(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズが鏡筒本体内に収納されて構成され、該複数のレンズのうちの少なくとも一のレンズが、光軸の傾き調整が可能となされたレンズ装置であって、
上記鏡筒本体は、上記一のレンズの装着部として、該一のレンズの外周面部を支持する周壁部と、この周壁部より内方側に向けて形成され該一のレンズの球面形状部の周辺部分に対向する段差部とを有し、
上記一のレンズは、外周面部の少なくとも３箇所を上記鏡筒本体の周壁部に対して略々接触させ、光軸を傾ける方向への移動が可能となされて支持され、上記球面状部分の周辺部分を、この球面状部分と上記段差部との間に挟まれたリング状シート部材を介して、該段差部によって支持され、
上記リング状シート部材は、上記一のレンズが上記鏡筒本体に対して光軸を傾けるとき、この一のレンズの球面状部分と上記段差部とに挟まれたままの状態で、該球面状部分に追従して該段差部に対して上記鏡筒本体の軸に直交する方向に移動される
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
上記リング状シート部材によって支持される上記一のレンズの球面状部分は、この一のレンズの光学面の一部であることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
【請求項３】
上記リング状シート部材によって支持される上記一のレンズの球面状部分は、この一のレンズの光学面の外周側に該光学面とは別の面として形成されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
【請求項４】
上記一のレンズは、外周面部が、光軸の傾き調整における可動中心点を曲率中心とする球面形状となっていることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
【請求項５】
上記一のレンズは、外周面部において上記鏡筒本体の周壁部に接触する幅が、この外周面部を周壁部に接触させたままで光軸の傾き調整が可能である幅となっていることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
【請求項６】
上記一のレンズの外周側部分の一の箇所を上記段差部側に押圧付勢する第１の付勢部材と、
上記第１の付勢部材が上記一のレンズを押圧付勢する箇所に対し光軸を介して略々反対側の箇所において該一のレンズを支持し、上記段差部に対する接離方向に移動調整可能である第１の調整部材と、
上記一のレンズの外周側部分の他の箇所を上記段差部側に押圧付勢する第２の付勢部材と、
上記第２の付勢部材が上記一のレンズを押圧付勢する箇所に対し光軸を介して略々反対側の箇所において該一のレンズを支持し、上記段差部に対する接離方向に移動調整可能である第２の調整部材と
を備え、
上記第１及び第２の調整部材を上記段差部に対する接離方向に移動調整することによって、上記一のレンズの光軸の傾き調整を行う
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
【請求項７】
４群ズームレンズとして構成され、第３群レンズについて光軸の傾き調整が可能となっていることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等撮像装置の撮影レンズやプロジェクタ等の投射レンズとして使用されるレンズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のレンズ群からなり、一部のレンズ群を光軸方向に移動させることにより焦点距離を変化させることができるズームレンズとして構成されたレンズ装置が提案されている。また、このようなズームレンズとして、固定群と移動群とから構成され、移動群を光軸方向に移動させることにより焦点距離の変化と焦点調節とを行う、いわゆるインナーフォーカス式のズームレンズが提案されている。
【０００３】
このようなインナーフォーカス式のズームレンズは、高変倍率ズームレンズとして構成されるとともに、小型化、高画質化が図られ、ビデオカメラやいわゆるデジタルカメラ等の撮像装置を構成するに好適なズームレンズとして使用されている。
【０００４】
このようなレンズ装置においては、光学特性を維持するために、少なくとも一のレンズについて、製造工程上において光軸の傾き調整を行うことがある。そして、このような光軸の傾き調整が行えるように、調整対象となる一のレンズを鏡筒本体部に対して移動可能に支持して構成したレンズ装置が提案されている。
【０００５】
すなわち、図９に示すように、調整対象となる一のレンズ１０１の光学面または光学面の外周側の球面部１０２をレンズ枠１０３で直接受けて支持し、このレンズ１０１を傾き調整可能に支持するティルト調整機構（球面座方式）が提案されている。このティルト調整機構において、レンズ１０１は、外周側部分の一箇所において、板バネ１０４によって押圧され、レンズ枠１０３側に球面部１０２を押接させ、該板バネ１０４によって押圧されている箇所の光軸を介しての反対側の箇所において、調整ピン１０５によって支持されている。このティルト調整機構においては、調整ピン１０５を移動操作してこの調整ピン１０５とレンズ枠１０３との間の距離を変化させることにより、レンズ１０１のレンズ枠１０３に対する傾きの調整が行われる。
【０００６】
このティルト調整機構においては、レンズ１０１の傾き調整を行ったとき、このレンズ１０１の球面部１０２の光軸方向の高さを―定に保つことができる。
【０００７】
また、ティルト調整機構としては、レンズの外周側部分、もしくは、このレンズが取付けられたレンズ枠における数箇所を受けて支持して、該レンズを傾き調整可能に支持したティルト調整機構も提案されている。
【０００８】
このようなティルト調整機構としては、図１０に示すように、レンズ１０１の外周側部分の一箇所をレンズ枠１０３の支持部１０６によって挟持して支持し、この支持部１０６によって支持された箇所の反対側の箇所を光軸方向に変位させることによって、該支持部１０６を回転中心としてレンズ１０１を傾けるようにした構成が考えられる。このレンズ１０１の支持部１０６によって支持された箇所の反対側の箇所は、板バネ１０４と調整ピン１０５とによって挟持されている。このティルト調整機構においては、調整ピン１０５を移動調整することにより、レンズ１０１の外周側部分の一箇所がこの調整ピン１０５に追従して変位され、レンズ１０１の傾きが調整される。
【０００９】
さらに、このようなティルト調整機構としては、図１１に示すように、レンズ１０１の外周側部分の３箇所以上を光軸方向に変位可能として支持する構成のものがある。このティルト調整機構においては、レンズ１０１は、外周側部分の３箇所以上において、それぞれ板バネ１０４と調整ピン１０５とによって挟持されて支持されている。このティルト調整機構においては、各調整ピン１０５を移動調整することにより、レンズ１０１の外周側部分の該調整ピン１０５により支持されている箇所がこの調整ピン１０５に追従して変位され、レンズ１０１の傾きが調整される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようなレンズ装置において、図９に示したレンズ１０１の球面部１０２をレンズ枠１０３で受ける構成のティルト調整機構においては、図１２に示すように、レンズ１０１を傾けることに伴うレンズ１０１の中心位置の光軸に直交する方向への変位量が大きいという問題がある。例えば、レンズ１０１を１°傾ける場合において、第１面の光軸に直交する方向への変位量が３５μｍ、第２面の光軸に直交する方向への変位量が６４μｍにも達する。このようにレンズ１０１のセンター位置の光軸に直交する方向への変位量が大きいと、収差の悪化や周辺光量の低下などの光学特性の劣化が生じ易くなる。特に、傾きを調整するレンズが非球面レンズである場合においては、光学特性の劣化は深刻なものとなる。
【００１１】
また、図１０及び図１１に示したレンズの外周側部分の数箇所を受けて支持する構成のティルト調整機構においては、一箇所をレンズ枠１０３によって支持した構成の場合には、図１３に示すように、レンズ１０１を傾けることに伴って、レンズ中心が光軸方向に変位してしまい、フランジバック量のずれが発生するという問題がある。例えば、レンズ１０１を１°傾ける場合において、第１面の光軸方向への変位量は、７μｍ程度となる。
【００１２】
そして、レンズ１０１の外周側部分の複数の箇所を板バネ１０４及び調整ピン１０５によって支持した構成の場合には、図１４に示すように、レンズ中心を光軸方向について一定位置に保つことが可能であり、また、光軸に直交する方向の変位についても、第１面について１７μｍ、第２面について１２μｍと少ない変位量に抑えることが可能である。しかし、このティルト調整機構は、機構が複雑であり、小型化が困難であり、また、調整工程が複雑、かつ、困難で、調整に要する時間が長くなるという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、光軸の傾き調整が可能となされた少なくとも一のレンズを含む複数のレンズによって構成されたレンズ装置であって、装置構成が複雑化、大型化されることなく、また、調整工程が複雑化、困難化されることなく、該一のレンズの高精度の調整及び位置決めが可能となされたレンズ装置を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明は、複数のレンズが鏡筒本体内に収納されて構成され該複数のレンズのうちの少なくとも一のレンズが光軸の傾き調整が可能となされたレンズ装置において、上記鏡筒本体を、上記一のレンズの装着部として該一のレンズの外周面部を支持する周壁部とこの周壁部より内方側に向けて形成され該一のレンズの球面形状部の周辺部分に対向する段差部とを有するものとし、上記一のレンズは、外周面部の少なくとも３箇所を上記鏡筒本体の周壁部に対して略々接触させ光軸を傾ける方向への移動が可能となされて支持され上記球面状部分の周辺部分をこの球面状部分と上記段差部との間に挟まれたリング状シート部材を介して該段差部によって支持されているものとし、上記リング状シート部材は、上記一のレンズが上記鏡筒本体に対して光軸を傾けるとき、この一のレンズの球面状部分と上記段差部とに挟まれたままの状態で該球面状部分に追従して該段差部に対して上記鏡筒本体の軸に直交する方向に移動されることとしたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１６】
この実施の形態は、本発明に係るレンズ装置を、４群のレンズ群から構成されるズームレンズとして構成したものである。このズームレンズは、図１に示すように、光軸をＺ軸として、Ｘ軸回り及びＹ軸回りの回転機構を有する正パワーの固定群である第１レンズ群１、ズーミング（変倍操作）のための移動群である負パワーの第２レンズ群２、Ｘ軸回り及びＹ軸回りの回転機構を有する正パワーの固定群である第３レンズ群となるレンズ３、及び、フォーカシング（焦点調節操作）のための正パワーの移動群である第４レンズ群４を有して構成されている。すなわち、このズームレンズにおいては、第１レンズ１群及び第３レンズ群となるレンズ３が、光軸の傾き調整を行うことが可能なレンズとなっている。
【００１７】
このズームレンズにおいて、第３レンズ群となるレンズ３は、図２に示すように、鏡筒本体部１１（鏡筒の一部を輪切りにして他を省略して示している）内のレンズ取付け孔１１ａに組込まれて支持されている。この鏡筒本体部１１においては、レンズ取付け孔１１ａの円筒状の内周壁部が、レンズ３の外周面部を支持するレンズの装着部となる。このレンズ取付け孔１１ａの内周壁部の内径は、レンズ３の外周面部の外径と略々同一の寸法となっている。すなわち、レンズ３は、外周面部の少なくとも３箇所をレンズ取付け孔１１ａの内周壁部に対して略々接触させ、光軸を傾ける方向への移動が可能となされるとともに、レンズの中心を光学系全体の光軸上となされて支持される。
【００１８】
なお、レンズ３は、外周面部が、光軸の傾き調整における可動中心点を曲率中心とする球面形状となっていることとしてもよい。また、レンズ３は、外周面部においてレンズ取付け孔１１ａの内周壁部に接触する幅が、この外周面部を内周壁部に接触させたままで光軸の傾き調整が可能である幅となっていることとしてもよい。
【００１９】
そして、この鏡筒本体部１１は、レンズ取付け孔１１ａの内周壁部より内方側に向けて形成された段差部１１ｂを有している。この段差部１１ｂのレンズ３が組込まれる側の面は、光軸に直交する円環状の平面となっている。
【００２０】
レンズ３を鏡筒本体部１１に組込むには、図３に示すように、まず、レンズ取付け孔１１ａに対して、リング状シート部材であるスライダ１２を取付ける。このとき、このスライダ１２は、段差部１１ｂ上に載置された状態となる。このスライダ１２は、滑性を有し、外径がレンズ取付け孔１１ａの内周壁部の内径よりも小さく、かつ、段差部１１ｂの内径よりも大きく、内径が段差部１１ｂの内径よりも小さい円環状に形成されている。
【００２１】
すなわち、このスライダ１２は、段差部１１ｂ上において、レンズ取付け孔１１ａの内周壁面に対して充分なクリアランスを有し、光軸に直交する平面内を移動可能となっている。また、このスライダ１２の内径は、このスライダ１２が光軸に直交する平面内を移動しても、レンズ３を通過する光線を切ることがないようになされている。このスライダ１２は、段差部１１ｂに対して引っ掛かりなどを生ずることなく滑らかにスライド動作をするような面精度を有して形成されている。
【００２２】
次に、レンズ取付け孔１１ａにレンズ３を組込み、このレンズ３の外周縁部分と段差部１１ｂとによりスライダ１２を挟む状態とする。このとき、レンズ３は、図４に示すように、段差部１１ｂに対向する球面状部分３ａの周辺部分を、この球面状部分３ａと段差部１１ｂとの間に挟まれたスライダ１２を介して、段差部１１ｂによって支持される。
【００２３】
スライダ１２は、レンズ３を支持したまま段差部１１ｂに対して引っ掛かりなどを生ずることなく滑らかにスライド動作をするような面精度及び剛性を有して形成されている。スライダ１２の内周縁部であってレンズ３に接触する側には、面取り部１２ａが形成されている。このスライダ１２を打ち抜き加工によって形成する場合には、外周縁部のバリ方向が段差部１１ｂ側とならないようにし、また、内周縁部のバリ方向がレンズ３側とならないようにする。
【００２４】
また、レンズ３の球面状部分３ａは、スライダ１２の内径と面取り部１２ａに対応した径及び傾斜角度を有して形成されている。なお、この球面状部分３ａは、レンズ３の光学面に連続した光学面の一部（外周縁部分）として形成してもよく、また、光学面には連続しない別個の面として形成してもよい。
【００２５】
そして、図３に示すように、板バネ１４を鏡筒本体部１１に取付けることにより、この鏡筒本体部１１にレンズ３を保持させる。この板バネ１４は、一対のアーム部１４ａ，１４ｂを有して、略々Ｌ字状の形状に形成されている。この板バネ１４は、中央部分にあたる取付け片部１４ｃが鏡筒本体部１１の固定部２３に固定されることにより、この鏡筒本体部１１に取付けられる。このように鏡筒本体部１１に取付けられた板バネ１４の各アーム部１４ａ，１４ｂは、図５に示すように、レンズ３の外周側部分のそれぞれ１箇所に先端側を当接させ、これらの箇所において、図５中矢印Ａ及び矢印Ｂに示すように、レンズ３を段差部１１ｂ側に付勢している。レンズ３において、各アーム部１４ａ，１４ｂの先端側が当接する箇所は、レンズ３の中心を介して、略々９０°を隔てた位置となっている。
【００２６】
また、この鏡筒本体部には、一対の調整ピン１５，１６が取付けられている。これら調整ピン１５，１６は、図２に示すように、ドライバ等の冶工具によって回動操作できるようになされた頭部と、この頭部につながった軸部とを有して形成され、鏡筒本体部１１の外筒部に設けられた透孔１７，２０を介して、軸部を鏡筒本体部１１内に挿入させて装着される。これら調整ピン１５，１６の軸部は、レンズ取付け孔１１ａの近傍に設けられた支持片１８，２１に設けられた支持孔１９，２２に対応して挿入されて、図５に示すように、支持される。このとき、各調整ピン１５，１６の頭部は、鏡筒本体部１１の外方側に臨んでいる。
【００２７】
そして、これら調整ピン１５，１６の軸部の先端側には、偏芯部１５ａ，１６ａが設けられている。この偏芯部１５ａ，１６ａは、調整ピン１５，１６の軸部よりも細い円柱状に形成され、該軸部に対して偏芯して、該軸部の先端部につながっている。
【００２８】
一方の調整ピン１５は、鏡筒本体部１１に取付けられると、偏芯部１５ａを、一方のアーム部１４ｂの先端側と対向する位置において、レンズ３に接触させる。同様に、他方の調整ピン１６は、鏡筒本体部１１に取付けられると、偏芯部１６ａを、他方のアーム部１４ａの先端側と対向する位置において、レンズ３に接触させる。
【００２９】
レンズ３は、図４に示すように、一方の調整ピン１５の偏芯部１５ａが接触している位置においては、一方のアーム部１４ｂの付勢力の反作用により、図４中矢印Ｃで示すように、段差部１１ｂより離間し、偏芯部１５ａに向かう方向に付勢されている。同様に、レンズ３は、他方の調整ピン１６の偏芯部１６ａが接触している位置においては、他方のアーム部１４ａの付勢力の反作用により、段差部１１ｂより離間し、偏芯部１６ａに向かう方向に付勢されている。したがって、レンズ３は、各調整ピン１５，１６の偏芯部１５ａ、１６ａに常に外周側部分を接触させている状態となされている。
【００３０】
上述のようにして、レンズ３は、図６に示すように、鏡筒本体部１１に組み込まれ、スライダ１２、板バネ１４の各アーム部１４ａ，１４ｂ及び各調整ピン１５，１６の偏芯部１５ａ、１６ａによって支持される。
【００３１】
そして、調整ピン１５を回転させると、図７に示すように、レンズ３は、偏芯部１５ａの偏芯量に応じて、この偏芯部１５ａが当接している箇所が光軸方向に変位し、レンズ３全体としては光軸を傾ける方向に回転し、レンズ面にティルトが発生する。このとき、レンズ３は、外周方向（光軸に直交する方向）への変位をレンズ取付け孔１１ａの内周壁面によって規制されており、外周方向へのシフトを発じない。また、このとき、スライダ１２が光軸に直交する方向にスライドシフトする。すなわち、スライダ１２は、レンズ３が鏡筒本体部１１に対して光軸を傾けるとき、このレンズ３の球面状部分３ａと段差部１１ｂとに挟まれたままの状態で、球面状部分３ａに追従して、段差部１１ｂに対して鏡筒本体部１１の軸に直交する方向に移動される。このようなスライダ１２の移動により、レンズ３の各面の光軸に直交する方向への変位量が抑えられ、また、レンズ３のセンターの光軸方向への変位が生じないようになされる。
【００３２】
例えば、図６に示すように、レンズ３の外径が９ｍｍである場合に、レンズ３を１°傾ける場合には、偏芯部１５ａにおける偏芯量が７５μｍとなり、第１面（Ｒ１面）の光軸に直交する方向への変位量が１６μｍ、第２面（Ｒ２面）の光軸に直交する方向への変位量が１３μｍに抑えられ、また、レンズ中心の光軸方向への変位は生じない。
【００３３】
以上のような調整は、調整ピン１６についても同様である。したがって、このレンズ装置においては、２本の調整ピン１５，１６の回転方向及び回転角を組合わせることによって、光軸に直交する２軸（×軸、Ｙ軸）のそれぞれについて独立にレンズの傾きの調整を行うことが可能であり、レンズのティルト調整を任意の方向について行うことが可能となる。
【００３４】
そして、調整後には、各調整ピン１５，１６をそれぞれ鏡筒本体部１１に対して接着等によって固定することにより、調整後の変位が起こらないようにすることが可能である。
【００３５】
上述のように、このレンズ装置においては、光軸の傾き調整の対象となるレンズ３について鏡筒本体部１１に組込んだ後に傾き調整を行うことができ、調整用部品の交換等は不要である。また、傾き調整においては、複雑な調整用設備が不要である。また、このレンズ装置においては、調整ピン１５，１６の形状を外方側に伸びた形状とすることができ、鏡筒内部に配置されるレンズの傾き調整を容易に行うことができる。そして、調整ピン１５，１６の鏡筒本体部１１との間の空隙を狭くすることにより、外部から鏡筒本体部１１内への塵挨の侵入を防止することができる。
【００３６】
そして、このレンズ装置における傾き調整においては、レンズ３の回転中心が光軸上となり、調整対象となるレンズの調整に伴う光軸方向の移動がなく、シフト方向の変位も極微小に抑えられるため、調整によるフランジバックのずれや周辺光量の低下などの影響が少ない。
【００３７】
さらに、このレンズ装置においては、図８に示すように、各調整ピン１５，１６が配置される場所以外は、機構スペースを必要とせず、空いたスペースに各種アクチェータ２４等を配置することができ、レンズブロックの小型化が達成できる。
【００３８】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るレンズ装置においては、光軸の傾き調整の対象となる一のレンズについて鏡筒本体部に組込んだ後に傾き調整を行うことができ、調整用部品の交換等は不要である。また、傾き調整においては、複雑な調整用設備が不要である。また、このレンズ装置においては、調整ピンの形状を外方側に伸びた形状とすることができ、鏡筒内部に配置されるレンズの傾き調整を容易に行うことができる。そして、調整ピンの鏡筒本体部との間の空隙を狭くすることにより、外部から鏡筒本体部内への塵挨の侵入を防止することができる。
【００３９】
そして、このレンズ装置における傾き調整においては、レンズの回転中心が光軸上となり、調整対象となるレンズの調整に伴う光軸方向の移動がなく、シフト方向の変位も極微小に抑えられるため、調整によるフランジバックのずれや周辺光量の低下などの影響が少ない。
【００４０】
さらに、このレンズ装置においては、２箇所の調整ピンが配置される場所以外には、機構スペースを必要とせず、空いたスペースにアクチェータ等を配置することによって、レンズブロックの小型化を達成することができる。
【００４１】
すなわち、本発明は、光軸の傾き調整が可能となされた少なくとも一のレンズを含む複数のレンズによって構成されたレンズ装置であって、装置構成が複雑化、大型化されることなく、また、調整工程が複雑化、困難化されることなく、該一のレンズの高精度の調整及び位置決めが可能となされたレンズ装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ装置の構成を示す側面図である。
【図２】上記レンズ装置において光軸の傾き調整対象となるレンズ及びこのレンズを保持する鏡筒本体部の部分の構成を示す分解斜視図である。
【図３】上記レンズ装置において光軸の傾き調整対象となるレンズ及びこのレンズを保持する鏡筒本体部の要部の構成を示す分解斜視図である。
【図４】上記レンズが上記鏡筒本体部内に配置された状態の要部を示す縦断面図である。
【図５】上記レンズが上記鏡筒本体部内に配置された状態の要部を示す斜視図である。
【図６】上記レンズが上記鏡筒本体部内に配置された状態を示す縦断面図である。
【図７】上記レンズの傾き調整を行った状態を示す縦断面図である。
【図８】上記レンズ装置において、鏡筒本体部内にアクチェータを配置した状態を示す斜視図である。
【図９】従来のレンズ装置におけるティルト調整機構の構成を示す縦断面図である。
【図１０】従来のレンズ装置におけるティルト調整機構の構成の他の例を示す縦断面図である。
【図１１】従来のレンズ装置におけるティルト調整機構の構成のさらに他の例を示す縦断面図である。
【図１２】図９に示したティルト調整機構においてレンズを傾けた状態を示す縦断面図である。
【図１３】図１０に示したティルト調整機構においてレンズを傾けた状態を示す縦断面図である。
【図１４】図１１に示したティルト調整機構においてレンズを傾けた状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  第１レンズ群、２  第２レンズ群、３  第３レンズ群、４  第４レンズ群、１１  鏡筒本体部、１２  スライダ、１４  板バネ、１５，１６  調整ピン
【図１】
0003864790.tif 000002
【図２】
0003864790.tif 000003
【図３】
0003864790.tif 000004
【図４】
0003864790.tif 000005
【図５】
0003864790.tif 000006
【図６】
0003864790.tif 000007
【図７】
0003864790.tif 000008
【図８】
0003864790.tif 000009
【図９】
0003864790.tif 000010
【図１０】
0003864790.tif 000011
【図１１】
0003864790.tif 000012
【図１２】
0003864790.tif 000013
【図１３】
0003864790.tif 000014
【図１４】
0003864790.tif 000015