(57)【要約】【課題】鏡筒をシフトする電気的スイッチの故障時に各部を保護する。製造コストを抑制する。【解決手段】鏡筒１６をモータ４１により駆動して上下に移動する。電気的スイッチであるセンサ５１と、機械的なストッパ部３４，３５とに加え、モータ４１と送りねじ３８との間にクラッチ機構４４を設ける。クラッチ機構４４は、モータ４１の回転軸４３に捲装したコイルばね４９でモータ側減速ギア４８を押圧する構成とする。電気的スイッチであるセンサ５１などが故障し、鏡筒１６を支持した第２のマウント２２がストッパ部３４，３５に当接した状態でモータ４１が稼働し続けた場合に、クラッチ機構４４によりモータ４１へ加わる過負荷を軽減できる。比較的簡単な構成でクラッチ機構４４を構成でき、製造コストを抑制できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学機器本体に対して鏡筒を光軸と交差する所定方向に沿って所定の移動範囲で移動可能に支持する鏡筒支持装置であって、
鏡筒を支持する鏡筒側支持部と、
この鏡筒側支持部を移動させる駆動手段と、
前記鏡筒側支持部の位置を検知し、この鏡筒側支持部が所定の移動範囲の端部に移動した際に前記駆動手段を停止させるセンサと、
前記鏡筒側支持部の所定の移動範囲よりも所定距離外方の位置に設けられ、前記鏡筒側支持部に当接してこの鏡筒側支持部が所定の移動範囲外に所定距離以上移動することを防止するストッパ部と、
このストッパ部が前記鏡筒側支持部に当接し、かつ駆動手段が駆動する状態で、前記駆動手段の駆動力の鏡筒側支持部への伝達を抑制するクラッチ機構と
を具備したことを特徴とした鏡筒支持装置。
【請求項２】
鏡筒が移動する所定方向に沿って設けられ、鏡筒側支持部に螺合する送りねじと、
この送りねじを回動させて前記鏡筒側支持部を前記所定方向に沿って移動させるモータと、
前記モータと前記送りねじとの間に設けられ、前記モータの回転負荷が所定以上になった際に、前記モータと前記送りねじとを互いに空転させるクラッチ機構と
を具備したことを特徴とした請求項１記載の鏡筒支持装置。
【請求項３】
クラッチ機構は、モータの回転軸にギアを所定の力で圧接する弾性手段を備えた
ことを特徴とした請求項２記載の鏡筒支持装置。
【請求項４】
照明光を照射する光源と、
この光源から照射された照明光を変調する光変調手段と、
この光変調手段で変調された照明光を投射する鏡筒と、
光学機器本体と、
この光学機器本体に対して前記鏡筒を光軸と交差する所定方向に沿って移動可能に支持する請求項１ないし３いずれか一記載の鏡筒支持装置と
を具備したことを特徴とした投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器本体に対して鏡筒を光軸と交差する所定方向に沿って移動可能に支持する鏡筒支持装置およびこれを備えた投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の投射型表示装置としてのプロジェクタ装置には、照明光を照射する光源、この光源から照射された照明光を変調する光変調手段としてのＬＣＤパネル、および、このＬＣＤパネルで変調された照明光をスクリーンなどに投射像として投射する鏡筒としての投射レンズ鏡筒がそれぞれ設けられている。そして、プロジェクタ装置には、投射像の位置を移動可能にする鏡筒支持装置を設けたものがある。
【０００３】
この鏡筒支持装置は、投射レンズ鏡筒を支持するマウント部を備えるとともに、このマウント部を直線状に案内すなわちガイドする直進ガイドを備えている。また、マウント部は、送りねじとしてのリードスクリュに連結され、このリードスクリュは、モータにより回転駆動される。さらに、マウント部は、リードスクリュの回転に追従し直進ガイドにガイドされて直線方向に移動する。
【０００４】
そして、鏡筒支持装置には、マウント部が移動範囲の端部まで移動した状態を検出するリミットスイッチ、あるいはポテンショメータなどの電気的スイッチが設けられている。そして、これら電気的スイッチは、マウント部が所定の移動範囲の端部まで移動した際に、モータの回転を停止させる。
【０００５】
一方、鏡筒支持装置には、マウント部の移動を阻止するストッパ部が、マウント部の所定の移動範囲の両端部に設けられている。このストッパ部は、例えば電気的スイッチが損傷した際など、マウント部が所定の移動範囲の端部まで移動したにも拘らずモータが停止しない場合などに、マウント部がリードスクリュなどのシフト機構から脱落したり所定の移動範囲より大きく移動したりすることを防止する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２０６６１５号公報（第３−４頁、図２および図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の鏡筒支持装置では、例えば電気的スイッチが損傷した際などに、マウント部がストッパ部にて移動を阻止されている状態でモータが駆動し続けると、リードスクリュを損傷したり、あるいは過負荷によりモータが破損したりするなどのおそれがある。
【０００８】
この点、電気的スイッチを二重に備え、一方のスイッチが損傷した際などでも他方の電気的スイッチによりモータの駆動を停止させる構成が考えられる。
【０００９】
しかしながら、電気的スイッチを二重に用いた場合では、例えばこれら電気的スイッチに共通の電気回路の損傷などの同一原因となる損傷が生じると、二つの電気的スイッチがともに作動しなくなるおそれがある。
【００１０】
このため、上述の鏡筒支持装置では、使い勝手が良好でないという問題点を有している。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、使い勝手を向上した鏡筒支持装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の鏡筒支持装置は、光学機器本体に対して鏡筒を光軸と交差する所定方向に沿って所定の移動範囲で移動可能に支持する鏡筒支持装置であって、鏡筒を支持する鏡筒側支持部と、この鏡筒側支持部を移動させる駆動手段と、前記鏡筒側支持部の位置を検知し、この鏡筒側支持部が所定の移動範囲の端部に移動した際に前記駆動手段を停止させるセンサと、前記鏡筒側支持部の所定の移動範囲よりも所定距離外方の位置に設けられ、前記鏡筒側支持部に当接してこの鏡筒側支持部が所定の移動範囲外に所定距離以上移動することを防止するストッパ部と、このストッパ部が前記鏡筒側支持部に当接し、かつ駆動手段が駆動する状態で、前記駆動手段の駆動力の鏡筒側支持部への伝達を抑制するクラッチ機構とを具備したものである。
【００１３】
そして、この構成では、センサ及びストッパ部に加え、クラッチ機構を備えたため、鏡筒側支持部が所定の移動範囲外に移動することが確実に防止されるとともに、センサが機能しない場合などにも駆動手段などに過負荷が加わらずに保護される。
【００１４】
請求項２記載の鏡筒支持装置は、請求項１記載の鏡筒支持装置において、鏡筒が移動する所定方向に沿って設けられ、鏡筒側支持部に螺合する送りねじと、この送りねじを回動させて前記鏡筒側支持部を前記所定方向に沿って移動させるモータと、前記モータと前記送りねじとの間に設けられ、前記モータの回転負荷が所定以上になった際に、前記モータと前記送りねじとを互いに空転させるクラッチ機構とを具備したものである。
【００１５】
そして、この構成では、モータと送りねじとを備えた構成について、クラッチ機構により、過負荷が加わり損傷することが防止される。
【００１６】
請求項３記載の鏡筒支持装置は、請求項２記載の鏡筒支持装置において、クラッチ機構は、モータの回転軸にギアを所定の力で圧接する弾性手段を備えたものである。
【００１７】
そして、この構成では、比較的簡単な構成でクラッチ機構が構成され、製造コストが抑制される。
【００１８】
請求項４記載の投射型表示装置は、照明光を照射する光源と、この光源から照射された照明光を変調する光変調手段と、この光変調手段で変調された照明光を投射する鏡筒と、光学機器本体と、この光学機器本体に対して前記鏡筒を光軸と交差する所定方向に沿って移動可能に支持する請求項１ないし３いずれか一記載の鏡筒支持装置とを具備したものである。
【００１９】
そして、この構成では、請求項１ないし３いずれか一記載の鏡筒支持装置を備えることで、鏡筒が所定の移動範囲内で移動可能となるとともに、センサが機能しない場合などにも駆動手段などに過負荷が加わらずに保護される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の投射型表示装置の構成を図１ないし図４を参照して説明する。
【００２１】
図２において、１１は投射型表示装置としてのプロジェクタ装置である液晶プロジェクタである。この液晶プロジェクタ１１は、光学機器本体としての筐体１２およびこの筐体１２に光を照射する光源１３を備えている。また、この液晶プロジェクタ１１は、光変調手段である液晶表示素子としての３枚の透過型のＬＣＤパネル１４ｒ，１４ｇ，１４ｂを備えている。さらに、筐体１２には、レンズ鏡筒移動機構である鏡筒支持装置１５を介して、投射レンズ鏡筒である鏡筒１６が取り付けられて、これら筐体１２、鏡筒支持装置１５および鏡筒１６などにて光学ユニットが構成されている。そして、この光学ユニットと光源１３とは、外装体としての外装カバー１７により外側を覆われている。この外装カバー１７内には、図示しないファン、表示部、電源装置、図４に示す制御手段としてのＣＰＵ１８、モータ駆動回路１９、及び操作手段であるスイッチとしての投射レンズシフトスイッチ２０などが配設されている。
【００２２】
筐体１２は、例えば合成樹脂などで成形され、図示しない各種照明光学系が内部に配置される箱状の主筐体およびこの主筐体の上部開口を閉塞する蓋体にて構成されている。
【００２３】
また、光源１３は、ハロゲンランプなどの白熱電球あるいはメタルハライドランプなどの放電ランプを備えている。この放電ランプの周囲には、この放電ランプから照射された光を反射する放物面状の鏡面を備えたリフレクタが配設されている。
【００２４】
そこで、光源１３の放電ランプから照射された光は、リフレクタで反射されてレンズアレイなどを透過し、図示しないダイクロイックミラーで色分解され、ＬＣＤパネル１４ｒ，１４ｇ，１４ｂに入射する。ＬＣＤパネル１４ｒ，１４ｇ，１４ｂでは、入射した照明光を図示しない映像信号処理回路などにて処理された映像信号に応じて変調させ、ダイクロイッククロスプリズムＤＸＰで色合成し、鏡筒１６からスクリーンに投射する。
【００２５】
なお、以下、光源１３からスクリーンに向かう照明光の光軸に対し、スクリーン側を前側、光源１３側を後側とし、光源１３側から見て、この光軸に交差すなわち直交する第１の方向を上下方向、および、光軸と上下方向とに直交する第２の方向を幅方向、すなわち左右方向として説明する。
【００２６】
鏡筒支持装置１５は、所定方向としての上下方向に沿って、筐体１２に対して鏡筒１６を移動、すなわちシフト可能に支持するものである。この鏡筒支持装置１５は、図１および図３に示すように、筐体１２の主筐体側に固定して取り付けられる図示しない第１のマウントと、この第１のマウントに移動可能に取り付けられる第２のマウント２２とを備えている。
【００２７】
そして、第１のマウントは、例えばマグネシウム合金などの、合成樹脂よりも比較的大きい剛性を有する金属製の部材で枠状に形成された筐体側支持部である第１の本体部と、この第１の本体部の下端部から後方に向けて突出して一体に設けられ、ＬＣＤパネル１４ｒ，１４ｇ，１４ｂおよびダイクロイッククロスプリズムＤＸＰが載置されるプリズム載置部とを有している。
【００２８】
また、第２のマウント２２は、例えばアルミニウム合金などの金属あるいは合成樹脂などの部材にて略四角枠状に一体に形成された鏡筒側支持部としての第２の本体部３１を備えている。そして、この第２の本体部３１は、第１のマウントの第１の本体部に対して、光軸に直交する所定方向である上下方向にシフト可能であるとともに、直接あるいは他の部材を介して鏡筒１６を支持している。
【００２９】
そして、第２の本体部３１の幅方向の一側部には、貫通孔３２が上下方向に沿って穿設され、この貫通孔３２には、ガイド部としての円柱棒状の上下移動直進ガイド３３が挿通されている。この上下移動直進ガイド３３は、第１のマウントなどに固定され、第２の本体部３１を上下方向に沿って直線状に案内すなわちガイドして、第２の本体部３１のシフト方向を上下方向に沿って直線状に規制するものであり、第２の本体部３１の上端部および下端部からそれぞれ突出している。
【００３０】
さらに、上下移動直進ガイド３３の上端部および下端部の近傍には、第２の本体部３１の幅方向の中心側に向けて、度当たりであるストッパ部を構成する四角形状の上ストッパ部３４及び下ストッパ部３５が突出してそれぞれ一体的に設けられている。これら上下のストッパ部３４，３５は、第２の本体部３１の上下方向の移動範囲よりも所定距離Ｄだけ離間された位置にそれぞれ設けられている。また、これら上下のストッパ部３４，３５は、第２の本体部３１が上方向および下方向にシフトした際に、第２の本体部３１の上端部および下端部が当接することで、第２の本体部３１が上下方向の所定の移動範囲外に所定距離Ｄ以上シフトすることを防止している。
【００３１】
また、第２の本体部３１の幅方向の他側部、すなわち上下移動直進ガイド３３と反対側の側部には、上下方向の下端部に位置して、第１の挿通部３６が第２の本体部３１の側方に向けて突出して一体に設けられている。さらに、この第１の挿通部３６には、第１のねじ孔３７が上下方向に沿って形成されている。そして、この第１のねじ孔３７には、リードスクリュである送りねじ３８が螺合されて挿通されている。すなわち、送りねじ３８は、第２の本体部３１のシフト方向である上下方向に沿って設けられ、第２の本体部３１に取り付けられている。さらに、送りねじ３８の軸方向の一端側である下端側には、ねじ側動力伝達部としての平歯車である第１のねじ側減速ギア３９が取り付けられている。
【００３２】
一方、この第１の挿通部３６すなわち送りねじ３８の側方には、駆動手段としてのモータ４１が配設されている。このモータ４１は、第１のマウントなどに固定され、下方に突設した回転軸４３に取り付けたクラッチ機構４４を介して、第１のねじ側減速ギア３９すなわち送りねじ３８に連結され、この送りねじ３８を回動させて第２の本体部３１を上下方向にシフトさせる。
【００３３】
そして、クラッチ機構４４は、回転軸４３の中間部に固定した中間受部４６と、回転軸４３の先端部に固定した先端受部４７とを備え、さらに、これら中間受部４６と先端受部４７との間に位置して回転軸４３に回転可能に軸支されたギアであるモータ側動力伝達部としての平歯車であるモータ側減速ギア４８を備えている。さらに、クラッチ機構４４は、モータ側減速ギア４８と先端受部４７との間に位置して回転軸４３に捲装された弾性手段としてのコイルばね４９を備えている。そして、このコイルばね４９は、モータ側減速ギア４８を中間受部４６に圧接し、モータ側減速ギア４８に過大な負荷が加わらない限り、モータ側減速ギア４８と中間受部４６との摩擦力により、回転軸４３とモータ側減速ギア４８とを一体に回転させる。モータ側減速ギア４８に過大な負荷が加わった状態で、モータ側減速ギア４８と中間受部４６とが摺動し、回転軸４３に対してモータ側減速ギア４８を空転させるようになっている。
【００３４】
そして、モータ側減速ギア４８は、第１のねじ側減速ギア３９に歯合し、モータ４１の駆動力を送りねじ３８に所定の減速比で伝達する。そして、これら各減速ギア３９，４８により、上下方向減速機構が構成されている。この上下方向減速機構は、第２の本体部３１の上方向へのシフトと下方向へのシフトとの速度差が減少するように設けられている。
【００３５】
さらに、第１の本体部と第２の本体部３１との間には、第２の本体部３１の上下方向のシフト位置を検知するセンサ５１が取り付けられている。このセンサ５１は、可変抵抗器である上下位置ポテンショメータで、図４に模式的に示すように、制御手段としてのＣＰＵ１８に電気的に接続されている。このＣＰＵ１８は、モータ４１の駆動を制御するモータ駆動回路１９に接続されており、投射レンズシフトスイッチ２０の操作やセンサ５１により検知した第２の本体部３１の上下方向位置などに応じて、このモータ駆動回路１９を介して、モータ４１の駆動をオンオフなどさせる。
【００３６】
一方、鏡筒１６は、例えばアルミニウム合金などで形成され内部に複数のレンズを保持する図示しないカム筒およびガイド筒により、二重の円筒状に形成されている。そして、鏡筒１６は、これらカム筒、あるいはガイド筒を鏡筒１６の周方向に回動させてレンズの位置を光軸に沿って変化させることにより、画像のズーム機能、あるいはピント調整（フォーカス）機能を有する。
【００３７】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００３８】
光源１３から照射された照明光は、筐体１２内でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の色光に分光され、これらＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色光は、それぞれＬＣＤパネル１４ｒ，１４ｇ，１４ｂに入射して、これらＬＣＤパネル１４ｒ，１４ｇ，１４ｂにより変調される。
【００３９】
さらに、ＬＣＤパネル１４ｒ，１４ｇ，１４ｂにより変調された各色光は、ダイクロイッククロスプリズムＤＸＰにより合成光に色合成され、鏡筒１６のレンズに入射する。
【００４０】
そして、鏡筒１６から、図示しないスクリーンなどに向けて投射像が投射される。
【００４１】
ここで、投射位置の調整などのため、投射像をスクリーンに対して上下方向にシフトさせる際には、投射レンズシフトスイッチ２０を操作し、モータ４１を駆動させることでモータ側減速ギア４８が回動し、このモータ側減速ギア４８に歯合された第１のねじ側減速ギア３９が回動して、送りねじ３８が回動する。
【００４２】
この結果、第２のマウント２２が、上下移動直進ガイド３３により上下方向にガイドされつつ、送りねじ３８に対して相対的に鏡筒１６とともに上下方向にシフトし、投射像の上下方向の位置が変化する。
【００４３】
この状態で、図１に示すように、ＣＰＵ１８はセンサ５１を介して第２の本体部３１の位置を監視し、第２の本体部３１が移動範囲の上下の端部Ａ，Ｂのいずれかまで移動したことを検知すると、ＣＰＵ１８がモータ駆動回路１９によりモータ４１の駆動を停止させる。
【００４４】
ここで、センサ５１の故障などにより、第２の本体部３１の位置を正確に検知できず、第２の本体部３１が所定の移動範囲外へと移動した際には、第２の本体部３１に各ストッパ部３４，３５が機械的に当接し、第２の本体部３１が所定距離Ｄ以上移動することを防止する。
【００４５】
さらに、第２の本体部３１が各ストッパ部３４，３５に当接した状態でも、モータ４１の駆動が停止せずに回動し続けた場合は、上下方向減速機構などに大きな負荷が加わることになる。この状態で、所定以上の負荷（トルク）がクラッチ機構４４に加わると、モータ４１の回転軸４３に対してモータ側減速ギア４８が空転し、各部へ過負荷が加わることを防止して、モータ４１や第１及び第２のマウント２２など、各部を保護できるようになっている。
【００４６】
上述したように、上記一実施の形態では、鏡筒１６をモータ４１により駆動して移動できるレンズ鏡筒シフト機構において、電気的スイッチであるセンサ５１と、機械的なストッパ部３４，３５とに加え、モータ４１と送りねじ３８との間にクラッチ機構４４を介在させたため、電気的スイッチであるセンサ５１などが故障し、鏡筒１６を支持した第２のマウント２２がストッパ部３４，３５に当接した状態でモータ４１が稼働し続けた場合にも、クラッチ機構４４によりモータ４１へ加わる過負荷を軽減し、また、送りねじ３８などのシフト機構に加わる不用意な力も緩衝できる。
【００４７】
また、クラッチ機構４４は、モータ４１の回転軸４３に捲装したコイルばね４９でギアを押圧する構成としたため、比較的簡単な構成でクラッチ機構４４を構成でき、製造コストを抑制できる。
【００４８】
なお、ストッパ部３４，３５は、センサ５１による鏡筒１６の所定の停止位置である端部Ａ，Ｂより外方に離れた位置であるシフト範囲外に位置するものであり、クラッチ機構４４は、センサ５１の故障時のみに利用されるものである。また、ストッパ部３４，３５を設ける位置は、マウント部などの過度の移動による干渉から周辺機構を保護するため、所定の停止位置である端部Ａ，Ｂより僅かに離れた位置に設定されている。
【００４９】
なお、上記の構成では、鏡筒１６を上下方向のみに移動する構成について説明したが、この構成に限られず、左右方向のみに移動する構成とし、あるいは、第３のマウント部を設け、上下方向及び左右方向に移動する構成とすることもできる。
【００５０】
また、上記の構成では、送りねじ３８に螺合する第１のねじ孔３７を設けた第１の挿通部３６は第２の本体部３１に一体に設けたが、この構成に限られず、第２の本体部３１に係合する別体のナットに送りねじ３８を螺合することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の鏡筒支持装置によれば、センサ及びストッパ部に加え、クラッチ機構を備えたため、鏡筒側支持部が所定の移動範囲外に移動することを確実に防止できるとともに、センサが機能しない場合などにも駆動手段などに過負荷を加えずに保護できる。
【００５２】
請求項２記載の鏡筒支持装置によれば、請求項１記載の効果に加え、モータと送りねじとを備えた構成について、クラッチ機構により、過負荷が加わり損傷することを防止できる。
【００５３】
請求項３記載の鏡筒支持装置によれば、請求項２記載の効果に加え、比較的簡単な構成でクラッチ機構を構成でき、製造コストを抑制できる。
【００５４】
請求項４記載の投射型表示装置によれば、請求項１ないし３いずれか一記載の鏡筒支持装置を備えたため、鏡筒を所定の移動範囲内で移動できるとともに、センサが機能しない場合などにも駆動手段などに過負荷を加えずに保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の投射型表示装置を示す前面から見た説明図である。
【図２】同上投射型表示装置を説明する平面図である。
【図３】同上投射型表示装置の鏡筒支持装置を説明する分解斜視図である。
【図４】同上投射型表示装置の動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
１１    投射型表示装置としての液晶プロジェクタ
１２    光学機器本体としての筐体
１３    光源
１４ｒ，１４ｇ，１４ｂ    光変調手段としてのＬＣＤパネル
１５    鏡筒支持装置
１６    鏡筒
３１    鏡筒側支持部としての第２の本体部
３４    ストッパ部を構成する上ストッパ部
３５    ストッパ部を構成する下ストッパ部
３８    送りねじ
４１    駆動手段としてのモータ
４３    回転軸
４４    クラッチ機構
４８    ギアとしてのモータ側減速ギア
４９    弾性手段としてのコイルばね
５１    センサ
Ａ，Ｂ    端部
Ｄ    所定距離
【図１】
2004317987.tif 000003
【図２】
2004317987.tif 000004
【図３】
2004317987.tif 000005
【図４】
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