(57)【要約】    【課題】  ビデオカメラ等に用いられる撮像系レンズ鏡筒において、光学調心することなくしかも高精度の組レンズ状態を維持し、レンズ鏡筒に組込まれる組レンズの組立て方法を提供する。    【解決手段】  複数のレンズ７１、７２をスペーサ７３に対してその両側に配し、しかもこれらのレンズ７１、７２を互いにその外側からチャッキングユニット７５、７６によってくクランプして軸線方向に互いに近接するように押圧し、レンズ７１、７２の曲面のベルチャックの原理を利用して、レンズ７１、７２の光軸とスペーサ７３の中心とを互いに一致させ、この状態で接着剤８４等によって固定する。【選択図】      図９
2006184543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のレンズを互いに光軸を一致させた状態で組立てる組レンズの組立て方法において、
円筒状をなすスペーサに対してその両側にそれぞれレンズを配し、中心軸線が互いに一致した状態でレンズの光軸方向に移動可能な一対のチャッキングユニットによって両側のレンズをスペーサに対して押圧し、
前記両側のレンズの曲面が、光軸と直交する平面を構成するチャッキングユニットの当接面またはスペーサの当接面と当接して前記両側のレンズとスペーサとが互いに自動調心され、その状態で固定手段によって固定されることを特徴とする組レンズの組立て方法。
【請求項２】
少なくとも１つのレンズの曲面が一方のチャッキングユニットの当接面に当接して、前記レンズがチャッキングユニットに対して自動調心されることを特徴とする請求項１に記載の組レンズの組立て方法。
【請求項３】
少なくとも１つのレンズの曲面がスペーサの当接面と当接して、前記レンズを介して前記スペーサが自動調心されることを特徴とする請求項１に記載の組レンズの組立て方法。
【請求項４】
両側のレンズとスペーサとが当接する一対の当接面が、光軸と直交する平面から構成されることを特徴とする請求項１に記載の組レンズの組立て方法。
【請求項５】
両側のレンズと両側のチャッキングユニットとが当接する一対の当接面が、光軸と直交する平面から構成されることを特徴とする請求項１に記載の組レンズの組立て方法。
【請求項６】
固定手段が、接着、カシメ、環状押えばね、熱収縮性高分子材料の何れかであることを特徴とする請求項１に記載の組レンズの組立て方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかの方法によって組立てられた組レンズ。
【請求項８】
請求項７の組レンズを用いた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組レンズの組立て方法、この方法によって組立てられた組レンズ、および組レンズを用いた撮像装置に係り、とくに複数のレンズを互いに光軸を一致させた状態で組立てる組レンズの組立て方法、この方法によって組立てられた組レンズ、および組レンズを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラは、小型軽量化、高倍率ズーム、高速フォーカス、高速ズーム等の多くのテーマについてそれぞれの性能向上が図られている。そしてビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の光学機器の移動レンズ群を構成する際に、高精度でかつ高速度に駆動させるために、ズーム機能を持つズーム移動体やフォーカス機能を持つフォーカス移動体にコイルを取付け、これらのコイルをそれぞれマグネットとヨークとによって構成される磁気回路で直線駆動するリニアアクチュエータあるいはリニアモータが用いられている。
【０００３】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の光学機器の移動レンズ群を有する、代表的な光学系の構成例を図１３に示す。ここでは前側鏡筒１に対物レンズ２が固定して取付けられ、光軸方向に移動自在なズーム移動体３にズームレンズ４が取付けられ、中間鏡筒５に中間固定レンズ６が固定され、その後側において光軸方向に移動自在なフォーカス移動体７にフォーカスレンズ８が取付けられる。そして後部鏡筒９にはＣＣＤから成る撮像素子１０が取付けられる。また絞りを構成するアイリス１１が上記中間固定レンズ６内に配される。そして上記ズーム移動体３とフォーカス移動体７とをそれぞれ光軸方向に移動するために上側の一対の案内軸１２、１３と、下側の案内軸１４とを備える。
【０００４】
このようなレンズ鏡筒は、ズーム移動体３によってズームレンズ４を移動させることによってズーム変倍による画枠設定を行なう。またフォーカス移動体７によってフォーカスレンズ８を移動させることにより、ズーム移動体３の移動量に合わせてフォーカス調整を行なう。またアイリス１１が適切な露出が得られるように、光学口径を自動調整する。そして映像光を撮像素子１０の表面に結像させ、この撮像素子１０によって光の強弱を電気信号に変換する。
【０００５】
このような撮像装置において、対物レンズ２、ズームレンズ４、中間固定レンズ６、あるいはフォーカスレンズ８を複数枚のレンズ玉から構成することによって、光学系の性能を向上させ、収差を除くことが可能になる。この場合に、複数のレンズ玉を用いて１つのレンズ装置を組立てる場合には、単レンズもしくはレンズ群の傾き、シフトを高精度に補正し、レンズ鏡筒に正しく固定しなければならない。
【０００６】
そこで例えば図１４に示すように、板ばね９３を用いてレンズ９６の軸心を合わせるようにしている。ここでは鏡筒９０の前端側に補強板９１が取付けられ、この補強板９１の前端側にリング９２を介して板ばね９３が取付けられるようになっており、固定ビス９４によって補強板９１を介して鏡筒９０に固定している。レンズ保持枠９５には予めレンズ９６が固定保持されており、このレンズ保持枠９５を調整ビス９７によって調整するようにしている。
【０００７】
このように板ばね９３を用いてレンズ保持枠９５を保持する構成は、レンズ９６の傾きの補正しか行なうことができない。またレンズ９６の外周側に調整ビス９７と板ばね９３とを配置する構造になるために、レンズ９６に対して鏡筒の外径が大きくなり、これによって鏡筒のとくに半径方向の小型化に対して阻害要件となる。
【０００８】
このようなレンズ装置によってレンズ９６の光軸を合わせる場合に、チャート等の画面を写しながら、レンズ保持枠９５の傾きを調整ビス９７および板ばね９３によって調整する際に、調整ビス９７がレンズ９６側であってかつ光軸と平行であるために、調整ビス９７を回転操作するための調整治具等を必要とし、製造し難い点が指摘される。また図１４に示すように、調整のための部品点数が多くなり、構造が複雑になる欠点があった。
【０００９】
図１５は、別の調整のための構造を示す。ここではレンズ１０３がレンズ保持枠１０４に予め取付けられる。そして引張りコイルばね１０５によってレンズ保持枠１０４が半径方向に引張られるとともに、このコイルばね１０５の弾性力に抗して、調整ビス１０６によってレンズ保持枠１０４を所定の位置に位置決めするようにしている。そしてレンズ保持枠１０４のスラスト方向の調整を行なうために、スラストばね１０７が用いられるとともに、このスラストばね１０７を押さえるばね押え部材１０８によってスラストばね１０７を押圧調整し、光軸方向の位置決めを行なうようにしている。
【００１０】
このように図１５に示す方法は、引張りコイルばね１０５でレンズ保持枠１０４を外径方向に与圧し、スラストばね１０７によってレンズ保持枠１０４を光軸方向に付勢し、調整ビス１０６で光軸と直交する平面内のシフト方向のみの補正を行なうようにしている。この場合においても、レンズ１０３の外側に調整ビス１０６と板ばね１０７とを配置する構造になるために、レンズ１０３に対して鏡筒が半径方向および軸線方向に大きく膨らんでしまって、鏡筒の小型化が阻害される。
【００１１】
またこのような構造は、チャート等の映像をこのレンズ装置によって投影しながら、レンズ保持枠１０４のシフトを調整する際に、調整ビス１０６が光軸に直交する方向からねじ込み調整されるようになっているために、図１４の場合よりも作業性は改善されるものの、調整ビス１０６を回転操作するための調整治具等を必要とし、これによって組立ての際の設備に難点を生ずる問題があった。またこのような構造においても、調整部材を複数個必要とし、部品点数の増加と組立て性の悪化とを招いていた。
【００１２】
図１６は、特開平１１−７２７６８号公報に開示されている方法であって、ベルチャックによって光軸合わせをするものである。ここではベルチャックベース１１５に下側のチャッキングユニット１１６が固定して取付けられ、これに対して上側のチャッキングユニット１１７は同軸上で上下に移動可能になっている。そして支持台１１８によって支持されるレンズ保持枠１１９の外周側の部分を一対の支軸１２０、１２１によって高さ方向に移動自在に案内するようにしている。このレンズ保持枠１１９に取付けられたレンズ１２５は、上下からベルチャッキングユニット１１７、１１６によってクランプされ、これによってレンズ保持枠１１９の中心線に対して光軸を一致させた状態で、接着剤１２２をレンズ保持枠１１９とレンズ１２５の外周部との間に供給し、発光部１２３から紫外線を照射して上記接着剤１２２を硬化するようにしている。
【００１３】
このように図１６に示す構造は、レンズ１２５を上下のチャッキングユニット１１７、１１６を用いて固定し、チャッキング装置に支持された支軸１２０、１２１を介してレンズ保持枠１１９を保持し、レンズ１２５の外径との間の隙間に接着剤１２２を固定するようにしている。しかるにこのような構成は、チャッキングユニット１１６、１１７とレンズ保持枠１１９を支持する支軸１２０、１２１の間の平行度あるいは軸位置精度や、レンズ保持枠１１９と支軸１２０、１２１間のガタや偏心によって、レンズ１２５とレンズ保持枠１１９との相対位置が、要求精度を満たさない可能性がある。
【００１４】
また図１６に示す構成は、単一のレンズ１２５をレンズ保持枠１１９に固定する方法であるものの、本願発明のように、スペーサを介して複数枚のレンズを互いに高精度に固定することは不可能である。本願発明はこの点において、スペーサを介して互いに固定できる複数枚のレンズから成る組レンズに関するものであって、光学設計上のレンズの面間隔の自由度が格段に向上する利点がある。また図１６に示す構成は、レンズとレンズ保持枠の結合固定が、レンズ保持枠１１９の隙間に充填された接着剤のみによって行なわれるようになっており、接着後のレンズ保持の強度と、レンズ固定精度の低下の可能性がある。
【特許文献１】特開平１１−７２６７８号公報
【特許文献２】特開平１０−２３２３５号公報
【特許文献３】特開２００２−２２４０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本願発明の課題は、光学調心を行なうことなくしかも複数枚のレンズを互いに高精度にそれらの光軸を一致させるようにした組レンズの組立て方法を提供することである。
【００１６】
本願発明の別の課題は、レンズ調整機構を設けることなく、しかも複数枚のレンズを互いに光学調心するようにした組レンズの組立て方法を提供することである。
【００１７】
本願発明のさらに別の課題は、鏡筒の小型化に寄与する組レンズの組立て方法を提供することである。
【００１８】
本願発明のさらに別の課題は、調心のための調整用部品を必要とせず、しかも組立て工数が削減できるようにした組レンズの組立て方法を提供することである。
【００１９】
本願発明のさらに別の課題は、光学調心の工数を削減するようにした組レンズの組立て方法を提供することである。
【００２０】
本願発明のさらに別の課題は、組レンズ状態でしかも高精度の組立てが可能であって、組レンズの組立て工程の治工具をも簡略化でき、これによって作業が容易になるようにした組レンズの組立て方法を提供することである。
【００２１】
本願発明のさらに別の課題は、上述のような組レンズの組立て方法を適用した組レンズを提供することである。
【００２２】
本願発明のさらに別の課題は、上述のような組立て方法によって組立てられた組レンズを用いた撮像装置を提供することである。
【００２３】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想、およびその実施の形態によって明らかにされよう。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本願の主要な発明は、複数枚のレンズを互いに光軸を一致させた状態で組立てる組レンズの組立て方法において、
円筒状をなすスペーサに対してその両側にそれぞれレンズを配し、中心軸線が互いに一致した状態でレンズの光軸方向に移動可能な一対のチャッキングユニットによって両側のレンズをスペーサに対して押圧し、
前記両側のレンズの曲面が、光軸と直交する平面を構成するチャッキングユニットの当接面またはスペーサの当接面と当接して前記両側のレンズとスペーサとが互いに自動調心され、その状態で固定手段によって固定されることを特徴とする組レンズの組立て方法に関するものである。
【００２５】
ここで、少なくとも１つのレンズの曲面が一方のチャッキングユニットの当接面に当接して、前記レンズがチャッキングユニットに対して自動調心されてよい。また少なくとも１つのレンズの曲面がスペーサの当接面と当接して、前記レンズを介して前記スペーサが自動調心されてよい。また両側のレンズとスペーサとが当接する一対の当接面が、光軸と直交する平面から構成されてよい。また両側のレンズと両側のチャッキングユニットとが当接する一対の当接面が、光軸と直交する平面から構成されてよい。また固定手段が、接着、カシメ、環状押えばね、熱収縮性高分子材料の何れかであってよい。
【００２６】
組レンズに係る発明は、上記の何れかの構成に係る方法によって組立てられた組レンズに関するものである。また撮像装置に関する発明は、上記の組レンズを用いた撮像装置である。
【００２７】
本願発明の好ましい態様は、ビデオカメラ等に用いられる撮像用レンズ鏡筒において、光学調心することなく高精度の組レンズ状態を維持し、レンズ鏡筒へ固定する手段として、レンズ光軸方向に平行移動可能な芯出しされた第１のチャッキング面と第２のチャッキング面とを有するチャッキング装置によって、互いに芯出しする複数枚のレンズを円筒状のスペーサを介し、レンズの曲面を互いに上下からチャッキングし、その後にスペーサと当接するレンズの曲面とスペーサとを接着またはカシメによって固着し、あるいは押え環ばねで挟込むようにし、ここで組レンズ保持方法において、複数枚のレンズを仲介するスペーサとレンズ当接面とが少なくとも一対面、光軸に直交する平面で構成され、あるいは、チャッキング装置とレンズ当接面とが少なくとも一対面、光軸に直交する平面で構成され、鏡筒に接着またはカシメで固定され、あるいは押え環ばねで押圧されるようにした撮像レンズ装置である。
【００２８】
このような態様によれば、ビデオカメラ等に用いられる撮像系レンズ鏡筒において、光学調心することなく高精度の組レンズ状態を維持し、レンズ鏡筒へ固定する手段として、鏡筒自体にレンズ調整機構を設ける必要がなくなり、鏡筒の小型化に非常に有利になる。また調整用部品点数の削減と、組立て工数および光学調心工数の削減が可能になる。また組レンズ状態で、高精度の組立てが可能であって、レンズ本体の組立て工程の治工具も簡略化され、作業も容易になる。
【発明の効果】
【００２９】
本願の主要な発明は、複数枚のレンズを互いに光軸を一致させた状態で組立てる組レンズの組立て方法において、円筒状をなすスペーサに対してその両側にそれぞれレンズを配し、中心軸線が互いに一致した状態でレンズの光軸方向に移動可能な一対のチャッキングユニットによって両側のレンズをスペーサに対して押圧し、両側のレンズの曲面が、光軸と直交する平面を構成するチャッキングユニットの当接面またはスペーサの当接面と当接して両側のレンズとスペーサとが互いに自動調心され、その状態で固定手段によって固定されるようにしたものである。
【００３０】
従ってこのような組レンズの組立て方法によると、両側からチャッキングユニットによって円筒状をなすスペーサに対して両側のレンズを互いに押圧することにより、両側のレンズとスペーサとが互いに自動調心され、その状態で固定手段によって固定されて組レンズの組立てが達成される。従って特別な光学調心のための部品も、組立て工数も必要でなくなり、極めて簡潔な方法によって互いに高精度に複数枚のレンズの光軸を一致させて組レンズを組立てることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１〜図７は本実施の形態に係る撮像用レンズ装置を示すものであって、この撮像用レンズ装置は図１および図２に示すように、ほぼ直方体状をなす合成樹脂製の外筐２０を備える。外筐２０の前面側の開口は前面板２１によって閉じられるようになっており、しかも前面板２１には図１〜図３に示すように前側鏡筒２２が連設されている。そして前側鏡筒２２に対物レンズ２３が固定保持されている。これに対して外筐２０の背面側の開口は背面板２４によって閉塞されるようになっている。
【００３２】
外筐２０の内部にはその上側に左右一対の案内用主軸２６、２７が配設され、下側には案内用副軸２８が配されている。これらの主軸２６、２７および副軸２８は、前面板２１と背面板２４とによってその前端部と後端部とがそれぞれ支持されるようになっている。
【００３３】
上記案内用主軸２６と案内用副軸２８とによって、図３〜図５に示すズーム移動体３１が光軸方向に移動自在に取付けられている。ズーム移動体３１はレンズ枠であって、ズームレンズ３２を保持している。また案内用主軸２７と案内用副軸２８とによって図３、図４、および図６に示すようにフォーカス移動体３３が光軸方向に移動自在に配されている。そしてフォーカス移動体３３によってフォーカスレンズ３４が固定支持されている。
【００３４】
また外筐２０内にはその光軸方向の中間位置であってレンズ移動体３１とフォーカス移動体３３との間に隔壁３６（図３参照）が固定配置され、この隔壁３６にはその中心部に前方に突出するように中間鏡筒３７が突設されている。そして中間鏡筒３７には中間固定レンズ３８が固定保持されている。また中間固定レンズ間には絞り装置を構成するアイリス３９（図１参照）が挿入されるようになっている。
【００３５】
次に上記ズーム移動体３１を移動するためのズーム用リニアモータ４１の構成について説明すると、図４および図５に示すように、ズーム用リニアモータ４１は角筒状をなすコイル４２を備え、このコイル４２がズーム移動体３１に固定されるとともに、案内用主軸２６とほぼ平行に配されるガイドコア４３の外周部に摺動自在に取付けられる。そして上記ガイドコア４３の両端に接するように、ほぼコ字状をなすヨーク４４が上方から取付けられる。そしてヨーク４４の下面にはマグネット４５が固着され、このマグネット４５の磁束が上記ヨーク４４およびガイドコア４３を通過することによって磁気回路を形成するようになっている。
【００３６】
上記コイル４２を備えるズーム移動体３１の外側面上には位置検出用マグネット４６が取付けられており、この位置検出用マグネット４６を取付け板４７（図２参照）に取付けられた磁気抵抗素子４８によって検出するようにしている。なお上記コイル４２はズーム移動体３１の背面側であって後述する撮像素子６１側の面に取付けられたフレキシブルプリントケーブル４９によって給電される。またヨーク４４は図１および図２に示すように外筐２０の上面に形成されたスリット５０内に受入れられる。
【００３７】
次にフォーカスレンズ３４を保持するフォーカス移動体３３の移動のためのフォーカス用リニアモータ５１について、図３、図４、図５、図６によって説明する。このリニアモータ５１はフォーカス移動体３３に取付けられた角筒状のコイル５２を備えている。角筒状のコイル５２は案内用主軸２７に平行に配されたガイドコア５３によって摺動自在に案内される。そしてガイドコア５３の上面に接するようにほぼコ字状をなすヨーク５４が取付けられる。ヨーク５４は図１および図２に示すように、外筐２０の上面のスリット６０に保持される。そして上記ヨーク５４の下面には棒状のマグネット５５が取付けられるようになっている。
【００３８】
上記コイル５２を取付けているフォーカス移動体３３の側面には、位置検出用マグネット５６が取付けられ、このマグネット５６を、取付け板５７（図１参照）の内側に固定された磁気抵抗素子５８によって検出するようにしている。またフォーカス移動体３３の対物レンズ側の側面にはフレキシブルプリントケーブル５９が取付けられ、このプリントケーブル５９によってコイル５２に対する給電がなされるようになっている。
【００３９】
このようなレンズ構成を備える光学系の結像部には撮像素子６１が配されている。この撮像素子６１で光学像を電気的な撮像信号に変換する。撮像素子６１としては、ＣＣＤイメージャが使用される。撮像素子６１から読出された映像信号は、図７に示すＡ／Ｄ変換器６２によってデジタル信号に変換され、信号処理プロセッサ６３に供給されて適正な映像信号とする処理が行われ、この処理が行われた映像信号が撮像装置から出力される。またこの撮像装置が映像信号記録部を備えたビデオカメラである場合には、得られた映像信号がその記録部で記録される。
【００４０】
信号処理プロセッサ６３内には、撮像信号の所定の成分、例えば輝度の高域成分を検波する検波回路を備え、この検波回路の検出出力を、撮像装置の撮像動作を制御するコントローラ６４に供給する。コントローラ６４では、この検出信号のレベルに基づいて、フォーカスの状態、すなわち合焦状態を判定し、その判定した合焦状態がジャストフォーカス状態となるように自動フォーカス制御を行なう。
【００４１】
このフォーカス制御は、コントローラ６４からサーボ回路６６にフォーカス制御用レンズ３４を駆動するためのサーボ制御処理を行なってモータ５１の駆動信号を生成させ、この駆動信号をサーボモータ５１に供給し、フォーカスレンズ３４の可動位置を調整することにより行なう。
【００４２】
またコントローラ６４には、ズーム操作キーの操作情報が供給され、このズーム操作キーの操作情報に基づいて、画枠設定用のズームレンズ３２の目標位置情報をサーボ回路６６に供給し、サーボ回路６６でその目標位置にズームレンズ３２を駆動するためのサーボ処理を行なってモータ４１の駆動信号を生成させ、その駆動信号をモータ４１に供給し、ズームレンズ３２の可動位置を調整する。
【００４３】
この場合にズーム操作キーの操作状態によって、サーボモータ４１による画枠設定用ズームレンズ３２の駆動速度を可変できる構成にしており、最も高速で駆動した際には、ワイド端（すなわち最も焦点距離が短い状態）からテレ端（すなわち最も焦点距離が長い状態）に画枠設定用ズームレンズ群３２が移動する時間が、例えば１秒未満の非常に短い高速駆動ができるようにしている。
【００４４】
フォーカス調整用レンズ３４はフォーカスを合わせる被写体位置が同じであっても、画枠（焦点距離）が変化するときに、焦点距離に対して位置を変化させないと、ジャストフォーカス状態を維持できない。この焦点距離とジャストフォーカス状態のフォーカス調整用レンズ３４の位置との対応関係については、コントローラ６４に接続されたメモリ６５に予め必要な情報が設定されている。そして焦点距離が変化したときに、コントローラ６４はメモリ６５の記憶情報を読出して、サーボ回路６６にフォーカス制御用のサーボ制御信号を供給し、フォーカス調整用レンズ３４の可動位置を調整する。
【００４５】
この場合にサーボモータ５１によるフォーカスレンズ３４の駆動についても、非常に高速駆動できるようにしてあり、例えば上述したように画枠設定用ズームレンズ３２を高速で可動させたときに、その移動に追従したフォーカスレンズ３４の可動位置を補正してジャストフォーカス状態を維持する処理についても、高速で行なえるようにしている。
【００４６】
次に上述のような撮像装置における対物レンズ２３、ズームレンズ３２、フォーカスレンズ３４、中間固定レンズ３８等に用いられる組レンズの組立て方法について説明する。これらのレンズ２３、３２、３４、３８は何れも複数枚のレンズによって構成される組レンズである。このような組レンズとすることによって、その光学的な特性を改善することができる。ところが組レンズにすると、複数枚のレンズを互いにそれらの光軸を正しく一致させた状態で、しかも互いに光軸方向に所定の間隔を維持した状態で結合されなければならない。このための組立て方法を、中間固定レンズ３８を例に採って説明する。
【００４７】
中間固定レンズ３８は図８に示すように、後側のレンズ７１と、前側のレンズ７２と、これらの間に介在されるスペーサ７３とから構成される。ここでレンズ７１、７２は互いに対向する面がスペーサ７３の互いに反対側の面に当接した状態で固定されるようになっている。
【００４８】
このようなレンズ７１、７２のスペーサ７３を介した結合固定のために、図９に示すように、上下のチャッキングユニット７５、７６を有するベルチャック機構が用いられる。ベルチャック機構は上下のチャッキングユニット７５、７６を互いにそれらの中心軸線を合わせた状態で、しかも軸線方向に少なくとも一方が移動自在に構成され、チャッキングユニット７５、７６の当接部が互いに反対側の部分に近接するように押圧動作を行なうようになっている。
【００４９】
上側のレンズ７１は、スペーサ７３の上側の当接部８１に曲面が当接した状態でスペーサ７３上に配される。これに対してもう一方のレンズ７２はスペーサ７３の反対側の当接部８２に当接するように配される。そしてチャッキングユニット７５、７６によって軸線方向の押圧力を加える。すると一対のレンズ７１、７２とスペーサ７３とがそれらの間の光軸が互いに一致するように自動調整される。
【００５０】
その原理は、光軸に対して対称な曲面を有するレンズ７１、７２に対してチャッキングユニット７５、７６によって軸線方向の力を加えた場合に、力学的に最も安定であってしかも軸線方向の寸法が最も小さくなるのは、レンズ７１、７２の光軸が互いに一致するとともに、これらの光軸とスペーサ７３とが一致した状態だからである。よって、チャッキングユニット７５、７６によって上下方向から力を加えると、最も安定な状態、すなわち図９に示す状態で静止することになる。
【００５１】
下側のレンズ７２の曲面に対して下側のチャッキングユニット７６の当接部７８が当接するために、下側のレンズ７２の光軸がチャッキングユニット７６の軸線に一致する。また下側のレンズ７２の上側の曲面にスペーサ７３の当接部８２が接するために、スペーサ７３の中心軸線とレンズ７２の光軸とが一致した状態で、スペーサ７３がレンズ７２に対して安定する。そしてスペーサ７３上のレンズ７１に対して上側からチャッキングユニット７５によって力を加えるために、このレンズ７１の下側の曲面がスペーサ７３の当接部８１に当接して、レンズ７１の光軸がスペーサ７３の光軸に一致するとともに、上側のチャッキングユニット７５の中心軸線と一致する。
【００５２】
従ってこのような構成によれば、上下のチャッキングユニット７５、７６の中心軸線と、スペーサ７３の中心軸線と、レンズ７１、７２の光軸とが互いに一致した状態で安定化する。従ってこの状態で、スペーサ７３とレンズ７１、７２とをそれぞれ接着剤８４によって固定することになる。
【００５３】
このように本実施の形態は、レンズの光軸方向に互いに平行移動可能な芯出しされたチャッキングユニット７５、７６を有するチャッキング装置によって、複数枚のレンズ７１、７２をスペーサ７３を介してレンズ７１、７２のアール面からチャッキングする。そしてその後に、スペーサ７３と当接するレンズ７１、７２の曲面とスペーサ７３とを接着あるいはカシメによって固着する。このときに複数枚のレンズ７１、７２はそれらの倒れ、すなわち光軸の傾きやシフトが同時調整されることになる。ここで複数枚のレンズ７１、７２の凹凸の組合わせは任意である。
【００５４】
図９に示す構成は、スペーサ７３に対するレンズ７１、７２の固定を、接着剤８４によって行なうものである。すなわち例えば紫外線硬化型接着剤を用い、接着剤８４を供給した後に紫外線を照射することによって固定を行なうものである。このような構成に代えて、例えば図１０に示すように、環状の押えばねによってレンズ７１、７２とスペーサ７３とを固定するようにしてもよい。
【００５５】
図１１に示す構成は、下側のレンズ７２の曲面をチャッキングユニット７６の当接部７８に当接させるとともに、このレンズ７２の平坦な上面上にスペーサ７３を配し、しかもスペーサ７３の当接部８１を上側のレンズ７１の下側の曲面に当接させるようにし、上側からチャッキングユニット７５によって押圧するようにした構成である。複数枚のレンズ７１、７２と仲介するスペーサ７３とのレンズ当接面が少なくとも一対面、光軸に直交する平面で構成される。ここで一対の当接面とは、スペーサ７３の当接部８１によって構成される当接面と、当接部８２によって構成される当接面である。
【００５６】
上下のチャッキングユニット７５、７６が互いに近接するように移動しながら押圧することによって、上記２つの当接面がともにこのチャッキングユニット７５、７６の中心軸線およびレンズ７１、７２の光軸に直交する位置に自動的に収束する。これは上述のベルチャックの原理による。従ってこれによって、レンズ７１、７２がスペーサ７３に対して光軸を一致した状態で接着剤８４で固定される。なおここでレンズ７１、７２およびチャッキングユニット７５、７６の当接面に当接するレンズの曲面の組合わせは任意に可能である。
【００５７】
次に図１２に示す構成について説明する。ここでは下側のレンズ７２の下側の曲面がチャッキングユニット７６の当接部７８に当接し、このレンズ７２の上側の曲面がスペーサ７３の下側の当接部８２に当接し、スペーサ７３の上側の当接部８１がレンズ７１の下側の曲面に当接し、レンズ７１の上面がチャッキングユニット７５の下端に当接する。
【００５８】
すなわちここでは上下のチャッキングユニット７５、７６から成るチャッキング装置とレンズ７１、７２との当接面が少なくとも一対面、光軸に直交する平面で構成される。ここで当接面とは、レンズ７１と当接する上側のチャッキングユニット７５の当接部７７によって構成される当接面と、レンズ７２と当接する下側のチャッキングユニット７６の当接部７８によって構成される当接面である。このような２つの当接面がそれぞれ光軸に直角になるようにして、２つのレンズ７１、７２の軸線が一致した状態でスペーサ７３に結合される。なおここで、複数枚のレンズ７１、７２の平面当接部以外のレンズの曲面の凹凸の組合わせは任意に可能である。またここでもレンズ７１、７２とスペーサ７３の固定に、図１０と同様に押えばね８５を用いるようにしてもよい。
【００５９】
このようなチャッキングユニット７５、７６から成るチャッキング装置を用いた自動調心の方法によれば、レンズ７１、７２を調整ねじ等によって光学調心することなく、高精度に複数枚のレンズ７１、７２をスペーサ７３を介して固定することができる。そしてスペーサ７３を介して結合されたレンズ７１、７２を鏡筒へ組込むようにすればよい。従ってこのような構成によれば、鏡筒自体にレンズ調整機構を設ける必要がなくなって、鏡筒の小型化に有利になる。また調整用部品が必要でなく、部品点数の削減と、組立て工数および光学調整工数の削減が可能になる。また組レンズ状態でしかも高精度な組立てが可能であって、レンズ本体組立て工程の治工具も簡略化され、作業も容易になる。
【００６０】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態は、ビデオカメラの中間固定レンズに適用したものであるが、本願発明はその他各種のレンズ装置であって、複数のレンズの組合わせから成る組レンズに広く適用可能である。また複数枚のレンズの曲面の位置とチャッキングユニットやスペーサとの組合わせについては発明の技術的思想の範囲内において任意に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本願発明は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯情報端末用カメラ、その他各種の撮像装置の撮像用レンズ装置として広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】撮像用レンズ装置の外観斜視図である。
【図２】撮像用レンズ装置の右側面を上側にした状態の外観斜視図である。
【図３】同レンズ装置の外筐を取外した状態の側面図である。
【図４】レンズ装置の要部の斜視図である。
【図５】図４に示す要部を対物レンズ側から見た正面図である。
【図６】図４に示すレンズ装置を撮像素子側から見た背面図である。
【図７】レンズ装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図８】中間固定レンズの組立てを示す分解斜視図である。
【図９】中間固定レンズの組立て方法を示す要部縦断面図である。
【図１０】変形例に係る中間固定レンズの組立てを示す縦断面図である。
【図１１】別の変形例に係る中間固定レンズの組立てを示す縦断面図である。
【図１２】さらに別の実施の形態に係る中間固定レンズの組立てを示す縦断面図である。
【図１３】従来のレンズ装置の要部縦断面図である。
【図１４】従来のレンズ装置の光学調心の構成を示す要部分解斜視図である。
【図１５】別の光学調心の構造を示す要部分解斜視図である。
【図１６】ベルチャックによるレンズ保持枠への取付けを示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…前側鏡筒、２…対物レンズ、３…ズーム移動体、４…ズームレンズ、５…中間鏡筒、６…中間固定レンズ、７…フォーカス移動体、８…フォーカスレンズ、９…後部鏡筒、１０…撮像素子（ＣＣＤ）、１１…アイリス、１２、１３…案内軸（上）、１４…案内軸（下）、２０…外筐、２１…前面板、２２…前側鏡筒、２３…対物レンズ、２４…背面板、２６、２７…案内用主軸、２８…案内用副軸、３１…ズーム移動体、３２…ズームレンズ、３３…フォーカス移動体、３４…フォーカスレンズ、３６…隔壁、３７…中間鏡筒、３８…中間固定レンズ、３９…アイリス（絞り装置）、４１…ズーム用リニアモータ、４２…コイル、４３…ガイドコア、４４…ヨーク、４５…マグネット、４６…位置検出用マグネット、４７…取付け板、４８…磁気抵抗素子、４９…フレキシブルプリントケーブル、５０…スリット、５１…フォーカス用リニアモータ、５２…コイル、５３…ガイドコア、５４…ヨーク、５５…マグネット、５６…位置検出用マグネット、５７…取付け板、５８…磁気抵抗素子、５９…フレキシブルプリントケーブル、６０…スリット、６１…撮像素子（ＣＣＤ）、６２…Ａ／Ｄ変換器、６３…信号処理プロセッサ、６４…コントローラ、６５…メモリ、６６…サーボ回路、７１…レンズ（後）、７２…レンズ（前）、７３…スペーサ、７５…チャッキングユニット（上）、７６…チャッキングユニット（下）、７７、７８…当接部、８１、８２…当接部、８４…接着剤、８５…押さえばね、９０…鏡筒、９１…補強板、９２…リング、９３…板ばね、９４…固定ビス、９５…レンズ保持枠、９６…レンズ、９７…調整ビス、１０３…レンズ、１０４…レンズ保持枠、１０５…引張りコイルばね、１０６…調整ビス、１０７…スラストばね、１０８…ばね押え部材、１１５…ベルチャックベース、１１６…チャッキングユニット（下）、１１７…チャッキングユニット（上）、１１８…支持台、１１９…レンズ保持枠、１２０、１２１…支軸、１２２…接着剤、１２３…発光部、１２５…レンズ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年1月4日(2005.1.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
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