(57)【要約】【課題】レンズシフト機構の摺動部の摩擦抵抗を抑えながら円滑に移動し、がたつきによる画像劣化の少ない投写レンズのシフト機構を得る。【解決手段】画像形成素子に対して不動の固定板６１と、固定板６１に対向して配置され、固定板６１に対して第１の方向に可動である垂直シフト板６２と、垂直シフト板６２の移動に伴って第１の方向に移動する投写レンズ２１とを有し、ベアリング機構６６に当接する固定板６１と垂直シフト板６２のそれぞれのレールの形状を適切に設定することにより、第１の方向に垂直な第２の方向のがたつきを低減すると共に、押さえ部材によって投写レンズ２１の光軸方向のがたつきを低減する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成素子に対して不動の固定板と、該固定板に対向して配置され、該固定板に対して第１の方向に可動である第１のシフト板と、該第１のシフト板の移動に伴って前記第１の方向に移動する投写レンズとを有し、
前記固定板は、該固定板の前記第１のシフト板の側であって前記第１の方向に直交する第２の方向の両端部に、前記第１の方向に延びる溝で構成される第１レールをそれぞれ備え、
前記第１のシフト板は、該第１のシフト板の前記固定板の側及び前記投写レンズ側であって前記第１レールのそれぞれに対応する位置に前記第１の方向に延びる溝が形成されて成る第２レールと第３レールを備え、
前記第１レールと前記第２レールの間と、前記第１レールと前記第３レールの間と、前記第２レール及び前記第３レールの前記投写レンズ側にベアリング機構がそれぞれ配置され、
前記第２レール及び前記第３レールの投写レンズ側に配置された前記ベアリング機構を前記第１のシフト板の側に押圧する第１の押さえ部材を有し、
前記第２レールの前記固定板の側の溝と前記第３レールの前記固定板の側の溝と前記第１レールの溝のうちの１本が平溝であり、他の３本がＶ溝であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記第１のシフト板に対して前記第２の方向に可動である第２のシフト板を有し、
前記第１のシフト板は、前記第２のシフト板の側であって前記第１の方向の両端部に、前記第２の方向に延びる溝で構成される第４レールをそれぞれ備え、
前記第２のシフト板は、前記第２のシフト板の前記第１のシフト板の側及び前記投写レンズ側であって前記第４レールのそれぞれに対応する位置に前記第２の方向に延びる溝が形成されて成る第５レールと第６レールを備え、
前記第４レールと前記第５レールの間と、前記第４レールと前記第６レールの間と、前記第５レール及び前記第６レールの前記投写レンズ側にベアリング機構がそれぞれ配置され、
前記第５レール及び前記第６レールの前記投写レンズ側に配置される前記ベアリング機構を前記第２のシフト板の側に押圧する第２の押さえ部材を有し、
前記第５レールの前記固定板の側の溝と前記第６レールの前記固定板の側の溝と前記第４レールの溝のうちの１本が平溝であり、他の３本がＶ溝であることを特徴とする請求項１に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、レンズシフト機構を有するプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタの投写画像を明るくするために、複数台のプロジェクタの画像を重ね合わせることがある。画像を重ね合わせる手段としては、画像の表示位置を画素単位で調整するデジタルシフトや、投写レンズを光軸と直交する方向に移動させて画像の表示位置を移動させるレンズシフトがある。ただし、デジタルシフトは１画素単位でしか画像を移動させることができないため、１画素以下の微調整はレンズシフト機構を用いて調整する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３５９１号公報
【特許文献２】特許第３６４３８１７号公報
【特許文献３】特許第３７５４４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、レンズシフト機構の摺動部の摩擦抵抗を低減した構成が提案されてきたが、がたつきが多く、天吊り金具を用いてプロジェクタを逆さに設置した場合に、投写レンズの光軸が倒れてしまう可能性がある。
【０００５】
特許文献１のレンズシフト機構では、一対のガイドシャフトがシフト板の両側に設けられたスライダ部に挿入されており、シフト板はガイドシャフトの延びる方向に摺動自在に保持されている。しかし、ガイドシャフトとスライダ部の摺動によるがたつきを十分に低減することは難しい。
【０００６】
特許文献２、３では、ベアリング機構によって移動ベースを固定ベースに対して移動自在に支持する構成が開示されている。しかし、投写レンズの大型化に伴ってシフト板や固定板の大型化が進んでおり、これらに取り付けられるレールの剛性が不足して、がたつきが生じ易い。また、シフト板に板ばねを配置することによって、がたつきを低減しているが、板ばねを使うことで摩擦が増加している。
【０００７】
本発明は、レンズシフト機構のがたつきによる画像劣化の少ないプロジェクタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るプロジェクタは、画像形成素子に対して不動の固定板と、該固定板に対向して配置され、該固定板に対して第１の方向に可動である第１のシフト板と、該第１のシフト板の移動に伴って前記第１の方向に移動する投写レンズとを有し、前記固定板は、該固定板の前記第１のシフト板の側であって前記第１の方向に直交する第２の方向の両端部に、前記第１の方向に延びる溝で構成される第１レールをそれぞれ備え、前記第１のシフト板は、該第１のシフト板の前記固定板の側及び前記投写レンズ側であって前記第１レールのそれぞれに対応する位置に前記第１の方向に延びる溝が形成されて成る第２レールと第３レールを備え、前記第１レールと前記第２レールの間と、前記第１レールと前記第３レールの間と、前記第２レール及び前記第３レールの前記投写レンズ側にベアリング機構がそれぞれ配置され、前記第２レール及び前記第３レールの投写レンズ側に配置された前記ベアリング機構を前記第１のシフト板の側に押圧する第１の押さえ部材を有し、前記第２レールの前記固定板の側の溝と前記第３レールの前記固定板の側の溝と前記第１レールの溝のうちの１本が平溝であり、他の３本がＶ溝であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シフト板の全ての摺動部にベアリング機構が配置されているので、摩擦を小さくすることができる。そして、第２レールの固定板の側の溝と第３レールの固定板の側の溝と第１レールの溝のうちの３本をＶ溝にすることによって、シフト方向に垂直な方向のがたつきを低減すると共に、１本を平溝にすることでシフト板を円滑にシフトさせることができる。更に、押さえ部材によってシフト板の光軸方向のがたつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のプロジェクタの光学構成の水平断面図及び垂直断面図である。
【図２】実施例１のレンズシフト機構の斜視図である。
【図３】実施例１のレンズシフト機構の底面図である。
【図４】実施例１のレンズシフト機構の分解斜視図である。
【図５】ベアリング機構の斜視図である。
【図６】押さえ部材の斜視図である。
【図７】実施例２のレンズシフト機構の斜視図である。
【図８】実施例２のレンズシフト機構の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明のプロジェクタの光学構成を示しており、（ａ）は水平断面図、（ｂ）は垂直断面図である。放電発光管１ａとリフレクタ１ｂから成る光源ランプ１の前方には、防爆ガラス２、第１のシリンダアレイ３ａ、紫外線吸収フィルタ４、第２のシリンダアレイ３ｂ、偏光変換素子５、フロントコンプレッサ６、全反射ミラー７が配列されている。全反射ミラー７の反射方向には、第３のシリンダアレイ３ｃ、カラーフィルタ８、第４のシリンダアレイ３ｄ、コンデンサレンズ９、リアコンプレッサ１０が配列されている。そして、このような光源ランプ１〜リアコンプレッサ１０により照明光学系Ａが構成されている。
【００１３】
この照明光学系Ａから出射した光束は、色分解合成光学系Ｂに入射する。色分解合成光学系Ｂには、ダイクロイックミラー１１の透過方向に緑色光（Ｇ）用入射側偏光板１２、Ｇ用プリズム１３、Ｇ用１／４波長板１４Ｇ、反射型液晶パネル１５Ｇが配置されている。また、Ｇ用プリズム１３の反射方向には、Ｇ用出射側偏光板１６Ｇを付した合成プリズム１７が設けられている。更に、ダイクロイックミラー１１の反射方向には、トリミングフィルタ１８ａ、入射側偏光板１８ｂ、色選択性位相差板１９、赤青色光（Ｒ、Ｂ）用プリズム２０、Ｂ用１／４波長板１４Ｂ、反射型液晶パネル１５Ｂが配列されている。ＲＢ用プリズム２０におけるダイクロイックミラー１１からの光束の反射方向には、Ｒ用１／４波長板１４Ｒ、反射型液晶パネル１５Ｒが配置されている。更に、ＲＢ用プリズム２０の出射側には、Ｂ用出射側偏光板１６Ｂが付された合成プリズム１７が配置されている。そして、合成プリズム１７からの出射光は、投写レンズ２１に入射する。
【００１４】
反射型液晶パネル１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂには制御基板２２による出力が接続されており、制御基板２２にはＩＦ基板２３を介してパーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置２４の出力が接続されている。
【００１５】
図２は投写レンズ２１を垂直方向（第１の方向）に移動させるためのレンズシフト機構の斜視図、図３は底面図、図４は分解斜視図である。固定板６１は合成プリズム１７に固定されており、液晶パネル（画像形成素子）１５に対して不動である。固定板６１に対して垂直方向に可動である垂直シフト板（第１のシフト板）６２は、固定板６１に対向して配置され、投写レンズ２１は垂直シフト板６２にビスによって固定されている。従って、投写レンズ２１は垂直シフト板６２の移動に伴って垂直方向に移動する。
【００１６】
固定板６１は、固定板６１の垂直シフト板６２側であって垂直方向と直交する水平方向（第２の方向）の両端部に、垂直方向に延びるＶ溝で構成される一対の第１レール６３Ｒ、６３Ｌを備えている。
【００１７】
垂直シフト板６２は第１レール６３Ｒ、６３Ｌに対応する位置に、第２レール６４と第３レール６５を備えている。第２レール６４は第１レール６３Ｒ側（固定板６１側）及び投写レンズ２１側にＶ溝が形成されており、第３レール６５は第１レール６３Ｌ側（固定板６１側）に底部が平面の平溝が形成され、投写レンズ２１側にＶ溝が形成されている。
【００１８】
第１レール６３Ｒと第２レール６４のＶ溝間、第１レール６３ＬのＶ溝と第３レール６５の平溝間には、図５に示すベアリング機構６６がそれぞれ配置されている。ベアリング機構６６は保持器６６ａによって保持された複数の転動体６６ｂを有している。
【００１９】
垂直シフト板６２を固定板６１側に押圧するために、図６に示すＬ字型の押さえ部材（第１の押さえ部材）６７Ｒ、６７Ｌが配置されている。この押さえ部材６７Ｒ、６７Ｌと第２レール６４、第３レール６５のＶ溝間にもベアリング機構６６が配置されている。押さえ部材６７Ｒ、６７Ｌのうち、投写レンズ２１の光軸と平行に屈曲させた面には、押圧方向（光軸方向）に延びる長孔が形成されている。押さえ部材６７Ｒ、６７Ｌを固定板６１の側面にビス締めすることにより、ベアリング機構６６及び垂直シフト板６２の光軸方向のがたつきを低減することができる。なお、水平方向のがたつきは、第１レール６３Ｒと第２レール６４のＶ溝によって吸収される。
【００２０】
なお、本実施例においては、３本のＶ溝を第１レール６３Ｒ、６３Ｌと第２レール６４の固定板６１側に形成し、１本の平溝を第３レール６５の固定板６１側に形成しているが、これらの４本のうちの１本が平溝であって３本がＶ溝であればよい。即ち、２本のＶ溝でベアリング機構を挟むことにより、垂直シフト板６２の移動方向を決定することができると共に、３本のＶ溝によって水平方向のがたつきを低減することができる。また、１本を平溝で構成することによって、垂直シフト板６２の円滑な移動を実現することができる。
【００２１】
垂直シフト板６２には、垂直駆動用のモータ７０Ｖがモータベース板金７１によって取り付けられ、モータベース板金７１にはシャフト７２Ｖが取り付けられ、シャフト７２Ｖのねじ部が移動部材７３Ｖのねじ部と螺合している。この移動部材７３Ｖは固定板６１の端部に形成されたポケット７４ａに嵌め込まれている。モータ７０Ｖの軸先端に固定された平歯車７４Ｖと、シャフト７２Ｖの先端に固定された平歯車７５Ｖとによって、モータ７０Ｖの回転がシャフト７２Ｖに伝達され、移動部材７３Ｖを通して垂直シフト板６２が垂直方向に移動する。以上の構成により、投写レンズ２１を垂直方向に移動させている。
【実施例２】
【００２２】
図７は垂直方向と水平方向のシフト機能を備える実施例２のレンズシフト機構の斜視図、図８は分解斜視図である。なお、実施例１と同じ符号は同じ部材を示している。
【００２３】
垂直シフト板６２の投写レンズ側に水平シフト板（第２のシフト板）８０が配置され、水平シフト板８０は垂直シフト板６２に対して水平方向に可動である。投写レンズ２１は水平シフト板８０にビスによって固定されている。
【００２４】
水平シフト板６２の垂直方向の両端部には、Ｖ溝が形成された一対の第４レール８１Ｄ、８１Ｕが形成されており、第４レール８１Ｄ、８１Ｕに対向して、その投写レンズ２１側に第５レール８２と第６レール８３が配置されている。第５レール８２は水平シフト板８０の下側に、第６レール８３は上側に配置されている。第５レール８２は第４レール８１Ｄ側（垂直シフト板６２側、第１のシフト板の側）及び投写レンズ２１側にＶ溝が形成されている。第６レール８３は第４レール８１Ｕ側（垂直シフト板６２側、第１のシフト板の側）に平溝が形成され、投写レンズ２１側にＶ溝が形成されている。
【００２５】
対向する第４レール８１Ｄ、８１Ｕと第５レール８２、第６レール８３の間には、それぞれベアリング機構６６が配置されている。第５レール８２と第６レール８３の投写レンズ２１側にもベアリング機構６６が配置されており、Ｌ字型の押さえ部材（第２の押さえ部材）８４Ｄ、８４Ｕにより押さえ付けられている。押さえ部材８４Ｄ、８４Ｕは、垂直シフト板６２の側面にビス締めされており、投写レンズ２１の光軸方向のがたつきを低減している。
【００２６】
水平シフト板８０の水平方向のがたつきは、第１レール６３Ｒと第２レール６４のＶ溝によって、垂直方向のがたつきは第４レール８１Ｄと第５レール８２のＶ溝によって吸収することができる。また、光軸方向のがたつきは押さえ部材６７Ｒ、６７Ｌと押さえ部材８４Ｄ、８４Ｕによって吸収することができる。
【００２７】
また、本実施例においては、３本のＶ溝を第４レール８１Ｄ、８１Ｕと第５レール８２の垂直シフト板６２側に形成し、１本の平溝を第６レール８３の垂直シフト板６２側に形成しているが、これらの４本のうちの１本が平溝であって３本がＶ溝であればよい。即ち、２本のＶ溝でベアリング機構を挟むことにより、水平シフト板８０の移動方向を決定することができると共に、３本のＶ溝によって垂直方向のがたつきを低減することができる。また、１本を平溝で構成することによって、水平シフト板８０の円滑な移動を実現することができる。
【００２８】
垂直シフト板６２、水平シフト板８０には、垂直駆動用のモータ７０Ｖと水平駆動用モータ７０Ｈとが、モータベース板金８５Ｖ、８５Ｈとモータベース結合部材８６によってそれぞれ取り付けられている。更に、このモータベース板金８５Ｖ、８５Ｈには、シャフト７２Ｖ、７２Ｈが取り付けられ、シャフト７２Ｖ、７２Ｈのねじ部が移動部材７３Ｖ、７３Ｈのねじ部にそれぞれ螺合している。移動部材７３Ｖ、７３Ｈは固定板６１と水平シフト板８０の端部に形成されたポケット７４ａ、８７ａにそれぞれ嵌め込まれている。
【００２９】
モータ７０Ｖ、７０Ｈの軸の先端に固定された平歯車７４Ｖ、７４Ｈと、シャフト７２Ｖ、７２Ｈの先端に固定された平歯車７５Ｖ、７５Ｈとによって、モータ７０Ｖ、７０Ｈの回転がシャフト７２Ｖ、７２Ｈに伝達される。そして、移動部材７３Ｖ、７３Ｈを介して垂直シフト板６２が垂直方向に、水平シフト板８０が水平方向に移動する。これにより、投写レンズ２１を垂直方向及び水平方向に移動させることができる。
【００３０】
なお、上述の実施例１、２では垂直方向と水平方向に異なる部材を配置した場合について説明しているが、垂直方向と水平方向の部材を入れ換えるようにしてもよい。
【００３１】
以上の説明では、本発明の好ましい実施例について述べたが、本発明はこれらの実施例に限定されず、特許請求の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
２１  投写レンズ
６１  固定板
６２  垂直シフト板
６３Ｒ、６３Ｌ  第１レール
６４  第２レール
６５  第３レール
６６  ベアリング機構
６７Ｒ、６７Ｌ  押さえ板
７０Ｖ、７０Ｈ  モータ
８０  水平シフト板
８１Ｄ、８１Ｕ  第４レール
８２  第５レール
８３  第６レール
８４Ｄ、８４Ｕ  押さえ板
【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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