JP2003202482A - 投射レンズ鏡筒および投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投射レンズ鏡筒において開口絞りを設ける
と、鏡筒の大型化、光学性能の悪化につながる。 【解決手段】 固定筒３と、それぞれレンズを保持する
複数のレンズ保持筒６，８，９，１０と、固定筒に対し
て回転し、上記複数のレンズ保持筒を光軸方向にカム駆
動するカム筒４と、投射光束径を制限する開口絞り部材
７とを有する投射レンズ鏡筒において、開口絞り部材を
レンズ保持筒間に配置するとともに、レンズ保持筒と開
口絞り部材とを互いにカム係合させ、カム筒の回転に連
動して開口絞り部材をレンズ保持筒に対して光軸方向に
移動させるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
等の投射型画像表示装置に用いられる投射レンズ鏡筒に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の撮影レンズ鏡筒において採用され
ている開口絞りは、電磁絞りが一般的である。

【０００３】また、特公平１−１５４１１０号公報に
は、固定絞りの副絞りとして開口絞りを設けたレンズ鏡
筒が開示されている。

【０００４】さらに特公平６−４６２５５号公報には、
カムリフトを持つ回動部材に絞り用のカムを設けた構成
が開示されている。具体的には、固定部材とズーミング
によって光軸方向に移動する移動部材との間に絞り部を
設けるとともに、その絞り部の外周と内周にカムリフト
を設け、カムリフトと係合するカムフォロアーを固定部
材と移動部材とに設けて、移動部材が光軸方向に移動す
ることにより絞り部を回転させて光軸方向へ移動させて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記特公平１−１５４１１０号公報および特公平６−４６
２５５号公報にて開示の固定絞りは、固定部材と移動部
材との間に配置されているために、固定絞りを配置する
スペースがない光学系やレンズ移動群間に絞りを有する
光学系においては、開口絞りを有したレンズ鏡筒構成を
と採り得ない状況が発生する。

【０００６】また、カムリフトを持つ回動部材に絞り用
のカムを設けた構成では、回動部材の全長が絞り用カム
を設けた分だけ長く必要となる。さらに、多群のズーム
レンズにおいては、カム溝が多数となり、カム溝の精
度、つまりはレンズ鏡筒の光学性能が低下する可能性が
高くなる。

【０００７】そこで、本発明は、開口絞りを持つ小型で
光学性能が高い投射レンズ鏡筒を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、固定筒と、それぞれレンズを保持する
複数のレンズ保持筒と、固定筒に対して回転し、上記複
数のレンズ保持筒を光軸方向にカム駆動するカム筒と、
投射光束径を制限する開口絞り部材とを有する投射レン
ズ鏡筒において、開口絞り部材をレンズ保持筒間に配置
するとともに、レンズ保持筒と開口絞り部材とを互いに
カム係合させ、カム筒の回転に連動して開口絞り部材を
レンズ保持筒に対して光軸方向に移動させるように構成
している。

【０００９】これにより、移動可能なレンズ保持筒間に
スペース効率良く開口絞りを配置することが可能である
とともに、レンズ保持筒と開口絞り部材との間のカムの
作用によって開口絞り部材を移動させることができるた
め、カム筒に必要な光軸方向長さを短くすることが可能
である。さらに、カム筒におけるカムの本数が少なくな
るため、カムの精度が低下することも防止できる。これ
により、開口絞りを有しながらも小型で光学性能の高い
投射レンズ鏡筒を提供することが可能である。

【００１０】具体的には、例えば、カム筒と開口絞り部
材とを一体回転可能に連結し、開口絞り部材をレンズ保
持筒に対して移動させるカムを、カム筒に設けられたカ
ムに対する差分カムとして形成する。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図２には、本発
明の第１実施形態である投射レンズ鏡筒の断面図を示し
ている。また、図１には、図２におけるＡ部の拡大図を
示している。また、図３には、上記投射レンズ鏡筒の分
解斜視図を、図４には上記投射レンズ鏡筒を構成するカ
ム筒の展開図を示している。

【００１２】これらの図において、１はフォーカスリン
グであり、ピント調整をする際に操作される。このフォ
ーカスリング１は、フォーカス群である１群鏡筒５にビ
スにより固定されている。２はズームリングであり、変
倍をする際に操作される。このズームリング２は固定筒
３の外周に回転可能に径嵌合しており、カム環４にビス
により連結固定されている。

【００１３】１群鏡筒５の外周部には、３つの凸リード
５ａからなる雄ヘリコイド部が形成されており、固定筒
３の内周側に形成された凹リード３ａからなる雌ヘリコ
イド部と係合している。

【００１４】６は２群鏡筒であり、固定筒３の内周に径
嵌合している。この２群鏡筒６に設けられたコロ１３ａ
は、固定筒３に光軸方向に延びるように形成された直進
溝部３ａを貫通してカム環４に形成された２群カム溝部
４ａに係合している。

【００１５】２群鏡筒６の後方外周部には、複数対のカ
ムフォロア６Ａが周方向複数箇所に、２群鏡筒６に一体
形成されている。

【００１６】各対のカムフォロア６Ａには、開口絞り筒
７の内周に一体形成されたリードカム７Ａにカム係合し
ている。なお、カムフォロア６Ａおよびリードカム７Ａ
はそれぞれ、樹脂製の２群鏡筒６および開口絞り筒７に
一体形成されている。

【００１７】開口絞り筒７の外周部には、カム環４から
の回動力伝達を受ける複数の直進溝部７ａが形成されて
いる。なお、これら直進溝部７ａは、作動負荷によって
は複数設けなくてもよい。

【００１８】なお、本実施形態では、２群鏡筒６にカム
フォロア６Ａを設け、開口絞り筒７にリードカム７Ａを
形成した場合について説明しているが、２群鏡筒にリー
ドカムを、開口絞り筒にカムフォロアーを設けてもよ
い。

【００１９】１２は軸ピンであり、カム環４に固定さ
れ、その先端部は固定筒３に周方向に延びるように形成
された貫通溝部３ｃを貫通して、開口絞り筒７ａの直進
溝部７ａに係合している。このため、カム環４が回転す
ると、開口絞り筒７ａはカム環４と一体的に回転する。

【００２０】８は３群鏡筒であり、固定筒３の内周に径
嵌合している。３群鏡筒８に設けられたコロ１３ｂは、
固定筒３に形成された直進溝部３ｂを貫通して、カム環
４に形成された３群カム溝部４ｂに係合している。

【００２１】９は４群鏡筒であり、固定筒３の内周に径
嵌合している。この４群鏡筒９に設けられた偏芯コロ１
４は、固定筒３に形成された直進溝部３ｂを貫通してカ
ム環４に設けられた４群カム溝部４ｄと係合している。

【００２２】１０は５群鏡筒であり、固定筒３の内周に
径嵌合している。５群鏡筒１０に設けられたコロ１３ｄ
は、固定筒３に形成された直進溝部３ｂを貫通してカム
環４に設けられた５群カム溝部４ｄに係合している。

【００２３】１１は６群鏡筒であり、固定筒３の後方内
周にて径嵌合している。６群鏡筒１１のスラスト方向
（光軸方向）の突き当て面は、この投射レンズ鏡筒が液
晶プロジェクタにおける光学エンジン（例えば、赤、
緑、青色光をそれぞれ液晶表示素子により変調した後、
合成して射出する光学系）に装着されたときにフランジ
バック調整が可能なように、ある勾配を持った形状を有
し、６群鏡筒１１を回転させると６群鏡筒１１が光軸方
向に位置調節される構成となっている。

【００２４】１５はストッパーピンであり、固定筒３の
後部外周に形成された周方向に延びる溝部に係合して、
カム環４の固定筒３に対する回転範囲を制限している。

【００２５】次に、上記のように構成される投射レンズ
鏡筒の組立手順について説明する。はじめに、１群鏡筒
５、２群鏡筒６、３群鏡筒８、４群鏡筒９、５群鏡筒１
０、６群鏡筒１１の各群のレンズを組み込み、各群のユ
ニットを完成させる。

【００２６】次に、２群鏡筒６のカムフォロア６Ａに開
口絞り筒７のリードカム７Ａを組込み、ユニット状態に
しておく。

【００２７】次に、固定筒３の外周に、カム環４を位相
を合せて組込んだ後、ストッパーピン１５を取り付け
る。

【００２８】次に、固定筒３の内周に、２群鏡筒ユニッ
トを組込み、コロ１３ａを２群カム溝部４ａに係合させ
てビスにより２群鏡筒６に固定する。同様に、コロ１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄをそれぞれ３群カム溝部４ｂ，４群
カム溝部４ｃ，５群カム溝部４ｄに係合させて３群鏡筒
８、４群鏡筒９および５群鏡筒１０にビスにより固定す
る。

【００２９】続いて、６群鏡筒１１を固定筒３の勾配を
持った後端の突き当て面に突き当てて、光軸方向からビ
スにより結合する。さらに１群鏡筒５の外周部にある雄
ヘリコイド部を固定筒３の内周部にある雌ヘリコイド部
と係合させ、回転位相を合せ、ストッパービス１６を固
定筒３の外周から止める。

【００３０】次に、ズームリング２をカム環４の外周に
ビスにより固定し、さらにフォーカスリング１を１群鏡
筒５に組込んでビスにより固定する。

【００３１】最後に、ＴＥＬＥ・ＷＩＤＥのバランス出
しをフォーカス群（１群鏡筒５）と６群鏡筒１１のフラ
ンジバック調整により行い、所定のフランジバック寸法
に調整する。その後、光学性能を満足するように４群鏡
筒９の偏芯コロ１３ｂを回転させて光学調整を行う。以
上で投写レンズ鏡筒が完成する。

【００３２】こうして完成した投射レンズ鏡筒におい
て、ズームリング２を回転させると、これに一体的に連
結されたカム環４も回転し、２群〜５群鏡筒６，８，
９，１０は各コロ１３ａ〜１３ｄと２群〜５群カム溝部
４ａ〜４ｄとのカム作用によって光軸方向に進退する。
これにより、変倍が行われる。

【００３３】また、カム環４が回転すると、カム環４と
軸ピン１２を介して一体回転可能となっている開口絞り
筒７も回転する。開口絞り筒７が回転すると、リードカ
ム７Ａとカムフォロア６Ａとのカム作用によって開口絞
り筒７は２群鏡筒６に対して回転しながら光軸方向に進
退する。

【００３４】このため、開口絞り筒７の固定筒３に対す
る光軸方向移動量は、２群カム溝部４ａによる固定筒３
に対する２群鏡筒６の移動量と、開口絞り筒７のリード
カム７Ａによる２群鏡筒６に対する移動量との和にな
る。このことから、リードカム７Ａは、各ズーム位置で
開口絞り筒７の位置が予め決められた位置となるよう、
２群鏡筒６の移動量との差分を駆動するようリフト量が
設定された差動カムである。

【００３５】（第２実施形態）上記第１実施形態では、
開口絞りが２〜５群鏡筒とは別に設けられた場合につい
て説明したが、本実施形態では、３群および４群鏡筒自
体が開口絞りとして用いられる場合について説明する。

【００３６】図５に示す本発明の第２実施形態である投
射レンズ鏡筒の基本構成は、上記第１実施形態と同じで
ある。但し、本実施形態では、開口絞りが３群および４
群鏡筒にそれぞれ一体的に設けられている。

【００３７】２３は２群鏡筒であり、固定筒２１の内周
に径嵌合している。２群鏡筒２３に設けられたコロ２８
ａは、固定筒２１に形成された直進溝部２１ａを貫通し
てカム環２２に形成された２群カム溝部２２ｂに係合し
ている。

【００３８】２群鏡筒２２の後方外周部には、カムフォ
ロア２３Ａが周方向における複数箇所に、２群鏡筒２２
に一体形成されている。これらカムフォロア２３Ａは、
３群鏡筒２４の内周に３群鏡筒２４に一体形成された複
数のリードカム２４Ａに係合している。

【００３９】３群鏡筒２４の外周部には、カム環２２か
らの回動伝達を受ける複数の直進溝部２４ａ（但し、作
動負荷により直進溝部２４ａを削減可能）が形成されて
いる。

【００４０】２５は４群鏡筒であり、外周部の複数箇所
にはカムフォロア２５Ａが４群鏡筒２５に一体形成され
ている。また、４群鏡筒２５には、前方に延びる直進ガ
イド２５ａが設けられており、この直進ガイド２５ａは
３群鏡筒２４に形成されたガイド溝部２４ｂに光軸方向
に進退可能に係合する。

【００４１】カムフォロア２５Ａは、５群鏡筒２６に一
体形成されたリードカム２６Ａにカム結合している。

【００４２】３群鏡筒２４および４群鏡筒２５において
レンズを直接保持する保持枠部分は、開口絞り２４ｓ，
２５ｓとして機能する。

【００４３】このように構成された投射レンズ鏡筒で
は、ズームリング２２を回転させると、これに一体的に
連結されたカム環２２も回転し、２群〜５群鏡筒２３〜
２６はコロ２８ａ，２８ｂと２群および５群カム溝部２
２ａ，２２ｂとのカム作用によって光軸方向に進退す
る。これにより、変倍が行われる。

【００４４】また、カム環２２が回転すると、カム環２
２と軸ピン２７を介して一体回転可能となっている３群
鏡筒２４も回転する。３群鏡筒２４が回転すると、リー
ドカム２４Ａとカムフォロア２３Ａとのカム作用によっ
て３群鏡筒２４（つまりは開口絞り２４ｓ）は２群鏡筒
２３に対して回転しながら光軸方向に進退する。

【００４５】また、３群鏡筒２４の回転力は、直進ガイ
ド２５ａを介して４群鏡筒２５に伝達され、これら３群
鏡筒２４および４群鏡筒２５は一体的に回転する。４群
鏡筒２５が回転すると、リードカム２６Ａとカムフォロ
ア２５Ａとのカム作用によって４群鏡筒２５（つまりは
開口絞り２５ｓ）は５群鏡筒２６に対して回転しながら
光軸方向に進退する。

【００４６】３群鏡筒２４および４群鏡筒２５の固定筒
２１に対する光軸方向移動量は、２群カム溝部２２ａお
よび５群カム溝部２２ｂによる固定筒２１に対する２群
鏡筒２３および５群鏡筒２６の移動量と、３群鏡筒２４
および４群鏡筒２５のリードカム２４Ａ，２６Ａによる
２群鏡筒２３および５群鏡筒２６に対する移動量との和
になる。このことから、リードカム２４Ａ，２６Ａは、
各ズーム位置での開口絞りとしての３群鏡筒２４および
４群鏡筒２５の位置が予め決められた位置となるよう、
２群鏡筒２３および５群鏡筒２６の移動量との差分を駆
動するようリフト量が設定された差動カムである。

【００４７】以上説明したように、上記第１および第２
実施形態によれば、開口絞りを一対の可動レンズ群間に
配置することができる。また、開口絞りを、一対の可動
レンズ群間に配置された複数の可動レンズ群に設けるこ
とも可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動可能なレンズ保持筒間にスペース効率良く開口絞り
を配置することができる。また、レンズ保持筒と開口絞
り部材との間のカムの作用によって開口絞り部材を移動
させることができるため、カム筒に必要な光軸方向長さ
を短くすることができるとともに、カムの精度の低下を
防止することもできる。したがって、開口絞りを有しな
がらも小型で光学性能の高い投射レンズ鏡筒を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である投射レンズ鏡筒の
部分断面図。

【図２】上記投射レンズ鏡筒の全体断面図。

【図３】上記投射レンズ鏡筒の斜視図。

【図４】上記投射レンズ鏡筒に用いられるカム環の展開
図。

【図５】本発明の第２実施形態である投射レンズ鏡筒の
部分断面図。

【符号の説明】

１ フォーカスリング ２ ズームリング ３ 固定筒 ４ カム環 ５ １群鏡筒 ６ ２群鏡筒 ７ 開口絞り筒 ８ ３群鏡筒 ９ ４群鏡筒 １０ ５群鏡筒 １１ ６群鏡筒 １３ａ〜１３ｄ コロ １２ 軸ピン ２１ 固定筒 ２２ カム環 ２３ ２群鏡筒 ２４ ３群鏡筒 ２５ ４群鏡筒 ２４ｓ，２５ｓ 開口絞り ２６ ５群鏡筒 ２７ 軸ピン ２８ａ，２８ｂ コロ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定筒と、それぞれレンズを保持する複
   数のレンズ保持筒と、前記固定筒に対して回転し、前記
   複数のレンズ保持筒を光軸方向にカム駆動するカム筒
   と、投射光束径を制限する開口絞り部材とを有する投射
   レンズ鏡筒であって、 前記開口絞り部材が前記レンズ保持筒間に配置されてい
   るとともに、 前記レンズ保持筒と前記開口絞り部材とが互いにカム係
   合し、前記カム筒の回転に連動して前記開口絞り部材が
   前記レンズ保持筒に対して光軸方向に移動することを特
   徴とする投射レンズ鏡筒。
2. 【請求項２】 前記カム筒と前記開口絞り部材とが一体
   回転可能に連結されていることを特徴とする請求項１に
   記載の投射レンズ鏡筒。
3. 【請求項３】 前記開口絞り部材を前記レンズ保持筒に
   対して移動させるカムは、前記カム筒に設けられたカム
   に対する差分カムであることを特徴とする請求項１に記
   載の投射レンズ鏡筒。
4. 【請求項４】 前記レンズ保持筒と前記開口絞り部材の
   うち一方に、他方に設けられたカムに係合するカムフォ
   ロアが一体成形されていることを特徴とする請求項１に
   記載の投射レンズ鏡筒。
5. 【請求項５】 前記レンズ保持筒が前記固定筒内に収容
   され、前記カム筒が前記固定筒の外周回りにて回転可能
   に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の投
   射レンズ鏡筒。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の投射
   レンズ鏡筒を通して画像を被投射面に投射することを特
   徴とする投射型画像表示装置。