JP2010262226A

JP2010262226A - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP2010262226A
Application number: JP2009114635A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sakamoto; 健一坂本; Hiroshi Shirota; 啓代田; Yasuto Kuroda; 泰斗黒田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】トラッキング調整等を簡便に行う。
【解決手段】カム筒３２は、前カム筒５３、中間カム筒５４、及び後カム筒５５を連結して作られている。カム筒５３〜５５は、第１〜第４レンズ群を移動するためのカム溝４４〜４７のうちの少なくとも１個のカム溝を有する。カム筒５３〜５５は、連結面に設けたフランジ５７，６２，６３，６５同士をビス５９で固定することで継がれる。中間カム筒５４は、先端に設けた環状凸部６１が前カム筒５３の後端に設けた環状溝部５８に勘合して前カム筒５３を回転自在に支持する。後カム筒５５は、前端に設けた環状凸部６８が中間カム筒５４の後端に設けた環状溝部６４に嵌合して中間カム筒５４を回転自在に支持する。ビス５９を通すための開口６０，７０が周方向に長く形成されているため、カム筒５３〜５５の取り付け位置を周方向に相対的にずらすことでトラッキング調整が行える。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のレンズ群を光軸方向に移動させる複数のカム部を有するカム筒を備えたレンズ鏡筒に関する。

プロジェクタは、画像生成部が液晶やＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用して生成した画像を、レンズ鏡筒に保持される投射レンズ光学系によりスクリーンに投映する。レンズ鏡筒には、単一のカム筒の回転により複数のレンズ群を、各レンズ間隔が異なるように光軸方向に移動して変倍を行い、また前記複数のレンズ群よりも前方に配した前玉レンズ群を前記複数のレンズ群に対して光軸方向に移動してフォーカシングを行う前群繰り出し方式のものが知られている（特許文献１）。

投射レンズ光学系に用いられるレンズは、例えばカメラなどの撮影光学系に使用されるレンズと比較して大径、かつ重量が大きい。また、投射レンズ光学系には、光源からの光による熱が加わる。このため、レンズを移動させる際にレンズの重量で撓んだり、光源からの光の熱により変形したりしないように、カム筒はアルミ材で形成されている。

特開２００４−３４７６４６号公報

前述したカム筒は、プロジェクタ用のレンズを移動させるものなので径が大きく、また、複数のレンズ群を光軸方向に個別に移動させる３種類のカム部が形成されているため、光軸方向に長い筒形状になっている。このような長く、かつ大径の筒を、アルミ材を切削して作るのは大型の切削加工装置を用いる必要があるため、コストが高く付く。また、長く、かつ大径の筒に３つのカム部を切削により作るのは、カム部の位置、及び、カム部の形状を精度良く得るための筒の位置決め等に時間がかかり、また、カム部を形成する切削の時間も長くかかり、量産が困難であった。

また、レンズ鏡筒のトラッキング調整は、ワイド端において前玉レンズ群と複数のレンズ群とを一体的に光軸方向に移動してピント調整を行い、テレ端においては前玉レンズ群のみを光軸方向に移動してピント調整を行うため、調整を行うレンズ群が多かった。

本発明は、前述した問題点を解決するためになされたものであり、加工コストを抑制し、かつトラッキング調整の作業効率の向上を図ったレンズ鏡筒を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒では、少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させるための第１、及び第２カム部を有するカム筒を、第１カム部を有する前カム筒と、前カム筒の後端に取り付けられ第２カム部を有する後カム筒と、前カム筒の後端と後カム筒の前端とを固定する固定手段と、で構成し、固定手段は、前カム筒と後カム筒とを相対的に回転させる調節手段を含んでいることを特徴とするものである。

２つのレンズ群のレンズ間隔を調節する必要がある場合には、前、及び後カム筒との間に、所定の厚みのスペーサー部材を適宜挟装するのが望ましい。

前・後カム筒は、直進ガイド筒の外周、又は内周で回転する。直進ガイド筒には、２つのレンズ群を光軸方向に沿って直線状に案内する直進ガイド開口を備えている。前・後カム筒の径が同じ場合には、直進ガイド筒の外周、又は内周でスムーズに回転する。

前レンズを後レンズに対して大径にする場合には、前カム筒が後カム筒に対して大径になりカム筒が段付き形状になる。この場合には、直進ガイド筒を大径部と小径部とを有する段付き形状で作ればよい。大径部には、前カム部と協働して第１レンズ群を移動させる直進ガイド部を有する。小径部には、後カム部と協働して第２レンズ群を移動させる直進ガイド部を有する。

固定手段としては、例えば前・後カム筒のうちの一方のカム筒に設けられたビスを通す開口と、他方のカム筒に設けられたビスを締め付けるネジ穴とで構成するのが好適である。この場合、開口を周方向に長く形成すれば、前・後カム筒を周方向に相対的にずらして固定することができる。なお、固定用ネジとは別に調整用ネジを別に設けても良い。

本発明のレンズ鏡筒では、カム筒を光軸方向に分割した前・後カム筒を設けたから、加工が容易に行える。また、前・後カム筒を調節手段で相対的に回転させた後に固定手段で固定するようにしたから、トラッキング調整が簡便に行える。また、スペーサー部材を前・後カム筒の間に挿入する発明では、トラッキング調整に加えてレンズ間隔も簡便に調節することができる。

本発明のレンズ鏡筒を用いたプロジェクタの外観を示す斜視図である。プロジェクタの内部機構の概略を示す説明図である。レンズ鏡筒の要部を示す断面図である。光軸方向に分割したカム筒を示す分解斜視図である。中間カム筒と後カム筒との間に環状スペーサーを挟装する状態を示す要部分解斜視図である。中間カム筒と後カム筒との間に、ビス毎にワッシャーを挟装する別の実施形態を示す要部分解斜視図である。光軸方向の両側から挿入することができる一対のスペーサー部材を示す斜視図である。段付き形状のカム筒を利用した他の実施形態を示す断面図である。図８で説明したカム筒を示す分解斜視図である。

本発明を採用した一実施例であるプロジェクタ１０は、筺体１２の前面に投映レンズ１３が露呈しており、投射光軸９の前方に配したスクリーン１１（図２参照）に投映レンズ１３を通した画像を投映する。筺体１２には、ズームレバー１５、電源ボタン１６等が露呈して設けられており、また、投映レンズ１３の外周がフォーカスリング１４となっている。

筺対１２には、図２に示すように、光源１７、照明光学系１８、全反射プリズム１９、ＤＭＤ２０、投映レンズ１３を保持するレンズ鏡筒２１、絞り機構２２等が内蔵されている。光源１７から照射された照明光は、照明光学系１８へ入射する。

照明光学系１８は、カラーホイール２３、ロッドインテグレータ２４、リレーレンズ２５，２６、ミラー２７からなる。カラーホイール２３は、光源１７からの照明光を、Ｂ、Ｇ、Ｒ（赤、緑、青）の各フィルタを透過させ、各色の光を生成する。各色の光は、ロッドインテグレータ２４、リレーレンズ２５，２６、ミラー２７を介して全反射プリズム１９に入射する。全反射プリズム１９は、各色の光（入射光）を、反射面１９ａを透過させてＤＭＤ２０に入射させる。ＤＭＤ２０は、これらの光を画素単位で２方向（オン／オフ）に反射し、全反射プリズム１９はこのうちのオン方向の反射光（オン光）を反射面１９ａで反射して絞り機構２２を介して投映レンズ１３に入射させ、投映レンズ１３がスクリーン１１に画像を投影する。

レンズ鏡筒２１は、図３に示すように、固定筒３０、直進ガイド筒３１、カム筒３２、前玉保持枠３３、第１ないし第４移動レンズ枠３４〜３７、及び固定レンズ枠３８等で構成されている。フォーカスリング１４は前玉保持枠３３に形成されている。前玉保持枠３３は、フォーカスレンズ群３９を保持している。第１ないし第４移動レンズ枠３４〜３７は、第１ないし第４レンズ群４０〜４３を各々保持しており、変倍時に投映レンズ１３の光軸１３ａ方向に移動する。カム筒３２の内周には、第１ないし第４移動レンズ枠３４〜３７を移動させるための４種類のカム溝４４〜４７が光軸１３ａ方向にずれて並設されている。第１ないし第４カム溝４４〜４７は、各レンズ間隔が異なるように各レンズ群４０〜４３を移動させるために光軸１３ａ方向に変位をもつカム面をそれぞれもっている。

直進ガイド筒３１は、先端側がヘリコイド４８により前玉保持枠３３に結合しており、ヘリコイド４８の結合範囲を除く後方周面に、光軸１３ａ方向に長い直進ガイド開口２９が形成されている。この直進ガイド筒３１は、最後端が固定筒３０に固定されている。カム筒３２は、直進ガイド開口２９を覆うように直進ガイド筒３１の外周に回転自在に支持されている。第１ないし第４移動レンズ枠３４〜３７には、直進ガイド開口２９を通してカム溝４４〜４７のカム面に係合するカムフォロワー４９〜５２が設けられている。

カム筒３２は、ズームレバー１５の操作に連動して直進ガイド筒３１の外周で回転することで、各カム溝４４〜４７と直進ガイド開口２９との交点にカムフォロワー４９〜５２を誘導して、第１ないし第４移動レンズ枠３４〜３７を光軸１３ａ方向に移動させる。

固定レンズ枠３８は、固定筒３０に固定されており、第４移動レンズ枠３７の後方（光源側の方向）で後方レンズ群３８ａを保持している。なお、カムフォロワー４９〜５２、及び直進ガイド開口２９は、周方向の３分割位置にそれぞれ設けられている。

カム筒３２は、図４に示すように、光軸１３ａに一致する回転軸６９方向に３分割された前カム筒５３、中間カム筒５４、及び後カム筒５５で構成されており、これらを回転軸６９方向に直列に一体的に連結して作られている。前カム筒５３は、後端外周に突出して形成されているフランジ５７、後端内周に形成されている環状溝部５８、及び内周に形成されている第１カム溝４４を有する。フランジ５７には、中間カム筒５４を固定するためのビス５９を通すための開口６０が形成されている。開口６０は、周方向に長く形成されている。環状溝部５８には、中間カム筒５４の前端に設けた環状凸部６１が嵌合する。

中間カム筒５４は、前述した環状凸部６１、両端外周に設けた前・後フランジ６２，６３、後端内周に設けた環状溝部６４、及び第２カム溝４５をもっている。前フランジ６２は前カム筒５３のフランジ５７に、また後フランジ６３は後カム筒５５の前端に設けたフランジ６５にそれぞれ当接して回転軸６９方向での位置決めをする。また、前・後フランジ６２，６３には、前・後カム筒５３，５５を固定するためのネジ穴６６，６７がそれぞれに形成されている。環状溝部６４には、後カム筒５５の先端に設けた環状凸部６８が嵌合する。中間カム筒５４の環状凸部６１は、回転軸６９を中心とする周方向に回転するように前カム筒５３を案内する。

後カム筒５５は、前述した環状凸部６８、フランジ６５、第３カム溝４６、及び第４カム溝４７を持っている。環状凸部６８は、回転軸６９を中心とする周方向に回転するように中間カム筒５４を案内する。フランジ６５には、後カム筒５５を固定するためのビス５９を通すための開口７０が形成されている。開口７０は、周方向に長く形成されている。なお、図４には、詳しくは図示していないが、ビス５９用の開口６０，７０、及びネジ穴６６，６７は、周方向の３分割位置にそれぞれ形成されている。また、第１ないし第４カム溝４４〜４７は、カムフォロワー４９〜５２を挿入するために各カム筒５３〜５５の一端に開放されている開放部をもっている。

環状溝部５８，６４に環状凸部６１，６８を嵌合することで、中間カム筒５４に対して前・後カム筒５３，５５が連結される。フランジ５７，６５の開口６０，７０からネジ穴６６，６７が露呈する回転位置に前・後カム筒５３，５５を回転させ、その後に開口６０，７０を通してビス５９を前方向、及び後方向からネジ穴６６，６７に締め込む。これにより、前・後カム筒５３，５５が中間カム筒５４にそれぞれ固定される。

開口６０，７０は、周方向に長くなっているので、前カム筒５３、及び後カム筒５５は、中間カム筒５４に対して回転位置をずらすことができる。この作業をワイド端、及びテレ端においてピントが合うように行えば、トラッキング調整が行える。この調整は、ビス５９がレンズ鏡筒２１の外に露呈しているから、ビス５９を緩めて前・後カム筒５５のフランジ５７，６５を回せばよいので簡便に行える。なお、前・後カム筒５５のフランジ５７，６５の全周、又は一部を中間カム筒５４のフランジ６２，６３よりも大径にしておけば、トラッキング調整が簡便になる。また、固定用ネジと調整用ネジとを別々に設けてもよい。この場合には、固定用ネジと調整用ネジとを緩め、調整用ネジをドライバ等で周方向にずらせば、互いのカム筒が周方向に相対的にずれるように構成すればよい。

中間カム筒５４と後カム筒５５との間には、図５に示すように、環状のスペーサー部材７２を、必要に応じて挟装することができる。厚みの異なる複数のスペーサー部材から所定の厚みのものを択一的に選択して挟装することで、レンズ間隔を調整することができる。このスペーサー部材７２は、フランジ６３，６５に密着するように環状になっているので、ビス５９を通すための開口７３が形成されている。勿論、前カム筒５３と中間カム筒５４との間にも、必要に応じてスペーサー部材７２を挟装してレンズ間隔を調整することができる。

スペーサー部材７２としては、環状のもの以外に、図６に示すように、均一な厚みのワッシャー形状のスペーサー部材７４を各ビス５９に通して挟装してもよい。ビス５９を通さずに挟装することができる形状のスペーサー部材も考えられる。この場合、周方向の３分割位置にある３つのビス５９の間に挿入することができるように、円弧状のスペーサー部材を用いればよい。勿論、円弧状のスペーサー部材も、ビス５９の間に挿入するために同じ厚みのものを３つ使用する。

また、図７に示すように、ビス５９を外さずにスペーサー部材を挿入することができるように、ビス５９を逃がすための切り欠き１１０をもつスペーサー部材１１１を用いてもよい。この場合、回転軸６９を挟んだ両側から挿入することができるように、半割りした一対のスペーサー１１１ａ，１１１ｂで構成するのが望ましい。

上記実施形態では、環状凸部６１を中間カム筒５４に、これに嵌合する環状溝部５８を前カム筒５３にそれぞれ設けているが、これらは相互に嵌合するものであるので、逆に取り付けても良い。勿論、後カム筒５５に設けた環状凸部６８を中間カム筒５４に、中間カム筒５４に設けた環状溝部６４を後カム筒５５に設けても良い。また、環状凸部６１，６８と環状溝部５８，６４との形状としては、互いに光軸１３ａ方向から嵌合して相対的に回転でき、かつ高い遮光性が得られる環状の凹凸形状であれば、周知形状のものを利用することができる。また、環状に繋がっておらず一部が分断されている形状のものでもよい。

上記実施形態では、カム筒３２の内周が同じ径になっているが、本発明ではこれに限らず、大きな径のレンズを使用する場合には、図８及び図９に示すように、段付き形状のカム筒８０を用いても良い。このカム筒８０は、径の異なる前カム筒８１、中間カム筒８２、及び後カム筒８３をそれぞれ連結した構成になっている。前カム筒８１の内径は中間カム筒８２の内径よりも大径になっており、中間カム筒８２の内径は後カム筒８３の内径よりも大径になっている。なお、各カム筒８１〜８３は肉厚が略同じに切削加工されている。

前カム筒８１は、前述した第１カム溝４４、及び内フランジ８４をもっている。内フランジ８４は、後端から内に向けて突出しており、周方向の３分割位置に中間カム筒８２を固定するためのネジ穴８５をもっている。この内フランジ８４には、中間カム筒８２の前端に設けた外フランジ８６が当接する。

中間カム筒８２は、前述した第２カム溝４５、外フランジ８６、及び後端に設けた内フランジ８７をもっている。外フランジ８６は、前端から外に向けて突出して形成されており、前カム筒８１を固定するためのビス８８を通すための開口８９をもっている。開口８９は、周方向の３分割位置に形成されており、各開口８９は、トラッキング調整を行うために周方向に長くなっている。内フランジ８７は、後端から内に向けて突出して形成されており、後カム筒８３を固定するためのネジ穴９０をもっている。ネジ穴９０は、周方向の３分割位置に設けられている。

中間カム筒８２の内フランジ８７には、後カム筒８３の前端に設けた外フランジ９１が当接する。後カム筒８３は、前述した第３カム溝４６、第４カム溝４７、及び外フランジ９１をもっている。外フランジ９１には、ビス８８を通すための開口９２が周方向の３分割位置に設けられている。各開口９２は、トラッキング調整を行うために、周方向に長くなっている。

中間カム筒８２の前端には、環状凸部９４が前方に突出して設けられている。環状凸部９４の外周面９４ａは、前カム筒８１の内フランジ８４の内周面８４ａに嵌合して前カム筒８１を回転自在に支持する。また、後カム筒８３の前端にも環状凸部９５が前方に突出して設けられており、この環状凸部９５の外周面９５ａは、中間カム筒８２の内フランジ８７の内周面８７ａに嵌合して中間カム筒８２を回転自在に支持する。

直進ガイド筒９７は、スクリーン側から順に、大径部９８、中径部９９、及び小径部１００をもっている。大径部９８には、第１移動レンズ枠３４のカムフォロワー４９が係合する光軸１３ａ方向に長い第１直進ガイド開口１０１が形成されている。中径部９９には、第２移動レンズ枠３５のカムフォロワー５０が係合する光軸１３ａ方向に長い第２直進ガイド開口１０２が形成されている。小径部１００には、第３、及び第４移動レンズ枠３６，３７のカムフォロワー５１，５２が係合する光軸１３ａ方向に長い第３直進ガイド開口１０３が形成されている。

このように、図８で説明した直進ガイド筒９７には、第１ないし第３直進ガイド開口１０１〜１０３が径の異なる周面ごとに分断して作られている。この直進ガイド筒９７は、固定筒（図示なし）に固定されており、段付き形状の外周で、段付き形状のカム筒８０を回転自在に支持する。なお、直進ガイド筒９７を、カム筒８０と同様に、径の異なる部分ごとに分割して作ってもよい。この場合、カム筒８０が回転する外周に固定用のビスを取り付けることができないため、内周面のうちの光軸１３ａに交差する面を利用してビスで固定すればよい。このとき、ビス頭が移動レンズ枠３４，３５に当接しないように構成し、また、ビス先端が外面に貫通しないように構成すれば、移動レンズ枠３４，３５の移動、及びカム筒８０の回転には支障を来すことはない。

各ビス８８を緩めて後カム筒８３に対して中間カム筒８２の回転位置を、また中間カム筒８２に対して前カム筒８１の回転位置を個別にずらすことでトラッキング調整が容易に行える。また、詳しくは図９に示すように、各カム筒８１〜８３の間に、所定厚みのスペーサー部材１０５、１０６を挟装することで、レンズ間隔の調整も容易に行える。このスペーサー部材１０５，１０６は、内フランジ８４，８７の径方向幅に合う内径、及び外径を有するリング形状で各々作られており、ビス８８を通すための開口１０７，１０８をもっている。

上記各実施形態では、直進ガイド筒３１，９７の外周でカム筒３２，８０を回転自在に支持しているが、逆に直進ガイド筒３１，９７の内周でカム筒３２，８０を回転自在に支持するように構成してもよい。この場合には、底有りのカム溝４４〜４７の代わりに、外に貫通するカム開口をカム筒３２，８０に設ければよい。図３で説明した段付き無し形状のカム筒３２の場合には、各カム筒５３〜５５の連結端面に内フランジをそれぞれ設け、内フランジ同士をビス等の固定手段で固定すればよい。図８及び図９で説明した段付き形状のカム筒８０の場合には、ビスを通す開口を内フランジに、ネジ穴を外フランジに設けて内周面のうちの光軸１３ａに交差する面にビスを取り付ければよい。双方の実施形態も、前述したように移動レンズ枠３４〜３７に接触しない内面にビスを固定すれば、カム筒３２，８０の回転に支障を来すことはない。

上記各実施形態では、３個に分割したカム筒を連結して一つのカム筒３２，８０を作っているが、本発明では分割するカム筒の数を３個に限定することはなく、例えば２個のカム筒、又は４個以上に分割したカム筒を連結して作っても良い。この場合、分割したカム筒に少なくとも１個のカム部を作れば加工が簡便に行える。また、カム部としては、変倍にレンズを移動するためのものに限らず、フォーカス時にレンズを移動するためのカム部であってもよい。

本発明のレンズ鏡筒は、プロジェクタに用いるものとして説明しているが、本発明ではこれに限らず、カメラ、望遠鏡、及び電子内視鏡等にも採用することができる。

２１レンズ鏡筒
３２，８０カム筒
３３前玉保持枠
３４〜３７第１〜第４移動レンズ枠
５３，８１前カム筒
５４，８２中間カム筒
５５，８３後カム筒

Claims

少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させるための第１、及び第２カム部を有するカム筒を備えたレンズ鏡筒において、
前記カム筒は、
前記第１カム部を有する前カム筒と、
前記前カム筒の後端に取り付けられ、前記第２カム部を有する後カム筒と、
前記前カム筒の後端と前記後カム筒の前端とを固定する固定手段と、
を備え、
前記固定手段は、前記前カム筒と前記後カム筒とを相対的に回転させる調節手段を含むことを特徴とするレンズ鏡筒。
前記前、及び後カム筒との間に挟持されるスペーサー部材を備えることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記２つのレンズ群を光軸方向に沿って直線状に案内する直進ガイド筒を備え、
前記前、及び後カム筒は内径が同じに形成され、前記直進ガイド部材の外周、又は内周に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ鏡筒。
前記後カム筒は、前記前カム筒に対して小径で形成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のレンズ鏡筒。
前記２つのレンズ群を光軸方向に沿って直線状に案内するとともに、前記前カム部と協働して前記第１レンズ群を移動させる直進ガイド部を有する大径部と、後カム部と協働して第２レンズ群を移動させる直進ガイド部を有する小径部と、を有する段付き形状の直進ガイド筒を備え、
前記前、及び後カム筒は、前記直進ガイド部材の外周、又は内周で回転可能に支持されていることを特徴とする請求項４記載のレンズ鏡筒。