JP5469437B2 - レンズ保持部材、レンズユニット及びプロジェクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ保持部材、特に非円形レンズ（異形レンズ、カットレンズ、Ｄカットレンズ等の概念を含む）を保持するのに適したレンズ保持部材、該レンズ保持部材を有するレンズユニット、該レンズ保持部材を有するプロジェクタ装置に関する。

カメラやプロジェクタに代表されるレンズ使用機器において、レンズを保持する方法として、一般的には、レンズコバ部のように光線を利用しないレンズ部分にネジや押さえ部材によって押圧する方法や（特許文献１、２参照）、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方法（特許文献３参照）などが挙げられる。

ところで、カメラやプロジェクタに用いられるレンズは専ら円形で使われるが、最近は光路の効率化や光線のケラレ防止のために、光学特性上有効部分以外の不使用部分をカットして製品スペースを確保し、設計の自由度を高めたり、装置の小型化を行うケースが増えつつある。

カットされたレンズは非円形になるため、熱カシメなどのように周縁部を融解させて周縁部分から均一に押圧させるという手段を使用できず、ネジ留めや押さえ部材によって抑えることとなる。

実開平０４−０６１３０７号公報 特開２００２−２２８９１０号公報 特開平０４−１６６９０５号公報

しかしながら、ネジ留めを行うには保持部材に一定厚さを要したり、ネジを入れ込むスペースの確保が必要となり、スペース確保と部品数の追加などのデメリットが生じてしまう。

また、ネジ留めを行うにあたっては締め付けによって保持部材が破壊されないよう保持部材には一定の厚さが求められることとなり、大きさ、重量が大きくならざるを得ない。

特許文献１に開示された「レンズ光軸方向からレンズを押圧嵌合して、弾性変形可能な複数の押さえ部材によってレンズ外周端部を保持する方式」では、光軸方向からレンズを押し込む操作が必要となるので、組み付けにスペースを要する。

光軸方向と直交する方向からレンズを挿入して保持するようにした場合、挿入領域には光軸方向に突出する上記押さえ部材を設けることはできないため、組み付けなどの作業時にレンズが脱落してしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光軸方向と直交する方向からレンズを挿入して容易且つ安定に保持することができるレンズ保持部材の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、非円形レンズを保持するレンズ保持部材において、前記非円形レンズをレンズ光軸と直交する径方向に移動させてその外周端部を挿入可能であり、前記外周端部のレンズ光軸と直交する径方向の位置とレンズ光軸方向の位置とを規制する保持部と、前記非円形レンズの挿入側と反対側の角部に対応して前記保持部とは別個に設けられ、前記角部を係止する係止部と、を備え、前記非円形レンズの外周端部が前記保持部に挿入された状態で、前記角部を前記係止部に係止することにより、前記非円形レンズの前記径方向における前記挿入方向とは反対方向への脱落を阻止してなり、前記係止部を有する部分が、レンズ保持部材における他の部位とスリットを介して分離されることにより独立して前記径方向に弾性変形可能であり、前記非円形レンズの外周端部が前記保持部に挿入されるときに、前記係止部を有する部分が弾性変形して前記角部が前記係止部に係止されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のレンズ保持部材において、前記保持部が弾性変形可能であり、前記非円形レンズの外周端部が前記保持部に挿入されたときに該外周端部を弾性力で保持することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のレンズ保持部材において、前記係止部が、前記非円形レンズの下端を載せて係止する突起ないし凸部形状を有していることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、レンズユニットにおいて、請求項１〜３のいずれか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。

請求項５記載の発明は、プロジェクタ装置において、請求項１〜３のいずれか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。

本発明によれば、少ない操作スペース内で容易且つ安定に非円形レンズを保持することができる。

本発明の第１の実施形態に係るレンズ保持部材を示す図で、（ａ）は概要正面図、（ｂ）はＡ−Ａ線での概要断面図である。 図１（ｂ）におけるＢ部位の拡大図である。 図１（ａ）におけるＣ部位の拡大図である。 レンズ保持部材における光路を示す概要断面図である。 プロジェクタ装置の異なる角度からの概要斜視図である。 第２の実施形態に係るレンズ保持部材を示す図で、（ａ）は概要正面図、（ｂ）はＤ−Ｄ線での概要断面図である。 図６（ｂ）におけるＥ部位の拡大図である。 図６（ｂ）におけるＦ部位の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。

まず、図１乃至図５に基づいて第１の実施形態を説明する。

図５は、プロジェクタ装置２の外装パネルを外した内部主要構成を示している。符号ＰＮは、画像表示手段としての液晶パネルを示している。この液晶パネルＰＮにおいて画像を表示する面が「画像表示面」である。

液晶パネルＰＮは透過型であり、図の右側に配置された、図示されない光源からの照明光束で照射され、透過光束の強度分布が、画像表示面に表示された画像により２次元的に強度変調される。

プロジェクタ装置２は、いわゆる３板式のカラープロジェクタであり、液晶パネルＰＮは３枚用いられ、これら液晶パネルとＰＮに囲まれた部位に設けられた図示しない色合成プリズムにより色合成された光束が、レンズユニット４内に配置された図示しない固定レンズ部へ入射する。

レンズユニット４は、その光束射出側に光軸ＡＸ方向に移動可能な可動レンズ部６を有している。

液晶パネルＰＮからの光束は、上記固定レンズ部に入射し、該固定レンズ部を透過し、図４に示すように、可動レンズ部６を透過して、光軸ＡＸに対して上向きに傾いた斜め光束として可動レンズ部６から射出する。

可動レンズ部６から射出した斜め光束は結像光束（液晶パネルＰＮの画像表示面に表示された画像の像を結像する光束）となり、投射面である図示しないスクリーンに投射され、スクリーン上に「画像表示面に表示された画像を拡大した投射画像」を結像する。

スクリーン上に投射される投射画像の拡大倍率は、物体距離と像距離とを調整して変化させる。物体距離は、固定レンズ部と液晶パネルＰＮとの間隔を調整することにより変化され、像距離は可動レンズ部６とスクリーンとのレンズ光軸方向（以下、単に「光軸方向」という）距離を調整して変化される。

投射画像の倍率を上記の如く変化させると、像面がスクリーンに対して倒れたり、投射画像の形状が台形になったりするので、これを補正する必要があり、この補正は、可動レンズ部６の光軸方向への変位により行われる。

可動レンズ部６は、図１に示すように、レンズ保持部材８と、このレンズ保持部材８に保持されたレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３とを有している。

これらのレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３はプラスチックレンズであり、非円形レンズである。

レンズ保持部材８はプラスチックで形成されており、レンズユニット４の鏡筒の光束射出方向先端部に螺合する円筒状の調整部８ａと、レンズＬ１を収容保持する円筒状の第１収容部８ｂと、第１収容部８ｂよりも大径でレンズＬ２を収容保持する第２収容部８ｃと、第２収容部８ｃよりも大径でレンズＬ３を収容保持する第３収容部８ｄとを有している。

調整部８ａの外周面にはネジが形成されており、可動レンズ部６がレンズユニット４本体に対して光軸方向に移動調整可能となっている。

第２収容部８ｃと第３収容部８ｄは光軸ＡＸから上半部のみの半円筒状となっている。

非円形レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、設計上は「光軸ＡＸを中心軸とする円形状」であるが、図１に示すように、光軸ＡＸよりも下方の略半分は切除されている。換言すれば、光軸対称レンズ形状における「投射画像の結像に寄与する有効光束の光束断面を含み、この光束断面と略同形の形状」となっている。

非円形レンズＬ３を保持する第３保持部８ｄは、その外周の３箇所に、光軸ＡＸ方向と直交する径方向から非円形レンズＬ３を移動させてその外周端部であるコバ部Ｌ３−１を挿入可能な断面コ字状の保持部１０を有している。

各保持部１０は、図１（ｂ）及び図２に示すように、レンズ設置面１２と、レンズ設置面１２から光軸方向に略平行に延び、光軸方向と直交する径方向の位置を規制する第１規制部１４と、第１規制部１４から光軸ＡＸ側に向って径方向に延び、光軸方向の位置を規制する第２規制部１６とを有している。すなわち、本実施形態における保持部１０は、断面コ字状の収容凹部として形成されている。図４に示すように、第１規制部１４は開口されている。

第２規制部１６は弾性変形可能となっており、保持部１０の挿入間口は、非円形レンズＬ３のコバ部Ｌ３−１が保持部１０に挿入されたときに第２規制部１６が光軸方向に拡がって変形し、挿入後はコバ部Ｌ３−１を圧接保持するように設定されている。

コバ部Ｌ３−１の挿入を円滑にするために、第２規制部１６の内面はテーパ面にするのが望ましい。

図１（ａ）の符号Ｃで示すレンズ設置面１２の下端における両角部には、図３に示すように、径方向内方へ突出する係止部１８が形成されている。本実施形態では係止部１８は台形状の凸部として形成されている。

非円形レンズＬ３は、その外周端部を保持部１０に挿入した後、下端（厳密にはコバ部Ｌ３−１の下端）を係止部１８に載せて、径方向の脱落を阻止された状態に係止される。

これによって、非円形レンズＬ３は径方向の脱落を阻止された状態で安定的に第３収容部８ｄに収容保持される。

光軸方向と直交する方向からレンズを移動させて保持できるので、特許文献１記載の「光軸方向からの押し込みセット方式」に比べて光軸方向のスペースが少なくても容易に組み付けることができる。

非円形レンズＬ３の下端部は上記のように係止部１８に係止するだけであるので、その安定性を確保すべく、３つの保持部１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうち２つの保持部１０ｂ、１０ｃは下端角部寄りの位置に設けられている。

また、図１（ａ）に示すように、非円形レンズＬ３を半円形のカットレンズとすることにより、円形レンズを用いる場合に比べて高さ寸法ＨをＨ１と短くすることができ、プロジェクタ装置２の設置状態における高さをコンパクトにできる。

図６乃至図８に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分（同一とみなせる部分を含む）は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。

図６はレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３を保持していない状態のレンズ保持部材８を示している。図７に示すように、保持部１０の第２規制部１６の内面には、収容凹部の挿入間口を狭くするように突出する凸部１６ａが形成されている。凸部１６ａの存在によってコバ部Ｌ３−１を挿入したときに第２規制部１６の弾性変形が大きくなり、非円形レンズＬ３のコバ部Ｌ３−１は一層強い弾性力で押圧保持される。

図８に示すように、第３収容部８ｄの側面にはスリット２０が形成されて台形状の係止部１８を有する部分８ｄ−１が分離されている。したがって係止部１８を有する部分８ｄ−１は、第３収容部８ｄの側面の他の部分と独立して径方向に弾性変形可能となっている。

これにより、コバ部Ｌ３−１の下端を載せる係止部１８を径方向に付勢させることができ、非円形レンズＬ３の脱落阻止機能を向上させることができる。

２ プロジェクタ装置
４ レンズユニット
８ レンズ保持部材
１０ 保持部
１８ 係止部
ＡＸ 光軸
Ｌ３ 非円形レンズ
Ｌ３−１ 外周端部としてのコバ部

Claims (5)

1. 非円形レンズを保持するレンズ保持部材において、
   前記非円形レンズをレンズ光軸と直交する径方向に移動させてその外周端部を挿入可能であり、前記外周端部のレンズ光軸と直交する径方向の位置とレンズ光軸方向の位置とを規制する保持部と、
   前記非円形レンズの挿入側と反対側の角部に対応して前記保持部とは別個に設けられ、前記角部を係止する係止部と、
   を備え、
   前記非円形レンズの外周端部が前記保持部に挿入された状態で、前記角部を前記係止部に係止することにより、前記非円形レンズの前記径方向における前記挿入方向とは反対方向への脱落を阻止してなり、
   前記係止部を有する部分が、レンズ保持部材における他の部位とスリットを介して分離されることにより独立して前記径方向に弾性変形可能であり、
   前記非円形レンズの外周端部が前記保持部に挿入されるときに、前記係止部を有する部分が弾性変形して前記角部が前記係止部に係止されることを特徴とするレンズ保持部材。
2. 請求項１に記載のレンズ保持部材において、
   前記保持部が弾性変形可能であり、前記非円形レンズの外周端部が前記保持部に挿入されたときに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。
3. 請求項１又は２に記載のレンズ保持部材において、
   前記係止部が、前記非円形レンズの下端を載せて係止する突起ないし凸部形状を有していることを特徴とするレンズ保持部材。
4. 請求項１〜３のいずれか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。
5. 請求項１〜３のいずれか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プロジェクタ装置。

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