JP2012255970A - レンズ鏡筒及び投影レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ズーム端における固定筒とカム環との嵌合隙間の方向の変化による光学性能劣化の影響を簡易に且つ効果的に低減できるレンズ鏡筒及び投影レンズの提供を目的とする。
【解決手段】レンズ鏡筒は、固定筒２と、光軸周りに回転し得るように前記固定筒２に嵌合されたカム環３とを備えている。固定筒２には、互いに周方向に１８０°隔てた位置に配置された第１及び第２ストッパーピン２２、２３が設けられている。カム環３には、第１の回転規制部３４と、第２の回転規制部３５とが設けられており、第１の回転規制部３４は、カム環３の一方向側への回転に際して第１ストッパーピン２２と当接し、第２の回転規制部３５は、カム環３の他方向側への回転に際して第２ストッパーピン２３と当接する。
【選択図】図６

Description

本発明は、プロジェクタやカメラ等に用いられるレンズ鏡筒及びそのレンズ鏡筒を備えた投影レンズに関するものである。

従来から、固定筒と、移動レンズ群を保持するレンズ保持枠に係合し、光軸周りに回転し得るように固定筒に嵌合されたカム環とを備え、カム環を回転させることにより移動レンズ群をレンズ保持枠と共に光軸方向に移動させるようにしたレンズ鏡筒が知られている。このようなカム駆動方式のレンズ鏡筒においては、例えば図１９に示すように、固定筒１００に設けた一つのストッパーピン（突出部）１０１とカム環１０２に設けた第１の回転規制部１０３ａ、第２の回転規制部１０３ｂ夫々とが当接することによりカム環１０２のズーム端位置での回転規制を行いレンズ保持枠の停止を行っている場合が多い。

しかし、１つのストッパーピン１０１によって行っているため、次のような問題点がある。カム駆動方式では、図１９（ａ）に示すようにカム環１０２の滑らかな駆動を確保するために固定筒１００との間に若干の嵌合隙間１０５が設けられているため、使用時において、カム環１０２の自重によって上記嵌合隙間１０５が下方側にガタ寄せされて最大隙間部１０５ａが下方側にきた状態になっている。この嵌合隙間１０５は、一方のズーム端位置で回転規制が行われることでカム環１０２がガタよせされる方向が変化し、また、他方のズーム端位置で回転規制が行われることでカム環１０２がガタよせされる方向が変化する。その結果、ズーム位置によってカム環１０２と固定筒１００との嵌合隙間１０５により発生する移動レンズ群の偏芯方向が変化するため偏芯量が大きくなり、特にズーム端間における光学性能劣化への影響が大きくなってしまう。

より詳しくは、例えば図１９（ｂ）に示すようにカム環１０２が図の時計方向側の一方向側に回転操作されて一方のズーム端でカム環１０２の第１の回転規制部１０３ａがストッパーピン１０１に当接して、その後、カム環１０２に更に力がかかるとカム環１０２は第１の回転規制部１０３ａ（ストッパーピン１０１）を回転中心にして回転して、上記嵌合隙間１０５は左側にガタ寄せされて最大隙間部１０５ａが左側にくる。その一方、図１９（ｃ）に示すように、カム環１０２が図の半時計方向側の他方向側に回転操作されてカム環１０２の第２の回転規制部１０３ｂがストッパーピン１０１に当接して、その後、カム環１０２に更に力がかかると、カム環１０２は第２の回転規制部１０３ｂ（ストッパーピン１０１）を回転中心にして回転し、上記嵌合隙間１０５は右側にガタ寄せされて最大隙間部１０５ａが上記と反対側の右側にくる。尚、図１９では、説明の都合上、嵌合隙間１０５を誇張して大きく表している。後述の図６、図１１、図１６、図１７において同じである。

又、例えばズーム端における固定筒とカム環のガタ方向変化による光学性能劣化の低減を目的としたものとして、特許文献１に提案されたものがある。このものは、カム環が外周に突起部を有する筒部材で覆われており、その突起部でカム環の変位量を制限することで嵌合ガタ方向変化により発生する偏芯を低減し、これによって光学性能劣化の低減を図っている。

特開２００９−２５１３１５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のものでは、固定筒とカム環外周にある筒部材の連結部の嵌合状態にも左右される。つまり固定筒とカム環のガタ量以下にカム環と筒部材のガタを設定すること、偏り無く固定筒と筒部材を結合することが必須となり、ガタ抑制効果を達成するためにはかなりの製作寸法精度が必要になるとともに、固定筒と筒部材の結合管理工数の増大が見込まれ、製造コストが高くつくおそれがある。

本発明は、ズーム端における固定筒とカム環との嵌合隙間の方向の変化による光学性能劣化の影響を簡易に且つ効果的に低減できるレンズ鏡筒及び投影レンズの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、次の特徴を有するレンズ鏡筒を提供する。本発明の一態様に係るレンズ鏡筒は、固定筒と、移動レンズ群を保持するレンズ保持枠と係合し光軸周りに回転し得るように前記固定筒と嵌合されたカム環とを備え、前記カム環を回転させることにより前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させるレンズ鏡筒において、前記固定筒と前記カム環とのいずれか一方に第１突出部が設けられ、前記いずれか他方に第１の回転規制部が設けられ、前記第１の回転規制部は、前記カム環の一方向側への回転に際して前記第１突出部と当接して前記カム環の一方向側への回転を規制し、さらに、前記固定筒と前記カム環とのいずれか一方に第２突出部が設けられ、前記いずれか他方に第２の回転規制部が設けられ、前記第２の回転規制部は、前記カム環の他方向側への回転に際して前記第２突出部と当接して前記カム環の他方向側への回転を規制することを特徴とする。ここで、前記レンズ群は、１又は複数のレンズにより構成される。

この構成によれば、２つの突出部と回転規制部によって、一方のズーム端と他方のズーム端とでそれぞれ逆方向にガタよせが発生するのを防止でき、ズームポジション間における偏芯変化量を従来の１つの突出部により行う場合よりも小さく出来る。よって、光学性能劣化を低減できる。

他の一態様では、上述のレンズ鏡筒において、前記第１の回転規制部が前記カム環の回転に際して前記第１突出部と当接して前記カム環の回転を規制する状態と前記第２の回転規制部が前記カム環の回転に際して前記第２突出部と当接して前記カム環の回転を規制する状態の少なくとも一方の状態で前記カム環が重力方向と略同一方向に力を受け得るように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、例えばプロジェクタのように使用時の姿勢が決まっている場合、初期のガタよせ方向は自重方向であり、ズーム端にてカム環が受ける力の方向を重力方向と同じにでき、カム環が持ち上がるのを防ぐことができる。よって、ズームポジション間のカム環と固定筒とのガタ寄せの変化を極力低減することができ、より一層、光学性能劣化を低減することができる。

他の一態様では、上述のレンズ鏡筒において、前記第１突出部と前記第２突出部は互いに光軸方向に距離を持って配置されたことを特徴とする。

ズーム端位置において、固定筒とカム環との嵌合隙間によりガタよせが発生する際に固定筒の中心軸に対してカム環の中心軸が傾くのに伴い、カム環に設けられたカム溝が位置ずれしてそのカム溝に係合したレンズ保持枠が光軸方向に直交する面に対して傾く場合が起こり得る。この構成によれば、カム環の傾きが発生する際の傾き中心となる前記突出部を、各ズーム端位置で傾き量を低減させたい所定の移動レンズ保持枠の係合部材との距離を近づけることができるため、所定の移動レンズ保持枠が係合しているカム溝の位置ずれ量が小さくなる。よって上記カム環の中心軸の傾きに伴うカム環のカム溝の位置ずれを低減し、カム溝に係合したレンズ保持枠の光軸方向に直交する面に対する傾きを抑えることができる。

他の一態様では、上述のレンズ鏡筒において、前記カム環には、軸方向及び周方向に所定の角度をもって形成されたカム溝が設けられ、前記レンズ保持枠は、１ないし複数個、設けられているとともに、夫々は、前記カム溝と移動可能に係合する係合部材を備え、前記第１突出部と第１の回転規制部とが当接した際に配置される前記レンズ保持枠の位置を第１ポジションとし、前記第２突出部と第２の回転規制部とが当接した際に配置される前記レンズ保持枠の位置を第２ポジションとしたとき、所定のレンズ保持枠が第１ポジションにある場合に、前記所定のレンズ保持枠の係合部材と第１突出部との光軸方向の距離が前記所定のレンズ保持枠の係合部材と前記第２突出部との前記距離より短く、かつ前記所定のレンズ保持枠が第２ポジションにある場合に、前記所定のレンズ保持枠の係合部材と第２突出部との光軸方向の距離が前記レンズ保持枠の係合部材と前記第１突出部との前記距離より短くなるように構成されていることを特徴とする。

前述の通りズーム端位置において固定筒とカム環との嵌合隙間によりガタよせが発生する際に、固定筒の中心軸に対してカム環の中心軸が傾くのに伴いカム環のカム溝が位置ずれしてそのカム溝に係合したレンズ保持枠が光軸方向に直交する面に対して傾く場合が起こり得る。上記構成によれば、レンズ保持枠が第１ポジションにある場合に、前記レンズ保持枠の係合部材と第１突出部との光軸方向の距離が前記レンズ保持枠の係合部材と前記第２突出部との前記距離より短く、かつ前記レンズ保持枠が第２ポジションにある場合に、前記レンズ保持枠の係合部材と第２突出部との光軸方向の距離が前記レンズ保持枠の係合部材と前記第１突出部との前記距離より短くなるように構成されていることにより、前記カム環の傾き中心を近づけることが出来るため各ズーム端位置においてカム溝の位置ずれ量が小さくなる。よって上記カム環の中心軸の傾きに伴うカム環のカム溝の位置ずれにより生じるカム溝に係合したレンズ保持枠の光軸方向に直交する面に対する傾きを抑えることができる。なお、上記カム環の中心軸の傾きに伴うレンズ保持枠の傾きへの影響は、レンズ保持枠が光軸方向に直交する面に対してカム溝がなす角が最大となる最大移動レンズ保持枠が大きくなる傾向にあるため、特に最大移動レンズ保持枠を所定のレンズ保持枠に指定して上記構成を実施することによって光学性能劣化をより効果的に低減することが出来る。

他の一態様では、上述のレンズ鏡筒において、前記カム環には、軸方向及び周方向に所定の角度をもって形成されたカム溝が設けられ、前記レンズ保持枠は、複数個、設けられているとともに、夫々は、前記カム溝と移動可能に係合する係合部材を備え、前記第１突出部と第１の回転規制部とが当接した際に配置される前記レンズ保持枠の位置を第１ポジションとし、前記第２突出部と第２の回転規制部とが当接した際に配置される前記レンズ保持枠の位置を第２ポジションとしたとき、複数のレンズ保持枠が第１ポジションにある場合に、複数のレンズ保持枠のうち特定のレンズ保持枠の係合部材と第１突出部との光軸方向の距離が前記特定のレンズ保持枠の係合部材と前記第２突出部との前記距離より短く、かつ複数のレンズ保持枠が第２ポジションにある場合に、前記複数のレンズ保持枠のうち前記特定のレンズ保持枠とは異なる他のレンズ保持枠の係合部材と第２突出部との光軸方向の距離が前記他のレンズ保持枠の係合部材と前記第１突出部との前記距離より短くなるように構成されていることを特徴とする。

前述の通りズーム端位置において固定筒とカム環との嵌合隙間によりガタよせが発生する際に、固定筒の中心軸に対してカム環の中心軸が傾くのに伴いカム環のカム溝が位置ずれしてそのカム溝に係合したレンズ保持枠が光軸方向に直交する面に対して傾く場合が起こり得る。上記構成によれば、傾き量を低減させたいレンズ保持枠がズーム端によって異なる場合でも、各ズーム端で特定のレンズ保持枠の係合部材との距離を近づけることができるため、ズーム端ごとに移動レンズ保持枠が係合しているカム溝の位置ずれ量を小さくできる。よって上記カム環の中心軸の傾きに伴うカム環のカム溝の位置ずれを低減し、カム溝に係合したレンズ保持枠の光軸方向に直交する面に対する傾きを抑えることができる。

他の一態様では、上述のレンズ鏡筒において、前記レンズ鏡筒は、アクチュエータと、前記アクチュエータに連結された駆動ギアを有し、前記カム環は、外周部にギア部を有し、前記ギア部と前記駆動ギアとが噛合することで前記カム環にアクチュエータからの駆動力が伝達されて前記カム環が回転駆動されることを特徴とする。

この構成によれば、電動駆動のレンズ鏡筒の場合は、第１突出部と第１の回転規制部とが当接し、或いは、第２突出部と第２の回転規制部とが当接した後にカム環に加えられる力が手動の場合に比べ持続されやすく、ズーム端での光学性能劣化がより問題になりやすいが、一方のズーム端と他方のズーム端とで嵌合隙間のガタよせによる偏芯変化量を従来の１つの突出部により行う場合よりも小さくでき、電動駆動のレンズ鏡筒に適したものにできる。

他の一態様では、上述のレンズ鏡筒において、前記アクチュエータは、過負荷がかかった場合にトルク伝達を遮断するトルクリミッタ機構を備えたモータであることを特徴とする。

この構成によれば、トルクリミッタ機構を備えたモータによって夫々の突出部と夫々の回転規制部が当接した際にカム環に加えられる力が手動の場合に比べより大きくまた持続されやすいため、ズーム端での光学性能劣化がより問題になりやすいが、一方のズーム端と他方のズーム端とで嵌合隙間のガタよせによる偏芯変化量を従来の１つの突出部により行う場合よりも小さくでき、電動駆動のレンズ鏡筒に適したものにできる。

又、本発明は、上記課題を解決するため、請求項１〜７の何れか一項に記載のレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒内に収納された１又は複数のレンズ群とを備えたことを特徴とする投影レンズを提供する。

この構成によれば、２つの突出部と回転規制部によって、一方のズーム端と他方のズーム端ではそれぞれ逆方向にガタよせが発生するのを防止でき、ズームポジション間における偏芯変化量を従来例よりも小さく出来る。よって、光学性能劣化を低減できる。

本発明は、ズーム端における固定筒とカム環との嵌合隙間の方向の変化による光学性能劣化の影響を簡易に且つ効果的に低減できるレンズ鏡筒及び投影レンズを提供することができる。

本発明の第１実施形態のレンズ鏡筒を備えたプロジェクタ用の投影レンズの側面図である。 本発明の第１実施形態のレンズ鏡筒を備えたプロジェクタ用の投影レンズの半断面図である。 固定筒とカム環と第２〜第４レンズ保持枠との分解斜視図である。 （ａ）は、固定筒とカム環との嵌合状態における第１ストッパーピンと第１の回転規制部とが当接した状態の展開図、（ｂ）は、その嵌合状態における第２ストッパーピンと第２の回転規制部とが当接した状態の展開図である。 （ａ）は、第１実施形態において、第１ストッパーピンと第１の回転規制部とが当接した状態の正面からみた断面図、（ｂ）は、第２ストッパーピンと第２の回転規制部とが当接した状態の断面図である。 （ａ）は、カム環の自重によって嵌合隙間が下方側にガタ寄せされて最大隙間部が下方側にきた状態を断面にした説明図、（ｂ）は、第１ストッパーピンと第１の回転規制部とが当接した状態を断面にした説明図、（ｃ）は、第２ストッパーピンと第２の回転規制部とが当接した状態を断面にした説明図である。 第１実施形態の変形例に係り、（ａ）は、その変形例の第１ストッパーピンと第１の回転規制部とが当接した状態の展開図、（ｂ）は、その変形例の第２ストッパーピンと第２の回転規制部とが当接した状態の展開図である。 本発明の第２実施形態のレンズ鏡筒を備えたプロジェクタ用の投影レンズの側面図である。 本発明の第２実施形態のレンズ鏡筒を備えたプロジェクタ用の投影レンズの半断面図である。 （ａ）は、第２実施形態において、第１ストッパーピンと第１の回転規制部とが当接した状態の断面図、（ｂ）は、第２ストッパーピンと第２の回転規制部とが当接した状態の断面図である。 （ａ）は、第２実施形態において、カム環の自重によって嵌合隙間が下方側にガタ寄せされて最大隙間部が下方側にきた状態を断面にした説明図、（ｂ）は、第１ストッパーピンと第１の回転規制部とが当接した状態を断面にした説明図、（ｃ）は、第２ストッパーピンと第２の回転規制部とが当接した状態を断面にした説明図である。 第２実施形態の変形例の正面からみた断面図である。 本発明の第３実施形態のレンズ鏡筒を備えたプロジェクタ用の投影レンズの側面図である。 本発明の第３実施形態のレンズ鏡筒を備えたプロジェクタ用の投影レンズの半断面図である。 （ａ）は、第３実施形態において、第１ストッパーピンと第１の回転規制部とが当接した状態の展開図、（ｂ）は、第２ストッパーピンと第２の回転規制部とが当接した状態の展開図である。 （ａ）は、第３実施形態の固定筒とカム環との嵌合隙間によりカム環が軸方向に傾いた状態を断面にした説明図、（ｂ）は、その状態における第４レンズ保持枠の状態の説明図である。 （ａ）は、第１実施形態の固定筒とカム環との嵌合隙間によりカム環が軸方向に傾いた状態を断面にした説明図、（ｂ）は、その状態における第４レンズ保持枠の状態の説明図である。 第３実施形態の変形例に係り、（ａ）は、第１ストッパーピンと第１の回転規制部とが当接した状態の展開図、（ｂ）は、第２ストッパーピンと第２の回転規制部とが当接した状態の展開図である。 従来例の説明図に係り、（ａ）は、カム環の自重によって嵌合隙間が下方側にガタ寄せされて最大隙間部が下方側にきた状態を断面にした説明図、（ｂ）は、ストッパーピンと第１の回転規制部とが当接した状態を断面にした説明図、（ｃ）は、ストッパーピンと第２の回転規制部とが当接した状態を断面にした説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態のレンズ鏡筒を備えた投影レンズの側面図、図２は、本発明の第１実施形態のレンズ鏡筒を備えた投影レンズの半断面図、図３は、固定筒とカム環と第２〜第４レンズ保持枠との分解斜視図である。尚、図のＸ方向を前方側とし、Ｙ方向を後方側として説明する。

第１実施形態の投影レンズは、プロジェクタ用のものとされており、投影レンズ１は、レンズ鏡筒１０と、レンズ群４ａ〜４ｅとを備えている。レンズ群は、図２に示すようにフォーカス機構部として機能する第１レンズ群４ａと、ズーム機構部として機能する第２レンズ群４ｂ、第３レンズ群４ｃ及び第４レンズ群４ｄと、固定レンズ群である第５レンズ群４ｅとを備えている。尚、これらのレンズ群は、夫々、１又は複数のレンズにより構成される。

レンズ鏡筒１０は、円筒状の固定筒２と、円筒状のカム環３と、上記レンズ群４ａ〜４ｅを保持した円筒状のレンズ保持枠４１〜４５とを備えている。

固定筒２は、図３に示すように、周面に、内周面から外周面に貫通するようにして、軸方向（光軸方向）の前後方向に延ばされたガイド溝２１を備えている。この実施形態では、ガイド溝２１は、周方向に、等間隔に配設された３つから構成されている。尚、この固定筒２の軸心と光軸とが一致するように設定されている。

又、図４（ａ）に示すように、固定筒２における前端側の外周に、第１突出部としての第１ストッパーピン２２と、第２突出部としての第２ストッパーピン２３との２つのピンが設けられている。

第１ストッパーピン２２は、図６に示すように、固定筒２の前端側の上端外周から径方向外側のカム環３側に突設されている。第２ストッパーピン２３は、固定筒２の前端側の外周における上記第１ストッパーピン２２と軸方向に同じ位置であって周方向に１８０°隔てた下端外周位置に、固定筒２の外周から径方向外側に突設されている。

そして、このように構成された固定筒２は、図２に示すようにその後端側が、レンズ鏡筒１０に設けられたマウント２４に固定的に連結されている。尚、このマウント２４が図示しないプロジェクタ本体に取り付けられることにより、レンズ鏡筒１０がプロジェクタ本体に装着される。

カム環３は、図３、図４に示すように、周面に、内周面から外周面に貫通するようにして、斜め前方側に延ばされて軸方向及び周方向に所定の角度を持つように形成されたカム溝を備えている。

この実施形態のカム溝は、前方側に配設された第１カム溝３１と、第１カム溝３１の後方側に配設された第２カム溝３２と、第２カム溝３２の後方側に配設された第３カム溝３３との３種類のものから構成されている。

これらの第１カム溝３１〜第３カム溝３３は、夫々、周方向に等間隔に配設された３つから構成されている。又、第１カム溝３２は、図４（ａ）に示すように軸方向に対する角度α１が第２カム溝３２の角度α２よりも大きく、軸方向の前後方向の長さが第２カム溝３２の軸方向の長さよりも短くなるように設定されている。

又、第３カム溝３３は、軸方向に対する角度α３が第２カム溝３２の角度α２とほぼ同じで、軸方向の長さがほぼ同じになるように設定されている。

又、カム環３の前端面には、図３〜図６に示すように第１ストッパーピン２２と当接する第１の回転規制部３４と、第２ストッパーピン２３を当接する第２の回転規制部３５とを備えている。

この実施形態では、第１の回転規制部３４と第２の回転規制部３５とは、夫々、カム環３の前端面に設けられた第１凹部３４ａと第２凹部３５ａとの夫々の内周端から構成されている。

詳しくは、第１凹部３４ａは、カム環３の前端面から所定の深さで、周方向に所定の長さで形成されている。そして、第１凹部３４ａにおける周方向の一端側の内周端が第１の回転規制部３４をなしている。

第２凹部３５ａは、カム環３の前端面における上記第１凹部３４ａと周方向に所定の距離を隔てた位置に、第１凹部３４ａと同様にして形成されている。そして、第２凹部３５ａにおける周方向の他端側の内周端が第２の回転規制部３５をなしている。又、このようにして形成された第２の回転規制部３５は、第１の回転規制部３４とカム環３の軸心とを結んだ延長線からずれた位置に配設されている。

上記のように構成されたカム環３は、固定筒２の外周に、固定筒２の軸心回りに回転自在に固定筒２に嵌合されるようにして保持されている。

又、この状態で、第１ストッパーピン２２が第１凹部３４ａ内に配設されているとともに、第２ストッパーピン２３が第２凹部３５ａ内に配設されている。

レンズ保持枠は、第１レンズ群４ａ〜第５レンズ群４ｅの夫々を保持した第１レンズ保持枠４１〜第５レンズ保持枠４５を備えている。

第１レンズ保持枠４１は、この実施形態では、図２に示すようにレンズ鏡筒１０に、固定筒２に対して回転自在に設けられたフォーカス筒５に移動可能に保持され、フォーカス筒５の回転に伴い前後方向（光軸方向）に移動する。

第２レンズ保持枠４２の外周には、図３〜図５に示すように、周方向に等間隔に配設された３つの係合部材４２ａが設けられている。これらの係合部材４２ａは、夫々、第２レンズ保持枠４２の外周から径方向外側に突設されている。

そして、これらの係合部材４２ａは、固定筒２のガイド溝２１夫々に移動可能に入れられているとともに、ガイド溝２１夫々から突出した係合部材４２ａの先端部がカム環３の第１カム溝３１に入れられてカム環３と移動可能に係合されている。

第３レンズ保持枠４３の外周には、第２レンズ保持枠４２と同様に、周方向に等間隔に配設された３つの係合部材４３ａが設けられている。これらの係合部材４３ａは、夫々、第３レンズ保持枠４３の外周から径方向外側に突設されている。

そして、これらの係合部材４３ａは、固定筒２のガイド溝２１夫々に移動可能に入れられているとともに、ガイド溝２１夫々から突出した係合部材４３ａの先端部がカム環３の第２カム溝３２に入れられてカム環３と移動可能に係合されている。

第４レンズ保持枠４４の外周には、上記第２レンズ保持枠４２と同様に、周方向に等間隔に配設された３つの係合部材４４ａが設けられている。これらの係合部材４４ａは、夫々、第４レンズ保持枠４４の外周から径方向外側に突設されている。

そして、これらの係合部材４４ａは、固定筒２のガイド溝２１夫々に移動可能に入れられているとともに、ガイド溝２１夫々から突出した係合部材４４ａの先端部がカム環３の第３カム溝３３に入れられてカム環３と移動可能に係合されている。

従って、この実施形態では、移動レンズ群である第２レンズ群４ｂ〜第４レンズ群４ｄ夫々を保持した第２レンズ保持枠４２〜第４レンズ保持枠４４が係合部材４２ａ〜４４ａを介してカム環３と係合されており、カム環３の回転に伴って前後方向（光軸方向）に移動する。

第５レンズ保持枠４５は、固定筒２に対して移動不能に配設されている。

次に、以上のように構成された投影レンズ１の動作について説明する。まず、カム環３を操作していない初期状態では、図６（ａ）に示すように、カム環３は、自重によって、カム環３と固定筒２との嵌合隙間７が下方側にガタ寄せされて最大隙間部７１が下方位置にきた状態になっている。

この状態から、カム環３を手で、一方向側としての図６（ａ）の時計方向側に回転操作する。これにより、図４（ａ）に示すように第２レンズ保持枠４２〜第４レンズ保持枠４４夫々の係合部材４２ａ〜４４ａがカム溝３１〜３３を前方側に移動して第２レンズ保持枠４２〜第４レンズ保持枠４４が前方側に移動する。最終的に、図５（ａ）、図６（ｂ）に示すように、第１ストッパーピン２２に第１の回転規制部３４が当たってカム環３の回転がテレ端（一方のズーム端）位置で止まる。又、この状態では、第２ストッパーピン２３と第２の回転規制部３５とは非接触の状態になっている。

そして、この第１ストッパーピン２２に第１の回転規制部３４が当接された状態でさらに力が加わった際にカム環３にかかる回転力は、第１ストッパーピン２２（第１の回転規制部３４）を回転の中心にして嵌合隙間７の分だけ回転し、嵌合隙間７が図の左方側にガタ寄せされて最大隙間部７１が左方位置になる。

一方、カム環３を手で、他方向側としての図６（ａ）の反時計方向側に回転操作する。これにより、図４（ｂ）に示すように、第２レンズ保持枠４２〜第４レンズ保持枠４４夫々の係合部材４２ａ〜４４ａがカム溝３１〜３３を後方側に移動して第２レンズ保持枠４２〜第４レンズ保持枠４４が後方側に移動する。最終的に、図５（ｂ）、図６（ｃ）に示すように第２ストッパーピン２３に第２の回転規制部３５が当たってカム環３の回転がワイド端（他方のズーム端）位置で止まる。又、この状態では、第１ストッパーピン２２と第１の回転規制部３４とは非接触の状態になっている。

そして、この第２ストッパーピン２３に第２の回転規制部３５が当接された状態でさらに力が加わった際にカム環３にかかる回転力は、第２ストッパーピン２３（第２の回転規制部３５）を回転の中心にして嵌合隙間７の分だけ回転し、嵌合隙間７が図の左方側にガタ寄せされて最大隙間部７１が左方位置になり、嵌合隙間７のガタ寄せ方向が上記テレ端の場合と同じになる。

従って、従来のように１つのストッパーピン１０１（図１９参照）によってズーム端位置での停止を行っている場合のように、一方のズーム端（テレ端）と他方のズーム端（ワイド端）位置とで嵌合隙間が逆方向にガタ寄せされて最大隙間部がそれぞれ逆方向になるのを防止でき、ズームポジション間における偏芯変化量を従来例よりも小さく出来る。よって、光学性能劣化を低減できる。

尚、上記第１実施形態では、第１凹部３４ａと第２凹部３５ａとの２つの凹部を形成し、それらの第１凹部３４ａと第２凹部３５ａとの夫々の一方の内周端が、第１の回転規制部３４、第２の回転規制部３５をなすものとしたが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。

例えば図７に示すように、カム環３の前端面に、一つの凹部３６を形成し、その凹部３６の周方向の一端側の内周端を第１の回転規制部３４とし、凹部３６の周方向の他端側の内周端を第２の回転規制部３５とする。

そして、図７（ａ）に示すように、カム環３の一方向側への回転に際して第１の回転規制部３４と第１ストッパーピン２２とが当接するとともに、第２の回転規制部３５と第２ストッパーピン２３とが非接触状態になり、一方、図７（ｂ）に示すように、カム環２の他方向側への回転に際して第２の回転規制部３５と第２ストッパーピン２３とが当接するとともに、第１の回転規制部３４と第１ストッパーピン２２とが非接触状態になるようにする。

次に、第２実施形態のプロジェクタの投影レンズ２００について、図８〜図１２に基いて説明する。

第２実施形態の投影レンズ２００のレンズ鏡筒２１０は、先の第１実施形態のものと同様に、固定筒２０２と、カム環２０３と、レンズ保持枠２４１〜２４５とを備えているとともに、モータユニットとを備えている。又、この第２実施形態のカム環２０３は、その外周に、ギア部２３６を備えている。

モータユニットは、マウント２２４に支持されており、モータ２８２と、複数のギアを有するギア群からなる駆動ギア２８３とを備えている。モータ２８２は、この実施形態では、過負荷が発生した際にトルク伝達を遮断するトルクリミッタ機構を有するものから構成されている。

駆動ギア２８３は、カム環２０３のギア部２３６とモータ２８２との夫々に回転伝達可能に連結されており、モータ２８２の作動によって、駆動ギア２８３及びギア部２３６を介してカム環２０３が回転するようになっている。

又、この第２実施形態の固定筒２０２には、先の第１実施形態のものと同様に、第１ストッパーピン２２２と第２ストッパーピン２２３との２つのピンが設けられているが、この第２実施形態における第１ストッパーピン２２２は、図１０、図１１に示すように固定筒２０２の外周における左端に配設されている。又、第２実施形態における第２ストッパーピン２２３は、固定筒２０２の外周における右端に配設されている。その他は、先の第１実施形態のものと同構成を採っている。

次に、第２実施形態の投影レンズ２００の動作について説明する。カム環３が回転操作されていない初期状態では、先の第１実施形態のものと同様に、図１１（ａ）に示すように、カム環２０３は、自重によって、カム環２０３と固定筒２０２との嵌合隙間２０７が下方側にガタ寄せされて最大隙間部２７１が下方位置にきた状態になっている。

この状態から、図示しないモータ作動スイッチが入り操作されてモータ２８２が作動し始めると、駆動ギア２８３及びギア部２３６を介してカム環２０３が、図１０（ａ）、図１１（ｂ）の時計方向に回転し、第２レンズ保持枠２４２〜第４レンズ保持枠２４４夫々の係合部材２４２ａ〜２４４ａがカム溝２３１〜２３３を移動して第２レンズ保持枠２４２〜第４レンズ保持枠２４４が前方側に移動する。最終的に、第１ストッパーピン２２２に第１の回転規制部２３４が当たってカム環２０３の回転がテレ端（一方のズーム端）位置で止まる。又、この状態では、第２ストッパーピン２２３と第２の回転規制部２３５とは非接触の状態になっている。

その際、第１ストッパーピン２２２が固定筒２０２の左端に配設されているため、カム環２０３は、図１０（ａ）、図１１（ｂ）に示すように第１ストッパーピン２２２から重力方向の力Ｐを受ける。その結果、カム環２０３が持ち上がり難くなり、固定筒２０２との嵌合隙間２０７が下方側にガタ寄せさて最大隙間部２７１が下方側に配置された図１１（ａ）に示す初期状態のままになる。これにより、先の第１実施形態のものよりも、より一層、光学性能劣化を低減することができる。

又、モータ２８２が上記と逆方向に回転し始めると、ギア群２８３、駆動ギア２８１を介してカム環２０３が図１０（ｂ）、図１１（ｃ）に示すように反時計方向に回転し、第２レンズ保持枠２４２〜第４レンズ保持枠２４４夫々の係合部材２４２ａ〜２４４ａがカム溝２３１〜２３３を後方側に移動して第２レンズ保持枠２４２〜第４レンズ保持枠２４４が後方側に移動する。最終的に、第２ストッパーピン２２３に第２の回転規制部２３５が当たってカム環２０３の回転がワイド端（他方のズーム端）位置で止まる。又、この状態では、第１ストッパーピン２２２と第１の回転規制部２３４とは非接触の状態になっている。

この場合においても、第２ストッパーピン２２３が固定筒２０２の右端に配設されているため、カム環２０３は、第２ストッパーピン２２３から重力方向の力Ｐを受ける。その結果、カム環２０３が持ち上がり難くなり、固定筒２０２との嵌合隙間２０７が下方側にガタ寄せされて最大隙間部２７１が下方側に配置された図１１（ａ）に示す初期状態のままになる。これにより、先の第１実施形態のものよりも、より一層、光学性能劣化を低減することができる。

尚、この第２実施形態では、モータユニット２８２，２８３は、レンズ鏡筒２１０の左端側（図１０では、右端側に表れている。）に配設されているが、モータユニット２８２，２８３の配設位置は、特に限定されない。例えば図１２に示すように、モータユニット２８３を、レンズ鏡筒２１０の右端側（図１２では、左端側に表れている。）に配設してもよく、適宜変更し得る。

次に、第３実施形態のプロジェクタの投影レンズ３００について、図１３〜図１６に基いて説明する。

第３実施形態の投影レンズ３００のレンズ鏡筒３１０は、先の第２実施形態のものと同様に、固定筒３０２と、カム環３０３と、レンズ保持枠３４１〜３４５とを備えているとともに、駆動ギア３３６と、モータユニット３８２，３８３とを備えている。レンズ保持枠３４１〜３４５と駆動ギア３３６とモータユニット３８２，３８３は、先の第２実施形態のものと略同構成を採っている。

第３実施形態の固定筒３０２には、先の第２実施形態のものと同様に、第１及び第２ストッパーピン３２２、３２３が設けられているが、この第３実施形態では、図１５に示すように第１ストッパーピン３２２は、固定筒３０２の前端の外周に設けられ、第２ストッパーピン３２３は、固定筒３０２の後端の外周に設けられている。即ち、第１ストッパーピン３２２と第２ストッパーピン３２３とは、互いに軸方向に距離を持って配置されている。

又、カム環３０３の前端面に、第１ストッパーピン３２２と当接する第１の回転規制部３３４を有する第１凹部３３４ａが設けられ、カム環３０３の後端面に、第２ストッパーピン３２３と当接する第２の回転規制部３３５を有する第２凹部３３５ａが設けられている。その他は、先の第２実施形態のものと同構成を採っている。

次に、第３実施形態の投影レンズ３００の動作について説明する。先の第２実施形態の場合と同様に、図示しないモータ作動スイッチの入り操作によってモータ３８２が作動すると、ギア群３８３及び駆動ギア３３６を介してカム環３０３が回転し、第２レンズ保持枠３４２〜第４レンズ保持枠３４４夫々の係合部材３４２ａ〜３４４ａが、図１５（ａ）に示すようにカム溝３３１〜３３３を前方側に移動して第２レンズ保持枠３４２〜第４レンズ保持枠３４４が前方側に移動する。最終的に、第１ストッパーピン３２２に第１の回転規制部３３４が当たってカム環３０３の回転がテレ端（第１ポジション）位置で止まる。

又、この状態では、第２ストッパーピン３２３と第２の回転規制部３３５とは非接触状態になっている。また、第１ストッパーピン３２２と、後述する最大移動レンズ枠となる第４レンズ保持枠３４４の係合部材３４４ａとの光軸方向の距離Ｌ１は、第２ストッパーピン３２３と上記係合部材３４４ａとの前記距離Ｌ２よりも短くなっている。

又、モータ３８２が上記と逆方向に回転し始めると、ギア群３８３、駆動ギア３３６を介してカム環３０３が上記とは反対方向に回転し、図１５（ｂ）に示すように第２レンズ保持枠３４２〜第４レンズ保持枠３４４夫々の係合部材３４２ａ〜３４４ａが、カム溝３３１〜３３３を後方側に移動して第２レンズ保持枠３４２〜第４レンズ保持枠３４４が後方側に移動する。最終的に、第２ストッパーピン３２３に第２の回転規制部３３５が当たってカム環３０３の回転がワイド端（第２ポジション）位置で止まる。

この状態では、第１ストッパーピン３２２と第１の回転規制部３３４とは非接触状態になっている。また、第２ストッパーピン３２３と第４レンズ保持枠３４４の係合部材３４４ａとの光軸方向の距離Ｌ４は、第１ストッパーピン３２２と上記係合部材３４４ａとの前記距離Ｌ３よりも短くなっている。

これらのテレ端及びワイド端において、固定筒３０２とカム環３０３との嵌合隙間３０７（図１６（ａ）参照）によって、固定筒３０２の中心軸に対してカム環３０３の中心軸が傾く場合があるが、このカム環３０３の中心軸の傾きは、テレ端では第１ストッパーピン３２２（第１の回転規制部３３４）を、ワイド端では第２ストッパーピン３２３（第２の回転規制部３３５）を、夫々、中心にして揺動するようにして起こる。このようなカム環３０３の中心軸の傾きが生じると、カム溝３３１〜３３３が固定筒３０２のガイド溝３２１に対して位置ずれを起こし、その結果、レンズ保持枠が光軸方向と直交する面に対して傾き、光学性能に影響を及ぼす。

又、その場合において、図１７（ａ）に示すように、先の第１実施形態又は先の第２実施形態（図１７（ａ）では、第１実施形態のものを図示）の場合のように、第２ストッパーピン２３が固定筒２の前端に設けられて係合部材４２ａ〜４４ａとの光軸方向の距離が、第１ストッパーピン３２２のその距離と同一である場合には、テレ端からワイド端に行くに従って、第２ストッパーピン２３と係合部材４２ａ〜４４ａとの光軸方向の距離が漸次長くなり、その結果、カム溝３１〜３３が固定筒２のガイド溝（中心線）に対する位置ずれが大きくなって、図１７（ｂ）に示すようにレンズ保持枠４４の光軸方向と直交する面に対する傾きが大きくなる。又、このようなレンズ保持枠４４の光軸方向と直交する面に対する傾きは、カム溝３１〜３３の光軸方向の長さが長いもの、換言すれば、レンズ保持枠がテレ端位置（第１ポジション）からワイド端位置（第２ポジション）まで移動する光軸方向の移動距離が最大となる最大移動レンズ保持枠が最も大きくなる。本実施形態の第１実施形態〜第３実施形態では第４レンズ保持枠（又は第３レンズ保持枠）が最大移動レンズ保持枠であり、第４レンズ保持枠の傾きが最も大きくなる。

この第３実施形態では、第２ストッパーピン３２３は、固定筒３０２の後端に設けられており、上述のように、ワイド端で、係合部材３４２ａ〜３４４ａとの光軸方向の距離Ｌ４（図１５（ｂ）参照）が、第１ストッパーピン３２２のその距離Ｌ３よりも短く設定されているため、図１６（ａ）に示すようにワイド端において、嵌合隙間３０７によって、第２ストッパーピン３２３（もしくは第２の回転規制部３３５）を中心に揺動してカム環３０３の軸方向の傾きが生じた場合でも、最大移動レンズ保持枠である第４レンズ保持枠３４４の係合部材３４４ａが係合した第３カム溝３３３の後端部における固定筒３０２のガイド溝３２１（中心線）に対する位置ずれを、上記第１実施形態の場合よりも小さく抑えることができ、図１６（ｂ）に示すように第４レンズ保持枠３４４が光軸方向と直交する面に対する傾きを、上記第１実施形態よりも小さくできる。これにより、より一層の光学性能劣化の低減を図ることができる。

又、テレ端においても、第１ストッパーピン３２２と係合部材３４４ａとの光軸方向の距離Ｌ１が第２ストッパーピン３２３のその距離Ｌ２よりも短く設定されているため、例えば第１ストッパーピン３２２を固定筒３０２の後端に設けている場合に較べて第４レンズ保持枠３４４が光軸方向と直交する面に対する傾きを小さく抑えることができ、この点でも、より一層の光学性能劣化の低減を図ることができる。

尚、上記第３の実施形態では、傾きを抑える対象として特に、カム環の中心軸の傾きの影響により性能劣化が生じやすい最大移動レンズ保持枠を選び、最大移動レンズ保持枠の各ズーム端位置における最大移動レンズ保持枠の係合部と各ストッパーピンの距離を接近させた構成をとったが、各ズーム端におけるストッパーピンに近づける保持枠は、各ズーム端間移動距離が最大ではない他の傾きの影響を抑えたいレンズ群があればその所定の群のレンズ保持枠の係合部に各ストッパーピンを近づける位置に適宜変更して実施してもよい。また本発明は傾きの影響を抑えたい対象のレンズ保持枠がテレ端とワイド端とで同一でない場合も実施できる。

例えば移動レンズ群が２つでそれらの移動レンズ群を保持したレンズ保持枠が２つの場合であって、図１８に示すように、第１カム溝３３１と第２カム溝３３２との２つカム溝が設けられている場合、第１ストッパーピン３２２、第２ストッパーピン３２３、第１の回転規制部３３４を有する第１凹部３３４ａ及び第２の回転規制部３３５を有する第２凹部３３５ａを、光軸方向における第１カム溝３３１と第２カム溝３３２との間に配設するとともに、図１８（ａ）に示すテレ端で、第２カム溝３３２に係合した係合部材３４３ａを有するレンズ保持枠の傾きを抑えるために、第１ストッパーピン３２２と係合部材３４３ａとの光軸方向の距離Ｌ５が、第２ストッパーピン３２３と上記係合部材３４３ａとの前記距離Ｌ６よりも短くなるようにする。一方、図１８（ｂ）に示すワイド端で、第１カム溝３３１に係合した係合部材３４２ａを有するレンズ保持枠の傾きを抑えるために、第１ストッパーピン３２２と係合部材３４２ａとの光軸方向の距離Ｌ８が、第２ストッパーピン３２３と上記係合部材３４２ａとの前記距離Ｌ７よりも短くなるようにする。

又、上記第１〜第３実施形態では、カム環は、固定筒の外周側に配設されていたが、この形態のものに限らず、カム環は、固定筒の内周側に配設されるものでも良く、適宜変更できる。

又、上記第１〜第３実施形態では、固定筒に突出部としてのストッパーピンを設け、カム環に回転規制部を設けたが、例えば固定筒に回転規制部を設け、カム環にストッパーピンを設けてもよく、適宜変更できる。

又、上記第１〜第３実施形態では、第１ストッパーピンと第２ストッパーピンとを周方向に中心角で１８０°隔てた位置に配置したが、第１ストッパーピンと第２ストッパーピンとを周方向に所定の距離だけ隔てた位置であれば良く、適宜変更できる。

又、上記第１〜第３実施形態では、レンズ群を、フォーカス機構部として機能する第１レンズ群と、ズーム機構部として機能する第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群と、固定レンズ群である第５レンズ群から構成したが、この形態のものに限らず、例えばズーム機構部として機能する第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群だけから構成してもよく、適宜変更できる。

又、上記第１〜第３実施形態では、カム環は、移動レンズ群として第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群との３つのレンズ群と係合されているが、この形態のものに限らず、１以上のレンズ群と係合するものであればよい。又、カム環は、移動レンズ群としてフォーカス機構部をなす第１レンズ群と係合するものでもよく、適宜変更できる。

又、上記第１〜第３実施形態では、投影レンズとしてプロジェクタ用の投影レンズに実施されているが、例えばカメラ用のレンズとして実施することもでき、適宜変更できる。

１、２００、３００ 投影レンズ
１０、２１０、３１０ レンズ鏡筒
２、２０２、３０２ 固定筒
３、２０３、３０３ カム環
２２、２２２、３２２ 第１ストッパーピン（第１突出部）
２３、２２３、３２３ 第２ストッパーピン（第２突出部）
３４、２３４，３３４ 第１の回転規制部
３５、２３５、３３５ 第２の回転規制部

Claims (8)

1. 固定筒と、移動レンズ群を保持するレンズ保持枠と係合し光軸周りに回転し得るように前記固定筒と嵌合されたカム環とを備え、前記カム環を回転させることにより前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させるレンズ鏡筒において、
   前記固定筒と前記カム環とのいずれか一方に第１突出部が設けられ、前記いずれか他方に第１の回転規制部が設けられ、前記第１の回転規制部は、前記カム環の一方向側への回転に際して前記第１突出部と当接して前記カム環の一方向側への回転を規制し、
   さらに、前記固定筒と前記カム環とのいずれか一方に第２突出部が設けられ、前記いずれか他方に第２の回転規制部が設けられ、前記第２の回転規制部は、前記カム環の他方向側への回転に際して前記第２突出部と当接して前記カム環の他方向側への回転を規制することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記第１の回転規制部が前記カム環の回転に際して前記第１突出部と当接して前記カム環の回転を規制する状態と前記第２の回転規制部が前記カム環の回転に際して前記第２突出部と当接して前記カム環の回転を規制する状態の少なくとも一方の状態で前記カム環が重力方向と略同一方向に力を受け得るように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第１突出部と前記第２突出部は互いに光軸方向に距離を持って配置されたことを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ鏡筒。
4. 前記カム環には、軸方向及び周方向に所定の角度をもって形成されたカム溝が設けられ、
   前記レンズ保持枠は、１乃至複数個、設けられているとともに、夫々は、前記カム溝と移動可能に係合する係合部材を備え、
   前記第１突出部と第１の回転規制部とが当接した際に配置される前記レンズ保持枠の位置を第１ポジションとし、前記第２突出部と第２の回転規制部とが当接した際に配置される前記レンズ保持枠の位置を第２ポジションとしたとき、所定のレンズ保持枠が第１ポジションにある場合に、前記所定のレンズ保持枠の係合部材と第１突出部との光軸方向の距離が前記所定のレンズ保持枠の係合部材と前記第２突出部との前記距離より短く、かつ前記所定のレンズ保持枠が第２ポジションにある場合に、前記所定のレンズ保持枠の係合部材と第２突出部との光軸方向の距離が前記所定のレンズ保持枠の係合部材と前記第１突出部との前記距離より短くなるように構成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。
5. 前記カム環には、軸方向及び周方向に所定の角度をもって形成されたカム溝が設けられ、
   前記レンズ保持枠は、複数個、設けられているとともに、夫々は、前記カム溝と移動可能に係合する係合部材を備え、
   前記第１突出部と第１の回転規制部とが当接した際に配置される前記レンズ保持枠の位置を第１ポジションとし、前記第２突出部と第２の回転規制部とが当接した際に配置される前記レンズ保持枠の位置を第２ポジションとしたとき、前記複数のレンズ保持枠が前記第１ポジションにある場合に、前記複数のレンズ保持枠のうち特定のレンズ保持枠の係合部材と第１突出部との光軸方向の距離が前記特定のレンズ保持枠の係合部材と前記第２突出部との前記距離より短く、かつ前記複数のレンズ保持枠が第２ポジションにある場合に、前記複数のレンズ保持枠のうち前記特定のレンズ保持枠とは異なる他のレンズ保持枠の係合部材と第２突出部との光軸方向の距離が前記レンズ保持枠２の係合部材と前記第１突出部との前記距離より短くなるように構成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。
6. 前記レンズ鏡筒は、アクチュエータと、前記アクチュエータに連結された駆動ギアを有し、
   前記カム環は、外周部にギア部を有し、
   前記ギア部と前記駆動ギアとが噛合することで前記カム環にアクチュエータからの駆動力が伝達されて前記カム環が回転駆動されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記アクチュエータは、過負荷がかかった場合にトルク伝達を遮断するトルクリミッタ機構を備えたモータであることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のレンズ鏡筒。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒内に収納された１又は複数のレンズ群とを備えたことを特徴とする投影レンズ。

Images