JP2010276895A - レンズ装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重量の大きい投写レンズユニットを前垂れすることなくレンズマウンターに装着することができ、投写レンズユニットの着脱繰り返しや振動に対する耐久性が高く経時変化しにくく、かつ、投写レンズユニットをレンズマウンターに装着する際の装着感も良いレンズ装着装置を提供することを目的とする。
【解決手段】投写レンズユニット２０１のフランジ部２０３と当接する角度調整プレート２０８と、レンズマウント本体２０６の切り欠き部２０４に嵌合するバヨネット係合爪２０５の隙間にその姿勢を保ちながら把持されるように設けた規制ピン２１１を有し、その規制ピン２１１の長さＬを、投写レンズユニット２０１の装着ガタが最小になるよう設定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、主としてライトバルブ上に形成された光学像を、投写レンズにより装置外のスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に着脱可能な投写レンズユニットを装着するレンズ装着装置に関するものである。

従来、ライトバルブとしてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）や液晶（ＬＣＤ）パネルを用い、投写レンズでスクリーンに投写するプロジェクタ等の投写型表示装置に使用される投写レンズは、レンズ交換等を行うため、投写レンズ装着装置により投写型表示装置本体に着脱可能に構成されていた。

このようなレンズ装着装置の構造を図６〜図８を用いて説明する。

図６は従来のレンズ装着装置の構造を説明する斜視図、図７は投写レンズユニットの構造を説明する斜視図、図８はレンズ装着装置のレンズマウンターの構造を説明する斜視図である。

図において、レンズ装着装置は、装置本体より着脱可能な投写レンズユニット１０１と、投写レンズユニット１０１を装着し、投写位置に合わせて上下左右に投写レンズユニット１０１を移動させるためのレンズマウンター１０２とから構成され、投写レンズユニット１０１は、レンズマウンター１０２に当接するフランジ部１０３と、レンズマウンター１０２の切り欠き部１０４に嵌合するバヨネット係合爪１０５を有し、レンズマウンター１０２は、切り欠き部１０４を有したレンズマウント本体１０６と、バヨネット係合爪１０５を押圧する弾性体である板バネ１０７と、投写レンズユニット１０１のフランジ部１０３と当接し、投写レンズユニット１０１の光軸方向の取り付け角度を調整するための角度調整プレート１０８とを有している。

次に、投写レンズユニット装着動作を説明する。投写レンズユニット１０１を装置本体に装着する際には、レンズマウンター１０２のレンズマウント本体１０６の切り欠き部１０４に、投写レンズユニット１０１のバヨネット係合爪１０５を位置合わせし、角度調整プレート１０８に対して、投写レンズユニット１０１のフランジ部１０３が当接するまで矢印ｘ方向に挿入する。

その後、バヨネット係合爪１０５がレンズマウント本体１０６と板バネ１０７を介して密接するように、投写レンズユニット１０１を光軸周りに矢印ｙ方向に回転させ、板バネ１０７のバネ力に抗しながらバヨネット係合爪１０５を挿入すると、投写レンズユニット１０１は、板バネ１０７のバネ力によりバヨネット係合爪１０５が押圧され、レンズマウント本体１０６に固定される。

このようなレンズ装着装置としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。

特開２００４−１０２００５号公報

しかしながら、上記従来のレンズ装着装置は、板バネ１０７のバネ力のみによってバヨネット係合爪１０５を押圧することにより、投写レンズユニット１０１を保持しているために、投写レンズユニット１０１の重量が大きい場合や、重心が先端側にある場合には、投写レンズユニット１０１の自重により、板バネ１０７のバネ力で支えきれずに、板バネ１０７が撓んでしまうために投写レンズユニット１０１が前垂れし、装置本体の光軸と投写レンズユニット１０１の光軸の角度精度が維持できなくなるという課題があった。

これを防ぐために、板バネ１０７のバネ力を強くすると、投写レンズユニット１０１をレンズマウント本体１０６に装着する際に、板バネ１０７に抗しながら投写レンズユニット１０１を光軸周りに回転させるのに必要な力が増加し、非常に装着困難で、かつ、装着感も悪くなってしまう。

また、板バネ１０７の許容応力に対する余裕が減るため、塑性変形しやすくなり、投写レンズユニット１０１の装着により板バネ１０７が簡単にへたって元に戻らなくなり、投写レンズユニット１０１の前垂れが発生することになる。

さらには、初期的には投写レンズユニット１０１をレンズマウント本体１０６に装着するだけでは板バネ１０７が塑性変形しなかったとしても、投写レンズユニット１０１の着脱を繰り返した場合に板バネ１０７が徐々にへたってくる可能性があり、早期に投写レンズユニット１０１の前垂れが発生したり、投写レンズユニット１０１をレンズマウント本体１０２に装着した状態のまま装置本体を移動した場合などに加わる振動によっても、板バネ１０７がへたって投写レンズユニット１０１の前垂れが発生する可能性もあった。

さらに、特許文献１に開示されている構成では、本体側の係合爪の上面にレンズ側の係合爪の底面が密接した状態で、バネ部材で付勢することにより、板バネのへたり変形を防止するようにしている。

しかしながら、図９〜図１１に示すように、レンズマウント本体１０６に装置本体の光軸と投写レンズユニット１０１の光軸を精度よく調整するための角度調整プレート１０８、角度調整ネジ１０９、角度調整プレート固定ネジ１１０を有する構成の場合においては、角度調整前の状態（図９）から、角度調整プレート固定ネジ１１０を緩めた後に、角度調整ネジ１０９を回転させることにより、角度調整プレート１０８の角度を例えば矢印ｚ方向に微調整する（図１０）が、角度調整プレート１０８の調整に応じて、投写レンズユニット１０１は、角度調整プレート１０８とフランジ部１０３が密接しながら一体となって、レンズマウント本体１０６に対して角度を持つため、レンズマウント本体１０６と角度調整プレート１０８との間に隙間ｈが発生し、投写レンズユニット１０１のバヨネット係合爪１０５と、レンズマウント本体１０６の間の隙間Ｈはその隙間ｈの分だけ減ることにより、さらに板バネ１０７を撓ませることになり、その撓みストロークを確保しながら、板バネ１０７の塑性変形を防止することは非常に困難であるという課題を有していた。

その結果、板バネ１０７がへたってしまい、角度調整プレート１０８を調整していない状態（図１１）でも、板バネ１０７が投写レンズユニット１０１の自重によって撓んでしまうことによって、その撓みストロークｄだけ投写レンズユニット１０１のフランジ部１０３と角度調整プレート１０８の間に隙間ｄが発生してしまい、投写レンズユニット１０１はその隙間ｄの角度分だけ矢印ｚ方向に前垂れし、投写レンズユニット１０１の光軸の角度精度が維持できなくなるという問題が発生する。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、角度調整プレートを有する構成のレンズマウンターの場合においても、重量の大きい投写レンズユニットを前垂れすることなくレンズマウンターに装着することができ、投写レンズユニットの着脱繰り返しや振動に対する耐久性が高く経時変化しにくく、かつ、投写レンズユニットをレンズマウンターに装着する際の装着感も良いレンズ装着装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明のレンズ装着装置は、装置本体より着脱可能な投写レンズユニットと、前記投写レンズユニットを装着するためのレンズマウンターとを備えたレンズ装着装置であって、前記投写レンズユニットは、前記レンズマウンターのレンズマウント本体の切り欠き部に嵌合するバヨネット係合爪と、前記レンズマウント本体に直接的または間接的に当接するフランジ部とを有し、前記レンズマウンターは、前記レンズマウント本体と、前記投写レンズユニットの前記バヨネット係合爪を押圧する板バネと、前記投写レンズユニットの前記レンズマウンターに対する装着角度を調整するための角度調整プレートと、前記角度調整プレートと前記バヨネット係合爪との間隔を保つための規制ピンとを有し、投写レンズユニットのレンズマウント本体への装着時の取り付けガタを最小にするように規制ピンの長さを設定している。

本構成によって、重量の大きい投写レンズユニットでも前垂れすることなくレンズマウンターにスムーズに装着固定することができる。

以上のように、本発明のレンズ装着装置によれば、角度調整プレートとフランジ部の隙間に設けた規制ピンが、角度調整プレートの傾きに関係なく、常にフランジ部とレンズマウント本体との間のガタを最小にすることができるため、板バネの撓み変形が少なく、繰り返し使用による経時変化の影響を受けにくく、かつ投写レンズの装着感のよい、信頼性の高いレンズ装着装置を実現できる。

本発明の実施の形態におけるレンズ装着装置の構造を説明する斜視図 本発明の実施の形態におけるレンズ装着装置の投写レンズユニットの構造を説明する斜視図 本発明の実施の形態におけるレンズ装着装置のレンズマウンターの構造を説明する斜視図 本発明の実施の形態におけるレンズ装着装置の装着状態における詳細説明図（角度調整前の状態） 本発明の実施の形態におけるレンズ装着装置の装着状態における詳細説明図（角度調整後の状態） 従来のレンズ装着装置の構造を説明する斜視図 従来のレンズ装着装置の投写レンズユニットの構造を説明する斜視図 従来のレンズ装着装置のレンズマウンターの構造を説明する斜視図 従来のレンズ装着装置の装着状態における詳細説明図（角度調整前の状態） 従来のレンズ装着装置の装着状態における詳細説明図（角度調整後の状態） 従来のレンズ装着装置の装着状態における詳細説明図（前垂れ発生状態）

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１から図５は、本発明の実施の形態におけるレンズ装着装置を示し、図１は同レンズ装着装置の構造を説明する斜視図、図２は同レンズ装着装置の投写レンズユニットの構造を説明する斜視図、図３は同レンズ装着装置のレンズマウンターの構造を説明する斜視図、図４は同レンズ装着装置の装着状態における詳細説明図（角度調整前の状態）、図５は同レンズ装着装置の装着状態における詳細説明図（角度調整後の状態）である。

なお、これらはスクリーン上に光学像を拡大投影する投写型表示装置の一部であるが、投写型表示装置全体の構成および説明は省略する。

図１〜図５において、２０１は、投写型表示装置の着脱可能な投写レンズユニットであり、２０２は、投写レンズユニット２０１を装着し、投写位置に合わせて投写レンズユニット２０１を上下左右に移動させるためのレンズマウンターである。

次にレンズ装着装置の詳細な構成について、図１から図５を用いて説明する。

投写レンズユニット２０１は、レンズマウンター２０２に当接するフランジ部２０３と、レンズマウンター２０２の切り欠き部２０４に嵌合するバヨネット係合爪２０５を有し、レンズマウンター２０２は、切り欠き部２０４を有したレンズマウント本体２０６と、バヨネット係合爪２０５を押圧する弾性体である板バネ２０７と、投写レンズユニット２０１のフランジ部２０３と当接し、投写レンズユニット２０１の光軸方向の取り付け角度を調整するための角度調整プレート２０８と、角度調整ネジ２０９と、角度調整プレート固定ネジ２１０と、角度調整プレート２０８とバヨネット係合爪２０５の隙間にその姿勢を保ちながら把持されるように設けた規制ピン２１１とを有している。

規制ピン２１１は、剛性の高い材質（例えば鉄やステンレス）で構成されており、投写レンズユニット２０１のレンズマウント本体２０６への装着時の取り付けガタを最小にするようにその長さＬを設定している。

以上のように構成されたレンズ装着装置について、以下その投写レンズユニット装着動作について説明する。

まず、投写レンズユニット２０１を装置本体に装着する際には、レンズマウンター２０２のレンズマウント本体２０６の切り欠き部２０４に、投写レンズユニット２０１のバヨネット係合爪２０５を位置合わせし、角度調整プレート２０８に対して投写レンズユニット２０１のフランジ部２０３が当接するまで矢印Ｘ方向に挿入する。

その後、バヨネット係合爪２０５が、レンズマウント本体２０６と板バネ２０７を介して密接するように、投写レンズユニット２０１を光軸周りに矢印Ｙ方向に回転させ、板バネ２０７のバネ力に抗しながらバヨネット係合爪２０５を挿入すると、投写レンズユニット２０１は、板バネ２０７のバネ力によりバヨネット係合爪２０５が押圧されることによりレンズマウント本体２０６に固定される。

次に、装置本体の光軸と投写レンズユニット２０１の光軸を精度よく調整する場合の動作について説明する。投写レンズユニット２０１がレンズマウント本体２０６に装着された状態では図４のように固定されている。

角度調整プレート２０８とレンズマウント本体２０６とは、角度調整プレート固定ネジ２１０によって固定されており、規制ピン２１１は、レンズマウント本体２０６に設けた貫通穴２０６ａに軸支されており、規制ピン２１１の一端は角度調整プレート２０８に当接している。規制ピン２１１の他端は板バネ２０７の内側に接するように設けており、規制ピン２１１はレンズマウント本体２０６の貫通穴及び板バネ２０７の貫通穴の中をスムーズに摺動可能に構成されている。そして、規制ピン２１１の長さＬは、投写レンズユニット２０１のレンズマウント本体２０６への装着状態における角度調整プレート２０８とバヨネット係合爪２０５の間の隙間に略一致する長さに設定することにより、装着ガタが最小になるようにしているため、投写レンズユニット２０１は剛性の高い材質で構成された規制ピン２１１を介してレンズマウント本体２０６にリジッドに固定される。

次に、図５に示すように、角度調整プレート固定ネジ２１０を緩めると、角度調整ネジ２０９を回転させることが可能になり、角度調整ネジ２０９を回転することにより、角度調整プレート２０８はレンズマウント本体２０６から、角度調整ネジ２０９の回転角に応じて隙間ｓだけ離れ、規制ピン２１１がその隙間ｓに応じて、角度調整プレート２０８に当接した状態を保ちつつ、角度調整プレート２０８側へ移動し、バヨネット係合爪２０５は、板バネ２０７を介して規制ピン２１１に接するまで、角度調整プレート２０８と同じく移動する。

その結果、装置本体の光軸に対して投写レンズユニット２０１の光軸を矢印Ｚ方向に微調整することができる。この時、レンズマウント本体２０６とバヨネット係合爪２０５との隙間Ｓは、隙間ｓだけ減ることになり、その分だけ板バネ２０７は撓むことになる。

しかし、規制ピン２１１は、その長さＬを、角度調整プレート２０８とバヨネット係合爪２０５の間の隙間に応じて装着状態におけるガタが最小になるように設定しているため、投写レンズユニット２０１は、規制ピン２１１を介してレンズマウント本体２０６にリジッドに固定されたまま保持される。

従って、板バネ２０７はＳ−ｓ以下になることはなく、へたりにくくなる。仮に板バネ２０７がへたってしまったとしても、投写レンズユニット２０１は、レンズマウント本体２０６に対して板バネ２０７のバネ力によらずに、規制ピン２１１によって最小のガタでリジッドに固定されるため、フランジ部２０３と角度調整プレート２０８の間に隙間があいてしまうことはなく、その結果、投写レンズユニット２０１の重量が大きい場合や、投写レンズ２０１の重心が先端側にある場合でも、投写レンズユニット２０１が前垂れすることはなくなる。

以上述べたように、投写レンズユニット２０１のフランジ部２０３と当接し、投写レンズユニット２０１の光軸方向の取り付け角度を調整するための角度調整プレート２０８と、角度調整プレート２０８とバヨネット係合爪２０５の隙間にその姿勢を保ちながら把持されるように設けた規制ピン２１１を有し、その規制ピン２１１の長さＬを、投写レンズユニット２０１のレンズマウント本体２０６への装着状態における角度調整プレート２０８とバヨネット係合爪２０５の間の隙間に略一致する長さに設定することにより、装着状態におけるガタが最小になるようにしているため、投写レンズユニット２０１は、規制ピン２１１を介してレンズマウント本体２０６へリジッドに固定することができる。

その結果、規制ピン２１１の追加というごく簡単な方法で、板バネ２０７のバネ力に関係なく、投写レンズユニット２０１をレンズマウンター２０２に確実に装着固定することができるため、板バネ２０７の構成が簡単になるとともに、投写レンズユニット２０１のレンズマウント本体２０６への装着感も悪化せず、投写レンズユニット２０１の着脱繰り返しによる経時変化や、外部から加わる振動による板バネ２０７のへたりの影響を受けることのない、長期に渡って投写レンズユニット２０１の前垂れを防止することができる、耐久性の高いレンズ装着装置を実現することができる。

また、本実施の形態においては、規制ピン２１１は独立した部品としているが、これは角度調整プレート２０８と一体化された構成であっても全く同様の効果を有することは明らかであり、この場合には、規制ピン２１１はレンズマウント本体２０６の貫通穴とのはめあい隙間を比較的大きくしても姿勢を保つことができるため、角度調整プレート２０８の調整に応じて、より容易、かつ確実にレンズマウント本体２０６の貫通穴を移動することができる。

本発明にかかるレンズ装着装置は、重量の大きい投写レンズユニットをレンズマウンターに装着した場合でも、投写レンズユニットの装着感を悪化させることなく、装置本体の光軸と投写レンズユニットの光軸の角度精度を長期に渡って維持することが可能となるため、信頼性の高い投写型表示装置のレンズ装着装置として有用である。

２０１ 投写レンズユニット
２０２ レンズマウンター
２０３ フランジ部
２０４ 切り欠き部
２０５ バヨネット係合爪
２０６ レンズマウント本体
２０６ａ 貫通穴
２０７ 板バネ
２０８ 角度調整プレート
２０９ 角度調整ネジ
２１０ 角度調整プレート固定ネジ
２１１ 規制ピン

Claims (4)

1. 装置本体より着脱可能な投写レンズユニットと、前記投写レンズユニットを装着するためのレンズマウンターとを備えたレンズ装着装置であって、
   前記投写レンズユニットは、前記レンズマウンターのレンズマウント本体の切り欠き部に嵌合するバヨネット係合爪と、前記レンズマウンターに直接的または間接的に当接するフランジ部とを有し、
   前記レンズマウンターは、前記レンズマウント本体と、前記投写レンズユニットの前記バヨネット係合爪を押圧する板バネと、前記投写レンズユニットの前記レンズマウンターに対する装着角度を調整するための角度調整プレートと、前記角度調整プレートと前記バヨネット係合爪との間隔を保つための規制ピンとを有することを特徴とするレンズ装着装置。
2. 前記角度調整プレートと前記バヨネット係合爪によって形成される隙間に対して前記規制ピンの長さを、前記隙間に略一致する長さになるように設定したことを特徴とする請求項１記載のレンズ装着装置。
3. 前記規制ピンは前記レンズマウント本体に設けられた貫通穴に摺動可能に軸支されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ装着装置。
4. 前記規制ピンは前記角度調整プレートと一体化されたものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ装着装置。

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