(57)【要約】【課題】  レンズ装置のレンズ支持枠を高精度及びローコストに形成し、かつカム筒への取り付け精度を向上させる。【解決手段】  第２レンズ群１０のレンズ支持枠４５は、第２レンズ４４を支持する鏡室部４６と、この鏡室部４６を支持するとともに、固定筒１４及びズームカム筒１９に取り付けられるカムフォロワ４０を備えた移動枠４７とからなる。鏡室部４６と移動枠４７とを別体にしたことにより射出成形にスライド型を使用しなくてすむため、成形精度が向上し、コストも低下する。また、組み立て時には、先に移動枠４７を治具で保持して固定筒１４及びズームカム筒１９内に取り付け、その後に鏡室部４６を移動枠４７に取り付けるので、第２レンズ４４と各筒１４，１９との間の位置精度が向上する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一枚のレンズと、
このレンズを支持するとともに外周に複数のカムフォロワが形成されたレンズ支持枠とからなる複数のレンズ群と、
各レンズ群のカムフォロワが係合する複数のカム溝が設けられたカム筒とを備え、
カム筒の回転によってカム溝でカムフォロワを押圧し、各レンズ群を光軸方向に移動させるレンズ装置において、
前記レンズ支持枠は、レンズを支持する鏡室部と、
この鏡室部を支持するとともに外周に複数のカムフォロワが形成された移動枠とからなることを特徴とするレンズ装置のレンズ支持枠。
【請求項２】
前記鏡室部と移動枠とは、鏡室部を移動枠内に圧入することによって結合されることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置のレンズ支持枠。
【請求項３】
前記鏡室部と移動枠とは、いずれか一方に形成された係合部と、他方に形成された被係合部とを係合させることによって結合されることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置のレンズ支持枠。
【請求項４】
前記鏡室部と移動枠とは、両者の対応する位置にそれぞれ形成された被挟持部を弾性部材によって挟み込むことによって結合されることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置のレンズ支持枠。
【請求項５】
前記鏡室部と移動枠とは、接着剤によって結合されることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置のレンズ支持枠。
【請求項６】
前記鏡室部と移動枠とは、移動枠の外周から螺合された複数のネジによって結合されることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置のレンズ支持枠。
【請求項７】
レンズを支持する鏡室部と、
鏡室部を支持するとともに外周に複数のカムフォロワが形成された移動枠とからなるレンズ支持枠と、
このレンズ支持枠と鏡室部に支持される少なくとも１枚のレンズとからなる複数のレンズ群と、
各レンズ群の各カムフォロワが係合する複数のカム溝が形成されたカム筒とからなるレンズ装置の製造方法において、
前記カム筒内に複数の移動枠を組み込む工程と、
カム筒内に組み込まれた各移動枠に、レンズを支持した鏡室部を組み付ける工程とを含むことを特徴とするレンズ装置の製造方法。
【請求項８】
前記複数の移動枠をカム筒に組み込む工程では、カム筒内に組み込まれる複数の移動枠を同時に保持する治具を使用し、この治具は、カム筒に挿入されることによって各移動枠を所定の位置に位置決めすることを特徴とする請求項７記載のレンズ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カム筒内に複数のレンズ群を組み込み、カム筒の回転によってレンズ群を光軸方向に移動させるようにしたレンズ装置に関し、更に詳しくは、レンズを支持するレンズ支持枠の構造の改良と、レンズ装置の製造方法の改良とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１本のレンズ装置で異なる焦点距離を得ることのできるズームレンズ装置が、従来からカメラやプロジェクタ等の光学製品に使用されている。このズームレンズ装置は、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されているように、鏡胴内に複数のレンズ群を組み込み、これらのレンズ群を光軸方向に沿って移動させることによって、変倍とピント合わせとを行なっている。
【０００３】
各レンズ群は、少なくとも１枚のレンズと、このレンズを支持する円環状のレンズ支持枠とからなる。レンズ支持枠の外周には、例えば３個のピン形状のカムフォロワが放射状に等角度で立設されている。鏡胴は、レンズ支持枠のカムフォロワが挿入される複数のカム溝が曲線状に形成されたズームカム筒と、光軸方向に沿った直線状のカム溝が複数形成された固定筒とからなり、ズームカム筒を回転させることによって曲線状のカム溝にカムフォロワが押され、直線状のカム溝に沿って各レンズ群が光軸方向に移動する。
【０００４】
ズームレンズ装置において高い画質を得るには、各レンズ群の中心が光軸に一致していなければならない。そのためには、レンズ支持枠のレンズが挿入されるレンズ挿入部内の面平行度や、３本のカムフォロワの位置が、高い精度で形成される必要がある。このレンズ支持枠は、プラスチックの射出成形によって形成されるが、レンズ挿入部とカムフォロワとの間にはアンダーカット形状が存在するため、スライド型が使用される。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２６７３４号公報
【特許文献２】特開２０００−３２１４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、射出成形にスライド型を使用すると成形精度が低下するため、レンズ支持枠のレンズ挿入部とカムフォロワとを高精度に形成することができなかった。また、スライド型を使用することによって、コストがアップするという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、レンズ支持枠を高精度及びローコストに形成し、カム筒への取り付け精度を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置のレンズ支持枠は、レンズを支持する鏡室部と、この鏡室部を支持するとともに、外周に複数のカムフォロワが形成された移動枠とから構成した。
【０００９】
また、鏡室部と移動枠との結合は、鏡室部を移動枠に圧入させる、あるいはいずれか一方に形成された係合部と他方に形成された被係合部とを係合させる、または両者の対応する位置にそれぞれ形成された被挟持部を弾性部材によって挟み込む、あるいは接着剤によって結合する、または移動枠の外周から螺合される複数のネジを用いるようにした。
【００１０】
本発明のレンズ装置の製造方法では、カム筒内に複数の移動枠を組み込む工程と、カム筒内に組み込まれた各移動枠に、レンズを支持した鏡室部を組み付ける工程とを含むようにした。
【００１１】
また、複数の移動枠をカム筒に組み込む工程では、複数の移動枠を保持するとともに、カム筒に挿入することによって各移動枠を所定の位置に位置決めする治具を用いた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のレンズ装置の支持枠によれば、レンズを支持する鏡室部と、カムフォロワが形成された移動枠とを別体で形成したので、射出成形にスライド型を使用する必要がなくなり、高精度及びローコストに形成することができ、光学性能を簡単に向上させることができる。また、複数のレンズ群において、移動枠を共通化することもできるため、イニシャルコストの削減に寄与することもできる。更に、光学設計感度上、群感度が高い場合には、鏡室部と移動枠との間で偏芯調整を行なうこともできるため、より細かな調整を行なって、画質向上に資することができる。
【００１３】
また、鏡室部と移動枠との結合に、圧入、係合部による係合、弾性部材による挟持、接着剤による固着、ネジによる螺合などを用いるようにしたので、移動枠と鏡室部とを簡単に結合することができる。
【００１４】
また、先に移動枠をカム筒に組み込み、その後に、移動枠に鏡室部を取り付けるようにしたので、カム筒に対して移動枠を高精度に取り付けることができ、カム筒と鏡室部との間の取り付け精度も向上する。更に、移動枠のカム筒への取り付けに、複数の移動枠を保持することのできる治具を使用したので、カム筒と移動枠間、及び各移動枠間の位置調整を簡単に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、プロジェクターの画像投映ユニットを示している。画像投映ユニット２は、ズームレンズ装置３、ダイクロイックプリズム４、ＬＣＤ等の透過型画像表示器５、及び投映ランプ６で構成されている。投映ランプ６から放射された光は、透過型画像表示器５を透過してダイクロイックプリズム４に入射する。透過型画像表示器５に表示されたＲＧＢ系の３原色の画像は、ダイクロイックプリズム４により合成され、ズームレンズ装置３によってスクリーン等に投映される。
【００１６】
ズームレンズ装置３は、フォーカス機能を備えたフロントコンバーターとして作用する第１レンズ群９と、バリエーターとして作用する第２レンズ群１０と、コンペンセーターとして作用する第３レンズ群１１と、リレーレンズとして作用する第４レンズ群１２と、固定筒１４，フォーカス筒１５，リレー筒１６，外装筒１７，フォーカスリング１８，ズームカム筒１９，ズームリング２０等から構成されている。変倍は、第２レンズ群１０と第３レンズ群１１とが光軸２１の方向に移動することによって行なわれ、フォーカシングは、第１レンズ群９が光軸２１の方向に移動することによって行なわれる。
【００１７】
図２に示すように、固定筒１４には、回転方向に沿う形状の回転カム溝２４と、光軸２１方向に沿う形状の直進カム溝２５とが、光軸２１を中心とする回転方向において１２０°の等角度で３個ずつ形成されている。固定筒１４の前端と後端とには、第１レンズ群９と第４レンズ群１２とが取り付けられる。第１レンズ群９は、第１レンズ９ａとこれを支持するフォーカス筒１５とからなる。第４レンズ群１２は、第４レンズ１２ａ，１２ｂと、これらを支持するリレー筒１６とからなる。外装筒１７は、固定筒１４の外周に図示しないネジによって取り付けられて固定筒１４とリレー筒１６とを覆う。このズームレンズ装置３は、外装筒１７によってプロジェクタに取り付けられる。
【００１８】
固定筒１４の先端内周には、雄ヘリコイド２８が形成されており、フォーカス筒１５の後端外周には、雄ヘリコイド２８に噛合する雌ヘリコイド３０が形成されている。そのため、フォーカス筒１５の外周に図示しないネジによって取り付けられたフォーカスリング１８を利用してフォーカス筒１５を回転させると、ヘリコイドのリードによって第１レンズ群９が光軸方向に進退し、フォーカス調整が行なわれる。なお、フォーカス筒１５は、図示しないネジによって、固定筒１４から抜け落ちないように抜け止めされている。
【００１９】
固定筒１４内には、ズームカム筒１９が回転自在に収納される。ズームカム筒１９の外周には、固定筒１４の回転カム溝２４内に挿入される３個のカムフォロワ３３が取り付けられる。各カムフォロワ３３は、ズームカム筒１９の外周にネジ３４によって固定されるカムピン３５と、このカムピン３５とネジ３４との間に回転自在に保持されるカムローラー３６とからなる。カムローラー３６は、回転カム溝２４内でカムフォロワ３３が移動しやすくなるように回転する。また、各カムフォロワ３３は、固定筒１４の回転カム溝２４から外側に突出され、固定筒１４の外側に配置されるズームリング２０に係合される。そのため、ズームカム筒１９は、ズームリング２０の回転によって固定筒１４内で回転される。
【００２０】
ズームカム筒１９の外周には、第２レンズ群１０と第３レンズ群１１とを光軸方向に移動させるために用いられる一対のズームカム溝３８，３９が、回転方向において１２０°の等角度で３組形成されている。第２レンズ群１０と第３レンズ群１１とは、外周に３個のカムフォロワ４０，４１がそれぞれ形成されており、これらのカムフォロア４０，４１は、ズームカム筒１９のズームカム溝３８，３９と、固定筒１４の直進カム溝２５とに挿入される。
【００２１】
ズームリング２０によってズームカム筒１９が回転されると、ズームカム溝３８，３９が第２レンズ群１０と第３レンズ群１１のカムフォロワ４０，４１を押圧する。ズームカム溝３８，３９によって押圧された各カムフォロワ４０，４１は、直進カム溝２５によって第２レンズ群１０及び第３レンズ群１１を光軸２１方向に沿って移動させ、変倍を行なう。なお、このズームレンズ装置３は、ズームリング２０から先の部分が外部に露呈されるようにプロジェクタ本体に取り付けられる。そして、ズームリング２０とフォーカスリング１８とが手動で操作されることにより、変倍とピント合わせとが行なわれる。
【００２２】
図３に示すように、第２レンズ群１０は、第２レンズ４４と、この第２レンズ４４を保持するレンズ支持枠４５と、このレンズ支持枠４５の外周に等角度をおいて取り付けられる３個のカムフォロワ４０とからなる。レンズ支持枠４５は、第２レンズ４４を支持する筒状の鏡室部４６と、この鏡室部４６をズームカム筒１９内で支持する移動枠４７とからなる。両者は、移動枠４７の内径部４７ａ内に鏡室部４６の後端筒部４６ａが嵌合されることによって結合される。
【００２３】
各カムフォロワ４０は、移動枠４７の外周に取り付けられる。カムフォロワ４０は、移動枠４７の外周に形成されたボス５０にネジ５１によって取り付けられるカムピン５２と、このカムピン５２とネジ５１との間に回転自在に保持される二つのカムローラー５３，５４とからなる。各カムローラー５３，５４は、固定筒１４の直進カム溝２５と、ズームカム筒１９のズームカム溝３８，３９との摺動をスムーズにする。
【００２４】
鏡室部４６と移動枠４７とは、プラスチックの射出成形によって形成されている。従来のレンズ支持枠は、鏡室部と移動枠とが一体に形成されていた。そのため、射出成形用の金型に多数のスライド部が必要となるため、コストが上昇し、成形精度が低下するという問題を有していた。
【００２５】
本発明では、上記問題を解決するために、鏡室部４６と移動枠４７とを別体で構成し、これらを結合させることによってレンズ支持枠４５を形成した。これにより、金型の構造を簡略化することができるため、コストを低減させることができる。また、成形精度が向上するため、光学性能も向上させることができる。更に、光学設計感度上、群感度が高い場合には、鏡室部４６と移動枠４７との間で偏芯調整を行なうような構造とすることもできるため、より細かな調整を行なって精度を向上させることもできる。
【００２６】
第２レンズ群１０の鏡室部４６と移動枠４７との結合には、圧入が用いられている。図１の要部断面図に示すように、移動枠４７の内径部４７ａの内周面には、２個の突条４７ｂ，４７ｃが全周に渡って形成されている。これらの突条４７ｂ，４７ｃの内径は、鏡室部４６の後端筒部４６ａの外径よりも僅かに小さく形成されており、移動枠４７に鏡室部４６を挿入した際に両者がきつく嵌合されるようになっている。また、移動枠４７の一方の端面には、鏡室部４６の垂直な外周面に当接する突条４７ｄが形成されており、この突条４７ｄによって鏡室部４６と移動枠４７との光軸方向の位置決めがなされるようになっている。
【００２７】
図４は、第３レンズ群１１の構成を示す分解斜視図である。この第３レンズ群１１においても、レンズ支持枠５７が、第３レンズ５８を支持する鏡室部５９と移動枠６０とから構成されている。この第３レンズ群１１に使用されている移動枠６０は、第２レンズ群１０に使用されている移動枠４７と同じものである。すなわち、各レンズ群に使用される移動枠に同じものを使用することによって、イニシャルコストを削減することができるという効果を得ることができる。なお、鏡室部５９と移動枠６０との結合方法やカムフォロワ４１の構造は、第２レンズ群１０のものと同じであるため、詳しい説明は省略する。
【００２８】
次に、上記ズームレンズ装置の製造方法について説明する。ズームレンズ装置は、例えば、図５のフローチャートに示す手順によって製造される。第１の工程では、図６及び図７に示すように、棒状の治具６３に２個の移動枠４７，６０が取り付けられる。治具６３は、プラスチックあるいは金属によって高精度に形成されており、固定筒１４に挿入されて先端側内周面と当接することにより位置決めされる位置決め部６３ａと、２個の移動枠４７，６０を保持するリング保持部６３ｂとからなる。
【００２９】
リング保持部６３ｂは、挿入された移動枠４７，６０が簡単に抜け落ちないように嵌合できる程度の直径を有しており、その外周面には、回転方向に沿う２本の位置決め線６３ｃ，６３ｄと、光軸方向に沿う直線状の位置決め線６３ｅとが設けられている。回転方向に沿う２本の位置決め線６３ｃ，６３ｄは、各移動枠４７，６０の保持位置を表しており、各移動枠４７，６０の端面が合わせられる。直線状の位置決め線は、移動枠４７，６０の上部のボス５０の位置を表すとともに、固定筒１４への組み込み時の指標として利用される。
【００３０】
第２工程では、図７に示すように、固定筒１４内に組み込まれたズームカム筒１９内に治具６３を挿入する。図８に示すように、固定筒１４内に挿入された治具６３の位置決め部６３ａは、その外周が固定筒１４の先端側内周面に当接することによって、光軸２１方向の挿入量が規制される。また、治具６３の直線状の位置決め線６３ｅが固定筒１４の直進カム溝２５から見えるように治具６３の回転位置を合わせると、治具６３に保持された各移動枠４７，６０のボス５０が固定筒１４の直進カム溝２５と、ズームカム筒１９のズームカム溝３８，３９とに合致する。
【００３１】
これにより、固定筒１４の外側から各移動枠４７，６０にカムフォロワ４０，４１を取り付け、ズームカム筒１９内に移動枠４７，６０を支持させることができる。このように、各移動枠４７，６０を治具６３で保持して固定筒１４とズームカム筒１９との内部に取り付けるようにしたので、各筒１４，１９に対する各移動枠４７，６０の取り付け精度が大幅に向上する。また、機種変更等でレンズ設計上類似形状のものであれば、鏡室部のみ新規製造すればよく、移動枠は他機種との共用も可能でコストダウンできる。
【００３２】
第３工程では、図９に示すように、第２レンズ４４と第３レンズ５８とをそれぞれ収納した鏡室部４６，５９をズームカム筒１９内の各移動枠４７，６０に挿入し、圧入によって結合させる。これにより、各筒１４，１９と鏡室部４６，５９との間も高精度に位置決めされるため、第２レンズ群１０及び第３レンズ群１１の光学性能を向上させることができる。
【００３３】
第４〜第７工程では、ズームリング２０の取り付けと、固定筒１４へのリレー筒１６の取り付けと、フォーカス筒１５及びフォーカスリング１８の取り付けと、外装筒１７の取り付けとがそれぞれ行なわれ、ズームレンズ装置３が完成する。
【００３４】
なお、上記実施形態では、鏡室部４６と移動枠４７との結合に圧入を用いたが、図１０（Ａ）に示すように、移動枠７０に設けられた弾性を有する係合爪７０ａと、鏡室部７１に設けられた突起７１ａとを係合させて両者を結合してもよい。
【００３５】
また、図１０（Ｂ）に示すように、移動枠７３と鏡室部７４との外周に突出部７３ａ，７４ａをそれぞれ設け、これらの突出部７３ａ，７４ａを金属の薄板等で形成された弾性体７５で挟み込むことにより、両者を結合することもできる。
【００３６】
更に、図１０（Ｃ）に示すように、鏡室部７７に移動枠７８を嵌合させ、移動枠７８の外周面に設けられた穴７８ａに接着剤７９を流し込んで両者を結合させてもよい。
【００３７】
また、図１０（Ｄ）に示すように、移動枠８１の外周に、内部に貫通された雌ネジを有するボス８１ａを形成し、このボス８１ａにネジ８２を螺合させて先端を鏡室部８３に押し付けることによって、両者を結合させることもできる。なお、これらの別の実施形態による鏡室部と移動枠との間の結合は、円周方向において、各カムフォロワ４０の取り付け位置の間に配置するとよい。また、弾性体７５や接着剤７９、ネジ８２によって鏡室部を移動枠に結合する場合には、固定筒とズームカム筒とに作業用の開口を設けるとよい。
【００３８】
また、上記各実施形態は、プロジェクタのズームレンズ装置を例に説明したが、本発明は、カメラ等のその他の光学機器にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のレンズ装置を使用した画像投映ユニットの構成を示す要部断面図である。
【図２】ズームレンズ装置のズーム関連部品を示す分解斜視図である。
【図３】第２レンズ群の構成を示す分解斜視図である。
【図４】第３レンズ群の構成を示す分解斜視図である。
【図５】ズームレンズ装置の製造手順を示すフローチャートである。
【図６】治具の構成を示す外観斜視図である。
【図７】治具による移動枠の保持状態を示す外観斜視図である。
【図８】固定筒及びズームカム筒への治具の挿入状態を示す要部断面図である。
【図９】移動枠への鏡室部の組み込み方法を示す頭部断面図である。
【図１０】他の実施形態による移動枠と鏡室部との結合方法を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
２    画像投映ユニット
３    ズームレンズ装置
１０  第２レンズ群
１１  第３レンズ群
１４  固定筒
１９  ズームカム筒
２５  直進カム溝
３８，３９  ズームカム溝
４０，４１  カムフォロワ
４６，５９，７１，７４，７７，８３  鏡室部
４７，６０，７０，７３，７８，８１  移動枠
６３  治具
【図１】
2006023359.tif 000003
【図２】
2006023359.tif 000004
【図３】
2006023359.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006023359.tif 000009
【図８】
2006023359.tif 000010
【図９】
2006023359.tif 000011
【図１０】
2006023359.tif 000012