JP2009175484A - レンズ装置及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 回動筒部の調整位置（設定位置）がズレる不具合を解消し、煩わしい再調整作業を不要にするとともに、不適切な調整位置での視聴等を回避する。回動筒部を回動操作する際の操作性や操作力を調整可能にしてユーザの利便性向上に寄与する。
【解決手段】 固定筒部３に対して回動操作可能な回動筒部４を装着してなるレンズ鏡筒２を有するレンズ装置を構成するに際して、少なくとも回動筒部４を回動操作する際の回動操作トルクＴの大きさを調整可能なトルク調整機構部Ｕｔを備え、トルク調整機構部Ｕｔは固定筒部３又は回動筒部４の一方に設けられた被摺接面部５と、被摺接面部５に摺接可能な摺接部６と、被摺接面部５に対する摺接部６の前後方向相対位置を変更可能な位置変更部７を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特に天吊り設置を含む様々な態様で設置を行うプロジェクタ等に用いて好適なレンズ装置及び光学機器に関する。

一般に、プロジェクタは、投射用のレンズ装置を搭載し、このレンズ装置は、通常、固定筒部に対して手動により回動操作可能なズームリング，フォーカスリング，アイリスリングなどの回動筒部を装着したレンズ鏡筒を備えている。

従来、プロジェクタに搭載したこの種のレンズ鏡筒を備えたレンズ装置としては、特許文献１で開示されるレンズ鏡筒構造（レンズ装置）が知られており、同文献１には、基本構造として、固定部材（固定筒部）に手動により回動操作可能なズーム部材（ズームリング）を装着したレンズ鏡筒を備えたレンズ装置が開示されるとともに、この種のレンズ鏡筒は、通常、ズーム部材からカムリフトを有する構成のカム環部材と直進溝を有する固定部材を介し、各移動群に対してコロ結合するか、若しくはモールド部品で一体成形されたカムフォロワー部を持つカム環部材が直進溝を有する固定部材を介し、各移動群とでカム構成する点が開示されている。
特開２００３−２０２４７９号公報

しかし、上述した従来におけるレンズ装置（レンズ鏡筒構造）は、次のような問題点があった。

図１２に示すように、プロジェクタＭｐを天吊り金具５５を用いて天井６０に天吊り設置した場合、レンズシフト機構を搭載しないタイプでは、プロジェクタＭｐを前下がりに傾斜させて設置する場合も少なくない。この場合、レンズ装置５１も前下がりに傾斜するため、初期設置時において、ズームリング５２によりズーミング調整を行っても、長期の使用により、ズーミング位置が徐々にズレてしまう問題を生じる。さらに、使用態様によっては、天井に設置したプロジェクタＭｐから床面に投射する場合もあり、この場合には問題がより顕著になる。

特に、手動により操作するズームリング５２は、ズーミング調整時の操作性（操作フィーリング）や操作力を確保する必要があるため、あまり大きな回動操作トルクに設定できないとともに、ズーミング機構には、通常、比較的重いガラスレンズが複数枚使用されるため、その自重が無視できず、長期の使用や僅かな振動等の影響により初期調整したズーミング位置にズレを生じやすい。そして、一旦、ズーミング位置がズレてしまった場合には、天吊り設置したプロジェクタＭｐに対して再調整を必要とするが、この際、踏み台等に載って再調整しなければならないなど、面倒で煩わしい作業を強いられるとともに、ズーミング位置のズレを使用者が気付かない場合には、最適でないズーミング位置での視聴を強いられてしまう。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したレンズ装置及び光学機器の提供を目的とするものである。

本発明に係るレンズ装置１は、上述した課題を解決するため、固定筒部３に対して回動操作可能な回動筒部４を装着してなるレンズ鏡筒２を有するレンズ装置を構成するに際して、少なくとも回動筒部４を回動操作する際の回動操作トルクＴの大きさを調整可能なトルク調整機構部Ｕｔを備え、トルク調整機構部Ｕｔは固定筒部３又は回動筒部４の一方に設けられた被摺接面部５と、被摺接面部５に摺接可能な摺接部６と、被摺接面部５に対する摺接部６の前後方向相対位置を変更可能な位置変更部７を備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、回動筒部４には、ズームリング４ｚ，フォーカスリング４ｆ，アイリスリング、の一又は二以上を含ませることができる。一方、被摺接面部５は、軸方向に略直角となり、かつ周方向に沿ったリング形面部５ｒにより形成できるとともに、摺接部６は、バネ性を有し、かつ周方向に沿って所定間隔おきに配した一又は二以上の摺接突起部６ｓ…により形成できる。また、位置変更部７は、固定筒部３に対して同軸上に螺合部１０を介して螺着した補助筒部１１を備え、この補助筒部１１に、被摺接面部５又は摺接部６の一方を設けて構成できる。この際、固定筒部３に対する補助筒部１１の位置変更時の回動変位トルクＴｃは、回動操作トルクＴよりも大きく設定する。なお、補助筒部１１は、固定筒部３に設けられたカム溝１２ａ…，１２ｂ…の少なくとも一部及び／又は直線溝１３…の少なくとも一部を覆う長さに選定することが望ましい。さらに、補助筒部１１の外周面には、滑止部１４を設けることができるとともに、トルク調整機構部Ｕｔには、回動筒部４の回動位置をロックするロック機能部１５を設けることもできる。

他方、本発明に係る光学機器Ｍは、かかるレンズ装置１を利用したものであり、特に、光学機器Ｍとしては、光源部Ｅｐから射出された光束を画像情報に応じて変調して拡大投射するプロジェクタＭｐに適用することが望ましい。

このような構成を有する本発明に係るレンズ装置１及び光学機器Ｍによれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） レンズ装置１（光学機器Ｍ）を傾斜させて設置する場合であっても、トルク調整機構部Ｕｔにより回動筒部４を回動操作する際の回動操作トルクＴを大きく設定できるため、回動筒部４の調整位置（設定位置）がズレてしまう不具合を解消できる。したがって、面倒で煩わしい再調整作業を不要にできるとともに、不適切な調整位置での視聴等を回避できる。

（２） 回動筒部４を回動操作する際の回動操作トルクＴの大きさをトルク調整機構部７により任意に調整できるため、回動筒部４を回動操作する際の操作性（操作フィーリング）や操作力を、ユーザの好みなどに応じて自由に調整（設定）することができ、ユーザの利便性向上に寄与できる。

（３） 好適な態様により、回動筒部４に、ズームリング４ｚ，フォーカスリング４ｆ，アイリスリング、の一又は二以上を含ませれば、特に問題として無視できないズームリング４ｚにおけるズレ防止や操作性向上等の改善に加え、同様の効果をフォーカスリング４ｆやアイリスリングにも適用でき、レンズ装置１（光学機器Ｍ）の更なる付加価値向上に寄与できる。

（４） 好適な態様により、被摺接面部５を、軸方向に略直角となり、かつ周方向に沿ったリング形面部５ｒにより形成するとともに、摺接部６を、バネ性を有し、かつ周方向に沿って所定間隔おきに配した摺接突起部６ｓ…により形成すれば、固定筒部３及び回動筒部４を直接利用してトルク調整機構部Ｕｔを構成できるため、部品点数の削減による低コスト化及び小型化，更には実施の容易化を図ることができる。

（５） 好適な態様により、位置変更部７を、固定筒部３に対して同軸上に螺合部１０を介して螺着した補助筒部１１を備え、この補助筒部１１に、被摺接面部５又は摺接部６の一方を設けて構成すれば、固定筒部３に補助筒部１１を追加するのみで、位置変更部７を容易に構成できる。

（６） 好適な態様により、固定筒部３に対する補助筒部１１の位置変更時の回動変位トルクＴｃを、回動操作トルクＴよりも大きく設定すれば、回動筒部４の回動操作時に補助筒部１１が無用に変位する（緩む）不具合を回避でき、回動操作トルクＴの安定性向上及びトルク調整機構部Ｕｔの信頼性向上に寄与できる。

（７） 好適な態様により、補助筒部１１を、固定筒部３に設けられたカム溝１２ａ…，１２ｂ…の少なくとも一部及び／又は直線溝１３…の少なくとも一部を覆う長さに選定すれば、固定筒部３の実質的な延長によるカバー機能の強化によりレンズ鏡筒２内部への埃等の進入防止に寄与できる。

（８） 好適な態様により、補助筒部１１の外周面に滑止部１４を設ければ、補助筒部１１を回動変位させる際の指の滑りを防止し、回動操作トルクＴに対する調整を安定して行うことができるとともに、特に、回動変位トルクＴｃを大きく設定した場合であっても補助筒部１１を容易かつ確実に回動変位させることができる。

（９） 好適な態様により、トルク調整機構部Ｕｔに、回動筒部４の回動位置をロックするロック機能部１５を設ければ、回動筒部４の回動位置（調整位置）を強固にロックすることができるため、既設定のズーミング位置等の調整位置がズレる不具合をより確実に解消できる。

（１０） 好適な態様により、レンズ装置１を光学機器Ｍ、特にプロジェクタＭｐに用いれば、天吊り設置を行う場合における既設定のズーミング位置等の調整位置がズレる不具合を解消できる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係るレンズ装置１の主要部の構成について、図１〜図５を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るレンズ装置１を示す。レンズ装置１は、レンズ鏡筒２を備え、このレンズ鏡筒２の内部には複数のレンズ群Ｌを収容する。図１に例示するレンズ群Ｌは、前群，２群〜５群及び後群を備えており、仮想線で示すＬａは前群における一部のレンズを、Ｌｂは２群における一部のレンズを、Ｌｃは後群における一部のレンズをそれぞれ示す。

レンズ鏡筒２は、固定筒部３を備え、この固定筒部３は内側の内筒部３ｉと外側の外筒部３ｏを備える。なお、この固定筒部３は、後述するプロジェクタＭｐ（光学機器Ｍ）の外装２００内に固定される。内筒部３ｉは外筒部３ｏの前端よりも前方に突出するとともに、内筒部３ｉの内部にはカム筒部２１を回動自在に収容する。また、内筒部３ｉにおける外周面の前部には、ズームリング４ｚ（回動筒部４）を回動自在に装填する。ズームリング４ｚは、内筒部３ｉの外周面に回動自在に装填するズームリングベース４ｚｂと、このズームリングベース４ｚｂの外周縁に固定したズームリング本体４ｚｍを備える。そして、内筒部３ｉの前部には周方向に沿って形成したガイド溝２３（図４参照）を有し、このガイド溝２３に収容したコロ部材２４を介してズームリングベース４ｚｂとカム筒部２１を結合する。これにより、ズームリング４ｚを回動操作すれば、カム筒部２１を一体に回動させることができる。

さらに、カム筒部２１の筒体には、図４に示すように、螺旋方向に沿って形成した複数のカム溝１２ａ…，１２ｂ…，１２ｃ…，１２ｄ…を有するとともに、内筒部３ｉの筒体には、前後方向（軸方向）に沿って形成した直線溝１３…を有する。また、カム筒部２１の内部には、複数のレンズ群枠２５…を収容し、各レンズ群枠２５…の外周面から放射方向に突出し、かつ周方向に１２０〔゜〕間隔で配した三つ（一般的には複数）のコロ部材２６…を、上述したカム筒部２１のカム溝１２ａ…，１２ｂ…，１２ｃ…，１２ｄ…及び内筒部３ｉの直線溝１３…にそれぞれ係合させる。これにより、カム筒部２１を回動させれば、各レンズ群枠２５…を前後方向に変位させることができる。なお、図１は、前述したレンズＬｂ…を保持する２群のレンズ群枠２５のみを示すが、図示を省略した３群〜５群のレンズ群枠を備えている。各レンズ群枠２５…は同様に組付けるが、各レンズ群枠２５…に対応する各カム溝１２ａ…，１２ｂ…，１２ｃ…，１２ｄ…の傾斜角は同一又は異なせて設定する。以上の構成が基本的なズーミング機構Ｕｚとなる。

一方、ズーミング機構Ｕｚには、トルク調整機構部Ｕｔを付設する。トルク調整機構部Ｕｔは、ズームリング４ｚに設けた被摺接面部５を有する。この被摺接面部５は、軸方向に略直角となり、かつ周方向に沿ったリング形面部５ｒにより形成する。したがって、このリング形面部５ｒは、既使用のズームリング４ｚの後端面をそのまま利用してもよいし、必要により別途形成してもよい。

他方、外筒部３ｏの前端部３ｏｆには、補助筒部１１を螺合部１０を介して螺着する。補助筒部１１は、外筒部３ｏとほぼ同径に形成するとともに、図１に示すように、固定筒部３に設けられたカム溝１２ａ…，１２ｂ…，１２ｃ…，１２ｄ…の少なくとも一部（例示は１２ａ…，１２ｂ…）及び／又は直線溝１３…の少なくとも一部を覆う長さに選定する。これにより、固定筒部３の実質的な延長によるカバー機能の強化によりレンズ鏡筒２内部への埃等の進入防止に寄与できる。また、螺合部１０は、補助筒部１１における後端部の内周面に形成した雌ネジ部１０ｎと、外筒部３ｏにおける前端部３ｏｆの外周面に形成した雄ネジ部１０ｓにより構成する。したがって、外筒部３ｏと補助筒部１１は同軸上に配される。この場合、固定筒部３に対する補助筒部１１の位置変更時のトルク、即ち、固定筒部３に対して補助筒部１１を回動変位させる際の回動変位トルクＴｃは、ズームリング４ｚを回動操作する際の回動操作トルクＴよりも大きく設定する。これにより、ズームリング４ｚの回動操作時に補助筒部１１が無用に変位する（緩む）不具合を回避でき、回動操作トルクＴの安定性向上及びトルク調整機構部Ｕｔの信頼性向上に寄与できる。なお、補助筒部１１は固定筒部３の一部と見做すことができる。さらに、雄ネジ部１０ｓに別途の固定用リングナットを螺合していわゆる二重ナットを構成したり、或いは補助筒部１１に別途の固定用ネジを追加することにより、調整後の補助筒部１１を固定できるようにしてもよい。

また、補助筒部１１の前端部には、被摺接面部５に摺接可能な摺接部６を一体形成する。摺接部６は、図２に示すように、周方向に沿って一定間隔おきに配した三つの摺接突起部６ｓ…により形成する。一つの摺接突起部６ｓ（他の摺接突起部６ｓ…も同じ）は、図５に示すように、補助筒部１１の外周面から放射方向外方に突出し、前端面には、被摺接面部５に当接（摺接）する球面状の当接凸部６ｓｃを盛上形成する。この場合、補助筒部１１は、全体をプラスチック素材等により一体形成するとともに、摺接突起部６ｓは、僅かに弾性変位可能に形成してバネ性を持たせる。したがって、補助筒部１１の形成素材を選定するに際しては、特に弾性係数と摩擦係数を考慮する。さらに、補助筒部１１の外周面における後部位置には、ローレット形状による滑止部１４を設ける。なお、滑止部１４は、補助筒部１１を回動変位させる際の指の滑りを防止するため、ゴムリングを装着するなど、他の滑止手段であってもよい。このような滑止部１４を設ければ、回動操作トルクＴに対する調整を安定して行うことができるとともに、特に、回動変位トルクＴｃを大きく設定した場合であっても補助筒部１１を容易かつ確実に回動変位させることができる利点がある。

よって、補助筒部１１を回動変位させれば、補助筒部１１は、外筒部３ｏに対して前後方向（軸方向）に変位するとともに、この補助筒部１１に形成した摺接部６も一体に変位する。即ち、被摺接面部５に対して摺接部６の前後方向相対位置が変更可能な位置変更部７が構成される。このようなトルク調整機構部Ｕｔを構成すれば、固定筒部３及びズームリング４ｚを直接利用できるため、部品点数の削減による低コスト化及び小型化，更には実施の容易化を図れる利点がある。しかも、固定筒部３に対して同軸上に螺合させた補助筒部１１を使用し、この補助筒部１１に摺接部６を設けるため、固定筒部３に補助筒部１１を追加するのみで、位置変更部７を容易に構成できる利点がある。

なお、内筒部３ｉにおける内周面の前部には、前述した前群のレンズＬａ…を保持するレンズ群枠２７の外周面を螺合するとともに、このレンズ群枠２７の外周縁には、手動により回動操作するフォーカスリング４ｆ（回動筒部４）を固定する。これにより、フォーカスリング４ｆを回動操作すれば、前群のレンズＬａ…を保持するレンズ群枠２７を前後方向に変位させることができるフォーカシング機構Ｕｆが構成され、レンズ装置１におけるフォーカシング調整を行うことができる。

次に、本実施形態に係るレンズ装置１の主要部の機能（作用）について、図１〜図６を参照して説明する。

まず、ズーミング機構Ｕｓの基本的な機能は次のようになる。ズームリング４ｚを手動により回動操作すれば、ズームリング４ｚの回動変位は、ズームリングベース４ｚｂ及びコロ部材２４を介してカム筒部２１に伝達され、カム筒部２１が一体に回動変位する。これにより、カム筒部２１に設けた螺旋方向のカム溝及び内筒部３ｉに設けた前後方向の直線溝にそれぞれ係合するコロ部材２６…は前後方向に変位する。したがって、ズームリング４ｚの回動操作により、コロ部材２６…に一体のレンズ群枠２５…（レンズＬｂ…）を前後方向に変位させるズーミング調整を行うことができる。

一方、本実施形態に係るレンズ装置１では、トルク調整機構部Ｕｔにより、ズームリング４ｚを手動により回動操作する際の回動操作トルクＴの大きさを任意に調整することができる。図６は、補助筒部１１の前後方向位置（回動位置）に対するズームリング４ｚの回動操作トルクＴの増減傾向を示している。今、補助筒部１１を回動変位させ、摺接部６を被摺接面部５から離間させた場合を想定する。この場合、摺接部６と被摺接面部５は非接触となるため、トルク調整機構部Ｕｔは実質的に機能しない。したがって、このときの回動操作トルクＴの大きさは、従来からの通常のズームリング４ｚの場合と同じになり、回動操作トルクＴの大きさは最も小さくなる（図６中、非接触領域を参照）。

他方、補助筒部１１を回動変位させ、摺接部６を前進させることにより被摺接面部５に接触させた場合を想定する。図６中、Ｘｓが接触開始位置を示す。この場合、補助筒部１１の回動変位により、摺接部６が被摺接面部５に対して前後方向に相対変位するため、被摺接面部５に対する摺接部６の押圧力（加圧力）を増減できる。したがって、ズームリング４ｚを回動操作する際の回動操作トルクＴの大きさを可変することができ、この回動操作トルクＴの大きさは、被摺接面部５に対する摺接部６の押圧力に対応する。図６中、補助筒部１１の位置Ｘｓ〜ＸＬの範囲が回動操作トルクＴの大きさを可変できるトルク調整領域を示している。このトルク調整領域では、ズームリング４ｚを回動操作させる際の操作性（操作フィーリング）や操作力を、ユーザの好みなどに応じて自由に調整（設定）でき、ユーザの利便性向上に寄与できる。

さらに、補助筒部１１を回動変位させ、摺接部６が最前進位置に達した場合を想定する。図６中、ＸＬが最前進位置、即ち、ロック位置となる。このロック位置ＸＬでは、回動操作トルクＴが最大となり、ズームリング４ｚを容易に回動操作できない実質的な固定状態（ロック状態）となる。このロック位置ＸＬでは、レンズ装置１を傾斜させて設置する場合であっても、ズームリング４ｚを回動操作させる際の回動操作トルクＴを大きく（最大に）設定できるため、回動筒部４の調整位置（設定位置）がズレてしまう不具合を解消できる。したがって、面倒で煩わしい再調整作業を不要にできるとともに、不適切な調整位置での視聴等を回避できる。

ところで、このようなレンズ装置１は、特に、図７〜図１０に示すプロジェクタＭｐ（光学機器Ｍ）に用いて最適である。以下、図７〜図１０を参照して、レンズ装置１を備えるプロジェクタＭｐについて説明する。

まず、プロジェクタＭｐの外観構成について、図７及び図８を参照して説明する。２００は、略直方体状の外観を有する外装（筐体）であり、この外装２００の内部には、プロジェクタＭｐの機構部分を収容する。なお、外装２００は、上部外装２００ａと下部外装２００ｂにより構成する。また、外装２００の上面部２０１の前部には、プロジェクタＭｐを操作する操作パネル１００を備えるとともに、外装２００の内部に固定したレンズ装置１の前部、特に、ズームリング４ｚ及びフォーカスリング４ｆを含むレンズ装置１の前部が、操作パネル１００の近傍に位置する前面部２０２の開口から外部に露出する。

さらに、前面部２０２の他の位置には、機構部分から発生する熱を排出する排気口１２０を設けるとともに、レンズ装置１側の側面部２０３には、冷却用の空気を導入する吸気口１３０を設ける。吸気口１３０の内側全域には、導入する冷却空気に含まれる塵埃等を除去する除塵フィルタ（不図示）が配設されている。一方、外装２００の底面部２０４には、プロジェクタＭｐを三点で支持する三つの脚部８００…を配設する。この場合、脚部８００…は、後方側の略中央位置に配した一つの後脚と、前方側の隅部にそれぞれ配した一対の前脚を備えており、プロジェクタＭｐを床置き設置する場合には、上下方向に伸縮可能に構成された一対の前脚により投射画像の上下方向位置を設定（調整）できる。なお、底面部２０４において、５００は光源ランプ交換用開閉部を示す。また、外装２００の背面部２０５には、プロジェクタＭｐを外部装置に接続するコネクタ部６００…及びスピーカ７００を配設する。なお、コネクタ部６００…には、コンポーネント信号を入力するＲＧＢ入力端子，ビデオ入力端子，Ｓビデオ入力端子，ＵＳＢ入力端子，オーディオ入力端子等が含まれる。

次に、本実施形態に係るプロジェクタＭｐの内部構造について、図９を参照して説明する。外装２００の内部であって、前面部２０２側には、レンズ装置１，排気ユニット１８０及び電源部１５０を配設する。排気ユニット１８０は、排気口１２０に連続するように位置し、冷却空気を強制排気する軸流ファン１８０ａ及び冷却空気を排気口１２へ導く排気ダクト１８０ｂを備える。電源部１５０は、レンズ装置１と排気ユニット１８０間に配設する。また、排気ユニット１８０及び電源部１５０の後方には、平面視略Ｌ字状の光学ユニット４００（４１０，４２０，４３０，４５０）を配設する。光学ユニット４００は、排気ユニット１８０の近傍にあり、光源部Ｅｐを有するインテグレータ照明部４１０，色分離部４２０，リレー光学部４３０，液晶パネル部４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ及びクロスダイクロイックプリズム４４４（図１０）とを有する光学変調部４５０と、各光学部品を所定位置に配置する光学部品用筐体４６０を備えており、光学変調部４５０は、レンズ装置１に光学的に接続される。さらに、電源部１５０、光学ユニット４００及びレンズ装置１に対して、上面部２０１側には制御基板部１４０を配設する。制御基板部１４０には、プロジェクタＭｐを制御する各種回路を用いて図に現れない制御部６００を備える。電源部１５０は、電源ブロックと光源駆動ブロックを含み、電源ブロックは、電源ケーブルを通して、外部から供給された電力を光源駆動ブロックや制御基板部１４０等に供給する機能を備えるとともに、光源駆動ブロックは、光源部Ｅｐに備える光源ランプ４１６（図１０参照）に、電源ブロックから供給された電力を供給する機能を備える。

次に、本実施形態に係るプロジェクタＭｐの光学系（光学ユニット４００）の構成について、図１０を参照してより具体的に説明する。まず、インテグレータ照明部４１０は、光源部Ｅｐと、第一レンズアレイ４１２，第二レンズアレイ４１３，偏光変換素子４１４及び重畳レンズ４１５を備える。このインテグレータ照明部４１０は、赤，緑，青の色光毎にそれぞれ設けた液晶パネル部４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂに配した３枚の液晶パネル４４１…の画像形成領域をほぼ均一に照明する機能を有する。光源部Ｅｐは、放射光源としての超高圧水銀ランプ（光源ランプ）４１６及び放物面鏡４１７ａを有するリフレクタ４１７を備える。光源部Ｅｐは、超高圧水銀ランプ４１６のアーク放電により発光点Ｐから発光する。これにより、出射された放射状の光は、リフレクタ４１７の放物面鏡４１７ａで反射して出射する。この場合、リフレクタ４１７は、放物面鏡４１７ａを用いているが、放物面鏡４１７ａの代わりに平行化凹レンズ及び楕円面鏡を組合わせてもよい。

第一レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を備える。各小レンズは、超高圧水銀ランプ４１６から射出される光を、複数の部分光に分割する。この場合、各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定する。例えば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であれば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定する。第二レンズアレイ４１３は、第一レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズをマトリクス状に配した構成を備える。この第二レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５と共に、第一レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を備える。

偏光変換素子４１４は、第二レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５間に配する。偏光変換素子４１４は、第二レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、光学変調部４５０での光の利用効率を高める機能を備える。即ち、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学変調部４５０の液晶パネル４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する超高圧水銀ランプ４１６からの光のほぼ半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、超高圧水銀ランプ４１６から射出された光をすべて一種類の偏光光に変換し、光学変調部４４での光の利用効率を高めている。

色分離部４２０は、二枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３を備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２によりインテグレータ照明部４１から射出された複数の部分光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の色光に分離する機能を備える。リレー光学部４３０は、入射側レンズ４３１，リレーレンズ４３３及び反射ミラー４３２，４３４を備え、色分離部４２０で分離された色光である赤色光を液晶パネル部４４０Ｒまで導く機能を備える。この際、色分離部４２０のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明部４１０から射出された光の赤色光成分と緑色光成分とが透過し、青色光成分が反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の液晶パネル部４４０Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第二レンズアレイ４１３から射出された各部分光をその中心軸に対して平行な光に変換する。他の液晶パネル部４４０Ｇ，４４０Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。また、ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうち、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って、緑色用の液晶パネル部４４０Ｇに到達する。赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学部４３０を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って、赤色光用の液晶パネル部４４０Ｒに到達する。なお、赤色光にリレー光学部４３０を用いるのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。これにより、入射側レンズ４３１に入射した部分光は、そのままフィールドレンズ４１８に伝えられる。赤色光が入射する位置に配した液晶パネル部４４０Ｒ，緑色光が入射する位置に配した液晶パネル部４４０Ｇ，及び青色光が入射する位置に配した液晶パネル部４４０Ｂは、それぞれ対応する各色光を変調する機能を備える。

また、色分離部４２０で分離された各色光が入射する三つの入射側偏光板４４２…，各入射側偏光板４４２…の後段にそれぞれ配置される液晶パネル４４１…，各液晶パネル４４１…の後段に配置される出射側偏光板４４３…，及び色合成を行う光学系であるクロスダイクロイックプリズム４４４は、入射された光を画像情報に応じて変調してカラー画像を生成する光学変調部４５０を構成する。この光学変調部４５０は次のように機能する。色分離部４２０で分離された各色光は、入射側偏光板４４２を通って、液晶パネル４４１で画像情報に応じて変調され、変調された変調光は、出射側偏光板４４３を通って、クロスダイクロイックプリズム４４４へ出射される。入射側偏光板４４２は、色分離部４２０で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光を吸収する。出射側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１から出射された光のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光を吸収する。これらの入射側偏光板４４２及び出射側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。クロスダイクロイックプリズム４４４は、四つの直角プリズム（プリズム）から成る立方体であり、各直角プリズムから入射した変調光を合成して、カラー画像を生成する。クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜４４５と青色光を反射する誘電体多層膜４４６とが、四つの直角プリズムが組み合わされた界面に沿って略Ｘ字状に設けられていて、これらの誘電体多層膜４４５，４４６により三つの色光が合成される。クロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像は、レンズ装置１によって拡大投射される。

以上がプロジェクタＭｐの概要である。レンズ装置１は、このような光源部Ｅｐから射出された光束を画像情報に応じて変調して拡大投射するプロジェクタＭｐに用いて最適である。即ち、この種のプロジェクタＭｐは、傾斜させて天吊り設置（図１２参照）を行う場合も多いが、この際、本実施形態に係るレンズ装置１も傾斜し、複数のレンズ群Ｌの自重がズーミング機構Ｕｚに付加されたとしても、既設定（例えば、初期設定）のズーミング位置がズレる不具合を解消できる。

なお、図１１には、変更実施形態に係るレンズ装置１に備えるトルク調整機構部Ｕｔの変更例を示す。変更例に係るトルク調整機構部Ｕｔは、ズームリングベース４ｚｂの後端に、内側（中心方向）へ直角に延出した後端延出部４ｚｂｓを形成し、広幅の被摺接面部５（リング形面部５ｒ）を設けるとともに、摺接部６に対して、さらにロック機能部１５を追加したものである。この場合、摺接部６を形成する摺接突起部６ｓ…は、図５に示した摺接突起部６ｓ…よりもバネ性を大きく設定することが望ましい。また、ロック機能部１５は、補助筒部１１の前端面にゴムブロック３１を埋設して構成する。これにより、補助筒部１１を前方向へ変位させれば、最初に摺接突起部６ｓ…が被摺接面部５に圧接し、ズームリング４ｚを回動操作させる際の回動操作トルクＴを調整できるとともに、補助筒部１１を更に前方向へ変位させ、ゴムブロック３１を被摺接面部５に圧接させれば、ズームリング４ｚの回動位置を強固にロックすることができる。したがって、既設定のズーミング位置がズレる不具合をより確実に解消できる利点がある。なお、図１１中、図５と同一部分（同一機能部分）については同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、被摺接面部５をズームリング４ｚに設け、摺接部６を固定筒部３に設けた場合を例示したが、被摺接面部５を固定筒部３に設け、摺接部６をズームリング４ｚに設けてもよい。また、被摺接面部５は、必要により別途のシート部材を貼着するなどにより構成してもよい。さらに、摺接部６は、三つの摺接突起部６ｓ…により構成した場合を例示したが、摺接突起部６ｓ…の数量は任意である。一方、位置変更部７は、固定筒部３に対して同軸上に螺合させた補助筒部１１を利用した場合を示したが、摺接部６を移動できる他の構成を排除するものではない。また、この位置変更部７は、被摺接面部５を移動させる形態であってもよい。さらに、回動筒部４として、ズームリング４ｚを例示したが、フォーカスリング４ｆやアイリスリング（不図示）であってもよく、ズームリング４ｚの場合と同様に構成することにより各回動操作トルクの大きさを調整できる。また、滑止部１４を、フォーカスリング４ｆ及びズームリング４ｚと同様に、プロジェクタＭｐの前面部２０２から露出させ、プロジェクタＭｐにレンズ装置１が収容された状態で回動操作トルクＴを調整（操作）できるようにしてもよい。他方、プロジェクタＭｐの光学変調部４５０は、液晶パネル４４１を三枚用いているが、この構成には限定されない。したがって、一枚だけ用いる構成、二枚用いる構成又は四枚以上用いる構成であってもよい。液晶パネル４４１は、透過型に限定されず、反射型であってもよく、多様な構成の光学変調部４５０に対応できる。光学変調部４５０は、液晶パネル４４１…を用いているが、液晶パネル４４１…以外のマイクロミラーを用いたデバイスなどを用いてもよい。したがって、液晶方式以外のプロジェクタへも搭載することが可能である。さらに、レンズ装置１は、光学機器Ｍとして特にプロジェクタＭｐに適用して最適であるが、カメラや望遠鏡等の他の各種光学機器Ｍ…にも同様に利用することができる。

本発明の最良の実施形態に係るレンズ装置の断面側面図、 同レンズ装置における補助筒部の正面図、 同レンズ装置における補助筒部の上半部を示す断面側面図、 同レンズ装置におけるレンズ鏡筒の主要部の分解斜視図、 同レンズ装置における被摺接面部及び摺接部の抽出拡大断面図、 同レンズ装置における補助筒部の前後方向位置（回動位置）に対するズームリングの回動操作トルクの増減傾向の説明図、 本発明の最良の本実施形態に係るプロジェクタ（光学機器）を前面上方から見た外観斜視図、 同プロジェクタを背面下方から見た外観斜視図、 同プロジェクタにおける上部外装及び制御基板部を取外した状態の内部構造斜視図、 同プロジェクタにおける光学ユニットの光学系の模式図、 本発明の変更実施形態に係るトルク調整機構部における被摺接面部及び摺接部の抽出拡大断面図、 背景技術を説明するための天吊り設置したプロジェクタの側面図、

符号の説明

１：レンズ装置，２：レンズ鏡筒，３：固定筒部，４：回動筒部，４ｆ：フォーカスリング，４ｚ：ズームリング，５：被摺接面部，５ｒ：リング形面部，６：摺接部，６ｓ…：摺接突起部，７：位置変更部，１０：螺合部，１１：補助筒部，１２ａ…：カム溝，１２ｂ…：カム溝，１３…：直線溝，１４：滑止部，１５：ロック機能部，Ｍ：光学機器，Ｍｐ：プロジェクタ，Ｔ：回動操作トルク，Ｕｔ：トルク調整機構部

Claims (11)

1. 固定筒部に対して回動操作可能な回動筒部を装着してなるレンズ鏡筒を有するレンズ装置であって、少なくとも前記回動筒部を回動操作する際の回動操作トルクの大きさを調整可能なトルク調整機構部を備え、前記トルク調整機構部は、前記固定筒部又は前記回動筒部の一方に設けられた被摺接面部と、前記被摺接面部に摺接可能な摺接部と、前記被摺接面部に対する前記摺接部の前後方向相対位置を変更可能な位置変更部とを備えることを特徴とするレンズ装置。
2. 前記回動筒部には、ズームリング，フォーカスリング，アイリスリング、の一又は二以上を含むことを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
3. 前記被摺接面部は、軸方向に略直角となり、かつ周方向に沿ったリング形面部により形成することを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
4. 前記摺接部は、バネ性を有し、かつ周方向に沿って所定間隔おきに配した一又は二以上の摺接突起部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
5. 前記位置変更部は、前記固定筒部に対して同軸上に螺合部を介して螺着した補助筒部を備え、この補助筒部に、前記被摺接面部又は前記摺接部の一方が設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
6. 前記固定筒部に対する前記補助筒部の位置変更時の回動変位トルクは、前記回動操作トルクよりも大きく設定されていることを特徴とする請求項５記載のレンズ装置。
7. 前記補助筒部は、前記固定筒部に設けられたカム溝の少なくとも一部及び／又は直線溝の少なくとも一部を覆う長さに選定されていることを特徴とする請求項５又は６記載のレンズ装置。
8. 前記補助筒部の外周面には滑止部が設けられていることを特徴とする請求項５，６又は７記載のレンズ装置。
9. 前記トルク調整機構部は、前記回動筒部の回動位置をロックするロック機能部を備えることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
10. 請求項１〜９記載のレンズ装置を備えることを特徴とする光学機器。
11. 光源部から射出された光束を画像情報に応じて変調して拡大投射するプロジェクタであることを特徴とする請求項１０記載の光学機器。

Images