特許 7537198 光学装置、プロジェクターおよび撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】光学装置、プロジェクターおよび撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/04 20210101AFI20240814BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20240814BHJP

   G03B 19/02 20210101ALI20240814BHJP

   G03B 13/32 20210101ALI20240814BHJP

   G02B 17/08 20060101ALI20240814BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20240814BHJP

   H04N 23/55 20230101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

G02B7/04 D

G03B17/02

G03B19/02

G03B13/32

G02B17/08

G03B21/14 D

H04N23/55

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020154421

(22)【出願日】2020-09-15

(65)【公開番号】P2022048543

(43)【公開日】2022-03-28

【審査請求日】2023-05-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】守国 栄時

【審査官】岡田 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２２９７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００２６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６６５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１３４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５３６６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／０２－７／１６

Ｇ０２Ｂ ９／００－１７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２－２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００－２５／０４

Ｈ０４Ｎ ５／２２２－５／２５７

Ｈ０４Ｎ ２３／００

Ｈ０４Ｎ ２３／４０－２３／７６

Ｈ０４Ｎ ２３／９０－２３／９５９

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｇ０３Ｂ １７／２２

Ｇ０３Ｂ １９／００－１９／１６

Ｇ０３Ｂ ３／００－３／１２

Ｇ０３Ｂ １３／３０－１３／３６

Ｇ０３Ｂ ２１／５３

Ｇ０３Ｂ ２１／００－２１／１０

Ｇ０３Ｂ ２１／１２－２１／１３

Ｇ０３Ｂ ２１／１３４－２１／３０

Ｇ０３Ｂ ３３／００－３３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学素子を有する第１光学系と、
レンズを有し、前記第１光学系の縮小側に配置された第２光学系と、
前記光学素子を保持する第１保持部材と、
前記レンズを保持する第２保持部材と、
前記第１保持部材を前記光学素子の光軸に沿った光軸方向に移動させる移動機構と、を
備え、
前記光学素子は、反射面を有し、
前記第１保持部材は、前記第２光学系の拡大側に配置され前記光学素子を保持する第１
保持部と、前記第１保持部から前記第２光学系の側に延びる第１接続部と、を有し、
前記移動機構は、
前記第２光学系の径方向外側に配置され、前記第１接続部を前記光軸方向に移動させる
搬送機構と、
前記第１保持部の径方向外側に配置され、前記第１保持部材を前記光軸方向に案内する
案内機構と、を有し、
前記案内機構は、前記光軸を中心とした前記第１保持部材の回転を規制し、
前記反射面は、凹曲面であり、
前記光学素子は、第１透過面と、前記第１透過面の前記縮小側に配置された前記反射面
と、前記反射面の前記縮小側に配置された第２透過面と、を有することを特徴とする光学
装置。

【請求項2】

前記搬送機構は、前記光軸を中心に回転可能なカム部材と、前記カム部材に設けられた
第１カム部と、を有し、
前記第１接続部は、前記第１カム部をスライド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】

前記光軸と直交する方向から見た場合に前記第２保持部材と重なる固定部材を備え、
前記カム部材は、前記固定部材に回転可能に支持されてい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】

前記固定部材には、前記第１接続部を前記光軸方向に案内する案内部が設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載の光学装置。

【請求項5】

前記第２保持部材は、
前記レンズの径方向外側に配置され、前記レンズを保持する第２保持部と、
前記第２保持部から前記光軸方向に延び、かつ、前記レンズの前記径方向外側に延びる
第２接続部と、を有し、
前記移動機構は、前記カム部材に設けられた第２カム部を有し、
前記第２接続部は、前記第２カム部をスライドし、
前記案内部は、前記第２接続部を前記光軸方向に案内することを特徴とする請求項４に
記載の光学装置。

【請求項6】

前記カム部材には、前記カム部材の径方向外側に突出する操作部が設けられていること
を特徴とする請求項２から５のうちのいずれか一項に記載の光学装置。

【請求項7】

前記搬送機構は、前記カム部材を回転させる操作機構を有し、
前記操作機構は、前記光軸方向において前記第１光学系に対して前記第２光学系とは反
対側に配置された回転部材と、前記回転部材の回転を前記カム部材に伝達する回転伝達機
構と、を有することを特徴とする請求項２から５のうちのいずれか一項に記載の光学装置
。

【請求項8】

前記第２光学系は、前記光軸方向から見た場合に、前記光学素子の内側に位置し、
前記搬送機構は、前記光軸方向から見た場合に、前記光学素子と重なることを特徴とす
る請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の光学装置。

【請求項9】

前記光学素子は、前記第２光学系の側を向く第１面と、前記第１面とは反対側を向く第
２面と、前記第２面に設けられた反射コーティング層と、を有し、
前記第２面は、凸形状を有し、
前記第１透過面および前記第２透過面は、前記第１面に設けられ、
前記反射面は、前記反射コーティング層であり、前記第２面の表面形状が転写されてい
ることを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の光学装置。

【請求項10】

前記第１透過面、前記反射面、および前記第２透過面のうち少なくとも１つは、非球面
形状を有することを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の光学装置。

【請求項11】

光学素子を有する第１光学系と、
レンズを有し、前記第１光学系の縮小側に配置された第２光学系と、
前記光学素子を保持する第１保持部材と、
前記レンズを保持する第２保持部材と、
前記第１保持部材を前記光学素子の光軸に沿った光軸方向に移動させる移動機構と、を
備え、
前記光学素子は、反射面を有し、
前記第１保持部材は、前記第２光学系の拡大側に配置され前記光学素子を保持する第１
保持部と、前記第１保持部から前記第２光学系の側に延びる第１接続部と、を有し、
前記移動機構は、
前記第２光学系の径方向外側に配置され、前記第１接続部を前記光軸方向に移動させる
搬送機構と、
前記第１保持部の径方向外側に配置され、前記第１保持部材を前記光軸方向に案内する
案内機構と、を有し、
前記案内機構は、前記光軸を中心とした前記第１保持部材の回転を規制し、
前記搬送機構は、前記光軸を中心に回転可能なカム部材と、前記カム部材に設けられた
第１カム部と、前記第１接続部に配置されている第１ピンと、を有し、前記第１接続部は
、前記第１カム部をスライドし、
前記第２保持部材は、前記レンズの径方向外側に配置され、前記レンズを保持する第２
保持部と、前記第２保持部から前記光軸方向に延び、かつ、前記レンズの前記径方向外側
に延びる第２接続部と、を有し、前記移動機構は、前記カム部材に設けられた第２カム部
と前記第２接続部に配置されている第２ピンと、を有し、前記第２接続部は、前記第２カ
ム部をスライドし、
前記光軸と直交する方向から見た場合に前記第２保持部材と重なる固定部材を備え、前
記カム部材は、前記固定部材に回転可能に支持され、
前記固定部材には、前記第１ピンおよび前記第２ピンが挿入され、前記第１接続部およ
び前記第２接続部を前記光軸方向に案内する案内部が設けられていることを特徴とする光
学装置。

【請求項12】

前記反射面は、凸曲面であることを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。

【請求項13】

前記光軸と直交する方向から見た場合に、前記第１保持部材と前記第２保持部材とが重
なっていることを特徴とする請求項１から１２のうちのいずれか一項に記載の光学装置。

【請求項14】

光源と、
前記光源から出射された光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光を投写する、請求項１から１３のうちのいずれか一
項に記載の光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。

【請求項15】

請求項１から１３のうちのいずれか一項に記載の光学装置と、
前記光学装置における縮小側共役面に配置された撮像素子と、
を備えることを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学装置、プロジェクターおよび撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成部が形成した投写画像を、投写光学系により拡大して投写するプロジェクターは特許文献１に記載されている。同文献の投写光学系は、縮小側から拡大側に向かって順に第１光学系と、第２光学系と、からなる。第１光学系は、複数枚のレンズを備える屈折光学系である。第２光学系は、ミラーからなる。ミラーは第１光学系を構成する各レンズと比較して、外径寸法が大きい。同文献では、プロジェクターの投写距離を変更する際に、第１光学系を構成する複数前のレンズのうちの一部のレンズと、第２光学系とを光軸方向に移動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１１６６８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、屈性光学系に対して反射面を備える光学素子を移動させることが記載されている。しかし、反射面を備える光学素子を光軸方向に移動させる機構について、具体的な記載はない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の課題を解決するために、本発明の光学装置は、光学素子を有する第１光学系と、
レンズを有し、前記第１光学系の縮小側に配置された第２光学系と、前記光学素子を保持
する第１保持部材と、前記レンズを保持する第２保持部材と、前記第１保持部材を前記光
学素子の光軸に沿った光軸方向に移動させる移動機構と、を備える。前記光学素子は、反
射面を有する。前記第１保持部材は、前記第２光学系の拡大側に配置され前記光学素子を
保持する第１保持部と、前記第１保持部から前記第２光学系の側に延びる第１接続部と、
を有する。前記移動機構は、前記第２光学系の径方向外側に配置され、前記第１接続部を
前記光軸方向に移動させる搬送機構と、前記第１保持部の径方向外側に配置され、前記第
１保持部材を前記光軸方向に案内する案内機構と、を有する。前記案内機構は、前記光軸
を中心とした前記第１保持部材の回転を規制する。
また、本発明の光学装置は、光学素子を有する第１光学系と、レンズを有し、前記第１
光学系の縮小側に配置された第２光学系と、前記光学素子を保持する第１保持部材と、前
記レンズを保持する第２保持部材と、前記第１保持部材を前記光学素子の光軸に沿った光
軸方向に移動させる移動機構と、を備え、前記光学素子は、反射面を有し、前記第１保持
部材は、前記第２光学系の拡大側に配置され前記光学素子を保持する第１保持部と、前記
第１保持部から前記第２光学系の側に延びる第１接続部と、を有し、前記移動機構は、前
記第２光学系の径方向外側に配置され、前記第１接続部を前記光軸方向に移動させる搬送
機構と、前記第１保持部の径方向外側に配置され、前記第１保持部材を前記光軸方向に案
内する案内機構と、を有し、前記案内機構は、前記光軸を中心とした前記第１保持部材の
回転を規制し、前記反射面は、凹曲面であり、前記光学素子は、第１透過面と、前記第１
透過面の前記縮小側に配置された前記反射面と、前記反射面の前記縮小側に配置された第
２透過面と、を有することを特徴とする。
また、本発明の光学装置は、光学素子を有する第１光学系と、レンズを有し、前記第１
光学系の縮小側に配置された第２光学系と、前記光学素子を保持する第１保持部材と、前
記レンズを保持する第２保持部材と、前記第１保持部材を前記光学素子の光軸に沿った光
軸方向に移動させる移動機構と、を備え、前記光学素子は、反射面を有し、前記第１保持
部材は、前記第２光学系の拡大側に配置され前記光学素子を保持する第１保持部と、前記
第１保持部から前記第２光学系の側に延びる第１接続部と、を有し、前記移動機構は、前
記第２光学系の径方向外側に配置され、前記第１接続部を前記光軸方向に移動させる搬送
機構と、前記第１保持部の径方向外側に配置され、前記第１保持部材を前記光軸方向に案
内する案内機構と、を有し、前記案内機構は、前記光軸を中心とした前記第１保持部材の
回転を規制し、前記搬送機構は、前記光軸を中心に回転可能なカム部材と、前記カム部材
に設けられた第１カム部と、前記第１接続部に配置されている第１ピンと、を有し、前記
第１接続部は、前記第１カム部をスライドし、前記第２保持部材は、前記レンズの径方向
外側に配置され、前記レンズを保持する第２保持部と、前記第２保持部から前記光軸方向
に延び、かつ、前記レンズの前記径方向外側に延びる第２接続部と、を有し、前記移動機
構は、前記カム部材に設けられた第２カム部と前記第２接続部に配置されている第２ピン
と、を有し、前記第２接続部は、前記第２カム部をスライドし、前記光軸と直交する方向
から見た場合に前記第２保持部材と重なる固定部材を備え、前記カム部材は、前記固定部
材に回転可能に支持され、前記固定部材には、前記第１ピンおよび前記第２ピンが挿入さ
れ、前記第１接続部および前記第２接続部を前記光軸方向に案内する案内部が設けられて
いることを特徴とする。

【0006】

次に、本発明のプロジェクターは、光源と、前記光源から出射された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された光を投写する上記の光学装置と、を備える。

【0007】

また、本発明の撮像装置は、上記の光学装置と、前記光学装置における縮小側共役面に配置された撮像素子と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の光学装置を備えるプロジェクターの説明図である。

【図2】実施例１の光学装置の光学系および鏡筒の説明図である。

【図3】実施例１の光学装置の斜視図である。

【図4】変形例の光学装置の光線図である。

【図5】実施例２の光学装置の光学系および鏡筒の説明図である。

【図6】実施例３の光学装置の光学系および鏡筒の説明図である。

【図7】本発明の光学装置を備える撮像装置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係る光学装置、プロジェクターおよび撮像装置を説明する。

【0010】

（プロジェクター）
図１は、プロジェクター１の説明図である。図１に示すように、プロジェクター１は、光学装置３と、画像形成部１１と、を備える。光学装置３は、鏡筒１０と、鏡筒１０に収容された光学系２０と、を備える。画像形成部１１は、光学系の縮小側共役面Ｐに投写画像を形成する。画像形成部１１は、光源１２と、光源１２からの光線を変調させる光変調素子１３と、を備える。光変調素子１３は、投写画像を形成するための画像信号に基づいて光源１２からの光線を変調させて、縮小側共役面Ｐに投写画像を形成する。本例において、光変調素子１３は、液晶パネルである。すなわち、プロジェクター１は、光源１２と、光源１２から出射された光を変調する光変調素子１３と、光変調素子１３により変調された光を投写する光学装置３を、を備える。

【0011】

光学系２０は、拡大側から縮小側に向かって順に、第１光学系２１と、第２光学系２２と、を備える。第１光学系２１は反射面３２を備えており、光変調素子１３から第２光学系２２を経由して第１光学系２１に入射する光線Ｏ１を、第２光学系２２の側に折り返す。ここで、投写光学系の拡大側共役面Ｓには、スクリーンが配置されている。反射面３２により折り返された光線Ｏ２は、スクリーンに到達し、スクリーンに拡大像を形成する。

【0012】

以下の説明では、便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸とする。Ｚ軸方向は、第１光学系２１の第１光軸Ｎに沿った方向である。Ｚ軸方向において、第１光学系２１が位置する側を第１方向Ｚ１、第２光学系２２が位置する側を第２方向とする。また第１光軸に対してスクリーンが位置する側を上方、その反対側を下方とする。

【0013】

（実施例１の光学装置）
図２は、光学系および鏡筒の説明図である。図２では、鏡筒１０は、光学素子およびレンズを移動させる移動機構の要部のみを示す。図３は、光学装置の斜視図である。

【0014】

（光学系）
図２に示すように、第１光学系２１は、１枚の光学素子２３を含む。第２光学系２２は、複数枚のレンズを備える。第２光学系２２は、第１光学系２１の縮小側に配置されている。第１光学系２１の第１光軸Ｎと、第２光学系の第２光軸Ｍとは一致する。

【0015】

光学素子２３は、第２光学系２２の側を向く第１面３５と、第１面３５とは反対側を向く第２面３６とを備えるレンズ２６と、レンズ２６の第２面３６に設けられた反射コーティング層と、を備える。レンズ２６は、ガラス製または樹脂製である。本例では、レンズ２６は、樹脂製である。レンズ２６の第１面３５および第２面３６は凸形状を備える。第１光学系２１の第１光軸Ｎは、レンズ２６の光軸である。

【0016】

第１面３５の光軸の上方Ｙ１の領域は、スクリーンに向かって光線が出射される第１透過面３１である。第２面３６の光軸の下方Ｙ２の領域には、反射面３２が設けられている。反射面３２は、反射コーティング層である。反射面３２には、第２面３６の表面形状が転写されている。第１面３５の光軸の下方Ｙ２の領域は、第２光学系２２からの光線が入射する第２透過面３３である。すなわち、反射面３２は、第１透過面３１の縮小側に配置され、第２透過面３３は、反射面３２の縮小側に配置される。第１透過面３１、反射面３２、および第２透過面３３のうち少なくとも１つは、非球面形状を備える。

【0017】

第２光学系２２は、拡大側から縮小側に向かって順に、レンズＬ１～レンズＬ１４を備える。レンズＬ１～レンズＬ１４の外径寸法は、第１光学系の外径寸法と比べて小さい。レンズＬ１およびレンズＬ２は、第２光学系２２の第２光軸Ｍの上方Ｙ１に位置する部分が切り欠かれている。これにより、レンズＬ１およびレンズＬ２は、その外周面の上端に、平坦部分を備える。ここで、第２光学系２２は、第１光軸Ｎ方向から見た場合に、光学素子２３の内側に位置する。

【0018】

（光学系の光路）
画像形成部１１の光変調素子１３は、縮小側共役面Ｐ上において、第２光軸Ｍに対して上方Ｙ１にオフセットされた位置に配置されている。光変調素子１３からの光線は、第２光軸Ｍの上方Ｙ１から第２光学系２２に入射する。第２光学系２２から出射される光線は、第２光軸Ｍの下方Ｙ２を通過して、第１光学系２１に入射する。従って、第２光学系２２からの光線は、光学素子２３の第２透過面３３に入射する。第２透過面３３から光学素子に入射した光線は、反射面３２により反射され、第１光軸Ｎの上方Ｙ１に位置する第１透過面３１から出射される。第１透過面３１から出射された光線は、第１光軸Ｎの上方Ｙ１に位置するスクリーンに向かう。

【0019】

（鏡筒）
図２および図３に示すように、鏡筒１０は、光学素子２３を保持する第１保持部材４と、レンズＬ１を保持する第２保持部材５と、レンズＬ２を保持する第３保持部材６と、レンズＬ３からレンズＬ１４を外周側から囲む円筒形状の固定部材７と、を備える。また、鏡筒１０は、第１保持部材４、第２保持部材５、第３保持部材６を第１光軸Ｎ方向に移動させる移動機構８、を有する。

【0020】

第１保持部材４は、第２光学系２２の拡大側で光学素子２３を保持する第１保持部４１と、第１保持部４１から第２光学系２２の側に延びる第１接続部４６と、を備える。第１保持部４１は、光学素子２３を外周側から囲む円筒部４２と、円筒部４２の第１方向Ｚ１の開口を塞ぐ円形板４３とを備える。第１接続部４６は、円筒部４２の下側部分から第２方向Ｚ２に向かって第１光軸Ｎ方向に延びるテーパー部４７と、テーパー部４７の第２方向Ｚ２に位置する第１筒部４８と、第１筒部４８から径方向外側に突出する第１ピン４９（カムフォロワー部）と、を備える。テーパー部４７は、第１筒部４８の下側部分に接続されている。円筒部４２と第１筒部４８とは同軸である。第１筒部４８の外径寸法は、円筒部４２の外径寸法よりも小さい。

【0021】

第２保持部材５は、レンズＬ１を外周側から囲む第２保持部５１と、第２保持部５１から第２方向Ｚ２に延びる第２接続部５２と、を備える。第２保持部５１は、レンズＬ１の輪郭形状に沿った枠状の部分である。第２接続部５２は、第２筒部５３と、第２筒部５３の第２方向Ｚ２の端部分から径方向外側に突出する第２ピン５４（カムフォロワー部）と、を備える。すなわち、第２接続部５２は、第２保持部５１から光軸方向に沿って延び、かつ、レンズＬ１の径方向外側に延びている。第２筒部５３の上側部分は、第２方向Ｚ２に向かって段階的に外径寸法が大きくなる。

【0022】

第３保持部材６は、レンズＬ２を外周側から囲む第３保持部６１と、第３保持部６１から第２方向Ｚ２に延びる第３接続部６２と、を備える。第３保持部６１は、レンズＬ２の輪郭形状に沿った枠状の部分である。第３接続部６２は、第３筒部６３と、第３筒部６３の第２方向Ｚ２の端部分から径方向外側に突出する第３ピン６４（カムフォロワー部）と、を備える。第３筒部６３の上側部分は、第２方向Ｚ２に向かって段階的に外径寸法が大きくなる。

【0023】

ここで、第３保持部材６の第３筒部６３の第２方向Ｚ２の端部分、第２保持部材５の第２筒部５３の第２方向Ｚ２の端部分、および第１保持部材４の第１筒部４８の第２方向Ｚ２の端部分は、軸線と直交する方向から見た場合に、重なる。また、第３保持部材６の第３筒部６３、第２保持部材５の第２筒部５３、および第１保持部材４の第１筒部４８は、内周側から外周側に向かってこの順に配置されている。

【0024】

固定部材７は、第１方向Ｚ１の端部分が、第１保持部材４の第１筒部４８、第２保持部材５の第２筒部５３、第３保持部材６の第３筒部６３の外周側に位置する。固定部材７は、第１筒部４８、第２筒部５３、および第３筒部６３の外周側に位置する部分に、第１光軸Ｎ方向に直線状に延びる案内溝７１（案内部）を備える。案内溝７１には、第１ピン４９、第２ピン５４、および第３ピン６４が挿入されている。第１ピン４９、第２ピン５４、および第３ピン６４は、拡大側から縮小側に向かってこの順に位置する。第１ピン４９、第２ピン５４、および第３ピン６４の間には、それぞれ隙間がある。

【0025】

移動機構８は、第２光学系２２の径方向外側で第１接続部４６、第２接続部５２および第３接続部６２を第１光軸Ｎ方向に移動させる搬送機構８１を備える。また、移動機構８は、第１保持部４１の径方向外側で第１保持部材４を第１光軸Ｎ方向に案内する案内機構８７を備える。

【0026】

搬送機構８１は、固定部材７の第１方向Ｚ１の端部分に回転可能に支持されたカム部材８２と、カム部材８２に設けられた第１カム部８３、第２カム部８４、第３カム部８５を備える。第１カム部８３には、案内溝７１を貫通した第１ピン４９が挿入される。第２カム部８４には、案内溝７１を貫通した第２ピン５４が挿入される。第３カム部８５には、案内溝７１を貫通した第３ピン６４が挿入される。第１カム部８３、第２カム部８４、および第３カム部８５のそれぞれは、第１光軸Ｎ方向に向かって周方向に傾斜する螺旋溝である。ここで、搬送機構８１は、第１光軸Ｎ方向から見た場合に、光学素子２３と重なる。また、カム部材８２には、径方向外側に突出した操作レバー８６（操作部）が設けられている。操作レバー８６は、光学装置３を収容するプロジェクター１の不図示のケース部から突出するように設けられている。

【0027】

案内機構８７は、第１保持部材４の第１光軸Ｎ回りの回転を規制する。案内機構８７は、例えば、ガイドレールなどで構成される。この場合、案内機構８７は、円筒部４２から径方向外側に突出した凸部と、凸部が移動可能に係合する溝部とを備える。溝部は、第１光軸Ｎ方向に延在する。凸部が溝部を第１光軸Ｎ方向に移動することにより、案内機構８７は、第１保持部４１を第１光軸Ｎ方向に案内する。

【0028】

（動作）
カム部材８２の回転に応じて、第１接続部４６の第１ピン４９は、第１カム部８３をスライドする。また、第２接続部５２の第２ピン５４は、第２カム部８４をスライドする。第３接続部６２の第３ピン６４は、第３カム部８５をスライドする。また、第１ピン４９、第２ピン５４、および第３ピン６４は、案内溝７１によって第１光軸Ｎ方向に案内される。従って、カム部材８２を回転させると、第１ピン４９は第１光軸Ｎ方向に移動する。これにより、第１保持部材４が第１光軸Ｎ方向に移動するので、光学素子２３が第１光軸Ｎ方向に移動する。また、カム部材８２を回転させると、第２ピン５４は第１光軸Ｎ方向に移動する。これにより、第２保持部材５が第１光軸Ｎ方向に移動するので、レンズＬ１が第１光軸Ｎ方向に移動する。同様に、カム部材８２を回転させると、第３ピン６４は第１光軸Ｎ方向に移動する。これにより、第３保持部材６が第１光軸Ｎ方向に移動するので、レンズＬ２が第１光軸Ｎ方向に移動する。

【0029】

（作用効果）
本例の光学装置３は、反射面３２を有する光学素子２３を有し第１光学系２１と、レンズＬ１を有し、第１光学系２１の縮小側に配置された第２光学系２２と、光学素子２３を保持する第１保持部材４と、レンズＬ１を保持する第２保持部材５と、第１保持部材４を光学素子２３の第１光軸Ｎに沿った第１光軸Ｎ方向に移動させる移動機構８と、を備える。第１保持部材４は、第２光学系２２の拡大側に配置された光学素子２３を保持する第１保持部４１と、第１保持部４１から第２光学系２２の側に延びる第１接続部４６と、を有する。移動機構８は、第２保持部材５の径方向外側に配置され第１接続部４６を第１光軸Ｎ方向に移動させる搬送機構８１と、第１保持部材４の径方向外側に配置され第１保持部材４を第１光軸Ｎ方向に案内する案内機構８７と、を有する。案内機構８７は、第１光軸Ｎを中心とした第１保持部材４の回転を規制する。

【0030】

本例の光学装置３では、反射面３２を有する光学素子２３は第１保持部材４に保持されている。第１保持部材４は、光学素子２３を保持する第１保持部４１と、第１保持部４１から第２光学系２２の側に延びる第１接続部４６を備える。移動機構８は、第１接続部４６を第１光軸Ｎ方向に移動させことにより、光学素子２３を第１光軸Ｎ方向に移動させる。ここで、移動機構８は、光学素子２３を保持する第１保持部４１の径方向外側で第１保持部材４を第１光軸Ｎ方向に案内する案内機構８７を有する。従って、第１保持部材４に保持された光学素子２３を、第１光軸Ｎに沿って、精度よく移動させることができる。また、案内機構８７は、第１保持部材４の第１光軸Ｎ回りの回転を規制する。従って、光学素子２３を第１光軸Ｎに沿って移動させたときに、光学素子２３が回転しない。よって、光学素子２３を第１光軸Ｎに沿って移動させたときに、反射面３２に偏芯が発生することを防止或いは抑制できる。また、搬送機構８１は、第２保持部材５の径方向外側に位置する。従って、光学素子２３を保持する第１保持部材４の径方向外側に案内機構８７および搬送機構８１の双方を設ける場合と比較して、第１光学系２１を径方向でコンパクトにすることができる。

【0031】

本例において、搬送機構８１は、第１光軸Ｎを中心に回転可能なカム部材８２と、カム部材８２に設けられた第１カム部８３と、を有し、第１接続部４６は、第１カム部８３をスライドするものとすることができる。このようにすれば、搬送機構８１を構成することが容易である。

【0032】

本例において、光学装置３は、第１光軸Ｎと直交する方向から見た場合に第２保持部材５と重なる固定部材７を備え、カム部材８２は、固定部材７に回転可能に支持されるものとすることができる。このようにすれば、カム部材８２を、第２保持部材５の径方向外側で回転可能に配置できる。従って、搬送機構８１を第２保持部材５の径方向外側に設けることができる。

【0033】

本例において、固定部材７には、第１接続部４６を第１光軸Ｎ方向に案内する案内溝７１が設けられているものとすることができる。このようにすれば、案内機構８７により第１保持部４１の第１光軸Ｎ方向への移動を案内し、案内溝７１により第１接続部４６の第１光軸Ｎ方向への移動を案内することができる。従って、第１保持部材４を第１光軸Ｎ方向へ移動させることが容易となる。

【0034】

本例において、第２保持部材５は、レンズＬ１の径方向外側に配置されレンズＬ１を保持する第２保持部５１と、第２保持部５１から第１光軸Ｎ方向に沿って延び、かつ、レンズＬ１の径方向外側に延びる第２接続部５２と、を有する。移動機構８は、カム部材８２に設けられた第２カム部８４を備える。第２接続部５２は、第２カム部８４をスライドし、案内溝７１は、第２接続部５２を第１光軸Ｎ方向に案内するものとすることができる。このようにすれば、カム部材８２を第１光軸Ｎ回りに回転させたときに、第２保持部材５を第１光軸Ｎ方向に移動させることができる。従って、投写距離を変更する際にカム部材８２を回転させれば、第１光学系２１の光学素子２３と、第２光学系２２のレンズＬ１との双方を、一度に移動させることができる。

【0035】

本例において、カム部材８２には、カム部材８２の径方向外側に突出する操作レバー８６が設けられているものとすることができる。従って、本例の光学装置３を組み込んだケースから操作レバー８６を突出するように構成すれば、操作レバー８６を操作することによって容易にカム部材８２を回転させることができる。

【0036】

本例において、第２光学系２２は、第１光軸Ｎ方向から見た場合に、光学素子２３の内側に位置し、搬送機構８１は、光軸方向から見た場合に、光学素子２３と重なるものとすることができる。このようにすれば、光学装置が径方向で大型化することを抑制できる。

【0037】

本例において、反射面３２は、凹曲面であるものとすることができる。第１光学系２１が凹曲面からなる反射面３２を備えれば、第１光学系２１および第２光学系２２からなる光学系２０の倍率を高めることが容易となる。

【0038】

本例において、光学素子２３は、第１透過面３１と、第１透過面３１の縮小側に配置された反射面３２と、反射面３２の縮小側に配置された第２透過面３３を有するものとすることができる。このようにすれば、第１透過面３１および第２透過面３３において光学素子２３を通過する光線を屈折させることが可能となる。従って、第１光学系２１および第２光学系２２からなる光学系２０の倍率を高めることが、より、容易となる。従って、例えば、光学系２０を所定の倍率とする場合に、光学素子２３が第１透過面３１、反射面３２、および第２透過面３３を備えれば、光学素子２３が反射面３２のみを備える場合と比較して、光学素子２３を径方向で小さくすることができる。よって、光学装置３が径方向で大型化することを抑制できる。

【0039】

本例において、光学素子２３は、第２光学系２２の側を向く第１面３５と、第１面３５とは反対側を向く第２面３６と、第２面３６に設けられた反射コーティング層と、を有する。第１面３５は、凸形状を備え、第１透過面３１、および第２透過面３３は、第１面３５に設けられる。反射面３２は、反射コーティング層であり、第２面３６の表面形状が転写されているものとすることができる。このようにすれば、一つの光学素子２３に、第１透過面３１、反射面３２、および第２透過面３３を備えることができる。

【0040】

本例において、第１透過面３１、反射面３２、および第２透過面３３のうち少なくとも１つは、非球面形状を有することができる。光学素子２３は、第１光軸Ｎ方向に移動する際に、案内機構８７により光軸回りの回転が規制されている。従って、第１透過面３１、反射面３２、および第２透過面３３を軸線回りの回転対称の形状とする必要がなく、これらの面に非球面形状を採用して、第１面３５および第２面３６を自由曲面とすることができる。ここで、第１透過面３１、反射面３２、または第２透過面３３を非球面形状とすれば、これらが球面である場合と比較して、収差の発生を抑制することが容易となる。

【0041】

また、本例のプロジェクター１では、投写距離を変更したときに、光学装置３の光学素子２３、レンズＬ１、レンズＬ２、をそれぞれ第１光軸Ｎ方向に移動させて、焦点を合わせることができる。

【0042】

（変形例）
図４は、変形例の光学装置３の説明図である。変形例の光学装置３は、上記の光学装置３と搬送機構８１の構成が相違するが、他の構成は同一である。よって、変形例の光学装置の説明では、上記の光学装置と対応する構成に同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0043】

図４に示すように、本例の光学装置３では、搬送機構８１は、カム部材８２を回転させるための操作機構９１を備える。操作機構９１は、第１光軸Ｎ方向で第１光学系２１の第２光学系２２とは反対側に配置された回転部材９２と、回転部材９２の回転をカム部材８２に伝達する回転伝達機構９３と、を備える。回転部材９２は、不図示の取付プレートに回転可能に支持されている。回転伝達機構９３は、軸部９４と、軸部９４の両端に設けられたギヤ部９５，９６を備える。ギヤ部９５は、回転部材９２の外周面に形成されたギヤ部９７と噛み合っている。ギヤ部９６は、カム部材８２の外周面に形成されたギヤ部９８と噛み合っている。よって、回転部材９２を回転させることによって、カム部材８２を回転させることができる。このようにすれば、第１光学系２１を第１光軸Ｎ方向に移動させる操作を、第１光学系２１の第２光学系２２とは反対側に配置した回転部材９２により行うことができる。

【0044】

（実施例２の光学装置）
図５は、実施例２の光学装置３の光学系２０および鏡筒１０の説明図である。実施例２の光学装置３は、第１光学系２１の光学素子２３として、凹面鏡２７を備える。ここで、実施例２の光学装置３は、第１光学系２１の光学素子２３を除き、上記の光学装置３と同一の構成を備える。従って、対応する構成には、同一の符号を付して、その説明を省略する。また、図５において、第２光学系２２のレンズ構成の一部を省略する。

【0045】

第１光学系２１の第１光軸Ｎは、凹面鏡２７の光軸である。凹面鏡２７の光軸は、凹面鏡２７の中心を通過する。凹面鏡２７において、第２光学系２２からの光線をスクリーンに向かって反射する反射面３７は、第１光軸Ｎの下側の領域に設けられている。反射面３７は、非球面形状を備える。本例においても、実施例１の光学装置と同様の作用効果を得ることができる。

【0046】

（実施例３の光学装置）
図６は、実施例３の光学装置３の光学系２０および鏡筒１０の説明図である。実施例３の光学装置３では、第１光学系２１の光学素子２３が、第２光学系２２の側に向かって凸曲面である凸面鏡２８を備える。ここで、変形例２の光学装置は、第１光学系２１の光学素子２３を除き、上記の光学装置３と同一の構成を備える。従って、対応する構成には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0047】

光学素子２３は、第１光軸Ｎに対して回転対称の形状を備える。従って、光学素子２３の光軸は、凸面鏡２８の中心を通過する。凸面鏡２８において、第２光学系２２からの光線をスクリーンに向かって反射する反射面３８は、第１光軸Ｎの上側の領域に設けられている。本例においても、実施例１の光学装置と同様の作用効果を得ることができる。

【0048】

（撮像装置）
ここで、上記の光学装置３は、撮像装置２の光学装置３として用いることができる。図７は、本例の光学装置３を備える撮像装置２の説明図である。撮像装置２は、光学系２０を備える光学装置３と、光学系２０の縮小側共役面Ｐに配置された撮像素子１５と、を備える。この場合、拡大側共役面Ｓからの光線Ｑ１は、光学素子２３の第１面３５において第１光軸Ｎの上方Ｙ１に位置する第２透過面３３に入射する。第２透過面３３に入射した光線は第１光軸Ｎの下方Ｙ２に位置する反射面３２によって折り返される。反射面３２により折り返された光線Ｑ２は、第１光軸Ｎの下方に位置する第１透過面３１から出射されて、第１光学系２１に向かう。第１光学系２１に入射した光線は、縮小側共役面Ｐに配置された撮像素子１５上で結像する。上記の光学装置３を撮像装置２に用いた場合でも、上記の光学装置３をプロジェクター１に用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。

【0049】

また、上述の実施例および変形例の光学装置の第２光学系２２において、レンズＬ１およびレンズＬ２の２つのレンズが、第１光軸Ｎに沿って移動可能とする構成としたが、これに限られない。例えば、１枚のレンズが第１光軸Ｎに沿って移動可能とする構成としてもよいし、３枚以上のレンズが第１光軸Ｎに沿って移動可能とする構成としてもよい。さらに、複数のレンズが、第１光軸Ｎに沿って同じ方向に移動する構成としてもよいし、異なる方向に移動する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１…プロジェクター、２…撮像装置、３…光学装置、４…第１保持部材、５…第２保持部材、６…第３保持部材、７…固定部材、８…移動機構、１０…鏡筒、１１…画像形成部、１２…光源、１３…光変調素子、１５…撮像素子、２０…光学系、２１…第１光学系、２２…第２光学系、２３…光学素子、２６…レンズ、２７…凹面鏡、２８…凸面鏡、３１…第１透過面、３２…反射面、３３…第２透過面、３５…第１面、３６…第２面、３７…反射面、３８…反射面、４１…第１保持部、４２…円筒部、４３…円形板、４６…第１接続部、４７…テーパー部、４８…第１筒部、４９…第１ピン、５１…第２保持部、５２…第２接続部、５３…第２筒部、５４…第２ピン、６１…第３保持部、６２…第３接続部、６３…第３筒部、６４…第３ピン、７１…案内溝、８１…搬送機構、８２…カム部材、８３…第１カム部、８４…第２カム部、８５…第３カム部、８６…操作レバー、８７…案内機構、９１…操作機構、９２…回転部材、９３…回転伝達機構、９４…軸部、９５，９６，９７，９８…ギヤ部、Ｌ１～Ｌ１４…レンズ、Ｎ…第１光軸、Ｍ…第２光軸、Ｏ１～Ｏ２…光線、Ｑ１～Ｑ２…光線、Ｐ…縮小側共役面、Ｓ…拡大側共役面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】