(57)【要約】【課題】  レンズ鏡筒を組み立てる際のレンズの光軸調整を容易にかつ高精度に行うことを可能にしたレンズ鏡筒の光軸調整装置及び光軸調整方法を提供する。【解決手段】  第１及び第２のレンズ７，８の各レンズ枠７１，８１を光軸方向に一体化してレンズ鏡筒を組立てる際に両レンズの光軸を調整するための光軸調整装置１００であって、円環体１０１内に第１のレンズ枠７１が嵌合される第１の開口１１０と、第２のレンズ枠８１が嵌合される第２の開口１２０とを光軸方向に隣あって備える。第１の開口１１０に第１のレンズ枠７１を嵌合し、第２の開口１２０に第２のレンズ枠８１を嵌合すれば、両レンズ７，８の各光軸がそれぞれ位置決めされ、第１のレンズ７と第２のレンズ８の光軸調整が自動的に行われることになる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズを支持する第１のレンズ枠と、第２のレンズを支持する第２のレンズ枠とを光軸方向に一体化してレンズ鏡筒を組み立てる際の光軸調整装置であって、前記第１のレンズ枠の外周面が嵌合される内周面を有する第１の開口と、前記第２のレンズ枠の外周面が嵌合される内周面を有する第２の開口とを軸方向に隣あって備えることを特徴とするレンズ鏡筒の光軸調整装置。
【請求項２】
前記第１のレンズ枠及び第２のレンズ枠はそれぞれ円環状に形成され、前記第１及び第２の各開口は前記各レンズ枠の外周面が嵌合される内径寸法に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒の光軸調整装置。
【請求項３】
前記第１の開口が軸方向の一端部に設けられ、前記第２の開口が軸方向の反対側端部に設けられた円環体で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒の光軸調整装置。
【請求項４】
前記第１の開口と第２の開口は各軸位置が同軸、または所要の寸法で偏心されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のレンズ鏡筒の光軸調整装置。
【請求項５】
前記第１の開口と第２の開口はそれぞれ別体の部材に形成され、両部材を光軸方向と垂直な方向に相対移動可能にして両開口の偏心量を調整可能にしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のレンズ鏡筒の光軸調整装置。
【請求項６】
第１及び第２のレンズを光軸方向に並んで組立てるに際し、第１のレンズを支持した第１のレンズ枠を光軸調整装置に設けられた第１の開口内に嵌合し、第２のレンズを支持した第２のレンズ枠を前記光軸調整装置に設けられて前記第１の開口と軸方向に並んだ第２の開口内に嵌合し、両レンズ枠を嵌合した状態で一体化することを特徴とするレンズ鏡筒の光軸調整方法。
【請求項７】
前記第１のレンズと第２のレンズの間に要求される偏心寸法に対応して、当該偏心寸法で偏心形成された第１の開口と第２の開口を備える光軸調整装置を用いることを特徴とする請求項６に記載のレンズ鏡筒の光軸調整方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のレンズで構成されるレンズ鏡筒を組み立てる際に、当該複数のレンズの光軸を調整するための光軸調整装置と、当該光軸調整装置を用いた光軸調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラ等の光学機器に設けられるレンズ鏡筒では、内装支持している複数のレンズの光軸位置をレンズ鏡筒に対して調整する必要がある。特に近年ではレンズ光学系の小型化に伴って光軸位置に要求される精度が厳しいものになっており、部品精度だけでは要求される光学性能を満足することが難しくなっている。これは個々の部品が公差内で製造されていても、組み立て誤差が累積し光学性能を満たすことができないためである。そのため、レンズの光軸誤差によって結像面上に誤差が生じて収差が表れる。このような光軸誤差による収差を補正するために、従来ではレンズ鏡筒を組み立てる際にレンズの光軸調整を行っており、そのための光軸調整装置が提案されている。例えば、特許文献１では、１つのレンズ枠に２つのレンズを支持する場合に、１つのレンズはレンズ枠に対して固定的に支持させるが、他の１つのレンズは当該レンズ枠との間に弾性部材からなるレンズ押え環を介在させ、さらにレンズの周囲において複数の皿ビスを弾性部材及びレンズ枠に螺合させた構成がとられている。この特許文献１では、２つのレンズをレンズ枠に組み立てた後に、他の１つのレンズの周囲に配設した個々の皿ビスを手操作してレンズ枠に対する螺合量を調整することで皿ビスによってレンズ押え環を径方向に変形させ、この変形力によって当該他の１つのレンズをレンズ鏡筒内で径方向に位置調整して光軸調整を行っている。
【特許文献１】特開２００１−２０８９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなレンズ鏡筒におけるレンズ光軸の調整装置としては、特許文献１の技術で代表されるように、レンズをレンズ枠に対して光軸調整し、あるいはレンズを支持したレンズ枠をレンズ鏡筒に対して光軸調整する構成がとられているが、いずれの調整においてもレンズの周囲に配置した複数のビス等をそれぞれ締緩してレンズを径方向に微小変位させながら調整を行っている。これは１つのレンズ枠に２つのレンズを支持させているため、両方のレンズをレンズ枠に対して正しい光軸位置に支持させることが難しいためである。すなわち、２つのレンズを支持させるレンズ枠は光軸方向の長さが比較的に長くなるため、レンズ枠を加工する際にレンズ枠の内周面に公差分の光軸方向の傾きが生じることは避けられず、この光軸方向の傾きがそのまま２つのレンズ間の光軸の偏心となって表れるためである。このようにして生じる光軸ずれを前述したように特許文献１の技術で調整する場合に、１本のビスを操作するのみではレンズを光軸と垂直な面上でＸＹ方向に調整することができないため、２本以上のビスを同時に操作しながら光軸調整を行わざるをえず、光軸調整を高精度に行うための調整作業が煩雑になる。また、光軸調整時にレンズがＸＹ方向に同時に変位してしまうため、所望の位置に光軸を設定するのが難しく、調整に熟練度が要求されるとともに調整時間が長くなり作業性が悪いという問題もある。
【０００４】
本発明の目的は、レンズ鏡筒を組み立てる際の光軸調整を容易にかつ高精度に行うことを可能にしたレンズ鏡筒の光軸調整装置及び光軸調整方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１のレンズを支持する第１のレンズ枠と、第２のレンズを支持する第２のレンズ枠とを光軸方向に一体化してレンズ鏡筒を組み立てることを前提とし、この組立てを行う際に用いる光軸調整装置であって、第１のレンズの外周面が嵌合される内周面を有する第１の開口と、第２のレンズの外周面が嵌合される内周面を有する第２の開口とを軸方向に隣あって備えることを特徴とする。例えば、第１及び第２のレンズ枠はそれぞれ円環状に形成され、第１及び第２の各開口は各レンズ枠の外周面が嵌合される内径寸法に形成される。ここで、第１の開口が軸方向の一端部に設けられ、第２の開口が軸方向の反対側端部に設けられた円環体で構成されることが好ましい。また、第１の開口と第２の開口は各軸位置が同軸、または所要の寸法で偏心されていることが好ましい。
【０００６】
本発明は、第１及び第２のレンズを光軸方向に並んで組立てるに際し、第１のレンズを支持する第１のレンズ枠を光軸調整装置に設けられた第１の開口内に嵌合し、第２のレンズを支持する第２のレンズ枠を光軸調整装置に設けられて第１の開口と軸方向に並んだ第２の開口内に嵌合し、両レンズ枠を嵌合した状態で一体化することを特徴とする。ここで、第１のレンズと第２のレンズの間に要求される偏心寸法に対応して、当該偏心寸法で偏心形成された第１の開口と第２の開口を備える光軸調整装置を用いる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光軸調整装置の第１の開口に第１のレンズを支持した第１のレンズ枠を嵌合し、第２の開口に第２のレンズを支持した第２のレンズ枠を嵌合すれば、両レンズををそれぞれ位置決めし、ひいては第１のレンズと第２のレンズの光軸調整が自動的に行われることになる。したがって、各開口内に嵌合させた両レンズをその状態で一体的に連結することで光軸調整したレンズの組立てが実現できるので、レンズを移動させながら光軸調整を行う作業が不要となり、調整作業を簡易なものにでき、しかも高精度の光軸調整が可能になる。また、第１の開口と第２の開口を所要の寸法で偏心させた光軸調整装置の場合には光軸調整装置を軸回り方向に回転させることで第１のレンズと第２のレンズの光軸調整が可能になる。あるいは、第１の開口と第２の開口の偏心量を変化させることでも第１のレンズと第２のンレズの光軸調整が可能になる。
【実施例１】
【０００８】
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の光軸調整装置を利用して組み立てるカメラの撮影レンズをそのレンズ鏡筒の光軸に沿って破断した片側部分の断面図である。ここでは撮影レンズはズームレンズとして構成されており、レンズ鏡筒は主鏡筒１と、この主鏡筒１の外周に手回動可能に嵌合したズームリング２と、前記主鏡筒１の内周に配設されて前記ズームリング２によって一体的に回動されるカム筒３とを備えている。前記主鏡筒１の先端側の内周には前側レンズ枠４１が内装され、前記カム筒３の内周には中間レンズ枠５１と後側レンズ枠６１が内装されている。これら前側、中間、後側の各レンズ枠４１，５１，６１にはそれぞれ前側、中間、後側の各レンズ４，５，６が支持されており、前記各レンズ枠４１，５１，６１はそれぞれ主鏡筒１内を光軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、前記カム筒３によって各光軸方向の移動位置が設定される。すなわち、前記カム筒３には３本のカム溝（図示せず）が形成されており、前記前側、中間、後側の各レンズ枠４，５，６にそれぞれ一体に設けられたカム片４２，５２，６２がそれぞれのカム溝に挿入されており、カム筒３が回転されたときにカム溝とカム片との係合によって各レンズ枠４１，５１，６１が光軸方向に移動されるものである。
【０００９】
さらに、前記後側のレンズ６は、図２に拡大して示すように、第１のレンズ７と第２のレンズ８とで構成されており、第１のレンズ７を支持した第１のレンズ枠７１には第２のレンズ８を支持した第２のレンズ枠８１がビス１０によって連結されている。前記第２のレンズ枠７１は第２のレンズ枠８１よりも外径寸法が若干小さい円環状に形成されており、その内周面に第２のレンズ８を支持するとともに、円周方向の複数箇所、ここでは４箇所に配設したビス１０によって第１のレンズ枠７１の側面に締結されて一体化されている。そして、前記第１のレンズ枠７１は前記後側レンズ枠６１の内部に支持されている。なお、前記後側のレンズ枠６１には絞り駆動部９が一体的に設けられているが、ここではその詳細な説明は省略する。
【００１０】
図３は前記後側レンズ、すなわち第１のレンズ枠に対して第２のレンズ枠を組み立てる際に用いる光軸調整装置の外観斜視図である。また、図４（ａ）は同光軸調整装置を光軸方向から見た正面図、図４（ｂ）はそのＡＡ線に沿う拡大断面図である。光軸調整装置１００は少なくとも前記第２のレンズ枠７１の光軸方向の長さよりも若干長い筒軸長を有し、かつ前記第１のレンズ枠７１の外径よりも大きな外径寸法を有する円環体１０１として形成されている。その上で、この円環体１０１の内周面は光軸方向に内径寸法が異なる第１の開口１１０と第２の開口１２０として区分した状態に形成されされている。図示左側の第１の開口１１０の内周面１１１の内径寸法は前記第１のレンズ枠７１の外径寸法にほぼ等しくされ、図示右側の第２の開口１２０の内周面１２１の内径寸法はそれよりも小径の前記第２のレンズ枠８１の外径寸法にほぼ等しく形成されており、この実施例では第１の開口１１０の内径寸法は第２の開口１２０の内径寸法よりも大きくされている。また、この光軸調整装置では、第１の開口１１０と第２の開口１２０は同軸に形成されている。
【００１１】
このような光軸調整装置１００、換言すれば光軸調整治具は環境温度変化に対する熱膨張変化の小さい材料を旋盤等の切削加工により容易に製造することが可能である。あるいは、高寸法精度が得られる鋳造法によっても製造することが可能である。
【００１２】
図１に示したレンズ鏡筒の組立て方法は、前側レンズ枠４１に前側レンズ４を支持させ、中間レンズ枠５１に中間レンズ５を支持させる。また、後側レンズ枠６１に対しては、第１のレンズ枠７１に第１のレンズ７を支持させ、この第１のレンズ枠７１には第２のレンズ８を支持させた第２のレンズ枠８１を固定して一体化する。その上で、これら一体化した第１及び第２のレンズ枠７１，８１を後側レンズ枠６１に支持させる。しかる上で、前側、中間、後側の各レンズ枠４１，５１，６１をそれぞれ主鏡筒１に対して組み立てることになる。このとき、前側、中間、後側の各レンズ４，５，６（７，８）は、主鏡筒１に対して前側、中間、後側の各レンズ枠４１，５１，６１を組み立てることで、ほぼ自動的に主鏡筒１に対する光軸調整が行われた状態で組立てられることになる。また、後側レンズ枠６１内に支持させた第１のレンズ枠７１と第２のレンズ枠８１はビスにより互いに固定したものである。第１のレンズ枠７１と第２のレンズ枠８１はそれぞれ光軸方向の寸法が短いので公差による内周面での光軸方向の傾きは無視できるので、第１のレンズ７と第２のレンズ８はそれぞれ光軸位置を高精度に設定した状態で支持させることができる。しかしながら、これら第１のレンズ枠７１と第２のレンズ枠８１とを連結する際には、後側レンズ枠６１内に支持させる前であるので第１のレンズ７と第２のレンズ８との間に光軸ずれが生じるおそれがある。そこで、第１のレンズ枠７１に第２のレンズ枠８１を固定する際には図３に示した光軸調整装置１００を利用して第１のレンズ７に対する第２のレンズ８の光軸調整を実行する。
【００１３】
図５はこの光軸調整を説明するための図である。予め第１のレンズ枠７１には第１のレンズ７を支持させておき、第２のレンズ枠８１には第２のレンズ８を支持させておく。このとき、両レンズ枠７１，８１において各レンズ７，８を高精度に支持させることができるのは前述の通りである。その上で、光軸調整装置１００の円環体１０１の光軸方向先端側から第１のレンズ枠７１を挿入し、第１の開口１１０の内周面１１１に第１のレンズ枠７１の外周面を嵌合させる。このとき第１のレンズ枠７１の端縁部は大径の第１の開口１１０と小径の第２の開口１２０との境界に生じている段部１０２に当接し、軸方向の位置決めがなされる。一方、光軸調整装置１００の円環体１０１の光軸方向後端側から第２のレンズ枠８１を挿入し、第２の開口１２０の内周面１２１に第２のレンズ枠８１の外周面を嵌合させる。このようにして円環体１０１内に第１のレンズ枠７１と第２のレンズ枠８１を挿入することにより、両レンズ枠７１，８１は円環体１０１の内部において、それぞれ第１の開口１１０と第２の開口１２０によって位置決めされることになり、結果として両レンズ枠７１，８１は両開口１１０，１２０に従って同軸に配置されることになる。したがって、この状態で円周方向の４箇所のビス１０を締結して第２のレンズ枠８１を第１のレンズ枠７１に固定することで、第１のレンズ７に対する第２のレンズ８の光軸調整が実現される。
【００１４】
このように、図３及び図４に示した光軸調整装置１００は、円環体１０１に予め同軸に形成した第１の開口１１０と第２の開口１２０にそれぞれ第１のレンズ枠７１と第２のレンズ枠８１を挿入して嵌合するだけで両レンズ枠７１，８１を位置決めし、第１のレンズ７と第２のレンズ８の光軸調整を行うことができる。したがって、レンズの光軸調整は円環体１０１に形成された開口１１０，１２０に従って自動的に行われることになるので、複数本のビス１０を締緩しながらかつレンズ７又は８の一方を径方向に移動させながら光軸調整を行う作業が不要となり、調整作業を簡易なものにでき、しかも高精度の光軸調整が可能になる。
【実施例２】
【００１５】
図６は光軸調整装置１００Ａの実施例２の光軸方向から見た正面図である。図３の光軸調整装置と等価な部分には同一符号を付してあり、詳細な説明は省略するが、この光軸調整装置１００Ａでは、第１の開口１１０に対して第２の開口１２０の軸を同図の垂直方向（Ｙ方向）に寸法Ｃだけ偏心させている。
【００１６】
図６の光軸調整装置１００Ａを用いた光軸調整は図３の光軸調整装置を用いた光軸調整と同じである。すなわち、図５を再度参照すると、光軸調整装置１００Ａの光軸方向先端側から第１のレンズ枠を挿入して第１の開口１１０の内周面に第１のレンズ枠７１を嵌合させる。また、光軸調整装置１００Ａの光軸方向後端側から第２のレンズ枠８１を挿入して第２の開口１２０の内周面に第２のレンズ枠８１を嵌合させる。その上で、円周方向の４箇所のビス１０を締結して第２のレンズ枠８１を第１のレンズ枠７１に固定することで、第１のレンズ７に対する第２のレンズ８の光軸調整が実現される。
【００１７】
このように光軸調整装置１００Ａの円環体１０１の各開口１１０，１２０内に第１のレンズ枠７１と第２のレンズ枠８１を挿入することにより、両レンズ枠７１，８１はそれぞれ第１の開口１１０と第２の開口１２０によって位置決めされることになり、特にこの光軸調整装置１００Ａの場合には第２のレンズ８は第１のレンズ７に対してＹ方向に寸法Ｃだけ偏心された状態で組立てられることになる。したがって、第１のレンズ７または第２のレンズ８の製造誤差によってこれらレンズによって収差が生じたような場合には、両レンズ間に生じる偏心によって収差を補正することが可能になる。また、この場合でも、両レンズ７１，８１の光軸調整は円環体１０１の第１の開口１１０と第２の開口１２０に従って自動的に行われることになるので、複数本のビス１０を締緩しながらかつレンズを移動させながら光軸調整を行う作業が不要となり、調整作業を簡易なものにでき、しかも高精度の光軸調整が可能になる。また、この実施例２では、各開口１１０，１２０にそれぞれレンズ枠７１，８１を挿入した状態で光軸調整装置１００Ａのみを回転させることで第１のレンズ７と第２のレンズ８の偏心をＸ方向及びＹ方向に調整でき、またその偏心量を調整することも可能である。
【実施例３】
【００１８】
図７（ａ），（ｂ）は第１のレンズと第２のレンズの偏心寸法を調整可能にした実施例３の光軸調整装置１００Ｂの正面図とＢ矢視図である。この光軸調整装置１００Ｂは第１の開口１１０が形成された第１の円環体１０１Ａと、第２の開口１２０が形成された第２の円環体１０１Ｂとで構成されており、これらの円環体１０１Ａ，１０１Ｂは軸方向に密接した状態で並んで配設されている。両円環体１０１Ａ，１０１ＢはＸ軸に沿った円周２箇所に軸方向に対して所要の角度（例えば４５度）で傾斜したテーパ面１０４が形成され、両円環体１０１Ａ，１０１Ｂはテーパ面１０４において互いに密接されている。これにより、両円環体１０１Ａ，１０１Ｂはテーパ面１０４で互いに摺接した状態でＸ軸方向に沿って相対移動することが可能である。また、両円環体１０１Ａと１０１Ｂはマイクロメータ１０３に連結されており、マイクロメータ１０３を操作したときに両円環体１０１Ａ，１０１ＢはＸ方向に相対移動されるようになっている。
【００１９】
この光軸調整装置１００Ｂは、マイクロメータ１０３を操作することで第２の円環体１０１Ｂを第１の円環体１０１Ａに対してＸ軸方向に相対移動することができ、第１の開口１１０に対する第２の開口１２０の偏心量を調整することが可能になる。すなわち、第１の開口１１０に対して第２の開口１２０を同軸位置する状態から、第２の円環体１０１ＢをＹ方向に移動することで偏心量を増大することが可能である。この光軸調整装置１００Ｂを用いて第１のレンズ７と第２のレンズ８の光軸調整を行う際には、マイクロメータ１０３の目盛りを確認することで第１のレンズ７と第２のレンズ８の偏心量を一目で確認することができ、高精度な光軸調整が実現できる。また、偏心量を任意に設定できるので、偏心量が異なる複数の光軸調整装置を用意する必要もなく、低コスト化に有利になる。この実施例３においても、各開口１１０，１２０にそれぞれレンズ枠７１，８１を挿入した状態で光軸調整装置１００Ｂのみを回転させることで第１のレンズ７と第２のレンズ８の偏心をＸ軸方向のみならずＹ軸方向、さらにはＸＹ軸方向についても調整でき、またその偏心量を調整することも可能である。
【００２０】
ここで、図８に前記実施例２の光軸調整装置１００Ａの改善例を示すように、レンズを組み立てる際に円周方向の位置決めを行うことが要求される場合には、例えば円環体１０１の第１の開口１１０と第２の開口１２０の各内周面の円周一部に軸方向に延びる凹溝１１２，１２２を形成する。また、図示は省略するが第１のレンズ枠７１と第２のレンズ枠８２のそれぞれの外周面の円周方向の一部に軸方向に延びる凸条を形成する。そして、各レンズ枠７１，８１をそれぞれ開口１１０，１２０内に挿入、嵌合させる際にそれぞれ凸条が凹溝１１２，１２２に嵌合するようにする。これにより、各レンズ枠７１，８１をそれぞれ各開口１１０，１２０内に挿入したときに、各レンズ７，８の相対的な円周方向位置を規定することができる。この光軸調整装置は、両レンズ７，８がＸ軸方向あるいはＹ軸方向の特定方向に偏心しているような場合に、両レンズ間での偏心方向を特定させる場合に有効となる。
【００２１】
なお、凹溝や突条を形成することが加工の面で難しい場合には、円環体の円周一部に目印を付し、レンズ枠にも同様な目印を付しておき、光軸調整時に両目印を位置合わせしながら開口内にレンズ枠を嵌合させるようにしてもよい。
【００２２】
ここで、図示は省略するが、先端側開口と後端側開口の偏心量を相違させた複数の光学調整装置を用意しておけば、第１のレンズと第２のレンズとの組立てに際して要求される偏心量に対応する偏心量の光学調整装置を選択して両レンズの組立てを行うだけで適切な偏心寸法での組立てを実現することができる。
【００２３】
本発明はカメラの撮影レンズに限らずレンズ光軸の光軸調整が要求される各種光学機器のレンズ鏡筒についても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明が適用されるレンズ鏡筒の断面図である。
【図２】後側レンズの要部の断面図である。
【図３】光軸調整装置の外観斜視図である。
【図４】図３の光軸調整装置の正面図とＡＡ線拡大断面図である。
【図５】光軸調整方法を説明するための断面図である。
【図６】光軸調整装置の変形例の正面図である。
【図７】光軸調整装置の変形例の正面図とＢ矢視図である。
【図８】光軸調整装置の改善例の正面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  主鏡筒
２  ズームリング
３  カム筒
４  前側レンズ
５  中間レンズ
６  後側レンズ
７  第１のレンズ
８  第２のレンズ
９  絞り駆動部
１０  ビス６１
７１  第１のレンズ枠
８１  第２のレンズ枠
１００，１００Ａ，１００Ｂ  光軸調整装置
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ  円環体
１１０  第１の開口
１２０  第２の開口
【図１】
2006113315.tif 000003
【図２】
2006113315.tif 000004
【図３】
2006113315.tif 000005
【図４】
2006113315.tif 000006
【図５】
2006113315.tif 000007
【図６】
2006113315.tif 000008
【図７】
2006113315.tif 000009
【図８】
2006113315.tif 000010