JP2017191135A - レンズ保持構造とレンズ保持方法、および、プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】 輸送における過度な衝撃を受けても、レンズが脱落することやずれてしまうことを防ぎ、正規位置で保持し続けるための保持構造を実現する。【解決手段】 レンズの出射面側の下端部を衝止する溝構造と、レンズの入射面側の下側２か所をそれぞれ衝止する第１及び第２のレンズ突き当て構造と、を備えた前記レンズを保持する台座と、台座に保持されたレンズの上方に位置するように台座に取り付けられた固定部材と、を有し、固定部材は、レンズの出射面側から入射面側に向けて設けられてレンズの出射面の上端を押圧する第１のバネ形状と、溝構造に向けて設けられてレンズの出射面の上側端部の２か所をそれぞれ押圧する第２及び第３のバネ形状と、前記第１のバネ形状の先端から前記台座に保持された前記レンズに向けて設けられた爪形状と、を備える。【選択図】 図２

Description

本発明はレンズを保持するンズ保持構造とレンズ保持方法、および、プロジェクターに関する。

プロジェクターでは、光源からの光を映像形成素子へ照射するために、光源からの光を均一化するためのライトトンネルや、複数枚のレンズ及びミラーが用いられている。

ライトトンネル以降の光学系を構成するレンズは、照射光を拡散、集光させることで照射光の形状を映像形成素子のサイズに合わせるための調整をするためのものであり、映像形成素子に近づくに従って、レンズの外形形状が大きくなるように構成され、レンズの取り付けに異常が発生した場合、投写映像に対する影響度合いが大きくなるものである。

一般的に、レンズを固定する際には、片方の面を座面に当て、もう一方の面方向から座面方向に押し当てる構造を備えたものが多いが、光学部品の構成によっては、その構造をとることができない場合がある。その場合、特許文献１（特開２０００−１２１９００号公報）のように、レンズを溝状に構成された部分にはめ込み、上方向から蓋状の部品に取り付けたバネ材やクッション材にてレンズを固定する。

特開２０００−１２１９００号公報

しかし、３次元的な光学部品の配置となる場合は蓋状の部品を構成することが困難な場合があり、また、バネ材やクッション材による固定においては、固定の仕方や形状により、ある特定の方向からの衝撃に弱くなってしまう可能性がある。海外での輸送を考慮した場合、レンズの取り付け構造に関わらず、多方向からの衝撃に対して強固に固定可能な構造が必要となる。

本発明はプロジェクターが輸送における過度な衝撃を受けても、レンズが脱落することやずれてしまうことを防ぎ、正規位置で保持し続けるための保持構造を実現するものである。

本発明によるレンズ保持構造は、レンズの出射面側の下端部を衝止する溝構造と、前記レンズの入射面側の下側２か所をそれぞれ衝止する第１及び第２のレンズ突き当て構造と、を備えた前記レンズを保持する台座と、
前記台座に保持された前記レンズの上方に位置するように前記台座に取り付けられた固定部材と、を有し、
前記固定部材は、
前記レンズの出射面側から入射面側に向けて設けられて前記レンズの出射面の上端を押圧する第１のバネ形状と、
前記溝構造に向けて設けられて前記レンズの出射面の上側端部の２か所をそれぞれ押圧する第２及び第３のバネ形状と、
前記第１のバネ形状の先端から前記台座に保持された前記レンズに向けて設けられた爪形状と、を備える。

本発明によるプロジェクターは、上記のレンズ保持構造を備えている。

本発明によるレンズ保持方法は、レンズの出射面側の下端部を衝止する溝構造と、前記レンズの入射面側の下側２か所をそれぞれ衝止する第１及び第２のレンズ突き当て構造と、を備えた台座に前記レンズを保持し、
前記台座に保持された前記レンズの上方に位置するように固定部材を前記台座に取り付けることにより前記レンズを固定し、
前記固定部材に、前記レンズの出射面側から入射面側に向けて設けられた第１のバネ形状により前記レンズの出射面の上端を押圧し、
前記固定部材に、前記溝構造に向けて設けられた第２及び第３のバネ形状により前記レンズの出射面の上側端部の２か所をそれぞれ押圧し、
前記固定部材に、前記第１のバネ形状の先端から前記台座に保持された前記レンズに向けて設けられた爪形状により、前記レンズの脱落を防止する。

多方向から力を加えてレンズを保持することにより、輸送等によって多方向から過度な衝撃を受けても正規位置に保持することができる。

本発明によるコンデンサレンズ保持構造を有するプロジェクターの構成例を示す模式図である。 本発明によるコンデンサレンズ保持構造の構成を示す斜視図及び断面図である。 コンデンサレンズを保持する台座の構成を示す斜視図である。 本発明による固定部材の構成を示す斜視図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明を用いたプロジェクターの光学系の構成を示す模式図である。

図１に示すように、本発明を有するプロジェクターは、光源１、カラーフィルタユニット２、ライトトンネル３、コンデンサレンズ４、ミラー５、ＴＩＲプリズム６、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）や液晶表示素子などの映像形成素子７、投写レンズ８を備える。

光源１から出射した光は、複数のカラーフィルタが組み合わされたカラーフィルタユニット２を通過することにより時分割に出射する複数の色光に変換される。この後、色光は、ライトトンネル３を通ることにより均一化され、複数設けられたミラー５およびコンデンサレンズ４を介してＴＩＲプリズム６に入射する。ＴＩＲプリズム６に入射した色光は、映像形成素子７に向けて出射されて映像光とされ、再度ＴＩＲプリズム６に入射し、投写レンズ８により投射される。

図２（ａ）、（ｂ）は、本発明によるレンズ保持構造の一実施形態の構成を示す斜視図および断面図である。

図２に示される保持構造は、コンデンサレンズ９を保持するもので、コンデンサレンズ９を保持するための台座１０と、台座１０にねじを用いて取り付けられるコンデンサレンズ９を固定するための固定部材１１とからなる。

コンデンサレンズ９は、出射面１２側が平面形状、入射面１３側が球面または非球面形状からなるレンズであり、台座１０へと固定される。

図３（ａ）、（ｂ）は台座１０の構造を示す斜視図である。

台座１０には、コンデンサレンズ９の出射面１２側の位置を決めるための溝構造１４と、コンデンサレンズ９の入射面１３側を保持するレンズ突き当て構造１５が設けられている。

溝構造１４は、図２（ｂ）に示されるように、コンデンサレンズ１４の平面形状の出射面１２側の下端部を衝止する。レンズ突き当て構造１５は、溝構造１４の上方に設けられ、コンデンサレンズ９の入射面１３側の下側部分の２か所を衝止するように２個設けられている。コンデンサレンズ９の入射面１３側は、球面または非球面形状であるため、レンズ突き当て構造１５は入射面１３の形状に応じた段差形状を備えている。なお、この段差形状は、曲面形状としてもよい。

図４（ａ）〜（ｃ）は固定部材１１の構造を示す斜視図である。

固定部材１１は、台座１０に保持されたコンデンサレンズ９の上方に位置するように台座１０に取り付けられるもので、コンデンサレンズ９に直接接し、保持するためのバネ形状１６（第１のバネ形状）、１７Ａ（第２のバネ形状）、１７Ｂ（第３のバネ形状）と、コンデンサレンズ９の脱落を防止するための爪形状１８と、固定部材１１の補強構造１９から構成される。

バネ形状１６は、コンデンサレンズ１４の出射面１２側から入射面１３側に向けて設けられたもので、その端部は折り曲げられて爪形状１８とされている。バネ形状１６は、コンデンサレンズ１４の出射面１２の上端を押圧することでコンデンサレンズ９が上下方向に動くことを抑制し、かつ、コンデンサレンズ９を入射面１３側のレンズ突き当て構造１５に押しつける機能を備える。コンデンサレンズ９の上端部をバネ形状１６の中心で押さえるようにすることが望ましい。

溝構造１４に向けて設けられたバネ形状１７Ａ及び１７Ｂは、コンデンサレンズ９の出射面１２側の上側端部の２か所を押圧するように設けられ、コンデンサレンズ９を入射面１３側のレンズ突き当て構造１５に押しつける機能を備える。また、コンデンサレンズ９が衝撃等により、出射面１２側に倒れることを防ぐことができる。バネ形状１７Ａ及び１７Ｂがコンデンサレンズ９に対して端部を押さえているのは、有効光線を遮蔽することなく、入射面１３側のレンズ突き当て構造１５に押さえつけるためであるが、有効光線に対して十分に距離をとることができれば、バネ形状１７Ａ及び１７Ｂの大きさはこの限りではない。

また、バネ形状１７Ａ及び１７Ｂ、もしくはいずれか一方が、コンデンサレンズ９の入射面１３側に誤って組み立てられた場合、固定部材１１が台座１０に取りつかなくなるため、固定部材１１と台座１０の間や、台座１０とコンデンサレンズ９の間で発生する可能性のある組み立て異常を検知することも可能である。

爪形状１８は、バネ形状１６の先端からコンデンサレンズ９の方向に向けて設けられ、コンデンサレンズ９に接することのないように長さが調整されている。本実施形態では、コンデンサレンズ９の入射面１３側の外径端から、固定部材１１の厚み＋α分を遮るような長さとしているが、他部品との干渉がないようにするための措置であり、有効光線を遮蔽しない長さであればよい。

補強構造１９は、バネ形状１６を構成している部分と反対側となる端辺を折り曲げることで強度を確保している。折り曲げることでの補強に関しては、９０°曲げが一般的ではあるが、本実施形態では、他部品との干渉を避けるために１８０°曲げとしている。折り曲げる幅に関しては、コンデンサレンズ９の頂点を中心とし、端面の半分以上の長さが望ましく、長ければ長いほどよい。

これらの形状を設けることにより、コンデンサレンズ９を正規位置に保持し続けることが可能となる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載されうるが、以下の構成には限られない。
（付記１） レンズの出射面側の下端部を衝止する溝構造と、前記レンズの入射面側の下側２か所をそれぞれ衝止する第１及び第２のレンズ突き当て構造と、を備えた前記レンズを保持する台座と、
前記台座に保持された前記レンズの上方に位置するように前記台座に取り付けられた固定部材と、を有し、
前記固定部材は、
前記レンズの出射面側から入射面側に向けて設けられて前記レンズの出射面の上端を押圧する第１のバネ形状と、
前記溝構造に向けて設けられて前記レンズの出射面の上側端部の２か所をそれぞれ押圧する第２及び第３のバネ形状と、
前記第１のバネ形状の先端から前記台座に保持された前記レンズに向けて設けられた爪形状と、を備えるレンズ保持構造。
（付記２） 付記１記載のレンズ保持構造において、
前記第１及び第２のレンズ突き当て部は、保持するレンズの入射面の形状に応じた形状であるレンズ保持構造。
（付記３） 付記２記載のレンズ保持構造において、
前記第１及び第２のレンズ突き当て部は段差形状を有するレンズ保持構造。
（付記４） 付記２記載のレンズ保持構造において、
前記第１及び第２のレンズ突き当て部は曲面形状を有するレンズ保持構造。
（付記５） 付記１ないし付記４のいずれかに記載のレンズ保持構造において、
前記固定部材は、端辺が折り曲げられた補強構造を備えるレンズ保持構造。
（付記６） 付記１ないし付記５のいずれかに記載のレンズ保持構造を備えたプロジェクター。
（付記７） レンズの出射面側の下端部を衝止する溝構造と、前記レンズの入射面側の下側２か所をそれぞれ衝止する第１及び第２のレンズ突き当て構造と、を備えた台座に前記レンズを保持し、
前記台座に保持された前記レンズの上方に位置するように固定部材を前記台座に取り付けることにより前記レンズを固定し、
前記固定部材に、前記レンズの出射面側から入射面側に向けて設けられた第１のバネ形状により前記レンズの出射面の上端を押圧し、
前記固定部材に、前記溝構造に向けて設けられた第２及び第３のバネ形状により前記レンズの出射面の上側端部の２か所をそれぞれ押圧し、
前記固定部材に、前記第１のバネ形状の先端から前記台座に保持された前記レンズに向けて設けられた爪形状により、前記レンズの脱落を防止する、レンズ保持方法。

１ 光源
２ カラーフィルタユニット
３ ライトトンネル
４ コンデンサレンズ
５ ミラー
６ ＴＩＲプリズム
７ 映像形成素子
８ 投写レンズ
９ コンデンサレンズ
１０ 台座
１１ 固定部材
１２ 出射面
１３ 入射面
１４ 溝構造
１５ レンズ突き当て構造
１６ バネ形状
１７Ａ バネ形状
１７Ｂ バネ形状
１８ 爪形状
１９ 補強構造

Claims (7)

1. レンズの出射面側の下端部を衝止する溝構造と、前記レンズの入射面側の下側２か所をそれぞれ衝止する第１及び第２のレンズ突き当て構造と、を備えた前記レンズを保持する台座と、
   前記台座に保持された前記レンズの上方に位置するように前記台座に取り付けられた固定部材と、を有し、
   前記固定部材は、
   前記レンズの出射面側から入射面側に向けて設けられて前記レンズの出射面の上端を押圧する第１のバネ形状と、
   前記溝構造に向けて設けられて前記レンズの出射面の上側端部の２か所をそれぞれ押圧する第２及び第３のバネ形状と、
   前記第１のバネ形状の先端から前記台座に保持された前記レンズに向けて設けられた爪形状と、を備えるレンズ保持構造。
2. 請求項１記載のレンズ保持構造において、
   前記第１及び第２のレンズ突き当て部は、保持するレンズの入射面の形状に応じた形状であるレンズ保持構造。
3. 請求項２記載のレンズ保持構造において、
   前記第１及び第２のレンズ突き当て部は段差形状を有するレンズ保持構造。
4. 請求項２記載のレンズ保持構造において、
   前記第１及び第２のレンズ突き当て部は曲面形状を有するレンズ保持構造。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のレンズ保持構造において、
   前記固定部材は、端辺が折り曲げられた補強構造を備えるレンズ保持構造。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレンズ保持構造を備えたプロジェクター。
7. レンズの出射面側の下端部を衝止する溝構造と、前記レンズの入射面側の下側２か所をそれぞれ衝止する第１及び第２のレンズ突き当て構造と、を備えた台座に前記レンズを保持し、
   前記台座に保持された前記レンズの上方に位置するように固定部材を前記台座に取り付けることにより前記レンズを固定し、
   前記固定部材に、前記レンズの出射面側から入射面側に向けて設けられた第１のバネ形状により前記レンズの出射面の上端を押圧し、
   前記固定部材に、前記溝構造に向けて設けられた第２及び第３のバネ形状により前記レンズの出射面の上側端部の２か所をそれぞれ押圧し、
   前記固定部材に、前記第１のバネ形状の先端から前記台座に保持された前記レンズに向けて設けられた爪形状により、前記レンズの脱落を防止する、レンズ保持方法。
   

Images