JP2009080437A

JP2009080437A - 投写レンズ及びプロジェクタ

Info

Publication number: JP2009080437A
Application number: JP2007251454A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Kuroda; 泰斗黒田
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-04-16

Abstract

【課題】投写レンズのフォーカス筒の回転作動感を向上させること。
【解決手段】固定筒１８のヘリコイド雄ネジ２３の一部領域を露呈する開口４０をフォーカス筒１４に形成する。ヘリコイド雄ネジ２３の互いに隣り合うネジ山４１，４２の間に金属球４３を配置する。金属球４３を回転自在に保持するとともに、金属球４３を隣り合うネジ山４１，４２に押し付ける板バネ４４をフォーカス筒１４に設ける。金属球４３の直径Ｌ１は、ネジ山４１，４２の歯底の間隔ＬＡよりも大きい。
【選択図】図３

Description

本発明は、フォーカスレンズが組み込まれるとともに固定筒とヘリコイド結合された可動筒を備える投写レンズ、及びこの投写レンズを有するプロジェクタに関する。

スクリーンに画像を表示するプロジェクタが知られている。プロジェクタは、画像光を生成する画像生成部と、生成された画像光をスクリーンに投写する投写レンズとを有する。投写レンズは、複数のレンズ群を有しており、これらのレンズ群を光軸方向に移動させることによりピント合わせと変倍とを行っている。

投写レンズとして、スクリーンに最も近い側のレンズ群がフォーカスレンズ群になっている前玉フォーカス調整式のものがよく知られている（例えば、特許文献１参照）。前玉フォーカス調整式の投写レンズは、フォーカスレンズ群が組み込まれたフォーカス筒（可動筒）と、残りのレンズ群が組み込まれた固定筒とを有し、フォーカス筒と固定筒とがヘリコイド結合する構成になっており、フォーカス筒が回転するとフォーカスレンズ群が光軸方向に移動してピント合わせが行われる。

コストを抑えたプロジェクタでは、フォーカス筒を手動で回転操作することによりピント合わせを行う構成になっている。このような投写レンズを製造するにあたっては、フォーカス筒を回転操作するときに軽過ぎず且つ重過ぎない適度な操作感を達成することが好ましい。フォーカス筒及び固定筒は金型成形するが、従来では、金型の修正を繰り返して成形精度を向上させるとともに、ヘリコイド結合の部分に塗り込むグリスの粘度を調整することにより、適度な操作感を達成していた。
特開２００５−３３１７９１号公報

しかしながら、従来のように、フォーカス筒及び固定筒を成形する金型を繰り返し修正する作業には多くの手間及び時間がかかり、製造コストが上昇するとともに製造期間が長くなるという問題があった。また、フォーカス筒及び固定筒のヘリコイド結合部分に塗り込むグリスの粘度を調整してフォーカス筒の操作感を向上させる技術では、操作感を調整できる範囲に限界があるとともに、グリスの量が増加すると汚れの原因になるという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、フォーカス筒（可動筒）の回転操作感を向上させるとともに、製造コストを抑え製造期間を短くすることができる投写レンズ及びプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明は、固定筒にヘリコイド結合されるとともにフォーカスレンズが組み込まれた可動筒を有し、画像光をスクリーンに拡大投写する投写レンズに関し、前記固定筒及び可動筒のいずれか一方の筒に形成されたヘリコイド雄ネジの一部領域を露呈する露呈手段と、露呈されたヘリコイド雄ネジの互いに隣り合うネジ山の間に配置された金属球と、他方の筒に設けられ、前記金属球を前記隣り合うネジ山に押し付ける弾性部材と、を備えることを特徴とする。

前記露呈手段は前記他方の筒の一部を切り欠いて形成された開口であることが好ましい。

本発明のプロジェクタは、上記の投写レンズを有することを特徴とする。

本発明によれば、固定筒及び可動筒のいずれか一方の筒に形成されたヘリコイド雄ネジの互いに隣り合うネジ山に、他方の筒に設けられた弾性部材により金属球を押し付けるので、固定筒と可動筒のガタがなくなり可動筒の回転操作感が向上する。また、弾性部材の弾性力を調整することにより回転操作感を簡単に調整することができる。この構成により、固定筒及び可動筒の金型成形時に従来ほど成形精度が要求されないことから、製造コストを抑え製造期間を短くすることができる。

図１に示すように、プロジェクタ１０は、プロジェクタ本体１１と、投写レンズ１２とから構成される。プロジェクタ本体１１には、白色光を発する光源、３原色（赤、緑、青）に対応した透過型液晶素子、及びクロスダイクロイックプリズムなどが内蔵されている。光源からの白色光は３原色光に分離されてから各色に対応した透過型液晶素子にそれぞれ入射されて各色の画像光となり、これらの各色の画像光はクロスダイクロイックプリズムで合成されてから投写レンズ１２に入射される。投写レンズ１２は入射した合成画像光をスクリーンに拡大投映する。

図２に示すように、投写レンズ１２は、前玉フォーカス調整式であり、フォーカスレンズ群（第１レンズ群）１３が組み込まれたフォーカス筒（可動筒）１４と、第２レンズ群１５、第３レンズ群１６、及び第４レンズ群１７が組み込まれた固定筒１８と、カム筒１９と、フォーカス筒１４に固定されたフォーカスリング２０と、カム筒１９に固定されたズームリング２１などを備えている。

フォーカスリング２０が回転操作されると、フォーカスレンズ群１３が光軸方向に移動してフォーカシングが行われ、ズームリング２１が回転操作されると、第２レンズ群１５及び第３レンズ群１６がそれぞれ光軸方向に移動してズーミングが行われる構成になっている。

フォーカス筒１４及び固定筒１８はヘリコイド結合している。フォーカス筒１４の後部内周には、ヘリコイド雌ネジ２３が形成されている。固定筒１８の前部外周には、ヘリコイド雌ネジ２３に螺合するヘリコイド雄ネジ２４が形成されている。操作突起２０ａが把持されてフォーカスリング２０が回転操作されると、フォーカス筒１４が固定筒１８に対して回転しながら光軸方向に移動することにより、フォーカスレンズ群１３が光軸方向に移動する。

固定筒１８には光軸２２に沿って直進カム溝２５が形成され、カム筒１９の内周には周方向に回転カム溝２６，２７が形成されている。これらの直進カム溝２５及び回転カム溝２６，２７は、光軸２２を中心にして１２０度の等角度で３個ずつ形成されている。

第２レンズ群１５はレンズ枠２８に保持されている。レンズ枠２８の外周には、直進カム溝２５を介して回転カム溝２６に挿入される３個のカムフォロワ２９が取り付けられている。また、第３レンズ群１６はレンズ枠３０に保持されている。レンズ枠３０の外周には、直進カム溝２５を介して回転カム溝２７に挿入される３個のカムフォロワ３１が取り付けられている。操作突起２１ａが把持されてズームリング２１が回転操作されると、カム筒１９が回転し、回転カム溝２６がカムフォロワ２９を押すとともに回転カム溝２７がカムフォロワ３１を押す。各カムフォロワ２９，３１は直進カム溝２５により回転止めされており、カムフォロワ２９及びレンズ枠２８と共に第２レンズ群１５が光軸方向に移動し、カムフォロワ３１及びレンズ枠３０と共に第３レンズ群１６が光軸方向に移動する。

第４レンズ群１７はレンズ枠３２に保持されており、レンズ枠３２は固定筒１８の内周に固定されている。

図３及び図４に示すように、フォーカス筒１４において、ヘリコイド雌ネジ２３が形成されている領域のうち、一部領域が矩形状に切り欠かれて開口４０が形成されている。この開口４０からヘリコイド雄ネジ２４の一部領域が露呈している。なお、図３及び図４では、便宜上、フォーカスリング２０、ズームリング２１、カム筒１９などの図示を省略している。

開口４０から露呈したヘリコイド雄ネジ２４のうち互いに隣り合うネジ山４１，４２の間に金属球４３が配置されている。金属球４３としては例えば鋼球を用いる。金属球４３は板バネ（弾性部材）４４によって、隣り合うネジ山４１，４２の、互いに向かい合う傾斜面４１ａ，４２ａに押し付けられている。

板バネ４４は光軸方向に延びて２回折り曲げられている。板バネ４４の基端部はネジ４５によりフォーカス筒１４の外周面に固定されている。板バネ４４の先端部は金属球４３の上部に沿うように形成された金属球保持部４４ａになっている。金属球保持部４４ａは、金属球４３を回転可能に保持しながら、金属球４３をネジ山４１，４２に押え付けている。板バネ４４は金属球４３を固定筒１８の径方向に付勢している。

金属球４３の直径をＬ１とし、隣り合うネジ山４１，４２の歯底の間隔をＬＡとするとき、金属球４３はＬ１＞ＬＡの条件を満たしている。この場合には、各傾斜面４１ａ，４２ａの角度が一定角度以上であれば、金属球４３は隣り合うネジ山４１，４２の両方に接触して金属球４３が安定し、これによりフォーカス筒１４及び固定筒１８の間のガタがなくなる。さらに、隣り合うネジ山４１，４２の歯先の間隔をＬＢとするとき、金属球４３はＬＢ＞Ｌ１＞ＬＡの条件を満たすことが好ましい。この場合には、各傾斜面４１ａ，４２ａの角度が一定角度以上であれば、金属球４３は隣り合うネジ山４１，４２の傾斜面４１ａ，４２ａに面接触し、金属球４３がさらに安定し、これによりフォーカス筒１４及び固定筒１８の間のガタを確実になくすことができる。

上記構成のプロジェクタ１０のフォーカス動作について説明する。操作突起２１ａを把持してフォーカスリング２０を回転させると、フォーカス筒１４が回転しながら光軸方向に移動する。このとき、フォーカス筒１４と共に板バネ４４が移動し、隣り合うネジ山４１，４２に押し付けられた金属球４３は隣り合うネジ山４１，４２の間を回転しながら移動する。これにより、フォーカス筒１４及び固定筒１８の間のガタをなくすとともに、フォーカス筒１４の回転操作感を向上させることができる。

フォーカス筒１４の回転操作感が良好でないときには、板バネ４４に力を加えて変形するか、または別の板バネに交換して、弾性力を調整することにより、フォーカス筒１４の回転操作感を良好にすることができる。このように、フォーカス筒１４の回転操作感が簡単に調整できる。

投写レンズ１２の製造時において、フォーカス筒１４及び固定筒１８の金型成形時には、従来ほど成形精度が要求されないことから、製造コストを抑え製造期間を短くすることができる。

なお、上記実施形態では、金属球４３を押え付けるために板バネ４４を用いたが、この替わりに他の弾性部材を用いてもよい。例えば、図５に示すように、開口４０に保持板１００を渡し、保持板１００の下面にコイルバネ１０１を設け、このコイルバネ１０１によって金属球４３を隣り合うネジ山４１，４２に押し付けてもよい。

上記実施形態では、フォーカス筒１４が固定筒１８を外側から覆う構造にし、固定筒１８にヘリコイド雄ネジ２４を形成し、フォーカス筒１４にヘリコイド雄ネジ２４の一部領域を露呈させる開口４０を形成したが、これとは逆に、固定筒がフォーカス筒を外側から覆う構造にし、フォーカス筒にヘリコイド雄ネジを形成し、固定筒にヘリコイド雄ネジの一部領域を露呈させる開口を形成してもよい。

上記実施形態では、フォーカス筒１４に開口４０を形成することによりヘリコイド雄ネジ２４の一部領域を露呈させたが、特に開口４０を形成しなくとも、予めフォーカス筒１４の端から、固定筒１８のヘリコイド雄ネジを露呈させておき、この露呈した部分に金属球を押し付ける構成にしてもよい。この場合、フォーカス筒１４の端から、固定筒１８のヘリコイド雄ネジを露呈させる構成が、露呈手段となる。

上記実施形態では、フォーカス筒は手動で回転する構成であったが、自動で回転する構成であってもよい。上記実施形態では、板バネ４４は光軸方向に延ばして配置したが、周方向に延ばして配置してもよい。

上記実施形態では３板式のプロジェクタを用いて説明したが、１板式のプロジェクタや２板式のプロジェクタなど、他の駆動方式のプロジェクタに本発明を適用してもよい。また、上記実施形態では、表示パネルとして透過型液晶素子を用いたが、反射型液晶素子やＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）など、他の表示パネルを用いてもよい。

プロジェクタの外観斜視図である。投写レンズの断面図である。金属球周辺の構成を示す断面図である。フォーカス筒及び固定筒を上方から見た図である。コイルバネを用いた場合の金属球周辺の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０プロジェクタ
１２投写レンズ
１３フォーカスレンズ群
１４フォーカス筒
１８固定筒
２４ヘリコイド雄ネジ
４０開口
４３金属球
４４板バネ

Claims

固定筒にヘリコイド結合されるとともにフォーカスレンズが組み込まれた可動筒を有し、画像光をスクリーンに拡大投写する投写レンズにおいて、
前記固定筒及び可動筒のいずれか一方の筒に形成されたヘリコイド雄ネジの一部領域を露呈する露呈手段と、
露呈されたヘリコイド雄ネジの互いに隣り合うネジ山の間に配置された金属球と、
他方の筒に設けられ、前記金属球を前記隣り合うネジ山に押し付ける弾性部材と、を備えることを特徴とする投写レンズ。
前記露呈手段は前記他方の筒の一部を切り欠いて形成された開口であることを特徴とする請求項１記載の投写レンズ。
請求項１または２記載の投写レンズを有することを特徴とするプロジェクタ。