JP2010164684A - 投映レンズユニット - Google Patents

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泰斗 黒田
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Abstract

【課題】小型プロジェクタの厚さ方向の寸法がレンズ鏡筒保持のために大きくなることのないようにした投映レンズユニットを提案する。
【解決手段】投映レンズユニット１２は、入射した画像光を集束させる第１の光学系２６と第１の光学系によって集束した画像光を拡大してスクリーンに投映する第２の光学系２７とからなる投映レンズ２１と、投映レンズ２１を収容するとともに第１の光学系と第２の光学系の接合部が最も細く形成された小径部２２ａを有する鏡筒部材２２と、小径部２２ａが載置される第１の保持面２３ａを有する保持部材２３と、小径部２２ａを第１の保持面２３ａとの間で挟持する第２の保持面２４ａを有する押さえ部材２４と、を備える。保持部材２３は、投映レンズユニット１２が搭載される機器の筐体に固定され、押さえ部材２４は、小径部２２ａのデッドスペース内に配置され鏡筒部材２２より上方にはみ出すことはない。
【選択図】図５

Description

本発明は、携帯用超小型プロジェクタに搭載され画像形成装置に形成された画像をスクリーン等に投映する投映レンズユニットに関する。
近年、パーソナルコンピュータや携帯用電話器あるいはデジタルカメラ等の携帯用電子機器に、ライトプロジェクタが組込まれ、本来の機能の他に投映機能が付加された携帯用電子機器が普及している。また、投映機能のみを搭載した携帯用超小型プロジェクタも市販されている。このような携帯機器に設けられるライトプロジェクタは、より小型化が求められ、特に薄型化は最重要課題である。一般に、画像をスクリーン等に投映表示する投映レンズの保持部分は、筐体への取付を考えると、レンズ鏡筒部より更に大きくなることが避けられず、この部分が機器全体の大きさや厚さに大きく影響してしまうことがある。例えば、図６に示すように、投映レンズ鏡筒５０の入射側の外周部にレンズ光軸５１と垂直な取付面５２を備えたフランジ部５３を設け、投映レンズ鏡筒５０のレンズ光軸５１が機器の取付面に対して高精度で垂直が維持されるように構成されている。
このような投映レンズ鏡筒は、複数のレンズを組込むためレンズの組込み後に焦点調節を行う必要があり、また、搬送中の振動によるレンズのガタなどでも焦点位置がズレてしまう。このような場合に備えて、簡単に再調節をすることができる構造が下記特許文献１及び２に示されている。
特開２００７−０２５５７９号公報 特開２００７−０４１１５７号公報
図６に示す従来のレンズ鏡筒保持構造では、フランジ部が鏡筒部分より必ず大きくなり、その分、レンズ鏡筒が収容される機器の大きさが大きくなってしまう。これは、携帯することを前提とした小型プロジェクタでは商品価値を下げてしまい大きな問題となる。
本発明は上記問題を解決するためのものであり、レンズ鏡筒に保持のためにフランジ部を設けることなく投映レンズを保持する構成を提案して、小型プロジェクタの厚さ方向の寸法がレンズ鏡筒保持のために大きくなることのないようにした投映レンズユニットを提案する。
本発明による投映レンズユニットは、入射した画像光を集束させた後に拡大してスクリーンに投映する投映レンズと、前記投映レンズを収容するとともに、前記集束させた位置に対応する外形部分が最も細く形成された鏡筒部材と、前記鏡筒部材の前記最も細く形成された外形部分が載置される第１の保持面を有する保持部材と、前記最も細く形成された外形部分を、前記第１の保持面との間で挟持して前記鏡筒部材を保持する第２の保持面を有する押さえ部材と、を備えたことを特徴とする。
前記投映レンズは、入射した画像光を集束させる第１の光学系と、前記第１の光学系によって集束した前記画像光を拡大してスクリーンに投映する第２の光学系とからなり、前記第１の光学系と前記第２の光学系の間に前記画像光が集束する瞳位置が存在するとともに、前記鏡筒部材の前記最も細く形成された外形部分は前記瞳位置を含み、前記瞳位置の移動が少なく投映距離と投映画像寸法との比が一定な固定焦点レンズであることが好ましい。
本発明による投映レンズユニットは、レンズ鏡筒の最も細い部分を固定するため、光軸位置を高精度に確保しつつ簡単にレンズ鏡筒を保持することができ、保持のためのフランジ部がないので小型プロジェクタの厚さ方向の寸法がレンズ鏡筒保持のために大きくなることがない。
本発明による投映レンズユニットを搭載した携帯用小型プロジェクタの斜視外観図である。 本発明による投映レンズユニットの斜視外観図である。 投映レンズユニットの分解図である。 投映レンズ鏡筒を示す断面図である。 投映レンズユニットを側面から見た図である。 従来の投映レンズユニットの斜視外観図である。
図１に示すように、携帯用小型プロジェクタ１０は、略直方体をした筐体１１に、本発明による投映レンズユニット１２、光源としてのＬＥＤ１３、照明光学系１４、全反射プリズム１５、反射型ＬＣＤ（以下、単にＬＣＤと言う。）１６が収容され、前記投映レンズユニット１２の光学系を構成するレンズの一部を動かしてスクリーンに投映された画像のピントを調節するピント調節用ダイヤル１７と、電源スイッチ１８とが、前記筐体１１から操作部が露呈するように設けられている。ＬＥＤ１３から放射された光がフィルタやインテグレータなどから構成された照明光学系１４を透過して全反射プリズム１５に入射し、ＬＣＤ１６によって表示された画像を含んだ画像光となって前記投映レンズユニット１２からスクリーン等に投映される。前記ＬＣＤ１６の代わりに、透過型ＬＣＤやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いても良く、どのような形式のライトバルブを用いても良い。また、前記投映レンズユニット１２以外の部材については周知技術であるから詳しい説明は省略する。
図２及び図３に示すように、前記投映レンズユニット１２は、画像光を拡大してスクリーンに投映する投映レンズ２１を収容した鏡筒部材２２と、鏡筒部材２２が載置され保持される第１の保持面２３ａを有する保持部材２３と、前記鏡筒部材２２を前記第１の保持面２３ａとの間で挟持する第２の保持面２４ａを有する押さえ部材２４と、を備える。前記押さえ部材２４は、前記保持部材２３に形成されたネジ穴２３ｂと螺合するネジ２５によって前記保持部材２３に固定される。前記保持部材２３は、前記筐体１１に図示しないネジ等によって取り付けられ、前記保持部材２３の下面は前記筐体１１の底板１１ａ（図５参照。）に略密着して載置される。
図４に示すように、前記投映レンズ２１は、前記ＬＣＤ１６から射出された画像光が入射し、入射した該画像光を集束させる第１の光学系２６と、第１の光学系２６によって集束された画像光を拡大してスクリーン２８に投映する第２の光学系２７とから構成される。前記第１，第２の光学系２６，２７は、前記第１の光学系２６の入射面２６ａから入射した画像光が射出面２６ｂから射出され、一旦集束した後に前記第２の光学系２７の入射面２７ａに入射し拡大されて射出面２７ｂから前記スクリーン２８に向けて射出されるように構成され、前記第１，第２の光学系２６，２７の接合部分である前記射出面２６ｂと前記入射面２７ａの間に前記画像光が最も集束される瞳部２９が形成される。前記第１，第２の光学系２６，２７は、レンズの焦点距離が変倍しない固定焦点光学系であり、そのため前記瞳部２９は移動しないので、光束が最も細くなる位置が固定される。前記鏡筒部材２２は、前記第１，第２の光学系２６，２７を構成する複数のレンズを収容するとともに、前記瞳部２９を含む前後の部分について小径にすることができ、それによって前記鏡筒部材２２の略中央に小径部２２ａを形成することができる。
前記投映レンズユニット１２は以下のように筐体１１に組込まれる。前記保持部材２３は、照明光学系１４や全反射プリズム１５、ＬＣＤ１６などとともに前記筐体１１に組込まれ筐体１１の底板１１ａ（図５参照）に略密着するように固定される。図３に示すように、底板１１ａに固定された保持部材２３の第１の保持面２３ａに前記鏡筒部材２２の小径部２２ａを載置する。前記小径部２２ａは下半分が前記第１の保持面２３ａによって支持される。押さえ部材２４は小径部２２ａを挟むように保持部材２３の上に載置され、固定溝２４ｂに挿通されたネジ２５によって前記保持部材２３に固定される。押さえ部材２４に形成された第２の保持面２４ａが前記小径部２２ａの上半分の大部分を支持して、前記第１の保持面２３ａとの間で前記小径部２２ａを挟持し固定する。こうして投映レンズユニット１２が前記筐体１１の中に組込まれる。組込まれた前記鏡筒部材２２の最大外形部２２ｂは前記筐体１１の上板１１ｂ（図５参照）との間に僅かな隙間を残した状態で収容される。ここで前記押さえ部材２４は、図３に示すように、前記第２の保持面２４ａの中央部分の厚さ寸法Ａが、前記鏡筒部材２２の小径部２２ａと最大外形部２２ｂとの段差寸法Ｂより小さく形成されており、前記押さえ部材２４の上面２４ｃは前記最大外形部２２ｂより上方にはみ出すことがなく、前記筐体１１の上板１１ｂに当接しない。このように鏡筒部材２２の小径部２２ａを保持部材２３と押さえ部材２４によって挟持し筐体１１に固定する方法は、筐体１１を大きくすることなしに実現できる。
前記投映レンズユニット１２は次に示す手順で筐体１１に組込まれるようにしても良い。まず始めに図２に示す投映レンズユニット１２を前述の手順と同様の方法で組立てる。鏡筒部材２２の小径部２２ａを保持部材２３と押さえ部材２４によって挟持し、鏡筒部材２２と保持部材２３と押さえ部材２４を一体化させる。その後に、投映レンズユニット１２を照明光学系１４や全反射プリズム１５、ＬＣＤ１６などとともに前記筐体１１に組込む。この場合も前記保持部材２３を前記筐体１１の底板１１ａにネジ等によって略密着するように固定すると良い。
前記投映レンズ２１は、固定焦点レンズであることが好ましいが、前記瞳部２９の位置が大きく移動しない光学系であれば、焦点距離を変更できる変倍レンズであっても良い。
前記実施形態は、携帯用小型プロジェクタ１０を挙げて説明したが、本発明による投映レンズユニットは投映専用のプロジェクタに限るものではなく、どのような携帯型電子機器であっても採用することができ、例えば、投映表示機能付きデジタルカメラや携帯電話器に採用することもできる。
１０ 携帯用小型プロジェクタ
１１ 筐体
１１ａ 底板
１１ｂ 上板
１２ 投映レンズユニット
２１ 投映レンズ
２２ 鏡筒部材
２２ａ 小径部
２２ｂ 最大外形部
２３ 保持部材
２３ａ 第１の保持面
２４ 押さえ部材
２４ａ 第２の保持面
２４ｂ 固定溝
２４ｃ 上面
２６ 第１の光学系
２６ａ，２７ａ 入射面
２６ｂ，２７ｂ 射出面
２７ 第２の光学系
２８ スクリーン
２９ 瞳部

Claims (3)

  1. 入射した画像光を集束させた後に拡大してスクリーンに投映する投映レンズと、
    前記投映レンズを収容するとともに、前記集束させた位置に対応する外形部分が最も細く形成された鏡筒部材と、
    前記鏡筒部材の前記最も細く形成された外形部分が載置される第１の保持面を有する保持部材と、
    前記最も細く形成された外形部分を、前記第１の保持面との間で挟持して前記鏡筒部材を保持する第２の保持面を有する押さえ部材と、
    を備えたことを特徴とする投映レンズユニット。
  2. 前記投映レンズは、入射した画像光を集束させる第１の光学系と、前記第１の光学系によって集束した前記画像光を拡大してスクリーンに投映する第２の光学系とからなり、前記第１の光学系と前記第２の光学系の間に前記画像光が集束する瞳位置が存在するとともに、前記鏡筒部材の前記最も細く形成された外形部分は前記瞳位置を含むことを特徴とする請求項１記載の投映レンズユニット。
  3. 前記投映レンズは、投映距離と投映画像寸法との比が一定な固定焦点レンズであることを特徴とする請求項１又は２記載の投映レンズユニット。
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