(57)【要約】【課題】固定筒に設けている直進溝の垂直度及び溝幅を高い精度で成型できるレンズ鏡筒を得る。【解決手段】フォーカスレンズ群である１群鏡筒２１はラジアル方向から１２０°毎の３位置に１群用カムフォロア３３が取り付けられている。１群用カムフォロア３３は、固定筒２８のレンズ鏡筒用直線案内溝２８ａを介してフォーカス環２９に設けられたカム面によりそれぞれ案内されている。また、ズームレンズ群を保持する２群鏡筒２２、３群鏡筒２３、４群鏡筒２４、５群鏡筒２５には、ラジアル方向から１２０°毎の３位置に２、３、４、５群用カムフォロア３４が取り付けられている。２、３、４、５群用カムフォロア３４は、固定筒２８のレンズ鏡筒用直線案内溝２８ｂを介してカム筒２７の外周に設けられた２群鏡筒用カム溝２７ａによりそれぞれ案内される。【選択図】図３
2009122339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムに設けたカム溝又はカム面、及び固定筒に設けた直進案内手段に沿って、光軸方向に移動する複数のレンズ群を有するズームレンズ鏡筒であって、前記直進案内手段として前記固定筒に光軸方向を向いた第１、第２の直進溝を設け、これらの第１の直進溝と第２の直進溝は光軸方向で重複しないように配置したことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第１、第２の直進溝はラジアル方向から１２０°毎の３個所に設けた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】
前記固定筒の第１、第２の直進溝の間に光軸周り方向のキー溝を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記第１の直進溝はフォーカスレンズ群、ズームレンズ群を案内し、前記第２の直進溝はズームレンズ群を案内し、前記キー溝はズーム環を案内するようにした請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載のレンズ鏡筒を用いて、光源からの光を画像形成素子を被投射面に投影することを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプロジェクタ等に用いられるレンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カム筒の作動により固定筒の直進案内手段に沿って光軸方向に移動する複数のレンズ群を有するズームレンズ鏡筒では、少なくとも１つのズーム系のレンズ群を保持する鏡筒を、それぞれラジアル方向から１２０°毎の３個所にカムフォロアを取り付けている。
【０００３】
この構成において、固定筒にラジアル方向から１２０°毎の３個所に設けた直進溝及びこれらの直進溝に対応してカム筒の外周に設けたカムにより、カムフォロアを案内する構成が広く使用されている。
【０００４】
この構成において、カム筒が固定筒に対して光軸周りに定位置回転することによって、少なくとも１つのズームレンズ群はそれぞれのカム軌跡に従って所定の距離を移動し、ズーミングを行う技術が特許文献１などによって広く知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０３３６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近のプロジェクタの高画素化、広角化及び高倍率化によって、投射レンズへの要求精度が高くなっている。即ち、従来では問題にならなかった程度のレンズ位置精度及びレンズの倒れや偏芯であっても、光学性能への要求精度が高くなったことによって問題となってきている。
【０００７】
特に、ズーミング全域において高品位な画像を投影するためには、固定筒に設けている直進溝の投射レンズ取付マウント面に対しての垂直度及び溝幅を高い精度で成形しなくてはならない。更に、高倍率化によりズーミングに関係するズームレンズ群のズーミング時の移動距離が長くなっているため、直進溝も長くなり精度を満たすことはより困難となっている。
【０００８】
本発明の目的は、上述の課題を解消するために、固定筒に設けている直進溝の垂直度及び溝幅を高い精度で成型できるレンズ鏡筒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るレンズ鏡筒の技術的特徴は、カムに設けたカム溝又はカム面、及び固定筒に設けた直進案内手段に沿って、光軸方向に移動する複数のレンズ群を有するズームレンズ鏡筒であって、前記直進案内手段として前記固定筒に光軸方向を向いた第１、第２の直進溝を設け、これらの第１の直進溝と第２の直進溝は光軸方向で重複しないように配置したことにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るレンズ鏡筒によれば、高倍率化によって長くなった固定筒の直進溝を、２個所に分けて配置することで１個所当たりを短い直進溝として構成することができるようになり直進溝の垂直度及び溝幅を高い精度で成型できる。また、光学性能の劣化等が生ずることなく円滑にカムを作動できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は画像投射装置であるプロジェクタ１の外観図である。プロジェクタ１の筐体内には、光源ランプ、照明光学系、色分解合成光学系及び液晶パネル等の光変調素子を内蔵した光学ボックスが収納されている。光学ボックスの光射出部には、投射レンズ２が取り付けられている。投射レンズ２は筐体の前面に形成された開口を通して、図示しないスクリーンや壁等の被投射面に画像を投射する。
【００１２】
図２はプロジェクタ１を側方から見た状態の光学構成図であり、光源ランプ１１の前方には照明光学系１２が配置されている。照明光学系１２は光源ランプ１１からの照明光を複数の光束に分割した後に、液晶パネル上で重ね合わせるための操作を行うレンズ素子や、照明光を所定の偏光方向を有する偏光光とするための偏光変換素子、光路を折り曲げるミラー等を含んでいる。照明光学系１２の出射方向にはダイクロイックミラー１３、偏光ビームスプリッタ１４ａ、画像形成素子である反射型液晶パネル１５Ｂが配置されている。また、ダイクロイックミラー１３の反射方向には偏光ビームスプリッタ１４ｂ、反射型液晶パネル１５Ｇが配置されている。
【００１３】
一方、偏光ビームスプリッタ１４ａの反射型液晶パネル１５Ｂと異なる面には反射型液晶パネル１５Ｒが配置され、偏光ビームスプリッタ１４ａの投射方向には偏光ビームスプリッタ１４ｃ、投射レンズ２が配置されている。また、ダイクロイックミラー１３と偏光ビームスプリッタ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ同士の間、反射型液晶パネル１５Ｂ、１５Ｇ、１５Ｒと偏光ビームスプリッタ１４ａ、１４ｂの間には、偏光板、１／４波長板、色選択性偏光変換素子等の光学素子が配置されている。なお、光源ランプ１１、照明光学系１２及びダイクロイックミラー１３は、実際には図２の紙面に垂直な水平面内に配置されている。
【００１４】
投射レンズ２の光軸Ｏ１は、偏光ビームスプリッタ１４ｃの出射光軸、つまり色分解合成光学系の射出光軸Ｏ２に対して上方にシフトしている。これは、プロジェクタ１はテーブル上に設置されて使用される場合が多いため、投射光の下部がテーブルによって蹴られないようにするためである。なお、図示は省略しているが、プロジェクタ１を上方から見たとき、つまり水平方向では投射レンズ２の光軸Ｏ１と射出光軸Ｏ２とは一致している。
【００１５】
照明光学系１２から射出された照明光は、ダイクロイックミラー１３によって色分解される。ダイクロイックミラー１３で反射した波長５０５〜５８０ｎｍの緑色光は、偏光ビームスプリッタ１４ｂを透過して、緑色光用の光変調素子である反射型液晶パネル１５Ｇを照明する。また、ダイクロイックミラー１３を透過した波長５９０〜６５０ｎｍの赤色光と波長４３０〜４９５ｎｍの青色光は、偏光ビームスプリッタ１４ａに入射する。偏光ビームスプリッタ１４ａで反射した赤色光は、赤色光用の反射型液晶パネル１５Ｒを照明し、偏光ビームスプリッタ１４ａを透過した青色光は、青色光用の反射型液晶パネル１５Ｂを照明する。
【００１６】
プロジェクタ１の液晶駆動回路には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置が接続されている。液晶駆動回路は画像供給装置から入力された画像情報に基づいて、反射型液晶パネル１５Ｇ、１５Ｒ、１５Ｂを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネル１５Ｇ、１５Ｒ、１５Ｂに入射した光は、反射されると共に原画に応じて画像変調される。
【００１７】
反射型液晶パネル１５Ｇで反射及び画像変調された緑色画像は、偏光ビームスプリッタ１４ｂに再び入射し、偏光ビームスプリッタ１４ｂで反射されて偏光ビームスプリッタ１４ｃに入射する。そして、偏光ビームスプリッタ１４ｃで反射されて投射レンズ２に入射する。一方、反射型液晶パネル１５Ｒで反射及び画像変調された赤色画像は、偏光ビームスプリッタ１４ａに再び入射し、偏光ビームスプリッタ１４ａを透過して偏光ビームスプリッタ１４ｃに入射する。そして、偏光ビームスプリッタ１４ｃを透過して投射レンズ２に入射する。
【００１８】
更に、反射型液晶パネル１５Ｂで反射及び画像変調された青色画像は、偏光ビームスプリッタ１４ａに再び入射し、偏光ビームスプリッタ１４ａで反射されて偏光ビームスプリッタ１４ｃに入射する。そして、偏光ビームスプリッタ１４ｃを透過して投射レンズ２に入射する。偏光ビームスプリッタ１４ｃによって色合成された３色のカラー画像は、投射レンズ２によって図示しないスクリーン等の被投射面に拡大投射される。
【００１９】
図３は投射レンズ２の分解斜視図を示している。ズームレンズ鏡筒を有する投射レンズ２の光軸Ｏ１に沿って、１群鏡筒２１、２群鏡筒２２、３群鏡筒２３、４群鏡筒２４、５群鏡筒２５、６群鏡筒２６が配列されている。１群鏡筒２１〜５群鏡筒２５の外側には、カム筒２７、更には固定筒２８が配置され、カム筒２７は固定筒２８に対して、バヨネット構造等により光軸方向への移動が規制されて取り付けられている。
【００２０】
固定筒２８の外側には、回転部材としてフォーカス環２９、ズーム環３０が回転自在に配置されている。また、固定筒２８のラジアル方向から１２０°毎の３個所には光軸方向に延在する第１の直進溝であるレンズ鏡筒用直線案内溝２８ａ、第２の直進溝であるレンズ鏡筒用直線案内溝２８ｂが一直線状に光軸方向で重複しないように配置されている。また、レンズ鏡筒用直線案内溝２８ａ、２８ｂ間に、光軸周り方向を向いてキー溝として作用するズーム環用案内溝２８ｃが設けられている。更に、固定筒２８にはリレーレンズ群を有する６群鏡筒２６がビスにより固定され、固定筒２８にはモータ保持部材３１を介してモータ３２が取り付けられている。
【００２１】
１群鏡筒２１には、第１レンズ群のフォーカスレンズ群が保持され、ラジアル方向から１２０°毎の３個所に１群用カムフォロア３３が付設されている。１群用カムフォロア３３は固定筒２８に設けられたレンズ鏡筒用直線案内溝２８ａを介してフォーカス環２９に設けられたカム面によりそれぞれ案内されるようになっている。
【００２２】
また、１群用カムフォロア３３は図示しないばね等により、フォーカス環２９のカム面により付勢され、フォーカス環２９はバヨネット等により回転方向にのみ摺動可能となるように固定筒２８に取り付けられている。モータ３２によりフォーカス環２９が回動されると、１群用カムフォロア３３を介してフォーカスレンズ群を保持した１群鏡筒２１が、フォーカス環２９に設けたカム面に沿って光軸方向に移動しフォーカシングを行う。
【００２３】
２群鏡筒２２、３群鏡筒２３、４群鏡筒２４、５群鏡筒２５はそれぞれズームレンズ群を保持する鏡筒であり、それらは光軸方向へそれぞれ所定の量だけ移動しズーミングを行う。これらの鏡筒２２〜２５には、それぞれラジアル方向から１２０°毎の３個所に２、３、４、５群用カムフォロア３４が取り付けられている。２群鏡筒２２に取り付けられた２群用カムフォロア３４は、固定筒２８に設けた３個所のレンズ鏡筒用直線案内溝２８ａを介して、カム筒２７の外周に設けられた２群鏡筒用カム溝２７ａによりそれぞれ案内されるようになっている。３群鏡筒２３〜５群鏡筒２５のカムフォロア３４は、固定筒２８に設けたレンズ鏡筒用直線案内溝２８ｂを介して、カム筒２７の外周に設けられた３群〜５群鏡筒用カム溝２７ｂ、２７ｃ、２７ｄによりそれぞれ案内されるようになっている。
【００２４】
また、カム筒２７には図示しないズーム環用カムフォロアが取り付けられ、ズーム環用カムフォロアは固定筒２８に設けたズーム環用案内溝２８ｃ及び固定筒２８の外周に取り付けられたズーム環３０のカム面により案内されている。
【００２５】
モータ３２によりズーム環３０を介して、カム筒２７が固定筒２８に対して光軸周りに定位置回転することによって、各鏡筒はそれぞれのカム軌跡に従い所定の距離を移動しズーミングを行う。なお、フォーカス環２９に設けたカム面とズーム環３０に設けたカム面は、フォーカス環２９とズーム環３０が同一方向に回転した際には、１群鏡筒２１と２群鏡筒２２の進退方向が同一となるように構成されている。
【００２６】
図４は他の型式のプロジェクタ１の光学構成図であり、投射レンズ２は図３と同様の構成を有している。光源ランプ４１の前方には、照明光学系４２が配置されている。照明光学系４２は光源ランプ４１からの照明光を複数の光束に分割した後に、液晶パネル上で重ね合わせるための操作を行うレンズ素子や、照明光を所定の偏光方向を有する偏光光とするための偏光変換素子、光路を折り曲げるミラーを含んでいる。照明光学系４２の出射方向には、ダイクロイックミラー４３、ミラー４４が配列され、ダイクロイックミラー４３の反射方向にはダイクロイックミラー４５、ミラー４６が配列されている。
【００２７】
ミラー４４の反射方向には、フィールドレンズ４７Ｂ、液晶パネル４８Ｂ、色合成プリズム４９が配列されている。また、ダイクロイックミラー４５の反射方向には、フィールドレンズ４７Ｇ、液晶パネル４８Ｇ、色合成プリズム４９が配列されている。ミラー４６の反射方向には、フィールドレンズ５０を介してミラー５１が設けられ、ミラー５１の反射方向にはフィールドレンズ４７Ｒ、液晶パネル４８Ｒ、色合成プリズム４９が配置されている。そして、３個所からのカラー画像が入射した色合成プリズム４９の出射方向に、投射レンズ２が配置されている。
【００２８】
このプロジェクタ１においても、液晶駆動回路は画像供給装置から入力された画像情報に応じて透過型液晶パネル４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂを駆動する。照明光学系４２から射出した光は、ダイクロイックミラー４３によって色分解される。ダイクロイックミラー４３を透過した青色光は、ミラー４４で反射され、フィールドレンズ４７Ｂを透過して透過型液晶パネル４８を照明する。透過型液晶パネル４８で画像変調された青色画像は、色合成プリズム４９で反射し投射レンズ２に入射する。
【００２９】
ダイクロイックミラー４３で反射した赤色光及び緑色光は、第２ダイクロイックミラー４５で更に色分解される。ダイクロイックミラー４５で反射された緑色光は、フィールドレンズ４７Ｇを透過して透過型液晶パネル４８Ｇを照明する。透過型液晶パネル４８Ｇで画像変調された緑色画像は、色合成プリズム４９を透過し投射レンズ２に入射する。
【００３０】
ダイクロイックミラー４５を透過した赤色光は、ミラー４６、５１で反射され、フィールドレンズ４７Ｒを透過して第１の透過型液晶パネル４８Ｒを照明する。透過型液晶パネル４８Ｒで画像変調された赤色画像は、色合成プリズム４９で反射して投射レンズ２に入射する。色合成プリズム４９で合成された３つの液晶パネル４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂからのカラー画像は、投射レンズ２によって被投射面に拡大投射される。
【００３１】
上述の実施例では、光変調素子として、反射型液晶パネルや透過型液晶パネルを用いたが、これらに代えてデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いてもよい。
【００３２】
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云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】プロジェクタの外観図である。
【図２】プロジェクタの側方から見た状態の光学構成図である。
【図３】投射レンズの分解斜視図である。
【図４】他の型式のプロジェクタの光学構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  プロジェクタ
２  投射レンズ
１１、４１  光源ランプ
１２、４２  照明光学系
１３、４３、４５  ダイクロイックミラー
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  偏光ビームスプリッタ
１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ  反射型液晶パネル
２１〜２６  第１〜第６鏡筒
２７  カム筒
２８  固定筒
２８ａ、２８ｂ  レンズ鏡筒用直線案内溝
２８ｃ  ズーム環用案内溝
２９  フォーカス環
３０  ズーム環
４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂ  透過型液晶パネル
４９  色合成プリズム
【図１】
2009122339.tif 000003
【図２】
2009122339.tif 000004
【図３】
2009122339.tif 000005
【図４】
2009122339.tif 000006