(57)【要約】  小型化を達成しつつ精度良く組み立てることができ、且つ焦点距離を短くして広角化できる投射レンズ及びプロジェクタを提供する。  第１保持部材（１５）は、第１光学系（１１）及び第１ミラー（１３）を保持し、第１接合面（１７）を有する。第２保持部材（１６）は、第２光学系（１２）及び第２ミラー（１４）を保持し、第２接合面（１８）を有する。接合部（１９）は、第１接合面（１７）及び第２接合面（１８）を合わせた状態で両接合面方向に第２保持部材（１６）をシフト及び光軸回りに回転可能に保持し、光軸合わせを可能にする。第１光学系（１１）の出射側の光軸（ＣＬ１Ｏ）と第２光学系（１２）の入射側の光軸（ＣＬ２Ｉ）とが合わされることにより、第１及び第２光学系（１１），（１２）によりＵ字状光路が形成され、小型化が可能になる。第１光学系（１１）の中間像を第２光学系（１２）で拡大表示するため、焦点距離を短くして広角化が可能になる。
2017056925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光学系と、  前記第１光学系及び前記第１光学系による結像面の間に配され、光軸を折り曲げる第１光軸折り曲げ部材と、  前記第１光学系で結像された像を投射面に投射する第２光学系と、  前記第２光学系に配され、光軸を折り曲げる第２光軸折り曲げ部材と、  前記第１光学系及び前記第１光軸折り曲げ部材を一体に保持する第１保持部材と、  前記第２光学系及び前記第２光軸折り曲げ部材を一体に保持する第２保持部材と、  前記第１光学系の出射側の光軸に交差して前記第１保持部材に形成される第１接合面と、  前記第２光学系の入射側の光軸に交差して前記第２保持部材に形成される第２接合面と、  前記第１接合面及び前記第２接合面を合わせた状態で前記第１保持部材及び前記第２保持部材の少なくとも一方が他方に対し前記両接合面方向にシフト及び前記光軸回りに回転可能に構成され、前記第１光学系の出射側と前記第２光学系の入射側の光軸合わせによりＵ字状光路を形成する接合部とを備える投射レンズ。
【請求項２】
前記接合部は、  前記第１保持部材及び前記第２保持部材の一方に設けられるネジ孔と、  前記第１保持部材及び前記第２保持部材の他方に設けられる取付孔と、  前記取付孔から挿入されて前記ネジ孔にネジ止めされ、前記第１接合面及び前記第２接合面を密着させた状態で前記第１保持部材及び前記第２保持部材を固定する取付ネジとを有し、  前記取付孔と取付ネジとの隙間内で、前記第１保持部材及び前記第２保持部材を前記両接合面方向に相対的にシフト及び前記光軸回りに回転させる請求項１記載の投射レンズ。
【請求項３】
前記接合部は、  前記第１接合面と前記第２接合面との間で、前記両接合面方向にシフト及び前記光軸回りに回転する中間部材と、  前記第１接合面と前記中間部材との間で、シフト及び前記光軸回りの回転の一方を行って前記第１接合面に前記中間部材を固定する第１取付ネジと、  前記中間部材と前記第２接合面との間で、シフト及び前記光軸回りの回転の他方を行って前記中間部材を前記第２接合面に固定する第２取付ネジとを有する請求項１記載の投射レンズ。
【請求項４】
前記接合部は、前記第１接合面に密着し、且つ前記第２接合面を有する中間マウントを有し、  前記第２保持部材は、前記中間マウントに着脱自在に取り付けられる請求項１記載の投射レンズ。
【請求項５】
画像を表示する画像形成パネルと、  前記画像形成パネルを照明する光源と、  前記光源で照明された前記画像形成パネルからの照明光を投射面に投射する請求項１から４いずれか1項記載の投射レンズと  を備えるプロジェクタ。
【請求項６】
画像を表示する画像形成パネル及び前記画像形成パネルを照明する光源を有するプロジェクタ本体と、  前記プロジェクタ本体に着脱自在に取り付けられ、前記光源で照明された前記画像形成パネルからの照明光を投射する請求項１から４いずれか1項記載の投射レンズと  を備えるプロジェクタ。
【請求項７】
前記画像形成パネルは、前記第１光学系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請求項５又は６記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記画像形成パネルは、前記第１光学系の光軸に対して、前記第１光軸折り曲げ部材により折り曲げられた光軸方向に、前記画像形成パネルの中心がシフトして配される請求項５又は６記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、投射レンズ及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、液晶表示素子やＤＭＤ（ Digital Micromirror Device）等の画像形成パネル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、投射光学系の解像性能の向上も望まれている。【０００３】  また、スクリーンまでの距離設定の自由度を高めることや室内空間での設置性を考慮して、コンパクトな構成でありながら、より高性能で、より広角化の図られた汎用性の高い投射光学系をプロジェクタに搭載したいという要望も強くなっている。【０００４】  このような要望に応えるべく、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光学系が提案されている（特許文献１、２参照）。【０００５】  通常の中間像を結ばない光学系のみで構成される投射光学系は、焦点距離を短くして広角化をしようとすると、拡大側のレンズが大きくなりすぎてしまう。これに対して、中間結像させる方式の投射光学系では、第２光学系のバックフォーカスの短縮化や、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。【０００６】  投射光学系にミラーを組み込むものとしては、光軸を折り曲げるリアプロジェクタが提案されている（特許文献３参照）。このリアプロジェクタでは、収束光学系、ミラー、拡大光学系、これらを一体に組み込んだレンズ筐体からなる投射レンズユニットを組み立てる際に、ミラーの位置を調整した後にミラーを接着剤で固定している。これにより、レンズ筐体のミラー保持部を高精度に加工しなくても、ミラーが精度よく固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０９／１０７５５３号公報
【特許文献２】特開２００６−３３０４１０号公報
【特許文献３】特開２００８−２０３５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかし、特許文献１及び２は、一度中間像を結ぶので、レンズ全長が大きくなってしまう弊害がある。このため、コンパクト化の要請があるプロジェクタに、特許文献１，２のような投射光学系をそのまま用いることはできない。【０００９】  特許文献３は、収束光学系、拡大光学系の間にミラーを配して光軸を折り曲げることにより、コンパクトを図っている。しかし、単にミラーを一つ入れただけでは、例えば横方向長さが光軸を折り曲げた分だけ短くなるものの、縦方向長さが光軸を折り曲げた分だけ長くなり、縦方向でのコンパクトが図れない。さらに光軸とスクリーン面が直交しないため、投射レンズの先端レンズである前玉から射出された光線を折り曲げるためのミラーが必要となる。【００１０】  本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、小型化を達成しつつ精度良く組み立てることができ、且つ焦点距離を短くして広角化できる投射レンズ及びプロジェクタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  上記目的を達成するために、本発明の投射レンズは、第１光学系、第１光軸折り曲げ部材、第２光学系、第２光軸折り曲げ部材、第１保持部材、第２保持部材、第１接合面、第２接合面、及び接合部を備える。第１光軸折り曲げ部材は、第１光学系及び第１光学系による結像面の間に配され、光軸を折り曲げる。第２光学系は、第１光学系で結像された像を投射面に投射する。第２光軸折り曲げ部材は、第２光学系に配され光軸を折り曲げる。第１保持部材は、第１光学系及び第１光軸折り曲げ部材を一体に保持する。第２保持部材は、第２光学系及び第２光軸折り曲げ部材を一体に保持する。第１接合面は、第１光学系の出射側の光軸に交差して第１保持部材に形成される。第２接合面は、第２光学系の入射側の光軸に交差して第２保持部材に形成される。接合部は、第１接合面及び第２接合面を合わせた状態で第１保持部材及び第２保持部材の少なくとも一方が他方に対し両接合面方向にシフト及び光軸回りに回転可能に構成される。接合部は、第１光学系の出射側と第２光学系の入射側の光軸合わせによりＵ字状光路を形成する。【００１２】  接合部は、ネジ孔、取付孔、及び取付ネジを有することが好ましい。ネジ孔は、第１保持部材及び第２保持部材の一方に設けられる。取付ネジは、第１保持部材及び第２保持部材の他方に設けられる。取付ネジは、取付孔から挿入されてネジ孔にネジ止めされ、第１接合面及び第２接合面を密着させた状態で第１保持部材及び第２保持部材を固定する。接合部は、取付孔と取付ネジとの隙間内で、第１保持部材及び第２保持部材を両接合面方向に相対的にシフト及び光軸回りに回転させる。【００１３】  接合部は、中間部材、第１取付ネジ、及び第２取付ネジを有することが好ましい。中間部材は、第１接合面と第２接合面との間で、第１保持部材及び第２保持部材を両接合面方向に相対的にシフト及び光軸回りに回転させる。第１取付ネジは、第１接合面と中間部材との間で、シフト及び光軸回りの回転の一方を行って第１接合面に中間部材を固定する。第２取付ネジは、中間部材と第２接合面との間で、シフト及び光軸回りの回転の他方を行って中間部材を第２接合面に固定する。【００１４】  接合部は中間マウントを有し、第２保持部材は、中間マウントに着脱自在に取り付けられることが好ましい。中間マウントは、第１接合面に密着し、且つ第２接合面を有する。【００１５】  本発明のプロジェクタは、画像を表示する画像形成パネルと、画像形成パネルを照明する光源と、光源で照明された画像形成パネルからの照明光を投射面に投射する上記の投射レンズとを備える。【００１６】  また、本発明のプロジェクタは、画像を表示する画像形成パネル及び画像形成パネルを照明する光源を有するプロジェクタ本体と、プロジェクタ本体に着脱自在に取り付けられ、光源で照明された画像形成パネルからの照明光を投射する上記の投射レンズとを備える。【００１７】  画像形成パネルは、第１光学系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とが好ましい。また、画像形成パネルは、第１光学系の光軸に対して、第１光軸折り曲げ部材により折り曲げられた光軸方向に、画像形成パネルの中心がシフトして配されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】  本発明によれば、小型化を達成しつつ精度良く組み立てることができ、且つ焦点距離を短くして広角化できる投射レンズ及びプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の投射レンズを示す縦断面図である。
【図２】第１保持部材に第２保持部材を取り付ける状態を示す縦断面図である。
【図３】図１における III−III に沿う断面図である。
【図４】投射レンズをプロジェクタ本体に取り付けたプロジェクタを示す斜視図である。
【図５】本発明のプロジェクタと従来のプロジェクタとの投射画面と設置状態を比較して示す概略図である。
【図６】中間部材を用いた第２実施形態の投射レンズの接合部周辺を分解して示す縦断面図である。
【図７】中間マウントを用いた第３実施形態の投射レンズの接合部周辺を分解して示す縦断面図である。
【図８】第３実施形態における第２保持部材及び第３保持部材の交換を示す斜視図である。
【図９】微調整ネジを用いた第４実施形態の接合部周辺を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  ［第１実施形態］  図１に示すように、本実施形態の投射レンズ１０は、第１光学系１１と、第２光学系１２と、第１光軸折り曲げ部材としての第１ミラー１３と、第２光軸折り曲げ部材としての第２ミラー１４と、第１保持部材１５と、第２保持部材１６と、第１接合面１７と、第２接合面１８と、接合部１９とを備える。
【００２１】  第１光学系１１は、第１レンズ２１と第２レンズ２２とで構成されている。これら第１レンズ２１及び第２レンズ２２は、図示を簡単にするために単体のレンズとして表示しているが、実際は複数のレンズ群で構成されている。第１光学系１１は、画像形成パネル６７の画像を中間像として結像面２３に結像させる。
【００２２】  第１ミラー１３は第１光学系１１と、第１光学系１１による中間像の結像面２３との間に配されている。第１ミラー１３は、第１光学系の光軸ＣＬ１を９０°に折り曲げて投射光を反射させる。
【００２３】  第１保持部材１５は、第１光学系１１及び第１ミラー１３を一体に保持する。第１保持部材１５は、第１本体部２４、取付筒２５、第１レンズ枠２６、及び第２レンズ枠２７を有する。第１本体部２４は、略直方体状の角筒から構成されている。第１本体部２４の下板２４ａの一方の角部は斜めに切り取られて、斜面部２４ｂが形成されている。斜面部２４ｂの内側面には、第１ミラーが固定されている。
【００２４】  斜面部２４ｂに対面する入口側の正面板２４ｃには、第１光学系１１の第１取付孔２４ｄが形成されている。この第１取付孔２４ｄには、取付筒２５、第１レンズ枠２６、第２レンズ枠２７が取付ネジ２８，２９により取り付けられている。各取付ネジ２８，２９は、第１取付孔２４ｄの孔縁部に周方向で例えば１２０°ピッチで配されている。本実施形態において、後に説明する他の取付ネジも同様にして孔縁部に周方向例えば１２０°ピッチで配されている。取付ネジは１本以上であればよい。また、取付ネジ２８，２９等に代えて、又は加えて接着剤を用いて両者を固定してもよい。第１保持部材１５の第１本体部２４の上板２４ｅには、第２取付孔２４ｆが形成されている。
【００２５】  第２光学系１２は、第３レンズ３５，第４レンズ３６、第５レンズ３７、第６レンズ３８から構成されている。第４レンズ３６〜第６レンズ３８は、図示を簡単にするために単体のレンズとして表示しているが、実際は複数のレンズ群で構成されている。第２光学系１２は、第１光学系１１により結像面２３に結像された中間像を拡大して、投射対象物である例えばスクリーン３９に投射する。なお、第１光学系１１及び第２光学系１２は、例えば特願２０１５−０３５０８５、特願２０１５−０４５９８９等の「投写用光学系及び投写型表示装置」に詳しく説明されており、これらに記載の光学系を第１光学系１１、第２光学系１２として用いることができる。これらの投写用光学系及び投写型表示装置によれば、広角で諸収差が良好に補正された高い投射性能を有する光学系が得られる。
【００２６】  第２ミラー１４は第２光学系１２の第３レンズ３５と第４レンズ３６との間に配されている。第２ミラー１４は、第２光学系１２の光軸ＣＬ２を９０°に折り曲げて投射光を反射させる。
【００２７】  第２保持部材１６は、第２光学系１２及び第２ミラー１４を一体に保持する。第２保持部材１６は、第２本体部４０、取付板４１、第３レンズ枠４２、第４レンズ枠４３、第５レンズ枠４４を有する。第２本体部４０は、略直方体状の角筒から構成されている。第２本体部４０の上板４０ａの一方の角部は斜めに切り取られて、斜面部４０ｂが形成されている。斜面部４０ｂの内側面には第２ミラー１４が固定されている。
【００２８】  斜面部４０ｂに鉛直方向で対面する下側の下板４０ｃには、第３取付孔４０ｄが形成されている。この第３取付孔４０ｄには、鉛直下方から第３レンズ枠４２の出射側端面が挿入される。第３レンズ枠４２の出射側端面にはフランジ４２ａが形成されている。このフランジ４２ａと下板４０ｃとは取付ネジ４６により固定される。
【００２９】  斜面部４０ｂに水平方向で対面する正面端面にはフランジ４０ｅが延設されている。このフランジ４０ｅには、取付板４１が取付ネジ４７により固定されている。取付板４１は取付孔４１ａを有する。取付孔４１ａには、第６レンズ３８を保持する第５レンズ枠４４が挿入される。第５レンズ枠４４は取付ネジ４８により取付板４１に固定されている。第５レンズ枠４４の入射側端部には、第４レンズ枠４３が外嵌されて第２光学系１２の出射側の光軸ＣＬ２Ｏ方向に移動自在に取り付けられている。
【００３０】  図２に示すように、第１光学系１１の出射側の光軸ＣＬ１Ｏに直交して第１保持部材１５の上板２４ｅには、第１接合面１７が形成されている。また、第２光学系１２の入射側の光軸ＣＬ２Ｉに直交して第２保持部材１６の第３レンズ枠４２のフランジ４２ａには、第２接合面１８が形成されている。
【００３１】  第１保持部材１５、第２保持部材１６は、個別に組み立てられる。そして、第１光学系１１の組み立てを完了すると、第１光学系１１の入射側の光軸ＣＬ１Ｉは、第１ミラー１３で反射されて９０°に折れ曲がり、出射側の光軸ＣＬ１Ｏとなる。また、第１光学系１１の出射側の光軸ＣＬ１Ｏに対して第１接合面１７は直交する。同様にして、第２光学系１２の組み立てを完了すると、第２光学系１２の入射側の光軸ＣＬ２Ｉは、第２ミラー１４で反射されて９０°に折れ曲がり、出射側の光軸ＣＬ２Ｏとなる。また、第２光学系１２の入射側の光軸ＣＬ２Ｉに対して第２接合面１８は直交する。なお、第１接合面１７は光軸ＣＬ１Ｏに対し直交させ、且つ第２接合面１８は光軸ＣＬ２Ｉに対し直交させているが、直交に代えて各光軸ＣＬ１Ｏ，ＣＬ２Ｉに対し一定角度で交差させてもよい。
【００３２】  図１に示すように、第１保持部材１５、第２保持部材１６は、第１接合面１７と第２接合面１８を密着させた状態で、接合部１９により組み付けられる。接合部１９は、第１接合面１７及び第２接合面１８を合わせた状態で第１保持部材１５及び第２保持部材１６の少なくとも一方を他方に対し両接合面１７，１８方向にシフト及び光軸ＣＬ１Ｏ回りに回転可能に構成されている。これにより、第１光学系１１の出射側の光軸ＣＬ１Ｏと第２光学系１２の入射側の光軸ＣＬ２Ｉとが合わせられる。そして、合わせられた光軸ＣＬ１Ｏ，ＣＬ２Ｉに対して、第１光学系１１の入射側の光軸ＣＬ１Ｉと、第２光学系１２の出射側の光軸ＣＬ２Ｏとにより、Ｕ字状光路が形成される。
【００３３】  図３に示すように、接合部１９は、ネジ孔５６とネジ取付孔５７と取付ネジ５８とを有する。ネジ孔５６は、第１保持部材１５及び第２保持部材１６の一方に設けられる。本実施形態では、第１保持部材１５にネジ孔５６が例えば、第２取付孔２４ｆの周縁部に１２０°ピッチで設けられる。ネジ取付孔５７は、第１保持部材１５及び前記第２保持部材１６の他方に設けられる。本実施形態では、第２保持部材１６にネジ取付孔５７が設けられる。取付ネジ５８は、ネジ取付孔５７から挿入されてネジ孔５６にネジ止めされ、第１接合面１７及び第２接合面１８を密着させた状態で第１保持部材１５を第２保持部材１６に固定する。
【００３４】  取付ネジ５８の直径に対してネジ取付孔５７の直径は大きく形成されており、両者の間には隙間が形成される。この隙間内で、第１保持部材１５及び第２保持部材１６は、両接合面方向に相対的にシフト及び光軸回りに回転させることができる。従って、第１保持部材１５に対して第２保持部材１６を第１光学系１１の入射側の光軸ＣＬ１Ｉ方向（以下、Ｘ軸方向と称する）と、第１接合面１７の面内でＸ軸に直交する方向（Ｙ軸方向と称する）とに移動（ＸＹ面で移動）させて、第１光学系１１の出射側の光軸ＣＬ１Ｏと第２光学系１２の入射側の光軸ＣＬ２ＩとがＸＹ面に直交するＺ軸方向に一致させられる。また、ＸＹ方向へのシフトの他に、第１保持部材１５及び第２保持部材１６の一方を他方に対してＺ軸回りに回転させることで、第１光学系１１の入射側の光軸ＣＬ１Ｉと第２光学系１２の出射側の光軸ＣＬ２Ｏとが一致させられる。これらの微調整は、取付ネジ５８を軽く締めて、第１保持部材１５と第２保持部材１６とが相対移動可能であり、また安易に動いてしまうことがない程度の摩擦力が付与された状態で行われる。光軸合わせが終了すると、取付ネジ５８が本締めされて、第１保持部材１５と第２保持部材１６とが一体化される。
【００３５】  光軸合わせの際には、図４に示すように、後述するプロジェクタ本体６０やこのプロジェクタ本体６０と同様に構成されている光軸合わせ用テスト機又は専用投影設備に投射レンズ１０をセットする。セットの際には、周知構造のマウント６１（図１参照）により投射レンズ１０がプロジェクタ本体６０に着脱自在に取り付けられる。そして、画像形成パネル６７に矩形枠やその他の任意パターンからなるパターン画像を表示する。画像形成パネル６７に表示されたパターン画像は投射レンズ１０によりスクリーン３９に投射される。この投射されたパターン画像の、例えば矩形枠の水平線及び垂直線に対する基準位置からのズレ量を見て、これらの傾斜を無くす方向に第２保持部材１６を第１保持部材１５に対してＸ軸方向及びＹ軸方向にシフトする。これにより、Ｘ軸及びＹ軸方向の光軸合わせが行われる。また、スクリーン３９に投射された矩形枠を観察して、矩形枠が回転していたり、台形状に歪んでいたりした場合に、矩形枠の回転及び歪みが無くなる位置まで第２保持部材１６を光軸回りに回転する。これにより、光軸回りの調整が完了する。
【００３６】  光軸合わせは、光軸回りに第２保持部材１６を回転調整した後に、ＸＹ面内で第２保持部材１６をシフトしてもよく、また、ＸＹ面内シフトと光軸回り回転とを同時に行って、光軸合わせをしてもよい。この光軸合わせは、製品の最終段階で行われる他に、製品購入後のユーザによっても行われる。
【００３７】  以上のように、第１保持部材１５及び第２保持部材１６を第１接合面１７及び第２接合面１８を合わせた状態で接合部１９により接合することにより、Ｕ字状光路を有する投射レンズ１０が組み立てられる。
【００３８】  図４に示すように、投射レンズ１０は、プロジェクタ本体６０にマウント６１（図１参照）を介して着脱自在に取り付けられ、プロジェクタ６２が構成される。プロジェクタ本体６０は、略直方体をしたケース６５に、光源６６、画像形成パネル６７、制御部６８が収容されている。
【００３９】  画像形成パネル６７は透過型液晶パネルを用いている。光源６６は、画像形成パネル６７の裏面すなわち、画像形成パネル６７を基準として投射レンズ１０の逆側に設置される。光源６６はＲＧＢの３色を同時に発光するＬＥＤを用いており、画像形成パネル６７を照明する。なお、ＬＥＤ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を用いてもよい。投射レンズ１０は、光源６６で照明された画像形成パネル６７からの照明光を、投射面例えばスクリーン３９に投射する。
【００４０】  制御部６８は、光源６６を点灯するとともに、画像形成面６７ａにＲＧＢ３色の画像を表示させる。制御部６８は、他に以下の処理も行う。例えば投射レンズ１０に電動制御機能が盛り込まれている場合、ズームダイヤル７１の操作信号を受けると、スクリーン３９に投射される画像の大きさを調節する。フォーカスダイヤル７３の操作信号を受けると、投射レンズ１０のピント調節機構（不図示）を作動させ、スクリーン３９に投射された画像のピントを調節する。
【００４１】  図１に示すように、画像は、投射レンズ１０の光軸ＣＬ２Ｏに対して、上側でスクリーン３９に投射される。画像形成パネル６７の中心は、投射レンズ１０の光軸ＣＬ１Ｉに対して、投射された像（スクリーン３９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１０の第１光学系１１の出射側光軸ＣＬ１Ｏの方向で、下側にシフトして固定される。
【００４２】  使用に際しては、図５（Ａ）に示すように、プロジェクタ６２の背面側で上側に設置したスクリーン３９に対して、投射レンズ１０により、画像形成パネル６７（図１参照）の画像を拡大して投射することができる。
【００４３】  図５（Ｂ）は第１の従来タイプのプロジェクタ１０１を示している。このプロジェクタ１０１は、１つのミラーを介してプロジェクタ１０１の背面側に投射するＶ字状光路を有する。このプロジェクタ１０１に比べて、本発明の投射レンズ１０では、レンズシフトが可能なため、プロジェクタ６２を固定した状態で投射位置を変更することができる。しかも、図１に示すように、シフト比Ｓが０．５のときに、図５（Ａ）のように、投射レンズ１０の第２光学系１２の出射側の光軸ＣＬ２Ｏと投射画像の下辺とを一致させることができる。なお、シフト比Ｓとは、光軸から画像形成パネル６７の中心までの距離をＹ、画像形成パネル６７のシフト方向における画像形成パネル６７の長さをＨとしたときに、距離Ｙを長さＨで除して求められる。従って、本実施形態では、投射レンズ１０の出射側の光軸ＣＬ２Ｏと投射画像の下辺との隙間を「０」とすることができる。これに対して、図５（Ｂ）に示すように、第１の従来タイプのプロジェクタ１０１では、投射画像と投射レンズとの隙間を「０」にすることはできない。このため、第１の従来タイプのプロジェクタ１０１では必ず隙間Ｌ１を必要とする。本実施形態では、隙間を「０」とすることができ、セット長さ分のスペース確保が不要になり、設置自由度が高くなる上に、設置スペースにおいて有利になる。なお、レンズシフトは、鉛直方向の他に水平方向に行ってもよい。
【００４４】  図５（Ｃ）は、光路が屈曲することのないＩ字状光路を有する第２の従来タイプのプロジェクタ１０２を示している。このプロジェクタ１０２では、投射距離＋プロジェクタ１０２のセット長さ分の設置スペースが長さＬ２と長くなる。本実施形態のプロジェクタ６２では、図５（Ａ）に示すように、プロジェクタ６２のセット長さＬ３の設置スペースで投射することが可能である。従って、その分だけ、第２の従来タイプのプロジェクタ１０２に比べて、設置スペースを小さくすることができ、設置自由度も高くなる。
【００４５】  なお、本実施形態では、図１に示すように、マウント６１を介してプロジェクタ本体６０に投射レンズ１０を着脱自在に取り付けているが、マウント６１に代えて、第１光学系１１をプロジェクタ本体６０に直接に固定してもよい。
【００４６】  ［第２実施形態］  第１実施形態では、第２保持部材１６に設けたネジ取付孔５７と、第１保持部材１５にネジ止めされる取付ネジ５８との間の隙間を利用して、第２保持部材１６を第１保持部材１５に対して、ＸＹ面でシフトさせ、光軸（Ｚ軸）回りで回転させている。これに対して、図６に示す第２実施形態では、中間部材８０、第１取付ネジ８１、第２取付ネジ８２を設けて接合部８３を構成している。この接合部８３は、中間部材８０を介して、ＸＹ面でのシフト調整と、光軸回り調整とを別個に行う。なお、第１実施形態と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。
【００４７】  中間部材８０は、第１接合面１７と第２接合面１８との間に設けられ、第１保持部材１５と中間部材８０との間で第１取付ネジ８１によりＸＹ面でのシフトを行う。また、中間部材８０と第２保持部材１６との間で第２取付ネジ８２により光軸回りの調整を行う。このため、第１保持部材１５と中間部材８０との間には、ＸＹ面内のシフト調整用の隙間が設けられる。また、中間部材８０と第２保持部材１６との間には、光軸回り調整用の隙間が設けられる。
【００４８】  中間部材８０は、外周縁部に周方向に例えば１２０°ピッチでネジ取付孔８４が設けられている。第１接合面１７には、ネジ取付孔８４に対応する位置でネジ孔５６が形成されている。ネジ取付孔８４に第１取付ネジ８１が挿入されてネジ孔５６にネジ止めされることにより、中間部材８０が第１保持部材１５に取り付けられる。第１取付ネジ８１とネジ取付孔８４との間に隙間が設けられており、この隙間範囲内で、中間部材８０がＸＹ面でシフトさせることにより、ＸＹ面方向での光軸合わせが行われる。光軸合わせの完了後は、第１取付ネジ８１が締められて、中間部材８０が第１保持部材１５に固定される。
【００４９】  中間部材８０の上面には、第２接合面１８が接触する中間接合面８０ａが形成されている。中間接合面８０ａの外周縁部には、第２保持部材１６のネジ取付孔５７に対応する位置に、ネジ孔８５が形成されている。第２保持部材１６のネジ取付孔５７に第２取付ネジ８２が挿入されて、ネジ孔８５にネジ止めされることにより、第２保持部材１６が中間部材８０に取り付けられる。ネジ取付孔５７と第２取付ネジ８２との間には隙間が設けられており、この隙間範囲内で、第２保持部材がＺ軸回りに回転することにより、Ｚ軸回りの光軸合わせが行われる。光軸合わせの完了後は、第２取付ネジ８２が締められて、第２保持部材１６が中間部材８０に固定される。
【００５０】  ［第３実施形態］  図７に示す第３実施形態では、第２実施形態の中間部材８０に代えて、中間マウント８６を設けている。中間マウント８６は周知のマウント構造を有し、中間マウント８６と第２保持部材１６との接合を着脱自在に行う。中間マウント８６は、第１実施形態と同様の第２接合面１８を下面に備える。第１保持部材１５は第１接合面１７を有し、ネジ孔５６に取付ネジ５８がネジ止めされることにより、中間マウント８６が第１保持部材１５に固定される。
【００５１】  中間マウント８６に第２保持部材１６を取り付けた状態で、第１実施形態と同じようにして、第２接合面１８に第１保持部材１５の第１接合面１７を密着させる。この後、第２保持部材１６を第１保持部材１５に対して相対移動させて、ＸＹ面におけるシフト及びＺ軸回りの回転を行い、第１保持部材１５の第１光学系の出射側の光軸ＣＬ１Ｏと、第２保持部材１６の第２光学系の入射側の光軸ＣＬ２Ｉとの光軸が合わせられる。光軸合わせが完了すると、ネジ取付孔５７に挿入された取付ネジ５８がネジ孔５６にネジ止めされて、中間マウント８６が第１保持部材１５に固定される。
【００５２】  使用に際しては、第１実施形態と同じように、プロジェクタ本体６０のマウント６１に第１保持部材１５をセットすることで、プロジェクタが組み立てられる。投射レンズの投射距離や投射画角を変更する場合には、図８に示すように、中間マウント８６から第２保持部材１６を取り外して、例えば投射焦点距離が異なる第３の光学系を有する第３保持部材８７を中間マウントにセットすることができる。本実施形態の場合には、第２光学系１２を有する第２保持部材１６のみを第３保持部材８７に交換することで、投射距離や投射画角を容易に変更することができる。また、中間マウント８６が第１保持部材１５に光軸合わせして取り付けられているので、新たに他の第３光学系を保持する第３保持部材８７がセットされる場合には、新たな光軸合わせをする必要がなく手間が省ける。なお、必要に応じて、第３保持部材８７に対して、中間マウント８６を第１保持部材１５に対してＸＹ面内シフトやＺ軸回り回転を行い、光軸合わせを再調整してもよい。
【００５３】  なお、第３実施形態において、中間マウント８６と第２保持部材１６との接合を着脱自在に行っているが、中間マウント８６と第１保持部材１５との接合を着脱自在に行ってもよい。この場合には、中間マウント８６と第２保持部材１６との間で光軸合わせを行う。
【００５４】  ［第４実施形態］  上記各実施形態では、微調整のためのＸＹ面でのシフトや、Ｚ軸回りの回転は第２保持部材１６を直接に例えば、手で持って移動させている。これに対して、図９に示す第４実施形態では、微調整ネジ９１，９２，９３を用いて、第２保持部材１６を第１保持部材１５に対して僅かにシフト又は回転させている。微調整ネジ９１〜９３は、ブラケット９４にネジ止めされている。これら微調整ネジ９１〜９３を回して、微調整ネジ９１〜９３をブラケット９４に対して進退させることにより、シフト及び回転が可能になる。なお、シフトや回転用の微調整ネジ９１〜９３の個数や設置位置は適宜変更して良い。また、微調整ネジ９１〜９３及びブラケット９４の他に、図示は省略したが、第１保持部材１５と第２保持部材１６とを相対移動させることが可能な例えばギヤ機構やリンク機構を用いても良い。
【００５５】  上記実施形態では、画像形成パネル６７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６７の前面側に光源６６を設置してＲＧＢ３色の照射光を同時に照射する。また、画像形成パネル６７としてＤＭＤを用いる場合には、光源６６を画像形成パネル６７の前面側に設置し、ＤＭＤの３色画像の形成タイミングに同期させて、ＲＧＢ３色のＬＥＤを時分割発光させる。
【００５６】  上記各実施形態では、プロジェクタ６２をテーブルに設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３９に像を投射する例で説明したが、投射面はスクリーン３９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。
【００５７】  上記実施形態では、第１ミラー１３及び第２ミラー１４を用いてＵ字状光路を形成したが、第１ミラー１３又は第２ミラー１４のいずれかを削除して、Ｌ字状光路にした投射レンズに対して、本発明の第１及び第２接合面１７，１８、接合部１９を適用してもよい。この場合にも、小型化を達成しつつ精度良く組み立てることができ、且つ焦点距離を短くして広角化できる投射レンズ及びプロジェクタを提供することができる。
【符号の説明】
【００５８】１０      投射レンズ１１      第１光学系１２      第２光学系１３      第１ミラー１４      第２ミラー１５      第１保持部材１６      第２保持部材１７      第１接合面１８      第２接合面１９      接合部２１      第１レンズ２２      第２レンズ２３      結像面２４      第１本体部２４ａ    下板２４ｂ    斜面部２４ｃ    正面板２４ｄ    第１取付孔２４ｅ    上板２４ｆ    第２取付孔２５      取付筒２６      第１レンズ枠２７      第２レンズ枠２８，２９      取付ネジ３５      第３レンズ３６      第４レンズ３７      第５レンズ３８      第６レンズ３９      スクリーン４０      第２本体部４０ａ    上板４０ｂ    斜面部４０ｃ    下板４０ｄ    第３取付孔４０ｅ    フランジ４１      取付板４１ａ    取付孔４２      第３レンズ枠４２ａ    フランジ４３      第４レンズ枠４４      第５レンズ枠４６，４７，４８      取付ネジ５６      ネジ孔５７      ネジ取付孔５８      取付ネジ６０      プロジェクタ本体６１      マウント６２      プロジェクタ６５      ケース６６      光源６７      画像形成パネル６７ａ    画像形成面６８      制御部７１      ズームダイヤル７３      フォーカスダイヤル８０      中間部材８０ａ    中間接合面８１      第１取付ネジ８２      第２取付ネジ８３      接合部８４      ネジ取付孔８５      ネジ孔８６      中間マウント８７      第３保持部材９１，９２，９３      微調整ネジ９４      ブラケット１０１，１０２    プロジェクタＣＬ１，ＣＬ１Ｉ，ＣＬ１Ｏ，ＣＬ２，ＣＬ２Ｉ，ＣＬ２Ｏ    光軸Ｌ１      隙間Ｓ        シフト比Ｙ        距離
【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５】
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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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【国際調査報告】
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