JP2016038462A - レンズ保持部材、レンズユニット及び画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、熱カシメなどレンズ保持部材の外周部を融解させ、レンズを拘束させる構成(例えば引用文献3参照)も知られている。
しかしながら、このような非円形レンズを用いる場合には、熱カシメなどのレンズ保持構造では、レンズを均一に押圧することが難しいため、固定の精度が悪化するという懸念がある。
また、大口径のレンズをネジなどの固定部材を用いてただ固定するのみでは、レンズの大きさに合わせて固定部材も大きくなることから、スペースの増大や部品点数の増加が懸念される。
このような課題を解決するために、レンズの光軸に対して直行する方向にレンズを挿入して、レンズに形成された係止部によって保持する構成が考えられる(例えば特許文献4参照)。
画像投影装置2は、光束を射出する図示しない光源と、光源から入射した光束にRGBの3原色に対応した画像情報を与える画像表示手段たる3つの液晶パネルPNと、を有している。
画像投影装置2は、いわゆる3板式のカラープロジェクタであり、3つの液晶パネルPNに囲まれた部位に設けられた色合成手段たるプリズム201と、プリズム201によって色合成された画像情報を投影するためのレンズユニット4とを有している。
可動レンズ部6は、図2(a)、(b)に示すように、Z軸方向下流側から順に複数のレンズL1、L2、L3を有している。
レンズL1、L2、L3は、加工性を考慮して、プラスチックレンズであることが望ましいが、ガラスレンズでも良いし、その他の光学材料を用いたものであっても良い。ここで、レンズL1、L2、L3のうち少なくとも最もZ方向の上流側にある投射レンズL3は、レンズ光軸たるZ軸に対して非対称であり、Z軸方向から見たときにX軸正方向側に曲率を有する略半円形状のレンズである。
光源から射出された光束は、それぞれの液晶パネルPNを透過することで画像情報を付与された後、プリズム201によって合成されることで、色別の画像情報からカラーの画像情報に変換される。
このようなカラーの画像情報を付与された光束は、レンズユニット4をZ軸下流側からZ軸上流側へ向かうように通過し、レンズL1、L2を順に透過した後、最もZ軸方向の上流側にある投射レンズL3を透過して、図示しない投影面に画像が投射される。
画像投影装置2は、かかる構成により、投影面に画像表示面に表示された画像を拡大した投射画像を投影する。
レンズとして特に非円形レンズを用いる場合には、従来のレンズ保持方法では、一様に押圧することが難しく固定の精度が悪化したり、固定に必要なスペースの増大や部品点数の増加が懸念されている。
そこで、本発明では、以下に述べるような構成により、レンズをレンズ保持部材に固定している。
ここでは特に投射レンズL3についてのみ述べるが、同様のレンズ支持方法あるいはレンズ支持部材を、レンズL1、L2に用いても良いことは言うまでもない。また、レンズユニット4を構成するその他のレンズについて、かかる構成を用いても良い。
図3において、投射レンズL3は、入射した光束を投射するための光学領域Pと、光学的に使用しない部分であり、光学領域Pの外周に沿って曲率を有する側に設けられた外周端部Qと、を有している。
第1保持部8はまた、第2保持部9がZ方向に移動することで挿入されるときに、第2保持部9と係合して第2保持部9の移動方向をZ方向に規定するための溝部17を有している。
嵌め合い部16は、可撓性を有し、外周端部Qが挿入されたときにZ軸方向に広がるように弾性変形することによって、外周端部Qを圧接保持するように設定される。
第2保持部9はまた、第1保持部8にZ方向に終端まで挿入されたときに、第1保持部8と嵌め合ってZ軸方向の移動を規制する固定部93を有している。
L字端部91bは、後述する固定状態において、投射レンズL3の第1保持部8への挿入方向下流側とは反対側の、X方向上流側の面に沿うように形成され投射レンズL3の−Z方向への移動を規制する。
平面部91aは、第2保持部9を第1保持部8に差し込むときに、投射レンズL3の第1保持部8への挿入方向下流側とは反対側に当接して支持することで投射レンズL3の−X方向への移動を規制する。
レンズ受け部91は、かかる構成により、固定状態において、投射レンズL3のレンズ光軸と直交する挿入方向たるX方向の上流側の端部に対向して配置されることで、投射レンズL3の移動を規制する。
突起部92は、第2保持部9のY方向両端に配置され、同じく第1保持部8のY方向両端に配置された溝部17によってZ方向以外の方向への移動を規制されるように、溝部17と係合して案内される。
固定部93は、後述する固定状態において、第1保持部8に形成された図示しない鉤状突起部が挿通されて固定されることで、第2保持部9のZ方向の位置を固定する光軸方向位置決め部としての機能を有している。ここで挿通とは鉤状突起部が固定部93に挿入されて貫通することを言う。なお、かかる構成は所謂スナップフィットのように、鉤状突起部と固定部93とが係合し、互いに弾性力によって固定される構成であっても良い。
かかる固定部93によって、部品点数の増加を抑えながらも、第2保持部9のZ方向の位置決めを行うことができて、投射レンズL3が精度良く固定される。
可動レンズ部6に投影レンズL3を挿入する場合の固定方法を図5(a)、(b)、(c)に示す。
まず、図5(a)に示すように、外周端部Qが第1保持部8の嵌め合い部16に挿入されるように、投射レンズL3をX方向に移動させる。
このような挿入状態において、第2保持部9をZ方向に平行な差込方向に移動させると、平面部91aが投射レンズL3の底面に当接しながらスライドすることで、投射レンズL3のX方向への移動を規制しながら移動する。
かかる差込動作が終了し、固定部93が第1保持部8と嵌め合って固定されることで、図5(c)に示すように第1保持部8と第2保持部9とが互いに固定された固定状態を形成する。
このとき、嵌め合い部16は、図6に示すように、外周端部Qが挿入されることで弾性変形し、外周端部Qを弾性力で圧接保持する。図6は、図2に示したB部分の拡大図であり、嵌め合い部16と投射レンズL3とが当接している部分を表している。
図6に示されているように、嵌め合い部16は、外周端部Qと当接して係合することにより断面コの字状の収容凹部がZ軸方向に広げられて投射レンズL3が支持される。
かかる第2支持部9によって固定状態を形成することで、スペースの増大や部品点数の増加を抑制しながらも、レンズ光軸に直交するX方向に対する振動や衝撃に対しても安定してレンズが保持される。
かかる構成において、レンズ受け部91は、投射レンズL3の挿入方向逆側の端部に当接して支持するレンズ支持部である。
かかるレンズ受け部91により固定状態を形成することで、スペースの増大や部品点数の増加を抑制しながらも、レンズ光軸に直交するX方向に対する振動や衝撃に対してもさらに安定してレンズが保持される。
かかる構成により、スペースの増大や部品点数の増加を抑制しながらも、固定状態において第1保持部8と第2保持部9とが互いに固定されるから、レンズ光軸と垂直な方向に対する振動や衝撃に対しても安定してレンズを保持する。
かかる構成により、スペースの増大や部品点数の増加を抑制しながらも、レンズ光軸と垂直な方向に対する振動や衝撃に対してもさらに安定してレンズを保持する。
さらに、かかる構成により、挿入状態から固定状態に至るまでの差込動作中にも、安定して投射レンズL3が保持されることにより、第2保持部9の差込動作が容易に行われる。
かかる構成により、スペースの増大や部品点数の増加を抑制しながらも、レンズ光軸と垂直な方向に対する振動や衝撃に対してもさらに安定してレンズが保持される。
さらに、かかる構成により、挿入状態から固定状態に至るまでの差込動作中にも、安定して投射レンズL3が保持されることにより、第2保持部9の差込動作が容易に行われる。
かかる構成によれば、投射レンズL3は、挿入状態においてそのX方向下流側の端部である底面が係止部18に当接し挟みつけられて、係り合って止められることで、すなわち係止することでX方向への移動を規制される。
かかる構成により、挿入状態から固定状態に至るまでの差込動作中にも、安定して投射レンズL3を保持することにより、第2保持部9の差込動作を容易に行う。
4 レンズユニット
5 レンズ保持部材(固定レンズ部)
6 レンズ保持部材(可動レンズ部)
8 第1保持部
9 第2保持部
16 嵌め合い部
16a 嵌め合い突起部
17 溝部
91 レンズ受け部
92 突起部
93 固定部
L2 非円形レンズ(レンズ)
L3 非円形レンズ(投射レンズ)
P 非円形レンズの光学領域
Q 非円形レンズの外周端部
X 挿入方向(径方向)
Z レンズ光軸方向(差込方向)
Claims (6)
- レンズ光軸に対して非対称な非円形レンズを前記レンズ光軸と直交する径方向に移動させて、前記非円形レンズの外周端部を挿入可能な嵌め合い部を備え、前記非円形レンズを前記嵌め合い部に挿入したときに、前記非円形レンズの挿入方向下流側の前記外周端部と前記嵌め合い部とが係合した挿入状態とすることで、前記外周端部の前記径方向の位置とレンズ光軸方向の位置とを規制する第1保持部と、
前記挿入状態で、前記レンズ光軸方向に移動させると、前記非円形レンズの前記挿入方向上流側の端部に対向し、前記非円形レンズの前記レンズ光軸方向への移動を規制する固定状態を形成するためのレンズ受け部と、前記レンズ受け部が前記非円形レンズの前記レンズ光軸方向への移動を規制するとともに前記第1保持部と係合したときに前記非円形レンズの前記径方向への移動を規制する突起部と、を備える第2保持部と、
前記突起部と係合し、前記第2保持部の移動方向を前記レンズ光軸方向に規定する前記第1保持部に形成された溝部と、を有し、
前記溝部は、前記挿入状態で前記突起部と係合して、前記突起部を前記レンズ光軸方向に案内することで前記第1保持部と前記第2保持部とが嵌め合って固定される固定状態を形成するレンズ保持部材。 - 請求項1に記載のレンズ保持部材において、
前記第2保持部は、前記固定状態において前記第1保持部と嵌め合って前記レンズ光軸方向の移動を規制する固定部を有することを特徴とするレンズ保持部材。 - 請求項1又は2に記載のレンズ保持部材において、
前記第2保持部は、前記固定状態で、前記端部に当接して支持するレンズ支持部を有することを特徴とするレンズ保持部材。 - 請求項1乃至3の何れか1つに記載のレンズ保持部材において、
前記嵌め合い部が弾性変形可能であり前記非円形レンズの前記外周端部が前記嵌め合い部に挿入されたときに前記嵌め合い部が該外周端部を弾性力で保持することを特徴とするレンズ保持部材。 - 請求項1乃至4の何れか1つに記載のレンズ保持部材を有していることを特徴とするレンズユニット。
- 請求項1乃至4の何れか1つに記載のレンズ保持部材を有していることを特徴とする画像投影装置。
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