JP6102482B2 - レンズ鏡筒、およびプロジェクター - Google Patents

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Description

本発明は、レンズ鏡筒、およびプロジェクターに関する。
従来、光源から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をレンズ鏡筒としての投写レンズによって投写するプロジェクターが知られている。この投写レンズは、複数のレンズ群を有しており、このレンズ群の中には、投写レンズの光軸に沿って移動できるように構成されたレンズ群が備えられている(例えば、特許文献1参照)。そして、投写レンズは、このレンズ群が移動されることによって、投写される画像が変倍されるように構成されている。
特許文献1に記載の投写レンズは、複数のレンズ群をそれぞれ保持し、外側にカムピンを有する複数のレンズ枠、複数のレンズ枠が嵌挿される円筒形のガイド筒、およびガイド筒が嵌挿される円筒形のカム筒を備えている。そして、ガイド筒には、光軸に沿って形成された貫通するガイド溝が設けられ、カム筒には、各レンズ枠それぞれの移動動作を規定する複数のカム溝が形成されている。複数のレンズ枠は、カムピンがガイド溝およびカム溝に係合され、カム筒が回転されることにより、光軸に沿ってそれぞれ移動する。
また、特許文献1に記載の投写レンズの製造方法は、各レンズ枠を重ねてU字型の治具(保持ピン)でこれらのレンズ枠を支持し、一度にガイド筒に挿入するようになっている。レンズ枠は、上述の製造方法のため、各レンズ枠が重ねられた場合に各レンズ枠の間隔が各カム溝の間隔に合うように厚みが設定され、外周面には、保持ピンの支持用の孔および溝が設けられている。
また、特許文献1には、係合突起を設けた保持ピンを用いて投写レンズを製造する他の技術が開示されている。この技術は、各レンズ枠に対応して突出量が異なる係合突起を保持ピンに設け、この係合突起に各レンズ枠が当接することで各レンズ枠の間隔をカム溝の間隔に合わせるようにしたものである。
特開2002−55268号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、各レンズ枠が重ねられた場合に各レンズ枠の間隔が各カム溝の間隔に合うように厚みが設定されていることや、レンズ枠に保持ピンの支持用の孔および溝を設けるために、レンズ枠の厚み、およびレンズ枠の径方向のサイズが大きくなるという課題がある。また、レンズ枠の厚みが大きくなることや、レンズ枠に孔および溝を設けることに伴ってレンズ枠を製造する金型において、形状が複雑になったり、強度が弱くなる部位が生じたりする恐れがある。
また、特許文献1に記載の保持ピンに係合突起を設ける技術においても、レンズ枠は、厚みの増加が抑制されるとはいうものの、径方向のサイズが大きくなる。これに伴って、ガイド筒、およびカム筒も外形が大きくなり、ひいては、投写レンズが大型化することや高重量化するという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係るレンズ鏡筒は、複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群をそれぞれ保持し、当該複数のレンズ群の光軸に対して直交する方向に突出するカムピンを有する複数のレンズ枠と、第1開口部、第2開口部および前記光軸に沿って延出する直進溝を有し、前記直進溝に前記カムピンが挿通され、前記第1開口部から前記複数のレンズ枠が順次内部に嵌挿される案内筒と、前記案内筒が内部に嵌挿され、前記直進溝から突出する前記カムピンが係合するカム溝を有し、前記案内筒に対して前記光軸を中心に回転されることによって前記直進溝と前記カム溝とで前記カムピンを誘導し、前記複数のレンズ枠を前記直進溝に沿って移動させるカム筒と、を備え、前記案内筒の内面には、前記複数のレンズ枠のうちの少なくとも1つの前記レンズ枠の前記カムピンが前記カム溝の端部に位置付けられるように、当該レンズ枠と当接し、当該レンズ枠の前記第2開口部側への移動を規制する突起部が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、レンズを保持するレンズ枠は、案内筒に嵌挿され、案内筒は、カム筒に嵌挿されている。そして、案内筒の内面には、カムピンがカム溝の端部に位置付けられるようにレンズ枠と当接する突起部が設けられている。これによって、レンズ枠を突起部に当接させた後、カム筒を回転することで容易にカムピンをカム溝に係合させることができる。
よって、複数のレンズ枠を重ねることでカムピンがカム溝の端部に位置付けられるようにレンズ枠の厚みを設定することなく、また、治具で複数のレンズ枠を支持することなくカムピンをカム溝の端部に位置付けることができるので、レンズ枠の小型化、軽量化を図りつつ、製造が容易なレンズ鏡筒の提供が可能となる。すなわち、レンズ枠は、複数のレンズ枠を重ねる構成においては、重ねられる方向(光軸に沿う方向)の厚さが厚くなり、治具でレンズ枠を支持する構成においては、支持する部位が必要になるため、光軸と直交する方向の肉厚が厚くなるが、本適用例の構成によれば、レンズ枠は、光軸に沿う方向の厚さや、光軸と直交する方向の肉厚を厚くすることなくカムピンをカム溝の端部に位置付けさせることができる。したがって、レンズ枠の小型化、軽量化、ひいてはレンズ鏡筒の小型化、軽量化を図りつつ、容易にレンズ鏡筒を製造することが可能となる。また、複数のレンズ枠を重ねるための形状や、治具に支持される形状を、レンズ枠に盛り込むことが不要になるので、レンズ枠の形状の簡素化が可能となり、このレンズ枠を製造する金型構造や金型形状の簡素化が図れる。
[適用例2]上記適用例に係るレンズ鏡筒において、前記突起部に当接する前記レンズ枠より前記第2開口部側に配置される前記レンズ枠には、前記突起部を通過させる切欠きが設けられていることが好ましい。
この構成によれば、突起部で移動が規制されるレンズ枠より第2開口部側に配置されるレンズ枠には、上述した切欠きが設けられているので、案内筒内に突起が形成されていても、突起部に当接させずに、このレンズ枠を案内筒内の所定の位置へ配置することができる。
[適用例3]上記適用例に係るレンズ鏡筒において、前記カム溝は、前記第1開口部側に位置する第1端部、および前記第2開口部側に位置する第2端部を有し、前記突起部は、前記突起部に当接する前記レンズ枠の前記カムピンが前記第2端部に位置付けられるように、前記レンズ枠と当接することが好ましい。
この構成によれば、第1開口部から案内筒に挿入されるレンズ枠は、突起部に当接して、カムピンがカム溝における第2開口部側の第2端部に位置付けられる。そして、レンズ枠は、カムピンがカム溝の第2端部から第1端部との間で誘導されることによって移動する。つまり、レンズ枠は、突起部に当接した状態から光軸に沿う方向において突起部から離間する方向に移動することとなる。
これによって、第1開口部から案内筒に挿入されるレンズ枠のカムピンがカム溝の第1端部に位置付けられるようにレンズ枠と突起部とが当接する構成に比べ、レンズ枠および突起部の形状を簡素なものとすることができる。すなわち、カムピンがカム溝の第1端部に位置付けられるようにレンズ枠と突起部とが当接する構成においては、レンズ枠を第1端部から第2端部に移動させるためには、レンズ枠が突起部の反対側に移動可能とするようにレンズ枠および突起部を構成する必要があり、レンズ鏡筒の構造やレンズ枠および突起部の形状が複雑化する。
一方、本適用例による構成によれば、レンズ枠が突起部の反対側に移動可能とする構造が不要なので、レンズ鏡筒の構造、およびレンズ枠や案内筒の簡素な形状が可能になると共に、これらの部材を製造する金型構造や金型形状の簡素化が可能となる。
[適用例4]上記適用例に係るレンズ鏡筒において、前記複数のレンズ枠のうち、前記案内筒に最後に嵌挿される最終レンズ枠は、前記カムピンより突出量が小さな係合部を有し、前記案内筒の内面には、前記第1開口部から嵌挿される前記最終レンズ枠の前記係合部に係合して前記最終レンズ枠の前記第2開口部側への移動を規制する段差部が形成され、前記段差部および前記係合部は、前記最終レンズ枠の前記カムピンが前記カム溝の端部に位置付けられるように形成されていることが好ましい。
この構成によれば、係合部は最終レンズ枠に設けられるので、段差部は、案内筒内の第1開口部側の縁部に設けられることとなる。これによって、案内筒に段差部を形成しても案内筒の強度を確保できると共に、最終レンズ枠の移動を規制する突起部を案内筒内に設けることなく、また最終レンズ枠の光軸に沿う方向の厚みや、光軸と直交する方向の肉厚を厚くすることなく、最終レンズ枠のカムピンをカム溝の端部に位置付けることができる。
[適用例5]上記適用例に係るレンズ鏡筒において、前記案内筒の前記第1開口部に回転可能に支持されるフォーカス筒と、前記フォーカス筒に保持されるフォーカスレンズ群と、前記案内筒の前記第2開口部側に固定される固定枠と、前記固定枠に保持される固定レンズ群と、を備えることが好ましい。
この構成によれば、レンズ鏡筒は、光軸に沿って移動可能な複数のレンズ群に加え、フォーカスレンズ群および固定レンズ群を備えている。これによって、小型化、軽量化を図りつつ、収差の補償やズーム調整、およびフォーカス調整等の機能を備えるレンズ鏡筒を提供できる。
[適用例6]本適用例に係るプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光を投写する上記記載のレンズ鏡筒と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、プロジェクターは、上述したレンズ鏡筒を備えているので、小型化、軽量化を図りつつ、良好な画質の画像の投写、および投写された画像のズーム、フォーカスを調整できるプロジェクターの提供が可能となる。
本実施形態のプロジェクターの概略構成を示す模式図。 本実施形態の投写レンズの斜視図。 本実施形態の投写レンズの断面図。 本実施形態の投写レンズの分解斜視図。 本実施形態のレンズ枠を示す図。 本実施形態の案内筒を示す図。 本実施形態のカム筒を内面側から見た展開図。
以下、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に拡大投写する。
〔プロジェクターの主な構成〕
図1は、本実施形態のプロジェクター1の概略構成を示す模式図である。
図1に示すように、プロジェクター1は、外装を構成する外装筐体2、制御部(図示省略)、光源装置31を有する光学ユニット3、および電源装置4を備えている。なお、図示は省略するが、外装筐体2の内部には、さらに、光学ユニット3や電源装置4等を冷却する冷却装置が配置されている。
外装筐体2は、詳細な説明は省略するが、複数の部材で構成され、外気を取り込む吸気口、および外装筐体2内部の温まった空気を外部に排気する排気口等が設けられている。
制御部は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター1の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。
光学ユニット3は、制御部による制御の下、光源装置31から射出された光を光学的に処理して投写する。
光学ユニット3は、図1に示すように、光源装置31に加え、インテグレーター照明光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34、光学装置35、レンズ鏡筒としての投写レンズ5、およびこれらの光学部品を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体37を備える。
光源装置31は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源311、リフレクター312および平行化レンズ313等を備えている。光源装置31は、光源311から射出された光をリフレクター312にて反射した後、平行化レンズ313よって射出方向を揃え、インテグレーター照明光学系32に向けて射出する。
インテグレーター照明光学系32は、第1レンズアレイ321、第2レンズアレイ322、偏光変換素子323、および重畳レンズ324を備える。第1レンズアレイ321、第2レンズアレイ322は、重畳レンズ324とともに、光源装置31から射出された光を後述する液晶パネルの表面に略重畳させる。偏光変換素子323は、第2レンズアレイ322から射出されたランダム光を液晶パネルで利用可能な略1種類の偏光光に揃える機能を有する。
色分離光学系33は、2枚のダイクロイックミラー331,332、および反射ミラー333を備え、インテグレーター照明光学系32から射出された光を赤色光(以下「R光」という)、緑色光(以下「G光」という)、青色光(以下「B光」という)の3色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学系34は、入射側レンズ341、リレーレンズ343、および反射ミラー342,344を備え、色分離光学系33で分離されたR光をR光用の液晶パネルまで導く機能を有する。なお、光学ユニット3は、リレー光学系34がR光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、B光を導く構成としてもよい。
光学装置35は、各色光用に設けられた光変調装置351(R光用の光変調装置を351R、G光用の光変調装置を351G、B光用の光変調装置を351Bとする)、および色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム352を備えている。
各光変調装置351は、透過型の液晶パネル、液晶パネルの光入射側に配置された入射側偏光板、および液晶パネルの光射出側に配置された射出側偏光板を備え、各色光を画像情報に応じて変調する。
クロスダイクロイックプリズム352は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム352は、誘電体多層膜が光変調装置351R,351Bにて変調されたR光およびB光を反射し、光変調装置351Gにて変調されたG光を透過して、3色の変調光を合成する。
投写レンズ5は、1つあるいは複数のレンズを1つのレンズ群とする複数のレンズ群を備えており、これらのレンズ群が光軸5Cに沿って配置されている。そして、投写レンズ5は、ズーム調整およびフォーカス調整の機能を有し、クロスダイクロイックプリズム352にて合成された光をスクリーン上に拡大投写する。
〔投写レンズの構成〕
ここで、投写レンズ5について詳細に説明する。なお、以下では説明の便宜上、投写レンズ5において、クロスダイクロイックプリズム352にて合成された光が入射する側を後側、投写レンズ5より光が射出される側を前側として記載する。
図2は、投写レンズ5の斜視図であり、図3は、投写レンズ5の断面図である。図4は、投写レンズ5の分解斜視図である。
投写レンズ5は、図2〜図4に示すように、固定枠51、光軸5Cに沿って前側から順に配置される第1レンズ群501〜第5レンズ群505、レンズ枠61,62,63、案内筒52、カム筒53、およびフォーカス筒54を備えている。なお、図4は、固定枠51およびフォーカス筒54を省略した図である。
固定枠51は、案内筒52を支持する部材である。固定枠51は、図2に示すように、平面視矩形状に形成されており、中央部には、固定レンズ群としての第5レンズ群505が固定され(図3参照)、四隅には、ネジが挿通される丸孔511が形成されている。投写レンズ5は、この丸孔511にネジが挿通されて光学部品用筐体37にネジ固定される。
レンズ枠61,62,63は、図3に示すように、第2レンズ群502、第3レンズ群503、第4レンズ群504をそれぞれ保持し、案内筒52内を光軸5Cに沿って移動できるように形成されている。
レンズ枠61は、図3、図4に示すように、第2レンズ群502を保持する保持部611、およびカムピン612を有している。
保持部611は、第2レンズ群502の外周を覆うように筒状に形成され、案内筒52内に嵌挿される。また、保持部611には、図4に示すように、筒状の外周面から突出し、カムピン612より突出量が小さな係合部611aが設けられている。係合部611aは、保持部611の外周面の前側に、光軸5Cを中心とする円周方向に120°の等間隔で3つ設けられ、案内筒52内の後述する段差部52b(図6(a)参照)に係合可能に形成されている。
カムピン612は、図4に示すように、係合部611aより後側に設けられ、保持部611の外周面から光軸5Cに対して直交する方向に突出しており、光軸5Cを中心とする円周方向に120°の等間隔で3つ設けられている。3つのカムピン612は、同一サイズの円柱形状で、先端部は、テーパ状に形成されている。
カムピン612は、図3に示すように、保持部611が案内筒52に嵌挿される際に、案内筒52の後述する直進溝523に挿通され、先端が直進溝523から飛び出すような長さに設定されている。
レンズ枠62は、レンズ枠61と同様に、第3レンズ群503を保持する筒状の保持部621、および3つのカムピン622を有している。
図5は、レンズ枠63を示す図であり、(a)は、斜視図、(b)は平面図である。
レンズ枠63は、図3、図5に示すように、レンズ枠61と同様に、第4レンズ群504を保持する筒状の保持部631、および3つのカムピン632を有している。
保持部621,631は、外径がレンズ枠61の保持部611の外径と同一の大きさに形成され、カムピン622,632は、カムピン612と同一形状に形成されている。
また、レンズ枠63の保持部631の外周面には、図5に示すように、切欠き63nが形成されている。
切欠き63nは、光軸5Cを中心とする円周方向に120°の等間隔で3つ設けられており、案内筒52の後述する突起部52a(図6参照)に対応するように形成されている。具体的に、切欠き63nは、レンズ枠63が案内筒52に嵌挿される際に突起部52aが通過するように形成されている。
案内筒52は、ガラス繊維入りPC(polycarbonate)等の合成樹脂製であり、図3に示すように、固定枠51の前側に配置される。
図6は、案内筒52を示す図であり、(a)は、斜視図、(b)は断面図である。
案内筒52は、図4、図6に示すように、前側に位置する筒状の大円筒部521と、大円筒部521より小さな径の筒状の小円筒部522とが互いの端部で結合され、大円筒部521に前側開口部52Aが設けられ、小円筒部522に後側開口部52Bが設けられて筒状に形成されている。前側開口部52Aは、第1開口部に相当し、後側開口部52Bは、第2開口部に相当する。なお、案内筒52は、合成樹脂に限らず、アルミニウム等の金属で形成してもよい。
大円筒部521の内径は、レンズ枠61,62,63の外径より大きく設定されている。小円筒部522には、保持部611,621,631が嵌挿され、小円筒部522の内径は、保持部611,621,631が光軸5Cに沿って滑らかに移動する大きさに設定されている。
案内筒52には、図6に示すように、大円筒部521と小円筒部522とで形成される段差部から後方に向けて光軸5Cに沿って切り欠かれた直進溝523が形成されている。直進溝523は、カムピン612,622,632が挿通されるように、光軸5Cを中心とする円周方向に120°の等間隔で3つ設けられている。
直進溝523は、レンズ枠61,62,63が案内筒52内に嵌挿された際に、カムピン612,622,632のそれぞれに両側から係合する。そして、直進溝523は、レンズ枠61,62,63を、光軸5Cに対して円周方向に回転することを阻止しながら、光軸5Cに沿って案内する。
レンズ枠61,62,63は、レンズ枠63,62,61の順で前側開口部52Aから大円筒部521に挿入され、カムピン632,622,612が直進溝523に挿通されて、保持部631,621,611が小円筒部522に嵌挿される。レンズ枠61は、案内筒52に嵌挿されるレンズ枠61,62,63のうち、最後に案内筒52に嵌挿される最終レンズ枠に相当する。
小円筒部522は、カム筒53内に嵌挿される部位である。カム筒53の内面には、後で詳細に説明するが、直進溝523から飛び出たカムピン612,622,632が係合するカム溝71,72,73が形成されている。レンズ枠61,62,63は、案内筒52に対してカム筒53が回転されることによって、カムピン612,622,632が直進溝523とカム溝71,72,73とに誘導されて光軸5Cに沿って移動する。
小円筒部522の内面には、図3、図6に示すように、レンズ枠62の後方(後側開口部52B側)への移動を規制する突起部52aが設けられている。
突起部52aは、保持部621の後方側の端面に当接可能な大きさに形成され、光軸5Cを中心とする円周方向に120°の等間隔で3つ設けられている。突起部52aは、保持部621が当接することで、レンズ枠62が案内筒52内の所定の位置に位置付けられ、カムピン622に対応するカム筒53のカム溝72の端部にカムピン622が位置するように設定されている。
なお、レンズ枠62より先に案内筒52に挿入されるレンズ枠63、つまり突起部52aに当接するレンズ枠62より後側開口部52B側に配置されるレンズ枠63には、前述したように、切欠き63nが設けられているので、レンズ枠63は、この突起部52aに当接することなく、小円筒部522における突起部52aの後方に嵌挿される。
また、小円筒部522の前側縁部の内面には、図6(a)に示すように、周囲より凹む段差部52bが形成されている。
段差部52bは、光軸5Cを中心とする円周方向に120°の等間隔で3つ形成され、案内筒52に嵌挿されるレンズ枠61の係合部611aに対応して設けられている。
段差部52bは、レンズ枠61の係合部611aが係合し、レンズ枠61の後方(後側開口部52B側)への移動を規制する。段差部52bは、係合部611aが当接することで、レンズ枠61が案内筒52内の所定の位置に位置付けられ、カムピン612に対応するカム筒53内のカム溝71の端部にカムピン612が位置するように設定されている。
小円筒部522の外周面には、図4に示すように、係止部525および回転規制部526が形成されている。
係止部525は、光軸5C方向において、カム筒53が係止される突起であり、大円筒部521から離間し、円周方向に沿って断続的に形成されている。係止部525は、各直進溝523の間に、直進溝523とは離間して形成されている。
回転規制部526は、案内筒52に対するカム筒53の回転範囲を規定するために設けられている。回転規制部526は、係止部525の後側に設けられ、小円筒部522の外周面に沿って所定の範囲内で凹み、円周方向において両側に段差を有するように形成されている。
また、大円筒部521には、図4、図6に示すように、内周面にネジ溝524が形成され、外面側からストッパーネジ52Scが挿入されるネジ穴527が設けられている。
そして、小円筒部522の後側の端面、つまり後側開口部52B側の端面には、図示しない位置決めピンおよびネジ穴が設けられており、案内筒52は、位置決めピンで位置決めされ、固定枠51に設けられた挿通孔(図示省略)から挿通されたネジがネジ穴に螺合されて固定枠51に固定される。
フォーカス筒54は、図3に示すように、円筒状に形成され、フォーカスレンズ群としての第1レンズ群501を保持する。フォーカス筒54の外周面には、案内筒52のネジ溝524に螺合するネジ溝541、および図示しない回転規制部が形成されている。
回転規制部は、フォーカス筒54の外面に光軸5Cを中心とする円周方向に所定の角度で2つ設けられている。
フォーカス筒54は、ネジ溝541が案内筒52のネジ溝524に螺合されて案内筒52に回転可能に支持される。
フォーカス筒54は、ネジ穴527に挿入され、案内筒52の内面から飛び出すストッパーネジ52Scに回転規制部が当接することで、案内筒52に対する回転範囲が規定される。また、フォーカス筒54は、回転される範囲が規定されることによって、案内筒52から離脱しないようになっている。なお、フォーカス筒54には、図示しないフォーカスリングが取り付けられ、投写レンズ5は、このフォーカスリングが回転されることによって、第1レンズ群501が光軸5Cに沿って移動し、投写される画像のフォーカスを調整する。
次に、カム筒53について詳細に説明する。
カム筒53は、ガラス繊維入りPC(polycarbonate)等の合成樹脂製で、筒状に形成されている。カム筒53は、内部に案内筒52の小円筒部522が嵌挿されて案内筒52に対して光軸5Cを中心として回転可能に形成されている。なお、カム筒53は、合成樹脂に限らず、アルミニウム等の金属で形成してもよい。
カム筒53は、図4に示すように、前側端部の外周面が突出するように形成されており、この前側端部には、内面側に突出する前側突出部531が形成されている。
前側突出部531は、光軸5Cを中心とする円周方向に120°の等間隔で形成されており、案内筒52の大円筒部521と係止部525との間に配置される部位である。前側突出部531は、円周方向の長さが各係止部525の間隔より小さく、大円筒部521と係止部525と間に挟装される幅で設定されている。
カム筒53は、案内筒52の小円筒部522が嵌挿された後、所定の位置まで回転されると、前側突出部531が大円筒部521と係止部525との間に配置され、光軸5C方向において、案内筒52に係止される。
また、カム筒53には、外面側からストッパーネジ53Scが挿入されるネジ穴532が設けられている。ストッパーネジ53Scは、カム筒53の内面から飛び出すようにカム筒53に取り付けられる。カム筒53は、ストッパーネジ53Scが案内筒52に形成された回転規制部526の円周方向における両側の段差に当接することで、回転範囲が規定される。
図7は、カム筒53を内面側から見た展開図であり、一部を省略した図である。
カム筒53の内面には、図4、図7に示すように、断面が凹形状の案内溝70、および前側から順に形成されたカム溝71,72,73がそれぞれ光軸5Cを中心とする円周方向に120°の等間隔で3組設けられている(図7では、2組を示す)。案内溝70およびカム溝71,72,73の断面形状は、カムピン612,622,632の先端が係合するように形成されている。
案内溝70は、カム筒53の前側の端部から光軸5Cに沿って直線的に形成され、案内筒52の前側開口部52Aから挿入されるレンズ枠61,62,63のカムピン612,622,632が係合する。そして、案内溝70は、カムピン612,622,632をカム溝71,72,73に導く。
カム溝71,72,73は、案内溝70に繋がって形成されており、案内溝70によって導かれたカムピン612,622,632が係合し、光軸5C方向におけるレンズ枠61,62,63の移動を規定する。
カム溝71,72,73は、図7に示すように、導入部71A,72A,73A、および移動規定部71B,72B,73Bをそれぞれ有している。
導入部71A,72A,73Aは、案内溝70に対して略直交する方向に延出し、導入部71A,72Aは、それぞれ案内溝70の途中から延出し、導入部73Aは、案内溝70の終端部に繋がっている。そして、導入部71A,72A,73Aは、レンズ枠61,62,63を後側開口部52B側、つまり、投写レンズ5内において最も後退した位置となるワイド端側に位置付けするように形成されている。
移動規定部71B,72B,73Bは、導入部71A,72A,73Aにそれぞれ連続して繋がり、導入部71A,72A,73Aから離れるに従って前方に位置するように形成されている。
移動規定部71B,72B,73Bは、レンズ枠61,62,63をワイド端から投写レンズ5内において最も繰り出された位置となるテレ端までの間を連続的に移動可能に形成されている。
このように、カム溝71,72,73は、前側開口部52A(第1開口部)側に位置するテレ端、および後側開口部52B(第2開口部)側に位置するワイド端および導入部71A,72A,73Aを有している。カム溝71,72,73において、一方の端部となるテレ端は第1端部に相当し、他方の端部となり、案内溝70に繋がる導入部71A,72A,73Aの端部は第2端部に相当する。
そして、カム溝71,72,73は、ワイド端側が案内溝70に繋がるように形成され、レンズ枠61,62,63は、カム筒53に嵌挿された案内筒52に挿入された状態で、ワイド端側に位置することとなる。
案内溝70に導かれたカムピン612,622,632は、カム筒53が回転されると、カム溝71,72,73にそれぞれ係合する。具体的に、カムピン612は、カム溝71に係合し、カムピン622は、カム溝72に係合する。そして、カムピン632は、カム溝73に係合する。
カムピン612,622,632がカム溝71,72,73にそれぞれ係合したレンズ枠61,62,63は、カム筒53が回転されることによって、カムピン612,622,632が直進溝523とカム溝71,72,73とに誘導されて光軸5Cに沿って移動する。
また、カム筒53には、図示しないズームリングが取り付けられ、カム筒53は、このズームリングが回転されることで案内筒52に対して光軸5Cを中心として回転する。そして、投写レンズ5は、このズームスリングが回転されることによって、レンズ枠61,62,63に保持されている第2レンズ群502、第3レンズ群503、第4レンズ群504がワイド端からテレ端の間で移動されることによって投写する画像の大きさを変える。なお、本実施形態の移動規定部71B,72B,73Bは、投写レンズ5の前方から見て、カム筒53が光軸5Cを中心にして時計回り回転されると、各レンズ枠がワイド端側からテレ端側に移動するように設定されている。
ここで、本実施形態の投写レンズ5の製造方法について説明する。
先ず、カム筒53に案内筒52の小円筒部522を嵌挿させる。具体的に、図4に示すように、カム筒53の前側突出部531が案内筒52の各係止部525の間を通過するように、カム筒53と案内筒52とを円周方向において位置合わせし、カム筒53の前方から案内筒52の小円筒部522を挿入する。そして、大円筒部521に前側突出部531が当接するまで小円筒部522をカム筒53に嵌挿させる。
次に、第5レンズ群505が保持されている固定枠51を案内筒52にネジ固定する。
次に、カム筒53の案内溝70と、案内筒52の直進溝523とを円周方向において一致させる。つまり、直進溝523から案内溝70が見えるように、案内筒52あるいはカム筒53を回転させて、円周方向における案内筒52とカム筒53との位置合わせを行う。
次に、第4レンズ群504が保持されているレンズ枠63を、直進溝523および案内溝70にカムピン632が係合するように、前側開口部52Aから案内筒52に挿入する。そして、図7に示すように、カムピン632が案内溝70の終端に当接するまでレンズ枠63を後方に移動させる。案内溝70の終端部は、導入部73Aに繋がっているので、カムピン632は、導入部73Aの端部(第2端部)、すなわちカム溝73の端部に位置付けられることとなる。
同様に、第3レンズ群503が保持されているレンズ枠62を、前側開口部52Aから案内筒52に挿入し、図7に示すように、保持部621が案内筒52の突起部52aに当接するまでレンズ枠62を後方に移動させる。突起部52aは、前述したように、保持部621が当接することで、レンズ枠62が案内筒52内の所定の位置に位置付けられるように設定されているので、カムピン622は、図7に示すように、導入部72Aの端部(第2端部)、すなわち、カム溝72の端部に位置付けられる。このように、突起部52aは、カムピン622が導入部72Aの端部(第2端部)に位置付けられるように、レンズ枠62と当接する。
同様に、第2レンズ群502が保持されているレンズ枠61を、前側開口部52Aから案内筒52に挿入し、係合部611aが案内筒52の段差部52bに当接するまでレンズ枠61を後方に移動させる。段差部52bは、前述したように、係合部611aが当接することで、レンズ枠61が案内筒52内の所定の位置に位置付けられように設定されているので、カムピン612は、図7に示すように、導入部71Aの端部(第2端部)、すなわちカム溝71の端部に位置付けられる。
このように、案内筒52に順次挿入されるレンズ枠63,62,61は、レンズ枠63が案内溝70の終端部、レンズ枠62が突起部52a、レンズ枠61が段差部52bでそれぞれ後方側への移動が規制されて、案内筒52内の所定の位置に配置される。
次に、カム筒53を前方から見て、案内筒52に対して時計回りに回転させ、カム溝71,72,73の第2端部に位置付けられているカムピン612,622,632を案内溝70からカム溝71,72,73に移動させる。そして、ストッパーネジ53Scをカム筒53に取り付ける。カム筒53に取り付けられたストッパーネジ53Scの先端部は、カム筒53の内面から飛び出し、案内筒52の回転規制部526内に配置され、カム筒53の回転範囲を規定する。また、カム筒53は、規定された回転範囲内において、前側突出部531が案内筒52の係止部525に係止されて、案内筒52から離脱されないようになっている。
また、突起部52aに当接して、カムピン622が導入部72Aの端部(第2端部)に位置付けられたレンズ枠62は、カム筒53が回転されると、第2端部から第1端部(テレ端)に向かって移動、つまり、光軸5Cに沿う方向において突起部52aから離間する方向に移動することとなる。
次に、フォーカス筒54を案内筒52に螺合させた後、ストッパーネジ52Scを案内筒52取り付け、投写レンズ5の製造が終了する。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)案内筒52の内面には、カムピン622がカム溝72の端部に位置付けられるようにレンズ枠62と当接する突起部52aが設けられている。これによって、レンズ枠62を突起部52aに当接させた後、カム筒53を回転することで容易にカムピン622をカム溝72に係合させることができる。
よって、レンズ枠62とレンズ枠63とを重ねることでカムピン622がカム溝72の端部に位置付けられるようにレンズ枠62やレンズ枠63の厚みを厚くすることなく、また、治具でレンズ枠62を支持することなくカムピン622をカム溝72の端部に位置付けることができるので、レンズ枠62,63の小型化、軽量化を図りつつ、製造が容易な投写レンズ5の提供が可能となる。したがって、レンズ枠62,63の小型化、軽量化、ひいては投写レンズ5の小型化、軽量化を図りつつ、容易に投写レンズ5を製造することが可能となる。また、レンズ枠62とレンズ枠63とを重ねるための形状や、治具に支持される形状を、レンズ枠62やレンズ枠63に盛り込むことが不要になるので、レンズ枠62,63の形状の簡素化が可能となり、このレンズ枠62,63を製造する金型構造や金型形状の簡素化が図れる。
(2)突起部52aで移動が規制されるレンズ枠62より後側開口部52B側に配置されるレンズ枠63には、切欠き63nが設けられているので、案内筒52内に突起部52aが形成されていても、突起部52aに当接させずに、レンズ枠63を案内筒52内の所定の位置へ配置することができる。
(3)前側開口部52Aから案内筒52に挿入されるレンズ枠62は、突起部52aに当接して、カムピン622が導入部72Aの端部(カム溝72における第2端部)に位置付けられる。そして、レンズ枠62は、突起部52aに当接した状態からカム筒53が回転されると、光軸5Cに沿う方向において突起部52aから離間する方向に移動する。
これによって、前側開口部52Aから案内筒52に挿入されるレンズ枠のカムピンがカム溝71のテレ端(第1端部)に位置付けられるように、レンズ枠と突起部とが当接する構成に比べ、レンズ枠および突起部の形状を簡素なものとすることができる。すなわち、カムピンがカム溝の第1端部に位置付けられるようにレンズ枠と突起部とが当接する構成においては、レンズ枠を第1端部から第2端部に移動させるためには、レンズ枠が突起部の反対側に移動可能とするように、レンズ枠および突起部を構成する必要があり、投写レンズの構造やレンズ枠および突起部の形状が複雑化する。
一方、本実施形態による構成によれば、レンズ枠62が突起部52aの反対側(後側)に移動可能とする構造が不要なので、投写レンズ5の構造、およびレンズ枠62や案内筒52の簡素な形状が可能になると共に、これらの部材を製造する金型構造や金型形状の簡素化が可能となる。
(4)最終レンズ枠としてのレンズ枠61には、係合部611aが設けられ、小円筒部522内の前側開口部52A側の縁部には、段差部52bが設けられている。これによって、小円筒部522に段差部52bを形成しても小円筒部522の強度を確保できると共に、レンズ枠61の移動を規制する突起部を案内筒52内に設けることなく、またレンズ枠61の光軸5Cに沿う方向の厚みや、光軸5Cと直交する方向の肉厚を厚くすることなく、レンズ枠61のカムピン612をカム溝71の端部に位置付けることができる。
(5)投写レンズ5は、光軸5Cに沿って移動可能な第2レンズ群502〜第4レンズ群504に加え、第1レンズ群501(フォーカスレンズ群)、および第5レンズ群505(固定レンズ群)を備えている。これによって、小型化、軽量化を図りつつ、収差の補償やズーム調整、およびフォーカス調整の機能等を備える投写レンズ5を提供できる。
(6)プロジェクター1は、投写レンズ5を備えているので、小型化、軽量化を図りつつ、良好な画質の画像の投写、および投写された画像のズーム、フォーカスを調整できるプロジェクター1の提供が可能となる。
(変形例)
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態の投写レンズ5は、案内筒52内を移動するレンズ群が3つ(第2レンズ群502〜第4レンズ群504)で構成されているが、3つに限らず、2つや4つ以上で構成してもよい。そして、これらのレンズ群を保持する複数のレンズ枠のうちの少なくとも1つのカムピンがカム溝の端部に位置付けられるように、このレンズ枠と当接する突起部を案内筒52に設けてもよい。
前記実施形態のレンズ枠61は、係合部611aと案内筒52の段差部52bとが係合することでカムピン612が所定の位置に位置付けられるように構成されているが、係合部611aおよび段差部52bを廃止し、カムピン612が所定の位置に位置付けられるように、案内筒52の内面に保持部611が当接する突起部を設けるように構成してもよい。この構成の場合、レンズ枠62,63にはこの突起部を通過させる切欠きが設けられることとなる。
前記実施形態の投写レンズ5は、前側開口部52Aを第1開口部、後側開口部52Bを第2開口部としているが、前側開口部52Aを第2開口部、後側開口部52Bを第1開口部として構成してもよい。すなわち、第1レンズ群501(フォーカスレンズ群)が配置される側の反対側の開口部から複数のレンズ枠が案内筒52に挿入されるように構成してもよい。この構成の場合、案内筒52内に設けられる突起部は、レンズ枠の前側に当接するように形成され、カム筒53は、案内溝がカム溝のテレ端の端部に繋がるように形成されることとなる。そして、テレ端側がカム溝における第2端部となり、ワイド端側が第1端部となる。
前記実施形態の段差部52bは、小円筒部522の内面に形成されているが、大円筒部521と小円筒部522とで形成される段差を利用し、この段差に係合するような係合部をレンズ枠61に設け、この段差とこの係合部とが係合することで、カムピン612が導入部71Aの端部(第2端部)に位置付けられるように構成してもよい。
前記実施形態のレンズ鏡筒としての投写レンズ5は、プロジェクター1に限らずカメラや望遠鏡等の他の光学機器にも利用することができる。
前記実施形態のプロジェクター1は、光変調装置として透過型の液晶パネルを用いているが、反射型の液晶パネルを利用したものであってもよい。また、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものであってもよい。
前記実施形態の光変調装置は、R光、G光、およびB光に対応する3つの光変調装置を用いるいわゆる3板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用してもよく、あるいは、2つまたは4つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも適用できる。
光源装置31は、放電型のランプを用いたものに限らず、その他の方式のランプや発光ダイオード、レーザー等の固体光源で構成してもよい。
1…プロジェクター、2…外装筐体、3…光学ユニット、5…投写レンズ、5C…光軸、31…光源装置、51…固定枠、52…案内筒、52A…前側開口部、52B…後側開口部、52Sc,53Sc…ストッパーネジ、52a…突起部、52b…段差部、53…カム筒、54…フォーカス筒、61,62,63…レンズ枠、70…案内溝、71,72,73…カム溝、311…光源、351,351B,351G,351R…光変調装置、501…第1レンズ群、502…第2レンズ群、503…第3レンズ群、504…第4レンズ群、505…第5レンズ群、523…直進溝、611,621,631…保持部、611a…係合部、612,622,632…カムピン。

Claims (6)

  1. 複数のレンズ群と、
    前記複数のレンズ群をそれぞれ保持し、当該複数のレンズ群の光軸に対して直交する方向に突出するカムピンを有する複数のレンズ枠と、
    第1開口部、第2開口部および前記光軸に沿って延出する直進溝を有し、前記直進溝に前記カムピンが挿通され、前記第1開口部から前記複数のレンズ枠が順次内部に嵌挿される案内筒と、
    前記案内筒が内部に嵌挿され、前記直進溝から突出する前記カムピンが係合するカム溝を有し、前記案内筒に対して前記光軸を中心に回転されることによって前記直進溝と前記カム溝とで前記カムピンを誘導し、前記複数のレンズ枠を前記直進溝に沿って移動させるカム筒と、
    を備え、
    前記案内筒の内面には、前記複数のレンズ枠のうちの少なくとも1つの前記レンズ枠の前記カムピンが前記カム溝の端部に位置付けられるように、当該レンズ枠と当接し、当該レンズ枠の前記第2開口部側への移動を規制する突起部が設けられていることを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 請求項1に記載のレンズ鏡筒であって、
    前記突起部に当接する前記レンズ枠より前記第2開口部側に配置される前記レンズ枠には、前記突起部を通過させる切欠きが設けられていることを特徴とするレンズ鏡筒。
  3. 請求項1または請求項2に記載のレンズ鏡筒であって、
    前記カム溝は、
    前記第1開口部側に位置する第1端部、および前記第2開口部側に位置する第2端部を有し、
    前記突起部は、
    前記突起部に当接する前記レンズ枠の前記カムピンが前記第2端部に位置付けられるように、前記レンズ枠と当接することを特徴とするレンズ鏡筒。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒であって、
    前記複数のレンズ枠のうち、前記案内筒に最後に嵌挿される最終レンズ枠は、前記カムピンより突出量が小さな係合部を有し、
    前記案内筒の内面には、前記第1開口部から嵌挿される前記最終レンズ枠の前記係合部に係合して前記最終レンズ枠の前記第2開口部側への移動を規制する段差部が形成され、
    前記段差部および前記係合部は、前記最終レンズ枠の前記カムピンが前記カム溝の端部に位置付けられるように形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒であって、
    前記案内筒の前記第1開口部に回転可能に支持されるフォーカス筒と、
    前記フォーカス筒に保持されるフォーカスレンズ群と、
    前記案内筒の前記第2開口部側に固定される固定枠と、
    前記固定枠に保持される固定レンズ群と、
    を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
  6. 光源と、
    前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
    前記光変調装置にて変調された光を投写する請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒と、
    を備えることを特徴とするプロジェクター。
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