JP4055761B2 - 投写レンズシフト機構 - Google Patents

Description

本発明は、投写型表示装置に使用する投写レンズシフト機構に関するものである。

近年、パソコンや、ビデオなどの映像信号を拡大投影するプロジェクタは設置時の利便性を高めるため投写映像の位置をシフトするための投写レンズシフト機構を備えたものが多く商品化されている。

以下に従来のプロジェクタに投写レンズシフト機構について説明する。

従来、プロジェクタの投写レンズシフト機構としてはその動作にカムを使用する特開２００３−１８６１１３号公報に記載されたものが知られている。その投写レンズシフト装置を図に示す。図５は従来のプロジェクタに使用した投写レンズシフト装置の図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

図５において保持板１２５は図示しない投写レンズを保持する。この保持板１２５の中央には投写レンズに対応した円形開口１３３が形成されており、裏面側にはガイド凸部１３２が設けられている。

以上のように構成された投写レンズシフト装置について、以下その動作について説明する。

まず、ガイド板１２４は、ガイド凸部１３２が係合されるガイド穴部１２６を有し、保持板１２５を上下方向に案内する。駆動板１２８は前記ガイド穴部１２６と交差する駆動用長穴部１３０を有し、回動することによって前記交差位置を変化させ、この交差位置にあるガイド凸部１２６を移動させることで保持板１２５を上下動させる。これにより保持板１２５に取り付けられた投写レンズが上下方向平行移動し、それにつれ投写映像も上下方向に移動する。

また、利用者が手動で操作する場合、左右シフトに使用する場合等も公報に記載されている。
特開２００３−１８６１１３号公報

以上のような機構を手動で動作させ調整する場合、プロジェクタ設置の基準となる、投写レンズの左右シフトの中央位置がわかりにくいという問題があった、また、操作つまみ等に中央位置がわかる目印をつける方法もあるが、プロジェクタは天井に設置する場合も有り、その場合目印が見え難いという問題点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、投写レンズシフト装置の操作者はプロジェクタ自体が良く見えないような状態でも触感で投写レンズが中央位置であることが解り、且つ、投写レンズのシフト範囲全域に渡り微調整が可能な投写レンズシフト機構を提供することを目的とする。

本発明は、外部からの信号に応じ、画素ごとに光変調可能なパネル状のライトバルブと、そのライトバルブの像を投写する投写レンズを備えた投写型表示装置であって、外部から手動で操作でき、その操作範囲のうち第一の操作範囲では前記投写レンズを前記パネル状のライトバルブの面に平行でかつ直線的に移動し、第二の操作範囲では前記投写レンズは移動せず、第三の操作範囲では前記投写レンズを前記パネル状のライトバルブの面に平行でかつ直線的に移動し、さらに前記第二の操作範囲の間に操作者に伝わるクリック感を持たせた伝動機構を備えたことを特徴としたものであり、
さらに前記伝動機構として、前記第一、第三の操作範囲では回転に伴い中心からの距離が変化し、前記第二の操作範囲では同心円の部分からなるカム形状を有するカム機構と、そのカム形状に常時接触し前記投写レンズの取り付け部材に取り付けられたカムフォロワーと、前記投写レンズの取付部材の直線的移動をガイドするガイド部材から構成され、
手動で操作する部材の外形の一部に設けた切り欠き形状と、その切り欠き形状に係合する形状を有し、前記手動で操作する部材の方向に付勢されて取り付けられた板ばねから構成され、操作者にクリック感を伝えることができ、
前記カムフォロワーがカム形状の同心円の範囲に位置するときに前記板ばねの一部が前記切り欠き形状に係合するものであり、操作者はレンズシフトの所定位置をクリック感で認識できる。

また、カムの作用で板ばねがカムの切り欠きに嵌合する前後位置でカムの回転を停止し難い範囲ではレンズのシフトが所定位置で停止するという作用を有する。

本発明の投写レンズシフト機構は円筒形の外形を有するカムの外周の切り欠き形状と、そのカムが所定角度の位置にあるときのみ切り欠き形状に嵌合する形状を有する板ばねという簡易な構成で、操作者がレンズシフトの所定位置をクリック感にて認識でき、カムの回転角度的にはそのクリック手段により所定範囲にはカムを停止し難い範囲ではカムの曲線の作用により、レンズのシフト位置を所定位置に停止させることで、レンズシフトの所定位置前後も微調整可能であるという優れた効果がえられる。

簡易な構成で、操作者に投写レンズの所定位置をクリック感で認識させることが可能で、かつ、その所定位置の近傍でも微調整が可能な構成を実現した。

（実施の形態１）
図１は、本発明の１実施例の伝動機構部の斜視図を示し、図２は図１のカム１のカム溝２のカム曲線を示す図であり、図３は投写レンズシフト機構３の全体の正面図、図４は本発明の投写レンズシフト機構３を搭載した投写型表示装置の平面図である。

先ず、図４を用い投写型表示装置としてのプロジェクタの構成と作用を簡単に説明する。

光源としてのランプ４と、その光源からの照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ５へと導かれる。インテグレータレンズ５は一対のレンズ群にて構成されており、個々のレンズ対がランプ４から出射された光を液晶ライトバルブ１４，１５，１６の全面へ導くようになっている。インテグレータレンズ５を経た光は、第１ダイクロイックミラー６へと導かれる。

第１ダイクロイックミラー６は、赤色波長帯域の光を透過し、緑と青の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー６を透過した赤色波長帯域の光は、全反射ミラー７にて反射されて光路を変更される。全反射ミラー７にて反射された赤色光はコンデンサレンズ１１を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ１４を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー６にて反射した緑と青の波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー８に導かれる。第２ダイクロイックミラー８は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー８にて反射した緑色波長帯域の光はコンデンサレンズ１２を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ１５に導かれ、これを透過することによって光変調される。

また、第２ダイクロイックミラー８を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー９，１０、及びコンデンサレンズ１３を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ１６に導かれ、これを透過することによって光変調される。液晶ライトバルブ１４，１５，１６を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、ダイクロイックプリズム１７によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズシフト機構３に取り付けられた投写レンズ１８によって拡大投写され、スクリーン上に投影表示される。

次に投写レンズシフト機構の説明を図１乃至図３を用いて説明する。

以上で説明した光学系に対し、一体的に固定されたベース部材１９と、投写レンズ１８が固定された投写レンズ取付部材２０と、その投写レンズ取付部材２０の上下で、投写レンズ取付部材２０とベース部材１９との間に取り付けられ、投写レンズ取付部材２０の動きを一方向に規制するガイド２１，２２と、このベース部材１９に対し、投写レンズ取付部材２０を相対的に移動させる伝動機構２２とから構成される、この伝動機構２２は一端が投写レンズ取付部材２０に固定され他端にカムフォロワー２３が固定された駆動部材２４と、ベース部材１９に固定されたブラケット２５と、そのブラケット２５に軸２６を用いて枢着され、カム溝２と外周面に切り欠き形状２８が設けられたカム１と、ブラケット２５に取り付けられ先端にカム１の切り欠き形状２８に嵌まり込む形状を有し、カム１の外周の接触し、カム１の中心方向に付勢された板ばね２９とから構成され、さらに軸２６の先端には操作ツマミ３０が取り付けられ、装置外から操作可能に構成されている。

以上のように構成された投写レンズシフト機構について、以下その動作を説明する。

まず、利用者が操作ツマミ３０を回転させると、軸２６を通してカム１が回転する、そのときカム１に設けられたカム溝２の作用によりこのカム溝２に係合しているカムフォロワー２３の位置が変化することで、駆動部材２４、投写レンズ取付部材２０の位置がガイド２１，２２に規制されながら、矢印ＡまたはＢ方向の移動する、この動作により投写レンズ１８の位置が液晶ライトバルブ１４，１５，１６に対し移動することで投写映像の位置を移動させることが可能になる。

また、カム溝２は図２からわかるように回転角度によりカム１の中心からの距離がカム表１から８では漸次減少し、８から９では変化せず、９から１６で再び漸次減少するようになっており、カム１の回転に伴いこのカム溝２に係合しているカムフォロワー２３矢印Ｃ，Ｄで示す位置を移動する。このカム溝２の反対位置にはカム１の外周面に設けた切り欠き形状２８が位置し、カムフォロワー２３がカム溝２のカム表８、９の範囲の中央位置で板ばね２９の先端形状が嵌まり込む。このカムフォロワー２３の位置は投写レンズ１８が液晶ライトバルブ１４，１５，１６の中央に位置に対応し、操作ツマミ３０を操作している利用者に投写レンズ１８のシフト位置が中央位置であることをクリック感で知らせることができる。その上、この板ばね２９がカム１の切り欠き形状２８に嵌まり込む付近では付勢された板ばね２９の作用により、カム１が所望の位置で停止できない角度範囲がある。しかし、この範囲では、投写レンズ１８は中央に静止したままであり、カム１が所望の位置で静止できる範囲で、投写レンズ１８の移動範囲全域をカバーできるカム溝２としているため、投写レンズ１８の位置を移動範囲全域で微調整可能で、かつ、カム１外周部に設けた切り欠き形状２８と、板ばね２９の簡易な構成で投写レンズ中央位置にクリック感を持たすことができる。

なお、以上の説明では液晶ライトバルブを使用した投写型表示装置について説明したが、平面上のライトバルブ、例えば微小ミラーを多数並べたミラーアレイ素子を使用した投写型表示装置に使用することも可能である。また、クリック感を持たせる位置についても切り欠き形状位置とカム曲線を設定し直すことで任意の位置に設定可能である。今回は投写レンズの左右シフトについて、説明したが、同様の構成で上下方向のシフト機構に応用することが可能で、さらに、上下、左右を組み合わせて使用することも可能である。

本発明にかかる投写レンズシフト機構は、レンズ位置を移動させるカムの外周に設けた切り欠き形状とそれに嵌合する板ばねと、カム曲線の形状とで、簡易な構成で投写レンズの所定位置で利用者クリック感で知らせることができ、投写レンズの移動範囲全域で微調整が可能という効果を有し、投写型表示装置であるプロジェクタの分野等で有用である。

投写レンズシフト機構の伝動機構部の斜視図 カム曲線を示す図 投写レンズシフト機構の正面図 投写型表示装置の平面図 従来の投写レンズシフト機構を示す図で（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図

符号の説明

１ カム
２ カム溝
３ 投写レンズシフト機構
４ ランプ
５ インテグレータレンズ
６ 第１ダイクロイックミラー
７ 全反射ミラー
８ 第２ダイクロイックミラー
９，１０ 全反射ミラー
１１，１２，１３ コンデンサーレンズ
１４，１５，１６ 液晶ライトバルブ
１７ ダイクロイックプリズム
１８ 投写レンズ
１９ ベース部材
２０ 投写レンズ取付部材
２１，２２ ガイド
２３ カムフォロワー
２４ 駆動部材
２５ ブラケット
２６ 軸
２８ 切り欠き形状
２９ 板ばね
３０ 操作ツマミ

Claims (4)

1. 外部からの信号に応じ、画素ごとに光変調可能なパネル状のライトバルブと、そのライトバルブの像を投写する投写レンズを備えた投写型表示装置であって、
   外部から手動で操作でき、
   その操作範囲のうち第一の操作範囲では前記投写レンズが前記パネル状のライトバルブの面に平行でかつ直線的に移動し、
   第二の操作範囲では前記投写レンズが静止し、
   第三の操作範囲では前記投写レンズが前記パネル状のライトバルブの面に平行でかつ直線的に移動し、
   さらに前記第二の操作範囲の間に操作者に伝わるクリック感を持たせた伝動機構を備えたことを特徴とする投写型表示装置の投写レンズシフト機構。
2. 前記伝動機構として、前記第一、第三の操作範囲では回転に伴い中心からの距離が変化し、前記第二の操作範囲では同心円の部分からなるカム形状を有するカム機構と、
   前記カム形状に常時接触し前記投写レンズの取り付け部材に取り付けられたカムフォロワーと、
   前記投写レンズの取付部材の直線的移動をガイドするガイド部材と、
   から構成される請求項１に記載の投写レンズシフト機構。
3. 前記伝動機構内で、手動で移動させる部材の外形の一部に設けた切り欠き形状と、前記切り欠き形状に係合する形状を有し、前記手動で移動させる部材の方向に付勢されて取り付けられた板ばねから構成され、操作者にクリック感を伝えることが可能な請求項１乃至２記載の投写レンズシフト機構。
4. 前記伝動機構として、外形が円筒形で、その一部に切り欠き形状を有するとともに、前記第一、第三の操作範囲では回転に伴い中心からの距離が変化し、前記第二の操作範囲では同心円の部分からなるカム形状を有するカム機構と、
   前記カム形状に常時接触し前記投写レンズの取り付け部材に取り付けられたカムフォロワーと、
   前記カム機構の方向に付勢され、前記切り欠き形状に係合する形状を有する板ばねと、
   前記投写レンズの取付部材の直線的移動をガイドするガイド部材と、
   から構成され、前記カムフォロワーが前記カム形状の同心円の範囲に位置するときに前記板ばねの一部が前記切り欠き形状に係合することを特徴とする請求項１記載の投写レンズシフト機構。

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