像形成パネルのシフト方向における画像形成パネルの長さをＨ、距離Ｙを長さＨで除して求められる画像形成パネルのシフト比をＳ＝Ｙ／Ｈとした場合に、シフト比Ｓは、０．４＜Ｓ＜０．７の範囲内であることが好ましい。
本発明のプロジェクタの画像劣化防止方法は、投射レンズの光軸に対して画像形成パネルの中心をシフトして配し、画像形成パネルに光源から光を出射し投射レンズにより投射面に画像形成パネルの画像を投射する。投射レンズを保持する鏡筒内には、遮光部材が配されている。遮光部材は、光軸が通る開口を有し、開口の縁部で投射に不要な光をカットする。遮光部材は、画像形成パネルの光軸に対してシフトした側の鏡筒の第１部分とは光軸を挟んで反対側の第２部分で固定され、且つ第１部分で遮光部材及び鏡筒の間で光軸方向に隙間が保持される。
本発明によれば、簡単な構成で鏡筒の温度上昇を効率良く抑えることができるプロジェクタ及び画像劣化防止方法を提供することができる。
［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態のプロジェクタ１０は、略直方体をしたケース１１に、光源１３、画像形成パネル１４、投射レンズ１５、制御部１７が収容されている。ケース１１の上面には、ズームダイヤル２１、光量調節ダイヤル２２．フォーカスダイヤル２３、上下ピン調ダイヤル２４、左右ピン調ダイヤル２５、画面修正ダイヤル２６が設けられている。光源１３から出射された光は、画像形成面１４ａで画像が付与され投射レンズ１５から出射し、スクリーン（図１で不図示、図３に符号２０で示す）に投射される。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクタ１０は、略直方体をしたケース１１に、光源１３、画像形成パネル１４、投射レンズ１５、制御部１７が収容されている。ケース１１の上面には、ズームダイヤル２１、光量調節ダイヤル２２．フォーカスダイヤル２３、上下ピン調ダイヤル２４、左右ピン調ダイヤル２５、画面修正ダイヤル２６が設けられている。光源１３から出射された光は、画像形成面１４ａで画像が付与され投射レンズ１５から出射し、スクリーン（図１で不図示、図３に符号２０で示す）に投射される。
図２に示すように、光源１３はＲＧＢ３色の光をそれぞれ出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを有する。Ｒ（赤）のＬＥＤ３１Ｒの出射する光はダイクロイックミラー３２で反射され、Ｇ（緑）のＬＥＤ３１Ｇの出射する光はダイクロイックミラー３３で反射され、ダイクロイックミラー３２を透過する。Ｂ（青）のＬＥＤ３１Ｂの出射する光はダイクロイックミラー３２、３３を透過して、ＲＧＢ３色の光は同一光軸上に出射される。
図１に戻って、制御部１７は、画像形成面１４ａにＲＧＢ３色の画像を表示させる。制御部１７は、他に以下の処理も行う。例えば、ズームダイヤル２１の操作信号を受けると、スクリーン２０に投射される画像の大きさを調節する。光量調節ダイヤル２２の操作信号を受けると、スクリーン２０に投射される画像の明るさを調節する。フォーカスダイヤル２３の操作信号を受けると、投射レンズ１５のピント調節機構（不図示）を作動させ、スクリーン２０に投射された画像の中央部のピントを調節する。上下ピン調ダイヤル２４の操作信号を受けると、姿勢調節装置（不図示）の第１モータを回転させる。これにより、投射レンズ１５を光軸ＣＬに直交する水平軸を中心に回転させ、投射レンズ１５の上下方向の傾きを調節する。左右ピン調ダイヤル２５の操作信号を受けると、姿勢調節装置の第２モータを回転させる。これにより、投射レンズ１５を光軸ＣＬに直交する鉛直軸を中心として回転させ、投射レンズ１５の左右方向の傾きを調節する。画面修正ダイヤル２６の操作信号を受けると、画像形成パネル１４の画像形成面１４ａに形成される画像の表示サイズ及び形状を変更する。例えば、投射レンズ１５の傾き角度に応じて矩形画像が台形画像として表示されることがないように表示サイズ及び形状を変更する。
画像形成パネル１４は透過型液晶パネルを用いている。光源１３は、画像形成パネル１４の裏面すなわち、画像形成パネル１４を基準として投射レンズ１５の逆側に配置され、ＲＧＢの３色を同時に発光するＬＥＤ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを用いている。なお、ＬＥＤ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに代えて、白色光を発光するキセノンランプやハロゲンランプ及び超高圧水銀ランプでもよい。
図３に示すように、画像は、投射レンズ１５の光軸ＣＬに対して、上側でスクリーン２０に投射される。画像形成パネル１４の中心は、投射レンズ１５の光軸ＣＬに対して、投射された像（スクリーン２０の投射面）の中央位置のずれる方向と逆の方向、すなわち、投射レンズ１５の光軸ＣＬに対して、光軸ＣＬに垂直方向で下側にシフトして固定される。
画像形成パネル１４のシフト比について、図４の概略図を用いて説明する。画像形成パネル１４をシフトするシフト比Ｓとしては、投射レンズ１５の光軸ＣＬから画像形成パネル１４の中心までの距離をＹ、画像形成パネル１４のシフト方向の長さをＨとした場合に、Ｓ＝Ｙ／Ｈにより定義される。すなわち、Ｓ＝０．５の時は、図４に示すように、画像形成パネル１４の上端面が、投射レンズ１５の光軸ＣＬと一致する場合である。また、Ｓ＞０．５（Ｓが０．５より大きい）の時は、画像形成パネル１４の上端面が、投射レンズ１５の光軸ＣＬから離れる方向にシフトする。Ｓ＝０の場合は、画像形成パネル１４の中心と、投射レンズ１５の光軸ＣＬとが一致して、従来の遠距離投射タイプに近い配置になる。
画像形成パネル１４をシフトするシフト比Ｓとしては、０．４を超え０．７未満とすることが好ましい。シフト比Ｓが０．４を超えると、０．４以下の場合に比べて、投射レンズ１５の垂直方向の温度分の影響が顕著になるので、本発明の遮光部材３８による熱分布軽減効果が発揮できるようになる。一方シフト比Ｓを０．７未満とすることで、画像形成パネル１４のシフトの量が適正な範囲に抑えられるので径方向の温度分布の影響以外で発生する斜め投射量の増大に伴う投射レンズ１５の大型化やレンズ枚数の増加なども適切に抑えることができる。これにより、径方向の温度分布を防止しながらプロジェクタの大型化や製造適性の低下そしてコストアップが防止される。このように、画像形成パネル１４のシフト比Ｓを上記範囲に収めることで、投射レンズ１５の垂直方向の温度分の影響を軽減しながら、高性能な製品を提供することができる。画像形成パネル１４のシフト比Ｓは、０．４５を超え０．６未満とすることがより好ましい。この場合には、０．４を超え０．７未満とする場合に比べて、更に投射レンズ１５の垂直方向の温度分の影響が少なくなり、且つレンズ系が大きくなることがなく、製造適性の低下がより防止される。
図３に示すように、投射レンズ１５は、画像形成パネル１４側から順に配される第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５、フレアストッパとしての遮光部材３８及びこれらを保持する鏡筒４０を備えている。第１レンズＬ１は、両側に凸面を有し、第２レンズＬ２は、スクリーン２０側に凹面を画像形成パネル１４側に凸面を有している。第３レンズＬ３は両側に凸面を有し、第４レンズＬ４は、スクリーン２０側が凸面で画像形成パネル１４側が平面を有している。第５レンズＬ５は、スクリーン２０側に凸の非球面を画像形成パネル１４側に平面を有している。
鏡筒４０は、筒状の鏡筒本体４１と、鏡筒本体４１の内部に配されて第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５を保持する第１レンズ枠４３〜第５レンズ枠４７と、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４を光軸方向に移動させるカム筒４２とを備えている。鏡筒本体４１の画像形成パネル１４側の端部には、第１レンズ枠４３が嵌合されて、取付ビス５０により固定されている。また、鏡筒本体４１のスクリーン２０側の端部には、第５レンズ枠４７が嵌合されて、取付ビス５１により固定されている。
鏡筒本体４１内には、光軸ＣＬ方向に移動自在に第２レンズ枠４４、第３レンズ枠４５、及び第４レンズ枠４６が収納されている。これら第２レンズ枠４４〜第４レンズ枠４６の外周には、図５に示すように、カムピン５２が取付ビス５３により取り付けられている。カムピン５２は、第２レンズ枠４４〜第４レンズ枠４６の外周方向に、１２０°ピッチで取り付けられている。カムピン５２は、鏡筒本体４１に形成された切欠き４１ａから外側に突出し、カム筒４２のカム溝４２ａに係合している。これにより、カム筒４２を鏡筒本体４１に対し回転させることにより、第２レンズ枠４４〜第４レンズ枠４６を光軸方向で所定の位置にセットして例えば焦点調節などが行われる。鏡筒本体４１、カム筒４２、第１レンズ枠４３〜第５レンズ枠４７は複雑な断面形状に有するため、ポリカーボネート等の合成樹脂により成形されている。なお、カム筒４２、第１レンズ枠４３〜第５レンズ枠４７の一部又は全部を金属製としてもよい。
図６及び図７に示すように、遮光部材３８は、金属、セラミック、ＰＰＳ（Polyphenylenesulfide：ポリフェニレンスルファイド）や、ＰＩ（polyimide：ポリイミド）等の高耐熱合成樹脂のいずれかにより円形の薄板に構成されている。本実施形態では金属板が用いられている。遮光部材３８の中心には、円形の開口３８ａが形成されている。この開口３８ａは照明光を通し、不要光は開口縁部でカットされる。遮光部材３８の表面には黒色層が塗布又はメッキにより形成されている。
遮光部材３８は扇形のスペーサ３９を介して、第２レンズ枠４４に取付ビス５５で固定されている。スペーサ３９は、遮光部材３８と同様の材料から構成されている。第２レンズ枠４４の遮光部材３８に対向する端面が、遮光部材取付面４４ａとなる。この遮光部材取付面４４ａに、スペーサ３９を介して遮光部材３８が取付ビス５５により取り付けられる。取付ビス５５は、遮光部材３８及びスペーサ３９に形成した取付孔３８ｂから挿入されて、第２レンズ枠４４のネジ孔にネジ止めされる。
取付ビス５５による遮光部材３８の第２レンズ枠４４への固定位置は、光軸ＣＬを挟んで第１部分Ｐ１とは反対側の第２部分Ｐ２である。ここで、第１部分Ｐ１とは、鏡筒本体４１を光軸方向から見た際に、光軸ＣＬよりも下側部分である。より具体的には、画像形成パネルシフト方向の鉛直線（基準線）を基準(０°)として少なくとも±５°の領域範囲内、より好ましくは±９０°の領域範囲内である。第２部分Ｐ２は第１部分Ｐ１以外の領域であり、光軸ＣＬよりも上側部分である。より具体的には、画像形成パネルシフト方向を基準(０°)として、少なくとも１８０±９０°の領域範囲内、より好ましくは、１８０±４５°の領域範囲内である。
スペーサ３９は、第１部分Ｐ１で遮光部材３８と第２レンズ枠４４の遮光部材取付面４４ａとの間で、光軸方向に長さＧ１の隙間５６を形成し、この隙間５６を保持する。このため、スペーサ３９は、隙間５６の長さＧ１と同じ厚みを有する。隙間５６によって、遮光部材３８に照射される不要光による加熱分の熱量は、遮光部材３８の第１部分Ｐ１から第２レンズ枠４４の遮光部材取付面４４ａに熱伝達されることがなくなる。隙間５６の長さＧ１は、遮光部材３８の不要光による温度上昇による熱が空気を介して第２レンズ枠４４に伝わることが無い長さであればよく、例えば０．２ｍｍ以上あれば良い。
図３に示すように、画像形成パネル１４は、投射レンズ１５の光軸ＣＬに対して、光軸ＣＬに垂直方向で下側にシフトして固定されるため、投射レンズ１５内に入射した光は、投射レンズ１５の光軸ＣＬの主に下側を通る。そして、絞り位置で光の通過経路が反転し、投射レンズ１５の上側を主に通過し、スクリーン２０に投射される。画像形成パネル１４のそれぞれの位置を通過した光の、投射レンズ１５内における通過経路の概略を実線で、その光の中心を一点鎖線で示してある。
遮光部材３８の付近では、画像形成パネル１４に近いため、投射レンズ１５内に入射した光は投射レンズ１５の光軸ＣＬの主に下側を通るため、遮光部材３８に当たる不要光によって、遮光部材３８の主に下側が加熱される。遮光部材３８は従来装置ではレンズ枠や鏡筒本体に全周に亘って固定されているため、投射レンズ１５内において、画像形成パネルシフト方向に温度分布が生じる。この温度分布による温度差が大きくなると、この温度分布が遮光部材３８からこれを保持する第２レンズ枠４４や鏡筒本体４１に伝達される。従って、鏡筒本体４１のうち、画像形成パネル１４がシフトした第１部分Ｐ１のみが加熱されることにより、鏡筒本体４１に変形が生じる。この変形によって、レンズＬ１〜Ｌ５が傾き、スクリーン２０に投射される画像全体の解像力が低下し、画像の品質が低下する。更に、レンズＬ１〜Ｌ５が傾くことで、レンズＬ１〜Ｌ５の回転対称性が崩れるため、像面湾曲の発生による対角方向でのピント位置ずれなどが発生し、投射画像全体の性能劣化につながる。本実施形態では、遮光部材３８を第２部分Ｐ２で第２レンズ枠４４に固定しているため、不要光による加熱分が遮光部材３８内で第１部分Ｐ１から第２部分Ｐ２へと分散される。また、温度上昇が少ない第２部分Ｐ２で遮光部材３８の熱が第２レンズ枠４４に伝達されるため、投射レンズ１５内での画像形成パネルシフト方向の温度差を小さくすることができる。これにより、局部的な温度上昇が抑えられ、鏡筒本体４１の変形が抑えられる。
［第２実施形態］
図８に示す第２実施形態では、第１実施形態における第１部分Ｐ１の隙間５６（図６参照）に扇型の断熱材５８を配置したものである。断熱材５８は断熱素材からなるもので、例えばセラミック製である。なお、断熱材５８は、鏡筒４０よりも熱伝導性が低いものであれば良い。断熱材５８における扇型の開拡角度θ１は例えば１５０°である。また、断熱材５８の厚みはスペーサ３９の厚みと同じ、又はそれよりも小さい。断熱材５８は耐熱性接着剤などにより、遮光部材３８に取り付けられる。なお、以下の各実施形態において、同一構成部材には同一符号を付して、重複した説明を省略している。
図８に示す第２実施形態では、第１実施形態における第１部分Ｐ１の隙間５６（図６参照）に扇型の断熱材５８を配置したものである。断熱材５８は断熱素材からなるもので、例えばセラミック製である。なお、断熱材５８は、鏡筒４０よりも熱伝導性が低いものであれば良い。断熱材５８における扇型の開拡角度θ１は例えば１５０°である。また、断熱材５８の厚みはスペーサ３９の厚みと同じ、又はそれよりも小さい。断熱材５８は耐熱性接着剤などにより、遮光部材３８に取り付けられる。なお、以下の各実施形態において、同一構成部材には同一符号を付して、重複した説明を省略している。
第２実施形態では、隙間５６に断熱材５８を配したので、断熱材５８によって遮光部材３８から第２レンズ枠４４への伝熱を抑えることができる。また、温度が高い第１部分Ｐ１側の熱を第２部分Ｐ２側へ拡散し、その後、第２レンズ枠４４に取付ビス５５及びスペーサ３９を介して熱を逃がすことができる。
［第３実施形態］
図９及び図１０に示す第３実施形態では、スペーサ３９を介して遮光部材３８を第２レンズ枠４４に固定する代わりに、遮光部材６０を、取付片６１を介して第２レンズ枠４４に固定している。遮光部材６０は遮光本体６０ａと取付片６１とを有する。遮光本体６０ａは、中心に円形開口６０ｂを有する円板から構成されている。取付片６１は、遮光本体６０ａの上縁部から延設されて、遮光本体６０ａに対してし、９０°に折曲されている。
図９及び図１０に示す第３実施形態では、スペーサ３９を介して遮光部材３８を第２レンズ枠４４に固定する代わりに、遮光部材６０を、取付片６１を介して第２レンズ枠４４に固定している。遮光部材６０は遮光本体６０ａと取付片６１とを有する。遮光本体６０ａは、中心に円形開口６０ｂを有する円板から構成されている。取付片６１は、遮光本体６０ａの上縁部から延設されて、遮光本体６０ａに対してし、９０°に折曲されている。
取付片６１には、取付孔６１ａが形成されている。取付孔６１ａからは取付ビス６２が挿入されて、第２レンズ枠４４のネジ孔に取付ビス６２がネジ止めされる。ネジ止めに際して、第１実施形態と同じように、遮光部材６０と第２レンズ枠４４の遮光部材取付面４４ａとの間に長さＧ１の隙間５６が形成される。これにより、遮光部材６０の第１部分Ｐ１と第２レンズ枠４４との遮光部材取付面４４ａとの間での熱伝導が抑えられ、第１部分Ｐ１による不要光による加熱分の熱量が第２部分Ｐ２を通して分散される。また、遮光部材６０の取付片６１、取付ビス６２を介して、第１部分Ｐ１の熱量が第２レンズ枠４４に伝達されるため、局部的な温度上昇が抑えられ、鏡筒本体４１の変形が抑えられる。なお、第２実施形態と同じように、第３実施形態において、隙間５６に断熱材５８を挿入してもよい。
［変形例］
第１実施形態及び第２実施形態では、スペーサ３９を遮光部材３８と別体で設けたが、これに代えて、図１１に示すように、遮光部材６５にスペーサ６６を一体に形成し、第２レンズ枠４４に遮光部材６５を取り付けてもよい。遮光部材６５にスペーサ６６が一体に形成されることにより、遮光部材６５の鏡筒取付面６５ａが光軸方向に一部突出して座面６５ｂとなる。この座面６５ｂを介して遮光部材６５が第２レンズ枠４４に取り付けられる。また、スペーサ６６を遮光部材６５に設ける代わりに、図１２に示すように、第２レンズ枠７０にスペーサ７１を一体に形成してもよい。この場合には、スペーサ７１によって第２レンズ枠７０の遮光部材取付面７０ａが光軸方向に一部突出して座面７０ｂとなる。この座面７０ｂに対して、遮光部材６５の鏡筒取付面３８ｃが密着して、遮光部材６５が第２レンズ枠７０に取り付けられる。また、図１１に示すようにスペーサ６６を遮光部材６５に一体に突出させて形成する代わりに、遮光部材６５の第１部分Ｐ１側を第２部分Ｐ２側に比べて肉薄に形成してもよい。この肉厚差により、遮光部材６５と第２レンズ枠４４の遮光部材取付面４４ａとの間に隙間５６が形成される。
第１実施形態及び第２実施形態では、スペーサ３９を遮光部材３８と別体で設けたが、これに代えて、図１１に示すように、遮光部材６５にスペーサ６６を一体に形成し、第２レンズ枠４４に遮光部材６５を取り付けてもよい。遮光部材６５にスペーサ６６が一体に形成されることにより、遮光部材６５の鏡筒取付面６５ａが光軸方向に一部突出して座面６５ｂとなる。この座面６５ｂを介して遮光部材６５が第２レンズ枠４４に取り付けられる。また、スペーサ６６を遮光部材６５に設ける代わりに、図１２に示すように、第２レンズ枠７０にスペーサ７１を一体に形成してもよい。この場合には、スペーサ７１によって第２レンズ枠７０の遮光部材取付面７０ａが光軸方向に一部突出して座面７０ｂとなる。この座面７０ｂに対して、遮光部材６５の鏡筒取付面３８ｃが密着して、遮光部材６５が第２レンズ枠７０に取り付けられる。また、図１１に示すようにスペーサ６６を遮光部材６５に一体に突出させて形成する代わりに、遮光部材６５の第１部分Ｐ１側を第２部分Ｐ２側に比べて肉薄に形成してもよい。この肉厚差により、遮光部材６５と第２レンズ枠４４の遮光部材取付面４４ａとの間に隙間５６が形成される。
上記各実施形態では、第２レンズ枠４４に遮光部材３８，６０，６５を配した例で説明したが、遮光部材３８，６０，６５は他のレンズ枠に形成してもよい。また、第２レンズ枠４４の遮光部材取付面４４ａに遮光部材３８，６０，６５を近接させて配置したが、第２レンズ枠４４の画像形成パネル側の端面に遮光部材３８，６０，６５を近接させて配置してもよい。遮光部材３８，６０，６５は一つのレンズ枠に限らず、複数のレンズ枠に設けてもよい。
［第４実施形態］
上記実施形態では、遮光部材３８，６０，６５は第２レンズ枠４４に取り付ける例で説明したが、図１３に示す第４実施形態では、鏡筒本体７５の内周面に突出縁部７６を設け、この突出縁部７６に、第１実施形態と同じ遮光部材３８を取り付けている。突出縁部７６は、鏡筒本体７５の内側に内周方向に円環状に形成されており、内側に突出している。この突出縁部７６の遮光部材に対向する端面が遮光部材取付面７６ａとなっている。この遮光部材取付面７６ａにスペーサ３９を介し遮光部材３８が取り付けられる。
上記実施形態では、遮光部材３８，６０，６５は第２レンズ枠４４に取り付ける例で説明したが、図１３に示す第４実施形態では、鏡筒本体７５の内周面に突出縁部７６を設け、この突出縁部７６に、第１実施形態と同じ遮光部材３８を取り付けている。突出縁部７６は、鏡筒本体７５の内側に内周方向に円環状に形成されており、内側に突出している。この突出縁部７６の遮光部材に対向する端面が遮光部材取付面７６ａとなっている。この遮光部材取付面７６ａにスペーサ３９を介し遮光部材３８が取り付けられる。
［第５実施形態］
図１４に示す第５実施形態では、鏡筒本体８０の内周面に突出縁部８１を設け、この突出縁部８１に、第３実施形態と同じ遮光部材６０を取り付けている。突出縁部８１は、鏡筒本体８０の内側に内周方向に円環状に形成されており、内側に突出している。この突出縁部８１の内周面が、遮光部材６０の取付片６１の取付面８１ａとなっている。この取付面８１ａに、取付片６１を介し遮光部材６０が取り付けられる。これら第４実施形態及び第５実施形態では、レンズ枠を介することなく、鏡筒本体７５，８０に遮光部材３８，６０を直接に取り付けることができる。
図１４に示す第５実施形態では、鏡筒本体８０の内周面に突出縁部８１を設け、この突出縁部８１に、第３実施形態と同じ遮光部材６０を取り付けている。突出縁部８１は、鏡筒本体８０の内側に内周方向に円環状に形成されており、内側に突出している。この突出縁部８１の内周面が、遮光部材６０の取付片６１の取付面８１ａとなっている。この取付面８１ａに、取付片６１を介し遮光部材６０が取り付けられる。これら第４実施形態及び第５実施形態では、レンズ枠を介することなく、鏡筒本体７５，８０に遮光部材３８，６０を直接に取り付けることができる。
上記実施形態では、画像形成パネル１４として透過型の液晶パネルを用いたが、反射型の液晶パネルを用いてもよい。この場合には、画像形成パネル１４の前面側に光源１３を配置してＲＧＢ三色の照射光を同時に照射する。また、画像形成パネル１４としてＤＭＤを用いる場合には、光源１３を画像形成パネル１４の前面側に配置し、ＤＭＤの三色画像の形成タイミングに同期させて、ＲＧＢ３色のＬＥＤ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂを時分割発光させる。
上記各実施形態では、プロジェクタ１０をテーブルに配置した状態で説明したが、天井などから吊り下げて使用する場合にも本発明を適用することができる。また、スクリーン２０に像を投射する例で説明したが、投射面はスクリーン２０に限定されず、様々な投射面に対して投射するプロジェクタとして用いることができる。
１０ プロジェクタ
１１ ケース
１３ 光源
１４ 画像形成パネル
１４ａ 画像形成面
１５ 投射レンズ
１７ 制御部
２０ スクリーン
２１ ズームダイヤル
２２ 光量調節ダイヤル
２３ フォーカスダイヤル
２４ 上下ピン調ダイヤル
２５ 左右ピン調ダイヤル
２６ 画面修正ダイヤル
３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ ＬＥＤ
３２，３３ ダイクロイックミラー
３８ 遮光部材
３８ａ 開口
３８ｂ 取付孔
３８ｃ 鏡筒取付面
３９ スペーサ
４０ 鏡筒
４１ 鏡筒本体
４１ａ 切欠き
４２ カム筒
４２ａ カム溝
４３ 第１レンズ枠
４４ 第２レンズ枠
４４ａ 遮光部材取付面
４５ 第３レンズ枠
４６ 第４レンズ枠
４７ 第５レンズ枠
５０，５１ 取付ビス
５２ カムピン
５３，５５ 取付ビス
５６ 隙間
５８ 断熱材
６０ 遮光部材
６０ａ 遮光本体
６０ｂ 円形開口
６１ 取付片
６１ａ 取付孔
６２ 取付ビス
６５ 遮光部材
６５ａ 鏡筒取付面
６５ｂ 座面
６６ スペーサ
７０ 第２レンズ枠
７０ａ 遮光部材取付面
７０ｂ 座面
７１ スペーサ
７５ 鏡筒本体
７６ 突出縁部
７６ａ 遮光部材取付面
８０ 鏡筒本体
８１ 突出縁部
８１ａ 取付面
ＣＬ 光軸
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｐ１ 第１部分
Ｐ２ 第２部分
Ｓ シフト比
θ１ 開拡角度
１１ ケース
１３ 光源
１４ 画像形成パネル
１４ａ 画像形成面
１５ 投射レンズ
１７ 制御部
２０ スクリーン
２１ ズームダイヤル
２２ 光量調節ダイヤル
２３ フォーカスダイヤル
２４ 上下ピン調ダイヤル
２５ 左右ピン調ダイヤル
２６ 画面修正ダイヤル
３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ ＬＥＤ
３２，３３ ダイクロイックミラー
３８ 遮光部材
３８ａ 開口
３８ｂ 取付孔
３８ｃ 鏡筒取付面
３９ スペーサ
４０ 鏡筒
４１ 鏡筒本体
４１ａ 切欠き
４２ カム筒
４２ａ カム溝
４３ 第１レンズ枠
４４ 第２レンズ枠
４４ａ 遮光部材取付面
４５ 第３レンズ枠
４６ 第４レンズ枠
４７ 第５レンズ枠
５０，５１ 取付ビス
５２ カムピン
５３，５５ 取付ビス
５６ 隙間
５８ 断熱材
６０ 遮光部材
６０ａ 遮光本体
６０ｂ 円形開口
６１ 取付片
６１ａ 取付孔
６２ 取付ビス
６５ 遮光部材
６５ａ 鏡筒取付面
６５ｂ 座面
６６ スペーサ
７０ 第２レンズ枠
７０ａ 遮光部材取付面
７０ｂ 座面
７１ スペーサ
７５ 鏡筒本体
７６ 突出縁部
７６ａ 遮光部材取付面
８０ 鏡筒本体
８１ 突出縁部
８１ａ 取付面
ＣＬ 光軸
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｐ１ 第１部分
Ｐ２ 第２部分
Ｓ シフト比
θ１ 開拡角度
Claims (10)
- レンズ及び前記レンズを保持する鏡筒を有する投射レンズと、
画像を形成する画像形成パネルであって、前記投射レンズの光軸に対して前記画像形成パネルの中心がシフトして配される画像形成パネルと、
前記画像形成パネルに光を照射して前記投射レンズにより前記画像を投射面に投射する光源と、
前記光軸が通る開口を有し、前記開口の縁部で投射に不要な光をカットする遮光部材であって、前記光軸に対して前記画像形成パネルのシフトした側の第１部分とは前記光軸を挟んで反対側の第２部分で前記鏡筒に固定され、且つ前記第１部分で前記鏡筒の間に隙間を保持して取り付けられる遮光部材と
を有するプロジェクタ。 - 前記鏡筒は、前記光軸に直交する遮光部材取付面を有し、
前記遮光部材は、前記遮光部材取付面に取り付けられる鏡筒取付面を有し、
前記遮光部材取付面及び前記鏡筒取付面の間に、前記光軸方向に厚みを有するスペーサを介し、前記遮光部材が前記鏡筒に取り付けられる請求項１記載のプロジェクタ。 - 前記鏡筒は、前記光軸に直交する遮光部材取付面を有し、
前記遮光部材は、前記遮光部材取付面に取り付けられる鏡筒取付面を有し、
前記遮光部材取付面及び前記鏡筒取付面の少なくとも一方は、前記光軸方向に突出させたスペーサを有し、前記スペーサを介して前記遮光部材が前記鏡筒に取り付けられる請求項１記載のプロジェクタ。 - 前記遮光部材は、前記遮光部材の縁から前記光軸方向に延ばされる取付片を有し、前記取付片を介して前記遮光部材及び前記鏡筒の間で前記光軸方向に隙間が形成される請求項１記載のプロジェクタ。
- 前記第２部分は、前記鏡筒を前記光軸方向から見た状態で、前記画像形成パネルのシフト方向を基準線として、１８０±９０°の領域範囲内である請求項１から４いずれか１項記載のプロジェクタ。
- 前記鏡筒は、筒状の鏡筒本体と、前記鏡筒本体の内部に配され前記レンズを保持するレンズ枠とを有し、前記遮光部材取付面は前記レンズ枠の前記遮光部材に対向する端面である請求項２から５いずれか１項記載のプロジェクタ。
- 前記鏡筒は、筒状の鏡筒本体と、前記鏡筒本体の内周面から内側に突出する突出縁部とを有し、前記遮光部材取付面は前記突出縁部の前記遮光部材に対向する端面である請求項２から５いずれか１項記載のプロジェクタ。
- 前記隙間に配される断熱材を有する請求項１から７いずれか１項記載のプロジェクタ。
- 前記光軸から前記画像形成パネルの中心までの距離をＹ、
前記画像形成パネルのシフト方向における画像形成パネルの長さをＨ、
前記距離Ｙを前記長さＨで除して求められる前記画像形成パネルのシフト比をＳ＝Ｙ／Ｈとした場合に、
前記シフト比Ｓは、０．４＜Ｓ＜０．７の範囲内である請求項１から８いずれか１項記載のプロジェクタ。 - 投射レンズの光軸に対して画像形成パネルの中心をシフトして配し、前記画像形成パネルに光源から光を出射し前記投射レンズにより投射面に前記画像形成パネルの画像を投射するプロジェクタの画像劣化防止方法において、
前記投射レンズを保持する鏡筒内に配されて、前記光軸が通る開口を有し、前記開口の縁部で投射に不要な光をカットする遮光部材を、前記画像形成パネルの前記光軸に対してシフトした側の前記鏡筒の第１部分とは前記光軸を挟んで反対側の第２部分で固定し、且つ前記第１部分で前記遮光部材及び前記鏡筒の間で前記光軸方向に隙間を保持するプロジェクタの画像劣化防止方法。
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