(57)【要約】【課題】  光学的性能の高いレンズユニットを歩留まり良く供給できるレンズ保持ユニットを提供する。【解決手段】  内部にレンズ２０を収納したホルダ１３と、このホルダ１３をスライドするように挿入して、ホルダ１３の位置決めを行うホルダ１２とを有するレンズ保持ユニット１０であって、ホルダ１３の外周面に溝３４が形成され、その溝３４に半径方向にスライドできるように挿入された連結部材３５によりホルダ１３の位置を固定するレンズ保持ユニット１０を提供する。このレンズ保持ユニット１０は、連結部材３５をホルダ１２にネジ止めするときにホルダ１２、１３およびレンズ２０に歪みを発生させない構造になっているので、焦点調整した状態そのままで位置を固定することが可能となり、光学性能の高いレンズユニット５を提供できる。【選択図】        図４
2006071772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に直接あるいは間接的にスライド可能な状態でレンズを収納でき、前記レンズの前記光軸方向の位置決めを行った状態で、半径方向から支持するための第１の保持部材と、
前記レンズの半径方向に固定された凹部または凸部に対しては、前記半径方向にスライド可能で、前記光軸方向には動かず、前記第１の保持部材に対しては、前記光軸方向に移動可能であると共に、移動した位置で固定可能な連結部材とを有するレンズ保持ユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の保持部材に対し前記光軸方向にスライド可能な状態で挿入され、前記レンズを前記光軸方向にはスライドしないように前記半径方向から固定する第２の保持部材を有し、
この第２の保持部材に前記凸部または凹部が固定されており、当該第２の保持部材は、前記光軸方向の位置決めを行った状態で前記連結部材により固定される、レンズ保持ユニット。
【請求項３】
請求項１において、前記凹部となる溝が前記レンズの外周に沿って固定されている、レンズ保持ユニット。
【請求項４】
請求項１において、前記連結部材は、前記光軸に沿った延設部分を備えている、レンズ保持ユニット。
【請求項５】
請求項１において、前記第１の保持部材は、クラムシェルタイプである、レンズ保持ユニット。
【請求項６】
請求項２において、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材は、クラムシェルタイプである、レンズ保持ユニット。
【請求項７】
請求項１に記載のレンズ保持ユニットと、
このレンズ保持ユニットに保持された少なくとも１枚のレンズとを有するレンズユニット。
【請求項８】
請求項７に記載のレンズユニットと、
このレンズユニットを通してスクリーンに投影する画像を形成する光変調器と、
前記スクリーンとを有する画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶あるいはＤＭＤなどのライトバルブに表示された像をスクリーンに拡大投影する画像表示装置に適した固定焦点タイプのレンズユニットおよびレンズ保持ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光を画像信号により変調して画像を形成する光変調器（ライトバルブ）からの投影光を投写レンズによりスクリーンに背面から投写する、リア方式のプロジェクタ装置が知られている。リアプロジェクタ装置においては、液晶パネルやＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）などのライトバルブと、画像を投影するスクリーンとの位置関係は固定されている。投影あるいは投写用のレンズは、それぞれが適切な位置に配置された複数枚のレンズの組合せによりレンズシステムを形成し、収差を補正して鮮明な像をスクリーンに結ぶように設計される。
【特許文献１】特開平６−１３８３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数枚のレンズを備えたレンズユニットにおいて、それぞれのレンズが設計された通りに製造され、それらのレンズを設計された位置に固定するレンズ保持ユニットを用いれば、設計通りの性能が得られる。レンズにおいても、レンズ保持ユニットにおいても、製造公差は常にあるが、製造公差を小さくすることにより、ほぼ設計通りと考えられる性能が得られることが多い。
【０００４】
しかしながら、リアプロジェクタ用の投写用レンズにおいては、ライトバルブに形成された画像を拡大投影するために僅かな焦点のずれによりスクリーンに形成される画像の品質が劣化する。さらに、今後、リアプロジェクタは、ブラウン管、液晶表示板、プラズマディスプレイといったライトバルブを直視するタイプのディスプレイに代わる製品として期待されている。したがって、リアプロジェクタのスクリーンに投影される像に対しては、従来の直視型のディスプレイと同様の鮮明さが要求されている。このため、今後のリアプロジェクタ用の投写レンズユニットにおいては、製造公差などに起因する設計とのずれを補正するために、レンズユニットを構成する複数枚のレンズを適切な位置に設定し、所望の位置に鮮明な像が形成されるように焦点調節した後に、その状態でレンズユニットを構成する各レンズを固定する作業が必要となる。
【０００５】
レンズユニットを構成する複数のレンズの位置をそれぞれ調整することが可能である。この場合、レンズ保持ユニットに対して個々のレンズの位置が調整可能であり、さらに、調整した位置で個々のレンズが固定できる必要がある。また、個々のレンズの位置を微調整するためには時間を要し、さらに、調整した結果が良好に収束するとは限らないことを考慮すると、最も望ましい調整方法であるとは限らない。
【０００６】
また、複数枚のレンズが、光学設計において複数のグループに分けられることは公知であり、それらのレンズグループ間の距離を微調整する方法は好ましい調整方法の１つであると考えられる。この場合、それぞれのレンズグループを構成する複数枚のレンズを固定して保持するサブホルダを設け、メインのレンズホルダに対してサブホルダの位置が調整可能であり、さらに、調整した位置でサブホルダの位置が固定できれば良い。レンズユニットを構成する複数枚のレンズの内、位置調整が焦点の調整に対して敏感なレンズあるいはレンズグループと、鈍感なレンズあるいはレンズグループとがある。したがって、焦点調整においては、位置の感度の大きなレンズあるいはレンズグループの位置を調整することが望ましい。このため、そのような特性のレンズグループの位置調整と、レンズ単体の位置調整とを行うことが望ましいケースもある。本発明は、いずれのケースにおいても適用することができる。
【０００７】
図７にレンズを固定する方法の一例を示してある。このケースでは、筒状のレンズホルダ１００の内部に、２枚のレンズ１０３を保持したサブレンズホルダ１０１を挿入し、サブレンズホルダ１０１の光軸方向の位置を調節した後、サブレンズホルダ１０１をメインのレンズホルダ１００に固定している。固定する手段としてネジを用いることができる。
【０００８】
図７（ａ）および（ｂ）に示したケースでは、レンズホルダ１００の外周に光軸方向（スラスト方向）Ｌに延びる長孔１０５を形成し、サブレンズホルダ１０１の外周にネジ穴１０２を形成している。長孔１０５の光軸方向Ｌの長さ分だけサブレンズホルダ１０１の位置を微調整することができる。焦点調整によりサブレンズホルダ１０１の位置を決めた後、ネジ１０６を締め付けることにより、サブレンズホルダ１０１を引っ張り、サブレンズホルダ１０１とネジ１０６によりレンズホルダ１００を挟み込むようにして、レンズホルダ１０１に対するサブレンズホルダ１０１およびその中のレンズ１０３の位置を固定する。
【０００９】
図８に示したケースでは、レンズホルダ１００の中をスライドするように形成されたサブレンズホルダ１０１の位置を、焦点調整により決定する。その後、ネジ１０６を締めて、ネジ１０６によりサブレンズホルダ１０１を反対側に押し付けて、レンズホルダ１００に対するサブレンズホルダ１０１およびその中のレンズ１０３の位置を固定する。その後、レンズホルダ１０１の位置が動かないようにするためには、１本のネジ１０６では強度が不足することが多い。したがって、角度の異なる位置に配置された複数本のネジでサブレンズホルダ１０１に対して外側から圧力をかけて位置を固定することになる。図７に示したケースでも同様であり、複数本のネジでサブレンズホルダ１０１を外側に引っ張って位置を固定することになる。
【００１０】
これらの方法は、レンズホルダ１００に対してレンズ１０３の光軸方向の位置を固定するという点では十分な機能を果たしていると言えるはずである。しかしながら、本願発明者らがこの方法により焦点調整したところ、リアプロジェクタ用として十分な性能を得ることが難しいという結果が得られた。すなわち、上記のような方法では、焦点調整を行った後、その位置でレンズを固定すると、調整した段階と同じ高い精度の性能を得ることができず、リアプロジェクタ用として十分な性能を備えたレンズユニットを量産することが難しいことが分かった。
【００１１】
そこで、本発明においては、複数枚のレンズを備えたレンズユニットにおいて、焦点調整を高精度で行い、その性能を維持することができるレンズ保持ユニットおよびレンズユニットを提供することを目的としている。そして、リアプロジェクタ用に適した、あるいは十分な性能を備えたレンズユニットを量産することができる、レンズ保持ユニットおよびレンズユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
レンズユニットの焦点調整のために移動して位置を調整することが好ましいレンズあるいはレンズグループは、焦点調整に対して感度の高い、すなわち効き量の高いレンズあるいはレンズグループである。したがって、そのようなレンズあるいはレンズグループは、位置だけではなく、曲率、傾きなどが微小に変化してレンズとしての性能が若干変化しても、フォーカシングに影響を与えてしまうことが、上記のように位置を固定したことにより所望の性能が発揮されなくなる要因であると考えられる。すなわち、サブレンズホルダをネジで固定するときに、レンズに張力や圧縮力が加わると、それによりレンズが微小ながら変形する可能性があり、それがフォーカシングのずれに繋がっていると考えられる。また、サブレンズホルダをネジで固定するときに、光軸が若干傾くこともフォーカシングに影響を与える可能性がある。
【００１３】
このため、本発明では、レンズに対し半径方向にスライドし、光軸方向には動かない連結部材によりレンズを保持する。すなわち、本発明のレンズ保持ユニットは、光軸方向に直接あるいは間接的にスライド可能な状態でレンズを収納でき、そのレンズを光軸方向の位置決めを行った状態で、半径方向から支持するための第１の保持部材と、第１の保持部材に対しては、光軸方向に移動可能であると共に、移動した位置で固定可能な連結部材とを有する。この連結部材は、レンズの半径方向に固定された凹部または凸部に対して、半径方向にスライド可能で、光軸方向には動かないものである。
【００１４】
第１の保持部材により直にレンズを保持する構成の場合は、レンズが直接、スライド可能な状態で第１の保持部材に収納される。第１の保持部材に収納された状態で、光軸方向にレンズが直にスライド可能であるとは、レンズが、その外周の少なくとも一部が第１の保持部材の内面に接し、半径方向は安定した状態で第１の保持部材の内部で光軸方向に移動できることを言う。その場合、レンズの半径方向に固定された凹部または凸部とは、レンズ自身の外周に沿って連続的または断続的に形成された溝などの凹部、突条などの凸部を含む。この凹部または凸部の一部が第１の保持部材の内面に接しても良いし、レンズの外周面の他の部分が第１の保持部材の内面に接しても良い。
【００１５】
第１の保持部材に対し光軸方向にスライド可能な状態で挿入され、レンズを光軸方向にはスライドしないように半径方向から固定する第２の保持部材を設けることにより、レンズを間接的にスライド可能な状態で、第１の保持部材に収納できる。したがって、第２の保持部材は、その外周の少なくとも一部が第１の保持部材の内面に接し、半径方向は安定した状態で第１の保持部材の内部で光軸方向に移動できるものである。第２の保持部材により、レンズは単独で、あるいは他のレンズと共に保持され、第２の保持部材を第１の保持部材に取り付けることにより、レンズは、第１の保持部材により間接的に保持される。この場合、レンズの半径方向に固定された凹部または凸部とは、第２の保持部材の外周に沿って連続的または断続的に形成された溝などの凹部、突条などの凸部を含み、第２の保持部材は、光軸方向の位置決めを行った状態で連結部材により第１の保持部材に固定される。したがって、第１の保持部材に対するレンズの位置も、第２の保持部材を介して、光軸方向の位置決めを行った状態で連結部材により固定される。第２の保持部材の外周面に形成された凹部または凸部の一部が第１の保持部材の内面に接しても良いし、外周面の他の部分が第１の保持部材の内面に接しても良い。
【００１６】
本発明のレンズ保持ユニットでは、レンズは上述したようにスライド可能、すなわち、半径方向には安定した状態で移動できるように第１の保持部材に保持されるので、レンズの半径方向（ラジアル方向）の位置は固定される。連結部材は、凹部または凸部に対して半径方向にスライド可能なので、第１の保持部材に対してネジあるいはクリップなどで固定したときに、第１の保持部材に対して半径方向に変位しても、凹部または凸部には圧縮あるいは引張りなどの応力はかからず、また、第１の保持部材にも応力はかからない。
【００１７】
一方、光軸方向では、連結部材は凹部または凸部に対して動かず、第１の保持部材に対して移動可能なので、レンズと共に光軸方向に移動し、その位置で第１の保持部材に固定できる。したがって、第１の保持部材に対するレンズの光軸方向の位置を固定できる。このため、本発明のレンズ保持ユニットにおいては、第１の保持部材およびレンズを、さらに第２の保持部材を用いるときは第２の保持部材も含めて、変形あるいは変位させずに、レンズと第１および第２の保持部材とを歪ませることなく、第１の保持部材に対するレンズの位置を固定できる。
【００１８】
図７および図８に示した方法は、ネジによりホルダ同士を着けたり、離したりすることによりホルダ間の位置を固定している。したがって、レンズ、サブレンズホルダ、メインのレンズホルダの少なくともいずれかに歪みを発生させることによりレンズの位置を固定している。このため、レンズの位置が固定できたとしても、レンズを固定することによりレンズおよびレンズ保持ユニットを含めたレンズユニットのいずれかに余分な歪みが発生し、フォーカシングに影響を与える。これに対し、本発明のレンズ保持ユニットであれば、レンズを固定するときに余分な歪みを発生させないか、発生するとしてもその量を極めて小さくすることができる。
【００１９】
このため、このレンズ保持ユニットにより少なくとも一枚のレンズを保持したレンズユニットにおいては、レンズを固定するためにレンズおよびレンズ保持ユニットに歪みを発生させていない状態で焦点を調整した後、そのまま、レンズおよびレンズ保持ユニットに歪みを発生させずにレンズの位置を固定することが可能となる。したがって、焦点調整をした後に、レンズの曲率が微小に変動したり、光軸が変動したりすることはなく、高い性能を維持したレンズユニットを量産することが可能となる。
【００２０】
さらに、レンズ保持ユニットの連結部材は、凹部または凸部をスライドするので、連結部材を第１の保持部材に固定しても、凹部または凸部と第１の保持部材との関係は変わらず、レンズまたは第２の保持部材は、焦点調整の段階と同様に、半径方向の関係は、光軸方向にスライド可能な状態、すなわち、第１の保持部材に接した状態で、実際には連結部材により光軸方向の移動は制限され、レンズは固定される。このため、レンズ、第１の保持部材、さらに第２の保持部材は、それぞれの部材の製造公差の範囲内の形状を安定して維持され、それぞれの部材の製造公差の範囲内のがたつきが発生する可能性はあるが、強制的な力による歪みの発生のない、安定した状態で固定される。
【００２１】
一方、レンズホルダなどに歪みを発生させる固定方法であると、固定したときに、例えば、メインのレンズホルダとサブレンズホルダとの間に隙間が開いて姿勢がかえって不安定になったり、メインのレンズホルダにサブレンズホルダが強制的に密着させられて双方または一方の形状が変化することが多い。このため、図７あるいは図８に示した固定方法は、レンズホルダなどにひずみを発生させて強制的にレンズのがたつきなどを防止することにより、がたつきなどは製造公差を超えて防止できる可能性はあるが、それぞれの部品は製造公差を超えた形状になる可能性があり、かえって光学的な性能を劣化させていると言うことができる。
【００２２】
したがって、本発明のレンズ保持ユニットを採用することにより、焦点調整された、高い結像性能を有するレンズユニットを歩留まり良く量産することが可能となる。このため、リアプロジェクタ装置のように収差補正や焦点距離のずれに対してシビアな光学設計をしている装置に対して最適なレンズ保持ユニットまたはレンズユニットを提供できる。そして、本発明のレンズユニットを用いることにより、レンズユニットを通してスクリーンに投影する画像を形成する光変調器と、スクリーンとを有する高画質の映像を投影可能な画像表示装置を提供できる。
【００２３】
第１の保持部材および第２の保持部材は、必ずしも筒型である必要はないが、遮光性能を考慮すると、筒型であることが望ましい。また、本発明のレンズ保持ユニットにおいては、第１の保持部材に対してレンズ自体あるいは、レンズを保持した第２の保持部材の位置を固定するときに、ネジにより第１あるいは第２の保持部材を締め付けたり、引っ張ることにより歪みを発生させることがない。したがって、これらの保持部材を成形時から円筒形として強度をできるだけ高く保つ必要はそれほどなく、光軸方向に半割れにしたサブユニットを組み立てるクラムシェルタイプの保持部材を採用することが可能である。
【００２４】
また、レンズ保持ユニットにおいては、凹部となる溝がレンズの外周に沿って固定されていることが望ましい。この溝がレンズの外周に沿って固定されていれば、その溝に沿ってレンズの回転方向の位置または回転角度を容易に調整できる。
【００２５】
さらに、連結部材は光軸に沿って延設部分を備えていることが望ましい。サイズが大きくなる第１の保持部材としては、プラスチックを用いることが経済的であるが、プラスチックは一般に熱膨張係数が大きい。したがって、連結部材の少なくとも延設部分を熱膨張係数の小さな金属製とすることにより、第１の保持部材の熱膨張による伸びまたは変形の基点を、延設部分が第１の保持部材に固定または取り付けられた部分にでき、低コストで熱膨張の影響を最小にすることができる。特に、焦点調整において位置調整するレンズあるいはレンズグループは、効き量が大きいので、熱膨張による収差補正や結像位置などの光学特性に大きな影響を与える可能性があるが、延設部分が第１の保持部材に固定される部分を適切に選択することにより、効き量の大きなレンズまたはレンズグループの距離の熱変動を最小限に止めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１に、本発明のレンズユニットを備えたリアプロジェクタ装置１の概要を示してある。このリアプロジェクタ装置１は、ハウジング２の内部に、光源３と、光源３からの光を画像信号により変調して画像を形成する光変調器（ライトバルブ）４と、ライトバルブ４からの投影光８をスクリーン９に背面から投写する投写用のレンズユニット５と、投影光８を反射してスクリーン９に導くミラー７とを有している。そして、ハウジング２の表面にスクリーン９が配置されており、そのスクリーン９にライトバルブ４の画像が拡大して投影される。ライトバルブ４としては、液晶パネルやマイクロミラー素子によるＤＭＤパネル等を採用することができる。
【００２７】
図２に、投写用のレンズユニット５の概略を示してある。レンズユニット５は、複数枚のレンズ２０と、レンズユニット５の内部で光路を折り曲げるためのプリズム６と、これらを収納したレンズ保持ユニット１０とを備えている。レンズ保持ユニット１０は、全体としてＬ字型になっており、内蔵されたプリズム６によりレンズユニット５の内部で光を９０度曲げてミラー７を介してスクリーン９に対し画像を形成するための光を導けるようになっている。複数枚のレンズ２０は、スクリーン９の側から順に第１のレンズ群２１と、第２のレンズ群２２と、第３のレンズ群２３に分かれて配置されている。第１のレンズ群２１は、プリズム６のスクリーン側に配置され、第２のレンズ群２２および第３のレンズ群２３は、プリズム６のライトバルブ側に配置されている。
【００２８】
このレンズユニット５は、第２のレンズ群２２に対して、第１のレンズ群２１の位置（距離）と、第３のレンズ群２３の位置（距離）とを調整することにより、焦点調整が可能な設計となっている。このため、レンズ保持ユニット１０は、第１のレンズ群２１を収納し保持する筒状の第１のホルダ１１と、第２のレンズ群２２を収納し保持する筒状の第２のホルダ１２と、第３のレンズ群２３を収納し保持する筒状の第３のホルダ１３と、プリズム６を保持し光路が９０度曲がった第４のホルダ１４とを備えている。これらのホルダ（ハウジング）１１〜１４のうち、第３のホルダ１３は第２のホルダ１２のライトバルブ４の側に位置調整した後に固定されるようになっている。また、第４のホルダ１４は第２のホルダ１２のスクリーン９の側に固定されるようになっている。そして、第１のホルダ１１は、第４のホルダ１４の９０度曲がったスクリーン９の側に位置調整した後に固定されるようになっている。
【００２９】
図３に、第２のホルダ１２に対し、第３のホルダ１３を差し込んで固定する構成を展開して示してある。第２のホルダ１２はほぼ円筒状であり、その内部に、第２のレンズ群２２の各レンズ２０を所定の位置となるように保持している。第３のホルダ１３もほぼ円筒状であり、その内部に、第３のレンズ群２３の各レンズ２０を所定の位置となるように保持している。
【００３０】
第３のホルダ１３の外周面３９には、光軸Ｌの方向の前後に、外周面３９から半径方向Ｒに突き出た２つの凸部３１および３２と、これらの凸部３１および３２の間に位置する溝３４とが形成されている。２つの凸部３１および３２、および溝３４は、周方向に沿って連続的に延びている。第３のホルダ１３を第２のホルダ１２に挿入すると、これらの凸部３１および３２が第２のホルダ１２の内面１２ａに接した状態となり、第３のホルダ１３と第２のホルダ１２の光軸Ｌが自動的に一致した状態で光軸Ｌの方向に移動可能となる。したがって、第３のホルダ１３は、第２のホルダ１２に対して光軸方向にスライド可能な状態で収納されるので、第２のホルダ１２および第３のホルダ１３は、本発明における第１の保持部材および第２の保持部材にそれぞれ対応する。
【００３１】
第３のホルダ１３の外周面３９の周方向に沿って延びる溝（凹部）３４には、ほぼ直方体状で、ホルダ１３の曲率に従って湾曲した連結部材３５が半径方向Ｒにスライドするように挿入されている。連結部材３５の外寸法３５Ｌが、溝３４の内寸法３４Ｌに対してマイナス公差になると、連結部材３５と溝３４との間に隙間が開いて、第３のホルダ１３を固定するときにがたつきが発生する可能性がある。したがって、連結部材３５の光軸方向Ｌの外寸法３５Ｌは、溝３４の光軸方向Ｌの内寸法３４Ｌに対して、０から若干プラス公差になるように製造されている。このため、公差によっては連結部材３５を溝３４に挿入するときに、若干圧入気味に嵌めこまれるケースもあるが、基本的には、連結部材３５は、凹部である溝３４に対しては光軸方向Ｌには動かず、半径方向Ｒにスライド可能になっている。また、連結部材３５の高さ３５ｈは、溝３４の深さ３４ｄと同じ程度になっており、連結部材３５を溝３４に挿入したときに連結部材３５の表面が凸部３１および３２より半径方向Ｒの外側に張り出さないようになっている。
【００３２】
連結部材３５の外側の面の略中央にネジ４３をねじ込むことができるネジ穴３５ａが形成されており、第２のホルダ１２には、第３のホルダ１３を挿入したときに溝３４が位置する付近に、ネジ４３を差し込み可能な大きさで、光軸方向Ｌに延びた長孔４１が形成されている。したがって、連結部材３５は、長孔４１の範囲で光軸方向Ｌに移動させることができ、その位置でネジ４３により光軸方向Ｌに移動しないように第２のホルダ１２に固定することができる。
【００３３】
図４に第２のホルダ１２に対して第３のホルダ１３が挿入された状態を示してある。図４（ａ）は平面的な構成を示し、図４（ｂ）は光軸方向Ｌの断面で見た構成を示してある。図４（ｃ）は半径方向Ｒの断面で見た構成を示している。これらの図から分かるように、第２のホルダ１２には等角度間隔で３つのネジ止め用の長孔４１が形成され、さらに、１つの長孔４１と対称な位置に、１つの調整用の径の大きな孔４２が形成されている。第３のホルダ１３は、その溝３４に等角度間隔で３つの連結部材３５が挿入された状態で、第２のホルダ１２に対しライトバルブ４の方向から挿入される。次に、調整用の孔４２を介して偏芯ピン４４のピン先４４ａを第３のホルダ１３の溝３４に挿入し、偏芯ピン４４を回転して第３のホルダ１３の光軸方向Ｌの位置を調整する。
【００３４】
このとき、第３のホルダ１３は、その外周面３９の凸部３１および３２が第２のホルダ１２の内面１２ａに接した状態で光軸方向Ｌにスライドする。したがって、第２のホルダ（第１の保持部材）１２および第３のホルダ（第２の保持部材）１３の光軸が一致した状態、すなわち、第２のレンズ群２２および第３のレンズ群２３の間隔あるいは相対的な位置を光軸が一致した状態で調整できる。
【００３５】
さらに、連結部材３５が挿入された溝３４は、第３のホルダ１３の外周に沿って連続して形成されている。そして、連結部材３５は、溝３４を溝の延びた方向に沿ってスライドさせることができる。このため、第３のホルダ１３を第２のホルダ１２に対して光軸Ｌを中心に回転させることが可能であり、第２のレンズ群１２と第３のレンズ群１３と焦点を調整する上で、相対的にレンズ群を回転させた方が良い場合は、ホルダ同士を回転させ、適当な角度で固定することができる。
【００３６】
このようにして、焦点調整のための第３のホルダ１３の位置調整が終了すると、ネジ４３を締めることにより、第２のホルダ１２に対する連結部材３５の位置を固定でき、連結部材３５を介して第２のホルダ１２に対する第３のホルダ１３の位置を固定できる。ネジ４３を締めると、連結部材３５は第２のホルダ１２に向かって半径方向外側に引っ張られるが、ネジ４３は第３のホルダ１３の溝３４に対して半径方向Ｒにスライドする。したがって、ネジ４３を締めても、第２のホルダ１２を半径方向に引っ張る力は働かず、ネジ４３を締めることによる歪みは第２のホルダ１２に発生しない。このため、第２のホルダ１２に保持されたレンズ２０にも、ネジ４３を締めることによる歪み、軸ずれ、傾きなどは発生しない。したがって、フォーカシングを調整したときの状態で、レンズ２０の位置は固定され、適切な光学特性を備えたレンズユニット５を提供することができる。このため、焦点距離や収差補正に対してシビアな性能が要求されるレンズユニット５を、歩留まりよく、低コストで提供できる。
【００３７】
なお、この例では、３つの連結部材３５が等角度間隔で配置されているが、第２のホルダ１２に設ける長孔の数を増やすことにより、４つ以上の連結部材により第３のホルダ１３の位置を固定することが可能である。また、２つ以下の連結部材３５により第３のホルダ１３の位置を固定することも可能である。本例のホルダ１２および１３はネジ４３を締め付けるときに、歪みが発生しないメカニズムが採用されているので、ホルダ１３の外側（凸部３１および３２）がほぼ全周にわたってホルダ１２の内周に接した状態で位置が固定される。したがって、ホルダ１３がホルダ１２の内部でがたついたりすることはなく、原理的には１つの連結部材３５によりホルダ１３の位置を固定するだけで、十分に安定した状態を維持できる。しかしながら、環境温度の変化による熱膨張、レンズユニット５をリアプロジェクタなどの画像表示装置に組み込むときの衝撃などに対し、より安定させる点では、複数の連結部材３５を用いて固定することが好ましい。
【００３８】
図５に、異なるタイプの連結部材４５を用いて、第２のホルダ１２および第３のホルダ１３を固定する構造を示してある。図５（ａ）は平面的な構成を示し、図５（ｂ）はその光軸方向Ｌの断面で見た構成を示してある。この連結部材４５は鍵型あるいはＬ字形をしており、光軸Ｌに沿って延びる延設部分４５ｂと、この延設部分４５ｂからほぼ直角に半径方向内側に延びた挿入部分４５ａとを備えている。挿入部分４５ａは第２のホルダ１２の長孔４１を貫通して第３のホルダ１３の溝３４に挿入されるようになっており、溝３４に対して上述した連結部材３５と同様の大きさであり、上記と同様に、溝３４に対して半径方向Ｒにスライドし、光軸方向Ｌには移動しない。
【００３９】
延設部分４５ｂは、第２のホルダ１２の外周面に沿ってライトバルブ４と反対側に延び、挿入部分４５ａと反対側の延設部分４５ｂの端部４５ｃは、ネジ４７により第２のホルダ１２に固定される。端部４５ｃには、ネジ止め用に、光軸方向Ｌに長い長孔４８が形成されている。したがって、第２のホルダ１２に対する第３のホルダ１３の光軸方向Ｌの位置は、この長孔４８の範囲内で連結部材４５を光軸方向Ｌに移動させて調整し、その位置で固定できる。ホルダ１２および１３が熱膨張係数の比較的大きなプラスチックにより形成されている場合、この連結部材４５を熱膨張係数の比較的小さな鉄などの金属により形成することにより、ホルダ１２および１３の熱膨張による伸びの影響を抑制または相殺できる。
【００４０】
本例においては、連結部材４５の延設部分４５ｂの端部４５ｃが第２のレンズ群２２の側に設定されている。したがって、温度変化により、第２のホルダ１２が熱膨張あるいは熱収縮した場合であっても、第３のホルダ１３は、延設部分４５ｂにより、第２のレンズ群２２の近傍を基点として間隔が維持される。さらに、第３のホルダ１３は、連結部材４５の挿入部分４５ａにより、歪みが発生しない状態で第２のホルダ１２に対し位置決めがされており、連結部材４５との関係を除けば、第３のホルダ１３は第２のホルダ１２の内面に接しながらスライドできる状態となっている。このため、延設部分４５ｂと第２のホルダ１２とが熱膨張係数の差により膨張あるいは収縮に差が発生したとしても、それによる歪みがホルダ１２および１３に発生することはなく、逆に、第３のホルダ１３が第２のホルダ１２の内部でスライドするので、第２のレンズ群２２の最もライトバルブ側のレンズ２０と、第３のレンズ群２３との距離は、温度変化があったときに他のレンズの間隔に比較して変動が小さくなる。したがって、第２のレンズ群２２の最もライトバルブ側のレンズ２０と、第３のレンズ群２３との距離が、焦点調整において効き量が大きい場合は、温度変化によるフォーカシングの性能の変化を抑制することが可能となる。
【００４１】
また、レンズ保持ユニット１０をリアプロジェクタ１に設置したときに、光源に近いなどの関係でレンズ保持ユニット１０に温度差がある場合は、温度変化の小さな個所を、連結部材４５の延設部分４５ｂが取り付けられる基点に選ぶことにより、熱膨張・収縮によるフォーカシング性能の変動を最小限に止めることが可能となる。したがって、光軸方向Ｌに延びる延設部分４５ｂを備えた連結部材４５を用いた構造は、熱膨張による歪みの発生を防止でき、さらにレンズユニットの性能を安定して維持できる。それと共に、焦点などのレンズ性能に効き量の高いレンズまたはレンズグループの距離を連結部材４５により調整することにより、熱膨張・収縮によるレンズユニットの性能の変化を改善することが可能となり、結像性能のいっそう良好なレンズユニット５を提供することができる。
【００４２】
なお、第３のホルダ１３に周方向全体に延びた溝３４を形成する代わりに、断続的な溝（凹部）４９を複数個、周方向に形成しても良い。図６に示した構造では、第３のホルダ１３の周方向に８つの凹部４９を等角度間隔で断続的に形成している。そして、これらの凹部４９のうち、一つおきに４つの凹部４９に連結部材３５を挿入して第２のホルダ１２に対して第３のホルダ１３の光軸方向の位置を固定している。また、図６に示した構造では、第２のホルダ１２および第３のホルダ１３は、同一形状のサブユニット１２ｓおよび１３ｓを、光軸Ｌに対して２つ接合することにより形成されるクラムシェルタイプのホルダが採用されている。
【００４３】
また、第３のホルダ１３の外周面３９に溝３４の代わりに突条（凸部）を形成し、その突条が挿入できるような溝あるいは凹部を備えた連結部材を用い、ホルダ１２および１３に歪みが発生しないように光軸方向の位置を固定することも可能である。さらに、上記の例では、第３のホルダ１３にレンズ２０を保持し、第３のホルダ１３の外周面３９に連結部材３５を挿入する溝を形成しているが、レンズ自体の外周面に同様の構造を形成することは可能であり、それぞれのレンズの位置を歪みを発生させることなく固定することができる。
【００４４】
また、上記では、レンズ保持ユニット１０の内、第２のホルダ１２に対して第３のホルダ１３の位置を調整した後に固定する機構を説明しているが、第２のホルダ１２に第４のホルダ１４を固定し、この第４のホルダ１４と直交した方向に取り付けられる第１のホルダ１１との位置調整および固定する機構にも同様の構成を採用することができる。これらのホルダ１１〜１４は、レンズ２０を保持する機能を満足することからすると筒状の部材に限定されない。しかしながら、遮光あるいは強度を考慮すると、筒状のホルダが望ましい。また、本発明のレンズ保持ユニットであると、ホルダ１１〜１４を固定するときに歪みが発生しない、あるいは歪みの発生を抑制できる。したがって、焦点を維持したり、収差性能を維持するために必要以上にホルダ１１の強度を高くする必要はなく、低コストで軽量なレンズ保持ユニットにより、光学的な性能の高いレンズユニット５を提供することができる。
【００４５】
また、ネジで締め付けたり、引張たりすることによる変形がないので、それぞれのホルダ１１〜１４を均等な円筒状に成形して高い強度を持たせる要求はそれほど高くなく、光軸に沿って半割れ状態に成形したサブユニットを組み立てる、クラムシェルタイプの構造を採用しても十分に高い光学的性能を備えたレンズユニットを提供できる。
【００４６】
また、リアプロジェクタ装置、およびそれに適したレンズ保持ユニットおよびレンズユニットに基づき、本発明を説明しているが、本発明のレンズ保持ユニットおよびレンズユニットは固定焦点タイプの全てのレンズユニット（レンズシステム）に適用可能である。また、画像を投影する装置もリアプロジェクタに限定されることはないが、レンズユニットが収納されてしまい、一般のユーザが焦点調整を行う機会の少ない民生用の機器の代表はリアプロジェクタであり、本発明を適用するのに最も適した画像表示装置である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】リアプロジェクタの概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係るレンズユニットの概略を示す図である。
【図３】第２のホルダに第３のホルダを位置調整した後に固定する部分の構成を展開して示す図である。
【図４】図４（ａ）は図３に示した部分の構成を示す平面図であり、図４（ｂ）は光軸方向の断面図であり、図４（ｃ）は半径方向の断面図である。
【図５】図５（ａ）は、異なるタイプの連結部材により固定された部分の構造を示す平面図であり、図５（ｂ）は光軸方向の断面図である。
【図６】断続的な溝に連結部材が挿入される構造を示す図である。
【図７】本発明と比較し、レンズホルダ同士を固定する例を示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は光軸方向の断面図である。
【図８】さらに、本発明と比較し、レンズホルダ同士を固定する異なる例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    リアプロジェクタ装置
４    ライトバルブ（光変調器）
５    レンズユニット
９    スクリーン
１０    レンズ保持ユニット
１１    第１のホルダ
１２    第２のホルダ（第１の保持部材）
１３    第３のホルダ（第２の保持部材）
２０    レンズ
３１、３２    凸部
３４    溝
３５、４５    連結部材
【図１】
2006071772.tif 000003
【図２】
2006071772.tif 000004
【図３】
2006071772.tif 000005
【図４】
2006071772.tif 000006
【図５】
2006071772.tif 000007
【図６】
2006071772.tif 000008
【図７】
2006071772.tif 000009
【図８】
2006071772.tif 000010