(57)【要約】【課題】防塵性能に優れたレンズシフト機構を提供する。【解決手段】投写レンズ２を保持しながら投写レンズ２を移動させるレンズシフト機構３であって、平坦な第１の面１１と、第１の面１１に開口して投写レンズ２を受け入れる開口部１２と、を有する固定部１０と、投写レンズ２を保持し、固定部１０に対して、第１の面１１に平行な方向に移動可能に取り付けられた可動部２０，３０であって、第１の面１１に対向して配置され、肉盗み部２２ａが形成された第２の面２２を有する可動部２０，３０と、第２の面２０の肉盗み部２２ａを塞ぐとともに、第１の面１１と所定の間隔を置いて対向するように、固定部１０と可動部２０，３０との間に配置された板状部材６０と、を有している。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写レンズを保持しながら該投写レンズを移動させるレンズシフト機構であって、
平坦な第１の面と、該第１の面に開口して前記投写レンズを受け入れる開口部と、を有する固定部と、
前記投写レンズを保持し、前記固定部に対して、前記第１の面に平行な方向に移動可能に取り付けられた可動部であって、前記第１の面に対向して配置され、肉盗み部が形成された第２の面を有する可動部と、
前記第２の面の前記肉盗み部を塞ぐとともに、前記第１の面と所定の間隔を置いて対向するように、前記固定部と前記可動部との間に配置された板状部材と、
を有するレンズシフト機構。
【請求項２】
前記第１の面と前記板状部材との間の前記所定の間隔内に配置され、該所定の間隔を通る空気の流れを妨害する第１の空気流妨害部を有する、請求項１に記載のレンズシフト機構。
【請求項３】
前記第１の空気流妨害部は、前記第１の面の前記開口部の周縁に形成され、前記第１の面から前記板状部材に向かって突出する環状リブを有する、請求項２に記載のレンズシフト機構。
【請求項４】
前記可動部は、前記固定部の前記開口部の外周側で該固定部に取り付けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズシフト機構。
【請求項５】
前記可動部は、第１の可動部材と、第２の可動部材とを有し、
前記第１の可動部材は、前記第２の面と、該第２の面の反対側の平坦な第３の面と、前記第２の面と前記第３の面とを貫通して形成され前記投写レンズを受け入れる開口部と、を有するとともに、前記固定部に対して、前記第１の面に平行な第１の方向に移動可能に取り付けられ、
前記第２の可動部材は、前記第３の面に所定の間隔を置いて対向するように配置された平坦な第４の面を有するとともに、前記投写レンズを保持し、前記第１の可動部材に対して、前記第１の面に平行で前記第１の方向に垂直な第２の方向に移動可能に取り付けられている、
請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズシフト機構。
【請求項６】
前記第３の面と前記第４の面との間の前記所定の間隔内に配置され、該所定の間隔を通る空気の流れを妨害する第２の空気流妨害部を有する、請求項５に記載のレンズシフト機構。
【請求項７】
前記第２の空気流妨害部は、前記第４の面に形成され、前記第３の面の前記開口部の周縁に対向するように、前記第４の面から前記第３の面に向かって突出する環状リブを有する、請求項６に記載のレンズシフト機構。
【請求項８】
前記第２の空気流妨害部は、前記第３の面に形成され、前記第３の面から前記第４の面に向かって突出する線状リブであって、前記第３の面の前記開口部に前記第１の方向で隣接し、前記第２の方向に延びる線状リブを有する、請求項６または７に記載のレンズシフト機構。
【請求項９】
前記第２の可動部材は、前記第１の可動部材の前記開口部の外周側で該第１の可動部材に取り付けられている、請求項５から８のいずれか１項に記載のレンズシフト機構。
【請求項１０】
前記投写レンズと、請求項１から９のいずれか１項に記載のレンズシフト機構とを有する投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズシフト機構および投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の投写型表示装置（プロジェクタ）には、設置性の向上を目的として、レンズシフト機構が多く採用されている（例えば、特許文献１参照）。レンズシフト機構とは、投写レンズをその光軸と垂直な方向に移動させることで、スクリーンに対する画像光の投写位置を移動させる機構である。これにより、スクリーンの正面にプロジェクタを設置できない場合でも、歪みのない適切な画像をスクリーン上に表示させることができる。
多くのレンズシフト構造は、投写レンズを保持しながら移動させるための可動部材を備えている。重量のある投写レンズを保持するためには、可動部材の厚みを厚くして強度を確保する必要があるが、この可動部材は、金型による成形品であるため、厚みを厚くすると、いわゆるヒケの問題が生じてしまう。そこで、成形の際に肉盗みを行い、可動部材に肉盗み部（凹部）を形成することで、ヒケの発生を抑えながら、平均肉厚を確保して強度を確保することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５５６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、可動部材に肉盗み部を形成することで、平均肉厚および強度を確保することができるが、このような可動部材をレンズシフト機構として構成した場合、レンズシフト機構には、肉盗み部に由来する大きな隙間が形成されてしまう。このことは、その大きな隙間から空気が筐体内部に流入することにつながり、埃などの粉塵が空気と共に筐体内部に侵入して、レンズシフト機構の防塵性能が低下することにつながる。
そこで、本発明は、防塵性能に優れたレンズシフト機構を提供することを目的とする。また、本発明は、そのレンズシフト機構を備えた投写型表示装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明のレンズシフト機構は、投写レンズを保持しながら投写レンズを移動させるレンズシフト機構であって、平坦な第１の面と、第１の面に開口して投写レンズを受け入れる開口部と、を有する固定部と、投写レンズを保持し、固定部に対して、第１の面に平行な方向に移動可能に取り付けられた可動部であって、第１の面に対向して配置され、肉盗み部が形成された第２の面を有する可動部と、第２の面の肉盗み部を塞ぐとともに、第１の面と所定の間隔を置いて対向するように、固定部と可動部との間に配置された板状部材と、を有している。
また、本発明の投写型表示装置は、投写レンズと、上記に記載のレンズシフト機構と、を有している。
【発明の効果】
【０００６】
以上、本発明によれば、防塵性能に優れたレンズシフト機構と、それを備えた投写型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態によるレンズシフト機構を備えた投写光学部の斜視図である。
【図２】本実施形態の投写光学部の正面図である。
【図３】本実施形態の投写光学部の分解斜視図である。
【図４】本実施形態の固定ベースおよび水平可動ベースの分解斜視図である。
【図５】本実施形態の水平可動ベースおよび垂直可動ベースの分解斜視図である。
【図６】図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図７】図６の円Ｂで囲まれた領域の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１および図２は、それぞれ本発明の一実施形態によるレンズシフト機構を備えた投写光学部の斜視図および正面図である。
投写光学部１は、投写型表示装置（プロジェクタ）の光学エンジンに搭載され、光学エンジンの画像形成部から出射された光をスクリーンなどに投写し、画像として表示する機能を有している。投写光学部１は、画像を形成する光を投写する投写レンズ２と、投写レンズ２をその光軸Ｘと垂直な２つの方向（水平方向Ｈおよび垂直方向Ｖ）に移動させるレンズシフト機構３とを備えている。レンズシフト機構３によって、スクリーンに対する光の投写位置を移動させることができ、スクリーンの正面にプロジェクタを設置できない場合でも、歪みのない適切な画像をスクリーン上に表示させることができる。
【００１０】
本実施形態のレンズシフト機構３は、固定ベース１０と、水平可動ベース２０と、垂直可動ベース３０と、マウントベース４０とを有している。
固定ベース（固定部）１０は、光学エンジンの筐体（図示せず）に固定して取り付けられている。水平可動ベース（第１の可動部材）２０は、固定ベース１０に対して水平方向（第１の方向）Ｈに移動可能に取り付けられ、垂直可動ベース（第２の可動部材）３０は、水平可動ベース２０に対して垂直方向（第２の方向）Ｖに移動可能に取り付けられている。水平可動ベース２０および垂直可動ベース３０のそれぞれの取り付け構造の詳細については後述する。マウントベース４０は、垂直可動ベース３０に固定して取り付けられているとともに、投写レンズ２の光軸Ｘが上記水平方向Ｈおよび垂直方向Ｖにそれぞれ直交するように、投写レンズ２を保持している。したがって、水平可動ベース２０と垂直可動ベース３０とマウントベース４０とは、投写レンズ２を保持するとともに、固定ベース１０に対して移動可能に取り付けられた可動部として機能する。このような構成により、レンズシフト機構３は、投写レンズ２を保持しながら、投写レンズ２を水平方向Ｈおよび垂直方向Ｖに移動させることができ、投写レンズ２からの光の投写位置を水平方向Ｈおよび垂直方向Ｖに移動させることができる。マウントベース４０の取り付け構造および投写レンズ２の保持構造の詳細についても後述する。
【００１１】
次に、図３〜図５を参照して、水平可動ベース、垂直可動ベース、およびマウントベースの取り付け構造の詳細と、投写レンズの保持構造の詳細について説明する。図３は、図１および図２に示す投写光学部の分解斜視図であり、図４は、固定ベースおよび水平可動ベースの分解斜視図であり、図５は、水平可動ベースおよび垂直可動ベースの分解斜視図である。
水平可動ベース２０の移動可能な取り付けは、図３および図４に示すように、固定ねじとスプリングとを有する固定部材５１によって行われている。具体的には、固定部材５１のスプリングが、水平可動ベース２０を固定ベース１０に付勢しながら、固定部材５１の固定ねじが、水平可動ベース２０に形成された水平方向に延びるスリット２５（図５参照）を貫通して、固定ベース１０に固定されている。これにより、水平可動ベース２０は、固定ベース１０に対して水平方向Ｈに移動することができる。なお、水平可動ベース２０の移動は、モータ（図示せず）によって行うことができる。水平可動ベース２０と固定ベース１０との間には、固定部材５１の固定ねじが貫通するリング状のスペーサ５２が設けられている。スペーサ５２は、良好な摺動性を有する樹脂材料からなり、水平可動ベース２０と固定ベース１０との間に所定の隙間を形成するとともに、水平可動ベース２０の可動による負荷を最小限に抑える機能を有している。さらに、本実施形態では、水平可動ベース２０と固定ベース１０との間にカバープレート（板状部材）６０が配置されている。カバープレート６０の機能については後述する。
【００１２】
垂直可動ベース３０の移動可能な取り付けは、図３および図５に示すように、固定ねじとスプリングとを有する固定部材５３によって行われている。具体的には、固定部材５３のスプリングが、水平可動ベース２０を垂直可動ベース３０に付勢しながら、固定部材５３の固定ねじが、水平可動ベース２０に形成された垂直方向に延びるスリット２６を貫通して、垂直可動ベース３０に固定されている。これにより、垂直可動ベース３０は、固定ベース１０に対して垂直方向Ｖに移動することができる。なお、垂直可動ベース３０の移動は、モータ（図示せず）によって行うことができる。垂直可動ベース３０と水平可動ベース２０との間には、固定部材５３の固定ねじが貫通するリング状のスペーサ５４が設けられている。スペーサ５４は、良好な摺動性を有する樹脂材料からなり、垂直可動ベース３０と水平可動ベース２０との間に所定の隙間を形成するとともに、垂直可動ベース３０の可動による負荷を最小限に抑える機能を有している。
マウントベース４０は、図３に示すように、固定部材（固定ねじ）５５によって、垂直可動ベース３０に取り付けられている。マウントベース４０は、投写レンズ２を保持する開口部４１を備えたスリーブ（図３には図示せず）を有している。開口部４１は、投写レンズ２の鏡筒２ａをほぼ隙間なく受け入れる大きさに形成され、これにより、マウントベース４０は、投写レンズ２を固定して保持することができる。
【００１３】
次に、図４および図５を参照して、固定ベース、水平可動ベース、および垂直可動ベースの詳細な構成について説明する。
図４を参照すると、固定ベース１０は、平坦な前面（第１の面）１１と、固定ベース１０を貫通して形成され、投写レンズ２の鏡筒２ａ（図３参照）を受け入れる開口部１２とを有している。また、開口部１２は、水平可動ベース２０および垂直可動ベース３０の移動に伴って投写レンズ２の鏡筒２ａが水平方向Ｈおよび垂直方向Ｖに移動するのに十分な大きさを有している。さらに、固定ベース１０は、開口部１２の周縁に沿って形成され、それぞれが開口部１２の形状とほぼ相似形の平面形状を有する複数の環状リブ１３を有している。図示した実施形態では、内周側および外周側の２つの環状リブ１３が設けられているが、３つ以上の環状リブが設けられていてもよい。
【００１４】
水平可動ベース２０は、金型による成形品であり、図４に示すように、金型のキャビティ側に対応する平坦な前面（第３の面）２１と、図５に示すように、金型のコア側に対応して肉盗み部２２ａが形成された後面（第２の面）２２とを有している。肉盗み部２２ａには、水平可動ベース２０の強度を高めるための補強リブ２２ｂが形成されている。また、水平可動ベース２０は、水平可動ベース２０を貫通して形成され、投写レンズ２の鏡筒２ａ（図３参照）を受け入れる開口部２３を有している。開口部２３は、垂直可動ベース３０の移動に伴って投写レンズ２の鏡筒２ａが垂直方向Ｖに移動するのに十分な大きさを有している。なお、この開口部２３に対応して、カバープレート６０にも、図４に示すように、投写レンズ２の鏡筒２ａを受け入れる開口部６１が形成されている。さらに、水平可動ベース２０は、図４に示すように、開口部２３の水平方向Ｈの両側に形成された垂直方向Ｖに延びる線状リブ２４を有している。
【００１５】
垂直可動ベース３０は、金型による成形品であり、金型のコア側に対応して肉盗み部が形成された前面（図３参照）と、図５に示すように、金型のキャビティ側に対応する平坦な後面（第４の面）３１とを有している。また、垂直可動ベース３０は、垂直可動ベース３０を貫通して形成され、投写レンズ２を保持するマウントベース４０のスリーブをほぼ隙間なく受け入れる大きさを有する開口部３２を有している。さらに、垂直可動ベース３０は、開口部３２の周縁に沿って形成された複数の環状リブ３３を有している。各環状リブ３３は、水平可動ベース２０の開口部２３よりも大きい径を有するとともに、その開口部２３の開口形状とほぼ相似形の平面形状を有している。これにより、環状リブ３３は、水平可動ベース２０の開口部２３の周縁に対向することになる。図示した実施形態では、内周側および外周側の２つの環状リブ３３が設けられているが、３つ以上の環状リブが設けられていてもよい。
【００１６】
次に、図６および図７を参照して、本実施形態のレンズシフト機構の上記構成による効果について説明する。図６は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図７は、図６の円Ｂで囲まれた領域の拡大断面図である。
図７を参照すると、本実施形態のレンズシフト機構３では、水平可動ベース（第１の可動部材）２０と垂直可動ベース（第２の可動部材）３０とは、水平可動ベース２０の前面（第３の面）２１と垂直可動ベース３０の後面（第４の面）３１とが所定の微小間隔を置いて対向するように配置されている。水平可動ベース２０の前面２１と垂直可動ベース３０の後面３１とは、上述したように、いずれも平坦な面である。したがって、垂直可動ベース３０を垂直方向（紙面直交方向）に移動させた場合でも、水平可動ベース２０と垂直可動ベース３０との間を流れる空気の流れ抵抗を大きい状態に維持することができる。そのため、光学エンジンの筐体外部からの空気は、水平可動ベース２０の前面２１と垂直可動ベース３０の後面３１との微小な隙間を通って流れにくくなり、ひいては水平可動ベース２０の開口部２３と投写レンズ２の鏡筒２ａとの間を通って筐体内部へと流れ込みにくくなる。その結果、埃などの粉塵が空気と共に光学エンジンの筐体内部に侵入することを抑制することが可能になる。
【００１７】
一方で、固定ベース（固定部）１０と水平可動ベース２０とは、固定ベース１０の前面（第１の面）１１と水平可動ベース２０の後面（第２の面）２２とが対向するように配置されている。水平可動ベース２０の後面２２には、上述したように、肉盗み部２２ａが形成されている。したがって、固定ベース１０の前面１１と水平可動ベース２０の後面２２とを直接対向させたとすると、それらの間には大きな隙間（肉盗み部２２ａ）が形成され、固定ベース１０と水平可動ベース２０との間を流れる空気の流れ抵抗が小さくなってしまう。そのため、水平可動ベース２０を固定ベース１０に対して移動させた場合には、これらの間を空気が流れやすくなり、光学エンジンの筐体内部への粉塵の侵入を許すことになってしまう。
しかしながら、本実施形態では、上述したように、固定ベース１０と水平可動ベース２０との間にカバープレート（板状部材）６０が配置されている。すなわち、カバープレート６０は、水平可動ベース２０の後面（第２の面）２２の肉盗み部２２ａを塞ぐとともに、固定ベース（固定部）１０の前面（第１の面）１１と所定の微小間隔を置いて対向するように配置されている。これにより、水平可動ベース２０を水平方向Ｈに移動させた場合でも、固定ベース１０と水平可動ベース２０との間を流れる空気の流れ抵抗を大きい状態に維持することができる。そのため、光学エンジンの筐体外部からの空気は、固定ベース１０の前面１１と水平可動ベース２０の後面２２に配置されたカバープレート６０との微小な隙間を通って流れにくくなり、ひいては固定ベース１０の開口部１２と投写レンズ２の鏡筒２ａとの間を通って筐体内部へと流れ込みにくくなる。その結果、埃などの粉塵が空気と共に光学エンジンの筐体内部に侵入することを抑制することが可能になる。
【００１８】
なお、マウントベース４０のスリーブ４２は、上述したように、垂直可動ベース３０の開口部３２にほぼ隙間なく挿入されている。そのため、マウントベース４０のスリーブ４２と垂直可動ベース３０の開口部３２との間から空気が流入することはなく、そこから光学エンジンの筐体内部に粉塵が侵入することはない。同様に、投写レンズ２の鏡筒２ａは、上述したように、マウントベース４０の開口部４１にほぼ隙間なく挿入されている。そのため、投写レンズ２の鏡筒２ａとマウントベース４０の開口部４１との間からも空気が流入することはなく、そこからも粉塵が侵入することはない。
【００１９】
このように、本実施形態のレンズシフト機構３では、空気の流れ抵抗を大きくする微小間隔が、水平可動ベース２０と垂直可動ベース３０との間だけでなく、固定ベース１０と水平可動ベース２０との間にも形成されることになる。これにより、垂直可動ベース３０および水平可動ベース２０の移動によって投写レンズ２を移動させた場合にも、ベース同士の隙間を埃などの粉塵が空気と共に通過することを抑制することでき、その結果、優れた防塵性能を発揮させることができる。
例えば、空気の流れ抵抗を大きくする手段としては、ベース同士の隙間をスポンジなどのクッション材で塞ぐことも考えられるが、ベースを移動させるためのモータの負荷が大きくなるため好ましくなく、本実施形態のように、微小間隔を形成することが好ましい。
【００２０】
また、本実施形態のレンズシフト機構３では、上述したように、固定ベース１０の前面１１からカバープレート６０に向かって突出するように、複数の環状リブ１３が形成されている。環状リブ１３は、図７に示すように、固定ベース１０の前面１１とカバープレート６０との隙間内に配置され、この隙間を通る空気の流れを妨害する第１の空気流妨害部として機能する。この環状リブ１３により、固定ベース１０と水平可動ベース２０との間を流れる空気の流れ抵抗をさらに大きくすることができ、レンズシフト機構３の防塵性能をさらに向上させることができる。
同様に、水平可動ベース２０の前面２１には、垂直可動ベース３０に向かって突出する線状リブ２４が形成され、垂直可動ベース３０の後面３１には、水平可動ベース２０に向かって突出する複数の環状リブ３３が形成されている。図７を参照すると、線状リブ２４および環状リブ３３は、水平可動ベース２０と垂直可動ベース３０との隙間内に配置され、それぞれ単独また協働して、この隙間を通る空気の流れを妨害する第２の空気流妨害部として機能する。これら線状リブ２４および環状リブ３３により、水平可動ベース２０と垂直可動ベース３０との間を流れる空気の流れ抵抗をさらに大きくすることができ、レンズシフト機構３の防塵性能をさらに向上させることができる。
空気の流れ抵抗を大きくするという観点から、線状リブ２４は、図示した例のように、水平方向Ｈにおいて、垂直可動ベース３０の２つの環状リブ３３の間に配置されていることが好ましい。なお、線状リブ２４は、水平可動ベース２０の開口部２３の両側にそれぞれ１つずつ設けられているが、それぞれ２つ以上設けられていてもよく、その場合、水平方向Ｈにおいて、垂直可動ベース３０の環状リブ３３と交互に配置されていることが好ましい。
【００２１】
なお、本実施形態のレンズシフト機構３の防塵性能は、図３〜図５に示すように、水平可動ベース２０および垂直可動ベース３０の取り付け構造（固定部材５１，５３など）が各開口部１２，２３，３２の外周側に配置されていることでも向上している。すなわち、このような配置により、当該取り付け構造のねじ穴やスリットなどの隙間から開口部１２，２３，３２への空気の流入を抑制することができ、したがって、埃などの粉塵の侵入を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  投写光学部
２  投写レンズ
２ｓ  鏡筒
３  レンズシフト機構
１０  固定ベース（固定部）
１１  前面（第１の面）
１２  開口部
１３  環状リブ
２０  水平可動ベース（第１の可動部材）
２１  前面（第２の面）
２２  後面（第３の面）
２２ａ  肉盗み部
２２ｂ  補強リブ
２３  開口部
２４  線状リブ
２５，２６  スリット
３０  垂直可動ベース（第２の可動部材）
３１  前面（第４の面）
３２  開口部
３３  環状リブ
４０  マウントベース
４１  開口部
５１，５３，５５  固定部材
５２，５４  スペーサ
【図１】
2016133602.tif 000003
【図２】
2016133602.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016133602.tif 000006
【図５】
2016133602.tif 000007
【図６】
2016133602.tif 000008
【図７】
2016133602.tif 000009