(57)【要約】【課題】良好な操作力を維持しつつ、使用者が移動端に至ったことをトルク増大によって明瞭に認識することができる光学装置を提供する。【解決手段】光学部と、前記光学部を所定方向に移動させるネジ部を有するネジ部材と、前記ネジ部材と前記光学部の間に設けられる係合部材と、前記係合部材を前記ネジ部に押圧する第１の弾性体と、を備え、前記ネジ部を回転させることにより、前記光学部を前記係合部材と共に前記所定方向に駆動する光学装置であって、前記係合部材から前記第１の弾性体に対して前記ネジ部から離れる方向に力が加えられた場合に前記第１の弾性体と当接する、前記第１の弾性体が変形する位置に配置された当接部材、を備える。【選択図】図１
2015004699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部と、
前記光学部を所定方向に移動させるネジ部を有するネジ部材と、
前記ネジ部材と前記光学部の間に設けられる係合部材と、
前記係合部材を前記ネジ部に押圧する第１の弾性体と、を備え、
前記ネジ部を回転させることにより、前記光学部を前記係合部材と共に前記所定方向に駆動する光学装置であって、
前記係合部材から前記第１の弾性体に対して前記ネジ部から離れる方向に力が加えられた場合に前記第１の弾性体と当接する、前記第１の弾性体が変形する位置に配置された当接部材、を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記当接部材は、前記所定方向の移動端で前記第１の弾性体と当接することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記当接部材は、前記第１の弾性体と共に前記所定方向に移動され、移動端で前記第１の弾性体と当接することを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記当接部材は、第２の弾性体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記第１の弾性体は円筒形状のうち周方向の一部が切り欠かれた形状であり、前記当接部材はコの字形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記ネジ部は台形ネジ部であり、前記係合部材は前記台形ネジ部と係合する球であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項７】
前記光学部および前記ネジ部材を備える筐体と、
前記筐体の外側に露出し、回転により前記ネジ部を駆動するために操作される操作部材と、
を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1項に記載の光学装置。
【請求項８】
前記操作部材は、前記筐体の天面もしくは側面に設けられることを特徴とする請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記操作部材には、凹部もしくは凸部が設けられることを特徴とする請求項７または８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記操作部材は、操作面が前記筐体の外側に全面露出もしくは一部露出した面であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記光学部は、光変調素子からの光により形成される画像を投射面に投射する投射光学系を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか1項に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記ネジ部は、前記投射光学系の光軸に直交する２軸のうち少なくとも１軸方向に移動するためのネジ部であることを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置などの光学装置、特に手動で光学部(投射光学系など)を移動させることができる光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像を投射面（スクリーン面など）の所望の位置に投射するためには、投射型表示装置の設置位置を調整する必要がある。このとき、投射レンズ(投射光学系）を移動可能に保持するレンズ移動機構（移動部）を搭載することで、設置時の利便性を高めることができる。このような移動部を手動操作する場合、移動端に至った際に部品同士に過剰な応力が作用して、変形や破損が生じる恐れがある。光学的に高い精度が要求される投射型表示装置における移動部においては、移動端において投影画像の致命的な劣化を防止するために、クラッチ機構を搭載することが望ましい。
【０００３】
クラッチ機構として、移動中は、回転駆動軸に形成された雌ネジに係合部材としての球が圧縮コイルバネによって押圧され、移動端に至った際に、球と雌ネジの係合が解除され、圧縮コイルバネの伸縮により球の保持位置が変更されるものが知られる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２１８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、コイルバネによる押圧力が高過ぎると、ネジ山と球との摩擦力が増大し、過分な操作力が必要となる。一方、押圧力が低過ぎると、衝撃などの過負荷が生じた際に、意図せず雄ネジ部とナット部材の係合が解除されて、使用者が予期しない動作を生じることがある。また、端部に至った際に、操作力の変動がなく、例えばダイヤル操作する場合には、使用者にクラッチ機構が作動するまでダイヤルの無用な回動操作を強いることとなり、使い勝手が良くない。
【０００６】
本発明の目的は、良好な操作力を維持しつつ、使用者が移動端に至ったことをトルク増大によって明瞭に認識することができる光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る光学装置は、光学部と、前記光学部を所定方向に移動させるネジ部を有するネジ部材と、前記ネジ部材と前記光学部の間に設けられる係合部材と、前記係合部材を前記ネジ部に押圧する第１の弾性体と、を備え、前記ネジ部を回転させることにより、前記光学部を前記係合部材と共に前記所定方向に駆動する光学装置であって、前記係合部材から前記第１の弾性体に対して前記ネジ部から離れる方向に力が加えられた場合に前記第１の弾性体と当接する、前記第１の弾性体が変形する位置に配置された当接部材、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、良好な操作力を維持しつつ、使用者が移動端に至ったことをトルク増大によって明瞭に認識することができる光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は移動端において係合部材とネジ部材との係合が外れる状態を示す図、（ｂ）は移動端において第１の弾性体と第２の弾性体とが当接している状態を示す図、（ｃ）は通常状態（移動中）における係合部材とネジ部材との係合が維持される状態を示す図、（ｄ）は通常状態（移動中）における第１の弾性体と第２の弾性体とが離間している状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学装置としての投射型表示装置の外観斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光学装置としての投射型表示装置の全体構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光学部を保持する保持部材と移動部を含む全系の分解斜視図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係る移動部の斜視図、（ｂ）はその分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
《第１の実施形態》
（光学部および光学装置）
図２に、本発明の実施形態に係る光学装置としてのプロジェクタ（投射型表示装置）の外観を示す。なお、本実施形態では、液晶パネルを光変調素子として用いた液晶プロジェクタについて説明するが、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の他の光変調素子を用いた画像投射装置であっても良い。図２において、１００は筐体（外装筐体）、３は投射光学系としての投射レンズをそれぞれ示している。なお、＋Ｙ方向を上方向（天方向）、−Ｙ方向を下方向（地方向）と定義する。また、図２で、９１は回転により投射レンズを移動させる操作部材としてのシフトダイヤルを示している。
【００１２】
図３に、本発明の実施形態に係る光学装置としてのプロジェクタ（投射型表示装置）の全体構成を示す。液晶パネルＬＰ、偏光ビームスプリッタＰＢＳおよびダイクロイックプリズムＤＰ等により色分解合成光学系α（Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光に分解した後に各液晶パネルを経た３色の光を合成）が構成され、更に投射レンズ３と共に光学部が構成されている。
【００１３】
光変調素子である液晶パネルＬＰは、プロジェクタに外部から入力された映像信号に応じた原画を形成し、該原画によって（つまりは入力映像信号に応じて）光源ランプ１からの入射光を変調する。なお、不図示の偏光変換素子により、光源ランプ１からの無偏光光は特定の偏光方向を有する偏光光に変換されている。
【００１４】
液晶パネルＬＰによって変調された変調光は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを介して、ダイクロイックプリズムＤＰに入射する。なお、図３には、３色の光のうち１色の光に対応する液晶パネルＬＰのみを示しているが、他の不図示の液晶パネルによって変調された変調光も、ダイクロイックプリズムＤＰに導かれる。ダイクロイックプリズムＤＰは、入射した３色の変調光を合成して、投射レンズ３に導く。投射レンズ３は、合成された３色の変調光をスクリーンなどの投射面４に投射する。これにより、入力映像信号に対応する投射画像が投射面４上に表示される。
【００１５】
（光学部を移動させるネジ部材）
次に、図４および図５を用いて、光学部を移動させるネジ部材（駆動ユニットとしてのレンズ移動機構）９０に関連する構成について説明する。図４で、光学部としての投射レンズ３を保持するシフト板７０は、固定部材であるシフトベース６０に対して所定方向に移動可能（投射レンズ３の光軸に直交する２軸のうち少なくとも１軸方向に移動可能）に保持されている。シフトベース６０、シフト板７０には、投射レンズ３の鏡筒を挿通する開口部６１、７１がそれぞれ設けられている。そして、シフトベース６０には、スクリーン側に突出したガイドピン部６２が設けられる一方、シフト板７０には、上下方向に延びる長穴部７２が４箇所に形成されている。
【００１６】
そして、シフトベース６０の４つのガイドピン部６２上にワッシャ８０が取り付けられた後、各ガイドピン部６２がシフト板７０の各長穴部７２に挿入されるようにして、シフト板７０がシフトベース６０に対して組み付けられる。各長穴部７２から突出した各ガイドピン部６２上には、ブッシュ８１a、コイルバネ８２およびブッシュ81ｂが、この順で取り付けられる。そして、各ガイドピン部６２の先端にはビス８３が締め込まれ、該ビス８３の頭部によってブッシュ８１ｂのガイドピン部６２からの抜けが阻止される。
【００１７】
この状態で、コイルバネ８２は、２つのブッシュ８１ａ、８１ｂの間、つまりはビス８３の頭部とシフト板７０との間で、圧縮（チャージ）され、シフト板７０をワッシャ８０を介してシフトベース６０に対して押し付ける。
【００１８】
ネジ部材９０を示す図５で、回転によりネジ部を駆動するために手動で操作されるシフトダイヤル９１は、ギア部９２に連結されており、シフトダイヤル９１の回転操作をリードスクリュ９３に伝達する。なお、リードスクリュ９３は、保持部材９４に保持され、さらに保持部材９４はシフトベース６０に固定されている。リードスクリュ９３にはスリーブ９５が挿通され、スリーブ９５は駆動部材９６に取り付けられる。駆動部材９６の一部は、シフト板７０に設けられた切り欠き部７３に挿通されており、使用者によるシフトダイヤル９１のダイヤル操作をリードスクリュ９３を介してシフト板７０に伝達する。
【００１９】
図５で、第１の弾性体としての第１のバネ９８は、円筒形状のうち周方向の一部が切り欠かれた形状で、スリーブ９５に巻装されている。スリーブ９５には、係合部材としての球９７（ネジ部材と光学部の間に設けられ、ネジ部を回転させることにより、光学部と共に所定方向に移動）を挿通する穴が設けられいる。即ち、係合部材としての球９７は、スリーブ９５と一体化する（なお、後述するようにスリーブ９５は光学部と一体化する）。
【００２０】
そして、上記穴を介して取り込まれる球９７は、第１のバネ９８によりリードスクリュ９３のネジ部（例えば台形ネジ部）に押圧されている。第１のバネ９８の外側には、後述する当接部材としての第２のバネ９９が離間して配置されており、第２のバネ９９はスリーブ９５及び第１のバネ９８と共に駆動部材９６に固定されている。
【００２１】
使用者がシフトダイヤル９１を回転操作すると、ギア部９２を介して、リードスクリュ９３が回転する。球９７は、リードスクリュ９３のネジ部と係合しており、回転に伴ってスリーブ９５を上下方向（Ｙ方向）に移動させる。スリーブ９５は駆動部材９６に取り付けられており、駆動部材９６の一部がシフト板７０の切り欠き部７３に挿通されているため、ダイヤル操作に伴いシフト板７０が上下方向に移動する。これにより、投射レンズ鏡筒３は上下方向（Ｙ方向）に移動する。
【００２２】
（移動端における第２の弾性体）
次に、通常状態（移動中）は第１の弾性体に対して離間する一方、移動端で第１の弾性体に対して当接する第２の弾性体（第２のバネ９９）につき、図１を用いて説明する。図１（ａ）は移動端において係合部材とネジ部との係合が微視的に外れようとする(解除されようとする)状態を示し、図１（ｂ）は移動端において第１の弾性体と第２の弾性体とが当接している状態を示す。ここで、移動端は係合部材から第１の弾性体に対してネジ部から離れる方向に力が加えられた場合に該当し、移動端では第１の弾性体と当接する当接部材は、第１の弾性体が変形する位置に配置されている。
【００２３】
また、図１（ｃ）は通常状態（移動中）における係合部材とネジ部との係合が維持される状態を示し、図１（ｄ）は通常状態（移動中）における第１の弾性体と第２の弾性体とが離間している状態を示す。ここで、当接部材としての第２のバネ９９(第２の弾性体)は、図５に示すようにコの字形状であって、第１のバネ９８と共に駆動部材９６で移動されて移動端に向かう。
【００２４】
係合部材としての球９７は、通常状態（移動中）において、第１のバネ９８によってリードスクリュ９３のネジ部に押圧され、リードスクリュ９３のネジ部と係合している（図１（ｃ））。このとき、第２のバネ９９は第１のバネ９８に対して当接しておらず、第２のバネ９９の弾性力は移動操作に対して影響を及ぼさない（図１（ｄ））。
【００２５】
これに対し、移動操作によりシフト板７０が移動端に至ったとき、ダイヤル９１の回動操作を更に続けると、球９７は第１のバネ９８の押圧力に抗してリードスクリュ９３のネジ山斜面を移動する(図１(ａ))。このとき、第１のバネ９８は、球９７に押されてその弾性域内で外周方向に変形し、第２のバネ９９と当接する(図１(ｂ))。第１のバネ９８が第２のバネ９９に当接した後、更に同一方向にダイヤル９１の操作を続けると、第２のバネも同様にその弾性域内で変形する。
【００２６】
このとき、球９７は、第１のバネ９８および第２のバネ９９の弾性によってリードスクリュ９３に押圧されることとなるため、使用者は操作トルクが著しく増大することで移動端（端部）に至ったことを明瞭に認識することが可能となる。そして、この状態から、さらに同一方向にダイヤル９１の操作を続けると、球９７は、リードスクリュ９３のネジ山斜面を乗り越えるものの、第１のバネ９８と第２のバネ９９の押圧力により、隣のネジ部と係合する。そして、第１のバネ９８と第２のバネ９９の係合は、図１(ｄ)の状態に戻る。
【００２７】
すなわち、駆動ユニットとしての移動部（レンズ移動機構）９０で、移動端においては、リードスクリュ９３、球９７、第１のバネ９８および第２のバネ９９からなるクラッチ機能が作用することとなる。
【００２８】
このような構成により、第２のバネ９９の押圧力を移動端のみで作用させることで、使用者が端部に到達したことを操作トルクの増大によって明瞭に認識することができる。そして、第１のバネ９８の球９７への押圧力で通常駆動時の操作トルクを設定できるため、通常状態（移動中）での良好な操作トルクを得ることができる。
【００２９】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３０】
（変形例１）
上述した実施形態では、ネジ部材であるリードスクリュ９３と係合部材である球９７の係合について説明したが、例えばラックとそれに噛合する歯型形状部品にて係合が形成されても良く、またこれに限定されるものでもない。
【００３１】
（変形例２）
また、第１のバネ９８の形状として一部を切り欠いた円筒形、第２のバネ９９の形状としてコの字形について説明したが、例えば第１のバネおよび第２のバネが共に平板状（板バネ形状）でも良く、またこれに限定されるものでもない。
【００３２】
（変形例３）
また、移動部を移動させる操作部材としてのダイヤル９１は、筐体１００の天面(図２)に限らず筐体１００の側面に設けても良く、またダイヤル９１の操作面が筐体１００より全面露出する場合に限らず、一部露出したものでも良い。更にダイヤル９１には、手動で操作するときの手掛かりとしての凹部もしくは凸部が設けられても良い。
【符号の説明】
【００３３】
３・・投射レンズ（光学部）、７０・・シフト板（保持部材）、９３・・リードスクリュ（ネジ部材）、９７・・球（係合部材）、９８・・第１のバネ（第１の弾性体）、９９・・第２のバネ（第２の弾性体）
【図１】
2015004699.tif 000003
【図２】
2015004699.tif 000004
【図３】
2015004699.tif 000005
【図４】
2015004699.tif 000006
【図５】
2015004699.tif 000007