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1. (WO2018079660) LENS MOVING MECHANISM
Document

明 細 書

発明の名称 レンズ移動機構

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009  

発明の効果

0010  

図面の簡単な説明

0011  

発明を実施するための形態

0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074  

産業上の利用可能性

0075  

符号の説明

0076  

請求の範囲

1   2   3   4   5  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

明 細 書

発明の名称 : レンズ移動機構

技術分野

[0001]
 本発明は、レンズ移動機構に関する。
 本願は、2016年10月31日に、日本に出願された特願2016-213673号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002]
 従来から、R,G,Bの3つの色光を色光毎に画像情報に応じて変調する3つの光変調装置(液晶パネル)、および、これら光変調装置が取り付けられ、変調された3つの光束を合成して画像光を形成する色合成光学装置(クロスダイクロイックプリズム)を備える光学装置と、形成された画像光を拡大投射する投射光学装置(投射レンズ)とを備えたプロジェクタが知られている。
[0003]
 このようなプロジェクタは、プロジェクタ本体をそのままに投射画像を上下左右に移動させたり、フォーカス調整等をするためのレンズ移動機構を備える。下記特許文献1には、X,Y,Zの3軸直交方向の位置を調整する位置調整部を備えるプロジェクタが開示されている。この位置調整部は、載置台に対してZ軸方向に移動する基部と、基部に対してX軸方向に移動する脚部と、脚部に対してY軸方向に移動する接続部と、を備える(特許文献1の図5参照)。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 日本国特開2007-286121号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 近年、大型のプロジェクタはレンズの重量が増大しており、レンズ移動機構には軽量かつ高剛性が求められている。このため、例えば、レンズ移動機構を構成するフレームを軽量のアルミ鋳造品で形成し、このフレームに軌道体及び移動体からなる高剛性の直動案内装置を取り付けることが考えられる。しかしながら、フレームと直動案内装置との剛性の違いにより、適切な大きさの直動案内装置を選定したとしても撓みが発生するといった可能性がある。
[0006]
 本発明は、撓みの発生を抑制でき、軽量かつ高剛性のレンズ移動機構を提供する。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明の第一の態様によれば、レンズ移動機構は、光を投射するレンズが取り付けられるレンズ取付部と、前記レンズ取付部を支持すると共に、前記レンズ取付部を、前記光の光軸方向を含む3軸直交方向に案内するレンズ案内部と、前記レンズ案内部を支持し、取付対象物に固定される固定部材と、を備える。前記レンズ案内部は、前記固定部材に固定され、前記レンズ取付部を、前記光軸方向と直交する光軸直交方向に案内する直動案内装置を備える。
[0008]
 本発明の第二の態様によれば、前記直動案内装置は、前記光軸直交方向に沿って転動体転走溝が設けられた軌道体と、前記転動体転走溝に対向する転動体負荷転走溝が設けられた移動体と、前記転動体転走溝と前記転動体負荷転走溝との間に配置された複数の転動体と、前記転動体転走溝と前記転動体負荷転走溝とが対向する負荷転動体転走路を含む前記転動体の無限循環路と、を備える。前記無限循環路は、前記負荷転動体転走路が、前記光軸方向において間隔をあけ、前記光軸直交方向に沿って平行に延在するように、少なくとも一対で設けられている。
[0009]
 前記直動案内装置は、前記光軸方向に間隔をあけて少なくとも一対で設けられていてもよい。
 前記直動案内装置は、前記固定部材よりもヤング率が大きくてもよい。
 前記固定部材は、前記直動案内装置に対応する位置に、前記取付対象物に固定されるための固定孔を有していてもよい。

発明の効果

[0010]
 上述した態様によれば、撓みの発生を抑制でき、軽量かつ高剛性のレンズ移動機構が得られる。

図面の簡単な説明

[0011]
[図1] 本発明の実施形態に係るレンズ移動機構を示す正面図である。
[図2] 本発明の実施形態に係るレンズ移動機構を示す側面図である。
[図3] 本発明の実施形態に係る直動案内装置を示す構成図である。
[図4] 本発明の実施形態に係る直動案内装置の第1レンズ案内部における配置を示す斜視図である。
[図5] 本発明の実施形態に係る第1直動案内装置が固定されたベース部材を示す平面図である。
[図6] 本発明の実施形態に係る第2直動案内装置が固定されたサドル部材を示す平面図である。
[図7] 図6に示すA-A断面図である。
[図8] 本発明の実施形態に係る第1スライダブロックの可動範囲と第2スライダブロックの可動範囲との関係を示す平面図である。
[図9] 本発明の実施形態に係る直動案内装置の第2レンズ案内部における配置を示す正面図である。
[図10] 本発明の実施形態の一変形例に係る第1スライダブロックの可動範囲と第2スライダブロックの可動範囲との関係を示す平面図である。
[図11] 本発明の実施形態の一変形例に係る直動案内装置の第1レンズ案内部における配置を示す斜視図である。
[図12] 本発明の実施形態の一変形例に係るベース部材を示す平面図である。

発明を実施するための形態

[0012]
 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために、例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。以下の説明に用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明に用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、省略した部分がある。
[0013]
 図1は、本発明の実施形態に係るレンズ移動機構1を示す正面図である。図2は、本発明の実施形態に係るレンズ移動機構1を示す側面図である。
 レンズ移動機構1は、図2に示すように、光を投射するレンズ100が取り付けられるレンズマウント2(レンズ取付部)と、レンズマウント2を支持すると共に、このレンズマウント2を光の光軸101が延びる光軸方向を含む3軸直交方向に案内するレンズシフトユニット3と、を備える。
[0014]
 なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Y軸方向は光軸方向であり、X軸方向は光軸方向と直交する光軸直交方向(水平方向)であり、Z軸方向はX,Y軸方向と直交する鉛直方向(1軸方向)である。
[0015]
 レンズマウント2は、図1に示すように、円環状に形成された本体部10と、本体部10の外周縁に沿って設けられた縁部11と、図2に示すように、本体部10の背面側に設けられた背面部12と、を備える。本体部10は、図1に示すように、中央部に取付孔10aが形成された円板部材である。縁部11は、図2に示すように、本体部10の正面側に設けられた筒状部材であり、本体部10の外周縁から前方に所定高さで突出する。
[0016]
 取付孔10aには、図2に示すように、レンズ100が取り付けられる。このレンズ100は、例えば、投射レンズ等を収容するレンズ鏡筒であり、図示しない嵌合部やボルト等によって本体部10に固定される。背面部12は、本体部10の背面側に設けられた枠状部材であり、レンズシフトユニット3のマウント案内部33と接続される。この背面部12には、本体部10の背面側に突出する突出部12aが設けられている。突出部12aは、レンズシフトユニット3のマウント駆動部43と接続される。
[0017]
 レンズシフトユニット3は、図1に示すように、3軸直交方向のうち、X,Y軸の2軸直交方向にレンズマウント2を案内する第1レンズ案内部3Aと、Z軸方向にレンズマウント2を案内する第2レンズ案内部3Bと、を備える。このレンズシフトユニット3は、フレーム部20と、案内部30(レンズ案内部)と、駆動部40と、から構成される。
[0018]
 フレーム部20は、取付対象物に固定されるベース部材21(固定部材)と、ベース部材21の上方に配置されたサドル部材22(中間部材)と、サドル部材22の上方に配置されたテーブル部材23(支持部材)と、を備える。本実施形態のフレーム部20は、アルミ鋳造により製作されたダイカスト部品から成る。
[0019]
 案内部30は、ベース部材21に対してサドル部材22を光軸直交方向(X軸方向)に案内するサドル案内部31と、サドル部材22に対してテーブル部材23を光軸方向(Y軸方向)に案内するテーブル案内部32と、テーブル部材23に対してレンズマウント2を鉛直方向(Z軸方向)に案内するマウント案内部33と、を備える。本実施形態の案内部30は、軌道レール61(軌道体)及びスライダブロック62(移動体)を具備するステンレス製の直動案内装置60を備える。各案内部における直動案内装置60は、大きさは全て同じもの(同一製品)である。
[0020]
 駆動部40は、ベース部材21に対してサドル部材22を光軸直交方向(X軸方向)に移動させるサドル駆動部41(図2参照)と、サドル部材22に対してテーブル部材23を光軸方向(Y軸方向)に移動させるテーブル駆動部42(図1参照)と、テーブル部材23に対してレンズマウント2を鉛直方向(Z軸方向)に移動させるマウント駆動部43と、を備える。本実施形態の駆動部40は、本体部50に対してシャフト51が進退するリニアアクチュエータを備える。
[0021]
 ベース部材21は、レンズシフトユニット3の底部に配置された底板部材である。ベース部材21は、サドル部材22、テーブル部材23、案内部30、駆動部40、レンズマウント2、及びレンズ100を支持する。サドル部材22は、ベース部材21とテーブル部材23との間に配置された中間部材である。サドル部材22は、テーブル部材23、テーブル案内部32、テーブル駆動部42、レンズマウント2、マウント案内部33、マウント駆動部43、及びレンズ100を支持する。テーブル部材23は、レンズシフトユニット3の上部に配置されたレンズマウント2との接続部材である。テーブル部材23は、レンズマウント2、マウント案内部33、マウント駆動部43、及びレンズ100を支持する。
[0022]
 テーブル部材23は、図1に示すように、テーブル案内部32に支持される底部24と、底部24の幅方向(X軸方向)両側から立設する一対の第1壁部25と、一対の第1壁部25の間に配置された第2壁部26と、を備える。底部24は、XY平面に沿う平板形状に形成されている。第1壁部25は、図2に示すように、XY平面に対して立設する略L字形状(略直角三角形状)に形成されている。第1壁部25の正面25aは、XY平面に対する垂直面(XZ平面)となっており、マウント案内部33が取り付けられる。レンズマウント2は、テーブル部材23にマウント案内部33を介して片持ち支持されている。
[0023]
 第2壁部26は、第1壁部25の正面25aよりも後方に配置されている。第2壁部26は、図1に示すように、底部24、一対の第1壁部25の間を接続し、テーブル部材23の剛性を高める。第2壁部26には、中央部に貫通孔26aが形成されている。貫通孔26aは、レンズマウント2の取付孔10aよりも大きい楕円形状に形成されている。貫通孔26aの楕円形の長軸は、鉛直方向(Z軸方向)に設定されており、テーブル部材23に対してレンズマウント2が鉛直方向に移動しても、取付孔10aに取り付けられたレンズ100と干渉しないようになっている。
[0024]
 図1に示すように、一対の第1壁部25の一方の側面には、支持部材23bが接続されている。支持部材23bは、マウント駆動部43を支持している。マウント駆動部43の本体部50は、シャフト51が鉛直方向(Z軸方向)に進退するように支持部材23bに固定されている。このシャフト51の先端は、レンズマウント2の突出部12aに固定されている。このシャフト51が本体部50に対して進退すると、テーブル部材23に対してレンズマウント2が鉛直方向に移動する。
[0025]
 サドル部材22には、テーブル駆動部42の本体部50が固定されている。テーブル駆動部42の本体部50は、シャフト51が光軸方向(Y軸方向)に進退するようにサドル部材22の上面に固定されている。このシャフト51の先端は、テーブル部材23の下面から突出する突出部23aに固定されている。このシャフト51が本体部50に対して進退すると、サドル部材22に対してテーブル部材23が光軸方向に移動する。
[0026]
 ベース部材21には、図2に示すように、サドル駆動部41の本体部50が固定されている。サドル駆動部41の本体部50は、シャフト51が光軸直交方向(X軸方向)に進退するようにベース部材21に固定されている。このシャフト51の先端は、サドル部材22の下面から突出する突出部22aに固定されている。このシャフト51が本体部50に対して進退すると、ベース部材21に対してサドル部材22が光軸直交方向に移動する。
[0027]
 図3は、本発明の実施形態に係る直動案内装置60を示す構成図である。
 直動案内装置60は、長手方向に沿って転動体転走溝63が設けられた軌道レール61と、転動体転走溝63に対向する転動体負荷転走溝64が設けられたスライダブロック62と、転動体転走溝63と転動体負荷転走溝64との間に配置された複数のボール65(転動体)と、を備える。
[0028]
 軌道レール61は、断面視略矩形状の長尺部材である。軌道レール61の幅方向(図3において紙面左右方向)の外側面61bには、軌道レール61の長手方向(図3において紙面垂直方向)に沿って転動体転走溝63が形成されている。転動体転走溝63は、外側面61bに対して略円弧状に窪んでいる。この転動体転走溝63は、軌道レール61の左右に一対で形成されている。
[0029]
 軌道レール61には、対象物(ベース部材21、サドル部材22、テーブル部材23)に固定されるための固定孔66(軌道体固定孔)が形成されている。固定孔66は、軌道レール61の厚み方向(図3において紙面上下方向)に貫通して形成されている。固定孔66には、軌道レール61を固定するボルト80(後述する図4参照)を、図3に示す軌道レール61の上面61aよりも低い位置に位置させる座ぐり66aが形成されている。
[0030]
 スライダブロック62は、ブロック本体67と、ブロック本体67に取り付けられた蓋体68と、を備える。ブロック本体67は、軌道レール61を収容するレール収容溝69を有する。レール収容溝69は、ブロック本体67の下面に開口している。ブロック本体67の上面である取付面67aには、対象物(サドル部材22、テーブル部材23、レンズマウント2)を固定するための固定孔70(移動体固定孔)が形成されている。固定孔70は、ブロック本体67の厚み方向に所定の深さで形成されている。固定孔70は、ネジ孔であり、上記対象物を固定するボルト81(後述する図7参照)が螺合する。
[0031]
 レール収容溝69には、軌道レール61の転動体転走溝63に対向する転動体負荷転走溝64が形成されている。転動体負荷転走溝64は、レール収容溝69の内側面に対して円弧状に窪んでいる。この転動体負荷転走溝64は、軌道レール61を挟むように、スライダブロック62の左右に一対で形成されている。転動体負荷転走溝64は、軌道レール61の転動体転走溝63と対向し、負荷をかけた状態でボール65を転動させる負荷転動体転走路L1を形成する。
[0032]
 ブロック本体67には、無負荷転動体転走路L2が形成されている。無負荷転動体転走路L2は、ブロック本体67を長手方向に貫通して形成されている。無負荷転動体転走路L2の内径は、ボール65のボール径よりも大きく、ボール65に負荷をかけない。この無負荷転動体転走路L2は、転動体負荷転走溝64(負荷転動体転走路L1)に対応して、スライダブロック62の左右に一対で形成されている。
[0033]
 蓋体68は、ブロック本体67の両端面に取り付けられている(後述する図4参照)。
 蓋体68は、ブロック本体67と同様に、軌道レール61を収容するレール収容溝71を有する。蓋体68には、ブロック本体67の両端面と対向する対向面に、転動体方向転換路L3が形成されている。一対の転動体方向転換路L3は、負荷転動体転走路L1と無負荷転動体転走路L2の両端をそれぞれ連結し、ボール65の無限循環路Lを形成する。
[0034]
 無限循環路Lは、軌道レール61の長手方向に延びる一対の直線状部分(負荷転動体転走路L1及び無負荷転動体転走路L2)と、この一対の直線状部分の端部同士を連結する一対の半円弧曲線状部分(転動体方向転換路L3)とから構成される。本実施形態では、軌道レール61の幅方向において間隔をあけ、軌道レール61の長手方向に沿って平行に延在するように2条の無限循環路Lが形成される。なお、直動案内装置60は、左右に2条ずつ、計4条の無限循環路Lが形成されるものであってもよい。直動案内装置60として、無限循環路Lが形成されない有限ストローク型直動案内装置を使用してもよい。この有限ストローク型直動案内装置は、転動体転走溝63と転動体負荷転走溝64との間にケージ(転動体保持部材)が配置され、当該ケージに設けられたボールホルダでボール65を回転自在に保持する。
[0035]
 ボール65は、軌道レール61とスライダブロック62との間に介在して、軌道レール61に対するスライダブロック62の移動を円滑に行わせる。本実施形態のボール65は、無限循環路Lの内部にほぼ隙間無く配設されて、無限循環路Lを循環する。
[0036]
 図4は、本発明の実施形態に係る直動案内装置60の第1レンズ案内部3Aにおける配置を示す斜視図である。
 第1レンズ案内部3Aは、図4に示すように、複数の直動案内装置60を備える。第1レンズ案内部3Aは、光軸直交方向(X軸方向)に沿って配置された第1直動案内装置60Aと、光軸方向(Y軸方向)に沿って配置された第2直動案内装置60Bと、を備える。
[0037]
 第1直動案内装置60Aは、ベース部材21に固定された第1軌道レール61A(軌道体)と、サドル部材22を支持すると共に、第1軌道レール61Aに沿って相対移動可能に取り付けられた第1スライダブロック62A(移動体)と、を備える。第1直動案内装置60Aは、光軸直交方向(X軸方向)において同軸上に複数設けられると共に、光軸方向(Y軸方向)に間隔をあけて少なくとも一対(本実施形態では計4台)で設けられている。
[0038]
 第2直動案内装置60Bは、サドル部材22に固定された第2軌道レール61Bと、テーブル部材23を支持すると共に、第2軌道レール61Bに沿って相対移動可能に取り付けられた第2スライダブロック62Bと、を備える。第2直動案内装置60Bは、光軸方向(Y軸方向)において同軸上に複数設けられると共に、光軸直交方向(X軸方向)に間隔をあけて少なくとも一対(本実施形態では計4台)で設けられている。
[0039]
 第1軌道レール61A及び第2軌道レール61Bは、X,Y軸の2軸直交方向に沿って交差して配置されている。ベース部材21に固定された複数の第1軌道レール61Aと、サドル部材22に固定された複数の第2軌道レール61Bは、全体で井桁状に配置されている。なお、同軸上に配置された軌道レール61同士は、接触していてもよいし、隙間をあけて配置されていてもよい。
[0040]
 図5は、本発明の実施形態に係る第1直動案内装置60Aが固定されたベース部材21を示す平面図である。
 図5に示すように、第1直動案内装置60Aの第1軌道レール61Aは、光軸直交方向(X軸方向)に沿ってベース部材21に固定されている。軌道レール61には、長手方向に間隔をあけて固定孔66が複数設けられている。本実施形態の固定孔66は、軌道レール61の長手方向の両端部と中央部に計3箇所形成されている。第1軌道レール61Aの固定孔66には、ボルト80が配置され、第1軌道レール61Aは3箇所でベース部材21(後述する図7の固定孔21b)に固定される。
[0041]
 スライダブロック62(第1スライダブロック62A)には、幅方向(Y軸方向)に間隔をあけて固定孔70が複数設けられている。本実施形態の固定孔70は、スライダブロック62の幅方向の両端部に、左右一対で計2箇所形成されている。これらの固定孔70は、スライダブロック62の長手方向(幅方向と直交する方向)の中央部に配置されている。第1スライダブロック62Aの固定孔70には、ボルト81(後述する図7参照)が螺合し、第1スライダブロック62Aは2箇所でサドル部材22に固定される。
[0042]
 第1スライダブロック62Aは、レンズ100がホームポジションに位置するとき、図5に示すように、第1軌道レール61Aの長手方向の中央部に位置している。ここでいう、レンズ100のホームポジションとは、レンズ移動機構1がレンズ100を定常状態で支持する位置(レンズ100の原点位置)のことを意味する。このとき、第1スライダブロック62Aに形成された固定孔70の位置と、第1軌道レール61Aの長手方向の中央部に形成された固定孔66の位置は、第1軌道レール61Aの長手方向において一致している。
[0043]
 第1スライダブロック62Aは、第1軌道レール61Aに沿って可動範囲R1で相対移動可能とされている。第1スライダブロック62Aの可動範囲R1は、サドル駆動部41(図2参照)の可動ストロークまたは図示しないストッパーにより設定されている。第1軌道レール61Aには、光軸直交方向(X軸方向)に沿って転動体転走溝63(図3参照)が形成されている。すなわち、第1直動案内装置60Aにおける無限循環路Lは、負荷転動体転走路L1が、光軸方向(Y軸方向)において間隔をあけ、光軸直交方向(X軸方向)に平行に延在するように、一対で設けられている。
[0044]
 図6は、本発明の実施形態に係る第2直動案内装置60Bが固定されたサドル部材22を示す平面図である。
 図6に示すように、第2直動案内装置60Bの第2軌道レール61Bは、光軸方向(Y軸方向)に沿ってサドル部材22に固定されている。第2軌道レール61Bの固定孔66には、ボルト80が配置され、第2軌道レール61Bは3箇所でサドル部材22に固定される。第2軌道レール61Bの長手方向の中央部の固定孔66は、第1軌道レール61Aの長手方向の中央部の固定孔66と、Z軸方向(1軸方向)において重なって配置されている。
[0045]
 第2スライダブロック62Bの固定孔70には、図示しないボルトが螺合し、第2スライダブロック62Bは2箇所でテーブル部材23に固定される。第2スライダブロック62Bは、レンズ100がホームポジションに位置するとき、図6に示すように、第2軌道レール61Bの長手方向の中央部に位置している。このとき、第2スライダブロック62Bに形成された固定孔70の位置と、第2軌道レール61Bの長手方向の中央部に形成された固定孔66の位置は、第2軌道レール61Bの長手方向において一致している。
[0046]
 レンズ100がホームポジションに位置するとき、第2スライダブロック62Bは、Z軸方向(1軸方向)において、第1スライダブロック62Aと略全体が重なって配置されている。図6に示すように、第1スライダブロック62Aの複数の固定孔70は、Z軸方向から視て、第2軌道レール61Bに沿って当該第2軌道レール61Bの複数の固定孔66と交互に配置されている。
[0047]
 図7は、図6に示すA-A断面図である。
 図7に示すように、サドル部材22には、第1スライダブロック62Aと取り合うための複数の第1固定孔22bと、第2軌道レール61Bと取り合うための複数の第2固定孔22cと、が形成されている。第1固定孔22bには、ボルト81が挿通される。一方、第2固定孔22cは、ネジ孔であり、ボルト80が螺合する。これら、第1固定孔22b及び第2固定孔22cは、Y軸方向において間隔をあけて交互に形成されている。換言すると、第2固定孔22cのピッチ間に、第1固定孔22bが配置されている。
[0048]
 取付手順としては、先ず、サドル部材22を、ボルト81を介して第1スライダブロック62Aに固定する。次に、第1スライダブロック62Aとボルト81を介して取り合う第1固定孔22bを閉塞するように、第2軌道レール61Bを、ボルト80を介してサドル部材22に固定する。すなわち、サドル部材22は、第2軌道レール61Bの直下において、第1スライダブロック62Aと固定されている。
[0049]
 図6に戻り、第2スライダブロック62Bは、第2軌道レール61Bに沿って可動範囲R2で相対移動可能である。第2スライダブロック62Bの可動範囲R2は、テーブル駆動部42(図1参照)の可動ストロークまたは図示しないストッパーにより設定されている。第1スライダブロック62Aの可動範囲R1及び第2スライダブロック62Bの可動範囲R2は、Z軸方向において第1スライダブロック62A及び第2スライダブロック62Bの少なくとも一部が重なる範囲内で設定されている。
[0050]
 図8は、本発明の実施形態に係る第1スライダブロック62Aの可動範囲R1と第2スライダブロック62Bの可動範囲R2との関係を示す平面図である。
 図8に示すように、第1スライダブロック62Aを可動範囲R1の端まで移動させ、第2スライダブロック62Bを可動範囲R2の端まで移動させたとき、第2スライダブロック62Bは、第1スライダブロック62Aに面積Sで重なっている。図8に示す面積Sは第1スライダブロック62Aと第2スライダブロック62Bとが重なる最小面積であって、本実施形態では、少なくとも第1軌道レール61Aと第2軌道レール61Bの交差部の一部を含んでいる。
[0051]
 図5に戻り、ベース部材21には、第1直動案内装置60Aに対応する位置に、取付対象物(図7に示すプロジェクタ本体102)に固定されるための固定孔21aを有する。ここでいう、第1直動案内装置60Aに対応する位置とは、第1直動案内装置60Aが固定される位置及びその周辺部を含む。第1直動案内装置60Aが固定される位置とは、第1軌道レール61Aの直下及び第1スライダブロック62Aの直下を含む領域である。第1直動案内装置60Aの周辺部とは、第1軌道レール61A及び第1スライダブロック62Aと重ならない領域であって、第1軌道レール61A及び第1スライダブロック62Aから所定距離の領域である。この周辺部の光軸直交方向の範囲は、第1スライダブロック62Aの可動範囲R1で規定することが好ましい。この周辺部の光軸方向の範囲は、第2スライダブロック62Bの可動範囲R2で規定することが好ましい。
[0052]
 本実施形態の固定孔21aは、図5に示すように、第1直動案内装置60Aの周辺部に配置されている。具体的には、固定孔21aは、第1スライダブロック62Aと重ならない、第1スライダブロック62Aの近傍(側方)であって、第1軌道レール61Aの長手方向の中央部に位置している。各第1直動案内装置60Aに対応する位置に形成されたそれぞれの固定孔21aは、光軸方向に間隔あけて配置された一対の第1直動案内装置60Aの外側に配置されている。この固定孔21aには、ボルト82が配置され、図7に示すように、ベース部材21はプロジェクタ本体102に固定される。プロジェクタ本体102には、ボルト82が螺合する固定孔102aが形成されている。
[0053]
 図9は、本発明の実施形態に係る直動案内装置60の第2レンズ案内部3Bにおける配置を示す正面図である。
 第2レンズ案内部3Bは、図9に示すように、複数の直動案内装置60を備える。第2レンズ案内部3Bは、鉛直方向(Z軸方向)に沿って配置された第3直動案内装置60Cを複数備える。
[0054]
 第3直動案内装置60Cは、テーブル部材23に固定された第3軌道レール61Cと、レンズマウント2を支持すると共に、第3軌道レール61Cに沿って相対移動可能に取り付けられた第3スライダブロック62Cと、を備える。第3直動案内装置60Cは、鉛直方向(Z軸方向)において同軸上に複数設けられると共に、光軸直交方向(X軸方向)に間隔をあけて少なくとも一対(本実施形態では計4台)で設けられている。
[0055]
 第3軌道レール61Cは、テーブル部材23に、同軸上で間隔をあけて複数配置されている。同軸上で隣り合う第3軌道レール61Cの間には、補強部27が設けられている。補強部27は、同軸上で隣り合う第3軌道レール61Cの端面61cが突き当てられる突当面27aを有する。突当面27aは、XY平面と平行な平面状に形成されている。補強部27は、同軸上で隣り合う第3軌道レール61Cの端面61cと接触し、同軸上で隣り合う第3軌道レール61Cの間の剛性を確保している。
[0056]
 補強部27は、図2に示すように、テーブル部材23に一体で形成されている。すなわち、補強部27は、アルミ鋳造によってテーブル部材23と一体で製作された突部である。補強部27は、第1壁部25の正面25aから正面側に突出している。補強部27は、正面25aに対し高さH1で形成されている。高さH1は、正面25aから第3軌道レール61Cの上面61aまでの高さH2よりも小さい。高さH2は、正面25aから第3スライダブロック62Cの取付面67aまでの高さH3よりも小さい。
[0057]
 補強部27は、図9に示す正面視で、矩形のブロック状に形成されている。補強部27の幅W1は、第3軌道レール61Cの幅W2よりも大きく、第3スライダブロック62Cの幅W3よりも小さい。第3軌道レール61Cの外側面61bは、鉛直方向に延在する突当壁23cに接触している。突当壁23cは、第3スライダブロック62Cと干渉しない高さで形成されている。第3軌道レール61Cは、補強部27及び突当壁23cの2面で位置決めされて、テーブル部材23に固定されている。
[0058]
 続いて、上記構成のレンズ移動機構1の作用について説明する。
[0059]
 レンズ移動機構1は、図2に示すように、レンズマウント2でレンズ100を支持する。レンズシフトユニット3は、このレンズマウント2を片持ち支持しており、レンズマウント2を介してレンズ100の荷重を受ける。そうすると、レンズシフトユニット3の底部(ベース部材21)を支点としたモーメントが発生し、レンズシフトユニット3は、正面側に向かって回転し(倒れ)ようとする。すなわち、ベース部材21をプロジェクタ本体102に固定するボルト82(図7参照)を引き抜こうとする引き抜き荷重が作用する。
[0060]
 大型のプロジェクタ用のレンズ100は、重量が大きく、レンズシフトユニット3のフレーム部20は、撓み易い。軽量化のために、ベース部材21、サドル部材22、及びテーブル部材23を、本実施形態のようにアルミ鋳造のダイカスト部品とした場合には、この撓みが大きくなる。このため、本実施形態では、ベース部材21、サドル部材22、及びテーブル部材23よりもヤング率が大きいステンレス製の直動案内装置60(軌道レール61,ブロック本体67,ボール65)を採用し、レンズシフトユニット3の剛性を高めている。
[0061]
 しかしながら、レンズ移動機構1において、レンズ100の荷重の殆どは、直動案内装置60が受ける。直動案内装置60が高剛性であっても、仮に、ベース部材21に取り付けられる第1直動案内装置60Aを光軸方向(Y軸方向)に配置した場合には、第1直動案内装置60Aは、ピッチング方向(Ma方向:第1軌道レール61Aの長手方向と直交する水平軸回り)でレンズシフトユニット3の倒れ荷重を受ける。このため、そのような構成は、当該倒れ、衝撃に対して不利な構成となる。すなわち、そのような構成では、負荷転動体転走路L1の長手方向の両端部に配置されるボール65に、局所的に引き抜き若しくは押し付けの大きな荷重がかかるため、第1軌道レール61Aに圧痕等が形成される可能性がある。
[0062]
 そこで、本実施形態では、ベース部材21に固定される第1直動案内装置60Aを、光軸直交方向(X軸方向)に配置している。すなわち、第1直動案内装置60Aは、光軸直交方向に沿って転動体転走溝63が設けられた第1軌道レール61Aと、転動体転走溝63に対向する転動体負荷転走溝64が設けられた第1スライダブロック62Aと、転動体転走溝63と転動体負荷転走溝64との間に配置された複数のボール65と、を備える。
 この構成によれば、レンズシフトユニット3の倒れ荷重を、第1直動案内装置60Aのローリング方向(Mc方向:第1軌道レール61Aの長手方向に延びる軸回り)で受けることができる。
[0063]
 第1直動案内装置60Aのローリング方向には、図3に示すように、ボール65が一列に並んでおり、レンズシフトユニット3の倒れ荷重のモーメント支点に対する各ボール65の距離がそれぞれ等しくなる。そうすると、各ボール65に略均一に荷重が加わり、レンズシフトユニット3の倒れ荷重が各ボール65に分散され、第1軌道レール61Aに圧痕が形成されることがなくなる。このように、本実施形態によれば、第1直動案内装置60Aを光軸直交方向に配置することによって、高剛性を実現でき、ベース部材21の撓みを防ぎ、倒れや衝撃に耐えることが可能となる。
[0064]
 本実施形態では、図3及び図5に示すように、第1直動案内装置60Aは、転動体転走溝63と転動体負荷転走溝64とが対向する負荷転動体転走路L1を含むボール65の無限循環路Lを備える。無限循環路Lは、負荷転動体転走路L1が、光軸方向において間隔をあけ、光軸直交方向に沿って平行に延在するように、少なくとも一対で設けられている。この構成によれば、光軸方向の一方側(例えば、図3において紙面左側)に配置された負荷転動体転走路L1に配置されたボール65で引き抜き荷重を受けることができ、光軸方向の他方側(例えば、図3において紙面右側)に配置されたボール65で押し付け(圧縮)荷重を受けることができる。
 図5に示すように、上記構成の第1直動案内装置60Aを、光軸方向に間隔をあけて少なくとも一対で設けることによって、レンズシフトユニット3の支持安定性及び剛性がより高まり、レンズシフトユニット3の倒れがより小さくなる。
[0065]
 本実施形態では、図5に示すように、ベース部材21は、第1直動案内装置60Aに対応する位置に、プロジェクタ本体102に固定されるための固定孔21aを有する。この構成によれば、レンズ100の荷重を受ける第1直動案内装置60Aの近傍で、ベース部材21がプロジェクタ本体102に固定されるため、ベース部材21の撓みが抑制される。本実施形態のように、固定孔21aを、荷重を受ける第1スライダブロック62Aの近傍に配置することで、ベース部材21の撓みをより小さくすることができる。
[0066]
 このように、上述した本実施形態のレンズ移動機構1は、光を投射するレンズ100が取り付けられるレンズマウント2と、レンズマウント2を支持すると共に、レンズマウント2を、光の光軸方向を含む3軸直交方向に案内する案内部30と、案内部30のサドル案内部31を支持し、プロジェクタ本体102に固定されるベース部材21と、を備える。サドル案内部31は、ベース部材21に固定され、レンズマウント2を、光の光軸方向と直交する光軸直交方向に案内する第1直動案内装置60Aを備える。このような構成を採用することによって、撓みの発生を抑制でき、軽量かつ高剛性のレンズ移動機構1が得られる。
[0067]
 以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
[0068]
 例えば、本発明の実施形態は、以下の図10~図12に示す変形例を採用し得る。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
[0069]
 図10は、本発明の実施形態の一変形例に係る第1スライダブロック62Aの可動範囲R1と第2スライダブロック62Bの可動範囲R2との関係を示す平面図である。
 図10に示す第1スライダブロック62Aは、第1軌道レール61Aの長手方向に長い長方形状を有する。第2スライダブロック62Bは、第2軌道レール61Bの長手方向に長い長方形状を有する。そして、第1スライダブロック62A及び第2スライダブロック62Bは、Z軸方向(1軸方向)において重なる面積Sが変わらない範囲内で相対移動可能とされている。この構成によれば、第1レンズ案内部3Aを構成する直動案内装置60をZ軸方向から視たときに、可動範囲R1及び可動範囲R2のどの位置でも必ず第1スライダブロック62A及び第2スライダブロック62B同士が同じ面積Sで重なって配置される。このため、第1スライダブロック62A及び第2スライダブロック62Bの間のフレーム部20の撓みの変動が無く、直動案内装置60の撓みの変動も抑えることができる。
[0070]
 図11は、本発明の実施形態の一変形例に係る直動案内装置60の第1レンズ案内部3Aにおける配置を示す斜視図である。
 図11に示す直動案内装置60Dは、第1軌道レール61A及び第2軌道レール61Bの両方に相対移動可能に取り付けられたスライダブロック62Dを備える。スライダブロック62Dは、上述した第1スライダブロック62A及び第2スライダブロック62Bを組み合わせた構成となっており、上下にレール収容溝69を備える。この構成によれば、スライダブロック62Dは、Z軸方向において、第1軌道レール61A及び第2軌道レール61Bの交差部に常に配置される。また、サドル部材22が不要になるという利点がある。
[0071]
 一方、上述した実施形態の第1レンズ案内部3Aは、図4に示すように、レンズマウント2を支持するテーブル部材23と、第2軌道レール61Bが固定され、第2スライダブロック62Bを介してテーブル部材23を支持するサドル部材22と、第1軌道レール61Aが固定され、第1スライダブロック62Aを介してサドル部材22を支持すると共に、プロジェクタ本体102に固定されるベース部材21と、を備える。この構成によれば、図11に示す複雑な構成の直動案内装置60Dを使用せずとも、レンズマウント2を2軸直交方向に案内することができる。なお、この構成では、直動案内装置60の設置数が増えるが、構成は簡単なもので済むため、コスト的には有利になる。
[0072]
 図12は、本発明の実施形態の一変形例に係るベース部材21を示す平面図である。
 図12に示すベース部材21の固定孔21aは、光軸方向に間隔あけて配置された一対の第1直動案内装置60Aの内側に配置されている。この構成によれば、固定孔21aの間隔が、図5に示す固定孔21aの間隔よりも小さく(近く)なるため、ベース部材21の撓みが小さくなる。例えば、レンズ移動機構1を天井吊にした場合、固定孔21aの距離を近くした方が、固定孔21a間のベース部材21の撓みが少なくなる。
[0073]
 上記実施形態では、ベース部材21の固定孔21aは、第1スライダブロック62Aの近傍に配置したが、例えば、第1軌道レール61Aや第1スライダブロック62Aの直下に配置して、ベース部材21の裏側からボルト止めする構成であってもよい。固定孔21aを第1軌道レール61Aの固定孔66の直下に配置して、ボルト80によって、第1軌道レール61A及びベース部材21を共にプロジェクタ本体102に固定する構成であってもよい。
[0074]
 上記実施形態では、転動体としてボールを使用したが、例えば、ローラー等の他の転動体を使用してもよい。

産業上の利用可能性

[0075]
 撓みの発生を抑制でき、軽量かつ高剛性のレンズ移動機構が得られる。

符号の説明

[0076]
 1  レンズ移動機構
 2  レンズマウント(レンズ取付部)
 21  ベース部材(固定部材)
 30  案内部(レンズ案内部)
 31  サドル案内部
 60A  第1直動案内装置(直動案内装置)
 61A  第1軌道レール(軌道体)
 62A  第1スライダブロック(移動体)
 63  転動体転走溝
 64  転動体負荷転走溝
 65  ボール
 100  レンズ
 101  光軸
 102  プロジェクタ本体(取付対象物)
 L  無限循環路
 L1  負荷転動体転走路
 L2  無負荷転動体転走路
 L3  転動体方向転換路

請求の範囲

[請求項1]
 光を投射するレンズが取り付けられるレンズ取付部と、
 前記レンズ取付部を支持すると共に、前記レンズ取付部を、前記光の光軸方向を含む3軸直交方向に案内するレンズ案内部と、
 前記レンズ案内部を支持し、取付対象物に固定される固定部材と、を備え、
 前記レンズ案内部は、前記固定部材に固定され、前記レンズ取付部を、前記光軸方向と直交する光軸直交方向に案内する直動案内装置を備える、レンズ移動機構。
[請求項2]
 前記直動案内装置は、
 前記光軸直交方向に沿って転動体転走溝が設けられた軌道体と、
 前記転動体転走溝に対向する転動体負荷転走溝が設けられた移動体と、
 前記転動体転走溝と前記転動体負荷転走溝との間に配置された複数の転動体と、
 前記転動体転走溝と前記転動体負荷転走溝とが対向する負荷転動体転走路を含む前記転動体の無限循環路と、を備え、
 前記無限循環路は、前記負荷転動体転走路が、前記光軸方向において間隔をあけ、前記光軸直交方向に沿って平行に延在するように、少なくとも一対で設けられている、請求項1に記載のレンズ移動機構。
[請求項3]
 前記直動案内装置は、前記光軸方向に間隔をあけて少なくとも一対で設けられている、請求項1または2に記載のレンズ移動機構。
[請求項4]
 前記直動案内装置は、前記固定部材よりもヤング率が大きい、請求項1~3のいずれか一項に記載のレンズ移動機構。
[請求項5]
 前記固定部材は、前記直動案内装置に対応する位置に、前記取付対象物に固定されるための固定孔を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載のレンズ移動機構。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]