JP2001100070A - レンズ装置およびこれを備えた光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズを光軸方向に倒して光軸合わせを行う
と、他のレンズとの間隔に変化が生じ、光学性能に影響
する。 【解決手段】 レンズを保持するレンズ保持部材１３，
１４を有して構成されるレンズ装置において、レンズ保
持部材の保持面１３ａ，１４ｂを、装置内のいずれかの
レンズ（例えば、レンズ保持部材によって保持するレン
ズＬ１，Ｌ２）の球面Ｒ１の中心と同位置に中心を有す
る球面形状とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影レンズ光学系
や投射レンズ光学系として用いられるレンズ装置に関
し、特に球面レンズをレンズ保持部材により保持して構
成されるレンズ鏡筒等のレンズ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】レンズ鏡筒を構成する場合に、レンズの
加工精度やレンズ保持鏡筒の加工精度を向上させれば、
無調整にて、レンズ保持鏡筒内にレンズを収納して押え
環で押さえ込んだり、レンズをレンズ保持鏡筒にカシメ
たりして、レンズを固定することが可能である。

【０００３】但し、レンズの加工精度やレンズ保持鏡筒
の加工精度にはばらつきが生じることが多く、このばら
つきによる光軸ずれ等を調整する必要が生ずる場合が多
い。このような場合、偏心したカムフォロア２本と無偏
心のカムフォロア１本が軸によって固着された第１のレ
ンズ保持鏡筒を、偏心したカムフォロアが嵌合する２本
の溝と無偏心のカムフォロアが嵌合する１つの穴を有し
た第２のレンズ保持鏡筒に内装し、偏心したカムフォロ
アを軸を中心に回転させることにより第１のレンズ保持
鏡筒を任意の位置に倒して調整する方法等が採られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記調
整方法によると、第１のレンズ保持鏡筒に保持されてい
るレンズ群の光軸中心を第２のレンズ保持鏡筒に構成さ
れている他のレンズ群の光軸中心とを合わせることは可
能であるが、第１のレンズ保持鏡筒が倒れることによっ
て第１のレンズ保持鏡筒内のレンズ群と第２のレンズ保
持鏡筒内のレンズ群との間隔が微小であるが変化してし
まい、レンズ群の間隔が変化することによる性能の劣化
が起ってしまうおそれがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、レンズを保持するレンズ保持部材を
有して構成されるレンズ装置において、レンズ保持部材
の保持面（レンズ自体又はレンズに取り付けられた中間
保持部材と当接する面）を、装置内のいずれかのレンズ
の球面の中心と同位置に中心を有する球面形状としてい
る。

【０００６】例えば、レンズ保持部材の保持面を、この
レンズ保持部材によって保持されるレンズの球面の中心
と同位置に中心を有する球面形状とする。

【０００７】このような構成において、レンズ又は中間
保持部材を調整ネジ等で光軸直交方向から押す等して保
持面に沿って移動させることにより、レンズを上記中心
回りで回動させることが可能となる。したがって、レン
ズ装置内の他のレンズとの間隔を変えることなくレンズ
の倒れ調整（他のレンズとの光軸合わせ）を行うことが
可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の実施形態であ
るレンズ鏡筒（レンズ装置）の構成を示している。な
お、図１はレンズ鏡筒の部分断面図であり、図２および
図３はレンズ鏡筒の部分分解斜視図である。また、この
レンズ鏡筒は、カメラ（光学機器）における撮影光学系
を構成するものとして、または投射装置（光学機器）の
投射光学系を構成するもの等として用いられる。

【０００９】図１において、Ｌ１〜Ｌ６はレンズであ
る。これらレンズＬ１〜Ｌ６のうちレンズＬ３〜Ｌ６は
それぞれ、レンズ保持鏡筒（レンズ保持部材）１３にお
ける光軸方向所定位置に挿入配置され、レンズ保持鏡筒
１３の内周に形成されたネジ部に締め込まれた押さえ環
２１〜２３によって押さえ込まれて固定される。なお、
レンズ保持鏡筒１３は、アルミ合金やマグネシウム合金
等の金属により加工成形されたり、ガラス入りプラスチ
ックによりモールド成形される。

【００１０】また、レンズＬ１とレンズＬ２は互いに貼
り合わせ接合されて一体のレンズとして構成されてい
る。

【００１１】このレンズＬ１，Ｌ２には、上記のように
接合された後、その外周に中間保持枠１１が取り付けら
れる。具体的には、中間保持枠１１をレンズＬ２の後面
に突き当てた状態で、中間保持枠１１の前部に中間押さ
え環１２をネジ込み、これら中間保持枠１１と中間押さ
え環１２とによってレンズＬ１，Ｌ２を挟み込む。

【００１２】こうして中間保持枠１１が取り付けられた
レンズＬ１，Ｌ２は、レンズ保持鏡筒１３の内側前部に
挿入配置される。レンズ保持鏡筒１３の内側前部には、
保持面１３ａが形成されており、この保持面１３ａにて
中間保持枠１１の後端当接面１１ａの当接を受ける。

【００１３】そして、レンズ保持鏡筒１３の前端部内周
に形成されたネジ部１３ｂに押さえ環１４のネジ部１４
ａをねじ込んで、押さえ環（押さえ部材）１４の押さえ
面（保持面）１４ｂによって中間保持枠１１を保持面１
３ａに対して押さえ込む。これにより、中間保持枠１１
およびレンズＬ１，Ｌ２がレンズ保持鏡筒１３内にて固
定される。

【００１４】ここで、レンズＬ１の第１面Ｒ１には、前
方に向かって凸となる球面が形成されていおり、レンズ
Ｌ１の第２Ｒ２およびレンズＬ２の第１面Ｒ１′には、
レプリカ樹脂による非球面が形成されている。

【００１５】このような接合レンズは、各レンズ単体の
芯取り精度誤差に加えて、レプリカ樹脂の偏肉が発生す
るため、接合後の合成形での透過偏心が無視できなくな
る。例えば、レンズＬ１とレンズＬ２の倒れ敏感度（こ
の場合は、中心コマ収差）の絶対値が共に大きい場合に
は、上記の単体芯取り精度誤差とレプリカ樹脂偏肉とに
よって大きな収差が発生してしまう。

【００１６】そして、このようにして発生する収差を補
正するために、レンズＬ１とレンズをＬ２とを貼り合わ
せた中心付近を回転中心軸にして倒れ調整を行う場合、
これらレンズＬ１，Ｌ２の合成敏感度が、レンズ単体の
敏感度に比べて小さいときには非常に大きな調整量が必
要となってしまう。

【００１７】さらに、レンズＬ１，Ｌ２の後側に配置さ
れたレンズ（Ｌ３〜Ｌ６）の敏感度は、像面敏感度（片
ぼけ調整）等、複数種類有しているので、ある一種の収
差に着目した調整量が大きいと、他の収差に著しく影響
し、調整が成り立たなくなる。

【００１８】また、前述したように、レンズＬ１とレン
ズＬ２は、中間保持枠１１が取り付けられる前に貼り合
わせられるが、このときにレンズＬ１の中心軸とレンズ
Ｌ２の中心軸とがずれて貼り合わせられこともあり得
る。このような場合に、中間保持枠１１がそのままレン
ズ保持鏡筒１３に固定されると、レンズＬ１，Ｌ２によ
って構成された中心軸と、レンズＬ３〜Ｌ６で構成され
た中心軸とがずれ、満足する光学性能を得ることが不可
能になってしまう。

【００１９】そこで、本実施形態では、レンズＬ１とレ
ンズＬ２の単体ごとに、倒れに関して敏感度の高い収差
についての敏感度を計算し、レンズＬ１とレンズＬ２の
合成敏感度が高くなるように調整回転中心を計算した。
この結果、レンズＬ１の第１面Ｒ１の球面の中心と同位
置を中心としてレンズＬ１，Ｌ２を移動させることによ
り、レンズＬ１，Ｌ２の倒れ調整を行うこととしてい
る。なお、このときのレンズＬ１，Ｌ２の合成敏感度の
うち平行偏心敏感度は、レンズＬ１，Ｌ２の合成敏感度
のうち倒れ敏感度の半分以下になっている。

【００２０】そして、このような倒れ調整を可能とする
ために、本実施形態では、レンズ保持鏡筒１３の保持面
１３ａおよびこの保持面１３ａに当接する中間保持枠１
１の後端当接面１１ａを、レンズＬ１の第１面Ｒ１の中
心と同位置に中心を持つ球面形状としている。

【００２１】また、押さえ環１４の押さえ面１４ｂおよ
びこの押さえ面１４ｂに当接する中間保持枠本体１１の
前端当接面１１ｂも、レンズＬ１の第１面Ｒ１の中心Ｏ
と同位置に中心を持つ球面形状としている。

【００２２】さらに、図２および図３に示すように、中
間保持枠１１の外周における光軸回り９０度毎には、４
箇所の調整面１１ｃを形成しているとともに、レンズ保
持鏡筒１３における上記４つの調整面１１ｃのうち周方
向において隣り合う２つの調整面１１ｃと同位相の２箇
所にはバネ穴１３ｄが形成されている。これら２つのバ
ネ穴１３ｄには、レンズ保持鏡筒１３の外周にネジ１５
ａによって取り付けられた円弧状の板バネ１５の端部が
挿入される。この板バネ１５の端部は、中間保持枠１１
の上記２箇所の調整面１１ｃに当接して中間保持枠１１
を光軸直交方向のうち互いに直交する２方向に付勢す
る。

【００２３】また、レンズ保持鏡筒１３における上記４
つの調整面１１ｃのうち残りの２つの調整面１１ｃと同
位相の２箇所（板バネ１５の端部が当接する２つの調整
面１１ｃに対して光軸を挟んだ反対側の位置）には、調
整ネジ１６のねじ込みが可能なタップ穴１３ｃが形成さ
れている。なお、板バネ１５、調整ネジ１６およびタッ
プ穴１３によって請求の範囲にいう調整手段が構成され
る。

【００２４】このような構成において、レンズＬ１，Ｌ
２の倒れ調整を行う場合には、まず調整ネジ１６をタッ
プ穴１３にねじ込んで調整ネジ１６の先端をレンズ保持
鏡筒１３の調整面１１ｃに当接させた状態で、押さえ環
１４を緩め、中間保持枠１１（つまりはレンズＬ１，Ｌ
２）がレンズ保持鏡筒１３と押さえ環１４との間で移動
できるようにする。

【００２５】次に、調整ネジ１６を回転させ、中間保持
枠１１を板バネ１５の付勢力により又は付勢力に抗して
レンズ保持鏡筒１３と押さえ環１４との間で移動させ
る。

【００２６】このとき、中間保持枠１１は、後端当接面
１１ａがレンズ保持鏡筒１３の保持面１３ａに沿って、
前端当接面１１ｂが押さえ環１４の押さえ面１４ｂに沿
って移動する。これにより、レンズＬ１，Ｌ２は、レン
ズＬ１の第１面Ｒ１の球面の中心位置Ｏを中心として回
動する。

【００２７】こうしてレンズＬ１，Ｌ２の倒れ調整を行
って、レンズＬ１，Ｌ２で構成された中心軸とレンズＬ
３〜Ｌ６で構成された中心軸とが揃って光学性能を満足
する状態になると、押さえ環１４を再び締め付けて中間
保持枠１１をレンズ保持鏡筒１３に対して固定する。

【００２８】なお、上記実施形態では、敏感度の計算
上、レンズ保持鏡筒１３における保持面１３ａ等の球面
の中心をレンズＬ１の第１面Ｒ１の球面の中心にとった
場合について説明したが、レンズ構成によっては、レン
ズ保持鏡筒１３における保持面１３ａ等の球面の中心
を、レンズＬ２の第２面Ｒ２′の球面の中心とする等、
レンズ保持鏡筒１３に保持されたどのレンズの球面の中
心としても同様の効果を得られる。また、レンズ構成に
よっては、レンズ保持鏡筒内以外に設けられたレンズの
中心を保持面等の球面の中心としてもよい。

【００２９】また、上記実施形態では、倒れ調整機構と
して、ネジとバネを用いた場合について説明したが、専
用工具を用いて中間保持枠１１をレンズ保持鏡筒１３と
押さえ環１４との間で移動させるようにしてもよい。こ
れにより、レンズ保持バネ１５と調整ネジ１５ａが不要
となり、構成を簡単化し、コストを下げることが可能と
なる。

【００３０】さらに、上記実施形態では、接合により一
体化されたレンズＬ１，Ｌ２の倒れ調整を行う場合につ
いて説明したが、本発明はレンズ単体の倒れ調整を行う
場合についても適用することができる。

【００３１】また、上記実施形態では、レンズＬ１，Ｌ
２に中間保持枠１１を取り付け、この中間保持枠１１を
レンズ保持鏡筒１３および押さえ環１４によって保持す
る場合について説明したが、本発明は、レンズ保持鏡筒
に直接レンズを保持させる場合にも適用することができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レンズ保持部材における保持面を、この保持面によって
保持されるレンズ等、装置内のいずれかのレンズの球面
の中心と同位置に中心を持つ球面形状としたので、上記
保持面に沿って上記レンズを移動させることにより、装
置内のレンズ同士の間隔を変化させることなくレンズの
倒れ調節（光軸合わせ）を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態であるレンズ鏡筒の断面図で
ある。

【図２】上記レンズ鏡筒の部分分解斜視図である。

【図３】上記レンズ鏡筒の部分分解斜視図である。断面
図である。

【符号の説明】

１１ 中間保持枠 １１ａ，１１ｂ 当接面 １２ 中間押さえ環 １３ レンズ保持鏡筒 １３ａ 保持面 １４ 押さえ環 １４ｂ 押さえ面 １５ 板バネ １６ 調整ネジ Ｌ１〜Ｌ６ レンズ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを保持するレンズ保持部材を有し
   て構成されるレンズ装置において、 前記レンズ保持部材の保持面を、装置内のいずれかのレ
   ンズの球面の中心と同位置に中心を有する球面形状とし
   たことを特徴とするレンズ装置。
2. 【請求項２】 前記レンズ保持部材との間でレンズを挟
   み込んで保持する押さえ部材を有しており、 前記レンズ保持部材および前記押さえ部材の保持面を、
   装置内のいずれかのレンズの球面の中心と同位置に中心
   を有する球面形状としたことを特徴とする請求項１に記
   載のレンズ装置。
3. 【請求項３】 前記保持面の球面形状の中心を、前記レ
   ンズ保持部材によって保持されるレンズの球面の中心と
   同位置にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
   レンズ装置。
4. 【請求項４】 レンズに中間保持部材が取り付けられて
   おり、前記レンズ保持部材がこの中間保持部材を保持す
   ることを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
5. 【請求項５】 前記中間保持部材における前記保持面に
   当接する面を、前記保持面の球面の中心と同位置に中心
   を有する球面形状としたことを特徴とする請求項４に記
   載のレンズ装置。
6. 【請求項６】 前記レンズ保持部材によって保持される
   レンズを前記保持面に沿って移動させてこのレンズの倒
   れ調整を行う調整手段を有することを特徴とする請求項
   １から６のいずれかに記載のレンズ装置。
7. 【請求項７】 前記レンズ保持部材によって保持される
   レンズが複数のレンズを接合して構成されていることを
   特徴とする請求項１から６のいすれかに記載のレンズ装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載のレン
   ズ装置を備えたことを特徴とする光学機器。