JP2008298954A - レンズ固定機構 - Google Patents

Abstract

【課題】機器に搭載するレンズを精度よく、かつ、簡単に取り付けることができるレンズ固定機構を提供する。
【解決手段】レンズ（１）の一方の面に少なくとも２点で当接する第１の当接部（１０ａ，１０ｂ）と、前記レンズの他方の面に少なくとも１点で当接する第２の当接部（１１）と、前記レンズの側面に少なくとも２点で当接する第３の当接部（１２ａ，１２ｂ）とを筐体に設け、レンズを押圧部によって前記筐体方向に押圧する。
【選択図】図３

Description

本発明は、レンズ固定機構に関する。

液晶プロジェクタ装置等の光学機器においては、種々の光学レンズが用いられている。例えば、液晶プロジェクタ装置では、光源からの光線を液晶パネルに導き、液晶パネルを透過、又は、液晶パネルに反射された光線をスクリーンに投射するために、種々の光学レンズが光路上に配置されている。

ＤＬＰ（Digital Light Processing）方式のプロジェクタ等においては、光路が垂直方向にも展開しているため、レンズを垂直方向に対して傾いた状態で取り付けなければならない場合が多々ある。このような場合、レンズを固定する従来の機構としては、以下の２例が代表的なものである。
１．レンズの外径をはめ込むようにして支持する。
２．レンズの球面部もしくは平面部（平面部が存在するレンズの場合）と、レンズ外周にそれぞれ“あて”を作り、バネ等で押し付けて支持する。図１は、球面３点あて、外周２点当ての従来のレンズ固定機構の一例を示す図である。図１に示すように、レンズの球面部を３点で支持し、外周を２点で支持することでレンズの位置を決定し、球面３点の“あて”と、外周２点の“あて”の各々に押し付けるバネを用いて固定する。

上記２の固定機構の変形例として、特許文献１には、レンズを第１の筐体と第２の筐体との間で保持するレンズ保持機構において、第１の筐体に設けられ、レンズの一方の面側に少なくとも３点、あるいは下端部と左右両端部を含むように、線もしくは面で当接する当接部と、レンズの他方の面側よりレンズを当接部方向に押圧する押圧部とを備えて構成するレンズ保持機構が開示されている。この特許文献１のレンズ保持機構によれば、筐体が高価となることなく、レンズの厚みにばらつきがあっても、レンズを正確な位置に保持することができる。

特開２０００−３９５４８号公報

上記１の固定機構では、ある程度遊びがないと、ＤＬＰ方式のプロジェクタ等に用いる場合のように熱（光エネルギー）が多く加わる場合、レンズが膨張したときに割れてしまうという問題があった。また、完全に遊びが無い状態を作り上げるのは、精度的に非常に難しい。また、遊びがあるとレンズが動いてしまい、精度が確保できない。そこで、遊びを最小限にして、しかしレンズが動かないようにするために、レンズを接着して固定する。その結果、生産性が悪くなる、等の欠点がある。

図１に示す上記２の固定機構では、レンズ球面を３箇所のあてで支持し、外周を２箇所のあてで支持することでレンズの位置を決定し、バネによって押し付けて固定する。この場合、バネなしでの安定性が非常に悪い。また、バネの押し付けるべき力が図１のように２種類（球面３点あての押し付けと、外周２点あての押し付け）存在するため、摩擦力や、力のベクトルのバランス、力の作用点などを考慮すると、押さえバネの設計が非常に複雑かつ困難なものになり、組み立て上、取り付け精度のばらつきが出てしまうおそれがある。

図２は、上記２の従来のレンズ固定機構におけるレンズの挙動を説明する側面図である。レンズに接触するのは、同じ球面側にある３点のあてと、外周側面の２点のあてとで支えられているため、レンズは図中の矢印方向に滑りやすく、特に傾いた状態で装着するレンズの場合、より滑りやすくなり、自立させることができない。

特許文献１に記載されているレンズ保持機構では、レンズの直径方向のばらつきに対して有効ではなく、ガタツキが発生する、もしくはレンズを強く押さえすぎる危険性がある。

また、レンズを押さえる方向が、上方の第２の筐体とバネからとの２方向からという構成になっている。このような構成のため、異なる２方向の力が加わることによってレンズが正しい位置に収まらないおそれがあり、レンズのように取り付け位置の精度を必要とする場合には好ましくない。

さらに、レンズ取り付け時にレンズが自立する構造になっていないため、組み立てを考えたときに作業性が悪いという問題があった。特にレンズは汚れを嫌うので、極力レンズに触れないで組み立てられることが望ましい。

本発明は、このような事情を鑑みて成されたものであり、機器に搭載するレンズを精度よく、かつ、簡単に取り付けることができるレンズ固定機構を提供するものである。

本発明のレンズ固定機構は、レンズの一方の面に少なくとも２点で当接する第１の当接部と、前記レンズの他方の面に少なくとも１点で当接する第２の当接部と、前記レンズの側面に少なくとも２点で当接する第３の当接部とを筐体に設け、レンズを押圧部によって前記筐体方向に押圧することを特徴とする。レンズは、第１の当接部と第２の当接部によって前後方向（光軸方向）に支持され、第３の当接部によって左右方向（光軸と垂直で水平方向）に支持されるため、自立することができる。レンズは、上方から押圧部によって押圧するだけで固定される。

押圧部は、レンズが固定される筐体の上方に位置する他の筐体に設けられた各種のバネ又は２つの凸部であってもよい。

本発明によれば、機器に搭載するレンズを精度よく、かつ、簡単に取り付けることができる。

図３は、本発明のレンズ固定機構の構成の一例を示す三面図である。説明のため、この図に示すレンズは、一方の側が球面で他方の側が平面のレンズを用いている。しかしながら、両面が球面のレンズを本発明のレンズ固定機構に用いることも、もちろん可能である。

レンズ１は、その球面部において、筐体に設けられた２箇所の第１の当接部１０ａ及び１０ｂに当接する。第１の当接部１０ａ及び１０ｂの当接位置は、レンズの中心を通る水平線上で、レンズ１の左右端部付近に当接するような位置が好適である。

レンズ１は、その平面部において、筐体に設けられた１箇所の第２の当接部１１に当接する。第２の当接部１１の当接位置は、レンズの中心を通る垂線上で、レンズ１の下端部付近に当接するような位置が好適である。

レンズ１は、外周側面において、筐体に設けられた２箇所の第３の当接部１２ａ及び１２ｂに当接する。第３の当接部の当接位置は、レンズの中心を通る水平線より下方においてレンズ１の外周側面と当接する位置であることが必要であり、例えば、レンズの中心を通る水平線と各々４５度の角度を成しレンズの中心を通る２本の直線上においてレンズ１の外周側面と当接する位置であってもよい。

第３の当接部１２ａ及び１２ｂにより、レンズ１の上下方向（重力方向）及び左右方向（レンズの光軸に対して垂直で水平な方向）の位置が定まる。

第１の当接部１０ａ及び１０ｂと、第２の当接部１１とにより、レンズ１の前後方向（レンズの光軸方向）の位置が定まる。

レンズ１は、第３の当接部１２ａ及び１２ｂによって左右方向に転がることがなくなり、第１の当接部１０ａ及び１０ｂと、その反対方向にある第２の当接部１１とによって前後方向に倒れることがなくなり、正しい位置に自立する。このため、レンズ取り付け時にレンズが自立できない従来のレンズ固定機構に比べて、組み立て時にレンズが倒れることなく作業性が格段によくなる。

このような本発明のレンズ固定機構の利点は、レンズを垂直方向に対して傾いた状態で取り付ける場合には特に有利になる。図４は、本発明のレンズ固定機構においてレンズを垂直方向に対して傾いた状態で取り付ける場合の状態を説明する側面図である。このような場合、レンズには、レンズに重力が作用することによって、その球面部において当接する２箇所の第１の当接部との当接位置を支点として回転し、レンズが倒れるような力が働く。しかし、第２の当接部がこのようなレンズの回転運動を妨げ、レンズは第２の当接部に当接した位置で自立する。このようにレンズが自立した状態で、上方からバネなどの押圧部によってレンズを下方に押し付ける。この際、図４に示すように、レンズが第２の当接部に押し付けられるような方向に押し付ける。

本発明のレンズ固定機構では、レンズを下方に押し付ける押圧部のみでレンズを固定することができる。このような押圧部としては、例えば、レンズが取り付けられる筐体の上方に配置される蓋などの他の筐体に取り付けられたバネなどを用いることができる。

図５は、押圧部の構成の一例を示す側面図及び正面図である。レンズが取り付けられる筐体の上方に配置される蓋に、レンズの外周側面の上方２点を押さえるような凸部を設けた。組み立て時に筐体の上方に蓋が配置されると、これらの凸部は、レンズ外周側面の上方２点に当接し、レンズを筐体の方向に押し付ける。これらの凸部をある程度のバネ性を持つような材料及び形状とすることで、レンズに押し付けられる際に凸部がレンズの円周方向に逃げ、レンズに過大な力が掛かり破損するのを防ぐことができる。

以上説明したように、本発明のレンズ固定機構では、組み立て時にレンズが単体で正しい位置に自立するため、作業性が非常によい。また、バネや突起等の簡単な構造の押圧部によって、容易にレンズを固定することができる。これらの利点は、小型化が進んでいるＤＬＰ方式のプロジェクタでは、作業のしづらい小さなレンズが傾いて取り付けられることが多いため、特に有利である。

本発明は、レンズ固定機構に利用可能である。

従来のレンズ固定機構の構成を示す三面図である。 従来のレンズ固定機構におけるレンズの挙動を説明する側面図である。 本発明のレンズ固定機構の構成の一例を示す三面図である。 本発明のレンズ固定機構においてレンズを垂直方向に対して傾いた状態で取り付ける場合の状態を説明する側面図である。 押圧部の構成の一例を示す側面図及び正面図である。

符号の説明

１ レンズ
１０ａ、１０ｂ 第１の当接部
１１ 第２の当接部
１２ａ、１２ｂ 第３の当接部

Claims (7)

1. レンズを筐体に固定するレンズ固定機構であって、
   前記筐体に設けられ、前記レンズの一方の面に少なくとも２点で当接する第１の当接部と、
   前記筐体に設けられ、前記レンズの他方の面に少なくとも１点で当接する第２の当接部と、
   前記筐体に設けられ、前記レンズの側面に少なくとも２点で当接する第３の当接部と、
   前記レンズを前記筐体方向に押圧する押圧部とを備えることを特徴とするレンズ固定機構。
2. 前記第１の当接部は、前記レンズの中心を通る水平線上において前記レンズの左右端部付近に当接するような位置にあることを特徴とする請求項１記載のレンズ固定機構。
3. 前記第２の当接部は、前記レンズの中心を通る垂線上で、前記レンズの下端部付近に当接するような位置にあることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ固定機構。
4. 前記第３の当接部は、前記レンズの中心を通る水平線より下方において、前記レンズの中心を通る垂線を挟んで２箇所において前記レンズの外周側面と当接する位置にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ固定機構。
5. 前記第３の当接部は、前記レンズの中心を通る水平線と各々４５度の角度を成しレンズの中心を通る２本の直線上において前記レンズの外周側面と当接する位置にあることを特徴とする請求項４記載のレンズ固定機構。
6. 前記押圧部は、前記筐体の上方に配置される他の筐体に設けられ、前記レンズを前記筐体方向に押圧するバネであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ固定機構。
7. 前記押圧部は、前記筐体の上方に配置される他の筐体に設けられた２つの凸部であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ固定機構。

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