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

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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