(57)【要約】【課題】第１光学系の光軸と、第１光学系の光軸を折り曲げる第１反射部との相対的な位置関係を調整することが可能な投射レンズを提供する。【解決手段】投射レンズ１１は、電気光学素子を有する投射装置の筐体１２に取り付けられ、筐体１２からの光が通る第１光軸Ａ１に沿って配置された第１光学系Ｌ１を保持する第１保持部４１と、第１光軸Ａ１の光を折り曲げて第２光軸Ａ２の光とする第１反射部４８と、第１反射部４８を保持する第２保持部４２と、第１保持部４１に対して、第２保持部４２を固定する第２保持部固定機構と、を備え、第２保持部固定機構の固定力を弱めることで、第１保持部４１に対して第２保持部４２が相対的にシフト可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学素子を有する投射装置の筐体に取り付けられる投射レンズであって、
前記筐体からの光が通る第１光軸に沿って配置された第１光学系を保持する第１保持部と、
前記第１光軸の光を折り曲げて第２光軸の光とする第１反射部と、
前記第１反射部を保持する第２保持部と、
前記第１保持部に対して、前記第２保持部を固定する第２保持部固定機構と、を備え、
前記第２保持部固定機構の固定力を弱めることで、前記第１保持部に対して第２保持部が相対的にシフト可能な、投射レンズ。
【請求項２】
前記第２保持部の、前記第１保持部に対するシフト可能な方向は前記第２光軸の延在方向である、請求項１に記載の投射レンズ。
【請求項３】
前記第２保持部固定機構は、雄ネジと、前記雄ネジと係合する雌ネジと、前記雄ネジを挿通する挿通穴とを有し、
前記雄ネジは前記第１保持部と前記第２保持部のうちの一方に形成され、前記挿通穴は他方に形成される、請求項１又は請求項２に記載の投射レンズ。
【請求項４】
前記第２保持部は、前記第２光軸の光を折り曲げて第３光軸の光とする第２反射部を備え、
前記第１光学系のうち最も上流のレンズと前記第１反射部との間の前記第１光軸の距離は、前記第１反射部と前記第２反射部との間の前記第２光軸の距離よりも長い、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の投射レンズ。
【請求項５】
前記第２保持部固定機構は、前記第２保持部を、前記第１保持部の外周面のうち、前記第１光軸に交差する面と平行な面に固定する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の投射レンズ。
【請求項６】
前記第１光学系は、前記第１反射部の上流にあり、中間像を結像させる中間像結像レンズを備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の投射レンズ。
【請求項７】
前記中間像は、前記第２保持部内に結像される、請求項６に記載の投射レンズ。
【請求項８】
前記第２保持部固定機構は、前記第１保持部に前記第２保持部を接着する接着剤を含む、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の投射レンズ。
【請求項９】
前記第２保持部は、前記第１反射部と前記第２反射部とを一体的に保持する１つの保持フレームを有し、前記保持フレームは樹脂成型品である、請求項４に記載の投射レンズ。
【請求項１０】
前記保持フレームの外周面のうち、前記第１光軸の光の出射側方向に開口部を有する、請求項９に記載の投射レンズ。
【請求項１１】
前記第２保持部は、前記第２光軸に沿って配置された第２光学系を保持するレンズフレームを前記第２保持部内に固定するレンズフレーム固定機構を備えており、
前記第１光軸は、光の入射側である第１Ａ方向と光の出射側である第１Ｂ方向を有する第１方向に延在し、
前記第２保持部は、前記第１保持部の外周面のうち、前記第１Ｂ方向を向いた端面に前記第２保持部固定機構によって固定され、
前記レンズフレームは、前記第２保持部の内面のうち、前記端面と同じ前記第１Ｂ方向を向いた面に前記レンズフレーム固定機構によって固定されている、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の投射レンズ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の投射レンズと、前記電気光学素子と、前記筐体を備える投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、投射レンズ及び投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子及びＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の画像形成パネル（電気光学素子）を搭載したプロジェクタが広く普及し、かつ高性能化してきている。特に、画像形成パネルの解像度が向上したことに伴い、投射光学系（投射レンズ）の解像性能の向上も望まれている。
【０００３】
また、こうした投射レンズには、スクリーンまでの距離設定の自由度を高めること及び室内空間での設置性を考慮して、コンパクト化の要請があるとともに、広角化などの光学性能を確保したいという要請もある。
【０００４】
このため、複数枚のレンズからなる第１光学系で中間像を形成し、同じく複数枚のレンズからなる第２光学系で再結像させる投射レンズが提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。中間像を結像させる方式の投射レンズでは、第２光学系のバックフォーカスの短縮化、及び第２光学系の拡大側のレンズ径の縮小化が可能であり、焦点距離を短くして広角化するのにも適している。
【０００５】
このような複数の光学系を用いるプロジェクタの投射レンズの中には、ミラー（反射部）で光軸を折り曲げる構成の投射レンズがある（特許文献３参照）。特許文献３に記載の投射レンズは、プロジェクタから光が入射する入射光学系として機能する第１光学系と、中間に位置する中間光学系として機能する第２光学系と、出射光学系として機能する第３光学系の３つの光学系を有している。第２光学系は中間像結像レンズを有しており、第１光学系と第２光学系との間には、第１反射部が設けられている。第２光学系と第３光学系との間には、第２反射部が設けられている。特許文献３の投射レンズは、第２光学系の光軸と第１反射部との相対的な位置調整が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３０４１０号公報
【特許文献２】特開２０１９−２９６９号公報
【特許文献３】特許第６３７８４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に記載の投射レンズは、第２光学系の光軸と第１反射部との相対的な位置を調整するため、第２光学系を有する保持部を第２光軸に沿った方向、つまり第１光軸に交差する方向に押圧しながら位置調整や固定をする必要がある。そのため、第１光学系を保持する鏡胴をたわませたり、破損させたりする応力が鏡胴に加わる可能性がある。そこで、第１光学系の光軸と、第１光学系の光軸を折り曲げる第１反射部との相対的な位置関係を調整する新たな投射レンズが求められていた。
【０００８】
本開示の技術は、第１光学系の光軸と、第１光学系の光軸を折り曲げる第１反射部との相対的な位置関係を調整することが可能な投射レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本開示の投射レンズは、電気光学素子を有する投射装置の筐体に取り付けられる投射レンズであって、筐体からの光が通る第１光軸に沿って配置された第１光学系を保持する第１保持部と、第１光軸の光を折り曲げて第２光軸の光とする第１反射部と、第１反射部を保持する第２保持部と、第１保持部に対して、第２保持部を固定する第２保持部固定機構と、を備え、第２保持部固定機構の固定力を弱めることで、第１保持部に対して第２保持部が相対的にシフト可能である。
【００１０】
第２保持部の、第１保持部に対するシフト可能な方向は第２光軸の延在方向であることが好ましい。
【００１１】
第２保持部固定機構は、雄ネジと、雄ネジと係合する雌ネジと、雄ネジを挿通する挿通穴とを有し、雄ネジは第１保持部と第２保持部のうちの一方に形成され、挿通穴は他方に形成されることが好ましい。
【００１２】
第２保持部は、第２光軸の光を折り曲げて第３光軸の光とする第２反射部を備え、第１光学系のうち最も上流のレンズと第１反射部との間の第１光軸の距離は、第１反射部と第２反射部との間の第２光軸の距離よりも長いことが好ましい。
【００１３】
第２保持部固定機構は、第２保持部を、第１保持部の外周面のうち、第１光軸に交差する面と平行な面に固定することが好ましい。
【００１４】
第１光学系は、第１反射部の上流にあり、中間像を結像させる中間像結像レンズを備えることが好ましい。
【００１５】
中間像は、第２保持部内に結像されることが好ましい。
【００１６】
第２保持部固定機構は、第１保持部に第２保持部を接着する接着剤を含むことが好ましい。
【００１７】
第２保持部は、第１反射部と第２反射部とを一体的に保持する１つの保持フレームを有し、保持フレームは樹脂成型品であることが好ましい。
【００１８】
保持フレームの外周面のうち、第１光軸の光の出射側方向に開口部を有することが好ましい。
【００１９】
第２保持部内は、第２光軸に沿って配置された第２光学系を保持するレンズフレームを第２保持部内に固定するレンズフレーム固定機構を備えており、第１光軸は、光の入射側である第１Ａ方向と光の出射側である第１Ｂ方向を有する第１方向に延在し、第２保持部は、第１保持部の外周面のうち、第１Ｂ方向を向いた端面に第２保持部固定機構によって固定され、レンズフレームは、第２保持部の内面のうち、端面と同じ第１Ｂ方向を向いた面にレンズフレーム固定機構によって固定されていることが好ましい。
【００２０】
また、本開示の投射装置は、上記のいずれかの投射レンズと、電気光学素子と、筐体を備える。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る投射レンズを有するプロジェクタの使用例である。
【図２】実施形態に係る投射レンズの光軸を通る縦断面図である。
【図３】実施形態に係る投射レンズの第１鏡胴部と第２鏡胴部、及び第２鏡胴部と第３鏡胴部の結合部分を示す縦断面図である。
【図４】実施形態に係る保持フレームへの第１ミラー、第２ミラー、及びカバー部の組み付けを示す背面側斜視図である。
【図５Ａ】図５Ｂに示す背面図のＡ−Ａ断面図である。
【図５Ｂ】実施形態に係る保持フレームにレンズユニットを組み付けた背面図である。
【図６】実施形態に係る保持フレームの第１開口、第２開口、第３開口、及び第４開口を示す縦断面図である。
【図７】実施形態に係る保持フレームの背面側から見たレンズユニットの組み付け斜視図である。
【図８】実施形態に係るレンズユニットの上面図（平面図）である。
【図９】実施形態に係るレンズユニットの斜視図である。
【図１０】実施形態に係る投射レンズの第１鏡胴部と第２鏡胴部の第１ミラーとの位置合わせ可能な結合構造を示す斜視図である。
【図１１】実施形態に係る投射レンズの第１鏡胴部と第２鏡胴部の結合部分の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
なお、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、及び「第３」等の用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、投射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。また本明細書にて用いる「上」、「下」、「右」、「左」とは、特記しない限り図面上での方向を意味し、絶対的な方向ではない。
【００２４】
図１に示すように、プロジェクタ１０は、画像Ｐをスクリーン３６に投射する投射装置の一例である。本実施形態の投射レンズ１１は、プロジェクタ１０の本体部１２に取り付けて使用される。本体部１２は、プロジェクタ１０の筐体に相当する。本体部１２は、画像形成ユニット２６及び制御基板（図示せず）等の主要部品を収容する。投射レンズ１１は、プロジェクタ１０に内蔵されるタイプでも良いし、プロジェクタ１０に対して他の交換レンズに交換可能に取り付けられていても良い。
【００２５】
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、光軸Ａ１に沿って本体部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Ｐの拡大像をプロジェクタ１０の外部に設置されたスクリーン３６に投射する。
【００２６】
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、電気光学素子である画像形成パネル３２、光源３４、及び導光部材（図示せず）等を備えている。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（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）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。
【００２７】
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、レーザ光源と蛍光体とを組み合わせることで実現される光源である。レーザ光源は、蛍光体に対して青色光を励起光として発する。蛍光体は、レーザ光源から発せられた青色光によって励起されることで黄色光を発する。白色光源は、レーザ光源から発せられる青色光と、蛍光体から発せられる黄色光とを組み合わせることで、白色光を発する。
【００２８】
画像形成ユニット２６には、さらに、光源３４が発する白色光を、青色光Ｂ（Ｂｌｕｅ）、緑色光Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、及び赤色光Ｒ（Ｒｅｄ）の各色光に時分割で選択的に変換する回転カラーフィルタが設けられている。Ｂ、Ｇ、及びＲの各色光が画像形成パネル３２に選択的に照射されることで、Ｂ、Ｇ、及びＲの各色の画像情報が担持された画像光が得られる。こうして得た各色の画像光が、投射レンズ１１に選択的に入射されることで、スクリーン３６に向けて投射される。各色の画像光は、スクリーン３６上で統合されて、スクリーン３６には、フルカラーの画像Ｐが表示される。
【００２９】
投射レンズ１１は、図２に示すレンズ鏡胴４０を備えている。図１においては、投射レンズ１１は、レンズ鏡胴４０の外側に外装カバーを設けた態様で示しているが、図２以下においては、投射レンズ１１から外装カバーを取り外した態様で示している。
【００３０】
図２および図３に示すように、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を有している。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、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、第２光軸Ａ２に対して９０°屈曲した光軸である。ここでいう９０°とは、設計上許容される誤差を含む値である。また、図２に示すように、第１光軸Ａ１が延在する方向を第１方向と称し、第１方向のうち、第１光軸Ａ１における光の入射側方向を第１Ａ方向と、光の出射側方向を第１Ｂ方向とも称する。また、第２光軸Ａ２が延在する方向を第２方向とも称する。本例において、第１光軸Ａ２と第３光軸Ａ３は平行であるため、第１方向は、第３光軸Ａ３が延在する方向とも一致する。
【００３１】
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は第１保持部に相当し、第２鏡胴部４２は第２保持部に相当し、第３鏡胴部４３は第３保持部に相当する。第１鏡胴部４１の入射側が、プロジェクタ１０の本体部１２に取り付けられる。第１鏡胴部４１の出射側に第２鏡胴部４２の入射側が連結される。そして、第２鏡胴部４２の出射側に第３鏡胴部４３の入射側が連結される。
【００３２】
第１鏡胴部４１は、第１光軸Ａ１に沿って配置された第１光学系Ｌ１を内部に収容し、かつ、保持する。第２鏡胴部４２は、第２光軸Ａ２に沿って配置された第２光学系Ｌ２を内部に収容し、かつ、保持する。第３鏡胴部４３は、第３光軸Ａ３に沿って配置された第３光学系Ｌ３を内部に収容し、かつ、収容する。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。
【００３３】
レンズ鏡胴４０において、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。また、第２鏡胴部４２は、第２光学系Ｌ２に加えて、第１ミラー４８と第２ミラー４９とを収容し、かつ、保持する。
【００３４】
第１光学系Ｌ１は、例えば、レンズＬ１１、レンズＬ１２、レンズＬ１３及びレンズＬ１４で構成されており、各レンズＬ１１〜Ｌ１４は、上流側即ち光の入射側からこの順に配置されている。レンズＬ１１は、例えばズームレンズ群である。なお、図においては、説明を簡略化するため、レンズＬ１１〜Ｌ１４の各々のレンズの詳細な構成は省略して、それぞれを１枚のレンズで表現している。しかし、各々のレンズは、１枚のレンズであってもよいし、複数枚のレンズで構成されてもよい。
【００３５】
第２鏡胴部４２内において、第１ミラー４８、第２光学系Ｌ２及び第２ミラー４９は、入射側からこの順に配置される。第１ミラー４８は、第２鏡胴部４２内において、最も入射側に位置しており、第１鏡胴部４１の出射端近くに配置されている。第２ミラー４９は、第２鏡胴部４２内において、最も出射側に位置しており、第３鏡胴部４３の入射端近くに配置されている。
【００３６】
また、第２光軸Ａ２が延在する第２方向において、第１ミラー４８と第２光学系Ｌ２は、重畳しない。具体的には、図３に示すように、第１ミラー４８の第２方向における上端と第２光学系Ｌ１の第２方向における下端とは、距離ＤＬだけ離れている。つまり、第１ミラー４８と第２光学系Ｌ２は、第２方向において重畳しておらず、離間している。
【００３７】
第１ミラー４８は、屈曲光学系を構成する光学素子の１つであり、第１光軸Ａ１を屈曲させることで第２光軸Ａ２を形成する。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の光とする第１反射部である。第１ミラー４８は、第１ミラー４８の反射面４８Ａ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配置されている。第１ミラー４８は、例えば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。
【００３８】
第２ミラー４９も、第１ミラー４８と同様に、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２ミラー４９は、第２光軸Ａ２を屈曲させることで第３光軸Ａ３を形成する。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の光とする第２反射部である。第２ミラー４９は、第２ミラー４９の反射面４９Ａ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配置されている。第２ミラー４９も、例えば第１ミラー４８と同様の鏡面反射型のミラーである。
【００３９】
第２光学系Ｌ２は、例えば、レンズＬ２１、レンズＬ２２及びレンズＬ２３で構成されており、各レンズＬ２１〜Ｌ２３は、上流側即ち光の入射側からこの順に配置されている。なお、レンズＬ２１、Ｌ２２、及びＬ２３のそれぞれは１枚のレンズでもよいし、接合レンズでもよい。
【００４０】
また、第１光学系Ｌ１のうち最も上流のレンズＬ１１と第１ミラー４８との間の第１光軸Ａ１の距離は、第１ミラー４８と第２ミラー４９との間の第２光軸Ａ２の距離よりも長い。具体的には、図２に示すように、第１光軸Ａ１とレンズＬ１１の光入射面とが交わる点をＰ１、第１光軸Ａ１と第１ミラー４８の反射面４８Ａとの交点をＰ２、第２光軸Ａ２と第２ミラー４９の反射面４９Ａとの交点をＰ３とする。この場合、Ｐ１とＰ２との間の距離は、Ｐ２とＰ３との間の距離よりも長い。すなわち、レンズ鏡胴４０は、第１光学系Ｌ１を収容する第１鏡胴部４１に対して、第２光学系Ｌ２を収容する第２鏡胴部４２をコンパクトにしている。
【００４１】
第３光学系Ｌ３は出射光学系であり、例えば、レンズＬ３１、レンズＬ３２、及び出射レンズ１６で構成され、上流側即ち光の入射側から順に配置されている。レンズＬ３１及びレンズＬ３２は、例えばフォーカスレンズ群を構成する。出射レンズ１６は、第３鏡胴部４３において、最も出射側の出射側端部に配置されている。
【００４２】
図３に示すように、第１鏡胴部４１の入射側端部４１Ａには、本体部１２の画像形成ユニット２６からの光が入射する。第１光学系Ｌ１において、レンズＬ１４は、中間像結像レンズとして機能する。レンズＬ１４は、入射する光束を集光して、第２鏡胴部４２内の第１ミラー４８の上流側であって第１ミラー４８の近傍に、中間像を結像する。レンズＬ１４の結像作用によって、レンズＬ１４が出射する光束が小径化される。レンズＬ１４は第１ミラー４８の上流にあるため、レンズＬ１４によって小径化された光束が第１ミラー４８に入射する。これによって、第１ミラー４８を小さなサイズにすることが出来る。中間像は、第２保持部４２の内部に結像される。なお、中間像は第１ミラー４８の下流側であって第１ミラー４８の近傍に結像するように構成してもよい。
【００４３】
第１ミラー４８で反射した光束は、第２光学系Ｌ２に入射する。第２光学系Ｌ２は、レンズＬ１４によって結像された中間像を被写体として、中間像を表す光束を、第３光学系Ｌ３に中継するリレーレンズとして機能する。第２光学系Ｌ２は、例えば、レンズＬ２１、レンズＬ２２及びレンズＬ２３の３枚のレンズで構成される。第２光学系Ｌ２は、第１ミラー４８で反射した光束を第２ミラー４９に入射させる。第２ミラー４９は、第２光学系Ｌ２から入射した光束を第３光学系Ｌ３に向けて反射する。
【００４４】
第３光学系Ｌ３は、第２ミラー４９から入射した光束を、出射レンズ１６からスクリーン３６に向けて出射する。これにより、本体部１２から入射側端部４１Ａに入射した光が、出射レンズ１６からスクリーン３６に向けて出射されて、スクリーン３６に画像Ｐが投射される。
【００４５】
第１鏡胴部４１の一部と、第２鏡胴部４２、及び第３鏡胴部４３は、いずれも樹脂材料で形成されている。一方、図２において、入射側端部４１Ａを構成するフレームは、金属材料で形成されている。Ｐ１とＰ２を通る第１光軸Ａ１の長さは、Ｐ２とＰ３を通る第２光軸Ａ２の長さよりも長いため、投射レンズ１１をプロジェクタ１０に取り付けた場合、入射側端部４１Ａがプロジェクタ１０の奥深い場所に位置する場合がある。このような位置の場合、プロジェクタ１０内の光源３４（図１参照）の発熱を強く受けてしまう。よって、入射側端部４１Ａを構成するフレームは、耐熱性の高い金属材料が好ましい。
【００４６】
第１鏡胴部４１と第３鏡胴部４３は、一般的なレンズ鏡胴部と同様の一般的な筒形状の骨格部材を有している。一般的な筒形状とは、具体的には、筒形状の軸方向の両端である入射側と出射側のみが開口しており、かつ、内部の空洞は、軸方向と直交する断面形状が、円形のレンズの外形に合わせた円形をした形状である。第１光学系Ｌ１および第３光学系Ｌ３のそれぞれは、こうした一般的な筒形状の骨格部材によって保持される。第１鏡胴部４１と第１光学系Ｌ１の組付け時においては、第１鏡胴部４１の入射側または出射側の開口から、筒形状の軸方向に沿って、第１光学系Ｌ１が挿入される。同様に、第３鏡胴部４１と第３光学系Ｌ３の組付け時においては、第３鏡胴部４３の入射側または出射側の開口から、筒形状の軸方向に沿って、第３光学系Ｌ３が挿入される。
【００４７】
これに対して、図４および図５に示すように、第２鏡胴部４２は、骨格部材として、一般的な筒形状とは異なる保持フレーム４２Ａと第２光学系Ｌ２を含むレンズフレーム５２を有している。
【００４８】
具体的には、図５Ａに示すように、保持フレーム４２Ａは、側面から見た形状が略台形状をしており、図４および図５Ｂに示すように、入射側および出射側以外の部分も開口している。内部の空洞の断面形状は、第２光軸Ａ２方向と直交する断面形状が矩形である。保持フレーム４２Ａにおいて、第２光軸Ａ２方向において、第１光軸Ａ１側を下方、第３光軸Ａ３側を上方とする。そして、第１光軸Ａ１方向において、第１鏡胴部４１側を前面、その反対側を背面とする。すなわち、保持フレーム４２Ａの背面とは、保持フレーム４２Ａの外周面のうち、第１光軸Ａ１の光の出射側方向の面をいう。
【００４９】
図４において、保持フレーム４２Ａは、金型に樹脂を注入することにより製造される樹脂製品であり、一体成型されている。また、保持フレーム４２Ａは、第１ミラー４８と第２ミラー４９とを一体的に保持する。ここで、一体的に保持するとは、第１ミラー４８と第２ミラー４９とを同じ１つの部品で保持することをいう。
【００５０】
保持フレーム４２Ａは、前面側に、上下方向に長い長方形のベース板４２Ｂを有している。ベース板４２Ｂ（図３の第１当接面５６Ａ）には、第１鏡胴部４１の出射側と対向する位置に、第１開口１０１が設けられている。第１開口１０１は、第１光学系Ｌ１から出射される第１光軸Ａ１を有する第１光束を通過させるための開口である。また、ベース板４２Ｂ（図３の第２当接面５７Ａ）には、第３鏡胴部４３の入射側と対向する位置に、第３開口１０３が設けられている。第３開口１０３は、第２ミラー４９により折り曲げられた第３光軸Ａ３を有する第３光束を通過させるための開口である。
【００５１】
ベース板４２Ｂの背面側には、上下方向と直交する左右方向の両端に、保持フレーム４２Ａの側面を構成する２枚の側壁４２Ｃおよび４２Ｄがそれぞれ形成されている。側壁４２Ｃおよび側壁４２Ｄは、背面側に向かって突出するようにベース板４２Ｂ上に形成されている。保持フレーム４２Ａにおいて、側壁４２Ｃおよび側壁４２Ｄによって挟まれた空間が、第１ミラー４８、第２光学系Ｌ２および第２ミラー４９を収容する空間となる。
【００５２】
側壁４２Ｃおよび側壁４２Ｄは、それぞれ１つの板状部分であるが、本例においては、便宜上、各側壁４２Ｃ、４２Ｄの一部を上下方向の位置で部分的に区別して、次のように呼ぶ場合がある。すなわち、図３の左側の側壁４２Ｃについては、上下方向の中央に位置する部分を中央側壁９０Ａ、中央側壁９０Ａよりも上方の部分を上部側壁９１Ａ、及び中央側壁９０Ａよりも下方の部分を下部側壁９２Ａと呼ぶ。また右側の側壁４２Ｄについては、上下方向の中央に位置する部分を中央側壁９０Ｂ、中央側壁９０Ｂよりも上方の部分を上部側壁９１Ｂ、及び中央側壁９０Ｂよりも下方の部分を下部側壁９２Ｂと呼ぶ。
【００５３】
図４において、保持フレーム４２Ａの上下方向において、下部側壁９２Ａおよび９２Ｂの位置は、第１ミラー４８が配置される位置に対応し、中央側壁９０Ａおよび９０Ｂの位置は、第２光学系Ｌ２が配置される位置に対応し、上部側壁９１Ａおよび９１Ｂの位置は、第２ミラー４９が配置される位置に対応する。
【００５４】
保持フレーム４２Ａの外周面のうち、第１光軸Ａ１の光の出射側方向、つまり背面側において、側壁４２Ｃと側壁４２Ｄとの間は、中央から上方にかけて開口が形成されている。すなわち、上部側壁９１Ａと上部側壁９１Ｂとの間と、中央側壁９０Ａと中央側壁９０Ｂとの間とが、背面側において連結されておらず、開放されている。この開口は、本例では１つの開口であるが、以下において、上部側壁９１Ａと上部側壁９１Ｂとの間の部分を第４開口１０４と呼び、中央側壁９０Ａと中央側壁９０Ｂとの間の部分を開口部９５と呼ぶ。
【００５５】
第４開口１０４は、第２ミラー４９を取り付けるための開口として機能する。第４開口１０４は、第２ミラー４９の反射面４８Ａと反対側の面と対向している。開口部９５は、レンズユニット５０を取り付けるための開口として機能する。そのため、開口部９５は、レンズユニット５０を挿通することが可能な大きさを有する。
【００５６】
一方、保持フレーム４２Ａの背面側において、側壁４２Ｃと側壁４２Ｄとの間は下部斜面９４によって連結されている。この下部斜面９４には、第２開口１０２が形成されている。第２開口１０２は、第１ミラー４８を取り付けるための開口である。第２開口１０２は、第１ミラー４８の反射面４８Ａと反対側の面と対向している。
【００５７】
以上のように、保持フレーム４２Ａは、第１方向において対向する位置に、第１開口１０１と第２開口１０２が設けられている。また、第１方向において対向する位置に、第３開口１０３と第４開口１０４が設けられている。
【００５８】
図６に示すように、保持フレーム４２Ａにおいて、前面側の第１開口１０１の上下方向の長さＤ１は、背面側の第２開口１０２のＤ２よりも大きい。つまり、第１開口１０１の開口面積は、第２開口１０２の開口面積よりも大きい。また、前面側の第３開口１０３の上下方向の長さＤ３は、背面側の第４開口１０４のＤ４よりも小さい。つまり、第３開口１０３の開口面積は、第４開口１０４の開口面積よりも小さい。
【００５９】
このように、保持フレーム４２Ａにおいて前面側と背面側にそれぞれ配置されて、対向する位置に形成される開口同士、具体的には、第１開口１０１と第２開口１０２の組、第３開口１０３と第４開口１０４の組のそれぞれは、一方の開口面積が大きく、他方の開口面積が小さい。これは、２つの金型を用いて保持フレーム４２Ａを成形する場合、型抜きのしやすさを考慮したものである。
【００６０】
また、対向する開口同士のどちらを小さくするかについては、次の理由によって決められている。
【００６１】
まず、第１開口１０１よりも第２開口１０２が小さい理由は次のとおりである。すなわち、第１開口１０１は、第１光軸Ａ１を有する第１光束が通過する開口である。そのため、第１開口１０１は、レンズＬ１４（図３参照）に対応する大きさが必要になる。これに対して、第２開口１０２は、レンズＬ１４によって縮径された光束を反射させる小型の第１ミラー４８を取り付けるための開口である。そのため、第１開口１０１の開口面積は、第２開口１０２の開口面積よりも小さくすることができる。
【００６２】
次に、第３開口１０３よりも第４開口１０４が小さい理由は次のとおりである。すなわち、第３開口１０３は、第１光学系Ｌ１および第２光学系Ｌ２により縮径された第３光束を通過させればよいため、光学的には、第１開口１０１と比較して、口径が小さい開口ですむ。また、後述するとおり、第３開口１０３の周囲には、第３鏡胴部４３を結合させるための結合部を設けなければならないという構造上の理由から、開口を小さくする必要もある。
【００６３】
これに対して、第４開口１０４は、第２ミラー４９を取り付けるための開口である。第２ミラー４９を保持フレーム４２Ａに取り付ける際には、第２ミラー４９の位置及び姿勢が調整される。より具体的には、第２ミラー４９の位置および姿勢の調整は、第３光学系Ｌ３の非点収差に影響するタンジェンシャル面とサジタル面の調整のために行われる。こうした調整を行う場合、第２ミラー４９は、例えば、調整治具によって、上下方向から挟んで保持される。この状態で、第２ミラー４９は、２次元的又は３次元的に動かされて、姿勢が調整される。こうした調整を行うためには、調整冶具を第２ミラー４９の周囲に挿入するスペース、および調整冶具を挿入した状態における第２ミラー４９の調整の隙間を確保する必要がある。こうしたことを考慮すると、第４開口１０４は、比較的大きい方が好ましく、第３開口１０３よりも大きく形成されている。
【００６４】
また、図４に戻って、保持フレーム４２Ａにおいて、第２開口１０２の内縁には、第１ミラー４８を保持する第１ミラー保持部４４Ａ、４４Ｂが設けられている。第１ミラー保持部４４Ａ、４４Ｂは、第１ミラー４８の反射面４８Ａの外縁と当接して、第１ミラー４８を保持する。第１ミラー保持部４４は、第１ミラー４８の反射面４８Ａ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。
【００６５】
また、保持フレーム４２Ａにおいて、第４開口１０４の内部において、上部側壁９１Ａ、９１Ｂの内面には、第２ミラー４９を保持する第２ミラー保持部４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄが設けられている。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。
【００６６】
また、図４において、保持フレーム４２Ａには、背面側を覆うカバー部１１０が設けられる。カバー部１１０は、第２開口１０２と第４開口１０４と開口部９５とを覆う大きさを有している。カバー部１１０は遮光性を有している。保持フレーム４２Ａにカバー部１１０が取り付けられることにより、第１ミラー４８、第２光学系Ｌ２および第２ミラー４９が収容される、保持フレーム４２Ａの内部空間が遮光される。
【００６７】
カバー部１１０は、保持フレーム４２Ａに設けられた雌ネジ１１３Ａ〜Ｈに、これらに対応する位置に設けられた挿通穴１１１Ａ〜Ｈを介して、雄ネジ１１２Ａ〜Ｈを係合させることによって保持フレーム４２Ａに固定される。
【００６８】
カバー部１１０の材質は例えば軟質樹脂であり、保持フレーム４２Ａの材質は例えば硬質樹脂である。従って、カバー部１１０の曲げ剛性は、保持フレーム４２Ａの曲げ剛性よりも低い。これによって、上部側壁９１Ａの端辺と中央側壁９０Ａの端辺の屈曲部、及び中央側壁９０Ａの端辺と下部側壁９２Ａの端辺の屈曲部に追従可能なカバー部１１０となる。
【００６９】
図７に示すように、保持フレーム４２Ａの中央側壁９０Ａおよび９０Ｂの間には、第２光学系Ｌ２が収容される。第２光学系Ｌ２は、レンズフレーム５２に取り付けられ、その状態で保持フレーム４２Ａに取り付けられる。以下において、レンズフレーム５２に取り付けられた状態の第２光学系Ｌ２をレンズユニット５０と呼ぶ。
【００７０】
図８及び図９に示すように、レンズフレーム５２は、レンズＬ２１、レンズＬ２２及びレンズＬ２３を収容する樹脂製のフレームである。レンズフレーム５２は、レンズＬ２１等の外形と同様に円形をしている。レンズフレーム５２には、保持フレーム４２Ａに取り付けるための取付板８０Ａおよび８０Ｂが設けられている。各取付板８０Ａおよび８０Ｂは、レンズフレーム５２の径方向の外側に突出している。各取付板８０Ａおよび８０Ｂは、レンズフレーム５２の中心に対して１８０°反転した位置に配置されている。取付板８０Ａには、挿通穴８２Ａと８２Ｂの２つの穴が設けられている。取付板８０Ｂには、挿通穴８２Ｃが１つ設けられている。
【００７１】
保持フレーム４２Ａの中央側壁９０Ａの内側には、レンズフレーム取付部９６Ａが形成されている。レンズフレーム取付部９６Ａの取付面９７Ａには、雌ネジ８４Ａ、８４Ｂが形成されている。取付面９７Ａは、保持フレーム４２Ａの内面のうち、第２光軸Ａ２に交差する方向に向いた面である。第２光軸Ａ２に交差する方向とは、第２光軸Ａ２と平行ではない方向という意味である。本実施形態では、取付面９７Ａは、第２鏡胴部４２（保持フレーム４２Ａ）の内面のうち、第１Ｂ方向を向いた面、つまり、第１方向に直交する面である。ここでいう直交とは、完全な直交のみならず、保持フレーム４２Ａの製造上許容される角度誤差、及び／又は光学設計上許容される角度誤差を含んでもよい。
【００７２】
一方、中央側壁９０Ｂの内側には、レンズフレーム取付部９６Ｂが形成されている。レンズフレーム取付部９６Ｂの取付面９７Ｂには、雌ネジ８４Ｃが形成されている。取付面９７Ｂは、保持フレーム４２Ａの内面のうち、第２光軸Ａ２に交差する方向に向いた面である。取付面９７Ｂは、取付面９７Ａと同様に、第１方向に直交する面である。直交の意味は前述のとおりである。
【００７３】
レンズユニット５０は、取付板８０Ａを取付面９７Ａに当接させ、かつ、取付板８０Ｂを取付面９７Ｂに当接させた状態で取り付けられる。取付面９７Ａに形成された雌ネジ８４Ａ、８４Ｂは、取付板８０Ａに形成された挿通穴８２Ａ、８２Ｂにそれぞれ対応する。取付面９７Ｂに形成された雌ネジ８４Ｃは、取付板８０Ｂに形成された挿通穴８２Ｃに対応する。取付板８０Ａ、８０Ｂがそれぞれ取付面９７Ａ、９７Ｂに当接した状態で、雄ネジ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃと雌ネジ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃを係合させることにより、レンズユニット５０が保持フレーム４２Ａに固定される。雄ネジ８６、雌ネジ８４、及び挿通穴８２は、レンズフレーム固定機構に相当する。
【００７４】
図６に示すように、第２光軸Ａ２が通る保持フレーム４２Ａは、第１ミラー４８と第２ミラー４９を内部に有し、従来技術のような分割部が無い一体的なフレームである。このような一体的なフレームの場合、第２光軸Ａ２の方向（第２方向）から雄ネジを挿入してフレームを固定することが困難である。しかし、図７に示す実施形態であれば、第１光軸Ａ１の方向（第１方向）から雄ネジを挿入して、レンズフレーム５２を容易に固定可能である。
【００７５】
図１０に示すように、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２とがネジで固定され、第３鏡胴部４３と第２鏡胴部４２とがネジで固定されている。図１０においては、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２のみを示しているが、第３鏡胴部４３と第２鏡胴部４２との関係も同様である。
【００７６】
具体的には、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２は、第１鏡胴部４１の結合面５８に、第２鏡胴部４２の下部の第１結合部５６を当接させた状態でネジで固定されている。第３鏡胴部４３と第２鏡胴部４２は、図３に示すように、第２鏡胴部４２の上部の第２結合部５７を、第３鏡胴部４３の結合面５９に当接させた状態でネジで固定されている。第１結合部５６は、結合面５８に対向する側に、結合面５８と当接する第１当接面５６Ａが形成されている。第２結合部５７は、結合面５９に対向する側に、結合面５９と当接する第２当接面５７Ａが形成されている。
【００７７】
図３にも示すとおり、結合面５８は、第１鏡胴部４１の外周面のうち、第１光軸Ａ１に交差する面と平行な面である。第１光軸Ａ１に交差する面とは、第１光軸Ａ１と平行ではない面ということである。本実施形態では、結合面５８は第１鏡胴部４１の外周面のうち、第１Ｂ方向を向いた端面である。つまり、結合面５８は第１光軸Ａ１に直交する面である。ここで直交するとは、完全な直交のみならず、第１鏡胴部４１の製造上許容される角度誤差、及び／又は光学設計上許容される角度誤差を含んでもよい。
【００７８】
図１０は、第２鏡胴部４２の第１ミラー４８、第２ミラー４９、及びレンズフレーム５２は取り外した状態で、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２とがネジで固定されていない状態を図示している。図１０に示すように、第１鏡胴部４１の結合面５８は略矩形状であり、結合面５８の４隅に、雌ネジ６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄが設けられている。一方、第２鏡胴部４２の第１結合部５６の４箇所には、雌ネジ６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄと対応する位置に挿通穴６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ（不図示）、６１Ｄ（不図示）が設けられている。４つの雌ネジ６５Ａ〜Ｄと４つの挿通穴６１Ａ〜Ｄとを対向させ、４つの雄ネジ５４Ａ〜Ｄでそれぞれの雌ネジ６５Ａ〜Ｄと係合させることにより、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２とをネジで固定、即ち結合することができる。
【００７９】
図１０の点線楕円で示したＸ部分とＹ部分を拡大した図１１を用いて詳細に説明する。図１１に示すように、第１鏡胴部４１の結合面５８の左下の隅に雌ネジ６５Ａが設けられている。一方、第２鏡胴部４２の第１結合部５６には、雌ネジ６５Ａに対応する位置に凹部が設けられ、凹部の壁面６０Ａに挿通穴６１Ａが設けられている。雌ネジ６５Ａと挿通穴６１Ａとが対向するように結合面５８と第１当接面５６Ａとを当接させ、雄ネジ５４Ａを第２鏡胴部４２側から挿通穴６１Ａに挿通して雌ネジ６５Ａに係合させてネジで固定することができる。
【００８０】
挿通穴６１Ａの内径は、雌ネジ６５Ａの外径よりも大きい。雌ネジ６５Ａの外径とは、雄ネジ５４Ａのネジ部５４２の外径に相当する径である。さらに、挿通穴６１Ａの内径は、第２鏡胴部４２の第１ミラー４８の位置を第１光軸Ａ１に対して位置調整が可能なように雌ネジ６５Ａの外径よりも拡径されている。挿通穴６１Ａの内径と雌ネジ６５Ａの外径との径方向の寸法差が、第１光軸Ａ１に対する第１ミラー４８の位置調整が可能な量になる。また、本例では、挿通穴６１Ａと、雌ネジ６５Ａとがともに円形であるため、第２鏡胴部４２を結合面５８と平行な面内の全方向に位置調整が可能である。
【００８１】
そのため、第１ミラー４８の位置を第２方向、つまり第２光軸Ａ２の延在方向にシフト可能であり、第１ミラー４８の位置を第２方向にシフトすることによる位置調整が可能である。これにより、第２鏡胴部４２の第２光軸方向の位置調整が可能となる。挿通穴６１Ａの内径を拡径する量は、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２の製造誤差、組み付け誤差、及び／又は光学設計上許容される位置合わせ誤差等を勘案して予め定めることができる。なお、雄ネジ５４Ａの頭部５４１の外径は、挿通穴６１Ａの内径よりも大きい。
【００８２】
なお、挿通穴６１Ａの形状は円形でなくてもよく、例えば、長穴でもよい。その場合、例えば、挿通穴６１Ａの長軸の径が雌ネジ６５Ａの直径よりも長いが、短軸の径が雌ネジ６５Ａの直径と同等の場合は、長軸方向にのみ位置調整が可能となる。
【００８３】
以上の関係は、各挿通穴６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄと各雄ネジ５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄとの関係においても成立する。なお、雌ネジ６５、雄ネジ５４、及び挿通穴６１は、合わせて第２保持部固定機構と称する。この場合、第２保持部固定機構の固定力とは、雄ネジを雌ネジに係合させて締め付ける締付力である。第２保持部固定機構はネジ固定機構に限られるものではないが、ネジを用いることで、組み付け工程が容易となる。
【００８４】
第２鏡胴部４２は、第１鏡胴部４１の結合面５８に完全に固定されていない場合（例えばネジが完全に締め付けられておらず、緩んでいる場合）、第１光軸Ａ１と第１ミラー４８の位置とを調整することができる。つまり、第２保持部固定機構の固定力を弱めることで、第１鏡胴部４１に対して第２鏡胴部４２が相対的にシフト可能となっている。これにより、第１光学系Ｌ１と第１ミラー４８との相対的な位置関係を調整した上で、第２鏡胴部４２を第１鏡胴部４１に固定することが可能となる。
【００８５】
この第２鏡胴部４２の位置調整と、図６で説明した第２ミラー４９の位置および姿勢の調整とによって、３光学系Ｌ３の非点収差に影響するタンジェンシャル面とサジタル面の調整が可能となる。
【００８６】
なお、本例においては、第２保持部固定機構として、雌ネジ６５が第１鏡胴部４１に形成され、挿通穴６１が第２鏡胴部４２に形成されている場合を説明した。しかし雌ネジ６５が第２鏡胴部４２に形成され、挿通穴６１が第１鏡胴部４１に形成されていてもよい（図示せず）。その場合は、雄ネジ５４は第１鏡胴部４１の側から第２鏡胴部４２に向けて挿入され、雌ネジ６５と係合される。
【００８７】
また、本例においては、第２保持部固定機構は、雌ネジ６５、雄ネジ５４、及び挿通穴６１に加えて、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２とを接着する接着剤７０Ａを含んでいる。図１１に示すように、第１鏡胴部４１は、第１突出部６７Ａを備える。第１突出部６７Ａは、結合面５８と同じ平面上にある第１接着面６８Ａを有する。第１接着面６８Ａには、突起６６Ａが形成されている。
【００８８】
一方、第２鏡胴部４２は、第１突出部６７Ａに対向する位置に、第２突出部６３Ａを備える。第２突出部６３Ａは、第１当接面５６Ａと同じ平面である第２接着面６４Ａを有する。また第２突出部６３Ａは、第２挿通穴６２Ａを有する。結合面５８と第１当接面５６Ａとを当接させると、突起６６Ａが第２挿通穴６２Ａに位置する。この状態で、第２挿通穴６２Ａを通じて、第１接着面６８Ａの突起６６Ａの周囲に接着剤７０Ａが供給される。接着剤７０Ａは、第２挿通穴６２Ａの内部及び結合面５８と第１当接面５６Ａとの間に広がり、硬化して第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２とを接着する。接着剤７０Ａの種類は限定されないが、例えば光硬化性樹脂が用いられる。
【００８９】
図１０に示すように、第１鏡胴部４１には、第１突出部６７Ａと同様の構造を有する第１突出部６７Ｂ〜Ｃが形成されている。また、第２鏡胴部４２には、第２突出部６３Ａと同様の構造を有する第２突出部６３Ｂ〜Ｄが形成されている（６３Ｃは図示せず）。第１突出部６７Ｂ〜Ｃと対応する第２突出部６３Ｂ〜Ｄとの間が、第１突出部６７Ａと第２突出部６３Ａとの間の接着と同様に、接着剤で接着される。これらの４箇所での接着剤による固定により、振動等の影響でネジが多少緩んだ場合でも、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２との結合面５８の面内方向の位置ずれが抑制される。
【００９０】
以下、上記構成による作用について説明する。投射レンズ１１を製造する場合において、まず、保持フレーム４２Ａ等の部品が製造される。保持フレーム４２Ａは、金型を用いた樹脂成型品である場合、金属製の素材を使用する場合と比べて製造が容易になり生産性が高い。
【００９１】
また、保持フレーム４２Ａにおいて、前面側と背面側でそれぞれ対向する、第１開口１０１と第２開口１０２の組、および第３開口１０３と第４開口１０４の組は、一方の開口面積が大きく、他方の開口面積が小さい。そのため、２つの型枠からなる金型を用いて保持フレーム４２Ａを樹脂成形する場合において、型枠の型抜きがしやすい。
【００９２】
投射レンズ１１の組み立て工程において、例えば、最初に、第１鏡胴部４１および第３鏡胴部４３が組み立てられる。第１鏡胴部４１の骨格部材は、一般的な筒形状であるため、第１光学系Ｌ１は、入射側または出射側の開口から第１光軸Ａ１方向に沿って、筒形状の骨格部材内に挿入されて、第１鏡胴部４１が組み立てられる。第３鏡胴部４３についても同様である。
【００９３】
第２鏡胴部４２の組み立てにおいては、まず、第２光学系Ｌ２がレンズフレーム５２に取り付けられて、レンズユニット５０が組み立てられる。この後、保持フレーム４２Ａにレンズユニット５０が取り付けられる。保持フレーム４２Ａの背面、すなわち、保持フレーム４２Ａの外周面のうち、第１光軸Ａ１の光の出射側方向には、レンズフレーム５２（レンズユニット５０）を挿通することが可能な大きさの開口部９５が設けられている。
【００９４】
図７に示すように、レンズユニット５０は、保持フレーム４２Ａの背面の開口部９５から挿通して、保持フレーム４２Ａに組み付けられる。レンズユニット５０は、第２鏡胴部４２を構成する保持フレーム４２Ａの内面のうち、第２光軸Ａ２に交差する方向に向いた取付面９７に当接させる。この状態で、レンズフレーム固定機構に相当するネジによってレンズユニット５０が固定される。そのため、第１鏡胴部４１および第３鏡胴部４３のように、光軸方向からレンズを挿入しなければならない場合と比べて、組み付け方向の自由度が向上する。その結果、第２保持部に相当する第２鏡胴部４２の骨格部材を、保持フレーム４２Ａのように簡易的な構成にした場合に、保持フレーム４２Ａに対する第２光学系Ｌ２の組み付けがしやすい投射レンズを提供することができる。
【００９５】
また、保持フレーム４２Ａは、レンズフレーム５２を挿通することが可能な大きさの開口部９５を有しているため、開口部９５を通じてレンズユニット５０を保持フレーム４２Ａに取り付けることができる。このように、保持フレーム４２Ａには、開口部９５のように、レンズユニット５０の組み付け位置を明確化するための構成が設けられているため、第２鏡胴部４２の生産性が向上する。
【００９６】
また、第２光軸Ａ２が延在する第２方向において、第１ミラー４８と第２光学系Ｌ２を含むレンズユニット５０のそれぞれの配置位置は、重畳しない。これにより、レンズユニット５０を保持フレーム４２Ａの背面の開口部９５から挿入して組み付ける際に、第１ミラー４８を先に取り付けていても、レンズユニット５０と第１ミラー４８とが干渉することがない。そのため、保持フレーム４２Ａの背面側からのレンズユニット５０の組み付けが可能となり、組み付けがしやすい。
【００９７】
この後、保持フレーム４２Ａには、第１ミラー４８および第２ミラー４９が取り付けられる。この段階では、第１ミラー４８および第２ミラー４９は、ネジによって仮止めされる。これにより、第２鏡胴部４２の仮組が完成する。
【００９８】
次に、第１鏡胴部４１に対して第２鏡胴部４２が組付けられる。図１０に示すように、第２保持部に相当する第２鏡胴部４２の保持フレーム４２Ａは、第１保持部に相当する第１鏡胴部４１の外周面のうち、第１Ｂ方向を向いた端面である結合面５８に当接した状態で、第２保持部固定機構であるネジ等によって固定される。また、上述のとおり、レンズフレーム５２は、第２鏡胴部４２の保持フレーム４２Ａの内面のうち、第１鏡胴部４１の結合面５８と同じ第１Ｂ方向を向いた取付面９７Ａ、９７Ｂに当接した状態で、ネジによって固定される。
【００９９】
このように、第１鏡胴部４１に対する第２鏡胴部４２の取付方向と、第２鏡胴部４２の保持フレーム４２Ａに対するレンズフレーム５２の取付方向とは、同じ方向である。このため、例えば、レンズフレーム５２の保持フレーム４２Ａに取り付けた後、第２鏡胴部４２を第１鏡胴部４１に取り付ける場合に、各部の保持および移動方向を同様に行うことができる。そのため、組み付け工程を簡略化することができる。
【０１００】
また、第１鏡胴部４１に対する第２鏡胴部４２の組み付けに際しては、一例としてネジによって固定されるため、固定力であるネジの締結力を弱めることで、第１鏡胴部４１に対する第２鏡胴部４２を相対的にシフトさせることが可能である。このため、第１光学系Ｌ１と第１ミラー４８の位置調整が可能である。
【０１０１】
また、本例においては、調整方向は、第２光軸Ａ２方向を含む、結合面５８の全方向であるため、位置調整の自由度が高い。固定はネジを用いるため、固定力を弱めやすく、位置調整が容易である。
【０１０２】
また、第１光学系Ｌ１のうち最も上流のレンズＬ１１と第１ミラー４８との間の第１光軸Ａ１の距離は、第１ミラー４８と第２ミラー４９との間の第２光軸Ａ２の距離よりも長い。これにより、第１光学系Ｌ１を収容する第１鏡胴部４１に対して、第２光学系Ｌ２を収容する第２鏡胴部４２を小型軽量にしている。第２鏡胴部４２が小型軽量になると、大きく重い場合に比べて、素材の剛性が同じ場合は、撓みにくい。第２鏡胴部４２に対しては、第１鏡胴部４１に対する位置調整の際に力が加わるため、第２鏡胴部４２を小型軽量にすることで、第２鏡胴部４２を撓みにくくして、良好な光学性能を確保することができる。特に、本例においては、第２鏡胴部４２の骨格部材を、保持フレーム４２Ａのような樹脂成型品で、簡易的な構成としている。このような場合には、金属製の骨格部材を使用した場合と比べて、素材自体の剛性が不足するため、小型軽量化により保持フレーム４２Ａの撓みや歪を抑制する必要性が高い。
【０１０３】
また、投射レンズ１１において、第２鏡胴部４２は、第１鏡胴部４１および第３鏡胴部４３の連結部分として機能するため、第２鏡胴部４２を小型軽量にすると、投射レンズ１１全体が小型軽量になる。これにより、投射レンズ１１を動かしやすくなるというメリットもある。
【０１０４】
第２光学系Ｌ２は、本実施形態のように、３枚以下のレンズで構成されることが好ましい。第２光学系Ｌ２のさらなる小型軽量化が可能になるためである。また、レンズユニット５０も小型軽量化できるため、第２光学系Ｌ２を第２鏡胴部４２の内側面（取付面９７Ａ及び９７Ｂ）に固定してもレンズフレーム５２が撓みにくい。また第２光学系Ｌ２の組み付け精度の向上にも寄与する。
【０１０５】
また、本実施形態の第１光学系Ｌ１は、第１ミラー４８の上流に、中間像を結像させる中間像結像レンズＬ１４を備えている。第１光学系Ｌ１が中間像結像レンズＬ１４を備えていることで、第１ミラー４８の下流側に中間像結像レンズを備える場合と比較して、次のようなメリットがある。
【０１０６】
まず、第２光学系Ｌ２に大型の中間像結像レンズを設けなくて済むため、第２鏡胴部４２をさらに小型軽量にできる。
【０１０７】
また、本例では、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２の位置調整が可能である。第１光学系Ｌ１に中間像結像レンズを設けることで、第１光軸Ａ１と第２鏡胴部４２内の第１ミラー４８との位置調整が可能になる。中間像結像レンズが、第２鏡胴部４２内であって、第１ミラー４８の近傍に中間像を結像させる場合は、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２の位置調整によって、中間像と第１ミラー４８の相対的な位置調整ができる。特許文献３に示す従来の構成では、第１ミラー４８の後に中間像結像レンズを配置し、その後に位置調整部を有している。よって、第１ミラー４８と中間像との相対的な位置調整が難しく、光軸調整を十分に出来ていなかった。しかし、本実施形態によれば、そうした位置調整が可能となる。
【０１０８】
また、第１光学系Ｌ１に中間像結像レンズを設けることで、第１ミラー４８に入射する光束の径を小さくできる。これにより、第１ミラー４８を小型化が可能となる。第１ミラー４８を小型化することにより、第２鏡胴部４２の小型化も可能となる。
【０１０９】
なお、第１鏡胴部４１と第２鏡胴部４２との位置調整を行う方法としては、例えば、図２に示すように、第１結合部５６を結合面５８に当接させた状態で、第１光軸Ａ１に位置調整用のテスト画像を入射させ、スクリーン３６にテスト画像を投射させる。このテスト画像を確認しながら、冶具を用いて、第１鏡胴部４１に対して第２鏡胴部４２を結合面５８と平行な方向に移動させて、投射した画像が最適化されるように位置調整を行う。第２鏡胴部４２は、位置調整が完了した位置でネジ固定される。さらに、接着剤７０によって接着される。
【０１１０】
また、保持フレーム４２Ａに対して仮止めされた第１ミラー４８および第２ミラー４９も、位置調整が行われる。第１ミラー４８および第２ミラー４９は、位置調整が行われた後、接着剤で固定される。
【０１１１】
この後、カバー部１１０が保持フレーム４２Ａにネジで固定されて、投射レンズ１１が完成する。保持フレーム４２Ａの曲げ剛性よりも、カバー部１１０の曲げ剛性は低い。そのため、保持フレーム４２Ａの屈曲した端辺に追従して、保持フレーム４２Ａを覆うことが出来る。また、第２鏡胴部４２に力が加わった場合、カバー部１１０と保持フレーム４２Ａとの間に生じる応力は、カバー部１１０が歪むことにより吸収される。従って、保持フレーム４２Ａには歪が生じず、保持フレーム４２Ａの内部に保持された第１ミラー４８、第２光学系Ｌ２、及び第２ミラー４９に与える光学的な悪影響が少ない。
【０１１２】
上記実施形態では、投射レンズ１１として、第１保持部に相当する第１鏡胴部４１、第２保持部に相当する第２鏡胴部４２、および第３保持部に相当する第３鏡胴部４３を備えた態様で説明したが、必ずしも第３鏡胴部４３がなくてもよい。
【０１１３】
以上の実施形態においては、画像形成パネル３２としてＤＭＤを用いる例を説明したが、ＤＭＤの代わりにＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を使用した透過型画像形成パネルを用いてもよい。また、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。
【０１１４】
上記実施形態では、光源３４としてレーザ光源を用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として用いてもよい。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よい。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よい。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  プロジェクタ（投射装置）
１１  投射レンズ
１２  本体部（筐体）
１６  出射レンズ
２６  画像形成ユニット
３２  画像形成パネル（電気光学素子）
３４  光源
３６  スクリーン
４０  レンズ鏡胴
４１  第１鏡胴部（第１保持部）
４１Ａ  入射側端部
４２  第２鏡胴部（第２保持部）
４２Ａ  保持フレーム
４２Ｂ  ベース板
４２Ｃ、４２Ｄ  側壁
４３  第３鏡胴部（第３保持部）
４４Ａ、Ｂ  第１ミラー保持部
４６Ａ〜Ｄ  第２ミラー保持部
４８  第１ミラー（第１反射部）
４８Ａ  反射面
４９  第２ミラー（第２反射部）
４９Ａ  反射面
５０  レンズユニット
５２  レンズフレーム
５４Ａ〜Ｄ  雄ネジ
５４１  頭部
５４２  ネジ部
５６  第１結合部
５６Ａ  第１当接面
５７  第２結合部
５７Ａ  第２当接面
５８  結合面
５９  結合面
６０Ａ〜Ｄ  壁面
６１Ａ〜Ｄ  挿通穴
６２Ａ〜Ｄ  第２挿通穴
６３Ａ〜Ｄ  第２突出部
６４Ａ〜Ｄ  第２接着面
６５Ａ〜Ｄ  雌ネジ
６６Ａ〜Ｄ  突起
６７Ａ〜Ｄ  第１突出部
６８Ａ〜Ｄ  第１接着面
７０Ａ〜Ｄ  接着材
８０Ａ、Ｂ  取付板
８２Ａ〜Ｃ  挿通穴
８４Ａ〜Ｃ  雌ネジ
８６Ａ〜Ｃ  雄ネジ
９０Ａ、Ｂ  中央側壁
９１Ａ、Ｂ  上部側壁
９２Ａ、Ｂ  下部側壁
９４  下部斜部
９５  開口部
９６Ａ、Ｂ  レンズフレーム取付部
９７Ａ、Ｂ  取付面
１０１  第１開口
１０２  第２開口
１０３  第３開口
１０４  第４開口
１１０  カバー部
１１１Ａ〜Ｈ  挿通穴
１１２Ａ〜Ｈ  雄ネジ
１１３Ａ〜Ｈ  雌ネジ
Ａ１  第１光軸
Ａ２  第２光軸
Ａ３  第３光軸
Ｌ１  第１光学系
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４  レンズ
Ｌ２  第２光学系
Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３  レンズ
Ｌ３  第３光学系
Ｌ３１、Ｌ３２  レンズ
Ｐ  画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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