(57)【要約】【課題】移動レンズを調整する際に、傾きと偏心の両方を補正を可能とする。【解決手段】撮影レンズの一部である調整レンズ群と、該調整レンズ群を保持するレンズ枠と、該レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、前記レンズ枠を光軸方向に移動自在に保持するガイド部材とを有し、該ガイド部材の像面側の端部は光軸と略直角方向に移動可能な調整部材Ａにより保持し、該ガイド部材の被写体側の端部は光軸と略直角方向に移動可能な調整部材Ｂにより保持したレンズ鏡筒の調整構造。【選択図】  図１
2014021411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズの一部である調整レンズ群と、
該調整レンズ群を保持するレンズ枠と、
該レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、
前記レンズ枠を光軸方向に移動自在に保持するガイド部材とを有し、
該ガイド部材の像面側の端部は光軸と直角方向に移動可能な調整部材Ａにより保持し、
該ガイド部材の被写体側の端部は光軸と直角方向に移動可能な調整部材Ｂにより保持したことを特徴とするレンズ鏡筒の調整構造。
【請求項２】
撮影レンズの一部である調整レンズ群と、
該調整レンズ群を保持するレンズ枠と、
該レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、
該レンズ枠を光軸方向に移動自在に保持するガイド部材とを有し、
ガイド部材の片端Ａを中心に傾けることで第１の収差変化させる第１の調整手段と、
ガイド部材のもう一方の端Ｂを中心に傾けることで第１の収差を同等に保ちながら第２の収差を変化させる第２の調整手段を有することを特徴とするレンズ鏡筒の調整構造。
【請求項３】
前記調整レンズ群の撮影レンズの光軸中心からの偏心をδ［ｍ］とし、前記調整レンズ群の撮影レンズの光軸に対する傾きをθ［ｒａｄ］とするとき、δ／θ＝Ｔ（一定値）となるときに前記第１の収差は同等となり、前記ガイド部材の端Ｂから、前記調整レンズ群までの光軸方向距離をｎ２［ｍ］とするとき、前記調整レンズの光軸方向の移動範囲内で、δ／θ＝Ｔ＝ｎ２となるように前記ガイド部材長さが設定されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒の調整構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影用光学装置に付属し、撮影レンズの一部を光軸以外の方向に移動し、光学性能を補正するレンズ鏡筒の調整構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやテレビカメラは、ＣＣＤの分解能アップやＨＤ化が進むにつれて、より高画質が求められてきている。同時に、カメラやレンズ鏡筒には小型軽量化が求められ、特にレンズ鏡筒を小型化する場合には、レンズを小さくすると位置ずれの光学性能に影響する度合いが大きくなるため、各レンズや鏡筒部品の加工精度、及び組立精度を高精度に保つ必要がある。近年のレンズ鏡筒では、加工精度が要求される光学性能を満足させられないため、光学調整構造を有するレンズ鏡筒が多く普及している。
【０００３】
光学調整構造としては、多くのビデオレンズで採用されている４群構成のインナフォーカスタイプの光学系では、１群レンズ及び３群レンズが固定レンズになっているため、固定群を偏心或いは傾き調整によって調整している。これは、固定群を調整した方が簡単な構造で済み、調整後の安定性も得られるためである。
【０００４】
しかし、光学系によってはズーミングを行う２群レンズや、フォーカスを行う４群レンズなどの移動群を調整した方が良好に光学収差の補正を実施できる場合がある。特許文献１には、移動レンズを移動可能に保持しているガイドバーの像側の端部を偏心ピンで保持し、偏心ピンを回転させることによってレンズ枠の傾き調整を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０４４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来技術では、偏心ピンによってガイドバーを偏心調整し、偏心と同時に倒れも発生するため、光学系によっては倒れの影響が無視できない場合もある。また、傾きを調整した方が良好に補正できる光学系では、偏心の影響が大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、移動レンズを調整する際に、傾きと偏心の両方の調整を行い、良好な補正を可能とするレンズ鏡筒の調整構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の構成を特徴とするレンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器である。
カメラ等に搭載され、撮影レンズの一部である調整レンズ群と、
該調整レンズ群を保持するレンズ枠と、
該レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、
前記レンズ枠を光軸方向に移動自在に保持するガイド部材とを有し、
該ガイド部材の像面側の端部は光軸と略直角方向に移動可能な調整部材Ａにより保持し、
該ガイド部材の被写体側の端部は光軸と略直角方向に移動可能な調整部材Ｂにより保持したレンズ鏡筒の調整構造。
【発明の効果】
【０００９】
移動レンズを調整する際に、傾きと偏心の両方の調整を行い、良好な補正を可能とするレンズ鏡筒の調整構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は本発明の実施例の第４レンズ群Ｌ４が調整前にα偏心しているときの模式図である。（ｂ）は（ａ）の状態から像面側のガイドバー端を固定して被写体側のガイドバー端を調整した模式図である。（ｃ）は（ｂ）の状態から被写体側のガイドバー端を固定して、像面側のガイドバー端を調整した模式図である。
【図２】本発明の実施例の撮像装置の構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施例の後群ユニットを被写体側から見た図である。（ｂ）は本発明の実施例の後群ユニットを像面側から見た図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施例の調整プレート周りの分解斜視図である。（ｂ）は本発明の実施例のセンサーホルダ周りの分解斜視図である。
【図５】本発明の実施例の図３のＡ−Ａ断面であり、調整機構部を示している。
【図６】（ａ）は本発明の実施例の第４レンズ群Ｌ４が調整前にβ傾いているときの模式図である。（ｂ）は（ａ）の状態から像面側のガイドバー端を固定して被写体側のガイドバー端を調整した模式図である。（ｃ）は（ｂ）の状態から被写体側のガイドバー端を固定して、像面側のガイドバー端を調整した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例１は、上記した本発明の構成を適用してレンズ鏡筒及びそれを有する光学機器を構成したものである。
【００１３】
図２は本発明の実施例１による撮像装置の構成を示す斜視図である。
【００１４】
図２において、２０１はレンズ外装ユニットであり、２０２はマニュアルフォーカスリング、２０３はマニュアルズームリング、２０４はマニュアルアイリスリングである。これらのリングを光軸周りに回転させると、図示しない回転検知センサでリングの回転角度を検知し、回転角度に応じた量だけフォーカスレンズ群あるいはズームレンズ群あるいは絞り開口径をアクチュエータで駆動するように電機的に制御される。
【００１５】
１は第１群レンズを保持する第１群鏡筒、２は第１群鏡筒１を保持する固定鏡筒である。３はセンサーホルダであり、後方には図示しない撮像素子が取り付けられる。４は後部鏡筒でありセンサーホルダ３を保持する。５は第２群鏡筒を示し、ズーミングを行う第２群レンズを保持している。第２群鏡筒５は前後を固定鏡筒２と後部鏡筒４に保持されている２本のガイドバー６ａ、６ｂによって光軸方向へ移動自在に保持されている。ガイドバー６ａ、６ｂは光軸を挟んで設けられており、これら２本のガイドバー６ａ、６ｂによって第２群鏡筒５の光軸方向の案内と光軸周りの回り止めとを行っている。７は電磁アクチュエータによって絞り羽根を駆動し開口径を変化させる絞り手段を示し、固定鏡筒２と後部鏡筒４によって挟持されている。８はブレ補正のため光軸と直交面内に駆動される補正レンズである第３群レンズの一部Ｌ３Ｂを保持したブレ補正ユニットを示し、後部鏡筒４に保持される。９は第３群レンズの一部Ｌ３Ａを保持し、また光量調節を行う複数枚のＮＤフィルターを備えたＮＤフィルター部を保持する第３Ａ群ユニットを示し、後ろ群鏡筒４に保持されている。１０はフォーカス調節を行う第４群レンズを保持した第４群鏡筒を示し、不図示の調整プレート２１と後部鏡筒４に保持されている２本のガイドバー１１ａ、１１ｂによって光軸方向へ移動自在に保持されている。ガイドバー１１ａ、１１ｂは光軸を挟んで設けられており、これら２本のガイドバー１１ａ、１１ｂによって第４群鏡筒１０の光軸方向の案内と光軸周りの回り止めとを行っている。
【００１６】
１２はズームモータを示し、コの字型をした板金に駆動部と出力ネジ部が一体に保持されている。ズームモータ１２は後部鏡筒４に保持される。一方、第２群鏡筒５にはラック１３が取り付けられており、ラック１３がズームモータ１２のネジ部と噛合することによって第２群鏡筒５は光軸方向に駆動される。この際ラック１３はラックバネ１４によって噛合方向と光軸方向に付勢されており、噛合いガタとスラストガタを取り除くようにしている。本実施例ではズームモータ１２はステッピングモータを使用している。１５はセンサーを示しており、後部鏡筒４に保持されている。センサー１５は投光部と受光部の間を第２群鏡筒５に一体的に設けた遮光壁部が通過することで第２群鏡筒５の基準位置を検出し、ズームモータ１２に入力するパルス数によって各ズーム位置へ駆動するよう構成されている。
【００１７】
１６ａ、１６ｂは第４群鏡筒１０を駆動する駆動マグネットを示し、後部鏡筒４に固定されている。駆動マグネット１６ａ、１６ｂと第４群鏡筒１０に接着等の方法で固定された不図示のコイルによってリニアモータが構成され、コイルに電流を流すことによって第４群鏡筒１０を光軸方向に駆動する推力が発生する。１７はセンサーを示しており、後部鏡筒４に保持されている。センサー１７により第４群鏡筒１０の位置を検知する。
【００１８】
次にガイドバー１１ａの倒れ調整機構に関して詳細に説明する。図３（ａ）は後群ユニットを被写体側から見た図である。図３（ｂ）は後群ユニットを像面側から見た図である。図４（ａ）は調整プレート周りの分解斜視図である。図４（ｂ）はセンサーホルダ周りの分解斜視図である。図５は図３のＡ−Ａ断面で調整機構部を示している。
【００１９】
前述の通り２１はガイドバーの倒れ調整を行う調整プレートである。調整プレート２１は光軸直行方向に一定量の可動が可能となっている。２１ａ、２１ｂは調整プレートをガイドバー傾き調整後に後部鏡筒４と接着固定する為のボンド溜り部である。２４は調整プレートを後部鏡筒４側に付勢する為の付勢プレートであり、後部鏡筒４にビス止め固定される。付勢プレート２４により調整プレート２１を後部鏡筒４側に付勢する事でガイドバー１１ａを光軸方向に位置決めされる。
【００２０】
２１ｃは調整プレートを設計基準位置に仮固定するための円筒穴であり、２１ｄは同様に調整プレートを設計基準位置に仮固定するための長穴である。後群鏡筒４には、２１ｃ、２１ｄに対応した勘合溝４ｃ、４ｄが設けられている。円筒穴２１ｃと勘合溝４ｃは同径に設定されている。また長穴２１ｄの短変方向長さと、勘合穴４ｄの径は同寸法に設定されている。２５は位置決め用の治具ピンであり、円筒穴２１ｃ及び長穴２１ｄの短変方向長さと同じ径の円筒形状を成している。
【００２１】
これにより、円筒穴２１ｃに治具ピン２５を貫通させて勘合溝４ｃと勘合させ、同様に長穴２１ｄを貫通させて勘合溝４ｄに勘合させることで、調整プレート２１は後群鏡筒４に対して設計基準位置に仮位置決めできる。
【００２２】
３ａはセンサーホルダを基準位置に仮固定するための円筒穴であり、３ｂは同様に調整プレート２１を基準位置に仮固定するための長穴である。後群鏡筒４には、３ａ、３ｂに対応した勘合溝４ａ、４ｂが設けられている。円筒穴３ａと勘合溝４ａは同径に設定されている。また長穴３ｂの短変方向長さと、勘合穴４ｂの径は同寸法に設定されている。これにより、円筒穴３ａに同径の治具ピンを貫通させて勘合溝４ａと勘合させ、同様に長穴３ｂの短辺方向と同長さの径のピンを貫通さ、勘合溝３ｄに勘合させることで、センサーホルダ３は後群鏡筒４に対して設計基準位置に位置決めされる。この状態でビス等により、センサーホルダ３を後群鏡筒４に設計基準位置に固定することができる。
【００２３】
２２は第３群レンズの一部Ｌ３Ａを保持する３Ａ群保持鏡筒であり、後群鏡筒４に保持されている。２３は第３群レンズの一部Ｌ３Ａを保持する３Ｂ群保持鏡筒であり、不図示のブレ補正ユニット駆動機構によって光軸中心位置に保持されている。
【００２４】
図５は図３のＡ−Ａ断面図である。を光軸直交方向に移動させる事でガイドバーがセンサーホルダ３に設けられたバー受け部３ｃを中心に回転し調整される。よって調整プレート２１を移動させる事でガイドバー１１ａが傾き、レンズの倒れを調整できる。調整後、調整プレート２１に儲けられたボンド溜り２１ａ、２１ｂに接着材を塗布する事で固定する。本実施例では紫外線硬化性樹脂を用いて接着固定している。
【００２５】
センサーホルダ３は基準位置出し用のピンを勘合させていない状態では、光軸直交方向に可動できる用にクリアランスが確保されている。これにより、ガイドバー１１ｂの傾きを変化させ、レンズの傾きを調整できる。その後ビス等により、後群鏡筒４に固定される。
【００２６】
次に実際の調整の仕方を説明する。本実施例で調整は第４レンズ群４Ｌの偏心及び傾きとその他の撮影レンズとのずれを調整する。図１、図２は実際の調整の様子を模式的に示したものである。図は説明の為に、偏りと傾きを実際の値より大きくして図示しているが、実際の傾き変化としては１度以下の微少量である。まず図１のように第４レンズ群Ｌ４が光軸中心Ｏにたいしてα偏心している場合の調整について説明する。尚本実施例の光学系はＷｉｄｅ端近傍で第４レンズ群Ｌ４の敏感度が高いため、Ｗｉｄｅ端で光学調整を行っている。図１（ａ）は前述したように治具ピンにより、調整プレート２１とセンサーホルダ３を設計基準位置に仮固定した時の、第４レンズ群Ｌ４の位置を示している。図１（ｂ）は図１（ａ）の状態から、像面側のガイドバー端を固定して被写体側のガイドバー端を調整した図である。図１（ｃ）は図１（ｂ）の状態から被写体側のガイドバー端を固定して、像面側のガイドバー端を調整した図である。まず図１（ａ）では製造誤差等により、第４レンズ群Ｌ４がα偏心して取り付けられている。このように第４レンズ群４Ｌが偏心するとコマ収差が悪化し、その結果光学性能が劣化してしまう。よってこの偏心を０に近づけるように調整を行いたいが、片側のガイドバー端を光軸直行方向に振る場合は、偏心と傾きの両方が変化してしまうため、任意の位置にレンズ保持位置を移動させることができない。
【００２７】
本実施例の光学系では、第４レンズ郡Ｌ４の偏心によるコマ収差の変動と傾きによるコマ収差の変動がキャンセルし合う関係が存在する。この関係は製造誤差による傾きと偏心の範囲では線形関係となる。つまり傾きθと偏心δの関係がδ／θ＝Ｔ（一定値）となる箇所で、偏心によるコマ収差の変動と傾きによるコマ収差の変動がキャンセルし合う。これを利用して、まず前述したように、像面側のセンサーホルダ３を設計基準位置に固定した状態で、調整プレート２１側の位置決めの治具ピンを解除し光軸直行方向に変位させてコマ収差が最良となるように調整を行う。図１（ｂ）のように傾きθ１と偏心δ１の関係がδ１／θ１＝Ｔ（一定）となる位置で、コマ収差が最良となりこの状態にて調整プレート２１は前述したように紫外線硬化性樹脂にて接着固定される。しかしながら、この状態ではコマ収差は最良となるが、その他の収差が残ってしまう。本実施例では特に像面湾曲の劣化が残ってしまう。
【００２８】
ここで第４レンズ群Ｌ４の中心線と光軸中心の交点をＰとするとき、第４レンズ群Ｌ４との距離をｎ１とする。ここでδ１／θ１＝Ｔ（一定）であり、θ１は微少であるので何学的関係から、δ１／θ１＝ｎ１＝Ｔ（一定）となる。調整位置での第４レンズ群Ｌ４の位置からガイドバー１１ａの被写体側端までの距離をｎ２とする。この時ｎ１＝ｎ２となるようにバー長さが設定されている。よってｎ２は以下の式で表される。
ｎ２＝δ／θ＝Ｔ（一定）
θ１は微少量のため、ガイドバー１１ａを被写体側の端を支点にしてθ１傾けることで、第４レンズ群Ｌ４を偏心でδ１、傾きでθ１変化させることができる。仮固定されていたセンサーホルダ３の固定を一旦解除し、像面湾曲が最良となるようにセンサーホルダ３の光軸直行方向に変化させる、第４レンズ群Ｌ４をθ１だけ傾けることで第４レンズ群Ｌ４を略光軸中心に合わせることができる。
【００２９】
ここで、調整するバーを選ぶ順序であるが、図１（ｂ）で示すように、レンズの傾きと偏心の符号を定義している。本実施例の光学系では、偏心が正の値であるとき、傾きが正の値でよるコマ収差がキャンセルし合う。つまりδ１／θ１＞０となる。
【００３０】
図１（ｂ）のようにガイドバーの像面側端を回転中心として、被写体側の端を変位させた場合、レンズを正方向に傾けると、偏心は負方向に変化する。逆に図１（ｃ）のようにガイドバーの被写体側を回転中心として、像面側の端を変位させた場合、レンズを正方向に傾けると、偏心は正方向に変化する。このため図１（ａ）の状態から、ガイドバーの被写体側の端を中心にして、像面側の端を変位させると、δ１／θ１＝Ｔ（一定）となるように収束しない。よって、δ１／θ１＞０の時は、最初にガイドバーの像面側の端を回転中心として、被写体側の端を変位させて調整しなくてはならない。逆にδ１／θ１＜０でよるコマ収差がキャンセルし合う光学系の場合は、最初にガイドバーの被写体側の端を回転中心として、像面側側の端を変位させて調整しなくてはならない。
【００３１】
次に図６のように第４レンズ群Ｌ４が光軸中心Ｏにたいしてα偏心している場合の調整の様子について説明する。図６（ａ）は前述したように治具ピンにより、調整プレート２１とセンサーホルダ３を設計基準位置に仮固定した時の、第４レンズ群Ｌ４の位置を示している。図６（ｂ）は図６（ａ）の状態から、像面側のガイドバー端を固定して被写体側のガイドバー端を調整した図である。図６（ｃ）は図６（ｂ）の状態から被写体側のガイドバー端を固定して、像面側のガイドバー端を調整した図である。まず図６（ａ）では製造誤差等により、第４レンズ群Ｌ４がβ傾いて取り付けられている。このように第４レンズ群４Ｌが傾くとコマ収差が悪化し、その結果光学性能が劣化してしまう。よって前述した、偏心時と同様に、まず像面側のセンサーホルダ３を設計基準位置に固定した状態で、調整プレート２１側の位置決めの治具ピンを解除し光軸直行方向に変位させてコマ収差が最良となるように調整を行う。図４（ｂ）のように傾きθ２と偏心δ２の関係がδ２／θ２＝Ｔ（一定）となる位置で、コマ収差が最良となりこの状態にて調整プレート２１は前述したように紫外線硬化性樹脂にて接着固定される。しかしながら、この状態ではコマ収差は最良となるが、その他の収差が残ってしまう。本実施例では特に像面湾曲の劣化が残ってしまう。
【００３２】
ここで第４レンズ群Ｌ４の中心線と光軸中心の交点をＰとするとき、第４レンズ群Ｌ４との距離をｎ１とする。ここでδ２／θ２＝Ｔ（一定）であり、θ２は微少であるので何学的関係から、δ２／θ２＝ｎ１＝Ｔ（一定）となる。調整位置での第４レンズ群Ｌ４の位置からガイドバー１１ａの被写体側端までの距離はｎ１＝ｎ２となるようにバー長さが設定されている。θ２は微少量のため、ガイドバー１１ａを被写体側の端を支点にしてθ２傾けることで、第４レンズ群Ｌ４を偏心でδ２、傾きでθ２変化させることができる。仮固定されていたセンサーホルダ３の固定を一旦解除し、像面湾曲が最良となるようにセンサーホルダ３の光軸直行方向に変化させる。第４レンズ群Ｌ４をθ１だけ傾けることで第４レンズ群Ｌ４を略光軸中心に合わせることができる。以上傾きβがある場合について説明したが、前述した偏心αがある場合と同一の手順で調整ができる。また図１、図４を用いて偏心、傾きのみがある場合について、それぞれ説明してきたが、傾きと偏心が混在している場合も同様の手順で調整が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１：第１群鏡筒
２：固定鏡筒
３：センサーホルダ
４：後部鏡筒
５：第２群鏡筒
６ａ、６ｂ：ガイドバー
７：絞り手段
８：ブレ補正ユニット
９：第３Ａ群ユニット
１０：第４群鏡筒
１１ａ、１１ｂ：ガイドバー
１２：ズームモータ
１３：ラック
１４：ラックバネ
１５：センサー
１６ａ、１６ｂ：駆動マグネット
１７：センサー
２１：調整プレート
【図１】
2014021411.tif 000003
【図２】
2014021411.tif 000004
【図３】
2014021411.tif 000005
【図４】
2014021411.tif 000006
【図５】
2014021411.tif 000007
【図６】
2014021411.tif 000008