JP7248414B2 - Motorized Alignment Device, Lens Alignment System - Google Patents
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Description
本発明は、電動アライメント装置、レンズアライメントシステムに関するものである。 The present invention relates to an electric alignment device and a lens alignment system.
下記特許文献１には、３枚の調整板によって、水平、垂直方向の煽り角を調整する調整機構を有するプロジェクタ装置が開示されている。この調整機構は、３枚の調整板が、球等の支持部材によって所定の間隔で配置され、各種ばねによってその間隔が維持されている。３枚の調整板の間隔は、複数の調整ねじのねじ回しによって変更可能とされており、例えば、前方からドライバなどを使用して調整ねじをねじ回しすることで、水平、垂直方向の煽り角を調整することができる。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200001 discloses a projector device having an adjustment mechanism that adjusts horizontal and vertical tilt angles by means of three adjustment plates. In this adjustment mechanism, three adjustment plates are arranged at predetermined intervals by support members such as balls, and the intervals are maintained by various springs. The interval between the three adjustment plates can be changed by turning a plurality of adjustment screws. For example, by turning the adjustment screws from the front using a screwdriver or the like, the tilt angle in the horizontal and vertical directions can be changed. can be adjusted.
煽り角の調整を行う際は、まずスクリーンに映像を投影し、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）の中央部分の映像ポイントがスクリーン上で最良の映像となるように投射距離におけるレンズフォーカス（倍率調整）を行う。そしてその後、スクリーンに映し出される映像をモニタしながら複数の調整ねじによって、水平、垂直方向の煽り角を調整し、スクリーン全面でフォーカスを合わせるようにする。この調整をＲ、Ｇ、Ｂ各色において行うことによってスクリーン上にカラー映像を得ることができるようになる。 When adjusting the tilt angle, first project the image on the screen, and adjust the lens focus (magnification adjustment) at the projection distance so that the image point in the center of the CRT (Cathode Ray Tube) is the best image on the screen. conduct. After that, while monitoring the image projected on the screen, the tilt angles in the horizontal and vertical directions are adjusted using a plurality of adjusting screws so that the entire screen is focused. By performing this adjustment for each of the R, G, and B colors, a color image can be obtained on the screen.
しかしながら、上記従来技術では、スクリーンに映し出された映像を見つつ、手動で調整ねじを回しながら調整を行わなければならず、また、調整ねじも複数あることから、アライメント作業に時間がかかっていた。また、このアライメント作業には、作業者に熟練性が求められていた。
上記課題は、レンズに限らず、広く、高精度の位置調整を要する物体のアライメント作業においても同様に存在する。
However, in the above-described prior art, the adjustment must be made by manually turning the adjusting screws while watching the image projected on the screen, and since there are a plurality of adjusting screws, the alignment work takes time. . In addition, this alignment work requires the operator to be highly skilled.
The above problem is not limited to lenses, but also exists in alignment work for a wide range of objects that require high-precision position adjustment.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高精度のアライメント作業を容易に行うことができる電動アライメント装置、レンズアライメントシステムの提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric alignment device and a lens alignment system that can easily perform highly accurate alignment work.
上記の課題を解決するために、本発明は、ベーステーブルと、前記ベーステーブルに取り付けられた複数の電動アクチュエータと、前記複数の電動アクチュエータに支持されたアライメントテーブルと、を備え、前記複数の電動アクチュエータのそれぞれは、前記ベーステーブルに対して近接離反する方向に前記アライメントテーブルを駆動する直動装置を有し、前記直動装置は、前記ベーステーブル及び前記アライメントテーブルの一方に固定されたナットと、前記ナットを、前記ベーステーブル及び前記アライメントテーブルの他方に対して近接離反する軸方向に駆動するねじ軸と、を有し、前記電動アクチュエータは、減速機と、前記減速機を介して前記ねじ軸を回転させるモータと、を有し、前記減速機は、軸受を介して前記ねじ軸を支持すると共に、前記モータと接続されたウォームシャフトを介して前記ねじ軸を回転させるギアボックスを有し、前記ギアボックスには、前記ナットとの干渉を避ける切欠部が形成され、前記ナットは、前記切欠部によって、前記ギアボックスと重複する軸方向位置まで移動可能である、電動アライメント装置を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention includes a base table, a plurality of electric actuators attached to the base table, and an alignment table supported by the plurality of electric actuators. Each of the actuators has a linear motion device for driving the alignment table in directions toward and away from the base table, and the linear motion device includes a nut fixed to one of the base table and the alignment table. and a screw shaft for driving the nut in an axial direction toward and away from the other of the base table and the alignment table, wherein the electric actuator includes a speed reducer and the screw through the speed reducer. a motor that rotates a shaft, wherein the speed reducer has a gearbox that supports the screw shaft via a bearing and rotates the screw shaft via a worm shaft connected to the motor. , the gearbox is formed with a notch for avoiding interference with the nut, and the nut is movable to an axial position overlapping with the gearbox by the notch. .
また、本発明は、光を投射するレンズの煽り角、及び、該レンズのフォーカスの少なくともいずれか一方を調整する先に記載の電動アライメント装置と、前記電動アライメント装置を支持し、該電動アライメント装置を、少なくとも前記光の光軸方向と直交する２軸直交方向に移動させる電動レンズシフト装置と、を備える、レンズアライメントシステムを採用する。 Further, the present invention provides the electric alignment device described above for adjusting at least one of the tilt angle of a lens for projecting light and the focus of the lens, and the electric alignment device supporting the electric alignment device. and a motorized lens shifter for moving at least in two-axis orthogonal directions orthogonal to the optical axis direction of the light.
本発明によれば、高精度のアライメント作業を容易に行うことができる。 According to the present invention, highly accurate alignment work can be easily performed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために、例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments shown below are described by way of examples for better understanding of the gist of the invention, and are not intended to limit the invention unless otherwise specified.
図１は、本発明の実施形態におけるレンズアライメントシステム１を示す正面図である。図２は、本発明の実施形態におけるレンズアライメントシステム１の右側面図である。
これらの図に示すように、レンズアライメントシステム１は、光を投射するレンズ２００が取り付けられる電動アライメント装置２と、該電動アライメント装置２を、少なくとも光の光軸方向と直交する２軸直交方向に移動させる電動レンズシフト装置３と、を備える。
FIG. 1 is a front view showing a
As shown in these figures, the
なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Ｙ軸方向は光軸方向（レンズアライメントシステム１の前後方向）であり、Ｘ軸方向は光軸方向と直交する光軸直交方向（レンズアライメントシステム１の左右方向）であり、Ｚ軸方向はＸ，Ｙ軸方向と直交する第２の光軸直交方向（レンズアライメントシステム１の上下方向）である。 In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member may be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The Y-axis direction is the optical axis direction (the front-rear direction of the lens alignment system 1), the X-axis direction is the direction orthogonal to the optical axis (the left-right direction of the lens alignment system 1), and the Z-axis direction is the X direction. , the direction orthogonal to the second optical axis (vertical direction of the lens alignment system 1) orthogonal to the Y-axis direction.
電動レンズシフト装置３は、図２に示すように、プロジェクタなどの図示しない取付対象物に固定される固定側支持部材１０と、固定側支持部材１０の前方に配置された中間部材２０と、固定側支持部材１０に対して中間部材２０をＸ軸方向に案内する第１レンズ案内部３０と、中間部材２０に対して電動レンズシフト装置３のベーステーブル８０をＺ軸方向に案内する第２レンズ案内部４０と、第１レンズ案内部３０、第２レンズ案内部４０を介して、固定側支持部材１０、中間部材２０及びベーステーブル８０を相対的に移動させる駆動部５０と、を有する。
As shown in FIG. 2, the electric
固定側支持部材１０は、Ｘ－Ｚ平面に沿って延びる板状に形成されている。図１に示すように、固定側支持部材１０の略中央部には、Ｙ軸方向においてレンズ２００が挿通して配置される挿通孔１０ａが形成されている。また、固定側支持部材１０の下端部には、上方に向かって凹状に窪んだ窪み１０ｂが形成されている。窪み１０ｂの左右両側には、図２に示すように、固定側支持部材１０の前方に延びる接地部１１が設けられている。接地部１１の上面と固定側支持部材１０の前面は、側面視略台形の板状のリブ１２によって接続されている。
The fixed
中間部材２０は、固定側支持部材１０と平行に、Ｘ－Ｚ平面に沿って延びる板状に形成されている。図１に示すように、中間部材２０の略中央部には、Ｙ軸方向においてレンズ２００が挿通して配置される挿通孔２０ａが形成されている。中間部材２０の挿通孔２０ａより上側には、左右方向に延びる長孔２０ｂが形成されている。長孔２０ｂは、例えば、中間部材２０を把持するときなどに使用される。
The
第１レンズ案内部３０及び第２レンズ案内部４０は、図２に示すように、軌道レール６１（軌道体）及びスライダブロック６２（移動体）を具備するリニアガイド６０を備える。第１レンズ案内部３０は、固定側支持部材１０の前面における挿通孔１０ａの周囲４箇所に、１本の軌道レール６１に１台のスライダブロック６２が組み付けられたＸ軸方向のリニアガイド６０を備える。また、第２レンズ案内部４０は、中間部材２０の前面における挿通孔２０ａの左右両側の２箇所に、１本の軌道レール６１に２台のスライダブロック６２が組み付けられたＹ軸方向のリニアガイド６０を備える。
As shown in FIG. 2, the first
図３は、本発明の実施形態におけるリニアガイド６０の構成図である。
リニアガイド６０は、長手方向に沿って転動体転走溝６３が設けられた軌道レール６１と、転動体転走溝６３に対向する負荷転動体転走溝６４が設けられたスライダブロック６２と、転動体転走溝６３と負荷転動体転走溝６４との間に配置された複数のボール６５（転動体）と、を備える。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
The
軌道レール６１は、断面視略矩形状の長尺部材である。軌道レール６１の幅方向（図３において紙面左右方向）の外側面６１ｂには、軌道レール６１の長手方向（図３において紙面垂直方向）に沿って転動体転走溝６３が形成されている。転動体転走溝６３は、外側面６１ｂに対して略円弧状に窪んでいる。この転動体転走溝６３は、軌道レール６１の左右に一対で形成されている。
The
軌道レール６１には、対象物（固定側支持部材１０、中間部材２０）に固定されるための固定孔６６（軌道体固定孔）が形成されている。固定孔６６は、軌道レール６１の厚み方向（図３において紙面上下方向）に貫通して形成されている。固定孔６６には、軌道レール６１を固定するボルト（不図示）を、軌道レール６１の上面６１ａよりも低い位置に位置させる座ぐり６６ａが形成されている。
The
スライダブロック６２は、ブロック本体６７と、ブロック本体６７に取り付けられた蓋体６８と、を備える。ブロック本体６７は、軌道レール６１を収容するレール収容溝６９を有する。レール収容溝６９は、ブロック本体６７の下面に開口している。ブロック本体６７の上面である取付面６７ａには、対象物（中間部材２０、ベーステーブル８０）を固定するための固定孔７０（移動体固定孔）が形成されている。固定孔７０は、ブロック本体６７の厚み方向に所定の深さで形成されている。固定孔７０は、ネジ孔であり、上記対象物を固定するボルト（不図示）が螺合する。
The
レール収容溝６９には、軌道レール６１の転動体転走溝６３に対向する負荷転動体転走溝６４が形成されている。負荷転動体転走溝６４は、レール収容溝６９の内側面に対して円弧状に窪んでいる。この負荷転動体転走溝６４は、軌道レール６１を挟むように、スライダブロック６２の左右に一対で形成されている。負荷転動体転走溝６４は、軌道レール６１の転動体転走溝６３と対向し、負荷をかけた状態でボール６５を転動させる負荷転動体転走路Ｌ１を形成する。
A load rolling
また、ブロック本体６７には、無負荷転動体転走路Ｌ２が形成されている。無負荷転動体転走路Ｌ２は、ブロック本体６７を長手方向に貫通して形成されている。無負荷転動体転走路Ｌ２の内径は、ボール６５のボール径よりも大きく、ボール６５に負荷をかけないようになっている。この無負荷転動体転走路Ｌ２は、負荷転動体転走溝６４（負荷転動体転走路Ｌ１）に対応して、スライダブロック６２の左右に一対で形成されている。
Further, the
蓋体６８は、ブロック本体６７の長手方向の両端面に取り付けられている。蓋体６８は、ブロック本体６７と同様に、軌道レール６１を収容するレール収容溝７１を有する。蓋体６８には、ブロック本体６７の両端面と対向する対向面に、転動体方向転換路Ｌ３が形成されている。一対の転動体方向転換路Ｌ３は、負荷転動体転走路Ｌ１と無負荷転動体転走路Ｌ２の両端をそれぞれ連結し、ボール６５の無限循環路Ｌを形成する。
The lids 68 are attached to both longitudinal end faces of the
無限循環路Ｌは、軌道レール６１の長手方向に延びる一対の直線状部分（負荷転動体転走路Ｌ１及び無負荷転動体転走路Ｌ２）と、この一対の直線状部分の端部同士を連結する一対の半円弧曲線状部分（転動体方向転換路Ｌ３）とから構成される。本実施形態では、軌道レール６１の幅方向において間隔をあけ、軌道レール６１の長手方向に沿って平行に延在するように２条の無限循環路Ｌが形成される。なお、リニアガイド６０は、左右に２条ずつ、計４条の無限循環路Ｌが形成されるものを使用してもよい。また、リニアガイド６０として、無限循環路Ｌが形成されない有限ストローク型リニアガイドを使用してもよい。この有限ストローク型リニアガイドは、転動体転走溝６３と負荷転動体転走溝６４との間にケージ（転動体保持部材）が配置され、当該ケージに設けられたボールホルダでボール６５を回転自在に保持するものである。
The endless circulation path L connects a pair of linear portions (the loaded rolling element rolling path L1 and the unloaded rolling element rolling path L2) extending in the longitudinal direction of the
ボール６５は、軌道レール６１とスライダブロック６２との間に介在して、軌道レール６１に対するスライダブロック６２の移動を円滑に行わせるものである。本実施形態のボール６５は、無限循環路Ｌの内部にほぼ隙間無く配設されて、無限循環路Ｌを循環する。
The
図２に戻り、駆動部５０は、固定側支持部材１０に取り付けられた第１レンズ案内部３０を介して、中間部材２０をＸ軸方向に移動させる第１駆動部５０Ａを有する。第１駆動部５０Ａは、固定側支持部材１０の背面に固定されたモータ５１と、モータ５１と接続され、Ｘ軸方向に延びるねじ軸５２と、ねじ軸５２に螺合するナット５３と、固定側支持部材１０の下端部の窪み１０ｂ（図１参照）を通って前方に延び、ナット５３と中間部材２０とを接続する接続部材５４と、を有する。モータ５１によってねじ軸５２がＸ軸回りに回転すると、ナット５３がＸ軸方向にねじ送りされ、接続部材５４を介してナット５３と接続された中間部材２０が、固定側支持部材１０に対してＸ軸方向に移動する。
Returning to FIG. 2 , the
また、図１に示すように、駆動部５０は、中間部材２０に取り付けられた第２レンズ案内部４０を介して、ベーステーブル８０をＺ軸方向に移動させる第２駆動部５０Ｂを有する。第２駆動部５０Ｂは、中間部材２０の前面の左側端部に固定されたモータ５１と、モータ５１と接続され、Ｚ軸方向に延びるねじ軸５２と、ねじ軸５２に螺合するナット５３と、ナット５３とベーステーブル８０とを接続する接続部材５４と、を有する。モータ５１によってねじ軸５２がＺ軸回りに回転すると、ナット５３がＺ軸方向にねじ送りされ、接続部材５４を介してナット５３と接続されたベーステーブル８０が、中間部材２０に対してＺ軸方向に移動する。
Further, as shown in FIG. 1, the driving
次に、電動アライメント装置２の構成について説明する。電動アライメント装置２は、図２に示すように、中間部材２０の前方に配置され、第２レンズ案内部４０によってＺ軸方向に移動可能なベーステーブル８０と、ベーステーブル８０に取り付けられた複数の電動アクチュエータ９０と、複数の電動アクチュエータ９０に支持されたアライメントテーブル１００と、を備える。
Next, the configuration of the
ベーステーブル８０は、中間部材２０と平行に、Ｘ－Ｚ平面に沿って延びる板状に形成されている。図１に示すように、ベーステーブル８０の略中央部には、Ｙ軸方向においてレンズ２００が挿通して配置される挿通孔８０ａが形成されている。ベーステーブル８０の挿通孔８０ａより上側には、左右方向に延びる長孔８０ｂが形成されている。長孔８０ｂは、例えば、ベーステーブル８０を把持するときなどに使用される。
The base table 80 is formed in a plate shape extending along the XZ plane parallel to the
アライメントテーブル１００は、ベーステーブル８０の前方に配置されると共に、中間部材２０と平行に、Ｘ－Ｚ平面に沿って延びる板状に形成されている。図１に示すように、ベーステーブル８０の略中央部には、レンズ２００が取り付けられる取付孔１００ａが形成されている。レンズ２００は、例えば、投射レンズ等を収容するレンズ鏡筒であり、取付孔１００ａに設けられた図示しない嵌合部や取付孔１００ａの周囲に配置されたボルト（不図示）等によってアライメントテーブル１００に固定される。
The alignment table 100 is arranged in front of the base table 80 and is shaped like a plate extending along the XZ plane in parallel with the
なお、ベーステーブル８０の挿通孔８０ａは、アライメントテーブル１００の取付孔１００ａよりも一回り大きい。また、中間部材２０の挿通孔２０ａは、ベーステーブル８０の挿通孔８０ａをＺ軸方向に拡張した長孔形状を有する。また、固定側支持部材１０の挿通孔１０ａは、ベーステーブル８０の挿通孔８０ａをさらにＸ軸方向に拡張した矩形状を有する。これにより、取付孔１００ａに取り付けられたレンズ２００がＸ－Ｚ平面上で移動したときの、各挿通孔１０ａ、２０ａ、８０ａへの衝突が防止される。
Note that the
複数の電動アクチュエータ９０は、図１に示すように、矩形板状のアライメントテーブル１００の４隅を支持している。本実施形態の電動アクチュエータ９０は、取付孔１００ａを挟み、且つ、取付孔１００ａの中心（光軸２０１が通る位置）において直交した対角線２０２、２０３上に、それぞれ配置されている。これら電動アクチュエータ９０のそれぞれは、ベーステーブル８０に対して近接離反する方向（Ｙ軸方向）にアライメントテーブル１００を駆動する直動装置９３を有している。
The plurality of
図４は、本発明の実施形態における電動アクチュエータ９０の斜視図である。図５は、本発明の実施形態における電動アクチュエータ９０の平面図である。図６は、本発明の実施形態における電動アクチュエータ９０の分解斜視図である。図７は、本発明の実施形態における電動アクチュエータ９０の断面構成図である。
これらの図に示すように、電動アクチュエータ９０は、モータ９１と、減速機９２と、直動装置９３と、を備える。
FIG. 4 is a perspective view of the
As shown in these figures, the
図６に示すように、モータ９１の回転軸９１ａは、減速機９２のウォームシャフト１１０と接続される。ウォームシャフト１１０は、減速機９２のギアボックス１１１に形成された第１収容部１１１Ａに収容されている。第１収容部１１１Ａは、ウォームシャフト１１０の軸方向に沿って、長手方向が延びる矩形箱状に形成されている。第１収容部１１１Ａには、長手方向に貫通して、ウォームシャフト１１０を収容する収容孔１１１Ａ１が形成されている。
As shown in FIG. 6 , the rotating
ウォームシャフト１１０の両端部は、軸受１１２によって軸支される。軸受１１２は、第１収容部１１１Ａの長手方向の両端面に、ボルト１１４を介して取り付けられる蓋体１１３に支持される。第１収容部１１１Ａの短手方向の一方の側壁部には、第１収容部１１１Ａに収容されたウォームシャフト１１０を露出させる窪み１１１Ａ２が形成されている。窪み１１１Ａ２は、図５に示す平面視で円弧状に形成されている。
Both ends of the
ギアボックス１１１は、窪み１１１Ａ２が形成された第１収容部１１１Ａの短手方向一方側に、半円柱状に形成された第２収容部１１１Ｂを有する。第２収容部１１１Ｂは、図６に示すように、第１収容部１１１Ａの下面に連設されると共に、第１収容部１１１Ａの短手方向一方側に突出している。第２収容部１１１Ｂには、軸受１１７を介して、直動装置９３のねじ軸９４が支持されている。ねじ軸９４には、図７に示すように、ウォームシャフト１１０と噛み合うウォームホイール１１５が取り付けられている。
The
第２収容部１１１Ｂには、軸受１１７を収容する収容溝１１１Ｂ１が形成されている。収容溝１１１Ｂ１は、環状に形成され、軸受１１７の外輪１１９を支持している。軸受１１７は、外輪１１９に形成されたＶ字形状のローラ転走部と、内輪１１８に形成されたＶ字形状のローラ転走部と、内輪１１８及び外輪１１９のローラ転走部を転走する複数の円筒状のローラ１２０（転動体）と、を備える。複数のローラ１２０は、回転軸が交互に直交するように配列されている。この軸受１１７は、所謂クロスローラベアリングであって、一つの軸受１１７でラジアル荷重、アキシャル荷重及びモーメント荷重などの種々の方向の荷重を受けることができる。
A housing groove 111B1 for housing the
収容溝１１１Ｂ１に支持された外輪１１９は、図６に示すように、一対の軸受カバー１２１を介して第２収容部１１１Ｂに固定されている。第２収容部１１１Ｂの収容溝１１Ｂ１の周囲には、周方向に間隔をあけて複数の貫通孔１１１Ｂ２が形成されている。貫通孔１１１Ｂ２には、第２収容部１１１Ｂの下面側からボルト１２３が挿通される。ボルト１２３の先端には、ナット１２４が螺合する。ボルト１２３、ナット１２４により、軸受カバー１２１が第２収容部１１１Ｂに締結固定される。なお、ボルト１２３のいくつか（例えば、図７において点線で示す）は、ベーステーブル８０を共締めしており、これにより、ギアボックス１１１がベーステーブル８０に締結固定されている。
The
軸受１１７の内輪１１８は、図７に示すように、ねじ軸９４の下端部に固定されている。ねじ軸９４の下端部には、径方向外側に拡径した環状のフランジ９４ｂが形成されている。フランジ９４ｂは、内輪１１８と軸方向で当接している。また、内輪１１８は、ウォームホイール１１５と軸方向で当接している。ねじ軸９４には、フランジ９４ｂとの間で、内輪１１８及びウォームホイール１１５を軸方向で挟み込む固定ナット１１６が螺合している。つまり、内輪１１８は、ウォームホイール１１５と共に、軸方向においてフランジ９４ｂと固定ナット１１６との間に挟み込まれている。
The
ねじ軸９４の下端面には、可変抵抗器１３０を取り付けるための取付孔９４ｃが形成されている。可変抵抗器１３０は、ねじ軸９４の回転角度ないし回転数を検出するものである。可変抵抗器１３０は、抵抗器本体１３１と、抵抗器本体１３１に対して回転可能に設けられたつまみ１３２と、を有する。つまみ１３２は、円柱状に形成され、ねじ軸９４の取付孔９４ｃに挿入されている。抵抗器本体１３１は、取付プレート１４０を介して第２収容部１１１Ｂの下面に固定されている。
A mounting
図６に示すように、抵抗器本体１３１には、つまみ１３２の根本付近を支持する円筒部を有し、該円筒部には雄ねじ１３１ａが形成されている。取付プレート１４０は、雄ねじ１３１ａに螺合した固定ナット１４１によって、抵抗器本体１３１に挟持されている。取付プレート１４０の両端は、ボルト１４２によってギアボックス１１１（収容部１１１Ｂの下面）に固定されている。
As shown in FIG. 6, the
図７に示すように、ウォームホイール１１５は、固定ナット１１６側に、固定ナット１１６を収容する環状溝１１５ａを有する。また、ウォームホイール１１５は、内輪１１８側に向かって延びる円筒部１１５ｂを有する。円筒部１１５ｂは、内輪１１８に当接している。円筒部１１５ｂは、止めねじ１２５によってねじ軸９４に固定されている。つまり、止めねじ１２５は、ねじ軸９４に対するウォームホイール１１５の相対回転を規制している。
As shown in FIG. 7, the
また、可変抵抗器１３０のつまみ１３２は、止めねじ１２６によってねじ軸９４に固定されている。つまり、止めねじ１２６は、ねじ軸９４に対するつまみ１３２の相対回転を規制している。ねじ軸９４の上端面には、マイナス溝のすり割り９４ａが形成されている。ねじ軸９４のすり割り９４ａは、つまみ１３２に形成されたマイナス溝のすり割り１３２ａと同位相である。つまり、つまみ１３２は、すり割り９４ａ、１３２ａの位相を合わせた状態で、ねじ軸９４に固定されている。これにより、すり割り９４ａの角度からねじ軸９４の内部に挿入されたすり割り１３２ａの角度、つまり、つまみ１３２の回転角度を認識することができる。
Also, the
ねじ軸９４の固定ナット１１６よりも上側には、ナット９５が螺合している。ナット９５は、図６に示すように、円筒部９５ａと、鍔部９５ｂと、を有する。円筒部９５ａは、図７に示すように、アライメントテーブル１００に形成された貫通孔１０１に挿入されている。円筒部９５ａの内側には、図４に示すように、ねじ軸９４が配置され、すり割り９４ａなどを確認することができる。
A
鍔部９５ｂは、円筒部９５ａから半円板状に拡張された部分であり、図７に示すように、アライメントテーブル１００の背面側に当接する。鍔部９５ｂには、位置決めピン９６が挿入される位置決め孔９５ｂ２が複数形成されている（図６参照）。位置決めピン９６は、図７に示すように、アライメントテーブル１００に形成された嵌合孔１０２に嵌合しており、アライメントテーブル１００とナット９５を、ねじ軸９４の軸方向と交差した平面方向（具体的にはＸ－Ｚ平面方向）において位置決めする。なお、位置決めピン９６は、鍔部９５ｂ側に取り付けられていてもよい。
The
また、鍔部９５ｂには、ボルト１２８が螺合する複数のねじ孔９５ｂ１（図６参照）が形成されている。図７に示すボルト１２８は、アライメントテーブル１００の正面側からねじ孔９５ｂ１に螺合し、アライメントテーブル１００を鍔部９５ｂに固定している。図５に示すように、円筒部９５ａを挟んで鍔部９５ｂと反対側には、切欠部９５ｃが形成されている。切欠部９５ｃは、ギアボックス１１１の第１収容部１１１Ａとの干渉をさけるために形成されたものであり、第１収容部１１１Ａの短手方向一方側の側壁部及び窪み１１１Ａ２と相似形状を有している。切欠部９５ｃにより、ナット９５は、第１収容部１１１Ａと重複する軸方向位置まで移動することができる。これにより、電動アクチュエータ９０の軸方向の寸法を小さくでき、図２に示す、ベーステーブル８０とアライメントテーブル１００との隙間に電動アクチュエータ９０（具体的は、第２収容部１１１Ｂ及び直動装置９３）を配置することが可能となる。
A plurality of threaded holes 95b1 (see FIG. 6) into which
上記構成の電動アクチュエータ９０によれば、モータ９１によってウォームシャフト１１０が回転すると、図７に示すように、ウォームシャフト１１０に噛み合うウォームホイール１１５が回転する。ウォームホイール１１５が回転すると、ウォームホイール１１５に固定されたねじ軸９４が軸回りに回転し、アライメントテーブル１００に固定されたナット９５が、軸方向にねじ送りされる。このねじ軸９４の軸方向を、図１に示す光軸方向（Ｙ軸方向）に設定することにより、ベーステーブル８０に対してアライメントテーブル１００を近接離反する方向（Ｙ軸方向）に移動させることができる。
According to the
図８は、本発明の実施形態におけるねじ軸９４とナット９５との噛み合い部の拡大図である。
図８に示すように、ねじ軸９４とナット９５との間には、ベーステーブル８０に対してアライメントテーブル１００をＸ－Ｚ平面に対して傾かせるための煽り角調整部として、例えば、軸方向の隙間Ｓ１が形成されている。この隙間Ｓ１は、ねじ軸９４の外周に形成された雄ねじ９７と、ナット９５の内周に形成された雌ねじ９８との軸方向における隙間であって、ねじ軸９４とナット９５との軸方向のガタとも言う。隙間Ｓ１は、ねじ軸９４とナット９５との通常の軸方向のガタ（バックラッシの設計値）よりも大きい。
FIG. 8 is an enlarged view of the meshing portion between the
As shown in FIG. 8, between the
隙間Ｓ１は、例えば、アライメントテーブル１００の煽り角の調整幅が±０．５ｄｅｇである場合、０．０７ｍｍ以上になるように設定するとよい。なお、ねじ軸９４とナット９５との間には、煽り角調整部として、径方向の隙間Ｓ２も形成されている。この隙間Ｓ２は、雄ねじ９７と雌ねじ９８との径方向のガタであり、ねじ軸９４の左右両側に形成される。この隙間Ｓ２の左右両側の合計は、０．１６ｍｍ以上になるように設定することができる。
For example, when the tilt angle adjustment range of the alignment table 100 is ±0.5 degrees, the gap S1 is preferably set to 0.07 mm or more. A radial gap S2 is also formed between the
図７に戻り、アライメントテーブル１００の背面側には、ベーステーブル８０に対して離反する方向にアライメントテーブル１００を付勢する付勢部材１５１が配置されている。付勢部材１５１は、圧縮したコイルバネからなり、ボルト１５０の周囲に配置されている。ボルト１５０は、アライメントテーブル１００の正面側から挿入孔１０３に挿入され、ベーステーブル８０に螺合している。付勢部材１５１は、上述したねじ軸９４とナット９５とのガタによるアライメントテーブル１００のガタツキを抑制することができる。
Returning to FIG. 7 , a biasing
挿入孔１０３には、孔部１０３ａと、座ぐり１０３ｂが形成されている。孔部１０３ａとボルト１５０との間、座ぐり１０３ｂとボルト１５０との間には、径方向に隙間が形成されている。この隙間は、上述したねじ軸９４とナット９５との隙間よりも大きく、ねじ軸９４とナット９５との隙間を利用したベーステーブル８０に対するアライメントテーブル１００の傾きを許容している。すなわち、ボルト１５０は、アライメントテーブル１００を固定するものではなく、付勢部材１５１の付勢によるアライメントテーブル１００の抜け止めとして機能している。
The
続いて、上記構成の電動アクチュエータ９０を用いた、電動アライメント装置２のアライメント動作（アライメント作業）について説明する。
Next, an alignment operation (alignment work) of the
図１に示すように、電動アライメント装置２は、アライメントテーブル１００を支持する複数の電動アクチュエータ９０を備えている。この電動アライメント装置２によれば、例えば、アライメントテーブル１００の取付孔１００ａを挟んで上下に配置された電動アクチュエータ９０を駆動させることで、レンズ２００のＸ軸回りの煽り角を調整することができる。また、電動アライメント装置２は、アライメントテーブル１００の取付孔１００ａを挟んで左右に配置された電動アクチュエータ９０を駆動させることで、レンズ２００のＺ軸回りの煽り角を調整することができる。
As shown in FIG. 1 , the
さらに、電動アライメント装置２は、取付孔１００ａの対角線２０２上に配置された電動アクチュエータ９０を駆動させることで、対角線２０２と直交する、レンズ２００の対角線２０３回りの煽り角を調整することもできる。また、電動アライメント装置２は、取付孔１００ａの対角線２０３上に配置された電動アクチュエータ９０を駆動させることで、対角線２０３と直交する、レンズ２００の対角線２０２回りの煽り角を調整することもできる。
Furthermore, the
加えて、電動アライメント装置２は、アライメントテーブル１００の取付孔１００ａの周囲４箇所に配置された全ての電動アクチュエータ９０を同期して駆動させ、ベーステーブル８０に対しアライメントテーブル１００を近接離反させることで、レンズ２００のフォーカスを調整することができる。
In addition, the
このように、上述した本実施形態によれば、ベーステーブル８０と、ベーステーブル８０に取り付けられた複数の電動アクチュエータ９０と、複数の電動アクチュエータ９０に支持されたアライメントテーブル１００と、を備え、複数の電動アクチュエータ９０のそれぞれは、ベーステーブル８０に対して近接離反する方向にアライメントテーブル１００を駆動する直動装置９３を有する、という構成を採用することによって、従来、手動で行っていたレンズ２００のアライメント作業を電動アクチュエータ９０によって電動化すると共に、高精度の直動装置９３の送りによって、高精度のアライメント作業を容易に行うことができる。例えば、作業者は、スクリーンに投影された画像を見ながら、リモコン操作などで簡単にアライメント作業をすることが可能となる。これにより、このアライメント作業にねじ回しなどの熟練性を要求されずに済み、また、プロジェクタなどに組み込まれた後であってもアライメント作業を行うことができるようになる。
As described above, according to the present embodiment described above, the base table 80, the plurality of
また、本実施形態では、直動装置９３は、図７に示すように、アライメントテーブル１００に固定されたナット９５と、ナット９５を、ベーステーブル８０に対して近接離反する軸方向に駆動するねじ軸９４と、を有する。この構成によれば、ねじ軸９４によるナット９５のねじ送りによって、ベーステーブル８０に対してアライメントテーブル１００を高精度で移動させることができる。
7, the
また、本実施形態では、図８に示すように、ねじ軸９４とナット９５との間には、ベーステーブル８０に対してアライメントテーブル１００を傾かせるための煽り角調整部として、軸方向の隙間Ｓ１が形成されている。この構成によれば、例えば、直動装置９３とアライメントテーブル１００との接続部に、アライメントテーブル１００の傾きを許容するリンク軸や自在継手（ユニバーサルジョイント、球面軸受）などを組み込まなくても、ベーステーブル８０に対してアライメントテーブル１００を傾かせることができる。また、ねじ軸９４とナット９５との軸方向の隙間Ｓ１を利用することで、レンズ２００の煽り角の調整に適した調整が可能となる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 8, between the
また、本実施形態では、図７に示すように、ベーステーブル８０に対して離反する方向にアライメントテーブル１００を付勢する付勢部材１５１を有する。この構成によれば、ねじ軸９４とナット９５との間に設定した軸方向の隙間Ｓ１による、アライメントテーブル１００のガタツキを防止することができる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 7, a biasing
また、本実施形態では、アライメントテーブル１００とナット９５を、軸方向と交差した平面方向において位置決めする位置決めピン９６を有する。この構成によれば、ナット９５をアライメントテーブル１００に固定する際の、平面方向の位置ずれを防止できる。このため、ナット９５の平面方向の位置ずれによる、ねじ軸９４とナット９５との間に設定した軸方向の隙間Ｓ１の消費を防止できる。つまり、ナット９５の位置ずれを、隙間Ｓ１で吸収せずに済むため、アライメントテーブル１００を傾かせることができる。
Further, in this embodiment, there is provided a
また、本実施形態のレンズアライメントシステム１は、光を投射するレンズ２００の煽り角、及び、該レンズ２００のフォーカスの少なくともいずれか一方を調整する電動アライメント装置２と、電動アライメント装置２を支持し、該電動アライメント装置２を、少なくとも光の光軸方向と直交する２軸直交方向に移動させる電動レンズシフト装置３と、を備える。この構成によれば、レンズアライメントの自動化が可能になる。例えば、プロジェクタに内臓のカメラでスクリーンに投影された投影画像を撮影し、電動アライメント装置２の煽り調整を自動化すると共に、電動レンズシフト装置３のレンズシフトと組み合わせることにより、プロジェクタの設置作業を自動化することができる。
Further, the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above embodiments. The various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiment are examples, and can be variously changed based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、電動アクチュエータ９０が４個設けられる形態について説明したが、電動アクチュエータ９０は３個以上あればよい。なお、電動アクチュエータ９０が２個であっても、一方向の煽り角の調整（例えば、水平方向の煽り角の調整のみ）は可能である。
For example, in the above-described embodiment, the four
また、例えば、上記実施形態では、直動装置９３として、ねじ軸９４によってナット９５をねじ送りする形態について説明したが、直動装置９３はこの形態に限定されない。例えば、直動装置９３は、転動体が介在するボールねじなどであってもよい。また、電動アクチュエータ９０は、回転モータを駆動源とする構成のみならず、リニアモータを駆動源とする構成であってもよいし、圧電素子（ピエゾ素子）などの他の電力を力に変換する素子を駆動源としてもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, as the direct-acting
また、例えば、上記実施形態では、電動レンズシフト装置３が光軸方向と直交する２軸直交方向に電動アライメント装置２を移動させる形態について説明したが、Ｙ軸方向のリニアガイド６０を追加し、電動レンズシフト装置３が光軸方向を含む３軸直交方向に電動アライメント装置２を移動させる形態であってもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, the motorized
また、例えば、上記実施形態では、直動装置９３が、アライメントテーブル１００（一方）に固定したナット９５を、ベーステーブル８０（他方）に対して近接離反させる形態について説明したが、ナット９５をベーステーブル８０に固定し、そのナット９５をアライメントテーブル１００に対して近接離反させる形態であってもよい。また、この場合、ナット９５を位置決めする位置決めピン９６は、ベーステーブル８０側に取り付けてもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, the
１…レンズアライメントシステム、２…電動アライメント装置、３…電動レンズシフト装置、８０…ベーステーブル（他方）、９０…電動アクチュエータ、９１…モータ、９２…減速機、９３…直動装置、９４…ねじ軸、９５…ナット、９６…位置決めピン、１００…アライメントテーブル（一方）、１１０…ウォームシャフト、１１５…ウォームホイール、１１７…軸受、１３０…可変抵抗器、１５０…ボルト、１５１…付勢部材、２００…レンズ、２０１…光軸、Ｓ１…隙間（煽り角調整部）、Ｓ２…隙間（煽り角調整部）
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ベーステーブルに取り付けられた複数の電動アクチュエータと、
前記複数の電動アクチュエータに支持されたアライメントテーブルと、を備え、
前記複数の電動アクチュエータのそれぞれは、前記ベーステーブルに対して近接離反する方向に前記アライメントテーブルを駆動する直動装置を有し、
前記直動装置は、
前記ベーステーブル及び前記アライメントテーブルの一方に固定されたナットと、
前記ナットを、前記ベーステーブル及び前記アライメントテーブルの他方に対して近接離反する軸方向に駆動するねじ軸と、を有し、
前記電動アクチュエータは、減速機と、前記減速機を介して前記ねじ軸を回転させるモータと、を有し、
前記減速機は、軸受を介して前記ねじ軸を支持すると共に、前記モータと接続されたウォームシャフトを介して前記ねじ軸を回転させるギアボックスを有し、
前記ギアボックスには、前記ナットとの干渉を避ける切欠部が形成され、
前記ナットは、前記切欠部によって、前記ギアボックスと重複する軸方向位置まで移動可能である、ことを特徴とする電動アライメント装置。 base table and
a plurality of electric actuators attached to the base table;
an alignment table supported by the plurality of electric actuators,
each of the plurality of electric actuators has a linear motion device that drives the alignment table in a direction toward or away from the base table;
The linear motion device is
a nut fixed to one of the base table and the alignment table;
a screw shaft for driving the nut in an axial direction toward and away from the other of the base table and the alignment table;
The electric actuator has a reduction gear and a motor that rotates the screw shaft via the reduction gear ,
The speed reducer has a gearbox that supports the screw shaft via bearings and rotates the screw shaft via a worm shaft connected to the motor,
The gearbox is formed with a notch to avoid interference with the nut,
The electric alignment device , wherein the nut is movable to an axial position overlapping with the gearbox by the notch .
前記電動アライメント装置を支持し、該電動アライメント装置を、少なくとも前記光の光軸方向と直交する２軸直交方向に移動させる電動レンズシフト装置と、を備える、ことを特徴とするレンズアライメントシステム。 The electric alignment device according to any one of claims 1 to 4, which adjusts at least one of the tilt angle of a lens that projects light and the focus of the lens,
a motorized lens shift device that supports the motorized alignment device and moves the motorized alignment device in at least two orthogonal directions perpendicular to an optical axis direction of the light.
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