(57)【要約】  【課題】  二体構造の本体における結合部付近の肉厚を厚くすることなく、十分な結合部の強度が得られるレンズ装置を提供する。  【解決手段】  レンズ装置１００は、マウント１０８Ａが設けられた第１の部材１０８および該第１の部材に結合された第２の部材１０９により構成された本体と、該本体内に配置された複数の光学素子ユニット１２１〜１２７とを有する。そして、該複数の光学素子ユニットのうち少なくとも１つを、光軸方向において固定された固定光学素子ユニット１２２とし、第１および第２の部材のうち一方における該両部材の結合部１２０の内側の領域又は該領域に光軸方向において隣接する領域に、該固定光学素子ユニットを保持する保持部１０９Ａを設ける。【選択図】  図２
2006258894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マウントが設けられた第１の部材および該第１の部材に結合された第２の部材により構成された本体と、
該本体内に配置された複数の光学素子ユニットとを有し、
前記複数の光学素子ユニットのうち少なくとも１つは、光軸方向において固定された固定光学素子ユニットであり、
前記第１および第２の部材のうち一方における該両部材の結合部の内側の領域又は該領域に光軸方向において隣接する領域に、前記固定光学素子ユニットを保持する保持部が設けられていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
マウントが設けられた第１の部材および該第１の部材に結合された第２の部材により構成された本体と、
該本体内に配置された複数の光学素子ユニットとを有し、
前記複数の光学素子ユニットのうち光軸方向において前記第１および第２の部材の結合部に最も近い光学素子ユニットは、光軸方向において固定された固定光学素子ユニットであり、
前記第１および第２の部材のうち一方に、前記固定光学素子ユニットを保持する保持部が設けられていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項３】
前記固定光学素子ユニットに隣り合う少なくとも１つの光学素子ユニットが、光軸方向移動が可能な可動光学素子ユニットであることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記固定光学素子ユニットと前記第２の部材内に配置された光軸方向移動が可能な可動光学素子ユニットとによりフォーカスレンズ群が構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
【請求項５】
マウントが設けられた第１の部材および該第１の部材に結合された第２の部材により構成された本体と、
前記第１の部材内に配置された少なくとも１つの光軸方向移動が可能な光学素子ユニットのうち光軸方向において前記第１および第２の部材の結合部に最も近い第１の可動光学素子ユニットと、
前記第２の部材内に配置された少なくとも１つの光軸方向移動が可能な光学素子ユニットのうち光軸方向において前記結合部に最も近い第２の可動光学素子ユニットと、
前記第１および第２の可動光学素子ユニットの間に配置され、光軸方向において固定された固定光学素子ユニットとを有し、
前記第１および第２の部材のうち一方に、前記固定光学素子ユニットを保持する保持部が設けられていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項６】
前記固定光学素子ユニットと前記第２の可動光学素子ユニットとによりフォーカスレンズ群が構成されていることを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
【請求項７】
原画を形成する画像形成素子と、
請求項１から６のいずれか１つに記載のレンズ装置であって、前記画像形成素子からの光を被投射面に投射する投射レンズとを有することを特徴とする投射表示装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１つに記載のレンズ装置を有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ等のレンズ装置に関し、特に固定鏡筒等と称される本体が二体構造となっているレンズ装置およびこれを用いた画像投射装置等の光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ズームレンズの広角化に伴い、前玉レンズ径が拡大する傾向にある。また、前玉レンズよりもマウント側のレンズを光軸方向に駆動して変倍等を行うため、ズームレンズ本体のうち該マウント側のレンズを収容する部分の外周に回転カム筒を配置する場合が多い。この場合、前玉レンズを収容する大径部材と前玉レンズよりもマウント側のレンズを収容する小径部材とを結合した二体構造のズームレンズ本体が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１５３８４号公報(段落０００８〜０００１８、図１，２等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような二体構造のズームレンズ本体においては、大径部材と小径部材との結合部の肉厚を他の部位よりも厚くすることで、結合部の強度を確保している。しかしながら、このように結合部の肉厚を厚くすると、ズームレンズ本体内における該結合部周辺のスペース（内径）が狭くなって必要な光路空間を確保できなくなったり、該光路空間を確保するためにズームレンズ本体の外径を大きくする必要が生じたりする。
【０００４】
本発明は、本体の結合部付近の肉厚を厚くすることなく、十分な結合部の強度が得られるレンズ装置およびこれを用いた画像投射装置、光学機器を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの側面としての本発明のレンズ装置は、マウントが設けられた第１の部材および該第１の部材に結合された第２の部材により構成された本体と、該本体内に配置された複数の光学素子ユニットとを有する。そして、該複数の光学素子ユニットのうち少なくとも１つを、光軸方向において固定された固定光学素子ユニットとし、第１および第２の部材のうち一方における該両部材の結合部の内側の領域又は該領域に光軸方向において隣接する領域に、該固定光学素子ユニットを保持する保持部を設けたことを特徴とする。
【０００６】
また、他の側面としての本発明のレンズ装置は、マウントが設けられた第１の部材および該第１の部材に結合された第２の部材により構成された本体と、該本体内に配置された複数の光学素子ユニットとを有する。そして、該複数の光学素子ユニットのうち光軸方向において第１および第２の部材の結合部に最も近い光学素子ユニットを、光軸方向において固定される固定光学素子ユニットとし、第１および第２の部材のうち一方に、該固定光学素子ユニットを保持する保持部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
さらに他の観点としての本発明のレンズ装置は、マウントが設けられた第１の部材および該第１の部材に結合された第２の部材により構成された本体と、第１の部材内に配置された少なくとも１つの光軸方向移動が可能な光学素子ユニットのうち光軸方向において第１および第２の部材の結合部に最も近い第１の可動光学素子ユニットと、第２の部材内に配置された少なくとも１つの光軸方向移動が可能な光学素子ユニットのうち光軸方向において該結合部に最も近い第２の可動光学素子ユニットと、第１および第２の可動光学素子ユニットの間に配置され、光軸方向において固定された固定光学素子ユニットとを有する。そして、第１および第２の部材のうち一方に、該固定光学素子ユニットを保持する保持部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
なお、これらのレンズ装置は、画像投射装置の投射レンズとして用いたり、撮影装置、観察装置等の光学機器のレンズ装置として用いたりすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、本体における結合部の内側若しくはこれに隣接した領域又は結合部に近い領域を固定光学素子ユニットによって補強することができるので、結合部の肉厚を厚くすることなく結合部の強度を高くすることができる。したがって、本体の径を大きくすることなく本体内の光路空間と結合部の強度とが十分に確保されたレンズ装置およびこれを備えた画像投射装置、光学機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１および図２には、本発明の実施例１であるレンズ装置であって、プロジェクタ（画像投射装置）の投射レンズの構成を示している。
【００１２】
これらの図において、投射レンズ１００の光学系は、拡大側（投射レンズの場合は被投射面側又は像側であり、後述する撮影装置や観察装置においては物体側）から順に、第１レンズユニット１２１、第２レンズユニット１２２、第３レンズユニット１２３、第４レンズユニット１２４、第５レンズユニット１２５、第６レンズユニット１２６および第７レンズユニット１２７により構成されている。なお、図においては、第２レンズユニット１２２以外のレンズユニットはその形状を示しておらず、配置される領域をハッチングで示すのみとする。
【００１３】
１０１は第１レンズユニット１２１を保持する第１レンズ保持筒、１０３は第３レンズユニットを保持する第３レンズ保持筒、１０４は第４レンズユニット１２４を保持する第４レンズ保持筒、１０５は第５レンズユニット１２５を保持する第５レンズ保持筒、１０６は第６レンズユニット１２６を保持する第６レンズ保持筒、１０７は第７レンズユニット１２７を保持する第７レンズ保持筒である。
【００１４】
ここで、第１レンズユニット（第２の可動光学素子ユニット）１２１、第３レンズユニット（第１の可動光学素子ユニット）１２３〜第６レンズユニット１２６は、光軸方向に移動可能であり、第２レンズユニット（固定光学素子ユニット）１２２および第７レンズユニット１２７は、光軸方向において固定（不動）のレンズユニットである。また、第１レンズユニット１２１と第２レンズユニット１２２によりフォーカス群が構成され、第３レンズユニット１２３〜第６レンズユニット１２６により変倍群が構成される。第７レンズユニット１２７はリレー群を構成する。
【００１５】
１０８は第１固定筒（第１の部材）であり、その縮小側（投射レンズの場合は物体側であり、撮影装置や観察装置においては像側）の端部には、後述するプロジェクタの光学ボックスに取り付けられるマウント部１０８Ｂが形成されている。
【００１６】
１０９は第２レンズユニット１２２を保持する第２固定筒（第２の部材）であり、径の大きな第１レンズユニット１２１を保持する第１レンズ保持筒１０１とヘリコイド結合するために、第１固定筒１０８に比べて内外径が大きく形成されている。この第２固定筒１０９は、その縮小側の端部が第１固定筒１０８の拡大側の端部と結合されることにより、二体構造の本体としての固定鏡筒を構成する。具体的には、第２固定筒１０９は、該第２固定筒１０９のうち第２レンズユニット１０２を保持する部位（以下、保持部という）１０９Ａの外周側の部位において、スラスト方向から挿入されるビス（図示せず）によって第１固定筒１０８に結合固定される。言い換えれば、第２レンズユニット１０２を保持する保持部１０９Ａは、第２固定筒１０９における第１固定筒１０８と第２固定筒１０９との結合部１２０の内周側（内側）の領域又はこれに光軸方向において隣接する領域に、該第２固定筒１０９に一体的に設けられている。「一体的に設ける」とは、一体成形してもよいし、別部材を固定して一体化した場合でもよい意味である。
【００１７】
ここで、結合部１２０については、厳密に第１および第２固定筒１０８，１０９が接触する面が存在する位置と解釈してもよいし、またそのような接触面を含むある程度の幅を持った範囲として解釈してもよい。いずれにせよ、本発明では、第２レンズユニット１０２を保持する保持部１０９Ａが、第２固定筒１０９における結合部１２０の内側の領域又はこれに光軸方向において隣接する領域に設けられていればよい。
【００１８】
このような構成とすることで、第１固定筒１０８と第２固定筒１０９との結合部１２０は、その近傍において保持されている第２レンズユニット１０２が補強部材として機能することで、該結合部の肉厚を厚くすることなく高い強度を持つことができる。しかも、結合部の肉厚を薄くすることができるので、固定鏡筒内のスペース（光路空間）も狭くならず、外径が小さいにもかかわらず、大きな口径を有する明るい投射レンズを実現することができる。
【００１９】
また、別の観点から見た場合、本実施例においては、第１レンズユニット１２１〜第７レンズユニット１２７のうち光軸方向において第１および第２固定筒１０８，１０９の結合部１２０に最も近い第２レンズユニット１２２を光軸方向において固定された固定レンズユニットとし、第２固定筒１０９に該第２レンズユニット１２２を保持する保持部１０９Ａが設けられている。
【００２０】
また、第１固定筒１０８内に配置された光軸方向移動が可能な第３〜第７レンズユニット１２３〜１２７のうち光軸方向において結合部１２０に最も近い第３レンズユニット１２３と、第２固定筒１０９内に配置された光軸方向移動が可能で該結合部１２０に最も近い第１レンズユニット１２１との間に配置された第２レンズユニット１２２を光軸方向において固定された固定レンズユニットとし、第２固定筒１０９に該第２レンズユニット１２２を保持する保持部１０９Ａが設けられている。これらのような観点で見た場合も、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００２１】
１１０はカム環であり、第１固定筒１０８の外周に回転可能に配置される。このカム環１１０は、第１固定筒１０８に対して、バヨネット構造等による移動阻止構造によって光軸方向への移動が阻止されている。このため、第１固定筒１０８に対して定位置で回転する。カム環１１０には、第３〜第６レンズユニット１２３〜１２６を光軸方向に駆動するためのカム溝部１１０Ａ〜１１０Ｄが形成されている。１１１Ａ〜１１１Ｄはそれぞれ第３〜第６レンズ保持筒１０３〜１０６の外周面に取り付けられるカムフォロアであり、後述するように、それぞれカム溝部１１０Ａ〜１１０Ｄに係合する。
【００２２】
第１レンズ保持筒１０１の外周面には雄ヘリコイドネジが形成されており、この雄ヘリコイドネジは、第２固定筒１０９の内周面に形成された雌ヘリコイドネジと係合している。手動又はモータ駆動によって第１レンズ保持筒１０１を光軸周りで回動させることにより、該第１レンズ保持筒１０１およびこれに保持された第１レンズユニット１２１が光軸方向へ移動し、固定されている第２レンズユニット１２２の光学作用との合成によりフォーカシングを行うことができる。
【００２３】
第７レンズ保持筒１０７は、第１固定筒１０８にスラスト方向からビス（図示せず）によって固定されている。
【００２４】
第３レンズ保持筒１０３、第４レンズ保持筒１０４、第5レンズ保持筒１０５および第６レンズ保持筒１０６の外周面にはそれぞれ、ラジアル方向における１２０度間隔で上述したカムフォロア１１１Ａ〜１１１Ｄが取り付けられている。カムフォロア１１１Ａ〜１１１Ｄはそれぞれ、カム環１１０に形成された第３レンズカム溝部１１０Ａ、第４レンズカム溝部１１０Ｂ、第５レンズカム溝部１１０Ｃおよび第６レンズカム溝部１１０Ｄに係合し、さらに第１固定筒１０８に光軸方向に延びるよう形成された直進ガイド溝部１０８Ａにも係合している。このため、カム環１１０が光軸周りで手動又はモータ駆動によって回転すると、各レンズ保持筒およびそれに保持されているレンズユニットは、各カム溝部のリフトに従って光軸方向に移動する。これにより、変倍を行うことができる。
【００２５】
以上のように構成された投射レンズ１００は、図２に示すように、液晶パネル等の画像形成素子２０５上に形成された原画の情報を含み、色合成プリズム等を有する光学系２０３から入射した光を不図示のスクリーンに投射する。この際、変倍機能によって所望の画面サイズを得ることができるとともに、フォーカス機能によって所望の投射距離でのピント合わせを行うことができる。
【００２６】
図３には、本実施例の投射レンズ１００を備えたプロジェクタの概略構成を示している。プロジェクタ２００の筐体２０１内には、光源ランプ、照明系、色分解系、上記画像形成素子２０５および色合成系等を内蔵した光学ボックス２０２が収納されている。光学ボックス２０２の光射出部には、投射レンズ１００のマウント部１０８Ｂが取り付けられる。投射レンズ１００は、筐体２０１の前面に形成された開口を通して不図示のスクリーンに画像を投射する。
【実施例２】
【００２７】
図４には、本発明の実施例２である投射レンズの構成を示している。実施例１では、第２固定筒１０９側に第２レンズユニット１２２を保持する保持部１０９Ａを設けた場合について説明したが、本実施例の投射レンズ１００’では、図４に示すように、第１固定筒１０８側に第２レンズユニット１２２を保持する保持部１０８Ｃを設けている。なお、図４において、実施例１の図１，２と共通する構成要素には実施例１と同符号を付して説明に代える。
【００２８】
このような構成とすることで、第１固定筒１０８と第２固定筒１０９との結合部１２０は、その近傍において保持されている第２レンズユニット１０２が補強部材として機能することで、該結合部の肉厚を厚くすることなく高い強度を持つことができる。しかも、結合部の肉厚を薄くすることができるので、固定鏡筒内のスペース（光路空間）も狭くならず、外径が小さいにもかかわらず、大きな口径を有する明るい投射レンズを実現することができる。
【００２９】
また、別の観点から見た場合、本実施例においては、第１レンズユニット１２１〜第７レンズユニット１２７のうち光軸方向において第１および第２固定筒１０８，１０９の結合部１２０に最も近い第２レンズユニット１２２を光軸方向において固定された固定レンズユニットとし、第１固定筒１０８に該第２レンズユニット１２２を保持する保持部１０８Ｃが設けられている。
【００３０】
また、第１固定筒１０８内に配置された光軸方向移動が可能な第３〜第７レンズユニット１２３〜１２７のうち光軸方向において結合部１２０に最も近い第３レンズユニット１２３と、第２固定筒１０９内に配置された光軸方向移動が可能で該結合部１２０に最も近い第１レンズユニット１２１との間に配置された第２レンズユニット１２２を光軸方向において固定された固定レンズユニットとし、第１固定筒１０８に該第２レンズユニット１２２を保持する保持部１０８Ｃが設けられている。これらのような観点で見た場合も、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
なお、本実施例の投射レンズ１００’も、実施例１にて図３を用いて説明したように、プロジェクタに搭載される。
【実施例３】
【００３２】
図５には、本発明の実施例３である撮影レンズ（レンズ装置）３００を示している。この撮影レンズ３００は、一眼レフカメラ３０１とともに撮影装置を構成する。撮影レンズ３００内の具体的な構成については、図示はしないが、基本的に実施例１，２と同様に、二体構造の固定鏡筒のうち、カメラ３０１に設けられたマウント３０１Ａに装着されるマウント３００Ａを有する第１固定筒と該第１固定筒に結合される第２固定筒との結合部の内側の領域又は該領域に隣接する領域に固定レンズユニットを保持する保持部を設け、該固定レンズユニットを結合部の補強部材として機能させる。
【００３３】
また、別の観点で見た場合、固定鏡筒内の複数のレンズユニットのうち光軸方向において第１および第２固定筒の結合部に最も近い固定レンズユニット１２２を保持する保持部を、第１固定筒又は第２固定筒に設ける。さらに、第１固定筒内に配置された光軸方向移動が可能な少なくとも１つのレンズユニットのうち光軸方向において結合部に最も近い可動レンズユニットと、第２固定筒内に配置された少なくとも１つの光軸方向移動が可能なレンズユニットのうち結合部に最も近い可動レンズユニットとの間に配置された固定レンズユニットを保持する保持部を、第１固定筒又は第２固定筒に設ける。
【００３４】
さらに、同様の構成のレンズ装置を望遠鏡や双眼鏡等の観察装置に用いてもよい。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、請求の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本体の結合部を補強するための固定光学素子として、レンズの代わりに、平行平面ガラスや光学フィルター等の光学素子を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１である投射レンズの構成を示す分解斜視図。
【図２】実施例１の投射レンズの構成を示す断面図。
【図３】実施例１の投射レンズを備えたプロジェクタの外観図。
【図４】本発明の実施例２である投射レンズの構成を示す分解斜視図。
【図５】本発明の実施例３である撮影レンズおよびカメラの概略図。
【符号の説明】
【００３７】
１００，１００’  投射レンズ
１０８  第１固定筒
１０９  第２固定筒
１０８Ｂ  マウント
１０８Ｃ，１０９Ａ  保持部
１１０  カム環
１２０  結合部
１２１〜１２７  レンズユニット
２００  プロジェクタ
３００  撮影レンズ
３０１  カメラ
３０１Ａ，３００Ａ  マウント
【図３】
2006258894.tif 000003
【図１】
2006258894.tif 000004
【図２】
2006258894.tif 000005
【図４】
2006258894.tif 000006
【図５】
2006258894.tif 000007