JP2009244585A - レンズ鏡筒 - Google Patents
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Abstract
【課題】固定筒の先端側に設けられたフォーカス筒が自重で傾くことを防ぎ、過剰に回転操作されることを防ぐ。
【解決手段】固定筒3の先端側にフォーカス筒5を設ける。フォーカス筒5は、ヘリコイド結合により回転しながら光軸方向に移動する。フォーカス筒5に板バネ18の一端がネジ止めされ、他端側が付勢端となってフォーカス筒5の穴19に入っている鋼球22を押圧する。鋼球22は、固定筒3の先端側に形成された溝20の底面に圧着し、板バネ18の付勢力を利用してフォーカス筒5が自重で傾くことを防ぐ。溝20の両端には、底面から略直角に立ち上げられた端面が設けられ、これらの端面に鋼球22が当接してフォーカス筒5の回転止めが行われる。
【選択図】図1
【解決手段】固定筒3の先端側にフォーカス筒5を設ける。フォーカス筒5は、ヘリコイド結合により回転しながら光軸方向に移動する。フォーカス筒5に板バネ18の一端がネジ止めされ、他端側が付勢端となってフォーカス筒5の穴19に入っている鋼球22を押圧する。鋼球22は、固定筒3の先端側に形成された溝20の底面に圧着し、板バネ18の付勢力を利用してフォーカス筒5が自重で傾くことを防ぐ。溝20の両端には、底面から略直角に立ち上げられた端面が設けられ、これらの端面に鋼球22が当接してフォーカス筒5の回転止めが行われる。
【選択図】図1
Description
本発明は、固定筒の先端側に回転により光軸方向に進退するフォーカス筒を設けたレンズ鏡筒に関するものである。
プロジェクタは、装置本体内に設けられた画像表示素子、例えば液晶パネルに表示された画像を投写光学系でスクリーン上に投写する。投写光学系は、その結像性能を確保するため一般に複数のレンズ群を組み合わせて構成されている。スクリーンと装置本体との間の投写距離は必ずしも一定していないので、投写光学系にはピント合わせ時に光軸方向に移動されるフォーカスレンズが含まれている。投写光学系の中には変倍機能を備えているものもあり、変倍レンズ群との組み合わせを考慮すると投写光学系の先端側でフォーカスレンズを移動させるのが光学設計上簡便で、また変倍機能をもたない投写光学系にも適用することができるため汎用性も高い。
プロジェクタ用の投写光学系は携帯型のデジタルカメラなどと比較して口径も大きく、重量も少なくないが、固定筒については装置本体に強固に固定することができるのに対し、フォーカスレンズを組み込んだフォーカス筒は固定筒の先端側に片持ち式に保持されることになる。このためプロジェクタの使用時にフォーカス筒が固定筒あるいは光軸に対して自重で傾き、光学性能が劣化するおそれがある。また、フォーカス筒を回転してフォーカスレンズを光軸方向に移動させるために、フォーカス筒はヘリコイド結合やカム機構を利用して固定筒に連結されるが、予め設定された所定の回転範囲を越えてフォーカス筒を回転すると、フォーカス筒が固定筒から外れたり、また強い回転力が加えられたりするとヘリコイドのネジ条やカム機構の係合部を損傷させることが懸念される。
固定筒に他の鏡筒を組み合わせたときに、両者間のガタによって鏡筒が傾くことを防ぐには、例えば特許文献1記載の手法が公知である。特許文献1には、固定筒とカム筒とを組み合わせるときに、固定筒の外周に、光軸を挟む両側に板バネの一端をそれぞれ固着しておき、これらの板バネの他端をカム筒の内周面に圧着させ、板バネの付勢力を利用してカム筒が固定筒に対して傾くことを防いでいる。また、特許文献2には、固定筒にヘリコイドを介して回転自在に組み合わされたカム筒が終端まで回転したときに、その回転を機械的に係止することによってカム筒の離脱やヘリコイドの損傷を防ぐようにしている。
特開2000−266981号公報
特開2003−329914号公報
特許文献1,2に記載の手法はそれぞれの問題を解決する上で効果的ではあるが、固定筒の先端側にフォーカス筒を設ける場合にはこれらの問題は同時に解決しなければならないことである。したがって、特許文献1,2で知られる双方の構成を組み合わせて用いることによって問題解決を図ることは可能であるが、構造的に複雑化しやすいだけでなく、部品点数や組立工数が増えて製造コストを高くする原因になる。
本発明は以上を考慮してなされたもので、固定筒の先端側に回転で光軸方向に進退するようにフォーカス筒を設ける際に、フォーカス筒がその自重で傾いたり、またフォーカス筒が固定筒から離脱し、あるいはフォーカス筒を過度に回転したときに両者間を連結しているヘリコイドやカム機構が損傷したりすることがなく、しかも部品点数や組立工数を抑えて製造コストも低く抑えることができるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために、フォーカスレンズを組み込んだフォーカス筒が、固定筒の先端側にその外周面を覆うように回転自在に設けられ、前記フォーカス筒を回転させることによりフォーカス筒が光軸方向に移動してピント合わせが行われるレンズ鏡筒を構成するにあたり、一端側が前記フォーカス筒の外周面に固定され、他端側が前記固定筒の外周面に付勢力を与える付勢端となり相対的にフォーカス筒が固定筒に対して傾くことを防ぐ板バネと、前記固定筒の外周面に有底の溝状に形成され、前記フォーカス筒の回転許容範囲に対応する円周方向長さを有するとともに底面から略直角に立ち上がった端面を有する溝と、前記板バネの付勢端からの付勢力を受け、前記フォーカス筒の周壁に貫通して設けられた穴を通して前記溝の底面を押圧する押圧部材とを設け、前記押圧部材を前記溝の端面に当接させることによりフォーカス筒の回転許容範囲外への回転を阻止する構造にしてある。
前記フォーカス筒を固定筒とヘリコイド結合させ、そしてフォーカス筒の回転許容範囲を半回転未満にする場合には、前記溝にはフォーカス筒の光軸方向への移動距離に対応した光軸方向の幅をもたせるのがよい。また、前記板バネ、溝及び押圧部材は、光軸に関して回転対称となる複数個所に設けることも有効な手段で、さらには固定筒の内部にコイルバネを組み込んでフォーカス筒を光軸方向の一方に付勢し、あるいは前記押圧部材の押圧端を球形にすることなども効果的である。
本発明の上記構成によれば、板バネの付勢力でフォーカス筒の倒れ防止を行うだけでなく、板バネで付勢され、フォーカス筒の回転とともに溝内を移動する押圧部材が溝の両端に設けられた端面に当接したときにはフォーカス筒の回転が規制されるようになるから、部品点数や組立工数を節約してレンズ鏡筒の製造コストを低く抑えることができる。
本発明の一実施形態を示す図1において、プロジェクタの投写光学系が組み込まれたレンズ鏡筒2は、固定筒3の先端側にヘリコイド結合部4を介してフォーカス筒5が設けられている。フォーカス筒5にはフォーカスレンズ群5aが固定され、フォーカス筒5を回転するとフォーカス筒5とともに回転しながら光軸方向に移動し、ピント合わせを行うことができる。固定筒3に直進ガイド溝3aが形成され、固定筒3の内部に設けられたレンズ枠7、8に植設されたカムピン7a,8aが貫通しており、レンズ枠7,8は光軸方向に移動自在に支持されている。
固定筒3の外周面を取り囲むようにカム筒10に回転自在に設けられている。カム筒10にはカム溝10a,10bが形成され、第1レンズ枠7と第2レンズ枠8のそれぞれのカムピン7a,8aが係合している。第1,第2レンズ枠7,8には第1変倍レンズ群7b,第2変倍レンズ群8bが固定され、カム筒10を回転すると、これらの変倍レンズ群はカム溝10a,10bの傾斜にしたがってそれぞれのレンズ枠7,8とともに互いの間隔を変えながら光軸方向に移動して変倍を行う。なお、前述のフォーカスレンズ群5a及び第1,第変倍レンズ群7a,8a、そして固定筒3の後端側に固定されたレンズ9はいずれも図面の簡略化のために1ブロックで示してあるが、一般には複数枚構成のレンズ群となっている。
固定筒3の後端にマウントリング12が固着され、このマウントリング12をプロジェクタ本体13にネジ止めすることによってレンズ鏡筒2がプロジェクタ本体13に固定される。プロジェクタ本体13の内部には、簡略的に示してあるが画像表示部15が組み込まれ、フルカラーの画像光を投写光学系に入射させる。画像表示部15は、例えば光源からの白色光をダイクロイックミラーで分割して得たR,G,Bの基本色光で照明される3枚の液晶パネルと、これらの液晶パネルからの画像を合成するクロスダイクロイックプリズムから構成されている。
フォーカス筒5は固定筒3の先端側を部分的に覆い、図示のようにその外周面の上下二ヶ所に付勢力が強い板バネ18の前端側がネジ止めされている。板バネ18の後端側と重なり合うフォーカス筒5の一部に穴19が形成され、また穴19の直下に位置する固定筒3の外周面には円周方向に延びた有底の溝20が形成されている。また、溝20の光軸方向の幅は、後述する鋼球22の外径とフォーカス筒5の光軸方向の移動長とを合計した長さよりもわずかに大きくしてある。
図2に示すように、溝20の円周方向の長さはピント調節のために回転されるフォーカス筒5の回転許容範囲(角θの範囲)に対応して決められている。溝20の円周方向長さは底面20aから略直角に立ち上がった端面20b,20cで決められ、板バネ18の下面と溝20の底面20aとの間には鋼球22が嵌め込まれている。鋼球22は穴19を通し、板バネ18の付勢端となる後端側で溝20の底面20aに押しつけられる。同様の構成は、光軸Pを挟む下側にも設けられている。穴19の内径は鋼球22の外径と略等しくしてあるから、鋼球22はフォーカス筒5の移動により一体的に移動する。
図1に示すように、フォーカス筒5と第1レンズ枠7との間にはコイルバネ25が組み込まれている。コイルバネ25はフォーカス筒5を前方に付勢し、ヘリコイド接合部4を構成するヘリコイドネジ条相互間の遊びを抑えている。同時にこのコイルバネ25は第1レンズ枠7を後方に付勢し、カムピン7aとカム溝10aとの間の遊びをなくすようにしている。同様の目的で第1レンズ枠7と第2レンズ枠8との間にもコイルバネ26が組み込まれている。このコイルバネ26は、レンズ9を保持している固定枠3の保持枠と第2レンズ枠8との間に組み込むこともできる。なお、これらのコイルバネは固定筒3の内部に組み込まれていればよく、必ずしもその一端側を可動のレンズ枠で支持する必要はない。例えばフォーカス筒5を付勢するコイルバネ25については、レンズ枠7の移動を妨げないように固定筒3の内壁に設けた突起で一端側を支持させることも可能である。
上記構成による作用について説明する。スクリーンに投写されたプロジェクタからの画像を観察しながらピント合わせが行われる。図1及び図2に示すように、フォーカス筒5がその光軸方向での最大移動長の中間位置まで繰り出されているとすると、スクリーンまでの投写距離がフォーカス筒5の回転許容範囲で決められた中間の距離であるとピントが合致する。この状態では、フォーカス筒5は固定筒3からの最大突出長の半分程度突出しており、フォーカス筒5には自重による荷重が加わってフォーカス筒5の先端側が下向きに傾きやすくなる。そして、光軸Pを挟む上下に位置している一対の板バネ18のそれぞれには、図中の上面が凸になるように変形させる荷重が加わる。しかし、板バネ18には強い付勢力が与えられているのでほとんど変形することがない。
さらに、コイルバネ25によってフォーカス筒5は常時前方へと片寄せされ、ヘリコイド結合部4に遊びも生じていないから、板バネ18の付勢力ともあいまってフォーカス筒5は固定筒3に対して傾くことはない。固定筒3はマウントリング12によりプロジェクタ本体13に強固に固定されているので、結果的にフォーカス筒5は光軸Pに対して倒れが生じないように支持され、光学性能を良好に保つことができる。また、鋼球22が溝20の双方の端面20b,20cに当接していないから、フォーカス筒5は図2の時計方向,反時計方向のいずれにも回転操作することができる。
スクリーンに投写された画像を観察してピントが合っていないときにはフォーカス筒5を回転操作してピント合わせを行う。フォーカス筒5を図2の時計方向に回転すると、フォーカス筒5はヘリコイド結合部4のリードに応じて光軸P方向に後退し、スクリーンまでの投写距離が長い方にずれている場合にピントを合わせることができる。このとき、板バネ18及び鋼球22もフォーカス筒5の回転とともに回転しながら光軸方向に後退する。この移動に支障がないように、溝20の光軸方向の幅はフォーカス筒5の光軸方向での全移動長と鋼球22の外径とを合計した長さよりもわずかに大きくしてある。
また、この状態では一対の板バネ18は光軸Pを通る鉛直線上からずれてしまうが、フォーカス筒5の回転許容範囲(角θ)を90°程度に抑えているので、フォーカス筒5の自重を十分に支えることができる。さらに、フォーカス筒5が固定筒3側に繰り込まれ、ヘリコイド結合部4での結合長が長くなっており、しかもコイルバネ25の片寄せ作用によりヘリコイド結合部4には遊びがない状態なので、フォーカス筒5が自重で傾くようなことはない。
スクリーンまでの投写距離がフォーカス筒5の回転許容範囲(角θ)で決められた最長距離よりも遠い場合には、フォーカス筒5をさらに時計方向に回転操作し、固定筒3側に限度まで繰り込んでも良好なピントを得ることができない。フォーカス筒5を限度まで時計方向に回転すると鋼球22が溝20の端面20cに当接し、それ以上フォーカス筒5を時計方向に回転することができなくなる。これにより、フォーカス筒5を必要以上に後退させてヘリコイド結合部4に過大な負荷をかけることがなく、ヘリコイドネジ条に損傷が及ぶこともない。
スクリーンまでの投写距離が近くなっているときには、フォーカス筒5を図2に示す位置から反時計方向に回転操作し、フォーカス筒5を固定筒3から繰り出すことによってピント合わせを行うことができる。そして、フォーカス筒5の回転許容範囲に対応して決まる投写距離の範囲内にあるときには、鋼球22が溝20の端面20bに当接する前に良好なピントが得られる。板バネ18および鋼球22はフォーカス筒5とともに回転して光軸Pを通る鉛直線上から外れるが、フォーカス筒5が固定筒3からちょうど半分程度繰り出されたときに、一対の板バネ18及び鋼球22が光軸Pを挟んで鉛直線上で上下に位置するようにしておけば、角θが「90°」程度以下の場合には実用上全く問題はない。また、フォーカス筒5を限度まで反時計方向に回転操作したときには、鋼球22が溝20の端面20bに当接するから、それ以上フォーカス筒5を反時計方向に回転することができず、フォーカス筒5がヘリコイド結合部4からはずれることはない。
さらに、図3に示すように、板バネ18及び鋼球22、そしてこれらが嵌入する固定筒3の溝20を光軸Pに関して対称となる3個所に設けておけば、フォーカス筒5の傾きはより確実に防ぐことが可能となる。また、フォーカス筒5の光軸方向の移動範囲を広げるために、その回転角θを120°以上にする必要がある場合には、図3に示す3本の溝20が互いに干渉することがないように、螺旋条に延長して形成しておけばよい。
上記実施形態では、板バネ18による付勢力を溝20の底面20aに作用させるために鋼球22を使用しているので、フォーカス筒5の回転操作性を良好に保ち、しかも溝20の底面20aを磨耗から防ぐ上でも有効であるが、図4に示すように、板バネ18の付勢端側に先端を丸くしたピン30を板バネ18に一体化し、その先端で溝20の底面20aを押圧するようにしてもよい。また、板バネ18と鋼球22を用いる場合には、フォーカス筒5に形成した穴19で鋼球22をフォーカス筒5とともに移動させる代わりに、板バネ18に鋼球22が外れないように捕捉する穴や窪みをつけるようにしてもよい。さらに、フォーカス筒5の穴19を光軸方向に延びた長穴にし、フォーカス筒5に対して鋼球22が光軸方向に移動できるようにしておき、溝20の光軸方向の幅を狭めて鋼球22が入り込む幅に留めるようにしてもよい。
以上、図示した実施形態にしたがって本発明について説明してきたが、固定筒3とフォーカス筒5の一方にカム溝、他方にこのカム溝に係合するカムピンを設け、フォーカス筒5がこれらのカム機構により回転しながら光軸方向に進退する構造のものにも本発明は適用可能で、自重によるフォーカス筒の傾き防止とともに必要以上の回転操作によりカム機構が損傷することを防ぐことができる。また、本発明はプロジェクタ用のレンズ鏡筒に限らず、固定筒の先端でフォーカス筒が光軸方向に出入りする構造のレンズ鏡筒に用いることができる。
2 レンズ鏡筒
3 固定筒
4 ヘリコイド結合部
5 フォーカス筒
7 第1レンズ枠
8 第2レンズ枠
10 カム筒
12 マウントリング
18 板バネ
19 穴
20 溝
22 鋼球
25,26 コイルバネ
3 固定筒
4 ヘリコイド結合部
5 フォーカス筒
7 第1レンズ枠
8 第2レンズ枠
10 カム筒
12 マウントリング
18 板バネ
19 穴
20 溝
22 鋼球
25,26 コイルバネ
Claims (5)
- フォーカスレンズを保持したフォーカス筒が、固定筒の先端側にその外周面を覆うように回転自在に設けられ、前記フォーカス筒を回転させることによりフォーカス筒が光軸方向に移動してピント合わせが行われるレンズ鏡筒において、
一端側が前記フォーカス筒の外周面に固定され、他端側が前記固定筒の外周面に付勢力を与える付勢端となり相対的にフォーカス筒が固定筒に対して傾くことを防ぐ板バネと、
前記固定筒の外周面に有底の溝状に形成され、前記フォーカス筒の回転許容範囲に対応する円周方向長さを有するとともに底面から略直角に立ち上がった端面を有する溝と、
前記板バネの付勢端からの付勢力を受け、前記フォーカス筒の周壁に貫通して設けられた穴を通して前記溝の底面を押圧する押圧部材を備え、
前記押圧部材を前記溝の端面に当接させることによりフォーカス筒の回転許容範囲外への回転を阻止することを特徴とするレンズ鏡筒。 - 前記フォーカス筒は固定筒とヘリコイド結合されるとともにフォーカス筒の回転許容範囲は半回転未満であり、前記溝はフォーカス筒の光軸方向への移動距離に対応した光軸方向の幅をもつことを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記板バネ、溝及び押圧部材は、光軸に関して回転対称となる複数個所に設けられていることを特徴とする請求項2記載のレンズ鏡筒。
- 前記フォーカス筒が前記固定筒の内部に組み込まれたコイルバネにより、光軸方向の一方に向けて付勢されていることを特徴とする請求項3記載のレンズ鏡筒。
- 前記押圧部材の押圧端が球形であることを特徴とする請求項4記載のレンズ鏡筒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008090846A JP2009244585A (ja) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | レンズ鏡筒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008090846A JP2009244585A (ja) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | レンズ鏡筒 |
Publications (1)
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JP2009244585A true JP2009244585A (ja) | 2009-10-22 |
Family
ID=41306539
Family Applications (1)
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JP2008090846A Pending JP2009244585A (ja) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | レンズ鏡筒 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017173426A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | キヤノン株式会社 | レンズ鏡筒及びそれを有するレンズ装置及び撮像装置 |
JP2019003012A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | レンズ装置、撮像装置、およびレンズ装置の製造方法 |
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2008
- 2008-03-31 JP JP2008090846A patent/JP2009244585A/ja active Pending
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JP2017173426A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | キヤノン株式会社 | レンズ鏡筒及びそれを有するレンズ装置及び撮像装置 |
US10241291B2 (en) | 2016-03-22 | 2019-03-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens barrel, and lens apparatus and image pickup apparatus including same |
JP2019003012A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | レンズ装置、撮像装置、およびレンズ装置の製造方法 |
US10775584B2 (en) | 2017-06-14 | 2020-09-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens apparatus and image pickup apparatus |
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