JP2012118124A - 画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカス調整やズーム調整等の作業を安定化させることが可能な画像投射装置を提供すること。
【解決手段】本画像投射装置は、変調信号に応じて画像を形成する画像形成素子に、光源からの照明光を照射し、前記画像形成素子に形成された前記画像を、固定部及び光軸方向に移動可能な可動部を備えた投射レンズを含む投射光学系により被投射面に拡大投射する画像投射装置であって、前記投射光学系の少なくとも一部を収容し、前記投射光学系から前記被投射面に向かう投射光を透過させる筐体と、前記可動部の前記光軸方向の位置を調整する手動調整手段と、を有し、前記投射レンズは、前記筐体が載置された際に、載置面に対して光軸が鉛直となるように設置され、前記手動調整手段は、前記筐体の上面又は側面から少なくとも一部が露出する調整部を含み、前記調整部は、前記被投射面に平行な平面内で可動して、前記可動部の前記光軸方向の位置を調整する。
【選択図】図５

Description

本発明は、投射光学系を有する画像投射装置に関する。

近年、スクリーンまでの投射距離を短くした、所謂至近プロジェクタ等の画像投射装置の開発が盛んである。至近プロジェクタは大きく分けると単に投射レンズの焦点距離を短くした超短焦点プロジェクタと、レンズと反射ミラーを組み合わせてプロジェクタとスクリーンの距離を一層短くした超至近プロジェクタがある。

超至近プロジェクタは投射レンズから出たビームを更に曲面の反射面を用いてプロジェクタ側に折り返すようにしたもので、プロジェクタをスクリーン面や壁に極めて近接して配置できるため、人の通行の邪魔にならなかったり、人の影の映りこみが出にくかったり、壁に近接できるので天吊りや壁貼りが容易だったりと、プロジェクタの用途を広げるものである。

図１は、従来の画像投射装置の一例を示す図である。図１を参照するに、画像投射装置１０は所謂超至近プロジェクタであり、大略して、箱状の筺体２０と、画像形成素子３０と、投射レンズ４１及び曲面ミラー４３を有する投射光学系４０とを備えている。画像投射装置１０において、画像形成素子３０から出射された光は、投射レンズ４１を経由して曲面ミラー４３に入射し、曲面ミラー４３で光路を画像形成素子３０側に折り返され、
被投射面であるスクリーン９０に入射する。このように、光路を画像形成素子３０側に折り返しているため、画像形成素子３０及び投射光学系４０の長さ以上に画像投射装置１０をスクリーン９０に近づけることができない。なお、図１において、スクリーン９０の長軸方向をＸ、法線方向をＹ、短軸方向をＺとしている（以降の図も同様）。

図２は、従来の画像投射装置の他の例を示す図である。図２を参照するに、画像投射装置１０Ａは、投射光学系４０が、投射レンズ４１と曲面ミラー４３との光路中に反射ミラー４２を配置した投射光学系４０Ａに置換された点が画像投射装置１０と異なる。画像投射装置１０Ａは、反射ミラー４２を配置したことにより、投射レンズ４１を光軸が鉛直方向になるように縦（Ｚ方向）に配置できる。つまり、投射レンズ４１をスクリーン９０と略平行方向に配置できる。その結果、画像投射装置１０Ａは、画像投射装置１０（図１参照）よりもスクリーン９０に近接して配置できる。又、画像投射装置１０Ａそのものをスクリーン９０に添うような形状にできるので、画像投射装置１０Ａのスクリーン９０からの張り出しを極端に少なくできる。

ところで、画像投射装置１０Ａのようなスクリーン９０に沿うような形状の画像投射装置の１つの課題として、フォーカス調整（焦点の調整）やズーム調整（倍率の調整）の問題がある。一般の画像投射装置は、投射レンズの一部に同心的に設けられたフォーカス調整用の調整リングやズーム調整用の調整リングを含む調整手段を有する。

図３は、図２の画像投射装置の調整手段について説明する図（その１）である。なお、便宜上、画像投射装置１０Ａにおいて、Ｙ方向からスクリーン９０を見たときに正面に見える面を前面、前面の反対面でありスクリーン９０と対向する面を裏面、前面及び裏面を繋ぐ横を向いた面を側面、前面及び裏面を繋ぐ上を向いた面を上面と称する。

図３では、画像投射装置１０Ａにおいて、投射レンズ４１の一部に同心的に設けられたフォーカス調整やズーム調整に用いる調整リング４４の一部が筐体２０の前面から露出している。

図３において、調整リング４４を手で回すことにより、フォーカス調整やズーム調整を行うことができる。しかし、画像投射装置１０Ａの前面で調整リング４４を軽く押しながら回すことになり、画像投射装置１０Ａがスクリーン９０の方向に動く虞があるため、フォーカス調整作業を安定化させることができない。画像投射装置１０Ａのような超至近プロジェクタは奥行き方向（Ｙ方向）に薄く、動きを止めようとする摩擦抵抗が小さいため、画像投射装置１０Ａ自身がスクリーン９０の方向に動いてしまう虞は極めて大きい。

図４は、図２の画像投射装置の調整手段について説明する図（その２）である。図４では、上記問題を避けるため、ギア等を介して調整リング４４と連動するツマミ４７を画像投射装置１０Ａの側面に配置している。この場合も、ツマミ４７を回す方向がスクリーン９０に直交する方向であるため、回転がスムースでなかったりすると画像投射装置１０Ａ自身を動かしてしまう虞があり、フォーカス調整やズーム調整の作業を安定化させることができない。なお、画像投射装置１０Ａのような超至近プロジェクタは、超至近距離から斜めにスクリーンに投射するため焦点距離が非常に短いため、フォーカス調整やズーム調整の良し悪しは極めて重要である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、フォーカス調整やズーム調整等の作業を安定化させることが可能な画像投射装置を提供することを課題とする。

本画像投射装置は、変調信号に応じて画像を形成する画像形成素子に、光源からの照明光を照射し、前記画像形成素子に形成された前記画像を、固定部及び光軸方向に移動可能な可動部を備えた投射レンズを含む投射光学系により被投射面に拡大投射する画像投射装置であって、前記投射光学系の少なくとも一部を収容し、前記投射光学系から前記被投射面に向かう投射光を透過させる筐体と、前記可動部の前記光軸方向の位置を調整する手動調整手段と、を有し、前記投射レンズは、前記筐体が載置された際に、載置面に対して光軸が鉛直となるように設置され、前記手動調整手段は、前記筐体の上面又は側面から少なくとも一部が露出する調整部を含み、前記調整部は、前記被投射面に平行な平面内で可動して、前記可動部の前記光軸方向の位置を調整することを要件とする。

開示の技術によれば、フォーカス調整やズーム調整等の作業を安定化させることが可能な画像投射装置を提供できる。

従来の画像投射装置の一例を示す図である。 従来の画像投射装置の他の例を示す図である。 図２の画像投射装置の調整手段について説明する図（その１）である。 図２の画像投射装置の調整手段について説明する図（その２）である。 第１の実施の形態に係る画像投射装置を例示する斜視図である。 第１の実施の形態に係る画像投射装置を例示する模式図である。 図５の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の一例を示す図である。 図５の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の他の例を示す図（その１）である。 図５の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の他の例を示す図（その２）である。 図５の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の他の例を示す図（その３）である。 第２の実施の形態に係る画像投射装置を例示する斜視図である。 図８の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の例を示す図である。 第３の実施の形態に係る画像投射装置を例示する斜視図である。 図１０の投射レンズの構造の例を示す図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

〈第１の実施の形態〉
まず、図５及び図６を参照しながら、第１の実施の形態に係る画像投射装置の概要について説明する。図５は、第１の実施の形態に係る画像投射装置を例示する斜視図である。図６は、第１の実施の形態に係る画像投射装置を例示する模式図である。図５及び図６を参照するに、画像投射装置１０Ｂは所謂超至近プロジェクタであり、大略して、箱状の筺体２０と、画像形成素子３０と、投射光学系４０Ａとを備えている。筐体２０は、投射光学系４０Ａの少なくとも一部を収容し、投射光学系４０Ａから被投射面であるスクリーン９０に向かう投射光を透過させる。

より詳しく説明すると、画像投射装置１０Ｂは、筐体２０内に、画像形成素子３０と、投射光学系４０Ａと、照明光学系６０と、分離手段７０とを有している。又、画像投射装置１０Ｂは、図示しない照明用電源、画像形成素子３０の変調手段、画像処理ユニット等を有していてもよい。なお、投射光学系４０Ａの構成や配置等については、図２において説明したとおりであるため、ここでは説明を省略する。

照明光学系６０は、光源６１を含み、例えば光源６１近傍に配置されたリフレクター６２（光源６１と一体となっていてもよい）やリレーレンズ６３及び６４、リフレクター６２により反射されて指向性を持った光束の照度を均一化するインテグレータ光学系といわれる照度均一化手段６５等により構成され、画像形成素子３０の面上で均一な照明分布が得られるようにしている。光源６１としては、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ等が用いられる。

又、カラーホイール６６を用いて照明光をカラー化し、それと同期して画像形成素子３０の画像をコントロールすることにより、カラー画像を投射できるようにしてもよい。画像形成素子３０として反射型タイプの液晶画像形成素子を用いる場合は、照明光路と投射光路を分離する分離手段７０を用いることで、より効率のよい照明が可能となる。又、画像形成素子３０としてマイクロミラーデバイスタイプ（ＤＭＤ）を用いる場合は、全反射プリズムを使った光路分離等が採用される。このように、画像形成素子３０の種類に応じて適切な光学系を採用すればよい。

なお、画像形成素子３０を、赤、緑、青等の複数枚用いて、それぞれカラーフィルターを透過した照明光を当てて、色合成手段により合成された光を投射光学系４０Ａに入射させることによりスクリーン９０上にカラー画像を投射することができる。

画像投射装置１０Ｂにおいて、画像形成素子３０は変調信号に応じて画像形成される。光源６１からの照明光は画像形成素子３０に照射され、画像形成素子３０に形成された画像は、投射光学系４０Ａによりスクリーン９０に拡大投射される。

なお、図５において、反射ミラー４２及び曲面ミラー４３が筐体２０の外に突出しているが、反射ミラー４２及び曲面ミラー４３は可動可能に構成されており、画像投射装置１０Ｂの使用時には図５の状態になり、非使用時には筐体２０内に収納される構造である。

次に、図５及び図７Ａを参照しながら、第１の実施の形態に係る画像投射装置のフォーカス調整について説明する。図７Ａは、図５の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の一例を示す図である。図５及び図７Ａを参照するに、筐体２０の側面にはツマミ４７が配置され、ツマミ４７の少なくとも一部は筐体２０の側面から露出している。なお、ツマミ４７は、本発明に係る調整部の代表的な一例である。

投射レンズ４１は、可動部４１ａと固定部４１ｂとを有する。可動部４１ａの側面の一部には調整リング４４が固定されている。可動部４１ａは、固定部４１ｂに対して移動可能に構成されており、調整リング４４が回転すると、可動部４１ａは固定部４１ｂに対して投射レンズ４１の光軸Ａの方向に移動する。調整リング４４は、平歯車４５及びウォーム歯車４６を介して、ツマミ４７と連結している。なお、本願において、投射レンズ４１は、筐体２０がテーブルの上面等の載置面上に載置された際に、載置面に対して光軸Ａが略鉛直となるように設置されている。

調整リング４４は略円環状の部材であり、その側面には、歯列が形成されている。側面に歯列が形成された調整リング４４は、平歯車４５に噛合している。ウォーム歯車４６は、互いに噛合するねじ歯車４６ａ（ウォーム）と、はす歯歯車４６ｂ（ウォームホィール）から構成されており、平歯車４５は、はす歯歯車４６ｂに噛合している。ツマミ４７は、ねじ歯車４６ａに同心的に固定されており、ねじ歯車４６ａと一体的に回転可能に構成されている。なお、本実施の形態では、ツマミ４７は筐体２０の側面に設けられ、スクリーン９０に平行な平面内で回転可能に構成されている。

調整リング４４、平歯車４５、及びはす歯歯車４６ｂは、それぞれの略中心部を通り投射レンズ４１の光軸Ａと略平行な回転軸を中心に回転可能に構成されている。ねじ歯車４６ａは、ねじ歯車４６ａの略中心部を通りスクリーン９０と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。つまり、ウォーム歯車４６において、ねじ歯車４６ａの回転軸と、はす歯歯車４６ｂの回転軸とは、互いに直交する。

このように、側面に歯列が形成された調整リング４４と、平歯車４５と、はす歯歯車４６ｂと、ねじ歯車４６ａとはギア列を構成し、調整リング４４とツマミ４７とを連結している。ツマミ４７を、例えば手動でスクリーン９０に平行な平面内で回転させると、ツマミ４７と同心的に固定されているねじ歯車４６ａがツマミ４７と一体的に回転する。ねじ歯車４６ａが回転すると、それに連動して、はす歯歯車４６ｂが回転する。この際、ねじ歯車４６ａの回転軸とはす歯歯車４６ｂの回転軸とは互いに直交するため、回転方向が直交変換され、はす歯歯車４６ｂはスクリーン９０と垂直な平面内で回転する。

はす歯歯車４６ｂが回転すると、それに連動して、順次、平歯車４５、調整リング４４が回転する。調整リング４４は可動部４１ａの側面の一部に固定されているため、調整リング４４が回転すると可動部４１ａが固定部４１ｂに対して回転する。これにより、可動部４１ａが固定部４１ｂに対して光軸Ａの方向に移動するため、可動部４１ａの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ４１のフォーカス調整が可能となる。なお、調整リング４４は、本発明に係る回転部の代表的な一例である。又、調整リング４４と、平歯車４５と、はす歯歯車４６ｂと、ねじ歯車４６ａと、ツマミ４７とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、ねじ歯車４６ａと、はす歯歯車４６ｂとは、本発明に係る回転軸の直交する一対の歯車の代表的な一例である。

このように、第１の実施の形態では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、ギアの回転軸を直交変換するウォーム歯車を含む。これにより、ツマミを筐体の側面に設け、スクリーンと平行な平面内で回転させることにより、投射レンズのフォーカス調整が可能となる。その結果、フォーカス調整に伴って画像投射装置がスクリーンの方向に動く虞がなくなるため、フォーカス調整作業を安定化させることができる。以上、フォーカス調整について説明したが、同様の構成によりズーム調整を行う場合にも、同様の効果を奏する。

〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、調整リングとツマミとを連結するギア列において、かさ歯車を用いてギアの回転軸を直交変換する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。

図７Ｂは、図５の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の他の例を示す図（その１）である。図７Ｂでは、ウォーム歯車４６が歯車４８及びかさ歯車４９に置換されている点が図７Ａと相違している。

図７Ｂにおいて、調整リング４４は、平歯車４５、歯車４８、及びかさ歯車４９を介して、ツマミ４７と連結している。歯車４８は、かさ歯車と平歯車を一体化した構造をなすもので、歯車４８の平歯車側は平歯車４５に噛合している。又、歯車４８のかさ歯車側（円錐面）はかさ歯車４９の円錐面に噛合し、かさ歯車対を構成している。ツマミ４７は、かさ歯車４９に同心的に固定されており、かさ歯車４９と一体的に回転可能に構成されている。なお、第１の実施の形態と同様に、ツマミ４７は筐体２０の側面に設けられ、スクリーン９０に平行な平面内で回転可能に構成されている。

調整リング４４、平歯車４５、及び歯車４８は、それぞれの略中心部を通り投射レンズ４１の光軸Ａと略平行な回転軸を中心に回転可能に構成されている。かさ歯車４９は、かさ歯車４９の略中心部を通りスクリーン９０と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。つまり、歯車４８の回転軸と、かさ歯車４９の回転軸とは、互いに直交する。

このように、側面に歯列が形成された調整リング４４と、平歯車４５と、歯車４８と、かさ歯車４９とはギア列を構成し、調整リング４４とツマミ４７とを連結している。ツマミ４７を、例えば手動でスクリーン９０に平行な平面内で回転させると、ツマミ４７と同心的に固定されているかさ歯車４９がツマミ４７と一体的に回転する。かさ歯車４９が回転すると、それに連動して、歯車４８が回転する。この際、かさ歯車４９の回転軸と歯車４８の回転軸とは互いに直交するため、回転方向が直交変換され、歯車４８はスクリーン９０と垂直な平面内で回転する。

歯車４８が回転すると、それに連動して、順次、平歯車４５、調整リング４４が回転する。調整リング４４は可動部４１ａの側面の一部に固定されているため、調整リング４４が回転すると可動部４１ａが固定部４１ｂに対して回転する。これにより、可動部４１ａが固定部４１ｂに対して光軸Ａの方向に移動するため、可動部４１ａの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ４１のフォーカス調整が可能となる。なお、調整リング４４と、平歯車４５と、歯車４８と、かさ歯車４９と、ツマミ４７とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、歯車４８と、かさ歯車４９とは、本発明に係る回転軸の直交する一対の歯車の代表的な一例である。

このように、第１の実施の形態の変形例１では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、ギアの回転軸を直交変換するかさ歯車対を含む。これにより、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。

〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、調整リングの回転軸とツマミの回転軸の両方に直交する回転軸を有するかさ歯車を用いる例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。

図７Ｃは、図５の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の他の例を示す図（その２）である。図７Ｃでは、調整リング４４が調整リング５１に置換され、ウォーム歯車４６がかさ歯車４９及び５２に置換されている点が図７Ａと相違している。

図７Ｃにおいて、可動部４１ａの側面の一部には調整リング５１が固定されている。可動部４１ａは、固定部４１ｂに対して移動可能に構成されており、調整リング５１が回転すると、可動部４１ａは固定部４１ｂに対して投射レンズ４１の光軸Ａの方向に移動する。調整リング５１は、側面が円錐面である略円環状の部材であり、その円錐面には、歯列が形成されている。つまり、調整リング５１は、かさ歯車として機能する。かさ歯車５２は、両端部が略円錐台状とされた略円筒状の部材であり、両端部の円錐面には歯列が形成されている。調整リング５１は、かさ歯車５２及びかさ歯車４９を介して、ツマミ４７と連結している。

調整リング５１の円錐面は、かさ歯車５２の一端部の円錐面に噛合し、かさ歯車対を構成している。歯車５２の他端部の円錐面は、かさ歯車４９の円錐面に噛合し、かさ歯車対を構成している。ツマミ４７は、かさ歯車４９に同心的に固定されており、かさ歯車４９と一体的に回転可能に構成されている。なお、第１の実施の形態と同様に、ツマミ４７は筐体２０の側面に設けられ、スクリーン９０に平行な平面内で回転可能に構成されている。

調整リング５１は、調整リング５１の略中心部を通り投射レンズ４１の光軸Ａと略平行な回転軸を中心に回転可能に構成されている。かさ歯車４９は、かさ歯車４９の略中心部を通りスクリーン９０と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。かさ歯車５２は、調整リング５１の回転軸、及び、かさ歯車４９の回転軸（＝ツマミ４７の回転軸）の両方と直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。

なお、調整リング５１は、本発明に係る回転部及び第１の歯車の代表的な一例である。又、調整リング５１と、かさ歯車５２と、かさ歯車４９と、ツマミ４７とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、かさ歯車４９は、本発明に係る第２の歯車の代表的な一例である。又、かさ歯車５２は、本発明に係る第３の歯車の代表的な一例である。

このように、かさ歯車として機能する調整リング５１と、かさ歯車５２と、かさ歯車４９とはギア列を構成し、調整リング５１とツマミ４７とを連結している。ツマミ４７を、例えば手動でスクリーン９０に平行な平面内で回転させると、ツマミ４７と同心的に固定されているかさ歯車４９がツマミ４７と一体的に回転する。かさ歯車４９が回転すると、それに連動して、かさ歯車５２が回転し、更に調整リング５１が回転する。この際、かさ歯車５２の回転軸は、調整リング５１の回転軸、及び、かさ歯車４９の回転軸（＝ツマミ４７の回転軸）の両方と直交するため、回転方向が直交変換され、調整リング５１はスクリーン９０と垂直な平面内で回転する。

調整リング５１は可動部４１ａの側面の一部に固定されているため、調整リング５１が回転すると可動部４１ａが固定部４１ｂに対して回転する。これにより、可動部４１ａが固定部４１ｂに対して光軸Ａの方向に移動するため、可動部４１ａの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ４１のフォーカス調整が可能となる。

このように、第１の実施の形態の変形例２では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、調整リングの回転軸とツマミの回転軸の両方に直交する回転軸を有するかさ歯車を含む。これにより、ギアの回転軸は直交変換され、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。

〈第１の実施の形態の変形例３〉
第１の実施の形態の変形例３では、調整リングとツマミとを連結するギア列において、ラックを用いてギアの回転軸を直交変換する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例３において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。

図７Ｄは、図５の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の他の例を示す図（その３）である。図７Ｄでは、平歯車４５及びウォーム歯車４６が、ラック５３、ピニオン５４、及びねじ歯車５５に置換されている点が図７Ａと相違している。

図７Ｄにおいて、ラック５３は、ピニオン５４及び調整リング４４に噛合している。ピニオン５４は、ねじ歯車５５に噛合している。ツマミ４７は、ねじ歯車５５に同心的に固定されており、ねじ歯車５５と一体的に回転可能に構成されている。なお、第１の実施の形態と同様に、ツマミ４７は筐体２０の側面に設けられ、スクリーン９０に平行な平面内で回転可能に構成されている。

ピニオン５４は、ピニオン５４の略中心部を通り投射レンズ４１の光軸Ａと略平行な回転軸を中心に回転可能に構成されている。ねじ歯車５５は、ねじ歯車５５の略中心部を通りスクリーン９０と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。つまり、ピニオン５４の回転軸と、ねじ歯車５５の回転軸とは、互いに直交する。ラック５３は、ピニオン５４の回転に応じてＸ方向に往復道可能に構成されている。

なお、調整リング４４と、ラック５３と、ピニオン５４と、ねじ歯車５５と、ツマミ４７とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、ねじ歯車５５は、本発明に係る第４の歯車の代表的な一例である。又、ピニオン５４は、本発明に係る第５の歯車の代表的な一例である。又、ラック５３は、本発明に係る第６の歯車の代表的な一例である。

このように、ラック５３と、ピニオン５４と、ねじ歯車５５とはギア列を構成し、調整リング４４とツマミ４７とを連結している。ツマミ４７を、例えば手動でスクリーン９０に平行な平面内で回転させると、ツマミ４７と同心的に固定されているねじ歯車５５がツマミ４７と一体的に回転する。ねじ歯車５５が回転すると、それに連動して、ピニオン５４が回転し、更にピニオン５４の回転に伴ってラック５３がＸ方向に移動する。ラック５３がＸ方向に移動すると調整リング４４が回転する。この際、調整リング４４の回転軸及びピニオン５４の回転軸と、ねじ歯車５５の回転軸とは、互いに直交するため、回転方向が直交変換され、調整リング４４はスクリーン９０と垂直な平面内で回転する。

調整リング４４は可動部４１ａの側面の一部に固定されているため、調整リング４４が回転すると可動部４１ａが固定部４１ｂに対して回転する。これにより、可動部４１ａが固定部４１ｂに対して光軸Ａの方向に移動するため、可動部４１ａの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ４１のフォーカス調整が可能となる。

このように、第１の実施の形態の変形例３では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、互いに回転軸が直交するねじ歯車とピニオン、及びラックを含む。これにより、ギアの回転軸は直交変換され、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、ツマミを画像投射装置の上面に配置する例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。

図８は、第２の実施の形態に係る画像投射装置を例示する斜視図である。図８を参照するに、画像投射装置１０Ｃは、ツマミ４７が上面に配置されている点が、画像投射装置１０Ｂ（図５参照）と相違する。

図９は、図８の投射レンズ及びツマミ近傍の構造の例を示す図である。図９では、可動部４１ａの側面の一部にはかさ歯車として機能する調整リング５１が固定されている。歯車５６は、かさ歯車と平歯車を一体化した構造をなすもので、歯車５６のかさ歯車側（円錐面）は調整リング５１の円錐面に噛合し、かさ歯車対を構成している。又、歯車５６の平歯車側は平歯車５７に噛合している。ツマミ４７は、平歯車５７に同心的に固定されており、平歯車５７と一体的に回転可能に構成されている。なお、ツマミ４７は筐体２０の上面に設けられ、スクリーン９０に平行な平面内で回転可能に構成されている。

歯車５６及び平歯車５７は、それぞれの略中心部を通りスクリーン９０と略直交する回転軸を中心に回転可能に構成されている。つまり、調整リング５１の回転軸は、歯車５６の回転軸、及び、平歯車５７の回転軸（＝ツマミ４７の回転軸）の両方と直交する。

このように、かさ歯車として機能する調整リング５１と、かさ歯車と平歯車を一体化した構造をなす歯車５６と、平歯車５７とはギア列を構成し、調整リング５１とツマミ４７とを連結している。ツマミ４７を、例えば手動でスクリーン９０に平行な平面内で回転させると、ツマミ４７と同心的に固定されている平歯車５７がツマミ４７と一体的に回転する。平歯車５７が回転すると、それに連動して、歯車５６が回転し、更に調整リング５１が回転する。この際、歯車５６の回転軸は、調整リング５１の回転軸と直交するため、回転方向が直交変換され、調整リング５１はスクリーン９０と垂直な平面内で回転する。

調整リング５１は可動部４１ａの側面の一部に固定されているため、調整リング５１が回転すると可動部４１ａが固定部４１ｂに対して回転する。これにより、可動部４１ａが固定部４１ｂに対して光軸Ａの方向に移動するため、可動部４１ａの光軸方向の位置が調整され、投射レンズ４１のフォーカス調整が可能となる。なお、調整リング５１と、歯車５６と、平歯車５７と、ツマミ４７とは、本発明に係る手動調整手段の代表的な一例である。又、調整リング５１と、歯車５６とは、本発明に係る回転軸の直交する一対の歯車の代表的な一例である。

このように、第２の実施の形態では、投射レンズの可動部と一体的に回転する調整リングとフォーカス調整用のツマミとを連結するギア列は、ギアの回転軸を直交変換するかさ歯車対を含む。これにより、ツマミを筐体の上面に設け、スクリーンと平行な平面内で回転させることにより、投射レンズのフォーカス調整が可能となる。その結果、フォーカス調整に伴って画像投射装置がスクリーンの方向に動く虞がなくなるため、フォーカス調整作業を安定化させることができる。以上、フォーカス調整について説明したが、同様の構成によりズーム調整を行う場合にも、同様の効果を奏する。なお、第１の実施の形態及びその変形例と同様のギア列を用いて、ツマミを筐体の上面に設け、スクリーンと平行な平面内で回転させることも可能である。

〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、２つのツマミを画像投射装置の側面に配置する例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。

図１０は、第３の実施の形態に係る画像投射装置を例示する斜視図である。図１０を参照するに、画像投射装置１０Ｄは、ツマミ４７及び５８が側面に配置されている点が、画像投射装置１０Ｂ（図５参照）と相違する。

図１１は、図１０の投射レンズの構造の例を示す図である。図１１では、可動部４１ａの側面の一部には調整リング４４及び５９が固定されている。調整リング４４は、前述のようにフォーカス調整用のリングである。調整リング５８は、ズーム調整用のリングである。つまり、可動部４１ａは、投射レンズ４１のフォーカスを可変する第１の可動部（図示せず）と、投射レンズ４１のズームを可変する第２の可動部（図示せず）とを含む。そして、調整リング４４を回転させることにより第１の可動部（図示せず）が光軸Ａに沿って移動してフォーカス調整が行われ、調整リング５９を回転させることにより第２の可動部（図示せず）が光軸Ａに沿って移動してズーム調整が行われる。

調整リング４４は、第１のギア列（図示せず）を介してツマミ４７と連結している。第１のギア列（図示せず）としては、第１の実施の形態及びその変形例並びに第２の実施の形態で例示したギア列の何れかを用いることができる。又、調整リング５９は、第２のギア列（図示せず）を介してツマミ５８と連結している。第２のギア列（図示せず）としては、第１の実施の形態及びその変形例並びに第２の実施の形態で例示したギア列の何れかを用いることができる。

このように、第３の実施の形態では、投射レンズにフォーカス調整用リング及びズーム調整用リングを設け、それぞれに対応するフォーカス調整用ツマミ及びズーム調整用ツマミを画像投射装置の側面に配置する。その際に、各リングと各ツマミとを第１の実施の形態及びその変形例並びに第２の実施の形態で例示した何れか一のギア列を介して連結する。このギア列は、各ツマミと各リングとの回転軸を互いに直交させる伝達機構であるから、各ツマミをスクリーンと平行な平面内で回転させることが可能となる。その結果、フォーカス調整やズーム調整に伴って画像投射装置がスクリーンの方向に動く虞がなくなるため、フォーカス調整作業やズーム調整作業を安定化させることができる。

なお、第２の実施の形態のように、フォーカス調整用ツマミ及びズーム調整用ツマミを画像投射装置の上面に配置しても構わない。

以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、第１の実施の形態及びその変形例、第２の実施の形態、並びに第３の実施の形態において、ギア列を構成するギアの種類、ギアの歯数、ギアの個数等は、前述の例示に限定されるものではなく、投射レンズとツマミとの距離や、ツマミを配置可能なスペースの大小等によって適宜に選択することができる。

又、ツマミは、必ずしも例示した円盤に限定されるものではなく、例えば、レバー等であっても構わない。この場合には、レバーの回転軸がスクリーンに垂直でレバーの動きがスクリーンに平行な面内になるようにすればよい。又、ツマミ部分にラック・ピニオン機構を用いて、ツマミをスライドタイプにすることも可能である。この場合には、ツマミのスライド方向がスクリーンに平行な面内方向になるようにすればよい。

又、各ツマミと各リングとの回転軸を互いに直交させる伝達機構は、必ずしもギアに限定されるものではなく、ベルト、チェーン、カム等を用いることもできる。或いは、それらを組み合わせても構わない。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 画像投射装置
２０ 筺体
３０ 画像形成素子
４０、４０Ａ 投射光学系
４１ 投射レンズ
４１ａ 可動部
４１ｂ 固定部
４２ 反射ミラー
４３ 曲面ミラー
４４、５１、５９ 調整リング
４５、５７ 平歯車
４６ ウォーム歯車
４６ａ ねじ歯車
４６ｂ はす歯歯車
４７、５８ ツマミ
４８、５６ 歯車
４９、５２ かさ歯車
５３ ラック
５４ ピニオン
５５ ねじ歯車
６０ 照明光学系
６１ 光源
６２ リフレクター
６３、６４ リレーレンズ
６５ 照度均一化手段
６６ カラーホイール
７０ 分離手段
９０ スクリーン
Ａ 光軸

特開２００７−２１９３５２号公報 特開２０１０−１９７８７４号公報

Claims (8)

1. 変調信号に応じて画像を形成する画像形成素子に、光源からの照明光を照射し、前記画像形成素子に形成された前記画像を、固定部及び光軸方向に移動可能な可動部を備えた投射レンズを含む投射光学系により被投射面に拡大投射する画像投射装置であって、
   前記投射光学系の少なくとも一部を収容し、前記投射光学系から前記被投射面に向かう投射光を透過させる筐体と、
   前記可動部の前記光軸方向の位置を調整する手動調整手段と、を有し、
   前記投射レンズは、前記筐体が載置された際に、載置面に対して光軸が鉛直となるように設置され、
   前記手動調整手段は、前記筐体の上面又は側面から少なくとも一部が露出する調整部を含み、
   前記調整部は、前記被投射面に平行な平面内で可動して、前記可動部の前記光軸方向の位置を調整することを特徴とする画像投射装置。
2. 前記投射レンズは、前記光軸と平行な回転軸に対して回転して前記可動部を前記光軸方向に移動させる回転部を有し、
   前記回転部と前記調整部とは、伝達機構を介して連結されていることを特徴とする請求項１記載の画像投射装置。
3. 前記伝達機構は、前記光軸と平行な回転軸を有する第１の歯車と、前記被投射面と直交する回転軸を有する第２の歯車と、前記第１の歯車と前記第２の歯車とを連結する第３の歯車と、を含み、
   前記第３の歯車は、前記第１の歯車の回転軸と前記第２の歯車の回転軸の何れとも直交する回転軸を有することを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。
4. 前記伝達機構は、前記被投射面と直交する回転軸を有する第４の歯車と、前記第４の歯車と噛合する前記光軸と平行な回転軸を有する第５の歯車と、前記第５の歯車の回転に応じて前記第５の歯車の回転軸と直交する方向に往復動する第６の歯車と、を含むことを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。
5. 前記伝達機構は、回転軸の直交する一対の歯車を含むことを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。
6. 前記可動部は、前記投射レンズの焦点、又は、前記投射レンズの倍率を可変することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の画像投射装置。
7. 前記投射レンズは、複数の可動部を備え、
   前記手動調整手段は、前記複数の可動部のそれぞれの前記光軸方向の位置を調整する複数の調整部を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の画像投射装置。
8. 前記複数の可動部は、前記投射レンズの焦点を可変する第１の可動部と、前記投射レンズの倍率を可変する第２の可動部と、を含むことを特徴とする請求項７記載の画像投射装置。

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