(57)【要約】      （修正有）【課題】部品点数を抑え、レンズの組み付け後の微調整を可能にするレンズ保持部材を提供する。【解決手段】レンズを保持する第１鏡筒２１、第２鏡筒２２と、レンズの中心軸を中心に回転可能な第１回転部材１１と、第１回転部材１１と独立に回転可能な第２回転部材１２と、第１回転部材１１と、第２回転部材１２と、を第１鏡筒２１、第２鏡筒２２に対して中心軸を中心に回動可能に保持する保持部材５０と、を有し、第１回転部材１１と、第２回転部材１２とは、中心軸の方向において保持部材５０を挟んで互いに逆側に配置され、第１回転部材１１と第２回転部材１２とは何れも、保持部材５０の内周面と対向する第１の面と、第１鏡筒２１、第２鏡筒２２に対向する面である第２の面と、を有し、第１の面と第２の面とは偏心して形成され、第１回転部材１１と第２回転部材１２とは偏心の方向が９０度ずれるように配置される。【選択図】図４
2019197085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持する鏡筒と、
前記レンズの中心軸を中心に回転可能な第１回転部材と、
前記第１回転部材と独立に回転可能な第２回転部材と、
前記第１回転部材と、前記２回転部材と、を前記鏡筒に対して前記中心軸を中心に前記中心軸と直交する平面において回動可能に保持する保持部と、を有し、
前記第１回転部材と、前記第２回転部材とは、前記中心軸の方向において前記保持部を挟んで互いに逆側に配置され、
前記第１回転部材と前記第２回転部材とは何れも、前記保持部の内周面と対向する第１の面と、前記鏡筒側に対向する面である第２の面と、を有し、前記第１の面と前記第２の面とは偏心して形成され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とは前記偏心の方向が９０度ずれるように配置されることを特徴とするレンズ保持部材。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ保持部材において、
前記第１回転部材と前記第２回転部材とは、外周側から駆動するための歯車部を有することを特徴とするレンズ保持部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレンズ保持部材において、
前記保持部は、前記鏡筒の外周側と嵌合する嵌合部を有することを特徴とするレンズ保持部材。
【請求項４】
請求項３に記載のレンズ保持部材において、
前記嵌合部を複数有し、前記嵌合部が形成された位置の間でなす角度が、前記偏心方向と一致することを特徴とするレンズ保持部材。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載のレンズ保持部材を備えるレンズユニットと、
前記レンズユニットへ向けて光を出射する発光源と、
を有し、前記レンズユニットを透過した光を表示面に投影することを特徴とする画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ保持部材及び画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラやプロジェクタに代表される、レンズユニットを使用した画像投影装置などの光学装置において、鏡筒にレンズを組み付ける際に、レンズ位置を微調整するための機構が知られている（例えば特許文献１〜４等参照）。
【０００３】
このような微調整を行うための機構としては、バネやネジなどの押圧部材によって押圧する構成が挙げられるが、部品点数が増大するという問題があった。
また、偏心させた円筒状の部材を用いる方法も考えられるが、調整する方向が偏心方向に依存してしまうという課題が生じている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、部品点数を抑えながらも、レンズの組み付け後の微調整を可能にするレンズ保持部材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明にかかるレンズ保持部材は、レンズを保持する鏡筒と、前記レンズの中心軸を中心に回転可能な第１回転部材と、前記第１回転部材と独立に回転可能な第２回転部材と、前記第１回転部材と、前記２回転部材と、を前記鏡筒に対して前記中心軸を中心に回動可能に保持する保持部と、を有し、前記第１回転部材と、前記第２回転部材とは、前記中心軸の方向において前記保持部を挟んで互いに逆側に配置され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とは何れも、前記保持部の内周面と対向する第１の面と、前記鏡筒側に対向する面である第２の面と、を有し、前記第１の面と前記第２の面とは偏心して形成され、前記第１回転部材と前記第２回転部材とは前記偏心の方向が９０度ずれるように配置される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、部品点数を抑えながらも、レンズの組み付け後の微調整を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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。
【図２】本発明の実施形態におけるレンズ鏡筒の構成の一例を示す図である。
【図３】図２に示したレンズ保持部材の構成の一例を示す図である。
【図４】図２に示したレンズ保持部材の各部の構成の一例を示す分解図である。
【図５】図３に示した保持部の回転動作の一例を示す模式図である。
【図６】図３に示した第１回転部材と第２回転部材の構成の一例を示す図である。
【図７】図３に示した第１回転部材の回転動作の一例を示す図である。
【図８】図３に示した第２回転部材の回転動作の一例を示す図である。
【図９】図２に示したレンズ鏡筒を上部から見たときの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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、光束を射出する光源１０１と、投射すべき画像を表示して、透過する光束に画像情報を付与する空間光変調素子１０２と、を有している。
画像投影装置１００はまた、画像を表示面１０４に投影するための投影光学系たるレンズユニット２００と、表示面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。
【０００９】
光源１０１は、光線を出射する発光源たるハロゲンランプを用いて、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。
【００１０】
空間光変調素子１０２は、入射した光束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。
【００１１】
レンズユニット２００の構成について説明する。
ここで、レンズユニット２００が画像投影装置１００に取り付けられた状態におけるレンズユニット２００への入射光の光軸すなわちレンズ１６の光軸中心と平行な方向をＺ軸、Ｚ軸に垂直な方向のうち、図２における紙面上下方向に平行な軸をＹ軸と定め、Ｚ軸およびＹ軸にそれぞれ垂直な軸をＸ軸と定める。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの方向について、図２に示す矢印の方向をそれぞれ正方向と定める。
【００１２】
レンズユニット２００は、図２に示すように、筐体２０と、Ｚ軸上に配置されて投射光学系を構成するレンズ１５、レンズ１６と、レンズ１５の中心軸と平行なＺ軸を中心に回転可能な第１回転部材１１と、第１回転部材１１と独立に回転可能な第２回転部材１２と、第１回転部材１１と、第２回転部材１２と、を筐体２０に対してＺ軸を中心にＸ／Ｙ方向へ回動可能に保持する保持部５０と、を有している。
【００１３】
第１回転部材１１と第２回転部材１２と、保持部５０とは、図３に示すように筐体２０を構成する第１鏡筒２１と第２鏡筒２２とに対して取り付けられて、レンズ１５を保持するレンズ保持部材１として機能する。
【００１４】
図４にレンズ保持部材１を構成する各部材の分解図を示す。
第１鏡筒２１は、レンズ１５を保持する略円筒状の円筒部２１１と、円筒部２１１からＸＹ平面に沿って平行に立ち上がった突き当て部２１２と、突き当て部２１２からＺ軸に平行に伸びた先端部２１３と、を有している。
先端部２１３の内周側には、レンズ１５が保持されている。また、円筒部２１１の外側であって突き当て部２１２と当接するように摺動補助部としてワッシャ２３が取り付けられている。
かかるワッシャ２３により、後述する第１回転部材１１の回転及び偏心方向への移動の際にも、第１回転部材１１と第１鏡筒２１との間の摩擦が低減される。
【００１５】
押さえ部材１７は、第２鏡筒２２にねじ止めにより固定されて、第１鏡筒２１と、保持部５０と、第１回転部材１１と、第２回転部材１２とをＺ軸方向に押さえることで締結状態に維持するストッパーである。
【００１６】
保持部５０は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｚ軸方向中央部に凸部５１を有する略円筒形状であり、凸部５１の＋Ｚ方向側にあって第１回転部材１１の外周面と対向する部分を内周面５２、凸部５１の−Ｚ方向側にあって第２回転部材１２の外周面と対向する部分を内周面５３としている。
凸部５１の＋Ｚ方向側の側面には、図５（ｂ）に示すように、上下方向たるＹ方向に沿って直動用凸部５４が形成されている。
同様に、凸部５１の−Ｚ方向側の側面にも、図５（ｃ）に示すように、左右方向たるＸ方向に沿って直動用凸部５４が形成されている。
直動用凸部５４の外側は、内周面５２、内周面５３ともに直線部５２ａ、５３ａが形成されており、かかる直線部５２ａ、５３ａにおいて、第１回転部材１１と、第２回転部材１２とが当接して保持される。
【００１７】
なお、本実施形態においては、直動用凸部５４側が突出し、鏡筒側に形成された直動用溝部５５が受ける形状としているが、互いに嵌り合う形状であればかかる構成に限定されるものではなく、凸と凹とが逆の構成であっても良い。
かかる直動用凸部５４と、直動用溝部５５とが嵌り合うことで、嵌合部として機能する。かかる嵌合部は、後述する第１回転部材１１と第２回転部材１２との回転動作において、シフト方向を規制するシフト方向規制部材として機能する。
【００１８】
第１回転部材１１は、円筒状の円筒部１１１と、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒部１１１のＺ方向端部に形成されたフランジ部１１２と、を有している。
同様に、第２回転部材１２は、円筒状の円筒部１２１と、円筒部１２１の−Ｚ方向端部に形成されたフランジ部１２２と、を有している。
フランジ部１１２、１２２の外周側には歯車状のギアたる歯車部１１３、１２３が形成されており、外周側から駆動源を歯車に嵌め合うようにして駆動することが可能である。
【００１９】
第１回転部材１１の円筒部１１１は、図６（ｂ）に一点鎖線で誇張して示すように、第１の面である外周面１１１ａと、第２の面である内周面１１１ｂとの断面の中心が所定の方向たるＹ方向に偏心されている。
なお、かかる偏心は、後述するようにレンズ１５の位置の微調整を目的とするものであるから、実際の偏心は、数ｍｍ程度であれば良い。
すなわち、円筒部１１１の外周面１１１ａは、レンズ保持部材１が組み上げられた締結状態において、保持部５０の内周面５２と対向する第１の面である。同様に、円筒部１１１の内周面１１１ｂは、第１鏡筒２１の外周面と対向する第２の面である。
【００２０】
第２回転部材１２の円筒部１２２も第１回転部材１１と同様に、第１の面である外周面１２１ａと、第２の面である内周面１２１ｂとの断面の中心が所定の方向たるＸ方向に偏心されている。
かかる構成により、第２回転部材１２は、回動により第１回転部材１１とは直交する方向に移動する。
円筒部１２１の外周面１２１ａは、レンズ保持部材１が組み上げられた締結状態において、保持部５０の内周面５３と対向する第１の面である。同様に、円筒部１２１の内周面１２１ｂは、第２鏡筒２２の外周面と対向する第２の面である。
【００２１】
さて、レンズ１５とレンズ１６とは、互いの公差の積み上げによって、その中心位置が微小に異なる。そのため、第１鏡筒２１に取り付けられたレンズ１５の光軸中心と、第２鏡筒２２に取り付けられたレンズ１６の光軸中心との間にずれが生じ、狙い通りの性能が達成できないことがあり得る。
このような光軸中心のずれは、レンズ１５とレンズ１６を移動させなければ解消されないため、組み付け後の調整は困難であった。
そこで本実施形態では、組み付けが終了した後にも、外部から操作可能な第１回転部材１１と、第２回転部材１２とを用いることで、部品点数を抑えながらも、レンズの組み付け後の微調整を可能にする。
【００２２】
本実施形態において、保持部５０と第１回転部１１と第２回転部１２とを用いて、第２鏡筒２２に対して第１鏡筒２１を動作させて、レンズ１５の位置を微調整するような方法について説明する。
【００２３】
第１鏡筒２１の−Ｚ方向側の端部には、その外周部分に、直動用凸部５４に嵌合するように、Ｙ方向に沿って直動用溝部５５が形成されている。
同様に、第２鏡筒２２の＋Ｚ方向側の端部には、その外周部分に、直動用凸部５４に嵌合するように、Ｘ方向に沿って直動用溝部５５が形成されている。
かかる直動用凸部５４と、直動用溝部５５とは、図２に示した締結状態において、互いに嵌合した状態である。
【００２４】
このような締結状態において、歯車部１１３がＡ方向に回転されると、図７に示すように、第１回転部材１１の外周面１１１ａの中心Ｏ’と、内周面１１１ｂの中心Ｏとが異なる（偏心されている）ために、保持部５０の中心に対して第１回転部材１１の中心がシフトすることになる。
また、このときの移動方向は、直動用凸部５４によって制限されるため、第１回転部材１１を回転させたときに第１鏡筒２１が保持部５０に対してＹ方向に移動することとなる。
【００２５】
同様に、第２回転部材１２の歯車部１２３がＡ方向に回転されると、図８に示すように、第２回転部材１２の外周面１２１ａの中心と、内周面１２１ｂの中心とが異なる（偏心されている）ために、保持部５０の中心に対して第２回転部材１２の中心がＸ方向にシフトすることになる。
保持部５０の−Ｚ方向側には第２鏡筒２２が取り付けられており、第２回転部材１２は内周面側において第２鏡筒２２と当接しているから、第２回転部材１２が保持部５０に対して回転すると、かかる偏心方向への移動によって、第２鏡筒２２と保持部５０との位置が、相対的に変化する。
このときの移動方向は、−Ｚ方向側に形成された直動用凸部５４によって制限されるため、第２回転部材１２を回転させたときに第２鏡筒２２がＸ方向にのみ移動することとなる。このように、第１回転部材１１と第２回転部材１２との偏心の方向を９０度ずらして構成することにより、互いに直交する方向に自由に調整することが可能となる。
【００２６】
したがって、第１回転部材１１と第２回転部材１２とを保持部５０に対して回転させることで、第１鏡筒２１と第２鏡筒２２との間の位置関係をＸ方向とＹ方向とにそれぞれ独立に微調整することができる。
【００２７】
かかる構成のレンズユニット２００を用いて、画像を投影する方法について説明する。
光源１０１から出射された光束は、レンズユニット２００の−Ｚ方向側に配置された空間光変調素子１０２を透過することで画像情報を付与され、レンズユニット２００を透過して表示面１０４へと出射される。
レンズユニット２００が、表示面１０４上に正しく画像を表示するためには、表示面１０４との位置関係や、空間光変調素子１０２との位置関係を調節する必要がある。
このような調節のために、例えばバネやネジ等を用いて、所望の方向にレンズ保持部材１を押圧する方法が従来知られている。
しかしながら、このように押圧部材を用いる方法では、部品点数が増大してしまうという問題があった。またさらに、作業効率を考えるとレンズの位置調整は、レンズユニット２００にレンズ保持部材１を取り付けた状態で行うのが望ましいが、バネやネジ等では、かかる調整のために要する作業用スペースが大きく、小型化が進むレンズユニット２００の調整方法としては難しかった。
【００２８】
そこで、本実施形態では、第１回転部材１１と第２回転部材１２とを回転させることによって、レンズ１５とレンズ１６との位置関係を調整可能にしている。
【００２９】
本実施形態では、レンズ１５を保持する鏡筒２１と、レンズ１５の中心軸を中心に回転可能な第１回転部材１１と、第１回転部材１１と独立に回転可能な第２回転部材１２と、第１回転部材１１と第２回転部材１２とを鏡筒２１に対して中心軸を中心に回動可能に保持する保持部５０と、を有している。
また本実施形態では、第１回転部材１１と、第２回転部材１２とは、Ｚ方向において保持部５０を挟んで互いに逆側に配置され、第１回転部材１１と第２回転部材１２とは何れも、保持部５０の内周面と対向する第１の面１１１ａ、１２１ａと、鏡筒側に対向する面である第２の面１１１ｂ、１２１ｂと、を有している。
第１の面１１１ａ、１２１ａと第２の面１１１ｂ、１２１ｂとは偏心して形成され、第１回転部材１１と第２回転部材１２とは偏心の方向が９０度ずれるように配置される。
かかる構成により、部品点数を抑えながらも、レンズの組み付け後の微調整を可能にする。
【００３０】
本実施形態では、第１回転部材１１と第２回転部材１２とは、外周側から駆動するための歯車部１１３、１２３を有している。
かかる構成により、作業用スペースの小さなレンズユニット２００であっても、レンズの組み付け後の微調整が容易に可能となる。
【００３１】
また、本実施形態では、保持部５０は、第１鏡筒２１、第２鏡筒２２の外周側と嵌合する直動用凸部５４を有している。
かかる構成により、保持部５０に対する第１鏡筒２１、第２鏡筒２２の動作方向が規制されるから、ＸＹ方向において自在にレンズ位置の調整が可能となる。
【００３２】
また、本実施形態では、かかる直動用凸部５４と直動用溝部５５との組を複数有し、かかる嵌合部のなす角度が、偏心方向と一致する。
かかる構成によれば、第１回転部材１１と第２回転部材１２との回転動作によるシフト方向が、かかる嵌合部の方向によって規制されるから、動作方向を容易に制御可能となる。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【符号の説明】
【００３６】
１          レンズ保持部材
１１        第１回転部材
１２        第２回転部材
２００      レンズユニット
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開２０１１−０７６０４０号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６２０６号公報
【特許文献３】特開２００３−０６６３０２号公報
【図１】
2019197085.tif 000003
【図２】
2019197085.tif 000004
【図３】
2019197085.tif 000005
【図４】
2019197085.tif 000006
【図５】
2019197085.tif 000007
【図６】
2019197085.tif 000008
【図７】
2019197085.tif 000009
【図８】
2019197085.tif 000010
【図９】
2019197085.tif 000011