JP6666419B2 - 投射レンズ鏡筒、投射表示装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る投射レンズ鏡筒100の構成を説明するための図である。図1は、投射レンズ鏡筒100の光軸Xを含む断面のうち、光軸Xの片側の断面の概略の構成を示す図である。図1において、投射レンズ鏡筒100の右方から左方に向けて、図示外の画像表示素子からの光が進行し、投射レンズ鏡筒100から左方に出射する。投射レンズ鏡筒100から出射した光は、図示外のスクリーンに投射される。
投射レンズ鏡筒100は、レンズ光学系2と、鏡筒3とを有する。レンズ光学系2は、前方から順に、第1レンズ群4と、第2レンズ群5と、第3レンズ群6と、第4レンズ群7と、第5レンズ群8とを有する。第1レンズ群4、第3レンズ群6および第4レンズ群7は、固定レンズである。第2レンズ群5および第5レンズ群8は可動レンズである。なお、図に示される各レンズ群の構成は簡略化されていて、実際のレンズ光学系2は、要求される光学特性に応じた適宜の構成とする。
第1レンズ群4は、第1レンズ群保持枠17に保持される。第1レンズ群保持枠17は、固定筒10の前端部に取り付けられ、ビス18により固定される。したがって、第1レンズ群保持枠17に保持される第1レンズ群4は、固定筒10に対して固定されている。
図1に加えて、図2を参照しながら第2レンズ群5の保持構造について説明する。図2は、投射レンズ鏡筒100の第2レンズ群5の保持構造部分を拡大して示す図である。
第3レンズ群6は、第3レンズ群保持枠33に保持される。第3レンズ群保持枠33は、固定筒10に取り付けられ、ビス34により固定される。したがって、第3レンズ群保持枠33に保持される第3レンズ群6は、固定筒10に対して固定されている。
図1に加えて、図3を参照しながら第4レンズ群7の保持構造について説明する。図3は、投射レンズ鏡筒100の第4レンズ群7の保持構造部分を拡大して示す図である。
図1に加えて、図3を参照しながら第5レンズ群8の保持構造について説明する。図3は、投射レンズ鏡筒100の第2レンズ群5の保持構造部分を拡大して示す図である。
第2レンズ群5の移動について、投射レンズ鏡筒100の組立工程で行われる調整のための移動と、投射レンズ鏡筒100により投射像をスクリーンに結像させる際のピント調整を行うための移動とについて説明する。
投射レンズ鏡筒100には、補正機構39および補正機構40が備えられている。補正機構39は、第2レンズ群5に備えられ、主に、投射レンズ鏡筒100の温度の上昇に伴い悪化する像面湾曲を補正する機能を有する。また、補正機構40は、第5レンズ群8に備えられ、主に、投射レンズ鏡筒100の温度の上昇に伴い変化するバックフォーカスを補正する機能を有する。
補正機構39は、第2レンズ群保持枠19と、外周筒20と、ピン19Aと、コイルバネ19Bと、熱変形枠41等を有する。投射レンズ鏡筒100が加熱され温度が高くなると、温度の高さに応じて熱変形枠41は前後方向に膨張し、コイルバネ19Bの付勢力に抗して第2レンズ群保持枠19を前方に移動させる。この第2レンズ群保持枠19の移動により第2レンズ群5が移動し、主に像面湾曲の補正が行われる。熱変形枠41の線膨張係数や体積等は、補正機構39の補正量が投射レンズ鏡筒100の温度に対する像面湾曲の必要な補正量に一致するように設定する。
補正機構40は、第4レンズ群保持枠35と、第5レンズ群保持枠38と、ピン37と、コイルバネ37Aと、熱変形枠42等を有する。投射レンズ鏡筒100が加熱され温度が高くなると、温度の高さに応じて熱変形枠42の前後方向に膨張し、コイルバネ37Aの付勢力に抗して第5レンズ群保持枠38を前方に移動させる。この第4レンズ群保持枠35の移動により第2レンズ群5が移動し、主にバックフォーカスの補正が行われる。熱変形枠42の線膨張係数や体積等は、補正機構40の補正量が投射レンズ鏡筒100の温度に対するバックフォーカスの必要な補正量に一致するように設定する。
第1の実施の形態に係る投射レンズ鏡筒100は、図示外の画像表示素子からの光を、図示外のスクリーンに投射像として結像させるレンズ光学系2を備える。第2レンズ群5と第5レンズ群8とは、投射レンズ鏡筒100の温度変化により生じる光学特性の変化に起因した投射像の画質の低下を抑えるために補正の対象とする光学特性(以下、「補正要素」と記載する。)が互いに異なっている。投射レンズ鏡筒100の第2レンズ群5は、像面湾曲補正用レンズ群であり、他のレンズ群に比べて像面湾曲の補正を効果的に行えるレンズ群である。一方、第5レンズ群8は、バックフォーカス補正用レンズ群であり、他のレンズ群に比べてバックフォーカスの補正を効果的に行えるレンズ群である。そして、投射レンズ鏡筒100は、第2レンズ群5に補正機構39を備え、さらに、第5レンズ群8にも補正機構40を備える。
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る投射レンズ鏡筒200の構成を説明するための図であり、投射レンズ鏡筒200の光軸Xを含む断面のうち、光軸Xの片側の断面の概略の構成を示す図である。前後方向については、図1と同様であり、投射レンズ鏡筒100と同様の構成部分については、同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
投射レンズ鏡筒200は、レンズ光学系202と鏡筒203とを有する。レンズ光学系202は、前方から順に、第1レンズ群204と、第2レンズ群205と、第3レンズ群206と、第4レンズ群207と、第5レンズ群208と、第6レンズ群209とを有する。第1レンズ群204、第3レンズ群206および第6レンズ群209は、固定レンズである。第2レンズ群205、第4レンズ群207および第5レンズ群208は可動レンズである。なお、図に示される各レンズ群の構成は簡略化されていて、実際のレンズ光学系202は、要求される光学特性に応じた適宜の構成とする。
第2の実施の形態に係る投射レンズ鏡筒200は、図示外の画像表示素子からの光を、図示外のスクリーンに投射像として結像させるレンズ光学系202を備える。第4レンズ群207と第5レンズ群208とは、投射レンズ鏡筒200の温度変化により生じる光学特性の変化に起因した投射像の画質の低下を抑えるために補正の対象とする光学特性(補正要素)が互いに異なっている。
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る投射レンズ鏡筒300の構成を説明するための図であり、投射レンズ鏡筒300の光軸Xを含む断面のうち、光軸Xの片側の断面の概略の構成を示す図である。前後方向については、図1と同様であり、投射レンズ鏡筒100と同様の構成部分については、同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
投射レンズ鏡筒300は、レンズ光学系302と鏡筒303とを有する。レンズ光学系302は、前方から順に、第1レンズ群304と、第2レンズ群305と、第3レンズ群306と、第4レンズ群307と、第5レンズ群308とを有する。第1レンズ群304、第4レンズ群307および第5レンズ群308は、固定レンズである。第2レンズ群305、第3レンズ群306は可動レンズである。なお、図に示される各レンズ群の構成は簡略化されていて、実際のレンズ光学系302は、要求される光学特性に応じた適宜の構成とする。
第3の実施の形態に係る投射レンズ鏡筒300は、図示外の画像表示素子からの光を、図示外のスクリーンに投射像として結像させるレンズ光学系302を備える。第2レンズ群305と第3レンズ群306とは、投射レンズ鏡筒300の温度変化による光学特性の変化に起因した投射像の画質の低下を抑えるために補正の対象とする光学特性(以下、「補正要素」と記載する。)が互いに異なっている。投射レンズ鏡筒300の第2レンズ群305は、バックフォーカス補正用レンズ群であり、他のレンズ群に比べてバックフォーカスの補正を効果的に行えるレンズ群である。一方、第3レンズ群306は、像面湾曲補正用レンズ群であり、他のレンズ群に比べて像面湾曲の補正を効果的に行えるレンズ群である。そして、投射レンズ鏡筒300は、第2レンズ群305に補正機構312を備え、さらに、第3レンズ群306にも補正機構39を備える。
100,200,300 … 投射レンズ鏡筒
4 … 第1レンズ群
5 … 第2レンズ群(像面湾曲補正用レンズ群)
6 … 第3レンズ群
7 … 第4レンズ群
8 … 第5レンズ群(バックフォーカス補正用レンズ群)
15 … 筐体
39 … 補正機構
40 … 補正機構
43 … 絞り
204 … 第1レンズ群
205 … 第2レンズ群
206 … 第3レンズ群
207 … 第4レンズ群(バックフォーカス補正用レンズ群)
208 … 第5レンズ群(像面湾曲補正用レンズ群)
209 … 第6レンズ群
216 … 補正機構
217 … 補正機構
218 … 絞り
304 … 第1レンズ群
305 … 第2レンズ群(バックフォーカス補正用レンズ群)
306 … 第3レンズ群(像面湾曲補正用レンズ群)
307 … 第4レンズ群
308 … 第5レンズ群
313 … 絞り
312 … 補正機構
Claims (10)
- 画像表示素子からの光をスクリーン上に投射像として形成するレンズ光学系を備える投射レンズ鏡筒において、
前記投射レンズ鏡筒の温度変化による光学特性の変化に起因する前記投影像の画質の低下を抑制するために補正の対象とする光学特性が互いに異なる少なくとも2つの補正用レンズ群と、
前記各補正用レンズ群それぞれに備えられ、前記各補正用レンズ群をそれぞれ光軸に沿って移動させる補正機構と、
を有し、
前記各補正機構は、温度の高さに応じて光軸方向に膨張する熱変形枠を有し、この熱変形枠の膨張により前記各補正用レンズ群を移動させ前記光学特性を補正すると共に、
前記各補正機構には第3の補正機構が存在し、
該第3の補正機構は、
前記第3の補正機構が補正の対象とする第3の補正用レンズ群を保持する第3の補正レンズ保持枠と、
前記第3の補正用レンズ群の後側に配置されるレンズ群を保持する後側レンズ保持枠と、
前記第3の補正レンズ保持枠と前記後側レンズ保持枠との間に配置される波ワッシャーと、
前記第3の補正レンズ保持枠の前側に配置される第2の補正機構の熱変形枠の外周に配置され、前記後側レンズ保持枠の前端部に取り付けられている外周筒と、
を有し、
前記第3の補正機構の熱変形枠は、前記波ワッシャーの付勢力により前方へ向けて付勢された状態で前記第3の補正レンズ保持枠と前記外周筒との間に狭持されている、
ことを特徴とする投射レンズ鏡筒。 - 請求項1に記載の投射レンズ鏡筒において、
少なくとも2つの前記補正用レンズ群のうち、少なくとも1つの補正用レンズ群は、前記補正の対象とする光学特性としてバックフォーカスを補正できるバックフォーカス補正用レンズ群であり、他の少なくとも1つの補正用レンズ群は、補正の対象とする光学特性として像面湾曲を補正できる像面湾曲補正用レンズ群である、
ことを特徴とする投射レンズ鏡筒。 - 請求項2に記載の投射レンズ鏡筒において、
焦点調節を行うために移動される前記補正用レンズ群を前記像面湾曲補正用レンズ群とする、
ことを特徴とする投射レンズ鏡筒。 - 請求項2または3に記載の投射レンズ鏡筒において、
前記像面湾曲補正用レンズ群は、前記バックフォーカス補正用レンズ群よりもスクリーン側に配置されている、
ことを特徴とする投射レンズ鏡筒。 - 請求項2に記載の投射レンズ鏡筒において、
前記投射レンズ鏡筒の絞りよりも前記画像表示素子側に配置されるレンズ群の少なくとも1つのレンズ群に、前記補正機構が備えられる、
ことを特徴とする投射レンズ鏡筒。 - 請求項5に記載の投射レンズ鏡筒において、
前記少なくとも1つのレンズ群は、前記絞りに隣接するレンズ群である、
ことを特徴とする投射レンズ鏡筒。 - 請求項5に記載の投射レンズ鏡筒において、
前記絞りは、前記投射レンズ鏡筒が取り付けられる投射表示装置の筐体内に配置されている、
ことを特徴とする投射レンズ鏡筒。 - 請求項6に記載の投射レンズ鏡筒において、
前記絞りは、前記投射レンズ鏡筒が取り付けられる投射表示装置の筐体内に配置されている、
ことを特徴とする投射レンズ鏡筒。 - 請求項2に記載の投射レンズ鏡筒において、
前記補正機構のうち少なくとも1つ補正機構は、前記投射レンズ鏡筒の絞りに前記スクリーン側で隣接するレンズ群よりもスクリーン側であって、前記投射レンズ鏡筒が取り付けられる投射表示装置の筐体の外側に配置されるレンズ群に備えられている、
ことを特徴とする投射レンズ鏡筒。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の投射レンズ鏡筒を備えることを特徴とする投射表示装置。
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