JP6580434B2 - Lens barrel, image projection device, and mold for molding - Google Patents

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本発明は、レンズ鏡筒、当該レンズ鏡筒を用いた画像投影装置及び当該レンズ鏡筒を形成するための成型用型に関する。   The present invention relates to a lens barrel, an image projection apparatus using the lens barrel, and a molding die for forming the lens barrel.

プロジェクタのようなレンズ鏡筒を用いた画像投影装置において、フレアやゴースト等による投影画像の画質劣化を防ぐために、光源から生じる光のうち、画像投影に不要な光たる不要光を遮光部により除去する構成が知られている(例えば特許文献1〜4等参照)。   In an image projection device that uses a lens barrel such as a projector, in order to prevent image quality deterioration of the projected image due to flare, ghost, etc., light from the light source that is unnecessary for image projection is removed by the light shielding unit. The structure which performs is known (for example, refer patent documents 1-4).

しかしながら、レンズの固定方法や、鏡筒部分の構成によっては、遮光部を鏡筒部分とは別体で設けざるを得ず、部品点数の増大や作業工数の増大によるコストアップを招くという問題があった。   However, depending on the lens fixing method and the configuration of the lens barrel part, the light shielding part has to be provided separately from the lens barrel part, and there is a problem that the cost increases due to an increase in the number of parts and an increase in work man-hours. there were.

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、鏡筒部に一体形成されて、光源から発生する不要光の当該レンズ鏡筒内もしくは投影像への出射を制限する遮光部を備えるレンズ鏡筒の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is a light-shielding portion that is integrally formed with a lens barrel portion and restricts emission of unnecessary light generated from a light source into the lens barrel or to a projected image. It aims at provision of a lens barrel provided with.

上述した課題を解決するため、本発明にかかるレンズ鏡筒は、少なくとも1つのレンズを支持するための鏡筒部と、前記鏡筒部と一体に設けられて、前記レンズの有効半径外側を透過する光束の出射を制限するための遮光部と、熱カシメによって前記レンズを固定する固定部と、前記固定部を挟んで前記レンズと反対側に形成された空隙部と、を有し、前記遮光部は、前記レンズの光軸に対して平行な方向に沿って形成され、前記遮光部の前記レンズの光軸側の面は、前記空隙部の外周面と平坦に連なって形成されることを特徴とするIn order to solve the above-described problems, a lens barrel according to the present invention is provided integrally with a lens barrel portion for supporting at least one lens and the lens barrel portion, and transmits outside the effective radius of the lens. A light shielding portion for restricting the emission of the luminous flux to be emitted, a fixing portion for fixing the lens by thermal caulking, and a gap portion formed on the opposite side of the lens with the fixing portion interposed therebetween. The portion is formed along a direction parallel to the optical axis of the lens, and the surface of the light shielding portion on the optical axis side of the lens is formed so as to be flat with the outer peripheral surface of the gap. Features .

本発明によれば、鏡筒部に一体形成されて、光源から発生する不要光の当該レンズ鏡筒内もしくは投影像への出射を制限する遮光部を備えるレンズ鏡筒を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a lens barrel that is integrally formed with the lens barrel portion and includes a light shielding portion that restricts emission of unnecessary light generated from the light source into the lens barrel or to the projection image.

本発明の実施形態における画像投影装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the image projector in embodiment of this invention. 図1に示したレンズ鏡筒の全体構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the whole structure of the lens-barrel shown in FIG. 図2に示したレンズ鏡筒のA部分の構成の一例を示す拡大平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view showing an example of a configuration of an A portion of the lens barrel shown in FIG. 図3に示した筐体部を形成するための成型用型の構成の一例を示す略図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a molding die for forming the housing portion illustrated in FIG. 3. 図3に示したレンズ鏡筒の組み立ての手順を示す平面図である。It is a top view which shows the procedure of the assembly of the lens-barrel shown in FIG. 本発明の実施形態に対する変形例の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of the modification with respect to embodiment of this invention. 従来例の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a prior art example.

本発明の実施形態として、画像投影装置の構成の一例を図1に示す。
画像投影装置100は、投射光束Lを射出する光源101と、投影すべき画像を画像情報として平面的に表示して、光源101からの投射光束Lを変調する空間光変調素子102と、を有している。
画像投影装置100は、空間光変調素子102を経た投射光束Lを投影面104に投影するためのレンズ鏡筒たるレンズユニット200と、投影面104に投影するべき画像を表示するために空間光変調素子102を制御する制御部109と、を有している。
As an embodiment of the present invention, an example of the configuration of an image projection apparatus is shown in FIG.
The image projection apparatus 100 includes a light source 101 that emits a projection light beam L, and a spatial light modulation element 102 that planarly displays an image to be projected as image information and modulates the projection light beam L from the light source 101. is doing.
The image projection apparatus 100 includes a lens unit 200 that is a lens barrel for projecting the projection light beam L that has passed through the spatial light modulation element 102 onto the projection surface 104, and spatial light modulation for displaying an image to be projected onto the projection surface 104. And a control unit 109 that controls the element 102.

光源101は、投射光束Lを出射する発光源たるハロゲンランプを有し、白色光を略並行に出射する。ここで光源としてはメタルハライドランプや高圧水銀ランプ、LEDを用いても良い。
光源101は白色光源であるが、R、G、B等の基本色に対応するレーザー光源のような単色光源を複数用いたものであっても良い。
The light source 101 includes a halogen lamp that is a light source that emits the projection light beam L, and emits white light substantially in parallel. Here, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or an LED may be used as the light source.
Although the light source 101 is a white light source, a plurality of monochromatic light sources such as laser light sources corresponding to basic colors such as R, G, and B may be used.

空間光変調素子102は、入射した投射光束Lを透過して空間的な変調を付与して出射することで画像情報を与える画像表示手段たる液晶パネルである。なお、空間光変調素子102は、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)のような反射型の空間光変調素子であっても良い。   The spatial light modulation element 102 is a liquid crystal panel that is an image display means that provides image information by transmitting an incident projection light beam L, applying spatial modulation, and emitting the light. The spatial light modulator 102 may be a reflective spatial light modulator such as a DMD (digital micromirror device).

制御部109は、投影面104へと投影すべき画像情報を、空間光変調素子102を透過する投射光束Lに付加するために空間光変調素子102を制御する。   The control unit 109 controls the spatial light modulation element 102 to add image information to be projected onto the projection surface 104 to the projection light beam L that passes through the spatial light modulation element 102.

レンズユニット200は、図2に示すように、光源101側から入射した光束Lを画像の投射方向側すなわちZ方向下流側に向かって投射する投射光学系を備えたレンズユニットである。
レンズユニット200のうち、最も投射面104に近い部分について、特にA領域として2点鎖線で示し、拡大図として図3に表す。
As shown in FIG. 2, the lens unit 200 is a lens unit including a projection optical system that projects the light beam L incident from the light source 101 side toward the image projection direction side, that is, the Z direction downstream side.
Of the lens unit 200, the portion closest to the projection surface 104 is indicated by a two-dot chain line as the A region, and is shown in FIG. 3 as an enlarged view.

レンズユニット200は、図3に示すように、投影面104側すなわち画像の投射方向であるZ方向下流側から順に並設された光学部材たる3つのレンズ21、22、23と、レンズ21、22、23を支持するための鏡筒部たる筐体部10と、を有している。
レンズユニット200はまた、筐体部10と一体に形成されて、レンズユニット200の光源101側から入射してレンズユニット200から射出される光束たる不要光L’の出射を制限する遮光部11を有している。
3つのレンズ21、22、23は、空間光変調素子102を透過した投射光束Lを結像する結像光学系であるとともに、画像を投影面104に投影するための投影光学系の一部を構成している。なお、特にレンズ21、22、23を区別する必要があるときには、最も投影面104側の、すなわち画像の投射方向たるZ方向下流側に配置されたレンズを第1のレンズたる投射側レンズ21とする。
同様に投射側レンズ21よりもZ方向上流側に配置されたレンズを第2のレンズたるレンズ22、最もZ方向上流側に配置されたレンズを第3のレンズたる入射側レンズ23とする。
レンズユニット200を透過する投射光束Lは、図3に破線で示されたように、投射側レンズ21、レンズ22、入射側レンズ23の各々の光学的設計に基づいた有効半径r21、r22、r23内を通るように、レンズ21、22、23の各々の位置が調整される。
As shown in FIG. 3, the lens unit 200 includes three lenses 21, 22, and 23, which are optical members arranged in order from the projection surface 104 side, that is, the downstream side in the Z direction that is the image projection direction, and the lenses 21 and 22. , 23, and a housing portion 10 that is a lens barrel portion for supporting.
The lens unit 200 is also formed integrally with the housing unit 10, and includes a light shielding unit 11 that restricts the emission of unnecessary light L ′, which is a light beam incident from the light source 101 side of the lens unit 200 and emitted from the lens unit 200. Have.
The three lenses 21, 22, and 23 are an imaging optical system that forms an image of the projection light beam L that has passed through the spatial light modulation element 102, and a part of the projection optical system that projects an image on the projection surface 104. It is composed. In particular, when it is necessary to distinguish the lenses 21, 22, and 23, the lens arranged closest to the projection plane 104, that is, the downstream side in the Z direction that is the image projection direction, is the projection side lens 21 that is the first lens. To do.
Similarly, a lens disposed upstream of the projection side lens 21 in the Z direction is referred to as a lens 22 as a second lens, and a lens disposed most upstream in the Z direction is referred to as an incident side lens 23 as a third lens.
The projection light beam L transmitted through the lens unit 200 has effective radii r 21 and r 22 based on the optical design of the projection side lens 21, the lens 22, and the incident side lens 23, as indicated by broken lines in FIG. , so that through the r 23, each position of the lens 21, 22, 23 is adjusted.

レンズユニット200を透過する投射光束Lの進行方向をZ方向として、レンズユニット200の光軸OをZ軸、図2、図3の上下方向の軸をY軸、Z軸とY軸とに直交する軸をX軸と定め、それぞれの軸方向をY方向、X方向とする。
ここではレンズユニット200のレンズ光軸たる光軸Oは、レンズ22の光軸と一致する。同様に、投射側レンズ21、入射側レンズ23のそれぞれの光軸も、光軸Oと一致する。
以降、特に方向を明示したい場合にはX、Y、Zの各方向について+あるいは−の表記をつけて表す。
The traveling direction of the projection light beam L transmitted through the lens unit 200 is the Z direction, the optical axis O of the lens unit 200 is the Z axis, the vertical axis in FIGS. 2 and 3 is the Y axis, and the Z axis and the Y axis are orthogonal to each other. The axis to be operated is defined as the X axis, and the respective axial directions are defined as the Y direction and the X direction.
Here, the optical axis O which is the lens optical axis of the lens unit 200 coincides with the optical axis of the lens 22. Similarly, the optical axes of the projection side lens 21 and the incident side lens 23 also coincide with the optical axis O.
Hereinafter, in particular, when it is desired to specify the direction, each of the X, Y, and Z directions is indicated by + or −.

なお、本実施形態では3つのレンズ21、22、23により投射光学系を形成するとしたが、レンズユニット200は少なくとも1つのレンズを有していれば良い。
また、投射側レンズ21は、レンズ以外の光学部材、例えばパワーを持たないガラス等であっても良い。
In the present embodiment, the projection optical system is formed by the three lenses 21, 22, and 23. However, the lens unit 200 only needs to have at least one lens.
Further, the projection side lens 21 may be an optical member other than the lens, for example, glass having no power.

筐体部10は、後述する取り付け工程において、熱カシメによってレンズ22とレンズ23とを固定する第1固定部たる固定部としてのカシメ部13と、投射側レンズ21を支持するための投射側レンズ押え部12と、入射側レンズ23を支持するためのレンズ受け面14と、を有している。
筐体部10は、カシメ部13を挟んでレンズ22と反対側に形成された、言い換えると光軸Oを中心としてカシメ部13の外側に形成された空間たる空隙部15を有している。
カシメ部13は、空隙部15に挿入された熱カシメ治具によって、レンズ22の+Z方向側に少しかかるように、レンズ受け面14の方向に押しつぶされることでレンズ受け面14とカシメ部13との間にレンズ22とレンズ23とを挟み込むように固定する。
The housing part 10 includes a caulking part 13 as a fixing part as a first fixing part for fixing the lens 22 and the lens 23 by thermal caulking in a mounting process described later, and a projection side lens for supporting the projection side lens 21. The presser part 12 and the lens receiving surface 14 for supporting the incident side lens 23 are provided.
The casing 10 has a gap 15 that is formed on the opposite side of the lens 22 with the crimping portion 13 interposed therebetween, in other words, is a space 15 formed outside the crimping portion 13 around the optical axis O.
The caulking portion 13 is crushed in the direction of the lens receiving surface 14 by the heat caulking jig inserted into the gap portion 15 so as to be slightly applied to the + Z direction side of the lens 22, whereby the lens receiving surface 14 and the caulking portion 13 The lens 22 and the lens 23 are fixed between them.

遮光部11は、レンズ22よりも+Z方向側に、言い換えると不要光L’の出射方向の下流側であって、レンズ22の有効半径r22より外側に、+Z方向に沿って形成された凸部である。
遮光部11は、+Z方向の先端部11aが、レンズ22よりも+Z方向側において筐体部10に支持される投射側レンズ21の凹部21aに進入する位置を占めるように、配置されている。
なお、凹部21aは、本実施形態では、投射側レンズ21に設けられた非レンズ面を含む部分である。従って、遮光部11がかかる位置を占めることにより、投射側レンズ21の非レンズ面への不要光L’の入射を抑制している。
The light shielding portion 11 is formed on the + Z direction side of the lens 22, in other words, on the downstream side in the emission direction of the unnecessary light L ′ and outside the effective radius r 22 of the lens 22 along the + Z direction. Part.
The light shielding part 11 is arranged so that the tip end part 11a in the + Z direction occupies a position entering the concave part 21a of the projection side lens 21 supported by the casing part 10 on the + Z direction side from the lens 22.
In addition, the recessed part 21a is a part containing the non-lens surface provided in the projection side lens 21 in this embodiment. Therefore, when the light shielding unit 11 occupies such a position, the unnecessary light L ′ is prevented from entering the non-lens surface of the projection side lens 21.

遮光部11はまた、レンズ光軸O側の面たる内周面11bが、Z方向に平行な面となっており、空隙部15の外周面15bと平坦かつ滑らかに連なって形成されている。
なお、ここでいう平坦かつ滑らかに連なってとは、いわゆる面一に形成されていることであり、後述するように、+Z方向側に広がるように傾斜した状態も含んで良い。
また、内周面11bは、いわゆるシボ加工のように表面に遮光用の反射防止構造を形成されていても良い。
In addition, the light shielding portion 11 has an inner peripheral surface 11b which is a surface on the lens optical axis O side, which is parallel to the Z direction, and is formed to be flat and smoothly connected to the outer peripheral surface 15b of the gap portion 15.
The term “smoothly and smoothly connected” here means that they are formed so as to be flush with each other, and may include a state in which they are inclined so as to spread toward the + Z direction side, as will be described later.
Further, the inner peripheral surface 11b may be provided with a light-shielding antireflection structure on the surface like so-called embossing.

このような構成のレンズユニット200の製造方法について示す。
図4に、筐体部10を形成するための射出成形用の樹脂型たる成型用型としての金型30の略式図を示す。
金型30は、本実施形態では、筐体部10の外側を形成するためのメス型たる固定型31と、筐体部10の内側を形成するためのオス型たる可動型32と、を有している。
可動型32は、遮光部11を形成するための凹部たる遮光形成部33と、空隙部15を形成するための凸部たる空隙形成部34と、を有している。遮光形成部33の外周側の壁面33aは、空隙形成部34の側面たる側面部34aと連続するように設けられている。言い換えると、空隙形成部34の外周側の側面部34aと遮光形成部33の内周側の壁面33aとが連続して平坦かつ滑らかに、つまり面一になるように設けられている。
A method for manufacturing the lens unit 200 having such a configuration will be described.
FIG. 4 shows a schematic diagram of a mold 30 as a molding die that is a resin mold for injection molding for forming the casing 10.
In this embodiment, the mold 30 includes a fixed mold 31 that is a female mold for forming the outer side of the casing unit 10, and a movable mold 32 that is a male mold for forming the inner side of the casing unit 10. is doing.
The movable mold 32 has a light shielding forming portion 33 that is a concave portion for forming the light shielding portion 11 and a gap forming portion 34 that is a convex portion for forming the gap portion 15. A wall surface 33 a on the outer peripheral side of the light shielding forming portion 33 is provided so as to be continuous with a side surface portion 34 a which is a side surface of the gap forming portion 34. In other words, the side surface portion 34a on the outer peripheral side of the gap forming portion 34 and the wall surface 33a on the inner peripheral side of the light shielding forming portion 33 are provided so as to be continuously flat and smooth, that is, flush with each other.

かかる金型30を用いて、筐体部10を形成するときには、固定型31と可動型32とを対向するように固定した状態、すなわち嵌め合い状態で、筐体部10の材料である樹脂材料Pを溶かして高圧で流し込む。
溶かされた樹脂材料Pは、固定型31と可動型32との間の筐体部10の形状をした空間に流し込まれ、圧力が加えられる。
樹脂材料Pは、固まるまで金型30に入った状態で冷却される。樹脂材料Pが固まると、可動型32の可動方向、すなわち+Z方向へ移動させることで、金型30の嵌め合い状態が解除されて成形品たる筐体部10が取り出される。
このとき、内周面11bが、Z方向に平行な面であるとともに、空隙部15の外周面15bと平坦かつ滑らかに連なって形成されていることで、可動型32の空隙形成部34の側面部34aは、内周面11bに引っかかることなく、型抜きされる。
なお、ここでいう平坦に連なってとは、いわゆる面一に形成されていることであり、型抜き可能である程度に+Z方向側、言い換えると可動方向の下流側に広がるように傾斜した状態も含んで良い。
また、側面部34aは、内周面11bにシボ加工を形成するために、表面に内周面11bのシボ加工と対となって嵌め合うような遮光用の反射防止構造を形成されていても良い。
筐体部10の取出し完了後、再び金型30が嵌め合い状態となり、上述の作業が繰り返されることで、繰り返し成型が行われる。
When forming the casing unit 10 using such a mold 30, a resin material that is a material of the casing unit 10 in a state where the fixed mold 31 and the movable mold 32 are fixed so as to face each other, that is, in a fitted state. P is dissolved and poured at high pressure.
The melted resin material P is poured into a space in the shape of the casing 10 between the fixed mold 31 and the movable mold 32, and pressure is applied.
The resin material P is cooled in the mold 30 until it hardens. When the resin material P is hardened, the fitting state of the mold 30 is released by moving the movable mold 32 in the movable direction, that is, in the + Z direction, and the casing 10 as a molded product is taken out.
At this time, the inner peripheral surface 11b is a surface parallel to the Z direction, and is formed so as to be flat and smoothly connected to the outer peripheral surface 15b of the gap portion 15, whereby the side surface of the gap forming portion 34 of the movable mold 32 is obtained. The part 34a is die-cut without being caught by the inner peripheral surface 11b.
Note that the term "flatly connected" here means that they are formed so as to be flush with each other, and include a state in which the die can be removed to a certain extent so as to spread to the + Z direction side, in other words, to the downstream side in the movable direction. Good.
Further, the side surface 34a may be formed with a light-shielding antireflection structure that fits in a pair with the textured surface of the inner peripheral surface 11b on the surface in order to form the textured surface on the inner peripheral surface 11b. good.
After the removal of the housing part 10 is completed, the mold 30 is fitted again, and the above operation is repeated, whereby repeated molding is performed.

なお、ここでは射出成型を例として挙げたが、かかる成型方法に限定されるものではなく、その他の成型方法であっても良い。   In addition, although injection molding was mentioned here as an example, it is not limited to this molding method, Other molding methods may be used.

かかる成型工程を経て成型された筐体部10において、図5(a)に示すように、形成されたレンズ受け面14に入射側レンズ23が当接するように取り付ける。
次に、図5(b)に示すように、筐体部10に+Z方向側からレンズ22を挿入し、位置決めを行った後で、カシメ部13を加熱・押圧あるいは圧着して接合する。すなわち圧接することで、熱カシメを行いレンズ22が筐体部10に固定される。
具体的には空隙部15に挿入された熱カシメ治具によって、カシメ部13をレンズ22の+Z方向側に少しかかるように、レンズ受け面14の方向に押しつぶすことでレンズ受け面14とカシメ部13との間にレンズ22とレンズ23とを挟み込むように固定する。
かかるカシメ工程は、レンズ22、23を筐体部10へ取り付けるための取り付け工程である。
なお、レンズ22と筐体部10との間に微小な空隙を設けることで、筐体部10とレンズ22との嵌合長が最適化されて、組み上げ時の干渉が低減されて簡易に取り付け可能になる。
最後に、投射側レンズ21が、投射型レンズ押え部12と図示しない板金押え部品を用いて筐体部10へと固定されて、図2、図3に示したようなレンズユニット200の構成となる。
As shown in FIG. 5A, the housing 10 molded through the molding process is attached so that the incident side lens 23 comes into contact with the formed lens receiving surface 14.
Next, as shown in FIG. 5B, after the lens 22 is inserted into the casing 10 from the + Z direction side and positioned, the crimping portion 13 is joined by heating, pressing or pressure bonding. That is, by pressing, the lens 22 is fixed to the housing unit 10 by heat caulking.
Specifically, the lens receiving surface 14 and the caulking portion are crushed by the heat caulking jig inserted into the gap portion 15 in the direction of the lens receiving surface 14 so that the caulking portion 13 is slightly applied to the + Z direction side of the lens 22. The lens 22 and the lens 23 are fixed between the lens 13 and the lens 13.
Such a caulking process is an attaching process for attaching the lenses 22 and 23 to the housing unit 10.
In addition, by providing a minute gap between the lens 22 and the housing 10, the fitting length between the housing 10 and the lens 22 is optimized, and interference during assembly is reduced, so that the mounting is simple. It becomes possible.
Finally, the projection side lens 21 is fixed to the housing unit 10 using the projection type lens pressing unit 12 and a sheet metal pressing part (not shown), and the configuration of the lens unit 200 as shown in FIGS. Become.

以上のような構成を有する画像投影装置100において、画像を投影する方法について説明する。   A method for projecting an image in the image projection apparatus 100 having the above-described configuration will be described.

光源101から射出された白色光は、投射光束Lとして空間光変調素子102へ入射し、制御部109の制御に基づいて空間的な変調を付与する空間光変調素子102により、カラーの画像情報を付与される。
空間光変調素子102によって空間的な変調を付与された投射光束Lは、レンズユニット200を透過して投影画像として投影面104に対して投影される。
White light emitted from the light source 101 enters the spatial light modulation element 102 as a projection light beam L, and color image information is converted by the spatial light modulation element 102 that applies spatial modulation based on the control of the control unit 109. Is granted.
The projection light beam L that has been spatially modulated by the spatial light modulation element 102 passes through the lens unit 200 and is projected onto the projection surface 104 as a projection image.

かかる画像投影装置100において、高品質な画像を投影するには、具体的にはフレアやゴースト等による投影画像の画質劣化を防ぐためには、レンズ21、22、23の有効半径外を透過しレンズユニット200から出射される不要光L’の除去が重要である。
画像投影装置100においては、一般的に、投射光束Lの進行方向側、すなわち−Z方向側から進入される光については、投射光束Lのみを透過するように設定されている。つまり、ここでいう不要光L’は、−Z方向側からレンズユニット200へと侵入する光のうち、レンズ21、22、23の有効半径の外側を透過する光であるといえる。
なお、かかる不要光L’は、レンズ23よりも−Z方向側で発生した、例えば図示しないレンズのコバに当たって散乱した光や、鏡枠に当たって散乱した光、レンズの面間反射光などを含んでも良い。また、不要光L’は、例えば有効径内を通っていたとしても、投影像に現われた場合にゴーストやフレアの原因となりうるような不要な光を含んでいても良い。
かかる不要光L’は、例えばレンズユニット200に取り付けられたレンズ21、22、23の、固定用に設けられた非レンズ部などに入り込んで悪影響を及ぼすおそれがある。
In order to project a high-quality image in the image projection apparatus 100, specifically, in order to prevent deterioration of the image quality of the projected image due to flare, ghost, etc., the lens 21, 22, 23 is transmitted outside the effective radius. It is important to remove unnecessary light L ′ emitted from the unit 200.
In the image projector 100, generally, the light entering from the traveling direction side of the projection light beam L, that is, the −Z direction side, is set to transmit only the projection light beam L. That is, the unnecessary light L ′ mentioned here can be said to be light that passes outside the effective radii of the lenses 21, 22, and 23 among light that enters the lens unit 200 from the −Z direction side.
The unnecessary light L ′ may include, for example, light scattered on the −Z direction side from the lens 23 and scattered by hitting a lens edge (not shown), light scattered by hitting a lens frame, reflected light between lenses. good. Further, the unnecessary light L ′ may include unnecessary light that may cause ghost or flare when appearing in the projected image even if it passes through the effective diameter.
The unnecessary light L ′ may enter a non-lens portion provided for fixing of the lenses 21, 22, and 23 attached to the lens unit 200, for example, and may have an adverse effect.

かかる不要光L’の除去のために、従来例として図7(a)に示すように、レンズの有効半径外から進入するような不要光L’を遮るように遮光部としての突起部51aを設ける構成などが考えられてきた。
なお、以下に示す従来例においては、レンズ21、22、23は実施形態で述べた構成と同様の構成で良いため、同じ番号を付して説明を省略する。
ところで、近年では画像投影装置の小型化、低価格化への要求が強く、レンズ21、22、23の固定方法についても、かしめなどを用いて精度良く、かつ工数の少ない固定方法が求められる。
しかしながら、レンズユニット500内に配置されるレンズ22をカシメによって固定するような場合には、レンズ22とレンズユニット500との間に空間部分が必要となってしまう。すなわち、カシメ用の器具が入るような空間部53を設ける必要がある。
かかる空間部53を設け、さらに突起部51aを設けると、突起部51aがアンダーカット形状のため、金型を開く方向すなわちZ方向へ移動させるのみでは金型と成型品との離型が出来ない。金型を内側すなわちY方向に動くようにすれば突起部51aは離型可能だが、空間部53が離型できない。よってこのような形状の部品成型は困難である。
また、金型に成型品がひっかかることで金型が開けず、無理に開こうとすると成型品が破壊されるおそれがある。
かかる課題を解決するためには、図7(b)に示すように、別体として突起部51bをレンズ22の組み付け後に取り付ける構成が考えられるが、構成が複雑になり、かつ部品点数の増加によるコスト増を生じるという問題までは解決できていない。
In order to remove such unnecessary light L ′, as shown in FIG. 7A as a conventional example, a projection 51 a as a light shielding portion is provided so as to block unnecessary light L ′ entering from outside the effective radius of the lens. The structure to provide has been considered.
In the conventional example shown below, the lenses 21, 22, and 23 may have the same configuration as that described in the embodiment, and thus the same numbers are given and the description thereof is omitted.
By the way, in recent years, there is a strong demand for downsizing and cost reduction of the image projection apparatus, and as for the fixing method of the lenses 21, 22, and 23, there is a demand for a fixing method with high accuracy using caulking or the like and with less man-hours.
However, when the lens 22 disposed in the lens unit 500 is fixed by caulking, a space portion is required between the lens 22 and the lens unit 500. In other words, it is necessary to provide a space 53 in which a caulking tool can be inserted.
When the space 53 is provided and the protrusion 51a is further provided, the protrusion 51a is undercut, so that the mold and the molded product cannot be released simply by moving the mold in the opening direction, that is, the Z direction. . If the mold is moved inward, that is, in the Y direction, the protrusion 51a can be released, but the space 53 cannot be released. Therefore, it is difficult to mold such a part.
Further, if the molded product is caught in the mold, the mold cannot be opened, and if the mold is forcibly opened, the molded product may be destroyed.
In order to solve such a problem, as shown in FIG. 7B, a configuration in which the protruding portion 51b is attached as a separate body after the lens 22 is assembled can be considered. However, the configuration becomes complicated and the number of parts increases. The problem of increasing costs has not been solved.

そこで、本実施形態では、遮光部11は、光軸Oに対して平行なZ方向に沿って、+Z方向へ向かって形成されている。
かかる構成により、筐体部10に一体形成された遮光部11は、不要光L’の出射を制限する。
Therefore, in the present embodiment, the light shielding portion 11 is formed toward the + Z direction along the Z direction parallel to the optical axis O.
With this configuration, the light shielding unit 11 integrally formed with the housing unit 10 restricts the emission of unnecessary light L ′.

本実施形態では、遮光部11は、レンズ22よりも+Z方向側に形成されている。
かかる構成により、レンズ22の有効半径r22よりも外側を通過する不要光L’の透過を制限する。
In the present embodiment, the light shielding unit 11 is formed on the + Z direction side of the lens 22.
With this configuration, transmission of unnecessary light L ′ that passes outside the effective radius r 22 of the lens 22 is limited.

本実施形態では、遮光部11は、+Z方向に凸の凸部であり、先端部11aは、レンズ22よりも+Z方向側において筐体部10に支持される投射側レンズ21の凹部21aに進入する位置を占めるように配置される。
かかる構成により、投射側レンズ21の凹部21aよりも外側へ進入する不要光L’の筐体部10内部からの出射を抑制または防止する。
In the present embodiment, the light shielding part 11 is a convex part convex in the + Z direction, and the tip part 11 a enters the concave part 21 a of the projection side lens 21 supported by the housing part 10 on the + Z direction side of the lens 22. It is arranged so as to occupy the position to be.
With such a configuration, emission of unnecessary light L ′ entering the outside of the concave portion 21 a of the projection side lens 21 from the inside of the housing portion 10 is suppressed or prevented.

本実施形態では、筐体部10は、熱カシメによってレンズ22を固定するカシメ部13と、カシメ部13を挟んでレンズ22と反対側に形成された空隙部15と、を有している。
かかる構成により、空隙部15に工具を入れてカシメ部13をレンズ受け面14の方向に押しつぶすことでレンズ22、23を固定するから、遮光部11を設けながらも、部品数や工数の増加を伴うことがなく、コストの増加が抑制される。
In the present embodiment, the housing 10 includes a caulking portion 13 that fixes the lens 22 by thermal caulking, and a gap portion 15 that is formed on the opposite side of the lens 22 across the caulking portion 13.
With such a configuration, the lenses 22 and 23 are fixed by putting a tool in the gap 15 and crushing the caulking portion 13 in the direction of the lens receiving surface 14. This is not accompanied by an increase in cost.

本実施形態では、遮光部11の内周側の側面11bは、空隙部15の外周側の外周面15bと面一で、平坦に連なって形成される。
かかる構成により、遮光部11を設けながらも、構造が単純で部品数や工数の増加を伴うことがなく、コストの増加が抑制される。
In the present embodiment, the side surface 11 b on the inner peripheral side of the light shielding portion 11 is formed to be flush with the outer peripheral surface 15 b on the outer peripheral side of the gap portion 15 and to be flat and continuous.
With such a configuration, while providing the light shielding portion 11, the structure is simple and the number of parts and man-hours are not increased, and an increase in cost is suppressed.

本実施形態では、金型30は、筐体部10の外側を形成するための固定型31と、筐体部10の内側を形成するための可動型32と、を有している。また、可動型32は、遮光部11を形成するための+Z方向に凹んだ遮光形成部33を有し、Z方向に移動可能である。
かかる構成により、筐体部10の成型用の金型の構造が容易になるため、コストの増加が抑制される。
In the present embodiment, the mold 30 has a fixed mold 31 for forming the outer side of the casing unit 10 and a movable mold 32 for forming the inner side of the casing unit 10. The movable mold 32 has a light shielding forming portion 33 that is recessed in the + Z direction for forming the light shielding portion 11 and is movable in the Z direction.
With such a configuration, the structure of the mold for molding the housing portion 10 is facilitated, and an increase in cost is suppressed.

本実施形態では、金型30は、筐体部10の外側を形成するための固定型31と、筐体部10の内側を形成するための可動型32と、を有している。また、可動型32は、遮光部11を形成するための+Z方向に凹んだ遮光形成部33と、空隙部15を形成するための−Z方向に凸の空隙形成部34と、を有し、Z方向に移動可能である。
かかる構成により、筐体部10の成型用の金型の構造が容易になるため、コストの増加が抑制される。
In the present embodiment, the mold 30 has a fixed mold 31 for forming the outer side of the casing unit 10 and a movable mold 32 for forming the inner side of the casing unit 10. In addition, the movable mold 32 includes a light shielding forming portion 33 that is recessed in the + Z direction for forming the light shielding portion 11 and a void forming portion 34 that is convex in the −Z direction for forming the space 15. It can move in the Z direction.
With such a configuration, the structure of the mold for molding the housing portion 10 is facilitated, and an increase in cost is suppressed.

また、変形例として図6に示すように、いわゆるDカットレンズ41、42、43を用いた、Z軸について非対称なレンズ鏡筒400としても良い。
かかる構成においては、遮光部11は、+Y方向側のみに形成された凸部である。
他の構成については、上述した実施形態と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
Further, as a modified example, as shown in FIG. 6, a lens barrel 400 that is asymmetric with respect to the Z-axis using so-called D-cut lenses 41, 42, and 43 may be used.
In such a configuration, the light shielding portion 11 is a convex portion formed only on the + Y direction side.
Since other configurations are the same as those in the above-described embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and the present invention described in the claims is not specifically limited by the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.

例えば、画像投影装置は、1つの液晶パネルでカラーの画像情報を与える1板式のカラープロジェクタとしたが、これに限らず、3板式のカラープロジェクタであっても良いし、モノクロの画像投影装置であってもよい。   For example, the image projector is a single-plate color projector that provides color image information with a single liquid crystal panel, but is not limited thereto, and may be a three-plate color projector or a monochrome image projector. There may be.

また、本実施形態では、レンズ光軸について軸対称なレンズ鏡筒について述べたが、いわゆるDカットレンズを用いた、光軸について非対称なレンズ鏡筒であっても良い。   In the present embodiment, the lens barrel that is axially symmetric with respect to the lens optical axis has been described. However, a lens barrel that is asymmetric with respect to the optical axis using a so-called D-cut lens may be used.

また、本実施形態では、3つのレンズのうち1つをかしめによって固定するとしたが、複数のレンズをかしめによって固定しても良い。また、かしめ以外の固定方法によって固定するものであっても良い。
また、遮光部に形成する反射防止構造は、反射光を低減するためのものであれば、シボ加工以外の加工でも良い。
In the present embodiment, one of the three lenses is fixed by caulking, but a plurality of lenses may be fixed by caulking. Moreover, you may fix by fixing methods other than caulking.
Further, the antireflection structure formed in the light shielding portion may be processed other than the texture processing as long as it is for reducing reflected light.

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。   The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.

10 鏡筒部(筐体部)
11 遮光部
11a 先端部
11b 光軸側の面(側面部)
13 固定部(カシメ部)
15 空隙部
15b 外周面
21 光学部材(投射側レンズ)
21a 凹部
22 レンズ
30 樹脂型(金型)
31 固定型
32 可動型
33 凹部(遮光形成部)
34 凸部(空隙形成部)
100 画像投影装置
200 レンズ鏡筒(レンズユニット)
L 投射光束
L’ レンズの有効半径外側を透過する光束(迷光)
O 光軸(レンズ光軸)
P 樹脂材料
Z レンズの光軸に対して平行な方向
10 Lens barrel (housing)
11 light-shielding part 11a tip part 11b optical axis side surface (side surface part)
13 Fixing part (crimping part)
15 gap 15b outer peripheral surface 21 optical member (projection side lens)
21a Concave portion 22 Lens 30 Resin mold (mold)
31 Fixed mold 32 Movable mold 33 Recessed part (light-shielding part)
34 Convex part (gap forming part)
100 image projector 200 lens barrel (lens unit)
L Projected light beam L ′ Light beam that passes outside the effective radius of the lens (stray light)
O Optical axis (Lens optical axis)
P resin material Z direction parallel to the optical axis of the lens

特許第5599093号公報Japanese Patent No. 5599093 特開2013−068857号公報JP 2013-068857 A 特開2011−242504号公報JP 2011-242504 A 特開2005−309289号公報JP 2005-309289 A

Claims (6)

少なくとも1つのレンズを支持するための鏡筒部と、
前記鏡筒部と一体に設けられて、前記レンズの有効半径外側を透過する光束の出射を制限するための遮光部と、
熱カシメによって前記レンズを固定する固定部と、
前記固定部を挟んで前記レンズと反対側に形成された空隙部と、
を有し、
前記遮光部は、前記レンズの光軸に対して平行な方向に沿って形成され、前記遮光部の前記レンズの光軸側の面は、前記空隙部の外周面と平坦に連なって形成されることを特徴とするレンズ鏡筒。
A lens barrel for supporting at least one lens;
A light-shielding portion that is provided integrally with the lens barrel portion and restricts emission of a light beam that passes outside the effective radius of the lens;
A fixing portion for fixing the lens by heat caulking;
A gap formed on the opposite side of the lens across the fixed portion;
Have
The light-shielding portion is formed along a direction parallel to the optical axis of the lens, and the surface of the light- shielding portion on the optical axis side of the lens is formed to be continuous with the outer peripheral surface of the gap portion. A lens barrel characterized by that .
請求項1に記載のレンズ鏡筒において、
前記遮光部は、前記レンズよりも前記光束の出射方向の上流側に形成されることを特徴とするレンズ鏡筒。
The lens barrel according to claim 1,
The lens barrel, wherein the light shielding portion is formed upstream of the lens in the light beam emission direction.
請求項1または2に記載のレンズ鏡筒において、
前記遮光部は凸部であることを特徴とするレンズ鏡筒。
The lens barrel according to claim 1 or 2,
The lens barrel, wherein the light shielding portion is a convex portion.
請求項3に記載のレンズ鏡筒において、
前記遮光部の前記平行な方向における先端部は、前記レンズよりも前記光束の出射方向の下流側において前記鏡筒部に支持される光学部材の凹部に進入する位置を占めることを特徴とするレンズ鏡筒。
In the lens barrel according to claim 3,
The lens is characterized in that a front end portion in the parallel direction of the light shielding portion occupies a position entering the concave portion of the optical member supported by the lens barrel portion on the downstream side of the light beam emission direction from the lens. A lens barrel.
請求項1乃至4の何れか1つに記載のレンズ鏡筒を有する画像投影装置。An image projection apparatus comprising the lens barrel according to claim 1. 請求項1乃至4の何れか1つに記載されたレンズ鏡筒を形成する成型用型であって、A molding die for forming a lens barrel according to any one of claims 1 to 4,
前記鏡筒部の外側を形成するための固定型と、A fixed mold for forming the outside of the lens barrel;
前記鏡筒部の内側を形成するための可動型と、を有し、A movable mold for forming the inside of the lens barrel,
前記可動型は、前記遮光部を形成するための凹部と、前記空隙部を形成するための凸部と、を有し、The movable mold has a concave portion for forming the light shielding portion and a convex portion for forming the gap portion,
前記可動型は、前記光軸に平行な方向に移動可能であることを特徴とする成型用型。The mold for molding is characterized in that the movable mold is movable in a direction parallel to the optical axis.
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