JP2007065017A - レンズ保持鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】鏡筒内でレンズの平行偏芯調整を簡便に行い、かつ調整後のレンズを固定することができる構造をもつレンズ保持鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ保持鏡筒２０の周壁２１の上縁部に、弾性変形する三つの保持爪２４を一体に設ける。保持爪２４を外方に撓ませながら周壁２１の中にレンズ５を挿入し、レンズ５の下面が受け面２２に当接すると保持爪２４が元の位置に復元してレンズ５を受け面２２との間に挟持する。第一貫通穴２５から調整ピンを挿入してレンズ５の外周を押圧して平行偏芯調整を行う。調整後に、第二貫通穴２６から接着剤を注入してレンズ５をレンズ保持鏡筒２０に固定する。
【選択図】 図１

Description

本発明はレンズ保持鏡筒に関し、詳しくは、鏡筒内に固定されるレンズを光軸と垂直な平面内で簡便に移動調節し、かつ調節後の位置にレンズを的確に固定できるようにしたレンズ保持鏡筒に関するものである。

液晶プロジェクタの投映レンズ装置など、様々な用途で用いられるレンズ装置では一般に複数のレンズを組み合わせて使用している。それぞれのレンズはその機能に応じて固定筒や移動筒などのレンズ保持鏡筒に固定され、フォーカスや変倍のために光軸方向に移動させなければならないレンズは同方向に移動自在なレンズ保持鏡筒に固定され、また光軸方向への移動を要しないレンズはレンズ装置本体に相対的に固定されるレンズ保持鏡筒に組み込まれる。

レンズ装置はレンズ保持鏡筒を連結することによって組み立てられるため、レンズがそのレンズ保持鏡筒に正しく固定されていないと所期の光学性能を得ることができない。特に、パワーが大きいレンズや収差補正に大きな影響をもつレンズは、レンズ保持鏡筒に精度よく固定しなければならないことから、例えば特許文献１で知られるように、レンズ保持鏡筒に固定する前にレンズを光軸と垂直な平面内で微動する平行偏芯調整を行うのが通常である。
特開２００３−１３１１０４号公報

特許文献１記載の手法は、レンズの外周の三箇所に突起部を一体成形しておき、レンズを鏡筒に組み込んだ後に突起部を調整用の工具で押圧して平行偏芯調整を行うものであるが、レンズの外周に複数の突起部を一体成形しておく必要がある。しかし、レンズの外周に突起部を一体成形すると、金型の中に樹脂を射出するときに突起部の周囲で樹脂の流れに乱れが生じやすく、またヒケの影響により光学面に歪みがでやすいなどの理由からレンズの光学性能を維持しようとする上では不利である。

また、図４に示すように、レンズ保持鏡筒２の周壁３に円周を三等分するそれぞれの位置に貫通穴３ａを開け、この貫通穴３ａからそれぞれ調整ピン４を出し入れしてレンズ５の平行偏芯調整を行った後、調整ピン４を抜き取り、貫通穴３ａから接着剤を注入してレンズ５の外周を周壁３に接着して固定する手法が試みられている。この平行偏芯調整を行うときには、光軸に対して垂直となるようにレンズ保持鏡筒２内の受け面６にレンズ５の下面を圧着させておく必要があるため、レンズ５の上面にはリング状の重り７を載置している。そして、補助レンズ９が組み込まれた定盤１０の上にレンズ保持鏡筒２を位置決めし、上方からレーザビームＳを入射させてエリアセンサ１２に対するレーザビームＳの入射位置が定点に来るように調整ピン４の移動量を調節してレンズ５の平行偏芯調整を行う。

さらに、図５に示すように重り７の代わりにクリップ状の板バネ１５を用いてレンズ５を受け面６に圧着させ、同様に貫通穴３ａから調整ピン４を出し入れしてレンズ５の平行偏芯調整を行う手法もある。なお、図５にはレンズ保持鏡筒２を図４とは逆の姿勢で定盤１０にセットする例を示しているが、図４と同姿勢にしてもよい。

特許文献１あるいは図４，図５に示す平行偏芯調整では、レンズをその受け面に対して正しく圧着させた状態で受け面に対して平行に移動させることが重要である。この点、特許文献１記載の手法では、調整用の治具によって突起部を介してレンズを受け面に押しつけながら受け面と平行に移動させているが、前述のようにレンズに突起部を一体成形する点で好ましくない。一方、図４あるいは図５の手法では、重り７や板バネ１５の併用が面倒であり、特に板バネ１５を併用する場合には板バネ１５のバネ力が弱まると、レンズ５をバランスよく受け面６に圧着させることが難しくなる。

本発明は上記背景を考慮してなされたもので、レンズの外形形状には改変を要せず、しかもレンズ保持鏡筒の受け面にレンズを圧着させるために別部品を用いることなく、簡便にレンズの平行偏芯調整を行って固定することができるようにしたレンズ保持鏡筒を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ保持鏡筒では、鏡筒内の受け面で支持されたレンズの外周を取り囲む円筒状の周壁に、受け面との間でレンズを弾性的に挟持する少なくとも三つの保持爪と、これらの間に挟持されたレンズの外周を押圧してレンズを受け面と平行に移動調節する調節部材を挿通する少なくとも三つの第一貫通穴と、レンズの外周と前記周壁との間に接着剤を注入するための複数の第二貫通穴とが形成される。保持爪と第一貫通穴は、それぞれ前記周壁を円周方向で略三等分する三箇所に設けられることが好ましく、また第二貫通穴をそれぞれ第一貫通穴と共用することも可能である。

レンズ保持鏡筒内でレンズが受け面と保持爪との間に挟持され、別部品を用いることなく仮止め状態で保持されるから、レンズの外周を取り囲む周壁に形成された第一貫通穴に調整部材を挿通してその出し入れによりレンズの外周を押圧すればレンズを受け面と平行に移動することができ、簡便にレンズの平行偏芯調整を行うことができる。そのままの状態で第二貫通穴から接着剤を注入すれば、レンズを調整位置に固定することができる。また、レンズは保持爪と受け面との間に挟持され、調整部材を外してもレンズは調整後の位置で仮止め状態となっているから、調整部材を外した後に第一貫通穴から接着剤を注入してレンズを固定することもできる。

本発明を用いたレンズ保持鏡筒を示す図１において、レンズ保持鏡筒２０はプラスチックの射出成形によって作られ、レンズ５の外周を取り囲む円筒状の周壁２１と、レンズ５の下面を支持する受け面２２と、他の鏡筒との連結に用いられる連結筒２３とが一体成形されている。周壁２１の上縁側に円周を略三等分する位置にそれぞれ保持爪２４が一体に設けられている。図示のように、保持爪２４の各々の両脇にスリットが形成され、保持爪２４は光軸Ｌから遠ざかる方向に押圧されると同方向に変形し、押圧が解かれると図示位置に復元するように弾性が付与されている。周壁２１の内径はレンズ５の外径よりも大きく、また保持爪２４のフック部２４ａは周壁２１の内周よりも内側に入り込み、それぞれの先端はレンズ５の外径よりも光軸Ｐ側に突出するようにしてある。

保持爪２４の各々の根元部分には、周壁２１を貫通する第一貫通穴２５が形成され、また第一貫通穴２５よりもわずかに受け面２２側に寄った位置に第二貫通穴２６が形成されている。第二貫通穴２６も周壁２１の円周を略三等分する位置に形成され、第一貫通穴２５とは光軸Ｐに関して略６０°ずらしてある。なお、第一貫通穴２５を設ける位置は必ずしも保持爪２４の根元でなくてもよく、受け面２２から略同じ高さ位置であれば４個以上であってもよい。また、第二貫通穴２６もその個数は２個以上であればよい。

周壁２１と連結筒２３との境界に光軸Ｐと直交して形成された支持壁に光束を通過させる開口２８が形成され、この支持壁の上面が前述した受け面２２となる。また、支持壁には各々の保持爪２４の直下に位置するように開口２９が形成されている。このレンズ保持鏡筒２０は保持爪２４を含め、主要なブロックが上下に分割される金型で一体成形されるが、保持爪２４のフック部２４ａの下面２４ｂ側は開口２９を通って突出する下側金型の一部で成形される。

レンズ保持鏡筒２０にレンズ５を組み込むとき、レンズ５は周壁２１の上方から押し込まれる。このとき、図２（Ａ）に示すように保持爪２４は光軸Ｐから遠ざかるように弾性変形する。そして、レンズ５の下面が受け面２２に当接すると、レンズ５の外周部上面がフック部２４ａの先端よりも下にくるようにしてあるから、保持爪２４は図２（Ｂ）に示すように元の位置に復元し、フック部２４ａの先端がレンズ５の外周部上面を上から押さえ込み、レンズ５を受け面２２との間に挟持する。なお、レンズ５の外周部の厚みに対して保持爪２４及びフック部２４ａの寸法精度を緩くするには、同図（Ｂ）においてフック部２４ａの下面２４ｂを光軸側に向かって徐々に高くなる傾斜面にし、レンズ５の外周縁を上から押さえ込むようにしておけばよい。

こうしてレンズ５を保持爪２４と受け面２２との間に弾性的に挟持させた後、図３に示すようにレンズ保持鏡筒２０を定盤１０にセットする。第一貫通穴２５は断面が円形の穴であって、調整ピン４（調整部材）はこの第一貫通穴２５の断面の直径よりわずかに小さな直径の円柱状の棒をなしており、調整ピン４を第一貫通穴２５から手で出し入れして平行偏芯調整できるようになっている。そして、各々の第一貫通穴２５から調整ピン４を挿入し、その先端で保持爪２４による保持力よりも強い力でレンズ５の外周を押圧すると、レンズ５は受け面２２に対して平行に移動する。なお、調整ピン４は第一貫通穴２５に挿入してレンズ５の外周に押し当てた状態で手を離すとそのまま第一貫通穴２５によって保持されるので、三本の調整ピン４のうち、少なくとも一本は他の調整ピン４でレンズ５の外周を押圧したときにはレンズ５の移動に従動して後退するようにしてある。なお、第一貫通穴２５と調整ピン４の断面の形状は円形に限ることはない。

レーザビームＳは、例えばＣＣＤイメージセンサなどのエリアセンサ１２上の定点に入射するように予め定盤１０に対して設定されているから、レンズ保持鏡筒２０に対してレンズ５が平行偏芯している場合には、レーザビームＳはエリアセンサ１２の定点から外れた位置に入射する。したがって、エリアセンサ１２からの出力によりレーザビームＳの入射位置と定点の座標とをモニタ表示しておけば、レンズ５の平行偏芯量に応じ、レーザビームＳの入射位置は定点座標からずれた位置に表示されるから、これらが合致するように調整ピン４でレンズ５の外周を押圧してレンズ５を受け面２２と平行に移動させればよい。

なお、エリアセンサ１２からの出力と定点座標とのズレ量及びズレの方向に基づいて演算し、自動的に調整ピン４の移動を制御することによって自動化を図ることも可能である。また、レーザビームＳの代わりにコリメータからの平行ビームを用いるとともに、エリアセンサ１２の代わりに同位置にスクリーンを配置し、顕微鏡により平行ビームの入射位置と定点との合致を観察しながらレンズ５の平行偏芯調整を行うことも可能である。

このようにしてレンズ５の平行偏芯調整を行った後には、三本の調整ピン４を調整後の位置に固定したまま第二貫通穴２６から接着剤を注入する。接着剤はレンズ５の外周と周壁２１の内壁との間の隙間を埋めるように充填され、硬化した時点でレンズ５がレンズ保持鏡筒２０に固定される。その後、調整ピン４を第一貫通穴２５から引き抜く。接着剤の注入時及び接着剤が硬化する過程で、レンズ５の外周に外力が加わることが懸念されるが、上記のように各調整ピン４を調整後の位置で固定しておけば、レンズ５が調整後の位置からずれることはない。

また、保持爪２４によるレンズ５の保持力が、接着剤の注入時から硬化するまでの間にレンズ５に加わる外力よりも大きければ、平行偏芯調整が終了した時点で調整ピン４を外すこともできるから、この場合には接着剤注入用の第二貫通穴２６を省略し、調整ピン４を外した後の第一貫通穴２５を接着剤注入用の貫通穴として共用することも可能となる。

以上、単一のレンズ保持鏡筒にレンズを固定する場合の実施形態にしたがって本発明について説明してきたが、本発明は複数のレンズ保持鏡筒を組み合わせた後のレンズ装置に対しても適用可能である。例えば、レンズ装置の光学性能に大きな影響をもつレンズを固定した一つあるいはいくつかのレンズ保持鏡筒に本発明を適用し、組み立て後のレンズ装置全体を定盤にセットした上で、そのレンズ保持鏡筒に組み込まれたレンズについて平行偏芯調整を行ってから固定すればよい。

本発明のレンズ保持鏡筒の一例を示す斜視図である。 保持爪の作用を説明する部分断面図である。 平行偏芯調整時の説明図である。 従来例を示す要部断面図である。 別の従来例を示す要部断面図である。

符号の説明

４ 調整ピン
５ レンズ
１０ 定盤
２０ レンズ保持鏡筒
２１ 周壁
２２ 受け面
２４ 保持爪
２５ 第一貫通穴
２６ 第二貫通穴

Claims (3)

1. レンズを光軸方向で位置決めする受け面を有し、この受け面で支持され受け面と平行に移動調節された後のレンズを固定して保持するレンズ保持鏡筒において、
   前記受け面で支持されたレンズの外周を取り囲む円筒状の周壁が一体に形成され、この周壁には、受け面との間にレンズを弾性的に挟持する少なくとも３つの保持爪と、この保持爪と受け面との間に挟持されたレンズの外周を押圧してレンズを受け面と平行に移動調節する調節部材が挿通される少なくとも３つの第一貫通穴と、このレンズの外周と前記周壁との間に接着剤を注入するための複数の第二貫通穴とが形成されていることを特徴とするレンズ保持鏡筒。
2. 前記保持爪と第一貫通穴は、それぞれ前記周壁を円周方向で略三等分する三箇所に設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ保持鏡筒。
3. 前記複数の第二貫通穴がそれぞれ第一貫通穴と共用される同一の貫通穴であることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ保持鏡筒。
   

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