JP2007178497A - レンズ装置及びレンズ保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ鏡筒に保持された光学レンズが受け面内で回転することを抑制し、低コストで成形精度による光学性能への影響を回避するレンズ装置及びレンズ保持方法を提供する
【解決手段】光学レンズ１をレンズ鏡筒２の受け面１２に当接すると、成形時にイジェクトピンの先端部が突出することで形成された光学レンズの底面１７の凹部３に突起部４が収容される。これにより受け面１２の３箇所のいずれかにおいて、突起部４が凹部３の内壁に引っかかるために、光学レンズ１の受け面１２上での回転を抑制することが可能となる。さらに、レンズ鏡筒２に位置合わせ用のマーク１３を設けて、レンズ装置１６の生産工程においてレンズ鏡筒２に対するゲート跡１１のくる位置を一定に合わせることで、形状精度の出ていないレンズの部位の悪影響を避け、光学性能を容易に維持することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒に光学レンズを保持するレンズ装置及びレンズ保持方法に関する。

近年、液晶プロジェクタなどの投映レンズ装置において、高い光学性能を持ち、少ないレンズ枚数で光学系が構成可能であり、また、複雑な表面形状でも量産可能であることから、非球面状のプラスチックレンズが用いられることが多い。このプラスチックレンズを鏡筒に保持する際、レンズの外径と鏡筒の内径とのクリアランスが小さい場合、レンズが鏡筒に入らないか、もしくは入ってもレンズが歪んでしまい、レンズの性能を劣化させてしまうことがある。一方、レンズより鏡筒の径が大きい場合、レンズを鏡筒に接着しない限り、レンズが当接している鏡筒の受け面上で自由に回転してしまう。この時、レンズが通常のガラスレンズである場合は光軸ずれが発生しない限り何も問題とはならないが、プラスチックレンズの場合は射出成形でのゲート位置近傍の部位では形状精度を出すことが困難で若干の凸凹部位が形成されることがあり、たとえレンズの回転により光軸ずれが発生しなくとも、このような部位が光線の通る位置にきてしまうと投映した画像が歪むなど光学性能に影響を与えてしまう場合があるという問題がある。

レンズの光軸に対する位置調整としては以下のようなものがある。
特許文献１によれば、煩雑で難解なレンズ位置の調整機構を簡素化すべく、レンズ本体を熱可塑性樹脂等のプラスチックにより、光学的に非有効部となる部分に位置決め用ラック、調整用スライド摺動部、調整作業用取っ手を設けて一体成形することで、工具を必要とせず、調整機構を簡単にする方法を提案している。

また、特許文献２によれば、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と前記光路上に配置される複数のレンズで構成される投写光学系において、少なくとも一つのレンズは該レンズの光学領域の外周を囲むように形成するつば部を有し、前記レンズ鏡筒の外周にはレンズ位置調整用の治具が貫通する孔が設けられ、該レンズを３次元的に位置調整し、別に設けられた注入孔より注入された接着剤でレンズ保持筒に固定することで、レンズを高精度に位置調整し、レンズに支障を与えることなく容易にレンズ保持筒への固定を行う方法を提案している。
特開２００１−２０９１１８号公報 特開２００５−９９１１６号公報

しかしながら、上述したような保持方法では、特殊なレンズ形状や煩雑な調整手順が必要であり、汎用性に乏しく、コスト的に不利である。すなわち、特許文献１では外形が略円盤状に形成された一般的な形状を有するプラスチックレンズについては考慮されておらず、また、特許文献２では位置調整工程を経た後、レンズ保持筒に接しなければ回転を止めることができないため非常に時間と手間がかかる。

本発明は、レンズ鏡筒に保持された光学レンズが受け面内で回転することを非接着で抑制し、低コストで成形精度による光学性能への影響を回避するレンズ装置及びレンズ保持方法を提供することを目的とする。

外周が略円周面状に形成された光学レンズと、この光学レンズを保持するレンズ鏡筒とからなるレンズ装置において、光学レンズは、その底面上の外周沿いに、成形時にキャビティ内に突出させたイジェクトピンの先端部により形成された凹部を有し、レンズ鏡筒は、凹部の位置に合わせて形成され、凹部の深さよりも全長が短く、径が小さい突起部を有しており、凹部に突起部が収容された状態でレンズ鏡筒にレンズを保持する。

また、このレンズ装置において、光学レンズは、その外周付近に成形時のゲート跡を有しており、レンズ鏡筒に位置合わせ用のマークを設けて、このマークの位置にゲート跡を合わせて光学レンズの位置決めを行うようにする。

外周が略円周面状に形成された光学レンズをレンズ鏡筒に保持するレンズ保持方法において、光学レンズの底面上の外周沿いに配置され、成形時にキャビティ内に突出させたイジェクトピンの先端部により形成された凹部の位置に合わせて、凹部の深さよりも全長が短く、径が小さい突起部をレンズ鏡筒に形成し、凹部に突起部が収容された状態でレンズ鏡筒に光学レンズを保持するレンズ保持方法を用いる。

光学レンズのイジェクト跡の凹部に位置を合わせるようにレンズ鏡筒の受け面に設けた突起部を挿入することで、レンズ鏡筒に保持された光学レンズの受け面内での回転が抑制される。したがって、前述したような形状精度の出ていない光学レンズの部位の影響で光学性能が劣化することを回避できる。これにより接着剤や治具等の手段を使わずに簡易かつ低コストでレンズ装置の品質を確保することが可能となる。

さらに、レンズ鏡筒に位置合わせ用のマークを設けて、レンズ装置の生産工程においてレンズ鏡筒に対するゲート跡のくる位置を一定に合わせることで、上述した形状精度の出ていない光学レンズの部位の悪影響を避け、光学性能を容易に維持することができる。これにより、光学レンズをレンズ鏡筒に嵌める際の位置調節の手間が省けるために、さらに低コストでレンズ装置の品質を確保することが可能となる。

本発明におけるレンズ装置を図１に示す。レンズ装置１６は光学レンズ１とそれを保持するレンズ鏡筒２から構成される。まず、光学レンズ１について説明する。光学レンズ１は略円周面状に形成された光学レンズであり、受け面１２と当接する底面１７に複数の円形の凹部３を有する。凹部３は、後述するように、光学レンズ１を射出成形した時に金型から取り出すためのイジェクトピンがキャビティ内に突出することによって付けられたイジェクト跡であり、底面１７の円周を等分する位置に配置されている。

次にレンズ鏡筒２について説明する。
レンズ鏡筒２はプラスチックの射出成形によって作られ、光学レンズ１の外周を取り囲む円筒状の周壁１５と、光学レンズ１の底面１７を支持する受け面１２と、他の鏡筒との連結に用いられる連結筒１４とが一体成形されている。また、受け面１２の表面に、上述した凹部３に合わせるように、円周を略三等分する位置にそれぞれ突起形状である突起部４が設けられている。

図２にレンズ形成時の金型の断面を示し、上述した凹部３について説明する。
光学レンズ１は、金型上部５と金型下部６が合わさることで形成するキャビティ８にプラスチックを流し込むことで射出成形される。成形した光学レンズ１を取り出す際、金型上部５を外した後で金型下部６からキャビティ８内部に形成された光学レンズ１を取り出すためには、金型下部６の下方より貫通して光学レンズ１の底面１７の円周を等分する位置に当接し、円柱形状を有するイジェクトピン７を外部からの操作で押し上げることにより、光学レンズを金型下部６から分離する必要がある。このイジェクトピン７の押し上げの際にキャビティ８内に突出したイジェクトピン７の先端部によって形成された凹みが凹部３である。

次に図３により作用について説明する。
前述した凹部３の位置にレンズ鏡筒２の突起部４を合わせるように、光学レンズ１をレンズ鏡筒２の受け面１２に当接すると、凹部３に突起部４が収容される。ここで、突起部４の全長は凹部３よりも短く、径も凹部３より短い。これにより図３に示すように、受け面１２の３箇所のうちのいずれかにおいて、突起部４が凹部３の内壁に当接するために、光学レンズ１の受け面１２上での回転を抑制することが可能となる。

次に、図４により光学レンズの位置調整について説明する。
光学レンズ１を射出成形すると、前述したようにゲート跡１１の近傍に形状精度が不十分な凸凹部１０ができることがある。この凸凹部１０が、光学レンズ１内において画像情報を含んだ光線が通過する有効領域９と重なってしまうと、スクリーン上に投映した画像に歪み等を生じてしまい、レンズ装置１６の品質を著しく損なってしまう。したがって、光学レンズ１をレンズ鏡筒２の受け面１２に当接する際には、凸凹部１０が有効領域９と重ならないようにゲート跡１１の位置を調整する必要がある。そこで、受け面１２上において光学上問題とならないような位置にマーク１３をつけて、これにゲート跡１１を合わせる形で光学レンズ１をレンズ鏡筒２に当接し、治具等により光学レンズ１の位置を微調整して、バネ等により固定すれば、生産工程においてゲート跡１１がレンズ鏡筒２に対して一定の位置に配置され、さらに前述した突起部４と凹部３の当接による光学レンズ１の回転抑制の効果も重なって凸凹部１０の悪影響による問題の発生を抑止し、低コストでレンズ装置１６の品質を向上させることができる。なお、レンズ鏡筒２におけるマーク１３の表示位置はわかる位置であれば周壁１５上等に設けてもよい。

また、本実施形態ではレンズ鏡筒２の受け面１２に円周を略三等分する位置に突起部４を設けたが、光学レンズ１の回転を抑止できる形態であれば、突起部４を設ける個数及び位置に制限はない。

本発明のレンズ装置である。 レンズ成形の金型である。 凹部に突起部が収容された状態の断面である。 レンズ装置の上方図である。

符号の説明

１ 光学レンズ
２ レンズ鏡筒
３ 凹部
４ 突起部
５ 金型上部
６ 金型下部
７ イジェクトピン
８ キャビティ
９ 有効領域
１０ 凸凹部
１１ ゲート
１２ 受け面
１３ マーク
１４ 連結筒
１５ 周壁
１６ レンズ装置
１７ 底面
１８ 調整穴
１９ 治具

Claims (3)

1. 外周が略円周面状に形成された光学レンズと、この光学レンズを保持するレンズ鏡筒とからなるレンズ装置において、
   前記光学レンズは、その底面上の外周沿いに、成形時にキャビティ内に突出させたイジェクトピンの先端部により形成された凹部を有し、前記レンズ鏡筒は、前記凹部の位置に合わせて形成され、前記凹部の深さよりも全長が短く、径が小さい突起部を有しており、前記凹部に前記突起部が収容された状態で前記レンズ鏡筒に前記光学レンズを保持することを特徴とするレンズ装置。
2. 前記光学レンズは、その外周付近に成形時のゲート跡を有しており、前記レンズ鏡筒は、位置合わせ用のマークを有しており、このマークの位置に前記ゲート跡を合わせて前記光学レンズの位置決めを行うことを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
3. 外周が略円周面状に形成された光学レンズをレンズ鏡筒に保持するレンズ保持方法において、
   前記光学レンズの底面上の外周沿いに配置され、成形時にキャビティ内に突出させたイジェクトピンの先端部により形成された凹部の位置に合わせて、前記凹部の深さよりも全長が短く、径が小さい突起部を前記レンズ鏡筒に形成し、前記凹部に前記突起部が収容された状態で前記レンズ鏡筒に前記光学レンズを保持することを特徴とするレンズ保持方法。
   
   

Images