(57)【要約】【課題】組み立てが容易で部品の位置精度を確保することができるレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】カム部材は、光軸に垂直な断面形状が円弧状に形成され、光軸を中心とする円弧の角度が１８０度以下となるように構成する。また、カム部材の光軸方向の一端が鏡筒本体に光軸周りに回転可能に保持されたガイドリングに固定され、他端が鏡筒本体に形成された顎部で阻止されるように構成する。さらに、カム部材には、内周部と外周部の溝幅が異なるテーパ面を有するカム溝を備え、レンズ移動環に備えられたカムフォロアにはカム部材のテーパ面と角度を合わせたテーパ部を備え、カム溝のテーパ面に付勢するよう支持される。【選択図】　図２
2004093630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒本体内にて光軸方向に案内する２本のガイドバーに支持され、複数のレンズ群を保持する光軸方向に移動可能なレンズ移動環と、このレンズ移動環を所定の位置に制御するためのカム手段とを有し、前記カム手段は光軸を中心として回転するカム部材と前記レンズ移動環に備えられたカムフォロアから成り、前記カム部材を光軸中心に回転させることにより、前記レンズ移動環を光軸方向に駆動するレンズ鏡筒であって、
前記カム部材は、前記鏡筒本体の外周に配置され、光軸に垂直な断面形状が円弧状に形成され、光軸を中心とする円弧の角度が１８０度以下となるように構成されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記カム部材は、内周部と外周部の溝幅が異なるテーパ面を有するカム溝を備えており、
前記レンズ移動環に備えられたカムフォロアが、前記カム部材のテーパ面と角度を合わせたテーパ部を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記レンズ移動環に備えられたカムフォロアは、前記カム部材におけるカム溝のテーパ面を付勢するように支持されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記レンズ移動環に備えられたカムフォロアの付勢力により付勢されたカム部材のうち光軸方向における少なくとも一端が、鏡筒本体に形成された顎部で阻止されることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記カム部材の光軸方向における少なくとも一端が、鏡筒本体に対して光軸周りに回転可能に保持されたガイドリングに固定されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記カム部材の光軸方向における一端が、鏡筒本体に光軸周りに回転可能に保持されたガイドリングに固定され、他端が鏡筒本体に形成された顎部で阻止されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のレンズ鏡筒を備え、画像表示素子により変調された光を前記レンズ鏡筒内のレンズ群により投射することを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載のレンズ鏡筒を備えたことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型画像表示装置や撮像装置等の光学機器に用いられるレンズ鏡筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、投射型画像表示装置に用いられる投射レンズ鏡筒においては、鏡筒本体の外周を囲むようにカム環を配置し、各レンズ移動環に設けたカムフォロアをカム環に形成されたカム溝に係合させ、カム環を回転させることによって各レンズ移動環を光軸方向に駆動してズーミング等を行うように構成されている。
【０００３】
図６には、このような投射レンズ鏡筒が取り付けられた投射型画像表示装置の例を示している。
【０００４】
装置外装１４０内には、照明光学系、色分解系、画像表示素子、色合成系等が内蔵された光学ボックス１５０と、この光学ボックス１５０の光射出部に取り付けられた投射レンズ鏡筒１２０と、電源ユニット１３０と、画像表示素子や照明ランプ等を制御する電気回路基板１６０が収容されている。
【０００５】
また、図５には、上記投射レンズ鏡筒の構成を示している。３３は前部固定筒であり、３９は後部固定筒である。これら前後の固定筒３３，３９は一体に連結された鏡筒本体を構成する。前部固定筒３３の内周には後述する移動レンズ群を光軸方向に案内するためのガイド溝部（図示せず）が形成されている。
【０００６】
３１は前部固定筒３３の外周に設けられたズーム操作部材である。３２は前部固定筒３３の外周に光軸回りで回転可能に配置されたカム環であり、ズーム操作部材３１にビスで結合されている。
【０００７】
鏡筒本体内には、レンズを内包する複数のレンズ移動環３５，３６，３７，３８が、ズーミングを行うために、光軸方向に移動可能に収容されている。これらレンズ移動環３５〜３８の周方向３箇所にはそれぞれ、カムフォロア４０ａ（ｂ，ｃ），４１ａ（ｂ，ｃ），４２ａ（ｂ，ｃ），４３ａ（ｂ，ｃ）が取り付けられており、各カムフォロアはカム環３２に形成された各移動群用のカム溝部に係合している。
【０００８】
３４は１群鏡筒であり、その外周にはオスヘリコイド部が形成されている。このオスヘリコイド部は、前部固定筒３３の前部内周に形成されたメスヘリコイド部に結合しており、１群鏡筒３４を回転操作することによってこの１群鏡筒３４を光軸方向に移動させ、フォーカシングを行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のレンズ鏡筒では、各レンズ移動環３５〜３８の周方向３箇所にカム環３２のカム溝部に係合させるカムフォロアを取り付ける必要があるため、組立作業が煩雑であり、また３個ずつのカムフォロアの部品としての寸法精度のバラツキに起因する各レンズ移動環の光軸に対する微妙な倒れを除去するための調整作業にも手間がかかるという問題がある。
【００１０】
さらに、上記レンズ鏡筒において、従来、カム環３２はレンズ移動環３５〜３８の位置精度を確保する観点から金属部品として形成されている。
【００１１】
しかしながら、この金属部品であるカム環３２が、電源ユニット１３０から発生するノイズを受け、カム環３２に近い電気回路基板１６０にノイズを発生させる要因となるという問題がある。電気回路基板にノイズが発生することにより、装置駆動時のトラブルの一因となる場合がある。
【００１２】
そこで、本発明は組立作業も容易でレンズ移動環の光軸に対する倒れが生じにくいレンズ鏡筒を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
鏡筒本体内にて光軸方向に案内する２本のガイドバーに支持され、複数のレンズ群を保持する光軸方向に移動可能なレンズ移動環と、このレンズ移動環を所定の位置に制御するためのカム手段とを有し、カム手段は光軸を中心として回転するカム部材とレンズ移動環に備えられたカムフォロアから成り、カム部材を光軸中心に回転させることにより、レンズ移動環を光軸方向に駆動するレンズ鏡筒であって、カム部材は、鏡筒本体の外周に配置され、光軸に垂直な断面形状が円弧状に形成され、光軸を中心とする円弧の角度が１８０度以下となるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明のレンズ鏡筒では、カム部材のカム溝部に係合するカムフォロアを各レンズ移動環に１つずつ取り付ければよいため、組立作業が容易であるとともに、カムフォロアの部品精度のバラツキに起因する微妙な倒れを除去し易い構成とすることが可能である。
【００１５】
ここで、カム部材は金属で形成してもよいが、レンズ鏡筒を投射型画像表示装置に設ける場合には、カム部材を樹脂により形成することにより、カム部材が電源ユニットからのノイズを受けて電気回路基板でのノイズ発生要因となることを回避することが可能である。
【００１６】
本発明のレンズ鏡筒では、カム部材の円弧形状を１８０度以下とすることで、樹脂材料を用いて容易に成形することを可能としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３には、本発明の実施形態である投射レンズ鏡筒の構成を示している。ここで、図１は投射レンズ鏡筒の光軸方向における断面図であり、図２は光軸直交方向における断面図である。また、図３は、円弧状カムの展開図である。
【００１８】
これらの図において、９は固定筒（鏡筒本体）であり、その内側には後述する各レンズ移動群（１，３〜７）が収容されている。
【００１９】
１はフォーカス操作リング部を有する１群鏡筒であり、その外周後部にはオスヘリコイド部が形成されている。このオスヘリコイド部は、固定筒１の内周前部に形成されたメスヘリコイド部に結合している。
【００２０】
２は固定筒９の前部外周に回転可能に配置されたガイドリングであり、前端部にはズーム操作部を有している。また、このガイドリング２の内周側には、周方向に所定の長さを有する突起部が３箇所形成されており、これら突起部は、固定筒９の外周３箇所に形成されたスラスト規制部９ｄを合せ挿入される。ガイドリング２を回転させる際に、固定筒９の外周側に設定した端面がストッパー部９ａに当接することによってそれ以上のガイドリングの回転が阻止される。
【００２１】
３は第２レンズ群を保持する２群移動環である。この２群移動環３の周方向１箇所には、カムフォロア１４ａがバネ２１ａにより２群移動環３の外周方向に付勢されるように取り付けられている。また、このカムフォロア１４ａの近接した位置にはスリーブ部３ａが形成されている。さらに、２群移動環３におけるカムフォロア１４ａと光軸を挟んだ反対側の位置にはガイド突起３ｂが形成されている。
【００２２】
４は後述する３群保持枠５を保持する３群移動環である。この３群移動環４の周方向１箇所には、カムフォロア１４ｂがバネ２１ｂにより３群移動環４の外周方向に付勢されるように取り付けられている。また、このカムフォロア１４ｂの近接した位置にはスリーブ部４ａが形成されている。さらに、３群移動環４におけるカムフォロア１４ｂと光軸を挟んだ反対側の位置にはガイド突起４ｂが形成されている。
【００２３】
３群保持枠５は、３群移動環４の内周に嵌合しており、コロ１５によって３箇所で保持されている。３個のコロ１５のうち少なくとも１個は、３群保持枠５の光学調節のために偏芯コロが用いられている。
【００２４】
６は第４レンズ群を保持する４群移動環である。この４群移動環６の周方向１箇所には、カムフォロア１４ｃがバネ２１ｃにより４群移動環６の外周方向に付勢されるように取り付けられている。また、このカムフォロア１４ｃの近接した位置にはスリーブ部６ａが形成されている。さらに、４群移動環６におけるカムフォロア１４ｃと光軸を挟んだ反対側の位置にはガイド突起６ｂが形成されている。
【００２５】
７は第５レンズ群を保持する５群移動環である。この５群移動環７の周方向１箇所には、カムフォロア１４ｄがバネ２１ｄにより５群移動環７の外周方向に付勢されるように取り付けられている。また、このカムフォロア１４ｄの近接した位置にはスリーブ部７ａが形成されている。さらに、５群移動環７におけるカムフォロア１４ｄと光軸を挟んだ反対側の位置にはガイド突起７ｂが形成されている。
【００２６】
１１はマウント板であり、このマウント板１１には第６レンズ群が保持され、固定筒９の後端にビス結合されている。
【００２７】
１０は円弧状カム（カム部材）であり、樹脂によるモールド成形品である。円弧状カム１０の内周には、前端にガイドリング２との嵌合部が設けられており、ガイドリング２と一体的に回転が可能に結合されている。
【００２８】
そして、円弧状カム１０の後端の外周には摺動部１０ｅがあり、マウント板１１に設けられた顎部１１ａにより、円弧状カム１０は光軸中心の回転自在のまま、外周方向に移動するのを規制されている。
【００２９】
円弧状カム１０には、４本のカム溝部１０ａ〜１０ｄが形成されている。これらカム溝部１０ａ〜１０ｄはそれぞれ、外周部の溝幅が内周部の溝幅より狭いテーパー面を有する形状となっており、各レンズ移動環３，４，６，７に備えられた各カムフォロア１４ａ〜１４ｄが係合する。このとき各カムフォロア１４ａ〜１４ｄはバネ２１ａ〜２１ｄによって円弧状カム１０のカム溝１０ａ〜１０ｄのテーパー面に付勢されているのでガタなく係合している。
【００３０】
また、２群レンズ移動環３および４群レンズ移動環６のスリーブ部３ａ，６ａはガイドバー１３ａに嵌合し、３群移動環４および５群移動環７のスリーブ部４ａ，７ａはガイドバー１３ｂに嵌合する。これらガイドバー１３ａ，１３ｂは、固定筒９の内周前部とマウント板１１の前側とに形成された保持穴部によって両端が保持され、光軸に略平行に延びている。
【００３１】
ここで２群レンズ移動環３および４群レンズ移動環６のスリーブ部３ａ，６ａはそれぞれ、２群レンズ移動環３および４群レンズ移動環６から後方に延びている。また、３群レンズ移動環４および５群レンズ移動環７のスリーブ部４ａ，７ａはそれぞれ、３群レンズ移動環４および５群レンズ移動環７から前方に延びている。
【００３２】
このように、２本のガイドバー１３ａ，１３ｂの間でこれらに嵌合するスリーブ部３ａ，４ａ，６ａ，７ａを交互に振り分けることにより、これらスリーブ部のガイドバーに対する十分な長さの嵌合長を確保することができる。このため、各レンズ移動環（２群レンズ移動環３〜５群レンズ移動環７）の光軸に対する倒れを防止して、レンズ鏡筒の安定した光学性能を得ることができる。
【００３３】
また、各レンズ移動環（２群レンズ移動環３〜５群レンズ移動環７）に設けられたガイド突起３ｂ〜７ｂは固定筒９に形成されたガイド溝部９ｃに係合する。これにより、各鏡筒がそれぞれのスリーブ部が嵌合しているガイドバーを中心として回転することが阻止される。
【００３４】
以上の構成で、図３の展開図に示すように円弧状カム１０がｗｉｄｅの位置からｔｅｌｅの位置に回転することにより第２レンズ群〜第５レンズ群が所定の位置に移動し、ズーミングが行われる。
【００３５】
なお、以上説明した各構成部品のうち、ガイドバー１３ａ，１３ｂおよびバネ２１ａ〜２１ｄは金属部品であり、それ以外のものはビス類を除いて全て樹脂成形品である。
【００３６】
ここで、上記レンズ鏡筒２０の組立手順について説明する。はじめに、１群鏡筒１、２群レンズ移動環３、３群保持枠５、４群レンズ移動環６、５群レンズ移動環７およびマウント板１１に対してレンズ群を組み込む。そして、３群保持枠５と３群レンズ移動環４とをコロ１５により結合させる。これにより、各群ユニットを完成させる。
【００３７】
次に、固定筒９にガイドバー１３ａ，１３ｂを組み込み、これらガイドバー１３ａ，１３ｂに２群レンズ移動環３〜５群レンズ移動環７のスリーブ部３ａ〜７ａを嵌合させるとともに、ガイド突起３ｂ〜７ｂを固定筒９のガイド溝部９ｃに係合させる。
【００３８】
そして、マウント板１１をガイドバー１３ａ，１３ｂに合せながら固定筒９に対する位置決めを行い、固定筒９にビスにて結合する。
【００３９】
さらに、ガイドリング２の突起部を固定筒９のスラスト規制部９ｄに合せながら固定筒９に組み付けておき、１群鏡筒１を固定筒９にヘリコイド結合させ、ガイドリングの工具穴を介して、フォーカス用ストッパービス１８を取り付ける。
【００４０】
その後、２群レンズ移動環３〜５群レンズ移動環７にバネ２１ａ〜２１ｄを入れた後、カムフォロア１４（ａ〜ｄ）を取り付け、円弧状カム１０の摺動部１０ｅをマウント板１１の顎部１１ａの内周側に滑り込ませながら、円弧状カム１０の各カム溝部１０ａ〜１０ｄに２群レンズ移動環３〜５群レンズ移動群７のカムフォロア１４（ａ〜ｄ）を係合させ、ガイドリング２に円弧状カム１０をビスで固定する。
【００４１】
最後に、ズームのＷＩＤＥ端位置を合せ、ストッパービスを固定し、投射レンズ鏡筒２０の組立および調整が完了する。
【００４２】
以上のように構成された投射レンズ鏡筒２０は、図４に示す投射型画像表示装置に組み込まれる。なお、図４は投射型画像表示装置の装置外装における上蓋を取った状態を示している。
【００４３】
この投射型画像表示装置の装置外装４０内には、照明光学系、色分解系、画像表示素子、色合成系等が内蔵された光学ボックス５０と、この光学ボックス５０の光射出部に取り付けられた上記投射レンズ鏡筒２０と、照明ランプ等の電源となる電源ユニット３０と、画像表示素子や照明ランプ等を制御する電気回路基板６０とが収容されている。
【００４４】
電気回路基板６０は光学ボックス５０および投射レンズ鏡筒２０の上側に配置されている。
【００４５】
ここで、光学ボックス５０の光射出部に投射レンズ鏡筒２０のマウント板１１を取り付ける場合、投射レンズ鏡筒２０を、円弧状カム１０およびガイドバー１３ａ，１３ｂが下側、つまりレンズ群を挟んで電気回路基板６０の反対側に位置する向きで取り付ける。
【００４６】
これにより、金属部品であるガイドバー１３ａ，１３ｂを電気回路基板６０から離して配置することができる。
【００４７】
したがって、円弧状カム１０を樹脂により形成したことと相まって、レンズ鏡筒２０の金属部品が電源ユニット３０からのノイズを受けて電気回路基板６０でのノイズ発生要因となることを確実に回避することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、投射型画像表示装置に搭載するレンズ鏡筒について説明したが、本発明のレンズ鏡筒は、撮影装置等、他の光学機器にも搭載することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、鏡筒本体内にて光軸方向に案内する２本のガイドバーに支持され、複数のレンズ群を保持する光軸方向に移動可能なレンズ移動環と、このレンズ移動環を所定の位置に制御するためのカム手段とを有し、カム手段は光軸を中心として回転するカム部材とレンズ移動環に備えられたカムフォロアから成り、カム部材を光軸中心に回転させることにより、レンズ移動環を光軸方向に駆動するレンズ鏡筒であって、カム部材は、鏡筒本体の外周に配置され、光軸に垂直な断面形状が円弧状に形成され、光軸を中心とする円弧の角度が１８０度以下となるように構成されている。
【００５０】
このような構成により、カム部材のカム溝部に係合するカムフォロアを各レンズ移動環に１つずつ取り付ければよいため、組立作業が容易であるとともに、カムフォロアの部品精度のバラツキに起因する微妙な倒れを除去し易い構成とすることが可能である。
【００５１】
また、本発明のレンズ鏡筒を投射型画像表示装置に設ける場合には、カム部材を樹脂により形成することにより、カム部材が電源ユニットからのノイズを受けて電気回路基板でのノイズ発生要因となることを回避することができる。本発明のレンズ鏡筒では、カム部材の円弧形状を１８０度以下とすることで、容易に樹脂により成形することを可能としている。
【００５２】
しかも、金属部品である２本のガイドバーが、レンズ群を挟んで電気回路基板の反対側に位置するようにレンズ鏡筒を配置することにより、レンズ鏡筒の金属部品を電気回路基板から離すことができ、より確実にレンズ鏡筒の金属部品が電気回路基板にノイズを発生させる要因となることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるレンズ鏡筒の縦断面図。
【図２】本発明の実施形態であるレンズ鏡筒の横断面図。
【図３】本発明の実施形態であるレンズ鏡筒のカム形状を表す展開図。
【図４】本実施形態のレンズ鏡筒を搭載した投射型画像表示装置の斜視図。
【図５】従来のレンズ鏡筒の断面図。
【図６】従来のレンズ鏡筒を搭載した投射型画像表示装置の斜視図。
【符号の説明】
１　１群鏡筒
２　ガイドリング
３　２群レンズ移動環
４　３群レンズ移動環
５　３群保持枠
６　４群レンズ移動環
７　５群レンズ移動環筒
９　固定筒
１０　円弧状カム
１１　マウント板
１３ａ，１３ｂ　ガイドバー
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ　カムフォロア
１５　コロ
１８　ストッパービス
【図１】
2004093630.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004093630.tif 000006
【図５】
2004093630.tif 000007
【図６】
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