JP2008250179A - 光学機器の防塵構造 - Google Patents

Abstract

【課題】機器内部への塵埃の侵入を防止した光学機器の防塵構造を提供する。
【解決手段】レンズ１１はレンズ部１２とフランジ部１３とから構成される。フランジ部１３の外周面１３ａには、光軸３１の位置を調節するための凸部１４が形成されている。フランジ部１３の裏側の面１３ｂには、外周に沿って凸となる環状凸部１６が形成されている。レンズ保持枠２１は、円筒形状の保持部２２と中央に円形状の開口部２４が形成された中空円板形状の底部２３とから構成される。底部２３には、開口部２４の周縁沿いにレンズ１１の光軸３１方向の位置を調節するための凸部２８が形成され、外周に沿って凹となる環状凹部２６が形成されている。環状凹部２６には、環状凸部１６が接触することなく挿入される。これらが係合することで、開口部２４へ繋がるレンズ１１とレンズ保持枠２１との隙間が閉鎖される。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズが組み込まれた光学機器の防塵構造に関する。

近年、各種光学機器には、高い光学性能を持ちながら低コストに光学系を構成することができるプラスチック製レンズが用いられることが多くなっている。このレンズは、金型内に樹脂を射出することで成形される射出成形法などによって製造される。このため、金型の形状精度や成形条件により設計値に対する誤差が生じることもある。レンズ外径に誤差が生じると、レンズを組み込む際にも光軸がずれたりすることがあり、光学性能に悪影響を与えてしまう場合がある。

この問題を解決するために、レンズの外周面の数箇所に凸となる凸部を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。これらの凸部を設けることで軸ズレ補正を低コストにすることができる。
特開２００６−２５９５６１号公報

しかしながら、特許文献１記載のレンズには外周面に凸となる凸部が形成されているので、レンズとその保持枠との間に隙間が生じ、この隙間から機器内部へ塵埃が入り込み、レンズに付着して光学性能を劣化させたり、機器の故障の原因になったりする。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、機器内部への塵埃の侵入を防止した光学機器の防塵構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光学機器の防塵構造は、外周面に所定間隔をおいて凸となるレンズ側凸部が少なくとも３つ形成されたレンズと、レンズが挿入される円筒形状の保持部、及び保持部の一端側から挿入されたレンズを他端側に露呈する貫通孔が形成されるとともに、貫通孔の周縁沿いに所定間隔をおいて凸となる保持枠側凸部が少なくとも３つ形成された、レンズが当接する中空円板形状の底部からなるレンズ保持枠とを備え、レンズ側及び保持枠側凸部によりレンズのレンズ保持枠への取付け位置が調節された光学機器の防塵構造であって、レンズの底面には、外周に沿って凸となる環状凸部、又は外周に沿って凹となる環状凹部が形成され、レンズ保持枠の底部には、貫通孔の周縁に沿って凹となる環状凹部、又は貫通孔の周縁に沿って凸となる環状凸部が形成され、レンズの環状凸部又は環状凹部と、レンズ保持枠の環状凹部又は環状凸部との係合により、レンズとレンズ保持枠との隙間が閉鎖されることを特徴とする。

なお、レンズ保持枠には通気孔が形成され、レンズ保持枠内に塵埃が溜まることを防止したことが好ましい。

また、別の実施形態の光学機器の防塵構造は、レンズと、一方の面側に当接したレンズを他方の面側に露呈する貫通孔が形成された中空円板形状のレンズ保持枠とを備えた光学機器の防塵構造であって、レンズの底面には、外周に沿って凸となる環状凸部が形成され、環状凸部の周面には所定間隔をおいて凸となるレンズ側凸部が少なくとも３つ形成され、レンズ保持枠には、貫通孔の周縁沿いに所定間隔をおいて凸となる保持枠側凸部が少なくとも３つ形成されるとともに、貫通孔の周縁に沿って凹となる環状凹部が形成され、レンズ側及び保持枠側凸部によりレンズのレンズ保持枠への取付け位置が調節され、レンズの環状凸部と、レンズ保持枠の環状凹部との係合により、レンズとレンズ保持枠との隙間が閉鎖されることを特徴とする。

本発明の光学機器の防塵構造によれば、レンズの外周面に形成されたレンズ側凸部、及びレンズ保持枠に形成された保持枠側凸部によりレンズの軸ズレ補正を低コストにすることができ、且つ、レンズに形成された環状凸部又は環状凹部と、レンズ保持枠に形成された環状凹部又は環状凸部との係合により、レンズとレンズ保持枠との隙間が閉鎖されるので、機器内部への塵埃の侵入を防止することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態の光学機器の防塵構造を実現する、レンズ１１及びレンズ保持枠２１について図面を参照しながら説明する。図１及び図２に示すように、レンズ１１は、略円板形状のプラスチック製であり、光を透過させるレンズ部１２と、レンズ部１２の外周に形成されたフランジ部１３とから構成される。

レンズ部１２は、表側の面１２ａが凸となる曲面形状で、裏側の面１２ｂが凹となる曲面形状に形成されている。フランジ部１３の外周面１３ａには、周方向に略等間隔となる位置に凸となる凸部（レンズ側凸部）１４が３つ形成されている。

フランジ部１３の裏側の面１３ｂには、フランジ部１３の外周に沿って凸となる環状凸部１６が形成されている。なお、環状凸部１６について詳しくは、レンズ保持枠２１に形成された環状凹部２６と併せて後述する。

レンズ保持枠２１は、レンズ１１外径より一回り大きい内径を有し、レンズ１１が挿入される円筒形状の保持部２２と、保持部２２に挿入されたレンズ１１が当接する底部２３とから構成される。保持部２２の内周面には、挿入されたレンズ１１の凸部１４が接触し、レンズ１１の光軸３１の位置が決められる。

底部２３は、中央に円形状の開口部（貫通孔）２４が形成された中空円板形状である。開口部２４は、保持部２２の一端側から挿入されたレンズ１１のレンズ部１２を、保持部２２の他端側に露呈させる。この開口部２４の周縁には、レンズ保持枠２１をプロジェクタなどの光学機器（図示せず）に取り付けるための円筒形状の取付け部２５が形成されている。

底部２３には、レンズ１１が当接する面に、開口部２４の周縁に沿って略等間隔となる位置に凸となる凸部（保持枠側凸部）２８が３つ形成されている。レンズ１１は、凸部２８に当接することで光軸３１方向の位置が決められる。

また、底部２３には、レンズ１１が当接する面に、外周に沿って凹となる環状凹部２６が形成されている。環状凹部２６には、レンズ１１の環状凸部１６が接触することなく挿入される。レンズ１１の環状凸部１６とレンズ保持枠２１の環状凹部２６とが係合することで、開口部２４へ繋がるレンズ１１とレンズ保持枠２１との隙間が閉鎖される。この閉鎖により、レンズ保持枠２１の取り付けられた光学機器の内部に塵埃が侵入することが防止される。なお、レンズ１１の環状凸部１６とレンズ保持枠２１の環状凹部２６とは非接触状態であるので、レンズ１１のレンズ保持枠２１への位置決めは、凸部１４，２８の接触及び当接により行われる。

また、底部２３には、その外周に沿って内外を貫通する通気孔２７が複数形成されている。これらの通気孔２７は、レンズ１１とレンズ保持枠２１との隙間に吹き付けられるエアーの逃げ道になる。通気孔２７は、レンズ１１とレンズ保持枠２１との隙間にエアーが吹き付けられることで、隙間に入り込んだ塵埃を排出させ、塵埃が溜まることを防止している。なお、通気孔２７は、円形状である場合に限定されず、例えば、底部２３の外周に沿った円弧形状であっても良い。

なお、上記第１実施形態の光学機器の防塵構造を実現する、レンズ１１及びレンズ保持枠２１において、光軸３１の位置を調節するための凸部１４がフランジ部１３の外周面１３ａに形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるのではない。次に説明する第２実施形態においては、フランジ部４３の裏側の面４３ｂに形成された環状凸部４６の外周面４６ａに形成されている（図３及び図４参照）。

［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態の光学機器の防塵構造を実現する、レンズ４１及びレンズ保持枠５１について図面を参照しながら説明する。図３及び図４に示すように、レンズ４１は、略円板形状のプラスチック製であり、光を透過させるレンズ部４２と、レンズ部４２の外周に形成されたフランジ部４３とから構成される。

レンズ部４２は、表側の面４２ａが凸となる曲面形状で、裏側の面４２ｂが凹となる曲面形状に形成されている。フランジ部４３の裏側の面４３ｂには、フランジ部４３の外周に沿って凸となる環状凸部４６が形成されている。環状凸部４６の外周面４６ａには、周方向に略等間隔となる位置に凸となる凸部（レンズ側凸部）４４が３つ形成されている。なお、環状凸部４６について詳しくは、レンズ保持枠５１に形成された環状凹部５６と併せて後述する。

レンズ保持枠５１は、レンズ４１外径と略同一径を有した円板形状であり、中央に円形状の開口部（貫通孔）５４が形成されている。開口部５４は、レンズ保持枠５１に取り付けられたレンズ４１のレンズ部４２を、レンズ保持枠５１の裏側に露呈させる。この開口部５４の周縁には、レンズ保持枠５１をプロジェクタなどの光学機器（図示せず）に取り付けるための円筒形状の取付け部５５が形成されている。

レンズ保持枠５１には、レンズ４１が当接する面に、開口部５４の周縁に沿って略等間隔となる位置に凸となる凸部（保持枠側凸部）５８が３つ形成されている。

また、レンズ保持枠５１には、レンズ４１が当接する面に、外周に沿って凹となる環状凹部５６が形成されている。環状凹部５６には、レンズ４１の環状凸部４６が接触することなく挿入される。環状凹部５６の内周面には、挿入された環状凸部４６に形成された凸部４４が接触し、レンズ４１の光軸６１の位置が決められる。

レンズ４１の環状凸部４６とレンズ保持枠５１の環状凹部５６とが係合することで、開口部５４へ繋がるレンズ４１とレンズ保持枠５１との隙間が閉鎖される。この閉鎖により、レンズ保持枠５１の取り付けられた光学機器の内部に塵埃が侵入することが防止される。なお、レンズ４１の環状凸部４６とレンズ保持枠５１の環状凹部５６とは非接触状態であるので、レンズ４１のレンズ保持枠５１への位置決めは、凸部４４，５８の接触及び当接により行われる。

なお、上記各実施形態において、凹レンズの場合を例に説明したがこれに限定されるのではなく、凸レンズや非球面形状のレンズなどであっても良い。

また、上記各実施形態において、光軸３１，６１の位置を調節するための凸部１４，４４が、周方向に略等間隔となる位置に３つ形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、異なる間隔となる位置に形成されていても良く、また、４つ以上形成されていても良い。

また、上記各実施形態において、レンズ１１，４１の光軸３１，６１方向の位置を調節するための凸部２８，５８が、周方向に等間隔となる位置に３つ形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、異なる間隔となる位置に形成されていても良く、また、４つ以上形成されていても良い。

また、上記各実施形態において、レンズ１１，４１の凸部１４，４４が接触するレンズ保持枠２１，５１側、及びレンズ保持枠２１，５１の凸部２８，５８が当接するレンズ１１，４１側には、凸となる凸部が形成されていない場合を例に説明したが、接触又は当接するレンズ保持枠２１，５１又はレンズ１１，４１側にも凸部を形成し、互いの凸部を接触又は当接させても良い。

また、上記各実施形態において、レンズ１１，４１の光軸３１，６１方向の位置を調節するための凸部２８，５８が、環状凹部２６，５６の内側に形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、環状凹部２６，５６の外側に形成されていても良い。

また、上記各実施形態において、レンズ１１，４１に形成された環状凸部１６，４６と、レンズ保持枠２１，５１に形成された環状凹部２６，５６とが係合する場合を例に説明したが、開口部２４，５４へ繋がるレンズ１１，４１とレンズ保持枠２１，５１との隙間が閉鎖されれば良く、レンズ１１，４１に環状凹部が形成され、レンズ保持枠２１，５１に環状凸部が形成されていても良い。この場合、レンズ１１，４１に形成された環状凹部とレンズ保持枠２１，５１に形成された環状凸部とが係合することで、開口部２４，５４へ繋がるレンズ１１，４１とレンズ保持枠２１，５１との隙間が閉鎖される。

なお、上記第２実施形態において、光軸６１の位置を調節するための凸部４４が環状凸部４６の外周面４６ａに形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、例えば、環状凸部４６の内周面に形成されていても良い。

なお、上記第２実施形態において、レンズ４１の光軸６１方向の位置を調節するための凸部５８がレンズ保持枠５１の面上に形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、環状凹部５６の内部に形成されていても良い。

第１実施形態のレンズ及びレンズ保持枠の外観斜視図である。 第１実施形態のレンズ及びレンズ保持枠の断面図である。 第２実施形態のレンズ及びレンズ保持枠の外観斜視図である。 第２実施形態のレンズ及びレンズ保持枠の断面図である。

符号の説明

１１，４１ レンズ
１２，４２ レンズ部
１２ａ，４２ａ 表側の面
１２ｂ，４２ｂ 裏側の面
１３，４３ フランジ部
１３ａ 外周面
１３ｂ，４３ｂ 裏側の面
１４，４４ 凸部（レンズ側凸部）
１６，４６ 環状凸部
４６ａ 外周面
２１，５１ レンズ保持枠
２２ 保持部
２３ 底部
２４，５４ 開口部（貫通孔）
２５，５５ 取付け部
２６，５６ 環状凹部
２７ 通気孔
２８，５８ 凸部（保持枠側凸部）
３１，６１ 光軸

Claims (3)

1. 外周面に所定間隔をおいて凸となるレンズ側凸部が少なくとも３つ形成されたレンズと、前記レンズが挿入される円筒形状の保持部、及び前記保持部の一端側から挿入された前記レンズを他端側に露呈する貫通孔が形成されるとともに、前記貫通孔の周縁沿いに所定間隔をおいて凸となる保持枠側凸部が少なくとも３つ形成された、前記レンズが当接する中空円板形状の底部からなるレンズ保持枠とを備え、前記レンズ側及び保持枠側凸部により前記レンズの前記レンズ保持枠への取付け位置が調節された光学機器の防塵構造において、
   前記レンズの底面には、外周に沿って凸となる環状凸部、又は外周に沿って凹となる環状凹部が形成され、
   前記レンズ保持枠の底部には、前記貫通孔の周縁に沿って凹となる環状凹部、又は前記貫通孔の周縁に沿って凸となる環状凸部が形成され、
   前記レンズの環状凸部又は環状凹部と、前記レンズ保持枠の環状凹部又は環状凸部との係合により、前記レンズと前記レンズ保持枠との隙間が閉鎖されることを特徴とする光学機器の防塵構造。
2. 前記レンズ保持枠には通気孔が形成され、前記レンズ保持枠内に塵埃が溜まることを防止したことを特徴とする請求項１記載の光学機器の防塵構造。
3. レンズと、一方の面側に当接したレンズを他方の面側に露呈する貫通孔が形成された中空円板形状のレンズ保持枠とを備えた光学機器の防塵構造において、
   前記レンズの底面には、外周に沿って凸となる環状凸部が形成され、
   前記環状凸部の周面には所定間隔をおいて凸となるレンズ側凸部が少なくとも３つ形成され、
   前記レンズ保持枠には、前記貫通孔の周縁沿いに所定間隔をおいて凸となる保持枠側凸部が少なくとも３つ形成されるとともに、前記貫通孔の周縁に沿って凹となる環状凹部が形成され、
   前記レンズ側及び保持枠側凸部により前記レンズの前記レンズ保持枠への取付け位置が調節され、
   前記レンズの環状凸部と、前記レンズ保持枠の環状凹部との係合により、前記レンズと前記レンズ保持枠との隙間が閉鎖されることを特徴とする光学機器の防塵構造。

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