JP2013084016A - レンズ装置及び光学機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 回動筒部の調整位置(設定位置)がズレる不具合を解消し、煩わしい再調整作業を不要にするとともに、不適切な調整位置での視聴等を回避する。回動筒部を回動操作する際の操作性や操作力を最適な状態に設定する。
【解決手段】 固定筒部3に対して回動操作可能な回動筒部4を装着してなるレンズ鏡筒2を有するレンズ装置を構成するに際して、回動筒部4(又は固定筒部3)の端面Ftとこの端面Ftが対向する固定筒部3(又は回動筒部4)に設けた段差面Fsの間に、少なくとも回動筒部4を回動操作する際における回動操作トルクTを所定の大きさに設定可能なトルク設定部材5を介在させる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、特に天吊り設置を含む様々な態様で設置を行うプロジェクタ等に用いて好適なレンズ装置及び光学機器に関する。
一般に、プロジェクタは、投射用のレンズ装置を搭載し、このレンズ装置は、通常、固定筒部に対して手動により回動操作可能なズームリング,フォーカスリング,アイリスリングなどの回動筒部を装着したレンズ鏡筒を備えている。
従来、プロジェクタに搭載したこの種のレンズ鏡筒を備えたレンズ装置としては、特許文献1で開示されるレンズ鏡筒構造(レンズ装置)が知られており、同文献1には、基本構造として、固定部材(固定筒部)に手動により回動操作可能なズーム部材(ズームリング)を装着したレンズ鏡筒を備えたレンズ装置が開示されるとともに、この種のレンズ鏡筒は、通常、ズーム部材からカムリフトを有する構成のカム環部材と直進溝を有する固定部材を介し、各移動群に対してコロ結合するか、若しくはモールド部品で一体成形されたカムフォロワー部を持つカム環部材が直進溝を有する固定部材を介し、各移動群とでカム構成する点が開示されている。
特開2003−202479号公報
しかし、上述した従来におけるレンズ装置(レンズ鏡筒構造)は、次のような問題点があった。
図7に示すように、プロジェクタMpを天吊り金具101を用いて天井201に天吊り設置した場合、レンズシフト機構を搭載しないタイプでは、プロジェクタMpを前下がりに傾斜させて設置する場合も少なくない。この場合、レンズ装置102も前下がりに傾斜するため、初期設置時において、ズームリング103によりズーミング調整を行っても、長期の使用により、ズーミング位置が徐々にズレてしまう問題を生じる。さらに、使用態様によっては、天井に設置したプロジェクタMpから床面に投射する場合もあり、この場合には問題がより顕著になる。
特に、手動により操作するズームリング103は、ズーミング調整時の操作性(操作フィーリング)や操作力を確保する必要があるため、あまり大きな回動操作トルクに設定できないとともに、ズーミング機構には、通常、比較的重いガラスレンズが複数枚使用されるため、その自重が無視できず、長期の使用や僅かな振動等の影響により初期調整したズーミング位置にズレを生じやすい。そして、一旦、ズーミング位置がズレてしまった場合には、天吊り設置したプロジェクタMpに対して再調整を必要とするが、この際、踏み台等に載って再調整しなければならないなど、面倒で煩わしい作業を強いられるとともに、ズーミング位置のズレを使用者が気付かない場合には、最適でないズーミング位置での視聴を強いられてしまう。
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したレンズ装置及び光学機器の提供を目的とするものである。
本発明に係るレンズ装置1は、上述した課題を解決するため、固定筒部3に対して回動操作可能な回動筒部4を装着してなるレンズ鏡筒2を有するレンズ装置を構成するに際して、回動筒部4(又は固定筒部3)の端面Ftとこの端面Ftが対向する固定筒部3(又は回動筒部4)に設けた段差面Fsの間に、少なくとも回動筒部4を回動操作する際における回動操作トルクTを所定の大きさに設定可能なトルク設定部材5を介在させてなることを特徴とする。
この場合、発明の好適な態様により、トルク設定部材5は、弾性材料Re又は摩擦材料Rrの一方又は双方により構成することができる。また、トルク設定部材5には、回動操作トルクTの大きさを可変調整可能なトルク調整手段6を付設することができる。なお、回動筒部4には、ズームリング4z,フォーカスリング4f,アイリスリング、の一又は二以上を含ませることができる。
他方、本発明に係る光学機器Mは、かかるレンズ装置1を利用したものであり、特に、光学機器Mとしては、光源部から射出された光束を画像情報に応じて変調して拡大投射するプロジェクタMpに適用することが望ましい。
このような構成を有する本発明に係るレンズ装置1及び光学機器Mによれば、次のような顕著な効果を奏する。
(1) レンズ装置1(光学機器M)を傾斜させて設置する場合であっても、回動筒部4を回動操作する際の回動操作トルクTを大きく設定できるため、回動筒部4の回動操作による調整後に回動筒部4の調整位置(設定位置)がズレてしまう不具合を解消できる。したがって、面倒で煩わしい再調整作業を不要にできるとともに、不適切な調整位置での視聴等を回避できる。
(2) 回動筒部4を回動操作する際における回動操作トルクTを所定の大きさに設定できるため、回動筒部4を回動操作する際の操作性(操作フィーリング)や操作力を最適な状態に設定することができる。
(3) トルク設定部材5fは、回動筒部4(又は固定筒部3)の端面Ftとこの端面Ftが対向する固定筒部3(又は回動筒部4)に設けた段差面Fsの間に介在させたため、既存のレンズ装置の構成をそのまま利用し又はサイズ変更等の僅かな設計変更のみで容易に組付けることができる。
(4) 好適な態様により、トルク設定部材5を、弾性材料Re又は摩擦材料Rrの一方又は双方により構成すれば、レンズ装置1の構成や大きさ等にマッチングさせた回動操作トルクTの大きさを任意かつ容易に設定することができる。
(5) 好適な態様により、トルク設定部材5に、回動操作トルクTの大きさを可変調整可能なトルク調整手段6を付設すれば、回動操作トルクTの大きさを任意に調整できるため、回動筒部4を回動操作する際における操作性(操作フィーリング)や操作力を、ユーザの好みなどに応じて自由に調整(設定)することができ、ユーザの利便性向上に寄与できる。
(6) 好適な態様により、回動筒部4に、ズームリング4z,フォーカスリング4f,アイリスリング、の一又は二以上を含ませれば、特に問題として無視できないズームリング4zにおけるズレ防止や操作性向上等の改善に加え、同様の効果をフォーカスリング4fやアイリスリングにも適用でき、レンズ装置1(光学機器M)の更なる付加価値向上に寄与できる。
(7) 好適な態様により、レンズ装置1を光学機器M、特にプロジェクタMpに用いれば、天吊り設置を行う場合における既設定のズーミング位置等の調整位置がズレる不具合を解消できる。
本発明の好適実施形態に係るレンズ装置の断面側面図、 同レンズ装置におけるレンズ鏡筒の主要部の分解斜視図、 同レンズ装置に用いるウェーブワッシャ(トルク設定部材)の正面図、 同レンズ装置に用いるウェーブワッシャ(トルク設定部材)の組付方法の説明図、 本発明の変更実施形態に係るレンズ装置であってトルク設定部材の変更例を示すレンズ装置の一部を省略した断面側面図、 本発明の他の変更実施形態に係るレンズ装置であってトルク設定部材を設ける位置(組付位置)の他の変更例を示すレンズ装置の一部を省略した断面側面図、 背景技術を説明するための天吊り設置したプロジェクタ(光学機器)の側面図、
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
まず、本実施形態に係るレンズ装置1の主要部の構成について、図1〜図4を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係るレンズ装置1を示す。レンズ装置1は、レンズ鏡筒2を備え、このレンズ鏡筒2の内部には複数のレンズ群Lf,La,Lb,Lc,Lrを収容する。各レンズ群Lf,La…Lrには、一枚又は二枚以上のレンズが含まれる。例示のレンズ群Lf…Lrは五群であるが、この群数は任意である。レンズ鏡筒2は、固定筒部3を備え、この固定筒部3は内側の内筒部3iと外側の外筒部3oを備える。なお、この固定筒部3は、後述するプロジェクタMp(光学機器M)の外装内に固定される。内筒部3iは外筒部3oの前端よりも前方に突出するとともに、内筒部3iの内部にはカム筒部4cを回動自在に収容する。また、内筒部3iにおける外周面の前部には、ズームリング4zを回動自在に装填する。ズームリング4zは、内筒部3iの外周面に回動自在に装填するズームリングベース4zbと、このズームリングベース4zbの外周縁に固定したズームリング本体4zmを備える。そして、内筒部3iの前部には周方向に沿って形成したガイド溝23(図2参照)を有し、このガイド溝23に収容したコロ部材24を介してズームリングベース4zbとカム筒部4cを結合する。これにより、ズームリング4zを回動操作すれば、カム筒部4cを一体に回動させることができる。したがって、ズームリング4zを含むカム筒部4cは回動筒部4を構成する。
さらに、カム筒部4cの筒体には、図2に示すように、螺旋方向に沿って形成した複数のカム溝12a…,12b…,12c…を有するとともに、内筒部3iの筒体には、前後方向(軸方向)に沿って形成した直線溝13…を有する。また、カム筒部4cの内部には、複数のレンズ群枠25a,25b,25cを収容し、各レンズ群枠25a…の外周面から放射方向に突出し、かつ周方向に120〔゜〕間隔で配した三つ(一般的には複数)のコロ部材26a…,26b…,26c…を、上述したカム筒部4cのカム溝12a…,12b…,12c…及び内筒部3iの直線溝13…にそれぞれ係合させる。これにより、カム筒部4cを回動させれば、各レンズ群枠25a,25b,25cを前後方向に変位させることができる。各レンズ群枠25a…は同様に組付けるが、各レンズ群枠25a…に対応する各カム溝12a…の傾斜角は同一又は異なせて設定する。以上の構成が基本的なズーミング機構Uzとなる。
一方、ズーミング機構Uzには、本発明に従って、ズームリング4z(回動筒部4)を回動操作する際における回動操作トルクTを所定の大きさに設定可能なトルク設定部材5を設ける。即ち、トルク設定部材5を、固定筒部3と回動筒部4間に介在させることにより、ズームリング4zを回動操作する際の回動操作トルクTを所定の大きさに設定する。図3及び図4にトルク設定部材5を示す。トルク設定部材5には、バネ性を有する金属素材或いは合成樹脂素材等の弾性材料Reにより一体形成したウェーブワッシャ5aを用いる。このウェーブワッシャ5aは図3に示すように全体をリング形に形成するとともに、図4に示すように周方向へ一定間隔おきに折曲した山部と谷部を繰り返す波形に形成する。トルク設定部材5を、このような弾性材料Reにより構成すれば、レンズ装置1の構成や大きさ等にマッチングさせた回動操作トルクTの大きさを任意かつ容易に設定できる利点がある。
このトルク設定部材5は、図1に示すように、カム筒部4c(回動筒部4)の端面(後端面)Ftとこの端面Ftが対向する内筒部3i(固定筒部3)の後部に設けた段差面Fsの間に介在させる。したがって、トルク設定部材5の外径寸法は、カム筒部4cの外径寸法よりも稍小さい寸法を選定するとともに、トルク設定部材5の内径寸法は、レンズ鏡筒2の内部に設けられる光路を阻害しない寸法となる段差面Fsの内径寸法とほぼ同程度の寸法を選定することが望ましい。また、トルク設定部材5は、回動筒部4を回動操作する際における回動操作トルクTを所定の大きさに設定する機能を有するため、実際に組付けた際における回動操作トルクTが最適な大きさとなるように、ウェーブワッシャ5aを形成する際の、材料,厚さ,波形の数や形成角度等を選定するとともに、必要により、ウェーブワッシャ5aの表面に摩擦材料を付加、即ち、表面処理又はコーティング等により摩擦材料を付加する。
ところで、カム筒部4cの端面Ftとこの端面Ftが対向する内筒部3iの後部に設けた段差面Fsの間は、固定した固定筒部3とこの固定筒部3の内部に収容した回動する回動筒部4が摺接する端面間となるため、本来的に僅かな隙間Soが存在する。したがって、この隙間Soがある程度大きい場合には、そのままこの隙間Soを利用してトルク設定部材5を収容できるとともに、隙間Soが小さい場合であっても、カム筒部4cの軸方向寸法を稍短く形成するのみで、容易にトルク設定部材5を収容する空間(隙間So)を確保できる。このように、トルク設定部材5を、回動筒部4の端面Ftとこの端面Ftが対向する固定筒部3に設けた段差面Fsの間に介在させれば、既存のレンズ装置の構成をそのまま利用し又はサイズ変更等の僅かな設計変更のみで容易に組付けることができる利点がある。
他方、内筒部3iにおける内周面の前部には、前述したレンズ群Lfを保持するレンズ群枠27の外周面を螺合するとともに、このレンズ群枠27の外周縁には、手動により回動操作するフォーカスリング4f(回動筒部4)を固定する。これにより、フォーカスリング4fを回動操作すれば、レンズ群Lfを保持するレンズ群枠27を前後方向に変位させることができるフォーカシング機構Ufが構成され、レンズ装置1におけるフォーカシング調整を行うことができる。
次に、本実施形態に係るレンズ装置1の主要部の機能(作用)について、図1〜図4を参照して説明する。
まず、上述したウェーブワッシャ5a(トルク設定部材5)は、内筒部3i(固定筒部3)とカム筒部4c(回動筒部4)の組付時に一緒に組付けることができる。即ち、図4に示すように、内筒部3iの内部に、ウェーブワッシャ5aを収容し、この後、カム筒部4cを内筒部3iの内部に収容するのみで容易に組付けることができる。なお、内筒部3iとカム筒部4cの軸方向位置は、内筒部3iに設けた周方向のガイド溝23とカム筒部4cのコロ部材24の係合により規制される。
一方、ズーミング機構Usの基本的な機能は次のようになる。ズームリング4zを手動により回動操作すれば、ズームリング4zの回動変位は、ズームリングベース4zb及びコロ部材24を介してカム筒部4cに伝達され、カム筒部4cが一体に回動変位する。これにより、カム筒部4cに設けた螺旋方向のカム溝12a…,12b…,12c…及び内筒部3iに設けた前後方向の直線溝13…にそれぞれ係合するコロ部材26a…,26b…,26c…は前後方向に変位する。したがって、ズームリング4zの回動操作により、コロ部材26a…,26b…,26c…に一体のレンズ群枠25a,25b,25cを前後方向に変位、即ち、レンズ群La,Lb,Lcを前後方向に変位させるズーミング調整を行うことができる。
この際、本実施形態に係るレンズ装置1では、カム筒部4cと内筒部3iに、ズームリング4z(回動筒部4)を回動操作する際における回動操作トルクTを所定の大きさに設定したウェーブワッシャ5a(トルク設定部材5)が介在するため、ズームリング4zを手動により回動操作する際における操作性(操作フィーリング)や操作力は最適な状態となる。また、レンズ装置1を傾斜させて設置する場合であっても、回動筒部4を回動操作する際の回動操作トルクTを大きく設定できるため、回動筒部4の回動操作による調整後に回動筒部4の調整位置(設定位置)がズレてしまう不具合を解消できる。したがって、面倒で煩わしい再調整作業を不要にできるとともに、不適切な調整位置での視聴等を回避できる。
次に、本発明の変更実施形態に係るレンズ装置1について、図5及び図6を参照して説明する。
まず、図5(a)〜(c)は、図1〜図4に示した基本実施形態のレンズ装置1におけるトルク設定部材5の変更例を示す。図5(a)は、トルク設定部材5として、弾性材料Reにより形成したコイルスプリング5bを用いたものであり、図1に示したウェーブワッシャ5aと置換するのみで容易に実施できる。図5(b)は、トルク設定部材5として、弾性材料Reであるゴム素材により形成したゴムリング5cを用いたものであり、この場合も図1に示したウェーブワッシャ5aと置換するのみで容易に実施できる。図5(c)は、トルク設定部材5として、摩擦材料Rrを利用するとともに、トルク設定部材5に対して、回動操作トルクTの大きさを可変調整可能なトルク調整手段6を付設したものである。即ち、内筒部3iの段差面Fsに、軸方向に貫通し、かつ周方向に等間隔となる複数(三つ又は四つ)のネジ孔部31…を設け、内筒部3iにカム筒部4cを組付けた後、各ネジ孔部31…に対して外側から、トルク設定部材5となる摩擦材料Rrにより形成した円柱形のブロック5dr…,弾性材料Reにより形成したコイルスプリング5de…を順番に挿入するとともに、この後、調整ネジ32…を螺合する。これにより、ブロック5dr…をカム筒部4cの端面Ftに圧接させることができるとともに、調整ネジ32…により圧接力の大きさを可変調整、即ち、回動操作トルクTの大きさを可変調整することができる。このようなトルク調整手段6を付設すれば、回動操作トルクTの大きさを任意に調整できるため、回動筒部4を回動操作する際の操作性(操作フィーリング)や操作力を、ユーザの好みなどに応じて自由に調整(設定)することができ、ユーザの利便性向上に寄与できる利点がある。
また、図6(a)及び(b)は、図1〜図4に示した基本実施形態のレンズ装置1におけるトルク設定部材5を設ける位置(組付位置)を変更するとともに、図5(c)と同様の機能であるトルク設定部材5に対して、回動操作トルクTの大きさを可変調整可能なトルク調整手段6を付設した変更例を示す。なお、図6(a)及び(b)に示すレンズ鏡筒2の基本構成は、いずれも図1〜図5に示した構成とは異なる。図6(a)は、固定筒部3の外周面に、回動筒部4を回動自在に装着した構成を有する。固定筒部3の前端部3kは、回動筒部4の端面(前端面)Ftよりも前方に突出させ、この前端部3kの外周面に雄ネジ部3ksを形成する。そして、この雄ネジ部3ksにトルク設定リング5iを螺合する。
したがって、トルク設定リング5iの内周面には雌ネジ部5inを形成する。このトルク設定リング5iはトルク設定部材5を構成し、摩擦材料Rrにより一体形成する。トルク設定リング5iは固定筒部3の前端部3kに螺合するため、固定筒部3の段差面Fsを兼ねている。これにより、トルク設定リング5iを回動筒部4の端面(前端面)Ftに当接させれば、回動筒部4を回動操作する際における回動操作トルクTを所定の大きさに設定できるとともに、トルク設定リング5iを回せば、雄ネジ部3ksと雌ネジ部5inによりトルク設定リング5iが軸方向に変位し、回動操作トルクTの大きさが可変調整可能となるトルク調整手段6が構成される。なお、41は、トルク設定リング5iを操作するための操作部であり、トルク設定リング5iに一体形成する。このように、トルク設定リング5iに、回動操作トルクTの大きさを可変調整可能なトルク調整手段6を付設すれば、回動操作トルクTの大きさを任意に調整できるため、回動筒部4を回動操作する際の操作性(操作フィーリング)や操作力を、ユーザの好みなどに応じて自由に調整(設定)することができ、ユーザの利便性向上に寄与できる利点がある。図6(b)は、図6(a)の構成に対して、トルク設定リング5iと端面(前端面)Ft間に、さらに弾性材料Reにより形成した弾性リング5jを介在させたものである。したがって、この場合には、弾性リング5jがトルク設定部材5を構成するとともに、トルク設定リング5iは段差面Fsを構成する。なお、図5〜図6において、図1〜図4と同一部分(同一機能部分)には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
ところで、このようなレンズ装置1は、光源部から射出された光束を画像情報に応じて変調して拡大投射するプロジェクタMp(光学機器M)に用いて最適である。即ち、この種のプロジェクタMpは、傾斜させて天吊り設置(図7参照)を行う場合も多いが、この際、本実施形態に係るレンズ装置1も傾斜し、複数のレンズ群La…の自重がズーミング機構Uzに付加されたとしても、既設定(例えば、初期設定)のズーミング位置がズレる不具合を解消できる。
以上、好適実施形態(変更実施形態)について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。
例えば、回動筒部4として、ズームリング4zを例示したが、フォーカスリング4fやアイリスリング(不図示)であってもよく、ズームリング4zの場合と同様に構成することにより各回動操作トルクの大きさを調整できる。このように、特に問題として無視できないズームリング4zにおけるズレ防止や操作性向上等の改善に加え、同様の効果をフォーカスリング4fやアイリスリングにも適用できるため、レンズ装置1(光学機器M)の更なる付加価値向上に寄与できる。また、実施形態の中でも例示したように、トルク設定部材5は、弾性材料Re又は摩擦材料Rrの一方により構成してもよいし、双方により構成してもよい。さらに、実施形態の中でも例示したように、トルク設定部材5は、回動筒部4の端面Ftとこの端面Ftが対向する固定筒部3に設けた段差面Fsの間に介在させてもよいし、固定筒部3の端面Ftとこの端面Ftが対向する回動筒部4に設けた段差面Fsの間に介在させる形態であってもよい。なお、レンズ装置1は、光学機器Mとして特にプロジェクタMpに適用して最適であるが、カメラや望遠鏡等の他の各種光学機器M…にも同様に利用することができる。この場合、プロジェクタMpは液晶パネル方式をはじめ各種タイプのプロジェクタを適用できる。
本発明に係るレンズ装置は、特に天吊り設置を含む様々な態様で設置を行うプロジェクタ等の各種光学機器に利用できる。
1:レンズ装置,2:レンズ鏡筒,3:固定筒部,Fs:段差面,4:回動筒部,Ft:端面,4z:ズームリング,4f:フォーカスリング,5:トルク設定部材,6:トルク調整手段,Re:弾性材料,Rr:摩擦材料,M:光学機器,Mp:プロジェクタ

Claims (6)

  1. 固定筒部に対して回動操作可能な回動筒部を装着してなるレンズ鏡筒を有するレンズ装置において、前記回動筒部(又は前記固定筒部)の端面とこの端面が対向する前記固定筒部(又は前記回動筒部)に設けた段差面の間に、少なくとも前記回動筒部を回動操作する際における回動操作トルクを所定の大きさに設定可能なトルク設定部材を介在させてなることを特徴とするレンズ装置。
  2. 前記トルク設定部材は、弾性材料又は摩擦材料の一方又は双方により構成することを特徴とする請求項1記載のレンズ装置。
  3. 前記トルク設定部材には、前記回動操作トルクの大きさを可変調整可能なトルク調整手段を付設してなることを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ装置。
  4. 前記回動筒部には、ズームリング,フォーカスリング,アイリスリング、の一又は二以上を含むことを特徴とする請求項1,2又は3記載のレンズ装置。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載のレンズ装置を備えることを特徴とする光学機器。
  6. 光源部から射出された光束を画像情報に応じて変調して拡大投射するプロジェクタであることを特徴とする請求項5記載の光学機器。
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