JP4815388B2

JP4815388B2 - 投写レンズユニット、及びその製造方法

Info

Publication number: JP4815388B2
Application number: JP2007117009A
Authority: JP
Inventors: 清水　　仁
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2027-04-26
Also published as: US20080278832A1; US7898751B2; JP2008275750A

Description

本発明は、リアプロジェクション装置やプロントプロジェクション装置などに用いられる投写レンズユニット、及びその製造方法に関する。

従来、大画面のスクリーンの後方にプロジェクタユニットを置いてスクリーンに投影するリアプロジェクションテレビ（ＲＰＴＶ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。最近では、プラズマや液晶などの大画面で且つ薄型のテレビも普及しているものの、それらと比べて安価なＲＰＴＶは、未だ根強い需要がある。

このＲＰＴＶは、スクリーンの後方にプロジェクタユニットを設けるため、ある程度の厚さを必要とするが、屈曲光学系を採用することで薄型化を図ったＲＰＴＶが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このようなＲＰＴＶが採用する屈曲光学系は、画像光を屈曲させるために集束させる集束光学系、集束した画像光を屈曲させるミラー、及び集束した画像光を屈曲させた後に拡大させる拡大光学系を有している。拡大光学系は複数のレンズ素子から構成され、画像光は各レンズ素子を透過する毎に拡大する。拡大する画像光に対応するため、拡大光学系を構成するレンズ素子はスクリーン側に配置されるものほどその径が大きくなっている。
特開２００３−１１４４７９号公報特開２０００−１８７２７４号公報

しかしながら、上記のような拡大光学系では、図３に示すように、第一レンズ１０１を透過せずに反射した画像光が、その第一レンズ１０１に隣接する第二レンズ１０２を保持するレンズ保持枠１０３でさらに反射することでゴーストが発生するという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、拡大光学系を構成するレンズを保持するレンズ保持枠に起因したゴーストの発生を防止した投写レンズユニット、及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の投写レンズユニットは、スクリーンに投写するために、スクリーン側から順に配置された第一レンズ、及び第一レンズと比較して小さい径を有した第二レンズの少なくとも２個のレンズを備え、第二レンズはその周縁が円筒形状のレンズ保持枠の内周面で保持された投写レンズユニットであって、レンズ保持枠のスクリーン側の端部は、その外周縁が、第二レンズのスクリーン側の面と比較して小さい曲率半径で凸となる曲面で面取りされた形状であることを特徴とする。

なお、レンズ保持枠の曲面が有する曲率半径は、第二レンズのスクリーン側の面が有する曲率半径の１／３以下であることが好ましい。

また、レンズ保持枠の端部は、粗面であることが好ましい。

また、レンズ保持枠の端部は、過熱および加圧されることで塑性変形して第二レンズをかしめたカシメ部であることが好ましい。

また、本発明の投写レンズユニットの製造方法は、スクリーンに投写するために、スクリーン側から順に配置された第一レンズ、及び第一レンズと比較して小さい径を有した第二レンズの少なくとも２個のレンズを備え、第二レンズはその周縁が円筒形状のレンズ保持枠の内周面で保持された投写レンズユニットの製造方法であって、レンズ保持枠のスクリーン側の端部を加熱および加圧することで塑性変形して第二レンズをかしめ、レンズ保持枠の端部を、その外周縁が、第二レンズのスクリーン側の面と比較して小さい曲率半径で凸となる曲面で面取りされた形状にすることを特徴とする。

本発明の投写レンズユニット、及びその製造方法によれば、第二レンズを保持するレンズ保持枠の端部を、その外周縁が、第二レンズのスクリーン側の面と比較して小さい曲率半径で凸となる曲面で面取りされた形状にするので、スクリーン側に配置された第一レンズを透過せずに反射した画像光が、第二レンズを保持するレンズ保持枠でさらに反射して第一レンズを透過することはない。これにより、ゴーストの発生を防止することができる。

また、第二レンズを保持するレンズ保持枠の端部は、過熱および加圧されることで塑性変形して第二レンズをかしめたカシメ部であるので、容易に曲面形状にされる。また、その曲面形状を簡単に変更することもできる。

図１に示す投写レンズユニット１１は、画像再生ユニットと接続することで光学エンジンを構成する。この光学エンジンは、スクリーンを有したリアプロジェクション装置やプロントプロジェクション装置に組み込まれ、スクリーンに画像を投映する。投写レンズユニット１１は、集束光学系１５、ミラー１６、拡大光学系１７、及びこれらを保持するレンズ筐体１８から構成されている。レンズ筐体１８は、遮光性を有するプラスチックや金属によって形成されており、集束光学系１５が取り付けられるフランジ部１９により、画像生成ユニット（図示せず）に接続される。

集束光学系１５は、集束レンズ鏡筒２２と、この集束レンズ鏡筒２２に保持される集束レンズ２３ａ，２３ｂから構成されており、集束レンズ鏡筒２２がレンズ筐体１８のフランジ部１９に形成された取付け孔２４に嵌合されている。集束光学系１５は、画像生成ユニットから入射された画像光を集束させ、この画像光を光軸Ｌ１に沿ってミラー１６に照射する。

ミラー１６は、レンズ筐体１８に形成されたミラー開口２７内に収納されている。ミラー１６は、集束光学系１５から入射された画像光を光軸Ｌ２に沿って拡大光学系１７に入射するように反射する。

拡大光学系１７は、第一及び第二拡大レンズ鏡筒３３，３４と、これらの拡大レンズ鏡筒３３，３４にそれぞれ保持される第一及び第二拡大レンズ３５，３６から構成される。第二拡大レンズ鏡筒３４の後端がレンズ筐体１８内に挿入されるように取り付けられているこの拡大光学系１７は、光軸Ｌ２に沿って入射してくる画像光を拡大してスクリーン（図示せず）に向けて投写する。

第一拡大レンズ鏡筒３３は段部を有した略円筒形状であり、その段部には第一拡大レンズ３５が当接され、固定される。第二拡大レンズ鏡筒３４は二重円筒形状であり、その外円筒３４ａに第一拡大レンズ鏡筒３３が後端から嵌合される。また、第二拡大レンズ鏡筒３４の内円筒３４ｂは段部を有し、その段部には第二拡大レンズ３６が当接され、固定される。なお、第二拡大レンズ３６は、第一拡大レンズ３５と比較して小さい径を有している。

拡大光学系１７は製造工程において、図２（Ａ）に示すように、第二拡大レンズ３６が第二拡大レンズ鏡筒３４の内円筒３４ｂに挿入され、その段部に当接させられる。そして図２（Ｂ）に示すように、内円筒３４ｂの先端部（カシメ部）３４ｃが加熱および加圧されることで塑性変形し、第二拡大レンズ３６は固定される。なお、この熱カシメの方法は周知でありここでは説明を省略する。

内円筒３４ｂの先端部３４ｃは、塑性変形することで、その外周縁が曲面で面取りされた形状になっている。先端部３４ｃの曲面が有する曲率半径Ｒ_１は、第二拡大レンズ３６の表面３６ａが有する曲率半径Ｒ_２と比較して小さくなっている。なお、先端部３４ｃの曲面が有する曲率半径Ｒ_１は、第二拡大レンズ３６の表面３６ａが有する曲率半径Ｒ_２の１／３以下であることが好ましい。

以上のように、第二拡大レンズ鏡筒３４の内円筒３４ｂの先端部３４ｃを、その外周縁が曲面で面取りされた形状とし、その曲率半径Ｒ_１を第二拡大レンズ３６の表面３６ａが有する曲率半径Ｒ_２と比較して小さくすることで、スクリーン（図示せず）に投映される画像光にゴーストが発生することを防止する。それは、第一拡大レンズ３５を透過せずに反射した画像光が、その第一拡大レンズ３５に隣接する第二拡大レンズ３６を保持する第二拡大レンズ鏡筒３４の内円筒３４ｂの先端部３４ｃでさらに反射しても、その画像光が第一拡大レンズ３５に入射されるのは僅かにすぎないからである。

なお、第二拡大レンズ鏡筒３４の内円筒３４ｂの先端部３４ｃを粗面とすることで、この先端部３４ｃで画像光が反射すること自体を抑えることができ、ゴーストの発生をさらに防止することができる。

また、内円筒３４ｂの先端部３４ｃの曲面形状は、第二拡大レンズ３６を固定するために従来から用いられている熱カシメによって形成されるので、別途製造工程および部品を増やすことなくゴーストの発生を防止することができる。

なお、上記実施形態において、内円筒３４ｂの先端部３４ｃの曲面形状は熱カシメによって形成される場合を例に説明したが、熱カシメに限定されるものではない。

また、上記実施形態において、内円筒３４ｂの先端部３４ｃはその外周縁が曲面で面取りされた形状になっている場合を例に説明したが、これに限定されるのではなく、円環状の凹凸を幾重に形成された形状であっても良い。

また、上記実施形態において、拡大光学系１７が２枚の拡大レンズ３３，３４を有する場合を例に説明したが、互いに隣接する２枚の拡大レンズの径がスクリーン側から大小の順に配置されたものを含んでいれば良く、３枚以上の拡大レンズを有していても構わない。

投写レンズユニットの構成を示す断面図である。拡大光学系の構成を示す断面図である。従来の拡大光学系の構成を示す断面図である。

符号の説明

１１投写レンズユニット
１７拡大光学系
３３第一拡大レンズ鏡筒
３４第二拡大レンズ鏡筒
３４ａ外円筒
３４ｂ内円筒
３４ｃ先端部（カシメ部）
３５第一拡大レンズ
３６第二拡大レンズ
３６ａ表面

Claims

スクリーンに投写するために、スクリーン側から順に配置された第一レンズ、及び前記第一レンズと比較して小さい径を有した第二レンズの少なくとも２個のレンズを備え、前記第二レンズはその周縁が円筒形状のレンズ保持枠の内周面で保持された投写レンズユニットにおいて、
前記レンズ保持枠のスクリーン側の端部は、その外周縁が、前記第二レンズのスクリーン側の面と比較して小さい曲率半径で凸となる曲面で面取りされた形状であることを特徴とする投写レンズユニット。
前記レンズ保持枠の前記曲面が有する曲率半径は、前記第二レンズのスクリーン側の面が有する曲率半径の１／３以下であることを特徴とする請求項１記載の投写レンズユニット。
前記レンズ保持枠の前記端部は、粗面であることを特徴とする請求項１又は２記載の投写レンズユニット。
前記レンズ保持枠の前記端部は、加熱および加圧されることで塑性変形して前記第二レンズをかしめたカシメ部であることを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の投写レンズユニット。
スクリーンに投写するために、スクリーン側から順に配置された第一レンズ、及び前記第一レンズと比較して小さい径を有した第二レンズの少なくとも２個のレンズを備え、前記第二レンズはその周縁が円筒形状のレンズ保持枠の内周面で保持された投写レンズユニットの製造方法において、
前記レンズ保持枠のスクリーン側の端部を加熱および加圧することで塑性変形して前記第二レンズをかしめ、前記レンズ保持枠の前記端部を、その外周縁が、前記第二レンズのスクリーン側の面と比較して小さい曲率半径で凸となる曲面で面取りされた形状にすることを特徴とする投写レンズユニットの製造方法。