(57)【要約】【課題】レンズ鏡筒の外部から簡便に移動レンズの位置調節を行う。【解決手段】カム筒５のカム溝と固定筒６の直進溝２２にローラ１０が係合する。ローラ１０の底壁１６に、ローラ１０の中心軸１０ａから偏心させた位置に開口１７を形成する。移動レンズ２５を保持したレンズ枠２６に、開口１７を通してビス２４を螺合してローラ１０とレンズ枠２６とを連結する。ローラ１０を中心軸１０ａの回りに回転するとビス２４が中心軸１０ａに対して偏心した軌跡上を回動し、レンズ枠２６の移動調節ができる。調節後にビス２４を締めつけてローラ１０とレンズ枠２６とを相互に固定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に直進溝が形成された第一鏡筒と、螺旋状のカム溝が形成された第二鏡筒とを備え、前記第一鏡筒と第二鏡筒との相対的な回転によりレンズ群を保持したレンズ枠を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒において、
前記レンズ枠に支持され、光軸を中心に最大で１２０°の回転対称となる位置からそれぞれ放射状に突出した少なくとも３本の連結ピンと、
前記直進溝及びカム溝を貫通し、前記直進溝を構成する両側の側壁及び前記カム溝を構成する両側の側壁に摺接する同軸の円筒面をもつ有底の筒体で構成され、その底壁に前記円筒面の中心軸に対して偏心して形成され前記連結ピンがそれぞれ係合する開口が設けられた少なくとも３つのローラとを備え、
前記ローラを前記中心軸の回りに回転して前記レンズ枠を位置調節した後、ローラと連結ピンとを互いに固着したことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記連結ピンが３本であり、前記ローラが３個であることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記連結ピンが、前記ローラの上方から挿入され前記開口を貫通してレンズ枠に螺合するビスで構成され、これらのビスを互いに締めつけてその頭部を介してローラに固着されることを特徴とする請求項１または２記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記ローラの頂部に、ローラを回転させる調節治具の先端が係合する係合部を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡筒内に移動自在に組み込まれたレンズ枠を鏡筒外から位置調節し、レンズ枠に保持されたレンズの偏心や傾きを簡便に調節できるようにしたレンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近では液晶プロジェクタの投写レンズにも高性能のズームレンズが用いられ、スクリーン上に高精細な画像を拡大して投写することができるようになっている。ズームレンズの光学性能を高く維持するには、複数のレンズ群を鏡筒内に精度よく位置決めしなければならない。特に変倍時に移動するレンズ群については、その移動の間にスクリーン上で投写画像に位置ずれが生じたり、スクリーン上の片側でピントが甘くなる片ボケが生じたりすることがないようにレンズ群を正しく位置調節しておく必要がある。
【０００３】
一般に、鏡筒内におけるレンズ群の位置調節には、光学系全体の基準光軸と垂直な面内で個々のレンズ群の光軸を基準光軸と一致させる偏心調節と、基準光軸に対するレンズ群の倒れを調節する傾き調節と、基準光軸上での各レンズ群の相互間隔を調節する間隔調節とがある。中でも、偏心調節と傾き調節とが適切に行われていないと、上述のように変倍中の画像ズレや片ボケに大きな影響を与えるため、特許文献１で知られるように、これらの調節が簡便にできるような機構が種々考案されている。
【特許文献１】特開２００２−２９６４７６号公報
【０００４】
特許文献１記載の手法では、移動レンズ群を保持したレンズ枠をカム筒に連携させるためにカムフォロワが用いられるが、このカムフォロワとして部分的に寸法を変えた複数種類のものを用意しておき、その中からレンズ群の調節量に応じて適宜のものを選択して使用している。レンズ枠は３本のカムフォロワでカム筒に連携されるのが通常であるから、部分的に寸法が異なる複数種類のカムフォロワを適宜の組み合わせで使用すれば、レンズ枠の偏心と傾きを小さく抑えることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが上記手法の場合、予想されるレンズ群の調節量に応じて部分的に寸法を変えた多種類のカムフォロワを予め準備しておかなければならない。また、レンズ枠の調節量は通常では非常にわずかであるため、カムフォロワに部分的な寸法差があるといっても一瞥では区別がつかないこともあって部品管理が面倒である。さらに、調節と測定とを繰り返しながら精度の追い込みが行われ、しかもズームレンズの場合にはいくつかの変倍位置ごとに最適なレンズ枠の調整位置を割り出すトラッキング調節も必要であることを考慮すると、部品交換による調節では作業的に煩わしい面がある。
【０００６】
本発明は上記背景を考慮してなされたもので、変倍やピント合わせに際して鏡筒内で移動するレンズ枠を鏡筒外からの操作により簡単に調節することができるようにしたレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を達成するために、光軸方向に直進溝が形成された第一鏡筒と、螺旋状のカム溝が形成された第二鏡筒との相対的な回転によりレンズ群を保持したレンズ枠を光軸方向に移動させるにあたり、前記レンズ枠に支持され、光軸を中心に最大で１２０°の回転対称となる位置からそれぞれ放射状に突出した少なくとも３本の連結ピンと、前記直進溝及びカム溝を貫通し、前記直進溝を構成する両側の側壁及び前記カム溝を構成する両側の側壁に摺接する同軸の円筒面をもつ有底の筒体で構成され、その底壁に前記円筒面の中心軸に対して偏心して形成され前記連結ピンがそれぞれ係合する開口を有する少なくとも３つのローラとを設け、前記ローラを前記中心軸の回りに回転して前記レンズ枠を位置調節した後、ローラと連結ピンとを互いに固着したことを特徴とする。
【０００８】
前記ローラと連結ピンとを固着するには、連結ピンとして、前記ローラの上方から挿入され前記開口を貫通してレンズ枠に螺合する頭部付きのビスを用い、前記レンズ枠の位置調節の後に締めつけによってその頭部を介してローラに固着するのが簡便である。また、ローラの回転調節時に調節治具の先端を係合させる係合部をローラの頂部に形成しておくのがよい。
【発明の効果】
【０００９】
ローラは、同軸の円筒面が、前記直進溝を構成する両側の側壁及び前記カム溝を構成する両側の側壁と摺接して一定位置で回転するが、このローラの回転中心に対して偏心した位置で連結ピンが係合しているから、連結ピンはローラの回転量に応じて移動する。このような移動調節を、光軸を中心に最大で１２０°の回転対称となる少なくとも３個所で個別に行うことによってレンズ枠を三次元的に移動させ、微妙な位置調節を行うことができるようになる。この調節作業は、レンズ鏡筒を分解することなく外部から簡単に行うことができるから、レンズ鏡筒に検査光を入射させた状態のままで作業を行うことも可能で、ズームレンズの場合にはそのままトラッキング調節も並行して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
液晶プロジェクタの投写レンズ鏡筒に本発明を適用した例を図１に示す。このレンズ鏡筒は後端にマウント環２を有し、プロジェクタ本体にネジ止めされる。先端にフォーカスリング３が設けられ、回転することによりフォーカスレンズ群が組み込まれたフォーカス鏡筒４がヘリコイドを介して進退してピント合わせが行われる。
【００１１】
フォーカスリング３の後方にカム筒５が設けられている。カム筒５は、図２に示すように固定筒６の外側に回転自在に支持され光軸方向には移動しないように位置規制されている。カム筒５には３種類のカム溝７，８，９が形成されている。各々のカム溝７，８，９は、光軸Ｐに関して１２０°の回転対称となる３個所に形成され、それぞれカムフォロワとなるローラ１０，１１，１２が係合している。なお、カム溝７〜９が互いに干渉しないように、カム溝７に対してカム溝８，９は回転方向に関して位相が異なる位置に設けられている。また、カム溝７〜９及びローラ１０〜１２が外部に露出することがないように、カム筒５の外周面は一体に連結されるズームリングでカバーされるが、その図示は省略した。
【００１２】
ローラ１０〜１２は、それぞれ個別にレンズ群を保持したレンズ枠に連結され、カム筒５を回転したときにはそれぞれのカム溝７〜９の形状に対応してそれぞれのレンズ枠が一斉に光軸方向に移動して変倍が行われる。レンズ枠の移動量はそれぞれのレンズ群の機能に応じて互いに異なり、光学性能を維持するために必要とされる位置精度も異なっている。ここでは、カム溝７及びローラ１０によって移動されるレンズ群が光学性能を維持する上で最も高い精度が要求されるものとして扱う。
【００１３】
図２は、カム溝７，１２及びこれらに係合するローラ１０，１２の要部断面を表したもので、図示の簡略化のために各々のカム溝７，９は同じ回転位相で示してある。ローラ１０は、頂部にフランジ１４が一体化され外周面が円筒面となった円筒形状であるが、この円筒形状の中心軸１０ａに対し中空部１５は偏心して形成されている。底壁１６には開口１７が形成され、その開口中心１７ａはローラ１０の中心軸１０ａに対して偏心量δだけ隔てられている。なお、フランジ１４の上面には調節治具として用いられるドライバの先端を嵌めるための係合溝１４ａが設けられている。
【００１４】
ローラ１０の上段の円筒面１９は下段の円筒面２０よりもわずかに外径が大きく、カム筒５に形成されたカム溝７の幅に略等しい。したがって、円筒面１９は図示のようにカム溝７を構成する両側の側壁に摺接する。同様に、下段の円筒面２０の外径は固定筒６に光軸方向に形成された直進溝２２を構成する両側の側壁に摺接する。ローラ１０はカム筒５の表面側からカム溝７に挿通され、さらに固定筒６に形成された直進溝２２を貫通して固定筒６の内部に達している。なお、カム溝７と直進溝２２との溝幅が同じであれば、円筒面１９，２０は外径が等しい共通の円筒面となる。そして図３に示すように、ローラ１０に一体化された円筒面１９，２０が、それぞれカム溝７，直進溝２２を構成する両側の側壁に摺接していると、カム筒５が停止している限りはローラ１０の光軸方向あるいは光軸と直交する方向への移動が阻止された状態となっており、ローラ１０は中心軸１０ａ回りの回転だけが許容されるようになる。
【００１５】
底壁１６に形成された開口１７に頭付きのビス２４が上方から挿通され、移動レンズ群２５を保持したレンズ枠２６に螺合される。開口１７の内径がビス２４の外径にほぼ等しければビス２４の中心も開口１７の中心１７ａと一致するが、開口１７の内径がビス２４の外径よりも大きい場合には両者は必ずしも一致しないことがある。ただし、開口１７内でビス２４の中心がずれたとしても、ビス２４の中心が中心軸１０ａと一致することがないようにビス２４の外径及び開口１７の内径は制限されている。
【００１６】
ローラ１０は光軸Ｐに関して１２０°の回転対称となる３個所に設けられ、それぞれ同様にビス２４が挿通されレンズ枠２６に螺合して固定される。これにより、レンズ枠２６は光軸Ｐに関して１２０°の回転対称となる位置でそれぞれローラ１０に連結されることになるから、カム筒５の回転によりカム溝７のリードにしたがって３つのローラ１０が光軸方向に移動し、これとともにレンズ枠２６が円滑に移動して変倍が行われる。
【００１７】
他方のカム溝９にはローラ１２が摺接し、さらにその下側の直進溝２２に摺接するようにローラ２８が用いられている。これらのローラ１２，２８は、別の移動レンズ群２９を保持したレンズ枠３０に螺合されるビス３１によってビス止めされる。各々のローラ１２，２８の外径はそれぞれカム溝９，直進溝２２の溝幅に応じて決められる。なお、カム溝９や直進溝２２の寸法精度やローラ１２，２８自体の寸法精度を考慮して、これらのローラ１２，２８については寸法が異なる複数のものを用意しておき、組み立て時に最適なものをその都度選択して用いるようにしてもよい。このような部品交換による調節は、移動レンズ群２９が光学性能を維持する上であまり感度が高くないことが前提である。
【００１８】
ところで、移動レンズ２５は光学性能を維持するために高い精度で位置調節しておく必要があるが、以下にその調節手順について説明する。まず、鏡筒内に固定レンズ群，移動レンズ群を構成する全てのレンズを標準仕様で組み込む。ただし、移動レンズ２５については調節が必要であるから、ビス２４はレンズ枠２６に螺合させて連結した状態にしながらも調節時の自由度を得るために緩く締めておく。そして、カム筒５の表面を露出させた状態のレンズ鏡筒３５を図５に示す検査治具のステージ４０上に位置決めして固定する。次いで、光源４１から検査用のレーザビームをレンズ鏡筒３５の光軸Ｐ上に入射させ、モータ４２を駆動してステージ４０を光軸Ｐを中心に回転させる。
【００１９】
移動レンズ２５の位置決めが精度よく行われていない場合には、レンズ鏡筒３５を透過し、ステージ４０に組み込まれたミラー４３で反射したレーザビームが光軸Ｐに対して角度をもってビームスプリッタ４５に入射するから、ＣＣＤカメラ４６で撮影することにより、その角度ずれを測定することができる。角度ずれが許容値を越えているときには、角度ずれの方向に応じて３つのローラ１０のうちの１つまたは２つを回転調節し、レンズ枠２６ごと移動レンズ２５の位置を調節する。
【００２０】
ローラ１０を中心軸１０ａの回りに回転させると、中心軸１０ａに対して偏心量δだけ偏心して開口１７が回転し、この開口１７に挿通されたビス２４も同方向に回転する。この結果、図４に模式的に示すように、レンズ枠２６に螺合された３本のビス２４ａ，２４ｂ，２４ｃがローラ１０の中心軸１０ａから偏心した軌跡Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ上を回動するようになる。したがって、３つのローラ１０の各々をそれぞれ個別に回転調節することよって、各々のビス２４ａ〜２４ｃを光軸方向に最大で２δの範囲で移動させることができ、レンズ枠２６を光軸Ｐに対して傾けることができる。例えば、図４においてビス２４ａに対応するローラ１０だけを回転調節すると、ビス２４ａが軌跡Ｓａ上を回動して光軸方向にも変位するから、レンズ枠２６の上側だけを前後に傾ける傾き調節を行うことができる。同様に、他のビス２４ｂ，２４ｃも対応するローラ１０の回転調節に応じてそれぞれの軌跡Ｓｂ，Ｓｃ上を移動するから、適宜に組み合わせて調節することによって、レンズ枠２６を様々な方向で傾き調節することが可能となる。
【００２１】
また、ビス２４ａ，２４ｂ，２４ｃのそれぞれが同じ量だけ光軸方向に移動するように各ローラ１０を回転調節すれば、レンズ枠２６を光軸方向に微調節することもできる。さらに、ローラ１０を回転させずに、ビス２４ａ〜２４ｃの締めつけ具合を調節することによって、レンズ枠２６を光軸Ｐと垂直な面内で移動調節することができる。例えば、ビス２４ａを締めつけ、ビス２４ｂ，２４ｃを緩めれば、レンズ枠２６を光軸Ｐと垂直な面内で上方にスライドさせることができる。したがって、ビス２４ａ〜２４ｃのいずれを締めつけ、いずれを緩めるかの組み合わせに応じて、レンズ枠２６を任意の方向にスライドさせて偏心調節を行うことが可能となる。
【００２２】
こうして種々の調節を行った後には、各ローラ１０の中空部内に液状の接着剤を注入し、その調節位置でローラ１０、ビス２４、レンズ枠２６を一体化すればよい。ローラ１０の開口１７はレンズ枠２６に向かって開口しているため、カム溝９や直線溝２２に摺接する部分に接着剤が回り込むことがなく、カム筒５の操作性に問題が生じることはない。なお、ローラ１０あるいはビス２４ａ〜２４ｃの中の任意のものを任意に回転調節した場合、各々の調節方向及び調節量によってはレンズ枠２６にストレスが加わることが懸念されるが、その調節量や調節方向に応じて他のローラやビスも補助的に調節することによって、レンズ枠２６に極端なストレスが加わることを避けるようにすればよい。また、レンズ枠２６の調節量は、いずれの方向の調節でも高々数十μｍ程度の微小量であることがほとんどなので、例えばビス２４の外径に対して開口１７の内径に余裕をもたせたり、あるいはビス２４ａ〜２４ｃの相対的な締めつけ具合をその都度調節したりすることによって、レンズ枠２６に大きな機械的ストレスが加わることを避けることができる。
【００２３】
上述したローラ１０の回転調節は、図５に示すようにステージ４０にレンズ鏡筒３５を位置決めして固定したままで行うことができる。したがって、例えばカム筒５をまずテレ端にセットして調節を行い、次にワイド端にセットして調節を行うなど、変倍位置ごとにカム筒５をセットして順次に調節することができるから、トラッキング調節も含めて調節作業を大幅に効率化することができる。
【００２４】
こうして調節作業を行った後は、ビス２４を締めつけてローラ１０とレンズ枠２６とを固定すればよい。また、調節作業後にビス２４を締めつけたときに調節位置が微妙にずれることが懸念される場合には、前述したようにローラ１０の中空部１５内に接着剤を充填して固定する手法を採ればよい。
【００２５】
図６はローラ１０を回転調節するときに、調節治具を係合させる係合部の別の例を示している。同図（Ａ）は、中空部１５の断面形状を六角形にしたもので、六角レンチを調節治具に用いてローラ１０を回転することができる。また、同図（Ｂ）のように中空部１５の内壁にローレットを形成しておけば、これに対応するローレット歯を先端に形成した治具を用いて同様の調節を行うことができる。
【００２６】
以上、直線溝２２を形成した第一鏡筒を固定筒６とし、螺旋状のカム溝７を形成した第二鏡筒をカム筒５とした実施形態にしたがって説明してきたが、ローラ１０を直線溝２２とカム溝７との両者に係合させた状態であれば、直線溝が形成された第一鏡筒を回転してもローラ１０をカム溝７の軌跡に沿って移動させることも可能である。また、上記実施形態では、光軸を中心に１２０°の回転対称となる位置で調節を行うようにしているが、９０°の回転対称となる４個所あるいはそれ以上の個所で調節できるようにすることも可能である。さらに、本発明は変倍用の移動レンズだけでなく、直線溝とカム溝とを用いて光軸方向に移動させるレンズであれば、フォーカス用のレンズについても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を用いたレンズ鏡筒の外観図である。
【図２】図１のレンズ鏡筒の要部断面図である。
【図３】ローラ回転時の作用説明図である。
【図４】レンズ枠の模式図である
【図５】検査治具の要部を示す概略図である。
【図６】調節治具との係合部の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
５  カム筒
６  固定筒
７，８，９  カム溝
１０，１１，１２  ローラ
１５  中空部
１６  底壁
１７  開口
１９，２０  円筒面
２２  直線溝
２４  ビス
２６  レンズ枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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