▶ リコーインダストリアルソリューションズ株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022036752
(43)【公開日】2022-03-08
(54)【発明の名称】レンズユニット及び画像投影装置
(51)【国際特許分類】
G02B 7/00 20210101AFI20220301BHJP
H04N 5/74 20060101ALI20220301BHJP
G02B 7/02 20210101ALI20220301BHJP
G02B 17/08 20060101ALI20220301BHJP
G02B 7/198 20210101ALI20220301BHJP
G02B 7/182 20210101ALI20220301BHJP
G03B 21/14 20060101ALN20220301BHJP
【ＦＩ】
G02B7/00 F
H04N5/74 A
G02B7/02 D
G02B17/08 Z
G02B7/198
G02B7/00 B
G02B7/182
G03B21/14 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020141120
(22)【出願日】2020-08-24
(71)【出願人】
【識別番号】514274487
【氏名又は名称】リコーインダストリアルソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100127111
【弁理士】
【氏名又は名称】工藤 修一
(74)【代理人】
【識別番号】100090103
【弁理士】
【氏名又は名称】本多 章悟
(72)【発明者】
【氏名】金澤 大輔
【テーマコード（参考）】
2H043
2H044
2H087
2K203
5C058
【Ｆターム（参考）】
2H043BC02
2H043CA03
2H043CA08
2H043CE00
2H044AD03
2H087KA06
2H087KA07
2H087LA01
2H087RA01
2H087TA01
2H087TA03
2H087TA06
2H087TA08
2K203FA62
2K203FB09
2K203GC05
2K203GC10
2K203HA04
2K203HB06
2K203HB28
2K203KA07
2K203MA35
5C058BA35
5C058EA02
5C058EA12
5C058EA13
5C058EA26
(57)【要約】
【課題】非球面ミラー（非球面反射部材）周辺の保護及び防塵へ配慮しながら部品点数が増加することなくコストダウン可能なレンズユニットを提供する。
【解決手段】レンズ光学系３５、非球面ミラー１０などの投射光学系により画像を画像投影面１０４などの被投射面に投射する画像投射装置に用いられるレンズユニット５０などのレンズユニットであって、前記投射光学系は、屈折光学系を少なくとも一つ含んだレンズ光学系と、全体として正のパワーを有する反射面１１などの反射面を具備する非球面ミラー１０などの非球面反射部材と、を備え、前記レンズ光学系及び前記非球面反射部材を収容するハウジング５１などの筐体を具備し、前記非球面反射部材の外周面を覆うカバー部材を有し、前記カバー部材が前記筐体と一体的に形成されているレンズユニットである。
【選択図】図２
【解決手段】レンズ光学系３５、非球面ミラー１０などの投射光学系により画像を画像投影面１０４などの被投射面に投射する画像投射装置に用いられるレンズユニット５０などのレンズユニットであって、前記投射光学系は、屈折光学系を少なくとも一つ含んだレンズ光学系と、全体として正のパワーを有する反射面１１などの反射面を具備する非球面ミラー１０などの非球面反射部材と、を備え、前記レンズ光学系及び前記非球面反射部材を収容するハウジング５１などの筐体を具備し、前記非球面反射部材の外周面を覆うカバー部材を有し、前記カバー部材が前記筐体と一体的に形成されているレンズユニットである。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
投射光学系により画像を被投射面に投射する画像投射装置に用いられるレンズユニットであって、
前記投射光学系は、
屈折光学系を少なくとも一つ含んだレンズ光学系と、
全体として正のパワーを有する反射面を具備する非球面反射部材と、を備え、
前記レンズ光学系及び前記非球面反射部材を収容する筐体を具備するレンズユニット。
前記投射光学系は、
屈折光学系を少なくとも一つ含んだレンズ光学系と、
全体として正のパワーを有する反射面を具備する非球面反射部材と、を備え、
前記レンズ光学系及び前記非球面反射部材を収容する筐体を具備するレンズユニット。
【請求項2】
請求項１に記載のレンズユニットにおいて、
前記非球面反射部材の外周面を覆うカバー部材を有し、
前記カバー部材が前記筐体と一体的に形成されていることを特徴とするレンズユニット。
前記非球面反射部材の外周面を覆うカバー部材を有し、
前記カバー部材が前記筐体と一体的に形成されていることを特徴とするレンズユニット。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のレンズユニットにおいて、
前記レンズ光学系の一部は、前記筐体と一体的に構成されていることを特徴とするレンズユニット。
前記レンズ光学系の一部は、前記筐体と一体的に構成されていることを特徴とするレンズユニット。
【請求項4】
請求項１～３の何れか１つに記載のレンズユニットにおいて、
前記非球面反射部材は、該非球面反射部材の一端部に形成された姿勢調整軸を支持する、前記筐体側に設けられた軸受によって前記姿勢調整軸の回りに姿勢調整可能に構成されており、
前記非球面反射部材の姿勢を調整するための、前記軸受と反対側の前記筐体側に設けられた姿勢調整部材を有することを特徴とするレンズユニット。
前記非球面反射部材は、該非球面反射部材の一端部に形成された姿勢調整軸を支持する、前記筐体側に設けられた軸受によって前記姿勢調整軸の回りに姿勢調整可能に構成されており、
前記非球面反射部材の姿勢を調整するための、前記軸受と反対側の前記筐体側に設けられた姿勢調整部材を有することを特徴とするレンズユニット。
【請求項5】
請求項４に記載のレンズユニットにおいて、
前記非球面反射部材を前記内壁面から外側に突出する向きに付勢する弾性部材を有することを特徴とするレンズユニット。
前記非球面反射部材を前記内壁面から外側に突出する向きに付勢する弾性部材を有することを特徴とするレンズユニット。
【請求項6】
請求項５に記載のレンズユニットにおいて、
前記弾性部材が、弾性を有する板金又は樹脂等の部材で形成されていることを特徴とするレンズユニット。
前記弾性部材が、弾性を有する板金又は樹脂等の部材で形成されていることを特徴とするレンズユニット。
【請求項7】
請求項４～６の何れか１つに記載のレンズユニットにおいて、
前記姿勢調整部材が、ネジであることを特徴とするレンズユニット。
前記姿勢調整部材が、ネジであることを特徴とするレンズユニット。
【請求項8】
請求項４～７の何れか１つに記載のレンズユニットにおいて、
前記姿勢調整部材は、前記筐体の外側から調整可能であることを特徴とするレンズユニット。
前記姿勢調整部材は、前記筐体の外側から調整可能であることを特徴とするレンズユニット。
【請求項9】
請求項１～８の何れか１つに記載のレンズユニットを備えることを特徴とする画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レンズユニット及び画像投影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
超短焦点プロジェクタに代表される、レンズユニット鏡筒構造を有するレンズユニットを使用した画像投影装置において、ミラー光学系筐体構造として、組み付け構造の本体となる筐体（ハウジング等）に対して非球面ミラー、レンズ光学系、カバーガラスを組み付ける構造が広く知られている（例えば特許文献１～３等参照）。
このような方式のミラー光学系筐体構造の場合、非球面ミラーの保護と防塵対策を兼ねたカバーを要するため、カバー部品のコスト及びカバー組み付け作業分のコストが掛かっている現状にある。
このような方式のミラー光学系筐体構造の場合、非球面ミラーの保護と防塵対策を兼ねたカバーを要するため、カバー部品のコスト及びカバー組み付け作業分のコストが掛かっている現状にある。
【0003】
特許文献１及び２では、防塵用カバーガラスに関する記述はあるが、折返しミラー（非球面ミラー）周辺の防塵に関する言及は何もなされていない。
【0004】
一方、特許文献３では、折返しミラー（平面ミラー）を防塵用カバーと共用することが開示されているが、特に位置（角度）精度が必要となる非球面ミラーには適さないと考えられていた。その理由としては、折返しミラーである非球面ミラーは解像品質に合わせた３次元的な位置（角度）調整、即ち非球面ミラーの姿勢調整が必要なためである。
【0005】
上記特許文献１～３を含む従来技術では、非球面ミラーの保護と防塵対策とを兼ねたカバー部材を、筐体（ハウジング等）とは別に新たに要し、部品点数の増加、これに伴う部品のコスト及びカバー組み付け作業分のコストが上昇するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、非球面ミラー（非球面反射部材）周辺の保護及び防塵へ配慮しながら部品点数が増加することなくコストダウン可能なレンズユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決するため、本発明に係るレンズユニットは、投射光学系により画像を被投射面に投射する画像投射装置に用いられるレンズユニットであって、前記投射光学系は、屈折光学系を少なくとも一つ含んだレンズ光学系と、全体として正のパワーを有する反射面を具備する非球面反射部材と、を備え、前記レンズ光学系及び前記非球面反射部材を収容する筐体を具備する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、非球面反射部材（例えば非球面ミラー）周辺の保護及び防塵へ配慮しながら部品点数が増加することなくコストダウン可能なレンズユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施形態における画像投影装置の構成の一例を示す図である。
【図4】本実施形態の非球面ミラーを右斜め上方から見たときの姿勢調整部の要部を示す斜視図である。
【図6】本実施形態におけるハウジング外部を示す斜視図である。
【図7】比較例のレンズユニットを構成する各部材の分解斜視図である。
【図9】比較例の非球面ミラーカバーを取り外して非球面ミラーを右斜め上方から見たときの姿勢調整部の要部を示す斜視図である。
【図11】比較例における非球面ミラーカバーを取り外した状態でハウジング内部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態を詳細に説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能及び形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。
本発明の一実施形態として、画像投影装置の構成の一例を図１に示す。
図１に示す画像投影装置１００は、光束を射出する光源１０１と、投射すべき画像を表示して、透過する光束に画像情報を付与する空間光変調素子１０２と、を有している。
画像投影装置１００はまた、画像を被投射面としての画像投影面１０４に投射ないし投影するための投射光学系ないし投影光学系たるレンズユニット５０と、画像投影面１０４に投影するべき画像を表示するために空間光変調素子１０２を制御する制御部１０９と、を有している。画像投影面１０４は、スクリーン１０４とも呼ばれる。
本発明の一実施形態として、画像投影装置の構成の一例を図１に示す。
図１に示す画像投影装置１００は、光束を射出する光源１０１と、投射すべき画像を表示して、透過する光束に画像情報を付与する空間光変調素子１０２と、を有している。
画像投影装置１００はまた、画像を被投射面としての画像投影面１０４に投射ないし投影するための投射光学系ないし投影光学系たるレンズユニット５０と、画像投影面１０４に投影するべき画像を表示するために空間光変調素子１０２を制御する制御部１０９と、を有している。画像投影面１０４は、スクリーン１０４とも呼ばれる。
【0011】
光源１０１は、光線を出射する発光源たるハロゲンランプを用いて、白色光を略並行に出射する。ここで光源としてはメタルハライドランプや高圧水銀ランプ、ＬＥＤを用いてもよい。
光源１０１は白色光源であるが、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の基本色に対応するレーザー光源のような単色光源を複数用いたものであってもよい。
光源１０１は白色光源であるが、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の基本色に対応するレーザー光源のような単色光源を複数用いたものであってもよい。
【0012】
空間光変調素子１０２は、入射した光束を透過して空間的な変調を付与して出射することで画像情報を与える画像表示手段たる液晶パネルである。なお、空間光変調素子１０２は、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）のような反射型の空間光変調素子であってもよい。
【0013】
ここで、レンズユニット５０が画像投影装置１００に取り付けられた状態におけるレンズユニット５０への入射光の光軸、即ちレンズ光軸ＬをＺ軸、Ｚ軸に垂直な方向のうち、図１における紙面上下方向に平行な軸をＹ軸と定め、Ｚ軸及びＹ軸にそれぞれ垂直な軸をＸ軸と定める。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの方向について、図１に示す矢印の方向をそれぞれ正方向と定める。
なお、図１において、括弧を付して示す符号１０００は比較例（従来例）に係る画像投影装置を、括弧を付して示す符号５００は比較例（従来例）に係るレンズユニット５００を、それぞれ表している。一実施形態に係る画像投影装置１００は、比較例に係る画像投影装置１０００と比較して、レンズユニット５００に代えてレンズユニット５０を備えている点が主に相違し、その他の構成は同じである。
なお、図１において、括弧を付して示す符号１０００は比較例（従来例）に係る画像投影装置を、括弧を付して示す符号５００は比較例（従来例）に係るレンズユニット５００を、それぞれ表している。一実施形態に係る画像投影装置１００は、比較例に係る画像投影装置１０００と比較して、レンズユニット５００に代えてレンズユニット５０を備えている点が主に相違し、その他の構成は同じである。
【0014】
本発明の一実施形態に係る画像投影装置１００は、後述するようにレンズユニット５０の構成にその特徴がある。レンズユニット５０の構成を理解し易くするために、まず図７、図８を参照して比較例に係るレンズユニット５００の構成について説明する。図７は比較例のレンズユニットを構成する各部材の分解斜視図、図８は図７のレンズユニットの断面図である。
【0015】
レンズユニット５００は、図７及び図８に示すように、メイン筐体たるハウジング５０１と、レンズ光学系３５０と、非球面反射部材としての非球面ミラー１０と、カバーガラス１５と、非球面ミラーカバー５１０と、トップカバー５２０と、を有している。
【0016】
ハウジング５０１は、樹脂で一体的に形成されており、非球面ミラー１０及びレンズ光学系３５０を収容している。レンズ光学系３５０及び非球面ミラー１０は、図示を省略したネジ等の締結部材を介してハウジング５０１に対して着脱可能に取り付けられている。
【0017】
非球面ミラー１０は、全体として正のパワーを有する反射面１１を具備している。なお、図８に示す反射面１１には、正のパワーの有効反射面の境界としての段差部１１ａが形成されているが、後述する他の図（図９、図１０等）では図示の簡明化を図るため、この段差部１１ａの図示を省略する（後述する一実施形態に係る図３～図５も同じ）。
【0018】
非球面ミラーカバー５１０は、樹脂で一体的に形成されており、非球面ミラー１０の反射面１１と反対側の外周面１２周辺を覆うように、ネジ等の締結部材を介してハウジング５０１に対して着脱可能に取り付けられている。非球面ミラーカバー５１０は、ハウジング５０１とは別部材で形成されており、非球面ミラー１０の保護及び防塵機能を有する。
【0019】
レンズ光学系３５０は、Ｚ軸上に配置されて投射光学系を構成する屈折光学系を少なくとも一つ含んで構成されている。レンズ光学系３５０は、図の左側から図の右側に向かって順に、前群側レンズ光学系２００と、後群側レンズ光学系３００とを具備しており、実質的に一つの屈折光学系ユニットを構成している。
【0020】
前群側レンズ光学系２００は、図の左側から図の右側に向かって順に、固定群のプラスチック製のレンズ２２１と、フォ－カス用レンズである移動群のレンズ２２２と、固定群のレンズ２２３、２２４と、を有している。移動群のレンズ２２２は、Ｚ軸の回りに回動可能に構成されていて、Ｚ軸の正及び負方向（図において左右方向）に移動することにより、像面調整（フォ－カシング）する。
【0021】
固定群のレンズ２２１の外周部は、レンズ保持枠とも呼ばれるレンズセル２２１ａに保持されている。レンズ２２１は、レンズセル２２１ａを介して鏡筒２３１に配置されている。移動群のレンズ２２２の外周部も同様に、レンズセル２２２ａに保持されている。レンズ２２２は、レンズセル２２２ａを介して鏡筒２３２に配置されている。
固定群のレンズ２２３及び２２４の各外周部は、共通のレンズセル２２３ａに保持されている。各レンズ２２３、２２４は、レンズセル２２３ａを介して鏡筒２３３に配置されている。
固定群のレンズ２２３及び２２４の各外周部は、共通のレンズセル２２３ａに保持されている。各レンズ２２３、２２４は、レンズセル２２３ａを介して鏡筒２３３に配置されている。
【0022】
後群側レンズ光学系３００は、図の左側から図の右側に向かって順に、固定群のレンズ３３１と、固定群の対物レンズ３３２と、を有している。
【0023】
固定群のレンズ３３１及び対物レンズ３３２の各外周部は、共通のレンズセル３３１ａに保持されている。固定群のレンズ３３１及び対物レンズ３３２は、レンズセル３３１ａを介して鏡筒２３３に配置されている。
【0024】
レンズユニット５００では、前群側レンズ光学系２００と後群側レンズ光学系３００とを具備するレンズ光学系３５０が上記した各鏡筒２３１、２３２、２３３が一体となってネジ等の締結部材を介してハウジング５０１に取り付けられている。
【0025】
カバーガラス１５は、非球面ミラー１０で折り返し反射された光束を図１に示す画像投影面（スクリーン）１０４に向けて透過する機能を有する。樹脂製のトップカバー５２０は、ゴムパッキンやクッション材等の防塵部材を介して、カバーガラス１５の全周囲を覆うようにカバーガラス１５に組み付けられている。トップカバー５２０は、図示を省略したネジ等の締結部材を介してハウジング５０１に対して着脱可能に取り付けられている。
【0026】
ハウジング５０１とレンズ光学系３５０との間、及びハウジング５０１と非球面ミラーカバー５１０との間では、ゴムパッキンやクッション材を使用した防塵処理がそれぞれなされている。
【0027】
レンズユニット５００の光束（光線）経路について説明する。
固定群の対物レンズ３３２より入射した光束は、固定群のレンズ３３１→固定群のレンズ２２４→固定群のレンズ２２３→移動群のレンズ２２２→固定群のレンズ２２１の順にレンズ光学系３５０の中を進む。固定群のレンズ２２１より出射した光束が非球面ミラー１０の反射面１１で折り返し反射され、カバーガラス１５を透過して画像投影面（スクリーン）１０４へ投影される。
固定群の対物レンズ３３２より入射した光束は、固定群のレンズ３３１→固定群のレンズ２２４→固定群のレンズ２２３→移動群のレンズ２２２→固定群のレンズ２２１の順にレンズ光学系３５０の中を進む。固定群のレンズ２２１より出射した光束が非球面ミラー１０の反射面１１で折り返し反射され、カバーガラス１５を透過して画像投影面（スクリーン）１０４へ投影される。
【0028】
図９～図１１を併用して、レンズユニット５００における非球面ミラー１０の姿勢調整機構について説明する。図９は比較例の非球面ミラーカバーを取り外して非球面ミラーを右斜め上方から見たときの、ハウジングを破断して姿勢調整部の要部を示す斜視図、図１０は図９の非球面ミラー中央部周りの断面図、図１１は比較例における非球面ミラーカバーを取り外した状態でハウジング内部を示す斜視図である。
【0029】
図８、図１０に示すように、非球面ミラー１０の上部の中央には、球面形状をなす姿勢調整軸１３が一体形成されている。姿勢調整軸１３の近傍には、板バネ軸受ブラケット５３０が図７～図１０におけるハウジング５０１の左端部上部に取り付け固定されている。板バネ軸受ブラケット５３０には、姿勢調整軸１３を３次元方向（Ｚ軸、Ｘ軸、Ｙ軸）に回転可能に支持する軸受５３１が形成されている。また、板バネ軸受ブラケット５３０には、姿勢調整軸１３を図１０の軸受５３１に常に押し付ける向きに付勢する板バネ５４０がネジを介して取り付け・固定されている。
【0030】
図７、図９等に示す非球面ミラー１０の紙面手前側及び紙面奥側の下部には、一対の耳部１４が遠心方向に突出するように一体形成されている。各耳部１４には、後述する調整用ネジ５６０挿通用の穴１４ａが形成されている。
一方、ハウジング５０１に取り付けられる非球面ミラー１０の各耳部１４の下方近傍には、ハウジング５０１に一体的に形成された、ネジ穴が形成されたネジ取付部５７０が設けられている。
一方、ハウジング５０１に取り付けられる非球面ミラー１０の各耳部１４の下方近傍には、ハウジング５０１に一体的に形成された、ネジ穴が形成されたネジ取付部５７０が設けられている。
【0031】
上述の通り、非球面ミラー１０は、姿勢調整軸１３の回りに、姿勢調整軸１３と反対側のハウジング５０１（ネジ取付部５７０側）に設けられた圧縮コイルバネ５５０、姿勢調整部材としての調整用ネジ５６０を介して姿勢調整可能に構成されている。圧縮コイルバネ５５０は、非球面ミラー１０を内壁面である反射面１１から外側に突出する向きに付勢する弾性部材である。
【0032】
ミラーカバー５１０をハウジング５０１から取り外した状態（図１１参照）においては、ハウジング５０１に一体的に形成されている内部ハウジング５０３が露出される。ハウジング５０１の内部ハウジング５０３の開口部は比較的大きく、設計的な自由度が高いものであった。
比較例のハウジング５０１では、非球面ミラーカバー５１０が後付け（非球面ミラー１０を先に内部ハウジング５０３に組み付ける）のため、非球面ミラー１０の姿勢調整部に関係する部位の形状加工は設計的に自由度が高いものとなっていた。そのため、以下のように光学性能に合わせて調整用ネジ５６０の押し引きで非球面ミラー１０の姿勢を調整し、姿勢調整後に非球面ミラーカバー５１０を組み付ければよかった。
比較例のハウジング５０１では、非球面ミラーカバー５１０が後付け（非球面ミラー１０を先に内部ハウジング５０３に組み付ける）のため、非球面ミラー１０の姿勢調整部に関係する部位の形状加工は設計的に自由度が高いものとなっていた。そのため、以下のように光学性能に合わせて調整用ネジ５６０の押し引きで非球面ミラー１０の姿勢を調整し、姿勢調整後に非球面ミラーカバー５１０を組み付ければよかった。
【0033】
非球面ミラー１０を姿勢調整する際には、先ず、非球面ミラーカバー５１０をハウジング５０１から取り外し（図１１参照）、そのときに図１１に示すように露出される内部ハウジング５０３の図において左右両側に形成されたネジ挿通用穴５０３ａに調整用ネジ５６０を挿通する。
次いで、非球面ミラー１０の各耳部１４の穴１４ａに調整用ネジ５６０を挿通するとともに、調整用ネジ５６０を圧縮コイルバネ５５０に挿通した上で、ネジ取付部５７０に対する調整用ネジ５６０の締め込み量を調整すること、換言すれば図９に付記したように「ネジの押し引きで姿勢調整」することで、非球面ミラー１０の姿勢調整を行うことができる。
次いで、非球面ミラー１０の各耳部１４の穴１４ａに調整用ネジ５６０を挿通するとともに、調整用ネジ５６０を圧縮コイルバネ５５０に挿通した上で、ネジ取付部５７０に対する調整用ネジ５６０の締め込み量を調整すること、換言すれば図９に付記したように「ネジの押し引きで姿勢調整」することで、非球面ミラー１０の姿勢調整を行うことができる。
【0034】
図２、図３を参照して一実施形態に係るレンズユニット５０の構成について説明する。図２は一実施形態のレンズユニットを構成する各部材の分解斜視図、図３は図２のレンズユニットの断面図である。
レンズユニット５０は、図７及び図８に示した比較例に係るレンズユニット５００と比較して、図２及び図３に示すように、第１にハウジング５０１に代えて、メイン筐体として機能するハウジング５１を用いる点、第２にレンズ光学系３５０に代えて、レンズ光学系３５を用いる点が主に相違する。
レンズユニット５０は、図７及び図８に示した比較例に係るレンズユニット５００と比較して、図２及び図３に示すように、第１にハウジング５０１に代えて、メイン筐体として機能するハウジング５１を用いる点、第２にレンズ光学系３５０に代えて、レンズ光学系３５を用いる点が主に相違する。
【0035】
ハウジング５１は、ハウジング５０１と比較して、非球面ミラー１０の外周面１２を覆うカバー部材としての非球面ミラーカバー５１０を除去して、非球面ミラーカバー５１０と同等の機能を有するカバー部材をハウジング５１と一体的に形成した点が相違する。
【0036】
レンズ光学系３５は、レンズ光学系３５０と比較して、前群側レンズ光学系２００に代えた前群側レンズ光学系２０と、後群側レンズ光学系３００に代えた後群側レンズ光学系３０とを具備している点が相違する。
【0037】
上述した通り、レンズユニット５０は、ハウジング５１と、レンズ光学系３５と、レンズユニット５００と同様の、非球面反射部材としての非球面ミラー１０及びカバーガラス１５と、トップカバー５２と、を有している。
以下、ハウジング５１及びレンズ光学系３５について、上記した相違点を中心に説明する。
以下、ハウジング５１及びレンズ光学系３５について、上記した相違点を中心に説明する。
【0038】
ハウジング５１は、樹脂で一体的に形成されており、非球面ミラー１０及び少なくとも前群側レンズ光学系２０の一部を収容している。前群側レンズ光学系２０及び後群側レンズ光学系３０は、図示を省略したネジ等の締結部材を介してハウジング５１に対して着脱可能に取り付けられている。非球面ミラー１０は、後述するように姿勢調整可能な状態でハウジング５１に支持され収容されている。
非球面ミラー１０は、樹脂で一体的に形成し、反射面１１をアルミニウム等の金属で蒸着して形成されている。非球面ミラー１０は、これに限らず、アルミニウム等の金属で形成してもよい。
非球面ミラー１０は、樹脂で一体的に形成し、反射面１１をアルミニウム等の金属で蒸着して形成されている。非球面ミラー１０は、これに限らず、アルミニウム等の金属で形成してもよい。
【0039】
レンズ光学系３５は、Ｚ軸上に配置されて投射光学系を構成する屈折光学系を少なくとも一つ含んで構成されている。レンズ光学系３５は、図の左側から図の右側に向かって順に、前群側レンズ光学系２０と、後群側レンズ光学系３０とを具備しており、実質的に一つの屈折光学系ユニットを構成している。
【0040】
前群側レンズ光学系２０は、図の左側から図の右側に向かって順に、固定群のプラスチック製のレンズ２１と、フォ－カス用レンズとして機能する移動群のレンズ２２、２３、２４、２５と、を有している。移動群のレンズ２２、２３、２４、２５は、Ｚ軸の回りに回動可能に構成されていて、Ｚ軸の正及び負方向（図において左右方向）に移動することにより、像面調整（フォ－カシング）する。このように前群側レンズ光学系２０は、投射画像を拡大投射する画像投影面（スクリーン）での最適なフォ－カス位置を容易に実現できるように、像面調整機能を有する投射レンズを用いた構成である。又、最適な画面サイズを実現するためにズーム・変倍機能を持たせることもできる。
【0041】
固定群のレンズ２１は、プラスチック製のレンズである。比較例（従来例）として図8に示した前群側レンズ光学系２００の固定群のレンズ２２１外周部は、レンズ保持枠としてのレンズセル２２１ａに保持されていた。これに対して、本実施形態の固定群のレンズ２１は、レンズ保持枠に設けられる構成ではなく、ハウジング５１に一体的に構成されている点が大きく異なる。
【0042】
このように、本実施形態のレンズユニット５０では、前群側レンズ光学系２０の一部である固定群のレンズ２１がハウジング５１と実質的に一体的に構成されている。
【0043】
移動群をそれぞれ構成する、レンズ２２の外周部はレンズセル２２ａに、レンズ２３の外周部はレンズセル２３ａに、レンズ２４の外周部はレンズセル２４ａに、レンズ２５の外周部はレンズセル２５ａに、それぞれ保持されている。そして、移動群のレンズ２２、２３、２４、２５は、レンズセル２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａを介して鏡筒２６に配置されている。
【0044】
後群側レンズ光学系３０は、図の左側から図の右側に向かって順に、固定群のレンズ３１と、対物レンズ３２と、を有している。固定群のレンズ３１及び対物レンズ３２の外周部は、共通のレンズセル３１ａに保持されている。レンズ３１及び対物レンズ３２は、レンズセル３１ａを介して鏡筒２７に配置されている。
【0045】
カバーガラス１５は、非球面ミラー１０の上面周辺を覆うトップカバー５２に取り付けられている。トップカバー５２は、図示を省略したネジ等の締結部材を介してハウジング５１に対して着脱可能に取り付けられている。
【0046】
ハウジング５１と後群側レンズ光学系３０との間、及びハウジング５１とトップカバー５２との間では、ゴムパッキンやクッション材を使用した防塵処理がそれぞれなされている。
【0047】
レンズユニット５０の光束経路について説明する。
固定群の対物レンズ３２より入射した光束は、固定群のレンズ３１→移動群のレンズ２５→移動群のレンズ２４→移動群のレンズ２３→移動群のレンズ２２→固定群のレンズ２１の順にレンズ光学系３５の中を進む。固定群のレンズ２１より出射した光束が非球面ミラー１０の反射面１１で折り返し反射され、カバーガラス１５を透過して画像投影面（スクリーン）１０４へ投影される。
固定群の対物レンズ３２より入射した光束は、固定群のレンズ３１→移動群のレンズ２５→移動群のレンズ２４→移動群のレンズ２３→移動群のレンズ２２→固定群のレンズ２１の順にレンズ光学系３５の中を進む。固定群のレンズ２１より出射した光束が非球面ミラー１０の反射面１１で折り返し反射され、カバーガラス１５を透過して画像投影面（スクリーン）１０４へ投影される。
【0048】
図４～図６を併用して、本実施形態のレンズユニット５０における非球面ミラー１０の姿勢調整機構について説明する。図４（ａ）は本実施形態の非球面ミラーを右斜め上方から見たときの、ハウジングを破断して姿勢調整部の要部を示す斜視図、図４（ｂ）は本実施形態で用いる板金バネの形状を示す斜視図、図５は図４の非球面ミラー中央部周りの断面図、図６は本実施形態におけるハウジング外部を示す斜視図である。
上述したレンズユニット５０の光束経路により画像投影面（スクリーン）１０４へ投影される画像を精確的かつ経時安定的に得るためには、非球面ミラー１０の反射面１１を３次元な位置（角度）調整を行うための姿勢調整機構は必須の構成である。
上述したレンズユニット５０の光束経路により画像投影面（スクリーン）１０４へ投影される画像を精確的かつ経時安定的に得るためには、非球面ミラー１０の反射面１１を３次元な位置（角度）調整を行うための姿勢調整機構は必須の構成である。
【0049】
本実施形態の非球面ミラー１０の姿勢調整機構は、図３～図１１で説明した比較例のそれと比較して、圧縮コイルバネ５５０に代えて、図４、図５に示す弾性部材としての板金バネ５５を用いる点、及び調整用ネジ５６０に代えて、図４、図５に示す姿勢調整部材としての調整用ネジ５６を用いる点が主に相違する。弾性部材は、板金バネ５５に限らず、樹脂等の部材で形成されたものでもよい。
【0050】
図３、図５に示すように、非球面ミラー１０の一端部としての上部の中央には、上記した比較例と同様の球面形状をなす姿勢調整軸１３が図の右方に突出するように一体形成されている。姿勢調整軸１３の近傍には、板バネ軸受ブラケット５３が図２～図５におけるハウジング５１の左端部上部に取り付け固定されている。板バネ軸受ブラケット５３には、姿勢調整軸１３を３次元方向（Ｚ軸、Ｘ軸、Ｙ軸）に回転可能に支持する軸受５３ａが形成されている。また、板バネ軸受ブラケット５３には、姿勢調整軸１３を図５の軸受５３ａに常に押し付ける向きに付勢する板バネ５４がネジを介して取り付け・固定されている。
【0051】
図２、図４等に示す非球面ミラー１０の紙面手前側及び紙面奥側の下部には、上記した比較例と同様の一対の耳部１４が遠心方向に突出するように一体形成されている。各耳部１４には、後述する調整用ネジ５６締結用のネジ穴１４ｂが形成されている。
一方、ハウジング５１に取り付け支持される非球面ミラー１０の一対の耳部１４の中央下方近傍には、ハウジング５１に一体的に形成された姿勢調整部材取り付け部としての、板金バネ５５固定用ネジ穴が形成されたバネ取付部５１ｂが設けられている。
一方、ハウジング５１に取り付け支持される非球面ミラー１０の一対の耳部１４の中央下方近傍には、ハウジング５１に一体的に形成された姿勢調整部材取り付け部としての、板金バネ５５固定用ネジ穴が形成されたバネ取付部５１ｂが設けられている。
【0052】
図４（ｂ）に示すように、板金バネ５５には、板金バネ５５固定用の穴５５ｃがその中央部に、調整用ネジ５６の先端が当接するネジ当接部５５ｂがその両端部に、それぞれ一体形成されている。
【0053】
上述の通り、非球面ミラー１０は、姿勢調整軸１３の回りに、姿勢調整軸１３と反対側のバネ取付部５１ｂ側に設けられた板金バネ５５、姿勢調整部材としての調整用ネジ５６を介して姿勢調整可能に構成されている。板金バネ５５は、非球面ミラー１０を内壁面である反射面１１から外側に突出する向きに付勢する弾性部材として機能する。
【0054】
非球面ミラー１０を姿勢調整する際には、図６に示すように、レンズユニット５０の正面側の非球面ミラー１０の外周面１２を覆っているハウジング５１の図において左右両側に形成されたネジ挿通用穴５１ａに調整用ネジ５６（図４参照）を挿通する。
次いで、非球面ミラー１０の各耳部１４のネジ穴１４ｂに調整用ネジ５６をネジ込むとともに、調整用ネジ５６を板金バネ５５の付勢力に抗しつつ、板金バネ５５のネジ当接部５５ｂに突き当て、非球面ミラー１０の各耳部１４に対する調整用ネジ５６の締め込み量を調整すること、換言すれば図４に付記したように「ネジの押し引きで姿勢調整」することで、非球面ミラー１０の姿勢調整を行うことができる。
次いで、非球面ミラー１０の各耳部１４のネジ穴１４ｂに調整用ネジ５６をネジ込むとともに、調整用ネジ５６を板金バネ５５の付勢力に抗しつつ、板金バネ５５のネジ当接部５５ｂに突き当て、非球面ミラー１０の各耳部１４に対する調整用ネジ５６の締め込み量を調整すること、換言すれば図４に付記したように「ネジの押し引きで姿勢調整」することで、非球面ミラー１０の姿勢調整を行うことができる。
【0055】
上述した通り、本実施形態の非球面ミラー１０の姿勢調整においては、ハウジング５１の外側から姿勢調整部材としての調整用ネジ５６の押し引きで調整可能となっている。
【0056】
上述したように、比較例のハウジング５０１では、非球面ミラーカバー５１０が後付け（非球面ミラー１０を先に内部ハウジング５０３に組み付ける）のため、非球面ミラー１０の姿勢調整部に関係する部位の形状加工は設計的に自由度が高いものとなっていた。そのため、光学性能に合わせて調整用ネジ５６０の押し引きで非球面ミラー１０の姿勢を調整し、姿勢調整後に非球面ミラーカバー５１０を組み付ければよかった。
しかしながら、本実施形態においては、非球面ミラーカバー５１０を除去し、非球面ミラーカバー５１０と同等の機能を有するカバー部材をハウジング５１と一体的に形成したことにより、比較例の姿勢調整部のような形状加工が難しくなった。
しかしながら、本実施形態においては、非球面ミラーカバー５１０を除去し、非球面ミラーカバー５１０と同等の機能を有するカバー部材をハウジング５１と一体的に形成したことにより、比較例の姿勢調整部のような形状加工が難しくなった。
【0057】
上述したように、比較例（従来例）においては、非球面ミラー１０の姿勢調整機構が必須であることから、これが障害となって長らくの間本発明に到達できなかった。しかしながら、ハウジング５１の外側から調整用ネジ５６の押し引きで調整可能な機構を発想することにより、本発明を着想し実現することができたと言える。
【0058】
以上説明した通り、本実施形態によれば、非球面ミラー（非球面反射部材）周辺の保護及び防塵へ配慮しながら部品点数が増加することなくコストダウン可能なレンズユニットを提供することができる。
【0059】
上記実施形態には、実質的に以下の態様及び効果が記載されていたと言える。
即ち、第１の態様は、レンズ光学系３５、非球面ミラー１０などの投射光学系により画像を画像投影面１０４などの被投射面に投射する画像投射装置に用いられるレンズユニット５０などのレンズユニットであって、前記投射光学系は、屈折光学系を少なくとも一つ含んだレンズ光学系と、全体として正のパワーを有する反射面１１などの反射面を具備する非球面ミラー１０などの非球面反射部材と、を備え、前記レンズ光学系及び前記非球面反射部材を収容するハウジング５１などの筐体を具備するレンズユニットである。
かかる構成により、第１の態様によれば、非球面ミラー（非球面反射部材）周辺の保護及び防塵へ配慮しながら部品点数が増加することなくコストダウン可能なレンズユニットを提供することができる。
即ち、第１の態様は、レンズ光学系３５、非球面ミラー１０などの投射光学系により画像を画像投影面１０４などの被投射面に投射する画像投射装置に用いられるレンズユニット５０などのレンズユニットであって、前記投射光学系は、屈折光学系を少なくとも一つ含んだレンズ光学系と、全体として正のパワーを有する反射面１１などの反射面を具備する非球面ミラー１０などの非球面反射部材と、を備え、前記レンズ光学系及び前記非球面反射部材を収容するハウジング５１などの筐体を具備するレンズユニットである。
かかる構成により、第１の態様によれば、非球面ミラー（非球面反射部材）周辺の保護及び防塵へ配慮しながら部品点数が増加することなくコストダウン可能なレンズユニットを提供することができる。
【0060】
第２の態様は、第１の態様において、前記非球面反射部材の外周面を覆うカバー部材を有し、前記カバー部材が前記筐体と一体的に形成されている。
【0061】
第３の態様は、第１又は第２の態様において、前群側レンズ光学系２０の固定群のレンズ２１などの前記レンズ光学系の一部は、前記筐体と一体的に構成されている。
【0062】
第４の態様は、第１～第３の何れか１つの態様において、前記非球面反射部材は、該非球面反射部材の一端部に形成された姿勢調整軸１３などの姿勢調整軸を支持する、前記筐体側に設けられた軸受５３ａなどの軸受によって前記姿勢調整軸の回りに姿勢調整可能に構成されており、前記非球面反射部材の姿勢を調整するための、前記軸受と反対側の前記筐体側に設けられた調整用ネジ５６などの姿勢調整部材を有する。
【0063】
第５の態様は、第４の態様において、前記非球面反射部材を前記内壁面から外側に突出する向きに付勢する板金バネ５５などの弾性部材を有する。
【0064】
第６の態様は、第５の態様において、前記弾性部材が、弾性を有する板金又は樹脂等の部材で形成されている。
【0065】
第７の態様は、第４～第６の何れか１つの態様において、前記姿勢調整部材が、ネジである。
【0066】
第８の態様は、第４～第７の何れか１つの態様において、前記姿勢調整部材は、前記筐体の外側から調整可能である。
【0067】
第９の態様は、第１～第８の何れか１つの態様のレンズユニットを備える画像投影装置である。
【0068】
ここで、上述した背景技術について更に詳しく補説する。
特許文献１（特許第５３０９９８０号公報）では、防塵用カバーガラス入射角要因での反射による投影画面輝度低下対策として蒸着膜の処理を行うことが提案されていて、防塵用カバーガラスに関する記述はある。しかしながら、折返しミラー（非球面ミラー）周辺の防塵に関する言及は何もなされていない。
特許文献１（特許第５３０９９８０号公報）では、防塵用カバーガラス入射角要因での反射による投影画面輝度低下対策として蒸着膜の処理を行うことが提案されていて、防塵用カバーガラスに関する記述はある。しかしながら、折返しミラー（非球面ミラー）周辺の防塵に関する言及は何もなされていない。
【0069】
特許文献２（特許第５５４４７１１号公報）では、防塵用カバーガラス入射角要因での反射による投影画面輝度低下対策としてカバー部の形状を工夫し、カバー部の入射面における投射光の反射率を低下させるために、投射光の入射側に屈曲させることが提案されている。しかしながら、特許文献１と同様に、折返しミラー（非球面ミラー）周辺の防塵に関する言及は何もなされていない。
【0070】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【0071】
例えば、画像投影装置は、１つの液晶パネルでカラーの画像情報を与える１板式のカラープロジェクタとしたが、これに限らず、３板式のカラープロジェクタであっても良いし、モノクロの画像投影装置であってもよい。
【0072】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【0073】
１０ 非球面ミラー（非球面反射部材の一例）
１１ 反射面
１２ 外周面
１３ 姿勢調整軸
１４ 耳部
１５ カバーガラス
２０ 前群レンズ光学系（投射光学系、屈折光学系の一例）
３０ 後群レンズ光学系（投射光学系、屈折光学系の一例）
３５ レンズ光学系（投射光学系、屈折光学系の一例）
５０ レンズユニット
５１ ハウジング（筐体の一例）
５３ａ 軸受
５５ 板金バネ（弾性部材の一例）
５６ 調整用ネジ（姿勢調整部材の一例）
１００ 画像投影装置
１０４ 画像投影面（被投射面の一例）
１１ 反射面
１２ 外周面
１３ 姿勢調整軸
１４ 耳部
１５ カバーガラス
２０ 前群レンズ光学系（投射光学系、屈折光学系の一例）
３０ 後群レンズ光学系（投射光学系、屈折光学系の一例）
３５ レンズ光学系（投射光学系、屈折光学系の一例）
５０ レンズユニット
５１ ハウジング（筐体の一例）
５３ａ 軸受
５５ 板金バネ（弾性部材の一例）
５６ 調整用ネジ（姿勢調整部材の一例）
１００ 画像投影装置
１０４ 画像投影面（被投射面の一例）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0074】
【特許文献1】特許第５３０９９８０号公報
【特許文献2】特許第５５４４７１１号公報
【特許文献3】特許第５５６１０８７号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】